JP3876913B2 - ブラシ保持装置 - Google Patents

Description

本発明は、直流モータのブラシ保持装置に関する。

従来技術として、特許文献１に記載された電動機用のブラシ保持装置がある。
このブラシ保持装置は、図７に示す様に、ブラシ（図示せず）を収納する樹脂製のブラシホルダ１００と、このブラシホルダ１００が固定される薄板金属製のホルダプレート１１０とで構成される。
ホルダプレート１１０には、自身のプレート表面より切り起こされた一対の係止片１１１が設けられ、この一対の係止片１１１が互いに対向する方向へ折り曲げられている。
ブラシホルダ１００は、両側面の下部に側方へ突き出る板状凸部１０１が設けられ、この板状凸部１０１が、ホルダプレート１１０の係止片１１１とプレート表面との間に挟み込まれて、ホルダプレート１１０に固定されている。
特許第３４８６０９４号公報

ところが、上記のブラシ保持装置は、ホルダプレート１１０の係止片１１１がプレート表面から切り起こして形成されるため、係止片１１１の高さを大きく取ることが困難である。その結果、プレート表面と係止片１１１との間隔を大きく取れないため、そのプレート表面と係止片１１１との間に挟み込まれるブラシホルダ１００の板状凸部１０１の厚みを厚く設定することができず、高い強度を確保することが困難であった。

また、ホルダプレート１１０のプレート表面と係止片１１１との間にブラシホルダ１００の板状凸部１０１を挟み込んで固定しているので、係止片１１１の曲げ強度が低くなると、ブラシホルダ１００を強固に固定できない。つまり、係止片１１１の板厚を厚くすれば、係止片１１１の曲げ強度を大きくできるが、ホルダプレート１１０の表面から切り起こして形成される係止片１１１では、ホルダプレート１１０の板厚＝係止片１１１の板厚であり、ホルダプレート１１０の板厚以上に係止片１１１の板厚を厚くすることはできない。このため、ホルダプレート１１０の板厚が薄くなる程、係止片１１１の曲げ強度も低下して、ブラシホルダ１００を強固に固定できないという問題がある。なお、ホルダプレート１１０の板厚を厚くすることは、僅かではあるが、重量の増加及び軸方向の寸法増大に繋がるため、小型、軽量化が望まれる電動機、特にスタータモータでは困難である。

本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、ホルダプレートにブラシホルダを強固に固定できるブラシ保持装置を提供することにある。

（請求項１の発明）
本発明は、整流子の外周に配置されるブラシを保持するブラシ保持装置であって、ブラシを収納するブラシ収納室が形成された樹脂製のブラシホルダと、このブラシホルダが固定される薄板金属製のホルダプレートとを有し、ホルダプレートは、径方向の中央部に整流子を通すために開けられた穴部と、この穴部の内径から外径に向かって所定の幅で開口する開口部と、この開口部の両側辺に近接して開口部の両外側に形成された一対の長孔とを有し、ブラシホルダは、ブラシ収納室に隣接して厚肉部が設けられると共に、この厚肉部の幅方向両側面にそれぞれ固定用溝が形成され、この固定用溝にホルダプレートの開口部の両側辺が挿入されて、厚肉部が両側から挟持された状態でホルダプレートに固定されていることを特徴とする。

上記の構成によれば、ブラシホルダの厚肉部の両側面に形成された固定用溝にホルダプレートの開口部の両側辺が挿入されることにより、厚肉部が幅方向の両側から挟持される。この場合、厚肉部を両側から圧縮する方向に挟持する力、つまり固定力が作用するため、その固定力に対抗する大きな強度をブラシホルダに確保することができる。
また、ホルダプレートの開口部の両外側に長孔を形成しているので、ブラシホルダの厚肉部に形成された固定用溝にホルダプレートの開口部の両側辺を挿入する際に、開口部の両側辺が長孔側へ撓むことができる。その結果、固定用溝に開口部の両側辺を挿入する時の荷重が大きくなり過ぎることはなく、挿入荷重を適度に維持することができるため、ホルダプレートに対するブラシホルダの組み付け作業が容易であり、且つ組み付け時のブラシホルダの破損を防止できる。

（請求項２の発明）
請求項１に記載したブラシ保持装置において、長孔は、開口部の側辺と略平行に、且つ開口部の径方向長さと略同じ長さに形成されていることを特徴とする。
開口部の径方向長さと長孔の長さが略同じであるため、ブラシホルダの厚肉部に形成された固定用溝にホルダプレートの開口部の両側辺を挿入する際に、開口部の両側辺の略全体が適度に長孔側へ撓むことができる。その結果、ホルダプレートに対するブラシホルダの組み付け作業をより容易にできる。

（請求項３の発明）
請求項１または２に記載したブラシ保持装置において、ホルダプレートは、開口部の両側辺の中間部に、それぞれ互いの側辺に向けて突き出る少なくとも１対の突起部が形成され、この突起部の突出高さがホルダプレートの板厚より小さく設定されていることを特徴とする。
ブラシホルダの固定用溝に開口部の両側辺を挿入する際に、開口部の両側辺全体が均一に撓むことはなく、両側辺の両端より中央部の方がより大きく撓むことになる。このため、両側辺の中間部に突起部を設けることで、両側辺の両端と突起部とでブラシホルダを確実に保持できる。但し、突起部の突出高さが必要以上に大きくなると、ブラシホルダの厚肉部を開口部に挿入する時の挿入荷重（圧入荷重）が増大するだけでなく、両側辺の両端と突起部とでブラシホルダを均等に保持できなくなり、ブラシホルダが傾く恐れがある。これに対し、突起部の突出高さをホルダプレートの板厚より小さく設定することで、開口部の両側辺の両端と突起部とでブラシホルダを均等に保持することが可能となり、ブラシホルダの傾きを防ぐことができ、且つ挿入荷重が極端に大きくなることもない。

（請求項４の発明）
請求項１〜３に記載した何れかのブラシ保持装置において、ホルダプレートは、開口部の両側辺と一対の長孔との間にそれぞれブリッジ部が形成され、このブリッジ部の幅が、ホルダプレートの板厚の略２倍以内であることを特徴とする。
ブリッジ部の幅が大きくなる（開口部と長孔との間が大きくなる）と、長孔を形成した効果が小さくなる。つまり、ブラシホルダの固定用溝にホルダプレートの開口部の両側辺を挿入する際に、開口部の両側辺が長孔側へ撓む度合いが小さくなり、ブラシホルダの挿入荷重が上昇する。これに対し、ブリッジ部の幅をホルダプレートの板厚の略２倍以内に設定すれば、ブラシホルダの挿入荷重が大きく上昇することはなく、且つ開口部の両側辺が長孔側へ適度に撓むことができるので、ブラシホルダの組み付け作業性が向上する。

本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。

図１はブラシ保持装置１の平面図である。
実施例１に示すブラシ保持装置１は、例えば、エンジン始動用のスタータモータに用いられ、図１に示す様に、鋼板等の薄板金属より形成されたホルダプレート２と、このホルダプレート２に固定される樹脂製のブラシホルダ３とで構成され、このブラシホルダ３に保持されたブラシ４が整流子（図示せず）の外周に配置される。
ブラシ４は、整流子を有する電機子（図示せず）の正極側に配置される２個の正極ブラシ４ａと、電機子の負極側に配置される２個の負極ブラシ４ｂとを有し、それぞれブラシスプリング５によって整流子に付勢されている。なお、正極ブラシ４ａは、リード線６を介して界磁コイル（図示せず）に接続され、負極ブラシ４ｂは、リード線６を介してホルダプレート２に接続されている。

ホルダプレート２は、図２に示す様に、外周形状が円形に設けられ、径方向の中央部に開けられた穴部７と、この穴部７の周囲に形成された開口部８と、この開口部８の両側辺に近接して開口部８の両外側に形成された一対の長孔９とを有している。
穴部７は、整流子を通すことができる大きさに開けられている。
開口部８は、穴部７の周囲に等間隔に４箇所形成され、それぞれ穴部７の内径から外径に向かって所定の幅で開口している。開口部８の開口幅は、ブラシホルダ３の全幅より少し狭く形成されている。

一対の長孔９は、図３に示す様に、開口部８の両側辺と略平行に、且つ開口部８の径方向長さａと略同じ長さｂに形成されている。開口部８と長孔９との間に形成されるブリッジ部１０は、その幅ｃがホルダプレート２の板厚ｄ（図５参照）の略２倍以内に設定されている。
また、ホルダプレート２には、径方向に対向する２箇所に一対のアーム部１１が設けられ、このアーム部１１に負極ブラシ４ｂのリード線６が接続される（図１参照）。更に、アーム部１１の内径側には、ホルダプレート２をスタータモータのエンドフレーム（図示せず）に螺子止めするための螺子孔１２が２箇所形成されている。

ブラシホルダ３は、図４に示す様に、箱形に設けられて、その内部にブラシ４とブラシスプリング５を収納するブラシ収納室１３が形成され、そのブラシ収納室１３の一端側（図４（ｂ）の右側）がブラシ４の出入り口として開口している。また、ブラシホルダ３には、図４（ａ）に示す様に、ブラシ収納室１３を形成する一壁面に隣接して厚肉部１４が設けられ、この厚肉部１４の幅方向両側面にそれぞれ固定用溝１５が形成されている。固定用溝１５は、その溝幅ｅが、ホルダプレート２の板厚ｄ（図５参照）と略同じであり、且つホルダプレート２に形成された開口部８の径方向長さａ（図３参照）と略同じ長さｆを有している。また、ブラシホルダ３の一方の側面には、図４（ｂ）に示す様に、ブラシ４のリード線６を引き出す引き出し孔１６が形成され、ブラシ収納室１３と同じく一端側が開口している。

次に、ホルダプレート２に対するブラシホルダ３の組み付け方法を説明する。
ホルダプレート２の開口部８に穴部７の内径側からブラシホルダ３の厚肉部１４を挿入する。この時、ブラシホルダ３は、ブラシ収納室１３の底面側（他端側）をホルダプレート２の開口部８に向けて、厚肉部１４の両側面に形成された固定用溝１５にホルダプレート２の開口部８の両側辺（つまりブリッジ部１０）を挿入しながら開口部８の内部へスライドさせる。
これにより、ブラシホルダ３は、図５に示す様に、ホルダプレート２の開口部８の両側に形成されたブリッジ部１０によって厚肉部１４が幅方向（図示左右方向）の両側から挟持された状態でホルダプレート２に固定される。

（実施例１の効果）
実施例１に示すブラシ保持装置１は、ブラシホルダ３の厚肉部１４の両側面に形成された固定用溝１５にホルダプレート２の開口部８の両側辺が挿入され、開口部８の両側に形成されたブリッジ部１０によって厚肉部１４が幅方向の両側から挟持されるため、ホルダプレート２による固定力を厚肉部１４で受けることができる。その結果、固定力に対抗する大きな強度をブラシホルダ３に確保することができる。

また、ホルダプレート２の開口部８の両外側に長孔９を形成しているので、ブラシホルダ３の厚肉部１４に形成された固定用溝１５にホルダプレート２の開口部８の両側辺を挿入する際に、開口部８と長孔９との間に形成されたブリッジ部１０が長孔９側へ適度に撓むことができる。その結果、固定用溝１５に開口部８の両側辺を挿入する時の荷重が大きくなり過ぎることはなく、挿入荷重を適度に維持することができるため、ホルダプレート２に対するブラシホルダ３の組み付け作業が容易であり、且つ組み付け時のブラシホルダ３の破損を防止できる。

なお、ブリッジ部１０の幅が大きくなると、開口部８の両外側に長孔９を形成した効果が小さくなる。つまり、ブラシホルダ３の固定用溝１５にホルダプレート２の開口部８の両側辺を挿入する際に、ブリッジ部１０が長孔９側へ撓む度合いが小さくなり、ブラシホルダ３の挿入荷重が上昇する。これに対し、ブリッジ部１０の幅をホルダプレート２の板厚の略２倍以内に設定すれば、ブラシホルダ３の挿入荷重が大きく上昇することはなく、且つブリッジ部１０が長孔９側へ適度に撓むことができるので、ブラシホルダ３の組み付け作業性が向上する。

図６は開口部８とその周辺を示すホルダプレート２の一部拡大図である。
この実施例２では、図６に示す様に、ホルダプレート２の開口部８の両側辺に、それぞれ互いの側辺に向けて突き出る１対の突起部１７が形成されている。
突起部１７は、両側辺のそれぞれ略中間部に設けられ、その突出高さｇがホルダプレート２の板厚ｄ（図５参照）より小さく設けられている。
ブラシホルダ３の固定用溝１５に開口部８の両側辺を挿入する際に、開口部８の両側辺全体が均一に撓むことはなく、両側辺の両端より中央部の方がより大きく撓むことになる。このため、両側辺の中間部にそれぞれ突起部１７を設けることで、両側辺の両端と突起部１７とでブラシホルダ３を確実に保持できる。

但し、突起部１７の突出高さｇが必要以上に大きくなると、ブラシホルダ３の厚肉部１４を開口部８に挿入する時の挿入荷重（圧入荷重）が増大するだけでなく、両側辺の両端と突起部１７とでブラシホルダ３を均等に保持できなくなり、ブラシホルダ３が傾く恐れがある。これに対し、突起部１７の突出高さｇをホルダプレート２の板厚ｄより小さく設定することで、開口部８の両側辺の両端と突起部１７とでブラシホルダ３を均等に保持することが可能となり、ブラシホルダ３の傾きを防ぐことができ、且つ挿入荷重が極端に大きくなることもない。

ブラシ保持装置の平面図である。 ホルダプレートの平面図である。 開口部とその周辺を示すホルダプレートの一部拡大図である。 （ａ）ブラシホルダの正面図、（ｂ）ブラシホルダの側面図である。 ホルダプレートに固定されたブラシホルダを内径側から見た正面図である。 実施例２に係るホルダプレートの開口部とその周辺を示す平面図である。 従来技術に係るブラシ保持装置の正面図である。

符号の説明

１ ブラシ保持装置
２ ホルダプレート
３ ブラシホルダ
４ ブラシ
７ 穴部
８ 開口部
９ 長孔
１０ ブリッジ部
１３ ブラシ収納室
１４ 厚肉部
１５ 固定用溝
１７ 突起部

Claims (4)

1. 整流子の外周に配置されるブラシを保持するブラシ保持装置であって、
   前記ブラシを収納するブラシ収納室が形成された樹脂製のブラシホルダと、
   このブラシホルダが固定される薄板金属製のホルダプレートとを有し、
   前記ホルダプレートは、径方向の中央部に整流子を通すために開けられた穴部と、この穴部の内径から外径に向かって所定の幅で開口する開口部と、この開口部の両側辺に近接して前記開口部の両外側に形成された一対の長孔とを有し、
   前記ブラシホルダは、前記ブラシ収納室に隣接して厚肉部が設けられると共に、この厚肉部の幅方向両側面にそれぞれ固定用溝が形成され、この固定用溝に前記ホルダプレートの開口部の両側辺が挿入されて、前記厚肉部が両側から挟持された状態で前記ホルダプレートに固定されていることを特徴とするブラシ保持装置。
2. 請求項１に記載したブラシ保持装置において、
   前記長孔は、前記開口部の側辺と略平行に、且つ前記開口部の径方向長さと略同じ長さに形成されていることを特徴とするブラシ保持装置。
3. 請求項１または２に記載したブラシ保持装置において、
   前記ホルダプレートは、前記開口部の両側辺の中間部に、それぞれ互いの側辺に向けて突き出る少なくとも１対の突起部が形成され、この突起部の突出高さが前記ホルダプレートの板厚より小さく設定されていることを特徴とするブラシ保持装置。
4. 請求項１〜３に記載した何れかのブラシ保持装置において、
   前記ホルダプレートは、前記開口部の両側辺と前記一対の長孔との間にそれぞれブリッジ部が形成され、このブリッジ部の幅が、前記ホルダプレートの板厚の略２倍以内であることを特徴とするブラシ保持装置。
   

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