JP2018042463A - 電動モータ - Google Patents

Abstract

【課題】４極以上の多極化を図った場合であっても、組付性を低下させることなく所望のブラシ配置を行うことができる電動モータを提供する。【解決手段】ブラシホルダステー３３は、コンミテータ２３を回転軸方向Ｏ１に沿って挿通可能な開口部を有し、ブラシホルダ４１は、回転軸方向Ｏ１に沿って延在するとともに、径方向の内側に向けて付勢された板ばね状とされ、その基端部がブラシホルダステー３３に回転軸３周りの周方向に間隔をあけて支持され、先端部にブラシ３１が保持されていることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、電動モータに関するものである。

従来から、自動車用のワイパモータとして、回転速度を切り替えることができる３ブラシ式の電動モータが用いられることがある。この種の電動モータは、有底筒状のヨークの内周面に複数のマグネットを周方向に間隔をあけて配置し、これらマグネットの内側にアーマチュアが回転可能に配置されたものである。

アーマチュアは、回転軸に外嵌固定されたアーマチュアコアと、アーマチュアコアに巻装されたアーマチュアコイルと、アーマチュアコアと隣接するように回転軸に外嵌固定されたコンミテータと、を備えている。
コンミテータは、複数のセグメントが互いに絶縁された状態で周方向に配設されたものであって、これらセグメントにそれぞれアーマチュアコイルの端末部が接続されている。また、各セグメントには複数のブラシが周方向に間隔をあけて摺接しており、これらブラシを介して各アーマチュアコイルに給電される。

各ブラシは、低速用ブラシ及び高速用ブラシと、これらブラシに共通して用いられる共通ブラシと、で構成され、それぞれブラシホルダを介してブラシホルダステーに保持されている。また、低速用ブラシと共通ブラシは、電気角（機械角×極対数）で１８０度離れた位置に配置されるとともに、高速用ブラシは低速用ブラシに対し、周方向に所定角度離間して配置される。そして、低速用ブラシと高速用ブラシへの通電を選択的に切り替えることにより、電動モータの速度を切替可能にしている。

ここで、下記特許文献１には、磁極数が２極、かつブラシが３つの２極−３ブラシ構造の電動モータにおいて、ブラシホルダを板ばね状に形成した、いわゆるハンマーブラシの構成が開示されている。具体的に、特許文献１に示されたハンマーブラシは、主壁部及び主壁部の両端部から延出する一対の側壁部を有するＵ字状のブラシホルダステーと、周方向に沿って延在するとともに、径方向の内側に向けて付勢された複数のブラシホルダと、各ブラシホルダの先端部において径方向の内側に向けて突出するように固定されたブラシと、を備えている。

各ブラシホルダは、基端部がブラシホルダステーの主壁部上に周方向に間隔をあけて支持され、先端部に向かうに従い径方向の内側に向けて傾斜している。そして、特許文献１の電動モータでは、低速用ブラシ及び共通ブラシが機械角で１８０°離れた位置からコンミテータに摺接し、高速用ブラシが低速用ブラシに対して所定角度離間した位置からコンミテータに摺接している。

上述したハンマーブラシをアーマチュアに組み付ける場合には、まず治具等によって各ブラシホルダを付勢力に抗する方向に向けて押圧することで、各ブラシ間の間隔を押し広げる（開放工程）。次に、ブラシホルダステーの開口部（側壁部間の隙間）とコンミテータとを径方向に対向させた状態で、ブラシホルダステーをコンミテータに向けて径方向に接近させる（組付工程）。これにより、コンミテータがブラシホルダステーの内側に差し込まれ、各ブラシ間にコンミテータが配置される。その後、ブラシホルダの押圧を解除することで、各ブラシホルダが復元して、各ブラシホルダのブラシがセグメントに接触した状態で保持される。

特許第４３３５４６２号公報

ところで、近時では、ワイパモータの小型・高性能化を図るために磁極数を４極（極対数が２）に多極化する場合がある（４極−３ブラシ構造）。

ここで、上述したハンマーブラシを４極−３ブラシ構造に採用する場合には、ブラシホルダステーとアーマチュアとの組み付けが困難になる。すなわち、特許文献１のような２極−３ブラシ構造の場合は、上述したように低速用ブラシと共通ブラシの機械角が１８０°に設定されるため、例えばブラシホルダステーの組付方向に沿う手前側（主壁部側）から高速用ブラシをコンミテータに接触させ、組付方向に直交する方向（側壁部側）から低速用ブラシ及び共通ブラシをコンミテータに接触させることができる。

これに対して、４極−３ブラシ構造の場合には、低速用ブラシ及び共通ブラシを、機械角で９０度離れた位置に配置し、高速用ブラシを低速用ブラシに対し、周方向に所定角度離間して配置する必要がある。そのため、上述した特許文献１と同様の方法によりブラシホルダステーをコンミテータに組み付けるためには、例えば組付方向の手前側に低速用ブラシ及び共通ブラシを配置する一方、組付方向の奥側（ブラシホルダステーの開口部側）から高速用ブラシを回り込ませる必要がある。
したがって、組付性が悪く、所望の位置にブラシを高精度に配置することが困難である。

そこで、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、４極以上の多極化を図った場合であっても、組付性を低下させることなく所望のブラシ配置を行うことができる電動モータを提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明に係る電動モータは、筒部を有するヨークと、前記筒部の内周面に配置され、磁極数が４極以上のマグネットと、回転軸に取り付けられるとともに、前記ヨークの内側で回転可能とされたアーマチュアと、前記回転軸に取り付けられ、複数のセグメントを有するコンミテータと、前記セグメントに摺接して給電を行う複数のブラシと、前記ブラシを各別に保持するブラシホルダと、前記ブラシホルダを支持するブラシホルダステーと、を備えた電動モータにおいて、前記ブラシホルダステーは、前記コンミテータを前記回転軸の軸方向に沿って挿通可能な開口部を有し、前記セグメントのうち、同電位となる前記セグメント同士を接続線で短絡し、前記ブラシは、低速用ブラシ及び高速用ブラシと、前記低速用ブラシ及び前記高速用ブラシに共通して用いられる共通ブラシと、を備え、前記低速用ブラシ及び前記共通ブラシは、電気角で周方向に１８０°間隔をあけて配置され、前記高速用ブラシは、周方向に沿う前記低速用ブラシ及び前記共通ブラシ間の第１領域に対して、前記回転軸を間に挟んで径方向で対向した第２領域内に配置され、前記ブラシに電気的に接続される複数のターミナルを有するとともに、外部に接続するためのコネクタ部が、ブリッジ部を介して前記ブラシホルダステーと一体で形成され、前記高速用ブラシと前記コネクタ部との間の距離が、前記低速用ブラシ及び前記共通ブラシと前記コネクタ部との間の距離に比べて短く、前記ブラシホルダステーにおける前記低速用ブラシと前記高速用ブラシとの間に、前記低速用ブラシに接続される雑防素子が配設され、前記ブリッジ部に前記高速用ブラシに接続される雑防素子が配設されていることを特徴とする。

本発明に係る電動モータは、前記雑防素子の長手方向が前記ブラシホルダステー及び前記ブリッジ部の面内方向に沿うように、前記雑防素子が配設されていてもよい。
本発明に係る電動モータは、前記ブラシホルダステー及び前記ブリッジ部が、同一面上に形成されていてもよい。
本発明に係る電動モータは、前記コネクタ部は、前記ブラシホルダステー及び前記ブリッジ部と同一面上を延在するコネクタベース部と、前記コネクタベース部から立設された隔壁部と、を備えていてもよい。

また、本発明に係る電動モータは、前記高速用ブラシは、前記低速用ブラシ及び前記共通ブラシに対して周方向の幅が狭くなっていてもよい。
この構成によれば、高速用ブラシが、他のブラシに比べて周方向の幅が狭くなっているため、例えば低速用ブラシ及び高速用ブラシがそれぞれ周方向で隣接する２つのセグメントに跨って接触している状態（短絡状態）になるのを抑制できる。これにより、整流性を向上させることができる。

また、本発明に係る電動モータは、前記回転軸に連結されたウォーム、及び出力軸が固定されるとともに、前記ウォームに噛合して、前記回転軸の回転を減速して前記出力軸から出力するウォームホイールを有する減速機構と、前記減速機構及び前記ブラシホルダステーを収納するギヤハウジングと、を備え、前記ブラシホルダステーには、前記ギヤハウジングに対して軸方向の位置決めを行う位置決め部が形成されていてもよい。
この構成によれば、ブラシホルダステーとギヤハウジングとを、位置決め部を介して軸方向に位置決めできるため、ブラシホルダステーをギヤハウジングに組み付けた後、上述したようにブラシホルダステーにアーマチュアを組み付けることで、ギヤハウジングに対するアーマチュアの軸方向の位置決めを行うことができる。これにより、組付性の更なる向上を図ることができる。

また、本発明に係る電動モータは、前記コネクタ部には、一部が前記コネクタ部に埋設されるコンタクトプレートが設けられ、前記コンタクトプレートは、前記ウォームホイールに配設されたリレープレートに摺接していてもよい。

本発明によれば、４極以上の多極化を図った場合であっても、組付性を低下させることなく所望のブラシ配置を行うことができる。

実施形態におけるワイパモータの斜視図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 ワイパモータの分解斜視図である。 ホルダユニットを回転軸方向に沿う他端側から見た平面図である。 ホルダユニットの側面図である。 ヨーク、ギヤハウジング、及びホルダユニットの分解斜視図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 実施形態の他の構成を示すホルダユニットを回転軸方向に沿う他端側から見た平面図である。 実施形態の他の構成を示すワイパモータの斜視図である。 実施形態の他の構成を示すワイパモータの斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［ワイパモータ］
図１は実施形態におけるワイパモータ１の斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
図１、図２に示すように、本実施形態のワイパモータ１は、例えば図示しない車両のフロントウィンドウを払拭する図示しないフロントワイパを駆動させるものである。具体的に、ワイパモータ１は、電動モータ２と、電動モータ２の回転軸３（図２参照）に連結された減速機構４（図２参照）と、この減速機構４や電動モータ２の一部を収容するギヤハウジング５と、を備え、電動モータ２の駆動力を減速機構４で減速した後、後述する出力軸９５を介してフロントワイパに伝達するように構成されている。なお、以下の説明では、回転軸３の軸線方向を回転軸方向Ｏ１といい、出力軸９５の軸線方向を出力軸方向Ｏ２という場合がある。

＜電動モータ＞
図３はワイパモータ１の分解斜視図である。
図２、図３に示すように、電動モータ２は、有底筒状のヨーク７と、ヨーク７内に回転可能に設けられたアーマチュア６と、を有している。

ヨーク７のうち、筒部１１の内周面には、複数（例えば、４つ）のマグネット１２が回転軸３周りの周方向に沿って配設されている。
一方、ヨーク７の底壁（エンド部）１５のうち、径方向の中央には、回転軸方向Ｏ１の外側に向かって突出するボス部１３が形成され、このボス部１３内に回転軸３の一端部（回転軸方向Ｏ１に沿うアーマチュア６側）を軸支するための軸受け１４（図２参照）が設けられている。なお、筒部１１の開口縁には、回転軸方向Ｏ１の一端側に向けて窪む凹部１６が周方向に間隔をあけて複数形成されている。

アーマチュア６は、回転軸３に外嵌固定されたアーマチュアコア２１と、アーマチュアコア２１に巻装されたアーマチュアコイル２２と、回転軸方向Ｏ１に沿うアーマチュアコア２１に対して他端側（回転軸方向Ｏに沿うアーマチュア６とは反対側）に配置されたコンミテータ２３と、を備えている。
アーマチュアコア２１は、プレス加工等によって打ち抜かれた磁性材料の板材を回転軸方向Ｏ１に積層したものであって、アーマチュアコイル２２が巻装される複数のティース２１ａが放射状に形成されている。

コンミテータ２３は、回転軸３に外嵌固定されるとともに、その外周面には導電材で形成されたセグメント２４が複数枚取り付けられている。セグメント２４は回転軸方向Ｏ１に長い板状の金属片からなり、互いに絶縁された状態で周方向に沿って等間隔に並列に固定されている。

各セグメント２４において、回転軸方向Ｏ１に沿う一端部には、径方向の外側に折り返す形で折り曲げられたライザ２５が一体成形されている。ライザ２５には、アーマチュアコイル２２の端末部が掛け回わされ、ヒュージングなどにより固定されている。これにより、セグメント２４と、これに対応するアーマチュアコイル２２と、が導通される。
また、同電位となるセグメント２４にそれぞれ対応するライザ２５には、接続線（不図示）が掛け回され、この接続線がヒュージングによりライザ２５に固定されている。接続線は、同電位となるセグメント２４同士を短絡するためのものであって、コンミテータ２３とアーマチュアコア２１との間に引き回されている。

そして、図３に示すように、コンミテータ２３のセグメント２４には、ブラシ３１が摺接している。ブラシ３１はセグメント２４に摺接することにより、セグメント２４を介してアーマチュアコイル２２に電流を供給するようになっている。ブラシ３１は、後述するブラシホルダ４１を介してホルダユニット３２に保持されている。

＜ホルダユニット＞
図４はホルダユニット３２を回転軸方向Ｏ１に沿う他端側から見た平面図であり、図５はホルダユニット３２の側面図である。
図３〜図５に示すように、ホルダユニット３２は、電動モータ２と回転軸方向Ｏ１で重なる位置に配設されたブラシホルダステー３３と、ブラシホルダステー３３に対して径方向で隣接配置されたコネクタ部３４と、これらブラシホルダステー３３及びコネクタ部３４間を径方向で架け渡すブリッジ部３５と、が樹脂材料等により一体的に形成されたものである。

ブラシホルダステー３３は、環状のホルダベース部３６を備え、ホルダベース部３６の外周縁には回転軸方向Ｏ１の一端側に向けて位置決め部３７が突設されている。位置決め部３７は、アーマチュアコア２１に近接する位置まで延在しており、その先端部が径方向の外側に屈曲している。そして、位置決め部３７の先端部は、後述するフレーム部６１に係合しており、これによりフレーム部６１対するホルダユニット３２の回転軸方向Ｏ１に沿う位置決めが行われている。なお、ホルダベース部３６の内径は、コンミテータ２３を挿入可能な大きさに設定されており、ホルダベース部３６の内側にコンミテータ２３が挿通されている。

ホルダベース部３６において、回転軸方向Ｏ１に沿う他端側に位置する面（以下、単に実装面という）には、周方向３箇所にブラシホルダ４１が固定されている。ブラシホルダ４１は、導電性を有する材料からなり、回転軸方向Ｏ１に沿って延在する板バネ状とされ、径方向の内側に向けて付勢されている。具体的に、ブラシホルダ４１は、その基端部が爪部（不図示）を介してホルダベース部３６に固定され、先端部に向かうに従い径方向の内側に向けて傾斜している。そして、ブラシホルダ４１の先端部には、ブラシ３１が径方向の内側に向けて突出するようにそれぞれ設けられている。

各ブラシ３１は、径方向の内側に向かうに従い回転軸方向Ｏ１の幅が漸次先細る側面視で三角形状とされ、基端部（径方向の外側端部）がブラシホルダ４１の先端部に嵌合され、先端部（径方向の内側端部）がコンミテータ２３のセグメント２４に摺接している。これにより、バッテリ（不図示）からの電力を、ブラシ３１を介してコンミテータ２３に給電できるようになっている。

ここで、ブラシ３１は、陽極側に接続された低速用ブラシ３１ａ、及び高速用ブラシ３１ｂと、陰極側に接続されるとともに、低速用ブラシ３１ａ及び高速用ブラシ３１ｂに共通使用される共通ブラシ３１ｃと、を備えている。
低速用ブラシ３１ａは、低速用ブラシ３１ａと共通ブラシ３１ｃとの間に電圧が印加されることで、フロントワイパを低速駆動する際に用いられるブラシ３１である。また、高速用ブラシ３１ｂは、高速用ブラシ３１ｂと共通ブラシ３１ｃとの間に電圧が印加されることで、フロントワイパを高速駆動する際に用いられるブラシ３１である。なお、高速用ブラシ３１ｂの先端部は、他のブラシ３１ａ，３１ｃに比べて周方向の幅が狭くなっている（図４中のＤ１＞Ｄ２）。

また、図４に示すように、低速用ブラシ３１ａと共通ブラシ３１ｃは、互いに電気角で１８０°、すなわち機械角（回転軸３を中心として各ブラシ３１ａ，３１ｃがなす中心角のうち、狭い方の角度（劣角側））で９０°あけて配設されている。一方、高速用ブラシ３１ｂは、回転軸３を中心として各ブラシ３１ａ，３１ｃがなす中心角のうち、広い方の角度（優角）側に、低速用ブラシ３１ａに対して周方向に所定角度離間して配置されている。

この場合、ホルダベース部３６において、低速用ブラシ３１ａ及び共通ブラシ３１ｃはコンミテータ２３（回転軸方向Ｏ１）に対してコネクタ部３４の反対側に配置され、高速用ブラシ３１ｂはコンミテータ２３（回転軸方向Ｏ１）に対してコネクタ部３４側に配置されている。したがって、高速用ブラシ３１ｂとコネクタ部３４との間の距離が、低速用ブラシ３１ａ及び共通ブラシ３１ｃとコネクタ部３４との間に距離に比べて短くなっている。

また、図４の例において、高速用ブラシ３１ｂは、周方向で低速用ブラシ３１ａ及び共通ブラシ３１ｃ間の劣角領域（第１領域）Ｅ１に対して、径方向で対向した線対称領域（第２領域）Ｅ２に配置されている。
この構成によれば、低速用ブラシ３１ａ及び共通ブラシ３１ｃと、高速用ブラシ３１ｂと、を径方向で対向する領域（劣角領域Ｅ１及び線対称領域Ｅ２）にそれぞれ配置することで、高速用ブラシ３１ｂを劣角領域Ｅ１内に配置する構成に比べて、セグメント２４に対する各ブラシ３１ａ〜３１ｃの接触圧を周方向に亘って均等に付与することができる。これにより、回転軸３の軸ずれを抑制して、モータ作動音を低減することができる。

そして、低速用ブラシ３１ａ及び高速用ブラシ３１ｂに対応するブラシホルダ４１には、ジャンパ線４２，４３の一端部が接続されている。ジャンパ線４２，４３の他端部は、後述するパワーターミナル５５に接続されている。
また、共通ブラシ３１ｃに対応するブラシホルダ４１には、サーキットブレーカ４４が接続されており、このサーキットブレーカ４４にはジャンパ線４５の一端部が接続されている。ジャンパ線４５の他端部は、後述する一のコンタクトプレート５６に接続されている。なお、サーキットブレーカ４４は、ホルダベース部３６の実装面上において、共通ブラシ３１ｃ及び高速用ブラシ３１ｂの間に位置する部分に固定されている。

ブリッジ部３５は、回転軸方向Ｏ１を厚さ方向とする板状とされ、上述したホルダベース部３６における周方向の一部から径方向の外側に向けて延在している。ブリッジ部３５実装面には、上述したジャンパ線４２，４３，４５がコネクタ部３４に向けて配索されている。

図４、図５に示すように、コネクタ部３４は、ブラシホルダステー３３及びブリッジ部３５と同一面上を延在するコネクタベース部５１と、コネクタベース部５１から回転軸方向Ｏ１に沿う一端側に向けて立設されたコネクタ受部５２（図５参照）と、コネクタベース部５１から回転軸方向Ｏ１に沿う他端側に向けて立設された隔壁部５３と、を備えている。

コネクタベース部５１には、給電用のパワーターミナル５５、及びセンサ用のコンタクトプレート５６がインサート成形等によって複数本ずつ埋設されている。なお、図４の例では、パワーターミナル５５が２本、コンタクトプレート５６が３本埋設されており、コネクタベース部５１上において互いに間隔をあけて配列されている。

パワーターミナル５５は、回転軸方向Ｏ１に沿って延在する板状とされ、コネクタベース部５１を貫通している。パワーターミナル５５は、一端部がコネクタ受部５２内に向けて突出してコネクタ端子として機能しており、他端部がコネクタベース部５１の実装面側に露出している。なお、各パワーターミナル５５の他端部には、低速用ブラシ３１ａ及び高速用ブラシ３１ｂから引き回された上述したジャンパ線４２，４３が各別に接続されている。
コンタクトプレート５６は、パワーターミナル５５と同様に回転軸方向Ｏ１に沿って延在する板状とされ、コネクタベース部５１を貫通している。コンタクトプレート５６は、一端部がコネクタ受部５２内に向けて突出してコネクタ端子として機能しており、他端部がクランク状に屈曲しながら回転軸方向Ｏ１に沿う他端側に向けて延在している。コンタクトプレート５６の他端部には、後述するリレープレート１０３に摺接する接点部５７が形成されている。なお、コンタクトプレート５６のうち、一のコンタクトプレート５６には、実装面側において共通ブラシ３１ｃから引き回された上述したジャンパ線４５が接続されている。

＜ギヤハウジング＞
図６は、ヨーク７、ギヤハウジング５及びホルダユニット３２の分解斜視図である。
図２、図６に示すように、ギヤハウジング５は、底壁部６３及び周壁部６４を有する有底筒状に形成されたアルミダイキャスト製のフレーム部６１と、フレーム部６１の開口部６１ａを閉塞する樹脂製のボトムプレート６２と、を備えている。
フレーム部６１の内部は、減速機構４を収納する減速機構収納部６５と、周壁部６４の一部から連設されて上述したホルダユニット３２を収納するホルダユニット収納部６６と、に画成されている。

図６に示すように、まずホルダユニット収納部６６は、回転軸方向Ｏ１に沿う一端側に向けて開放された有底筒状の第１受入部７１を備えている。第１受入部７１は、内径が上述したブラシホルダステー３３を受入可能な大きさに形成されており、その内部にブラシホルダステー３３、及びコンミテータ２３が収納されるようになっている。

第１受入部７１の開口縁には、上述したブラシホルダステー３３のうち、位置決め部３７の先端部が係合される位置決め凹部７２が形成されている。また、第１受入部７１のうち、位置決め凹部７２よりも回転軸方向Ｏ１の他端側に位置する部分には、径方向の外側に向けて突出する位置決め凸部７４が形成されている。この位置決め凸部７４は、上述したヨーク７の凹部１６に係合して、ギヤハウジング５に対するヨーク７の位置決めを行うものである。
第１受入部７１の底部には、回転軸３が挿通される挿通孔７３が形成され、この挿通孔７３を介して第１受入部７１と減速機構収納部６５とが連通している。

図７は図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
図６、図７に示すように、第１受入部７１には、ホルダユニット３２のコネクタ部３４及びブリッジ部３５を受け入れる第２受入部７５が径方向の外側に向けて連設されている。第２受入部７５は、回転軸方向Ｏ１に開放された角筒状とされ、上述したホルダユニット３２のコネクタ部３４及びブリッジ部３５を受入可能な大きさに形成されている。
第２受入部７５には、減速機構収納部６５内に連通する連通孔７６が形成され、この連通孔７６を通してコンタクトプレート５６の他端部が減速機構収納部６５内に臨むように配置されている。また、第２受入部７５は、切欠き部７７を通して第１受入部７１内に連通している。切欠き部７７内には、ホルダユニット３２のブリッジ部３５のうち、ブラシホルダステー３３側の端部が収容されている。

図７に示すように、減速機構収納部６５のうち、底壁部６３の中央部には、底壁部６３を貫通する貫通孔８１が形成されている。この貫通孔８１は、後述する出力軸９５が挿通されるものであり、貫通孔８１の内周縁には筒状のスリーブ８２が出力軸方向Ｏ２の外側に向けて立設されている。スリーブ８２の基端部には、先端に向かうに従い内径が段々と縮径する縮径部８４が形成されている。また、スリーブ８２内には、縮径部８４を含むスリーブ８２の全体に亘って含油メタル等からなる筒状のブッシュ８３が内装されている。なお、スリーブ８２内において、縮径部８４とブッシュ８３との間には隙間が形成されている。
また、減速機構収納部６５のうち、周壁部６４には、周壁部６４の外側に向けて突出する係止爪８５が周壁部６４の周方向に間隔をあけて形成されている。

ボトムプレート６２は、フレーム部６１の開口部６１ａの形状に倣って形成された板状とされ、フレーム部６１の開口部６１ａを覆っている。ボトムプレート６２の外周縁には、フレーム部６１に向けて突出する取付片８７がボトムプレート６２の周方向に沿って間隔をあけて複数形成されている。これら取付片８７には、上述したフレーム部６１の係止爪８５が係止される係止孔８７ａが形成されている。

＜減速機構＞
図２、図７に示すように、減速機構４は、電動モータ２の回転軸３に連結されたウォーム９１と、ウォーム９１に噛合するウォームホイール９２と、を備えている。
ウォーム９１は、回転軸方向Ｏ１に沿う一端部が減速機構収納部６５内において回転軸３に連結され、他端部が図示しない軸受けにより減速機構収納部６５内において回転可能に支持されている。また、ウォーム９１のうち回転軸３との連結部分（回転軸３の他端部）は、フレーム部６１に配設された転がり軸受９３（図２参照）に回転可能に支持されている。

図３、図７に示すように、ウォームホイール９２は、上述したように減速機構収納部６５内に収納されており、上述したウォーム９１の回転に伴い回転するように構成されている。ウォームホイール９２の中央部（ハブ部）には、出力軸方向Ｏ２に沿うボトムプレート６２側に向けて突出するボス部９４が形成されている。このボス部９４には、出力軸９５における出力軸方向Ｏ２の一端部がフレーム部６１側から圧入されている。
この場合、出力軸９５における出力軸方向Ｏ２の他端部は、フレーム部６１のスリーブ８２を通してフレーム部６１の外部に突出しており、この突出部分に図示しないフロントワイパを駆動するための外部機構が連結される。また、出力軸９５は、スリーブ８２内において、上述したすべり軸受け８３に回転可能に支持されている。

＜リレーユニット＞
ここで、ウォームホイール９２のうち、出力軸方向Ｏ２に沿う一端側（フレーム部６１側）に位置する面には、リレーユニット１０１が配設されている。リレーユニット１０１は、樹脂等の絶縁材料からなるインシュレータプレート１０２と、インシュレータプレート１０２上に配設されたリレープレート１０３と、を備えている。
インシュレータプレート１０２は、出力軸９５が遊挿される開口部を有する環状とされ、ウォームホイール９２のうち、出力軸方向Ｏ２に沿う一端側に位置する面上に載置されている。インシュレータプレート１０２の内周縁には、上述したスリーブ８２の縮径部内に挿入される挿入筒部１０５が形成されている。

挿入筒部１０５は、スリーブ８２の縮径部８４の内面形状に倣って先端部に向かうに従い段々と縮径された段付き形状とされている。挿入筒部１０５は、外周面が縮径部８４の内面に近接または当接することで、リレーユニット１０１の出力軸方向Ｏ２及び径方向の位置決めが行われている。なお、挿入筒部１０５は、スリーブ８２（縮径部８４）とすべり軸受け８３との間の隙間に配置されている。

また、図３に示すように、インシュレータプレート１０２の外周縁のうち、出力軸９５周りの周方向の一部には、ウォームホイール９２に向けて突出するリレー側係合部１０７が形成されている。
また、上述したウォームホイール９２において、出力軸９５周りの周方向で上述したリレー側係合部１０７に対向する位置には、リレー側係合部１０７に係合可能なウォーム側係合部１０８が形成されている。ウォーム側係合部１０８は、リレー側係合部１０７に対してウォームホイール９２の回転方向の図中手前側に配設され、ウォームホイール９２の順方向への回転時にはリレー側係合部１０７に係合（当接）する。なお、ウォームホイール９２の両面には、中央部から放射状、及びボス部９４と同心円状に延在する複数のリブ９６が形成されおり、上述したリレー側係合部１０７は、上述したウォーム側係合部１０８とリブ９６との間に間隔をあけた状態で配置されている。

そして、リレーユニット１０１は、電動モータ２の回転に伴い、ウォームホイール９２が回転することで、リレー側係合部１０７とウォーム側係合部１０８とが係合してウォームホイール９２と一体で回転するようになっている。
一方、フロントワイパに外力等が作用して、ウォームホイール９２が逆転しようとした場合には、ウォーム側係合部１０８がリレー側係合部１０７から離間して、両者の係合が解除されることで、ウォームホイール９２に対してリレーユニット１０１が回転しないようになっている。すなわち、リレー側係合部１０７とウォーム側係合部１０８とは、ウォームホイール９２及びリレーユニット１０１間において、チャタリング防止の一方向クラッチ機構を構成している。

図３に示すように、リレープレート１０３は、導電性を有する材料からなり、挿入筒部１０５を取り囲むようにインシュレータプレート１０２上に設置されている。具体的に、リレープレート１０３は、インシュレータプレート１０２の内周側から外周側にかけて３つの接触領域１１１〜１１３を有している。各接触領域１１１〜１１３は、環状の第１接触領域１１１と、第１接触領域１１１の内周側に連設されたＣ字状の第２接触領域１１２と、第１接触領域１１１から外周側に突出した第３接触領域１１３と、を備えている。したがって、第２接触領域１１２に対して周方向で並ぶ部分、及び第３接触領域１１３に対して周方向で並ぶ部分は、インシュレータプレート１０２が露出した非導電部となっている。

リレーユニット１０１における各接触領域１１１〜１１３、及び非導電部上には、上述したコンタクトプレート５６の接点部５７が摺接するようになっている。この場合、ウォームホイール９２（出力軸９５）の回転に伴って、コンタクトプレート５６（接点部５７）とリレープレート１０３との接触位置が変化したり、接触／非接触したりすることにより、出力軸９５の回転位置（フロントワイパの位置）が検出できるようになっている。コンタクトプレート５６で検出された信号は、コネクタ部３４を介して図示しない制御機器に出力され、電動モータ２の回転制御が行われるようになっている。

このように構成されたワイパモータ１においては、図示しないワイパスイッチをＯＦＦ位置からＬＯＷ位置に切り替えると、電動モータ２の低速用ブラシ３１ａにバッテリから駆動電流が供給される。これにより、電動モータ２は、低速運転モードの駆動を開始する。具体的に、電動モータ２が駆動すると、その駆動力が減速機構４で減速された後、出力軸９５を介してフロントワイパの外部機構に伝達される。これにより、フロントワイパが作動して、フロントガラスに付着した埃や雨滴等を払拭できるようになっている。
一方、ワイパスイッチがＨＩＧＨ位置に切り替わると、電動モータ２の高速用ブラシ３１ｂにバッテリから駆動電流が供給される。これにより、電動モータ２は、上述した低速運転モードよりも高速の高速運転モードの駆動を開始する。

なお、本実施形態では、高速用ブラシ３１ｂの先端部は、他のブラシ３１ａ，３１ｃに比べて周方向の幅が狭くなっているため、例えば低速用ブラシ３１ａ及び高速用ブラシ３１ｂがそれぞれ周方向で隣接する２つのセグメント２４に跨って接触している状態（短絡状態）になるのを抑制できる。これにより、整流性を向上させることができる。

また、例えば出力軸９５に外力等が作用して、出力軸９５を介してウォームホイール９２が回転した場合に、ウォームホイール９２とリレーユニット１０１との係合が解除されることで、ウォームホイール９２のみがリレーユニット１０１に対して回転することになる。そのため、リレーユニット１０１とコンタクトプレート５６との接触位置（例えば、ワイパモータ１の停止状態の位置）を維持することができ、リレーユニット１０１とコンタクトプレート５６との位置検出時におけるチャタリングを防止できる。

［ワイパモータの組付方法］
次に、上述したワイパモータ１の組付方法について説明する。以下の説明では、アーマチュア６にホルダユニット３２を組み付ける方法について主に説明する。
まず、ブラシホルダ４１等が組み付けられたホルダユニット３２をフレーム部６１に組み付ける。具体的には、フレーム部６１のホルダユニット収納部６６と、ホルダユニット３２の実装面側と、を回転軸方向Ｏ１で対向配置した後、ホルダユニット収納部６６内にホルダユニット３２を収納する。このとき、ホルダユニット３２の位置決め部３７がホルダユニット収納部６６の位置決め凹部７２内に係合されることで、フレーム部６１に対するホルダユニット３２の回転軸方向Ｏ１位置決めが行われる。

次に、フレーム部６１に組み付けられたホルダユニット３２対してアーマチュア６を組み付ける。まず、アーマチュア６とホルダユニット３２のブラシホルダステー３３とを回転軸方向Ｏ１に対向させる。この場合、アーマチュア６のコンミテータ２３がブラシホルダステー３３側を向き、ブラシホルダステー３３の実装面が回転軸方向Ｏ１の他端側を向いた状態で、アーマチュア６及びホルダユニット３２を対向させる。したがって、ホルダユニット３２がフレーム部６１に組み付けられた状態において、ブラシホルダステー３３のブラシホルダ４１は、回転軸方向Ｏ１に沿う一端側から他端側に向かうに従い径方向の内側に傾斜した状態で保持されている。

この状態で、ホルダユニット３２を回転軸方向Ｏ１に沿うアーマチュア６側に接近させ、ブラシホルダステー３３の開口部内にアーマチュア６のコンミテータ２３を挿通させる。ブラシホルダステー３３の開口部内に挿通されたコンミテータ２３は、ブラシホルダステー３３の実装面側において、ブラシホルダ４１間に進入する。これにより、コンミテータ２３のセグメント２４とブラシホルダ４１のブラシ３１とが接触することで、アーマチュア６とホルダユニット３２とが組み付けられる。その後、ホルダユニット３２及びアーマチュア６が組み付けられたフレーム部６１に対して、減速機構４やボトムプレート６２、ヨーク７等を順次組み付けることで、ワイパモータ１が完成する。

ここで、本実施形態では、ブラシホルダ４１が回転軸方向Ｏ１に沿って延在しているため、ブラシホルダステー３３にコンミテータ２３（アーマチュア６）を回転軸方向Ｏ１に沿って挿通する場合に、ブラシホルダ４１の延在方向とアーマチュアの組付方向とが同一方向となる。そのため、ブラシホルダステー３３のブラシホルダ４１（ブラシ３１ａ〜３１ｃ）間にコンミテータ２３をスムーズに進入させることができ、組付性を向上させることができる。
この場合、本実施形態のように磁極数が４極以上であっても、組付性を低下させることなく、周方向の所望の位置にブラシホルダ４１（ブラシ３１ａ〜３１ｃ）を高精度に配置することができる。

特に、ブラシホルダ４１の基端部がアーマチュア６の組付方向の手前側に位置しているため、コンミテータ２３がブラシホルダ４１間に進入する際、ブラシホルダ４１を径方向の外側（ブラシホルダ４１の付勢力に抗する方向）に向けて押し広げながら進入することになる。これにより、治具等を用いてブラシホルダ４１を径方向の外側に向けて押し広げる上述した開放工程を行う必要がないので、組付性の更なる向上を図るとともに、製造工数及び製造コストの削減を図ることができる。

さらに、本実施形態では、ホルダユニット３２に、フレーム部６１との位置決めを行う位置決め部３７が形成されているため、位置決め部３７を介してホルダユニット３２とフレーム部６１とを回転軸方向Ｏ１に位置決めすることができる。これにより、ホルダユニット３２をフレーム部６１に組み付けた後、上述したようにホルダユニット３２にアーマチュア６を組み付けることで、フレーム部６１に対するアーマチュア６の回転軸方向Ｏ１の位置決めを行うことができる。これにより、組付性の更なる向上を図ることができる。

また、本実施形態では、コネクタ部３４及びブラシホルダ４１がホルダユニット３２に一体で配設されているため、従来のようにボトムプレートの配線部を介して電動モータとコネクタ部を接続する構成に比べて、電動モータ２とコネクタ部３４との配線長の短縮化、及び配線レイアウトの簡素化を図ることができ、低コスト化を図ることができる。
また、ホルダユニット３２にコネクタ部３４等を配設するとともに、リレーユニット１０１をフレーム部６１側に配設することで、ボトムプレート６２が担う機能を少なくすることができる（本実施形態では、フレーム部６１を閉塞して、フレーム部６１内の構成部品を保護する機能を有していればよい）。そのため、ボトムプレート６２の簡素化を図ることができ、加工性を向上させることができる。この場合、ボトムプレート６２を例えばプレス加工等により簡単に作成することができるので、これによっても低コスト化を図ることができる。なお、上述した実施形態では、ボトムプレート６２を樹脂材料により形成する構成について説明したが、これに限らず、アルミ等の金属材料により形成することも可能である。

しかも、リレーユニット１０１の挿入筒部１０５がフレーム部６１の縮径部８４に位置決めされるため、ギヤハウジング５内でリレーユニット１０１を安定して保持させることができ、ワイパモータ１の組付性を向上させることができる。

また、コンタクトプレート５６が、一端側のコネクタ端子と他端側の接点部５７とで一体形成されるとともに、コネクタ部３４にインサート成形されているため、部品点数及び製造工数の削減を図ることができる。
さらに、ブラシ３１ａ〜３１ｃは、ジャンパ線４２，４３，４５を介してコネクタ部３４に引き回されているため、例えばブラシ３１ａ〜３１ｃとコネクタ部３４とをバスバー等により接続する構成に比べて配線を柔軟に引き回すことができる。これにより、配線レイアウトの自由度を向上させることができる。

しかも、本実施形態では、フレーム部６１にホルダユニット３２を収納するホルダユニット収納部６６が形成されているため、回転軸方向Ｏ１から見てコネクタ部３４がギヤハウジング５から外側に突出することがない。すなわち、ホルダユニット３２の回転軸方向Ｏ１から見た外形寸法を、ギヤハウジング５の外形寸法内で納めることができるので、車体等への取付時におけるレイアウト性を向上できる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述した実施形態では、４極−３ブラシの電動モータ２を採用した場合について説明したが、これに限らず、６極や８極−３ブラシの電動モータ２を採用しても構わない。但し、低速用ブラシ３１ａと共通ブラシ３１ｃは、６極の場合には機械角で６０°、８極の場合には４５°あけて配設する必要がある。
そして、６極以上の多極化にした場合であっても、低速用ブラシ３１ａ及び共通ブラシ３１ｃに対して線対称領域に高速用ブラシ３１ｂを配置することで、上述したように回転軸３の軸ずれを抑制できる。

また、図８に示すように、各ブラシ３１ａ，３１ｂとパワーターミナル５５との間に、雑防素子としてチョークコイル１２０を配設しても構わない。図８に示す例では、低速用ブラシ３１ａに接続されるチョークコイル１２０が、ブラシホルダステー３３上における低速用ブラシ３１ａ及び高速用ブラシ３１ｂ間に配設され、高速用ブラシ３１ｂに接続されるチョークコイル１２０がブリッジ部３５上に配設されている。
この構成によれば、低速用ブラシ３１ａ及び高速用ブラシ３１ｂとパワーターミナル５５との間にチョークコイル１２０を設けることで、電磁ノイズを低減できる。
しかも、ホルダユニット３２の大型化やレイアウトの変更を伴うことなく、ブラシホルダステー３３等における各ブラシ３１ａ，３１ｂ間や、ブリッジ部３５上等のスペースに、上述したサーキットブレーカ４４やチョークコイル１２０等の電気部品を配設することができるので、レイアウト性を向上させることができる。

また、上述した実施形態では、コネクタ部３４のコネクタ受部５２が回転軸方向Ｏ１の一端側に向くように形成したが、これに限られない。
さらに、上述した実施形態では、ブラシホルダステー３３を環状に形成した場合について説明したが、これに限らず、コンミテータ２３を挿通可能であれば、例えばＵ字状等であっても構わない。
また、上述した実施形態では、ブラシホルダステー３３とコネクタ部３４とをホルダユニット３２として一体に形成した場合について説明したが、これに限られない。

さらに、ボトムプレートに車体やフロントワイパへの取付片を形成しても構わない。具体的に、図９に示すボトムプレート１３０の外周縁には、出力軸方向Ｏ２に沿うフレーム部６１側に向けて延在する取付片１３１が、出力軸９５周りの周方向に間隔をあけて形成されている。これら取付片１３１は、フレーム部６１の底壁部６３よりも出力軸方向Ｏ２に沿う外側に位置しており、その先端部が屈曲されている。また、取付片１３１の先端部には、図示しない締結部材が挿通される取付孔１３２が形成され、取付孔１３２を通して締結部材が車体やフロントワイパに締結されるようになっている。

また、図１０に示すボトムプレート１４０の一部には、出力軸方向Ｏ２に沿うフレーム部６１側に向けて延在する取付片１４１が形成されている。この取付片１４１は、フレーム部６１の底壁部６３側まで延びる板状部１４２と、板状部１４２の先端部に連設された半円筒状の収容部１４３と、を有している。収容部１４３内には、例えば図示しないフロントワイパのうち、一対のピボット軸間を架け渡すパイプフレーム１４５が収容される。また、収容部１４３には、厚さ方向に貫通する貫通孔１４４が形成されており、この貫通孔１４４を通して締結部材がパイプフレーム１４５に締結される。
これらの構成により、ワイパモータ１を、ボトムプレート１３０，１４０を介して車体やフロントワイパに簡単に取り付けることができる。
なお、図９における取付孔１３２、及び図１０における貫通孔１４４には、直接ねじ山を形成することもできる。これにより、車体やフロントワイパに締結するための締結部材の部品点数を削減することが可能となる。また、この場合、ボトムプレート１３０，１４０は、高強度の樹脂によるボトムプレートとしてもよいし、鉄板等の金属によるボトムプレートとしてもよい。

また、上述した実施形態では、本発明のワイパモータ１をフロントワイパの駆動用に用いる構成について説明したが、これに限らず、リヤワイパ等の駆動用に用いたり、ワイパモータ１以外の一般的なモータに用いたりしても構わない。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した変形例を適宜組み合わせてもよい。

１…ワイパモータ（電動モータ）
２…電動モータ
３…回転軸
６…アーマチュア
７…ヨーク
１１…筒部
１２…マグネット
２３…コンミテータ
２４…セグメント
３１…ブラシ
３１ａ…低速用ブラシ
３１ｂ…高速用ブラシ
３１ｃ…共通ブラシ
３３…ブラシホルダステー
３４…コネクタ部
４１…ブラシホルダ
９１…ウォーム
９２…ウォームホイール
１２０…チョークコイル（雑防素子）

Claims (7)

1. 筒部を有するヨークと、
   前記筒部の内周面に配置され、磁極数が４極以上のマグネットと、
   回転軸に取り付けられるとともに、前記ヨークの内側で回転可能とされたアーマチュアと、
   前記回転軸に取り付けられ、複数のセグメントを有するコンミテータと、
   前記セグメントに摺接して給電を行う複数のブラシと、
   前記ブラシを各別に保持するブラシホルダと、
   前記ブラシホルダを支持するブラシホルダステーと、を備えた電動モータにおいて、
   前記ブラシホルダステーは、前記コンミテータを前記回転軸の軸方向に沿って挿通可能な開口部を有し、
   前記セグメントのうち、同電位となる前記セグメント同士を接続線で短絡し、
   前記ブラシは、
   低速用ブラシ及び高速用ブラシと、
   前記低速用ブラシ及び前記高速用ブラシに共通して用いられる共通ブラシと、を備え、
   前記低速用ブラシ及び前記共通ブラシは、電気角で周方向に１８０°間隔をあけて配置され、
   前記高速用ブラシは、周方向に沿う前記低速用ブラシ及び前記共通ブラシ間の第１領域に対して、前記回転軸を間に挟んで径方向で対向した第２領域内に配置され、
   前記ブラシに電気的に接続される複数のターミナルを有するとともに、外部に接続するためのコネクタ部が、ブリッジ部を介して前記ブラシホルダステーと一体で形成され、
   前記高速用ブラシと前記コネクタ部との間の距離が、前記低速用ブラシ及び前記共通ブラシと前記コネクタ部との間の距離に比べて短く、
   前記ブラシホルダステーにおける前記低速用ブラシと前記高速用ブラシとの間に、前記低速用ブラシに接続される雑防素子が配設され、
   前記ブリッジ部に前記高速用ブラシに接続される雑防素子が配設されていることを特徴とする電動モータ。
2. 前記雑防素子の長手方向が前記ブラシホルダステー及び前記ブリッジ部の面内方向に沿うように、前記雑防素子が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の電動モータ。
3. 前記ブラシホルダステー及び前記ブリッジ部は、同一面上に形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動モータ。
4. 前記コネクタ部は、
   前記ブラシホルダステー及び前記ブリッジ部と同一面上を延在するコネクタベース部と、
   前記コネクタベース部から立設された隔壁部と、を備えることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の電動モータ。
5. 前記高速用ブラシは、前記低速用ブラシ及び前記共通ブラシに対して周方向の幅が狭くなっていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の電動モータ。
6. 前記回転軸に連結されたウォーム、及び出力軸が固定されるとともに、前記ウォームに噛合して、前記回転軸の回転を減速して前記出力軸から出力するウォームホイールを有する減速機構と、
   前記減速機構及び前記ブラシホルダステーを収納するギヤハウジングと、を備え、
   前記ブラシホルダステーには、前記ギヤハウジングに対して軸方向の位置決めを行う位置決め部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の電動モータ。
7. 前記コネクタ部には、一部が前記コネクタ部に埋設されるコンタクトプレートが設けられ、
   前記コンタクトプレートは、前記ウォームホイールに配設されたリレープレートに摺接することを特徴とする請求項６に記載の電動モータ。

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