(57)【要約】【課題】この発明に係るブラシ装置は、整流子のセグメントに接触するブラシに対する摺動性、並びに耐食性および耐熱性が向上したブラシホルダを備えているブラシ装置を得るものである。【解決手段】この発明に係るブラシ装置は、整流子３のセグメント２８に接触するブラシ２を保持したブラシホルダ１を備えたブラシ装置であって、ブラシホルダ１は、表面に溶融亜鉛−アルミニウム合金メッキ層を有する溶融亜鉛−アルミニウム合金メッキ鋼板で構成されている。【選択図】        図１
2004180438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
整流子のセグメントに接触するブラシを保持したブラシホルダを備えたブラシ装置であって、
前記ブラシホルダは、表面に溶融亜鉛−アルミニウム合金メッキ層を有する溶融亜鉛−アルミニウム合金メッキ鋼板で構成されているブラシ装置。
【請求項２】
前記溶融亜鉛−アルミニウム合金メッキ層は、アルミニウムが５０〜５５質量％含む請求項１に記載のブラシ装置。
【請求項３】
溶融亜鉛−アルミニウム合金メッキ鋼板は、溶融亜鉛−５５％アルミニウム合金メッキ鋼板（ＪＩＳ−Ｇ−３３２１）である請求項２に記載のブラシ装置。
【請求項４】
前記ブラシホルダは、プレス加工された、ブラシホルダ本体およびプレートを係合して構成されている請求項１ないし請求項３の何れかに記載のブラシ装置。
【請求項５】
電動パワーステアリング装置の電動モータに組み込まれている請求項１ないし請求項４の何れかに記載のブラシ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例え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に組み込まれたブラシ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動パワーステアリング装置において、電動モータの整流子に接触するブラシを金属ブラシホルダで保持するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１５３０２２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、上記金属ブラシホルダの材料としては、一般に黄銅板を加工して用いられてきたが、高価であり、近年亜鉛メッキ鋼板が用いられるようになってきている。
しかし、この亜鉛メッキ鋼板は黄銅板に比べて滑り性が悪く、ブラシとの摺動が良くないという問題点があった。
また、過負荷時等にブラシに過電流が流れ、ブラシの温度が高い温度に発熱した場合や、電動パワーステアリング装置が温度、湿度等の過酷な周囲環境下にあるエンジンルーム内に取り付けられた場合には、ブラシホルダの亜鉛メッキが熱により耐食性が劣化し、発錆して錆が異物としてブラシとブラシホルダとの間に介在してブラシの摺動性が悪くなるという問題点もあった。
【０００５】
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、ブラシに対する摺動性、並びに耐食性および耐熱性が向上したブラシホルダを備えたブラシ装置を得ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明のブラシ装置では、ブラシホルダは、表面に溶融亜鉛−アルミニウム合金メッキ層を有する溶融亜鉛−アルミニウム合金メッキ鋼板で構成されている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の各実施の形態について説明するが、各図において同一、または同等部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１は電動パワーステアリング装置の側断面図、図２はこの電動パワーステアリング装置に組み込まれたブラシ装置４０の正面図である。
この電動パワーステアリング装置は、回転トルクを発生する電動モータ２０と、この電動モータ２０に連結され回転トルクを伝達または遮断する電磁クラッチ２１とを備えている。
【０００８】
電動モータ２０は、円筒状のヨーク２２と、このヨーク２２内に対向して固定された４極の界磁永久磁石２３と、ヨーク２２内で第１の軸受け２４と第２の軸受け２５とにより回転自在に支持されたシャフト２６と、このシャフト２６に固定されたアマチュア２７と、シャフト２６の一端部に固定され複数のセグメント２８を有する整流子３と、締付ねじ２９により電動モータ２０に固定されたブラシ装置４０とを備えている。
アマチュア２７は、軸線方向に延びた複数のスロットを有するコア３３と、スロットに導線が重巻方式で巻回されて構成された巻線３４とを備えている。
【０００９】
上記電磁クラッチ２１は、ハウジング６に固定されたクラッチステータ３５と、クラッチステータ３５の内部に設けられたクラッチコイル３６と、シャフト２６の端部に軸受け４１を介して回転自在に設けられたボス３７と、シャフト２６に固定されたドライブロータ３８と、スプリング部材３９を介してボス３７に固定されたドーナツ状の円板４０とを備えている。
【００１０】
上記ブラシ装置４０は、インサートモールドで導体が埋設された樹脂ホルダ５と、この樹脂ホルダ５に固定された２個のブラシホルダ１と、このブラシホルダ１内にそれぞれ保持されブラシスプリング７の弾性力によりセグメント２８に当接するブラシ２と、樹脂ホルダ５が締付ねじ２９により固定されているとともに締付ねじ３０によりヨーク２２に連結された非磁性であるアルミニウム製のハウジング６とを備えている。
【００１１】
上記構成の電動パワーステアリング装置では、整流子３のセグメント２８に当接するブラシ２を介して電流を巻線３４に供給することにより、アマチュア２７は電磁作用により、シャフト２６とともに回転する。
一方、クラッチコイル３６に通電することにより、磁性材料であるクラッチステータ３５、ドライブロータ３８及び円板４０により形成された磁気回路に磁束が流れ、この磁気作用により、スプリング部材３９はクラッチステータ３５側に撓み、円板４０はドライブロータ３８に吸引、固着されて、ドライブロータ３８はボス３７と一体となる。
従って、ドライブロータ３８はシャフト２６に固着されているので、シャフト２６の回転力は、ドライブロータ３８、ボス３７、およびボス３７にスプライン結合されたウォームシャフト（図示せず）に伝達され、ハンドルの操舵力のアシストに供される。
【００１２】
クラッチコイル３６への通電が遮断されると、クラッチステータ３５、ドライブロータ３８及び円板４０での磁束は消失し、スプリング部材３９の弾性力により円板４０とドライブロータ３８とは離間し、シャフト２６の回転力のボス３７への伝達経路は軸受４１を通じての通路となり、その回転力がウォームシャフトに伝達されることはない。
【００１３】
前記ブラシホルダ１は、表面に溶融亜鉛−アルミニウム合金メッキ層を有する溶融亜鉛−アルミニウム合金メッキ鋼板は、溶融亜鉛−５５％アルミニウム合金メッキ鋼板（ＪＩＳ−Ｇ−３３２１）で構成されている。
ブラシホルダ１は、図３に示すように、略Ｕ字形状でプレス加工により形成されたブラシホルダ本体１ａに、同じくプレス加工により形成されたプレート１ｂが係止されて構成されている。従って、プレス加工により形成されたブラシホルダ本体１ａ、プレート１ｂを組み合わせることで簡単にブラシホルダ１は製造される。
【００１４】
図４は亜鉛メッキ鋼板を用いたブラシホルダに対する、黄銅板を用いたブラシホルダ、溶融亜鉛−アルミニウム合金メッキ鋼板を用いたブラシホルダそれぞれの各特性を比較した図である。ここで摺動性はブラシホルダに対するブラシの摺動性であり、耐食性はブラシホルダの腐食性であり、耐熱性はブラシホルダの熱によるメッキの組成変化による熱劣化性であり、加工性はプレス加工に伴うメッキのパウダリングの発生程度を示す。
【００１５】
この図から、溶融亜鉛−５５％アルミニウム合金メッキ鋼板からなるブラシホルダは、摺動性、耐食性および耐熱性の点で亜鉛メッキ鋼板と比較して優れていることが分かる。
この特性は、溶融亜鉛−５０％アルミニウム合金メッキ鋼板でも同等である。
また、溶融亜鉛−アルミニウム合金メッキ鋼板からなるブラシホルダは、５％〜６５質量％の範囲では、耐熱性が溶融亜鉛−アルミニウム合金メッキ鋼板からなるブラシホルダよりも優れており、摺動性および耐食性が同等またはそれ以上である。なお、アルミニウムが５質量％含む溶融亜鉛−５％アルミニウム合金メッキ鋼板はＪＩＳ−Ｇ−３３１８で定める鋼板である。
【００１６】
電動パワーステアリング装置ではブラシスプリング７の押圧力はロストルクへの影響があるため小さい方が良いが、溶融亜鉛−５５％アルミニウム合金メッキ鋼板は亜鉛メッキ鋼板より、ブラシ２との摩擦係数μが小さく摺動性が良いため、ブラシスプリング７の押圧力を小さくすることができ、ロストルク低減効果がある。
また、ハンドルを中立点付近で微小角度操舵時、ブラシホルダ１とブラシ２との摺動性が悪いと、ステックスリップ音（キーキー音）が発生し、運転者に不快感を与えることがあるが、摺動性が良いことで、ステックスリップ音を低減することができる。
【００１７】
また、自動車の運転手がハンドルを操舵し、片方に回しきった据え切りを繰り返すことで、ブラシ２の温度が高くなり発熱するが、亜鉛メッキ鋼板に比べ、ブラシホルダ１の熱反射率が７０〜８０％と高い（亜鉛メッキ鋼板：３０〜４０％）ため、温度上昇が低く、ブラシホルダ１の耐熱性の向上が図れる。
また、溶融亜鉛−５５％アルミニウム合金メッキ鋼板のメッキの耐熱温度は３００℃と亜鉛メッキ鋼板（２５０℃）よりも高いため、メッキの熱による劣化が少なく耐食性が高い。
【００１８】
また、電動パワーステアリング装置を自動車のエンジンルーム内に取り付けた場合に、耐環境性が厳しいが、亜鉛メッキ鋼板に比べて、耐熱性、耐食性が優れているため、電動パワーステアリング装置の耐候性寿命が向上する。
また、ブラシホルダ１はプレス時のメッキのパウダリングの発生程度を示す加工性は、亜鉛メッキ鋼板と同程度であり、また材料費は亜鉛メッキ鋼板と同等であり、安価に製造できる。
また、亜鉛メッキ鋼板を用いたときには、表面を環境の点で問題のある６価クロムにより化成処理を行い、白錆の発生を防止する必要があるが、溶融亜鉛−アルミニウム合金メッキ鋼板では、その化成処理を行う必要性が無く、コスト低減を図ることができる。
【００１９】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２のブラシ装置５０の正面図であり、ブラシホルダ１を互いに対向して全部で４個配置し、それぞれのブラシホルダ１内にブラシ２が保持されている点が実施の形態１と異なり、他の構成は実施の形態１と同様であり、ブラシホルダ１は、実施の形態１と同様に、溶融亜鉛−５５％アルミニウム合金メッキ鋼板（ＪＩＳ−Ｇ−３３２１）で構成されている。
この実施の形態も実施の形態１と同様の作用、効果を有する。
【００２０】
なお、上記各実施の形態では、電動パワーステアリング装置に組み込まれたブラシ装置４０、５０について説明したが、勿論このものに限定されるものではなく、ブラシホルダにより保持されたブラシから整流子に給電する整流子モータであれば、何れにも適用できる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明のブラシ装置によれば、ブラシホルダは、表面に溶融亜鉛−アルミニウム合金メッキ層を有する溶融亜鉛−アルミニウム合金メッキ鋼板で構成されているので、ブラシに対する摺動性、並びに耐食性および耐熱性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の電動パワーステアリング装置の側断面図である。
【図２】図１のブラシ装置の正面図である。
【図３】図１のブラシホルダの分解斜視図である。
【図４】亜鉛メッキ鋼板を用いたブラシホルダに対する、黄銅板を用いたブラシホルダ、溶融亜鉛−アルミニウム合金メッキ鋼板を用いたブラシホルダそれぞれの各特性を比較した図である。
【図５】この発明の実施の形態２のブラシ装置の正面図である。
【符号の説明】
１  ブラシホルダ、２  ブラシ、３  整流子、２８  セグメント、４０，５０ブラシ装置。
【図１】
2004180438.tif 000003
【図２】
2004180438.tif 000004
【図３】
2004180438.tif 000005
【図４】
2004180438.tif 000006
【図５】
2004180438.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成15年3月7日(2003.3.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
この図から、溶融亜鉛−５５％アルミニウム合金メッキ鋼板からなるブラシホルダは、摺動性、耐食性および耐熱性の点で亜鉛メッキ鋼板と比較して優れていることが分かる。
この特性は、溶融亜鉛−５０％アルミニウム合金メッキ鋼板でも同等である。
また、溶融亜鉛−アルミニウム合金メッキ鋼板からなるブラシホルダは、５％〜６５質量％の範囲では、耐熱性が亜鉛メッキ鋼板からなるブラシホルダよりも優れており、摺動性および耐食性が同等またはそれ以上である。なお、アルミニウムが５質量％含む溶融亜鉛−アルミニウム合金メッキ鋼板はＪＩＳ−Ｇ−３３１８で定める鋼板である。