(57)【要約】【課題】ブラシ発熱時の放熱性を改善できるスタータ１を提供することにある。【解決手段】エンドフレーム９には、ブラシホルダ８のベース部８ｂを固定するための複数の突起部が設けられている。この突起部は、整流子に対するベース部８ｂの周方向位置を規制する一対の周方向規制部９ａと、整流子に対するベース部８ｂの内径側位置を規制する内径側規制部９ｂとを有する。ブラシホルダ８は、ヨーク４とエンドフレーム９とを組み合わせる前に、エンドフレーム９に設けられた鉤状の周方向規制部９ａとエンドフレーム９の軸方向端面との間にベース部８ｂを挟み込んで固定され、その後、ヨーク４とエンドフレーム９とを組み合わせることにより、ベース部８ｂの外径側位置がヨーク４の内径により規制される。  上記の構成によれば、ブラシ７からブラシホルダ８に伝わった熱が、ブラシホルダ８から直接エンドフレーム９に伝わるため、放熱性が向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
整流子を有する電機子と、
この電機子の回転に伴い前記整流子上を摺動するブラシと、
筒状の収納部を形成し、この収納部に前記ブラシを収納して保持するブラシホルダとを備え、軸方向の最後端がエンドフレームにより覆われた回転電機において、
前記ブラシホルダが前記エンドフレームに直接固定されていることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載した回転電機において、
前記整流子は、前記ブラシが摺動する整流子面が、前記電機子の回転軸と直交する平面上に設けられており、
前記ブラシは、前記整流子面に対し軸方向より押し当てられていることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項２に記載した回転電機において、
前記ブラシホルダは、前記エンドフレームの軸方向端面に当接するベース部を有し、このベース部が、前記エンドフレームに設けられた複数の突起部に係合して固定されていることを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項３に記載した回転電機において、
前記エンドフレームに設けられた複数の突起部は、
前記整流子に対する前記ベース部の周方向位置を規制する一対の周方向規制部と、
前記整流子に対する前記ベース部の内径側位置を規制する内径側規制部とを有することを特徴とする回転電機。
【請求項５】
請求項４に記載した回転電機において、
前記電機子の外周に磁気回路を形成するヨークを備え、
前記ブラシホルダは、前記整流子に対する前記ベース部の外径側位置が前記ヨークの内径により規制されていることを特徴とする回転電機。
【請求項６】
請求項４または５に記載した回転電機において、
前記一対の周方向規制部は、前記エンドフレームの軸方向端面から起立して鉤状に設けられ、
前記ブラシホルダは、前記鉤状の周方向規制部と前記エンドフレームの軸方向端面との間に前記ベース部が挟み込まれて固定されることを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、整流子とブラシを有する回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スタータモータ等の直流電動機には、整流子上の所定位置にブラシを保持するためのブラシ保持装置が設けられている。
例えば、特許文献１または特許文献２に記載されるブラシ保持装置は、ブラシを保持する筒状のブラシホルダと、このブラシホルダが取り付けられるホルダプレートとを有し、このホルダプレートがスクリュ等によりエンドフレームに固定されている。
【特許文献１】特開２０００−３１２４５８号公報
【特許文献２】特開２００２−２０４５５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、スタータモータ等の直流電動機は、作動時にブラシの温度が上昇するが、上記のブラシ保持装置では、ブラシの熱がブラシホルダから外気に触れているエンドフレームに伝わるまでに、ホルダプレートが介在しているため、放熱性が悪いという問題があった。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、ブラシ発熱時の放熱性を改善できる回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（請求項１の発明）
本発明は、整流子を有する電機子と、この電機子の回転に伴い整流子上を摺動するブラシと、筒状の収納部を形成し、この収納部にブラシを収納して保持するブラシホルダとを備え、軸方向の最後端がエンドフレームにより覆われた回転電機において、ブラシホルダがエンドフレームに直接固定されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、ブラシからブラシホルダに伝わった熱が、ブラシホルダから直接エンドフレームに伝わるため、特許文献１または特許文献２に記載された従来技術と比較して放熱性が向上する。また、ブラシホルダを直接エンドフレームに固定するので、従来のホルダプレートが不要であり、部品点数を少なくできる。その結果、組み付け精度の向上、及びコストダウンが期待できる。
【０００５】
（請求項２の発明）
請求項１に記載した回転電機において、整流子は、ブラシが摺動する整流子面が、電機子の回転軸と直交する平面上に設けられており、ブラシは、整流子面に対し軸方向より押し当てられていることを特徴とする。
この場合、ブラシホルダは、ブラシを軸方向に保持するため、ブラシホルダの反整流子面側をエンドフレームの軸方向端面に向けて配置できる。その結果、エンドフレームの軸方向端面にブラシホルダを直接固定できる。
【０００６】
（請求項３の発明）
請求項２に記載した回転電機において、ブラシホルダは、エンドフレームの軸方向端面に当接するベース部を有し、このベース部が、エンドフレームに設けられた複数の突起部に係合して固定されていることを特徴とする。
この場合、ブラシホルダのベース部をエンドフレームの軸方向端面に当接させることで、両者の接触面積を大きく確保できる。これにより、ブラシからブラシホルダに伝わった熱が、ブラシホルダのベース部からエンドフレームへ効率良く伝わるため、放熱性が向上する。また、上記の構成では、エンドフレームに設けられた複数の突起部をブラシホルダのベース部に係合させてブラシホルダをエンドフレームに固定するので、例えば、スクリュ等を用いて固定する必要がなく、部品点数を更に減らすことができる。
【０００７】
（請求項４の発明）
請求項３に記載した回転電機において、エンドフレームに設けられた複数の突起部は、整流子に対するベース部の周方向位置を規制する一対の周方向規制部と、整流子に対するベース部の内径側位置を規制する内径側規制部とを有することを特徴とする。
これにより、整流子に対しベース部の周方向および内径側を位置決めした状態でブラシホルダをエンドフレームに固定できるので、整流子上の所定位置に精度良くブラシを配置できる。
【０００８】
（請求項５の発明）
請求項４に記載した回転電機において、電機子の外周に磁気回路を形成するヨークを備え、ブラシホルダは、整流子に対するベース部の外径側位置がヨークの内径により規制されていることを特徴とする。
この場合、ベース部の外径側をヨークにより位置決めできるので、ベース部の外径側位置を規制する規制手段をエンドフレームに設ける必要がなく、ブラシホルダをエンドフレームに固定するための構成をより簡単にできる。
【０００９】
（請求項６の発明）
請求項４または５に記載した回転電機において、一対の周方向規制部は、エンドフレームの軸方向端面から起立して鉤状に設けられ、ブラシホルダは、鉤状の周方向規制部とエンドフレームの軸方向端面との間にベース部が挟み込まれて固定されることを特徴とする。上記の構成では、鉤状の周方向規制部とエンドフレームの軸方向端面との間にベース部を挟み込むだけの簡単な構成によって、エンドフレームにブラシホルダを容易に固定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
この実施例１では、本発明に係る回転電機をスタータに適用した一例を説明する。
図１はモータ２の一部断面を含むスタータ１の全体図である。
本実施例のスタータ１は、図１に示す様に、回転力を発生するモータ２を備え、このモータ２の回転力をピニオンギヤ３からエンジンのリングギヤ（図示せず）に伝達してエンジンを始動させる周知の働きを有している。
モータ２は、磁気回路を形成する円筒状のヨーク４と、このヨーク４の内周に磁界を形成する永久磁石５（界磁コイルでも良い）と、この永久磁石５の内周に配置される電機子６と、バッテリ（図示せず）から供給される電流を電機子６に流すためのブラシ７と、このブラシ７を保持するブラシホルダ８と、ヨーク４の後端開口部を塞ぐエンドフレーム９等より構成される。
【００１２】
電機子６は、回転力を出力する電機子軸１０（本発明の回転軸）と、この電機子軸１０に取り付けられる電機子鉄心１１と、この電機子鉄心１１に巻線される電機子コイル１２とを有する。
電機子軸１０は、一端側の端部が軸受１３を介してエンドフレーム９に支持され、他端側（図示左側）の端部が、例えば、減速装置（図示せず）に連結されている。
電機子鉄心１１は、電機子軸１０の外周に圧入して固定され、電機子軸１０と一体に回転する。この電機子鉄心１１の外周部には、電機子コイル１２を保持するための複数のスロットが周方向等ピッチに形成されている。
【００１３】
電機子コイル１２は、電機子鉄心１１のスロット内に上下二層に収納され、図１に示す様に、各スロットの上層側（外周側）から電機子鉄心１１の軸方向後端側（図示右側）に取り出された複数のコイル端１２ａによって整流子が構成されている。この整流子を構成する複数のコイル端１２ａは、電機子鉄心１１の軸方向端面と略平行に、且つ周方向に等ピッチに配置されて、電機子軸１０と直交する平面上に整流子面を形成している。
【００１４】
ブラシ７は、電機子６に対し正極側に配置される正極ブラシ７ａと、電機子６に対し負極側に配置される負極ブラシ７ｂとを有し、それぞれブラシホルダ８に保持されて、整流子面上の所定位置に配置され、ブラシスプリング１４により整流子面に押し当てられている。なお、正極ブラシ７ａは、ブラシ７ａに接続されたピグテール１５の端部が金属製の中間プレート１６を介してモータリード線１７に接続され、このモータリード線１７が電磁スイッチ１８のモータ端子１９に接続されている（図１参照）。一方、負極ブラシ７ｂは、ブラシ７ｂに接続されたピグテール１５の端部がエンドフレーム９にアース接続されている。
【００１５】
ブラシスプリング１４は、図２〜図４に示す様に、ブラシホルダ８の内部にブラシ７と共に収納され、ブラシ７を整流子面に押し付けている。
ブラシホルダ８は、ブラシ７を収納する収納部８ａと、この収納部８ａと一体に設けられたベース部８ｂとを有し、このベース部８ｂがエンドフレーム９に固定されている。
収納部８ａは、ブラシ７を摺動可能に保持できる筒形状に設けられ、その一側面には、ブラシ７に接続されたピグテール１５を収納部８ａの外側へ取り出すためのスリット８ｃ（図３参照）が形成されている。
ベース部８ｂは、収納部８ａの一端側端部において収納部８ａの周囲に張り出す板状に設けられ、エンドフレーム９の軸方向端面に当接した状態で固定される。
【００１６】
なお、正極ブラシ７ａを保持するブラシホルダ８は、ブラシ７とエンドフレーム９とがブラシホルダ８を介して電気的に導通することを回避するために、絶縁性を有する材料（例えば樹脂）によって形成されている。また、ブラシスプリング１４を介してブラシ７とエンドフレーム９とが電気的に導通することを回避するために、ブラシスプリング１４とエンドフレーム９との間に絶縁性を有する板状部材２０が配置されている（図２参照）。  一方、負極ブラシ７ｂを保持するブラシホルダ８は、熱伝導性の良い金属材料（例えば鉄、真鋳、ステンレス等）によって形成されている。但し、正極ブラシ７ａを保持するブラシホルダ８と同じ絶縁性を有する材料で形成することもできる。
【００１７】
エンドフレーム９は、熱伝導性に優れると共に、加工が容易であり、且つ軽量な金属材料（例えばアルミニウム）によって形成されている。このエンドフレーム９には、ブラシホルダ８のベース部８ｂを固定するための複数の突起部が設けられている。
突起部は、図５に示す様に、整流子に対するベース部８ｂの周方向位置を規制する一対の周方向規制部９ａと、整流子に対するベース部８ｂの内径側位置を規制する内径側規制部９ｂとを有している。
一対の周方向規制部９ａは、図４に示す様に、エンドフレーム９の軸方向端面より起立した後、略直角に屈曲する鉤状に設けられている。内径側規制部９ｂは、エンドフレーム９の軸方向端面より略垂直に起立して設けられている。この周方向規制部９ａ及び内径側規制部９ｂは、例えば、プレス加工によって設けることができる。
【００１８】
次に、ブラシホルダ８の固定方法について説明する。
ブラシホルダ８は、ヨーク４とエンドフレーム９とを組み合わせる前に、ベース部８ｂをエンドフレーム９の軸方向端面に当接させて径方向外側から内側へスライドさせながら、エンドフレーム９に設けられた鉤状の周方向規制部９ａとエンドフレーム９の軸方向端面との間にベース部８ｂを挟み込んで固定される（図４参照）。この時、一対の周方向規制部９ａによりベース部８ｂの周方向位置が規制され、内径側規制部９ｂによりベース部８ｂの内径側位置が規制される。
ブラシホルダ８をエンドフレーム９に固定した後、ヨーク４とエンドフレーム９とを組み合わせることにより、ベース部８ｂの外径側位置がヨーク４の内径により規制される（図５参照）。
【００１９】
（実施例１の効果）
実施例１に記載したスタータ１は、ブラシホルダ８がエンドフレーム９に直接固定されている。この構成によれば、ブラシ７からブラシホルダ８に伝わった熱が、ブラシホルダ８から直接エンドフレーム９に伝わるため、ブラシホルダ８とエンドフレーム９との間にホルダプレートを有する従来品と比較して放熱性が向上する。また、ブラシホルダ８を直接エンドフレーム９に固定するので、ホルダプレートが不要であり、部品点数を少なくできる。その結果、組み付け精度の向上、及びコストダウンが期待できる。
また、ブラシホルダ８は、板状のベース部８ｂをエンドフレーム９の軸方向端面に当接させることにより、両者の接触面積を大きく確保できる。その結果、ブラシ７からブラシホルダ８に伝わった熱がベース部８ｂからエンドフレーム９へ効率良く伝わるため、放熱性がより向上する。
【００２０】
さらに、ブラシホルダ８は、エンドフレーム９に設けられた鉤状の周方向規制部９ａとエンドフレーム９の軸方向端面との間にベース部８ｂを挟み込んで固定されるので、例えば、スクリュ等の別部品を用いて固定する必要がなく、エンドフレーム９への固定を容易に且つ確実に行うことができる。
また、ブラシホルダ８は、エンドフレーム９に設けられた一対の周方向規制部９ａによってベース部８ｂの周方向位置が規制され、内径側規制部９ｂによってベース部８ｂの内径側位置が規制され、さらにヨーク４の内径によってベース部８ｂの外径側位置が規制されるので、整流子上の所定位置に精度良くブラシ７を配置できる。
【実施例２】
【００２１】
図６は正極ブラシ７ａとブラシホルダ８の断面図である。
実施例１では、正極ブラシ７ａとエンドフレーム９とがブラシホルダ８を介して電気的に導通することを回避するために、ブラシホルダ８を例えば樹脂製とする一例を記載したが、この実施例２は、例えば、金属製のブラシホルダ８を使用し、そのブラシホルダ８の内面、及びブラシスプリング１４を受けるエンドフレーム９の軸方向端面に絶縁材２１を配置した一例である。つまり、絶縁材２１は、ブラシホルダ８のベース側（図示右側）に底面を有する箱状に形成され、その箱状の内部に正極ブラシ７ａ及びブラシスプリング１４が保持されている。これにより、ブラシ７およびブラシスプリング１４とエンドフレーム９とが電気的に導通することを回避できる。
【００２２】
（変形例）
実施例１に記載した整流子は、ブラシ７が接触する整流子面が電機子軸１０と直交する平面上に形成される、所謂サーフェイス型コンミと呼ばれる構成であるが、本発明は、電機子軸１０の周囲に複数の整流子片を円筒状に配置して構成される円筒型コンミを有する回転電機にも適用できる。
また、実施例１では、スロットの上層側から電機子鉄心１１の軸方向後端側に取り出された複数のコイル端１２ａによって整流子が構成される一例を記載したが、電機子コイル１２に接続された複数の整流子片を電機子軸１０と直交する平面上に配置して整流子（サーフェイス型コンミ）を構成することもできる。
また、ブラシホルダ８は、ベース部８ｂの端面をエンドフレーム９の軸方向端面に接着によって固定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】モータの一部断面を含むスタータの全体図である。
【図２】正極ブラシとブラシホルダの断面図である。
【図３】負極ブラシとブラシホルダの側面図である。
【図４】ブラシホルダの側面図である。
【図５】エンドフレームに固定されたブラシホルダの軸方向平面図である。
【図６】正極ブラシとブラシホルダの断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    スタータ（回転電機）
４    ヨーク
６    電機子
７    ブラシ
８    ブラシホルダ
８ａ  収納部
８ｂ  ベース部
９    エンドフレーム
９ａ  周方向規制部（突起部）
９ｂ  内径側規制部（突起部）
１０    電機子軸（電機子の回転軸）
１２ａ  コイル端（整流子）
【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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