(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸を固定部材で支えたステータとしての永久磁石で囲い、この永久磁石をロータとしての円筒状の巻線シリンダで囲い、この巻線シリンダの回転を動力伝達部材を介して前記車軸に伝える形式の電動パワーステアリングにおいて、
巻線シリンダは、先端が階段状になった多層シリンダであり、
前記巻線シリンダに樹脂を含浸させるときに同時成形した樹脂カラー部を、巻線シリンダの先端に備え、
前記樹脂カラー部を軸受を介して前記固定部材に回転可能に保持させたものであることを特徴とする電動パワーステアリングのモータの巻線シリンダ構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車に搭載する電動パワーステアリングのモータの巻線シリンダ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動パワーステアリングのモータには、例えば、実公平３−５２６０６号公報「電気式倍力操舵装置」に示されたものがある。この電気式倍力操舵装置は、同公報の図によれば、ラックハウジング３内に電動機（モータ）を備えたものであり、この電動機は、ロータとしてのナット７と、このナット７に一端を固定した電動機回転子１１と、ステータとしての磁石１６と、鉄心１７とを備えたコアレスモータである。
【０００３】
この電気式倍力操舵装置は、減速歯車機構を別途設ける必要がなく、且つモータを無鉄心（コアレス）型回転子としたので、装置全体をコンパクトにすることができ、周辺装置と干渉することがない。また、モータの電動機回転子１１及び磁石１６を長くすることによって大きなトルクを発生させることができる。
【０００４】
一般的に、モータでは、高トルクの発生を目的に、磁石１６と電動機回転子１１との間の隙間を小さく（狭く）設定する必要がある。隙間が小さいと、永久磁石の磁界内の磁力が強く、モータの性能が向上する。つまり、隙間を小さくして、永久磁石の磁束密度を大きく保ち、隙間における有効磁束が多くなるようにすることで、モータの発生トルク（電流にも比例する）を大きくする。
逆に、隙間が大きいと、永久磁石の磁界内の磁束が少くなり、モータの発生トルクが小さくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報の「電気式倍力操舵装置」では、回転部分であるロータとしての電動機回転子１１（巻線シリンダ）の一端をナット７に固定し、先端を固定しない片持ち構造のため振動、衝撃による振れ、経年変化（劣化含む）によって、先端に楕円が発生する心配がある。
また、振動、衝撃による振れ、経年変化による楕円を考慮して、磁石１６と電動機回転子１１との間の隙間、並びに電動機回転子１１と鉄心１７との間の隙間を大きくすると、モータの発生トルクが小さくなる。
さらに、変形防止の補強部材を考えた場合、補強部材を造る作業並びに取付ける作業が発生し、生産コストが嵩む。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、振動、衝撃による振れ、経年変化による楕円の発生を防止することができ、生産コストの低減を図ることができる電動パワーステアリングのモータの巻線シリンダ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】
上記目的を達成するために請求項１は、車軸を固定部材で支えたステータとしての永久磁石で囲い、この永久磁石をロータとしての円筒状の巻線シリンダで囲い、この巻線シリンダの回転を動力伝達部材を介して車軸に伝える形式の電動パワーステアリングにおいて、巻線シリンダに樹脂を含浸させるときに同時成形した樹脂カラー部を、巻線シリンダの先端に備えたことを特徴とする。
【０００８】
巻線シリンダに樹脂を含浸させるとき、樹脂カラー部を同時成形する。巻線シリンダに樹脂で一体にカラー部を形成するので、接合の強度が高まると同時に、巻線シリンダの強度が高まり、振動、衝撃による振れ、経年変化による楕円の発生の心配がない。
巻線シリンダへの含浸並びに被覆とともに、カラー部の成形を連続して実施するので、カラー部の形成に手間がかからない。
【０００９】
請求項１は、巻線シリンダの先端が階段状になった多層シリンダであることを特徴とする。多層シリンダの階段状の先端に樹脂で一体にカラー部を形成するので、階段状のエッジ部に樹脂が密着し、巻線シリンダとカラー部との接合強度が高まるとともに、巻線シリンダの強度が高まる。
多層シリンダの階段状の先端に樹脂で一体にカラー部を形成するので、階段状のエッジ部に合せた複雑なカラー部を造る必要がなく、カラー部の形成に手間がかからない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る電動パワーステアリングの一例の概念図であり、電動パワーステアリング１０は、運転者１１の操舵力Ｆを補助するものであり、運転者１１の操舵力Ｆを検知するトルクセンサ１２と、このトルクセンサ１２の信号に基づいて、補助力の大きさ及びモータの回転方向の制御を行うコントローラ１３（ＥＣＵ）と、このコントローラ１３の信号によって操舵補助力を出力する電動モータ１４とを備えたものである。１５はバッテリ、１６はステアリングホイール、１７はステアリングギヤである。
【００１１】
図２は本発明に係る電動パワーステアリングの要部断面図であり、ステアリングギヤ１７に動力伝達部材であるボールねじ２１を介して電動モータ１４を取付け、この電動モータ１４の回転によって直線運動の操舵補助力を与える電動パワーステアリング１０を示す。
【００１２】
ステアリングギヤ１７は、ギヤケースハウジング２２内にラック＆ピニオンを収納し、ラックを形成した車軸２３をモータハウジング２４内にまで通し、車軸２３の両端にボールジョイント２５，２５を介してタイロッド２６，２６を取付けたものであり、ステアリングホイールの回転を車軸２３の直線運動に変換するものである。
【００１３】
図３は本発明に係る電動モータの断面図である。
電動モータ１４は、コアレスモータ３０であり（以下、電動モータ１４をコアレスモータ３０と呼称する。）、ギヤケースハウジング２２並びにモータハウジング２４に固定した固定部分であるステータ３１と、ギヤケースハウジング２２並びにモータハウジング２４側に回転可能に支持した回転部分であるロータ３２とからなる。ロータ３２にボールねじ２１を接続することで、ロータ３２の回転を車軸２３の直線運動に変換することができる。
【００１４】
ボールねじ２１は、ねじ軸３３（車軸２３）とナット３４がボール３５・・・（・・・は複数を示す。以下同様。）を介して作動する部品である。３６はケーブルを接続するコネクタである。
【００１５】
ステータ３１は、モータハウジング２４に取付けた固定部材４１と、この固定部材４１で支持し、車軸２３を囲った永久磁石４２と、ギヤケースハウジング２２に取付けたブラシホルダ４３と、このブラシホルダ４３に取付けたブラシ４４と、ギヤケースハウジング２２に嵌合したころがり軸受４５とからなる。４６は固定部材４１に嵌合した軸受を示す。
【００１６】
ロータ３２は、永久磁石４２を囲った円筒状の巻線シリンダ４７と、この巻線シリンダ４７に取付けた整流子４８と、中央のシヤフト４９とからなり、巻線シリンダ４７の一端を動力伝達ディスク５１に固定し、巻線シリンダ４７の他端の内周面側に軸受４６を沿わせ、この軸受４６を介して他端を固定部材４１に回転可能に保持させたものである。５３は巻線シリンダ４７の他端（先端）に嵌合したカラー部である。なお、モータハウジング２４はヨーク（継鉄）を兼ねるものであり、巻線シリンダ４７から発生する磁束を有効に導くための固定磁性体でもある。
【００１７】
また、コアレスモータ３０では、ヨーク（モータハウジング２４）の内径より僅かに小さく巻線シリンダ４７の外径を設定し、所定の隙間Ｓ１を形成する。一方、永久磁石４２の外径より僅かに大きく巻線シリンダ４７の内径を設定し、所定の隙間Ｓ２を形成する。これらの隙間Ｓ１，Ｓ２は小さく（狭く）することが望ましい。隙間Ｓ１，Ｓ２が小さいと、永久磁石４２の磁束を多く維持すことができ、モータの発生トルクを大きくすることができる。
【００１８】
図４は本発明に係るコアレスモータのロータの断面斜視図であり、シヤフト４９に円筒状の巻線シリンダ４７を取付けた状態を示す。
巻線シリンダ４７は、樹脂層５７を含浸させるとともに被せ、内径を固定部材より大きく形成したものであり、所定の線径、長さのコイル用電線６３…を巻き回したカップ方式の巻線である。図６でさらに詳細に説明する。なお、開放端部６４にカラー部５３を有する。Ｃ３は巻線シリンダ４７の中心軸線を示す。
整流子４８は、整流子片６５…を所定の数だけ備えたものである。整流子片６５…のライザ６６…にコイル用電線６３…を接続する。
【００１９】
図５は本発明に係る巻線シリンダの樹脂固着型の断面図であり、型閉の状態を示す。
樹脂固着型７０は、外型７１と、この外型７１内に設ける中子型７３と、を備えたものであり、外型７１は、射出成形機７４に固定する固定金型７５と、この固定金型７５に対向して移動可能に取付ける可動金型７６と、からなる金型である。
【００２０】
固定金型７５は、固定板７７にスプール７８を形成し、固定型７９にランナ８１を形成し、下部に第１収納部８２を形成し、中央に型８３を半円筒状に掘り込み、上部に第２収納部８４を形成したものである。８５はロケートリングである。
また、可動金型７６は、下部に第１収納部８２を形成し、中央に型８３を半円筒状に掘り込み、上部に第２収納部８４を形成したものである。
【００２１】
中子型７３は、下部中子８６と、上部中子８７とからなり、下部中子８６は、第１収納部８２に嵌合する嵌合部８８を形成し、この嵌合部８８の中央に型８９を形成し、この型８９に中空部９１を形成したものである。上部中子８７は、嵌合部９３と、凹部９４とからなる。
【００２２】
また、図５は、下部中子８６を固定金型７５及び可動金型７６の第１収納部８２，８２に収め、同時に、上部中子８７を第２収納部８４，８４に収め、固定金型７５に可動金型７６を合せて型閉を行い、型８３，８３並びに型８９でキャビティ１０６を形成したことを示す。このキャビティ１０６で巻線シリンダに樹脂を含浸させる。
【００２３】
以上に述べた電動パワーステアリングのモータの巻線シリンダ構造の作用を次に説明する。
図６は本発明に係る巻線シリンダの斜視図であり、含浸前の巻線シリンダ４７を形成したことを示す。詳細には、巻線シリンダ４７は、内筒巻線４７ａと、この内筒巻線４７ａに重ねた外筒巻線４７ｂとからなり、先端が階段状になった多層シリンダである。この含浸前の巻線シリンダ４７に整流子４８を取付け、この整流子４８にシヤフト４９を嵌合する。これらの巻線シリンダ４７、整流子４８、シヤフト４９を組合せた状態で樹脂固着型にシヤフト４９を嵌合する。
【００２４】
図７（ａ），（ｂ）は本発明に係るモータの巻線シリンダ構造の第１作用図である。
（ａ）において、シヤフト４９を下部中子８６の中空部９１に嵌め込むとともに、上部中子８７の凹部９４に嵌め込み、キャビティ１０６に巻線シリンダ４７を保持する。
【００２５】
巻線シリンダ４７に樹脂１０７を含浸させるとともに被せ、同時にカラー部５３を成形する。具体的には、固定金型７５に射出成形機７４のノズル１０８を矢印▲３▼の如く密着させ、溶融（可塑化）した樹脂１０７を射出すると、樹脂１０７はスプール７８並びにランナ８１を通り、キャビティ１０６に達し、巻線シリンダ４７を被覆しつつ、巻線シリンダ４７の先端に至り、樹脂１０７でカラー部５３を連続して造る。
【００２６】
（ｂ）は、（ａ）のｂ部拡大図であり、巻線シリンダ４７の先端にカラー部５３を一体成形したことを示す。一体にカラー部５３を形成するので、接合の強度を高めることができるとともに、巻線シリンダ４７の強度を高めることができる。従って、振動、衝撃による振れ、経年変化による楕円の発生を防止することができる。
【００２７】
また、内筒巻線４７ａに外筒巻線４７ｂを重ね、先端が階段状なので、樹脂１０７で一体にカラー部５３を形成すると、階段状のエッジ部に樹脂１０７が密着し、巻線シリンダ４７とカラー部５３との接合強度がより高まるとともに、巻線シリンダ４７の強度が高まる。従って、振動、衝撃による振れ、経年変化による楕円の発生を防止することができる。
【００２８】
さらに、キャビティ１０６で巻線シリンダ４７の先端にカラー部５３を一体成形したので、巻線シリンダ４７の中心軸線Ｃ３（図４参照）にカラー部５３の軸を高精度（同軸度）に合せることができる。その上、巻線シリンダ４７に対して所望の円筒度を確保することができる。
【００２９】
加えて、図７は、カラー部５３の外径を巻線シリンダ４７の外径に対し、小さく成形したことを示す。カラー部５３の外径は、巻線シリンダ４７の外径より小さいので、カラー部５３がヨーク（モータハウジング）に干渉することはなく、隙間を小さく設定することができる。なお、カラー部５３の外径は、巻線シリンダ４７の外径と同じでもよい。
【００３０】
図８は本発明に係るモータの巻線シリンダ構造の第２作用図である。
巻線シリンダ４７を取出すために、可動金型７６を移動し、続けて、中子型７３（下部中子８６、上部中子８７）を取り外して開き、樹脂固着型７０の型開を行う。これで、成形の１サイクルが終了し、巻線シリンダ４７への含浸並びに被覆（樹脂層５７）と同時に、カラー部５３の成形が完了する。樹脂層５７は、可塑化（溶融）した樹脂１０７が固化したものである。
このように、巻線シリンダ４７への含浸並びに被覆とともに、カラー部５３の成形を連続して実施するので、カラー部５３の形成に手間がかからず、生産コストの低減を図ることができる。
【００３１】
また、階段状の先端に樹脂１０７で一体にカラー部５３を形成するので、階段状のエッジ部に合せた複雑なカラー部５３を造る必要がなく、カラー部５３の形成に手間がかからない。従って、生産コストの低減を図ることができる。
【００３２】
尚、本発明の実施の形態に示した図５の樹脂固着型７０は金型の一例であって、樹脂固着型７０に限定するものではない。
また、カラー部５３の寸法は任意であり、形状は限定するものではない。
巻線シリンダの先端の形状は任意であり、コイル用電線を巻く際の巻線方法によって変えることは可能である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１では、固定部材に軸受を介して回転可能に保持させるために、巻線シリンダに樹脂を含浸させるときに同時成形した樹脂カラー部を、巻線シリンダの先端に備えたので、巻線シリンダへの接合強度を高めることができるとともに、巻線シリンダの強度を高めることができる。従って、振動、衝撃による振れ、経年変化による楕円の発生を防止することができる。
【００３４】
また、巻線シリンダに樹脂を含浸させるときに同時成形した樹脂カラー部を、巻線シリンダの先端に備えたので、カラー部を造ったり、取付けたりする工程が必要なく、カラー部の形成に手間がかからない。従って、生産コストの低減を図ることができる。
【００３５】
請求項１では、巻線シリンダは、先端が階段状になった多層シリンダなので、階段状の先端に樹脂で一体にカラー部を形成すると、階段状のエッジ部に樹脂が密着し、巻線シリンダとカラー部との接合強度をより高めることができるとともに、巻線シリンダの強度を高めることができる。
また、階段状の先端に樹脂で一体にカラー部を形成するので、階段状のエッジ部に合せた複雑なカラー部を造る工程が必要がなく、手間がかからない。従って、生産コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリングの一例の概念図
【図２】本発明に係る電動パワーステアリングの要部断面図
【図３】本発明に係る電動モータの断面図
【図４】本発明に係るコアレスモータのロータの断面斜視図
【図５】本発明に係る巻線シリンダの樹脂固着型の断面図
【図６】本発明に係る巻線シリンダの斜視図
【図７】本発明に係るモータの巻線シリンダ構造の第１作用図
【図８】本発明に係るモータの巻線シリンダ構造の第２作用図
【符号の説明】
１０…電動パワーステアリング、２１…動力伝達部材（ボールねじ）、２３…車軸、３０…コアレスモータ、３１…ステータ、３２…ロータ、４１…固定部材、４２…永久磁石、４７…巻線シリンダ、４７ａ…内筒巻線、４７ｂ…外筒巻線シリンダ、５３…カラー部、５７…樹脂層、１０７…樹脂。
【図１】
0004070931.tif 000002
【図２】
0004070931.tif 000003
【図３】
0004070931.tif 000004
【図４】
0004070931.tif 000005
【図５】
0004070931.tif 000006
【図６】
0004070931.tif 000007
【図７】
0004070931.tif 000008
【図８】
0004070931.tif 000009