JP5351614B2 - 電動モータのブラシ装置 - Google Patents

Description

本発明は、整流子に摺接するブラシに電気を流す電動モータのブラシ装置に関するものである。

例えば、４極の電動モータに設けられるブラシ装置は、プラス側とマイナス側のそれぞれ異なる二つの極性を持つ２対のブラシを備える。４個のブラシは、互いに対向するものどうしが同極となるため、９０度毎にブラシの通電極性を反転させる必要がある。

従来、この種の電動モータのブラシ装置として、特許文献１の図５には、４個のブラシ（３ａ、３ｂ）にベース（２）の端部から延びる４本のリード線（６）が接続され、各リード線（６）が互いに交差して配設される構成が開示されている。

また、特許文献２の図１１には、樹脂製ベース（２１）に２枚のリードプレート（２５）がインサートモールド成形され、このリードプレート（２５）とブラシ（２２）がピグテール線（２４）を介して接続される構成が開示されている。

特開平１１−４１８６８号公報 特開２００１−２３８４１０号公報

しかしながら、特許文献１の図５に示される構成は、各リード線（６）が互いに交差して配設される構成のため、リード線（６）の絶縁性を確保することが難しい。また、生産時にリード線（６）を配設する組み立て作業に手間がかかり、生産性が悪いという問題点があった。

また、特許文献２の図１１に示される構成は、樹脂製ベース（２１）に２枚のリードプレート（２５）がインサートモールド成形される構成のため、ベース（２１）を成形する型構造が複雑になり、製品のコストアップを招くという問題点があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、樹脂製ベースのインサートモールド成形を不要とし、絶縁性を確保できる電動モータのブラシ装置を提供することを目的とする。

本発明は、整流子に摺接する複数のブラシに電気を流す電動モータのブラシ装置であって、ブラシが摺動可能に介装される複数のブラシボックスと、電源とブラシボックスとを導通するリード線と、ブラシボックスが位置するベース正面とこのベース正面の反対側に位置するベース背面と電源へと延びるリード線が引き出されるベース端部とベース背面からベース正面に渡って貫通するベース貫通孔と、を有する非導電材からなるベースと、を備え、リード線は、ベース端部に近いブラシボックスに接続して、ベース端部からベース正面に沿って延びる手前側リード線と、この手前側リード線よりベース端部から遠いブラシボックスに接続して、ベース端部からベース背面に沿って延び、かつベース貫通孔を通ってベース正面に沿って延びる奥側リード線と、を有し、ベースは、ベース貫通孔のベース背面側に形成されて、その断面形状が丸形状の背面側ベース傾斜溝と、ベース貫通孔のベース正面側に形成されて、その断面形状が角形状の正面側ベース傾斜溝と、を有することを特徴とするものとした。

本発明によると、ブラシ装置は、ブラシに電気を流す動力線として、樹脂製ベースにインサートモールド成形されるリードプレートが不要になり、ベースの型構成が簡単化され、製造コストの低減がはかれる。

プラス側とマイナス側の極性が異なる手前側リード線と奥側リード線とは、両者の間に非導電材からなる樹脂製ベースが介在するため、両者間の絶縁性が確保される。

本発明の実施の形態を示すブラシ装置を示す正面図。 同じくブラシ装置を示す背面図。 同じくベースを示す背面図と縦断面図及び横断面図。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

電動モータは、図１、２に示すブラシ装置１と、図示しない永久磁石によって構成されるステータと、このステータの内側にて回転作動するロータとを備える。

電動モータは、図示しないケーシングとして、円盤状のブラケットと有底円筒状のケースを備え、ブラケットとケースの間にロータを収容するモータ室が画成される。

ロータは、ブラシ５０が摺接する整流子と、この整流子に接続される巻線とを備える。電動モータは、電気が整流子を介して巻線に流れ、巻線に発生する磁力が永久磁石の磁力に対して回転方向に働くことによって、ロータが回転作動する。

４極の電動モータに設けられるブラシ装置１は、プラス側とマイナス側のそれぞれ異なる二つの極性を持つ２対のブラシ５０を備える。なお、電動モータの磁極数は、これに限らず、仕様に応じて４つ以上の偶数に設定しても良い。

４個のブラシ５０は、整流子を囲むようにロータの回転軸Ｏを中心とした放射状に配置される。

ブラシ装置１は、電源から供給される電気が、リード線（動力線）１１〜１４と、ブラシボックス５１〜５４と、４本のピグテール線４０とを通って、４個のブラシ５０にそれぞれ流れる。

ブラシ装置１は、ブラシ５０を支持する部材として樹脂製のベース６０を備える。ベース６０は、円盤状に形成され、４個のブラシボックス５１〜５４とが取り付けられる。

ベース６０は、環状のベース円盤部６１と、このベース円盤部６１の外周端からその一部が切り欠かれた筒状に延びるベース筒部６２とを有し、これらが樹脂により一体形成される。

ベース６０は、２個の固定ポスト６５、６６と、２個の貫通穴６７、６８とを有し、この固定ポスト６５、６６及び貫通穴６７、６８を貫通する図示しない４本のネジによってブラケットに締結される。

ブラシ５０は、それぞれブラシボックス５１〜５４内に摺動可能に介装され、スプリング（図示せず）の付勢力によってそれぞれの先端面が整流子に押し付けられる。

ロータはベース円盤部６１の中央穴６１ｃを貫通して設けられる。ベース円盤部６１の内側に整流子が配置される。

ベース円盤部６１は、ブラシボックス５１〜５４が配置される一方の面をベース正面６１ａとし、他方の面をベース背面６１ｂとする。

ベース６０は、ベース正面６１ａから突出する補強リブ７５、７６を有する。後述するように、この補強リブ７５、７６によってベース円盤部６１の肉薄部が補強される。

ブラシボックス５１〜５４は、それぞれ３つの脚部５５を有する。ベース円盤部６１には各脚部を貫通させる開口部６１ｄ（図３の（ａ）参照）が形成される。

各脚部５５は、ベース円盤部６１を貫通し、その突出部が折り曲げられることにより、ベース円盤部６１にカシメ固定される。これにより、ベース円盤部６１にブラシボックス５１〜５４が取り付けられる。

ピグテール線４０は、その一端部がスポット溶接によってブラシボックス５１〜５４に固着され、その他端部がブラシ５０の穴に差し込まれて固着される。

４個のブラシ５０は、互いに対向するものどうしが同極となる。このため、ブラシボックス５１、５３に接続するリード線１１、１３が同一の通電極性となり、ブラシボックス５２、５４に接続するリード線１２、１４が同一の通電極性となる。

ベース６０は、リード線１１〜１４が引き出されるベース端部６９を有する。ベース端部６９は、ベース６０の外周部を直線状に切り欠いて形成される。４本のリード線１１〜１４がベース端部６９から引き出され、図示しない電源へと延びる。

リード線１１〜１４は、それぞれの被覆１５から突出する線材１６がブラシボックス５１〜５４にスポット溶接により固着される。

リード線１１〜１４は、ベース端部６９に近い手前側ブラシボックス５１、５４に接続する２本の手前側リード線１１、１４と、この手前側リード線１１、１４よりベース端部６９から遠い奥側ブラシボックス５２、５３に接続する２本の奥側リード線１２、１３とに分けられる。

２本の手前側リード線１１、１４は、ベース端部６９からベース正面６１ａに沿って延びる。

一方、２本の奥側リード線１２、１３は、ベース端部６９からベース背面６１ｂに沿って延びかつベース円盤部６１を貫通してベース正面６１ａに沿って延びる。

ベース円盤部６１には２つのベース貫通孔６３、６４が形成される。２本の奥側リード線１２、１３は、このベース貫通孔６３、６４を挿通することにより、ベース円盤部６１を貫通してベース背面６１ｂからベース正面６１ａへと延びる。

図１、２において、Ｂは、ロータの回転軸Ｏを通るベース中心線である。ベース６０は、このベース中心線Ｂについて対称的に形成される。そして、リード線１１〜１４は、このベース中心線Ｂについて対称的に配設される。

固定ポスト６５は、ベース端部６９の中央部に配置される。リード線１１、１２とリード線１３、１４とは固定ポスト６５を挟むように配置される。

２本の手前側リード線１１、１４は、固定ポスト６５の近傍を通ってブラシボックス５１、５４へとベース正面６１ａに沿って延びる。

２本の奥側リード線１２、１３は、それぞれ固定ポスト６５の近傍を通り、ブラシボックス５１、５４の背後を通ってベース貫通孔６３、６４へとベース背面６１ｂに沿って延びる。

２本の奥側リード線１２、１３は、それぞれ各脚部５５のベース背面６１ｂに突出したカシメ部分の間を通るように曲げられる。これにより、奥側リード線１２、１３は、各脚部５５のカシメ部分と干渉しないようになっている。

図３において、（ａ）はベース６０の背面図であり、（ｂ）はベース貫通孔６３の中心線Ｃに沿ったベース６０の縦断面図であり、（ｃ）はベース６０の横断面図。

ベース貫通孔６３の前後には背面側ベース傾斜溝７１と正面側ベース傾斜溝７２が形成され、ベース貫通孔６３を挿通する奥側リード線１２がベース円盤部６１に対して傾斜するように配置される。

図３の（ａ）に示すように、背面側ベース傾斜溝７１は、ベース貫通孔６３からブラシボックス５１の背後を通ってベース端部６９の方向へと延び、ブラシボックス５１の各脚部５５のベース背面６１ｂに突出したカシメ部分の間に配置される。

図３の（ｂ）に示すように、背面側ベース傾斜溝７１は、ベース背面６１ｂに対するその深さがベース貫通孔６３からベース背面６１ｂ上の開口端にかけて次第に小さくなるように形成される。

図３の（ｃ）に示すように、背面側ベース傾斜溝７１は、その内壁面が円弧状に湾曲する丸断面形状に形成される。背面側ベース傾斜溝７１の内壁面は、リード線１１の被覆１５の外表面に沿って形成される。

これにより、ブラシボックス５１の背後にて背面側ベース傾斜溝７１によって削減されるベース円盤部６１の断面積が最小限に抑えられ、ベース６０の剛性が確保される。

図３の（ｂ）に示すように、正面側ベース傾斜溝７２は、ベース背面６１ｂに対するその深さがベース貫通孔６３からベース正面６１ａ上の開口端にかけて次第に小さくなるように形成される。

図３の（ｃ）に示すように、正面側ベース傾斜溝７２は、その内壁面が四角形に沿う角断面形状に形成される。

背面側ベース傾斜溝７１が丸断面形状に形成され、正面側ベース傾斜溝７２が角断面形状に形成されることにより、樹脂製ベース６０を成型する加工時に、上下に分割された金型を用いてベース貫通孔６３と背面側ベース傾斜溝７１と正面側ベース傾斜溝７２が形成され、生産性が確保される。

ベース貫通孔６４の前後には背面側ベース傾斜溝７３と正面側ベース傾斜溝７４が形成され、ベース貫通孔６を挿通する奥側リード線１２がベース円盤部６１に対して傾斜するように配置される。ベース貫通孔６４と背面側ベース傾斜溝７３と正面側ベース傾斜溝７４は、前記のベース貫通孔６３と背面側ベース傾斜溝７１と正面側ベース傾斜溝７２とに対してベース中心線Ｂについて対称的に形成される。

図１に示すように、ベース正面６１ａに対するベース貫通孔６３、６４の開口端に沿って突出する補強リブ７５、７６が形成される。ベース円盤部６１は、この補強リブ７５、７６により、その剛性が高められるとともに背面側ベース傾斜溝７１、７３によって肉薄になったベース貫通孔６３、６４の開口端の強度が確保される。

電動モータの作動時、ブラシ装置１は、電源から供給される電気が、リード線１１〜１４と、ブラシボックス５１と、ピグテール線４０とを通って、４個のブラシ５０に供給される。ロータは、電気がブラシ５０から整流子を介して巻線に流れ、巻線に発生する磁力が永久磁石の磁力に対して回転方向に働くことによって回転作動する。

以上のように本実施の形態では、整流子に摺接する少なくとも４個以上の偶数個のブラシ５０に電気を流す電動モータのブラシ装置１であって、ブラシ５０が摺動可能に介装される複数のブラシボックス５１〜５４と、このブラシボックス５１〜５４が取り付けられる非導電材からなる樹脂製のベース６０と、電源とブラシボックス５１〜５４とを導通するリード線１１〜１４と、を備え、ベース６０は、ブラシボックス５１〜５４が位置するベース正面６１ａと、このベース正面６１ａの反対側に位置するベース背面６１ｂと、電源へと延びるリード線１１〜１４が引き出されるベース端部６９と、ベース背面６１ｂからベース正面６１ａに渡って貫通するベース貫通孔６３、６４と、を有し、リード線１１〜１４は、ベース端部６９に近い手前側ブラシボックス５１、５４に接続する手前側リード線１１、１４と、この手前側リード線１１、１４よりベース端部６９から遠い奥側ブラシボックス５２、５３に接続する奥側リード線１２、１３と、に分けられ、手前側リード線１１、１４はベース端部６９からベース正面６１ａに沿って延びる一方、奥側リード線１２、１３はベース端部６９からベース背面６１ｂに沿って延びかつベース貫通孔６３、６４を通ってベース正面６１ａに沿って延びる構成とした。

上記構成に基づき、ブラシ装置１は、ブラシ５０に電気を流す動力線として、樹脂製ベース６０にインサートモールド成形されるリードプレートが不要になり、ベース６０の型構成が簡単化され、製造コストの低減がはかれる。

プラス側とマイナス側の極性が異なる手前側リード線１１、１４と奥側リード線１２、１３とは、両者の間に非導電材からなる樹脂製ベース６０が介在するため、両者間の絶縁性が確保される。

本実施の形態では、ベース背面６１ｂに開口する背面側ベース傾斜溝７１、７３を形成し、この背面側ベース傾斜溝７１、７３は、ベース貫通孔６３、６４からブラシボックス５１の背後を通ってベース端部６９の方向へと延び、ベース背面６１ｂに対する背面側ベース傾斜溝７１、７３の深さがベース貫通孔６３、６４からベース背面６１ｂ上の開口端にかけて次第に小さくなる構成とした。

上記構成に基づき、奥側リード線１２、１３は、ベース貫通孔６３、６４から背面側ベース傾斜溝７１、７３を挿通することにより、奥側リード線１２、１３がベース円盤部６１に対して傾斜するように配置される。これにより、ブラシボックス５１とロータの回転軸方向に並んで配置されても、ブラシ装置１の寸法がロータの回転軸方向に大きくなることが抑えられ、電動モータのコンパクト化がはかれる。

本実施の形態では、ベース正面６１ａに開口する正面側ベース傾斜溝７２、７４を形成し、ベース正面６１ａに対する正面側ベース傾斜溝７２、７４の深さがベース貫通孔６３、６４からベース正面６１ａ上の開口端にかけて次第に小さくなる構成とした。

上記構成に基づき、奥側リード線１２、１３は、ベース貫通孔６３、６４から正面側ベース傾斜溝７２、７４を挿通することにより、奥側リード線１２、１３がベース円盤部６１に対して傾斜するように配置される。これにより、ブラシ装置１の寸法がロータの回転軸方向に大きくなることが抑えられ、電動モータのコンパクト化がはかれる。

本実施の形態では、背面側ベース傾斜溝７１、７３はその内壁面が円弧状に湾曲するように形成され、正面側ベース傾斜溝７２、７４はその内壁面が四角形に沿う角断面形状に形成される構成とした。

上記構成に基づき、背面側ベース傾斜溝７１、７３がブラシボックス５１の背後にてベース６０を削減する断面積を最小限に抑えられ、ベース６０の剛性が確保される。

樹脂製ベース６０を成型する加工時に、上下に分割された金型を用いてベース貫通孔６３、６４と背面側ベース傾斜溝７１、７３と正面側ベース傾斜溝７２、７４が形成され、生産性が確保される。

なお、本発明のブラシ装置は、４極の電動モータに限らず、６極以上の電動モータに適用してもよい。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

１ ブラシ装置
１１、１４ 手前側リード線
１２、１３ 奥側リード線
４０ ピグテール線
５０ ブラシ
５１〜５４ ブラシボックス
５５ 脚部
６０ ベース
６１ ベース円盤部
６１ａ ベース正面
６１ｂ ベース背面
６２ ベース筒部
６３、６４ ベース貫通孔
６９ ベース端部
７１、７３ 背面側ベース傾斜溝
７２、７４ 正面側ベース傾斜溝

Claims (5)

1. 整流子に摺接する複数のブラシに電気を流す電動モータのブラシ装置であって、
   前記ブラシが摺動可能に介装される複数のブラシボックスと、
   電源と前記ブラシボックスとを導通するリード線と、
   前記ブラシボックスが位置するベース正面とこのベース正面の反対側に位置するベース背面と前記電源へと延びる前記リード線が引き出されるベース端部と前記ベース背面から前記ベース正面に渡って貫通するベース貫通孔と、を有する非導電材からなるベースと、を備え、
   前記リード線は、前記ベース端部に近い前記ブラシボックスに接続して、前記ベース端部から前記ベース正面に沿って延びる手前側リード線と、この手前側リード線より前記ベース端部から遠い前記ブラシボックスに接続して、前記ベース端部から前記ベース背面に沿って延び、かつ前記ベース貫通孔を通って前記ベース正面に沿って延びる奥側リード線と、を有し、
   前記ベースは、前記ベース貫通孔の前記ベース背面側に形成されて、その断面形状が丸形状の背面側ベース傾斜溝と、前記ベース貫通孔の前記ベース正面側に形成されて、その断面形状が角形状の正面側ベース傾斜溝と、を有することを特徴とする電動モータのブラシ装置。
2. 前記背面側ベース傾斜溝は、
   前記ベース貫通孔から前記ブラシボックスの背後を通って前記ベース端部の方向へと延び、
   前記ベース背面に対する前記背面側ベース傾斜溝の深さが前記ベース貫通孔から前記ベース背面上の開口端にかけて次第に小さくなることを特徴とする請求項１に記載の電動モータのブラシ装置。
3. 前記ベース正面に対する前記正面側ベース傾斜溝の深さが前記ベース貫通孔から前記ベース正面上の開口端にかけて次第に小さくなることを特徴とする請求項１または２に記載の電動モータのブラシ装置。
4. 前記背面側ベース傾斜溝はその内壁面が円弧状に湾曲するように形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の電動モータのブラシ装置。
5. 前記ベースは、前記ベース正面に対する前記ベース貫通孔の開口端に沿って突出する補強リブを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の電動モータのブラシ装置。

Images