(57)【要約】【課題】  モータのスキューしたステータコアに対応可能なインシュレータを提供する。【解決手段】  ステータコアは、周方向に複数分割したコアユニット５０を有し、周方向の延びる外周側部５２の中心からティース部５１が延びており、このティース部５１を囲むように２つのインシュレータ２７が互い違いに装着されている。インシュレータ２７は、頭部６１と、頭部６１の一方の端部から延設され、頭部６１に対して鈍角になして延びるブレード部６２とを有し、略Ｌ字形になっている。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータのステータコアのティース部にコイルを巻装するために前記ティース部に装着されるインシュレータにおいて、
前記ステータコアの軸線方向の端部に当接する頭部と、前記頭部の一端部から前記ティース部に沿って延びるブレード部とが一体的に形成され、略Ｌ字形状を有することを特徴とするインシュレータ。
【請求項２】
前記ティース部に対して対向配置され、前記頭部及び前記ブレード部で前記ティース部を略四角形状に覆うことを特徴とする請求項１に記載のインシュレータ。
【請求項３】
前記頭部の他端部には、係止部が前記ティース部に係止可能に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインシュレータ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のインシュレータを用いて前記ティース部に前記コイルを巻装したステータと、ロータとを有す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、ステータとロータとを有するモータ、モータのステータコアとコイルとの間に装着されるインシュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータのステータは、磁性材料からなるステータコアのティース部に、通電用の固定子巻線を巻いてコイルを形成することで製造されるが、固定子巻線とステータコアとの電気的な絶縁を図るために、ティース部にインシュレータを装着してから、固定子巻線を巻き回すことが知られている。この種のインシュレータは、樹脂成形品が用いられることが多く、その製造を容易にするために、コ字形の２つの絶縁ピース片に分割して製造されることがある（例えば、特許文献１参照）。この場合は、絶縁ピース片を向き合わせるようにしてティース部を挟み込むことでティース部の絶縁を確保する。
【特許文献１】特開２０００−４７７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、モータには、ステータコアを軸線方向に対してスキューさせてあるものがあり、この場合のティース部は、軸線に対して捩れた形状になっている。この場合には、絶縁ピース片をティース部の形状に合わせてスキューさせる必要がある。コ字形の絶縁ピース片をスキューさせるためには、複雑な金型構造が必要になり、製造が難しくなるという問題があった。
また、絶縁ピース片は、平行な部分が細長いコ字形状になっており、固定子巻線の線占率を高めるために絶縁ピース片を肉薄に製造すると、型抜き時に破損し易いという問題があった。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、スキューしたステータコアに対応可能なインシュレータを提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決する本発明の請求項１に係る発明は、モータのステータコアのティース部にコイルを巻装するために前記ティース部に装着されるインシュレータにおいて、前記ステータコアの軸線方向の端部に当接する頭部と、前記頭部の一端部から前記ティース部に沿って延びるブレード部とが一体的に形成され、略Ｌ字形状を有することを特徴とするインシュレータとした。
このインシュレータでは、略Ｌ字形状になっているので、ティース部に合わせた形状に作り易い。特に、ティース部がスキューしている場合には、ティース部に合わせてスキューした形状を作り易い。軸線方向に細長のティース部に装着するインシュレータを製造するときでも、型抜きが容易になる。
【０００５】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のインシュレータにおいて、前記ティース部に対して対向配置され、前記頭部及び前記ブレード部で前記ティース部を略四角形状に覆うことを特徴とする。
このインシュレータは、１つのティース部に対して２つのインシュレータがティース部を挟むように、かつ向きが互い違いになるように装着される。これによってティース部の外周が絶縁される。
【０００６】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載のインシュレータにおいて、前記頭部の他端部には、係止部が前記ティース部に係止可能に設けられていることを特徴とする。
このインシュレータを装着するときには、頭部をティース部の軸線方向の端部に当接させ、ブレード部をティース部の長さ方向に沿って当接させる。このとき、係止部をティース部に係合させることで位置ずれが防止される。
【０００７】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のインシュレータを用いて前記ティース部に前記コイルを巻装したステータと、ロータとを有することを特徴とするモータとした。
このモータでは、略Ｌ字形状のインシュレータを装着することでティース部を絶縁し、コイルを巻装してステータが製造される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、略Ｌ字形状にすることでインシュレータの製造が容易になる。また、インシュレータの装着が容易になる。インシュレータを肉薄に製造することが可能になるので、コイルを巻装する際に固定子巻線の巻き回しが容易になると共に、固定子巻線の線占率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に本実施の形態の係るモータを含むラックタイプの電動パワーステアリング装置の構成を示す。
電動パワーステアリング装置１は、車体側に固定されるブラケット部２と、ブラケット部２の一端部側にボルト３で固定されるモータ部４とを備え、これらブラケット部２、モータ部４内を順番に貫通するようにラック軸５が挿入されている。ラック軸５は、その両端が不図示のナックルアームなどを介して車両の車輪に連結されている。さらに、ラック軸５は、ギヤボックス内でラック・アンド・ピニオン機構を形成し、ステアリングホイールの操作に応じて軸方向に移動自在になっている。
【００１０】
ブラケット部２は、円筒状の基部１０を有し、基部１０の一端部側が拡径されて連結部１１が形成されている。連結部１１の内周には、ベアリング１２の外周部が固定されている。ベアリング１２よりも一端部側には、位置検出センサであるレゾルバ１３の回転検出部となるレゾルバステータ１３Ａがブラケット１４によって連結部１１の内周に固定されている。レゾルバステータ１３Ａは、ステータコアに巻線を巻き回してコイルを形成した構成を有し、巻線は不図示のプラグからブラケット部２の外側に引き出されている。
【００１１】
モータ部４は、ステータ１６と、ステータ１６の内周側に挿入されたロータ１７とを有している。ステータ１６は、円筒状のヨークであるモータ部ハウジング２０を有し、フランジ１５に突き当てられるモータ部ハウジング２０の他端部は、フランジ２１が膨出し、ボルト３でブラケット部２に固定されている。モータ部ハウジング２０の内周には、環状のステータユニット２５が圧入により固定されている。ステータユニット２５は、金属製のコアプレートを積層したステータコア２６を有し、ステータコア２６の内周側にはインシュレータ２７を介してコイル２８が巻装されている。コイル２８を形成する固定子巻線２９には、モータ部ハウジング２０に固定されたターミナル３０を介して通電されるようになっており、ターミナル３０に給電するケーブル３１は、プラグ３２を介してモータ部ハウジング２０の外側に引き出されている。
【００１２】
ロータ１７は、軸線方向に延びる円筒状の回転軸３６を有している。回転軸３６の他端部は、ブラケット部２のベアリング１２の内周部に圧入によって軸支されている。また、回転軸３６の他端部側の外周には、レゾルバ１３を構成するレゾルバロータ１３Ｂがブラケット３７を介して固定されている。レゾルバロータ１３Ｂは、複数の磁極を周方向に有する環状の永久磁石から構成されている。回転軸３６の外周でステータユニット２５に臨む位置には、永久磁石３８が固定されている。永久磁石３８は、複数の磁極が周方向に配置されており、その外周にはカバー３９が装着されている。また、回転軸３６の一端部には、ボールナット４０が設けられている。このボールナット４０は、ラック軸５の一部に形成されているボールネジ（不図示）との間に複数のボールを介在させることでボールナット機構を形成している。なお、ボールナット４０は、仮想線で示す他のハウジング部６の内周に設けられたベアリングに支持され、回転軸３６と一体に回転するようになっている。
【００１３】
ここで、ステータコア２６には、周方向に分割可能な分割コア方式が用いられている。図２に示すように、ステータコア２６を形成するコアユニット５０は、ティース部５１を中心として、円弧状の外周側部５２を有している。外周側部５２は、ステータコア２６の環状の磁路を形成する部分であり、かつモータ部ハウジング２０の内周面に圧入される部分である。外周側部５２の周方向の両端部は、他のコアユニット５０に圧入嵌合する連結部５３Ａ，５３Ｂになっている。連結部５３Ａは凸形状を有し、連結部５３Ｂは連結部５３Ａを受け入れ可能な凹形状を有している。コアユニット５０は、軸線に対して捩れつつ傾斜するように所定のスキュー角を有している。図３に示すように、ティース部５１には、ティース部５１を挟み込むように２つのインシュレータ２７が装着されている。
【００１４】
図３から図７に示すように、インシュレータ２７は、ティース部５１の長手方向の端部に当接する頭部６１を有し、頭部６１の周方向の一端部から細長のブレード部６２が一体的に延設された略Ｌ字形の樹脂成形品である。インシュレータ２７の頭部６１は、その内周側（ロータ１７側）と、外周側（モータ部ハウジング２０側）とのそれぞれに延出部６３Ａと、延出部６３Ｂとが形成されている。延出部６３Ａ，６３Ｂは、モータ部４の軸線方向に沿って延び、軸線方向からの平面視では略円弧形状になっている。外周側の延出部６３Ｂには、固定子巻線２９を引き出すためのスリット６４が形成されている。図７に示すように、頭部６１の周方向の他端部は、コイル２８の固定子巻線２９を巻き回せるように凹部６１Ａが形成されており、この凹部６１Ａの縁部に沿って係止部６５がティース部５１に係合可能に突設されている。
【００１５】
ブレード部６２は、頭部６１との間で鈍角をなすように延びており、ティース部５１の形状に合わせてモータ部４の軸線に対して捩れつつ傾斜するようにスキューしている。ブレード部６２の側部には、内周側（ロータ１７側）と、外周側（モータ部ハウジング２０側）とのそれぞれに延出部６６Ａと、延出部６６Ｂとが形成されている。これら延出部６６Ａ，６６Ｂは略周方向に延び、頭部６１側のそれぞれの端部は、頭部６１の延出部６３Ａ，６３Ｂに一体的に連なっている。
【００１６】
ここで、インシュレータ２７の製造方法の一例について説明する。インシュレータ２７は、ブレード部６２が略水平方向に平行になるように横成形によって製造される。このような成形加工に用いられる金型には、ブレード部６２のスキューに応じて凹部と凸部とが形成された下型と上型が使用される。さらに、頭部６１を分割金型によって成形するようにしても良い。上型と下型とを型締めした状態で樹脂を注入し、樹脂を硬化させるとインシュレータ２７が成形される。インシュレータ２７は、弾性変形が可能であるので、型開きした後は、上型及び下型から容易に取り出すことができる。
【００１７】
モータ部４を組み立てる際には、コアプレートを積層してコアユニット５０を製造し、ティース部５１に２つのインシュレータ２７を互い違いに向き合うように対角に装着する。図３に示すように、２つのインシュレータ２７によって、ティース部５１が四角形状に囲まれるので、頭部６１の延出部６３Ａ，６３Ｂの間と、ブレード部６２の延出部６６Ａ，６６Ｂの間とに、順番に固定子巻線２９を巻き回し、固定子巻線２９の端部を頭部６１側のスリット６４から引き出す。さらに、コアユニット５０を外周側部５２の連結部５３Ａ，５３Ｂ同士を圧入するように複数のコアユニット５０を連結させる。このようにして製造したステータユニット２５は、モータ部ハウジング２０の内周に圧入される。一方、ブラケット部２には、ベアリング１２を圧入してから回転軸３６を軸支させ、レゾルバステータ１３Ａを固定する。そして、ブラケット部２とモータ部４とをボルト３で固定する。
【００１８】
このようにして車体に取り付けられた電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイールを操舵した際の運転者の負担を軽減するように動作する。すなわち、運転者がステアリングホイールを回転させたときに、ステアリングシャフトなどに操舵トルクが発生するので、この操舵トルクの力の方向及び大きさに応じて補助トルクを発生するようにステータユニット２５のコイル２８に通電が行われる。その結果、ステータユニット２５に発生する磁界によってロータ１７が回転すると、ボールナット機構を介して連結されているラック軸５が回転しながら軸方向に移動し、車輪の転舵がアシストされる。
【００１９】
この実施の形態によれば、インシュレータ２７を略Ｌ字形にし、２つのインシュレータ２７を組み合わせることでティース部５１の絶縁を確保するようにしたので、ティース部５１のスキューに対応したインシュレータ２７を容易に製造できるようになる。特に、成形時の金型は、従来のコ字形のインシュレータ２７に比べて簡単な形状にすることができ、ブレード部６２の型抜きが容易になる。したがって、ブレード部６２を従来のインシュレータに比べて肉薄にすることができる。このため、固定子巻線２９を巻くスペースを大きくとることができ、固定子巻線２９の巻き回しが容易になると共に、線占率を向上させることができる。
【００２０】
また、インシュレータ２７の頭部６１に係止部６５を形成し、係止部６５をティース部５１に係止させるようにしたので、略Ｌ字形状のインシュレータ２７を装着するときに位置ずれが防止され、装着作業及び後に続くコイル２８の巻装作業が容易になる。
さらに、頭部６１とブレード部６２とが鈍角をなすので、金型による横成形が可能になる。横成形を行うと、ブレード部６２の長さが違う場合であっても金型の厚さは変わらない。したがって、成形条件の変更が少なくなり、ブレード部６２の長さの変更に容易に対応することができる。このような金型を使用するとインシュレータ２７の多数取りが容易になり、インシュレータ２７の生産性が向上する。
【００２１】
なお、本発明は前記の実施の形態に限定されずに広く応用することができる。
例えば、頭部６１の他端部側からブレード部６２を延設させても良い。この場合には、頭部６１とブレード部６２とがなす角度は鋭角になる。
ティース部がスキューしていないモータに使用されるインシュレータを実施の形態のように略Ｌ字形状にしても良い。
モータ部４とブラケット部２とを有するモータは、電動パワーステアリング装置１に使用されるものに限定されない。例えば、オルタネータなどのようにロータの外周にコイルを形成するものなど、種々のモータのインシュレータに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す断面図である。
【図２】コアユニットの斜視図である。
【図３】コアユニットにインシュレータを装着した図である。
【図４】図２のＡ矢視図であって、コアユニットにインシュレータを装着した図である。
【図５】インシュレータの斜視図である。
【図６】インシュレータの斜視図である。
【図７】図５のＢ矢視図であって、係止部の形状を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
２    ブラケット部（モータ）
４    モータ部（モータ）
１６    ステータ
１７    ロータ
２６    ステータコア
２７    インシュレータ
２８    コイル
５１    ティース部
６１    頭部
６２    ブレード部
６５    係止部
【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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