特許 6173407 電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータ製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6173407

(24)【登録日】2017年7月14日

(45)【発行日】2017年8月2日

(54)【発明の名称】電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータ製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/02 20060101AFI20170724BHJP

   H02K 1/18 20060101ALI20170724BHJP

【ＦＩ】

   H02K15/02 D

   H02K1/18 C

【請求項の数】3

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-224438(P2015-224438)

(22)【出願日】2015年11月17日

(62)【分割の表示】特願2010-141638(P2010-141638)の分割

【原出願日】2010年6月22日

(65)【公開番号】特開2016-26469(P2016-26469A)

(43)【公開日】2016年2月12日

【審査請求日】2015年12月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000144027

【氏名又は名称】株式会社ミツバ

(74)【代理人】

【識別番号】100102853

【弁理士】

【氏名又は名称】鷹野 寧

(72)【発明者】

【氏名】大久保 雅通

【審査官】 安池 一貴

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０５１１５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／１２０９７５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−１０９７８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １／００−１／１６

Ｈ０２Ｋ １／１８−１／２６

Ｈ０２Ｋ １／２８−１／３４

Ｈ０２Ｋ １５／００−１５／０２

Ｈ０２Ｋ １５／０４−１５／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジングと、
前記ハウジング内に固定され、複数個の分割コアユニットが周方向に沿って環状に配置されたステータと、
前記ステータの内側に配置され、前記ハウジングに回転自在に支持されたシャフトと、該シャフトに固定され軸方向に沿って複数列配置された円筒形状のロータコアと、前記各ロータコアの外周面にマグネットホルダを介して取り付けられた複数個のマグネットを備えたロータと、を有し、
前記マグネットが軸方向に沿って複数列配置され、隣接列の前記マグネットの磁極が周方向に所定角度ずつずれた位置に配置されるステップスキュー構造を有する電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータの製造方法であって、
環状のプレート部材を複数枚積層して形成したステータコアを周方向に沿って分割して前記分割コアユニットを形成する分割工程と、
前記分割コアユニットに対し個別に巻線を巻装する巻装工程と、
同一の前記ステータコアから分割形成された前記分割コアユニット同士を、前記電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータのコギングトルクの左右回転差を抑え、前記分割コアユニット間の隙間が小さくなるように、分割時と同じ組み合わせで再接合させて前記ステータを形成する再組み付け工程と、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ブラシレスモータ製造方法。

【請求項2】

請求項１記載の電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータ製造方法において、
前記分割コアユニットは、複数枚のコアピースを積層して形成され、
前記コアピースは、前記プレート部材を形成する鋼板部材を一方の面側から半抜きした後、他方の面側から押圧することにより前記鋼板部材から切断形成される接合部を有し、
前記プレート部材は、前記接合部により、前記コアピースを周方向に沿って複数個接合させてなることを特徴とする電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータ製造方法。

【請求項3】

請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータ製造方法において、
前記分割工程の前に、前記プレート部材から打ち抜いた内径部より、前記ロータコアに使用されるロータ用プレートを形成するロータ用プレート成形工程をさらに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ブラシレスモータ製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロータマグネットを段積みしたいわゆるステップスキュー構造のブラシレスモータの製造方法に関し、特に、当該ステップスキュー構造のモータに、周方向に沿って分割されたステータを有する分割コア構造を適用した電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、ブラシレスモータでは、コギングやトルクリップルを低減させる手段として、ロータ磁極等を軸方向に傾斜させるスキュー構造が広く知られている。このようなスキュー構造のブラシレスモータでは、磁極用のマグネットとして、一般にリングマグネットが使用されており、マグネット自体にスキュー着磁を行うことによりコギング等の低減を図っている。ところが、電動パワーステアリング装置（以下、ＥＰＳと略記する）用モータのロータマグネットなどに使用されるセグメントマグネット（直角磁場タイプ）は、リングマグネットとは異なり、製法上スキュー着磁を行うことができない。このため、セグメントマグネットを使用したモータでは、スキュー構造を実現すべく、マグネットの段積みによるいわゆるステップスキューが行われている。

【0003】

このステップスキュー構造のモータでは、各段のコギング波形を相殺させてコギング低減を図ることから、マグネットを軸方向に偶数段（通常２段）配列する場合が多い。特許文献２には、ロータマグネットが２段積みされた回転電機が示されており、各段のマグネットは、周方向に所定角度ずつずらして配置される。これにより、ロータの磁極が軸方向に沿って段階的にずれた形となり、２段積構造のステップスキューが形成される。なお、マグネットを奇数段配する構成も可能であり、その場合には、偶数段と奇数段で発生するコギングを合成し、相殺することによりコギングの低減を図っている。

【0004】

一方、ブラシレスモータでは、ステータ側のコアとして、環状に打ち抜かれた電磁鋼板を多数積層したいわゆる積層コアを使用したものが知られている。また、積層コアを使用したインナーロータ型のブラシレスモータでは、内周方向に突設されたティースに巻線を巻装するため、特許文献１のような分割コア構造が採用されている。分割コア構造では、ステータコアを周方向に沿って放射状に分割した形の分割コアユニットが使用される。分割コアユニットは、電磁鋼板製のコアピースを多数積層して形成され、各ユニットには、インシュレータが装着される。各分割コアユニットには、個々に巻線が巻回されてステータセグメントが形成される。複数個のステータセグメントを環状に組み立てることにより、ステータが形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開2003-304655号公報

【特許文献2】特開2003-32930号公報

【特許文献3】特開2009-213286号公報

【特許文献4】特開2009-213284号公報

【特許文献5】国際公開WO2006/120975号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、ステップスキュー構造のモータに前述の分割コア構造を採用すると、各ユニットごとの寸法のバラツキにより、ステータ内の磁束にバラツキが生じ、磁気バランスが不均衡（アンバランス）となり、モータ特性が悪化するという問題があった。この場合、分割コアユニットは、それぞれ別個に製造されるため、板厚や組付け時の誤差等により、各ユニットごとに寸法のバラツキが生じるのは避けられない。例えば、ユニットの積み厚（軸方向寸法）が異なる場合、ユニット間の接合部に上下の段差が生じたり、ユニット間に隙間が生じたりする。積み厚のバラツキは、鋼板自身の板厚公差に加えて、プレス加工時のバリやダレなどによっても生じ、それが積層されて集積されるため、ユニット間のバラツキが大きくなり易い。また、分割コアユニットを周方向に複数個組み付けると、バラツキが集積して隙間が拡大したり、逆に隙間がなくなったりするなど、ユニット間に生じる隙間自体にもバラツキが生じる。

【0007】

このように、分割コア構造のモータでは、ユニット間に段差や隙間が生じ、隙間にもバラツキが生じると、ユニット結合部における磁気抵抗がバラつき、磁気回路が不均一となり、回転方向によりモータ特性に差異が生じる。すなわち、個々の分割コアユニットの精度がモータ性能に大きな影響を及ぼす。特に、ステップスキュー構造のモータでは、各ユニットのバラツキによって、各段のコギングを想定通りに相殺できず、コギング自体が大きくなるのみならず、左右のコギングの差が大きくなり、その差も顕著となる。そのようなモータをＥＰＳに使用した場合、コギングが大きくなると、それがハンドルを介して運転者に伝わり、操舵フィーリングが損なわれるという問題が生じる。その際、モータの回転方向、つまりハンドルの操作方向によってコギングの大きさに差が生じると、操舵フィーリングがさらに損なわれるおそれがあり、その改善が求められていた。

【0008】

本発明の目的は、分割コアユニットの寸法精度向上を図ることにより、ステップスキュー構造のブラシレスモータにおけるコギングを低減させると共に、コギングの回転方向差を低減させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明のブラシレスモータ製造方法は、ハウジングと、前記ハウジング内に固定され、複数個の分割コアユニットが周方向に沿って環状に配置されたステータと、前記ステータの内側に配置され、前記ハウジングに回転自在に支持されたシャフトと、該シャフトに固定され軸方向に沿って複数列配置された円筒形状のロータコアと、前記各ロータコアの外周面にマグネットホルダを介して取り付けられた複数個のマグネットを備えたロータと、を有し、前記マグネットが軸方向に沿って複数列配置され、隣接列の前記マグネットの磁極が周方向に所定角度ずつずれた位置に配置されるステップスキュー構造を有する電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータの製造方法であって、環状のプレート部材を複数枚積層して形成したステータコアを周方向に沿って分割して前記分割コアユニットを形成する分割工程と、前記分割コアユニットに対し個別に巻線を巻装する巻装工程と、同一の前記ステータコアから分割形成された前記分割コアユニット同士を、前記電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータのコギングトルクの左右回転差を抑え、前記分割コアユニット間の隙間が小さくなるように、分割時と同じ組み合わせで再接合させて前記ステータを形成する再組み付け工程と、を有することを特徴とする。

【0010】

本発明にあっては、ステップスキュー構造を有すると共に、複数個の分割コアユニットを周方向に沿って環状に配置したステータを有するブラシレスモータの製造方法にて、環状のプレート部材を複数枚積層して形成したステータコアを周方向に沿って分割して分割コアユニットを形成し、同一のステータコアから分割形成され個別に巻線が巻装された分割コアユニット同士を分割時と同じ組み合わせで再接合させてステータを形成することにより、各分割コアユニットに寸法のバラツキが生じることがなく、分割コアユニット間に段差や不均等な隙間が生じにくくなる。このため、ステータ内の磁束のバラツキが抑えられ、磁気的アンバランスによるブラシレスモータの特性悪化を抑制できる。すなわち、磁気バランスの乱れによるコギングトルクの増大や、コギングトルクの左右回転差も抑えることが可能となり、当該ブラシレスモータを使用したＥＰＳでは、コギングトルクの減少や左右回転差の低減により、操舵フィーリングの向上が図られる。

【0011】

前記ブラシレスモータ製造方法において、前記分割コアユニットを、複数枚のコアピースを積層して形成すると共に、前記コアピースに、前記プレート部材を形成する鋼板部材を一方の面側から半抜きした後、他方の面側から押圧することにより前記鋼板部材から切断形成される接合部を設け、前記プレート部材を、前記接合部により、前記コアピースを周方向に沿って複数個接合させても良い。

【0012】

また、前記分割工程の前に、前記プレート部材から打ち抜いた内径部より、前記ロータコアに使用されるロータ用プレートを形成するロータ用プレート成形工程をさらに設けても良い。

【発明の効果】

【0013】

本発明のブラシレスモータ製造方法によれば、ステップスキュー構造を有する分割コア構造のブラシレスモータにて、環状のプレート部材を複数枚積層して形成したステータコアを周方向に沿って分割して分割コアユニットを形成し、同一のステータコアから分割形成され個別に巻線が巻装された分割コアユニット同士を分割時と同じ組み合わせで再接合させてステータを形成するようにしたので、各分割コアユニットに寸法のバラツキが生じることがなく、分割コアユニット間に生じる段差や不均等な隙間を抑えることが可能となる。従って、ステータ内の磁束のバラツキを抑えることができ、磁気的アンバランスによるブラシレスモータの特性悪化を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施例であるブラシレスモータ製造方法によって製造される電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータの断面図である。

【図2】図１のブラシレスモータのステータの構成を示す斜視図である。

【図3】図２のステータの分解斜視図である。

【図4】ステータの製造工程の概要を示す説明図である。

【図5】ピースプレートの構成を示す斜視図である。

【図6】ピースプレートの製造工程を示す説明図である。

【図7】接合部の構成を示す部分拡大平面図である。

【図8】（ａ）は、図６（ｅ）のハーフブランク加工工程を示す説明図、（ｂ）は、図６（ｆ）のフラット加工工程を示す説明図である。 ステ一夕コアの構成を示す斜視図である。

【図9】スタータコアの構成を示す斜視図である。

【図10】インシュレータを装着した状態のステ一夕コアの構成を示す斜視図である。

【図11】図１０のステ一夕コアを周方向に分割した状態を示す斜視図である。

【図12】本発明のブラシレスモータにおけるコギングの状況を示す説明図である。

【図13】従来のバラ積みのステータコアを用いたブラシレスモータにおけるコギングの状況を示す説明図である。

【図14】分割コアユニット間の隙間とコギングの関係を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例であるブラシレスモータ製造方法によって製造されるＥＰＳ用モータの断面図である。ＥＰＳ用モータ１（以下、モータ１と略記する）は、例えば、コラムアシスト式ＥＰＳの動力源として使用され、自動車のステアリングシャフトに対し動作補助力を付与する。モータ１は、いわゆるブラシレスモータであり、図１に示すように、外側にステータ（固定子）２、内側にロータ（回転子）３を配したインナーロータ型の構成となっている。ステータ２には分割コア構造が採用されており、ロータ３はステップスキュー構造（例えば、７°×３段）となっている。モータ１は、ステアリングシャフトに設けられた図示しない減速機構部に取り付けられ、モータ１の回転は、この減速機構部によってステアリングシャフトに減速されて伝達される。

【0016】

ステータ２は、ハウジング４内に固定されており、ステータコア５にステータコイル６（以下、コイル６と略記する）を巻装した構成となっている。ハウジング４は、鉄等にて有底円筒状に形成されており、モータヨークを兼ねている。ハウジング４の開口部には、固定ネジ１０によって合成樹脂製のブラケット８が取り付けられる。ステータコア５には合成樹脂製のインシュレータ１１が取り付けられており、インシュレータ１１の外側には巻線４６が巻装されコイル６が形成されている。ステータコア５の一端側には、コイル６の端部６ａが引き出されている。

【0017】

ステータコア５の一端側には、合成樹脂製のバスバーユニット７が取り付けられる。バスバーユニット７の本体部内には、銅製のバスバー９がインサート成形されている。バスバー９には複数個の給電用端子１２が径方向に突設されており、バスバーユニット７の周囲にはこの給電用端子１２が放射状に突出している。一方、バスバー９の端部は、バスバーユニット７の端面から軸方向に延出され、バスバー端子３３を形成している。バスバーユニット７の取り付けに際し、コイル端部６ａは給電用端子１２と溶接される。バスバーユニット７では、バスバー９は、モータ１の相数に対応した個数（ここでは、Ｕ相,Ｖ相,Ｗ相分の３個）設けられており、各コイル６は、その相に対応した給電用端子１２と電気的に接続される。ステータコア５は、バスバーユニット７を取り付けた後、ハウジング４内に圧入固定される。

【0018】

図２は本発明の一実施例であるステータ２の構成を示す斜視図、図３は図２のステータ２の分解斜視図である。図２,３に示すように、ステータ２は、周方向に等間隔に分割された９つのステータセグメント４１から構成されている。ステータセグメント４１は、電磁鋼板からなるコアピース４２を積層した分割コアユニット４３にインシュレータ１１を取り付け、巻線４６を巻回した構成となっている。各コアピース４２には、ハウジング４の内周に沿って配設される外周側部４２ａと、巻線４６が巻回されるティース４２ｂが設けられている。ステータセグメント４１を組み付けると、隣接するティース４２ｂ間には、スロット４４が形成される。

【0019】

外周側部４２ａの周方向両端部は、隣接するステータセグメント４１の分割コアユニット４３に接合される接合部４５（４５ａ,４５ｂ）となっている。分割コアユニット４３の上下端部には、合成樹脂製のインシュレータ１１が取り付けられる。インシュレータ１１の外側には巻線４６が巻装され、ティース４２ｂの周囲にコイル６が形成される。コイル６は、ステータセグメント４１を環状に組み付けるとスロット４４内に収容される。

【0020】

このようなステータ２は、次のようにして形成される。図４は、ステータ２の製造工程の概要を示す説明図である。本発明のステータ２は、コアピース４２単品を個別に打ち抜くのではなく、接合時と同様の形となるようにコアピース４２を打ち抜き、それを分割して使用する。そこで、図４の工程Ａではまず、図５に示すような円環状のピースプレート（プレート部材）５１を打ち抜き形成する。ピースプレート５１は、コアピース４２を周方向に複数個に並べた形態となっており、接合部４５同士が凹凸嵌合して円環状に保持された状態となっている。図６は、ピースプレート５１の製造工程を示す説明図であり、図６に示すように、ピースプレート５１は順送プレスにて電磁鋼板（鋼板部材）５２から成形される。

【0021】

ピースプレート５１の製造工程では、まずボス５３が形成される（図６（ａ））。ボス５３はティース４２ｂ上に配置され、ピースプレート５１を積層する際に、ピースプレート５１同士を固定するために使用される。ボス５３により、ピースプレート５１の上面に凸部、下面に凹部が形成される。隣接するピースプレート５１同士の凹部に凸部を圧入固定することで、積層されたピースプレート５１がバラバラにならないようになっている。

【0022】

ボス加工後、スロット４４を形成するスロット形成部５４と（図６（ｂ））、ピースプレート５１の内径部５５（図６（ｃ））が打ち抜かれる。スロット形成部５４と内径部５５を打ち抜いた後、スロット形成部５４の外側に角孔５６を形成する（図６（ｄ））。この角孔５６は、図６（ｅ）以下のハーフブランク加工やフラット加工の際に利用される。なお、材料を有効活用すべく、内径部５５の部分をロータコア１５ａ〜１５ｃに使用しても良く、その場合には、（ｂ）（ｃ）間にロータ用プレートの成形過程を追加する。また、図６（ｂ）〜（ｄ）の工程は、何れを先に行っても良い。

【0023】

角孔５６を形成した後、接合部４５を形成する。図７は、接合部４５の構成を示す部分拡大平面図である。接合部４５は、図６（ｅ）（ｆ）の２工程にて形成される。図８（ａ）は図６（ｅ）のハーフブランク加工工程を示す説明図、図８（ｂ）は図６（ｆ）のフラット加工工程を示す説明図である。図８（ａ）に示すように、図６（ｅ）のハーフブランク加工工程では、接合部４５の接合線５７に沿って、一方側の接合部４５ａを半抜きする形で押圧する。この際、接合線５７の外端に角孔５６が形成されているため、接合線５７に沿って接合部４５ａを容易かつ正確に半抜き加工することができ、接合部４５の精度が向上する。ハーフブランク加工により、他方側の接合部４５ｂの接合面５８には、ポンチ５９の食い込みに伴ってダレ面とせん断面が形成され、せん断面の下方には微小な亀裂が生じる。

【0024】

ハーフブランク加工の後、図６（ｆ）のフラット加工を行う。フラット加工では、図８（ｂ）に示すように、ピースプレート５１の上下面をフラットポンチ６１とフラットダイス６２の間で押圧する。ハーフブランク加工により半抜き状態となっていた接合部４５ａは、ポンチ６１とダイス６２によって、再び上方に押し戻される。この際、接合面５８に生じていた微小な亀裂は進展して破断面を形成し、接合線５７に沿って接合部４５ａ,４５ｂが切断・分離される。通常、プレスによる打ち抜き加工の場合、破断面には下方にバリが生じるが、ピースプレート５１では、ハーフブランク加工とフラット加工の組み合わせにより、破断面にバリが生じることなく、接合線５７に沿って接合部４５を切断することができる。このため、ピースプレート５１の厚さが全周に亘って一定化され、コアピース４２の厚さのバラツキが小さくなる。また、接合部４５におけるコアピース４２の平面度が向上すると共に、接合面５８に隙間ができず接合部４５の精度も向上する。

【0025】

図６（ｅ）（ｆ）の工程にて接合部４５を形成した後、ピースプレート５１の外周を打ち抜く（図６（ｆ））。これにより、図５に示すようなピースプレート５１が形成される。その際、ピースプレート５１では、接合部４５の凹凸嵌合構成により、各コアピース４２に分離されることなく円環状の形態が保持される。図７に示すように、接合部４５はクランク状に形成され、接合部４５ａには外嵌片６３が、接合部４５ｂには外嵌片６３と嵌合する内嵌片６４が形成される。外嵌片６３は内嵌片６４を弾性的に挟持し、これにより、各コアピース４２は接合部４５にて互いに結合され、円環状のピースプレート５１が形成される。なお、接合部４５をこのようにクランク状とすることにより、コアピース４２同士の接合面積を広く取れるため、ステータ２内の磁束の流れが良くなり、接合部４５に多少の寸法のバラツキが生じても磁束の乱れが抑えられる。

【0026】

このようにして成形されたピースプレート５１は複数枚積層され、所定枚数のピースプレート５１を積層することにより、図９に示すようなステータコア６５が形成される（同工程Ｂ）。この場合、ピースプレート５１は、各コアピース４２が分離されることなく円板のまま積層されるため、ステータコア６５の寸法精度が出し易く、内径精度も向上する。なお、ステータコア６５の上面６５ａには、ピースプレート５１の積層終了の際に、各分割コアユニット４３を区別するためのユニット番号６６（配置表示；本実施例では１〜９）が刻印される。

【0027】

ピースプレート５１を積層したステータコア６５には、図１０に示すように、インシュレータ１１が取り付けられる（同工程Ｃ）。インシュレータ１１を取り付けた後、巻線形成のため、全体を一旦周方向に分割する（同工程Ｄ：分割工程）。これにより、図１１に示すような、インシュレータ１１を備えた分割コアユニット４３が複数個形成される。各分割コアユニット４３には、個別に巻線４６が巻装され（同工程Ｅ：巻装工程）、図３のようなステータセグメント４１となる。そして、当該ステータ２では、このステータセグメント４１（分割コアユニット４３）が分割前と同じ組み合わせで再び組み付けられる（同工程Ｆ：再組み付け工程）。すなわち、各分割コアユニット４３に刻印されたユニット番号６６に従って、分割コアユニット４３を元の組み合わせに集成し、図２のようなステータ２を形成する。このように、分割コアユニット４３にはユニット番号６６が表示されていることから、ユニットを元の組み合わせに容易かつ間違えなく組み付けることができる。

【0028】

分割コアユニット４３を再組付する際には、接合部４５ａ,４５ｂを嵌合させ、ステータ２全体を円筒形状に保持する。前述のように、接合部４５は外嵌片６３と内嵌片６４により弾性的に嵌合するため、工程Ｄでの取り外しが容易でありながら、工程Ｆでの組付後も保持力を確保・維持することができる。なお、ステータ２は、図１に示すようにハウジング４内に収容されるため、モータ１として組み付けた後は、周方向に分離することはなく、接合部４５における接合強度も、工程Ｄまでと工程Ｆ以後モータ組付までの間の保持力が確保できれば足りる。

【0029】

このように、ステータ２では、コアピース４２が円周方向に連設されたピースプレート５１を形成し、それを積層したステータコア６５を一旦分割して巻線した後、同じ組み合わせで再結合してステータ２を製造する。この場合、ステータコア６５はピースプレート５１を積層して一体形成されるため、フラット加工による平面度の向上や板厚均一化も相俟って、各分割コアユニット４３はほぼ同じ積層厚に形成される。また、隣接する分割コアユニット４３は、ハーブランク加工時と同じ相手と結合されることになるため、接合面５８の接合精度を高く維持できる。このため、接合部４５にズレやガタ等が生じることなく、分割コアユニット４３同士が図１２に示すように隙間なく接合される。さらに、隣接する分割コアユニット４３も元のステータコア６５の通りになり、ユニット間に不均等な隙間も生じない。

【0030】

図１２は、モータ１におけるコギングの状況を示す説明図、図１３は、従来のバラ積みのステータコアを用いたブラシレスモータにおけるコギングの状況を示す説明図である。図１３に示すように、従来構造のブラシレスモータでは、コギングの振幅が大きく、しかも、左右回転で波形が大きく異なっている。特に、図１３中に示した概波形から分かるように、コギングには６個の山が見られる。一般にコギングでは、ステータの磁気抵抗のバラツキが大きい場合には、ロータの極数の次数成分が見られ、ロータの磁気バラツキが大きい場合には、ステータのスロット数の次数成分が見られる。従って、６極９スロットの当該モータ１では、図１３中に見られるコギングの６個の山は、ステータの磁気抵抗のバラツキに起因するものと推認される。

【0031】

これに対し、図１２の当該モータ１では、コギングの振幅が小さく、しかも、左右回転で波形も近似している。また、図１３に見られたコギングの山もほとんど消滅しており、ステータ側のバラツキの影響が小さくなっていることがわかる。図１４は、分割コアユニット間の隙間とコギングの関係を示す説明図であり、隙間が大きくなるほどコギングが大きくなり、コギングの左右回転差も大きくなる。図１２の実験結果では、コギングは３ｍＮｍ程度に抑えられ、左右差もほとんどないことから、図１４を参照すると、モータ１では、分割コアユニット４３間の隙間は０.０２ｍｍ程度に抑えられていることが分かる。

【0032】

このように、本発明によるモータ１では、コアピース４２の板厚や積層時の誤差等により各分割コアユニット４３に寸法のバラツキが生じることがなく、従来のステータのように、分割コアユニット４３間に段差や不均等な隙間が生じるのを防止できる。このため、ステータ２内の磁束のバラツキを抑えることができ、磁気的アンバランスによるブラシレスモータの特性悪化を防止することが可能となる。また、磁気バランスの乱れによるコギングトルクの増大や、コギングトルクの左右回転差も抑えることも可能となる。従って、モータ１を使用したＥＰＳでは、コギングトルクの減少や左右回転差の低減により、操舵フィーリングの向上が図られる。

【0033】

ステータ２の内側には、ロータ３が挿入される。ロータ３は、モータ回転軸となるシャフト１３を有している。シャフト１３は、ボールベアリング（以下、ベアリングと略記する）１４ａ,１４ｂによって回転自在に支持されている。リヤ側のベアリング１４ａは、ハウジング４の底部中央に形成されたベアリング収容部３５に圧入固定されている。フロント側のベアリング１４ｂは、金属製のベアリングホルダ１９によって、ブラケット８の中央部に固定されている。ベアリングホルダ１９の中央部には、有底円筒形状のベアリング収容部３５が形成されている。ベアリング１４ｂは、このベアリング収容部３５内に挿入され、カシメ固定される。

【0034】

シャフト１３には、円筒形状のロータコア１５ａ〜１５ｃが固定されており、その外周には、セグメントタイプのマグネット（永久磁石）１６ａ〜１６ｃが取り付けられている。マグネット１６ａ〜１６ｃの外側には、有底円筒形状のマグネットカバー１８が取り付けられている。マグネット１６ａ〜１６ｃの外側には、合成樹脂製のマグネットホルダ１７ａ〜１７ｃが取り付けられている。マグネット１６ａ〜１６ｃは、マグネットホルダ１７ａ〜１７ｃに保持される形でロータコア１５ａ〜１５ｃの外周に配される。モータ１では、マグネット１６ａ〜１６ｃは、各マグネットホルダ１７ａ〜１７ｃによって軸方向に３列配置されている。

【0035】

マグネットホルダ１７ａの端部には、回転角度検出手段であるレゾルバ２１のロータ（レゾルバロータ）２２が取り付けられている。これに対し、レゾルバ２１のステータ（レゾルバステータ）２３は、金属製のレゾルバホルダ２４内に圧入され、合成樹脂製のブラケットホルダ２５に収容されている。レゾルバホルダ２４は有底円筒形状に形成されており、ブラケット８の中央部に設けられたリブ２６の端部外周に軽圧入される。ブラケットホルダ２５は、図示しないタッピンネジによって、ブラケット８の内側に固定される。

【0036】

ブラケットホルダ２５とブラケット８は、両者間にレゾルバホルダ２４のフランジ部２４ａを介在させた形で、前述のタッピンネジにて固定される。フランジ部２４ａは、ブラケットホルダ２５とブラケット８との間にて、周方向に若干移動可能に取り付けられており、レゾルバホルダ２４は、ステータ２３の位置調整後、レゾルバ固定ネジ２８によってブラケットホルダ２５に固定される。図１に示すように、ブラケットホルダ２５には、金属製のレゾルバ固定ナット２７が取り付けられている。レゾルバ固定ナット２７には、ブラケット８の外側からレゾルバ固定ネジ２８がねじ込まれ、ベアリングホルダ１９とレゾルバホルダ２４がブラケット８に共締めされる。これにより、レゾルバホルダ２４は、周方向の位置が調整された状態でブラケット８の内側に固定される。

【0037】

ブラケット８にはまた、パワーターミナル３１がインサート成形されている。パワーターミナル３１はＵ,Ｖ,Ｗの各相ごとに設けられ、その一端側３１ａが開口部３２内に配置されている。パワーターミナル３１の他端側３１ｂは、パワーコネクタ３４内に配置されている。ブラケット８をハウジング４に組み付けると、バスバーユニット７から軸方向に延びるバスバー端子３３がパワーターミナル３１と並列に対向する。モータ１では、ハウジング４にブラケット８を取り付けた後、開口部３２内にてバスバー端子３３とパワーターミナル３１を溶接固定する。

【0038】

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

【0039】

例えば、前述の実施例では、ＥＰＳ用のブラシレスモータについて説明したが、その用途はＥＰＳには限定されない。すなわち、本発明をパワースライドドアやワイパ装置、パワーウインドなどの車載電装製品の駆動源や、その他の電気製品に使用されるブラシレスモータに適用することも可能である。また、前述の実施例では、３段積のステップスキュー構造を有するブラシレスモータに本発明を適用した例を示したが、ステップスキューの段積み数は３段には限定されず、２段積や４段積等のブラシレスモータにも本発明は適用可能である。さらに、ステータ側にスキューを施したモータにも本発明は適用可能である。

【符号の説明】

【0040】

１ ブラシレスモータ
２ ステータ
３ ロータ
４ ハウジング
５ ステータコア
６ コイル
６ａ コイル端部
７ バスバーユニット
８ ブラケット
９ バスバー
１０ 固定ネジ
１１ インシュレータ
１２ 給電用端子
１３ シャフト
１４ａ,１４ｂ ベアリング
１５ａ〜１５ｃ ロータコア
１６ａ〜１６ｃ マグネット
１７ａ〜１７ｃ マグネットホルダ
１８ マグネットカバー
１９ ベアリングホルダ
２１ レゾルバ
２２ レゾルバロータ
２３ レゾルバステータ
２４ レゾルバホルダ
２４ａ フランジ部
２５ ブラケットホルダ
２６ リブ
２７ レゾルバ固定ナット
２８ レゾルバ固定ネジ
３１ パワーターミナル
３１ａ 一端側
３１ｂ 他端側
３２ 開口部
３３ バスバー端子
３４ パワーコネクタ
３５ ベアリング収容部
４１ ステータセグメント
４２ コアピース
４２ａ 外周側部
４２ｂ ティース
４３ 分割コアユニット
４４ スロット
４５ 接合部
４５ａ,４５ｂ 接合部
４６ 巻線
５１ ピースプレート
５２ 電磁鋼板
５３ ボス
５４ スロット形成部
５５ 内径部
５６ 角孔
５７ 接合線
５８ 接合面
５９ ポンチ
６１ フラットポンチ
６２ フラットダイス
６３ 外嵌片
６４ 内嵌片
６５ ステータコア
６５ａ 上面
６６ ユニット番号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】