特開 2017-216824 モータ部品およびモータ部品の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-216824(P2017-216824A)

(43)【公開日】2017年12月7日

(54)【発明の名称】モータ部品およびモータ部品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 13/00 20060101AFI20171110BHJP

   H01R 39/00 20060101ALI20171110BHJP

   H01R 39/39 20060101ALI20171110BHJP

【ＦＩ】

   H02K13/00 T

   H01R39/00 B

   H01R39/39

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-109317(P2016-109317)

(22)【出願日】2016年5月31日

(71)【出願人】

【識別番号】000113791

【氏名又は名称】マブチモーター株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100109047

【弁理士】

【氏名又は名称】村田 雄祐

(74)【代理人】

【識別番号】100109081

【弁理士】

【氏名又は名称】三木 友由

(72)【発明者】

【氏名】吉田 篤

(72)【発明者】

【氏名】眞塩 俊介

(72)【発明者】

【氏名】友澤 俊介

(72)【発明者】

【氏名】神谷 義正

【テーマコード（参考）】

5H613

【Ｆターム（参考）】

5H613AA02

5H613BB04

5H613BB15

5H613BB27

5H613GA13

5H613PP03

(57)【要約】

【課題】ブラシをブラシホルダの所定の位置に安定して組み込む。
【解決手段】モータ部品は、コミテータに摺動接触するブラシ４６と、ブラシを保持するブラシホルダと、を備える。ブラシホルダは、基体と、基体の一部に設けられ、ブラシ４６をモータ径方向Ｒに移動可能に収容する収容部４９と、ブラシ４６を仮置きする載置部６０と、を有する。載置部６０は、収容部４９の近傍に設けられており、ブラシ４６を所定の姿勢で保持するように構成されている。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コミテータに摺動接触するブラシと、
前記ブラシを保持するブラシホルダと、を備え、
前記ブラシホルダは、
基体と、
前記基体の一部に設けられ、前記ブラシをモータ径方向に移動可能に収容する収容部と、
前記ブラシを仮置きする載置部と、を有し、
前記載置部は、前記収容部の近傍に設けられており、前記ブラシを所定の姿勢で保持するように構成されていることを特徴とするモータ部品。

【請求項2】

前記載置部は、前記収容部からモータ径方向へ向かう線上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のモータ部品。

【請求項3】

前記載置部は、前記ブラシを所定の範囲に仮置きするための位置規制部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のモータ部品。

【請求項4】

前記位置規制部は、仮置きされたブラシのモータ周方向への移動を規制するとともに、仮置きされたブラシのモータ径方向への移動が可能なように構成されていることを特徴とする請求項３に記載のモータ部品。

【請求項5】

前記位置規制部は、前記ブラシが仮置きされる間隙を有することを特徴とする請求項３または４に記載のモータ部品。

【請求項6】

前記間隙は、前記ブラシが圧入された状態で保持される幅であることを特徴とする請求項５に記載のモータ部品。

【請求項7】

前記収容部は、前記ブラシが挿入される開口部が形成されており、
前記間隙は、モータ径方向から見て前記開口部とオーバーラップしていることを特徴とする請求項６に記載のモータ部品。

【請求項8】

前記開口部の幅Ｗ１は、前記間隙の幅Ｗ２よりも大きいことを特徴とする請求項７に記載のモータ部品。

【請求項9】

前記間隙の幅Ｗ２は、前記ブラシのモータ周方向の幅Ｗ３以下であることを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載のモータ部品。

【請求項10】

前記載置部は、前記基体の一部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のモータ部品。

【請求項11】

前記載置部は、前記収容部の一部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のモータ部品。

【請求項12】

ブラシを保持するブラシホルダの所定の載置部にブラシを載置する工程と、
載置された前記ブラシを、ブラシホルダに設けられている収容部に向けて移動する工程と、を備え、
前記載置部は、前記ブラシを所定の姿勢で保持するように構成されており、
前記載置部および前記収容部は、モータ径方向の同一直線上に設けられていることを特徴とするモータ部品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ブラシホルダやブラシを組み合わせたモータ部品に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車等の電装機器や音響・映像機器、あるいは家電機器から玩具・模型に至るまで、ＤＣモータ（以下、単に「モータ」ともいう。）はあらゆる分野および用途に使用されている。一般的に、ＤＣモータは、直流電源からブラシおよびそれが摺動接触する整流子（コミテータ）を介して回転子巻線に電流を供給するように構成されている。

【0003】

また、ブラシは、コミテータの回転軸と直交する方向に移動空間が設けられている金属製のブラシホルダ本体に収容保持され、その後端部がコイルスプリングにて付勢されることで、先端部がコミテータを押圧している（特許文献１参照）。また、ブラシホルダ本体を含めたブラシホルダ全体を樹脂で一体成形したブラシホルダ装置も考案されている（特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−１１９１８５号公報

【特許文献2】特許第３０９１４３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述のブラシホルダにおいては、ブラシホルダ本体の収容部にブラシを挿入する必要があり、人手によって行われることが一般的である。ブラシは比較的小さい部品であり、そのようなブラシを狭い収容部に組み込むことは容易ではなく、短時間に安定して組み立てるには更なる改善が必要である。

【0006】

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ブラシをブラシホルダの所定の位置に安定して組み込むための技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明のある態様のモータ部品は、コミテータに摺動接触するブラシと、ブラシを保持するブラシホルダと、を備える。ブラシホルダは、基体と、基体の一部に設けられ、ブラシをモータ径方向に移動可能に収容する収容部と、ブラシを仮置きする載置部と、を有する。載置部は、収容部の近傍に設けられており、ブラシを所定の姿勢で保持するように構成されている。

【0008】

この態様によると、収容部の近傍に設けられている載置部にブラシを載置し、ブラシを所定の姿勢で保持できるため、収容部にブラシを組み込みやすくなる。

【0009】

載置部は、収容部からモータ径方向へ向かう線上に設けられていてもよい。これにより、載置部に載置されたブラシをモータ径方向へ押すだけで収容部へ組み込むことができる。

【0010】

載置部は、ブラシを所定の範囲に仮置きするための位置規制部を有してもよい。これにより、ブラシを所定位置に載置しやすくなる。

【0011】

位置規制部は、仮置きされたブラシのモータ周方向への移動を規制するとともに、仮置きされたブラシのモータ径方向への移動が可能なように構成されていてもよい。これにより、ブラシをモータ周方向の所定の位置へ載置した状態でモータ径方向へ移動できる。

【0012】

位置規制部は、ブラシが仮置きされる間隙を有してもよい。これにより、ブラシを間隙に置くだけでブラシを所定の姿勢で保持できる。

【0013】

間隙は、ブラシが圧入された状態で保持される幅であってもよい。これにより、ブラシをより安定した状態で保持できる。

【0014】

収容部は、ブラシが挿入される開口部が形成されており、間隙は、モータ径方向から見て開口部とオーバーラップしていてもよい。また、開口部の幅Ｗ１は、間隙の幅Ｗ２よりも広くてもよい。これにより、ブラシをモータ径方向へ押すだけで容易にブラシを収容部へ組み込むことができる。

【0015】

間隙の幅Ｗ２は、ブラシのモータ周方向の幅Ｗ３以下であってもよい。これにより、ブラシを間隙に置いて所定の姿勢で保持することができる。

【0016】

載置部は、基体の一部に設けられていてもよい。あるいは、載置部は、収容部の一部に設けられていてもよい。これにより、載置部を別部品で構成する必要がなく、部品点数や組立て工数を低減できる。

【0017】

本発明の別の態様は、モータ部品の製造方法である。この方法は、ブラシを保持するブラシホルダの所定の載置部にブラシを載置する工程と、載置されたブラシを、ブラシホルダに設けられている収容部に向けて移動する工程と、を備える。載置部は、ブラシを所定の姿勢で保持するように構成されており、載置部および収容部は、モータ径方向の同一直線上に設けられている。

【0018】

この態様によると、ブラシを収容部に安定して組み込むことができる。

【0019】

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、ブラシをブラシホルダの所定の位置に安定して組み込むことができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本実施の形態に係るモータの正面図である。

【図2】本実施の形態に係るモータの断面図である。

【図3】ブラシホルダと各部品との分解斜視図である。

【図4】図３に示すブラシホルダに各部品を搭載したモータ部品をハウジング側から見た正面図である。

【図5】図４に示す載置部近傍を模式的に示した図である。

【図6】図５に示す載置部を矢印Ａ方向から見た模式図である。

【図7】本実施の形態に係るモータ部品の製造方法を示すフローチャートである。

【図8】変形例に係る載置部近傍を模式的に示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、以下に述べる構成は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。

【0023】

図１は、本実施の形態に係るモータの正面図である。図２は、本実施の形態に係るモータの断面図である。

【0024】

本実施の形態に係るＤＣブラシモータ（以下、「モータ」と称する。）１０は、主として、ヨークハウジングとしてのハウジング１２と、ロータ１４と、コネクタ付きのブラシホルダ１６と、金属製のカバー部材であるエンドプレート１８と、を備える。ハウジング１２は、一端に開口部１２ａが形成され、他端に閉塞された底部１２ｂが設けられている。底部１２ｂは、凹部が形成されており、その凹部に軸受１７が収容されている。また、ハウジング１２の内壁には、円弧状のマグネット１９が配置されている。

【0025】

ロータ１４は、シャフト２０と、コア２２と、巻線２４と、コミテータ（整流子）２６と、を備える。シャフト２０は、軸受１７および軸受２８を介して、ハウジング１２およびエンドプレート１８に回転可能に支持される回転軸である。また、シャフト２０は、出力軸としても機能する。軸受２８は、エンドプレート１８の中央部に形成されている凹部に収容されている。コア２２は、複数の鋼板が積層されたものであり、その中心にはシャフト２０が貫通した状態で固定されている。巻線２４は、コア２２の溝２２ａに巻き回されており、電流が流れることで磁力を生じさせる。

【0026】

コミテータ２６は、コア２２と同様にシャフト２０に固定されている。コミテータ２６は、接触するブラシ（後述する図３参照）を通して通電される電流を巻線２４に適切なタイミングで流す接点である。ブラシは、例えば、黒鉛等を主成分とするカーボンブラシである。なお、ブラシは、貴金属等を主成分とする金属ブラシの場合もありうる。

【0027】

ブラシホルダ１６は、ロータ１４が収納される筒型のハウジング１２の開口部１２ａに装着され、ブラシを介したロータ１４への給電経路が設けられている。給電経路の途中には、チョークコイル３２やコンデンサ、バリスタ等のノイズ抑制素子が搭載され、各素子を結ぶ配線が表面に形成された回路基板３４が設けられている。

【0028】

ブラシホルダ１６は、ハウジング１２の開口部１２ａの形状に応じた円筒形のホルダ部１６ａと、ホルダ部１６ａの外縁部から径方向へ突出した位置に設けられており、外部電源から電流が供給される給電端子が接続されるコネクタ部１６ｂと、を有する。コネクタ部１６ｂの内部には、ターミナル（入力端子）３５ａ，３５ｂが設けられている。

【0029】

図３は、ブラシホルダと各部品との分解斜視図である。ブラシホルダ１６は、一対のチョークコイル３２と、回路基板３４（図２参照）と、一対のフェライトコア４２と、中継端子４４と、サーキットブレーカ４５と、一対のブラシ４６と、各ブラシ４６の下面を支持する一対のＬ字プレート４７と、Ｌ字プレート４７と組み付けられ、ブラシ４６をモータ径方向に摺動可能に収容する一対の収容部４９と、収容部４９に収容されたブラシ４６を径方向に付勢するバネ５１と、電流入力用の一対のターミナル３５ａと、回路基板３４に搭載されたホールＩＣ等の信号を出力する一対のターミナル３５ｂと、が組み付けられる。

【0030】

図４は、図３に示すブラシホルダ１６に各部品を搭載したモータ部品１００をハウジング側から見た正面図である。本実施の形態に係るモータ部品１００は、コミテータ２６（図２参照）に摺動接触するブラシ４６と、ブラシ４６を保持するブラシホルダ１６と、を備える。ブラシホルダ１６は、基体となるホルダ部１６ａと、ホルダ部１６ａの一部に設けられ、ブラシ４６をモータ径方向に移動可能に収容する収容部４９と、ブラシを仮置きする載置部６０と、を有する。載置部６０は、収容部４９の近傍に設けられており、ブラシ４６を所定の姿勢で保持するように構成されている。

【0031】

図５は、図４に示す載置部近傍を模式的に示した図である。図６は、図５に示す載置部を矢印Ａ方向から見た模式図である。

【0032】

ブラシ４６は、直方体のブラシ本体の側面に給電のためのピグテール線５２が固定されている。そのため、ブラシ全体として重心が偏っており、単にブラシ４６を平坦な面に置いた場合に倒れやすい。そこで、図５や図６に示すように、収容部４９の近傍に設けられている載置部６０にブラシ４６を載置し、ブラシ４６を所定の姿勢で保持することで、収容部４９にブラシ４６を組み込みやすくなる。

【0033】

載置部６０は、収容部４９からモータ径方向Ｒへ向かう線上に設けられている。これにより、載置部６０に載置されたブラシ４６をモータ径方向Ｒへ押すだけで収容部４９へ組み込むことができる。なお、載置部６０から収容部４９へ向かう面は平坦であることが好ましいが、段差があっても構わない。その場合、載置部６０の載置面は、収容部４９の底面よりも高い方がよい。

【0034】

載置部６０は、ブラシ４６を所定の範囲に仮置きするための位置規制部５４を有している。これにより、収容部４９からモータ径方向Ｒへ向かう線上にブラシ４６を載置しやすくなる。

【0035】

位置規制部５４は、仮置きされたブラシ４６のモータ周方向Ｃへの移動を規制するとともに、仮置きされたブラシ４６のモータ径方向Ｒへの移動が可能なように構成されている。これにより、ブラシ４６をモータ周方向Ｃの所定の位置へ載置した状態でモータ径方向Ｒへ移動できる。

【0036】

位置規制部５４は、ブラシ４６が仮置きされる間隙５６を有している。これにより、ブラシ４６を間隙５６に置くだけで、収容部４９にブラシが収容された状態と同様の姿勢でブラシ４６を保持できる。なお、位置規制部５４は、図４乃至図６に示すように、間隙５６の両側面の上部（軸方向端部）に傾斜部５４ａが設けられていてもよい。傾斜部５４ａは、ブラシ４６を間隙５６に置く際の導入部（ガイド部）として機能する。これにより、位置規制部５４にブラシ４６を置く際の位置が多少ずれても、ブラシ４６が傾斜部５４ａによって間隙５６に向けてガイドされるため、作業者や機械によってブラシを間隙５６に載置する工程が容易となる。

【0037】

収容部４９は、ブラシ４６が挿入される開口部５８が形成されている。間隙５６は、モータ径方向Ｒから見て開口部５８とオーバーラップしている（図６参照）。また、開口部５８の幅Ｗ１は、間隙５６の幅Ｗ２よりも広い。これにより、ブラシ４６をモータ径方向Ｒへ押すだけで容易にブラシ４６を収容部４９へ組み込むことができる。

【0038】

間隙の幅Ｗ２は、ブラシ４６のモータ周方向の幅Ｗ３（本実施の形態では２〜３ｍｍ）よりも小さく、ブラシ４６を間隙５６に置く際、僅かに圧入されることとなる。なお、間隙の幅Ｗ２とブラシ４６のモータ周方向の幅Ｗ３との差が大きすぎると、間隙５６にブラシ４６を載置できない状況も考えられる。そこで、幅Ｗ２と幅Ｗ３との差は、ブラシ４６と間隙５６との間にガタが生じることなく、ブラシ４６が間隙５６に軽く圧入された状態で保持される程度の大きさが好ましい。ここで、軽く圧入された状態とは、例えば、ブラシホルダ１６が傾いたり振動を受けたりした際にブラシ４６が動かない程度の状態と言うことができる。一方で、軽く圧入された状態とは、作業者や機械からうける力によってはブラシ４６がスムーズに動く程度の力で保持されている状態ということもできる。

【0039】

具体的には、間隙５６の幅Ｗ２とブラシ４６の幅Ｗ３との差は、幅Ｗ２または幅Ｗ３の０〜５％程度の大きさが好ましい。なお、ブラシ４６を所定の姿勢で保持できるのであれば、間隙の幅Ｗ２は、ブラシ４６のモータ周方向の幅Ｗ３より大きくてもよい。

【0040】

なお、本実施の形態に係るブラシ４６の高さＨ１は４〜５ｍｍ程度である。そして、間隙５６の高さＨ２は、０．１×Ｈ１以上、好ましくは０．２×Ｈ１以上、より好ましくは０．３×Ｈ１以上であれば、間隙５６に載置されたブラシ４６がモータ周方向Ｃに傾きにくくなる。

【0041】

また、本実施の形態に係るブラシ４６の長さＬ１は６〜９ｍｍ程度である。そして、間隙５６の長さＬ２は、０．１×Ｌ１以上、好ましくは０．２×Ｌ１以上、より好ましくは０．３×Ｌ１以上であれば、間隙５６に載置されたブラシ４６をモータ径方向Ｒに押し出す際に傾きにくくなる。

【0042】

次に、上述の載置部を用いたモータ部品の製造方法について説明する。図７は、本実施の形態に係るモータ部品の製造方法を示すフローチャートである。

【0043】

はじめに、収容部４９を備えたブラシホルダ１６を準備する（Ｓ１０）。次に、ブラシホルダ１６のホルダ部１６ａの一部に設けられている載置部６０にブラシ４６を仮置きする（Ｓ１２）。そして、載置されたブラシ４６を、収容部４９に向けて移動する（Ｓ１４）。これにより、単純な動作で、また同じ軌跡でブラシ４６を収容部４９に組み込むことができる。そのため、人手ではなく機械によってブラシ４６を収容部４９に組み込むことも容易となる。その後、収容部４９に収容されたブラシ４６の後端面を付勢するようにバネ５１をホルダ部１６ａに取り付け（Ｓ１６）、モータ部品１００が製造される。

【0044】

以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。

【0045】

（変形例）
図８は、変形例に係る載置部近傍を模式的に示した模式図である。変形例に係る載置部７０は、ブラシ４６を所定の範囲に仮置きするための位置規制部７２を有する。位置規制部７２は、それぞれが略直方体の一対の挟持部７２ａ，７２ｂを有している。挟持部７２ａ，７２ｂの上面の間隙７８側の角部には傾斜部７３が設けられている。挟持部７２ａ，７２ｂは、それぞれガイド溝７４に収容されており、バネなどの付勢部材７６によって間隙７８が狭まる方向に付勢されている。なお、挟持部７２ａ，７２ｂの一方がブラシホルダ１６の基体に固定された状態で設けられていてもよい。

【0046】

このように構成された位置規制部７２は、ブラシ４６が間隙７８に載置されると、挟持部７２ａ，７２ｂがガイド溝７４に沿って間隙７８の幅Ｗ２が広がる方向に移動する。その結果、付勢部材７６から付勢力を受けた挟持部７２ａ，７２ｂは、ブラシ４６の両側面を挟持し、ブラシ４６を所定の姿勢で保持できる。なお、挟持部７２ａ，７２ｂがブラシ４６を挟持する力は、付勢部材７６の弾性係数を適宜設定することで調整することができる。

【符号の説明】

【0047】

１２ ハウジング、 １２ａ 開口部、 １４ ロータ、 １６ ブラシホルダ、 １６ａ ホルダ部、 １６ｂ コネクタ部、 １９ マグネット、 ２０ シャフト、 ２２ コア、 ２２ａ 溝、 ２４ 巻線、 ２６ コミテータ、 ４６ ブラシ、 ４７ Ｌ字プレート、 ４９ 収容部、 ５１ バネ、 ５２ ピグテール線、 ５４ 位置規制部、 ５６ 間隙、 ５８ 開口部、 ６０ 載置部、 １００ モータ部品。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】