JP5878435B2 - ブラシ装置及び直流モータ - Google Patents

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本発明は、ブラシ装置及び直流モータに関するものである。
従来、特許文献1のブラシ付き直流モータにおいて、ブラシ装置にノイズ吸収のためのコンデンサを実装したものが提案されている。この特許文献1の直流モータは、2極モータであって、2極用のブラシ装置はブラシの数が少ないことから、ブラシホルダにコンデンサを組み付けるスペースが十分にあった。そのことから、矩形状のコンデンサを2極用のブラシ装置のブラシホルダに実装するに際して、その矩形状のコンデンサ本体の幅広側を周方向に沿って配置されるように組み付け、リード線引出部を軸線方向に向けて引出導電部材に電気的にすることができた。
特開2004−5694号公報
しかしながら、6極用ブラシ装置では、そのブラシホルダに6個のブラシを保持するために6個のブラシボックスを設けなければならない。そのため、ブラシホルダは、これら6個のブラシボックスの占有する面積が大半となり、上記のような方法でコンデンサをブラシホルダに組み付けることは困難であった。
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、ブラシホルダの限られた小スペースにコンデンサを収容し実装することを可能にして、全体として小型化を実現するブラシ装置及び直流モータを提供することにある。
請求項1に記載の発明は、ブラシホルダの環状のベースプレートの一側面に、複数のブラシボックスを周方向に間隔を置いて設け、その複数のブラシボックスに収容される少なくとも1つの第1極性の第1ブラシと少なくとも1つの第2極性の第2ブラシが備えられ、
前記ベースプレートに対して第1電源端子を、その一側面からその他側面に貫通固定し、前記第1ブラシとベースプレートの一側面側で第1導電部材を介して接続し、
前記ベースプレートに対して第2電源端子を、その一側面からその他側面に貫通固定し、前記第2ブラシとベースプレートの一側面側で第2導電部材を介して接続したブラシ装置であって、2つのブラシボックス間に、径方向内側から径方向外側へコンデンサ、前記第1及び第2電源端子、給電補助端子の順に配置され、前記コンデンサは、偏平矩形状の本体部とその最も幅広である偏平面間を繋ぐ幅狭の側面から引き出される2つのリード線引出し部とからなり、その幅広側の偏平面が軸径方向と平行となるように配置するとともに、その2つのリード線引出し部を径方向外側に引出し、その2つのリード線引出し部の一方は前記第1又は第2電源端子の一方に、他方は前記給電補助端子に接続させた。
請求項1に記載の発明によれば、コンデンサ、第1及び第2電源端子、及び、給電補助端子を径方向に並設したので、2つのブラシボックスの間の限られたスペースに配置することができ、ブラシ装置の小型化、ひいては直流モータの小型化を実現できる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のブラシ装置において、前記給電補助端子は、アース端子であって、前記給電補助端子に設けた付勢片にてヨークハウジングに内側面に当接する。
請求項2に記載の発明によれば、簡単に補助電源端子をアース端子することができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のブラシ装置において、コンデンサは、2つであって、一方のコンデンサの2つのリード線引出し部の一方は前記第1電源端子に、他方は前記給電補助端子にそれぞれ接続され、他方のコンデンサの2つのリード線引出し部の一方は前記第2電源端子に、他方は前記給電補助端子にそれぞれ接続されている。
請求項3に記載の発明によれば、2つにコンデンサを限られたブラシボックスの狭いスペースに配置することができ、ブラシ装置の小型化、ひいては直流モータの小型化を実現できる。
請求項4に記載の発明は、請求項3記載のブラシ装置において、前記2つのコンデンサのそれぞれ4本のリード線引出し部の先端部は、互いに軸方向及び径方向に離間した位置で第1及び第2電源端子又は給電補助端子に接続されている。
請求項4に記載の発明によれば、第1及び第2コンデンサCa、Cbの4本のリード線引出し部が3次元的に互いに異なった位置に配置されることから、各リード線引出し部の溶接による接続作業は容易にとなるとともに、各リード線引出し部間の絶縁性も十分に確保することができる。
請求項5に記載の発明は、請求項4記載のブラシ装置において、前記2つのコンデンサは、本体部及びリード線引出し部とも同一形状であって、他方のコンデンサは、第1又は第2電源端子及び給電補助端子に接続された一方のコンデンサに対し、リード線引出し部の引出し方向を回転軸として半回転した状態で第1又は第2電源端子及び給電補助端子に接続されている。
請求項5に記載の発明によれば、前記2つのコンデンサは、同一形状となり1種類のコンデンサのみとなり、部品管理が容易となる。
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか1つに記載のブラシ装置において、前記第1電源端子と接続する前記第1導電部材は、円弧状に湾曲の導電部材であって、前記第1電源端子の対向側の径方向に係り合うとともに、その係合部が第1電源端子側に弾圧するバネ部を有し、バネ部はブラシボックス間であって両ブラシボックスに沿って設けられ、前記第2電源端子と接続する前記第2導電部材は、円弧状に湾曲の導電部材であって、前記第2電源端子の対向側の径方向に係り合うとともに、その係合部が第2電源端子側に弾圧するバネ部を有し、バネ部はブラシボックス間であって両ブラシボックスに沿って設けられた。
請求項6に記載の発明によれば、溶接作業を容易にすることできるとともに、バネ部を限られたブラシボックス間の狭いスペースに収容でき、ブラシ装置の小型化、ひいては直流モータの小型化を実現できる。
請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか1つに記載のブラシ装置を備えた直流モータ。
請求項7に記載の発明によれば、ブラシ装置が小型化できることから、直流モータの小型化を実現できる。
本発明によれば、ブラシホルダの限られた小スペースにコンデンサを収容し実装することを可能にして、全体として小型化を実現することができる。
実施形態の直流モータの断面図。 同じく直流モータに備えられたブラシ装置を説明するための電機子コア側から見た斜視図。 同じくブラシ装置を電機子コア側から見た正面図。 同じくブラシ装置のブラシホルダを説明するための電機子コア側から見た斜視図。 同じくブラシホルダを電機子コア側から見た正面図。 同じく、第1導電部材による第1電源端子と各第1ブラシとの結線状態を説明するための斜視図。 同じく、第2導電部材による第2電源端子と各第2ブラシとの結線状態を説明するための斜視図。 同じく、第1電極端子の斜視図。 同じく、第2電極端子の斜視図。 同じく、補助電極端子の正面図。 同じく、補助電極端子の付勢片を説明するためのX−X線端面図。 同じく、(a)は第1コンデンサの斜視図、(b)は第2コンデンサの斜視図。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図1〜図12に従って説明する。
図1に示すように、直流モータMは、有蓋円筒状のヨークハウジング1と、該ヨークハウジング1の内部に収容された電機子2と、該ヨークハウジング1の開口部に配置されたブラシ装置3とを備えている。
ヨークハウジング1は、円筒状をなす円筒部11と、該円筒部11の一側上部を閉塞する蓋部12を有している。ヨークハウジング1の円筒部11の内周面11aには、3個の第1永久磁石MG1(図1では1個のみ表示)と3個の第2永久磁石MG2(図1では1個のみ表示)が、周方向に交互に配置固定されている。そして、ヨークハウジング1の円筒部11、3個の第1永久磁石MG1及び3個の第2永久磁石MG2にて固定子が構成される。
3個の第1永久磁石MG1は、径方向内側がN極、径方向外側がS極に磁化されている。3個の第2永久磁石MG2は、径方向内側がS極、径方向外側がN極に磁化されている。そして、周方向に交互に配置された3個の第1永久磁石MG1と3個の第2永久磁石MG2は、60度間隔に配置固定されている。従って、円筒部11の内側には、周方向に6個の磁極が設けられている。
ヨークハウジング1の内部であって、周方向に交互に配置された第1永久磁石MG1と第2永久磁石MG2の内側には、電機子2が配置されている。
図1に示すように、電機子2は、ヨークハウジング1の円筒部11に中心軸線上に配置された回転軸21と、その回転軸21に一体回転可能に固着された電機子コア22と、その電機子コア22のティース23に巻回された巻線24と、電機子コア22に隣接し回転軸21に一体回転可能に固定された整流子25を備えている。
回転軸21は、その基部がヨークハウジング1の蓋部12に中央部内側に設けた軸受26にて回転可能に支持されている。電機子コア22は、回転軸21であってその回転軸21の軸方向基端側に一体回転可能に外嵌されている。
電機子コア22は、回転軸21の中心軸線を中心に径方向外側に放射状に延びる9個のティース23(図1では2個のみ表示)を有している。9個のティース23は、周方向に40度の等ピッチに形成されている。そして、9個のティース23の径方向先端面は、円筒部11の内周面に配置された第1永久磁石MG1と第2永久磁石MG2と相対向する。そして、各ティース23には、巻線24が巻回されている。
整流子25は、電機子コア22に隣接して回転軸21に固着され、同電機子コア22とともに回転軸21と一体回転する。整流子25は、その外周面に複数に整流子片27が設けられている。整流子片27の数は、電機子2のティース23の数の2倍の数に設定されている。従って、ティース23が9個であることから、整流子片27の数は18個となっている。
各整流子片27の軸線方向の電機子コア22側端部には、径方向外側に折り返し形成さえたライザ28がそれぞれ一体形成されている。各整流子片27のライザ28には、ティース23に巻回した巻線24が掛け止めされている。そして、巻線24は、その掛け止めされた部分がヒュージングにてライザ28に固定されることで、そのライザ28を有する整流子片27と電気的に接続されている。
図1に示すように、ヨークハウジング1の円筒部11の開口部側には、ブラシ装置3が配置され、ブラシ装置3を構成するブラシホルダ30が円筒部11の開口部を閉塞している。
図4に示すように、ブラシホルダ30は、絶縁性の合成樹脂材料から形成され、環状のベースプレート31と、ベースプレート31の内側面f1に一体形成された第1〜第6ブラシボックス32a〜32f(図1では、総称して符号を「32」と付している)と、ベースプレート31の外側面f2に一体形成された端子保持部33を有している。
ここで、ベースプレート31の電機子コア22側の円環状側面を内側面f1といい、ベースプレート31の反電機子コア22側の円環状側面を外側面f2という。
図2〜図5に示すように、ブラシホルダ30のベースプレート31は、円環板状をなしその外周面が、ヨークハウジング1の円筒部11の開口部の内周面11aに嵌着固定されている。ベースプレート31は、その中央部に貫通穴34が形成されている。貫通穴34は、その内径が回転軸21の外径より大きく形成され、図1に示すように、同回転軸21の出力端側が貫通するようになっている。貫通穴34を貫通した回転軸21の出力端側は、図示しない軸受にて回転可能に支持されている。
図2及び図3に示すように、ベースプレート31の内側面f1には、6個の第1〜第6ブラシボックス32a〜32fが周方向に60度の等ピッチとなる6箇所の位置に設けられている。等間隔に設けられた第1〜第6ブラシボックス32a〜32fの径方向内側で形成される空間に、図1に示すように、整流子25が配置されるようになっている。
図4及び図5に示すように、第1〜第6ブラシボックス32a〜32fは、ともに径方向に延びる四角筒状なしている。第1〜第6ブラシボックス32a〜32fは、内側面f1から軸方向に立設され、図5において周方向時計回り方向の第1側壁W1と、反時計回り方向の第2側壁W2と、その第1及び第2側壁W1,W2の先端辺間を連結する天井壁W3と備えている。
第1〜第6ブラシボックス32a〜32fの一対の第1及び第2側壁W1,W2は、周方向に離間するとともに互いに平行に立設され、一対の第1及び第2側壁W1,W2間の中心位置は、回転軸21の中心軸線を中心として径方向に延びる放射線上に位置するようになっている。
第1、第2、第4ブラシボックス32a,32b,32dの第1側壁W1及び、第3、第5、第6ブラシボックス32c,32e,32fの第2側壁W2には、径方向外側端から径方向内側に向かってガイド凹部35が切り欠き形成されている。
第1〜第6ブラシボックス32a〜32fの一対の第1及び第2側壁W1,W2の径方向外側端部には、一対の係止片36が径方向外側に向かって延出形成されている。一対に係止片36は、先端に周方向に互いに離間する方向に爪を有し、図1に示す、各ブラシボックス32a〜32fの径方向外側の開口部を閉塞するキャップCPを係止し装着する。
第1〜第6ブラシボックス32a〜32fの天井壁W3は、電機子コア22側の側面である壁面が軸線方向に直交する平面であって、内側面f1からの高さ(軸線方向の長さ)が等しくなっている。
第3及び第5ブラシボックス32c,32eの天井壁W3の壁面には、第1規制片ST1が形成されている。第1規制片ST1は、天井壁W3の壁面における径方向外側端部に周方向全幅にわたって形成されていて、その壁面から突出した後に径方向外側に延びて鍵状に形成されている。
第2及び第4ブラシボックス32b,32dの天井壁W3の壁面には、第2規制片ST2が形成されている。第2規制片ST2は、天井壁W3の壁面における径方向中間位置に形成されている。第2規制片ST2は、天井壁W3の壁面から突出した後に径方向外側に延びて鍵状に形成されている。
ここで、第2ブラシボックス32bの第2規制片ST2は、天井壁W3の壁面における径方向中間位置において、周方向時計回り方向寄りに形成されている。また、第4ブラシボックス32dの第2規制片ST2は、天井壁W3の壁面における径方向中間位置において、周方向全幅にわたって形成されている。
第1及び第6ブラシボックス32a,32fの天井壁W3の壁面には、第3規制片ST3が形成されている。第3規制片ST3は、天井壁W3の壁面における径方向内側端部に形成されていて、壁面から突出した四角柱状の突起にて形成されている。
ここで、第1ブラシボックス32aの第3規制片ST3は、天井壁W3の壁面における径方向内側端部において、周方向時計回り方向寄りに突出形成されている。また、第6ブラシボックス32fの第3規制片ST3は、天井壁W3の壁面における径方向内側端部において、周方向反時計回り方向寄りに突出形成されている。
また、ベースプレート31において、第2ブラシボックス32bと第3ブラシボックス32cの中間位置に、内側面f1から第1支持規制台41が第2及び第4ブラシボックス32b,32dの天井壁W3の高さ位置まで突出形成されている。第1支持規制台41は、貫通穴34の開口端から径方向外側に向かって形成され、天井壁W3の壁面と同一平面をなす面には、第1突起41aが形成されている。第1突起41aは、貫通穴34(回転軸21)の中心軸を中心とする同一円周線上にある第3及び第5ブラシボックス32c,32eの第1規制片ST1と同じ円周線上位置に形成されている。
同様に、ベースプレート31において、第4ブラシボックス32dと第5ブラシボックス32eの中間位置に、内側面f1から第2支持規制台42が第4及び第5ブラシボックス32d,32eの天井壁W3の高さ位置まで突出形成されている。第2支持規制台42は、貫通穴34の開口端から径方向外側に向かって形成され、天井壁W3の壁面と同一平面をなす面には、第2突起42aが形成されている。第2突起42aは、貫通穴34(回転軸21)の中心軸を中心とする同一円周線上にある第2及び第4ブラシボックス32b,32dの第2規制片ST2と同じ円周線上位置に形成されている。
さらに、ベースプレート31において、第3ブラシボックス32cと第4ブラシボックス32dの中間位置に、内側面f1から支承台43が第3及び第4ブラシボックス32c,32dの天井壁W3の高さ位置まで突出形成されている。支承台43は、貫通穴34の開口端から径方向外側に向かって形成され、その天井壁W3の壁面と同一平面をなす面の径方向外側及び内側両端部には、図2及び図3に示すように、外れ止め部材44が取付部45にて連結されるようになっている。
さらにまた、ベースプレート31において、第6ブラシボックス32fと第1ブラシボックス32aの中間位置には、貫通穴34の開口端から径方向外側に向かって、コンデンサ載置台50、一対の第1及び第2電源端子支持穴51,52、補助端子固定台53に順に形成されている。
コンデンサ載置台50は、周方向中央に軸線方向に延出形成された仕切壁55を有し、その仕切壁55にて径方向に延びる2つの載置部50a,50bが形成される。コンデンサ載置台50の径方向外側のベースプレート31の内側面f1には、軸方向から見て長方形の第1電源端子支持穴51と第2電源端子支持穴52が貫通形成されている。
第1電源端子支持穴51と第2電源端子支持穴52は、貫通穴34(回転軸21)の中心軸を中心とする同一円周線上に相対向するように貫通形成されている。また、第1及び第2電源端子支持穴51,52は、ベースプレート31の外側面f2おいて、その外側面f2に軸線方向に延出形成した端子保持部33と対向する位置に形成されている。そして、第1及び第2電源端子支持穴51,52は、端子保持部33内を通って同端子保持部33の先端面まで貫通している。
第1電源端子支持穴51には、図8に示す第1電源端子61が貫挿される。第1電源端子61は、その先端部が端子保持部33の先端面から突出するまで貫挿されている。
第2電源端子支持穴52には、図9に示す第2電源端子62が貫挿される。第2電源端子62は、その先端部が端子保持部33の先端面から突出するまで貫挿されている。
図8及び図9に示すように、第1及び第2電源端子61,62は、共に板材をクランク状に折り曲げ形成され、それぞれ第1及び第2電源端子支持穴51,52に貫挿される貫挿部61a,62a、内側面f1に当接する当接部61b,62b、内側面f1から軸線方向に立設する端子部61c,62cを有する。
第1及び第2電源端子61,62の貫挿部61a,62aは、共に同じに長さになっている。従って、端子保持部33の先端面から突出する第1及び第2電源端子61,62の先端部は同じ長さとなる。
また、貫挿部61a,62aの幅狭の両側面には、切り返し61d,62dが形成されている。切り返し61d,62dは、貫挿部61a,62aをそれぞれ第1及び第2電源端子支持穴51,52に貫挿する時、第1及び第2電源端子支持穴51,52の内側面に圧接しながら貫挿される。そして、貫挿した後に、第1及び第2電源端子61,62を引き抜こうとしても切り返し61d,62dが第1及び第2電源端子支持穴51,52の内側面に食い込み抜けないようにしている。
第1及び第2電源端子61,62の当接部61b,62bは、共に同じに長さになっている。そして、貫挿部61a,62aを第1及び第2電源端子支持穴51,52に貫挿した状態で、当接部61b,62bは、ベースプレート31の内側面f1に当接する。
第1及び第2電源端子61,62の端子部61c,62cは、図8及び図9に示すように、第2電源端子62の端子部62cの長さが第1電源端子61の端子部61cの長さより長く形成されている。そして、両端子部61c,62cの先端には同じ深さの切り込み61e,62eがそれぞれ形成されている。従って、第2電源端子62の端子部62cの切り込み62eが、第1電源端子61の端子部61cの切り込み61eよりも高い位置にある。
なお、第1及び第2電源端子61,62を第1及び第2電源端子支持穴51,52に貫挿する際、第1及び第2電源端子61,62の端子部61c,62cが互いに離間するように貫挿するようにしている。
第1及び第2電源端子支持穴51,52の径方向外側のベースプレート31の内側面f1には、補助端子固定台53が形成されている。補助端子固定台53は、補助電極端子固定孔57が、周方向に相対向するように2つの補助電極端子固定孔57が形成されている。2つの補助電極端子固定孔57は、ベースプレート31の外側面f2まで貫通しない孔であって、軸方向から見て長方形の孔である。
そして、一対の補助電極端子固定孔57には、図10に示す補助電源端子70が挿入固定される。補助電源端子70は、板状のベース部70aの一側(図10では下側)に一対の補助電極端子固定孔57に嵌入される固定足部70bを有している。
両固定足部70bの幅狭の両側面には、切り返し70cが形成されている。切り返し70cは、固定足部70bを補助電極端子固定孔57に嵌入する時、補助電極端子固定孔57の内側面に圧接しながら嵌入される。そして、嵌入した後に、補助電源端子70を引き抜こうとしても切り返し70cが補助電極端子固定孔57の内側面に食い込み抜けないようにしている。
一方、補助電源端子70のベース部70aの他側(図10では上側)に第1及び第2補助端子部71,72が延出形成されている。第1補助端子部71は第1電源端子61寄りに形成され、第2補助端子部72は第2電源端子62寄りに形成されている。第1補助端子部71の幅広側の面が、第1電源端子61の端子部61cの幅広の面に対して直交するとともに、第2補助端子部72の幅広側の面が、第2電源端子62の端子部62cの幅広の面に対して直交するようになっている。
図10に示すように、第1補助端子部71の軸方向の長さが第2補助端子部72の長さよりも長く形成されている。このとき、第1補助端子部71の先端の高さ位置が、前記した第2電源端子62の端子部62cの高さ位置と一致させている。同様に、第2補助端子部72の先端の高さ位置が、前記した第1電源端子61の端子部61cの高さ位置と一致させている。
両補助端子部71,72の先端には同じ深さの切り込み71a,72aがそれぞれ形成されている。従って、第1補助端子部71の切り込み71aが、第2補助端子部72の切り込み72aよりも高い位置にある。そして、第1補助端子部71の切り込み71aと第2電源端子62の切り込み62eは同じ高さに、第2補助端子部72の切り込み72aと第1電源端子61の切り込み61eは同じ高さにしている。
また、第1補助端子部71と第2補助端子部72の中間位置におけるベース部70aの他側には、付勢片73が延出形成されている。付勢片73は、図11に示すように上方に延出形成された後、径方向外側に屈曲形成され、外側に膨らんだ後に先端を径方向内側に屈曲させている。
この付勢片73の径方向外側への膨みは、ベースプレート31の外周面より外まで張り出させている。これによって、ベースプレート31をヨークハウジング1の円筒部11に嵌着させた時、付勢片73は、円筒部11の内周面11aに当接し、図11に2点鎖線で示すように撓み、円筒部11の内周面11aに対して圧接保持されるようになっている。
上記のように構成されたブラシホルダ30について、ベースプレート31の内側面f1に形成された第1〜第6ブラシボックス32a〜32fには、それぞれ陽極用のブラシである第1ブラシB1又は陰極用のブラシである第2ブラシB2のいずれか収容される。
詳述すると、第2、第4、第6ブラシボックス32b,32d,32fには、それぞれ第1ブラシB1が収容される。第1、第3、第5ブラシボックス32a,32c,32eには、それぞれ第2ブラシB2が収容される。
これによって、第1ブラシB1と第2ブラシB2は、回転軸21を挟んで相対向するように配置される。
第1〜第6ブラシボックス32a〜32fに対応する第1ブラシB1又は第2ブラシB2がそれぞれ挿入されると、第1〜第6ブラシボックス32a〜32fには、その径方向外側の開口部から圧縮コイルばねSP(図1参照)が挿入される。次に、その径方向外側の端部にキャップCPが装着される。そして、第1ブラシB1及び第2ブラシB2は、それぞれが挿入された第1〜第6ブラシボックス32a〜32f内に圧縮コイルばねSPを縮設して径方向内側に付勢されるようになっている。その結果、第1ブラシB1及び第2ブラシB2は、それぞれが挿入された第1〜第6ブラシボックス32a〜32fの一対の側壁W1,W2に案内されながら径方向内側に移動可能となり、摺接する整流子片27に摺接可能に圧接する。
そして、これら3個ずつの第1ブラシB1と第2ブラシB2と摺接する整流子片27を介して第1ブラシB1と第2ブラシB2から巻線24に電流が供給されるようになっている。
また、第1ブラシB1及び第2ブラシB2は、それぞれ第1ピッグテールPT1及び第2ピッグテールPT2を設けている。そして、第1ブラシB1及び第2ブラシB2が対応するブラシボックス32a〜32fに挿入されるとき、第1ピッグテールPT1及び第2ピッグテールPT2は、ブラシボックス32a〜32fに設けたガイド凹部35を通ってブラシボックス32a〜32fの外部に引き出されているようになっている。
また、図2及び図3に示すように、ブラシ装置3は、第1電源端子61と3個の第1ブラシB1とを電気的に接続する第1導電部材80と、第2電源端子62と第2ブラシB2とを電気的に接続する第2導電部材90とを備えている。
第1導電部材80は、1本の基礎線材から形成されている。本実施形態では、基礎線材は、断面円形状の導線の外周を絶縁性の絶縁被膜にて被覆してなる被覆導線(絶縁電線)である。第1導電部材80は、1本の基礎線材を湾曲及び屈曲して形成されており、第1円弧部80aと、第1直線部80bと、第1チョークコイル80cと、第1接続部80dとを備えている。
第1導電部材80は、円弧状に湾曲形成された第1円弧部80aが、図2及び図3に示すように、第1支持規制台41、第3ブラシボックス32c、支承台43,第4ブラシボックス32d、第2支持規制台42に載置される。このとき、第1円弧部80aは、第1支持規制台41に形成した第1突起41a及び第3ブラシボックス32cに形成した第1規制片ST1と係合するように架けわたされるようになっている。なお、第1円弧部80aの周方向反時計回り方向の端部は、第2ブラシボックス32bの近傍位置まで延出している。
第1円弧部80aの周方向時計回り方向の端部は、第1直線部80bが延出形成されている。第1直線部80bは、第5ブラシボックス32eの天井壁W3上を第1規制片ST1に係合されながら第5ブラシボックス32eと第6ブラシボックス32fの中間位置まで配置される。
第1導電部材80の第1チョークコイル80cは、第5ブラシボックス32eと第6ブラシボックス32fの中間位置まで配置された端部から径方向内側に向かって螺旋状に導線を巻いて形成している。従って、第1チョークコイル80cは第5ブラシボックス32eと第6ブラシボックス32fとの間に形成される空間を径方向に沿って形成され配置されている。
第1導電部材80の第1接続部80dは、第1チョークコイル80cの径方向内側端部から第6ブラシボックス32fの天井壁W3に沿って延び、天井壁W3を過ぎた後に内側面f1に向かって折り曲げ形成される。そして、内側面f1まで延びた第1接続部80dの端部80eは、径方向外側に折り曲げ形成されている。
このとき、径方向外側に折り曲げ形成された第1接続部80dの端部80eは、第1電源端子61の端子部61cの周方向反時計回り方向の側面に当接するように配置される。この第1接続部80dの端部80eは、第1チョークコイル80cが持つ弾性力にて周方向反時計回り方向への弾性力が付与され、端子部61cの反時計回り方向の側面に対して弾圧した状態で当接している。
このように配置された第1導電部材80に対して、第2、第4及び第6ブラシボックス32b,32d,32fに収容された各第1ブラシB1の第1ピッグテールPT1が溶接にて電気的に接続される。そして、第1導電部材80の端部80eが、第1電源端子61の端子部61cと溶接にて電気的に接続することによって、各第1ブラシB1は、第1電源端子61と電気的に接続される。
第2導電部材90は、第1導電部材80と同じ1本の基礎線材から形成されている。第2導電部材90は、1本の基礎線材を湾曲及び屈曲して形成されており、第2円弧部90aと、第2直線部90bと、第2チョークコイル90cと、第2接続部90dとを備えている。
第2導電部材90は、円弧状に湾曲形成された第2円弧部90aが、図2及び図3に示すように、第2支持規制台42、第4ブラシボックス32d、支承台43,第3ブラシボックス32c、第1支持規制台41に載置される。このとき、第2円弧部90aは、第2支持規制台42に形成した第2突起42a及び第4ブラシボックス32dに形成した第2規制片ST2と係合するように架けわたされるようになっている。なお、第2円弧部90aの周方向時計回り方向の端部は、第5ブラシボックス32eの近傍位置まで延出している。
第2円弧部90aの周方向反時計回り方向の端部は、第2直線部90bが延出形成されている。第2直線部90bは、第2ブラシボックス32bの天井壁W3上を第2規制片ST2に係合されながら第2ブラシボックス32bと第1ブラシボックス32aの中間位置まで配置される。
第2導電部材90の第2チョークコイル90cは、第2ブラシボックス32bと第1ブラシボックス32aの中間位置まで配置された端部から径方向内側に向かって螺旋状に導線を巻いて形成している。従って、第2チョークコイル90cは第2ブラシボックス32bと第1ブラシボックス32aとの間に形成される空間を径方向に沿って形成され配置されている。
第2導電部材90の第2接続部90dは、第2チョークコイル90cの径方向内側端部から第1ブラシボックス32aの天井壁W3に沿って延び、天井壁W3を過ぎた後に内側面f1に向かって折り曲げ形成される。そして、内側面f1まで延びた第2接続部90dの端部90eは、径方向外側に折り曲げ形成されている。
このとき、径方向外側に折り曲げ形成された第2接続部90dの端部90eは、第2電源端子62の端子部62cの周方向時計回り方向の側面に当接するように配置される。この第2接続部90dの端部90eは、第2チョークコイル90cが持つ弾性力にて周方向時計回り方向への弾性力が付与され、端子部61cの反時計回り方向の側面に対して弾圧した状態で当接している。
このように配置された第2導電部材90に対して、第1、第3及び第5ブラシボックス32a,32c,32eに収容された各第2ブラシB2の第2ピッグテールPT2が溶接にて電気的に接続される。そして、第2導電部材90の端部90eが、第2電源端子62の端子部62cと溶接にて電気的に接続することによって、各第2ブラシB2は、第2電源端子62と電気的に接続される。
そして、第1導電部材80及び第2導電部材90の配線が完了すると、支承台43に外れ止め部材44を固定する。
図2及び図3に示すように、第1ブラシボックス32aと第6ブラシボックス32fの間に設けられコンデンサ載置台50には、第1コンデンサCaと第2コンデンサCbが載置される。詳述すると、コンデンサ載置台50において、第6ブラシボックス32f側の載置部50aには、第1コンデンサCaが載置され、第1ブラシボックス32a側の載置部50bには、第2コンデンサCbが載置されている。
図12(a)(b)に示すように、第1及び第2コンデンサCa,Cbは、その本体形状が偏平の四角形状をなしている。
第1コンデンサCaは、図12(a)に示すように、偏平矩形状の本体部と、その最も幅広の偏平面fa間を繋ぐ幅狭の一側面(図2において径方向外側の面)の上下両側(図2においては軸線方向)から引き出された電源端子側リード線Ca1及び補助電源端子側リード線Ca2とから構成されている。
図12(a)において、電源端子側リード線Ca1は下側に設けられ、その中間位置から図12(a)において右側に屈曲形成されている。また、補助電源端子側リード線Ca2は上側に設けられ、全長が図12(a)において前方に向かって形成されている。
このように形成された、第1コンデンサCaを載置部50aに載置するとき、偏平形状の第1コンデンサCaの偏平面faが、軸線方向に延びる中心軸線と径方向に延びる放射線とで形成される面と平行になるように配置する。しかも、電源端子側リード線Ca1が内側面f1側に位置するように第1コンデンサCaを載置部50aに載置する。
これによって、電源端子側リード線Ca1が、第1電源端子61の端子部61c側を向き、補助電源端子側リード線Ca2が、補助電源端子70の第1補助端子部71側を向く。そして、電源端子側リード線Ca1を端子部61cの切り込み61eに挟入するとともに、補助電源端子側リード線Ca2を第1補助端子部71の切り込み71aに挟入し、これら挟入にて電気的に接続する。
これによって、第1コンデンサCaは、第1電源端子61と補助電源端子70(ヨークハウジング1)との間において電気的に接続される。
一方、第2コンデンサCbは、図12(b)に示すように、偏平矩形状の本体部と、その最も幅広の偏平面fb間を繋ぐ幅狭の一側面(図2において径方向外側の面)の上下両側(図2においては軸線方向)から引き出された電源端子側リード線Cb1及び補助電源端子側リード線Cb2とから構成されている。
図12(b)において、電源端子側リード線Cb1は上側に設けられ、その中間位置から図12(b)において左側に屈曲形成されている。また、補助電源端子側リード線Cb2は下側に設けられ、全長が図12(b)において前方に向かって形成されている。
このように形成された、第2コンデンサCbを載置部50bに載置するとき、偏平形状の第2コンデンサCbの偏平面fbが、軸線方向に延びる中心軸線と径方向に延びる放射線とで形成される面と平行になるように配置する。しかも、補助電源端子側リード線Cb2が内側面f1側に位置するように第2コンデンサCbを載置部50bに載置する。
これによって、電源端子側リード線Cb1が、第2電源端子62の端子部62c側を向き、補助電源端子側リード線Cb2が、補助電源端子70の第2補助端子部72側を向く。そして、電源端子側リード線Cb1を端子部62cの切り込み62eに挟入するとともに、補助電源端子側リード線Cb2を第2補助端子部72の切り込み72aに挟入し、これら挟入にて電気的に接続する。
なお、2つのコンデンサCa,Cbは、本体部及びリード線引出し部(リード線Ca1,Ca2,Cb1,Cb2)とも同一形状である。つまり、第2コンデンサCbは、第1電源端子61と第1補助端子部71に接続された第1コンデンサCaに対し、電源端子側リード線Cb1及び補助電源端子側リード線Cb2の引き出し方向を回転軸として半回転した状態でが、第2電源端子62と第2補助端子部72に接続される。
これによって、第2コンデンサCbは、第2電源端子62と補助電源端子70(ヨークハウジング1)との間において電気的に接続される。
次に、上記のように構成したブラシ装置3の作用について説明する。
ブラシホルダ30のベースプレート31であって、第1ブラシボックス32aと第6ブラシボックス32fの間の内側面f1に、径方向内側から径方向外側に向かってコンデンサ載置台50、第1及び第2電源端子支持穴51,52、補助端子固定台53を順番に形成した。
そして、コンデンサ載置台50には、第1及び第2コンデンサCa,Cbを載置し、第1及び第2電源端子支持穴51,52には第1及び第2電源端子61,62を挿入し固設し、補助端子固定台53には、補助電源端子70を固定した。その結果、第1及び第2コンデンサCa,Cb、第1及び第2電源端子61,62、及び、補助電源端子70は、径方向に並設されることから、第1ブラシボックス32aと第6ブラシボックス32fの間の限られたスペースに配置することができる。
しかも、第1及び第2コンデンサCa,Cbは、その偏平面fa,fbが、軸線方向に延びる中心軸線と径方向に延びる放射線とで形成される面と平行になるように配置するようにしたことから、ベースプレート31の内側面f1における限られた周方向の面積を占めることはない。
また、第1コンデンサCaの電源端子側リード線Ca1は、内側面f1側であって周方向反時計回り方向で第1電源端子61と接続する。第1コンデンサCaの補助電源端子側リード線Ca2は、内側面f1から離間した側であって径方向外側で補助電源端子70と接続する。さらに、第2コンデンサCbの電源端子側リード線Cb1は、内側面f1から離間する側であって周方向時計回り方向で第2電源端子62と接続する。第2コンデンサCbの補助電源端子側リード線Cb2は、内側面f1側であって径方向外側で補助電源端子70と接続する。
つまり、4本の電源端子側リード線Ca1、補助電源端子側リード線Ca2、電源端子側リード線Cb1及び補助電源端子側リード線Cb2は、3次元的に互いに異なった位置に配置されるようにした。これによって、4本の電源端子側リード線Ca1、補助電源端子側リード線Ca2、電源端子側リード線Cb1及び補助電源端子側リード線Cb2の溶接による接続作業は容易にとなる。また、これらリード線Ca1,Ca2,Cb1,Cb2間の絶縁性も十分に確保される。
さらに、第1及び第2導電部材80,90の端部80e,90eは、第1及び第2電源端子61,62の端子部61c,62cの側面に弾圧した状態で当接するようにしたことから、端部80e,90eが端子部61c,62cに確実に固定され溶接時の溶接作業が容易となる。
さらにまた、端部80e,90eに弾性力を付与する第1及び第2チョークコイル80c,90cは、第1コンデンサCa,Cbと協働して第1及び第2ブラシB1,B2が整流子片27を摺接する際に発生する高周波ノイズを抑制することができる。
しかも、第1チョークコイル80cは、第5ブラシボックス32eと第6ブラシボックス32fの間に形成される空間に径方向に沿って設け、第2チョークコイル90cは、第1ブラシボックス32aと第2ブラシボックス32bの間に形成される空間に径方向に沿って設けた。従って、第1及び第2チョークコイル80c,90cをベースプレート31の内側面f1の限られたスペースに収容できる。
また、補助電源端子70に付勢片73を設け、ブラシホルダ30をヨークハウジング1に嵌着固定した時、付勢片73がヨークハウジング1における円筒部11の内周面11aに弾圧した状態で当接保持される。これによって、付勢片73とヨークハウジング1は電気的に接続され補助電源端子70はアース端子となり、第1及び第2電源端子61,62と補助電源端子70との間に接続されたそれぞれの第1及び第2コンデンサCa,Cbは、前記した高周波ノイズ吸収を行う。
次に、上記実施形態の効果を以下に記載する。
(1)本実施形態によれば、第1及び第2コンデンサCa,Cb、第1及び第2電源端子61,62、及び、補助電源端子70は、径方向に並設したので、第1ブラシボックス32aと第6ブラシボックス32fの間の限られたスペースに配置することができる。
従って、ブラシ装置3の小型化、ひいては直流モータMの小型化を実現できる。
(2)本実施形態によれば、第1及び第2コンデンサCa,Cbは、その偏平面fa,fbが、軸線方向に延びる中心軸線と径方向に延びる放射線とで形成される面と平行になるように配置するようにしたので、ベースプレート31の内側面f1における限られた周方向の面積を占めることはない。
従って、ブラシ装置3の小型化、ひいては直流モータMの小型化を実現できる。
(3)本実施形態によれば、第1及び第2コンデンサCa、Cbの4本の電源端子側リード線Ca1、補助電源端子側リード線Ca2、電源端子側リード線Cb1及び補助電源端子側リード線Cb2は、3次元的に互いに異なった位置に配置されるようにした。これによって、4本の電源端子側リード線Ca1、補助電源端子側リード線Ca2、電源端子側リード線Cb1及び補助電源端子側リード線Cb2の溶接による接続作業は容易にとなる。また、これらリード線Ca1,Ca2,Cb1,Cb2間の絶縁性も十分に確保される。
(4)本実施形態によれば、2つのコンデンサCa,Cbは、リード線Ca1,Ca2,Cb1,Cb2の引き出し方向を回転軸として半回転した状態にすれば、同一形状となることから、コンデンサを1種類のみとすることができ部品管理が容易となる。
(5)本実施形態によれば、第1及び第2導電部材80,90の端部80e,90eを、第1及び第2電源端子61,62の端子部61c,62cの側面に弾圧した状態で当接するようにしたので、端部80e,90eが端子部61c,62cに確実に固定され溶接時の溶接作業を容易にすることできる。
(6)本実施形態によれば、端部80e,90eに弾性力を付与する第1及び第2チョークコイル80c,90cは、第1コンデンサCa,Cbと協働して第1及び第2ブラシB1,B2が整流子片27を摺接する際に発生する高周波ノイズを抑制することができる。
(7)本実施形態によれば、第1チョークコイル80cは、第5ブラシボックス32eと第6ブラシボックス32fの間に形成される空間に径方向に沿って設け、第2チョークコイル90cは、第1ブラシボックス32aと第2ブラシボックス32bの間に形成される空間に径方向に沿って設けた。従って、第1及び第2チョークコイル80c,90cをベースプレート31の内側面f1の限られたスペースに収容できる。その結果、ブラシ装置3の小型化、ひいては直流モータMの小型化を実現できる。
(8)本実施形態によれば、補助電源端子70の付勢片73をヨークハウジング1における円筒部11の内周面11aに弾圧保持させるようにした。これによって、簡単に補助電源端子70をアース端子することができる。
なお、上記実施形態では、電源端子61,62から左右周方向に、30度、90度、150度位置に6つ第1〜第6ブラシボックス32a〜32fを形成し、これら全てにブラシB1,B2が収容されるブラシ装置3とした。
しかしながら、ブラシボックスを電源端子から左右周方向に、90度、150度の位置に4つ(図2において、第2、第3、第4、第5ブラシボックス32b,32c,32d,32eに相当)形成したブラシ装置であってもよい。
また、ブラシボックスを6つ形成したブラシ装置において、ブラシを90度位置のブラシボックスに第1ブラシB1と第2ブラシB2の計2つ、あるいは、90度と150度位置のブラシボックスに周方向回りに第1ブラシB1と第2ブラシB2が交互となるように計4つ、収容するものであってもよい。
さらに、ブラシボックスを4つ形成したブラシ装置において、ブラシを、全てのブラシボックスに周方向回りに第1ブラシB1と第2ブラシB2が交互となるように計4つ、あるいは、90度または150度位置のブラシボックスにそれぞれ第1ブラシB1と第2ブラシB2の計2つ、収容するものであってもよい。
M…直流モータ、1…ヨークハウジング、2…電機子、3…ブラシ装置、11…円筒部、11a…内周面、12…蓋部、21…回転軸、22…電機子コア、23…ティース、24…巻線、25…整流子、27…整流子片、28…ライザ、30…ブラシホルダ、31…ベースプレート、32…ブラシボックス、32a〜32f…第1〜第6ブラシボックス、33…端子保持部、34…貫通孔、35…ガイド凹部、36…係止片、41,42…第1及び第2支持規制台、41a,42a…第1及び第2突起、43…支承台、44…外れ止め部材、45…取付部、50…コンデンサ載置台、51,52…第1及び第2電源端子支持穴、53…補助端子固定台、50a,50b…載置部、55…仕切壁、57…補助電極端子固定孔、61,62…第1及び第2電源端子、61a,62a…貫挿部、61b,62b…当接部、61c,62c…端子部、61d,62d…切り返し、61e,62e…切り込み、70…補助電源端子(給電補助端子)、70a…ベース部、70b…固定足部、70c…切り返し、71,72…第1及び第2補助端子部、71a,72a…切り込み、73…付勢片、80,90…第1及び第2導電部材、80a,90a…第1及び第2円弧部、80b,90b…第1及び第2直線部、80c,90c…第1及び第2チョークコイル(バネ部)、80d,90d…第1及び第2接続部、80e,90e…端部(係合部)、MG1…第1永久磁石、MG2…第2永久磁石、f1…内側面、f2…外側面、W1…第1側壁、W2…第2側壁、W3…天井壁、CP…キャップ、ST1〜ST3…第1〜第3規制片、B1,B2…第1及び第2ブラシ、PT1,PT2…第1及び第2ピッグテール、SP…圧縮ばね、Ca,Cb…第1及び第2コンデンサ、Ca1,Ca2…第1及び第2引出線(リード線引出し部)、Cb1,Cb2…第1及び第2引出線(リード線引出し部)、fa,fb…偏平面。

Claims (7)

  1. ブラシホルダの環状のベースプレートの一側面に、複数のブラシボックスを周方向に間隔を置いて設け、その複数のブラシボックスに収容される少なくとも1つの第1極性の第1ブラシと少なくとも1つの第2極性の第2ブラシが備えられ、
    前記ベースプレートに対して第1電源端子を、その一側面からその他側面に貫通固定し、前記第1ブラシとベースプレートの一側面側で第1導電部材を介して接続し、
    前記ベースプレートに対して第2電源端子を、その一側面からその他側面に貫通固定し、前記第2ブラシとベースプレートの一側面側で第2導電部材を介して接続したブラシ装置であって、
    2つのブラシボックス間に、径方向内側から径方向外側へコンデンサ、前記第1及び第2電源端子、給電補助端子の順に配置され、
    前記コンデンサは、偏平矩形状の本体部とその最も幅広である偏平面間を繋ぐ幅狭の側面から引き出される2つのリード線引出し部とからなり、その幅広側の偏平面が軸径方向と平行となるように配置するとともに、その2つのリード線引出し部を径方向外側に引出し、その2つのリード線引出し部の一方は前記第1又は第2電源端子の一方に、他方は前記給電補助端子に接続させたことを特徴とするブラシ装置。
  2. 請求項1に記載のブラシ装置において、
    前記給電補助端子は、アース端子であって、前記給電補助端子に設けた付勢片にてヨークハウジングに内側面に当接することを特徴とするブラシ装置。
  3. 請求項1又は2に記載のブラシ装置において、
    コンデンサは、2つであって、一方のコンデンサの2つのリード線引出し部の一方は前記第1電源端子に、他方は前記給電補助端子にそれぞれ接続され、他方のコンデンサの2つのリード線引出し部の一方は前記第2電源端子に、他方は前記給電補助端子にそれぞれ接続されていることを特徴とするブラシ装置。
  4. 請求項3記載のブラシ装置において、
    前記2つのコンデンサのそれぞれ4本のリード線引出し部の先端部は、互いに軸方向及び径方向に離間した位置で第1及び第2電源電端子又は給電補助端子に接続されていることを特徴とするブラシ装置。
  5. 請求項4記載のブラシ装置において、
    前記2つのコンデンサは、本体部及びリード線引出し部とも同一形状であって、他方のコンデンサは、第1又は第2電源端子及び給電補助端子に接続された一方のコンデンサに対し、リード線引出し部の引出し方向を回転軸として半回転した状態で第1又は第2電源端子及び給電補助端子に接続されていることを特徴とするブラシ装置。
  6. 請求項1〜5のいずれか1つに記載のブラシ装置において、
    前記第1電源端子と接続する前記第1導電部材は、円弧状に湾曲の導電部材であって、前記第1電源端子の対向側の径方向に係り合うとともに、その係合部が第1電源端子側に弾圧するバネ部を有し、バネ部はブラシボックス間であって両ブラシボックスに沿って設けられ、
    前記第2電源端子と接続する前記第2導電部材は、円弧状に湾曲の導電部材であって、前記第2電源端子の対向側の径方向に係り合うとともに、その係合部が第2電源端子側に弾圧するバネ部を有し、バネ部はブラシボックス間であって両ブラシボックスに沿って設けられたことを特徴とするブラシ装置。
  7. 請求項1〜6のいずれか1つに記載のブラシ装置を備えた直流モータ。
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