(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵機構に連携して回転するモータシャフトと、前記モータシャフトに固定されコイルに導通するコミュテータと、前記コミュテータに摺接する一対のブラシと、前記ブラシが配置されるモータ室と、前記ブラシに駆動電流を供給するコントローラと、前記コントローラが配置されるコントローラ室と、前記モータ室と前記コントローラ室を仕切る隔壁と、前記隔壁を貫通して前記コントローラと前記ブラシを結ぶ配線を通す配線穴とを備え、前記モータ室に発生する前記ブラシの摩耗粉が前記配線穴と前記配線の間を通って前記コントローラ室に侵入する可能性がある電動パワステアリング装置にあって、前記モータシャフトを略水平に配置し、前記ブラシの摺動方向を略水平に対向配置し、前記各ブラシを共通の中心線Ｌ上にて前記コミュテータを挟んで互い対向するように配置し、この中心線Ｌが略水平となるようにモータを車両に搭載し、配線穴をブラシより上方に配置したことを特徴とする電動パワステアリング装置。
【請求項２】
前記モータシャフトの回転中心と前記配線穴の中心を結ぶ直線を配線中心線Ｔとすると、前記２つの配線中心線Ｔ間の挟み角度θを６０〜１２０°の範囲に設定したことを特徴とする請求項１に記載の電動パワステアリング装置。
【請求項３】
前記操舵機構に連携するラック軸と、ハンドルの回転を前記ラック軸に伝えるピニオンと、前記モータの回転を前記ラック軸に伝えるアシストピニオンと、を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の電動パワステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータによりアシスト力を付与する電動パワステアリング装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電動パワステアリング装置として、例えば特開平９−３０４３４号公報に開示されているように、電動モータとそのコントローラを共通のケースに収装してユニット化するものがあった。これにより、コントローラとモータを結ぶ外部配線が不要となり、モータ駆動電流による放射ノイズの影響を小さく抑えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の電動パワステアリング装置にあっては、モータとコントローラを共通のケースに収装することにより、モータ室に発生するブラシの摩耗粉がコントローラ室に侵入しやすいという不都合が考えられる。
【０００４】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、電動モータとコントローラをユニット化した電動パワステアリング装置において、ブラシの摩耗粉等による悪影響を抑えることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、操舵機構に連携して回転するモータシャフトと、モータシャフトに固定されコイルに導通するコミュテータと、コミュテータに摺接する一対のブラシと、ブラシが配置されるモータ室と、ブラシに駆動電流を供給するコントローラと、コントローラが配置されるコントローラ室と、モータ室とコントローラ室を仕切る隔壁と、隔壁を貫通してコントローラとブラシを結ぶ配線を通す配線穴とを備える、モータ室に発生するブラシの摩耗粉が配線穴と配線の間を通ってコントローラ室に侵入する可能性がある電動パワステアリング装置に適用する。
【０００６】
そして、モータシャフトを略水平に配置し、ブラシの摺動方向を略水平に対向配置し、各ブラシを共通の中心線Ｌ上にてコミュテータを挟んで互い対向するように配置し、この中心線Ｌが略水平となるようにモータを車両に搭載し、配線穴をブラシより上方に配置するものとした。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、モータシャフトの回転中心と配線穴の中心を結ぶ直線を配線中心線Ｔとすると、２つの配線中心線Ｔ間の挟み角度θを６０〜１２０°の範囲に設定するものとした。
【０００８】
第３の発明は、第１または第２の発明において、操舵機構に連携するラック軸と、ハンドルの回転をラック軸に伝えるピニオンと、モータの回転をラック軸に伝えるアシストピニオンとを備えるものとした。
【０００９】
【発明の作用および効果】
第１の発明において、ブラシの摩耗粉はモータ室において各ブラシホルダより下方の領域で落下するため、ブラシの摺動方向を略水平に対向配置し、配線穴をブラシより上方に配置することにより、摩耗粉が配線穴を通ってコントローラ室に侵入することを抑えられ、コントローラの作動不良を来すことを防止できる。
【００１０】
また、ブラシを略水平方向に摺動することにより、車両の上下振動がブラシの摺動方向に入力されず、ブラシがコミュテータから離れて接触不良を来すことを防止でき、モータの作動を安定させることができる。
【００１１】
第２の発明において、配線中心線Ｔの挟み角度θを６０〜１２０°範囲に設定して、各ブラシに対する各配線穴の高さを十分に確保することにより、摩耗粉が配線穴を通ってコントローラ室に侵入することを有効に抑えられる。
【００１２】
第３の発明において、ラック軸に対してモータの回転を伝えるアシストピニオンをハンドルの回転を伝えるピニオンと別に設ける２ピニオンタイプの構造とすることにより、車両の限られたスペースにおいてモータを配置する自由度が大きくなり、各ブラシが略水平方向に摺動するようにモータを配置することが容易にできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１に示すように、ラックピニオン式のステアリング装置は、運転者によって操舵されるハンドル１の回転が入力側シャフト２および出力側シャフト１５等を介してピニオン３に伝えられ、ピニオン３に噛み合うラック軸４が左右方向に移動することにより、左右のタイロッド５およびナックルアーム６を介して車輪７の向きが変わる。
【００１５】
ラックアシスト式の電動パワステアリング装置は、ラック軸４に噛み合うアシストピニオン１２を備え、電動モータ５０の回転をアシストピニオン１２に伝えて、パワーアシストを行う。
【００１６】
操舵トルクを検出する手段として、入力側シャフト２と出力側シャフト１５の間にはトーションバー１６が介装され、トーションバー１６のねじれ量を検出するトルクセンサ１７を備える。
【００１７】
コントローラ２０は、トルクセンサ１７から送られる操舵トルクの検出信号と、図示しない車速センサから送られる車速の検出信号とを入力し、これらの信号に応じてモータ５０のコイルに供給される電流を制御し、モータ５０の出力トルク（パワーアシスト力）を調節する。
【００１８】
コントローラ２０は、図示しないバッテリからの電流をモータ５０への駆動電流に変換して出力する駆動回路と、信号を処理する制御回路等によって構成され、これらを構成する図示しない部品が基板にプリント配線により接続されている。
【００１９】
図２に示すように、モータ５０は、回転可能に支持されるモータシャフト５２と、モータシャフト５２の途中に固定されるコイル５５と、同じくモータシャフト５２の途中に固定されコイル５５に導通するコミュテータ５７と、コミュテータ５７に摺接してコントローラ２０からの駆動電流を供給する一対のブラシ５８と、コイル５５のまわりに固定される永久磁石からなるステータ５６等によって構成される。
【００２０】
モータシャフト５２はその途中がベアリング５３を介してケース３０に回転自在に支持され、その一端がベアリング５４を介してモータハウジング４０に回転自在に支持される。モータシャフト５２はその他端がトルクリミッタ１８を介して例えばギアハウジンク３７内のウォームギア７５とホイールギア７６とからなる減速機構を介してアシストピニオン１２のシャフト１２Ａに連結され、モータ５０のトルクをトルクリミッタ１８を介してアシストピニオン１２に伝達する。ケース３０にはモータシャフト５２を貫通させる中心穴３１と、ベアリング５３が嵌め込まれる環状凹部３５が形成される。
【００２１】
図３にも示すように、モータ５０は各ブラシ５８を摺動可能に支持する一対のブラシホルダ５９を備える。各ブラシホルダ５９は、筒状をしたホルダ部６３を有し、ホルダ部６３に棒状のブラシ５８が摺動可能に嵌合される。ブラシ５８はスプリング６９の付勢力によりコミュテータ５７に押し付けられる。
【００２２】
ところで、車両の振動が各ブラシ５８の摺動方向に入力された場合、ブラシ５８がコミュテータ５７から離れて接触不良を来す可能性がある。
【００２３】
この対策として、各ブラシ５８を略水平方向に摺動するように配置して、車両の上下振動が各ブラシ５８の摺動方向に入力されないようにする。つまり、各ブラシ５８は共通の中心線Ｌ上にてコミュテータ５７を挟んで互い対向するように配置され、この中心線Ｌが略水平となるようにモータ５０を車両に搭載する。
【００２４】
各ブラシホルダ５９は金属板により形成され、コントローラ２０からの電流をワイヤー状のピグテール線６４を介してブラシ５８に導く。各ブラシホルダ５９はコントローラ２０に接続するターミナル６６と、ピグテール線６４の一端が接続される端子６５を有し、これらが一体形成される。ピグテール線６４の他端はブラシ５８に結合される。
【００２５】
電動パワステアリング装置を構成するモータ５０とコントローラ２０とを共通のケース３０を介して収装してこれらをユニット化する。図２において、ケース３０の右側にはモータハウジング４０との間にモータ５０を収装するモータ室３９が画成される一方、ケース３０の左側にはギアハウジング３７との間にコントローラ２０を収装するコントローラ室３８が画成される。
【００２６】
筒状をしたケース３０は、モータ室３９とコントローラ室３８を仕切る円盤状をした隔壁３２と、モータハウジング４０を嵌合させるフランジ部３３と、ギアハウジング３７を嵌合させるフランジ部３４とを有して、これらがアルミを材質として一体形成される。
【００２７】
隔壁３２のモータ室３９側には絶縁材からなる円盤状をしたプレート６１がケース３０にビス６２を介して締結され、プレート６１に各ブラシホルダ５９が結合される。
【００２８】
隔壁３２のコントローラ室３８側にはコントローラ２０の基板７１が取り付けられ、基板７１に設けられる回路を覆う絶縁材からなるカバー７２が介装される。
【００２９】
ケース３０の隔壁３２には各ターミナル６６を挿通させる一対の配線穴２９が形成される。各配線穴２９は隔壁３２を貫通し、モータ室３９とコントローラ室３８を連通する。金属製ブラシホルダ５９に一体形成されるターミナル６６は、配線穴２９を挿通し、それぞれの先端がコントローラ２０側に設けられた図示しない端子にはんだ付けにより固着される。
【００３０】
ところで、モータ室３９にはブラシ５８の摩耗粉が発生するが、多くの摩耗粉が配線穴２９を通ってコントローラ室３８に侵入すると、コントローラ２０の作動不良を来す原因になる。
【００３１】
この対策として、各ブラシ５８を略水平方向に摺動するように配置するとともに、各配線穴２９を各ブラシ５８より上方に配置して、ブラシ５８の摩耗粉が配線穴２９を通ってコントローラ室３８に侵入しないようにする。
【００３２】
各配線穴２９の中心とモータシャフト５２の回転中心Ｏを通る直線を配線中心線Ｔとすると、各配線中心線Ｔの挟み角度θを６０〜１２０°範囲に設定して、各ブラシ５８に対する各配線穴２９の高さを十分に確保する。本実施の形態において、各配線中心線Ｔは互いに略９０°の挟み角度θをもつよう配置する。
【００３３】
以上のように構成されて、次に作用について説明する。
【００３４】
コントローラ２０は操舵トルクと車速の検出信号を入力し、これらの信号に応じて電力をモータ５０を供給する。モータ５０はコントローラ２０から供給される電流がブラシホルダ５９とピグテール線６４とブラシ５８およびコミュテータ５７等を介してコイル５５に送られ、この電力に応じたパワーアシスト力を発生する。
【００３５】
各ブラシ５８を略水平方向に摺動するように配置したことにより、車両の上下振動が各ブラシ５８の摺動方向に入力されず、ブラシ５８がコミュテータ５７から離れて接触不良を来すことを防止でき、モータ５０の作動を安定させることができる。
【００３６】
アシストピニオン１２をピニオン３と別に設ける２ピニオンタイプの構造とすることにより、車両の限られたスペースにおいてモータ５０を配置する自由度が大きくなり、各ブラシ５８が略水平方向に摺動するようにモータ５０を配置することが可能となる。
【００３７】
電動パワステアリング装置を構成するモータ５０とコントローラ２０を共通のケース３０に収装してユニット化することにより、コントローラ２０とモータ５０を結ぶ外部配線が不要となる。コントローラ２０の駆動回路とブラシ５８を結ぶ配線をブラシホルダ５９およびピグテール線６４等で構成して短縮することにより、送電ロスを低減して電圧降下を抑えられる。
【００３８】
しかし、モータ５０とコントローラ２０は共通のケース３０に収装することにより、モータ室３９に発生するブラシ５８の摩耗粉がコントローラ室３８に侵入する可能性がある。これに対処して、各ブラシ５８を略水平方向に摺動するように配置するとともに、各配線穴２９を各ブラシ５８より上方に配置する。ブラシ５８の摩耗粉はモータ室３９において各ブラシ５８より下方の領域で落下して溜まるため、摩耗粉が配線穴２９を通ってコントローラ室３８に侵入することを抑えられ、コントローラ２０の作動不良を来すことを防止できる。
【００３９】
各配線中心線Ｔの挟み角度θは６０〜１２０°範囲に設定して、各ブラシ５８に対する各配線穴２９の高さを十分に確保することにより、摩耗粉が配線穴２９を通ってコントローラ室３８に侵入することを有効に抑えられる。
【００４０】
他の実施の形態として、図１に破線で示すように、モータ５０が直接ピニオン３を駆動するように構成してもよい。また、モータ５０がギア装置７０を介して入力側シャフト２を駆動するように構成してもよい。この場合、前記実施の形態における２ピニオンタイプの構造に比べて、モータ５０の配置自由度が小さくなるものの、前記アシストピニオンを廃止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すシステム図。
【図２】同じくモータ等の断面図。
【図３】同じくブラシホルダ等の正面図。
【図４】同じくケース等の断面図。
【符号の説明】
３  ピニオン
４  ラック軸
１２  アシストピニオン
２０  コントローラ
２９  配線穴
３０  ケース
３２  隔壁
３８  コントローラ室
３９  モータ室
５０  モータ
５２  モータシャフト
５７  コミュテータ
５８  ブラシ
５９  ブラシホルダ
６４  ピグテール線
６６  ターミナル
【図１】
0003886278.tif 000002
【図２】
0003886278.tif 000003
【図３】
0003886278.tif 000004
【図４】
0003886278.tif 000005