特許 7091042 ブラシレス直流モータ及びこれを備える電動パワーステアリングシステム

(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】

(24)【登録日】2022-06-17

(45)【発行日】2022-06-27

(54)【発明の名称】ブラシレス直流モータ及びこれを備える電動パワーステアリングシステム

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/50 20060101AFI20220620BHJP

   H02K 16/04 20060101ALI20220620BHJP

   H02K 1/14 20060101ALI20220620BHJP

   H02P 6/00 20160101ALI20220620BHJP

【ＦＩ】

H02K3/50 Z

H02K16/04

H02K1/14 Z

H02P6/00

【請求項の数】 11

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2017177447

(22)【出願日】2017-09-15

(65)【公開番号】P2018078786

(43)【公開日】2018-05-17

【審査請求日】2020-09-14

(31)【優先権主張番号】201610831291.8

(32)【優先日】2016-09-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】518263944

【氏名又は名称】ジョンソン エレクトリック インターナショナル アクチェンゲゼルシャフト

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100088694

【弁理士】

【氏名又は名称】弟子丸 健

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100086771

【弁理士】

【氏名又は名称】西島 孝喜

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100109335

【弁理士】

【氏名又は名称】上杉 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100120525

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 直樹

(72)【発明者】

【氏名】ニン スン

(72)【発明者】

【氏名】ルイ フェン チン

(72)【発明者】

【氏名】シャオ ホン ジョウ

(72)【発明者】

【氏名】ロン フイ ニウ

【審査官】服部 俊樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１１１９２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２１６７１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２３７０６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／０１６９２７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ３／５０

Ｈ０２Ｋ １６／０４

Ｈ０２Ｋ ２１／１６

Ｈ０２Ｋ １／１４

Ｈ０２Ｐ ６／００

Ｂ６２Ｄ ５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部ケーシングと、
前記外部ケーシング内に取り付けられる第１のサブモータ及び第２のサブモータと、
端子ハブと、
前記端子ハブに配設される第１の導電端子組及び第２の導電端子組と、
を備えるブラシレス直流モータであって、
前記第１のサブモータ及び前記第２のサブモータは、独立して付勢されるそれぞれのステータと、共通のロータとを備え、前記第１の導電端子組は、前記第１のサブモータの前記ステータのための電源分岐回路として構成され、前記第２の導電端子組は、前記第２のサブモータの前記ステータのための電源分岐回路として構成され、前記第１のサブモータ及び前記第２のサブモータは、選択的に、共同して単一のモータとして作動して、定格パワーを出力するか、又は独立して作動するように構成され、前記第１のサブモータ及び前記第２のサブモータの各々はＵ相歯、Ｖ相歯、Ｗ相歯を有し、前記第１の導電端子組は前記第１のサブモータの前記Ｕ相歯、Ｖ相歯、Ｗ相歯を外部電源に接続し、前記第２の導電端子組は前記第２のサブモータの前記Ｕ相歯、Ｖ相歯、Ｗ相歯を外部電源に接続し、サブモータの各々は巻線コイルを備え、各導電端子組は第１の導電素子、第２の導電素子、第３の導電素子、第４の導電素子を含み、第１の導電素子は少なくとも１つの導電タブを備え、前記各導電タブは前記サブモータの１つの対応する巻線コイル又はサブモータの１つの接続端部に電気的に接続され、前記第２の導電素子は少なくとも１つの導電タブを含み、前記第３の導電素子は少なくとも１つの導電タブを含み、前記第４の導電素子は少なくとも１つの導電タブを含み、複数の収容部が前記端子ハブの周方向側に沿って配設され、各収容部は開口部及び開口部に隣接する絶縁部を含み、前記第１の導電素子の前記導電タブ、前記第２の導電素子の前記導電タブ、前記第３の導電素子の前記導電タブ、前記第４の導電素子の前記導電タブはそれぞれ前記端子ハブの前記周方向側の開口部に収容され、前記端子ハブの前記周方向側の前記絶縁部は１つの前記巻線コイルの１つの接続端部を巻くことに用いられ、前記巻線コイルの前記接続端部は前記絶縁部をバイパスして対応する前記導電タブに電気的に接続され、前記絶縁部をバイパスする前記接続端部は同じプレーン上にある、
ことを特徴とするブラシレス直流モータ。

【請求項2】

前記第１のサブモータの前記ステータ及び前記第２のサブモータの前記ステータは、同数のステータ歯を備え、前記第１のサブモータの前記ステータ歯及び前記第２のサブモータの前記ステータ歯は、前記ブラシレス直流モータの直径に関して対称に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のブラシレス直流モータ。

【請求項3】

前記第１の導電端子組及び前記第２の導電端子組は、周方向に沿って重ならないことを特徴とする、請求項１又は２に記載のブラシレス直流モータ。

【請求項4】

前記第１の導電端子組及び前記第２の導電端子組は、対称に配置されることを特徴とする、請求項３に記載のブラシレス直流モータ。

【請求項5】

前記端子ハブは、前記第１及び第２の導電端子組の周りにオーバーモールドすることにより形成されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のブラシレス直流モータ。

【請求項6】

前記第１のサブモータ及び前記第２のサブモータは、単一の制御装置によって制御されることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のブラシレス直流モータ。

【請求項7】

前記第１のサブモータ及び前記第２のサブモータは、２つの制御装置によってそれぞれ制御され、前記２つのサブモータの電流は、位相差を有し、前記第２のサブモータのトルクのｎ次高調波が、前記第１のサブモータのトルクのｎ次高調波に対して、（２ｋ＋１）／２周期ずれているようになっており、ここで、

であることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のブラシレス直流モータ。

【請求項8】

ステアリングホイールと、
前記ステアリングホイールと固定連結されるステアリングコラムと、
前記ステアリングコラムと固定連結されるステアリングギヤと、
前記ステアリングギヤと駆動連結される、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のモータと、
を備えることを特徴とする電動パワーステアリングシステム。

【請求項9】

さらに複数のボビンを含み、各ボビンは、上部ボビン体及び下部ボビン体を備え、前記上部ボビン体及び下部ボビン体は、それぞれ、前記ステータ歯の両端に取り付けられ、位置決め部及びロック部が、１つの対応する前記下部ボビン本体から離れた前記上部ボビン本体の端部に形成され、複数のラッチ部が端子ハブの１つの側に配設され、各上部ボビン本体の前記ロック部は、前記複数の拉致部の対応する対応する１つと係合されて端子ハブをステータの一端に保持する、請求項１に記載のブラシレス直流モータ。

【請求項10】

複数の固定部が端子ハブの１つの側に配設され、前記複数の導電素子はさらに１つの電源端子を含み、前記電源端子のそれぞれは前記複数の固定部の対応する１つを貫通し、これに固定される、請求項１に記載のブラシレス直流モータ。

【請求項11】

さらにアダプタを含み、前記アダプタは複数の端部及び複数の挿入タブを含み、各端部は前記複数の挿入タブの対応する１つに電気的に接続される、請求項１に記載のブラシレス直流モータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0002] 本発明は、モータの分野に関し、特に、ブラシレス直流モータ及びブラシレス直流モータを用いる電動パワーステアリングシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

[0003] ブラシレス直流（ＢＬＤＣ）モータを、自動車のステアリングシステムなどの電動パワーステアリングシステムに適用することによって、運転者は、より小さい力でより大きいトルクを発生させることができ、これにより、操作者の労力を大きく減じる。しかしながら、従来のブラシレス直流モータは、一般に、巻線を有するステータと、永久磁石を有するロータと、電力をステータに供給するための制御装置とを含む。ステータは、通常、周りに巻線が巻き付けられたステータコアを含む。巻線は、ｍ相巻線を含み、各相巻線は、複数の並列の分岐回路を有する。巻線の分岐回路の１つが破損すると、破損巻線と他の相の巻線との間に不平衡が生じることにより、モータのトルク及びモータの振動が、大きく変動する。特に、ステアリングホイールの電動パワーステアリングシステムのＢＬＤＣモータが故障したとき、運転者がステアリングホイールを回転させると、巻線コイルの短絡を引き起こし、短絡電流を発生させる場合があり、その結果、制動トルクが発生し、これにより、ステアリングホイールの回転を妨げる。したがって、従来のＢＬＤＣモータは、重大な安全性の問題がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

[0004] したがって、安定したトルク出力が可能なモータが望まれる。

【0004】

[0005] また、このモータを用いる電動パワーステアリングシステムが望まれる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

[0006] ブラシレス直流モータは、外部ケーシングと、前記外部ケーシング内に取り付けられる第１のサブモータ及び第２のサブモータとを備える。前記ブラシレス直流モータは、更に、端子ハブと、前記端子ハブに配設される第１の導電端子組及び第２の導電端子組とを備える。前記第１のサブモータ及び前記第２のサブモータは、独立して付勢されるそれぞれのステータと、共通のロータとを備える。前記第１の導電端子組は、前記第１のサブモータの前記ステータのための電源分岐回路として構成され、前記第２の導電端子組は、前記第２のサブモータの前記ステータのための電源分岐回路として構成される。前記第１のサブモータ及び前記第２のサブモータは、選択的に、共同して単一のモータとして作動して、定格電力を出力するか、又は独立して作動するように構成することができる。

【0006】

[0007] 前記第１のサブモータの前記ステータ及び前記第２のサブモータの前記ステータは、同数のステータ歯を備え、前記第１のサブモータの前記ステータ歯及び前記第２のサブモータの前記ステータ歯は、前記ブラシレス直流モータの直径に関して対称に配置されることが好ましい。

【0007】

[0008] 前記第１の導電端子組及び前記第２の導電端子組は、周方向に沿って重ならないことが好ましい。

【0008】

[0009] 前記第１の導電端子組及び前記第２の導電端子組は、対称に配置されることが好ましい。

【0009】

[0010] 前記ブラシレス直流モータは、二相モータであり、その前記ロータの極性の数Ｎｐ及び前記ステータのスロットの数Ｎｓは、両方とも、偶数であり、下式を満たすことが好ましい。

【数1】

【0010】

[0011] 前記ブラシレス直流モータは、三相モータであり、その前記ロータの極性の数Ｎｐ及び前記ステータのスロットの数Ｎｓは、下式を満たすことが好ましい。

【数2】

ここで、Ｎｐは偶数であり、

である。

【0011】

[0012] 前記第１のサブモータ及び前記第２のサブモータの各々は、６つのステータ歯を含み、前記第１のサブモータの前記ステータ歯は、順次連結して、実質的に半円形状になり、前記第２のサブモータの前記ステータ歯は、順次連結して、実質的に半円形状になり、前記第１のサブモータの前記ステータ歯及び前記第２のサブモータの前記ステータ歯は、対称に配置されることが好ましい。

【0012】

[0013] 前記端子ハブ及び前記２つの導電端子組は、射出成形により、一体に形成されることが好ましい。

【0013】

[0014] 前記第１のサブモータ及び前記第２のサブモータの各々は、Ｕ相歯、Ｖ相歯及びＷ相歯を含み、前記第１の導電端子組は、前記第１のサブモータの前記Ｕ相歯、Ｖ相歯及びＷ相歯を外部電源に接続し、前記第２の導電端子組は、前記第２のサブモータの前記Ｕ相歯、Ｖ相歯及びＷ相歯を外部電源に接続することが好ましい。

【0014】

[0015] 各導電端子組は、前記モータの軸方向に沿って順次配置され、互いに絶縁される複数の導電素子を含むことが好ましい。

【0015】

[0016] 各導電素子は、少なくとも１つの導電タブを備え、複数の収容部が、前記端子ハブの周方向側に配設され、各導電タブは、前記収容部の対応する１つに収容され、各サブモータは、巻線コイルを備え、前記巻線コイルの各接続端部は、１つの対応する導電タブに電気的に接続されることが好ましい。

【0016】

[0017] 前記端子ハブは、複数の絶縁部を備え、隣接する接続端部が、互いに絶縁されるようになっていることが好ましい。

【0017】

[0018] 前記ブラシレス直流モータは、更に、複数のボビンを備え、各ボビンは、上部ボビン及び下部ボビンを備え、前記上部ボビン及び前記下部ボビンは、それぞれ、前記ステータ歯の両端に取り付けられることが好ましい。

【0018】

[0019] 前記第１のサブモータ及び前記第２のサブモータは、単一の制御装置によって制御されることが好ましい。

【0019】

[0020] 前記第１のサブモータ及び前記第２のサブモータは、２つの制御装置によってそれぞれ制御され、前記２つのサブモータの電流は、位相差を有し、前記第２のサブモータのトルクのｎ次高調波が、前記第１のサブモータのトルクのｎ次高調波に対して、（２ｋ＋１）／２周期ずれているようになっており、ここで、

であることが好ましい。

【0020】

[0021] 電動パワーステアリングシステムは、ステアリングホイールと、前記ステアリングホイールと固定連結されるステアリングコラムと、前記ステアリングコラムと固定連結されるステアリングギヤと、前記ステアリングギヤと駆動連結されるモータとを備える。前記モータは、上記のブラシレス直流モータである。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態によるＢＬＤＣモータの斜視図である。

【図2】図１のＢＬＤＣモータの分解図である。

【図3】図１のＢＬＤＣモータの部分分解図である。

【図4】図１のＢＬＤＣモータのロータ、ステータ及び端子ハブの部分分解図である。

【図5】図４のＢＬＤＣモータのロータ、ステータ及び端子ハブを別の側面から見た部分分解図である。

【図6】図５の端子ハブの組立図である。

【図7】図６の端子ハブの分解図である。

【図8】図７の端子ハブの更に別の分解図である。

【図9】図４のロータ、ステータ及び端子ハブの更に別の分解図である。

【図10】図１のステータの上面図である。

【図11A】図１のＢＬＤＣモータの第１のサブモータの巻線接続回路を示す図である。

【図11B】図１のＢＬＤＣモータの第２のサブモータの巻線接続回路を示す図である。

【図12A】図１のＢＬＤＣモータの制御装置の制御を示す図である。

【図12B】図１のＢＬＤＣモータの制御装置の制御を示す図である。

【図13】図１のＢＬＤＣモータの短絡トルク曲線の図である。

【図14】ＢＬＤＣモータを用いる電動パワーステアリングシステムを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

[0036] 以下、添付図面及び以下の実施形態を参照して、本発明を更に説明する。

【0023】

[0037] 以下、図面を参照して、本発明の実施形態について、更に詳細に説明する。各図全体を通して、例示の目的で、同様の構造又は機能の要素は、概して、同じ符号で表記される。各図は、限定的なものではなく、例示的なものであることに留意されたい。各図は、縮尺通りではなく、説明された実施形態の全ての態様を示すわけではなく、本開示の範囲を限定するものではない。特に明記していない限り、本開示で使用する全ての技術用語及び科学用語は、当業者により一般に理解される普通の意味を有する。

【0024】

[0038] ある部品が他の部品に「固定される（fixed）」と記載されている場合、ある部品を他の部品に直接固定することができるか、又は、中間部品が存在し得ることに留意されたい。ある部品が他の部品に「接続（連結）される（connected）」と記載されている場合、ある部品を他の部品に直接接続（連結）することができるか、又は、中間部品が存在し得る。ある部品が他の部品に「配設される（disposed）」と記載されている場合、ある部品を他の部品に直接配設することができるか、又は、中間部品が存在し得る。

【0025】

[0039] 図１及び図２を参照すると、本発明の一実施形態によるブラシレス直流（ＢＬＤＣ）モータ１００は、外部ケーシング１０と、外部ケーシング１０内に取り付けられる第１のサブモータ２０及び第２のサブモータ３０と、第１のサブモータ２０及び第２のサブモータ３０によって共用される単一のロータ５０とを含む。ＢＬＤＣモータ１００は、更に、外部ケーシング１０内に取り付けられ、電力を第１のサブモータ２０及び第２のサブモータ３０にそれぞれ供給するステータ６０と、２つの導電端子組７０と、導電端子組７０を覆う端子ハブ８０とを含む。この実施形態では、２つの導電端子組７０は、電力を第１のサブモータ２０のステータ６０に供給するための第１の導電端子組と、電力を第２のサブモータ３０のステータ６０に供給するための第２の導電端子組とを含む。

【0026】

[0040] 外部ケーシング１０は、ステータ６０を取り付けるためのハウジング１２と、ロータ５０を支持するためのカバー本体１３とを含む。カバー本体１３は、ロータ５０を支持するための少なくとも１つの軸受（図示せず）が収容された軸受座１３１を含む。カバー本体１３は、ハウジング１２の一端を覆う。

【0027】

[0041] 図２、図４及び図５を参照すると、第１の実施形態の第１のサブモータ２０及び第２のサブモータ３０の各々は、三相モータである。２つのサブモータのステータ６０は、同数のステータ歯６２を有する。この実施形態では、各サブモータのステータ６０のステータ歯の数は、６である。第１のサブモータ２０のステータ歯６２及び第２のサブモータ３０のステータ歯６２は、ＢＬＤＣモータ１００の直径に関して対称に配置される。第１のサブモータ２０及び第２のサブモータ３０は、各々、ステータ歯６２の周りに取り付けられる複数のボビン６３と、ボビン６３の周りに巻き付けられる巻線コイル６５とを含む。

【0028】

[0042] ステータ歯６２及び巻線コイル６５は、それぞれ、第１のサブモータ２０及び第２のサブモータ３０のＵ相歯、Ｖ相歯及びＷ相歯と、それぞれのコイルとを形成する。第１のサブモータ２０は、６つのステータ歯６２を含み、Ｕ相歯の数、Ｖ相歯の数及びＷ相歯の数は、各々、２である。第２のサブモータ３０は、６つのステータ歯６２を含み、Ｕ相歯の数、Ｖ相歯の数及びＷ相歯の数は、各々、２である。ＢＬＤＣモータのステータ６０のスロットの数は、１２である。第１の導電端子組は、第１のサブモータ２０のＵ相歯、Ｖ相歯及びＷ相歯を外部電源に接続し、第２の導電端子組は、第２のサブモータ３０のＵ相歯、Ｖ相歯及びＷ相歯を外部電源に接続する。

【0029】

[0043] 図３、図４及び図９を参照すると、各ボビン６３は、ステータ歯６２の対応する１つの周りに取り付けられる。各ボビン６３は、対応するステータ歯６２の両端の周りにそれぞれ取り付けられる上部ボビン本体６３１及び下部ボビン本体６３５を含む。この実施形態では、ステータ歯６２は、複数のケイ素鋼板などの磁気伝導性材料を順次積層することによって形成される。位置決め部６３２及びロック部６３３が、１つの対応する下部ボビン本体６３５から離れた上部ボビン本体６３１の端部に形成される。この実施形態では、位置決め部６３２は、１つの対応する巻線コイル６５を貫通させるための２つの貫通穴（符号表記せず）を形成する。複数のラッチ部８７（図５参照）が、端子ハブ８０の１つの側に配設される。各上部ボビン本体６３１のロック部６３３は、１つの対応するラッチ部８７と係合されて、端子ハブ８０をステータ６０の一端に保持する。

【0030】

[0044] ラッチ部８７とロック部６３３との間の係合は、フックとロックスロットとの間の係合として実現することができることを理解されたい。

【0031】

[0045] 各巻線コイル６５は、ボビン６３の外側の周りに巻き付けられる。巻線コイル６５の２つの接続端部は、それぞれ、貫通穴を貫通して、２つの接続端部の短絡を回避する。

【0032】

[0046] 図９を参照すると、各ステータ歯６２は、互いに連結されて、ステータ歯６２が、中空円筒体に配置されるようになっている。ロータ５０は、ステータ６０内に回転可能に配設される。絶縁層６６が、２つの隣接するステータ歯６２の対向する部分に配設されて、２つの隣接するステータ歯６２の巻線コイル６５の短絡を回避する。

【0033】

[0047] また、図９及び図１０を参照すると、この実施形態では、第１のサブモータ２０のステータ歯６２は、各々が周方向に沿って互いに隣接して配置されて、半円形状になり、第２のサブモータ３０のステータ歯６２は、各々が周方向に沿って互いに隣接して配置されて、半円形状になる。第１のサブモータ２０及び第２のサブモータ３０は、ＢＬＤＣモータ１００の２つの対称形の半体を形成する。

【0034】

[0048] 図６～図８を参照すると、各導電端子組７０は、ＢＬＤＣモータ１００の軸方向に沿って順次配置され、互いに絶縁される複数の導電素子を含む。特に、各導電端子組７０は、第１の導電素子７１、第２の導電素子７３、第３の導電素子７５及び第４の導電素子７６を含む。第１の導電素子７１は、対応するサブモータ２０又は３０のＹ結線のスター点を形成する。この実施形態では、各第１の導電素子７１は、６つの導電タブ７１２を含む。各導電タブ７１２は、サブモータ２０又はサブモータ３０の一方の１つの対応する巻線コイル６５の１つの接続端部に電気的に接続される。第２の導電素子７３、第３の導電素子７５及び第４の導電素子７６は、それぞれ、サブモータ２０及びサブモータ３０の一方のＵ相歯、Ｖ相歯及びＷ相歯の巻線コイル６５の接続端部に接続される。特に、第２の導電素子７３は、２つの導電タブ７３２及び１つの電源端子７３４を含む。２つの導電タブ７３２は、２つのＵ相歯の巻線コイル６５の他方の接続端部に電気的に接続され、電源端子７３４は、端子ハブ８０を貫通して、外部電源に接続するようになっている。同様に、第３の導電素子７５は、２つの導電タブ７５２及び１つの電源端子７５４を含み、第４の導電素子７６は、２つの導電タブ７６２及び１つの電源端子７６４を含む。２つの導電タブ７５２，７６２は、それぞれ、２つのＶ相歯及び２つのＷ相歯の巻線コイル６５の対応する接続端部に接続され、電源端子７５４，７６４は、端子ハブ８０を貫通して、外部電源に接続するようになっている。この実施形態では、Ｙ結線のスター点として働く第１の導電素子７１は、ステータ６０に隣接する導電端子組７０の１つの側に位置する。

【0035】

[0049] この実施形態では、第１の導電端子組及び第２の導電端子組は、周方向に沿って重ならない。すなわち、ＢＬＤＣモータ１００の軸方向に見て、第１の導電端子組及び第２の導電端子組は、互いに離間され、周方向に重なり部分を共有しない。第１の導電端子組及び第２の導電端子組が、周方向に重ならないので、２つの導電端子組は、互いに絶縁される。短絡の場合でも、短絡は、導電端子組７０の内部だけで発生し、短絡が、２つの導電端子組７０の間に発生して、両方のサブモータの故障を同時に引き起こすようなことはない。したがって、本発明のモータでは、一方の短絡したサブモータが、他方のサブモータの正常動作に影響を及ぼすのを防ぐことにより、モータの信頼性を向上させることができる。

【0036】

[0050] 図７を参照すると、複数の固定部８５が、端子ハブ８０の１つの側に配設される。各電源端子は、固定部８５の対応する１つを貫通し、これに固定される。ＢＬＤＣモータ１００は、更に、アダプタ９０（図３）を含む。アダプタ９０は、端子ハブ８０の固定部８５が配設される側に取り付けられ、電源端子を外部電源に電気的に接続するように構成される。アダプタ９０は、複数の端部９１及び複数の挿入タブ９３を含む。各端部９１は、挿入タブ９３の対応する１つに電気的に接続される。端部９１は、カバー状であり、各端部９１は、電源端子７３４，７５４及び７６４の対応する１つの一端を覆う。端部９１は、電源端子７３４，７５４及び７６４に対応して配置される。この実施形態では、挿入タブ９３は、アダプタ９０に配設され且つ互いに対向する２つの群に分けられ、挿入タブ９３の各群は、サブモータ２０及びサブモータ３０の対応する１つのＵ相、Ｖ相及びＷ相に対応する。

【0037】

[0051] この実施形態では、端子ハブ８０は、中空環状構造である。導電端子組７０の第１の導電素子７１、第２の導電素子７３、第３の導電素子７５及び第４の導電素子７６は、ＢＬＤＣモータ１００の軸方向に沿って順次積層されることによって、実質的に半円形構造を形成する。２つの導電端子組７０は、端子ハブ８０内に対称に配設される。この実施形態では、端子ハブ８０は、２つの導電端子組７０の周りに射出成形することにより形成される。１つの同じ導電端子組７０の第１の導電素子７１、第２の導電素子７３、第３の導電素子７５及び第４の導電素子７６は、互いに絶縁され、２つの導電端子組７０も、互いに絶縁される。

【0038】

[0052] 複数の収容部８２が、端子ハブ８０の周方向側に沿って配設される。各収容部８２は、導電タブ７１２，７３２，７５２及び７６２の対応する１つを収容するための開口部８２１を形成する。各収容部８２は、ラッチ部８７から遠ざかる方向に屈曲して、少なくとも１つの絶縁部８２３を形成する。絶縁部８２３は、１つの巻線コイル６５の１つの接続端部を巻き付けることができる。巻線コイル６５の接続端部は、位置決め部６３２の貫通穴を貫通し、絶縁部８２３を越え、１つの対応する導電タブに接続する。この実施形態では、接続端部は、はんだ付けによって、導電タブに接続される。絶縁部８２３は、２つの隣接する回路の間の短絡を回避する。

【0039】

[0053] 図１０及び図１１を参照すると、図示を容易にするために、第１のサブモータ２０のステータ歯６２は、それぞれ、符号６１１～６１６で示し、Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１を用いて、第１のサブモータ２０の３つの入力端子をそれぞれ示し、第２のサブモータ３０のステータ歯６２は、それぞれ、符号６１７～６１１２で示し、Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２を用いて、第２のサブモータ３０の３つの入力端子をそれぞれ示す。図１１Ａ及び図１１Ｂは、それぞれ、第１のサブモータ２０及び第２のサブモータ３０の巻線接続回路を示す。

【0040】

[0054] 図１３は、巻線の短絡の場合の従来のモータ及び本発明のＢＬＤＣモータ１００のトルクを示す図である。図中の曲線Ａは、従来のモータの短絡トルクを示し、一方、曲線Ｂ及び曲線Ｃは、それぞれ、第１のサブモータ２０の短絡の場合の第１のサブモータ２０のトルク及び第２のサブモータ３０のトルクを示す。分かるように、短絡の場合、従来のモータ及び第１のサブモータ２０の出力トルクは、明らかに変動する。本発明のＢＬＤＣモータ１００は、更に、正常に動作する第２のサブモータ３０を含む。したがって、サブモータ２０及びサブモータ３０の一方に、短絡が発生しても、サブモータ２０及びサブモータ３０の他方は、依然として、定格トルクを出力することができる。

【0041】

[0055] 図１２Ａ及び図１２Ｂを参照すると、本発明のＢＬＤＣモータの第１のサブモータ２０及び第２のサブモータ３０は、単一の制御装置２８０によって制御することができる（図１２Ａ）。この場合、制御装置２８０の各出力端子は、２つのスイッチ（符号表記せず）を介して、第１のサブモータ２０の入力端子Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の対応する１つ及び第２のサブモータ３０の入力端子Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２の対応する１つと接続される。代替的に、ＢＬＤＣモータ１００の第１のサブモータ２０及び第２のサブモータ３０は、２つの制御装置２８１，２８２によってそれぞれ制御することもできる（図１２Ｂ）。この場合、各制御装置２８１，２８２の出力端子は、サブモータ２０又はサブモータ３０の入力端子Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１又はＵ２，Ｖ２，Ｗ２の対応する１つに接続される。第１のサブモータ２０及び第２のサブモータ３０が、２つの制御装置２８１，２８２によってそれぞれ制御されると、２つのサブモータ２０及び３０の電流が、（２ｋ＋１）／２周期の位相差を有する

ように制御することができ、２つのサブモータ２０及び３０の逆起電力は、同じ位相を有することによって、２つのサブモータ２０及び３０の合成トルクのｎ次高調波を向上させることにより、モータの作動をより円滑にする。

【0042】

[0056] 上記実施形態では、ＢＬＤＣモータは、三相モータとして例示されているが、ＢＬＤＣモータは、以下の条件が満たされる限り、いずれのモータとしても実現することができる。

【0043】

[0057] 二相モータの場合、下式が満たされる必要がある。

【数3】

ここで、Ｎｐは、ロータの極性の数であり、Ｎｓは、ステータのスロットの数であり、Ｎｐ及びＮｓは、両方とも、偶数である。

【0044】

[0058] 三相モータの場合、下式が満たされる必要がある。

【数4】

ここで、Ｎｐは、ロータの極性の数であり、これは偶数であり、Ｎｓは、ステータのスロットの数であり、ここで、

である。

【0045】

[0059] 図１４は、本発明のＢＬＤＣモータ１００を用いる電動パワーステアリングシステム２００を示す。電動パワーステアリングシステム２００は、ステアリングホイール２１０と、ステアリングホイール２１０に固定連結されるステアリングコラム２２０と、ステアリングコラム２２０に同軸に固定されるステアリングギヤ２３０とを含む。ＢＬＤＣモータ１００は、駆動歯車２４０と駆動連結されて、ＢＬＤＣモータ１００のトルクを出力する回転軸を含む。駆動歯車２４０は、ステアリングラック２５０を介して、ステアリングギヤ２３０と駆動連結される。したがって、ＢＬＤＣモータ１００が作動すると、駆動歯車２４０は、ステアリングラック２５０を介して、ステアリングギヤ２３０を回転駆動することによって、ステアリングコラム２２０を回転駆動することにより、ステアリングホイール２１０を回転駆動して、運転者がステアリングホイールを操作するのを補助するようになっている。電動パワーステアリングシステム２００は、更に、ステアリングホイール２１０のトルク及びステアリング方向信号を検出し、その信号を制御装置２８０に送信するためのステアリングトルクセンサ２６０及びステアリングホイール角度センサ２７０を含む。信号に応じて、制御装置２８０は、対応する命令を発生して、ＢＬＤＣモータ１００が、対応する大きさ及び方向の補助ステアリングトルクを出力することによって、補助力を発生するようになっている。実際には、ＢＬＤＣモータ１００と駆動歯車２４０との間に、減速装置を配設して、出力トルクを増加させることができる。

【0046】

[0060] 本発明のＢＬＤＣモータ１００は、２つのサブモータ２０及び３０を含む。２つのサブモータ２０及び３０は、共通のロータ５０と、互いに独立しているそれぞれのステータ６０とを含む。２つのサブモータ２０及び３０は、互いに独立している入力端子を含む。モータが正常に動作するとき、２つのサブモータ２０及び３０は、単一のモータとして作動する。サブモータ２０及び３０の一方が故障すると、サブモータ２０及び３０の他方は、独立して作動して、モータの信頼性及び安全性を確保することができる。本発明のモータは、他の分野に用いることができるが、特に、ステアリングホイールの電動パワーステアリングシステムに用いるのに適している。

【0047】

[0061] したがって、以上、本発明の実施形態の技術的解決手段について、明瞭且つ完全に説明した。説明した実施形態は、本発明の実施形態の全てではなく、その一部にすぎないことは明らかである。当業者であれば、種々の実施形態の技術的特徴の様々な組み合わせをして、実際的な必要｛ひつよう｝に応えることができる。説明された本発明の実施形態に基づいて、創作努力を払うことなく当業者によって得られる他のいずれの実施形態も、本発明の範囲に属する。

【符号の説明】

【0048】

１０ 外部ケーシング
１２ ハウジング
１３ カバー本体
２０ 第１のサブモータ
３０ 第２のサブモータ
５０ ロータ
６０ ステータ
６２ ステータ歯
６３ ボビン
６５ 巻線コイル
６６ 絶縁層
７０ 導電端子組
７１ 第１の導電素子
７３ 第２の導電素子
７５ 第３の導電素子
７６ 第４の導電素子
８０ 端子ハブ
８２ 収容部
８５ 固定部
８７ ラッチ部
９０ アダプタ
９１ 端部
９３ 挿入タブ
１００ ブラシレス直流（ＢＬＤＣ）モータ
１３１ 軸受座
２００ 電動パワーステアリングシステム
２１０ ステアリングホイール
２２０ ステアリングコラム
２３０ ステアリングギヤ
２４０ 駆動歯車
２５０ ステアリングラック
２６０ ステアリングトルクセンサ
２７０ ステアリングホイール角度センサ
２８０ 制御装置
２８１，２８２ 制御装置
６１１～６１６ 第１のサブモータのステータ歯
６１７～６１９，６１１０～６１１２ 第２のサブモータのステータ歯
６３１ 上部ボビン本体
６３２ 位置決め部
６３３ ロック部
６３５ 下部ボビン本体
７１２ 導電タブ
７３２ 導電タブ
７３４ 電源端子
７５２ 導電タブ
７５４ 電源端子
７６２ 導電タブ
７６４ 電源端子
８２１ 開口部
８２３ 絶縁部
Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１ 入力端子
Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２ 入力端子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図12A】

【図12B】

【図13】

【図14】