JP2014003861A - ブラシホルダ装置及びモータ - Google Patents
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Abstract
【課題】ブラシホルダ装置の径方向の大型化を抑制しつつ第1ブラシ同士及び第2ブラシ同士を接続する。
【解決手段】ブラシホルダ装置30では、第1ワイヤ128の一部が第2ブラシ106用のブラシホルダ88の下側を横切るように配置され、第2ワイヤ130の一部が第2ブラシ104用と第1ブラシ102用の各ブラシホルダ88の下側を横切るように配置されるため、ブラシホルダ装置30の径方向の大型化を抑制できる。つまり、仮に第1ワイヤ128、第2ワイヤ130がブラシホルダ88に対してベースプレート50の径方向外側又は内側に迂回されると、ブラシホルダ装置30がベースプレート50の径方向に大きくなる。一方、第1ワイヤ128、第2ワイヤ130がブラシホルダ88の下側を横切るように配置されるため、第1ワイヤ128、第2ワイヤ130をブラシホルダ88に対してベースプレート50の径方向外側又は内側に迂回させる必要がない。
【選択図】図3
【解決手段】ブラシホルダ装置30では、第1ワイヤ128の一部が第2ブラシ106用のブラシホルダ88の下側を横切るように配置され、第2ワイヤ130の一部が第2ブラシ104用と第1ブラシ102用の各ブラシホルダ88の下側を横切るように配置されるため、ブラシホルダ装置30の径方向の大型化を抑制できる。つまり、仮に第1ワイヤ128、第2ワイヤ130がブラシホルダ88に対してベースプレート50の径方向外側又は内側に迂回されると、ブラシホルダ装置30がベースプレート50の径方向に大きくなる。一方、第1ワイヤ128、第2ワイヤ130がブラシホルダ88の下側を横切るように配置されるため、第1ワイヤ128、第2ワイヤ130をブラシホルダ88に対してベースプレート50の径方向外側又は内側に迂回させる必要がない。
【選択図】図3
Description
本発明は、ブラシホルダ装置及びモータに関する。
下記特許文献1には、自動車用ワイパ装置に用いられる所謂4極のワイパモータが開示されている。このワイパモータは、ワイパを高速で作動させる高速モード及びワイパを低速で作動させる低速モードに対応させるために、高速用ブラシ、低速用ブラシ、及び低速と高速とに共通して使用される共通ブラシを有している。しかも、界磁磁極が2極から4極となることでブラシの個数が3個から6個に倍増してしまうが、これを防止するために、電機子(アーマチャ)の対向する等電位となるべきコイル間を均圧線によって結線してブラシの個数増加を防止するようにしている。
ところが、電機子(アーマチャ)において均圧線を用いるため、電機子(アーマチャ)のロータ巻線に加えて均圧線をも複数の整流子片に接続しながら電機子に取り廻さなければならず、巻線工程や接続工程が複雑となってしまう。そこで、ブラシの個数は増加してしまうものの、均圧線を用いることなくワイパを高速モード及び低速モードで作動させることができる4極のワイパモータがある(例えば、特許文献2参照)。この4極のワイパモータでは、ブラシホルダ装置の対向して配置された一対の高速用ブラシ同士、一対の低速用ブラシ同士及び一対の共通ブラシ同士をそれぞれ電気的に接続して各対のブラシ同士が並列配線される。
この場合には、一対の高速用ブラシ同士、一対の低速用ブラシ同士及び一対の共通ブラシ同士を各々接続部材等によって接続するが、その際、ブラシを保持するブラシホルダ及び接続部材同士の干渉を避けるように径方向に迂回して取り廻す必要があり、ブラシホルダ装置が径方向に大型化してしまうといった問題がある。
本発明は、上記事実を考慮し、ブラシホルダ装置の径方向の大型化を抑制しつつ対となるブラシ同士を接続できるブラシホルダ装置を提供することを目的とする。
請求項1に記載のブラシホルダ装置は、モータのハウジングに装着可能にされ、絶縁材料で構成されると共に、環状に形成されたベースプレートと、前記ベースプレートの板厚方向一方側に設けられた少なくとも一対の第1ブラシ及び前記ベースプレートの周方向に前記第1ブラシと交互に配置された一対の第2ブラシの各々を保持するブラシホルダと、一部が前記ブラシホルダの前記ベースプレート側を横切るように前記ベースプレートに配置されて対となる前記第1ブラシ同士を接続する第1接続部材と、一部が前記ブラシホルダの前記ベースプレート側を横切るように前記ベースプレートに配置されて対となる前記第2ブラシ同士を接続する第2接続部材と、を備えている。
請求項1に記載のブラシホルダ装置によれば、環状に形成されたベースプレートの板厚方向一方側に、ブラシホルダが設けられており、ブラシホルダは少なくとも一対の第1ブラシ及び一対の第2ブラシの各々を保持している。そして、第1ブラシ及び第2ブラシの各々は、ベースプレートの周方向に交互に配置されている。すなわち、第1ブラシ用のブラシホルダと第2ブラシ用のブラシホルダとが、ベースプレートの周方向に交互に配置されている。さらに、対となる第1ブラシ同士は第1接続部材によって接続されており、対となる第2ブラシ同士は第2接続部材によって接続されている。
ここで、第1接続部材の一部及び第2接続部材の一部はブラシホルダのベースプレート側を横切るように配置されている。これにより、ブラシホルダ装置の径方向における大型化を抑制できる。つまり、第1接続部材及び第2接続部材とブラシホルダとの干渉を防止するため、仮に、第1接続部材及び第2接続部材がブラシホルダに対してベースプレートの径方向外側又は径方向内側に迂回された状態で配置されると、ブラシホルダ装置がベースプレートの径方向に大きくなる。
これに対して、第1接続部材の一部及び第2接続部材の一部がブラシホルダのベースプレート側を横切るように配置されているため、第1接続部材及び第2接続部材をブラシホルダに対してベースプレートの径方向外側又は径方向内側に迂回させる必要がなくなる。これにより、ブラシホルダ装置の径方向における大型化を抑制できる。以上により、ブラシホルダ装置の径方向における大型化を抑制しつつ第1ブラシ同士及び第2ブラシ同士を接続できる。
請求項2に記載のブラシホルダ装置は、請求項1に記載のブラシホルダ装置において、前記ベースプレートには、前記第1接続部材を収容する第1溝部と、前記第2接続部材を収容する第2溝部と、が形成され、前記第1溝部及び前記第2溝部が前記ブラシホルダ側へ開放されている。
請求項2に記載のブラシホルダ装置によれば、第1接続部材が第1溝部内に収容されると共に、第2接続部材が第2溝部内に収容されるため、第1接続部材及び第2接続部材がベースプレート内に収容される。これにより、第1接続部材及び第2接続部材のベースプレートからの突出を抑制できる。したがって、ブラシホルダ装置の板厚方向における大型化も抑制しつつ対となる第1ブラシ同士及び対となる第2ブラシ同士を接続できる。
請求項3に記載のブラシホルダ装置は、請求項1又は請求項2に記載のブラシホルダ装置において、前記ブラシホルダは前記ベースプレートの径方向を長手方向とした筒状に形成されると共に、前記ブラシホルダの長手方向両端部には、前記ブラシホルダを前記ベースプレートに固定させる一対の被固定部が形成され、前記第1接続部材の一部及び前記第2接続部材の一部が前記ブラシホルダの長手方向中間位置で前記ブラシホルダと前記ベースプレートとの間に配置されている。
請求項3に記載のブラシホルダ装置によれば、ブラシホルダは、ベースプレートの径方向を長手方向とした筒状に形成されており、第1接続部材の一部及び第2接続部材の一部が、ブラシホルダの長手方向中間位置で、ブラシホルダとベースプレートとの間に配置されている。そして、ブラシホルダは、ブラシホルダの長手方向両端部に形成された一対の被固定部によってベースプレートに固定されている。
これにより、第1接続部材及び第2接続部材を、一対の被固定部の間の位置でかつブラシホルダとベースプレートとの間の位置に配置できる。したがって、ブラシホルダをベースプレートに固定させるための一対の被固定部に第1接続部材及び第2接続部材を干渉させることなく、ブラシホルダのベースプレート側を横切るように第1接続部材の一部及び第2接続部材の一部を配置させることができる。
請求項4に記載のブラシホルダ装置は、請求項1〜請求項3の何れか1項に記載のブラシホルダ装置において、前記第1接続部材は、前記第1ブラシが保持された前記ブラシホルダと前記ベースプレートとの間で狭持され、前記第2接続部材は、前記第2ブラシが保持された前記ブラシホルダと前記ベースプレートとの間で狭持されている。
請求項4に記載のブラシホルダ装置によれば、第1ブラシが保持されたブラシホルダとベースプレートとの間で第1接続部材が狭持されており、前記第1ブラシとは通電時の極性が異なる第2ブラシが保持されたブラシホルダとベースプレートとの間で第2接続部材が狭持されているため、第1接続部材及び第2接続部材が同極のブラシホルダとベースプレートとによって保持される。これにより、ブラシホルダを第1接続部材及び第2接続部材を保持する部材として利用できる。
請求項5に記載のモータは、請求項1〜請求項4の何れか1項に記載のブラシホルダ装置を備えている。
請求項5に記載のモータによれば、請求項1〜請求項4の何れか1項に記載のブラシホルダ装置を備えているため、モータの径方向の大型化を抑制できる。
請求項6に記載のモータは、請求項5に記載のモータにおいて、前記モータの前記ハウジングは、筒状に形成された第1ハウジングと該第1ハウジングの開口部に固定されて閉塞する第2ハウジングとを有し、前記第1ハウジングには、前記第1ハウジングの周方向に交互に磁極が異なる4極の永久磁石が固定され、一対の前記第1ブラシ及び一対の前記第2ブラシの各々が前記ベースプレートの径方向に対向して配置されている。
請求項6に記載のモータによれば、モータが所謂4極のモータとして構成されて、対となる第1ブラシ及び対となる第2ブラシが、ブラシホルダ装置の径方向における大型化を抑制しつつ第1接続部材及び第2接続部材によって接続されている。このため、均圧線を用いることなく簡単なアーマチャ巻線構造を採用しつつモータの径方向の大型化を抑制できる。
以下、本発明の実施の形態に係るブラシホルダ装置30が用いられたモータ(ワイパモータ)10を図面に基づいて説明し、次いで、ブラシホルダ装置30について説明する。
(モータ10について)
図7には、モータ10が平面図にて示されており、図8には、モータ10が一部破断した断面図にて示されている。これらの図に示されるように、モータ10は、モータ本体12と減速部32とを含んで構成されると共に、車両のワイパ装置(図示省略)の駆動源として構成されている。
モータ本体12は、第1ハウジングとしての略有底円筒状のモータハウジング14を備えている。図8に示されるように、このモータハウジング14の内周面には、2対の永久磁石16が固定されており、永久磁石16はモータハウジング14の周方向に沿って交互に磁極が異なるように等間隔(90°毎)に配置(対向する1対の永久磁石同士が同磁極であって、隣接する1対の永久磁石同士とは異なる磁極となるよう配置)されている。すなわち、モータ本体12は、4極のモータとして構成されている。
モータハウジング14内には、永久磁石16の内側において、アーマチャ18が収容されており、アーマチャ18は、回転軸20と、アーマチャコア24と、アーマチャコイル26と、整流子28とを含んで構成されている。回転軸20は、略丸棒状に形成されて、モータハウジング14と同軸上に配置されている。そして、回転軸20の軸方向一端部(図8の矢印A方向側端部)が、略円筒状の軸受22を介してモータハウジング14の底部に回転自在に支持されている。回転軸20の軸方向他端部(図8の矢印B方向側端部)は、後述する第2ハウジングとしてのギヤハウジング34内に配置されると共に、ギヤハウジング34に回転自在に支持されている。また、回転軸20の軸方向他端側の部分には、図示しないウォーム部が一体に形成されており、ウォーム部の外周にウォームギヤが形成されている。
アーマチャコア24は、回転軸20に固定されると共に、モータハウジング14内に配置されている。このアーマチャコア24は、複数のティースを有する板状の鉄心板を複数枚積層して形成されている。このアーマチャコア24は等角度間隔で複数のスロット(本例の場合18スロット)を有し、このアーマチャコア24の所定スロット毎に順次巻線が重巻にて施されてアーマチャコイル26が形成される。さらに、アーマチャコア24の軸受22とは反対側(図8の矢印B方向側)の回転軸20には、外周面に同心状に配置された複数の整流子片29(本例ではスロット数と同じ18個の整流子片29)を有する整流子28が圧入によって固定されている。整流子28の各整流子片29は、隣接する整流子片同士が電気絶縁されて固定されており、アーマチャコイル26の所定スロット毎に巻回された対応する巻線が、順次各整流子片29に電気的に接続されている。
なお、アーマチャ18には等電位となる整流子片同士を接続する均圧線は施されていない。
モータハウジング14の開口部には、後述する第2ハウジングとしてのギヤハウジング34に一体に形成されたホルダ収容部36が固定されている。ホルダ収容部36は、回転軸20の軸方向一方側(図8の矢印A方向側)が開放された略有底円筒状を成して、モータハウジング14の開口部を閉塞している。また、ホルダ収容部36の底壁には、挿通孔36Aが形成されており、挿通孔36A内に回転軸20が挿通されている。そして、ホルダ収容部36内には、略環状を成したブラシホルダ装置30が収容支持されている。ブラシホルダ装置30は、整流子28に対して回転軸20の径方向外側に配置されており、ブラシホルダ装置30の一対の第1ブラシ100,102(図1参照)及び一対の第2ブラシ104,106(図1参照)が、後述するトーションスプリング82の付勢力によってそれぞれ整流子28に摺接可能に当接されている。
一方、減速部32は、アルミニウム(又はアルミニウム合金)で製作された第2ハウジングとしてのギヤハウジング34を備えている。ギヤハウジング34は、一部開口された略直方体箱状に形成されて、モータハウジング14よりも回転軸20の軸方向他方側(図8の矢印B方向側)に配置されている。このギヤハウジング34内には、前述した回転軸20のウォーム部が配置されている。また、ギヤハウジング34内には、ウォーム部の側方において、略円盤状のウォームホイール38(図7参照)が収容されており、ウォームホイール38は、モータ本体12の回転軸20に対して直交する方向(図8の矢印C方向)を軸方向にして回転可能に支持されている。そして、ウォームホイール38の外周部が回転軸20のウォーム部と噛合されている。このウォームホイール38の軸心部には、略円柱状の出力軸40が設けられており、出力軸40はウォームホイール38からウォームホイール38の軸方向一方側(図7の矢印C方向側)へ突出されて、車両のワイパ装置を構成するピボット軸(図示省略)にリンク機構などを介して駆動連結されている。
さらに、ギヤハウジング34の開口側には、絶縁性を有する樹脂材料で製作されたカバープレート42が設けられている。カバープレート42は、ギヤハウジング34側へ開口された略直方体箱状に形成されて、ギヤハウジング34の開口部を閉塞している。このカバープレート42内には、モータ本体12の回転を駆動制御する回路を構成する回路基板44が配設されている。この回路基板44は、モータ本体12、具体的には各対の第1及び第2ブラシに接続された各モータ端子としての第1及び第2ターミナル64,66及び外部コネクタが接続されるコネクタ46(図7参照)に電気的に接続されている。また、回路基板44は、モータ本体12をPWM制御によって回転速度制御するためのPWM制御回路(図示省略)を備えている。さらに、回路基板44には、上記外部コネクタからコネクタ46を介してモータ本体12の駆動電流及びセンサ信号や指令信号等の電気信号が供給され、その電気信号に応じたモータ本体12の駆動制御が回路基板44の回路で行われる。このモータ本体12の回転速度や回転方向、起動・停止制御などの駆動制御が行われることで、車両のワイパ装置が払拭制御されるようになっている。
なお、ワイパ装置の反転動作は、モータ本体12の回転軸20の回転方向(即ち出力軸40の回転方向)を正回転及び逆回転させることで実行される。
(ブラシホルダ装置30について)
図1には、ブラシホルダ装置30が回転軸20の軸方向一方側(図8の矢印A方向側)から見た正面図にて示されており、図2には、ブラシホルダ装置30が斜視図にて示されている。
これらの図に示されるように、ブラシホルダ装置30は、ベースプレート50と、4個のブラシホルダ88と、一対の第1ブラシ100,102と、一対の第2ブラシ104,106と、「第1接続部材」としての第1ワイヤ128(図1参照)と、「第2接続部材」としての第2ワイヤ130(図1参照)と、を含んで構成されている。また、図1及び図3に示されるように、ベースプレート50には、保持部120が形成されており、保持部120内に第1ワイヤ128及び第2ワイヤ130が保持されている。なお、第1ワイヤ128及び第2ワイヤ130は、可撓性及びある程度の剛性(形状安定性)を有する線状のリードワイヤにて構成されている。以下、それぞれの構成について説明する。
ベースプレート50は、絶縁材料(樹脂)により製作されている。図1に示されるように、このベースプレート50は、軸心に貫通孔54を有する略円環板状のベース部52を有している。ベース部52は回転軸20と同軸上に配置されて、貫通孔54内に前述した整流子28(図8参照)が配置されている。
ベース部52の外周部には、後述するゴムブッシュ84,86を組付けるための一対の組付溝56,58(広義には、「組付部」として把握される要素である)が形成されており(図1参照)、組付溝56,58は、ベース部52の板厚方向一方側(図2の矢印A方向側)から見てベース部52の径方向外側へ開放された略逆C字形状に形成されている。
この組付溝56,58内には、それぞれ略円筒状のゴムブッシュ84,86が取付けられており、ゴムブッシュ84,86は、ベース部52の板厚方向を軸方向にして配置されている。このゴムブッシュ84,86の外周部には、軸方向両端部において、それぞれ一対のフランジ部84A,86Aが一体に形成されており、フランジ部84A,86Aは、略円環状に形成されて、ゴムブッシュ84,86の径方向外側へ突出されている。そして、ベース部52がフランジ部84A,86Aに狭持されており、これにより、ゴムブッシュ84,86がベース部52にフローティング支持状態で組付けられている。また、ゴムブッシュ84,86内にはネジ(図示省略)が挿入されており、当該ネジによってベース部52(ブラシホルダ装置30)がギヤハウジング34のホルダ収容部36に収容固定されている。これにより、ブラシホルダ装置30が第2ハウジングとしてのギヤハウジング34に固定されている。
ベース部52には、貫通孔54に対して組付溝56,58とは反対側の位置において、モータ本体12の電気ノイズを抑制するための一対のチョークコイル(図示省略)を収容する一対のコイル収容部60A,60Bが形成されている。また、図2に示されるように、ベース部52には、このコイル収容部60A,60Bの位置において、一対のターミナル取付部62が一体に形成されており、ターミナル取付部62は、ベース部52からベース部52の板厚方向他方側(図2の矢印B方向)へ突出されている。このターミナル取付部62には、それぞれモータ本体12のモータ端子としての第1ターミナル64及び第2ターミナル66が組付けられており、第1ターミナル64及び第2ターミナル66は、それぞれ回路基板44に電気的に接続されている。
また、ベース部52には、コイル収容部60Aの側方において、第1接続金具68が設けられており、第1接続金具68はチョークコイルを介して第1ターミナル64と電気的に接続されている。さらに、ベース部52には、コイル収容部60Bの側方において、第2接続金具70が設けられており、第2接続金具70はチョークコイルを介して第2ターミナル66と電気的に接続されている。
また、ベース部52には、後述するトーションスプリング82を支持するための支持軸72が後述する各ブラシホルダ88に近接して4箇所形成されている。支持軸72は、略円柱状に形成されて、ベース部52からベース部52の板厚方向一方側へ突出されている。
また、ベース部52の外周部には、各支持軸72に対してベース部52の径方向外側の位置において、係止片74がそれぞれ形成されている。係止片74は、略板状に形成されて、ベース部52からベース部52の板厚方向一方側へ突出されると共に、ベース部52の板厚方向から見て、支持軸72の外周に沿って湾曲されている。この係止片74の先端部には、突起部74Aが一体に形成されており、突起部74Aは係止片74からベース部52の周方向一方側(図1及び図2の矢印E方向)へ突出されている。
さらに、図3に示されるように、ベース部52の内周部には、各支持軸72に対してベース部52の径方向内側の位置において、ガイド柱76がそれぞれ形成されている。ガイド柱76は、断面略五角形状に形成されてベース部52からベース部52の板厚方向一方側(ブラシ配置側)へ突出されている。
そして、図2に示されるように、ベース部52の各支持軸72には、トーションスプリング82がそれぞれ支持されている。各トーションスプリング82の一端部は、係止片74の突起部74Aとベース部52との間に配置されて係止片74に係止されており、各トーションスプリング82の他端部は、後述する第1ブラシ100,102及び第2ブラシ104,106に係止されている。
ブラシホルダ88は、導電性を有する板金により製作されて、側壁が一部開放された略矩形筒状に形成されている。このブラシホルダ88は、長手方向をベース部52の径方向にしてベース部52の一側面(図2の矢印A方向側の面)上に配置されている。また、ブラシホルダ88は、支持軸72に対してベース部52の周方向一方側(図1において時計方向側)に配置されると共に、ベース部52の周方向に等角度間隔(90°毎)に配置されている。
図3に示すように、ブラシホルダ88の底壁には、その長手方向両端部において、一対の「被固定部」としての固定爪90が一体に形成されている。この固定爪90は、ブラシホルダ88の底壁からベース部52側へ延びると共に、ベース部52の他側面(図2の矢印B方向側の面)において互いに対向する方向へ屈曲されている。そして、ベース部52が一対の固定爪90に狭持されており、これにより、ブラシホルダ88がベース部52に固定されている。
ブラシホルダ88の側壁88A(ベース部52の周方向一方側に配置された側壁)には、略中央部において、非干渉孔92(図2の紙面右側に配置されたブラシホルダ88参照)が貫通形成されている。この非干渉孔92は、ブラシホルダ88の長手方向(回転軸20の径方向)に沿って長孔状に形成されている。また、ブラシホルダ88の側壁88B(側壁88Aと対向する側壁)には、非干渉溝94が形成されている。この非干渉溝94は、ブラシホルダ88の長手方向(回転軸20の径方向)に沿って形成されると共に、ブラシホルダ88の長手方向一方側(ベース部52の径方向外側)へ開放されている。さらに、ブラシホルダ88の上壁(ブラシホルダ88の底壁と対向する壁)には、挿通溝96が形成されている。この挿通溝96は、ブラシホルダ88の長手方向(回転軸20の径方向)に沿って形成されると共に、ブラシホルダ88の長手方向一方側へ開放されている。
さらに、ブラシホルダ88の貫通孔54側の開口部には、切欠部98が形成されている。切欠部98は、ブラシホルダ88の底壁における幅方向中間部から側壁88Bの高さ方向(ベース部52の板厚方向)中間部へ亘って延びると共に、貫通孔54側へ開放されている。そして、切欠部98内にガイド柱76が配置されている。
図1及び図2に示されるように、一対の第1ブラシ100,102及び一対の第2ブラシ104,106は、略直方体状に形成されて、ブラシホルダ88内に収容されており、対となる第1ブラシ100,102同士及び対となる第2ブラシ104,106同士が、ベース部52の径方向に互いに対向して(機械角で180度の位置に)配置されている。また、第1ブラシ100,102及び第2ブラシ104,106は、ブラシホルダ88の長手方向にスライド可能にブラシホルダ88内に挿入されている。
図1に示されるように、第1ブラシ100,102及び第2ブラシ104,106は、ブラシホルダ88の側壁88Bと対向する部分における整流子28との接触側端部から径方向に所定長さに亘って段差部100A〜106Aがそれぞれ形成されている。この段差部100A〜106Aは、ベース部52の板厚方向から見て、第1ブラシ100,102及び第2ブラシ104,106の長手方向他端部(ベース部52の径方向内側端部)の幅寸法が、第1ブラシ100,102及び第2ブラシ104,106の長手方向一端部(ベース部52の径方向外側端部)の幅寸法に比して小さく設定されている。しかも、第1ブラシ100,102及び第2ブラシ104,106の各段差部100A〜106A(整流子28との周方向における摺接幅寸法)は、整流子片29の周方向幅寸法よりも小さい幅寸法に設定されている。また、第1ブラシ100,102及び第2ブラシ104,106の各段差部100A〜106Aは全て同一寸法のものとしている。
そして、第1ブラシ100,102及び第2ブラシ104,106の長手方向一端部には、前述したトーションスプリング82の他端部が係止されており、トーションスプリング82によって第1ブラシ100,102及び第2ブラシ104,106がベース部52の径方向内側へ付勢されている。これにより、第1ブラシ100,102及び第2ブラシ104,106の長手方向他端部が、ブラシホルダ88からベース部52の貫通孔54側へ突出されて、前述した整流子28と当接されている。さらに、この状態では、トーションスプリング82の他端部がブラシホルダ88の非干渉溝94内及び非干渉孔92内に配置されて、両者の干渉が抑制されるように構成されている。
また、第1ブラシ100,102及び第2ブラシ104,106の長手方向一端部には、それぞれ導電性及び可撓性を有する丸棒状の撚り線からなるピッグテール108の一端部が埋設されている。各ピッグテール108は、第1ブラシ100,102及び第2ブラシ104,106からベース部52の板厚方向一方側へ延びて、ブラシホルダ88の挿通溝96内を移動可能に挿通されている。また、ピッグテール108は、長手方向中間部において湾曲されて、ベース部52の板厚方向他方側へ折り返されている。
そして、第1ブラシ100に設けられたピッグテール108の他端部は、後述する第1ワイヤ128及びチョークコイル(図示省略)とカシメ具としての第1接続金具68で共にカシメられて結合されている。また、第1ブラシ102に設けられたピッグテール108の他端部は、後述する第1ワイヤ128とカシメ具としての第3接続金具110で共にカシメられて結合されている。
また、第2ブラシ104に設けられたピッグテール108の他端部は、後述する第2ワイヤ130及びチョークコイル(図示省略)とカシメ具としての第2接続金具70で共にカシメられて結合されている。さらに、第2ブラシ106に設けられたピッグテール108の他端部は、後述する第2ワイヤ130とカシメ具としての第4接続金具112で共にカシメられて結合されている。
次に、保持部120、第1ワイヤ128、及び第2ワイヤ130について説明する。図1及び図3に示されるように、保持部120は、第1溝部122と、第2溝部124と、を含んで構成されている。この第1溝部122及び第2溝部124は、ベース部52に形成されると共に、ベース部52の板厚方向一方側へ開放されている。そして、第1溝部122の溝幅は、後述する第1ワイヤ128の線径に比して僅かに大きく設定されており、第2溝部124の溝幅は、後述する第2ワイヤ130の線径に比して僅かに大きく設定されている。
図1に示されるように、第1溝部122は、ベース部52の板厚方向一方側から見て、コイル収容部60Aの側方からベース部52の周方向一方側(図1の矢印E方向側)へ延びて、第1ブラシ102用のブラシホルダ88とゴムブッシュ86との間まで延設されている。具体的には、第1溝部122の基端部が、コイル収容部60Aの側方に配置されており、第1溝部122は、この基端部から第2ブラシ106用のブラシホルダ88へ向けて延びると共に、当該ブラシホルダ88の長手方向中間位置で当該ブラシホルダ88の下側(ベース部52の板厚方向他方側)を通過している。そして、第2ブラシ106用のブラシホルダ88の下側を通過した第1溝部122は、第1ブラシ102用のブラシホルダ88へ向けてさらに延びて、組付溝56と貫通孔54との間を通過すると共に、第1ブラシ102用のブラシホルダ88の長手方向中間位置で当該ブラシホルダ88の下側を通過して、当該ブラシホルダ88とゴムブッシュ86との間まで延びている。
そして、この第1溝部122内に第1ワイヤ128が収容されている。この第1ワイヤ128は、導電性及び可撓性を有する略丸棒状の線材を屈曲して形成されて、第1溝部122の延設方向に沿って延びている。これにより、第1ワイヤ128の一部は、第2ブラシ106用のブラシホルダ88の下側(該ブラシホルダ88とベース部52との間)をベース部52の周方向に横切るように配置されており、第1ワイヤ128の他の一部は、第1ブラシ102用のブラシホルダ88の下側(当該ブラシホルダ88とベース部52との間)をベース部52の周方向に横切るように配置されている。
そして、第1ワイヤ128の長手方向一端部は、ベース部52の板厚方向一方側へ屈曲されて、第1ブラシ102に設けられたピッグテール108と第3接続金具110で共にカシメられて結合されている。一方、第1ワイヤ128の長手方向他端部は、ベース部52の板厚方向一方側へ屈曲されて、第1ブラシ100に設けられたピッグテール108及びチョークコイル(図示省略)と第1接続金具68で共にカシメられて結合されている。これにより、対となる第1ブラシ100,102が第1ワイヤ128によって電気的に接続されている。
一方、第2溝部124は、ベース部52の板厚方向一方側から見て、コイル収容部60Bの側方からベース部52の周方向他方側(図1の矢印F方向側)へ延びて、ゴムブッシュ84と第2ブラシ106用のブラシホルダ88との間まで延設されている。具体的には、第2溝部124の基端部が、コイル収容部60Bの側方に配置されており、第2溝部124は、この基端部から第2ブラシ104用のブラシホルダ88へ向けて延びて、当該ブラシホルダ88の長手方向中間位置で当該ブラシホルダ88の下側(ベース部52の板厚方向他方側)を通過している。そして、第2ブラシ104用のブラシホルダ88の下側を通過した第2溝部124は、第1ブラシ102用のブラシホルダ88へ向けてさらに延びて、組付溝58と貫通孔54との間を通過すると共に、第1ブラシ102用のブラシホルダ88の下側を第1溝部122よりもベース部52の径方向内側の位置で通過している。さらに、第1ブラシ102用のブラシホルダ88の下側を通過した第2溝部124は、第2ブラシ106用のブラシホルダ88へ向けてさらに延びて、組付溝56と貫通孔54との間で第1溝部122と交差されると共に、ゴムブッシュ84と第2ブラシ106用のブラシホルダ88との間まで延びている。
そして、この第2溝部124内に第2ワイヤ130が収容されている。この第2ワイヤ130は、導電性及び可撓性を有する略丸棒状の線材を屈曲して形成されて、第2溝部124の延設方向に沿って延びている。これにより、第2ワイヤ130の一部は、第2ブラシ104用のブラシホルダ88の下側(当該ブラシホルダ88とベース部52との間)をベース部52の周方向に横切るように配置されており、第2ワイヤ130の他の一部は、第1ブラシ102用のブラシホルダ88の下側(当該ブラシホルダ88とベース部52との間)をベース部52の周方向に横切るように配置されている。
そして、第2ワイヤ130の長手方向一端部は、ベース部52の板厚方向一方側へ屈曲されて、第2ブラシ104に設けられたピッグテール108及びチョークコイル(図示省略)と第2接続金具70で共にカシメられて結合されている。一方、第2ワイヤ130の長手方向他端部は、ベース部52の板厚方向一方側へ屈曲されて、第2ブラシ106に設けられたピッグテール108と第4接続金具112で共にカシメられて結合されている。これにより、対となる第2ブラシ104,106が第2ワイヤ130によって電気的に接続されている。
ここで、ベース部52の板厚方向一方側から見て、保持部120における第1溝部122と第2溝部124とが交差する部分が交差部126とされており(図4(B)参照)、この交差部126の位置で、第2ワイヤ130の一部が第1ワイヤ128の一部と交差されている。そして、この交差部126では、第1ワイヤ128と第2ワイヤ130とはベース部52の板厚方向に互いに離間して配置されている。すなわち、交差部126では、第1ワイヤ128と第2ワイヤ130とが、互いに接触することなく電気的に絶縁された状態で保持されている。
これについて、図4(A)〜図6(B)を用いて説明する。図4(A)には、図1における4A−4A線位置でのベース部52の断面が示されており、図4(B)〜図6(B)では、図4(A)の状態から破断位置をベース部52の周方向一方側へ徐々にずらした際のベース部52の断面が示されている。
図4(A)に示されるように、交差部126よりもベース部52の周方向他方側の位置では、第2溝部124が、第1溝部122に対してベース部52の径方向外側に配置されると共に、第1溝部122の上側(ベース部52の板厚方向一方側)に配置されている。つまり、この位置では、第2溝部124と第1溝部122とが別々の溝として独立して形成されている。さらに、第2溝部124は、ゴムブッシュ84のフランジ部84Aの下側に配置されている。すなわち、第2ワイヤ130がフランジ部84Aの下側を通過して、第2ワイヤ130の第2溝部124からの抜け出しがゴムブッシュ84よって抑制されるようになっている。
そして、図4(B)に示されるように、交差部126の位置では、第2溝部124と第1溝部122とが、ベース部52の板厚方向に連通されている。ただし、この交差部126の位置では、第2ワイヤ130が第1ワイヤ128の上側に配置されて、第1ワイヤ128と第2ワイヤ130とはベース部52の板厚方向で互いに離間した電気絶縁状態で配置されている。
さらに、図5(A)に示されるように、交差部126よりもベース部52の周方向一方側の位置では、第2溝部124は、第1溝部122に対してベース部52の径方向内側に配置されると共に、第1溝部122の上側に配置されている。つまり、この位置では、第2溝部124と第1溝部122とがベース部52の板厚方向と径方向の両方向に離間した別々の溝として独立して形成されている。このように、第1溝部122及び第2溝部124は、交差部126における溝深さの異なる部位からそれぞれベース部52の周方向一方側及び他方側へ延びている。
さらに、図5(B)〜図6(B)に示されるように、第1溝部122が第1ブラシ102用のブラシホルダ88に接近するのに従って、第1溝部122の溝深さが徐々に浅くされて、当該ブラシホルダ88の下側では、第1ワイヤ128が第1溝部122と当該ブラシホルダ88の底壁とによって狭持された状態で保持されている。一方、第2溝部124が第1ブラシ102用のブラシホルダ88に接近するのに従って、第2溝部124の溝深さが徐々に深くされて、当該ブラシホルダ88の下側では、第2ワイヤ130が当該ブラシホルダ88の底壁と離間した状態にされている。つまり、ブラシホルダ88の下側を通過する第1ワイヤ128及び第2ワイヤ130が、同電極とされる(より具体的には、そのブラシホルダ88で保持されたブラシのピッグテールに結線された場合には)ブラシホルダ88とは当接されて、異電極とされる(より具体的には、そのブラシホルダ88で保持されたブラシのピッグテールに結線されない場合には)ブラシホルダ88とは離間されるように、第1溝部122及び第2溝部124の溝深さが設定されている。
したがって、第2溝部124の溝深さは、第2ブラシ104用のブラシホルダ88の下側では、第2ワイヤ130と当該ブラシホルダ88とを当接させる深さに設定されている。一方、第1溝部122の溝深さは、第2ブラシ106用のブラシホルダ88の下側では、第1ワイヤ128と当該ブラシホルダ88とを離間させる深さに設定されている。
さらに、図3に示されるように、第2溝部124は、ゴムブッシュ86のフランジ部86Aの下側に配置されている。すなわち、第2ワイヤ130がフランジ部86Aの下側を通過して、第2ワイヤ130の第2溝部124からの抜け出しがゴムブッシュ86よっても抑制されるようになっている。
また、図4(B)に示されるように、第1溝部122には、交差部126の位置において、フック部132が一体に形成されている。フック部132は、断面略台形状に形成されると共に、第1ワイヤ128の上側の位置において第1溝部122の一方の側壁から他方の側壁に向けて突出されている。これにより、第1ワイヤ128の上側への移動がフック部132によって制限されて、第1ワイヤ128と第2ワイヤ130との接触が防止されている。なお、第1ワイヤ128及び第2ワイヤ130は絶縁皮膜で被覆された線材であり、結線部位においてはその皮膜が除去されて電気的に接続される。
次に本実施の形態の作用及び効果について説明する。
上記のように構成されたモータ10のブラシホルダ装置30では、一対の第1ブラシ100,102及び一対の第2ブラシ104,106が、ベースプレート50の径方向にそれぞれ対向して配置されている。また、対となる第1ブラシ100,102は第1ワイヤ128によって電気的に接続されており、対となる第2ブラシ104,106は第2ワイヤ130によって電気的に接続されている。なお、対となる第2ブラシ104,106は、通電時においては、対となる第1ブラシ100,102とは異なる極性となる。
そして、コネクタ46、回路基板44、及びモータ端子としての第1ターミナル64及び第2ターミナル66を介してそれぞれ第1ブラシ100,102及び一対の第2ブラシ104,106に駆動電流が供給されてモータ本体12が回転駆動する。このモータ本体12の回転駆動は、外部コネクタが接続されるコネクタ46を介して回路基板44の回路に入力されたセンサ信号や指令信号等の電気信号に応じて制御され、モータ本体12の回転速度や回転方向、起動・停止などの駆動制御が行われる。このモータ本体12の回転駆動が制御されることで、車両のワイパ装置が払拭制御される。なお、ワイパ装置の反転動作は、不図示の回転位置検出器(例えば磁気抵抗素子など)により出力軸40の回転位置を検出し、反転位置のタイミングにおいて対となる第1ブラシ100,102と対となる第2ブラシ104,106との極性を切替え制御することで、モータ本体12の回転軸20の回転方向(即ち出力軸40の回転方向)を正回転及び逆回転させて実行される。また、従来の4極のワイパモータ(特許文献1参照)では、駆動電流を高速用ブラシ又は低速用ブラシに供給することで異なる磁気回路を形成して高速と低速の2段階の回転速度で駆動可能としていたが、本実施形態では、回路基板44が備えるPWM制御回路(図示省略)によって使用するブラシを切替えるのではなくPWM制御によってモータ本体12の回転速度が制御される。
ここで、第1ワイヤ128の一部が、第2ブラシ106用のブラシホルダ88の下側(ベース部52側)を横切るように配置されており、第1ワイヤ128の他の一部が、第1ブラシ102用のブラシホルダ88の下側(ベース部52側)を横切るように配置されている。また、第2ワイヤ130の一部が、第2ブラシ104用のブラシホルダ88の下側(ベース部52側)を横切るように配置されており、第2ワイヤ130の他の一部が、第1ブラシ102用のブラシホルダ88の下側(ベース部52側)を横切るように配置されている。
これにより、ブラシホルダ装置30の径方向の大型化を抑制できる。つまり、第1ワイヤ128及び第2ワイヤ130とブラシホルダ88との干渉を防止するため、仮に、第1ワイヤ128及び第2ワイヤ130がブラシホルダ88に対してベースプレート50の径方向外側又は径方向内側に迂回された状態で配置されると、ブラシホルダ装置30がベースプレート50の径方向に大きくなる。
一方、第1ワイヤ128の一部及び第2ワイヤ130の一部がブラシホルダ88の下側を横切るように配置されているため、第1ワイヤ128及び第2ワイヤ130をブラシホルダ88に対してベースプレート50の径方向外側又は径方向内側に迂回させる必要がなくなる。これにより、ブラシホルダ装置30の径方向の大型化を抑制できる。以上により、ブラシホルダ装置30の径方向の大型化を抑制しつつ対となる第1ブラシ100,102同士及び対となる第2ブラシ104,106同士を接続できる。
また、ベース部52には、第1溝部122及び第2溝部124が形成されており、第1溝部122内に第1ワイヤ128が収容されると共に、第2溝部124内に第2ワイヤ130が収容されている。これにより、第1ワイヤ128及び第2ワイヤ130がベースプレート50(ベース部52)内に電気絶縁状態で収容されて保持されるため、第1ワイヤ128及び第2ワイヤ130のベースプレート50(ベース部52)からの突出を抑制できる。したがって、ブラシホルダ装置30におけるベース部52上の空間を広く確保できるので、電気部品のベースプレート上への配置自由度を大きくしつつ第1ブラシ100,102同士及び第2ブラシ104,106同士を接続できる。
しかも、第1ワイヤ128及び第2ワイヤ130は、ある程度の剛性(形状安定性)と可撓性とを有することで第1溝部122及び第2溝部124内への組付け及び取り廻し作業性が良好となっているが、組み付け後においては、第1ワイヤ128及び第2ワイヤ130の形状および姿勢が第1溝部122及び第2溝部124によって安定姿勢で維持される。
すなわち、仮に、第1ワイヤ128又は第2ワイヤ130がベースプレート50の板厚方向一方側の上部空間においてブラシホルダ88を跨いだ状態で配置されると、ブラシホルダ装置としてベースプレートの板厚方向一方側に大きくなるとともに、周囲の電気部品との干渉が懸念される。また、仮に、第1ワイヤ128又は第2ワイヤ130がベースプレート50の板厚方向他方側に配置されると、第1ワイヤ128又は第2ワイヤ130がベースプレート50の板厚方向一方側から他方側へ取廻し再度一方側へと取り廻さなければならず、組付作業性及び組付装置が複雑なものとなる。これに対して、本実施の形態では、上述したように、第1ワイヤ128及び第2ワイヤ130がベースプレート50(ベース部52)内に収容されるため、第1ワイヤ128及び第2ワイヤ130の取り廻しが容易であって電気部品のベースプレート上への配置自由度を大きくしながらもブラシホルダ装置30の板厚方向の大型化も抑制できる。
さらに、ブラシホルダ88は、ベースプレート50の径方向を長手方向とした筒状に形成されており、第1ワイヤ128及び第2ワイヤ130がブラシホルダ88の長手方向中間位置で、ブラシホルダ88とベースプレート50との間を通過して(横切って)いる。そして、ブラシホルダ88は、ブラシホルダ88の長手方向両端部に形成された一対の固定爪90によってベースプレート50(ベース部52)に固定されている。言い換えれば、ブラシホルダ88のベースプレート50側におけるブラシホルダ88の長手方向両端部に形成された一対の固定爪90の間を第1ワイヤ128及び第2ワイヤ130が通過している。したがって、ブラシホルダ88をベースプレート50(ベース部52)に固定させる一対の固定爪90に第1ワイヤ128及び第2ワイヤ130を干渉させることなく、ブラシホルダ88の下側を横切るように第1ワイヤ128の一部及び第2ワイヤ130一部を配置させることができる。
また、第1ブラシ102用のブラシホルダ88とベースプレート50との間で、第1ワイヤ128が狭持されているため、第1ワイヤ128が、このブラシホルダ88とベースプレート50との間に保持される。さらに、第2ブラシ104用のブラシホルダ88とベースプレート50との間で、第2ワイヤ130が狭持されているため、第2ワイヤ130が、このブラシホルダ88とベースプレート50との間に保持される。これにより、第1ワイヤ128と同電極とされるブラシホルダ88(より具体的には、第1ワイヤ128に結線された第1ブラシを保持するブラシホルダ88)を、第1ワイヤ128を保持する部材として利用でき、第2ワイヤ130と同電極とされるブラシホルダ88(より具体的には、第2ワイヤ130に結線された第2ブラシを保持するブラシホルダ88)を、第2ワイヤ130を保持する部材として利用できる。
さらに、ブラシホルダ装置30は第2ハウジングとしてのギヤハウジング34のホルダ収容部36に固定され、第1ハウジングとしてのモータハウジング14の開口部を閉塞するようにギヤハウジング34が固定されている。これにより、径方向の大型化が抑制されたブラシホルダ装置30がモータ本体12内に配置されるので、モータ10の径方向及び軸方向の大型化を抑制できる、
また、モータハウジング14の内周面には、モータハウジング14の周方向に交互に磁極が異なる4極の永久磁石16が固定されて、モータ10が所謂4極のモータとして構成されている。また、上述したように、対となる第1ブラシ100,102が第1ワイヤ128によって接続されると共に、対となる第2ブラシ104,106が第2ワイヤ130によって接続されている。このため、アーマチャ18のアーマチャコイル26を形成する巻線工程及び整流子28との接続工程において均圧線の取廻しを行う必要がないため、巻線工程及び接続工程を単純なものとすることができる。
なお、本実施の形態では、第1ワイヤ128が第1溝部122に収容されており、第2ワイヤ130が第2溝部124に収容されている。これに替えて、例えば、インサート成形によって、第1ワイヤ128及び第2ワイヤ130をベース部52内に一体に形成してもよい。
また、本実施の形態では、第2ワイヤ130と第2ブラシ104用のブラシホルダ88とが当接されており、第1ワイヤ128と第1ブラシ102用のブラシホルダ88とが当接されている。これに替えて、第2ワイヤ130と第2ブラシ104用のブラシホルダ88とを離間させると共に、第1ワイヤ128と第1ブラシ102用のブラシホルダ88とを離間させるように、第1溝部122と第2溝部124との溝深さを設定してもよい。
さらに、本実施の形態では、第1溝部122にフック部132が1箇所設けられているが、フック部132を複数設けてもよい。
また、本実施の形態では、交差部126において、第2ワイヤ130の下側(ベース部52の板厚方向他方側)に第1ワイヤ128が配置されている。これに替えて、交差部126において、第1ワイヤ128の下側に第2ワイヤ130を配置するように、第1溝部122及び第2溝部124を形成してもよい。この場合には、フック部132を第2溝部124内に形成することで、第2ワイヤ130におけるベース部52の板厚方向一方側への移動がフック部132によって制限できる。これにより、第2ワイヤ130と第1ワイヤ128との接触をフック部132によって効果的に防止できる。
また、本実施の形態では、モータ10がモータ本体12と減速部32とを含んで構成されている。これに替えて、モータ10から減速部32を省略して、モータハウジング14の開口部に固定されて閉塞するエンドプレートを別途設けて、このエンドプレートにブラシホルダ装置30を固定するようにしてもよい。すなわち、減速部32を備えていないモータ10にブラシホルダ装置30を用いてもよい。
さらに、本実施の形態では、対となる第1ブラシ100,102と対となる第2ブラシ104,106との極性を回転位置検出器によって切換え制御するモータ10にブラシホルダ装置30が適用されているが、ブラシホルダ装置30を一方向に回転するモータに適用してもよい。すなわち、第1ブラシ100,102を正極用のブラシとし、第2ブラシ104,106を負極用のブラシとすると共に、PWM制御回路によって回転軸20の回転速度を変更できるモータにブラシホルダ装置30を適用してもよい。
10・・・モータ、14・・・モータハウジング(第1ハウジング)、16・・・永久磁石、30・・・ブラシホルダ装置、34・・・ギヤハウジング(第2ハウジング)、50・・・ベースプレート、88・・・ブラシホルダ、90・・・固定爪(被固定部)、100,102・・・第1ブラシ、104、106・・・第2ブラシ、122・・・第1溝部、124・・・第2溝部、128・・・第1ワイヤ(第1接続部材)、130・・・第2ワイヤ(第2接続部材)。
Claims (6)
- モータのハウジングに装着可能にされ、絶縁材料で構成されると共に、環状に形成されたベースプレートと、
前記ベースプレートの板厚方向一方側に設けられた少なくとも一対の第1ブラシ及び前記ベースプレートの周方向に前記第1ブラシと交互に配置された一対の第2ブラシの各々を保持するブラシホルダと、
一部が前記ブラシホルダの前記ベースプレート側を横切るように前記ベースプレートに配置されて対となる前記第1ブラシ同士を接続する第1接続部材と、
一部が前記ブラシホルダの前記ベースプレート側を横切るように前記ベースプレートに配置されて対となる前記第2ブラシ同士を接続する第2接続部材と、
を備えたブラシホルダ装置。 - 前記ベースプレートには、前記第1接続部材を収容する第1溝部と、前記第2接続部材を収容する第2溝部と、が形成され、
前記第1溝部及び前記第2溝部が前記ブラシホルダ側へ開放された請求項1に記載のブラシホルダ装置。 - 前記ブラシホルダは前記ベースプレートの径方向を長手方向とした筒状に形成されると共に、前記ブラシホルダの長手方向両端部には、前記ブラシホルダを前記ベースプレートに固定させる一対の被固定部が形成され、
前記第1接続部材の一部及び前記第2接続部材の一部が前記ブラシホルダの長手方向中間位置で前記ブラシホルダと前記ベースプレートとの間に配置された請求項1又は請求項2に記載のブラシホルダ装置。 - 前記第1接続部材は、前記第1ブラシが保持された前記ブラシホルダと前記ベースプレートとの間で狭持され、
前記第2接続部材は、前記第2ブラシが保持された前記ブラシホルダと前記ベースプレートとの間で狭持された請求項1〜請求項3の何れか1項に記載のブラシホルダ装置。 - 請求項1〜請求項4の何れか1項に記載のブラシホルダ装置を備えたモータ。
- 前記モータの前記ハウジングは、筒状に形成された第1ハウジングと該第1ハウジングの開口部に固定されて閉塞する第2ハウジングとを有し、
前記第1ハウジングには、前記第1ハウジングの周方向に交互に磁極が異なる4極の永久磁石が固定され、
一対の前記第1ブラシ及び一対の前記第2ブラシの各々が前記ベースプレートの径方向に対向して配置された請求項5に記載のモータ。
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