JP2008295140A - 電動パワーステアリング装置用モータ - Google Patents

Abstract

【課題】マグネットカバーを取り付ける際に、マグネットへのダメージを与えることなく、かつ部品点数を増やさず、効率のよい作業の下で確実に固定強度確保する。
【解決手段】マグネットカバー３６の底面に設けた貫通孔３８の周縁に、均等に８個の折り曲げ片４０を形成し必要、ロータコア３２及びマグネット３４への装着時にロータコア３２の端面に形成した肉盗み部４２と対向させ、折り曲げ片４０の折り曲げ作業によって、肉盗み部４２と嵌合し一体化する。これにより、装着時の嵌合が不要であるため、装着作業が容易となる。また、接着剤等の他の部品（材料）を削減することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ステータとロータとを所定の間隔をおいて対峙させ、磁力の変化を利用してロータを回転させる、電動パワーステアリング装置用モータに係わり、特に電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータに関するものである。

従来、車両におけるステアリングを作動させる場合のアシストとして、電動パワーステアリングユニットが適用されている。

この電動パワーステアリングユニットの駆動源であるモータ（以下、「ＥＰＳモータ」という）は、一般的なモータと同様、回転軸（シャフト）の外周に層状にロータコア、マグネットが取り巻かれて構成されるロータ部と、モータケースの内周側に設けられ、前記ロータ部に周面から対峙するように所定の間隔を置いて設けられたステータ部と、で構成されている。なお、駆動の分類として、「ブラシレスモータ」に属するものが多用される。

ここで、ロータ部は、シャフトの軸線方向からそれぞれのロータコアの端面が底面に当たるように、カップ状の一対のマグネットカバーで覆われている。この一対のマグネットカバーにより、前記ステータ部と直接対向するマグネットがカバーされる。

マグネットカバーは、マグネットの飛散防止としての役目を持ち、磁気回路に影響が出ない非磁性体の材料が適用され、一般的には、薄肉の金属製である。

ここで、このマグネットカバーは、マグネットの最外周に対して緊密に収容する、所謂圧入方式で固定したり（特許文献１参照）、マグネットカバーの内周面と、ロータコアの端面及びマグネットの外周との間に接着剤を注入（塗布）して固定していた（特許文献２参照）。
特開平３−８９８２１号公報 特開平５−２０９７９号公報

しかしながら、上記従来技術によるマグネットカバー固定構造の内、特許文献１のような圧入方式では、固定強度の確保と、マグネットへダメージを与えない荷重の両立を実現するための圧入荷重管理が煩雑であり、その煩雑さが、組み付け作業効率の低下、コストアップに繋がっていた。

また、接着剤を用いた固定構造では、接着剤の注入又は塗布のための作業工程が増加し、接着剤の固化管理も面倒であり、作業効率が低下すると共に、接着剤の追加による部品点数の増加、並びにコストアップを招いていた。

本発明は上記事実を考慮し、マグネットカバーを取り付ける際に、マグネットへのダメージを与えることなく、かつ部品点数を増やさず、効率のよい作業の下で確実に固定強度を確保することができるモータを得ることが目的である。

前記目的を達成するために、本発明は、ステータとロータとを所定の間隔をおいて対峙させ、磁力の変化を利用してロータを回転させる電動パワーステアリング装置用モータであって、前記ロータが、回転力を外部へ出力するためのシャフトと、前記シャフトの外周に取り付けられ、当該シャフト共に回転するように固定されたロータコアと、前記ロータコアの外周に取り付けられたマグネットと、前記ロータコア及びマグネットの端面側からマグネットの外周を覆うように取り付けられたカップ形状のマグネットカバーと、前記ロータコアの端面と、前記マグネットカバーとの対峙面にそれぞれ凹凸部を設け、少なくともシャフト回転方向並びにマグネットカバー取り付け方向の動きを阻止するように、前記凹凸部を互いに嵌合する嵌合手段と、を有することを特徴としている。

上記発明において、前記嵌合手段が、前記ロータコアに設けられた凹陥部と、前記マグネットカバーに形成され、前記所定位置への組み付け後に折り曲げることで前記凹陥部を加締める折り曲げ片と、で構成されていることを特徴とする。

また、上記発明において、前記嵌合手段が、前記ロータコアに設けられた凹陥部と、前記マグネットカバーが前記所定位置へ組み付けられる前、或いは組み付けられた後に、当該マグネットカバーに施され、前記凹陥部に嵌合される凸部と、で構成されていることを特徴とする。

さらに、上記発明において、前記嵌合手段が、前記ロータコアに設けられた円形の凹陥部と、前記マグネットカバーに形成され、前記所定位置への組み付けた状態で前記凹陥部と同軸となる円孔の周縁部を圧縮変形することで、前記凹陥部を加締める圧縮変形部と、で構成されていることを特徴とする。

以上説明した如く本発明は、マグネットカバーを取り付ける際に、マグネットへのダメージを与えることなく、かつ部品点数を増やさず、効率のよい作業の下で確実に固定強度を確保することができる、電動パワーステアリング装置用モータを提供できるという効果を達成する。

図１には、本実施の形態に係る電動パワーステアリング用のモータ（ＥＰＳモータ）１０が示されている。

ＥＰＳモータ１０は、その主要部品が円筒状のケース１２に収容され、内部空間はほぼ密閉状態とされている。

ケース１２の端面（図１）からは、シャフト１４が突出されている。

また、ケース１２の図１の左端部側には、断面が略Ｌ字型に屈曲されたフロントブラケット１６が設けられており、本実施の形態では、このフロントブラケット１６に円板状のモータフランジ部１８が取り付けられている。モータフランジ部１８は、例えば、電動パワーステアリング用に設けられた図示しない変速機構部（ギヤボックスユニット）との連結固定用としての役目を有している。

前記シャフト１４は、ケース１２の図１の左右端部に設けられた軸受２０（図１では左端部のみ図示）によって支持されており、ケース１２の内部ではロータ部２２に嵌合している。

また、ケース１２の内周面には、ステータ部２４が取り付けられ、前記ロータ部２２の外周面と対峙している。ステータ部２４には、ステータコイル２４Ａが巻き付けられている。

このステータ部２４とロータ部２２との間で磁界の変化を起こすことで、両者は相対回転（実質的には、ロータ部２２が回転）し、前記シャフト１４を介して、この回転駆動力を外部（例えば、前述のギヤボックス）へ出力することができる。

また、ケース１２の内方の他端部（図１の右端部）には、樹脂モールド体２６が着脱可能に配設されている。この樹脂モールド体２６には、前記ロータ部２２の回転角を検出する図示しない回転センサ（例えば、ホール素子等）が取り付けられ、ロータ部２２の駆動を制御する電気部品が搭載された基板２８が装着されている。この基板２８に設けられた接続端子３０を介して、外部との電気的接続（ステータコイル２４Ａへの通電ための電力等）がなされている。

図２及び図３に示される如く、ロータ部２２は、前記シャフト１４の外周に嵌合された円筒状のロータコア３２と、このロータコア３２の外周に取り付けられたマグネット３４と、を備えている。このロータコア３２とマグネット３４は、端面及び周面がマグネットカバー３６によって覆われている。マグネットカバー３６の主たる目的は、マグネット３４の飛散防止である。

マグネットカバー３６は、一対で構成されており、それぞれカップ形状とされている（図２（Ｂ）参照）。

カップ形状のマグネットカバー３６の底面には、その中心部に前記シャフト１４が貫通する貫通孔３８が設けられている。マグネットカバー３６は、互いに開口面が対向するようにシャフト１４の両端部から貫通孔３８を通過させ、底面がロータコア３２とマグネット３４の端面に当接するように装着する。

ここで、前記貫通孔３８の内径は、シャフト１４の外径よりも大きく（本実施の形態では、約２倍程度）、当該貫通孔３８の周面には、８等分された折り曲げ片４０が形成されている。この折り曲げ片４０は、マグネットカバー３６の内側に略９０°折り曲げ可能とされているが、前記ロータコア３２の端面に装着されるまでは底面と所謂面一（フラット）な状態とされている。

一方、マグネットカバー３６の装着状態で、この折り曲げ片４０と対峙する位置のロータコア３２の端面には、所謂肉盗み部４２が設けられている。すなわち、肉盗み部４２とは、ロータコア３２の型抜きを考慮した軸線方向に連続し、かつ周方向に不連続の空間である。

従って、本実施の形態では、前記折り曲げ片４０の数（８個）に対応して、周方向に８個の肉盗み部４２が形成されている。なお、肉盗み部４２は、磁気飽和しない範囲で形成する。

前記マグネットカバー３６が装着されると、その底面は、ロータコア３２及びマグネット３４の端面と密着するが、このとき、前記折り曲げ片４０をロータコア３２側に略９０°折り曲げると、この折り曲げ片４０は、前記肉盗み部４２に入り込み、加締められる。

この加締めによって、マグネットカバー３６は、ロータコア３２と一体となって回転駆動するロータ部２２の一部となり得る。

以下に本実施の形態の作用（ロータ部２２の組み付け手順）を説明する。

ＥＰＳモータ１０のシャフト１４にロータ部２２を構成する場合、まず、シャフト１４の外周に円筒状のロータコア３２を嵌合させる。

このロータコア３２は、軸芯に予めシャフト１４の外径に対して嵌合する所定の寸法公差で円孔を設ける。また、このロータコア３２の両端面を貫通するように、肉盗み部４２を形成する。両端面を貫通するのは型抜きのためであり、実質的には（本発明を達成するためには）、両端面に所定の深さの溝が形成されればよい。言い換えれば、後述する折り曲げ片４０と嵌合する程度の凹陥部があればよい。

次に、ロータコア３２の外周にマグネット３４を取り付ける。このマグネット３４が、ステータ部２４から磁力を受け、ロータコア３２を回転させることになる。

ここで、マグネット３４が欠けた時の飛散防止として、マグネット３４には
マグネットカバー３６が取り付られている。

マグネットカバー３６は、カップ形状であり、シャフト１４の両端から互いに開口面を対向させるようにして貫通孔３８を通過させて、その底面がロータコア３２及びマグネット３４の端面と当接するように装着する。

次に、底面の貫通孔３８の周縁に設けた折り曲げ片４０を内側に略９０°折り曲げる。この折り曲げ方向には、前記肉盗み部４２が対向しているため、折り曲げ片４０は、肉盗み部４２に嵌合され、加締められる。この加締めによって、マグネットカバー３６は、ロータコア３２及びマグネット３４と一体となる。

以上説明したように本実施の形態では、マグネットカバー３６の底面に設けた貫通孔３８の周縁に、均等に８個の折り曲げ片４０を形成し、ロータコア３２及びマグネット３４への装着時にロータコア３２の端面に形成した肉盗み部４２と対向させ、折り曲げ片４０の折り曲げ作業によって、肉盗み部４２と嵌合し一体化する。これにより、固定強度の確保とマグネットにダメージを与えない荷重の両方を実現するための圧入荷重を管理する必要を無くすることができる。また、接着剤等の他の部品（材料）を削減することができる。

なお、折り曲げ片４０が周方向に均等であること、或いは８個であることは、共に必須ではなく、肉盗み部４２との対応がとれていればどのような形状であってもよい。

以下、本実施の形態の変形例を示す。

（変形例１）
図４は、マグネットカバー３６の底面には、シャフト１４を貫通する貫通孔３８以外は何ら加工せず、ロータコア３２側の肉盗み部４２を円形とし、マグネットカバー３６の底面を外側から内側に向けて打ち出し加工、エンボス加工を施すことで、加工部４３の前記肉盗み部４２への嵌合を実現したものである。この場合、打ち出し加工或いはエンボス加工の簡素化（負荷軽減）のため、当該肉盗み部４２に嵌合される部分４３を予め薄肉としておいてもよい。また、肉盗み部４２を円形としたのは、打ち出し加工或いはエンボス加工のし易さを考慮したためであり、肉盗み部４２は円形としなくてもよい。

（変形例２）
図５は、マグネットカバー３６の底面に、シャフト１４を貫通する貫通孔３８の周縁に、さらに周方向に均等に８個の小円孔４４を形成し、ロータコア３２側の肉盗み部４２を前記小円孔４４よりも若干大きい円形とし、マグネットカバー３６の底面を外側から内側に向けてパンチング加工を施すことで、前記肉盗み部４２への嵌合を実現したものである。この場合、肉盗み部４２を円形としたのは、パンチング加工が汎用性のある加工機器を用いることができるためであり、専用のパンチング加工機器を準備すれば、円形は必須ではない。

本実施の形態に係るＥＰＳモータの概略図である。 本実施の形態に係り、（Ａ）はロータ部の端面の正面図（マグネットカバー無し）、（Ｂ）は図２（Ａ）の右側面断面図である。 本実施の形態に係り、（Ａ）はマグネットカバーの底部（外側）の正面図、（Ｂ）は図３（Ａ）の右側面断面図である。 変形例１に係り、（Ａ）はロータ部（マグネットカバー有り）の端面の正面図、（Ｂ）は図４（Ａ）の右側面断面図である。 変形例２に係り、（Ａ）はロータ部（マグネットカバー有り）の端面の正面図、（Ｂ）は図５（Ａ）の右側面断面図である。

符号の説明

１０ ＥＰＳモータ（モータ）
１２ ケース
１４ シャフト
１６ フロントブラケット
１８ モータフランジ部
２０ 軸受
２２ ロータ部（ロータ）
２４ ステータ部
２４Ａ ステータコイル
２６ 樹脂モールド体
２８ 基板
３０ 接続端子
３２ ロータコア
３４ マグネット
３６ マグネットカバー
３８ 貫通孔
４０ 折り曲げ片（嵌合手段）
４２ 肉盗み部（嵌合手段、凹陥部）

Claims (4)

1. ステータとロータとを所定の間隔をおいて対峙させ、磁力の変化を利用してロータを回転させるモータであって、
   前記ロータが、
   回転力を外部へ出力するためのシャフトと、
   前記シャフトの外周に取り付けられ、当該シャフト共に回転するように固定されたロータコアと、
   前記ロータコアの外周に取り付けられたマグネットと、前記ロータコア及びマグネットの端面側からマグネットの外周を覆うように取り付けられたカップ形状のマグネットカバーと、
   前記ロータコアの端面と、前記マグネットカバーとの対峙面にそれぞれ凹凸部を設け、少なくともシャフト回転方向並びにマグネットカバー取り付け方向の動きを阻止するように、前記凹凸部を互いに嵌合する嵌合手段と、
   を有することを特徴とする電動パワーステアリング装置用モータ。
2. 前記嵌合手段が、
   前記ロータコアに設けられた凹陥部と、
   前記マグネットカバーに形成され、前記所定位置への組み付け後に折り曲げることで前記凹陥部を加締める折り曲げ片と、
   で構成されている請求項１記載の電動パワーステアリング装置用モータ。
3. 前記嵌合手段が、
   前記ロータコアに設けられた凹陥部と、
   前記マグネットカバーが前記所定位置へ組み付けられる前、或いは組み付けられた後に、当該マグネットカバーに施され、前記凹陥部に嵌合される凸部と、
   で構成されている請求項１記載の電動パワーステアリング装置用モータ。
4. 前記嵌合手段が、
   前記ロータコアに設けられた円形の凹陥部と、前記マグネットカバーに形成され、前記所定位置への組み付けた状態で前記凹陥部と同軸となる円孔の周縁部を圧縮変形することで、前記凹陥部を加締める圧縮変形部と、で構成されている請求項１記載の電動パワーステアリング装置用モータ。

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