JP2007312453A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】アース端子の接触抵抗を低減し、ブラシホルダのガタツキを簡単な構成で確実に防止する。
【解決手段】アーマチュアを支持するリアブラケット４には取付部６０が突設されており、この取付部６０にブラシホルダ３０が挿入されて位置決めされる。ブラシホルダ３０には、中心側に取付部６０よりも高く突出する突き当て部６５が設けられている。取付部６０には、ネジ孔６１が形成されており、アース端子４０がネジ５２で固定される。アース端子４０は、肉盗みによる固定部５７が突き当て部５４によって弾性変形させられつつ、ブラシホルダ３０をリアブラケット４に押し付ける。
【選択図】図４

Description

本発明は、ブラシでアーマチュアのコイルに給電する回転電機に関する。

ブラシ付きの回転電機では、アーマチュアのコイルに給電するブラシを有し、ブラシを収容する樹脂製のブラシホルダがブラケットに固定されている。ブラシは、給電端子に接続されるブラシと、アース端子に接続されるブラシとが少なくとも１つずつ設けられており、その各々がブラシホルダ内に設けられたスプリングでアーマチュア側に配設されたコンミテータに摺接するように付勢されている。これによって、電流がブラシを介して給電端子からアーマチュアのコイルを通ってアース端子に流れるような回路が形成される。このような回転電機の使用例としては、例えば、回転電機を二輪車のスターターモータに使用することがあげられる。この場合、アース端子は、アルミダイカスト製のブラケットに設けた取付部に固定される。これによって、アース端子からブラケットを介して二輪車のボディに向かうアース経路が形成される。

従来の回転電機には、アース端子をブラケットの取付部に固定したときに、アース端子でブラシホルダをブラケットに押さえ付けるように構成したものがある。この場合、ブラシホルダは、ブラケット側の取付部を挿通させる挿入孔を有し、挿入孔の周囲の高さがブラケット側の取付部の高さと略同じになるようにしてある（例えば、特許文献１参照）。取付部にアース端子をネジ固定すると、アース端子は取付部の上面に面接触すると共に、ブラシホルダの挿入孔の周囲の部分にも面接触した状態で固定される。アース端子がブラシホルダに面接触した状態でブラケットにネジ固定されることで、ブラシホルダがアース端子とブラケットに挟み込まれるようにして固定され、ブラシホルダのガタツキが防止される。
特開２００３−３２４９０８号公報

ここで、ブラシホルダのガタツキをより確実に防止するために、取付部を囲むブラシホルダの高さを取付部よりも高くことがある。この場合、アース端子をブラシホルダ上に載置した状態では、アース端子と取付部との間に隙間ができるので、アース端子をネジで締め込んで取付部に向けて変形させてアース端子と取付部との間の隙間をなくすように固定していた。しかしながら、ネジによる締め付け力の大きさによっては、アース端子の変形量が不足してアース端子と取付部の間に十分な接触面積が得られないことがあった。このような場合に、ブラケットを介してボディアースをとろうとすると、アース端子とブラケットの接触抵抗が大きくなるので好ましくない。
このような課題は、ブラシホルダやブラケットの製造誤差や組立誤差によってブラケットの取付部とブラシホルダの高さが略一致しない場合にも生じる。前記の位置関係とは逆の場合、つまり取付部の周囲の高さが取付部よりも低かった場合は、アース端子がブラシホルダに接触しなくなってブラシホルダのガタツキを防止できなくなる。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、アース端子の接触抵抗を低減させ、ブラシホルダのガタツキを簡単な構成で確実に防止することを主な目的とする。

上記の課題を解決する本発明の請求項１に係る発明は、アーマチュアのコイルに給電するブラシを収容するブラシホルダを導電性のブラケットに固定し、前記ブラケットから突出させた取付部の上面に前記ブラシに接続されるアース端子を固定する回転電機において、前記ブラシホルダは、前記取付部を挿通させる挿入孔を有し、前記挿入孔の周囲には前記アース端子を前記取付部に固定したときに前記アース端子が突き当てられる凸部が設けられており、前記凸部を除く前記挿入孔の周囲は、前記取付部の高さより低くなっていることを特徴とする回転電機とした。
この回転電機は、取付部にアース端子を固定すると、ブラシホルダが凸部のみでアース端子に当接し、他の部分はアース端子に接触しない。ブラシホルダが凸部のみでアース端子に接触するので、アース端子の変形量が不足することはない。凸部でアース端子が押圧されるのでブラシホルダのガタツキは防止される。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の回転電機において、前記アース端子は、前記取付部に面接触する部分に対して傾斜した状態で前記凸部に当接して前記ブラシホルダを押さえ付ける固定部が延設されていることを特徴とする。
この回転電機は、固定部でブラシホルダが押さえ付けられる。アース端子を取付部に固定したときに、固定部を傾斜した姿勢で凸部に当接するので、ブラシホルダを押圧する力を発生させ易い。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の回転電機において、前記固定部は、前記取付部に当接する部分を避けて形成した切り欠きによって前記アース端子に一体に形成されていることを特徴とする。
この回転電機は、アース端子の固定部が変形し易くなり、ブラシホルダを押圧する力を発生させ易い。固定部を形成する切り欠きは、取付部に当接する部分を避けるように形成してあるので、アース端子と取付部の接触面積は十分に確保される。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の回転電機において、前記凸部は、前記取付部の上面よりも高い位置に突出していることを特徴とする。
この回転電機は、アース端子を取付部に固定したときに、凸部によってアース端子が取付方向と反対側に変形させられる。このときにアース端子が受ける力の反力でブラシホルダが押さえ付けられる。

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の回転電機において、自動二輪車のスターターモータであることを特徴とする。
この回転電機は、ボディアースを利用してアーマチュアを回転させることができる。

本発明によれば、アース端子がブラシホルダを確実に押さえ付けた状態で取付部との間に十分な接触面積が得られるようになる。取付部とブラシホルダに寸法誤差や組み付け誤差があった場合でも、そのような誤差を吸収しつつ、取付部やブラシホルダとの接触面積を確保することができる。したがって、ボディアースをとる場合のアース経路を確実に確保できると共に、ブラシホルダのガタツキを確実に防止できる。

発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施の形態において同じ構成要素には、同一の符号を付してある。また、各実施の形態において重複する説明は省略する。

（第一の実施の形態）
図１に回転電機の一例としての二輪用のスターターモータの構成を示す。スターターモータ１は、車体に固定されるフロントブラケット２と、フロントブラケット２に一端部が固定される円筒状のステータ３と、ステータ３の他端部を閉塞するリアブラケット４と、ステータ３内に配置され、フロントブラケット２及びリアブラケット４に回転自在に支持されるアーマチュア５とを有する。

アーマチュア５は、エンジンのシャフトに連結される回転軸１０を有し、回転軸１０にアーマチュアコア１１と、コンミテータ１２とが固着されている。アーマチュアコア１１は、鉄心片を積層して製造され、回転軸１０を中心にして放射状に延びる複数のティースを有する。ティース部には、コイル１３が巻装されている。コンミテータ１２は、ディスク形状を有し、複数のセグメント１４が回転軸１０を中心に放射状に配設されている。これらセグメント１４には、コイル１３を形成する巻線の一端が固定されている。

フロントブラケット２は、中央に回転軸１０を貫通させる孔１５が設けられており、孔１５内に回転軸１０の一端部を回転自在に支持するベアリング１６が圧入固定されている。さらに、ベアリング１６よりも外側にはオイルシース１７が配設されている。さらに、外周には、エンジンケースに装着する際に使用するＯリング１８が取り付けられている。フロントブラケット２の外縁部は、ボルト１９でステータ３に固定されている。

ステータ３は、円筒形のヨーク２１を有する。ヨーク２１の内周側には、界磁用の永久磁石２２が周方向に沿って複数固着されている。永久磁石２２には、例えば、ネオジウム系の希土類磁石を用いることができる。ヨーク２１の一端部には、リアブラケット４がボルト２３で固定されている。

リアブラケット４は、有底円筒形状を有し、底部４Ａの中央に突設されたボス部２５にアーマチュア５の回転軸１０の他端部が挿入されている。ボス部２５には、軸受けとしてオイレスメタル２６が圧入されており、オイレスメタル２６を介してアーマチュア５が回転自在に支持されている。
リアブラケット４と、ヨーク２１並びにフロントブラケット２は、導電性の材料、例えば、アルミのダイカストで製造されている。

ここで、図１及び図２に示すように、リアブラケット４の底部４Ａの内側には、ブラシホルダ３０が固定されている。ブラシホルダ３０は、略環状の樹脂成型品であり、中央部３０Ａがボス部２５を囲むように突設されている。さらに、ボス部２５を囲むように４つのホルダ部３１が一体に設けられている。ホルダ部３１は、軸方向に延びており、その各々にアーマチュア５のコンミテータ１２のセグメント１４に摺接する導電性のブラシ３２が１つずつ摺動自在に収容されている。
ブラシ３２は、ホルダ部３１内に配置されたスプリング３３でコンミテータ１２に向けて付勢されている。ブラシ３２には、ピグテール３４が一体成型によって取り付けられている。ピグテール３４は、ホルダ部３１の側部に形成されたスリットから引き出される。４つのうちの２つブラシ３２（プラス側のブラシ３２Ａ）から延びるピグテール３４は、給電板３５を介して給電端子３６に接続されている。残りの２つのブラシ３２（マイナス側のブラシ３２Ｂ）から延びるピグテール３４は、アース端子４０に接続されている。

給電端子３６は、ブラシホルダ３０内に頭部４１が配置されるボルト部材からなる。ブラシホルダ３０及びリアブラケット４のそれぞれには、給電端子３６を挿通させる端子挿入孔４２，４３が設けられている。端子挿入孔４３にはＯリング４４が挿入されており、給電端子３６はブラシホルダ３０の内側からリアブラケット４の外側に向けて挿通される。給電端子３６の頭部４１は、ブラシホルダ３０にインサート成型された給電板３５に電気的に接続されている。給電板３５は、略Ｌ字形に屈曲させられており、ここにブラシ３２Ａからの２本のピグテール３４がスポット溶接等で固定されている。リアブラケット４の外側では、給電端子３６には樹脂ブッシュ４５と、ストッパワッシャ４６を通した後でナット４７を締め込んであり、給電端子３６とナット４７でブラシホルダ３０とリアブラケット４を挟み込んでいる。ナット４７には、不図示の給電配線が接続されており、バッテリに電気的に接続される。なお、リアブラケット４の外側には、ナット４７を囲むように絶縁性のカバー４８が取り付けられている。

図２及び図３に示すように、アース端子４０は、底部５１から接続部５４を起き上がらせるように屈曲させた略Ｌ字形を有する。底部５１は、略平面形状を有し、リアブラケット４にネジ５２で固定する際に使用する孔５３が形成されている。接続部５４には、２本のピグテール３４がスポット溶接等によって固定されている。
底部５１は、孔５３を囲む環状の領域がアース部５５になっており、アース部５５よりも先端側には肉盗みとなる切り欠き５６が形成されている。切り欠き５６によって底部５１には、一対の固定部５７が一体に延設されている。固定部５７は、底部５１の側部から先端かつ中央寄りに突出した形状を有する。

アース端子４０を固定するために、リアブラケット４には、取付部６０が軸線方向で内側に突設されている。取付部６０は、ネジ孔６１が刻まれた円柱形状を有し、その肉厚は、アース端子４０のアース部５５の厚さに略等しい。この取付部６０は、ブラシホルダ３０に形成された挿入孔６２に挿通されている。ブラシホルダ３０における挿入孔６２の周縁部は、外周側の部分６３Ａが取付部６０の高さ（軸線方向の厚さ）よりも薄肉になっており、この部分６３Ａでは取付部６０に対してブラシホルダ３０が下がっている。反対側、つまり中心側（回転軸１０側）の部分６３Ｂは、取付部６０に対してブラシホルダ３０が下がっているが、さらに中心側では段差６４が形成され、取付部６０の高さよりも高い位置まで突出する突き当て部６５（凸部）が形成されている。突き当て部６５は、アース端子４０の固定部５７に当接可能な範囲内で挿入孔６２から離れて配置されている。

スターターモータ１を製造するときには、リアブラケット４にブラシホルダ３０を配置する。ブラシホルダ３０の中央部３０Ａをリアブラケット４のボス部２５に係合させると共に、挿入孔６２に取付部６０を挿通させる。さらに、給電端子３６用の端子挿入孔４２，４３の位置を一致させると、ブラシホルダ３０がリアブラケット４に対して位置決めされる。この状態で、給電端子３６をブラシホルダ３０側から端子挿入孔４２，４３に挿入し、ナット４７で固定する。給電端子３６の頭部４８とナット４７で挟み込まれることでブラシホルダ３０がリアブラケット４に位置決めして固定される。

さらに、アース端子４０をネジ５２で取付部６０に固定する。このとき、アース端子４０は、ネジ５２の締め付け力によって取付部６０の端面６０Ａ（上面）に環状に面接触する。これによって、アース端子４０とリアブラケット４の間にアース経路が形成される。
取付部６０よりも外周側は、ブラシホルダ３０が下がっているので接触しない。一方、取付部６０よりも内周側は、段差６４が形成する凹部６６によってブラシホルダ３０とアース端子４０は接触しないが、段差６４を越えて延びる固定部５７は、突き当て部６４に突き当てられ、変形させられながら当接する。このときに固定部５７に作用する力の反力でブラシホルダ３０が突き当て部６４の突出方向と反対側、つまりリアブラケット４に向けて押圧される。これによって、ブラシホルダ３０がリアブラケット４に押さえ付けられる。ブラシホルダ３０は、アース端子４０と給電端子３６に押さえ付けられることでガタツキが防止される。

さらに、給電板３５及びアース端子４０にピグテール３４を介して接続されるブラシ３２をホルダ部３１に収容させ、アーマチュア５をオイレスメタル２６に支持させると共に、リアブラケット４にステータ３のヨーク２１を固定する。そして、フロントブラケット２に回転軸１０を支持させつつ、フロントブラケット２をヨーク２１に固定すると、スターターモータ１が完成する。

このようにして製造されたスターターモータ１は、自動二輪車の車体、例えば、エンジンカバーなどに固定される。このとき、フロントブラケット２から延びる回転軸１０には、クランクシャフトに取り付けられたワンウェイクラッチに連結される。このスターターモータ１は、車体によってボディアースされるので、給電端子３６に印加すると、ブラシ３２Ａに摺接するコンミテータ１２からコイル１３に電流が流れ、アーマチュア５が回転する。アーマチュア５の回転は、ワンウェイクラッチを介してクランクシャフトを回転させ、エンジンを始動させる。

この実施の形態では、ブラシ３２Ｂに接続されるアース端子４０の底部５１に他の部分よりも変形容易な固定部５７を設けた。さらに、ブラシホルダ３０には固定部５７を弾性変形させつつ当接する突き当て部６５を設けたので、アース端子４０と取付部６０の接触面積を確保すると共に、ブラシホルダ３０を確実に押さえられるようになる。したがって、ボディアースをとる場合にアース経路を確実に確保できると共に、ブラシホルダ３０のガタツキを確実に防止できる。部品ごとに寸法誤差があった場合でも固定部５７の弾性変形によってそうような誤差を吸収することができる。
アース端子４０の底部５１の一部を切り欠くことで固定部５７を形成したので、製造が容易であり、取付作業も簡単である。固定部５７を形成する切り欠き５６は、アース部５５を避けるように形成してあるので、アース端子４０とリアブラケット４の接触面積を減少させることはない。

（第二の実施の形態）
図５に示すように、アース端子８０は、底部５１の略中心に孔５３が形成されており、孔５３を囲むようにアース部５５が略環状に形成されている。さらに、アース部５５よりも先端側は、切り欠き５６による肉盗みによって固定部５７Ａが形成されている。固定部５７Ａは、アース部５５よりも外側の部分を起点として、下方（接続部５４が延びる方向と反対側）に向けて斜めに折り曲げられている。
図６に取付構造を示すように、ブラシホルダ９０は、挿入孔６２よりも中心側の部分９１Ａが、外周側の部分６３Ａよりも更に下がっている。さらに、挿入孔６２から所定長だけ中心側には、段差９２によって軸線方向で内側に突出する突き当て部９３が形成されている。突き当て部９３の高さは、リアブラケット４の取付部６０及びブラシホルダ９０の外周側の部分６３Ａより低い。突き当て部９３の高さは、外周側の部分６３Ａより高くても良いが、アース端子８０を取付部６０の上に載せたときの固定部５７Ａの下端の高さ以上であることが好ましい。なお、ブラシホルダ９０のその他の構成は、第１の実施の形態のブラシホルダ３０と同じである。

アース端子８０を取り付けるときには、ブラシホルダ９０の挿入孔６２をリアブラケット４の取付部６０に通した状態で取付部６０上にアース端子８０を置き、上からネジ５２で締め付ける。ネジ５２の締め付け力によってアース端子８０のアース部５５が取付部６０に面接触してアース経路が形成される。さらに、ネジ５２の締め付け力によって固定部５７Ａが突き当て部９３に押し付けられて弾性変形する。この際に生じる反力でアース端子８０がブラシホルダ９０をリアブラケット４に押さえ付ける。

この実施の形態では、固定部５７Ａを予め屈曲させたアース端子８０を用い、低い位置に形成した突き当て部９３に当接させるようにしたので、アース端子８０と取付部６０の接触面積を確保すると共に、ブラシホルダ９０を確実に押さえられるようになる。したがって、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。

なお、本発明は、前記した各実施の形態に限定されずに広く応用することができる。
例えば、回転電機は、スターターモータに限定されない。
肉盗みによる切り欠きを有さずに、底部５１と略同じ幅の固定部を形成しても良い。突き当て部６５，９３に突き当てられることでブラシホルダ３０，９０をリアブラケット４に押さえ付けることができる。この場合、固定部は、他の部分により薄肉に形成すると、変形させ易くなり、押圧力を発生させ易くなる。
ブラシホルダ３０の突き当て部６５の高さは、取付部６０と同じ高さでも良い。

本発明の実施の形態に係る回転電機の一例としてのスターターモータの構成を一部破断して示す図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 アース端子の平面図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図であって、アース端子の取付構造を示す図である。 他の形態に係るアース端子の平面図である。 図５に示すアース端子の取付構造を示す断面図である。

符号の説明

１ スターターモータ（回転電機）
４ リアブラケット（導電性のブラケット）
５ アーマチュア
１２ コンミテータ
３０，９０ ブラシホルダ
３２ ブラシ
４０，８０ アース端子
５５ アース部（取付部に面接触する部分）
５６ 切り欠き
５７，５７Ａ 固定部
６０ 取付部
６０Ａ 端面（上面）
６２ 挿入孔
６５，９３ 突き当て部（凸部）

Claims (5)

1. アーマチュアのコイルに給電するブラシを収容するブラシホルダを導電性のブラケットに固定し、前記ブラケットから突出させた取付部の上面に前記ブラシに接続されるアース端子を固定する回転電機において、
   前記ブラシホルダは、前記取付部を挿通させる挿入孔を有し、前記挿入孔の周囲には前記アース端子を前記取付部に固定したときに前記アース端子が突き当てられる凸部が設けられており、前記凸部を除く前記挿入孔の周囲は、前記取付部の高さより低くなっていることを特徴とする回転電機。
2. 前記アース端子は、前記取付部に面接触する部分に対して傾斜した状態で前記凸部に当接して前記ブラシホルダを押さえ付ける固定部が延設されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
3. 前記固定部は、前記取付部に当接する部分を避けて形成した切り欠きによって前記アース端子に一体に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
4. 前記凸部は、前記取付部の上面よりも高い位置に突出していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の回転電機。
5. 自動二輪車のスターターモータであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の回転電機。
   
   

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