(57)【要約】【課題】エンドフレーム１２の組み付けを容易にでき、且つ、低コスト化が可能なスタータモータを提供する。【解決手段】エンドフレーム１２には、軸方向端面に断面円形の開口部１２ａが形成され、この開口部１２ａの内周にブラシホルダ７の他端側端部が嵌合して固定されている。すなわち、エンドフレーム１２の軸方向端面には、開口部１２ａの内周にブラシホルダ７のスプリング収納孔７ｂが開口している。ブラシスプリング８は、エンドフレーム１２をヨーク１３に組み付けた後、エンドフレーム１２の軸方向端面に開口するスプリング収納孔７ｂの入口よりブラシホルダ７の内部に組み付けられる。  上記の構成によれば、エンドフレーム１２を組み付ける際に、ブラシスプリング８の反力がエンドフレーム１２に掛からないので、エンドフレーム１２の組み付けを容易にできる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
整流子面が電機子軸と直交して設けられる整流子と、
前記整流子面上に配置されるブラシと、
このブラシを軸方向に摺動可能に保持するブラシホルダと、
このブラシホルダの内部に組み付けられ、前記ブラシを前記整流子面に向けて押圧するコイルスプリングと、
前記ブラシホルダが固定されるエンドフレームとを備える回転電機であって、
前記エンドフレームには、このエンドフレームの軸方向外側から前記ブラシホルダの内部へ前記コイルスプリングを組み付けることができる開口部が形成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、
前記開口部の内径と前記コイルスプリングの内径とが略同じであることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項１に記載した回転電機において、
前記開口部の内周に径方向内側へ突き出る複数の突起が設けられ、この複数の突起の先端に内接する内接円の内径が前記コイルスプリングの外径より小さい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、
前記突起の厚さは、前記コイルスプリングのピッチより小さく、且つ、周方向に隣合う前記突起同士の間隔が、前記コイルスプリングの線径より大きいことを特徴とする回転電機。
【請求項５】
請求項１〜４に記載した何れかの回転電機において、
前記開口部を塞ぐ栓体を有することを特徴とする回転電機。
【請求項６】
請求項５に記載した回転電機において、
前記栓体は、前記開口部の内周に圧入して固定されることを特徴とする回転電機。
【請求項７】
請求項５に記載した回転電機において、
前記栓体は、前記開口部の内周にねじ結合されることを特徴とする回転電機。
【請求項８】
請求項５に記載した回転電機において、
前記栓体は、前記開口部の内周に嵌め合わされると共に、その先端部に係止爪が設けられ、この係止爪を前記開口部の内周縁に係止させて、前記開口部からの脱落が防止されることを特徴とする回転電機。
【請求項９】
請求項５〜８に記載した何れかの回転電機において、
前記栓体は、前記開口部から前記エンドフレームの軸方向内側へ突き出る延長部を有すると共に、この延長部には、前記コイルスプリングの外径より僅かに大きい内径を有する筒状の凹部が形成され、この凹部に前記コイルスプリングが挿入されていることを特徴とする回転電機。
【請求項１０】
請求項５〜９に記載した何れかの回転電機において、
前記栓体は、電気絶縁性を有する材質で形成されてい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】
従来技術として、特許文献１に開示された回転電機がある。
この回転電機は、例えば、エンジンを始動するためのスタータモータであり、図１０に示す様に、整流子１００とブラシ１１０を備えている。整流子１００は、ブラシ１１０との接触面（整流子面）がアーマチャ軸１２０と直交して形成されている。つまり、整流子面が軸方向を向いている。ブラシ１１０は、ブラシホルダ１３０に保持されて整流子面上に配置され、コイルスプリング１４０により整流子面に押圧されている。
ブラシホルダ１３０は、正極側（図示上側）のブラシ１１０を保持するブラシホルダ１３０ａと、負極側（図示下側）のブラシ１１０を保持するブラシホルダ１３０ｂとで材質が異なり、正極側のブラシホルダ１３０ａは、樹脂等の絶縁体で形成され、金属製（例えばアルミニウム製）のエンドフレーム１５０に固定されている。一方、負極側のブラシホルダ１３０ｂは、エンドフレーム１５０と同じく金属製であり、エンドフレーム１５０と一体に設けることができる。
【特許文献１】特許第３０４２３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記のスタータモータは、ブラシ１１０を整流子面に押し付けるコイルスプリング１４０の押圧方向がアーマチャ軸１２０と平行であるため、エンドフレーム１５０を組み付ける際に、コイルスプリング１４０の反力に抗して組み付ける必要がある。このため、組み付け設備が高額となり、コストアップの要因となっていた。
また、ブラシ１１０がコイルスプリング１４０に押されてブラシホルダ１３０から抜けない様に、ブラシホルダ１３０にブラシ１１０の抜け止めを防止する形状が必要となる。このため、ブラシホルダ１３０の形状が複雑になり、高コスト化の要因となっていた。
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、エンドフレームの組み付けを容易にでき、且つ、低コスト化が可能な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、整流子面が電機子軸と直交して設けられる整流子と、整流子面上に配置されるブラシと、このブラシを軸方向に摺動可能に保持するブラシホルダと、このブラシホルダの内部に組み付けられ、ブラシを整流子面に向けて押圧するコイルスプリングと、ブラシホルダが固定されるエンドフレームとを備える回転電機であって、エンドフレームには、このエンドフレームの軸方向外側からブラシホルダの内部へコイルスプリングを組み付けることができる開口部が形成されていることを特徴とする。
【０００５】
上記の構成によれば、エンドフレームを組み付けた後に、エンドフレームに形成された開口部からコイルスプリングをブラシホルダの内部へ組み付けることができる。この場合、エンドフレームを組み付ける際に、コイルスプリングの反力がエンドフレームに掛からないので、エンドフレームの組み付けを容易にできる。その結果、組み付け設備の簡略化により、低コスト化が可能である。
また、エンドフレームを組み付ける際に、ブラシにコイルスプリングの反力が加わらないため、ブラシホルダからブラシが抜け落ちることもない。その結果、ブラシホルダにブラシの抜け止めを防止する手段を設ける必要はなく、ブラシホルダの形状を簡単にできるので、コストダウンが可能である。
【０００６】
（請求項２の発明）
請求項１に記載した回転電機において、開口部の内径とコイルスプリングの内径とが略同じであることを特徴とする。
この場合、エンドフレームを組み付けてから、コイルスプリングの一方の端部を長手方向に引き延ばして開口部の内部へ挿入した後、コイルスプリングをブラシホルダの内部へ回し入れながら組み付けることができる。コイルスプリングをブラシホルダの内部へ組み付けた後は、コイルスプリングの外径が開口部の内径より大きいため、コイルスプリングが開口部から飛び出すことはなく、ブラシホルダの内部に保持できる。
【０００７】
（請求項３の発明）
請求項１に記載した回転電機において、開口部の内周に径方向内側へ突き出る複数の突起が設けられ、この複数の突起の先端に内接する内接円の内径がコイルスプリングの外径より小さいことを特徴とする。
この場合、エンドフレームを組み付けた後、コイルスプリングの一方の端部を周方向に隣合う突起と突起との間から開口部の内部へ挿入して、コイルスプリングを回しながらブラシホルダの内部へ組み付けることができる。コイルスプリングをブラシホルダの内部へ組み付けた後は、コイルスプリングの外径が複数の突起の先端に内接する内接円の内径より大きいため、コイルスプリングが開口部から飛び出すことはなく、ブラシホルダの内部に保持できる。
【０００８】
（請求項４の発明）
請求項３に記載した回転電機において、突起の厚さは、コイルスプリングのピッチより小さく、且つ、周方向に隣合う突起同士の間隔が、コイルスプリングの線径より大きいことを特徴とする。
これにより、コイルスプリングの組み付けを容易に行うことができ、組み付け性が向上する。
【０００９】
（請求項５の発明）
請求項１〜４に記載した何れかの回転電機において、開口部を塞ぐ栓体を有することを特徴とする。
コイルスプリングをエンドフレームの開口部からブラシホルダの内部に組み付けた後、開口部を栓体で塞ぐことにより、防水性を確保できる。
【００１０】
（請求項６の発明）
請求項５に記載した回転電機において、栓体は、開口部の内周に圧入して固定されることを特徴とする。
【００１１】
（請求項７の発明）
請求項５に記載した回転電機において、栓体は、開口部の内周にねじ結合されることを特徴とする。
【００１２】
（請求項８の発明）
請求項５に記載した回転電機において、栓体は、開口部の内周に嵌め合わされると共に、その先端部に係止爪が設けられ、この係止爪を開口部の内周縁に係止させて、開口部からの脱落が防止されることを特徴とする。
【００１３】
（請求項９の発明）
請求項５〜８に記載した何れかの回転電機において、栓体は、開口部からエンドフレームの軸方向内側へ突き出る延長部を有すると共に、この延長部には、コイルスプリングの外径より僅かに大きい内径を有する筒状の凹部が形成され、この凹部にコイルスプリングが挿入されていることを特徴とする。
上記の構成では、栓体に形成された凹部の内部にコイルスプリングを挿入することで、そのコイルスプリングを保持できるので、例えば、ブラシホルダを単純な筒形状にして、形状を簡略化することにより、低コスト化が可能である。
【００１４】
（請求項１０の発明）
請求項５〜９に記載した何れかの回転電機において、栓体は、電気絶縁性を有する材質で形成されていることを特徴とする。
これにより、正極側ブラシの絶縁を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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】
【００１６】
実施例１では、本発明の回転電機をスタータモータに適用した一例を説明する。
図１はスタータ１の全体形状を示す概略図である。
スタータモータ２は、整流子３とブラシ４を有する直流電動機であり、図２に示す様に、整流子３が電機子コイル５の一部を利用して構成され、且つ、ブラシ４との接触面（整流子面と呼ぶ）が電機子軸６と直交して設けられている。
ブラシ４は、ブラシホルダ７に保持されて整流子面上に配置され、ブラシスプリング８（本発明のコイルスプリング）により整流子面に向けて押圧されている。
【００１７】
なお、図１に示す正極側のブラシ４は、ピグテール４ａを介してモータリード線９に接続され、そのモータリード線９が、スタータモータ２に並設された電磁スイッチ１０のモータ端子１１に接続されている。一方、図１に示されていない負極側のブラシは、ピグテールを介して金属製（例えばアルミニウム製）のエンドフレーム１２等にアース接続されている。
ブラシホルダ７は、エンドフレーム１２の軸方向端面に固定され、ブラシ４を軸方向（図示左右方向）に摺動可能に保持している。このブラシホルダ７は、図２に示す様に、両端が開口する筒形状に設けられており、一端側（図示左側）にブラシ４を収納するブラシ収納孔７ａが形成され、他端側にブラシスプリング８を収納するスプリング収納孔７ｂが形成されている。ブラシ収納孔７ａは、ブラシ４の断面形状（例えば台形形状）に対応して断面台形形状に形成され、スプリング収納孔７ｂは、ブラシスプリング８の外径より若干大きい内径を有する断面円形に形成されている。
【００１８】
エンドフレーム１２は、ヨーク１３の反エンジン側（図示右側）に組み付けられると共に、軸受１４を介して電機子軸６の後端部（図示右側端部）を回転自在に支持している。このエンドフレーム１２には、図２に示す様に、ブラシホルダ７が固定される軸方向端面に断面円形の開口部１２ａが形成され、この開口部１２ａの内周にブラシホルダ７の反ブラシ側である他端側の端部が嵌合して固定されている。すなわち、エンドフレーム１２の軸方向端面には、開口部１２ａの内周にブラシホルダ７のスプリング収納孔７ｂが開口している。以下、エンドフレーム１２の軸方向端面に開口するスプリング収納孔７ｂの端部をスプリング収納孔７ｂの入口と呼ぶ。
【００１９】
ブラシスプリング８は、エンドフレーム１２をヨーク１３に組み付けた後、エンドフレーム１２の軸方向端面に開口するスプリング収納孔７ｂの入口よりブラシホルダ７の内部（スプリング収納孔７ｂ）に組み付けられる。スプリング収納孔７ｂの入口は、ブラシスプリング８をブラシホルダ７の内部に組み付けた後、例えば、プラグ１５を圧入して液密に閉塞される。なお、少なくとも正極側のブラシ４を保持するブラシホルダ７、及び、そのブラシホルダ７に形成されたスプリング収納孔７ｂの入口を塞ぐプラグ１５は、電気絶縁性を有する材質（例えば樹脂材）により形成されている。
【００２０】
（実施例１の作用及び効果）
本実施例のスタータモータ２は、ブラシスプリング８を予めブラシホルダ７の内部に組み付けた状態でエンドフレーム１２をヨーク１３に組み付ける必要はなく、エンドフレーム１２をヨーク１３に組み付けてから、エンドフレーム１２の軸方向端面に開口するスプリング収納孔７ｂの入口よりブラシスプリング８をブラシホルダ７の内部へ組み付けることができる。この構成によれば、エンドフレーム１２を組み付ける際に、ブラシスプリング８の反力がエンドフレーム１２に掛からないので、エンドフレーム１２の組み付けを容易にできる。その結果、組み付け設備を簡略化でき、低コスト化が可能である。
また、エンドフレーム１２を組み付ける際に、ブラシ４にブラシスプリング８の反力が加わらないため、ブラシホルダ７からブラシ４が抜け落ちることもない。このため、ブラシホルダ７にブラシ４の抜け止めを防止するストッパ等の手段を設ける必要はなく、その分、ブラシホルダ７の形状を簡単にできるので、コストダウンが可能である。
【００２１】
また、エンドフレーム１２の軸方向端面に開口するスプリング収納孔７ｂの入口は、ブラシスプリング８をブラシホルダ７の内部に組み付けた後、プラグ１５によって液密に閉塞されるので、モータ部の防水性を確保できる。
さらに、正極側のブラシ４を保持するブラシホルダ７、及び、そのブラシホルダ７に形成されたスプリング収納孔７ｂの入口を塞ぐプラグ１５は、電気絶縁性を有する材質（例えば樹脂材）により形成されるので、正極側のブラシ４がエンドフレーム１２と電気的に導通することはなく、正極側ブラシ４の絶縁を確実に確保できる。なお、負極側のブラシホルダ７及びプラグ１５は、金属製でも良いが、正極側と同じく、電気絶縁性を有する材質（例えば樹脂材）により形成することもできる。
【実施例２】
【００２２】
図３（ａ）はブラシスプリング８をブラシホルダ７の内部に組み付ける途中の工程を示す平面図、同図（ｂ）はブラシスプリング８をブラシホルダ７の内部に組み付ける途中の工程を示す断面図である。
本実施例のブラシホルダ７は、図３（ｂ）に示す様に、スプリング収納孔７ｂの入口を形成する丸孔の内径ｄ１がスプリング収納孔７ｂの内径ｄ２より小さく形成され、且つ、ブラシスプリング８の内径Ｄ１（図４参照）と略同一の寸法に設けられている。
この場合、ブラシスプリング８の一方の端部を長手方向に引き延ばしてスプリング収納孔７ｂの入口からブラシホルダ７の内部（スプリング収納孔７ｂ）へ入れた後、図３（ａ）に示す様に、ブラシスプリング８を図示矢印方向に回しながらブラシホルダ７の内部へ徐々に挿入することができる。ブラシスプリング８をブラシホルダ７の内部へ組み付けた後は、図４に示す様に、ブラシスプリング８の外径Ｄ２が入口の内径ｄ１より大きいため、ブラシスプリング８が入口から抜け落ちることはなく、ブラシホルダ７の内部に確実に保持できる。
【実施例３】
【００２３】
図５（ａ）はブラシスプリング８をブラシホルダ７の内部に組み付ける途中の工程を示す平面図、同図（ｂ）はブラシスプリング８をブラシホルダ７の内部に組み付ける途中の工程を示す断面図である。
本実施例のブラシホルダ７は、図５（ｂ）に示す様に、スプリング収納孔７ｂの入口の内周に径方向内側へ突き出る複数の突起１６が設けられると共に、この複数の突起１６の先端に内接する内接円の内径ｄ３が、ブラシスプリング８の外径Ｄ２より小さく設定されている。なお、複数の突起１６は、周方向に等間隔に設けられている。また、図６（ｂ）に示す様に、突起１６の厚さｔは、ブラシスプリング８のピッチｐより小さく、且つ、周方向に隣合う突起１６と突起１６との間隔が、ブラシスプリング８の線径より大きく設けられている。
【００２４】
上記の構成では、ブラシスプリング８の一方の端部を周方向に隣合う突起１６と突起１６との間からスプリング収納孔７ｂの内部へ挿入して、図５（ａ）に示す様に、ブラシスプリング８を図示矢印方向に回しながらブラシホルダ７の内部（スプリング収納孔７ｂ）へ組み付けることができる。ブラシスプリング８をブラシホルダ７の内部へ組み付けた後は、図６に示す様に、ブラシスプリング８の外径Ｄ２が複数の突起１６の先端に内接する内接円の内径ｄ３より大きいため、ブラシスプリング８がスプリング収納孔７ｂから抜け落ちることはなく、ブラシホルダ７の内部に確実に保持できる。
【実施例４】
【００２５】
図７は本発明に係るスタータモータ２の要部を示す断面図である。
本実施例は、スプリング収納孔７ｂの入口を塞ぐプラグ１５の固定方法に関する一例である。
本実施例のプラグ１５は、図７に示す様に、スプリング収納孔７ｂの内部へ挿入される先端部に係止爪１５ａが形成されており、この係止爪１５ａをスプリング収納孔７ｂの内周に形成された段差に係止させてスプリング収納孔７ｂに固定される。
【実施例５】
【００２６】
図８は本発明に係るスタータモータ２の要部を示す断面図である。
本実施例は、スプリング収納孔７ｂの入口を塞ぐプラグ１５の固定方法に関する一例である。
本実施例のプラグ１５は、雄ねじ１５ｂを有するスクリュ等の螺子部材によって構成され、図８に示す様に、スプリング収納孔７ｂの入口側内周に形成された雌ねじ１７に結合して固定される。
【実施例６】
【００２７】
図９は本発明に係るスタータモータ２の要部を示す断面図である。
本実施例は、プラグ１５にブラシスプリング８を保持する円筒凹部１５ｄを形成した一例である。
本実施例のプラグ１５は、図９に示す様に、エンドフレーム１２の開口部１２ａを塞いだ状態で、エンドフレーム１２の内側へ突き出る延長部１５ｃが設けられると共に、この延長部１５ｃには、ブラシスプリング８の外径より僅かに大きい内径を有する筒状の円筒凹部１５ｄが形成され、この円筒凹部１５ｄにブラシスプリング８が挿入されている。
上記の構成によれば、ブラシスプリング８を保持する機能をプラグ１５に持たせているので、ブラシホルダ７によってブラシスプリング８を保持する必要はない。つまり、本実施例のブラシホルダ７は、実施例１に記載したスプリング収納孔７ｂを設ける必要はなく、ブラシ収納孔７ａだけを形成すれば良い。その結果、ブラシホルダ７の形状を単純な筒形状に簡略化できるので、ブラシホルダ７を低コストに製造可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】スタータの全体形状を示す概略図である（実施例１）。
【図２】本発明に係るスタータモータの要部を示す断面図である（実施例１）。
【図３】（ａ）ブラシスプリングをブラシホルダの内部に組み付ける途中の工程を示す平面図、（ｂ）ブラシスプリングをブラシホルダの内部に組み付ける途中の工程を示す断面図である（実施例２）。
【図４】（ａ）ブラシスプリングをブラシホルダの内部に組み付けた状態を示す平面図、（ｂ）ブラシスプリングをブラシホルダの内部に組み付けた状態を示す断面図である（実施例２）。
【図５】（ａ）ブラシスプリングをブラシホルダの内部に組み付ける途中の工程を示す平面図、（ｂ）ブラシスプリングをブラシホルダの内部に組み付ける途中の工程を示す断面図である（実施例３）。
【図６】（ａ）ブラシスプリングをブラシホルダの内部に組み付けた状態を示す平面図、（ｂ）ブラシスプリングをブラシホルダの内部に組み付けた状態を示す断面図である（実施例３）。
【図７】本発明に係るスタータモータの要部を示す断面図である（実施例４）。
【図８】本発明に係るスタータモータの要部を示す断面図である（実施例５）。
【図９】本発明に係るスタータモータの要部を示す断面図である（実施例６）。
【図１０】スタータモータの整流子周辺を示す断面図である（従来技術）。
【符号の説明】
【００２９】
２    スタータモータ（回転電機）
３    整流子
４    ブラシ
６    電機子軸
７    ブラシホルダ
８    ブラシスプリング（コイルスプリング）
１２    エンドフレーム
１２ａ  エンドフレームの開口部
１５    プラグ（栓体）
１５ａ  プラグの係止爪
１５ｃ  プラグの延長部
１５ｄ  延長部に形成された円筒凹部（凹部）
１６    突起
【図１】
2008206311.tif 000003
【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】
2008206311.tif 000008
【図７】
2008206311.tif 000009
【図８】
2008206311.tif 000010
【図９】
2008206311.tif 000011
【図１０】
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