JP2003153488A

JP2003153488A - 減速機構付き電動モータ

Info

Publication number: JP2003153488A
Application number: JP2001347274A
Authority: JP
Inventors: Masami Kano; 雅巳狩野
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2001-11-13
Filing date: 2001-11-13
Publication date: 2003-05-23

Abstract

(57)【要約】【課題】組立時に整流子およびブラシホルダを保護す
るための簡潔な構造を有する減速機構付き電動モータを
提供する。【解決手段】整流子３０を備えた回転軸２４を有する
モータ部１７と、回転軸２４の回転を減速して出力軸４
２に伝達する減速機構部１８とを有する減速機構付き電
動モータであって、ブラシホルダ３４を整流子３０の径
方向外方に位置決めするホルダ支持部材３２を有し、ブ
ラシホルダ３４に摺動自在にブラシ３５を収容して回転
する整流子３０とブラシ３５とを電気的に接続する。ホ
ルダ支持部材３２には、整流子３０と軸方向に当接し整
流子３０の軸方向移動を制限するストッパ３２ｄが設け
られ、組立時にはストッパ３２ｄに整流子３０の当接面
３０ｃが当接することにより、整流子３０とアマチュア
コイル２９との接続部３１と、ブラシホルダ３４との接
触を確実に防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は減速機構を有する電
動モータに関し、特に自動車の電装品に搭載される減速
機構付き電動モータに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車などの車両の電装品に用いられる
電動モータとしては、バッテリによって作動するととも
に、低価格であり電装品の作動要求を満たすことから、
整流子型の直流モータが多く採用される。この整流子型
のモータは、回転するロータに電流を供給する必要があ
るため、ロータの回転軸に設けられた整流子に対して、
電源に接続されるブラシが摺接され電気的に接続されて
いる。

【０００３】このようなモータを車両の電装品であるワ
イパ装置等に適応させるためには、モータの回転を所要
の回転数に減速してトルク増加するための減速機構が必
要となる。そのため、このような電動モータには、たと
えば、ウォームギヤを有する減速機構が取り付けられて
おり、減速機構付き電動モータとして１つのユニットと
なっている。

【０００４】このような減速機構付き電動モータは、回
転軸の端部にスラスト軸受が設けられる。また、スラス
ト軸受を軸方向に移動して歯車の噛み合いを調節すると
ともに、回転軸の軸方向の移動を規制する調節ねじが設
けられる。そして、このスラスト軸受および調節ねじを
削減するため、たとえば、特許第２７９０９８７号公報
に開示されるように、１つの回転軸に進み角が逆向きと
なる２つのウォームを取り付け、歯車回転時にウォーム
にかかる軸方向の力を相互に打ち消すことにより、スラ
スト軸受および調節ねじを削減した減速機構付き電動モ
ータが開発されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】スラスト軸受を有する
減速機構付き電動モータの組立時においては、回転軸お
よび整流子が一体となる電機子を組み付ける際に、スラ
スト軸受に回転軸が当接することにより電機子の移動が
制限され、位置決めが容易に行われていた。

【０００６】しかしながら、減速機構により軸方向の力
を打ち消す減速機構付き電動モータの組立時にあって
は、電機子の回転軸の端部が開放端となるため、軸方向
の位置決めが困難となっていた。また、組立時に軸方向
に電機子を移動して整流子とブラシとを摺接させる際に
は、整流子の径方向外方に設けられるブラシホルダと、
整流子に設けられる電機子巻線との接続部とを接触させ
るおそれがある。

【０００７】このようにブラシホルダと接続部とが接触
した場合には、ブラシホルダに変形や接続部の断線・損
傷等が発生し、導通不良などが発生するおそれがあっ
た。

【０００８】本発明の目的は、組立時にブラシホルダお
よび整流子を保護するための簡潔な構造を有する減速機
構付き電動モータを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の減速機構付き電
動モータは、整流子と電機子とを備えた回転軸と、前記
回転軸の回転を減速して出力軸に伝達する減速機構とを
有する減速機構付き電動モータであって、前記回転軸を
回転自在に収容するハウジングと、前記ハウジングに設
けられ、前記整流子に摺接するブラシが摺動自在に保持
されるブラシホルダを前記整流子の径方向外方に支持す
るホルダ支持部材と、前記ホルダ支持部材に設けられ、
前記整流子の軸方向移動を制限するストッパとを有する
ことを特徴とする。

【００１０】本発明の減速機構付き電動モータは、前記
ストッパに前記整流子が当接することにより、前記整流
子の軸方向移動が制限されることを特徴とする。

【００１１】本発明の減速機構付き電動モータは、前記
ストッパを複数設けることを特徴とする。

【００１２】本発明の減速機構付き電動モータは、前記
ストッパを環状に形成することを特徴とする。

【００１３】本発明の減速機構付き電動モータは、前記
ストッパに前記整流子が当接するときには、前記ブラシ
ホルダに対して前記整流子の電機子側の端部が軸方向に
離れていることを特徴とする。

【００１４】本発明の減速機構付き電動モータは、前記
減速機構として複数のウォームギヤを用いることを特徴
とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】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。

【００１６】図１は本発明の一実施の形態である減速機
構付き電動モータを有するワイパ装置１０の概略図であ
り、図２は図１に示す減速機構付き電動モータの構造を
示す断面図である。

【００１７】図１に示すワイパ装置１０は、車体に揺動
自在に設けられた運転席側のワイパアーム１１ａと助手
席側のワイパアーム１１ｂとを有しており、それぞれの
ワイパアーム１１ａ，１１ｂには、ワイパブレード１２
ａ，１２ｂが取り付けられている。それぞれのワイパブ
レード１２ａ，１２ｂは、ワイパアーム１１ａ，１１ｂ
に内装されたばね部材（図示しない）等によりフロント
ガラス１３に弾圧的に接触するようになっている。ま
た、車体には２つのワイパ軸１４ａ，１４ｂが設けられ
ており、このワイパ軸１４ａ，１４ｂにはワイパアーム
１１ａ，１１ｂの基端部がそれぞれ取り付けられ、それ
ぞれワイパアーム１１ａ，１１ｂの揺動中心となる。

【００１８】これらのワイパブレード１２ａ，１２ｂ
が、図１に一点鎖線で示す払拭範囲Ａａ，Ａｂを揺動運
動することにより、フロントガラス１３に付着した雨や
雪などを払拭することができる。このようにワイパブレ
ード１２ａ，１２ｂを揺動運動させるために、それぞれ
ワイパアーム１１ａ，１１ｂにはクランク機構１５ａ，
１５ｂを介して減速機構付き電動モータ１６が設けられ
ている。

【００１９】図２に示すように、減速機構付き電動モー
タ１６はモータ部１７と減速機構部１８とにより構成さ
れている。モータ部１７のモータハウジング１９は底付
き円筒状に形成されており、減速機構部１８のギヤハウ
ジング２０は歯車収容部２０ａと、モータハウジング１
９とほぼ同寸法の円筒状に形成された軸受け収容部２０
ｂとを有している。モータハウジング１９とギヤハウジ
ング２０とは、モータハウジング１９の開口端と、ギヤ
ハウジング２０の軸受け収容部２０ｂとを接した状態で
締結部材（図示しない）により連結されることで、減速
機構付き電動モータ１６のハウジング２１を形成してい
る。

【００２０】モータハウジング１９の内周面には、互い
に異なる磁極を向かい合わせて配置された２つの永久磁
石２１ａ，２１ｂが設けられており、モータハウジング
１９の内部に磁界を形成するようになっている。また、
モータハウジング１９の内部に、この磁界内に位置する
ように電機子、つまりアマチュア２３が設けられてお
り、アマチュア２３の回転軸２４は、モータハウジング
１９の底部とギヤハウジング２０の軸受け収容部２０ｂ
とにそれぞれ設けられた自動調心形の軸受２５，２６に
より回転自在に支持されている。

【００２１】アマチュア２３は軸方向に向けて複数のス
ロット２７が形成されたアマチュアコア２８を有してお
り、このアマチュアコア２８はアマチュア抜板を軸方向
に積層することにより形成される。アマチュアコア２８
のスロット２７には、それぞれ絶縁された銅線が巻き付
けられて、電機子巻線であるアマチュアコイル２９が形
成される。また、アマチュアコイル２９とアマチュアコ
ア２８の間には絶縁膜により絶縁が施される。

【００２２】アマチュア２３の回転軸２４には、アマチ
ュアコア２８に隣接して整流子つまりコミュテータ３０
が固定されている。コミュテータ３０は回転軸２４に固
定される樹脂製の胴部３０ａと、この胴部３０ａの外周
に互いに絶縁され配列される複数の整流子片３０ｂとに
より構成されており、それぞれの整流子片３０ｂには２
つのアマチュアコイル２９が接続されている。整流子片
３０ｂの一端にはフック状の接続部３１が形成されてお
り、この接続部３１にアマチュアコイル２９を絡めた状
態で、接続部３１の端部は整流子片３０ｂに対して加圧
通電により溶着され、接続部３１が環状に形成される。
また、胴部３０ａの減速機構部１８側の端面には当接面
３０ｃが形成されている。

【００２３】ハウジング２１の軸受け収容部２０ｂの内
部には、樹脂製のホルダ支持部材３２が締結部材３３に
より装着されている。ホルダ支持部材３２は、回転軸２
４を案内する貫通孔３２ａを中心部に備え、ほぼ半円形
状からなる取付部３２ｂと、取付部３２ｂの外周の一部
に形成される絶縁壁３２ｃとを有している。この取付部
３２ｂには箱型のブラシホルダ３４が対面するように装
着されており、径方向内方に向けて開放口が形成されて
いる。このブラシホルダ３４のそれぞれに、直方体のブ
ラシ３５が圧縮コイルばね３６とともに収容されてお
り、圧縮コイルばね３６により付勢され開放口より突出
するブラシ３５は、回転軸２４の放射方向に設けられる
整流子片３０ｂのブラシ摺接面３０ｄに垂直に接触す
る。ブラシ３５は付勢されているためコミュテータ３０
が回転しても整流子片３０ｂに追従することになる。ブ
ラシ３５にはそれぞれ導電線３７が設けられており、そ
れぞれの導電線３７に制御部（図示しない）からの電流
を供給することにより、それぞれのブラシ３５に逆向き
の電流が供給されるようになっている。

【００２４】さらに、ホルダ支持部材３２の貫通孔３２
ａ外周部には、コミュテータ３０の当接面３０ｃと当接
することにより、コミュテータ３０の軸方向の移動を制
限するストッパ３２ｄが環状に形成されている。したが
って、減速機構付き電動モータ１６の組立時に、アマチ
ュア２３の組み付けをおこないコミュテータ３０とブラ
シ３５を摺接させる際には、アマチュア２３の回転軸２
４をホルダ支持部材３２の貫通孔３２ａに挿入し、スト
ッパ３２ｄとコミュテータ３０の当接面３０ｃとを当接
させるだけで、コミュテータ３０の軸方向の位置決めが
容易に行われる。また、当接時にはブラシ摺接面３０ｄ
上の径方向外方にブラシホルダ３４が配置されるように
ストッパ３２ｄの形成位置は設定されるため、ストッパ
３２ｄにコミュテータ３０の当接面３０ｃが当接すると
きであっても、コミュテータ３０のアマチュア２３側
に、突起状に形成される接続部３１とブラシホルダ３４
との接触は防止される。このように、ブラシホルダ３４
とコミュテータ３０との変形および損傷を防ぐことがで
き、ブラシ３５からアマチュアコイル２９までの通電を
確実に確保することができる。

【００２５】なお、図４（Ａ）および（Ｂ）は、本発明
の他の実施の形態におけるホルダ支持部材３８，３９を
示す斜視図である。図４（Ａ）に示すように、ストッパ
３２ｄは環状に形成することなく、断面を鉤状に形成す
ることにより、コミュテータ３０の当接面３０ｃと軸方
向に当接するストッパ３８ｄとしても良い。また、図４
（Ｂ）に示すように、ストッパ３９ｄを複数設けても良
い。

【００２６】このような電動モータは、ブラシ３５に設
けられる導電線３７のそれぞれに逆向きの電流を供給す
ると、ブラシ３５に摺接する整流子片３０ｂからアマチ
ュアコイル２９に対して電流が供給される。ここで全て
の整流子片３０ｂと全てのアマチュアコイル２９とは連
結されているため、一方のブラシ３５が摺接する整流子
片３０ｂから供給される電流は、この整流子片３０ｂに
接続する２つのアマチュアコイル２９に分散して、その
他の整流子片３０ｂとその他のアマチュアコイル２９と
を介し、他方のブラシ３５が摺接する整流子片３０ｂに
向けて供給される。この通電により、磁界中に配置され
るそれぞれのアマチュアコイル２９には、フレミングの
左手の法則に従い通電方向に応じて回転力が発生する。
このときの電流供給にあっては、回転角度に応じて、つ
まり磁界の向きとアマチュアコイル２９の配置に応じ
て、回転力が打ち消し合わないようアマチュアコイル２
９の通電方向を切り換える必要があるため、アマチュア
２３と一体となって回転するコミュテータ３０にブラシ
３５を介して通電することにより通電方向の制御を行っ
ている。なお、電流値を制御することにより回転速度な
ども制御することができる。

【００２７】以下、減速機構部１８に収容される減速機
構について説明を行う。図２に示すように、歯車収容部
２０ａの内部には回転軸２４が突出しており、この回転
軸２４の先端部には、それぞれ進み角が逆向きに形成さ
れた２つのウォーム４０ａ，４１ａが形成され、これら
のウォーム４０ａ，４１ａと噛み合うように歯車収容部
２０ａの内部には、２つのウォームホイル４０ｂ，４１
ｂが装着されてウォームギヤ４０，４１が構成されてい
る。

【００２８】このようにウォームギヤ４０，４１を構成
すると、ウォーム４０ａ，４１ａはウォームホイル４０
ｂ，４１ｂにより回転軸２４の軸方向に働くスラスト力
を受けることになるが、それぞれのウォーム４０ａ，４
１ａの進み角が逆向きに形成されているためスラスト力
は互いに逆方向に働き、回転軸２４のスラスト方向の移
動を抑制する力として働くことになる。したがって、こ
の回転軸２４にはスラスト方向への移動を抑制するため
のスラスト軸受等は設けられていない。

【００２９】また、これらのウォームホイル４０ｂ，４
１ｂにはそれぞれピニオンギヤ４０ｃ，４１ｃが同軸に
設けられており、これらのピニオンギヤ４０ｃ，４１ｃ
には減速機構部１８の出力軸４２と一体に形成された従
動歯車４３が噛み合うようになっている。したがって、
回転軸２４の回転は、ウォームギヤ４０，４１とそれぞ
れのピニオンギヤ４０ｃ，４１ｃおよび従動歯車４３と
により減速されて出力軸４２に伝達されることになる。
この出力軸４２はそれぞれのワイパアーム１１ａ，１１
ｂにクランク機構１５ａ，１５ｂを介して連結されてお
り、ワイパ軸１４ａ，１４ｂを揺動中心としてワイパア
ーム１１ａ，１１ｂを揺動作動させることになる。

【００３０】このような減速機構付き電動モータ１６
の、ウォームホイル４０ｂ，４１ｂと従動歯車４３の装
着位置は、各歯車の噛み合いによりコミュテータ３０の
端面とストッパ３２ｄの端面とに一定のクリアランスを
持たせるように設定されるため、組立時にコミュテータ
３０がストッパ３２ｄに当接していても、回転軸２４が
回転して２つのウォームギヤ４０，４１が噛み合うこと
により一定のクリアランスが確保される。このため、ス
トッパ３２ｄとコミュテータ３０とが接触したまま回転
することはない。

【００３１】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
あることはいうまでもない。たとえば、本実施の形態に
おいては、ストッパ３２ｄ，３８ｄ，３９ｄをホルダ支
持部材３２，３８，３９に一体に形成しているが、ホル
ダ支持部材３２，３８，３９にストッパ３２ｄ，３８
ｄ，３９ｄを締結部材等により固定しても良い。

【００３２】また、この減速機構付き電動モータを自動
車のワイパ装置１０に用いているがこれに限らず、パワ
ーウインドなど他の装置の駆動源として適用しても良
い。

【００３３】さらに、本実施の形態では、両方のワイパ
アーム１１ａ，１１ｂを個別の減速機構付き電動モータ
１６で駆動させたものとしているが、１つの減速機構付
き電動モータとリンク機構により両方のワイパアーム１
１ａ，１１ｂを作動させる形式のものにも適用できる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、ブラシホルダを支持す
るホルダ支持部材に、整流子の軸方向移動を制限するス
トッパを設けることにより、組立時のブラシホルダと整
流子との接触を防止し、ブラシホルダおよび整流子の変
形や破損を防ぐことができる。

【００３５】本発明によれば、ブラシホルダを支持する
ホルダ支持部材に、整流子が当接することで整流子の軸
方向移動を制限するストッパを設けることにより、組立
時のブラシホルダと整流子との接触を確実に防止し、ブ
ラシホルダおよび整流子の変形や破損を防ぐことができ
る。

【００３６】本発明によれば、ブラシホルダを支持する
ホルダ支持部材に、整流子が当接することで整流子の軸
方向移動を制限するストッパを複数設けることにより、
組立時のブラシホルダと整流子との接触をより確実に防
止し、ブラシホルダおよび整流子の変形や破損を防ぐこ
とができる。

【００３７】本発明によれば、ブラシホルダを支持する
ホルダ支持部材に、整流子が当接することで整流子の軸
方向移動を制限するストッパを環状に設けることによ
り、組立時のブラシホルダと整流子との接触をより確実
に防止し、ブラシホルダおよび整流子の変形や破損を防
ぐことができる。

【００３８】本発明によれば、ブラシホルダを支持する
ホルダ支持部材に、整流子が当接することで整流子の軸
方向移動を制限し、当接時にはブラシホルダに対して整
流子の電機子側の端部を軸方向に離すストッパを設ける
ことにより、組立時において整流子の電機子側の端部と
ブラシホルダとの接触を確実に防止し、ブラシホルダお
よび整流子の変形や破損を防ぐことができる。

【００３９】本発明によれば、ブラシホルダを支持する
ホルダ支持部材に、整流子の軸方向移動を制限するスト
ッパを設けることにより、組立時のブラシホルダと整流
子との接触を確実に防止し、ブラシホルダおよび整流子
の変形や破損を防ぐことができる。さらに、減速機構と
して複数のウォームギヤを使用することにより、作動時
にはストッパと整流子との間に間隔を設けることがで
き、ストッパに接触させることなく整流子を回転させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である減速機構付き電動
モータを有するワイパ装置の概略図である。

【図２】図１に示す減速機構付き電動モータの断面図で
ある。

【図３】図２に示すホルダ支持部材およびアマチュアを
示す分解斜視図である。

【図４】（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ本発明の他の実
施の形態である減速機構付き電動モータのホルダ支持部
材を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ワイパ装置１１ａ，１１ｂワイパアーム１２ａ，１２ｂワイパブレード１３フロントガラス１４ａ，１４ｂワイパ軸１５ａ，１５ｂクランク機構１６減速機構付き電動モータ１７モータ部１８減速機構部（減速機構）１９モータハウジング（ハウジング）２０ギヤハウジング（ハウジング）２０ａ歯車収容部２０ｂ軸受け収容部２１ハウジング２１ａ，２１ｂ永久磁石２３アマチュア（電機子）２４回転軸２５，２６軸受２７スロット２８アマチュアコア２９アマチュアコイル３０コミュテータ（整流子）３０ａ胴部３０ｂ整流子片３０ｃ当接面３０ｄブラシ摺接面３１接続部３２ホルダ支持部材３２ａ貫通孔３２ｂ取付部３２ｃ絶縁壁３２ｄストッパ３３締結部材３４ブラシホルダ３５ブラシ３６圧縮コイルばね３７導電線４０，４１ウォームギヤ４０ａ，４１ａウォーム４０ｂ，４１ｂウォームホイル４０ｃ，４１ｃピニオンギヤ４２出力軸４３従動歯車Ａａ，Ａｂ払拭範囲

フロントページの続きＦターム(参考） 5H605 AA08 BB05 BB09 CC07 CC08 DD09 EA25 5H607 AA14 BB01 BB04 BB14 BB26 CC01 CC03 CC09 DD09 DD10 DD16 EE32 FF01 HH07 JJ06 5H613 AA02 AA06 BB27 BB35 GA01 GA12 GB17 PP03 SS02 5H623 AA10 BB07 GG13 GG16 GG22 JJ06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】整流子と電機子とを備えた回転軸と、前
記回転軸の回転を減速して出力軸に伝達する減速機構と
を有する減速機構付き電動モータであって、前記回転軸を回転自在に収容するハウジングと、前記ハウジングに設けられ、前記整流子に摺接するブラ
シが摺動自在に保持されるブラシホルダを前記整流子の
径方向外方に支持するホルダ支持部材と、前記ホルダ支持部材に設けられ、前記整流子の軸方向移
動を制限するストッパとを有することを特徴とする減速
機構付き電動モータ。
【請求項２】請求項１記載の減速機構付き電動モータ
において、前記ストッパに前記整流子が当接することに
より、前記整流子の軸方向移動が制限されることを特徴
とする減速機構付き電動モータ。
【請求項３】請求項２記載の減速機構付き電動モータ
において、前記ストッパを複数設けることを特徴とする
減速機構付き電動モータ。
【請求項４】請求項２記載の減速機構付き電動モータ
において、前記ストッパを環状に形成することを特徴と
する減速機構付き電動モータ。
【請求項５】請求項２〜４のいずれか１項に記載の減
速機構付き電動モータにおいて、前記ストッパに前記整
流子が当接するときには、前記ブラシホルダに対して前
記整流子の電機子側の端部が軸方向に離れていることを
特徴とする減速機構付き電動モータ。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか１項に記載の減
速機構付き電動モータにおいて、前記減速機構として複
数のウォームギヤを用いることを特徴とする減速機構付
き電動モータ。