JP3642563B2

JP3642563B2 - Electric motor

Info

Publication number: JP3642563B2
Application number: JP2000273587A
Authority: JP
Inventors: 京平山本; 和久高島; 晋介逸見; 秀二山下; 乾次中尾; 武史杉山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-09-08
Filing date: 2000-09-08
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2020-09-08
Also published as: KR20020020619A; FR2814004A1; JP2002095221A; FR2814004B1; KR100399740B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転電機子型電動機などのブラシを有する電動機に関し、特に電動パワーステアリング電動機用として好適な電動機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３〜図１６は、従来より用いられている回転電機子型電動機を説明するものであって、図１３は上記電動機の横断面図、図１４は上記電動機中のブラシホルダの平面図、図１５は、図１４のＸ−Ｘ線に沿った部分の拡大断面図、図１６はブラシ収容ケースおよびその近傍部の拡大側面図である。図１３〜図１６において、１は電動機、１１は電機子、１２は整流子、１３、１４はベアリング、１５はヨーク、１６はマグネット、１７はハウジング、１８は回転軸、２はブラシホルダ、２１はブラシ、２２はブラシ収容ケース、２３はスプリング、２４はスプリング固定器、３はブラシ２１に接続されてピグテ−ルと通称されているリード線、４は外部引出し用リード線、５はリード線３と外部引出し用リ−ド線４とを接続する電極プレ−トである。
【０００３】
リード線３は、ブラシ２１との接続端から回転軸１８と平行な方向に立ち上り延在する立上り部３１、立上り部３１に縦続する屈曲部３２、および屈曲部３２に縦続するテール部３３とからなり、テール部３３の先端が電極プレ−ト５に溶接されて外部引出し用リ−ド線４と接続されている。
【０００４】
以上のように構成された電動機の構造において、ブラシ２１は、ブラシ収容ケース２２内に矢印Ａ（図１６参照）の方向に摺動自在に保持され、且つスプリング２３の弾性力により整流子１２に押し付けられて摺接されている。スプリング２３の弾性力は、電動パワ−ステアリング用モ−タではモ−タのロストルクを小さくするため、またブラシ２１と整流子１２との摺接音を小さくするために特に比較的小さな値とされている。この結果、ブラシ２１の整流子１２上における摺接は、リード線３のブラシ２１との接続部近傍、特に立上り部３１を中心とする部分の形状により影響を受け易くなっている。つまりブラシ２１は、リード線３を背負った状態でブラシ収容ケース２２内を微小に矢印Ａの方向に前後動しながら整流子１２に摺接しており、またブラシ２１とブラシ収容ケース２２との図１５における矢印Ｂの方向でのクリアランスがあるために、リード線３の形状、取分け立上り部３１の形状により整流子１２に対する接触圧や接触状態が変化してロストルク、ブラシ摺接音、電動機の左右回転性能差、あるいはトルクリップルなどに大きなバラツキが生じる。
【０００５】
またリード線３としては、上記の影響を少なくするために可撓性の良好な銅細線の撚線が用いられることが多い。このためにリード線３は剛性が弱く、ブラシホルダ２の組立て時にリード線３の形状を整えておいてもそれの輸送中などにその形状が変形することがしばしばある。またさらに、電機子１１をハウジング１７に組み込む際、ブラシ２１をブラシ収容ケース２２内に引き込む必要があるが、この時にリード線３の立上り部３１などを引張って引き込む場合は、立上り部３１の形状が上記引き込み時の引張力により形崩れするなどの問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、電動機の製造過程を通じてリード線の形状を安定させ、電動機の性能のバラツキを低減することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の電動機は、（１）複数本の導電線の束で構成されたリード線をブラシに接続すると共に、このリード線の上記ブラシとの接続端の近傍に上記導電線の束を硬直化処理することにより形成された硬直部を備え、上記硬直部と上記ブラシの間の導電線を非硬直根部としたものである。
（２）上記（１）において、上記リード線は、このリード線が接続されたブラシのリード線接続面から電動機の回転軸と平行またはそれに近い方向に延在する立上り部を有し、上記立上り部は、上記非硬直根部と当該立上り部の少なくとも一部に設けられた硬直部とを備えたものである。
（３）上記（２）において、上記非硬直根部の長さをＬ１とした場合、当該長さＬ１は、下式を満足するものである、
Ｌ１≧ｔ
ここに、ｔは上記ブラシを収容するブラシ収容ケースの壁厚。
（４）上記（２）または（３）において、立上り部は、この立上り部に縦続する屈曲部を有し、ブラシのリード線接続面から上記屈曲部までの上記立上り部の長さＬ３は、下式を満足するものである、
Ｌ３＞Ｌ１＋Ｌ２
ここに、Ｌ１は非硬直根部の長さ、Ｌ２は硬直部の長さ。
（５）上記（２）において、硬直部の立上り部の長手方向に直交する方向の断面形状は、ブラシのブラシ収容ケース内での摺動方向に平行な辺よりもこの辺と直交する辺のほうが長い長方形を呈するものである。
（６）上記（２）において、硬直部の立上り部の長手方向に直交する方向の断面形状は、ブラシのブラシ収容ケース内での摺動方向と直交する辺よりもこの摺動方向に平行な辺のほうが長い長方形を呈するものである。
（７）上記（１）において、硬直化処理は、リード線を構成する導電線同士の溶接または半田付けである。
（８）上記（１）において、硬直化処理は、リード線を構成する導電線同士の接着剤による接着である。
（９）上記（１）において、硬直化処理は、リード線のブッシュによるカシメである。
（１０）上記（１）において、リード線は、立上り部、屈曲部、およびこの屈曲部に縦続するテール部を有し、このテール部は、ブラシのブラシ収容ケース内での摺動方向と交差する方向、または上記摺動方向に且つ上記ブラシの背後に延在するものである。
（１１）上記（１）において、本発明の電動機は、電動パワーステアリング電動機用である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下の実施の形態において、互いに同一部分は同一の符号を付して説明を省略することがある。
【０００９】
実施の形態１.
図１〜図３は、本発明における電動機の実施の形態１を説明するものであって、図１は上記電動機中のブラシホルダの平面図、図２は図１のＹ−Ｙ線に沿った部分の拡大断面図、図３はブラシ収容ケースおよびその近傍部の拡大側面図である。なお実施の形態１および後記の実施の形態２〜４における電動機の全体の横断面図は、前記図１３と実質的に同じであるので図１３を参照することとして、実施の形態１〜４においてはそれを省略する。
【００１０】
図１〜図３において、３１１、３１２、および３１３は、それぞれリード線３の立上り部３１における非硬直根部、硬直部、および非硬直上部であり、２５はブラシ収容ケース２２の上面に形成された開口条であり、２６は開口条２５の先端に形成されたストッパーである。実施の形態１においては、立上り部３１は、ブラシ２１のリード線接続面から略垂直に、換言すると電動機１の回転軸１８と平行な方向に立ち上がっており、テール部分３３は矢印Ａの方向と交差する方向に延びて電極プレ−ト５に接続されることにより外部引出し用リ−ド線４と接続されている。リード線３としては、例えば線径０．０５〜０．０８ｍｍ程度の銅細線を撚合わせたものが用いられる。非硬直根部３１１は、ブラシ２１のリード線接続面から硬直部３１２の一端までの硬直化処理されていない部分である。
【００１１】
実施の形態１においては、リード線３の立上り部３１の略中央部分が硬直化処理されて硬直部３１２が形成されている。この際の硬直化処理は、リード線３を構成する銅撚線を溶接機で隣接する銅細線同士が密着する状態となして、それら銅細線同士を溶接することにより達成されており、この溶接による銅細線同士の密集性が向上して硬直部３１２は、非硬直根部３１１および非硬直上部３１３よりも図示するように線サイズが小さくなっている。硬直部３１２の断面形状（立上り部３１の長手方向に直交する方向の断面形状、以下同様）は、ブラシ２１のブラシ収容ケース内での摺動方向に平行な辺（図３参照）よりもこの辺に直交する辺（図２参照）のほうが長い長方形を有している。この結果、硬直部３１２は、矢印Ａの方向には幾分変形し易いが、その直交方向には耐変形性が大きいので振動や衝撃などの外力を受けても、矢印Ａとの直交方向には変形つまり倒れることがないので、整流子１２とブラシ２１との接触状態は実質的に変化しない。
【００１２】
以上のように、立上り部３１がその中央付近に硬直部３１２を有することにより、その部分３１２は大きな剛性を有するのみならず、硬直部３１２の剛性の影響で非硬直根部３１１もある程度剛性が向上する。このためにリード線３を電極プレ−ト４に接続し、従来通りに硬直部３１２を掴んでブラシ２１をブラシ収容ケース２２内に挿入収容しても、立上り部３１や屈曲部３２の形状は実質的に変化せず、また立上り部３１はブラシ２１の摺動底面２１１に対して略垂直に立った安定形状を保持する。また、硬直部３１２と非硬直根部３１１の剛性の向上により、リード線３はその輸送やモ−タ組立て時などで振動や衝撃を受けても初期の形状を略保つことができる。
【００１３】
本発明における立上り部３１と屈曲部３２との境界線は、立上り部３１の長手方向の軸と屈曲部３２の屈曲点３４（図２参照）を通り上記軸と直交する線分Ｂで示されるとすると、非硬直上部３１３は、線分Ｂにおいて屈曲部３２と接触することになる。なお図２におけるＬ３は、かく定義した場合における立上り部３１の長さである。そして実施の形態１においては、図２に示すように、非硬直根部３１１の長さＬ１とブラシ収容ケース２２の壁厚ｔとは、下式（Ｉ）で表される関係となっており、一方、立上り部３１の長さＬ３、非硬直根部３１１の長さＬ１、および硬直部３１２の長さＬ２は、下式（II）で表される関係となっている。下式（II）の関係は、とりもなおさず非硬直上部３１３が有限長を有することを意味する。
Ｌ１≧ｔ（Ｉ）
Ｌ３＞Ｌ１＋Ｌ２（II）
【００１４】
つぎに式（Ｉ）および式（II）の意義について説明する。先ず式（Ｉ）については、硬直部３１２を硬直化処理、特に溶接処理すると、かかる処理により硬直部３１２はその部分の線サイズが縮小することは前記の通りであるが、その間接的影響によって非硬直根部３１１内の銅細線に大きな張力が生じて銅細線が断線し、あるいは銅細線の伸長による非硬直根部３１１の断面積が減少することがある。非硬直根部３１１の断面積が減少してその外径がブラシ収容ケース２２の上面に形成された開口条２５のストッパ−２６の幅Ｌ４（図１参照）以下となると、立上り部３１がストッパ−２６を越えて開口条２５から外に飛び出す不都合が生じる。しかし、Ｌ１≧ｔとすることにより、非硬直根部３１１の外径の縮小、それに基づくストッパ−２６越え、および導電線の断線などが防止される。
【００１５】
つぎに式（II）について説明する。図４は、実施の形態１の比較形態の例であって図２に対応するものであり、図４の３６は硬直化処理された硬直部を示す。硬直部３６は、立上り部３１と屈曲部３２の大部分に及んでおり、この点において図２に示す場合と異なる。硬直部３６のように硬直化処理の範囲が過度に長いと、電動機組立時などで受ける外力により硬直部３６が折り曲げられて変形し、その変形によりブラシ２１がブラシ収容ケース２２の側面２２１に押し付けられて変倚し、ためにブラシ２１のブラシ収容ケース２２内での摺動性が悪化することがある。これに対して前記式（II）で示される関係、即ち、Ｌ１とＬ２との和がＬ３未満であると、上記の変形や変倚が生じないのでブラシ２１の摺動性が良好に維持される。実施の形態１においては、リード線３はその設置場所の制約とコスト面より出来るだけ短くすることが好ましく、また硬直部３１２の長さＬ２は２ｍｍ前後の値が適当である。
【００１６】
実施の形態１では、硬直部３１２の断面形状は、前記したように長方形とされたが、リード線３の立上り部３１の剛性が十分である場合には、その断面形状は円、楕円、あるいは台形などの長方形以外の角形などであってもよく、楕円や台形などのように硬直部３１２の剛性に方向性を与える形状の場合でも、その方向性も任意であって差し支えない。
【００１７】
実施の形態２．
図５は、本発明における実施の形態２を説明するものであって、ブラシ２１とリード線３との結合の他の例を示し、リード線３のテール部３３はブラシ２１の後方に延在している。またリード線３の先端３４は、電極プレ−ト４（図示せず）に溶接するために、溶接により断面形状が長方形となるように硬直化処理される。この硬直化処理の際に、硬直部３１２も先端３４と同じ断面形状となるように硬直化処理させたものであると、先端３４と硬直部３１２とは互いに同様の硬直化処理で済むので加工工数が少なく、コスト低減が可能となる利点がある。
【００１８】
実施の形態３．
図６〜図７は、本発明における実施の形態２を説明するものであって、図６は図１のＹ−Ｙ線に沿った部分の他の拡大断面図、図７はブラシ収容ケース２２およびその近傍部の拡大側面図である。図６〜図７において、３１２はリード線３における立上り部３１の硬直部である。硬直部３１２は、接着剤により硬直化処理されており、実施の形態１と同様に、リード線３の形状を略一定に且つ安定して保持することができる。非硬直根部３１１、硬直部３１２、および非硬直上部３１３の各長さについては、実施の形態１で述べたことが実施の形態３においても当てはまる。
【００１９】
実施の形態４．
図８〜図１０は、本発明における実施の形態４を説明するものであって、図８は図１のＹ−Ｙ線に沿った部分のさらに他の拡大断面図、図９はブラシ収容ケース２２およびその近傍部の拡大側面図、図１０はブッシュの斜視図である。図８〜図１０において、３１２はリード線３における立上り部３１の硬直部、３５はブッシュである。硬直部３１２は、ブッシュ３５でカシメることにより硬直化処理されており、実施の形態１と同様に、リード線３の形状を略一定に且つ安定して保持することができる。非硬直根部３１１、硬直部３１２、および非硬直上部３１３の各長さについては、実施の形態１で述べたことが実施の形態３においても当てはまる。
【００２０】
実施の形態５．
図１１〜図１２は、本発明における実施の形態５を説明するものであって、図１１は電動機の横断面図、図１２は上記電動機中のブラシホルダの平面図である。図１１〜図１２に示すように、実施の形態５においては、リード線３のテール部３３の引き出し方向は、ブラシ２１の摺動方向Ａと同一となっており、リード線３の立上り部３１は、前記実施の形態１〜４などと同様にその一部が硬直化処理されている。かかる硬直化処理により、リード線３の種々の外力に対する耐変形性は前記実施の形態１〜４などと同様に優れており、一方、テール部３３をブラシ２１を側面方向へ導出する実施の形態１などの場合と比較して、リード線３に外力がかかった場合のブラシ２１と整流子１２との接触状態に及ぼす影響度は、一層小さくなる効果がある。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の電動機は、以上説明した通り、複数本の導電線の束で構成されたリード線をブラシに接続すると共に、このリード線の上記ブラシとの接続端の近傍に上記導電線の束を硬直化処理することにより形成された硬直部を備え、上記硬直部と上記ブラシの間の導電線を非硬直根部としたものであり、特に（２）上記リード線は、このリード線が接続されたブラシのリード線接続面から電動機の回転軸と平行またはそれに近い方向に延在する立上り部を有し、上記立上り部は、上記非硬直根部と当該立上り部の少なくとも一部に設けられた硬直部とを備えたものであると、上記硬直部が有する剛直性に由来してリード線の形状が略一定に保たれるために、ブラシと整流子との接触状態が安定して一定に保たれるので、モ−タのロストルク、ブラシ摺接音、電動機の左右回転性能差、あるいはトルクリップルなどのバラツキを低減できる。よって本発明の電動機は、特にロストルク、ブラシ摺接音、電動機の左右回転性能差、トルクリップルなどに取り分け厳しい電動パワ−ステアリング用モ−タとしてすこぶる好適である。
【００２２】
また、（３）上記非硬直根部の長さをＬ１とした場合、当該長さＬ１は、下式を満足するものであると、たとえ硬直部における硬直化処理によって上記非硬直根部内の銅細線に大きな張力が生じたり、かかる張力による銅細線の大きな伸長などの問題がなく、したがって銅細線の断線、あるいは銅細線に大きな伸長があった場合における非硬直根部の断面積の減少、かかる断面積の減少に基づいてブラシ収容ケースに設けられた開口条から立上り部が飛び出す問題などが防止される。
Ｌ１≧ｔ
ここに、ｔは上記ブラシを収容する上記ブラシ収容ケースの壁厚。
【００２３】
また、（４）立上り部は、この立上り部に縦続する屈曲部を有し、ブラシのリード線接続面から上記屈曲部までの上記立上り部の長さＬ３は、下式を満足するものであると、立上り部における硬直部の形成位置と長さとが適切であるために、立上り部は電動機組立時などで外力を受けても折り曲げられたり、かかる曲げがあった場合に起きるブラシのブラシ収容ケース内での変倚が生じないので、ブラシのブラシ収容ケース内での摺動性が良好に維持されることになる。
Ｌ３＞Ｌ１＋Ｌ２
ここに、Ｌ１は非硬直根部の長さ、Ｌ２は硬直部の長さ。
【００２４】
また、（５）硬直部の立上り部の長手方向に直交する方向の断面形状は、ブラシのブラシ収容ケース内での摺動方向に平行な辺よりもこの辺と直交する辺のほうが長い長方形を呈すると、硬直部はブラシのブラシ収容ケース内での摺動方向には幾分変形し易いが、その直交方向には耐変形性が大きいので振動や衝撃などの外力を受けても、上記摺動方向との直交方向には倒れることがないので、整流子とブラシとの接触状態は実質的に変化しない。
【００２５】
また、（６）硬直部の立上り部の長手方向に直交する方向の断面形状は、ブラシのブラシ収容ケース内での摺動方向と直交する辺よりもこの摺動方向に平行な辺のほうが長い長方形を呈すると、リード線を電極プレートに溶接するためにその先端を溶接により硬直化処理した長方形の断面形状と上記硬直部の断面形状とを同じにできるので、加工工数が少なくコスト低減が可能となる。
【００２６】
また、（７）硬直化処理は、リード線を構成する導電線同士の溶接または半田付け、（８）リード線を構成する導電線同士の接着剤による接着、あるいは（９）リード線のブッシュによるカシメなどであると、上記リード線の立上り部の所望箇所を適切且つ能率的に硬直化処理することができる。
【００２７】
また、（１０）リード線は、立上り部、屈曲部、およびこの屈曲部に縦続するテール部を有し、このテール部は、ブラシのブラシ収容ケース内での摺動方向と交差する方向、または上記摺動方向に且つ上記ブラシの背後に延在するものであると、リード線に外力が作用しても上記リード線の形状はほとんど変化しないために整流子とブラシとは良好な接触状態を維持するので、モ−タのロストルク、ブラシ摺接音、電動機の左右回転性能差、あるいはトルクリップルのバラツキを低減できる。
【００２８】
またさらに、（１１）本発明の電動機が電動パワーステアリング電動機用であると、前記したバラツキが低減された高性能の電動パワーステアリング電動機を安定して生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１で用いられるブラシホルダの平面図。
【図２】図１のＹ−Ｙ線に沿った部分の拡大断面図。
【図３】本発明の実施の形態１におけるブラシ収容ケースおよびその近傍部の拡大側面図。
【図４】実施の形態１の比較形態における図２に対応する部分の拡大断面図。
【図５】本発明の実施の形態２の説明図。
【図６】本発明の実施の形態３における図１のＹ−Ｙ線に沿った部分の他の拡大断面図。
【図７】本発明の実施の形態３におけるブラシ収容ケースおよびその近傍部の拡大側面図。
【図８】本発明の実施の形態４における図１のＹ−Ｙ線に沿った部分のさらに他の拡大断面図。
【図９】本発明の実施の形態４におけるブラシ収容ケースおよびその近傍部の拡大側面図。
【図１０】本発明の実施の形態４で用いられるブッシュの斜視図。
【図１１】本発明の実施の形態５における電動機の横断面図。
【図１２】図１１中で用いられたブラシホルダの平面図。
【図１３】従来の電動機の横断面図。
【図１４】図１３中で用いられたブラシホルダの平面図。
【図１５】図１４のＸ−Ｘ線に沿った部分の拡大断面図。
【図１６】従来の電動機におけるブラシ収容ケースおよびその近傍部の拡大側面図。
【符号の説明】
１電動機、１１電機子、１２整流子、１８シャフト、
２ブラシホルダ、２１ブラシ、２２ブラシ収容ケース、
２３スプリング、２４スプリング固定器、３リード線、
３１立上り部、３１１非硬直根部、３１２硬直部、
３１３非硬直上部、３２屈曲部、３３テール部、３５ブッシュ、
４外部引出し用リード線、５電極プレ−ト。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric motor having a brush such as a rotary armature type electric motor, and more particularly to an electric motor suitable for an electric power steering electric motor.
[0002]
[Prior art]
FIGS. 13 to 16 illustrate a conventional rotary armature type motor. FIG. 13 is a cross-sectional view of the motor, and FIG. 14 is a plan view of a brush holder in the motor. 15 is an enlarged cross-sectional view of a portion along line XX in FIG. 14, and FIG. 16 is an enlarged side view of the brush housing case and its vicinity. 13 to 16, 1 is an electric motor, 11 is an armature, 12 is a commutator, 13 and 14 are bearings, 15 is a yoke, 16 is a magnet, 17 is a housing, 18 is a rotating shaft, 2 is a brush holder, 21 Is a brush, 22 is a brush housing case, 23 is a spring, 24 is a spring fixing device, 3 is a lead wire connected to the brush 21 and commonly referred to as pigtail, 4 is a lead wire for external drawing, and 5 is a lead wire 3 is an electrode plate that connects the lead wire 4 for external drawing.
[0003]
The lead wire 3 includes a rising portion 31 that rises in a direction parallel to the rotation shaft 18 from a connection end with the brush 21, a bent portion 32 that is connected to the rising portion 31, and a tail portion 33 that is connected to the bent portion 32. Thus, the tip of the tail portion 33 is welded to the electrode plate 5 and connected to the external lead wire 4.
[0004]
In the structure of the electric motor configured as described above, the brush 21 is slidably held in the direction of the arrow A (see FIG. 16) in the brush housing case 22 and is attached to the commutator 12 by the elastic force of the spring 23. It is pressed and slid. The elastic force of the spring 23 is set to a relatively small value in order to reduce the motor loss torque in the electric power steering motor and to reduce the sliding contact noise between the brush 21 and the commutator 12. ing. As a result, the sliding contact of the brush 21 on the commutator 12 is easily affected by the shape of the vicinity of the connecting portion of the lead wire 3 with the brush 21, particularly the portion centering on the rising portion 31. That is, the brush 21 is in sliding contact with the commutator 12 while moving back and forth in the direction of the arrow A with the lead wire 3 carried on the back, and the brush 21 and the brush housing case 22. 15 has a clearance in the direction of the arrow B, the contact pressure and contact state with respect to the commutator 12 change depending on the shape of the lead wire 3 and, particularly, the shape of the rising portion 31, thereby causing loss torque, brush sliding noise, and left and right of the motor. Large variation in rotational performance difference or torque ripple occurs.
[0005]
Further, as the lead wire 3, in order to reduce the above-described influence, a pliable copper fine wire with good flexibility is often used. For this reason, the lead wire 3 has low rigidity, and even if the shape of the lead wire 3 is adjusted when the brush holder 2 is assembled, the shape of the lead wire 3 is often deformed during transportation. Furthermore, when the armature 11 is assembled in the housing 17, it is necessary to draw the brush 21 into the brush housing case 22. At this time, when pulling the rising portion 31 of the lead wire 3 and the like, the shape of the rising portion 31 is required. However, there is a problem that the shape is deformed by the tensile force at the time of pulling in.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above-described conventional problems, an object of the present invention is to stabilize the shape of a lead wire throughout the manufacturing process of the motor and reduce variation in the performance of the motor.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The electric motor according to the present invention includes (1) connecting a lead wire composed of a bundle of a plurality of conductive wires to a brush, and stiffening the bundle of the conductive wires near the connection end of the lead wire with the brush. A rigid portion formed by processing is provided , and a conductive wire between the rigid portion and the brush is a non-rigid root portion .
In (2) above (1), the lead wire has a rising portion extending from the lead wire connection surface of the brush that the lead wire is connected to a direction close parallel or in a rotational shaft of the motor, the rising The portion includes the non-rigid root portion and a rigid portion provided on at least a part of the rising portion .
(3) In the above (2), when the length of the non-rigid root and L1, the length L1 is shall be satisfied the formula,
L1 ≧ t
Here, t is the wall thickness of the brush housing case for housing the brush.
(4) In the above (2) or (3), the rising portion has a bent portion cascaded to the rising portion, and the length L3 of the rising portion from the lead wire connecting surface of the brush to the bent portion is: Which satisfies the following formula,
L3> L1 + L2
Here, L1 is the length of the non-rigid straight portion, and L2 is the length of the rigid portion.
(5) In the above (2), the cross-sectional shape in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the rising portion of the rigid portion is the side perpendicular to this side rather than the side parallel to the sliding direction in the brush housing case of the brush. It presents a long rectangle.
(6) In the above (2), the cross-sectional shape in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the rising portion of the rigid portion is parallel to this sliding direction rather than the side orthogonal to the sliding direction in the brush housing case. The side has a longer rectangle.
(7) In the above (1), the hardening process is welding or soldering of the conductive wires constituting the lead wires.
(8) In said (1), a hardening process is adhesion | attachment with the adhesive agent of the electrically conductive wires which comprise a lead wire.
(9) In the above (1), the stiffening treatment is caulking with a lead wire bush.
(10) In the above (1), the lead wire has a rising portion, a bent portion, and a tail portion cascaded to the bent portion, and this tail portion intersects the sliding direction of the brush in the brush housing case. Or extending in the sliding direction and behind the brush.
(11) In the above (1), the electric motor of the present invention is for an electric power steering electric motor.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the following embodiments, the same parts may be denoted by the same reference numerals and description thereof may be omitted.
[0009]
Embodiment 1.
1 to 3 illustrate a first embodiment of an electric motor according to the present invention. FIG. 1 is a plan view of a brush holder in the electric motor, and FIG. 2 is taken along line YY in FIG. FIG. 3 is an enlarged side view of the brush housing case and the vicinity thereof. Note that the overall cross-sectional view of the electric motor in Embodiment 1 and Embodiments 2 to 4 described later is substantially the same as that in FIG. 13, and therefore, referring to FIG. Omit it.
[0010]
1 to 3, 311, 312, and 313 are a non-rigid root portion, a rigid portion, and a non-rigid upper portion of the rising portion 31 of the lead wire 3, respectively, and 25 is formed on the upper surface of the brush housing case 22. An opening strip 26 is a stopper formed at the tip of the opening strip 25. In the first embodiment, the rising portion 31 rises substantially perpendicularly from the lead wire connecting surface of the brush 21, in other words, in a direction parallel to the rotating shaft 18 of the electric motor 1, and the tail portion 33 extends in the direction of the arrow A. The lead wire 4 is connected to the external lead wire 4 by extending in the intersecting direction and connected to the electrode plate 5. As the lead wire 3, for example, a twisted copper wire having a wire diameter of about 0.05 to 0.08 mm is used. The non-rigid root portion 311 is a portion that is not subjected to the hardening process from the lead wire connection surface of the brush 21 to one end of the rigid portion 312.
[0011]
In the first embodiment, a substantially central portion of the rising portion 31 of the lead wire 3 is hardened to form a rigid portion 312. The hardening process at this time is achieved by bringing the copper stranded wires constituting the lead wire 3 into close contact with each other with a welding machine and welding the copper thin wires together. As the density of the copper thin wires is improved, the rigid portion 312 has a smaller wire size than the non-rigid straight portion 311 and the non-rigid upper portion 313 as shown in the figure. The cross-sectional shape of the rigid portion 312 (the cross-sectional shape in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the rising portion 31; the same applies hereinafter) is greater than the side parallel to the sliding direction of the brush 21 in the brush housing case (see FIG. 3). The side (see FIG. 2) orthogonal to is longer rectangular. As a result, the rigid portion 312 is somewhat easily deformed in the direction of the arrow A, but is highly resistant to deformation in the orthogonal direction, so even if it receives external force such as vibration or impact, the rigid portion 312 is in the orthogonal direction to the arrow A. Is not deformed, that is, does not fall down, so that the contact state between the commutator 12 and the brush 21 does not substantially change.
[0012]
As described above, the rising portion 31 has the rigid portion 312 near the center thereof, so that the portion 312 not only has great rigidity, but also the rigidity of the non-rigid root portion 311 is improved to some extent due to the rigidity of the rigid portion 312. To do. For this reason, even if the lead wire 3 is connected to the electrode plate 4 and the rigid portion 312 is gripped and the brush 21 is inserted and accommodated in the brush accommodating case 22 as in the conventional manner, the shape of the rising portion 31 and the bent portion 32 is the same. The rising portion 31 maintains a stable shape that is substantially perpendicular to the sliding bottom surface 211 of the brush 21. Further, by improving the rigidity of the rigid portion 312 and the non-rigid root portion 311, the initial shape of the lead wire 3 can be maintained substantially even when subjected to vibration or impact during transportation or motor assembly.
[0013]
The boundary line between the rising portion 31 and the bent portion 32 in the present invention is indicated by a line segment B passing through the longitudinal axis of the rising portion 31 and the bending point 34 (see FIG. 2) of the bent portion 32 and orthogonal to the axis. Then, the non-rigid upper portion 313 comes into contact with the bent portion 32 in the line segment B. Note that L3 in FIG. 2 is the length of the rising portion 31 when defined in this way. In Embodiment 1, as shown in FIG. 2, the length L1 of the non-rigid straight portion 311 and the wall thickness t of the brush housing case 22 are represented by the following formula (I): On the other hand, the length L3 of the rising portion 31, the length L1 of the non-rigid root portion 311 and the length L2 of the rigid portion 312 have a relationship represented by the following formula (II). The relationship of the following formula (II) means that the non-rigid upper part 313 has a finite length.
L1 ≧ t (I)
L3> L1 + L2 (II)
[0014]
Next, the significance of formula (I) and formula (II) will be described. First, regarding the formula (I), when the rigid portion 312 is subjected to a hardening treatment, particularly a welding treatment, the straight portion 312 is reduced in the line size of the portion by this treatment as described above. A large tension is generated in the copper fine wire in the non-rigid root portion 311 to break the copper thin wire, or the cross-sectional area of the non-rigid root portion 311 may be reduced due to the extension of the copper fine wire. When the cross-sectional area of the non-rigid root portion 311 decreases and the outer diameter thereof becomes equal to or smaller than the width L4 (see FIG. 1) of the stopper 26 of the opening strip 25 formed on the upper surface of the brush housing case 22, the rising portion 31 becomes the stopper. Inconvenience of jumping out of the opening strip 25 beyond 26 occurs. However, by setting L1 ≧ t, it is possible to prevent the outer diameter of the non-rigid root portion 311 from being reduced, exceeding the stopper 26 based thereon, and disconnection of the conductive wire.
[0015]
Next, formula (II) will be described. FIG. 4 is an example of a comparative example of the first embodiment and corresponds to FIG. 2. Reference numeral 36 in FIG. 4 denotes a rigid portion that has been subjected to a hardening process. The rigid portion 36 extends over most of the rising portion 31 and the bent portion 32, and this is different from the case shown in FIG. When the range of the stiffening process is excessively long like the rigid portion 36, the rigid portion 36 is bent and deformed by an external force received during assembly of the electric motor, and the brush 21 is pressed against the side surface 221 of the brush housing case 22 by the deformation. Therefore, the slidability of the brush 21 in the brush housing case 22 may be deteriorated. On the other hand, if the relationship represented by the above formula (II), that is, the sum of L1 and L2 is less than L3, the above-described deformation or alteration does not occur, so that the slidability of the brush 21 is maintained well. The In the first embodiment, it is preferable that the lead wire 3 be as short as possible due to restrictions on the installation location and cost, and the length L2 of the rigid portion 312 is appropriately about 2 mm.
[0016]
In the first embodiment, the cross-sectional shape of the rigid portion 312 is rectangular as described above. However, when the rising portion 31 of the lead wire 3 has sufficient rigidity, the cross-sectional shape is a circle, an ellipse, or A square shape other than a rectangle such as a trapezoid may be used, and even in a shape that gives directionality to the rigidity of the rigid portion 312 such as an ellipse or a trapezoid, the directionality may be arbitrary.
[0017]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 illustrates the second embodiment of the present invention and shows another example of the coupling between the brush 21 and the lead wire 3, and the tail portion 33 of the lead wire 3 extends to the rear of the brush 21. doing. Further, the tip 34 of the lead wire 3 is hardened so as to have a rectangular cross-sectional shape by welding in order to be welded to the electrode plate 4 (not shown). If the stiffening portion 312 is also stiffened so as to have the same cross-sectional shape as the tip 34 during this stiffening treatment, the tip 34 and the stiffening portion 312 can be processed by the same stiffening treatment. There are advantages that man-hours are small and cost can be reduced.
[0018]
Embodiment 3 FIG.
6 to 7 illustrate the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is another enlarged cross-sectional view taken along line YY of FIG. 1, and FIG. It is an enlarged side view of the vicinity part. 6 to 7, reference numeral 312 denotes a rigid portion of the rising portion 31 in the lead wire 3. The stiffening portion 312 is hardened with an adhesive and can hold the shape of the lead wire 3 substantially constant and stably as in the first embodiment. Regarding the lengths of the non-rigid root portion 311, the rigid portion 312, and the non-rigid upper portion 313, what has been described in the first embodiment also applies to the third embodiment.
[0019]
Embodiment 4 FIG.
8 to 10 illustrate the fourth embodiment of the present invention. FIG. 8 is still another enlarged cross-sectional view of the portion along line YY in FIG. 1, and FIG. 9 is a brush housing case. 22 and an enlarged side view of the vicinity thereof, FIG. 10 is a perspective view of the bush. 8 to 10, reference numeral 312 denotes a rigid portion of the rising portion 31 of the lead wire 3, and 35 denotes a bush. The stiffening portion 312 is stiffened by caulking with the bush 35, and as in the first embodiment, the shape of the lead wire 3 can be held substantially constant and stably. Regarding the lengths of the non-rigid root portion 311, the rigid portion 312, and the non-rigid upper portion 313, what has been described in the first embodiment also applies to the third embodiment.
[0020]
Embodiment 5 FIG.
FIGS. 11 to 12 illustrate a fifth embodiment of the present invention. FIG. 11 is a cross-sectional view of the motor, and FIG. 12 is a plan view of the brush holder in the motor. As shown in FIGS. 11 to 12, in the fifth embodiment, the pull-out direction of the tail portion 33 of the lead wire 3 is the same as the sliding direction A of the brush 21, and the rising portion 31 of the lead wire 3. As in the first to fourth embodiments, a part thereof is hardened. Due to the stiffening treatment, the deformation resistance of the lead wire 3 against various external forces is excellent as in the first to fourth embodiments, while the tail portion 33 leads the brush 21 to the side surface. Compared to the case of 1 or the like, the degree of influence on the contact state between the brush 21 and the commutator 12 when an external force is applied to the lead wire 3 is further reduced.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, the electric motor of the present invention connects a lead wire composed of a bundle of a plurality of conductive wires to a brush, and the bundle of the conductive wires near the connection end of the lead wire with the brush. comprises a rigid portion formed by treating rigid, which has a non-rigid root portion of the conductive wire between the rigid portion and the brush, in particular (2) the lead wire, the lead wire is connected A rising portion that extends in a direction parallel to or close to the rotation axis of the motor from the lead wire connecting surface of the brush, and the rising portion is a rigid portion provided on at least a part of the non-rigid root portion and the rising portion. The lead wire shape is kept substantially constant due to the rigidity of the rigid portion, so that the contact state between the brush and the commutator is kept stable and constant. The motor's loss torque, Shi sliding Se'on, left and right rotation performance difference of the electric motor, or variations such as torque ripple can be reduced. Therefore, the electric motor according to the present invention is particularly suitable as a motor for electric power steering that is particularly strict in terms of loss torque, brush contact noise, difference in left and right rotational performance of the electric motor, torque ripple, and the like.
[0022]
Further, (3) the case where the length of the non-rigid root was L1, the length L1, if there Due to the fact that satisfies the following formula, copper in the non-rigid root example by rigid process in rigid section There is no problem such as a large tension in the thin wire or a large elongation of the copper thin wire due to the tension. Therefore, the copper thin wire is broken, or the cross-sectional area of the non-rigid root portion is reduced when the copper thin wire is greatly elongated. The problem that the rising part protrudes from the opening provided in the brush housing case due to the reduction in area is prevented.
L1 ≧ t
Here, t is the wall thickness of the brush housing case for housing the brush.
[0023]
Further, (4) the rising portion has a bent portion cascaded to the rising portion, and the length L3 of the rising portion from the lead wire connecting surface of the brush to the bent portion satisfies the following formula. Since the formation position and length of the rigid part at the rising part are appropriate, the rising part can be bent even when external force is applied during assembly of the electric motor, etc. Therefore, the slidability of the brush within the brush housing case is maintained satisfactorily.
L3> L1 + L2
Here, L1 is the length of the non-rigid straight portion, and L2 is the length of the rigid portion.
[0024]
Further, (5) the cross-sectional shape in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the rising portion of the rigid portion is a rectangle in which the side orthogonal to this side is longer than the side parallel to the sliding direction in the brush housing case of the brush. The rigid part is somewhat deformable in the sliding direction of the brush in the brush housing case, but the sliding resistance is high in the orthogonal direction, so even if it receives external force such as vibration and impact, the sliding Since it does not fall in the direction orthogonal to the direction, the contact state between the commutator and the brush does not substantially change.
[0025]
(6) The cross-sectional shape in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the rising portion of the rigid portion is longer in the side parallel to the sliding direction than in the side orthogonal to the sliding direction in the brush housing case. When a rectangular shape is used, the cross-sectional shape of the rectangle whose end has been hardened by welding in order to weld the lead wire to the electrode plate can be made the same as the cross-sectional shape of the rigid part, reducing the number of processing steps and reducing costs. It becomes.
[0026]
Further, (7) the stiffening treatment is performed by welding or soldering the conductive wires constituting the lead wires, (8) bonding with the adhesive between the conductive wires constituting the lead wires, or (9) by the bushing of the lead wires. When it is caulking or the like, the desired portion of the rising portion of the lead wire can be hardened appropriately and efficiently.
[0027]
Further, (10) the lead wire has a rising portion, a bent portion, and a tail portion cascaded to the bent portion, and the tail portion intersects the sliding direction of the brush in the brush housing case, or If it extends in the sliding direction and behind the brush, the shape of the lead wire hardly changes even if an external force is applied to the lead wire, so that the commutator and the brush have a good contact state. As a result, motor loss torque, brush sliding noise, difference in left and right rotation performance of the motor, or variation in torque ripple can be reduced.
[0028]
Furthermore, (11) When the electric motor of the present invention is for an electric power steering motor, a high-performance electric power steering electric motor with reduced variation can be stably produced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a brush holder used in Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a portion along line YY in FIG.
FIG. 3 is an enlarged side view of a brush housing case and its vicinity in Embodiment 1 of the present invention.
4 is an enlarged cross-sectional view of a portion corresponding to FIG. 2 in a comparative example of the first embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram of Embodiment 2 of the present invention.
6 is another enlarged cross-sectional view of the portion along the line YY of FIG. 1 in Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 7 is an enlarged side view of a brush housing case and its vicinity in Embodiment 3 of the present invention.
8 is still another enlarged cross-sectional view of a portion along line YY of FIG. 1 in Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 9 is an enlarged side view of a brush housing case and its vicinity in Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 10 is a perspective view of a bush used in Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view of an electric motor according to a fifth embodiment of the present invention.
12 is a plan view of the brush holder used in FIG. 11. FIG.
FIG. 13 is a cross-sectional view of a conventional electric motor.
14 is a plan view of the brush holder used in FIG.
FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view of a portion along line XX in FIG. 14;
FIG. 16 is an enlarged side view of a brush housing case and the vicinity thereof in a conventional electric motor.
[Explanation of symbols]
1 motor, 11 armature, 12 commutator, 18 shaft,
2 brush holders, 21 brushes, 22 brush housing cases,
23 Spring, 24 Spring fixture, 3 Lead wire,
31 rising part, 311 non-rigid straight part, 312 rigid part,
313 Non-rigid upper part, 32 bent part, 33 tail part, 35 bush,
4 Lead wire for external lead, 5 electrode plate.

Claims

A rigid portion formed by connecting a lead wire composed of a bundle of a plurality of conductive wires to a brush and hardening the bundle of conductive wires in the vicinity of the connection end of the lead wire with the brush. An electric motor characterized in that a conductive wire between the rigid portion and the brush is a non-rigid root portion .

The lead wire has a rising portion extending from the lead wire connecting surface of the brush to which the lead wire is connected in a direction parallel to or close to the rotation axis of the motor, and the rising portion includes the non-rigid root portion and the The electric motor according to claim 1, further comprising a rigid portion provided in at least a part of the rising portion .

If the length of the non-rigid root and L1, the length L1, the electric motor according to claim 2, wherein the benzalkonium to satisfy the following equation,
L1 ≧ t
Here, t is the wall thickness of the brush housing case that houses the brush.

The rising portion has a bent portion cascaded to the rising portion, and the length L3 of the rising portion from the lead wire connecting surface of the brush to the bent portion satisfies the following expression. The electric motor according to claim 2 or claim 3,
L3> L1 + L2
Here, L1 is the length of the non-rigid straight portion, and L2 is the length of the rigid portion.

The cross-sectional shape in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the rising part of the rigid part is characterized in that the side perpendicular to this side is longer than the side parallel to the sliding direction in the brush housing case of the brush. The electric motor according to claim 2.

The cross-sectional shape in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the rising part of the rigid part is that the side parallel to this sliding direction is longer than the side perpendicular to the sliding direction in the brush housing case of the brush. The electric motor according to claim 2.

2. The electric motor according to claim 1, wherein the stiffening process is welding or soldering of conductive wires constituting the lead wires.

2. The electric motor according to claim 1, wherein the stiffening treatment is adhesion of conductive wires constituting the lead wire with an adhesive.

2. The electric motor according to claim 1, wherein the stiffening treatment is caulking with a bush of a lead wire.

The lead wire has a rising portion, a bent portion, and a tail portion that is cascaded to the bent portion, and this tail portion intersects the sliding direction of the brush within the brush housing case or in the sliding direction. 2. The electric motor according to claim 1, wherein the electric motor extends behind the brush.

The electric motor according to claim 1, wherein the electric motor is used for an electric power steering motor.