(57)【要約】【課題】ロータ反転時の異音の発生を抑えることが可能なＤＣモータのブラシ保持機構の提供を目的とする。【解決手段】本発明のＤＣモータ１０のブラシ保持機構８０は、角筒状ブラシホルダ３２の内部にブラシ４０を直動可能に保持した構造になっている。そのブラシ４０の後端部の外側面にはＯリング収容溝４１が形成され、そこにＯリング５２が装着されて角筒状ブラシホルダ３２の内側面に摺動可能に当接している。また、角筒状ブラシホルダ３２の前端部の内側面にもＯリング収容溝３３が形成され、そこにＯリング５１が装着されてブラシ４０の外側面に摺動可能に当接している。そして、これらＯリング５１，５２によりブラシ４０と角筒状ブラシホルダ３２との間の衝突を防ぎ、異音の発生を抑えている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＣモータのステータに角筒状ブラシホルダを取り付けてその内部にブラシを直動可能に遊嵌し、前記角筒状ブラシホルダ内の奥部に備えたスプリングの弾発力により前記ブラシの先端部を前記ロータに備えたコンミュテータに摺動可能に押し付けたＤＣモータのブラシ保持機構において、
前記ブラシを側方から囲み、前記角筒状ブラシホルダの内側面から前記ブラシを浮かせた状態に保持するＯリングを設けたことを特徴とするＤＣモータのブラシ保持機構。
【請求項２】
前記ブラシの後端部の外側面にＯリング収容溝を形成し、そのＯリング収容溝に前記Ｏリングを装着して前記角筒状ブラシホルダの内側面に摺動可能に当接させると共に、前記角筒状ブラシホルダの前端部の内側面にＯリング収容溝を形成し、そのＯリング収容溝に前記Ｏリングを装着して前記ブラシの外側面に摺動可能に当接させたことを特徴とする請求項１に記載のＤＣモータのブラシ保持機構。
【請求項３】
前記ブラシの後端部の外側面にＯリング収容溝を形成し、そのＯリング収容溝に前記Ｏリングを装着して前記角筒状ブラシホルダの内側面に摺動可能とし、
前記角筒状ブラシホルダの前端部における各角部を跨いで開口した４つのスリットを形成すると共に前記角筒状ブラシホルダの外側面に前記Ｏリングを装着しかつ前記各スリット内に進入させて前記ブラシの角部に摺動可能に当接させたことを特徴とする請求項１に記載のＤＣモータのブラシ保持機構。
【請求項４】
前記ブラシの外側面における直動方向の後端部と中間部とにＯリング収容溝をそれぞれ形成し、それらＯリング収容溝に前記Ｏリングをそれぞれ装着して前記角筒状ブラシホルダの内側面に摺動可能に当接させたことを特徴とする請求項１に記載のＤＣモータのブラシ保持機構。
【請求項５】
前記Ｏリング収容溝を前記Ｏリングより幅広にして、前記ブラシと共に前記Ｏリングを前記Ｏリング収容溝内の幅方向で直動可能としたことを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載のＤＣモータのブラシ保持機構。
【請求項６】
請求項２乃至５の何れかに記載のブラシ保持機構を有するＤＣモータを駆動源として備えたことを特徴とす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、ＤＣモータのロータに備えたコンミュテータにブラシを摺動可能に押し付けるＤＣモータのブラシ保持機構及びそのようなＤＣモータを備えた電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のブラシ保持機構として、ＤＣモータのステータに角筒状ブラシホルダを取り付けてその内部にブラシを直動可能に遊嵌し、角筒状ブラシホルダの奥部に備えたスプリングの弾発力によりブラシの先端部をロータに備えたコンミュテータに摺動可能に押し付けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−３２４７６６号公報（段落［００２２］、第１１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来のＤＣモータのブラシ保持機構では、ロータを反転した際にブラシと角筒状ブラシホルダの内面とが衝突して、異音が発生するという問題があった。特に、電動パワーステアリング装置の駆動源としてＤＣモータを使用した場合、ハンドルを反転したときにＤＣモータから異音が発生して車両内に伝わり、静粛性を妨げる原因になっていた。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ロータ反転時の異音の発生を抑えることが可能なＤＣモータのブラシ保持機構及びそのようなＤＣモータを備えた電動パワーステアリング装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係るＤＣモータ（１０）のブラシ保持機構（８０）は、ＤＣモータ（１０）のステータ（２０）に角筒状ブラシホルダ（３２，３２Ｖ，３２Ｗ）を取り付けてその内部にブラシ（４０，４０Ｗ）を直動可能に遊嵌し、角筒状ブラシホルダ（３２，３２Ｖ，３２Ｗ）内の奥部に備えたスプリング（６０）の弾発力によりブラシ（４０，４０Ｗ）の先端部をロータ（１１）に備えたコンミュテータ（１５）に摺動可能に押し付けたＤＣモータ（１０）のブラシ保持機構（８０）において、ブラシ（４０，４０Ｗ）を側方から囲み、角筒状ブラシホルダ（３２，３２Ｖ，３２Ｗ）の内側面からブラシ（４０，４０Ｗ）を浮かせた状態に保持するＯリング（５１〜５４）を設けたところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載のＤＣモータ（１０）のブラシ保持機構（８０）において、ブラシ（４０）の後端部の外側面にＯリング収容溝（４１）を形成し、そのＯリング収容溝（４１）にＯリング（５２）を装着して角筒状ブラシホルダ（３２）の内側面に摺動可能に当接させると共に、角筒状ブラシホルダ（３２）の前端部の内側面にＯリング収容溝（３３）を形成し、そのＯリング収容溝（３３）にＯリング（５１）を装着してブラシ（４０）の外側面に摺動可能に当接させたところに特徴を有する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１に記載のＤＣモータ（１０）のブラシ保持機構（８０）において、ブラシ（４０）の後端部の外側面にＯリング収容溝（４１）を形成し、そのＯリング収容溝（４１）にＯリング（５２）を装着して角筒状ブラシホルダ（３２Ｖ）の内側面に摺動可能とし、角筒状ブラシホルダ（３２Ｖ）の前端部における各角部を跨いで開口した４つのスリット（３５）を形成すると共に角筒状ブラシホルダ（３２Ｖ）の外側面にＯリング（５３）を装着しかつ各スリット（３５）内に進入させてブラシ（４０）の角部に摺動可能に当接させたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１に記載のＤＣモータ（１０）のブラシ保持機構（８０）において、ブラシ（４０Ｗ）の外側面における直動方向の後端部と中間部とにＯリング収容溝（４１，４４）をそれぞれ形成し、それらＯリング収容溝（４１，４４）にＯリング（５３，５４）をそれぞれ装着して角筒状ブラシホルダ（３２Ｗ）の内側面に摺動可能に当接させたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項２乃至４の何れかに記載のＤＣモータ（１０）のブラシ保持機構（８０）において、Ｏリング収容溝（３３，４１，４４）をＯリング（５１，５２，５４）より幅広にして、ブラシ（４０，４０Ｗ）と共にＯリング（５１，５２，５４）をＯリング収容溝（３３，４１，４４）内の幅方向で直動可能としたところに特徴を有する。
【００１０】
請求項６の発明に係る電動パワーステアリング装置は、請求項２乃至５の何れかに記載のブラシ保持機構（８０）を有するＤＣモータ（１０）を駆動源として備えたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１のＤＣモータのブラシ保持機構では、ブラシを側方から囲み、角筒状ブラシホルダの内側面からブラシを浮かせた状態に保持するＯリングを設けたので、ロータが反転したときにＯリングがブラシと角筒状ブラシホルダとの間の緩衝材（クッション）の役割を果たし、それらブラシと角筒状ブラシホルダとの衝突による異音の発生を抑えることができる。
【００１２】
請求項２及び３の構成では、ブラシの後端部と角筒状ブラシホルダの前端部とにＯリングを対にして装着したので、ブラシが先端部側から徐々に消耗して、ブラシの後端部が角筒状ブラシホルダの前端部に到達するまで、ブラシを１対のＯリングにて角筒状ブラシホルダの内面から浮かした状態に保持することができる。これにより、ブラシが安定しかつブラシと角筒状ブラシホルダとの衝突による異音の発生を確実に抑えることができる。これに加えて、請求項３の構成では、角筒状ブラシホルダの外側面に装着したＯリングをその角筒状ブラシホルダに形成した各スリット内に進入させてブラシに当接させる構成としたので、Ｏリングの装着作業が容易になる。
【００１３】
また、請求項４の構成によれば、ブラシの外側面における直動方向の後端部と中間部とにＯリングを対にしたので、ブラシが先端部側から徐々に消耗して、ブラシの中間部が角筒状ブラシホルダの前端部に到達するまで、ブラシを１対のＯリングで角筒状ブラシホルダの内面から浮かすことができる。これにより、ブラシが安定しかつブラシと角筒状ブラシホルダとの衝突による異音の発生を確実に抑えることができる。
【００１４】
さらに、請求項５の構成によれば、Ｏリング収容溝をＯリングより幅広にしてＯリングをＯリング収容溝内で直動可能としたので、ブラシが直動方向に前後する際のＯリングの摩擦抵抗を抑えることができる。
【００１５】
また、請求項６の電動パワーステアリング装置は、請求項２乃至５の何れかに記載のブラシ保持機構を有するＤＣモータを駆動源として備えているので、静粛性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態のＤＣモータ１０のロータ１１は、ロータシャフト１３の一端寄り位置にロータコア１２Ｃを一体回転可能に備えかつ、ロータシャフト１３の他端寄り位置にコンミュテータ１５（所謂、整流子）を一体回転可能に備えた構造になっている。そして、ロータシャフト１３の両端部がベアリング１４，１４を介してステータ２０に回転可能に軸支されている。
【００１７】
ロータコア１２Ｃの外周面には、周方向に複数のティース１２Ｔが均等配置して備えられ、それら各ティース１２Ｔに図示しないコイルが巻回されている。また、コンミュテータ１５の外周面には、その周方向に複数の電極としてのセグメント１５Ｓが均等配置して固定されている。各セグメント１５Ｓは、コンミュテータ１５に軸方向と平行に延びると共に、図２に示すように、コンミュテータ１５の軸方向から見た断面形状が円弧状になっている。そして、各セグメント１５Ｓの外側円弧面がコンミュテータ１５全体の外周面の一部を構成している。また、各ティース１２Ｔのコイル（図示せず）の両端末は、コンミュテータ１５の周方向で例えば９０度離れた所定の１対のセグメント１５Ｓ，１５Ｓにそれぞれ接続されている。
【００１８】
ステータ２０の内周面には、ロータ１１のティース１２Ｔに対応させて図１に示した複数の永久磁石２２が周方向に均等配置して固定されている。また、ステータ２０の一端部には、図２に示した例えば４つのブラシ４０がコンミュテータ１５の周りに９０度の間隔を開けて均等配置されている。そして、各ブラシ４０が、ステータ２０に固定された角筒状ブラシホルダ３２に直動可能に保持され、ブラシ４０の先端部がコンミュテータ１５に摺動可能に当接している。
【００１９】
図１に示すように、角筒状ブラシホルダ３２は、ステータ２０に備えたホルダ固定部３１に取り付けられている。角筒状ブラシホルダ３２は、図２に示すように、コンミュテータ１５の径方向に延びた両端開放の角筒形状になっている。そして、角筒状ブラシホルダ３２の前端側の開放口がコンミュテータ１５の外周面に対して僅かに離れた位置から対向し、角筒状ブラシホルダ３２の後端側の開放口がホルダ固定部３１によって閉塞されている。
【００２０】
また、角筒状ブラシホルダ３２の開放口の形状は長方形になっており、その長方形の長辺がコンミュテータ１５の軸方向に延び（図１参照）、短辺がコンミュテータ１５の外周面の接線方向に延びている（図２参照）。さらに、図４に示すように、角筒状ブラシホルダ３２のうち幅狭の一方の側壁部には、ケーブル挿通孔３２Ａが形成されている。そのケーブル挿通孔３２Ａは、角筒状ブラシホルダ３２の前端寄り位置から後端寄り位置まで延びている。
【００２１】
角筒状ブラシホルダ３２のうち先端部の内面には、Ｏリング収容溝３３が形成されている。Ｏリング収容溝３３は、角筒状ブラシホルダ３２の内周面全体に亘って連続した環状溝構造をなし、このＯリング収容溝３３の反対面は、角筒状ブラシホルダ３２の先端部の外面から突出した環状突部３３Ｔ（図３参照）になっている。そして、このＯリング収容溝３３内にＯリング５１が装着され、そのＯリング５１の一部が角筒状ブラシホルダ３２全体の内面から内側に突出した状態になっている。また、Ｏリング収容溝３３の幅は、Ｏリング５１の外径に比べて例えば２倍以上の大きさになっている。
【００２２】
ブラシ４０は、角筒状ブラシホルダ３２の内部に直動可能に遊嵌された略角柱形状をなしている。そして、角筒状ブラシホルダ３２の後端側の奥部に備えた圧縮コイルバネ６０（本発明の「スプリング」に相当する）によって前方（コンミュテータ１５側）に付勢されている。また、図２に示すように、ブラシ４０の先端面は、コンミュテータ１５の軸方向から見ると、コンミュテータ１５の外周面と同じ曲率の円弧面になっており、コンミュテータ１５の外周面に面接触している。さらに、図３に示すように、ブラシ４０の先端面は、コンミュテータ１５の軸方向における中央部に円弧状の陥没部４３が形成されている。これにより、ブラシ４０が先端側から徐々に摩耗して行き、それに伴って後述する圧縮コイルバネ６０の弾発力が下がるに従って、ブラシ４０とコンミュテータ１５との接触面積が増加するようになっている。
【００２３】
ブラシ４０の後端部には、Ｏリング収容溝４１が形成されている。Ｏリング収容溝４１は、ブラシ４０の側面全体に亘って連続した環状溝構造をなしている。そして、このＯリング収容溝３３内にＯリング５２が装着され、そのＯリング５２の一部がブラシ４０全体の外側面から外側に突出した状態になっている。また、Ｏリング収容溝４１の幅は、Ｏリング５２の外径に比べて例えば２倍以上の大きさになっている。
【００２４】
ブラシ４０のうち角筒状ブラシホルダ３２におけるケーブル挿通孔３２Ａを有した壁部と対向する一側面には、Ｏリング収容溝４１より後側位置にケーブル４２が接続されている。そして、そのケーブル４２が角筒状ブラシホルダ３２のケーブル挿通孔３２Ａを介して角筒状ブラシホルダ３２の外側に引き出されている。また、ケーブル４２は、ブラシ４０の角筒状ブラシホルダ３２内における直動動作を妨げないように弛みを設けた状態でステータ２０内の所定の部位に固定されている。そして、複数のケーブル４２がステータ２０内で一纏めにされ、図１に示すように、ステータ２０の外面から側方に電源ケーブル２０Ｌとして引き出されている。
【００２５】
図３に示すように、Ｏリング５１，５２は、ブラシ４０と角筒状ブラシホルダ３２との間に挟まれた状態で断面形状が円形に保たれている。そして、ブラシ４０を角筒状ブラシホルダ３２の内面から浮かせた状態に保持している。また、Ｏリング５１，５２には潤滑油が付着しており、これにより、ブラシ４０がＯリング５１，５２を介して角筒状ブラシホルダ３２内でスムーズに滑って直動することができる。
【００２６】
以上説明したブラシ４０と角筒状ブラシホルダ３２とＯリング５１，５２と圧縮コイルバネ６０とから本発明に係るブラシ保持機構８０が構成されている。このブラシ保持機構８０を備えたＤＣモータ１０は、例えば、図示しない電動パワーステアリング装置の駆動源に用いられ、ハンドルの操舵をアシストするために、図示しない車両のハンドルと一体回転するステアリングシャフトにギヤ連結されている。そして、運転状況に応じてステアリングシャフトにトルクを付与する。
【００２７】
本実施形態の構成に関する説明は以上である。次に、この実施形態の作用効果について説明する。ハンドルを操舵すると、電動パワーステアリング装置の駆動源として備えたＤＣモータ１０のロータ１１（図１参照）がハンドルに連動して回転する。ここで、ロータ１１が例えば、図２における時計回り方向に回転した場合には、ブラシ４０の先端部がコンミュテータ１５との摩擦により図２における時計回り方向に引っ張られ、角筒状ブラシホルダ３２の一方の側壁部とブラシ４０との間でＯリング５１，５２が若干押し潰されるように弾性変形する。そして、ロータ１１が反転し、図２の反時計回り方向の回転に切り替わった場合には、ブラシ４０の先端部がコンミュテータ１５との摩擦により図２における反時計回り方向に引っ張られ、角筒状ブラシホルダ３２の他方の側壁部とブラシ４０との間でＯリング５１，５２が若干押し潰されるように弾性変形する。
【００２８】
このように、本実施形態のＤＣモータ１０のブラシ保持機構８０では、ロータ１１が反転したときにＯリング５１，５２がブラシ４０と角筒状ブラシホルダ３２との間の緩衝材（クッション）の役割を果たし、それらブラシ４０と角筒状ブラシホルダ３２との衝突による異音の発生を抑えることができる。これにより、ＤＣモータ１０及びＤＣモータ１０を駆動源にして備えた電動パワーステアリング装置（図示せず）の静粛性能が向上する。
【００２９】
また、本実施形態では、ブラシ４０の後端部と角筒状ブラシホルダ３２の前端部とにＯリング５１，５２を対にして装着したので、ブラシ４０が先端部側から消耗して、ブラシ４０の後端部が角筒状ブラシホルダ３２の前端部に到達するまで、ブラシ４０を１対のＯリング５１，５２にて角筒状ブラシホルダ３２の内面から浮かした状態に保持することができ、これにより、ブラシ４０が安定しかつブラシ４０と角筒状ブラシホルダ３２との衝突による異音の発生を確実に抑えることができる。
【００３０】
しかも、各Ｏリング収容溝３３，４１をＯリング５１，５２より幅広にしてＯリング５１，５２をＯリング収容溝３３，４１内で直動可能としたので、ブラシ４０が直動方向で前後する際のＯリング５１，５２の摩擦抵抗を抑えることができる。
【００３１】
［第２実施形態］
本実施形態は図５及び図６に示されており、角筒状ブラシホルダ３２Ｖの構成が前記第１実施形態と異なる。図５に示すように、本実施形態の角筒状ブラシホルダ３２Ｖには、その前端部における各角部を跨ぐようにスリット３５が形成されている。そして、図６に示すように、角筒状ブラシホルダ３２Ｖの外側面にＯリング５３が装着されて各スリット３５内に進入し、ブラシ４０（図２〜４参照）の角部に摺動可能に当接する構造になっている。上記構成以外は、第１実施形態と同じであるので、重複した説明は省略する。
【００３２】
本実施形態の構成によれば、前記第１実施形態の作用効果に加え、角筒状ブラシホルダ３２Ｖの外側面に装着したＯリング５３をスリット３５内に進入させてブラシ４０に当接させる構造にしたので、Ｏリング５３を角筒状ブラシホルダ３２Ｖの内側に装着する場合に比べて装着作業が容易になる。
【００３３】
［第３実施形態］
本実施形態の角筒状ブラシホルダ３２Ｗは、図７に示されており、前記第１実施形態の角筒状ブラシホルダ３２からＯリング収容溝３３を排除した構造になっている。また、本実施形態のブラシ４０Ｗの外側面には、その直動方向の後端部と中間部とにＯリング収容溝４１，４４がそれぞれ形成されている。そして、それらＯリング収容溝４１，４４にＯリング５３，５４をそれぞれ装着され、角筒状ブラシホルダ３２Ｗの内側面に摺動可能に当接している。上記構成以外は、第１実施形態と同じであるので、重複した説明は省略する。
【００３４】
本実施形態の構成によれば、ブラシ４０Ｗの外側面における直動方向の後端部と中間部とにＯリング５３，５４を対にしたので、ブラシ４０Ｗが先端部側から消耗して、ブラシ４０Ｗの中間部が角筒状ブラシホルダ３２Ｗの前端部に到達するまで、ブラシ４０Ｗを１対のＯリング５３，５４にて角筒状ブラシホルダ３２の内面から浮かした状態に保持することができ、これにより、ブラシ４０が安定しかつブラシ４０と角筒状ブラシホルダ３２との衝突による異音の発生を確実に抑えることができる。
【００３５】
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るＤＣモータの側断面図
【図２】ＤＣモータの軸方向から見たブラシ保持機構の断面図
【図３】ＤＣモータの軸方向と直交する方向から見たブラシ保持機構の断面図
【図４】ＤＣモータの軸方向から見たブラシ保持機構の断面図
【図５】第２実施形態の角筒状ブラシホルダの斜視図
【図６】角筒状ブラシホルダの断面図
【図７】第３実施形態のブラシ保持機構の断面図
【符号の説明】
【００３７】
１０    ＤＣモータ
１１    ロータ
１５    コンミュテータ
２０    ステータ
３２，３２Ｖ，３２Ｗ    角筒状ブラシホルダ
３３，４１，４４  リング収容溝
３５    スリット
４０，４０Ｗ    ブラシ
４３    陥没部
５１〜５４    Ｏリング
６０    圧縮コイルバネ（スプリング）
８０    ブラシ保持機構
【図１】
2009077553.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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