WO2014115701A1

WO2014115701A1 - ブラシ付きモータ

Info

Publication number: WO2014115701A1
Application number: PCT/JP2014/051058
Authority: WO
Inventors: 逸央上田; 須藤　健二; 充宍戸; 稔磯田
Original assignee: 株式会社ミツバ
Priority date: 2013-01-25
Filing date: 2014-01-21
Publication date: 2014-07-31
Also published as: JPWO2014115701A1; JP5908126B2

Abstract

　ブラシ付きモータ１は、コンミテータ２０を備えるアーマチュア１４と、ブラシ２５を有する。コンミテータ２０は、ボディ部２１と、ボディ部に複数個取り付けられたセグメント２２と、セグメント２２間に形成された絶縁部であるスリット２３を有する。コンミテータ２０はさらに、隣接するセグメント２２に接触するようにスリット２３ごとに個別に設けられたバリスタ部２７を有する。バリスタ部２７は、セグメント２２に所定の電圧以上のサージ電圧が生じたとき導通し、コンミテータ２０とブラシ２５との間に生じる整流火花によるサージ電圧を吸収して電磁ノイズの放射を防止する。

Description

ブラシ付きモータ

　本発明は、ブラシ付きモータにおける整流時の火花抑制技術に関し、特に、ブラシ－コンミテータ間に発生する整流火花による電磁ノイズの低減や、ブラシの長寿命化に対し有効な技術に関する。

　従来、自動車等の車両に搭載されるパワーウィンド装置やサンルーフ装置等における駆動源として、減速機構を備えたモータ装置が用いられている。このようなモータ装置には、ブラシ付きの電動モータが多く採用されている。ブラシ付きモータでは、回転軸に固定されたコンミテータに複数のブラシが接触している。コンミテータの外周には、導電部材からなる複数枚のセグメントが配置される。各ブラシは、セグメントに摺接し、モータのアーマチュアに対し電力を供給する。

　一方、ブラシ付きモータは、駆動状態によっては、コンミテータとブラシとの間で整流火花が生じ、サージ電圧（火花電圧）が発生する。サージ電圧が発生した場合、モータから、高周波の電磁ノイズが外部に放射される。電磁ノイズが外部に放射されると、他の車載機器（カーオーディオや制御機器等）に電磁ノイズが伝搬し、ラジオノイズが発生したり、制御機器等に悪影響を与えたりするおそれがある。そこで、ブラシ付きモータでは、コンミテータにコンデンサやバリスタ等の雑防素子を電気的に接続して設け、当該雑防素子により電磁ノイズを吸収している。

　雑防素子を備えたモータとしては、例えば、特許文献１のようなＡＶ機器用のＤＣマイクロモータが知られている。特許文献１のモータは、特に電磁ノイズの発生が許されない機器（ＣＤプレーヤやヘッドホンステレオ等）に搭載され、コンミテータにリングバリスタ（雑防素子）が装着されている。そして、リングバリスタにより、コンミテータとブラシの間に発生する火花を消去（吸収）している。

特開平８－１４０３１４号公報

　しかしながら、リングバリスタを用いたモータでは、ブラシ間に、ブラシと接触していない独立したセグメントが存在すると、セグメント間電圧がブラシ間電圧よりも低くなる。その結果、サージ電圧がリングバリスタのバリスタ電圧を下回ってしまい、火花制御が困難になるという問題があった。例えば、４極２０セグメントの２０スロット４ブラシのモータでは、ブラシ間のセグメントまたぎ数（独立したセグメントの数：ここでは３枚）を考慮すると、セグメント間電圧Ｖsgはブラシ間電圧Ｖｂの１／４となる（図１９参照）。これに対し、リングバリスタのバリスタ電圧Ｖrvaは、通常、ブラシ間電圧Ｖｂより高い電圧に設定される。従って、上述のように、セグメント間電圧Ｖsgがブラシ間電圧Ｖｂの１／４となっているモータでは、バリスタ電圧Ｖrvaは、セグメント間電圧Ｖsgの４倍以上の値となる。

　一方、前述のような状況にて、整流時にセグメント間で火花が生じると、セグメント間電圧Ｖsgはブラシ間電圧Ｖｂの１／４であるため、セグメント間のサージ電圧Ｖsrは、ブラシ間電圧Ｖｂよりも低くなることが想定される（Ｖsr＜Ｖｂ）。すると、サージ電圧Ｖsrがバリスタ電圧Ｖrvaを下回り（Ｖsr＜Ｖrva）、リングバリスタがバリスタとして機能しなくなる（図１９のＰ部）。その結果、セグメント間で火花が生じても、火花による発生電圧を吸収できず、火花を抑制することが困難となる。すなわち、コンミテータにリングバリスタを取り付けても、それが有効な火花抑制対策とはならなかった。

　また、リングバリスタを用いたモータでは、整流子の外径に合わせたリングバリスタを予め準備し、このリングバリスタをモータ組立時に整流子の長手方向から装着する必要がある。さらに、モータをスムーズに回転駆動させるためには、整流子の回転中心とリングバリスタの回転中心を精度良く一致させる必要があり、リングバリスタの装着には煩瑣な組立作業工程が必要となる。加えて、定格出力等、モータ仕様に対応して寸法違いのリングバリスタを種々準備する必要があり、部品管理が煩雑となるという問題もあった。

　本発明のブラシ付きモータは、回転軸と、前記回転軸に固定されたコンミテータと、前記回転軸に固定されたコアと、前記コアに巻装されて前記コンミテータに接続されたコイルとを備えるアーマチュアと、前記コンミテータに接触し、前記コイルに対し駆動電流を供給するブラシと、を有するブラシ付きモータであって、前記コンミテータが、絶縁材料にて形成されたボディ部と、前記ボディ部に複数個取り付けられ、前記ブラシに摺接すると共に前記コイルと電気的に接続される導電性のセグメントと、前記各セグメント間にそれぞれ形成され、隣接する前記セグメント同士を電気的に絶縁する絶縁部と、隣接する前記セグメントに接触するように前記絶縁部ごとに個別に設けられ、前記セグメントに所定の電圧以上のサージ電圧が生じたとき導通するバリスタ部と、を有することを特徴とする。

　本発明にあっては、コンミテータの各セグメント間に、所定の電圧以上のサージ電圧が生じたとき導通するバリスタ部を個々に設けたので、各バリスタ部が、個々のセグメント間においてサージ電圧を吸収するバリスタとして機能する。その結果、例えば、ブラシ間に独立セグメントが存在するなど、リングバリスタでは火花制御が困難であったモータにおいても、コンミテータとブラシとの間に発生する整流火花によるサージ電圧を吸収でき、整流火花に起因する電磁ノイズを抑えることが可能となる。

　前記ブラシ付きモータにおいて、前記バリスタ部を、合成樹脂（例えば、エポキシ樹脂）に、粉砕したバリスタ機能物質と導電性を有する微粒子を混合させたノイズ吸収接着剤にて形成しても良い。この場合、バリスタ機能物質として、鱗片形状の半導体セラミックを、また、導電性を有する微粒子として、カーボン粒子や銀、ニッケル等の微粒子を使用しても良い。さらに、ノイズ吸収接着剤を次のようにして製造しても良い。すなわち、まず、導電物質と熱硬化性接着剤からなる導電性接着剤を溶剤にて希釈し、それを粉砕したバリスタ機能物質と混合する。次に、この混合物を真空乾燥し希釈溶剤を蒸発させ、バリスタ機能物質の表面を導電物質と接着剤成分によりコーティングする。その後、加熱硬化処理を行い、導電物質をバリスタ機能物質の表面に固定する。加熱硬化処理の後、バリスタ機能物質を粉砕し、所定の粒径の粉砕物を形成する。そして、この粉砕物を、接着剤に混合しノイズ吸収接着剤を製造する。

　また、前記バリスタ部を、前記セグメントの表面にスポット状に設けても良い。この場合、前記バリスタ部を各絶縁部上に半球状に形成しても良い。また、前記絶縁部を、隣接する前記セグメント間に溝状に形成し、前記バリスタ部を、溝状の前記絶縁部を埋めるように前記絶縁部内に形成しても良い。

　さらに、前記コンミテータのボディ部を、前記セグメントが載置されるセグメント配置部と、該セグメント配置部間に形成され前記セグメント配置部を各セグメントに対応して区分する複数個の溝と、前記溝に形成され前記バリスタ部が配置される空隙部と、を有する構成としても良い。この場合、ボディ部とセグメントを一体成形した後、前記空隙部に前記バリスタ部を形成する材料を注入しても良く、ボディ部とセグメントを一体成形する際、前記バリスタ部を二色成形にて形成しても良い。

　加えて、前記セグメントに前記コイルと電気的に接続されるライザを設け、前記バリスタ部を、前記ライザを覆うように設けるようにしても良い。その際、前記バリスタ部を、隣接する前記セグメントの前記ライザの一方側を覆うように設け、一の前記セグメントの前記ライザの部位と、隣接する他の前記セグメントとの間を接続しても良い。

　一方、前記バリスタ部を、前記コンミテータの前記ブラシと接触しない部位に配置しても良く、これにより、バリスタ部がブラシと接触することがなく、信頼性が確保される。

　本発明のブラシ付きモータは、所定の電圧以上のサージ電圧が生じたとき導通するバリスタ部をコンミテータの各セグメント間に設けたので、各バリスタ部が、個々のセグメント間においてサージ電圧を吸収するバリスタとして機能する。このため、例えば、ブラシ間に独立セグメントが存在するなど、リングバリスタでは火花制御が困難であったモータにおいても、コンミテータとブラシとの間に発生する整流火花によるサージ電圧を適宜吸収でき、整流火花に起因する電磁ノイズを抑えることが可能となる。

本発明の実施の形態１である電動モータを使用した減速機構付モータ装置の部分断面図である。図１のモータ装置の内部に設けられるアーマチュア，コンミテータ等を示す斜視図である。図１のモータ装置に使用される電動モータのコンミテータ近傍を拡大して示した断面図である。ノイズ吸収接着剤を形成する物質（含有素材）を模式的に示した説明図である。セグメント数とブラシ数によるリングバリスタと分割バリスタの有効性を示した表である。バリスタの有無によるコンミテータ摩耗速度の違いを示す説明図（駆動時間２４０ｈ）である。バリスタの有無によるコンミテータの表面粗さと真円度の違いを示す説明図（駆動時間２４０ｈ）である。他のノイズ吸収接着剤の構成を模式的に示した説明図である。図８のノイズ吸収接着剤の製造工程とその使用過程を示す説明図である。導電物質を付着させたノイズ吸収接着剤のバリスタ特性を示した説明図である。実施の形態２であるコンミテータのボディ部の構成を示す説明図である。実施の形態２であるコンミテータの断面図である。図１２の矢示Ａ方向の側面図である。実施の形態３であるコンミテータの構成を示す説明図である。実施の形態４であるコンミテータの構成を示す説明図である。実施の形態５であるコンミテータ（ディスクコンミテータ）の構成を示す説明図である。実施の形態５のコンミテータの変形例である。バリスタ部を設ける部位に、セグメントを切り欠く形でバリスタ装着部を形成した変形例を示す説明図である。ブラシ間電圧とセグメント間電圧、バリスタ電圧の関係を示す説明図である。

（実施の形態１）
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態１である電動モータ１（以下、モータ１と略記する）を使用した減速機構付モータ装置１０（以下、モータ装置１０と略記する）の部分断面図である。図２は、図１のモータ装置１０の内部に設けられるアーマチュア，コンミテータ等を示す斜視図である。図３は、図１のモータ装置１０のコンミテータ近傍を拡大して示した断面図である。

　図１～図３に示すように、モータ装置１０は、自動車等の車両に搭載されるパワーウィンド装置（図示せず）の駆動源として用いられる。モータ装置１０は、モータ１と、当該モータ１の回転を減速するギヤ部２とを備えている。モータ１とギヤ部２は、複数の締結ネジ３によって結合され、モータ装置１０としてユニット化されている。

　モータ１は、有底筒状に形成されたヨーク１１を備えている。ヨーク１１は、鋼板をプレス加工して形成される。ヨーク１１の端部には、開口部１２が設けられている。ヨーク１１の内部には、２対のマグネット１３が対向配置されている。各マグネット１３の内側には、アーマチュア１４が回転自在に設けられている。アーマチュア１４は、電磁鋼板を積層したアーマチュアコア１５と、アーマチュアコア１５に巻装されたコイル１６とを有している。

　アーマチュア１４の回転中心には、回転軸として、アーマチュア軸１７が貫通固定されている。アーマチュア軸１７の一端側（図中左側）は、軸受１８ａを介してヨーク１１に回転自在に支持されている。アーマチュア軸１７の他端側（図中右側）は、軸受１８ｂを介してブラシホルダ１９に回転自在に支持されている。

　アーマチュア軸１７の他端側、アーマチュア１４寄りには、略筒状に形成されたコンミテータ２０が固定されている。コンミテータ２０は、絶縁材料（例えば、フェノール樹脂等の合成樹脂）にて形成された円筒形のボディ部２１と、ボディ部２１の外周に取り付けられた複数のセグメント２２とを備えている。コンミテータ２０は、セグメント２２とボディ部２１をモールド成形により一体化して形成される。導電材にて形成されたセグメント２２の間には、絶縁部としてスリット２３が形成されている。各セグメント２２の一端側には、ライザ２４がそれぞれ一体に設けられている。各ライザ２４は、コンミテータ２０の径方向外側に向けて折り返されている。各ライザ２４には、アーマチュア１４に巻回されたコイル１６の端部がそれぞれ電気的に接続されている。

　コンミテータ２０の外周部分にはブラシ２５が摺接している。ブラシ２５は、２対４個設けられており、ブラシホルダ１９に保持されている。各ブラシ２５は、ブラシスプリング２６によって、所定圧にてコンミテータ２０に向かって押圧されている。各ブラシ２５には、図示しない電源から駆動電流が供給される。コイル１６には、ブラシ２５とコンミテータ２０を介して駆動電流が供給される。これにより、アーマチュア１４に回転力（電磁力）が発生し、アーマチュア軸１７が所定の回転速度、回転トルクで回転する。

　本発明によるモータ１は、図１～図３に示すように、コンミテータ２０のセグメント２２間のそれぞれに、ノイズ吸収接着剤を用いたバリスタ部２７が設けられている。すなわち、従来の全周型のリングバリスタに対し、当該モータ１は、分割型のバリスタ構造となっている。ノイズ吸収接着剤は、スリット２３を覆い、隣接するセグメント２２間を跨ぐ形でスポット状（点状）に塗布されている。バリスタ部２７は、隣接するセグメント２２間を電気的に接続可能な状態で設けられる。バリスタ部２７は、コンミテータ２０とブラシ２５が摺接しない部位（ブラシ非摺接部）に配置されており、周方向に沿って全てのスリット２３に設けられている。図１～図３は、ノイズ吸収接着剤が硬化した状態を示しており、バリスタ部２７は、硬化したノイズ吸収接着剤によって半球状に形成される。

　図４は、ノイズ吸収接着剤を形成する物質（含有素材）を模式的に示した説明図である。バリスタ部２７に使用されているノイズ吸収接着剤は、エポキシ樹脂等の合成樹脂を主成分とした接着剤である。ここでは、図４に示すように、エポキシ樹脂としてのワニス２８をベースとしたワニス混錬材がノイズ吸収接着剤として使用されている。ワニス２８の内部には、粉砕した半導体セラミック２９とカーボン粒子３０が所定の割合で混合（含有）されている。半導体セラミック２９は、バリスタ機能物質を構成し、カーボン粒子３０は導電性を有する微粒子を構成する。

　半導体セラミック２９には、強誘電体として知られるチタン酸バリウム(BaTiO₃)や、誘電率の温度変化が小さいチタン酸ストロンチウム(SrTiO₃)等が使用される。当該ノイズ吸収接着剤では、これらの物質を高温で焼き固めたブロック体（図示せず）を粉砕し、鱗片形状としたものを半導体セラミック２９として使用している。半導体セラミック２９をこのように鱗片状とするのは、ノイズ吸収接着剤が硬化して収縮する際に、各半導体セラミック２９が重なり接触し易くするためである。これにより、バリスタとしての特性（電流の流れ易さ等）が製品毎にばらつくことが抑制される。そして、粉砕された半導体セラミック２９をワニス２８に混合する（含有させる）ことで、ノイズ吸収接着剤はバリスタとしての機能を備えることになる。

　当該ノイズ吸収接着剤では、カーボン粒子３０は、ノイズ吸収接着剤のバリスタとしての特性を調整する調整剤として機能する。つまり、カーボン粒子３０の混合量により、どの程度のサージ電圧にてバリスタ部２７が導通、すなわち、電流が流れるようにするのかを調整できる。カーボン粒子３０の混合量（含有量）を増やせば通電し易く調整され、カーボン粒子３０の混合量を減らせば通電し難く調整される。カーボン粒子３０の混合量を調整することで、モータ特性（モータ仕様）に応じたノイズ吸収接着剤を適宜形成できる。

　本実施の形態においては、５Ｖ以上の電圧負荷（サージ電圧）で電流が流れるようカーボン粒子３０の混合量を調整している。また、ワニス２８を(Va)，半導体セラミック２９を(Ce)，カーボン粒子３０を(C)としたときに、本実施の形態においては、混合比率（含有比率）はVa：Se：C＝１：６：３としている。バリスタ部２７に用いるノイズ吸収接着剤が、バリスタとしての最適な特性を備えるには、ワニス２８の100重量部に対して半導体セラミック２９を200～1000重量部で高充填するのが望ましい。なお、導電性を有する微粒子としては、カーボン粒子３０に限らず、導電性を有する物質であれば、銀(Ag)やニッケル(Ni)等、他の微粒子を採用することも可能である。

　このようなノイズ吸収接着剤を用いたバリスタ部２７は、セグメント２２に所定の電圧以上のサージ電圧が生じると導通する。従って、バリスタ部２７は、コンミテータ２０と各ブラシ２５との間で生じるサージ電圧を吸収し、電磁ノイズを吸収するバリスタ（雑防素子）として機能する。前述のように、リングバリスタを用いたモータでは、ブラシ間に独立セグメントが存在すると、サージ電圧がリングバリスタのバリスタ電圧を下回ってしまい火花制御が困難になる。

　これに対し、本発明によるモータ１では、バリスタ部２７が隣接するセグメント２２に接触する形で設けられており、そのバリスタ電圧Ｖdvaもセグメント間電圧Ｖsgを基準に設定される。この場合、バリスタ部２７のバリスタ電圧Ｖdvaは、セグメント間電圧Ｖsgよりもやや大きい値に設定される（例えば、Ｖdva＝１.５×Ｖsg）。従って、図１９に示したように、サージ電圧Ｖsrがブラシ間電圧Ｖｂを下回っている場合でもＶsr＞Ｖdvaとなる（図１９のＱ部）。その結果、バリスタ電圧Ｖdvaを超えるサージ電圧Ｖsrが生じると、当該サージ電圧Ｖsrは、バリスタ部２７を介して隣のセグメント２２に逃がされ、火花の発生が抑えられる。

　本発明のようなバリスタ部２７は、ブラシ間にブラシと非接触状態の独立セグメントが形成されるモータ、具体的には、セグメント数がブラシ数の２倍以上ある構造のモータの場合に特に有効となる。一方、セグメント数がブラシ数の２倍未満の場合は、リングバリスタを使用しても火花低減効果は認められる。図５は、これらの関係をまとめた表である。例えば、ブラシ数が４個の場合、セグメント数が８以上となると、本発明のような分割バリスタ構造が有効となる。なお、セグメント数がブラシ数の２倍未満の場合でも、当該分割バリスタ構造は有効である。

　上述のように、本発明のモータ１では、ブラシ間に独立セグメントが存在するモータであっても、セグメント２２間に設けられたバリスタ部２７により、コンミテータ２０とブラシ２５との間に発生する整流火花が的確に抑制される。このため、整流火花に起因する電磁ノイズが抑えられ、電磁ノイズの装置外部への放射を防止することが可能となる。従って、カーオーディオや制御機器等の車載機器に対する電磁ノイズの影響を防止することが可能となる。また、パワーウィンド装置やサンルーフ装置は人体に近い場所で作動するが、本発明のモータ１を用いることにより、電磁ノイズが人体に及ぼす影響、という点への配慮も施される。

　また、コンミテータ－ブラシ間に火花が発生しないため、各ブラシ２５の早期摩耗が抑制され、モータ装置１０の長寿命化が図られる。図６は、バリスタの有無によるコンミテータ摩耗速度の違いを示す説明図（駆動時間２４０ｈ）、図７は、バリスタの有無によるコンミテータの表面粗さと真円度の違いを示す説明図（同上）である。図６,７に示すように、発明者らの実験によれば、測定対象としたコンミテータの軸方向各位置の全てにおいて、摩耗が抑制され、表面粗さの低下が抑えられていることが分かる。

　なお、ノイズ吸収接着剤としては、前述のもの以外にも、半導体セラミック等の粉砕バリスタ素子表面に直接導電物質を付着させたものを使用することも可能である。前述のように、カーボン粒子３０は、バリスタ特性を生じさせるためノイズ吸収接着剤に添加されている。しかし、カーボン粒子を過剰に添加すると導電性ワニスとなってしまい、バリスタとしての機能が低下する。すなわち、ワニス２８内にカーボンが多数存在していると、結果的にバリスタ特性（非線形係数α＝１／log（Ｖ10mA／Ｖ1mA））が向上しない。これに対し、カーボンを減らすとバリスタの降伏電圧が高くなり過ぎる。そこで、降伏電圧を所望の値に維持しつつ、バリスタ特性を向上（αを大きく）させるべく、粉砕バリスタ素子表面に直接導電物質を付着させたノイズ吸収接着剤の使用も好適である。

　図８は、他のノイズ吸収接着剤の構成を模式的に示した説明図である。図８に示すように、ノイズ吸収接着剤101では、粉砕素子（半導体セラミック）102の表面に導電物質103（ここでは銀(Ag)）が直接付着している。また、粉砕素子102の間には、導電物質103が介在しており、粉砕素子102同士が通電し易くなっている。この場合、導電物質103が単に粉砕素子102の表面に付着しているだけであると、導電物質103が粉砕素子102から剥離してしまい、バリスタ特性が安定しない。このため、導電物質103を粉砕素子102の表面に定着させるため、ノイズ吸収接着剤101は次のような過程にて製造される。

　図９は、ノイズ吸収接着剤101の製造工程とその使用過程を示す説明図である。図９に示すように、ここではまず、導電物質と熱硬化性接着剤（例えば、銀ペーストと一液性エポキシ接着剤）とからなる導電性接着剤を準備する。次に、この導電性接着剤を、導電性接着剤が５～２０ｗｔ％となるように、溶剤（例えば、アセトン）にて希釈する。その際、導電性接着剤が溶剤内に均一に分散されるように、超音波処理を行う。その後、溶剤にて希釈された導電性接着剤とバリスタ粉砕物とを混合し、バリスタ粉砕物を導電性接着剤内に均一に分散させる。分散処理後、真空乾燥を行い、希釈溶剤を蒸発させる。これにより、バリスタ粉砕物の表面には、導電物質と接着剤成分が残り、バリスタ粉砕物は両者によってコーティングされる。

　バリスタ粉砕物を導電物質と接着剤成分にてコーティングした後、加熱硬化処理を行い、導電物質をバリスタ粉砕物表面に固定化する。加熱硬化処理の後、固化したバリスタ粉砕物を粉砕し、所定の粒径の粉砕物を形成する。そして、この粉砕物を、粉砕物が２０～３０ｗｔ％となるように、接着剤（例えば、エポキシ接着剤）に混合する。これにより、表面に導電物質103が固定された粉砕素子102を含有し、しかも、粉砕素子102同士の間に導電物質103が介在しているノイズ吸収接着剤101（バリスタワニス）が製造される。

　上述のノイズ吸収接着剤101は、粉砕素子102の表面に直接導電物質（銀）が付着しているため、粉砕素子102同士が通電し易くなり、バリスタ特性（非線形係数α）が向上する。従って、例えば、カーボンを増加させてバリスタ電圧を低く設定する場合に比して、低バリスタ電圧でありながら、非線形係数αを大きくできる。図１０は、導電物質を付着させたノイズ吸収接着剤のバリスタ特性を示した説明図である。図１０に示すように、導電物質を付着させた場合はα＝３.５となり（付着なしの場合α＝１.５）、線図の水平部分が長く、線図が降伏電圧後に急激に立ち上がった（下がった）形となる。従って、導電物質を付着させたノイズ吸収接着剤101を使用することにより、バリスタ特性を大幅に向上させることが可能となる。なお、バリスタ電圧は、粉砕素子102の粒径や、導電性接着剤の割合増減により適宜変化させることが可能である。

　一方、ギヤ部２は、ギヤケース３１とコネクタ３２とを備えた構成となっている。ギヤケース３１は、プラスチック等の樹脂材料により有底状に形成されている。ギヤケース３１は、ヨーク１１の開口部１２に、コネクタ３２を介して取り付けられる。ギヤケース３１の内部には、ウォーム軸３３とウォームホイール３４が回転自在に収容されている。ウォーム軸３３の外周部には、ウォーム部３５（詳細図示せず）が一体に設けられている。ウォームホイール３４には、ウォーム部３５と噛み合わされるギヤ歯（図示せず）が設けられている。ウォーム軸３３は、アーマチュア軸１７と同軸上に設けられている。ウォーム軸３３とアーマチュア軸１７は、連結部材３６を介して一体回転可能に連結されている。ウォーム軸３３の一端側は、ギヤケース３１に固定された軸受３７により回転自在に支持され、ウォーム軸３３の他端側は、ギヤケース３１に固定された軸受３８により回転自在に支持されている。

　ウォームホイール３４には、ピニオン３９が一体に設けられている。ピニオン３９には、ウィンドレギュレータを形成するギヤ（図示せず）が噛み合うようになっている。モータ１の回転、つまりアーマチュア軸１７の回転に伴うウォーム軸３３の回転は、ウォームホイール３４により減速され、高トルク化された出力がピニオン３９からウィンドレギュレータのギヤに伝達される。つまり、ウォーム軸３３およびウォームホイール３４は、モータ装置１０における減速機構を形成している。

　ウォーム軸３３とアーマチュア軸１７との間を連結する連結部材３６は、アーマチュア軸側連結部材４１（図２参照）と、ウォーム軸側連結部材４２（図１参照）とを備えている。図２に示すように、アーマチュア軸側連結部材４１は、アーマチュア軸１７の他端側に装着されている。これに対し、ウォーム軸側連結部材４２は、ウォーム軸３３の一端側に装着されている。両連結部材４１,４２は、モータ装置１０の組立時に、互いに一体回転可能に連結される。

　コネクタ３２は、プラスチック等の樹脂材料により所定形状に形成される。コネクタ３２は、ヨーク１１とギヤケース３１との間に挟持され、当該コネクタ３２には、車両側の外部コネクタ（図示せず）が差し込まれる。コネクタ３２の内部には、複数のターミナル（図示せず）がインサート成形により埋設されている。各ターミナルの一端側は、外部コネクタの各ターミナル（図示せず）に電気的に接続される。また、各ターミナルの他端側は、センサ基板４３に電気的に接続されている。これにより、外部コネクタからセンサ基板４３を介して、各ブラシ２５に向けて駆動電流が供給される。

　このようなモータ装置１０は、次のようにして組み付けられる。まず、ここでは、別の組立工程にて組み立てたアーマチュアサブ組立体ＳＡを準備する。アーマチュアサブ組立体ＳＡは、アーマチュア軸１７に、コンミテータ２０，アーマチュア１４およびコイル１６を装着して形成されている。組み立てられたアーマチュアサブ組立体ＳＡは、図示しない接着剤塗布機にセットされる。

　接着剤塗布機では、コンミテータ２０のブラシ非摺接部に設定された基準位置に、接着剤供給ノズルが配置される。接着剤供給ノズルを基準位置に配置した後、供給ポンプを駆動し、接着剤供給ノズルからノイズ吸収接着剤をコンミテータ２０のスリット２３上に吐出する（例えば、１滴）。このとき、ノイズ吸収接着剤は柔軟性を有するため、セグメント２２間のスリット２３にも入り込み、隣接するセグメント２２間を跨ぐ形でスポット状に塗布され、バリスタ部２７が形成される。その後、接着剤塗布機の駆動部を回転駆動し、アーマチュアサブ組立体ＳＡを回転させ、接着剤供給ノズルを次のスリット２３上に配置させる。そして、前述同様に、ノイズ吸収接着剤をスリット２３上に滴下し、次のバリスタ部２７を形成する。

　このような処理を所定回数行い、コンミテータ２０のブラシ非摺接部上にバリスタ部２７を複数個形成する。これにより、コンミテータ２０の周方向全体に、ノイズ吸収接着剤にて形成されたバリスタ部２７が点々と形成される。ノイズ吸収接着剤は、駆動部の回転駆動の継続により徐々に硬化されて行き、ノイズ吸収接着剤が完全に硬化した段階で、アーマチュアサブ組立体ＳＡへのバリスタ部２７の形成作業が完了する。

　完成したアーマチュアサブ組立体ＳＡは、その後、図１に示すように、ブラシホルダ１９とともにヨーク１１に装着され、これによりモータ１が形成される。また、これとは別に、ギヤケース３１にウォーム軸３３やウォームホイール３４等を組み込んで形成したギヤ部２とコネクタ３２を準備する。そして、コネクタ３２を介してモータ１およびギヤ部２を突き合わせ、両者を締結ネジ３により固定する。これによりモータ装置１０の組立作業が完了する。

　以上のように、本実施の形態に係るモータ１では、コンミテータ２０のセグメント２２間に、電磁ノイズを吸収するノイズ吸収接着剤からなるバリスタ部２７を形成したので、各バリスタ部２７が、個々のセグメント２２間においてサージ電圧を吸収するバリスタとして機能する。その結果、リングバリスタでは火花制御が困難であったモータにおいても、コンミテータ２０とブラシ２５との間に発生するサージ電圧を適宜吸収することが可能となり、整流火花に起因する電磁ノイズを抑えることが可能となる。また、従前のようなリングバリスタを予め準備してこれを装着する必要が無くなり、組立作業工程の簡素化を図ることも可能となる。さらに、塗布したノイズ吸収接着剤がバリスタの機能を有するため、コンミテータの径寸法に依らず所定の塗布作業で種々の仕様のコンミテータ（径寸法の異なるコンミテータ）に対応できる。従って、従前のような部品管理が不要となって、部品管理を簡素化できる。

（実施の形態２）
　次に、本発明の実施の形態２として、バリスタ部をコンミテータの内部側に設けた構成について説明する。図１１は、実施の形態２であるコンミテータ５１のボディ部５２の構成を示す説明図、図１２は、コンミテータ５１の断面図、図１３は、図１２の矢示Ａ方向の側面図である。コンミテータ５１は、実施の形態１のコンミテータ２０と同様にモータ１にて使用可能である。なお、図１２は、図１３のＸ－Ｘ線に沿った断面となっている。また、以下では、実施の形態として、コンミテータの構成に絞って発明の内容を説明し、実施の形態１と同様の部材、部分については同一の符号を付し、その説明は省略する。

　前述のように、コンミテータ５１では、セグメント２２の裏側にバリスタ部５３が設けられている。図１１に示すように、コンミテータ５１のボディ部５２には、セグメント２２が載置される部位（セグメント配置部５４）を区分する形で、複数個の細溝５５が形成されている。細溝５５は軸方向に沿って延びており、その軸方向一端側には、前述のノイズ吸収接着剤が注入される空隙部５６が形成されている。空隙部５６は、セグメント配置部５４の端部を切り欠き、細溝５５を拡幅する形で、ブラシが接触しないブラシ非摺接部に設けられている。セグメント２２は空隙部５６を覆うように取り付けられる。空隙部５６は、ボディ部５２の外側に配された隣接するセグメント２２間に跨がった形で形成される。空隙部５６内にはノイズ吸収接着剤が注入充填される。ノイズ吸収接着剤は、セグメント２２に裏側から接触する。その結果、隣接するセグメント２２間には、両者を電気的に接続可能なバリスタ部２７が形成される。

　コンミテータ５１もまた、セグメント２２とボディ部５２をモールド成形により一体化して形成されている。コンミテータ５１では、モールド成形後、軸方向端部から空隙部５６にノイズ吸収接着剤を注入しバリスタ部２７を形成する。これにより、コンミテータ５１の内部には、図１２,１３に示すように、バリスタ部２７が形成される。なお、このような形でバリスタ部２７を形成すると、ノイズ吸収接着剤が細溝５５にも流入することが考えられる。そこで、コンミテータ５１においては、細溝５５の深さが、セグメント２２が摩耗したとき、細溝５５内に流入した接着剤がブラシ摺動部に影響を与えない寸法に設定されている。従って、セグメント２２が摩耗しても、細溝５５内の接着剤とブラシが接触することはない。

　コンミテータ５１を用いたモータにおいても、コンミテータ５１のセグメント２２間にバリスタ部２７が存在するため、コンミテータ５１とブラシ２５との間に発生するサージ電圧をバリスタ部２７にて適宜吸収でき、整流火花に起因する電磁ノイズを抑えることが可能となる。また、コンミテータ５１では、バリスタ部２７がコンミテータ内部に設けられているため、バリスタ部２７の剥離が生じにくく、製品信頼性も向上する。なお、バリスタ部２７の形成に際し、上述のように成形後にノイズ吸収接着剤を注入するのではなく、コンミテータ成形時に、合成樹脂とノイズ吸収接着剤を２色成型してバリスタ部２７を形成しても良い。また、ノイズ吸収接着剤を固形チップ状に成形し、それをコンミテータ成形後に嵌め込むようにしても良い。

（実施の形態３）
　図１４は、実施の形態３であるコンミテータ６１の構成を示す説明図である。実施の形態３のコンミテータ６１も、実施の形態１のコンミテータ２０と同様にモータ１にて使用可能である。

　図１４に示すように、コンミテータ６１では、ノイズ吸収接着剤がライザ６２を覆うように塗布されている。ノイズ吸収接着剤は、ライザ６２から、隣接するセグメント２２に亘って塗布されており、これにより、コンミテータ６１の端部に、隣接するセグメント２２間を電気的に接続可能なバリスタ部２７が形成される。バリスタ部２７と、当該バリスタ部２７が延在していない隣のセグメント２２（ライザ６２）との間には、絶縁空間として、空隙６３が形成されている。空隙６３は、ライザ６２の部位を残してセグメント２２の端部を切り欠く形で設けられている。

　コンミテータ６１を用いたモータにおいても、バリスタ部２７により、コンミテータ６１とブラシ２５との間に発生するサージ電圧を適宜吸収でき、整流火花に起因する電磁ノイズを抑えることが可能となる。また、コンミテータ６１では、ライザ６２がノイズ吸収接着剤によって覆われているため、コイル１６と各ライザ６２との接続部が接着剤によって保護される。このため、コンミテータ６１の高速回転時おける遠心力や振動によりライザ６２が拡開し、コイル１６が断線したり、離線したりするのを防止できる。すなわち、当該モータでは、バリスタ部２７はバリスタ機能のみならず、コイル１６とライザ６２の接続部を保護する機能をも有しており、これにより、モータの信頼性も向上する。

（実施の形態４）
　図１５は、実施の形態４であるコンミテータ６５の構成を示す説明図である。実施の形態４のコンミテータ６５も、実施の形態１のコンミテータ２０と同様にモータ１にて使用可能である。コンミテータ６５では、隣接するセグメント２２の間に溝状に形成されたスリット２３を埋めるようにバリスタ部２７が設けられている。バリスタ部２７は、スリット２３内にノイズ吸収接着剤を擦り込むように塗布して形成される。この場合も、バリスタ部２７はブラシ非摺接部に設けられるが、スリット２３の軸方向全長に亘って設けることもできる。そして、コンミテータ６５を用いたモータにおいても、バリスタ部２７により、コンミテータ６５とブラシ２５との間に発生するサージ電圧を適宜吸収でき、整流火花に起因する電磁ノイズを抑えることが可能となる。

（実施の形態５）
　前述の実施の形態では、径方向からブラシが接触する円柱状のコンミテータにバリスタ部を設けた例について述べたが、本発明は、軸方向からブラシが接触する扁平型のコンミテータ（いわゆるディスクコンミテータ）にも適用可能である。そこで、実施の形態５として、ディスクコンミテータに本発明のバリスタ部を設けた構成について説明する。図１６は、このようなコンミテータ７１の構成を示す説明図である。

　コンミテータ７１は、ブラシ摺動面７２が平面状となっており、軸方向に対し直角に配置されている。ブラシ摺動面７２には、複数のセグメント７３が放射状に配置されており、図示しないブラシが軸方向から摺接する。セグメント７３は、略扇形状に形成されており、合成樹脂製のボディ部７４と一体成形されている。各セグメント７３にはライザ７５が設けられている。ライザ７５には、アーマチュアに巻回されたコイルの端部が電気的に接続される。セグメント７３間には、スリット７６が放射状に形成されている。

　実施の形態５のコンミテータ７１では、各セグメント７３間に、ノイズ吸収接着剤を用いたバリスタ部７７が設けられている。ノイズ吸収接着剤は、実施の形態１のコンミテータ２０と同様に、スリット７６を覆い、隣接するセグメント７３間を跨ぐ形でスポット状に塗布されている。バリスタ部７７は、コンミテータ７１とブラシが摺接しないブラシ非摺接部に配置されており、全てのスリット７６に設けられている。

　コンミテータ７１を用いたモータにおいても、セグメント７３間にバリスタ部７７が存在するため、コンミテータ７１とブラシとの間に発生するサージ電圧をバリスタ部７７にて適宜吸収でき、整流火花に起因する電磁ノイズを抑えることが可能となる。すなわち、本発明は、円柱状のコンミテータのみならず、ディスクコンミテータにも適用しても有効であり、コンミテータの形態に関わらず採用可能である。

　ディスクコンミテータにおいても、図１７に示すように、ボディ部７４に、実施の形態２のコンミテータ５１と同様に細溝７８と空隙部７９を形成し、空隙部７９内にノイズ吸収接着剤を注入充填することにより、隣接するセグメント２２間にバリスタ部７７を形成しても良い。この場合、細溝７８は、スリット７６に対応して中心から放射状に延びている。空隙部７９は、細溝７８の周方向外端に形成される。空隙部７９は、セグメント配置部８０の端部を切り欠き、細溝７８を拡幅する形で、ブラシが接触しないブラシ非摺接部に設けられる。セグメント７３は、空隙部７９を覆うように取り付けられる。空隙部７９は、ボディ部７４上に配された隣接するセグメント７３間に跨がった形で形成される。そして、空隙部７９内に注入されたノイズ吸収接着剤によりバリスタ部７７が形成される。なお、実施の形態４のように、細溝７８を埋める形でバリスタ部７７を形成しても良い。

　本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
　例えば、実施の形態１や４では、セグメント間のスリットを覆うようにバリスタ部が形成されているが、図１８に示すように、バリスタ部８１を設ける部位に、セグメント８２を切り欠く形で、バリスタ装着部８３を形成しても良い。バリスタ装着部８３は、ノイズ吸収接着剤が注入される接着剤溜まりのような機能を果たし、セグメント８２間により確実に接着剤を塗布することが可能となる。また、バリスタ部８１とセグメント８２の接触面積も増大するため、バリスタ部８１の機械的な固定強度や電気的な接触性も向上する。

　前記実施の形態においては、モータ装置として、自動車等の車両に搭載されるパワーウィンド装置の駆動源として用いられるモータ装置１０を例に挙げたが、本発明の適用対象はこれには限らない。例えば、コンミテータを備え、かつ電磁ノイズを発生し得るモータ装置であれば、減速機構を備えない車載用の他のモータ装置や、車載用以外の用途のモータ装置にも本発明は採用可能である。

　１　　電動モータ　　　　　　　　　　２　　ギヤ部
　３　　締結ネジ　　　　　　　　　　１０　　モータ装置
１１　　ヨーク　　　　　　　　　　　１２　　開口部
１３　　マグネット　　　　　　　　　１４　　アーマチュア
１５　　アーマチュアコア　　　　　　１６　　コイル
１７　　アーマチュア軸　　　　　　　１８ａ,１８ｂ　　軸受
１９　　ブラシホルダ　　　　　　　　２０　　コンミテータ
２１　　ボディ部　　　　　　　　　　２２　　セグメント
２３　　スリット（絶縁部）　　　　　２４　　ライザ
２５　　ブラシ　　　　　　　　　　　２６　　ブラシスプリング
２７　　バリスタ部　　　　　　　　　２８　　ワニス
２９　　半導体セラミック　　　　　　３０　　カーボン粒子
３１　　ギヤケース　　　　　　　　　３２　　コネクタ
３３　　ウォーム軸　　　　　　　　　３４　　ウォームホイール
３５　　ウォーム部　　　　　　　　　３６　　連結部材
３７　　軸受　　　　　　　　　　　　３８　　軸受
３９　　ピニオン　　　　　　　　　　４１　　アーマチュア軸側連結部材
４２　　ウォーム軸側連結部材　　　　４３　　センサ基板
５１　　コンミテータ　　　　　　　　５２　　ボディ部
５３　　バリスタ部　　　　　　　　　５４　　セグメント配置部
５５　　細溝　　　　　　　　　　　　５６　　空隙部
６１　　コンミテータ　　　　　　　　６２　　ライザ
６３　　空隙　　　　　　　　　　　　６５　　コンミテータ
７１　　コンミテータ　　　　　　　　７２　　ブラシ摺動面
７３　　セグメント　　　　　　　　　７４　　ボディ部
７５　　ライザ　　　　　　　　　　　７６　　スリット
７７　　バリスタ部　　　　　　　　　７８　　細溝
７９　　空隙部　　　　　　　　　　　８０　　セグメント配置部
８１　　バリスタ部　　　　　　　　　８２　　セグメント
８３　　バリスタ装着部　　　　　　　101 　　ノイズ吸収接着剤
102 　　粉砕素子　　　　　　　　　　103 　　導電物質
ＳＡ　　アーマチュアサブ組立体　　　Ｖｂ　　ブラシ間電圧
Ｖsg　　セグメント間電圧　　　　　　Ｖsr　　サージ電圧
Ｖdva　バリスタ電圧（分割バリスタ）
Ｖrva　バリスタ電圧（リングバリスタ）

Claims

　回転軸と、前記回転軸に固定されたコンミテータと、前記回転軸に固定されたコアと、前記コアに巻装されて前記コンミテータに接続されたコイルとを備えるアーマチュアと、
　前記コンミテータに接触し、前記コイルに対し駆動電流を供給するブラシと、を有するブラシ付きモータであって、
　前記コンミテータは、
　絶縁材料にて形成されたボディ部と、
　前記ボディ部に複数個取り付けられ、前記ブラシに摺接すると共に前記コイルと電気的に接続される導電性のセグメントと、
　前記各セグメント間にそれぞれ形成され、隣接する前記セグメント同士を電気的に絶縁する絶縁部と、
　隣接する前記セグメントに接触するように前記絶縁部ごとに個別に設けられ、前記セグメントに所定の電圧以上のサージ電圧が生じたとき導通するバリスタ部と、を有することを特徴とするブラシ付きモータ。
　請求項１記載のブラシ付きモータにおいて、
　前記バリスタ部は、合成樹脂に、粉砕したバリスタ機能物質と導電性を有する微粒子を混合させたノイズ吸収接着剤にて形成されることを特徴とするブラシ付きモータ。
　請求項１又は２記載のブラシ付きモータにおいて、
　前記バリスタ部は、前記セグメントの表面にスポット状に設けられることを特徴とするブラシ付きモータ。
　請求項１又は２記載のブラシ付きモータにおいて、
　前記絶縁部は、隣接する前記セグメント間に溝状に形成され、
　前記バリスタ部は、溝状の前記絶縁部を埋めるように前記絶縁部内に形成されることを特徴とするブラシ付きモータ。
　請求項１又は２記載のブラシ付きモータにおいて、
　前記コンミテータのボディ部は、前記セグメントが載置されるセグメント配置部と、該セグメント配置部間に形成され前記セグメント配置部を各セグメントに対応して区分する複数個の溝と、前記溝に形成され前記バリスタ部が配置される空隙部と、を有することを特徴とするブラシ付きモータ。
　請求項１又は２記載のブラシ付きモータにおいて、
　前記セグメントは、前記コイルと電気的に接続されるライザを備え、
　前記バリスタ部は、前記ライザを覆うように設けられることを特徴とするブラシ付きモータ。
　請求項１～６の何れか１項に記載のブラシ付きモータにおいて、
　前記バリスタ部は、前記コンミテータの前記ブラシと接触しない部位に配置されることを特徴とするブラシ付きモータ。