(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0009】
図1に示すように、本実施形態のモータ10は、ロータ30と、ステータ40と、ハウジング20と、第1軸受51と、第2軸受52と、雌ネジ部材90と、制御装置80と、を備える。ロータ30は、シャフト31およびロータコア32を有する。シャフト31は、一方向に延びる中心軸Jに沿って配置されている。
図1において一方向は、上下方向である。以下の説明においては、中心軸Jと平行な方向を単に「軸方向」と呼び、中心軸Jを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Jを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。
【0010】
シャフト31は、軸方向の一方側を出力側とし、軸方向の他方側を反出力側とする。
図1では、下側が軸方向の一方側、すなわち出力側であり、上側が軸方向の他方側、すなわち反出力側である。本明細書において「出力側」とは、モータ10の出力が取り出される側であり、シャフト31において他の部材が取り付けられる側である。本明細書において「反出力側」とは、出力側と反対の側である。以下の説明においては、
図1における下側を「軸方向出力側」と呼び、
図1における上側を「軸方向反出力側」と呼ぶ。
【0011】
ロータコア32は、シャフト31の外周面に直接的または間接的に固定されている。
図1では、ロータコア32は、シャフト31の外周面に直接的に固定されている。ステータ40は、ロータ30の径方向外側に配置されている。ステータ40は、環状のステータコア41と、ステータコア41に装着されたインシュレータ42と、インシュレータ42を介してステータコア41に装着されたコイル43と、を有する。
【0012】
ハウジング20は、ロータ30およびステータ40を収容する。
図1および
図2に示すように、ハウジング20は、ハウジング本体21と、モータ固定部材22と、蓋部材23と、連結部材27と、を有する。ハウジング本体21は、中心軸Jを中心として軸方向に延びた有底の円筒状である。ハウジング本体21は、例えば、プレス加工によって製造される。ハウジング本体21は、第1部材に相当する。
図1に示すように、ハウジング本体21は、第1筒部21bと、底部21aと、を有する。第1筒部21bは、ステータ40を囲んでいる。第1筒部21bの内周面には、ステータ40の外周面が固定されている。これにより、ハウジング本体21は、ステータ40を保持する。第1筒部21bは、軸方向反出力側に開口している。
【0013】
底部21aは、第1筒部21bの軸方向出力側の端部に配置されている。底部21aは、ステータ40の軸方向出力側を覆っている。底部21aは、軸方向出力側から軸方向反出力側に窪む嵌合部24と、第1軸受51を保持する第1軸受保持部25と、を有する。嵌合部24は、底部21aの中央に配置されている。嵌合部24の内径は、軸方向出力側から軸方向反出力側に向かうに従って小さくなる。嵌合部24は、ロータコア32よりも軸方向出力側に配置されている。第1軸受保持部25は、嵌合部24の径方向内側に配置されている。第1軸受保持部25は、中心軸Jを中心とし、軸方向出力側に突出する円筒状である。第1軸受保持部25の中央には、底部21aを軸方向に貫通する孔部25aが設けられている。
【0014】
図1および
図2に示すように、モータ固定部材22は、中心軸Jを中心とする円環状の部材である。モータ固定部材22は、ハウジング本体21と別部材である。モータ固定部材22は、例えば、プレス加工によって製造される。モータ固定部材22は、ハウジング本体21の外周面に固定されている。モータ固定部材22は、第2部材に相当する。モータ固定部材22は、第2筒部22aと、第1フランジ部22bと、を有する。第2筒部22aは、中心軸Jを中心とする円筒状である。第2筒部22aは、ハウジング本体21の軸方向出力側の端部に、嵌め合わされて固定されている。
【0015】
第1フランジ部22bは、第2筒部22aの軸方向出力側の端部から径方向外側に延びた板状である。第1フランジ部22bは、ロータコア32よりも軸方向出力側に配置されている。
図2に示すように、第1フランジ部22bは、鍔部22cと、突出板部22dと、を有する。鍔部22cは、中心軸Jを中心とする円環板状である。突出板部22dは、鍔部22cから径方向外側に突出する板状である。本実施形態において突出板部22dは、2つ設けられている。2つの突出板部22dは、中心軸Jを径方向に挟んで配置されている。突出板部22dの周方向の寸法は、径方向内側から径方向外側に向かうに従って小さくなる。突出板部22dの径方向外縁の平面視形状は、径方向外側に凸となる円弧状である。
【0016】
図1に示すように、蓋部材23は、ハウジング本体21の軸方向反出力側の端部に固定されている。蓋部材23は、ステータ40の軸方向反出力側を覆っている。蓋部材23は、第2軸受保持部26を有する。第2軸受保持部26は、中心軸Jを中心として軸方向出力側に突出する円筒状である。蓋部材23は、例えば、ダイカストによって製造される。
【0017】
図2に示すように、連結部材27は、中心軸Jを中心とする円環状の部材である。連結部材27は、ハウジング本体21と別部材である。連結部材27は、例えば、ダイカストによって製造される。連結部材27は、ハウジング本体21の外周面に固定されている。連結部材27は、第3筒部27aと、第2フランジ部27bと、を有する。すなわち、ハウジング20は、第2フランジ部27bを有する。第3筒部27aは、中心軸Jを中心とする円筒状である。第3筒部27aは、ハウジング本体21の軸方向反出力側の端部に、嵌め合わされて固定されている。
【0018】
第2フランジ部27bは、第3筒部27aから径方向外側に突出する。第2フランジ部27bは、後述する板状部20bよりも軸方向反出力側において後述する筒状部20aから径方向外側に延びている。第2フランジ部27bの周方向の寸法は、径方向内側から径方向外側に向かうに従って小さくなる。第2フランジ部27bの径方向外縁の平面視形状は、径方向外側に凸となる円弧状である。第2フランジ部27bは、第2フランジ部27bを軸方向に貫通する第2貫通孔27cを有する。第2貫通孔27cの形状は、例えば、円形状である。第2貫通孔27cは、例えば、制御装置80をハウジング20に固定するためのネジが通される孔である。
【0019】
本実施形態において第2フランジ部27bは、2つ設けられている。2つの第2フランジ部27bは、中心軸Jを径方向に挟んで配置されている。2つの第2フランジ部27bの周方向位置は、2つの突出板部22dの周方向位置と異なる。
【0020】
図1および
図2に示すように、本実施形態においては、第1筒部21bと第2筒部22aと第3筒部27aとによって筒状部20aが構成されている。底部21aと第1フランジ部22bとによって板状部20bが構成されている。すなわち、ハウジング20は、ステータ40を囲む筒状部20aと、筒状部20aの径方向に拡がる板状部20bと、を有する。また、板状部20bは、筒状部20aから径方向外側に延びた第1フランジ部22bを含む。
【0021】
板状部20bは、板状部20bを軸方向に貫通する第1貫通孔22eを有する。本実施形態において第1貫通孔22eは、第1フランジ部22bに配置されている。より詳細には、第1貫通孔22eは、2つの突出板部22dのそれぞれに配置されている。これにより、第1フランジ部22bは、第1貫通孔22eを周方向に複数有する。第1貫通孔22eの形状は、例えば、円形状である。
【0022】
図1に示すように、第1軸受51は、ロータコア32よりも軸方向出力側においてシャフト31を支持している。第2軸受52は、ロータコア32よりも軸方向反出力側においてシャフト31を支持している。第1軸受51および第2軸受52は、例えば、ボールベアリングである。
【0023】
雌ネジ部材90は、軸方向に延びた多角筒状の部材である。雌ネジ部材90は、ハウジング20に固定されている。雌ネジ部材90は、板状部20bの軸方向反出力側の面に固定されている。より詳細には、雌ネジ部材90は、突出板部22dの軸方向反出力側の面に固定されている。すなわち、雌ネジ部材90は、第1フランジ部22bの軸方向反出力側の面に固定されている。
図3に示すように、雌ネジ部材90は、軸方向出力側から軸方向反出力側に窪む雌ネジ穴93を有する。雌ネジ穴93の内側面には、雌ネジ部(ネジ山)が設けられている。雌ネジ部は、雌ネジ穴93の内側面の全体に設けられていてもよいし、一部に設けられていてもよい。雌ネジ穴93は、軸方向に沿って視て第1貫通孔22eと重なる位置に配置されている。
【0024】
そのため、第1貫通孔22eに通されるボルトBを雌ネジ穴93に締め込むことができる。これにより、ボルトBによってモータ10と他の部材とを固定することができる。具体的には、組立者は、第1フランジ部22bの軸方向出力側の面に他の部材の被取付部Mを重ね合わせ、被取付部Mのボルト挿通孔Maに軸方向出力側からボルトBを挿入する。そして、組立者は、ボルトBを雌ネジ穴93に締め込み、雌ネジ部材90と被取付部Mとで第1フランジ部22bを挟み込むことによって、被取付部Mと第1フランジ部22bとを固定する。このように、モータ10と他の部材とを固定するボルトBを締め込む雌ネジ穴93を有する雌ネジ部材90がハウジング20に固定されているため、ハウジング20の厚み、すなわち本実施形態では第1フランジ部22bの厚みが小さい場合であっても、ボルトBが締め込まれるネジ穴の長さを確保できる。これにより、本実施形態のモータ10によれば、第1フランジ部22bを例えばプレス加工等によって製造して製造コストを低減しつつ、他の部材との取付強度を確保できる。
【0025】
本明細書において「雌ネジ穴は、軸方向に沿って視て第1貫通孔と重なる位置に配置されている」とは、第1貫通孔に通されるボルトBを雌ネジ穴に締め込めればよく、軸方向に沿って視て雌ネジ穴の中心と第1貫通孔の中心とが一致していなくてもよい。本実施形態では、軸方向に沿って視て雌ネジ穴93の中心と第1貫通孔22eの中心とが一致している。
【0026】
本実施形態によれば、雌ネジ部材90は、筒状部20aから径方向外側に延びた第1フランジ部22bに固定されているため、ハウジング20に雌ネジ部材90を固定することが容易である。
【0027】
本実施形態によれば、雌ネジ部材90が固定されたモータ固定部材22は、ステータ40を保持するハウジング本体21とは別部材である。そのため、モータ固定部材22の構成を変更することで、雌ネジ部材90の数および配置等を容易に変更することができる。また、例えば、モータ固定部材22をハウジング本体21に固定する前に、モータ固定部材22に雌ネジ部材90を固定することもできる。この場合、雌ネジ部材90の固定が容易である。
【0028】
他の部材が第1フランジ部22bに固定される際、例えば、嵌合部24には、他の部材が嵌め合わされる。これにより、他の部材がモータ10に対して位置決めされる。このように、本実施形態において嵌合部24および第1フランジ部22bは、モータ10の被取付部に相当する。
【0029】
本実施形態において雌ネジ穴93は、雌ネジ部材90を軸方向に貫通する孔である。雌ネジ穴93の内径は、第1貫通孔22eの内径よりも小さい。本実施形態において雌ネジ部材90は、本体部91と、圧入部92と、を有する。本体部91は、第1フランジ部22bよりも軸方向反出力側に配置されている。本体部91は、第1フランジ部22bの軸方向反出力側の面と接触している。
【0030】
圧入部92は、本体部91と同心の円筒状である。圧入部92は、本体部91の軸方向出力側の端部に接続されている。圧入部92の外径は、本体部91の外径よりも小さい。圧入部92は、第1貫通孔22eに軸方向反出力側から圧入されて第1フランジ部22bに固定されている。圧入部92の軸方向出力側の面は、第1フランジ部22bの軸方向出力側の面と軸方向において同じ位置、または、ほぼ同じ位置に配置されている。雌ネジ部材90は、例えば、圧入ナットである。
【0031】
図1および
図2に示すように、本実施形態において雌ネジ部材90は、周方向に複数配置されている。
図2では、雌ネジ部材90は、2つ設けられ、突出板部22dのそれぞれに固定されている。2つの雌ネジ部材90は、中心軸Jを径方向に挟んで配置されている。複数の雌ネジ部材90の雌ネジ穴93は、軸方向に沿って視て複数の第1貫通孔22eのそれぞれと重なる位置に配置されている。そのため、複数のボルトBを雌ネジ穴93のそれぞれに締め込むことによって、ハウジング20に他の部材の被取付部Mを固定することができる。これにより、モータ10と他の部材との取付強度を向上できる。
【0032】
雌ネジ部材90は、周方向において、第2フランジ部27bと異なる位置に配置されている。すなわち、第2貫通孔27cは、周方向において、雌ネジ部材90と異なる位置に配置されている。そのため、第2貫通孔27cに軸方向出力側から通したネジを締め込む際に、雌ネジ部材90が邪魔になりにくい。これにより、第2フランジ部27bに固定する部材、すなわち例えば制御装置80をハウジング20に固定しやすい。
【0033】
図1に示すように、制御装置80は、ステータ40の軸方向反出力側に配置されている。制御装置80は、ステータ40に供給される電流を制御する。そのため、モータ10の回転数を制御することができる。制御装置80は、ステータ40と電気的に接続されたバスバー70を有する。すなわち、モータ10は、バスバー70を備える。バスバー70には、ステータ40から軸方向反出力側に延びた導線43aが接続されている。導線43aは、例えば、コイル43の端部であってもよいし、コイル43と別部材であってもよい。バスバー70は、例えば、図示しない外部電源と電気的に接続される。バスバー70が設けられることで、バスバー70を介してステータ40に電流を供給することができる。図示は省略するが、本実施形態において制御装置80は、連結部材27を介してハウジング20に固定されている。
【0034】
本発明は上述の実施形態に限られず、他の構成を採用することもできる。以下の説明において上記説明と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
【0035】
雌ネジ部材90が固定される箇所は、板状部20bであれば、特に限定されない。例えば、雌ネジ部材90は、底部21aに固定されてもよい。この場合、第1貫通孔22eは、底部21aに設けられる。また、雌ネジ部材90の固定方法は、特に限定されない。また、雌ネジ部材90の数は、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。雌ネジ部材90の形状は、特に限定されない。また、雌ネジ穴93は、軸方向出力側から軸方向反出力側に窪んでいれば、有底の穴であってもよい。
【0036】
ハウジング20の製造方法は、特に限定されない。ハウジング本体21とモータ固定部材22とのうちの少なくとも一方は、ダイカストによって製造されてもよい。蓋部材23と連結部材27とのうちの少なくとも一方は、プレス加工によって製造されてもよい。また、ハウジング20は、単一の部材であってもよい。
【0037】
モータの構成は、
図4に示すモータ110のような構成であってもよい。モータ110において雌ネジ部材190は、軸方向に延びた円筒状の部材である。雌ネジ部材190は、本体部191と、取付筒部192と、を有する。本体部191は、第1フランジ部22bよりも軸方向反出力側に配置されている。取付筒部192は、本体部191の軸方向出力側の端部に接続されている。取付筒部192は、第1貫通孔22eに通されている。取付筒部192の内径は、本体部191の内径よりも大きい。雌ネジ部材190の雌ネジ穴193の内側面のうち、本体部191の内側面には雌ネジ部が設けられており、取付筒部192の内側面には雌ネジ部が設けられていない。
【0038】
取付筒部192は、挿入部192aと、固定部192bと、引掛部192cと、を有する。すなわち、モータ110は、固定部192bを備える。挿入部192aは、第1貫通孔22eに挿入された円筒状である。固定部192bは、挿入部192aの軸方向反出力側の端部に接続されている。固定部192bは、本体部191の軸方向出力側の端部に接続されている。固定部192bは、挿入部192aよりも取付筒部192の径方向外側に突出している。図示は省略するが、固定部192bは、円環状である。
【0039】
固定部192bの外径は、第1貫通孔22eの内径よりも大きい。固定部192bは、第1フランジ部22bよりも軸方向反出力側に配置されている。固定部192bの軸方向出力側の面は、第1フランジ部22bの軸方向反出力側の面と接触する。固定部192bは、取付筒部192の一部が径方向外側に座屈して構成された部分である。
【0040】
引掛部192cは、挿入部192aの軸方向出力側の端部から取付筒部192の径方向外側に突出している。図示は省略するが、引掛部192cは、円環状である。引掛部192cの外径は、第1貫通孔22eの内径よりも大きく、固定部192bの外径よりも小さい。引掛部192cは、第1フランジ部22bよりも軸方向出力側に配置され、第1フランジ部22bの軸方向出力側の面に引っ掛けられている。
【0041】
雌ネジ部材190は、ブラインドナットである。雌ネジ部材190の取付筒部192は、ハウジング20に固定される前の状態において、固定部192bを有していない。雌ネジ部材190は、第1貫通孔22eに軸方向出力側から挿入された後、取付筒部192のうち第1フランジ部22bよりも軸方向反出力側に位置する部分が座屈によりカシメられる。これにより、固定部192bが形成される。すなわち、固定部192bは、カシメ部である。固定部192bが形成されることで、固定部192bと引掛部192cとによって第1フランジ部22bが軸方向に挟持され、雌ネジ部材190が第1フランジ部22bに固定される。これにより、固定部192bは、板状部20bと雌ネジ部材190とを固定する。このように、カシメ部である固定部192bによって雌ネジ部材190を板状部20bに固定できるため、雌ネジ部材190をハウジング20に対して容易かつ強固に固定できる。
【0042】
板状部20bと雌ネジ部材とを固定する固定部は、溶接部であってもよい。この構成によれば、溶接によって雌ネジ部材をハウジング20に対して容易かつ強固に固定できる。この場合、例えば、雌ネジ部材と板状部20bとの境界部分のうち軸方向出力側を向く部分に対して、軸方向出力側から溶接を行う。これにより、雌ネジ部材と筒状部20aとの径方向の隙間が小さい場合であっても、雌ネジ部材と板状部20bとの境界部分を一周に亘って溶接して固定できる。
【0043】
次に、本実施形態のモータ10を搭載する装置の実施形態について説明する。本実施形態においては、モータ10を電動パワーステアリング装置に搭載した例について説明する。
図5に示す電動パワーステアリング装置2は、自動車の車輪の操舵機構に搭載される。電動パワーステアリング装置2は、操舵力を油圧により軽減する装置である。電動パワーステアリング装置2は、モータ10と、操舵軸214と、オイルポンプ216と、コントロールバルブ217と、を備える。
【0044】
操舵軸214は、ステアリング211からの入力を、車輪212を有する車軸213に伝える。オイルポンプ216は、車軸213に油圧による駆動力を伝えるパワーシリンダ215に油圧を発生させる。コントロールバルブ217は、オイルポンプ216のオイルを制御する。電動パワーステアリング装置2において、モータ10は、オイルポンプ216の駆動源として搭載されている。
【0045】
本実施形態の電動パワーステアリング装置2は、本実施形態のモータ10を備えるため、モータ10の製造コストを低減しつつ、モータ10の取付強度を確保できる。これにより、本実施形態によれば、低コストで信頼性に優れた電動パワーステアリング装置2が得られる。なお、電動パワーステアリング装置2においては、モータ10の代わりに、モータ110が搭載されてもよい。
【0046】
上述した実施形態のモータは、電動パワーステアリング装置に限られず、いかなる装置に搭載されてもよい。
【0047】
上記の各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。