JP6351561B2 - モータ及びモータの製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、ブラシ付ＤＣモータ及びブラシ付ＤＣモータの製造方法に関し、特に、ブラシアームが取り付けられた端子がブラケットに圧入されて固定されている構造を有するブラシ付ＤＣモータ及びブラシ付ＤＣモータの製造方法に関する。

ブラシ付ＤＣモータとしては、ブラシアームが取り付けられた端子がブラケットにはめ込まれて固定されている構造を有するものがある。

下記特許文献１には、ブラシアームの振動を減衰させるため、ブラシアームの基部に水溶性アクリルエマルジョンからなる粘着材料がダンパー材として塗布されているモータの構造が開示されている。

下記特許文献２には、端子部分であるブラシベースの固定端部が、樹脂製のケース蓋とケース蓋に一体形成された突起とで挟まれるようにして固定されているモータの構造が開示されている。

特開平７−１９４０６７号公報 特開２００６−１６６６４６号公報

上記のようなブラシ付ＤＣモータにおいて、ブラシアームは端子に締結される。ブラシアームは整流子に接触するので、ブラシアームは可撓性を有するように（片持ち梁のように）端子に保持されている必要がある。すなわち、ブラシアームは、その一部が端子に締結された状態のまま、他の部材には接触せず、振動し得る状態で保持される。この場合、端子のブラシアームとの締結部は、他の部材には接触しない、自由端となる。

ブラシアームで振動が発生すると、モータの振動や騒音の発生が引き起こされることがある。これを防止するため、ブラシアームの柔軟性が保たれた状態で振動が吸収されるように、例えば防振材等の振動吸収材が用いられる。

しかしながら、振動吸収材が用いられている場合でも、ブラシアームで発生した振動は、完全には吸収されない。ブラシアームで吸収されきらなかった振動は、端子の自由端に伝達される。これにより端子の自由端の振動が大きくなると、モータのブラケットに振動が伝達され、モータ全体の振動が引き起こされることがある。

このような問題点に関し、上記特許文献１，２には、有効な解決策は開示されていない。

特許文献１に記載されている構造では、粘着材料を準備したり、ブラシアームの基部に粘着材料の塗布工程や乾燥工程に要する工数や時間が必要になるという問題がある。また、粘着材料が経時変化し、振動を吸収する効果が薄れる可能性があるという問題がある。

特許文献２に記載されている構造は、樹脂製のケース蓋と突起とで端子を挟み込んで端子を完全に固定するものであり、上述のような、ブラシアームを柔軟性を有するように端子に保持させる構造には適用できない。

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、振動の発生が抑えられるブラシ付ＤＣモータ及びブラシ付ＤＣモータの製造方法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、整流子と、整流子に接触する表面と裏面とを有するブラシと、取付部及び取付部に繋がっている固定部を有する端子と、取付部の裏面に対向する内壁面を有するブラケットとを備え、端子の固定部は、ブラケットに固定されており、ブラシの裏面が、端子の取付部に、可撓性を有するように取り付けられており、ブラケットの内壁面は、取付部の一部に接触して取付部を支持する支持部を有する。

好ましくは、ブラケットは、樹脂製であり、支持部は、隆起した突起形状を有し、取付部の一部に接触している。

好ましくは、支持部は、端子に干渉する形状を有し、支持部の一部が、塑性変形または弾性変形して、取付部の一部に接触している。

好ましくは、取付部は、板状であり、ブラシは、板状であり、ブラシは、整流子に接触する部位が設けられている側とは反対側の表面の一部が取付部の第１の表面に接触した状態で取付部に取り付けられており、支持部は、第１の表面の裏側の取付部の第２の表面に接触する。

好ましくは、ブラシアームは、端子にかしめられて取付部に取り付けられている。
好ましくは、取付部は固定部に対して折れ曲がっており、支持部は取付部によって押さえつけられている。

この発明の他の局面に従うと、モータは、整流子と、当該整流子に接触する表面と裏面とを有するブラシと、取付部と当該取付部に繋がっている固定部とを有する端子と、当該取付部の裏面に対向する内壁面を有するブラケットとを備え、モータの製造方法は、端子の取付部にブラシを取り付ける第１のステップと、第１のステップの後、固定部を、ブラケットに形成された溝部に圧入する第２のステップとを備え、内壁面の一部は、第２のステップにおいて、取付部の一部に押さえつけられている。

これらの発明に従うと、ブラケットの支持部が、ブラシアームが取り付けられている取付部の一部に接触して取付部を支持する。したがって、振動の発生が抑えられるブラシ付ＤＣモータを提供することができる。

本発明の実施の形態の１つにおけるブラシ付ＤＣモータを示す側断面図である。 ブラケットユニットの構造を部分的に示す斜視図である。 ブラケットユニットの構造を部分的に示す断面図である。 端子が圧入されていない状態のブラケットの断面図である。 端子が圧入されていない状態のブラケットユニットを部分的に示す斜視図である。 端子のブラケットへの取り付け構造を説明する断面図である。

以下、本発明の実施の形態におけるブラシ付ＤＣモータについて説明する。

［実施の形態］

図１は、本発明の実施の形態におけるブラシ付ＤＣモータ１を示す側断面図である。

図１に示されるように、ブラシ付ＤＣモータ（以下、単にモータということがある）１は、大まかに、フレーム組立体１ａと、フレーム組立体１ａに対して回転可能に軸支されたアマチュア組立体（以下、単にアマチュアということがある）１ｂとを有している。

アマチュア組立体１ｂは、回転軸（シャフト）２、アマチュア部４、及び整流子部６などを有している。アマチュア部４は、回転軸２に取り付けられている。アマチュア部４は、ラジアル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。整流子部６は、回転軸２の基端部（図１において右側の端部）近傍に設けられており、回転軸２と共に回転する。整流子部６は、後述のようにしてフレーム組立体１ａに取り付けられているブラシ２０に接触する整流子７などを有している。

フレーム組立体１ａは、フレーム１０、ブラケット３０、プレート４１、マグネット５０などで構成されている。

フレーム１０は、一端部が回転軸２の先端部（図１において左側の端部）が突出するようにしてふさがれた筒形状を有している。フレーム１０の他端部（図１において右側の端部）の開口部は、プレート４１によりふさがれている。フレーム１０及びプレート４１により構成されるフレーム内に、アマチュア１ｂが収納されている。アマチュア１ｂは、その回転軸２の一端部がフレーム１０から突出するようにして収納されている。フレーム１０の一端部及びプレート４１のそれぞれの中央部には、軸受１８，１９が保持されている。回転軸２は、２箇所の軸受１８，１９により、フレーム１０に対して回転可能に保持されている。

プレート４１、ブラケット３０、端子２８、ブラシ２０、及び軸受１９で、ブラケットユニット４０が構成されている。すなわち、プレート４１の内側には、ブラケット３０が取り付けられている。ブラケット３０は、樹脂製である。ブラケット３０には、外部からの電流が供給される端子２８が保持されている。端子２８には、後述のようにしてブラシ２０が取り付けられている。端子２８及びブラシ２０は、一対が設けられている。

図２は、ブラケットユニット４０の構造を部分的に示す斜視図である。

図２において、ブラケットユニット４０のうち、一方のブラシ２０の支持構造が示されている。整流子７は、軸受１９が設けられている近傍に位置する。

図２に示されるように、本実施の形態において、ブラシ２０は、板状のブラシアーム２１を有している。ブラシアーム２１は、金属板製である。ブラシ２０は、ブラシアーム２１の先端部近傍に設けられた接触部２５が整流子７に接触するようにして、端子２８を介して、ブラケット３０に保持されている。ブラシアーム２１は、大まかに、回転軸２に垂直な面内の一方向が長手方向となり回転軸２に平行な方向が幅方向となる矩形板形状を有している。

ブラシアーム２１のうち、接触部２５が設けられている側（すなわち、整流子７側）の板表面２１ｂ（以下、表面２１ｂということがある）には、１枚のシート状の防振材２７が貼付されている。ブラシアーム２１は、各々が可撓性を有するように形成された複数のブラシ片を有しており、防振材２７は、各ブラシ片にわたって貼付されている。

ブラシ２０は、接触部２５が整流子７に接触し、自然状態から若干撓んだ状態で用いられる。ブラシアーム２１は、可撓性を有するように（片持ち梁のように）端子２８に保持されている。

すなわち、端子２８は、ブラシアーム２１が取り付けられる取付部２８ａと、取付部２８ａに繋がっている固定部２８ｂとを有している。本実施の形態において、端子２８は、１つの金属板を曲げることにより形成されており、取付部２８ａ及び固定部２８ｂは、板状である。なお、取付部２８ａは、固定部２８ｂに対して折れ曲がっており、取付部２８ａから整流子７までの距離、すなわちブラシ２０の長さが長く確保されている。

ブラケット３０は、端子２８の固定部２８ｂを保持するように形成された溝部３２を有している。溝部３２は、回転軸２の軸方向が深さ方向となるように形成されている。端子２８は、固定部２８ｂが溝部３２に圧入された状態でブラケット３０に固定されている。

図３は、ブラケットユニット４０の構造を部分的に示す断面図である。

図３においては、ブラケット３０について、回転軸２に垂直で端子２８が設けられている部位を通る断面が示されている。

図３に示されるように、ブラシアーム２１は、接触部２５が設けられている側とは長手方向反対側の端部近傍の連結部２１ａにおいて、端子２８の取付部２８ａに取り付けられている。ブラシアーム２１は、接触部２５が設けられている表面２１ｂとは反対側の板表面２１ｃ（以下、裏面２１ｃということがある）の一部が、取付部２８ａの第１の板表面２８ｄ（以下、表面２８ｄということがある）に接触した状態で、取付部２８ａに取り付けられている。

ブラシアーム２１は、端子２８にかしめられた状態で、取付部２８ａに取り付けられている。例えば、ブラシアーム２１の連結部２１ａに形成された穴部（図示せず）を取付部２８ａ側に形成されたかしめ突起２２が貫通した状態で、ブラシアーム２１の表面２１ｂ側からかしめ突起２２が潰されることで、ブラシアーム２１が端子２８にかしめられて固定されている。なお、かしめ突起２２が形成されておらず、連結部２１ａと取付部２８ａとを貫通するように配置されたリベット等の金具を用いて両者がかしめられていてもよい。

このような取り付け構造により、ブラシアーム２１は、長手方向の一端部である連結部２１ａが取付部２８ａに支持された固定端となり、接触部２５が設けられた長手方向の他端部が自由端となる、片持ち梁となっている。すなわち、ブラシアーム２１は、可撓性を有するように、取付部２８ａに取り付けられている。したがって、回転軸２の回転に伴って整流子７が回転したとき、接触部２５が整流子７に接触したままの状態が適切に保たれる。

ここで、本実施の形態において、図２に示されるように、ブラケット３０には、支持部３７が形成されている。支持部３７は、取付部２８ａのうちブラシアーム２１がかしめられている部位の近傍に当接するように、近傍の部位から取付部２８ａに向けて隆起する突起形状を有している。本実施の形態において、取付部２８ａの表面２８ｄの裏側の第２の板表面２８ｃ（以下、裏面２８ｃということがある）は、ブラケット３０の内壁面３０ｄの一部分に面している。支持部３７は、その内壁面３０ｄから、取付部２８ａに向けて突出している。

図４は、端子２８が圧入されていない状態のブラケット３０の断面図である。図５は、端子２８が圧入されていない状態のブラケットユニット４０を部分的に示す斜視図である。

図４においては、図３で示された断面と同じ断面が示されている。図５は、図２で示される斜視図に対応する角度から見た斜視図である。

図４に示されるように、支持部３７は、回転軸２に平行な方向から見て略三角形形状をなすように、内壁面３０ｄから突出している。図５に示されるように、支持部３７は、回転軸２に平行な方向に内壁面３０ｄの略全域にわたって内壁面３０ｄから突出している。

なお、支持部３７のうち、回転軸２の先端部に近い部位の端部には、面取り部３７ａが形成されている。面取り部３７ａは、内壁面３０ｄから離れて突出端部３７ｂに近づくほど回転軸２の基端部に近づくように、ブラケット３０の回転軸２の先端部側の端面に対して傾斜した部位である。

図４に示されるように、支持部３７は、ブラケット３０の成形時において、突出端部３７ｂを有している。本実施の形態において、突出端部３７ｂは、ブラケット３０に固定されている状態の端子２８に干渉する形状を有している。図３に示されるように、ブラケット３０に端子２８が固定されている状態において、支持部３７は、突出端部３７ｂを含む突出先端部近傍が、ブラケット３０の成形時の状態から、塑性変形した状態で、取付部２８ａの裏面２８ｃに当接している。

図６は、端子２８のブラケット３０への取り付け構造を説明する断面図である。

図６に示される断面は、図４のＡ−Ａ線断面に対応する。図６において、プレート４１の図示は省略されている。図６において左右方向は、回転軸２の長手方向を示し、右側が回転軸２の先端部側である。

モータ１の製造時において、ブラシ２０及び端子２８は、ブラケット３０に、次のような２つの手順で取り付けられる。

すなわち、第１に、端子２８の取付部２８ａに、ブラシアーム２１の連結部２１ａが取り付けられる。このとき、連結部２１ａを貫通するように配置されたかしめ突起２２がブラシアーム２１の表面２１ｂ側から潰されて、ブラシアーム２１が取付部２８ａにかしめられる（第１のステップ）。

第２に、端子２８の固定部２８ｂを、ブラケット３０に形成された溝部３２に圧入する（第２のステップ）。これにより、固定部２８ｂがブラケット３０に固定される。取付部２８ａに取り付けられているブラシ２０は、端子２８を介して、ブラケット３０に支持された状態となる。

ここで、図６に示されるように、ブラケット３０の形成時の状態で、ブラケット３０に形成されている支持部３７のうち突出端部３７ｂを含む部位近傍は、取付部２８ａに干渉する位置にある。したがって、上述の第２のステップにおいて、固定部２８ｂが圧入されるのに伴って、支持部３７の先端部近傍が取付部２８ａの裏面２８ｃによって図の下方に押さえつけられる。そのため、固定部２８ｂが圧入された状態で、支持部３７の先端部近傍は、圧入前の状態から塑性変形し、つぶれた状態となる。このとき、取付部２８ａも自然状態から若干弾性変形した状態となる。そのため、取付部２８ａが取付部２８ａの復元力により変形した状態の支持部３７に押さえつけられ、支持部３７が取付部２８ａに当接した状態が維持される。

なお、本実施の形態において、支持部３７には面取り部３７ａが設けられているので、固定部２８ｂが圧入されるとき、取付部２８ａが面取り部３７ａに沿うようにして、支持部３７の突出端部３７ｂに達する。したがって、上述の第２のステップをスムーズに行うことができる。

以上のように構成されたブラシ付ＤＣモータ１では、ブラケット３０の支持部３７が、ブラシアーム２１が取り付けられている取付部２８ａの裏面２８ｃに当接し、取付部２８ａを支持する。すなわち、固定部２８ｂに対して自由端となる端子２８の取付部２８ａは、本実施の形態においては、支持部３７に当接することにより支持されている。そのため、ブラシ２０の振動は、ブラシアーム２１から取付部２８ａに伝達されても、取付部２８ａでの振動は、大きくならないように抑制される。したがって、端子２８の振動を抑え、モータ１の振動が発生するのを抑制することができる。

本実施の形態においては、ブラケット３０に端子２８が圧入されることで支持部３７が塑性変形した状態で、支持部３７が取付部２８ａに当接している。これにより、取付部２８ａが付勢されて自然状態から比較的大きく弾性変形した状態が確実に維持され、取付部２８ａと支持部３７とが押し付け合う力が大きくなる。したがって、取付部２８ａがさらに振動しにくくなり、モータ１の振動の発生が抑制される。

支持部３７には面取り部３７ａが設けられているので、容易に、ブラケット３０に端子２８を圧入することができる。したがって、モータ１の製造コストを低く抑えることができる。

［その他］

上記の実施の形態では、支持部が、ブラケットに固定部が圧入される前後で塑性変形するが、これに限られるものではない。支持部は、端子がブラケットに取り付けられている状態で、支持部が取付部に接触するように形成されていればよい。例えば、支持部が、端子がブラケットに取り付けられたときに取付部に当接して端子を弾性変形させた状態のまま維持するように構成されていてもよい。このような場合であっても、上述と同様の効果を得ることができる。

また、支持部の数や形状は、上述のものに限られない。支持部は、取付部に当接して取付部を支持するように２つ以上が設けられていてもよいし、取付部の幅方向全域にわたって形成されていなくてもよい。例えば取付部の長手方向の長さが長い場合には、支持部を複数個所に配置してもよい。

支持部は、ブラケットとは別に成形された部材がブラケットに取り付けられることによりブラケットに形成されていてもよい。

端子やブラシの形状は、上述のものに限られない。端子は、固定部に対して取付部が折曲げられている形状に限られず、固定部から取付部にかけてゆるやかに湾曲していたり、直線状に形成されていたりしてもよい。ブラシアームの端子への取り付け構造は、かしめによるものに限られず、溶接や溶着等、他の方法であってもよい。

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 ブラシ付ＤＣモータ
１ａ フレーム組立体
１ｂ アマチュア組立体
２ 回転軸
７ 整流子
２０ ブラシ
２１ ブラシアーム
２１ａ 連結部
２１ｂ 表面
２１ｃ 裏面
２２ かしめ突起
２５ 接触部
２８ 端子
２８ａ 取付部
２８ｂ 固定部
２８ｃ 取付部の第２の板表面
２８ｄ 取付部の第１の板表面
３０ ブラケット
３０ｄ 内壁面
３２ 溝部
３７ 支持部
３７ａ 面取り部
３７ｂ 突出端部
４０ ブラケットユニット

Claims (7)

1. 整流子と、
   前記整流子に接触する表面と裏面とを有するブラシと、
   取付部及び前記取付部に繋がっている固定部を有する端子と、
   前記取付部の裏面に対向する内壁面を有するブラケットとを備え、
   前記端子の前記固定部は、前記ブラケットに固定されており、
   前記ブラシの裏面が、前記端子の前記取付部に、可撓性を有するように取り付けられており、
   前記ブラケットの内壁面は、前記取付部の一部に接触して前記取付部を支持する支持部を有する、モータ。
2. 前記ブラケットは、樹脂製であり、
   前記支持部は、隆起した突起形状を有し、前記取付部の一部に接触している、請求項１に記載のモータ。
3. 前記支持部は、前記端子に干渉する形状を有し、
   前記支持部の一部が、塑性変形または弾性変形して、前記取付部の一部に接触している、請求項１又は２に記載のモータ。
4. 前記取付部は、板状であり、
   前記ブラシは、板状であり、
   前記ブラシは、前記整流子に接触する部位が設けられている側とは反対側の表面の一部が前記取付部の第１の表面に接触した状態で前記取付部に取り付けられており、
   前記支持部は、前記第１の表面の裏側の前記取付部の第２の表面に接触する、請求項１から３のいずれか１項に記載のモータ。
5. 前記ブラシは、前記端子にかしめられて前記取付部に取り付けられている、請求項１から４のいずれか１項に記載のモータ。
6. 前記取付部は前記固定部に対して折れ曲がっており、
   前記支持部は前記取付部によって押さえつけられている、請求項１から５のいずれか１項に記載のモータ。
7. モータの製造方法であって、
   前記モータは、整流子と、当該整流子に接触する表面と裏面とを有するブラシと、取付部と当該取付部に繋がっている固定部とを有する端子と、当該取付部の裏面に対向する内壁面を有するブラケットとを備え、
   前記モータの製造方法は、
   前記端子の取付部に前記ブラシを取り付ける第１のステップと、
   前記第１のステップの後、前記固定部を、前記ブラケットに形成された溝部に圧入する第２のステップとを備え、
   前記内壁面の一部は、前記第２のステップにおいて、前記取付部の一部に押さえつけられている、モータの製造方法。

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