JP6613780B2

JP6613780B2 - ブラシ装置

Info

Publication number: JP6613780B2
Application number: JP2015198629A
Authority: JP
Inventors: 史生福野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-10-06
Filing date: 2015-10-06
Publication date: 2019-12-04
Anticipated expiration: 2035-10-06
Also published as: JP2017073873A

Description

本発明は、ブラシ装置に関するものである。

従来、直流モータに設けられるブラシ装置としては、給電用ブラシ及び給電用ブラシが電気的に接続されるターミナルが載置されるホルダ本体部と該ホルダ本体部の一部から突出して前記ターミナルのコネクタ側端部が配置されるコネクタ突出部とを有するブラシホルダ部材を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−１６５３４０号公報

ところで、上記したようなブラシ装置では、コネクタ突出部とその近傍位置でターミナル同士の間隔が狭くなるため、特にコネクタ突出部が下方（重力方向）を向いた状態で使用される場合等では、給電用ブラシが整流子と摺動することで発生するブラシ粉がコネクタ突出部側に溜まってターミナル同士を短絡してしまうといった虞がある。

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、ターミナル同士の短絡を抑えることができるブラシ装置を提供することにある。

上記課題を解決するブラシ装置は、複数の給電用ブラシと、前記給電用ブラシがブラシ側端部にそれぞれ電気的に接続される複数のターミナルと、軸方向一端面側に前記給電用ブラシ及び前記ターミナルが保持されるホルダ本体部と該ホルダ本体部の一部から軸直交方向に突出して前記ターミナルのコネクタ側端部が配置されるコネクタ突出部とを有するブラシホルダ部材とを備えたブラシ装置であって、前記ターミナル同士の間には、前記給電用ブラシから発生するブラシ粉が前記コネクタ突出部側に向かうことを抑制する抑制部が設けられ、前記抑制部は、前記ブラシホルダ部材に固定されたキャップ部材に設けられており、該キャップ部材は、前記コネクタ突出部側における前記ターミナルの軸方向端面を覆うカバー部を有し、前記キャップ部材はスリットを有し、前記ターミナルは、前記キャップ部材の前記スリットを通って前記給電用ブラシ側に延びているターミナルを含む。

同構成によれば、ターミナル同士の間には、前記給電用ブラシから発生するブラシ粉がコネクタ突出部側に向かうことを抑制する抑制部が設けられるため、抑制部によってブラシ粉がコネクタ突出部側に向かうことが抑制される。よって、ターミナル同士の間隔が狭くなるコネクタ突出部とその近傍位置にブラシ粉が溜まるなどしてターミナル同士が短絡してしまうことを抑えることができる。

同構成によれば、前記抑制部は、前記ブラシホルダ部材に固定されたキャップ部材に設けられており、該キャップ部材は、前記コネクタ突出部側における前記ターミナルの軸方向端面を覆うカバー部を有するため、ターミナルの軸方向端面同士がブラシ粉によって短絡してしまうことを抑えることができる。

上記ブラシ装置において、前記抑制部は、前記給電用ブラシ側に開口したブラシ粉収容凹部を有することが好ましい。
同構成によれば、前記抑制部は、前記給電用ブラシ側に開口したブラシ粉収容凹部を有するため、特にコネクタ突出部が下方（重力方向）を向いた状態で使用される場合等、重力によってコネクタ突出部側に向かうブラシ粉をブラシ粉収容凹部内に貯留させておくことができる。よって、ターミナル同士が短絡してしまうことを抑えることができるとともに、ブラシ粉が他の部位にも飛散してしまわないようにすることができる。

本発明のブラシ装置では、ターミナル同士の短絡を抑えることができる。

一実施形態におけるモータの正面図。一実施形態におけるモータの断面図。一実施形態におけるブラシ装置の平面図。一実施形態におけるブラシ装置の斜視図。一実施形態におけるブラシ装置の一部分解斜視図。別例におけるブラシ装置の平面図。別例におけるブラシ装置の斜視図。

以下、ブラシ装置を備えたモータの一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１及び図２に示すように、モータ１は、磁性金属材にて略有底筒状に形成されたヨーク２を備えており、該ヨーク２の内周面にはマグネット３（図２参照）が固着されている。図２に示すように、マグネット３の内側には、電機子４が回転可能に収容されている。電機子４は、回転軸５と、該回転軸５に固定されるコア６と、該コア６に巻装される巻線７と、コア６よりも先端側（ヨーク２の開口端２ａ側）の回転軸５に固定され巻線７と接続される整流子８とを備えてなる。電機子４は、回転軸５の基端部がヨーク２の底部中央に保持された軸受９により回転可能に支持されている。ヨーク２の開口端２ａには、電機子４を収容した状態で該開口端２ａを略閉塞するようにブラシ装置１０が固定される。

図３に示すように、ブラシ装置１０は、ブラシホルダ部材１１と、ブラシホルダ部材１１に保持される複数（本実施形態では２つ）の給電用ブラシ１２，１３と、同じくブラシホルダ部材１１に保持されて給電用ブラシ１２，１３とそれぞれ電気的に接続される複数（本実施形態では２つ）のターミナル１４，１５とを備える。

詳しくは、ブラシホルダ部材１１は、樹脂材よりなり、ヨーク２の開口端２ａに対応されて略円盤状に形成されたホルダ本体部１１ａと、該ホルダ本体部１１ａの周方向の一部から軸直交方向（径方向外側）に突出したコネクタ突出部１１ｂとを有する。図２に示すように、ホルダ本体部１１ａの中央部には貫通孔１１ｃが形成され、該貫通孔１１ｃには軸受１６が保持され、該軸受１６には回転軸５の先端部が回転可能に支持されている。

また、ホルダ本体部１１ａの軸方向一端面側（前記ヨーク２の内部側）には、給電用ブラシ１２，１３を径方向に移動可能に保持するブラシ保持部１１ｄが形成されている。図３に示すように、本実施形態のブラシ保持部１１ｄは、回転軸５の軸方向から見てコネクタ突出部１１ｂに対して約９０°離間した位置と約１８０°離間した位置とに形成されている。そして、ブラシ保持部１１ｄには給電用ブラシ１２，１３が保持され、該給電用ブラシ１２，１３はホルダ本体部１１ａに支持された捩りコイルばね１７によって径方向内側、即ち整流子８側に付勢される。

また、ホルダ本体部１１ａの軸方向一端面側には、２つのターミナル１４，１５が保持されている。２つのターミナル１４，１５は、一端部であるコネクタ側端部１４ａ，１５ａがコネクタ突出部１１ｂの先端側に配置され、そこからコネクタ突出部１１ｂの基端側に向かって平行に延び、更にホルダ本体部１１ａでは互いに離間するように延びて他端部であるブラシ側端部１４ｂ，１５ｂが離れて配置されている。

そして、一方のターミナル１４のブラシ側端部１４ｂには、一方の（コネクタ突出部１１ｂと約９０°離間した）給電用ブラシ１２のピッグテール１２ａが電気的に接続されている。また、他方のターミナル１５のブラシ側端部１５ｂには、他方の（コネクタ突出部１１ｂと約１８０°離間した）給電用ブラシ１３のピッグテール１３ａがサーミスタ１８を介して電気的に接続されている。尚、本実施形態のサーミスタ１８は、板状に形成され、ブラシ側端部１５ｂから給電用ブラシ１３側に延びるように配置され、その延びた先にピッグテール１３ａが接続されている。

また、ホルダ本体部１１ａの軸方向一端面側において、一対のターミナル１４，１５間には雑防素子であるコンデンサ１９が配置され、該コンデンサ１９の第１端子はターミナル１４に電気的に接続され、第２端子はターミナル１５に電気的に接続されている。

そして、図３〜図５に示すように、本実施形態のブラシホルダ部材１１には、キャップ部材２１が固定されている。キャップ部材２１は、ターミナル１４，１５同士の間に設けられて給電用ブラシ１２，１３から発生するブラシ粉がコネクタ突出部１１ｂ側に向かうことを抑制する抑制部２１ａと、該抑制部２１ａから屈曲して延びてコネクタ突出部１１ｂ側におけるターミナル１４，１５の軸方向端面を覆うカバー部２１ｂとを有する。

詳しくは、本実施形態の抑制部２１ａは、前記コンデンサ１９よりも給電用ブラシ１２，１３側でターミナル１４，１５同士の間を埋めるように設けられる軸方向に沿った壁である。図５に示すように、本実施形態の抑制部２１ａの側方において、一方のターミナル１４と対応した位置には、該ターミナル１４を通すスリット２１ｃを有し、他方のターミナル１５と対応した位置には、該ターミナル１５を通す切り欠き２１ｄを有し、これにより、キャップ部材２１はホルダ本体部１１ａに対して軸方向から組み付け可能とされている。また、キャップ部材２１がホルダ本体部１１ａに組み付けられた状態で、抑制部２１ａはホルダ本体部１１ａの軸方向一端面と当接するように設定されている。

また、抑制部２１ａは、給電用ブラシ１２，１３側（コネクタ突出部１１ｂとは反対側であって、図３中、上側）に開口したブラシ粉収容凹部２１ｅを有している。本実施形態のブラシ粉収容凹部２１ｅは、抑制部２１ａから給電用ブラシ１２，１３側（図３中、上側）に延びる一対の延出壁２１ｆが形成されることで、それら延出壁２１ｆの間に形成されている。

また、カバー部２１ｂは、前記抑制部２１ａの軸方向端部から屈曲して軸直交方向に延びて、前記抑制部２１ａよりもコネクタ突出部１１ｂ側におけるターミナル１４，１５の軸方向端面を覆うように、言い換えるとホルダ本体部１１ａと共にターミナル１４，１５を軸方向に挟むように形成されている。また、本実施形態のカバー部２１ｂは、前記コンデンサ１９をも覆うように形成されている。

また、図１及び図２に示すように、本実施形態のコネクタ突出部１１ｂには、コネクタ部材３１が嵌着固定されている。コネクタ部材３１は、コネクタ突出部１１ｂに固定された状態で、その一端が前記ターミナル１４，１５のコネクタ側端部１４ａ，１５ａと電気的に接続されるコネクタ電源ターミナル３２，３３を有している。コネクタ電源ターミナル３２，３３の他端は、コネクタ部材３１のコネクタ筒部３１ａ内で露出し、該コネクタ筒部３１ａに嵌合される図示しない外部コネクタの端子に接続されて図示しない電源装置に電気的に接続されることになる。また、コネクタ部材３１は、ブラシ装置１０がヨーク２にねじ止めされると、その一端３４ａがヨーク２と電気的に接続されるグランドターミナル３４を有している。詳しくは、まずヨーク２は、その開口端２ａから径方向外側に延びるフランジ部２ｂを有し、該フランジ部２ｂを貫通してブラシホルダ部材１１（コネクタ突出部１１ｂ）に形成された雌ねじ部１１ｅに螺合されるねじ３５によってブラシホルダ部材１１と締結固定される。そして、ヨーク２に仮組み付けされた状態のブラシホルダ部材１１のコネクタ突出部１１ｂにコネクタ部材３１が固定されると、グランドターミナルの一端３４ａは前記フランジ部２ｂと当接し、前記ねじ３５が螺合されると、前記一端３４ａはフランジ部２ｂと共にブラシホルダ部材１１に締結固定（共締め）される構成とされている。このグランドターミナル３４の他端は、前記コネクタ電源ターミナル３２，３３と同様にコネクタ部材３１のコネクタ筒部３１ａ内で露出し、該コネクタ筒部３１ａに嵌合される図示しない外部コネクタの端子に接続されて図示しない電源装置に電気的に接続されることになる。

次に、上記のように構成されたモータ１（ブラシ装置１０）の作用について説明する。
例えば、モータ１は、コネクタ突出部１１ｂが下方（重力方向）を向いた状態で車両等に固定される。そして、電源装置からコネクタ電源ターミナル３２，３３、及びターミナル１４，１５等を介して給電用ブラシ１２，１３に駆動電流が供給されると、給電用ブラシ１２，１３から整流子８を介して巻線７に駆動電流が供給され、電機子４が回転駆動される。このとき、給電用ブラシ１２，１３が整流子８と摺動することでブラシ粉が発生し、このブラシ粉は主に重力によって下方にあるコネクタ突出部１１ｂ側に向かおうとするが、抑制部２１ａによってコネクタ突出部１１ｂ側に向かうことが抑制される。

次に、上記実施形態の特徴的な効果を以下に記載する。
（１）ターミナル１４，１５同士の間には、給電用ブラシ１２，１３から発生するブラシ粉がコネクタ突出部１１ｂ側に向かうことを抑制する抑制部２１ａが設けられるため、抑制部２１ａによってブラシ粉がコネクタ突出部１１ｂ側に向かうことが抑制される。よって、ターミナル１４，１５同士の間隔が狭くなるコネクタ突出部１１ｂとその近傍位置にブラシ粉が溜まるなどしてターミナル１４，１５同士が短絡してしまうことを抑えることができる。

（２）抑制部２１ａは、ブラシホルダ部材１１に固定されたキャップ部材２１に設けられており、該キャップ部材２１は、コネクタ突出部１１ｂ側におけるターミナル１４，１５の軸方向端面を覆うカバー部２１ｂを有するため、ターミナル１４，１５の軸方向端面同士がブラシ粉によって短絡してしまうことを抑えることができる。

（３）抑制部２１ａは、給電用ブラシ１２，１３側に開口したブラシ粉収容凹部２１ｅを有するため、特にコネクタ突出部１１ｂが下方（重力方向）を向いた状態で使用される場合等、重力によってコネクタ突出部１１ｂ側に向かうブラシ粉をブラシ粉収容凹部２１ｅ内に貯留させておくことができる。よって、ターミナル１４，１５同士が短絡してしまうことを抑えることができるとともに、ブラシ粉が他の部位にも飛散してしまわないようにすることができる。

上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、抑制部２１ａは、ブラシホルダ部材１１に固定されるキャップ部材２１に設けられるとしたが、ターミナル１４，１５同士の間に設けられ、給電用ブラシ１２，１３から発生するブラシ粉がコネクタ突出部１１ｂ側に向かうことを抑制することができれば、他の構成に変更してもよい。例えば、キャップ部材２１を設けず、ホルダ本体部１１ａから軸方向に延びた抑制部としての抑制壁を設けてもよい。

具体的には、例えば、図６及び図７に示すように、変更してもよい。この例では、ホルダ本体部１１ａには、軸方向に延びた抑制部としての第１の抑制壁４１及び第２の抑制壁４２が形成されている。第１の抑制壁４１は、コンデンサ１９よりも給電用ブラシ１２，１３側でターミナル１４，１５同士の間に設けられる壁であり、第２の抑制壁４２は、コンデンサ１９よりもコネクタ突出部１１ｂ側でターミナル１４，１５同士の間に設けられる壁である。第１及び第２の抑制壁４１，４２は、給電用ブラシ１２，１３が配置される軸方向の範囲を含む高さであって、この例では整流子８が配置される軸方向の範囲を含む高さまで軸方向に延びて形成されている。また、この例の第１の抑制壁４１は、給電用ブラシ１２，１３側に開口したブラシ粉収容凹部４１ａを有している。

また、この例のブラシホルダ部材１１（ホルダ本体部１１ａ）には、ブラシ粉がターミナル１４，１５同士の外側に向かうことを規制する２つの規制壁４３，４４が設けられている。詳しくは、ホルダ本体部１１ａには、前記サーミスタ１８の（径方向）外側の空間を埋めるように規制壁４３が凸設されている。また、ホルダ本体部１１ａには、コネクタ突出部１１ｂと約１８０°離間した給電用ブラシ１３の径方向内側端部（ブラシ粉の発生部位）と、コネクタ突出部１１ｂと約９０°離間した給電用ブラシ１２の径方向外側端部との間を仕切るように、径方向外側端部から径方向内側の整流子８の近傍位置まで規制壁４４が凸設されている。尚、この例の規制壁４３，４４は、第１及び第２の抑制壁４１，４２と同様に、給電用ブラシ１２，１３が配置される軸方向の範囲を含む高さであって、整流子８が配置される軸方向の範囲を含む高さまで軸方向に延びて形成されている。

このように構成されたモータ１は、コネクタ突出部１１ｂが下方（重力方向）を向いた状態で駆動されると、給電用ブラシ１２，１３から発生するブラシ粉が主に重力によって下方にあるコネクタ突出部１１ｂ側に向かおうとするが、第１及び第２の抑制壁４１，４２によってコネクタ突出部１１ｂ側に向かうことが抑制される。このとき、第１の抑制壁４１は、給電用ブラシ１２，１３側に開口したブラシ粉収容凹部４１ａを有するため、重力によってコネクタ突出部１１ｂ側に向かうブラシ粉をブラシ粉収容凹部４１ａ内に貯留させておくことができる。そして、ブラシ粉が第１の抑制壁４１よりもコネクタ突出部１１ｂ側に向かってしまっても、第２の抑制壁４２によってブラシ粉がそれ以上コネクタ突出部１１ｂ側に向かうことが抑制される。また、この例では、規制壁４３，４４によってブラシ粉がターミナル１４，１５同士の外側に向かうことが規制され、ひいてはブラシ粉がターミナル１４，１５同士の外側から迂回するようにコネクタ突出部１１ｂ側に向かうことが規制される。即ち、ブラシ粉は、規制壁４３，４４によって極力ターミナル１４，１５同士の間に誘導されて、それらターミナル１４，１５同士の間に設けられた第１及び第２の抑制壁４１，４２によってコネクタ突出部１１ｂ側に向かうことが抑制される。また、この例では、抑制部は、ホルダ本体部１１ａから軸方向に延びた第１及び第２の抑制壁４１，４２とされるため、特に別部材を用いることなく、ターミナル１４，１５同士が短絡してしまうことを抑えることができる。また、第１及び第２の抑制壁４１，４２は、給電用ブラシ１２，１３が配置される軸方向の範囲を含む高さに設定されるため、給電用ブラシ１２，１３から発生するブラシ粉が第１及び第２の抑制壁４１，４２を乗り越え難くなり、コネクタ突出部１１ｂ側に向かうことが抑制される。

尚、この別例では、第１及び第２の抑制壁４１，４２を設けたが、これに限定されず、例えば、第１及び第２の抑制壁４１，４２のいずれか一方のみを設けた構成等、抑制壁を１つのみ有した構成としてもよい。

・上記実施形態では、キャップ部材２１は、コネクタ突出部１１ｂ側におけるターミナル１４，１５の軸方向端面を覆うカバー部２１ｂを有するとしたが、これに限定されず、カバー部２１ｂを有していないキャップ部材に変更してもよい。

・上記実施形態では、ブラシ粉収容凹部２１ｅ（４１ａ）を有するとしたが、ブラシ粉収容凹部を有していない抑制部（抑制壁）に変更してもよい。
上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。

（イ）前記ブラシホルダ部材には、前記ブラシ粉が前記ターミナル同士の外側に向かうことを規制する規制壁が設けられたことを特徴とする。

同構成によれば、前記ブラシホルダ部材には、前記ブラシ粉が前記ターミナル同士の外側に向かうことを規制する規制壁が設けられるため、規制壁によってブラシ粉がターミナル同士の外側に向かうことが規制され、ひいてはブラシ粉がターミナル同士の外側から迂回するようにコネクタ突出部側に向かうことが規制される。即ち、ブラシ粉は、規制壁によって極力ターミナル同士の間に誘導されて、それらターミナル同士の間に設けられた抑制部によってコネクタ突出部側に向かうことが抑制される。

１１…ブラシホルダ部材、１１ａ…ホルダ本体部、１１ｂ…コネクタ突出部、１２，１３…給電用ブラシ、１４，１５…ターミナル、１４ａ，１５ａ…コネクタ側端部、１４ｂ，１５ｂ…ブラシ側端部、２１…キャップ部材、２１ａ…抑制部、２１ｂ…カバー部、２１ｅ，４１ａ…ブラシ粉収容凹部、４１…第１の抑制壁（抑制壁）、４２…第２の抑制壁（抑制壁）。

Claims

複数の給電用ブラシと、
前記給電用ブラシがブラシ側端部にそれぞれ電気的に接続される複数のターミナルと、
軸方向一端面側に前記給電用ブラシ及び前記ターミナルが保持されるホルダ本体部と該ホルダ本体部の一部から軸直交方向に突出して前記ターミナルのコネクタ側端部が配置されるコネクタ突出部とを有するブラシホルダ部材と
を備えたブラシ装置であって、
前記ターミナル同士の間には、前記給電用ブラシから発生するブラシ粉が前記コネクタ突出部側に向かうことを抑制する抑制部が設けられ、
前記抑制部は、前記ブラシホルダ部材に固定されたキャップ部材に設けられており、該キャップ部材は、前記コネクタ突出部側における前記ターミナルの軸方向端面を覆うカバー部を有し、
前記キャップ部材はスリットを有し、前記ターミナルは、前記キャップ部材の前記スリットを通って前記給電用ブラシ側に延びているターミナルを含むことを特徴とするブラシ装置。
請求項１に記載のブラシ装置であって、
前記抑制部は、前記給電用ブラシ側に開口したブラシ粉収容凹部を有することを特徴とするブラシ装置。