JP2010068587A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】ブラシ式の回転電機において、コンパクト化を損なうことなく、ブラシホルダステーに雑音防止用のチョークコイルを設ける構成とする。
【解決手段】ブラシ９ａがそれぞれ収容されるブラシ保持体９を、円板状のブラシホルダステー７の一方の面の上側部位に９０度の角度間隔を存して放射状に設けるとともに、前記ブラシホルダステー７の一方の面の下側部位の広く空いたスペースに、ブラシ９ａに接続される雑音防止用のチョークコイル１０を、コイル長方向がブラシホルダステー７のブラシ９ａ配設側の面に沿って設ける構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載される電装品等に組込まれる回転電機の技術分野に属するものである。

一般に、この種の回転電機のなかには、筒状のヨークにロータ軸を回転自在に支持する一方、前記ロータ軸の一端部に嵌着するコンミテータに、円板状に形成されたブラシホルダステーの一方の面に設けた一対のブラシが弾圧状に摺接するように構成したブラシ式の電動モータがある。このようなものにおいて、電動モータの駆動時に、ブラシとコンミテータとの間に雑音（電磁ノイズ）が発生するため、これに対処することが求められている。前記電磁ノイズは外部からの電源に起因することが多く、このため、従来では電源とブラシとの間に雑音防止素子として、例えばチョークコイルを設けることで対応している。一方、近年、電動モータを用いた電装品の小型化が要求されており、このため、電動モータ自体の小型化も要求されるが、チョークコイルを設けることで小型化が損なわれることがあり、改善が求められている。

この改善策として、雑音防止のためのチョークコイルを電動モータのハウジング（ヨークとブラケット）内のブラシホルダステーに支持させる構成として、小型化を図るようにしたものが提唱されている。
特開２００２−１６５４１３号公報

ところが、前記特許文献１のものは、ブラシホルダステーに径方向に対向する状態で一対のブラシが設けられており、これらの間に位置し、コイル長方向がブラシホルダステーの軸芯方向を向く状態でチョークコイルが設けられている。このため、径方向のコンパクト化を図ることはできるが、チョークコイルのコイル長方向の寸法がそのままブラシホルダステーのロータ軸方向の寸法となるため、チョークコイルのコイル長の設定に限界が生じ、チョークコイルの設計の自由度が低下するという問題があり、何れのものも電動モータのコンパクト化とチョークコイルの設計の自由度との両者を向上させることが難しく、ここに本発明の解決すべき課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、筒状のヨークに回転自在に支持されるロータ軸のコンミテータに、一対のブラシが弾圧状に摺接してなる回転電機において、前記一対のブラシを、円板状のブラシホルダステーに１８０度の角度間隔より狭い所定角度間隔を存して放射状に設けるとともに、前記ブラシホルダステーの所定角度間隔以外のスペースに、ブラシに接続される雑音防止素子をブラシ配設面に沿うように設ける構成とした回転電機である。
請求項２の発明は、所定角度間隔は、９０度に設定される一方、雑音防止素子はチョークコイルであり、前記チョークコイルは、コイル長方向がブラシホルダステーのブラシ配設面に沿って設けられている請求項１に記載の回転電機である。
請求項３の発明は、一対のチョークコイルは、一対のブラシの対向間を二等分する直線を基準線として互いに線対称状で、かつ、ブラシホルダステーの外周に沿って配されている請求項１または２に記載の回転電機である。

請求項１の発明とすることにより、雑音防止素子を設けるための専用のスペースを設ける必要がなく、コンパクト化を損なうことがない。
請求項２の発明とすることにより、コンパクト化を損なうことがないうえ、雑音防止素子としてのチョークコイルの選択の幅を大きくすることができる。
請求項３の発明とすることにより、チョークコイルの設計の自由度をさらに大きくできる。

つぎに、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１において、１は本発明が実施された回転電機に相当する電動モータであって、該電動モータ１は有底筒状のヨーク２を備えて構成されている。
前記ヨーク２は金属材で形成されており、筒状の本体筒部２ａの筒軸方向（軸芯方向）基端側に位置する底部２ｂには小径筒部２ｃが形成されており、該小径筒部２ｃに軸受け２ｄが介装されている。また、ヨーク本体筒部２ａの軸芯方向先端側となる開口端部には、外径側に突出するフランジ部２ｅが一体形成されており、該フランジ部２ｅには、周回り方向二箇所に位置して外径側に延出する固定片２ｆが突出形成されている。そして、ヨーク本体筒部２ａの内周面には、一対の永久磁石３が一体的に固着されている。

４はヨーク２に内装されるロータであって、該ロータ４は、図１に示すように、モータ軸（ロータ軸）５と、該モータ軸５に軸方向積層状に外嵌する複数のコア材４ａと、該積層されたコア材４ａの外周に巻線４ｂを巻装することにより形成される複数のコイル４ｃとを備えて構成されている。また、モータ軸５の先端部５ａ側にはコンミテータ６が外嵌状に固着されており、コンミテータ６の外周面に設けられた周回り方向複数の整流子片６ａには、前記複数のコイル４ｃから引出された巻線４ｂがそれぞれ接続されている。そして、ロータ４は、モータ軸５の基端部５ｂがヨーク底部２ｂの小径筒部２ｃに配された軸受け２ｄに回転自在に支持されている。

一方、前記ヨーク２の先端側の開口端部側には、モータ軸５のコンミテータ６配設部に対向してブラシホルダステー７が設けられるが、該ブラシホルダステー７は、モータ軸５の先端部５ａを回転自在に支持するためのブラケット８に予め固定されており、該ブラシホルダステー７が固定されたブラケット８の外径部を、ヨーク２のフランジ部２ｅに突当てることによりヨーク２の開口端部が覆蓋されるように構成されている。
前記ブラシホルダステー７は、図２に示すように、コンミテータ７の外径よりも大径な内径に設定され、モータ軸５のコンミテータ６配設部が遊嵌状に貫通する貫通孔７ａが形成されたリング状のプレート部７ｂを備えて構成されており、該プレート部７ｂは、ヨーク本体筒部２ａに内嵌可能な外径を有して形成されている。前記プレート部７ｂの一方の面であって、ヨーク底部２ｂ側の面（基端側面）には、金属製板材により構成されたブラシ保持体９が周回り方向に二個設けられている。これらブラシ保持体９は、ブラシ９ａを保持するための貫通孔が放射方向を向いて設けられているとともに、１８０度の角度間隔より狭い所定角度間隔（９０度）を存して組込まれるように設定されており、本実施の形態では、図２（Ａ）に示すように、ブラシホルダステー７の上側部位に位置して設けられている。さらに、プレート部７ｂの外周縁部には、基端側（ヨーク底部２ｂ側）に向けて突出する支持片７ｃが形成されている。
そして、前記各ブラシ保持体９には、ブラシ９ａが径方向摺動自在に保持されるとともに、該ブラシ９ａを内径側に付勢する付勢弾機９ｂとが設けられており、ブラシ９ａの内径側端面がコンミテータ６外周面の整流子片６ａに弾圧状に摺接するように構成されている。

また、前記ブラシホルダステー７のプレート部７ｂの外周には、図３において下端部に位置して、外径方向（下方）に突出する端子保持部７ｄが一体形成されており、該端子保持部７ｄには、図示しない一対の端子プレートが収容されている。
一方、プレート部７ｂのブラシ保持体９が設けられている側の前記一方の面において、ブラシ保持体９が設けられることがなく、広く空いたスペースとなっている下側部位であって、前記所定角度間隔（９０度）以外のスペースには、電磁ノイズを防止するための一対のチョークコイル１０が設けられている。前記各チョークコイル１０は、それぞれ円柱状のコア材１０ａの外周に巻線１０ｂを巻装することにより構成されており、コイル長はコイル径よりも長い寸法に設定されており、該長い寸法のコイル長方向が前記プレート部７ｂのブラシ配設面に沿う状態で設けられている。ここで、一対のチョークコイル１０、一対のブラシ９ａとは、それぞれブラシホルダステー７の軸芯を通る中心線Ｌを基準としたとき、互いに線対称となるように配設されており、本実施の形態では、チョークコイル１０がプレート部７ｂを貫通するコンミテータ６から離れ、各チョークコイル１０のコイル長方向がコンミテータ６にそれぞれ対向し、しかも、プレート部８ｂ外周縁部に近接する状態で配されている。これによって、コンミテータ６とチョークコイル１０とが接触してしまうような不具合がなく、しかも、チョークコイル１０のコイル長をできるだけ長く確保することが可能となるように配慮されている。

そして、各チョークコイル１０は、それぞれの巻線１０ｂの一端部１０ｃを対応する各ブラシ９ａから引出され、プレート部７ｂに埋設された導電プレート７ｅに接続されているピグテール９ｃにそれぞれ接続することにより、チョークコイル１０のプレート部７ｂへの支持がなされるとともに、各チョークコイル１０と各ピグテール９ｃとの電気的な接続がなされるように構成されている。また、各巻線１０ｂの他端部１０ｄは、前記端子保持部７ｄに内装される前記一対の端子プレート（図示せず）にそれぞれ電気的な接続をするべく、プレート部７ｂに埋設することにより、プレート部７ｂに支持されるように構成されている。
そして、これら端子保持部７ｄに収容された端子プレートに、外部電源９ｄが接続され、各端子プレートに電源供給がなされると、各端子プレートに接続されたチョークコイル１０を経由して一対のブラシ９ａにそれぞれ電源供給がなされ、これらブラシ９ａからコンミテータ６の整流子片６ａを経由してコイル４ｃが励磁されることにより、電磁ノイズが防止された状態でロータ４が回転するように構成されている。

一方、前記ブラケット８は、ブラシホルダステー７を内装するべく基端側が開口する凹部８ａを備えて構成されており、凹部８ａを構成する底片８ｂの軸芯部に形成された貫通孔８ｃには軸受け８ｄが介装されており、モータ軸５の先端部５ａを回転自在な状態で貫通支持するように構成されている。さらに、ブラケット８の凹部８ａを構成する外周片部８ｅの周回り方向二箇所には、ヨークフランジ部２ｅの周回り方向二箇所に突出形成された固定片２ｆに対向するヨーク一体化片８ｆと、躯体取付け片８ｇとが隣接する状態で形成されている。
そして、ブラケット８の凹部８ａにブラシホルダステー７が内嵌固定されるが、本実施の形態のブラシホルダステー７は、プレート部７ｂの外周縁部から外形方向に突出する取付け片７ｆが周回り方向二箇所において一体形成されている。これに対し、ブラケット８の凹部８ａには、周回り方向二箇所において外周片部８ｅに膨出する状態で連通する膨出凹部８ｈが形成されており、これら膨出凹部８ｈに取付け片７ｆがそれぞれ内嵌するように構成されている。さらに、ブラケット凹部８ａには、ブラシホルダステー７の端子保持部７ｄを内嵌するため端子保持部用凹部８ｉが外周片部８ｅを切欠く状態で連通状に形成されている。そして、ブラケット８のこれら凹部８ａ、８ｈ、８ｉに位置合わせする状態でブラシホルダステー７を組込み、ブラシホルダステー７の一対の取付け片７ｆを膨出凹部８ｈに螺子７ｇを用いて螺合することにより、ブラシホルダステー７がブラケット８に固定されるように構成されている。

そして、前記ブラシホルダステー７が組込まれたブラケット８の外径側の外周片部８ｅをヨーク２のフランジ部２ｅに突当て、ブラケット８のヨーク一体化片８ｆとヨーク固定片２ｆとを対向させることにより、ブラケット８とヨーク２との位置合わせがなされ、ヨーク固定片２ｆとヨーク一体化片８ｆとを螺子２ｇを用いて螺合することによりブラケット８とヨーク２とが固定されるように構成されている。このとき、ブラシホルダステー７の取付け片７ｆをブラケット８に固定するための螺子７ｇは、ヨークフランジ部２ｅに対向するように設定されており、これによって、電動モータ１に振動が発生したとしても螺子７ｇがフランジ部２ｅにより押さえつけられた状態となって、緩んだり、脱落したりするのを防止できるように構成されている。

叙述の如く構成された本形態において、電動モータ１を構成するブラシホルダステー７は、一方の面の上側部位に一対のブラシ９ａが１８０度よりも狭い９０度の所定角度間隔を存して設けることにより、該一方の面であるブラシ配設面の下側部位に空いたスペースを広く確保することができる。そして、このブラシ９遅配接面の広く空いたスペースに、雑音防止をするための雑音防止素子である例えばチョークコイル１０を設けることができ、雑音防止素子配設用のスペースを別途確保する必要がないようにできる。この結果、雑音防止素子（チョークコイル１０）をブラシホルダステー７に組込むものでありながら、コンパクト化を損なうことがないようにできる。

しかもこのものでは、雑音防止素子をチョークコイル１０とした場合に、チョークコイル１０のコイル長方向を、ブラシホルダステー７の前記一方の面に沿う状態で設ける構成としたので、従来のもののように、電動モータがモータ軸方向に長くなるようなことがなく、コンパクト化が図れるうえ、チョークコイル１０のコイル長、コイル径の選択の幅を大きくすることができる。

しかも、このものでは、チョークコイル１０をブラシホルダステー７の外周側に沿って配設することにより、チョークコイル１０のコイル長方向の長さを一層長くすることが可能となり、チョークコイル１０の設計の自由度をさらに大きくすることがすることができる。

電動モータの一部側面断面図である。 図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれブラシホルダステーの背面図、正面図である。 図３（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれブラケットとブラシホルダステーとの組込み状態における背面図、図３（Ａ）のＸ−Ｘ断面図である。 電動モータの背面図である。

符号の説明

１ 電動モータ
２ ヨーク
２ｅ フランジ部
３ 永久磁石
４ ロータ
５ モータ軸
６ コンミテータ
７ ブラシホルダステー
８ ブラケット
９ ブラシ保持体
９ａ ブラシ
１０ チョークコイル
１０ｂ 巻線

Claims (3)

1. 筒状のヨークに回転自在に支持されるロータ軸のコンミテータに、一対のブラシが弾圧状に摺接してなる回転電機において、前記一対のブラシを、円板状のブラシホルダステーに１８０度の角度間隔より狭い所定角度間隔を存して放射状に設けるとともに、ブラシホルダステーの前記所定角度間隔以外のスペースに、ブラシに接続される雑音防止素子をブラシ配設面に沿うように設ける構成とした回転電機。
2. 所定角度間隔は、９０度に設定される一方、雑音防止素子はチョークコイルであり、前記チョークコイルは、コイル長方向がブラシホルダステーのブラシ配設面に沿って設けられている請求項１に記載の回転電機。
3. 一対のチョークコイルは、一対のブラシの対向間を二等分する直線を基準線として互いに線対称状で、かつ、ブラシホルダステーの外周に沿って配されている請求項１または２に記載の回転電機。

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