JP7027943B2

JP7027943B2 - ブラシホルダ装置

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Publication number: JP7027943B2
Application number: JP2018029637A
Authority: JP
Inventors: 陽介神戸
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-02-22
Filing date: 2018-02-22
Publication date: 2022-03-02
Anticipated expiration: 2038-02-22
Also published as: JP2019146403A

Description

本発明は、ブラシホルダ装置に関するものである。

従来からパワーウィンドウ装置用のモータ等には、給電用ブラシを保持するブラシホルダ装置が設けられ、該ブラシホルダ装置としては、焼損保護素子としてのＰＴＣサーミスタを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。このブラシホルダ装置では、ＰＴＣサーミスタがターミナルに接続固定され、該ターミナルがブラシホルダ装置のホルダ部材に圧入固定されることでＰＴＣサーミスタがターミナルを介してホルダ部材に保持されている。

特許第４８７６００９号公報

しかしながら、上記のようなブラシホルダ装置では、ＰＴＣサーミスタをホルダ部材に組み付ける前に予めＰＴＣサーミスタにターミナルを接続固定しておく必要があり、ターミナルの分だけ部品点数が多くなるとともに予め接続固定する工程によって製造が煩雑になるという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、部品点数を低減できるとともに製造が容易となるブラシホルダ装置を提供することにある。

上記課題を解決するブラシホルダ装置は、給電用ブラシと、前記給電用ブラシと電気的に接続される焼損保護素子と、前記給電用ブラシ及び焼損保護素子が保持されたホルダ部材とを備え、前記ホルダ部材は、単体の状態の前記焼損保護素子を一定の位置に保持可能な保持部を有するブラシホルダ装置であって、前記保持部は、底部と側壁とを有し、前記側壁は、前記焼損保護素子の厚さ方向から見て該焼損保護素子の両側縁部と対向する一対の側壁を含み、前記焼損保護素子は、前記底部側に突出した脚片と、反底部側に突出した接続片とを有し、前記焼損保護素子は、前記脚片が前記底部に当接しているとともに、該焼損保護素子の厚さ方向から見て該焼損保護素子が前記一方の側壁に寄り掛かって前記両側縁部のうち一方の側縁部の一部が前記一方の側壁に当接しているとともに他方の側縁部の一部が前記他方の側壁に当接していることで、該焼損保護素子は前記保持部と少なくとも３点以上で当接している。

同構成によれば、ホルダ部材は、単体の状態の焼損保護素子を一定の位置に保持可能な保持部を有するため、例えば予め焼損保護素子をターミナルに接続固定して該ターミナルをホルダ部材に固定させることで焼損保護素子を保持させるものに比べて、ターミナルを減らすことができるとともに製造が容易となる。

上記ブラシホルダ装置であって、前記底部には、前記焼損保護素子の厚さ方向から見て前記一対の側壁のうち一方の側壁側に孔または凹部が設けられ、前記焼損保護素子は、前記底部側に突出した一対の前記脚片を有し、前記一対の脚片は、一方の脚片が前記一方の側壁側に設けられ、他方の脚片が前記一対の側壁のうち他方の側壁側に設けられており、前記焼損保護素子は、前記一対の脚片において、前記一方の脚片が前記底部における前記孔または前記凹部に位置し、前記他方の脚片が前記底部における前記他方の側壁側の孔または凹部の設けられていない部分に当接している。

上記ブラシホルダ装置であって、前記側壁は、前記焼損保護素子の厚さ方向に対向する一対の側壁を含み、該一対の側壁の一方には、前記焼損保護素子側に突出する突出部が設けられている。

上記ブラシホルダ装置であって、前記ホルダ部材には、前記焼損保護素子の前記接続片と電気的に接続される接続ターミナルが設けられ、前記接続ターミナルは、単体の状態の前記焼損保護素子が倒れて前記保持部から脱落することを防ぎつつ該焼損保護素子の前記接続片と接続固定される規制接続片を有することが好ましい。

同構成によれば、ホルダ部材には、焼損保護素子と電気的に接続される接続ターミナルが設けられ、接続ターミナルは、単体の状態の焼損保護素子が倒れて保持部から脱落することを防ぎつつ該焼損保護素子と接続固定される規制接続片を有するため、例えばホルダ部材に成形する側壁を少なくすることができる。

上記ブラシホルダ装置であって、前記規制接続片は、前記焼損保護素子が前記ホルダ部材の軸中心側から外側に倒れて前記保持部から脱落することを防ぐことが好ましい。
同構成によれば、前記規制接続片は、前記焼損保護素子が前記ホルダ部材の軸中心側から外側に倒れて前記保持部から脱落することを防ぐため、ホルダ部材の外側に成形する側壁を減らすことができる。なお、ホルダ部材の内側（軸中心側）は、他の部が成形されている場合が多いため、その部位を用いて内側への倒れを防止する構成とし易いが、ホルダ部材の外側は、他の部が成形されていない場合が多いため、その部分に新たな側壁を成形することを回避できることになり効果が大きい。

本発明のブラシホルダ装置は、部品点数を低減できるとともに製造が容易となる。

一実施形態における減速機付きモータの模式平面図。一実施形態におけるホルダ部材の斜視図。一実施形態におけるホルダ部材の平面図。一実施形態におけるブラシホルダ装置の一部断面図。一実施形態におけるブラシホルダ装置の一部平面図。別例におけるブラシホルダ装置の一部断面図。別例におけるブラシホルダ装置の一部断面図。

以下、モータの一実施形態を図１～図５に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態のモータ１は、回転子２の回転軸３を回転駆動するモータ本体４と、回転軸３の回転を減速する減速部５とを備えている。

モータ本体４のモータケースであるヨークハウジング６は、導電性の金属材料よりなり、有底筒状に形成され、その内周面には永久磁石７が固定されている。ヨークハウジング６の開口部にはフランジ６ａが形成され、そのフランジ６ａは、減速部５のギヤハウジング８の固定部８ａとボルト９にて固定されている。

減速部５のギヤハウジング８は、合成樹脂材料よりなり、前記ヨークハウジング６と固定される前記固定部８ａと、固定部８ａから前記回転軸３の軸線方向に延びたウォーム収容部８ｂと、該ウォーム収容部８ｂの側方（図１において右方）に形成されたホイール収容部８ｃとを有する。そして、ウォーム収容部８ｂには、前記回転軸３の先端部とクラッチ１１を介して連結されるウォーム軸１２が収容され、ホイール収容部８ｃには、ウォーム軸１２と噛合されるウォームホイール１３が収容されている。ウォームホイール１３の軸中心には出力軸１４が設けられ、該出力軸１４は、例えば、車両ウィンドウガラスを駆動するレギュレータ等の外部負荷と駆動連結されることになる。

また、モータ１は、ヨークハウジング６とギヤハウジング８とに亘って保持されたブラシホルダ装置２１を備えている。
ブラシホルダ装置２１は、樹脂製のホルダ部材２２に、前記回転子２の整流子２３に摺接される給電用ブラシ２４や、該給電用ブラシ２４と外部接続端子との間に電気的に接続される焼損保護素子としてのＰＴＣサーミスタ２６等が保持されてなる。

詳しくは、図２及び図３に示すように、本実施形態のホルダ部材２２は、略板状のベース部２２ａと、該ベース部２２ａの側方に突出して形成された外部接続用コネクタ２２ｂとを備えている。ベース部２２ａの中央部には、軸方向に筒状に延びて内部に前記整流子２３（図１参照）を収容する整流子収容部２２ｃが形成され、整流子収容部２２ｃの先端部には該先端部をほぼ閉塞する閉塞部２２ｄが形成され、該閉塞部２２ｄの中央部には前記回転軸３を通しつつ支持する図示しない軸受を保持するための軸受保持部２２ｅが形成されている。

また、ベース部２２ａにおける外部接続用コネクタ２２ｂとは反対側には、給電用ブラシ２４（図１参照）を保持する一対のブラシ保持部２２ｆが形成されている。ブラシ保持部２２ｆは、給電用ブラシ２４の径方向の移動を許容するように構成され、給電用ブラシ２４は径方向外側から整流子２３（図１参照）に押圧接触される。

また、図４及び図５に示すように、本実施形態のホルダ部材２２は、単体の状態（他の部品と接続されていない状態）のＰＴＣサーミスタ２６を一定の位置（姿勢）に保持可能な保持部３１を有している。

詳しくは、まずＰＴＣサーミスタ２６は、２枚の金属板２６ａ，２６ｂでＰＴＣ素子２６ｃ（図５参照）を挟んで構成され、全体として板状に形成されている。２枚の金属板２６ａ，２６ｂは、同じ形状に形成されている。金属板２６ａ，２６ｂ、ほぼ長方形に形成され、その片方の長い辺を延長するように一方に大きく突出した接続片２６ｄと他方に小さく突出した脚片２６ｅとを有する。そして、２枚の金属板２６ａ，２６ｂは、接続片２６ｄと脚片２６ｅとが幅方向（短い辺に沿った方向）の逆側となるように配置されつつ接続片２６ｄと脚片２６ｅを除く部位でＰＴＣ素子２６ｃを挟んで固定されている。

保持部３１は、前記ベース部２２ａによって構成される底部３１ａと、底部３１ａに対して立設された状態の側壁３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅとを有する。側壁３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅは、前記ＰＴＣサーミスタ２６の側縁部（前記幅方向の縁部）と対向する一対の側壁３１ｂ，３１ｃと、ＰＴＣサーミスタ２６の背面（ホルダ部材２２における内側（軸中心側）の面）と対向する側壁３１ｄと、ＰＴＣサーミスタ２６の正面（ホルダ部材２２における外側の面）と対向する側壁３１ｅとからなる。ＰＴＣサーミスタ２６の背面側の側壁３１ｄは、前記整流子収容部２２ｃの一部にて構成されている。また、ＰＴＣサーミスタ２６の正面側の側壁３１ｅは、ＰＴＣサーミスタ２６の幅方向の片側（図５中、右側）とだけ対向するように小さい幅で形成されている。また、ＰＴＣサーミスタ２６の背面側の側壁３１ｄにおいて、ＰＴＣサーミスタ２６の正面側の側壁３１ｅと対向する位置、すなわち、ＰＴＣサーミスタ２６の幅方向の片側（図５中、右側）と対向する位置には、側壁３１ｅの高さ方向から見て円弧状で、側壁３１ｅの高さ方向に延びる突出部３１ｆが形成されている。

また、ホルダ部材２２には、ＰＴＣサーミスタ２６と電気的に接続される接続ターミナル３２が設けられている。本実施形態の接続ターミナル３２は、ホルダ部材２２にインサート成形にて設けられ、単体の状態（他の部品と接続されていない状態）のＰＴＣサーミスタ２６が倒れて保持部３１から脱落することを防ぎつつＰＴＣサーミスタ２６の接続片２６ｄと接続固定される規制接続片３２ａを有している。規制接続片３２ａは、ＰＴＣサーミスタ２６がホルダ部材２２の軸中心側から外側に倒れて保持部３１から脱落することを防ぐように設けられ、詳しくは、ＰＴＣサーミスタ２６の正面側の前記側壁３１ｅとは幅方向の反対側（図５中、左側）でＰＴＣサーミスタ２６の（前記接続片２６ｄの）正面と対向するように設けられている。また、規制接続片３２ａの前記底部３１ａ側には、切り欠き部３２ｂが設けられ、規制接続片３２ａにおける側壁３１ｅの高さ方向の長さは、接続ターミナル３２の他の部位よりも短くなっている。

そして、保持部３１の前記底部３１ａには孔３１ｇが形成されることによって段差３１ｈが設けられ、その段差３１ｈによってＰＴＣサーミスタ２６の側縁部の一部が側壁３１ｂ，３１ｃに寄り掛かって該ＰＴＣサーミスタ２６が一定の位置に保持されている。すなわち、段差３１ｈによって、ＰＴＣサーミスタ２６の一方の脚片２６ｅの位置が下がってＰＴＣサーミスタ２６が傾き（詳しくは辺が底部３１ａや側壁３１ｂ，３１ｃに対して傾き）、ＰＴＣサーミスタ２６の側縁部の一部が側壁３１ｂの角に寄り掛かって一定の位置に保持されている。なお、本実施形態では、図４に示すように、ＰＴＣサーミスタ２６は、板厚方向から見てその３箇所（図４中、点Ｚ１～Ｚ３）が底部３１ａと側壁３１ｂ，３１ｃとに当接されて一定の位置に保持されている。そして、ＰＴＣサーミスタ２６は、単体の状態で上記のように一定の位置に保持されて、前記規制接続片３２ａとの相対位置が一定とされ、その位置で一方の接続片２６ｄが規制接続片３２ａと溶接されて接続固定されている。また、他方の接続片２６ｄは、図示しないチョークコイルを介して前記給電用ブラシ２４に電気的に接続されることになる。なお、図５では、ＰＴＣサーミスタ２６が傾いている様子は図示していない。

上記のように構成されたモータ１の作用について説明する。
外部電源から外部接続用コネクタ２２ｂを介してモータ１に電源が供給されると、接続ターミナル３２、ＰＴＣサーミスタ２６、チョークコイル及び給電用ブラシ２４を介して整流子２３（更には回転子２の巻線）に電源が供給され、回転子２（回転軸３）が回転駆動される。すると、回転軸３と一体的にウォーム軸１２が回転し、ウォーム軸１２の回転に伴って（減速されて）ウォームホイール１３及び出力軸１４が回転し、該出力軸１４から外部負荷に動力が伝達される。このような駆動時に、ＰＴＣサーミスタ２６が異常発熱すると、該ＰＴＣサーミスタ２６の抵抗が増大して過電流が抑制され、回路が保護される。

次に、上記実施の形態の効果を以下に記載する。
（１）ホルダ部材２２は、単体の状態のＰＴＣサーミスタ２６を一定の位置に保持可能な保持部３１を有するため、例えば予めＰＴＣサーミスタをターミナルに接続固定して該ターミナルをホルダ部材に固定させることでＰＴＣサーミスタを保持させるものに比べて、ターミナルを減らすことができるとともにブラシホルダ装置２１の製造が容易となる。

（２）保持部３１は、底部３１ａと側壁３１ｂ，３１ｃとを有し、底部３１ａに段差３１ｈが設けられることでＰＴＣサーミスタ２６の側縁部の一部が側壁３１ｂ，３１ｃに寄り掛かって一定の位置に保持されるため、ＰＴＣサーミスタ２６の側縁部が側壁３１ｂ，３１ｃと面接触してしまうことを抑えながら一定の位置に保持することができる。よって、例えばＰＴＣサーミスタの側縁部が保持部の側壁と面接触する場合に比べて、ＰＴＣサーミスタ２６の放熱性が阻害されず、ＰＴＣサーミスタ２６の機能を良好に維持することができる。

（３）ホルダ部材２２には、ＰＴＣサーミスタ２６と電気的に接続される接続ターミナル３２が設けられ、接続ターミナル３２は単体の状態のＰＴＣサーミスタ２６が倒れて保持部３１から脱落することを防ぎつつＰＴＣサーミスタ２６と接続固定される規制接続片３２ａを有するため、例えばホルダ部材２２に成形する側壁を少なくすることができる。

（４）前記規制接続片３２ａは、ＰＴＣサーミスタ２６がホルダ部材２２の軸中心側から外側に倒れて保持部３１から脱落することを防ぐため、ホルダ部材２２の外側に成形する側壁を減らすことができる。なお、ホルダ部材２２の内側（軸中心側）は、他の部が成形されている場合が多く、本実施形態では整流子収容部２２ｃの一部を用いて内側への倒れを防止する構成としているが、ホルダ部材２２の外側は、他の部が成形されていない場合が多いため、その部分に新たな側壁を成形することを回避できることになり効果が大きい。

（５）ＰＴＣサーミスタ２６は、板厚方向から見てその３箇所（図４中、点Ｚ１～Ｚ３）が底部３１ａと側壁３１ｂ，３１ｃとに当接されて一定の位置に保持されるため、３点支持となりＰＴＣサーミスタ２６が安定して保持される。

（６）ＰＴＣサーミスタ２６の背面側の側壁３１ｄにおけるＰＴＣサーミスタ２６の正面側の側壁３１ｅと対向する位置には、側壁３１ｅの高さ方向から見て円弧状で、側壁３１ｅの高さ方向に延びる突出部３１ｆが形成されるため、ＰＴＣサーミスタ２６を突出部３１ｆよりも側壁３１ｅ側へ配置することができ、ＰＴＣサーミスタ２６が側壁３１ｄに面接触することを防ぐことができる。

上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・上記実施形態では、保持部３１の底部３１ａには孔３１ｇが形成されることによって段差３１ｈが設けられるとしたが、孔３１ｇ以外の構成で段差を設けてもよい。

例えば、図６に示すように、上記実施形態の孔３１ｇに換えて凹部３１ｊを形成することによって段差３１ｈを設けてもよい。
また、例えば、図７に示すように、上記実施形態の孔３１ｇを形成せずに、凸部３１ｋを形成することによって段差３１ｈを設けてもよい。勿論、孔３１ｇや凹部３１ｊと凸部３１ｋとの両方を設けてもよい。

これらのようにしても、上記実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
・上記実施形態では、底部３１ａに段差３１ｈが設けられることでＰＴＣサーミスタ２６の側縁部の一部が側壁３１ｂ，３１ｃに寄り掛かってＰＴＣサーミスタ２６が一定の位置に保持されるとしたが、単体の状態のＰＴＣサーミスタ２６を一定の位置に保持可能であれば他の構成の保持部としてもよい。また、上記実施形態では、ＰＴＣサーミスタ２６は、板厚方向から見てその３箇所（図４中、点Ｚ１～Ｚ３）が底部３１ａと側壁３１ｂ，３１ｃとに当接されて一定の位置に保持されるとしたが、これに限定されず、例えば板厚方向から見て２箇所や４箇所以上が底部３１ａと側壁３１ｂ，３１ｃとに当接されて一定の位置に保持されるようにしてもよい。

・上記実施形態では、接続ターミナル３２は、単体の状態のＰＴＣサーミスタ２６が倒れて保持部３１から脱落することを防ぎつつＰＴＣサーミスタ２６と接続固定される規制接続片３２ａを有するとしたが、これに限定されず、ＰＴＣサーミスタ２６が倒れて保持部３１から脱落することを防ぐ機能を有していない接続片を有した構成としてもよい。また、上記実施形態では、接続ターミナル３２は、ホルダ部材２２にインサート成形にて設けられるとしたが、これに限定されず、ホルダ部材２２に組み付けて設けられる構成としてもよい。

・上記実施形態では、保持部３１は焼損保護素子としてのＰＴＣサーミスタ２６を保持するものとしたが、例えばサーキットブレーカ等の他の焼損保護素子を保持するものとしてもよい。また、勿論、焼損保護素子の形状は上記実施形態のＰＴＣサーミスタ２６の形状と異なるものであってもよい。

・上記実施形態では、ＰＴＣサーミスタ２６の背面側の側壁３１ｄにおけるＰＴＣサーミスタ２６の正面側の側壁３１ｅと対向する位置には、側壁３１ｅの高さ方向から見て円弧状で、側壁３１ｅの高さ方向に延びる突出部３１ｆが形成されるとしたが、これに限定されず、円弧状以外の形状（例えば三角形状）でもよいし、側壁３１ｅの高さ方向に延びていなくてもよい。また、突出部３１ｆが設けられていなくてもよいし、突出部３１ｆが複数設けられていてもよい。

上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
（イ）前記焼損保護素子は、板厚方向から見てその３箇所が前記底部と前記側壁とに当接されて一定の位置に保持されたことを特徴とする。

同構成によれば、前記焼損保護素子は、板厚方向から見てその３箇所が前記底部と前記側壁とに当接されて一定の位置に保持されるため、３点支持となり焼損保護素子が安定して保持される。

２１…ブラシホルダ装置、２２…ホルダ部材、２４…給電用ブラシ、２６…ＰＴＣサーミスタ（焼損保護素子）、３１…保持部、３１ａ…底部、３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ…側壁、３１ｈ…段差、３２…接続ターミナル、３２ａ…規制接続片。

Claims

給電用ブラシと、
前記給電用ブラシと電気的に接続される焼損保護素子と、
前記給電用ブラシ及び焼損保護素子が保持されたホルダ部材と
を備え、
前記ホルダ部材は、単体の状態の前記焼損保護素子を一定の位置に保持可能な保持部を有するブラシホルダ装置であって、
前記保持部は、底部と側壁とを有し、
前記側壁は、前記焼損保護素子の厚さ方向から見て該焼損保護素子の両側縁部と対向する一対の側壁を含み、
前記焼損保護素子は、前記底部側に突出した脚片と、反底部側に突出した接続片とを有し、
前記焼損保護素子は、前記脚片が前記底部に当接しているとともに、該焼損保護素子の厚さ方向から見て該焼損保護素子が前記一方の側壁に寄り掛かって前記両側縁部のうち一方の側縁部の一部が前記一方の側壁に当接しているとともに他方の側縁部の一部が前記他方の側壁に当接していることで、該焼損保護素子は前記保持部と少なくとも３点以上で当接していることを特徴とするブラシホルダ装置。
前記底部には、前記焼損保護素子の厚さ方向から見て前記一対の側壁のうち一方の側壁側に孔または凹部が設けられ、
前記焼損保護素子は、前記底部側に突出した一対の前記脚片を有し、前記一対の脚片は、一方の脚片が前記一方の側壁側に設けられ、他方の脚片が前記一対の側壁のうち他方の側壁側に設けられており、
前記焼損保護素子は、前記一対の脚片において、前記一方の脚片が前記底部における前記孔または前記凹部に位置し、前記他方の脚片が前記底部における前記他方の側壁側の孔または凹部の設けられていない部分に当接していることを特徴とする請求項１に記載のブラシホルダ装置。
前記側壁は、前記焼損保護素子の厚さ方向に対向する一対の側壁を含み、該一対の側壁の一方には、前記焼損保護素子側に突出する突出部が設けられている請求項１又は２に記載のブラシホルダ装置。
前記ホルダ部材には、前記焼損保護素子の前記接続片と電気的に接続される接続ターミナルが設けられ、
前記接続ターミナルは、単体の状態の前記焼損保護素子が倒れて前記保持部から脱落することを防ぎつつ該焼損保護素子の前記接続片と接続固定される規制接続片を有することを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載のブラシホルダ装置。
前記規制接続片は、前記焼損保護素子が前記ホルダ部材の軸中心側から外側に倒れて前記保持部から脱落することを防ぐことを特徴とする請求項４に記載のブラシホルダ装置。