(57)【要約】【課題】モータの組み付け時における不具合を解決することが可能なブラシ付モータを提供すること。【解決手段】ハウジング３０に収容されるホルダ１７と、一端がホルダ１７に保持され他端がブラシ１５を整流子１４に向けて付勢するトーションバネ１８とを備えるブラシ付モータであり、ホルダ１７は、外形がハウジング３０の内周面と略同一形状を呈するホルダ基部１７Ａと、ブラシ１５の周方向位置を規制するブラシボックス部１７Ｂと、トーションバネ１８の捩じり中心部１８Ａを支持する中心凸部１７Ｃと、中心凸部１７Ｃの外周側且つホルダ基部１７Ａより内周側で軸方向に突出する他端側凸部１７Ｄとを有し、トーションバネ１８は、他端が他端側凸部１７Ｄに係止されているときにはトーションバネ１８の他端がホルダ基部１７Ａの外周面よりも径方向外側に位置するブラシ付モータ１０。【選択図】　図１
2004040957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ回転軸の外周に固定される整流子と、該整流子の外周面に摺接可能に配設されるブラシと、軸受を介して前記モータ回転軸を支持し、前記整流子を収容するとともにハウジングに収容されるホルダと、一端が前記ホルダに保持されるとともに他端が前記ブラシを前記整流子に向けて付勢可能なトーションバネとを備えるブラシ付モータであって、
前記ホルダは、外形が前記ハウジングの内周面と略同一形状を呈するとともに前記ハウジングの内周に収容されるホルダ基部と、前記ブラシの周方向位置を規制するブラシボックス部と、前記トーションバネの捩じり中心部を支持すべく軸方向に突出する中心凸部と、該中心凸部の外周側且つ前記ホルダ基部より内周側で軸方向に突出する他端側凸部とを有し、
前記トーションバネは、その他端が前記他端側凸部に係止されているときには前記トーションバネの他端が前記ホルダ基部の外周面よりも径方向外側に位置し、前記トーションバネの他端が前記他端側凸部に係止されないときには前記トーションバネの他端が前記ブラシを付勢するとともに前記ホルダ基部の外周面よりも径方向内側に位置することを特徴とする、ブラシ付モータ。
【請求項２】
前記トーションバネの他端が前記他端側凸部に係止している状態から、前記他端と前記他端側凸部との係止を解除すると、前記トーションバネの他端が前記中心凸部を中心として前記トーションバネの付勢方向に変位されて、前記ブラシを付勢することを特徴とする、請求項１のブラシ付モータ。
【請求項３】
モータ回転軸の外周に固定される整流子と、該整流子の外周面に摺接可能に配設されるブラシと、軸受を介して前記モータ回転軸を支持し、前記整流子を収容するとともにハウジングに収容されるホルダと、一端が前記ホルダに保持されるとともに他端が前記ブラシを前記整流子に向けて付勢可能な付勢部材とを備えるブラシ付モータであって、
前記ホルダは、周方向における前記ブラシの位置を規制するブラシボックス部を有し、
前記ブラシは、前記ハウジング側における軸方向端面に軸方向に関して凹んでいる凹部が形成されることを特徴とする、ブラシ付モータ。
【請求項４】
前記ホルダに前記モータ回転軸を組付ける際には、前記ブラシが前記整流子の外周面よりも外周側に位置するように、前記凹部が冶具によって支持されることを特徴とする、請求項３のブラシ付モータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータに関するものであり、特に、モータの組み付け時の不具合をなくすことに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ブラシ付モータには、ブラシが摩耗した場合でも常にブラシが整流子に摺接するように、ブラシを整流子に向けて付勢するトーションバネが設けられている。このようなブラシ付モータ１１０の一例を図６に示す。図６に示す形式のブラシ付モータ１１０では、予めホルダ１１７にブラシ１１５（点線で示す）を取り付けておき、その後、モータ回転軸（図示せず）を軸受（図示せず）に圧入する際にホルダ１１７をモータ回転軸に組付けている。トーションバネ１１８によってブラシ１１５が付勢された状態でホルダ１１７にモータ回転軸を組付けると、モータ回転軸に固定される整流子（図示せず）がブラシ１１５と干渉してしまう。そのため、ホルダ１１７にモータ回転軸を組付ける前の状態では、トーションバネ１１８のブラシ１１５を付勢する側の端部をブラシボックス１１７Ｂの端部に係止させることで、ブラシ１１５が軸心方向に付勢されないようになっている。そして、ホルダ１１７及び軸受をモータ回転軸に組付けた後にトーションバネ１１８の端部を軸方向にずらし、ブラシ１１５に整流子方向の付勢力を付与するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のブラシ付モータ１１０では、モータ回転軸を組付けた後の工程で、ハウジング（図示せず）をホルダ１１７の外周に組付けるようにしてハウジング内にホルダ１１７を収容している。しかしながら上述した従来のブラシ付モータ１１０は、モータ回転軸をホルダ１１７に組付ける前ではトーションバネ１１８を軸方向にずらしてブラシボックス１１７Ｂに引っかけているだけであるので、トーションバネ１１８の端部がブラシ１１５を付勢しているか否かにかかわらず、ホルダ１１７外周へのハウジングの組付けが可能な構成になっている。
【０００４】
通常、モータの組付け後に性能測定を行うが、トーションバネの端部が軸方向にずらされずに、トーションバネがブラシを付勢しない状態でモータケースを組み付けてしまった場合においてモータ組付け直後に性能を測定しても、初期のブラシピグテールの剛性等によってブラシが整流子に摺接している場合があり、性能上の不具合が検出されることなく製品として出荷されてしまう可能性がある。つまり、トーションバネがブラシを付勢していないことが検出されずに出荷されてしまう可能性がある。トーションバネがブラシを付勢していないと、ブラシと整流子とが摺接しなくなってしまう、という問題がある。
【０００５】
また、上記以外の問題として、ホルダにモータ回転軸を組付けるときにトーションバネによるブラシの付勢を行わない場合であっても、モータ回転軸のホルダへの組付け前の状態で、ブラシが整流子の外周面よりも必ず外周側に位置しているという保証はなく、場合によってはモータ回転軸に固定される整流子がブラシと干渉してしまうことも考えられる。
【０００６】
そこで本発明は、モータの組み付け時における上記の問題を解決することが可能なブラシ付モータを提供することを技術的課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１の発明は、モータ回転軸の外周に固定される整流子と、該整流子の外周面に摺接可能に配設されるブラシと、軸受を介して前記モータ回転軸を支持し、前記整流子を収容するとともにハウジングに収容されるホルダと、一端が前記ホルダに保持されるとともに他端が前記ブラシを前記整流子に向けて付勢可能なトーションバネとを備えるブラシ付モータであって、前記ホルダは、外形が前記ハウジングの内周面と略同一形状を呈するとともに前記ハウジングの内周に収容されるホルダ基部と、前記ブラシの周方向位置を規制するブラシボックス部と、前記トーションバネの捩じり中心部を支持すべく軸方向に突出する中心凸部と、該中心凸部の外周側且つ前記ホルダ基部より内周側で軸方向に突出する他端側凸部とを有し、前記トーションバネは、その他端が前記他端側凸部に係止されているときには前記トーションバネの他端が前記ホルダ基部の外周面よりも径方向外側に位置し、前記トーションバネの他端が前記他端側凸部に係止されないときには前記トーションバネの他端が前記ブラシを付勢するとともに前記ホルダ基部の外周面よりも径方向内側に位置することを特徴とする、ブラシ付モータとした。
【０００８】
請求項１の構成において、ブラシ付モータを組付ける際に、ホルダをハウジング内に収容する前の状態ではトーションバネの他端を他端側凸部に係止させておき、トーションバネの他端をホルダ基部の外周面よりも径方向外側に位置させる。そして、ホルダをハウジング内に収容する際には、トーションバネの他端と他端側凸部との係止を解除して、トーションバネの他端でブラシを付勢する。このときにはトーションバネの他端はホルダ基部の外周面よりも径方向内側に位置する。したがって、ハウジングはトーションバネの他端と干渉することなくホルダ基部の外周面を収容することになる。
【０００９】
ここで、上記したモータの組付け作業中におけるホルダのハウジング内への収容時に、トーションバネの他端と他端側凸部との係止が解除されない場合（例えば、組付け作業者によるバネの解除忘れや、バネがうまく解除されない状態）が考えられる。請求項１の構成では、ホルダ基部の外周面よりも径方向外側にトーションバネの他端が位置するため、この状態でホルダ基部の外周面にハウジングを嵌め込もうとすると、トーションバネの他端がハウジングの内周面と干渉してしまう。このように、トーションバネの他端を他端側凸部から解除しない限り、ハウジング内にホルダ基部を嵌め込むことができなくなるので、従来技術のようにトーションバネがブラシを付勢していない状態でモータが出荷されてしまう、ということがなくなり、好適である。
【００１０】
尚、請求項１の発明では、ホルダをハウジングに収容する前の段階で、ホルダ基部をモータのハウジングではなくモータの性能測定器に嵌め込むような形式の組付けを行っている場合であっても、上記と同様にトーションバネの他端が性能測定器と干渉することで、トーションバネがブラシを付勢していない状態を検出することができる。
【００１１】
上記課題を解決するために請求項３の発明は、モータ回転軸の外周に固定される整流子と、該整流子の外周面に摺接可能に配設されるブラシと、軸受を介して前記モータ回転軸を支持し、前記整流子を収容するとともにハウジングに収容されるホルダと、一端が前記ホルダに保持されるとともに他端が前記ブラシを前記整流子に向けて付勢可能な付勢部材とを備えるブラシ付モータであって、前記ホルダは、周方向における前記ブラシの位置を規制するブラシボックス部を有し、前記ブラシは、前記ハウジング側における軸方向端面に軸方向に関して凹んでいる凹部が形成されることを特徴とする、ブラシ付モータとした。
【００１２】
請求項３の構成において、ブラシ付モータの組付けに際してモータ回転軸に軸受及びホルダを組付けるときには、軸受及びホルダを冶具により固定しておき、モータ回転軸を軸方向に変位させてモータ回転軸を軸受及びホルダに取り付ける。この冶具の所定の箇所を軸方向に突出させて、モータ回転軸と軸受とを取り付ける際に冶具の突出箇所がブラシの凹部内に突入するようにしておけば、ブラシボックス部に対するブラシの径方向位置を規制することが可能になる。このとき、ホルダに対するブラシの径方向内側の端部が整流子の外周面よりも径方向外側となるように、凹部に突入する冶具の突出箇所の位置を設定しておくことで、モータ回転軸を軸受及びホルダに組付けるときにおけるブラシと整流子との干渉をなくすことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態のブラシ付モータ１０をハウジング３０に取り付ける前の状態を示す正面図、図２はブラシ付モータ１０をハウジング３０に取り付けた後の状態を示す正面図、図３は図１の側面図、図４は図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１４】
ブラシ付モータ１０は、モータ回転軸１１と、モータ回転軸１１の軸心から径方向に突出するスロット１２と、スロット１２に巻回されるコイル１３と、モータ回転軸１１の外周に固定されるとともにコイル１３と電気的に接続する整流子１４と、整流子１４の外周面に摺接可能に配設されるブラシ１５と、軸受１６Ａを介してモータ回転軸１１を支持し、整流子１４を収容するとともにハウジング３０に収容されるホルダ１７と、一端がホルダ１７に保持されるとともに他端がブラシ１５を整流子１４に向けて付勢可能なトーションバネ１８とを備える直流ブラシ付モータである。
【００１５】
スロット１２は、渦電流による損失を低減するために複数の薄板鋼板を積層して構成され、モータ回転軸１１に対して回転不能となるようにその内周がモータ回転軸１１に取り付けられている。スロット１２の外周側には、内周面にＮ極とＳ極とを交互に設けた有底円筒状のモータケース１９が形成されており、モータケース１９の有底側で軸受１６Ｂを介してモータ回転軸１１を支持している。整流子１４の内周面とモータ回転軸１１の外周面との間には、円周方向が波状に形成されたスプリング２０が配設されており、このスプリング２０によって整流子１４がモータ回転軸１１に固定されている。そして、その端部には複数のターミナル１４ａが設けられており、このターミナル１４ａにコイル１３の端部が溶接されることで、整流子１４とコイル１３とが電気的に接続される。
【００１６】
ホルダ１７は合成樹脂よりなり、その外周面がハウジング３０の内周面に対応するホルダ基部１７Ａと、ブラシ１５の周方向位置を規制するブラシボックス部１７Ｂと、ホルダ基部１７Ａの表面から軸方向に突出する中心凸部１７Ｃと、同じくホルダ基部１７Ａの表面から軸方向に突出する他端側凸部１７Ｄとを備える。このホルダ１７は、モータケース１９に対するホルダ１７の軸方向位置を規制するために、ホルダ基部１７Ａの端部から径方向にフランジ部１７Ｅを延出している。フランジ部１７Ｅには、モータケース１９のフランジ部１９Ａに形成された貫通穴に対応する貫通穴が形成されており、両フランジ部１７Ｅ、１９Ａに形成された貫通穴を介してハウジング３０をボルト３１で固定することで、モータケース１９に対するホルダ１７の軸方向位置のみならず周方向位置も規制されるようになっている。また、ホルダ１７にはコネクタ部１７Ｆが一体成形されており、更にホルダ１７の一端は軸受１６Ａの外輪を保持するように形成されている。ブラシ１５はピグテール（図示せず）を介してコネクタ部１７Ｆにインサート成形されるターミナル３２と電気的に接続されている。また、ブラシ１５には、ハウジング３０側における軸方向端面に軸方向に関して凹んでいる凹部１５Ａが形成されている。
【００１７】
ホルダ１７について更に説明する。ホルダ基部１７Ａは、その外形がハウジング３０の内周面に対して若干小さい円形を呈しており、その外周面にはＯリング２１を保持する溝が形成されている。モータ１０をハウジング３０に取り付ける際には、ハウジング３０の内周面とホルダ基部１７Ａの外周面とは直接は接触しないが、Ｏリング２１によってホルダ基部１７Ａの外周とハウジング３０内周とのシール性が確保されている。ブラシボックス部１７Ｂは、整流子１４の外周側の２箇所に約４５度の角度をもって形成されている。
【００１８】
ブラシ１５を整流子１４に向けて付勢するトーションバネ１８に係る構成について説明する。トーションバネ１８は、一端がホルダ１７の強度を確保するためのリブ１７Ｇに引っ掛けられており、捩じり中心部１８Ａは中心凸部１７Ｃに支持されている。図１に示すモータのハウジング３０への取り付け前の状態では、トーションバネ１８の他端が他端側凸部１７Ｄに係止されており、トーションバネ１８の他端はハウジング３０の内周面よりも径方向外側（ホルダ基部１７Ａの外周面よりも径方向外側）に位置している。つまり、モータ１０をハウジング３０に組付ける前は、トーションバネ１８の他端が図１の状態となるように、組付け作業時に予めトーションバネ１８がホルダ１７に取り付けられている。
【００１９】
次に、モータ１０をハウジング３０に組付けるときには、トーションバネ１８の他端を他端側凸部１７Ｄの高さ分だけ軸方向に変位させることで、トーションバネ１８の他端と他端側凸部１７Ｄとの係止を解除する。これによると、トーションバネ１８の他端は中心凸部１７Ｃを中心としてトーションバネ１８の付勢方向に変位され、ブラシ１５に整流子１４を付勢する方向の付勢力を付与することになる。この状態では、トーションバネ１８の他端はホルダ基部１７Ａの外周面よりも径方向内側に位置するので、トーションバネ１８の他端がハウジング３０の内周面と干渉することはなく、ホルダ基部１７Ａの外周面にハウジング３０の内周面が位置するようにハウジング３０を取り付けることができる。
【００２０】
上述した構成により、仮に、組付け作業者がトーションバネ１８の他端と他端側凸部１７Ｄとの係止を解除し忘れたり、他端と他端側凸部１７Ｄとが完全に解除されずに他端と他端側凸部１７Ｄとが係止されたままになったりしても、モータをハウジング３０に組付ける際にはトーションバネ１８の他端がハウジング３０に引っかかってモータ１０をハウジング３０に組み付けることができなくなる。これにより、トーションバネ１８の他端の係止が解除されていないことを確実に認識することができる。
【００２１】
次に、ハウジング３０にモータを組付ける前の段階における、モータ回転軸１１への軸受１６Ａ及びホルダ１７の組付けについて説明する。図５はモータ回転軸１１に軸受１６Ａ及びホルダ１７を組付けた直後のモータ１０の断面図である。
【００２２】
モータ回転軸１１にホルダ１７を組付けるための冶具４０について説明する。この状態では、ホルダ１７のブラシボックス部１７Ｂには予めブラシ１５が収容されるとともに、トーションバネ１８が他端を他端側凸部１７Ｄに係止した状態でホルダ１７に組付けられている。この冶具４０は、モータ回転軸１１の端部を支持する支持孔４１と、モータ１０の軸方向に向けて突出するピン４２（突出箇所）とを備えている。このピン４２の図面下側にはスプリング４３が設けられており、このスプリング４３の撓み分だけピン４２は軸方向に変位可能である。図５では断面の関係で１つのピン４２のみが示されているだけであるが、実際には、２つのブラシ１５の位置に応じて突出する２つのピンが設けられている。尚、支持孔４１の軸心に対するピン４２の軸心が不変となるように、ピン４２が形成されている。
【００２３】
ホルダ１７とモータ回転軸１１との組付けについて説明する。先ず、ホルダ１７の端部に軸受１６Ａの外輪を保持した状態で軸受１６Ａを冶具４０上に設置する。そして、各ブラシ１５をブラシボックス部１７Ｂ内で移動させて、ピン４２の先端を各ブラシ１５の凹部１５Ａ内に突入させておく。このとき、軸受１６Ａの内輪の内周面が支持孔４１の外周面と略一致するように、軸受１６Ａ及びホルダ１７を冶具４１上に設置しておく。次に、スロット１２、コイル１３及び整流子１４が取り付けられたモータ回転軸１１の軸心と支持孔４１の軸心と一致させ、図５の上方から下方に向けて変位させる。これにより、モータ回転軸１１は軸受１６Ａの内輪の内周面に圧入されるとともに支持孔４１内に挿入される。このとき、ピン４２の先端はブラシ１５の凹部１５Ａ内に突入しているため、モータ回転軸１１の軸心に対するブラシ１５の径方向位置は規制されている。本実施形態では、ホルダ１７に対するブラシ１５の径方向内側の端部が整流子１４の外周面よりも径方向外側となるように、凹部１５Ａに突入するピン４２の位置が設定されている。したがって、モータ回転軸１１を軸受１６Ａ及びホルダ１７に組付けるときにブラシ１５と整流子１４とが干渉することなく、円滑にモータ回転軸１１を組付けることができる。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態のブラシ付モータ１０は、その組付け時において、先に説明した従来技術の問題点を解決することができる。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１の発明によると、モータの組付け作業中におけるホルダのハウジング内への収容時に、トーションバネの他端と他端側凸部との係止が解除されない場合（例えば、組付け作業者によるバネの解除忘れや、バネがうまく解除されない状態）があったとしても、ホルダ基部の外周面よりも径方向外側にトーションバネの他端が位置するため、この状態でホルダ基部の外周面にハウジングを嵌め込もうとすると、トーションバネの他端がハウジングの内周面と干渉してしまう。このように、トーションバネの他端を他端側凸部から解除しない限り、ハウジングにホルダ基部を嵌め込むことができなくなるので、従来技術のようにトーションバネがブラシを付勢していない状態でモータが出荷されてしまう、ということがなくなり、好適である。
【００２６】
請求項３の発明によると、冶具の所定の箇所を軸方向に突出させて、モータ回転軸と軸受とを取り付ける際に冶具の突出箇所がブラシの凹部内に突入するようにしておけば、ブラシボックスに対するブラシの径方向位置を規制することが可能になる。このとき、ホルダに対するブラシの径方向内側の端部が整流子の外周面よりも径方向外側となるように、凹部に突入する冶具の突出箇所の位置を設定しておくことで、モータ回転軸を軸受及びホルダに組付けるときにおけるブラシと整流子との干渉をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態におけるブラシ付モータをハウジングに取り付ける前の状態を示す正面図である。
【図２】ブラシ付モータをハウジングに取り付けた後の状態を示す正面図である。
【図３】図１の側面図である。
【図４】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図５】モータ回転軸と軸受との組付けを示す断面図である。
【図６】従来のブラシ付モータの一例を示す図である。
【符号の説明】
１０・・・ブラシ付モータ
１１・・・モータ回転軸
１４・・・整流子
１５・・・ブラシ
１６Ａ・・・軸受
１７・・・ホルダ
１７Ａ・・・ホルダ基部
１７Ｂ・・・ブラシボックス部
１７Ｃ・・・中心凸部
１７Ｄ・・・他端側凸部
１８・・・トーションバネ
１８Ａ・・・捩じり中心部
３０・・・ハウジング
４０・・・冶具
【図１】
2004040957.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】
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