JP2005130583A - 雌型端子金具，ブラシ組立体及びブラシ付きモータ - Google Patents

Abstract

【課題】 弾性挟持力の増強と接触面積の拡大との二律相反を解消することにより、板状雄型端子の抜き耐力を向上できる雌型端子金具の提供。
【解決手段】 雌型端子金具１２は、挿入される板状雄型端子５０を相対的に板長さの奥方向へ摺接可能に案内する板幅面を具えた受け板部３１と、この受け板部３１の左右側から夫々一体的に上記板幅面の前方へ延び出て互いに逆回りに曲げ成形されて成る左右一対のカーリング部３２，３２とを備えたコネクタ部３０を有し、各カーリング部３２における幅方向の線条板厚面Ｘ，Ｘが上記板幅面に離間対峙している。
【選択図】 図９

Description

本発明は、ブラシ付きモータのブラシ組立体に用いるに好適な雌型端子金具に関する。

ブラシ付きモータにおいて、外部の板状雄型端子を差し込み受容し内部のブラシに電源を供給するための雌型端子金具としては、実開平５−３９１６５に開示の如く、弾性の対向脚部を有するＵ字形に構成されたものが知られている。対向脚部の中央部の離間距離は小さく、各対向脚部には密着面積を確保するための複数の溝が形成されている。板状雄型端子を対向脚部の間に挿入したときには板状雄型端子が対向脚部の平坦化した彎曲状中央部において面接触的に挟持される。
実開平５−３９１６５（要約）

（１）上記のＵ字状の雌型端子金具において、対向脚部の弾性挟持力は対向脚部間に挿入する板状雄型端子の厚さに応じて確実に増大するものの、厚さが一定の場合は、接触面積と単位面積当たりの接触圧の積が有効接触圧として弾性挟持力に等しい以上、彎曲状中央部が平坦化して接触面積が増大しても弾性挟持力自体の増強は原理的に期待できないものである。

（２）また、板状雄型端子を面接触で挟持する部分が対向脚部の彎曲状中央部に限定されていることから、その中央部の全面に板状雄型端子が面接触した以降では、接触面積がもはや増大せずに一定のままである。

（３）更に、彎曲状中央部の面積を拡大するために雌型端子金具の対向脚部も長くすると、却って弾性係数が小さくなり、弾性挟持力が弱くなる。

即ち、上記雌型端子金具では、弾性挟持力は板状雄型端子の最長挿入深さと逆比例し、しかも、摩擦面としても機能する接触面積の漸増過程も最長挿入深さの一部分に限られているため、弾性挟持力の増強と接触面積の拡大とが二律相反し、板状雄型端子に対する抜き耐力の向上は期待できない。

そこで上記問題点に鑑み、本発明の第１の課題は、弾性挟持力の増強と接触面積の拡大との二律相反を解消することにより、板状雄型端子の抜き耐力を向上できる雌型端子金具を提供することにある。

本発明の第２の課題は、その雌型端子金具を備えたブラシ組立体を提供することにある。

本発明の第３の課題は、その雌型端子金具を備えたブラシ組立体を用いたブラシ付きモータを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る雌型端子金具は、挿入される板状雄型端子を相対的に板長さの奥方向へ摺接可能に案内する板幅面を具えた受け板部と、この受け板部の左右側から夫々一体的に上記板幅面の前方へ延び出て互いに逆回りに曲げ成形されて成る左右一対のカーリング部とを備えたコネクタ部を有し、各カーリング部における幅方向の線条板厚面が上記板幅面に離間対峙していることを特徴とする。

板状雄型端子を受け板部の板幅面に摺接させて挿入すると、その挿入始期においては、左右一対のカーリング部における２条の線条板厚面の手前端だけが板状雄型端子の板面の先端側に相対的に乗り上がるため、左右一対のカーリング部の全体形状が弾性的に歪んでチルト姿勢となる。その後、挿入深さが次第に深くなると、カーリング部における２条の線条板厚面の板状雄型端子の板面に相対的に乗り上がり長さが増すため、カーリング部の姿勢が徐々に復帰すると同時に、弾性挟持力も次第に強くなるため、挿入終期では弾性挟持力が最大となる。この最大弾性挟持力はカーリング部の幅方向の寸法に比例し、最長挿入深さ方向はその幅方向であるので、最長挿入深さが深いほどカーリング部の弾性係数が大きくなり、最大弾性挟持力を顕著に増強できる。しかも、挿入が深くなる程、受け板部に接触する板状雄型端子の接触面積が次第に増すため、接触面積の拡大も図ることができる。これに加え、挿入された板状雄型端子の板面に対し、受け板部の板幅面が最大接触面積で面接触していると共に、２条の線条板厚縁が食い込み的に圧接し、左右一対のカーリング部における線条板厚縁の手前端が板状雄型端子の抜きに対してその板面に逆鉤作用を果たす。従って、板状雄型端子の抜き耐力が大幅に向上する。

雌型端子金具は、取付け部の一端側にコネクタ部を、その取付け部の他端側に連結部を、それぞれ一体的に有する。そして、ブラシ組立体としては、連結部にブラシばねを固定し、このブラシばねにブラシを取着して成る。

ブラシ付きモータとしては、上記ブラシ組立体の一対を用い、取付け部を端蓋の一内壁面側の溝においてコネクタ部側が外側配置として左右対称に組み込んで成る。このため、コネクタ部の受け板の長さ方向がモータ軸方向にならずこれに直交することになるので、最長挿入深さ寸法の拡張による板状雄型端子の抜き耐力の向上ないし端蓋の厚さ寸法の抑制によるモータ軸長の短縮化を図り得る。

各取付け部としては、当該取付け部が上記溝の内面に弾接するための板ばねを有することが望ましい。雌型端子金具の端蓋に対する抜き耐力を向上できる。

受け板の長さを長くする程、カーリング部の弾性挟持力が増し、２条の線条板厚縁が食い込み的に圧接し、カーリング部における線条板厚縁の手前端が板状雄型端子の抜きに対してその板面に逆鉤作用を果たすため、板状雄型端子の抜き耐力が大幅に向上する。

次に、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１（Ａ）は本発明の実施例に係る小形ブラシ付きモータを示す斜視図、図１（Ｂ）は同モータの縦断面図、図２は同モータの組立斜視図、図３（Ａ）は同モータに用いるブラシ組立体を示す斜視図、図３（Ｂ）は同ブラシ組立体を別の視点から見た斜視図、図４は同ブラシ組立体の組立斜視図、図５は同ブラシ組立体を別の視点から見た組立斜視図、図６（Ａ）は同モータに用いる端蓋を示す斜視図、図６（Ｂ）は同端蓋を一部切り欠いて示す上面図、図６（Ｃ）は同端蓋の正面図、図６（Ｄ）は図６（Ｃ）中のｄ−ｄ′線に沿って切断した状態を示す断面図、図７は同端蓋に同ブラシ組立体を組み込む状態を示す斜視図、図８（Ａ）は同端蓋に同ブラシ組立体を組み込んだ状態を示す端蓋の正面図、図８（Ｂ）は組み込んだ同ブラシ組立体の雌型端子金具に板状雄型端子を挿入して取着した状態を示す端蓋の正面図、図９（Ａ）は同雌型端子金具に同板状雄型端子を挿入する直前状態を示す上面図、図９（Ｂ）は同直前状態を示す正面断面図、図１０（Ａ）は同雌型端子金具に対する同板状雄型端子の挿入初期状態を示す正面断面図、図１０（Ｂ）は同雌型端子金具に対する同板状雄型端子の挿入途中状態を示す正面断面図、図１０（Ｃ）は同雌型端子金具に対する同板状雄型端子の挿入終期状態を示す正面断面図である。

本例の小形ブラシ付きモータは、図１〜図３に示す如く、断面小判形のモータケース１と、その相対向する彎曲内面に位置決めした永久磁石２，２と、モータ軸３が圧入して貫通する３突極形の電機子４と、ブラシ基板を兼用する略小判形凹状の樹脂製端蓋５に組み込んだ一対のブラシ組立体１０，１０とを有する。

樹脂製端蓋５は、モータケース１の開口に冠着されているが、後述するメタル収容部を有し、このメタル収容部に圧入されたラジアル軸受６とモータケース１の端板部１ａのバーリング部に圧入されたラジアル軸受７とにモータ軸３の両端側が貫通している。電機子４は、モータ軸３が貫通し３突極状に形成された積層磁性板の電機子コア４ａと、これに巻装した巻線コイル４ｂとを有する。モータ軸３の端蓋５側には樹脂製の整流子ホルダー８が嵌り、整流子ホルダー８の外周面には整流子９がワッシャ―で締め付け固定されている。整流子９を構成する３本の整流子片のライザー９ａ上にはリングバリスタＲが固着されている。各ブラシ組立体１０のブラシばね１５に取着したブロック状のカーボンブラシ１６は整流子９の外周面に摺接する。なお、Ｗは、モータ軸のスラスト方向の遊びを吸収するための樹脂製スラストワッシャーである。

一対のブラシ組立体１０，１０は同一構成であり、各ブラシ組立体１０は、図３〜図５に示す如く、導電性の雌型端子金具１２と導電性板ばね状のブラシばね１５とカーボンブラシ１６とから成る。

雌型端子金具１２は、端蓋５の所定箇所に組み付けるための板状の取付け部２０と、後述する板状雄型端子を接続するためのコネクタ部３０と、ブラシばね１５を連結するための連結片部４０とを一体的に具えた洋銀製の一枚プレス成形品である。

取付け部２０は、一端がコネクタ部３０の受け板部３１に連絡すると共に他端が連結片部４０に連絡する央部２１から相対する方向に延び出た張出片２２，２２を有する。一方の張出片２２から央部２１を介して他方の張出片２２に亘る両側縁には段部Ｓ，Ｓが形成されており、断面係数の増大により取付け部２０の剛性を高めてある。各張出片２２の略中央部分には三方切込みにより僅少切り起して成る矩形状の板ばねＰが形成されている。

コネクタ部３０は、図３（Ｂ）に良く示すように、央部２１から延び出て略直角に屈曲して垂下する略長方形の受け板部３１と、この受け板部３１の左右側から夫々一体的に板幅面の前方へ延び出て互いに逆回りに２７０°程度彎曲成形されて成る左右一対のドーム状カーリング部３２，３２とを有する。受け板部３１の下端中央から下方に幅狭突片３１ａが張り出ている。そして、各カーリング部３２における幅方向（受け板部３１の垂下方向）の線条板厚面Ｘが受け板部３１の板幅面に離間対峙している（図９（Ａ）参照）。

連結片部４０は、図４に示す如く、央部２１から延び出て略直角に屈曲して垂下し、受け板部３１に平行であって、打ち出した一対の鋲部４１ａ，４１ａを備える。

ブラシばね１５は靭性に富み導電性のベリリュウム銅製であって、ブラシ１６が嵌入してこれを掛け止める略Ｈ字形状の掛止孔Ｑを持ち、両側縁を裏側に折り返して成るブラシホルダー部１５ａと、このブラシホルダー部１５ａの上端から一体的に延び出た略Ｔ字状の片持ち梁部１５ｂとを有し、梁部１５ｂの上片には連結片部４０の一対の鋲部４１ａ，４１ａに嵌る一対の係合孔１５ｃ，１５ｃが設けられている。係合孔１５ｃに嵌めた鋲部４１ａは加締固定される。

カーボンブラシ１６は、立体形ブロック１６ａと、この背面側に一体的に突出し、ブラシホルダー部１５ａの掛止孔Ｑに嵌入掛止される係合突起１６ｂとを有する。

端蓋５は、図６及び図７に示す如く、主体的に内空部Ｅを有する凹状であって、その内空部Ｅの底面５ｃから軸深さ方向の段違いにワッシャ―収容部Ｍとメタル収容部Ｎとを有し、それ故、図１（Ａ）に示す如く、端面５ａよりも小径で突出した突端部５ｂを有している。内空部Ｅは略矩形の壁面で区画されているが、端蓋５の直線状輪郭（一辺）を形成する壁部５ｄの壁面Ｔの中央には、底面５ｃから角柱状に起立し、一対のブラシ組立体１０，１０を左右対称に分離配置するためのスペーサ部５ｅが一体的に形設されている。このスペーサ部５ｅを中心とする内空部Ｅの左右形状は左右対称に形成されている。このため、その一方の構成を以下に説明する。

壁部５ｄの壁面Ｔとこれと直交する壁面Ｕに対してコネクタ部差し込み溝Ｋと取付け部差し込み溝Ｊを空けて、底面５ｃから直角頂点を持つ略三角柱状の位置決め突起５ｆが一体的に起立している。取付け部差し込み溝Ｊは底面５ｃを貫通している（図２参照）。コネクタ部差し込み溝Ｋと取付け部差し込み溝Ｊとは直交している。壁面Ｕと位置決め突起５ｆの一方の非直角頂点側とはスタッパー部５ｇで一体的に連結し、スタッパー部５ｇは位置決め突起５ｆの壁面Ｕに対峙する面に沿う突片位置決めスリット５ｈを有する。壁部５ｄは板状雄型端子を挿入するための端子挿通孔５ｉを有する。位置決め突起５ｆの他方の非直角頂点側とスペーサ部５ｅとの間にブラシばね差し込み溝５ｊが形設されており、この溝５ｊと取付け部差し込み溝Ｊとの交差点において壁面Ｕに窪み５ｋが設けられている。メタル収容部Ｎとスタッパー部５ｇとの間で底面５ｃには、ピンを挿入するためのピン挿通孔５ｍが形成されている。このピン挿通孔５ｍは、端蓋５をモータケース１に嵌着する際にブラシばね１５を外方向に撓めてブラシ１５を電機子４の整流子９上に載せるためのブラシセット作業において用いるものである。

ブラシ組立体１０の端蓋５に対する組み込み方法は、コネクタ部３０及び取付け部２０をコネクタ部差し込み溝Ｋと取付け部差し込み溝Ｊに差し込むものであり、取付け部２０の板ばねＰが位置決め突起５ｆ側の側面Ａに弾力的に圧接することにより、図８（Ａ）に示す如く、ブラシ組立体１０がガタ付きなく抜け止めされる。一対の板ばねＰの自由端が互いに逆方向に向いているため、これらが取付け部差し込み溝Ｊに逆鉤作用するので、抜け止め効果は強固である。

図８（Ａ）に示す一対のブラシ組立体１０，１０を組み込んだ端蓋５を電機子４を組み込んだモータケース１に嵌着した後、図８（Ｂ）及び図９に示す如く、板状雄型端子５０を端子挿通孔５ｉに挿入してコネクタ部３０に接続するものである。なお、Ｌは板状雄型端子５０の端部に半田付けで接続したリード線である。

図１０（Ａ）に示す如く、板状雄型端子５０を受け板部３１の板幅面に摺接させて挿入すると、その挿入始期においては、左右一対のカーリング部３２，３２における２条の線条板厚面Ｘ，Ｘの手前端Ｚだけが板状雄型端子５０の板面の先端側（アール部分）に相対的に乗り上がるため、左右一対のカーリング部３２，３２の全体形状が弾性的にやや歪んでチルト姿勢となる。その後、挿入深さが次第に深くなると、カーリング部３２，３２における２条の線条板厚面Ｘ，Ｘの板状雄型端子５０の板面に相対的に乗り上がり長さが増すため、カーリング部３２の姿勢が徐々に復帰すると同時に、弾性挟持力も次第に強くなるので、挿入終期では弾性挟持力が最大となる。この最大弾性挟持力はカーリング部３２の幅方向の寸法に比例し、最長挿入深さ方向はその幅方向であるため、最長挿入深さが深いほどカーリング部３２の弾性係数が大きくなり、最大弾性挟持力を顕著に増強できる。しかも、図１０（Ｃ）に示す如く、挿入が深くなる程、受け板部３１に接触する板状雄型端子５０の接触面積が次第に増すため、接触面積の拡大も図ることができる。これに加え、挿入された板状雄型端子５０の板面に対し、受け板部３１の板幅面が最大接触面積で面接触していると共に、２条の線条板厚縁Ｘ，Ｘが食い込み的に圧接し、左右一対のカーリング部における線条板厚面Ｘ，Ｘの手前端Ｚが板状雄型端子５０の抜きに対してその板面に逆鉤作用を果たす。従って、板状雄型端子５０の抜き耐力が大幅に向上する。

ストッパー部５ｇとカーリング部３２との間に十分な隙間があれば、線条板厚面Ｘの奥端も逆鉤作用を果たす場合もあるが、僅少であれば板状雄型端子５０の先端側のアール部分に吸収されてしまい、その作用を果たさない。また、板状雄型端子５０の挿入如何ではその先端がストッパー部５ｇに当たらない場合もあり得るので、線条板厚面Ｘの奥端の逆鉤作用はさほど期待できない。ここで、線条板厚面Ｘの手前端Ｚの逆鉤作用を増強するには、カーリング部３２の成形においてテーパー状芯金を用い、線条板厚面Ｘと受け板部３１との隙間を奥端側よりも手前端側の方が狭くなるように形成し、手前端Ｚを食い込み易くする。なお、板状雄型端子５０の先端側はアール部分となっているので比較的挿入し易い。

更に、図９に示す如く、コネクタ部３０の受け板３１の長さ方向がモータ軸方向にならずこれに直交することになるため、最長挿入深さ寸法の拡張による板状雄型端子５０の抜き耐力の向上ないし端蓋５の厚さ寸法の抑制によるモータ軸長の短縮化を図り得る。

（Ａ）は本発明の実施例に係る小形ブラシ付きモータを示す斜視図、（Ｂ）は同モータの縦断面図である。 同モータの組立斜視図である。 （Ａ）は同モータに用いるブラシ組立体を示す斜視図、（Ｂ）は同ブラシ組立体を別の視点から見た斜視図である。 同ブラシ組立体の組立斜視図である。 同ブラシ組立体を別の視点から見た組立斜視図である。 （Ａ）は同モータに用いる端蓋を示す斜視図、（Ｂ）は同端蓋を一部切り欠いて示す上面図、（Ｃ）は同端蓋の正面図、（Ｄ）は（Ｃ）中のｄ−ｄ′線に沿って切断した状態を示す断面図である。 同端蓋に同ブラシ組立体を組み込む状態を示す斜視図である。 （Ａ）は同端蓋に同ブラシ組立体を組み込んだ状態を示す端蓋の正面図、（Ｂ）は組み込んだ同ブラシ組立体の雌型端子金具に板状雄型端子を挿入して取着した状態を示す端蓋の正面図である。 （Ａ）は同雌型端子金具に同板状雄型端子を挿入する直前状態を示す上面図、（Ｂ）は同直前状態を示す正面断面図である。 （Ａ）は同雌型端子金具に対する同板状雄型端子の挿入初期状態を示す正面断面図、（Ｂ）は同雌型端子金具に対する同板状雄型端子の挿入途中状態を示す正面断面図、（Ｃ）は同雌型端子金具に対する同板状雄型端子の挿入終期状態を示す正面断面図である。

符号の説明

１…モータケース
１ａ…端板部
２…永久磁石
３…モータ軸
４…電機子
４ａ…電機子コア
４ｂ…巻線コイル
５…樹脂製端蓋
５ａ…端面
５ｂ…突端部
５ｃ…底面
５ｄ…壁部
５ｅ…スペーサ部
５ｆ…位置決め突起
５ｇ…スタッパー部
５ｈ…突片位置決めスリット
５ｉ…端子挿通孔
５ｊ…ブラシばね差し込み溝
５ｋ…窪み
５ｍ…ピン挿通孔
６，７…ラジアル軸受
８…整流子ホルダー
９…整流子
９ａ…ライザー
１０…ブラシ組立体
１２…雌型端子金具
１５…ブラシばね
１５ａ…ブラシホルダー部
１５ｂ…梁部
１５ｃ…係合孔
１６…カーボンブラシ
１６ａ…立体形ブロック
１６ｂ…係合突起
２０…取付け部
２１…央部
２２…張出片
３０…コネクタ部
３１…受け板部
３１ａ…幅狭突片
３２…カーリング部
４０…連結片部
４１ａ…鋲部
５０…板状雄型端子
Ａ…側面
Ｅ…内空部
Ｊ…取付け部差し込み溝
Ｋ…コネクタ部差し込み溝
Ｌ…リード線
Ｎ…メタル収容部
Ｍ…ワッシャ―収容部
Ｐ…板ばね
Ｑ…掛止孔
Ｒ…リングバリスタ
Ｓ…段部
Ｔ，Ｕ…壁面
Ｗ…スラストワッシャー
Ｘ…線条板厚面

Claims (4)

1. 挿入される板状雄型端子を相対的に板長さの奥方向へ摺接可能に案内する板幅面を具えた受け板部と、この受け板部の左右側から夫々一体的に前記板幅面の前方へ延び出て互いに逆回りに曲げ成形されて成る左右一対のカーリング部とを備えたコネクタ部を有し、各カーリング部における幅方向の線条板厚面が前記板幅面に離間対峙していることを特徴とする雌型端子金具。
2. 請求項１において、前記雌型端子金具は、取付け部の一端側にコネクタ部を、前記取付け部の他端側に連結部を、それぞれ一体的に有し、前記連結部にブラシばねを連結し、このブラシばねにブラシを取着して成ることを特徴とするブラシ組立体。
3. 請求項２に規定するブラシ組立体の一対を用い、前記取付け部を端蓋の一内壁面側の溝において前記コネクタ部側が外側配置として左右対称に組み込んで成ることを特徴とするブラシ付きモータ。
4. 請求項３において、前記各取付け部は当該取付け部が前記溝の内面に弾接するための板ばねを有することを特徴とするブラシ付きモータ。

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