JP3641238B2

JP3641238B2 - ブラシ保持装置、回転電機の組み付け方法

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Publication number: JP3641238B2
Application number: JP2001394464A
Authority: JP
Inventors: 裕章内田; 雅司中田
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2005-04-20
Anticipated expiration: 2021-12-26
Also published as: US6700291B2; EP1324439A3; DE60225109D1; EP1324439A2; EP1324439B1; JP2003199299A; DE60225109T2; US20030117036A1

Description

【０００１】
【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

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。