JPH11262204A - 電動パワーステアリング装置用の電動モータ - Google Patents

電動パワーステアリング装置用の電動モータ

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JPH11262204A
JPH11262204A JP10057850A JP5785098A JPH11262204A JP H11262204 A JPH11262204 A JP H11262204A JP 10057850 A JP10057850 A JP 10057850A JP 5785098 A JP5785098 A JP 5785098A JP H11262204 A JPH11262204 A JP H11262204A
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JP
Japan
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magnet
motor
electric motor
impact resistance
power steering
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JP10057850A
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English (en)
Inventor
Minoru Takahashi
稔 高橋
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NSK Ltd
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NSK Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、出力が大きく、外部の衝撃に対し
て強く、しかもこれらの利点がモータを大型化させた
り、製造コストを徒らに上昇させることなく達成できる
電動モータを含む電動パワーステアリング装置を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 車両の電動パワーステアリング装置にお
いて使用され、手動操舵力を補助する補助操舵力を発生
する電動モータであって、回転軸に取り付けられ、ハウ
ジングに取り付けられたコア及び励磁コイルと対向する
永久磁石が、機械的強度又は耐衝撃力の異なる筒状で半
径方向において重ね合わされた二種類の磁石から成り、
機械的強度又は耐衝撃力が小さい第1の磁石を、機械的
強度又は耐衝撃力の大きい第2の磁石で覆ったことを特
徴とする、電動パワーステアリング装置用電動モータ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両において運転
者による手動操舵力を補助(アシスト)する電動パワー
ステアリング(EPS)装置、特にその電動モータの改
良に関する。
【0002】
【従来の技術】電動パワーステアリング装置用の電動モ
ータとしては従来から種々の形式、構造のものが知られ
ており、その一種に永久磁石を使用したものがある(例
えば特開平9−182403号公報)。永久磁石は、ブ
ラシモータではモータハウジング側に固定され、ブラシ
レスモータでは回転軸と共に回転する。そして従来技術
では、ブラシモータでもブラシレスモータでも、永久磁
石は一種類の焼結磁石、即ちフェライト磁石又は希土類
(Nd−Fe−B系)磁石で構成されていた。ここで、
EPS装置の電動モータには相反する二つのことが要求
される。その一つは大きい補助力を得るためにその出力
が大きいことであり、もう一つは車両で発生し電動モー
タに加わる衝撃に対して強いことである。これに対し
て、従来から使用されている焼結磁石製の永久磁石は、
高出力を得る上では好都合であるが、外部からの衝撃に
対して脆い性質がある。これを考慮して、従来は図9に
示すように(例えば特開平5−276715号公報、実
開平6−21346号公報参照)、回転軸110にカラ
ー112を介して嵌合した焼結磁石114の周囲をステ
ンレス鋼等の衝撃に強いカバー116で保護、強化して
いた。しかし、そのために電動モータの構造が複雑にな
り、製造コストが上昇する。それのみならず、カバー1
16を設けたことによりその分だけ永久磁石114と電
機子120との距離Bが遠くなり、モータの出力が低下
し易い。これでは、出力が大きいという焼結磁石の長所
が半減することになる。これに対処するためには、モー
タ全体の寸法を大きくすることが必要となる。以上の問
題はブラシモータでも生ずるが、ブラシレスモータでは
永久磁石が回転するので、特に顕著である。
【0004】一方、出力の小さい電動モータでは耐衝撃
性を重視して、永久磁石をプラスチック磁石で構成する
ことも行われている。これは、磁石粉末にプラスチック
スを混合して成形した磁石であり、衝撃強度が大きく破
損し難い特徴がある。従って、このプラスチック磁石を
使用すると上記保護カバー116は不要となるが、その
反面磁石性能即ちモータ出力が焼結磁石114を使用し
た場合よりも劣るため、焼結磁石と同じ出力を得るため
にはモータ全体を大型化しなければならない。
【0005】
【本発明が解決すべき課題】このように、永久磁石とし
て焼結磁石を採用した場合でもプラスチック磁石を採用
した場合でも、高出力及び耐衝撃性の要請の何れか一方
は満たすが、他方を満たすことはできず、コンパクトな
構造かつ製造コストが安価で、双方の要請を満足できる
電動パワーステアリング装置用の電動モータは知られて
いない。よって、本発明は上記全ての要請を充足して、
出力が大きく、外部の衝撃に対して強く、しかもこれら
の利点がモータを大型化させたり、製造コストを徒らに
上昇させることなく達成できる電動モータを含む電動パ
ワーステアリング装置を提供することを目的としてなさ
れたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段、作用】上記目的を達成す
るために、回転軸(ブラシレスタイプ)又はハウジング
(ブラシタイプ)の何れか一方に取り付けられ、他方に
取り付けられた励磁コイルと対向する永久磁石を、機械
的強度又は耐衝撃力の異なる筒状で半径方向において重
ね合わされた二種類の磁石で構成し、機械的強度又は耐
衝撃力が小さい第1の磁石(例えば焼結磁石)を、機械
的強度又は耐衝撃力の大きい第2の磁石(例えばプラス
チック磁石)で覆ったのである。このようにすれば、必
要な出力は第1の磁石で得られ、この第1の磁石は第2
の磁石によって保護される。
【0007】
【好適な実施例】以下本発明の実施例を添付図面をもと
に説明する。図1、図2に示す第1実施例は、本発明が
ブラシレスモータに適用されたものであり、その特徴は
回転する永久磁石を焼結磁石とプラスチック磁石とで構
成したことにある。始めに、電動パワーステアリング装
置を図1をもとに説明する。両端を転舵装置(不図示)
に連結され図1中において左右方向に移動するラック軸
10と、上端にステアリングホイール11が取り付けら
れたステアリングシャフト12を包囲するステアリング
コラム13とはロッド14で連結されている。電動モー
タ20はその軸方向がコラム13と直交するように取り
付けられ、その出力軸にウォームが、シャフト12にウ
ォームホイールが(何れも不図示)各々形成され互いに
噛合している。コントローラ16には車両、ホイール1
1の操舵角度の情報が入力され、モータ20はコントロ
ーラ16により制御される。
【0008】次に、図2をもとに、この電動モータ20
について説明する。ハウジング22に対して一対の軸受
24、26によって回転軸28の両端が回転可能に支承
されている。この回転軸28上には円筒状の回転軸カラ
ー29が装着され、その外側に永久磁石30が固定され
ている。この永久磁石30は、フェライト磁石粉末をベ
ースとしナイロン系樹脂を混合し射出成形により得たも
ので、両端に内向きのフランジ部34を有する円筒状の
プラスチック磁石(第2の磁石)32と、内向きに開放
した中空部に丁度装着された円筒状の焼結磁石(第1の
磁石)36とから成る。つまり、焼結磁石36の外周面
及び端面がプラスチック磁石32で覆われている。プラ
スチック磁石32はカラー29と同じ長さとされ、焼結
磁石36の厚さはフランジ部34の高さと概ね同じにさ
れている。これら回転軸28、回転軸カラー29、プラ
スチック磁石32及び焼結磁石36によりロータ40が
構成される。
【0009】一方、ハウジング22の内周面には環状の
コア42が固定され、励磁コイル44がこれに巻かれて
いる。コア42は半径方向において上記永久磁石30と
対向している。このコア42と励磁コイル44とによっ
てステータ(電機子)46が構成される。
【0010】左方の軸受24の近傍にはロータ40の位
相検知部52が配置されている。この検知部52は回転
軸28に取り付けられた環状の位相検出用永久磁石54
と、ハウジング22の開口をおおう蓋58に取り付けら
れた取り付け部材60に保持された永久磁石54と対向
する位相検出素子56とから成る。この検知部52はモ
ータ20が機械的な整流子(ブラシとコンミテータ)を
含まないためロータ40の位相を検知して、コントロー
ラ16の制御により位相に応じてコイル44に通電する
ためのものである。作動時には、この電動モータ20の
回転軸28の回転がウォームとウォームホイールから成
る減速ギヤーにより減速されるとともに運動方向を変換
されて、手動操舵力を補助(アシスト)する。
【0011】本実施例では、回転軸28と共に回転する
永久磁石30の焼結磁石36を舟型のプラスチック磁石
32で覆ったので、磁石36により所定の高出力が得ら
れしかも磁石32により外部からの衝撃に対して耐久性
が向上する。また、永久磁石30とステータ46との距
離Aを従来例の距離B(図9参照)に比べて小さくでき
るので、パーミアンス係数の大きい磁気回路が構成で
き、それにより焼結磁石のみの永久磁石に比べて磁石を
うすくできる。なお、プラスチック磁石32はモールド
成形により簡単に所定の形状を得ることができる。
【0012】図4及び図5に永久磁石の変形例を示す。
図4に示した永久磁石50の特徴は、焼結磁石52の外
周面のみを円筒状のプラスチック磁石54で覆ったこと
にある。即ち、上記実施例のプラスチック磁石32(図
3参照)のフランジ部34は除去され、プラスチック磁
石54の幅乃至長さは焼結磁石52のそれを等しくされ
ている。このようにすれば、フランジ部が不要な分だ
け、磁石52の長さを長くできより大きな出力を得られ
るとともに、プラスチック磁石54の製造が簡単でかつ
安価となる。
【0013】図5に示した永久磁石60では、焼結磁石
62は内周方向において六つに分割され断面が四角形に
類似する形状とされた六つの磁石片64から成り、プラ
スチック磁石66がこれらを覆っている。このようにす
れば、焼結磁石62の形状、配置に融通性をもたせるこ
とができ、またプラスチック磁石66は成形により複雑
な形状の焼結磁石62を覆うことができる。
【0014】図6に示した第2実施例のブラシレスモー
タは、ラック軸10と同軸的に配置され、またロータ7
0を中空にしてその中空部にラック軸76を挿通させて
いる。即ち、中空のロータ70は二つの円筒72、74
を嵌合して成りその両端を一対の軸受78、80により
回転可能に支承されている。ラック軸76の左半分と円
筒74との間には公知のボールねじ機構82が配設され
ている。ロータ70の円筒72の外周面には図2、図3
に示したのと同様の、焼結磁石84及びプラスチック磁
石86から成る永久磁石88が取り付けられ、ハウジン
グ90にはコア92及び励磁コイル94が取り付けられ
ている。ロータ70の位相検知部96も設けられてい
る。この実施例では、永久磁石88に関する上述の利点
に加えて、ラック軸76がロータ70に対してボールね
じ機構82により正確にかつ円滑に移動でき、また減速
ギヤーを使用しないので大きな補助力が得られる効果が
奏される。
【0015】図7は、本発明がブラシモータに適用され
た第3の実施例を示す。このタイプのモータでは、焼結
磁石92及びプラスチック磁石94から成る永久磁石9
0がハウジング96に取り付けられている。回転軸98
には円筒部材100を介してアーマチャ102が取り付
けられ、回転軸98の一端にはコンミテータ104、ブ
ラシ及びブラシをコンミテータに押し付けるブラシスプ
リング109等を含む、給電部106が配置されてい
る。上記永久磁石90は円筒状の焼結磁石92と、円筒
部及び一対の外向きフランジ部から成り磁石を包囲する
舟型のプラスチック磁石94とから成り、半径方向にお
いて焼結磁石92が外側で、プラスチック磁石94が内
側となるようにハウジング96に固定されている。この
実施例では、永久磁石90はハウジング96に固定され
ていて回転しないため、磁石は外部から衝撃は受けない
が、ハウジング96に衝撃が加わることがある。しかし
焼結磁石92がアーマチャ102側の内周面をプラスチ
ック磁石94で保護されているため、前述したのと同様
の効果が得られる。
【0016】なお、本発明は上記各実施例以外にも適宜
変形改良が可能であり、例えば永久磁石は機械的強度が
比較的弱い磁石の一部又は全体を機械的強度及び衝撃に
強い磁石で包囲したものであれば良い。また、電動パワ
ーステアリング装置は図8に示すように、ラック軸10
に噛合するピニオン軸(不図示)に、電動モータ110
の出力軸に取り付けたギヤー(不図示)を噛合させても
良い。
【0017】
【発明の効果】以上述べてきたように、電動パワーステ
アリング装置用の種々の形式の電動モータにおいて、永
久磁石を出力面を重視して選定した第1の磁石と、強度
面を重視して選定した第2の磁石とで構成したので、必
要な出力が得られかつ耐衝撃性にも秀れた電動モータが
得られる。しかも、この二種類の磁石から成る永久磁石
は寸法的にも従来の一種類の磁石から成る永久磁石に比
べ殆ど大型化せず、また磁石を保護するカバーが不要に
なるのでその分モータの構造がシンプルになるので製造
コストを従来よりも安価に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の前提となる電動パワーステアリング装
置の概略を示す説明図である。
【図2】本発明の第一実施例を示す正面図(一部断面
図)である。
【図3】図2の要部拡大図である。
【図4】図2の実施例における永久磁石の変形例を示す
図3に対応する拡大説明図である。
【図5】図2の実施例における永久磁石の変形例を示す
図3に対応する拡大説明図である。
【図6】本発明の第2実施例を示す正面断面図(一部断
面図)である。
【図7】本発明の第3実施例を示す正面断面図(一部断
面図)である。
【図8】電動パワーステアリング装置の変形例を示す説
明図である。
【図9】従来の永久磁石の一例を示す要部拡大図であ
る。
【符号の説明】
10:ラック軸 22:ハウジング 28:回転軸 30:永久磁石 32:第1の磁石 36:第2の磁石

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両の電動パワーステアリング装置にお
    いて使用され、手動操舵力を補助する補助操舵力を発生
    する電動モータであって、 回転軸に取り付けられ、ハウジングに取り付けられたコ
    ア及び励磁コイルと対向する永久磁石が、機械的強度又
    は耐衝撃力の異なる筒状で半径方向において重ね合わさ
    れた二種類の磁石から成り、機械的強度又は耐衝撃力が
    小さい第1の磁石を、機械的強度又は耐衝撃力の大きい
    第2の磁石で覆ったことを特徴とする、電動パワーステ
    アリング装置用電動モータ。
  2. 【請求項2】 車両の電動パワーステアリング装置にお
    いて使用され、手動操舵力を補助する補助操舵力を発生
    する電動モータであって、 ハウジングに取り付けられ、回転軸に取り付けられたコ
    ア及び励磁コイルと対向する永久磁石が、機械的強度又
    は耐衝撃力の異なる筒状で半径方向において重ね合わさ
    れた二種類の磁石から成り、機械的強度又は耐衝撃力が
    小さい第1の磁石を、機械的強度又は耐衝撃力の大きい
    第2の磁石で覆ったことを特徴とする、電動パワーステ
    アリング装置用電動モータ。
JP10057850A 1998-03-10 1998-03-10 電動パワーステアリング装置用の電動モータ Pending JPH11262204A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006025509A (ja) * 2004-07-07 2006-01-26 Nsk Ltd 電動パワーステアリング装置用モータ及び電動パワーステアリング装置
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JP2006513906A (ja) * 2003-02-20 2006-04-27 日本精工株式会社 電動式パワーステアリング装置用アシスト装置及び電動式パワーステアリング装置
CN105281450A (zh) * 2014-07-18 2016-01-27 重庆荣轩机电有限责任公司 一种沙滩车助力转向器电机
CN106059216A (zh) * 2016-07-22 2016-10-26 日本电产凯宇汽车电器(江苏)有限公司 一种eps用无刷电机快速设计方法

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