(57)【要約】【課題】本発明は、ベアリングの配置を工夫し、軸長方向の長さを短縮することにより小型化を図ったモータを提供する。【解決手段】ハウジング９の内周壁に固定されたステータ２と、ハウジング９にベアリング５，６を介して回転自在に支持された回転軸７と、回転軸７に固定されたロータ４とを備えているモータ１において、ロータ４は、回転軸７と同軸をなす円板部４ｂと、この円板部４ｂの周縁から回転軸７に対し平行に延びる円筒部４ａとを備え、ロータ４の形状は円板部４ｂによって一方の端が閉鎖された円筒形をなしている。ベアリング５及び回転検出手段８の一部をロータ４の円筒部４ａの内側に配設することにより、モータ１の軸長方向の長さを短縮することができる。【選択図】図１
2007195344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に配設されたステータと、前記ハウジングにベアリングを介して回転自在に支持された回転軸と、該回転軸に固定され、外周に軸長方向全長にわたり磁石が固設されているロータとを備えるモータにおいて、前記ベアリングの一部又は全部が前記ロータの軸長方向の端部より内側に配設されていることを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記ロータは、前記回転軸と同軸をなす円板部と、該円板部の周縁から前記回転軸に対し平行に延びる円筒部とを備え、前記ベアリングは、前記円筒部の内側に配設されている請求項１記載のモータ。
【請求項３】
前記ロータの軸長方向の端部より内側に一部又は全部が配設されており、前記ロータの回転位置を検出する回転検出手段を備える請求項１又は請求項２記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベアリングの配置を工夫し、軸長方向の長さを短縮することにより小型化を図ったモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車用のパワーステアリング装置として、電動パワーステアリング装置が普及している。電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイール等の操舵部材の回転操作に応じて操舵補助用のモータを駆動し、該モータの回転を適宜の減速手段により減速して操舵機構に加えて操舵を補助するものであり、モータの取付け位置によりコラムアシストタイプ、ラックアシストタイプ等の形式に分類される。コラムアシストタイプは、ステアリング軸を支持するコラムハウジングの外側にモータが取付けられており、車室内の運転者の足元空間を確保するために、可及的にモータを小型化したいという要望がある。また、ラックアシストタイプは、エンジンルーム内にあるラックハウジングにモータが取付けられており、エンジンルーム内の限られた空間への配置であるため、同様に可及的にモータを小型化したいという要望がある。
【０００３】
モータの小型化を図るため、モータとその回転検出手段の配置を工夫した提案が従来からなされている（例えば、特許文献１参照）。より詳しくは、回転検出手段を設けるための回転部材を、回転軸の径方向にロータの一部と重なり合うように、ロータの回転軸に取付け、この回転部材に回転検出手段の一部を設ける構成としている。これにより、回転検出手段の設置スペース分の長さを短縮することができ、モータの軸長方向の長さを短縮することが可能となる。
【特許文献１】実開平５−２３７７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載されたモータは、回転検出手段の設置スペース分の長さを短縮するものにすぎず、より一層、モータの軸長方向の長さを短縮することが望まれる。
【０００５】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ロータの回転軸を支持するベアリングの配置を工夫することにより軸長方向の長さを短縮し、小型化の要求に応え得るモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１発明に係るモータは、ハウジング内に配設されたステータと、前記ハウジングにベアリングを介して回転自在に支持された回転軸と、該回転軸に固定され、外周に軸長方向全長にわたり磁石が固設されているロータとを備えるモータにおいて、前記ベアリングの一部又は全部が前記ロータの軸長方向の端部より内側に配設されていることを特徴とする。
【０００７】
第２発明に係るモータは、前記ロータは、前記回転軸と同軸をなす円板部と、該円板部の周縁から前記回転軸に対し平行に延びる円筒部とを備え、前記ベアリングは、前記円筒部の内側に配設されていることを特徴とする。
【０００８】
第３発明に係るモータは、前記ロータの軸長方向の端部より内側に一部又は全部が配設されており、前記ロータの回転位置を検出する回転検出手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１発明によれば、ベアリングの一部又は全部をロータの内側に配置していることから、軸長方向の長さを短縮することによりモータを小型化することができる。
【００１０】
第２発明によれば、ロータは円板部と円筒部で構成されていることから、円筒部の内側空間を利用してベアリングの配設位置を確保でき、簡素な構造により、軸長方向の長さを短縮することによりモータを小型化することができる。
【００１１】
第３発明によれば、ベアリングに加えて、回転検出手段の一部又は全部をロータの内側に配置していることから、軸長方向の長さをさらに短縮することにより、モータを小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
実施の形態１
図１は本発明に係るモータの実施の形態１の構成を略示する断面図である。図１に示すように、モータ１は、ハウジング９内に配設されたステータ２と、ハウジング９にベアリング５，６を介して回転自在に支持された回転軸７と、回転軸７に固定されたロータ４とを備える。
【００１３】
ハウジング９は、軸長方向の両側に端壁を有する円筒形の部材であり、ステータ２は、ハウジング９の内周壁に嵌合固定されている。ステータ２の内周には、複数のコアが互いに向かい合うように周方向に等配されており、夫々のコアにはコイルが巻回され、磁極が形成されている。ハウジング９は、両方の端壁の夫々に開口部を有しており、ベアリング５，６は端壁の開口部に夫々内嵌されている。
【００１４】
ロータ４は、回転軸７に、これと同軸をなして圧入により外嵌固定された円板部４ｂと、この円板部４ｂの周縁から回転軸７に対し平行に延びる円筒部４ａとを備えており、ロータ４の形状は円板部４ｂによって一方の端が閉鎖された円筒形をなしている。ロータ４の円筒部４ａの外周には、極性が周方向に交互になるよう永久磁石３がロータ４の軸長方向の全長にわたり固設されている。
【００１５】
このように回転軸７に固定されたロータ４は、図示のように、ロータ４の両側に位置するベアリング５，６により回転軸７を支持し、ステータ２と軸長方向に両端位置を揃え、狭い間隔で対向するようにハウジング９の内部に配設されている。ハウジング９は、一方の端壁にロータ４の円筒部４ａの内側へ突出する突出部９ａを有している。一方のベアリング５は、ハウジング９の端壁の突出部９ａに内嵌され、ロータ４の円筒部４ａの軸長方向の端部より内側の位置にて回転軸７の一側を支持する。他方のベアリング６は、ハウジング９の他方の端壁に内嵌され、回転軸７の他側を支持する。
【００１６】
このように構成されたモータ１は、ステータ２の向かい合う２つのコイルが一組で界磁を生成し、この各コイルに流す電流を順次切り替えることで界磁を回転方向に移動させ（回転磁界という）、この回転磁界から永久磁石３が回転力を受け、ロータ４が回転する構造になっている。永久磁石３が固設されているロータ４の軸長方向の長さは、所要の動力を得るのに必要な長さであるが、この長さを必要最小限に抑えることにより、モータ１の軸長方向の長さを短縮している。
【００１７】
また、モータ１の制御のためにロータ４の回転位置を検出する回転検出手段８が、ベアリング５の一側に並設されている。図示の回転検出手段８は、夫々巻線が施されたレゾルバステータ８ａとレゾルバロータ８ｂとを備え、これら巻線間の電磁結合率が回転角度により変化するのを利用して回転位置を検出する公知のレゾルバである。レゾルバステータ８ａはハウジング９の突出部９ａに、レゾルバロータ８ｂは回転軸７に夫々固定されており、これらの回転検出手段８の約半分がロータ４の円筒部４ａの軸長方向の端部より内側に配設されている。尚、回転検出手段８は、レゾルバに限らず、磁気式エンコーダ及び光学式エンコーダ等の検出手段を用いてもよい。
【００１８】
このように図１に示すモータ１においては、ベアリング５をロータ４の円筒部４ａの内側に配設しているから、モータ１の軸長方向の長さをベアリング５の設置スペースに相当する分だけ短縮することができる。尚、ベアリング５の一部をロータ４の円筒部４ａの内側に配設してもよい。更に図１に示すモータ１においては、回転検出手段８の約半分をロータ４の円筒部４ａの内側に配設しているから、より一層、モータ１の軸長方向の長さを短縮することができる。尚、例えば、回転検出手段８を軸長方向に小型化することにより、回転検出手段８の全部をロータ４の円筒部４ａの内側に配設する方がより好ましい。
【００１９】
以上のように構成されたモータ１は、例えば電動パワーステアリング装置の操舵補助用のモータとして用いられる。図２は本発明に係るモータを備える電動パワーステアリング装置の構成の例を示す模式図である。尚、図示の電動パワーステアリング装置はコラムアシストタイプである。
【００２０】
電動パワーステアリング装置は、図示しない車体の左右方向に延設されたラックハウジング２１の内部に軸長方向への移動自在に支持されたラック軸２０と、ラックハウジング２１の中途に交叉するピニオンハウジング３１の内部に回転自在に支持されたピニオン軸３０とを備える公知のラックピニオン式の操舵機構を備えている。ラックハウジング２１の両側から外部に突出するラック軸２０の両端は、各別のタイロッド２２，２２を介して操舵輪としての左右の前輪２３，２３に連結され、またピニオンハウジング３１の一側から外部に突出するピニオン軸３０の上端は、ステアリング軸４０を介して操舵部材としてのステアリングホイール４１に連結されている。
【００２１】
以上の構成により、操舵のためにステアリングホイール４１が回転操作された場合、この回転がステアリング軸４０を介してピニオン軸３０に伝達され、該ピニオン軸３０の回転がラック軸２０の軸長方向の移動に変換されることとなり、この移動により、左右の前輪２３，２３が各別のタイロッド２２，２２を介して押し引きされて操舵がなされる。
【００２２】
ステアリング軸４０を支持するコラムハウジング４２の中途には、ステアリングホイール４１の回転操作によりステアリング軸４０に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ５０が設けてあり、該トルクセンサ５０よりも下位置に本発明に係るモータ１が取付けてある。
【００２３】
モータ１は、コラムハウジング４２の外側に軸心を略直交させて取付けてあり、例えば、コラムハウジング４２の内部に延びる出力端に固着されたウォームをステアリング軸４０に外嵌固定されたウォームホイールに噛合させ、モータ１の回転を、ウォーム及びウォームホイールにより減速してステアリング軸４０に伝えるように伝動構成されている。この構成によれば、モータ１の回転は、ステアリング軸４０に減速伝動され、該ステアリング軸４０の下端に連設されたピニオン軸３０に回転力が付与されることとなり、この回転に応じて前述のごとく行われる操舵が補助される。
【００２４】
モータ１は、アシスト制御部６０から図示しないモータ駆動回路を介して与えられる制御指令に従って駆動される。トルクセンサ５０による操舵トルクの検出値は、アシスト制御部６０に与えられ、アシスト制御部６０は、これに基づいてモータ１に制御指令を発し、モータ１の駆動電流を増減制御するアシスト制御動作を行う。モータ１は、前述のように配置された回転検出手段８を備えており、この回転検出手段８が出力したロータ４の回転位置は、ロータ位置信号としてアシスト制御部６０及びモータ駆動回路に与えられ、この位置信号に応じてモータ１のステータ２のコイルへ流す電流を順次切り替える制御に用いられる。
【００２５】
尚、モータ１は、図示の位置に限らず、操舵トルクの検出がなされるトルクセンサ５０よりも下位置であれば、ステアリング軸４０、ピニオン軸３０又はラック軸２０に伝動構成して適宜の位置に取付けることができる。
【００２６】
このように構成された電動パワーステアリング装置においては、モータ１が小型化されることにより、図に示すコラムアシストタイプであれば、コラムハウジング４２の外側へのモータ１の突出長さを短縮することができ、車室内の運転者の足元空間を確保することができる。また、ラックハウジング２１にモータ１を取付け、前述のようにラック軸２０に伝動構成してなるラックアシストタイプの電動パワーステアリング装置においては、モータ１が小型化されることにより、エンジンルームのスペースの確保につながり、例えば自動車衝突時の衝撃エネルギを吸収するためのクラッシャブルゾーンの確保や、中大型車向けにモータ１を大出力化した場合における設置スペースの確保がしやすくなる。
【００２７】
実施の形態２
図３は本発明に係るモータの実施の形態２の構成を略示する断面図である。
この実施の形態２にあっては、ロータ４は、回転軸７に、これと同軸をなして圧入により外嵌固定された円板部４ｂと、この円板部４ｂの周縁から軸長方向の両側に回転軸７に対し平行に延びる円筒部４ａとを備えており、ロータ４の形状は円板部４ｂによって中途が閉鎖された円筒形をなしている。ロータ４の円筒部４ａの外周には、極性が周方向に交互になるよう永久磁石３がロータ４の軸長方向の全長にわたり固設されている。
【００２８】
このように回転軸７に固定されたロータ４は、図示のように、ロータ４の両側に位置するベアリング５，６により回転軸７を支持し、ステータ２と軸長方向に両端位置を揃え、狭い間隔で対向するようにハウジング９の内部に配設されている。ハウジング９は、図に示すように、両方の端壁の夫々にロータ４の円筒部４ａの内側へ突出する突出部９ａ，９ａを有している。ベアリング５，６は、ハウジング９の突出部９ａ，９ａに内嵌され、円筒部４ａの両端よりも内側の夫々の位置にて回転軸７を支持する。
【００２９】
また、モータ１の制御のためにロータ４の回転位置を検出する回転検出手段８が、ベアリング５の一側に並設されている。レゾルバステータ８ａはハウジング１０に、レゾルバロータ８ｂは回転軸７に夫々固定されている。
【００３０】
このように図３に示すモータ１においては、ベアリング５，６をロータ４の円筒部４ａの内側に配設しているから、モータ１の軸長方向の長さをベアリング５，６の設置スペースに相当する分だけ短縮することができる。
【００３１】
その他の構成及び作用は図１に示す実施の形態１と同様であるため、対応する構成部材に図１と同一の参照符号を付して、その構成及び動作の詳細な説明を省略する。
尚、実施の形態２では、ベアリング５，６の全部をロータ４の円筒部４ａの内側に配設しているとしたが、ベアリング５，６の一部をロータ４の円筒部４ａの内側に配設してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るモータの実施の形態１の構成を略示する断面図である。
【図２】本発明に係るモータを備える電動パワーステアリング装置の構成の例を示す模式図である。
【図３】本発明に係るモータの実施の形態２の構成を略示する断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  モータ、２  ステータ、３  永久磁石（磁石）、４  ロータ、４ａ  円筒部、４ｂ  円板部、５，６  ベアリング、７  回転軸、８  回転検出手段、９  ハウジング
【図１】
2007195344.tif 000003
【図２】
2007195344.tif 000004
【図３】
2007195344.tif 000005