JP5731861B2 - 給電手段、およびモータユニット - Google Patents
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Description
ブラシホルダは樹脂により形成されたものであって、ブラシが配置されるホルダ本体と、外部の電源から延びる外部コネクタが嵌着可能なコネクタ部とが一体成形されている。そして、これらホルダ本体、およびコネクタ部内に、導電性を有する金属板により形成されたリード板(端子)が埋設されている。このリード板は、外部コネクタとブラシとを電気的に接続するためのものであって、コネクタ部からブラシに至る間に配索されている(例えば、特許文献1参照)。
また、第1端子と第2端子とが別体構成されている分、これら第1端子と第2端子とが一体構成されている場合と比較して各端子のレイアウトの自由度を高めることができる。
さらに、給電手段の扁平化を図ることができる。
すなわち、接続部材として平板状の部材を用いる場合、接続部材の幅を狭くすると、この分断面積が小さくなり、電気抵抗が増大してしまう。しかしながら、接続部材として棒部材を用いることにより、接続部材の断面積を確保しつつ敷設幅を狭く設定することができる。このため、接続部材の電気抵抗の増大を抑制しつつ、給電手段の幅を狭くすることが可能になり、給電手段の小型化を図ることが可能になる。
請求項6に記載した発明は、請求項1〜請求項6の何れかに記載の給電手段と、前記給電手段が取り付けられた前記電動モータとを備えたことを特徴とする。
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に係るモータユニットが用いられている減速機構付モータ装置の斜視図、図2は、減速機構付モータ装置の部分断面図である。
図1、図2に示すように、減速機構付モータ装置1は、例えば、車両の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用いられるものであって、減速機構2にモータユニット3が取り付けられている。
減速機構2は、一面が開口されたギヤケース4内に、モータユニット3の駆動力が伝達されるウォーム軸6と、このウォーム軸6に噛合うウォームホイール7と、ウォームホイール7に噛合う出力ホイール8とを収納したものである。
ウォーム軸6は、この両端がギヤケース4に設けられた滑り軸受9、および不図示の滑り軸受を介して回転自在に支持されている。
ギヤケース4の外周部には、ボルト15が螺入される雌ネジ部16が刻設されている。一方、ギヤカバー5には、雌ネジ部16に対応する部位に、ボルト15を挿通可能な不図示の挿通孔が形成されている。
このような構成のもと、減速機構2は、モータユニット3の駆動力がウォーム軸6に伝達されると、ウォームホイール7、および出力ホイール8を介して不図示の出力軸に回転トルクを出力する。
(電動モータ)
図3は、モータユニットを構成する電動モータの分解斜視図である。
図2、図3に示すように、減速機構2に取り付けられているモータユニット3は、電動モータ13と、この電動モータ13に電力を供給するためのコネクタユニット14とを有している。
電動モータ13は、回転軸18を中心にして対向配置された一対のブラシ19,19を用いて電力を給電する、所謂ブラシ付きのモータである。電動モータ13は、有底筒状のモータケース21内にアーマチュア22が回転自在に設けられ、モータケース21の開口部21a側にブラシホルダユニット23が内嵌固定されている。
ヨーク部24の内周面には、複数の永久磁石26が周方向に等間隔で磁極が順番になるように配置されている。また、ヨーク部24の底部24aには、径方向略中央に軸方向外側に向かって突出する軸受部27が一体成形されている。軸受部27は、回転軸18の一端を回転自在に支持するものである。
また、ブラシホルダ収納部25の開口部端には、電動モータ13を減速機構2のギヤケース4にボルト36によって締結固定するための外フランジ部34が形成されている。外フランジ部34には、ボルト36が挿通される複数のボルト孔35が形成されている。
アーマチュアコア28は、リング状の金属板28aを軸方向に複数枚積層することにより形成されたものである。アーマチュアコア28には、放射状に複数のティース28bが形成されている。これらティース28b間に形成されているスロット28cを介し、所定のティース28bに所定のアーマチュアコイル29が巻装される。
また、一対のブラシ19のうち、一方のブラシ19には、この一方のブラシ19とチョークコイル91との間に、PTCサーミスタ(Positive Temperature Coefficient Thermistor)92が接続されている。PTCサーミスタ92は、所謂熱保護素子であって、温度が上昇するにつれて電気抵抗が増大する。これにより、例えば電動モータ13の回転負荷が増大するなどして過電流が生じ、電動モータ13が過熱した際に、後述の電気回路93に供給される過電流を遮断して電気回路93を保護できる。なお、熱保護素子は、PTCサーミスタ92に限られるものではなく、例えば、PTCサーミスタ92に代えて、バイメタルからなるサーキットブレーカを過電流により溶断するヒューズ等を採用してもよい。
図4は、コネクタユニットの斜視図、図5は、コネクタユニットを電動モータ側からみた平面図、図6は、コネクタユニットを図5とは反対側からみた平面図である。
図1、図2、図4〜図6に示すように、電動モータ13に電力を供給するためのコネクタユニット14は、電動モータ13と減速機構2とにより挟持された状態で固定されている。コネクタユニット14は、樹脂製のベース部41と、ベース部41の一側に突設されたコネクタ部42とを有している。
第1端子47は、凸部53の減速機構2側(図4における上側、図6における紙面手前側)の端面であって、かつ段差部54寄りに配置されたジャンパー接続部47aを有している。ジャンパー接続部47aは平面視で略四角形状に形成されており、ジャンパー49の一端が接続されるようになっている。
なお、素子接続部47bの先端間に接続される素子は、ZNR55に限られるものではなく、過電圧を抑制可能な素子であればよい。例えば、ZNR55に代わってコンデンサを接続することも可能である。
この挿通孔56を介してブラシ接続部47cがブラシホルダユニット23側に向かって延出されている。ブラシ接続部47cは、ブラシホルダユニット23に設けられている不図示の雌端子に差込まれ、ブラシ19と電気的に接続されるようになっている。
ジャンパー接続部48aのコネクタ部42側には、ベース部41の弧状側部41bに沿って延出する湾曲部48bが一体成形されている。さらに、湾曲部48bの先端には、コネクタ部42側に向かって延出し、その後、コネクタ部42に形成されている電源用挿通孔51を介して受部44内に突出しているコネクタ端子部48cが一体成形されている。
ジャンパー49は、導電性の棒材をベース部41のブラシホルダユニット23側の端面の形状に対応するように、クランク状に形成したものである。ジャンパー49の両端は、それぞれ各ジャンパー接続部47a,48a上に載置された状態で、例えばスポット溶接により接続されている。これにより、第1端子47と第2端子48とが電気的に接続され、ブラシホルダユニット23、およびコネクタユニット14により、電気回路93を形成する。
同図に示すように、外部電源Eが接続される第2端子48に、ジャンパー49を介して第1端子47が接続され、さらに、この第1端子47が、ブラシホルダユニット23のチョークコイル91、およびPCTサーミスタ92を介してブラシ19に接続される。これにより、ブラシ19に外部電源Eの電力が供給され、さらに、ブラシ19が摺接するコンミテータ31を介し、電動モータ13のアーマチュアコイル29に電力が供給される。
図8は、センサ端子ユニットの斜視図である。
図4、図8に示すように、コネクタ部42の3つのセンサ用挿通孔52にそれぞれ挿通されているセンサ用端子46は、センサ端子ユニット61に組み込まれている。
センサ端子ユニット61は、電動モータ13の回転軸18の回転位置を検出するためのものであって、センサ用端子46の他に、ホール素子等の回転位置検出素子62が実装されている基板63と、基板63やセンサ用端子46を保持するホルダ64とを有している。
ここで、ジョイント部材37には、回転位置検出素子62に対応する部位に、この回転位置検出素子62で検出可能な不図示リングマグネットが設けられている。
さらに、ホルダ64の基板保持部65に形成されている台座部65aには、開口部66を避けるように3つの端子用溝67が等間隔に形成されている。一方、ホルダ64の基板保持部65とは反対側端には、端子用溝67に対応するように3つの端子挿通孔68が軸方向に沿って形成されている。
一方、コネクタ部42の底部42aには、ホルダ64の開口部66に対応する位置に、この開口部66に挿入可能な係止爪71が立設されており、この係止爪71によって3つのセンサ用端子46のうちの両側に配置されている2つのセンサ用端子46が保持される。
次に、図9〜図12に基づいて、コネクタユニット14の製造方法について説明する。
ここで、まず図9、図10に基づいて、電源用端子45を構成する第1端子47、および第2端子48の製造方法について説明する。
図9は、第1端子の展開図、図10は、第2端子の展開図である。
図9に示すように、第1端子47は、帯状の金属板81から不図示のプレス機等を用いて連続で打ち抜かれるブランク81aを屈曲させることにより形成される。
また、図10に示すように、第2端子48は、帯状の金属板82から不図示のプレス機等を用いて連続で打ち抜かれるブランク82aを屈曲させることにより形成される。
このため、金属板81上において、隣接するブランク81a同士の間隔を、第1端子47と第2端子48とを一体成形する場合と比較して狭く設定することができる。また、金属板82上において、隣接するブランク82a同士の間隔を、第1端子47と第2端子48とを一体成形する場合と比較して狭く設定することができる。
図11(a)に示すように、まず、コネクタ部42の底部42a側に第2端子48を取り付ける。このとき、コネクタ部42の電源用挿通孔51(図5参照)に、第2端子48のコネクタ端子部48cを挿入する。
なお、第1端子47と第2端子48の取り付け手順はこれに限られるものではなく、先にベース部41に第1端子47を取り付けた後、コネクタ部42に第2端子48を取り付けるようにしてもよい。
ここで、ベース部41には、各ジャンパー接続部47a,48aに対応する位置に開口部58が形成されているので、ベース部41の第1端子47、および第2端子48が配置されている面とは反対側から各ジャンパー接続部47a,48aに不図示のチップを押し当てることができる。
図12(a)に示すように、ベース部41、およびコネクタ部42への電源用端子45の組み付けが完了した後、一対の第1端子47の素子接続部47b間に、ZNR55を接続する。その後、ベース部41、およびコネクタ部42にセンサ端子ユニット61を組み付ける。センサ端子ユニット61を組み付けるにあたって、予めホルダ64にセンサ用端子46、および基板63を組み付けておく。
したがって、上述の実施形態によれば、電源用端子45を第1端子47、第2端子48、およびジャンパー49により構成することで、少なくとも第1端子47、および第2端子48の何れか一方の共有化を図ることができ、コネクタユニット14全体の製造コストを低減できる。
また、第1端子47と第2端子48とが分割され、両者47,48がジャンパー49により接続されているので、ベース部41、およびコネクタ部42全体の形状が変化し、第1端子47、および第2端子48の相対位置が変化した場合であっても、ジャンパー49の形状を変化させることにより、第1端子47、および第2端子48のレイアウトの自由度を高めることができる。
つまり、例えば、ジャンパー49を導電性の棒材に代わって平板状の部材で形成した場合、ジャンパー49の幅を狭くすると、この分断面積が小さくなり、電気抵抗が増大してしまう。しかしながら、ジャンパー49を棒材により形成することで、ジャンパー49の断面積を確保しつつ、ジャンパー49の敷設幅を狭く設定することができる。このため、ジャンパー49の電気抵抗の増大を抑制しつつ、ベース部41の幅を狭くすることが可能になる。この結果、コネクタユニット14の小型化を図ることが可能になる。
さらに、第1端子47、第2端子48、およびジャンパー49は、それぞれベース部41に保持されているので、スポット溶接するにあたってガタツキを防止できる。すなわち、ベース部41、およびコネクタ部42が第1端子47、第2端子48、およびジャンパー49のスポット溶接用の治具として機能する。このため、不図示のスポット溶接機にベース部41を固定することにより、ジャンパー接続部47aとジャンパー49の一端とを確実にスポット溶接することができると共に、ジャンパー接続部48aとジャンパー49の他端とを確実にスポット溶接することができる。
例えば、上述の実施形態では、減速機構付モータ装置1は、車両の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用いられるものである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、さまざまな装置に減速機構付モータ装置1を適用することが可能である。
さらに、上述の実施形態では、各端子47,48とジャンパー49とをスポット溶接により接続した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、各端子47,48とジャンパー49とを接続できればよい。例えば、スポット溶接に代わって、TIG溶接や半田付けを採用することも可能である。
図13は、本実施形態の第1変形例におけるコネクタユニットの平面図である。なお、以下の説明において、上述の実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明を省略する(以下の変形例についても同様)。
同図に示すように、外部電源Eの電力をブラシ19に供給するための電源用端子145は、ベース部41の凸部53に敷設されている第1端子147と、コネクタ部42とベース部41との間に跨るように敷設されている第2端子48とにより構成されている。
なお、上述の第1変形例では、第1端子147のジャンパー接続部47aに接続片149が延出形成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、第2端子48のジャンパー接続部48aに、第1端子147のジャンパー接続部47aに向かって接続片149を延出形成してもよい。
図14は、本実施形態の第2変形例におけるコネクタユニットの平面図である。
同図に示すように、コネクタユニット14は、樹脂製のベース部41と、ベース部41の一側に突設されたコネクタ部42とを有しており、コネクタ部42は、外部電源E(図7参照)から延びる不図示の外部コネクタを嵌着可能な有底筒状の受部44を有している。
ここで、この受部44は、軸方向と略直交する方向(図14における上下方向)に向かって開口するように形成されている。そして、受部44内に、電源用端子45における第2端子48のコネクタ端子部48cの一端、およびセンサ用端子46のコネクタ端子部46bの一端が突出するように屈曲延出されている。
3 モータユニット
13 電動モータ
14 コネクタユニット(給電手段)
19 ブラシ
31 コンミテータ
41 ベース部
41a 平坦側部
41b 弧状側部
42 コネクタ部
45,145 電源用端子
46 センサ用端子(センサ端子)
47,147 第1端子
48 第2端子
49 ジャンパー(接続部材)
52 センサ用挿通孔(挿通孔)
57 係止爪
61 センサ端子ユニット
63 基板
64 ホルダ(保持部材)
68 端子挿通孔(挿通孔)
71 係止爪(係止部)
149 接続片(接続部材)
Claims (6)
- 電動モータに取り付けられると共に外部電源から延びる外部コネクタが接続され、前記電動モータに前記外部電源の電力を供給するための給電手段において、
少なくとも前記電動モータのコンミテータに摺接するブラシに、電気的に接続された第1端子が配置されているベース部と、
前記ベース部の一側に設けられ、少なくとも前記外部コネクタに接続される第2端子が配置されているコネクタ部とを有し、
前記第1端子、および前記第2端子の何れか一方には、他方に向かって延出し、この他方に電子部材を介さずに電気的に接続される接続部材が延設されており、
前記接続部材は、前記第1端子、および前記第2端子とは別体に構成されており、前記第1端子と前記第2端子とが前記接続部材を介して電気的に接続され、
前記ベース部は軸方向平面視で長円形状に形成されたものであって、
前記コンミテータを中心にして対向配置された一対の平坦側部と、
これら一対の平坦側部に跨るように形成され、前記コンミテータを中心にして対向配置された一対の弧状側部とを有し、
前記一対の平坦側部の内側に前記接続部材を保持可能な係止爪を設け、この係止爪を介して前記接続部材を配置すると共に、この接続部材の両端に対応する箇所に前記第1端子の一端、および前記第2端子の一端を配置し、
これら第1端子の一端、および第2端子の一端を前記接続部材を介して電気的に接続したことを特徴とする給電手段。 - 前記接続部材を、導電性の棒部材により形成したことを特徴とする請求項1に記載の給電手段。
- 前記ベース部、および前記コネクタ部の少なくとも何れか一方に、前記電動モータの回転位置を検出するためのセンサ端子ユニットを着脱自在に設けたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の給電手段。
- 前記センサ端子ユニットは、
前記電動モータの回転位置を検出する素子が実装された基板と、
前記素子により検出された信号を外部に出力するためのセンサ端子と、
前記基板、および前記センサ端子を保持可能な保持部材とを備え、
前記コネクタ部に、前記センサ端子を挿通可能な挿通孔を形成すると共に、前記保持部材を係止可能な係止部を設けたことを特徴とする請求項3に記載の給電手段。 - 前記第1端子の一端は、前記平坦側部における前記コネクタ部とは反対側の前記弧状側部寄りに配置されており、
前記第2端子の一端は、前記平坦側部における前記コネクタ部側の前記弧状側部寄りに配置されていることを特徴とする請求項1〜請求項4の何れかに記載の給電手段。 - 請求項1〜請求項5の何れかに記載の給電手段と、
前記給電手段が取り付けられた前記電動モータとを備えたことを特徴とするモータユニット。
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