JP2011250532A - Bus bar unit for brush motor, brush motor, and electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ブラシモータの構造、特に、ブラシモータ用バスバーユニットに関する。さらに、ブラシモータが搭載された電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to a structure of a brush motor, and more particularly to a bus bar unit for a brush motor. Furthermore, the present invention relates to an electric power steering device equipped with a brush motor.
特許文献1に開示されているように、ブラシモータは、整流子にブラシを当接させてコイルに通電し、電磁力により回転子を回転させるものである。このようなブラシモータは、回転子が回転する際に振動が生じた場合、前記振動が、整流子と、ブラシと、ブラシホルダーユニットと、ブラシモータの外殻となる部材(特にフランジ)とに順に伝わる。これにより、このようなブラシモータは、回転子が回転する際に振動が生じた場合、前記振動に起因して作動音が生じる。この振動及び作動音を低減するための技術として、ブラシホルダーユニットをフローティングさせる構造がある。この構造は、ブラシモータの外殻となる部材とブラシホルダーユニットとの間に弾性部材を介在させる構造である。以下、この構造をフローティング構造という。 As disclosed in Patent Document 1, a brush motor is a device in which a brush is brought into contact with a commutator to energize a coil, and the rotor is rotated by electromagnetic force. In such a brush motor, when vibration occurs when the rotor rotates, the vibration is applied to the commutator, the brush, the brush holder unit, and a member (particularly a flange) that is an outer shell of the brush motor. It is transmitted in order. Accordingly, in such a brush motor, when vibration occurs when the rotor rotates, an operation sound is generated due to the vibration. As a technique for reducing this vibration and operating noise, there is a structure in which the brush holder unit is floated. This structure is a structure in which an elastic member is interposed between a member serving as an outer shell of the brush motor and the brush holder unit. Hereinafter, this structure is referred to as a floating structure.
ブラシモータの種類の中には、例えば特許文献2に開示されている技術のように、バスバーを備えるものがある。バスバーとは、ブラシモータの外部からブラシに電力を供給するための部材である。仮に、バスバーによりブラシに電力が供給されるブラシモータにフローティング構造を適用すると、ブラシモータは、バスバーをブラシモータの外殻となる部材(例えばフランジ)に取り付けるためのネジによって、フローティング構造用の弾性部材が変形するおそれがある。 Some types of brush motors include a bus bar as in the technique disclosed in Patent Document 2, for example. The bus bar is a member for supplying electric power to the brush from the outside of the brush motor. If the floating structure is applied to a brush motor in which power is supplied to the brush by the bus bar, the brush motor is elastic for the floating structure by a screw for attaching the bus bar to a member (for example, a flange) serving as an outer shell of the brush motor. The member may be deformed.
前記弾性部材が変形すると、ブラシホルダーユニットは、ブラシモータの外殻となる部材に対して傾く。この傾きにより、このようなブラシモータは、ブラシホルダーユニットとブラシモータの外殻となる部材との間に隙間ができたり、前記隙間が不均一になったりする。前記隙間により、ブラシが振動するおそれがあるため、ブラシモータは、作動音や振動が生じるおそれがある。よって、バスバーによりブラシに電力が供給されるブラシモータでフローティング構造の実現は困難であった。 When the elastic member is deformed, the brush holder unit is tilted with respect to a member serving as an outer shell of the brush motor. Due to this inclination, such a brush motor creates a gap between the brush holder unit and the member that becomes the outer shell of the brush motor, or the gap becomes non-uniform. Since the brush may vibrate due to the gap, the brush motor may generate operating noise and vibration. Therefore, it is difficult to realize a floating structure with a brush motor in which electric power is supplied to the brush by the bus bar.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、バスバーによりブラシに電力が供給され、かつ、フローティング構造によってブラシホルダーユニットが支持されるブラシモータに生じる振動及び作動音を低減することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to reduce vibration and operating noise generated in a brush motor in which power is supplied to a brush by a bus bar and the brush holder unit is supported by a floating structure. And
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るブラシモータ用バスバーユニットは、筐体と、前記筐体の内部に設けられ、整流子及びコアを含む回転子と、前記筐体の内部に設けられ、前記整流子の径方向で対向して設けられるブラシホルダーユニットと、前記ブラシホルダーユニットによって保持され、前記整流子と接触して設けられるブラシと、前記筐体と前記ブラシホルダーユニットとの間に介在される弾性部材と、を含むブラシモータに設けられるブラシモータ用バスバーユニットであって、前記筐体の外部に少なくとも一部が露出し、前記ブラシに電力を供給するバスバーと、前記バスバーを保持し、前記筐体との間に前記弾性部材を介さずに前記筐体に取り付けられるバスバー保持手段と、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a brush motor bus bar unit according to the present invention includes a housing, a rotor provided in the housing, and including a commutator and a core, and the housing. A brush holder unit provided inside the body and opposed to each other in the radial direction of the commutator; a brush held by the brush holder unit and provided in contact with the commutator; the housing and the brush A bus bar unit for a brush motor provided in a brush motor including an elastic member interposed between the holder unit and a bus bar that is at least partially exposed to the outside of the housing and supplies power to the brush And bus bar holding means that holds the bus bar and is attached to the casing without the elastic member between the bus bar and the casing. .
上記構成により、本発明に係るブラシモータ用バスバーユニットは、ブラシモータに設けられるフローティング構造用の弾性部材を変形させない。よって、本発明に係るブラシモータ用バスバーユニットは、ブラシホルダーユニットと、外殻となる部材との間に隙間が生じるおそれを低減できる、または、前記隙間が不均一になるおそれを低減できる。結果として、本発明に係るブラシモータ用バスバーユニットは、前記隙間に起因する作動音や振動や、前記隙間が不均一になることに起因する作動音や振動を低減できる。 By the said structure, the bus-bar unit for brush motors which concerns on this invention does not deform | transform the elastic member for floating structures provided in a brush motor. Therefore, the bus bar unit for a brush motor according to the present invention can reduce a possibility that a gap is generated between the brush holder unit and a member serving as an outer shell, or can reduce a possibility that the gap is not uniform. As a result, the bus bar unit for a brush motor according to the present invention can reduce operating noise and vibration due to the gap, and operating noise and vibration due to the gap becoming non-uniform.
本発明の好ましい態様としては、前記バスバー保持手段は、前記ブラシホルダーユニットと共に1つの締結手段によって前記筐体に取り付けられることが望ましい。上記構成により、本発明に係るブラシモータ用バスバーユニットは、ブラシホルダーユニットと共に1つのボルトによって共締めされる。これにより、本発明に係るブラシモータ用バスバーユニットは、ブラシホルダーユニットと自身(ブラシモータ用バスバーユニット)とを外殻となる部材に取り付けるために必要なボルトの数を低減できる。さらに、一般的に、フローティング構造用の弾性部材は、ブラシホルダーユニットを外殻となる部材に取り付けるためのボルト孔を避けて設けられる。よって、本発明に係るブラシモータ用バスバーユニットは、ブラシホルダーユニットと共に1つのボルトによって共締めされることで、自然と弾性部材を避けた位置に配置されることになる。 As a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the bus bar holding means is attached to the housing together with the brush holder unit by one fastening means. With the above configuration, the brush motor bus bar unit according to the present invention is fastened together with the brush holder unit by one bolt. Thereby, the bus-bar unit for brush motors concerning this invention can reduce the number of volt | bolts required in order to attach a brush holder unit and self (brush-bar unit for brush motors) to the member used as an outer shell. Further, in general, the elastic member for the floating structure is provided avoiding the bolt hole for attaching the brush holder unit to the member serving as the outer shell. Therefore, the bus bar unit for a brush motor according to the present invention is disposed at a position that naturally avoids the elastic member by being fastened together with the brush holder unit by one bolt.
本発明の好ましい態様としては、前記バスバーは、可撓性を有する電気伝導部材を介して前記ブラシと接続されることが望ましい。上記構成により、本発明に係るブラシモータ用バスバーユニットは、電気伝導部材が振動を伝え難いため、ブラシの振動が自身(ブラシモータ用バスバーユニット)に伝わりにくい。また、上記構成により、本発明に係るブラシモータ用バスバーユニットは、電気伝導部材が撓むため、ブラシモータの外殻となる部材に取り付けられる際に許容される誤差を拡大できる。また、上記構成により、本発明に係るブラシモータ用バスバーユニットは、電気伝導部材が撓むため、ブラシモータの外殻となる部材により容易に取り付けられることができる。 As a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the bus bar is connected to the brush via an electrically conductive member having flexibility. With the configuration described above, the brush motor bus bar unit according to the present invention is less likely to transmit vibration of the brush to itself (brush motor bus bar unit) because the electrically conductive member is less likely to transmit vibration. Further, with the configuration described above, the brush motor bus bar unit according to the present invention is capable of expanding an error allowed when attached to a member serving as an outer shell of the brush motor because the electrically conductive member bends. Also, with the above configuration, the bus bar unit for brush motor according to the present invention can be easily attached by a member that becomes an outer shell of the brush motor because the electric conductive member bends.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るブラシモータは、筐体と、前記筐体の内部に設けられ、整流子及びコアを含む回転子と、前記筐体の内部に設けられ、前記整流子の径方向で対向して設けられるブラシホルダーユニットと、前記ブラシホルダーユニットによって保持され、前記整流子と接触して設けられるブラシと、前記筐体と前記ブラシホルダーユニットとの間に介在される弾性部材と、上述のブラシモータ用バスバーユニットと、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a brush motor according to the present invention includes a housing, a rotor provided inside the housing, including a commutator and a core, and an interior of the housing. A brush holder unit that is provided to face the commutator in the radial direction; a brush that is held by the brush holder unit and provided in contact with the commutator; the housing and the brush holder unit; An elastic member interposed between the brush motor bus bar unit and the brush motor bus bar unit described above.
上記構成により、本発明に係るブラシモータは、フローティング構造用の弾性部材の変形が低減される。よって、本発明に係るブラシモータは、ブラシホルダーユニットと、外殻となる部材との間に隙間が生じるおそれを低減できる、または、前記隙間が不均一になるおそれを低減できる。結果として、本発明に係るブラシモータは、前記隙間に起因する作動音や振動や、前記隙間が不均一になることに起因する作動音や振動を低減できる。 With the above configuration, in the brush motor according to the present invention, deformation of the elastic member for the floating structure is reduced. Therefore, the brush motor according to the present invention can reduce the possibility that a gap is generated between the brush holder unit and the member serving as the outer shell, or can reduce the possibility that the gap becomes non-uniform. As a result, the brush motor according to the present invention can reduce the operating noise and vibration caused by the gap and the operating noise and vibration caused by the non-uniform gap.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、上述のブラシモータから補助操舵トルクを得ることを特徴とする In order to solve the above-described problems and achieve the object, an electric power steering apparatus according to the present invention is characterized in that an auxiliary steering torque is obtained from the above-described brush motor.
上記構成により、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、ブラシモータが備えるフローティング構造用の弾性部材の変形が低減される。よって、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、ブラシホルダーユニットと、外殻となる部材との間に隙間が生じるおそれを低減できる、または、前記隙間が不均一になるおそれを低減できる。結果として、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、前記隙間に起因する作動音や振動や、前記隙間が不均一になることに起因する作動音や振動を低減できる。 With the above configuration, in the electric power steering apparatus according to the present invention, deformation of the elastic member for the floating structure included in the brush motor is reduced. Therefore, the electric power steering device according to the present invention can reduce the possibility that a gap is generated between the brush holder unit and the member serving as the outer shell, or can reduce the possibility that the gap becomes non-uniform. As a result, the electric power steering apparatus according to the present invention can reduce the operating noise and vibration caused by the gap and the operating noise and vibration caused by the gap becoming non-uniform.
本発明は、バスバーによりブラシに電力が供給され、かつ、フローティング構造によってブラシホルダーユニットが支持されるブラシモータに生じる振動及び作動音を低減できる。 The present invention can reduce vibration and operating noise generated in a brush motor in which power is supplied to the brush by the bus bar and the brush holder unit is supported by the floating structure.
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための形態(以下、実施形態という)によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。本実施形態では、本発明に係るブラシモータを電動パワーステアリング装置(EPS:Electric Power Steering)に適用した例を説明するが、本発明の適用対象は電動パワーステアリング装置に限定されるものではない。また、本発明を電動パワーステアリング装置に適用する場合でも、その方式は問わない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited by the modes for carrying out the invention (hereinafter referred to as embodiments). In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. In the present embodiment, an example in which the brush motor according to the present invention is applied to an electric power steering device (EPS) will be described, but the application target of the present invention is not limited to the electric power steering device. Even when the present invention is applied to an electric power steering apparatus, the method is not limited.
(実施形態)
図1は、ブラシモータを備える電動パワーステアリング装置の構成図である。まず、図1を用いて、本実施形態のブラシモータを備える電動パワーステアリング装置の概要を説明する。電動パワーステアリング装置80は、操舵者から与えられる力が伝達する順に、ステアリングホイール81と、ステアリングシャフト82と、操舵力アシスト機構83と、ユニバーサルジョイント84と、ロアシャフト85と、ユニバーサルジョイント86と、ピニオンシャフト87と、ステアリングギヤ88と、タイロッド89とを備える。また、電動パワーステアリング装置80は、ECU(Electronic Control Unit)90と、トルクセンサ91aと、車速センサ91bとを備える。
(Embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of an electric power steering apparatus including a brush motor. First, an outline of an electric power steering apparatus including the brush motor of the present embodiment will be described with reference to FIG. The electric
ステアリングシャフト82は、入力軸82aと、出力軸82bとを含む。入力軸82aは、一方の端部がステアリングホイール81に連結され、他方の端部がトルクセンサ91aを介して操舵力アシスト機構83に連結される。出力軸82bは、一方の端部が操舵力アシスト機構83に連結され、他方の端部がユニバーサルジョイント84に連結される。本実施形態では、入力軸82a及び出力軸82bは、鉄等の磁性材料から形成される。
The
ロアシャフト85は、一方の端部がユニバーサルジョイント84に連結され、他方の端部がユニバーサルジョイント86に連結される。ピニオンシャフト87は、一方の端部がユニバーサルジョイント86に連結され、他方の端部がステアリングギヤ88に連結される。ステアリングギヤ88は、ピニオン88aと、ラック88bとを含む。ピニオン88aは、ピニオンシャフト87に連結される。ラック88bは、ピニオン88aに噛み合う。ステアリングギヤ88は、ラックアンドピニオン形式として構成される。ステアリングギヤ88は、ピニオン88aに伝達された回転運動をラック88bで直進運動に変換する。タイロッド89は、ラック88bに連結される。
The
操舵力アシスト機構83は、減速装置92と、ブラシモータ10とを含む。減速装置92は、出力軸82bに連結される。ブラシモータ10は、減速装置92に連結され、かつ、補助操舵トルクを発生させる。なお、電動パワーステアリング装置80は、ステアリングシャフト82と、トルクセンサ91aと、減速装置92とによりステアリングコラムが構成されている。ブラシモータ10は、前記ステアリングコラムの出力軸82bに補助操舵トルクを与える。すなわち、本実施形態の電動パワーステアリング装置80は、コラムアシスト方式である。
The steering force assist
図2は、電動パワーステアリング装置が備える減速装置の一例を説明する正面図である。図2は、一部を断面として示してある。減速装置92はウォーム減速装置である。減速装置92は、減速装置ハウジング93と、ウォーム94と、玉軸受95aと、玉軸受95bと、ウォームホイール96と、ホルダ97とを備える。ウォーム94は、ブラシモータ10の軸18にスプライン、または弾性カップリングで結合される。ウォーム94は、玉軸受95aと、ホルダ97に保持された玉軸受95bとで回転自在に減速装置ハウジング93に保持されている。ウォームホイール96は、減速装置ハウジング93に回転自在に保持される。ウォーム94の一部に形成されたウォーム歯94aは、ウォームホイール96に形成されているウォームホイール歯96aに噛み合う。ブラシモータ10の回転力は、ウォーム94を介してウォームホイール96に伝達されて、ウォームホイール96を回転させる。減速装置92は、ウォーム94及びウォームホイール96によって、ブラシモータ10のトルクを増加させる。そして、減速装置92は、図1に示すステアリングコラムの出力軸82bに補助操舵トルクを与える。
FIG. 2 is a front view for explaining an example of a reduction gear provided in the electric power steering device. FIG. 2 shows a part in cross section. The
図1に示すトルクセンサ91aは、ステアリングホイール81を介して入力軸82aに伝達された運転者の操舵力を操舵トルクとして検出する。車速センサ91bは、電動パワーステアリング装置80が搭載される車両の走行速度を検出する。ECU90は、ブラシモータ10と、トルクセンサ91aと、車速センサ91bと電気的に接続される。ECU90は、ブラシモータ10の動作を制御する。また、ECU90は、トルクセンサ91a及び車速センサ91bのそれぞれから信号を取得する。すなわち、ECU90は、トルクセンサ91aから操舵トルクTを取得し、かつ、車速センサ91bから車両の走行速度Vを取得する。ECU90は、イグニッションスイッチ98がオンの状態で、電源装置(例えば車載のバッテリ)99から電力が供給される。ECU90は、操舵トルクTと走行速度Vとに基づいてアシスト指令の補助操舵指令値を算出する。そして、ECU90は、その算出された補助操舵指令値に基づいてブラシモータ10へ供給する電流値を調節する。
The
ステアリングホイール81に入力された操舵者(運転者)の操舵力は、入力軸82aを介して操舵力アシスト機構83の減速装置92に伝わる。この時に、ECU90は、入力軸82aに入力された操舵トルクTをトルクセンサ91aから取得し、かつ、走行速度Vを車速センサ91bから取得する。そして、ECU90は、ブラシモータ10の動作を制御する。ブラシモータ10が作り出した補助操舵トルクは、減速装置92に伝えられる。出力軸82bを介して出力された操舵トルク(補助操舵トルクを含む)は、ユニバーサルジョイント84を介してロアシャフト85に伝達され、さらにユニバーサルジョイント86を介してピニオンシャフト87に伝達される。ピニオンシャフト87に伝達された操舵力は、ステアリングギヤ88を介してタイロッド89に伝達され、操舵輪を転舵させる。次に、ブラシモータ10について説明する。
The steering force of the driver (driver) input to the
図3は、回転軸に直交する面でブラシモータを切って模式的に示す説明図である。図4は、図3のA−A断面矢視図である。図4に示すように、ブラシモータ10は、筐体11と、マグネット13と、回転子14と、軸18と、ブラシ19と、ブラシホルダーユニット20と、バスバーユニット30とを含む。筐体11は、筒状部11aと、底部11bと、フランジ12とを含む。筒状部11aは、磁性材料で略円筒形である。筒状部11aを形成する磁性材料は、例えばSPCC(Steel Plate Cold Commercial)等の一般的な鋼材や、電磁軟鉄等である。筒状部11aの一方の端部は、底部11bにより閉塞される。底部11bは、例えば筒状部11aと一体に形成される。また、筒状部11aの他方(底部11bとは反対側)の端部である開口は、フランジ12により閉塞される。
FIG. 3 is an explanatory view schematically showing the brush motor cut along a plane orthogonal to the rotation axis. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. As shown in FIG. 4, the
マグネット13は、筒状部11aの内側面にマグネットホルダ13aによって取り付けられる。マグネット13は、2つ設けられる。2つのマグネット13は、互いに極性が逆に設けられる。マグネット13は、マグネット飛散防止カバー13bにより覆われる。これにより、マグネット飛散防止カバー13bは、2つのマグネット13の万一の飛散を防止する。回転子14は、筒状部11a内に設けられる。回転子14は、軸18によって中心を貫かれ、かつ、軸18に固定される。
The
回転子14は、整流子15と、コア16と、コイル17とを含む。整流子15は、絶縁体で形成された円柱状の絶縁部の側面に、導電体で形成された複数の導電部15aが等間隔で平行に配置されているものである。コア16は、磁性材料を用いて形成される。コア16は、例えば、磁性材料としてケイ素鋼板が用いられ、ケイ素鋼板が積層されて形成される。回転子14のコア16部分は、複数のスロット(溝)を有する。コイル17は、前記スロットに巻き回されている。コイル17の一端は、一つの導電部15aに接続されており、他端は別の導電部15aに接続されている。
軸18は、軸受18aと軸受18bとによって、回転軸Zrを中心に回転できるように支持される。軸受18aは、筒状部11aの内側であって、フランジ12の略中央部分に設けられる。軸受18bは、筒状部11aの内側であって、底部11bの略中央部分に設けられる。回転軸Zrは、軸18の中心軸に相当し、回転子14の回転軸とも一致する。軸18は、ジョイント18cが取り付けられる。ジョイント18cは、図2に示す減速装置92のウォーム94がスプライン結合される。なお、軸18とウォーム94とは、弾性カップリングで結合されてもよい。
The
ブラシ19は、後述するブラシホルダーユニット20により支持される。ブラシ19は、筒状部11a内で、整流子15の径方向で整流子15と対向する位置に複数設けられる。ブラシ19は、略角柱、好ましくは四角柱状の多面体である。より好ましくは、ブラシ19は、整流子15と対向する面に含まれる4つの頂点のうち、フランジ12側ではなく、コア16側にある2つの頂点のいずれかが突出する形状である。ブラシ19は、この突出している頂点が整流子15と接する。このような構造により、ブラシモータ10は、ブラシ19と整流子15とが接触する位置が明確となる。その結果、ブラシモータ10は、ブラシ19から整流子15への電力の供給が安定する。また、ブラシモータ10のユーザーは、ブラシ19の摩耗状態も容易に予測できる。
The
ブラシ19は、接触抵抗が小さく機械的衝撃に耐えられる材料により構成される。例えば、ブラシ19は、黒鉛により構成される。ブラシ19は、バスバーユニット30によって電力が供給される。なお、バスバーユニット30については後述する。前記電力は、ECU90により制御された電流値の電力である。ブラシ19に供給された電流は、ブラシ19と接触する整流子15の導電部15aを通ってコイル17に導かれる。コイル17に導かれた電流は、コイル17を通り、整流子15の別の導電部15aに至って別のブラシ19に流入する。ブラシモータ10は、コイル17に電流が流れることによって磁界が発生する。ブラシモータ10は、この磁界と、マグネット13の磁界との相互作用により回転子14が回転する。
The
図5は、ブラシ及びブラシホルダーユニットを模式的に示す説明図である。ブラシホルダーユニット20は、図4に示すように、ブラシケース21と、スプリング22と、基板23と、弾性部材24とを含む。ブラシケース21は、5つの板状部分を含み、この5つの板状部分により開口21fを有する箱状に形成される。なお、図5では、5つの板状部分のうちの3つが示されている。残りの2つの板状部分は、図5に示す3つの板状部分に直交する部分であり、図5では紙面に平行な部分である。
FIG. 5 is an explanatory view schematically showing a brush and a brush holder unit. As shown in FIG. 4, the
ブラシケース21は、開口21fが整流子15の径方向で整流子15に対向するように設けられる。ブラシケース21は、ブラシ19よりも大きく形成される。これは、ブラシ19の温度が上昇した際に、ブラシケース21内でブラシ19が熱膨張するためである。すなわち、ブラシケース21は、自身(ブラシケース21)とブラシ19との間に隙間を有してブラシ19を保持する。
The
スプリング22は、圧縮応力スプリングである。スプリング22は、ブラシケース21の内部であって、ブラシ19とブラシケース21との間に設けられる。本実施形態では、スプリング22は、ブラシケース21の5つの板状部分のうち、底面部分と、ブラシ19との間に設けられる。前記底面部分は、ブラシケース21の5つの板状部分のうち、開口21fとは反対側の板状部分である。スプリング22は、一方の端部がブラシケース21の底面部分に接し、他方の端部がブラシ19に接する。これにより、スプリング22は、整流子15に向かう方向の力をブラシ19に与える。よって、ブラシ19は、少なくとも一部が開口21fから突出し、スプリング22によって整流子15に押し付けられる。
The
図6は、基板に取り付けられたブラシケースを模式的に示す説明図である。基板23は、ブラシケース21をフランジ12に取り付けるための部材である。基板23は、図4に示すように、ブラシケース21とフランジ12との間に設けられる。基板23は、例えば、図6中の斜線で示すように、2つ設けられる。基板23は、例えば、円環状の板状部材を2分割した形状である。本実施形態では、1つの基板23は、図5に示す2つのブラシケース21を有する。各基板23は、ボルト貫通孔23aを含む。ボルト貫通孔23aは、フランジ12に形成されるボルト孔12aと対向する位置に形成される。ボルト孔12aは、ブラシホルダーユニット20をフランジ12に締結するための雌ネジ孔である。ボルト孔12aは、図4に示す締結手段としてのボルトBがねじ込まれる。ボルト孔12aは、例えば、2つ設けられる。基板23は、ボルトBがボルト貫通孔23aに挿入され、かつ、ボルト孔12aに螺合されることでフランジ12に締結される。
FIG. 6 is an explanatory view schematically showing a brush case attached to a substrate. The
図7は、回転軸に直交する面で弾性部材を切って示す説明図である。本実施形態では、弾性部材24は、図7中の斜線で示すように、回転軸Zrを中心とした周方向に沿って設けられる。上述のように、図6に示すブラシケース21は、回転軸Zrを中心とした周方向に複数配置される。弾性部材24は、この複数のブラシケース21に沿うように配置される。また、弾性部材24は、本実施形態では、円環状の板状部材を2分割した形状である。但し、弾性部材24は、少なくとも図4に示すブラシケース21と、フランジ12との間に介在されればよく、例えば円環状の板状部材を4分割した形状でもよい。
FIG. 7 is an explanatory view showing the elastic member cut along a plane orthogonal to the rotation axis. In the present embodiment, the
弾性部材24は、フランジ12に形成されるボルト孔12aを避けて設けられる。弾性部材24は、図4に示すように、基板23とフランジ12との間に設けられる。これにより、弾性部材24は、いわゆるフローティング構造を実現し、ブラシケース21から基板23を介してフランジ12へ伝わる振動を低減する。ここで、フランジ12は、図4に示すように、筒状部分12cも有する。ブラシケース21は、例えば、フランジ12の筒状部分12cと径方向で接触しないように設けられてもよい。これにより、ブラシモータ10は、ブラシケース21からフランジ12へ伝わる振動をより低減できる。
The
図8は、バスバーユニットを回転軸方向に沿って見て模式的に示す説明図である。図9は、バスバーユニットを周方向に沿って見て模式的に示す説明図である。図8及び図9に示すように、バスバーユニット30は、第1バスバー31と、第2バスバー32と、バスバー保持手段としての樹脂部33と、ボルト貫通孔34と、ピグテイル35とを含む。第1バスバー31及び第2バスバー32は、金属の板状部材である。第1バスバー31及び第2バスバー32は、電気伝導部材である。第1バスバー31及び第2バスバー32は、図8に示すように、互いに接触しないように間隔をあけて設けられる。第1バスバー31及び第2バスバー32は、筐体11の外部に一部が露出する。なお、筒状部11aと底部11bとフランジ12とで囲まれる空間が筐体11の内部であり、前記内部以外の空間が筐体11の外部である。
FIG. 8 is an explanatory diagram schematically showing the bus bar unit as viewed along the rotation axis direction. FIG. 9 is an explanatory diagram schematically showing the bus bar unit as seen along the circumferential direction. As shown in FIGS. 8 and 9, the
樹脂部33は、例えば弾性を有する。樹脂部33は、第1バスバー31及び第2バスバー32を覆う。これにより、樹脂部33は、第1バスバー31と第2バスバー32とを絶縁する。また、樹脂部33は、バスバーユニット30がブラシモータ10に取り付けられた際に、第1バスバー31及び第2バスバー32と、筒状部11aやフランジ12とを絶縁する。ボルト貫通孔34は、図9に示すように、樹脂部33を回転軸Zr方向に貫通する孔である。ボルト貫通孔34は、樹脂部33のうち、図4に示す筐体11の内部に配置される部分に形成される。ボルト貫通孔34は、ボルトBが挿入される。ボルト貫通孔34は、例えば、金属カラーが設けられて補強される。
The
ピグテイル35は、電気伝導部材である。ピグテイル35は、図8に示す第1バスバー31及び第2バスバー32と、図4と図5と図6とに示すブラシホルダーユニット20とを電気的に接続する。本実施形態では、ピグテイル35は、図8に示す第1バスバー31及び第2バスバー32と、基板23とを電気的に接続する。基板23は、ブラシ19へ電力を供給するための電気回路が設けられている。前記電気回路は、図4に示す電気電導部材の配線部材35aでブラシ19と電気的に接続される。これにより、ブラシ19は、第1バスバー31及び第2バスバー32から、ピグテイル35及び基板23を介して電力が供給される。なお、第1バスバー31及び第2バスバー32は、基板23に形成される電気回路を介さず、ピグテイル35でブラシ19と直接電気的に接続されてもよい。
The
ピグテイル35は、第1バスバー31と第2バスバー32との両方に、例えば、溶接、より具体的にはプロジェクション溶接によって電気的に接続される。また、ピグテイル35は、基板23に形成された電気回路に、例えば、溶接、より具体的にはプロジェクション溶接によって電気的に接続される。ピグテイル35は、可撓性を有する。可撓性を有するため、ピグテイル35は、振動を伝え難い。よって、ブラシモータ10は、ブラシ19の振動が基板23を介してバスバーユニット30に伝わりにくい。また、ブラシモータ10は、ピグテイル35が撓むため、バスバーユニット30とフランジ12との取り付け誤差を許容しやすい。また、ブラシモータ10は、ピグテイル35が撓むため、バスバーユニット30をフランジ12により容易に取り付けられることができる。
The
このように、ピグテイル35が撓むため、ブラシモータ10は、ブラシホルダーユニット20とバスバーユニット30との配置の自由度が向上する。そこで、ブラシホルダーユニット20とバスバーユニット30との配置でより好ましい配置について説明する。本実施形態では、バスバーユニット30は、図4に示すように、回転軸Zr方向でブラシホルダーユニット20と一部が重なるように設けられる。これにより、ブラシモータ10は、バスバーユニット30がブラシホルダーユニット20と回転軸Zr方向で重ならずに設けられる場合よりも、ブラシホルダーユニット20とバスバーユニット30とが重なる面積分、径方向の大きさを低減できる。
Thus, since the
ここで、フランジ12は、図3や図6や図7に示すように、バスバーユニット取付凹部12bを含む。バスバーユニット30の樹脂部33は、このバスバーユニット取付凹部12bに嵌め込まれる。これにより、樹脂部33は、フランジ12と筒状部11aとの間に介在される。そして、樹脂部33は、図7に示す弾性部材24を避けた位置に配置される。すなわち、樹脂部33は、図4に示すように、自身(樹脂部33)とフランジ12との間に弾性部材24が介在されない位置に配置される。これにより、ブラシモータ10は、樹脂部33とフランジ12との間に弾性部材24が介在されない。
Here, the
ボルト貫通孔34は、図7に示すボルト孔12aと回転軸Zr方向で対向した位置に設けられる。すなわち、本実施形態のブラシモータ10は、図4に示すように、回転子14側からボルト貫通孔34と、ボルト貫通孔23aとボルト孔12aとが、回転軸Zr方向に1列に並んで配置される。そして、ブラシモータ10は、ボルト貫通孔34と、ボルト貫通孔23aとボルト孔12aとに、回転子14側からボルトBが挿入される。これにより、ブラシモータ10は、ブラシホルダーユニット20とバスバーユニット30とが1つのボルトBによって共締めされる。
The bolt through
ここで、従来のブラシモータは、仮に弾性部材が変形すると、その変形に起因してブラシホルダーユニットが傾く。具体的には、ブラシホルダーユニットは、回転軸Zrに直交する面に対して傾く。これにより、ブラシケースとフランジとの間、特にフランジの筒状部分とブラシケースとの間に隙間が生じたり、前記隙間が不均一になったりする。また、前記変形に起因してブラシも傾くため、ブラシモータは、ブラシと整流子との接触が不安定になる。これにより、ブラシモータは、ブラシケースとフランジとが繰り返し衝突し、振動及び作動音が増加するおそれがある。 Here, in the conventional brush motor, if the elastic member is deformed, the brush holder unit is inclined due to the deformation. Specifically, the brush holder unit is inclined with respect to a plane orthogonal to the rotation axis Zr. Thereby, a clearance gap arises between a brush case and a flange, especially between the cylindrical part of a flange, and a brush case, or the said clearance gap becomes non-uniform | heterogenous. Further, since the brush is also tilted due to the deformation, the brush motor has unstable contact between the brush and the commutator. As a result, the brush motor may repeatedly collide with the brush case and the flange, increasing vibration and operating noise.
しかしながら、本実施形態のブラシモータ10は、ボルトBがブラシホルダーユニット20及びバスバーユニット30に与える力、すなわちブラシホルダーユニット20及びバスバーユニット30をフランジ12に押し付ける力が弾性部材24に伝わらない。これは、上述のように、バスバーユニット30とフランジ12との間に弾性部材24が介在されないためである。これにより、ブラシモータ10は、弾性部材24の変形を低減できる。結果として、ブラシモータ10は、前記変形に起因する振動及び作動音を低減できる。
However, in the
また、本実施形態のブラシモータ10は、ブラシホルダーユニット20及びバスバーユニット30が、1つのボルトBによって共締めされる。これにより、ブラシモータ10は、ブラシホルダーユニット20とバスバーユニット30とをフランジ12に取り付けるために必要なボルトの数を低減できる。さらに、弾性部材24は、ブラシホルダーユニット20をフランジ12に取り付けるためのボルト孔12aを避けて設けられる必要がある。よって、ブラシモータ10は、ブラシホルダーユニット20及びバスバーユニット30が、1つのボルトBによって共締めされることで、従来の構造を用いて、すなわち大規模な設計の変更を必要とせずに、バスバーユニット30とフランジ12との間に弾性部材24が介在されない構造になる。
In the
但し、ブラシモータ10は、ブラシホルダーユニット20及びバスバーユニット30が、1つのボルトBによって共締めされる構造に限定されない。バスバーユニット30は、例えば、ブラシホルダーユニット20をフランジ12に取り付けるためのボルトとは別のボルトによって、フランジ12に取り付けられてもよい。この場合であっても、バスバーユニット30とフランジ12との間に弾性部材24が介在されない構造であれば、ブラシモータ10は、弾性部材24の変形を低減できる。結果として、ブラシモータ10は、前記変形に起因する振動及び作動音を低減できる。
However, the
以上のように、本発明に係るブラシモータ用バスバーユニット及びブラシモータ並びに電動パワーステアリング装置は、バスバーによりブラシに電力が供給され、かつ、フローティング構造によってブラシホルダーユニットが支持されるブラシモータに生じる振動及び作動音を低減する技術に有用である。 As described above, the brush motor bus bar unit, the brush motor, and the electric power steering apparatus according to the present invention have vibration generated in the brush motor in which power is supplied to the brush by the bus bar and the brush holder unit is supported by the floating structure. And it is useful for a technique for reducing operating noise.
10 ブラシモータ
11 筐体
11a 筒状部
11b 底部
12 フランジ
12a ボルト孔
12b バスバーユニット取付凹部
12c 筒状部分
13 マグネット
13a マグネットホルダ
13b マグネット飛散防止カバー
14 回転子
15 整流子
15a 導電部
16 コア
17 コイル
18 軸
18a 軸受
18b 軸受
18c ジョイント
19 ブラシ
20 ブラシホルダーユニット
21 ブラシケース
21f 開口
22 スプリング
23 基板
23a ボルト貫通孔
24 弾性部材
30 バスバーユニット
31 第1バスバー
32 第2バスバー
33 樹脂部
34 ボルト貫通孔
35 ピグテイル
35a 配線部材
80 電動パワーステアリング装置
81 ステアリングホイール
82 ステアリングシャフト
82a 入力軸
82b 出力軸
83 操舵力アシスト機構
84 ユニバーサルジョイント
85 ロアシャフト
86 ユニバーサルジョイント
87 ピニオンシャフト
88 ステアリングギヤ
88a ピニオン
88b ラック
89 タイロッド
90 ECU
91a トルクセンサ
91b 車速センサ
92 減速装置
93 減速装置ハウジング
94 ウォーム
94a ウォーム歯
95a 玉軸受
95b 玉軸受
96 ウォームホイール
96a ウォームホイール歯
97 ホルダ
98 イグニッションスイッチ
99 バッテリ
B ボルト
Zr 回転軸
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記筐体の内部に設けられ、整流子及びコアを含む回転子と、
前記筐体の内部に設けられ、前記整流子の径方向で対向して設けられるブラシホルダーユニットと、
前記ブラシホルダーユニットによって保持され、前記整流子と接触して設けられるブラシと、
前記筐体と前記ブラシホルダーユニットとの間に介在される弾性部材と、
を含むブラシモータに設けられるブラシモータ用バスバーユニットであって、
前記筐体の外部に少なくとも一部が露出し、前記ブラシに電力を供給するバスバーと、
前記バスバーを保持し、前記筐体との間に前記弾性部材を介さずに前記筐体に取り付けられるバスバー保持手段と、
を含むことを特徴とするブラシモータ用バスバーユニット。 A housing,
A rotor provided inside the housing and including a commutator and a core;
A brush holder unit that is provided inside the housing and is provided to face in the radial direction of the commutator;
A brush held by the brush holder unit and provided in contact with the commutator;
An elastic member interposed between the housing and the brush holder unit;
A brush motor bus bar unit provided in a brush motor including:
A bus bar that is at least partially exposed to the outside of the housing and supplies power to the brush;
Bus bar holding means for holding the bus bar and being attached to the casing without the elastic member between the casing and the casing;
A bus bar unit for a brush motor, comprising:
前記筐体の内部に設けられ、整流子及びコアを含む回転子と、
前記筐体の内部に設けられ、前記整流子の径方向で対向して設けられるブラシホルダーユニットと、
前記ブラシホルダーユニットによって保持され、前記整流子と接触して設けられるブラシと、
前記筐体と前記ブラシホルダーユニットとの間に介在される弾性部材と、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のブラシモータ用バスバーユニットと、
を含むことを特徴とするブラシモータ。 A housing,
A rotor provided inside the housing and including a commutator and a core;
A brush holder unit that is provided inside the housing and is provided to face in the radial direction of the commutator;
A brush held by the brush holder unit and provided in contact with the commutator;
An elastic member interposed between the housing and the brush holder unit;
A bus bar unit for a brush motor according to any one of claims 1 to 3,
A brush motor comprising:
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