(57)【要約】【課題】異常な温度環境にもかかわらず、出力軸を円滑に回転させ、モータのロストルクの増大を抑える。【解決手段】モータケース５０内に、モータケース５０に固定されたステータ７７と、出力軸７１に固定され、出力軸７１を回転させるロータ７０と、モータケース５０の内周面５８ａ、６６ａと出力軸７１との間に設けられ、当該出力軸７１をモータケース５０に対して回転自在に支持する軸受５９、６７と、を有するモータ１３において、軸受５９、６７の外輪５９ｃ、６７ｃとモータケース５０の内周面５８ａ、６６ａとの間に、軸受５９、６７よりも回転摩擦の大きい補助軸受８１、８２が設けられている。【選択図】図３
2009165282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータケース内に、当該モータケースに固定されたステータと、出力軸に固定され、当該出力軸を回転させるロータと、モータケースの内周面と出力軸との間に設けられ、当該出力軸を前記モータケースに対して回転自在に支持する軸受と、を有するモータであって、
前記軸受の内輪と前記出力軸との間あるいは前記軸受の外輪と前記モータケースの内周面との間に、前記軸受よりも回転摩擦の大きい補助軸受が設けられていることを特徴とする、モータ。
【請求項２】
前記補助軸受は、複数の転動体を有する転がり軸受であることを特徴とする、請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記補助軸受は、すべり軸受であることを特徴とする、請求項１に記載のモータ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のモータによって車両のステアリング系に操舵補助トルクを与え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、モータ及びこれを用いた電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置は、例えばステアリングシャフトに固定されたウォームホイールに噛み合うウォームをモータで駆動することで操舵力を補助するものである。このような電動パワーステアリング装置に用いられるモータには、操舵フィーリングを向上させるために、ロストルクを低減することが求められている。ロストルクを低減する方法としては、モータのロータを構成する鉄心のヒステリシス損を低減するものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３５０３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のようなモータは、モータケース内に、当該モータケース側に固定されたステータと、回転力を外部に出力する出力軸側に固定されたロータを有し、当該出力軸は、軸受によってモータケースに対し回転自在に支持されている。このモータが例えば異常な高温度に曝されると、軸受のフリクションが増大することがある。この場合、モータのロストルクが増えて、電動パワーステアリング装置による良好な操舵フィーリングが十分に得られなくなることがある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するため、高温などの異常な温度環境にもかかわらず、出力軸を円滑に回転させ、モータのロストルクの増大を抑えることのできるモータ及び、そのモータを用いて良好な操舵フィーリングを維持できる電動パワーステアリング装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、モータケース内に、当該モータケースに固定されたステータと、出力軸に固定され、当該出力軸を回転させるロータと、モータケースの内周面と出力軸との間に設けられ、当該出力軸を前記モータケースに対して回転自在に支持する軸受と、を有するモータであって、前記軸受の内輪と前記出力軸との間あるいは前記軸受の外輪と前記モータケースの内周面との間に、前記軸受よりも回転摩擦の大きい補助軸受が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
かかる構成のモータによれば、異常な温度に曝されて、軸受のフリクションが増大しても、出力軸が補助軸受により円滑に回転するので、軸受のフリクションによる影響を最小限に抑えることができる。したがって、温度環境にかかわらず、モータのロストルクの増大を抑えることができる。
【０００８】
また、前記補助軸受は、複数の転動体を有する転がり軸受であっても良い。かかる構成によれば、軸受のフリクションが増大しても、複数の転動体を有する転がり軸受の補助軸受によって出力軸を円滑に回転できる。
【０００９】
また、前記補助軸受は、すべり軸受であっても良い。かかる構成によれば、軸受のフリクションが増大しても、相対的に摺動可能なすべり軸受の補助軸受によって出力軸を円滑に回転できる。
【００１０】
また、別の観点による本発明によれば、上記モータによって車両のステアリング系に操舵補助トルクを与える電動パワーステアリング装置が提供される。この電動パワーステアリング装置によれば、温度環境にかかわらず、出力軸を円滑に回転させ、モータのロストルクの増大を抑えて、良好な操舵フィーリングを維持できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、温度環境にかかわらず、出力軸を円滑に回転させ、モータのロストルクの増大を抑制して、例えば良好な操舵フィーリングを維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係るモータ及びこれを用いた電動パワーステアリング装置の各実施形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、コラム式の電動パワーステアリング装置１０を示したものであり、符号１１はステアリングシャフト、１２はステアリングシャフト１１のハウジング、２０はラック・ピニオン式運動変換機構、３０はウォーム減速機構であり、これらは車両のステアリング系を構成している。また、１３はステアリング系に操舵補助トルクを与えるパワーアシスト用のモータである。
【００１４】
ステアリングシャフト１１は、ステアリング入力軸（入力軸）１１ａとステアリング出力軸（出力軸）１１ｂとを備えており、ハウジング１２の内部に軸心回りに回転自在に支持されている。ハウジング１２は車室内部の所定位置に下部を前方に向けて傾斜した状態に固定されている。ステアリング入力軸１１ａは、その上端にステアリングホイール（図示せず）が固定されることになり、ステアリングホイールと同期回転する。
【００１５】
さらに、ステアリング入力軸１１ａとステアリング出力軸１１ｂとは、トルクセンサ４０のトーションバーを介して連結されている。操舵トルクは、ステアリングホイールからステアリング入力軸１１ａを経てステアリング出力軸１１ｂに伝達される。当該操舵トルクは、トルクセンサ４０により検出され、その検出された操舵トルクに基づいてモータ１３の出力が制御される。
【００１６】
ラック・ピニオン式運動変換機構２０は、長手方向を車両の左右方向として車両前部のエンジンルーム内にほぼ水平に配置され、軸方向に移動自在なラック軸２１と、ラック軸２１の軸心に対して斜めに支持されてラック軸２１の歯部に噛合する歯部を有するピニオン軸２２と、ラック軸２１及びピニオン軸２２を支承する筒状のケース２３とを備えている。ラック・ピニオン式運動変換機構２０のラック軸２１の両端側に設けられた図示略のナックルに、前輪のホイールが取り付けられる。
【００１７】
ピニオン軸２２とステアリング出力軸１１ｂの下端とは、２個の自在継手１５、１６及び連結部材１７で連結されている。また、ステアリング出力軸１１ｂの軸方向の中間位置にはウォーム減速機構３０が配置され、このウォーム減速機構３０を介してモータ１３から、車両のステアリング系であるステアリング出力軸１１ｂに対して操舵補助トルクが付与される。このウォーム減速機構３０は、図示は略すが、ステアリング出力部１１ｂと一体回転するウォームホイールと、このウォームホイールに直交方向に沿って噛み合うウォームとを備えており、ウォームがモータ１３の後述する出力軸に同軸且つ一体回転可能に連結されている。
【００１８】
次にモータ１３について説明する。図２に示すように、モータ１３は、その外側部分のモータケース５０を有している。モータケース５０は、有底略円筒状のケース本体５１と、このケース本体５１の開口側に取り付けられる略円環状のフランジ５２とで構成されている。
【００１９】
ケース本体５１は、モータ軸方向に沿う円筒状の胴部５３と、胴部５３のモータ軸方向の一側を閉塞する底部５４とを有している。
【００２０】
ケース本体５１の底部５４の中央には、開口側に向かって有底円筒状の軸受ハウジング５８が形成されている。この軸受ハウジング５８の内側には、リヤ側の軸受５９が装着されている。
【００２１】
フランジ５２は、ケース本体５１の開口側に嵌合するもので、ケース本体５１側の中央位置に、ケース本体５１とは反対側に凹んだ軸受ハウジング６６が形成されている。この軸受ハウジング６６の内側には、フロント側の軸受６７が保持されている。このフランジ５２の軸受６７と上記したケース本体５１の軸受５９により、ロータ７０の出力軸７１がモータケース５０に対し回転可能に支持されている。
【００２２】
ロータ７０は、出力軸７１と、この出力軸７１が中心位置に圧入固定されるロータコア７２とを備えており、このロータコア７２に、コイルが巻回されている。また、出力軸７１には、そのフロント側に、整流子７３が圧入固定されている。この整流子７３の外周側には、ブラシホルダ７４によって保持されたブラシ７５が設けられている。このブラシ７５とブラシホルダ７４は、フランジ５２に形成された保持凹部５２ａに保持されている。ブラシ７５は、整流子７３に接触して通電するようになっている。
【００２３】
また、モータ１３は、モータケース５０を構成するケース本体５１の胴部５３の内周壁に、複数のマグネット７６を有するステータ７７を備えている。そして、このモータ１３は、ロータ７０の出力軸７１がフランジ５２から外側に突出しており、この突出部分には、図１に示すウォーム減速機構３０のウォームが一体的に連結されている。
【００２４】
このように構成されたモータ１３は、ロータ７０のロータコア７２に巻回されたコイルにブラシ７５及び整流子７３を介して給電し、マグネット７６を有するステータ７７とロータ７０との間の磁力を変動させることにより、ステータ７７に対してロータ７０を回転させることができる。これにより、ロータ７０の回転力を出力軸７１を通じてウォーム減速機構３０のウォームに伝達できる。
【００２５】
モータ１３のリヤ側の軸受５９は、周方向に複数の転動体５９ａを保持する内輪５９ｂと外輪５９ｃとを有しており、この軸受５９の内輪５９ｂに出力軸７１が圧入固定されている。また、モータ１３のフロント側の軸受６７も、周方向に複数の転動体６７ａを保持する内輪６７ｂと外輪６７ｃとを有しており、この軸受６７の内輪６７ｂに出力軸７１が圧入固定されている。
【００２６】
また、図３に示すように、軸受５９の外輪５９ｃと軸受ハウジング５８の内周面５８ａとの間には、補助軸受８１が設けられている。この補助軸受８１は、例えばすべり軸受あるいは複数の転動体を備えた転がり軸受などからなり、接触する軸受５９よりも回転摩擦が大きくなっている。また、軸受６７の外輪６７ｃと軸受ハウジング６６の内周面６６ａとの間には、補助軸受８２が設けられている。これら補助軸受８２は、例えばすべり軸受あるいは複数の転動体を備えた転がり軸受などからなり、接触する軸受６７よりも回転摩擦が大きくなっている。
【００２７】
上記構成のモータ１３では、ロータ７０のロータコア７２に巻回されたコイルにブラシ７５及び整流子７３を介して給電すると、マグネット７６を有するステータ７７に対してロータ７０が回転する。このとき、モータ１３が異常温度に曝されると、軸受５９、６７のフリクションが増大し、出力軸７１の円滑な回転に影響することがある。しかし、本実施形態にかかるモータ１３では、このような場合に、補助軸受８１、８２により、軸受５９、６７の外輪５９ｃ、６７ｃが軸受ハウジング５８、６６に対し円滑に回転し、軸受５９、６７のフリクションによる出力軸７１の回転への影響が最小限に抑えられる。
【００２８】
以上、説明したように、本実施形態にかかるモータ１３によれば、例えば異常温度により、軸受５９、６７のフリクションが増大しても、出力軸７１が転がり軸受あるいはすべり軸受からなる補助軸受８１、８２により円滑に回転するので、軸受５９、６７のフリクションによる出力軸７１の回転への影響を抑制することができる。つまり、温度環境にかかわらず、出力軸７１を円滑に回転させ、モータ１３のロストルクの増大を抑制できる。これにより、このモータ１３を用いた電動パワーステアリング装置１０によれば、温度環境にかかわらず、良好な操舵フィーリングを維持することができる。
【００２９】
なお、上記実施形態では、軸受５９、６７の外輪５９ｃ、６７ｃと軸受ハウジング５８、６６の内周面５８ａ、６６ａとの間に、補助軸受８１、８２を設けたが、図４に示すように、軸受５９、６７の内輪５９ｂ、６７ｂと出力軸７１との間に、補助軸受８１、８２を設けても良い。そして、この場合も、例えば異常温度に曝されて、軸受５９、６７のフリクションが増大しても、出力軸７１が転がり軸受あるいはすべり軸受からなる補助軸受８１、８２により円滑に回転するので、軸受５９、６７のフリクションによる出力軸７１の回転への影響を最小限に抑えることができる。また、このモータ１３を用いた電動パワーステアリング装置１０によれば、温度環境にかかわらず、良好な操舵フィーリングを維持することができる。
【００３０】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係るモータ及びそれを用いた電動パワーステアリング装置を示す正面図である。
【図２】同モータの実施形態を示す全体断面図である。
【図３】同モータの軸受部分を示す概略断面図である。
【図４】同モータの軸受部分の変形例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  電動パワーステアリング装置
１３  モータ
５０  モータケース
５８、６６  軸受ハウジング
５８ａ、６６ａ  内周面
５９、６７  軸受
５９ｂ、６７ｂ  内輪
５９ｃ、６７ｃ  外輪
７０  ロータ
７１  出力軸
７７  ステータ
８１、８２  補助軸受
【図１】
2009165282.tif 000003
【図２】
2009165282.tif 000004
【図３】
2009165282.tif 000005
【図４】
2009165282.tif 000006