JP2010166755A - 回転電機のブラシ装置および回転電機およびインサート成形金型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブラシ装置の小型化を図り、併せて電気的短絡回避の信頼性を向上すること。
【解決手段】正極ターミナルプレート７０と負極ターミナルプレート８０とがブラシホルダ４２の径方向に交差する部分を含み、交差部分においてブラシホルダ４２の軸線方向に間隙を有して互いに非接触の配置とし、正極ターミナルプレート７０と負極ターミナルプレート８０をブラシホルダ４２にインサート成形する。更には、ブラシホルダ４２に存在にする抜き去り貫通孔１６０、１６２や抜き去り有底孔１５０、１５４等によって正極ターミナルプレート７０、負極ターミナルプレート８０の放熱性を向上する。
【選択図】図３

Description

本発明は、回転電機のブラシ装置および回転電機およびインサート成形金型装置に関し、特に、ディスクコンミテータを用いた回転電機のブラシ装置および回転電機およびブラシ装置に組み込まれるブラシホルダのインサート成形に用いられる金型装置に関する。

電動モータの給電装置として、回転子の軸線方向端部に取り付けられて回転子と一体回転する扁平型のディスクコンミテータと、モータハウジング側に固定配置されてディスクコンミテータと摺接するブラシ部材を含むブラシ装置とによるものがある（例えば、特許文献１、２）。

上述のブラシ装置では、複数個の正極ブラシ部材と負極ブラシ部材とが、合成樹脂製のブラシホルダに、ブラシホルダの中心と同心の円周上に交互に配置され、正極ブラシ部材がブラシホルダに取り付けられた正極ターミナルプレートにリード線によって導電接続され、負極ブラシ部材がブラシホルダに取り付けられた負極ターミナルプレートにリード線によって導電接続されている。

正極ターミナルプレートと負極ターミナルプレート、正極ブラシ部材のリード線と負極ブラシ部材のリード線とは、電気的に短絡しない配置である必要がある。このため、従来のブラシ装置では、ブラシホルダの外部で、正極ブラシ部材、負極ブラシ部材の配置円周より径方向外方の位置に、Ｃリング形やＯリング形をした正極ターミナルプレートと負極ターミナルプレートの全体を、軸線方向に互いに偏倚させて配置して両ターミナルプレート間の電気絶縁空間を確保している。そして、正極ブラシ部材、負極ブラシ部材の各々よりリード線を径方向外方へ延ばして、正極ブラシ部材と正極ターミナルプレート、負極ブラシ部材と負極ターミナルプレートの各々導電接続を行い、リード線の空中立体配置によって他極のターミナルプレートを跨いで電気的短絡を生じないようにしている。

特開２００３−３２４９０８号公報 特開２００４−３０４９４６号公報

上述した従来のブラシ装置では、正極ターミナルプレートと負極ターミナルプレートの全体をブラシホルダの軸線方向に互いに偏倚させて外部配置するため、ブラシ装置の軸線方向寸法が長くなり、ついては、電動モータの軸長がなり、電動モータの小型化を阻害する原因になる。また、従来のものでは、正極ターミナルプレートと負極ターミナルプレートの双方がブラシホルダの外部に配置されて両ターミナルプレート間の空隙によって電気絶縁を確保しているため、これらターミナルプレートの変形を考慮すると、電気的短絡回避の信頼性を十分に得ることが難しい。

また、上述した従来のブラシ装置では、リード線の空中立体配置によって電気的短絡を回避する構造であるため、リード線の変形等を考えると、電気的短絡回避の信頼性を十分に得ることが難しい。

これらのことに鑑みて、正極ターミナルプレートと負極ターミナルプレートをブラシホルダにインサート成形し、正極ターミナルプレートと負極ターミナルプレートとがブラシホルダ内部において立体交差するようにし、これに伴いリード線が他極のターミナルプレートを跨がなくてよいようにすることが考えられる。

このようなブラシホルダのインサート成形では、インサート成形時の金型キャビティ内の溶融樹脂の流動圧（流入圧）によってインサート部品である金型キャビティ内の正極ターミナルプレートや負極ターミナルプレートの配置位置が変動したり、こられターミナルプレートが変形したりすることがない構成の金型装置が必要になる。

インサート部品である正極ターミナルプレートや負極ターミナルプレートの配置位置が変動したり、これらターミナルプレートが変形したりすると、金型キャビティ内の溶融樹脂の流動路が適切に確保できなくなり、「ヒケ」と云われる樹脂充填不良による不良品が発生したり、正極ターミナルプレートと負極ターミナルプレートとの接触に起因する電気的短絡による不良品が発生したりし、歩留まりの低下によって生産性を高めることが難しくなる。

本発明が解決しようとする課題は、ディスクコンミテータを用いた電動モータ等の回転電機のブラシ装置において、ブラシ装置の小型化と電気的短絡回避の信頼性向上を図ることができ、併せて、このことを達成するブラシ装置に組み込まれるブラシホルダのインサート成形を適切に生産性よく行えるようにすることである。

本発明による回転電機のブラシ装置は、一つの円周上に配置された複数個のブラシ保持部を有する合成樹脂製のブラシホルダと、前記複数個のブラシ保持部の各々に交互に配置された導電体製の正極ブラシ部材および負極ブラシ部材と、前記ブラシホルダに埋設され、外部に露呈した導通接続部を含む導電体製の正極ターミナルプレートおよび負極ターミナルプレートと、前記正極ブラシ部材と前記正極ターミナルプレートの前記導通接続部および前記負極ブラシ部材と前記負極ターミナルプレートの前記導通接続部とを各々導通接続する接続導体とを有し、前記正極ターミナルプレートと前記負極ターミナルプレートとは、その一方が他方に対して前記ブラシホルダの径方向に交差する部分を含み、当該交差部分において前記ブラシホルダの軸線方向に間隙を有して互いの非接触の配置になっており、前記ブラシホルダは前記正極ターミナルプレートと前記負極ターミナルプレートをインサート部品としたインサート成形品であり、前記正極ターミナルプレートと前記負極ターミナルプレートの各々の両面を底面とするインサート部品の板厚方向の位置決め保持ピンの抜き去り有底孔が前記ブラシホルダにあり、前記ブラシホルダと前記正極ターミナルプレートと、前記ブラシホルダと前記負極ターミナルプレートとを各々個別に貫通するインサート部品の板面方向の位置決めを行う保持ピンの抜き去り貫通孔が前記ブラシホルダにあるブラシ装置である。

本発明による回転電機のブラシ装置は、好ましくは、前記正極ターミナルプレートと前記負極ターミナルプレートは前記交差部分に至る腕部を有し、前記抜き去り有底孔は、前記腕部を底面としている。

本発明による回転電機のブラシ装置は、好ましくは、前記抜き去り貫通孔は、前記導通接続部を貫通する位置に設けられている。

本発明による回転電機のブラシ装置は、好ましくは、前記正極ブラシ部材と前記負極ブラシ部材を各々３個ずつ有する６極６ブラシ型の回転電機のためのブラシ装置である。

本発明による回転電機は、上述の発明によるブラシ装置を有する。

本発明によるインサート成形金型装置は、上述の発明による回転電機のブラシ装置の前記ブラシホルダのインサート成形する金型装置であって、互いに協働して前記ブラシホルダを成形するキャビティを画定する第１の金型と第２の金型と、前記第１の金型と前記第２の金型の何れか一方に取り付けられ、前記正極ターミナルプレートと前記負極ターミナルプレートの各々に貫通形成されたボルト貫通孔を通されてこれら正極ターミナルプレートと負極ターミナルプレートを串差し式に支持し、当該正極ターミナルプレートと負極ターミナルプレートの板面方向の位置決めを行う保持ピンと、前記第１の金型と前記第２の金型に取り付けられ、前記正極ターミナルプレートと前記負極ターミナルプレートの各々の表裏面に当接して当該正極ターミナルプレートと負極ターミナルプレートの板厚方向の位置決めを行う保持ピンとを有する。

本発明による回転電機のブラシ装置によれば、正極ターミナルプレートと負極ターミナルプレートとが、ブラシホルダの径方向に交差する部分を含んで、当該交差部分においてブラシホルダの軸線方向に間隙を有する非接触状態の立体配置になっていて、ブラシホルダの内部に埋設されているので、正極ターミナルプレートと負極ターミナルプレートの全体をブラシホルダの軸線方向に互いに偏倚させてブラシホルダの外部に配置した場合に比して、ブラシ装置の軸線方向寸法を短縮できる。これにより、ブラシ装置を小型化できる。

しかも、正極ターミナルプレートと負極ターミナルプレートとが非接触状態で立体交差しているから、リード線の空中立体配置によって電気的短絡を回避する構造を取る必要がなくなり、電気的短絡回避の信頼性が向上する。このことは、ブラシホルダが、正極ターミナルプレートと負極ターミナルプレートの双方をインサート部材として含むインサート成形品で構成されることにより、より顕著なものになる。

また、ブラシホルダに存在にする抜き去り貫通孔や抜き去り有底孔によって、正極ターミナルプレートや負極ターミナルプレートが外部に露呈する表面積が増え、正極ターミナルプレートや負極ターミナルプレートの放熱性が向上する。

本発明による回転電機のブラシ装置を電動モータに適用した一つの実施形態を示す半断面図。 図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った拡大断面図。 本発明による回転電機のブラシ装置の要部の縦断面図。 本発明による回転電機のブラシ装置のブラシホルダの正面図。 本発明による回転電機のブラシ装置のブラシホルダの背面図。 本発明による回転電機のブラシ装置の正極ターミナルプレートと負極ターミナルプレートとの配置を示す正面図。 図５のＶＩＩ矢視図。 本発明による回転電機のブラシ装置の正極ターミナルプレートの斜視図。 本発明による回転電機のブラシ装置の負極ターミナルプレートの斜視図。 本発明による金型装置の一つの実施形態を示す概略断面図である。

以下に、本発明による回転電機のブラシ装置を電動モータに適用した一つの実施形態を、図１〜図９を参照して説明する。

図１は、第１の実施形態の始動用電動機Ｍの全体構成を示している。始動用電動機Ｍは、車両のエンジン（不図示）に固定されるモータハウジング（ハウジング）１６と、モータハウジング１６に回転自在に支持される回転子３０とを有している。モータハウジング１６は、複数の永久磁石１８を備えた円筒形状のヨーク部材１０と、ヨーク部材１０の一方の開口周縁部１０ａに固定され、給電部Ｅとブラシ装置４０とを有するリアブラケット１４と、ヨーク部材１０の他方の開口周縁部１０ｂに固定されるフロントブラケット１２とを有している。

回転子３０は、ブラシ装置４０を介して、給電部Ｅと電気的に接続されるコイル２８を有しており、永久磁石１８に対向して、モータハウジング１６の内部に配されている。そのため、給電部Ｅからブラシ装置４０を介して、コイル２８に電流が供給されると、回転子３０は励磁される。すなわち、コイル２８に電流が供給されると、回転子３０には周方向に力が発生し、回転子３０が回転し、エンジンは駆動される。

回転子３０は、回転子コア２６と、ディスクコンミテータ３２と、回転子コア２６とディスクコンミテータ３２とが圧入された回転子軸２４とを有している。回転子軸２４の一方の端部２４ａは、リアブラケット１４に圧入されたオイルレスメタル２２に挿入され、回転子軸２４の他方の端部２４ｂは、フロントブラケット１２に圧入されたベアリング２０に挿入される。

回転子軸２４には、回転子コア２６とディスクコンミテータ３２とが圧入されており、回転子３０は、モータハウジング１６によって回転自在に支持される。回転子軸２４の他方の端部２４ｂには、ギヤ２４ｃが形成されており、エンジンのギヤ（不図示）と噛合する。そのため、回転子３０の回転に伴って、エンジンは駆動される。

回転子軸２４に圧入される回転子コア２６は、磁性材料からなる複数のコアプレートを積層形成したものであって、Ｔ字状のティース部２７を有している。なお、第１の実施形態において、回転子コア２６は、整流性を向上させるために、３２個のティース部２７を有している。ただし、整流性を向上させるためには、回転子コア２６は、２５個から３５個のティース部２７を有していれば良い。

積層形成された回転子コア２６は、絶縁性を確保するためにコーティング材によって被覆されている。コーティング材によって被覆された回転子コア２６のティース部２７には、コイル２８が巻装されており、コイル２８は、コーティング材によって回転子コア２６に固定される。そのため、コイル２８同士が接触する恐れはなく、コイル２８の絶縁性は確保される。なお、始動用電動機Ｍの整流性を向上させるために、コイル２８は、短節巻で、回転子コア２６のティース部２７に巻装されている。

回転子軸２４に圧入されるディスクコンミテータ３２は、回転子３０と一体に回転する。ディスクコンミテータ３２は、複数の扇状の導電部３６を有しており、円盤状に形成された絶縁性のベース部材３４は、扇状に形成された導電部３６を含んで、インサート成形されている。なお、ディスクコンミテータ３２には、コイル２８がヒュージングによって接続される。このため、ディスクコンミテータ３２は、回転子コア２６に巻装されたコイル２８と電気的に接続される。

モータハウジング１６は、円筒状に形成されたヨーク部材１０と、ヨーク部材１０の一方の開口周縁部１０ａとインロー嵌合するリアブラケット１４と、ヨーク部材１０の他方の開口周縁部１０ｂとインロー嵌合するフロントブラケット１２とを有している。始動用電動機Ｍは、リアブラケット１４に形成された脚部１４ｋを介して、ボルト（不図示）などによって、エンジンに固定される。

ヨーク部材１０は、鉄などの磁性材によって円筒状に形成されており、ヨーク部材１０には、複数の永久磁石１８が磁極を交互にして配設されている。ヨーク部材１０の一方の開口周縁部１０ａは、リアブラケット１４とインロー嵌合し、ヨーク部材１０の他方の開口周縁部１０ｂは、フロントブラケット１２とインロー嵌合する。そのため、ヨーク部材１０の開口周縁部１０ａ、１０ｂは、肉薄に形成されている。

ヨーク部材１０の他方の開口周縁部１０ｂにインロー嵌合されたフロントブラケット１２には、ボルト１５が挿入される。ボルト１５は、ヨーク部材１０を介して、リアブラケット１４に形成されたボルト孔１２２に螺入される。すなわち、ヨーク部材１０と、リアブラケット１４と、フロントブラケット１２とは、ボルト１５によって一体化され、始動用電動機Ｍを構成する。なお、ヨーク部材１０の一方の開口周縁部１０ａとリアブラケット１４の開口周縁部１４ａとの間には、ゴム製の角リング２９が配されており、ヨーク部材１０の他方の開口周縁部１０ｂとフロントブラケット１２の開口周縁部１２ａとの間には、ゴム製の角リング２９が配されている。すなわち、角リング２９によって、ヨーク部材１０とリアブラケット１４の間はシールされ、ヨーク部材１０とフロントブラケット１２との間は、シールされる。そのため、モータハウジング１６の内部には、外部から水等が浸入することはない。

フロントブラケット１２は、アルミダイキャストによって碗状に形成されており、ヨーク部材１０の一方の開口周縁部１０ｂとインロー嵌合する。そのため、フロントブラケット１２の開口周縁部１２ａは、肉薄に形成されている。フロントブラケット１２には、筒形状のボス部１２ｂが形成されており、ボス部１２ｂには、Ｏリング２５が固定されている。そのため、エンジンに取り付けられた始動用電動機Ｍは、Ｏリング２５によってシールされる。

フロントブラケット１２には、ベアリング２０とオイルシール２１とが圧入されている。そのため、モータハウジング１６の内部には、エンジンオイルが浸入することはない。また、フロントブラケット１２に圧入されたベアリング２０には、回転子３０の回転子軸２４の他方の端部２４ｂが挿入される。そのため、回転子３０は、フロントブラケット１２によって回転自在に支持される。

リアブラケット１４は、アルミダイキャストによって碗状に形成されており、ヨーク部材１０の一方の開口周縁部１０ａとインロー嵌合する。そのため、リアブラケット１４の開口周縁部１４ａは、肉薄に形成されている。なお、第１の実施形態において、リアブラケット１４は、小型に形成されている。具体的には、リアブラケット１４の外径は、６０ｍｍから６８ｍｍの範囲内に設定されている。

リアブラケット１４は、回転子３０と電気的に接続される給電部Ｅと、ブラシ装置４０とを有している。給電部Ｅは、リアブラケット１４に固定されたターミナルボルト１００を有しており、ターミナルボルト１００は、不図示の外部電源と接続される。ブラシ装置４０は、ブラシホルダ４２と、ブラシホルダ４２上に形成された複数のブラシ収容部４８とを有しており、ブラシ収容部４８に収容された複数のブラシ部材５０、５６は、ディスクコンミテータ３２の導電部３６と摺接する。

給電部Ｅは、ターミナルボルト１００を有している。ターミナルボルト１００は、リアブラケット１４の内側からブラシ装置４０を介して、リアブラケット１４に形成された貫通孔１０６に挿入される。貫通孔１０６に挿入されたターミナルボルト１００には、リアブラケット１４の外側からナット１０８が螺入される。したがって、ターミナルボルト１００は、ナット１０８によってリアブラケット１４に固定される。

リアブラケット１４の中央には、円筒形状のボス部１４ｂが突出形成されており、ボス部１４ｂには、オイルレスメタル２２が圧入されている。ボス部１４ｂに圧入されたオイルレスメタル２２には、回転子３０の回転子軸２４の一方の端部２４ａが挿入される。すなわち、回転子３０は、リアブラケット１４によって回転自在に支持される。

ブラシ装置４０の詳細を、図２〜図９を参照して説明する。ブラシ装置４０は、電気絶縁性のブラシホルダ４２を含む。ブラシホルダ４２は、後述する正極ターミナルプレート７０と負極ターミナルプレート８０の双方をインサート部材として含む合成樹脂によるインサート成形品である。

ブラシホルダ４２は、リアブラケット１４の回転子軸受ボス部１４ｂの外周に嵌合する円筒部４４と、円筒部４４の軸端部より径方向外方に張り出したフランジ部４６とを一体成形されている。フランジ部４６はブラシホルダ４２の中心軸線と直交する一つの仮想平面にあり、フランジ部４６には、円筒部４４の周りに、ブラシホルダ４２の中心Ｃと同心の一つの円周Ａ上に配置された複数個の、本実施形態では６個の四角筒状のブラシ保持部４８が突出成形されている。

ここで、ブラシホルダ４２の中心Ｃは、ディスクコンミテータ３２の回転中心と同心であり、ブラシホルダ４２の中心軸線とディスクコンミテータ３２の中心軸線とは、同一軸線上にある。

６個のブラシ保持部４８には、３個の正極ブラシ部材５０、５２、５４と、３個の負極ブラシ部材５６、５８、６０が、周方向で見て交互に配置されている。これにより、６極６ブラシ型の電動モータが構成される。

正極ブラシ部材５０、５２、５４、負極ブラシ部材５６、５８、６０は、同一形状のものであって、カーボン焼結材等により構成され、ブラシ保持部４８に軸線方向に移動可能に収容されていて、ブラシ保持部４８の底部に配置された圧縮コイルばね６２（図３参照）によってディスクコンミテータ３２の側に付勢され、各々先端面をもってディスクコンミテータ３２の導電部３６に摺接している。

正極ターミナルプレート７０と負極ターミナルプレート８０は、金属板のプレス成形品であり、ブラシホルダ４２のフランジ部４４にインサート成形され、フランジ部４４の内部に埋設される。

正極ターミナルプレート７０は、図６、図８によく示されているように、中央部７０Ａの両側に幅細帯状の腕部（脚片部）７０Ｂ、７０Ｃを有し、腕部７０Ｂ、７０Ｃの先端間が開いた、平面視（ブラシホルダ４２の軸線方向の投影面）で、Ｃ形をしている。腕部７０Ｂ、７０Ｃの各々の先端部には略円形に拡張された導通接続部７２、７４が形成されている。導通接続部７２、７４の中心部より離れた位置には位置決め用の貫通小孔７２Ａ、７４Ａが貫通形成されている。正極ターミナルプレート７０の中央部７０Ａは、腕部７０Ｂ、７０Ｃに比して大きい幅を有する面状になっており、外部接続用の正極ターミナルボルト１００（図１、図２参照）を挿入されるボルト貫通孔７６を貫通形成されている。

脚片部７０Ｂ、７０Ｃの各々の先端部寄りには、プレス折り曲げによって当該脚片部７０Ｂ、７０Ｃを各々板厚方向の段違い形状にする段差折曲部７０Ｄ、７０Ｅが形成されている。これにより、脚片部７０Ｂ、７０Ｃは、各々、段差折曲部７０Ｄ、７０Ｅを境にして、導通接続部７２、７４の側と中央部７０Ａの側とで板厚方向の高さ違いになっている。導通接続部７２、７４の側と中央部７０Ａの側とでは、導通接続部７２、７４の側が段差の高い側になっている。導通接続部７２、７４の側と中央部７０Ａの側との高さ違い寸法Ｈｐは、負極ターミナルプレート８０の板厚Ｔｎ（図７参照）より大きい値に設定されている。

負極ターミナルプレート８０は、図６、図９によく示されているように、中央部８０Ａの両側に幅細帯状の腕部８０Ｂ、８０Ｃを有し、腕部８０Ｂ、８０Ｃの先端間が開いた、平面視（ブラシホルダ４２の軸線方向の投影面）で、Ｃ形をしている。腕部８０Ｂ、８０Ｃの各々の先端部には略円形に拡張された導通接続部８２、８４が形成されている。導通接続部８２、８４の中心部より離れた位置には位置決め用の貫通小孔８２Ａ、８４Ａが貫通形成されている。中央部８０Ａは、腕部７０Ｂ、７０Ｃに比して大きい幅を有する面状になっていて、外部接続用の負極ターミナルボルト１０４（図２参照）を挿入されるボルト貫通孔８６を貫通形成されている。

脚片部８０Ｂ、８０Ｃの各々の先端部寄りには、プレス折り曲げによって当該脚片部８０Ｂ、８０Ｃを各々板厚方向の段違い形状にする段差折曲部８０Ｄ、８０Ｅが形成されている。これにより、脚片部８０Ｂ、８０Ｃは、各々、段差折曲部８０Ｄ、８０Ｅを境にして、導通接続部８２、８４の側と中央部８０Ａの側とで板厚方向の高さ違いになっており、導通接続部８２、８４の側と中央部８０Ａの側とでは、導通接続部８２、８４の側が段差の高い側になっている。導通接続部８２、８４の側と中央部８０Ａの側との高さ違い寸法Ｈｎは、正極ターミナルプレート７０の板厚Ｔｐ（図７参照）より大きい値に設定されている。本実施形態では、更に、中央部８０Ａの両側にもプレス折り曲げによる段差折曲部８０Ｆ、８０Ｇがあり、中央部８０Ａが脚片部８０Ｂ、８０Ｃより板厚方向で見て高い位置にある。

腕部７０Ｂ、７０Ｃの高さ違い寸法Ｈｐと腕部８０Ｂ、８０Ｃの高さ違い寸法Ｈｎは互い等しい値に設定されている。

正極ターミナルプレート７０と負極ターミナルプレート８０は、前述の如く、双方ともブラシホルダ４２の軸線方向投影面での形状がＣ形をしていて、図６によく示されているように、Ｃ形開口７０Ｆ、８０Ｈ側が互いに向かい合う相互配置になっている。そして、正極ターミナルプレート７０と負極ターミナルプレート８０は、Ｃ形開口７０Ｆ、８０Ｈ側において、ブラシホルダ４２の径方向の内外方に互いに交差する部分１３０、１３２を含み、当該交差部分１３０、１３２において、ブラシホルダ４２の軸線方向に互いに間隙を有して非接触状態の立体配置になっている。

本実施形態では、負極ターミナルプレート８０の脚片部８０Ｂ、８０Ｃの段差折曲部８０Ｄ、８０Ｅより導通接続部８２、８４の側、つまり段差の高い側が、正極ターミナルプレート７０の脚片部７０Ｂ、７０Ｃの段差折曲部７０Ｄ、７０Ｅより中央部８０Ａの側、つまり段差の低い側の上方を、径方向外方から径方向内方に跨いでいる。この跨ぎにより、導通接続部８２、８４が脚片部７０Ｂ、７０Ｃより径方向内方に位置している。この跨ぎ部分が交差部分１３０、１３２であり、図７に示されているように、脚片部７０Ｂ、７０Ｃの段差の低い側と脚片部８０Ｂ、８０Ｃの段差の低い側とが同一高さ位置にあり、脚部７０Ｂ、７０Ｃの段差の高い側と脚片部８０Ｂ、８０Ｃの段差の高い側とが同一高さ位置にある前提で、Ｈｎ＞Ｔｐ、Ｈｐ＞Ｔｎであることにより、交差部分１３０、１３２において、Ｈｎ−Ｔｐ、Ｈｐ−Ｔｎの間隙を確保できる。

なお、図６に示されているように、負極ターミナルプレート８０の腕部８０Ｂ、８０Ｃの段差折曲部８０Ｄ、８０Ｅの部分は、正極ターミナルプレート７０の腕部７０Ｂ、７０Ｃの段差折曲部７０Ｄ、７０Ｅの部分との干渉を避けるために、径方向外方に張り出した形状になっている。

上述の構成により、正極ターミナルプレート７０の導通接続部７２、７４と、負極ターミナルプレート８０の導通接続部８２、８４は、ブラシホルダ４２の中心軸線と直交する一つの仮想平面上、つまり同一平面上に配置され、しかも、正極側のものと負極側のものとが交互に並んで、６個のブラシ保持部４８の円環状配置と同心の円周上に配置される。

ブラシホルダ４２が、ブラシ保持部４８の設置側において、正極ターミナルプレート７０の導通接続部７２、７４と、負極ターミナルプレート８０の導通接続部８２、８４に対応する部分は、円形に肉抜きされた開口部９０、９２、９４、９６になっている。これにより、正極ターミナルプレート７０の導通接続部７２、７４、負極ターミナルプレート８０の導通接続部８２、８４は、各々、ブラシホルダ４２の外部に露呈している。

ブラシホルダ４２が、ブラシ保持部４８の設置側において、正極ターミナルプレート７０の中央部７０Ａと対応する部分は、正極ターミナルボルト１００の頭部がなす５角形等の多角形の導通接続部１０２が嵌ることができる大きい開口部９８になっており、正極ターミナルプレート７０の中央部７０Ａ部分がブラシホルダ４２の外部に露呈している。負極ターミナルプレート８０の中央部８０Ａは、正極ターミナルプレート７０の中央部７０Ａに対して回転中心Ｃを隔てた反対側にあり、中央部８０Ａ全体がブラシホルダ４２の外部に露出している。

正極ブラシ部材５０、５２、５４と負極ブラシ部材５６、５８、６０は、各々、ピグテールと呼ばれる接続導体１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０の一端部を含む形態で焼結成形されており、正極ブラシ部材５０、５２、５４、負極ブラシ部材５６、５８、６０の各々に接続導体１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０が導通接続されている。

正極ブラシ部材５０、５４の接続導体１１０、１１４は、各々、正極ターミナルプレート７０の導通接続部７２、７４の中央部分にスポット溶接等によって導電接続され、負極ブラシ部材５６、６０の接続導体１１６、１２０は、各々、負極ターミナルプレート８０の導通接続部８２、８４の中央部分にスポット溶接等によって導電接続されている。また、正極ブラシ部材５２の接続導体１１２は正極ターミナルプレート７０のボルト貫通孔７６に通された正極ターミナルボルト１００の頭部による導通接続部１０２に、負極ブラシ部材５８の接続導体１１８は外部露出した負極ターミナルプレート８０の中央部８０Ａに、各々スポット溶接等によって導電接続されている。

正極ターミナルプレート７０のボルト貫通孔７６に通された正極ターミナルボルト１００は、リアブラケット１４のボルト通し孔１０６を貫通して外部に突出した部分にナット１０８を締め付けられることにより、ブラシホルダ４２をリアブラケット１４に固定している。また、負極ターミナルプレート８０のボルト貫通孔８６にはボルト１０４が通され、ボルト１０４は、リアブラケット１４のねじ孔（図示省略）をねじ係合し、負極ターミナルプレート８０をリアブラケット１４にアース接続している。

上述の如く、本実施形態のブラシ装置４０は、正極ターミナルプレート７０と負極ターミナルプレート８０とが、ブラシホルダ４２の径方向に交差する交差部分１３０、１３２を含んで、交差部分１３０、１３２においてブラシホルダ４２の軸線方向に間隙を有する非接触状態の立体配置になっていて、合成樹脂製のブラシホルダ４２の内部にインサート成形法によって埋設されているので、正極ターミナルプレートと負極ターミナルプレートの全体をブラシホルダ４２の軸線方向に互いに偏倚させてブラシホルダの外部に配置した従来のものに比して、ブラシ装置４０の軸線方向寸法を短縮できる。これにより、ブラシ装置４０を小型化できる。

しかも、正極ターミナルプレート７０と負極ターミナルプレート８０とが非接触状態で立体交差した状態で、ブラシホルダ４２の内部にインサート成形法によって埋設されているから、リード線の空中立体配置によって電気的短絡を回避する構造を取る必要がなくなり、電気的短絡回避の信頼性が向上する。

正極ターミナルプレート７０と負極ターミナルプレート８０が、ブラシホルダ４２にインサート成形されることにより、ブラシホルダ４２に対する正極ターミナルプレート７０、負極ターミナルプレート８０の組み付け作業を省略でき、組み付け時に正極ターミナルプレート７０、負極ターミナルプレート８０に無理な組み付け荷重が作用することがなく、正極ターミナルプレート７０、負極ターミナルプレート８０に変形不良が生じることがない。

正極ターミナルプレート７０の導通接続部７２、７４と、負極ターミナルプレート８０の導通接続部８２、８４が、同一平面上に配置され、しかも、６個のブラシ保持部４８の円環状配置と同心の円周上に配置されるので、導通接続部７２、７４、８２、８４に対する接続導体１１０、１１４、１１６、１２０のスポット溶接等による接続作業時の位置出しが容易になり、接続作業性が向上する。

また、正極ターミナルプレート７０の導通接続部７２、７４と、負極ターミナルプレート８０の導通接続部８２、８４が、一つの円周上に配置されることにより、これらが径方向に互いに偏倚した位置にも設けられる場合に比して、ブラシ装置４０の径方向寸法を短縮でき、これによっても、ブラシ装置を小型化できる。

つぎに、正極ターミナルプレート７０と負極ターミナルプレート８０をインサート部材として含むブラシホルダ４２をインサート成形するための金型装置の一つの実施形態を、図１０を参照して説明する。

この金型装置は、射出成形用金型であり、射出成形機の固定盤に取り付けられる固定金型（第１の金型）２００と、可動盤に取り付けられる可動金型（第２の金型）２０２とを有する。固定金型２００と可動金型２０２は、型締め状態で、互いに協働してブラシホルダ４２を成形するキャビティ２０４を画定する。

固定金型２００には、射出成形機の溶融樹脂射出ノズルを接続されるスプールブッシュ（図示省略）が取り付けられ、図示していないランナ部やゲート部が形成されている。これにより、溶融樹脂射出ノズルよりの溶融樹脂は、固定金型２００に形成されたゲート部よりキャビティ２０４内に充填される。

可動金型２０２には、正極ターミナルプレート７０の板面方向の位置決めを行う保持ピン２０６と、負極ターミナルプレート８０の板面方向の位置決めを行う保持ピン２０８とが固定装着されている。保持ピン２０６、２０８は、各々、インサート部品板面方向位置決め保持ピンである。

保持ピン２０６は、図１０では一つしか示されていないが、実際には二つあり、各々、型開閉方向に平行に取り付けられ、正極ターミナルプレート７０に形成された貫通小孔７２Ａ、７４Ａを通され、型締めにより、固定金型２００に形成されたピン受け入れ孔２１０に進入し、先端側を固定金型２００より支持される。これにより、保持ピン２０６は、キャビティ２０４を横切って延在して固定金型２００と可動金型２０２とで両持ち支持され、正極ターミナルプレート７０を串差し式に支持し、正極ターミナルプレート７０のキャビティ２０４内における板面方向（図１０で見て上下方向）の位置決めを行う。

保持ピン２０８も、図１０では一つしか示されていないが、実際には二つあり、各々、型開閉方向に平行に取り付けられ、負極ターミナルプレート８０に形成された貫通小孔８２Ａ、８４Ａを通され、型締めにより、固定金型２００に形成されたピン受け入れ孔２１２に進入し、先端側を固定金型２００より支持される。これにより、保持ピン２０８は、キャビティ２０４を横切って延在して固定金型２００と可動金型２０２とで両持ち支持され、負極ターミナルプレート８０を串差し式に支持し、正極ターミナルプレート７０のキャビティ２０４内における板面方向（図１０で見て上下方向）の位置決めを行う。

保持ピン２０６、２０８は、このようにして、正極ターミナルプレート７０と負極ターミナルプレート８０の板面方向の位置決めを個々に行い、正極ターミナルプレート７０と負極ターミナルプレート８０のキャビティ２０４内における板面方向の相対位置を決める。

固定金型２００と可動金型２０２には、正極ターミナルプレート７０の板厚方向の相対的な位置決めを行う保持ピン２１４と２１６が固定装着されている。保持ピン２１４と２１６は、インサート部品板厚方向位置決め保持ピンであり、図１０では一組しか示されていなが、実際には二組あり、各組毎に同一位置に型開閉方向に平行に取り付けられ、先端面同士で相対向し、正極ターミナルプレート７０の表裏面に当接して正極ターミナルプレート７０を表裏面より挟むようにして、正極ターミナルプレート７０のキャビティ２０４内における板厚方向の位置決めを行う。

固定金型２００と可動金型２０２には、負極ターミナルプレート８０の板厚方向の相対的な位置決めを行う保持ピン２１８と２２０が固定装着されている。保持ピン２１８と２２０は、インサート部品板厚方向位置決め保持ピンであり、図１０では一組しか示されていなが、実際には二組あり、各組毎に同一位置に型開閉方向に平行に取り付けられ、先端面同士で相対向し、負極ターミナルプレート８０の表裏面に当接して負極ターミナルプレート８０を表裏面より挟むようにして、負極ターミナルプレート８０のキャビティ２０４内における板厚方向の位置決めを行う。

これにより、正極ターミナルプレート７０と負極ターミナルプレート８０のキャビティ２０４内における板厚方向の相対的な位置決めが行われ、インサート成形時の正極ターミナルプレート７０と負極ターミナルプレート８０との板厚方向の間隔、つまり電気絶縁間隔が設定される。

保持ピン２１４、２１６、２１８、２２０による正極ターミナルプレート７０、負極ターミナルプレート８０の位置決め保持位置（当接位置）は、正極ターミナルプレート７０と負極ターミナルプレート８０の交差部分１３０、１３２に至る腕部７０Ｂ、７０Ｃ、８０Ｂ、８０Ｃ、好ましくは、可及的に交差部分１３０、１３２に近い部位に設定されている。

このことにより、特に、正極ターミナルプレート７０と負極ターミナルプレート８０の交差部分１３０、１３２における板厚方向の間隔が高い強度をもって保たれることになり、インサート成形時のキャビティ２０４内の溶融樹脂の流動圧（流入圧）によってキャビティ２０４内の正極ターミナルプレート７０、負極ターミナルプレート８０の配置位置が変動したり、交差部分１３０、１３２のターミナルプレート７０、８０が変形したりすることが回避される。

この結果、キャビティ２０４内の溶融樹脂の流動路が適切に確保され、「ヒケ」と云われる樹脂充填不良による不良品が発生したり、正極ターミナルプレート７０と負極ターミナルプレート８０との接触に起因する電気的短絡による不良品が発生したりすることがなく、歩留まりよくブラシホルダ４２を生産することができる。

ブラシホルダ４２には、正極ターミナルプレート７０の交差部分１３０、１３２に至る腕部７０Ｂ、７０Ｃの各々の両側に、腕部７０Ｂ、７０Ｃを底部とする保持ピン２１４、２１６による抜き去り有底孔１５０、１５２（図２、図４、図５参照）が形成されることになる。抜き去り有底孔１５０、１５２は、正極ターミナルプレート７０が外部に露呈する表面積を増大するから、正極ターミナルプレート７０の放熱性向上に寄与する。

また、ブラシホルダ４２には、負極ターミナルプレート８０の交差部分１３０、１３２に至る腕部８０Ｂ、８０Ｃの各々の両側に、腕部８０Ｂ、８０Ｃを底部とする保持ピン２１８４、２２０による抜き去り有底孔１５４、１５６（図２、図４、図５参照）が形成されることになる。抜き去り有底孔１５４、１５６は、負極ターミナルプレート８０が外部に露呈する表面積を増大するから、負極ターミナルプレート８０の放熱性向上に寄与する。

ブラシホルダ４２には、正極ターミナルプレート７０の導通接続部７２、７４の部分に、保持ピン２０６による抜き去り貫通孔１５８（図２、図４、図５参照）が形成されることになる。抜き去り貫通孔１５８は、正極ターミナルプレート７０に形成されている貫通小孔７２Ａ、７４Ａを含んでブラシホルダ４２と正極ターミナルプレート７０を貫通する孔である。抜き去り貫通孔１５８は貫通小孔７２Ａ、７４Ａの内周面によって正極ターミナルプレート７０が外部に露呈する表面積を増大するから、正極ターミナルプレート７０の放熱性向上に寄与する。貫通小孔７２Ａ、７４Ａは、ディスクコンミテータ３２との摺接によって温度上昇する正極ブラシ部材５０、５４の近傍にあるので、正極ブラシ部材５０、５４の熱を逃がす効果が大きい。

なお、貫通小孔７２Ａ、７４Ａは、接続導体１１０、１１２をスポット溶接される導通接続部７２、７４の中心部より離れた位置にあるから、接続導体１１０、１１２のスポット溶接を阻害することがない。

また、ブラシホルダ４２には、負極ターミナルプレート８０の導通接続部８２、８４の部分に、保持ピン２０８による抜き去り貫通孔１６０（図４、図５参照）が形成されることになる。抜き去り貫通孔１６０は、負極ターミナルプレート８０に形成されている貫通小孔８２Ａ、８４Ａを含んでブラシホルダ４２と負極ターミナルプレート８０を貫通する孔である。抜き去り貫通孔１６０は貫通小孔８２Ａ、８４Ａの内周面によって負極ターミナルプレート８０が外部に露呈する表面積を増大するから、負極ターミナルプレート８０の放熱性向上に寄与する。貫通小孔８２Ａ、８４Ａは、ディスクコンミテータ３２との摺接によって温度上昇する負極ブラシ部材５６、６０の近傍にあるので、負極ブラシ部材５６、６０の熱を逃がす効果が大きい。

なお、貫通小孔８２Ａ、８４Ａは、接続導体１１６、１２０をスポット溶接される導通接続部８２、８４の中心部より離れた位置にあるから、接続導体１１６、１２０のスポット溶接を阻害することがない。

ブラシホルダ４２の導通接続部対応の開口部９０、９２、９４、９６は、固定金型２００がキャビティ２０４を画定する壁部にある凸部（図示省略）により形成される。この場合、インサート成形時に、導通接続部７２、７４、導通接続部８２、８４の表面に樹脂が回らないようにするために、導通接続部７２、７４、導通接続部８２、８４を固定金型２００の前記凸部に密着させることが好ましい。

このため、可動金型２０２がキャビティ２０４を画定する壁部に凸部（図示省略）を形成し、型締め時に前記凸部を導通接続部７２、７４、導通接続部８２、８４の裏面に押し当ることにより、導通接続部７２、７４、導通接続部８２、８４を固定金型２００の前記凸部に密着させることが好ましい。これにより、図５に示されているように、ブラシホルダ４２の裏面側にも、開口１４０、１４２、１４４、１４６が形成される。このことによっても、導通接続部７２、７４、導通接続部８２、８４の部分の放熱性が向上する。

このことは、正極ターミナルボルト１００と導通接続される正極ターミナルプレート７０の中央部７０Ａについても同じで、開口９８を形成するための固定金型２００の凸部（図示省略）に中央部７０Ａを密着させることが好ましい。このため、可動金型２０２がキャビティ２０４を画定する壁部に凸部（図示省略）を形成し、型締め時に前記凸部を中央部７０Ａの裏面に押し当ることにより、中央部７０Ａを固定金型２００の前記凸部に密着させることが好ましい。これにより、図５に示されているように、ブラシホルダ４２の裏面側に、開口１４８が形成される。

開口１４８は、ボルト貫通孔７６と同心の円形のものであってよい。この場合、開口１４８の内径はボルト貫通孔７６の内径より大きい。これにより、中央部７０Ａの裏面側から、ボルト貫通孔７６を通って中央部７０Ａの表面側に樹脂が漏れ流れることが回避される。

更に、中央部７０Ａを固定金型２００の凸部（図示省略）に密着させるために、中央部７０Ａの裏面より金型固定の押さえピン（図示省略）によって型締め時に中央部７０Ａを前記凸部に押し付けることが好ましい。

この場合には、図５に示されているように、ブラシホルダ４２の裏面側に、ピン抜き孔１７０が形成されることになる。

本発明によるブラシ装置は、電動モータ用のブラシ装置に限られることなく、発電機の集電部のブラシ装置や、モータジェネレータの給電・集電部のブラシ装置としても適用することができる。

１０ ヨーク部材
１２ フロントブラケット
１４ リアブラケット
１６ モータケーシング
１８ 永久磁石
２４ 回転子軸
２６ 積層コア部
２８ 巻線部
３０ 回転子
３２ ディスクコンミテータ
３４ 電気絶縁性ベース部材
３６ 導電部
３８ 回転子軸受ボス部
４０ ブラシ装置
４２ ブラシホルダ
４４ 円筒部
４６ フランジ部
４８ ブラシ保持部
５０、５２、５４ 正極ブラシ部材
５６、５８、６０ 負極ブラシ部材
６２ 圧縮コイルばね
７０ 正極ターミナルプレート
７０Ａ 中央部
７０Ｂ、７０Ｃ 腕部
７０Ｄ、７０Ｅ 段差折曲部
７２、７４ 導通接続部
７２Ａ、７４Ａ 貫通小孔
７６ ボルト貫通孔
８０ 負極ターミナルプレート
８０Ａ 中央部
８０Ｂ、８０Ｃ 腕部
７０Ｄ、７０Ｅ 段差折曲部
８２、８４ 導通接続部
８６ ボルト貫通孔
９０、９２、９４、９６、９８ 開口部
１００ 正極ターミナルボルト
１０２ 導通接続部
１０４ 負極ターミナルボルト
１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０ 接続導体
１３０、１３２ 交差部分
１４０、１４２、１４４、１４６、１４８ 開口
１５０、１５２、１５４、１５６ 抜き去り有底孔
１６０、１６２ 抜き去り貫通孔
１７０ ピン抜き孔
２００ 固定金型
２０２ 可動金型
２０４ キャビティ
２０６、２０８ 保持ピン
２１０、２１２ ピン受け入れ孔
２１４、２１６、２１８、２２０ 保持ピン

Claims (6)

1. 一つの円周上に配置された複数個のブラシ保持部を有する合成樹脂製のブラシホルダと、
   前記複数個のブラシ保持部の各々に交互に配置された導電体製の正極ブラシ部材および負極ブラシ部材と、
   前記ブラシホルダに埋設され、外部に露呈した導通接続部を含む導電体製の正極ターミナルプレートおよび負極ターミナルプレートと、
   
   前記正極ブラシ部材と前記正極ターミナルプレートの前記導通接続部および前記負極ブラシ部材と前記負極ターミナルプレートの前記導通接続部とを各々導通接続する接続導体とを有し、
   前記正極ターミナルプレートと前記負極ターミナルプレートとは、その一方が他方に対して前記ブラシホルダの径方向に交差する部分を含み、当該交差部分において前記ブラシホルダの軸線方向に間隙を有して互いの非接触の配置になっており、
   前記ブラシホルダは前記正極ターミナルプレートと前記負極ターミナルプレートをインサート部品としたインサート成形品であり、
   前記正極ターミナルプレートと前記負極ターミナルプレートの各々の両面を底面とするインサート部品の板厚方向の位置決め保持ピンの抜き去り有底孔が前記ブラシホルダにあり、
   前記ブラシホルダと前記正極ターミナルプレートと、前記ブラシホルダと前記負極ターミナルプレートとを各々個別に貫通するインサート部品の板面方向の位置決めを行う保持ピンの抜き去り貫通孔が前記ブラシホルダにある回転電機のブラシ装置。
2. 前記正極ターミナルプレートと前記負極ターミナルプレートは前記交差部分に至る腕部を有し、前記抜き去り有底孔は、前記腕部を底面としている請求項１に記載の回転電機のブラシ装置。
3. 前記抜き去り貫通孔は、前記導通接続部を貫通する位置に設けられている請求項１または２に記載の回転電機のブラシ装置。
4. 前記正極ブラシ部材と前記負極ブラシ部材を各々３個ずつ有する６極６ブラシ型の回転電機のためのブラシ装置である請求項１から３のいずれか一項に記載の回転電機のブラシ装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のブラシ装置を有する回転電機。
6. 請求項１から４のいずれか一項に記載の回転電機のブラシ装置の前記ブラシホルダのインサート成形する金型装置であって、
   互いに協働して前記ブラシホルダを成形するキャビティを画定する第１の金型と第２の金型と、
   前記第１の金型と前記第２の金型の何れか一方に取り付けられ、前記正極ターミナルプレートと前記負極ターミナルプレートの各々に貫通形成されたボルト貫通孔を通されてこれら正極ターミナルプレートと負極ターミナルプレートを串差し式に支持し、前記正極ターミナルプレートと前記負極ターミナルプレートの板面方向の位置決めを行う保持ピンと、
   前記第１の金型と前記第２の金型に取り付けられ、前記正極ターミナルプレートと前記負極ターミナルプレートの各々の表裏面に個別に当接して前記正極ターミナルプレートと前記負極ターミナルプレートの板厚方向の相対的な位置決めを行う保持ピンと、
   を有するインサート成形金型装置。

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