JP6510881B2 - 電動モータ - Google Patents

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Description

本発明は、電動モータに関する。
従来から、自動車用のワイパモータとして、回転速度を切り替えることができる3ブラシ式の電動モータが用いられることがある。この種の電動モータは、有底筒状のヨークの内周面に複数のマグネットを周方向に間隔をあけて配置し、これらマグネットの内側にアーマチュアが回転可能に配置されたものである。
アーマチュアは、回転軸に外嵌固定されたアーマチュアコアと、アーマチュアコアに巻装されたアーマチュアコイルと、アーマチュアコアと隣接するように回転軸に外嵌固定されたコンミテータと、を備えている。
コンミテータは、複数のセグメントが互いに絶縁された状態で周方向に配設されたものであって、これらセグメントにそれぞれアーマチュアコイルの端末部が接続されている。
また、各セグメントには複数のブラシが周方向に間隔をあけて摺接しており、これらブラシを介して各アーマチュアコイルに給電される。
各ブラシは、低速用ブラシ及び高速用ブラシと、これらブラシに共通して用いられる共通ブラシと、で構成され、それぞれブラシホルダを介してブラシホルダステーに保持されている。また、低速用ブラシと共通ブラシは、電気角(機械角×極対数)で180度離れた位置に配置されるとともに、高速用ブラシは低速用ブラシに対し、周方向に所定角度離間して配置される。そして、低速用ブラシと高速用ブラシへの通電を選択的に切り替えることにより、電動モータの速度を切替可能にしている。
ホルダユニットにおいては、各ブラシへの通電を確保するため、ターミナルやジャンパ線などの配線部材が用いられている。そして、これらの配線部材の電気的接続には、カシメや抵抗溶接が用いられている。
特開2004−229419号公報
しかしながら、従来の電動モータでは、ブラシホルダステーにおける配線部材の電気的接続箇所が表裏両面の複数個所に存在する。このため、配線部材の組付性が悪く、組立工数が多くかかってしまう。したがって、電動モータのコスト上昇を招くという問題がある。また、作業者の熟練度によって組立工数が大きく異なってしまうため、組立管理上の問題がある。
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、ブラシホルダステーにおける配線部材の組付性を向上させることができる電動モータを提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、以下の手段を採用する。
本発明に係る電動モータは、回転軸に固定されたアーマチュアコアおよびコンミテータと、前記アーマチュアコアに巻装されたアーマチュアコイルと、前記コンミテータに摺接して給電を行うブラシと、前記ブラシをブラシホルダを介して支持し、第一面及び前記第一面に背向する第二面を有するブラシホルダステーと、前記ブラシに電気的に接続される雑防素子と、前記ブラシと前記雑防素子とを電気的に接続する複数のターミナル及び複数のジャンパ線と、を備え、前記ブラシホルダ及び前記雑防素子は、前記ブラシホルダステーの前記第二面側に配設され、前記雑防素子と前記ターミナルとを接続する複数の第一接続部と、前記ターミナルと前記ジャンパ線とを接続する複数の第二接続部は、それぞれ前記ブラシホルダステーの前記第一面のみに配設され、前記ターミナルは、前記ブラシホルダステーに当接する平板状の座部と、前記座部から前記第一面が臨む方向に突出すると共に前記雑防素子のリード線を挿通して前記第一接続部となる突部と、前記座部から前記第一面が臨む方向に突出すると共に前記ジャンパ線を保持して前記第二接続部となる保持部と、を有し、前記ブラシホルダステーにおける、前記突部が配置される箇所には、前記リード線が前記第二面側から前記第一面側へ挿通される保持孔が設けられていることを特徴とする。
このように構成することで、ブラシホルダステーの第一面のみに、雑防素子とターミナルとの接続箇所(第一接続)、及びターミナルとジャンパ線との接続箇所(第二接続部)が配設される。このため、雑防素子、ターミナル、及びジャンパ線の接続作業において、ブラシホルダステーを裏返す作業を行うことなく組み付けることができる。したがって、雑防素子、ターミナル、及びジャンパ線の組付性が向上する。
また、第一接続部及び第二接続部のブラシホルダステーの厚み方向における位置を一定に保持することができる。
また、本発明に係る電動モータでは、前記複数の第一接続部は、前記雑防素子と前記ターミナルとをレーザ溶接することにより形成され、前記複数の第二接続部は、前記ターミナルと前記ジャンパ線とをレーザ溶接することにより形成されることを特徴とする。
このように構成することで、ブラシホルダステーの第一面が臨む方向のみからレーザ光を照射することにより、雑防素子とターミナル、ターミナルとジャンパ線がそれぞれ接続される。
また、本発明に係る電動モータでは、前記第一接続部と前記第二接続部は、前記ブラシホルダステーの厚み方向において4mm以内の距離に配置されることを特徴とする。
このように構成することで、レーザ溶接機のレーザ照射口から接続箇所(第一接続部、第二接続部)までの距離(焦点)の誤差を4mm以内とすることができる。このため、レーザ溶接機をブラシホルダステーの面方向に対して直交する方向に走査させることなく、ブラシホルダステーの面方向に沿って走査させるだけで第一接続部、及び第二接続部を形成することができる。このため、雑防素子、ターミナル、及びジャンパ線の組付性をさらに向上させることができる。
また、本発明に係る電動モータは、前記突部の頂部と、前記保持爪部の根元部との間の寸法が、1.5mm以内に設定されていることを特徴とする。
このように構成することで、第一接続部及び第二接続部のブラシホルダステーの厚み方向における位置の誤差をできる限り小さくできるので、雑防素子、ターミナル、及びジャンパ線の組付性をさらに向上させることができる。
また、本発明に係る電動モータは、前記突部の前記リード線を受け入れる側の面は、前記リード線の差し込み方向に向かうに従って先細りとなるように、テーパ面となっていることを特徴とする。
このように構成することで、突部にリード線を挿通する際、テーパ面がガイドとなって突部にリード線をスムーズに挿通させることができる。このため、雑防素子とターミナルの組付性をさらに向上させることができる。
また、本発明に係る電動モータでは、複数の前記保持孔は、前記複数の第一接続部と前記複数の第二接続部とを前記第一面に露出させつつ前記ターミナルを収容保持、前記ターミナルは、前記ブラシホルダステーの前記二面が臨む方向から前記保持孔に向けて収容されることを特徴とする。
このように構成することで、ブラシホルダステーによりターミナルを容易かつ確実に保持することができる。また、ブラシホルダステーに対してターミナルを同一方向から収容するので、ターミナルの組付性が向上する。
また、本発明に係る電動モータは、前記雑防素子を保持すると共に前記第二面に重畳配置されるインシュレータを備え、前記インシュレータと前記ブラシホルダステーにより前記ターミナルを挟持することを特徴とする。
このように構成することで、ターミナルの位置ずれや脱落を確実に防止することができる。
また、本発明に係る電動モータは、前記インシュレータの前記ブラシホルダステーとは反対側の面に前記雑防素子が配置されると共に、前記インシュレータの前記ブラシホルダ側の面に前記雑防素子のリード線が突出され、前記インシュレータを前記第二面に重畳配置すると、前記雑防素子のリード線が前記ターミナルに形成された貫通孔に差し込まれることを特徴とする。
このように構成することで、インシュレータをブラシホルダステーの第二面に重畳配置するだけで、雑防素子のリード線がターミナルに配置されるので、そのまま例えばレーザ溶接を行うことができる。したがって、雑防素子、ターミナル、及びジャンパ線の組付性をさらに向上させることができる。
本発明によれば、ブラシホルダステーにおける雑防素子、ターミナル、及びジャンパ線の組付性を向上させることができる。そして、作業者の熟練度に影響されずに、組立工数を減らすことができる。したがって、電動モータのコスト低減を図ることができる。
本発明の実施形態におけるワイパモータの斜視図である。 図1のA−A線に沿う断面図である。 本発明の実施形態におけるワイパモータの分解斜視図である。 本発明の実施形態におけるホルダユニットであって、(a)は第一面側からみた斜視図、(b)は第二面側からみた斜視図である。 図4(a)のB部拡大図である。 本発明の実施形態におけるホルダユニットの分解斜視図である。 本発明の実施形態におけるホルダユニットの分解斜視図である。 本発明の実施形態におけるインシュレータであって、(a)は第二面側からみた斜視図、(b)は図8(a)のC部拡大図、(c)は第一面側からみた斜視図である。 本発明の実施形態における第一ターミナルを示す図であって、(a)は斜視図、(b)は断面図、(c)はレーザ溶接後の状態を示す図である。 本発明の実施形態におけるターミナルの変形例を示す図であって、(a)は第一変形例を示し、(b)は第二変形例を示す。 本発明の実施形態におけるホルダユニットの変形例を示し、(a)は分解斜視図、(b)はインシュレータの変形例を第二面側みた斜視図である。 本発明の実施形態におけるインシュレータの変形例を示し、第二面側からみた拡大斜視図である。 本発明の実施形態におけるジャンパ線の変形例を示す図であって、(a)は配線工程、(b)は断線工程を示す。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
<ワイパモータ>
図1は、本発明の実施形態に係るワイパモータ1の斜視図である。
図2は、図1のA−A線に沿う断面図である。
ワイパモータ1は、例えば車両のフロントウィンドウを払拭するフロントワイパ(不図示)を駆動するものである。
図1、図2に示すように、ワイパモータ1は、電動モータ2と、電動モータ2の回転軸3に連結された減速機構4と、この減速機構4や電動モータ2の一部を収容するギヤハウジング5と、を備える。ワイパモータ1は、電動モータ2の駆動力を減速機構4で減速した後、後述する出力軸95を介してフロントワイパに伝達するように構成されている。
以下の説明では、回転軸3の軸線方向を回転軸方向O1という。回転軸方向O1のうち、電動モータ2(アーマチュア6)側を基端側、減速機構4(ウォーム91)側を先端側という。
なお、回転軸方向O1は、ホルダユニット32(ブラシホルダステー33)の厚み方向に一致する。
<電動モータ>
図3は、ワイパモータ1の分解斜視図である。
図2、図3に示すように、電動モータ2は、有底筒状のヨーク7と、ヨーク7内に回転可能に設けられたアーマチュア6と、を有している。
ヨーク7のうち、筒部11の内周面には、複数(例えば、4つ)のマグネット12が回転軸3周りの周方向に沿って配設されている。
ヨーク7の底壁15のうち、径方向の中央には、回転軸方向O1の外側に向かって突出するボス部13が形成され、このボス部13内に回転軸3の基端部を軸支するための軸受14が設けられている。
筒部11の開口縁には、基端側に向けて窪む凹部16が周方向に間隔をあけて複数形成されている。
アーマチュア6は、回転軸3に外嵌固定されたアーマチュアコア21と、アーマチュアコア21に巻装されたアーマチュアコイル22と、回転軸方向O1に沿うアーマチュアコア21に対して先端側に配置されたコンミテータ23と、を備えている。
アーマチュアコア21は、プレス加工等によって打ち抜かれた磁性材料の板材を回転軸方向O1に積層したものであって、アーマチュアコイル22が巻装される複数のティース21aが放射状に形成されている。
コンミテータ23は、回転軸3に外嵌固定されるとともに、その外周面には導電材で形成されたセグメント24が複数枚取り付けられている。セグメント24は回転軸方向O1に長い板状の金属片からなり、互いに絶縁された状態で周方向に沿って等間隔に並列に固定されている。
各セグメント24において、基端側には、径方向の外側に折り返す形で折り曲げられたライザ25が一体成形されている。ライザ25には、アーマチュアコイル22の端末部が掛け回わされ、ヒュージングなどにより固定されている。これにより、セグメント24と、これに対応するアーマチュアコイル22と、が導通される。
また、同電位となるセグメント24にそれぞれ対応するライザ25には、接続線(不図示)が掛け回され、この接続線がヒュージングによりライザ25に固定されている。接続線は、同電位となるセグメント24同士を短絡するためのものであって、コンミテータ23とアーマチュアコア21との間に引き回されている。
コンミテータ23のセグメント24には、ブラシ31が摺接している。ブラシ31はセグメント24に摺接することにより、セグメント24を介してアーマチュアコイル22に電流を供給するようになっている。ブラシ31は、後述するブラシホルダ41を介してブラシホルダステー33(ホルダユニット32)に保持されている。
<ホルダユニット>
図4は、ホルダユニット32であって、(a)は、第一面S1側からみた斜視図、(b)は、第二面S2側からみた斜視図である。図5は、図4(a)のB部拡大図である。図6、図7は、ホルダユニット32の分解斜視図である。
図4〜図7に示すように、ホルダユニット32は、電動モータ2と回転軸方向O1で重なる位置に配設されたブラシホルダステー33と、ブラシホルダステー33に対して径方向で隣接配置されたコネクタ部34と、これらブラシホルダステー33及びコネクタ部34間を径方向で架け渡すブリッジ部35と、が樹脂材料等により一体的に形成されたものである。
ブラシホルダステー33は、環状のホルダベース部36を備え、ホルダベース部36の外周縁には径方向の外側に向けて位置決め部37が突設されている。位置決め部37の先端部は、後述するフレーム部61に係合しており、これによりフレーム部61に対するホルダユニット32の回転軸方向O1に沿う位置決めが行われている。
ホルダベース部36の内径は、コンミテータ23を挿入可能な大きさに設定されており、ホルダベース部36の内側にコンミテータ23が挿通されている。
ブラシホルダステー33において、基端側を向く面(以下、第一面S1という)には、各ブラシ31を電気的に接続する配線部材120が配置されている。
配線部材120は、3種類のターミナル130(130A、130B、130C)と5本のジャンパ線141〜145とを有している。
配線部材120の詳細構成等については、後述する。
ブラシホルダステー33において、先端側を向く面(以下、第二面S2という)には、雑防素子110を保持するインシュレータ100が重畳配置される。第二面S2は、第一面S1に背向く面である。
インシュレータ100の詳細構成等については後述する。
ブラシホルダステー33の第二面S2には、周方向の3箇所にブラシホルダ41が固定されている。ブラシホルダ41は、導電性を有する材料からなり、回転軸方向O1に沿って延在する板バネ状とされ、径方向の内側に向けて付勢されている。具体的に、ブラシホルダ41は、その基端部がホルダベース部36に固定され、先端部に向かうに従い径方向の内側に向けて傾斜している。ブラシホルダ41の先端部には、ブラシ31が径方向の内側に向けて突出するようにそれぞれ設けられている。
各ブラシ31は、径方向の内側に向かうに従い回転軸方向O1の幅が漸次先細る側面視で三角形状とされ、基端部(径方向の外側端部)がブラシホルダ41の先端部に嵌合され、先端部(径方向の内側端部)がコンミテータ23のセグメント24に摺接している。これにより、バッテリ(不図示)からの電力を、ブラシ31を介してコンミテータ23に給電できるようになっている。
ブラシ31は、陽極側に接続された低速用ブラシ31a及び高速用ブラシ31bと、陰極側に接続されるとともに低速用ブラシ31a及び高速用ブラシ31bに共通使用される共通ブラシ31cと、を備えている。
低速用ブラシ31aは、低速用ブラシ31aと共通ブラシ31cとの間に電圧が印加されることで、フロントワイパを低速駆動する際に用いられるブラシ31である。
高速用ブラシ31bは、高速用ブラシ31bと共通ブラシ31cとの間に電圧が印加されることで、フロントワイパを高速駆動する際に用いられるブラシ31である。
また、低速用ブラシ31aと共通ブラシ31cは、互いに電気角で180°、すなわち機械角(回転軸3を中心として各ブラシ31a,31cがなす中心角のうち、狭い方の角度(劣角側))で90°あけて配設されている。一方、高速用ブラシ31bは、回転軸3を中心として各ブラシ31a,31cがなす中心角のうち、広い方の角度(優角)側に、低速用ブラシ31aに対して周方向に所定角度離間して(進角させて)配置されている。
ホルダベース部36において、低速用ブラシ31a及び高速用ブラシ31bは、コンミテータ23(回転軸方向O1)に対してコネクタ部34の反対側に配置され、共通ブラシ31cはコンミテータ23(回転軸方向O1)に対してコネクタ部34側に配置されている。
ブリッジ部35は、回転軸方向O1を厚さ方向とする板状とされ、上述したホルダベース部36における周方向の一部から径方向の外側に向けて延在している。ブリッジ部35の第二面S2には、ジャンパ線42,43がコネクタ部34に向けて配索されている。また、サーキットブレーカ44がブリッジ部35の第二面S2に固定されている。
コネクタ部34は、ブラシホルダステー33及びブリッジ部35と同一面上を延在するコネクタベース部51と、コネクタベース部51から基端側に向けて立設されたコネクタ受部52と、を備えている。
コネクタベース部51には、給電用のパワーターミナル55、センサ用のコンタクトプレート56及びアースプレート57がインサート成形等によって複数本ずつ埋設されている。パワーターミナル55が2本、コンタクトプレート56が2本、アースプレート57が1本埋設されており、コネクタベース部51において互いに間隔をあけて配列されている。
パワーターミナル55は、回転軸方向O1に沿って延在する板状とされ、コネクタベース部51を貫通している。パワーターミナル55は、基端側がコネクタ受部52内に向けて突出してコネクタ端子として機能しており、先端側がコネクタベース部51の第二面S2側に露出している。
各パワーターミナル55の先端側には、低速用ブラシ31a及び高速用ブラシ31bに電気的に接続するジャンパ線42,43が各別に接続されている。
コンタクトプレート56は、減速機構4を構成する後述のウォームホイール92の回転角度を検出するためのものである。コンタクトプレート56は、パワーターミナル55と同様に回転軸方向O1に沿って延在する板状とされ、コネクタベース部51を貫通している。コンタクトプレート56は、基端側がコネクタ受部52内に向けて突出してコネクタ端子として機能しており、先端側がクランク状に屈曲しながら後述のウォームホイール92に向けて延在している。
アースプレート57は接地端子であって、コンタクトプレート56と同様に形成されている。アースプレート57には、サーキットブレーカ44の端部が接続されている。
サーキットブレーカ44は、ブリッジ部35の第二面S2に固定されており、端部が共通ブラシ31cに対応するブラシホルダ41に接続されている。
<インシュレータ>
図8は、インシュレータ100の斜視図であって、(a)は、第二面T2側からみた斜視図、(b)は、図8(a)のC部拡大図、(c)は、第一面T1側からみた斜視図である。
図8(a)、図8(b)、図8(c)に示すように、インシュレータ100は、ブラシホルダステー33(ホルダユニット32)の第二面S2に重畳配置される。インシュレータ100は、ホルダベース部36に重なる環状平板形に形成される。
インシュレータ100は、ブラシホルダステー33とは反対側の第二面T2側に雑防素子110を保持する。インシュレータ100において、第二面T2には、2つのチョークコイル111と2つのコンデンサ112が配置される。
2つのチョークコイル111は、高速用ブラシ31bと低速用ブラシ31aの間に配置されるように、インシュレータ100に保持される。2つのコンデンサ112は、共通ブラシ31cと高速用ブラシ31bとの間と、共通ブラシ31cと低速用ブラシ31aとの間にそれぞれ配置されるように、インシュレータ100に保持される。
インシュレータ100には、回転軸方向O1に貫通する貫通孔102が形成される。この貫通孔102には、チョークコイル111とコンデンサ112のそれぞれのリード線115が挿通される。チョークコイル111等のリード線115は、貫通孔102に対して第二面T2から第一面T1に向かって挿入されて、第一面T1から突出する。
貫通孔102は、第二面T2からブラシホルダステー33側の面である第一面T1に向かうに従って徐々に縮径するテーパ孔状に形成される。
貫通孔102がテーパ孔状に形成されているので、雑防素子110のリード線115の先端が貫通孔102の斜面に沿うようにして挿通される。したがって、インシュレータ100の第二面T2に雑防素子110を配置するだけで、雑防素子110の配線組付けが容易に行われる。そして、ブラシホルダステー33側に配置されたターミナル130(130A〜130C)に接続される。
<ターミナル>
図9は、第一ターミナル130Aを示す図であって、(a)は斜視図、(b)は断面図、(c)はレーザ溶接後の状態を示す図である。
3種類のターミナル130(第一ターミナル130A、第二ターミナル130B、第三ターミナル130C)は、ブラシホルダステー33とインシュレータ100の間に配置(挟持)されるような形で配置される。
第一ターミナル130Aは、雑防素子110のリード線115とジャンパ線141〜145とを電気的に接続する導通部材である。第二ターミナル130Bは、各ブラシホルダ41とジャンパ線141〜143とを電気的に接続する導通部材である。第三ターミナル130Cは、ジャンパ線144〜145とジャンパ線42,43を電気的に接続する導通部材である。
3種類のターミナル130A、130B、130Cは、類似した形状を有する。
第一ターミナル130Aは、ブラシホルダステー33に密着する座部131と、座部131の中央から基端側に突出する突部132と、座部131の側部から基端側に突出する保持部134と、を有する。
第二ターミナル130Bは、座部131及び保持部134を有する。
第三ターミナル130Cは、座部131及び2つの保持部134をする。
以下では、3種類のターミナル130A〜130Cを代表して、第一ターミナル130Aの形状について詳述する。
上述したように、第一ターミナル130Aは、座部131、突部132及び保持部134を有する。
座部131は、円形または多角形の平板状の部位である。座部131の厚さT1は、例えば1mm程度に設定される。突部132は、座部131の中央から基端側に向けて円錐形(テーパ形)に突出する部位である。突部132の座部131からの突出高さT2は、例えば2mm程度に設定される。
突部132の中心には、回転軸方向O1に沿う貫通孔133が形成される。この貫通孔133には、雑防素子110のリード線115が挿通される。突部132の裏面(先端側)は、円錐孔形に形成される。つまり、貫通孔133の内面は、突部132の突出方向に向かうに従って徐々に縮径するテーパ面133aになっている。
保持部134は、座部131の側部から基端側に向けて突出する平板形の部位である。
保持部134は、座部131から例えば3〜4mm程度突出するように形成される。保持部134の頂部にはU字形の切欠き135が形成されており、先端に二又状の保持爪部134aが設けられた状態になっている。この保持爪部134aの根元部(切欠き135の底部)と突部132の頂部との間の寸法T3は、1.5mm程度に設定される。切欠き135には、ジャンパ線144〜145が挿入される。換言すれば、保持爪部134aによって、ジャンパ線144〜145が挟持される。
図6、図7に示すように、ターミナル130は、ブラシホルダステー33に形成された保持孔151に収容保持される。保持孔151は段付き貫通孔であり、内周に先端側を向く段部が設けられる。
保持孔151の外形は、第一ターミナル130Aの座部131とほぼ同一形状に形成される。保持孔151の段部は、第二面S2から約1mmの深さに形成される。つまり、座部131の厚みと同一の長さ(深さ)に形成される。
保持孔151に第一ターミナル130Aを収容するときは、第一ターミナル130Aをブラシホルダステー33の第二面S2側(第二面S2が臨む方向)から挿入する。そして、突部132と保持部134を保持孔151に挿通し、座部131を段部に当接させる。
これにより、突部132と保持部134は、ブラシホルダステー33の第一面S1に開口する保持孔151から露出する。一方、テーパ孔形の貫通孔133は、ブラシホルダステー33の第二面S2に開口する保持孔151から露出する。
そして、ブラシホルダステー33の第二面S2にインシュレータ100を重ねることにより、第一ターミナル130Aがブラシホルダステー33(ホルダユニット32)とインシュレータ100の間に挟持される。
ターミナル130B,130Cも同様に、ブラシホルダステー33の保持孔151に収容保持されつつ、ターミナル130がブラシホルダステー33(ホルダユニット32)とインシュレータ100の間に挟持される。
なお、第二ターミナル130Bの先端側には、ブラシホルダ41が密着配置される。つまり、ブラシホルダステー33とインシュレータ100の間に、第二ターミナル130Bとブラシホルダ41が挟持される。
図6に示すように、ホルダユニット32(ブラシホルダステー33)にインシュレータ100を重ねるとき、インシュレータ100の第一面T1から突出するリード線115とブラシホルダステー33の第二面S2に露出する貫通孔133が対向する。
このため、ブラシホルダステー33とインシュレータ100を密着すると、雑防素子110のリード線115が第一ターミナル130Aの貫通孔133に挿入される。貫通孔133の内面は、テーパ面133aになっているので、雑防素子110のリード線115の先端が貫通孔133の斜面に沿うようにして挿通される。そして、リード線115は、座部131の頂部から第二面S2側に突出する。
したがって、ブラシホルダステー33にインシュレータ100を重ねるだけで、雑防素子110の配線組付けが容易に行われる。
図4(a)に示すように、ジャンパ線141〜145は、ブラシホルダステー33の第一面S1に露出した保持部134に架け渡される。つまり、ジャンパ線141〜145は、保持部134の保持爪部134aに挟持される。
第一ターミナル130Aの保持部134(保持爪部134a)には、ジャンパ線141〜145の端部が挟持される。また、第二ターミナル130Bの保持部134(保持爪部134a)には、ジャンパ線141〜143の中間部が挟持される。さらに、第三ターミナル130Cの保持部134(保持爪部134a)には、ジャンパ線144,145の端部が挟持される。
なお、ジャンパ線143〜145は、ブラシホルダステー33(ホルダユニット32)の第一面S1に形成された保持爪部152にも挟持される。
ここで、図9(c)に示すように、座部131と、この座部131から突出するリード線115は、レーザ溶接により接続されて、電気的に接続する第一接続部161となる。
第一接続部161は、ブラシホルダステー33(ホルダユニット32)の第一面S1側からレーザ光を照射して形成される。
また、保持部134とこの保持部134の保持爪部152に架け渡されたジャンパ線141〜145は、レーザ溶接により接続されて、電気的に接続する第二接続部162となる。第二接続部162は、ブラシホルダステー33の第一面S1側からレーザ光を照射して形成される。
なお、ブラシホルダステー33の色は、ナチュラル色であることが望ましい。このような色に設定することにより、レーザ溶接による接続作業性を向上できる。
このように、第一接続部161と第二接続部162は、ブラシホルダステー33の第一面S1側にからレーザ光を照射して形成される。つまり、第一接続部161と第二接続部162は、同一方向からレーザ光を照射して形成される。
ここで、各ターミナル130A〜130Cは、保持爪部134aの根元部(切欠き135の底部)と突部132の頂部との間の寸法T3が1.5mm程度に設定されるので、第一接続部161と第二接続部162は、回転軸方向O1(ブラシホルダステー33の厚み方向)における距離Hが、4mm以内の範囲に配置される。このため、レーザ光の焦点距離が殆ど変らないので、不図示のレーザ溶接機をブラシホルダステー33の厚み方向に走査させることなく、ブラシホルダステー33の面方向に沿って走査させるだけで第一接続部161、及び第二接続部162を形成することができる。
<ギヤハウジング>
図1、図2に示すように、ギヤハウジング5は、有底筒状に形成されたアルミダイキャスト製のフレーム部61と、フレーム部61の開口部61aを閉塞する樹脂製のボトムプレート62と、を備えている。
フレーム部61の内部は、減速機構4を収納する減速機構収納部65と、周壁部64の一部から連設されてホルダユニット32を収納するホルダユニット収納部66と、に画成されている。
<減速機構>
図2、図3に示すように、減速機構4は、電動モータ2の回転軸3に連結されたウォーム91と、ウォーム91に噛合するウォームホイール92と、を備えている。
ウォーム91は、基端側が減速機構収納部65内において回転軸3に連結され、先端側が軸受(不図示)により減速機構収納部65内において回転可能に支持されている。また、ウォーム91のうち回転軸3との連結部分(回転軸3の先端部)は、フレーム部61に配設された転がり軸受93に回転可能に支持されている。
ウォームホイール92は、減速機構収納部65内に収納されており、ウォーム91の回転に伴い回転するように構成されている。ウォームホイール92の中央部(ハブ部)には、ボトムプレート62側に向けて突出するボス部94が形成されている。このボス部94には、出力軸95の基端部がフレーム部61側から圧入されている。
出力軸95の先端部は、フレーム部61のスリーブ82を通してフレーム部61の外部に突出しており、この突出部分にフロントワイパ(不図示)を駆動するための外部機構が連結される。また、出力軸95は、スリーブ82内において、上述したすべり軸受け83に回転可能に支持されている。
このように構成されたワイパモータ1においては、ワイパスイッチ(不図示)をOFF位置からLOW位置に切り替えると、電動モータ2の低速用ブラシ31aにバッテリから駆動電流が供給される。これにより、電動モータ2は、低速運転モードの駆動を開始する。具体的に、電動モータ2が駆動すると、その駆動力が減速機構4で減速された後、出力軸95を介してフロントワイパの外部機構に伝達される。これにより、フロントワイパが作動して、フロントガラスに付着した埃や雨滴等を払拭できるようになっている。
一方、ワイパスイッチがHIGH位置に切り替わると、電動モータ2の高速用ブラシ31bにバッテリから駆動電流が供給される。これにより、電動モータ2は、上述した低速運転モードよりも高速の高速運転モードの駆動を開始する。
上述したように、本実施形態のワイパモータ1では、雑防素子110とターミナル130が接続する第一接続部161とターミナル130とジャンパ線141等が接続する第二接続部162は、それぞれブラシホルダステー33(ホルダユニット32)の第一面S1のみに配設される。このため、これら雑防素子110とターミナル130と接続作業、及びターミナル130とジャンパ線141との接続作業を行う際、ブラシホルダステー33(ホルダユニット32)を裏返す作業を行うことなく組み付けることができる。したがって、配線部材120の組付性が向上して、製造工数及び製造コストの削減を図ることができる。
また、ターミナル130は、ブラシホルダステー33に密着する平坦な座部131と、基端側(第一面S1が臨む方向)に突出すると共に雑防素子110のリード線115を挿通する突部132と、基端側に突出すると共にジャンパ線141等を保持する保持部134と、を有する。
このため、座部131がブラシホルダステー33に密着し、突部132の頂部が第一接続部161となり、保持部134の頂部が第二接続部162になるので、第一接続部161及び第二接続部162の位置を一定に保持することができる。
また、ブラシホルダステー33は、第一接続部161と第二接続部162を第一面S1に露出させつつターミナル130を収容保持する保持孔151を有し、ターミナル130が第二面S2側から保持孔151に収容される。
このため、ブラシホルダステー33(ホルダユニット32)によりターミナル130を容易かつ確実に保持することができる。また、ブラシホルダステー33に対してターミナル130を同一方向から収容するので、配線部材120(ターミナル130)の組付性を向上できる。
また、ワイパモータ1は、雑防素子110を保持すると共に第二面S2に重畳配置されるインシュレータ100を備え、このインシュレータ100とブラシホルダステー33(ホルダユニット32)によりターミナル130を挟持する。このため、ターミナル130の位置ずれや脱落を確実に防止することができる。
そして、インシュレータ100を第二面S2に重畳配置すると、雑防素子110のリード線115が突部132に形成されたテーパ孔形の貫通孔133に差し込まれる。このため、インシュレータ100をブラシホルダステー33の第二面S2に重畳配置するだけで、雑防素子110のリード線115がターミナル130の座部131に配置されるので、そのままレーザ溶接を行うことができる。したがって、配線部材120の組付性をさらに向上できる。
また、各ターミナル130A〜130Cを、保持爪部134aの根元部(切欠き135の底部)と突部132の頂部との間の寸法T3が1.5mm程度となるように形成している。そして、第一接続部161と第二接続部162は、回転軸方向O1(ブラシホルダステー33の厚み方向)における距離Hが、4mm以内の範囲に配置される。このため、レーザ光の焦点距離が殆ど変らないので、不図示のレーザ溶接機をブラシホルダステー33の厚み方向に走査させることなく、ブラシホルダステー33の面方向に沿って走査させるだけで第一接続部161、及び第二接続部162を形成することができる。よって、配線部材120の組付性をさらに向上できる。
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
<ターミナルの変形例>
図10は、ターミナル130の変形例を示す図であって、(a)は第一変形例を示し、(b)は第二変形例を示す。
保持部134の頂部に形成される切欠き135は、U字形に限らない。図10(a)に示すように、V字形の切欠き136を設けてもよい。
突部132は、座部131の中央から円錐形に突出する場合に限らない。図10(b)に示すように、座部131の一部を折り曲げた一対の折曲部137を設けてもよい。この折曲部137は、貫通孔133を取り囲むように形成される。この場合、貫通孔133は、テーパ孔形ではなく、円筒形に形成される。
<ブラシホルダの変形例>
図11は、ホルダユニット32の変形例(ホルダユニット232)を示し、(a)は分解斜視図、(b)はインシュレータ100の変形例(インシュレータ300)を第二面側みた斜視図である。
図12は、インシュレータ100の変形例(インシュレータ300)を示し、第二面側からみた拡大斜視図である。
上述した実施形態のホルダユニット32では、ブラシ31がブラシホルダ41を介してブラシホルダステー33に保持される場合に限らない。
図11、図12に示すように、ブラシ231は、インシュレータ300に保持されてもよい。
ブラシ231は、黒鉛等の導電材料により形成され、ボックス形のブラシホルダ241を介してインシュレータ300に保持される。ブラシホルダ241の側方には、インシュレータ300に固定されたバネ部材245が配置される。
そして、ブラシ231は、ブラシホルダ241に収容保持された状態でバネ部材245により径方向内側に向けて付勢されて、コンミテータ23のセグメント24に摺接する。
インシュレータ300には、回転軸方向O1に貫通する貫通孔102が形成される。この貫通孔102には、ブラシ231から突出するピグテール231sが挿通される。
ブラシ231のピグテール231sは、貫通孔102に対して第二面T2から第一面T1に向かって挿入されて、第一面T1から突出する。
貫通孔102がテーパ孔状に形成されているので、インシュレータ300の第二面T2にブラシ231を配置するだけで、ピグテール231sの配線組付けが容易に行われる。そして、ピグテール231sは、ブラシホルダステー233側に配置されたターミナル130に接続される。
<ジャンパ線の変形例>
図13は、ジャンパ線141〜145の変形例を示す図であって、(a)配線工程、(b)は断線工程を示す。
上述した実施形態のジャンパ線141〜145は、ブラシホルダステー33の第一面S1に露出した保持部134にそれぞれ架け渡される。つまり、ジャンパ線141〜145をそれぞれ保持部134の保持爪部134aに挟持している。
このように、複数のジャンパ線141〜145をそれぞれの区間毎に用意した場合には、部品点数の増加や組付け効率の悪化が懸念される。
そこで、図13に示す工程を採用してもよい。
まず、図13(a)に示すように、一本のジャンパ線140を用意する。ジャンパ線140は、ジャンパ線141〜145を合わせた長さよりも十分に長い。そして、ジャンパ線140を全ての保持部134に架け渡し、その後にレーザ溶接を行う。この時点では、全ての保持部134がジャンパ線140を介して接続(導通)される。
次に、図13(b)に示すように、ジャンパ線140のうち、不要な部分(区間)を切断(断線)する。これにより、ジャンパ線141〜145が残存する。
このような工程を経ることにより、部品点数の増加を防止したり、組付け効率を向上させたりすることができる。
<その他の変形例>
上述した実施形態では、4極−3ブラシの電動モータ2を採用した場合について説明したが、これに限らず、6極や8極−3ブラシの電動モータ2を採用しても構わない。但し、低速用ブラシ31aと共通ブラシ31cは、6極の場合には機械角で60°、8極の場合には45°あけて配設する必要がある。
さらに、上述した実施形態では、ブラシホルダステー33を環状に形成した場合について説明したが、これに限らず、コンミテータ23を挿通可能であれば、例えばU字状等であっても構わない。
また、上述した実施形態では、ブラシホルダステー33とコネクタ部34とをホルダユニット32として一体に形成した場合について説明したが、これに限られない。
さらに、上述した実施形態では、本発明のワイパモータ1をフロントワイパの駆動用に用いる構成について説明したが、これに限らず、リヤワイパ等の駆動用に用いたり、ワイパモータ1以外の一般的なモータに用いたりしても構わない。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した変形例を適宜組み合わせてもよい。
1…ワイパモータ
2…電動モータ
3…回転軸
6…アーマチュア
21…アーマチュアコア
22…アーマチュアコイル
23…コンミテータ
31…ブラシ
33…ブラシホルダステー
41…ブラシホルダ
100…インシュレータ
102…貫通孔
110…雑防素子
115…リード線
120…配線部材
130…ターミナル
130A…第一ターミナル
130B…第二ターミナル
130C…第三ターミナル
131…座部
132…突部
133…貫通孔
133a…テーパ面
134…保持部
134a…保持爪部
135…切欠き
140…ジャンパ線
141〜145…ジャンパ線
151…保持孔
161…第一接続部
162…第二接続部
231…ブラシ
231s…ピグテール
233…ブラシホルダステー
241…ブラシホルダ
245…バネ部材
300…インシュレータ
S1…第一面
S2…第二面
H…距離

Claims (8)

  1. 回転軸に固定されたアーマチュアコアおよびコンミテータと、
    前記アーマチュアコアに巻装されたアーマチュアコイルと、
    前記コンミテータに摺接して給電を行うブラシと、
    前記ブラシをブラシホルダを介して支持し、第一面及び前記第一面に背向する第二面を有するブラシホルダステーと、
    前記ブラシに電気的に接続される雑防素子と、
    前記ブラシと前記雑防素子とを電気的に接続する複数のターミナル及び複数のジャンパ線と、
    を備え、
    前記ブラシホルダ及び前記雑防素子は、前記ブラシホルダステーの前記第二面側に配設され、
    前記雑防素子と前記ターミナルとを接続する複数の第一接続部と、前記ターミナルと前記ジャンパ線とを接続する複数の第二接続部は、それぞれ前記ブラシホルダステーの前記第一面のみに配設され
    前記ターミナルは、
    前記ブラシホルダステーに当接する平板状の座部と、
    前記座部から前記第一面が臨む方向に突出すると共に前記雑防素子のリード線を挿通して前記第一接続部となる突部と、
    前記座部から前記第一面が臨む方向に突出すると共に前記ジャンパ線を保持して前記第二接続部となる保持部と、
    を有し、
    前記ブラシホルダステーにおける、前記突部が配置される箇所には、前記リード線が前記第二面側から前記第一面側へ挿通される保持孔が複数設けられていることを特徴とする電動モータ。
  2. 前記複数の第一接続部は、前記雑防素子と前記ターミナルとをレーザ溶接することにより形成され、
    前記複数の第二接続部は、前記ターミナルと前記ジャンパ線とをレーザ溶接することにより形成されることを特徴とする請求項1に記載の電動モータ。
  3. 前記第一接続部と前記第二接続部は、前記ブラシホルダステーの厚み方向において4mm以内の距離に配置されることを特徴とする請求項2に記載の電動モータ。
  4. 前記突部の頂部と、前記保持の根元部との間の寸法が、1.5mm以内に設定されていることを特徴とする請求項1から3のうちいずれか一項に記載の電動モータ。
  5. 前記突部の前記リード線を受け入れる側の面は、前記リード線の差し込み方向に向かうに従って先細りとなるように、テーパ面となっていることを特徴とする請求項1から4のうちいずれか一項に記載の電動モータ。
  6. 複数の前記保持孔は、前記複数の第一接続部と前記複数の第二接続部とを前記第一面に露出させつつ前記ターミナルを収容保持
    前記ターミナルは、前記ブラシホルダステーの前記二面が臨む方向から前記保持孔に向けて収容されることを特徴とする請求項1からのうちいずれか一項に記載の電動モータ。
  7. 前記雑防素子を保持すると共に前記第二面に重畳配置されるインシュレータを備え、
    前記インシュレータと前記ブラシホルダステーにより前記ターミナルを挟持することを特徴とする請求項1から6のうちいずれか一項に記載の電動モータ。
  8. 前記インシュレータの前記ブラシホルダステーとは反対側の面に前記雑防素子が配置されると共に、前記インシュレータの前記ブラシホルダ側の面に前記雑防素子のリード線が突出され、
    前記インシュレータを前記第二面に重畳配置すると、前記雑防素子のリード線が前記ターミナルに形成された貫通孔に差し込まれることを特徴とする請求項に記載の電動モータ。
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