電動パワーステアリング装置用モータ装置
【課題】この発明は、ベアリングから延出する回転軸の軸端のカップリング部とベアリングとの間の長さを短くし、信頼性の高い、小型で低コストの電動パワーステアリング装置用モータ装置を得る。
【解決手段】ブラシレスモータ２５の回転子２６の回転軸２７の一端側が、制御装置収納空間１００内を挿通して、制御装置収納空間１００を構成する第１ハウジング１１の基部１２の一面側に設けられた第１ベアリングボックス１６に保持された第１ベアリグ１７に支持され、他端がモータ収納空間１０１を構成するモータフレーム１５に設けられた第２ベアリングボックス２１に保持された第２ベアリング２２に支持されている。制御装置が制御装置収納空間１００内に配設され、第１ベアリング１７から延出する回転軸２７の端部がカップリング部２７ａとなる。
【解決手段】ブラシレスモータ２５の回転子２６の回転軸２７の一端側が、制御装置収納空間１００内を挿通して、制御装置収納空間１００を構成する第１ハウジング１１の基部１２の一面側に設けられた第１ベアリングボックス１６に保持された第１ベアリグ１７に支持され、他端がモータ収納空間１０１を構成するモータフレーム１５に設けられた第２ベアリングボックス２１に保持された第２ベアリング２２に支持されている。制御装置が制御装置収納空間１００内に配設され、第１ベアリング１７から延出する回転軸２７の端部がカップリング部２７ａとなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両に取り付けられ、運転者の操舵力を補助する電動パワーステアリング装置用モータ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置にオイルを供給する従来のポンプ装置は、平板状の第１の部材に、一側面が開放した容器状に形成された第２の部材の一側面を接合固定して中空状に構成されたヒートシンクと、第１の部材の外面にモータフレームを接合固定して取り付けられたモータと、第２の部材の外面に取り付けられたポンプユニットと、ヒートシンクのポンプユニットが設けられた第２の部材の内面に接合固定され、モータの駆動を制御する制御ユニットと、を備えている。そして、モータの回転軸の一端部がモータフレーム内に設けられた第１の軸受に回転自在に保持され、その中途部が第１の部材に形成された貫通孔に設けられた第２の軸受に回転自在に保持されている。さらに、回転軸の他端部が第２の部材に形成された貫通孔から延出し、カップリングを介してポンプユニットの駆動軸に連結され、ポンプユニットがモータの回転軸により駆動され、オイルを循環させる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来のポンプ装置では、第１の軸受と第２の軸受とにより決まる回転軸の軸心は、一般的に、部品の寸法公差、および組み合わせによる芯ずれなどにより、第２の部材の外面に取り付けられたポンプユニットの駆動軸の軸心に対して傾きを生じている。
そして、従来のポンプ装置では、回転子の回転軸の一端部がモータフレーム内に設けられた第１の軸受に回転自在に保持され、中途部が第１の部材に設けられた第２の軸受に回転自在に保持され、他端側がヒートシンク内を通って第２の部材に形成された貫通孔から延出しているので、第２の軸受と回転軸の他端に設けられたカップリングとの間の軸方向長さが長くなる。そこで、カップリングの振れが大きくなり、ポンプユニットの振れが大きくなり、信頼性が低下するという問題があった。
【０００４】
また、第２の軸受から延出する回転軸の他端側の外径が、第２の軸受の内輪の内径より小径となるので、回転軸の他端側の剛性が低下し、ねじり共振による振動やトルクの応答遅れが発生し、信頼性が低下するという問題があった。この問題を解決するために、回転軸の他端側を大径化して剛性を高めることが考えられるが、この場合、第２の軸受の大径化が必要となり、装置の大型化および高コスト化をもたらすという新たな問題が発生する。
さらに、異物が回転軸の他端側と第２の部材に設けられた貫通孔との間の隙間からヒートシンク内に侵入し、制御ユニットの回路ショートが発生し、信頼性が低下するという問題があった。
【０００５】
このような状況を鑑み、制御装置が第１ハウジングの一側と第２ハウジングの一側とが当接して作られる空間に配設され、モータが第１ハウジングの他側に取り付けられたフレーム内に配設され、アクチュエータが第２ハウジングの他側に配設され、モータの回転軸の一端側が第２ハウジングに形成された貫通穴に設けられた第１ベアリングに回転自在に保持され、回転軸の他端部がフレームに設けられた第２ベアリングに回転自在に保持され、第１ベアリングから延出する回転軸の一端部がカップリングを介してアクチュエータの駆動軸と連結されている従来の電動パワーステアリング装置が提案されている(例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
従来の電動パワーステアリング装置では、アクチュエータが第２ハウジングの他側に配設され、その駆動軸が第２ハウジングに形成された貫通穴に設けられた第１ベアリングから延出するモータの回転軸の一端部にカップリングを介して連結されているので、第１ベアリングと回転軸の一端に設けられたカップリングとの間の軸方向長さが短くなる。そこで、カップリングの振れが抑制され、アクチュエータの振れが小さくなり、信頼性が高められる。
【０００７】
また、第１および第２ベアリングを大径化することなく、回転軸の第１および第２ベアリング間の部位を太くして回転軸の剛性を高めることができ、ねじり共振による振動やトルクの応答遅れが抑制され、信頼性を高めることができる。
さらに、回転軸の両端が第１および第２ベアリングに保持されているので、異物が第１ハウジングの一側と第２ハウジングの一側とが当接して作られる空間に侵入しにくくなり、制御装置の回路ショートの発生を抑え、信頼性が高められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３８３０００６号公報
【特許文献２】特開２００６−１２１８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の電動パワーステアリング装置では、第１ベアリングが第１ハウジング側から第２ハウジングのベアリングボックスに挿入保持されているので、ベアリングボックスの第１ベアリング軸方向位置決め用壁部が第１ベアリングとアクチュエータとの間に位置する。そこで、第１ベアリングと回転軸の一端との間の距離が、第１ベアリング軸方向位置決め用壁部の厚み分長くなるので、カップリングの振れが大きくなり、アクチュエータの振れが大きくなり、信頼性の低下をもたらすという不具合があった。
【００１０】
この発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、ベアリングボックスを基部の一面側に設け、ベアリングボックスに保持されたベアリングから延出する回転軸の軸端のカップリング部とベアリングとの間の長さを短くし、信頼性の高い、小型で低コストの電動パワーステアリング装置用モータ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明による電動パワーステアリング装置は、第１ベアリングボックスが一面側に設けられた平板状の基部と、上記基部の他面側に配設されて該基部と協働して制御装置収納空間を構成する筒状の第１周壁部と、上記第１周壁部の上記基部と反対側に配設された筒状の第２周壁部と、上記第２周壁部の上記基部と反対側に配設されて該第２周壁部と協働してモータ収納空間を構成するとともに、第２ベアリングボックスが底部に設けられた有底円筒状のモータフレームと、上記モータフレーム内に保持された固定子鉄心および該固定子鉄心に巻装された固定子巻線からなる固定子、および回転軸の一端側が、上記制御装置収納空間を挿通して上記第１ベアリングボックスに保持された第１ベアリングに支持され、該回転軸の他端が上記第２ベアリングボックスに保持された第２ベアリングに支持されて上記固定子の内周側に回転可能に配設され、該第１ベアリングから延出する該回転軸の一端をカップリング部とする回転子を有するモータと、上記制御装置収納空間内に配設されて上記モータを駆動制御する制御装置と、を備えている。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、第１ベアリングボックスが基部の一面側に設けられているので、第１ベアリングの軸方向位置を位置決めする第１ベアリングボックスの壁部が基部の制御装置収納空間側に存在する。そこで、第１ベアリングから延出する回転軸の軸端のカップリング部と第１ベアリングとの間の距離が短くなり、カップリング部の振れが抑制され、信頼性を高めることができる。
また、第１および第２ベアリングを大径化することなく、回転軸の第１および第２ベアリング間の部位を太くして回転軸の剛性を高めることができ、ねじり共振による振動やトルクの応答遅れが抑制され、信頼性を高めることができるとともに、小型、低コスト化が図られる。
さらに、回転軸の両端が第１および第２ベアリングに保持されているので、異物が制御装置収納空間に侵入しにくくなり、制御装置の回路ショートの発生を抑え、信頼性が高められる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の全体構成を説明する斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の構成を説明する要部断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置用モータ装置の構成を説明する断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置用モータ装置におけるパワー基板の配置を説明する図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置用モータ装置における制御基板の配置を説明する図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置用モータ装置の回路ブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置用モータ装置の構成を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の全体構成を説明する斜視図、図２はこの発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の構成を説明する要部断面図、図３はこの発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置用モータ装置の構成を説明する断面図、図４はこの発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置用モータ装置におけるパワー基板の配置を説明する図、図５はこの発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置用モータ装置における制御基板の配置を説明する図、図６はこの発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置用モータ装置の回路ブロック図である。
【００１５】
図１において、電動パワーステアリング装置用モータ装置１０は、ウオーム減速機構１が収容されたギヤハウジング２に装着され、後述するボス３９を介してウオーム軸３に連結される。そして、電動パワーステアリング装置用モータ装置１０の後述するブラシレスモータ２５の回転軸２７の回転力がボス３９を介してウオーム軸３に伝達され、ウオーム軸３の回転数が減速されてウオームホイール４に伝達される。このように、ブラシレスモータ２５の回転軸２７の回転力は、ウオーム減速機構１により減速されてコラム軸５に伝達され、ステアリングホイール６の操舵力をアシストするように構成されている。コラム軸５の回転力は、ユニバーサルジョイントなどを介してラックアンドピニオン機構をなすギヤユニット７のピニオンに伝達され、このピニオンと歯合するラック８が左右に駆動されるように構成されている。
【００１６】
つぎに、電動パワーステアリング装置用モータ装置１０の具体的な構成について図２および図３を参照にしつつ説明する。
電動パワーステアリング装置用モータ装置１０は、ギヤハウジング２に装着され、制御装置収納空間１００を構成する第１ハウジング１１と、第１ハウジング１１に装着される第２ハウジング１４と、第２ハウジング１４に装着されて第２ハウジング１４と協働してモータ収納空間１０１を構成するモータフレーム１５と、モータ収納空間１０１内に収納されるブラシレスモータ２５と、制御装置収納空間１００内に配設され、このブラシレスモータ２５の通電制御を行う制御装置と、ブラシレスモータ２５の回転子２６の回転位置を検出する回転センサ３５と、を備えている。
【００１７】
第１ハウジング１１は、例えばアルミ合金のダイカスト成形により作製され、平板状の基部１２と基部１２の他面側に一体に突設された筒状の第１周壁部１３とを有する。そして、第１ベアリングボックス１６が基部１２の中央部の一面側に形成されている。即ち、第１ベアリングボックス１６が第１ベアリング１７を基部１２の一面側から挿入保持可能に基部１２に形成されている。そして、回転センサ位置決め突起１８が、第１ベアリングボックス１６と同軸に基部１２の一面に円筒状に突設されている。さらに、第１インロー部１９が第１ベアリングボックス１６と同軸に、かつ回転センサ位置決め突起１８の外径側に基部１２の一面に円筒状に突設されている。
【００１８】
第２周壁部としての第２ハウジング１４は、例えばアルミ合金のダイカスト成形により筒状に作製されている。そして、第２インロー部２０が第２ハウジング１４の端面に円筒状に突設されている。
モータフレーム１５は、例えば鉄を用いて有底円筒体に作製されている。そして、第２ベアリングボックス２１が第２ベアリング２２を内側から挿入保持可能にモータフレーム１５の底部の中央部に形成されている。モータフレーム１５は、第２インロー部２０に外嵌合状態に嵌着され、例えばねじの締着により第２ハウジング１４に装着される。
【００１９】
ブラシレスモータ２５は、回転軸２７、および回転軸２７に外嵌状態に嵌合、固着された円筒状の永久磁石２８を有する回転子２６と、電磁鋼板を積層、一体化して作製された固定子鉄心３０、および固定子鉄心３０に樹脂製のインシュレータ３２を介して巻装された３相の固定子巻線３１を有する固定子２９と、を備えた永久磁石同期モータである。
【００２０】
固定子２９は、固定子鉄心３０をモータフレーム１５内に圧入固定してモータフレーム１５に取り付けられている。また、回転子２６は、回転軸２７の一端側が制御装置収納空間１００を挿通して第１ベアリング１７に支持され、回転軸２７の他端が第２ベアリング２２に支持されて、回転可能に取り付けられている。そして、永久磁石２８が、固定子鉄心３０の内周側に所定の空隙を確保してモータフレーム１５内に配設されている。永久磁石２８は、例えば周方向に６極に着磁され、３相の固定子巻線３１は、樹脂製のターミナルホルダ３３にインサート成形されたモータ側接続ターミナル３４によりＹ結線されている。
【００２１】
回転センサ３５は、第１ベアリング１７からの回転軸２７の延出部に外嵌状態に固着されたセンサロータとしてのレゾルバロータ３６と、回転センサ位置決め突起１８に位置決めされて基部１２の一面にねじ（図示せず）などにより締着固定され、レゾルバロータ３６を囲繞するように配設されるレゾルバステータ３７と、を備えている。そして、図示していないが、回転センサ３５からの信号線が、基部１２にあけられた貫通穴を通って制御装置収納空間１００内に引き出され、後述する制御基板４０に電気的に接続され、ゴムプレートが貫通穴を塞口するように配設され、貫通穴を介しての制御装置収納空間１００への異物の侵入が阻止されている。また、ブッシュ３８は、鉄製のリング体に作製され、第１ベアリング１７とレゾルバロータ３６との間の回転軸２７の部位に介装され、レゾルバロータ３６の軸方向位置が調整される。カップリングであるボス３９が、回転軸２７の一端のカップリング部２７ａに固着されている。
【００２２】
制御装置は、回転軸挿通穴４０ａがあけられ、マイクロコンピュータ４１およびＦＥＴ駆動回路４２を構成するドライバーＩＣ４２ａなどの電子部品が回転軸挿通穴４０ａを取り囲むように、周方向に分散して実装されたガラスエポキシ製の制御基板４０と、パワーＭＯＳＦＥＴなどのパワー素子４４および半導体スイッチ素子４５が実装されたセラミック製のパワー基板４３と、半導体スイッチ素子４５が実装されたセラミック製のスイッチ基板４６と、を有する。ターミナル部４７は、インサート導体４８がインサート成形された樹脂成型品である。そして、ブラシレスモータ２５に流れる電流のリップルを吸収するコンデンサ４９、ノイズを吸収するコイル５０などがターミナル部４７に実装されている。さらに、スイッチ基板４６の半導体スイッチ素子４５の他端が電源コネクタ５１と接続されている。
【００２３】
固定子巻線３１の各相に対応する３つのパワー基板４３が、図４に示されるように、第１ハウジング１１の基部１２の他面に、第１ベアリングボックス１６を囲繞するように等角ピッチで周方向に配列されて、基部１２に密接するように取り付けられる。また、スイッチ基板４６が、図４に示されるように、第１ハウジング１１の基部１２の他面に密接するように取り付けられる。そして、制御基板４０は、ターミナル部４７に実装され、回転軸挿通穴４０ａの穴中心を第１ベアリングボックス１６の軸心に一致させて、基部１２の他面に対して所定距離離反して、制御装置収納空間１００内に配設されている。そこで、制御基板４０は、図５に示されるように、回転軸挿通穴４０ａに挿通された回転軸２７の軸心に直交するように配設され、マイクロコンピュータ４１およびＦＥＴ駆動回路４２を構成するドライバーＩＣ４２ａなどの電子部品が回転軸２７を取り囲むように周方向に分散して配列されている。そして、固定子巻線３１の出力端子、インサート導体４８などが制御基板４０のスルーホール４０ｂに挿入されて制御基板４０の配線パターン（図示せず）に半田接合され、制御基板４０、パワー基板４３、コンデンサ４９、コイル５０、固定子巻線３１などが電気的に接続され、図６に示される電気回路が構成される。
【００２４】
このように構成された電動パワーステアリング装置用モータ装置１０は、第１インロー部１９をギヤハウジング２に内嵌状態に嵌着し、ねじなどにより基部１２をギヤハウジング２に締着固定して取り付けられる。そして、回転軸２７のカップリング部２７ａがボス３９を介してウオーム軸３に連結される。これにより、ブラシレスモータ２５が制御装置により駆動制御されて回転駆動される。そして、ブラシレスモータ２５の回転軸２７の回転力がボス３９を介してウオーム軸３に伝達され、ウオーム減速機構１により減速されてコラム軸５に伝達され、ステアリングホイール６の操舵力をアシストする。
【００２５】
この実施の形態１によれば、第１ベアリングボックス１６が、第１ハウジング１１を構成する基部１２に設けられ、第２ベアリングボックス２１がモータフレーム１５の底部に設けられている。そして、回転子２６の回転軸２７の一端側が制御装置収納空間１００を挿通して第１ベアリングボックス１６に保持された第１ベアリング１７に支持され、回転軸２７の他端が第２ベアリングボックス２１に保持された第２ベアリング２２に支持されて、回転可能に取り付けられている。
【００２６】
これにより、回転軸２７の一端のカップリング部２７ａと第１ベアリング１７との間の距離が短くなる。そこで、回転軸２７の傾きに起因するカップリング部２７ａに固着されるボス３９の振れが小さくなり、ウオーム減速機構１の振れが抑制される。
また、第１ベアリング１７と第２ベアリング２２とを大径化することなく、回転軸２７の第１ベアリング１７と第２ベアリング２２との間の部位の太さを太くできる。そこで、回転軸２７の剛性不足に起因するねじり共振による振動や、トルクの応答遅れの発生が抑えられる。さらに、第１ベアリング１７および第２ベアリング２２の大径化が不要となり、ベアリングコストの増大、および電動パワーステアリング装置用モータ装置１０の大型化を抑えることができ、小型、低コストの電動パワーステアリング装置用モータ装置１０を実現できる。
【００２７】
また、第１ベアリングボックス１６が基部１２の一面側に設けられているので、第１ベアリングボックス１６の第１ベアリング１７の軸方向位置を決める壁部が第１ベアリング１７の制御装置収納空間１００側に位置する。
【００２８】
そこで、第１ベアリング１７の軸方向位置を決める壁部が第１ベアリング１７と回転軸２７の一端のカップリング部２７ａとの間に存在しない分、第１ベアリング１７とカップリング部２７ａとの間の距離が短くなるので、ボス３９の振れが小さくなり、ウオーム減速機構１の振れがさらに抑制され、信頼性を向上させることができる。
【００２９】
また、ブッシュ３８とレゾルバロータ３６とが、回転軸２７のボス３９と第１ベアリング１７との間の部位に嵌着されているので、回転軸２７の第１ベアリング１７からの延出部を大径化することなく、当該延出部の剛性が高められる。これにより、回転子２６の共振周波数が上がるので、ブラシレスモータ２５の制御周期との共振により発生する振動をなくすことができる。
また、回転センサ３５として角度分解能が高いレゾルバを用いているので、回転子２６の回転数を高精度に検出することができる。
【００３０】
また、レゾルバロータ３６が第１ベアリング１７に近接して回転軸２７に装着されているので、回転軸２７の振れに起因するレゾルバロータ３６の振れを小さくでき、回転センサ３５による角度検出精度が高められ、操舵フィーリングを向上することができる。
回転センサ３５が基部１２の一面側（ウオーム減速機構１側）から基部１２および回転軸２７に装着されているので、回転センサ３５の取り付け角度を外部から調整でき、レゾルバの角度０度調整が可能となる。また、回転センサ３５が磁束の変化により角度を検出するレゾルバで構成されているが、アルミ製の基部１２および鉄製の第１ベアリング１７が回転センサ３５とパワー基板４３との間に介在している。そこで、パワー基板４３やパワー基板４３から固定子巻線３１への配線による回転センサ３５への磁気的影響が抑えられ、回転センサ３５の角度検出精度が高められる。
【００３１】
また、制御装置を構成する制御基板４０が、回転軸挿通穴４０ａに挿通された回転軸２７の軸心に直交するように配設され、マイクロコンピュータ４１およびＦＥＴ駆動回路４２を構成するドライバーＩＣ４２ａなどの電子部品が回転軸２７を取り囲むように周方向に分散して配列されているので、電動パワーステアリング装置用モータ装置１０の回転軸２７と直交する断面積を小さくでき、車両への搭載自由度を大きくすることができる。
【００３２】
また、パワー基板４３が基部１２に接するように取り付けられているので、パワー基板４３に実装されているパワー素子４４での発熱が基部１２に伝達され、基部１２の表面から放熱され、パワー素子４４の過度の温度上昇が抑えられる。そして、パワー素子４４での発熱を効果的に放熱させる必要上、基部１２は所定の厚みに作製される。この基部１２の板厚は、第１ベアリングボックス１６を形成するのに十分な厚さであり、基部１２をさらに厚くすることなく、第１ベアリングボックス１６を形成することができる。
【００３３】
実施の形態２．
図７はこの発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置用モータ装置の構成を説明する断面図である。
【００３４】
図７において、第１ハウジング１１Ａは、例えばアルミ合金のダイカスト成形により作製され、平板状の基部１２Ａと基部１２Ａの他面側に一体に突設された筒状の第１周壁部１３とを有する。そして、第１ベアリングボックス１６が基部１２Ａの中央部の一面側に形成されている。そして、回転センサ位置決め突起１８が、第１ベアリングボックス１６と同軸に基部１２Ａの他面に円筒状に突設されている。さらに、第１インロー部１９が第１ベアリングボックス１６と同軸に基部１２Ａの一面に円筒状に突設されている。
【００３５】
レゾルバロータ３６が、第１ベアリング１７に近接して回転軸２７に外嵌状態に固着され、レゾルバステータ３７が回転センサ位置決め突起１８に位置決めされて基部１２Ａの他面にねじ（図示せず）などにより固定され、レゾルバロータ３６を囲繞するように配設されている。さらに、ボス３９が回転軸２７の一端のカップリング部２７ａに固着されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００３６】
このように構成された電動パワーステアリング装置用モータ装置１０Ａでは、回転センサ３５が制御装置収納空間１００内に配設されているので、回転軸２７の第１ベアリング１７からの延出長さを短くできる。そこで、ボス３９と第１ベアリング１７との間の距離がさらに短くなり、回転軸２７の傾きに起因するボス３９の振れが小さくなり、ウオーム減速機構１の振れが抑制される。
【００３７】
また、回転軸２７の小径部である第１ベアリング１７からの延出部の長さが短くなり、かつ第１ベアリング１７と第２ベアリング２２との間の回転軸２７の部位を大径化できるので、回転軸２７の剛性が高められる。これにより、回転子２６の共振周波数が上がるので、ブラシレスモータ２５の制御周期との共振により発生する振動をなくすことができる。
【００３８】
また、回転センサ３５の信号線を制御装置収納空間１００内に引き込むための貫通穴が不要となり、制御装置収納空間１００内への異物の侵入が阻止される。また、回転センサ３５の信号線を制御基板４０に簡易に電気的に接続することができる。
また、レゾルバロータ３６の軸方向位置を回転軸２７により位置決めできるので、ブッシュが不要となり、その分構成の簡素化、および低コスト化が図られる。
【００３９】
なお、上記各実施の形態では、電動パワーステアリング装置用モータ装置がステアリングホイールの操舵力をアシストする用途に適用されるものとして説明しているが、この電動パワーステアリング装置用モータ装置の用途はステアリングホイールの操舵力をアシストする用途に限定されるものではなく、例えばパワーステアリング用ポンプ装置を駆動する用途に適用してもよい。
【００４０】
また、上記各実施の形態では、基部と協働して制御装置収納空間を構成する第１周壁部が基部と一体に作製されているものとしているが、第１ハウジングを基部のみで構成し、第１周壁部を第２周壁部である第２ハウジングと一体に作製してもよい。
【００４１】
また、上記各実施の形態では、パワー基板がセラミック基板で構成されているものとしているが、パワー基板は金属基板でもよい。この場合、パワー素子や半導体スイッチ素子をベアチップで金属基板に実装し、あるいはパワー素子や半導体スイッチ素子のディスクリート部品を金属基板に実装してもよい。
【００４２】
また、上記各実施の形態では、パワー素子および半導体スイッチ素子を３枚のパワー基板に実装するものとしているが、パワー素子および半導体スイッチ素子を１枚のパワー基板に実装するようにしてもよい。
また、上記各実施の形態では、固定子巻線がＹ結線されるものとして説明しているが、固定子巻線はΔ結線されたものでもよい。
【００４３】
また、上記各実施の形態では、永久磁石同期モータを用いるものとしているが、モータは永久磁石同期モータに限定されるものではなく、電動パワーステアリング装置に使用できるものであればよく、例えば誘導モータを用いることができる。永久磁石を用いないモータであれば、パワー回路のスイッチングと干渉する磁石磁束がなく、有効である。
【００４４】
また、上記各実施の形態では、回転センサがレゾルバで構成されるものとしているが、例えば、ホール素子を利用した回転センサでもよい。ホール素子を利用した回転センサの場合、レゾルバを用いた回転センサに比べ、取り付け空間の省スペース化が図られるので、パワー基板を実装する際の基板の寸法や形状の制約が緩和される。
【符号の説明】
【００４５】
１０，１０Ａ 電動パワーステアリング装置用モータ装置、１１，１１Ａ 第１ハウジング、１２，１２Ａ 基部、１３ 第１周壁部、１４ 第２ハウジング（第２周壁部）、１５ モータフレーム、１６ 第１ベアリングボックス、１７ 第１ベアリング、２１ 第２ベアリングボックス、２２ 第２ベアリング、２５ ブラシレスモータ、２６ 回転子、２７ 回転軸、２７ａ カップリグ部、２９ 固定子、３０ 固定子鉄心、３１ 固定子巻線、３５ 回転センサ、３６ レゾルバロータ(センサロータ）、３８ ブッシュ、３９ ボス(カップリング)、４０ 制御基板（制御装置）、４３ パワー基板(制御装置）、４６ スイッチ基板(制御装置）、１００ 制御装置収納空間、１０１ モータ収納空間。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両に取り付けられ、運転者の操舵力を補助する電動パワーステアリング装置用モータ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置にオイルを供給する従来のポンプ装置は、平板状の第１の部材に、一側面が開放した容器状に形成された第２の部材の一側面を接合固定して中空状に構成されたヒートシンクと、第１の部材の外面にモータフレームを接合固定して取り付けられたモータと、第２の部材の外面に取り付けられたポンプユニットと、ヒートシンクのポンプユニットが設けられた第２の部材の内面に接合固定され、モータの駆動を制御する制御ユニットと、を備えている。そして、モータの回転軸の一端部がモータフレーム内に設けられた第１の軸受に回転自在に保持され、その中途部が第１の部材に形成された貫通孔に設けられた第２の軸受に回転自在に保持されている。さらに、回転軸の他端部が第２の部材に形成された貫通孔から延出し、カップリングを介してポンプユニットの駆動軸に連結され、ポンプユニットがモータの回転軸により駆動され、オイルを循環させる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来のポンプ装置では、第１の軸受と第２の軸受とにより決まる回転軸の軸心は、一般的に、部品の寸法公差、および組み合わせによる芯ずれなどにより、第２の部材の外面に取り付けられたポンプユニットの駆動軸の軸心に対して傾きを生じている。
そして、従来のポンプ装置では、回転子の回転軸の一端部がモータフレーム内に設けられた第１の軸受に回転自在に保持され、中途部が第１の部材に設けられた第２の軸受に回転自在に保持され、他端側がヒートシンク内を通って第２の部材に形成された貫通孔から延出しているので、第２の軸受と回転軸の他端に設けられたカップリングとの間の軸方向長さが長くなる。そこで、カップリングの振れが大きくなり、ポンプユニットの振れが大きくなり、信頼性が低下するという問題があった。
【０００４】
また、第２の軸受から延出する回転軸の他端側の外径が、第２の軸受の内輪の内径より小径となるので、回転軸の他端側の剛性が低下し、ねじり共振による振動やトルクの応答遅れが発生し、信頼性が低下するという問題があった。この問題を解決するために、回転軸の他端側を大径化して剛性を高めることが考えられるが、この場合、第２の軸受の大径化が必要となり、装置の大型化および高コスト化をもたらすという新たな問題が発生する。
さらに、異物が回転軸の他端側と第２の部材に設けられた貫通孔との間の隙間からヒートシンク内に侵入し、制御ユニットの回路ショートが発生し、信頼性が低下するという問題があった。
【０００５】
このような状況を鑑み、制御装置が第１ハウジングの一側と第２ハウジングの一側とが当接して作られる空間に配設され、モータが第１ハウジングの他側に取り付けられたフレーム内に配設され、アクチュエータが第２ハウジングの他側に配設され、モータの回転軸の一端側が第２ハウジングに形成された貫通穴に設けられた第１ベアリングに回転自在に保持され、回転軸の他端部がフレームに設けられた第２ベアリングに回転自在に保持され、第１ベアリングから延出する回転軸の一端部がカップリングを介してアクチュエータの駆動軸と連結されている従来の電動パワーステアリング装置が提案されている(例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
従来の電動パワーステアリング装置では、アクチュエータが第２ハウジングの他側に配設され、その駆動軸が第２ハウジングに形成された貫通穴に設けられた第１ベアリングから延出するモータの回転軸の一端部にカップリングを介して連結されているので、第１ベアリングと回転軸の一端に設けられたカップリングとの間の軸方向長さが短くなる。そこで、カップリングの振れが抑制され、アクチュエータの振れが小さくなり、信頼性が高められる。
【０００７】
また、第１および第２ベアリングを大径化することなく、回転軸の第１および第２ベアリング間の部位を太くして回転軸の剛性を高めることができ、ねじり共振による振動やトルクの応答遅れが抑制され、信頼性を高めることができる。
さらに、回転軸の両端が第１および第２ベアリングに保持されているので、異物が第１ハウジングの一側と第２ハウジングの一側とが当接して作られる空間に侵入しにくくなり、制御装置の回路ショートの発生を抑え、信頼性が高められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３８３０００６号公報
【特許文献２】特開２００６−１２１８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の電動パワーステアリング装置では、第１ベアリングが第１ハウジング側から第２ハウジングのベアリングボックスに挿入保持されているので、ベアリングボックスの第１ベアリング軸方向位置決め用壁部が第１ベアリングとアクチュエータとの間に位置する。そこで、第１ベアリングと回転軸の一端との間の距離が、第１ベアリング軸方向位置決め用壁部の厚み分長くなるので、カップリングの振れが大きくなり、アクチュエータの振れが大きくなり、信頼性の低下をもたらすという不具合があった。
【００１０】
この発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、ベアリングボックスを基部の一面側に設け、ベアリングボックスに保持されたベアリングから延出する回転軸の軸端のカップリング部とベアリングとの間の長さを短くし、信頼性の高い、小型で低コストの電動パワーステアリング装置用モータ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明による電動パワーステアリング装置は、第１ベアリングボックスが一面側に設けられた平板状の基部と、上記基部の他面側に配設されて該基部と協働して制御装置収納空間を構成する筒状の第１周壁部と、上記第１周壁部の上記基部と反対側に配設された筒状の第２周壁部と、上記第２周壁部の上記基部と反対側に配設されて該第２周壁部と協働してモータ収納空間を構成するとともに、第２ベアリングボックスが底部に設けられた有底円筒状のモータフレームと、上記モータフレーム内に保持された固定子鉄心および該固定子鉄心に巻装された固定子巻線からなる固定子、および回転軸の一端側が、上記制御装置収納空間を挿通して上記第１ベアリングボックスに保持された第１ベアリングに支持され、該回転軸の他端が上記第２ベアリングボックスに保持された第２ベアリングに支持されて上記固定子の内周側に回転可能に配設され、該第１ベアリングから延出する該回転軸の一端をカップリング部とする回転子を有するモータと、上記制御装置収納空間内に配設されて上記モータを駆動制御する制御装置と、を備えている。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、第１ベアリングボックスが基部の一面側に設けられているので、第１ベアリングの軸方向位置を位置決めする第１ベアリングボックスの壁部が基部の制御装置収納空間側に存在する。そこで、第１ベアリングから延出する回転軸の軸端のカップリング部と第１ベアリングとの間の距離が短くなり、カップリング部の振れが抑制され、信頼性を高めることができる。
また、第１および第２ベアリングを大径化することなく、回転軸の第１および第２ベアリング間の部位を太くして回転軸の剛性を高めることができ、ねじり共振による振動やトルクの応答遅れが抑制され、信頼性を高めることができるとともに、小型、低コスト化が図られる。
さらに、回転軸の両端が第１および第２ベアリングに保持されているので、異物が制御装置収納空間に侵入しにくくなり、制御装置の回路ショートの発生を抑え、信頼性が高められる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の全体構成を説明する斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の構成を説明する要部断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置用モータ装置の構成を説明する断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置用モータ装置におけるパワー基板の配置を説明する図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置用モータ装置における制御基板の配置を説明する図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置用モータ装置の回路ブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置用モータ装置の構成を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の全体構成を説明する斜視図、図２はこの発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の構成を説明する要部断面図、図３はこの発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置用モータ装置の構成を説明する断面図、図４はこの発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置用モータ装置におけるパワー基板の配置を説明する図、図５はこの発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置用モータ装置における制御基板の配置を説明する図、図６はこの発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置用モータ装置の回路ブロック図である。
【００１５】
図１において、電動パワーステアリング装置用モータ装置１０は、ウオーム減速機構１が収容されたギヤハウジング２に装着され、後述するボス３９を介してウオーム軸３に連結される。そして、電動パワーステアリング装置用モータ装置１０の後述するブラシレスモータ２５の回転軸２７の回転力がボス３９を介してウオーム軸３に伝達され、ウオーム軸３の回転数が減速されてウオームホイール４に伝達される。このように、ブラシレスモータ２５の回転軸２７の回転力は、ウオーム減速機構１により減速されてコラム軸５に伝達され、ステアリングホイール６の操舵力をアシストするように構成されている。コラム軸５の回転力は、ユニバーサルジョイントなどを介してラックアンドピニオン機構をなすギヤユニット７のピニオンに伝達され、このピニオンと歯合するラック８が左右に駆動されるように構成されている。
【００１６】
つぎに、電動パワーステアリング装置用モータ装置１０の具体的な構成について図２および図３を参照にしつつ説明する。
電動パワーステアリング装置用モータ装置１０は、ギヤハウジング２に装着され、制御装置収納空間１００を構成する第１ハウジング１１と、第１ハウジング１１に装着される第２ハウジング１４と、第２ハウジング１４に装着されて第２ハウジング１４と協働してモータ収納空間１０１を構成するモータフレーム１５と、モータ収納空間１０１内に収納されるブラシレスモータ２５と、制御装置収納空間１００内に配設され、このブラシレスモータ２５の通電制御を行う制御装置と、ブラシレスモータ２５の回転子２６の回転位置を検出する回転センサ３５と、を備えている。
【００１７】
第１ハウジング１１は、例えばアルミ合金のダイカスト成形により作製され、平板状の基部１２と基部１２の他面側に一体に突設された筒状の第１周壁部１３とを有する。そして、第１ベアリングボックス１６が基部１２の中央部の一面側に形成されている。即ち、第１ベアリングボックス１６が第１ベアリング１７を基部１２の一面側から挿入保持可能に基部１２に形成されている。そして、回転センサ位置決め突起１８が、第１ベアリングボックス１６と同軸に基部１２の一面に円筒状に突設されている。さらに、第１インロー部１９が第１ベアリングボックス１６と同軸に、かつ回転センサ位置決め突起１８の外径側に基部１２の一面に円筒状に突設されている。
【００１８】
第２周壁部としての第２ハウジング１４は、例えばアルミ合金のダイカスト成形により筒状に作製されている。そして、第２インロー部２０が第２ハウジング１４の端面に円筒状に突設されている。
モータフレーム１５は、例えば鉄を用いて有底円筒体に作製されている。そして、第２ベアリングボックス２１が第２ベアリング２２を内側から挿入保持可能にモータフレーム１５の底部の中央部に形成されている。モータフレーム１５は、第２インロー部２０に外嵌合状態に嵌着され、例えばねじの締着により第２ハウジング１４に装着される。
【００１９】
ブラシレスモータ２５は、回転軸２７、および回転軸２７に外嵌状態に嵌合、固着された円筒状の永久磁石２８を有する回転子２６と、電磁鋼板を積層、一体化して作製された固定子鉄心３０、および固定子鉄心３０に樹脂製のインシュレータ３２を介して巻装された３相の固定子巻線３１を有する固定子２９と、を備えた永久磁石同期モータである。
【００２０】
固定子２９は、固定子鉄心３０をモータフレーム１５内に圧入固定してモータフレーム１５に取り付けられている。また、回転子２６は、回転軸２７の一端側が制御装置収納空間１００を挿通して第１ベアリング１７に支持され、回転軸２７の他端が第２ベアリング２２に支持されて、回転可能に取り付けられている。そして、永久磁石２８が、固定子鉄心３０の内周側に所定の空隙を確保してモータフレーム１５内に配設されている。永久磁石２８は、例えば周方向に６極に着磁され、３相の固定子巻線３１は、樹脂製のターミナルホルダ３３にインサート成形されたモータ側接続ターミナル３４によりＹ結線されている。
【００２１】
回転センサ３５は、第１ベアリング１７からの回転軸２７の延出部に外嵌状態に固着されたセンサロータとしてのレゾルバロータ３６と、回転センサ位置決め突起１８に位置決めされて基部１２の一面にねじ（図示せず）などにより締着固定され、レゾルバロータ３６を囲繞するように配設されるレゾルバステータ３７と、を備えている。そして、図示していないが、回転センサ３５からの信号線が、基部１２にあけられた貫通穴を通って制御装置収納空間１００内に引き出され、後述する制御基板４０に電気的に接続され、ゴムプレートが貫通穴を塞口するように配設され、貫通穴を介しての制御装置収納空間１００への異物の侵入が阻止されている。また、ブッシュ３８は、鉄製のリング体に作製され、第１ベアリング１７とレゾルバロータ３６との間の回転軸２７の部位に介装され、レゾルバロータ３６の軸方向位置が調整される。カップリングであるボス３９が、回転軸２７の一端のカップリング部２７ａに固着されている。
【００２２】
制御装置は、回転軸挿通穴４０ａがあけられ、マイクロコンピュータ４１およびＦＥＴ駆動回路４２を構成するドライバーＩＣ４２ａなどの電子部品が回転軸挿通穴４０ａを取り囲むように、周方向に分散して実装されたガラスエポキシ製の制御基板４０と、パワーＭＯＳＦＥＴなどのパワー素子４４および半導体スイッチ素子４５が実装されたセラミック製のパワー基板４３と、半導体スイッチ素子４５が実装されたセラミック製のスイッチ基板４６と、を有する。ターミナル部４７は、インサート導体４８がインサート成形された樹脂成型品である。そして、ブラシレスモータ２５に流れる電流のリップルを吸収するコンデンサ４９、ノイズを吸収するコイル５０などがターミナル部４７に実装されている。さらに、スイッチ基板４６の半導体スイッチ素子４５の他端が電源コネクタ５１と接続されている。
【００２３】
固定子巻線３１の各相に対応する３つのパワー基板４３が、図４に示されるように、第１ハウジング１１の基部１２の他面に、第１ベアリングボックス１６を囲繞するように等角ピッチで周方向に配列されて、基部１２に密接するように取り付けられる。また、スイッチ基板４６が、図４に示されるように、第１ハウジング１１の基部１２の他面に密接するように取り付けられる。そして、制御基板４０は、ターミナル部４７に実装され、回転軸挿通穴４０ａの穴中心を第１ベアリングボックス１６の軸心に一致させて、基部１２の他面に対して所定距離離反して、制御装置収納空間１００内に配設されている。そこで、制御基板４０は、図５に示されるように、回転軸挿通穴４０ａに挿通された回転軸２７の軸心に直交するように配設され、マイクロコンピュータ４１およびＦＥＴ駆動回路４２を構成するドライバーＩＣ４２ａなどの電子部品が回転軸２７を取り囲むように周方向に分散して配列されている。そして、固定子巻線３１の出力端子、インサート導体４８などが制御基板４０のスルーホール４０ｂに挿入されて制御基板４０の配線パターン（図示せず）に半田接合され、制御基板４０、パワー基板４３、コンデンサ４９、コイル５０、固定子巻線３１などが電気的に接続され、図６に示される電気回路が構成される。
【００２４】
このように構成された電動パワーステアリング装置用モータ装置１０は、第１インロー部１９をギヤハウジング２に内嵌状態に嵌着し、ねじなどにより基部１２をギヤハウジング２に締着固定して取り付けられる。そして、回転軸２７のカップリング部２７ａがボス３９を介してウオーム軸３に連結される。これにより、ブラシレスモータ２５が制御装置により駆動制御されて回転駆動される。そして、ブラシレスモータ２５の回転軸２７の回転力がボス３９を介してウオーム軸３に伝達され、ウオーム減速機構１により減速されてコラム軸５に伝達され、ステアリングホイール６の操舵力をアシストする。
【００２５】
この実施の形態１によれば、第１ベアリングボックス１６が、第１ハウジング１１を構成する基部１２に設けられ、第２ベアリングボックス２１がモータフレーム１５の底部に設けられている。そして、回転子２６の回転軸２７の一端側が制御装置収納空間１００を挿通して第１ベアリングボックス１６に保持された第１ベアリング１７に支持され、回転軸２７の他端が第２ベアリングボックス２１に保持された第２ベアリング２２に支持されて、回転可能に取り付けられている。
【００２６】
これにより、回転軸２７の一端のカップリング部２７ａと第１ベアリング１７との間の距離が短くなる。そこで、回転軸２７の傾きに起因するカップリング部２７ａに固着されるボス３９の振れが小さくなり、ウオーム減速機構１の振れが抑制される。
また、第１ベアリング１７と第２ベアリング２２とを大径化することなく、回転軸２７の第１ベアリング１７と第２ベアリング２２との間の部位の太さを太くできる。そこで、回転軸２７の剛性不足に起因するねじり共振による振動や、トルクの応答遅れの発生が抑えられる。さらに、第１ベアリング１７および第２ベアリング２２の大径化が不要となり、ベアリングコストの増大、および電動パワーステアリング装置用モータ装置１０の大型化を抑えることができ、小型、低コストの電動パワーステアリング装置用モータ装置１０を実現できる。
【００２７】
また、第１ベアリングボックス１６が基部１２の一面側に設けられているので、第１ベアリングボックス１６の第１ベアリング１７の軸方向位置を決める壁部が第１ベアリング１７の制御装置収納空間１００側に位置する。
【００２８】
そこで、第１ベアリング１７の軸方向位置を決める壁部が第１ベアリング１７と回転軸２７の一端のカップリング部２７ａとの間に存在しない分、第１ベアリング１７とカップリング部２７ａとの間の距離が短くなるので、ボス３９の振れが小さくなり、ウオーム減速機構１の振れがさらに抑制され、信頼性を向上させることができる。
【００２９】
また、ブッシュ３８とレゾルバロータ３６とが、回転軸２７のボス３９と第１ベアリング１７との間の部位に嵌着されているので、回転軸２７の第１ベアリング１７からの延出部を大径化することなく、当該延出部の剛性が高められる。これにより、回転子２６の共振周波数が上がるので、ブラシレスモータ２５の制御周期との共振により発生する振動をなくすことができる。
また、回転センサ３５として角度分解能が高いレゾルバを用いているので、回転子２６の回転数を高精度に検出することができる。
【００３０】
また、レゾルバロータ３６が第１ベアリング１７に近接して回転軸２７に装着されているので、回転軸２７の振れに起因するレゾルバロータ３６の振れを小さくでき、回転センサ３５による角度検出精度が高められ、操舵フィーリングを向上することができる。
回転センサ３５が基部１２の一面側（ウオーム減速機構１側）から基部１２および回転軸２７に装着されているので、回転センサ３５の取り付け角度を外部から調整でき、レゾルバの角度０度調整が可能となる。また、回転センサ３５が磁束の変化により角度を検出するレゾルバで構成されているが、アルミ製の基部１２および鉄製の第１ベアリング１７が回転センサ３５とパワー基板４３との間に介在している。そこで、パワー基板４３やパワー基板４３から固定子巻線３１への配線による回転センサ３５への磁気的影響が抑えられ、回転センサ３５の角度検出精度が高められる。
【００３１】
また、制御装置を構成する制御基板４０が、回転軸挿通穴４０ａに挿通された回転軸２７の軸心に直交するように配設され、マイクロコンピュータ４１およびＦＥＴ駆動回路４２を構成するドライバーＩＣ４２ａなどの電子部品が回転軸２７を取り囲むように周方向に分散して配列されているので、電動パワーステアリング装置用モータ装置１０の回転軸２７と直交する断面積を小さくでき、車両への搭載自由度を大きくすることができる。
【００３２】
また、パワー基板４３が基部１２に接するように取り付けられているので、パワー基板４３に実装されているパワー素子４４での発熱が基部１２に伝達され、基部１２の表面から放熱され、パワー素子４４の過度の温度上昇が抑えられる。そして、パワー素子４４での発熱を効果的に放熱させる必要上、基部１２は所定の厚みに作製される。この基部１２の板厚は、第１ベアリングボックス１６を形成するのに十分な厚さであり、基部１２をさらに厚くすることなく、第１ベアリングボックス１６を形成することができる。
【００３３】
実施の形態２．
図７はこの発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置用モータ装置の構成を説明する断面図である。
【００３４】
図７において、第１ハウジング１１Ａは、例えばアルミ合金のダイカスト成形により作製され、平板状の基部１２Ａと基部１２Ａの他面側に一体に突設された筒状の第１周壁部１３とを有する。そして、第１ベアリングボックス１６が基部１２Ａの中央部の一面側に形成されている。そして、回転センサ位置決め突起１８が、第１ベアリングボックス１６と同軸に基部１２Ａの他面に円筒状に突設されている。さらに、第１インロー部１９が第１ベアリングボックス１６と同軸に基部１２Ａの一面に円筒状に突設されている。
【００３５】
レゾルバロータ３６が、第１ベアリング１７に近接して回転軸２７に外嵌状態に固着され、レゾルバステータ３７が回転センサ位置決め突起１８に位置決めされて基部１２Ａの他面にねじ（図示せず）などにより固定され、レゾルバロータ３６を囲繞するように配設されている。さらに、ボス３９が回転軸２７の一端のカップリング部２７ａに固着されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００３６】
このように構成された電動パワーステアリング装置用モータ装置１０Ａでは、回転センサ３５が制御装置収納空間１００内に配設されているので、回転軸２７の第１ベアリング１７からの延出長さを短くできる。そこで、ボス３９と第１ベアリング１７との間の距離がさらに短くなり、回転軸２７の傾きに起因するボス３９の振れが小さくなり、ウオーム減速機構１の振れが抑制される。
【００３７】
また、回転軸２７の小径部である第１ベアリング１７からの延出部の長さが短くなり、かつ第１ベアリング１７と第２ベアリング２２との間の回転軸２７の部位を大径化できるので、回転軸２７の剛性が高められる。これにより、回転子２６の共振周波数が上がるので、ブラシレスモータ２５の制御周期との共振により発生する振動をなくすことができる。
【００３８】
また、回転センサ３５の信号線を制御装置収納空間１００内に引き込むための貫通穴が不要となり、制御装置収納空間１００内への異物の侵入が阻止される。また、回転センサ３５の信号線を制御基板４０に簡易に電気的に接続することができる。
また、レゾルバロータ３６の軸方向位置を回転軸２７により位置決めできるので、ブッシュが不要となり、その分構成の簡素化、および低コスト化が図られる。
【００３９】
なお、上記各実施の形態では、電動パワーステアリング装置用モータ装置がステアリングホイールの操舵力をアシストする用途に適用されるものとして説明しているが、この電動パワーステアリング装置用モータ装置の用途はステアリングホイールの操舵力をアシストする用途に限定されるものではなく、例えばパワーステアリング用ポンプ装置を駆動する用途に適用してもよい。
【００４０】
また、上記各実施の形態では、基部と協働して制御装置収納空間を構成する第１周壁部が基部と一体に作製されているものとしているが、第１ハウジングを基部のみで構成し、第１周壁部を第２周壁部である第２ハウジングと一体に作製してもよい。
【００４１】
また、上記各実施の形態では、パワー基板がセラミック基板で構成されているものとしているが、パワー基板は金属基板でもよい。この場合、パワー素子や半導体スイッチ素子をベアチップで金属基板に実装し、あるいはパワー素子や半導体スイッチ素子のディスクリート部品を金属基板に実装してもよい。
【００４２】
また、上記各実施の形態では、パワー素子および半導体スイッチ素子を３枚のパワー基板に実装するものとしているが、パワー素子および半導体スイッチ素子を１枚のパワー基板に実装するようにしてもよい。
また、上記各実施の形態では、固定子巻線がＹ結線されるものとして説明しているが、固定子巻線はΔ結線されたものでもよい。
【００４３】
また、上記各実施の形態では、永久磁石同期モータを用いるものとしているが、モータは永久磁石同期モータに限定されるものではなく、電動パワーステアリング装置に使用できるものであればよく、例えば誘導モータを用いることができる。永久磁石を用いないモータであれば、パワー回路のスイッチングと干渉する磁石磁束がなく、有効である。
【００４４】
また、上記各実施の形態では、回転センサがレゾルバで構成されるものとしているが、例えば、ホール素子を利用した回転センサでもよい。ホール素子を利用した回転センサの場合、レゾルバを用いた回転センサに比べ、取り付け空間の省スペース化が図られるので、パワー基板を実装する際の基板の寸法や形状の制約が緩和される。
【符号の説明】
【００４５】
１０，１０Ａ 電動パワーステアリング装置用モータ装置、１１，１１Ａ 第１ハウジング、１２，１２Ａ 基部、１３ 第１周壁部、１４ 第２ハウジング（第２周壁部）、１５ モータフレーム、１６ 第１ベアリングボックス、１７ 第１ベアリング、２１ 第２ベアリングボックス、２２ 第２ベアリング、２５ ブラシレスモータ、２６ 回転子、２７ 回転軸、２７ａ カップリグ部、２９ 固定子、３０ 固定子鉄心、３１ 固定子巻線、３５ 回転センサ、３６ レゾルバロータ(センサロータ）、３８ ブッシュ、３９ ボス(カップリング)、４０ 制御基板（制御装置）、４３ パワー基板(制御装置）、４６ スイッチ基板(制御装置）、１００ 制御装置収納空間、１０１ モータ収納空間。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ベアリングボックスが一面側に設けられた平板状の基部と、
上記基部の他面側に配設されて該基部と協働して制御装置収納空間を構成する筒状の第１周壁部と、
上記第１周壁部の上記基部と反対側に配設された筒状の第２周壁部と、
上記第２周壁部の上記基部と反対側に配設されて該第２周壁部と協働してモータ収納空間を構成するとともに、第２ベアリングボックスが底部に設けられた有底円筒状のモータフレームと、
上記モータフレーム内に保持された固定子鉄心および該固定子鉄心に巻装された固定子巻線からなる固定子、および回転軸の一端側が、上記制御装置収納空間を挿通して上記第１ベアリングボックスに保持された第１ベアリングに支持され、該回転軸の他端が上記第２ベアリングボックスに保持された第２ベアリングに支持されて上記固定子の内周側に回転可能に配設され、該第１ベアリングから延出する該回転軸の一端をカップリング部とする回転子を有するモータと、
上記制御装置収納空間内に配設されて上記モータを駆動制御する制御装置と、
を備えていることを特徴とする電動パワーステアリング装置用モータ装置。
【請求項２】
上記モータの回転子の回転位置を検出する回転センサをさらに備え、
上記カップリング部に固着されるカップリング、上記回転センサのセンサロータ、および該センサロータの軸方向位置を位置決めするブッシュが、上記回転軸の上記第１ベアリングからの延出部に該第１ベアリング側から該ブッシュ、該センサロータ、およびがカップリングの順に嵌着されていることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置用モータ装置。
【請求項３】
上記モータの回転子の回転位置を検出する回転センサをさらに備え、
カップリングが上記カップリング部に固着され、上記回転センサのセンサロータが上記回転軸の上記第１ベアリングの上記制御装置収納空間側の部位に嵌着されていることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置用モータ装置。
【請求項４】
上記第１ベアリングに近接して配設されて上記モータの回転子の回転位置を検出する回転センサをさらに備えていることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置用モータ装置。
【請求項５】
上記回転センサは、上記基部の一面側に配設されていることを特徴とする請求項４記載の電動パワーステアリング装置用モータ装置。
【請求項６】
上記回転センサは、上記基部の他面側に配設されていることを特徴とする請求項４記載の電動パワーステアリング装置用モータ装置。
【請求項７】
上記回転センサはレゾルバにより構成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置用モータ装置。
【請求項８】
上記制御装置を構成する制御基板が、上記回転軸に挿通され、該回転軸の軸心と直交し、かつ上記基部の他面から所定距離離間して上記制御装置収納空間内に配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置用モータ装置。
【請求項１】
第１ベアリングボックスが一面側に設けられた平板状の基部と、
上記基部の他面側に配設されて該基部と協働して制御装置収納空間を構成する筒状の第１周壁部と、
上記第１周壁部の上記基部と反対側に配設された筒状の第２周壁部と、
上記第２周壁部の上記基部と反対側に配設されて該第２周壁部と協働してモータ収納空間を構成するとともに、第２ベアリングボックスが底部に設けられた有底円筒状のモータフレームと、
上記モータフレーム内に保持された固定子鉄心および該固定子鉄心に巻装された固定子巻線からなる固定子、および回転軸の一端側が、上記制御装置収納空間を挿通して上記第１ベアリングボックスに保持された第１ベアリングに支持され、該回転軸の他端が上記第２ベアリングボックスに保持された第２ベアリングに支持されて上記固定子の内周側に回転可能に配設され、該第１ベアリングから延出する該回転軸の一端をカップリング部とする回転子を有するモータと、
上記制御装置収納空間内に配設されて上記モータを駆動制御する制御装置と、
を備えていることを特徴とする電動パワーステアリング装置用モータ装置。
【請求項２】
上記モータの回転子の回転位置を検出する回転センサをさらに備え、
上記カップリング部に固着されるカップリング、上記回転センサのセンサロータ、および該センサロータの軸方向位置を位置決めするブッシュが、上記回転軸の上記第１ベアリングからの延出部に該第１ベアリング側から該ブッシュ、該センサロータ、およびがカップリングの順に嵌着されていることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置用モータ装置。
【請求項３】
上記モータの回転子の回転位置を検出する回転センサをさらに備え、
カップリングが上記カップリング部に固着され、上記回転センサのセンサロータが上記回転軸の上記第１ベアリングの上記制御装置収納空間側の部位に嵌着されていることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置用モータ装置。
【請求項４】
上記第１ベアリングに近接して配設されて上記モータの回転子の回転位置を検出する回転センサをさらに備えていることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置用モータ装置。
【請求項５】
上記回転センサは、上記基部の一面側に配設されていることを特徴とする請求項４記載の電動パワーステアリング装置用モータ装置。
【請求項６】
上記回転センサは、上記基部の他面側に配設されていることを特徴とする請求項４記載の電動パワーステアリング装置用モータ装置。
【請求項７】
上記回転センサはレゾルバにより構成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置用モータ装置。
【請求項８】
上記制御装置を構成する制御基板が、上記回転軸に挿通され、該回転軸の軸心と直交し、かつ上記基部の他面から所定距離離間して上記制御装置収納空間内に配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置用モータ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−６８２０４（Ｐ２０１１−６８２０４Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１９３０１（Ｐ２００９−２１９３０１）
【出願日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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