JP5408034B2 - 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 - Google Patents

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。

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。

特開２００３−０７０２１１号公報（図９） 実用新案登録第３１５４３９３号公報

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の好ましい態様としては、前記バスバーユニットは、前記回転子の回転軸方向で前記ブラシホルダーユニットと一部が重なるように設けられ、前記バスバー保持手段は、前記弾性部材を避けた位置に配置され、かつ前記筐体と前記バスバー保持手段との間に前記弾性部材が介在されていない状態で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共締めされ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、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。また、本発明の好ましい態様としては、前記弾性部材は、前記締結手段を避けて設けられていることが望ましい。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。

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。

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。

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。

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

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。

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。

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。 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。 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。 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。 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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (3)

1. 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、
   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、を含むブラシモータ用バスバーユニットと、を含み、
   前記バスバーユニットは、前記回転子の回転軸方向で前記ブラシホルダーユニットと一部が重なるように設けられ、
   前記バスバー保持手段は、前記弾性部材を避けた位置に配置され、かつ前記筐体と前記バスバー保持手段との間に前記弾性部材が介在されていない状態で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共締めされて前記筐体に取り付けられ、
   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、
   前記弾性部材は、前記締結手段を避けて設けられていることを特徴とするブラシモータ。
2. 前記弾性部材は、前記ブラシホルダーユニットに沿うように、円環状の板状部材を分割した形状であり、前記締結手段は、分割した円環状の板状部材の間を通る請求項１に記載のブラシモータ。
3. 請求項１または２に記載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電動パワーステアリング装置。

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