JP4145163B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は電動パワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電動パワーステアリング装置は、特許文献1に記載の如く、電動モータのヨークをハウジングに固定し、該ハウジングに操舵装置のアシスト軸を支持し、電動モータの回転軸にアシスト軸を接続し、電動モータの回転力を操舵装置に伝えることにより、車両の運転者がステアリング軸に付与する操舵力をアシストする。
【0003】
そして、従来の電動パワーステアリング装置では、電動モータのヨークとハウジングの間に、電動モータのブラシホルダを挟持し、電動モータのヨークの内部とハウジングの内部とを通気可能にする連通路を仕切壁に設ける。これにより、電動パワーステアリング装置の作動に基づく電動モータの発熱/冷却に応じて、電動モータのヨークの内部空間が温度変化したとき、その内部空気をハウジングの内部との間で呼吸させるようにする。電動モータのヨークの内部空気が装置外との間で呼吸した場合に、湿気を含んだ外気がヨークの内部に侵入して結露を生ずることを回避するものである。
【0004】
【特許文献1】
特開2001-315652([0012]〜[0017]、図2)
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来技術には以下の問題点がある。
▲1▼電動モータをハウジングに組付けた、電動パワーステアリング装置の作動時に、ハウジングの内部のアシスト軸の周辺に塗布してあるグリースが飛散し、これが仕切壁に設けた連通路から電動モータのヨークの内部に侵入し、電動モータの作動不良を引き起こすおそれがある。
【0006】
▲2▼電動モータをハウジングに組付ける前段階では、外気中のダストが仕切壁に設けた連通路から電動モータのヨークの内部に侵入し、電動モータの作動不良を引き起こすおそれがある。
【0007】
本発明の課題は、電動モータのヨークの内部とハウジングの内部とを通気可能にする連通路をブラシホルダの仕切壁に設けた電動パワーステアリング装置において、電動モータの内部への異物の侵入を防止することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、電動モータのヨークをハウジングに固定し、該ハウジングに操舵装置のアシスト軸を支持し、電動モータの回転軸にアシスト軸を接続してなるとともに、電動モータのヨークとハウジングの間に、電動モータのブラシホルダを挟持し、電動モータのヨークの内部とハウジングの内部とを通気可能にする連通路をブラシホルダの仕切壁に設けた電動パワーステアリング装置において、ブラシホルダに設けた連通路におけるヨーク側の内部に臨む開口に、狭い通路を介して相対する遮蔽手段を備え、遮蔽手段が、ヨークの内周に設けたマグネットホルダの端面に形成した遮蔽凸部であり、マグネットホルダの遮蔽凸部が、ブラシホルダの仕切壁において連通路が開口する位置に設けられている遊挿凹部に遊挿され、遮蔽凸部は遊挿凹部の底部との間に狭い通路を形成するようにしたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1は電動パワーステアリング装置を一部破断して示す正面図、図2は図1のII−II線に沿う断面図、図3は図2のIII−III線に沿う断面図、図4は図3のIV−IV線に沿う矢視図、図5はブラシホルダを示し、(A)は断面図、(B)は左側面図、(C)は右側面図、図6はマグネットホルダを示し、(A)は断面図、(B)は(A)のB−B線に沿う断面図、(C)は端面図、図7はブラシホルダのフランジを示す拡大図、図8はブラシホルダのフランジをヨークとハウジングで挟持した状態を示す正面図である。
【0011】
電動パワーステアリング装置10は、図1、図2に示す如く、車体フレーム等に固定されるアルミ合金製のギヤハウジング11を有する。そして、ステアリングホイールが結合されるステアリング軸12にトーションバー13を介してピニオン軸14を連結し、このピニオン軸14にピニオン15を設け、このピニオン15に噛合うラック16Aを備えたラック軸16をギヤハウジング11に左右動可能に支持している。ステアリング軸12とピニオン軸14の間には、操舵トルク検出装置17を設けてある。尚、ステアリング軸12とピニオン軸14は軸受12A、14A、14Bを介してギヤハウジング11に支持される。ラック軸16は、一端をラックガイド18Aに、他端を軸受18Bに摺動自在に支持される。そして、ラック軸16の中間部には左右のタイロッド19A、19Bが連結される。
【0012】
ギヤハウジング11には、図3に示す如く、電動モータ30のモータケース31が固定され、電動モータ30の回転軸32にはトルクリミッタ20を介してアシスト軸21が結合され、アシスト軸21はボールベアリング等の軸受21A、21Bによりギヤハウジング11に両端支持されている。そして、アシスト軸21の中間部にウォームギヤ22を一体に備え、このウォームギヤ22に噛合うウォームホイール23をピニオン軸14の中間部に固定してある。電動モータ30の発生トルクは、ウォームギヤ22とウォームホイール23の噛合い、ピニオン15とラック16Aの噛合いを介してラック軸16に操舵アシスト力となって付与され、運転者がステアリング軸12に付与する操舵力をアシストする。
【0013】
トルクリミッタ20は、電動モータ30の回転軸32に結合される接続体20Aと、アシスト軸21に結合される接続体20Bとを含む摩擦板式トルクリミッタである。電動パワーステアリング装置10の通常使用されるトルク(リミットトルクより小なるトルク)では、トルクリミッタ20の摩擦力により回転軸32とアシスト軸21を滑りなく結合し続け、他方、タイヤが操舵中に縁石に乗り上げる等により、ラック軸16のストロークが急停止せしめられたときの電動モータ30の慣性トルクがトルクリミッタ20の摩擦力を越える衝撃トルク(リミットトルク以上のトルク)に対しては、回転軸32をアシスト軸21に対してスリップさせ、電動モータ30のトルクをアシスト軸21の側に伝達させないように機能する。
【0014】
また、アシスト軸21はハウジング11に対し、軸方向の双方向に弾性支持され、電動パワーステアリング装置10の反転駆動時や、タイヤの縁石乗り上げ時等に、アシスト軸21に作用する過大推力を吸収可能とする。具体的には、アシスト軸21のための軸受21A、21Bの外輪をギヤハウジング11に固定し、アシスト軸21を軸受21A、21Bの内輪に隙間嵌めする。そして、アシスト軸21にフランジ25、26を設け、フランジ25と軸受21Aの内輪との間に予圧縮された弾性変形具27Aを、フランジ26と軸受21Bの内輪との間に予圧縮された弾性変形具27Bを介装する。即ち、弾性変形具27A、27Bは、アシスト軸21への装填状態で、一定の予圧縮量(一定の衝撃緩和性能)をもって組込まれ、結果としてアシスト軸21を軸方向の双方向に弾性支持する。
【0015】
ここで、電動モータ30は以下の如くに構成される。
電動モータ30は、図3、図4に示す如く、モータケース31とブラシホルダ33(図5)がボルト34でギヤハウジング11に固定され、回転軸32をモータケース31とブラシホルダ33のそれぞれに設けたボールベアリング等からなる軸受31A、31Bで支持している。そして、電動モータ30は、モータケース31を構成する鉄等の磁性材料により形成される筒状のヨーク36と、ヨーク36の内周の周方向複数位置にマグネット収容区画37Aを形成する絶縁性樹脂材料により形成された筒状体からなるマグネットホルダ37(図6)と、マグネットホルダ37のマグネット収容区画37Aに収容されて位置決め保持されるマグネット38と、マグネットホルダ37に位置決め保持されたマグネット38の内側に圧入される非磁性材料の極薄板により成形されたマグネットカバー39(不図示)とからなる固定子35を有する。
【0016】
また、電動モータ30は、固定子35の内側に挿入されて回転軸32に固定される回転子41を有する。回転子41は、回転軸32の外周に設けられるアマチュアコア42とコンミテータ43とからなる。
【0017】
また、電動モータ30は、回転子41のコンミテータ43に接触せしめられるブラシ44と、ブラシ44を保持するブラシホルダ33と、ブラシ44に接続される給電コネクタ45とを有する。
【0018】
電動モータ30は、ブラシ44から回転子41のコンミテータ43を経てアマチュアコア42に給電されると、アマチュアコア42の磁力線が固定子35のマグネット38で発生している磁界を切ることにより、回転子41が回転する。
【0019】
しかるに、ブラシホルダ33は図5に示す如くに構成される。
ブラシホルダ33は、給電コネクタ45を一体成形した、絶縁性プラスチック材料からなる射出成形体である。ブラシホルダ33は、短円筒体51の一端側にヨーク36(モータケース31)をOリング51Aを伴なってインロー結合するとともに、短円筒体51の他端側にギヤハウジング11をOリング51Bを伴なってインロー結合し、ヨーク36とギヤハウジング11の間に挟持され、ボルト34によりヨーク36とブラシホルダ33とギヤハウジング11の3者を同軸結合可能とする。また、ブラシホルダ33は、短円筒体51の一端側の周方向特定位置(本実施形態では2位置)に係合凹部52を形成し、マグネットホルダ37の一方の端面にて外周に沿って設けた円弧状の係合凸部37Bをこの係合凹部52に係合させることにより、マグネットホルダ37が位置決めする固定子35のマグネット38に対する、ブラシホルダ33が保持するブラシ44の位置ずれをなくし、電動モータ30の回転性能が正転方向と逆転方向で異なるものになることを回避する。
【0020】
ブラシホルダ33は、ヨーク36の内部とギヤハウジング11の内部とを仕切る仕切壁53を短円筒体51の内部に設け、この仕切壁53の中央部に、回転軸32のためのボールベアリング等からなる前述の軸受31Bを一体にインサート成形して備える。
【0021】
ブラシホルダ33は、仕切壁53のコンミテータ43に臨む端面の周方向複数位置(例えば2位置)にブラシ保持部54を設け、各ブラシ保持部54にブラシ44をスライド可能に挿入するための貫通孔55を形成したケース体57が組付けられる。貫通孔55はブラシ44をコンミテータ43の側にスライド突出可能に納めてこれを位置決め保持する。ブラシホルダ33は、貫通孔55に挿入したブラシ44をバックアップ支持し、ブラシ44を貫通孔55の先端開口から突出させてコンミテータ43に押接せしめるブラシスプリング56を付帯して備える。尚、図4は2個のブラシ保持部54のうち、1個のブラシ保持部54にブラシ44とブラシスプリング56を組込み、残りの1個のブラシ保持部54にはブラシ44だけを組込んだ組込過程状態を示すものである。
【0022】
以下、(A)電動モータ30の呼吸構造、(B)ブラシホルダ33の水抜き構造について説明する。
【0023】
(A)電動モータ30の呼吸構造(図3〜図6)
電動パワーステアリング装置10は、ヨーク36の内部とギヤハウジング11の内部との間で互いに通気可能にする孔状の連通路61を、図3、図4、図5に示す如く、ブラシホルダ33の仕切壁53に設ける。本実施形態では、仕切壁53において、短円筒体51の内周に沿う周方向の複数位置(本実施形態では2位置)に、該仕切壁53を貫通する連通路61を設けてある。電動パワーステアリング装置10の作動に基づく電動モータ30の発熱/冷却に応じてヨーク36の内部空気が温度変化して膨張、収縮するとき、ヨーク36の内部を連通路61によりギヤハウジング11の内部との間で呼吸させ、ヨーク36の内部に結露等が生ずることを回避する。
【0024】
電動モータ30は、ブラシホルダ33に設けた連通路61におけるヨーク36の内部に臨む開口に、狭い通路62(図3)を介して相対する遮蔽手段63を備える。本実施形態において、遮蔽手段63は、ヨーク36の内周に設けたマグネットホルダ37の端面に形成した遮蔽凸部64にて構成される。遮蔽凸部64は、図6に示す如く、マグネットホルダ37の円弧状係合凸部37Bの内周に沿う複数位置(本実施形態では2位置)に突設され、ブラシホルダ33の短円筒体51に形成された係合凹部52に沿う位置であって、かつ仕切壁53において連通路61が開口する位置に設けられている遊挿凹部65に遊挿され、遊挿凹部65の底部の開口との間に狭い通路62を形成する。
【0025】
本実施形態にあっては、電動モータ30の呼吸構造を以上のように設けたから、以下の作用効果を奏する。
【0026】
▲1▼遮蔽手段63が、ブラシホルダ33に設けた連通路61におけるヨーク36の内部に臨む開口に対し、狭い通路62を介して相対し、ヨーク36の内外を折れ曲がり状の連通路61、通路62にて連通する。このため、遮蔽手段63は、ヨーク36の内部とギヤハウジング11の内部の間における空気の呼吸を妨げずに、異物の通行は妨げる。
【0027】
▲2▼電動モータ30をギヤハウジング11に組付けた、電動パワーステアリング装置10の作動時に、ギヤハウジング11の内部のアシスト軸21の周辺に塗布してあるグリースが飛散しても、これが電動モータ30のヨーク36の内部へ侵入することが遮蔽手段63の存在により妨げられる。
【0028】
▲3▼電動モータ30がギヤハウジング11に組付けられる前段階では、外気中のダストが電動モータ30のヨーク36の内部へ侵入することが遮蔽手段63の存在により妨げられる。
【0029】
▲4▼遮蔽手段63をマグネットホルダ37の端面に形成した凸部64からなるものとすることにより、部品点数を増やすことがないし、組付も簡易化できる。
【0030】
▲5▼電動モータ30のヨーク36にブラシホルダ33を正しく組付けた状態では、ブラシホルダ33の連通路61がマグネットホルダ37の凸部64により遮蔽された状態を、ブラシホルダ33の外側面の側から観察できる。従って、組付不良の有無を簡易に検査できる。
【0031】
尚、遮蔽手段63は、ヨーク36に一体に設けるものに限定されず、ブラシホルダ33に一体に設けるものであっても良いし、ブラシホルダ33、ヨーク36、マグネットホルダ37等に組付けられる別部品で構成しても良い。
【0032】
(B)ブラシホルダ33の水抜き構造(図7、図8)
電動パワーステアリング装置10は、電動モータ30のヨーク36のフランジ36Aと、ギヤハウジング11のフランジ11Aの間に、ブラシホルダ33のフランジ33Aを挟持し(図8)、それら3者を前述の如くに、ボルト34により固定している。このとき、ブラシホルダ33は、プラスチック成形品であり、フランジ33Aにおけるボルト挿通孔34Aの周囲の2位置に2個の鋳抜き孔71A、71Bを隣接して形成し、ブラシホルダ33の軽量化を図るとともに、ブラシホルダ33の成形時の収縮変形を抑えてフランジ33Aの成形性(ヨーク36に接するフランジ面72、ギヤハウジング11に接するフランジ面73の平坦度の確保等)の精度向上を図っている。
【0033】
鋳抜き孔71A、71Bは、フランジ33Aにおいて、ヨーク36に接するフランジ面72から、ギヤハウジング11に接するフランジ面73に貫通する。
【0034】
ブラシホルダ33のフランジ33Aは、両鋳抜き孔71A、71Bのそれぞれから、両鋳抜き孔71A、71Bを挟む両側の外周面に渡る連通路74A、74Bのそれぞれを延在している。鋳抜き孔71A、71Bは、連通路74A、74Bにより、電動パワーステアリング装置10の外部空間に連通されて開放される。更に、フランジ33Aは、両鋳抜き孔71A、71Bを互いに連通するサブ連通路74Cを備える。
【0035】
連通路74Aは、フランジ33Aのヨーク36に接するフランジ面72と、ギヤハウジング11に接するフランジ面73のそれぞれに凹設され、フランジ33Aの外縁から鋳抜き孔71Aの開口縁に渡る溝状をなす。連通路74Bは、フランジ33Aのヨーク36に接するフランジ面72と、ギヤハウジング11に接するフランジ面73のそれぞれに凹設され、フランジ33Aの外縁から鋳抜き孔71Bの開口縁に渡る溝状をなす。連通路74Cは、フランジ33Aのヨーク36に接するフランジ面72と、ギヤハウジング11に接するフランジ面73のそれぞれに凹設され、鋳抜き孔71Aの開口縁から鋳抜き孔71Bの開口縁に渡る溝状をなす。尚、連通路74A〜74Cは、フランジ33Aの内部で両鋳抜き孔71A、71Bに穿設される孔状をなすものでも良い。
【0036】
従って、電動パワーステアリング装置10の使用時に、ブラシホルダ33のフランジ33Aとヨーク36、ギヤハウジング11との隙間から鋳抜き孔71Aに侵入した水は、連通路74Aから直接外部に、又はサブ連通路74Cを経由して連通路74Bから外部に水抜きされる。また、鋳抜き孔71Bに侵入した水は、連通路74Bから直接外部に、又はサブ連通路74Cを経由して連通路74Aから外部に水抜きされる。
【0037】
本実施形態にあっては、ブラシホルダ33の鋳抜き孔71A、71Bの水抜き構造を以上のように設けたから以下の作用効果を奏する。
【0038】
▲1▼ブラシホルダ33のフランジ33Aに設けた鋳抜き孔71A、71Bが該フランジ33Aに設けた連通路74A〜74Cにより外部に連通される。従って、ヨーク36とフランジ33Aの隙間、又はギヤハウジング11とフランジ33A隙間から鋳抜き孔71A、71Bに侵入した水は、連通路74A〜74Cから外部に水抜きされ、鋳抜き孔71A、71Bに残留しない。これにより、鋳抜き孔71A、71Bの内部に残留した水の凍結や、その水によるヨーク36やギヤハウジング11の腐食を回避できる。
【0039】
▲2▼前述▲1▼の鋳抜き孔71A、71Bを外部に連通する連通路74A〜74Cを、フランジ33Aのヨーク36又はギヤハウジング11に接するフランジ面72、73に凹設した溝にて形成することにより、これらの連通路74A〜74Cを簡易に型成形できる。
【0040】
▲3▼ブラシホルダ33のフランジ33Aに2個の鋳抜き孔71A、71Bを隣接して形成したとき、両鋳抜き孔71A、71Bのそれぞれから、両鋳抜き孔71A、71Bを挟む両側の外部に渡る連通路74A、74Bを延在するとともに、両鋳抜き孔71A、71Bを互いに連通するサブ連通路74Cを設けた。これにより、鋳抜き孔71A、71Bの連通路がフランジ面72、73において袋小路になることがなく、鋳抜き孔71A、71Bがフランジ33Aの上下両側の外部に開放される。一方の鋳抜き孔71Aに侵入した水は、袋小路に滞留することがなく、該鋳抜き孔71Aから外部に渡る連通路74A、又は、該鋳抜き孔71Aからサブ連通路74Cを介して、外部に渡る連通路74Bの少なくとも一方から水抜きされる。また、他方の鋳抜き孔71Bに侵入した水は、袋小路に滞留することがなく、該鋳抜き孔71Bから外部に渡る連通路74B、又は、該鋳抜き孔71Bからサブ連通路74Cを介して、外部に渡る連通路74Aの少なくとも一方から水抜きされる。従って、鋳抜き孔71A、71Bに侵入した水は、電動パワーステアリング装置10の取付姿勢に関係なく、必ず水抜きされる。
【0041】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【0042】
【発明の効果】
本発明によれば、電動モータのヨークの内部とハウジングの内部とを通気可能にする連通路をブラシホルダの仕切壁に設けた電動パワーステアリング装置において、電動モータの内部への異物の侵入を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は電動パワーステアリング装置を一部破断して示す正面図である。
【図2】図2は図1のII−II線に沿う断面図である。
【図3】図3は図2のIII−III線に沿う断面図である。
【図4】図4は図3のIV−IV線に沿う矢視図である。
【図5】図5はブラシホルダを示し、(A)は断面図、(B)は左側面図、(C)は右側面図である。
【図6】図6はマグネットホルダを示し、(A)は断面図、(B)は(A)のB−B線に沿う断面図、(C)は端面図である。
【図7】図7はブラシホルダのフランジを示す拡大図である。
【図8】図8はブラシホルダのフランジをヨークとハウジングで挟持した状態を示す正面図である。
【符号の説明】
10 電動パワーステアリング装置
11 ハウジング
21 アシスト軸
30 電動モータ
32 回転軸
33 ブラシホルダ
36 ヨーク
53 仕切壁
61 連通路
62 狭い通路
63 遮蔽手段
64 遮蔽凸部
Claims (1)
- 電動モータのヨークをハウジングに固定し、該ハウジングに操舵装置のアシスト軸を支持し、電動モータの回転軸にアシスト軸を接続してなるとともに、
電動モータのヨークとハウジングの間に、電動モータのブラシホルダを挟持し、電動モータのヨークの内部とハウジングの内部とを通気可能にする連通路をブラシホルダの仕切壁に設けた電動パワーステアリング装置において、
ブラシホルダに設けた連通路におけるヨーク側の内部に臨む開口に、狭い通路を介して相対する遮蔽手段を備え、
遮蔽手段が、ヨークの内周に設けたマグネットホルダの端面に形成した遮蔽凸部であり、
マグネットホルダの遮蔽凸部が、ブラシホルダの仕切壁において連通路が開口する位置に設けられている遊挿凹部に遊挿され、遮蔽凸部は遊挿凹部の底部との間に狭い通路を形成することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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