(57)【要約】【課題】  電動モータの軸受を軸受ホルダに一体に樹脂モールドするに際し、軸受の熱劣化を防止し、軸受の耐久性と作動性を向上すること。【解決手段】  電動モータ３０のモータケース３１に結合される樹脂製の軸受ホルダ３３に、電動モータ３０の回転軸３２を支持する軸受３３Ａを設けた電動モータ３０の軸受構造において、環状スペーサ６０の内周に軸受３３Ａを保持し、この環状スペーサ６０を軸受ホルダ３３にインサート成形してなるもの。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータのモータケースに結合される樹脂製の軸受ホルダに、電動モータの回転軸を支持する軸受を設けた電動モータの軸受構造において、
環状スペーサの内周に軸受を保持し、この環状スペーサを軸受ホルダにインサート成形してなることを特徴とする電動モータの軸受構造。
【請求項２】
前記軸受ホルダがブラシホルダを構成し、軸受の側傍にブラシ保持部を設けた請求項１に記載の電動モータの軸受構造。
【請求項３】
前記環状スペーサの内周の軸方向に沿う端部に、軸受の端面が係合する軸受係合部を備えた請求項１又は２に記載の電動モータの軸受構造。
【請求項４】
前記環状スペーサの内周の一部との接触により軸受を保持する請求項１〜３のいずれかに記載の電動モータの軸受構造。
【請求項５】
前記環状スペーサの軸受ホルダにインサート成形される外周に、軸受ホルダと軸方向にて係合する樹脂係合部及び／又は軸受ホルダと周方向にて係合する樹脂係合部を備えた請求項１〜４のいずれかに記載の電動モータの軸受構造。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の電動モータの軸受構造を用いてなる電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータの軸受構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置のための電動モータとして、特許文献１に記載の如く、電動モータのモータケース（ヨーク）に結合されるアルミ合金製のハウジング（軸受ホルダ）に、電動モータの回転軸を支持するボールベアリング等の軸受を圧入し、ブラシ装置の樹脂製ベース（ブラシホルダ）をねじ止めしたものがある。
【特許文献１】特許3207177
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の電動モータを簡素化するために、軸受ホルダを樹脂モールドしつつ軸受をインサート成形したり、軸受ホルダとブラシホルダを一体化して樹脂モールドしつつ軸受をインサート成形しようとするとき、以下の問題点を生ずる。
【０００４】
軸受ホルダの成形型、又は軸受ホルダとブラシホルダの一体成形型の内部に軸受をセットし、高温の溶融樹脂をモールドするものであり、高温の溶融樹脂が直接接触することの熱影響により、軸受転動面内のグリースが熱劣化する。これにより、電動モータの回転時に、軸受からガラガラ音（異常音）や異常振動が発生し、電動モータの作動性を損なう。
【０００５】
本発明の課題は、電動モータの軸受を軸受ホルダに一体に樹脂モールドするに際し、軸受の熱劣化を防止し、軸受の耐久性と作動性を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、電動モータのモータケースに結合される樹脂製の軸受ホルダに、電動モータの回転軸を支持する軸受を設けた電動モータの軸受構造において、環状スペーサの内周に軸受を保持し、この環状スペーサを軸受ホルダにインサート成形してなるようにしたものである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記軸受ホルダがブラシホルダを構成し、軸受の側傍にブラシ保持部を設けたものである。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記環状スペーサの内周の軸方向に沿う端部に、軸受の端面が係合する軸受係合部を備えたものである。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１〜３の発明において更に、前記環状スペーサの内周の一部との接触により軸受を保持するものである。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１〜４の発明において更に、前記環状スペーサの軸受ホルダにインサート成形される外周に、軸受ホルダと軸方向にて係合する樹脂係合部及び／又は軸受ホルダと周方向にて係合する樹脂係合部を備えたものである。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の電動モータの軸受構造を用いてなる電動パワーステアリング装置である。
【発明の効果】
【００１２】
（請求項１）
ａ  軸受ホルダの成形型に、軸受を被包した環状スペーサをセットした状態で、高温の溶融樹脂をモールドするものであり、高温の溶融樹脂が軸受に直接接触することによる熱影響を回避し、軸受のグリースの熱劣化を防止する。電動モータの回転時の軸受の異常音や異常振動を防止する。電動モータの作動性を損なうことなく、電動モータの構成を簡素化できる。
【００１３】
（請求項２）
ｂ  軸受ホルダ兼ブラシホルダの一体成形型に、軸受を被包した環状スペーサをセットした状態で、高温の溶融樹脂をモールドするものであり、高温の溶融樹脂が軸受に直接接触することによる熱影響を回避し、軸受のグリースの熱劣化を防止する。電動モータの回転時の軸受の異常音や異常振動を防止する。電動モータの作動性を損なうことなく、電動モータの構成をも簡素化できる。
【００１４】
（請求項３）
ｃ  環状スペーサの内周の軸方向に沿う端部に、軸受の端面が係合する軸受係合部を備えたから、環状スペーサに対する軸受の軸方向での位置決め精度を向上でき、組付性も良い。
【００１５】
（請求項４）
ｄ  環状スペーサの内周の一部との接触により軸受を保持するようにしたから、環状スペーサの内周と軸受の部分的な接触部の寸法精度を確保するだけで、環状スペーサに対する軸受の半径方向での位置決め精度を向上できる。同時に、環状スペーサから軸受への熱伝達面積を小さくし、軸受に及ぶ前述の熱影響を更に回避できる。
【００１６】
（請求項５）
ｅ  環状スペーサの軸受ホルダにインサート成形される外周に、軸受ホルダと軸方向にて係合する樹脂係合部及び／又は軸受ホルダと周方向にて係合する樹脂係合部を備えたから、環状スペーサと軸受ホルダの結合強度を向上できる。
【００１７】
（請求項６）
ｆ  電動パワーステアリング装置の電動モータにおいて、上述ａ〜ｅを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は電動パワーステアリング装置を一部破断して示す正面図、図２は図１のII−II線に沿う断面図、図３は図２のIII−III線に沿う断面図、図４は図３のIV−IV線に沿う矢視図、図５は図４のV−V線に沿う軸受ホルダ兼ブラシホルダを示し、（Ａ）は全体断面図、（Ｂ）は要部拡大断面図、図６は軸受ホルダ兼ブラシホルダを示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は右側面図、図７は環状スペーサを示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図８は環状スペーサの変形例を示す断面図である。
【実施例】
【００１９】
電動パワーステアリング装置１０は、図１、図２に示す如く、車体フレーム等に固定されるアルミ合金製のギヤハウジング１１を有する。そして、ステアリングホイールが結合されるステアリング軸１２にトーションバー１３を介してピニオン軸１４を連結し、このピニオン軸１４にピニオン１５を設け、このピニオン１５に噛合うラック１６Ａを備えたラック軸１６をギヤハウジング１１に左右動可能に支持している。ステアリング軸１２とピニオン軸１４の間には、操舵トルク検出装置１７を設けてある。尚、ステアリング軸１２とピニオン軸１４は軸受１２Ａ、１４Ａ、１４Ｂを介してギヤハウジング１１に支持される。ラック軸１６は、一端をラックガイド１８Ａに、他端を軸受１８Ｂに摺動自在に支持される。そして、ラック軸１６の中間部には左右のタイロッド１９Ａ、１９Ｂが連結される。
【００２０】
ギヤハウジング１１には、図３に示す如く、電動モータ３０のモータケース３１が固定され、電動モータ３０の回転軸３２にはトルクリミッタ２０を介してアシスト軸２１が結合され、アシスト軸２１はボールベアリング等の軸受２１Ａ、２１Ｂによりギヤハウジング１１に両端支持されている。そして、アシスト軸２１の中間部にウォームギヤ２２を一体に備え、このウォームギヤ２２に噛合うウォームホイール２３をピニオン軸１４の中間部に固定してある。電動モータ３０の発生トルクは、ウォームギヤ２２とウォームホイール２３の噛合い、ピニオン１５とラック１６Ａの噛合いを介してラック軸１６に操舵アシスト力となって付与され、運転者がステアリング軸１２に付与する操舵力をアシストする。
【００２１】
トルクリミッタ２０は、電動モータ３０の回転軸３２に結合される接続体２０Ａと、アシスト軸２１に結合される接続体２０Ｂとを含む摩擦板式トルクリミッタである。電動パワーステアリング装置１０の通常使用されるトルク（リミットトルクより小なるトルク）では、トルクリミッタ２０の摩擦力により回転軸３２とアシスト軸２１を滑りなく結合し続け、他方、タイヤが操舵中に縁石に乗り上げる等により、ラック軸１６のストロークが急停止せしめられたときの電動モータ３０の慣性トルクがトルクリミッタ２０の摩擦力を越える衝撃トルク（リミットトルク以上のトルク）に対しては、回転軸３２をアシスト軸２１に対してスリップさせ、電動モータ３０のトルクをアシスト軸２１の側に伝達させないように機能する。
【００２２】
また、アシスト軸２１はハウジング１１に対し、軸方向の双方向に弾性支持され、電動パワーステアリング装置１０の反転駆動時や、タイヤの縁石乗り上げ時等に、アシスト軸２１に作用する過大推力を吸収可能とする。具体的には、アシスト軸２１のための軸受２１Ａ、２１Ｂの外輪をギヤハウジング１１に固定し、アシスト軸２１を軸受２１Ａ、２１Ｂの内輪に隙間嵌めする。そして、アシスト軸２１にフランジ２５、２６を設け、フランジ２５と軸受２１Ａの内輪との間に予圧縮された弾性変形具２７Ａを、フランジ２６と軸受２１Ｂの内輪との間に予圧縮された弾性変形具２７Ｂを介装する。即ち、弾性変形具２７Ａ、２７Ｂは、アシスト軸２１への装填状態で、一定の予圧縮量（一定の衝撃緩和性能）をもって組込まれ、結果としてアシスト軸２１を軸方向の双方向に弾性支持する。
【００２３】
ここで、電動モータ３０は以下の如くに構成される。
電動モータ３０は、図３〜図５に示す如く、モータケース３１と軸受ホルダ兼ブラシホルダ３３（図６）がボルト３４でギヤハウジング１１に固定され、回転軸３２をモータケース３１と軸受ホルダ兼ブラシホルダ３３のそれぞれに設けたボールベアリング等からなる軸受３１Ａ、３３Ａで支持している。
【００２４】
そして、電動モータ３０は、固定子３５を有する。固定子３５は、モータケース３１を構成する鉄等の磁性材料により形成される筒状のヨーク３６と、ヨーク３６の内周の周方向複数位置にマグネット収容区画３７Ａを形成する絶縁性樹脂材料により形成された筒状体からなるマグネットホルダ３７と、マグネットホルダ３７のマグネット収容区画３７Ａに収容されて位置決め保持されるマグネット３８と、マグネットホルダ３７に位置決め保持されたマグネット３８の内側に圧入される非磁性材料の極薄板により成形されたマグネットカバー３９（不図示）とからなる。
【００２５】
また、電動モータ３０は、固定子３５の内側に挿入されて回転軸３２に固定される回転子４１を有する。回転子４１は、回転軸３２の外周に設けられるアマチュアコア４２とコンミテータ４３とからなる。
【００２６】
また、電動モータ３０は、軸受ホルダ兼ブラシホルダ３３に保持され、回転子４１のコンミテータ４３に接触せしめられるブラシ４４を有する。ブラシ４４は、ピグテール（リード線）４５の一端が接続され、このピグテール４５の他端にターミナル４６が接続される。軸受ホルダ兼ブラシホルダ３３は給電コネクタ４７を一体に有し、給電コネクタ４７にターミナル挿入孔４８を備える。ブラシ４４に接続された上述のターミナル４６はターミナル挿入孔４８に挿入されて固定化される。
【００２７】
電動モータ３０は、給電コネクタ４７に相手コネクタ（不図示）を取付けることにより、相手コネクタの給電端子をターミナル４６に嵌合する等の状態で接続し、ブラシ４４に給電可能にする。電動モータ３０は、ブラシ４４から回転子４１のコンミテータ４３を経てアマチュアコア４２に給電されると、アマチュアコア４２の磁力線が固定子３５のマグネット３８で発生している磁界を切ることにより、回転子４１が回転する。
【００２８】
しかるに、軸受ホルダ兼ブラシホルダ３３は図６に示す如くに構成される。
軸受ホルダ兼ブラシホルダ３３は、給電コネクタ４７を一体成形した、絶縁性プラスチック材料からなる射出成形体である。軸受ホルダ兼ブラシホルダ３３は、短円筒体５１の一端側にヨーク３６（モータケース３１）をＯリング５１Ａを伴なってインロー結合するとともに、短円筒体５１の他端側にギヤハウジング１１をＯリング５１Ｂを伴なってインロー結合し、ヨーク３６とギヤハウジング１１の間に挟持され、ボルト３４によりヨーク３６と軸受ホルダ兼ブラシホルダ３３とギヤハウジング１１の３者を同軸結合可能とする。
【００２９】
また、軸受ホルダ兼ブラシホルダ３３は、短円筒体５１の一端側の周方向特定位置（本実施形態では２位置）に係合凹部５２を形成し、マグネットホルダ３７の一方の端面にて外周に沿って設けた円弧状の係合凸部３７Ｂをこの係合凹部５２に係合させることにより、マグネットホルダ３７が位置決めする固定子３５のマグネット３８に対する、軸受ホルダ兼ブラシホルダ３３が保持するブラシ４４の位置ずれをなくし、電動モータ３０の回転性能が正転方向と逆転方向で異なるものになることを回避する。
【００３０】
軸受ホルダ兼ブラシホルダ３３は、ヨーク３６の内部とギヤハウジング１１の内部とを仕切る仕切壁５３を短円筒体５１の内部に設け、この仕切壁５３の中央部に、回転軸３２のためのボールベアリング等からなる前述の軸受３３Ａを後述する如くに備える。
【００３１】
軸受ホルダ兼ブラシホルダ３３は、仕切壁５３のコンミテータ４３に臨む端面をホルダ面５３Ａとし、このホルダ面５３Ａ上の周方向複数位置（例えば左右２位置）にブラシ保持部５４を設け、各ブラシ保持部５４に左右のブラシ４４のそれぞれをスライド可能に挿入するための貫通孔５５を形成したケース体５７が組付けられる。貫通孔５５はブラシ４４をコンミテータ４３の側にスライド突出可能に納めてこれを位置決め保持する。軸受ホルダ兼ブラシホルダ３３は、貫通孔５５に挿入したブラシ４４をバックアップ支持し、ブラシ４４を貫通孔５５の先端開口から突出させてコンミテータ４３に押接せしめるブラシスプリング５６を付帯して備える。尚、図４は２個のブラシ保持部５４のうち、１個のブラシ保持部５４にブラシ４４とブラシスプリング５６を組込み、残りの１個のブラシ保持部５４にはブラシ４４だけを組込んだ組込過程状態を示すものである。
【００３２】
以下、電動モータ３０において、回転軸３２のためのボールベアリング等からなる軸受３３Ａを軸受ホルダ兼ブラシホルダ３３に支持する構造について説明する。
【００３３】
電動モータ３０は、軸受３３Ａの外輪を図３〜図６に示す如く、環状スペーサ６０の内周に圧入して保持し、この環状スペーサ６０を軸受ホルダ兼ブラシホルダ３３の成形型にセットして高温溶融樹脂をモールドし、環状スペーサ６０及び軸受３３Ａを軸受ホルダ兼ブラシホルダ３３にインサート成形する。環状スペーサ６０は、アルミ合金等からなり、軸受３３Ａの外輪を被包し、高温溶融樹脂を軸受３３Ａに直接接触させない。環状スペーサ６０は、軸受ホルダ兼ブラシホルダ３３の構成樹脂材料より高融点の樹脂からなるものでも良い。
【００３４】
環状スペーサ６０は、図７に示す如く、軸受３３Ａの外輪が圧入する内周の軸方向に沿う一端側に面取部６１を、他端側に環状に内側に張り出る軸受係合部６２を備える。軸受３３Ａの一端面が面取部６１の側から圧入され、軸受係合部６２に係合して位置決めされる。
【００３５】
環状スペーサ６０は、図７に示す如く、軸受ホルダ兼ブラシホルダ３３のインサート成形される外周に、環状溝からなる樹脂係合部６３と、樹脂係合部６３の環状溝の周方向に等間隔をなす４位置に形成された平面状の樹脂係合部６４を備える。環状溝からなる樹脂係合部６３は軸受ホルダ兼ブラシホルダ３３の構成樹脂と軸方向にて係合し、平面状の樹脂係合部６４は軸受ホルダ兼ブラシホルダ３３の構成樹脂と周方向にて係合し、環状スペーサ６０と軸受ホルダ兼ブラシホルダ３３とのモールド結合強度を軸方向と周方向で強化する。
【００３６】
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
ａ  軸受ホルダ兼ブラシホルダ３３の一体成形型に、軸受３３Ａを被包した環状スペーサ６０をセットした状態で、高温の溶融樹脂をモールドするものであり、高温の溶融樹脂が軸受３３Ａに直接接触することによる熱影響を回避し、軸受３３Ａのグリースの熱劣化を防止する。電動モータ３０の回転時の軸受３３Ａの異常音や異常振動を防止する。電動モータ３０の作動性を損なうことなく、電動モータ３０の構成をも簡素化できる。
【００３７】
ｂ  環状スペーサ６０の内周の軸方向に沿う端部に、軸受３３Ａの端面が係合する軸受係合部６２を備えたから、環状スペーサ６０に対する軸受３３Ａの軸方向での位置決め精度を向上でき、組付性も良い。
【００３８】
ｃ  環状スペーサ６０の軸受ホルダ兼ブラシホルダ３３にインサート成形される外周に、軸受ホルダ兼ブラシホルダ３３と軸方向にて係合する樹脂係合部６３及び軸受ホルダ兼ブラシホルダ３３と周方向にて係合する樹脂係合部６４を備えたから、環状スペーサ６０と軸受ホルダ兼ブラシホルダ３３の結合強度を向上できる。
【００３９】
ｄ  電動パワーステアリング装置１０の電動モータ３０において、上述ａ〜ｃを実現できる。
【００４０】
環状スペーサ６０は内周の全周で軸受３３Ａの外輪に接触して該軸受３３Ａを保持するものに限らず、内周の一部との接触により軸受３３Ａを保持するものでも良い。図８の環状スペーサ６０Ａは、内周の周方向に等間隔をなす４位置において半径方向を内方に突出する突状支持面６５により、軸受３３Ａの外輪を支持するものである。この環状スペーサ６０Ａによれば、環状スペーサ６０Ａの内周の一部との接触により軸受３３Ａを保持するようにしたから、環状スペーサ６０Ａの内周と軸受３３Ａの部分的な接触部の寸法精度を確保するだけで、環状スペーサ６０Ａに対する軸受３３Ａの半径方向での位置決め精度を向上できる。更に、この環状スペーサ６０Ａを樹脂形成する場合には、この部分的な接触部のみにおいて寸法精度を確保すれば良く、樹脂スペーサであることにより断熱性も良い。同時に、環状スペーサ６０Ａから軸受３３Ａへの熱伝達面積を小さくし、軸受３３Ａに及ぶ前述の熱影響を更に回避できる。
【００４１】
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本発明の軸受ホルダは、必ずしもブラシホルダと兼用することを要しない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は電動パワーステアリング装置を一部破断して示す正面図である。
【図２】図２は図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】図３は図２のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図４は図３のIV−IV線に沿う矢視図である。
【図５】図５は図４のV−V線に沿う軸受ホルダ兼ブラシホルダを示し、（Ａ）は全体断面図、（Ｂ）は要部拡大断面図である。
【図６】図６は軸受ホルダ兼ブラシホルダを示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は右側面図である。
【図７】図７は環状スペーサを示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図８】図８は環状スペーサの変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  電動パワーステアリング装置
３０  電動モータ
３１  モータケース
３２  回転軸
３３  軸受ホルダ兼ブラシホルダ（軸受ホルダ）
３３Ａ  軸受
５４  ブラシ保持部
６０、６０Ａ  環状スペーサ
６２  軸受係合部
６３、６４  樹脂係合部
６５  突状支持面
【図１】
2005073323.tif 000003
【図２】
2005073323.tif 000004
【図３】
2005073323.tif 000005
【図４】
2005073323.tif 000006
【図５】
2005073323.tif 000007
【図６】
2005073323.tif 000008
【図７】
2005073323.tif 000009
【図８】
2005073323.tif 000010