JP6003066B2 - 電動機、電動機ユニット及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動機、電動機ユニット及び電動パワーステアリング装置に関する。

モータ等の電動機は、ロータコアとともに回転するシャフトの先端に設けられたジョイントが他の機構と連結することで、当該他の機構に動力を伝達する。電動機は、軸方向におけるジョイント側の面に当該他の機構のハウジングと連結するインロー部を備えているものがある。例えば、特許文献１は、ステータの外周を覆うハウジングのジョイント側の面にインロー部を設けているＤＣブラシレスモータを記載している。ＤＣブラシレスモータは、ハウジングの内側にベアリングを配置し、ベアリングよりもジョイント側にレゾルバを配置している。次に、特許文献２は、ステータの外周を覆うハウジングのジョイント側の面に、複数のブラケット部を設けたブラシレスモータを記載している（図４参照）。

特許第４３２０３３５号公報 特開２００６−３２０１８９号公報

特許文献１に開示されたＤＣブラシレスモータは、ハウジングのインロー部の内部にモータの制御装置であるＥＣＵと接続するパーネスやバスバーをコイルと接続させる端子台を設ける構造であるため、インロー部の径が大きくなる。このため、インロー部の重量が大きくなり、装置全体の重量も大きくなる。また、インロー部の径が大きくなると、インロー部は嵌められる部材の径も大きくなる。このため、インロー部が嵌められる部材の加工部分が大きくなる。また、特許文献１に開示されたＤＣブラシレスモータは、端子台とバスバーが露出しているため、これらを保護するグロメットを設けるため、構造が複雑になる。特許文献２に記載のブラシレスモータは、インローが形成されているブラケットの内部にベアリングが配置されており、ベアリングがジョイント側に露出している。また、インローが形成されているブラケットは、ベアリングを介してシャフトと連結されている。このため、ブラケットは、シャフトを支持することができる強度が必要となる。また、ジョイント側のハウジング（ブラケット）の構造が複雑になり、組み立て等に手間がかかる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、装置構成を簡単にすることができる電動機、電動機ユニット及び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。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電動機であって、ロータコア、前記ロータコアの内部に挿入され、前記ロータコアとともに回転するシャフトおよび前記シャフトの前記ロータコアから突出した部分に連結されたジョイントを備えるロータと、前記ロータの外周に配置されたステータと、前記ステータの外周を覆う筒状ハウジングおよび前記筒状ハウジングの前記ジョイント側の面を塞ぐフロントブラケットを備えるハウジングと、前記フロントブラケットと前記シャフトとの間に配置されたベアリングと、前記フロントブラケットよりも前記ジョイント側に配置され、前記ジョイント側に配置された部材にはめ込まれる突出部を備えるインロー部と、を有し、前記インロー部は、前記フロントブラケットと接触し、前記フロントブラケットよりも内径側の前記ベアリングが配置されている空間の前記ジョイント側を覆うことを特徴とする。

上記構成により、他の部材と連結する突出（インロー）を有するインロー部をフロントブラケットと別体とすることで、装置構成を簡単にすることができる。また、インロー部でフロントブラケットのジョイント側の面を覆うことができ、内部の部材を適切に保護することができる。

また、前記インロー部は、前記突出部が円状に配置されていることが好ましい。これにより、インロー部が嵌めこまれる機構に好適にはめ込むことができ、ジョイントからインロー部がはめ込まれた機構へ動力を好適に伝達することができる。

また、前記インロー部と前記ベアリングとの間に配置され、前記シャフトの回転を検出する回転センサをさらに有することが好ましい。これにより、回転センサを取り付けやすくすることができる。

また、前記回転センサは、回転子が前記シャフトに固定され、固定子が前記インロー部に固定されていることが好ましい。これにより、ロータ及びステータから回転センサへの磁気の影響、熱の影響を低減することができる。

また、前記インロー部は、前記フロントブラケットの円周方向の複数個所に形成されたカシメで前記フロントブラケットに固定されることが好ましい。これにより、インロー部をフロントブラケットに固定する機構をより小型化することができ、空間を有効に活用することができる。

また、前記インロー部は、前記カシメが形成されている領域が、他の領域よりも薄くなり、かつ、前記カシメの回転軸方向に平行な面と対面する面が、前記カシメから離間していることが好ましい。これにより、フロントフランジから突出している突出部がインロー部の表面に好適に突出させることができる。また、フロントフランジから突出している突出部がインロー部の表面から突出することを抑制することができる。

また、前記インロー部は、樹脂で形成されていることが好ましい。これにより、インロー部を軽量化することができ、装置を軽量化することができる。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電動機ユニットであって、上記のいずれかに記載の電動機と、前記電動機の前記ジョイントの回転が伝達され、前記ジョイントとともに回転するウォーム、減速装置ハウジング、及び、前記減速装置ハウジングと前記ウォームとの間に配置された減速機ベアリングを備える減速機と、を有し、前記突出部は、前記減速装置ハウジングに嵌め込まれることを特徴とする。

上記構成により、装置構成を簡単にすることができる。

また、前記突出部は、前記減速機ベアリングと同軸上に配置されており、外周径が前記減速機ベアリングの外周径と同一であり、前記減速装置ハウジングは、前記減速機ベアリングが配置されている領域と前記突出部が嵌めこまれる領域とが直管で繋がっていることが好ましい。これにより、減速機ハウジングの形状を簡単にすることができ、製造時の加工量も少なくすることができる。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電動パワーステアリング装置であって、上記に記載の電動機ユニットにより補助操舵トルクを得ることを特徴とする。

上記構成により、装置構成を簡単にすることができる。

本発明によれば、インロー部をハウジングと別体とし、ハウジングのジョイント側に設けることで、装置構成を簡単にすることができる。

図１は、本実施形態に係るブラシレスモータを備える電動パワーステアリング装置の構成図である。 図２は、本実施形態の電動パワーステアリング装置が備える電動機ユニットの一例を説明する正面図である。 図３は、図１に示すブラシレスモータ及びＥＣＵを回転軸に平行な方向から見た平面図である。 図４は、図３に示すブラシレスモータをＡ−Ａ線で切って模式的に示す説明図である。 図５は、インロー部を取り外したブラシレスモータ及びＥＣＵを回転軸に平行な方向から見た平面図である。 図６は、図５に示すブラシレスモータをＢ−Ｂ線で切って模式的に示す説明図である。 図７は、他の例のブラシレスモータ及びＥＣＵを回転軸に平行な方向から見た平面図である。 図８は、図７に示すブラシレスモータをＣ−Ｃ線で切って模式的に示す説明図である。 図９は、インロー部を取り外したブラシレスモータ及びＥＣＵを回転軸に平行な方向から見た平面図である。 図１０は、図９に示すブラシレスモータをＤ−Ｄ線で切って模式的に示す説明図である。 図１１は、図７に示すブラシレスモータを底部側から見た説明図である。 図１２は、他の例のブラシレスモータ及びＥＣＵを回転軸に平行な方向から見た平面図である。 図１３は、図１２に示すブラシレスモータをＥ−Ｅ線で切って模式的に示す説明図である。 図１４は、図１２に示すブラシレスモータを底部側から見た説明図である。 図１５は、他の例のブラシレスモータ及びＥＣＵを回転軸に平行な方向から見た平面図である。 図１６は、図１５に示すブラシレスモータをＦ−Ｆ線で切って模式的に示す説明図である。 図１７は、他の例のブラシレスモータ及びＥＣＵを回転軸に平行な方向から見た平面図である。 図１８は、図１７に示すブラシレスモータをＧ−Ｇ線で切って模式的に示す説明図である。 図１９は、図１７に示すブラシレスモータのインロー部とフロントブラケットとの連結部近傍を拡大して示す説明図である。 図２０は、電動機ユニットの他の例を説明する正面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

図１は、本実施形態に係るブラシレスモータを備える電動パワーステアリング装置の構成図である。まず、図１を用いて、本実施形態のブラシレスモータを備える電動パワーステアリング装置１の概要を説明する。

電動パワーステアリング装置１は、操舵者から与えられる力が伝達する順に、ステアリングホイール８１と、ステアリングシャフト８２と、操舵力アシスト機構８３と、ユニバーサルジョイント８４と、ロアシャフト８５と、ユニバーサルジョイント８６と、ピニオンシャフト８７と、ステアリングギヤ８８と、タイロッド８９とを備える。また、電動パワーステアリング装置１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９０と、トルクセンサ９１ａとを備える。車速センサ９１ｂは、車両に備えられ、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信により車速信号ＶをＥＣＵ９０に入力する。

ステアリングシャフト８２は、入力軸８２ａと、出力軸８２ｂとを含む。入力軸８２ａは、一方の端部がステアリングホイール８１に連結され、他方の端部がトルクセンサ９１ａを介して操舵力アシスト機構８３に連結される。出力軸８２ｂは、一方の端部が操舵力アシスト機構８３に連結され、他方の端部がユニバーサルジョイント８４に連結される。本実施形態では、入力軸８２ａ及び出力軸８２ｂは、鉄等の磁性材料から形成される。

ロアシャフト８５は、一方の端部がユニバーサルジョイント８４に連結され、他方の端部がユニバーサルジョイント８６に連結される。ピニオンシャフト８７は、一方の端部がユニバーサルジョイント８６に連結され、他方の端部がステアリングギヤ８８に連結される。

ステアリングギヤ８８は、ピニオン８８ａと、ラック８８ｂとを含む。ピニオン８８ａは、ピニオンシャフト８７に連結される。ラック８８ｂは、ピニオン８８ａに噛み合う。ステアリングギヤ８８は、ラックアンドピニオン形式として構成される。ステアリングギヤ８８は、ピニオン８８ａに伝達された回転運動をラック８８ｂで直進運動に変換する。タイロッド８９は、ラック８８ｂに連結される。

操舵力アシスト機構８３は、減速装置９２と、ブラシレスモータ１０とを含む。減速装置９２は、出力軸８２ｂに連結される。ブラシレスモータ１０は、減速装置９２に連結され、かつ、補助操舵トルクを発生させる電動機である。なお、電動パワーステアリング装置１は、ステアリングシャフト８２と、トルクセンサ９１ａと、減速装置９２とによりステアリングコラムが構成されている。ブラシレスモータ１０は、ステアリングコラムの出力軸８２ｂに補助操舵トルクを与える。すなわち、本実施形態の電動パワーステアリング装置１は、コラムアシスト方式である。

図２は、本実施形態の電動パワーステアリング装置が備える電動機ユニットの一例を説明する正面図である。図２は、減速装置９２の一部を断面として示してある。実施形態の電動機ユニット２は、ＥＣＵ９０と、操舵力アシスト機構８３に含まれる減速装置９２と、ブラシレスモータ１０と、を含む。なお、電動機ユニット２は、ＥＣＵ９０を備えない構成としてもよい。つまり、減速装置９２とブラシレスモータ１０との組み合わせを電動機ユニット２としてもよい。

減速装置９２はウォーム減速装置である。減速装置９２は、減速装置ハウジング９３と、ウォーム９４と、玉軸受（減速機ベアリング）９５と、を備える。また、減速装置９２は、さらに、ウォームホイールと、ホルダと、玉軸受９５とは反対側の端部近傍に配置された玉軸受と、を設けてもよい。

ウォーム９４は、ブラシレスモータ１０のジョイント２１ａにスプライン、または弾性カップリングで結合する。ウォーム９４は、玉軸受９５で回転自在に減速装置ハウジング９３に保持されている。図２は、１つの玉軸受９５のみを示したが、ウォーム９４は、複数の軸受で減速装置ハウジング９３に回転自在に保持されている。減速装置ハウジング９３は、ウォームホイールに回転自在に保持される。減速装置９２は、ウォーム９４の一部に形成されたウォーム歯が、ウォームホイールに形成されているウォームホイール歯に噛み合う。

ブラシレスモータ１０の回転力は、ウォーム９４を介してウォームホイールに伝達されて、ウォームホイールを回転させる。減速装置９２は、ウォーム９４及びウォームホイールによって、ブラシレスモータ１０のトルクを増加する。そして、減速装置９２は、図１に示すステアリングコラムの出力軸８２ｂに補助操舵トルクを与える。

図１に示すトルクセンサ９１ａは、ステアリングホイール８１を介して入力軸８２ａに伝達された運転者の操舵力を操舵トルクとして検出する。車速センサ９１ｂは、電動パワーステアリング装置１が搭載される車両の車速信号（走行速度）Ｖを検出する。ＥＣＵ９０は、ブラシレスモータ１０と、トルクセンサ９１ａと、車速センサ９１ｂと電気的に接続される。

ＥＣＵ９０は、ブラシレスモータ１０の動作を制御する。また、ＥＣＵ９０は、トルクセンサ９１ａ及び車速センサ９１ｂのそれぞれから信号を取得する。すなわち、ＥＣＵ９０は、トルクセンサ９１ａから操舵トルクＴを取得し、かつ、車速センサ９１ｂから車両の車速信号Ｖを取得する。ＥＣＵ９０は、イグニッションスイッチ９８がオンの状態で、電源装置（例えば車載のバッテリ）９９から電力が供給される。ＥＣＵ９０は、操舵トルクＴと車速信号Ｖとに基づいてアシスト指令の補助操舵指令値を算出する。そして、ＥＣＵ９０は、その算出された補助操舵指令値に基づいてブラシレスモータ１０へ供給する電力値Ｘを調節する。ＥＣＵ９０は、ブラシレスモータ１０から誘起電圧の情報又は後述するレゾルバからロータの回転の情報を動作情報Ｙとして取得する。

ステアリングホイール８１に入力された操舵者（運転者）の操舵力は、入力軸８２ａを介して操舵力アシスト機構８３の減速装置９２に伝わる。この時に、ＥＣＵ９０は、入力軸８２ａに入力された操舵トルクＴをトルクセンサ９１ａから取得し、かつ、車速信号Ｖを車速センサ９１ｂから取得する。そして、ＥＣＵ９０は、ブラシレスモータ１０の動作を制御する。ブラシレスモータ１０が作り出した補助操舵トルクは、減速装置９２に伝えられる。

出力軸８２ｂを介して出力された操舵トルク（補助操舵トルクを含む）は、ユニバーサルジョイント８４を介してロアシャフト８５に伝達され、さらにユニバーサルジョイント８６を介してピニオンシャフト８７に伝達される。ピニオンシャフト８７に伝達された操舵力は、ステアリングギヤ８８を介してタイロッド８９に伝達され、操舵輪を転舵させる。

次に、ブラシレスモータ１０について説明する。図３は、図１に示すブラシレスモータ及びＥＣＵを回転軸に平行な方向から見た平面図である。図４は、図３に示すブラシレスモータをＡ−Ａ線で切って模式的に示す説明図である。図５は、インロー部を取り外したブラシレスモータ及びＥＣＵを回転軸に平行な方向から見た平面図である。図６は、図５に示すブラシレスモータをＢ−Ｂ線で切って模式的に示す説明図である。図３及び図４に示すように、ブラシレスモータ１０は、ハウジング１１と、軸受１２と、軸受１３と、レゾルバ１４と、端子台１５と、バスバー１６と、インロー部１７と、ロータ２０と、ブラシレスモータ用ステータとしてのステータ３０とを備える。

ハウジング１１は、筒状ハウジング１１ａと、フロントブラケット１１ｂとを含む。フロントブラケット１１ｂは、略円板状に形成されて筒状ハウジング１１ａの一方の開口端部を閉塞するように筒状ハウジング１１ａに取り付けられる。筒状ハウジング１１ａは、フロントブラケット１１ｂとは反対側の端部に、この端部を閉塞するように底部が形成される。底部は、例えば、筒状ハウジング１１ａと一体に形成される。筒状ハウジング１１ａを形成する磁性材料としては、例えばＳＰＣＣ（Steel Plate Cold Commercial）等の一般的な鋼材や、電磁軟鉄等が適用できる。また、フロントブラケット１１ｂは、ブラシレスモータ１０を所望の機器に取り付ける際のフランジの役割を果たしている。

軸受１２は、筒状ハウジング１１ａの内側であって、フロントブラケット１１ｂの略中央部分に設けられる。軸受１３は、筒状ハウジング１１ａの内側であって、底部の略中央部分に設けられる。軸受１２は、筒状ハウジング１１ａの内側に配置されたロータ２０の一部であるシャフト２１の一端を回転可能に支持する。軸受１３は、シャフト２１の他端を回転可能に支持する。これにより、シャフト２１は、中心軸を中心に回転する。

レゾルバ１４は、シャフト２１のフロントブラケット１１ｂによって支持される。レゾルバ１４は、ロータ２０（シャフト２１）の回転位置を検出する。レゾルバ１４は、レゾルバロータ１４ａと、レゾルバステータ１４ｂとを備える。レゾルバロータ１４ａは、シャフト２１の円周面に圧入等で取り付けられる。レゾルバステータ１４ｂは、レゾルバロータ１４ａに所定間隔の空隙を介して対向して配置される。

ステータ３０は、筒状ハウジング１１ａの内部にロータ２０を包囲するように筒状に設けられる。ステータ３０は、筒状ハウジング１１ａの内周面に例えば嵌合されて取り付けられる。ステータ３０の中心軸は、ロータ２０の中心軸（回転軸）と一致する。ステータ３０は、筒状のステータコア３１と、励磁コイル３７とを含む。ステータ３０は、ステータコア３１に励磁コイル３７が巻きつけられる。

図４に示すように、ステータコア３１は、複数の分割コア３２を含む。複数の分割コア３２は、中心軸を中心とした周方向（筒状ハウジング１１ａの内周面に沿う方向）に等間隔で並んで配置される。以下、中心軸を中心とした周方向を単に周方向という。ステータコア３１は、複数の分割コア３２が組み合わされて構成される。そして、ステータコア３１が筒状ハウジング１１ａ内に圧入されることで、ステータ３０は、環状の状態で筒状ハウジング１１ａの内部に設けられる。なお、ステータコア３１と筒状ハウジング１１ａとは、圧入の他に接着、焼き嵌め又は溶接等によって固定されてもよい。

分割コア３２は、略同形状に形成された複数のコア片が中心軸方向に積層されて束ねられることで形成される。分割コア３２は、電磁鋼板などの磁性材料で形成される。分割コア３２は、バックヨークと、ティースとを有する。バックヨークは、円弧状の部分を含む。バックヨークは、複数の分割コアが組み合わされると、環状形状を形成する。ティースは、バックヨークの内周面からロータ２０に向かって延びる部分である。

図４に示す励磁コイル３７は、線状の電線である。励磁コイル３７は、分割コア３２のティースの外周にインシュレータ３７ａを介して集中巻きされる。この構成により、磁極数を低減でき、かつ分布巻きに比較してコイルエンドが短くなることからコイル量を低減できる。その結果、コストを低減でき、ブラシレスモータ１０をコンパクトとすることができる。

励磁コイル３７は、分割コア３２のティースの複数の外周に分布巻きされていてもよい。この構成により、磁極数が増え、磁束の分布が安定することからトルクリップルを抑制することができる。

励磁コイル３７は、バックヨークの外周にトロイダル巻きされていてもよい。この構成により、分布巻きと同等の磁束分布を発生すると共に、分布巻きに比較してコイルエンドが短くなることからコイル量を低減できる。その結果、トルクリップルを抑制すると共に、ブラシレスモータ１０をコンパクトとすることができる。

インシュレータ３７ａは、励磁コイル３７と分割コア３２とを絶縁するための部材であり、耐熱部材で形成される。このように構成されたステータコア３１が複数組み合わされることにより、ステータ３０は、ロータ２０を包囲できる形状となる。つまり、ステータコア３１は、後述するロータヨーク２２の外側に所定の間隔を有して環状に配置される。

ロータ２０は、筒状ハウジング１１ａに対して中心軸を中心に回転できるように、筒状ハウジング１１ａの内部に設けられる。ロータ２０は、シャフト２１と、ロータヨーク２２と、マグネット２３とを含む。シャフト２１は、筒状に形成される。ロータヨーク２２は、筒状に形成される。なお、ロータヨーク２２は、外周が円弧状である。この構成により、ロータヨーク２２は、外周が複雑形状である場合に比較して、打ち抜き加工の加工工数を低減できる。

ロータヨーク２２は、電磁鋼板、冷間圧延鋼板などの薄板が、接着、ボス、カシメなどの手段により積層されて製造される。ロータヨーク２２は、順次金型の型内で積層され、金型から排出される。ロータヨーク２２は、例えばその中空部分にシャフト２１が圧入されてシャフト２１に固定される。なお、シャフト２１とロータヨーク２２とは、一体で成型されてもよい。

マグネット２３は、ロータヨーク２２の外周方向に沿って、複数設けられている。マグネット２３は、永久磁石であり、Ｓ極及びＮ極がロータヨーク２２の周方向に交互に等間隔で配置される。ロータ２０の極数は、例えば、ロータヨーク２２の外周側にＮ極と、Ｓ極とがロータヨーク２２の周方向に交互に配置された１４極とすることができる。

マグネット２３は、ロータヨーク２２の外周に配置され、例えば、磁力により取り付けられる。本実施形態では、また、ロータ２０は、マグネット２３の外周に飛散防止用のカバーが設けられる。飛散防止用のカバーは、非磁性のＳＵＳやアルミ、熱収縮チューブ等で形成される。ロータ２０は、マグネット２３を、ロータヨーク２２の外周方向に沿ってロータヨーク２２の内部に埋め込んでもよい。この場合、マグネット２３は、分割形状（セグメント構造）のセグメント磁石を用いる。

ロータヨーク２２の外周側にＮ極が着磁されているマグネット２３と、ロータヨーク２２の外周側にＳ極が着磁されているマグネット２３とは、ロータヨーク２２の周方向に交互に等間隔で配置される。

端子台１５とバスバー１６とは、ＥＣＵ９０とステータ３０の励磁コイル３７とを連結する。端子台１５とバスバー１６とは、ブラシレスモータ１０を駆動するための制御信号や電力を供給する配線であり、励磁コイル３７とＥＣＵ９０を接続することで、ＥＣＵ９０からブラシレスモータ１０の励磁コイル３７に各種信号、電力を供給可能としている。端子台１５は、ステータ３０のジョイント２１ａ側に配置されている。端子台１５は、バスバー１６と、励磁コイル３７とを電気的に接続する。具体的には、端子台１５は、各相（例えば３相）の励磁コイル３７をそれぞれの相に対応するバスバー１６にヒュージングや抵抗溶接等で電気的に接続させる。また、端子台１５は、バスバー１６と励磁コイル３７とが挿入またはインサートモールドされている。本実施形態の端子台１５は、バスバー１６がネジ留めで固定されている。バスバー１６は、励磁コイル３７とＥＣＵ９０のコネクタ９０ａとを連結している。

インロー部１７は、フロントブラケット１１ｂのジョイント２１ａ側の面に配置されており、フロントブラケット１１ｂのジョイント２１ａ側の面を覆っている。インロー部１７は、外周が円となる板状の部材であり、中心にシャフト２１が貫通する穴が形成されている。フロントブラケット１１ｂは、ジョイント２１ａ側の面にインロー部１７の外周とほぼ同一径の段差部が設けられている。インロー部１７は、フロントブラケット１１ｂの段差部に圧入（軽圧入）ではめ込まれ、また、インロー部１７は、ジョイント２１ａ側の面にシャフト２１の回転軸を中心としたリング状の突出部１７ａが形成されている。突出部１７ａは、図２に示すように減速装置９２の減速装置ハウジング９３に嵌めこまれる。フロントブラケット１１ｂに対して固定されている。インロー部１７は、突出部１７ａを減速装置９２の減速装置ハウジング９３にはめ込むことで、減速装置９２の軸とブラシレスモータ１０の軸とを合わせることができる。

また、インロー部１７は、ハウジング１１よりも軽量で強度の低い材料を用いることができる。例えば、ハウジング１１がアルミで形成されている場合、インロー部１７は、樹脂で形成することが好ましい。また、ハウジング１１が樹脂で形成されている場合、インロー部１７は、ハウジング１１よりも強度が低い樹脂やゴム等のエラストマー、ＨＮＢＲ等の高硬度ゴムを用いることができる。

次に、ブラシレスモータ１０の組立方法（製造方法）の一例を説明する。まず、筒状ハウジング１１ａにステータ３０を挿入し、固定する。固定方法としては、圧入、接着、焼きばめ等を用いることができる。次に、筒状ハウジング１１ａに端子台１５を固定する。

次に、ロータ２０に軸受１２、１３を圧入し、レゾルバロータ１４ａをシャフト２１に圧入する。ここで、軸受１２の外輪側にはフロントブラケット１１ｂが保持されている。また、以上のようにして、フロントブラケット１１ｂ、レゾルバロータ１４ａ、軸受１２、１３を一体化したロータ２０をステータ３０に対向する位置に挿入する。ロータ２０は、ステータ３０と対向する位置に挿入されることで、筒状ハウジング１１ａに挿入される。これにより、軸受１２の外輪側に保持されているフロントブラケット１１ｂも筒状ハウジング１１ａのジョイント２１ａ側の面を塞ぐ位置に移動される。軸受１３は、筒状ハウジング１１ａにカシメや挿入で固定される。

その後、端子台１５にバスバー１６を固定する。その後、誘起電圧とゼロ位置調整をしたレゾルバステータ１４ｂをフロントブラケット１１ｂにネジで固定する（図５及び図６に示す状態）。さらに、フロントブラケット１１ｂにインロー部１７を圧入で固定する（図３及び図４に示す状態）。なお、ＥＣＵ９０は、バスバー１６を端子台１５に固定した後、バスバー１６の他方の端部と接続しても、バスバー１６を端子台１５に固定する前に、バスバー１６の他方の端部と接続してもよい。

ブラシレスモータ１０は、以上のようにフロントブラケット１１ｂのジョイント２１ａ側に、フロントブラケット１１ｂのジョイント２１ａ側を覆うインロー部１７を設けることで、フロントブラケット１１ｂと筒状ハウジング１１ａとで囲われた領域に塵や埃が混入することを抑制することができる。これにより、ブラシレスモータ１０は、フロントブラケット１１ｂのジョイント２１ａ側に配置された端子台１５やバスバー１６、レゾルバ１４等をインロー部１７で適切に保護することができる。ブラシレスモータ１０は、インロー部１７で、各部の保護ができるため、装置構成を簡単にすることができる。また、インロー部１７で各部を覆う形状とすることで、フロントブラケット１１ｂの形状も簡単にすることができる。これにより、ハウジング１１の形状を簡単にすることができ、ハウジング１１の加工（製造）を簡単にすることができる。

ブラシレスモータ１０は、減速装置９２にはめ込まれるインロー部１７をフロントブラケット１１ｂとは別体とすることで、減速装置９２のはめ込まれる部分の形状に応じてインロー部１７の形状を調整することができる。つまり、フロントブラケット１１ｂの形状を変更せずに、インロー部１７の形状を調整するのみで各種機構に取り付けることが可能となる。これにより、ブラシレスモータ１０の汎用性を向上させることができる。

ブラシレスモータ１０は、インロー部１７をハウジング１１よりも軽量な材料で形成することで装置を軽量化することができる。ここで、インロー部１７は、ハウジング１１に付属して設ける部材であるため、インロー部１７が強度の低い部材であっても装置全体の耐久性等の低下を抑制することができる。ここで、ブラシレスモータ１０は、フロントブラケット１１ｂに設けられたネジ穴で減速装置９２とフロントブラケット１１ｂとを締結する。これにより、ブラシレスモータ１０は、インロー部１７の強度が低い場合でも、ブラシレスモータ１０からインロー部１７が脱落すること、また、ブラシレスモータ１０が減速装置９２から脱落することを抑制することができる。

ここで、上記実施形態では、インロー部１７を圧入（軽圧入）でフロントブラケット１１ｂに固定したが、これに限定されない。ブラシレスモータ１０は、インロー部１７を熱溶着、カシメ、ネジ等でフロントブラケット１１ｂに固定してもよい。

以下、図７から図１１を用いて、ブラシレスモータの他の例について説明する。図７は、他の例のブラシレスモータ及びＥＣＵを回転軸に平行な方向から見た平面図である。図８は、図７に示すブラシレスモータをＣ−Ｃ線で切って模式的に示す説明図である。図９は、インロー部を取り外したブラシレスモータ及びＥＣＵを回転軸に平行な方向から見た平面図である。図１０は、図９に示すブラシレスモータをＤ−Ｄ線で切って模式的に示す説明図である。図１１は、図７に示すブラシレスモータを底部側から見た説明図である。なお、図７から図１１に示すブラシレスモータ１００は、インロー部１１７及びフロントブラケット１１１ｂの構成以外は、基本的にブラシレスモータ１０と同様の構成である。以下、ブラシレスモータ１０と同様の構成については、同一の符合を付して説明を省略し、ブラシレスモータ１００に特有の点を重点的に説明する。

ブラシレスモータ１００は、ハウジング１１１と、軸受１２と、軸受１３と、レゾルバ１４と、端子台１５と、バスバー１６と、インロー部１１７と、ロータ２０と、ステータ３０とを備える。ブラシレスモータ１００は、インロー部１１７をネジ止めでフロントブラケット１１１ｂに固定している。

ハウジング１１１は、筒状ハウジング１１ａとフロントブラケット１１１ｂとを有する。フロントブラケット１１１ｂは、図９及び図１０に示すように、インロー部１１７の外周が嵌めこまれる段差部よりも内径側に２つの突出部１５０が設けられている。突出部１５０は、板状の部材であり、ネジ穴１５１が形成されている。

インロー部１１７は、フロントブラケット１１１ｂのジョイント２１ａ側の面に配置されており、フロントブラケット１１１ｂのジョイント２１ａ側の面を覆っている。インロー部１１７は、外周が円となる板状の部材であり、中心にシャフト２１が貫通する穴が形成されている。インロー部１１７は、ジョイント２１ａ側の面にシャフト２１の回転軸を中心としたリング状の突出部１７ａが形成されている。インロー部１１７は、突出部１７ａよりも内側にネジ穴が形成されている。インロー部１１７のネジ穴は、フロントブラケット１１１ｂのネジ穴１５１とつながる位置に形成されている。ブラシレスモータ１００は、インロー部１１７のネジ穴とフロントブラケット１１１ｂのネジ穴１５１とにネジ１５２が螺合されている。このように、インロー部１１７は、ネジ１５２でフロントブラケット１１１ｂに固定されている。さらに、インロー部１１７は、円形の板状部材の外周に径方向外側に突出した突出部１５４が形成されている。突出部１５４は、減速装置９２に対してネジ止めするためのボルト穴１５５が形成されている。

ブラシレスモータ１００は、インロー部１１７をネジ止めでフロントブラケット１１１ｂに固定している。ブラシレスモータ１００は、ネジ止めでインロー部１１７をフロントブラケット１１１ｂに固定することで、インロー部１１７の装着、取り外しを簡単にすることができる。これにより、インロー部１１７をフロントブラケット１１１ｂに固定するための冶具を共通化することができ、ブラシレスモータ１００の組み立てを簡単にすることができる。また、ブラシレスモータ１００は、簡単な組み立てで、インロー部１１７をフロントブラケット１１１ｂに高い強度で固定することができる。これにより、減速装置９２を固定するためのネジ穴をインロー部１１７に設けても、好適にブラシレスモータ１００を減速装置９２に固定することができる。なお、本実施形態のようにインロー部１１７と減速装置９２とを連結する場合、インロー部１１７を強度の高い材料で形成することが好ましい。

以下、図１２から図１４を用いて、ブラシレスモータの他の例について説明する。図１２は、他の例のブラシレスモータ及びＥＣＵを回転軸に平行な方向から見た平面図である。図１３は、図１２に示すブラシレスモータをＥ−Ｅ線で切って模式的に示す説明図である。図１４は、図１２に示すブラシレスモータを底部側から見た説明図である。なお、図１２から図１４に示すブラシレスモータ２００は、インロー部２１７及びフロントブラケット２１１ｂの構成以外は、基本的にブラシレスモータ１０と同様の構成である。以下、ブラシレスモータ１０と同様の構成については、同一の符合を付して説明を省略し、ブラシレスモータ２００に特有の点を重点的に説明する。

ブラシレスモータ２００は、ハウジング１１と、軸受１２と、軸受１３と、レゾルバ１４と、端子台１５と、バスバー１６と、インロー部２１７と、ロータ２０と、ステータ３０とを備える。ブラシレスモータ２００は、インロー部２１７をネジ止めでフロントブラケット２１１ｂに固定している。

ハウジング２１１は、筒状ハウジング２１１ａとフロントブラケット２１１ｂとを有する。筒状ハウジング２１１ａは、図１４に示すように、フロントブラケット２１１ｂの端部に筒形状よりも外形側に突出した突出部１５４が形成され、当該突出部の２箇所にネジ２５６が挿入され、２箇所にネジ２５８が挿入されている。フロントブラケット２１１ｂは、ネジ２５６が挿入される２箇所、ネジ２５８が挿入される２箇所にネジ穴が形成されている。筒状ハウジング２１１ａとフロントブラケット２１１ｂとは、４箇所のネジ２５６、２５８で固定されている。なお、フロントブラケット２１１ｂのネジ２５８に対応する部分には、図１２に示すようにネジ穴２５４が形成されている。

インロー部２１７は、フロントブラケット２１１ｂのジョイント２１ａ側の面に配置されており、フロントブラケット２１１ｂのジョイント２１ａ側の面を覆っている。インロー部２１７は、外周が円となる板状の部材であり、中心にシャフト２１が貫通する穴が形成されている。インロー部２１７は、ジョイント２１ａ側の面にシャフト２１の回転軸を中心としたリング状の突出部１７ａが形成されている。インロー部２１７は、突出部１７ａよりも外側のネジ２５６に対応する位置にネジ穴２５２が形成されている。ブラシレスモータ２００は、インロー部２１７のネジ穴２５２とフロントブラケット２１１ｂのネジ穴と筒状ハウジング２１１ａのネジ穴にネジ２５６が螺合されている。さらに、インロー部２１７は、円形の板状部材の外周に径方向外側に突出した突出部１５４が形成されている。突出部１５４は、減速装置９２に対してネジ止めするためのボルト穴１５５が形成されている。

このように、インロー部２１７は、フロントブラケット２１１ｂと筒状ハウジング２１１ａを固定するネジ２５６でフロントブラケット２１１ｂに固定されている。つまりネジ２５６は、インロー部２１７とフロントブラケット２１１ｂと筒状ハウジング２１１ａとを固定する。また、ネジ２５８は、フロントブラケット２１１ｂと筒状ハウジング２１１ａとを固定する。

ブラシレスモータ２００も、ブラシレスモータ１００と同様に、インロー部２１７をネジ止めでフロントブラケット２１１ｂに固定している。ブラシレスモータ２００は、インロー部２１７をフロントブラケット２１１ｂと筒状ハウジング２１１ａを固定するネジ２５６でフロントブラケット２１１ｂに固定することで、各部材を一体で固定することができる。また、ブラシレスモータ２００は、ネジ穴２５２を突出部１７ａよりも外側に設けることで、ネジ２５６による固定作業を実行しやすくすることができる。また、ネジ２５６は、さらに、減速装置９２に形成されたネジ穴に螺合させるようにしてもよい。

以下、図１５及び図１６を用いて、ブラシレスモータの他の例について説明する。図１５は、他の例のブラシレスモータ及びＥＣＵを回転軸に平行な方向から見た平面図である。図１６は、図１５に示すブラシレスモータをＦ−Ｆ線で切って模式的に示す説明図である。なお、図１５及び図１６に示すブラシレスモータ３００は、インロー部３１７及びフロントブラケット３１１ｂの構成以外は、基本的にブラシレスモータ１００と同様の構成である。以下、ブラシレスモータ１００と同様の構成については、同一の符合を付して説明を省略し、ブラシレスモータ３００に特有の点を重点的に説明する。

ブラシレスモータ３００は、ハウジング３１１と、軸受１２と、軸受１３と、レゾルバ１４と、端子台１５と、バスバー１６と、インロー部３１７と、ロータ２０と、ステータ３０とを備える。ブラシレスモータ３００は、インロー部３１７をネジ止めでフロントブラケット３１１ｂに固定している。また、ブラシレスモータ３００は、インロー部３１７がレゾルバステータ１４ｂを支持する。

ハウジング３１１は、筒状ハウジング１１ａとフロントブラケット３１１ｂとを有する。フロントブラケット３１１ｂは、フロントブラケット１１１ｂと同様に、インロー部３１７の外周が嵌めこまれる段差部よりも内径側に２つの突出部が設けられている。突出部は、ネジ穴が形成されている。

インロー部３１７は、フロントブラケット３１１ｂのジョイント２１ａ側の面に配置されており、フロントブラケット３１１ｂのジョイント２１ａ側の面を覆っている。インロー部３１７は、外周が円となる板状の部材であり、中心にシャフト２１が貫通する穴が形成されている。インロー部３１７は、ジョイント２１ａ側の面にシャフト２１の回転軸を中心としたリング状の突出部１７ａが形成されている。インロー部３１７は、突出部１７ａよりも内側にネジ穴３６０が形成されている。インロー部３１７のネジ穴３６０は、フロントブラケット３１１ｂのネジ穴とつながる位置に形成されている。ブラシレスモータ３００は、インロー部３１７のネジ穴３６０とフロントブラケット３１１ｂのネジ穴とにネジ１５２が螺合されている。このように、インロー部３１７は、ネジ１５２でフロントブラケット３１１ｂに固定されている。ここで、ネジ穴３６０は、円周方向に延在する長穴形状である。さらに、インロー部３１７は、円形の板状部材の外周に径方向外側に突出した突出部が形成されている。突出部は、減速装置９２に対してネジ止めするためのボルト穴が形成されている。また、インロー部３１７は、軸受１２側の面に突出部３７０を有し、当該突出部３７０がレゾルバステータ１４ｂを保持している。ここで、突出部３７０は、レゾルバステータ１４ｂを外周側から保持している。

ブラシレスモータ３００は、インロー部３１７をネジ止めでフロントブラケット３１１ｂに固定している。ブラシレスモータ３００は、ネジ止めでインロー部３１７をフロントブラケット３１１ｂに固定することで、インロー部３１７の装着、取り外しを簡単にすることができる。

また、ブラシレスモータ３００は、インロー部３１７でレゾルバステータ１４ｂを外周側から保持することで、ハウジング３１１からレゾルバステータ１４ｂに伝達される熱を低減することができる。また、ロータ２０、ステータ３０からレゾルバステータ１４ｂへの磁気の影響を低減することができ、磁気シールド等を設置しなくても、レゾルバ１４を好適に使用することが可能となる。

また、ブラシレスモータ３００は、インロー部３１７のネジ穴３６０を長穴形状とすることで、フロントブラケット３１１ｂとインロー部３１７との回転方向の相対位置を調整することができる。これにより、ブラシレスモータ３００は、フロントブラケット３１１ｂ及び筒状ハウジング３１１ａに対して、インロー部３１７が保持するレゾルバステータ１４ｂの回転方向の位置を調整することができ、回転方向のゼロ点調整を実行することができる。

以下、図１７から図１９を用いて、ブラシレスモータの他の例について説明する。図１７は、他の例のブラシレスモータ及びＥＣＵを回転軸に平行な方向から見た平面図である。図１８は、図１７に示すブラシレスモータをＧ−Ｇ線で切って模式的に示す説明図である。図１９は、図１７に示すブラシレスモータのインロー部とフロントブラケットとの連結部近傍を拡大して示す説明図である。なお、図１７から図１９に示すブラシレスモータ４００は、インロー部４１７及びフロントブラケット４１１ｂの構成以外は、基本的にブラシレスモータ１０と同様の構成である。以下、ブラシレスモータ１０と同様の構成については、同一の符合を付して説明を省略し、ブラシレスモータ４００に特有の点を重点的に説明する。

ブラシレスモータ４００は、ハウジング４１１と、軸受１２と、軸受１３と、レゾルバ１４と、端子台１５と、バスバー１６と、インロー部４１７と、ロータ２０と、ステータ３０とを備える。ブラシレスモータ４００は、インロー部４１７をカシメでフロントブラケット４１１ｂに固定している。

ハウジング４１１は、筒状ハウジング１１ａとフロントブラケット４１１ｂとを有する。フロントブラケット４１１ｂは、図１７から図１９に示すように、インロー部４１７の外周が嵌めこまれる段差部の円周方向の４箇所に４つの突起部４５２が設けられている。突出部４５２は、図１９に示すように、軸方向に直交する面において、インロー部４１７の外周よりも中心軸側に突出した突起である。突起部４５２は、円周方向に等間隔、つまり９０度ごとに形成されている。なお、突起部４５２の数はこれに限定されない。

インロー部４１７は、フロントブラケット４１１ｂのジョイント２１ａ側の面に配置されており、フロントブラケット４１１ｂのジョイント２１ａ側の面を覆っている。インロー部４１７は、外周が円となる板状の部材であり、中心にシャフト２１が貫通する穴が形成されている。インロー部４１７は、ジョイント２１ａ側の面にシャフト２１の回転軸を中心としたリング状の突出部１７ａが形成されている。インロー部４１７は、外周の突起部４５２に対応する位置に逃げ４５０が形成されている。逃げ４５０は、外周の他の部分よりも回転軸方向の幅が短い部分、つまり薄い部分であり、突起部４５２の外周を囲うくぼみである。

ブラシレスモータ４００は、図１７から図１９に示すように、フロントブラケット４１１ｂが、突起部４５２が、インロー部４１７の逃げ４５０のジョイント２１ａ側の面に突出することで、インロー部４１７がジョイント２１ａ側に動かないように支持する。つまり、突起部４５２がカシメとなり、インロー部４１７をフロントブラケット４１１ｂに固定する。なお、突起部４５２は、インロー部４１７をフロントブラケット４１１ｂに接触させた状態で、逃げ４５０に対応する部分のフロントブラケット４１１ｂを変形させることで、具体的には、フロントブラケット４１１ｂを中心軸側に突出させることで、形成することができる。

ブラシレスモータ４００は、カシメを用いることでもインロー部４１７をフロントブラケット４１１ｂに固定することができる。またカシメを用いることで、インロー部４１７をフロントブラケット４１１ｂに固定する機構を小さくすることができる。これにより、ブラシレスモータ４００の空間を有効に活用することができ、装置を小型化することができる。例えば、インロー部４１７の突出部１７ａの径をより小さくすることができる。

次に、図２０を用いて、電動機ユニットの他の例を説明する。図２０は、電動機ユニットの他の例を説明する正面図である。なお、電動機ユニット５００は、ブラシレスモータ５０１のインロー部５１７と、減速装置５９２の減速装置ハウジング５９３以外は、電動機ユニット２と同様の構成である。以下、電動機ユニット５００に特有の点を充填的に説明する。図２０に示す電動機ユニット５００は、ブラシレスモータ５０１と、ＥＣＵ９０と、減速装置５９２と、を有する。

減速装置５９２の減速装置ハウジング５９３は、玉軸受９５の外輪を支持する円筒部５５０が、ブラシレスモータ５０１側まで延在している。つまり、玉軸受９５の外輪を支持する円筒部５５０は、減速装置ハウジング５９３のブラシレスモータ５０１側の端部まで延在する直管形状である。ブラシレスモータ５０１のインロー部５１７は、突起部５１７ａの外周径が円筒部５５０の径とほぼ同一である、突出部５１７ａは、円筒部５５０にはめ込まれている。

電動機ユニット５００は、インロー部５１７の突出部５１７ａの径を玉軸受９５の外輪を支持する円筒部５５０とほぼ同一径としても、上記と同様に、減速装置５９２にブラシレスモータ５０１をはめ込み、減速装置５９２の軸とブラシレスモータ５０１の軸とを合わせることができる。

また、電動機ユニット５００は、インロー部５１７の突出部５１７ａの径を玉軸受９５の外輪を支持する円筒部５５０とほぼ同一径とすることで、突出部５１７ａの径を小さくすることができ加工量を少なくすることができる。また、減速装置ハウジング５９３の形状を簡単にすることができる。つまり、減速装置ハウジング５９３の円筒部５５０を、玉軸受９５を支持する部分および突出部５１７ａが嵌めこまれる部分として用いることができる。これにより、加工時に１つの径の穴を形成することで、両方の機能を実現することができる。また、円筒部の５５０の径を小さくできるため、減速装置ハウジング５９３の加工量を少なくすることができる。

ここで、本実施形態の電動パワーステアリング装置は、ブラシレスモータ１０とＥＣＵ９０とを、一体で設けたが別体としてもよい。また、本実施形態では、電動機をブラシレスモータとしたがブラシモータの場合も同様である。電動機は、フロントブラケットとインロー部とを別体とすることで上述した各種効果を得ることができる。

以上のように、本実施形態の電動パワーステアリング装置は、コラムアシスト方式を例にして説明しているが、ピニオンアシスト方式及びラックアシスト方式についても適用することができる。

１ 電動パワーステアリング装置
２ 電動機ユニット
１０ ブラシレスモータ
１１ ハウジング
１１ａ 筒状ハウジング
１１ｂ フロントブラケット
１２、１３ 軸受
１４ レゾルバ
１４ａ レゾルバロータ
１４ｂ レゾルバステータ
１５ 端子台
２０ ロータ
２１ シャフト
２１ａ ジョイント
２２ ロータヨーク
２３ マグネット
３０ ステータ
３１ ステータコア
３２ 分割コア
３７ 励磁コイル
３７ａ インシュレータ
８１ ステアリングホイール
８２ ステアリングシャフト
８２ａ 入力軸
８２ｂ 出力軸
８３ 操舵力アシスト機構
８４、８６ ユニバーサルジョイント
８５ ロアシャフト
８７ ピニオンシャフト
８８ ステアリングギヤ
８８ａ ピニオン
８８ｂ ラック
８９ タイロッド
９０ ＥＣＵ
９１ａ トルクセンサ
９１ｂ 車速センサ
９２ 減速装置
９３ 減速装置ハウジング
９４ ウォーム
９５ 玉軸受
９８ イグニッションスイッチ
９９ 電源装置

Claims (9)

1. ロータコア、前記ロータコアの内部に挿入され、前記ロータコアとともに回転するシャフトおよび前記シャフトの前記ロータコアから突出した部分に連結されたジョイントを備えるロータと、
   前記ロータの外周に配置されたステータと、
   前記ステータの外周を覆う筒状ハウジングおよび前記筒状ハウジングの前記ジョイント側の面を塞ぐフロントブラケットを備えるハウジングと、
   前記フロントブラケットと前記シャフトとの間に配置されたベアリングと、
   前記フロントブラケットよりも前記ジョイント側に配置され、前記ジョイント側に配置された部材にはめ込まれる突出部を備えるインロー部と、を有し、
   前記インロー部は、前記フロントブラケットと接触し、前記フロントブラケットよりも内径側の前記ベアリングが配置されている空間の前記ジョイント側を覆い、前記突出部が前記筒状ハウジングの内径よりも小さい外径を有して円状に配置されることを特徴とする電動機。
2. 前記インロー部と前記ベアリングとの間に配置され、前記シャフトの回転を検出する回転センサをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の電動機。
3. 前記回転センサは、回転子が前記シャフトに固定され、固定子が前記インロー部に固定されていることを特徴とする請求項２に記載の電動機。
4. 前記インロー部は、前記フロントブラケットの円周方向の複数個所に形成されたカシメで前記フロントブラケットに固定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電動機。
5. 前記インロー部は、前記カシメが形成されている領域が、他の領域よりも薄くなり、かつ、前記カシメの回転軸方向に平行な面と対面する面が、前記カシメから離間していることを特徴とする請求項４に記載の電動機。
6. 前記インロー部は、樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電動機。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の電動機と、
   前記電動機の前記ジョイントの回転が伝達され、前記ジョイントとともに回転するウォーム、減速装置ハウジング、及び、前記減速装置ハウジングと前記ウォームとの間に配置された減速機ベアリングを備える減速機と、を有し、
   前記突出部は、前記減速装置ハウジングに嵌め込まれていることを特徴とする電動機ユニット。
8. 前記突出部は、前記減速機ベアリングと同軸上に配置されており、外周径が前記減速機ベアリングの外周径と同一であり、
   前記減速装置ハウジングは、前記減速機ベアリングが配置されている領域と前記突出部が嵌めこまれる領域とが直管で繋がっていることを特徴とする請求項７に記載の電動機ユニット。
9. 請求項７または８に記載の電動機ユニットにより補助操舵トルクを得ることを特徴とする電動パワーステアリング装置。

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