(57)【要約】【課題】共振を抑えて、より効果的にモータ振動を低減することのできるハウジングリングを提供すること。【解決手段】モータ１０は、ステータ１２の径方向外側に対応する位置においてハウジング１１の外周に嵌着されたハウジングリング３０を備える。そして、同ハウジングリング３０は、その剛性が、周方向において不均一となるように形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータハウジングの外周に嵌着されるハウジングリングであって、
周方向において剛性が不均一に形成されてなること、
を特徴とするハウジングリング。
【請求項２】
請求項１に記載のハウジングリングにおいて、
周方向に間隔を空けて設けられた複数の高剛性部を有すること、
を特徴とするハウジングリング。
【請求項３】
請求項２に記載のハウジングリングにおいて、
前記各高剛性部は、周方向に不等間隔で形成されてなること、
を特徴とするハウジングリング。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載のハウジングリングにおいて、
前記各高剛性部の数は、モータ磁極数の約数とは異なる値に設定されてなること、
を特徴とするハウジングリング。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載のハウジングリングにおいて、
周方向各位置の剛性は、厚みにより設定されてなること、
を特徴とするハウジングリング。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載のハウジングリングにおいて、
周方向各位置の剛性は、リング幅により設定されてなること、
を特徴とするハウジングリング。
【請求項７】
請求項１〜請求項６の何れか一項に記載のハウジングリングにおいて、
周方向各位置の剛性は、熱処理により設定されてなること、
を特徴とするハウジングリング。
【請求項８】
請求項１〜請求項７の何れか一項に記載のハウジングリングを備えたモータ。
【請求項９】
請求項８に記載のモータを備えた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、モータハウジングの外周に嵌着されるハウジングリング、及び同ハウジングリングを備えたモータ、並びに同モータを備えた電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用のパワーステアリング装置には、モータを駆動源とする電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）がある。そして、このようなＥＰＳには、エネルギー効率に優れ、且つ高い制御性及びレイアウト自由度を有する等といった数多くの利点があることから、近年、その採用が広く進められるようになっている。
【０００３】
さて、高い静粛性が要求されるＥＰＳにおいては、そのモータ振動を抑えることが最も重要な課題の一つとなっている。特に、ブラシレスモータでは、駆動時の磁気吸引力によりステータに歪み（変形）が生じやすい。このため、ステータをハウジング（ケース）内に固定し、そのハウジングを含めた剛性を強化することにより、上記のようなステータの歪みを抑えて静粛性の向上を図る構成が一般的となっている。
【０００４】
しかしながら、車両においては、その静粛性の向上もさることながら、あらゆる構成要素について、その小型化及び軽量化が強く求められている。このため、上記のようなハウジングによる剛性強化もまた、自ずと、その外形（モータ径）及び重量の制約を受けることになる。
【０００５】
そこで、例えば、特許文献１に示されるようなリング部材をハウジングの外周に嵌着する。そして、このリング部材をステータの径方向外側に配置することにより、モータ径及び重量の増大を抑えつつ、効果的に、そのステータ周りの剛性を強化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３０１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のようなリング部材（ハウジングリング）を用いるとしても、外形及び重量に制約がある限り、そのモータ駆動時の磁気吸引力により生ずる歪みを完全に抑えることはできない。更に、ハウジングリングは、その単体重量が軽量であるが故に、共振の影響が顕在化しやすい傾向がある。このため、特定の周波数（共振周波数）帯域において、そのノイズレベルが増大してしまうおそれがあり、この点において、なお改善の余地が残されていた。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、共振を抑えて、より効果的にモータ振動を低減することのできるハウジングリング、及びモータ、並びに電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、モータハウジングの外周に嵌着されるハウジングリングであって、周方向において剛性が不均一に形成されてなること、を要旨とする。
【００１０】
即ち、周方向の各位置において同様の歪み（変形）が生ずることにより、ハウジングリングの振動は増幅され、その共振による影響が顕在化しやすくなる。この点、上記構成によれば、モータ駆動時の磁気吸引力により生ずるハウジングリングの変形が周方向において不均一となる。その結果、同ハウジングリングの共振を抑えて、効果的にモータ振動を抑制することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、周方向に間隔を空けて設けられた複数の高剛性部を有すること、を要旨とする。
上記構成によれば、容易に、ハウジングリングの剛性を周方向において不均一とすることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記各高剛性部は、周方向に不等間隔で形成されてなること、を要旨とする。
即ち、通常、モータ駆動時の磁気吸引力に基づくステータ周りの変形は、周方向に略均等な間隔で凹部又は凸部を生じせしめるものとなる。従って、上記構成によれば、各高剛性部において、同時に同様の変形が生ずることを回避することができる。その結果、より効果的に、ハウジングリングの共振を抑えることができるようになる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、前記各高剛性部の数は、モータ磁極数の約数とは異なる値に設定されてなること、を要旨とする。
上記構成によれば、簡素な構成にて、全ての各高剛性部において、同時に同様の変形が生ずることを回避することができる。その結果、容易且つ効果的に、ハウジングリングの共振を抑えることができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、周方向各位置の剛性は、厚みにより設定されてなること、を要旨とする。
請求項６に記載の発明は、周方向各位置の剛性は、リング幅により設定されてなること、を要旨とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、周方向各位置の剛性は、熱処理により設定されてなること、を要旨とする。
上記各構成によれば、容易且つ確実に、周方向各位置の剛性を変化させることができる。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７の何れか一項に記載のハウジングリングを備えたモータであること、を要旨とする。
上記構成によれば、振動を抑えて静粛性の高いモータを提供することができる。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のモータを備えた電動パワーステアリング装置であること、を要旨とする。
上記構成によれば、モータ振動を抑えて静粛性の高い電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、共振を抑えて、より効果的にモータ振動を低減することが可能なハウジングリング、及びモータ、並びに電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。
【図２】ハウジングリングが装着されたモータの断面図。
【図３】ハウジングリングが装着されたモータの斜視図。
【図４】ハウジングリングの平面図。
【図５】別例のハウジングリングが装着されたモータの斜視図。
【図６】別例のハウジングリングの展開図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）のモータに装着されたハウジングリングに具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態のＥＰＳ１において、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック軸５と連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。そして、このステアリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の往復直線運動が、同ラック軸５の両端に連結されたタイロッド６を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪７の舵角が変更される。
【００２１】
尚、本実施形態のステアリングシャフト３は、コラムシャフト３ａ、インターミディエイトシャフト３ｂ、及びピニオンシャフト３ｃを連結することにより形成される。そして、本実施形態のＥＰＳ１は、モータ１０を駆動源として、そのコラムシャフト３ａを回転駆動する所謂コラム型のＥＰＳとして構成されている。
【００２２】
即ち、本実施形態のＥＰＳ１は、減速機構９によりモータ１０の回転を減速してステアリングシャフト３（コラムシャフト３ａ）に伝達する。そして、これにより、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成となっている。
【００２３】
次に、本実施形態のＥＰＳ１におけるモータ１０の構成について説明する。
図２に示すように、本実施形態のモータ１０は、ハウジング１１内に収容されたステータ１２と、同ステータ１２の径方向内側において回転自在に支承されたロータ１３とを備えたブラシレスモータとして構成されている。
【００２４】
詳述すると、ステータ１２は、略円筒状をなすハウジング１１の内周に固定された円環部１４と、同円環部１４から径方向内側に向って延びる複数のティース１５とを備えてなる。具体的には、本実施形態のステータ１２は、円環部１４の全周に亘って均等配置された「１２本」のティース１５を備えている。そして、これらの各ティース１５には、それぞれモータコイル１７が巻回されている。
【００２５】
尚、本実施形態のステータ１２は、その円環部１４をティース１５毎に分割した形状を有する複数の分割コアを環状に連結してなる所謂分割コア連結型の構成を有している。そして、同ステータ１２は、軸方向から圧入されることにより、その外周（円環部１４の外周）がハウジング１１の内周に固定された状態で、同ハウジング１１内に収容されている。
【００２６】
一方、図２及び図３に示すように、ロータ１３は、回転軸２１とともに一体回転するロータコア２２の外周にマグネット２３を固定することにより形成される。具体的には、本実施形態のマグネット２３には、円筒状のリングマグネットが用いられるとともに、同マグネット２３の外周には、着磁により「１０極」の磁極が形成されている。そして、ロータ１３は、その回転軸２１がハウジング１１に設けられた軸受（図示略）に軸支されることにより、上記ステータ１２の内側において回転自在に支承されている。
【００２７】
即ち、ロータ１３は、そのマグネット２３の各磁極が形成する界磁磁束とステータ１２側に形成される回転磁界との関係に基づき回転する。そして、本実施形態のモータ１０は、そのハウジング１１の軸方向端部から外部に突出された回転軸２１の一端を出力部として、ロータ１３の回転により生ずるモータトルクを取り出すことが可能となっている。
【００２８】
（ハウジングリングによる剛性強化構造）
次に、本実施形態のモータにおけるハウジングリングを用いた剛性強化構造について説明する。
【００２９】
図２及び図３に示すように、本実施形態のモータ１０において、そのハウジング１１の外周には、略円筒状のハウジングリング３０が嵌着されている。具体的には、本実施形態のハウジングリング３０は、金属により形成されている、また、同ハウジングリング３０は、軸方向から圧入されることにより、そのステータ１２の径方向外側に対応する位置において、同ハウジング１１に外嵌されている。そして、本実施形態では、これにより、ステータ１２周りの剛性を強化し、モータ駆動時に生ずるステータ１２及びハウジング１１の歪み（変形）を抑えることによって、そのモータ振動の低減による静粛性の向上が図られている。
【００３０】
詳述すると、図２〜図４に示すように、本実施形態のハウジングリング３０は、周方向に間隔を空けて設けられた複数の高剛性部３１を有している。そして、本実施形態では、これにより、同ハウジングリング３０の剛性が、その周方向において不均一となるように設定されている。
【００３１】
具体的には、本実施形態では、各高剛性部３１は、その厚み（周方向中心位置の厚み）Ｄ１を他の部分の厚みＤ０（ハウジングリング３０の基本的な厚み）よりも肉厚に設定することにより形成されている。尚、本実施形態では、各高剛性部３１は、その周方向中心位置が最も厚く（厚みＤ１）、且つ該各高剛性部３１の周縁部分（周方向両側）に向かうに従って徐々にその厚みが薄くなるように形成されている。また、各高剛性部３１の数（ｎ）は、モータ１０のロータ１３（マグネット２３）に設定された磁極３２の数（モータ磁極数：ｐ）である「１０」よりも一つ少ない「９」に設定されている（ｎ＝ｐ−１）。そして、本実施形態では、これら各高剛性部３１は、その周方向における各間隔（隣り合う二つの間隔）Ｌa〜Ｌiが不等となるように形成されている。
【００３２】
次に、上記のように構成された本実施形態のハウジングリングの作用・効果について説明する。
（１）モータ１０は、ステータ１２の径方向外側に対応する位置においてハウジング１１の外周に嵌着されたハウジングリング３０を備える。そして、同ハウジングリング３０は、その剛性が、周方向において不均一となるように形成される。
【００３３】
即ち、周方向の各位置において同様の歪み（変形）が生ずることにより、ハウジングリング３０の振動は増幅され、その共振による影響が顕在化しやすくなる。この点、上記構成によれば、モータ駆動時の磁気吸引力により生ずるハウジングリング３０の変形が周方向において不均一となる。その結果、同ハウジングリング３０の共振を抑えて、効果的にモータ振動を抑制することができる。
【００３４】
（２）ハウジングリング３０は、周方向に間隔を空けて設けられた複数の高剛性部３１を有する。これにより、容易に、同ハウジングリング３０の剛性を周方向において不均一とすることができる。
【００３５】
（３）各高剛性部３１は、図４に示すように、その周方向における間隔Ｌa〜Ｌiが不等となるように形成される。即ち、通常、モータ駆動時の磁気吸引力に基づくステータ１２周りの変形は、周方向に略均等な間隔で凹部又は凸部を生じせしめるものとなる。従って、上記構成によれば、各高剛性部３１において、同時に同様の変形が生ずることを回避することができる。その結果、より効果的に、ハウジングリング３０の共振を抑えることができるようになる。
【００３６】
（４）各高剛性部３１の数（ｎ）は、モータ１０のロータ１３（マグネット２３）に設定された磁極３２の数（モータ磁極数（ｐ）、ｐ＝１０）よりも一つ少ない値（ｎ＝９）に設定される（ｎ＝ｐ−１）。これより、全ての各高剛性部３１において、同時に同様の変形が生ずることを回避することができる。その結果、容易且つ効果的に、ハウジングリング３０の共振を抑えることができる。
【００３７】
（５）各高剛性部３１は、その厚み（周方向中心位置の厚み）Ｄ１を他の部分の厚みＤ０（ハウジングリング３０の基本的な厚み）よりも肉厚に設定することにより形成される。これにより、容易且つ確実に、その他の部分よりも剛性の高い（変形し難い）部分、即ち高剛性部を形成することができる。
【００３８】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態では、本発明をＥＰＳ１の駆動源として用いられるモータ１０のハウジングリング３０に具体化した。しかし、これに限らず、本発明は、ＥＰＳ以外の用途に用いられるモータのハウジングリングに適用してもよい。そして、ＥＰＳに具体化する場合であっても、上記実施形態に示されたようなコラム型のＥＰＳに限らず、その他、ラック型やピニオン型のＥＰＳに適用してもよい。
【００３９】
・上記実施形態では、モータ１０は、モータコイル１７を有するステータ１２がハウジング１１内に固定されたブラシレスモータであることとした。しかし、これに限らず、そのモータハウジングがヨークを構成するブラシ付きの直流モータに適用してもよい。
【００４０】
・上記実施形態では、各高剛性部３１は、その厚み（周方向中心位置の厚み）Ｄ１を他の部分の厚みＤ０（ハウジングリング３０の基本的な厚み）よりも肉厚に設定することにより形成されることとした。しかし、これに限らず、図５に示すハウジングリング４０のように、各高剛性部４１のリング幅（装着時におけるモータ軸線方向（同図中、上下方向）の長さ）Ｗ１を他の部分のリング幅Ｗ０よりも相対的に長く設定する構成としてもよい。これにより、その相対的な剛性の高さを更に強めることができる。そして、厚みを変更することなく、そのリング幅Ｗ１を他の部分のリング幅Ｗ０よりも相対的に長く設定することにより、各高剛性部を形成する構成としてもよい。このようにしても、容易且つ確実に、高剛性部を形成することができる。
【００４１】
・また、図６の展開図に示されるハウジングリング５０のように、リング幅の設定により高剛性部５１を形成する構成においては、その最も広いリング幅Ｗ１を有する各高剛性部５１の周方向中心部から、最も狭いリング幅Ｗ０を有する該各高剛性部５１の周縁部分まで、周方向において、徐々に、そのリング幅が変化するように構成するとよい。
【００４２】
・更に、金属によりハウジングリングが形成されている場合、熱処理（焼入れ又は焼きなまし）により、その周方向各位置の剛性を設定する構成としてもよい。そして、当該周方向各位置における剛性の設定、即ち各高剛性部の形成は、上記のようなハウジングリングの厚みの設定、そのリング幅の設定、及び熱処理の実行のうちの何れか、又は、これらの任意の組合せにより行う構成としてもよい。
【００４３】
・また、上記実施形態では、各高剛性部３１の数（ｎ）は、モータ磁極数（ｐ）よりも一つ少ない値に設定されることとした（ｎ＝ｐ−１）。しかし、これに限らず、各高剛性部３１の数（ｎ）は、モータ磁極数（ｐ）の約数とは異なる値であればよい（ｐ≠α×ｎ、但し「α」は整数）。例えば、モータ磁極数（ｐ）が「１０」であるとした場合には、図６に示すハウジングリング５０のように、各高剛性部５１の数（ｎ）を、そのモータ磁極数（ｐ）よりも一つ多い「１１」に設定してもよい（ｎ＝ｐ＋１）。このような構成としても、全ての各高剛性部において、同時に同様の変形が生ずることを回避することができる。
【００４４】
・上記実施形態では、モータ１０は、１０極１２スロットのブラシレスモータであることとした。しかし、これに限らず、モータ磁極数（ｐ）及びスロット数については、どのような組合せであってもよい。
【００４５】
・上記実施形態では、各高剛性部３１は、その周方向における間隔Ｌa〜Ｌiが不等となるように形成されることとしたが、必ずしも、その全てが不等間隔でなくともよい。但し、各高剛性部において同時に同様の変形が生ずることを極力回避するように、各高剛性部の周方向位置を設定することが望ましい。
【符号の説明】
【００４６】
１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、１０…モータ、１１…ハウジング、１２…ステータ、１３…ロータ、２３…マグネット、３０，４０，５０…ハウジングリング、３１，４１，５１…高剛性部、３２…磁極、Ｄ０，Ｄ１…厚み、Ｗ０，Ｗ１…リング幅、ｎ…高剛性部の数、ｐ…モータ磁極数、Ｌa〜Ｌi…間隔。
【図１】
2012039714.tif 000003
【図２】
2012039714.tif 000004
【図３】
2012039714.tif 000005
【図４】
2012039714.tif 000006
【図５】
2012039714.tif 000007
【図６】
2012039714.tif 000008