JP6254490B2 - ブラシホルダ装置及びそれを搭載したｄｃモータ - Google Patents

Description

本発明は、アーマチャ（電機子）への電源供給のためにブラシを保持してコミテータ（整流子）側に付勢するブラシホルダ装置及びそれを搭載したＤＣモータに関する。

ＤＣモータ（以下、モータと称する）に用いられるブラシには種々の形式のものがあり、モータの用途等を考慮して最適な形式のものが選択・採用されている。例えば自動車用パワーウインドウやサンルーフ、或いは電動工具等のように比較的大きな駆動力が要求されるモータでは、大型のブラシを確実に保持するためにブラシホルダ装置が用いられている。

図９は４極モータのブラシホルダ装置を示す平面図である。この従来のブラシホルダ装置１０１では、コミテータ９の回転軸線Ｌｃを中心としてベース１６上に一対のブラシホルダ１７が９０°間隔で配置され、各ブラシホルダ１７にコミテータ９の半径方向に摺動可能にブラシ１８が保持されている。ベース１６上の両ブラシホルダ１７の狭角領域には一対の支持柱２５，２６が立設され、各支持柱２５，２６にトーションスプリング２７，２８（以下、スプリングと称する）の巻回部２７ａ，２８ａが嵌め込められると共に、両スプリング２７，２８間には絶縁保持のための隔壁１０２が形成されている。

各スプリング２７，２８の一端は作用端２７ｂ，２８ｂとしてそれぞれブラシ１８の外周端（反コミテータ９側）に当接し、巻回部２７ａ，２８ａにセット荷重を与えた上で他端が反力端２７ｃ，２８ｃとして隔壁１０２に掛止されている。巻回部２７ａ，２８ａの弾性により各スプリング２７，２８の作用端２７ｂ，２８ｂがブラシ１８をコミテータ９側に付勢し、これにより各ブラシ１８を通じてコミテータ９側に電源供給するようになっている。

また、別のブラシホルダ装置として、例えば特許文献１が提案されている。当該特許文献１の技術も、９０°間隔で配置されたブラシホルダ間に一対の支持柱が立設されたものであり、支持柱の間に絶縁のための隔壁が形成されると共に、各支持柱に嵌め込んだトーションスプリングの反力端を掛止するために、ベース上にガイド壁が立設されている。

さらに、別のブラシのブラシホルダ装置として特許文献２も提案されている。当該特許文献２の技術は、一対のブラシを単一のスプリングにより付勢するものであり、そのためスプリングを支持する支持柱も共用されている。支持柱にはスプリングの巻回部が嵌め込まれ、その両端が作用端としてそれぞれのブラシの外周端に当接してコミテータ側に付勢するようになっている。

特開２００６−３２０１５２号公報 特許第４４８５８８９号明細書

ところで、一般にモータには焼損対策が施されると共に、用途によってはノイズ対策が要求される場合もある。これを受けて、ブラシホルダ装置のベース上にはブラシホルダ、支持柱やスプリングの他に、焼損対策用のＰＴＣサーミスタ、ノイズ対策用のバリスタ、フェライトコア、コンデンサ及び抵抗等の各種素子も配置されており、ベース上にスペース的な余裕はほとんどない。このため、モータを小型化するにはベース上のスペース効率を向上させることが必要不可欠であり、特に支持柱の周辺の部材の占有面積を縮小することが重要な課題になっている。

図９に示す従来技術では、両支持柱２５，２６の間にスプリング２７，２８の絶縁及び反力端２７ｃ，２８ｃの掛止のための隔壁１０２を形成していることから、隔壁１０２に妨げられて両支持柱２５，２６を十分に接近させることができず、占有面積の縮小、ひいてはモータの小型化に対して好ましいとは言い難い。
また、特許文献１の技術では、スプリングを絶縁する隔壁に加えて反力端の掛止のためにガイド壁を形成しているため、支持柱の周辺の部材の占有面積は図９に示すものよりもさらに増大してしまう。

また、特許文献２の技術では、両ブラシ間で支持柱及びスプリングを共用しているため、一見すると占有面積の縮小に寄与しているように感じられるが、実際にはかえってモータを大型化する要因になりかねない。
例えば図９の従来技術において、スプリング２７，２８の作用端２７ｂ，２８ｂは、支持柱２５，２６を中心（詳しくは巻回部２７ａ，２８ａの外周における作用端２７ｂ，２８ｂの引き出し箇所ａ）として矢印のように円弧軌跡を描く。このため、次第に摩耗して短くなるブラシ１８を終始適切に付勢するには、ブラシ１８の摺動方向において全長ｌの中間付近に支持柱２５，２６を配置することが望ましい。この点は、特許文献２の技術も同様である。

そして、ブラシ１８の摺動方向における作用端２７ｂ，２８ｂの許容ストロークは、巻回部２７ａ，２８ａから作用端２７ｂ，２８ｂまでの長さ（＝支持柱２５，２６とブラシ１８との距離）に応じて変化するため、支持柱２５，２６をブラシ１８に接近させるには限界がある。この従来技術では、各ブラシ１８に対する支持柱２５，２６の位置を個別に設定可能なため、摩耗によるブラシ長の変化分相当のストロークを確保した上で、可能な限りブラシ１８に近接した位置にそれぞれの支持柱２５，２６を配置可能である。

しかしながら、支持柱２０１を共用した特許文献２の技術では、図１０の模式図に示すように、両ブラシ１８に対して共に全長ｌの中間付近となるように支持柱２０１を配置する必要があるため、必然的に支持柱２０１の位置は、両ブラシ１８の全長ｌの中間付近から直交方向に延長した交点箇所に限定されてしまう。結果として支持柱２０１は両ブラシ１８から大きく離間した位置に配設され、コミテータ９の回転軸線Ｌｃからも離間することからベース１６の径を拡大せざるを得ず、モータを大型化させる要因になってしまう。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ベース上に立設した支持柱の周辺の部材の占有面積を縮小でき、もってモータを小型化することができるブラシホルダ装置及びそれを搭載したＤＣモータを提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明のブラシホルダ装置は、ベース上に配置されてそれぞれコミテータの外周面に直交する方向にブラシを摺動可能に保持する一対のブラシホルダと、一対のブラシホルダの間の領域内に隣り合って立設された第１及び第２の支持柱と、各支持柱に巻回部をそれぞれ嵌め込み、巻回部から延設された一端を作用端として各々ブラシに当接させると共に、巻回部から延設された他端を反力端として相手側の支持柱の外周面にそれぞれ掛止される第１及び第２のトーションスプリングとを備え、第１の支持柱の基端側に第１のトーションスプリングを位置させると共に、第２の支持柱の先端側に第２のトーションスプリングを位置させ、各々のトーションスプリングを軸線方向に高さ違いの位置関係とし、第１のトーションスプリングの巻回部の先端側から作用端を延設し、第２のトーションスプリングの巻回部の基端側から作用端を延設したことを特徴とする（請求項１）。

このように構成したブラシホルダ装置によれば、各トーションスプリングの反力端を相手側の支持柱に掛止して、作用端でブラシを付勢したときの反力を相手側の支持柱により受け止めさせるため、反力端を掛止するための隔壁を第１及び第２の支持柱の間に設ける必要がなくなり、隔壁の厚み相当分だけ両支持柱を接近可能となる。また、一対の支持柱にそれぞれトーションスプリングを支持しているため、各ブラシに対する支持柱の位置を個別に設定でき、これによりブラシに近接した適切な位置に支持柱を配置してベースを縮小可能となる。

また、支持柱の軸線方向において両トーションスプリングの作用端が接近することから、それぞれの作用端のブラシへの当接位置も接近する。このため両ブラシの付勢状態が近づけられて、均等に摩耗させることが可能となる。

また別の態様として、第１及び第２の支持柱にそれぞれ先端方向規制部及び基端方向規制部を形成して第１及び第２のトーションスプリングを移動規制することにより、各トーションスプリングを支持柱の基端側または先端側に位置させると共に支持柱の軸線方向に互いに離間させることが望ましい（請求項２）。
このように構成したブラシホルダ装置によれば、第１及び第２のトーションスプリングが支持柱の軸線方向に離間するため、相互の接触による短絡が防止される。そして、第１及び第２の支持柱の間隙内で、両トーションスプリングの巻回部の線材が支持柱の軸線方向に直列配置されるため、それぞれの支持柱を最大限に接近させることが可能となる。

また別の態様として、第１のトーションスプリングに対する上記基端方向規制部を、ベース上の第１の支持柱の基端に形成されて第１のトーションスプリングの巻回部が当接する座面とし、第２のトーションスプリングに対する上記基端方向規制部を、第２の支持柱の拡径部の先端に形成されて第２のトーションスプリングの巻回部が当接する座面とし、第１のトーションスプリングに対する上記先端方向規制部を、第２の支持柱の拡径部の基端に形成されて第１のトーションスプリングの反力端の先端側に位置する係止部とし、第２のトーションスプリングに対する先端方向規制部を、第１の支持柱の先端に形成されて第２のトーションスプリングの反力端の先端側に位置する係止部とすることが望ましい（請求項３）。

このように構成したブラシホルダ装置によれば、第２の支持柱側のみに大径部を形成するだけで、両支持柱の座面に段差が生じて両トーションスプリングが互い違いの位置関係になると共に、それぞれの座面が基端方向規制部として機能する。また、両支持柱に係止部を形成するだけで、これらの係止部が先端方向規制部として機能する。このため、最小限の構成により両トーションスプリングの軸線方向の移動規制が可能となる。

また別の態様として、第１のトーションスプリングの巻回部からの延設箇所を支持柱の先端側に向けて折曲形成すると共に、第２のトーションスプリングの巻回部からの延設箇所を支持柱の基端側に向けて折曲形成することが望ましい（請求項４）。
このように構成したブラシホルダ装置によれば、第１及び第２のトーションスプリングは支持柱の基端側または先端側に位置すると共に、短絡防止のために支持柱の軸線方向に互いに離間しているが、それぞれの巻回部からの延設箇所が折曲形成されることにより、支持柱の軸線方向において両スプリングの作用端の位置がより接近する。このため両ブラシの付勢状態がさらに近づけられて一層均等に摩耗させることが可能となる。

また別の態様として、第１及び第２のトーションスプリングを同一部材、且つ同一形状とし、互いに反転した姿勢で対応する支持柱に巻回部を嵌め込むことが望ましい（請求項５）。
このように構成したブラシホルダ装置によれば、同一部材のトーションスプリングを使用することによりコスト低減が可能となる。

また別の態様として、第１及び第２の支持柱の間に形成される間隙は、第１及び第２のトーションスプリングを形成する線材の太さよりも大きく、線材の太さの２倍よりも小さくすることが望ましい（請求項６）。
このように構成したブラシホルダ装置によれば、トーションスプリングを所定の位置に配置しつつ、ブラシホルダ装置をより小型化することが可能となる。

また別の態様として、請求項１乃至６の何れかに記載のブラシホルダ装置を搭載してＤＣモータを構成することが望ましい（請求項７）。
このように構成したＤＣモータによれば、そのブラシホルダ装置により各請求項に記載した作用効果が得られる。

本発明のブラシホルダ装置及びそれを搭載したＤＣモータによれば、ベース上に立設した支持柱の周辺の部材の占有面積を縮小でき、もってモータを小型化することができる。

実施形態のモータ１を示す断面図である。 ブラシホルダ装置をモータのリア側から見た平面図である。 図２のＡ矢視に相当するブラシホルダ装置の側面図である。 組立状態のブラシホルダ装置を示す斜視図である。 図４に対応するブラシホルダ装置の分解斜視図である。 両支持柱の間隙内でのスプリングの線材の配置状態を示す図３に対応する側面図である。 ベースを単体で示した図２に対応する平面図である。 ベースを単体で示した図３に対応する側面図である。 従来技術のブラシホルダ装置を示す平面図である。 従来技術と特許文献２の技術との支持柱の位置を比較した模式図である。

以下、本発明を具体化したブラシホルダ装置、及びそれを搭載したＤＣモータの一実施形態を説明する。本実施形態のＤＣモータは一対のブラシをコミテータの回転軸線を中心としてベース上に９０°間隔で配置した４極モータとして構成され、自動車のパワーウインドウの駆動に用いられる。
図１は本実施形態のモータ１を示す断面図であり、同図の下方が出力軸１ａを突出させたモータ１のフロント側に相当し、上方がモータ１のリア側に相当する。

モータ１のハウジング２は、リア側に向けて開口する有底円筒状の金属ケース３をエンドプレート４により閉鎖して構成されている。金属ケース３の内周面には４極の磁界マグネット５が接着剤により固定され、これらの磁界マグネット５がステータ（固定子）として機能する。磁界マグネット５の内側にはロータ６（回転子）が配設され、ロータ６は回転軸７、アーマチャ８（電機子）及びコミテータ９（整流子）から構成されている。

ロータ６の回転軸７のフロント側は金属ケース３に設けられた軸受１０により回転可能に支持され、回転軸７のリア側はエンドプレート４に設けられた軸受１１により回転可能に支持され、この回転軸７がハウジング２からフロント側に突出して出力軸１ａとしての役割を果たす。アーマチャ８は、回転軸７上に固定されたコア１２に巻線１３を巻回して構成され、コア１２の外周面と磁界マグネット５の内周面との間には磁気ギャップとして所定のクリアランスが形成されている。コミテータ９は回転軸７上のアーマチャ８のリア側に設けられると共に、図示はしないが巻線１３に対し電気的に接続されている。

ハウジング２内には、コミテータ９を内包するようにブラシホルダ装置１５が配設されており、このブラシホルダ装置１５の構成について以下に説明する。
図２はブラシホルダ装置１５をモータ１のリア側から見た平面図、図３は図２のＡ矢視に相当する側面図、図４はブラシホルダ装置１５を示す斜視図、図５は図４に対応する分解斜視図、図６は両支持柱の間隙内でのスプリングの線材の配置状態を示す図３に対応する側面図、図７はベースを単体で示した図２に対応する平面図、図８はベースを単体で示した図３に対応する側面図であり、図３〜６，８では上方がモータ１のリア側である。

ブラシホルダ装置１５は、モータ１のリア側に相当するベース１６の面（以下、ベース上と称する）にブラシホルダ１７やトーションスプリング２７，２８等の部材を組み付けて構成されている。全体としてベース１６は合成樹脂材料で製作された円盤状をなして金属ケース３の開口部付近に配設され、図２，４に示すように、中央に貫設された透孔１６ａ内にはロータ６のコミテータ９が挿通されてベース１６上より僅かにリア側に突出している。
以下の説明では図４に示すように、コミテータ９の回転軸線Ｌｃに沿った方向を軸線方向、回転軸線Ｌｃに対して直交する方向を半径方向、回転軸線Ｌｃを中心として円弧を描く方向を円周方向としてベース１６上の方向を規定する。

図２，４，５に示すように、ベース１６上には、コミテータ９の回転軸線Ｌｃを中心とした円周方向に９０°の角度をなすように一対のブラシホルダ１７が配置されている。各ブラシホルダ１７は金属材料で製作され、コミテータ９の半径方向の両側面、及びベース１６への対向面（図５の下面に相当）を開放された直方体状をなしている。ブラシホルダ１７にはベース１６側に向けて突出する一対の係止部１７ａが一体形成され、これらの係止部１７ａがベース１６に貫設された係止孔１６ｂ内に挿入されて裏面側で折曲されることにより、ベース１６上で互いに９０度配置となる所定位置に各ブラシホルダ１７が固定されている。

各ブラシホルダ１７内にはベース１６の外周側から直方体状のカーボンブラシ１８（以下、単にブラシと称する）が挿入・保持され、各ブラシ１８はブラシホルダ１７に案内されて半径方向、即ちコミテータ９に直交する方向に摺動可能になっている。図２に示すように、各ブラシ１８の円周方向の一側面には電源供給のためのピグテール１９の一端がそれぞれ接続され、ピグテール１９の他端はベース１６上を延設されてフェライトコア２０の中心部を貫通し、ハンダ付け箇所２１を介して被覆リード線２２の一端にそれぞれ接続されている。各被覆リード線２２はベース１６の外周側に延設されて図示しないコネクタに接続され、このコネクタを介して外部から電源供給されるようになっている。

ピグテール１９と被覆リード線２２のハンダ付け箇所２１にはコンデンサ２３の一端が接続され、コンデンサ２３の他端は金属ケース３に接続されている。これらのフェライトコア２０やコンデンサ２３はノイズ対策用の素子であり、図示はしないがベース１６上には、他にも焼損対策用のＰＴＣサーミスタやノイズ対策用のバリスタ等の各種素子が配置されている。
また後述するように、モータ１の作動中に各ブラシ１８はコミテータ９の外周面との摺接により次第に摩耗し、ブラシ長の短縮に伴ってピグテール１９及びトーションスプリング２７，２８の作用端２７ｂ，２８ｂが次第にコミテータ９側に位置変位する。このため、これらの部材１９，２７ｂ，２８ｂとの干渉を避けるべく、各ブラシホルダ１７の円周方向の両側面にはスリット１７ｂが形成されている。

ベース１６上の両ブラシホルダ１７の狭角領域（９０°内の領域）には、各ブラシホルダ１７に対して等距離で且つ互いに円周方向に僅かな間隙Ｇ1を挟んで隣接するように、一対の支持柱２５，２６がモータ１のリア側に向けて同一高さで立設されている。結果として図２，７に示すように、コミテータ９の回転軸線Ｌｃから外周方向に延設したブラシホルダ１７の狭角領域を２等分する仮想線Ｌａの両側で、各ブラシホルダ１７同士及び各支持柱２５，２６同士が互いに対称の位置関係となっている。これらの支持柱２５，２６はベース１６の成型時に一体形成されたものである。

以下の説明では、図２の左側の支持柱を第１の支持柱２５、図２の右側の支持柱を第２の支持柱２６と称すると共に、これらの支持柱２５，２６を基準とする先端側（モータ１のリア側に相当）及び基端側（モータ１のフロント側に相当）に基づきベース１６上の方向を規定する。
図５〜８に示すように、ベース１６上の第１の支持柱２５の基端を取り囲む領域には、先端側に面する円弧状の座面２５ａ（第１のトーションスプリングに対する基端方向規制部）が凹設され、第１の支持柱２５の先端の外周面には、側方に向けて係止部２５ｂ（第２のトーションスプリングに対する先端方向規制部）が突設されている。

また、第２の支持柱２６の先端側は第１の支持柱２５と同一径であり、その基端側には先端側よりも大径の拡径部２６ａが形成され、さらに拡径部２６ａの基端側にはより小径の縮径部２６ｂが形成されてベース１６の基端側の面（図８の下側の面）まで及んでいる。拡径部２６ａ及び縮径部２６ｂは部分的にベース１６と一体化し、これによりベース１６上で第２の支持柱２６が立設している。

図７の平面視から判るように、拡径部２６ａの外周の第１の支持柱２５側は面取り２６ｃにより平坦に形成されており、拡径部２６ａの箇所においても上記した両支持柱２５，２６間の所定の間隙Ｇ1が確保されている。第２の支持柱２６の先端側と拡径部２６ａとの間は段差状をなし、結果として拡径部２６ａの先端には、平面視で円弧状をなす座面２６ｄ（第２のトーションスプリングに対する基端方向規制部）が先端側に面するように形成されている。

拡径部２６ａの外周には、ベース１６の外周側に向けて突出する突条２６ｅが拡径部２６ａの軸線方向全体に延びるように形成されている。突条２６ｅの基端と縮径部２６ｂとの間は段差状をなし、これにより突条２６ｅの基端（拡径部２６ａの基端でもある）には、基端側に面するように係止部２６ｆ（第１のトーションスプリングに対する先端方向規制部）が形成されている。

第１の支持柱２５には第１のトーションスプリング２７（以下、第１のスプリングと称する）が支持され、第２の支持柱２６には第２のトーションスプリング２８（以下、第２のスプリングと称する）が支持されている。図５に示すように、第１及び第２のスプリング２７，２８は、ピアノ線やばね用ステンレス鋼線等の線材をつる巻状に巻いて巻回部２７ａ，２８ａを形成し、巻回部２７ａ，２８ａから線材の一端を延設して作用端２７ｂ，２８ｂとし、同じく巻回部２７ａ，２８ａから線材の他端を延設して反力端２７ｃ，２８ｃとしている。
本実施形態では、第１及び第２のスプリング２７，２８として同一部材、且つ同一形状のものを使用し、互いに反転した姿勢で対応する支持柱２５，２６に支持させている。

第１及び第２のスプリング２７，２８の巻回部２７ａ，２８ａの内径は、第１の支持柱２５の外径及び第２の支持柱２６の拡径部２６ａよりも先端側の外径に比較して若干大きく設定されている。また、両支持柱２５,２６間に形成されている間隙Ｇ1は、スプリング２７，２８を形成する線材の太さよりも若干大きく、線材の太さの２倍よりも若干小さく設定されている。また、第１及び第２のスプリング２７，２８の巻回部２７ａ，２８ａの軸線方向（支持柱２５，２６の軸線方向でもある）の長さは、第１及び第２の支持柱２５，２６の長さの半分よりも若干短く設定されている。

第１のスプリング２７の巻回部２７ａは、第１の支持柱２５に嵌め込まれてその基端をベース１６の座面２５ａ上に当接させ、同じく第２のスプリング２８の巻回部２８ａは、第２の支持柱２６に嵌め込まれてその基端を拡径部２６ａの座面２６ｄ上に当接させている。なお、第１の支持柱２５の先端には係止部２５ｂが突設されているため、第１の支持柱２５への第１のスプリング２７の嵌め込みは、巻回部２７ａを若干変形させて順次係止部２５ｂを乗り越えさせながら行われる。

第１のスプリング２７の反力端２７ｃは、巻回部２７ａの基端側から延設されて第２の支持柱２６の縮径部２６ｂの外周面に掛止され、その反力端２７ｃの先端側には第２の支持柱２６の係止部２６ｆが位置している。このため図３，４に示すように、第１のスプリング２７は基端方向への移動をベース１６上の座面２５ａにより規制されると共に先端方向への移動を係止部２６ｆにより規制されて、第１の支持柱２５の軸線方向の基端側に位置している。

また、第２のスプリング２８の反力端２８ｃは、巻回部２８ａの先端側から延設されて第１の支持柱２５の外周面に掛止され、その反力端２８ｃの先端側には第１の支持柱２５の係止部２５ｂが位置している。このため、第２のスプリング２８は基端方向への移動を拡径部２６ａの座面２６ｄにより規制されると共に先端方向への移動を係止部２５ｂにより規制されて、第２の支持柱２６の軸線方向の先端側に位置している。

結果として、図３に示す側面視において第１及び第２のスプリング２７，２８が互い違いの位置関係になると共に、第１のスプリング２７の巻回部２７ａの先端側と第２のスプリング２８の巻回部２８ａの基端側とが支持柱２５，２６の軸線方向に互いに離間して間隙Ｇ2を形成している。このため図６に示すように、両スプリング２７，２８の巻回部２７ａ，２８ａを形成するそれぞれの線材は、両支持柱２５，２６の間隙Ｇ1内で互いに間隙Ｇ2だけ離間しながら支持柱２５，２６の軸線方向に直列配置されている。

第１のスプリング２７の作用端２７ｂは巻回部２７ａの先端側から対応するブラシ１８へと延設されると共に、第１の支持柱２５の先端側に向けてクランク状に折曲形成されることにより先端側にオフセットされている。また、第２のスプリング２８の作用端２８ｂは巻回部２８ａの基端側から対応するブラシ１８へと延設されると共に、第２の支持柱２６の基端側に向けてクランク状に折曲形成されることにより基端側にオフセットされている。このため、支持柱２５，２６の軸線方向において両スプリング２７，２８の作用端２７ｂ，２８ｂの位置（より詳しくは、互いの線材の中心線）が一致している。

なお、作用端２７ｂ，２８ｂをオフセットさせるための折曲形成は上記に限ることなく、任意に変更可能である。例えば巻回部２７ａ，２８ａから線材をブラシ１８に向けて延設する際の角度を、第１のスプリング２７の作用端２７ｂは若干先端側に設定し、第２のスプリング２８の作用端２８ｂは若干基端側に設定してもよい、この場合であっても同様の作用端２７ｂ，２８ｂのオフセットを達成できる。

第１及び第２のスプリング２７，２８は、それぞれの巻回部２７ａ，２８ａにセット荷重が与えられた上で対応するブラシ１８の外周端に作用端２７ｂ，２８ｂを当接させている。結果として、巻回部２７ａ，２８ａの弾性により各スプリング２７，２８の作用端２７ｂ，２８ｂがブラシ１８をコミテータ９へと付勢すると共に、その反力は反力端２７ｃ，２８ｃが掛止された相手側の支持柱２５，２６により受け止められる。
なお、図２に示すように、各スプリング２７，２８の巻回部２７ａ，２８ａの外周の作用端２７ｂ，２８ｂが引き出された箇所ａは、ブラシ１８の摺動方向においてブラシ１８の全長ｌの中間付近に位置し、次第に摩耗して短くなるブラシ１８を終始適切に付勢可能なように配慮されている。

次に、本実施形態の特徴部分である支持柱２５，２６の周辺の各部材のレイアウトについて述べる。
本実施形態の最も大きな特徴は、一対の支持柱２５，２６にそれぞれスプリング２７，２８を支持した上で、それぞれの作用端２７ｂ，２８ｂでブラシ１８を付勢したときの反力を受けるために、反力端２７ｃ，２８ｃを互いに相手側の支持柱２５，２６に掛止している点にある。
このような両スプリング２７，２８による支持柱２５，２６の相互利用により、例えば図９に示す従来技術のように、スプリング２７，２８の反力端２７ｃ，２８ｃを掛止するための隔壁１０２を両支持柱２５，２６の間に設ける必要がなくなる。また、特許文献１の技術のように、隔壁に加えてガイド壁を設ける必要もなくなる。結果として隔壁１０２の厚み相当分だけ両支持柱２５，２６を接近でき、支持柱２５，２６の周辺の部材の占有面積を縮小することができる。

また、各ブラシ１８に対する支持柱２５，２６の位置を個別に設定可能なため、可能な限りブラシ１８に近接した位置にそれぞれの支持柱２５，２６を配置できる。このため、支持柱を共用した特許文献２の技術のように、コミテータの回転軸線から支持柱が大きく離間することもなく、ベース１６の径を縮小できる。以上の要因によりブラシホルダ装置１５の小型化、ひいてはそれを搭載したモータ１の小型化を達成することができる。

加えて本実施形態では、第１及び第２のスプリング２７，２８を互い違いの位置関係で配置すると共に、支持柱２５，２６の軸線方向に互いに離間させ、さらに第１のスプリング２７の巻回部２７ａの先端側から作用端２７ｂを延設して折曲形成により先端側にオフセットさせ、第２のスプリング２８の巻回部２８ａの基端側から作用端２８ｂを延設して折曲形成により基端側にオフセットさせている。

第１及び第２のスプリング２７，２８が支持柱２５，２６の軸線方向に離間しているため、相互の接触によるスプリング２７，２８同士の短絡を確実に防止でき、その上で図６に示すように、第１及び第２の支持柱２５，２６の間隙Ｇ1内で両スプリング２７，２８の巻回部２７ａ，２８ａを形成する線材が支持柱２５，２６の軸線方向に直列配置されるため、両支持柱２５，２６を最大限に接近させることができる。

即ち、単に両スプリング２７，２８を併設した場合であっても、本発明によれば図９の従来技術の隔壁１０２を省略することで隔壁の厚み相当分だけは両支持柱２５，２６を接近可能である。しかし、本実施形態のように両スプリング２７，２８を互い違いの位置関係にすれば、それぞれのスプリング２７，２８の線材が間隙Ｇ1内で直列配置されるため、線材の太さよりも若干広い程度の間隔まで両支持柱２５，２６を接近させることができる。また、両支持柱２５,２６間に形成されている間隙Ｇ1は、スプリング２７，２８を形成する線材の太さよりも若干大きく、線材の太さの２倍よりも若干小さい。よって、支持柱２５，２６の周辺の部材の占有面積を一層縮小してブラシホルダ装置１５、ひいてはモータ１を小型化することができる。

また、両スプリング２７，２８自体は互い違いに配置されるものの、上記のような巻回部２７ａ，２８ａからの延設によって互いの作用端２７ｂ，２８ｂは支持柱２５，２６の軸線方向で接近しており、加えて折曲形成によるオフセットで両作用端２７ｂ，２８ｂの位置は軸線方向において一致している。その結果、両作用端２７ｂ，２８ｂは対応するブラシ１８の同一箇所に当接して同一条件の下で付勢可能となり、ブラシ１８を均等に摩耗させて本来の寿命を最大限に活用することができる。

さらに、このような両スプリング２７，２８の互い違いの配置を実現するために、第１の支持柱２５の基端及び第２の支持柱２６の拡径部２６ａの先端にそれぞれ座面２５ａ，２６ｄを形成すると共に、第１の支持柱２５の先端及び第２の支持柱２６の突条２６ｅの基端にそれぞれ係止部２５ｂ，２６ｆを形成している。
両支持柱２５の座面２５ａ，２６ｄに軸線方向の段差が生じて自ずと両スプリング２７，２８が互い違いの位置関係になると共に、それぞれの座面２５ａ，２６ｄ及び係止部２５ｂ，２６ｆによりスプリング２７，２８の軸線方向の移動を規制できる。結果として、最小限の構成により両スプリング２７，２８を互い違いの位置関係で配置した上で支持柱２５，２６からの離脱を防止でき、その製造コストを低減することができる。

加えて、両スプリング２７，２８の互い違いの配置は、スプリング２７，２８を共通化できるという別の利点にもつながる。例えば、特許文献１の技術では左右対称のスプリングを並列配置しているが、仮に同一スプリングを反転させて使用したとすると、互いの作用端が支持柱の軸線方向に大幅にずれて互いのブラシへの当接箇所が大きく食い違うため、適切な付勢が望めなくなってしまう。
これに対して本実施形態のような互い違いの配置では、同一スプリング２７，２８を反転させると互いの作用端２７ｂ，２８ｂが軸線方向にほぼ一致する上に、折曲形成によるオフセットも両作用端２７ｂ，２８ｂをさらに接近させる望ましい方向に作用する。即ち、両スプリング２７，２８を互い違いに配置した場合には弊害を生じることなく同一スプリング２７，２８を使用でき、これによりスプリング２７，２８の製造コストの低減、或いはベース１６への誤組付の防止等の種々の利点を得ることができる。

加えて図３に示すように、第１の支持柱２５の座面２５ａをベース１６上に凹設しているため、第１のスプリング２７の巻回部２７ａの一部（軸線方向の約半分）がベース１６の上面よりも下方に位置してベース１６に埋設されることになる。このため座面２５ａを凹設しなかった場合に比較して、第１のスプリング２７をより低位置に配設できると共に、間隙Ｇ2を確保した上で第２のスプリング２８もより低位置に配設できる。結果として、支持柱２５，２６の軸線方向の長さを小さく抑えることができ、ブラシホルダ装置１５をより小型化することが可能となる。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、一対のブラシ１８を９０°配置したブラシホルダ装置１５、及びそれを搭載した自動車のパワーウインドウ用の４極ＤＣモータ１として具体化したが、モータ１の用途や形式についてはこれに限るものではなく任意に変更可能である。例えば、サンルーフやスライドドアを駆動するためのモータ、或いは電動工具用のモータ等に適用してもよい。

また、ブラシ１８を１８０°配置した２極ＤＣモータに適用したり、或いはブラシ１８を４５°配置した８極ＤＣモータに適用したりしてもよい。さらに、ブラシ１８を６０°または１２０°配置した６極ＤＣモータに適用したりしてもよい。さらに、２対のブラシ１８（計４つ）をそれぞれ９０°配置した４極ＤＣモータに適用してもよく、この場合には、上記実施形態のブラシホルダ１７、支持柱２５，２６やスプリング２７，２８に関する構成をベース１６上にさらに１セット追加すればよい。

また上記実施形態では、第１及び第２のスプリング２７，２８を互い違いに配置し且つ同一スプリング２７，２８を反転させて使用したが、必ずしもこれに限るものではない。例えば特許文献１の技術のように左右対称のスプリングを並列配置してもよく、この場合であっても、上記実施形態と同じく両スプリングの反力端を互いに相手側の支持柱２５，２６に掛止すれば同様の作用効果が得られる。

また上記実施形態では、第１及び第２のスプリング２７，２８を互い違いに配置するだけでなく、短絡防止のために支持柱２５，２６の軸線方向に互いに離間させたが、両ブラシ１８間に絶縁対策を施した場合には必ずしも離間させる必要はない。具体的には、何れか一方或いは両方のスプリング２７，２８をエナメル等で絶縁コーティングしたり、或いは反力端２７ｃ，２８ｃが当接するブラシ１８の端部に絶縁材を貼着したりすればブラシ１８の絶縁を確保できるため、これらの場合には両スプリング２７，２８を接触した状態で配置してもよい。

１ ＤＣモータ
９ コミテータ
１６ ベース
１７ ブラシホルダ
１８ カーボンブラシ
２５ 第１の支持柱
２６ 第２の支持柱
２５ａ,２６ｄ 座面（基端方向規制部）
２５ｂ,２６ｆ 係止部（先端方向規制部）
２７ 第１のトーションスプリング
２８ 第２のトーションスプリング
２７ａ，２８ａ 巻回部
２７ｂ，２８ｂ 作用端
２７ｃ，２８ｃ 反力端

Claims (7)

1. ベース上に配置されてそれぞれコミテータの外周面に直交する方向にブラシを摺動可能に保持する一対のブラシホルダと、
   上記一対のブラシホルダの間の領域内に隣り合って立設された第１及び第２の支持柱と、
   上記各支持柱に巻回部をそれぞれ嵌め込み、該巻回部から延設された一端を作用端として各々ブラシに当接させると共に、上記巻回部から延設された他端を反力端として相手側の支持柱の外周面にそれぞれ掛止される第１及び第２のトーションスプリングとを備え、
   上記第１の支持柱の基端側に上記第１のトーションスプリングを位置させると共に、上記第２の支持柱の先端側に上記第２のトーションスプリングを位置させ、各々のトーションスプリングを軸線方向に高さ違いの位置関係とし、上記第１のトーションスプリングの巻回部の上記先端側から上記作用端を延設し、上記第２のトーションスプリングの巻回部の上記基端側から上記作用端を延設した
   ことを特徴とするブラシホルダ装置。
2. 上記第１及び第２の支持柱にそれぞれ先端方向規制部及び基端方向規制部を形成して上記第１及び第２のトーションスプリングを移動規制することにより、各トーションスプリングを上記支持柱の基端側または先端側に位置させると共に該支持柱の軸線方向に互いに離間させた
   ことを特徴とする請求項１に記載のブラシホルダ装置。
3. 上記第１のトーションスプリングに対する上記基端方向規制部は、上記ベース上の上記第１の支持柱の基端に形成されて該第１のトーションスプリングの巻回部が当接する座面であり、
   上記第２のトーションスプリングに対する上記基端方向規制部は、上記第２の支持柱の拡径部の先端に形成されて該第２のトーションスプリングの巻回部が当接する座面であり、
   上記第１のトーションスプリングに対する上記先端方向規制部は、上記第２の支持柱の上記拡径部の基端に形成されて該第１のトーションスプリングの反力端の先端側に位置する係止部であり、
   上記第２のトーションスプリングに対する上記先端方向規制部は、上記第１の支持柱の先端に形成されて該第２のトーションスプリングの反力端の先端側に位置する係止部である
   ことを特徴とする請求項２に記載のブラシホルダ装置。
4. 上記第１のトーションスプリングの上記巻回部からの延設箇所を上記支持柱の先端側に向けて折曲形成すると共に、上記第２のトーションスプリングの上記巻回部からの延設箇所を上記支持柱の基端側に向けて折曲形成した
   ことを特徴とする請求項２または３に記載のブラシホルダ装置。
5. 上記第１及び第２のトーションスプリングが同一部材、且つ同一形状のものであり、互いに反転した姿勢で対応する支持柱に巻回部を嵌め込まれた
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のブラシホルダ装置。
6. 上記第１及び第２の支持柱の間に形成される間隙は、上記トーションスプリングを形成する線材の太さよりも大きく、線材の太さの２倍よりも小さい
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のブラシホルダ装置。
7. 請求項１乃至６の何れかに記載のブラシホルダ装置を搭載したＤＣモータ。

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