(57)【要約】【課題】  簡単な構成で安価にＤＣブラシモータの騒音を低減することができる電動パワーステアリング装置を得る。【解決手段】  ＤＣブラシモータ１と、このモータ１の出力軸９と該モータ１によって駆動される入力軸２４との間に配設され、それ自身によってモータ１の回転力を出力軸９から入力軸２４に伝達するボス１７とを備え、ボス１７の重量を、モータ１の回転子の重量に対して１０％以上とした。また、ＤＣブラシモータ１と、このモータ１の出力軸９と該モータ１によって駆動される入力軸２４との間に配設され、それ自身によってモータ１の回転力を出力軸９から入力軸２４に伝達するボス１７とを備え、ボス１７の慣性モーメントをモータ１の回転子の慣性モーメントに対して１０％以上とした。【選択図】        図１
2007030741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＣブラシモータと、このモータの出力軸と該モータによって駆動される入力軸との間に配設され、それ自身によって前記モータの回転力を前記出力軸から前記入力軸に伝達するボスとを備え、前記ボスの重量を、前記モータの回転子の重量に対して１０％以上としたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
ＤＣブラシモータと、このモータの出力軸と該モータによって駆動される入力軸との間に配設され、それ自身によって前記モータの回転力を前記出力軸から前記入力軸に伝達するボスとを備え、前記ボスの慣性モーメントを前記モータの回転子の慣性モーメントに対して１０％以上としたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
ボスは、焼結部材または冷間鍛造により形成された一体品で構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
ボスは、該ボスの外周に付与部が固定されて構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
付与部は、その付与部の一部分に、弾性体を介在させて構成されていることを特徴とする請求項４に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
付与部は、弾性体で構成されていることを特徴とする請求項４に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
ＤＣブラシモータは、コラムに取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の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】
この発明は、車両のステアリングの操舵力をモータでアシストする電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の装置として、リード線から整流子に当接するブラシを介して電流を巻線に供給することにより、アマチュアは電磁作用により出力軸とともに回転し、この出力軸の先端部は連結部材の圧入孔に圧入され、また連結部材のスプライン穴に入力軸がスプライン結合されているので、出力軸の回転トルクは入力軸に伝達され、ステアリングの操舵力のアシストに供されるものがあった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−８４０２号公報（段落[００１８]−[００２４]、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電動パワーステアリング装置用のモータには従来から低騒音化が求められており、例えば、モータを慣らし運転する工程を追加して、ブラシと整流子の摺動を安定化させたり、ブラシホルダをゴム等の弾性体を追加しフローティングして取り付けて、ブラシ騒音の伝達を低減するなどして低騒音化を図っていた。しかしながら、電動パワーステアリング装置用のモータには更なる低騒音化が求められており、特に、コラムにモータが取り付けられるコラムタイプの電動パワーステアリング装置では、モータとドライバーの距離が近いため、特に更なる低騒音化が必要であった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、簡単な構成で安価にＤＣブラシモータの騒音を低減することができる電動パワーステアリング装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る電動パワーステアリング装置は、ＤＣブラシモータと、このモータの出力軸と該モータによって駆動される入力軸との間に配設され、それ自身によって前記モータの回転力を前記出力軸から前記入力軸に伝達するボスとを備え、前記ボスの重量を、前記モータの回転子の重量に対して１０％以上としたものである。
【０００７】
この発明に係る電動パワーステアリング装置は、ＤＣブラシモータと、このモータの出力軸と該モータによって駆動される入力軸との間に配設され、それ自身によって前記モータの回転力を前記出力軸から前記入力軸に伝達するボスとを備え、前記ボスの慣性モーメントを前記モータの回転子の慣性モーメントに対して１０％以上としたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、ボスの重量を、モータの回転子の重量に対して１０％以上としたため、簡単な構成で安価にＤＣブラシモータの騒音が低減される電動パワーステアリング装置を得ることができる。
【０００９】
この発明によれば、ボスの慣性モーメントをモータの回転子の慣性モーメントに対して１０％以上としたため、簡単な構成で安価にＤＣブラシモータの騒音が低減される電動パワーステアリング装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
実施の形態１を図１〜図４に基づいて説明する。図１は、電動パワーステアリング装置用のＤＣブラシモータの断面図、図２は図１に示すボスの断面図であって、図３は、電動パワーステアリング装置にＤＣブラシモータが取り付けられている様子を示す斜視図である。図４は、重量比率に対する騒音変化率を示す説明図である。図３において、電動パワーステアリング装置用のＤＣブラシモータ１は、コラム２に取り付けられたギヤボックス３に連結されて取り付けられる所謂コラムタイプの電動パワーステアリング装置用のモータであって、このＤＣブラシモータ１は車室内に配置されており、図示しない制御装置によって通電制御されて、ドライバーのステアリング４の操舵力をアシストするように構成されている。
【００１１】
ＤＣブラシモータ１について、図１を用いて説明する。有底円筒状のヨーク５の内面に４極の永久磁石６が固定され、ヨーク５と一体に形成された軸受収容部７の内面には第一の軸受８の外輪が組み付け上のすきまを有した所謂すきま嵌めで収容されており、軸受８によって出力軸９の一端は回転自在に支持されている。この出力軸９を有するアマチュア１０に備えた整流子１１の外周面には、ブラシ１２がスプリング１２ａの弾性力により押圧されて摺接している。このブラシ１２を保持したブラシホルダ１３は、ねじ１４によってハウジング１５に固定されている。ハウジング１５に外輪が圧入固定された第二の軸受１６によって出力軸９の他端近傍が回転自在に支持されており、ヨーク５の開口側はねじ１５ａによってハウジング１５に固定されている。ボス１７は、ボス本体１８と付与部１９から構成されている。ボス本体１８は、軸受１６から軸方向に僅かに突出した出力軸９の端部に圧入されており、軸受１６の内輪の軸方向端面の両側にはボス本体１８及び出力軸９が当接し、軸受１６の内輪をボス本体１８及び出力軸９によって軸方向から挟むように一体に固定されて、出力軸９は軸方向に移動しないように構成されている。
【００１２】
ブラシ１２に給電するリード線２０は、ＤＣブラシモータ１の外部に導出されており、図示しない制御装置に接続されている。アマチュア１０は、出力軸９に２２個のスロット２１を有したコア２２を圧入固定し、このスロット２１に巻線２３を重巻方式で巻回し、巻線２３を整流子１１に接続して構成されている。ＤＣブラシモータ１は、そのハウジング１５を図示しないボルトによりギヤボックス３に固定することによって取り付けられており、ボス本体１８は、ギヤボックス３に備えた入力軸２４と連結して、ＤＣブラシモータ１の回転力をギヤボックス３側に伝達する。
【００１３】
図２において、ボス１７は、ボス本体１８の外周にドーナツ状の付与部１９が圧入され固定されている。ボス本体１８は、焼結部材で形成されており、出力軸９に圧入するための内径部２５と、入力軸２４と連結するためのスプライン穴２６を備えており、ボス本体１８自身によってＤＣブラシモータ１の回転力は出力軸９から入力軸２４に伝達する機能を有するように構成されている。付与部１９は、鉄材を冷間鍛造によってドーナツ状に形成して構成されており、付与部１９自身では、ＤＣブラシモータ１の回転力を出力軸９から入力軸２４に伝達しない。
【００１４】
図４において、横軸は重量比率（％）で、ＤＣブラシモータ１の回転子の重量に対するボス１７の重量の比率（ボス重量／回転子重量）を示し、縦軸はその重量比率（％）を変化させたとき騒音変化率（％）を示すもので、発明者が実験により見出したものである。回転子の重量は、ボス１７の重量を除く回転部分の重量（所謂アマチュア１０の重量）であって、出力軸９、整流子１１、コア２２および巻線２３などの重量の合計である。図中Ａで示す破線は目標とする騒音のレベルであって、図に示すように、重量比率（％）を増加させることで騒音を低減することができ、重量比率を１０％以上にすることで目標とする低騒音化を図ることができる。これは、回転子の重量の大半を占めるコア２２部分に対して、軸受１６を支点とした反コア側（ボス１７側）に適正な重量体を付与することにより、アマチュア１０の回転方向や曲げ方向の振動を減衰又は打ち消すことができて、ブラシ１２の摺動が安定して、特にブラシ騒音を低減できるためと考えられる。なお、重量比率（％）の変化に対する騒音変化率（％）の変化が大きい範囲で構成することによって、効果的に騒音を低減することができるが、重量比率（％）を必要以上に大きくしすぎると装置の重量増加や出力軸９や軸受１６の強度等に影響するほか、特に、電動パワーステアリング装置として重要な操舵フィーリングに悪影響を及ぼす懸念があるため、この点を考慮して上限を設定することが望ましい。
【００１５】
以上のように、この実施の形態１の電動パワーステアリング装置においては、ＤＣブラシモータ１と、このモータ１の出力軸９と該モータ１によって駆動される入力軸２４との間に配設され、それ自身によってモータ１の回転力を出力軸９から入力軸２４に伝達するボス１７とを備え、ボス１７の重量を、モータ１の回転子の重量に対して１０％以上としたため、簡単な構成で安価にＤＣブラシモータの騒音が低減できる電動パワーステアリング装置を得ることができる。ボス１７の重量を増加させることで、新たな部品や工程の追加が最小限に抑制されて安価に構成でき、特にブラシ騒音が低減された電動パワーステアリング装置を得ることができる。
【００１６】
また、ボス１７は、該ボス１７の外周に付与部１９が固定されて構成されているので、付与部１９の材質や形状を自由に選定することができる。ボス本体１８は、それ自身によってＤＣブラシモータ１の回転力を出力軸９から入力軸２４に伝達する機能を有するように構成されるが、付与部１９には回転力を伝達する機能は不要であるため、比重の大きい材質や安価な材質で構成することができる。
【００１７】
また、ＤＣブラシモータ１は、コラム２に取り付けられている所謂コラムタイプであるときには、ラック軸に取り付けられエンジンルームに配設される所謂ラックタイプと比較して振動条件や温度条件が緩和されるため、ボス１７の重量増加や付与部１９を備えたことによる強度等への影響が少なく安価に構成でき、容易に低騒音化が図れるなど、コラムタイプに好適な装置を得ることができる。
【００１８】
なお、付与部１９の全体をゴム等の弾性体で構成することによって、付与部１９への振動の伝達や付与部１９自体の振動が抑制されて、効果的に騒音を低減することができる。
【００１９】
実施の形態２．
実施の形態２を、図５及び図６に基づいて説明する。図５は、図２と同様に図１の電動パワーステアリング装置用のＤＣブラシモータに配設されるボスの断面図であって、図６は、慣性モーメント比率に対する騒音変化率を示す説明図である。図５において、ボス１７は、焼結部材で形成された一体品で構成されており、出力軸９に圧入するための内径部２５と、入力軸２４と連結するためのスプライン穴２６を備えており、ボス１７自身によってＤＣブラシモータ１の回転力は出力軸９から入力軸２４に伝達する機能を有するように構成されている。それ以外の構成は実施の形態１と同様の構成となっており詳細な説明は省略する。
【００２０】
図６において、横軸は慣性モーメント比率（％）で、ＤＣブラシモータ１の回転子の慣性モーメントに対するボス１７の慣性モーメントの比率（ボスの慣性モーメント／回転子の慣性モーメント）を示し、縦軸はその慣性モーメント比率（％）を変化させたときの騒音変化率（％）を示すものであって、発明者が実験により見出したものである。回転子の慣性モーメントは、ボス１７を除く回転部分の慣性モーメント（所謂アマチュアの慣性モーメント）である。図中Ｂで示す破線は目標とする騒音のレベルであって、図に示すように、慣性モーメント比率（％）を増加させることで騒音を低減することができ、慣性モーメント比率を１０％以上にすることで目標の低騒音化を図ることができる。これは、回転子の慣性モーメントの大半を占めるコア２２部分に対して、軸受１６を支点とした反コア側（ボス１７側）に適正な慣性モーメントを付与することにより、アマチュア１０の回転方向や曲げ方向の振動を減衰又は打ち消すことができて、ブラシ１２の摺動が安定して、特にブラシ騒音を低減できるためと考えられる。なお、慣性モーメント比率（％）の変化に対する騒音変化率（％）の変化が大きい範囲で構成することによって、効果的に騒音を低減できることができるが、慣性モーメント比率（％）を必要以上に大きくしすぎると装置の強度等に影響するほか、特に、電動パワーステアリング装置として重要な転追性などの操舵フィーリングに悪影響を及ぼす懸念があるため、慣性モーメント比率（％）の上限は、電動パワーステアリング装置の制御装置によって慣性の影響を補償できる程度とすることが望ましい。
【００２１】
以上のように、この実施の形態２の電動パワーステアリング装置においては、ＤＣブラシモータ１と、このモータ１の出力軸９と該モータ１によって駆動される入力軸２４との間に配設され、それ自身によってモータ１の回転力を出力軸９から入力軸２４に伝達するボス１７とを備え、ボス１７の慣性モーメントをモータ１の回転子の慣性モーメントに対して１０％以上としたため、簡単な構成で安価にＤＣブラシモータ１の騒音が低減できる電動パワーステアリング装置を得ることができる。ボス１７の慣性モーメントを増加させることで、新たな部品や工程の追加が最小限に抑制されて安価に構成でき、特にブラシ騒音が低減された電動パワーステアリング装置を得ることができるほか、ボス１７の直径を大きくして構成することによって、慣性モーメントを効果的に増加できるとともに、ボス１７の重量増加は抑制することができる。
【００２２】
また、ボス１７は、焼結部材により形成された一体品で構成されているので、部品点数の増加がなく、安価に構成できる。なお、ボス１７を冷間鍛造により形成された一体品で構成した場合も同様の効果を奏するが、焼結部材によって一体形成された場合に比べて比較的安価に構成できるが、スプライン部の精度はやや低下することが多い。
【００２３】
なお、ボス１７は、実施の形態１においては付与部１９を備えたもので説明し、実施の形態２においては焼結部材により形成された一体品で構成されたもので説明したが、ボス１７の構成を実施の形態１と実施の形態２を逆にして構成してもよいことは言うまでもない。
【００２４】
実施の形態３．
実施の形態３を、図７に基づいて説明する。図７は、図２又は図５と同様に図１の電動パワーステアリング装置用のＤＣブラシモータに配設されるボスの断面図であって、それ以外の構成は実施の形態１又は実施の形態２と同様の構成であり詳細な説明は省略する。図７において、ボス１７は、ボス本体１８の外周にドーナツ状の付与部１９の内周が圧入され固定されている。ボス本体１８は、焼結部材で形成されており、出力軸９に圧入するための内径部２５と、入力軸２４と連結するためのスプライン穴２６を備えており、ボス本体１８自身によってＤＣブラシモータ１の回転力は出力軸９から入力軸２４に伝達する機能を有するように構成されている。付与部１９は、鉄材を冷間鍛造によってドーナツ状に形成し、これを径方向に二個（１９ａ，１９ｂ）配設し、この間にゴム材等の粘弾性を有する弾性体１９ｃを介在させて構成されている。なお、付与部１９自身では、ＤＣブラシモータ１の回転力を出力軸９から入力軸２４に伝達しない。
【００２５】
以上のように、この実施の形態３の電動パワーステアリング装置においては、付与部１９は、その付与部１９の一部分に、弾性体１９ｃを介在させて構成しているので、付与部１９への振動の伝達や付与部１９自体の振動が抑制されて、更に効果的に騒音を低減することができる。弾性体１９ｃは、ボス本体１８の外面と、それに固定される付与部１９ｂの間に介在させてもよい。
【００２６】
実施の形態４．
実施の形態４を、図８に基づいて説明する。図８は、電動パワーステアリング装置用のＤＣブラシモータ１の出力軸９とギヤボックス３の入力軸２４の間に配設されるボス１７の断面図であって、実施の形態４のボス１７は前記入力軸２４側に固定されるボス１７を示すものである。それ以外の構成は実施の形態１乃至実施の形態３と同様の構成であり詳細な説明は省略する。図８において、ボス１７は、焼結部材で形成された一体品で構成されており、入力軸２４に圧入するための内径部２５ａと、ＤＣブラシモータ１の出力軸９側に設けられたスプラインと連結するためのスプライン穴２６ａを備えており、このボス１７自身によってＤＣブラシモータ１の回転力は出力軸９から入力軸２４に伝達する機能を有するように構成されている。ＤＣブラシモータ１の出力軸９の端部に設けられたスプラインが、入力軸２４に圧入されたボス１７のスプライン穴２６ａと連結して回転力が伝達される。
【００２７】
以上のように、この実施の形態４の電動パワーステアリング装置においては、入力軸２４側に固定されるボス１７を備えたものであるが、ボス１７の重量比率（％）や慣性モーメント比率（％）を実施の形態１又は実施の形態２の構成とすることによって、実施の形態１又は実施の形態２と同等の効果を得ることができる。なお、ボス１７を出力軸９に固定する構成のほうが、ボス１７を入力軸２４に固定する構成のものと比較して、スプライン等の連結部を介していないために更に効果的に騒音を低減することができる。
【００２８】
なお、上記各実施の形態では、ボス１７は、スプラインを備えたもので説明したが、凹凸の爪部を介して連結されるオルダムタイプ等の連結方法などであってもよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態１を示す電動パワーステアリング装置用のＤＣブラシモータの断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１を示すボスの断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１を示すＤＣブラシモータが取り付けられている様子を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１を示す重量比率に対する騒音変化率を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２を示すボスの断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２を示す慣性モーメント比率に対する騒音変化率を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態３を示すボスの断面図である。
【図８】本発明の実施の形態４を示すボスの断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  ＤＣブラシモータ、  ２  コラム、  ９  出力軸、  １７  ボス、  １９  付与部、  ２４  入力軸。
【図１】
2007030741.tif 000003
【図２】
2007030741.tif 000004
【図３】
2007030741.tif 000005
【図４】
2007030741.tif 000006
【図５】
2007030741.tif 000007
【図６】
2007030741.tif 000008
【図７】
2007030741.tif 000009
【図８】
2007030741.tif 000010