特開 2022-129237 ブラシ付きモータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022129237

(43)【公開日】2022-09-05

(54)【発明の名称】ブラシ付きモータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 13/00 20060101AFI20220829BHJP

【ＦＩ】

H02K13/00 T

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021027865

(22)【出願日】2021-02-24

(71)【出願人】

【識別番号】000001340

【氏名又は名称】マーレエレクトリックドライブズジャパン株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】506292974

【氏名又は名称】マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＭＡＨＬＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｐｒａｇｓｔｒａｓｓｅ ２６－４６， Ｄ－７０３７６ Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】江口 明彦

(72)【発明者】

【氏名】田中 全

(72)【発明者】

【氏名】井原 大貴

(72)【発明者】

【氏名】植松 拓

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 政彦

【テーマコード（参考）】

5H613

【Ｆターム（参考）】

5H613AA02

5H613AA04

5H613BB23

5H613GA12

(57)【要約】

【課題】ブラシホルダに収容されたブラシの位置の視認性を高める。
【解決手段】ブラシ付きモータ１０において、ブラシホルダ２４は、ブラシ２２をコンミテータ１４に向けて移動可能に収容する。ばね２６は、ブラシホルダ２４に収容されたブラシをコンミテータ１４に向けて付勢する。ブラシ２２は、治具３２が取り付けられる治具取付け孔２２ｄを有するブラシホルダ２４は、開口２４ｄを有する。開口２４ｄは、治具３２がブラシ２２の治具取付け孔２２ｄに開口２４ｄを通じて取り付けられることができるようにブラシホルダ２４に形成されている。開口２４ｄは、ブラシ２２の移動方向において非対称となるようにブラシホルダ２４に形成されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ブラシと、
前記ブラシをコンミテータに向けて移動可能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た前記ブラシを前記コンミテータに向けて付勢するばねと、
を備え、
前記ブラシは、治具が取り付けられる治具取付け部を有し、
前記ブラシホルダは、開口を有し、前記開口は、前記治具が前記ブラシの前記治具取付け部に前記開口を通じて取り付けられることができるように前記ブラシホルダに形成されていることを特徴とする、ブラシ付きモータ。

【請求項2】

前記開口は、前記治具が前記ブラシの前記治具取付け部に前記開口を通じて取り付けられたまま、前記コンミテータから退避した所定の退避位置と、前記コンミテータに向けて進出した所定の進出位置との間で前記ブラシが移動可能となるように前記ブラシホルダに形成されていることを特徴とする、請求項１記載のブラシ付きモータ。

【請求項3】

前記開口は、前記ブラシの移動方向において非対称となるように前記ブラシホルダに形成されていることを特徴とする、請求項１または２記載のブラシ付きモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ブラシ付きモータに関し、特に、ブラシを収容するブラシホルダを有するブラシ付きモータに関する。

【背景技術】

【0002】

ブラシを整流子に押し当てて駆動するブラシ付きモータが知られている。ブラシ付きモータは構成が簡素で安価に製造可能なことから、自動車の電装部品及びその他の機械において現在でも多く用いられている。

【0003】

例えば、ブラシ起源の電磁雑音を抑制するため、ブラシと、ブラシを収めるブラシホルダと、ブラシと接触する整流子とを備え、ブラシホルダがプレートに配置されており、導体板がブラシホルダに接触するように設けられ、異極性のブラシを収める周方向に隣接したブラシホルダの組において、導体板が電気的に接続されているように構成されたブラシ付きモータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３－１７９７２５

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述のようにブラシは整流子に押し当てる必要がある。一方、ブラシ付きモータの円滑な製造工程を実現するために、整流子を配置する前にブラシを整流子から離間するように治具などでいったん保持し、整流子の配置後にその保持を解除してブラシを整流子に押しつけることが行われている。しかしながら、上述の特許文献に記載されているように、ブラシを収容するブラシホルダがある場合、このブラシホルダによってブラシの位置の視認性が低下するため、ブラシの保持が困難になるという問題があった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明に係るブラシ付きモータは、ブラシと、ブラシをコンミテータに向けて移動可能に収容するブラシホルダと、ブラシホルダに収容されたブラシをコンミテータに向けて付勢するばねと、を備える。ブラシは、治具が取り付けられる治具取付け部を有する。ブラシホルダは、開口を有し、開口は、治具がブラシの治具取付け部に開口を通じて取り付けられることができるようにブラシホルダに形成されている。この態様によれば、開口を通じて治具をブラシに容易に取り付けることができる。

【0007】

開口は、治具がブラシの治具取付け部に開口を通じて取り付けられたまま、コンミテータから退避した所定の退避位置と、コンミテータに向けて進出した所定の進出位置との間でブラシが移動可能となるようにブラシホルダに形成されていてもよい。

【0008】

ブラシがばねなどの付勢材料で整流子に押し当てられる場合、治具などで保持されていたブラシが、その保持が解除されたときにばねの付勢力で勢いよく整流子に突き当たる可能性がある。この態様によれば、整流子に押し当てられる直前まで、または整流子に押し当てられるまで、治具を用いてブラシを移動させることができる。このため、ブラシが整流子に突き当たる速度を抑制することができ、例えば製造作業の安全性を高めることができる。

【0009】

開口は、ブラシの移動方向において非対称となるようにブラシホルダに形成されていてもよい。この態様によれば、ブラシホルダの取付け時に、この開口を用いてブラシの向きを作業者が容易に確認することができる。このため、ブラシ付きモータの生産性を高めることができる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、ブラシホルダに収容されたブラシの位置の視認性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施形態に係るブラシ付きモータの斜視図である。

【図2】本実施形態に係るブラシアセンブリの斜視図である。

【図3】本実施形態に係るブラシの斜視図である。

【図4】本実施形態に係るブラシホルダの斜視図である。

【図5】（ａ）は、ブラシが退避位置にあるときのブラシアセンブリの上面図であり、（ｂ）は、（ｂ）のＡ－Ａ断面図である。

【図6】（ａ）は、ブラシが進出位置にあるときのブラシアセンブリの上面図であり、（ｂ）は、（ｂ）のＡ－Ａ断面図である。

【図7】（ａ）は、ブラシがコンミテータに押し当てられたときのブラシアセンブリの上面図であり、（ｂ）は、（ｂ）のＡ－Ａ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図１は、本実施形態に係るブラシ付きモータ１０の斜視図である。ブラシ付きモータ１０は、ブラシアセンブリ１２、コンミテータ１４、ハウジング１６、及びシャフト１８を有する。ハウジング１６は、外周が円筒形に形成された椀状に形成されている。ブラシアセンブリ１２は全体的に円盤状に形成されており、ハウジング１６の開口に取り付けられることにより、円柱状のブラシ付きモータ１０を構成する。ハウジング１６には、ブラシ付きモータ１０の中心軸と同軸の挿入孔が形成されており、この挿入孔にシャフト１８が挿入される。コンミテータ１４は、このシャフト１８の外周上に設けられている。ブラシアセンブリ１２にも中心軸と同軸の挿入孔が形成されており、この挿入孔にシャフト１８が挿入される。

【0013】

シャフト１８の外周面には、コア（図示せず）が取り付けられており、このコアに巻線（図示せず）が巻回されている。ハウジング１６の内周面には、このコアに対向するようにマグネット（図示せず）が配置されている。ブラシ付きモータのこれらの図示していない構成は公知であるため、これ以上の説明を省略する。

【0014】

図２は、本実施形態に係るブラシアセンブリ１２の斜視図である。ブラシアセンブリ１２は、ベース部材２０、ブラシ２２、ブラシホルダ２４、ばね２６を有する。ベース部材２０は樹脂により形成されており、ベースプレート２０ａ、フランジ２０ｂ、挿入孔２０ｃ、およびばねストッパ２０ｄを有する。ベースプレート２０ａは、円盤状に形成されている。フランジ２０ｂは、ベースプレート２０ａの縁からブラシ付きモータ１０の軸方向（以下、単に「軸方向」という）に延在している。挿入孔２０ｃは、ベースプレート２０ａの中心と同軸の丸孔として形成されている。この挿入孔２０ｃに、コンミテータ１４またはコンミテータ１４近傍のシャフト１８が挿入される。

【0015】

図３は、本実施形態に係るブラシ２２の斜視図である。ブラシ２２は導電性を有する中実の金属で形成されている。ブラシ２２は、コンミテータ１４への押しつけ方向に長い直方体形状に形成されている。

【0016】

ブラシ２２の延在方向（以下、単に「延在方向」という）における先端には、コンタクト部２２ａが形成されている。コンタクト部２２ａには、軸方向に波打つ凹凸が形成されている。また、コンタクト部２２ａは、軸方向にみてコンミテータ１４の外周と同じ曲率の円弧状に凹んでいる。このコンタクト部２２ａがコンミテータ１４に押し当てられる。

【0017】

ブラシ２２は、対向する第１側面２２ｂ及び対向する第２側面２２ｃを有する。第１側面２２ｂは軸方向と垂直であり、第２側面２２ｃは軸方向と平行となるように、ブラシ２２はベース部材２０に配置される。第１側面２２ｂには、治具取付け孔２２ｄおよびピン挿入溝２２ｅが形成されている。治具取付け孔２２ｄは、開口部が矩形の有底孔である。治具取付け孔２２ｄは、コンタクト部２２ａとは反対側のブラシ２２の後端部近傍に配置されている。この治具取付け孔２２ｄに、後述する治具が取り付けられる。

【0018】

ピン挿入溝２２ｅは、治具取付け孔２２ｄとブラシ２２の後端との間に形成されている。ピン挿入溝２２ｅは、１側面２２ｂと並行かつブラシ２２の延在方向と垂直に延びている。ピン挿入溝２２ｅは、後述するピンが挿入できるように、断面がピンよりもわずかに径の大きい円弧状となるように形成されている。

【0019】

対向する第１側面２２ｂの双方に治具取付け孔２２ｄおよびピン挿入溝２２ｅが形成されている。これにより、どちらの第１側面２２ｂを上方に向けても、上方に治具取付け孔２２ｄおよびピン挿入溝２２ｅを配置することができる。第２側面２２ｃには、導線取付け部２２ｆが設けられている。この導線取付け部２２ｆに導線が取り付けられる。

【0020】

図４は、本実施形態に係るブラシホルダ２４の斜視図である。ブラシホルダ２４は、板金を断面が矩形となるように曲げられて四角筒状に形成されている。このブラシホルダ２４に、ブラシ２２が延在方向に挿入される。

【0021】

ブラシホルダ２４は、対向する第１側面２４ａおよび対向する第２側面２４ｂを有する。コンタクト部２２ａは軸方向と垂直であり、第２側面２４ｂは軸方向と平行となっている。一方の第１側面２４ａには、開口２４ｄが形成されている。開口２４ｄは、延在方向に長く延びる矩形に形成されている。開口２４ｄは、ブラシホルダ２４に収容されたブラシの位置を視認可能とする。

【0022】

他方の第１側面２４ａ近傍の第２側面２４ｂには、取付け部２４ｃが設けられている。取付け部２４ｃは、他方の第１側面２４ａと面一に第２側面２４ｂから突出している。取付け部２４ｃには取付け孔が設けられており、この孔にねじなどの締結具が挿入され、ブラシホルダ２４がベース部材２０のベースプレート２０ａに取り付けられる。

【0023】

また、対向する第２側面２４ｂの双方に、ピン挿入孔２４ｅが貫通している。ピン挿入孔２４ｅは、一方の第１側面２４ａ近傍且つピン挿入孔２４ｅの後端近傍に配置されている。ピン挿入孔２４ｅは、後述するピンが挿入できるように、ピンよりもわずかに大きく開口している。

【0024】

第２側面２４ｂの一方には、切欠き２４ｆが形成されている。切欠き２４ｆは、導線が導線取付け部２２ｆに取り付けられたままブラシ２２がブラシホルダ２４に挿入されても導線がブラシホルダ２４の第２側面２４ｂに干渉しないように、想定される導線の可動範囲すべてに開口している。

【0025】

図２に戻る。ブラシホルダ２４は、ブラシアセンブリ１２の中心に向かって延在するようにベースプレート２０ａに取り付けられる。ばね２６が、ブラシホルダ２４の中心側の開口から挿入され、次にブラシ２２が同じくブラシホルダ２４の中心側の開口から挿入される。こうしてブラシホルダ２４は、ブラシ２２をコンミテータ１４に向けて移動可能に収容する。開口２４ｄは、ブラシ２２の移動方向において非対称となるようにブラシホルダ２４に形成されている。これにより、ブラシホルダの取付け時に、この開口を用いてブラシの向きを作業者が容易に確認することができる。このため、ブラシ付きモータの生産性を高めることができる。

【0026】

ばね２６はコイルスプリングであり、先端がブラシ２２の後端に、後端がばねストッパ２０ｄに当接している。ばねストッパ２０ｄは、フランジ２０ｂの付近に配置されている。ばね２６は、ブラシホルダ２４に収容されたブラシ２２をコンミテータ１４に向けて付勢する。

【0027】

本実施形態では、最多で４つのブラシホルダ２４がブラシアセンブリ１２に取り付けることができるようにベース部材２０が構成されている。すなわち、本実施形態に係るブラシ付きモータ１０は、最多で４つのブラシ２２を使うことができるように構成されている。本実施形態に係るブラシ付きモータ１０は、この４つのうち、要求されるブラシ付きモータ１０の出力などに応じて、必要な数のブラシ２２のみを取り付けることができるように構成されている。これにより、共通のベース部材２０、ブラシ２２、ブラシホルダ２４を用いて、様々な出力のブラシ付きモータ１０を製造することができる。図２では、ブラシ２２及びブラシホルダ２４が２本の例を示している。

【0028】

図５（ａ）は、ブラシ２２が退避位置にあるときのブラシアセンブリ１２の上面図である。図５（ｂ）は、図５（ｂ）のＡ－Ａ断面図である。ブラシアセンブリ１２を組み立てる作業者は、ブラシホルダ２４にばね２６およびブラシ２２を挿入したあと、ブラシ２２のピン挿入溝２２ｅがブラシホルダ２４のピン挿入孔２４ｅに合致するまでブラシ２２をブラシホルダ２４に押し込む。ブラシ２２のピン挿入溝２２ｅがブラシホルダ２４のピン挿入孔２４ｅに合致すると、作業者はピン３０をブラシ２２のピン挿入溝２２ｅがブラシホルダ２４のピン挿入孔２４ｅに挿入する。これにより、ばね２６の付勢力によりブラシ２２がブラシホルダ２４から突出することが阻止される。ピン３０が取り付けられたときのブラシ２２の位置を以下、コンミテータ１４から退避した「退避位置」という。

【0029】

開口２４ｄは、治具３２がブラシ２２の治具取付け孔２２ｄに開口２４ｄを通じて取り付けられることができるようにブラシホルダ２４に形成されている。ピン３０が取り付けられると、作業者は、開口２４ｄを通じてブラシ２２の治具取付け孔２２ｄに治具３２を取り付ける。開口２４ｄが設けられることにより、作業者はブラシ２２の治具取付け孔２２ｄを容易に視認することができる。

【0030】

治具３２は、Ｌ字に曲げられたピンとして設けられている。治具３２の先端には、治具３２を支持する治具支持装置（図示せず）が設けられている。治具支持装置は、ばね２６の付勢力に抗して治具３２を支持する。

【0031】

治具３２が取り付けられると、作業者は、ベース部材２０の挿入孔２０ｃに、コンミテータ１４またはコンミテータ１４近傍のシャフト１８を挿入する。

【0032】

図６（ａ）は、ブラシ２２が進出位置にあるときのブラシアセンブリ１２の上面図である。図６（ｂ）は、図６（ｂ）のＡ－Ａ断面図である。コンミテータ１４の取付けが完了すると、作業者は、まずピン３０をブラシ２２およびブラシホルダ２４から取り外す。

【0033】

治具支持装置は、ばね２６の付勢力に抗して治具３２を支持しつつ、ブラシ２２をコンミテータ１４に押し当てる方向に移動させるように、治具３２を移動させることができるよう構成されている。このため作業者は、治具支持装置を用いて、ブラシ２２をコンミテータ１４に押し当てる方向に移動させる。治具支持装置は、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す位置までブラシ２２をコンミテータ１４に押し当てる方向に移動させることができる。このようにブラシ２２がコンミテータ１４に向けて進出した位置を、以下、「進出位置」という。

【0034】

開口２４ｄは、治具３２がブラシ２２の治具取付け孔２２ｄに開口２４ｄを通じて取り付けられたまま、退避位置と進出位置との間でブラシ２２が移動可能となるようにブラシホルダ２４に形成されている。このため、ブラシ２２が退避位置から進出位置に移動したときも、治具３２とブラシホルダ２４との干渉を回避することができる。

【0035】

図７（ａ）は、ブラシ２２がコンミテータ１４に押し当てられたときのブラシアセンブリ１２の上面図である。図７（ｂ）は、図７（ｂ）のＡ－Ａ断面図である。ブラシ２２が進出位置まで進出すると、作業者は、ブラシ２２の治具取付け孔２２ｄから治具３２を取り外して、ブラシ２２の保持を解除する。

【0036】

治具３２によるブラシ２２の保持が解除されると、ブラシ２２は、ばね２６の付勢力によりコンミテータ１４に押し当てられる。このとき、ブラシ２２が進出位置まで進出していることにより、ブラシ２２がコンミテータ１４に突き当たる速度を抑制することができる。このため、ブラシ付きモータ１０製造時の作業者の安全性を高めることができる。

【0037】

以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて実施形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。

【符号の説明】

【0038】

１０ ブラシ付きモータ，１２ ブラシアセンブリ，１４ コンミテータ，１６ ハウジング，２０ ベース部材，２０ａ ベースプレート，２０ｂ フランジ，２０ｃ 挿入孔，２０ｄ ばねストッパ，２２ ブラシ，２２ａ コンタクト部，２２ｂ 第１側面，２２ｃ 第２側面，２２ｄ 治具取付け孔，２２ｅ ピン挿入溝，２４ ブラシホルダ，２４ａ 第１側面，２４ｂ 第２側面，２４ｃ 取付け部，２４ｄ 開口，２４ｅ ピン挿入孔，２４ｆ 切欠き，２６ ばね，３０ ピン，３２ 治具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】