(57)【要約】【課題】  ブラシと該ブラシを付勢するコイル弾機とがブラシホルダに収容される回転電機において、振動の少ない高性能な回転電機を構成する。【解決手段】  ブラシ７と該ブラシ７の外径側に配されてブラシ７先端部をモータ軸１ａ側に付勢するコイル弾機１３とを収容するブラシホルダ９を、回転軸方向に対向する一対の第一側片８ｄ、１２ｂと、周回り方向に対向する一対の第二側片１２ａとの四側片を用いて構成し、ブラシホルダステー８に形成される一方の第一側片８ｄの外径側部位にコイル弾機１３の外周に沿う凹溝状のガイド面８ｆを形成するとともに、ブラシ７の先端部に、他方側ほどコンミテータ４から離間する傾斜面７ａを形成する。【選択図】        図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に外嵌するコンミテータ外周面にブラシの先端部が弾圧状に摺接してなる回転電機において、前記ブラシと該ブラシの外径側に配されてブラシ先端部を回転軸側に付勢するコイル弾機とを収容するブラシホルダを、回転軸方向に対向する一対の第一側片と、周回り方向に対向する一対の第二側片との四側片を用いて構成するにあたり、前記第一側片の一方側の内周面に、コイル弾機の外周に沿う凹溝状のガイド面を形成するとともに、ブラシの先端部に、他方側ほどコンミテータから離間する傾斜面が形成されている回転電機におけるブラシ構造。
【請求項２】
請求項１において、コイル弾機は、真円形状に形成されている回転電機におけるブラシ構造。
【請求項３】
請求項１または２の何れか一項において、ガイド面は、一方側の第一側片の外径側部位に他方側に向けて突出形成された突部に形成されるものとし、ブラシホルダに収容されたコイル弾機は、他方の第一側片と第二側片とに近接対向し、ブラシを他方側に偏寄して弾圧するように構成されている回転電機におけるブラシ構造。
【請求項４】
請求項１、２または３の何れか一項において、ブラシホルダは、コ字形に折曲形成されたホルダ金具をブラシホルダステーに止着することで構成されるものとし、一方の第一側片はブラシホルダステーにより構成され、一対の第二側片と他方の第一側片との三側片はホルダ金具により構成されている回転電機におけるブラシ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等に搭載されるアクチュエータを構成する電動モータ等の回転電機におけるブラシ構造の技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種回転電機のなかには、これが例えば電動モータである場合、回転軸に相当するモータ軸に外嵌するコンミテータ外周面に、外部電源からの電源を供給するためのブラシの先端部が弾圧状に摺接する構成としたものがある。この場合に、ブラシをコンミテータ側に付勢する弾機をコイル弾機とし、これらをともにブラシホルダに収容することがあり、このものでは、ブラシを、周回り方向長さ（縦長さ）と軸方向長さ（横長さ）とが異なる直方体形状とした場合では、該ブラシの形状に合わせて楕円形状のコイル弾機を用いるようにしていた。しかるに、楕円形状のコイル弾機を用いるとコストが高くなるという問題があり、このため、真円形状の汎用のコイル弾機を用いることが提唱されるが、その場合、ブラシホルダの形状を直方体形状のブラシに合わせたものにしなければならず、このようなブラシホルダに真円状のコイル弾機を収容する場合では、コイル弾機外周面とブラシホルダ内周面とのあいだに空隙部が生じ、コイル弾機がブラシホルダ内において蛇行して所定の押圧力をブラシに対して発揮できなくなってしまうことが想定される。
【０００３】
この改善策として、コイル弾機の外径をブラシの短辺よりも大きく設定する一方、ブラシホルダを、回転軸方向に対向する一対の第一側面と、周回り方向に対向する一対の第二側面との四側面により構成し、一方の第一側面と、一対の第二側面とに、コイル弾機の外周面に摺接する凹状のガイド面を形成して、コイル弾機の外周面を複数箇所において支持するように構成することにより、コイル弾機の蛇行を防止してブラシへの押圧力が損なわれないようにしたものが知られている。
【特許文献１】特開平１１−１２２８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが前記従来のものは、ブラシホルダを、一方の第一側面が形成される下ホルダと、他方の第一側面と一対の第二側面が形成される上ホルダとにより構成しており、このため、コイル弾機外周面を支持する凹状のガイド面は、下ホルダだけでなく、上ホルダにも形成する必要があり、構造が煩雑になってしまうという問題がある。さらには、これら上下のホルダを一体化する場合に、これらが精度良く組み付けられないと、コイル弾機によるブラシの押圧ポイントがずれてしまったり、コイル弾機の蛇行が回避されない等の問題が生じることになり、これらに本発明の解決すべき課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、回転軸に外嵌するコンミテータ外周面にブラシの先端部が弾圧状に摺接してなる回転電機において、前記ブラシと該ブラシの外径側に配されてブラシ先端部を回転軸側に付勢するコイル弾機とを収容するブラシホルダを、回転軸方向に対向する一対の第一側片と、周回り方向に対向する一対の第二側片との四側片を用いて構成するにあたり、前記第一側片の一方側の内周面に、コイル弾機の外周に沿う凹溝状のガイド面を形成するとともに、ブラシの先端部に、他方側ほどコンミテータから離間する傾斜面が形成されているものである。
そして、このようにすることにより、ブラシホルダを構成する一方の第一側片にのみガイド面を形成すればよいことになって、構成の簡略化を果せるうえ、ブラシのコンミテータへの弾圧状態を安定したものにできる。
請求項２の発明は、請求項１において、コイル弾機は、真円形状に形成されているものであり、このようにすることにより、安価な電動モータとすることができる。
請求項３の発明は、請求項１または２の何れか一項において、ガイド面は、一方側の第一側片の外径側部位に他方側に向けて突出形成された突部に形成されるものとし、ブラシホルダに収容されたコイル弾機は、他方の第一側片と第二側片とに近接対向し、ブラシを他方側に偏寄して弾圧するように構成されているものであり、このようにすることにより、ブラシの傾斜面とコンミテータとの弾圧がさらに安定したものになって、振動、異音、コンミテータのノイズ等の低減を図ることができる。
請求項４の発明は、請求項１、２または３の何れか一項において、ブラシホルダは、コ字形に折曲形成されたホルダ金具をブラシホルダステーに止着することで構成されるものとし、一方の第一側片はブラシホルダステーにより構成され、一対の第二側片と他方の第一側片との三側片はホルダ金具により構成されているものであり、このようにすることにより、ガイド面をブラシホルダステー側にのみ形成すればよく、さらなるコスト削減を果すことができる。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明とすることにより、構成の簡略化を果せ、かつ、ブラシのコンミテータへの弾圧状態が安定し、高性能の回転電機とすることができる。
請求項２の発明とすることにより、安価な電動モータとすることができる。
請求項３の発明とすることにより、振動、異音、コンミテータのノイズ等の低減を図ることができる。
請求項４の発明とすることにより、さらなるコスト削減を果すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
つぎに、本発明の実施の形態について、図１〜図７の図面に基づいて説明する。
図面において、１はファンモータとして機能する電動モータ（回転電機）であって、該電動モータ１のモータ軸１ａは、一端が有底筒状のヨーク２の底部２ａに軸受２ｂを介して軸承され、ヨーク底部２ａから外方に突出する突出先端部にファンが設けられるように設定されている。そして、モータ軸１ａの他端は、ヨーク２の開口端を覆蓋するエンドブラケット３に軸受け３ａを介して軸承されている。前記モータ軸１ａは、エンドブラケット３側に位置してコンミテータ４が一体的に外嵌され、該コンミテータ４よりヨーク底部２ａ側部位に複数枚の鉄心５が外嵌されており、これら鉄心５の外周に複数のコイル５ａを巻装することにより回転子６が構成されている。前記各コイル５ａは、コンミテータ４に電気的に接続されており、後述するように、ブラシ７を介してコンミテータ４に外部電源を供給することによりコイル５ａへの通電がなされると、ヨーク２の内周面に固着された永久磁石２ｃにより形成される磁界に対して回転子６が回転するように設定されている。
尚、本実施の形態の電動モータ１は、図１に示すように、モータ軸１ａが上下方向を向き、エンドブラケット３が下方に位置する状態で取り付けられるように構成されている。
【０００８】
一方、ヨーク２の開口端には外径側にフランジ部２ｄが形成されており、該フランジ部２ｄと、エンドブラケット３の外径縁部に形成されたフランジ部３ｂとのあいだに、樹脂材を用いて平板リング状に一体型成形されたブラシホルダステー８の外径縁部８ａが挟持状に固定されている。前記ブラシホルダステー８は、中心部にモータ軸１ａが貫通する貫通孔８ｂが開設されているとともに、ヨーク２の筒内側を向く一方の円板面には、前記貫通孔８ｂの孔中心を基準として放射状となる位置関係で周回り方向四箇所にブラシホルダ９がそれぞれ設けられている。そして、これら各ブラシホルダ９にそれぞれブラシ７が収容され、各ブラシ７から引き出されたピグテール（図示せず）は、ブラシホルダステー８に組み込まれた四枚の端子プレート１０にそれぞれ電気的に接続され、これら各端子プレート１０に外部引き出し用カプラ１１が接続されている。尚、前記外部引き出し用カプラ１１に外部カプラ（図示せず）を接続することにより、ブラシ７への外部電源の供給がなされるように設定されている。
【０００９】
１２は、ブラシホルダ９を構成するためのホルダ金具であって、該ホルダ金具１２は、金属製板材をコ字形状に折曲することにより構成されており、一対の対向する脚片は、ブラシホルダ９の周回り方向に対向する一対の第二側片１２ａを構成しており、これら一対の第二側片１２ａを連結する側片が、本発明の他方の第一側片１２ｂを構成するように設定されている。一方、ブラシホルダステー８の一方円板面のブラシホルダ形成部位には、それぞれ四つの挿通孔８ｃが適間隔を存して開設されている。そして、ホルダ金具１２の第二側片１２ａには、各先端縁部の内径部位と外径部位とに位置して固定片１２ｃがそれぞれ突出形成されており、これら固定片１２ｃを、ブラシホルダステー８の挿通孔８ｃに対して一方の円板面から他方の円板面側に挿通し、該固定片１２ｃの挿通先端部を、他方の円板面にカシメ付けることにより、ホルダ金具１２のブラシホルダステー８への固定がなされるように設定されている。ここで、ホルダ金具１２が固定されるブラシホルダステー８のブラシホルダ形成部位は、ホルダ金具１２の他方の第一側片１２ｂに対してモータ軸１ａの軸方向に対向しており、該部位が本発明の一方の第一側片８ｄを構成するように設定されている。
【００１０】
そして、前記ホルダ金具１２の他方の第一側片１２ｂの外径側には延出部１２ｄが形成されており、該延出部１２ｄは、一方の第一側片８ｄ側に折曲されることによりブラシホルダ９の外径側部位を覆蓋するように配される外径側端片１２ｄを構成するように設定されている。これによって、ブラシホルダステー８の周回り方向四箇所には、ホルダ金具１２による一対の第二側片１２ａと、他方の第一側片１２ｂと、外径側端片１２ｄと、ブラシホルダステー８による第一側片８ｄとの五側片により囲繞されたブラシホルダ９が形成されるように構成されている。
このように構成された各ブラシホルダ９には、内径側に位置して前記ブラシ７がそれぞれ収容され、これら各ブラシ７の内径側の先端部がコンミテータ４の外周面に対向するように配されるが、各ブラシホルダ９の外径側、即ちブラシ７の基端側にはコイル弾機１３が収容されており、これによって、ブラシ７はコイル弾機１３の付勢力を受けてコンミテータ４の外周面に弾圧状に摺接するように設定されている。
【００１１】
ここで、前記ブラシ７の形状は、周回り方向長さＬ１、軸方向長さＬ２としたとき、軸方向長さＬ２の方が長い（Ｌ２＞Ｌ１）直方体に形成されており、これに伴い、ブラシホルダ９は、一対の第一側片８ｄ、１２ｂの周回り方向長さをＬ１より僅かに大きい長さ、一対の第二側片１２ａの軸方向長さをＬ２より僅かに大きい長さに寸法設定され、ブラシ７は径方向に移動自在な状態で収容されるように設定されている。さらに、ブラシ７の内径側の端面は、ブラシホルダ９の他方の第一側片１２ｂ側ほどコンミテータ４から離間する傾斜面７ａに形成されている。
尚、本実施の形態において、ブラシ傾斜面７ａのモータ軸１ａの軸芯方向を基準とする傾斜角度θは１〜３度に設定され、これによって、ブラシ７とコンミテータ４との摺接面が大きく確保できるように配慮されている。
【００１２】
一方、ブラシ７の外径側に配されるコイル弾機１３は真円形状のものが採用されており、その外径はブラシ７の周回り方向長さＬ１と略同様の寸法に設定されている。これによって、コイル弾機１３は、ブラシホルダ９のブラシ７が収容される側である内径側部位に対しては、コイル弾機１３と第二側片８ｄまたは１２ｂとのあいだに、長さ（Ｌ２−Ｌ１）に略相当する隙間が形成されるように設定されている。
これに対し、ブラシホルダ９のコイル弾機１３を収容する側である外径側部位において、一方の第一側片８ｄには、前記長さ（Ｌ２−Ｌ１）よりも突出量の大きい突部８ｅが形成され、該突部８ｅの突出端面にコイル弾機１３外周面に沿う（コイル弾機１３外周の曲率と同様の曲率を有した）凹溝状のガイド面８ｆが形成されている。このとき、前記ガイド面８ｆの溝底部から他方の第一側片８ｂとの対向間は、ブラシ７の周回り方向長さＬ１と略等しくなるように設定され、これによって、ガイド面８ｆ形成部位にコイル弾機１３を収容したとき、他方の第一側面１２ｂ、および、一対の第二側面１２ａとがコイル弾機１３外周面に当接あるいは近接対向するように設定されている。そして、コイル弾機１３は、ブラシホルダ９内において、ガイド面８ｆにより支持されるほか、三方においてそれぞれの側片８ｄ、１２ｂ、１２ａによる支持を受けることになって、コイル弾機１３の蛇行が防止されるように構成されている。
【００１３】
このように、ブラシホルダ９の一方の第一側片８ｄの外径側部位（コイル弾機収容部）に突部８ｅを形成し、該突部８ｅにコイル弾機１３の外周に沿うガイド面８ｆを形成することにより、コイル弾機１３は、ブラシホルダ９の他方の第一側片１２ｂ側に偏寄する状態で収容されることになり、もって、ブラシ７の外径側端面に対し、他方側部位を弾圧することになるが、このとき、ブラシ７の内径側端面である傾斜面は７ａは、前述したように、他方側ほどコンミテータ４から離間するような傾斜状態となっている。このため、ブラシ７が他方側を押圧されることにより、コンミテータ４に弾圧するブラシ傾斜面７ａの一方側縁部には、コンミテータ７に直交する方向の力Ｆ１と、該Ｆ１に直交して一方側に向く力Ｆ２とが作用することになり、ブラシ傾斜面７ａがよりコンミテータ４側を向いて近接する状態となって、ブラシ傾斜面７ａとコンミテータ４との摺接面積が大きく、かつ、安定した弾圧状態となるように設定されている。
【００１４】
叙述の如く構成された本形態において、電動モータ１は、外部引き出し用カプラ１１を介しての電源供給により、ブラシホルダステー８にホルダ金具１２を組み込んで構成されたブラシホルダ９内の各ブラシ７に電源が供給され、これら各ブラシ７がブラシホルダ９内のコイル弾機１３による付勢を受けてコンミテータ４に弾圧状に摺接することにより回転子６が回転する。この場合に、ブラシホルダ９に収容されるコイル弾機１３は、ブラシホルダ９の軸方向に対向する第一側片８ｄの外径側部位に形成された突部８ｅのガイド面８ｆに周回り方向に沿って支持を受け、かつ、他方の第一側片１２ｂ、第一側片１２ａに近接対向する状態で収容されている。このため、コイル弾機１３とブラシホルダ９内周面とのあいだに大きな隙間がないことから、コイル弾機１３が蛇行してしまうようなことがなく、コイル弾機１３の蛇行によりブラシ７の弾圧力が突然変化する等の不具合を防止できて、安定した電動モータ１を提供することができる。
そしてこのものでは、ブラシホルダステー８側の第一側片８ｄ側にガイド面８ｆを形成する構成であり、その他の側片１０ａ、１０ｂについては、従来通りの平板状のホルダ金具１１を用いることができるため、構成の簡略化が図れるばかりでなく、精度の良い取り付けを強いられることなく、ブラシホルダ９にブラシ７とコイル弾機１３とを位置決め状に収容することができる。従って、各ブラシホルダ９内においてコイル弾機１３によるブラシ７の押圧スポットが精度良く確保できて、それぞれの当接位置が異なってしまうような不具合がなく、初期特性を安定化できるばかりでなく、組み付けバラツキによるブラシ７の振動を低減できて、異音やコンミテータノイズの発生を防止でき、もって、製品のバラツキを低減できる。
【００１５】
しかも、このものにおいて、ブラシ７は、他方側ほどコンミテータ４から離間するような傾斜面７ａとなっているとともに、蛇行が防止されたコイル弾機１３により他方側に偏寄する状態で弾圧されている。このため、ブラシ傾斜面７ａの一方側におけるコンミテータ４への押圧力が、コンミテータ４に対して直交する方向の力Ｆ１だけでなく、一方側に向く力Ｆ２とが作用することになり、ブラシ傾斜面７ａがよりコンミテータ４側を向いてブラシ７とコンミテータ４との摺接面積を大きくすることができるとともに、かつ、安定した弾圧状態とすることができ、安定した性能の電動モータ１を提供することができる。
【００１６】
さらにこのものでは、ブラシ７の周回り方向長さＬ１と軸方向長さＬ２とにあわせた矩形状のブラシホルダ９に、ブラシ７の周回り方向長さＬ１と略同様に寸法設定された外形を有した新円形状のコイル弾機１３を収容する構成であるが、コイル弾機１３収容部において、一方の第一側片８ｄに突部８ｅを形成して他方の第一側片１２ｂとの対向間がブラシ７の周回り方向長さＬ１となるようにしているので、真円形状のコイル弾機１３をそのままブラシホルダ９に収容しても蛇行することがない。この結果、真円形状のコイル弾機１３を採用することができて、安価な電動モータ１とすることができる。
【００１７】
さらには、ブラシホルダ９に形成されるガイド面８ｆを、ブラシホルダステー８側の第一側片８ｄに形成したので、ホルダ金具１１としては従来のものをそのまま用いることができて、さらなるコスト低下を果すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】電動モータの一部断面正面図である。
【図２】電動モータの平面図である。
【図３】図３（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれブラシホルダステーの底面図、平面図である。
【図４】図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ図３（Ｂ）のＸ−Ｘ断面図、図３（Ａ）のＡ矢視図、図３（Ｂ）のＢ矢視図である。
【図５】図５（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれブラシホルダステーにホルダ金具等の必要な部材を組み込んだ状態の底面図、平面図である。
【図６】図５（Ｂ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図７】図７（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれブラシホルダ部における断面図、内径側からの正面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１    電動モータ
２    ヨーク
４    コンミテータ
７    ブラシ
７ａ    傾斜面
８    ブラシホルダステー
８ｄ    一方の第一側片
８ｅ    突部
８ｆ    ガイド面
９    ブラシホルダ
１２    ホルダ金具
１２ａ    第二側片
１２ｂ    他方の第一側片
１３    コイル弾機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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