JP2012147570A - 電動モータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】筒部を有するヨークと、筒部の内周面に配置され、磁極数が4極のマグネットと、ヨークの内側に回転自在に支持されたアーマチュアと、アーマチュアに給電を行う2個のブラシ30とを備えた電動モータにおいて、2個のブラシ30を機械角で90°周方向に間隔をあけて配置すると共に、モータ回転軸を挟んで2個のブラシ30とは反対側に、過熱時にアーマチュアへの給電を遮断する熱保護素子35を配置したことを特徴としている。
【選択図】図4
Description
例えば、略有底筒状のヨークと、コネクタ部が形成され前記ヨークを閉塞するように固定されるエンドブラケット(本願の「ブラシホルダユニット」に相当)と、を備えた電動モータであって、エンドブラケットに、サーミスタ(本願の「熱保護素子」に相当)および雑防素子(本願の「コンデンサ」および「チョークコイル」に相当)を搭載した電動モータが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、アーマチュアの回転軸近傍に熱保護素子を配置できるので、アーマチュアの発熱を精度よく感知し、電気回路に流れる過電流を遮断できる。したがって、特に発熱しやすいアーマチュアに巻回されたアーマチュアコイルを、熱害から有効に保護することができる。
図1および図2に示す電動モータ2を用いた減速機構付モータ装置1は、例えば車両のパワーウィンドウ、サンルーフ、電動シートおよびワイパ装置の少なくとも何れか1つの駆動用として用いられる。
ヨーク5の大部分を占める筒部53は、軸方向平面視で中心軸Oを挟んで径方向で対向する1対の平坦部61と、1対の平坦部61を連結する弧状部63と、により構成されている。
平坦部61の離間距離は、筒部53内に配置されるアーマチュア6の直径よりも若干広くなるように設定される。なお、平坦部61の離間距離は、後述するブラシホルダ22の平坦壁22aの離間距離に対応して設定される。
マグネット7の内周面の曲率半径は、アーマチュア6の半径よりも若干大きくなるように設定される。また、マグネット7の外周面の曲率半径は、筒部53に形成された弧状部63の内周面63aの曲率半径と略同一となるように設定される。また、マグネット7の軸方向の長さは、ヨーク5の筒部53の軸方向の長さと略同一に設定される。
4個のマグネット7は、周方向に沿ってN極およびS極の磁極が交互になるように配置されている。そして、4個のマグネット7は、N極およびS極の磁極がそれぞれ対向するように配置されている。また、隣り合うマグネット7のピッチ角は、約90°になるように設定されている。すなわち、電動モータ2は、2極対のモータを構成している。
ブラシホルダ収納部90の1対の平坦部91および1対の弧状部92は、後述するブラシホルダ22の外形に対応して形成されている。すなわち、ブラシホルダ収納部90の平坦部91の離間距離は、ブラシホルダ22の平坦壁22aの幅に対応して設定される。また、ブラシホルダ収納部90の弧状部92の内周面における曲率半径は、ブラシホルダ22の弧状壁22bの曲率半径に対応して設定される。
外フランジ部52は、ブラシホルダ収納部90の長手方向に沿って長くなるように軸方向平面視略5角形状に形成され、かつ頂点となる部分が長手方向に位置するように形成されている。また、外フランジ部52の短手方向の幅は、ブラシホルダ収納部90に設けられた1対の平坦部91の幅よりも若干大きくなるように設定されている。
ヨーク5の筒部53内に回転自在に設けられたアーマチュア6は、モータ回転軸3に外嵌固定されたアーマチュアコア8と、アーマチュアコア8に巻装されたアーマチュアコイル(不図示)と、モータ回転軸3の他端側に配置されたコンミテータ10とを備えている。アーマチュアコア8は、電磁鋼板等からなるリング状の板部材11を軸方向に複数枚積層したものである。
セグメント15は、軸線方向に長い板状の金属片により形成されている。そして、セグメント15は、互いに離間して絶縁された状態で周方向に沿って等間隔に並列に固定されている。したがって、電動モータ2は、マグネット7が4個、スロット13が10スロット、セグメント15が10枚の、4極10スロット10セグメントで構成された直流モータとなっている。
図3は、ブラシホルダユニット20の斜視図、図4は、ブラシホルダユニット20の平面図、図5は、ブラシホルダユニット20の底面図である。
ブラシホルダユニット20は、本体部分を構成するブラシホルダ22と、ブラシホルダ22を貫通するターミナル32と、ブラシ30を付勢するスプリング21と、ブラシホルダユニット20上の各部品(図6参照)を電気的に接続するジャンパ線33(図5参照)、および各リード線34(34a〜34f)と、外部電源から供給される電流のノイズを抑制するコンデンサ26およびチョークコイル27と、過電流から電動モータ2を保護する熱保護素子35と、により構成されている。
ブラシホルダ22は、軸方向平面視で略長円形状に形成された、樹脂等からなる部材である。ブラシホルダ22は、短手方向で対向した平坦面を有する1対の平坦壁22aと、長手方向両端に配置され、1対の平坦壁に跨るように設けられた1対の弧状壁22bとを有している。1対の平坦壁22aと、1対の弧状壁22bとにより囲まれた領域に、ブラシ30、ターミナル32、ジャンパ線33、各リード線34、コンデンサ26、チョークコイル27、および熱保護素子35を配置している。
ターミナル32は、ブラシホルダ22を軸方向に貫通しており、ブラシホルダ22の外側(図5に示される面側)では、ターミナル32に外部電源から延出されたハーネス(不図示)等が接続され、外部電源と電気的に接続される。
ブラシ30の長手方向における外径側端面30aは、平坦に形成されており、後述するスプリング21の押圧部21aが当接する。そして、ブラシ30は、スプリング21によって内径側に押圧される。
スプリング21は、鋼等の線状の金属部材からなる、いわゆるねじりコイルばねであり、市販品を用いることができる。
同図に示すように、ブラシホルダユニット20上では、ブラシ30、チョークコイル27、熱保護素子35、およびコンデンサ26が電気的に接続されることにより、電気回路39が構成されている。
ブラシ30とチョークコイル27とは、リード線34a,34b,34c,34dを介して直列接続されている。一方側(図4における右側)のチョークコイル27と熱保護素子35とは、ジャンパ線33を介して直列接続されている。コンデンサ26は、リード線34e,34fを介してチョークコイル27と並列接続されており、チョークコイル27とともに、いわゆるローパスフィルタを構成している。
ウォームギヤ減速機構4には、ウォーム軸45およびウォームホイール46を収納するギヤハウジング43が設けられている。
本実施形態の電動モータ2によれば、モータ回転軸3を挟んで2個のブラシ30とは反対側に熱保護素子35を配置しているので、2個のブラシ30が配置されていないスペースを利用して、効率的に電動モータ2の構成部品を配置することができる。特に、磁極数が4極であり、機械角で90°周方向に間隔を空けて2個のブラシを配置した電動モータ2の小型化を図ることができる。
また、モータ回転軸3の近傍に熱保護素子35を配置できるので、アーマチュア6および電気回路39の各部品の温度を精度よく感知して、電気回路39に流れる電流を遮断できる。
ここで、ブラシホルダユニット20は、ヨーク5の開口を閉塞するように設けられている。したがって、熱保護素子35は、特に発熱しやすいアーマチュア6に巻回されたアーマチュアコイルの温度を精度良く検知し、熱害から有効に保護することができる。
さらに、ブラシホルダ22の弧状壁22bの内側にブラシ30と熱保護素子35とを配置したので、ブラシホルダ22の長手方向に、効率的に電動モータ2の構成部品を配置することができる。したがって、効率的に電動モータ2の構成部品を配置することができるので、電動モータ2の小型化ができる。
したがって、本実施形態の電動モータ2によれば、熱保護素子35が防護壁の機能を有しているので、ブラシ30から発生する導電性の磨耗粉がコンデンサ26に付着するのを防止できる。これにより、例えば2個のコンデンサ26周りの端子間に磨耗粉が付着するなどし、電気回路39に不良が発生するのを抑制できる。
また、本実施形態の電動モータ2によれば、コンデンサ26とチョークコイル27とを備えているので、コンデンサ26を並列接続し、チョークコイルを直列接続することで電気回路39内にローパスフィルタを設けることができる。これにより、高周波ノイズが除去されるので、高性能な電動モータ2を提供することができる。
本実施形態では、電動モータ2にウォームギヤ減速機構4を連結した場合について説明した。しかしながら、電動モータ2の連結先はウォームギヤ減速機構4に限られるものではなく、電動モータ2をウォームギヤ減速機構4以外のアクチュエータ機構や、他の外部機器に連結するようにしてもよい。
3 回転軸
5 ヨーク
6 アーマチュア
7 マグネット
22 ブラシホルダ
22a 平坦壁
22b 弧状壁
26 コンデンサ
27 チョークコイル
30 ブラシ
35熱保護素子
53 筒部
53a 内周面
53b 開口縁
90 ブラシホルダ収納部
Claims (5)
- 筒部を有するヨークと、
前記筒部の内周面に配置され、磁極数が4極のマグネットと、
前記ヨークの内側に回転自在に支持されたアーマチュアと、
前記アーマチュアに給電を行う2個のブラシとを備えた電動モータにおいて、
前記2個のブラシを機械角で90°周方向に間隔をあけて配置すると共に、
前記アーマチュアの回転軸を挟んで前記2個のブラシとは反対側に、過熱時に前記アーマチュアへの給電を遮断する熱保護素子を配置したことを特徴とする電動モータ。 - 前記2個のブラシを保持するためのブラシホルダを備え、
前記ブラシホルダは、軸方向平面視で長円形状となるように形成され、短手方向で対向する1対の平坦壁と、長手方向両端に配置され前記1対の平坦壁に跨るように設けられた1対の弧状壁とを有し、
前記1対の弧状壁の内側に、それぞれ前記2個のブラシと前記熱保護素子を配置したことを特徴とする請求項1に記載の電動モータ。 - 前記筒部の開口縁に、前記ブラシホルダを収納可能なブラシホルダ収納部を一体成形したことを特徴とする請求項2に記載の電動モータ。
- 前記熱保護素子を挟んで前記アーマチュアの前記回転軸とは反対側に、雑防素子を配置したことを特徴とする請求項2または3に記載の電動モータ。
- 前記雑防素子は、コンデンサであって、
このコンデンサの他に、前記2個のブラシと前記熱保護素子との間で、かつ前記1対の平坦壁の内側に、雑防用のチョークコイルを配置したことを特徴とする請求項4に記載の電動モータ。
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