JP3672232B2

JP3672232B2 - Rotating electric machine

Info

Publication number: JP3672232B2
Application number: JP2000158171A
Authority: JP
Inventors: 京平山本; 秀二山下; 俊則田中
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-05-29
Filing date: 2000-05-29
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2020-05-29
Also published as: JP2001339904A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば車両のステアリングの操舵力をアシストする電動パワーステアリング装置に用いられるモータである回転電機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１７は従来の電動パワーステアリング装置用のモータ３０が用いられている様子を示す斜視図である。このモータ３０は、コラム２の端部に取り付けられたギヤボックス３に連結されている。
【０００３】
図１８は図１７のモータ３０の側断面図である。
このモータ３０は、円筒状のヨーク４と、このヨーク４内に対向して固定された４極の界磁永久磁石５と、ヨーク４の軸受収納部６に収納された第１の軸受７により一端が回転自在に支持された出力軸８と、この出力軸８に固定されたアマチュア９と、出力軸８の他端部に固定された整流子１０と、この整流子１０の表面にスプリング１１の弾性力により当接したブラシ１２と、このブラシ１２を保持したブラシホルダ１３と、ねじ１４によりヨーク４と一体化されたハウジング１５と、ハウジング１５の中心部に固定され出力軸８の他端を回転自在に支持した第２の軸受１６と、出力軸８の先端部に、圧入、固定され、また先端面が第２の軸受１６に当接したボス３１と、リード線１９が貫通したグロメット２０とを備えている。
アマチュア９は、軸線方向に延びた複数のスロットを有するコア２１と、スロットに導線が重巻方式で巻回されて構成された巻線２２とを備えている。
【０００４】
図１９は図１８のボス３１の側断面図であり、このボス３１は、一端部に出力軸８の先端部が圧入、圧着される圧入孔３４を有しているとともに、他端部に圧入孔３４よりも内径が大きく入力軸２３とスプライン係合される係合部であるスプライン穴３６を有している。
圧入孔３４の内周全面には軸線方向に延びた凹凸部３７が形成されている。
ボス３１は、主成分の鉄系金属にモリブデン、ニッケルが含有し焼入れ後の硬度が例えばＨＲＣ３０の高い硬度の焼結金属材料で構成され、金型内で、加圧、高温下で燒結、形成される。
【０００５】
上記構成のモータ３０では、リード線１９から整流子１０に当接するブラシ１２を介して電流を巻線２２に供給することにより、アマチュア９は電磁作用により、出力軸８とともに回転する。この出力軸８の先端部はボス３１の圧入孔３４に圧入され、またボス３１のスプライン穴３６に入力軸２３がスプライン結合されているので、出力軸８の回転トルクは入力軸２３に伝達され、ステアリング２４の操舵力のアシストに供される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成のモータ３０では、出力軸８の先端部をボス３１の圧入孔３４に圧入する際に、圧入孔３４の凹凸部３７のうち特に凸部で出力軸８の先端部が削られてしまい、その削りかすがハウジング１５を介してヨーク４内に入って磁石５とコア２１との間に詰まり、アマチュア９が回転できなくなるといった問題点があった。なお、組み立てラインにおいて、この削りかすが他のモータにも付着して同様のことを生じるといった問題点もあった。
【０００７】
この発明は、かかる問題点を解決することを課題とするものであって、軸の削りかすに起因したロックが防止される回転電機を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る回転電機では、筒状のヨークと、このヨーク内の中心軸線上に回転自在に設けられた軸と、この軸に固定されたアマチュアと、前記軸の端部が圧入された圧入孔を有するボスとを備え、前記圧入孔の内周面には軸線方向に延びた凹凸部が形成されているとともに、前記圧入孔の周縁部には、前記軸が前記圧入孔に圧入するときに生じる削りかすを収めるポケット部が形成されている。
【０００９】
この発明の請求項２に係る回転電機では、圧入孔とポケット部との間に圧入孔からポケット部に向かって径方向に拡大した傾斜面である面取り部が設けられている。
【００１１】
この発明の請求項３に係る回転電機では、軸は、端部に設けられ圧入孔よりも小径で軸が圧入孔に圧入される際の案内をするガイド部を有している。
【００１２】
この発明の請求項４に係る回転電機では、ボスの回転を介して軸の回転を検知する検知手段を備えている。
【００１３】
この発明の請求項５に係る回転電機では、検知手段は、ボスの外周に円周方向に間隔をおいて形成された複数の切欠き部と、前記ボスの周囲に設けられ前記切欠き部を検出する検出素子とを備えている。
【００１４】
この発明の請求項６に係る回転電機では、切欠き部の間隔は不均等である。
【００１５】
この発明の請求項７に係る回転電機では、切欠き部には、半径方向の深さが異なる切欠き部が含まれている。
【００１６】
この発明の請求項８に係る回転電機では、ボスは鉄系焼結材で構成され、検出素子は電磁ピックアップである。
【００１７】
この発明の請求項９に係る回転電機では、検出素子は切欠き部を通過した光を検出する光ピックアップである。
【００１８】
この発明の請求項１０に係る回転電機では、ボスの回転を検知する検知手段が備えられており、この検知手段は、ボスの外周に取り付けられた磁石と、この磁石の磁界を検出するホール素子である。
【００１９】
この発明の請求項１１に係る回転電機では、磁石の片側は、ホール素子が取り付けられた取付け板で覆われている。
【００２０】
この発明の請求項１２に係る回転電機では、回転電機はステアリングに回転力を伝達するステアリング装置用のモータである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の一例である電動パワーステアリング装置用のモータについて説明するが、従来と同一または相当部材は同一符号を付して説明する。
図１は回転電機であるモータ１の側断面図である。
このモータ１は、円筒状のヨーク４と、このヨーク４内に対向して固定された４極の界磁永久磁石５と、ヨーク４の軸受収納部６に収納された第１の軸受７により一端が回転自在に支持された出力軸８と、この出力軸８に固定されたアマチュア９と、出力軸８の他端部に固定された整流子１０と、この整流子１０の表面にスプリング１１の弾性力により当接したブラシ１２と、このブラシ１２を保持したブラシホルダ１３と、ねじ１４によりヨーク４と一体化されたハウジング１５と、ハウジング１５の中心部に固定され出力軸８の他端を回転自在に支持した第２の軸受１６と、出力軸８の先端部に、圧入、固定され、また先端面が第２の軸受１６に当接したボス４０と、リード線１９が貫通したグロメット２０とを備えている。
【００２２】
図２は図１のボス４０の側断面図、図３は図２のボス４０の箇所Ａの拡大図で、ボス４０は、一端部に出力軸８の先端部が圧入、圧着される圧入孔４１を有しているとともに、他端部に圧入孔４１よりも内径が大きく入力軸２３とスプライン係合されるスプライン穴３６を有している。図４は出力軸８のボス４０側の端部で、この端部は先端側のガイド部４３及び圧入部４４が形成されている。ガイド部４３の直径Ｄ１は圧入部４４の直径Ｄ２よりも小さい。これらの直径Ｄ１、Ｄ２と、圧入孔４１の内径寸法Ｄとの関係は、Ｄ＜Ｄ２、Ｄ＞Ｄ１の関係にある。ガイド部４３は出力軸８の先端部が圧入孔４１に圧入される際に円滑に圧入されるように案内するものであり、直径Ｄ１が内径寸法Ｄに出来るだけ近い寸法で、かつガイド部４３の軸線方向の寸法を長くすることで、ボス４０の中心軸線と出力軸８の中心軸線との交差が防止され、出力軸８の先端部はより円滑に圧入孔４１に圧入される。
【００２３】
圧入孔４１の内周全面には軸線方向に延びた凹凸部３７が形成されている。この圧入孔４１の出力軸８が入力される側にはポケット部４２が設けられている。このポケット部４２はボス４０の端面に向かって径寸法が拡大するように傾斜している。
ボス４０は、主成分の鉄系金属にモリブデン、ニッケルが含有し焼入れ後の硬度が例えばＨＲＣ３０の高い硬度の焼結金属材料で構成され、金型内で、加圧、高温下で燒結、形成される。
【００２４】
上記構成のモータ１では、リード線１９から整流子１０に当接するブラシ１２を介して電流を巻線２２に供給することにより、アマチュア９は電磁作用により、出力軸８とともに回転する。この出力軸８の先端部はボス４０の圧入孔４１に圧入され、またボス４０のスプライン穴３６に入力軸２３がスプライン結合されているので、出力軸８の回転トルクは入力軸２３に伝達され、ステアリング２４の操舵力のアシストに供される。
【００２５】
この実施の形態１のモータ１では、圧入孔４１の出力軸８が入力される側にはポケット部４２が形成されているので、出力軸８の先端部をボス４０の圧入孔４１に圧入する際に、圧入孔４１の凹凸部３７のうち特に凸部で出力軸８の端部が削られて削りかすが生じるものの、その削りかすはポケット部４２に収まり、その削りかすに起因してモータ１をロックさせてしまうといったことは防止される。
【００２６】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２のボス５０の側断面図、図６は図５のＢの箇所の拡大図で、この実施の形態２のボス５０では、圧入孔４１とポケット部５２との間には段差が無く、３０度の角度で面取り部５１が設けられている。この面取り部５１の外径寸法Ｄ４は、削りかすをポケット部５２に円滑に収めるためには、圧入孔４１の内径寸法Ｄ３よりも大きくするのが望ましい（Ｄ４≧Ｄ３）。なお、角度３０度は一例であり、この値に限定されるものではない。
この実施の形態２のボス５０では、面取り部５１を設けたことにより、実施の形態１のボス４０と比較して出力軸８の削りかすが出にくく、より円滑にポケット部５２に収めることができる。
【００２７】
実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３のモータ５５の断面図、図８は図７のボス５６の側断面図、図９は図８のボス５６の正面図である。
この実施の形態３では、ボス５６にフランジ５８が形成されている。フランジ５８の外周部には等分間隔で切欠き部５９が形成されている。このボス５６は、主成分の鉄系金属にモリブデン、ニッケルが含有した焼結金属材料で構成されている。ハウジング１５にはフランジ５８に対向して配置された電磁ピックアップ６０が固定されている。ここで、切欠き部５９と検出素子である電磁ピックアップ６０でボス５６の回転を検知する検知手段を構成している。
【００２８】
この実施の形態３では、切欠き部５９の有無でフランジ５８と電磁ピックアップ６０との間の磁気回路が変化し、その変化を検出することで、ボス５６、出力軸８の回転を検出することができる。
なお、図１０のボス５６はフランジ５８の複数の切欠き部５９の一部が接近して形成されている例である。この例では、検出素子として第１の電磁ピックアップと第２の電磁ピックアップとを周方向に間隔をおいて設け、検出信号周期が早くなる最初の検出信号を第１の電磁ピックアップが検出したか、第２の電磁ピックアップが検出したかで、出力軸８の回転方向を知ることができる。
電動パワーステアリング装置用のモータでは、このことからステアリング２４の回転方向が分かり、ステアリング２４の戻し制御等にとって極めて有用な信号となる。また、検出信号の個数をカウントすることで、ステアリング２４の角度を知ることもできる。
【００２９】
また、図１１のボス５６は切欠き部５９に浅い切欠き部６１が含まれている例である。図１０のボス５６の場合には、ステアリング２４の回転が急に速くなったりすると、本来的に検出信号周期が長い箇所でも検出信号周期が短い箇所と同じとなり、ステアリング２４の回転方向を正しく検出できない場合がある。それに対して、図１１のボス５６の例では、複数の切欠き部６１に浅い切欠き部６１を含ませ、一箇所検出信号の大きさを変えることで、ステアリング２４の回転が急に速くなった場合でも正しくステアリング２４の回転方向を検出することができる。
なお、深さの深い切欠き部をボスの中心軸線から半径方向の距離が短い箇所に設けられた検知素子である光センサで検出し、深さの浅い切欠き部を半径方向の距離が長い距離に設けられた光センサで検出するようにしてもよい。
【００３０】
実施の形態４．
図１２はこの発明の実施の形態４の電動パワーステアリング装置用のモータ６５の断面図、図１３は図１２のボス６６の側断面図、図１４は図１３のボス６６の正面図である。
この実施の形態では、円柱形状のボス６６の外周面に複数の切欠き部６７を形成した点が実施の形態３と異なり、この例でも実施の形態３と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
実施の形態５．
図１５はこの発明の実施の形態５の電動パワーステアリング装置用のモータ７０の断面図である。
この実施の形態５では、電磁ピックアップ６０の代わりに検出素子である光ピックアップ７１を用いている点が実施の形態３のモータ５５と異なる。この光ピックアップ７１では、切欠き部５９の有無により生じる光の断続を検出するものである。この例でも実施の形態３と同様の効果を得ることができる。
【００３２】
実施の形態６．
図１６はこの発明の実施の形態６の電動パワーステアリング装置用のモータ７５の断面図である。
この実施の形態６では、ハウジング１５にねじ７９でドーナツ形状の取付け板７７が取り付けられている。この取付け板７７には検出素子であるホール素子７６が取り付けられている。ボス５６のフランジ５８の外周面には間隔をおいて複数個の磁石７８が取り付けられている。ここでは、ホール素子７６と磁石７８とでボス５６の回転を検知する検知手段を構成している。なお、磁石はリング状の磁石として、これに複数極の着磁をしても良い。
この実施の形態６では、ホール素子７６が磁石７８からの磁界を検出することで出力軸８の回転を検出している。また、磁石７８に異物が付着されないように、磁石７８の片側は取付け板７７で覆われている。
この例でも実施の形態３と同様の効果を得ることができる。
なお、上記各実施の形態において、切欠き部の数を多くすればそれだけ検知精度が高くなり、また切欠き部の代わりにボスに凸部を形成してもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の請求項１に係る回転電機によれば、筒状のヨークと、このヨーク内の中心軸線上に回転自在に設けられた軸と、この軸に固定されたアマチュアと、前記軸の端部が圧入された圧入孔を有するボスとを備え、前記圧入孔の周縁部には、前記軸が前記圧入孔に圧入するときに生じる削りかすを収めるポケット部が形成されているので、削りかすがアマチュアとヨークとの間に詰まりアマチュアが回転出来なくなるといったことを防止することができる。
また、圧入孔の内周面に軸線方向に延びた凹凸部が形成されているので、ボスは軸と確実、強固に結合される。
【００３４】
また、この発明の請求項２に係る回転電機によれば、圧入孔とポケット部との間に圧入孔からポケット部に向かって径方向に拡大した傾斜面である面取り部が設けられているので、削りかすが出にくく、より確実にポケット部に導かれる。
【００３６】
また、この発明の請求項３に係る回転電機によれば、軸は、端部に設けられ圧入孔よりも小径で軸が圧入孔に圧入される際の案内をするガイド部を有しているので、軸は圧入孔に円滑に同軸に圧入される。
【００３７】
また、この発明の請求項４に係る回転電機によれば、ボスの回転を介して軸の回転を検知する検知手段を備えているので、軸の回転を簡単に検知することができる。
【００３８】
また、この発明の請求項５に係る回転電機によれば、検知手段は、ボスの外周に円周方向に間隔をおいて形成された複数の切欠き部と、前記ボスの周囲に設けられ前記切欠き部を検出する検出素子とを備えているので、軸の回転を簡単な構成で簡単に検知することができる。
【００３９】
また、この発明の請求項６に係る回転電機によれば、切欠き部の間隔は不均等であるので、軸の回転方向を簡単に検知することができる。
【００４０】
また、この発明の請求項７に係る回転電機によれば、切欠き部には、半径方向の深さが異なる切欠き部が含まれているので、例えばステアリングの回転が急に速くなった場合でも、ステアリングの回転方向を正確に検知することができる。
【００４１】
また、この発明の請求項８に係る回転電機によれば、ボスは鉄系焼結材で構成され、検出素子は電磁ピックアップであるので、軸の回転を簡単な構成で、かつ安価で検知することができる。
【００４２】
また、この発明の請求項９に係る回転電機によれば、検出素子は切欠き部を通過した光を検出する光ピックアップであるので、軸の回転を簡単な構成で、かつ安価で高精度に検知することができる。
【００４３】
また、この発明の請求項１０に係る回転電機によれば、ボスの回転を検知する検知手段が備えられており、この検知手段は、ボスの外周に取り付けられた磁石と、この磁石の磁界を検出するホール素子であるので、軸の回転を簡単な構成で、かつ安価で高精度に検知することができる。
【００４４】
また、この発明の請求項１１に係る回転電機によれば、磁石の片側は、ホール素子が取り付けられた取付け板で覆われているので、磁石に削りかすが付着することが防止され、軸の回転をより正確に検知することができる。
【００４５】
また、この発明の請求項１２に係る回転電機によれば、回転電機はステアリングに回転力を伝達するステアリング装置用のモータであるので、削りかすがアマチュアとヨークとの間に詰まりアマチュアが回転出来なくなるといったことを防止でき、モータの回転を検出し、ステアリング戻し制御等に利用できるなど、安全で安価、高機能のステアリング装置用のモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の電動パワーステアリング装置用のモータの側断面図である。
【図２】図１ボスの断面図である。
【図３】図２のＡの箇所の拡大図である。
【図４】図１の出力軸の端部の側面図である。
【図５】この発明の実施の形態２の電動パワーステアリング装置用のモータの側断面図である。
【図６】図５のＢの箇所の側面図である。
【図７】この発明の実施の形態３の電動パワーステアリング装置用のモータの側断面図である。
【図８】図７のボスの断面図である。
【図９】図７のボスの正面図である。
【図１０】ボスの他の例を示す正面図である。
【図１１】ボスのさらに他の例を示す正面図である。
【図１２】この発明の実施の形態４の電動パワーステアリング装置用のモータの側断面図である。
【図１３】図１２のボスの側断面図である。
【図１４】図１２のボスの正面図である。
【図１５】この発明の実施の形態５の電動パワーステアリング装置用のモータの側断面図である。
【図１６】この発明の実施の形態６の電動パワーステアリング装置用のモータの側断面図である。
【図１７】従来の電動パワーステアリング装置用のモータが用いられている様子を示す斜視図である。
【図１８】図１７の電動パワーステアリング装置用のモータの側断面図である。
【図１９】図１８のボスの側断面図である。
【符号の説明】
５５，６５，７０，７５モータ、４ヨーク、８出力軸、９アマチュア、３７凹凸部、４０、５０，５６ボス、４１圧入孔、４２,５２ポケット孔、４３ガイド部、５１面取り部、５９，６７切欠き部、７１光ピックアップ、７６ホール素子、７８磁石、７７取付け板。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotating electrical machine that is a motor used in, for example, an electric power steering device that assists the steering force of a vehicle steering.
[0002]
[Prior art]
FIG. 17 is a perspective view showing a state in which a motor 30 for a conventional electric power steering apparatus is used. The motor 30 is connected to a gear box 3 attached to the end of the column 2.
[0003]
18 is a side sectional view of the motor 30 of FIG.
The motor 30 includes a cylindrical yoke 4, a four-pole field permanent magnet 5 fixed in the yoke 4 so as to oppose the yoke 4, and a first bearing 7 housed in a bearing housing portion 6 of the yoke 4. An output shaft 8 having one end rotatably supported, an armature 9 fixed to the output shaft 8, a commutator 10 fixed to the other end of the output shaft 8, and a spring 11 on the surface of the commutator 10 The brush 12 abutted by the elastic force, the brush holder 13 holding the brush 12, the housing 15 integrated with the yoke 4 by the screw 14, and the other end of the output shaft 8 fixed to the center of the housing 15. A second bearing 16 that rotatably supports the boss 31 that is press-fitted and fixed to the distal end portion of the output shaft 8 and that has a distal end surface in contact with the second bearing 16, and a grommet through which the lead wire 19 penetrates. 20.
The amateur 9 includes a core 21 having a plurality of slots extending in the axial direction, and a winding 22 formed by winding a conductive wire around the slot by a double winding method.
[0004]
FIG. 19 is a side sectional view of the boss 31 shown in FIG. 18. The boss 31 has a press-fit hole 34 into which the tip end of the output shaft 8 is press-fitted and pressure-bonded at one end, and is press-fitted into the other end. It has a spline hole 36 having an inner diameter larger than that of the hole 34 and engaging with the input shaft 23 by spline engagement.
An uneven portion 37 extending in the axial direction is formed on the entire inner periphery of the press-fitting hole 34.
The boss 31 is made of a sintered metal material containing molybdenum and nickel as a main component iron-based metal and having a hardness after quenching of, for example, HRC30, and is sintered and formed in a mold under pressure and high temperature. Is done.
[0005]
In the motor 30 having the above configuration, the armature 9 rotates together with the output shaft 8 by electromagnetic action by supplying current from the lead wire 19 to the winding 22 via the brush 12 that contacts the commutator 10. The distal end portion of the output shaft 8 is press-fitted into the press-fitting hole 34 of the boss 31, and the input shaft 23 is splined to the spline hole 36 of the boss 31, so that the rotational torque of the output shaft 8 is transmitted to the input shaft 23. The steering 24 is used for assisting the steering force.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the motor 30 configured as described above, when the tip end of the output shaft 8 is press-fitted into the press-fitting hole 34 of the boss 31, the tip end of the output shaft 8 is scraped off by the convex portion of the concave-convex portion 37 of the press-fit hole 34. The shavings enter the yoke 4 through the housing 15 and become clogged between the magnet 5 and the core 21, and the armature 9 cannot rotate. In the assembly line, there was also a problem that the shavings adhered to other motors and caused the same thing.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a rotating electrical machine in which locking due to shaving of a shaft is prevented.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the rotating electrical machine according to claim 1 of the present invention, a cylindrical yoke, a shaft rotatably provided on the central axis in the yoke, an armature fixed to the shaft, and an end of the shaft are provided. And a boss having a press-fitted hole, and an uneven portion extending in the axial direction is formed on the inner peripheral surface of the press-fitted hole, and the shaft is inserted into the press-fitted hole at the peripheral part of the press-fitted hole. A pocket portion is formed to store the shavings generated when press-fitting into the.
[0009]
In the rotating electrical machine according to claim 2 of the present invention, a chamfered portion that is an inclined surface that is radially expanded from the press-fitting hole toward the pocket part is provided between the press-fitting hole and the pocket part.
[0011]
In the rotary electric machine according to claim 3 of the present invention, the shaft has a guide portion that is provided at the end portion and has a smaller diameter than the press-fitting hole and guides the shaft when it is press-fitted into the press-fitting hole.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, the rotating electrical machine includes a detecting unit that detects the rotation of the shaft through the rotation of the boss.
[0013]
In the rotary electric machine according to claim 5 of the present invention, the detecting means includes a plurality of notches formed on the outer periphery of the boss at intervals in the circumferential direction, and the notches provided around the boss. And a detection element for detection.
[0014]
In the rotary electric machine according to claim 6 of the present invention, the intervals between the notches are uneven.
[0015]
In the rotary electric machine according to claim 7 of the present invention, the notch includes notches having different depths in the radial direction.
[0016]
In the rotary electric machine according to claim 8 of the present invention, the boss is made of an iron-based sintered material, and the detection element is an electromagnetic pickup.
[0017]
In the rotary electric machine according to claim 9 of the present invention, the detection element is an optical pickup that detects light that has passed through the notch.
[0018]
In the rotating electrical machine according to claim 10 of the present invention, a detecting means for detecting the rotation of the boss is provided. The detecting means includes a magnet attached to the outer periphery of the boss and a Hall element for detecting the magnetic field of the magnet. It is.
[0019]
In the rotating electrical machine according to claim 11 of the present invention, one side of the magnet is covered with a mounting plate to which the Hall element is mounted.
[0020]
In the rotating electrical machine according to claim 12 of the present invention, the rotating electrical machine is a motor for a steering device that transmits a rotational force to the steering.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, a motor for an electric power steering apparatus, which is an example of the present invention, will be described.
FIG. 1 is a side sectional view of a motor 1 which is a rotating electrical machine.
The motor 1 includes a cylindrical yoke 4, a four-pole field permanent magnet 5 fixed in the yoke 4 so as to oppose the yoke 4, and a first bearing 7 housed in a bearing housing portion 6 of the yoke 4. An output shaft 8 having one end rotatably supported, an armature 9 fixed to the output shaft 8, a commutator 10 fixed to the other end of the output shaft 8, and a spring 11 on the surface of the commutator 10 The brush 12 abutted by the elastic force, the brush holder 13 holding the brush 12, the housing 15 integrated with the yoke 4 by the screw 14, and the other end of the output shaft 8 fixed to the center of the housing 15. A grommet through which a lead wire 19 penetrates, a second bearing 16 that rotatably supports the boss 40 that is press-fitted and fixed to the distal end portion of the output shaft 8, and whose distal end surface is in contact with the second bearing 16. 20.
[0022]
2 is a side sectional view of the boss 40 of FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of a portion A of the boss 40 of FIG. 2. The boss 40 is a press-fitting hole into which one end of the tip of the output shaft 8 is press-fitted and pressed. 41 and a spline hole 36 having a larger inner diameter than the press-fitting hole 41 and being spline-engaged with the input shaft 23 at the other end. FIG. 4 shows an end portion of the output shaft 8 on the boss 40 side, and a guide portion 43 and a press-fit portion 44 on the front end side are formed at this end portion. The diameter D1 of the guide portion 43 is smaller than the diameter D2 of the press-fit portion 44. The relationship between these diameters D1 and D2 and the inner diameter D of the press-fit hole 41 is D <D2, D> D1. The guide part 43 guides the tip end of the output shaft 8 so that it is smoothly press-fitted when it is press-fitted into the press-fitting hole 41, and the diameter D 1 is as close as possible to the inner diameter dimension D and the guide part 43. By making the dimension in the axial direction longer, the intersection of the central axis of the boss 40 and the central axis of the output shaft 8 is prevented, and the tip end portion of the output shaft 8 is press-fitted more smoothly into the press-fit hole 41.
[0023]
An uneven portion 37 extending in the axial direction is formed on the entire inner periphery of the press-fitting hole 41. A pocket portion 42 is provided on the side of the press-fitting hole 41 to which the output shaft 8 is input. The pocket portion 42 is inclined so that the diameter dimension increases toward the end face of the boss 40.
The boss 40 is composed of a sintered metal material containing molybdenum and nickel as a main component iron-based metal and having a hardness after quenching of, for example, HRC30, and is sintered and formed in a mold under pressure and high temperature. Is done.
[0024]
In the motor 1 configured as described above, the armature 9 rotates together with the output shaft 8 by electromagnetic action by supplying current from the lead wire 19 to the winding 22 via the brush 12 that contacts the commutator 10. The tip of the output shaft 8 is press-fitted into the press-fitting hole 41 of the boss 40, and the input shaft 23 is splined to the spline hole 36 of the boss 40, so that the rotational torque of the output shaft 8 is transmitted to the input shaft 23. The steering 24 is used for assisting the steering force.
[0025]
In the motor 1 according to the first embodiment, since the pocket portion 42 is formed on the side where the output shaft 8 of the press-fit hole 41 is input, the tip end portion of the output shaft 8 is press-fit into the press-fit hole 41 of the boss 40. At this time, although the end of the output shaft 8 is scraped off at the convex portion of the concave-convex portion 37 of the press-fitting hole 41, the shaving is contained in the pocket portion 42, and the motor 1 is caused by the shaving. Is prevented from being locked.
[0026]
Embodiment 2. FIG.
5 is a side sectional view of the boss 50 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is an enlarged view of a portion B in FIG. 5. In the boss 50 according to the second embodiment, the press-fitting hole 41, the pocket portion 52, and the like. There is no step between them, and the chamfered portion 51 is provided at an angle of 30 degrees. The outer diameter D4 of the chamfered portion 51 is preferably larger than the inner diameter D3 of the press-fitting hole 41 in order to smoothly store the shavings in the pocket 52 (D4 ≧ D3). Note that the angle of 30 degrees is an example, and is not limited to this value.
In the boss 50 according to the second embodiment, by providing the chamfered portion 51, the shaving of the output shaft 8 is less likely to occur compared to the boss 40 according to the first embodiment, and can be more smoothly accommodated in the pocket portion 52. .
[0027]
Embodiment 3 FIG.
7 is a sectional view of the motor 55 according to Embodiment 3 of the present invention, FIG. 8 is a side sectional view of the boss 56 of FIG. 7, and FIG. 9 is a front view of the boss 56 of FIG.
In the third embodiment, a flange 58 is formed on the boss 56. Notches 59 are formed at equal intervals on the outer periphery of the flange 58. The boss 56 is made of a sintered metal material in which molybdenum and nickel are contained in the main component iron-based metal. An electromagnetic pickup 60 disposed to face the flange 58 is fixed to the housing 15. Here, a detection means for detecting the rotation of the boss 56 is constituted by the notch 59 and the electromagnetic pickup 60 as a detection element.
[0028]
In the third embodiment, the magnetic circuit between the flange 58 and the electromagnetic pickup 60 changes depending on the presence or absence of the notch 59, and the rotation of the boss 56 and the output shaft 8 is detected by detecting the change. Can do.
Note that the boss 56 of FIG. 10 is an example in which a part of the plurality of cutout portions 59 of the flange 58 are formed close to each other. In this example, the first electromagnetic pickup and the second electromagnetic pickup are provided as detection elements at intervals in the circumferential direction, and the first electromagnetic pickup detects the first detection signal whose detection signal cycle is faster, The direction of rotation of the output shaft 8 can be known based on whether the second electromagnetic pickup has detected.
In the motor for the electric power steering apparatus, the rotation direction of the steering wheel 24 can be known from this, and it becomes a very useful signal for returning control of the steering wheel 24 and the like. Further, the angle of the steering wheel 24 can be known by counting the number of detection signals.
[0029]
Moreover, the boss | hub 56 of FIG. 11 is an example in which the notch part 59 contains the shallow notch part 61. FIG. In the case of the boss 56 of FIG. 10, when the rotation of the steering wheel 24 suddenly increases, even if the detection signal cycle is essentially long, the detection signal cycle is the same as the short detection signal cycle, and the rotation direction of the steering wheel 24 is correctly detected. There are cases where it is not possible. On the other hand, in the example of the boss 56 in FIG. 11, the rotation of the steering 24 is rapidly increased by including the shallow notches 61 in the plurality of notches 61 and changing the magnitude of the one-point detection signal. Even in such a case, the rotational direction of the steering wheel 24 can be detected correctly.
In addition, a notch with a deep depth is detected by an optical sensor, which is a sensing element provided at a location where the radial distance from the central axis of the boss is short, and a notch with a shallow depth is long in the radial direction. You may make it detect with the optical sensor provided in distance.
[0030]
Embodiment 4 FIG.
12 is a sectional view of a motor 65 for an electric power steering apparatus according to Embodiment 4 of the present invention, FIG. 13 is a side sectional view of the boss 66 of FIG. 12, and FIG. 14 is a front view of the boss 66 of FIG.
This embodiment differs from the third embodiment in that a plurality of notches 67 are formed on the outer peripheral surface of a cylindrical boss 66, and in this example, the same effect as that of the third embodiment can be obtained.
[0031]
Embodiment 5 FIG.
FIG. 15 is a sectional view of a motor 70 for an electric power steering apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.
The fifth embodiment is different from the motor 55 of the third embodiment in that an optical pickup 71 as a detection element is used instead of the electromagnetic pickup 60. In this optical pickup 71, the intermittent light generated by the presence or absence of the notch 59 is detected. In this example, the same effect as in the third embodiment can be obtained.
[0032]
Embodiment 6 FIG.
FIG. 16 is a sectional view of a motor 75 for an electric power steering apparatus according to Embodiment 6 of the present invention.
In the sixth embodiment, a donut-shaped attachment plate 77 is attached to the housing 15 with screws 79. A Hall element 76 as a detection element is attached to the attachment plate 77. A plurality of magnets 78 are attached to the outer peripheral surface of the flange 58 of the boss 56 at intervals. Here, the Hall element 76 and the magnet 78 constitute detection means for detecting the rotation of the boss 56. The magnet may be a ring-shaped magnet and may be magnetized with a plurality of poles.
In the sixth embodiment, the Hall element 76 detects the magnetic field from the magnet 78 to detect the rotation of the output shaft 8. Further, one side of the magnet 78 is covered with a mounting plate 77 so that no foreign matter is attached to the magnet 78.
In this example, the same effect as in the third embodiment can be obtained.
In each of the above embodiments, if the number of notches is increased, the detection accuracy can be increased accordingly, and a convex portion may be formed on the boss instead of the notches.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the rotating electric machine according to the first aspect of the present invention, the cylindrical yoke, the shaft rotatably provided on the central axis in the yoke, and the armature fixed to the shaft And a boss having a press-fitting hole into which the end of the shaft is press-fitted, and a pocket portion is formed on the peripheral portion of the press-fitting hole to accommodate a shaving generated when the shaft is press-fitted into the press-fitting hole. Therefore, it is possible to prevent the shavings from clogging between the amateur and the yoke and preventing the amateur from rotating.
Moreover, since the concavo-convex portion extending in the axial direction is formed on the inner peripheral surface of the press-fitting hole, the boss is securely and firmly coupled to the shaft.
[0034]
According to the rotary electric machine according to claim 2 of the present invention, the chamfered portion that is an inclined surface that is radially expanded from the press-fitting hole toward the pocket part is provided between the press-fitting hole and the pocket part. The shavings are hard to come out and are more reliably guided to the pocket.
[0036]
According to the third aspect of the present invention, the shaft has a guide portion that is provided at the end and has a smaller diameter than the press-fitting hole and guides the shaft when the shaft is press-fitted into the press-fitting hole. Therefore, the shaft is smoothly and coaxially inserted into the press-fitting hole.
[0037]
According to the rotating electric machine of the fourth aspect of the present invention, since the detecting means for detecting the rotation of the shaft through the rotation of the boss is provided, the rotation of the shaft can be easily detected.
[0038]
According to the rotary electric machine according to claim 5 of the present invention, the detection means includes a plurality of notches formed on the outer periphery of the boss at intervals in the circumferential direction, and provided around the boss. Since the detection element for detecting the notch is provided, the rotation of the shaft can be easily detected with a simple configuration.
[0039]
According to the rotary electric machine according to claim 6 of the present invention, the interval between the notches is not uniform, so that the rotational direction of the shaft can be easily detected.
[0040]
According to the rotary electric machine according to claim 7 of the present invention, since the notch includes notches having different depths in the radial direction, for example, when the rotation of the steering suddenly increases However, it is possible to accurately detect the rotation direction of the steering.
[0041]
According to the rotary electric machine according to claim 8 of the present invention, since the boss is made of an iron-based sintered material and the detection element is an electromagnetic pickup, the rotation of the shaft is detected with a simple structure and at a low cost. be able to.
[0042]
According to the rotary electric machine according to claim 9 of the present invention, since the detection element is an optical pickup that detects light that has passed through the notch, the rotation of the shaft is simple, inexpensive, and highly accurate. Can be detected.
[0043]
Further, according to the rotary electric machine according to claim 10 of the present invention, is provided with detection means for detecting the rotation of the boss, the sensing means includes a magnet mounted on the outer periphery of the boss, the magnetic field of the magnet Since it is a Hall element to be detected, the rotation of the shaft can be detected with a simple configuration, at low cost and with high accuracy.
[0044]
Further, according to the rotary electric machine according to claim 11 of the present invention, one side of the magnet are covered by mounting plate Hall element is attached, is prevented from shavings to a magnet is attached, the rotation of the shaft Can be detected more accurately.
[0045]
According to the rotating electrical machine of the twelfth aspect of the present invention, since the rotating electrical machine is a motor for a steering device that transmits rotational force to the steering wheel, the scrap is clogged between the armature and the yoke and the amateur cannot rotate. Thus, it is possible to provide a motor for a steering device that is safe, inexpensive, and highly functional, such as being capable of detecting rotation of the motor and being used for steering return control.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view of a motor for an electric power steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the boss in FIG. 1;
FIG. 3 is an enlarged view of a portion A in FIG. 2;
4 is a side view of an end portion of the output shaft of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a side sectional view of a motor for an electric power steering apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
6 is a side view of a portion B in FIG. 5. FIG.
FIG. 7 is a side sectional view of a motor for an electric power steering apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
8 is a cross-sectional view of the boss of FIG.
FIG. 9 is a front view of the boss of FIG.
FIG. 10 is a front view showing another example of a boss.
FIG. 11 is a front view showing still another example of the boss.
FIG. 12 is a side sectional view of a motor for an electric power steering apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
13 is a side sectional view of the boss of FIG. 12. FIG.
14 is a front view of the boss of FIG. 12. FIG.
FIG. 15 is a side sectional view of a motor for an electric power steering apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.
FIG. 16 is a side sectional view of a motor for an electric power steering apparatus according to Embodiment 6 of the present invention.
FIG. 17 is a perspective view showing a state in which a motor for a conventional electric power steering apparatus is used.
18 is a side sectional view of a motor for the electric power steering apparatus of FIG.
FIG. 19 is a side sectional view of the boss of FIG.
[Explanation of symbols]
55, 65, 70, 75 Motor, 4 yoke, 8 output shaft, 9 amateur, 37 uneven part, 40, 50, 56 boss, 41 press-fitting hole, 42,52 pocket hole, 43 guide part, 51 chamfered part, 59, 67 Notch, 71 Optical pickup, 76 Hall element, 78 Magnet, 77 Mounting plate.

Claims

筒状のヨークと、このヨーク内の中心軸線上に回転自在に設けられた軸と、この軸に固定されたアマチュアと、前記軸の端部が圧入された圧入孔を有するボスとを備え、前記圧入孔の内周面には軸線方向に延びた凹凸部が形成されているとともに、前記圧入孔の周縁部には、前記軸が前記圧入孔に圧入するときに生じる削りかすを収めるポケット部が形成されている回転電機。A cylindrical yoke, a shaft rotatably provided on a central axis in the yoke, an armature fixed to the shaft, and a boss having a press-fitting hole into which an end of the shaft is press-fitted, A concave and convex portion extending in the axial direction is formed on the inner peripheral surface of the press-fitting hole, and a pocket portion for storing a shaving generated when the shaft is press-fitted into the press-fitting hole is formed on the peripheral portion of the press-fitting hole. A rotating electrical machine in which is formed.

圧入孔とポケット部との間には圧入孔からポケット部に向かって径方向に拡大した傾斜面である面取り部が設けられている請求項１に記載の回転電機 The rotating electrical machine according to claim 1, wherein a chamfered portion that is an inclined surface that is radially expanded from the press-fitting hole toward the pocket portion is provided between the press-fitting hole and the pocket portion.

軸は、端部に設けられ圧入孔よりも小径で軸が圧入孔に圧入される際の案内をするガイド部を有している請求項１または請求項２に記載の回転電機。The rotating electrical machine according to claim 1 or 2, wherein the shaft has a guide portion that is provided at an end portion and has a smaller diameter than the press-fitting hole and guides the shaft when the shaft is press-fitted into the press-fitting hole.

ボスの回転を介して軸の回転を検知する検知手段を備えている請求項１ないし請求項３の何れかに記載の回転電機。The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 3 , further comprising detection means for detecting rotation of the shaft through rotation of the boss.

検知手段は、ボスの外周に円周方向に間隔をおいて形成された複数の切欠き部と、前記ボスの周囲に設けられ前記切欠き部を検出する検出素子とを備えている請求項４に記載の回転電機。Sensing means according to claim 4 which comprises a plurality of notches formed at intervals in the circumferential direction on the outer periphery of the boss, and a detecting element for detecting the notch provided around the boss The rotating electrical machine described in 1.

切欠き部の間隔は不均等である請求項５に記載の回転電機。The rotating electrical machine according to claim 5 , wherein the intervals between the notches are uneven.

切欠き部には、半径方向の深さが異なる切欠き部が含まれている請求項５または請求項６に記載の回転電機。The rotating electrical machine according to claim 5 or 6 , wherein the notch includes notches having different depths in the radial direction.

ボスは鉄系焼結材で構成され、検出素子は電磁ピックアップである請求項５ないし請求項７の何れかに記載の回転電機。The rotating electrical machine according to any one of claims 5 to 7 , wherein the boss is made of an iron-based sintered material, and the detection element is an electromagnetic pickup.

検出素子は切欠き部を通過した光を検出する光ピックアップである請求項５ないし請求項７の何れかに記載の回転電機。The rotating electrical machine according to any one of claims 5 to 7 sensing element is an optical pickup for detecting light which has passed through the notch.

検知手段は、ボスの外周に取り付けられた磁石と、この磁石の磁界を検出するホール素子である請求項４に記載の回転電機。The rotating electrical machine according to claim 4 , wherein the detecting means is a magnet attached to the outer periphery of the boss and a Hall element that detects a magnetic field of the magnet.

磁石の片側は、ホール素子が取り付けられた取付け板で覆われている請求項１０に記載の回転電機。The rotating electrical machine according to claim 10 , wherein one side of the magnet is covered with a mounting plate to which a Hall element is mounted.

回転電機はステアリングに回転力を伝達するステアリング装置用のモータである請求項１ないし請求項１１の何れかに記載の回転電機。The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 11 , wherein the rotating electrical machine is a motor for a steering device that transmits a rotational force to a steering wheel.