JPH0730572U - 小型モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 振動と騒音が軽減した清粛な小型モータを提
供する。 【構成】 内周面２０に固定子１１が取付けられたケー
シング１２と、このケーシングの内部に回転自在に配設
された回転子１３とを備えた小型モータにおいて、前記
ケーシング１２を、該ケーシングの内径寸法Ｄに対して
５乃至７％の厚み寸法ｔ，ｔ₁ とした。また、小型モー
タには、ブラシ保持部材２３及び蓋板１９の少なくとも
いずれか一方に形成された収納部２８内に配設されて、
前記ブラシ保持部材と前記蓋板との間に介在する弾性部
材２９を設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は小型モータに係り、特に自動車用空調装置等の自動車用電装機器、Ｃ Ｄプレーヤ等の音響・映像機器、及び小型カメラ等の光学精密機器などに使用さ れる小型モータに関する。

【０００２】

【従来の技術】

小型モータは、前記各種機器の他あらゆる分野で広く使用されており、小型軽 量薄型化、及び清粛化志向などの高性能化が進んでいる。

【０００３】 小型モータは、ケーシングの内周面に固定子を取付け、その内方に回転子を配 設している。回転子の回転軸は、ケーシングに取付けられた軸受装置により回転 自在に支持されている。回転軸には整流子が設けられており、ケーシングに取付 けられたブラシが整流子と摺動係合している。 ケーシングは、金属製のハウジングと、ハウジングの開口部に嵌着された金属 製の蓋板とを備えており、蓋板にはブラシを保持するブラシ保持部材が取付けら れている。

【０００４】 図１３乃至図１５は蓋板とブラシ保持部材との組立順序を示す図である。図１ ３に示すように、蓋板１には貫通孔２が穿設されており、貫通孔２にブラシ保持 部材３の係止片４を挿入する。ブラシ保持部材３は合成樹脂等により一体的に形 成されている。

【０００５】 図１４に示すように、係止片４を貫通孔２に挿入してブラシ保持部材３を蓋板 １に密着させた状態で、係止片４に圧力Ｐを加えて係止片４の頭部を潰す。する と、係止片４は図１５に示すように塑性変形してブラシ保持部材３が蓋板１に固 定される。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述のように係止片４を塑性変形させることによりブラシ保持 部材３を蓋板１に固定した場合には、従来はブラシ保持部材３が蓋板１に密着さ れずにクリアランスが残って両部材間に所謂「ガタ」が発生することがある。

【０００７】 また、材質の異なる蓋板１とブラシ保持部材３とは熱膨張率に差があるので、 自動車用空調装置や車載用のＣＤプレーヤなど温度変化の激しい環境の下で使用 される機器に設置される小型モータの場合には、係止片４による係止部に、温度 変化による微妙な膨張収縮変形が生じることがある。そうすると、係止部に微小 なクリアランスが発生し、モータ回転時間の経過とともに蓋板１とブラシ保持部 材３との間のガタが次第に大きくなる。 このようにガタが生じると、モータ回転によるブラシの振動がブラシ保持部材 ３に伝わり、ブラシ保持部材３が振動して蓋板１と衝突を繰り返し、これにより 騒音（ノイズ）が発生する場合がある。

【０００８】 また、例えば実開平１−１２０７６０号公報には騒音防止構造を有するモータ が提案されているが、ケーシングの厚みについては配慮されていないので振動及 び騒音がモータ外部に洩れる虞があった。また、振動及び騒音防止のための構造 が複雑で部品点数も多く、しかもブラシ保持部材と蓋板との固定状態が不安定に なる可能性があった。

【０００９】 本考案は、斯かる課題を解決するためになされたもので、振動と騒音を軽減し て清粛にさせることができる小型モータを提供することを目的とする。 また、ブラシ保持部材がガタつくことなく蓋板に常に安定した状態で取付けら れる小型モータを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上述の目的を達成するため、本考案は、内周面に固定子が取付けられたケーシ ングと、このケーシングの内部に回転自在に配設された回転子とを備えた小型モ ータにおいて、前記ケーシングを、該ケーシングの内径寸法に対して約５乃至約 ７％の厚み寸法としたものである。

【００１１】 また、本考案に係る小型モータは、内周面に固定子が取付けられたハウジング と、このハウジングの開口部に装着された蓋板と、この蓋板及び前記ハウジング により囲まれたモータ内部に回転自在に配設された回転子と、この回転子の整流 子に摺接するブラシを保持し、係止片を塑性変形させて前記蓋板に取付けられた ブラシ保持部材と、このブラシ保持部材及び前記蓋板の少なくともいずれか一方 に形成された収納部内に配設されて、前記ブラシ保持部材と前記蓋板との間に圧 縮状態で介在する弾性部材とを備えているが、前記ハウジング及び前記蓋板を、 前記ハウジングの内径寸法に対して約５乃至約７％の厚み寸法にすることが好ま しい。

【００１２】

【作用】

本考案においては、ケーシングの厚み寸法を従来より大幅に厚くしたので、モ ータ内部で発生する振動や騒音はケーシングによって遮断されることとなり、モ ータ外部には洩れにくい。 また、本考案においては、ブラシ保持部材と蓋板との間に弾性部材を介在させ たので、弾性変形した弾性部材の弾撥力によりブラシ保持部材と蓋板とは互いに 離隔する方向に常に付勢されていることとなる。従って、ブラシ保持部材と蓋板 との間の係止部にクリアランスがあっても、モータ回転中にブラシ保持部材がガ タつくことはない。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図１乃至図１２を参照して説明する。 図１乃至図９は本考案の一実施例を示す図であり、まず最初に、図３乃至図５ により本考案に係る小型モータの全体の構成を説明する。 図３は小型モータの外観を示す斜視図、図４は図３の小型モータの側面図、図 ５は図４のＶ−Ｖ線（Ｌ₁ 乃至Ｌ₇ 線）による正面断面図である。

【００１４】 図示するように、小型モータ１０は、内部に固定子１１が取付けられたケーシ ング１２と、ケーシング１２の内部に回転自在に配設された回転子１３とを備え ており、回転子１３の回転軸１６は、ケーシング１２に設けられた軸受装置１４ ，１５により回転自在に支持されている。

【００１５】 ケーシング１２は、有底中空筒状に形成されたハウジング１７と、ハウジング １７の開口部１８に装着された蓋板１９とを備えており、ハウジング１７及び蓋 板１９は、軟鋼を素材とした冷間圧延鋼板（例えば亜鉛メッキ鋼板）のような金 属材料によって形成されている。

【００１６】 ハウジング１７及び蓋板１９を金属製にすることにより、温度変化による変形 量を少なくして、それぞれの中心部に軸受装置１４，１５を圧入して組込んだ場 合の軸受部の正確なセンター位置を実現している。なお、蓋板１９としては加工 し易い金属材料であれば前記鋼板の他、アルミニウム板、ステンレス板その他い ずれの金属製の板材であってもよい。

【００１７】 固定子１１は、ハウジング１７の円筒状の内周面２０に固着されており、例え ばプラスチックマグネット又は焼結磁石のような磁性材料により形成された、Ｃ 形円筒形状の永久磁石または一対のアークセグメント状の永久磁石からなってい る。 蓋板１９及びハウジング１７により囲まれたモータ内部３４に回転自在に配設 された回転子１３は、回転中心となる中心軸の方向に延びる回転軸１６と、回転 軸１６に取付けられ電機子巻線がコイル状に巻回されたコア２１と、回転軸１６ に取付けられるとともに電機子巻線に電気的に接続された整流子２２とを備えて いる。コア２１は、固定子１１に対して所定のギャップを介してその内方に配置 されている。

【００１８】 蓋板１９には、ブラシ保持部材２３が、係止片３２を塑性変形させて取付けら れている。ブラシ保持部材２３は、例えば絶縁性の合成樹脂又はガラス繊維入り 合成樹脂などの絶縁材料により形成されており、回転子１３の整流子２２に摺接 するブラシ２４を保持している。

【００１９】 導体の材料により形成された複数組（例えば２組）のブラシ２４は、整流子２ ２に摺接して電流を流すようになっており、各ブラシ２４にそれぞれ電気的に接 続された複数（例えば一対）の接続端子２５がブラシ保持部材２３に取付けられ 、各接続端子２５の各端部２６が蓋板１９の表面２７から外方に突出している。

【００２０】 本考案の小型モータには、ブラシ保持部材２３及び蓋板１９の少なくともいず れか一方に形成された収納部２８内に配設されて、ブラシ保持部材２３と蓋板１ ９との間に圧縮状態で介在する弾性部材としてのゴム片２９が設けられており、 本実施例の収納部２８は、蓋板１９の裏面３０に対向するブラシ保持部材２３の 表面３１側に窪み状に形成されている。

【００２１】 軸受装置１５の金属製のラジアル軸受１５ａは回転軸１６をラジアル方向に対 して、スラスト軸受１５ｂは回転軸１６をスラスト方向に対して、それぞれ回転 自在に支持している。スラスト軸受１５ｂは円形の合成樹脂製の板であり、ラジ アル軸受１５ａと蓋板１９の有底凹部４１との間に装着されている。

【００２２】 本考案ではケーシング１２を、ケーシング１２の内径寸法Ｄに対して約５乃至 約７％の厚み寸法としており、本実施例では例えば内径寸法Ｄが約２３mmの場合 のハウジング１７の厚み寸法ｔを１．２mm、蓋板１９の厚み寸法ｔ₁ を１．４mm にしている。この場合のケーシング１２及び蓋板１９の厚み寸法ｔ，ｔ₁ は、内 径寸法Ｄに対してそれぞれ約５．３％及び６．１％となっている。厚み寸法ｔ， ｔ₁ が内径寸法Ｄに対して７％を超える場合には小型モータ１０の重量が重くな りすぎるので、厚み寸法ｔ，ｔ₁ としては約７％以下が好ましい。

【００２３】 なお、内径寸法Ｄが前記と同寸法の場合の従来のモータのハウジング及び蓋板 には例えば０．８mmの厚み寸法ｔ，ｔ₁ の金属板を用いており、この場合には内 径寸法Ｄに対する厚み寸法ｔ，ｔ₁ の割合は約３．５％である。そのため、従来 は振動及び騒音がモータ外部に洩れていた。

【００２４】 前記構成を有する小型モータ１０においては、接続端子２５からブラシ２４及 び整流子２２を介してコア２１の電機子巻線に電流を流せば、一対の永久磁石か らなる固定子１１によって形成されている磁界中に存在する回転子１３に回転力 が付与されて回転子１３は回転運動をする。これにより、小型モータ１０は、回 転する回転軸１６を介して、図示しない自動車用空調装置などを駆動する。

【００２５】 次に、蓋板１９及びブラシ保持部材２３の構造について説明する。 図１は蓋板１９とブラシ保持部材２３の組立分解斜視図、図２は図１の組立後 の状態を示す斜視図、図６は図４のVI−VI線による部分断面図である。図７及び 図８は本実施例の動作を示す図で、図７は組立前の状態を示す部分断面図、図８ は組立後の状態を示す部分断面図である。

【００２６】 図１に示すように、蓋板１９には複数（例えば４箇所）の貫通孔４０が穿設さ れており、蓋板１９の中心部には、軸受装置１５を収納するための有底凹部４１ が一体的に形成されている。外周縁部５０の近傍には、複数（例えば一対）の長 円状の長孔４２が貫通形成されている。

【００２７】 ブラシ保持部材２３の中央部には、回転軸１６及び整流子２２を配設するため の大径の孔４３が貫通形成されており、孔４３の外方には複数（例えば一対）の 収納部２８が、互いに平行にかつ中心点Ｃに対して点対称の位置に形成されてい る。収納部２８は表面３１に矩形状に開口した有底凹部であり、収納部底面４４ に一体的に形成された一本の凸片部４５が長手方向に延設されている。

【００２８】 収納部２８内に配設される弾性部材は、弾力性を有するゴムまたは合成樹脂な どの弾性体により形成されるかあるいはコイルスプリングであり、本実施例では 直方体形状を有するゴム片２９を用いている。 ゴム片２９の平面寸法は収納部２８の開口部４６の寸法より僅かに小さくなっ ており、高さ寸法は、図７に示すように、ゴム片２９を凸片部４５の上に乗せた ときゴム片２９がブラシ保持部材表面３１より所要距離Ｂだけ上方に出るような 寸法になっている。

【００２９】 ブラシ保持部材２３の外周縁部５１の近傍には、表面３１より僅かに高い位置 の支持表面４７を有する一対の支持台部４８が段状に一体的に形成されている。 支持台部４８には、蓋板１９の貫通孔４０に嵌合する複数（例えば合計４個）の 円柱状の係止片３２と、蓋板１９の長孔４２に嵌合する複数（例えば一対）の長 円状の接続端子支持部４９とが、支持表面４７から上方に突出して一体的に形成 されている。接続端子支持部４９は接続端子２５を保持している。

【００３０】 蓋板１９とブラシ保持部材２３との組立順序は前述の図１３乃至図１５に示す 順序と基本的には同じであるが、本実施例においては、まず、各ゴム片２９を各 収納部２８内にそれぞれ装着して図７に示すように凸片部４５上に置く。そして 、各係止片３２を各貫通孔４０内にそれぞれ挿入し、各接続端子支持部４９を各 長孔４２内にそれぞれ挿入する。

【００３１】 次に、蓋板裏面３０と支持表面４７とを密着させると、各係止片３２の頭部が 蓋板表面２７から外方に突出した状態になる。この状態で、図２及び図１４に示 すように係止片３２の上方から治具等で圧力Ｐを加えて各係止片３２の頭部３２ ａを潰す。すると、係止片頭部３２ａは塑性変形をして横に広がり、蓋板１９と ブラシ保持部材２３とが密着して固定される。

【００３２】 これにより、ゴム片２９は、図８に示すように弾性変形してブラシ保持部材２ ３と蓋板１９との間に圧縮状態で介在することとなる。ゴム片２９の弾性力によ り、ブラシ保持部材２３と蓋板１９とは互いに離隔するような方向に常に付勢さ れる。 この状態においては、蓋板裏面３０には支持表面４７が密着しているので、支 持表面４７より僅かに低くなっている表面３１と蓋板裏面３０との間には所定寸 法ｄの空間が常に確保されることとなり（図８）、広い面積の表面３１が蓋板裏 面３０に直接衝突することを防止している。

【００３３】 上述のように、係止片頭部３２ａを潰すことにより蓋板１９とブラシ保持部材 ２３とを組立た場合に、図６に示すように、組立当初から蓋板裏面３０と支持表 面４７とが密着できずにクリアランスｅが生ずる場合がある。また、上述のよう な環境温度変化を原因として蓋板１９及びブラシ保持部材２３の微妙な収縮また は変形によって蓋板裏面３０と支持表面４７との間にクリアランスｅができてガ タが大きくなることがある。

【００３４】 このような場合であっても、ゴム片２９が蓋板１９に対してブラシ保持部材２ ３をモータ内方に常に付勢しているので、モータ回転時にブラシ２４が振動して ブラシ保持部材２３を振動させても、ブラシ保持部材２３が蓋板１９に対して衝 突を繰り返すことはない。

【００３５】 前記構成において、小型モータ１０の回転子１３が回転すると、整流子２２と ブラシ２４の摺動によりブラシ２４が機械的に振動し、接続端子２５からブラシ 保持部材２３、蓋板１９、ハウジング１７へと振動が順に伝達する。 しかしながら、ハウジング１７及び蓋板１９の厚み寸法ｔ，ｔ₁ を従来より大 幅に厚くするとともに、ゴム片２９を設けることにより、ブラシ保持部材２３が 蓋板１９に対して衝突を繰り返すことがないので、モータ外部に洩れる振動と騒 音を軽減してモータ１０を静粛にさせることができる。

【００３６】 また、ブラシ保持部材２３はガタつくことなく蓋板１９に常に安定状態で保持 される。さらに、モータ組立時にはゴム片２９を収納部２８内に装着するだけで よいので、組立作業も簡単である。

【００３７】 次に、表１及び図９により本考案の実験結果について説明する。なお本実験で は、ガラス繊維入り合成樹脂製のブラシ保持部材２３には、旭化成工業株式会社 製の商品名「６６ナイロン」を使用した。

【００３８】

【表１】

【００３９】 表１において、ケース１は従来の小型モータを、ケース２及びケース３は本考 案の小型モータをそれぞれ示している。図９はモータ騒音の測定場所を示す説明 図であり、４０００RPM の回転数で回転する無負荷状態の小型モータをスポンジ ６０上に載置し、小型モータから１０cm離れた場所におけるモータ騒音を騒音測 定器により測定した。符号Ｓ₁ ，Ｓ₂ ，Ｓ₃ は、出力軸側、ケーシング側面側、 反出力軸側の測定場所をそれぞれ示している。

【００４０】 表１から分かるように、従来品の小型モータを示すケース１では、ハウジング 及び蓋板の厚み寸法が０．８mmであり、この場合のモータ騒音は３５．０乃至４ １．０dBと大きくなっている。ところが、本考案の小型モータ１０を示すケース ２では、ハウジング１７の厚み寸法ｔを１．２mm、蓋板１９の厚み寸法ｔ₁ を１ ．４mmにしたので、モータ騒音は２９．５乃至３４．０dBとなり大幅に軽減され ていることが分かる。

【００４１】 更に、本考案の小型モータ１０を示すケース３では、各厚み寸法ｔ，ｔ₁ をケ ース２と同じにしており、且つ弾性部材としてのゴム片２９をブラシ保持部材２ ３と蓋板１９との間に介在させたので、モータ騒音も２５．５乃至３１．５dBと なり、さらに大幅に軽減されている。

【００４２】 図１０及び図１１は本考案の他の実施例の動作を示す図で、図１０は組立前の 状態を示す部分断面図で図７相当図、図１１は組立後の状態を示す部分断面図で 図８相当図である。

【００４３】 本実施例においては、弾性部材として円柱形のゴム片２９ａを収納部２８内に 装着しており、前記実施例と同様の作用効果を奏する。また、ゴム片２９ａの断 面が円形であるので、ゴム片２９ａを収納部２８内に装着するときゴム片２９ａ の周方向の姿勢を考慮する必要がなくなり、組立作業が更に容易になる。 なお、弾性部材の形状としては、上述のゴム片２９，２９ａのような直方体形 状や円柱形のほか三角柱形等どのような形であってもよい。

【００４４】 図１２は本考案の更に他の実施例を示す図であり、組立後の状態を示す部分断 面図で図８相当図である。 本実施例では、ブラシ保持部材２３の収納部２８ｂの底面４４ｂに形成する凸 状部４５ｂを複数本（例えば２本）一体的に形成しているが、この部分以外の収 納部２８ｂの構造は前記収納部２８と同様である。。このようにすれば、直方体 形状のゴム片２９を収納部２８ｂ内に装着したときゴム片２９が横に傾く虞がな くなり、ゴム片２９の姿勢が安定する。なお本実施例においても、最初の実施例 と同様の作用効果を奏する。

【００４５】 ところで、前記各実施例では収納部２８，２８ｂをブラシ保持部材２３に形成 した場合を示したが、収納部を蓋板１９に、又はブラシ保持部材２３及び蓋板１ ９の双方に形成してもよい。 なお本考案は、上述のような断面円形の丸形の小型モータ１０のほか、平行面 を形成する一対のフラット部がケーシングに形成されたタイプの小型モータにも 適用することができる。

【００４６】 また、前記実施例は小型直流モータの場合について説明したが、ケーシング１ ２を厚くする構成に関しては、交流モータ、ステッピングモータ及びその他のタ イプの小型モータにも適用することができる。 なお、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

【００４７】

【考案の効果】

本考案は上述のようにケーシングを厚くしたので、小型モータの振動と騒音を 軽減して清粛にさせることができる。 また、ブラシ保持部材と蓋板との間に弾性部材を介在させたので、ブラシ保持 部材がガタつくことなく蓋板に常に安定した状態で保持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１乃至図９は本考案の一実施例を示す図で、
図１は蓋板とブラシ保持部材の組立分解斜視図である。

【図２】図１の組立後の状態を示す斜視図である。

【図３】小型モータの外観を示す斜視図である。

【図４】図３の小型モータの側面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線による正面断面図である。

【図６】図４のVI−VI線による部分断面図である。

【図７】図７及び図８は本実施例の動作を示す図で、図
７は組立前の状態を示す部分断面図である。

【図８】組立後の状態を示す部分断面図である。

【図９】モータ騒音の測定場所を示す説明図である。

【図１０】図１０及び図１１は本考案の他の実施例の動
作を示す図で、図１０は組立前の状態を示す部分断面図
である。

【図１１】組立後の状態を示す部分断面図である。

【図１２】本考案の更に他の実施例を示す図で、組立後
の状態を示す部分断面図である。

【図１３】図１３乃至図１５は従来及び本考案における
蓋板とブラシ保持部材との組立順序を示す図で、図１３
は組立前の状態の説明図である。

【図１４】組立途中の状態の説明図である。

【図１５】組立後の状態の説明図である。

【符号の説明】

１，１９ 蓋板 ３，２３ ブラシ保持部材 ４，３２ 係止片 １０ 小型モータ １１ 固定子 １２ ケーシング １３ 回転子 １７ ハウジング １８ 開口部 ２０ 内周面 ２２ 整流子 ２４ ブラシ ２８，２８ｂ 収納部 ２９，２９ａ ゴム片（弾性部材） ３４ モータ内部 Ｄ 内径寸法 ｔ，ｔ₁ ケーシングの厚み寸法

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【手続補正書】

【提出日】平成６年４月５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周面（２０）に固定子（１１）が取付
   けられたケーシング（１２）と、このケーシングの内部
   に回転自在に配設された回転子（１３）とを備えた小型
   モータにおいて、 前記ケーシング（１２）を、該ケーシングの内径寸法
   （Ｄ）に対して５乃至７％の厚み寸法としたことを特徴
   とする小型モータ。
2. 【請求項２】 内周面（２０）に固定子（１１）が取付
   けられたハウジング（１７）と、 このハウジングの開口部（１８）に装着された蓋板
   （１，１９）と、 この蓋板及び前記ハウジングにより囲まれたモータ内部
   （３４）に回転自在に配設された回転子（１３）と、 この回転子（１３）の整流子（２２）に摺接するブラシ
   （２４）を保持し、係止片（４，３２）を塑性変形させ
   て前記蓋板に取付けられたブラシ保持部材（３，２３）
   と、 このブラシ保持部材及び前記蓋板の少なくともいずれか
   一方に形成された収納部（２８，２８ｂ）内に配設され
   て、前記ブラシ保持部材と前記蓋板との間に介在する弾
   性部材（２９，２９ａ）とを備えたことを特徴とする小
   型モータ。
3. 【請求項３】 前記ハウジング及び前記蓋板を、前記ハ
   ウジングの内径寸法（Ｄ）に対して約５乃至約７％の厚
   み寸法としたことを特徴とする請求項２記載の小型モー
   タ。