(57)【要約】【課題】ブラシ付きモータのブラシホルダーのカシメ部、又は締結部材とモータハウジングとの空間に異物が侵入しないようなブラシ付きモータを提供する。【解決手段】ブラシステーの内周および外周の全周に亘って垂設する壁を有し、ブラシステーとモータハウジングを嵌合すると、ブラシステーとモータハウジングと内周の壁と外周の壁とによってブラシホルダーのカシメ部、又は締結部材が絶縁空間を確保して密封される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部にアーマチュアの一部分が軸方向に貫通する穴を有する導電性のモータハウジングと、中心部にアーマチュアの一部分が軸方向に貫通する穴を有する絶縁性のブラシステーとが向かい合う様に嵌合する構造を有し、前記ブラシステーに導電性のブラシホルダーをかしめて固定する、又は締結部材で固定するブラシ付きモータにおいて、前記ブラシステーの内周および外周の全周に亘って垂設する壁を有し、前記ブラシステー及び前記モータハウジングを嵌合すると、前記ブラシステーと、前記モータハウジングと、前記内周の壁と、前記外周の壁とによって、前記ブラシホルダーのカシメ部、又は前記締結部材が絶縁空間を確保して密封されることを特徴とするブラシ付きモータ。
【請求項２】
中心部にアーマチュアの一部分が軸方向に貫通する穴を有する導電性のモータハウジングと、中心部にアーマチュアの一部分が軸方向に貫通する穴を有する絶縁性のブラシステーとが向かい合う様に嵌合する構造を有し、前記ブラシステーに導電性のブラシホルダーをかしめて固定する、又は締結部材で固定するブラシ付きモータにおいて、前記モータハウジングの内周および外周の全周に亘って垂設する壁を有し、前記ブラシステー及び前記モータハウジングを嵌合すると、前記ブラシステーと、前記モータハウジングと、前記内周の壁と、前記外周の壁とによって、前記ブラシホルダーのカシメ部、又は前記締結部材が絶縁空間を確保して密封されることを特徴とするブラシ付きモータ。
【請求項３】
中心部にアーマチュアの一部分が軸方向に貫通する穴を有する導電性のモータハウジングと、中心部にアーマチュアの一部分が軸方向に貫通する穴を有する絶縁性のブラシステーとが向かい合う様に嵌合する構造を有し、前記ブラシステーに導電性のブラシホルダーをかしめて固定する、又は締結部材で固定するブラシ付きモータにおいて、前記ブラシホルダーのカシメ部、又は前記締結部材の位置を中心として前記カシメ部、又は前記締結部材を囲む形状であって前記ブラシステーに垂設される壁を有し、前記ブラシステー及び前記モータハウジングを嵌合すると、前記ブラシステーと、前記モータハウジングと、前記壁とによって、前記カシメ部、又は前記締結部材が絶縁空間を確保して密封されることを特徴とするブラシ付きモータ。
【請求項４】
中心部にアーマチュアの一部分が軸方向に貫通する穴を有する導電性のモータハウジングと、中心部にアーマチュアの一部分が軸方向に貫通する穴を有する絶縁性のブラシステーとが向かい合う様に嵌合する構造を有し、前記ブラシステーに導電性のブラシホルダーをかしめて固定する、又は締結部材で固定するブラシ付きモータにおいて、前記ブラシホルダーのカシメ部、又は前記締結部材の位置を中心として前記カシメ部、又は前記締結部材を囲む形状であって前記モータハウジングに垂設される壁を有し、前記ブラシステー及び前記モータハウジングを嵌合すると、前記ブラシステーと、前記モータハウジングと、前記壁とによって、前記カシメ部、又は前記締結部材が絶縁空間を確保して密封されること特徴とするブラシ付きモータ。
【請求項５】
前記壁の密封の程度は、ブラシ欠け破片または摩耗粉の侵入を防止する程度である請求項１乃至請求項４のいずれかにに記載のブラシ付きモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラシ付きモータであって、特に絶縁不良を防止したブラシ付きモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のステアリング装置をモータの回転力で補助負荷付勢する電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に補助負荷付勢するようになっている。このような電動パワーステアリング装置の簡単な構成を図１５に示し、説明する。操向ハンドル１０１の軸１０２は減速ギア１０３、ユニバーサルジョイント１０４ａ及び１０４ｂ、ピニオンラック機構１０５を経て操向車輪のタイロッド１０６に結合されている。軸１０２には，操向ハンドル１０１の操舵トルクを検出するトルクセンサ１０７が設けられており、操向ハンドル１０１の操舵力を補助するモータ１０８が減速ギア１０３を介して軸１０２に連結されている。
【０００３】
ここで重要なことは、電動パワーステアリング装置のような人命の安全に関わるような部品に使用されるモータ１０８は、高い信頼性を要求される。しかし現実には色々と軽微な不具合があり、絶縁不良も代表的な不具合要因である。ここでブラシを有するモータの絶縁不良の一例を図１６、図１７および図１８を用いて説明する。図１６はモータ１０８のブラシ付近の一部を示した斜視図である。ブラシ付きモータは、機械的整流機構を利用したもので、図１６では、アーマチュア１と一体になったコミュテータ２がブラシ３と組み合わさって、整流作用を実現している。ここでブラシ３はブラシホルダー４に収納されている。そして、ブラシホルダー４がモータ１０８を構成する装置の中でどのように固定されているかを示す図が図１７である。図１７（Ｂ）は金属製のモータハウジング２０を示し、図１７（Ａ）は絶縁を保つためのブラシステー１０を示す図で、ブラシステー１０がモータハウジング２０に嵌め込まれ、図示しないがビス等で固定される構成に成っている。
【０００４】
ここで、モータハウジング２０はモータ全体を減速ギア１０３に固定するためのブラケットを含む相応の剛性が必要なのでアルミ材等の金属が用いられており、一方、ブラシ３は電源から電気を受けてコミュテータ２に電気を供給する役目があり、ブラシ３およびブラシホルダー４は電圧が印可された状態になる。よって、ブラシ３とモータハウジング２０との間で絶縁を確保するため絶縁体で造られたブラシステー１０が用いられる。図１７（Ａ）において、コネクタ４１で固定された電線４０から図示しない銅編組線を介してブラシ３に電気が供給されるが、このブラシ３はブラシホルダー４の内側をモータ径方向に摺動可能な状態で収納されてブラシステー１０に固定される。図１７（Ａ）では、ブラシホルダー４がブラシステー１０にかしめて固定されおり、ブラシホルダー４のカシメ部４−１が見える状態になっており、ブラシホルダー４はブラシステー１０に隠れて見えない状態になっている。ここでブラシステー１０とモータハウジング２０を嵌め合わせたときに、各部分の絶縁が確保できる構造について図１７よび図１８を用いて説明する。図１８（Ａ）は図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）の線Ａに対し矢視Ｃ−Ｃの断面図である。また図１８（Ｂ）は図１８（Ａ）の線Ｅに対し矢視Ｆ−Ｆの断面図である。なお、図１８（Ａ）でブラシホルダー４の中に内蔵されているバネ５は、ブラシ３をコミュテータ２へ接触させるための押圧を与えている。
【０００５】
まず、ブラシ３およびブラシホルダー４はブラシステー１０に遮られてモータハウジング表面２０−２０と接触する心配はないが、カシメ部４−１はモータハウジング２０と接触する可能性がある。そこで、カシメ部４−１とモータハウジング２０のカシメ部４−１との近接面であるモータハウジング表面２０−２０とが接触しないように絶縁空間を確保するために、図１７（Ａ）および図１８（Ａ）に示するようにブラシステー１０には絶縁空間確保のための環状の壁１０−１が垂設されている。この壁１０−１の高さｄはカシメ部４−１とモータハウジング２０が接触したり、放電が発生しないよう絶縁空間を確保するための最低の高さが必要である。また、ブラシホルダー４とモータハウジング２０の壁２０−１０とが接触せずに絶縁を確保するために、ブラシステー１０外周の少なくともブラシホルダー近傍部分には壁１０−１０が垂接されている。
【０００６】
図１７および図１８はブラシホルダー４をブラシステー１０にかしめて固定する場合について説明したが、ブラシホルダー４を導電性の締結部材、例えばリベット、あるいはボルトとナット、あるいはネジ等で固定する場合もある。図１９および図２０はリベット４−２で固定した場合を示す。カシメがリベットに変更しただけで、その他の構造はカシメの場合と同様なので、説明を省略する。
【０００７】
ところで、この構造では絶縁不良を発生させる問題がある。即ち、図１８（Ａ）のＢ点にはブラシステー１０とモータハウジング２０の間に高さｄの空間が空いている。しかも、この空間はブラシステー１０とモータハウジング２０の真ん中の穴の内周に沿って全周に亘って空いていることになる。そこで、ブラシ欠け破片や摩耗粉が侵入し、カシメ部４−１とモータハウジング２０の間にそれらが挟まる場合がある。その場合、ブラシ欠け破片や摩耗粉は導電物であるため、カシメ部とモータハウジングとの絶縁確保ための空間が無くなり、カシメ部４−１とモータハウジング２０が導通状態になる。その結果、モータに印可されている電圧が、ブラシ３からブラシホルダー４、そしてブラシホルダーのカシメ部４−１、さらにブラシ欠け破片５０を通って遂にはモータハウジング２０へと導通して地絡故障に発展してしまう。その結果、モータの逆起電力によって突然ブレーキ力がかかり、ハンドル操舵が運転手の意向と異なったものとなる不具合がある。カシメの場合と同様、図２０（Ａ）に示すようにリベットで締結した場合も同様に地楽故障を発生させる可能性がある。図２０（Ａ）は図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）の線Ａに対し矢視Ｃ−Ｃの断面図である。また図１９（Ｂ）は図１９（Ａ）の線Ｅに対し矢視Ｆ−Ｆの断面図である。このような摩耗粉によって引起こされる地絡故障の対策としてステータ全体とフレーム全体に関する対策は、例えば特許文献１に記載されているが、ブラシホルダーのカシメ部に対しては特に対策は図っていない。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１４６５９５号公報（第２頁、図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来、ブラシを有するモータのブラシホルダーを固定するカシメ部、又は前記締結部材とハウジングとの空間にブラシ欠け破片のような導電体の異物が侵入し、モータの絶縁不良を誘起して、電動パワーステアリングによるハンドル操作を阻害する不具合の生じ得る構造であった。
【００１０】
本発明は上述のような事情から成されたものであり、本発明の目的は、ブラシ付きモータのブラシホルダーのカシメ部、又は前記締結部材とモータハウジングとの空間に異物が侵入しないようなブラシ付きモータを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、中心部にアーマチュアの一部分が軸方向に貫通する穴を有する導電性のモータハウジングと、中心部にアーマチュアの一部分が軸方向に貫通する穴を有する絶縁性のブラシステーとが向かい合う様に嵌合する構造を有し、前記ブラシステーに導電性のブラシホルダーをかしめて固定する、又は締結部材で固定するブラシ付きモータに関するものであり、本発明の上記目的は、前記ブラシステーの内周および外周の全周に亘って垂設する壁を有し、前記ブラシステー及び前記モータハウジングを嵌合すると、前記ブラシステーと、前記モータハウジングと、前記内周の壁と、前記外周の壁とによって、前記ブラシホルダーのカシメ部、又は前記締結部材が絶縁空間を確保して密封されることによって達成される。
【００１２】
また、前記モータハウジングの内周および外周の全周に亘って垂設する壁を有し、前記ブラシステー及び前記モータハウジングを嵌合すると、前記ブラシステーと、前記モータハウジングと、前記内周の壁と、前記外周の壁とによって、前記ブラシホルダーのカシメ部、又は前記締結部材が絶縁空間を確保して密封されることよって達成される。
【００１３】
また、前記ブラシホルダーのカシメ部、又は前記締結部材の位置を中心として前記カシメ部、又は前記締結部材を囲む形状であって前記ブラシステーに垂設される壁を有し、前記ブラシステー及び前記モータハウジングを嵌合すると、前記ブラシステーと、前記モータハウジングと、前記壁とによって、前記カシメ部、又は前記締結部材が絶縁空間を確保して密封されることよって達成される。
【００１４】
また、前記ブラシホルダーのカシメ部、又は前記締結部材の位置を中心として前記カシメ部、又は前記締結部材を囲む形状であって前記モータハウジングに垂設される壁を有し、前記ブラシステー及び前記モータハウジングを嵌合すると、前記ブラシステーと、前記モータハウジングと、前記壁とによって、前記カシメ部、又は前記締結部材が絶縁空間を確保して密封されることによって達成される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例について詳細に説明する。
【００１６】
第一の実施例について、図１および図２を用いて説明する。この実施例はブラシステーの内周に壁を垂設し、ブラシ欠け破片の侵入を防止したものである。図１（Ａ）において、壁１０−２がブラシステー１０の内周全体に亘って垂設されている。図２は、その断面を示した図である。その結果、壁１０−２が内周側からブラシ欠け破片や摩耗粉の侵入を防止している。この壁は完全に密閉しても良いし、又は、ブラシ欠け破片や摩耗粉の侵入を防止する程度の密閉度を維持すれば良く、壁に小さな穴やスリットが入っていても良い。この壁によりブラシ欠け破片や摩耗粉の侵入を防止する効果を期待できる。
【００１７】
第二の実施例について、図３および図４を用いて説明する。第一の実施例では壁をブラシステーに構築したが、この実施例はモータハウジングの内周に壁を垂接し、ブラシ欠け破片の侵入を防止したものである。図３（Ｂ）において、壁２０−２がモータハウジング２０の内周全体に亘って垂設されている。図４は、その断面を示した図である。その結果、壁２０−２が内周側からブラシ欠け破片や摩耗粉の侵入を防止している。この壁も完全に密閉しても良いし、又は、ブラシ欠け破片や摩耗粉の侵入を防止する程度の密閉度を維持すれば良く、壁に小さな穴やスリットが入っていても良い。壁２０−２の構造が壁１０−２の構造と異って注意を要する点は、壁２０−２は金属なのでカシメ部４−１と絶縁距離を確保する必要がある。このような構成をとれば、壁２０−２によりブラシ欠け破片や摩耗粉の侵入を防止する効果を期待できる。
【００１８】
第二の実施例の変形例を図５および図６を用いて説明する。この変形例はモータハウジング２０に壁２０−２のような薄い壁を立てるのではなく、厚みのあるモータハウジングに溝を掘って、溝の壁が同じ効果を果たすことを目指したものである。図５（Ａ）において、ブラシステー１０は壁が無く板状になっている。一方、モータハウジング２０は少なくとも高さｄ（図６を参照）より長い厚みをもち、図５（Ｂ）および図６に示すようにモータハウジング２０に壁２０−２と壁２０−３を構築するように溝を掘る。この結果、壁２０−２は、第二の実施例と同じようにブラシ欠け破片や摩耗粉の侵入を防止し、一方、壁２０−１と壁２０−３はブラシステー１０を支える構造となっている。この場合も壁２０−２および壁２０−３は金属なのでカシメ部４−１との絶縁距離を確保する必要がある。この変形例の構造でもブラシ欠け破片や摩耗粉の侵入を防止する効果を期待できる。
【００１９】
第三の実施例について、図７および図８を用いて説明する。この実施例では、ブラシステー１０の上にブラシ欠け破片の侵入防止の壁をカシメ部周辺にだけ垂接する方法である。図７（Ａ）および図８に示すように、カシメ部４−１を囲むように四方を囲む壁１０−４がブラシステー１０の上に垂設されている。この四方を囲む壁の形は四角の形状だけでなく、カシメ部４−１を密封する効果があれば、例えば円や楕円のような形であっても良い。このような構造にすれば、ブラシ欠け破片がブラシステー１０とモータハウジング２０との間に侵入しても壁１０−４の効果によってカシメ部４−１と接触することはなく、絶縁不良を発生しない。図７および図８では、カシメ部４−１の四方を囲む壁１０−４の一部をブラシステーの概環状の壁１０−１と共有している例を示したが、それらが完全に独立したものであっても良い。
【００２０】
第四の実施例を図９および図１０を用いて説明する。この実施例では、第三の実施例のように壁をブラシステーに垂設しないで、モータハウジング２０の上にブラシ欠け破片の侵入防止の壁をカシメ部周辺にだけ垂接する方法である。図９（Ｂ）および図１０において、壁２０−４がカシメ部４−１を囲むように四方を囲む壁２０−４がモータハウジング２０の上に垂設されている。この場合は、壁２０−４は金属なのでカシメ部４−１との絶縁確保ための空間を確保する距離をとる必要がある。このような構造にすれば、ブラシ欠け破片がブラシステー１０とモータハウジング２０との間に侵入してもカシメ部４−１と接触することはなく、絶縁不良を発生しない。
【００２１】
第四の実施例の変形例を図１１および図１２を用いて説明する。この変形例では、第四の実施例のカシメ部の周辺に垂設する壁を、少なくとも高さｄより長い厚みのあるモータハウジングに溝を掘って溝の壁を利用する方法である。図１１（Ａ）において、ブラシステー１０は壁を有していない。一方、図１１（Ｂ）および図１２に示すようにモータハウジング２０は厚みのある金属から製作されており、カシメ部４−１を中心として四角形の溝２０−５が掘られている。ここで溝２０−５はモータハウジング２０が金属であることから、カシメ部４−１から絶縁を確保するに十分な空間をとる必要がある。溝２０−５によって、カシメ部４−１が密封されているので、ブラシ欠け破片が侵入して絶縁不良を発生させることはない。なお、図１１（Ｂ）では溝の形状が四角形状なっているが、例えば、円形や楕円形などであっても良い。
【００２２】
以上の説明では、ブラシステー１０やモータハウジング２０の中心の穴の形状が円になっているが、穴の形状は円だけに限らず四角等であっても、その形状に合わせて壁を構築すれば同じ効果が期待できる。
【００２３】
以上の説明ではブラシホルダー４をブラシステー１０にかしめて固定する場合について説明したが、リベットなどの導電性締結部材を用いた場合も同様である。図１３および図１４にリベットを用いて固定した場合の第一の実施例のブラシステーおよびモータハウジングの構造および断面図を示す。カシメ部４−１がリベット４−２に変更になるだけで構成は全く同じであり、全く同じ効果が得られる。また、かしめて固定する代わりにリベットで固定した場合について、第一の実施例だけでなく第二の実施例、第三の実施例、第四の実施例についても構成は同じで、同じ効果が得られる。リベットの代わりにボルト、ナットやネジなどの導電性締結部材を用いても同じ効果が得られる。
【００２４】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のブラシ付きモータを用いれば、ブラシホルダーのカシメ部、又は前記締結部材がブラシステー、モータハウジングおよび壁によって絶縁空間を確保して密封されるため、ブラシ欠け破片や摩耗粉の侵入による絶縁不良を防止できる優れた効果を期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の実施例のブラシステーおよびモータハウジングの構造を示す図である。
【図２】第一の実施例のブラシステーおよびモータハウジングの構造の断面図である。
【図３】第二の実施例のブラシステーおよびモータハウジングの構造を示す図である。
【図４】第二の実施例のブラシステーおよびモータハウジングの構造の断面図である。
【図５】第二の実施例の変形例のブラシステーおよびモータハウジングの構造を示す図である。
【図６】第二の実施例の変形例のブラシステーおよびモータハウジングの構造の断面図である。
【図７】第三の実施例のブラシステーおよびモータハウジングの構造を示す図である。
【図８】第三の実施例のブラシステーおよびモータハウジングの構造の断面図である。
【図９】第四の実施例のブラシステーおよびモータハウジングの構造を示す図である。
【図１０】第四の実施例のブラシステーおよびモータハウジングの構造の断面図である。
【図１１】第四の実施例の変形例のブラシステーおよびモータハウジングの構造を示す図である。
【図１２】第四の実施例の変形例のブラシステーおよびモータハウジングの構造の断面図である。
【図１３】第一の実施例で固定をカシメの代わりにリベットで実施した場合のブラシステーおよびモータハウジングの構造を示す図である。
【図１４】第一の実施例で固定をカシメの代わりにリベットで実施した場合のブラシステーおよびモータハウジングの構造の断面図である。
【図１５】電動パワーステアリングの機構を示す図である。
【図１６】電動パワーステアリングに用いるブラシ付きモータのブラシ付近の斜視図である。
【図１７】従来のブラシ付きモータでかしめて固定した場合のブラシステーおよびモータハウジングの構造を示す図である。
【図１８】従来のブラシ付きモータでかしめて固定した場合のブラシステーおよびモータハウジングの構造を断面図である。
【図１９】従来のブラシ付きモータでリベットで固定した場合のブラシステーおよびモータハウジングの構造を示す図である。
【図２０】従来のブラシ付きモータでリベットで固定した場合のブラシステーおよびモータハウジングの構造を断面図である。
【符号の説明】
１    アーマチュア
２    コミュテータ
３    ブラシ
４    ブラシホルダー
４−１    ブラシホルダーのカシメ部
４−２    リベット
５    バネ
１０    ブラシステー
１０−１，１０−２，１０−３、１０−４、１０−１０    壁
２０    モータハウジング
２０−２，２０−３、２０−４、２０−１０    壁
２０−５    溝
２０−２０    モータハウジング表面
４０    電線
４１    コネクタ
５０      ブラシ欠け破片
１０８      モータ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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