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Querverweis auf verwandte Anmeldung
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Die vorliegende Anwendung beansprucht Priorität aus der
Japanischen Patentanmeldung Nr. 2011-231652 , eingereicht am 21. Oktober 2011, deren Inhalt hiermit durch Verweis in diese Anmeldung einbezogen wird.
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Technisches Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen bürstenlosen Motor, der ein Ständerpaket und einen Läufer, der sich in dem Ständerpaket dreht, hat, und insbesondere einen bürstenlosen Motor, der als eine fahrzeuginterne Antriebsquelle geeignet ist.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Herkömmlicherweise ist eine elektrische Servolenkungsvorrichtung (electric power steering apparatus – EPS) in einem Fahrzeug, wie beispielsweise einem Kraftfahrzeug, angebracht, und diese elektrische Servolenkungsvorrichtung ist dafür eingerichtet, eine Lenkungsbetätigung eines Lenkrades durch einen Fahrer zu unterstützen. In der elektrischen Servolenkungsvorrichtung wird ein in geregelter Leistung überlegener bürstenloser Motor als eine Antriebsquelle angewendet, und im Ergebnis dessen wird, durch das Regeln des bürstenlosen Motors in den Richtungen vorwärts/rückwärts mit hoher Genauigkeit in Übereinstimmung mit einem Lenkwinkel des Lenkrades, das Gefühl, ein Fahrzeug zu fahren, gemäßigt durch den Fahrer empfangen. Als ein Beispiel eines bürstenlosen Motors, der als eine Antriebsquelle in der elektrischen Servolenkungsvorrichtung angewendet wird, ist eine in dem Patentdokument 1 (der Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr.: 2008-174097, 1 und 2) offenbarte Technik bekannt.
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Ein in dem Patentdokument 1 beschriebener Elektromotor (bürstenloser Motor) ist versehen mit Folgendem: einem Motorgehäuse (Motormantel), hergestellt aus Aluminium und geformt zu einer Zylindergestalt, und ein Ständer (Ständerpaket) ist in dem Motorgehäuse befestigt. Ferner wird ein Läufer, der eine Abtriebswelle (Drehwelle) hat, drehbar in dem Ständer bereitgestellt. Und drei Phasen-Ankerwicklungsdrähte (Spulen) von U, V und W sind über einen Isolator um den Ständer gewickelt, und durch das selektive Zuführen eines Antriebsstroms zu diesen Ankerwicklungsdrähten wird ermöglicht, dass sich der Läufer (die Abtriebswelle) in einer Richtung vorwärts oder rückwärts dreht.
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An der hinteren Stirnseite des Motorgehäuses ist eine Abdeckung (ein Gehäuseelement), hergestellt aus Aluminium, angebracht und über eine Leiterplatte für großen Strom befestigt, und eine isolierte mehrlagige Leiterplatte (ein Steuergerät) ist in dieser Abdeckung untergebracht. Auf der Leiterplatte für großen Strom sind ein Halbleiter-Schaltgerät, eine leitfähige Platte und dergleichen montiert, und auf der isolierten mehrlagigen Leiterplatte sind elektronische Bauteile, wie beispielsweise ein Halbleiter-Schaltgerät als einer der Bestandteile eines leistungsbezogenen Schaltkreises, ein Elektrolytkondensator und ein Nebenschluss-Widerstand montiert.
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Jedoch ist nach der in dem Patentdokument 1 offenbarten Technik sowohl das Motorgehäuse als auch das Gehäuseelement aus Aluminium hergestellt, obwohl das in dem Gehäuseelement untergebrachte Steuergerät in der Wärmeabstrahlungsleistung überlegen ist, ist es nach dem Gießen und Formen des Motorgehäuses und des Gehäuseelements notwendig, eine Innenumfangsfläche des Motorgehäuses (den Befestigungsabschnitt des Ständerpakets), Flächen, die in Kontakt miteinander zu bringen sind und dergleichen zu schleifen, um eine Anpassung von deren Abmessungen durchzuführen (sekundärer Vorgang). Daher führt dies zu dem komplizierten Herstellungsverfahren dieses Motors, einem Problem wegen der hohen Herstellungskosten, das Motorgehäuse und das Gehäuseelement werden unvermeidlich in der Dicke gesteigert, und im Ergebnis zu einem Problem wegen eines gesteigerten Volumens dieses Motors.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen bürstenlosen Motor mit verringerten Herstellungskosten, selbst wenn das Motorgehäuse an das Gehäuseelement, in dem das Steuergerät untergebracht ist, gekoppelt ist, und mit einem vereinfachten Herstellungsverfahren bereitzustellen sowie die Wärmeabstrahlungsleistung des Steuergeräts sicherzustellen, ferner ist ein Steuergerät an das Motorgehäuse gekoppelt und weiter in der Größe und dem Gewicht verbessert.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Ein bürstenloser Motor nach der vorliegenden Erfindung hat ein Ständerpaket und einen Läufer, der sich in dem Ständerpaket dreht, wobei der bürstenlose Motor Folgendes umfasst: ein zylindrisches Motorgehäuse, das durch Pressformen aus einer Stahlplatte geformt ist und in dem das Ständerpaket befestigt ist, ein Stützelement, das auf der einen Seite in einer Axialrichtung des Motorgehäuses bereitgestellt wird und durch das eine Spitzenseite einer an dem Läufer befestigten Drehwelle drehbar getragen wird, und ein Gehäuseelement, das auf der anderen Seite in der Axialrichtung des Motorgehäuses bereitgestellt wird, in dem ein Steuergerät zum Steuern der Drehung des Läufers untergebracht ist und das aus Aluminium hergestellt ist, wobei das Steuergerät eine leistungsbezogene Leiterplatte, die auf einer Bodenseite des Gehäuseelements angeordnet ist, und eine steuerungsbezogene Leiterplatte, die auf einer Öffnungsseite des Gehäuseelements angeordnet ist, umfasst, wobei leistungsbezogene elektronische Bauteile auf der leistungsbezogenen Leiterplatte in Kontakt mit dem Gehäuseelement angeordnet sind.
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Bei dem bürstenlosen Motor nach der vorliegenden Erfindung ist eine Bodenwand integral auf der anderen Seite in der Axialrichtung des Motorgehäuses geformt und mit einem Durchgangsloch, in dem eine Basisendseite der Drehwelle eingefügt ist, geformt, und ein magnetischer Drehsensor zum Erfassen der Drehung der Drehwelle ist auf der Basisendseite der Drehwelle, die sich von dem Durchgangsloch aus erstreckt, angeordnet. Bei dem bürstenlosen Motor nach der vorliegenden Erfindung ist das Motorgehäuse versehen mit einem Lagerstützabschnitt, an dem ein Lager angebracht ist, durch das die Basisendseite der Drehwelle drehbar getragen wird, und einem säulenförmigen Raum, der durch die Bodenwand und den Lagerstützabschnitt so geformt wird, dass er zu der einen Seite hin in der Axialrichtung von der Bodenwand versetzt ist, wobei ein Sensormagnet, der den magnetischen Drehsensor bildet, in dem säulenförmigen Raum angeordnet ist. Bei dem bürstenlosen Motor nach der vorliegenden Erfindung wird ein Stromabnehmer, mit dem ein Endabschnitt einer um das Ständerpaket gewickelten Spule verbunden ist, in einem zwischen dem Ständerpaket und der Bodenwand geformten ringförmigen Raum bereitgestellt, und der Stromabnehmer und das Steuergerät sind über ein teilweise an der Bodenwand geformtes Bodenloch elektrisch miteinander verbunden.
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Bei dem bürstenlosen Motor nach der vorliegenden Erfindung ist bei einem Passabschnitt zum Koppeln und axialen Ausrichten des Motorgehäuses mit dem Gehäuseelement eine Strecke zwischen einer Außenseite und einer Innenseite des Passabschnitts zu einer Labyrinthgestalt geformt.
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Bei dem bürstenlosen Motor nach der vorliegenden Erfindung sind das Motorgehäuse und das Gehäuseelement aneinander gekoppelt, wobei ein Abdichtungselement in der Strecke zwischen der Außenseite und der Innenseite des Passabschnitts angeordnet ist. Bei dem bürstenlosen Motor nach der vorliegenden Erfindung ist ein motorgehäuseseitiger Befestigungsabschnitt an der Gehäuseelementseite einer Außenumfangsfläche des Motorgehäuses verankert.
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Bei dem bürstenlosen Motor nach der vorliegenden Erfindung dient der bürstenlose Motor als eine Antriebsquelle für eine elektrische Servolenkungsvorrichtung.
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Der bürstenlose Motor nach der vorliegenden Erfindung umfasst Folgendes: ein zylindrisches Motorgehäuse, das durch Pressformen aus einer Stahlplatte geformt ist und in dem das Ständerpaket befestigt ist, ein Stützelement, das auf der einen Seite in einer Axialrichtung des Motorgehäuses bereitgestellt wird und durch das eine Spitzenseite einer an dem Läufer befestigten Drehwelle drehbar getragen wird, und ein Gehäuseelement, das auf der anderen Seite in der Axialrichtung des Motorgehäuses bereitgestellt wird, in dem ein Steuergerät zum Steuern der Drehung des Läufers untergebracht ist und das aus Aluminium hergestellt ist, wobei das Steuergerät eine leistungsbezogene Leiterplatte, die auf einer Bodenseite des Gehäuseelements angeordnet ist, und eine steuerungsbezogene Leiterplatte, die auf einer Öffnungsseite des Gehäuseelements angeordnet ist, umfasst, wobei leistungsbezogene elektronische Bauteile auf der leistungsbezogenen Leiterplatte in Kontakt mit dem Gehäuseelement angeordnet sind. Folglich kann der bürstenlose Motor durch das durch Pressformen aus einer Stahlplatte geformte zylindrische Motorgehäuse und das aus Aluminium hergestellte, mit Boden versehene Gehäuseelement gebildet werden. Daher ist es möglich, die Wärmeabstrahlungsleistung des Steuergeräts ausreichend sicherzustellen, und im Vergleich mit einem herkömmlichen, aus Aluminium hergestellten, Motorgehäuse ist es, durch das Beseitigen des Abmessungsanpassungsvorgangs (sekundären Vorgangs) oder dergleichen, möglich, das Herstellungsverfahren zu vereinfachen und demzufolge die Herstellungskosten zu verringern. Ferner ist es, im Vergleich mit einem herkömmlichen, aus Aluminium hergestellten und unvermeidlich in der Dicke gesteigerten, Motorgehäuse möglich, ein Motorgehäuse bereitzustellen, das durch die Verwendung einer Stahlplatte in der Dicke verringert ist, und demzufolge kann der bürstenlose Motor in der Größe und dem Gewicht verbessert werden.
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Da bei dem bürstenlosen Motor nach der vorliegenden Erfindung eine Bodenwand integral auf der anderen Seite in der Axialrichtung des Motorgehäuses geformt und mit einem Durchgangsloch, in dem eine Basisendseite der Drehwelle eingefügt ist, geformt ist und ein magnetischer Drehsensor zum Erfassen der Drehung der Drehwelle auf der Basisendseite der Drehwelle, die sich von dem Durchgangsloch aus erstreckt, angeordnet ist, ist es möglich, ein Magnetfeld, das auf das Antreiben des bürstenlosen Motors hin erzeugt wird, durch die aus einer Stahlplatte (einem magnetischen Werkstoff) hergestellten Bodenwände gegen ein Austreten nach außen abzuschirmen. Folglich ist es möglich, ein irrtümliches Erfassen des magnetischen Drehsensors ganz sicher zu verhindern und demzufolge die Erfassungsgenauigkeit des magnetischen Drehsensors zu verbessern.
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Da bei dem bürstenlosen Motor nach der vorliegenden Erfindung das Motorgehäuse versehen ist mit einem Lagerstützabschnitt, an dem ein Lager angebracht ist, durch das die Basisendseite der Drehwelle drehbar getragen wird, und einem säulenförmigen Raum, der durch die Bodenwand und den Lagerstützabschnitt so geformt wird, dass er zu der einen Seite hin in der Axialrichtung von der Bodenwand versetzt ist, wobei ein Sensormagnet, der den magnetischen Drehsensor bildet, in dem säulenförmigen Raum angeordnet ist, ist es möglich, zu verhindern, dass das Gehäuseelement unerwünschterweise in Kontakt mit dem Sensormagneten kommt, und demzufolge vorher zu verhindern, dass der Sensormagnet ausfällt. Ferner ist es möglich, die Abmessung des am weitesten vorspringenden Abschnitts in der Axialrichtung des Motorgehäuses, das den bürstenlosen Motor bildet, zu verringern. Da bei dem bürstenlosen Motor nach der vorliegenden Erfindung ein Stromabnehmer, mit dem ein Endabschnitt einer um das Ständerpaket gewickelten Spule verbunden ist, in einem zwischen dem Ständerpaket und der Bodenwand geformten ringförmigen Raum bereitgestellt wird, und der Stromabnehmer und das Steuergerät über ein teilweise an der Bodenwand geformtes Bodenloch elektrisch miteinander verbunden sind, können beim Zusammenbauen des bürstenlosen Motors, durch das Setzen des Gehäuseelements auf das Motorgehäuse, der Stromabnehmer und das Steuergerät mit Leichtigkeit elektrisch miteinander verbunden werden.
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Da bei dem bürstenlosen Motor nach der vorliegenden Erfindung bei einem Passabschnitt zum Koppeln und axialen Ausrichten des Motorgehäuses mit dem Gehäuseelement eine Strecke zwischen einer Außenseite und einer Innenseite des Passabschnitts zu einer Labyrinthgestalt geformt ist, kann die Strecke zwischen der Außenseite und der Innenseite des Passabschnitts auf eine Zickzack-Weise als ein Labyrinth geformt sein, so dass es möglich wird, Regenwasser, Stäube usw. kaum darin eindringen zu lassen.
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Da bei dem bürstenlosen Motor nach der vorliegenden Erfindung das Motorgehäuse und das Gehäuseelement aneinander gekoppelt sind, wobei ein Abdichtungselement in der Strecke zwischen der Außenseite und der Innenseite des Passabschnitts angeordnet ist, ist es möglich, eine weitere ausreichende Abdichtungsleistung durch die Labyrinthgestalt und das Abdichtungselement sicherzustellen.
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Da bei dem bürstenlosen Motor nach der vorliegenden Erfindung ein motorgehäuseseitiger Befestigungsabschnitt an der Gehäuseelementseite einer Außenumfangsfläche des Motorgehäuses verankert ist, ist es möglich, einen fester gesicherten Zustand des Gehäuseelements, welches das Steuergerät auf der anderen Seite in der Axialrichtung des Motorgehäuses aufnimmt, zu gewährleisten.
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Da bei dem bürstenlosen Motor nach der vorliegenden Erfindung der bürstenlose Motor als eine Antriebsquelle für eine elektrische Servolenkungsvorrichtung dient, kann dieser bürstenlose Motor auf eine elektrische Servolenkungsvorrichtung angewendet werden, die niedriges Geräusch, niedrige Vibration, niedrige Kosten und Gewichtseinsparung erfordert. Folglich kann dieser bürstenlose Motor einfach an einem leichten Fahrzeug und dergleichen angebracht werden, das unvermeidlich niedrige Kosten und niedrige Kraftstoffkosten erfordert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine schematische Ansicht, die eine elektrische Servolenkungsvorrichtung, versehen mit einem bürstenlosen Motor nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, erläutert,
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2 ist eine Querschnittsansicht, die eine Detailstruktur des in 1 gezeigten bürstenlosen Motors zeigt,
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3 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die den in 1 gezeigten bürstenlosen Motor zeigt,
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4 ist eine Ansicht, um ein Verfahren zum Befestigen eines motorgehäuseseitigen Befestigungsabschnitts an einem Motorgehäuse zu erläutern,
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5 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Abschnitt zum Verbinden eines Gehäuseelements mit dem Motorgehäuse zeigt,
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6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts „A”, der durch einen in 5 gezeigten gestrichelten Kreis begrenzt wird, und
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7 ist eine Ansicht, um ein Verfahren zum Koppeln des Gehäuseelements mit dem Motorgehäuse zu erläutern.
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Beschreibungen der bevorzugten Ausführungsformen
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 ist eine schematische Ansicht, die eine elektrische Servolenkungsvorrichtung, versehen mit einem bürstenlosen Motor nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, erläutert, 2 ist eine Querschnittsansicht, die eine Detailstruktur des in 1 gezeigten bürstenlosen Motors zeigt, 3 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die den in 1 gezeigten bürstenlosen Motor zeigt, 4 ist eine Ansicht, um ein Verfahren zum Befestigen eines motorgehäuseseitigen Befestigungsabschnitts an einem Motorgehäuse zu erläutern, 5 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Abschnitt zum Verbinden eines Gehäuseelements mit dem Motorgehäuse zeigt, 6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts „A”, der durch einen in 5 gezeigten gestrichelten Kreis begrenzt wird, und 7 ist eine Ansicht, um ein Verfahren zum Koppeln des Gehäuseelements mit dem Motorgehäuse zu erläutern.
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Wie in 1 gezeigt, ist in einem Aufbau (nicht gezeigt) eines Fahrzeugs, wie beispielsweise eines Automobils, eine elektrische Servolenkungsvorrichtung 10 angebracht, und die elektrische Servolenkungsvorrichtung 10 ist dafür eingerichtet, einen Lenkvorgang von Vorderrädern 13 durch eine Lenkwelle 12 zu unterstützen, an die ein durch den Fahrer zu betätigendes Lenkrad 11 gekoppelt ist. Die elektrische Servolenkungsvorrichtung 10 ist in der Mitte der Lenkwelle 12 bereitgestellt und an einer vorbestimmten Position innerhalb eines Autoraums, nicht gezeigt, angebracht, so dass ein sogenanntes Säulenunterstützungssystem gebildet wird.
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Auf der Seite der Vorderräder 13 (in der Zeichnung auf der unteren Seite) der Lenkwelle 12 wird ein Ritzel 15 bereitgestellt, wobei ein Universalgelenk 14 zwischen dieselben geschaltet ist, und das Ritzel 15 ist mit einer integral in einer Spurstange 16 geformten Zahnstange 17 in Eingriff gebracht. Außerdem werden diese Mechanismen in einem Gehäuse, nicht gezeigt, bereitgestellt. Mit dieser Anordnung wird der Lenkvorgang (die Drehbewegung) des Lenkrades 11 über die Lenkwelle 12, das Universalgelenk 14, das Ritzel 15 und die Zahnstange 17 in eine Verschiebung (lineare Bewegung) der Spurstange 16 in einer seitlichen Richtung umgewandelt, und im Ergebnis dessen werden die Vorderräder 13 nach links oder nach rechts gelenkt.
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Die elektrische Servolenkungsvorrichtung 10 ist mit einem bürstenlosen Motor 20, der als eine Antriebsquelle dient, und einem Drehzahlminderungsmechanismus 30, der die Drehung des bürstenlosen Motors 20 verringert, um ein hohes Drehmoment bereitzustellen, versehen. Der bürstenlose Motor 20 ist mit einer Motoreinheit 40 und einer Steuergeräteinheit 50 versehen, und die Motoreinheit 40 und die Steuergeräteinheit 50 sind mechanisch miteinander zu einer integralen Einheit gekoppelt.
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Ein Kopplungsverbinder CN wird in der Steuergeräteinheit 50 bereitgestellt, und eine Verdrahtung von einer fahrzeuginternen Batterie 18 ist elektrisch mit dem Kopplungsverbinder CN verbunden. Mit dieser Anordnung wird, durch das Anschalten eines Zündschalters (nicht gezeigt), der Steuergeräteinheit 50 ein Antriebsstrom zugeführt. Ferner ist mit dem Kopplungsverbinder CN eine Verdrahtung oder dergleichen (nicht gezeigt) von einem in der Lenkwelle 12 bereitgestellten Drehmomentsensor ebenfalls elektrisch verbunden. Folglich berechnet die Steuergeräteinheit 50, auf der Grundlage eines Erfassungssignals von dem Drehmomentsensor, das Unterstützungsausmaß (die Anzahl von Umdrehungen usw.) für den bürstenlosen Motor 20 und führt dem bürstenlosen Motor 20 einen Antriebsstrom zu, der dem Berechnungsergebnis entspricht.
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Der Drehzahlminderungsmechanismus 30 ist versehen mit einer Schnecke 31, die so bereitgestellt wird, dass sie über ein Kopplungselement 47, das später beschrieben wird, integral mit einer Drehwelle 46 des bürstenlosen Motors 20 gedreht werden kann, und einem Schneckenrad 32, das mit der Schnecke 31 in Eingriff gebracht ist, um so integral mit der Lenkwelle 12 gedreht zu werden. Die Schnecke 31 und das Schneckenrad 32 sind in einem Minderergehäuse 33 untergebracht, und das Minderergehäuse 33 ist an eine Stütze 48 gekoppelt, die als ein Stützelement des bürstenlosen Motors 20 dient. Mit dieser Anordnung wird die Drehung der Drehwelle 46 des bürstenlosen Motors 20 gemindert, um ein hohes Drehmoment bereitzustellen, und über das Schneckenrad 32 zu der Lenkwelle 12 übertragen.
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Wie in 2 gezeigt, ist die Motoreinheit 40, die den bürstenlosen Motor 20 bildet, mit einem Motorgehäuse 41 versehen, das durch Pressformen (Tiefziehformen) einer Stahlplatte, was ein magnetischer Werkstoff ist, zu einer Zylinderform mit einem Boden geformt ist. Das Motorgehäuse 41 besteht aus einem Hauptkorpus-Zylinderabschnitt 41a, einer ersten Bodenwand (Bodenwand) 41b, einer zweiten Bodenwand (Bodenwand) 41c, einer dritten Bodenwand (Bodenwand) 41d und einer vierten Bodenwand (Bodenwand) 41e, und die eine der Seiten in einer Axialrichtung (die untere Seite in der Zeichnung) des Hauptkorpus-Zylinderabschnitts 41a ist geöffnet. Andererseits ist die andere Seite in der Axialrichtung (die obere Seite) des Hauptkorpus-Zylinderabschnitts 41a durch die erste bis vierte Bodenwand 41b, 41c, 41d und 41e verschlossen. Ferner wird durch die dritte und die vierte Bodenwand 41d und 41e eine Lagerstützeinheit BS eines zweiten Lagers B2, das später beschrieben wird, gebildet, und die Lagerstützeinheit BS ist auf der Öffnungsseite des Motorgehäuses 41 von der ersten Bodenwand 41b aus angeordnet. Folglich ist auf der Innenflächenseite der Seite der ersten Bodenwand 41b des Motorgehäuses 41 ein ringförmiger Raum AS geformt. Ein zu einer Ringgestalt geformtes Ständerpaket 42 ist an der Innenseite des Hauptkorpus-Zylinderabschnitts 41a befestigt, und auf das Ständerpaket 42 sind Spulen 42b, welche die Phasen U, V und W haben, sind mit vorbestimmten Wicklungsverfahren und Anzahlen von Wicklungen herumgewickelt, wobei ein aus einem nicht-magnetischen Werkstoff, wie beispielsweise einem Kunststoffmaterial oder dergleichen, hergestellter Isolator 42a zwischen denselben eingefügt ist.
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Zwischen dem Ständerpaket 42 und der ersten Bodenwand 41b, das heißt, in dem ringförmigen Raum AS, wird eine Sammelschieneneinheit 43, die als ein Stromabnehmer dient, auf die gleiche Weise zu einer Ringgestalt geformt wie bei dem Ständerpaket 42, bereitgestellt, und innerhalb der Sammelschieneneinheit 43 sind durch ein Umspritzverfahren mehrere leitfähige Platten P geformt und befestigt. Mit dem einen Ende jeder der leitfähigen Platten P ist das Ende jeder der Spulen 42b, welche die Phasen U, V und W haben, elektrisch verbunden, und mit dem anderen Ende jeder der leitfähigen Platten P ist eine Anschlussbuchse 44, versehen mit drei Verbindungsanschlüssen 44a (siehe 3), die den Spulen 42b, welche die Phasen U, V und W haben, entsprechen, elektrisch verbunden.
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In der Anschlussbuchse 44 sind die Verbindungsanschlüsse 44a durch ein Umspritzverfahren geformt und befestigt, und es wird ermöglicht, dass die Anschlussbuchse 44 ein Bodenloch 41f (siehe 4) mit einer praktischen Bogenform durchdringt, das teilweise an der ersten Bodenwand 41b geformt ist, und an dem Bodenloch 41f befestigt ist. Mit dieser Struktur sind die Spulen 42b, welche die Phasen U, V und W haben, und ein in einem Gehäuseelement 51 untergebrachtes Steuergerät 52 mit Leichtigkeit über das Bodenloch 41f elektrisch miteinander verbunden.
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Auf der Innenseite des Ständerpakets 42 ist ein Läufer 45 geformt, wobei ein feiner Spalt (Luftspalt) zwischen denselben eingefügt ist, und der Läufer 45 ist dafür eingerichtet, sich sowohl vorwärts als auch rückwärts zu drehen, wenn den Spulen 42b, welche die Phasen U, V und W haben, ein Antriebsstrom zugeführt wird. Der Läufer 45 ist geformt durch das Stapeln mehrerer Dauermagneten 45a, deren jeder zu einer Ringgestalt geformt ist, und die Dauermagneten 45a sind jeweils mit einem aus einer dünnen Stahlplatte hergestellten Läufergehäuse 45b abgedeckt.
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Im Drehpunkt des Läufers 45, das heißt, im Drehpunkt der Dauermagneten 45a, wird ermöglicht, dass die Drehwelle 46 dieselben durchdringt und an denselben befestigt ist, und die Drehwelle 46 ist dafür eingerichtet, sich integral mit dem Läufer 45 zu drehen. Die Spitzenseite (die untere Seite in der Zeichnung) der Drehwelle 46 wird durch ein erstes Lager B1, das auf einer Stütze 48 geformt ist, welche die Öffnungsseite des Motorgehäuses 41 abdichtet, getragen, so dass sie sich frei auf demselben dreht. In diesem Fall wird ein Kugellager (nicht gezeigt) als das erste Lager B1 verwendet.
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Die Spitzenseite der Drehwelle 46 erstreckt sich über die Stütze 48 außerhalb des Motorgehäuses 41, und an den Spitzenabschnitt der Drehwelle 46, der sich außerhalb des Motorgehäuses 41 erstreckt, ist ein Kopplungselement 47, das eine Zylinderform hat, angepasst, um darin befestigt zu werden. Auf der Innenseite in einer Radialrichtung des Kopplungselements 47 ist ein Verzahnungsabschnitt 47a, der aus mehreren konkaven/konvexen Abschnitten besteht, geformt, und an den Verzahnungsabschnitt 47a ist ein Verzahnungsabschnitt (nicht gezeigt), der an einer Außenumfangsfläche eines Basisendes (auf der rechten Seite in 1) einer Schneckenwelle 31a der Schnecke 31 geformt ist, angepasst, um darin befestigt zu werden, folglich können die Drehwelle 46 und die Schnecke 31 integral gedreht werden.
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Es wird ermöglicht, dass ein Basisende (auf der oberen Seite der Zeichnung) der Drehwelle 46 ein an der vierten Bodenwand 41e geformtes Durchgangsloch 41g (siehe 4) durchdringt und sich außerhalb des Motorgehäuses 41 erstreckt, und an den Basisendabschnitt der Drehwelle 46, der sich außerhalb des Motorgehäuses 41 erstreckt, ist ein Sensormagnet MG, versehen mit zu den zwei Polen in der Drehrichtung magnetisierten Magneten, um so einen magnetischen Drehsensor SE zu bilden, angepasst und auf eine solche Weise befestigt, dass er sich integral mit demselben dreht. Der Sensormagnet MG ist in einem durch die zweite Bodenwand 41c und die vierte Bodenwand 41e (die Lagerstützeinheit BS) geformten säulenförmigen Raum CS angeordnet, wobei ein Großteil seiner Abschnitte zu einer Seite in der Axialrichtung von der ersten Bodenwand 41b des Motorgehäuses 41 versetzt ist, und es wird ermöglicht, dass sein Endabschnitt, der einem an der Drehwelle 46 zu befestigenden Abschnitt entspricht, die Innenseite des Durchgangslochs 41g erreicht; folglich kann mit dieser Anordnung die Abmessung der Motoreinheit 40, das heißt, die Abmessung des am weitesten vorspringenden Abschnitts in der Axialrichtung des bürstenlosen Motors 20 auf der Seite des Motorgehäuses 41, verringert werden, und gleichzeitig kann die Einbaufestigkeit des Sensormagneten MG ordnungsgemäß beibehalten werden. Ferner ist es zum Beispiel, wenn die Motoreinheit 40 und die Steuergeräteinheit 50 aneinander gekoppelt werden, möglich, die Steuergeräteinheit 50 und den Sensormagneten MG daran zu hindern, unerwünschterweise in Kontakt miteinander gebracht zu werden, und demzufolge vorher zu verhindern, dass der Sensormagnet MG ausfällt.
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Ferner ist ein zweites Lager (Lager) B2 an der durch die dritte und die vierte Bodenwand 41d und 41e gebildeten Lagerstützeinheit BS befestigt, so dass das zweite Lager B2 das Basisende der Drehwelle 46 trägt, so dass es sich frei auf demselben dreht. In diesem Fall wird als das zweite Lager B2 ein Kugellager (nicht ausführlich gezeigt) verwendet. Auf diese Weise sind zwischen der Innenseite und der Außenseite des Motorgehäuses 41 die erste bis vierte Bodenwand 41b, 41c, 41d und 41e, die aus Stahl hergestellt sind, angeordnet, und diese Struktur lässt ein innerhalb des Motorgehäuses 41 erzeugtes Magnetfeld kaum nach außen austreten. Da durch das Magnetfeld verursachte negative Auswirkungen auf den magnetischen Drehsensor SE unterdrückt werden, können der magnetische Drehsensor SE und die Motoreinheit 40 nahe beieinander angeordnet sein, wodurch es möglich wird, eine Zunahme der Länge des bürstenlosen Motors in der Axialrichtung so klein wie möglich zu unterdrücken.
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Die eine Seite in der Axialrichtung des Motorgehäuses 41, das heißt, die Öffnungsseite, ist durch die, aus Aluminium hergestellte, Stütze 48 versiegelt, die durch ein Schmiedeverfahren praktisch zu einer Scheibengestalt geformt ist. Die Stütze 48 ist mit einem Passzylinderabschnitt 48a zum Zusammenpassen und axialen Ausrichten der Stütze 48 mit dem Öffnungsabschnitt des Motorgehäuses 41 und einem Widerlagerabschnitt 48b, dem ermöglicht wird, an einem Flanschabschnitt 41h des Motorgehäuses 41 anzustoßen, versehen. Es sind jeweils Gewindelöcher (nicht gezeigt) an mehreren ersten verlängerten Abschnitten 48d auf der Stützenseite geformt, die auf eine solche Weise geformt sind, dass sie sich nach außen in radialen Richtungen von dem Widerlagerabschnitt 48b der Stütze 48 aus erstrecken, und, wie in 3 gezeigt, werden mehrere erste verlängerte Abschnitte 41j auf der Flanschseite, die auf eine solche Weise geformt sind, dass sie sich nach außen in radialen Richtungen von dem Flanschabschnitt 41h des Motorgehäuses 41 aus erstrecken, und die ersten verlängerten Abschnitte 48d auf der Stützenseite dazu gebracht, aneinanderzustoßen, und in diesem Zustand werden Befestigungsschrauben 51 durch Gewindelöcher 41k des ersten verlängerten Abschnitts 41j auf der Flanschseite in Gewindeeingriff genommen, so dass das Motorgehäuse 41 und die Stütze 48 aneinander gekoppelt sind. Mit dieser Anordnung kann die Stütze 48 mit hoher Genauigkeit im Verhältnis zu dem Motorgehäuse 41 positioniert werden. Ferner ist in dem Mittelabschnitt der Stütze 48 eine Lagerbefestigungszylindereinheit 48c, durch die das erste Lager B1 befestigt wird, geformt, so dass es ermöglicht wird, dass die Stütze 48 die Drehwelle 46 so trägt, dass sie sich durch das erste Lager B1 frei auf derselben dreht.
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Es sind jeweils Löcher 41n an mehreren zweiten verlängerten Abschnitten 41m auf der Flanschseite geformt, die auf eine solche Weise geformt sind, dass sie sich nach außen in radialen Richtungen von dem Flanschabschnitt 41h des Motorgehäuses 41 aus erstrecken. Ferner sind an der Stütze 48 mehrere zweite verlängerte Abschnitte 48e auf der Stützenseite auf eine solche Weise geformt, dass sie sich nach außen in radialen Richtungen von dem Widerlagerabschnitt 48b aus erstrecken, und an jedem der zweiten verlängerten Abschnitte 48e auf der Stützenseite ist ein Loch (nicht gezeigt) geformt, das jedem der Löcher 41n der zweiten verlängerten Abschnitte 41m auf der Flanschseite gegenüberliegt. Ferner werden die zweiten verlängerten Abschnitte 41m auf der Flanschseite und die zweiten verlängerten Abschnitte 48e auf der Stützenseite dazu gebracht, aneinanderzustoßen, und in diesem Zustand wird ermöglicht, dass Befestigungsschrauben (nicht gezeigt) von der Seite der Löcher 41n der zweiten verlängerten Abschnitte 41m auf der Flanschseite hindurchdringen und in Gewindeverbindung mit dem Minderergehäuse 33 (siehe 1) gebracht, so dass der bürstenlose Motor 20 und der Drehzahlminderungsmechanismus 30 aneinander gekoppelt sind.
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Die Bezugszahl 48f stellt einen Passabschnitt dar, in den das Minderergehäuse 33 des Drehzahlminderungsmechanismus 30 beim Einbauen des bürstenlosen Motors 20 (der Stütze 48) in den Drehzahlminderungsmechanismus 30 eingefügt und eingepasst wird, und eine ringförmige konkave Rille 48g zur Verwendung beim Bereitstellen eines Abdichtungselements (nicht gezeigt), wie beispielsweise eines O-Rings oder dergleichen, zum Abdichten des Spalts zu dem Drehzahlminderungsmechanismus 30 ist in diesem Passabschnitt 48f geformt.
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Wie in 3 und 4 gezeigt, werden an einer Außenumfangsfläche auf den Seiten der ersten bis vierten Bodenwand 41b, 41c, 41d und 41e des Motorgehäuses 41, das heißt, an einer Außenumfangsfläche des Hauptkorpus-Zylinderabschnitts 41a, näher zu dem Gehäuseelement 51, werden entlang der Umfangsrichtung des Hauptkorpus-Zylinderabschnitts 41a drei Motorgehäusestützen (motorgehäuseseitige Befestigungseinheiten) 49 bereitgestellt. Die Motorgehäusestützen 49 sind entlang der Umfangsrichtung des Hauptkorpus-Zylinderabschnitts 41a mit Abständen von jeweils etwa 90 Grad bereitgestellt und jeweils zu der gleichen Gestalt geformt. Jede der Motorgehäusestützen 49 ist durch Pressformen einer Stahlplatte, was der gleiche Werkstoff ist wie derjenige des Motorgehäuses 41, praktisch zu einer L-Gestalt geformt und ist mit einem Verankerungsabschnitt 49a, der an dem Hauptkorpus-Zylinderabschnitt 41a zu verankern ist, und einem Befestigungsabschnitt 49b, der an einem gehäuseelementseitigen Befestigungsabschnitt 51e des Gehäuseelements 51 zu befestigen ist, versehen. An dem Befestigungsabschnitt 49b sind Schraubenlöcher 49c geformt, so dass Sicherungsschrauben 52, die dafür verwendet werden, das Motorgehäuse 41 und das Gehäuseelement 51 aneinander zu koppeln, damit sie befestigt sind, durch dieselben einzusetzen sind. Ferner ist zwischen dem Verankerungsabschnitt 49a und dem Befestigungsabschnitt 49b ein Paar von Verstärkungsrippen 49d angeordnet, so dass die Festigkeit der Motorgehäusestütze 49 durch diese gesteigert wird, und verhindert wird, dass sie durch eine äußere Kraft verformt wird.
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Wie in 4 gezeigt, ist der Verankerungsabschnitt 49a zu einer gekrümmten Gestalt geformt, so dass er einen Krümmungsradius hat, welcher der gleiche ist wie der Krümmungsradius des Hauptkorpus-Zylinderabschnitts 41a, so dass der Verankerungsabschnitt 49a eng in Kontakt mit dem Hauptkorpus-Zylinderabschnitt 41a gebracht wird. Folglich wird keinen Spalt zwischen dem Verankerungsabschnitt 49a und dem Hauptkorpus-Zylinderabschnitt 41a erzeugt. In diesem Fall ist die Motorgehäusestütze 49 durch Schweißen an dem Motorgehäuse 41 verankert, und im Einzelnen wird, wie durch einen Pfeil mit unterbrochener Linie in der Zeichnung gezeigt, der Verankerungsabschnitt 49a gegenüber einem vorbestimmten Abschnitt des Hauptkorpus-Zylinderabschnitts 41a angeordnet, und danach wird der Verankerungsabschnitt 49a eng in Kontakt mit dem Hauptkorpus-Zylinderabschnitt 41a gebracht. In diesem Zustand werden die entsprechenden Abschnitte durch die Verwendung eines Schweißwerkzeugs T1 einem Punktschweißverfahren unterworfen.
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Außerdem sind, da die Motorgehäusestütze 49 und das Motorgehäuse 41 durch die Verwendung einer Stahlplatte aus dem gleichen Werkstoff geformt sind, die zwei Elemente leicht fest aneinander zu verankern. In diesem Fall kann jedoch, da das Verankerungsmittel zum Verankern der Motorgehäusestütze 49 und des Motorgehäuses 41 aneinander nicht auf das oben erwähnte Punktschweißverfahren begrenzt ist, ein anderes Schweißverfahren, wie beispielsweise Lichtbogenschweißen, verwendet werden. Ferner kann, so lange eine erforderliche Verankerungsfestigkeit erreicht werden kann, ein anderes Verankerungsmittel, wie beispielsweise Schraubenelemente oder dergleichen, verwendet werden.
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Mit dieser Anordnung wird, da ein fest verankerter Zustand zwischen dem Motorgehäuse 41 und der Motorgehäusestütze 49 erreicht wird, ebenfalls ein fest gekoppelter Zustand zwischen dem Motorgehäuse 41 und dem Gehäuseelement 51 vorbereitet, so dass die Erzeugung von Geräuschen, Vibrationen usw. von dem gekoppelten Abschnitt wirksam unterdrückt werden kann.
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Wie in 2 gezeigt, ist die Steuergeräteinheit 50, die den bürstenlosen Motor 20 bildet, mit dem aus Aluminium hergestellten Gehäuseelement 51 versehen. Das Gehäuseelement 51 wird auf der anderen Seite in der Axialrichtung des Motorgehäuses 41 (der oberen Seite in der Zeichnung) bereitgestellt und ist zu einer Zylindergestalt mit einem Boden geformt, die mit einem Zylinderabschnitt 51a und einem Bodenabschnitt 51b versehen ist. Innerhalb des Gehäuseelements 51 ist ein Steuergerät 52 zur Verwendung bei der Antriebssteuerung des Läufers 45 der Motoreinheit 40 untergebracht.
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Ein Anschluss-Ziehloch 51c ist an dem Zylinderabschnitt 51a geformt, und das Anschluss-Ziehloch 51c hat eine Öffnung in einer Richtung, senkrecht zu der Axialrichtung der Drehwelle 46. An dem Anschluss-Ziehloch 51c ist eine Verbinder-Verbindungseinheit 51d, hergestellt aus einem zum Formen des Kopplungsverbinders CN, befestigt, und an der Verbinder-Verbindungseinheit 51d sind eine fahrzeuginterne Batterie 18 (siehe 1) und ein fahrzeugaufbauseitiger Verbinder (nicht gezeigt), der eine Verdrahtung von dem Drehmomentsensor hat, verbunden.
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Wie in 3 gezeigt, sind an der dem Motorgehäuse 41 näheren Außenumfangsfläche des Zylinderabschnitts 51a drei gehäuseelementseitige Befestigungsabschnitte 51e (von denen in der Zeichnung nur zwei gezeigt werden) so geformt, dass sie in radialen Richtungen des Zylinderabschnitts 51a auf eine solche Weise vorspringen, dass sie der Umfangsrichtung des Zylinderabschnitts 51a folgen. Die gehäuseelementseitigen Befestigungsabschnitte 51e werden entlang der Umfangsrichtung des Hauptkorpus-Zylinderabschnitts 41a mit Abständen von jeweils etwa 90 Grad bereitgestellt, um so den Motorgehäusestützen 49 zu entsprechen. Jeder der gehäuseelementseitigen Befestigungsabschnitte 51e ist integral zusammen mit jedem der Zylinderabschnitte 51a geformt, und alle von ihnen haben die gleiche Form. Ferner ist, wie in 5 gezeigt, an jedem der gehäuseelementseitigen Befestigungsabschnitte 51e ein Innengewindeabschnitt 51f geformt, mit dem eine feststehende Schraube S2 zur Verwendung beim Koppeln des Motorgehäuses 41 und des Gehäuseelements 51 aneinander, damit sie befestigt sind, in Schraubeneingriff gebracht wird.
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Wie in 2 gezeigt, ist das in dem Gehäuseelement 51 unterzubringende Steuergerät 52 mit einer leistungsbezogenen Leiterplatte 53, die auf der Seite des Bodenabschnitts 51b (auf der oberen Seite in der Zeichnung) des Gehäuseelements 51 angeordnet ist, und einer steuerungsbezogenen Leiterplatte 54, die auf der Öffnungsseite (auf der unteren Seite in der Zeichnung) des Gehäuseelements 51 angeordnet ist, versehen. Auf der leistungsbezogenen Leiterplatte 53 sind mehrere Halbleiter-Schaltgeräte SW, die als leistungsbezogene elektronische Bauteile dienen, und andere elektronische Bauteile, wie beispielsweise Kondensatoren und Nebenschluss-Widerstände montiert. Ferner sind die Halbleiter-Schaltgeräte SW so angeordnet, dass sie einen Kontakt mit dem Bodenabschnitt 51b herstellen, so dass die auf das Antreiben des bürstenlosen Motors 20 hin erzeugte Wärme durch das Gehäuseelement 51 nach außen abgestrahlt wird. Mit anderen Worten, das Gehäuseelement 51 hat eine Funktion als eine Wärmesenke, und das Gehäuseelement 51 ist aus Aluminium hergestellt, so dass die Funktion als die Wärmesenke, welche die Wärme von dem leistungsbezogenen elektronischen Bauteilen nach außen abstrahlt, leicht zu gewährleisten ist.
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An der leistungsbezogenen Leiterplatte 53 werden drei buchsenartige Anschlüsse 53a (von denen in der Zeichnung nur einer gezeigt wird), die in die Verbindungsanschlüsse 44a auf der Seite der Motoreinheit 40, zu stecken sind, die elektrisch verbunden sind, bereitgestellt. Beim Koppeln des Motorgehäuses 41 und des Gehäuseelements 51 aneinander werden die Verbindungsanschlüsse 44a entsprechend in die buchsenartigen Anschlüsse 53a gesteckt. An der leistungsbezogenen Leiterplatte 53 wird die Basisendseite mehrerer Verbindungsanschlüsse 53b (von denen in der Zeichnung nur einer gezeigt wird), die elektrisch verbunden ist, bereitgestellt, und die andere Endseite der Verbindungsanschlüsse 53b ist über das Anschluss-Ziehloch 51c zu der Innenseite der Verbinder-Verbindungseinheit 51d hin freigelegt. Ferner sind, durch das Verbinden der fahrzeugaufbauseitigen Verbinder mit der Verbinder-Verbindungseinheit 51d, die Verbindungsanschlüsse 53b elektrisch mit den Verkabelungen der fahrzeuginternen Batterie 18 (siehe 1) und dem Drehmomentsensor verbunden.
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Mit der leistungsbezogenen Leiterplatte 53 ist die eine Endseite mehrerer Verbindungsleitungen 53c (von denen in der Zeichnung nur eine gezeigt wird) elektrisch verbunden, und die andere Endseite der Verbindungsleitungen 53c ist mit der steuerungsbezogenen Leiterplatte 54 elektrisch verbunden. Folglich wird der steuerungsbezogenen Leiterplatte 54 Energie zugeführt, und Steuersignale von der steuerungsbezogenen Leiterplatte 54 werden zu der leistungsbezogenen Leiterplatte 53 übermittelt.
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Die steuerungsbezogene Leiterplatte 54 ist gegenüber der ersten Bodenwand 41b des Motorgehäuses 41 angeordnet, und in einem praktischen Mittelabschnitt auf der Seite der ersten Bodenwand 41b an der steuerungsbezogenen Leiterplatte 54 ist ein MR-Sensor 54a, der den magnetischen Drehsensor SE bildet, angebracht. In diesem Fall wird der magnetische Drehsensor SE durch den MR-Sensor 54a und einen an der Drehwelle 46 befestigten Sensormagneten MG dargestellt, und die zwei Elemente sind so angeordnet, dass sie einander gegenüberliegen, wobei ein feiner Abstand (Luftspalt) zwischen denselben eingefügt ist. Der magnetische Drehsensor SE ist von einer berührungsfreien Art, und der MR-Sensor 54a erzeugt durch die Drehung des Sensormagneten MG ein Impulssignal, so dass das entsprechende Impulssignal zu einer an der steuerungsbezogenen Leiterplatte 54 montierten CPU (nicht gezeigt) übermittelt wird. Das heißt, durch das Zählen der Anzahl von Impulsen von dem Impulssignal von dem MR-Sensor 54a kann die CPU den Drehwinkel der Drehwelle 46 berechnen, und durch Überprüfen des Erscheinungszeitraums der Impulssignale kann die CPU die Anzahl von Umdrehungen der Drehwelle 46 berechnen. Wie in 5 und 6 gezeigt, wird ein „Inrou”-Passabschnitt 60 (im Folgenden einfach als „Passabschnitt” bezeichnet), der das Motorgehäuse 41 mit dem Gehäuseelement 51 koppelt und axial ausrichtet, zwischen dem Motorgehäuse 41 und dem Gehäuseelement 51 bereitgestellt. Der Passabschnitt 60 ist mit einem motorgehäuseseitigen Stufenabschnitt 61, einem gehäuseelementseitigen Stufenabschnitt 62 und einem O-Ring (Abdichtungselement) 63, platziert zwischen den Stufenabschnitten 61 und 62 versehen und es wird ermöglicht, dass er als ein Abdichtungsmechanismus fungiert, um zu verhindern, dass Regenwasser, Stäube usw. von der Außenseite darin eindringen. Folglich verhindert der Passabschnitt 60 Beschädigungen an dem Steuergerät 52 und eine Verschlechterung der Erfassungsgenauigkeit bei dem magnetischen Drehsensor SE. Ferner werden bei der vorliegenden Ausführungsform die erste bis vierte Bodenwand 41b, 41c, 41d und 41e auf der Seite des Passabschnitts 60 des Motorgehäuses 41 bereitgestellt, so dass es möglich ist, sehr sicher zu verhindern, dass Regenwasser, Stäube usw. durch die erste bis vierte Bodenwand 41b, 41c, 41d und 41e in die Innenseite des Motorgehäuses 41 eindringen. Der motorgehäuseseitige Stufenabschnitt 61, der den Passabschnitt 60 auf der Seite des Motorgehäuses 41 bildet, ist nahe dem Gehäuseelement 51 (nahe der ersten Bodenwand 41b) des Hauptkorpus-Zylinderabschnitts 41a geformt und hat eine Ringform, die in der Radialrichtung des Motorgehäuses 41 nach innen vertieft ist. Der motorgehäuseseitige Stufenabschnitt 61 ist mit einem motorgehäuseseitigen Passabschnitt 61a, der die Außenumfangsfläche des Motorgehäuses 41 bildet, und einem Abschnitt 61b mit kleinem Durchmesser, der auf der anderen Seite in der Axialrichtung (auf der oberen Seite in der Zeichnung), ferner von dem motorgehäuseseitigen Passabschnitt 61a, angeordnet ist und einen Durchmesser hat, der kleiner ist als derjenige des motorgehäuseseitigen Passabschnitts 61a. Ferner ist zwischen dem motorgehäuseseitigen Passabschnitt 61a und dem Abschnitt 61b mit kleinem Durchmesser ein Wandabschnitt 61c platziert, der sich in einer Radialrichtung des Motorgehäuses 41 erstreckt.
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Der gehäuseelementseitige Stufenabschnitt 62, der den Passabschnitt 60 auf der Seite des Gehäuseelements 51 bildet, ist näher zu dem Motorgehäuse 41 (näher zu dem gehäuseelementseitigen Befestigungsabschnitt 51e) des Zylinderabschnitts 51a geformt und hat eine Ringform, die in der Radialrichtung des Gehäuseelements 51 nach außen vertieft ist. Der gehäuseelementseitige Stufenabschnitt 62 ist mit einem gehäuseelementseitigen Passabschnitt 62a, der außen an den motorgehäuseseitigen Passabschnitt 61a angepasst ist, und einem vorspringenden Abschnitt 62b, der auf der anderen Seite (auf der oberen Seite in der Zeichnung) in der Axialrichtung, ferner von dem gehäuseelementseitigen Passabschnitt 62a, platziert ist und zu dem Abschnitt 61b mit kleinem Durchmesser hin vorspringt. In diesem Fall ist die Höhe des Vorspringens des vorspringenden Abschnitts 61b so festgesetzt, dass sie kleiner ist als die Längenabmessung des auf der Seite des Motorgehäuses 41 geformten Wandabschnitts 61c. Mit anderen Worten, die Höhe des Vorspringens des vorspringenden Abschnitts 61b ist auf eine solche Höhenabmessung festgesetzt, dass er nicht in Kontakt mit dem Abschnitt 61b mit kleinem Durchmesser (Motorgehäuse 41) gebracht wird.
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Der O-Ring 63 ist aus einem elastischen Werkstoff (Gummiwerkstoff oder dergleichen), der eine Flexibilität hat, hergestellt und zu einer in seinem Querschnitt runden Gestalt geformt. Der O-Ring 63 ist zwischen dem motorgehäuseseitigen Stufenabschnitt 61 und dem gehäuseelementseitigen Stufenabschnitt 62, das heißt, in einer Strecke zwischen der Außenseite und der Innenseite des Passabschnitts 60, in einem gepressten Zustand (elastisch verformten Zustand) in der Radialrichtung angeordnet. Im Einzelnen ist der O-Ring 63 in dem durch den motorgehäuseseitigen Passabschnitt 61a, den Abschnitt 61b mit kleinem Durchmesser, den Wandabschnitt 61c, den gehäuseelementseitigen Passabschnitt 62a und den vorspringenden Abschnitt 62b gebildeten ringförmigen Raum S angeordnet. Mit dieser Anordnung ist der O-Ring 63 eng in Kontakt gebracht sowohl mit dem motorgehäuseseitigen Stufenabschnitt 61 als auch mit dem gehäuseelementseitigen Stufenabschnitt 62, so dass der Spalt zwischen dem Motorgehäuse 41 und dem Gehäuseelement 51 sehr sicher eng abgedichtet ist. In diesem Fall kann, da der O-Ring 63 dazu in der Lage ist, elastisch verformt zu werden, der Fehler in der Abmessung in der Radialrichtung des motorgehäuseseitigen Stufenabschnitts 61 und des gehäuseelementseitigen Stufenabschnitts 62 aufgenommen werden.
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Ferner ist, durch das ermöglichen, dass der motorgehäuseseitige Stufenabschnitt 61, der in der Radialrichtung nach innen vertieft ist, und der gehäuseelementseitige Stufenabschnitt 62, der in der Radialrichtung nach außen vertieft ist, einander gegenüberliegend angeordnet werden, die Strecke zwischen der Außenseite und der Innenseite des Passabschnitts 60 leicht zu einer Labyrinthgestalt, das heißt, auf eine Zickzack-Weise (siehe einen Pfeil mit unterbrochener Linie in 6) wie ein Irrgarten, zu formen, mit dem Ergebnis, dass es möglich wird, ausreichend zu verhindern, dass Regenwasser, Stäube usw. von der Außenseite zu der Innenseite des Passabschnitts 60 eindringen. Daher ist, in Abhängigkeit von der Spezifikation (dem Grad) der wasserdichten/staubdichten Funktionen des bürstenlosen Motors 20, nur die Labyrinthform ausreichend, oder in dem Fall, dass dieser bürstenlose Motor 20 zum Beispiel in einer wasseranfälligen Umgebung oder einer staubanfälligen Umgebung angeordnet ist, kann der O-Ring 63 entsprechend ausgewählt und angeordnet werden.
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In diesem Fall wird die Positionierung des Motorgehäuses 41 und des Gehäuseelements 51, das heißt, die Montagetiefe des Gehäuseelements 51 im Verhältnis zu dem Motorgehäuse 41, in Abhängigkeit von dem Kontakt zwischen der Motorgehäusestütze 49 des Motorgehäuses 41 und dem gehäuseelementseitigen Befestigungsabschnitt 51e des Gehäuseelements 51 bestimmt. Mit dieser Anordnung wird verhindert, dass der O-Ring 63 zusammengequetscht wird, so dass er durch den Wandabschnitt 61c des motorgehäuseseitigen Stufenabschnitts 61 und den vorspringenden Abschnitt 62b des gehäuseelementseitigen Stufenabschnitts 62 beschädigt wird. Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die Figuren die Abfolge des Montageverfahrens des wie oben beschrieben zu formenden bürstenlosen Motors 20 beschrieben. Als Erstes werden, wie in 3 gezeigt, eine Motoreinheit 40 und eine Steuergeräteinheit 50, die jeweils in unterschiedlichen Montageverfahren montiert werden, vorbereitet. Ferner werden ein O-Ring 63, drei Sicherungsschrauben S2 und ein Befestigungswerkzeug T2 (siehe 7) zur Verwendung beim Befestigen der Sicherungsschrauben S2 vorbereitet. In diesem Fall sind die Befestigungsschrauben S2 besondere Schrauben und sind keine Mehrzweck-Kreuzschlitzschrauben oder -Schlitzschrauben, sondern haben einen Schraubenkopf, der, wie in 7 gezeigt, einen sternförmigen konkaven Abschnitt hat. Daher ist das Befestigungswerkzeug T2 ein besonderes Werkzeug, das ausschließlich für die Sicherungsschrauben S2 verwendet wird. Folglich hat der bürstenlose Motor 20 eine Struktur, die nicht leicht zu demontieren ist (demontagegeschützter Typ). Ferner wird, wie in 3 gezeigt, der O-Ring 63 an dem motorgehäuseseitigen Stufenabschnitt 61 der Motoreinheit 40 befestigt, wobei die Achse der Motoreinheit 40 und die Achse des O-Rings 63 miteinander zur Übereinstimmung gebracht werden. Um die Abdichtungseigenschaft des O-Rings 63 sicherzustellen, werden Vorkehrungen getroffen, um keine Verdrehungskraft in dem O-Ring 63 zu erzeugen. Danach wird die Steuergeräteinheit 50 auf die Motoreinheit 40 gesetzt, wobei die Achse der Motoreinheit 40, an welcher der O-Ring 63 befestigt ist, und die Achse der Steuergeräteinheit 50 miteinander zur Übereinstimmung gebracht werden. In diesem Fall werden die gehäuseelementseitigen Befestigungsabschnitte 51e der Steuergeräteinheit 50 gegenüber den Motorgehäusestützen 49 der Motoreinheit 40 angeordnet. Danach werden, wie in 2 gezeigt, die buchsenartigen Anschlüsse 53a des Steuergeräts 52 und die Verbindungsanschlüsse 44a der Anschlussbuchse 44 einander gegenüberliegend angeordnet. Als Nächstes wird, wenn die Steuergeräteinheit 50 an die Motoreinheit 40 gekoppelt ist, der gehäuseelementseitige Passabschnitt 62a des Gehäuseelements 51 an den motorgehäuseseitigen Passabschnitt 61a des Motorgehäuses 41 angepasst (außen angepasst). Folglich wird der O-Ring 63 in dem durch den motorgehäuseseitigen Stufenabschnitt 61 und den gehäuseelementseitigen Stufenabschnitt 62 umschlossenen Raum S untergebracht, so dass es dem Passabschnitt 60 ermöglicht wird, als ein Abdichtungsmechanismus zu fungieren (siehe 6). Ferner fungiert der Passabschnitt 60 als der Abdichtungsmechanismus, und die Verbindungsanschlüsse 44a werden ebenfalls in die buchsenartigen Anschlüsse 53a eingefügt, so dass sie elektrisch miteinander verbunden werden.
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Danach werden, durch das Fortsetzen der Passvorgänge zwischen dem Motorgehäuse 41 und dem Gehäuseelement 51, die gehäuseelementseitigen Befestigungsabschnitte 51e des Gehäuseelements 51 und der Befestigungsabschnitt 49b der Motorgehäusestützen 49 in Kontakt miteinander gebracht. Folglich wird der Passvorgang des Gehäuseelements 51 an das Motorgehäuse 41 abgeschlossen. Nach dem Abschluss des Passvorgangs des Gehäuseelements 51 in das Motorgehäuse 41 wird die Abstandsentfernung (siehe 2) zwischen dem Sensormagneten MG des magnetischen Drehsensors SE und dem MR-Sensor 54a optimiert, so dass die zwei Elemente einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei ein feiner Abstand (Luftspalt) zwischen denselben eingefügt ist. Ferner werden, wie in 5 und 7 gezeigt, wenn die Sicherungsschrauben S2 in die Schraubenlöcher 49c der Motorgehäusestützen 49 eingesteckt sind, die Sicherungsschrauben S2 durch die Verwendung des Befestigungswerkzeugs T2 jeweils in Gewindeeingriff mit den Innengewindeabschnitten 51f der gehäuseelementseitigen Befestigungsabschnitte 51e gebracht. Demzufolge werden das Motorgehäuse 41 und das Gehäuseelement 51 aneinandergekoppelt, und die Motoreinheit 40 und die Steuergeräteinheit 50 werden integral zu einer Einheit geformt, so dass ein bürstenloser Motor 20 fertiggestellt wird.
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Danach wird der fertiggestellte bürstenlose Motor 20 an ein Minderergehäuse 33 des Drehzahlminderungsmechanismus 30 gekoppelt, durch die Verwendung von Befestigungsschrauben (nicht gezeigt), denen ermöglicht wird, durch Löcher 41n in mehreren sich flanschseitigen zweiten verlängerten Abschnitten 41m, die so geformt sind, dass sie sich von dem Flanschabschnitt 41h des Motorgehäuses 41 aus in der Radialrichtung nach außen erstrecken, und Löcher (nicht gezeigt) von mehreren stützenseitigen zweiten verlängerten Abschnitten 48e, die so geformt sind, dass sie sich von dem Widerlagerabschnitt 48b der Stütze 48 aus in der Radialrichtung nach außen erstrecken, hindurchzugehen.
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Wie weiter oben ausführlich beschrieben, ist nach dem bürstenlosen Motor 20 der vorliegenden Erfindung eine Stahlplatte zu einer Zylindergestalt pressgeformt, und das Motorgehäuse 41 mit dem innerhalb desselben befestigten Ständerpaket 42 wird darin bereitgestellt, und auf der einen der Seiten in der Axialrichtung des Motorgehäuses 41 wird eine Stütze 48 bereitgestellt, welche die Spitzenseite der an dem Läufer 45 befestigten Drehwelle 46 trägt, so dass sie sich frei auf derselben dreht, und auf der anderen Seite in der Axialrichtung des Motorgehäuses 41 wird ein Gehäuseelement 51 bereitgestellt, welches das Steuergerät 52 aufnimmt, das den Läufer 45 antriebssteuert und aus Aluminium hergestellt und zu einer Zylindergestalt mit einem Boden geformt ist, und das Steuergerät 52 ist mit der leistungsbezogenen Leiterplatte 53, die auf der Seite des Bodens 51b des Gehäuseelements 51 angeordnet ist, und der steuerungsbezogenen Leiterplatte 54, die auf der Öffnungsseite des Gehäuseelements 51 angeordnet ist, versehen, wobei die Halbleiter-Schaltgeräte SW auf der leistungsbezogenen Leiterplatte 53 in Kontakt mit dem Gehäuseelement 51 angeordnet sind.
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Mit dieser Anordnung kann der bürstenlose Motor 20 durch das Motorgehäuse 41, das durch Pressformen einer Stahlplatte zu einer Zylindergestalt geformt ist, und das Gehäuseelement 51, das aus Aluminium hergestellt und zu einer Zylindergestalt mit einem Boden geformt ist, gebildet werden. Daher kann die Wärmeabstrahlungsleistung des Steuergeräts 52 ausreichend sichergestellt werden, und im Vergleich mit einem herkömmlichen, aus Aluminium hergestellten, Motorgehäuse können die Abmessungsanpassungsvorgänge (sekundären Vorgänge) oder dergleichen beseitigt werden, so dass es möglich ist, das Herstellungsverfahren zu vereinfachen und demzufolge die Herstellungskosten zu verringern. Ferner kann, im Vergleich mit dem herkömmlichen, aus Aluminium hergestellten Motorgehäuse, das unvermeidlich eine hohe Dicke erfordert, das Motorgehäuse 41 dünner hergestellt werden, weil eine Stahlplatte benutzt wird, und der bürstenlose Motor 20 kann demzufolge in der Größe und dem Gewicht verringert werden.
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Ferner sind nach dem bürstenlosen Motor 20 der vorliegenden Erfindung auf der anderen Seite in der Axialrichtung des Motorgehäuses 41 die erste bis vierte Bodenwand 41b, 41c, 41d und 41e integral geformt, wobei das Durchgangsloch 41g, in dem das Basisende der Drehwelle 46 eingefügt ist, an der vierten Bodenwand 41e geformt ist, und an dem Basisende der Drehwelle 46, das sich von dem Durchgangsloch 41g aus erstreckt, ist der magnetische Drehsensor SE zur Verwendung beim Erfassen der Drehung der Drehwelle 46 angeordnet, so dass es möglich ist, ein Magnetfeld, das auf das Antreiben des bürstenlosen Motors 20 hin erzeugt wird, durch die aus einer Stahlplatte (einem magnetischen Werkstoff) hergestellte erste bis vierte Bodenwand 41b, 41c, 41d und 41e gegen ein Austreten nach außen abzuschirmen. Folglich ist es möglich, irrtümliche Operationen des magnetischen Drehsensors SE ganz sicher zu verhindern und demzufolge zu verhindern, dass die Erfassungsgenauigkeit des magnetischen Drehsensors SE abgesenkt wird.
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Ferner ist nach dem bürstenlosen Motor 20 der vorliegenden Erfindung die Lagerstützeinheit BS, an der das zweite Lager B2 zur Verwendung beim Tragen des Basisendes der Drehwelle 46, so dass es sich frei auf demselben dreht, befestigt ist, in dem Motorgehäuse 41 befestigt, und der säulenförmige Raum CS, der durch die zweite Bodenwand 41c und die Lagerstützeinheit BS gebildet wird, ist so platziert, dass er zu der einen Seite in der Axialrichtung von der ersten Bodenwand 41b versetzt ist, wobei der Sensormagnet MG, der den magnetischen Drehsensor SE bildet, innerhalb des säulenförmigen Raumes CS angeordnet ist, so dass es beim Koppeln des Motorgehäuses 41 und des Gehäuseelements 51 aneinander möglich ist, zu verhindern, dass das Gehäuseelement 51 und der Sensormagnet MG unerwünschterweise in Kontakt miteinander gebracht werden, und demzufolge vorher zu verhindern, dass der Sensormagnet MG ausfällt. Die Abmessung des am weitesten vorspringenden Abschnitts in der Axialrichtung auf der Seite des Motorgehäuses 41 (der Motoreinheit 40), das den bürstenlosen Motor 20 bildet, kann verringert werden.
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Ferner wird nach dem bürstenlosen Motor 20 der vorliegenden Erfindung die Sammelschieneneinheit 43, mit der das Ende der Spule 42b verbunden ist, die um das Ständerpaket 42 gewickelt ist, in dem zwischen dem Ständerpaket 42 und der ersten Bodenwand 41b geformten ringförmigen Raum AS bereitgestellt, und durch das teilweise an der ersten Bodenwand 41b geformte Bodenloch 41f sind die Sammelschieneneinheit 43 und das Steuergerät 52 elektrisch miteinander verbunden; daher können beim Zusammenbauen des bürstenlosen Motors 20, durch das Setzen des Gehäuseelements 51 auf das Motorgehäuse 41, die Sammelschieneneinheit 43 und das Steuergerät 52 leicht elektrisch miteinander verbunden werden.
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Ferner wird nach dem bürstenlosen Motor 20 der vorliegenden Erfindung der Passabschnitt 60, der das Motorgehäuse 41 und das Gehäuseelement 51 miteinander koppelt, zwischen dem Motorgehäuse 41 und dem Gehäuseelement 51 bereitgestellt, und da die Strecke zwischen der Außenseite und der Innenseite des Passabschnitts 60 miteinander zu einer Labyrinthgestalt geformt ist, kann die Strecke zwischen der Außenseite und der Innenseite des Passabschnitts 60 auf eine Zickzack-Weise als ein Labyrinth geformt sein, so dass es möglich ist, Regenwasser, Stäube usw. kaum darin eindringen zu lassen. Ferner kann nach dem bürstenlosen Motor 20 der vorliegenden Erfindung, da das Motorgehäuse 41 und das Gehäuseelement 51 aneinander gekoppelt sind, wobei der O-Ring 63 in der Strecke zwischen der Außenseite und der Innenseite des Passabschnitts 60 miteinander angeordnet ist, eine weitere ausreichende Abdichtungsleistung durch die Labyrinthgestalt und den O-Ring 63 sichergestellt werden.
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Ferner ist nach dem bürstenlosen Motor 20 der vorliegenden Erfindung, da die Motorgehäusestütze 49, die an dem gehäuseelementseitigen Befestigungsabschnitt 51e zu befestigen ist, der an dem Gehäuseelement 51 geformt ist, an der dem Gehäuseelement 51 näheren Außenumfangsfläche des Motorgehäuses 41 verankert ist, ist das Gehäuseelement 51, welches das Steuergerät 52 aufnimmt, auf der anderen Seite in der Axialrichtung des Motorgehäuses 41, fester angebracht.
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Ferner kann nach dem bürstenlosen Motor 20 der vorliegenden Erfindung, da der bürstenlose Motor 20 als eine Antriebsquelle für die elektrische Servolenkungsvorrichtung 10 benutzt wird, die sich ergebende Einrichtung auf eine elektrische Servolenkungsvorrichtung (EPS) angewendet werden, die niedriges Geräusch, niedrige Vibration, niedrige Kosten und Gewichtseinsparung erfordert. Folglich kann die sich ergebende Einrichtung einfach an einem leichten Fahrzeug und dergleichen angebracht werden, das unvermeidlich niedrige Kosten und niedrige Kraftstoffkosten erfordert.
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Es ist nicht beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung durch die vorliegende Ausführungsform begrenzt wird, und es ist unnötig zu erwähnen, dass verschiedene Modifikationen an derselben innerhalb des Rahmens vorgenommen werden können, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel hat die obige Ausführungsform beispielhaft ein System gezeigt, wobei ein bürstenloser Motor 20 auf eine elektrische Servolenkungsvorrichtung 10 von einem Säulenunterstützungstyp angewendet wird; jedoch wird die vorliegende Erfindung dadurch nicht begrenzt und kann auf eine andere elektrische Servolenkungsvorrichtung von einem Typ zur Unterstützung eines Ritzels 15 (siehe 1) oder einem Typ zur Unterstützung einer Spurstange 16 (siehe 1) angewendet werden.
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Ferner hat die obige Ausführungsform beispielhaft ein System gezeigt, wobei der bürstenlose Motor 20 für eine Antriebsquelle für eine elektrische Servolenkungsvorrichtung 10 verwendet wird; jedoch wird die vorliegende Erfindung dadurch nicht begrenzt und kann zum Beispiel auf eine Antriebsquelle oder dergleichen einer Motorhilfseinrichtung, wie beispielsweise einen Ölpumpenmotor oder dergleichen, angewendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Servolenkungsvorrichtung
- 11
- Lenkrad
- 12
- Lenkwelle
- 13
- Vorderräder
- 14
- Universalgelenk
- 15
- Ritzel
- 16
- Spurstange
- 17
- Zahnstange
- 18
- fahrzeuginterne Batterie
- 20
- bürstenloser Motor
- 30
- Drehzahlminderungsmechanismus
- 31
- Schnecke
- 31a
- Schneckenwelle
- 32
- Schneckenrad
- 33
- Minderergehäuse
- 40
- Motoreinheit
- 41
- Motorgehäuse
- 41a
- Hauptkorpus-Zylinderabschnitt
- 41b
- erste Bodenwand
- 41c
- zweite Bodenwand
- 41d
- dritte Bodenwand
- 41e
- vierte Bodenwand
- 41f
- Bodenloch
- 41g
- Durchgangsloch
- 41h
- Flanschabschnitt
- 41j
- erste verlängerte Abschnitte auf der Flanschseite
- 41k
- Gewindelöcher
- 41m
- zweite verlängerte Abschnitte auf der Flanschseite
- 41n
- durch Löcher
- 42
- Ständerpaket
- 42a
- Isolator
- 42b
- Spulen
- 43
- Sammelschieneneinheit
- 44
- Anschlussbuchse
- 44a
- Verbindungsanschlüsse
- 45
- Läufer
- 45a
- Dauermagnete
- 45b
- Läufergehäuse
- 46
- Drehwelle
- 47
- Kopplungselement
- 47a
- Verzahnungsabschnitt
- 48
- Stütze
- 48a
- Passzylinderabschnitt
- 48b
- Widerlagerabschnitt
- 48c
- Lagerbefestigungszylindereinheit
- 48d
- erste verlängerte Abschnitte
- 48e
- zweite verlängerte Abschnitte
- 48f
- Passabschnitt
- 48g
- ringförmige konkave Rille
- 49
- Motorgehäusestützen
- 49a
- Verankerungsabschnitt
- 49b
- Befestigungsabschnitt
- 49c
- Schraubenlöcher
- 49d
- Verstärkungsrippen
- 50
- Steuergeräteinheit
- 51
- Gehäuseelement
- 51a
- Zylinderabschnitt
- 51b
- Bodenabschnitt
- 51c
- Anschluss-Ziehloch
- 51d
- Verbinder-Verbindungseinheit
- 51e
- gehäuseelementseitige Befestigungsabschnitte
- 51f
- Innengewindeabschnitt
- 52
- Steuergerät
- 53
- leistungsbezogene Leiterplatte
- 53a
- buchsenartige Anschlüsse
- 53b
- Verbindungsanschlüsse
- 53c
- Verbindungsleitungen
- 54
- steuerungsbezogene Leiterplatte
- 54a
- MR-Sensor
- 60
- Passabschnitt
- 61
- motorgehäuseseitiger Stufenabschnitt
- 61a
- motorgehäuseseitiger Passabschnitt
- 61b
- Abschnitt mit kleinem Durchmesser
- 61c
- Wandabschnitt
- 62
- gehäuseelementseitiger Stufenabschnitt
- 62a
- gehäuseelementseitiger Passabschnitt
- 62b
- vorspringender Abschnitt
- 63
- O-Ring
- P
- leitfähige Platten
- S
- Raum
- AS
- ringförmiger Raum
- BS
- Lagerstützeinheit
- CS
- säulenförmiger Raum
- B1
- erstes Lager
- B2
- zweites Lager
- CN
- Kopplungsverbinder
- SE
- magnetischer Drehsensor
- SW
- Halbleiter-Schaltgeräte
- MG
- Sensormagnet
- S1
- Befestigungsschrauben
- S2
- Sicherungsschrauben
- T1
- Schweißwerkzeug
- T2
- Befestigungswerkzeug
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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