JP7047619B2 - モータ - Google Patents

Description

本発明は、モータに関するものである。

従来、モータとしては、マグネットが固定されたヨークと、ヨーク内に収容された電機子と、ヨークの開口部に配置され、電機子に電流を供給するための給電用ブラシと電機子の回転軸を軸支する軸受とを保持するブラシホルダとを備えたものがある。このようなモータでは、電機子の整流子に給電用ブラシが摺接することなどにより電気ノイズが発生して該電気ノイズが回転軸にも伝搬するが、回転軸を軸支する軸受とヨークとに接触される接地部材を備えることで、周囲に電気ノイズが放射されることを防ぐものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許第６０５１１２９号明細書

しかしながら、上記のようなモータでは、ヨークと該ヨークに締結されるギヤハウジングとの間に接地部材を介在させて共締めすることで接地部材の接続が確定する構成であり、接地部材を誤った位置で締結してしまったとしても、ギヤハウジングが固定されているため、接地部材の接触状態を確認することができないという問題がある。

本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、本発明の目的は、軸受及びヨークに接触される接地部材を良好に設けることができるモータを提供することにある。

上記課題を解決するモータは、内面にマグネット（１３）が固定された有底筒状のヨーク（１４）と、前記ヨーク内に収容された電機子（１５）と、前記ヨークの開口部に配置され、前記電機子に電流を供給するための給電用ブラシ（２４）と前記電機子の回転軸（１８）を軸支する軸受（２６）とを保持するブラシホルダ（１６）と、前記軸受及び前記ヨークに接触される接地部材（３３）とを備えたモータであって、前記接地部材は、前記ブラシホルダに保持されたグランド用のターミナル（３２）に固定される。

同構成によれば、軸受及びヨークに接触される接地部材は、ブラシホルダに保持されたグランド用のターミナルに固定されるため、ヨークにブラシホルダを組み付けた段階であって、例えば、ヨークにギヤハウジング等を組み付ける前の段階で、接地部材の正常な接触状態を確認することができる。よって、軸受及びヨークに接触される接地部材を良好に設けることができる。

一実施形態におけるモータの平面図。 一実施形態におけるブラシホルダの斜視図。 一実施形態におけるブラシホルダの一部断面図。 一実施形態におけるブラシホルダの斜視図。 一実施形態におけるブラシホルダの底面図。 一実施形態における接地部材の斜視図。 一実施形態における位置決め突起を説明するための断面図。 一実施形態におけるヨークとブラシホルダの分解斜視図。 一実施形態におけるヨーク接触片を説明するための断面図。 一実施形態におけるモータの電気回路図。

以下、モータの一実施形態について説明する。
図１に示すように、モータ１０は、モータ本体１１と減速部１２とを備える。モータ本体１１は、内面にマグネット１３が固定された有底筒状のヨーク１４と、ヨーク１４内に収容された電機子１５と、ヨーク１４の開口部に配置された樹脂製のブラシホルダ１６とを有する。なお、本実施形態のヨーク１４は軸方向から見て平行な平面部とそれらの両端を連結する円弧部とを有する扁平型のものであり、その円弧部にマグネット１３が固定されている。

減速部１２は、前記ヨーク１４の開口部に固定されるギヤハウジング１７と、ギヤハウジング１７内に収容され前記電機子１５の回転軸１８と一体回転するウォーム１９と、ギヤハウジング１７内に収容されウォーム１９と噛合されるウォームホイール２０と、ウォームホイール２０と一体回転する出力軸２０ａとを備える。

前記電機子１５は、前記回転軸１８と、該回転軸１８に外嵌固定されて巻線２１が巻装された電機子コア２２と、前記回転軸１８に外嵌固定された整流子２３とを有する。
図１及び図２に示すように、ブラシホルダ１６は、電機子１５（詳しくは整流子２３を介して巻線２１）に電流を供給するための給電用ブラシ２４、該給電用ブラシ２４を整流子２３側に付勢する捩りコイルばね２５、前記回転軸１８を軸支する軸受２６、電気ノイズを除去するためのコンデンサ２７、及びチョークコイル２８等を保持する。

詳しくは、ブラシホルダ１６は、前記ヨーク１４の開口部を閉塞する板状の基台１６ａと、該基台１６ａから軸方向に延びて前記ヨーク１４の内部に嵌挿される嵌挿壁部１６ｂと、前記基台１６ａから径方向外側に張り出してヨーク１４の開口部と軸方向に当接する外延部１６ｃとを有する。なお、本実施形態の基台１６ａは、前記ヨーク１４の軸方向から見た形状と対応し、軸方向から見て略長方形形状であって、その長手方向の端部が円弧形状とされている。そして、基台１６ａ上における嵌挿壁部１６ｂの内側に、それぞれ一対の給電用ブラシ２４、捩りコイルばね２５、コンデンサ２７、及びチョークコイル２８が保持されている。また、基台１６ａの中心には、貫通しつつ軸受２６を保持する軸受保持部１６ｄが形成されている。なお、軸受２６は、ヨーク１４の底部（図１中、上端部）に保持された軸受２９と同軸上に設けられて対をなし、該軸受２９と共に回転軸１８を軸支する。

また、図３に示すように、ブラシホルダ１６には複数のターミナル３０～３２がインサート成形により配設されている。
また、図２～図５に示すように、ブラシホルダ１６には、軸受２６及びヨーク１４に接触される金属製で略板状の接地部材３３が設けられている。そして、接地部材３３は、ブラシホルダ１６に保持されたグランド用のターミナル３２に固定されている。

詳しくは、まずグランド用のターミナル３２は、ブラシホルダ１６の基台１６ａにおけるヨーク１４の外部側の面である底面から軸方向に突出するかしめ部３２ａを有している。

図５に示すように、本実施形態ではかしめ部３２ａは、２つ設けられ、それらは軸中心（回転軸１８の中心）Ｌを挟む位置であって、軸中心Ｌに対して１８０°間隔で設けられている。また、本実施形態のかしめ部３２ａは、二股形状であって、孔を貫通して二股形状の先端側が離れる方向に塑性変形されることでかしめられる（所謂、割りかしめされる）ものである。

一方、接地部材３３は、ブラシホルダ１６の軸方向端面である底面を覆う板状の軸方向シールド部３３ａと、ブラシホルダ１６の径方向外側面を覆う板状の径方向シールド部３３ｂとを有する。本実施形態の軸方向シールド部３３ａは、ブラシホルダ１６の底面と対応して形成され、ブラシホルダ１６の短手方向の中央部と対応した中央軸方向シールド部３３ｃとブラシホルダ１６の短手方向の両端側と対応した一対の両端軸方向シールド部３３ｄとが軸方向に延びる段差部３３ｅにて連結されてなる。また、本実施形態の径方向シールド部３３ｂは、軸方向シールド部３３ａの短手方向端部（すなわち前記両端軸方向シールド部３３ｄ）から軸方向に延びて形成され、ブラシホルダ１６の嵌挿壁部１６ｂの略平坦面である短手方向側外側面を覆うように形成されている。ブラシホルダ１６の前記外延部１６ｃには、径方向シールド部３３ｂと対応した位置で軸方向に貫通する通し孔１６ｅが形成されている。径方向シールド部３３ｂは、軸方向シールド部３３ａから直角に屈曲しただけの形状でありながら、通し孔１６ｅを貫通して嵌挿壁部１６ｂに沿うように配置される。

そして、接地部材３３の軸方向シールド部３３ａ、詳しくは両端軸方向シールド部３３ｄには、前記かしめ部３２ａと対応した位置に、平行部と該平行部の両端同士を円弧で接続した形状の接続用固定孔３３ｆが形成されている。そして、接地部材３３は、接続用固定孔３３ｆを貫通してかしめられた状態のかしめ部３２ａによってグランド用のターミナル３２に固定されている。

また、図５及び図７に示すように、ブラシホルダ１６は、軸方向シールド部３３ａと対向する面に位置決め突起１６ｆを有している。
また、図５～図７に示すように、軸方向シールド部３３ａは、位置決め孔３３ｇを有している。そして、軸方向シールド部３３ａは、位置決め孔３３ｇを貫通してかしめられた状態の位置決め突起１６ｆによって位置決め突起１６ｆの突出方向の直交方向に位置決めされつつブラシホルダ１６に固定されている。なお、前記位置決め突起１６ｆのかしめは熱かしめであって、図７では、熱かしめされる前の状態の位置決め突起１６ｆを実線で図示し、熱かしめされた後の状態の位置決め突起１６ｆを２点鎖線で図示している。

また、図４～図６に示すように、軸方向シールド部３３ａには、前記軸受２６に押圧接触される一対の軸受接触片３３ｈが設けられている。本実施形態の軸受接触片３３ｈは、その両側にスリット３３ｊが形成されるように設けられている。具体的には、軸方向シールド部３３ａの中央軸方向シールド部３３ｃの中央には、円形の中央孔３３ｋが形成されている。そして、軸受接触片３３ｈは、その基端部が中央軸方向シールド部３３ｃの長手方向端部寄りに設けられ、先端部が前記中央孔３３ｋよりも軸中心側まで延びて形成されている。そして、軸受接触片３３ｈの両側方には、中央孔３３ｋから軸受接触片３３ｈの基端部に至るまでスリット３３ｊが形成されている。そして、軸受接触片３３ｈは、その先端部が、軸受接触片３３ｈのばね性により前記軸受２６の軸方向端面に押圧接触されている。なお、前記軸受保持部１６ｄは、ブラシホルダ１６の基台１６ａにおける底面側から突出する周方向に複数の保持片を有しており、軸受接触片３３ｈは、軸方向から見て前記保持片同士の間の溝を通るように配置されて軸受保持部１６ｄ（すなわち前記保持片）との接触が回避されつつ軸受２６の軸方向端面に押圧接触されている。

また、図８及び図９に示すように、径方向シールド部３３ｂには、ヨーク１４にブラシホルダ１６が挿入されて組み付けられることでヨーク１４の内面に押圧接触されるヨーク接触片３３ｍが設けられている。本実施形態のヨーク接触片３３ｍは、１つの径方向シールド部３３ｂに一対設けられている。また、ヨーク接触片３３ｍは、ヨーク１４に挿入される方向の反対側（図９中、下側）に向かって径方向外側に延びるように（軸方向に対して）傾斜している。なお、図９では、ヨーク１４にブラシホルダ１６が組み付けられる前の状態のヨーク１４とヨーク接触片３３ｍを含む径方向シールド部３３ｂを図示し、ヨーク１４にブラシホルダ１６が組み付けられた状態のヨーク１４の位置を２点鎖線で図示している。ヨーク１４にブラシホルダ１６が組み付けられた状態では、ヨーク接触片３３ｍがヨーク１４の内面にて内側に撓められつつ自身のばね性により同内面に押圧接触されることになる。これにより、接地部材３３は、グランド用のターミナル３２に固定されつつ、軸受２６及びヨーク１４に接触、すなわち電気的に接続されている。

図１０に示すように、本実施形態のモータ１０は、外部電源に接続されることになるターミナル３０，３１がそれぞれコンデンサ２７の第１端子に接続されるとともにチョークコイル２８を介して給電用ブラシ２４に接続されている。また、コンデンサ２７のグランド側端子である第２端子は、グランド用のターミナル３２に接続され、該グランド用のターミナル３２は接地部材３３によって軸受２６及びグランドとしてのヨーク１４に接続されている。

次に、上記のように構成されたモータ１０の作用について説明する。
モータ１０は、外部電源から駆動電流が供給されると、ターミナル３０，３１、チョークコイル２８、給電用ブラシ２４、及び整流子２３を介して巻線２１に電流が供給され、マグネット１３との吸引反発力により電機子１５が回転駆動される。すると、電機子１５の回転軸１８と共にウォーム１９が回転し、該ウォーム１９に噛合されたウォームホイール２０及び出力軸２０ａが回転する。

このとき、整流子２３に給電用ブラシ２４が摺接することで電気ノイズが発生するが、コンデンサ２７とチョークコイル２８とによって電気ノイズの回路側への伝搬が抑制される。また、電気ノイズは回転軸１８にも伝搬するが、回転軸１８を軸支する軸受２６が接地部材３３を介してグランドとしてのヨーク１４に接続されるため、該電気ノイズが放射されることが抑制される。

次に、上記実施形態の効果を以下に記載する。
（１）軸受２６及びヨーク１４に接触される接地部材３３は、ブラシホルダ１６に保持されたグランド用のターミナル３２に固定されるため、ヨーク１４にブラシホルダ１６を組み付けた段階であって、例えば、ヨーク１４にギヤハウジング１７等を組み付ける前の段階で、接地部材３３の正常な接触状態を確認することができる。よって、軸受２６及びヨーク１４に接触される接地部材３３を良好に設けることができる。その結果、電気ノイズの伝搬及び放射を良好に抑制することができる。

（２）グランド用のターミナル３２は、電気ノイズを除去するためのコンデンサ２７のグランド側端子が接続されたものであるため、Ｙコンデンサとして数百ＭＨｚ帯の電気ノイズを効果的に抑制することができる。

（３）グランド用のターミナル３２は、かしめ部３２ａを有し、接地部材３３は、接続用固定孔３３ｆを有し、該接続用固定孔３３ｆを貫通してかしめられた状態のかしめ部３２ａによってグランド用のターミナル３２に固定されるため、例えば、別部材を用いることなく、接地部材３３とグランド用のターミナル３２とを電気的に接続しつつ、接地部材３３をグランド用のターミナル３２に固定することができる。

（４）接地部材３３は、ブラシホルダ１６の軸方向端面を覆う板状の軸方向シールド部３３ａと、ブラシホルダ１６の径方向外側面を覆う板状の径方向シールド部３３ｂとを有するため、ブラシホルダ１６の軸方向及び径方向に漏れる電気ノイズを抑制することができる。

（５）径方向シールド部３３ｂには、ヨーク１４にブラシホルダ１６が組み付けられることでヨーク１４の内面に押圧接触されるヨーク接触片３３ｍが設けられるため、接地部材３３を容易にヨーク１４に接触（すなわち電気的に接続）させることができる。

（６）ヨーク接触片３３ｍは、ヨーク１４に挿入される方向の反対側に向かって径方向外側に延びるように傾斜しているため、ヨーク１４にブラシホルダ１６を組み付ける際にヨーク接触片３３ｍが引っ掛かることがなく、組み付け性が良好となる。

（７）軸方向シールド部３３ａには、軸受２６に押圧接触される軸受接触片３３ｈが設けられ、軸受接触片３３ｈは、その両側にスリット３３ｊが形成されるように設けられる。よって、軸受接触片３３ｈの長さ、ひいてはその撓み量を確保して接地部材３３を容易且つ良好に軸受２６に接触させることができるとともに、軸方向シールド部３３ａの面積を大きく確保することができる。すなわち、例えば、軸受接触片をその両側にスリットが形成されないように設ける場合に、軸受接触片の長さ、ひいてはその撓み量を確保しようとすると、軸方向シールド部の面積、ひいてはブラシホルダ１６の軸方向端面を覆う面積が小さくなり、軸方向に漏れる電気ノイズを抑制する効果が小さくなるが、これを回避することができる。また、逆に、例えば、軸受接触片をその両側にスリットが形成されないように設ける場合に、軸方向シールド部の面積、ひいてはブラシホルダ１６の軸方向端面を覆う面積を確保しようとすると、軸受接触片の長さ、ひいてはその撓み量が小さくなり、軸受接触片を軸受２６に良好に押圧接触させ難くなるが、これを回避することができる。

（８）ブラシホルダ１６は、軸方向シールド部３３ａと対向する面に位置決め突起１６ｆを有し、軸方向シールド部３３ａは、位置決め孔３３ｇを有し、該位置決め孔３３ｇを貫通してかしめられた状態の位置決め突起１６ｆによって位置決めされつつブラシホルダ１６に固定される。よって、接地部材３３をブラシホルダ１６により高精度に安定して固定することができる。すなわち、接地部材３３をブラシホルダ１６に保持されたグランド用のターミナル３２に固定しただけの構成では、接地部材３３のブラシホルダ１６に対する位置決めが不十分となる虞があるが、これを回避でき、更に接地部材３３の固定力を向上させ、接地部材３３の脱落を抑えることができる。

（９）ブラシホルダ１６は、ヨーク１４の開口部と軸方向に当接すべく径方向外側に張り出した外延部１６ｃを有するものであり、外延部１６ｃには、径方向シールド部３３ｂが貫通される通し孔１６ｅが形成されるため、接地部材３３に外延部１６ｃを迂回するような形状を設ける必要が無く、接地部材３３を単純な形状とすることができる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、接地部材３３が固定されるグランド用のターミナル３２は、コンデンサ２７のグランド側端子が接続されたものであるとしたが、これに限定されず、コンデンサ２７が接続されていないグランド用のターミナルとしてもよい。

・上記実施形態では、グランド用のターミナル３２はかしめ部３２ａを有し、接地部材３３は接続用固定孔３３ｆを貫通してかしめられた状態のかしめ部３２ａによってグランド用のターミナル３２に固定されるとしたが、これに限定されず、例えば、半田付けにて固定する等、別部材を用いて固定してもよい。また、上記実施形態のかしめ部３２ａは、二股形状で所謂割りかしめされるものとしたが、これに限定されず、他の形状のかしめ部としてもよい。また、かしめ部３２ａ及び接続用固定孔３３ｆは、それぞれ２つ設けられるとしたが、１つとしてもよいし、３つ以上としてもよい。

・上記実施形態では、接地部材３３は、ブラシホルダ１６の軸方向端面を覆う板状の軸方向シールド部３３ａと、ブラシホルダ１６の径方向外側面を覆う板状の径方向シールド部３３ｂとを有するとしたが、これに限定されず、それらを有していない構成としてもよいし、いずれか一方のみ有した構成としてもよい。また、軸方向シールド部３３ａは、段差部３３ｅを有していない形状としてもよい。

・上記実施形態では、径方向シールド部３３ｂには、ヨーク１４にブラシホルダ１６が組み付けられることでヨーク１４の内面に押圧接触されるヨーク接触片３３ｍが設けられるとしたが、これに限定されず、ヨーク接触片３３ｍが設けられていない構成としてもよい。また、ヨーク接触片３３ｍの数や形状は変更してもよい。

・上記実施形態では、軸方向シールド部３３ａには、軸受２６に押圧接触される軸受接触片３３ｈが設けられ、軸受接触片３３ｈはその両側にスリット３３ｊが形成されるように設けられるとしたが、これに限定されず、例えば、スリット３３ｊが形成されないように設けられた軸受接触片としてもよい。

・上記実施形態では、ブラシホルダ１６は位置決め突起１６ｆを有し、軸方向シールド部３３ａは位置決め孔３３ｇを有し、該位置決め孔３３ｇを貫通してかしめられた状態の位置決め突起１６ｆによって位置決めされつつブラシホルダ１６に固定されるとしたが、これに限定されない。例えば、位置決め突起１６ｆ及び位置決め孔３３ｇを有していない構成としてもよい。また、位置決め突起１６ｆをかしめない構成、すなわち、単に位置決め孔３３ｇに位置決め突起１６ｆを嵌入してそれらを位置決めだけに用いる構成としてもよい。

・上記実施形態では、ブラシホルダ１６は、外延部１６ｃに通し孔１６ｅが形成されるとしたが、これに限定されず、通し孔１６ｅが形成されていない構成としてもよい。なお、この場合、例えば、接地部材３３に外延部１６ｃを迂回するような形状を設ける必要がある。

・上記実施形態では、グランド用のターミナル３２は、ブラシホルダ１６にインサート成形により配設されるものとしたが、これに限定されず、組み付けられてブラシホルダ１６に固定されたものとしてもよい。

・上記実施形態では、モータ本体１１と減速部１２とを備えるモータ１０に具体化したが、これに限定されず、減速部１２を備えていないモータとしてもよい。例えば、ヨーク１４の開口部にギヤハウジング１７に換えてエンドフレームが固定されるモータとしてもよい。

１０…モータ、１３…マグネット、１４…ヨーク、１５…電機子、１６…ブラシホルダ、１６ｃ…外延部、１６ｅ…通し孔、１６ｆ…位置決め突起、１８…回転軸、２４…給電用ブラシ、２６…軸受、２７…コンデンサ、３２…グランド用のターミナル、３２ａ…かしめ部、３３…接地部材、３３ａ…軸方向シールド部、３３ｂ…径方向シールド部、３３ｆ…接続用固定孔、３３ｇ…位置決め孔、３３ｈ…軸受接触片、３３ｊ…スリット、３３ｍ…ヨーク接触片。

Claims (9)

1. 内面にマグネット（１３）が固定された有底筒状のヨーク（１４）と、
   前記ヨーク内に収容された電機子（１５）と、
   前記ヨークの開口部に配置され、前記電機子に電流を供給するための給電用ブラシ（２４）と前記電機子の回転軸（１８）を軸支する軸受（２６）とを保持するブラシホルダ（１６）と、
   前記軸受及び前記ヨークに接触される接地部材（３３）と
   を備えたモータであって、
   前記接地部材は、前記ブラシホルダに保持されたグランド用のターミナル（３２）に固定されたモータ。
2. 前記グランド用のターミナルは、電気ノイズを除去するためのコンデンサ（２７）のグランド側端子が接続されたものである請求項１に記載のモータ。
3. 前記グランド用のターミナルは、かしめ部（３２ａ）を有し、
   前記接地部材は、接続用固定孔（３３ｆ）を有し、該接続用固定孔を貫通してかしめられた状態の前記かしめ部によって前記グランド用のターミナルに固定された請求項１又は２に記載のモータ。
4. 前記接地部材は、前記ブラシホルダの軸方向端面を覆う板状の軸方向シールド部（３３ａ）と、前記ブラシホルダの径方向外側面を覆う板状の径方向シールド部（３３ｂ）とを有する請求項１～３の何れか１項に記載のモータ。
5. 前記径方向シールド部には、前記ヨークに前記ブラシホルダが組み付けられることで前記ヨークの内面に押圧接触されるヨーク接触片（３３ｍ）が設けられた請求項４に記載のモータ。
6. 前記ヨーク接触片は、前記ヨークに挿入される方向の反対側に向かって径方向外側に延びるように傾斜している請求項５に記載のモータ。
7. 前記軸方向シールド部には、前記軸受に押圧接触される軸受接触片（３３ｈ）が設けられ、
   前記軸受接触片は、その両側にスリット（３３ｊ）が形成されるように設けられた請求項４～６の何れか１項に記載のモータ。
8. 前記ブラシホルダは、前記軸方向シールド部と対向する面に位置決め突起（１６ｆ）を有し、
   前記軸方向シールド部は、位置決め孔（３３ｇ）を有し、該位置決め孔を貫通してかしめられた状態の前記位置決め突起によって位置決めされつつ前記ブラシホルダに固定された請求項４～７の何れか１項に記載のモータ。
9. 前記ブラシホルダは、前記ヨークの開口部と軸方向に当接すべく径方向外側に張り出した外延部（１６ｃ）を有するものであり、
   前記外延部には、前記径方向シールド部が貫通される通し孔（１６ｅ）が形成された請求項４～８の何れか１項に記載のモータ。

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