JP2002262504A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動パワーステアリング装置において、電動
モータの部品点数を削減し、軽量化するとともに、電動
モータをハウジングに固定するためのボルト締結箇所と
シール箇所を削減すること。 【解決手段】 電動パワーステアリング装置１０におい
て、電動モータ３０のモータケース３１にブラシホルダ
６２をインロー結合するとともに、ブラシホルダ６２を
ハウジング１１Ｂにインロー結合した状態で、モータケ
ース３１をハウジング１１Ｂに固定したもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電動パワーステアリ
ング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動パワーステアリング装置は、特開平
11-342856号公報に記載の如く、電動モータをハウジン
グに固定し、該ハウジングに操舵装置のアシスト軸を支
持し、電動モータの回転軸にアシスト軸を接続し、電動
モータのトルクを操舵装置に伝えて操舵アシストする。

【０００３】従来技術では、電動モータをハウジングに
固定する構造として、電動モータのモータケースに端板
をインロー結合してボルト締結し、この端板をハウジン
グにインロー結合してボルト締結し、結果として、電動
モータのモータケースとハウジングの芯出し組付けを行
なっている。また、電動モータの回転軸とアシスト軸を
スプライン結合し、回転軸の両端部をモータケースと端
板のそれぞれに設けた軸受で２点支持し、アシスト軸の
両端部をハウジングに設けた２個の軸受で２点支持して
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来技術には以下の問
題点がある。 電動モータのモータケースとハウジングの芯出し組付
けのために、端板を介在させており、部品点数が多く、
大重量になる。

【０００５】モータケースと端板のボルト締結、及び
ハウジングと端板のボルト締結の２箇所でボルト締結し
ており、ボルト締結箇所とシール箇所が２箇所必要にな
る。

【０００６】電動モータの回転軸の支持構造として、
回転軸の両端部に軸受を用いており、電動モータの部品
点数が多く、大重量になる。

【０００７】本発明の課題は、電動パワーステアリング
装置において、電動モータの部品点数を削減し、軽量化
するとともに、電動モータをハウジングに固定するため
のボルト締結箇所とシール箇所を削減することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、電動
モータをハウジングに固定し、該ハウジングに操舵装置
のアシスト軸を支持し、電動モータの回転軸にアシスト
軸を接続してなる電動パワーステアリング装置におい
て、電動モータのモータケースにブラシホルダをインロ
ー結合するとともに、ブラシホルダをハウジングにイン
ロー結合した状態で、モータケースをハウジングに固定
してなるものである。

【０００９】請求項２の発明は、電動モータをハウジン
グに固定し、該ハウジングに操舵装置のアシスト軸を支
持し、電動モータの回転軸にアシスト軸を接続してなる
電動パワーステアリング装置において、電動モータのモ
ータケースにマグネットホルダをインロー結合するとと
もに、マグネットホルダをハウジングにインロー結合し
た状態で、モータケースをハウジングに固定してなるも
のである。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において更に、電動モータの回転軸とアシスト軸をイン
ロー結合手段により接続し、回転軸の一端部のみをモー
タケースに支持し、回転軸の他端部を不支持構造にした
ものである。

【００１１】

【作用】請求項１の発明によれば下記、の作用があ
る。 電動モータのモータケースをハウジングに芯出し組付
けする構造として、電動モータに必須のブラシホルダを
利用し、端板を不要としたから、部品点数を削減し、軽
量化でき、組付精度も確保できる。

【００１２】電動モータのモータケースをハウジング
に直接的に、唯１箇所で固定するものであり、ボルト締
結箇所とシール箇所をそれぞれ唯１箇所に削減し、組付
性、シール性を向上できる。

【００１３】請求項２の発明によれば下記の作用があ
る。 電動モータのモータケースをハウジングに芯出し組付
けする構造として、電動モータに必須のマグネットホル
ダを利用し、端板を不要としたから、部品点数を削減
し、軽量化でき、組付精度も確保できる。

【００１４】電動モータのモータケースをハウジング
に直接的に、唯１箇所で固定するものであり、ボルト締
結箇所とシール箇所をそれぞれ唯１箇所に削減し、組付
性、シール性を向上できる。

【００１５】請求項３の発明によれば下記の作用があ
る。 電動モータの回転軸の支持構造として、回転軸の一端
部のみ支持し、他端部は操舵装置のアシスト軸にインロ
ー結合するものとしたから、軸受の使用個数を削減し、
更に軽量化でき、またインロー結合により回転軸の他端
部の側の回転変動（回転中心ずれによる）を最小に抑え
ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は電動パワーステアリング装
置を一部破断して示す正面図、図２は図１のII−II線に
沿う断面図、図３は図２のIII−III線に沿う断面図、図
４は図２のIV−IV線に沿う断面図、図５はマグネットホ
ルダを示す斜視図、図６はブラシホルダを示し、（Ａ）
は正面図、（Ｂ）は側面図、図７はグロメットを示し、
（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は平面図、図
８は図３の要部を示す側面図、図９は図８の変形例を示
す側面図である。

【００１７】電動パワーステアリング装置１０は、図
１、図２に示す如く、不図示のブラケットにより車体フ
レーム等に固定されるアルミ合金製のギヤハウジング１
１（第１〜第３のギヤハウジング１１Ａ〜１１Ｃ）を有
する。そして、ステアリングホイールが結合されるステ
アリング軸１２にトーションバー１３を介してピニオン
軸１４を連結し、このピニオン軸１４にピニオン１５を
設け、このピニオン１５に噛合うラック１６Ａを備えた
ラック軸１６を第１ギヤハウジング１１Ａに左右動可能
に支持している。ステアリング軸１２とピニオン軸１４
の間には、操舵トルク検出装置１７を設けてある。尚、
ステアリング軸１２とピニオン軸１４は軸受１２Ａ、１
４Ａ、１４Ｂを介してギヤハウジング１１に支持され
る。

【００１８】操舵トルク検出装置１７は、図２に示す如
く、ステアリング軸１２、ピニオン軸１４に係合してい
る円筒状のコア１７Ｃを囲む２個の検出コイル１７Ａ、
１７Ｂを第３ギヤハウジング１１Ｃに設けている。コア
１７Ｃは、ピニオン軸１４のガイドピン１７Ｄに係合す
る縦溝１７Ｅを備えて軸方向にのみ移動可能とされると
ともに、ステアリング軸１２のスライダピン１７Ｆに係
合するスパイラル溝１７Ｇを備える。これにより、ステ
アリングホイールに加えた操舵トルクがステアリング軸
１２に付与され、トーションバー１３の弾性ねじり変形
により、ステアリング軸１２とピニオン軸１４の間に回
転方向の相対変位を生ずると、ステアリング軸１２とピ
ニオン軸１４の回転方向の変位がコア１７Ｃを軸方向に
変位させるものとなり、このコア１７Ｃの変位による検
出コイル１７Ａ、１７Ｂの周辺の磁気的変化に起因する
検出コイル１７Ａ、１７Ｂのインダクタンスが変化す
る。即ち、コア１７Ｃがステアリング軸１２側へ移動す
ると、コア１７Ｃが近づく方の検出コイル１７Ａのイン
ダクタンスが増加し、コア１７Ｃが遠ざかる方の検出コ
イル１７Ｂのインダクタンスが減少し、このインダクタ
ンスの変化により操舵トルクを検出できる。

【００１９】第１ギヤハウジング１１Ａ内でラック軸１
６の一端を挟んでピニオン１５と相対する部分に設けら
れているシリンダ部１８には、図２に示す如く、ラック
ガイド１９が内蔵され、ラックガイド１９（ブッシュ１
９Ａ）はシリンダ部１８に被着されるキャップ２０によ
り背面支持されるばね２１によりラック軸１６の側に弾
発され、ラック軸１６のラック１６Ａをピニオン１５に
押し付けるとともに、ラック軸１６の一端を摺動自在に
支持する。尚、ラック軸１６の他端側は軸受２２により
支持される。また、ラック軸１６の中間部には連結ボル
ト２２Ａ、２２Ｂにより左右のタイロッド２３Ａ、２３
Ｂが連結される。

【００２０】第２ギヤハウジング１１Ｂには、図３、図
４に示す如く、電動モータ３０のモータケース３１が固
定され、電動モータ３０の回転軸３２には接続体８０を
介してアシスト軸３３が結合され、アシスト軸３３はボ
ールベアリング等の軸受３４、３５により第２ギヤハウ
ジング１１Ｂに両端支持されている。軸受３４の内輪は
ストッパリング３６Ａにより、外輪はロックナット３６
Ｂにより保持される。そして、アシスト軸３３の中間部
にウォームギヤ３７を一体に備え、このウォームギヤ３
７に噛合うウォームホイール３８をピニオン軸１４の中
間部に固定してある。電動モータ３０の発生トルクは、
ウォームギヤ３７とウォームホイール３８の噛合い、ピ
ニオン１５とラック１６Ａの噛合いを介してラック軸１
６に操舵アシスト力となって付与され、運転者がステア
リング軸１２に付与する操舵力をアシストする。

【００２１】ここで、電動モータ３０は以下の如くに構
成される。即ち、電動モータ３０は、鉄等の磁性材料に
より形成される筒状のヨーク５２と、ヨーク５２の内周
の周方向複数位置にマグネット収容区画５３Ｂを形成す
る絶縁性樹脂材料により形成された筒状体５３Ａからな
るマグネットホルダ５３と、マグネットホルダ５３のマ
グネット収容区画５３Ｂに収容されて位置決め保持され
るマグネット５４と、マグネットホルダ５３に位置決め
保持されたマグネット５４の内側に圧入される非磁性材
料の極薄板により成形されたマグネットカバー５５（不
図示）とからなる固定子５１を有する。

【００２２】また、電動モータ３０は、固定子５１の内
側に挿入されて回転軸３２に固定される回転子５６を有
する。回転子５６は、回転軸３２の外周に設けられるア
マチュアコア５７とコンミテータ５８とからなる。

【００２３】また、電動モータ３０は、回転子５６のコ
ンミテータ５８に接触せしめられるブラシ６１と、ブラ
シ６１を位置決め保持するブラシ保持部６２Ｂを形成す
る絶縁性樹脂材料により形成された短円筒体６２Ａから
なるブラシホルダ６２を有する。また、電動モータ３０
は、ブラシホルダ６２に位置決め保持されたブラシ６１
にピグテールを介して接続端子６３Ａを接続し、この接
続端子６３Ａを内蔵する絶縁性樹脂材料によりブラシホ
ルダ６２と一体形成された給電コネクタ６３を有する。

【００２４】電動モータ３０は、ブラシ６１から回転子
５６のコンミテータ５８を経てアマチュアコア５７に給
電されると、アマチュアコア５７の磁力線が固定子５１
のマグネット５４で発生している磁界を切ることによ
り、回転子５６が回転する。

【００２５】しかるに、電動モータ３０は以下の如くの
特徴的構成を具備する。 (1)電動モータ３０は、ヨーク５２を一端開口他端閉塞
の円筒体とし、このヨーク５２をモータケース３１とし
ている。ヨーク５２は、ハウジング１１Ｂに固定される
一端フランジ部５２Ａと他端閉塞部５２Ｂを有する。

【００２６】(2)マグネットホルダ５３は、図５に示す
如く、マグネット収容区画５３Ｂを有する筒状体５３Ａ
をなし、筒状体５３Ａの外周をヨーク５２にインロー結
合するとともに、ブラシホルダ６２の係合部６２Ｃに係
合する係合部５３Ｃを筒状体５３Ａの外周に連続させて
その周方向特定位置に凸状形成し、この係合部５３Ｃの
外周をハウジング１１Ｂにインロー結合可能としてい
る。

【００２７】(3)ブラシホルダ６２は、図６に示す如
く、ブラシ保持部６２Ｂを有する短円筒体６２Ａをな
し、短円筒体６２Ａの内周の周方向複数位置にブラシ保
持部６２Ｂを形成し、このブラシ保持部６２Ｂにばね６
４、ブラシ６１を納め、ばね６４のばね力によりブラシ
６１を回転子５６のコンミテータ５８に押接する。ブラ
シホルダ６２は、短円筒体６２Ａの外周の一端側をモー
タケース３１を構成する容器５２にインロー結合すると
ともに、短円筒体６２Ａの外周の他端側をハウジング１
１Ｂにインロー結合可能としている。

【００２８】尚、ブラシホルダ６２は、一端側の周方向
特定位置に係合部６２Ｃを凹状形成するとともに、他端
側の周方向特定位置に係止部６２Ｄを凸状形成してい
る。マグネットホルダ５３の係合部５３Ｃをブラシホル
ダ６２の係合部６２Ｃに係合させることにより、マグネ
ットホルダ５３が位置決めする固定子５１のマグネット
５４に対する、ブラシホルダ６２が保持するブラシ６１
の位相ずれをなくし、電動モータ３０の回転性能が正転
方向と逆転方向で異なるものになることを回避し、性能
の低下を回避する。また、ブラシホルダ６２の係止部６
２Ｄをハウジング１１Ｂのインロー結合部６５の奥側の
周方向特定位置に凹状形成してある係止部６５Ａに係止
することにより、ブラシホルダ６２の周方向取付位置を
簡易確実に位置決め可能とする。

【００２９】(4)ブラシホルダ６２にはグロメット６６
が被着されて組付けられる。グロメット６６は、ハウジ
ング１１Ｂとモータケース３１（ヨーク５２）の接続部
で、ハウジング１１Ｂのフランジ部６７に切欠形成され
るコネクタ挿着部６８に装填されるコネクタシール部６
６Ａと、ハウジング１１Ｂのフランジ部６７に形成され
るリング溝部６９に装填されるＯリング６６Ｂとを一体
に備える。ブラシホルダ６２は、給電コネクタ６３にグ
ロメット６６のコネクタシール部６６Ａを、ブラシホル
ダ６２の短円筒体６２Ａにグロメット６６のＯリング６
６Ｂを被着されて、ハウジング１１Ｂとモータケース３
１（ヨーク５２）の接続部に液密に組付けられる。

【００３０】(5)上述(2)〜(4)により、電動モータ３０
はハウジング１１Ｂに以下の如くに固定される。

【００３１】ブラシホルダ６２にグロメット６６を被
着する。 電動モータ３０のモータケース３１（ヨーク５２）に
マグネットホルダ５３の筒状体５３Ａをインロー結合す
る。続いて、モータケース３１（ヨーク５２）にブラシ
ホルダ６２の短円筒体６２Ａの一端側をインロー結合す
る（図３）。このとき、ブラシホルダ６２の係合部６２
Ｃはマグネットホルダ５３の係合部５３Ｃに係合せしめ
られる。

【００３２】マグネットホルダ５３の係合部５３Ｃを
ハウジング１１Ｂのインロー結合部６５にインロー結合
する（図４）。同時に、ブラシホルダ６２の短円筒体６
２Ａの他端側をハウジング１１Ｂのインロー結合部６５
にインロー結合する（図３）。このとき、ブラシホルダ
６２の係止部６２Ｄがハウジング１１Ｂの係止部６５Ａ
に係止せしめられる。

【００３３】上述と同時に、グロメット６６のコネ
クタシール部６６Ａはハウジング１１Ｂのフランジ部６
７に切欠形成されているコネクタ挿着部６８に封着さ
れ、グロメット６６のＯリング６６Ｂはハウジング１１
Ｂのフランジ部６７に設けたリング溝部６９に装填され
て該フランジ部６７とヨーク５２のフランジ部５２Ａと
の間に封着される。

【００３４】電動モータ３０のモータケース３１（ヨ
ーク５２）は、上述、のマグネットホルダ５３を利
用したモータケース３１（ヨーク５２）とハウジング１
１Ｂとのインロー結合、ブラシホルダ６２を利用したモ
ータケース３１（ヨーク５２）とハウジング１１Ｂとの
インロー結合により、ハウジング１１Ｂに芯出しされた
状態で、ボルト７０によりヨーク５２のフランジ部５２
Ａをハウジング１１Ｂのフランジ部６７に締結されて固
定される。

【００３５】次に、電動モータ３０の回転軸３２はモー
タケース３１に以下の如くに支持される。 (1)電動モータ３０の回転軸３２とアシスト軸３３を筒
状接続体８０にインロー結合して接続し、回転軸３２の
一端部のみをモータケース３１（ヨーク５２）の他端閉
塞部５２Ｂの中心部に設けた軸受７１に支持し、回転軸
３２の他端部を不支持構造とした。

【００３６】具体的には、図８に示す如く、電動モータ
３０の回転軸３２の先端部に設けた嵌合軸部（又は嵌合
孔部）３２Ａを接続体８０の孔８１に圧入して固定し、
がたなく一体回転可能に結合する。また、回転軸３２と
同一軸上で、アシスト軸３３の先端部に設けた嵌合軸部
（又は嵌合孔部）３３Ａを接続体８０の孔８１にインロ
ー結合するとともに、アシスト軸３３の嵌合軸部３３Ａ
の側傍の嵌合軸部（又は嵌合孔部）３３Ｂを接続体８０
の孔８２にスプライン（セレーション）結合した。

【００３７】従って、電動モータ３０の回転軸３２とア
シスト軸３３は接続体８０の同一の孔８１にインロー結
合されることにて同軸結合され、結果として、回転軸３
２において接続体８０が結合される側の端部はモータケ
ース３１に対し軸受を介さない不支持構造とし、アシス
ト軸３３の両端部を前述の如く軸受３４、３５を介して
ハウジング１１Ｂに２点支持し、回転軸３２の一端部だ
けを上述の如く軸受７１を介してモータケース３１に１
点支持するものとした。

【００３８】(2)電動モータ３０の回転軸３２とアシス
ト軸３３を接続する接続体８０の内部で、回転軸３２と
アシスト軸３３の相突き合される端面の間に介装され、
回転軸３２とアシスト軸３３の双方によって軸方向に挟
圧されるＯリング状の弾性体９０を介装した。

【００３９】尚、弾性体９０は、図９に示す如く、接続
体８０の外部で、アシスト軸３３に係着したストッパリ
ング３６Ａと接続体８０の端面との間に介装され、回転
軸３２とアシスト軸３３の双方によって軸方向に挟圧さ
れても良い。

【００４０】このとき、アシスト軸３３は軸受３４、３
５により軸方向に不動支持されており、回転軸３２は弾
性体９０の弾発力により反アシスト軸３３の方向に押圧
され、軸方向のガタをなくし、打音の発生を防止でき
る。

【００４１】従って、本実施形態によれば以下の作用が
ある。請求項１の発明によれば下記、の作用があ
る。 電動モータ３０のモータケース３１をハウジング１１
Ｂに芯出し組付けする構造として、電動モータ３０に必
須のマグネットホルダ５３とブラシホルダ６２を利用
し、端板を不要としたから、部品点数を削減し、軽量化
でき、組付精度も確保できる。

【００４２】電動モータ３０のモータケース３１をハ
ウジング１１Ｂに直接的に、唯１箇所で固定するもので
あり、ボルト締結箇所とシール箇所をそれぞれ唯１箇所
に削減し、組付性、シール性を向上できる。

【００４３】電動モータ３０の回転軸３２の支持構造
として、回転軸３２の一端部のみ支持し、他端部は接続
体８０を介して操舵装置のアシスト軸３３にインロー結
合するものとしたから、軸受の使用個数を削減し、更に
軽量化でき、またインロー結合により回転軸３２の他端
部の側の回転変動（回転中心ずれによる）を最小に抑え
ることができる。

【００４４】以上、本発明の実施の形態を図面により記
述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限
られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、電
動モータのモータケースをハウジングに芯出し組付けす
る構造としては、ブラシホルダとマグネットホルダの一
方のみを、モータケースとハウジングのそれぞれにイン
ロー結合するものであっても良い。

【００４５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電動パワ
ーステアリング装置において、電動モータの部品点数を
削減し、軽量化するとともに、電動モータをハウジング
に固定するためのボルト締結箇所とシール箇所を削減す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は電動パワーステアリング装置を一部破断
して示す正面図である。

【図２】図２は図１のII−II線に沿う断面図である。

【図３】図３は図２のIII−III線に沿う断面図である。

【図４】図４は図２のIV−IV線に沿う断面図である。

【図５】図５はマグネットホルダを示す斜視図である。

【図６】図６はブラシホルダを示し、（Ａ）は正面図、
（Ｂ）は側面図である。

【図７】図７はグロメットを示し、（Ａ）は正面図、
（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は平面図である。

【図８】図８は図３の要部を示す側面図

【図９】図９は図８の変形例を示す側面図である。

【符号の説明】

１０ 電動パワーステアリング装置 １１Ｂ ハウジング ３０ 電動モータ ３１ モータケース ３２ 回転軸 ３３ アシスト軸 ５３ マグネットホルダ ６２ ブラシホルダ ８０ 接続体（インロー結合手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D033 CA02 5H605 AA02 AA08 BB05 BB09 BB17 CC06 CC07 CC08 DD09 DD16 EA23 EB10 EB12 EC02 EC08 5H613 AA02 AA03 BB04 BB15 BB28 GA12 GA17 GB09 KK05 KK10 PP02 PP07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モータをハウジングに固定し、該ハ
   ウジングに操舵装置のアシスト軸を支持し、電動モータ
   の回転軸にアシスト軸を接続してなる電動パワーステア
   リング装置において、 電動モータのモータケースにブラシホルダをインロー結
   合するとともに、ブラシホルダをハウジングにインロー
   結合した状態で、モータケースをハウジングに固定して
   なることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 【請求項２】 電動モータをハウジングに固定し、該ハ
   ウジングに操舵装置のアシスト軸を支持し、電動モータ
   の回転軸にアシスト軸を接続してなる電動パワーステア
   リング装置において、 電動モータのモータケースにマグネットホルダをインロ
   ー結合するとともに、マグネットホルダをハウジングに
   インロー結合した状態で、モータケースをハウジングに
   固定してなることを特徴とする電動パワーステアリング
   装置。
3. 【請求項３】 電動モータの回転軸とアシスト軸をイン
   ロー結合手段により接続し、回転軸の一端部のみをモー
   タケースに支持し、回転軸の他端部を不支持構造にした
   請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。