(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース部と、
前記ケース部の内部に、整流子を有し回転可能に支持されるロータと、前記整流子に摺接するブラシと、前記ロータの軸芯方向において前記整流子に対向し、前記ロータを回転保持する軸受部と、を備え、
前記ケース部の前記整流子と前記軸受部との間に前記軸芯方向に移動可能に配置され、前記ブラシとの摺接により前記整流子から発生する銅糸が前記軸受部に短絡するのを防止する環状の絶縁体を備えた電動モータ。
【請求項２】
前記絶縁体が前記ケース部に係合されており、
前記絶縁体の外周及び前記ケース部に互いに係合する凸状の係合部と凹状の被係合部とが各別に設けられている請求項１に記載の電動モータ。
【請求項３】
前記軸受部の外周に、前記ケース部に当接して前記ロータの軸芯方向への前記軸受部の移動を規制する当接部を設けた請求項１又は２に記載の電動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、整流子とブラシとを備えた電動モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラシ付の電動モータは、例えば永久磁石を固定したヨーク（ケース）の内部に、ベアリングを介して回転可能に支持されたロータを有する。ロータには、電流が与えられる整流子が設けられており、ブラシの通電によってロータと永久磁石との間に磁界が形成されてロータが回転する（例えば、特許文献１）。
【０００３】
こうした電動モータでは、ロータの回転に伴い整流子がブラシに摺接するため、ブラシが摩耗して摩耗粉が発生することがある。摩耗粉は軸受部の内部に侵入しグリースと混じり合うと、グリースの潤滑性能が損なわれ、軸受部のロストルクが増大して電動モータの出力が低下する。また、軸受部の寿命も低下する。このため、特許文献１の電動モータでは、ブラシの摩耗粉が軸受部の内部に侵入しないよう、整流子と軸受部との間に遮蔽部材を配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２００９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
整流子は、外周面が銅材料等で構成されている。このため、ブラシとの摺接により整流子から銅糸が発生することがある。銅糸は整流子と軸受部との短絡の要因となる。整流子と軸受部とが短絡すると、絶縁箇所に過電流が流れて故障の原因となる。特許文献１の電動モータでは、遮蔽部材が整流子と軸受部との間に配置されている。この遮蔽部材は、ロータの回転によって生じる空気流が軸受部に向かうことを阻止している。しかしながら、遮蔽部材は整流子から発生する銅糸と軸受部との短絡については特に考慮されていない。
【０００６】
また、電動モータは他の装置に搭載される前の単体の状態では、ロータが軸芯方向に移動可能な状態となっている。これは、電動モータがポンプボディに組付けられることによって、ロータが所定の位置に保持される構造を採用しているためである。これに対して、特許文献１の電動モータでは、遮蔽部材はブラシホルダに固着して設けられている。このため、ロータが外力を受けて軸芯方向に移動した場合、ロータが遮蔽部材に当接して遮蔽部材が脱落する虞がある。こうした遮蔽部材の脱落を防ぐためには、遮蔽部材の剛性を高める等の対応が必要となる。
【０００７】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、整流子と軸受部との短絡を安定的に防止できる電動モータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電動モータの第一特徴構成は、ケース部と、前記ケース部の内部に、整流子を有し回転可能に支持されるロータと、前記整流子に摺接するブラシと、前記ロータの軸芯方向において前記整流子に対向し、前記ロータを回転保持する軸受部と、を備え、前記ケース部の前記整流子と前記軸受部との間に前記軸芯方向に移動可能に配置され、前記ブラシとの摺接により前記整流子から発生する銅糸が前記軸受部に短絡するのを防止する環状の絶縁体を備えた点にある。
【０００９】
本構成の如く、整流子と軸受部との間に環状の絶縁体を備えることで、電動モータにおいて整流子と軸受部との短絡を防止することができ、電動モータの信頼性を向上させることができる。
【００１０】
また、環状の絶縁体は、整流子と軸受部との間において軸芯方向に移動可能に配置されている。このため、ロータが軸芯方向に移動可能な状態で保持されている場合には、ロータが外力によって軸芯方向に移動しロータが絶縁体に当接しても、当接の衝撃を緩和することができる。これにより、絶縁体が整流子と軸受部との間から脱落することがなくなり、整流子と軸受部との短絡を安定的に防止することができる。また、絶縁体に対するロータの当接の影響が弱まることで、絶縁体に剛性の低い材料を採用する等、材料選択の幅が広がるとともに、絶縁体の耐久性も向上する。
【００１１】
本発明に係る電動モータの他の特徴構成は、前記絶縁体が前記ケース部に係合されており、前記絶縁体の外周及び前記ケース部に互いに係合する凸状の係合部と凹状の被係合部とが各別に設けられている点にある。
【００１２】
本構成の如く、絶縁体がケース部に係合されており、絶縁体の外周及びケース部に互いに係合する凸状の係合部と凹状の被係合部とが各別に設けられていると、ケース部に絶縁体を確実に係合することができ、絶縁体をケース部の適正位置に容易に配置することができる。また、絶縁体は、凸状の係合部と凹状の被係合部とが係合することで、電動モータの作動中でも回転しない。このため、絶縁体の摩耗を防止することもできる。
【００１３】
本発明に係る電動モータの他の特徴構成は、前記軸受部の外周に、前記ケース部に当接して前記ロータの軸芯方向への前記軸受部の移動を規制する当接部を設けた点にある。
【００１４】
ロータの軸芯方向において整流子と対向する位置に配置される軸受部は、例えば電動モータに装着される際に、ケース部に対して所定の位置とは異なる位置に設置されることがある。この場合に、絶縁体が軸受部に必要以上に当接することとなり、絶縁体が変形したり脱落する虞がある。そこで、本構成の如く、軸受部の外周には、ケース部に当接してロータの軸芯方向への軸受部の移動を規制する当接部を設けている。これにより、絶縁体が軸受部に必要以上に押圧されることがなく、絶縁体を適正に設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電動ポンプに搭載された電動モータの断面図である。
【図２】電動モータの分解斜視図である。
【図３】エンドプレートの平面図である。
【図４】絶縁体がエンドプレートに係合される前の状態を示す斜視図である。
【図５】絶縁体がエンドプレートに係合された状態を示す斜視図である。
【図６】絶縁体が配置された部位の平断面図である。
【図７】図６のVII−VII矢視断面図である。
【図８】電動ポンプに搭載された電動モータの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本実施形態の電動モータについて、図面に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、電動モータ１は、ケース部２と、ロータ３と、給電ターミナル４とを備えている。ケース部２は、ハウジング５とエンドプレート６とで構成されている。ロータ３は、ケース部２に配設される。図１に示すように、電動モータ１は、例えば電動ポンプのボディ４０等に搭載される。給電ターミナル４は電動モータ１の出力側に設けられており、電源に接続されてロータ３に電力を供給する。
【００１７】
ハウジング５は、電動モータ１の出力側に開口する有底円筒状に形成されている。ハウジング５の開口がエンドプレート６によって閉止される。ハウジング５の内周面には周方向に沿って等間隔に複数の磁石７が固定されている。
【００１８】
ロータ３には、回転軸９に電機子１６と整流子１７とが配設されている。電機子１６は、コア１８と巻線１９とを備えており、略円柱状に形成されている。電機子１６は径方向においてハウジング５に固定された磁石７に対向して配置される。
【００１９】
整流子１７は、円筒状の絶縁材２３と、絶縁材２３の外周面に固定された複数の板材２４とから構成されている。絶縁材２３の径方向の中央部には、軸芯方向Ｘに貫通する孔部２５が形成されている。回転軸９が孔部２５に圧入されて、整流子１７は回転軸９と一体回転する。
【００２０】
図２に示すように、板材２４は、例えば銅等の導電性の金属材料で構成される。板材２４は、周方向に等角度間隔に並設され、軸芯方向Ｘに沿って略短冊状に形成されている。周方向に隣り合う板材２４どうしは、軸芯方向Ｘの溝部２６によって分離され絶縁されている。
【００２１】
エンドプレート６には、中央に貫通孔１１が形成されている。エンドプレート６には、ブラシ１２を保持するブラシホルダ１３が一体的に形成されている。ブラシ１２は、ブラシホルダ１３によって整流子１７に径方向において対向して配置される。ブラシ１２はブラシホルダ１３に配設されたバネ１４によって回転軸９に向けて付勢されている。
【００２２】
回転軸９はエンドプレート６の貫通孔１１から電動モータ１の出力側に突出する。回転軸９にはハウジング５の側に軸受部２０が配設され、出力側に軸受部２１が配設されている。軸受部２０はハウジング５に形成された軸受保持部１０に保持される。軸受部２１はエンドプレート６に形成された軸受保持部１５に保持される。軸受保持部１５はエンドプレート６の出力側に突出して形成されている。こうして、ロータ３はハウジング５及びエンドプレート６に回転可能に支持され、電機子１６が磁石７に対して回転する。
【００２３】
ロータ３が回転し、整流子１７がブラシ１２に摺接する際に、整流子１７の板材２４から銅糸Ｗ（図８参照）が発生することがある。銅糸Ｗが軸受部２１に短絡すると、絶縁箇所に過電流が流れて故障の原因となる。
【００２４】
そのため、整流子１７と軸受部２１との間には、整流子１７から発生する銅糸Ｗが軸受部２１に短絡するのを防止する絶縁体３０が設けられている。図１〜図５に示すように、絶縁体３０は環状の板材であって、中央に貫通孔３１を備えている。絶縁体３０の外周には径方向に凹状の係合部として凹部３２が等間隔に複数形成されている（図では３箇所）。絶縁体３０は、例えばテフロン（登録商標）等の樹脂材料によって構成されている。
【００２５】
図３〜図６に示すように、エンドプレート６には、凸状の係合部として抜け止め部３３と回り止め部３４が設けられている。絶縁体３０は軸芯方向Ｘに移動可能に構成されている。抜け止め部３３及び回り止め部３４はいずれもエンドプレート６の貫通孔１１に内周から径方向に向けて形成された凸部である。回り止め部３４及び抜け止め部３３よりも電動モータ１の出力側に周状の段部３５が設けられている。抜け止め部３３と段部３５との間には隙間３７（図７及び図８参照）が形成されている。段部３５において抜け止め部３３に対応する部分には開口３６が形成されている。
【００２６】
ケース部２のエンドプレート６は、整流子１７と軸受部２１との間の回転軸９が貫通部分の内周面において径方向内側に突出する整流子１７側凸部（抜け止め部）３３と整流子側凸部３３よりも軸受部２１の側に設けられ径方向内側に突出する軸受部２１側凸部（段部）３５とを有する。絶縁体３０は、整流子１７側凸部３３と軸受部２１側凸部３５との間の隙間３７において軸芯方向Ｘに移動可能に配置されている。
なお、本実施形態では、軸受部２１側凸部３５は、周状に形成された段部３５であるが、絶縁体３０の移動を規制する形状であれば段部以外の形状であってもよい。
【００２７】
図４及び図５に示すように、エンドプレート６の抜け止め部３３に対して絶縁体３０の外周部分が変形されて押し込まれる。回り止め部３４は絶縁体３０の凹部３２に係合される。ここで、図４及び図５の紙面上において、抜け止め部３３の底面３３ａは回り止め部３４の上面３４ａより下方に位置する。このため、エンドプレート６に装着された絶縁体３０は、凹部３２が回り止め部３４から離脱しない。これにより、絶縁体３０がエンドプレート６に対して所定の位置に保持される。
【００２８】
電動モータ１は、例えば図７に示す単体の状態で輸送され、図８に示すように、電動ポンプのボディ４０等（例えばアクチュエータ）に搭載される。図７に示すように、電動モータ１が単体の状態のときは、絶縁体３０は隙間３７によって軸芯方向Ｘに移動可能となる。
【００２９】
図８に示すように、絶縁体３０は、銅糸Ｗが軸受部２０に短絡しないためには、整流子１７の板材２４から軸受部２１までの最短距離Ｄが銅糸Ｗの最大長さＬよりも長くなるよう構成する必要がある。整流子１７から発生する銅糸Ｗの最大長さＬは、板材２４の周方向に沿った円弧長さに相当する。図８では、絶縁体３０は、外径が整流子１７の最大外径よりも大きく、内径は軸受部２１の内輪の外径と同程度に設定されており、上述の最短距離Ｄが銅糸Ｗの最大長さＬよりも長い。これにより、整流子１７と軸受部２１との短絡を確実に防止することができる。
【００３０】
また、環状の絶縁体３０は、整流子１７と軸受部２１との間において軸芯方向Ｘに移動可能に配置されている。このため、外力によってロータ３が軸芯方向Ｘに移動しても、ロータ３との当接の影響を弱めることができる。これにより、絶縁体３０の脱落が抑制され、整流子１７と軸受部２１との短絡を安定的に防止することができる。また、絶縁体３０に対するロータ３の当接の影響が弱まることで、絶縁体３０に剛性の低い材料を採用する等、材料選択の幅が広がるとともに、絶縁体３０の耐久性も向上する。
【００３１】
図７に示すように、電動モータ１をポンプのボディ４０等に搭載する際に、回転軸９の軸受部２１はエンドプレート６に対して軸芯方向Ｘに相対移動する。このとき、ロータ３の軸受部２１が絶縁体３０を押圧することがある。この場合に、絶縁体３０が軸受部２１に必要以上に押圧されると、絶縁体３０が脱落する虞がある。
【００３２】
そこで、図７及び図８に示すように、軸受部２１の外周に、エンドプレート６に当接して軸芯方向Ｘへの軸受部２１の移動を規制する当接部３８を設けている。当接部３８は、軸受部２１の外周から半径方向に突出する部分であることが好ましい。本実施形態では、当接部３８は軸受部２１の外周に設けられた溝部に配置された環状部材である。この当接部３８はエンドプレート６の電動モータ１の出力側の端部６ａに当接し、軸受部２１の軸芯方向Ｘの移動を規制する。
【００３３】
〔他の実施形態〕
（１）上記実施形態では、凸状の係合部としてエンドプレート６に凸部（３３，３４）を設け、凹状の被係合部として絶縁体３０に外周に凹部３２を設ける例を示したが、凸状の係合部として絶縁体３０の外周に凸部を設け、凹状の被係合部としてエンドプレート６に凹部を設けて構成してもよい。
【００３４】
（２）上記実施形態では、係合部としてエンドプレート６に２つの凸部３３，３４を設ける例を示したが、抜け止め部３３と回り止め部３４の一方のみによって凸状の係合部を構成してもよい。
【００３５】
本発明は、整流子及びブラシを有する電動モータに広く用いることが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１    ：電動モータ
２    ：ケース部
３    ：ロータ
９    ：回転軸
１２  ：ブラシ
１７  ：整流子
２１  ：軸受部
３０  ：絶縁体
３１  ：貫通孔
３２  ：凹部
３３  ：抜け止め部
３４  ：回り止め部
３７  ：隙間
３８  ：当接部
Ｄ    ：最短距離
Ｌ    ：銅糸の最大長さ
Ｗ    ：銅糸
Ｘ    ：軸芯方向
【図１】
0006405911.tif 000002
【図２】
0006405911.tif 000003
【図３】
0006405911.tif 000004
【図４】
0006405911.tif 000005
【図５】
0006405911.tif 000006
【図６】
0006405911.tif 000007
【図７】
0006405911.tif 000008
【図８】
0006405911.tif 000009