特許 6040439 アンチロックブレーキシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6040439

(24)【登録日】2016年11月18日

(45)【発行日】2016年12月7日

(54)【発明の名称】アンチロックブレーキシステム

(51)【国際特許分類】

   B60T 8/34 20060101AFI20161128BHJP

   H02K 5/173 20060101ALI20161128BHJP

   H02K 21/26 20060101ALI20161128BHJP

【ＦＩ】

   B60T8/34

   H02K5/173 Z

   H02K21/26 M

【請求項の数】9

【外国語出願】

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2010-123486(P2010-123486)

(22)【出願日】2010年5月12日

(65)【公開番号】特開2010-264975(P2010-264975A)

(43)【公開日】2010年11月25日

【審査請求日】2013年5月10日

【審判番号】不服2015-5114(P2015-5114/J1)

【審判請求日】2015年3月17日

(31)【優先権主張番号】200910107312.1

(32)【優先日】2009年5月12日

(33)【優先権主張国】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】502458039

【氏名又は名称】ジョンソン エレクトリック ソシエテ アノニム

(74)【代理人】

【識別番号】100092093

【弁理士】

【氏名又は名称】辻居 幸一

(74)【代理人】

【識別番号】100082005

【弁理士】

【氏名又は名称】熊倉 禎男

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100086771

【弁理士】

【氏名又は名称】西島 孝喜

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100109335

【弁理士】

【氏名又は名称】上杉 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100120525

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 直樹

(72)【発明者】

【氏名】ルイ フェン キン

(72)【発明者】

【氏名】ティン チュアン シュー

(72)【発明者】

【氏名】フェイ リュー

【合議体】

【審判長】 森川 元嗣

【審判官】 中川 隆司

【審判官】 内田 博之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−２７８９０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−６０７８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２９０７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１８４９３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２７８２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３１０７３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

B60T8/34,H02K5/173,H02K21/26

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータ及びポンプを含むモータポンプアッセンブリと、車輪の回転を検出して回転信号を発生するための車輪センサと、回転信号に基づいてモータポンプアッセンブリを制御するための電気制御ユニットとを備え、
モータは、固定子、回転子、及び前記固定子の軸方向の端部に取り付けられたエンドキャップを備え、固定子は、閉じた軸方向の端部及び開いた軸方向の端部を有する筒状の形状のハウジングと、該ハウジングの内面に取り付けられた永久磁石により形成された６個の極とを含み、前記エンドキャップは、前記ハウジングの前記開いた軸方向の端部に挿入され、回転子は、前記ハウジングに収容され、回転子シャフトと、該回転子シャフトに固定され且つ９個の歯を有する回転子コアと、該回転子コアに隣接して回転子シャフトに固定された整流子と、歯の周りに巻かれ且つ整流子のセグメントに電気的に接続された巻線とを備え、前記ハウジングには、複数の突起部が前記内面の周囲に沿って形成され、前記突起部の各々は、隣接する前記永久磁石間に形成された間隙に対して軸方向に並んでおり、
前記巻線は、複数の集中巻コイル対で構成され、各コイルは、単一の対応する歯の周りに巻かれて、一対の隣接するセグメントに電気的に接続され、各コイル対は、同じ歯の周りに巻かれた２つのコイルより成り、各コイル対のリードは、２対の隣接するセグメントに電気的に接続され、
回転子シャフトの一端にベアリングが固定され、ポンプは、ベアリングに取り付けられた少なくとも１つのピストンを含み、そして回転子シャフトが回転するときベアリングによってピストンが駆動されるようにベアリングの機械的中心線が回転子シャフトの回転軸からオフセットされており、
各コイル対において、一方のコイルは隣接するセグメントの第１の対に電気的に接続され、他方のコイルは隣接するセグメントの第２の対に電気的に接続され、前記第１の隣接するセグメント及び第２の隣接するセグメントは、少なくもと１セグメントだけ離間されている、
ことを特徴とするアンチロックブレーキシステム。

【請求項2】

前記整流子は、１８個のセグメントを備え、そして前記巻線は、９対の集中巻コイルで構成されている、
請求項１に記載のアンチロックブレーキシステム。

【請求項3】

前記整流子は、６個のイコライザを備え、各イコライザは、３つの等離間された整流子セグメントを電気的に一緒に接続する、請求項１又は２に記載のアンチロックブレーキシステム。

【請求項4】

アンチロックブレーキシステムのモータであって、このモータは、固定子と、該固定子に回転可能に装着された回転子と、前記固定子の軸方向の端部に取り付けられたエンドキャップとを備え、固定子は、閉じた軸方向の端部及び開いた軸方向の端部を有する円筒状の形状のハウジングと、該ハウジングの内面に固定された永久磁石とを備え、前記エンドキャップは、前記ハウジングの前記開いた軸方向の端部に収容され、前記ハウジングは、複数の突起部を、前記ハウジングの前記開いた軸方向の端部に隣接して前記内面に有し、前記突起部の各々は、隣接する前記永久磁石間に形成された間隙に対して軸方向に並んでおり、回転子は、回転子シャフトと、該回転子シャフトの一端に固定されたベアリングとを備え、該ベアリングが回転子シャフトと共に回転するときにベアリングに取り付けられたポンプピストンがベアリングによって駆動されるようにベアリングの機械的中心線が回転子シャフトの回転軸からオフセットされているモータにおいて、前記固定子は、磁石により形成された６個の極を備え、前記回転子は、回転子シャフトに固定されて９個の歯を有する回転子コアを備え、該回転子コアに隣接して回転子シャフトに整流子が固定され、そして巻線が歯の周りに巻かれて整流子のセグメントに電気的に接続され、
前記巻線は、複数の集中巻コイル対で構成され、各コイルは、単一の対応する歯の周りに巻かれて、一対の隣接するセグメントに電気的に接続され、各コイル対は、同じ歯の周りに巻かれた２つのコイルより成り、各コイル対のリードは、２対の隣接するセグメントに電気的に接続されており、
各コイル対において、一方のコイルは隣接するセグメントの第１の対に電気的に接続され、他方のコイルは隣接するセグメントの第２の対に電気的に接続され、前記第１の隣接するセグメント及び第２の隣接するセグメントは、少なくもと１セグメントだけ離間されている、
ことを特徴とするモータ。

【請求項5】

前記ベアリングは、偏心ベアリングであり、そして前記回転子シャフトは、同心シャフトである、請求項４に記載のモータ。

【請求項6】

前記ベアリングは、同心ベアリングであり、そして前記回転子シャフトは、同心ベアリングの座部を形成する偏心部分を含んでいる、請求項４に記載のモータ。

【請求項7】

前記整流子は、１８個のセグメントを備え、前記巻線は、９対の集中巻コイルで構成されている、請求項４に記載のモータ。

【請求項8】

各コイル対において、一方のコイルは、時計方向に巻かれ、そして他方のコイルは、反時計方向に巻かれている、請求項７に記載のモータ。

【請求項9】

前記回転子は、６個のイコライザを備え、各イコライザは、３つの等離間された整流子セグメントを電気的に一緒に接続する、請求項４から８のいずれかに記載のモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、乗物のアンチロックブレーキシステム及びアンチロックブレーキシステムに使用するための電気モータに係る。

【背景技術】

【0002】

アンチロックブレーキシステム（以下、ＡＢＳという）は、乗物の重要な部品の１つである。図５は、液圧アンチロックブレーキシステムを示している。アンチロックブレーキシステムは、多数の車輪１０と、複数の車輪センサ２０と、電気制御ユニット（ＥＣＵ）３０と、モータポンプアッセンブリ４０と、液圧システム５０とを備えている。液圧システムは、車輪のブレーキを制御するのに使用される。車輪センサ２０は、車輪の回転を検出する。ＥＣＵ３０は、車輪センサ２０により与えられる検出結果に基づいて制御信号を発生する。制御信号は、スキッド状態が決定されたときに車輪をアンロックするようにモータポンプアッセンブリ４０及び液圧システム５０のバルブを制御するのに使用される。

【0003】

モータポンプアッセンブリ４０は、モータ及びポンプを備えている。モータは、回転可能な出力シャフトを含む。出力シャフトの一端にはベアリングが固定される。出力シャフトの回転軸は、ベアリングの機械的な中心線からオフセットしている。例えば、出力シャフトは、同心シャフトであり、そしてベアリングは、偏心ベアリングである。ポンプは、２つのピストンを備えている。各ピストンは、実質的に半径方向においてベアリングに取り付けられる。２つのピストンは、ベアリングが出力シャフトと共に回転するときにベアリングによって駆動される。アンチロックブレーキシステムには、永久磁石直流（以下、ＰＭＤＣという）モータが広く使用されている。慣習的なＰＭＤＣモータは、４つの固定子極（以下、極という）を有する固定子と、１３個の回転子極又は歯（以下、スロットという）をもつ回転子コアを有する回転子とを備えている。回転子の巻線は、複数のコイルで構成される。各コイルは、４つの歯のうちの３つの周りに巻かれる（コイルピッチは、３又は４に等しい）。コイルは、回転子コアの軸方向両端において重畳し、軸方向長さの大きなモータとなる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

軸方向長さが短いが実質的に同等の性能をもつモータを開発することが要望される。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の１つの態様によれば、アンチロックブレーキシステムが提供される。このアンチロックブレーキシステムは、モータ及びポンプを含むモータポンプアッセンブリと、車輪の回転を検出して回転信号を発生するための車輪センサと、回転信号に基づいてモータポンプアッセンブリを制御するための電気制御ユニットとを備え、モータは、固定子及び回転子を備え、固定子は、永久磁石により形成された６個の極を含み、回転子は、回転子シャフトと、回転子シャフトに固定され且つ９個の歯を有する回転子コアと、回転子コアに隣接して回転子シャフトに固定された整流子と、歯の周りに巻かれ且つ整流子セグメントに電気的に接続された巻線とを備え、更に、回転子シャフトの一端にベアリングが固定され、ポンプは、ベアリングに取り付けられた少なくとも１つのピストンを含み、そして回転子シャフトが回転するときベアリングによってピストンが駆動されるようにベアリングの機械的中心線が回転子シャフトの回転軸からオフセットされている。

【0006】

好ましくは、巻線は、複数の集中巻コイルで構成され、各コイルは、単一の対応する歯の周りに巻かれて、一対の対応するセグメントに電気的に接続される。

【0007】

好ましくは、整流子は、１８個のセグメントを備え、そして巻線は、９対の集中巻コイルで構成され、各コイル対は、同じ歯の周りに巻かれた２つのコイルより成り、各コイル対のリードは、４つの対応するセグメントに電気的に接続される。

【0008】

好ましくは、整流子は、６個のイコライザを備え、各イコライザは、３つの等離間された整流子セグメントを電気的に一緒に接続する。

【0009】

本発明の別の態様によれば、アンチロックブレーキシステムのポンプを駆動するのに使用されるモータが提供される。このモータは、固定子と、固定子に回転可能に装着された回転子とを備え、固定子は、ハウジングと、ハウジングの内面に固定された永久磁石とを備え、回転子は、回転子シャフトと、回転子シャフトの一端に固定されたベアリングとを備え、回転子シャフトが回転するときベアリングに取り付けられたポンプピストンがベアリングにより駆動されるようにベアリングの機械的中心線が回転子シャフトの回転軸からオフセットされ、更に、固定子は、磁石により形成された６個の固定子極を備え、回転子は、回転子シャフトに固定されて９個の歯を有する回転子コアを備え、回転子コアに隣接して回転子シャフトに整流子が固定され、そして巻線が歯の周りに巻かれて整流子のセグメントに電気的に接続される。

【0010】

好ましくは、ベアリングは、偏心ベアリングであり、そして回転子シャフトは、同心シャフトである。

【0011】

或いは又、ベアリングは、同心ベアリングであり、そして回転子シャフトは、同心ベアリングの座部を形成する偏心部分を含む。

【0012】

好ましくは、整流子は、複数のセグメントを備え、巻線は、複数の集中巻コイルで構成され、各コイルは、各歯の周りに巻かれて、一対のセグメントに電気的に接続される。

【0013】

好ましくは、整流子は、１８個のセグメントを備え、巻線は、９対の集中巻コイルで構成され、各コイル対は、同じ歯の周りに巻かれた２つのコイルより成り、各コイル対のリードは、４つの対応するセグメントに電気的に接続される。

【0014】

好ましくは、各コイル対において、一方のコイルは、時計方向に巻かれ、そして他方のコイルは、反時計方向に巻かれる。

【0015】

好ましくは、回転子は、６個のイコライザを備え、各イコライザは、３つの等離間された整流子セグメントを電気的に一緒に接続する。

【発明の効果】

【0016】

４個の固定子極及び１３個の回転子歯をもつ慣習的なモータと比較して、６個の固定子極及び９個の回転子歯を含む本発明の好ましい実施形態によるモータは、より高い電力密度及びよりコンパクトな構造を有する。

【0017】

以下、添付図面を参照し、本発明の好ましい実施形態を一例として説明する。２つ以上の図に現れる同じ構造物、要素又は部品は、一般的に、それらが現れる全ての図において同じ参照番号で示す。図示されたコンポーネント及び特徴部の寸法は、一般的に、表現の便宜上及び明瞭化のために選択されたものであって、必ずしも正しいスケールで示されていない。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施形態によるアンチロックブレーキシステムのＰＭＤＣモータの分解図である。

【図2】図１のモータの斜視図である。

【図3】図１のモータの内部構造を示す。

【図4】図１のモータの巻線配置を示す巻線図である。

【図5】液圧アンチロックブレーキシステムの要素を示す。

【図6】モータの出力シャフトとポンプのピストンとの間の好ましい偏心接続を示す。

【図7】別の偏心接続を示す。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明の１つの好ましい実施形態によるアンチロックブレーキシステムは、添付図面の図５を参照して説明する。アンチロックブレーキシステムは、車輪センサ２０と、ＥＣＵ３０と、モータポンプアッセンブリ４０と、液圧システム５０とを備えている。車輪センサ２０は、乗物の車輪１０の回転を検出し、回転信号（検出結果）をＥＣＵ３０へ送信する。ＥＣＵ３０は、回転信号に基づいて制御信号を発生する。モータポンプアッセンブリ４０及び液圧システム５０は、制御信号に基づいて制御される。より詳細には、モータポンプアッセンブリのモータ、及び液圧システムのバルブが、制御信号に基づいて制御される。特に、スキッド状態が生じたことを車輪センサが検出すると、モータが作動されてポンプを駆動し、液圧システムにパルス作用を生じさせて、車輪が路面をつかむ力を回復できるようにする。

【0020】

モータポンプアッセンブリ４０は、モータ及びポンプを備えている。モータは、回転子シャフトのような回転可能な出力シャフトを備えている。出力シャフトの一端にベアリングが固定される。ベアリングの機械的な中心線は、出力シャフトの回転軸からオフセットしている。ポンプは、実質的に半径方向においてベアリングに取り付けられた２つのピストンを備えている。２つのピストンは、ベアリングが出力シャフトと共に回転するときにベアリングによって駆動される。ピストンは、ベアリングの偏心運動により駆動される。

【0021】

図１から３に示すように、本発明の好ましい実施形態によるモータは、固定子及び回転子を備えている。固定子は、ハウジング６８と、ハウジングの内面に固定された永久磁石６７と、ハウジングに固定されたエンドキャップ６１とを備えている。６個の磁石があって、３つの北極（以下、Ｎ極という）及び３つの南極（以下、Ｓ極という）を含む６個の固定子極（Ｐ１−Ｐ６）を形成している。Ｎ極及びＳ極は、ハウジングの内面に周囲方向に交互に配列される。回転子は、回転子シャフト６３と、この回転子シャフトに固定された回転子コア６５と、回転子コアに隣接してシャフトに固定された整流子６４と、回転子コア６５の９個の歯（Ｔ１−Ｔ９）の周りに巻かれて整流子のセグメントに電気的に接続された巻線と、を備えている。回転子は、固定子の各端に配置された２つのベアリング６２及び６６により回転子シャフト６３が回転可能に支持されるようにして、固定子に回転可能に装着される。隣接する歯の間に巻線スロットが形成される。巻線は、複数の集中巻コイルで構成され、各コイルは、単一の歯の周りに巻かれて、一対の整流子セグメントに電気的に接続される。集中巻の巻線を使用することで、コイルは、回転子コアの軸方向端において互いに重畳しない。それ故、回転子の軸方向長さが減少される。

【0022】

好ましい実施形態では、回転子シャフト６３は、モータの出力シャフトであり、そして出力シャフトは、同心シャフトである。出力シャフト６３には、図６に示すように、偏心ベアリング７１が固定される。偏心ベアリングの機械的な中心線７２は、出力シャフト６３の回転軸７０からオフセットしている。ポンプは、偏心ベアリングに半径方向に各々取り付けられた２つのピストン７４を備えている。回転子シャフト６３が回転すると、回転運動が、偏心ベアリング７１によりピストンの直線往復運動へと変換される。図７に示す別の実施形態では、回転シャフト６３が偏心部分８３を有し、そこにベアリング８１が固定される。このケースでは、ベアリング８１は、同心ベアリングであり、そして偏心部分８３によりシャフトの回転運動がピストン７４に往復運動を誘起するようにさせる。

【0023】

図４は、回転子がどのように巻かれるかを示す巻線図である。図４から、整流子６４が１８個のセグメントＳ１〜Ｓ１８を含むことが明らかである。セグメントの数は、歯の数の２倍である。１８個のセグメントは、整流子の周囲方向に沿って配列される。巻線は、９対のコイルで構成される。各コイル対は、同じ歯の周りに巻かれた２つの集中巻コイルより成る。各コイル対の端子又はリードは、４つの整流子セグメントに電気的に接続される。好ましくは、４つのセグメントは、１つづつ配列される。好ましくは、４つのセグメントは、コイル対のリードを短く保つために、対応する歯の付近に配置される。好ましい実施形態では、各コイル対において、一方のコイルは時計方向に巻かれ、他方のコイルは反時計方向に巻かれる。

【0024】

図４において、ブロックＴ１〜Ｔ９は、９個の歯を表し、ブロックＳ１〜Ｓ１８は、１８個のセグメントを表し、そして線Ｅ１〜Ｅ６は、６個のイコライザを表す。各イコライザは、３つの等離間された整流子セグメントを電気的に一緒に接続し、これにより、モータが、３対のブラシをもつ６極モータとして動作できるようにするが、実際には、一対のブラシしか有していない。各コイルは、単一の歯の周りに巻かれ、そして２つの整流子セグメントに電気的に接続された２本のリードを有する。１８個の集中巻コイルは、９対のコイルとして配置される。各対のコイルは、１つの対応する歯の周りに巻かれる。各対のコイルは、それに対応する歯の付近に位置する４つのセグメントに接続される。

【0025】

上述したように、固定子は、３つのＮ極及び３つのＳ極を含む。それ故、いつでも、同じ極位置に３つのセグメントが配置される。例えば、セグメントＳ１、Ｓ７及びＳ１３がＮ極のような同じ極位置に配置される。イコライザの使用により、同じ極位置に配置される各３つのセグメントは、電気的に一緒に接続される。巻線に電流を供給するのに一対のブラシしか必要とされない。６つの極及び６つのブラシを含む慣習的なモータに比して、好ましい実施形態によるモータは、よりコンパクトで、より安価である。

【0026】

本発明の説明及び特許請求の範囲において、動詞「備える(comprise)」、「含む(include)」、「収容する(contain)」及び「有する(have)」並びにその変化は、各々、ここに述べたアイテムの存在を特定するために包括的な意味で使用され、付加的なアイテムの存在を除外するものではない。

【0027】

本発明は、１つ以上の好ましい実施形態を参照して説明したが、当業者であれば、種々の変更がなされ得ることが明らかであろう。それ故、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって決定されるものとする。

【符号の説明】

【0028】

１０：車輪
２０：車輪センサ
３０：電気制御ユニット（ＥＣＵ）
４０：モータポンプアッセンブリ
５０：液圧システム
６１：エンドキャップ
６２、６６：ベアリング
６３：回転子シャフト
６４：整流子
６５：回転子コア
６７：永久磁石
６８：ハウジング
７０：回転軸
７１：偏心ベアリング
７２：中心線
７４：ピストン
８１：ベアリング
８３：偏心部分
Ｔ１〜Ｔ９：歯
Ｓ１〜Ｓ１８：整流子セグメント
Ｅ１〜Ｅ６：イコライザ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】