JP2011151919A - Power feed brush, dc motor, and electric power steering device - Google Patents

Power feed brush, dc motor, and electric power steering device Download PDF

Info

Publication number
JP2011151919A
JP2011151919A JP2010010161A JP2010010161A JP2011151919A JP 2011151919 A JP2011151919 A JP 2011151919A JP 2010010161 A JP2010010161 A JP 2010010161A JP 2010010161 A JP2010010161 A JP 2010010161A JP 2011151919 A JP2011151919 A JP 2011151919A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
brush
width
power supply
motor
beginning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010010161A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5696362B2 (en
Inventor
Yoshiyuki Shibata
由之 柴田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JTEKT Corp filed Critical JTEKT Corp
Priority to JP2010010161A priority Critical patent/JP5696362B2/en
Publication of JP2011151919A publication Critical patent/JP2011151919A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5696362B2 publication Critical patent/JP5696362B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power feed brush for ensuring a high degree of silence from the beginning of use. <P>SOLUTION: A widening part 44 extended in a width direction to extend brush width W1 at the beginning of use is formed at the tip of the power feed brush 24. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、給電ブラシ、直流モータ及び電動パワーステアリング装置に関するものである。   The present invention relates to a power supply brush, a DC motor, and an electric power steering device.

一般に、ブラシ付の直流モータにおいて、その給電ブラシは、長尺略直方体状に形成される。そして、当該給電ブラシは、ブラシホルダ内に収容され、コイルばねに付勢されることにより、その先端が、整流子の周面に整列された複数のセグメントに摺接するようになっている。   Generally, in a DC motor with a brush, the power supply brush is formed in a long and substantially rectangular parallelepiped shape. The power supply brush is housed in a brush holder and biased by a coil spring so that the tip thereof is in sliding contact with a plurality of segments aligned on the peripheral surface of the commutator.

また、このような給電ブラシでは、その使用当初における摺接状態の早期安定化、即ち所謂「なじみ性」が一つの課題となっている。そして、従来、図8に示すように、給電ブラシ50の一側面(同図中、上側の面)に、その整流子51側の各セグメント52と摺接する先端側に向かって傾斜するテーパ面53を形成する構成が知られている(例えば、特許文献1(第1図)参照)。即ち、このようなテーパ面53を形成することにより、その使用当初において整流子51側の各セグメント52に摺接する先端部分の摺接面積が小さくなる。そして、その初期摺接部となる先端部分の磨耗を促進することによって、なじみ性の向上を図るようになっている。   Further, in such a power supply brush, an early stabilization of the sliding contact state at the beginning of use, that is, so-called “familiarity” is one problem. Conventionally, as shown in FIG. 8, a tapered surface 53 is inclined on one side surface (upper surface in FIG. 8) of the power supply brush 50 toward the tip end side in sliding contact with each segment 52 on the commutator 51 side. Is known (for example, see Patent Document 1 (FIG. 1)). That is, by forming such a tapered surface 53, the sliding contact area of the tip portion that comes into sliding contact with each segment 52 on the commutator 51 side at the beginning of use is reduced. Then, by promoting the wear of the tip portion that becomes the initial sliding contact portion, the conformability is improved.

ここで、このような先端側に傾斜するテーパ面53を有した給電ブラシ50は、そのテーパ面53が整流子51の軸線方向(同図に示す例では、軸方向上側)に位置するように配置される。即ち、図9に示すように、ブラシ幅(摺接面の幅)の広い場合(同図中、実線に示す波形M)とブラシ幅の狭い場合(同図中、一点鎖線に示す波形N)とを比較すると、ブラシ幅の狭い場合の方が、より短い時間で整流が完了する。そして、このように整流時間が短い場合には、その急峻な電流変化が振動や音の発生要因となるおそれがある。このため、上記のようなテーパ面53の形成により使用当初の摺接面積を小さくして初期摺接部となる先端部分の磨耗を促進する構成であっても、その磨耗の前後においてブラシ幅が変化しないよう、同テーパ面53を整流子51の軸線方向に配置するのである。   Here, in the power supply brush 50 having the tapered surface 53 inclined to the tip side, the tapered surface 53 is positioned in the axial direction of the commutator 51 (in the example shown in the figure, in the axial direction upper side). Be placed. That is, as shown in FIG. 9, when the brush width (the width of the sliding contact surface) is wide (the waveform M shown by the solid line in the figure) and when the brush width is narrow (the waveform N shown by the one-dot chain line in the figure). If the brush width is narrow, the rectification is completed in a shorter time. When the rectification time is short as described above, the steep current change may cause generation of vibration and sound. For this reason, even if it is the structure which accelerates | stimulates the wear of the front-end | tip part used as an initial sliding contact part by making the sliding surface area at the time of use small by formation of the above taper surfaces 53, the brush width is before and after the wear. The tapered surface 53 is disposed in the axial direction of the commutator 51 so as not to change.

特開2006−141200号公報JP 2006-141200 A

しかしながら、図10に示すように、未使用状態の給電ブラシ50には、多くの場合、その先端面54の角部(幅方向両端部)に、製造時の公差、或いはその後の磨耗等により形成された湾曲部55が存在することから、その使用当初におけるブラシ幅W1は、本来のブラシ幅W0よりも狭くなっている。このため、使用当初においては、上記テーパ面53の如何にかかわらず、こうした湾曲部55の存在に起因するブラシ幅の狭さが、音や振動を発生させる一因となっており、この点において、なお改善の余地が残されていた。   However, as shown in FIG. 10, the unused power supply brush 50 is often formed at the corners (both ends in the width direction) of the front end surface 54 due to manufacturing tolerances or subsequent wear. Since the curved portion 55 is present, the brush width W1 at the beginning of use is narrower than the original brush width W0. For this reason, at the beginning of use, regardless of the taper surface 53, the narrowness of the brush width due to the presence of the curved portion 55 is a cause of generating sound and vibration. There was still room for improvement.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、使用当初から高い静粛性を確保することのできる給電ブラシ、直流モータ及び電動パワーステアリング装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a power supply brush, a DC motor, and an electric power steering device that can ensure high silence from the beginning of use. is there.

上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、整流子の周面に設けられた各セグメントと摺接する給電ブラシであって、前記各セグメントと摺接する先端部分には、使用当初のブラシ幅を拡張すべく幅方向に延びる拡幅部が設けられること、を要旨とする。   In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is a power supply brush that is in sliding contact with each segment provided on the peripheral surface of the commutator, and is used at a tip portion that is in sliding contact with each segment. The gist is that a widened portion extending in the width direction is provided to expand the initial brush width.

上記構成によれば、使用当初において摺接面となる先端面の角部(幅方向両端部)に、製造時の公差やその後の磨耗等により形成された湾曲部が存在する場合であっても、その使用当初から十分なブラシ幅を確保することができる。その結果、使用当初のブラシ幅が本来のブラシ幅よりも狭くなることを防止して、それより生ずる整流時の急峻な電流変化に起因する振動や音の発生を抑えることができる。そして、これにより、使用当初から高い静粛性を確保することができる。   According to the above configuration, even when there is a curved portion formed due to tolerance at the time of manufacture, subsequent wear, or the like, at the corners (both ends in the width direction) of the tip surface that becomes the sliding contact surface at the beginning of use. A sufficient brush width can be secured from the beginning of its use. As a result, it is possible to prevent the brush width at the beginning of use from becoming narrower than the original brush width, and to suppress the generation of vibration and sound due to a sudden current change at the time of rectification. And thereby, high silence can be ensured from the beginning of use.

請求項2に記載の発明は、前記拡幅部は、使用当初のブラシ幅が、前記拡幅部が磨耗した後のブラシ幅以上となるように形成されること、を要旨とする。
即ち、静粛性の向上を図る観点からすれば、使用当初のブラシ幅が本来のブラシ幅以上である方が、小さい場合よりも影響が少ない。従って、上記構成のように、製造時の公差やその後の磨耗等により形成される上記湾曲部の存在を考慮して、予め使用当初のブラシ幅を大きく設定することで、使用当初から、その静粛性を担保するために十分なブラシ幅を確保することができる。尚、多くの場合、このような湾曲部の大きさについては、ある程度、事前に予想することが可能である。従って、この場合、拡幅部の最大幅は、当該拡幅部が磨耗した後における本来のブラシ幅に、その予想される湾曲部の大きさ(幅方向の長さ)を加えた長さとするとよい。
The gist of the invention according to claim 2 is that the widened portion is formed such that the brush width at the beginning of use is equal to or larger than the brush width after the widened portion is worn.
In other words, from the viewpoint of improving the quietness, the effect that the brush width at the beginning of use is equal to or larger than the original brush width is less affected than when it is small. Therefore, as in the above configuration, considering the existence of the curved portion formed due to manufacturing tolerances and subsequent wear, etc., the brush width at the beginning of use is set large in advance, so that the quietness from the beginning is used. A sufficient brush width can be ensured to ensure the property. In many cases, the size of such a curved portion can be predicted to some extent in advance. Therefore, in this case, the maximum width of the widened portion may be a length obtained by adding the expected size of the curved portion (length in the width direction) to the original brush width after the widened portion is worn.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の給電ブラシを備えた直流モータであること、を要旨とする。
上記構成によれば、使用当初から高い静粛性を確保することが可能な直流モータを提供することができる。
The gist of the invention described in claim 3 is a DC motor provided with the power supply brush according to claim 1 or claim 2.
According to the said structure, the direct-current motor which can ensure high silence from the beginning of use can be provided.

請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の直流モータを備えた電動パワーステアリング装置であること、を要旨とする。
上記構成によれば、使用当初から高い静粛性を確保することが可能な電動パワーステアリング装置を提供することができる。
The gist of the invention described in claim 4 is the electric power steering apparatus provided with the DC motor according to claim 3.
According to the said structure, the electric power steering apparatus which can ensure high silence from the beginning of use can be provided.

本発明によれば、使用当初から高い静粛性を確保することが可能な給電ブラシ、直流モータ及び電動パワーステアリング装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a power supply brush, a DC motor, and an electric power steering device that can ensure high silence from the beginning of use.

電動パワーステアリング装置(EPS)の概略構成図。The schematic block diagram of an electric power steering device (EPS). モータの断面図。Sectional drawing of a motor. 給電ブラシの斜視図。The perspective view of an electric power feeding brush. (a)給電ブラシの側面図、(b)給電ブラシの正面図。(A) Side view of power supply brush, (b) Front view of power supply brush. A−A断面図。AA sectional drawing. 別例の給電ブラシの斜視図。The perspective view of the electric power feeding brush of another example. (a)別例の給電ブラシの側面図、(b)別例の給電ブラシの正面図。(A) Side view of another example of the power supply brush, (b) Front view of another example of the power supply brush. 整流子(の各セグメント)に摺接する給電ブラシを示す説明図。Explanatory drawing which shows the electric power feeding brush which slidably contacts with a commutator (each segment). ブラシ幅と整流時間との関係を示す説明図。Explanatory drawing which shows the relationship between brush width and rectification | straightening time. 給電ブラシ先端面の角部(幅方向両端部)に形成される湾曲部、及びそのブラシ幅との関係を示す説明図。Explanatory drawing which shows the relationship between the curved part formed in the corner | angular part (width direction both ends) of a feed brush front end surface, and the brush width.

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、本実施形態の電動パワーステアリング装置(EPS)1において、ステアリング2が固定されたステアリングシャフト3は、ラックアンドピニオン機構4を介してラック軸5と連結されている。そして、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト3の回転は、ラックアンドピニオン機構4によりラック軸5の往復直線運動に変換される。尚、本実施形態のステアリングシャフト3は、コラムシャフト3a、インターミディエイトシャフト3b、及びピニオンシャフト3cを連結してなる。そして、このステアリングシャフト3の回転に伴うラック軸5の往復直線運動が、同ラック軸5の両端に連結されたタイロッド6を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪7の舵角、即ち車両の進行方向が変更される。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, in the electric power steering apparatus (EPS) 1 of this embodiment, a steering shaft 3 to which a steering 2 is fixed is connected to a rack shaft 5 via a rack and pinion mechanism 4. The rotation of the steering shaft 3 accompanying the steering operation is converted into a reciprocating linear motion of the rack shaft 5 by the rack and pinion mechanism 4. The steering shaft 3 of this embodiment is formed by connecting a column shaft 3a, an intermediate shaft 3b, and a pinion shaft 3c. Then, the reciprocating linear motion of the rack shaft 5 accompanying the rotation of the steering shaft 3 is transmitted to a knuckle (not shown) via tie rods 6 connected to both ends of the rack shaft 5, whereby the steering angle of the steered wheels 7. That is, the traveling direction of the vehicle is changed.

また、EPS1は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのEPSアクチュエータ10と、該EPSアクチュエータ10の作動を制御する制御手段としてのECU11とを備えている。   Further, the EPS 1 includes an EPS actuator 10 as a steering force assisting device that applies an assist force for assisting a steering operation to the steering system, and an ECU 11 as a control unit that controls the operation of the EPS actuator 10. .

本実施形態のEPSアクチュエータ10は、駆動源であるモータ12が減速機構13を介してコラムシャフト3aと駆動連結された所謂コラム型のEPSアクチュエータとして構成されている。尚、本実施形態では、モータ12には、ブラシ付の直流モータが採用されており、同モータ12は、ECU11から駆動電力の供給を受けることにより回転する。そして、EPSアクチュエータ10は、このモータ12の回転を減速してコラムシャフト3aに伝達することにより、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成となっている。   The EPS actuator 10 of the present embodiment is configured as a so-called column-type EPS actuator in which a motor 12 that is a drive source is drivingly connected to a column shaft 3 a via a speed reduction mechanism 13. In the present embodiment, a brushed DC motor is employed as the motor 12, and the motor 12 rotates when receiving drive power from the ECU 11. The EPS actuator 10 is configured to apply the motor torque as an assist force to the steering system by decelerating the rotation of the motor 12 and transmitting it to the column shaft 3a.

一方、ECU11には、トルクセンサ14及び車速センサ15が接続されており、ECU11は、これらトルクセンサ14及び車速センサ15により検出される操舵トルクτ及び車速Vに基づいて、操舵系に付与すべきアシスト力(目標アシスト力)を演算する。そして、その目標アシスト力に相当するモータトルクを発生させるべく、モータ12に対して駆動電力を供給することにより、同モータ12を駆動源とするEPSアクチュエータ10の作動、即ち操舵系に付与するアシスト力を制御する構成となっている。   On the other hand, a torque sensor 14 and a vehicle speed sensor 15 are connected to the ECU 11, and the ECU 11 should be applied to the steering system based on the steering torque τ and the vehicle speed V detected by the torque sensor 14 and the vehicle speed sensor 15. The assist force (target assist force) is calculated. Then, in order to generate a motor torque corresponding to the target assist force, by supplying driving power to the motor 12, the operation of the EPS actuator 10 using the motor 12 as a driving source, that is, the assist applied to the steering system. It is configured to control the force.

次に、本実施形態のEPSの駆動源であるモータの構成について説明する。
図2に示すように、本実施形態のモータ12は、略有底円筒状をなすヨーク20の内周に永久磁石21を固着してなる固定子22と、同永久磁石21の内側において回転自在に支承された電機子23と、同電機子23に給電する給電ブラシ24とを備えたブラシ付き直流モータとして構成されている。
Next, the configuration of the motor that is the drive source of the EPS of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 2, the motor 12 according to this embodiment includes a stator 22 formed by fixing a permanent magnet 21 to the inner periphery of a yoke 20 having a substantially bottomed cylindrical shape, and is rotatable inside the permanent magnet 21. Are configured as a DC motor with a brush including an armature 23 supported on the armature 23 and a power supply brush 24 that supplies power to the armature 23.

詳述すると、電機子23は、回転軸25に固定されることにより同回転軸25とともに一体回転する電機子コア26及び整流子27を備える。本実施形態では、回転軸25は、ヨーク20の底部20a及び同ヨーク20の開口端20bを閉塞するハウジング28にそれぞれ設けられた軸受29a,29bに軸支されることにより、ヨーク20の軸線に沿うように配置されている。そして、電機子23は、これにより、その電機子コア26が永久磁石21に対応する軸方向位置に配置された状態で、回転自在にヨーク20内に収容されている。   More specifically, the armature 23 includes an armature core 26 and a commutator 27 that are fixed to the rotary shaft 25 and rotate together with the rotary shaft 25. In the present embodiment, the rotary shaft 25 is pivotally supported by bearings 29a and 29b provided on the housing 28 that closes the bottom 20a of the yoke 20 and the opening end 20b of the yoke 20, so that the axis of the yoke 20 is aligned. It is arranged along. As a result, the armature 23 is rotatably accommodated in the yoke 20 with the armature core 26 disposed at the axial position corresponding to the permanent magnet 21.

さらに詳述すると、電機子コア26は、径方向外側に向かって放射状に延設された複数(本実施形態では22本)のティース30を有しており、これら各ティース30には、巻線(モータコイル)31が巻回されている。そして、固定子22側において同電機子コア26と対向する永久磁石21には、その周方向に沿って複数(本実施形態では4極)の磁極が形成されている。   More specifically, the armature core 26 has a plurality (22 in the present embodiment) of teeth 30 that extend radially outward in the radial direction. (Motor coil) 31 is wound. A plurality (four poles in this embodiment) of magnetic poles are formed along the circumferential direction of the permanent magnet 21 facing the armature core 26 on the stator 22 side.

一方、整流子27は、回転軸25に固定された円筒体32の周面に複数(本実施形態では、22個)のセグメント33を固定することにより形成される。具体的には、円筒体32は、ヨーク20内において、上記電機子コア26よりも開口端20b側(図2中、下側)に配置されており、各セグメント33は、円筒体32の周面に沿って所定間隔で整列配置されている。そして、これらの各セグメント33には、それぞれ、上記各ティース30に巻回された巻線31の一部が接続されている。   On the other hand, the commutator 27 is formed by fixing a plurality (22 in this embodiment) of segments 33 on the peripheral surface of the cylindrical body 32 fixed to the rotating shaft 25. Specifically, the cylindrical body 32 is arranged in the yoke 20 on the opening end 20b side (lower side in FIG. 2) from the armature core 26, and each segment 33 is arranged around the cylindrical body 32. It is aligned and arranged at predetermined intervals along the surface. Each segment 33 is connected to a part of the winding 31 wound around each of the teeth 30.

また、本実施形態のモータ12は、整流子27の径方向外側において、当該整流子27を囲むように周方向に沿って配置された複数(4本)の給電ブラシ24を有している。そして、これら各給電ブラシ24は、ブラシホルダ34内に収容され、付勢手段としてのコイルばね35に付勢されることにより、上記整流子27の周面に配設された各セグメント33に対し、その先端が摺接されている。   Further, the motor 12 of the present embodiment has a plurality (four) of power supply brushes 24 arranged along the circumferential direction so as to surround the commutator 27 on the radially outer side of the commutator 27. Each of the power supply brushes 24 is housed in a brush holder 34 and is urged by a coil spring 35 as urging means, whereby the segments 33 disposed on the peripheral surface of the commutator 27 are urged. The tip is in sliding contact.

さらに詳述すると、各給電ブラシ24には、所定角度をおいて周方向に離間した二つを組として、上記ECU11により、そのモータ回転に応じた正負の電圧が印加される。そして、これらの各給電ブラシ24が同整流子27の回転位置に応じた各セグメント33に摺接することにより、当該各セグメント33に接続された巻線31に対する通電が行われる。   More specifically, positive and negative voltages corresponding to the motor rotation are applied to each power supply brush 24 by the ECU 11 as a pair of two that are spaced apart in the circumferential direction at a predetermined angle. The power supply brushes 24 are in sliding contact with the segments 33 corresponding to the rotational position of the commutator 27, thereby energizing the windings 31 connected to the segments 33.

即ち、ブラシ付きモータである本実施形態のモータ12では、その電機子23の回転により各給電ブラシ24の摺接するセグメント33が移行することで、モータコイルを構成する巻線31に対する通電方向の切り替え(整流)が行なわれる。そして、モータ12は、その巻線31に対する通電により、当該巻線31と上記固定子22側に形成された各磁極との間に生ずる電磁力(電磁吸引力及び反発力)に基づくモータトルクを発生する構成となっている。   That is, in the motor 12 of the present embodiment, which is a motor with a brush, the segment 33 that is in sliding contact with each power supply brush 24 is moved by the rotation of the armature 23, thereby switching the energization direction with respect to the winding 31 constituting the motor coil. (Rectification) is performed. The motor 12 generates a motor torque based on an electromagnetic force (electromagnetic attractive force and repulsive force) generated between the winding 31 and each magnetic pole formed on the stator 22 side when the winding 31 is energized. It has a configuration that occurs.

(ブラシ形状)
次に、本実施形態のモータに用いられる給電ブラシの形状について説明する。
図3は、給電ブラシの斜視図、図4(a)(b)は、その側面図及び正面図、そして、図5は、そのA−A断面図である。
(Brush shape)
Next, the shape of the power supply brush used for the motor of this embodiment will be described.
FIG. 3 is a perspective view of the power supply brush, FIGS. 4A and 4B are a side view and a front view thereof, and FIG.

図3及び図4(a)(b)、並びに図5に示すように、略直方体状に形成された本実施形態の給電ブラシ24は、上述のように、その長手方向の一端を先端として整流子27の周面に整列配置された各セグメント33に摺接されるべく、整流子27の径方向外側に設けられたブラシホルダ34内に保持される(図2参照)。そして、本実施形態の給電ブラシ24は、その使用当初において整流子27側の各セグメント33との摺接面となる先端面40が、整流子27の周面に合わせて湾曲面(凹面)状に形成されている。   As shown in FIGS. 3, 4 (a) and 4 (b), and FIG. 5, the power supply brush 24 of the present embodiment formed in a substantially rectangular parallelepiped shape is rectified with one end in the longitudinal direction as a tip as described above. It is held in a brush holder 34 provided on the radially outer side of the commutator 27 so as to be in sliding contact with the segments 33 arranged in alignment on the peripheral surface of the child 27 (see FIG. 2). The power supply brush 24 of this embodiment has a curved surface (concave surface) in which the front end surface 40 which is a sliding contact surface with each segment 33 on the commutator 27 side in the initial use is matched with the circumferential surface of the commutator 27. Is formed.

また、本実施形態の給電ブラシ24において、その使用状態において整流子27の軸線方向に配置される一側面(上面41)には、当該整流子27の各セグメント33に対する摺接部となる先端側(図4(a)中、右側)に向かって傾斜するテーパ面42が形成されている。   Further, in the power supply brush 24 of the present embodiment, the one side surface (upper surface 41) arranged in the axial direction of the commutator 27 in the use state is a distal end side that is a sliding contact portion with respect to each segment 33 of the commutator 27. A tapered surface 42 that is inclined toward the right side in FIG. 4A is formed.

即ち、使用状態において整流子27の軸線方向に沿った方向の長さを「高さ」とすれば、このようなテーパ面42を形成することで、使用当初において整流子27側の各セグメント33との摺接面となる先端面40の高さH1は、当該テーパ面42が形成されていない部分の高さH0よりも低くなる。そして、本実施形態では、これにより、使用当初の摺接面積を小さくして、その初期摺接部となる先端部分の磨耗を促進することにより、その摺接状態について、早期の安定化を図る構成となっている。   That is, if the length in the direction along the axial direction of the commutator 27 in the use state is “height”, by forming such a tapered surface 42, each segment 33 on the commutator 27 side at the beginning of use. The height H1 of the front end surface 40 that becomes the sliding contact surface is lower than the height H0 of the portion where the tapered surface 42 is not formed. In the present embodiment, the sliding contact area at the beginning of use is thereby reduced, and the wear of the tip portion serving as the initial sliding contact portion is promoted, thereby achieving early stabilization of the sliding contact state. It has a configuration.

また、本実施形態の給電ブラシ24において、その初期摺接部となる先端部分には、使用当初のブラシ幅(摺接面の幅)W1を拡張すべく幅方向(使用状態において整流子27の周方向に沿った方向、図5中、左右方向)に延びる拡幅部44が設けられている。   Further, in the power supply brush 24 of the present embodiment, the tip portion that becomes the initial sliding contact portion is formed in the width direction (the width of the sliding contact surface) W1 in the width direction (in the use state of the commutator 27). A widened portion 44 extending in the direction along the circumferential direction (left and right direction in FIG. 5) is provided.

即ち、上述のように、未使用状態の給電ブラシには、多くの場合、その摺接面となる先端面の角部(幅方向両端部)に、製造時の公差やその後の磨耗等による形成された湾曲部が存在する(図10参照)。このため、その使用当初におけるブラシ幅W1は、本来のブラシ幅W0よりも狭くなっており、ひいては、これを要因とした音や振動が発生するおそれがある。   That is, as described above, an unused power supply brush is often formed at the corners (both ends in the width direction) of the front end surface serving as the sliding contact surface due to manufacturing tolerances and subsequent wear. There is a curved portion (see FIG. 10). For this reason, the brush width W1 at the beginning of its use is narrower than the original brush width W0, and as a result, there is a risk that sound and vibration will be generated due to this.

この点を踏まえ、本実施形態の給電ブラシ24では、上記のように、その先端部分に拡幅部44を形成することにより、使用当初から十分なブラシ幅を確保する。そして、これにより、使用当初から高い静粛性を確保することが可能となっている。   Considering this point, in the power supply brush 24 of the present embodiment, as described above, the widened portion 44 is formed at the tip portion, thereby ensuring a sufficient brush width from the beginning of use. This makes it possible to ensure high silence from the beginning of use.

詳述すると、本実施形態では、上記拡幅部44は、給電ブラシ24の使用状態において整流子27の周方向に沿った方向に配置される両側面(幅方向側面45,46)に、それぞれ、当該整流子27側の各セグメント33との摺接面となる先端面40から連続する態様で突部47,48を立設することにより形成されている。   More specifically, in the present embodiment, the widened portion 44 is respectively provided on both side surfaces (width direction side surfaces 45 and 46) arranged in the direction along the circumferential direction of the commutator 27 in the usage state of the power supply brush 24. The protrusions 47 and 48 are formed upright in a manner continuous from the tip surface 40 that is a sliding contact surface with each segment 33 on the commutator 27 side.

具体的には、本実施形態では、上記拡幅部44を構成する各突部47,48は、給電ブラシ24の長さ方向(同図中、上下方向)において、その先端側の長さLに示される範囲に形成されている。尚、この長さLは、使用当初において給電ブラシ24がブラシホルダ34に収容された際、その先端部分が当該ブラシホルダ34から突出する部分の長さよりも短く設定されている。   Specifically, in the present embodiment, each of the protrusions 47 and 48 constituting the widened portion 44 has a length L on the tip side in the length direction of the power supply brush 24 (vertical direction in the figure). It is formed in the range shown. The length L is set to be shorter than the length of the portion where the tip portion protrudes from the brush holder 34 when the power supply brush 24 is accommodated in the brush holder 34 at the beginning of use.

また、これらの各突部47,48は、それぞれ、当該各突部47,48が設けられた各幅方向側面45,46における先端側の各辺(先端面40側の各辺)に沿って、給電ブラシ24の高さ方向(図4(a)(b)中、上下方向)に延設されている。そして、本実施形態では、これにより、使用当初のブラシ幅W1が、その摺接面となる先端面40の高さ方向全域に亘って拡張されるようになっている。   Further, each of the protrusions 47 and 48 is along the side on the front end side (each side on the front end face 40 side) of each of the width direction side surfaces 45 and 46 where the protrusions 47 and 48 are provided. The power supply brush 24 extends in the height direction (the vertical direction in FIGS. 4A and 4B). In the present embodiment, the brush width W1 at the beginning of use is thereby extended over the entire height direction of the front end surface 40 serving as the sliding contact surface.

ここで、このように拡幅部44を形成した場合であっても、製造時の公差、或いはその後の磨耗等により、当該拡幅部44の角部、即ち先端面40の幅方向両端部に湾曲部49が形成されることに変わりない。そこで、本実施形態では、図5に示すように、上記各突部47,48の突出量、即ち拡幅部44の最大幅W2は、その未使用状態における給電ブラシ24のブラシ幅、つまり使用当初のブラシ幅W1が、当該拡幅部44が磨耗した後の本来のブラシ幅W0以上となるように設定されている。   Here, even when the widened portion 44 is formed in this way, curved portions are formed at the corners of the widened portion 44, that is, at both ends in the width direction of the distal end surface 40 due to manufacturing tolerances or subsequent wear. 49 is formed. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the protrusion amount of each of the protrusions 47 and 48, that is, the maximum width W2 of the widened portion 44 is the brush width of the power supply brush 24 in the unused state, that is, the initial use. The brush width W1 is set to be equal to or larger than the original brush width W0 after the widened portion 44 is worn.

即ち、静粛性の向上を図る観点からすれば、使用当初のブラシ幅W1が本来のブラシ幅W0以上(W1≧W0)である方が、小さい場合(W1<W0)よりも影響が少ない。従って、本実施形態では、その先端面40の幅方向両端に湾曲部49が形成されることを考慮して、予め使用当初のブラシ幅W1を大きく設定することにより、その静粛性を担保するために十分なブラシ幅を確保する構成となっている。   In other words, from the viewpoint of improving the quietness, the influence when the initial brush width W1 is equal to or larger than the original brush width W0 (W1 ≧ W0) is smaller than that when the brush width W1 is small (W1 <W0). Therefore, in the present embodiment, in consideration of the fact that the curved portions 49 are formed at both ends in the width direction of the tip surface 40, in order to ensure the quietness by setting the brush width W1 at the beginning of use large in advance. In this configuration, a sufficient brush width is secured.

以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
(1)給電ブラシ24の先端部分には、使用当初のブラシ幅W1を拡張すべく幅方向に延びる拡幅部44が形成される。
As described above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained.
(1) A widened portion 44 extending in the width direction is formed at the tip of the power supply brush 24 so as to expand the brush width W1 at the beginning of use.

上記構成によれば、その摺接面となる先端面40の角部(幅方向両端部)に、製造時の公差やその後の磨耗等により形成された湾曲部49が存在する場合であっても、使用当初から十分なブラシ幅を確保することができる。その結果、使用当初のブラシ幅W1が本来のブラシ幅W0よりも狭くなることを防止して、それより生ずる整流時の急峻な電流変化に起因する振動や音の発生を抑えることができる。そして、これにより、使用当初から高い静粛性を確保することができる。   According to the above configuration, even in the case where the curved portion 49 formed by the tolerance at the time of manufacture or the subsequent wear or the like exists at the corners (both ends in the width direction) of the front end surface 40 serving as the sliding contact surface. A sufficient brush width can be secured from the beginning of use. As a result, it is possible to prevent the initial brush width W1 from becoming narrower than the original brush width W0, and to suppress the generation of vibration and sound due to a sudden current change at the time of rectification. And thereby, high silence can be ensured from the beginning of use.

(2)拡幅部44の最大幅W2は、使用当初のブラシ幅W1が、当該拡幅部44が磨耗した後の本来のブラシ幅W0以上となるように設定される。
即ち、静粛性の向上を図る観点からすれば、使用当初のブラシ幅W1が本来のブラシ幅W0以上(W1≧W0)である方が、小さい場合(W1<W0)よりも影響が少ない。従って、上記構成のように、製造時の公差やその後の磨耗等により、その先端面40の幅方向両端に湾曲部49が形成されることを考慮して、予め使用当初のブラシ幅W1を大きく設定することで、使用当初から、その静粛性を担保するために十分なブラシ幅を確保することができる。尚、多くの場合、こうした先端面40の幅方向両端に形成される湾曲部49の大きさについては、ある程度、事前に予想することが可能である。従って、上記拡幅部44の最大幅W2は、本来のブラシ幅W0に、その予想される湾曲部49の大きさ(幅方向の長さ)を加えた長さとするとよい。
(2) The maximum width W2 of the widened portion 44 is set such that the brush width W1 at the beginning of use is equal to or larger than the original brush width W0 after the widened portion 44 is worn.
In other words, from the viewpoint of improving the quietness, the influence when the initial brush width W1 is equal to or larger than the original brush width W0 (W1 ≧ W0) is smaller than that when the brush width W1 is small (W1 <W0). Therefore, in consideration of the fact that the curved portions 49 are formed at both ends in the width direction of the tip surface 40 due to manufacturing tolerances and subsequent wear as in the above configuration, the brush width W1 at the beginning of use is increased in advance. By setting, it is possible to ensure a sufficient brush width from the beginning of use to ensure its quietness. In many cases, the size of the curved portions 49 formed at both ends in the width direction of the tip surface 40 can be estimated to some extent in advance. Therefore, the maximum width W2 of the widened portion 44 is preferably a length obtained by adding the expected size (length in the width direction) of the curved portion 49 to the original brush width W0.

(3)拡幅部44の形成範囲は、給電ブラシ24の長さ方向において、使用当初において該給電ブラシ24がブラシホルダ34に収容された際、該ブラシホルダ34から給電ブラシ24が突出する長さよりも短くなるように設定される。   (3) The formation range of the widened portion 44 is longer than the length that the power supply brush 24 protrudes from the brush holder 34 when the power supply brush 24 is accommodated in the brush holder 34 at the beginning of use in the length direction of the power supply brush 24. Is set to be shorter.

上記構成によれば、給電ブラシ24以外の部材については変更の必要がない。また、その拡幅部44の形成により生ずるモータ特性の変化を使用当初に限定することができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
According to the above configuration, there is no need to change members other than the power supply brush 24. Further, the change in motor characteristics caused by the formation of the widened portion 44 can be limited to the initial use.
In addition, you may change the said embodiment as follows.

・上記実施形態では、本発明をEPS1のモータ12に具体化したが、その他、EPS以外の用途に用いられるモータに適用してもよい。また、EPSに適用する場合においても、本実施形態のEPS1のような所謂コラム型に限らず、所謂ラックアシスト型や所謂ピニオン型等、その他の形式のEPSに具体化してもよい。   -In above-mentioned embodiment, although this invention was actualized to the motor 12 of EPS1, you may apply to the motor used for uses other than EPS. Also, when applied to EPS, the invention is not limited to the so-called column type such as EPS 1 of the present embodiment, but may be embodied in other types of EPS such as a so-called rack assist type or a so-called pinion type.

・上記実施形態では、本発明を、その使用状態において整流子27の軸線方向に配置される一側面(上面41)に、摺接部となる先端側に向かって傾斜するテーパ面42が形成された給電ブラシ24に具体化した。しかし、これに限らず、このようなテーパ面42を有しない構成に適用してもよい。   -In the said embodiment, the taper surface 42 which inclines toward the front end side used as a slidable contact part is formed in one side surface (upper surface 41) arrange | positioned in the axial direction of the commutator 27 in the use condition of this invention. The power supply brush 24 is embodied. However, the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to a configuration that does not have such a tapered surface 42.

・上記実施形態では、拡幅部44を構成する各突部47,48は、その使用当初のブラシ幅W1が、その摺接面となる先端面40の高さ方向全域に亘って拡張されるように給電ブラシ24の高さ方向(図4(a)(b)中、上下方向)に延設されることとした。しかし、これに限らず、図6及び図7に示すように、拡幅部44の高さH2は、先端面40の高さH1よりも低くてもよい。即ち、整流時間の確保という観点からすれば、その摺接面積、即ち摺接面の高さについては特に問題とはならない。従って、このよう構成としても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。   In the above-described embodiment, the protrusions 47 and 48 constituting the widened portion 44 are such that the brush width W1 at the beginning of use is extended over the entire height direction of the tip surface 40 serving as the sliding contact surface. The power supply brush 24 is extended in the height direction (vertical direction in FIGS. 4A and 4B). However, not limited to this, as shown in FIGS. 6 and 7, the height H <b> 2 of the widened portion 44 may be lower than the height H <b> 1 of the distal end surface 40. That is, from the viewpoint of securing the rectification time, the sliding contact area, that is, the height of the sliding contact surface is not particularly problematic. Therefore, even with this configuration, the same effects as those of the above embodiment can be obtained.

次に、以上の実施形態から把握することのできる技術的思想を効果とともに記載する。
(イ)請求項1又は請求項2に記載の給電ブラシを収容するブラシホルダと、前記ブラシホルダ内に設けられて該ブラシホルダから突出する方向に前記給電ブラシを付勢する付勢手段とを備えたブラシ装置。
Next, technical ideas that can be grasped from the above embodiments will be described together with effects.
(B) A brush holder that houses the power supply brush according to claim 1 or 2, and a biasing means that is provided in the brush holder and biases the power supply brush in a direction protruding from the brush holder. A brush device provided.

(ロ)上記(イ)に記載のブラシ装置であって、前記拡幅部の形成範囲は、前記給電ブラシの長さ方向において、使用当初において該給電ブラシが前記ブラシホルダに収容された際、該ブラシホルダから前記給電ブラシが突出する長さよりも短くなるように設定されること、を特徴とするブラシ装置。   (B) In the brush device according to (b), the widened portion is formed in a range in which the power supply brush is accommodated in the brush holder at the beginning of use in the length direction of the power supply brush. A brush device, wherein the brush device is set to be shorter than a length of the power supply brush protruding from the brush holder.

上記構成によれば、給電ブラシ以外の部材については変更の必要がない。また、その拡幅部の形成により生ずるモータ特性の変化を使用当初に限定することができる。   According to the said structure, it is not necessary to change about members other than an electric power feeding brush. In addition, the change in motor characteristics caused by the formation of the widened portion can be limited to the beginning of use.

1…電動パワーステアリング装置(EPS)、2…ステアリング、3…ステアリングシャフト、10…EPSアクチュエータ、11…ECU、12…モータ、13…減速機構、23…電機子、24…給電ブラシ、27…整流子、33…セグメント、34…ブラシホルダ、35…コイルばね、40…先端面、42…テーパ面、44…拡幅部、49…湾曲部、50…給電ブラシ、51…整流子、52…セグメント、53…テーパ面、54…先端面、55…湾曲部、W0,W1…ブラシ幅、W2…最大幅。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering apparatus (EPS), 2 ... Steering, 3 ... Steering shaft, 10 ... EPS actuator, 11 ... ECU, 12 ... Motor, 13 ... Deceleration mechanism, 23 ... Armature, 24 ... Feeding brush, 27 ... Rectification Child, 33 ... segment, 34 ... brush holder, 35 ... coil spring, 40 ... tip surface, 42 ... tapered surface, 44 ... widened portion, 49 ... curved portion, 50 ... feed brush, 51 ... commutator, 52 ... segment, 53: Tapered surface, 54: Tip surface, 55: Curved portion, W0, W1: Brush width, W2: Maximum width.

Claims (4)

整流子の周面に設けられた各セグメントに摺接する給電ブラシであって、
前記各セグメントと摺接する先端部分には、使用当初のブラシ幅を拡張すべく幅方向に延びる拡幅部が設けられること、を特徴とする給電ブラシ。
A power supply brush that slidably contacts each segment provided on the circumferential surface of the commutator,
A power supply brush characterized in that a widening portion extending in a width direction is provided at a tip portion in sliding contact with each segment so as to expand a brush width at the time of use.
請求項1に記載の給電ブラシにおいて、
前記拡幅部は、使用当初のブラシ幅が、前記拡幅部が磨耗した後のブラシ幅以上となるように形成されること、を特徴とする給電ブラシ。
The power supply brush according to claim 1,
The power supply brush, wherein the widened portion is formed such that a brush width at an initial use is equal to or greater than a brush width after the widened portion is worn.
請求項1又は請求項2に記載の給電ブラシを備えた直流モータ。   A DC motor provided with the power supply brush according to claim 1. 請求項3に記載の直流モータを備えた電動パワーステアリング装置。   An electric power steering apparatus comprising the DC motor according to claim 3.
JP2010010161A 2010-01-20 2010-01-20 Brush device, DC motor and electric power steering device Expired - Fee Related JP5696362B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010010161A JP5696362B2 (en) 2010-01-20 2010-01-20 Brush device, DC motor and electric power steering device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010010161A JP5696362B2 (en) 2010-01-20 2010-01-20 Brush device, DC motor and electric power steering device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011151919A true JP2011151919A (en) 2011-08-04
JP5696362B2 JP5696362B2 (en) 2015-04-08

Family

ID=44538396

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010010161A Expired - Fee Related JP5696362B2 (en) 2010-01-20 2010-01-20 Brush device, DC motor and electric power steering device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5696362B2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5564875U (en) * 1978-10-27 1980-05-02
JPS5878771U (en) * 1981-11-19 1983-05-27 愛三工業株式会社 Brush mounting mechanism for electric motor
JPH05328671A (en) * 1992-05-18 1993-12-10 Hitachi Ltd Brush device of rotating machine
JP2005269780A (en) * 2004-03-18 2005-09-29 Asmo Co Ltd Motor feeding brush, motor and electric power steering motor
JP2009124788A (en) * 2007-11-12 2009-06-04 Jtekt Corp Dc motor for steering assistance, and electric power steering device
WO2009157259A1 (en) * 2008-06-25 2009-12-30 株式会社ミツバ Electric pump device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5564875U (en) * 1978-10-27 1980-05-02
JPS5878771U (en) * 1981-11-19 1983-05-27 愛三工業株式会社 Brush mounting mechanism for electric motor
JPH05328671A (en) * 1992-05-18 1993-12-10 Hitachi Ltd Brush device of rotating machine
JP2005269780A (en) * 2004-03-18 2005-09-29 Asmo Co Ltd Motor feeding brush, motor and electric power steering motor
JP2009124788A (en) * 2007-11-12 2009-06-04 Jtekt Corp Dc motor for steering assistance, and electric power steering device
WO2009157259A1 (en) * 2008-06-25 2009-12-30 株式会社ミツバ Electric pump device

Also Published As

Publication number Publication date
JP5696362B2 (en) 2015-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6411833B2 (en) Brushless motor
JP2008086064A (en) Brushless motor
JP5111863B2 (en) Axial gap type motor and electric power steering device
JP2010093977A (en) Motor with speed reduction mechanism
JP2006027355A (en) Electric power steering device
JP2010051150A (en) Brushless motor
JP4718580B2 (en) Permanent magnet type rotating electric machine and electric power steering device
JP5938892B2 (en) Brushless motor and rotating electric machine stator
JP3889305B2 (en) Brushless motor and electric power steering apparatus equipped with a brushless motor
JP5696362B2 (en) Brush device, DC motor and electric power steering device
JP5129732B2 (en) Brushless motor control method and brushless motor
JP2008125307A (en) Stator for brushless motor and brushless motor
JP5714871B2 (en) Electric motor and drive device
JP5968182B2 (en) Rotating electric machine
JP5593711B2 (en) DC motor and electric power steering apparatus
JP5609120B2 (en) DC motor and electric power steering apparatus
JP2014033493A (en) Electric rotary machine
JP2008295153A (en) Electric motor
JP7077773B2 (en) motor
JP2004208489A (en) Rotor for brushless motor, and brushless motor
JP6554958B2 (en) motor
JP2014057456A (en) Rotor for electric motor
JP2009077590A (en) Dc motor and electric power steering apparatus
JP2003324925A (en) Motor
JP2017189110A (en) Motor device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121224

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131211

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131217

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140217

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140708

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140905

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150113

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150126

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5696362

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees