JP2010166758A - Brush unit of rotating electric machine and rotating electric machine - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a brush device for a rotating electrical machine and a rotating electrical machine, and more particularly to a brush device for a rotating electrical machine using a disk commutator and the rotating electrical machine.
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)。 As a power supply device for an electric motor, a brush device including a flat disk commutator that is attached to an end portion in the axial direction of the rotor and rotates integrally with the rotor, and a brush member that is fixedly arranged on the motor housing side and is in sliding contact with the disk commutator (For example, Patent Documents 1 and 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。 In the above-described brush device, a plurality of positive electrode brush members and negative electrode brush members are alternately arranged on a synthetic resin brush holder on a circumference concentric with the center of the brush holder, and the positive electrode brush member serves as the brush holder. The attached positive electrode terminal plate is conductively connected by a lead wire, and the negative electrode brush member is conductively connected by a lead wire to the negative electrode terminal plate attached to the brush holder.
正極ブラシ部材、負極ブラシ部材が炭素焼結体により構成されているものでは、正極あるいは負極のブラシ部材と正極あるいは負極のターミナルプレートとを導電接続するリード線の端部を含む形態で焼結され、ブラシ部材とリード線との溶接を不要にしたものがある。このようなリード線は、ピグテールと呼ばれ、先端部を正極あるいは負極のターミナルプレートにスポット溶接されることにより、正極あるいは負極のターミナルプレートと導電接続される。 In the case where the positive electrode brush member and the negative electrode brush member are made of a carbon sintered body, the positive electrode brush member or the negative electrode brush member is sintered in a form including an end portion of a lead wire that conductively connects the positive electrode or negative electrode brush member and the positive electrode or negative electrode terminal plate. Some have eliminated the welding of the brush member and the lead wire. Such a lead wire is called a pigtail and is electrically conductively connected to the positive or negative terminal plate by spot welding the tip to a positive or negative terminal plate.
従来のブラシ装置は、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における正極ブラシ部材、負極ブラシ部材の配置部より径方向外方位置に、径方向にも軸線方向にも互いに偏倚させて電気絶縁空隙を確保して取り付けられ、正極ブラシ部材、負極ブラシ部材の径方向外方の周面よりピグテールをブラシホルダの径方向外方に引き出して正極ターミナルプレート、負極ターミナルプレートにスポット溶接等によって接続している。 In the conventional brush device, the positive electrode terminal plate and the negative electrode terminal plate are electrically insulated by being offset from each other in the radial direction and the axial direction in the radially outward position from the arrangement portion of the positive electrode brush member and the negative electrode brush member in the brush holder. Attached with a gap, the pigtail is drawn out from the radially outer circumferential surface of the positive and negative brush members and connected to the positive and negative terminal plates by spot welding, etc. ing.
このような構造のブラシ装置では、ピグテールによる正極、負極の各ブラシ部材と正極、負極の各ターミナルプレートとの導通接続の取り回しが、正極、負極の各ブラシ部材の配置部よりブラシホルダの径方向に延出する形態で行われることになる。このため、ブラシ装置の径方向寸法が大きくなり、電動モータの小型化を阻害する原因になる。 In the brush device having such a structure, the connection of the positive and negative brush members to the positive and negative terminal plates by the pigtail is arranged in the radial direction of the brush holder from the arrangement portion of the positive and negative brush members. It will be carried out in a form that extends. For this reason, the radial direction dimension of a brush apparatus becomes large and becomes a cause which obstructs size reduction of an electric motor.
また、上述した従来のブラシ装置では、隣接するピグテールが、電気絶縁的に隔離されていない。このため、ピグテール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。このことに対し、隣接するピグテールを電気絶縁性部材によって隔離するためには、隔離のための別部材を組み込んだり、ブラシホルダに隔離壁を形成したりしなくてはならず、部品点数、組付工数の増加やブラシホルダの形状の複雑化を招くことになる。 Further, in the conventional brush device described above, adjacent pigtails are not electrically isolated. For this reason, considering the deformation of the pigtail, it is difficult to obtain sufficient reliability for avoiding an electrical short circuit. On the other hand, in order to isolate adjacent pigtails with an electrically insulating member, it is necessary to incorporate another member for isolation or to form an isolation wall on the brush holder. This increases the number of man-hours and complicates the shape of the brush holder.
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を図ることができ、併せて電気的な短絡を回避する信頼性を向上することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The problem to be solved by the present invention is that in a brush device of a rotating electrical machine such as an electric motor using a disk commutator, the brush device can be reduced in size and at the same time, reliability to avoid an electrical short circuit is improved. It is to be.
本発明による回転電機のブラシ装置は、ディスクコンミテータを用いた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を有し、前記接続導体の前記正極ブラシ部材に対する接続部が当該正極ブラシ部材の径方向延在面にあって当該接続導体の正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前記ブラシ保持部間にあり、前記接続導体の前記負極ブラシ部材に対する接続部が前記負極ブラシ部材の径方向延在面にあって当該接続導体の前記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前記ブラシ保持部間にある。 A brush device for a rotating electrical machine according to the present invention is a brush device for a rotating electrical machine using a disk commutator, and is made of an electrical insulating material having a plurality of brush holding portions arranged at a predetermined interval on one circumference. Brush holders, a positive electrode brush member and a negative electrode brush member made of a conductive material, which are alternately arranged in each of the plurality of brush holding portions and are in sliding contact with the disk commutator, and a positive electrode made of a conductive material provided on the brush holder A terminal plate and a negative electrode terminal plate; and a positive electrode brush member and the positive electrode terminal plate; and a connection conductor that electrically connects the negative electrode brush member and the negative electrode terminal plate, and the connection conductor is connected to the positive electrode brush member. Is on the radially extending surface of the positive brush member and the positive terminal plate of the connecting conductor Is connected between the brush holding portions adjacent to each other in the circumferential direction, and the connection portion of the connection conductor to the negative electrode brush member is on the radially extending surface of the negative electrode brush member, and the negative electrode terminal plate of the connection conductor Is connected between the brush holding portions adjacent in the circumferential direction.
本発明による回転電機のブラシ装置は、好ましくは、前記複数個のブラシ保持部は、前記ブラシホルダの中心と同心の円周上に配置され、前記接続導体と前記正極ターミナルプレートとの導通接続部と前記負極ターミナルプレートと前記接続導体との導通接続部は、前記ブラシホルダの中心と同心で、前記ブラシ保持部の円周配置と同一半径の円周上に配置されている。 In the brush device for a rotating electrical machine according to the present invention, preferably, the plurality of brush holding portions are arranged on a circumference concentric with a center of the brush holder, and the conductive connection portion between the connection conductor and the positive terminal plate. The conductive connection portion between the negative electrode terminal plate and the connection conductor is concentric with the center of the brush holder and is disposed on the circumference having the same radius as the circumferential arrangement of the brush holding portion.
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および前記負極ターミナルプレートは、前記接続導体を接続される前記導通接続部が外部に露呈する形態で前記ブラシホルダに埋設され、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非接触状態の立体配置になっており、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前記導通接続部は、前記ブラシホルダの中心軸線と直交する一つの仮想平面上に配置されている。 In the brush device for a rotating electrical machine according to the present invention, preferably, the positive electrode terminal plate and the negative electrode terminal plate are embedded in the brush holder in a form in which the conductive connection portion to which the connection conductor is connected is exposed to the outside. The terminal plate and the negative electrode terminal plate include a portion where one of them intersects the other in the radial direction of the brush holder with respect to the other, and there is a gap in the axial direction of the brush holder in the non-contact state at the intersecting portion. The conductive connection part of the positive electrode terminal plate and the negative electrode terminal plate is arranged on one virtual plane perpendicular to the central axis of the brush holder.
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。 The brush device for a rotating electrical machine according to the present invention is preferably a brush device for a 6-pole 6-brush type rotating electrical machine having three each of the positive brush member and the negative brush member.
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。 The rotating electrical machine according to the present invention includes the brush device according to the above-described invention.
本発明による回転電機のブラシ装置によれば、接続導体による正極、負極の各ブラシ部材と正極、負極の各ターミナルプレートとの導通接続の取り回しが、ブラシホルダの径方向でなくて、ブラシホルダの周方向に延在する形態で行われることになる。このため、接続導体がブラシホルダの径方向に延出する場合に比してブラシ装置の径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。 According to the brush device of the rotating electrical machine according to the present invention, the connection of the conductive connection between the positive and negative brush members and the positive and negative terminal plates by the connecting conductor is not in the radial direction of the brush holder, but in the brush holder. It will be performed in a form extending in the circumferential direction. For this reason, the radial direction dimension of a brush apparatus can be shortened compared with the case where a connection conductor is extended to the radial direction of a brush holder. Thereby, a brush apparatus can be reduced in size.
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。 In addition, since the connecting portion of the connecting conductor to the positive terminal plate and the negative terminal plate is located between the brush holding portions adjacent in the circumferential direction, the brush holding portion functions as a member that electrically isolates the adjacent connecting conductor. In addition, the reliability of avoiding an electrical short circuit is improved.
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。 Hereinafter, an embodiment in which a brush device for a rotating electrical machine according to the present invention is applied to an electric motor will be described with reference to FIGS.
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。
FIG. 1 shows the overall configuration of a starter motor M according to the first embodiment. The starter motor M includes a motor housing (housing) 16 fixed to an engine (not shown) of the vehicle, and a
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。
The
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。
The
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。
A
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。
The
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。
The laminated
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
A
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、602mmから68mmの範囲内に設定されている。
The
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。
The
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。
The power feeding unit E has a terminal bolt 100. The terminal bolt 100 is inserted into the through
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。
At the center of the
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。
Details of the
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。
The six
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。
Here, the center C of the
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。
In the six
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。
The
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でとして構成されている。
A positive
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、外部接続用の正極ターミナルボルト100(図1参照)を挿入される貫通孔76を貫通形成されている。
As shown in FIGS. 5 and 7, the positive
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。
Stepped
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、外部接続用の負極ターミナルボルト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。
As shown well in FIGS. 5 and 8, the negative
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。
Stepped
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。
The height difference dimension Hp of the
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非接触状態の立体配置になっている。
As described above, the positive
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。
In the present embodiment, the
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。
As shown in FIG. 6, the step bent
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。
With the above-described configuration, the
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。
In the
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の頭部がなすベースプレート形状の導通接続部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。
The portion of the
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。
The
正極ブラシ部材50、52、54、負極ブラシ部材56、58、60の径方向延在面は、周方向に隣り合うブラシ部材の対向面であり、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の径方向に延在したブラシ外面である。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(対向面)を、符号50Aにより示している。
The radially extending surfaces of the positive
これにより、接続導体110、112、114、116、120による正極ブラシ部材50、52、54、負極ブラシ部材56、60と正極ターミナルプレート70、負極ターミナルプレート80との導通接続の取り回しは、周方向に隣接するブラシホルダ42間において、径方向外方へ張り出すことなく、ブラシホルダ42の周方向に延出する形態で行われる。
Thereby, the connection of the conductive connection between the positive
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。
The connecting
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。
The connecting
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、先端を正極ターミナルプレート70の貫通孔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にスポット溶接等によって導電接続されている。
Further, the
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。
The connecting
正極ターミナルプレート70の貫通孔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。
The positive terminal bolt 100 passed through the through
上述の如く、本実施形態のブラシ装置40によれば、接続導体118を除いて、接続導体110、112、114、116、120による正極ブラシ部材50、52、54、負極ブラシ部材56、60と正極ターミナルプレート70、負極ターミナルプレート80との導通接続の取り回しが、ブラシホルダ42の周方向に延出する形態で行われるため、接続導体がブラシホルダの径方向に延出する場合に比してブラシ装置40の径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。
As described above, according to the
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、電気的短絡回避の信頼性が向上する。
Moreover, the connecting portions of the connecting
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。
Although the
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。
Further, the
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。
In addition, since the positive
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。
The positive
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。
The
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。
In addition, the
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。 The brush device according to the present invention is not limited to a brush device for an electric motor, but can also be applied as a brush device for a current collector part of a generator or a brush device for a power supply / current collector part of a motor generator.
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
48A 面取り角部
48B 外壁部
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 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 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
DESCRIPTION OF
Claims (5)
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を有し、
前記接続導体の前記正極ブラシ部材に対する接続部が周方向に隣り合う正極ブラシ部材の対向面にあり、且つ当該接続導体の正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前記ブラシ保持部間にあり、
前記接続導体の前記負極ブラシ部材に対する接続部が周方向に隣り合う前記負極ブラシ部材の対向面にあり、且つ当該接続導体の前記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前記ブラシ保持部間にある回転電機のブラシ装置。 A brush holder made of an electrically insulating material having a plurality of brush holding portions arranged at a predetermined interval on one circumference;
A positive electrode brush member and a negative electrode brush member made of a conductor alternately disposed in each of the plurality of brush holding portions;
A positive electrode terminal plate and a negative electrode terminal plate made of a conductor provided in the brush holder;
The positive electrode brush member and the positive electrode terminal plate, the negative electrode brush member and the negative electrode terminal plate, each having a connection conductor for conducting connection,
The connection portion of the connection conductor to the positive brush member is on the opposite surface of the positive electrode brush member adjacent in the circumferential direction, and the connection portion of the connection conductor to the positive electrode terminal plate is between the brush holding portions adjacent in the circumferential direction. ,
The connection portion of the connection conductor with respect to the negative electrode brush member is on the opposing surface of the negative electrode brush member adjacent in the circumferential direction, and the connection portion of the connection conductor with respect to the negative electrode terminal plate is between the brush holding portions adjacent in the circumferential direction. The brush device of the rotating electrical machine in
前記接続導体と前記正極ターミナルプレートとの導通接続部と前記負極ターミナルプレートと前記接続導体との導通接続部は、前記ブラシホルダの中心と同心で、前記ブラシ保持部の円周配置と同一半径の円周上に配置されている請求項1に記載の回転電機のブラシ装置。 The plurality of brush holding portions are arranged on a circumference concentric with the center of the brush holder,
The conductive connection portion between the connection conductor and the positive electrode terminal plate and the conductive connection portion between the negative electrode terminal plate and the connection conductor are concentric with the center of the brush holder and have the same radius as the circumferential arrangement of the brush holding portion. The brush device for a rotating electrical machine according to claim 1, wherein the brush device is disposed on a circumference.
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に非接触の配置になっており、
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前記導通接続部は、前記ブラシホルダの中心軸線と直交する一つの仮想平面上に配置されている請求項1または請求項2に記載の回転電機のブラシ装置。 The positive electrode terminal plate and the negative electrode terminal plate are embedded in the brush holder in a form in which the conductive connection portion to which the connection conductor is connected is exposed to the outside,
The positive electrode terminal plate and the negative electrode terminal plate include a portion in which one of the positive electrode terminal plate and the negative electrode terminal plate intersects the other in the radial direction of the brush holder, and has a gap in the axial direction of the brush holder at the intersecting portion. It is an arrangement of
3. The brush device for a rotating electrical machine according to claim 1, wherein the conductive connection portion between the positive electrode terminal plate and the negative electrode terminal plate is disposed on one virtual plane orthogonal to a central axis of the brush holder. .
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JP2014039378A (en) * | 2012-08-13 | 2014-02-27 | Asmo Co Ltd | Wiper motor |
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