(57)【要約】【課題】作動音を低減することができるとともに、トルクリップルも低減され、ハンドルを握るドライバーの操舵感が向上した電動パワーステアリング装置用モータを得る。【解決手段】この発明に係る電動パワーステアリング装置用モータは、ヨークと、ヨークの内壁面に固定された４極のフェライトの永久磁石で構成された界磁部と、ヨーク内に回転自在に設けられたシャフト４と、シャフト４に固定され、コア９の外周面に軸線方向に延びて形成された２２個のスロットに導線が機械巻線で重巻方式により巻回されて構成された巻線を有するアマチュア２０と、シャフト４の端部に固定され、フック３４を有する複数個のセグメント１６から構成された整流子６と、整流子６の表面に当接し、前記界磁部の磁束分布の磁気的中心点に配設された４個のブラシとを備え、車両の車室内にあるコラムに取付けられる。【選択図】図１
2010213573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車速信号と操舵トルク信号を用いて制御され、ＰＷＭ（pulse width modulation）駆動されて、車両のハンドルの操作力をアシストする電動パワーステアリング装置用モータにおいて、
ヨークと、
このヨークの内壁面に固定された４極のフェライトの永久磁石で構成された界磁部と、
このヨーク内に回転自在に設けられたシャフトと、
このシャフトに固定され、コアの外周面に軸線方向に延びて形成された２２個のスロットに導線が機械巻線で重巻方式により巻回されて構成された巻線を有するアマチュアと、
前記シャフトの端部に固定され、フックを有する複数個のセグメントから構成された整流子と、
この整流子の表面に当接し、前記界磁部の磁束分布の磁気的中心点に配設された４個のブラシとを備え、
前記車両の車室内にあるコラムに取付けられ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。
【請求項２】
車速信号と操舵トルク信号を用いて制御され、ＰＷＭ（pulse width modulation）駆動されて、車両のハンドルの操作力をアシストする電動パワーステアリング装置用モータにおいて、
ヨークと、
このヨークの内壁面に固定された４極のフェライトの永久磁石で構成された界磁部と、  このヨーク内に回転自在に設けられたシャフトと、
このシャフトに固定され、コアの外周面に軸線方向に延びて形成された２６個のスロットに導線が機械巻線で重巻方式により巻回されて構成された巻線を有するアマチュアと、
前記シャフトの端部に固定され、フックを有する複数個のセグメントから構成された整流子と、
この整流子の表面に当接し、前記界磁部の磁束分布の磁気的中心点に配設された４個のブラシとを備え、
前記車両の車室内にあるコラムに取付けられ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。
【請求項３】
車速信号と操舵トルク信号を用いて制御され、ＰＷＭ（pulse width modulation）駆動されて、車両のハンドルの操作力をアシストする電動パワーステアリング装置用モータにおいて、
ヨークと、
このヨークの内壁面に固定された６極のフェライトの永久磁石で構成された界磁部と、  このヨーク内に回転自在に設けられたシャフトと、
このシャフトに固定され、コアの外周面に軸線方向に延びて形成された２１個のスロットに導線が機械巻線で重巻方式により巻回されて構成された巻線を有するアマチュアと、
前記シャフトの端部に固定され、フックを有する複数個のセグメントから構成された整流子と、
この整流子の表面に当接し、前記界磁部の磁束分布の磁気的中心点に配設された６個のブラシとを備え、
前記車両の車室内にあるコラムに取付けられ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。
【請求項４】
車速信号と操舵トルク信号を用いて制御され、ＰＷＭ（pulse width modulation）駆動されて、車両のハンドルの操作力をアシストする電動パワーステアリング装置用モータにおいて、
ヨークと、
このヨークの内壁面に固定された６極のフェライトの永久磁石で構成された界磁部と、
このヨーク内に回転自在に設けられたシャフトと、
このシャフトに固定され、コアの外周面に軸線方向に延びて形成された２７個のスロットに導線が機械巻線で重巻方式により巻回されて構成された巻線を有するアマチュアと、
前記シャフトの端部に固定され、フックを有する複数個のセグメントから構成された整流子と、
この整流子の表面に当接し、前記界磁部の磁束分布の磁気的中心点に配設された６個のブラシとを備え、
前記車両の車室内にあるコラムに取付けられ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。
【請求項５】
アマチュア回路内に回路間に生じる誘起起電力の差により前記ブラシに流れる循環電流を防止する均圧部材を備えた請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置用モータ。
【請求項６】
前記導線はエナメル被覆の丸線である請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置用モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両のハンドルの操作力をアシストする電動パワーステアリング装置用モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１には電動式パワーステアリング装置が記載されており、このものと類似した構成の電動パワーステアリング装置用モータ（以下、電動モータと略称する。）が図１５に示されている。図１５に示された電動モータ１００は、円筒状のヨーク１と、このヨーク１内に対向して固定され周方向に２個配置された永久磁石２と、ヨーク１内に軸受３により回転自在に設けられたシャフト４と、このシャフト４に固定されたアマチュア５と、シャフト４の端部に固定され複数個の銅製のセグメント１６から構成された整流子６と、この整流子６の表面にスプリング７の弾性力により当接したブラシ８とを備えている。
【０００３】
アマチュア５は、軸線方向に延びた複数のスロット１１を有するコア９と、スロット１１に導線が重巻方式で巻回されて構成された巻線１０とを備えている。
２極、重巻方式の上記電動モータ１００では、セグメント１６に当接するブラシ８を介して外部から電流を巻線１０に供給することにより、アマチュア５は電磁作用により、シャフト４とともに回転する。
【０００４】
上記電動モータ１００は、車の重量の比較的軽い小排気量の車に主に用いられていたため、電動モータ１００のアシストトルクは小さく、従って、電動モータ１００の作動音は極めて小さく、車室内でも殆ど気にならない程度の大きさであった。
【０００５】
ところで、低燃費、排ガス低減等の社会動向により、車の重量が大きい、中、大排気量車にも、省燃費、軽量化のために、油圧式によるパワーステアリング装置の代わりに、直流モータによるパワーステアリング装置が採用され始めている。この場合、トルクの大きな電動モータが必要となるが、２極、重巻方式のままで設計すると、大きな体格のモータになってしまうので、小型化、高トルクにするためには、４極化等の多極化が必要となる。
【０００６】
図１６及び図１７は２極、スロット数１４の直流モータ（以下、２極モータと略称する。）と、多極機の例として４極、スロット数２１の直流モータ（以下、４極モータと略称する。）とを比較した図である。この図は、２極モータ及び４極モータにおいてアマチュアが偏心位置で作動した時にアマチュアに作用する磁気吸引力の差異を本願発明者が磁界解析により求めたものである。図中、・印が固定子中心、即ち本来の回転中心を示しており、×印が偏心時の回転中心を示している。そして、この図から分かるように、４極モータは２極モータと比較して、振動、騒音が発生し易いことが分かる。
【０００７】
つまり、本来のアマチュアの中心位置を起点として偏心方向角度０度から３６０度までの各方向にそれぞれ同一量偏心（偏心量０．１ｍｍ）させたときアマチュアに作用する力を調べたときに、２極モータでは偏心方向へは最大０．４５Ｎ程度の磁気吸引力が作用するのに対して、４極モータでは偏心方向へは最大２．７Ｎ程度（２極モータの６倍）の磁気吸引力が作用する。２極モータでは偏心による磁気吸引力の方向性が顕著に見られ、極間方向（偏心方向角度９０度、２７０度）に偏心した場合には、極中心方向（偏心方向角度０度、１８０度）に偏心した場合と比較して、偏心方向に対する力を比較したときに約２倍（０．４５／０．２１）の磁気吸引力が作用する。一方、４極モータでは顕著な方向性が見られない。つまり、偏心方向角度０度から３６０度までの全角度において偏心方向に対する力は２．７Ｎ程度であり、このことは、「２極モータでは偏心に対して安定の方向が存在するが、４極モータでは安定な方向が存在しない。」ということを意味しており、この差異が振動、騒音の差異に関係していると考えられる。
このように、小型化、高トルクにするためには、４極化等の多極化が必要となるが、振動、騒音の問題が残る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２５８７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、小型化、高トルク化に対処するため多極化した場合の巻線方式として重巻の他、波巻方式のアマチュアが考えられる。重巻では、一般に極数と同数のブラシが設けられるが、波巻では２つのブラシを設けるのが一般的である。
図１８および図１９は多極化の一例として４極、スロット数２１のアマチュアに作用する磁気吸引力を示す図であり、図１８は重巻、４ブラシ方式、図１９は波巻、２ブラシ方式の場合を示している。
両図を比較したときに、アマチュアがコアの１スロット分回転するときにアマチュアに作用する磁気吸引力は、波巻のアマチュアの場合には矢印イに示すように常に一定の半径外側方向であるのに対して、重巻、スロット数２１のアマチュアの場合には矢印ロに示すように周方向に変動しており、重巻、スロット数２１のアマチュアでは回転振動が生じ易く、それだけ作動音が生じやすいという問題点があった。
【００１０】
また、多極、奇数スロット、重巻方式の場合、ヨーク磁気回路のアンバランス、アマチュアの偏心、ブラシを流れる電流の不均一、工作誤差等の影響により、アマチュアの巻線の回路間に誘起する起電力に差が生じ、アマチュア内にはブラシを通じて流れる循環電流が生じ、その結果ブラシ整流作用の悪化、ブラシから発生する整流火花の増加に伴う、ブラシ及び整流子の高温化、寿命低下、トルクリップルの増加、並びにこれらの複合作用により、作動音が大きくなるといった問題点もあった。
一方、多極、奇数スロット、波巻方式の場合には、トルクリップルが大きくなるほか、並列回路数が減るため巻線が太くなり、工作性が悪化する等の問題点があった。
【００１１】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、作動音を低減することができるとともに、トルクリップルも低減され、ハンドルを握るドライバーの操舵感が向上した電動パワーステアリング装置用モータを得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係る電動パワーステアリング装置用モータは、車速信号と操舵トルク信号を用いて制御され、車両のハンドルの操作力をアシストする電動パワーステアリング装置用モータにおいて、ヨークと、このヨークの内壁面に固定された４極のフェライトの永久磁石で構成された界磁部と、このヨーク内に回転自在に設けられたシャフトと、このシャフトに固定され、コアの外周面に軸線方向に延びて形成された２２個のスロットに導線が機械巻線で重巻方式により巻回されて構成された巻線を有するアマチュアと、前記シャフトの端部に固定され、フックを有する複数個のセグメントから構成された整流子と、この整流子の表面に当接し、前記界磁部の磁束分布の磁気的中心点に配設された４個のブラシとを備え、前記車両の車室内にあるコラムに取付けられるものである。
【発明の効果】
【００１３】
アマチュアに対する半径方向の磁気吸引力のトータルはゼロであり、作動音の要因となる回転振動は生じず、作動音を低減することができ、またトルクリップルも低減され、ハンドルを握るドライバーの操舵感が向上する。
また、ブラシと極数とを４個の同数としたので、ブラシの電流密度が低くなり、所謂「据切り、端当て状態」での使用可能時間が長くなり、電動パワーステアリング装置用モータの利便性が向上する。
また、フックを有する整流子であるために、導線の機械巻線を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明のパワーステアリング装置用モータの内部の断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図３（ａ）は図１の均圧本体の展開正面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の側面図である。
【図４】図４（ａ）は図１の均圧本体のベースの正面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の側面図である。
【図５】図１の均圧本体のターミナルの正面図である。
【図６】図１の均圧本体の絶縁板の正面図である。
【図７】この発明の電動パワーステアリング装置用モータであって、４極、重巻、４ブラシ、２２スロットの場合のアマチュアに作用する磁気吸引力を説明するための図である。
【図８】ターミナルの他の例を示す正面図である。
【図９】アマチュアの他の例を示す側断面図である。
【図１０】図９の要部拡大図である。
【図１１】ターミナルの個数と聴感評価点との関係を示す図である。
【図１２】各モータにおけるモータ出力クラスとモータ作動音との関係を示す図である。
【図１３】電動パワーステアリング装置用モータがピニオンに取付られたときの様子を示す斜視図である。
【図１４】制御ゲインと、トルク変動及び半径方向の磁気吸引力との関係を示す図である。
【図１５】従来の電動パワーステアリング装置用モータの断面図である。
【図１６】２極モータ、及び４極モータの磁気吸引力を説明するための図である。
【図１７】２極モータ、及び４極モータの磁気吸引力を説明するための図である。
【図１８】４極、重巻、スロット数２１、４ブラシ方式の電動パワーステアリング装置用モータの電磁吸引力、及びトルクリップルを説明するための図である。
【図１９】４極、波巻、スロット数２１，２ブラシ方式の電動パワーステアリング装置用モータの電磁吸引力、及びトルクリップルを説明するための図である。
【図２０】制御ユニットのブロック図である。
【図２１】４極、重巻、スロット数２４、４ブラシ方式の電動パワーステアリング装置用モータの電磁吸引力、及びトルクリップルを説明するための図である。
【図２２】４極、重巻、スロット数２０、４ブラシ方式の電動パワーステアリング装置用モータの電磁吸引力を説明するための図である。
【図２３】４極、重巻、スロット数２６、４ブラシ方式の電動パワーステアリング装置用モータの電磁吸引力を説明するための図である。
【図２４】４極、重巻、スロット数２８、４ブラシ方式の電動パワーステアリング装置用モータの電磁吸引力を説明するための図である。
【図２５】４極、重巻、スロット数２０，２１，２２，２４，２６，２８、４ブラシ方式の各電動パワーステアリング装置用モータのトルクリップル、及び電磁吸引力の関係を示す図である。
【図２６】６極、重巻、スロット数２５、６ブラシ方式の電動パワーステアリング装置用モータの電磁吸引力及びトルクリップルを説明するための図である。
【図２７】６極、重巻、スロット数２４、６ブラシ方式の電動パワーステアリング装置用モータの電磁吸引力及びトルクリップルを説明するための図である。
【図２８】６極、重巻、スロット数２２、６ブラシ方式の電動パワーステアリング装置用モータの電磁吸引力及びトルクリップルを説明するための図である。
【図２９】６極、重巻、スロット数２６、６ブラシ方式の電動パワーステアリング装置用モータの電磁吸引力及びトルクリップルを説明するための図である。
【図３０】６極、重巻、スロット数２１、６ブラシ方式の電動パワーステアリング装置用モータの電磁吸引力及びトルクリップルを説明するための図である。
【図３１】６極、重巻、スロット数２７、６ブラシ方式の電動パワーステアリング装置用モータの電磁吸引力及びトルクリップルを説明するための図である。
【図３２】６極、重巻、スロット数２１，２２，２４，２５，２６，２７、６ブラシ方式の各電動パワーステアリング装置用モータのトルクリップル、及び電磁吸引力の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
以下、この発明の電動パワーステアリング装置用モータ（以下、電動モータと略称する。）の例を説明するが、従来と同一または相当部材、部位は同一符号を付して説明する。
【００１６】
図１はこの発明の電動モータの内部構造の側断面図、図２は図１の要部拡大図である。この電動モータは、円筒状のヨーク１と、このヨーク１内に周方向に間隔をおいて４個固定されたフェライトで構成された永久磁石２と、ヨーク１内に軸受３により回転自在に設けられたシャフト４と、このシャフト４に固定されたアマチュア２０と、シャフト４の端部に固定され複数個のセグメント１６から構成された整流子６と、この整流子６の表面にスプリング７の弾性力により当接しているとともに等分間隔で４個配設されたブラシ８と、アマチュア２０と整流子６との間にシャフト４に固定された均圧本体２２とを備えている。なお、図中において、ヨーク１、永久磁石２、軸受３、スプリング７及びブラシ８は示されていない。
アマチュア２０は、軸線方向に延びた２４個のスロット１１を有するコア９と、スロット１１に導線１９が重巻方式で巻回されて構成された巻線２１とを備えている。
【００１７】
図３（ａ）は均圧本体２２の展開正面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の均圧本体２２の側面図であり、均圧本体２２は、ベース２３上に、均圧部材である銅板等で構成されたターミナル２４及び絶縁板２５が交互に１２個積層されて構成されている。
【００１８】
図４（ａ）、図４（ｂ）はベース２３の正面図、及び側面図であり、円環状のベース本体２７には、１２本のピン２６が円周方向に沿って等分間隔で立設されている。
【００１９】
図５は均圧部材であるターミナル２４の正面図であり、円環状のターミナル本体２８には２４箇所に円周方向に沿って等分間隔で孔２９が形成されている。また、ターミナル本体２８には互いに対向し、かつ外側方向に延びた均圧線部３０ａ、３０ｂが設けられている。
【００２０】
図６は絶縁板２５の正面図であり、この絶縁板２５では、円環状の絶縁板本体３１の２４箇所に円周方向に沿って等分間隔で孔３２が形成されている。
【００２１】
上記電動モータでは、ベース２３上にターミナル２４及び絶縁板２５を交互に各々１２個ずつ積み重ねて均圧本体２２を組立てる。このときターミナル２４を各々１５度毎回転させ、ターミナル２４の孔２９にベース２３のピン２６を貫通させて、ベース２３にターミナル２４を固定する。また、絶縁板２５の孔３２にベース２３のピン２６を貫通させて、ベース２３に絶縁板２５を固定する。その後、ピン２６の先端部をかしめることで、一体化された均圧本体２２が出来上がる。
その後、均圧本体２２、整流子６の順序でシャフト４に嵌着する。シャフト４には回転方向の位置決めのために軸線方向に延びた突起部１４が形成されており、この突起部１４にフェノール樹脂で構成された、ベース２３及び整流子本体１５が弾性変形して係止している。
【００２２】
次に、均圧線部３０ａ，３０ｂをフック３４に沿うように折り曲げ、コア９に導線１９を機械巻線で重巻方式により巻回して巻線２１を形成して、アマチュア２０を形成した後、均圧線部３０ａ，３０ｂとフック３４とを同時にヒュージング等により、電気的に２４箇所接合する。
【００２３】
上記構成の電動モータでは、磁極数が４極、スロット１１の数が２４個、重巻、４ブラシ方式である。図２１はこの電動モータにおけるアマチュア２０に作用する磁気吸引力、及びトルクリップルを本願発明者が磁界解析で求めた図である。先に図１８に示した、４極、重巻、４ブラシで、スロット数２１のアマチュアでは、アマチュアに作用する磁気吸引力が、周方向に変動しており、アマチュアに回転振動が生じ易く、それだけ作動音が生じ易かったのに対して、スロット数２４の重巻のアマチュアの場合には、アマチュアに作用する磁気吸引力はゼロであり、回転振動によって生じる作動音が生じないことが分かる。
【００２４】
図７は、この発明の電動パワーステアリング装置用モータの一例を示すものであって、４極、重巻で、スロット数が偶数の２２個の場合におけるアマチュアに作用する磁気吸引力、及びトルクリップルを本願発明者が磁界解析で求めた図である。
この図から分かるようにスロット数２２個の重巻のアマチュアの場合にも、アマチュアに作用する磁気吸引力はゼロであり、回転振動によって生じる作動音が生じないことが分かる。
また、先の図１９に示した波巻のアマチュアの場合には、トルク波形の高低差の値のトルク値に占める割合を示すトルクリップル（ｐ−ｐ）が１．３７％であるのに対して、スロット数２２個で重巻のアマチュアの場合にはトルクリップル（ｐ−ｐ）が０．８７６％と波巻の場合と比較して小さい。このため、図２０に示すように、制御ユニット１３からのモータ駆動信号により、ＰＷＭ（pulse width modulation）駆動される電動モータ１８のトルクリップルが低減され、ハンドル１２を握るドライバーの操舵感が波巻の電動モータと比較して向上する。
【００２５】
なお、上記構成の均圧本体２２では、円環状のターミナル本体２８を用いたが、材料である銅の使用量を節減するために、図８に示すように、ターミナル５２のターミナル本体５０を円弧状にしてもよい。
【００２６】
また、図９及び図１０に示すように、均圧本体６０のターミナル２４及び絶縁板２５を各６個ずつベース２３に交互に積層し、フック３４に一つおきにターミナル２４を電気的に接続してもよいし、二つおきにターミナル２４を用いて電気的に接続してもよい。
【００２７】
回路間で生じる誘導起電力の差によりブラシに流れる循環電流を防止するには、均圧部材であるターミナルの数量が多いほど効果的であるが、前述したように均圧本体の工作性、コストの点を加味して数量を減らしてもよい。
ターミナルの個数をＫ、コアのスロット数をＮｓ、ブラシのセグメントの跨ぎ数の最大値をｎとしたときに、Ｎｓ／（ｎ×２）≦Ｋ≦Ｎｓを満たすターミナルの個数であれば、作動音は小さいことが分かった。つまり、図１１はＮｓ＝２２、ｎ＝３のときの評価図であり、評価点が１０点満点で６点以上が合格であり、上式はこの評価点基準を満たす式である。
【００２８】
また、上記構成の電動モータでは、量産可能にして製造コスト低減のために、巻線２１の導線１９としてエナメル被覆の丸線を用いて、機械巻線ができるようになっているが、この機械巻線でも完全に整列して巻回することができず、巻線の各回路間の抵抗、インダクタンスのばらつきが大きくなるおそれがある。しかしながら、均圧本体２２を備えたことにより、各回路間で生じる誘導起電力の差によりブラシに流れる循環電流は防止されるので、巻線各回路間の抵抗、インダクタンスのばらつきにより生じる不都合は生じない。
【００２９】
また、上記構成の電動モータは、操舵性との相関性が大きいトルクリップルの低減のため、フェライトで構成された永久磁石２を用いている。界磁を巻線方式としたときには、一般的には、磁束密度が永久磁石よりも高くなり、磁極と対向する位置にコアのスロットがある場合と、ティースがある場合とでは、アマチュアの回転方向の位置変化による空隙磁束密度変化が大きく、トルクリップルが大きくなる。通常、フェライトの界磁永久磁石の場合の空隙平均磁束密度は約３〜４０００ガウスに対して、巻線方式の場合には約２倍の７〜８０００ガウスであり、巻線方式とした場合、トルクリップルが大きくなり、またコアのティース部での磁気吸引力の変動が大きく、電磁音も大きい。また、フェライトの界磁永久磁石を用いた場合、電動モータの小型化、組付け作業性の向上及びコスト低減が可能となる。
【００３０】
このように、電動モータではフェライトの界磁永久磁石を用いることが有効であるが、この場合、界磁の磁束密度が低いため、アマチュアの導線の巻数を多くしてトルク特性を確保するようになっている。このため、界磁磁石が電機子反作用の影響を大きく受け、界磁磁極の磁束分布の磁気的中心点が、アマチュアの回転方向と反対方向に大きくずれる。通常のモータではブラシ位置を幾何学的磁極中心位置からアマチュアの回転方向と反対の回転方向にシフトさせてこの磁気的中心点のずれを補償し、良好な磁束分布を確保している。しかしながら、この電動モータでは左右の両方向に回転するため、上記のようにブラシ位置をアマチュアの回転方向と反対方向にシフトさせてこの磁気的中心点のずれを補償して良好な磁束分布を確保することができない。
【００３１】
従って、この電動モータでは、この磁束分布の悪化を補償するために、アマチュア２０に均圧本体２２を設けることで、巻線の各回路の誘起電圧のバランス性の向上と相俟って良好な磁束分布を確保でき、下記のような格別の効果を得ることができる。
【００３２】
（１）  電動モータの作動音が図１２に示すように低減するため、電動モータをハンドルコラムに取り付けても、ドライバーに不快な操舵時の作動音を感じさせない。そして、電動モータを車室内にあるコラムに取り付けることが可能となるため、従来では、例えば図１３に示すようにエンジン室のラック４０に電動モータ１００を取り付けていたが、その場合よりも、熱及び水に対する耐環境性が格別に有利になるため、それだけ電動モータを安価に製造できる。
【００３３】
（２）  重ね巻４ブラシ方式であるため、トルクリップルの低減が図られ、電動モータが制御ユニット１３からのモータ駆動信号により、ＰＷＭ駆動されても、電動モータの駆動時の振動がハンドル１２には殆ど伝達されず、ドライバーの操舵感は悪化されない。
【００３４】
また、電動モータのトルクリップルが低減するため、制御ユニット１３のＰＷＭ駆動方式の設計自由度が高くなり、応答性、微小電流での制御性の向上を図り、操舵感を更に向上させることができる。
【００３５】
また、保舵音（ハンドル１２をある位置に固定した状態でブラシ８とセグメント１６との接触状態の微小な変化によるアマチュア２０に流れる電流の変化によるトルク変化で電動モータが振動を起こして生じる音をいう。電動モータが駆動していない状態で系のバックラッシュ分の微小変位間で発生する振動音をいう。）を低減することができる。従来の波巻２ブラシ方式では、トルクリップルが大きいため、保舵音が発生し易かったが、この保舵音の発生を制御ユニット１３で抑えようとして、制御ゲインを大きくすると、図１４に示すように、保舵音の程度を示すトルク変動は小さくなるが、作動音（半径方向磁気吸引力）が大きくなり、保舵音と作動音との両方を抑えることができなかった。一方、重ね巻、４ブラシ方式を用いた電動モータでは、保舵音と作動音との両方の発生を抑制することができる。
【００３６】
（３）  重ね巻、４ブラシ方式であるため、ブラシ８の電流密度を低くすることができ、電動モータの許容通電時間を長くすることができる。電動モータでは、車庫入れとか、車をＵターンするときにハンドル１２を最大角度迄切る、所謂「据切り・端当て状態」で使われる頻度が高いが、この時は電動モータのアマチュアは殆ど回転せずに、トルクのみ発生しており、電動モータの拘束状態で使用されることになる。この時、温度上昇の一番厳しいブラシ８の電流密度を下げることができるので、「据切り・端当て状態」での使用可能時間が長くなり、電動モータの利便性が向上する。
また、ブラシ８の寿命が長くなり、電動モータの信頼性、耐久性が向上する。
【００３７】
（４）  重ね巻、４ブラシ方式であるため、波巻と比較して、同一性能の条件下では巻線２１の導線の断面積を略１／２にすることができ、導線が変形し易くなり、巻線性が向上し、また導線の線径が小さくなるため、コア９のスロット１１内での隙間が少なくなるため、スペースファクタを大きくとることができ、電動モータの小型化が可能となる。従って、操舵性で重要な要因であるアマチュア２０の慣性モーメント、ロストルクを下げることができる。
【００３８】
（５）  巻線の各回路間の誘導起電力のバランスが良くなることにより、トルクリップルの一層の低減が図られ、ハンドル１２に伝達されるトルクリップルが少なく、ドライバーの操舵感を一層向上させることができる。
【００３９】
（６）  良好な整流作用を得ることができるため、ブラシ８の寿命が長くなる、ブラシ８の温度上昇を抑えることができる、ブラシ８の整流音（火花音）を小さくすることができるといった効果に加えて、火花の発生が少ないため、ラジオノイズ等に有利である。特に、ハンドルコラムに取り付けてラジオの電源回路等と接近して使用せざるを得ないときでも、ラジオノイズ等に与える影響が少ない。
【００４０】
また、火花発生が少ないため、ブラシ８を整流子６に押圧するスプリング７の荷重を少なくすることができるので、ブラシ押圧によるロストルクを少なくすることができ、またブラシ８の押圧による摩擦熱の発生を少なくすることができる。従って、重巻、４ブラシ方式であっても、波巻、２ブラシ方式と比較して同等のロストルクにすることが可能になる。
【００４１】
なお、上記の実施の形態では、４極２４スロット及び２２スロットで重巻の電動パワーステアリング装置用モータについて説明したが、スロット数はこれに限定されるものではなく、アマチュアに対して半径方向に磁気吸引力を生じない偶数のスロット数であれば騒音低減効果がある。
加えて、極数の倍数でない数とすれば、トルクリップルも低減することができる。
【００４２】
図２２ないし図２４には、重巻であって、４極２０スロット、４極２６スロット、４極２８スロットの場合における、アマチュアに作用する磁気吸引力とトルクが示されており、いずれの例においても半径方向の磁気吸引力は作用していないことがわかる。これらの結果をまとめたものが図２５であり、スロット数を偶数あるいは極対数の倍数に選定した場合には半径方向に磁気吸引力を生じず、かつ極数の倍数でなければ、トルクリップルも低減できることがわかる。
【００４３】
また、極数に関しても４極に限定されるものではなく、６極、８極といった４極以上でもよい。図２６ないし図３１には、重巻であって、６極２５スロット、６極２４スロット、６極２２スロット、６極２６スロット、６極２１スロット、６極２７スロットの例が示されている。
図２６においては、スロット数が偶数でも極対数の倍数でもないので、半径方向の磁気吸引力が作用することがわかる。また、図２７においては、スロット数が極数の倍数であるので、トルクリッフルが大きくなっている。図２８及び図２９はスロット数が偶数かつ極数の倍数でない場合、図３０及び図３１はスロット数が極対数の倍数、かつ極数の倍数でない場合であり、いずれにおいても半径方向磁気吸引力は作用せず、かつトルクリップルは小さく抑えられている。これらの結果をまとめたものが図３２であり、４極の場合と同様に、偶数あるいは極対数の倍数であれば半径方向に磁気吸引力を生じず、かつ極数の倍数でなければ、トルクリップルも低減できることがわかる。８極以上の場合も同様である。スロット数が極対数の倍数である場合には、前述の均圧部材を設けることができるので、循環電流を防止し、整流作用を向上することができる。
【００４４】
以上説明したように、この発明に係る電動パワーステアリング装置用モータによれば、車両のハンドルの操作力をアシストする電動パワーステアリング装置用モータにおいて、ヨークと、このヨークの内壁面に固定された４極のフェライトの永久磁石で構成された界磁部と、このヨーク内に回転自在に設けられたシャフトと、このシャフトに固定され、コアの外周面に軸線方向に延びて形成された２２個のスロットに導線が機械巻線で重巻方式により巻回されて構成された巻線を有するアマチュアと、前記シャフトの端部に固定され、フックを有する複数個のセグメントから構成された整流子と、この整流子の表面に当接し、前記界磁部の磁束分布の磁気的中心点に配設された４個のブラシとを備えたので、アマチュアに対する半径方向の磁気吸引力のトータルはゼロであり、作動音の要因となる回転振動は生じず、作動音を低減することができ、またトルクリップルも低減され、ハンドルを握るドライバーの操舵感が向上する。
また、ブラシと極数とを４個の同数としたので、ブラシの電流密度が低くなり、所謂「据切り、端当て状態」での使用可能時間が長くなり、電動パワーステアリング装置用モータの利便性が向上する。
また、整流子はフックを有しており、導線の機械巻線を容易に行うことができる。
【００４５】
また、この発明に係る電動パワーステアリング装置用モータによれば、車両のハンドルの操作力をアシストする電動パワーステアリング装置用モータにおいて、ヨークと、このヨークの内壁面に固定された４極のフェライトの永久磁石で構成された界磁部と、このヨーク内に回転自在に設けられたシャフトと、このシャフトに固定され、コアの外周面に軸線方向に延びて形成された２６個のスロットに導線が機械巻線で重巻方式により巻回されて構成された巻線を有するアマチュアと、前記シャフトの端部に固定され、フックを有する複数個のセグメントから構成された整流子と、この整流子の表面に当接し、界磁部の磁束分布の磁気的中心点に配設された４個のブラシとを備えたので、アマチュアに対する半径方向の磁気吸引力のトータルはゼロであり、作動音の要因となる回転振動は生じず、作動音を低減することができ、またトルクリップルも低減され、ハンドルを握るドライバーの操舵感が向上する。
また、ブラシと極数とを４個の同数としたので、ブラシの電流密度が低くなり、所謂「据切り、端当て状態」での使用可能時間が長くなり、電動パワーステアリング装置用モータの利便性が向上する。
さらに、整流子はフックを有しているので、導線の機械巻線を容易に行うことができる。
【００４６】
また、この発明に係る電動パワーステアリング装置用モータによれば、車両のハンドルの操作力をアシストする電動パワーステアリング装置用モータにおいて、ヨークと、このヨークの内壁面に固定された６極のフェライトの永久磁石で構成された界磁部と、このヨーク内に回転自在に設けられたシャフトと、このシャフトに固定され、コアの外周面に軸線方向に延びて形成された２１個のスロットに導線が機械巻線で重巻方式により巻回されて構成された巻線を有するアマチュアと、前記シャフトの端部に固定され、フックを有する複数個のセグメントから構成された整流子と、この整流子の表面に当接し、前記界磁部の磁束分布の磁気的中心点に配設された６個のブラシとを備えたので、アマチュアに対する半径方向の磁気吸引力のトータルはゼロであり、作動音の要因となる回転振動は生じず、作動音を低減することができ、またトルクリップルも低減され、ハンドルを握るドライバーの操舵感が向上する。
また、ブラシと極数とを６個の同数としたので、ブラシの電流密度が低くなり、所謂「据切り、端当て状態」での使用可能時間が長くなり、電動パワーステアリング装置用モータの利便性が向上する。
また、整流子はフックを有しており、導線の機械巻線を容易に行うことができる。
【００４７】
また、この発明に係る電動パワーステアリング装置用モータによれば、車両のハンドルの操作力をアシストする電動パワーステアリング装置用モータにおいて、ヨークと、このヨークの内壁面に固定された６極のフェライトの永久磁石で構成された界磁部と、このヨーク内に回転自在に設けられたシャフトと、このシャフトに固定され、コアの外周面に軸線方向に延びて形成された２７個のスロットに導線が機械巻線で重巻方式により巻回されて構成された巻線を有するアマチュアと、前記シャフトの端部に固定され、フックを有する複数個のセグメントから構成された整流子と、この整流子の表面に当接し、前記界磁部の磁束分布の磁気的中心点に配設された６個のブラシとを備えたので、アマチュアに対する半径方向の磁気吸引力のトータルはゼロであり、作動音の要因となる回転振動は生じず、作動音を低減することができ、またトルクリップルも低減され、ハンドルを握るドライバーの操舵感が向上する。
また、ブラシと極数とを６個の同数としたので、ブラシの電流密度が低くなり、所謂「据切り、端当て状態」での使用可能時間が長くなり、電動パワーステアリング装置用モータの利便性が向上する。
また、整流子はフックを有しており、導線の機械巻線を容易に行うことができる。
【００４８】
また、この発明に係る電動パワーステアリング装置用モータによれば、フックに電気的に接合されて、アマチュア回路内に回路間に生じる誘起起電力の差によりブラシに流れる循環電流を防止する均圧部材を備えてので、アマチュア回路間で生じる誘導起電力の差によりブラシに流れる循環電流を防止することができ、その結果ブラシ整流作用を向上させることができ、またブラシから発生する整流火花を抑制することができる。また、作動音、トルクリップルのそれぞれの大きさを低減することができる。さらに、均圧部材とフックとを同時にヒュージング等により電気的に接合することができるため、製造が容易で製造コストを低減することができる。
【００４９】
また、この発明に係る電動パワーステアリング装置用モータによれば、ＰＷＭ（pulse width modulation）駆動により巻線の通電電流が制御されているので、所望の電圧を電力ロスを少なくして印加することができ、制御ユニットを小型化することができる。
【００５０】
また、この発明に係る電動パワーステアリング装置用モータによれば、導線はエナメル被覆の丸線であるので、コアに導線を巻回する工程を機械化することがより簡単になり、アマチュアの量産化が可能となり、製造コストが低減される。
【符号の説明】
【００５１】
４  シャフト、６  整流子、９  コア、１１  スロット、１６  セグメント、１９  導線、２０  アマチュア、２１  巻線、２２  均圧本体、２４  ターミナル、３４  フック。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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