JP2020018061A - モータ及びモータと被接続部材との接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】小型であって取り扱いが容易なモータを提供する。【解決手段】モータ１は、ブラケット３０と、ブラケット３０に設けられた第１端子部材１４及び第３端子部材２６と、ブラケット３０が固定されるフレームとを備える。第１端子部材１４及び第３端子部材２６は外部と電気的に接続可能である。ブラケット３０は、開口部３４，３５を有する外周面を備える。第１端子部材１４及び第３端子部材２６の一部は、開口部３４，３５の内側に配置されている。【選択図】図５

Description

この発明は、モータ及びモータと被接続部材との接続構造に関し、特に、被接続部材の端子に接続される端子を有するモータ及びモータと被接続部材との接続構造に関する。

電源を供給するための端子がブラケットの内側に収容されているメス端子構造のモータがある。

下記特許文献１には、メス端子構造のモータであって、ブラケットの内側にＰＴＣサーミスタなどの抵抗体が配置されているものが開示されている。

特開２００６−１６６６４６号公報

ところで、メス端子構造のモータにおいては、端子のばね性が大きくなるように端子の形状や大きさ等を設定することが望ましいため、モータの小型化を実現するのが難しい。モータを小型化するには、モータ内の端子を狭いスペースにおいて配置する必要があり、端子のばね性が損なわれてしまう。端子のばね性が小さいと、端子が塑性変形しやすくなってモータの取り扱いが難しくなり、モータを他の被接続部材に取り付ける作業が困難になる。端子を配置するスペースを広くするために、樹脂により形成されるブラケットの体積や寸法や厚みを小さくすると、ブラケットが破損しやすくなり、モータの取り扱いが難しくなる場合がある。

この発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、小型であって取り扱いが容易なモータ及びモータと被接続部材との接続構造を提供することを目的としている。

上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、モータは、ブラケットと、ブラケットに設けられた端子と、ブラケットが固定されるフレームとを備え、端子は外部と電気的に接続可能であり、ブラケットは、開口部を有する外周面を備え、端子の一部が開口部の内側に配置されている。

好ましくは、端子は、ブラケットの外側に配置された接触部を備え、接触部は開口部からブラケットの内側に向けて変位可能である。

好ましくは、端子を含む一対の端子と、ブラケットに設けられた電子部品とを備え、電子部品は、一対の端子の接触部の間に設けられている。

好ましくは、電子部品は抵抗体であり、電子部品の長手方向は、一対の端子のうち、一方の端子から他方の端子に向かう方向である。

この発明の他の局面に従うと、モータと被接続部材との接続構造は、請求項１から４のいずれかに記載のモータと、端子を有する被接続部材とを備え、被接続部材の端子とモータの端子とが接続されている。

好ましくは、被接続部材は、端子を含む一対の端子を備え、被接続部材の一対の端子の内側の面に、モータの端子が接触している。

これらの発明に従うと、小型であって取り扱いが容易なモータ及びモータと被接続部材との接続構造を提供することができる。

本発明の実施の形態の１つにおけるモータを示す断面図である。 図１のＡ−線における断面を模式的に示す図である。 モータの背面図である。 ブラシ部が取り付けられているブラケットを示す正面図である。 ブラケット及びブラシ部の回転軸に垂直な断面を示す図である。 被接続部材が取り付けられた状態のブラシ部を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態の１つにおけるモータについて説明する。

以下の説明において、モータの回転軸に平行な方向を、回転軸方向ということがある。また、回転軸方向を、前後方向（モータのフレームから見てブラケットが設けられている方向が後方向）ということがある。また、モータの回転軸に垂直な方向（径方向）のうち特定の方向（具体的には、後述する）を上下方向といい、前後方向及び上下方向に垂直な方向を左右方向ということがある。ここでいう「前後」、「上下」、「左右」等は、モータのみに着目した場合について便宜上採用する示し方であって、このモータが搭載される機器における方向や、このモータが使用される姿勢について何ら限定するものではない。

［実施の形態］

図１は、本発明の実施の形態の１つにおけるモータ１を示す断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線における断面を模式的に示す図である。

図１に示される断面は、図２においてＢ−Ｂ線として示される断面である。なお、一部の構成部材は、説明のため、模式的に示されている（例えば、後述するブラシ２９は、Ｂ−Ｂ線で示される断面上には本来は位置していないが、モータ１の回転軸周りに回転させた状態で示されている）。以下の図において、矢印Ａ１は、回転軸方向すなわち前後方向を示す。矢印Ａ２は、左右方向を示す（図２において左が左方向）。矢印Ａ３は、上下方向を示す（図２において上が上方向）。

モータ１は、フレーム組立体１ａと、フレーム組立体１ａに対して回転可能なアマチュア組立体１ｂとを有する。モータ１は、幅が数十ミリメートルである、比較的小型のモータである。ここで、モータ１の幅は、例えば、回転軸２を挟んで対向する一対の平面部３ｂの間隔や、モータ１の上下方向の寸法又は左右方向の寸法であってもよいし、モータ１の最大の外径であってもよい。

アマチュア組立体１ｂは、回転軸（シャフト）２と、回転軸２に取り付けられたアマチュア４及び回転軸２に取り付けられた整流子６などを有している。アマチュア４は回転軸２に取り付けられている。アマチュア４は、径方向に複数突出する突極を有するアマチュアコア５及び各突極に巻回された巻線（図示せず）などを有している。整流子６は、回転軸２の一方の端部近傍に設けられている。整流子６は、周方向に並ぶ複数の整流子片７を備えている。複数の整流子片７は、それぞれ巻線に電気的に接続されている。

フレーム組立体１ａは、フレーム３、ブラケット３０、プレート４０、マグネット５０などで構成されている。

フレーム３は、前側の端部と、後側の端部とを備え、前側の端部としての面で覆われた筒形状を有している。すなわち、フレーム３において、後側の端部が開口部となるカップ形状を有している。フレーム３の後側の端部（図１において右側の端部）の開口部は、プレート４０によりふさがれている。フレーム３及びプレート４０により構成されるハウジング内に、アマチュア組立体１ｂのアマチュア４や整流子６などが収納されている。

フレーム３は、磁性材料を用いて形成されている。図２に示されるように、フレーム３は、複数の角部３ｃと、隣接する２つの角部３ｃの間にある平面部３ｂとを有している。具体的には、フレーム３は、平面部３ｂと角部３ｃとをそれぞれ４つずつ有する外形を有している。周方向に隣接する２つの平面部３ｂ同士は、１つの角部３ｃを介して接続されている。周方向に隣接する２つの平面部３ｂのうち一方は、他方に対して略垂直である。角部３ｃは、丸みを帯びた形状（Ｒ形状）を有している。フレーム３は、回転軸２に垂直な断面において略正方形である。フレーム３は、全体として角型に形成されている。すなわち、モータ１は、角型の小型モータである。なお、以下の説明において、上下方向は、回転軸２を挟むように位置する一対の平面部３ｂに対して垂直な方向であり、左右方向は、回転軸２を挟むように位置する他の一対の平面部３ｂに対して垂直な方向である。

図１に戻って、プレート４０の内側には、ブラケット３０が配置されている。ブラケット３０は、フレーム３に設けられている。ブラケット３０は、後述するように、２つのブラシ部１１，２１（右側ブラシ部１１、左側ブラシ部２１）を有している。

回転軸２は、フレーム３の前側の面を貫通している。すなわち、回転軸２の前端部は、フレーム３からフレーム３の外部に突出しており、回転軸２の後端部は、プレート４０からフレーム３の外部に突出している。フレーム３の前側の面の中央部には、軸受８が保持されている。また、プレート４０の中央部には、軸受９が保持されている。回転軸２は、２箇所の軸受８，９により、フレーム３に対して回転可能に支持されている。

図２に示されるように、本実施の形態においては、１つの環状のマグネット５０が設けられている。換言すると、マグネット５０は、筒状である。マグネット５０は、フレーム３の内側に配置されている。フレーム組立体１ａは、マグネット５０の外周面５０ａをフレーム３で囲んだ断面構造を有している。フレーム３の外周面が、モータ１の外周面となる。なお、それぞれが磁極要素を有する複数の磁石が用いられていてもよい。

フレーム３は、略均一の厚みを有している。すなわち、フレーム３の内面３ａは、平面部３ｂによる平坦な部分と、角部３ｃによる丸みを持った部分とが複数繋がることで構成され、角型に形成されている。

マグネット５０は、例えば公知の希土類材料と公知の樹脂材料とを用いて形成されたボンド磁石である。なお、マグネット５０は、ボンド磁石に限られず、例えば焼結型の磁石であってもよい。

マグネット５０は、磁極要素６１（Ｎ極６１ａ、Ｓ極６１ｂ、Ｎ極６１ｃ、Ｓ極６１ｄ）を有している。すなわち、マグネット５０は、モータ１の角部３ｃの数と同一の数の磁極要素６１を有している。磁極要素６１は、周方向に、極性が互い違いになるように配置されている。４つの磁極要素６１は、フレーム３の４つの角部３ｃに、磁極要素６１同士が向かい合うようにして配置されている。

マグネット５０は、角部３ｃのフレーム３の内面３ａに沿う丸みを帯びた形状の外周面５０ａを有している。また、マグネット５０は、円柱面状の内周面５０ｂを有している。マグネット５０の内周面５０ｂとアマチュアコア５との間には、わずかなエアギャップが設けられている。

本実施の形態において、マグネット５０は、フレーム３に、接着剤などを用いて固定されている。モータ１の組み立て工程において、マグネット５０は、フレーム３の後側の開口部からフレーム３の内側に納められる。そして、接着剤がマグネット５０の後側の端部とフレーム３の内面３ａとの間に配されて、マグネット５０がフレーム３に固定される。その後、フレーム３にアマチュア組立体１ｂを取り付け、ブラケット３０及びプレート４０をフレーム３に取り付けることにより、モータ１が組み立てられる。

図３は、モータ１の背面図である。

図３において、破線は、フレーム３を示す隠線である。

図３に示されるように、モータ１を背面側から見ると、モータ１の上部においてブラケット３０の一部が背面側に露出しており、そのほかの部位においてはプレート４０が背面側に露出している。ブラケット３０の上部において、回転軸方向から見てフレーム３の外周部よりも径方向外側に、左右に広がっている面３９が設けられている。

図４は、ブラシ部１１，２１が取り付けられているブラケット３０を示す正面図である。

図４においては、整流子６が取り付けられている状態のブラシ部１１，２１が示されており、整流子６の位置が二点鎖線で示されている。

ブラケット３０は、モータ１のフレーム３の開口部を塞ぐように配置され、その一部がフレーム３に収容されている。すなわち、ブラケット３０は、フレーム３に固定されている。ブラケット３０は、ブラケット３０の後側（アマチュア側）の面から前方（フレーム２の外側）に出ている第１張出部３１及び第２張出部３２を有している。換言すると、ブラケット３０のうち、第１張出部３１と第２張出部３２とを除く部位は、ブラケット３０の前端面すなわち第１張出部３１の前端面や第２張出部３２の前端面よりも後方に凹んでいる。この前端面よりも後方に凹んでいる領域に、ブラシ部１１，２１が配置されている。ブラケット３０の後側は回転軸方向に垂直な面で塞がれており、その面には、回転軸２が通過する貫通穴３６が形成されている。貫通穴３６は、上下方向が長手方向となるオーバル形状（楕円形状、長円形状）を有している。

ブラケット３０において、第１張出部３１は、ブラケット３０の右側、下側、左側のそれぞれの外周面を構成する。第１張出部３１はフレーム３の外周部に沿って延在した湾曲状の外形を有し、さらに２つの端部を有している。また、第２張出部３２は、ブラケット３０の上側の外周面を構成する。第２張出部３２はフレーム３の外周部に沿って延在した直線状の外形を有し、２つの端部を有している。第１張出部３１と第２張出部３２とで、後述する２つの隙間を有する環状の外形を形成している。後述する隙間は、第１張出部３１の一方の端部と第２張出部３２の一方の端部との間、及び第１張出部３１の他方の端部と第２張出部３２の他方の端部との間に形成されている。

ブラケット３０は、開口部３４，３５を有する外周面を備えている。すなわち、第１張出部３１の外周面と第２張出部３１の外周面との間には隙間があり、その隙間が外周面の開口部３４，３５となっている。換言すると、ブラケット３０の右上部（４つのコーナ部の１つ）において、第１張出部３１の外周面の上端部３１ｂ（２つの端部の１つ）と、第２張出部３２の外周面の右端部３２ｂ（２つの端部の１つ）とは、互いに離れている。上端部３１ｂと右端部３２ｂとの間が、ブラケット３０の外周面に設けられた右側の開口部３４となっている。また、ブラケット３０の左上部において、第１張出部３１の外周面の上端部３１ｃと、第２張出部３２の外周面の左端部３２ｃとは、互いに離れている。上端部３１ｃと左端部３２ｃとの間が、ブラケット３０の外周面に設けられた左側の開口部３４となっている。

右側ブラシ部１１は、整流子６に接触するブラシ１９と、モータ１の外部と電気的に接続可能な接触部１２を有する第１端子部材（端子の一例）１４と、第２端子部材１６と、第２端子部材１６とブラシ１９とを電気的に接続するアーム部材１８とを有している。第１端子部材１４と第２端子部材１６とは、後述のようにブラケット３０に設けられた抵抗体（電子部品の一例）６０を介して電気的に接続されている。アーム部材１８は、弾性変形しており、ブラシ１９を整流子６の外周面に押し当てる。

本実施の形態において、抵抗体６０は、例えば、板状のＰＴＣサーミスタである。モータ１の温度が上昇したときに抵抗体６０によってモータ１への電力供給が遮断されるので、モータ１を停止させることができる。

左側ブラシ部２１は、整流子６に接触するブラシ２９と、モータ１の外部と電気的に接続可能な接触部２２を有する第３端子部材（端子の一例）２６と、第３端子部材２６とブラシ２９とを電気的に接続するアーム部材２８とを有している。アーム部材２８は、弾性変形しており、ブラシ２９を整流子６の外周面に押し当てる。なお、第３端子部材２６は、本実施の形態においては、接触部２２側の部材とアーム部材２８に接続されている側の部材との２つが互いに接続されて構成されているが、これに限られるものではない。

各ブラシ部１１，２１は、ブラケット３０に設けられている。第１端子部材１４、第２端子部材１６、及び第３端子部材２６は、第１張出部３１や第２張出部３２に形成されている溝部３１ｇ，３２ｇに挟まれて、ブラケット３０に保持されている。これにより、ブラケット３０に対して、ブラシ部１１，２１が保持される。

具体的には、第１張出部３１は、第２端子部材１６とアーム部材１８との接合部１７と、第３端子部材２６とアーム部材２８との接合部２７とを保持している。これにより、アーム部材１８，２８の基端部（ブラシ１９，２９が取り付けられている部位から離れている側の端部）がブラケット３０にしっかりと支持されるので、ブラシ１９，２９が整流子６に安定して押し当てられる。

また、第２張出部３２は、第１端子部材１４や、第３端子部材２６のうち接触部２２側の部位を保持している。また、第２張出部３２は、抵抗体６０を、第１端子部材１４と第２端子部材１６との間に挟まれた状態で保持している。これにより、第１端子部材の接触部１２からブラシ１９にかけて電気的に接続された状態で、右側ブラシ部１１がブラケット３０に保持されている。第２張出部３２には、前面から後方に凹む溝部３２ｇが設けられている。第１端子部材１４や第３端子部材２６は、溝部３２ｇに嵌め込まれてブラケット３０に保持されている。なお、径方向においてブラケット３０の開口部３４，３５よりも内側の部分には、第２張出部３２の一部により形成されるストッパ部３７が形成されている。ストッパ部３７は、第１端子部材１４や第３端子部材２６が後述のように外部の端子に接触して変位したときに、第１端子部材１４や第３端子部材２６の変位量が大きくなりすぎないように、第１端子部材１４や第３端子部材２６を支えられるように構成されている。これにより、第１端子部材１４や第３端子部材２６が塑性変形することが防止されている。

本実施の形態において、抵抗体６０は、左右で対をなす第１端子部材１４と第３端子部材２６とのそれぞれの接触部１２，２２の間に設けられている。抵抗体６０は、長手方向が左右方向となるようにして配置されている。すなわち、抵抗体６０の長手方向は、一対の第１端子部材１４と第３端子部材２６とのうち一方から他方に向かう方向となっている。抵抗体６０の長手方向は、モータ１の上面の近傍に、モータ１の上面と略平行となる姿勢で配置されている。これにより、モータ１の内部において、抵抗体６０を搭載するスペースを比較的広く確保することができる。そのため、比較的小型であって、比較的大きな電流を流して高トルクで回転可能なモータ１を製造することができる。

第１端子部材１４は、抵抗体６０の上面に接触し、第２端子部材１６は、抵抗体６０の下面に接触している。これにより、接触部１２からブラシ１９までの電流が流れる経路の間に、抵抗体６０が挿入されている。

図５は、ブラケット３０及びブラシ部１１，２１の回転軸２に垂直な断面を示す図である。図６は、被接続部材８０が取り付けられた状態のブラシ部１１，２１を説明する図である。

図５及び図６において、ブラシ１９，２９については、正面図のまま示されている。

左右のブラシ部１１，２１において、接触部１２，２２は、ブラケット３０の外側に配置されている。第１端子部材１４の一部は開口部３４の内側を通過しており、開口部３４よりも外側に接触部１２が位置している。また、第３端子部材２６の一部は開口部３５の内側を通過しており、開口部３５よりも外側に接触部２２が位置している。すなわち、第１端子部材１４の一部や、第３端子部材２６の一部は、開口部３４，３５の内側に配置されている。このような接触部１２，２２の配置については、以下のようにいうこともできる。すなわち、ブラケット３０において周方向に並ぶ第１張出部３１の外周壁と第２張出部３２の外周壁との間に、第１端子部材１４の一部や、第３端子部材２６の一部がある。

なお、図４に示されるように、軸方向から見て、接触部１２，２２は、モータ１の後方には露出しないように構成されている。換言すると、接触部１２，２２は、径方向において、左右２つの面３９のそれぞれよりも、内側に位置している。これにより、モータ１を取り扱う際に、接触部１２，２２に意図せずに他の部材が接触することを防止することができ、モータ１の破損を防止することができる。

このように構成されたモータ１には、モータ１から見て上方から下に向けて、左右で対をなす２つの端子８１を有する被接続部材８０が取り付けられる。図５及び図６においては、被接続部材８０が二点鎖線で示されている。このとき、図６に示されるように、２つの端子８１が接触部１２，２２に接触することで、被接続部材８０とモータ１とが電気的に接続される。

端子８１が上方から下に変位して接触部１２，２２に接触すると、図６に示されるように、接触部１２，２２は、それぞれ、開口部３４，３５からブラケット３０の内側に向けて変位する。このとき、第１端子部材１４及び第３端子部材２６のそれぞれは弾性変形しており、接触部１２，２２を端子８１の側面に押し当てる。したがって、モータ１や被接続部材８０に振動等が加わっても、端子８１と接触部１２，２２との接触が確実に維持される。被接続部材８０において、一対の端子８１は、左右に並んでいる。対向する２つの端子８１の面（以下、内側の面ということがある）の間隔は、第２張出部３２の左右の幅よりも若干広く、かつ、モータ１の左右の幅よりも狭くなっている。被接続部材８０がモータ１に接続されているとき、接触部１２，２２のそれぞれは、各端子８１の内側の面に接触可能である。

本実施の形態に係るモータ１においては、上述のように、被接続部材８０の端子８１が第１端子部材１４の接触部１２及び第３端子部材２６の接触部２２に接続されている。このようなモータ１と被接続部材８０との接続構造によれば、小型であって取り扱いが容易なモータ１を構成することができる。

本実施の形態に係るモータ１においては、左右の接触部１２，２２の間隔を広くすることができる。そのため、比較的小さなモータにおいても、第１端子部材１４や第３端子部材２６を弾性変形させて接触部１２，２２を変位可能とするためのスペースを比較的広く確保することができる。換言すると、第１端子部材１４や第３端子部材２６を緩やかに変形させて接触部１２，２２を端子８１に接触させることができるので、仮に端子８１が傾いた方向で接触部１２，２２に接触するように配置されたときにも、第１端子部材１４や第３端子部材２６が塑性変形することを防止することができる。また、樹脂により構成されるブラケット３０の第１張出部３１や第２張出部３２の大きさを、比較的大きく確保することができる。したがって、ブラケット３０の強度を確保することができ、モータ１の破損を防止することができる。モータ１の組立てや、組立後のモータ１の取り扱いを、容易に行うことができる。

［その他］

上記の実施の形態の個々の特徴点が部分的に組み合わされてモータが構成されていてもよい。上記の実施の形態において、いくつかの構成要素が設けられていなかったり、いくつかの構成要素が他の態様で構成されていてもよい。

モータの外周形状は、上述の実施の形態のような角型でなくてもよい。例えば、いわゆる小判形（左右２つの円弧を２つの直線で繋いだオーバル型）の断面を有する小型のモータにおいて上述のような端子部材の構造を採用してもよいし、丸形の断面を有する小型のモータにおいて上述のような端子部材の構造を採用してもよい。モータの外周形状が小判形の断面を有する場合には、２つの円弧状の平面形状を有するマグネットがフレームに固定され、モータの外周形状が丸形の断面を有する場合には円形の平面形状を有するマグネットがフレームに固定される。

上記のように構成されたモータは、種々の用途に用いることができる。例えば、電子機器に用いられたり、種々の車両に搭載される用途に用いられたりしてもよい。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ モータ
１ａ フレーム組立体
１ｂ アマチュア組立体
２ 回転軸
３ フレーム
６ 整流子
１１，２１ ブラシ部
１２，２２ 接触部
１４ 第１端子部材（端子の一例）
２６ 第３端子部材（端子の一例）
３０ ブラケット
３４，３５ 開口部
６０ 抵抗体（電子部品の一例）
８０ 被接続部材
８１ 端子

Claims (6)

1. ブラケットと、
   前記ブラケットに設けられた端子と、
   前記ブラケットが固定されるフレームとを備え、
   前記端子は外部と電気的に接続可能であり、
   前記ブラケットは、開口部を有する外周面を備え、
   前記端子の一部が前記開口部の内側に配置されている、モータ。
2. 前記端子は、前記ブラケットの外側に配置された接触部を備え、
   前記接触部は前記開口部から前記ブラケットの内側に向けて変位可能である、請求項１に記載のモータ。
3. 前記端子を含む一対の端子と、
   前記ブラケットに設けられた電子部品とを備え、
   前記電子部品は、前記一対の端子の接触部の間に設けられている、請求項１又は２に記載のモータ。
4. 前記電子部品は抵抗体であり、
   前記電子部品の長手方向は、前記一対の端子のうち、一方の端子から他方の端子に向かう方向である、請求項３に記載のモータ。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のモータと、
   端子を有する被接続部材とを備え、
   前記被接続部材の端子と前記モータの端子とが接続されている、モータと被接続部材との接続構造。
6. 前記被接続部材は、前記端子を含む一対の端子を備え、
   前記被接続部材の一対の端子の内側の面に、前記モータの端子が接触している、請求項５に記載のモータと被接続部材との接続構造。

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