JP3641238B2 - ブラシ保持装置、回転電機の組み付け方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラシを整流子に当接させることによりアーマチャが回転する回転電機の組み付け方法及びそのブラシ保持装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に直流モータは、外部からの直流電流を機械的に整流してアーマチャに供給すべく、ブラシ及び整流子を備えている。ブラシは、ブラシ保持装置によって保持されている。ブラシは、スプリングにより付勢された状態で、アーマチャに固定された整流子に摺接するように組み付けられる。ブラシは、アーマチャの組み付け進入動作前に、スプリングの付勢力に抗してブラシホルダへの没入状態が仮保持されていた。よって、このようなブラシホルダアッセンブリが、アーマチャの組み付け進入動作前に、あらかじめモータハウジングに組み付けられていた。そして、アーマチャの組み付け進入動作の際、ブラシホルダアッセンブリが解除されて、仮保持されていたブラシが整流子に当接するような組付け方法が知られている。
【0003】
第1の方法として、次のようなブラシホルダアッセンブリがある。スプリングにより付勢されている複数のブラシは、リング部材の外周面に当接されつつ、ブラシホルダ内に没入した状態で仮保持されていた。このブラシホルダアッセンブリをモータハウジングに組み付けた後、アーマチャの組み付け進入動作が行われる。このとき、アーマチャの先端側に固定された整流子の端面によって、リング部材が下方に押し出される。すると、リング部材の外周面に当接していたブラシが、リング部材に代わって、整流子と当接するようになっていた。
【0004】
第2の方法としては、次のようなブラシホルダアッセンブリがある。ブラシを出没自在に保持するブラシホルダに、その一部を整流子側に延出させた舌片状のフックを形成していた。このフックは、スプリングにより整流子側に付勢されているブラシの移動を阻止して、ブラシをブラシホルダ内に没入させた状態で仮保持している。そしてアーマチャを進入させると、舌片状のフックが撓んでブラシの仮保持が解除される。すると、フックにより整流子側への移動(ブラシの突出)を阻止されていたブラシが、ブラシホルダ内から突出して、整流子に当接するようになっていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、第1の方法では、組み付け時にブラシを仮保持するために別部品を用いるため、コスト高になっていた。また、モータ内にブラシを一時的に仮保持するためだけに機能するリング部材の収容スペースを確保しなければならなかった。
【0006】
また、第2の方法では、第1の方法と同様に、アーマチャの進入動作を利用して、ブラシのブラシホルダ内への仮保持状態を解除していた。このため、アーマチャの進入速度やブラシと整流子との位置関係など、設計的自由度が制限されていた。しかも、複数のブラシが整流子に同時に当接しない場合、径方向からブラシを付勢する付勢力により、アーマチャの軸が振られてしまうおそれがあった。よって、アーマチャを組み付ける際、アーマチャの軸先端部の軸受孔へ挿入されるのを妨げるおそれもあった。さらに、ブラシの仮保持が解除された後にアーマチャが未だ進入(組付け)動作を継続して、整流子の先端側の表面に軸方向の傷が付くことがあった。このため、モータを使用する際、整流子とブラシとは円周方向の接触となるため、軸方向の傷が円滑な整流を妨げるおそれがあった。
【0007】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものである。その目的は、アーマチャの組み付け進入動作を利用することなくブラシを整流子に当接させることができるとともに、低コスト化が達成されるブラシ保持装置を提供することである。また、アーマチャの組み付け進入動作を利用することなくブラシを整流子に当接させることができる回転電機の組み付け方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明では、ブラシと、アーマチャが支持される回転軸と一体回転可能に支持される整流子に向けて前記ブラシを付勢する付勢手段と、前記ブラシを前記整流子に向けてスライド可能に保持するブラシホルダと、前記ブラシ、前記付勢手段及び前記ブラシホルダが設置されたブラシベースとを備えたブラシ保持装置において、前記ブラシは、前記ブラシホルダ内への没入状態において前記付勢手段に係合される被係合部と、前記ブラシの後端面に形成されるとともに前記ブラシのスライド方向に対して傾斜したテーパ面とを有し、前記付勢手段は、前記ブラシのスライド方向に対して交差する方向に側圧を付与しつつ、前記ブラシの前記被係合部に係合して前記ブラシを没入状態で仮保持する係合部を有し、前記テーパ面が前記回転軸の軸線方向に押圧された場合、前記ブラシの後端面にはスライド方向に作用する分力が発生するようになっており、前記ブラシに付与される前記側圧に抗して前記ブラシが前記分力により前記スライド方向に押圧されて前記係合部と前記被係合部との係合が解除されたとき、前記係合部が前記ブラシをスライド方向に押圧することをその要旨とする。
【0009】
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記ブラシの前記被係合部は、前記ブラシが前記ブラシホルダの内壁に押圧される方向に凹んだ湾曲状の係合凹部を有するとともに、前記付勢手段の前記係合部は、前記凹部の曲面に対応して湾曲形成された係合凸部を有することをその要旨とする。
【0011】
請求項3に記載の発明では、請求項1または請求項2に記載の発明において、前記ブラシベースと前記ブラシホルダとが絶縁性の樹脂材料にて一体に成形されていることをその要旨とする。
【0012】
請求項4に記載の発明では、請求項1〜請求項3のうちいずれか1項に記載の発明において、前記ブラシベース上において、前記付勢手段を支持する支持ピンが前記ブラシホルダに近接して立設されているとともに、前記付勢手段は、一端に設けられ前記ブラシホルダに係止される係止部と、他端に設けられ前記ブラシの被係合部に係合する前記係合部と、前記係止部と前記係合部との中間部位にコイル状に形成され前記支持ピンが挿入される支持部とを備えるトーションスプリングであることをその要旨とする。
【0013】
請求項5に記載の発明では、請求項4に記載の発明において、前記トーションスプリングの前記係合部と前記ブラシの前記被係合部との係合位置は、前記整流子の中心軸から前記ブラシベース上に設けられた前記支持ピンの中心位置までよりも離れていることをその要旨とする。
【0014】
請求項6に記載の発明では、請求項1〜請求項5のうちいずれか1項に記載の発明において、前記ブラシの前記被係合部は、前記ブラシの後端部に近い位置に形成されていることをその要旨とする。
【0015】
請求項7に記載の発明では、請求項1〜請求項6のうちいずれか一項に記載のブラシ保持装置を備える回転電機の組み付け方法において、前記付勢手段により前記ブラシのスライド方向に対して交差する方向に側圧を付与しつつ、前記ブラシの被係合部と前記付勢手段の係合部とを係合させることにより前記ブラシをブラシホルダ内に没入させた状態で仮保持する仮保持工程と、この仮保持状態で前記アーマチャを前記回転電機の本体に組み付ける組付工程と、前記アーマチャの組み付け完了後、治具により前記ブラシのテーパ面を前記回転軸の軸線方向に押圧して前記分力により前記ブラシを前記スライド方向に強制的にスライドさせて前記ブラシの前記被係合部と前記付勢手段の前記係合部との係合を解除し、前記ブラシを前記付勢手段の付勢力により整流子に当接させる解除工程とを含むことをその要旨とする。
【0016】
請求項8に記載の発明では、請求項7に記載の発明において、前記解除工程では、前記アーマチャ組み付け完了後の前記強制的スライドによって、前記付勢手段の前記係合部の前記ブラシに対する当接位置を移動せしめて前記付勢手段の付勢力を前記ブラシのスライド方向に変更されることをその要旨とする。
【0017】
以下、本発明の「作用」について説明する。
請求項1に記載の発明によると、ブラシは、ブラシホルダ内の没入位置において、ブラシを整流子に押圧する方向に付勢する付勢手段の係合部とブラシの被係合とが係合することにより、付勢手段の側圧が付与され、ブラシホルダ内に没入した状態で仮保持される。そして、付勢手段の上記係合を解除することで、ブラシへの上記側圧が解かれ、付勢手段の付勢力は本来の押圧方向であるブラシを整流子に押圧する方向となり、ブラシはブラシホルダ内に没入した状態から突出される。これにより、ブラシの仮保持状態が解除される。このため、アーマチャの組み付け進入動作を利用した場合に比べ、ブラシを仮保持するためだけの部品を新たに必要としない。よって、ブラシ保持装置を安価に製造することができる。また、アーマチャが確実に組み付けられた後に、付勢手段の係合部とブラシの被係合部との係合が解除されて、ブラシを整流子に当接させることができる。従って、ブラシ保持装置は、アーマチャの組み付けタイミングを考慮した設計制約を受けることがない。また、ブラシのブラシホルダ内への仮保持を解除するためにブラシ後端面に冶具を当接させつつ力を加えた(進入させた)場合、ブラシの後端面にはスライド方向に作用する分力が発生する。この分力により、ブラシをブラシホルダ内に仮保持した状態から解除することができる。しかも、ブラシの後端側にモータハウジングが近接し、ブラシをスライド方向に直接押圧することが困難な場合においても、この構成によれば、ブラシをブラシホルダ内に仮保持した状態から解除することができる。
【0018】
請求項2に記載の発明によると、ブラシの被係合部は、ブラシがブラシホルダの内壁に押圧される方向に凹んだ湾曲状の係合凹部である。また、付勢手段の係合部は、ブラシの係合凹部の形状に対応して湾曲形成された係合凸部である。このため、ブラシがブラシホルダ内に仮保持されている状態で、ブラシを整流子の方向にスライドさせるべく力が加わると、付勢手段の係合凸部とブラシの係合凹部とが相対移動し、やがて付勢手段とブラシとの係合が解除される。この場合、付勢手段の係合凸部及びブラシの係合凹部は、互いに湾曲形状であるため、付勢手段とブラシとの係合を速やかに解除することができる。さらに、組み付け時に、付勢手段の係合凸部とブラシの係合凹部との位置ズレが生じても、係合凸部と係合凹部とが互いに湾曲形状であるために自己補正が成され所定の組み付け状態が得られる。
【0020】
請求項3に記載の発明によると、ブラシベースとブラシホルダとが一体形成されているため、ブラシ保持装置を構成する部品点数を少なくすることができる。それに加え、組み付け工数を少なくすることができるため、ブラシ保持装置を安価に製造することができる。
【0021】
請求項4に記載の発明によると、付勢手段としてのトーションスプリングは、ブラシベース上のブラシホルダに近接した位置に立設された支持ピンによって支持されている。この場合、トーションスプリングは、支持ピンを中心とした支持ピン廻りのスプリング力により、ブラシに側圧を付与している。そして、トーションスプリングの係合部は、ブラシの被係合部に対して相対移動しつつ被係合部から離脱した後に、ブラシの後端面に移動するようになっている。すると、ブラシに側圧として付与されていたスプリング力は、ブラシの仮保持が解除された後に、ブラシを整流子に押圧する押圧力として作用することができる
請求項5に記載の発明によると、トーションスプリングの係合部とブラシの被係合部との係合位置は、整流子の中心軸から支持ピンの中心位置までよりも離れている。このため、ブラシがブラシホルダ内に仮保持されている状態において、トーションスプリングのスプリング力は、ブラシをブラシホルダの内壁へ押圧する側圧と、ブラシを整流子に押圧する押圧力とに分解される。この場合、ブラシの仮保持を解除すべく力が加わると、ブラシは整流子側に押圧される。すると、トーションスプリングの係合部は、ブラシの後端面に到達しブラシを押圧するようになる。従って、この構成によると、トーションスプリングのスプリング力は、ブラシへの側圧の付与から開放されると、ブラシを整流子に押圧する押圧力として作用することができる。
【0022】
請求項6に記載の発明によると、ブラシの被係合部は、ブラシの後端部に近い位置に形成されている。この場合、ブラシの被係合部とブラシの後端面との距離が近くなるため、付勢手段とブラシとの係合が解除された後に、付勢手段の係合凸部は、ブラシの後端面に素早く移動することができる。
【0023】
請求項7に記載の発明によると、ブラシは、付勢手段によりブラシのスライド方向に対して交差する方向に側圧を付与されつつ、ブラシの被係合部と付勢手段の係合部とが係合することにより、ブラシホルダ内に没入した状態で仮保持される。そして、アーマチャは、ブラシが仮保持された状態で回転電機の本体に組み付けられ、アーマチャの組み付け完了後にブラシをスライド方向に強制的にスライドさせて、ブラシの被係合部と付勢手段の係合部との係合が解除される。すると、ブラシは付勢手段の付勢力により整流子に当接される。このため、アーマチャの組み付け進入動作を利用した場合に比べ、ブラシを仮保持するためだけの部品を新たに必要としない。また、アーマチャの組み付けタイミングを考慮した設計制約を受けることがない。従って、回転電機を安価に製造することができるとともに設計がし易くなる。また、ブラシのブラシホルダ内への仮保持を解除するためにブラシ後端面に冶具を当接させつつ力を加えた(進入させた)場合、ブラシの後端面にはスライド方向に作用する分力が発生する。この分力により、ブラシをブラシホルダ内に仮保持した状態から解除することができる。しかも、ブラシの後端側にモータハウジングが近接し、ブラシをスライド方向に直接押圧することが困難な場合においても、この構成によれば、ブラシをブラシホルダ内に仮保持した状態から解除することができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を車両用ワイパー装置に使用されるモータユニットに具体化した一実施形態を図1〜図7に従って説明する。
【0025】
図1に示すように、機器としてのモータユニット10は、モータ部11及び減速ギヤ部12とからなる。モータ部11は直流モータであって、モータユニット10のハウジングの一部を形成するモータハウジング13を備えている。モータハウジング13の内側には、界磁磁石14、アーマチャ15、ブラシ保持装置30等が収容されている。アーマチャ15は回転軸17に支持され、回転軸17の基端17aはモータハウジング13内に固定されたラジアル軸受としての軸受18と、スラスト軸受としての軸受28とにより軸支されている。軸受18は、モータハウジング13の端部側に設けられた軸受支持部19に固定されている。また、軸受28は、球状のスラストボール28aと、それを挟持する2つのスラストプレート28bとからなる。軸受28は、回転軸17の基端17aに形成された凹部17cとモータハウジング13との間に収容されている。
【0026】
回転軸17の先端17bの側は、モータハウジング13から減速ギヤ部12の内側に延出されている。減速ギヤ部12は、モータユニット10のハウジングの一部を形成するギヤハウジング20を備えている。ギヤハウジング20の内側には図示しないウォームホイールが設けられている。ギヤハウジング20は嵌合部20aを備え、この嵌合部20aがモータハウジング13の嵌合部13aに嵌合され、図示しないネジなどにより締結されることでモータハウジング13と合体されている。
【0027】
ウォームホイールは、ギヤハウジング20に回転可能に支持されるとともにその一端が外部に延出された出力軸22に軸支されている。また、回転軸17の先端17bにはウォーム23が形成され、このウォーム23はウォームホイールに歯合されている。ウォーム23は、ラジアル軸受としての軸受24によって軸支されている。軸受24は、ギヤハウジング20に設けられた軸受支持部29によって固定されている。
【0028】
アーマチャ15とウォーム23との間には、回転軸17と一体回転可能に支持された略円筒状の整流子27が配置されている。整流子27の近傍において、ブラシ保持装置30を備えたブラシベース25は、フローティングゴム26を介して、ギヤハウジング20上に装着されている。
【0029】
図2に示すように、ギヤハウジング20及びブラシベース25の中央には略円形状の貫通孔35が形成されている。ブラシベース25上には、LOW用、HIGH用、COM用のブラシ保持装置30が該貫通孔35の中心を向くように配置されている。ブラシベース25は、フェノール樹脂等の絶縁性の熱硬化性樹脂により形成されている。図2における2点鎖線Aは、アーマチャ15とともに配置される整流子27の外径の位置を示している。
【0030】
次に、本実施形態におけるブラシ保持装置30の具体的な構成を図3、図4、図5に示す。図3に示すように、ブラシ保持装置30は、ブラシ31、ブラシホルダ32、付勢手段としてのトーションスプリング33及び支持ピン34を備えている。
【0031】
ブラシホルダ32は、真鍮等からなる金属板をプレス装置等により打ち抜いたものを略筒状体に折り曲げることにより形成される。図3に示すように、ブラシホルダ32の側壁32bには、トーションスプリング33の係合凸部33aの可動範囲に切欠43が形成されている。また、ブラシホルダ32の上壁32aには、ピッグテール36の可動範囲に切欠42が形成されている。切欠43が形成された側壁32bの反対側の側壁には、トーションスプリング33の一端が係止される被係止部40bを備えた側板40がブラシ31の後端面31fの側に突設されている。
【0032】
ブラシホルダ32は、一対の固定爪32cと凸部32dとによってブラシベース25上に固定されている。固定爪32cは、ブラシホルダ32の両開口部において、ブラシベース25に面する壁の側縁に1つずつ突設されている。また、凸部32dは、側壁32bのブラシベース25に面する側縁に突設されている。ブラシホルダ32は、固定爪32cがブラシベース25の側縁にかしめられることにより、ブラシベース25上に固定される。また、1枚の金属板からなるブラシホルダ32は、凸部32dがブラシベース25に設けられた貫通孔25dに嵌合することにより、ブラシベース25上に固定されるとともに略筒状体が保持される。尚、切欠42,43、被係合部40b、側板40、固定爪32c及び凸部32d等は、金属板を打ち抜く際に予め形成されている。
【0033】
図4(a)、図4(b)に示すように、ブラシ31は略直方体であり、その先端部には整流子27の摺接面と面接触する略円弧状の凹部31dが形成されている。また、ブラシ31の上壁31aには、ピッグテール36が取り付けられている。ブラシ31の側壁31bには、被係合部としての係合凹部37が形成されており、トーションスプリング33の係合凸部33aと係合するようになっている。ブラシ31の係合凹部37は、ブラシ31がブラシホルダ32の側方内壁に押圧される方向(図4(a)に示す矢印B方向)に凹んだ湾曲状の凹部であり、ブラシ31の後端面31fに近い位置に形成されている。また、ブラシ31の後端面31fには、スライド方向(図4(b)に示す矢印C方向)に対して傾斜したテーパ面31cが形成されている。また、図4に示すように、係合凹部37からブラシ後端面31fにかけて傾斜する面取部31eが形成されている。この面取部31eにより、トーションスプリング33の係合凸部33aがブラシ31の係合凹部37から離脱してブラシ後端面31fに移行する際、スムーズに移行できる。
【0034】
図5に示すように、トーションスプリング33は、一端にブラシホルダ32の被係止部40bに係止される係止部33bと、他端にブラシ31の係合凹部37に係合する係合凸部33aとを有している。トーションスプリング33の係合凸部33aは、ブラシ31の係合凹部37の曲面に対応して湾曲形成されている。トーションスプリング33の係止部33bと係合凸部33aとの中間部位には、コイル状に形成された支持部33cが設けられている。支持部33cの径は、支持ピン34の径とほぼ同径になっている。
【0035】
図3に示すように、トーションスプリング33は、その支持部33cがブラシベース25上に立設された支持ピン34に挿入された状態で支持されている。トーションスプリング33の係止部33bは、ブラシホルダ32の被係止部40bに係止されている。また、トーションスプリング33の係合凸部33aは、ブラシ31の係合凹部37と係合されている。このように、トーションスプリング33は、支持ピン34廻りのスプリング力により、ブラシ31をブラシホルダ32内に没入させた状態に仮保持している。
【0036】
次に、アーマチャ15をモータ10の本体に組み付ける方法について、図6、図7(a)、図7(b)、図7(c)、図8に従って説明する。図6に示すように、ブラシ31の後端面31fを押圧する治具41は、先端側にテーパ面41cが設けられている。ブラシトラップ解除時、ブラシ31のテーパ面31cと、治具41のテーパ面41cとが当接する。治具41が下方(回転軸17の軸線方向下方)に押圧されると、その押圧力はブラシ31の後端面31fにおいて、ブラシベース25を押圧する分力P1とブラシ31を整流子27側に押圧する分力P2とに分解される。
【0037】
図7(a)は、ブラシ31をブラシホルダ32内に没入した位置に仮保持した状態を示している。この場合、トーションスプリング33の係合凸部33aは、ブラシ31の係合凹部37に係合している。その係合位置は、トーションスプリング33の回転中心である支持ピン34の中心位置よりも、図示しない整流子27の中心軸から離れた位置にある。このため、トーションスプリング33は、ブラシ31のスライド方向に対して直交する方向(図7に示す矢印B方向)に側圧を付与している。その結果、ブラシ31は、ブラシホルダ32の側方内壁に押圧されるとともに、ブラシホルダ32内に没入された状態で仮保持される。
【0038】
次に、図8に示すように、アーマチャ15は、ギヤハウジング20及びブラシベース25の中央に形成された貫通孔35に挿入されつつ組み付けられる。この場合、該貫通孔35には、上方からアーマチャ15の回転軸17の先端17bが徐々に挿入される。そして、整流子27の摺接面が、ブラシベース25上のブラシ保持装置30の位置に到達すると、アーマチャ15の進入動作が停止する。アーマチャ15が確実に組み付けられた後に、ブラシ保持装置30のブラシトラップが解除される。
【0039】
次に、ブラシトラップの解除途中の状態を図7(b)に示す。ブラシ31の後端面31fに形成されたテーパ面31cに治具41が当接されつつ下方に押圧されると、ブラシ31は整流子27を押圧する方向(図7(b)に示す矢印C方向)に幾分移動する。トーションスプリング33の係止部33bは、ブラシホルダ32の被係止部40bに係止されているため、他端の係合凸部33aが係合凹部37より離脱する。このようにして、ブラシトラップが解除された後に、係合凸部33aと係合凹部37とが相対移動する。そして、係合凸部33aはブラシ31の後端面31fに到達する。
【0040】
次に、係合凸部33aがブラシ31の後端面31fに到達した後の状態を図7(c)に示す。トーションスプリング33は、それまでブラシ31の側圧として付勢していた付勢力を、ブラシ31を整流子27側に押圧する押圧力として付与する。すると、トーションスプリング33により付勢されたブラシ31がブラシホルダ32内から突出する。そして、ブラシ31の先端部が整流子27の摺接面に接触するようになっている。このようにして、ブラシ31は、アーマチャ15の組み付け進入動作を利用することなく、整流子27の摺接面に当接される。
【0041】
上記実施形態によれば、以下のような特徴を得ることができる。
(1)ブラシ31は、アーマチャ15の組付け進入動作を利用することなく、ブラシホルダ32内に仮保持された状態から解除される。この場合、アーマチャ15が確実に組み付けられた後に、ブラシ31を整流子27に当接させることができるため、ブラシ保持装置30は、アーマチャ15の組み付けタイミングを考慮した設計制約を受けることがない。従って、ブラシ保持装置30の設計がし易くなる。
【0042】
(2)ブラシ保持装置30は、本来ブラシ31を整流子27側に押圧する方向に付勢するトーションスプリング33を用いたものである。この場合、トーションスプリング33は、その係合凸部33aとブラシ31の係合凹部37とが係合することにより、ブラシ31に側圧を付与しつつブラシホルダ32内に仮保持している。よって、ブラシ31を仮保持するための部品を新たに必要としない。従って、ブラシ保持装置30を安価に製造することができる。
【0043】
(3)ブラシ31の係合凹部37は、ブラシ31がブラシホルダ32の側方内壁に押圧される方向に凹んだ湾曲状の凹部であるとともに、トーションスプリング33の係合凸部33aは、係合凹部37の形状に対応して湾曲形成されている。このため、ブラシトラップ解除時に、係合凸部33aは、係合凹部37から速やかにかつ確実に離脱することができる。従って、ブラシ31をブラシホルダ32内への仮保持状態から速やかにかつ確実に解除することができる。
【0044】
(4)ブラシ31の後端面31fには、スライド方向に傾斜したテーパ面31cが形成されている。この場合、ブラシ31の後端面31fに治具41を当接させつつ力を加えると、ブラシ31の後端面31fにおいてスライド方向(図6に示す矢印C方向)に分力P2を発生させることができる。よって、この分力P2により、ブラシ31をスライド方向に確実に移動させることができる。また、ブラシ31の後端側にハウジングが近接し、スライド方向に直接押圧することが困難な場合においても、ブラシ31をブラシホルダ32内に仮保持された状態から解除することができる。
【0045】
(5)トーションスプリング33は、ブラシベース25上のブラシホルダ32に近接した位置に立設された支持ピン34によって支持されている。このため、トーションスプリング33は、支持ピン34廻りのスプリング力により、ブラシ31に側圧を確実に付与することができる。また、トーションスプリング33の係合凸部33aは、ブラシ31の係合凹部37から離脱した後に、ブラシ31の後端面31fに移動する。このため、トーションスプリング33は、ブラシ31に側圧を付与するとともに、ブラシ31を整流子27側に押圧することができる
(6)トーションスプリング33とブラシ31との係合位置は、整流子27の中心軸からブラシベース25上に設けられた支持ピン34の中心軸位置までよりも離れている。このため、ブラシ31がブラシホルダ32内に仮保持されている状態において、トーションスプリング33のスプリング力は、ブラシ31をブラシホルダ32の側方内壁へ押圧する側圧と、整流子27側に押圧する押圧力とに分解される。従って、トーションスプリング33は、ブラシ31への側圧の付与から開放されると、ブラシ31を整流子27に確実に押圧することができる。
【0046】
(7)ブラシ31の係合凹部37は、ブラシ31の後端部に近い位置に形成されている。このため、トーションスプリング33の係合凸部33aは、ブラシトラップが解除されると、ブラシ31の後端面31fに素早く移動することができる。従って、トーションスプリング33のスプリング力は、ブラシ31への側圧の付与から開放されると、直ちにブラシ31を整流子27側に押圧することができる。
【0047】
(8)ブラシホルダ32は、固定爪32c及び凸部32dによってブラシベース25上に固定されている。この場合、1枚の金属板からなるブラシホルダ32は、凸部32dがブラシベース25の貫通孔25dに嵌合されることにより、側壁32bとブラシベース25に面する壁との間の開きが大きくならない。このため、略筒状体に形成されたブラシホルダ32は変形しにくくなる。このようにすることで、ブラシホルダ32は、金属板の厚さを薄くしても所定の筒状体形状を保持することができる。ブラシ31を、ガタツキを防止した保持ができると共に、ブラシ保持装置30の製造コストを低減できる。
【0048】
なお、前記実施形態は以下のように変更してもよい。
【0049】
・前記実施形態では、ブラシ31の係合凹部37の形状は湾曲状の凹部であった。しかし、図11に示すように、ブラシ71の係合凹部77は矩形状の凹部であっても良い。また、図12に示すように、ブラシ81の側壁81bに2つの突起82a,82bを設け、それらの間に係合凹部87を形成しても良い。
【0050】
・前記実施形態では、治具41が当接されるブラシ31の後端面31fは、ブラシベース25の外側縁よりも内側に配置されていた。しかし、ブラシ31の後端面31fは、ブラシベース25の外側縁よりも外側に配置されていても良い。
【0051】
・前記実施形態では、付勢手段としてのトーションスプリング33は、コイルスプリング状に形成されていた。しかし、図9、図10に示すように、ぜんまい状定圧ばねによりトーションスプリング83を形成しても良い。トーションスプリング83は、一端に係合凸部83aが設けられ、他端に固定部83bが設けられている。この場合、係合凸部83aは、定圧ばねの一端側を厚さ方向に巻きつけることにより形成されている。
【0052】
・前記実施形態では、金属製のブラシホルダ32及び樹脂製のブラシベース25は、別体として形成されていた。しかし、ブラシホルダ32及びブラシベース25は、絶縁性の樹脂材料により一体形成されても良い。この場合、ブラシ保持装置30を構成する部品点数を少なくすることができ、さらに組み付け工数を少なくすることができる。このため、ブラシ保持装置30を安価に製造することができる。
【0053】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に記載する。
(1)請求項1〜6のいずれか1項に記載のブラシ保持装置を備えたことを特徴とする回転電機。このようにすれば、回転電機を安価に製造することができるとともに設計がし易くなる。
【0054】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1,2に記載の発明によれば、アーマチャの組み付け進入動作を利用することなくブラシを整流子に当接させることができるとともに、低コスト化が達成されるブラシ保持装置を提供することができる。
【0055】
請求項3に記載の発明によれば、ブラシ保持装置を安価に製造することができる。
請求項4〜6に記載の発明によれば、アーマチャの組み付け進入動作を利用することなくブラシをより確実に整流子に当接させることができるとともに、低コスト化が達成されるブラシ保持装置を提供することができる。
【0056】
請求項7に記載の発明によれば、アーマチャの組み付け進入動作を利用することなくブラシを整流子に当接させることができるとともに、低コスト化が達成される回転電機の組み付け方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態におけるワイパー用モータの概略構成を示す断面図。
【図2】本実施形態におけるブラシベース上の構成を示す平面図。
【図3】本実施形態におけるブラシ仮保持装置の立体斜視図。
【図4】(a)は本実施形態におけるブラシの上面図、(b)はブラシの側面図。
【図5】本実施形態のブラシスプリングの拡大図。
【図6】本実施形態におけるブラシトラップ解除方法を説明するための図。
【図7】(a)はブラシトラップ解除前の図、(b)はブラシトラップが解除されたときの図、(c)はブラシトラップ解除後の図。
【図8】アーマチャの組み付け進入動作を説明するための図。
【図9】別例のブラシ保持装置の平面図。
【図10】別例のブラシスプリングの拡大図。
【図11】(a)は別例のブラシの上面図。(b)は別例のブラシの側面図。
【図12】(a)は別例のブラシの上面図。(b)は別例のブラシの側面図。
【符号の説明】
10…モータユニット、11…モータ部、12…ギヤ部、13…モータハウジング、15…アーマチャ、17…回転軸、20…ギヤハウジング、25…ブラシベース、27…整流子、30…ブラシ保持装置、31…ブラシ、31c…テーパ面、32…ブラシホルダ、33…トーションスプリング、33a…係合凸部、33b…係止部、33c…支持部、34…支持ピン、35…貫通孔、37…係合凹部、40b…被係止部、41…治具、41c…テーパ面。
Claims (8)
- ブラシと、アーマチャが支持される回転軸と一体回転可能に支持される整流子に向けて前記ブラシを付勢する付勢手段と、前記ブラシを前記整流子に向けてスライド可能に保持するブラシホルダと、前記ブラシ、前記付勢手段及び前記ブラシホルダが設置されたブラシベースとを備えたブラシ保持装置において、
前記ブラシは、前記ブラシホルダ内への没入状態において前記付勢手段に係合される被係合部と、前記ブラシの後端面に形成されるとともに前記ブラシのスライド方向に対して傾斜したテーパ面とを有し、
前記付勢手段は、前記ブラシのスライド方向に対して交差する方向に側圧を付与しつつ、前記ブラシの前記被係合部に係合して前記ブラシを没入状態で仮保持する係合部を有し、
前記テーパ面が前記回転軸の軸線方向に押圧された場合、前記ブラシの後端面にはスライド方向に作用する分力が発生するようになっており、前記ブラシに付与される前記側圧に抗して前記ブラシが前記分力により前記スライド方向に押圧されて前記係合部と前記被係合部との係合が解除されたとき、前記係合部が前記ブラシをスライド方向に押圧することを特徴とするブラシ保持装置。 - 前記ブラシの前記被係合部は、前記ブラシが前記ブラシホルダの内壁に押圧される方向に凹んだ湾曲状の係合凹部を有するとともに、
前記付勢手段の前記係合部は、前記凹部の曲面に対応して湾曲形成された係合凸部を有することを特徴とする請求項1に記載のブラシ保持装置。 - 前記ブラシベースと前記ブラシホルダとが絶縁性の樹脂材料にて一体に成形されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のブラシ保持装置。
- 前記ブラシベース上において、前記付勢手段を支持する支持ピンが前記ブラシホルダに近接して立設されているとともに、
前記付勢手段は、一端に設けられ前記ブラシホルダに係止される係止部と、他端に設けられ前記ブラシの被係合部に係合する前記係合部と、前記係止部と前記係合部との中間部位にコイル状に形成され前記支持ピンが挿入される支持部とを備えるトーションスプリングであることを特徴とする請求項1〜請求項3のうちいずれか1項に記載のブラシ保持装置。 - 前記トーションスプリングの前記係合部と前記ブラシの前記被係合部との係合位置は、前記整流子の中心軸から前記ブラシベース上に設けられた前記支持ピンの中心位置までよりも離れていることを特徴とする請求項4に記載のブラシ保持装置。
- 前記ブラシの前記被係合部は、前記ブラシの後端部に近い位置に形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項5のうちいずれか1項に記載のブラシ保持装置。
- 請求項1〜請求項6のうちいずれか一項に記載のブラシ保持装置を備える回転電機の組み付け方法において、
前記付勢手段により前記ブラシのスライド方向に対して交差する方向に側圧を付与しつつ、前記ブラシの被係合部と前記付勢手段の係合部とを係合させることにより前記ブラシをブラシホルダ内に没入させた状態で仮保持する仮保持工程と、
この仮保持状態で前記アーマチャを前記回転電機の本体に組み付ける組付工程と、
前記アーマチャの組み付け完了後、治具により前記ブラシのテーパ面を前記回転軸の軸線方向に押圧して前記分力により前記ブラシを前記スライド方向に強制的にスライドさせて前記ブラシの前記被係合部と前記付勢手段の前記係合部との係合を解除し、前記ブラシ を前記付勢手段の付勢力により整流子に当接させる解除工程とを含むことを特徴とする回転電機の組み付け方法。 - 前記解除工程では、前記アーマチャ組み付け完了後の前記強制的スライドによって、前記付勢手段の前記係合部の前記ブラシに対する当接位置を移動せしめて前記付勢手段の付勢力を前記ブラシのスライド方向に変更されることを特徴とする請求項7に記載の回転電機の組み付け方法。
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