(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ用固定子の巻線を流れる電流に基づきモータ用回転子が回転するブラシレスＤＣモータに対して、前記モータ用回転子と一体回転可能に固定された検出用回転子の回転位置に応じて検出用固定子に検出用電圧が誘起され、ブラシレスＤＣモータの回転変位を検出する回転変位検出装置を組付ける回転変位検出装置の組付け構造において、
前記モータ用固定子は、軸線方向の一端側にモータ側嵌合部を備え、
前記検出用固定子は、前記モータ側嵌合部と嵌合可能な検出側嵌合部を備え、前記モータ側嵌合部と前記検出側嵌合部は、前記モータ用回転子の回転軸心を中心として非点対称に形成され、
前記回転変位検出装置は、レゾルバであり、前記モータ用回転子の回転位相と前記回転変位検出装置の検出用電圧との関係が一定となるように、前記検出側嵌合部が前記モータ側嵌合部に嵌合して前記ブラシレスＤＣモータに組付けられることを特徴とする回転変位検出装置の組付け構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転変位検出装置の組付け構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ブラシレスＤＣモータ（以下「モータ」とする。）の回転変位を精度良く検出するための回転変位検出装置として、レゾルバが多く用いられている。このレゾルバは、モータのモータ用ロータと一体回転する検出用ロータの回転位置（位相）に応じて検出用ステータにおいて発生する検出用電圧を出力するものである。そして、この検出用電圧により、モータの回転変位を精度良く検出することができるようになっている。
【０００３】
そして、このようなレゾルバを前記モータに組付けると、レゾルバはモータに対してある電気角を有するようになる。この電気角によって、モータの回転の位相とレゾルバから出力される検出用電圧との関係が決まる。そして、モータを大量に生産する時に、この電気角がモータ毎に異なって生産されると、モータの回転の位相とレゾルバの検出用電圧との関係がモータ毎に異なることになる。このレゾルバの検出用電圧をそのまま使用すると、モータの回転の望ましい角度制御を行うことができなくなる。そこで、モータ毎にレゾルバとモータとの間における電気角のずれ（オフセット）の調整（オフセット調整）を行う必要が生じる。
【０００４】
一般に、レゾルバをモータに組付けるときには、モータとレゾルバとの間の電気角を考慮せずに組付け、組付け後にソフト的にオフセット調整をすることが多く行われている。詳述すると、レゾルバの組付け後にオフセット量を測定し、このオフセット量を補正量として記憶媒体に記憶し、この記憶媒体から補正量を読み出すことによって、レゾルバの検出結果をリアルタイムに補正する方法である。そして、レゾルバの起動時にオフセット量を毎回測定してオフセットを補正する前処理が必要なくなり、初動制御が簡単かつ迅速に実施できるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、レゾルバ等に何らかの障害が発生してレゾルバを交換したり、記憶媒体を交換したりする時には、上記のオフセット調整をその度に行い、再度記憶媒体に記憶させる必要がある。そして、レゾルバの交換や記憶媒体の取り替え等は、保守整備工場等で行うことが一般的であり、上記のオフセット調整や記憶媒体への記憶作業も保守整備工場等で行うこととなる。しかし、保守整備工場等において、上記のオフセット調整や記憶作業を行うことは設備等の不足により難しくなっていた。また、オフセット調整や記憶作業を行うことが可能な工場であっても、オフセット調整には工数がかかるため、一度に処理できる数には限界があった。
【０００６】
本発明の目的は、オフセット調整が不要で、所要時間が短く、容易に組付けることができる回転変位検出装置の組付け構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、モータ用固定子の巻線を流れる電流に基づきモータ用回転子が回転するブラシレスＤＣモータに対して、前記モータ用回転子と一体回転可能に固定された検出用回転子の回転位置に応じて検出用固定子に検出用電圧が誘起され、ブラシレスＤＣモータの回転変位を検出する回転変位検出装置を組付ける回転変位検出装置の組付け構造において、前記モータ用固定子は、軸線方向の一端側にモータ側嵌合部を備え、前記検出用固定子は、前記モータ側嵌合部と嵌合可能な検出側嵌合部を備え、前記モータ側嵌合部と前記検出側嵌合部は、前記モータ用回転子の回転軸心を中心として非点対称に形成され、前記回転変位検出装置は、レゾルバであり、前記モータ用回転子の回転位相と前記回転変位検出装置の検出用電圧との関係が一定となるように、前記検出側嵌合部が前記モータ側嵌合部に嵌合して前記ブラシレスＤＣモータに組付けられることを要旨とする。
【００１１】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、モータ側嵌合部に検出側固定子の検出側嵌合部を嵌合させることにより、回転変位検出装置を軸心を中心とする円周方向において所定の位置となるようにブラシレスＤＣモータに組付けるようにした。
【００１２】
従って、ブラシレスＤＣモータと回転変位検出装置とのオフセット量を常に一定にすることが可能となり、ブラシレスＤＣモータの回転の位相と回転変位検出装置において検出される検出電圧との関係を一定にすることができる。その結果、オフセット調整を行ったり、オフセット量を記憶媒体に記憶させたりする作業等が不要で、特別な設備を要しなくなる。従って、回転変位検出装置をブラシレスＤＣモータに対して短時間で容易に組付けることができる。
【００１３】
また、モータ側嵌合部と検出側嵌合部とをモータ用回転子の回転軸心を中心として非点対称に形成するようにし、回転変位検出装置を軸心を中心とする円周方向において所定の位置となるようにブラシレスＤＣモータに組付けるようにした。
【００１４】
従って、回転変位検出装置とブラシレスＤＣモータとの相対位置が、１つのみとなり、間違った位置に組付けることがなくなり、組付け作業が容易となる。
さらに、回転変位検出装置をレゾルバとした。従って、レゾルバをブラシレスＤＣモータに取付ける時に、オフセット調整を行ったり、オフセット量を記憶媒体に記憶させたりする作業等が不要となり、組付け作業が短時間ですむとともに容易となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を電動パワーステアリング装置に具体化した一実施形態を図１〜図３に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は本実施形態の電動パワーステアリング装置１１の全体を示す概略図を、図２は電動パワーステアリング装置１１の要部拡大図を、図３はレゾルバ３２の検出ステータ３３の側断面図を示す。
【００１９】
図１に示すように、中空円筒状の第１ラックハウジング１２と中空円筒状の第２ラックハウジング１３と、中空円筒状のモータハウジング１４とが、図示しない車体のボディに第１ラックハウジング１２に形成された取付部１５を介して、ねじ止めされ支持されている。そして、モータハウジング１４は、前記両ラックハウジング１２，１３に対して、同軸的にボルト１２ａ，１３ａ（図２参照）によって結合されている。
【００２０】
第１ラックハウジング１２と第２ラックハウジング１３とモータハウジング１４とから構成された筒状体内には、回転不能かつ軸線方向に移動可能にラックシャフト１６が内蔵されており、ラックシャフト１６の両端部に連結される図示しないタイロッドを介して左右の前輪が連結される。そのラックシャフト１６は、第１ラックハウジング１２に設けられたピニオンシャフト１７を介して図示しないステアリングホイールに連結されている。ラックシャフト１６とピニオンシャフト１７との間には、ラックアンドピニオン機構の噛み合い部（図示しない）が形成されている。なお、モータハウジング１４は電動パワーステアリング装置のラックハウジングとしても機能している。
【００２１】
次に、モータハウジング１４内の機能を図２を用いて説明する。
モータハウジング１４内にはブラシレスＤＣモータ（以下「モータ」とする。）１４ａが設けられており、同モータ１４ａは、モータ用固定子を構成する駆動ステータ１８及びモータ用回転子を構成するモータシャフト１９とを有する。そして、駆動ステータ１８には、モータハウジング１４の内周に嵌合するようにして複数の突極１８ｄが設けられ、これら突極１８ｄのそれぞれに巻線１８ａが巻回されている。そして、駆動ステータ１８のピニオンシャフト側の端部は、この巻線１８ａをモールド成型により樹脂を被覆するとともに、同じ樹脂による円筒状のレゾルバ固定部１８ｂが一体に形成されている。そして、このレゾルバ固定部１８ｂには、その一端側（ピニオンシャフト１７側）にモータ側嵌合部としての嵌合凹部１８ｃが円周上に１つ形成されている。
【００２２】
また、モータシャフト１９は、中空円筒状であり、ラックシャフト１６の軸心方向の中間部において同軸的にラックシャフト１６の外側に遊嵌されている。モータシャフト１９は、その一端側（ピニオンシャフト１７側）に嵌合段部１９ａが形成され、同嵌合段部１９ａが第１ベアリング２１を介してモータハウジング１４と、第１ラックハウジング１２に対して支持されている。
【００２３】
モータシャフト１９の他端側（ピニオンシャフト１７側と反対側）は、中間部分よりも拡径された中空円筒状のナット保持部１９ｂが一体に形成されている。このナット保持部１９ｂは第２ベアリング２５を介してモータハウジング１４と、第２ラックハウジング１３に対して自身の軸心の周りで回動自在に支持されている。以上により、モータシャフト１９は、第１及び第２ベアリング２１，２５を介して第１及び第２ラックハウジング１２，１３とモータハウジング１４に回転可能に支持される。
【００２４】
また、モータシャフト１９の軸線方向の中間部分の前記駆動ステータ１８と対向する位置には、永久磁石２８が外設して一体回転可能に固定されている。そして、前記駆動ステータ１８の巻線１８ａに電流が流れると、永久磁石２８を備えたモータシャフト１９には軸心を中心軸とする回転力が発生し、モータシャフト１９が回転するようになっている。
【００２５】
さらに、また、モータシャフト１９のナット保持部１９ｂ内にはボールねじナット２９が同軸的に内嵌されている。このボールねじナット２９の内周面には螺旋状のボールねじ溝２９ａが設けられている。
【００２６】
ラックシャフト１６の外周面には軸線方向の所定範囲に螺旋状のボールねじ溝１６ａが設けられている。そして、このボールねじ溝１６ａと前記ボールねじ溝２９ａとの間には、図示しない多数のボールが転動可能に受容されている。このように、ラックシャフト１６のボールねじ溝１６ａとボールねじナット２９とによりボールねじ構造を備えたボールねじ機構が形成されている。そして、このボールねじ機構によりモータシャフト１９の正逆回転の回転トルクをラックシャフト１６の軸線方向の往復動のアシスト力に変換して、ピニオンシャフト１７に連結された図示しないステアリングホイールの操舵力を軽減するようになっている。
【００２７】
また、前記モータ１４ａの駆動ステータ１８と第１ベアリング２１との間には、レゾルバ３２が設けられている。このレゾルバ３２は、検出用固定子としての検出ステータ３３と、検出用回転子としての検出ロータ３４とによって構成されており、検出ステータ３３は、前記モータハウジング１４の内周に嵌合されている。そして、図３に示すように、この検出ステータ３３は薄鋼板によって形成されたシート３３ａを備え、シート３３ａは、軸心に沿って複数枚積層され、積層構造となっている。また、検出ステータ３３は、モータハウジング１４の内周に嵌合する環状部３３ｂと、環状部３３ｂの内側に突出する複数個の突極３３ｃを備えており、この突極３３ｃには巻線３３ｄが巻回されている。
【００２８】
そして、検出ステータ３３は、巻線３３ｄが巻回された状態で、被覆体３３ｅが樹脂によりモールド成型されている。さらに、複数の突極３３ｃのうちの１つの突極３３ｃには、駆動ステータ１８側に突出するようにして検出側嵌合部としての嵌合凸部３３ｆが被覆体３３ｅと一体にモールド成型されている。そして、この嵌合凸部３３ｆは、前記駆動ステータ１８の嵌合凹部１８ｃに嵌合可能な大きさとなっている。従って、検出ステータ３３がモータハウジング１４に内嵌されるときには、この嵌合凸部３３ｆは駆動ステータ１８の嵌合凹部１８ｃに嵌合される。そして、嵌合凸部３３ｆと嵌合凹部１８ｃとが嵌合されることにより、検出ステータ３３は、駆動ステータ１８に対して軸心を中心とする円周方向において所定の位置となり、回転方向の移動が制限される。
【００２９】
また、レゾルバ３２の検出ロータ３４は、前記モータシャフト１９の前記検出ステータ３３と対向する位置に、外設され一体回転可能に固定されている。そして、検出ロータ３４の回転位置に応じて、検出ステータ３３に所定の電圧が誘起されるようになっている。
【００３０】
なお、このとき、検出ステータ３３と駆動ステータ１８との相対的な位置関係は、前記モータシャフト１９の回転の位相とレゾルバ３２の出力電圧との関係が一定であるような位置関係となっている。すなわち、モータシャフト１９の回転の位相とレゾルバ３２の出力電圧との関係が一定となるように、駆動ステータ１８の嵌合凹部１８ｃと検出ステータ３３の嵌合凸部３３ｆの軸心を中心とする回転方向の位置が決まっている。
【００３１】
従って、レゾルバ３２の出力電圧はモータシャフト１９の回転の位相と一定の関係を有しており、このレゾルバ３２の出力電圧を測定することによって、モータシャフト１９の回転位置が判断できるようになっている。
【００３２】
上記実施形態によれば、以下のような特徴を得ることができる。
（１）モータ１４ａの駆動ステータ１８のレゾルバ固定部１８ｂに嵌合凹部１８ｃを設けるようにし、レゾルバ３２の検出ステータ３３に嵌合凸部３３ｆを設けるようにし、同嵌合凹部１８ｃに嵌合凸部３３ｆを嵌合させるようにした。そして、レゾルバ３２を軸心を中心とする円周方向において所定の位置となるようにモータ１４ａに組付けるようにした。
【００３３】
従って、モータ１４ａとレゾルバ３２とのオフセット量を常に一定にすることが可能となり、モータ１４ａの回転の位相とレゾルバ３２において検出される検出電圧との関係を一定にすることができる。その結果、オフセット調整を行ったり、オフセット量を記憶媒体に記憶させたりする作業等が不要で、特別な設備を要しなくなる。従って、レゾルバ３２を短時間で容易にモータ１４ａに組付けることができる。
【００３４】
（２）レゾルバ固定部１８ｂの円周上に１つの嵌合凹部１８ｃを設け、嵌合凹部１８ｃがモータシャフト１９の回転軸心を中心に非点対称となるようにし、レゾルバ３２を、軸心を中心とする円周方向において所定の位置となるようにモータ１４ａに組付けるようにした。
【００３５】
従って、レゾルバ３２とモータ１４ａとの相対位置が、１つのみとなり、間違った位置に組付けることがなくなり、組付け作業が容易となる。
（３）嵌合凹部１８ｃを巻線１８ａを被覆する樹脂に対しモールド成型により一体成型するようにし、嵌合凸部３３ｆを巻線３３ｄを被覆する被覆体３３ｅに対してモールド成型により一体形成するようにした。
【００３６】
従って、駆動ステータ１８と検出ステータ３３のモールド成型用の金型を変更することによって、容易に嵌合凹部１８ｃと嵌合凸部３３ｆを設けることができる。
【００３７】
なお、本発明の実施の形態は、上記実施形態に限定されるものではなく、次のように変更してもよい。
・上記実施形態においては、嵌合凹部１８ｃと嵌合凸部３３ｆを１つずつ設けるようにしたが、嵌合凹部１８ｃと嵌合凸部３３ｆを複数設けるようにしてもよい。
【００３８】
・上記実施形態においては、モータ側嵌合部として嵌合凹部１８ｃを、検出側嵌合部として嵌合凸部３３ｆを設けるようにした。これを、モータ側嵌合部として嵌合凸部を、検出側嵌合部として嵌合凹部を設けるようにし、上記実施形態と、凹凸を逆になるようにしてもよい。
【００３９】
・上記実施形態においては、モータ側嵌合部として嵌合凹部１８ｃを、検出側嵌合部として嵌合凸部３３ｆを設けるようにした。これを、モータ側嵌合部として、ピン孔を、検出側嵌合部としてピンを設けるようにしてもよい。
【００４０】
・上記実施形態においては、検出ステータ３３は環状部３３ｂと複数個の突極３３ｃによって構成されるよう被覆体３３ｅをモールド成型したが、図４に示すように、被覆体３３ｅが環状に形成されるようにモールド成型するようにしてもよい。
【００４１】
・上記実施形態においては、回転変位検出装置としてレゾルバ３２に具体化したが、モータ１４ａと所定の電気角を有してモータ１４ａの回転変位を検出するものであれば、その他の回転変位検出装置、例えば、エンコーダ等に具体化してもよい。
【００４２】
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
（１）  請求項１に記載の回転変位検出装置の組付け構造において、前記ブラシレスＤＣモータは、電動式パワーステアリング装置に備えられることを特徴とする回転変位検出装置の組付け構造。
【００４３】
従って、電動式パワーステアリング装置に備えられたブラシレスＤＣモータに対して回転変位検出装置を取付ける時、オフセット調整を行ったり、オフセット量を記憶媒体に記憶させたりする作業等が不要となり、組付け作業が短時間ですむとともに容易となる。
【００４４】
（２）請求項１又は上記（１）に記載の回転変位検出装置の組付け構造において、前記モータ側嵌合部は凹形状に設けられ、前記検出側嵌合部は凸形状に設けられていることを特徴とする回転変位検出装置の組付け構造。
【００４５】
従って、モータ固定子と検出用固定子とのモールド成型用の金型を簡単に変更するのみで、容易にモータ側嵌合部と検出側嵌合部とを設けることができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上、詳述したように、請求項１に記載の発明によれば、回転変位検出装置を短い所要時間で容易に組付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施形態の電動パワーステアリング装置の全体を示す概略図である。
【図２】  同じく、電動パワーステアリング装置の要部拡大図である。
【図３】  同じく、検出ステータの側断面図である。
【図４】  別例の検出ステータの側断面図である。
【符号の説明】
１４ａ…ブラシレスＤＣモータ、１８…モータ用固定子を構成する駆動ステータ、１８ａ…巻線、１８ｃ…モータ側嵌合部としての嵌合凹部、１９…モータ用回転子を構成するモータシャフト、３２…レゾルバ、３３…検出用固定子としての検出ステータ、３３ｄ…巻線、３３ｆ…検出側嵌合部としての嵌合凸部、３４…検出用回転子としての検出ロータ。
【図１】
0003913505.tif 000002
【図２】
0003913505.tif 000003
【図３】
0003913505.tif 000004
【図４】
0003913505.tif 000005