(57)【要約】【課題】電子制御に頼ることなく、操舵トルクに応じたアシスト力を付与することのできる電動パワーステアリング装置を提供すること。【解決手段】各給電ブラシ１９ａ，１９ｂは、周方向に回動可能に設けられた筒状をなす支持部材３２に支持されることにより各セグメント３１に摺接する。また、支持部材３２の外周には、その周方向に沿って延設されたギヤ部４０が設けられるとともに、同ギヤ部４０には、ギヤ４１が噛合される。更に、このギヤ４１とステアリングシャフトの途中に設けられたトーションバーの捩れを増幅する増幅器５０とを接続し、その捩れに連動して支持部材３２を回動させることにより、各給電ブラシ１９ａ，１９ｂが各セグメント３１に摺接する周方向位置を可変する。そして、その各給電ブラシ１９ａ，１９ｂの摺接位置は、トーションバーに捩れのない場合においてモータトルクが発生しないように設定される。【選択図】図２
2010274722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に沿って極性の異なる磁極を交互に形成してなる固定子と、前記各磁極との間の電磁力に基づき回転トルクを生じせしめる励磁コイルと該励磁コイルに接続された複数のセグメントを周方向に整列配置してなる整流子とを備えた電機子と、前記電機子の回転位置に応じた前記セグメントに摺接して前記励磁コイルに給電する給電ブラシと、回動自在に前記電機子と同軸に設けられて前記給電ブラシを支持する支持部材と、前記支持部材を回動させることにより前記給電ブラシが前記各セグメントに摺接する周方向位置を変更可能な変更手段とを備えてなるモータと、
前記モータを駆動源として操舵系にアシスト力を付与するアシスト力付与手段と、
ステアリングシャフトの途中に設けられたトーションバーの捻れを増幅して出力する増幅手段とを備え、
前記モータの変更手段と前記増幅手段とを接続することにより前記トーションバーの捻れに応じて前記給電ブラシの周方向位置を変更させるとともに、
前記トーションバーに捩れのない場合における前記給電ブラシの周方向位置を前記回転トルクの発生しない位置に設定したこと、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記モータは、異なる抵抗値が設定された複数の電源配線と、前記支持部材の回動位置に応じて該給電ブラシに接続する前記電源配線を切り替える切替手段とを備えること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記切替手段は、前記各電源配線の何れかに接続された複数の接触端子を整列配置してなる給電部と、前記支持部材と一体に回動して前記給電部と摺接することにより前記各接触端子の何れかと導通して前記各電源配線と前記給電ブラシとを選択的に接続する受電部とを備えてなること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記支持部材が回動していない場合に受電部と導通する前記接触端子は、電気的に開放されること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
請求項２〜請求項４の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記抵抗値は、前記支持部材がより大きく回動した場合に接続される電源配線ほど小さな値が設定されること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
周方向に沿って極性の異なる磁極を交互に形成してなる固定子と、
前記各磁極との間の電磁力に基づき回転トルクを生じせしめる励磁コイルと該励磁コイルに接続された複数のセグメントを周方向に整列配置してなる整流子とを備えた電機子と、
前記電機子の回転位置に応じた前記セグメントに摺接して前記励磁コイルに通電する給電ブラシと、
回動自在に前記電機子と同軸に設けられて前記給電ブラシを支持する支持部材と、
前記支持部材を回動させることにより前記給電ブラシが前記各セグメントに摺接する周方向位置を変更可能な変更手段とを備えること、を特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置及びモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用のパワーステアリング装置には、モータを駆動源とした電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）がある。そして、このようなＥＰＳには、従来の油圧式のパワーステアリング装置と比較して、レイアウト自由度が高く、且つエネルギー消費量が小さいという利点があることから、その車種及び車格を問わず幅広い範囲に採用されるようになっている。
【０００３】
また、ＥＰＳには、その制御自由度の高さを活かし、従来の油圧式パワーステアリング装置ではできないような精緻なアシスト力制御が可能という特徴がある。即ち、ＥＰＳは、車両に設けられた各種センサの出力する信号を電気的に処理することで、その駆動源であるモータ出力（トルク）を制御する。そして、これにより、その車両状態に応じた最適なアシスト力を付与することが可能となっている。
【０００４】
しかしながら、その反面として、操舵系に付与すべきアシスト力を決定付ける最も大きな要素であるステアリング操作の方向（操舵方向）や操舵トルクでさえも、その電気的な処理が必須となっている。そのため、センサ異常等、電子制御を実行できない状況になった場合には、そのアシスト力付与を継続することができなくなるという問題を内包するものとなっている。
【０００５】
この点を踏まえ、従来、例えば、特許文献１には、トルクセンサの故障により、そのパワーアシスト制御において最も重要な操舵トルクの検出が不能となった場合には、操舵角及び車速に基づいて、操舵トルクに代替する制御目標値を演算する構成が開示されている。また、特許文献２には、操舵角及びモータ角からトーションバーの捻れ角を演算することにより代替的に操舵トルクを検出する構成が開示されている。そして、このように他の状態量を用いて代替アシスト制御を実行することにより、トルクセンサ異常時においても、継続して操舵系にアシスト力を付与することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３３８５６２号公報
【特許文献２】特開２００５−２１９５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、如何なる代替アシスト制御を行なうにせよ、そのアシスト力付与の実行が電子制御に基づくものである以上、各種センサや電子制御装置（ＥＣＵ）等、その電子部品（マイコンやＦＥＴ等）に特有の脆弱性（例えば、熱や振動に弱い等）を排除することはできない。そして、更に、近年、自家用車購入層の裾野が広がるに従って、より大胆な価格設定が求められるようになっていることから、コスト削減の観点からも、電子部品を多用する従来の構成は見直しの余地が残されている。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、電子制御に頼ることなく、操舵トルクに応じたアシスト力を付与することのできる電動パワーステアリング装置、及び機械的に出力を制御することのできるモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、周方向に沿って極性の異なる磁極を交互に形成してなる固定子と、前記各磁極との間の電磁力に基づき回転トルクを生じせしめる励磁コイルと該励磁コイルに接続された複数のセグメントを周方向に整列配置してなる整流子とを備えた電機子と、前記電機子の回転位置に応じた前記セグメントに摺接して前記励磁コイルに給電する給電ブラシと、回動自在に前記電機子と同軸に設けられて前記給電ブラシを支持する支持部材と、前記支持部材を回動させることにより前記給電ブラシが前記各セグメントに摺接する周方向位置を変更可能な変更手段とを備えてなるモータと、前記モータを駆動源として操舵系にアシスト力を付与するアシスト力付与手段と、ステアリングシャフトの途中に設けられたトーションバーの捻れを増幅して出力する増幅手段とを備え、前記モータの変更手段と前記増幅手段とを接続することにより前記トーションバーの捻れに応じて前記給電ブラシの周方向位置を変更させるとともに、前記トーションバーに捩れのない場合における前記給電ブラシの周方向位置を前記回転トルクの発生しない位置に設定した電動パワーステアリング装置であること、を要旨とする。
【００１０】
即ち、上記構成のように、給電ブラシが各セグメントに摺接する周方向位置を任意に変更可能とすることにより、電子制御によらず、機械的に、モータの作動、即ちその回転方向及びモータトルクを制御することができる。そして、当該給電ブラシの摺接位置をトーションバーの捩れに連動させるとともに、その基準位置をモータトルクの発生しない位置に設定することにより、電子制御に頼ることなく、操舵トルクに応じたアシスト力付与を行なうことができる。そして、これに伴う電子部品の大幅な削減によって、その信頼性の向上とともに、大胆な低コスト化を図ることができるようになる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記モータは、異なる抵抗値が設定された複数の電源配線と、前記支持部材の回動位置に応じて該給電ブラシに接続する前記電源配線を切り替える切替手段とを備えること、を要旨とする。
【００１２】
上記構成によれば、各励磁コイルに通電する電流量を支持部材の回動位置に応じて可変することができる。そして、これにより、その回動位置に基づき発生するモータトルクの大きさをより柔軟に設定することが可能になる。その結果、操舵系に付与するアシスト力を最適化して、より良好な操舵フィーリングを実現することができるようになる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記切替手段は、前記各電源配線の何れかに接続された複数の接触端子を整列配置してなる給電部と、前記支持部材と一体に回動して前記給電部と摺接することにより前記各接触端子の何れかと導通して前記各電源配線と前記給電ブラシとを選択的に接続する受電部とを備えてなること、を要旨とする。
【００１４】
上記構成によれば、構成簡素且つ確実に、その支持部材の回動位置に応じた電源配線を選択して給電ブラシに接続することができる。
請求項４に記載の発明は、前記支持部材が回動していない場合に受電部と導通する前記接触端子は、電気的に開放されること、を要旨とする。
【００１５】
即ち、給電ブラシの摺接位置によりモータの作動を制御することで、モータトルクが発生しない状態、即ち操舵トルクが略ゼロでありアシスト力付与の必要性のない状況においても、各励磁コイルには常に通電された状態となっている。そして、その非作動時の通電により各励磁コイルに生ずる発熱が問題となる。しかしながら、上記構成によれば、こうした非作動時における各励磁コイルへの通電を排除することができる。その結果、効果的に各励磁コイルの発熱を抑えることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、前記抵抗値は、前記支持部材がより大きく回動した場合に接続される電源配線ほど小さな値が設定されること、を要旨とする。
上記構成によれば、その操舵トルクの上昇とともにモータトルクが増大する傾向を強調することができる。その結果、より良好な操舵フィーリングを実現することができるようになる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、周方向に沿って極性の異なる磁極を交互に形成してなる固定子と、前記各磁極との間の電磁力に基づき回転トルクを生じせしめる励磁コイルと該励磁コイルに接続された複数のセグメントを周方向に整列配置してなる整流子とを備えた電機子と、前記電機子の回転位置に応じた前記セグメントに摺接して前記励磁コイルに通電する給電ブラシと、回動自在に前記電機子と同軸に設けられて前記給電ブラシを支持する支持部材と、前記支持部材を回動させることにより前記給電ブラシが前記各セグメントに摺接する周方向位置を変更可能な変更手段とを備えたモータであること、を要旨とする。
【００１８】
上記構成によれば、変更手段を介して各給電ブラシが各セグメントに摺接する周方向位置を変更することで、電子制御によらず、機械的に、モータの作動、即ちその回転方向及びモータトルクを制御することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、電子制御に頼ることなく、操舵トルクに応じたアシスト力付与を実行可能な電動パワーステアリング装置、及び機械的に出力を制御することが可能なモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。
【図２】モータの断面図。
【図３】モータの電気的構成及び各構成要素の周方向の位置関係を示す展開図。
【図４】給電ブラシ及び支持部材、並びに同支持部材と噛合するサンギヤの平面図。
【図５】増幅器の構成及び作動原理を示す模式図。
【図６】別例のモータにおける各構成要素の周方向の位置関係を示す展開図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態のＥＰＳ１において、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック軸５と連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。そして、このステアリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の往復直線運動が、同ラック軸５の両端に連結されたタイロッド６を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪７の舵角が変更される。
【００２２】
尚、本実施形態のステアリングシャフト３は、コラムシャフト８、インターミディエイトシャフト９、及びピニオンシャフト１０を連結してなる。そして、本実施形態のＥＰＳ１は、モータ１１を駆動源として、そのコラムシャフト８を回転駆動する所謂コラム型のＥＰＳとして構成されている。
【００２３】
即ち、本実施形態のＥＰＳ１において、モータ１１は、減速機構１２を介してコラムシャフト８と駆動連結されており、これによりアシスト力付与手段が形成されている。また、モータ１１は、直流電源である車載電源（バッテリ）１３の電源電圧に基づき回転する。そして、ＥＰＳ１は、そのモータ１１の回転を減速機構１２を用いて減速し、ステアリングシャフト３に伝達することにより、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成となっている。
【００２４】
次に、本実施形態のＥＰＳの駆動源であるモータの構成について説明する。
図２に示すように、本実施形態のモータ１１は、略有底円筒状をなすヨーク１５の内周に永久磁石１６を固着してなる固定子１７と、同永久磁石１６の内側において回転自在に支承された電機子１８と、同電機子１８に給電する給電ブラシ１９とを備えたブラシ付き直流モータとして構成されている。
【００２５】
詳述すると、図２及び図３に示すように、本実施形態の固定子１７では、ヨーク１５の内周に、二つの永久磁石１６ａ，１６ｂを固着することにより、その周方向に沿って極性の異なる磁極２０ｎ，２０ｓが交互に形成されている。
【００２６】
また、電機子１８は、回転軸２１に固定されることにより同回転軸２１とともに一体回転する電機子コア２２及び整流子２３を備える。本実施形態では、回転軸２１は、ヨーク１５の底部１５ａ及び同ヨーク１５の開口端１５ｂを閉塞するハウジング２４にそれぞれ設けられた軸受２５，２６に軸支されることにより、ヨーク１５の軸線に沿って同軸配置されている。そして、電機子コア２２は、同ヨーク１５に設けられた各永久磁石１６ａ，１６ｂが形成する磁極２０ｎ，２０ｓに対応する軸方向位置に配置されている。
【００２７】
さらに詳述すると、電機子コア２２は、径方向外側に向かって放射状に延設された複数のティース２７を有しており、これら各ティース２７には、巻線２８が巻回されている。そして、この各ティース２７に巻回された巻線２８により、上記固定子１７側に形成された各磁極２０ｎ，２０ｓとの間に生ずる電磁力（電磁吸引力及び反発力）に基づき回転トルク（モータトルク）を生じせしめる複数の励磁コイル２９が形成されている。
【００２８】
一方、整流子２３は、回転軸２１に固定された円筒体３０の周面に複数のセグメント３１を固定することにより形成される。具体的には、円筒体３０は、ヨーク１５内において、上記電機子コア２２よりも開口端１５ｂ側（図２中、下側）に配置されており、各セグメント３１は、同周面において、その周方向に沿って所定間隔で整列配置されている。そして、これらの各セグメント３１には、それぞれ、上記各ティース２７に巻回されて各励磁コイル２９を形成する巻線２８の一部が接続されている。
【００２９】
また、本実施形態のモータ１１は、車載電源１３（図１参照）の「正極（＋極）」及び「負極（−極）」に対して電気的に接続される一対の給電ブラシ１９ａ，１９ｂを備えており、これら各給電ブラシ１９ａ，１９ｂは、支持部材３２に支持されることにより、上記整流子２３の径方向外側に配置されている。そして、これら各給電ブラシ１９ａ，１９ｂが同整流子２３の回転位置に応じた各セグメント３１に摺接することにより、上記各励磁コイル２９に給電されるようになっている。
【００３０】
即ち、ブラシ付きモータである本実施形態のモータ１１では、その電機子１８の回転に伴い各給電ブラシ１９ａ，１９ｂの摺接するセグメント３１が移行することで、各励磁コイル２９に対する通電方向の切り替え（整流）が行なわれる。そして、これにより、その回転が持続する方向にモータトルクが発生する構成となっている。
【００３１】
次に、本実施形態のモータにおける給電ブラシの支持構造及び同モータの制御方法について説明する。
図２及び図３に示すように、本実施形態では、支持部材３２は、略円筒状をなす筒部３３と、同筒部３３の筒内に設けられた円盤状の基板３４とを備えてなり、各給電ブラシ１９ａ，１９ｂは、この基板３４上に設けられている。そして、支持部材３２は、その基板３４の中心部に形成された挿通孔３５内に回転軸２１を挿通することにより、電機子１８と同軸に配置されている。
【００３２】
具体的には、図４に示すように、基板３４には、上記の挿通孔３５を挟んで対向する位置、換言すると周方向に１８０°間隔でブラシホルダ３６が設けられており、各給電ブラシ１９ａ，１９ｂは、これらのブラシホルダ３６内に保持されている。尚、本実施形態では、そのヨーク内部側（図２中、上側）に配置される面が、上記各ブラシホルダ３６が設けられた基板３４の表面３４ａとなっており、整流子２３は、筒部３３のヨーク内部側の開口端３３ａから挿入されて同筒部３３内に配置される。そして、各給電ブラシ１９ａ，１９ｂは、各ブラシホルダ３６に設けられたコイルバネ３７に付勢されることにより、該各給電ブラシ１９ａ，１９ｂと対向する位置に配置された整流子２３の各セグメント３１に摺接する構成となっている。
【００３３】
ここで、図２に示すように、本実施形態の支持部材３２は、その筒部３３のハウジング２４の端部３３ｂ（同図中、下側の端部）が同ハウジング２４に設けられた軸受３８に支持されることにより、周方向に回動可能となっている。また、図２及び図４に示すように、同筒部３３の外周には、その周方向に沿って延設されたギヤ部４０が設けられるとともに、ハウジング２４には、このギヤ部４０と噛合するギヤ４１が設けられている。本実施形態では、ギヤ４１は、その回転軸４２がハウジング２４（及びヨーク１５のフランジ部１５ｃ）を貫通して外部に突出されており、この回転軸４２を入力部として支持部材３２を回動させることが可能となっている。即ち、本実施形態では、上記ギヤ部４０、及びギヤ４１、並びにその回転軸４２により変更手段が構成されている。そして、本実施形態のモータ１１は、同支持部材３２と一体に各給電ブラシ１９ａ，１９ｂを回動させて、該各給電ブラシ１９ａ，１９ｂが各セグメント３１に摺接する周方向位置を変更することにより、その作動を制御することが可能となっている。
【００３４】
即ち、モータトルクは、当該励磁コイル２９と固定子１７側に形成された各磁極２０ｎ，２０ｓとの間に生ずる電磁力（電磁吸引力及び反発力）に基づき発生する（図３参照）。そして、各励磁コイル２９への通電方向は、電機子１８の回転に伴い各給電ブラシ１９ａ，１９ｂの摺接するセグメント３１が移行することにより切り替わる。従って、モータトルクは、各給電ブラシ１９ａ，１９ｂが各セグメント３１に摺接する周方向位置（摺接位置）に依存して変化する。
【００３５】
具体的には、モータトルクは、上記各給電ブラシ１９ａ，１９ｂの摺接位置が、各励磁コイル２９の形成する磁束中心と各磁極２０ｎ，２０ｓの磁束中心（磁極中心）とが一致するタイミングでその磁束中心の一致した励磁コイル２９への通電方向が切り替わる位置にある場合に最大化する。また、その各給電ブラシ１９ａ，１９ｂの摺接位置が、各励磁コイル２９の形成する磁束中心が隣り合う各磁極２０ｎ，２０ｓの中間に位置するタイミングでその磁束中心の一致した励磁コイル２９に対する通電方向が切り替わるような周方向位置にある場合に、モータトルクは最小化し、その値が「ゼロ」となる。
【００３６】
尚、本実施形態のモータ１１のように各励磁コイル２９の形状に歪みのない場合、即ち、各励磁コイル２９の巻回中心位置においてその磁束が発生するとすれば、上記各給電ブラシ１９ａ，１９ｂの摺接位置が、それぞれ磁極２０ｎ，２０ｓの磁極中心と一致する場合に、そのモータトルクは最大となり、その摺接位置が両者の中間位置にある場合に最小となる。そして、そのモータトルクは、上記各給電ブラシ１９ａ，１９ｂの摺接位置が、各磁極２０ｎ，２０ｓの磁極間から何れかの磁極中心に近づくに従って大となる。
【００３７】
つまり、上記のように各給電ブラシ１９ａ，１９ｂと各セグメント３１との摺接位置を周方向において任意に変更可能とすることで、電子制御によらず、機械的に、そのモータトルク（及び回転方向）を制御することが可能になる。そして、本実施形態のＥＰＳ１では、このように構成されたモータ１１を駆動源とすることにより、その使用する電子部品を大幅に削減しながら、操舵トルクに応じたアシスト力付与を行なうことが可能となっている。
【００３８】
詳述すると、図１に示すように、本実施形態では、ステアリングシャフト３を構成するコラムシャフト８は、先端にステアリング２が固定された第１シャフト８ａと、モータ１１の回転を操舵系に伝達する上記減速機構１２が設けられた第２シャフト８ｂとからなる。そして、これら第１シャフト８ａ及び第２シャフト８ｂは、トーションバー４５を介して連結されている。
【００３９】
具体的には、本実施形態では、第１シャフト８ａ及び第２シャフト８ｂは、中空状に形成されており、トーションバー４５は、これら第１シャフト８ａ及び第２シャフト８ｂの内部に収容される態様で、両者の間に配置されている。そして、トーションバー４５は、その両端が、それぞれ対応する第１シャフト８ａ及び第２シャフト８ｂの筒内に固定されることにより、これら第１シャフト８ａ及び第２シャフト８ｂ間の回転角差に基づく捩れを生じさせつつ両者を連結する構成となっている。
【００４０】
また、本実施形態のコラムシャフト８には、上記トーションバー４５の捩れを増幅して出力する増幅手段としての増幅器５０が設けられている。そして、本実施形態のＥＰＳ１は、この増幅器５０の出力を上記モータ１１において変更手段を構成するギヤ４１の回転軸４２に入力することにより（図２参照）、上記トーションバー４５の捩れに基づくモータ制御の実行、即ちその操舵トルクに応じたアシスト力の付与を行なう構成となっている。
【００４１】
さらに詳述すると、図５に示すように、本実施形態の増幅器５０は、コラムシャフト８の軸線Ｌに沿う方向に延設されるとともに、その長手方向、即ち軸線Ｌに沿う方向において移動可能に設けられたスライダ５１を備えている。そして、同スライダ５１には、その長手方向と直交する方向に突出する支持ピン５２が設けられている。
【００４２】
また、本実施形態では、コラムシャフト８を構成する上記第１シャフト８ａ及び第２シャフト８ｂの端部側面には、それぞれ径方向外側に向って突出する支持ピン５３，５４が設けられている。これら各支持ピン５３，５４は、上記トーションバー４５に捩れのない場合にその周方向位置が一致するように配置されるとともに、上記スライダ５１に設けられた支持ピン５２と同一方向に突設されている。
【００４３】
更に、本実施形態では、第１シャフト８ａ及び第２シャフト８ｂは、その軸線方向における相対変位が許容されるとともに、そのスライダ５１についても、これら第１シャフト８ａ及び第２シャフト８ｂに対して接離する方向の移動が許容されている。そして、本実施形態の増幅器５０は、これら３つの支持ピン５２，５３，５４のそれぞれを回動軸として、上記トーションバー４５により連結された第１シャフト８ａ及び第２シャフト８ｂと上記スライダ５１とを連結することにより、そのトーションバー４５の捩れをスライダ５１の軸方向移動に変換する構成となっている。
【００４４】
具体的には、本実施形態の増幅器５０は、略三角板状をなす連結部材５５を備えており、その各頂点付近には、それぞれ連結孔５６ａ〜５６ｃが設けられている。そして、同連結部材５５は、これら各連結孔５６ａ〜５６ｃ内に、それぞれ、上記各支持ピン５２，５３，５４が挿入されることにより、該各支持ピン５２，５３，５４を回動軸として、上記第１シャフト８ａ及び第２シャフト８ｂ、並びにスライダ５１と連結されている。
【００４５】
即ち、操舵系においてより転舵輪７に近い位置にある第２シャフト８ｂを基準とすれば、操舵トルクによりトーションバー４５が捩れて第１シャフト８ａとともにその支持ピン５３が周方向に移動することで、上記連結部材５５は、第２シャフト８ｂに設けられた支持ピン５４を回動中心として、その捩れ方向に回動することになる。そして、この連結部材５５の回動により、残る支持ピン５２を介して同連結部材５５と連結されたスライダ５１が軸方向に移動する。
【００４６】
具体的には、トーションバー４５に捩れのない場合において、第１シャフト８ａに設けられた支持ピン５３の位置を「ｐ０」、スライダ５１に設けられた支持ピン５２の位置を「ｐ０´」とすると、第１シャフト８ａの支持ピン５３が位置ｐ１（同図中、左側）に移動することで、スライダ５１の支持ピン５２は、位置ｐ１´（同図中、上側）に移動する。尚、説明の便宜上、同図においては、上記第１シャフト８ａ及び第２シャフト８ｂ間における軸線方向の相対変位、並びにこれら第１シャフト８ａ及び第２シャフト８ｂに対して接離する方向のスライダ５１の相対変位については、その記載及び説明を省略する。同様に、第１シャフト８ａの支持ピン５３が位置ｐ２（同図中、右側）に移動することで、スライダ５１の支持ピン５２は、位置ｐ２´（同図中、下側）に移動する。そして、このようにスライダ５１に設けられた支持ピン５２が、コラムシャフト８の軸線Ｌに沿って軸方向に変位することにより、トーションバー４５の捩れが、同スライダ５１の軸方向運動に変換されるようになっている。
【００４７】
ここで、本実施形態の連結部材５５は、スライダ５１側との連結部分を頂点とする略二等辺三角形状となっており、その連結部分を挟む二つの辺５５ａ，５５ｂの長さは、その底辺に相当するコラムシャフト８の軸線Ｌに沿う方向に延びる辺５５ｃよりも長く設定されている。
【００４８】
即ち、本実施形態では、この辺５５ａ（５５ｂ）と辺５５ｃとの長さの違いにより、第２シャフト８ｂの支持ピン５４を中心とした場合に、その第１シャフト８ａの支持ピン５３の回動半径よりもスライダ５１側の支持ピン５２の回動半径の方が大きくなるように設定されている。従って、例えば、上記のように第１シャフト８ａの支持ピン５３が位置ｐ０から位置ｐ１まで移動する距離ｄよりも、スライダ５１の支持ピン５２が位置ｐ０´から位置ｐ２´まで移動する距離ｄ´の方が大となる。そして、本実施形態の増幅器５０は、これにより、トーションバー４５の捩れをスライダ５１の軸方向移動として増幅する構成とになっている。
【００４９】
また、本実施形態の増幅器５０では、上記スライダ５１には、その長手方向に沿ってラック歯６０が刻設されるとともに、同ラック歯６０には、ギヤ６１が噛合されている。そして、本実施形態では、このギヤ６１の回転軸６２が、増幅器５０の出力部となっている。
【００５０】
即ち、本実施形態の増幅器５０は、上記のようにトーションバー４５の捩れをスライダ５１の軸方向運動に変換した後、更にギヤ６１（回転軸６２）の回転運動に変換して出力する。そして、その回転運動に変換する際に、ラック歯６０とギヤ６１とのギヤ比に基づいて、更なる増幅が可能な構成となっている。
【００５１】
図１及び図２に示すように、本実施形態のＥＰＳ１では、増幅器５０の出力部を構成するギヤ６１の回転軸６２は、回転伝達可能に形成されたケーブル６３を介して、上記のようにモータ１１に設けられた変更手段としてのギヤ４１の回転軸４２と接続されている。そして、そのケーブル６３を介して入力される増幅されたトーションバー４５の捩れに基づいて、モータ１１の上記支持部材３２及び各給電ブラシ１９ａ，１９ｂが周方向に回動することにより、当該各給電ブラシ１９ａ，１９ｂが各セグメント３１に摺接する周方向位置が変更されるようになっている（図３及び図４参照）。
【００５２】
つまり、本実施形態のＥＰＳ１は、その駆動源であるモータ１１における各給電ブラシ１９ａ，１９ｂの摺接位置（周方向位置）が、トーションバー４５の捩れに連動して変化するようになっている。そして、本実施形態では、これにより、その操舵トルクに応じたアシスト力を操舵系に付与する構成となっている。
【００５３】
詳述すると、図３に示すように、本実施形態のモータ１１は、トーションバー４５に捩れのない場合、即ち操舵トルクが略「０」である場合に、上記各給電ブラシ１９ａ，１９ｂの摺接位置が、それぞれ各磁極２０ｎ，２０ｓの中間位置Ｐ０，Ｐ０´、つまりモータトルクが発生しない位置に設定されている。
【００５４】
即ち、同図に示す例では、給電ブラシ１９ａが各磁極２０ｎ，２０ｓの中間位置Ｐ０にあることで、励磁コイル２９ａ（の磁束中心）が各磁極２０ｎ，２０ｓの中間に位置するタイミングにおいて、同励磁コイル２９ａに対する通電方向の切り替え（短絡）が行なわれている。また、このとき、この励磁コイル２９ａと隣接する二つの励磁コイル２９ｂ，２９ｃに対する通電方向は逆向きであり、且つ両者は各磁極２０ｎ，２０ｓの中間位置Ｐ０を挟んで線対称の位置関係にある。従って、これら二つの励磁コイル２９ｂ，２９ｃに生ずる電磁力は、互いに打ち消されることになる。そして、この関係は、各磁極２０ｎ，２０ｓの中間位置Ｐ０を挟んで対称の位置関係にある二つの励磁コイル２９の全てについても同様であることから、そのモータトルクが「ゼロ」となっている。
【００５５】
更に、これは、各給電ブラシ１９ａ，１９ｂの摺接位置が周方向に移動することで、このような各磁極２０ｎ，２０ｓの中間位置Ｐ０を挟んで対称の位置関係にある各励磁コイル２９に生ずる電磁力の均衡が崩れることを示している。即ち、上記のように操舵トルクに基づくトーションバー４５の捩れに連動して各給電ブラシ１９ａ，１９ｂの摺接位置が周方向に移動することにより、電機子１８は、その各給電ブラシ１９ａ，１９ｂの移動方向と反対側に回転する。
【００５６】
具体的には、同図中、各給電ブラシ１９ａ，１９ｂの摺接位置が上記中間位置Ｐ０，Ｐ０´を基準位置として、左方向の位置Ｐ１，Ｐ１´から右方向の位置Ｐ２，Ｐ２´まで移動しうる場合、その摺接位置が位置Ｐ１，Ｐ１´側に移動することで、電機子１８は、この各給電ブラシ１９ａ，１９ｂの移動方向とが反対側、即ち位置Ｐ２，Ｐ２´の方向に相対回転する。また、逆に、各給電ブラシ１９ａ，１９ｂの摺接位置が位置Ｐ２，Ｐ２´側に移動した場合には、電機子１８は、反対側の位置Ｐ１，Ｐ１´の方向に相対回転する。そして、本実施形態のＥＰＳ１は、これにより、操舵トルクの発生方向、即ちステアリング操作の方向にアシスト力を付与することが可能となっている。
【００５７】
更に、上述のように、各給電ブラシ１９ａ，１９ｂの摺接位置は、トーションバー４５の捩れに連動、即ち操舵トルクが大きい場合ほど、上記の中間位置Ｐ０，Ｐ０´から離れた位置に移動する。また、その発生するモータトルクもまた、各給電ブラシ１９ａ，１９ｂの摺接位置が中間位置Ｐ０，Ｐ０´から離れた位置にあるほど大となる。尚、本実施形態では、上記各給電ブラシ１９ａ，１９ｂが移動しうる最大範囲となる位置Ｐ１，Ｐ１´及び位置Ｐ２，Ｐ２´は、上記増幅器５０により増幅効果を利用して、それぞれ、その発生するモータトルクが最大となる位置、即ち磁極２０ｎ，２０ｓの磁極中心と一致する位置に設定されている。つまり、本実施形態では、各給電ブラシ１９ａ，１９ｂは、各磁極２０ｎ，２０ｓの中間位置Ｐ０を基準として±９０°の範囲において、その摺接位置の変更が可能となっている。そして、本実施形態のＥＰＳは、これにより、その操舵トルクが大きいほど、より大きなアシスト力を操舵系に付与することが可能な構成となっている。
【００５８】
（通電量可変構造）
次に、本実施形態のモータに設けられた各励磁コイルに対する通電量可変構造について説明する。
【００５９】
図３に示すように、本実施形態のモータ１１には、車載電源１３（の「＋極」、図１参照）に接続されるとともに、それぞれ、異なる抵抗値が設定された複数の電源配線７０が備えられている。そして、本実施形態のモータ１１は、上記トーションバー４５の捩れに連動して回動する支持部材３２の回動位置に応じて、これら各電源配線７０の何れかを選択的に上記給電ブラシ１９ａに接続することにより、その各励磁コイル２９に通電する電流量を可変する構成になっている。
【００６０】
詳述すると、図２及び図３に示すように、本実施形態のモータ１１は、上記各電源配線７０の何れかに接続された複数の接触端子７１を整列配置してなる給電部７２と、支持部材３２と一体に回動して同給電部７２と摺接することにより各接触端子７１の何れかと導通する受電部７３とを備えている。そして、その受電部７３と導通する接触端子７１に接続された電源配線７０を上記給電ブラシ１９ａに接続することにより、各給電ブラシ１９ａ，１９ｂを介して各励磁コイル２９に通電される電流量を、支持部材３２の回動位置に応じて変更することが可能となっている。即ち、本実施形態では、これら給電部７２及び受電部７３により切替手段が構成されている。
【００６１】
具体的には、本実施形態の給電部７２は、上記整流子２３の各セグメント３１と同様の短冊状に形成された各接触端子７１を円筒体７５の周面に固定することにより形成される。本実施形態では、各接触端子７１は、上記支持部材３２の回動範囲（各給電ブラシ１９ａ，１９ｂの移動範囲）に対応して、円筒体７５の周方向１８０°の範囲に亘って整列配置されている。そして、本実施形態では、給電部７２は、ハウジング２４に固定されることにより、支持部材３２の基板３４を挟んで上記整流子２３と軸方向に並置される態様で、その筒部３３の内側において同支持部材３２と同軸配置されている。
【００６２】
また、本実施形態では、上記基板３４の裏面３４ｂとなる給電部７２が配置された側の面（図２中、下側の面）には、同基板３４の表面３４ａに設けられた上記ブラシホルダ３６と同様の構成を有するブラシホルダ７６が設けられている。そして、本実施形態の受電部７３は、このブラシホルダ７６に保持されて、同ブラシホルダ７６内に設けられたコイルバネ７７に付勢されることにより上記給電部７２に摺接する受電ブラシ７８と、同受電ブラシ７８と上記給電ブラシ１９ａとを接続する受電配線７９とにより形成されている。
【００６３】
さらに詳述すると、本実施形態では、受電ブラシ７８は、その基板３４を挟んで同軸に位置する給電ブラシ１９ａと等しい周方向位置、即ちトーションバー４５に捩れがなく支持部材３２が回動していない場合において、上記の中間位置Ｐ０に対応する位置に配置されている。尚、受電ブラシ７８とともに受電部７３を構成する受電配線７９は、基板３４に設けられた貫通孔３４ｃ（図４参照）に挿通されることにより給電ブラシ１９ａに接続されている。そして、給電部７２は、同じく支持部材３２が回動していない場合において、その円筒体７５の周面における各接触端子７１の設けられた範囲の中心が、この受電ブラシ７８が配置された周方向位置、即ち上記中間位置Ｐ０と一致するように設けられている。
【００６４】
即ち、受電ブラシ７８は、上記のように各給電ブラシ１９ａ，１９ｂの摺接位置を変更すべく支持部材３２が回動することにより、上記給電ブラシ１９ａの移動範囲と同じく、上記各磁極２０ｎ，２０ｓの中間位置Ｐ０を基準とした位置Ｐ１〜位置Ｐ２に対応する位置範囲、つまり±９０°の範囲で給電部７２の周面を摺動する。そして、同受電ブラシ７８は、その支持部材３２の回動位置に応じた各接触端子７１と導通するようになっている。
【００６５】
尚、本実施形態では、受電ブラシ７８が各接触端子７１の何れか一つと接触して、その接触端子７１のみと導通するように、受電ブラシ７８及び各接触端子７１の幅は、上記給電ブラシ１９ａ，１９ｂの幅よりも狭く設定されている。そして、これに合わせて、そのブラシホルダ７６もまた、上記ブラシホルダ３６よりも小型に形成されている。
【００６６】
また。本実施形態では、各電源配線７０の抵抗値は、支持部材３２がより大きく回動した場合に接続されるものほど小さな値が設定されている。即ち、受電ブラシ７８が、より上記中間位置Ｐ０に近い位置において導通する接触端子７１に接続された電源配線７０ほど大きな抵抗値が設定され、位置Ｐ１又は位置Ｐ２により近い位置において導通する接触端子７１に接続された電源配線７０ほど大きな抵抗値が設定されている（Ｒ０＞Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３＞Ｒ４＞Ｒ５）。
【００６７】
特に、本実施形態では、支持部材３２が略回動していない場合、即ち受電ブラシ７８の摺接位置が中間位置Ｐ０である場合に導通する接触端子７１に接続された電源配線７０ａには、略電流が流れないような大抵抗（Ｒ０）が設定されている。そして、支持部材３２の回動位置が最大である場合、受電ブラシ７８の摺接位置が位置Ｐ１又は位置Ｐ２にある場合に導通する接触端子７１に接続された電源配線７０ｂ，７０ｃの抵抗値は、略「ゼロ」となっている。
【００６８】
このように、支持部材３２の回動位置に応じて、異なる抵抗値が設定された各電源配線７０の何れかを選択的に上記給電ブラシ１９ａに接続して各励磁コイル２９に通電する電流量を可変可能とすることで、その回動位置に基づき発生するモータトルクの大きさをより柔軟に設定することができるようになる。そして、本実施形態のＥＰＳ１では、その各電源配線７０の抵抗値を、トーションバー４５の捩れに連動した支持部材３２の回動位置がより大きい場合に接続されるものほど小さな値に設定することにより、その操舵トルクの上昇とともにモータトルクが増大する傾向を強調する構成なっている。
【００６９】
更に、各給電ブラシ１９ａ，１９ｂの摺接位置の変更によりモータトルクを制御する構成では、上記のように、各給電ブラシ１９ａ，１９ｂが各磁極２０ｎ，２０ｓの中間位置Ｐ０，Ｐ０´にある場合、同中間位置Ｐ０，Ｐ０´を挟んで対称の位置関係にある二つの励磁コイル２９の電磁力が打ち消しあうことにより、そのモータトルクが「ゼロ」となる。つまり、操舵トルクが略ゼロでありアシスト力付与の必要性のない状況においても、モータ１１の各励磁コイル２９に通電された状態となっている。そして、この非作動時の通電により各励磁コイル２９に生ずる発熱が問題となる。そこで、本実施形態では、支持部材３２が回動していない場合、即ち受電ブラシ７８の摺接位置が中間位置Ｐ０である場合に導通する接触端子７１に接続された電源配線７０ａに大抵抗を配置して、その抵抗値（Ｒ０）を略電流が流れないような値とすることにより、各励磁コイル２９の発熱を抑える構成となっている。
【００７０】
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）各給電ブラシ１９ａ，１９ｂは、周方向に回動可能に設けられた筒状をなす支持部材３２に支持されることにより各セグメント３１に摺接する。また、支持部材３２の外周には、その周方向に沿って延設されたギヤ部４０が設けられるとともに、同ギヤ部４０には、ギヤ４１が噛合される。更に、このギヤ４１とステアリングシャフト３の途中に設けられたトーションバー４５の捩れを増幅する増幅器５０とを接続し、その捩れに連動して支持部材３２を回動させることにより、各給電ブラシ１９ａ，１９ｂが各セグメント３１に摺接する周方向位置を可変する。そして、その各給電ブラシ１９ａ，１９ｂの摺接位置は、トーションバー４５に捩れのない場合においてモータトルクが発生しないように設定される。
【００７１】
即ち、上記構成のように、各給電ブラシ１９ａ，１９ｂが各セグメント３１に摺接する周方向位置を任意に変更可能とすることにより、電子制御によらず、機械的に、モータ１１の作動、即ちその回転方向及びモータトルクを制御することができる。そして、当該各給電ブラシ１９ａ，１９ｂの摺接位置をトーションバー４５の捩れに連動させるとともに、その基準位置をモータトルクの発生しない位置に設定することにより、電子制御に頼ることなく、操舵トルクに応じたアシスト力付与を行なうことができる。そして、これに伴う電子部品の大幅な削減によって、その信頼性の向上とともに、大胆な低コスト化を図ることができるようになる。
【００７２】
（２）モータ１１には、異なる抵抗値が設定された複数の電源配線７０が備えられる。そして、トーションバー４５の捩れに連動して回動する支持部材３２の回動位置に応じて、これら各電源配線７０の何れかを上記給電ブラシ１９ａと選択的に接続する。
【００７３】
上記構成によれば、各励磁コイル２９に通電する電流量を支持部材３２の回動位置に応じて可変することができ、これにより、その回動位置に基づき発生するモータトルクの大きさをより柔軟に設定することができるようになる。その結果、操舵系に付与するアシスト力を最適化して、より良好な操舵フィーリングを実現することができる。
【００７４】
（３）モータ１１は、各電源配線７０の何れかに接続された複数の接触端子７１を整列配置してなる給電部７２と、支持部材３２と一体に回動して同給電部７２と摺接することにより各接触端子７１の何れかと導通する受電部７３とを備える。
【００７５】
上記構成によれば、構成簡素且つ確実に、その支持部材３２の回動位置に応じた電源配線７０を選択して給電ブラシ１９ａに接続することができる。
（４）各電源配線７０の抵抗値は、支持部材３２がより大きく回動した場合に接続されるものほど小さな値が設定される。このような構成とすることで、その操舵トルクの上昇とともにモータトルクが増大する傾向を強調することができる。その結果、より良好な操舵フィーリングを実現することができるようになる。
【００７６】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、本発明をコラム型のＥＰＳ１に具体化した。しかし、これに限らず、例えば、ピニオン型やラック型等、その他の形式のＥＰＳに具体化してもよい。
【００７７】
・また、モータ１１の構成については、ＥＰＳ１の駆動源以外の用途に適用してもよい。
・上記実施形態では、支持部材３２が回動していない場合、即ち受電ブラシ７８の摺接位置が中間位置Ｐ０である場合に導通する接触端子７１に接続された電源配線７０ａに大抵抗を配置して、その抵抗値（Ｒ０）を略電流が流れないような値とすることで、各励磁コイル２９の発熱を抑えることとした。しかし、これに限らず、このような支持部材が回動していない場合に受電部７３と導通する接触端子７１を電気的に開放（断線状態）する構成としてもよい。このような構成とすれば、非作動時の通電を排除して、効果的に各励磁コイル２９の発熱を抑えることができる。
【００７８】
・また、トーションバー４５の捩れを増幅して出力増幅手段については、上記実施形態における増幅器５０の構成に限るものではなく、どのようなものであってもよい。具体的には、例えば、実開平４−１１５０４０号公報に開示されたもの等を用いるとよい。
【００７９】
・上記実施形態では、モータ１１は、一対の給電ブラシ１９ａ，１９ｂ、及び磁極２０ｎ，２０ｓを備えることとしたが、ブラシ数及び磁極数は、これに限るものではない。但し、支持部材の回動範囲については、その各給電ブラシの摺接位置が、モータトルクの発生しない位置を基準として、電気角換算で±９０°の範囲で移動可能となるように設定することが望ましい。例えば、図６に示すモータ８０は、磁極数及びブラシ数がともに「４」となっている。従って、この場合、各給電ブラシ８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂが、各磁極８３ｎ，８３ｓ，８４ｎ，８４ｓの中間位置を基準として、電気角換算で±９０°の範囲で移動可能となるように、支持部材８５の回動範囲を機械角で９０°に設定するとよい。
【００８０】
次に、以上の実施形態から把握することのできる技術的思想を効果とともに記載する。
（イ）請求項６に記載のモータにおいて、異なる抵抗値が設定された複数の電源配線と、前記支持部材の回動位置に応じて該給電ブラシに接続する前記電源配線を切り替える切替手段とを備えること、を特徴とするモータ。これにより、各励磁コイルに通電する電流量を支持部材の回動位置に応じて可変することができる。その結果、その回動位置に基づき発生するモータトルクの大きさをより柔軟に設定することができるようになる。
【００８１】
（ロ）上記（イ）に記載のモータにおいて、前記切替手段は、前記各電源配線の何れかに接続された複数の接触端子を整列配置してなる給電部と、前記支持部材と一体に回動して前記給電部と摺接することにより前記各接触端子の何れかと導通して前記各電源配線と前記給電ブラシとを選択的に接続する受電部とを備えてなること、を特徴とするモータ。これにより、構成簡素且つ確実に、その支持部材の回動位置に応じた電源配線を選択して給電ブラシに接続することができる。
【００８２】
（ハ）上記（イ）又は（ロ）に記載のモータにおいて、前記支持部材が回動していない場合に受電部と導通する前記接触端子は、電気的に開放されること、を特徴とするモータ。これにより、非作動時の通電を排除して、効果的に各励磁コイルの発熱を抑えることができる。
【００８３】
（ニ）上記（イ）、（ロ）及び（ハ）の何れか一項に記載のモータにおいて、
前記抵抗値は、前記支持部材がより大きく回動した場合に接続される電源配線ほど小さな値が設定されること、を特徴とするモータ。このような構成とすることで、その支持部材の回動位置の大きさとともにモータトルクが増大する傾向を強化することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、２…ステアリング、３…ステアリングシャフト、８…コラムシャフト、８ａ…第１シャフト、８ｂ…第２シャフト、１１…モータ、１２…減速機構、１３…車載電源、１５…ヨーク、１６（１６ａ，１６ｂ）…永久磁石、１７…固定子、１８…電機子、１９（１９ａ，１９ｂ），８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂ…給電ブラシ、２０ｎ，２０ｓ，８３ｎ，８３ｓ，８４ｎ，８４ｓ…磁極、２３…整流子、２４…ハウジング、２８…巻線、２９、２９ａ，２９ｂ，２９ｃ…励磁コイル、３１…セグメント、３２，８５…支持部材、４０…ギヤ部、４１…ギヤ、４２…回転軸、４５…トーションバー、５０…増幅器、６３…ケーブル、７０，７０ａ，７０ｂ，７０ｃ…電源配線、７１…接触端子、７２…給電部、７３…受電部、７８…受電ブラシ、７９…受電配線、ｐ０，ｐ０´，ｐ１，ｐ１´，ｐ２，ｐ３´，Ｐ１，Ｐ１´，Ｐ２，Ｐ２´…位置、Ｐ０，Ｐ０´…中間位置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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