JP3639947B2

JP3639947B2 - 電動モータ及びこれを用いた電動式舵取装置

Info

Publication number: JP3639947B2
Application number: JP2000051880A
Authority: JP
Inventors: 純長谷川
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2000-02-28
Publication date: 2005-04-20
Anticipated expiration: 2020-02-28
Also published as: JP2001245458A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転子に設けた整流子と接触するブラシ、該ブラシを保持するブラシホルダを備えた電動モータ及びこの電動モータを用いて操舵手段の操舵を補助する電動式舵取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の電動式舵取装置としては、例えば入力軸及び該入力軸にトーションバーを介して同軸的に繋がる出力軸の相対角変位によって前記入力軸に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサと、該トルクセンサが検出したトルクに基づいて操舵補助用の電動モータを駆動制御する制御部とを備え、操舵輪の回転に応じた舵取機構の動作を前記電動モータの回転により補助し、舵取りのための運転者の労力負担を軽減するように構成されている。
【０００３】
図５は従来の電動モータのブラシ部分の拡大断面図、図６は従来の電動モータのブラシ部分の斜視図である。
操舵補助用の電動モータは、ハウジング内に固定される筒状の固定子と、整流子１００を有し、前記固定子内に回転可能に配される回転子１０１と、前記ハウジング内に取付けられ、前記整流子１００に接触するブラシ１０２と、該ブラシ１０２を前記整流子１００へ向けて移動可能に収容するブラシホルダ１０３とを備え、前記ブラシ１０２がモータ駆動回路を介してバッテリー等の電源に接続され、ブラシ１０２及び整流子１００を介して回転子１０１に電流を供給するように構成されている。
【０００４】
ブラシホルダ１０３は、底壁の周縁に四つの側壁を有するブラシ箱１０３ａと、前記底壁に沿って突設されたフランジ１０３ｂとを備え、該フランジ１０３ｂによって前記ハウジングの内部に取付けられている。ブラシ１０２は前記ブラシ箱１０３ａの内法寸法よりも小さい寸法の四角柱に形成され、該ブラシ１０２を収容したブラシ箱１０３ａの底壁とブラシ１０２との間に、該ブラシ１０２を整流子１００へ向けて付勢するブラシばね１０４が設けてあり、該ブラシばね１０４によってブラシ１０２が整流子１００に圧接される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、整流子１００は複数の整流子片１００ａが絶縁片１００ｂにより互いに絶縁されて円筒形に組合せられており、周面の複数の周方向位置には整流子片１００ａの間の溝部１００ｃが形成されているため、ブラシ箱１０３ａの内法寸法よりも小さい寸法に形成されたブラシ１０２を整流子１００の周面に圧接した状態で整流子１００が回転する場合、ブラシ１０２が前記溝部１００ｃに当接して異音が発生することになり、また、整流子１００の回転方向が切換わるとき整流子１００との接触抵抗によってブラシ１０２がブラシ箱１０３ａ内で揺動し、該ブラシ箱１０３ａに当接して異音が発生することになり、これらの異音がハウジング内で響いて比較的大きな音となり、この異音がモータ駆動時の摺動音として車両の室内に洩れるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決することができる電動モータ及び電動式舵取装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
第１発明に係る電動モータは、回転子に設けた整流子と接触するブラシと、該ブラシを前記整流子へ向けての移動が可能に収容する箱形のブラシホルダと、該ブラシホルダの前記整流子の周面に臨む側壁及び前記ブラシ間に設けられた弾性体とを備える電動モータにおいて、前記ブラシは前記側壁と対向する側面に前記移動を案内する溝形の移動案内部を有しており、前記側壁の内側には凹部を有しており、該凹部にコイルばねが挿入支持されており、該コイルばねに、前記移動案内部に係合する係合部が結合されていることを特徴とする。
【０００８】
第２発明に係る電動式舵取装置は、第１発明に記載された電動モータと、該電動モータを操舵手段の操舵に応じて駆動制御する制御部と、前記電動モータの回転力を舵取機構に伝達する伝達手段とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
第１発明及び第２発明にあっては、整流子の周面に臨む側壁に設けた弾性体がブラシに接触するため、ブラシの整流子回転方向への動きを良好に抑制でき、ブラシによる異音を可及的に少なくすることができる。しかも、弾性体を直接ブラシに接触させることなくコイルばねに結合した係合部がブラシに接触するため、弾性体のブラシとの接触抵抗を低減でき、摩耗したブラシを整流子に向けて円滑に移動させることができ、該ブラシの整流子周面との接触性をより一層良好にできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係る電動式舵取装置の断面図である。
【００１５】
この電動式舵取装置は、バー挿入孔１ａを有し、上端が舵取りのための操舵輪（図示せす）に繋がる筒状の入力軸１と、前記バー挿入孔１ａに挿入され、その上端がダウエルピン２を介して前記入力軸１の上端と同軸的に繋がるトーションバー３と、ダウエルピン４を介して該トーションバー３の下端に同軸的に繋がる出力軸５と、これら入力軸１及び出力軸５を収容する第１のハウジング６に取付けられる操舵補助用の電動モータ７と、前記ハウジング６内に収容され、前記操舵輪の回転によって前記入力軸１に加わるトルクを前記トーションバー３に生ずる捩れによって検出するトルクセンサ８と、該トルクセンサ８に接続され、該トルクセンサ８が検出したトルクに基づいて前記電動モータ７を駆動制御する制御部９と、前記電動モータ７の回転を前記出力軸５に伝達する伝達手段１０とを備える。
【００１６】
出力軸５の下端は、車体の前部に左右方向に延設されたラック軸及び該ラック軸の中途部に噛合するピニオンを有する舵取機構（図示せず）の前記ピニオンが設けられたピニオン軸の上端に繋がる。
【００１７】
マイクロプロセッサを用いてなる前記制御部９の入力部には前記トルクセンサ８が接続されており、出力部には前記電動モータ７のモータ駆動回路１１が接続されている。
【００１８】
伝達手段１０は、ハイポイドピニオンである小歯車１０ａとハイポイドホイールである大歯車１０ｂとを有するハイポイド歯車であり、小歯車１０ａは前記電動モータ７の回転子軸の端部に一体に形成されている。大歯車１０ｂはその一側の円錐部に歯が周設されており、内周面が前記出力軸５の中間部に外嵌されている。
【００１９】
電動モータ７は、前記第１のハウジング６に取外しを可能に連結される円筒形の第２のハウジング７０内に固定される円筒形の固定子７１と、該固定子７１内に回転可能に配される回転子７２と、該回転子７２に取付けられた円筒形の整流子７３と、該整流子７３の周面と接触する複数のブラシ７４，７４と、これらブラシ７４，７４を前記整流子７３へ向けて移動可能に収容するブラシホルダ７５，７５と、前記ブラシ７４，７４を整流子７３へ向けて付勢するブラシばね７６とを備え、前記ブラシ７４，７４がリード線７７を介してモータ駆動回路１１に接続され、該モータ駆動回路１１がバッテリー等の電源及び前記制御部９に接続されており、また、ブラシホルダ７５，７５が前記ハウジング７０内にホルダフレーム７８を介して取付けられている。
【００２０】
回転子７２は、その両端が軸受７９，７９を介して前記ハウジング７０内に回転可能に支持される回転子軸７２ａと、該回転子軸７２ａの中間部に固定される駆動巻線７２ｂとを備え、該駆動巻線７２ｂが前記整流子７３に接続されている。
【００２１】
図２は電動モータのブラシ部分の拡大断面図、図３は図２のIII −III 線の断面図、図４はブラシ部分の斜視図である。
ブラシホルダ７５は、底壁７５ａの周縁から立上がる第１の側壁７５ｂ乃至第４の側壁７５ｅを有し、前記ブラシ７４を収容するブラシ箱７５Ａを備えており、整流子７３の周面に臨む第１及び第２の側壁７５ｂ，７５ｃの内面には、前記ブラシ７４の一側面７４ａ及び他側面７４ｂと接触して該ブラシ７４の整流子回転方向への動きを抑制する弾性体１２，１２を設け、第３の側壁７５ｄには前記リード線７７が挿入される切欠溝７５ｆが設けてある。
【００２２】
ブラシ７４は前記ブラシ箱７５Ａの内法寸法よりも小さい寸法の四角柱に形成され、弾性体１２，１２と接触する一側面７４ａ及び他側面７４ｂに前記整流子７３へ向けての移動を案内する溝形の移動案内部７４ｃ，７４ｃが設けてあり、一側面７４ａ及び他側面７４ｂの間の第３側面７４ｄに前記リード線７７が接続されており、また、ブラシホルダ７５の底壁７５ａとの間に前記ブラシばね７６が設けてあり、該ブラシばね７６によってブラシ７４が整流子７３に圧接される。
【００２３】
弾性体１２はコイルばねを用いてなり、該コイルばねの一端を前記第１及び第２の側壁７５ｂ，７５ｃの内面に設けられた凹部に挿入支持し、コイルばねの他端に前記移動案内部７４ｃ，７４ｃに係合する四角形の係合部１２ａが溶接等の結合手段によって結合されている。この係合部１２ａは金属材料によって形成されており、ブラシ７４との係合による摩耗を少なくしてある。また、弾性体１２は非撓み状態とするか、又は撓み量が非常に少ない状態とし、係合部１２ａのブラシ７４との係合による抵抗をより一層小さくしてある。
【００２４】
以上の如く構成された電動式舵取装置は、操舵輪に操舵負荷が加わるとき整流子７３の周面に圧接したブラシ７４から整流子７３を介して回転子７２に電流が供給され、該回転子７２が整流子７３と一体で回転し、また、操舵輪の操舵方向が切換えられるとき前記整流子７３の回転方向が切換わることになるが、前記ブラシ７４はブラシホルダ７５に設けた弾性体１２，１２によって整流子回転方向への動きが抑制してあるため、整流子７３が回転するときブラシ７４が整流子７３の周面の溝部に当接することを良好に防ぐことができ、ブラシ７４による異音を可及的に少なくすることができ、さらに整流子７３の回転方向が切換わるときブラシ７４がブラシ箱７５Ａ内で揺動することを良好に防ぐことができ、ブラシ７４による異音を可及的に少なくすることができる。
【００２５】
また、ブラシ７４は移動案内部７４ｃ，７４ｃを設けてあり、弾性体１２，１２はコイルばねに係合部１２ａ，１２ａを結合してあり、この係合部１２ａ，１２ａが前記移動案内部７４ｃ，７４ｃと係合しているため、整流子７３との接触によって摩耗したブラシ７４を整流子７３へ向けて円滑に移動させることができ、該ブラシ７４の整流子周面との接触性を良好にできる。
【００２７】
また、以上説明した実施の形態では、整流子７３の周面に臨む第１及び第２の側壁７５ｂ，７５ｃに弾性体１２，１２を設けたが、その他、第１及び第２の側壁７５ｂ，７５ｃの一方にのみ弾性体１２を設け、該弾性体１２によってブラシ７４の整流子回転方向への動きを抑制してもよい。この場合、第１及び第２の側壁７５ｂ，７５ｃの他方にブラシ７４が接触することになるため、第１及び第２の側壁７５ｂ，７５ｃの他方にブラシ７４に当接する突起を設け、ブラシ７４のブラシホルダ７５との接触抵抗を少なくするのが好ましい。
【００２９】
また、以上説明した実施の形態では電動モータ７を電動式舵取装置に用いたが、その他、電動モータ７は電動式舵取装置以外に用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動式舵取装置の断面図である。
【図２】本発明に係る電動モータのブラシ部分の拡大断面図である。
【図３】図２のIII −III 線の断面図である。
【図４】本発明に係る電動モータのブラシ部分の斜視図である。
【図５】従来の電動モータのブラシ部分の拡大断面図である。
【図６】従来の電動モータのブラシ部分の斜視図である。
【符号の説明】
７電動モータ
９制御部
１０伝達手段
１２弾性体
12a 係合部
７２回転子
７３整流子
７４ブラシ
74c 移動案内部
７５ブラシホルダ
75b ,75c 側壁

Claims

回転子に設けた整流子と接触するブラシと、該ブラシを前記整流子へ向けての移動が可能に収容する箱形のブラシホルダと、該ブラシホルダの前記整流子の周面に臨む側壁及び前記ブラシ間に設けられた弾性体とを備える電動モータにおいて、前記ブラシは前記側壁と対向する側面に前記移動を案内する溝形の移動案内部を有しており、前記側壁の内側には凹部を有しており、該凹部にコイルばねが挿入支持されており、該コイルばねに、前記移動案内部に係合する係合部が結合されていることを特徴とする電動モータ。
請求項１に記載された電動モータと、該電動モータを操舵手段の操舵に応じて駆動制御する制御部と、前記電動モータの回転力を舵取機構に伝達する伝達手段とを備えていることを特徴とする電動式舵取装置。