(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
整流子に摺動する複数のブラシと、該整流子の周囲に並設され、その内部で各ブラシを保持して前記整流子の方へ付勢する複数のブラシホルダと、該ブラシホルダを内嵌するハウジングとを備えたモータにおいて、
前記整流子との摺動により生じた前記ブラシの摩耗粉を分散させる為の空間を、隣合う前記ブラシホルダ間及び該ブラシホルダと前記ハウジングとの間に設けたことを特徴とするモータ。
【請求項２】
整流子に摺動する複数のブラシと、その内部で各ブラシを保持して前記整流子の方へ付勢する複数のブラシホルダと、該複数のブラシホルダを固定するブラシホルダフレームと、該ブラシホルダフレームを内嵌するハウジングとを備えたモータにおいて、
前記整流子との摺動により生じた前記ブラシの摩耗粉を分散させる為の空間を、前記ハウジング及び前記ブラシホルダ間に絶縁体を介在させることにより設けたこと特徴とするモータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたモータと、該モータを操舵手段の操舵に応じて駆動制御する制御部と、前記モータの回転力を舵取機構に伝達する伝達手段とを備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、整流子に摺動する複数のブラシと、その内部で各ブラシを保持して整流子の方へ付勢する複数のブラシホルダとを備えたモータ及びこのモータを用いて操舵力を補助する電動パワーステアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の電動パワーステアリング装置は、例えば、入力軸と入力軸にトーションバーを介して同軸的に繋がる出力軸との相対角変位によって、入力軸に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサと、トルクセンサが検出したトルクに基づき、操舵補助用のモータを駆動制御する制御部とを備え、操舵輪の回転に応じた舵取機構の動作をモータの回転により補助し、舵取りの為の運転者の労力負担を軽減するように構成されている。
【０００３】
操舵補助用のモータは、ハウジング内に固定された筒状の固定子と、整流子及び回転子軸を有し、固定子内に回転可能に配された回転子と、ハウジング内に取付けられ、整流子に摺動するブラシとを備えており、ブラシがモータ駆動回路を介してバッテリー等の電源に接続され、ブラシ及び整流子を介して回転子に電流を供給するように構成されている。
【０００４】
図４は、従来の操舵補助用のモータのブラシを保持するブラシホルダを示す外観図である。この２つのブラシホルダ７９は、モータのハウジングに内嵌すべき円筒状のブラシホルダフレーム８０の内側に固定されており、略９０度隔てた位置で、各開口部がブラシホルダフレーム８０の中心へ向けられている。ブラシホルダ７９は、有底中空円筒型であり、ブラシ７４の過半部をその内側に嵌入して保持している。
２つのブラシホルダ７９の先端部には、相互に支持する為の支持棒８０ａが設けられている。
【０００５】
図５は、従来の操舵補助用のモータのブラシ及びブラシホルダの据え付け状態を拡大して示す断面図である。ブラシホルダ７９は、モータのブラケット８１（ハウジング）に内嵌されたブラシホルダフレーム８０に支持されている。ブラシホルダ７９は、ブラシ７４の過半部をその内側に嵌入して保持し、底に設けたスプリング７３によりブラシ７４を、回転子軸７６に同軸的に外嵌された整流子７８の方向へ付勢している。ブラシホルダ７９の底部の隅には、ブラシホルダ７９内のブラシ７４の摩耗粉１２を外部へ逃がす為の孔７９ａが設けてある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようなモータでは、整流子７８との摺動によるブラシ７４の摩耗粉１２が、ブラシ７４と導電性であるブラケット８１との間に蓄積されると、モータ電流がブラシ７４の摩耗粉１２を通じてモータコイル以外に流れ（漏電）、電動パワーステアリング装置が正常に作動しなくなる虞があるという問題がある。
【０００７】
特に、電動パワーステアリング装置のモータは、左右両回転で使用される上、図４のＡで示すブラシ７４、ブラシホルダ７９、整流子７８及び支持棒８０ａで囲まれた部分と、図５のＢで示すブラシホルダ７９及びブラケット８１間の孔７９ａの周辺部分と、図５のＣで示すブラシ７４、ブラシホルダ７９、整流子７８及びブラケット８１で囲まれた部分とが、それぞれ小さな空間を形成しており、摩耗粉１２が集中して溜まり易い構造になっている。
本発明は、上記問題点を解決することが出来るモータ及び電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
第１発明に係るモータは、整流子に摺動する複数のブラシと、該整流子の周囲に並設され、その内部で各ブラシを保持して前記整流子の方へ付勢する複数のブラシホルダと、該ブラシホルダを内嵌するハウジングとを備えたモータにおいて、前記整流子との摺動により生じた前記ブラシの摩耗粉を分散させる為の空間を、隣合う前記ブラシホルダ間及び該ブラシホルダと前記ハウジングとの間に設けたことを特徴とする。
【０００９】
このモータでは、複数のブラシが整流子に摺動し、複数のブラシホルダが、整流子の周囲に並設され、その内部で各ブラシを保持して整流子の方へ付勢する。整流子との摺動により生じたブラシの摩耗粉を分散させる為の空間を、隣合うブラシホルダ間及びブラシホルダとハウジングとの間に設けてあるので、摩耗粉が集中して溜まり難く、漏電による誤動作を起こさない。
【００１０】
第２発明に係るモータは、整流子に摺動する複数のブラシと、その内部で各ブラシを保持して前記整流子の方へ付勢する複数のブラシホルダと、該複数のブラシホルダを固定するブラシホルダフレームと、該ブラシホルダフレームを内嵌するハウジングとを備えたモータにおいて、前記整流子との摺動により生じた前記ブラシの摩耗粉を分散させる為の空間を、前記ハウジング及び前記ブラシホルダ間に絶縁体を介在させることにより設けたこと特徴とする。
【００１１】
このモータでは、複数のブラシが整流子に摺動し、複数のブラシホルダがその内部で各ブラシを保持して整流子の方へ付勢する。ブラシホルダフレームは複数のブラシホルダを固定し、ハウジングがブラシホルダフレームを内嵌する。整流子との摺動により生じたブラシの摩耗粉を分散させる為の空間を、ハウジング及びブラシホルダ間に絶縁体を介在させることにより設けてあるので、摩耗粉が集中して溜まり難く、また、絶縁体が、ブラシ及びブラシホルダとハウジングとの間を絶縁する為、漏電による誤動作を起こさない。
【００１２】
第３発明に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１又は２に記載されたモータと、該モータを操舵手段の操舵に応じて駆動制御する制御部と、前記モータの回転力を舵取機構に伝達する伝達手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
この電動パワーステアリング装置では、請求項１又は２に記載されたモータを、制御部が、操舵手段の操舵に応じて駆動制御し、伝達手段が、モータの回転力を舵取機構に伝達するので、漏電による誤動作を起こさない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を、その実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るモータ及び電動パワーステアリング装置の実施の形態の構成を示す断面図である。但し、モータ７については、ブラシホルダ２３の断面を示す為に、略４５度手前の断面を示してある。
この電動パワーステアリング装置は、バー挿入孔１ａを有し、上端（図では右端）が舵取りのための操舵輪（図示せず）に繋がる筒状の入力軸１と、バー挿入孔１ａに挿入され、その上端がダウエルピン２を介して入力軸１の上端と同軸的に繋がるトーションバー３と、ダウエルピン４を介してトーションバー３の下端（図では左端）に同軸的に繋がる出力軸５とを備えている。
【００１５】
この電動パワーステアリング装置は、また、入力軸１及び出力軸５を収容する第１のハウジング６に取付けられた操舵補助用のモータ７と、ハウジング６内に収容され、前記操舵輪の回転により入力軸１に加わったトルクを、トーションバー３に生じた捩れによって検出するトルクセンサ８と、トルクセンサ８に接続され、トルクセンサ８が検出したトルクに基づきモータ７を駆動制御する制御部９と、モータ７の回転を出力軸５に伝達する伝達手段１０とを備えている。
【００１６】
出力軸５の下端は、車体の前部に左右方向に延設されたラック軸とラック軸の中途部に噛合するピニオンとを有する舵取機構（図示せず）の、ピニオンが設けられたピニオン軸の上端に繋がっている。
マイクロプロセッサを用いてなる制御部９の入力部には、トルクセンサ８が接続されており、制御部９の出力部にはモータ７のモータ駆動回路１１が接続されている。
【００１７】
伝達手段１０は、ハイポイドピニオンである小歯車１０ａと、ハイポイドホイールである大歯車１０ｂとを有するハイポイド歯車であり、小歯車１０ａはモータ７の回転子軸７６の端部に一体に形成されている。大歯車１０ｂは、その一側の円錐部に歯が周設されており、内周面が出力軸５の中間部に外嵌されている。
【００１８】
モータ７は、前記第１のハウジング６に、ブラケット７０ａ（モータのハウジング）を介して、取外し可能に連結された円筒形の第２のハウジング７０内に固定された円筒形の固定子７１と、固定子７１内に回転可能に配された回転子７２と、ブラケット７０ａ内にそれぞれのブラシホルダ２３を介して取付けられ、後述する整流子７８に摺動する２つのブラシ７４とを備え、ブラシ７４はそれぞれモータ駆動回路１１を介して、バッテリー等の電源に接続され、モータ駆動回路１１は前記制御部９に接続されている。
【００１９】
回転子７２は、その両端がそれぞれの軸受７５を介して第２のハウジング７０内に回転可能に支持された回転子軸７６と、回転子軸７６の中間部に固定された駆動巻線７７と、ブラシ７４に摺動する整流子７８とを備え、整流子７８は駆動巻線７７に接続されている。
【００２０】
２つのブラシホルダ２３は、円筒状のブラシホルダフレーム２２の内側の、略９０度隔てた位置に、各開口部が回転子軸７６の中心へ向くように固定されている。ブラシホルダ２３は、ブラシ７４の過半部をその内側に嵌入して保持している。ブラシホルダフレーム２２及びブラケット７０ａ間には、ブラシホルダプレート２０が挟まれている。
【００２１】
図２は、ブラシホルダ２３を示す外観図である。この２つのブラシホルダ２３は、上述したように、ブラケット７０ａに、ブラシホルダプレート２０を間に挟んで、内嵌すべき円筒状のブラシホルダフレーム２２の内側に固定されており、略９０度隔てた位置で、各開口部がブラシホルダフレーム２２の中心へ向くように設けられている。ブラシホルダ２３は、有底中空円筒型であり、その内径より若干細いブラシ７４の過半部を、その内側に嵌入して保持している。
Ｄに示す２つのブラシホルダ２３間は、ブラシホルダ２３を相互に支持する為の支持棒等を設けていないので、広い空間を確保出来、整流子７８との摺動により発生したブラシ７４の摩耗粉を分散させることが出来る。
【００２２】
図３は、ブラシ７４及びブラシホルダ２３の据え付け状態を拡大して示す断面図である。ブラシホルダ２３は、モータのブラケット７０ａ（ハウジング）に内嵌されたブラシホルダフレーム２２に支持され、ブラシ７４の過半部をその内側に嵌入して保持し、底に設けたスプリング７３によりブラシ７４を、回転子軸７６に同軸的に外嵌された整流子７８の方向へ付勢している。
【００２３】
ブラシホルダ２３及びブラケット７０ａ間には、絶縁体である断面がＬ字形状のブラシホルダプレート２０が、上述したように挟まれて、Ｅ，Ｆに示すように、ブラシ７４及びブラケット７０ａ間の空間を維持し、沿面距離を長く保っている。従って、整流子７８との摺動により発生したブラシ７４の摩耗粉１２を、その空間に分散させることが出来る。また、絶縁体であるブラシホルダプレート２０が、ブラシ７４及びブラシホルダ２３とブラケット７０ａとの間を絶縁するので、ブラシ７４の摩耗粉１２による漏電を防ぐことが出来る。
【００２４】
以下に、このような構成のモータ及び電動パワーステアリング装置の動作を説明する。
この電動パワーステアリング装置は、操舵輪に加えられた操舵トルクを、トルクセンサ８が、入力軸１とその入力軸１にトーションバー３を介して同軸的に繋がる出力軸５との相対角変位によって検出する。
制御部９は、トルクセンサ８が検出した操舵トルクに基づき、操舵補助用のモータ７を駆動制御する。モータ７の回転は、伝達手段１０により出力軸５に伝達され、伝達された回転は、舵取機構により車両の前輪の左右方向へ向く動きに変換される。以上により、操舵輪の回転に応じた舵取機構の動作をモータの回転により補助し、舵取りの為の運転者の労力負担を軽減する。
【００２５】
モータ７内では、図２のＤで示すブラシ７４、ブラシホルダ２３及び整流子７８で囲まれた空間と、図３のＦで示すブラシ７４、ブラシホルダ２３、整流子７８及びブラケット７０ａで囲まれた空間とが広いので、整流子７８との摺動により発生したブラシ７４の摩耗粉１２を分散させ、ブラシ７４の摩耗粉１２による漏電を防ぐことが出来る。
また、図３のＥ，Ｆで示すように、ブラシホルダ２３及びブラケット７０ａ間に、ブラシ７４の摩耗粉１２が蓄積されても、絶縁体であるブラシホルダプレート２０が、ブラシホルダ２３及びブラケット７０ａ間の絶縁状態を保つことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るモータ及び電動パワーステアリング装置の実施の形態の構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係るモータのブラシホルダを示す外観図である。
【図３】本発明に係るモータのブラシ及びブラシホルダの据え付け状態を拡大して示す断面図である。
【図４】従来のモータのブラシを保持するブラシホルダを示す外観図である。
【図５】従来のモータのブラシ及びブラシホルダの据え付け状態を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
７  モータ
９  制御部
１０  伝達手段
１２  ブラシの摩耗粉
２０  ブラシホルダプレート（絶縁体）
２２  ブラシホルダフレーム
２３  ブラシホルダ
７０ａ  ブラケット（ハウジング）
７２  回転子
７３  スプリング
７４  ブラシ
７８  整流子
【図１】
0003650906.tif 000002
【図２】
0003650906.tif 000003
【図３】
0003650906.tif 000004
【図４】
0003650906.tif 000005
【図５】
0003650906.tif 000006