JP2010166786A - 回転電機のブラシ装置および回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】位置決め治具等を用いることなくリード線のブラシホルダに対する位置決め保持が行われ、リード線接続のスポット溶接の自動化を可能にし、生産性の向上を図ること。
【解決手段】ブラシホルダ４２に、接続導体１１０等を正極ターミナルプレート７０あるいは負極ターミナルプレート８０に溶接する位置に位置決め保持する位置決め保持部１５０を形成する。
【選択図】図４

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。

特開２００３−３２４９０８号公報 特開２００４−３０４９４６号公報

各ブラシ部材のリード線の先端部を、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する溶接作業においては、リード線をブラシホルダに対して位置決め保持し、リード線の先端部が正極あるいは負極のターミナルプレートに正しい位置姿勢をもって溶接されなくてはならず、さもないと、リード線の接続について、ばらつきがある製品が生産されることにより、性能、耐久性が安定しない。

従来のブラシ装置は、リード線をブラシホルダに対して位置決め保持する機能を備えておらず、この位置決め保持のためには、位置決め治具等を別途用意しなくてはならず、リード線接続のスポット溶接の自動化が成されていないのが現状である。

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モータ、発電機等の回転電機のブラシ装置において、位置決め治具等を用いることなくリード線のブラシホルダに対する位置決め保持が行われ、リード線接続のスポット溶接の自動化を可能にし、生産性の向上を図ることである。

本発明による回転電機のブラシ装置は、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に溶接によって導通接続され、前記ブラシホルダには、前記接続導体を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に溶接する所定位置に位置決め保持する位置決め保持部が形成されている。

本発明による回転電機のブラシ装置は、好ましくは、前記ブラシホルダはフランジ部を有していて、前記ブラシ保持部は前記フランジ部より前記ブラシホルダの軸線方向の突出形成された筒状をなしており、前記位置決め保持部は、前記ブラシ保持部の筒部外壁に隣接する位置に突出形成された突起部と前記ブラシ保持部の前記筒部外壁とにより構成され、前記筒部外壁が前記突起部に隣接する第１の部分と前記突起部との間に前記接続導体が嵌め込まれることにより、前記接続導体の横幅方向の位置決めを行って当該接続導体を保持する。

本発明による回転電機のブラシ装置は、好ましくは、前記ブラシ保持部の前記筒部外壁は、前記接続導体の先端を突き当てられることにより当該接続導体の長さ方向の位置決めを行う第２の部分を有する。

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および前記負極ターミナルプレートは、前記接続導体を溶接される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。

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の前記導通接続部は、前記ブラシホルダの中心と同心の円周上に配置されている請求項４に記載の回転電機のブラシ装置。、前記ブラシホルダはフランジ部を有していて、前記ブラシ保持部は前記フランジ部より前記ブラシホルダの軸線方向の突出形成された筒状をなしており、前記位置決め保持部は、前記ブラシ保持部の筒部外壁が前記突起部に隣接する第１の部分と前記突起部とにより構成され、前記筒部外壁の前記第１の部分と前記突起部との間に前記接続導体が嵌め込まれることにより、前記接続導体の横幅方向の位置決めを行って当該接続導体を保持する。

本発明による回転電機のブラシ装置は、好ましくは、前記接続導体は、予め、前記正極ブラシ部材あるいは前記負極ブラシ部材に導通接続されたものであり、前記位置決め保持部は、ブラシ部材付きの前記接続導体を位置決め保持する。

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、ブラシホルダに位置決め保持部が形成されているので、接続導体を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溶接する位置に位置決め保持することが、治具等の別の装置、機器を用いることなく、各ブラシ装置毎に精度よく行われるようになる。

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ブラシ接続導体仮止め状態の正面図。 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６のＸＩＩ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、ロータコア２６と、ディスクコンミテータ３２と、ロータコア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、ロータコア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に圧入されるロータコア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、ロータコア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、ロータコア２６は、２５個から３５個のティース部２７を有していれば良い。

積層形成されたロータコア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ロータコア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ロータコア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、ロータコア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、ロータコア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、合成樹脂の成形品であり、リアブラケット１４のボス部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、そのうちの４個のブラシ保持部４８の筒状外壁の一方（図４で見て時計廻り方向進み側）の面取り角部（第１の部分）４８Ａが、後述する接続導体１１０、１１４、１１６、１２０の位置決め保持部１５０、１５２、１５４、１５６の構成要素になっている。また、上述の４個のブラシ保持部４８より一つ時計廻り方向にある４個のブラシ保持部４８の筒状外壁の反時計廻り方向の外壁部（第２の部分）４８Ｂが、後述する接続導体１１０、１１４、１１６、１２０の突き当てストッパ部になっている。６個のブラシ保持部４８の筒状外壁の時計廻り方向進み側の径方向壁部分には、ブラシホルダ４２の軸線方向に長いスリット開口４８Ｃが形成されている。

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６、図８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（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７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。

脚片部８０Ｂ、８０Ｃの導通接続部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。

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。

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、周方向に隣接する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。

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が予め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、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の貫通孔７６に通されたターミナルボルト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。

つぎに、図２、図３、図４、図５を参照して、接続導体１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０の組み付けについて説明する。ブラシホルダ４２のフランジ部４６のブラシ保持部４８設置側、つまり、ディスクコンミテータ３２側のフランジ面には、各ブラシ保持部４８（実際には、正極ブラシ部材５０、５４のブラシ保持部４８と、負極ブラシ部材５６、５８のブラシ保持部４８）の面取り角部（筒部外壁の第１の部分）４８Ａに隣接する位置に、位置決め突起部１４０、１４２、１４４、１４６が突出成形されている。

位置決め突起部１４０、１４２、１４４、１４６は、各々隣接する面取り角部４８Ａとの間に、面取り角部４８Ａと協働して、接続導体１１０、１１４、１１６、１２０の横幅寸法に略同一の幅を有する凹溝状の位置決め保持部１５０、１５２、１５４、１５６を構成している。この位置決め保持部１５０、１５２、１５４、１５６は、接続導体１１０、１１４、１１６、１２０を正極ターミナルプレート７０、負極ターミナルプレート８０の導通接続部７２、７４、８２、８４に対して溶接する所定位置に位置決め保持するものである。

図４に示されているように、組み付け前においては、接続導体１１０、１１４は、一端に正極ブラシ部材５０、５４を、接続導体１１６、１２０は、一端に負極ブラシ部材５６、６０を予め導通接続されて同一長さを有する直線状をなしている。接続導体１１０は位置決め保持部１５０の位置決め突起部１４０と面取り角部４８Ａとに間に、接続導体１１４は位置決め保持部１５２の位置決め突起部１４２と面取り角部４８Ａとの間に、接続導体１１６は位置決め保持部１５４の位置決め突起部１４４と面取り角部４８Ａとの間に、接続導体１２０は位置決め保持部１５６の位置決め突起部１４６と面取り角部４８Ａとの間に、各々嵌め込まれている。

この嵌め込みによって、ブラシホルダ４２に対して各接続導体１１０、１１４、１１６、１２０の横幅方向の位置決めが行われ、接続導体１１０、１１４、１１６、１２０の各々がブラシホルダ４２に仮止め保持される。

この仮止め保持の際に、接続導体１１０、１１４、１１６、１２０の各々の先端を、各位置決め保持部１５０、１５２、１５４、１５６に対して、図４で見て時計廻り方向に隣接する他のブラシ保持部４８の外壁部４８Ｂ（筒部外壁の第２の部分）に、突き当てることにより、ブラシホルダ４２に対して各接続導体１１０、１１４、１１６、１２０の長さ方向の位置決めが行われる。これにより、接続導体１１０の先端部が導通接続部７２を、接続導体１１４の先端部が導通接続部７４を、接続導体１１６の先端部が導通接続部８２を、接続導体１２０の先端部が導通接続部８４を、各々横切って延在するようになる。

このようにして、接続導体１１０、１１４、１１６、１２０を、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に溶接する位置に位置決め保持することが行われる。

接続導体１１０、１１４、１１６、１２０の導通接続部７２、７４、８２、８４に対するスポット溶接は、上述の如く接続導体１１０、１１４、１１６、１２０を仮止め保持したブラシホルダ４２を回転インディクスマシン上に載せ、インディクス操作によってブラシホルダ４２を中心Ｃ周りに分割回転させて導通接続部７２、７４、８２、８４を順次スポット溶接位置に位置させることにより行うことができる。

この場合、導通接続部７２、７４、８２、８４が、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ているので、スポット溶接ガンのショット距離が、各導通接続部７２、７４、８２、８４において同一になる。このことにより、スポット溶接のショット距離制御が容易になる。

しかも、導通接続部７２、７４、８２、８４が複数個のブラシ保持部４８の配置と同心、つまり、ブラシホルダ４２の中心Ｃと同心の円周上に配置されているので、ブラシホルダ４２を中心Ｃ周りに分割回転させるだけで、スポット溶接ガンを平面移動させることなく、導通接続部７２、７４、８２、８４と接続導体１１０、１１４、１１６、１２０とのスポット溶接を行うことができる。

負極ターミナルプレート８０の中央部８０Ａには、図５、図６に示されているように、接続導体１１８の位置出しのための目印線１５８がエンボス加工等によって刻印されている。接続導体１１８のスポット溶接に際しては、図４に示されているように、目印線１５８に合わせて接続導体１１８を中央部８０Ａ上に載せて接続導体１１８の位置決めを行い、接続導体１１８を中央部８０Ａにスポット溶接すればよい。

図５、図６に示されているように、負極ターミナルプレート８０の中央部８０Ａには、接続導体１１８の位置出しのための目印線１５８が、ブラシ保持部４８のスリット開口４８Ｃが形成された壁面と平行に、エンボス加工等によって刻印されている。接続導体１１８は、ブラシ保持部４８のスリット開口４８Ｃが形成された壁面に沿って案内され、負極ターミナルプレート８０の中央部８０Ａに刻印された目印線１５８の間に配置される。すなわち、作業者は、治具などを用いることなく、目印線１５８の間に接続導体１１８を配置することができ、容易にスポット溶接を行うことができる。

なお、接続導体１１２は、先端をブラシホルダ４２の外壁部４８Ｂに突き当ててターミナルボルト１００の導通接続部１０２にスポット溶接すればよい。接続導体１１２は、ブラシホルダ４２の外壁部４８Ｂに沿って配置されるターミナルボルト１００の導通接続部１０２に、予めスポット溶接されている。

上述したように、各接続導体１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０のスポット溶接が完了した後、接続導体１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０を位置決め保持部１５０、１５２、１５４、１５６より抜き出す。そして、接続導体１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０を対応するブラシ保持部４８のスリット開口４８Ｃに通し、正極ブラシ部材５０、５２、５４、負極ブラシ部材５６、５８、６０を、対応するブラシ保持部４８に嵌め込む。これにより、接続導体１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０は、Ｓ形状（図３参照）に滑らかに湾曲する。

これにより、接続導体１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０がブラシホルダ４２の軸線方向に変形し易くなり、正極ブラシ部材５０、５２、５４、負極ブラシ部材５６、５８、６０の軸線方向の動きが良好になり、正極ブラシ部材５０、５２、５４、負極ブラシ部材５６、５８、６０のディスクコンミテータ３２に対する導電接触性がよくなる。また、振動に対する接続導体１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０の耐断線性が改善される。

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 モータハウジング
１８ 永久磁石
２４ 回転子軸
２６ ロータコア
２８ コイル
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
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
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
１０２ 導通接続部
１０４ ボルト
１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０ 接続導体
１３０、１３２ 交差部分
１４０、１４２、１４４ 位置決め突起部
１５０、１５２、１５４、１５６ 位置決め保持部

Claims (8)

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に溶接によって導通接続され、
   前記ブラシホルダには、前記接続導体を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に溶接する所定位置に位置決め保持する位置決め保持部が形成されている回転電機のブラシ装置。
2. 前記ブラシホルダはフランジ部を有していて、前記ブラシ保持部は前記フランジ部より前記ブラシホルダの軸線方向の突出形成された筒状をなしており、
   前記位置決め保持部は、前記ブラシ保持部の筒部外壁に隣接する位置に突出形成された突起部と前記ブラシ保持部の前記筒部外壁とにより構成され、前記筒部外壁が前記突起部に隣接する第１の部分と前記突起部との間に前記接続導体が嵌め込まれることにより、前記接続導体の横幅方向の位置決めを行って当該接続導体を保持する請求項１に記載の回転電機のブラシ装置。
3. 前記ブラシ保持部の前記筒部外壁は、前記接続導体の先端を突き当てられることにより当該接続導体の長さ方向の位置決めを行う第２の部分を有する請求項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、前記接続導体を溶接される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と同心の円周上に配置されている請求項４に記載の回転電機のブラシ装置。
6. 前記接続導体は、予め、前記正極ブラシ部材あるいは前記負極ブラシ部材に導通接続されたものであり、
   前記位置決め保持部は、ブラシ付きの前記接続導体を位置決め保持する請求項１から５のいずれか一項に記載の回転電機のブラシ装置。
7. 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６のいずれか一項に記載の回転電機のブラシ装置。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載のブラシ装置を有する回転電機。

Images