JP5006714B2

JP5006714B2 - ブラシ付き電動モータ

Info

Publication number: JP5006714B2
Application number: JP2007169925A
Authority: JP
Inventors: 浩之内村; 浩之渋澤
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2007-06-28
Filing date: 2007-06-28
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2027-06-28
Also published as: JP2009011078A

Description

本発明は、ブラシとコミュテータとを介してアマチュアコイルに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。

従来から、車両に設けられるパワーウインド装置やサンルーフ装置等の駆動源としてはモータ本体と減速機とを１つのユニットとした減速機付き電動モータが用いられ、モータ本体としてはブラシとコミュテータとを介してアマチュアコイルに電流を供給するようにしたブラシ付き電動モータが多く用いられている。

ブラシ付き電動モータは内周面に一対のマグネットが固定されるモータケース（ヨーク）を備え、このモータケースの内部にはアマチュア軸を備えたアマチュアが回転自在に収容される。アマチュアには複数のアマチュアコイルが設けられ、これらのアマチュアコイルに電流を供給するために、アマチュア軸にはコミュテータ（整流子）が固定され、モータケースに装着されるブラシホルダには一対のブラシが保持されている。各ブラシはコミュテータの外周に摺接しており、各ブラシが電源に接続されると、ブラシとコミュテータとを介して各アマチュアコイルに所定のタイミングで電流が供給され、アマチュアが回転するようになっている。

このような電動モータには、各ブラシを電源に接続するために、給電用のコネクタ部が設けられ、このコネクタ部を電源側の外部コネクタに接続することにより、ブラシに電流が供給されるようになっている。

例えば特許文献１には、樹脂製のブラシホルダに給電用のコネクタ部を一体に形成し、ブラシホルダをモータケースの開口端と減速機のギヤケースとの間に挟み込んで固定するとともにコネクタ部をモータケースとギヤケースとの間からモータケースの外部に突出させるようにした電動モータが記載されている。
特開２００１−３４６３５５号公報

パワーウインドモータ等の電動モータを複数の車種に対応させるためには、車体側に設けられる外部コネクタの形状や差し込み方向に応じてコネクタ部の仕様が相違する複数仕様のモータを用意する必要がある。

しかしながら、特許文献１に示される電動モータでは、コネクタ部を樹脂材料によりブラシホルダと一体に形成するようにしているので、外部コネクタの仕様に対応させてコネクタ部の仕様が相違する複数種類のブラシホルダを用意する必要がある。また、ブラシホルダにアマチュア軸の回転を検出するための回転検出装置（センサ基板）を搭載するようにした技術も知られているが、この場合においても、コネクタ部の仕様に合わせて回転検出装置が搭載された複数種類のブラシホルダを用意する必要がある。そのため、各ブラシホルダに対応した複数の金型を用意しなければならず、このブラシ付き電動モータのコストが増加することになる。

また、コネクタ部とブラシホルダとを一体に形成するためには、上下型の他に多数のスライド型が必要になってブラシホルダを樹脂成形するための金型の形状が複雑化する上、金型自体も大型化して金型の費用も増加することになる。

本発明の目的は、コネクタ部の仕様違いに対するブラシホルダの汎用性を高めてブラシ付き電動モータのコストを低減することにある。

本発明のブラシ付き電動モータは、コミュテータと前記コミュテータに摺接する複数のブラシとを備えたブラシ付き電動モータであって、一端が開口する有底筒状に形成され、内面に界磁部が設けられるモータケースと、前記モータケースの内部に装着され、前記複数のブラシを保持するブラシホルダと、前記モータケースに回転自在に支持され、前記コミュテータが固定されるアマチュア軸と、前記アマチュア軸の軸方向で前記ブラシホルダの端部に一体に形成された板状のベース部と、前記ベース部に設けられ、かつ、前記アマチュア軸が挿入された貫通孔と、それぞれ前記コミュテータに接続され、前記アマチュア軸とともに回転する複数のアマチュアコイルと、前記モータケースの開口端に取り付けられ、該モータケースの開口を閉塞するエンドケースと、前記モータケースの開口端に設けられたフランジ部と前記エンドケースとに挟持固定される環状の挟持部と、前記ブラシホルダに対して前記軸方向に重ねて配置され、かつ、前記アマチュア軸の径方向で前記挟持部よりも内側に設けられた本体部と、前記モータケースの外側に配置される給電用のコネクタ部とが一体に設けられたコネクタユニットと、前記給電用のコネクタ部に設けられた外部接続端子と、前記コネクタユニットの本体部に設けられ、前記外部接続端子に電気的に接続されるコネクタ側接続端子と、前記ブラシホルダに設けられ、前記コネクタユニットの本体部が前記ブラシホルダに対して前記軸方向に重ねて配置されたときに、前記アマチュア軸の径方向で前記挟持部よりも内側で前記コネクタ側接続端子に電気的に接続されるブラシ側接続端子とを有し、前記ブラシ側接続端子と前記コネクタ側接続端子とを電気的に接続することで前記ブラシへの給電がなされる一方、前記コネクタユニットの本体部の一側面側には前記アマチュア軸の回転を検出する回転検出装置が搭載され、前記給電用のコネクタ部にはさらに前記回転検出装置に電気的に接続される検出装置用接続端子が設けられることを特徴とする。

本発明のブラシ付き電動モータは、前記回転検出装置は前記本体部を挟んで前記ブラシホルダとは軸方向反対側の面側に配置され、前記コネクタ側接続端子は前記外部接続端子を構成する給電用リード部材の他端に設けられて前記コネクタユニットの本体部から前記ブラシホルダに向けて軸方向に突出し、前記検出装置用接続端子を構成する検出装置用リード部材の他端は前記コネクタユニットの本体部から前記ブラシホルダとは軸方向反対側に向けて軸方向に突出して前記回転検出装置に接続されることを特徴とする。

本発明のブラシ付き電動モータは、前記ブラシホルダの軸方向端部を前記モータケースの内面に設けられる段差部に当接させて該モータケースの内部に位置決めし、前記ブラシホルダを前記コネクタユニットと前記モータケースとの間で挟持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、前記ブラシホルダの側面を前記モータケースの内面に圧入して該モータケースの内部に位置決め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、前記エンドケースは、ウォームを備えたウォーム軸と前記ウォームに噛み合うウォームホイルとからなる減速機構を収容するギヤケースであり、前記ウォーム軸は前記ギヤケースが前記モータケースに取り付けられたときに前記アマチュア軸に連結されることを特徴とする。

本発明によれば、給電用のコネクタ部を備えたコネクタユニットをブラシホルダとは別体に形成するようにしたので、外部コネクタの仕様違いに対して、ブラシホルダの仕様はそのままにコネクタユニットの仕様のみを換えて対応することができる。これにより、ブラシホルダの汎用性が高められ、このブラシ付き電動モータのコストを低減することができる。また、コネクタユニットの本体部をブラシホルダに軸方向に重ねて配置することにより、ブラシホルダに設けられるブラシ側接続端子とコネクタユニットに設けられるコネクタ側接続端子とが電気的に接続されて各ブラシがコネクタ部に設けられる電源接続端子に接続されるようにしたので、コネクタユニットとブラシホルダとを別体とした構成としても、ブラシへの給電用の端子同士の電気的な接続のみで電動モータを構成することができ、電気的接続を行う箇所が必要最小限となって電気的接続の信頼性を向上させることができる。

また、本発明によれば、アマチュア軸の回転を検出するための回転検出装置をコネクタユニット側に搭載するようにしたので、ブラシユニットとコネクタユニットとを別体に構成するようにしても、ブラシユニットとコネクタユニットとに設ける電気的な接続構造を、ブラシ側接続端子とコネクタ側接続端子とによる各ブラシへの給電用のみとすることができる。したがって、ブラシユニットとコネクタユニットとに回転検出装置への給電用等の接続構造を別途設ける必要がなく、このブラシ付き電動モータのコストを低減することができ、さらにブラシ用の給電端子同士の電気的な接続のみで電動モータを構成することができ、電気的接続を行う箇所も必要最小限となって電気的接続の信頼性を向上させることができる。

さらに、本発明によれば、回転検出装置を本体部を挟んでブラシホルダとは軸方向反対側の面側に配置するようにしたので、回転検出装置を各ブラシに対してブラシホルダとコネクタユニットの本体部とにより隔離することができる。これにより、ブラシとコミュテータとの摺接部分から発生するブラシ摩耗粉が回転検出装置に付着することを防止して、回転検出装置による回転検出の信頼性を高めることができる。

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は本発明の一実施の形態であるパワーウインドモータの横断面図であり、ブラシ付き電動モータとしてのパワーウインドモータ１１は、図示しない車両に設けられるパワーウインド装置の駆動源として用いられるものであり、車体のドアの内部に装着されてレギュレータを介してウインドガラスを開閉駆動する。

このパワーウインドモータ１１は、モータ本体１２とフレームユニット１３とを備えており、これらが１つのユニットとして組まれた減速機付き電動モータとなっている。

図２は図１に示すモータ本体の詳細を示す斜視図であり、モータ本体１２のステータ１４はモータケースとしてのモータヨーク１５を備えている。モータヨーク１５は導体である鋼板をプレス装置等により絞り加工することにより、断面が略小判形であってその軸方向の一端が開口し他端が底壁部１５ａにより閉塞された有底筒状に形成されており、その開口端には径方向に突出するフランジ部１５ｂが設けられている。小判形のモータヨーク１５は円弧面１５ｅと平坦面１５ｆとからなり、円弧面１５ｅの内面には、図１に示すように、界磁部としての一対のマグネット１６が互いに同極を向かい合わせて固定されており、各マグネット１６の背面に位置する異極がモータヨーク１５の円弧面１５ｅと平坦面１５ｆを磁路として平坦面１５ｆにまで至ることで、平坦面１５ｆには擬似的な異極が形成され、モータヨーク１５とこれらのマグネット１６により、モータヨーク１５には磁界が形成されるようになっている。なお、フランジ部１５ｂには３箇所のねじ孔１５ｄが開設されている。

なお、図示する場合では、モータケースとして、鋼板を絞り加工して形成される容器状のモータヨーク１５を用いるようにしているが、これに限らず、例えば鋼板により筒状に形成されたヨーク本体の一端を樹脂等により形成される蓋部材により閉塞して容器状としたものをモータケースとして用いるようにしてもよい。

モータヨーク１５の内部にはアマチュア１７（電機子）が収容されており、このアマチュア１７はアマチュア軸１８を備え、このアマチュア軸１８はその一端においてモータヨーク１５の底壁部１５ａの軸受支持部１５ｃに設けられる軸受２１によりラジアル方向が軸支され、軸受支持部１５ｃの内面側に配されたスチールプレート２１ａとアマチュア軸１８とスチールプレート２１ａの間に配されたスチールボール２１ｂによってスラスト方向が軸支されることでアマチュア軸１８は当該モータヨーク１５に回転自在に支持されている。

アマチュア軸１８にはマグネット１６による磁界の内部に位置するようにアマチュアコア１９が固定されている。アマチュアコア１９は導体である板状鋼材を軸方向に積層することにより円柱状に形成されており、その外周に開口する複数のスロット１９ａが周方向に並べて設けられている。各スロット１９ａには複数のアマチュアコイル２２が重ね巻により装着されており、これらのアマチュアコイル２２はアマチュアコア１９つまりアマチュア軸１８とともに回転するようになっている。

アマチュア軸１８にはアマチュアコア１９に対して軸方向に隣接してコミュテータ（整流子）２３が固定されている。コミュテータ２３は周方向に並ぶ複数のセグメント片（整流子片）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。

モータヨーク１５の内部には、コミュテータ２３を介して各アマチュアコイル２２に駆動電流を供給するために、ブラシユニット２４が装着されている。

図３は図１に示すブラシユニットの詳細を示す斜視図であり、図４はブラシホルダのモータヨークの内部への位置決め構造を示す断面図である。

図３に示すように、このブラシユニット２４は樹脂製のブラシホルダ２５とブラシホルダ２５に保持される一対のブラシ２６とを備えている。

このブラシホルダ２５は樹脂材料を射出成形して形成されており、図３に示すように、モータヨーク１５の開口の内面形状に合わせた略小判形の外形に形成される環状のリング部２５ａと、アマチュア軸１８の軸方向でリング部２５ａの端部に一体に形成される板状のベース部２５ｂとを備えている。そして、ブラシホルダ２５は、ベース部２５ｂが外側を向くようにリング部２５ａの側からモータヨーク１５の内部に挿入されることによりモータヨーク１５の内部に装着されるようになっている。

リング部２５ａの外周には軸方向（アマチュア軸１８に平行な方向）に延びるとともに径方向外側に所定の高さで突出する複数のリブ２７が設けられており、図４に示すように、ブラシホルダ２５はこれらのリブ２７がモータヨーク１５の円弧面１５ｅと平坦面１５ｆにおける内面に摺接するようにモータヨーク１５に装着される。このとき、各リブ２７は、モータヨーク１５の内面に接することにより、径方向内側に若干弾性変形する。これにより、ブラシホルダ２５はモータヨーク１５の内面に軽圧入により装着されることになり、ブラシホルダ２５がモータヨーク１５から不用意に離脱することが防止される。また、図４に示すように、モータヨーク１５の円弧面１５ｅにおける内面には絞り加工により開口端から所定深さに位置して軸方向に垂直な当接面２８ａを備える段差部２８が設けられており、ブラシホルダ２５はリング部２５ａの軸方向端部が当該段差部２８つまり当接面２８ａに当接することにより、ベース部２５ｂがモータヨーク１５の開口端のフランジ部１５ｂとほぼ面一となるように、モータヨーク１５の内部に軸方向に位置決めされるようになっている。

なお、図示する場合では、ブラシホルダ２５をモータヨーク１５に設けられる段差部２８の当接面２８ａに当接させて当該モータヨーク１５の内部に位置決めするようにしているが、これに限らず、例えば、各リブ２７の径方向外側への突出量を増すこと等により、ブラシホルダ２５をモータヨーク１５の内部に圧入により装着するようにして、当該圧入によりブラシホルダ２５をモータヨーク１５の内部に位置決めするようにしてもよい。

図２、図３に示すように、ベース部２５ｂの軸心には貫通孔３１が設けられており、この貫通孔３１には軸受（メタル軸受）３２が装着され、アマチュア軸１８の他端側はこの軸受３２により回転自在に支持されるようになっている。このように、モータヨーク１５にブラシホルダ２５が装着されると、アマチュア軸１８はその一端がモータヨーク１５の底壁部１５ａに回転自在に支持されるとともにその他端側がブラシホルダ２５に回転自在に支持されるようになっている。これにより、モータ本体１２に後述するフレームユニット１３が取り付けられなくても、アマチュア１７はモータヨーク１５の内部で回転自在となり、一対のブラシ２６に電源を供給することでモータ本体１２を単体で作動させることができる。

図３に示すように、一対のブラシ２６は互いにアマチュア軸１８の回転方向に９０度ずれて配置されており、それぞれリング部２５ａにおいてブラシホルダ２５に保持されるようになっている。そして、モータヨーク１５にブラシホルダ２５が装着されると、図１に示すように、コミュテータ２３はブラシホルダ２５のリング部２５ａの内側に配置され、一対のブラシ２６はそれぞれコミュテータ２３（セグメント片２３ａ）の外周面に摺接するようになっている。また、各ブラシ２６はそれぞれコミュテータ２３に接近・離反する方向に進退移動自在となっており、それぞれリング部２５ａに装着されるスプリング３３によって付勢されてコミュテータ２３の外周面に弾性的に摺接するようになっている。

図５は図１に示すフレームユニット１３の詳細を示す斜視図であり、図６は図５に示すコネクタユニット４２の詳細を示す斜視図である。

図５に示すように、フレームユニット１３は減速機４１とコネクタユニット４２とを有しており、減速機４１にコネクタユニット４２が装着されるとフレームユニット１３として構成されるようになっている。

減速機４１はエンドケースとしてのギヤケース４３を有している。このギヤケース４３は樹脂材料の射出成形により所定の形状に形成され、モータヨーク１５の開口を閉塞する面には、コネクタユニット４２を装着する際のガイドとなるガイド部４３ａとガイド部４３ｂとが設けられている。また、ギヤケース４３にはモータヨーク１５の３箇所のねじ孔１５ｄに対向して３箇所のねじ孔４３ｃが設けられている。なお、符号４３ｄは各ねじ孔４３ｃの孔奥位置に図示しないにナット部材を挿入するためのナット孔である。そして、モータヨーク１５の開口端つまりフランジ部１５ｂに設けられた各ねじ孔１５ｄから締結部材（ボルト等）４４を挿入し、ギヤケース４３の各ねじ孔４３ｃを介してナット孔４３ｄ内の図示しないナットと締結してモータヨーク１５の開口を閉塞するようになっている。

図１に示すように、ギヤケース４３の内部には減速機構４５が収容されている。この減速機構４５はいわゆるウォームギヤ機構となっており、ウォーム軸４６とウォームホイル４７とを有している。

ウォーム軸４６はその両端部を軸受４８，４９によりラジアル方向が軸支されてギヤケース４３に回転自在に収容されており、その外周にはウォーム４６ａが一体に形成されている。また、ウォーム軸４６の軸受４９側の端面には凹部が形成され、その内部にスチールボール４９ａが設けられており、ギヤケース４３側に配されたスラストプレート４９ｂによってスラスト方向が軸支されている。ウォーム軸４６をアマチュア軸１８に連結するために、ウォーム軸４６のギヤケース４３の開口側に位置する一端には連結孔４６ｂが設けられ、アマチュア軸１８の先端には連結凸部１８ａが設けられている。減速機構４５を収容したギヤケース４３つまりフレームユニット１３がモータ本体１２のモータヨーク１５に取り付けられると、ウォーム軸４６の連結孔４６ｂにアマチュア軸１８の先端に設けられる連結凸部１８ａが差し込まれ、これにより、ウォーム軸４６はアマチュア軸１８に連結されるようになっている。

ウォームホイル４７は出力軸５１の軸心に固定されてギヤケース４３に回転自在に収容されており、このウォームホイル４７の外周部はウォーム４６ａに噛み合わされている。これにより、アマチュア軸１８が回転すると、その回転がウォーム軸４６つまりウォーム４６ａとウォームホイル４７とにより所定の回転数にまで減速されて出力軸５１から出力される。

詳細は図示しないが、出力軸５１の先端部分はギヤケース４３から突出しており、出力軸５１のギヤケース４３から突出した先端部分には、図示しないピニオン等が設けられ、図示しないパワーウインド装置のレギュレータと連結されている。

一方、コネクタユニット４２は樹脂材料の射出成形により形成される樹脂製となっており、図６に示すように、挟持部５２と給電用のコネクタ部５３とが一体に設けられた構造となっている。

挟持部５２は、ブラシホルダ２５のベース部２５ｂの外形形状に合わせた略小判形の外形を有する環状に形成されており、アマチュア軸１８の径方向で挟持部５２よりも内側には当該挟持部５２と一体に本体部としての平板部５４が設けられている。平板部５４はアマチュア軸１８の軸方向に垂直な平板状に形成され、そのギヤケース４３の側に向く面上にはギヤケース４３の側に向けて軸方向に突出する一対のスカート部５５，５６が一体に設けられており、挟持部５２がガイド部４３ａによってガイドされるとともに、これらのスカート部５５，５６がギヤケース４３の開口に挿入されることにより、コネクタユニット４２はギヤケース４３に装着されるようになっている。

各スカート部５５，５６の外周には、それぞれ軸方向に延びるとともに径方向外側に所定の高さで突出する複数のリブ５７が設けられ、スカート部５５，５６はこれらのリブ５７がギヤケース４３の内面に接して径方向に若干弾性変形するようにギヤケース４３に挿入される。これにより、コネクタユニット４２はギヤケース４３に軽圧入により装着されることになり、ギヤケース４３から不用意に離脱することがない。

平板部５４の軸心には貫通孔５８が設けられ、モータ本体１２にフレームユニット１３が組み付けられたときには、アマチュア軸１８はこの貫通孔５８を貫通してウォーム軸４６に連結される。

図６に示すように、コネクタユニット４２の平板部５４には、アマチュア軸１８の回転を検出するための回転検出装置としてのセンサ基板６１が搭載されている。センサ基板６１は平板部５４の一方のスカート部５５の内側部分に支持され、平板部５４に対してブラシホルダ２５とは反対側であるとともに当該平板部５４に対して平行（アマチュア軸１８の軸方向に垂直）に配置されている。

センサ基板６１には回転センサとして一対のホールセンサ６２が搭載されており、図１に示すように、これらのホールセンサ６２はアマチュア軸１８に固定されるリングマグネット６３と軸方向に対向するよう配置されている。リングマグネット６３は周方向に等間隔に並ぶ複数の磁極を有しており、アマチュア軸１８が回転すると各ホールセンサ６２からアマチュア軸１８の回転数に反比例した周期のパルス信号が出力される。また、ホールセンサ６２は互いに回転方向に位相を９０度ずらして配置されており、これにより、アマチュア軸１８の回転方向に応じて、各ホールセンサ６２から出力されるパルス信号の発生順が逆になるようにされている。

なお、本実施の形態においては、センサ基板６１を平板部５４に対して平行（アマチュア軸１８の軸方向に垂直）に配置するようにしているが、これに限らず、図７に示すように、センサ基板６１を平板部５４に対して垂直（アマチュア軸１８の軸方向に平行）に配置するようにしてもよい。この場合、センサ基板６１に設けられる各ホールセンサ６２をリングマグネット６３の外周面に対向させるようにしてもよい。

図１に示すように、フレームユニット１３がモータ本体１２に取り付けられると、挟持部５２と平板部５４とがブラシホルダ２５のベース部２５ｂに軸方向に重ねて配置される。そして、挟持部５２はブラシホルダ２５を介してモータヨーク１５の段差部２８に支持され、これにより、ブラシホルダ２５はフレームユニット１３の平板部５４とモータヨーク１５の段差部２８との間に挟持固定される。

ここで、図２に示すように、ブラシホルダ２５のベース部２５ｂにはギヤケース４３の側に向けて開口する３つの係合孔６４が設けられ、図５に示すように、コネクタユニット４２の平板部５４にはモータ本体１２の側に向けて突出する３つの係合突起６５が一体に設けられている。そして、コネクタユニット４２に設けられる係合突起６５がブラシホルダ２５に設けられる対応する係合孔６４に係合することにより、挟持部５２はブラシホルダ２５に対して位置決めされるようになっている。

図６に示すように、挟持部５２には、これを覆うように環状のシール部材６６が装着されている。このシール部材６６の材質は、例えば合成ゴム等のエラストマ材とされており、２色成形により挟持部５２と一体的に形成されている。そして、図１に示すように、モータ本体１２にフレームユニット１３が組み付けられたときには、このシール部材６６はモータヨーク１５のフランジ部１５ｂとギヤケース４３と挟持部５３との間、及び、ギヤケース４３と挟持部５３との間に挟み込まれるようになっている。つまり、挟持部５２はシール部材６６を介してモータヨーク１５のフランジ部１５ｂとギヤケース４３との間にも挟持固定（挟み込まれて固定）されるようになっている。これにより、モータヨーク１５とギヤケース４３との間に挟持部５２を挟み込んでコネクタユニット４２を固定する構造としても、シール部材６６がモータヨーク１５のフランジ部１５ｂとギヤケース４３の開口端とに接することにより、その挟持部分からの雨水や埃等の異物が侵入することを防止することができる。

なお、図示する場合では、シール部材６６を２色成形により挟持部５２と一体的に形成するようにしているが、これに限らず、挟持部５２とは別体に形成されたシール部材６６をモータヨーク１５のフランジ部１５ｂと挟持部５３との間、及び、ギヤケース４３と挟持部５３との間に位置するように挟持部５２に取り付けるようにしてもよい。

図１、図６に示すように、コネクタ部５３は、一端が開口する断面矩形の箱形に形成されており、モータヨーク１５とギヤケース４３との間から突出する連結部６７を介して挟持部５２と一体に形成されている。また、コネクタ部５３はギヤケース４３に隣接するようにギヤケース４３やモータヨーク１５の外側に配置されており、車両側に設けられる外部コネクタ（不図示）に接続されるようになっている。なお、コネクタユニット４２がギヤケース４３に装着される際に、連結部６７はガイド部４３ｂによってガイドされるとともに所定位置に位置決めされるようになっている。

図８はコネクタユニットに設けられる給電用リード部材とセンサ用リード部材を示す斜視図であり、図９はブラシ側接続端子とコネクタ側接続端子との接続部分の詳細を示す断面図である。

図８に示すように、コネクタユニット４２には、一対の給電用リード部材６８と検出装置用リード部材としての４つのセンサ用リード部材６９とがインサート成形により埋設されている。

給電用リード部材６８は、銅板等の導電性を有する板材を折り曲げて形成されており、その一端はそれぞれコネクタ部５３の内部にアマチュア軸１８に平行となって並んで突出して一対の外部接続端子としての電源接続端子７１を構成している。そして、コネクタ部５３に外部コネクタが接続されると、各電源接続端子７１は外部コネクタを介して制御装置に接続されるようになっている。また、給電用リード部材６８はそれぞれ当該コネクタ部５３から連結部６７を介して平板部５４にまで導かれており、図５に示すように、その他端は平板部５４から突出して一対のコネクタ側接続端子７２を構成している。これらのコネクタ側接続端子７２は、それぞれ平板部５４からモータヨーク１５が取り付けられる側の軸方向つまりアマチュア軸１８の軸方向に平行な方向に突出しており、互いに並んだ状態で配置されている。

なお、図示する場合では、コネクタ側接続端子７２は電源接続端子７１とともに給電用リード部材６８により形成されて電源接続端子７１に電気的に接続された状態とされているが、これに限らず、コネクタ側接続端子７２と電源接続端子７１とを別体に形成し、これらをさらに別体に形成されたリード部材により電気的に接続するようにしてもよい。

一方、図２に示すように、ブラシホルダ２５にはコネクタユニット４２のコネクタ側接続端子７２に対向して一対のブラシ側接続端子７３が設けられている。これらのブラシ側接続端子７３は、銅板等の導電性を有する板材を折り曲げて形成されており、それぞれ断面矩形の接続孔７３ａを備えている。これらの接続孔７３ａはコネクタ側接続端子７２に対応した大きさに形成されており、各ブラシ側接続端子７３はこれらの接続孔７３ａがギヤケース４３の側に向けて開口するようにブラシホルダ２５のベース部２５ｂに並べて固定されている。また、図３に示すように、ブラシ側接続端子７３には板状の接続部７３ｂが設けられており、これらの接続部７３ｂはそれぞれリード板７４，７５を介して対応するブラシ２６に電気的に接続されている。

なお、過電流からアマチュアコイル２２を保護するために、一方のリード板７４とブラシ２６との間にはサーキットブレーカ７６が接続されている。

フレームユニット１３がモータ本体１２に取り付けられ、コネクタユニット４２の平板部５４がブラシホルダ２５に軸方向に重ねて配置されると、図９に示すように、コネクタ側接続端子７２は対応するブラシ側接続端子７３の接続孔７３ａに挿通される。このように、コネクタ側接続端子７２は、アマチュア軸１８の径方向で挟持部５２よりも内側で当該ブラシ側接続端子７３に電気的に接続される。これにより、外部コネクタを介して制御装置から供給される駆動電流を、給電用リード部材６８つまりコネクタ部５３の電源接続端子７１とコネクタ側接続端子７２およびブラシ側接続端子７３を介して各ブラシ２６に供給することができる。このように、ブラシ側接続端子７３とコネクタ側接続端子７２との電気的な接続は各ブラシ２６への給電用となっている。

図１０はコネクタユニット４２におけるセンサ基板と各リード部材の配置を側面から見た説明図である。

図８、図１０に示すように、センサ用リード部材６９は、それぞれ銅板等の導電性を有する板材を折り曲げて形成されており、その内の２本はセンサ基板６１への給電用、他の２本は各ホールセンサ６２の検出信号出力用となっている。図８に示すように、各センサ用リード部材６９の一端はそれぞれコネクタ部５３の内部にアマチュア軸１８に平行となって並んで突出しており、それぞれ検出装置用接続端子としての４つのセンサ用接続端子７７を構成している。そして、コネクタ部５３に外部コネクタが接続されると、各センサ用接続端子７７は外部コネクタを介して制御装置に接続されるようになっている。

また、センサ用リード部材６９はそれぞれ当該コネクタ部５３から連結部６７を介して平板部５４にまで導かれており、図８、図１０に示すように、その他端は平板部５４からコネクタ側接続端子７２とは反対側つまりブラシホルダ２５とは反対側に向けて突出してそれぞれ基板側接続端子７８を構成している。これらの基板側接続端子７８は、それぞれ平板部５４から軸方向つまりアマチュア軸１８の軸方向に平行な方向に突出しており、互いに並んだ状態で配置されている。そして、それぞれの基板側接続端子７８はセンサ基板６１に電気的に接続され、これにより、外部コネクタを介してセンサ基板６１に電力を供給し、また、各ホールセンサ６２の検出信号を制御装置に出力することができるようになっている。センサ基板６１からホールセンサ６２の検出信号が入力されると、制御装置は、入力されたパルス信号からアマチュア軸１８の回転速度や回転方向を認識し、これらの回転速度や回転方向に基づいて、モータ本体１２の作動を制御するようになっている。

なお、図示する場合では、基板側接続端子７８はセンサ用接続端子７７とともにセンサ用リード部材６９により形成されてセンサ用接続端子７７に電気的に接続された状態とされているが、これに限らず、センサ用接続端子７７と基板側接続端子７８とを別体に形成し、これらをさらに別体に形成されたリード部材により電気的に接続するようにしてもよい。

図１１はコネクタ部の仕様が相違する２種類のパワーウインドモータ１１の製造方法について説明する図である。

このパワーウインドモータ１１では、給電用のコネクタ部５３を備えたコネクタユニット４２をブラシホルダ２５とは別体に形成し、このコネクタユニット４２を減速機４１とモータ本体１２との間に挟み込んで固定するようにしたので、外部コネクタの仕様違いに対して、ブラシホルダ２５の仕様はそのままにコネクタユニット４２の仕様のみを換えることで容易に対応することができる。

例えば、図１１に示すように、コネクタ部５３の差し込み方向が相違する２つの仕様のパワーウインドモータ１１を製造する際には、減速機４１とモータ本体１２つまりブラシホルダ２５は同一の仕様のものを用い、コネクタユニット４２としてコネクタ部５３の仕様が相違する２種類を用意することにより、２つの仕様のパワーウインドモータ１１を容易に製造することができる。

このように、このパワーウインドモータ１１では、給電用のコネクタ部５３を備えたコネクタユニット４２をブラシホルダ２５とは別体に形成するようにしたので、外部コネクタに合わせてコネクタ部５３の仕様が相違する複数種類のパワーウインドモータ１１を製造する際にも、これらに共通の仕様のブラシホルダ２５を用いることができる。したがって、外部コネクタの仕様違いに対するブラシホルダ２５の汎用性を高めて、このパワーウインドモータ１１のコストを低減することができる。

また、このパワーウインドモータ１１では、図９に示すように、コネクタユニット４２の平板部５４をブラシホルダ２５のベース部２５ｂに軸方向に重ねて配置することにより、ブラシホルダ２５に設けられるブラシ側接続端子７３とコネクタユニット４２に設けられるコネクタ側接続端子７２とが電気的に接続されて各ブラシ２６がコネクタ部５３に設けられる電源接続端子７１に接続されるようにしたので、コネクタユニット４２とブラシホルダ２５とを別体とした構成としても、簡単な構成で各ブラシ２６と電源接続端子７１とを電気的に接続することができる。

さらに、このパワーウインドモータ１１では、図６に示すように、センサ基板６１をコネクタユニット４２の側に搭載するようにしているので、ブラシユニット２４とコネクタユニット４２とを組み合わせたときの電気的な接続構造は、ブラシ側接続端子７３とコネクタ側接続端子７２とによる各ブラシ２６への給電用のみを設ければよい。したがって、センサ基板６１への給電等の接続構造を別途設ける必要がなく、ブラシユニット２４とコネクタユニット４２との間の電気的な接続構造を簡素化して、このパワーウインドモータ１１のコストを低減することができる。

さらに、このパワーウインドモータ１１では、センサ基板６１をコネクタユニット４２の平板部５４に対してブラシホルダ２５とは反対側に配置するようにしたので、センサ基板６１は各ブラシ２６に対してブラシホルダ２５のベース部２５ｂとコネクタユニット４２の平板部５４とにより隔離された状態となる。これにより、各ブラシ２６とコミュテータ２３との摺接部分から発生するブラシ摩耗粉がセンサ基板６１やホールセンサ６２に付着することを防止して、センサ基板６１によるアマチュア軸１８の回転検出の信頼性を高めることができる。

さらに、このパワーウインドモータ１１では、センサ基板６１をコネクタユニット４２の側に搭載するようにしたので、基板側接続端子７８をハンダ付けによりセンサ基板６１に電気的に接続する際に、フラックスやハンダがブラシ２６に付着することを防止することができる。

次に、本発明における他の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態と同様の機能を有する部分については、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。図１２は他の実施の形態に係るブラシユニットを裏側から見た斜視図である。

他の実施の形態に係るブラシユニット８０は、上述した実施の形態に比して、ブラシユニット８０を構成するブラシホルダ２５のベース部２５ｂに、一対のブラシ２６を対向配置、つまり、互いにアマチュア軸１８（図１参照）の回転方向に沿って１８０度ずれるよう配置した点が異なっている。

各ブラシ２６は、略小判形状のベース部２５ｂにおける比較的大きなスペースを有する両方の円弧側（図中上下側）にそれぞれ設けられており、これに伴い、ベース部２５ｂにおける各ブラシ２６の近傍には、各ブラシ２６をコミュテータ２３（図１参照）に向けて付勢するスプリング３３がそれぞれ配置されている。また、各ブラシ２６に電気的に接続されるブラシ側接続端子７３の接続部７３ｂは、各リード板７４，７５，チョークコイル８１，コンデンサ８２，サーキットブレーカ７６等を介して電気的に接続されている。また、各リード板７４，７５は、ベース部２５ｂの軸心に形成された貫通孔３１を中心に対向するようにベース部２５ｂに一体的に設けられた各インサート部８３にインサート成形等によりインサートされている。なお、各電気的接続部はスポット溶接等によって接続されている。

このように、本実施の形態においては、上述した実施の形態に係る各接続部７３ｂよりも離間した位置に各接続部７３ｂを設けるようにしている。したがって、詳細は図示しないが、コネクタユニット４２にインサート成形される一対のコネクタ側接続端子７２（図５参照）を、各接続部７３ｂの間隔に対応させるようにして設けるようにする。なお、チョークコイル８１およびコンデンサ８２は、各ブラシ２６を介して外部に放射される電気ノイズを吸収する役割を果たすものである。

以上のように構成したブラシユニット８０を有するパワーウインドモータ１１においても、上述した実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。これに加え、他の実施の形態によれば、各ブラシ２６をそれぞれ対向離間させて設けたので、各ブラシ２６に電気的に接続される各リード板７４，７５や各接続部７３ｂ等についてもそれぞれ離間させてブラシホルダ２５に配置でき、したがって、これらの電子部品をブラシホルダ２５に対して組み付け易くすることが可能となる。

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、前記実施の形態おいては、モータ本体１２にフレームユニット１３が取り付けられたパワーウインドモータ１１に本発明を適用しているが、これに限らず、例えば減速機４１を持たない電動モータに本発明を適用してもよい。この場合、モータヨーク１５の開口端にはギヤケース４３に換えてエンドケースが固定される。

また、前記実施の形態においては、本発明はパワーウインド装置の駆動源に用いられるパワーウインドモータ１１に適用されているが、これに限らず、例えば、車体に設けられるワイパ装置の駆動源、スライドドア、バックドア、サンルーフ等の開閉体を自動的に駆動する車両用自動開閉装置の駆動源など、他の用途に用いられる電動モータに本発明を適用するようにしてもよい。

さらに、前記実施の形態においては、減速機構４５を構成するウォーム軸４６をアマチュア軸１８とは別体に形成するようにしているが、これに限らず、アマチュア軸１８をギヤケース４３の内部にまで達する長さ寸法に形成し、アマチュア軸１８の外周にウォーム４６ａを一体に形成するようにしてもよい。

さらに、前記実施の形態においては、ブラシ側接続端子７３を凹型に形成し、コネクタ側接続端子７２を凸型に形成するようにしているが、これに限らず、ブラシ側接続端子７３を凸型に形成し、コネクタ側接続端子７２を凹型に形成するようにしてもよい。

さらに、前記実施の形態においては、ブラシホルダ２５のリング部２５ａの軸方向端部をモータヨーク１５内面に設けられた段差部２８の当接面２８ａに当接させることにより、モータヨーク１５の内部に軸方向に位置決めし、モータヨーク１５とギヤケース４３との間にコネクタユニット４２の挟持部５２を挟持する際に、ブラシホルダ２５もモータヨーク１５の段差部２８と挟持部との間に挟持固定するようになっているが、これに限らず、リング部２５ａの軸方向端面に段差部２８と対向する位置、また、ベース部２５ｂの後述するコネクタユニット４２と対向する位置に変形可能な小突起を設けておき、モータヨーク１５の内部に軸方向に軽圧入した際に、リング部２５ａの突起が段差部２８に当接するよう構成しておき、モータヨーク１５とギヤケース４３との固定によってこれらの小突起を変形させることで、モータヨーク１５の段差部２８とコネクタユニット４２との間にブラシホルダ２５を挟持するようにしてもよい。

さらに、前記実施の形態においては、ブラシホルダ２５に一対のブラシ２６を保持するとともに、コネクタユニット４２に一対のコネクタ側接続端子７２を設け、ブラシホルダ２５には一対のコネクタ側接続端子７２に対向して一対のブラシ側接続端子７３を設けたものを示したが、これに限らず、例えばワイパ装置の駆動源として用いられるワイパモータのように、ブラシユニット２４に共通ブラシと低速運転用ブラシと高速運転用ブラシの３つのブラシ２６を設けるようにしてもよい。この場合、ブラシホルダ２５に３つのブラシ２６を設けるとともに、コネクタユニット４２に３つのコネクタ側接続端子７２を設け、ブラシホルダ２５には３つのコネクタ側接続端子７２に対向して３つのブラシ側接続端子７３を設けるように構成することもできる。

さらに、前記実施の形態においては、回転検出装置としてホールセンサ６２を備えたセンサ基板６１が用いられているが、これに限らず、例えば、ＭＲ（磁気抵抗素子）センサを備えたセンサ基板６１を用いるなど、アマチュア軸１８の回転を検出できるものであれば他の検出装置を用いるようにしてもよい。

本発明の一実施の形態であるパワーウインドモータの横断面図である。図１に示すモータ本体の詳細を示す斜視図である。図１に示すブラシユニットの詳細を示す斜視図である。ブラシホルダのモータヨークの内部への位置決め構造を示す断面図である。図１に示すフレームユニットの詳細を示す斜視図である。図５に示すコネクタユニットの詳細を示す斜視図である。センサ基板の搭載構造の変形例を示す斜視図である。コネクタユニットに設けられる給電用リード部材とセンサ用リード部材を示す斜視図である。ブラシ側接続端子とコネクタ側接続端子との接続部分の詳細を示す断面図である。コネクタユニットにおけるセンサ基板と各リード部材の配置を側面から見た説明図である。コネクタ部の仕様が相違する２種類のパワーウインドモータの製造方法について説明する図である。他の実施の形態に係るブラシユニットを裏側から見た斜視図である。

符号の説明

１１パワーウインドモータ（ブラシ付き電動モータ）
１２モータ本体
１３フレームユニット
１４ステータ
１５モータヨーク（モータケース）
１５ａ底壁部
１５ｂフランジ部
１５ｃ軸受支持部
１５ｄねじ孔
１５ｅ円弧面
１５ｆ平坦面
１６マグネット（界磁部）
１７アマチュア
１８アマチュア軸
１８ａ連結凸部
１９アマチュアコア
１９ａスロット
２１軸受
２１ａスチールプレート
２１ｂスチールボール
２２アマチュアコイル
２３コミュテータ
２３ａセグメント片
２４ブラシユニット
２５ブラシホルダ
２５ａリング部
２５ｂベース部
２６ブラシ
２７リブ
２８段差部
２８ａ当接面
３１貫通孔
３２軸受
３３スプリング
４１減速機
４２コネクタユニット
４３ギヤケース（エンドケース）
４３ａガイド部
４３ｂガイド部
４３ｃねじ孔
４３ｄナット孔
４４締結部材
４５減速機構
４６ウォーム軸
４６ａウォーム
４６ｂ連結孔
４７ウォームホイル
４８，４９軸受
４９ａスチールボール
４９ｂスラストプレート
５１出力軸
５２挟持部
５３コネクタ部
５４平板部
５５，５６スカート部
５７リブ
５８貫通孔
６１センサ基板（回転検出装置）
６２ホールセンサ
６３リングマグネット
６４係合孔
６５係合突起
６６シール部材
６７連結部
６８給電用リード部材
６９センサ用リード部材（検出装置用リード部材）
７１電源接続端子（外部接続端子）
７２コネクタ側接続端子
７３ブラシ側接続端子
７３ａ接続孔
７３ｂ接続部
７４，７５リード板
７６サーキットブレーカ
７７センサ用接続端子（検出装置用接続端子）
７８基板側接続端子
８０ブラシユニット
８１チョークコイル
８２コンデンサ
８３インサート部

Claims

コミュテータと前記コミュテータに摺接する複数のブラシとを備えたブラシ付き電動モータであって、
一端が開口する有底筒状に形成され、内面に界磁部が設けられるモータケースと、
前記モータケースの内部に装着され、前記複数のブラシを保持するブラシホルダと、
前記モータケースに回転自在に支持され、前記コミュテータが固定されるアマチュア軸と、
前記アマチュア軸の軸方向で前記ブラシホルダの端部に一体に形成された板状のベース部と、
前記ベース部に設けられ、かつ、前記アマチュア軸が挿入された貫通孔と、
それぞれ前記コミュテータに接続され、前記アマチュア軸とともに回転する複数のアマチュアコイルと、
前記モータケースの開口端に取り付けられ、該モータケースの開口を閉塞するエンドケースと、
前記モータケースの開口端に設けられたフランジ部と前記エンドケースとに挟持固定される環状の挟持部と、前記ブラシホルダに対して前記軸方向に重ねて配置され、かつ、前記アマチュア軸の径方向で前記挟持部よりも内側に設けられた本体部と、前記モータケースの外側に配置される給電用のコネクタ部とが一体に設けられたコネクタユニットと、
前記給電用のコネクタ部に設けられた外部接続端子と、
前記コネクタユニットの本体部に設けられ、前記外部接続端子に電気的に接続されるコネクタ側接続端子と、
前記ブラシホルダに設けられ、前記コネクタユニットの本体部が前記ブラシホルダに対して前記軸方向に重ねて配置されたときに、前記アマチュア軸の径方向で前記挟持部よりも内側で前記コネクタ側接続端子に電気的に接続されるブラシ側接続端子とを有し、
前記ブラシ側接続端子と前記コネクタ側接続端子とを電気的に接続することで前記ブラシへの給電がなされる一方、
前記コネクタユニットの本体部の一側面側には前記アマチュア軸の回転を検出する回転検出装置が搭載され、前記給電用のコネクタ部にはさらに前記回転検出装置に電気的に接続される検出装置用接続端子が設けられ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、前記回転検出装置は前記本体部を挟んで前記ブラシホルダとは軸方向反対側の面側に配置され、前記コネクタ側接続端子は前記外部接続端子を構成する給電用リード部材の他端に設けられて前記コネクタユニットの本体部から前記ブラシホルダに向けて軸方向に突出し、前記検出装置用接続端子を構成する検出装置用リード部材の他端は前記コネクタユニットの本体部から前記ブラシホルダとは軸方向反対側に向けて軸方向に突出して前記回転検出装置に接続されることを特徴とするブラシ付き電動モータ。
請求項１または２記載のブラシ付き電動モータにおいて、前記ブラシホルダの軸方向端部を前記モータケースの内面に設けられる段差部に当接させて該モータケースの内部に位置決めし、前記ブラシホルダを前記コネクタユニットと前記モータケースとの間で挟持することを特徴とするブラシ付き電動モータ。
請求項１または２記載のブラシ付き電動モータにおいて、前記ブラシホルダの側面を前記モータケースの内面に圧入して該モータケースの内部に位置決めすることを特徴とするブラシ付き電動モータ。
請求項１〜４のいずれか１項記載のブラシ付き電動モータにおいて、前記エンドケースは、ウォームを備えたウォーム軸と前記ウォームに噛み合うウォームホイルとからなる減速機構を収容するギヤケースであり、前記ウォーム軸は前記ギヤケースが前記モータケースに取り付けられたときに前記アマチュア軸に連結されることを特徴とするブラシ付き電動モータ。