JP3967191B2

JP3967191B2 - 電動モータ装置

Info

Publication number: JP3967191B2
Application number: JP2002136155A
Authority: JP
Inventors: 洋平 ▲はま▼; 晃藤崎
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2022-05-10
Also published as: EP1361643A3; EP1361643A2; EP1361643B1; JP2003333805A; US6745865B2; US20030209382A1

Description

【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9-84300号公報に記載の如く、電動モータの回転軸に操舵装置のアシスト軸を接続し、電動モータの回転力を操舵装置に伝えることにより、運転者がステアリング軸に付与する操舵力をアシストする。従来の電動モータは、特許3207177に記載される如く、筒状のヨークと、ヨーク内に回転自在に設けられた回転軸と、ヨーク内に固定されたマグネットを備える固定子と、回転軸に固定され、固定子の内側に挿入される回転子と、回転子のコンミテータに接触せしめられるブラシと、ブラシを保持し、ヨークに結合されるブラシホルダと、ブラシホルダに埋設され、ブラシにピグテールを介して給電する複数本の導体とを有して構成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では、ブラシホルダにおけるヨークの内径位置より径方向の内側の狭い限られた範囲内に、２極（＋側と−側）のそれぞれをなす２本の導体を埋設しており、導体の取回しに困難がある。
【０００４】
２本の導体をブラシホルダの内部で互いに接触させずに、同一面上に配置するためには広い埋設範囲を用意する必要があり、ヨークの内径を大きくする必要があって電動モータの外径が大型化してしまう。電動モータの大型化を回避するためには、２本の導体の配置面を互いにずらす必要があり、導体は立体的に複雑な形状になって曲げ加工を必要とし、高コストになる。
【０００５】
本発明の課題は、電動モータの外径を大型化することなく、ブラシホルダの内部に埋設された導体の取回し性を向上することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、筒状のヨークと、ヨーク内に回転自在に設けられた回転軸と、ヨーク内に固定されたマグネットを備える固定子と、回転軸に固定され、固定子の内側に挿入される回転子と、回転子のコンミテータに接触せしめられる複数のブラシと、複数のブラシを保持し、ヨークに結合されるブラシホルダと、ブラシホルダに埋設され、各ブラシに給電する複数本の導体とを有してなる電動モータを用い、電動モータの回転軸をギヤハウジングに支持したアシスト軸に接続してなる電動パワーステアリング装置であって、ボルトにより、電動モータのヨークのフランジとギヤハウジングのフランジの間に挟持され、ヨークの内径位置より径方向の外側に張り出るブラシホルダのフランジに、ブラシとブラシとの間に接続された導体の少なくとも一部を埋設してなるようにしたものである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記複数本の導体が同一面上に配置されるようにしたものである。
【０００９】
【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はブラシホルダを示す正面図、図５は図４のV−V線に沿う断面図である。
【００１０】
電動パワーステアリング装置１０は、図１、図２に示す如く、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１１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をギヤハウジング１１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、１４Ａ、１４Ｂを介してギヤハウジング１１に支持される。ラック軸１６は、一端をラックガイド１８Ａに、他端を軸受１８Ｂに摺動自在に支持される。そして、ラック軸１６の中間部には左右のタイロッド１９Ａ、１９Ｂが連結される。
【００１１】
ギヤハウジング１１には、図３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２０を介してアシスト軸２１が接続され、アシスト軸２１はボールベアリング等の軸受２１Ａ、２１Ｂによりギヤハウジング１１に両端支持されている。そして、アシスト軸２１の中間部にウォームギヤ２２を一体に備え、このウォームギヤ２２に噛合うウォームホイール２３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２２とウォームホイール２３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１６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。
【００１２】
電動モータ３０の回転軸３２は、接続体２０の内部に挿入され、接続体２０の内周と回転軸３２の外周の間に所定のリミットトルクでスリップするトルクリミッタ２４を介装している。アシスト軸２１は接続体２０の内部に挿入され、接続体２０とスプライン結合されている。トルクリミッタ２４は、接続体２０の内周と回転軸３２の外周の間に圧入等されて径方向に弾発支持されるばね樹脂等の弾性リングからなる。電動パワーステアリング装置１０の通常使用されるトルク（リミットトルクより小なるトルク）では、トルクリミッタ２４の弾発力により接続体２０と回転軸３２を滑りなく結合し続け、他方、タイヤが操舵中に縁石に乗り上げる等により、ラック軸１６のストロークが急停止せしめられたときの電動モータ３０の慣性トルクがトルクリミッタ２４の弾発力を越える衝撃トルク（リミットトルク以上のトルク）に対しては、回転軸３２を接続体２０に対してスリップさせ、電動モータ３０のトルクを接続体２０の側に伝達させないように機能する。
【００１３】
また、アシスト軸２１はハウジング１１に対し、軸方向の双方向に弾性支持され、電動パワーステアリング装置１０の反転駆動時や、タイヤの縁石乗り上げ時等に、アシスト軸２１に作用する過大推力を吸収可能とする。具体的には、アシスト軸２１のための軸受２１Ａ、２１Ｂの外輪をギヤハウジング１１に固定し、アシスト軸２１を軸受２１Ａ、２１Ｂの内輪に隙間嵌めする。そして、アシスト軸２１にフランジ２５、２６を設け、フランジ２５と軸受２１Ａの内輪との間に予圧縮された弾性変形具２７Ａを、フランジ２６と軸受２１Ｂの内輪との間に予圧縮された弾性変形具２７Ｂを介装する。即ち、弾性変形具２７Ａ、２７Ｂは、アシスト軸２１への装填状態で、一定の予圧縮量（一定の衝撃緩和性能）をもって組込まれ、結果としてアシスト軸２１を軸方向の双方向に弾性支持する。
【００１４】
ここで、電動モータ３０は以下の如くに構成される。
電動モータ３０は、モータケース３１とブラシホルダ３３がボルト３４でギヤハウジング１１に固定され、回転軸３２をモータケース３１とブラシホルダ３３のそれぞれに設けたボールベアリング等からなる軸受３１Ａ、３３Ａで支持している。そして、電動モータ３０は、モータケース３１を構成する鉄等の磁性材料により形成される筒状のヨーク３６と、ヨーク３６の内周の周方向複数位置にマグネット収容区画３７Ａを形成する絶縁性樹脂材料により形成された筒状体からなるマグネットホルダ３７と、マグネットホルダ３７のマグネット収容区画３７Ａに収容されて位置決め保持されるマグネット３８と、マグネットホルダ３７に位置決め保持されたマグネット３８の内側に係合保持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とからなる固定子３５を有する。
【００１５】
また、電動モータ３０は、固定子３５の内側に挿入されて回転軸３２に固定される回転子４１を有する。回転子４１は、回転軸３２の外周に設けられるアマチュアコア４２とコンミテータ４３とからなる。
【００１６】
また、電動モータ３０は、回転子４１のコンミテータ４３に接触せしめられる複数個（例えば４個）のブラシ４４（４４Ａ〜４４Ｄ）と、ブラシ４４を保持するブラシホルダ３３と、ブラシ４４に接続される給電コネクタ５０とを有する。
【００１７】
電動モータ３０は、ブラシ４４から回転子４１のコンミテータ４３を経てアマチュアコア４２に給電されると、アマチュアコア４２の磁力線が固定子３５のマグネット３８で発生している磁界を切ることにより、回転子４１が回転する。
【００１８】
しかるに、ブラシホルダ３３は図４、図５に示す如くに構成される。
ブラシホルダ３３は、給電コネクタ５０を一体成形した、絶縁性樹脂材料からなる射出成形体である。ブラシホルダ３３は、短円筒体５１の一端側にモータケース３１をインロー結合するとともに、短円筒体５１の他端側にギヤハウジング１１をインロー結合し、モータケース３１とブラシホルダ３３とギヤハウジング１１の３者を同軸結合可能とする。また、ブラシホルダ３３は、短円筒体５１の一端側の周方向特定位置に係合凹部５２を形成し、マグネットホルダ３７の係合凸部３７Ｂをこの係合凹部５２に係合させることにより、マグネットホルダ３７が位置決めする固定子３５のマグネット３８に対する、ブラシホルダ３３が保持するブラシ４４の位置ずれをなくし、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する。
【００１９】
ブラシホルダ３３は、短円筒体５１の内部に仕切壁５３を設け、この仕切壁５３の中央部に、回転軸３２のためのボールベアリング等からなる前述の軸受３３Ａを一体にインサート成形して備える。
【００２０】
ブラシホルダ３３は、仕切壁５３のコンミテータ４３に臨む端面の周方向複数位置（例えば４位置）にブラシ保持部５４を設け、各ブラシ保持部５４にブラシ４４をスライド可能に挿入するための貫通孔５５を形成している。貫通孔５５はブラシ４４をコンミテータ４３の側にスライド突出可能に納めてこれを位置決め保持する。ブラシホルダ３３は、貫通孔５５に挿入したブラシ４４をバックアップ支持し、ブラシ４４を貫通孔５５の先端開口から突出させてコンミテータ４３に回転軸３２の径方向から押接せしめるブラシスプリング６０を付帯して備える。
【００２１】
ブラシホルダ３３は、ブラシ保持部５４の背面両側に配置されるスプリング受部５６、５６を一体に設け、ブラシスプリング６０の狭幅Ａの本体部６１を貫通孔５５に挿入し、広幅Ｂの支持座６２をこのスプリング受部５６に係合可能としている。両スプリング受部５６、５６は、貫通孔５５を成形する中子型の抜き領域に干渉することのない間隔Ｃを介するように、貫通孔５５の投影領域の外側に配置される。ブラシ保持部５４は貫通孔５５の天井部に、ブラシ４４のピグテール４５（４５Ａ〜４５Ｄ）の移動を許容する長孔部５５Ａを備える。
【００２２】
尚、図４は４個のブラシ保持部５４のうち、２個のブラシ保持部５４にブラシ４４とブラシスプリング６０を組込み、残りの２個のブラシ保持部５４にはブラシ４４だけを組込んだ組込過程状態を示すものである。
【００２３】
ブラシホルダ３３は、前述の如く、給電コネクタ５０を短円筒体５１の外側に一体成形するとともに、２極（＋側と−側）のそれぞれをなす２本の平板状導体（バスバー）７０、８０を仕切壁５３〜給電コネクタ５０に延在させるようにインサート成形にて埋設している。導体７０の給電端子７０Ａは給電コネクタ５０の内部に配置するようにインサート成形され、２個のブラシ４４Ａ、４４Ｂに接続されたピグテール４５Ａ、４５Ｂのそれぞれが導体７０の接続部７１、７２のそれぞれに接続される。導体８０の給電端子８０Ａも給電コネクタ５０の内部に配置するようにインサート成形され、２個のブラシ４４Ｃ、４４Ｄに接続されたピグテール４５Ｃ、４５Ｄのそれぞれが導体８０の接続部８１、８２のそれぞれに接続される。
【００２４】
ここで、電動パワーステアリング装置１０にあっては、モータケース３１を構成するヨーク３６にフランジ９１を、ギヤハウジング１１にフランジ９２を設けるとともに、ブラシホルダ３３にもフランジ９３（張出部）を設け、前述のボルト３４により、フランジ９１とフランジ９２の間にフランジ９３を挟持する。ブラシホルダ３３のフランジ９３は、短円筒体５１の外周に設けられ、ヨーク３６の内径位置より径方向の外側に張り出る本発明の張出部を構成し、導体７０の一部を埋設している。そして、導体７０と導体８０をブラシホルダ３３の内部の同一平面上に載置するものとしている。
【００２５】
本実施形態によれば以下の作用がある。
（請求項１に対応する作用）
▲１▼ブラシホルダ３３においてヨーク３６の内径位置より外側に張り出した張出部としてのフランジ９３に導体７０を埋設した。従って、ヨーク３６の内径を拡径することなく、ブラシホルダ３３における導体７０の埋設スペースを上記フランジ９３まで拡張でき、電動モータ３０の外径を大型化することなく、導体７０、８０の配置スペースを拡大でき、取回し性を向上できる。
【００２６】
（請求項２に対応する作用）
▲２▼上述▲１▼により、電動モータ３０の外径を大型化することなく、２本の導体７０、８０をブラシホルダ３３の内部で同一面上に配置することができ、導体７０、８０の形状を立体的に複雑にすることなく、曲げ加工等を不要にし、低コスト化できる。
【００２７】
（請求項３に対応する作用）
▲３▼電動モータ３０のヨーク３６のフランジ９１とギヤハウジング１１のフランジ９２の間に挟持されるブラシホルダ３３のフランジ９３に導体７０の一部を埋設した。従って、ヨーク３６のフランジ９１とギヤハウジング１１のフランジ９２の大径の連結スペース間を、ブラシホルダ３３において拡張される上述▲１▼の、導体７０の埋設スペースとして有効に利用でき、組付性も良い。
【００２８】
尚、ブラシホルダ３３のフランジ９３には、導体７０だけでなく、導体８０も埋設するものであっても良い。
【００２９】
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、本発明の張出部はブラシホルダの全周に渡るものであることを必ずしも要さない。また、本発明の張出部はヨークのフランジとギヤハウジングの間に挟持されることを必ずしも要さない。
【００３０】
また、本発明のブラシは回転軸３２の軸方向に沿う方向でコンミテータに対向して押接せしめられるものでも良い。また、本発明の導体は必ずしも平板状であることを必要とせず、棒状等の他の断面形状からなるものでも良い。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電動モータの外径を大型化することなく、ブラシホルダの内部に埋設された導体の取回し性を向上することができる。
【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はブラシホルダを示す正面図である。
【図５】図５は図４のV−V線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１０電動パワーステアリング装置
１１ギヤハウジング
２１アシスト軸
３０電動モータ
３２回転軸
３３ブラシホルダ
３５固定子
３６ヨーク
３８マグネット
４１回転子
４３コンミテータ
４４、４４Ａ〜４４Ｄブラシ
７０、８０導体
９１、９２フランジ
９３フランジ（張出部）

Claims

筒状のヨークと、
ヨーク内に回転自在に設けられた回転軸と、
ヨーク内に固定されたマグネットを備える固定子と、
回転軸に固定され、固定子の内側に挿入される回転子と、
回転子のコンミテータに接触せしめられる複数のブラシと、
複数のブラシを保持し、ヨークに結合されるブラシホルダと、
ブラシホルダに埋設され、各ブラシに給電する複数本の導体とを有してなる電動モータを用い、
電動モータの回転軸をギヤハウジングに支持したアシスト軸に接続してなる電動パワーステアリング装置であって、
ボルトにより、電動モータのヨークのフランジとギヤハウジングのフランジの間に挟持され、ヨークの内径位置より径方向の外側に張り出るブラシホルダのフランジに、ブラシとブラシとの間に接続された導体の少なくとも一部を埋設してなる電動パワーステアリング装置。
前記複数本の導体が同一面上に配置される請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。