JP2019170071A - モータ及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを抑制しながら、より確実にステータの回転止めを実現できるモータを提供する。【解決手段】モータ１は、シャフト３１と、ロータ３０と、ステータ４０と、バスバーホルダ５０と、ハウジング２０と、を備える。シャフト３１は中心軸Ｃに沿って延びる。ロータ３０は、シャフト３１に固定される。ステータ４０は、ロータ３０の径方向外側に配され、コイル線４３を有する。バスバーホルダ５０は、ステータ４０の軸方向一端側に配され、ステータ４０よりも径方向外側に突出する突出部５５を有する。ハウジング２０は、ステータ４０の径方向外側に配され、一以上の突出部５５と嵌合する凹部２５を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、モータ及び電動パワーステアリング装置に関する。

モータのハウジングへのステータの固定方法として、焼き嵌め（特許文献１参照）や加締めが知られている。

特開２０１５−４２０１５号公報

焼き嵌めや加締めの固定方法では、軸方向に比べ周方向に回転しやすいため、ハウジングに対してステータが回転してしまうという問題があった。近年、外部との接続端子を含むバスバーを使用するモータが増加している。かかる構成を有するモータを上位システムに組み込んだ後、ステータが回転してしまうと、上位システムとの電気接点の維持が困難になる。一方、ステータの回転を防止するため、新たな部品や接着剤を用いることは、部品の変更や増加を伴い、製造コストを増加させる。

本発明は、製造コストを抑制しながらより確実にステータの回転止めを実現できるモータを提供することを目的とする。

本願の例示的な一実施形態のモータは、シャフトと、ロータと、ステータと、支持部材と、ハウジングと、を備える。シャフトは中心軸に沿って延びる。ロータは、シャフトに固定される。ステータは、ロータの径方向外側に配され、導電部を有する。支持部材は、ステータの軸方向一端側に配され、ステータよりも径方向外側に突出する突出部を有する。ハウジングは、ステータの径方向外側に配され、一以上の突出部と嵌合する凹部を有する。

本願の一実施形態に係るモータによれば、製造コストを抑制しつつ、より確実にステータの回転止めを実現できる。

図１は、一実施形態のモータを示す断面図である。 図２は、バスバーホルダを固定したステータの斜視図である。 図３は、バスバーホルダの突出部とハウジングの凹部の位置関係を示す部分平面図である。 図４は、図３のＩＶ-ＩＶ線に沿った断面図である。 図５は、変形例に係るバスバーホルダの脚部の部分斜視図である。 図６は、接続端子を含むバスバーホルダと制御基板の位置関係を示す平面図である。 図７は、他の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の模式図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

以下の説明において、モータの中心軸をＣとする。中心軸Ｃが延びる方向を軸方向とする。また、軸方向に沿った一方を上側、他方を下側とする。ただし、本明細書における上下方向は、位置関係を特定するために用い、実際の方向や位置関係を限定しない。重力方向は必ずしも下方向ではない。また、本明細書では、モータの回転軸に直交する方向は「径方向」と呼ぶ。モータの回転軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」と呼ぶ。「嵌合する」とは、凹部に凸部が嵌り合うことにより互いの移動を制限する状態であれば足り、ゆるく嵌り合う状態も含む。

以下の説明で用いる図面は、特徴部分を強調する目的で、便宜上特徴となる部分を拡大して示す場合がある。よって、各構成要素の寸法及び比率は実際のものと必ずしも同じではない。

（実施形態）
図１及び図２に示すように、モータ１は、シャフト３１と、ロータ３０と、ステータ４０と、バスバーホルダ５０と、ハウジング２０とを備える。
シャフト３１は、中心軸Ｃに沿って延び、上側ベアリング７１及び下側ベアリング７２により中心軸Ｃ周りを回転可能に支持される。ロータ３０は、シャフト３１に固定され、シャフト３１とともに中心軸Ｃ周りに回転する。なお、図示は省略するが、上側ベアリング７１は、ステータ４０の上方に位置するベアリングホルダにより保持されている。

ステータ４０は、ロータ３０の径方向外側にロータ３０に対向して配置される。ステータ４０は、ステータコア４１と、インシュレータ４２と、コイル線４３と、を有する。インシュレータ４２は、ステータコア４１のティース（図示省略）に取り付けられる。コイル線４３は、導電部の一例であり、導線により構成され、インシュレータ４２を介在させてティースに巻かれる。

ステータ４０に巻かれたコイル線４３からステータ４０の上方に引き出された導線は、バスバー６１に接続される。

バスバー６１は、板状の導通部材である。バスバー６１は、コイル線４３と、接続端子６３や図６に示す制御基板８０とを電気的に接続する。接続端子６３は、軸方向上方に延び、制御基板８０や外部電源（図示省略）と電気的に接続する。

バスバーホルダ５０は、支持部材の一例であり、バスバー６１及び接続端子６３を支持する。バスバーホルダ５０は、樹脂等の絶縁材料からなる。バスバーホルダ５０は、ステータ４０の軸方向一端側に配される。バスバーホルダ５０は、ステータ４０の上方に配置される環状の本体部５１と、本体部５１からステータ４０側に延び、ステータ４０の一端側に連結される脚部５３とを有する。脚部５３は、本体部５１の周囲に沿って複数、例えば３つ設けられる。脚部５３は、ステータ４０よりも径方向外側に突出する突出部５５を有する。なお、突出部５５は全ての脚部５３に設けられてもよいが、一部の脚部、例えば一つの脚部５３や、径方向に対向する位置にある二つの脚部５３のみに設けられてもよい。脚部５３及び突出部５５の数は、上記に限定されず、少なくても多くてもよい。

ハウジング２０は、ステータ４０の径方向外側に配され、ハウジング２０の内周面にはステータ４０が焼き嵌めや加締め等により固定される。ハウジング２０は、中心軸Ｃを中心とする有底の円筒形状を有する。ハウジング２０は、軸方向に延びる筒部２１と、筒部２１の下端に位置する底部２３と、上側に開口する開口部２４とを有する。

なお、ハウジング２０の形状は、円筒状に限られない。また、ハウジング２０の断面は、例えば多角形などであってもよい。また、ハウジング２０は、有底ではなく、筒状であってもよい。

ハウジング２０は、内周面に、突出部５５と嵌合する凹部２５を有する。図３に示すように、突出部５５の幅、すなわち周方向の長さは、凹部２５の幅よりも小さい。凹部２５内で突出部５５が周方向の余裕を持つことにより、余裕がない場合よりも、ステータ４０の周方向における位置調整が行いやすくなる。また、図４に示すように、突出部５５の軸方向の高さは、凹部２５の高さよりも小さくてもよい。これにより、バスバーホルダ５０の軸方向における位置調整も行いやすくなる。

モータ１の製造において、バスバーホルダ５０の突出部５５と、ハウジング２０の凹部２５とは、周方向及び軸方向の位置が一致するように、所定の位置に形成される。ステータ４０の軸方向一端側にバスバーホルダ５０が取りつけられる。このとき、バスバーホルダ５０の突出部５５を、ハウジング２０の凹部２５に嵌合させる。

以上のように、上記実施形態に係るモータ１においては、バスバーホルダ５０は、ステータ４０の軸方向一端側に配され、ステータ４０よりも径方向外側に突出する一以上の突出部５５を有し、ハウジング２０は、一以上の突出部５５と嵌合する凹部２５を有する。これにより、焼き嵌めや加締め等の固定のみでは十分でなかったステータ４０の回転をより確実に止めることができる。また、接続端子６３やバスバー６１等の導通部材の周方向における位置決めを容易にする。更に、簡単な構造であるため、製造コストを抑制しつつステータ４０の回転防止を実現することができる。

（変形例）
（１）
図５に示すように、バスバーホルダ５０の本体部５１の脚部５３は、先端に、軸方向に突出する延出部５７を有してもよい。延出部５７は、ステータ４０の外側面に形成された溝部４５に軸方向に嵌合する。これにより、バスバーホルダ５０は、周方向において固定される。
なお、バスバーホルダ５０の周方向の固定は、延出部５７とステータ４０との嵌合によるものに限定されず、接着、溶着、加締め等その他の方法によって固定されてもよい。また、バスバーホルダ５０は、ステータ４０以外の、周方向に固定された他の部材に固定されてもよい。
また、延出部５７は次の効果を有する。図６に示すように、モータ１がバスバーホルダ５０の軸方向一端側に制御基板８０を有する場合、制御基板８０は、バスバーホルダ５０に固定された接続端子６３と接続される。バスバーホルダ５０の脚部５３の延出部５７をステータ４０の溝部４５に嵌合させることにより、接続端子６３と制御基板８０の位置決めが容易になる。

（２）
突出部５５は、バスバーホルダ５０に代えて、ベアリングホルダ（図示省略）の外周上に設けてもよい。ベアリングホルダは上側から見て略円板形状であり、ステータ４０の上側に配置され、上側ベアリング７１を保持する支持部材である。

（３）
本実施形態においては、導通部材の例としてバスバー６１を挙げるが、これに限定されない。例えば、コイル線４３から引き出されたコイル引出線等であってもよい。

（その他実施形態）
図７を参照して、モータ１を電動パワーステアリング装置２に搭載した例について説明する。

電動パワーステアリング装置２は、自動車の車輪９１２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、モータ１の動力により操舵力を直接的に軽減するコラム式のパワーステアリング装置である。電動パワーステアリング装置２は、モータ１と、操舵軸９１４と、車軸９１３と、を備える。

操舵軸９１４は、ステアリング９１１からの入力を、車輪９１２を有する車軸９１３に伝える。モータ１の動力は、ボールねじを介して、車軸９１３に伝えられる。コラム式の電動パワーステアリング装置２に採用されるモータ１は、エンジンルーム（図示せず）の内部に設けられる。なお、図７に示す電動パワーステアリング装置２は、コラム式であるが、ラック式であってもよい。

電動パワーステアリング装置２は、モータ１を備える。このため、上記実施形態と同様の効果を奏する電動パワーステアリング装置２が得られる。

なお、ここでは、モータ１の使用方法の一例として電動パワーステアリング装置２を挙げたが、モータ１の使用方法は限定されず、ポンプ、コンプレッサなど広範囲に使用可能である。

上述した実施形態及び変形例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１…モータ、２…電動パワーステアリング装置、２０…ハウジング、２１…筒部、２３…底部、２４…開口部、２５…凹部、３０…ロータ、３１…シャフト、４０…ステータ、４４１…ステータコア、４２…インシュレータ、４３…コイル線、４５…溝部、５０…バスバーホルダ、５１…本体部、５３…脚部、５５…突出部、５７…延出部、６１…バスバー、６３…接続端子、７１…上側ベアリング、７２…下側ベアリング、８０…制御基板、９１１…ステアリング、９１２…車輪、９１３…車軸、９１４…操舵軸、Ｃ…中心軸

Claims (9)

1. 中心軸に沿って延びるシャフトと、
   前記シャフトに固定されるロータと、
   前記ロータの径方向外側に配され、導電部を有するステータと、
   前記ステータの軸方向一端側に配され、前記ステータよりも径方向外側に突出する突出部を有する支持部材と、
   前記ステータの径方向外側に配され、前記一以上の突出部と嵌合する凹部を有するハウジングと、
   を備える、モータ。
2. 前記支持部材に配され、前記ステータの導電部に接続する導通部材を備える、
   請求項１に記載のモータ。
3. 前記支持部材は、
   本体部と、
   前記本体部から前記ステータ側に延び、前記ステータの前記一端側に連結される脚部と、
   を有し、
   前記脚部は、前記突出部を有する、
   請求項１又は２に記載のモータ。
4. 前記支持部材は、前記脚部の先端から前記軸方向に突出する延出部を有し、
   前記ステータは、前記径方向の外側面に設けられ前記延出部と前記軸方向に嵌合する溝部を有する、
   請求項３に記載のモータ。
5. 前記支持部材の軸方向一端側に配される制御基板と、
   前記支持部材に配され、前記軸方向に延び前記制御基板に接続する接続端子と、
   を備える、
   請求項１から４のいずれかに記載のモータ。
6. 前記モータの周方向の前記突出部の幅は、前記周方向の前記凹部の幅よりも小さい、
   請求項１から５のいずれかに記載のモータ。
7. 前記軸方向の前記突出部の高さは、前記軸方向の前記凹部の高さよりも小さい、
   請求項１から６のいずれかに記載のモータ。
8. 前記突出部及び前記凹部は、前記モータの周方向に沿って複数設けられた、
   請求項１から７のいずれかに記載のモータ。
9. 請求項１から８のいずれかに記載のモータを備える、電動パワーステアリング装置。