JP2010166757A - 回転電機のブラシ装置および回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】ターミナルボルトの配置位置を工夫してブラシ装置の小径化を図ること。
【解決手段】ターミナルボルト１０の頭部がブラシ部材５２との導通接続部１０２になっており、導通接続部１０２は、ターミナルプレート７０と導通接触し、周方向に隣り合うブラシ保持部４８間に延在する拡張部分を含んでいる。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転電機のブラシ装置および回転電機に関し、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）。

上述のブラシ装置は、一つの円周上に所定間隔をおいて突出形成された複数個の筒状のブラシ保持部を有する電気絶縁材製のブラシホルダを有し、複数個の正極ブラシ部材と負極ブラシ部材とが、ブラシ保持部に交互に配置され、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。

ブラシ装置には、正極、負極の取り出しと、モータケーシングに対するブラシ装置の取り付けのために、正極ターミナルプレートあるいは負極ターミナルプレートに電気的に導通し、ブラシホルダとモータケーシングとを軸線方向に貫通し、モータケーシング外においてナットを締結されるターミナルボルトが用いられている。

特開２００３−３２４９０８号公報 特開２００４−３０４９４６号公報

スタータモータ等の車載の電動モータでは、モータ占有スペースの削減のために小型化設計の要求が強い。この電動モータの小型化設計のために、ブラシ装置の小型化、特に、径方向寸法の短縮を要求される。

ブラシ装置の径方向寸法の短縮することの一つの要件は、ターミナルボルトの配置位置を可及的にブラシホルダの径方向内側（中心側）にすることである。

ブラシホルダを貫通するターミナルボルトの頭部（ボルト頭部）は、正極ターミナルプレートあるいは負極ターミナルプレートとの電気的な接続部を兼ねていることも相俟ってボルト締付強度に十分耐えるよう、通常のボルトとは異なった大きいものになっている。このボルト頭部はブラシホルダのブラシ保持部を形成されている側に配置されるので、ターミナルボルトをブラシホルダの径方向内側に配置することの限界は、大きいボルト頭部がブラシ保持部に干渉しない範囲である。

このため、従来のブラシ装置では、複数個のブラシ保持部の円環状の配置部よりブラシホルダの径方向外方の位置にボルト頭部が位置する配置になっており、このことがターミナルボルトの配置位置を可及的にブラシホルダの径方向内側にすること、ついてはブラシ装置を小径化することの阻害要因になっている。

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、ブラシ装置の小径化を図ることである。

本発明による回転電機のブラシ装置は、回転電機のハウジングに取り付けられる回転電機のブラシ装置であって、一つの円周上に所定間隔をおいて配置された複数個のブラシ保持部を有する電気絶縁材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前記ディスクコンミテータと摺接する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設けられた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、前記負極ブラシ部材と前記負極ターミナルプレートとを各々導通接続する接続導体と、前記ブラシホルダと前記ハウジングを軸線方向に貫通し、前記ブラシホルダを前記ケーシングに固定するターミナルボルトとを有し、前記ターミナルボルトは前記ブラシホルダの側に位置するボルト頭部を有し、当該ボルト頭部が前記正極ブラシ部材あるいは前記負極ブラシ部材との導通接続部になっており、導通接続部は、前記正極ターミナルプレートあるいは前記負極ターミナルプレートと導通接触し、周方向に隣り合う前記ブラシ保持部間に延在する拡張部分を含んでいる。

本発明による回転電機のブラシ装置は、好ましくは、前記ターミナルボルトの軸部と前記導通接続部とは、当該ターミナルボルトの軸線方向の投影面で見て互いに重複する部分を含んでいる。

本発明による回転電機のブラシ装置は、好ましくは、前記導通接続部に前記正極ブラシ部材あるいは前記負極ブラシ部材が導通接続されている。

本発明による回転電機のブラシ装置は、好ましくは、前記導通接続部が、周方向に隣り合う前記ブラシ保持部に挟まれ、前記ターミナルボルトが廻り止めされている。

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。

本発明による回転電機のブラシ装置によれば、ターミナルボルトの頭部がなす導通接続部が、周方向に隣り合うブラシ保持部間に入り込む拡張部分を含んで径方向外方への拡張を最小限にして大きい面積を有するので、導通接続部のボルト締結に対する強度を確保したうえで、ターミナルボルトを二つのブラシ保持部間に配置することが可能になり、ブラシ装置の径方向寸法を短縮してブラシ装置の小型化を図ることができる。また、ターミナルボルトと正極ターミナルプレートあるいは負極ターミナルプレートと接触面積が増大し、接触抵抗の値が大きくなることもなく、十分に電流を流すことができる。

しかも、接続導体の正極ターミナルプレート、負極ターミナルプレートに対する接続部が、周方向に隣り合うブラシ保持部間にあることにより、ブラシ保持部が、隣接する接続導体を電気絶縁的に隔離する部材として機能し、電気的な短絡を回避する信頼性が向上する。

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ＶＩ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。

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８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８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、合成樹脂の成形品であり、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。換言すると、フランジ部４６の中心部分に円筒部４４を突出形成されている。フランジ部４６のディスクコンミテータ３２側の面（フランジ面）には、複数個の、本実施形態では６個のブラシ保持部４８が突出成形されている。円筒部４４とブラシ保持部４８とは、同じ側に突出している。

６個のブラシ保持部４８は、ディスクコンミテータ３２側の面、つまり、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おいて、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上に配置されている。ブラシ保持部４８は、全て四角筒状の同一形状であり、一部の壁を円筒部４４により与えられ、円筒部４４の周りに放射状に配置されており、筒状外壁の時計廻り方向進み側の径方向壁部分に、ブラシホルダ４２の軸線方向に長いスリット開口４８Ｃを形成されている。

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。以降、ブラシホルダ４２の径方向は、ディスクコンミテータ３２の径方向と同じ方向を意味する。

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とが、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、カーボン焼結成形品等により構成され、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。

ブラシホルダ４２のフランジ部４４内には、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とが埋設されている。本実施形態では、ブラシホルダ４２は、金属板のプレス成形品であ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インサート成形品として構成されている。

正極ターミナルプレート７０は、図５、図７によく示されているように、中央部７０Ａの左右両側に幅細帯状の脚片部７０Ｂ、７０Ｃを有し、脚片部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、略Ｃ形をしている。脚片部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。中央部７０Ａは、脚片部７０Ｂ、７０Ｃに比して大きい幅を有する面状になっており、外部接続用のターミナルボルト１００の軸部１０１（図１参照）を挿入される貫通孔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６参照）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５、図８によく示されているように、中央部８０Ａの左右両側に幅細帯状の脚片部８０Ｂ、８０Ｃを有し、脚片部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、略Ｃ形をしている。脚片部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。中央部８０Ａは、脚片部７０Ｂ、７０Ｃに比して大きい幅を有する面状になっていて、外部接続用のボルト１０４（図２参照）を挿入される貫通孔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６参照）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。

脚片部７０Ｂ、７０Ｃの高さ違い寸法Ｈｐと脚片部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略Ｃ形をしていて、図５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互いに非接触の立体的な配置になっている。

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６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５に示されているように、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の部分は、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、各々、周方向に隣り合う二つのブラシ保持部４８の間にあって、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同一半径の円周Ａ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、ターミナルボルト１００の頭部がなす導通接続部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の一端部を内部に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が予め導通接続されている。接続導体１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０と正極ブラシ部材５０、５２、５４、負極ブラシ部材５６、５８、６０との接続部が各ブラシ部材の径方向延在面にあり、接続導体１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０は、正極ブラシ部材５０、５２、５４、負極ブラシ部材５６、５８、６０の径方向延在面より外方に延出している。

正極ブラシ部材５０、５２、５４、負極ブラシ部材５６、５８、６０の径方向延在面とは、ブラシ保持部４８に配置された立方体形状の正極ブラシ部材５０、５２、５４、負極ブラシ部材５６、５８、６０の外側面のうち、ブラシホルダ４２の径方向に延在してブラシホルダ４２の周方向に向く面である。図２では、その代表として正極ブラシ部材５０の径方向延在面を、符号５０Ａにより示している。

正極ブラシ部材５０、５４の接続導体１１０、１１４は、各々、正極ブラシ部材５０、５４より時計廻り方向にブラシ保持部４８のスリット開口４８Ｃを通ってブラシホルダ４２の周方向に延出し、先端を正極ターミナルプレート７０の導通接続部７２、７４にスポット溶接等によって導電接続されている。

負極ブラシ部材５６、６０の接続導体１１６、１２０は、各々、負極ブラシ部材５６、６０より時計廻り方向にブラシ保持部４８のスリット開口４８Ｃを通ってブラシホルダ４２の周方向に延出して負極ターミナルプレート８０の導通接続部８２、８４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、正極ブラシ部材５２より時計廻り方向にブラシ保持部４８のスリット開口４８Ｃを通ってブラシホルダ４２の周方向に延出し軸部１０１を正極ターミナルプレート７０の貫通孔７６に通されたターミナルボルト１００の頭部による導通接続部１０２にスポット溶接等によって導電接続されている。

負極ブラシ部材５８の接続導体１１８は、負極ブラシ部材５８より時計廻り方向にブラシ保持部４８のスリット開口４８Ｃを通ったのちブラシホルダ４２の径方向外方に折曲し、先端をブラシホルダ４２の周方向に延出し外部露出した負極ターミナルプレート８０の中央部８０Ａに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の貫通孔７６に通されたターミナルボルト１００の軸部１０１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。

ターミナルボルト１００の頭部（ボルト頭部）である導通接続部１０２は、板状で、本実施形態では、五角形に形成され、周方向に隣り合うブラシ保持部４８間に入り込む拡張部分１０３を含んで径方向外方への拡張を最小限にして大きい面積を有する。このことにより、導通接続部１０２の面積が確保され、導通接続部１０２のボルト締結に対する強度を確保したうえで、ターミナルボルト１００を二つのブラシ保持部４８間に配置することが可能になる。

しかも、接続導体の正極ターミナルプレート、負極ターミナルプレートに対する接続部が、周方向に隣り合うブラシ保持部間にあることにより、ブラシ保持部が、隣接する接続導体を電気絶縁的に隔離する部材として機能し、電気的な短絡を回避する信頼性が向上する。

導通接続部１０２は、開口部９８にて外部に露呈している正極ターミナルプレート７０（正極ターミナルプレート７０のターミナルボルト接続部）に全面に亘って接触し、当該接触によって正極ターミナルプレート７０と導電接続されている。このように、導通接続部１０２が大きい面積を有して正極ターミナルプレート７０に接合することにより、ターミナルボルト１００と正極ターミナルプレート７０との接触面積が増大し、接触抵抗の値が大きくなることもなく、十分に電流を流すことができる。

しかも、接続導体１１０、１１２、１１４、１１６、１２０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に対する接続部、換言すると、導通接続部７２、７４、１０２、８２、８４が、周方向に隣り合うブラシ保持部４８間にあることにより、ブラシ保持部４８が、周方向に隣り合う接続導体を電気絶縁的に隔離する部材として機能する。これにより、接続導体１１０、１１２、１１４、１１６、１２０が変形しても、他の接続導体と接触することが回避され、電気的な短絡を回避する信頼性が向上する。

換言すると、正極ターミナルプレート７０は、中央部７０Ａにターミナルボルト１００の頭部（導通接続部１０２）に電気的に接続されるターミナルボルト接続部（開口部９８にて外部に露呈している部分）７０Ｆを有し、ターミナルボルト１００は、その頭部が電気的に接続される導電接続部１０２になっている。そして、ターミナルプレート７０が開口部９８もって外部に露呈しているターミナルボルト接続部７０Ｆは、略三角形状に形成された拡張部を有しており、この拡張部は、ブラシホルダ４２に形成された隣り合う２つのブラシ保持部４８の間に配置されている。ターミナルボルト接続部７０Ｆには、拡張部を含む部分に貫通孔７６が形成されている。貫通孔７０には、ターミナルボルト１００が挿入（挿通）される。

ターミナルボルト１００の頭部に形成された導電接続部１０２も略三角形状に形成された拡張部を有しており、導電接続部１０２の拡張部も、ブラシホルダ４２に形成された隣り合う２つのブラシ保持部４８の間に配置される。拡張部を備えた導電接続部１０２は、全体として、野球（ベースボール）におけるホームベースプレートの形状に似た５角形に形成されており、ターミナルボルト１００の導電接続部１０２は、ターミナルプレート７０のターミナルボルト接続部７０Ｆに面接触してに電気的に接続される。

ターミナルボルト１００の導電接続部１０２の拡張部は、2つのブラシ保持部４８によって位置決めされるので、ターミナルボルト１００に回転力が加えられても、ターミナルボルト１００が回転することはなく、廻り止めされている。

また、ターミナルボルト接続部７０Ｆの拡張部を含んで形成された貫通孔７６を挿通するターミナルボルト１００は、その一部が、２つのブラシ保持部４８の間に配置されるので、ターミナルボルト１００がブラシ装置の径方向に突出して配置されず、それゆえ、ブラシ装置の径方向の寸法は短縮される。さらに、ターミナルプレート７０のターミナルボルト接続部７０Ｆとターミナルボルト１００の導電接続部１０２のそれぞれに拡張部が形成され、両者の接触面積が十分に確保されるので、接触抵抗の値が大きくなることもなく、十分に電流を流すことができる。

また、接続導体１１８は径方向外方に延在する部分を含むが、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ているので、接続導体１１８が接続される負極ターミナルプレート８０の中央部８０Ａの位置を、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より、ブラシホルダ４２の径方向内方に変位させることができ、接続導体１１８がブラシ装置４０の径方向寸法短縮を阻害することがない。なお、必要ならば、接続導体１１８と負極ターミナルプレート８０との接続も、接続導体１１６と同等に、周方向に隣接するブラシ保持部４８間の部位で行われるようにしてもよい。

また、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の立体な配置になっていて、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の軸線方向寸法も短縮できる。このことによっても、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とが非接触で立体的に交差した状態で、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、電気的な短絡を回避する信頼性が向上する。

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４０を小型化できる。

なお、上述の実施形態では、正極ブラシ部材５２の接続導体１１２をターミナルボルト１００の導通接続部１０２に接続したが、接続導体１１２は、開口部９８において正極ターミナルプレート７０にスポット溶接等によって接続してもよい。

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
４８Ｃ スリット開口
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 脚片部
７０Ｄ、７０Ｅ 段差折曲部
７２、７４ 導通接続部
７６ 貫通孔
８０ 負極ターミナルプレート
８０Ａ 中央部
８０Ｂ、８０Ｃ 脚片部
７０Ｄ、７０Ｅ 段差折曲部
８２、８４ 導通接続部
８６ 貫通孔
９０、９２、９４、９６、９８ 開口部
１００ ターミナルボルト
１０１ 軸部
１０２ 導通接続部
１０３ 拡張部分
１０４ ボルト
１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０ 接続導体
１３０、１３２ 交差部分

Claims (6)

1. 回転電機のハウジングに取り付けられる回転電機のブラシ装置であって、
   一つの円周上に所定間隔をおいて配置された複数個のブラシ保持部を有する電気絶縁材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前記ディスクコンミテータと摺接する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設けられた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、前記負極ブラシ部材と前記負極ターミナルプレートとを各々導通接続する接続導体と、
   前記ブラシホルダと前記ハウジングを軸線方向に貫通し、前記ブラシホルダを前記ケーシングに固定するターミナルボルトとを有し、
   前記ターミナルボルトは前記ブラシホルダの側に位置するボルト頭部を有し、当該ボルト頭部が前記正極ブラシ部材あるいは前記負極ブラシ部材との導通接続部になっており、導通接続部は、前記正極ターミナルプレートあるいは前記負極ターミナルプレートと導通接触し、周方向に隣り合う前記ブラシ保持部間に延在する拡張部分を含んでいる回転電機のブラシ装置。
2. 前記ターミナルボルトの軸部と前記導通接続部とは、当該ターミナルボルトの軸線方向の投影面で見て互いに重複する部分を含んでいる請求項１に記載の回転電機のブラシ装置。
3. 前記導通接続部に前記正極ブラシ部材あるいは前記負極ブラシ部材が導通接続されている請求項１または２に記載の回転電機のブラシ装置。
4. 前記導通接続部が周方向に隣り合う前記ブラシ保持部に挟まれ、前記ターミナルボルトが廻り止めされている請求項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. 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４のいずれか一項に記載の回転電機のブラシ装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載のブラシ装置を有する回転電機。

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