JP2011250659A - ブラシ付き電動モータ - Google Patents
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Abstract
【課題】ホルダステイにカシメ固定されるブラシホルダの寸法精度を高めてブラシの振動により発生する異音を低減させることである。
【解決手段】ブラシホルダ44の側壁44aのガイド壁部43aに対向する側の軸方向端部から軸方向に半分程度の範囲に固定脚部61を一体に設け、この固定脚部61をホルダステイ43に設けた固定孔62aに挿通するとともに固定脚部61の先端部を折り曲げてブラシホルダ44をホルダステイ43にカシメ固定する。また、ブラシホルダ44の側壁44aのコンミテータに対向する側の軸方向端部から軸方向に半分程度の範囲に、固定脚部61とは別に、位置決め脚部63を設け、この位置決め脚部63をホルダステイ43に設けた位置決め孔62bに圧入して側壁44aのコンミテータに対向する軸方向端部を精度良くホルダステイ43に位置決めする。
【選択図】図8
【解決手段】ブラシホルダ44の側壁44aのガイド壁部43aに対向する側の軸方向端部から軸方向に半分程度の範囲に固定脚部61を一体に設け、この固定脚部61をホルダステイ43に設けた固定孔62aに挿通するとともに固定脚部61の先端部を折り曲げてブラシホルダ44をホルダステイ43にカシメ固定する。また、ブラシホルダ44の側壁44aのコンミテータに対向する側の軸方向端部から軸方向に半分程度の範囲に、固定脚部61とは別に、位置決め脚部63を設け、この位置決め脚部63をホルダステイ43に設けた位置決め孔62bに圧入して側壁44aのコンミテータに対向する軸方向端部を精度良くホルダステイ43に位置決めする。
【選択図】図8
Description
本発明は、アーマチュア軸に固定したコンミテータにブラシを摺接させ、このブラシを介してアーマチュアに駆動電流を供給するようにしたブラシ付き電動モータに関する。
車両に設けられるワイパ装置やパワーウインド装置の駆動源としてはブラシ付き電動モータが多く用いられている。
このようなブラシ付き電動モータはブラシとコンミテータとを備えており、ブラシはブラシホルダにより保持され、コンミテータに摺接する。ブラシホルダは真鍮等の金属板により一対の側壁と天壁とを備えた断面コの字のトンネル状に形成されており、ブラシはその先端をコンミテータに向けて突出させた状態となってブラシホルダに進退移動自在に保持される。ブラシホルダのブラシの後方側にはスプリング等のバネ部材が収容され、このバネ部材により付勢されることにより、ブラシはコンミテータに弾性的に摺接するようになっている。
ブラシを保持するブラシホルダは、通常、モータケースに装着された樹脂製のホルダステイに固定される。その固定構造としては、ブラシホルダをホルダステイにカシメ固定するものが一般的である。
例えば特許文献1に記載されるブラシ付き電動モータでは、ブラシホルダに各側壁と一体に固定片を設け、これらの固定片を基板(ホルダステイ)に設けた嵌合孔に挿通するとともに嵌合孔を貫通した固定片の先端部分を折り曲げて、ブラシホルダを基板にカシメ固定するようにしている。
特許文献1記載のブラシ付き電動モータでは、固定片をブラシホルダの側壁の軸方向の中間部分の下端に設け、これらの固定片により、ブラシホルダを基板上へ位置決めするとともにその固定を行うようにしている。
しかしながら、このような構造では、固定片を基板にカシメ固定する際に、固定片に加えられる荷重により、各側壁の軸方向の両端部分が間隔を広げる方向に変形することになる。そのため、コンミテータに対向する側の軸方向端部における側壁とブラシとの間隔が大きくなり、モータ作動時にブラシが両側壁の間で回転方向に振動して異音を生じることになる。特に、ブラシ摩耗後にはブラシの振動が顕著になる。
本発明の目的は、ホルダステイにカシメ固定されるブラシホルダの寸法精度を高めてブラシの振動により発生する異音を低減させることにある。
本発明のブラシ付き電動モータは、アーマチュア軸に固定されたコンミテータと前記コンミテータに摺接するブラシとを備えたブラシ付き電動モータであって、前記アーマチュア軸を回転自在に収容するモータケースと、樹脂材料により形成され、前記モータケースに装着されるホルダステイと、金属板により一対の側壁と天壁とを備えた断面コの字形状に形成され、前記ホルダステイに固定されるとともに前記ブラシを進退移動自在に収容するブラシホルダと、前記ブラシホルダに収容され、前記ブラシを前記コンミテータに向けて付勢するバネ部材とを有し、前記ブラシホルダは、それぞれ一対の前記側壁の前記コンミテータに対向する軸方向の一端側に一体に設けられ、前記ホルダステイに設けられた位置決め孔に差し込まれて前記ブラシホルダを前記ホルダステイに位置決めする一対の位置決め脚部と、それぞれ一対の前記側壁の軸方向の他端側に一体に設けられ、前記ホルダステイに設けられた固定孔に挿通されるとともに先端部が曲げられて前記ブラシホルダを前記ホルダステイにカシメ固定させる一対の固定脚部とを有することを特徴とする。
本発明のブラシ付き電動モータは、前記一対の固定脚部には、前記ホルダステイに当接する突き当て部が形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、ブラシホルダの側壁のコンミテータに対向する側の軸方向端部側に側壁をホルダステイに位置決めするための位置決め脚部を設けるとともに、ブラシホルダをホルダステイにカシメ固定するための固定脚部を、側壁のコンミテータに対向する側とは反対側の軸方向端部側に位置決め脚部とは別に設けるようにしたので、ブラシホルダをホルダステイにカシメ固定する構造としても、ブラシホルダのコンミテータに対向する側の軸方向端部における側壁の寸法精度を位置決め脚部により維持することができる。これにより、ブラシをブラシホルダに確実に保持させて、モータ作動時におけるブラシの振動による異音を低減させることができる。
本発明によれば、一対の固定脚部にホルダステイに当接する突き当て部を形成するようにしたので、カシメによって一対の固定脚部を変形させる際に、一対の側壁が間隔を広げる方向に変形することを防止することができる。
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に示すワイパモータ11は自動車等の車両に設けられるワイパ装置の駆動源として用いられるものである。このワイパモータ11はモータ本体12と減速機13とを備え、これらが1つのユニットとされた減速機付きモータとなっている。
モータ本体12としてはブラシ付き電動モータが用いられている。このモータ本体12のヨーク14は薄板鋼板等をプレス加工することにより有底筒状に形成されており、その内面には径方向内側に向けてN極、S極に着磁された一対のマグネット(永久磁石)15が固定されている。
ヨーク14の内部にはアーマチュア(電機子)16が収容されている。アーマチュア16の軸心に設けられるアーマチュア軸17の一端はヨーク14の底部に固定された軸受18に支持され、これにより、アーマチュア16はアーマチュア軸17とともにヨーク14の内部で回転自在となっている。
アーマチュア軸17にはアーマチュアコア(電機子鉄心)21が固定され、このアーマチュアコア21のスロット21aには導線の重ね巻きにより複数のアーマチュアコイル(電機子巻線)22が装着されている。
アーマチュア軸17には、アーマチュアコア21に隣接してコンミテータ(整流子)23が固定されている。コンミテータ23は、互いに絶縁された状態で回転方向に等間隔に並べて配置される複数のセグメント片23aを備えており、各セグメント片23aにはそれぞれ対応するアーマチュアコイル22のコイル端が電気的に接続されている。
一方、減速機13はアルミニウム合金等の金属材料によりバスタブ状に形成されたギヤケース(フレーム)31を備えている。このギヤケース31はモータ取付部32とギヤ収容部33とを備えている。
モータ取付部32は有底筒状に形成され、その開口端においてヨーク14の開口端に組み合わされている。ヨーク14に組み合わされたモータ取付部32はヨーク14とともにモータ本体12のモータケース34を構成している。モータケース34に回転自在に収容されるアーマチュア軸17はその先端側の部分がモータケース34からギヤ収容部33に突出しており、これに対してアーマチュア軸17に固定されたコンミテータ23はモータ取付部32の内部に配置されている。
ギヤ収容部33はバスタブ状に形成されており、その開口部は樹脂製のカバー35により閉塞されている。カバー35により閉塞されたギヤ収容部33の内部にはウォーム36aとウォームホイル36bとを備えたウォームギヤ機構36が収容されている。ウォーム36aはアーマチュア軸17のギヤ収容部33の内部に突出する部分の外周面に一体に形成されており、アーマチュア軸17とともに回転するようになっている。ウォームホイル36bはこの減速機13の出力軸37に固定されてギヤ収容部33に回転自在に収容されており、その外周部においてウォーム36aに噛み合わされている。
モータ本体12が作動すると、ウォームギヤ機構36によりアーマチュア軸17の回転が所定の減速比で減速されて出力軸37から出力される。出力軸37の先端はギヤケース31から外部に突出しており、当該先端に図示しないワイパ装置のリンク機構が連結される。
なお、ギヤケース31の内部には一対の軸受38,39が固定され、これらの軸受38,39によりアーマチュア軸17の中間部分と先端部分とがギヤケース31に回転自在に支持されている。
モータ取付部32の内部には給電ユニットとして機能するブラシユニット41が装着されている。図3に示すように、このブラシユニット41はコンミテータ23に摺接する一対のブラシ42をホルダステイ43に固定した一対のブラシホルダ44により保持した構造となっている。
ホルダステイ43はガイド壁部43aとベース部43bとを備えており、これらを樹脂材料により一体に形成した構造となっている。ガイド壁部43aはモータ取付部32やヨーク14の断面形状に対応した断面略小判形の筒状に形成されており、ホルダステイ43は、このガイド壁部43aの外面をモータ取付部32の内面に接触させた状態となってモータ取付部32の内部つまりモータケース34の内部に径方向に位置決めされた状態で装着されている。ベース部43bはアーマチュア軸17の軸方向に垂直な板状に形成されており、その軸心にはアーマチュア軸17やコンミテータ23が挿通される貫通孔43cが設けられている。
ブラシホルダ44は、例えば真鍮板などの金属板を所定の形状に打ち抜き、これを曲げ加工して形成されており、互いに平行に配置される一対の側壁44aとこれらの側壁44aを連ねる天壁44bとを備えた断面コの字のトンネル状に形成されている。各ブラシホルダ44は、互いに貫通孔43cつまりアーマチュア軸17の軸心を中心としてアーマチュア軸17の回転方向に位相を90度ずらしてベース部43b上に配置されており、当該位置においてベース部43bに固定されている。ホルダステイ43に固定された状態では、ブラシホルダ44のホルダステイ43の中心側つまりコンミテータ23側を向く軸方向の一端側は開口してブラシ42の出入り口となっており、軸方向を向く他端側はホルダステイ43のガイド壁部43aに対向して当該ガイド壁部43aにより閉塞された状態となっている。
なお、ブラシホルダ44のホルダステイ43への固定構造の詳細については後述する。
給電用であるブラシ42は炭素や黒鉛等の導体によりブロック状に形成されており、それぞれ対応するブラシホルダ44の内部に収容され、当該ブラシホルダ44に軸方向(コンミテータ23に接近・離反する方向)に向けて進退移動自在に保持されている。ブラシホルダ44の内部にはバネ部材としてのスプリング45が装着されている。スプリング45はブラシ42とホルダステイ43のガイド壁部43aとの間に圧縮された状態で配置されており、このスプリング45のばね力により、ブラシ42はコンミテータ23に向けて付勢されている。これにより、図2に示すように、ブラシ42はコンミテータ23の外周面に弾性的に接触(摺接)している。
ベース部43bには一対の給電端子46が配置されており、各ブラシ42のピグテール42aはそれぞれ対応する給電端子46に接続されている。なお、ピグテール42aはブラシホルダ44の天壁44bに設けられたスリット47から引き出されて、ブラシ42の進退移動に伴いスリット47内を移動するようになっている。また、ブラシ42のピグテール42aと給電端子46との間には、それぞれチョークコイル(雑音防止素子)48が接続されている。
モータ本体12の作動を制御するために、ギヤケース31の内部には制御基板51が収容されている。この制御基板51は、詳細は図示しないが、基板上にCPUやメモリ、FET等の複数の電子部品が搭載された所謂マイクロコンピュータとしての機能を有するものとなっており、カバー35の裏面に取り付けられた状態でギヤケース31に収容されている。
各給電端子46はリード部材52を介して制御基板51に電気的に接続されており、また、制御基板51はカバー35に設けられたコネクタ53を介して車両に搭載されたバッテリ等の電源(不図示)やワイパスイッチ(不図示)に接続されている。
ワイパスイッチが操作されると、制御基板51は、ワイパスイッチ等からの信号に基づき、電源から供給される駆動電流を給電端子46に供給する。給電端子46に駆動電流が供給されると、各ブラシ42とコンミテータ23とにより所定のタイミングで転流された駆動電流がアーマチュアコイル22に供給され、これによりアーマチュア16に電磁力が発生してアーマチュア軸17が回転する。
次に、ブラシホルダ44のホルダステイ43への固定構造について説明する。
図4に示すように、ブラシホルダ44には、これをホルダステイ43に固定するために、一対の固定脚部61が設けられている。これらの固定脚部61は、それぞれ対応する側壁44aのガイド壁部43aと対向する側の軸方向の端部側つまり当該端部から側壁44aの軸方向の中間部分までの範囲を延出させることにより、それぞれ対応する側壁44aの下端(天壁44bとは反対側の端)に当該側壁44aと一体に設けられている。また、それぞれの固定脚部61は、側壁44aに対して垂直方向外側に突出して、ホルダステイ43の表面に当接する突き当て部61aとともに突き当て部61aから側壁44aと平行に下方(天壁44bとは反対方向)に向けて延びるカシメ部61bとを備えたL字に曲がった板状に形成されている。
図5に示すように、固定脚部61に対応して、ベース部43bのブラシホルダ固定部62には、一対の固定孔62aが設けられている。これらの固定孔62aは、それぞれ固定脚部61の断面形状よりも僅かに大きく形成されている。
図6に示すように、ブラシホルダ44をベース部43bのブラシホルダ固定部62に配置すると、固定脚部61のカシメ部61bが対応する固定孔62aに挿通される。図7に示すように、突き当て部61aがベース部43bの表面に突き当たるまでカシメ部61bが固定孔62aに挿通されると、カシメ部61bの先端部はベース部43bを貫通してベース部43bの裏面側に突出する。ベース部43bを貫通したカシメ部61bの先端部を内側に向けて折り曲げる、つまりカシメ加工することにより、図8に示すように、ブラシホルダ44は突き当て部61aとカシメ部61bの先端部との間にベース部43bを挟み込んだ状態となって、固定脚部61によりホルダステイ43にカシメ固定される。つまり、ブラシホルダ44は、ガイド壁部43aと対向する軸方向の一端側において固定脚部61によりホルダステイ43にカシメ固定される。一対の側壁44aと一対のカシメ部61bとの間には、それぞれ略直角に折り曲げられた突き当て部61aが形成されているので、カシメ部61bをカシメ加工するときに、その変形が側壁部44aには直接及ぶことがなく、一対の側壁部44aの寸法精度を向上させることができる。
図4に示すように、ブラシホルダ44には、固定脚部61とは別に、一対の位置決め脚部63が設けられている。これらの位置決め脚部63は、それぞれ対応する側壁44aのコンミテータ23と対向する側の軸方向の端部側つまり当該端部から側壁44aの軸方向の中間部分までの範囲を延出させることにより、それぞれ対応する側壁44aの下端に当該側壁44aと一体に設けられている。また、それぞれの位置決め脚部63は、側壁44aから下方に延出して当該側壁44aと同一面状に形成されており、また、その軸方向の一方の側部は側壁44aのコンミテータ23に対向する側の軸方向端部に連ねられている。
図5に示すように、位置決め脚部63に対応して、ベース部43bのブラシホルダ固定部62には、一対の位置決め孔62bが設けられている。これらの位置決め孔62bの隙間寸法は位置決め脚部63の厚み寸法と略同一に設定されている。
図6に示すように、ブラシホルダ44をベース部43bのブラシホルダ固定部62に配置すると、位置決め脚部63は対応する位置決め孔62bに差し込まれる。このとき、位置決め脚部63の厚み寸法と位置決め孔62bの隙間寸法とが同一に設定されているので、図7に示すように、位置決め脚部63は位置決め孔62bに圧入されることになる。位置決め脚部63が位置決め孔62bに圧入されることにより、各側壁44aのコンミテータ23側を向く軸方向の一端側は、位置決め脚部63によりホルダステイ43に精度良く位置決めされることになる。
ブラシホルダ44に保持されるブラシ42は、このブラシホルダ44のコンミテータ23に対向する側の軸方向の一端側においてブラシホルダ44から突出し、コンミテータ23に摺接する。そのため、モータ作動時にコンミテータ23からブラシ42に加えられる振動をブラシホルダ44で確実に支持するためには、側壁44aのコンミテータ23に対向する側の軸方向の一端側における寸法精度を高める必要がある。
これに対して、本発明では、ブラシホルダ44をホルダステイ43にカシメ固定するための固定脚部61をブラシホルダ44のガイド壁部43aに対向する側の軸方向端部から軸方向に半分程度の範囲で設けるとともに、側壁44aを位置決めするために固定脚部61とは別に設けた位置決め脚部63を、ブラシホルダ44のコンミテータ23に対向する軸方向端部から軸方向に半分程度の範囲で設けるようにしたので、ブラシホルダ44を固定脚部61によりホルダステイ43にカシメ固定するようにしても、位置決めのみに用いられてカシメ加工されない位置決め脚部63により、ブラシホルダ44のコンミテータ23に対向する側の軸方向端部における側壁44aの寸法精度を維持することができる。これにより、ブラシ42をブラシホルダ44に確実に保持させて、モータ作動時におけるブラシ42の振動による異音を低減させることができる。
また、固定脚部61と位置決め脚部63とを、それぞれ側壁44aの一端側から半分程度の範囲に設け、固定脚部61と位置決め脚部63との間の隙間を小さくしたので、金属板を打ち抜いてブラシホルダ44のブランクを形成する際における材料である金属板の歩留をよくすることができる。
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。例えば、前記実施の形態においては、本発明を、ワイパモータ11に用いられるモータ本体12に適用した場合を示しているが、これに限らず、例えば車両のパワーウインド装置の駆動源として用いられるパワーウインドモータやラジエター冷却装置の駆動源として用いられるファンモータなどに用いるモータ本体に本発明を適用するようにしてもよい。
また、前記実施の形態においては、位置決め脚部63を位置決め孔62bに圧入するようにしているが、これに限らず、位置決め脚部が位置決め孔に所定の精度で位置決めされる構造であれば、圧入ではなく単に差し込むようにしてもよい。
さらに、前記実施の形態においては、位置決め脚部63は、その側部を側壁44aのコンミテータ23に対向する側の軸方向端部に連ねるように設けられているが、これに限らず、固定脚部61よりコンミテータ23側に配置されていれば、側壁44aのコンミテータ23に対向する側の軸方向端部よりも内側に位置決め脚部63を配置するようにしてもよい。
11 ワイパモータ
12 モータ本体(ブラシ付き電動モータ)
13 減速機
14 ヨーク
15 マグネット
16 アーマチュア
17 アーマチュア軸
18 軸受
21 アーマチュアコア
21a スロット
22 アーマチュアコイル
23 コンミテータ
23a セグメント片
31 ギヤケース
32 モータ取付部
33 ギヤ収容部
34 モータケース
35 カバー
36 ウォームギヤ機構
36a ウォーム
36b ウォームホイル
37 出力軸
38,39 軸受
41 ブラシユニット
42 ブラシ
42a ピグテール
43 ホルダステイ
43a ガイド壁部
43b ベース部
43c 貫通孔
44 ブラシホルダ
44a 側壁
44b 天壁
45 スプリング(バネ部材)
46 給電端子
47 スリット
48 チョークコイル
51 制御基板
52 リード部材
53 コネクタ
61 固定脚部
61a 突き当て部
61b カシメ部
62 ブラシホルダ固定部
62a 固定孔
62b 位置決め孔
63 位置決め脚部
12 モータ本体(ブラシ付き電動モータ)
13 減速機
14 ヨーク
15 マグネット
16 アーマチュア
17 アーマチュア軸
18 軸受
21 アーマチュアコア
21a スロット
22 アーマチュアコイル
23 コンミテータ
23a セグメント片
31 ギヤケース
32 モータ取付部
33 ギヤ収容部
34 モータケース
35 カバー
36 ウォームギヤ機構
36a ウォーム
36b ウォームホイル
37 出力軸
38,39 軸受
41 ブラシユニット
42 ブラシ
42a ピグテール
43 ホルダステイ
43a ガイド壁部
43b ベース部
43c 貫通孔
44 ブラシホルダ
44a 側壁
44b 天壁
45 スプリング(バネ部材)
46 給電端子
47 スリット
48 チョークコイル
51 制御基板
52 リード部材
53 コネクタ
61 固定脚部
61a 突き当て部
61b カシメ部
62 ブラシホルダ固定部
62a 固定孔
62b 位置決め孔
63 位置決め脚部
Claims (2)
- アーマチュア軸に固定されたコンミテータと前記コンミテータに摺接するブラシとを備えたブラシ付き電動モータであって、
前記アーマチュア軸を回転自在に収容するモータケースと、
樹脂材料により形成され、前記モータケースに装着されるホルダステイと、
金属板により一対の側壁と天壁とを備えた断面コの字形状に形成され、前記ホルダステイに固定されるとともに前記ブラシを進退移動自在に収容するブラシホルダと、
前記ブラシホルダに収容され、前記ブラシを前記コンミテータに向けて付勢するバネ部材とを有し、
前記ブラシホルダは、
それぞれ一対の前記側壁の前記コンミテータに対向する軸方向の一端側に一体に設けられ、前記ホルダステイに設けられた位置決め孔に差し込まれて前記ブラシホルダを前記ホルダステイに位置決めする一対の位置決め脚部と、
それぞれ一対の前記側壁の軸方向の他端側に一体に設けられ、前記ホルダステイに設けられた固定孔に挿通されるとともに先端部が曲げられて前記ブラシホルダを前記ホルダステイにカシメ固定させる一対の固定脚部とを有することを特徴とするブラシ付き電動モータ。 - 請求項1記載のブラシ付き電動モータにおいて、前記一対の固定脚部には、前記ホルダステイに当接する突き当て部が形成されていることを特徴とするブラシ付き電動モータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010124108A JP2011250659A (ja) | 2010-05-31 | 2010-05-31 | ブラシ付き電動モータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010124108A JP2011250659A (ja) | 2010-05-31 | 2010-05-31 | ブラシ付き電動モータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011250659A true JP2011250659A (ja) | 2011-12-08 |
Family
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Family Applications (1)
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JP2010124108A Pending JP2011250659A (ja) | 2010-05-31 | 2010-05-31 | ブラシ付き電動モータ |
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JP (1) | JP2011250659A (ja) |
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KR20180014619A (ko) * | 2016-08-01 | 2018-02-09 | 엘지이노텍 주식회사 | 브러시 케이스 및 이를 포함하는 모터 |
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-
2010
- 2010-05-31 JP JP2010124108A patent/JP2011250659A/ja active Pending
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