JP2013225953A - 電動モータ - Google Patents
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Abstract
【課題】電動モータのシャフトとレゾルバロータの固定に、カップリングを介して圧入固定することにより、レゾルバロータの歪による特性の悪化を防止することができ、検出精度を向上させる。
【解決手段】回転力を出力するシャフト52を有し、回転位置検出センサ80を構成するレゾルバステータ82およびレゾルバロータ81と、回転力を伝達するカップリング101をシャフト52の先端に設け、一端を閉構造としたステータケース15の開口部にレゾルバステータ82を固定するフランジ51を有し、レゾルバロータ81をカップリング101の外径部101Aに固定した電動モータであって、レゾルバロータ81はカップリング101のシャフト52の固定部の外径部に固定される。
【選択図】図3
【解決手段】回転力を出力するシャフト52を有し、回転位置検出センサ80を構成するレゾルバステータ82およびレゾルバロータ81と、回転力を伝達するカップリング101をシャフト52の先端に設け、一端を閉構造としたステータケース15の開口部にレゾルバステータ82を固定するフランジ51を有し、レゾルバロータ81をカップリング101の外径部101Aに固定した電動モータであって、レゾルバロータ81はカップリング101のシャフト52の固定部の外径部に固定される。
【選択図】図3
Description
本発明は、電動モータにかかり、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電動モータのレゾルバの固定構造の改良に関する。
従来から、電動モータとして、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、電動モータのシャフトにレゾルバロータを圧入固定し、その先端側にステアリング機構に連結するボスを圧入固定する構造が開示されている。(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、前述した特許文献1に記載された電動モータのレゾルバロータの固定方法では、レゾルバロータが一般的に薄板を積層して構成されるため、積層する板厚のバラツキにより、電動モータのシャフトに圧入固定されるボスの軸方向位置が安定しない。また、小径のシャフトに圧入固定することから、摩擦半径が小さく圧入を高くしなければならなくなり、レゾルバロータに歪が生じてレゾルバ信号の精度が悪化するという課題がある。
この目的を達成するため、本発明は、回転力を出力するシャフトを有し、回転位置検出センサを構成するレゾルバステータおよびレゾルバロータと、回転力を伝達するカップリングをシャフトの先端に設け、一端を閉構造としたステータケースの開口部にレゾルバステータを固定するフランジを有し、レゾルバロータをカップリングの外径部に固定したことを特徴とする電動モータである。
また、本発明の電動モータは、好ましくは、レゾルバロータは、カップリングの前記シャフトのシャフト固定部の外径部に固定され、また、好ましくは、レゾルバロータは、シャフトの段差部とカップリング段差部に挟まれて軸方向位置を規制し、更に好ましくはステアリングに対して減速機構を介して操舵アシスト力を付与する電動モータを有する電動パワーステアリング装置である。
本発明にかかる電動モータは、レゾルバロータの圧入固定部の内径を大きくできるので、圧入固定部の摩擦半径を大きくすることが可能になり、圧入力を小さくすることができる。従って、レゾルバロータの圧入による歪を小さくすることができるのでレゾルバ信号の精度を向上させることができるので、信頼性の高い電動モータの制御が可能になる。また、電動パワーステアリング機構との結合するボスの位置精度が向上するので、レゾルバロータの積層される薄板を、板厚精度を一般的なものとすることが可能になるので安価な製品を提供することができる。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。
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態にかかるモータを有する電動パワーステアリング装置1の構成の概略を示す説明図である。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
[実施の形態の第1例]
電動パワーステアリング装置1は、例えばコラムタイプのものであり、車両のステアリングホイールHが固定されるステアリングシャフト10と、ラック・ピニオン運動変換機構11と、ステアリングホイールHに付加された操舵トルクに応じて補助操舵トルクを発生させる電動モータ12と、電動モータ12とステアリングシャフト10との間に介在され、電動モータ12の回転を減速させるウォーム減速機構13等を有している。
電動パワーステアリング装置1は、例えばコラムタイプのものであり、車両のステアリングホイールHが固定されるステアリングシャフト10と、ラック・ピニオン運動変換機構11と、ステアリングホイールHに付加された操舵トルクに応じて補助操舵トルクを発生させる電動モータ12と、電動モータ12とステアリングシャフト10との間に介在され、電動モータ12の回転を減速させるウォーム減速機構13等を有している。
ステアリングシャフト10は、ステアリング入力軸10aとステアリング出力軸10bを有し、ハウジング20に覆われている。ステアリング入力軸10aの上端にステアリングホイールHが固定されている。ステアリング入力軸10aとステアリング出力軸10bは、トルクセンサ21のトーションバーを介して接続されている。ステアリングホイールHの操作により生じる操舵トルクは、ステアリング入力軸10aを通じてトルクセンサ21により検出され、その検出された操舵トルクに基づいて電動モータ12の出力が制御される。この電動モータ12の構成の詳細については後述する。
ウォーム減速機構13は、ステアリング出力軸10bに取り付けられたウォームホイール30と、ウォームホイール30の外周歯車に噛み合うウォーム31を有している(図2参照)。ウォーム31は、ハウジング32に対して固定されている2つのベアリング(軸受)33、34により支持されている。ウォーム31の一端は、電動モータ12の後述するシャフト52に対して同軸上にカップリング構造100で結合されている。これにより、例えばステアリング出力軸10b及びウォームホイール30の駆動によりウォーム31が受けたシャフト52の軸方向Xの反力を、ウォーム減速機構13において吸収できる。
図1に示すようにステアリング出力軸10bとラック・ピニオン運動変換機構11とは、2つの自在継手40、41と連結部材42により連結されている。また、ラック・ピニオン運動変換機構11は、ラック・ピニオンギアによりステアリング出力軸10bと操作車輪のタイロッドを接続している。
電動モータ12により出力された回転力は、ウォーム減速機構13を介して、補助操舵トルクとしてステアリング出力軸10bに伝達され、当該補助操舵トルクは、ステアリング出力軸10bからラック・ピニオン運動変換機構11を介して操作車輪のタイロッドに伝達される。
次に、上述の電動モータ12の構成について説明する。電動モータ12は、例えば図3に示すようにステータ(固定子)54と、ステータ54の一の開口部を閉鎖するフランジ51を有している。ステータ54の内部には、シャフト(回転軸)52を回転させるロータ(回転子)53が設けられている。符号15は、ステータ54の筐体を形成する金属製のステータケースである。
ステータ54は、一体、分割、焼結コアのいずれかで構成される筒形状のステータコア60を有している。必要枚数分が積み重ねられたステータコア60には、外側からテープが巻き付けられてからインシュレータ61が挿入され、その状態でコイル62が巻き付けられている。本実施形態ではステータコア60の端部コアの継鉄部(バックヨーク)に径方向に延伸した凸部を設け、ステータコア60を積層後、この延仲部の凸部を軸方向に折り曲げてコアと接触させている。折り曲げ自体は、コイル62の巻線の前後どちらでもよい。
また、本実施形態のように電動パワーステアリング装置1に用いられる電動モータ12において、特に詳しい図示はしていないが、ステータ54は、分割コアの接合面バックヨーク部に径方向に延伸した凸部同士を当接させ、折り曲げ前後でレーザー溶接またはTIG溶接等で接合し一体化されている。ステータ54の片側端部には端子台90が設けられ、端子台90に挿入またはインサートモールドされたバスバーと各相コイルは、ヒュージングや抵抗溶接等で電気的に接続される。さらに、ステータ54はステータケース15に圧入、接着、焼きばめ等で固定される。
また、本実施形態の電動モータ12は3相モータであることから、3n個のステータコア60は、継鉄部(バックヨーク)毎に圧入または溶接されて一体化されている。このステータ54の軸方向Xのフロント側(モータ出力側となる図3中の左側)には、フランジ51が圧入、接着、かしめ、焼ばめ等により固定されている。これらステータ54とフランジ部材51との間に弾性部材を介在させることも好ましい。また、特に詳しく図示していないが、ステータ54とフランジ51の相対回転を防止するための凹凸などからなる回り止めが形成されていることも好ましい。また、ステータ54のリア側(上述のフロント側とは反対となる図3中右側のモータエンド側)のベアリングハウジング内にはベアリング70が収容されている。
フランジ51は、ステータ54側の開口部側に、ステータケース15が圧入、接着、かしめ等で固定される構造となっている。フランジ51の略中央部分のベアリングハウジング内にはベアリング71が収容されている。
ロータ53は、ステータ54の内側に設置されている。ロータ53は、内部にロータコアを有し、その軸心にはシャフト52が貫通した状態で設けられている。また、ロータコアの外周面には、マグネットやマグネットカバーが設けられている。ロータコアはシャフト52が圧入され、あるいはシャフト52と一体成形されている。シャフト52のコア外周面には、接着あるいは保持部材等により偶数個のマグネットが等間隔で配置されている。なお、マグネットが埋込み磁石型である場合は、ロータコア内に配置されている。さらにこれらマグネットの外周にはマグネット飛散防止用のカバーが設けられている。マグネット飛散防止用のカバーは例えば非磁性であるSUS材、アルミニウム、熱収縮チューブ等で形成されている。
シャフト52のリア側は、ベアリング70により支持されている。シャフト52のフロント側は、フランジ51の軸心を貫通し、当該フランジ51に固定されたベアリング71により支持されている。シャフト52のフロント側の先端は、上述のウォーム減速機構13のウォーム31と同軸上で連結されている。
シャフト52のベアリング71よりもフロント側には、回転位置検出センサ80が設けられている。回転位置検出センサ80は、シャフト52に圧入(例えば、軽圧入)された円筒状のレゾルバロータ81と、そのレゾルバロータ81の外周を囲むレゾルバステータ82を有している。レゾルバステータ82は、フランジ51に固定されたレゾルバホルダに、またはフランジ51に取り付けられている。レゾルバステータ82には、電動モータ12の外部に通じるセンサハーネス84が電気的に接続され、電動モータ12を駆動する制御装置(図示せず)に結合し、検出信号を制御結果としてフィードバックして、電動モータの制御の信頼性を高めている。
シャフト52の先端にはカップリング機構100を構成するカップリング101のシャフト圧入固定部101Bに、電動モータのシャフト52が圧入固定されている。レゾルバロータ81はカップリング101のロア側で、シャフト52を圧入している部分のカップリング外径部101Aに圧入固定されている。(図3参照)。また、シャフト52の段差部52Aとカップリング段差部101Cに挟まれて軸方向位置を規制している。
図3に示すようにステータ54のフロント側には、ステータ54のコイル62に電気的に接続された端子台90が設置されている。また、端子台90には、コイル62に給電するためのパワーハーネス(図示省略)が電気的に接続されている。パワーハーネスは、フランジ51に設けられたグロメット(図示省略)の穴部を貫通し、電動モータ12の外部に通じている。この端子台90に挿入またはインサートモールドされたバスバーと各相コイルは、ヒュージングやTIG溶接などで電気的に接続されている。
電動モータ12の固定対象であるウォーム減速機構13のハウジング32と、フランジ51は、周方向の例えば2か所の透孔51aにねじがねじ込まれることによって固定されている。
本実施形態のように、レゾルバロータ81はカップリング101のロア側で、シャフト52を圧入している部分の外径部に圧入固定されている。シャフト52の軸径よりもレゾルバロータ81が圧入されるカップリング101のカップリング外径部101Aの外径の方が大きい。したがって圧入部の径が大きくなることで圧入による摩擦半径が大きくなることから、保持トルクを同等に保つ場合、直接シャフト52に圧入するよりも圧入力を低くすることができる。その結果、レゾルバロータ81の圧入応力による歪を減少させることができる。また、レゾルバロータ81の圧入部の公差を厳しく管理する必要が不要になる。さらに、シャフト52とカップリング101の圧入長を長くすることができるので、カップリングの倒れを抑制しカップリングのトルク伝達の変動を防止することができる。
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるもので
はなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
はなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
[実施の形態の第2例]
図4は、図3に示す電動モータを示す実施の形態の第2例の断面図である。シャフト52の先端には、スプライン結合によるトルク伝達を行う雌スプラインボス102のシャフト圧入固定部102Bに、電動モータのシャフト52が圧入固定されている。レゾルバロータ81は雌スプラインボス102のロア側で、シャフト52を圧入している部分のスプラインボス外径部102Aに圧入固定されている。(図4参照)。
図4は、図3に示す電動モータを示す実施の形態の第2例の断面図である。シャフト52の先端には、スプライン結合によるトルク伝達を行う雌スプラインボス102のシャフト圧入固定部102Bに、電動モータのシャフト52が圧入固定されている。レゾルバロータ81は雌スプラインボス102のロア側で、シャフト52を圧入している部分のスプラインボス外径部102Aに圧入固定されている。(図4参照)。
本実施形態のように、レゾルバロータ81は雌スプラインボス102のロア側で、シャフト52を圧入している部分の外径部に圧入固定されている。シャフト52の軸径よりもレゾルバロータ81が圧入される雌スプラインボス102のスプラインボス外径部102Aの外径の方が大きい。したがって圧入部の径が大きくなることで圧入による摩擦半径が大きくなることから、保持トルクを同等に保つ場合、直接シャフト52に圧入するよりも圧入力を低くすることができる。その結果、レゾルバロータ81の圧入応力による歪を減少させることができる。また、レゾルバロータ81の圧入部の公差を厳しく管理する必要が不要になる。さらに、シャフト52と雌スプラインボス102の圧入長を長くすることができるので、スプラインの倒れを抑制しカップリングのトルク伝達の変動を防止することができる。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。
1…電動パワーステアリング装置、12…電動モータ(モータ)、13…ウォーム減速機
構(減速機構)、31…ウォーム、52…シャフト、80…回転位置検出センサ、81…レゾルバロータ、82…レゾルバステータ、101…カップリング、101A…カップリング外径部、102A…スプラインボス外径部
構(減速機構)、31…ウォーム、52…シャフト、80…回転位置検出センサ、81…レゾルバロータ、82…レゾルバステータ、101…カップリング、101A…カップリング外径部、102A…スプラインボス外径部
Claims (4)
- 回転力を出力するシャフトを有し、
回転位置検出センサを構成するレゾルバステータおよびレゾルバロータと、
回転力を伝達するカップリングを該シャフトの先端に設け、
一端を閉構造としたステータケースの開口部に該レゾルバステータを固定するフランジを有し、
該レゾルバロータを該カップリングの外径部に固定したことを特徴とする、電動モータ。 - 前記レゾルバロータは、前記カップリングの前記シャフトのシャフト固定部の外径部に固定されている、請求項1に記載のモータ。
- 前記レゾルバロータは、シャフトの段差部とカップリング段差部に挟まれて軸方向位置を規制する、請求項1または2に記載のモータ。
- ステアリングに対して減速機構を介して操舵アシスト力を付与する電動モータを有する
電動パワーステアリング装置であって、
前記電動モータとして、請求項1ないし3に記載のモータを有する、電動パワーステア
リング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012096194A JP2013225953A (ja) | 2012-04-20 | 2012-04-20 | 電動モータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012096194A JP2013225953A (ja) | 2012-04-20 | 2012-04-20 | 電動モータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013225953A true JP2013225953A (ja) | 2013-10-31 |
Family
ID=49595646
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012096194A Pending JP2013225953A (ja) | 2012-04-20 | 2012-04-20 | 電動モータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013225953A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10811947B2 (en) | 2015-02-23 | 2020-10-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Rotary electric machine |
-
2012
- 2012-04-20 JP JP2012096194A patent/JP2013225953A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US10811947B2 (en) | 2015-02-23 | 2020-10-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Rotary electric machine |
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