JP5840504B2 - 電動モータ - Google Patents

Description

この発明は、例えば、二輪車のエンジン始動用のスタータに搭載され、給電を行うための電動モータに関するものである。

一般に、二輪車のエンジン始動用のスターターモータとして、ブラシ付きの電動モータが用いられることが多い。この種の電動モータは、筒状のヨークの内周面に複数のマグネットを配設し、これらマグネットの内側にアーマチュアコイルが巻装されたアーマチュアが配置されている。アーマチュアは、ヨークの両端を覆蓋するエンドブラケット（フロントブラケット、リアブラケット）に回転自在に支持されている。

また、エンドブラケットには、アーマチュアを構成するコンミテータに摺接するブラシが設けられていると共に、外部電源に接続されるターミナルボルト、及びブラシと、ターミナルボルトとを電気的に接続するためのターミナル（給電板）が設けられている。ターミナルは、略長方形状のプレートを断面略Ｌ字状に屈曲形成したものである。そして、一方の面にターミナルを挿通可能な貫通孔が形成されており、他方の面にブラシから延びるピグテールが接続されている。

一方、エンドブラケットにもターミナルボルトを挿入可能な挿入孔が形成されている。エンドブラケットの内側には、このエンドブラケットの挿入孔の位置とターミナルの貫通孔の位置とが一致するようにターミナルが配置される。そして、エンドブラケットの内側からターミナルボルトが挿通され、このターミナルボルトの先端にナットが螺入されることによって、エンドブラケットとターミナルとが共締めされる（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−１１５０８５号公報

ところで、上述の従来技術にあっては、二輪車の走行時の振動等によりターミナルが振動する場合がある。特にピグテールの状態や、ターミナルボルトの締め付け力に振動の大きさが左右される場合があり、この振動の大きさによってターミナルに不具合が生じ、ターミナルボルトとブラシとの電気的な接続状態が悪化する虞があるという課題がある。
また、この振動に耐え得るようにターミナルの肉厚を増大し、剛性を高めようとすると、ターミナルの周辺部品の取り付け状態も変更になり、他部品の形状も変更する必要があるという課題がある。

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、周辺部品の形状を変更することなく、ターミナルボルトとブラシとの電気的接続状態を安定させることができる電動モータを提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明に係る電動モータは、有底円筒形状のエンドブラケットの内側からこのエンドブラケットを貫通して外部に突出するように設けられた給電用のターミナルボルトと、前記エンドブラケットの内側に設けられたブラシホルダと、前記ブラシホルダの内側に設けられたアーマチュアに電力を供給するためのブラシと、前記ブラシと前記ターミナルボルトとを電気的に接続し、前記ブラシを外部電源に電気的に接続するためのターミナルと、前記ブラシから、前記外部電源からの電力が供給されることにより、磁界を発生させる前記アーマチュアと、このアーマチュアを回転自在に支持すると共に、磁極を有するヨークと、を備え、前記ブラシホルダは、前記エンドブラケットの底部に配置されたベース部と、前記ベース部の外周部から立ち上がる壁部と、を有し、前記ターミナルは、前記ターミナルボルトの頭部が接続される第１プレートと、前記ブラシから延びるピグテールが接続される第２プレートと、前記第１プレートの面と、前記第２プレートの面とが、互いに略直交する方向に沿って配置されるように、前記第１プレートと前記第２プレートとを連結する湾曲部とを有し、前記湾曲部が前記第２プレートの面よりも前記第１プレートの延出方向とは反対方向に向かって突出するように形成されており、前記湾曲部は、前記第２プレートの面よりも前記ブラシホルダの前記壁部に近接配置されていることを特徴とする。

このように構成することで、湾曲部の曲率半径を大きく設定することができ、ターミナルの肉厚を厚くすることなく、湾曲部への応力集中を緩和できる。このため、周辺部品の形状を変更することなく、ターミナルボルトとブラシとの電気的接続状態を安定させることができる。

本発明に係る電動モータは、前記頭部の外形状に対応するように前記第１プレートを形成し、前記頭部の一方向の幅と、これに対応する前記第１プレートの一方向の幅とを略同一に設定すると共に、前記頭部の一方向に直交する他方向の幅と、これに対応する前記第１プレートの他方向の幅とを略同一に設定したことを特徴とする。

このように構成することで、ターミナルボルトの頭部全体で効率よく第１プレートを押え付けることができる。このため、ターミナルがガタついてしまうことを確実に抑制でき、ターミナルの振動が増幅してしまうことを抑制できる。よって、ターミナルボルトとブラシとの電気的接続状態をより確実に安定させることができる。

本発明に係る電動モータは、前記第１プレートの面と前記第２プレートの面とが直交するように前記ターミナルを形成する一方、前記頭部を、この頭部の一方向に長くなるように五角形状に形成し、前記ターミナルボルトを、前記頭部の短手方向の頂部が前記第２プレート側に向くように配置し、前記湾曲部に、前記頭部の頂部を受け入れ可能な開口部を形成したことを特徴とする。

このように構成することで、ターミナルボルトの頭部が回ってしまうことを防止できる。このため、ターミナルボルトによるターミナルの締結力が弱まることを防止でき、ターミナルボルトとブラシとの電気的接続状態をより安定させることができる。

本発明によれば、湾曲部の曲率半径を大きく設定することができ、ターミナルの肉厚を厚くすることなく、湾曲部への応力集中を緩和できる。
このため、周辺部品の形状を変更することなく、ターミナルボルトとブラシとの電気的接続状態を安定させることができる。

本発明の実施形態における電動モータの一部断面側面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明の実施形態におけるターミナルボルトの頭部の平面図である。 本発明の実施形態におけるターミナルの斜視図である。 図４のＢ矢視図である。 図４のＣ矢視図である。 図４のＤ矢視図である。

（スターターモータ）
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、電動モータ１の一部断面側面図、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
図１、図２に示すように、電動モータ１は、例えば、二輪用のスターターモータとして用いられるものであって、車体に固定されるフロントブラケット２（図１における左側）と、フロントブラケット２に一端部が固定される円筒状のステータ３と、ステータ３の他端部を閉塞するリアブラケット４（図１における右側）と、ステータ３内に配置され、フロントブラケット２、及びリアブラケット４に回転自在に支持されるアーマチュア５とを有する。

アーマチュア５は、エンジンのシャフトに連結される回転軸１０を有し、回転軸１０にアーマチュアコア１１と、コンミテータ１２とが固着されている。アーマチュアコア１１は、鉄心片を積層して製造され、回転軸１０を中心にして放射状に延びる複数のティース５０を有する。各ティース５０間には、軸方向に長い蟻溝状のスロット（不図示）が形成されており、このスロットを介してティース５０にコイル１３が巻装されるようになっている。

コンミテータ１２は、ディスク形状を有する所謂ディスク型コンミテータである。このコンミテータ１２は、複数のセグメント１４が回転軸１０を中心に放射状に配設され、各々セグメント１４間には、これらセグメント１４間の絶縁を確保するためのスリット（不図示）が形成されている。これらセグメント１４には、コイル１３を形成する巻線の一端が固定されている。

フロントブラケット２は、中央に回転軸１０を貫通させる孔１５が設けられており、孔１５内に回転軸１０の一端部を回転自在に支持するベアリング１６が圧入固定されている。さらに、ベアリング１６よりも外側にはオイルシール１７が配設されている。さらに、外周には、エンジンケースに装着する際に使用するＯリング１８が取り付けられている。フロントブラケット２は、ボルト１９によって、ステータ３を挟んで、リアブラケット４に固定されている。

ステータ３は、筒部２１Ａを有する略円筒状に形成されたヨーク２１を備えている。ヨーク２１の内周側には、界磁用の瓦状に形成されたマグネット２２が周方向に沿って複数固着されている。マグネット２２には、例えば、ネオジウム系の希土類磁石などを用いることができる。

リアブラケット４は有底円筒形状に形成されており、開口部４Ａをヨーク２１側に向け、このヨーク２１に開口部４Ａが外嵌されるように設けられている。リアブラケット４の底部４Ｂには、径方向中央にボス部２５がヨーク２１側に向かって突設されている。このボス部２５には、アーマチュア５の回転軸１０の他端を回転自在に支持するための軸受けとしてオイレスメタル２６が圧入されている。
リアブラケット４、フロントブラケット２は、導電性の材料、例えば、アルミのダイカストで製造されている。また、ヨーク２１は、鉄で製造されている。

リアブラケット４の底部４Ｂの内側には、略環状に形成された樹脂製のブラシホルダ３０が固定されている。ブラシホルダ３０は、リアブラケット４の底部４Ｂに配置されたベース部３０Ｂと、このベース部３０Ｂの外周部から立ち上がる壁部３０Ｃと、ベース部３０Ｂの径方向中央にリアブラケット４のボス部２５の外周面を覆うように突出形成されたホルダボス３０Ａとが一体成形されたものである。そして、リアブラケット４に突設されたボス部２５とブラシホルダ３０に突設されたホルダボス３０Ａとによってアーマチュア５の回転軸１０の他端を回転自在に支持する軸受けボスが構成された状態になっている。

また、リアブラケット４には、２つのホルダ部３１が一体に設けられている。ホルダ部３１は、軸方向に延びており、その各々にコンミテータ１２のセグメント１４に摺接する導電性のブラシ３２が１つずつ摺動自在に収容されている。
ブラシ３２は、ホルダ部３１内に配置されたスプリング３３でコンミテータ１２に向けて付勢されている。ブラシ３２には、ピグテール３４の一端が溶着などによって固定されている。ピグテール３４は、ホルダ部３１の側部に形成されたスリットから引き出される。

２つのブラシ３２のうち、マイナス側のブラシ３２Ａ（図２における下側のブラシ）から延びるピグテール３４は、アース端子４０に接続されている。一方、２つのブラシ３２のうち、プラス側のブラシ３２Ｂ（図２における上側のブラシ）から延びるピグテール３４は、ターミナルユニット６０に接続されている。

ターミナルユニット６０は、不図示の外部電源と、プラス側のブラシ３２Ｂから延びるピグテール３４とを電気的に接続し、プラス側のブラシ３２Ｂに電力を供給するものである。ターミナルユニット６０は、リアブラケット４の底部４Ｂから突出するターミナルボルト３５と、このターミナルボルト３５によって、リアブラケット４に締結固定されるターミナル３６とを有している。

（ターミナルボルト）
図３は、ターミナルボルト３５の頭部４１の平面図である。
図２、図３に示すように、ターミナルボルト３５は、ボルト本体５１とボルト本体５１の基端に設けられ、ブラシホルダ３０内に配置される頭部４１とから成る。ボルト本体５１は、リアブラケット４に形成された端子挿入孔４２、ブラシホルダ３０に形成された端子挿入孔４３、及びターミナル３６に形成された後述の端子挿入孔６４を介し、内面側から外側へと突出している。

外側に突出したボルト本体５１の先端側には、雄ネジ部５２が刻設されている。ボルト本体５１の先端側には、樹脂ブッシュ４５と、ストッパワッシャ４６を通した後でナット４７が締め込まれている。ナット４７には、不図示の給電配線が接続されるようになっており、これによって外部電源とターミナルボルト３５とが電気的に接続された状態になる。ここで、リアブラケット４の外側には、ナット４７を囲むように絶縁性のカバー４８が取り付けられている。

一方、ターミナルボルト３５の頭部４１は、リアブラケット４の周方向に長くなるように軸方向平面視略五角形状に形成されており、五角形の底辺に沿う長側面４１Ａと、軸心Ｐを挟んで両側に位置している、つまり、リアブラケット４の周方向で対向している一対の短側面４１Ｂ，４１Ｂと、五角形の斜辺に沿う一対の斜側面４１Ｃ，４１Ｃとを有している。そして、長側面４１Ａがホルダボス３０Ａ側に向くようにしてブラシホルダ３０内に配置されている。長側面４１Ａは、ホルダボス３０Ａに近接する形で延在されている。また、一対の斜側面４１Ｃ，４１Ｃ間の稜線である頂部Ｔが、ホルダボス３０Ａとは反対側に向いた状態になっている。

（ターミナル）
図４は、ターミナル３６の斜視図、図５は、図４のＢ矢視図、図６は、図４のＣ矢視図、図７は、図４のＤ矢視図である。
図４〜図７に示すように、ターミナル３６は、断面略Ｌ字状に屈曲形成されたものであって、第１プレート６１と、第２プレート６２と、これら第１プレート６１の一面６１Ａと、第２プレート６２の一面６２Ａとが互いに略直交する方向に沿って配置されるように連結する湾曲部６３とが一連に形成されている。
尚、各プレート６１，６２の一面６１Ａ，６２Ａとは、ターミナル３６の山折り側の外面をいう。すなわち、図５における第１プレート６１にあっては、下側の面を一面６１Ａとし、図５における第２プレート６２あっては、左側の面を一面６２Ａとする。

第１プレート６１は、ターミナルボルト３５が接続されるものであって、中央にターミナルボルト３５のボルト本体５１を挿入可能な端子挿入孔６４が形成されている。また、第１プレート６１は、ターミナルボルト３５の頭部４１に対応するように、リアブラケット４の周方向に長くなるように平面視略長方形状に形成されていると共に、先端に向かうに従って幅が狭くなるように２つの段差部６１Ｂ，６１Ｃが形成されている。

ここで、基端側から１段目の段差部６１Ｂ、６１Ｂ間の幅Ｗ１は、ターミナルボルト３５における頭部４１の長側面４１Ａの長さＷ２と略一致するように設定されている。
一方、第１プレート６１の短手方向の幅Ｗ３は、ターミナルボルト３５の頭部４１における長側面４１Ａと頂部Ｔとの間の幅Ｗ４と略一致するように設定されている。このように、第１プレート６１は、この外形状がターミナルボルト３５の頭部４１に対応するように形成されている。

このように構成された第１プレート６１には、端子挿入孔６４にターミナルボルト３５がリアブラケット４の内側から挿入され、外側に突出したボルト本体５１の雄ネジ部５２にナット４７が螺入される。これにより、ターミナルボルト３５の頭部４１とナット４７とにより、ターミナル３６の第１プレート６１、ブラシホルダ３０、及びリアブラケット４が共締めされる。

一方、第２プレート６２もリアブラケット４の周方向に長くなるように平面視略長方形状に形成されている。ターミナル３６は、第２プレート６２がホルダボス３０Ａとは反対側に向くように取り付けられる（図２、図５参照）。
また、第２プレートには、プラス側のブラシ３２Ｂから延びるピグテール３４が溶着などによって接続されている。

このように形成された第１プレート６１と第２プレート６２とを連結する湾曲部６３は、第１プレート６１から第２プレート６２に向かって湾曲しながら延出され、若干折り返したところで第２プレート６２に接続されている。すなわち、湾曲部６３は、第２プレート６２の一面６２Ａから突出するように形成されている。

また、湾曲部６３の幅は、第１プレート６１の基端側の幅、及び第２プレート６２の幅よりも若干狭く設定されている。これにより、ターミナル３６は、湾曲部６３が括れている状態になっている。さらに、湾曲部６３の幅方向中央には、開口部６５が形成されている。換言すれば、湾曲部６３には、ターミナルボルト３５の頭部４１の頂部Ｔに対応する箇所に、開口部６５が形成されている。この開口部６５に、頭部４１の頂部Ｔが臨まされている。

図１に戻り、ブラシホルダ３０、及びリアブラケット４のそれぞれに設けられた端子挿入孔４２，４３には、Ｏリング４４が挿入されている。これによって、ターミナルボルト３５のボルト本体５１と端子挿入孔４２，４３との間の間隙がシールされる。

このように構成された電動モータ１は、自動二輪車の車体、例えば、エンジンカバーなどに固定される。このとき、フロントブラケット２から延びる回転軸１０には、クランクシャフトに取り付けられたワンウェイクラッチに連結される。この電動モータ１は、車体によってボディアースされる。ターミナルボルト３５に電圧を印加すると、ブラシ３２Ａに摺接するコンミテータ１２からコイル１３に電流が流れ、アーマチュア５が回転する。アーマチュア５の回転は、リングギヤを介してクランクシャフトを回転させ、エンジンを始動させる。

エンジンが始動すると、このエンジンの振動や、二輪車の走行時の振動などにより、ターミナルユニット６０が共振する場合がある。このとき、ターミナルユニット６０を構成するターミナル３６は、断面略Ｌ字状に形成されており、その屈曲部分である湾曲部６３に応力が集中することになる。ここで、湾曲部６３は、第２プレート６２の一面６２Ａから突出するように形成されているので、この分、湾曲部６３の曲率半径を大きく設定することができる。このため、湾曲部６３にかかる応力を分散させることができる。

また、ターミナル３６の第１プレート６１は、この外形状がターミナルボルト３５の頭部４１に対応するように形成されており、基端側から１段目の段差部６１Ｂ、６１Ｂ間の幅Ｗ１は、ターミナルボルト３５における頭部４１の長側面４１Ａの長さＷ２と略一致するように設定されている一方、第１プレート６１の短手方向の幅Ｗ３は、ターミナルボルト３５の頭部４１における長側面４１Ａと頂部Ｔとの間の幅Ｗ４と略一致するように設定されている。このため、ターミナルボルト３５の頭部４１の全面で第１プレート６１が押さえつけられるので、ターミナル３６のガタつきが防止され、ターミナル３６の振動が抑制される。

仮に、ターミナルボルト３５が若干緩み、ターミナル３６がターミナルボルト３５を中心に回ってしまうようなことがあっても、湾曲部６３が第２プレート６２の一面６２Ａから突出しているので、例えば、ブラシホルダ３０の壁部３０Ｃに湾曲部６３が接触し、第２プレート６２が接触することがない。

したがって、上述の実施形態によれば、ターミナル３６の湾曲部６３を第２プレート６２の一面６２Ａから突出するように形成することにより、ターミナル３６の肉厚を厚くすることなく、湾曲部６３にかかる応力集中を緩和できる。
また、仮にターミナル３６がターミナルボルト３５を中心に回ってしまうようなことがあっても、ブラシホルダ３０と第２プレート６２との接触が回避され、湾曲部６３が接触するので、ブラシホルダ３０の根元にターミナル３６が接触することになる。

ここで、ブラシホルダ３０は、ベース部３０Ｂの外周部に壁部３０Ｃが立ち上がり形成された構成になっているので、壁部３０Ｃの先端よりも壁部３０Ｃの根元の剛性が高くなる。このため、周辺部品の形状を変更することなく、ターミナルボルト３５とブラシ３２との電気的接続状態を安定させることができる。

また、ターミナルボルト３５の頭部４１の全面で第１プレート６１が効率よく押さえつけられるので、ターミナル３６の振動が抑制される。このため、ターミナルボルト３５とブラシ３２との電気的接続状態をより確実に安定させることができる。

さらに、ターミナル３６の湾曲部６３に開口部６５を形成し、この開口部６５に、ターミナルボルト３５の頭部４１の頂部Ｔが臨まされている。これがターミナルボルト３５の回り止めとなって、ターミナルボルト３５によるターミナル３６の締結力が弱まることを防止できる。このため、ターミナルボルト３５とブラシ３２との電気的接続状態をより安定させることができる。

尚、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、リアブラケット４を導電性の材料、例えば、アルミのダイカストで製造し、リアブラケット４に突設されたボス部２５とブラシホルダ３０に突設されたホルダボス３０Ａとによってアーマチュア５の回転軸１０の他端を回転自在に支持する軸受けボスが構成された状態になっ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、リアブラケット４を非導電性の樹脂などで形成してもよい。
この場合、ブラシホルダ３０にホルダボス３０Ａを形成する必要はない。このため、ボス部２５単体で軸受けボスを構成した状態になり、頭部４１の長側面４１Ａは、ボス部２５に近接する位置まで延出した状態になる。

１ 電動モータ
４ リアブラケット（エンドブラケット）
４Ｂ 底部
５ アーマチュア
１０ 回転軸
２１ ヨーク
３０ ブラシホルダ
３０Ｂ ベース部
３０Ｃ 壁部
３２ ブラシ
３２Ａ マイナス側のブラシ
３２Ｂ プラス側のブラシ
３４ ピグテール
３５ ターミナルボルト
３６ ターミナル
４１ 頭部
６０ ターミナルユニット
６１ 第１プレート
６１Ａ，６２Ａ 一面（面）
６２ 第２プレート
６３ 湾曲部
６５ 開口部
Ｔ 頂部

Claims (3)

1. 有底円筒形状のエンドブラケットの内側からこのエンドブラケットを貫通して外部に突出するように設けられた給電用のターミナルボルトと、
   前記エンドブラケットの内側に設けられたブラシホルダと、
   前記ブラシホルダの内側に設けられたアーマチュアに電力を供給するためのブラシと、
   前記ブラシと前記ターミナルボルトとを電気的に接続し、前記ブラシを外部電源に電気的に接続するためのターミナルと、
   前記ブラシから、前記外部電源からの電力が供給されることにより、磁界を発生させる前記アーマチュアと、
   このアーマチュアを回転自在に支持すると共に、磁極を有するヨークと、
   を備え、
   前記ブラシホルダは、
   前記エンドブラケットの底部に配置されたベース部と、
   前記ベース部の外周部から立ち上がる壁部と、
   を有し、
   前記ターミナルは、
   前記ターミナルボルトの頭部が接続される第１プレートと、
   前記ブラシから延びるピグテールが接続される第２プレートと、
   前記第１プレートの面と、前記第２プレートの面とが、互いに略直交する方向に沿って配置されるように、前記第１プレートと前記第２プレートとを連結する湾曲部とを有し、
   前記湾曲部が前記第２プレートの面よりも前記第１プレートの延出方向とは反対方向に向かって突出するように形成されており、
   前記湾曲部は、前記第２プレートの面よりも前記ブラシホルダの前記壁部に近接配置されていることを特徴とする電動モータ。
2. 前記頭部の外形状に対応するように前記第１プレートを形成し、
   前記頭部の一方向の幅と、これに対応する前記第１プレートの一方向の幅とを略同一に設定すると共に、
   前記頭部の一方向に直交する他方向の幅と、これに対応する前記第１プレートの他方向の幅とを略同一に設定したことを特徴とする請求項１に記載の電動モータ。
3. 前記第１プレートの面と前記第２プレートの面とが直交するように前記ターミナルを形成する一方、前記頭部を、この頭部の一方向に長くなるように五角形状に形成し、
   前記ターミナルボルトを、前記頭部の短手方向の頂部が前記第２プレート側に向くように配置し、
   前記湾曲部に、前記頭部の頂部を受け入れ可能な開口部を形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動モータ。

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