(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
整流子と摺接するブラシを収納保持するブラシ保持器、このブラシ保持器を配設固定する基板部と、前記ブラシ保持器より外径側に位置して前記整流子の外径面と対向する外壁部とを有するブラシ保持器取付体、前記ブラシ保持器と共に前記ブラシ保持器取付体に取付固定され、前記ブラシ保持器の反整流子側開口部に位置して前記ブラシとの間に介在するスプリングの一端を保持する保持部が設けられたスプリング保持器を備え、
このスプリング保持器は、前記ブラシ保持器の壁面の一部を構成する壁面部と、前記ブラシ保持器の反整流子側開口部に位置して前記スプリングを保持する保持部とを有し、この壁面部と保持部とのなす角度を９０°より所定の角度大きくすることにより、取付状態において、前記保持部先端が前記ブラシ保持器取付体の外壁部内面に圧接されるように構成されたことを特徴とする回転電機用ブラシ保持装置。
【請求項２】
前記スプリング保持器は、前記保持部の先端にＬ型に前記外壁部側に折り曲げて形成された当接用突起を有し、取付状態において、前記当接用突起が前記外壁部内面に圧接されることにより、前記壁面部と前記保持部とのなす角度が矯正されて略９０°になるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の回転電機用ブラシ保持装置。
【請求項３】
整流子と摺接するブラシを収納保持するブラシ保持器、このブラシ保持器を配設固定する基板部と、前記ブラシ保持器より外径側に位置して前記整流子の外径面と対向する外壁部とを有するブラシ保持器取付体、前記ブラシ保持器と共に前記ブラシ保持器取付体に取付固定され、前記ブラシ保持器の反整流子側開口部に位置して前記ブラシとの間に介在するスプリングの一端を保持する保持部が設けられたスプリング保持器を備え、
このスプリング保持器は、前記保持部両側を前記外壁部側に折り曲げて形成された嵌合用突起を有し、前記外壁部に設けられた嵌合用スリットに前記嵌合用突起を圧入することにより前記保持部を前記外壁部に固定するように構成されたことを特徴とする回転電機用ブラシ保持装置。
【請求項４】
整流子と摺接するブラシを収納保持するブラシ保持器、このブラシ保持器を配設固定する基板部と、前記ブラシ保持器より外径側に位置して前記整流子の外径面と対向する外壁部とを有するブラシ保持器取付体、前記ブラシ保持器と共に前記ブラシ保持器取付体に取付固定され、前記ブラシ保持器の反整流子側開口部に位置して前記ブラシとの間に介在するスプリングの一端を保持する保持部が設けられたスプリング保持器を備え、
このスプリング保持器は、前記保持部先端をＬ型に前記外壁部側に折り曲げて形成した嵌合用突起を有し、前記外壁部に設けられた嵌合用切り欠き溝に前記嵌合用突起を圧入することにより前記保持部を前記外壁部に固定するように構成されたことを特徴とする回転電機用ブラシ保持装置。
【請求項５】
回転電機の整流子と摺接するブラシを収納保持するブラシ保持器、このブラシ保持器を配設固定する基板部と、前記ブラシ保持器より外径側に位置して前記整流子の外径面と対向する外壁部とからなるブラシ保持器取付体を備え、
前記ブラシとの間に介在するスプリングの一端を保持するスプリング保持面が、前記ブラシ保持器取付体の外壁部の内面に形成されると共に、このスプリング保持面が、前記ブラシ保持器取付体にインサート成形された高剛性の補強プレートによって形成されたことを特徴とする回転電機用ブラシ保持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転電機、特に、電動パワーステアリング装置のアシストモータに適した低振動・低騒音の回転電機用ブラシ保持装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、整流子とブラシとを使用した従来の回転電機の構成を示す断面図、図１０は、この回転電機のブラシ保持装置を有するブラケットを回転電機の内部側から見た平面図、図１１は従来のブラシ保持装置の構成図、図１２はブラシの振動発生に関する説明図である。図において、１は回転電機のヨーク、２はヨーク１の内径面に設けられた界磁装置のマグネット、３はマグネット２の内径面とは所定の空隙を介して設けられ、シャフト４を有する回転電機の電機子、５はシャフト４に設けられた整流子、６はヨーク１の開口端を塞ぐように設けられたブラケットで、シャフト４はヨーク１に設けられたベアリング７とブラケット６に設けられたベアリング７ａとに回転自在に支承されている。
【０００３】
８はブラケット６に取り付けられたブラシ保持器取付体であり、円弧状をなす外壁部８ａがブラケット６の円筒部６ａの内径に位置決めされ、基板部８ｂがブラケット６にネジ固定されている。９は後述するようにブラシ保持器取付体８に取り付けられたブラシ保持器で、円周方向に四カ所に配設されており、内部にブラシ１０とスプリング１１とを保持し、ブラシ１０は整流子５の外周に摺接し、スプリング１１はブラシ１０と整流子５との間に所定の押圧力を付与している。なお、１２はブラシ１０と外部とを電気的に接続するピグテイルである。
【０００４】
ブラシ保持器取付体８に対するブラシ保持器９の取付状態を示したのが図１１であり、ブラシ保持器９は側面壁９ａと上面壁９ｂとを有するコの字状に形成されており、コの字状の先端にはカシメ用突起９ｃと位置保持用突起９ｄとが設けられ、位置保持用突起９ｄにより高さ方向の寸法が設定されてカシメ用突起９ｃによりスプリング保持器１３と共にブラシ保持器取付体８の基板部８ｂにカシメ固定されている。スプリング保持器１３はコの字状のブラシ保持器９の底面壁を形成する壁面部１３ａと、ブラシ保持器９の反整流子側の開口部に位置して設けられ、スプリング１１の一端を位置決めして保持する保持部１３ｂとから構成されており、この保持部１３ｂの位置によりスプリング１１のセット時の長さ、従って、スプリング１１の力量が決定される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成された回転電機において、電機子３と整流子５とが回転するとブラシ１０はスプリング１１により整流子５の外径面に押圧されて摺動する。図１２はこのときのブラシ１０と整流子５との状態を示したもので、ブラシ１０は整流子５のセグメント間のスリット５ａを乗り越えるときに図の矢印方向に外力を受ける。この外力は整流子５の回転速度や整流子面の仕上げ精度などにより異なり、従って、使用中は常に変動する外力であり、この外力によりブラシ１０は自励振動を起こすことがある。ブラシ１０の振動は整流作用を悪化させ、回転電機の特性を低下させるのみでなく、ブラシ１０の寿命を低下させ、また、騒音を発することになり、特に車両の電動パワーステアリング装置などに使用される回転電機においてはこの騒音が大きな問題になる。
【０００６】
このようなブラシ１０の振動を抑制し騒音を低下させる手段としては、例えば特開平１０−３０４６２５号公報にその技術の一例が開示されている。この技術はブラシに防振板を取り付け、防振板とブラシ保持器取付体の基板部との間に振動吸収材を介在させてブラシの振動を振動吸収材に吸収させることにより振動を減衰させ、騒音を低下させようとするものであるが、ブラシに防振板を取り付けることによりブラシ自体が標準的な構造ではなくなり、ブラシが高価になるのみでなく、部品の交換時には専用の部品が必要となり、緊急時に容易に入手できず迅速な対応ができないことになり、また、防振板の取り付けは振動面積の増大につながり、騒音防止の効果には限界が生ずるものであった。
【０００７】
この発明はこのような課題を解決するためになされたもので、ブラシの振動に対する減衰特性を良好なものとすることにより、振動と騒音とを的確に低下させることが可能なブラシ保持装置を得ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる回転電機用ブラシ保持装置は、整流子と摺接するブラシを収納保持するブラシ保持器、このブラシ保持器を配設固定する基板部とブラシ保持器より外径側に位置して整流子の外径面と対向する外壁部とを有するブラシ保持器取付体、ブラシ保持器と共にブラシ保持器取付体に取付固定され、ブラシ保持器の反整流子側開口部に位置してブラシとの間に介在するスプリングの一端を保持する保持部が設けられたスプリング保持器を備え、スプリング保持器は、ブラシ保持器の壁面の一部を構成する壁面部と、ブラシ保持器の反整流子側開口部に位置してスプリングを保持する保持部とを有し、この壁面部と保持部とのなす角度を９０°より所定の角度大きくすることにより、取付状態において、保持部先端がブラシ保持器取付体の外壁部内面に圧接されるように構成したものである。
【０００９】
さらに、スプリング保持器は、壁面部と保持部とがなす角度を９０°より所定の角度大きくすると共に、保持部の先端にＬ型に外壁部側に折り曲げて形成した当接用突起を有し、取付状態において、当接用突起が外壁部内面に圧接されることにより、壁面部と保持部とのなす角度が矯正されて略９０°になるように構成したものである。
【００１０】
さらにまた、スプリング保持器は、保持部両側面を外壁部側に折り曲げた嵌合用突起を有し、外壁部に設けられた嵌合用スリットに嵌合用突起を圧入することにより、保持部を外壁部に固定するように構成したものである。
また、スプリング保持器は、保持部先端をＬ型に外壁部側に折り曲げた嵌合用突起を有し、外壁部に設けられた嵌合用切り欠き溝に嵌合用突起を圧入することにより、保持部を外壁部に固定するように構成したものである。
【００１１】
さらに、この発明に係わる回転電機用ブラシ保持装置は、回転電機の整流子と摺接するブラシを収納保持するブラシ保持器と、このブラシ保持器を配設固定する基板部とブラシ保持器より外径側に位置して整流子の外径面と対向する外壁部とからなるブラシ保持器取付体とを備え、ブラシとの間に介在するスプリングの一端を保持するスプリング保持面がブラシ保持器取付体の外壁部の内面に形成されると共に、このスプリング保持面が、ブラシ保持器取付体の外壁部の内面にインサート成形された高剛性の補強プレートによって形成されたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるブラシ保持装置の構成図、図２と図３とは効果を説明する説明図であり、上記の従来例と同一部分には同一符号が付与されている。図１において、８は円弧状をなす外壁部８ａと基板部８ｂとからなるブラシ保持器取付体、９は両側面壁９ａと上面壁９ｂとを有してコの字状に形成され、コの字状の先端部にはカシメ用突起９ｃと位置保持用突起９ｄとが設けられたブラシ保持器、１３はスプリング保持器であり、ブラシ保持器取付体８にブラシ保持器９と共に取り付けられ、コの字状のブラシ保持器９の底面壁を形成する壁面部１３ａと、ブラシ保持器９の反整流子側の開口部に位置し、図示しないスプリングの一端を支持する保持部１３ｂとから形成され、図１の（ｄ）に示すように壁面部１３ａと保持部１３ｂとの間には角度αが設定されており、この角度αは９０°より所定の角度大きい値に設定されている。
【００１４】
ブラシ保持器９はブラシ保持器取付体８にカシメ固定されるが、この状態は図１の（ｃ）に示すように、位置保持用の突起９ｄにより高さ方向の寸法が決定され、カシメ用の突起９ｃによりスプリング保持器１３と共にブラシ保持器取付体８の基板部８ｂにカシメ固定される。このとき、スプリング保持器１３の保持部１３ｂの先端は、ブラシ保持器取付体８の外壁部８ａの内径部分に圧接して位置が規制され、壁面部１３ａと保持部１３ｂとのなす角度が図１の（ａ）に示すようにα’になるようにブラシ保持器取付体８とスプリング保持器１３との関係寸法が設定されている。従って、壁面部１３ａと保持部１３ｂとの間のフリーの状態における角度αと、組み付け後の角度α’とは、α＞α’の関係になり、組み付け後においては保持部１３ｂがブラシ保持器取付体８の外壁部８ａの内側に圧接されることにより、保持部１３ｂの剛性が増すことになる。
【００１５】
図２と図３とはブラシがスプリングにより支えられた状態における一自由度振動系のモデルを仮定して示したものであり、図２はスプリング保持器１３の剛性が低い場合を、図３はスプリング保持器１３の剛性が充分に高い場合を示しており、ｋとｋ’とは弾性体、Ｃはダンパを示すものである。この状態においてブラシである質量体ｍに振動Ｆｏｓｉｎωｔが加わり、質量体ｍが図のｙ方向に振動するとき、スプリング保持器１３の剛性が充分に高い図３の方が振動エネルギがダンパＣに吸収されやすく、振動の減衰特性は良好になる。
【００１６】
この発明の実施の形態１によるブラシ保持装置では上記のように、スプリング保持器１３の壁面部１３ａと保持部１３ｂとのなす角度がフリーの状態の角度αに対し、組み付け後は保持部１３ｂがブラシ保持器取付体８の外壁部８ａに圧接されて角度がα’に変化するようにしたので、図１（ａ）に示すようにスプリング保持器１３の保持部１３ｂは、ブラシ保持器取付体８の外壁部８ａとの間に力Ｆが加わった状態で固定されることになる。スプリング保持器１３は、ブラシ保持器取付体８と比較して板厚が薄く構成されるのが通常であり、このために剛性は低いが、上記のように構成することにより保持部１３ｂの剛性が向上することになり、従来構成のモデルである図２と本発明のモデルである図３との比較から明らかなように、ブラシの振動を効果的に減衰させることができ、騒音の発生を効果的に防止できることになる。
【００１７】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２によるブラシ保持装置の構成図であり、この実施の形態によるブラシ保持装置は、スプリング保持器１３の保持部１３ｂの先端に、ブラシ保持器取付体８の外壁部８ａ側にＬ型に折り曲げられた当接用突起１３ｃを設けると共に、壁面部１３ａと保持部１３ｂとのなす角度がフリーの状態ではβとして９０°より所定値大きな値とし、組み付け後は当接用突起１３ｃがブラシ保持器取付体８の外壁部８ａの内側に当接して位置が規制され、壁面部１３ａと保持部１３ｂとの間のなす角度βが矯正されて略９０°になるように構成したものである。
【００１８】
このように構成することにより、実施の形態１の場合と同様に、スプリング保持器１３の当接用突起１３ｃとブラシ保持器取付体８の外壁部８ａとの間に力Ｆが加わった状態で固定されることになり、スプリング保持器１３の保持部１３ｂの剛性が向上してブラシの振動の減衰特性を良好なものとして騒音の発生を防止すると共に、組み付け後においては壁面部１３ａと保持部１３ｂとのなす角度が略９０°になるので図示しないスプリングに対する偏荷重が防止でき、騒音防止効果とブラシの寿命の向上効果とを得ることができるものである。
【００１９】
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３によるブラシ保持装置の構成図であり、この実施の形態のブラシ保持装置は、スプリング保持器１３の保持部１３ｂの先端部両側に、ブラシ保持器取付体８の外壁部８ａ側に折り曲げられた嵌合用突起１３ｄを設けると共に、ブラシ保持器取付体８の外壁部８ａには嵌合用スリット８ｂを設け、組み付け時に嵌合用突起１３ｄが嵌合用スリット８ｂに圧入固定されるようにしたものである。このように構成することにより、実施の形態１および２と同様にスプリング保持器１３の保持部１３ｂがブラシ保持器取付体８の外壁部８ａに固定されて剛性が向上し、ブラシの振動の減衰特性を良好なものとして騒音の発生を効果的に防止することができるなど、実施の形態２と同様の効果を得ることができるものである。
【００２０】
実施の形態４．
図６は、この発明の実施の形態４によるブラシ保持装置の構成図であり、この実施の形態によるブラシ保持装置は、スプリング保持器１３の保持部１３ｂの先端に、ブラシ保持器取付体８の外壁部８ａ側にＬ型に折り曲げられた嵌合用突起１３ｅを設けると共に、ブラシ保持器取付体８の外壁部８ａには嵌合用切り欠き溝８ｃを設け、組み付け時に嵌合用突起１３ｅが嵌合用切り欠き溝８ｃに圧入固定されるようにしたものである。このように構成することにより、実施の形態３の場合と同様にスプリング保持器１３の保持部１３ｂがブラシ保持器取付体８の外壁部８ａに固定されて剛性が向上し、ブラシの振動の減衰特性を良好なものとして騒音の発生を効果的に防止することができるなど、実施の形態２と同様の効果を得ることができるものである。
【００２１】
実施の形態５．
図７は、この発明の実施の形態５によるブラシ保持装置の構成図であり、この実施の形態のブラシ保持装置は、ブラシ保持器取付体８の外壁部８ａの内側に図示しないスプリングの一端を保持するスプリング保持面８ｄを構成すると共にブラシ保持器９をブラシ保持器取付体８にカシメ取り付けするとき、ブラシ保持器９の底面の壁を構成する底壁板１５を共にかしめるようにしたものである。このように構成することにより、図示しないスプリングは剛性の大きいブラシ保持器取付体８の外壁部８ａにより保持されることとなり、ブラシの振動の減衰特性を良好なものとして騒音の発生を効果的に防止することができるなど、実施の形態２と同様の効果を得ることができるものである。
【００２２】
実施の形態６．
図８は、この発明の実施の形態６によるブラシ保持装置の構成図であり、この実施の形態のブラシ保持装置は、実施の形態５の場合と同様に、ブラシ保持器取付体８の外壁部８ａの内側に図示しないスプリングの一端を保持するスプリング保持面を構成すると共に、ブラシ保持器９をブラシ保持器取付体８にカシメ取り付けするとき、ブラシ保持器９の底面の壁を構成する底壁板１５を共にかしめるようにし、さらに、ブラシ保持器取付体８の外壁部８ａのスプリング保持面に、剛性の充分に高い補強プレート１４をインサート成形などにより設けるようにしたものである。
【００２３】
このように構成することにより、例えばブラシ保持器取付体８の外壁部８ａが構造的に充分な肉厚が得られないときとか、材料的に充分な強度が得られない場合においても、図示しないスプリングが剛性の大きい補強プレート１４により保持されることになり、ブラシの振動の減衰特性を良好なものとして騒音の発生を効果的に防止することができるなど、実施の形態２と同様の効果を得ることができるものである。
【００２４】
【発明の効果】
以上に説明したようにこの発明の回転電機用ブラシ保持装置によれば、整流子とブラシとの間に押圧力を加えるスプリングの一端を保持するスプリング保持器の保持部を、ブラシ保持器を保持固定するブラシ保持器取付体の外径部に設けた外壁部に圧接あるいは固定するようにしたので、また、外壁部自体を高剛性にしてスプリング保持面として利用するようにしたので、ブラシの振動エネルギを有効に吸収させることが可能になり、振動の減衰が良好となって、騒音の抑制や振動に伴う悪影響を低減することが可能な回転電機用ブラシ保持装置を得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１のブラシ保持装置の構成図である。
【図２】  この発明の実施の形態１のブラシ保持装置の効果を説明する説明図である。
【図３】  この発明の実施の形態１のブラシ保持装置の効果を説明する説明図である。
【図４】  この発明の実施の形態２のブラシ保持装置の構成図である。
【図５】  この発明の実施の形態３のブラシ保持装置の構成図である。
【図６】  この発明の実施の形態４のブラシ保持装置の構成図である。
【図７】  この発明の実施の形態５のブラシ保持装置の構成図である。
【図８】  この発明の実施の形態６のブラシ保持装置の構成図である。
【図９】  従来の回転電機の構成を示す断面図である。
【図１０】  従来の回転電機のブラシ保持装置の平面図である。
【図１１】  従来のブラシ保持装置の構成図である。
【図１２】  ブラシの振動発生に関する説明図である。
【符号の説明】
５  整流子、８  ブラシ保持器取付体、８ａ 外壁部、８ｂ  基板部、  ８ｂ 嵌合用スリット、８ｃ  嵌合用切り欠き溝、  ８ｄ スプリング保持面、９  ブラシ保持器、９ａ  側面壁、 ９ｂ  上面壁、９ｃ カシメ用突起９ｄ  位置保持用突起、  １０ ブラシ、１１  スプリング、１３  スプリング保持器、 １３ａ  壁面部、１３ｂ  保持部、１３ｃ 当接用突起、  １３ｄ、１３ｅ  嵌合用突起、１４ 補強プレート、１５  壁面板。
【図１】
0003645798.tif 000002
【図２】
0003645798.tif 000003
【図３】
0003645798.tif 000004
【図４】
0003645798.tif 000005
【図５】
0003645798.tif 000006
【図６】
0003645798.tif 000007
【図７】
0003645798.tif 000008
【図８】
0003645798.tif 000009
【図９】
0003645798.tif 000010
【図１０】
0003645798.tif 000011
【図１１】
0003645798.tif 000012
【図１２】
0003645798.tif 000013