(57)【要約】【課題】複数の振動発生源に対して、確実に制振機能を発揮することで、各部から発生する振動音や叩き音を軽減する。【解決手段】モータ１２におけるリヤ側ロータシャフト３２Ｒに取り付けられた軸受け４０と第１の支持部２４Ａとの間に隙間を設けることに加え、フロント側シャフト３２Ｆに取り付けられた軸受５２と第２の支持部４８Ｂとの間にも同様の隙間を設けることで、ボス部５０のスプライン嵌合の噛み合い公差に起因するロータシャフト３２のローリングを軽減することができる。  また、上記隙間にＯリング４０、５４を介在させることで、定常時の調芯性を維持することができる。【選択図】図４
2008067552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータとステータとが互いに同軸、かつ所定の相対位置関係となるように収容し、前記ロータの軸芯を貫通して一方に延長されたロータシャフトを、軸受を介して回転可能に支持する第１の支持部と、
前記ロータの軸心を貫通して他方に延長されたロータシャフトを軸受を介して回転可能に支持する第２の支持部と、
を備えたハウジングユニットを備えたモータであって、
前記第１の支持部と軸受との間、並びに前記第２の支持部と軸受との間のそれぞれに所定の隙間を設けたことを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記隙間には、緩衝材が介在されることを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項３】
前記緩衝材が、Ｏリングであることを特徴とする請求項２記載のモータ。
【請求項４】
前記Ｏリングが、前記軸受の外周において、軸線方向の異なる複数箇所に設けられ、それぞれのＯリングの弾性係数又はゴム硬度が異なることを特徴とする請求項３記載のモータ。
【請求項５】
前記請求項１乃至請求項４の何れか１項記載のモータが、車両のステアリング操舵時の操作力を補助する電動パワーステアリング装置の駆動源として適用されることを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータとステータとが互いに同軸、かつ所定の相対位置関係となるように収容し、前記ロータの軸心を貫通して一方に延長されたロータシャフトを軸受を介して回転可能に支持する第１の支持部と、前記ロータの軸心を貫通して他方に延長されたロータシャフトを、軸受を介して回転可能に支持する第２の支持部とを備えたハウジングユニットを備えたモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、車両用の電動パワーステアリング装置の駆動源として適用されるモータは、有底筒形状のハウジングと、ハウジングの開口側を閉塞する蓋部材とによって、筒型のステータと、このステータの内方に同軸、かつ回転可能に配設されたロータとが収容されている。
【０００３】
ロータの軸心を貫通して同軸的に延長されるロータシャフトは、ハウジングの底側に設けた第１の軸受支持部と、蓋部材に設けた第２の軸受支持部とのそれぞれに、転がり軸受（ボールベアリング）を介して支持されている。
【０００４】
ところで、上記従来のモータにおいて、ボールベアリングとこれを支持するハウジングや蓋部材（以下、総称する場合は、「ハウジング等」という）との間には、意図的に所定の隙間を設け若干のガタを持たせ、組付時の作業効率を高めるようにしている。ところが、このような構造では、ボールベアリングの半径方向を確実に支持できない構造となり、ロータ自体のアライメントがアンバランスになったり、前記ガタに起因して発生する振動がボールベアリングへ伝搬し、作動音となって外部に漏れることになる。
【０００５】
この場合、電動パワーステアリング装置に適用するモータは、その作動音が車両全体のノイズ音に対して多大な影響を及ぼすため、非常にシビアな部品の精度で製作し、かつ高い精度で調芯（アライメント）を行う必要がある。
【０００６】
そこで、特許文献１乃至特許文献３では、ボールベアリングの外輪と、これを支持するハウジング等との間に吸振材、衝突防止部材、Ｏリング等を介在させることが提案されている。
【０００７】
これにより、モータの作動時において、ボールベアリングがハウンジグ等を叩く音（叩き音）を軽減することができる。
【特許文献１】特開平１１−２５２８５１号公報
【特許文献２】特開２０００−１６６１６９公報
【特許文献３】特開２００２−１０１６０８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、音の発生原因には、リヤ側ボールベアリング（通常は、ハウジングの底側に対応するボールベアリングを指す。）とハウジングの叩き音だけでなく、電動パワーステアリング装置のモータ出力軸と、減速機構とがスプライン嵌合されているため、このスプライン嵌合の際の噛み合い公差による音、芯ずれにより発生する半径方向の力によって前記リヤ側ボールベアリングが振れ回る（ローリング）ことによる音が挙げられ、単純に吸振材、衝突防止材、Ｏリング等を介在させるのみでは、不十分であった。
【０００９】
本発明は上記事実を考慮し、複数の振動発生源に対して、確実に制振機能を発揮することで、各部から発生する振動音や叩き音を軽減することができるモータを得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ロータとステータとが互いに同軸、かつ所定の相対位置関係となるように収容し、前記ロータの軸心を貫通して一方に延長されたロータシャフトを、軸受を介して回転可能に支持する第１の支持部と、前記ロータの軸心を貫通して他方に延長されたロータシャフトを、軸受を介して回転可能に支持する第２の支持部とを備えたハウジングユニットを備えたモータであって、前記第１の支持部と軸受との間、並びに前記第２の支持部と軸受との間のそれぞれに所定の隙間を設けたことを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、ロータの軸心を貫通して両端部から延長されるそれぞれのロータシャフトを軸受を介して回転可能に支持する第１の支持部及び第２の支持部において、軸受との間に隙間を設けることで、組付作業性が向上する。
【００１２】
また、２カ所の支持点が共に、所定の隙間を持たせていることで、ロータ駆動時の振動の伝搬を軽減することができる。また、一方の支持点を中心としたローリングが起こり難く、叩き音を軽減することができる。
【００１３】
本発明において、前記隙間には、緩衝材が介在されることを特徴としている。前記隙間に緩衝材を介在させることで、組付作業性の向上と、調芯作業の簡便性を両立することができる。また、本発明において、前記緩衝材が、Ｏリングであることを特徴としている。緩衝材として、Ｏリングを適用することで、軸受の周方向全体に亘り、均一な力で第１の支持部材及び第２の支持部材に支持させることができ、調芯精度を維持することができる。
【００１４】
さらに、本発明において、前記Ｏリングが、前記軸受の外周において、軸線方向の異なる複数箇所に設けられ、それぞれのＯリングの弾性係数又はゴム硬度が異なることを特徴としている。例えば、ロータシャフトがローリングを起こす可能性がある場合に、軸線方向の異なる位置に設けたＯリングの弾性係数又はゴム硬度を調整することによって、ローリングを抑制することができる。
【００１５】
また、本発明のモータは、車両のステアリング操舵時の操作力を補助する電動パワーステアリング装置の駆動源として適用されることを特徴としている。
【００１６】
電動パワーステアリング装置に適用するモータは、その作動音が車両全体のノイズ音に対して多大な影響を及ぼす。このため、このノイズ音の原因となるモータを非常にシビアな部品の精度で製作し、かつ高い精度で調芯（アライメント）を行う必要があったが、本発明のようにロータシャフトを軸受を介して第１の支持部及び第２の支持部に支持する際に、第１の支持部及び第２の支持部を、それぞれの軸受との間に所定の隙間をもたせることで、特にロータシャフトを、電動パワーステアリングの一部を構成する減速機構との連結がスプライン嵌合であり、この嵌合のガタつき（公差の範囲内）で起こり得るロータシャフトのローリングを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明した如く本発明では、複数の振動発生源に対して、確実に制振機能を発揮することで、各部から発生する振動音や叩き音を軽減することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１には、本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１０が示されている。この電動パワーステアリング装置１０には、駆動源として、本発明のモータ１２が適用されている。
【００１９】
図１及び図２に示される如く、電動パワーステアリング装置１０は、ステアリングホイール１４の軸線に沿って設けられたステアリングシャフト１６の先端に取り付けられており、前記モータ１２と、このモータ１２の駆動力を減速してステアリングホイール１６へ伝える減速機１８とを備えている。
【００２０】
モータ１２は、ステアリングホイール１４による操舵時の操作力を検出する図示しないトルクセンサからの検出信号に基づいて駆動し、ステアリングシャフト１６の回転をアシスト（補助）する。
【００２１】
図２に示される如く、減速機１８は、モータ１２からの出力軸（後述するフロント側ロータシャフト３２Ｆ（図３参照））に同軸的に連結されたウォームギヤ２０と、このウォームギヤ２０に噛み合い、かつステアリングシャフト１６に同軸的に取り付けられたホイールギヤ２２とで構成されている。このウォームギヤ２０からホイールギヤ２２への動力伝達時に、モータ１２の出力軸の回転速度に対して所定の減速がなされる。
【００２２】
図３に示される如く、モータ１２は、その周囲がハウジング２４によって覆われている。ハウジング２４は、有底筒形状であり、その内周面には、筒形状のステータコア２６が取り付けられている。ステータコア２６には、コイル２８が巻き付けられ、通電によりＮ極、Ｓ極に交互に励磁されるようになっている。
【００２３】
前記ステータコア２６の内方には、ロータコア３０が収容され、ステータコア２６に対して同軸的に配設されている。ロータコア３０はその軸芯をロータシャフト３２が貫通し、ロータコア３０の軸線方向両端部から突出延長されている。
【００２４】
また、ロータコア３０の外周には、マグネット３４が取り付けられ、前記ステータコア２６と所定の間隔をもって、対峙するようになっている。なお、マグネット３４は、マグネットカバー３６により外周が被覆されている。
【００２５】
前記ロータコア３０から突出したロータシャフト３２の内、ハウジング２４の底側に突出したロータシャフト（以下、リヤ側ロータシャフト３２Ｒという）は、その先端部が前記ハウジング２４に形成された小径の筒形状とされた第１の支持部２４Ａに収容されている。このリヤ側ロータシャフト３２Ｒの先端部には、軸受としてのボールベアリング（転がり軸受）３８の内輪３９Ａが嵌合している。３９Ｂは転動体としてのボールである。
【００２６】
図４に示される如く、ボールベアリング３８の外輪３９の外周は、前記第１の支持部２４Ａの内周面４１と対峙しているが、これらには、所定の隙間が形成されている。すなわち、ボールベアリング３８の外輪３９の外径φ１と第１の支持部２４Ａの内周面の内径φ２を比較すると、φ１＜φ２という関係となっている。
【００２７】
また、ボールベアリング３８の外輪３９の外周には、筋状の２本の溝３８Ａが形成されており、緩衝材としてのＯリング４０の一部が収容されている。これにより、Ｏリング４０の他の一部は、ボールベアリング３８の外輪の外周から突出されることになり、かつ、第１の支持部２４Ａの内周と接触する。言い換えれば、ボールベアリング３８は、Ｏリング４０を介して第１の支持部２４Ａに緊密に収容されている。
【００２８】
一方、ロータコア３０から突出したロータシャフト３２の内、ハウジング２４の開口側に突出したロータシャフト（以下、フロント側ロータシャフト３２Ｆという）は、その突出中間部にレゾルバロータ４２が嵌合され、端子台４４に取り付けられたレゾルバステータ４６と対峙している。
【００２９】
また、フロント側ロータシャフト３２Ｆは、ハウジング２４の開口部付近で、ハウジング２４の開口を閉塞する蓋部材４８（フランジを兼用）の軸芯に設けられた貫通孔４８Ａを貫通し、前記減速機１８と連結するためのボス部５０へと延長されている。
【００３０】
前記貫通孔４８Ａの周縁は、第２の支持部４８Ｂを構成しており、ボールベアリング５２を介して、前記フロント側ロータシャフト３２Ｆを回転可能に支持している。
【００３１】
すなわち、フロント側ロータシャフト３２Ｆには、ボールベアリング５２の内輪が嵌合し、当該ボールベアリング５２の外輪の外周は、前記第２の支持部４８Ｂの内周面と対峙している。このボールベアリング５２の外輪５１の外周と第２の支持部４８Ｂの外輪５１に臨む内周面とは、前記リヤ側ロータシャフト３２Ｒと同様に、所定の隙間が形成されている。
【００３２】
また、ボールベアリング５２の外輪の外周には、筋状の２本の溝５２Ａが形成されており、緩衝材としてのＯリング５４の一部が収容されている。これにより、Ｏリング５４の他の一部は、ボールベアリング５２の外輪の外周から突出されることになり、かつ、第２の支持部４８Ｂの内周と接触する。言い換えれば、ボールベアリング５２は、Ｏリング５４を介して第２の支持部４８Ｂに緊密に収容されている。前記フロント側シャフト３２Ｆの先端には、筋状の溝が全周に亘り形成され、ボス部５０とは、スプライン嵌合されている。
【００３３】
以下に本実施の形態の作用を説明する。電動パワーステアリング装置１０は、ステアリングホイール１４を操作（操舵）したときに機能する。すなわち、ステアリングホイール１４を操舵すると、この操舵時の操作力をトルクセンサによって検出する。
【００３４】
トルクセンサの検出信号は、例えばパワーステアリングのコンピュータに入力され、モータ１２の回転角信号を演算し、モータ１２へ送出する。モータ１２は、入力された回転角信号に基づいて駆動する。このモータ１２の駆動力が減速機１８を介してステアリングシャフト１６へ伝えられ、前記ステアリングホイール１４の操舵を補助するようにステアリングシャフト１６を回転させる。
【００３５】
上記構成のモータ１２において、本実施の形態の特徴は、第１の支持部２４Ａと軸受３８、並びに第２の支持部４８Ｂと軸受５２の双方において、所定の隙間（φ2−φ1）を設けた点にある。この隙間としては、１０μｍ以下が好ましい。
【００３６】
一般に出力側、すなわち、フロント側ロータシャフト３２Ｆにおける軸受構造としては、芯ずれを極力抑制するべく、軸受５２と第２の支持部４８Ｂとの間に隙間は設けずに、嵌合していた。この場合、モータ１２単体では調芯状態が維持されるものの、電動パワーステアリング装置１０として組み付けられた場合、スプライン嵌合されているボス部５０において、スプライン歯の噛み合い公差によるガタつきにより、ロータシャフト３２がローリングを起こし、結果としてリヤ側ロータシャフト３２Ｒを支持する軸受３８と第１の支持部２４Ａとの間で叩き音が発生することがあった。
【００３７】
そこで、本実施の形態では、リヤ側ロータシャフト３２Ｒと軸受３８に加え、フロント側ロータシャフト３２Ｆと軸受５２においても、所定の隙間（Δφ＝
φ2−φ1）を形成することで、ローリングを抑制するようにした。
【００３８】
また、この隙間には、Ｏリング４０、５４を介在させており、定常時（安定駆動時、非駆動時を含む）には、Ｏリング４０、５４によって軸受３８、５２の調芯状態を維持しているため、無用な芯ずれは発生しない。
【００３９】
さらに、本実施の形態において、それぞれの軸受３８、５２に対して、２個のＯリング４０、５４を軸線方向にずらして設けているため、定常時の回転ぶれは、さらに軽減される。
【００４０】
なお、本実施の形態におけるＯリング４０、５４は、全て同一の物性のものを適用したが、ローリングを抑制するために、それぞれのＯリング４０、５４の弾性係数やゴム硬度等を変更し、それぞれ異なる物性のＯリング４０、５４を適材適所に配設する構成としてもよい。
【００４１】
次に図５に基づいて、本発明の他の実施形態について説明する。この実施形態が既述の図３，４で説明した実施形態と異なる点は、レゾルバがリヤ側に形成されている点と、ハウジング(ヨーク)が２４Ａと２４Ｂのように二つの部分に分かれていることである。図５の実施形態も、リヤ側のベアリングの外周面とこれに臨む支持部材の内周面との間には所定の隙間があり、フロント側のベアリングの外周面とこれに臨む支持部材の内周面との間には所定の隙間がある。
【００４２】
以上説明した実施形態によれば、モータ１２におけるリヤ側ロータシャフト３２Ｒに取り付けられた軸受３８と第１の支持部２４Ａとの間に隙間を設けることに加え、フロント側シャフト３２Ｆに取り付けられた軸受５２と第２の支持部４８Ｂとの間にも同様の隙間を設けることで、ボス部５０のスプライン嵌合の噛み合い公差に起因するロータシャフト３２のローリングを軽減することができる。また、上記隙間にＯリング４０、５４を介在させることで、定常時の調芯性を維持することができる。なお、リヤ側の前記隙間とフロント側の前記隙間とは同一であっても、実質的に異なるものであっても良い。電動パワーステアリングのモータでは、フロント側ベアリングとリア側ベアリングの大きさを変えることが多いため、フロント側とリヤ側での前記隙間が異なってくることがある。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置が適用されたステアリングアッセンブリの斜視図である。
【図２】本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置であるモータと減速機の正面図である。
【図３】本実施の形態に係るモータの内部構成を示す断面図である。
【図４】図３のＩＶ部拡大図である。
【図５】他の実施の形態に係るモータの内部構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０    電動パワーステアリング装置
１２    モータ
１４    ステアリングホイール
１６    ステアリングシャフト
１８    減速機
２０    ウォームギヤ
２２    ホイールギヤ
２４    ハウジング（ハウジングユニット）
２４Ａ    第１の支持部
２６    ステータコア（ステータ）
２８    コイル（ステータ）
３０    ロータコア（ロータ）
３２    ロータシャフト
３２Ｆ    フロント側ロータシャフト
３２Ｒ    リヤ側ロータシャフト
３４    マグネット（ロータ）
３６    マグネットカバー（ロータ）
３８    ボールベアリング（軸受）
３８Ａ    溝
４０    Ｏリング（緩衝材）
４２    レゾルバロータ
４４    端子台
４６    レゾルバステータ
４８    蓋部材（ハウジングユニット）
４８Ａ    貫通孔
４８Ｂ    第２の支持部
５０    ボス部
５２    ボールベアリング（軸受）
５２Ａ    溝
５４    Ｏリング（緩衝材）
【図１】
2008067552.tif 000003
【図２】
2008067552.tif 000004
【図３】
2008067552.tif 000005
【図４】
2008067552.tif 000006
【図５】
2008067552.tif 000007