JP5062236B2 - 電動パワーステアリング装置用モータ - Google Patents
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上記摺接面を片側1箇所にすると、ブラシがブラシホルダ内で傾くことがあり、これによって生じるスティックスリップ現象によって耳障りな異常音(キーキー音とも呼ばれる)が発生することがあった。
上記異常音を抑制するために、ブラシにテーパ面を設けてスティックスリップ現象を抑制するものがあった(例えば、特許文献1参照)。
そして、弾性部材には、ブラシホルダの底面と当接し、ブラシホルダの傾きを防ぐ支え部を設けたものがあった。
このものは、ブラシと整流子の摺接面は、軸方向の両端2箇所のものであった(例えば、特許文献2参照)。
特許文献2のものは、ブラシホルダをゴムマウントするなどして、更なる静音化を図ったものではあるが、更により厳しい静音化が求められることがあった。
特許文献2のものは、ブラシホルダをゴムマウントしてブラシの摺動音を効果的に低減し、また、上記キーキー音についても低減されたものではあるが、
引用文献2のブラシの摺接面は、軸方向の両端2箇所のものであり、これを片側1箇所として低騒音化を図るような場合には、車両おける比較的走行距離が少ない時点において、極稀にキーキー音が発生することがあり、ブラシの摺動音とキーキー音の両者の低減について、より高いレベルで両立させることが求められていた。
このハウジングとブラシホルダベースとの軸方向の間で圧縮され、前記弾性体とは異なる位置に配設される弾性部材を備え、
ブラシは、整流子側の側面に該ブラシの軸方向の一端に形成された摺接面を有し、該摺接面から該ブラシの軸方向の他端に向かって、前記整流子の外周面から漸次離間する除肉部を備えるとともに、
前記ブラシホルダベース又は前記ハウジングには、両者間が軸方向に接近する方向に突出した突出部を有し、
弾性部材は、ねじをハウジングに締め付けることにより、前記突出部によって軸方向に圧縮される圧縮部を備えたものである。
実施の形態1を図1〜図8に基づいて説明する。なお、各図において同一または相当部分には同一符号を付して説明する。
図1は、図2に示す電動パワーステアリング装置用のモータの断面図におけるA部の要部拡大図、図3は図2におけるB部の要部拡大図である。図4は、図2におけるハウジングにブラシホルダベースを組付けた正面図、図5は、ハウジング単体の正面図である。図6は、弾性部材単体を示す図であって、(a)は左側面図、(b)は正面図、(c)は右側面図である。図7は、圧縮部の要部拡大図である。図8は、圧縮荷重と摺動音の関係を示す測定データに基づく説明図である。なお、図2は、電動パワーステアリング装置用モータを、図4におけるX−Xの位置で断面したものであり、図7は、圧縮部付近を図5におけるY−Yの位置で断面したものである。
回転子をなすアマチュア6は、シャフト7に固定されたコア8および整流子9を有し、コア8には巻線10が巻回されて、整流子9の外周に配設された複数の整流子片11に接続されている。
シャフト7は、第1の軸受12および第2の軸受13によって回転自在に支持されている。
整流子片11の外周には、スプリング14の弾性力によって軸心方向に押圧され、整流子片11の外周表面に摺接される複数のブラシ15を備えている。
ブラシ15は、銅合金からなる板材で箱状に形成され、整流子9の側の1面が開口したブラシホルダ16の内面に摺動可能に収容されている。
ブラシホルダ16は、樹脂で形成されたブラシホルダベース17に固定され、ブラシホルダ16の内面にブラシ15およびスプリング14が収納されている。
ブラシホルダベース17は、ハウジング4と軸方向で対向する円板状の部分を有し、その外周縁部にブラシ15側に延びた円環状の淵部が一体に設けられた形状となっている。
ブラシホルダベース17に形成されたねじ部20に配設される弾性体21を介して、ブラシホルダベース17は、ねじ22によって、ハウジング4の座面32に対して軸方向から固定される。
ゴム材からなる弾性体21は、円筒部の両端外周に略円板状の淵部を備えたような形状であり、ブラシホルダベース17の外周がU字状に除肉されたねじ部20に、前記円筒部の外周面が挿入されている。
ブラシホルダベース17のねじ部20は、シャフト7の軸心に対して径方向に対向する2箇所に配設されており、ブラシホルダベース17は弾性体21を介し、2本のねじ22によってハウジング4の座面32に固定されている。
ブラシ15の軸方向の一端に形成された摺接面24は、ハウジング4の側(突出部28の側)に配設されており、摺接面24が整流子片11の外周表面に摺接している。
ブラシ15は、ブラシホルダ16の内面との間に、軸方向に例えば0.2(mm)の隙間を有して配設されている。
また、ブラシ15から軸方向に導出されるピグテール19は、摺接面24の側とは反対側の、反ハウジング側(除肉部25の側)に導出されている
弾性部材26は、ねじ22をハウジング4に締め付けることによって、ゴム材が軸方向に圧縮される圧縮部27を備えており、弾性部材26を備えない場合のブラシホルダベースの組付けと同様の組付けによって、圧縮部27を容易に設けることができる。
圧縮部27における弾性部材26の軸方向の圧縮率は、例えば50(%)程度であり、軸方向寸法(厚さ)が比較的小さい弾性部材26は、軸方向に圧縮されて半分程度の寸法になっている。
ブラシホルダベース17は、径方向に対向した2箇所のねじ部20を有し、ねじ部20の周方向の間(即ち2箇所)の中央付近に、1箇所あたり2個ずつ、合計4個所の圧縮部27が配設されている。
ねじ22をハウジング4に締め付けることにより、圧縮部27は、突出部28によって集中して軸方向に圧縮され、ねじ22の締め付けトルクの増加も少ない。
突出部28の端面28aは、ハウジング4と対向し、軸心に対して直角な平面で形成されており、圧縮部27は、該平面によって軸方向に圧縮されている。
ハウジング4には、ブラシホルダベース17と軸方向で対向する側の面であって、突出部28に対向した位置に軸方向に窪んだ合計4箇所の凹部29を備え、夫々の凹部29に弾性部材26の圧縮部27が配設されている。
弾性部材26は、円柱状の突出部28の端面28aおよび側面28bを覆うように、キャップ形状で一体に形成されている。
図6に記載のように、2箇所に配設されるキャップ形状の部分を一体化する板状部分26aによって、1個の弾性部材26として形成されている。
図7に記載のように、板状部分26aは、ハウジング4とブラシホルダベース17との軸方向の間において、軸方向に隙間gを有している。
この電動パワーステアリング装置用モータ1は、ハウジング4を介して車両側の減速ギヤハウジング等に装着され、シャフト7の先端部に圧入固定されたカップリング31を介して、前記回転力が車両側に伝達されて、車両のハンドルの操作力をアシストすることができる。
これは、引用文献2のものは、ゴムマウントの効果をより向上させるために、支え部83はブラシホルダ14の底面に当接する程度(シメシロは0.15(mm)程度)に構成して、それによってブラシホルダ14の傾きを防ぐような技術思想のもので、従って、支え部83は、弾性部材81に積極的にシメシロを与えて圧縮し、その圧縮部によってブラシホルダ14の傾きを防止するようなものではなかった。
支え部83の部分の弾性部材81の軸方向の圧縮率も7(%)程度と小さいものであり、支え部83に作用する圧縮荷重も、0.8(N)程度のものであって、引用文献2のものは、上記記載の圧縮部27を備えたようなものではなかった。
また、突出部82とハウジング16が対向する部分には軸方向の隙間を有し、圧縮部27を備えたものではなく、ブラシホルダ14は、上記支え部83によって軽度に支えられているものであった。
引用文献2のブラシ13の摺接面は、軸方向の両端2箇所のものであり、ブラシ13は軸方向には倒れにくいものであるが、このものにおいてキーキー音が発生した場合には、ブラシホルダ16が、ブラシホルダ16の共振周波数によって、周方向に振動する成分が大きくなるものであった。
これに対して、引用文献2のブラシの摺接面を軸方向の片側1箇所とした場合のキーキー音の発生時においては、ブラシホルダ16が配設されているブラシホルダベース17全体が、ブラシホルダベース17全体の共振周波数によって、軸方向に振動する成分が大きいものであり、振動する部位、振動周波数および振動方向が異なったものとなっていた。
しかも、摺接面を軸方向の片側1箇所とした場合に発生するキーキー音は、複数のブラシホルダ16の内の何れかの個所でキーキー音が発生している場合でも、ブラシホルダベース17を押さえることで、そのキーキー音を抑制できるものであった。
図8における圧縮荷重が30(N)未満の領域においてはキーキー音が発生することがあり、圧縮荷重が30(N)以上においてはキーキー音の発生はなかった。
圧縮荷重が30(N)以上の領域において、摺動音とキーキー音を共に低減することができる。
寸法等のばらつきや劣化を考慮すると、好ましくは圧縮荷重は40(N)以上とし、また、上限は90(N)以下とすることが望ましい。
上記のように、突出部82とハウジング16の対向部に鉄板を介在させた場合や、突出部82を直にハウジング16に当接させた場合には摺動音が増加するもので、弾性部材26が軸方向に圧縮された圧縮部27を備える必要があるものである。
また、凹部29は、ハウジング4の側に設けたがブラシホルダベース17の側に設けても良い。
圧縮部27を容易に構成でき、ブラシホルダベース17の軸方向の傾きが防止されるとともに、ブラシホルダベース17の振動が抑制されて、ブラシ15の摺動音とキーキー音が共に低減された電動パワーステアリング装置用モータ1を得ることができる。
圧縮部27は、ねじ部20の周方向の間の中央付近に設けることで、より効果的に構成できる。
更に、圧縮荷重は130(N)以下に構成することで、摺動音とキーキー音の両者の低減をより高いレベルで両立させることができる。
Claims (10)
- シャフトに固定された整流子と、
この整流子の外周表面にスプリングの弾性力により摺接される複数のブラシと、
この複数のブラシを摺動可能に収容するブラシホルダを備えたブラシホルダベースと、
このブラシホルダベースのねじ部に配設された弾性体を介して、該ブラシホルダベースがねじによって軸方向に固定されるハウジングと、
このハウジングと前記ブラシホルダベースとの軸方向の間で圧縮され、前記弾性体とは異なる位置に配設される弾性部材とを備えた電動パワーステアリング装置用モータであって、
前記ブラシは、前記整流子側の側面に該ブラシの軸方向の一端に形成された摺接面を有し、該摺接面から該ブラシの軸方向の他端に向かって、前記整流子の外周面から漸次離間する除肉部を備え、
前記ブラシホルダベース又は前記ハウジングには、両者間が軸方向に接近する方向に突出した突出部を有し、
前記弾性部材は、前記ねじを前記ハウジングに締め付けることにより、前記突出部によって軸方向に圧縮される圧縮部を備えていることを特徴とする電動パワーステアリング装置用モータ。 - ブラシの軸方向の一端に形成された摺接面は、ハウジング側に配設されており、前記ブラシから軸方向に導出されるピグテールは、反ハウジング側に導出されていることを特徴とする請求項1記載の電動パワーステアリング装置用モータ。
- ブラシホルダベースのねじ部は、シャフトの軸心に対して径方向に対向する2箇所に配設されていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の電動パワーステアリング装置用モータ。
- 圧縮部は、ブラシホルダベースの複数のねじ部の周方向の間に、複数個所配設されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置用モータ。
- 突出部の端面は、ブラシホルダベース又はハウジングと対向し、軸心に対して直角な平面で形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置用モータ。
- ブラシホルダベースは、樹脂で形成され、突出部が一体に形成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置用モータ。
- ブラシホルダベース又はハウジングには、両者が軸方向で対向する側の面に、軸方向に窪んだ凹部を備え、該凹部に弾性部材の圧縮部が配設されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置用モータ。
- 凹部と突出部とが軸方向において重なる部分の径方向の隙間には、径方向に圧縮される弾性部材が配設されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置用モータ。
- 弾性部材は、突出部の端面および側面を覆うキャップ形状で一体に形成されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置用モータ。
- 圧縮部に作用する圧縮荷重は、30N以上であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置用モータ。
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