(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸のロータと、そのロータの周囲に設けられたステータとがモータケース内に収容されたブラシレスモータであって、
モータケースの一方側は、ロータの回転力を前記回転軸により出力する出力側であり、当該モータケースの出力側の反対側の壁部には、前記回転軸が貫通し、当該回転軸が前記モータケースの壁部の外側まで突出しており、
前記モータケースの壁部の外側の回転軸の突出部分には、当該回転軸に固定されたレゾルバロータと、そのレゾルバロータの周囲に設けられたレゾルバステータを有し前記ロータの磁極位置を検出するセンサが設けられ、
前記センサは、前記モータケースの壁部の外側に形成されたセンサ収容部に収容されており、
前記センサ収容部は、前記レゾルバステータが固定されたセンサ収容部本体を有し、
前記センサ収容部本体は、前記モータケースの壁部に対し、前記回転軸を中心にして回転可能に構成され、前記センサ収容部本体を前記モータケースに対して回転させることにより、前記レゾルバロータに対する前記レゾルバステータの回転方向の位置が調整可能になっており、
前記センサ収容部本体は、外側面が閉鎖された筒状部と、当該筒状部の外周から径方向外側に向かって互いに対向するように突出する一対の固定片と、を有し、
前記筒状部は、前記モータケースの壁部より小さい径を有し、
前記モータケースの壁部には、外側に突出する凸部が設けられ、
前記センサ収容部本体の固定片には、前記凸部が挿入される穴部が形成され、
前記穴部は、前記回転軸を中心とした回転方向に前記凸部が移動できるように形成されている、ブラシレスモータ。
【請求項２】
前記モータケースの壁部の凸部と前記センサ収容部本体の穴部は、回転軸を挟んだ両側に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のブラシレスモータ。
【請求項３】
前記センサ収容部本体は、一の面が開口し他の面が閉鎖された筒状部を有し、
前記センサ収容部は、前記筒状部の前記一の面側の開口部が前記モータケースの壁部で閉鎖されて形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のブラシレスモータ。
【請求項４】
前記センサ収容部本体と前記モータケースの壁部との接触部には、シール部材が介在されていることを特徴とする、請求項３に記載のブラシレスモータ。
【請求項５】
前記センサ収容部本体には、前記センサの配線が通過する配線孔が形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のブラシレスモータ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のブラシレスモータによって車両のステアリング系に操舵補助トルクを与える電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスモータ及びそれを用いた電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置用モータは、ステアリング系に導入されたドライバの操舵トルクを補助するものである。この種のモータは、高出力化、小型化、低騒音化の要求より、ブラシレスモータの採用が進んでいる。このブラシレスモータには、ロータの磁極位置検出センサが必要になるが、そのロータの磁極位置検出センサとしてレゾルバを用いる場合、そのレゾルバのレゾルバロータに対するレゾルバステータの回転方向の位置を高精度に調整する必要がある。このため、組付性も考慮して出力側におけるモータケースの外側にレゾルバを配置して外部からレゾルバステータの位置調整を可能としたもの（特許文献１参照）や、モータケース内にレゾルバを収納し、このモータケース内部のレゾルバステータを外部から回転させる構造のもの（特許文献２参照）などが提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特許第３８８１３５１号公報
【特許文献２】特開２００６−３２０１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、回転軸が突出した出力側にレゾルバを設けた場合には、例えばモータケースの出力側にあるフランジが大型化し形状も複雑化し、部品点数も増加してしまう。また、モータケース内部にレゾルバを収納する構造の場合には、モータケース内部のレゾルバステータを外部から回転させなければならないため、構造の複雑化及び部品点数の増加を招く。このため、前者の場合、後者の場合ともに、高コスト化、組付性及び搭載性の悪化が避けられない。しかも、内部にレゾルバを配置する後者の場合には、レゾルバがモータのコイルからの熱の影響を受け易くなるなどの不具合が生じる。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、低コストで、組立性及び搭載性に優れた小型化されたブラシレスモータ及びそれを用いた電動パワーステアリング装置を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明は、回転軸のロータと、そのロータの周囲に設けられたステータとがモータケース内に収容されたブラシレスモータであって、モータケースの一方側は、ロータの回転力を前記回転軸により出力する出力側であり、当該モータケースの出力側の反対側の壁部には、前記回転軸が貫通し、当該回転軸が前記モータケースの壁部の外側まで突出しており、前記モータケースの壁部の外側の回転軸の突出部分には、当該回転軸に固定されたレゾルバロータと、そのレゾルバロータの周囲に設けられたレゾルバステータを有し前記ロータの磁極位置を検出するセンサが設けられ、前記センサは、前記モータケースの壁部の外側に形成されたセンサ収容部に収容されており、前記センサ収容部は、前記レゾルバステータが固定されたセンサ収容部本体を有し、前記センサ収容部本体は、前記モータケースの壁部に対し、前記回転軸を中心にして回転可能に構成され、前記センサ収容部本体を前記モータケースに対して回転させることにより、前記レゾルバロータに対する前記レゾルバステータの回転方向の位置が調整可能になっており、前記センサ収容部本体は、外側面が閉鎖された筒状部と、当該筒状部の外周から径方向外側に向かって互いに対向するように突出する一対の固定片と、を有し、前記筒状部は、前記モータケースの壁部より小さい径を有し、前記モータケースの壁部には、外側に突出する凸部が設けられ、前記センサ収容部本体の固定片には、前記凸部が挿入される穴部が形成され、前記穴部は、前記回転軸を中心とした回転方向に前記凸部が移動できるように形成されていることを特徴とする。
【０００７】
この構成のブラシレスモータによれば、モータケースの出力側と反対側の壁部の外側にセンサを設けた構造であるので、従来のように出力側のフランジが大型化、複雑化し、部品点数が増加することがない。また、センサのレゾルバステータの位置調整をモータケースの外部で行うことができるので、モータケース内の構造やハーネスの引き出し部の簡素化を図れ、部品点数を低減できる。この結果、ブラシレスモータの低コスト化が図れ、さらに組立性、搭載性に優れたブラシレスモータを実現できる。
加えて、センサがモータケース内で生じる熱の影響を受け難くなり、高耐熱の材料を使用する必要がなくなる。また、センサがセンサ収容部に収容されるので、異物の侵入を防ぐことができ、信頼性の高いモータを実現できる。
また、センサのハーネスをモータケース内に通す必要がないので、この点においてもモータケース内の構造を簡素化できる。さらに、例えば絞り加工によって加工したモータケースにおいても、そのモータケースの壁部の外側にセンサ収容部を設けるので、簡単な構成にすることができる。
この構成によれば、レゾルバロータに対するレゾルバステータの位置調整を高精度になおかつ容易に行うことができる。
この場合、センサ収容部本体のモータケースに対する回転を簡単な構造で行うことができる。
【００１０】
前記モータケースの壁部の凸部と前記センサ収容部本体の穴部は、回転軸を挟んだ両側に形成されていてもよい。かかる場合、センサ収容部本体を回転軸周りに１８０度回転させて、センサのハーネスの引き出し方向を容易に変更することができ、通線の自由度を高め、車両等への搭載性を向上させることができる。
【００１１】
前記ブラシレスモータにおいて、前記センサ収容部本体は、一の面が開口し他の面が閉鎖された筒状部を有し、前記センサ収容部は、前記筒状部の前記一の面側の開口部が前記モータケースの壁部で閉鎖されて形成されていてもよい。
【００１２】
前記センサ収容部本体と前記モータケースの壁部との接触部には、シール部材が介在されていてもよい。この場合、例えばセンサ収容部内の防水性等を向上できる。
【００１３】
前記センサ収容部本体には、前記センサの配線が通過する配線孔が形成されていてもよい。この場合、センサの配線が簡単になり、例えばブラシレスモータの車両等への搭載性を向上できる。
【００１４】
別の観点による本発明によれば、上記ブラシレスモータによって車両のステアリング系に操舵補助トルクを与える電動パワーステアリング装置が提供される。この場合、低コストで、組立性に優れた電動パワーステアリング装置を実現できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、低コストで、組立性及び搭載性に優れた小型化されたブラシレスモータを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係るブラシレスモータ及びそれを用いた電動パワーステアリング装置の実施形態について図１〜図４を参照して説明する。
【００１７】
図１は、コラム式の電動パワーステアリング装置１０を示したものであり、符号１１はステアリングシャフト、１２はステアリングシャフト１１のハウジング、２０はラック・ピニオン式運動変換機構、３０は減速ギヤボックスであり、これらは車両のステアリング系を構成している。また、１３はステアリング系に操舵補助トルクを与えるパワーアシスト用の電動パワーステアリング装置用モータ（以下ブラシレスモータ）である。
【００１８】
ステアリングシャフト１１は、ステアリング入力軸１１ａとステアリング出力軸１１ｂとを備えており、ハウジング１２の内部に軸心回りに回転自在に支持されている。ハウジング１２は車室内部の所定位置に下部を前方に向けて傾斜した状態に固定されている。ステアリング入力軸１１ａは、その上端にステアリングホイール（図示せず）が固定されることになり、ステアリングホイールと同期回転する。
【００１９】
さらに、ステアリング入力軸１１ａとステアリング出力軸１１ｂとは、トルクセンサ４０のトーションバーを介して連結されている。操舵トルクは、ステアリングホイールからステアリング入力軸１１ａを経てステアリング出力軸１１ｂに伝達される。当該操舵トルクは、トルクセンサ４０により検出され、その検出された操舵トルクに基づいてブラシレスモータ１３の出力が制御される。
【００２０】
ラック・ピニオン式運動変換機構２０は、長手方向を車両の左右方向として車両前部のエンジンルーム内にほぼ水平に配置され、軸方向に移動自在なラック軸２１と、ラック軸２１の軸心に対して斜めに支持されてラック軸２１の歯部に噛合する歯部を有するピニオン軸２２と、ラック軸２１及びピニオン軸２２を支持する筒状のケース２３とを備えている。ラック・ピニオン式運動変換機構２０のラック軸２１の両端側に設けられた図示略のナックルに、前輪のホイールが取り付けられる。
【００２１】
ピニオン軸２２とステアリング出力軸１１ｂの下端とは、２個の自在継手１５、１６及び連結部材１７で連結されている。また、ステアリング出力軸１１ｂの軸方向の中間位置には、減速ギヤボックス（ギヤボックス）３０が配置されている。この減速ギヤボックス３０を介してブラシレスモータ１３から、車両のステアリング系であるステアリング出力軸１１ｂに対して操舵補助トルクが付与される。
【００２２】
次に、ブラシレスモータ１３について説明する。図２に示すように、ブラシレスモータ１３は、例えば、絞り加工によって形成された略有底円筒状のモータケース５０と、モータケース５０のフロント側の開口部を閉塞させるように取り付けられる略板状のフランジ５１とでその外側部分が構成されている。
【００２３】
モータケース５０は、モータ軸方向に沿う円筒状の胴部５３と、フランジ５１に対向し、胴部５３のモータ軸方向のリア側を閉塞する壁部としての底部５４とを有している。胴部５３のモータ軸方向のフロント側に、フランジ５１が接続されている。このフランジ５１と胴部５３との当接部分には、シール溝５１ａが周方向にわたって形成されており、このシール溝５１ａには、Ｏリング５６が配設されている。このＯリング５６によってフランジ５１とモータケース５０とがシールされている。
【００２４】
モータケース５０の底部５４の外側面には、モータケース５０の内側に環状に凹んだ環状凹部５９が形成されている。この環状凹部５９により、底部５４の内側面の中央部には、外側に凹んだ円形のベアリングハウジング６０が形成されている。このベアリングハウジング６０内に、ベアリング６１が保持されている。ベアリングハウジング６０の中央部には、モータ軸方向に貫通する貫通穴６２が形成されている。
【００２５】
モータケース５０の胴部５３の内周面には、ステータ６６が固定されており、ステータ６６のモータ軸方向の両側には、インシュレータ６７が配置され、インシュレータ６７を介してステータ６６にコイル６８が巻回されている。
【００２６】
フランジ５１は、モータケース５０の胴部５３のフロント側の開口部に嵌合している。フランジ５１のモータケース５０側（リア側）の面には、モータケース５０とは反対側のフロント側に凹む凹部７０が形成されている。また、フランジ５１のフロント側の面の中央部には、リア側に凹む、ベアリング７１を保持するためのベアリング保持凹部７２が形成されている。このベアリング保持凹部７２に保持されたフロント側のベアリング７１とベアリングハウジング６０に保持されたリヤ側のベアリング６１により、ロータ７５の回転軸７６がモータケース５０及びフランジ５１に対し回転可能に支持される。なお、ロータ７５は、図示略のロータコアの周囲にマグネットを配設し、マグネットケースによって覆った構造とされている。
【００２７】
ロータ７５の回転軸７６は、フロント側のフランジ５１から外側に突出しており、その突出部分が図１に示す減速ギヤボックス３０の図示略の減速機構に連結されて減速機構に出力する出力端７７となっている。
【００２８】
なお、フランジ５１には、取付穴９１が形成されており、これら取付穴９１に挿通される図１に示すボルト９２でブラシレスモータ１３が減速ギヤボックス３０に固定されることになる。つまり、ブラシレスモータ１３は、図２に示す回転軸７６の出力端７７側のフランジ５１において減速ギヤボックス３０に固定される。
【００２９】
フランジ５１の凹部７０内には、端子台９４が配設されている。この端子台９４には、その中央に、回転軸７６が貫通する貫通穴９８が形成されている。そして、この端子台９４に設けられた端子９５に、コイル６８が結線されている。端子台９４には、給電用のパワーハーネス９９が接続されており、このパワーハーネス９９から端子台９４を介してコイル６８に給電される。
【００３０】
ロータ７５の回転軸７６のリヤ側の端部は、モータケース５０の底部５４に形成された貫通穴６２からモータケース５０の外側に突出している。この貫通穴６２から突出された部分の回転軸７６には、レゾルバロータ８０が固定されている。そして、このレゾルバロータ８０の周囲には、対向配置された状態でレゾルバステータ８１が設けられている。このレゾルバステータ８１は、レゾルバロータ８０の回転位置を検出することで、ロータ７５の磁極の回転位置を検出するもので、これらレゾルバロータ８０およびレゾルバステータ８１によってロータ７５の磁極位置を検出するセンサ８３を構成している。
【００３１】
センサ８３は、モータケース５０の底部５４の外側に形成されたセンサ収容部としてのセンサハウジング１００に収容されている。このセンサハウジング１００を形成するハウジング本体１００ａは、一の面が開口し他の面が閉鎖された有底円筒状の円筒状部１０１と、この円筒状部１０１の外周側から径方向へ向かって互いに対向するように延設された一対の固定片１０２とを有している。センサハウジング１００は、円筒状部１０１の開口部側をモータケース５０の底部５４で閉鎖することにより形成されている。ハウジング本体１００ａの円筒状部１０１の内周面に、レゾルバステータ８１が固定されている。また、ハウジング本体１００ａの円筒状部１０１には、配線孔１０１ａが形成されており、この配線孔１０１ａから引き込まれた通信用のセンサハーネス１０３がレゾルバステータ８１に接続されている。
【００３２】
円筒状部１０１の開口縁１０１ｂは、モータケース５０の底部５４に形成された円形凹部５９内にはめ込まれている。これにより、ハウジング本体１００ａがモータケース５０に対して軸心が一致するように位置決めされている。ハウジング本体１００ａとモータケース５０の底部５４との接触部には、シール溝１００ｂが周方向にわたって形成されており、このシール溝１００ｂには、シール部材としてのＯリング１０６が配設されている。このＯリング１０６によって、センサハウジング１００内が密閉されている。
【００３３】
また、ハウジング本体１００ａの固定片１０２には、図２及び図３に示すように回転軸７６の軸心を中心とした円弧状の長孔からなる穴部としての位置決め孔１０２ａが形成されている。位置決め穴１０２ａは、例えば軸心を挟んで対向する２箇所に形成されている。図２に示すように位置決め孔１０２ａに対応する位置のモータケース５０の底部５４には、ボルト孔５４ａが形成されている。ボルト孔５４ａには、モータケース５０の内側から凸部としてのボルト（位置決め棒）１０４がはめ込まれている。このボルト１０４を位置決め孔１０２ａに挿通させた状態で、ボルト１０４に固定片１０２の外側からナット１０５を螺合することにより、ハウジング本体１００ａがモータケース５０の底部５４に締結固定される。このとき、センサハウジング１００内では、レゾルバステータ８１がレゾルバロータ８０の外側に対向配置される。
【００３４】
そして、上記センサ８３では、レゾルバロータ８０に対するレゾルバステータ８１の回転方向の位置を調整する場合は、ナット１０５を緩めた状態で、ハウジング本体１００ａを、モータ軸を中心として回動させる。また、センサハーネス１０３の位相を反対側に変更する場合は、ナット１０５を取り外してハウジング本体１００ａをモータケース５０の底部５４から取り外し、図４に示すように、１８０°回転させ、固定片１０２の位置決め孔１０２ａにボルト１０４を挿入し、ナット１０５を螺合して締結する。
【００３５】
以上に述べた本実施形態によれば、モータケース５０の出力側と反対側の底部５４の外側にセンサ８３を設けた構造であるので、従来のように出力側のフランジが大型化、複雑化し、部品点数が増加することがない。また、このセンサ８３のレゾルバステータ８１の位置調整をモータケース５０の外部で行うことができるので、モータケース５０内の構造やハーネスの引き出し部の簡素化が図れ、部品点数を低減できる。この結果、ブラシレスモータ１３の低コスト化が図れ、さらに組立性、搭載性に優れたブラシレスモータ１３を実現できる。
【００３６】
さらに、センサ８３がモータケース５０内で生じる熱の影響を受け難くなり、高耐熱の材料を使用する必要がなくなる。また、センサ８３がセンサハウジング１００に収容されるので、異物の侵入を防ぐことができ、信頼性の高いブラシレスモータ１３を実現できる。また、センサ８３のセンサハーネスをモータケース内に通す必要がないので、この点においてもモータケース５０内の構造を簡素化できる。さらに、例えば絞り加工によって加工したモータケース５０においても、そのモータケース５０の壁部５４の外側にセンサハウジング１００を設けるので、簡単な構成にすることができる。
【００３７】
また、ハウジング本体１００ａがモータケース５０に対してロータ７５の回転軸７６を中心として回動可能に構成され、ハウジング本体１００ａをモータケース５０に対して回動させることにより、レゾルバロータ８０に対するレゾルバステータ８１の位置調整を高精度になおかつ容易に行うことができる。
【００３８】
モータケース５０の壁部５４に、外側に突出するボルト１０４が設けられ、ハウジング本体１００ａに、ボルト１０４が挿入される穴部１０２ａが形成され、穴部１０２ａは、回転軸７６を中心とした回転方向にボルト１０４が移動できるように形成されているので、ハウジング本体１００ａのモータケース５０に対する回転を簡単な構造で行うことができる。
【００３９】
モータケース５０の壁部５４のボルト１０４とハウジング本体１００ａの穴部１０２ａは、回転軸７６を挟んだ両側の２箇所に形成されたので、ハウジング本体１００ａを回転軸７６周りに１８０度回転させて取り付けることにより、センサハーネス１０３の引き出し方向を容易に変更することができ、通線の自由度を高め、車両等への搭載性を向上させることができる。
【００４０】
ハウジング本体１００ａとモータケース５０の壁部５４との接触部には、Ｏリング１０６が介在されているので、センサハウジング１００内の防水性を向上できる。
【００４１】
ハウジング本体１００ａには、センサハーネス１０３が通過する配線孔１０１ａが形成されているので、センサ８３の配線が簡単になり、例えばブラシレスモータ１３の車両等への搭載性を向上できる。
【００４２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４３】
例えば上記実施形態では、ハウジング本体１００ａの位置決め孔１０２ａにボルト１０４を挿通させ、ナット１０５を螺合させて締結固定したが、モータケース５０の底部５４にハウジング本体１００ａを固定する手段は、他の手段、例えばモータケース５０の底部５４に、位置決め孔１０２ａに挿通可能なピン（位置決め棒）などを設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係るブラシレスモータの実施形態が適用された電動パワーステアリング装置の全体構成を示す正面図である。
【図２】同実施形態のブラシレスモータを示す断面図である。
【図３】同実施形態のブラシレスモータを示す裏面図である。
【図４】同実施形態のブラシレスモータを示す裏面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  電動パワーステアリング装置
１３  ブラシレスモータ
５０  モータケース
５４  底部
６６  ステータ
７５  ロータ
７６  回転軸
８０  レゾルバロータ
８１  レゾルバステータ
８３  センサ
１００  センサハウジング
１００ａ  ハウジング本体
【図１】
0005467489.tif 000002
【図２】
0005467489.tif 000003
【図３】
0005467489.tif 000004
【図４】
0005467489.tif 000005