(57)【要約】      （修正有）【課題】組立式のステータコアの溶接部をティースの延長線上でバックヨークとの交差部分に設けることにより、ステータコアの磁気特性の低下を防止することができ、ロストルクを低減することが可能なブラシレスモータを提供する。【解決手段】ステータコア１６及びステータコア１６に巻装された複数のコイルを有するステータを備え、ステータコア１６は、コイルが巻装されるティース４６とステータコア１６の外周を形成するバックヨーク４７を一組とする組立式のステータコアからなるブラシレスモータであって、ステータコア１６の接合部６０は、ティース４６の略延長線上でバックヨーク４７との交差部に設けられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコア及び当該ステータコアに巻装された複数のコイルを有するステータを備え、当該ステータコアは、前記コイルが巻装されるティースと当該ステータコアの外周を形成するバックヨークを一組とする組立式のステータコアからなるブラシレスモータであって、  前記ステータコアの接合部は、前記ティースの略延長線上でバックヨークとの交差部に設けられていることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項２】
前記ステータコアの接合は溶接で行なわれ、ティースの延長線上かつティースの幅の内側で行なわれることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ
【請求項３】
前記ステータコアの接合部は、径方向に位置規制する第二の係合凸部及び係合凹部を有する請求項１ないし請求項２に記載のブラシレスモータ。
【請求項４】
前記ステータコアの接合部は、径方向に位置規制する第三の係合凸部及び係合凹部を有する請求項１ないし請求項３に記載のブラシレスモータ。
【請求項５】
前記ステータコアの接合部は、周方向に位置規制する第二の係合凸部及び係合凹部を有する請求項１ないし請求項４に記載のブラシレスモータ。
【請求項６】
前記ステータコアは、少なくとも１枚の電磁鋼板を転積してなる請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。
【請求項７】
電動パワーステアリングに用いられる請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機にかかり、特に電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）等に好適に用いられる回転電機の固定構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来から、回転電機として、例えば、ブラシレスモータ等、様々なモータが提案されている。例えば、固定子の組立に従来必要であった高価なレーザー溶接の設備を不要とした回転電機の固定子として、極歯単位ごとに周方向に分割された複数の積層鉄心に極歯に直交する方向に巻線を施し、複数の積層鉄心を円筒状に組み合わせると共に、この積層鉄心の外周部の周方向の一端に形成された突起部を隣接する積層鉄心の外周部の他端に形成された凹部に嵌合し、凹部の外側片を内周方向にかしめて積層鉄心を互いに固定する構成を備えたものがある。（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１７４３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した特許文献１に記載された回転電機では、図８に示すように、バックヨークが２段構成であり、また、コア毎のバックヨーク部に歪みが発生するために、コギングが磁気解析結果と異なり所望の性能予測が困難である。また、かしめによる変形や接合の不安定から磁気特性にバラツキが生じるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的を達成するため、本発明は、  ステータコア及び当該ステータコアに巻装された複数のコイルを有するステータを備え、当該ステータコアは、前記コイルが巻装されるティースと当該ステータコアの外周を形成するバックヨークを一組とする組立式のステータコアからなるブラシレスモータであって、前記ステータコアの接合部は、前記ティースの略延長線上でバックヨークとの交差部に設けられていることを特徴とするブラシレスモータである。  
【０００６】
この構成を備えたブラシレスモータは、ティース４６の略延長上でバックヨーク４７の交差部に、係合凸部４８と係合凹部４９の嵌合部が設けられているので、磁束密度が高い部分の接合を避けることができる。これみより、バックヨーク４７の磁束密度の損失を低減し、ロストルクを従来の回転電機よりも少なくすることができる。また、溶接する場合の熱の分散する面積が大きく確保できることから変形を防止することができる。これらにより、接続の不安定によるコイル毎の磁気特性のバラツキを改善することが可能になり、コギングトルク、トルクリップルを少なくすることができる。
【０００７】
また、本発明のブラシレスモータは、ステータコアの接合は溶接で行なわれ、ティースの延長線上かつティースの幅の内側で行なわれる。このような構成とすることで、溶接時に発生する熱を放熱する際の面積を大きくすることができるので、溶接による変形を防止することができる。これにより、接続の不安定によるコイル毎の磁気特性のバラツキを改善することが可能になり、コギングトルク、トルクリップルを少なくすることができる。
【０００８】
そしてまた、本発明のブラシレスモータは、ステータコアの接合部は、径方向に位置規制する第二の係合凸部及び係合凹部を有し、また、ステータコアの接合部は、径方向に位置規制する第三の係合凸部及び係合凹部を有し、さらにまた、ステータコアの接合部は、周方向に位置規制する第二の係合凸部及び係合凹部を有する。このような構成とすることで、溶接時に発生する熱を放熱する際の面積を大きくすることができるので、接合の位置のバラツキを低減することができる。これにより、接続の不安定によるコイル毎の磁気特性のバラツキを改善することが可能になり、コギングトルク、トルクリップルを少なくすることができる。
【０００９】
また、ステータコアは、少なくとも１枚の電磁鋼板を転積することもできる。このように構成することで、集積（積層）のバラツキを低減し、磁気特性のバラツキを改善することが可能になり、コギングトルク、トルクリップルを少なくすることができる。
【００１０】
そして、本発明にかかるブラシレスモータは、電動パワーステアリングに好適に用いることができるので、違和感が無く操舵フィーリングの好適な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】
【００１１】
本発明にかかる回転電機のブラシレスモータは、各ステータコアの接続面が磁束密度の高いバックヨークを避けて固定された構成を備えているため、磁束密度の損失を低減し、ロストルクを少なくすることができる。また、接続の不安定によるコイル毎の磁気特性のバラツキを改善することにより、コギングトルク、トルクリップルを少なくすることができる。これにより違和感が無く操舵フィーリングの好適な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】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態にかかるブラシレスモータの断面図である。
【図２】図１に示すブラシレスモータに用いられるステータコアを示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態の第２例に用いられるステータコアを示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態の第３例に用いられるステータコアを示す平面図である。
【図５】本発明の実施の形態の第４例に用いられるステータコアを示す平面図である。
【図６】本発明の実施の形態の第５例に用いられるステータコアを示す平面図である。
【図７】本発明の実施の形態の第６例に用いられるステータコアを示す平面図である。
【図８】従来のステータコアを示す平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明の好適な実施の形態にかかる回転電機について図面を参照して説明する。なお、以下に記載される実施の形態では、回転電機として、ブラシレスモータを例にとって説明する。また、以下に記載される実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施の形態にのみ限定するものではない。したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。
【００１４】
[実施の形態の第１例]
図１は、本発明の実施の形態にかかるブラシレスモータの断面図、図２は、図１に示すブラシレスモータに用いられるステータコアを示す平面図である。なお、本実施の形態では、ロータの回転軸の軸芯方向を「軸方向」と定義し、ロータの回転軸の軸芯に対し垂直な方向を「径方向」と定義し、ロータの回転方向を「周方向」と定義して説明する。
【００１５】
図１及び図２に示すように、本実施の形態にかかるブラシレスモータ１は、一端が開口され、他端が閉鎖された略円筒形状に形成されたモータケース１２と、モータケース１２の開口側にモータケース１２の開口を閉塞するように装着されたブラケット１４と、モータケース１２の内壁１５に取付けられた略円環状のステータコア１６と、ステータコア１６に巻線された複数のコイル１８と、ステータコア１６の内周面によって画定された空間に配設されたロータ２０と、ロータ２０のシャフト（回転軸）２２の軸方向一端側を支持するフロントベアリング（第１の軸受）３０と、シャフト２２の軸方向他端側を支持するリヤベアリング（第２の軸受）３２と、を備えて構成されている。
【００１６】
ステータコア１６は、ステータの一要素として、例えば、薄板の磁性材（電磁鋼板）を用いて円環状に積層されており、コイル１８が複数巻線されている。具体的には、ステータコア１６の内周側には、その周方向に沿って複数のティース４６が等間隔で形成されている。各ティース４６には、コイル１８を構成するコイル巻き線（図示せず）が巻き付けられるようになっている。すなわち、ステータコア１６は、各ティース４６に巻き付けられたコイル１８を順次通電することで、ロータ２０を回転駆動するための回転磁界が形成されるようになっている。
【００１７】
また、ステータコア１６の外周面と、モータケース１２の内壁１５との間には、例えばゴム、樹脂、モールド等で構成された弾性部材からなる制振部材１９が、接着等により固定されている。この制振部材１９は、ステータコア１６とモータケース１２とを直接接触させない目的で配設されるものであり、ステータコア１６をモータケース１２に圧入する際に、ステータコア１６に歪みが生じるのを防止することができ、ロストルクやロストルク変動の要因を低減することができるとともに、通電時に、ステータコア１６の周方向に発生する加振力がモータケース１２に伝達するのを防止することができ、ブラシレスモータ１から発生する騒音や振動を低減することができる。さらに、ステータコア１６とモータケース１２との間に挿入された制振部材１９がブラシレスモータ１から発生する騒音や振動を吸収するので、ブラシレスモータ１から発生する騒音や振動をより低減することができる。
【００１８】
なお、ステータを構成するに際しては、積層されたステータコア１６のティース４６間にインシュレータ５６を挿入し、各ティース４６にコイル１８を巻線する。この後、コイル１８が装着されたステータコア１６をモータケース１２の内壁１５に、制振部材１９を介して圧入し、ステータコア１６をモータケース１２に固定すればよい。
【００１９】
ブラケット１４には、内側に突出されたフランジが形成されており、このフランジが、フロントベアリング３０を保持する第１の保持部材４１を構成している。そして、この第１の保持部材４１は、ステータコア１６の内周面に嵌合された状態で固定されている。この第１の保持部材４１は、その略中央部に、シャフト２２がその軸芯を回転軸として回転可能に貫通する貫通孔４２が形成されている。また、第１の保持部材４１には、フロントベアリング３０を収容して保持すると共に、貫通孔４２と連通した収納保持孔４３が形成されている。そして、この収納保持孔４３に収容されたフロントベアリング３０は、その外周面（径方向の面）が、収納保持孔４３を画定する側壁４３ａに固定され、フロントベアリング３０のステータコア１６とは反対側の端面は、収納保持孔４３を画定する底面４３ｂに固定されている。なお、フロントベアリング３０のステータコア１６側の端面は、ステータコア１６の端面に固定されている。したがって、第１の保持部材４１は、フロントベアリング３０を径方向及び軸方向に保持することができる。
【００２０】
ステータコア１６の第１の保持部材４１が嵌合された側とは反対側には、リヤベアリング３２を保持する第２の保持部材５１が、ステータコア１６の内周面に嵌合された状態で固定されている。この第２の保持部材５１は、モータケース１２とは別体で構成されている。
【００２１】
第２の保持部材５１は、ステータコア１６側の略中央部に、リヤベアリング３２及びワッシャ５９を収容して保持する収納保持孔５３が形成されている。この収納保持孔５３に収容されたリヤベアリング３２は、その外周面（径方向の面）が、収納保持孔５３を画定する側壁５３ａに固定されており、リヤベアリング３２のステータコア１６とは反対側の端面は、収納保持孔５３を画定する底面５３ｂに、ワッシャ５９を介して固定されている。また、第２の保持部材５１のステータコア１６とは反対側の面には、皿ばね６１の一端が当接しており、皿ばね６１の他端は、モータケース１２の底面（ブラケット１４が配設されている側とは反対の面）に固定されている。なお、リヤベアリング３２のステータコア１６側の端面は、ステータコア１６の端面に固定されている。したがって、第２の保持部材５１は、リヤベアリング３２を径方向及び軸方向に保持することができる。この時、軸方向の積層のバラツキは、皿ばね６１によって吸収され、その反力によって軸方向の動きが抑制される。
【００２２】
ロータ２０は、モータケース１２内に回転自在に配置されたシャフト２２と、シャフト２２の外周面に固定された円環状のロータコア２４と、ロータコア２４の外周面に固定されたマグネット２６と、マグネット２６の外周面に装着されてマグネット２６を覆う円環状のロータカバー２８と、を備えて構成されている。
【００２３】
トルクを伝達するためのシャフト２２は、その軸方向一端側が、フロントベアリング３０に回転可能に軸支されており、その軸方向他端側が、リヤベアリング３２に回転可能に軸支されている。なお、シャフト２２のうちブラケット１４からフロントベアリング３０を介して外部に突出された部位にはボス３４が連結され、このボス３４近傍には、レゾルバロータ３６が配置されている。また、レゾルバロータ３６に近接してレゾルバステータ３８が配置されており、レゾルバステータ３８は、後の詳述する端子台４０に嵌合された状態で固定されている。このレゾルバロータ３６と、レゾルバステータ３８によって、ロータ２０のシャフト２２の回転角度を検出する回転位置センサを構成している。
【００２４】
端子台４０は、第１の支持部材４１の収納保持孔４３が形成されている側とは反対側に固定されている。したがって、端子台４０は、フロントベアリング３０よりも外側に位置している。
【００２５】
なお、ブラケット１４には、グロメット６３が装着されており、このグロメット６３内にコイル１８を通電するためのリード線６４が挿入されている。
【００２６】
この構成を備えたブラシレスモータ１のステータコア１６の内側には、図２に示されるように、極歯単位ごとに周方向に複数のティース４６が等間隔で分割されており、各ティース４６に直交する方向に、コイル１８を構成するコイル巻き線（図示せず）が巻き付けられるようになっている。ステータコア１６の外周には、隣り合うティース４６を結合するバックヨーク４７を有しており、コイル１８に通電するとバックヨーク４７の磁束密度は、ティース４６とバックヨーク４７の境目（Ｔ字形状の交点）よりも高くなる。
【００２７】
そして、ステータコア１６の外周には、隣り合うティース４６同士を結合するための係合凸部４８がバックヨーク４７の円周方向の延長上に設けられ、ティース４６の延長上に設けられた係合凹部４９が嵌合し接合部６０をＴＩＧ溶接などで接合する構成となっている。このとき溶接部はティース４６の延長線上のティース４６の幅の内側にある。ティース４６の略延長上でバックヨーク４７の交差部に、係合凸部４８と係合凹部４９の嵌合部が設けられているので、磁束密度が高い部分の接合を避けることができる。これみより、バックヨーク４７の磁束密度の損失を低減し、ロストルクを少なくすることができる。また、溶接する場合の熱の分散する面積が大きく確保できることから変形を防止することができる。これらにより、接続の不安定によるコイル毎の磁気特性のバラツキを改善することが可能になり、コギングトルク、トルクリップルを少なくすることができる。
【００２８】
[実施の形態の第２例]
図３は、図１に示すブラシレスモータに用いられるステータコアを示す実施の形態の第２例の平面図である。ステータコア１６の外周には、隣り合うティース４６同士を結合するための係合凸部４８がバックヨーク４７の円周方向の延長上に設けられ、ティース４６の延長上に設けられた係合凹部４９が嵌合し接合部６０をＴＩＧ溶接などで接合する構成となっている。
係合凸部４８及び係合凹部４９に径方向第二の係合凸部７８及び係合凹部７９が設けられ、径方向の位置ズレを防止し、組立精度を向上させて磁束密度を安定させている。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１の実施例と同様であるから、同等部分に関する説明は省力する。
【００２９】
[実施の形態の第３例]
図４は、図１に示すブラシレスモータに用いられるステータコアを示す実施の形態の第３例の平面図である。ステータコア１６の外周には、隣り合うティース４６同士を結合するための係合凸部４８がバックヨーク４７の円周方向の延長上に設けられ、ティース４６の延長上に設けられた係合凹部４９が嵌合し接合部６０をＴＩＧ溶接などで接合する構成となっている。
係合凸部４８及び係合凹部４９に径方向第三の係合凸部７８ａ及び係合凹部７９ａがティース４６の径方向略先端の内側に設けられ、径方向の位置ズレを防止し、組立精度を向上させて磁束密度を安定させている。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１の実施例と同様であるから、同等部分に関する説明は省力する。
【００３０】
[実施の形態の第４例]
図５は、図１に示すブラシレスモータに用いられるステータコアを示す実施の形態の第４例の平面図である。ステータコア１６の外周には、隣り合うティース４６同士を結合するための係合凸部４８がバックヨーク４７の円周方向の延長上に設けられ、ティース４６の延長上に設けられた係合凹部４９が嵌合し接合部６０をＴＩＧ溶接などで接合する構成となっている。
係合凸部４８及び係合凹部４９に径方向第二の係合凸部７８及び係合凹部７９と、径方向第三の係合凸部７８ａ及び係合凹部７９ａを組合せた例である。径方向の位置ズレを防止し、組立精度を向上させて磁束密度を安定させている。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１の実施例と同様であるから、同等部分に関する説明は省力する。
【００３１】
[実施の形態の第５例]
図６は、図１に示すブラシレスモータに用いられるステータコアを示す実施の形態の第５例の平面図である。ステータコア１６の外周には、隣り合うティース４６同士を結合するための係合凸部４８がバックヨーク４７の円周方向の延長上に設けられ、ティース４６の延長上に設けられた係合凹部４９が嵌合し接合部６０をＴＩＧ溶接などで接合する構成となっている。
係合凸部４８及び係合凹部４９に径方向第二の係合凸部７８及び係合凹部７９、更に、周方向第二の係合凸部８８及び係合凹部８９が各々ティース４６の径方向略先端の内側に設けられ、方向及び周方向の位置ズレを防止し、組立精度を向上させて磁束密度を安定させている。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１の実施例と同様であるから、同等部分に関する説明は省力する。
【００３２】
[実施の形態の第６例]
図７は、図１に示すブラシレスモータに用いられるステータコアを示す実施の形態の第５例の平面図である。ステータコア１６の外周には、隣り合うティース４６同士を結合するための係合凸部４８がバックヨーク４７の円周方向の延長上に設けられ、ティース４６の延長上に設けられた係合凹部４９が嵌合し接合部６０をＴＩＧ溶接などで接合する構成となっている。
係合凸部４８及び係合凹部４９に径方向第二の係合凸部７８及び係合凹部７９、径方向第三の係合凸部７８ａ及び係合凹部７９ａ、更に、周方向第二の係合凸部８８及び係合凹部８９が各々ティース４６の径方向略先端の内側に設けられ、方向及び周方向の位置ズレを防止し、組立精度を向上させて磁束密度を安定させている。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１の実施例と同様であるから、同等部分に関する説明は省力する。
【００３３】
なお、各々の係合凸部及び係合凹部の組合せは、本実施例を逸脱しない範囲で組合せを変更しても良い。
【符号の説明】
【００３４】
１    ブラシレスモータ
１２    モータケース
１４    ブラケット
１５    内壁
１６    ステータコア
１８    コイル
１９    制振部材
２０    ロータ
２２    シャフト
２４    ロータコア
３０    フロントベアリング
３２    リヤベアリング
３６    レゾルバロータ
３８    レゾルバステータ
４０    端子台
４１    第１の保持部材
４６    ティース
４７    バックヨーク
４８    係合凸部
４９    係号凹部
５１    第２の保持部材６０    接合部
【図１】
2013132127.tif 000003
【図２】
2013132127.tif 000004
【図３】
2013132127.tif 000005
【図４】
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【図５】
2013132127.tif 000007
【図６】
2013132127.tif 000008
【図７】
2013132127.tif 000009
【図８】
2013132127.tif 000010