(57)【要約】  ブラシレスモータ１は、マグネットを保持・固定するマグネット保持部５２と、レゾルバロータ３５と接続されるレゾルバロータ接続部５４を備えたマグネットホルダ５１を有する。レゾルバロータ接続部５４とレゾルバロータ３５との間はレゾルバ結合部６３にて結合されている。レゾルバ結合部６３は、レゾルバロータ接続部５４に形成されたレゾルバロータ接続片５７と、レゾルバロータ３５に形成された嵌合溝６６とからなる。嵌合溝６６には、レゾルバロータ接続片５７の嵌合爪５９が圧入固定され、レゾルバロータ３５とマグネットホルダ５１が所定の角度位置関係にて接続される。ロータシャフト２２には、レゾルバロータ３５の抜け止め用のフランジ部６４が設けられている。
2008059736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアと、前記ステータコアに巻装されたコイルとを備えるステータと、
前記ステータに対し回転自在に配置され、ロータシャフトと、前記ロータシャフトに固定されたロータコアと、前記ロータコアの外周に取り付けられたマグネットとを備えるロータと、
前記ロータシャフトに取り付けられたレゾルバロータと、前記レゾルバロータの外側に配置されたレゾルバステータとを備えるレゾルバと、
前記ロータに取り付けられ、前記マグネットを前記ロータコアの外周に保持・固定するマグネット保持部と、前記レゾルバロータと接続されるレゾルバロータ接続部とを備えるマグネットホルダと、を有することを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項２】
請求項１記載のブラシレスモータにおいて、前記レゾルバロータ接続部と前記レゾルバロータとの間に、前記レゾルバロータ接続部と前記レゾルバロータを結合するレゾルバ結合部を設けたことを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項３】
請求項２記載のブラシレスモータにおいて、前記レゾルバ結合部は、前記レゾルバロータ接続部に形成され軸方向に延びるレゾルバロータ接続片と、前記レゾルバロータに形成され前記レゾルバロータ接続片が嵌合する嵌合部とを有することを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項４】
請求項３記載のブラシレスモータにおいて、前記レゾルバロータ接続片は、前記マグネットに対し所定の角度位置関係を有し、前記嵌合部はレゾルバロータの外周に形成された凸部と所定の角度位置関係を有することを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項５】
請求項１記載のブラシレスモータにおいて、前記ロータシャフトは、前記レゾルバロータが当接し、前記レゾルバロータの軸方向への移動を規制するフランジ部を有することを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項６】
請求項１記載のブラシレスモータにおいて、前記レゾルバロータ接続部と前記マグネット保持部が分離可能であることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項７】
請求項６記載のブラシレスモータにおいて、前記レゾルバロータ接続部と前記マグネット保持部との間に、前記レゾルバロータ接続部と前記マグネット保持部を接合するホルダ接合部を設けたことを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項８】
請求項７記載のブラシレスモータにおいて、前記ホルダ接合部は、前記レゾルバロータ接続部に形成され軸方向に延びる嵌合片と、前記マグネット保持に形成され前記嵌合片が嵌合する嵌合部とを有することを特徴とするブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置等に使用されるブラシレスモータに関し、特に、ロータマグネットを保持するマグネットホルダの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の操舵力補助のため、近年多くの車両にいわゆるパワーステアリング装置が装備されている。このようなパワーステアリング装置としては、近年、エンジン負荷軽減や重量低減等の観点から、電気式の動力操舵装置（いわゆる電動パワーステアリング装置）を搭載した車両が増大している。この電動パワーステアリング装置（以下、ＥＰＳと略記する）では、狭いボンネット空間内などに装置を配置する関係から、その駆動源であるモータにも小型化、高性能化が要求されている。従来、このようなモータとしては、ブラシ付のＤＣモータが多く用いられてきたが、昨今では、制御技術の向上も相俟って、小型高性能化の点で優れたブラシレスモータの採用が増大している。【０００３】
一方、ブラシレスモータでは、ロータを回転駆動させるには、ロータの回転位置を検出し、検出したロータ回転位置に基づいて、ステータ側のコイル（ステータコイル）を順次励磁する必要がある。ロータの回転位置検出には、従来より、エンコーダやホールＩＣ等を用いた検出装置が使用されている。近年、ブラシレスモータの高性能化・低騒音化の要請から、回転位置検出にも分解能の高いセンサが求められ、非接触回転センサのひとつであるレゾルバの使用も増加している。レゾルバは、高温や振動環境下に強く、構造がシンプルで故障にくいことから、車載用のモータ、特に、ＥＰＳへの使用が増大している。【０００４】
このレゾルバに使用に際しては、高い精度でのロータ回転位置の検出が求められており、レゾルバ精度向上のためには、モータ部とレゾルバの磁気回路が同期することが重要となる。そして、両者の磁気回路が同期するには、モータ部分とレゾルバとの間の位置精度が重要である。このため、モータ−レゾルバ間の位置精度を決めるレゾルバロータとモータ部分のロータマグネットとの間の位置関係には、高い精度が求められる。特に、コスト低減の観点から、ロータにセグメントマグネットを使用したタイプのモータでは、まず、ロータコアに対するマグネットの位置決めを行う必要があり、マグネットの固定を兼ねたマグネットホルダが使用されている。【０００５】
図７は、ラック軸タイプのＥＰＳ用モータの概略構成を示す説明図である。図７に示すように、マグネット101は、シャフト102に圧入固定されたロータコア103に取り付けられる。ロータコア103には、マグネットホルダ104が固定されている。マグネット101は、マグネットホルダ104によって、ロータコア103の外周面に保持・固定される。一方、レゾルバロータ105は、通常、シャフト102に固定されている。レゾルバロータ105の軸方向の両側には、軸方向の抜け止めのため、スペーサ106,107が配置されている。各スペーサ106,107は、シャフト102に固定されている。レゾルバロータ105は、スペーサ106,107によって軸方向に抜け止めされる。【０００６】
また、レゾルバロータの回転方向の位置決めは、シャフト102，スペーサ106，レゾルバロータ105のそれぞれに位置決め指標Ｐを設け、それらを合わせることによって行われる。すなわち、まず、互いの指標Ｐを合せつつ、シャフト102にスペーサ106を圧入する。次に、スペーサ106とレゾルバロータ105の指標Ｐを合わせ、レゾルバロータ105をシャフト102に接着固定する。さらに、シャフト102にスペーサ107を圧入し、レゾルバロータ105をスペーサ106,107にて挟み込み、軸方向の抜け止めを行う。【０００７】
この場合、シャフト102に設けられた位置決め指標Ｐは、ロータの基準位置を示している。そこで、この指標Ｐを基準として、ロータコア103はシャフト102に、マグネットホルダ104はロータコア103にそれぞれ固定される。また、レゾルバロータ105の位置決め指標Ｐも、レゾルバ単体としての基準位置を示している。従って、指標Ｐを合わせる形でマグネットホルダ104やレゾルバロータ105を取り付けることにより、マグネットホルダ104に保持・固定されたマグネット101とレゾルバロータ105が、所定の角度位置関係にて位置決め固定される。これにより、モータ部とレゾルバの磁気回路が同期し、レゾルバを用いたロータ回転位置の検出が可能となる。
【特許文献１】特開2006-87277号公報
【特許文献２】特開2005-20887号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前述のようなモータ構成の場合、レゾルバロータの取り付けに当たり、スペーサが２個必要となる。このため、部品点数が多くなり、コストアップの要因となるという問題があった。また、モータ部分とレゾルバとの間の位置精度を高めるには、各部品ごとに高い寸法精度が求められる。特に、部品点数が多い構成の場合、組み付け工程も増大し、その都度高い組付精度が要求されるため、コスト的にも不利となるという問題があった。【０００９】
さらに、各部品の組み付けに際し、位置決め指標を基準として、目視にて作業を行うため、組み付け精度が低くなるという問題があった。加えて、目視による手作業のため、量産性向上の妨げともなるという問題もあった。特に、部品点数が多い構成の場合、組み付け誤差が積み上がるため、モータ部分とレゾルバとの間の位置精度向上が難しく、作業工数も増大する。このため、ロータ位置検出精度向上や製造コスト削減の足かせとなるという問題あり、その改善が求められていた。【００１０】
本発明の目的は、レゾルバを用いたブラシレスモータにおいて、レゾルバロータ周りの部品点数を削減しつつ、モータ部分とレゾルバとの間の位置精度の向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のブラシレスモータは、ステータコアと、前記ステータコアに巻装されたコイルとを備えるステータと、前記ステータに対し回転自在に配置され、ロータシャフトと、前記ロータシャフトに固定されたロータコアと、前記ロータコアの外周に取り付けられたマグネットとを備えるロータと、前記ロータシャフトに取り付けられたレゾルバロータと、前記レゾルバロータの外側に配置されたレゾルバステータとを備えるレゾルバと、前記ロータに取り付けられ、前記マグネットを前記ロータコアの外周に保持・固定するマグネット保持部と、前記レゾルバロータと接続されるレゾルバロータ接続部とを備えるマグネットホルダとを有することを特徴とする。【００１２】
本発明にあっては、ステータ、ロータ及びレゾルバを備えたブラシレスモータに、マグネットを保持・固定するマグネット保持部と、レゾルバロータと接続されるレゾルバロータ接続部とを備えるマグネットホルダを設けることにより、マグネットとレゾルバロータを所定の角度位置関係にて機械的に接続できる。このため、目視にて指標を合わせる方式に比して、マグネット−レゾルバロータ間の位置決め精度が向上する。また、目視作業が不要なため、組付作業性も向上し、その分、工数の削減も図られる。【００１３】
前記ブラシレスモータにおいて、前記レゾルバロータ接続部と前記レゾルバロータとの間に、前記レゾルバロータ接続部と前記レゾルバロータを結合するレゾルバ結合部を設けても良い。この場合、前記レゾルバ結合部に、前記レゾルバロータ接続部に形成され軸方向に延びるレゾルバロータ接続片と、前記レゾルバロータに形成され前記レゾルバロータ接続片が嵌合する嵌合部とを設けても良い。また、前記レゾルバロータ接続片と前記マグネットとを所定の角度位置関係に設定すると共に、前記嵌合部とレゾルバロータの外周に形成された凸部とを所定の角度位置関係に設定しても良い。【００１４】
加えて、前記ロータシャフトに、前記レゾルバロータが当接し、前記レゾルバロータの軸方向への移動を規制するフランジ部を設けても良い。これにより、レゾルバロータがフランジ部によって抜け止めされ、ロータシャフトにスペーサを配する必要がなくなり、その分、部品点数や組付工数が削減される。【００１５】
一方、前記レゾルバロータ接続部と前記マグネット保持部を分離可能に設けても良い。これにより、通電タイミングの変更等の仕様変更に際し、マグネット保持部を変更することなく、レゾルバロータ接続部の変更のみで対応できる。このため、大型で複雑な新規金型が不要となり、より安価な部品にて多くの車体ラインナップに柔軟に対応可能となる。この場合、前記レゾルバロータ接続部と前記マグネット保持部との間に、前記レゾルバロータ接続部と前記マグネット保持部を接合するホルダ接合部を設けても良い。また、前記ホルダ接合部に、前記レゾルバロータ接続部に形成され軸方向に延びる嵌合片と、前記マグネット保持に形成され前記嵌合片が嵌合する嵌合部とを設けても良い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のブラシレスモータによれば、ステータ、ロータ及びレゾルバを備えたブラシレスモータにて、マグネットを保持・固定するマグネット保持部と、レゾルバロータと接続されるレゾルバロータ接続部とを備えるマグネットホルダを設けたので、マグネットとレゾルバロータを、所定の角度位置関係にて機械的に接続することができ、マグネットとレゾルバロータの間を高精度に位置決めすることができる。また、目視作業が不要なため、組付作業性も向上し、その分、工数の削減を図ることも可能となり、製造コストを低減させることが可能となる。【００１７】
また、ロータシャフトに、レゾルバロータの軸方向への移動を規制するフランジ部を設けることにより、レゾルバロータがフランジ部によって抜け止めされ、ロータシャフトにスペーサを配する必要がなくなり、その分、部品点数や組付工数を削減することが可能となる。また、ロータシャフトのスペーサを固定していた部位の寸法精度も緩和されるため、ロータシャフトの製造コストも削減できる。【００１８】
さらに、レゾルバロータ接続部とマグネット保持部を分離可能に設けることにより、通電タイミングの変更等の仕様変更に際し、マグネット保持部を変更することなく、レゾルバロータ接続部の変更のみで対応することが可能となる。このため、金型を新規に製造する場合も、マグネット保持部用のものだけで足り、大型で複雑な新規金型を製作する必要がなく、より安価な部品にて多くの車体ラインナップに柔軟に対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例１であるブラシレスモータの構成を示す断面図である。
【図２】マグネットホルダの斜視図である。
【図３】（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ線に沿ったマグネットホルダの断面図、（ｂ）はマグネットホルダの右側面図である。
【図４】（ａ）はレゾルバロータの側面図、（ｂ）はその断面図である。
【図５】本発明の実施例２であるブラシレスモータのマグネット保持部の構成を示しており、（ａ）はその断面図、（ｂ）は側面図である。
【図６】本発明の実施例２であるブラシレスモータのマグネット保持部の構成を示しており、（ａ）はその正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図である。
【図７】ラック軸タイプのＥＰＳ用モータの概略構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２０】
１    ブラシレスモータ                ２    ラック軸
３    ボールねじ機構                １１    ステータ
１２    ハウジング                    １３    ステータコア
１４    コイル                        １５    インシュレータ
１５ａ  インシュレータ                １６    ターミナルユニット
１７    コイル給電端子                １８    外部接続端子
１９    リード線                      ２１    ロータ
２２    ロータシャフト                ２３    ロータコア
２４    マグネット                    ２５    マグネットカバー
３１    ハウジング                    ３２    ベアリング
３３    レゾルバ                      ３４    レゾルバステータ
３５    レゾルバロータ                ３６    コイル
４１    ハウジング                    ４２    ナット部
４３    スクリュー部                  ４４    ボール
４５    アンギュラーベアリング        ４６ａ,４６ｂ    ベアリング固定用リング
４７    段部                          ４８    ベアリング固定用リング
４９    段部                          ５１    マグネットホルダ
５２    マグネット保持部              ５３    ロータシャフト固定部
５３ａ  端面                          ５４    レゾルバロータ接続部
５５    ベース部                      ５６    ホルダアーム
５７    レゾルバロータ接続片          ５８    基片部
５９    嵌合爪                        ６１    テーパ部
６２    凸部                          ６３    レゾルバ結合部
６４    フランジ部                    ６５    シャフト挿通孔
６６    嵌合溝（嵌合部）              ７１    ブラシレスモータ
７２    マグネットホルダ              ７３    マグネット保持部
７４    レゾルバロータ接続部          ７５    ホルダ接合部
７６    ベース部                      ７７    ホルダアーム
７８    シャフト挿通孔                ７９    嵌合溝
８１    嵌合片                        101     マグネット
102     シャフト                      103     ロータコア
104     マグネットホルダ              105     レゾルバロータ
106     スペーサ                      107     スペーサ
Ｐ      位置決め指標
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施例１であるブラシレスモータの構成を示す断面図である。図１のモータ１は、ラックアシスト式のＥＰＳの動力源として使用され、モータ１の内部をラック軸２が貫通する構成となっている。モータ１の回転は、ボールねじ機構３を介してラック軸２に伝達され、操舵補助力となる。モータ１は、外側にステータ１１、内側にロータ２１を配したインナーロータ型の装置構成となっている。ロータ２１の回転位置の検出には、レゾルバ３３が使用されている。【００２３】
ステータ１１は、ハウジング１２と、ハウジング１２の内周側に固定されたステータコア１３及びステータコア１３に巻装されたコイル１４とを備えた構成となっている。ハウジング１２は鉄等にて形成されている。ハウジング１２の図中左端側には、アルミダイカスト製のハウジング４１が取り付けられている。ステータコア１３は鋼板を多数積層した構成となっている。ステータコア１３の内周側には、複数個（ここでは９個）のティースが突設されている。ティース間に形成されたスロット（同９個）には、合成樹脂製のインシュレータ１５を介してコイル１４が巻装されている。【００２４】
ステータコア１３の両端には、インシュレータ１５が取り付けられている。インシュレータ１５のうち、図１において左側のもの（インシュレータ１５ａ）の左端部には、ターミナルユニット１６が取り付けられている。ターミナルユニット１６には、径方向に向かってコイル給電端子１７が多数突設されている。各コイル給電端子１７には、コイル１４の端末部（コイル１４の巻き始め部分や巻き終わり部分）が接続されている。ターミナルユニット１６にはさらに、コイル給電端子１７と電気的に接続された外部接続端子１８が設けられている。外部接続端子１８には、リード線１９が接続されている。各コイル１４には、外部電源と接続されたリード線１９から、ターミナルユニット１６を介して適宜電力が供給される。【００２５】
ロータ２１はステータ１１の内側に配置されている。ロータ２１は、円筒状のロータシャフト２２と、ロータコア２３、マグネット２４及びマグネットカバー２５を同軸状に配した構成となっている。ロータシャフト２２の内側には、ラック軸２が挿通される。ロータシャフト２２の外周には、円筒形状のロータコア２３が外装されている。ロータコア２３の外周には、合成樹脂製のマグネットホルダ５１によって、６極構成のマグネット２４が保持・固定されている。図２はマグネットホルダ５１の斜視図、図３（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ線に沿ったマグネットホルダ５１の断面図、（ｂ）はマグネットホルダ５１の右側面図である。【００２６】
図２〜４に示すように、マグネットホルダ５１は、マグネット保持部５２と、ロータシャフト固定部５３、及び、レゾルバロータ接続部５４とを備えた構成となっている。マグネット保持部５２には、ロータシャフト固定部５３と共にロータシャフト２２に固定されるベース部５５と、ベース部５５から軸方向に突出形成されたホルダアーム５６が設けられている。ホルダアーム５６は、ベース部５５の一端側から軸方向に延びる片持ち梁構造となっている。また、ホルダアーム５６の断面は略Ｔ字形になっている。隣接するホルダアーム５６の間には、ホルダアーム５６の自由端側（図３において左端側）に、軸方向からマグネット２４が圧入される。これにより、マグネット２４は、ロータコア２３の外周面とホルダアーム５６との間に保持・固定される。マグネット２４を装着した後、マグネットホルダ５１の外側にはマグネットカバー２５が外装される。これにより、マグネット２４を径方向から押さえると共に、マグネット２４の軸方向への移動を規制する（抜け止め）。【００２７】
ロータシャフト固定部５３は円筒形状に形成されており、ベース部５５と一体に成形されている。ロータシャフト固定部５３の内径は、ロータシャフト２２の外径よりも若干小さく形成されている。マグネットホルダ５１は、このロータシャフト固定部５３によって、ロータシャフト２２の外周に圧入固定される。【００２８】
ロータシャフト固定部５３の端部（図１において右端側、図２において上端側）には、レゾルバ３３のレゾルバロータ３５と接続されるレゾルバロータ接続片５７が設けられている。レゾルバロータ接続片５７は、ロータシャフト固定部５３の端部から軸方向に向かって突出形成されており、周方向に等分に３個形成されている。レゾルバロータ接続片５７は、マグネット保持部５２に保持・固定されたマグネット２４との間に、所定の角度位置関係を有している。レゾルバロータ接続片５７は、ロータシャフト固定部５３の端面５３ａに突設された基片部５８と、基片部５８からさらに軸方向に突設された嵌合爪５９とから構成されている。嵌合爪５９は、基片部５８よりも周方向の寸法が小さくなっている。また、嵌合爪５９の先端部にはテーパ部６１が形成されている。【００２９】
ハウジング１２の図中右端側には、アルミダイカスト製のハウジング３１が取り付けられている。ハウジング３１内には、ロータ２１の右端側を支持するベアリング３２と、ロータ２１の回転を検知するレゾルバ３３が収容されている。レゾルバ３３は、ハウジング３１側に固定されたレゾルバステータ３４と、ロータ２１側に固定されたレゾルバロータ３５とから構成されている。レゾルバステータ３４にはコイル３６が巻装されており、励磁コイルと検出コイルが設けられている。【００３０】
レゾルバステータ３４の内側には、ロータシャフト２２に固定されたレゾルバロータ３５が配置される。図４（ａ）はレゾルバロータ３５の側面図、（ｂ）はその断面図である。レゾルバロータ３５は、図４（ｂ）に示すように、金属板を積層した構成となっており、三方向に凸部６２が形成されている。ロータシャフト２２が回転すると、レゾルバロータ３５もまたレゾルバステータ３４内にて回転する。レゾルバステータ３４の励磁コイルには高周波信号が付与されており、凸部６２の近接離反により検出コイルから出力される信号の位相が変化する。この検出信号と基準信号とを比較することにより、ロータ２１の回転位置が検出される。そして、ロータ２１の回転位置に基づき、コイル１４への電流が適宜切り替えられ、ロータ２１が回転駆動される。【００３１】
ここで、従来のブラシレスモータにおいては、前述のように、レゾルバロータを目視作業にて取り付けると共に、その前後にスペーサを配して抜け止めを行っているため、精度的にも作業効率的にも問題があった。これに対し、本発明によるモータ１では、マグネットホルダ５１とレゾルバロータ３５との間に、両者を結合するレゾルバ結合部６３が設けられており、レゾルバロータ３５を高精度に位置決めできるようになっている。また、ロータシャフト２２にはフランジ部６４が形成されており、スペーサを用いることなく、レゾルバロータ３５の抜け止めができるようになっている。【００３２】
図４（ａ）に示すように、レゾルバロータ３５には、ロータシャフト２２が挿通されるシャフト挿通孔６５が形成されている。このシャフト挿通孔６５には、嵌合溝（嵌合部）６６が軸方向に沿って切欠形成されている。嵌合溝６６は、レゾルバロータ接続片５７に対応して、周方向に３カ所等分に配置されている。レゾルバロータ接続片５７とこの嵌合溝６６により、レゾルバ結合部６３が形成される。また、嵌合溝６６は、レゾルバロータ３５の凸部６２と所定の角度位置関係となるように形成されている。嵌合溝６６の周方向の寸法は、嵌合爪５９の周方向の寸法よりも若干小さくなっており、嵌合爪５９は嵌合溝６６内に軽圧入される形で取り付けられる。【００３３】
一方、ロータシャフト２２の右端寄りには、図１に示すように、フランジ部６４が形成されている。フランジ部６４は、ロータシャフト２２の他の部位よりも大径に形成されている。レゾルバロータ３５をロータシャフト２２に取り付けると、レゾルバロータ３５の一端側がフランジ部６４に当接するようになっている。これにより、レゾルバロータ３５の軸方向への移動が規制され、ロータシャフト２２上にてレゾルバロータ３５が軸方向に抜け止めされる。【００３４】
このような構成からなるモータ１では、まず、ロータシャフト２２にレゾルバロータ３５が取り付けられる。レゾルバロータ３５は、シャフト挿通孔６５にロータシャフト２２を挿入し、レゾルバロータ３５をロータシャフト２２に圧入する形で取り付けられる。レゾルバロータ３５は、フランジ部６４に当接する位置まで圧入される。その後、ロータシャフト２２に、マグネットホルダ５１が圧入固定される。この際、レゾルバロータ３５の嵌合溝６６には、レゾルバロータ接続片５７の嵌合爪５９が軽圧入される。【００３５】
嵌合爪５９は、マグネットホルダ５１に保持・固定されたマグネット２４に対し、所定の角度位置関係を有している。また、嵌合溝６６は、レゾルバロータ３５の凸部６２と所定の角度位置関係を有している。従って、嵌合爪５９を嵌合溝６６に取り付けることにより、マグネット２４とレゾルバロータ３５は、所定の角度位置関係にて接続される。すなわち、マグネット２４とレゾルバロータ３５は、嵌合爪５９と嵌合溝６６により、その位置関係が機械的に設定される。このため、当該モータ１では、目視にて指標を合わせる方式に比して、位置決め精度を飛躍的に向上させることができる。また、目視作業が不要なため、組付作業性も向上し、その分、工数の削減を図ることも可能となる。【００３６】
さらに、マグネット２４とレゾルバロータ３５の周方向の位置決めが高精度になされているため、レゾルバ３３の最終的な位置調整の際のレゾルバステータ３４の調整角度が小さくなり、レゾルバ３３の調整作業が容易となる。また、レゾルバ調整用に設ける長孔も小さくすることができ、長孔形成用のブラケット等の寸法も削減できる。長孔形成用のブラケットは、モータ内において他の部品・部位と干渉し易い位置にあるため、この部分はできるだけ小さい方が好ましい。従って、長孔の周方向寸法が削減されブラケットが小さくなれば、その分、周方向にスペースが生じ、モータ内のレイアウト性が向上すると共に、全体的に見てモータの小型化を図ることが可能となる。【００３７】
また、レゾルバロータ３５は、フランジ部６４とレゾルバロータ接続片５７の基片部５８との間に挟まれる形で、ロータシャフト２２上に取り付けられる。従って、当該モータ１では、特別なスペーサを用いることなく、レゾルバロータ３５を軸方向に抜け止めすることが可能となる。このため、従来のブラシレスモータに比して、部品点数を削減できると共に、スペーサ組付作業も不要となるため、生産性も向上し、コスト低減を図ることが可能となる。さらに、ロータシャフト２２のスペーサを固定していた部位の寸法精度も緩和されるため、その分のコストも削減できる。【００３８】
加えて、スペーサ分の重量やイナーシャも低減でき、モータの軽量化が図られると共に、制御応答性も向上する。このため、ＥＰＳ用モータとしての商品価値も向上する。また、スペーサによる抜け止めを廃したことにより、ロータシャフト２２に対し、レゾルバロータ３５やマグネットホルダ５１、ロータコア２３などを同一方向から組み付けることができ、この点においても作業性の向上が図られる。なお、フランジ部６４の外形寸法精度は比較的ラフで良いため、フランジ部６４形成に伴うコスト増よりも、スペーサ固定部の寸法精度緩和によるコスト減の方が大きい。【００３９】
ハウジング１２の左端側には、ハウジング４１が取り付けられている。ハウジング４１内には、ボールねじ機構３が組み込まれている。ボールねじ機構３は、ナット部４２と、ラック軸２の外周に形成されたスクリュー部４３と、ナット部４２とスクリュー部４３との間に介装された多数のボール４４とから構成されている。ラック軸２は、軸回りの回転が規制された状態で、ナット部４２によって、左右方向に往復動自在支持され、ナット部４２の回転に伴って左右方向に移動する。【００４０】
ナット部４２は、ロータシャフト２２の左端部に固定されており、ハウジング４１に固定されたアンギュラーベアリング４５によって回転自在に保持されている。アンギュラーベアリング４５は、ハウジング４１の開口部にねじ込まれたベアリング固定用リング４６ａ,４６ｂと、ハウジング４１の内部に形成された段部４７との間で、軸方向の動きが規制された状態で固定されている。また、ナット部４２とアンギュラーベアリング４５との間の軸方向の動きは、ナット部４２の左端にねじ込まれたベアリング固定用リング４８と、ナット部４２の外周に形成された段部４９とによって規制される。【００４１】
このようなモータ１を備えたＥＰＳでは、まず操向ハンドルが操作されてステアリング軸が回転し、この回転に応じた方向にラック軸２が移動して転舵操作がなされる。この操作により、図示しないステアリングトルクセンサが作動すると、検出トルクに応じて、バッテリからリード線を介してコイル１４に電力が供給される。コイル１４に電力が供給されるとモータ１が作動し、ロータシャフト２２が回転する。ロータシャフト２２が回転すると、これと結合されたナット部４２が回転し、ボールねじ機構３の作用により、ラック軸２に対し軸方向の操舵補助力が伝達される。これにより、ラック軸２の移動が促進され、操舵力が補助される。
【実施例２】
【００４２】
次に、本発明の実施例２であるブラシレスモータについて説明する。実施例２のブラシレスモータ７１（以下、モータ７１と略記する）は、基本構成は実施例１のモータ１と同様であるが、マグネットホルダ７２が分割構造となっており、設計自由度の向上が図られている。なお、実施例２では、実施例１と同様の部材、部分については同一の符号を付し、その説明は省略する。【００４３】
ここで、ＥＰＳ用のブラシレスモータでは、多種多様な車体ラインナップに対応できる柔軟性の高い製品が求められている。しかしながら、ブラシレスモータは、ブラシ付モータに比べて未だ高価であり、単品部品の加工方法を含め、多種多様な仕様のモータを如何に安価に製造するかが大きな課題となっている。例えば、モータの通電タイミングに関しても、種々の仕様に応じてその設定を適宜変更する必要がある。特にＥＰＳ用モータに関しては、車体の仕様（ハンドルの左右等）が、多様化してしまうので、極力、部品の共用化を図るため、通電タイミングの変更によって各種の仕様に対応することが多い。【００４４】
このような通電タイミングの変更は、設計上、ステータ側やロータ側の構成によって任意に行うことが可能であり、次のような変更方法が知られている。まず、ステータ側にて通電タイミングを変更する方法としては、レゾルバステータとステータコアの周方向の角度位置関係を変更する方法がある。この場合、位置関係の変更には、レゾルバステータの角度位置を変更するやり方と、ステータコアの角度位置を変更するやり方がある。前者の場合、レゾルバステータは、センサ線を接続するコネクタと一体化されているため、センサコネクタの引き出し位置を変更しないためには、レゾルバステータの構造を変更する必要がある。【００４５】
一方、後者の場合、ステータコアは、ターミナルユニットを介して外部接続端子（パワーコネクタ）と一体になっているため、外部接続端子の引き出し位置を変更しないためには、ターミナルユニットの構造を変更する必要がある。すなわち、ステータ側にて通電タイミングを変更する場合は、レゾルバステータやターミナルユニットについて大掛かりな変更を余儀なくされる。【００４６】
次に、ロータ側にて通電タイミングを変更する方法としては、ロータマグネットとレゾルバロータの周方向の角度位置関係を変更する方法がある。この場合、実施例１のモータ１では、マグネットホルダ５１に形成されたレゾルバロータ接続片５７の位置を、周方向に変更することにより、マグネット２４とレゾルバロータ３５の角度位置関係を容易に変更することができる。従って、ステータ側の変更とロータ側の変更とを比較すると、ロータ側の変更の方が、より容易に仕様を変更することができる。【００４７】
ところが、ロータ側の設定を変更するには、レゾルバロータ接続片５７の位置を変更する必要があり、設定変更に際し、専用のマグネットホルダ５１を個別に設計する必要がある。このため、マグネットホルダ５１に関しては、仕様に応じて、その都度、新規な金型を作製しなければならない。しかしながら、マグネットホルダ５１の金型は比較的大きく、しかも、マグネット２４を保持・固定する部分の形状が複雑なため金型構造も複雑となる。従って、金型製作に要する費用が嵩み、マグネットホルダが廉価な部品にならず、通電タイミングの変更に伴って相当のコスト増は避けられないという問題があった。【００４８】
そこで、本発明の実施例２であるブラシレスモータ７１では、マグネットホルダ７２を軸方向に２分割し、マグネット保持部を共用化して金型費用の削減を実現している。すなわち、当該ブラシレスモータ７１では、マグネットホルダ７２は、マグネット保持部７３と、レゾルバロータ接続部７４の２部品から構成されており、両者はホルダ接合部７５にて一体に接合されている。図５はマグネット保持部７３、図６はレゾルバロータ接続部７４の構成をそれぞれ示している。図５に示すように、マグネット保持部７３は、図２のマグネットホルダ５１における下半分を独立させた構成となっており、ベース部７６とホルダアーム７７が形成されている。【００４９】
ホルダアーム７７は、マグネットホルダ５１と同様に、ベース部７６から軸方向に延設されている。また、ホルダアーム７７の断面は、略Ｔ字形になっている。隣接するホルダアーム７７の間には、軸方向からマグネット２４が圧入される。これにより、マグネット２４は、ロータコア２３の外周面とホルダアーム７７との間に保持・固定される。ベース部７６は、リング状に形成されている。ベース部７６には、ロータシャフト２２が挿通されるシャフト挿通孔７８が形成されている。シャフト挿通孔７８の周囲には、嵌合溝７９が軸方向に沿って形成されている。嵌合溝７９は、周方向に３カ所等分に配置されている。【００５０】
一方、レゾルバロータ接続部７４の図６(a)において右端側には、レゾルバロータ接続片５７が設けられている。レゾルバロータ接続片５７は、レゾルバロータ接続部７４の端部から軸方向に向かって突設されており、周方向に等分に３個形成されている。前述同様、レゾルバロータ接続片５７は、基片部５８と嵌合爪５９とから構成されており、レゾルバロータ３５の嵌合溝６６に軽圧入される。また、レゾルバロータ接続部７４の左端側にも、マグネット保持部７３との接続に使用される嵌合片８１が突設されている。嵌合片８１は、マグネット保持部７３の嵌合溝７９に対応して、周方向に３カ所等分に配置されている。嵌合溝７９とこの嵌合片８１によって、ホルダ接合部７５が形成される。嵌合片８１の周方向の寸法は、嵌合溝７９の周方向の寸法よりも若干大きくなっている。レゾルバロータ接続部７４は、嵌合片８１を嵌合溝７９内に軽圧入する形でマグネット保持部７３に取り付けられる。【００５１】
このようなマグネットホルダ７２では、嵌合片８１の周方向の位置を変更すると、マグネット２４とレゾルバロータ接続片５７の周方向の位置関係が変化する。すなわち、嵌合片８１の位置設定により、マグネット２４とレゾルバロータ３５の角度位置関係を適宜変更することができる。この場合、図２のようなマグネットホルダ５１では、前述のように、マグネットホルダ５１全体を設計変更する必要があり、そのため、大型で複雑な金型を新規に作成する必要があった。これに対し、実施例２のモータ７１では、マグネット２４とレゾルバロータ３５の角度位置関係を変更するには、レゾルバロータ接続部７４の設計変更のみで足り、複雑な形状のマグネット保持部７３はそのまま共用することができる。【００５２】
すなわち、当該モータ７１では、マグネット保持部７３の形状は変更せずに、レゾルバロータ接続部７４におけるレゾルバロータ接続片５７の位置を周方向に角度調整するだけで通電タイミングの変更を行うことができる。従って、多種多様な仕様に対し、レゾルバロータ接続部７４の変更のみで対応でき、仕様変更に際して大型で複雑な新規金型が不要となり、より安価な部品にて多くの車体ラインナップに柔軟に対応することが可能となる。また、新規に金型を製作するレゾルバロータ接続部７４に関しても、アンダーカット部のない単純な形状のため、上下２分割の単純な金型で成形可能である。従って、本発明のモータによれば、金型費を抑えたコストパフォーマンスに優れる商品を提供することが可能となる。【００５３】
さらに、レゾルバロータ接続部７４は、金型を作製せずに切削加工にて製作可能であるため、試作等の少量生産を考えた場合、試作品作製のリードタイムを短縮することも可能となる。なお、ブラシレスモータでは、磁気回路長の違う仕様も存在するが、ラインナップ上、磁気回路長が短い仕様のマグネットホルダにより、長い仕様のモータのマグネット保持が十分可能であれば、短い仕様のマグネットホルダだけを作製すれば足りる。従って、その分、部品仕様を少なくでき、更なるコスト低減が可能となる。【００５４】
本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前述の実施例では、レゾルバロータ接続片５７と嵌合溝６６によってレゾルバ結合部６３を、また、嵌合溝７９と嵌合片８１によってホルダ接合部７５をそれぞれ形成した構成を示したが、結合部６３，接合部７５において何れの側に凹凸を配置するかは適宜変更することが可能である。例えば、レゾルバ結合部６３において、レゾルバロータ３５側にピンを植設し、このピンが嵌合可能な切欠や孔、溝等をマグネットホルダ５１に設けても良い。また、ホルダ接合部７５における凹凸関係を逆に設定しても良い。【００５５】
さらに、前述の実施例では、レゾルバロータ両側のスペーサを２個とも廃した構成を示したが、フランジ部６４を設けることなく、レゾルバロータ３５の図１において右側のみスペーサを配置するようにしても良い。加えて、マグネットホルダ５１,７１は、ロータシャフト２２に固定される構成としたが、マグネットホルダ５１,７１をロータコア２３に固定する構成としても良い。【００５６】
一方、前述の実施例では、本発明によるステータをＥＰＳの駆動源として用いられるブラシレスモータに使用した例を示したが、当該ステータは、ＥＰＳ用ブラシレスモータには限定されず、他の用途のブラシレスモータにも広く適用可能である。また、ＥＰＳや各種車載電動品用のモータのみならず、本発明は、広くブラシレスモータ一般にも適用可能である。さらに、前述の実施例では、ラックアシスト式のＥＰＳに使用されるブラシレスモータを示したが、コラムアシスト式等、他の方式のＥＰＳ用モータにも本発明は適用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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