(57)【要約】【課題】部品点数、組立工数を削減してコストを低減できブラシレスモータを提供する。【解決手段】出力シャフト２に取り付けられるロータ３を覆うステータ５がハウジング４の内周に取り付けられ、ハウジング４の一端開口がエンドカバー６により覆われる。出力シャフト２の一端側を支持する第１ベアリング１１がハウジング４により保持され、出力シャフト２の他端側を支持する第２ベアリング１２がエンドカバー６により保持される。ステータ５を構成する電機子コイル５ａの通電制御用素子を含む制御基板２１がエンドカバー６の内面側に保持される。制御基板２１はロータ３と第２ベアリング１２との間に配置される。【選択図】図１
2004266939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力シャフトと、
前記出力シャフトに取り付けられるロータと、
前記ロータを覆うステータと、
前記ステータが内周に取り付けられるハウジングと、
前記ハウジングの一端開口を覆うエンドカバーと、
前記出力シャフトの一端側を支持すると共に前記ハウジングにより保持される第１ベアリングと、
前記出力シャフトの他端側を支持すると共に前記エンドカバーにより保持される第２ベアリングと、
前記ステータを構成する電機子コイルの通電制御用素子を含むと共に、前記エンドカバーの内面側に保持される制御基板とを備え、
前記制御基板は、前記ロータと前記第２ベアリングとの間に配置されるブラシレスモータ。
【請求項２】
前記ロータが取り付けられた出力シャフトは、前記ロータを構成する永久磁石の着磁後に前記ハウジングに挿入され、
前記制御基板に、前記出力シャフトが挿通される通孔が設けられ、
前記出力シャフトにおける前記第２ベアリングの支持部位よりも他端側に、その支持部位から他端側に向かうに従い小径となるテーパ部が形成されている請求項１に記載のブラシレスモータ。
【請求項３】
前記出力シャフトの外周に、前記制御基板と前記ロータとの間において、前記出力シャフトの回転位置の検出器を構成する永久磁石を含む筒体が圧入され、
前記制御基板に、前記筒体に含まれる永久磁石の発生磁気の検出により前記出力シャフトの回転位置に応じた信号を出力する前記検出器を構成する磁気センサが設けられ、
前記出力シャフトの外周と筒体の内周との接触面はそれぞれ平滑面とされている請求項１または２に記載のブラシレスモータ。
【請求項４】
前記筒体は合成樹脂製とされ、前記検出器を構成する永久磁石は粉末化されて前記筒体中に分散されている請求項３に記載のブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はブラシレスモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、油圧パワーステアリング装置における圧油供給用ポンプの駆動用ブラシレスモータにおいては、出力シャフトに取り付けられるロータを覆うステータがハウジングの内周に取り付けられ、出力シャフトの一端側を支持する第１ベアリングがハウジングにより保持され、出力シャフトの他端側を支持する第２ベアリングがハウジング内に取り付けられた隔壁により保持され、ステータを構成する電機子コイルの通電制御用素子を含む制御基板がハウジングの内面側に保持され、ハウジングの一端開口を覆うエンドカバーによりポンプが支持され、そのポンプの駆動シャフトに出力シャフトが連結されている。（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３２７１２４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のブラシレスモータにおいては、第２ベアリングを保持するためにハウジング内に隔壁を取り付けているため、部品点数、組立工数が増加してコストが増大する原因となっていた。
【０００５】
また、ロータを構成する永久磁石の着磁用電流により制御基板上の制御素子が破壊されないように、その着磁後に出力シャフトをハウジングに挿入する必要がある。そのため、組立時に出力シャフトの一端のみを第１ベアリングによって支持した状態では、ロータがステータに吸引されて出力シャフトの軸心が本来の位置から傾いてしまう。そのような出力シャフトの軸心の傾きがあると、第２ベアリングを保持した隔壁をハウジングにおける所定位置に単に取り付けるだけでは、出力シャフトを第２ベアリングに円滑に挿入することができない。そのため、組み立てを容易に行うことができないという問題がある。
【０００６】
また、そのように出力シャフトを第２ベアリングに円滑に挿入できないことから、もし制御基板を隔壁とロータとの間において隔壁に保持させると、組み立て時に出力シャフトが制御基板と干渉して制御素子を破損させるおそれがある。そのため、従来は制御基板を隔壁とエンドカバーとの間に配置していた。ところが、制御基板と隔壁との間隔を大きくするとモータが大型化する。また、制御基板と隔壁との間隔を小さくすると、電機子コイルの通電制御のために出力シャフトの回転位置を検出するため制御素子に接続される検出器の配置スペースが狭くなる。特に、その検出器を、出力シャフトの外周に固定される永久磁石（センサマグネット）を含む筒体と、その永久磁石の発生磁気の検出により出力シャフトの回転位置に応じた信号を出力する磁気センサにより構成する場合、その筒体を狭い配置スペースにおいて出力シャフトに固定しなければならない。そのため、筒体を出力シャフトに単に圧入しただけでは十分な相対回転の阻止を行うことができず、出力シャフトの外周と筒体の内周にセレーションやスプライン等の加工を行い、筒体の出力シャフトに対する相対回転を確実に阻止しなければならず、加工コストが増大するという問題があった。更にセンサマグネット単独での固定では不十分であるため、筒体のような別部品を介して圧入する必要があった。
本発明は、上記課題を解決することのできるブラシレスモータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のブラシレスモータは、出力シャフトと、前記出力シャフトに取り付けられるロータと、前記ロータを覆うステータと、前記ステータが内周に取り付けられるハウジングと、前記ハウジングの一端開口を覆うエンドカバーと、前記出力シャフトの一端側を支持すると共に前記ハウジングにより保持される第１ベアリングと、前記出力シャフトの他端側を支持すると共に前記エンドカバーにより保持される第２ベアリングと、前記ステータを構成する電機子コイルの通電制御用素子を含むと共に、前記エンドカバーの内面側に保持される制御基板とを備え、前記制御基板は、前記ロータと前記第２ベアリングとの間に配置される。
これにより、第２ベアリングをエンドカバーにより保持するので、ハウジング内に従来のような隔壁が不要になる。
【０００８】
前記ロータが取り付けられた出力シャフトは、前記ロータを構成する永久磁石の着磁後に前記ハウジングに挿入され、前記制御基板に、前記出力シャフトが挿通される通孔が設けられ、前記出力シャフトにおける前記第２ベアリングの支持部位よりも他端側に、その支持部位から他端側に向かうに従い小径となるテーパ部が形成されているのが好ましい。
これにより、組み立て時にロータがステータに吸引されることで出力シャフトの軸心が本来の位置から傾いていても、出力シャフトはテーパ部を介して第２ベアリングに挿入されるので、エンドカバーをハウジングの所定の連結位置に連結するだけで、出力シャフトの軸心の傾きを次第に補正しつつ円滑に出力シャフトを第２ベアリングに挿入できる。これにより組み立て性を向上できるので、出力シャフトと制御基板とが干渉することはなく、制御素子の破損を防止できる。
【０００９】
前記出力シャフトの外周に、前記制御基板と前記ロータとの間において、前記出力シャフトの回転位置の検出器を構成する永久磁石を含む筒体が圧入され、前記制御基板に、前記筒体に含まれる永久磁石の発生磁気の検出により前記出力シャフトの回転位置に応じた信号を出力する前記検出器を構成する磁気センサが設けられ、前記出力シャフトの外周と筒体の内周との接触面はそれぞれ平滑面とされているのが好ましい。
本発明によれば従来のような隔壁が不要になるので制御基板とロータとの間隔を大きくでき、それだけ検出器を構成する永久磁石を含む筒体の軸方向寸法を大きくできる。よって、その筒体の内周と出力シャフトの外周との圧入時における接触面積を大きくできるので、出力シャフトの外周と筒体の内周との接触面をそれぞれ平滑面としても、その圧入力を十分に大きくでき、従来のようなセレーションやスプライン等の加工を出力シャフトと筒体に施す必要がない。
更に前記筒体は合成樹脂製とされ、前記検出器を構成する永久磁石は粉末化されて前記筒体中に分散されているのが好ましい。これにより部品点数を低減できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１に示すブラシレスモータ１は、例えば油圧パワーステアリング装置における圧油供給用ポンプを駆動するために用いられ、出力シャフト２の外周に取り付けられるロータ３を覆うステータ５が筒状のハウジング４の内周に取り付けられ、ハウジング４の一端開口がエンドカバー６により覆われている。ハウジング４の一端から外方に張り出す張出部４ａが設けられ、その張出部４ａにエンドカバー６が図外ボルトを介して連結される。ロータ３の外周は永久磁石３ａにより構成される。永久磁石３ａは大電流を印加されることで着磁され、この着磁後にロータ３が取り付けられた出力シャフト２はハウジング４に挿入される。ステータ５は複数の電機子コイル５ａにより構成されている。
【００１１】
出力シャフト２の一端側は第１ベアリング１１により支持され、他端側は第２ベアリング１２により支持される。第１ベアリング１１は、本実施形態ではボールベアリングとされ、ハウジング４の底壁部から外方に突出する支持部４ｂの内周により保持される。第２ベアリング１２は、本実施形態ではボールベアリングとされ、エンドカバー６における中央に形成された筒状部６ａの内周によりダストシール１３と共に保持される。
【００１２】
図２に示すように、出力シャフト２における第２ベアリング１２の支持部位よりも他端側に、その支持部位から他端側に向かうに従い小径となるテーパ部２ａが形成されている。
【００１３】
電機子コイル５ａの通電制御用半導体素子を含む制御基板２１が、エンドカバー６の内面側にボルト２２を介して保持され、また、そのボルト２２を介してハウジング４に設けられた受け部４ｃに連結される。これにより、制御基板２１はロータ３と第２ベアリング１２との間に配置される。制御基板２１に出力シャフト２が挿通される通孔２１ａが設けられている。
【００１４】
出力シャフト２の外周に、制御基板２１とロータ３との間において、出力シャフト２の回転位置の検出器を構成する永久磁石３１ａを含む筒体３１が圧入され、止め輪３３で軸方向の移動が規制される。出力シャフト２の外周と筒体３１の内周との接触面はそれぞれ平滑面とされている。その筒体３１は例えば合成樹脂製とされ、その内部に永久磁石３１ａが埋設される。制御基板２１に、筒体３１に含まれる永久磁石３１ａの発生磁気の検出により出力シャフト２の回転位置に応じた信号を出力する検出器を構成する磁気センサ３２が設けられている。磁気センサ３２は例えばホール素子により構成される。なお、検出器を構成する永久磁石を例えばフェライト系磁石を粉末化したものとし、それを合成樹脂製の筒体中に分散させてもよい。これにより、その永久磁石と筒体をプラスチックマグネットとして一体化できる。プラスチックマグネットは、射出成形等による成形の自由度が高く、焼結マグネットに比べて割れ、欠けの問題が低減でき、部品点数削減ができる。
【００１５】
上記ブラシレスモータ１によれば、第２ベアリング１２をエンドカバー６により保持するので、ハウジング４の内部に従来のような隔壁が不要になる。これにより部品点数、組立工数を低減できる。
また、従来のような隔壁が不要であるので、制御基板２１とロータ３との間隔を大きくでき、それだけ筒体３１の軸方向寸法Ｌを大きくできる。よって、筒体３１の内周と出力シャフト２の外周との圧入時における接触面積を大きくできるので、出力シャフト２の外周における筒体３１の圧入部位を平滑面としてもその圧入力を十分に大きくできる。よって、筒体３１を出力シャフト２に圧入するだけでよいので出力シャフト２と筒体３１の接触面をそれぞれ平滑面にできる。これに対し、図３の比較例に示すようにハウジング４の内部に設けた隔壁４ｃにより第２ベアリング１２を保持した場合、制御基板２１と第２ベアリング１２との間隔が小さくなる。そのため、検出器を構成する永久磁石の固定金具としての筒体３１′が必要とされ、更に筒体３１′として軸方向寸法Ｌ′の小さなものを用いる必要があり、筒体３１′の出力シャフト２に対する相対回転を十分に阻止するには筒体３１′の内周と出力シャフト２の外周にセレーションＳのような加工が必要である。なお、図３において実施形態と同様部分は同一符号で示す。
さらに、組み立て時にロータ３がステータ５に吸引されることで出力シャフト２の軸心が本来の位置から傾いていても、出力シャフト２はテーパ部２ａを介して第２ベアリング１２に挿入されるので、エンドカバー６をハウジング４の所定の連結位置に連結するだけで、出力シャフト２の軸心の傾きを次第に補正しつつ円滑に出力シャフト２を第２ベアリング１２に挿入できる。これにより組み立て性を向上できるので、出力シャフト２と制御基板２１とが干渉することはなく、制御素子の破損を防止できる。
【００１６】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、本発明を圧油供給用ポンプ駆動用モータ以外の用途のブラシレスモータに適用してもよい。
【００１７】
【発明の効果】
本発明のブラシレスモータによれば、部品点数、組立工数、加工工数を削減してコストを低減でき、組み立て性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のブラシレスモータの一部を分解した状態での断面図
【図２】本発明の実施形態のブラシレスモータの要部の断面図
【図３】本発明の比較例のブラシレスモータの部分断面図
【符号の説明】
１  ブラシレスモータ
２  出力シャフト
２ａ  テーパ部
３  ロータ
３ａ  永久磁石
４  ハウジング
５  ステータ
５ａ  電機子コイル
６  エンドカバー
１１  第１ベアリング
１２  第２ベアリング
２１  制御基板
２１ａ  通孔
３１  筒体
３１ａ  永久磁石
３２  磁気センサ
【図１】
2004266939.tif 000003
【図２】
2004266939.tif 000004
【図３】
2004266939.tif 000005