(57)【要約】      （修正有）【課題】電気モータのための改善されたブラシアセンブリを提供する。【解決手段】ブラシアセンブリ３は、ブラシベース６と、複数のブラシユニット７と、ブラシユニット７をブラシベース６に固定するための複数の固定ユニットとを含む。ブラシユニット７は、ブラシ７１、ガイドレール７２及びバネ７３を含む。ガイドレール７２は、２つのガイドアームと、これらのガイドアームを相互接続する閉鎖端７２４と、ガイドアームの自由端から延びる翼部とを含む。ガイドアームは、ブラシ７１内の溝に収容される。固定ユニットは第１の固定具及び第２の固定具を含む。ガイドレール７２の閉鎖端７２４は、第１の固定具に係合する。第２の固定具は、互いに間隔を置いた２つのカラム４を含む。各カラム４は、頂端部にスロット４１を定める。各スロット４１の側面からは、スロット４１内に翼部をロックするための突起４２が延びる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシモータのためのブラシアセンブリであって、
ブラシベース（６）と、
前記ブラシベースに固定された複数のブラシユニット（７）と、
前記ブラシユニットを前記ブラシベースに固定するための複数の固定ユニットと、
を備え、前記ブラシユニットの各々は、ブラシ（７１）と、ガイドレール（７２）と、バネ（７３）とを有し、前記ガイドレールは、２つのガイドアーム（７２２）と、該ガイドアームを相互接続する閉鎖端（７２４）と、前記ガイドアームの自由端からそれぞれ延びる翼部（７２３）とを有し、前記ブラシは、前記ガイドアーム（７２２）を収容するための案内溝（７１１）を有し、各固定ユニットは、第１の固定具（Ａ）と第２の固定具（Ｂ）とを有し、前記ガイドレールの前記閉鎖端（７２４）は、前記第１の固定具に係合し、前記第２の固定具は、互いに間隔を置いた２つのカラム（４）を有し、前記カラムの各々は、頂端部にスロット（４１）を有し、
各スロットの側面からは、対応する前記スロット（４１）内に突起（４２）が延び、前記翼部（７２３）は、前記突起によって前記スロット（４１）内にそれぞれロックされる、
ことを特徴とするブラシアセンブリ。
【請求項２】
前記ガイドレール（７２）は、概ねＷ字形である、
ことを特徴とする求項１に記載のブラシアセンブリ。
【請求項３】
前記ガイドレール（７２）の前記ガイドアーム（７２２）は、緩和状態においてこれらの間に角度Ｃを定める、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のブラシアセンブリ。
【請求項４】
前記ガイドアーム（７２２）間の前記角度Ｃは、２度〜５度である、
ことを特徴とする請求項３に記載のブラシアセンブリ。
【請求項５】
前記第２の固定具（Ｂ）の前記２つのカラム（４）の前記突起（４２）は、互いに向かって延び、前記緩和状態における前記ガイドアーム（７２２）間の距離は、前記閉鎖端（７２４）から前記翼部（７２３）にかけて増加する、
ことを特徴とする請求項３に記載のブラシアセンブリ。
【請求項６】
前記第２の固定具（Ｂ）の前記カラム（４）は、組み立て時に前記ガイドレール（７２）を弾性的に変形させることにより、前記ガイドアーム（７２２）が平行になって前記カラム（４）を圧迫するようになる、
ことを特徴とする請求項５に記載のブラシアセンブリ。
【請求項７】
前記第１の固定具（Ａ）は、概ねＵ字形の２つの溝（５２）を有するとともに該溝間にフック（５１）を有する固定ポール（５）を形成し、前記フック（５１）は、前記固定ポール（５）の半径方向外側に形成される、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のブラシアセンブリ。
【請求項８】
前記フック（５１）の外面の頂部は、湾曲又は傾斜する、
ことを特徴とする請求項７に記載のブラシアセンブリ。
【請求項９】
前記第２の固定具（Ｂ）の各カラム（４）は、前記ガイドレール（７２）の前記自由端に面して前記スロット（４１）に隣接する側にプラットホーム（４４）を有する、
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のブラシアセンブリ。
【請求項１０】
前記プラットホーム（４４）の頂面は、前記スロット（４１）の底面と同じ高さにある、
ことを特徴とする請求項９に記載のブラシアセンブリ。
【請求項１１】
前記第２の固定具（Ｂ）の前記カラム（４）は、各々がその頂部に湾曲又は傾斜した内面を有する、
請求項１から１０のいずれか１項に記載のブラシアセンブリ。
【請求項１２】
前記第２の固定具（Ｂ）の前記２つのカラム（４）の前記突起（４２）は、互いに離れて延び、前記ガイドアーム（７２２）間の距離は、前記閉鎖端（７２４）から前記翼部（７２３）にかけて減少する、
ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のブラシアセンブリ。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載のブラシアセンブリを組み込む、
ことを特徴とする電気モータ。
【請求項１４】
請求項１３に記載のモータを組み込む、
ことを特徴とする車両用電気パワーステアリングアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気モータに関し、具体的には、ブラシ式電気モータのためのブラシアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
既知のブラシアセンブリは、ブラシベースと、複数のブラシユニットとを有する。ブラシベースは、その中心部に、回転シャフトが貫通して延びる貫通穴を有する。ブラシユニットは、貫通穴の周囲に取り付けられて、シャフト上の整流子に係合する。ブラシユニットの各々は、ブラシと、概ねＵ字形のレールと、このレールの周囲に取り付けられたバネとを含む。ブラシユニットは、レールによってブラシベースに固定される。図１〜図３に示すように、ブラシベース１は、レール２の閉鎖端２１を固定するための複数の外側固定具１２と、レール２の自由端２２を固定するための複数対の内側固定具１１とを形成する。詳細には、ブラシベース１にレール２を組み立てる際には、レール２の閉鎖端２１を対応する外側固定具１２の溝に係合させ、次にレール２の２つの自由端２２を対応する内側固定具１１の対の突起１１２に押し込んで内側固定具１１を弾性的に変形させることにより、レール２の自由端２２が突起１１２を越えて摺動した後に突起１１２とプラットホーム１１３の間の空間にロックされ、レール２の自由端２２を内側固定具１１の溝１１１内に配置できるようにする。
【０００３】
上述したレールのこのような固定構造は、柔軟かつ弾性的なブラシベース、及び高温でない状況に適用することができる。レール２は、半径方向に伸びることができないので、内側固定具１１がＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）などの高硬度材料で作成されている場合には、内側固定具１１の突起１１２がレール２の自由端２２によって容易に損傷又は破損し、この結果レール２が十分に強固に固定されず、使用時にブラシが過度に動いてしまう。さらに、このような固定構造は高温に耐えることができず、従って完全に密閉された高出力モータでの使用に適していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、電気モータのための改善されたブラシアセンブリに対する要望がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、本発明は、その１つの態様において、ブラシモータのためのブラシアセンブリを提供し、このブラシアセンブリは、ブラシベースと、このブラシベースに固定された複数のブラシユニットと、これらのブラシユニットをブラシベースに固定するための複数の固定ユニットとを備え、ブラシユニットの各々は、ブラシと、ガイドレールと、バネとを有し、ガイドレールは、２つのガイドアームと、これらのガイドアームを相互接続する閉鎖端と、ガイドアームの自由端からそれぞれ延びる翼部とを有し、ブラシは、ガイドアームを収容するための案内溝を有し、各固定ユニットは、第１の固定具と第２の固定具とを有し、ガイドレールの閉鎖端は、第１の固定具に係合し、第２の固定具は、互いに間隔を置いた２つのカラムを有し、これらのカラムの各々は、頂端部にスロットを有し、各スロットの側面からは、対応するスロット内に突起が延び、翼部は、この突起によってスロット内にそれぞれロックされる。
【０００６】
ガイドレールは、概ねＷ字形であることが好ましい。
【０００７】
ガイドレールのガイドアームは、緩和状態においてこれらの間に角度Ｃを定めることが好ましい。
【０００８】
ガイドアーム間の角度Ｃは、２度〜５度であることが好ましい。
【０００９】
第２の固定具の２つのカラムの突起は、互いに向かって延び、緩和状態におけるガイドアーム間の距離は、閉鎖端から翼部にかけて増加することが好ましい。
【００１０】
第２の固定具のカラムは、組み立て時にガイドレールを弾性的に変形させることにより、ガイドアームが平行になってカラムを圧迫するようになることが好ましい。
【００１１】
第１の固定具は、概ねＵ字形の２つの溝を有するとともにこれらの溝間にフックを有する固定ポールを形成し、このフックは、固定ポールの半径方向外側に形成されることが好ましい。
【００１２】
フックの外面の頂部は、湾曲又は傾斜することが好ましい。
【００１３】
第２の固定具の各カラムは、ガイドレールの自由端に面してスロットに隣接する側にプラットホームを有することが好ましい。
【００１４】
プラットホームの頂面は、スロットの底面と同じ高さにあることが好ましい。
【００１５】
第２の固定具のカラムは、各々がその頂部に湾曲又は傾斜した内面を有することが好ましい。
【００１６】
或いは、第２の固定具の２つのカラムの突起は、互いに離れて延び、ガイドアーム間の距離は、閉鎖端から翼部にかけて減少する。
【００１７】
第２の態様によれば、本発明は、上述したブラシアセンブリを組み込んだ電気モータを提供する。
【００１８】
第２の態様によれば、本発明は、上述したモータを組み込んだ車両用電気パワーステアリングアセンブリを提供する。
【００１９】
以下、添付図面の図を参照しながら、本発明の好ましい実施形態をほんの一例として説明する。図では、複数の図に出現する同一の構造、要素又は部品には、一般にこれらが出現する全ての図において同じ参照番号を付している。一般に、図に示す構成要素及び特徴部の寸法は、表現の便宜上明瞭にするために選択したものであり、必ずしも縮尺通りではない。以下、各図を列挙する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】既知のブラシアセンブリのブラシベースを示す図である。
【図２】図１のブラシベースの内側固定具を示す図である。
【図３】既知のブラシアセンブリのレールを示す図である。
【図４】本出願の好ましい実施形態によるブラシアセンブリを示す図である。
【図５】図４のブラシアセンブリのブラシベースを示す図である。
【図６】図５の部分Ａの拡大図である。
【図７】図５の部分Ｂの拡大図である。
【図８】図４のブラシアセンブリのブラシユニットを示す図である。
【図９】図８のブラシユニットのレールを示す図である。
【図１０】図４のブラシアセンブリを組み込んだ電気モータの分解図である。
【図１１】図４のブラシアセンブリを備えた電気モータを組み込んだ電気パワーステリングアセンブリを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図４を参照して分かるように、本出願の好ましい実施形態によるブラシアセンブリ３は、ブラシベース６と、このブラシベース６に固定された複数のブラシユニット７とを含む。ベース６は、その中心部に、電気モータのロータシャフトを受け取るための貫通穴６１を定める。ブラシユニット７は、貫通穴６１の周囲に取り付けられて、ロータシャフトに固定された整流子に係合する。各ブラシユニット７は、固定ユニットによってベース６に固定される。この実施形態では、ブラシアセンブリ３が４つのブラシユニット７を含む。当然ながら、ブラシユニット７の個数は、２つ、６つ、８つ又はそれ以上など、必要に応じて変更することができる。
【００２２】
図５〜図７も参照すると、ブラシベース６は、４つの固定ユニットを有する。各固定ユニットは、第１の固定具Ａ及び第２の固定具Ｂを含む。第１の固定具Ａは、その頂端部に固定ポール５を形成する。固定ポール５は、概ねШ形の断面形状を有し、固定ポール５の両側面には、円周方向に２つのロック溝５２が定められる。各ロック溝５２は、概ねＵ字形である。固定ポール５は、ロック溝５２間の、固定ポールの半径方向外側に位置するフック５１をさらに形成する。
【００２３】
第２の固定具Ｂは、互いに対称（鏡像）な、互いに間隔を置いた２つのカラム４を含む。各カラム４は、その頂端部に概ねＵ字形のスロット４１を定め、各スロット４１の側面から対応するスロット４１内に突起４２が延びる。
【００２４】
図８を参照すると、各ブラシユニット７は、ブラシ７１、ガイドレール７２及びバネ７３を含む。ブラシ７１は、概ね直方体形状を有する炭素ベースの質量体であり、整流子と滑り接触するように適合された第１の面７１２と、この第１の面７１２の反対側の、バネ７３に当接する第２の面７１３とを有する。ブラシ７１は、その両側面に案内溝７１１を有する。この実施形態では、両側面の一方に、ブラシ７１の埋め込みシャント７４が横方向に接続される。他の実施形態では、埋め込みシャント７４を半径方向又は軸方向にブラシ７１に接続することができる。
【００２５】
図９を参照すると、ガイドレール７２は概ねＷ字形である。ガイドレール７２は、Ｕ字形の本体７２１と、この本体７２１の２つの自由端からそれぞれ外向きに延びる２つの翼部７２３とを有することが好ましい。本体７２１は、２つのガイドアーム７２２と、翼部７２３から離れた側においてガイドアーム７２２同士を相互接続する閉鎖端７２４とを含む。各翼部７２３は、本体７２１の自由端からそれぞれ延びる。この実施形態では、各翼部７２３は概ねＵ字形である。レール７２の２つのガイドアーム７２２は、組み立て前の緩和状態では、これらのアームがわずかに末広になるように、これらのアーム間に好ましくは２度〜５度の角度Ｃを定める。
【００２６】
この実施形態では、ガイドアーム７２２間の角度Ｃがモータの内部に面する。ガイドアーム７２２間の距離は、自由状態の下では閉鎖端７２４から翼部７２３にかけて徐々に増加する。レールを取り付ける際には、第２の固定具Ｂの２つのカラム４が、ガイドアームが平行になるようにレールを弾性的に絞り込み、これらのアームは、ブラシがガイドアーム７２２に沿って自由に摺動できるようにカラムを圧迫して平行を保つ。当然ながら、ガイドアーム７２２は、レール７２が緩和している時に平行になるように設計することもできる。自由状態では、（図９に示す）レール７２の翼部７２３の端部７２５の外周部間の距離Ｌの方が、（図７に示す）カラム４の突起４２の内周部間の距離Ｄよりも大きい。
【００２７】
ブラシアセンブリ３をブラシベース６に組み立てる際には、ガイドレール７２の閉鎖端７２４を第１の固定具Ａのフック５１及び溝５２に係合させた後、ガイドアーム７２２の自由端を互いの方に弾性的に押して距離Ｌを距離Ｄよりも小さくする。このような状態では、ガイドアーム７２２の翼部７２３が下向きに押されて、翼部７２３の端部７２５がスロット４１内に配置される。その後、レール７２に加わる力が解放され、ガイドレール７２の翼部７２３の端部７２５が外向きに移動して突起４２の底部にロックされる。従って、ガイドレール７２は、第２の固定具Ｂのカラム４間に固定され、レール７２のガイドアーム７２２は、カラム４によって平行に維持される。一方では、ガイドアーム７２２がブラシ７１を導いてガイドアームに沿ったブラシ７１の摺動を容易にし、従ってブラシ７１をブラシベース６上にしっかりと組み立てることができる。他方では、弾性的に変形したガイドアーム７２２が外向きの力を与え、これによって翼部７２３が突起４２にしっかりとロックされる。使用時には、ブラシが、ガイドアームが内向きに変形するのを防ぎ、従って翼部がスロット４１から解除されるのを防ぐ。このような組み立てモードは、ガイドアーム７２２の弾性変形を利用してガイドアームの自由端におけるロック用突起が損傷するのを避け、ガイドレール７２の組み立てを容易にするものである。従って、当業で生じるようなブラシベース６の固定具の損傷が避けられ、これによって歩留りが改善される。ガイドレール７２は、金属ロッド又はピンを曲げることによって作成されることが好ましい。
【００２８】
ガイドレール７２をベース６に固定したら、レール７２のガイドアーム７２２間にブラシ７１を取り付ける。詳細には、ブラシ７１を配置してその動きを導くように、レール７２のガイドアーム７２２をブラシ７１の案内溝７１１にそれぞれ収容する。バネ７３は、第１の端部７３１及び第２の端部７３２を有するコイルバネ７３である。バネ７３は、閉鎖端７２４からレール７２上に取り付けられ、バネ７３の第２の端部７３２がブラシ７１の第２の面７１３に当接する。
【００２９】
組み立て後には、ガイドレール７２の各翼部７２３の屈曲端７２５の外周が、対応するスロット４１の側面から間隔を空けてこれらの間に間隙を定めることが好ましい。従って、スロット４１の側面は、ガイドレール７２の翼部７２３がブラシ７１をきつく締め付けるのを避けるように、翼部７２３の屈曲端７２５を圧迫しない。従って、ブラシ７１の動きが妨げられることはない。
【００３０】
バネ７３の第１の端部７３１は、第１の固定具Ａに当接し、バネ７３の第２の端部７３２は、ブラシ７１の第２の面７１３に当接し、これによってブラシ７１をガイドレールから整流子と滑り接触するように付勢する。
【００３１】
図４〜図５及び図７を参照して分かるように、カラム４は、ガイドレール７２の自由端に隣接するその内側にプラットホーム４４を形成することができる。プラットホーム４４は、Ｕ字形スロット４１に隣接する。プラットホーム４４の頂面は、スロット４１の底部と同じ高さにある。図４に示すように、ガイドレール７２の翼部７２３は、プラットホーム４４に取り付けられて支持され、これによりガイドレール７２の安定性が向上し、ブラシ７１の移動時の振動が避けられる。
【００３２】
第２の固定具Ｂの各カラム４の頂部は、ガイドレール７２がカラム４間の空間内にスムーズに滑り込むことを可能にする湾曲した内面４３を有することが好ましい。また、組み立てを容易にするために、フック５１及び突起４２も湾曲面を有することができる。この湾曲面は、傾斜面に置き換えることもできると理解されたい。
【００３３】
この実施形態では、ガイドレール７２のガイドアーム７２２間に定められる角度Ｃがモータの内部に面し、すなわちこれらのガイドアーム７２２は閉鎖端７２４から広がり、カラム４の突起４２は互いに向かって配向される。組み立て中、両ガイドアーム７２２は互いの方に押されて平行になり、ブラシアセンブリ３が組み立てられた後に外向きの力を生じ、これにより突起４２をしっかりと締め付けて外れないようにする。
【００３４】
或いは、ガイドアーム７２２間の角度Ｃがモータの外部に面し、すなわちガイドアーム７２２が閉鎖端７２４に向かって広がるようにすることもできる。これに対応して、スロット４１の対向する側面上に突起４２が形成され、すなわち突起４２は、各々が互いに離れる方向に延びる。組み立て時には、翼部７２３に隣接するガイドアーム７２２の自由端が互いから離れてガイドアーム７２２を平行にし、従ってガイドアーム７２２は、ブラシアセンブリが固定されると内向きの力を生じ、これにより突起４２によって翼部をしっかりと締め付ける。
【００３５】
図１０を参照すると、本出願は、電気モータ８をさらに提供する。モータ８は、ステータ８１及びロータ８２を含む。ロータ８２は、シャフト８３、巻線８２１及び整流子８２２を含む。ステータは、ハウジングと、このハウジングに取り付けられた磁石と、ハウジングを閉じるエンドキャップと、上述したブラシアセンブリ３とを含む。ブラシアセンブリ３は、整流子８２２を介して巻線８２１に電力を伝える。ロータは、エンドキャップに取り付けられた軸受８４によってステータに接続される。
【００３６】
図１１を参照して分かるように、本出願は、ステアリングカラム９４、ギアボックス、センサ、モータ８、内部シャフト９３、コントローラ９１及びハウジング９２を含む車両用電気パワーステアリングアセンブリ９も提供する。ギアボックス及びセンサは、ハウジング９２に収容される。モータ８及びコントローラ９１は、ハウジング９２上に配置される。電気パワーステアリングアセンブリ９の動作中には、運転者によって操作されるハンドルのトルク及び方向をセンサが検知し、対応する信号をコントローラ９１に対して生成する。モータ８は、コントローラ９１の制御下でトルクを出力する。次に、このトルクがギアボックスによって内部シャフト９３に伝達される。この結果、内部シャフト９３がラックを前後に駆動する。ラックの動きによってハンドルがキングピンの周囲で回転し、これによって車両の操舵が実現される。
【００３７】
本出願の明細書及び特許請求の範囲では、記述する項目又は特徴の存在を明示する一方でさらなる項目又は特徴の存在を排除しないように、「備える、含む、有する（ｃｏｍｐｒｉｓｅ、ｉｎｃｌｕｄｅ、ｃｏｎｔａｉｎ及びｈａｖｅ）」という動詞、並びにその派生形の各々を包括的な意味で使用している。
【００３８】
明確化のために別個の実施形態の文脈で説明した本発明のいくつかの特徴は、単一の実施形態において組み合わせて提供することもできると理解されたい。これとは逆に、簡潔さを期すために単一の実施形態の文脈で説明した本発明の様々な特徴を別個に、又はいずれかの好適な下位の組み合わせで提供することもできる。
【００３９】
上述した実施形態はほんの一例にすぎず、当業者には、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく、他の様々な修正が明らかである。
【符号の説明】
【００４０】
３  ブラシアセンブリ
４  カラム
６  ブラシベース
７  ブラシユニット
４１  スロット
４２  突起
４４  プラットホーム
５１  フック
６１  貫通穴
７１  ブラシ
７２  ガイドレール
７３  バネ
７４  埋め込みシャント
７１３  ブラシの第２の面
７２４  閉鎖端
７３１  バネの第１の端部
７３２  バネの第２の端部
【図１】
2015233400.tif 000003
【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】
2015233400.tif 000009
【図８】
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【図９】
2015233400.tif 000011
【図１０】
2015233400.tif 000012
【図１１】
2015233400.tif 000013
【外国語明細書】
2015233400000001.pdf