刷保持器组装体以及具备该刷保持器组装体的换向器电动机

摘要

本刷保持器组装体是在刷保持器(31)中将在刷盒(45)收纳刷而成的刷盒组装体配置在盒固定部(34)而成的，该刷保持器(31)是将绝缘性树脂成形为圆盘状而形成的，并且该刷保持器具有一对盒固定部(34)。该刷盒组装体由箱型的金属形成且具有多个安装脚(47a)。另外，刷保持器的盒固定部具有多个安装孔(34h)。而且，本刷保持器组装体构成为将这些安装脚分别插入安装孔，从而将刷盒组装体固定的结构。而且，本发明的刷保持器组装体与刷保持器隔着(34s)相面对。另外，本发明的换向器电动机具有上述刷保持器组装体。

说明书

技术领域

本发明涉及一种车载用等的带刷换向器电动机的刷保持器组装体以及 具备该刷保持器组装体的换向器电动机。

背景技术

近年来，车载用所使用的带刷换向器电动机在推行轻量化、薄型化、高 效化、长寿命化、高可靠化以及低成本化，从低输出电动机到高输出电动机 均有相同的要求。在以往的技术中公知有一种电动机，该电动机覆盖带刷换 向器电动机的刷的四周的方法是将刷组装体插入设置有刷滑动槽的绝缘树 脂制托架的做法(例如，参照专利文献1)、将金属盖板47压入绝缘性树脂的 刷保持器或者使用了一体式金属盒。

在以往的技术中，在将金属盖板47压入绝缘性树脂的刷保持器的方法 中，在绝缘性树脂的刷保持器的耐热性方面存在问题。即，例如存在这样的 问题：由于高输出电动机的刷子发热，使得刷保持器的树脂壁的温度超过树 脂的耐热温度，导致刷子与刷保持器的树脂壁粘着在一起直至不导通。

另外，在使用了一体式金属盒的方法中，为了固定金属盒而将其直接安 装在平坦的刷保持器之上，因此，在绝缘性树脂的刷保持器固定的部分必须 变高。

专利文献1：(日本)实开昭63-58865号公报

发明内容

本发明的刷保持器组装体是在刷保持器中将在刷盒收纳刷而成的刷盒 组装体配置在盒固定部而成的，该刷保持器是将绝缘性树脂成形为圆盘状而 形成的，并且具有一对盒固定部，该盒固定部包含从外周侧朝向内侧形成的 槽。该刷盒组装体由箱型的金属形成且具有多个安装脚。另外，刷保持器的 盒固定部具有多个安装孔。而且，本刷保持器组装体构成为将这些安装脚分 别插入安装孔，从而将刷盒组装体固定的结构。

而且，本发明的刷保持器组装体构成为与刷保持器隔着间隙相面对的结 构。

另外，本发明的换向器电动机具有所述刷保持器组装体。

这样一来，通过在刷保持器和刷盒组装体之间设置微小的空间从而使刷 保持器和刷盒组装体不接触，从而形成使处于高温的刷的热量难以传递到树 脂部的隔热层。而且，利用所形成的隔热层，能够在高温状态下保护刷盒组 装体的附近的树脂部。而且，也能够防止刷和刷保持器的树脂壁粘着。另外， 对于处于高温的刷而言，也能够使其散热性提高。

另外，本发明的换向器电动机具有所述刷保持器组装体。

这样一来，在本发明的刷保持器组装体和换向器电动机中，在刷盒组装 体和绝缘性树脂的刷保持器之间设计有间隙而使刷盒组装体和绝缘性树脂 的刷保持器不接触。由此，对于促进散热、抑制刷保持器、刷的温度上升有 帮助。而且，因为使用金属的刷盒组装体，所以与以往的树脂制的刷保持器 相比，能够设计为热膨胀较小且刷盒组装体和刷之间的间隙较小。因此，对 于声音、振动的降低有效。另外，通过金属的刷盒的结构能够促进散热，因 此，通过降低绝缘性树脂的刷保持器的品级(使用降低了耐热性的树脂)， 能够发挥降低成本的作用。

附图说明

图1是具有本发明的实施方式的刷保持器组装体的换向器电动机的立体 组装图。

图2是表示具有同一刷保持器组装体的换向器电动机的制造流程的流程 图。

图3是同一刷保持器组装体的结构图。

图4是同一刷保持器组装体的刷的立体图。

图5是同一刷保持器组装体的刷保持器的结构图。

图6是表示将刷盒安装到了同一刷保持器组装体的盒固定部的状态的 图。

具体实施方式

以下，参照附图说明具有本发明的实施方式的刷保持器组装体的换向器 电动机。

(实施方式)

首先，说明具有本发明的实施方式的刷保持器组装体的换向器电动机的 概要。

图1是具有本发明的实施方式的刷保持器组装体30的换向器电动机10的 立体组装图。

如图1所示，换向器电动机10构成为具有：空心圆筒形状的框架(frame) 11，其一侧开口；转子20，其收纳在框架11内；以及刷保持器组装体30，其 以覆盖框架11的开口的方式来安装。而且，转子20旋转自如地支承于配置在 两侧的一对轴承12。另外，在框架11的内周面安装有磁体(未图示)，在框 架11的底面的轴承保持部(未图示)安装有被压入固定的轴承12。

在该框架11的内周侧配置有转子20。转子20具有旋转轴21、换向器22、 电枢芯23以及绕组25。电枢芯23包括层叠的钢板、铁等，具有多个狭缝24。 绕组25卷装收纳于这些狭缝24。而且，旋转轴21沿着轴向贯穿固定于电枢芯 23的中心。另外，圆筒状的换向器22固定于该旋转轴21。换向器22在圆筒面 上具有多个作为金属片的接触片22s，这些接触片22s与绕组25的末端电连接。

另外，刷保持器组装体30具有刷保持器31、电源端子部32、电线33以及 一对刷盒组装体40。

刷保持器31是通过使绝缘性树脂形成成形为圆盘状而形成的。而且，在 刷保持器31上形成有：用于配设刷盒组装体40的盒固定部34、用于从外部供 给电源的电源端子部32、用于保持轴承12的轴承保持部36等，该轴承12压入 旋转轴21的一端且被固定。在该盒固定部34上搭载有收纳了刷41的刷盒组装 体40。在这里，也如图2所示，刷盒组装体40构成为在刷盒45内收纳有刷41 和刷簧42的结构。而且，为了向刷41供给电源，利用电线33将电源端子部32 的电源端子32s和刷41电连接。

而且，使两个轴承12以旋转轴21旋转自如的方式保持旋转轴21，并通过 将刷保持器组装体30安装在框架11的开口，从而构成换向器电动机10。另外， 通过如此构成换向器电动机，能够使配设于刷保持器组装体30的刷盒组装体 40的刷41均以被朝向换向器22按压的状态与换向器22接触地配置。另外，为 了实现组装工序的高效化，在刷保持器组装体30上设置有在组装时用于抑制 刷41的突出的保持构件39。该保持构件39例如是细长的销。

利用以上那样的结构，从电源端子32s经由电线33、刷41以及换向器22 的接触片22s而电连接到绕组25。即，通过向电源端子32s供给电源电压，驱 动电流从刷41经由换向器22流向绕组25。而且，利用该驱动电流，在电枢芯 23上产生磁力，从而在与作为定子的框架11内的磁体之间产生旋转力，使得 转子20旋转。

接着，使用图2说明这样的换向器电动机10的制造方法。图2是表示换向 器电动机10的制造流程的流程图。

首先，制造出在作为大致金属箱的刷盒45内收纳有刷簧42和刷41而成的 刷盒组装体40(S11)。将制造出的刷盒组装体40安装于形成在刷保持器31的 盒固定部34(S1)。接着，为了抑制刷41的突出，将保持构件39安装于安装 有刷盒组装体40的刷保持器31(S2)。而且，进行电子零件的安装、配线从 而完成刷保持器组装体30(S3)。

转子20由另外的组装工序来制造(S21)。将旋转轴21的一端穿过刷保持 器组装体30的旋转轴用孔37，并且将轴承12压入固定在该旋转轴21的一端， 通过利用轴承保持部36来保持该轴承12，而将转子20安装于刷保持器组装体 30(S4)。此时，刷41被保持构件39保持在刷盒组装体40内。于是，进行一 次性作业，使得设置于转子20的换向器22位于与刷盒组装体40的开口部相对 的部位，从而将转子20安装于刷保持器组装体30。像这样，将转子20向刷保 持器组装体30设置，使得设置于转子20的换向器22位于与刷盒组装体40的开 口部相对的部位，即位于规定位置。

当将转子20设置在规定位置时，将保持构件39从刷保持器组装体30取出 (S5)。其结果，利用刷簧42的作用力，使刷41与换向器22抵接。

另外，利用其他的组装工序，将轴承12和磁体(未图示)安装在框架11 内(S31)。在该状态下，将框架11向刷保持器组装体30安装(S6)。利用这 样的流程的作业，制造出本实施方式的换向器电动机10(S7)。

接着，说明本发明的实施方式的刷保持器组装体30的详细结构。

图3是本发明的实施方式的刷保持器组装体30的结构图。如图3所示，刷 保持器组装体30构成为将刷盒组装体40等各种零件搭载于刷保持器31而成 的结构。

首先，在刷保持器31上形成有从外周侧朝向内侧的一对盒固定部34。在 该盒固定部34上配设有各自的刷盒组装体40。在图3中，将刷盒组装体40的 一侧(图中的右侧)表示为将在图6中也有所示出的盖板47的一部分切掉的 了的状态，将刷盒组装体40的另一侧(图中的左侧)表示为安装有盖板47的 状态。如图3所示，刷盒组装体40构成为在刷盒45内收纳有刷41和刷簧42。 另外，刷盒组装体40在作为与换向器22相对的位置的内周侧具有开口部43。 刷盒组装体40沿着与旋转轴21正交的转子20的径向，与转子20相对地配设。 而且，收纳在刷盒组装体40内的刷41能够沿着径向移动。刷41经由开口部43 与换向器22接触滑动。刷41构成为长方体形状。

另外，作为弹性构件的刷簧42也配设在刷盒组装体40内。在刷盒45内， 刷簧42以沿着径向将刷41向换向器22按压的方式配设。只要能够按压刷41且 具有适度的弹性力，则弹性构件也可以是其他构件。

图4是本发明的实施方式的刷41的立体图。刷41具有沿着径向R设置的侧 面50、与换向器22滑动接触的滑动面51以及用于承受刷簧42的弹性力的背面 53。刷41具有对滑动面51的周围进行倒角而成的倒角部52。刷41被刷簧42向 方向F1按压。

另外，如图4所示，刷41在侧面50具有猪尾线33p。猪尾线33p是对铜线 进行编织等而扎成捆的电线，具有柔软性。与刷41相连的猪尾线33p构成用 于向刷41供给驱动电流的电线33的一部分。

另外，在刷保持器31上形成有用于从外部进行电源供给的电源端子部 32。针对该电源端子部32的电源端子32s，从换向器电动机10外施加正负驱 动电压。当在电源端子32s施加驱动电压时，如上所述，驱动电流在绕组25 中流动。在图3所示的本实施方式的结构中，使驱动电流经由与正极侧的电 源端子32s相连的一侧的电线33、设置在刷保持器31的树脂内部的内部电线 33i，并且通过猪尾线33p向一侧的刷41传导。利用刷簧42，借助被按压向换 向器22的刷41，将驱动电流向换向器22供给。而且，使经由换向器22流向另 一侧的刷41的驱动电流经由另一侧的猪尾线33p、内部电线33i以及电线33向 负极侧的电源端子32s传导。

接着，详细说明刷盒组装体40和安装有该刷盒组装体40的盒固定部34。

图5是本发明的实施方式的刷保持器31的结构图。如上所述，在刷保持 器31上，通过树脂成形，形成有盒固定部34、电源端子部32、轴承保持部36 等，其中，盒固定部34用于配设刷盒组装体40，轴承保持部36用于保持轴承 12。

如图5所示，盒固定部34具有：彼此相面对的一对固定用壁部34w、以被 固定用壁部34w夹在中间的方式从外周侧朝向内侧形成的槽的槽部34n、多个 安装孔34h。这样的盒固定部34在刷保持器31上形成有一对。刷盒组装体40 利用安装孔34h，以配置于槽部34n的方式安装于刷保持器31。为了将刷盒组 装体40配置于槽部34n，刷盒45由大概比槽部34n稍小的形状的箱型的金属形 成。另外，为了拉出猪尾线33p，在盒固定部34的一侧的固定用壁部34w的侧 面形成有刷41的猪尾线33p的通路用槽34p。

图6是表示将刷盒45安装在了本发明的实施方式的盒固定部34的状态的 图。在图6中，为了避免繁杂，示出了在刷盒45未收纳有刷41等的状态，但 是实际上，收纳有刷41等的刷盒组装体40以图6那样的形态安装。

如图6所示，在由绝缘性树脂成形而成的刷保持器31上设置有能够收纳 刷盒45的槽部34n，在这里配置有由金属形成的刷盒45。而且，在刷保持器 31和刷盒45之间设置有具有微小空间的间隙部34s而使刷保持器31和刷盒45 不接触。

如图6所示，刷盒45具有：刷壳体46，其用于收纳刷41，且具有U字型的 截面；盖板47，其覆盖刷壳体46的上部。

刷壳体46由底面部和从底面部的两端沿着大致直角方向延伸的各个侧 面部这三个面构成。刷壳体46的这三个面成为刷41的滑动部。而且，更详细 而言，刷壳体46在侧面部的前端线上形成有安装爪46a。在图6中，示出了在 各侧面部设置有两个安装爪46a的一例。而且，在刷壳体46的一侧的侧面部 上形成有用于拉出猪尾线33p的孔的猪尾线用孔46p。

盖板47是一张金属板。而且，更详细而言，配合刷壳体46的各安装爪46a 的位置和大小，而形成有多个安装孔47h。而且，盖板47形成有从两端突出 的多个安装脚47a。在图6中，示出了在一侧设置两个安装脚47a、在另一侧 设置一个安装脚47a的一例。

而且，刷盒45是将金属的刷壳体46的两个以上的安装爪46a插入由金属 构成的盖板47的两个以上的安装孔47h，并将安装爪46a弯折来固定，即，通 过变形加工固定(日文：カシメる)形成。由此，盖板47配置在刷壳体46的 长边开口面的一侧面，并覆盖盒固定部34的槽部34n。另外，这样一来，形 成将刷壳体46和盖板47一体化而成的刷盒45。在本实施方式中，像这样，通 过将金属的刷壳体46固定于金属的盖板47而形成刷盒45，能够利用金属覆盖 刷41的四周，因此，能够防止由于处于高温的刷41的热量导致刷41和刷保持 器31的树脂壁粘着。

接着，为了能够在刷保持器31的槽部34n收纳刷盒45，而在盖板47上形 成有多个安装脚47a。另一方面，在刷保持器31上，配合这些安装脚47a的位 置和大小地形成有安装孔34h。而且，通过将金属的盖板47的安装脚47a压入 形成于刷保持器31的安装孔34h，而将刷盒45安装于刷保持器31的盒固定部 34。

在本实施方式中，此时，形成为以刷盒45不与刷保持器31的树脂壁接触 的方式组装起来的结构。即，构成为在将盖板47的安装脚47a分别压入安装 孔34h时，以刷盒45的底面部与槽部34n之间、侧面部与固定用壁部34w之间 非接触地能够形成间隙的方式设置间隙部34s。在本实施方式中，像这样， 使刷盒组装体40的配置为间隙设计，因此，收纳有刷41的刷盒组装体40不会 变形，也不会产生由于变形而阻碍刷41的滑动从而丧失可靠性的问题。因此， 与以往的仅使用树脂的刷保持器相比，能够设计为热膨胀较小且刷盒组装体 40和刷41之间的间隙较小，因此，对于降低声音、振动有效。

而且，在本实施方式中，形成为在刷盒组装体40的四周设置有间隙部34s 的结构，因此，该间隙部34s发挥难以使热量传递的隔热层的作用，能够在 高温滞留下保护盒固定部34附近的树脂部。而且，如上所述，也能够防止处 于高温的刷41与盒固定部34附近的树脂壁发生粘着。另外，通过将该间隙部 34s设为容易使空气流动的结构，也能够使刷41、刷盒组装体40的散热性提 高。而且，因为能够促进散热，所以通过降低构成刷保持器31的树脂的品级 (使用降低了耐热性的树脂)来降低成本。

产业上的可利用性

本发明在车载用的带刷的换向器电动机中有用。

附图标记说明

10换向器电动机

11框架

12轴承

20转子

21旋转轴

22换向器

22s接触片

23电枢芯

24狭缝

25绕组

30刷保持器组装体

31刷保持器

32电源端子部

32s电源端子

33电线

33i内部电线

33p猪尾线

34盒固定部

34h安装孔

34n槽部

34p通路用槽

34s间隙部

34w固定用壁部

36轴承保持部

37旋转轴用孔

39保持构件

40刷盒组装体

41刷

42刷簧

43开口部

45刷盒

46刷壳体

46a安装爪

46p猪尾线用孔

47盖板

47a安装脚

47h安装孔

50侧面

51滑动面

53背面