WO2024084557A1

WO2024084557A1 - 回転電機

Info

Publication number: WO2024084557A1
Application number: PCT/JP2022/038657
Authority: WO
Inventors: 俊宏松永; 英也西川; 善彦大西
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2022-10-18
Filing date: 2022-10-18
Publication date: 2024-04-25

Abstract

回転電機は、駆動対象に取り付けられ、回転シャフトと、回転シャフトに固定されるロータと、ロータの外側に配置されるステータと、を有するモータと、モータを収容するモータケースと、を備え、モータケースは、回転シャフトの軸方向に沿って延び、ステータが固定される円筒部と、円筒部の軸方向における一端部を覆う底部と、底部の外周面から突出するフランジ部と、を有し、フランジ部は、駆動対象のハウジングと当接してハウジングに固定される取り付け面を有し、フランジ部の厚さに対する、底部の厚さの比率は、１以上である。

Description

回転電機

　本開示は、回転電機に関する。

　回転電機は、駆動対象に取り付けられ、回転電機のモータから発生した駆動力を駆動対象に伝達する。特許文献１には、モータから発生した駆動力を操舵補助力として車両のステアリング機構に付加する電動パワーステアリング装置が開示されている。この電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力をステアリング機構に伝達する駆動対象としてのギヤ機構と、ギヤ機構を収容するギヤハウジングとを有する。ギヤハウジングには、モータを収容するモータケースが固定される。

特許第４９２６４０７号公報

　特許文献１では、回転電機の振動がギヤ機構へ伝達されることを抑制するために、回転電機のモータケースとギヤハウジングとの間に、振動減衰用の金属プレートが設けられている。この場合、部品数が増加し、回転電機の駆動対象への組み付けに要する工数も増加する。

　本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、部品数の増加を抑えつつ、回転電機の振動が駆動対象へ伝達されることを抑制することが可能な回転電機を提供することを目的とする。

　本開示に係る回転電機は、駆動対象に取り付けられる回転電機であって、回転シャフトと、前記回転シャフトに固定されるロータと、前記ロータの外側に配置されるステータと、を有するモータと、前記モータを収容するモータケースと、を備え、前記モータケースは、前記回転シャフトの軸方向に沿って延び、前記ステータが固定される円筒部と、前記円筒部の前記軸方向における一端部を覆う底部と、前記底部の外周面から突出するフランジ部と、を有し、前記フランジ部は、前記駆動対象のハウジングと当接して前記ハウジングに固定される取り付け面を有し、前記フランジ部の厚さに対する、前記底部の厚さの比率は、１以上である。

　本開示によれば、部品数の増加を抑えつつ、回転電機の振動が駆動対象へ伝達されることを抑制することが可能な回転電機を提供できる。

実施の形態１に係る回転電機の概略断面図である。駆動対象の振動値と、モータケースが駆動対象のハウジングに組み付けられた後の取り付け面の直角指数との関係を示すグラフである。モータケースが駆動対象のハウジングに組み付けられた後の取り付け面の直角指数と、フランジ部の厚さに対する底部の厚さの比率との関係を示すグラフである。実施の形態２に係る回転電機の要部を示す断面図である。実施の形態３に係る回転電機の要部を示す断面図である。実施の形態３に係る回転電機の要部を下方から見た図である。実施の形態３の変形例に係る回転電機の要部を下方から見た図である。実施の形態４に係る回転電機の概略断面図である。８極９スロット、１０極９スロット、１０極１２スロット、および１４極１２スロットの永久磁石同期モータにおける、短節巻係数、分布巻係数、および巻線係数の値を示すグラフである。実施の形態５に係る回転電機の概略断面図である。実施の形態６に係る電動パワーステアリング装置の斜視図である。実施の形態１の変形例に係る回転電機の概略断面図である。

　以下、図面を参照しながら、本開示の実施の形態について説明する。なお、本開示の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

実施の形態１．
　図１は、回転電機１の概略断面図である。回転電機１は、モータ１０と、モータケース２１と、上部ハウジング２７と、を備える。モータ１０は、回転シャフト１１と、ステータ１２と、ロータ１３と、を備える。回転電機１は、駆動対象１００に取り付けられており、回転電機１のモータ１０から発生した駆動力を駆動対象１００に伝達する。
　以下の説明では、回転シャフト１１の中心軸線Ｏが延びる方向を軸方向という場合がある。回転電機１と駆動対象１００とは、軸方向に並んでいる。また、軸方向において、回転電機１が位置する側を上方といい、駆動対象１００が位置する側を下方または出力側という場合がある。軸方向から見ることを平面視という場合がある。平面視において、中心軸線Ｏに交差する方向を径方向といい、中心軸線Ｏ回りに周回する方向を周方向という場合がある。

　回転シャフト１１の下端部は出力端１１ａとして用いられる。出力端１１ａには、駆動対象１００に接続されるボス１５が取り付けられている。モータ１０の出力は、出力端１１ａを介して駆動対象１００に伝達される。なお、回転電機１を使用する際に、回転シャフト１１の軸方向が鉛直方向と一致していなくてもよい。

　ステータ１２は、ロータ１３の径方向外側に、隙間を空けて配置されている。ステータ１２は、固定子鉄芯１２ａと、巻線を固定子鉄芯１２ａにインシュレータ１２ｃを介して巻回して形成されるコイル１２ｂと、を有している。固定子鉄芯１２ａは、例えば、複数の電磁鋼板を軸方向に積層することにより形成される。固定子鉄芯１２ａの外周は、円形に形成されている。固定子鉄芯１２ａは、モータケース２１に固定されている。

　ロータ１３は、回転シャフト１１に固定される。ロータ１３は、コイル１２ｂに通電することで固定子鉄芯１２ａから発生する磁束を利用して回転する。
　なお、回転シャフト１１、ステータ１２、およびロータ１３は、同軸上に配置されている。

　モータケース２１は、モータ１０を収容する。モータケース２１は、駆動対象１００のハウジング１０１に固定される。
　モータケース２１は、金属製である。モータケース２１の具体的な材質としては、例えばアルミニウム系合金が好適である。モータケース２１は、例えば、アルミニウム系合金からダイカスト等によって得られた成型体に対して、切削加工を行うことで作製される。

　モータケース２１は、円筒部２２と、底部２３と、複数のフランジ部２４と、位置決め部２５と、を有している。円筒部２２と、底部２３と、フランジ部２４と、位置決め部２５とは、一体成形される。

　円筒部２２は軸方向に沿って延びている。ステータ１２の固定子鉄芯１２ａは、円筒部２２内に圧入または焼き嵌め等によって固定されている。

　底部２３は、円板状である。底部２３は、円筒部２２の下端部を覆う。底部２３の平面視における中央部には、軸受固定部２３ａが設けられている。軸受固定部２３ａは、底部２３の上面から上方に向けて突出するよう設けられる。軸受固定部２３ａには、回転シャフト１１を通す貫通穴が形成されている。軸受固定部２３ａの貫通穴には第１軸受１６が取り付けられている。

　フランジ部２４は、底部２３の外周面から、径方向外側に突出するよう設けられる。本実施の形態では、フランジ部２４の数は２である。フランジ部２４の数は、３以上であってもよい。フランジ部２４には、ボルト１０３が挿通されるボルト穴２４ａが形成される。

　位置決め部２５は、筒状である。位置決め部２５は、底部２３の下面から下方に突出するよう設けられる。位置決め部２５は、駆動対象１００のハウジング１０１の上部に形成される開口１０１ａに挿入される。位置決め部２５により、モータケース２１がハウジング１０１に対して位置決めされる。

　フランジ部２４と、底部２３のうち位置決め部２５の外側に位置する部分とは、モータケース２１の取り付け部２１ａを形成する。取り付け部２１ａは、ハウジング１０１に取り付けられる。底部２３のうち位置決め部２５の外側に位置する部分の下面の高さは、フランジ部２４の下面の高さと同等となっている。すなわち、底部２３のうち位置決め部２５の外側に位置する部分の下面と、フランジ部２４の下面とは面一であり、取り付け部２１ａの下面を形成する。取り付け部２１ａの下面を、取り付け面２１ｂという。取り付け面２１ｂは、ハウジング１０１の上面と当接してハウジング１０１に固定される。

　図１に示されるように、底部２３の厚さ（すなわち、底部２３の軸方向における長さ）をＴ１とし、フランジ部２４の厚さ（すなわち、フランジ部２４の軸方向における長さ）をＴ２とする。フランジ部２４の厚さＴ２に対する、底部２３の厚さＴ１の比率をＲとする。すなわち、Ｒ＝Ｔ１／Ｔ２である。フランジ部２４の厚さＴ２に対する底部２３の厚さＴ１の比率Ｒは、１以上である。比率Ｒは、１より大きいことがより好ましく、２以上であることがさらに好ましい。

　上部ハウジング２７は、円板状である。上部ハウジング２７は、円筒部２２の上端の開口を塞ぐように設けられている。上部ハウジング２７は、円筒部２２の上端部内に嵌合されている。上部ハウジング２７の平面視における中央には、回転シャフト１１を通す貫通穴が形成されている。上部ハウジング２７の貫通穴には第２軸受１７が取り付けられている。

　第１軸受１６は、回転シャフト１１の出力端１１ａを回転可能に支持する。第２軸受１７は、回転シャフト１１の出力端１１ａと反対側の端部１１ｂ（本実施の形態における上端）を回転可能に支持する。このため、回転シャフト１１に固着されたロータ１３も、ステータ１２の径方向内側において回転可能となっている。

　モータケース２１のハウジング１０１への組み付けについて説明する。位置決め部２５を、ハウジング１０１の開口１０１ａ内に挿入し、取り付け面２１ｂを、ハウジング１０１の上面に当接させる。この状態で、ボルト１０３をフランジ部２４のボルト穴２４ａに挿通してハウジング１０１に締結することで、モータケース２１がハウジング１０１に取り付けられる。

　ここで、モータケース２１の製造誤差、回転電機１の製造時におけるモータケース２１の変形などにより、フランジ部２４が変形し、取り付け面２１ｂが湾曲してしまう場合がある。例えば、固定子鉄芯１２ａを円筒部２２内に圧入または焼き嵌めによって固定するときに、円筒部２２に加えられる荷重により、円筒部２２が径方向外側に膨らむよう変形する場合がある。円筒部２２の変形に伴い、フランジ部２４が径方向外側に向かうに従い下方に向けて撓むよう変形すると、取り付け面２１ｂもまた径方向外側に向かうに従い下方に向けて撓むよう湾曲する。取り付け面２１ｂが湾曲すると、取り付け面２１ｂとハウジング１０１の上面との接触面積が小さくなり、取り付け面２１ｂとハウジング１０１の上面との間に隙間が生じる。この結果、回転電機１から駆動対象１００に伝達される振動が増加する可能性がある。

　フランジ部２４の厚さＴ２に対する底部２３の厚さＴ１の比率Ｒを、１以上とすることで、回転電機１の振動が駆動対象１００に伝達されることを抑制できる。この理由について図２および図３を参照して説明する。

　図２は、実測による駆動対象１００の振動値と、ＣＡＥ解析を用いて計算された、モータケース２１が駆動対象１００のハウジング１０１に組み付けられた後の取り付け面２１ｂの直角指数（以下、組み付け後の取り付け面２１ｂの直角指数ともいう）との関係を示すグラフである。縦軸は、駆動対象１００の振動値である。駆動対象１００の振動値が大きいほど、回転電機１から駆動対象１００に伝達される振動が大きいことを示す。横軸は、組み付け後の取り付け面２１ｂの直角指数である。組み付け後の取り付け面２１ｂの直角指数とは、モータケース２１がハウジング１０１に組み付けられた後の取り付け面２１ｂの湾曲度合いを、軸方向に垂直な仮想平面を基準として表した値である。より具体的には、組み付け後の取り付け面２１ｂの直角指数とは、仮想平面に対する取り付け面２１ｂのずれの大きさを表した値である。組み付け後の取り付け面２１ｂの直角指数が大きいほど、組み付け後の取り付け面２１ｂが、仮想平面に比べて、径方向外側に向かうに従い下方に向けて湾曲していることを示す。
　図２に示されるように、組み付け後の取り付け面２１ｂの直角指数が小さくなると、駆動対象１００の振動値が小さくなる。すなわち、組み付け後の取り付け面２１ｂの直角指数を低下させることで、回転電機１の振動が駆動対象１００に伝達されることを抑制できることが分かる。組み付け後の取り付け面２１ｂの直角指数が小さいと、取り付け面２１ｂが軸方向に垂直な仮想平面に沿った形状となる。これにより、取り付け面２１ｂとハウジング１０１の上面との接触面積を増加させることができ、この結果、回転電機１の振動が駆動対象１００に伝達されることを抑制できると考えられる。

　図３は、組み付け後の取り付け面２１ｂの直角指数と、フランジ部２４の厚さＴ２に対する底部２３の厚さＴ１の比率Ｒとの関係を示すグラフである。縦軸は、組み付け後の取り付け面２１ｂの直角指数である。横軸は、フランジ部２４の厚さＴ２に対する底部２３の厚さＴ１の比率Ｒである。
　図３に示されるように、フランジ部２４の厚さＴ２に対する底部２３の厚さＴ１の比率Ｒが１以上になると、組み付け後の取り付け面２１ｂの直角指数の低減効果が大きくなる。比率Ｒが１以上であると、比率Ｒが１より小さい場合と比べて、底部２３の厚さＴ１が大きくなる、またはフランジ部２４の厚さＴ２が小さくなる。底部２３の厚さＴ１が大きくなると、底部２３の剛性が向上する。底部２３の剛性が向上することで、固定子鉄芯１２ａを円筒部２２内に圧入または焼き嵌めによって固定するときの、フランジ部２４の変形を抑制することができる。したがって、取り付け面２１ｂの湾曲を、組み付けの前段階で抑えることができ、この結果、組み付け後の取り付け面２１ｂの直角指数を低下させることができると考えられる。また、フランジ部２４の厚さＴ２が小さくなると、フランジ部２４の剛性が低下する。フランジ部２４の剛性が低下することで、組み付け前にフランジ部２４が変形していたとしても、ボルト１０３をハウジング１０１に締結する締結力で、フランジ部２４をハウジング１０１の上面に沿うよう変形させることができる。したがって、取り付け面２１ｂの湾曲を矯正することができ、組み付け後の取り付け面２１ｂの直角指数を低下させることができると考えられる。

　以上より、フランジ部２４の厚さＴ２に対する底部２３の厚さＴ１の比率Ｒが１以上になると、組み付け後の取り付け面２１ｂの直角指数の低減効果が大きくなり、したがって回転電機１の振動が駆動対象１００に伝達されることが抑制できる。また、比率Ｒが１より大きいときに、組み付け後の取り付け面２１ｂの直角指数の低減効果がより大きくなり、したがって回転電機１の振動が駆動対象１００に伝達されることがより効果的に抑制できる。比率Ｒが２以上のときに、組み付け後の取り付け面２１ｂの直角指数の低減効果がさらに大きくなり、したがって回転電機１の振動が駆動対象１００に伝達されることがさらに効果的に抑制できる。

　以上説明したように、本実施の形態に係る回転電機１は、回転シャフト１１と、回転シャフト１１に固定されるロータ１３と、ロータ１３の外側に配置されるステータ１２と、を有するモータ１０と、モータ１０を収容するモータケース２１と、を備える。モータケース２１は、軸方向に沿って延び、ステータ１２が固定される円筒部２２と、円筒部２２の軸方向における一端部を覆う底部２３と、底部２３の外周面から突出するフランジ部２４と、を有する。フランジ部２４は、駆動対象１００のハウジング１０１と当接してハウジング１０１に固定される取り付け面２１ｂを有する。フランジ部２４の厚さＴ２に対する底部２３の厚さＴ１の比率Ｒは、１以上である。

　このような回転電機１によれば、比率Ｒを１以上とすることで、回転電機１の振動が駆動対象１００に伝達されることを抑制できる。具体的には、比率Ｒを１以上であると、比率Ｒが１より小さい場合と比べて、フランジ部２４の厚さＴ２が小さくなる、または底部２３の厚さＴ１が大きくなる。底部２３の厚さＴ１が大きくなると、底部２３の剛性が向上する。底部２３の剛性を向上させることで、回転電機１の製造時などにおける、フランジ部２４の変形を抑制することができる。また、フランジ部２４の厚さＴ２が小さくなると、フランジ部２４の剛性が低下する。フランジ部２４の剛性を低下させることで、ハウジング１０１に固定される前のモータケース２１においてフランジ部２４が変形していたとしても、フランジ部２４をハウジング１０１に固定するときにフランジ部２４をハウジング１０１に沿うよう変形させることができる。これにより、取り付け面２１ｂの湾曲を矯正することができる。以上より、比率Ｒを１以上とすることで、モータケース２１がハウジング１０１に組み付けられた後の取り付け面２１ｂの湾曲度合いを小さくすることができ、取り付け面２１ｂとハウジング１０１との接触面積を増加させることができる。したがって、回転電機１の振動が駆動対象１００に伝達されることを抑制できる。
　また、取り付け面２１ｂはハウジング１０１と当接している。すなわち、モータケース２１とハウジング１０１との間に減衰部材などを設けることなく、回転電機１の振動が駆動対象１００に伝達されることを抑制できる。したがって、部品数の増加、および回転電機１の駆動対象１００への組み付けに要する工数の増加を抑えることができる。
　以上より、部品数の増加を抑えつつ、回転電機１の振動が駆動対象１００へ伝達されることを抑制することができる。

　また、円筒部２２と、底部２３と、フランジ部２４とは、一体成形されている。
　これにより、回転電機１の製造が容易となる。

　また、ステータ１２は、円筒部２２に、圧入または焼き嵌めにより固定されている。
　これにより、ステータ１２を、円筒部２２に強固に固定することができる。
　なお、ステータ１２を円筒部２２内に圧入または焼き嵌めによって固定するときに、円筒部２２には荷重が加えられ、円筒部２２が変形する場合がある。このような場合であっても、比率Ｒを上記の値に設定することで、フランジ部２４の変形を抑制することができ、モータケース２１がハウジング１０１に組み付けられた後の取り付け面２１ｂの湾曲度合いを小さくすることができる。したがって、回転電機１の振動が駆動対象１００に伝達されることを抑制できる。

実施の形態２．
　次に、実施の形態２に係る回転電機１について説明する。本実施の形態に係る回転電機１は、基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、異なる点を中心に説明する。

　図４は、実施の形態２に係る回転電機１の要部を示す断面図である。図４に示されるように、本実施の形態では、底部２３と円筒部２２とが交差する隅部に、第１補強部３１（補強部）が形成され、底部２３と軸受固定部２３ａとが交差する隅部に、第２補強部３２が形成される。第１補強部３１および第２補強部３２は、底部２３の剛性を向上させる。

　第１補強部３１は、底部２３の上面と円筒部２２の内周面とを接続する接続部である。中心軸線Ｏに沿った断面視において、第１補強部３１は、下側へ向かうに従い径方向内側に向けて延びる直線状である。第１補強部３１の内面は、凹曲面状であってもよい。
　第２補強部３２は、底部２３の上面と軸受固定部２３ａの径方向における側面とを接続する接続部である。中心軸線Ｏに沿った断面視において、第２補強部３２は、下側へ向かうに従い径方向外側に向けて延びる直線状である。第２補強部３２の内面は、凹曲面状であってもよい。

　以上説明したように、本実施の形態に係る回転電機１では、底部２３と円筒部２２とが交差する隅部に、第１補強部３１が形成されている。
　これにより、底部２３の剛性を向上させることができ、回転電機１の製造時などにおける、フランジ部２４の変形をより効果的に抑制することができる。したがって、モータケース２１がハウジング１０１に組み付けられた後の取り付け面２１ｂの湾曲度合いを小さくすることができ、回転電機１の振動が駆動対象１００に伝達されることをより効果的に抑制できる。

実施の形態３．
　次に、実施の形態３に係る回転電機１について説明する。本実施の形態に係る回転電機１は、基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、異なる点を中心に説明する。

　図５は、実施の形態３に係る回転電機１の要部を示す断面図である。図６は、実施の形態３に係る回転電機１の要部を下方から見た図である。図５および図６に示されるように、本実施の形態では、取り付け部２１ａに溝部３４が形成される。溝部３４は、フランジ部２４のボルト穴２４ａと位置決め部２５との間に配置される。溝部３４は、取り付け面２１ｂから上方に向けて窪む。すなわち、溝部３４は、ハウジング１０１に向けて開口する。溝部３４は、フランジ部２４と径方向に重なる位置に配置される。溝部３４を設けることにより、取り付け部２１ａの剛性を低下させることができ、フランジ部２４をハウジング１０１に固定するときにフランジ部２４をハウジング１０１に沿うよう変形させやすくなる。

　以上説明したように、本実施の形態に係る回転電機１では、モータケース２１の位置決め部２５とボルト穴２４ａとの間の部分に、ハウジング１０１に向けて開口する溝部３４が形成されている。
　これにより、フランジ部２４をハウジング１０１に固定するときにフランジ部２４をハウジング１０１に沿うよう変形させやすくなり、取り付け面２１ｂの湾曲をより効果的に矯正することができる。したがって、モータケース２１がハウジング１０１に組み付けられた後の取り付け面２１ｂの湾曲度合いを小さくすることができ、回転電機１の振動が駆動対象１００に伝達されることをより効果的に抑制できる。

実施の形態３の変形例.
　図７は、実施の形態３の変形例に係る回転電機１の要部を下方から見た図である。図７に示されるように、溝部３４は、モータケース２１に、周方向における全周に亘って設けられていてもよい。この場合、フランジ部２４をハウジング１０１に固定するときにフランジ部２４をハウジング１０１に沿うよう、より変形させやすくなる。したがって、回転電機１の振動が駆動対象１００に伝達されることをより効果的に抑制できる。

実施の形態４．
　次に、実施の形態４に係る回転電機１Ａについて説明する。本実施の形態に係る回転電機１Ａは、基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、異なる点を中心に説明する。

　図８は、実施の形態４に係る回転電機１Ａの概略断面図である。本実施の形態では、回転電機１Ａのモータ１０は、永久磁石同期モータである。すなわち、本実施の形態では、ロータ１３が、回転子鉄芯１３ａと、複数の永久磁石１３ｂと、を備える。回転子鉄芯１３ａは、円筒状である。回転子鉄芯１３ａは、回転シャフト１１の周囲に設けられるとともに回転シャフト１１に固着される。複数の永久磁石１３ｂは、回転子鉄芯１３ａの外周面に設けられる。複数の永久磁石１３ｂは、ロータ１３の外周面における極性（Ｓ極およびＮ極）が、周方向に沿って交互に入れ替わるように配置されている。
　また、ステータ１２の固定子鉄芯１２ａは、円環状に形成されたコアバックと、コアバックから径方向内側に向かって突出した複数のティースと、を有している。複数のコイル１２ｂは、巻線が複数のティースのそれぞれに集中巻で巻回されることで形成される。複数のコイル１２ｂは、巻線が複数のティースに分布巻で巻回されることで形成されてもよい。

　図９は、８極９スロット、１０極９スロット、１０極１２スロット、および１４極１２スロットの永久磁石同期モータにおける、短節巻係数、分布巻係数、および巻線係数の値を示すグラフである。ここで、８極９スロットの永久磁石同期モータとは、永久磁石１３ｂの極数が８であり、固定子鉄芯１２ａのティースの数が９である永久磁石同期モータである。また、永久磁石１３ｂの極数と固定子鉄芯１２ａのティースの数とを８極９スロットの極数およびティースの数の整数倍に設定した永久磁石同期モータを、８極９スロット系列の永久磁石同期モータという。８極９スロット系列の永久磁石同期モータにおける巻線係数は、８極９スロットの永久磁石同期モータの巻線係数と同じ値となる。１０極９スロット、１０極１２スロット、および１４極１２スロットについても、８極９スロットと同様である。

　図９に示されるように、回転電機１Ａのモータ１０が、８極９スロット系列、１０極９スロット系列、１０極１２スロット系列、または１４極１２スロット系列の永久磁石同期モータである場合、基本波に対する巻線係数が高く、回転電機１Ａの出力トルクを大きくすることができる。したがって、低コストで高性能な回転電機１Ａを提供することができる。
　一方で、この場合、回転子鉄芯１３ａを楕円に変形させる電磁力が発生するため、回転電機１Ａの振動が増大してしまう可能性がある。しかしながら、このような場合であっても、比率Ｒを上記の値に設定することで、回転電機１Ａの振動が駆動対象１００に伝達されることを抑制できる。

実施の形態５．
　次に、実施の形態５に係る回転電機１Ｂについて説明する。本実施の形態に係る回転電機１Ｂは、基本的な構成は実施の形態４と同様であるため、異なる点を中心に説明する。

　図１０は、実施の形態５に係る回転電機１Ｂの概略断面図である。図１０に示されるように、本実施の形態では、回転電機１Ｂは、制御装置４１と、コネクタ４４と、をさらに備える。また、実施の形態４と同様に、回転電機１Ｂのモータ１０は、永久磁石同期モータである。

　制御装置４１は、モータ１０の上方に配置される。すなわち、制御装置４１は、モータ１０に対して、軸方向における底部２３と反対側に配置される。制御装置４１は、回路基板４２と、回路基板４２上に設けられた電子回路４３と、を備える。回路基板４２は、例えば、複数の絶縁層および複数の導体層が積層された多層プリント基板である。電子回路４３は、モータ１０を駆動するインバータ回路、インバータ回路を制御する制御回路、などを含む。回路基板４２には、インバータ回路を形成するパワー半導体素子、演算処理を行うＣＰＵなどの電子部品が実装される。これらの電子部品および回路基板４２に形成された回路パターンにより、電子回路４３が構成されている。回路基板４２は、カバー４６によって上方から覆われている。

　また、本実施の形態では、モータケース２１は、円筒部２２の上端部から、径方向外側に向けて突出する突出部２９をさらに有する。回路基板４２は、上部ハウジング２７および突出部２９により支持されている。回路基板４２は、不図示のネジによって上部ハウジング２７および突出部２９に固定されている。

　コネクタ４４は、突出部２９の下面に設けられている。コネクタ４４は、回転電機１を、外部電源および外部のセンサなどと接続するために用いられる。コネクタ４４は、電子回路４３と電気的に接続されている。コネクタ４４を介して、外部電源の電力と外部のセンサの信号が電子回路４３に伝達される。

　以上説明したように、本実施の形態に係る回転電機１Ｂは、モータ１０を制御する制御装置４１をさらに備える。制御装置４１は、モータ１０に対して、軸方向における底部２３と反対側に配置される。
　これにより、回転電機１Ｂにおいて、モータ１０と制御装置４１とを一体的に設けることができる。また、制御装置４１を、モータ１０に対して、軸方向における底部２３と反対側に配置するため、制御装置４１を底部２３側（すなわち、モータ１０の出力側）に配置する場合と比べて、モータ１０の振動が制御装置４１へ伝達されることを抑制できる。

実施の形態６．
　上記の実施の形態に係る回転電機１、１Ａ、１Ｂは、車両に搭載される電動パワーステアリング装置に好適に用いられる。実施の形態６として、回転電機１を有する電動パワーステアリング装置２００について説明する。

　図１１は、実施の形態６に係る電動パワーステアリング装置２００の斜視図である。図１１に示されるように、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置２００は、回転電機１と、ギヤ機構２０１と、ステアリング機構２０２と、車輪２０３と、ステアリングホイール２０４と、ステアリングシャフト２０５と、トルクセンサ２０６とを備えている。

　回転電機１のモータ１０は、モータ１０から発生した駆動力を操舵補助力としてステアリング機構２０２に伝達する補助用モータとして用いられる。
　ギヤ機構２０１は、回転電機１の回転シャフト１１をステアリングシャフト２０５に連結する。ギヤ機構２０１は、モータ１０から発生した駆動力を車両のステアリング機構２０２に伝達する。ギヤ機構２０１は、上記の実施の形態における駆動対象１００に対応する。
　ステアリングホイール２０４は、車両を運転する運転者によって操作され、左回転又は右回転が可能である。
　ステアリングシャフト２０５は、ステアリングホイール２０４に連結されている。ステアリングシャフト２０５は、ステアリングホイール２０４による操舵トルクを車輪２０３に連結されているステアリング機構２０２に伝達する。
　トルクセンサ２０６は、ステアリングシャフト２０５に取り付けられている。トルクセンサ２０６は、ステアリングホイール２０４による操舵トルクを検出する。

　回転電機１の振動が駆動対象１００としてのギヤ機構２０１に伝達されて、ギヤ機構２０１が振動すると、異音が発生する。しかしながら、上記の実施の形態に係る回転電機１を用いることで、回転電機１の振動がギヤ機構２０１に伝達されることを抑制できるため、ギヤ機構２０１の振動、および異音の発生を抑制することができる。

　なお、各実施の形態を組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

　図１２は、実施の形態１の変形例に係る回転電機１の概略断面図である。図１２に示されるように、モータケース２１は、円筒部２２を形成する第１フレーム部５１と、底部２３、複数のフランジ部２４、および位置決め部２５を形成する第２フレーム部５２と、を有していてもよい。すなわち、円筒部２２と、底部２３、複数のフランジ部２４、および位置決め部２５とが、別部材により形成されていてもよい。第１フレーム部５１には、嵌合凹部５１ａが形成される。嵌合凹部５１ａは、円筒部２２の下端部における内周面に形成される。第２フレーム部５２には、嵌合凸部５２ａが形成される。嵌合凸部５２ａは、底部２３の外周部における上面から上方に突出するよう形成される。嵌合凸部５２ａを嵌合凹部５１ａ内に嵌合することで、第１フレーム部５１と第２フレーム部５２とを組み立てて、モータケース２１が形成される。第１フレーム部５１と第２フレーム部５２とを強固に固定するために、嵌合凸部５２ａは嵌合凹部５１ａ内に圧入されることが好ましい。なお、第１フレーム部５１と第２フレーム部５２とは、ねじ締めにより固定されてもよい。

　実施の形態６に係る電動パワーステアリング装置２００において、実施の形態１～３に係る回転電機１、実施の形態４に係る回転電機１Ａ、および実施の形態５に係る回転電機１Ｂのいずれが用いられてもよい。

　１、１Ａ、１Ｂ…回転電機、１０…モータ、１１…回転シャフト、１２…ステータ、１３…ロータ、１３ａ…回転子鉄芯、１３ｂ…永久磁石、２１…モータケース、２１ａ…取り付け部、２１ｂ…取り付け面、２２…円筒部、２３…底部、２４…フランジ部、２４ａ…ボルト穴、２５…位置決め部、３１…第１補強部（補強部）、３４…溝部、４１…制御装置、４４…コネクタ、１００…駆動対象、２００…電動パワーステアリング装置

Claims

　駆動対象に取り付けられる回転電機であって、
　回転シャフトと、前記回転シャフトに固定されるロータと、前記ロータの外側に配置されるステータと、を有するモータと、
　前記モータを収容するモータケースと、
を備え、
　前記モータケースは、
　前記回転シャフトの軸方向に沿って延び、前記ステータが固定される円筒部と、
　前記円筒部の前記軸方向における一端部を覆う底部と、
　前記底部の外周面から突出するフランジ部と、
を有し、
　前記フランジ部は、前記駆動対象のハウジングと当接して前記ハウジングに固定される取り付け面を有し、
　前記フランジ部の厚さに対する、前記底部の厚さの比率は、１以上である、
回転電機。
　前記円筒部と、前記底部と、前記フランジ部とは、一体成形されている、請求項１に記載の回転電機。
　前記ステータは、前記円筒部に、圧入または焼き嵌めにより固定されている、請求項１または２に記載の回転電機。
　前記底部と前記円筒部とが交差する隅部に、補強部が形成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の回転電機。
　前記モータケースは、前記底部から前記軸方向の一方側に向けて突出し、前記駆動対象の前記ハウジングに形成される開口に挿入される位置決め部をさらに備え、
　前記フランジ部は、前記ハウジングに締結されるボルトが挿通されるボルト穴を有しており、
　前記モータケースの前記位置決め部と前記ボルト穴との間の部分に、前記ハウジングに向けて開口する溝部が形成されている、
請求項１～４のいずれか一項に記載の回転電機。
　前記溝部は、前記モータケースに前記回転シャフトの周方向における全周に亘って設けられている、請求項５に記載の回転電機。
　前記モータは、前記ロータが、前記回転シャフトに固着される回転子鉄芯と、前記回転子鉄芯の外周面に設けられる複数の永久磁石と、を備える、永久磁石同期モータである、請求項１～６のいずれか一項に記載の回転電機。
　前記モータは、８極９スロット系列、１０極９スロット系列、１０極１２スロット系列、または１４極１２スロット系列の永久磁石同期モータである、請求項７に記載の回転電機。
　前記モータを制御する制御装置、をさらに備え、
　前記制御装置は、前記モータに対して、前記軸方向における前記底部と反対側に配置される、
請求項１～８のいずれか一項に記載の回転電機。
　前記モータが電動パワーステアリング装置の補助用モータとして用いられる、請求項１～９のいずれか一項に記載の回転電機。