JP2014003886A - モーター - Google Patents

Abstract

【課題】本実施形態は、組立工程数を減らすことができ、部品数を減らして製造コストを削減することができるように構造が改善されたモーターを提供する。
【解決手段】本実施形態によるモーターは、ハウジングと、前記ハウジングに設置されるステータと、前記ステータの中央に回転軸によって回転可能に設置されるローターと、前記回転軸とハウジングとの間に介在されて、前記回転軸を回転可能に支持するベアリングと、前記ベアリングと前記ハウジングの前記ベアリングの収容溝部との間に介在されて、外部の水分の浸透を遮断し、前記ベアリングを予圧するダンピング部材と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図3

Description

本実施形態はステータとローターを有するモーターに関するのである。

一般に、自動車のステアリングの安全性を保障するための装置として別途の動力で補助するステアリング装置が用いられる。従来は、このような補助ステアリング装置として、油圧を利用した装置を用いたが、最近では、動力の損失が少なくて精度に優れた電動式ステアリング装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）が用いられる。

前記のような電動式ステアリング装置（ＥＰＳ）は、車速センサー、トルクアングルセンサー及びトルクセンサーなどで感知した運行条件によって電子制御装置（ＥＣＵ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）でモーターを駆動して旋回安全性を保障し、迅速な復元力を提供することで、ドライバーが安全な走行ができるようにする。このようなＥＰＳシステムは、ドライバーがステアリングをするためにハンドルを操作するトルクをモーターが補助することで、より少ない力でステアリング作業ができるようにするが、前記モーターとしてはＢＬＤＣモーターが用いられる。ＢＬＤＣモーターは、ハウジングと、カバー部材との結合で、モーターの外観を形成し、前記ハウジングの内周面にはステータが設けられ、前記ステータの中央には前記ステータとの電磁気的相互作用によって回転可能に設置されているローターが設けられる。前記ローターは、回転軸によって回転可能に支持されるが、前記回転軸の上部には車のステアリング軸が繋がれて、前記のようにステアリングを補助する動力を提供する。

一方、前記カバー部材の内側には磁気素子として設けられた感知センサーが実装されているプリント回路基板が設置されるが、前記感知センサーは前記ローターと回転連動可能に設置されたセンシングマグネットの磁気力を感知して、前記ローターの現在の位置を把握することができるようにする。一般に前記センシングマグネットは前記ローターの上側に設置されたプレートの上側面に接着剤を利用して固定される。このように、前記センシングマグネットをプレートに設置すると、プレートを磁界の方向に合わせて回転軸に結合することにより、ローターの位置を感知することができる。

ＥＰＳモーターは雨水と湿気に頻繁に露出する場所に設置される場合が多いため、水分と湿気がモーターの回転軸に沿ってモーターハウジングの内部に入ることができる。もし、水分がモーターハウジングの内部に浸透すると、コイルが巻かれているステータにショートが発生して、モーターが破損する恐れがあるため、一般に、回転軸を支持するベアリングの外周面に少なくとも一つ以上の溝を掘り、この溝にＯ−リングのようなシーリング部材を介在して設置する。

ところが、このようなシーリング構造によると、Ｏ−リングとハウジングとの間の干渉によって組立工程時に、結合力が過多に必要という問題点があり、ベアリングが常に一定の圧力を受けられるようにする予圧部材として、ウェーブワッシャー（Ｗａｖｅ Ｗａｓｈｅｒ）を別に要して、組立工程が複雑になるという問題点がある。

また、Ｏ−リング（Ｏ−ｒｉｎｇ）を用いるために、標準のベアリングではない外輪にＯ−リング挿入溝を有する特殊のベアリングを用いなければならないため、ベアリングの加工による部品単価上昇の問題点もある。

本実施形態は、組立工程数を減らすことができ、部品数を減らして製造コストを削減することができるように構造が改善されたモーターを提供することにその目的がある。

本実施形態によるモーターは、ハウジングと、前記ハウジングに設置されるステータと、前記ステータの中央に回転軸によって回転可能に設置されるローターと、前記回転軸とハウジングとの間に介在されて、前記回転軸を回転可能に支持するベアリングと、前記ベアリングと前記ハウジングの前記ベアリングの収容溝部との間に介在されて、外部の水分の浸透を遮断し、前記ベアリングを予圧するダンピング部材と、を備えることを特徴とする。

前記ダンピング部材は、ゴム、ウレタン及びシリコーンのうちのいずれか一つの材質で形成されてもよい。

また、前記ダンピング部材は、前記回転軸の径よりも大きい径を有する通孔が中央に形成されてもよい。

また、前記ダンピング部材は、前記ハウジングと向き合う面に少なくとも一つ以上の環状突起が形成されてもよい。この時、前記環状突起は、互いに異なる径を有する少なくとも第１及び第２突起として設けられてもよい。

また、前記ダンピング部材は、前記第１及び第２突起が突出形成された面の反対側の面が平らに形成されてもよい。

また、前記ダンピング部材は、前記第１及び第２突起が突出形成された面は前記ハウジングと面接触し、その反対側の面は前記ベアリングの外輪とケーシングに面接触してもよい。

また、前記ダンピング部材は、設置位置で前記ベアリングとハウジングとの間の距離よりも厚い厚さを有してもよく、厚さ及び材質による硬度値を利用して前記ベアリングの予圧を調節してもよい。

また、前記ダンピング部材は、前記ベアリングの外輪の径と対応される径を有し、前記ダンピング部材の通孔は、前記ベアリングの内輪の径よりも大きい径を有してもよい。

前記第１及び第２突起の断面は、半円形、三角形、四角形及び多角形のうちのいずれか一つの形状を有してもよい。

ゴム材質のダンパー部材を利用してシーリングとベアリングの予圧を同時に実行することができて、Ｏ−リングでシーリング作業を実行する必要がなくて標準のベアリングを適用することが可能であり、ベアリングの予圧のための別のウェーブワッシャーを必要としないため、モーターの製造コストを削減することができる。

図１は本発明の一実施形態によるＥＰＳモーターの概略的な断面図である。 図２は本発明の一実施形態によるダンパー部材を図示する斜視図である。 図３は図１のダンパー部材の設置位置を拡大して図示する図面である。

以下、本発明の好ましい実施形態によるモーターを図面を参考して説明する。

図１は本発明の一実施形態によるＥＰＳモーターの概略的な断面図であり、図２は本発明の一実施形態によるダンパー部材を図示する斜視図であり、そして、図３は図１のダンパー部材の設置位置を拡大して図示する図面である。

図１に図示されたように、本実施形態によるＥＰＳモーターは、ハウジング１と、前記ハウジング１の上側に結合されるカバー部材（図示せず）を備えて、これらの結合により、モーターの外観が形成される。

前記ハウジング１の側面には固定のためのブラケットが設けられ、その内周面には複数のコイルが巻線されるステータ４が設けられ、前記ステータ４の中央にはローター５が回転軸３によって回転可能に設置される。前記ローター５は、ローターコアにマグネットが結合されて構成されてもよく、場合によって、ローターコアとマグネットが一体に構成されてもよい。

前記回転軸３の両端はベアリング３ａによって回転可能に支持されることができ、前記ベアリング３ａは標準のベアリングとして設けられることができる。

前記ローター５の上側にはローター５の位置情報の取得のためのセンシングマグネット７がプレート６に結合されて設置される。

前記プレート６は、図１に図示したように、ディスク形状に設けられ、前記回転軸３とホルダー部材１０によって結合されてもよい。前記プレート６は、金属材質で形成されることが好ましく、略ディスク形状に設けられてもよい。

前記プレート６は、前記センシングマグネット７と同軸的に設置されて、前記回転軸３の回転に連動して、前記プレート６が回転して、センシングマグネット７が回転するように構成されてもよい。

前記センシングマグネット７は、前記プレート６の径と対応される最外側の径を有するディスク形状に設けられ、中央には所定の径の通孔が形成されて、前記プレート６に固定されている回転軸３が通過するように構成されてもよい。前記センシングマグネット７の外周面と近接した位置にはメインマグネットが設けられ、前記通孔と近接する位置にはサーブマグネットが設けられてもよい。前記センシングマグネット７の上側には図示しなかったが、前記カバー部材の内側面に固定されているプリント回路基板にホール素子（Ｈａｌｌ ＩＣ）のような磁気素子が前記センシングマグネット７に向くように実装されて、前記センシングマグネット７の回転を感知することができる。

一方、前記センシングマグネット７は、前記プレート６の少なくとも一面以上を覆うように構成してもよく、図１に図示したように、前記プレート６の全体を覆うように構成してもよい。しかし、センシングマグネット７は、モーターの回転によってディスク形状の本体の中心から円周方向に作用する遠心力の影響が最も大きいため、前記プレート６がコアになるように必ずしも形成する必要はなく、一体になるように形成されるだけで十分である。

ホルダー部材１０は、前記センシングマグネット７の上側に結合されて、前記センシングマグネット７が常に一定の位置を保持するように構成することができるが、必須ではなく、必要に応じて省いてもよい。前記ホルダー部材１０は、締結ねじのような固定ユニット（図示せず）によって前記プレート６に固定結合することができる。前記ホルダー部材１０は、薄い板状の金属プレートのような弾力性のある材質で形成されて、前記固定ユニットの締結時に弾性変形可能にして、前記ホルダー部材１０の弾性復元力を利用して前記センシングマグネット７を位置固定することができる。

本発明の様々な実施形態の特徴は、図１乃至図３に図示したように、前記回転軸３とベアリング３ａを介して水分と湿気が浸透することを防止する防水構造にあり、図２に図示したように構成されているダンパー部材１００を利用して、既存のＯ−リングとウェーブワッシャーの機能を代替することができる。

ダンパー部材１００は、図２に図示したように、一定の厚さを有するリング形状の本体の一側面にリング形状の第１及び第２突起１１０、１２０が形成され、中央は通孔が形成されて、前記回転軸３と干渉されないようにする。

前記ダンパー部材１００は、ゴム材質で形成されることができ、必要に応じて、ウレタン、シリコーンなどの弾性変形可能な材質であればいずれでも可能である。前記ダンパー部材１００の厚さは、前記ベアリング３ａとハウジング１の底面に形成されたベアリング安着部の底面との間の距離よりも厚く形成されることが好ましい。しかし、前記距離より過度に厚く形成すると、ベアリング３ａが定められた固定位置に配置されることができないため、前記距離を越える厚さは、前記ダンパー部材１００が弾性変形可能な高さ程度に構成されることが好ましいが、前記ベアリング３ａに付加する予圧量は、前記ダンパー部材１００の厚さと素材自体の硬度値で調節することができる。

前記ダンパー部材１００の前記第１及び第２突起１１０、１２０が突出形成された面の反対側の面は、図３に図示されたように平らに形成されて、前記ベアリング３ａの外輪と面接触するように設けられる。この時、前記ダンパー部材１００は、前記ベアリング３ａの内輪とは干渉しないように設置される必要がある。それは、もし、ベアリングの外輪と内輪の全てと接触する場合は、ベアリング３ａの内輪が回転軸３と一緒に回転することができないからである。

一方、前記ダンパー部材１００と密着される前記ハウジング１の対応面には、第１及び第２凹溝１１、１２が形成されてもよい。前記第１及び第２凹溝１１、１２は、前記ダンパー部材１００に突出形成された第１及び第２突起１１０、１２０と対応される形状を有するように設けられるが、図３に図示したように、前記第１及び第２突起１１０、１２０の断面が半円である場合、前記第１及び第２凹溝１１、１２もこれと対応する形状である半円形のグルーブになるように形成することができる。一方、図３では前記第１及び第２突起１１０、１２０の形状と第１及び第２凹溝１１、１２の形状を断面が半円を有するものと例示しているが、これを限定するのではなく、必要に応じて、断面の形状が、三角形、四角形など多様に構成してもよい。

このような構成によれば、前記ハウジング１の前記ダンパー部材１００と向き合う面に別途のツールなどを利用して、リング形状のグルーブを形成するか、前記ハウジング１の成形時に、前記第１及び第２凹溝１１、１２を一体にして構成すればよいためえ、後加工などによる費用の負担がない。

また、ベアリング３ａとして標準ベアリングをそのまま用いることができるため、既存のようにベアリングの外輪側にＯ−リングの設置のためのグルーブ加工工程を省くことができ、少なくとも２個以上が用いられるＯ−リングと、ベアリング３ａの予圧のためのウェーブワッシャーを省いて、その機能を前記ダンパー部材１００に統一して使用することができて、部品数の削減による製造コストの削減と、組立性が改善できる。

また、ゴム材質のダンパー部材１００が、ベアリング３ａとハウジング１との間で押されながら弾性変形されるため、弾性復元力がベアリング３ａの予圧として作用することができて、別のウェーブワッシャーを必要とすることなく、ダンパー部材１００の凹凸形状を構成する第１及び第２突起１１０、１２０と第１及び第２凹溝１１、１２の相補的結合によって、外部から水分が浸透することを遮断して、モーターの密閉性を維持することができる。

以上で、本発明は実施形態及び添付図面に基づいて詳しく説明された。しかし、以上の実施形態及び図面によって本発明の範囲が制限されることなく、本発明の範囲は、別途提出の特許請求の範囲に記載された内容によってのみ制限される。

Claims (12)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングに設置されるステータと、
   前記ステータの中央に回転軸によって回転可能に設置されるローターと、
   前記回転軸とハウジングとの間に介在されて、前記回転軸を回転可能に支持するベアリングと、
   前記ベアリングと前記ハウジングの前記ベアリングの収容溝部との間に介在されて、外部の水分の浸透を遮断し、前記ベアリングを予圧するダンピング部材と、を備えることを特徴とするモーター。
2. 前記ダンピング部材は、前記回転軸の径よりも大きい径を有する通孔が中央に形成されることを特徴とする請求項１に記載のモーター。
3. 前記ダンピング部材は、前記ハウジングと向き合う面に少なくとも一つ以上の環状突起（Ｒｉｎｇ Ｓｈａｐｅ Ｐｒｏｔｒｕｓｉｏｎ）が形成されることを特徴とする請求項１に記載のモーター。
4. 前記環状突起は、互いに異なる径を有する少なくとも第１及び第２突起として設けられることを特徴とする請求項3に記載のモーター。
5. 前記ダンピング部材は、前記第１及び第２突起が突出形成された面の反対側の面が平らに形成されることを特徴とする請求項4に記載のモーター。
6. 前記ダンピング部材は、前記第１及び第２突起が突出形成された面は前記ハウジングと面接触し、その反対側の面は前記ベアリングの外輪とケーシングに面接触することを特徴とする請求項5に記載のモーター。
7. 前記ダンピング部材は、設置位置で前記ベアリングとハウジングとの間の距離よりも厚い厚さを有するように形成されることを特徴とする請求項１に記載のモーター。
8. 前記ダンピング部材は、厚さ及び材質による硬度値を利用して前記ベアリングの予圧（Ｂｅａｒｉｎｇ Ｐｒｅｌｏａｄ）を調節することを特徴とする請求項7に記載のモーター。
9. 前記ダンピング部材は、前記ベアリングの外輪の径と対応される径を有することを特徴とする請求項１に記載のモーター。
10. 前記ダンピング部材の通孔は、前記ベアリングの内輪の径よりも大きい径を有することを特徴とする請求項１に記載のモーター。
11. 前記ダンピング部材は、ゴム、ウレタン及びシリコーンのうちのいずれか一つの材質で形成されることを特徴とする請求項１に記載のモーター。
12. 前記第１及び第２突起の断面は、半円形、三角形、四角形及び多角形のうちのいずれか一つの形状を有することを特徴とする請求項3に記載のモーター。
    
    
    

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