JP2018508173A - ブラシホルダー - Google Patents

Abstract

本発明は、主として、電気モータ用の、特に自動車のスタータモータ用の、ブラシホルダー（１０）に関し、ブラシ（１５）を受けるためのガイドケージ（１３）と、前記ガイドケージ（１３）が配置される支持プレート（１２）とを備える。前記ガイドケージ（１３）は絶縁材料から作られている。前記ブラシホルダー（１０）は、支持プレート（１２）上に固定されたラグ（２９）を備え、ラグ（２９）の各々の周りには渦巻きばね（２４）が取り付けられるように意図されており、コレクターに対して前記ブラシ（１５）を押圧するようにブラシに対して力が作用する。

Description

本発明は、自動車スターターのための電気モータの改良されたブラシホルダーと、対応する電気モータ及びスターターとに関する。本発明は、自動車スターターとともに、特に熱機関の自動的な停止及び再始動の機能（いわゆるストップ・アンド・スタート機能）を具備する車両に取り付けられたものとともに、非常に有利ではあるが排他的ではない用途を有する。

既知の方法では、ロータのシャフトと一体化された電気コレクターと協働する導電性材料からなるブラシを作るように、ブラシホルダーがスターターのロータのシャフトの周りに取り付けられる。これにより、ロータの導体における電流の切り換えによってロータに電気的な供給を行うことが可能となる。

ＦＲ２９９６３６９

この目的のために、ブラシホルダーは、それぞれブラシ用のレセプタクル（ｒｅｃｅｐｔａｃｌｅ）として使用される一連の複数のケージを支持する支持プレートを備える。各ブラシは、ロータの巻線に接続されるコネクタの導電性プレートに対して擦れるように設計された面を備える。ばね等の弾性手段が、コレクターのプレートとブラシとの間の接触を確実にするために、ケージに収容された各ブラシ上のコレクターの方向に力を働かせる。

ブラシは交互極性を有する。従って、正極性のブラシは、それぞれの編組（ｂｒａｉｄ）を介して、ブラシ間コネクタに電気的に接続され、そのブラシ間コネクタには、スターターの接触器から得られる供給ワイヤも電気的に接続される。さらに、電流リターン用に設計されたブラシは、それぞれの編組によって機械のアースに電気的に接続される。

あるブラシホルダー構成では、ラグ（ｌｕｇ）に取り付けられた巻き部と、巻き部の端部から延在するアームとを備えた渦巻きタイプのばねを使用することが知られており、そのアームは、コネクタのプレートと接触する面とは反対側のブラシの端面で支持されるように設計される。

このタイプの渦巻きばねは、既定のブラシホルダー径に関するブラシのサイズを大きくすることを可能にし、それは後者が、ヘリカルスプリングを使用するブラシホルダーの場合ように、モータのヘッドとブラシとの間ではなく、２つのブラシ間に配置されるためである。さらに、ブラシの長さを増大するという事実は、ブラシがより長い耐用年数を持つことを可能にする。

文献ＦＲ２９９６３６９に記載されているように、ケージは、実質的にオメガを形成するような、薄い金属プレートから作られ、その端部ブランチは固定デバイスを介してプレート上に固定される。このタイプの構成の問題点は、ブラシによって生成されたダストがスターターにおいて短絡を生じさせる可能性があることである。

本発明の目的は、特に、ブラシを受け入れるように設計されたガイドケージ及び前記ガイドケージが位置づけられる支持プレートを含む、電気モータのための、特に自動車スターターのための、ブラシホルダーを提案することによって、この欠点を効率的に排除することである。本発明によれば、前記ガイドケージは絶縁材料で作られており、前記ブラシホルダーはラグを含み、そのラグは支持プレート上に固定され、各々のラグの周りには渦巻きばねが取り付けられるように設計されており、前記ブラシをコレクターに当てて配置するようにブラシに力を加える。

例えば支持プレートと一体化することができる絶縁材料からのケージの製造の結果として、本発明は、ブラシからの粉体によって発生される前述の短絡の問題を解決することを可能にする。

一実施形態によれば、各ラグは、２つの隣接するガイドケージの間に位置する。ブラシが２つのガイドケージの間に位置するという事実は、既定のヘッド径に関してブラシのサイズを増加させることを可能にする。

一実施形態によれば、前記ラグは金属材料で作られる。このタイプの特徴は、ばねの巻き部の効率的な保持を確実に可能にし、これは、プラスチックラグとは異なり、金属ラグが、関連するばねによって加えられる反作用力に難なく耐えることができるからである。

一実施形態によれば、前記ラグは金属ワッシャーから得られる。このタイプの構成は、得られるアセンブリに剛性を与えることを可能にする。

一実施形態によれば、支持プレートがラグの周囲にオーバーモールドされ、前記支持プレートは好ましくはプラスチックで作られる。これにより、ラグを支持プレートと一体化することが可能になる。

一実施形態によれば、支持プレートは、ラグの周りに、好ましくは前記ラグの基部の周りのみに、オーバーモールドされる。

一実施形態によれば、前記支持プレートは前記ラグ及び前記金属ワッシャーの周りにオーバーモールドされ、前記支持プレートは好ましくはプラスチック材料で作られる。

一実施形態によれば、前記金属ワッシャーは、前記ブラシを互いに隔絶するように互いに分離されたガイドケージの数に対応する複数の部品を含む。したがって、これは、スターターの短絡のリスクを防ぐ。

一実施形態によれば、前記ラグは前記支持プレート上に固定される。

一実施形態によれば、前記ラグは、互いに独立して、前記支持プレート上に付加される。

一実施形態によれば、前記ラグは、支持プレートに沿って延びる基部が設けられ、ラグを前記支持プレートに固定することを可能にする。

一実施形態によれば、前記ラグには、オーバーモールド中に前記ラグを保持することを可能にする開口部が設けられている。これは、これらの開口部と協働することができるフィンガーを含むインデックス具を用いて、オーバーモールド作業の間におけるラグの正確な位置決めを保証することを可能にする。

一実施形態によれば、前記ブラシホルダーは複数の湾曲部を含み、当該複数の湾曲部は、それぞれ支持プレートから突き出てラグに平行に延び、前記渦巻きばねの巻き部を案内するように設計されている。

一実施形態によれば、前記支持プレートは、前記ガイドケージを支持する側とは反対側の面に、同じ極性のブラシを接続するために、インターコネクタの案内のための要素を含む。

一実施形態によれば、前記ガイドケージは、前記支持プレートと一体である。

本発明はまた、先に定められたブラシホルダーを含む電気モータに関する。

本発明はまた、先に定められたような電気モータを含む自動車のスターターに関する。

本発明は、以下の説明を読み、それに付随する図面を詳細に見ることによって、よりよく理解されるであろう。これらの図は、純粋に例示のために提供されており、決して本発明を限定するものではない。

図１は、本発明に係る電気モータのブラシホルダーの第１の実施形態を示す斜視図である。 図２は、本発明に係る電気モータのブラシホルダーの第１の実施形態を示す上方からの図である。 図３は、図１及び図２のブラシホルダーの斜視図であり、ブラシ又は渦巻きばねがない。 図４は、先行する図面におけるブラシホルダーに使用される金属ワッシャーの斜視図であり、その周りで支持プレートがオーバーモールドされるように設計される。 図５は、本発明によるブラシホルダーの第２の実施形態を示す斜視図である。 図６は、渦巻きばねを支持するラグを形成するために、図５のブラシホルダーに使用されるインサートの斜視図である。 図７は、図５のブラシホルダーの斜視図であり、ブラシ又は渦巻きばねがない。 図８は、図７のブラシホルダーの下面を示す図である。 図９は、インサートでの、図５のブラシホルダーの横断面の図である。

同一の、同様の又は類似の要素は、ある図面から別の図面で、同じ参照符合を維持する。

図１、図２、及び図５は、本発明によるブラシホルダー１０を示しており、そのブラシホルダー１０は、自動車スターターの電気モータと共に使用されるように設計されている。

軸Ｘを有するこのブラシホルダー１０は、軸Ｘを中心とする実質的に環状の支持プレート１２と、ブラシ１５のレセプタクルとしてそれぞれ使用される一連の複数のガイドケージ１３とを備える。

支持プレート１２及びそれが支持するケージ１３は、電気機械のロータシャフトのための後方ベアリングを形成するカバー（図示せず）上に固定される。さらに、プレート１２の中央部分は開口部１６を有する。支持プレート１２、複数のブラシケージ１３及び複数のブラシ１５によって形成されるアセンブリは、スターターのロータのシャフトの周りに取り付けられる。

電気機械のロータのコレクターによって支持された複数のプレートに対してブラシ１５を電気的に接触させることを可能にするために、各ブラシ１５はケージ１３の内側でスライドするように取り付けられており、ケージ１３は開口部１６上に開口するように開口する。

ブラシ１５は交互極性を有する。従って、プラスの極性を有するブラシ１５は、それぞれの編組１９を介して、スターターの接触器から得られる供給ワイヤに電気的に接続される。正反対の２つの正のブラシ１５の編組１９を電気的に接続するために、ブラシ間コネクタ（図示せず）を使用することが好ましい。さらに、図５においてはっきりと分かるブッシング２２が、ブラシホルダー１０のシーリングを確実にするために、スターターのケーシングと協働するように設計されている。また、電流戻り用に設計されたマイナスの極性を有する複数のブラシ１５は、それぞれの編組１９を介して機械のアースに電気的に接続されている。

柔軟な編組１９は、有利には、銅又は銅合金で作られる。編組１９は、スターターの誤動作によって引き起こされる過剰電流の場合には、ヒューズとして作用することができる。

さらに、各ガイドケージ１３に付随する渦巻ばね２４は、対応するブラシ１５をコレクターの接触プレートに向けて半径方向に押しつける。この目的のために、各ばね２４は、ラグ２９の周りに取り付けられた複数の折り返し部によって形成された巻き部２６と、巻き部２６の端部から延在するアーム３２とを含む。アーム３２は、ブラシ１５の面のうちの、コレクターのプレートと接触している面と反対側の部分、に対する支持の領域を有する。各ラグ２９は、２つの隣接するガイドケージ１３の間に位置している。ラグ２９は、軸Ｘに対して軸方向に延びる延在部の長手方向Ｌ１を有する。

さらに、各ケージ１３は、ブラシ１５のためのレセプタクルを有し、そのレセプタクルは、互いに対向する２つの側壁３６，３７によって画定され、２つの側壁３６，３７は上方接続壁３８によって互いに接続されている。側壁３６，３７はそれぞれ、ばね２４の位置に応じてばね２４のアーム３２の、及び／又は、対応のブラシ１５の編組１９の、移動を許容する開口部４３を有する。

図１〜図４の実施形態では、複数のラグ２９が、軸Ｙを有する金属ワッシャー４５から得られ、軸Ｙは、ワッシャー４５がブラシホルダー１０と一体化される場合に軸Ｘと結びつけられる。

より具体的には、図４に詳細に示されている金属ワッシャー４５は、配向を持つ平面上に延在する全体的に環状の形状を有し、その配向は軸Ｙに対して半径方向である。ワッシャー４５の内径及び外径は、それぞれ、支持プレート１２の内径及び外径に対応する。ラグ２９はワッシャー４５における部分を切断することによって得られ、この場合の部分は矩形形状を有し、その部分はその後折り曲げられて、金属ワッシャー４５の平面に対して実質的に垂直に延在する。

プラスチック材料からなる支持プレート１２は、金属ワッシャー４５及びラグ２９の周りにオーバーモールドされる。したがって、ラグ２９とワッシャー４５との間の接合部に対応するラグ２９の基部及びワッシャー４５は、支持プレート１２を形成する材料の層によって覆われる。したがって、金属ワッシャー４５は、アセンブリを堅固にすることを可能にする。

この実施形態では、ラグ２９の基部のみがオーバーモールドされている。図には示されていない変形として、ラグ２９の表面全体をオーバーモールドすることができる。

さらに、ケージ１３、より具体的には側壁３６，３７は、支持プレート１２と一体である。ケージ１３は、支持プレート１２と同時に成形することによって製造可能であり、したがって単一部品を形成することができる。したがって、支持プレート１２、金属ワッシャー４５、及びケージ１３により形成されて得られるアセンブリは、単一体のアセンブリである。支持プレート１２及びケージ１３はプラスチック材料で作られており、そのために良好な電気絶縁性を保証する。ただし、変形として、支持プレート１２及びケージは、任意の他の成形可能な絶縁材料で作ることができる。

好ましくは、ブラシホルダー１０は、追加的に、渦巻きばね２４の巻き部２６を案内するように設計された複数の湾曲部４８を備える。これらの湾曲部４８は、軸Ｘに対して軸方向に延びる環状部分であり、ばね２４の巻き部２６の外径に対応する内径を有する。これらの湾曲部４８もまた、支持プレート１２と一体的に製造され、アセンブリの成形中に得ることもできる。

さらに、ケージ１３の剛性を高めるために、コレクター側に位置するケージ１３の前縁は、ケージ１３及び支持プレート１２と一体である軸配向を有するシリンダ部分４９によって互いに接続することができる。

金属ワッシャー４５は、複数のブラシ１５を互いに隔絶するように、ガイドケージ１３の数に対応する数の部分で切断されている。したがって、これは短絡のリスクを防ぐ。そのため、図２及び図４においてはっきりと分かる２つの隣接するケージ１３の間に延在する材料ストリップ４５１を除去することによって、ワッシャー４５は４つの部品に切断され、それぞれ対応するガイドケージ１３に関連付けられる。切断工程は、オーバーモールド工程後に行われ、その間、ワッシャー４５全体の取り扱いが容易である。負の極性を有するブラシ１５の編組１９は、スターターのアースに接続されるために、材料のストリップ４５１の除去によって空けられたスペースを介して通過することができる。材料のストリップ４５１は、その切断を容易にするために、ワッシャー４５の平均幅と比較して縮小された幅を有する。

図５〜図９の実施形態では、金属インサートによって構成された付加ラグ２９が使用されている。図６においてはっきりと分かるように、各ラグ２９は、基部２９１と、基部２９１から得られる伸長部分２９２とを備え、その周囲にばね２４が取り付けられるように設計されている。その部分２９２の長手方向延在部の方向Ｌ１は、基部２９１に対して実質的に垂直に延在する。示されるように、伸長部分２９２は、基部２９１との接合部の高さよりも低いその部分で拡大されることが可能である。ラグ２９の基部２９１は、先行する実施形態の前記ラグの基部に対応する。

したがって、図５〜図９に示すように、その複数のラグ２９は、互いに独立して、支持プレート１２上に付加される。

プラスチック材料で作られた支持プレート１２は、ラグ２９の基部２９１の周囲にオーバーモールドされる。したがって、基部２９１は、支持プレート１２を形成する材料の層によって覆われ、ラグ２９は支持プレート１２と一体化される（図９参照）。

好ましくは、オーバーモールド成形作業中にラグ２９の正確な位置決めを保証するために、複数のラグ２９にはそれぞれ、それらの基部２９１に設けられた横断開口部２９３が設けられる。これらの開口部２９３は、それぞれ対応するインデックス具のフィンガーと協働するように設計される。ラグ２９の位置決めは、最終製品において、各ラグ２９が対応のガイドケージ１３の近傍に位置し、延在部の方向Ｌ１がブラシホルダー１０の軸Ｘに平行に延びるように、行われる。

示されていない変形として、図３及び図４に示す先の実施形態の複数のラグ２９に、それぞれ開口部２９３を設けることができる。例えば、この開口部は、ラグの基部に形成可能である。

さらに、ケージ１３、より具体的には側壁３６，３７は、前述した実施形態と同様に再現可能である。したがって、特に支持プレート１２、ケージ１３及びラグ２９によって形成されて得られるアセンブリは、図７においてはっきりと分かるように、単一体のアセンブリである。

好ましくは、ブラシホルダー１０はまた、前述した実施形態と同様に再現可能である湾曲部４８を含む。

さらに、図５，７及び８において見られるように、得られる成形されたアセンブリを堅固にするために、ケージ１３の前縁は、前述した実施形態と同様に、すなわちシリンダ部分４９によって、互いに接続可能である。

図８に示すように、支持プレート１２は、ガイドケージ１３を支持する側とは反対の面の側にインターコネクタを案内するための複数の要素５２を具備することもできる。これらのガイド要素５２のいくつかは、この場合には“Ｌ”の形状のフックによって構成され、インターコネクタのブランチを受け入れるように設計された空間を支持プレート１２のその面によって画定する。ガイド要素５２は、好ましくは、インターコネクタを保持することを可能にすることができる。図１〜図４の実施形態では、支持プレート１２は、ケージ１３と反対側の面の側に位置するガイド要素５２を具備することもできる。

変形として、支持プレート１２は、付加されたラグ２９の周りにオーバーモールドされない。この場合、支持プレート１２、ケージｓ１３及びガイド部４８を備えるアセンブリの成形を行った後に、付加されたラグ２９が支持プレート１２上に固定される。この目的のために、ラグ２９は、例えば、リベット留め、スナップオン（ｓｎａｐｐｉｎｇ ｏｎ）、又はねじ止めによって、支持プレート１２上に固定することができる。

全ての場合において、金属ラグ２９を使用するという事実は、ばね２４の巻き部２６の効率的な保持を確実にすることができ、それにおいて、金属ラグ２９が、各ラグ２９の周りに取り付けられるばね２４によって加えられる力に耐えることができるということに、留意すべきである。

製造された構成にかかわらず、ケージ１３及び支持プレート１２の製造のための絶縁材料の使用のために、ブラシ１５によってもたらされるダストに関連する短絡のリスクは制限される。

変形として、ブラシホルダー１０は、４つよりも多くのブラシ１５を備え、各ブラシ１５は、例えば、プレート１２の反対側に配置された別のブラシ１５と関連付けられうる。

ブラシホルダー１０は、この場合において、自動車スターターの電気モータのブラシホルダーである。変形として、ブラシホルダー１０は、オルタネータ又はオルタネータスタータに属することもできる。

前述の説明は単なる例として提供されたものであり、本発明の分野を限定するものではなく、そこからの逸脱は、他の等価物による種々の要素の置換によっては構成されないことが理解されよう。

Claims (13)

1. 電気モータ用の、特に自動車スターター用の、ブラシホルダー（１０）であって、
   − 複数のブラシ（１５）を受けるように設けられる複数のガイドケージ（１３）と、
   − 前記複数のガイドケージ（１３）が配置される支持プレート（１２）と、を備え、
   前記複数のガイドケージ（１３）は絶縁材料で作られており、前記ブラシホルダー（１０）は支持プレート（１２）上に固定される複数のラグ（２９）を具備し、ブラシ（１５）に対して力を及ぼすように、その複数のラグの各々の周りに取り付けられるように渦巻きばね（２４）が設けられてコレクターに前記ブラシ（１５）を接触させ、前記複数のラグ（２９）は金属材料で作られ、前記支持プレート（１２）は前記複数のラグ（２９）の周りにオーバーモールドされ、前記支持プレート（１２）は好ましくはプラスチックで作られる、ことを特徴とするブラシホルダー（１０）。
2. 各ラグ（２９）は、２つの隣り合うガイドケージ（１３）の間に位置することを特徴とする請求項１に記載のブラシホルダー。
3. 前記複数のラグ（２９）は金属ワッシャー（４５）から得られることを特徴とする請求項１又は２に記載のブラシホルダー。
4. 前記支持プレート（１２）は、前記複数のラグ（２９）及び前記金属ワッシャー（４５）の周りにオーバーモールドされることを特徴とする請求項３に記載のブラシホルダー。
5. 前記金属ワッシャー（４５）は、ガイドケージ（１３）の数に対応する数の部品を含み、それらは互いに分離されて前記ブラシ（１５）同士を互いに隔絶することを特徴とする請求項３又は４に記載のブラシホルダー。
6. 前記複数のラグ（２９）は、互いに独立して、前記支持プレート（１２）上に付加されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のブラシホルダー。
7. 前記複数のラグ（２９）は、前記支持プレート（１２）に沿って延びる基部（２９１）が設けられており、前記支持プレート（１２）上にラグ（２９）固定することを可能にすることを特徴とする請求項１、２及び６のいずれか一項に記載のブラシホルダー。
8. 前記複数のラグ（２９）は、オーバーモールド中に前記複数のラグ（２９）を保持することを可能にする開口部（２９３）が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のブラシホルダー。
9. 前記ブラシホルダー（１０）は、複数の湾曲部（４８）を具備し、当該複数の湾曲部（４８）は、それぞれ支持プレート（１２）から突出して複数のラグ（２９）に平行であり、前記渦巻きばね（２４）の巻き部（２６）の案内のために設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のブラシホルダー。
10. 前記支持プレート（１２）は、前記複数のガイドケージ（１３）を支持する面とは反対の面の側において、同じ極性を有する複数のブラシ（１５）を接続するために、インターコネクタの案内のための複数の要素（５２）を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のブラシホルダー。
11. 前記複数のガイドケージ（１３）は前記支持プレート（１２）と一体であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のブラシホルダー。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載のブラシホルダー（１０）を備える電気モータ。
13. 請求項１２に記載の電気モータを備える自動車用スターター。

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