JP2006094647A - 電動機 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品点数の低減化や組付性の向上を図ることができるばかりか、安定してブラシを押圧することができてブラシ作動音の発生を抑制することができる電動機を得る。
【解決手段】 電動機１０では、各ブラシ３４、３６を付勢するブラシスプリング５０が、コイル部５２とこのコイル部５２の両端からそれぞれ一体に延出して形成された一対の延出部５４、５６とを備えた単一の部品として構成されている。この単一の部品とされたブラシスプリング５０の一対の延出部５４、５６によって、各ブラシ３４、３６がそれぞれ整流子２４へ向けて押圧される。したがって、ブラシ圧を生じさせるためのブラシスプリング５０が簡単な構造となり、部品点数の低減化や組付性の向上を図ることができる。またさらに、単一構成のブラシスプリング５０によって複数のブラシ３４、３６をそれぞれ付勢（押圧）するため、各ブラシ３４、３６を安定して押圧することができる。このため、ブラシ３４、３６の作動音の発生を抑制することができ、ブラシ寿命を延ばすことが可能になる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用電装品として好適な電動機に関する。

例えば、車両のワイパ装置等を駆動するための電動機（ＤＣモータ）は、整流子とこの整流子の周面に摺接される一対のブラシを有している（一例として、特許文献１参照）。

ここで、図５には、従来の直流モータ７０におけるブラシ７２及びブラシ７４の周辺構造が示されている。

この図５に示すように、中央部分に整流子７６が挿通配置されたインシュレータプレート７８（エンドブラケット）の所定位置には、一対のブラシケース部８０、８２が配設されている。ブラシケース部８０、８２は中空角柱形状を成しており、その内部に角柱状のブラシ７２、７４がそれぞれ保持されている。また、ブラシケース部８０、８２の近傍には、それぞれゼンマイバネ状のブラシスプリング８８、９０が配置されている。各ブラシスプリング８８、９０の内端はインシュレータプレート７８に係止されており、また、ブラシスプリング８８、９０の外端はブラシ７２、７４の後端面に当接している。これにより、各ブラシスプリング８８、９０は、それぞれブラシ７２、７４を整流子７６側へ押圧している。

ここで、前述の如く従来の直流モータ７０では、一対のブラシ７２、７４にそれぞれ対応してブラシスプリング８８、９０が設けられた構成であったため、当該ブラシスプリング８８、９０が各ブラシ７２、７４の数だけ必要になり、部品点数の低減化や組付性の向上を阻害する原因であった。また、各ブラシ７２、７４毎に別々のブラシスプリング８８、９０を設けた構成であるため、各ブラシスプリング８８、９０による各ブラシ７２、７４への付勢力（押圧力）にバラツキが生じやすく、各ブラシ７２、７４毎のブラシ圧に差が生じて作動音が大きくなる原因であった。
特開２００２−１６５４１３号公報

本発明は上記事実を考慮し、部品点数の低減化や組付性の向上を図ることができるばかりか、安定してブラシを押圧することができてブラシ作動音の発生を抑制することができる電動機を得ることが目的である。

請求項１に係る発明の電動機は、モータ回転軸に固定された整流子と、前記整流子の周面に摺接される複数のブラシと、前記各ブラシを前記整流子の軸線に対して直交する方向へ移動可能にそれぞれ保持するブラシケース部と、前記ブラシケース部を支持するケースと、前記ケースに保持された支持部に支持され前記ブラシケース部に保持された前記各ブラシを前記整流子側へ付勢する付勢手段と、を有する電動機において、前記付勢手段は、前記各ブラシケース部の間で前記ケースに支持された本体部と、前記本体部を中心に前記各ブラシケース部に向けてそれぞれ一体的に延出して形成され前記各ブラシに当接してそれぞれを押圧する延出部と、を備えている、ことを特徴としている。

請求項１記載の電動機では、各ブラシを付勢する付勢手段が、本体部とこの本体部に一体的に形成された延出部とを備えた単一の部品として構成されている。この単一の部品とされた付勢手段の延出部によって、各ブラシがそれぞれ整流子へ向けて押圧される。

したがって、ブラシ圧を生じさせるための付勢手段が簡単な構造となり、部品点数の低減化や組付性の向上を図ることができる。またさらに、単一構成の付勢手段によって複数のブラシをそれぞれ付勢（押圧）するため、各ブラシを安定して押圧することができる。このため、ブラシの作動音の発生を抑制することができ、ブラシ寿命を延ばすことが可能になる。

請求項２に係る発明の電動機は、請求項１記載の電動機において、前記各延出部の間の少なくとも１箇所に非導電部が設けられている、ことを特徴としている。

請求項２記載の電動機では、各延出部の間、すなわち各ブラシの間が非導電部によって電気的に非導通とされる。したがって、異なる極のブラシに対して、ばね特性（付勢力特性）が安定している導電性金属部材を使用することが可能となり、各ブラシを安定して押圧することができる。したがって、各ブラシ毎のブラシ圧に差が生じ難くなり、ブラシ作動音の低減に寄与する。

請求項３に係る発明の電動機は、請求項１または請求項２記載の電動機において、前記各延出部の前記各ブラシとの当接部分は、前記整流子軸方向の高さ寸法がそれぞれほぼ同一に設定されている、ことを特徴としている。

請求項３記載の電動機では、各延出部の各ブラシとの当接部分、すなわち各ブラシへの押圧位置をほぼ同じに設定しているため、押圧力を安定させることができる。したがって、各ブラシ毎のブラシ圧に差が生じ難くなり、ブラシ作動音の低減に寄与する。

請求項４に係る発明の電動機は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の電動機において、前記付勢手段は、線材が前記整流子軸方向に沿った軸芯を有するコイル状に複数回巻回され前記本体部としてのコイル部を有すると共に前記コイル部の両端から前記延出部がそれぞれ延出して形成された単一のコイルバネとされており、前記各延出部の前記各ブラシとの当接部分の前記整流子軸方向の高さが、前記コイル部の該軸方向高さのほぼ中間位置に設定されている、ことを特徴としている。

請求項４記載の電動機では、各延出部の各ブラシとの当接部分の高さを、コイル部の軸方向高さのほぼ中間位置に設定しているため、コイル部から延出される各延出部をそれぞれほぼ同一の長さに形成することができる。したがって、押圧力を安定させることができ、ブラシ作動音の低減に寄与する。

請求項５に係る発明の電動機は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の電動機において、前記付勢手段は、前記整流子の周方向における前記ブラシケース部の互いの配置角度が狭い部分に配置されている、ことを特徴としている。

請求項５記載の電動機では、付勢手段の延出部の長さを短くすることができる。このため、付勢手段の小型化、搭載性（組付性）の向上、及び押圧力の安定化に寄与する。

図４には本発明の実施の形態に係る電動機１０の全体構成が断面図にて示されている。

電動機１０は、有底円筒状に形成され装置外枠とされるモータヨーク１２を備えている。このモータヨーク１２の内周面には界磁磁石１４（固定子）が固着されており、また、モータヨーク１２内にはアーマチャ１６（回転子）が配置されている。アーマチャ１６のアーマチャシャフト１８（回転軸）は、前後それぞれが軸受２０、２２によって支持されており、さらに、このアーマチャシャフト１８には円筒状の整流子２４が取り付けられている。このため、アーマチャシャフト１８が回転すると、整流子２４も一体で回転するようになっている。

ここで、図１には、整流子２４の周辺部分の構成が、アーマチャシャフト１８の軸方向（すなわち、整流子２４の軸方向）に視た正面図にて示されている。

当該部位においては、モータヨーク１２の開口部分に当該開口を塞ぐように樹脂製のエンドブラケット２６が設けられている。このエンドブラケット２６には、整流子２４に対応して一対のブラシケース部３０及びブラシケース部３２が一体成形もしくは別体物として設けられている。

各ブラシケース部３０、３２は、中空角柱形状に形成されており、整流子２４の軸線に対して直交する方向を長手方向として配置されている。このブラシケース部３０、３２内には、当該ブラシケース部３０、３２の長手方向（即ち、整流子２４の周面に対して接近及び離間する方向であると共に整流子２４の半径方向でもある）に沿って摺動可能にブラシ３４、３６がそれぞれ収容されている。

ブラシ３４、３６は角柱状に形成されており、その側面とブラシケース部３０、３２の内壁面との間には僅かなクリアランスが設定されている。また、ブラシ３４、３６の前端面は、整流子２４の周面に密着するように円弧面状に形成されている。また、各ブラシ３４、３６の側面にはそれぞれピッグテール３８、４０の一端部が接続されていおり、このピッグテール３８、４０の他端部は、給電用の接続線４２、４４に接続されている。

また、各ブラシケース部３０、３２の間には、すなわち、整流子２４の周方向における各ブラシケース部３０、３２の互いの配置角度が狭い部分には、スプリング係止用の突起４６が設けられている。この突起４６は、整流子２４（アーマチャシャフト１８）の軸方向に沿って、エンドブラケット２６に一体的に立設されている。さらに、この突起４６には、「付勢手段」としてのブラシスプリング５０が取り付けられている。

図２（Ａ）、図２（Ｂ）、及び図３に示す如く、このブラシスプリング５０はコイルスプリングの一種として構成されており、突起４６に係止される「本体部」としてのコイル部５２と、このコイル部５２の両端からそれぞれ一体に延出して形成された一対の延出部５４、延出部５６とによって構成されている。すなわち、ブラシスプリング５０は、線材がコイル状に複数回巻回されてコイル部５２が形成されており、しかもこのコイル部５２の両端から延出部５４、延出部５６がそれぞれ一体に延出して形成されており、全体として単一のコイルスプリングとして構成されている。

このブラシスプリング５０は、コイル部５２が突起４６に嵌入して係止されると共に、延出部５４、５６がそれぞれブラシ３４、３６に当接してそれぞれを押圧している。この場合、前述の如く突起４６は、整流子２４の周方向における各ブラシケース部３０、３２の互いの配置角度が狭い部分に設けられているため、この突起４６に係止されたブラシスプリング５０も、同様に、整流子２４の周方向における各ブラシケース部３０、３２の互いの配置角度が狭い部分に設けられた構成となっている。

またここで、このブラシスプリング５０においては、各延出部５４、５６の各ブラシ３４、３６との当接部分は、整流子２４軸方向の高さ寸法がそれぞれほぼ同一に設定されている。またしかも、各延出部５４、５６の各ブラシ３４、３６との当接部分の整流子２４軸方向の高さが、コイル部５２の該軸方向高さのほぼ中間位置に設定されている。

またさらに、ブラシスプリング５０の一方の延出部５６の先端部分には、「非導電部」としての絶縁コーティング５８が施されている。なお、この絶縁コーティング５８を他方の延出部５４にも設ける構成としてもよく、各延出部５４、５６の間の少なくとも１箇所に「非導電部」が設けられた構成であればよい。

次に本実施の形態の作用を説明する。

上記構成の電動機１０では、アーマチャ１６（アーマチャシャフト１８）が回転されると、これに伴って整流子２４も同方向へ回転される。一方、ブラシケース部３０、３２内には整流子２４の軸線に対して直交する方向へ移動可能にブラシ３４、３６が保持されており、当該ブラシ３４、３６はブラシスプリング５０の延出部５４及び延出部５６によって整流子２４側へ付勢されているため、整流子２４の周面上をブラシ３４、３６が摺接する。これにより、整流作用が成される。

ここで、この電動機１０では、各ブラシ３４、３６を付勢する付勢手段としてのブラシスプリング５０が、コイル部５２とこのコイル部５２の両端からそれぞれ一体に延出して形成された一対の延出部５４、５６とを備えた単一の部品として構成されている。この単一の部品とされたブラシスプリング５０の一対の延出部５４、５６によって、各ブラシ３４、３６がそれぞれ整流子２４へ向けて押圧される。

したがって、ブラシ圧を生じさせるためのブラシスプリング５０が簡単な構造となり、部品点数の低減化や組付性の向上を図ることができる。またさらに、単一構成のブラシスプリング５０によって複数のブラシ３４、３６をそれぞれ付勢（押圧）するため、各ブラシ３４、３６を安定して押圧することができる。このため、ブラシ３４、３６の作動音の発生を抑制することができ、ブラシ寿命を延ばすことが可能になる。

また、このブラシスプリング５０は、各延出部５４、５６の各ブラシ３４、３６との当接部分、すなわち各ブラシ３４、３６への押圧位置をほぼ同じに設定しているため、押圧力を安定させることができる。したがって、各ブラシ３４、３６毎のブラシ圧に差が生じ難くなり、これによってもブラシ作動音が低減する。

またしかも、このブラシスプリング５０は、各延出部５４、５６の各ブラシ３４、３６との当接部分の高さを、コイル部５２の軸方向高さのほぼ中間位置に設定しているため、コイル部５２から延出される各延出部５４、５６をそれぞれほぼ同一の長さに形成することができる。したがって、押圧力を安定させることができ、これによってもブラシ作動音の低減に寄与する。

さらに、ブラシスプリング５０の一方の延出部５６の先端部分には絶縁コーティング５８が施されているため、各ブラシ３４、３６の間が当該絶縁コーティング５８（非導電部）によって電気的に非導通とされる。したがって、異なる極のブラシ３４、３６に対して、ばね特性（付勢力特性）が安定している導電性金属部材を使用することが可能となり、各ブラシ３４、３６を安定して押圧することができる。したがって、各ブラシ３４、３６毎のブラシ圧に差が生じ難くなり、ブラシ作動音の低減に寄与する。

また、ブラシスプリング５０は、整流子２４の周方向における各ブラシケース部３０、３２の互いの配置角度が狭い部分に配置されているため、各延出部５４、５６の長さを短くすることができる。このため、このブラシスプリング５０の小型化、搭載性（組付性）の向上、及び押圧力の安定化を図ることができる。

本発明の実施の形態に係る電動機のブラシスプリング及びその周辺部分の構成を示す正面図である。 本発明の実施の形態に係る電動機のブラシスプリングの構成を示し、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は正面図である。 本発明の実施の形態に係る電動機のブラシスプリングの構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る電動機の全体構成を示す断面図である。 従来の直流モータのブラシスプリング及びその周辺部分の構成を示す図１に対応した正面図である。

符号の説明

１０・・・電動機、１２・・・モータヨーク、１４・・・界磁磁石、１６・・・アーマチャ、１８・・・アーマチャシャフト（モータ回転軸）、２４・・・整流子、３０・・・ブラシケース部、３２・・・ブラシケース部、３４・・・ブラシ、３６・・・ブラシ、５０・・・ブラシスプリング（付勢手段）、５２・・・コイル部（本体部）、５４・・・延出部、５６・・・延出部、５８・・・絶縁コーティング

Claims (5)

1. モータ回転軸に固定された整流子と、前記整流子の周面に摺接される複数のブラシと、前記各ブラシを前記整流子の軸線に対して直交する方向へ移動可能にそれぞれ保持するブラシケース部と、前記ブラシケース部を支持するケースと、前記ケースに保持された支持部に支持され前記ブラシケース部に保持された前記各ブラシを前記整流子側へ付勢する付勢手段と、を有する電動機において、
   前記付勢手段は、前記各ブラシケース部の間で前記ケースに支持された本体部と、前記本体部を中心に前記各ブラシケース部に向けてそれぞれ一体的に延出して形成され前記各ブラシに当接してそれぞれを押圧する延出部と、を備えている、
   ことを特徴とする電動機。
2. 前記各延出部の間の少なくとも１箇所に非導電部が設けられている、ことを特徴とする請求項１記載の電動機。
3. 前記各延出部の前記各ブラシとの当接部分は、前記整流子軸方向の高さ寸法がそれぞれほぼ同一に設定されている、ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の電動機。
4. 前記付勢手段は、線材が前記整流子軸方向に沿った軸芯を有するコイル状に複数回巻回され前記本体部としてのコイル部を有すると共に前記コイル部の両端から前記延出部がそれぞれ延出して形成された単一のコイルバネとされており、
   前記各延出部の前記各ブラシとの当接部分の前記整流子軸方向の高さが、前記コイル部の該軸方向高さのほぼ中間位置に設定されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の電動機。
5. 前記付勢手段は、前記整流子の周方向における前記ブラシケース部の互いの配置角度が狭い部分に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の電動機。

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