特許 5693114 ＤＣモータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5693114

(24)【登録日】2015年2月13日

(45)【発行日】2015年4月1日

(54)【発明の名称】ＤＣモータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 13/00 20060101AFI20150312BHJP

   H02K 23/66 20060101ALI20150312BHJP

   H02K 11/02 20060101ALI20150312BHJP

【ＦＩ】

   H02K13/00 X

   H02K23/66 A

   H02K11/00 S

【請求項の数】7

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2010-212171(P2010-212171)

(22)【出願日】2010年9月22日

(65)【公開番号】特開2012-70512(P2012-70512A)

(43)【公開日】2012年4月5日

【審査請求日】2013年7月18日

(73)【特許権者】

【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】宮島 祐介

【審査官】 安池 一貴

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭４９−１２１９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５１０２３０７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０３１２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／１１８９７２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 実公昭４０−０１５６８６（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 特開２００３−２０２６１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５７−２０１０６３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２９５２４１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １３／００

Ｈ０２Ｋ １１／００

Ｈ０２Ｋ ２３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ヨークと、
前記ヨークの内面に沿って設けられ、周方向に複数の磁極を有するマグネットと、
前記マグネットに対向配置された電機子と、
前記電機子の回転軸に挿通され固定されたシャフトと、
前記電機子と同軸になるように前記シャフトに取り付けられたコミテータと、
前記コミテータに摺接する一対のブラシと、
前記一対のブラシへの給電に用いられる導体部分を内在した配線と、
金属酸化物からなる強磁性体材料で構成されている環状部材と、を備え、
前記配線は、前記導体部分が露出している露出部分と、前記導体部分を絶縁材料で被覆した被膜部分と、を有し、
前記環状部材は、その中心部に前記露出部分が位置するように設けられていることを特徴とするＤＣモータ。

【請求項2】

前記ヨークと連結され、前記ブラシを支持する樹脂製のブラシホルダを更に備え、
前記環状部材および前記配線は、前記ブラシホルダ上に配設されていることを特徴とする請求項１に記載のＤＣモータ。

【請求項3】

前記マグネットは、周方向に４つの磁極を有し、
前記一対のブラシは、それぞれの長手方向が直交するように配置されており、
前記環状部材は、該環状部材が前記ブラシホルダに支持される支持面上であって、前記一対のブラシに挟まれた領域以外の領域上に配設されていることを特徴とする請求項２に記載のＤＣモータ。

【請求項4】

前記配線に接続されているコンデンサを備え、
前記コンデンサの一端は、前記ブラシに対して前記環状部材よりも離れた位置で前記配線の露出した導体部分と接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＤＣモータ。

【請求項5】

前記環状部材は、フェライトコアであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＤＣモータ。

【請求項6】

前記環状部材の内径は、前記配線の導体部分の外径以上であり、
前記環状部材の内径は、０．５〜６［ｍｍ］であり、
前記導体部分の外径は、０．５〜３．０［ｍｍ］であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＤＣモータ。

【請求項7】

前記環状部材の内径は、前記被膜部分の外径未満であることを特徴とする請求項６に記載のＤＣモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はＤＣモータに関する。

【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、電動工具に至るまで、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。

【0003】

このようなモータは、動作時に発生する電気ノイズの低減が求められているため、モータを構成する回路にコンデンサやチョークコイル等の電気素子が接続されているものが知られている。特許文献１には、カーボンブラシに電気的に接続されている巻き線の端部が絶縁チューブに通され、その絶縁チューブがフェライトのリングを貫通するように配置されている電動機が開示されている。この電動機では、複数のフェライトのリングがブラシ保持基板に固定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実開昭５７−２０１０６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、前述の電動機は、フェライトのリングを貫通する巻き線が絶縁チューブに覆われているため、十分な電気ノイズ防止性能を達成しようとすると、フェライトのリングが大径化してしまう。一方、フェライトのリングを大径化せずに複数備えることで電気ノイズ防止性能を達成しようとすると、電動機の大型化を招くことになる。

【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、電気ノイズの対策が施された小型なＤＣモータ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ＤＣモータは、ヨークと、ヨークの内面に沿って設けられ、周方向に複数の磁極を有するマグネットと、マグネットに対向配置された電機子と、電機子の回転軸に挿通され固定されたシャフトと、電機子と同軸になるようにシャフトに取り付けられたコミテータと、コミテータに摺接する一対のブラシと、一対のブラシへの給電に用いられる配線と、金属酸化物からなる強磁性体材料で構成されている環状部材と、を備える。環状部材は、その中心部に配線のうち露出した導体部分が位置するように設けられている。

【0008】

この態様によると、金属酸化物からなる強磁性体材料で構成されている環状部材は、その中心部に配線のうち露出した導体部分が位置するように設けられている。そのため、導体部分の外周部に環状部材の内周部をより近付けることができ、ノイズ抑制の効果が高まる。また、環状部材の内周部が小径化されることで、環状部材の外周部も小径化でき、環状部材の小型化が可能となる。その結果、ＤＣモータ自体も小型化される。

【0009】

ヨークと連結され、ブラシを支持する樹脂製のブラシホルダを更に備えてもよい。環状部材および配線は、ブラシホルダ上に配設されていてもよい。これにより、環状部材および配線をＤＣモータの内部に収納することができる。

【0010】

マグネットは、周方向に４つの磁極を有してもよい。一対のブラシは、それぞれの長手方向が直交するように配置されており、環状部材は、該環状部材がブラシホルダに支持される支持面上であって、一対のブラシに挟まれた領域以外の領域上に配設されていてもよい。一対のブラシは、それぞれの長手方向が直交するように配置されているため、その間の領域が比較的狭くなっている。そのため、一対のブラシに挟まれた領域以外の領域に環状部材を配設することで、ブラシホルダの支持面上の領域を有効に利用して一対のブラシと環状部材をレイアウトできる。

【0011】

配線は、一対のブラシの一方と導通する第１の配線と、一対のブラシの他方と導通する第２の配線とから構成され、環状部材は、第１の配線の露出した導体部分が中心部を通っている第１の環状部材と、第２の配線の露出した導体部分が中心部を通っている第２の環状部材とから構成されていてもよい。これにより、配線毎に別々の環状部材を設けることができるため、個々の環状部材を小型化することができる。また、複数の配線を一つの環状部材の中心部に通す場合と比較して、導体部分の外周部に環状部材の内周部をより近付けることができ、ノイズ抑制の効果が高まる。

【0012】

配線に接続されているコンデンサを備えてもよい。コンデンサの一端は、ブラシに対して環状部材よりも離れた位置で配線の露出した導体部分と接続されていてもよい。これにより、コンデンサをＤＣモータの内部に収納することができるとともに、ノイズ抑制の効果が更に高まる。

【0013】

環状部材は、フェライトコアであってもよい。これにより、ノイズ対策部品としてチョークコイルを用いた場合よりもコストを低減できる。また、フェライトコアの配設は、チョークコイルのようにはんだ付けなどの手間のかかる工程が必要なく、製造コストの低減に寄与する。

【0014】

環状部材の内径は、配線の導体部分の外径以上であり、環状部材の内径は、０．５〜６［ｍｍ］であり、導体部分の外径は、０．５〜３．０［ｍｍ］であってもよい。

【0015】

配線は、導体部分が露出している露出部分と、導体部分を絶縁材料で被覆した被膜部分と、を有してもよい。被膜部分の外径は露出部分の外径よりも大きい。これにより、被膜部分を囲むように環状部材を配置する場合よりも、露出部分を囲むように環状部材を配置した場合の方が、導体部分の外周部に環状部材の内周部をより近付けることができ、ノイズ抑制の効果が高まる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、電気ノイズの対策が施された小型なＤＣモータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施の形態に係るＤＣモータの正面図である。

【図2】図１のＡ方向から見たＤＣモータの側面図である。

【図3】図１のＢ方向から見たＤＣモータの側面図である。

【図4】図３のＣ−Ｃ’断面図である。

【図5】コミテータの上面図である。

【図6】内部にマグネットが固定されている金属ケースを開口側から見た側面図である。

【図7】内部にマグネットが固定され、電機子が収容されている金属ケースを開口側から見た側面図である。

【図8】実施の形態に係るブラシホルダに各部品を搭載した状態を示す上面図である。

【図9】実施の形態に係るブラシホルダの上面図である。

【図10】実施の形態に係るブラシホルダの斜視図である。

【図11】図１１（ａ）は、実施の形態に係るフェライトコアの断面図である。

【図12】図９に示す領域Ｄの拡大図である。

【図13】図１２のＥ−Ｅ断面図である。

【図14】図１４（ａ）、図１４（ｂ）、図１４（ｃ）は、変形例のモータにおけるブラシホルダ上の各部品のレイアウトを説明するための図である。

【図15】図１５（ａ）、図１５（ｂ）は、変形例に係る２極のモータにおけるブラシホルダ上の各部品のレイアウトを説明するための図である。

【図16】図１６（ａ）、図１６（ｂ）は、図１６（ｃ）は、変形例に係る２極のモータにおけるブラシホルダ上の各部品のレイアウトを説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

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。

【0019】

従来、モータの用途によっては、規定の電気ノイズ対策が求められていた。また、電動工具のように今後電気ノイズ対策が求められる分野もある。モータの電気ノイズ対策としては、セラッミックコンデンサやチョークコイルを内蔵したものがある。チョークコイルは、一般的に部品コストが高い。また、チョークコイルをモータに内蔵させる際、電気的接続のために部品点数が増えたり、接続に工数がかかったりしており、製造コストの上昇を招いている。

【0020】

一方、電気ノイズ対策として、フェライトコアを用いる方法もある。フェライトコアは比較的低価格であるため、コストの低減という観点からは好ましい。しかしながら、フェライトコアを用いる場合、モータから外部に引き出されたリード線を通して用いることが多い。そのため、モータを搭載するメカの小型化には不利である。

【0021】

本発明者は、このような知見に基づいて鋭意検討した結果、モータの小型化と電気ノイズ対策を両立し得る技術を考案した。この技術は、電気ノイズの抑制性能を満たしつつフェライトコアを小型化できる構成を採用している。また、フェライトコアを小型化することで、モータへの内蔵も可能としている。さらには、フェライトコアを割れ欠けがないよう確実にモータに固定する構造についても考案した。

【0022】

図１は、実施の形態に係るＤＣモータの正面図である。図２は、図１のＡ方向から見たＤＣモータの側面図である。図３は、図１のＢ方向から見たＤＣモータの側面図である。図４は、図３のＣ−Ｃ’断面図である。

【0023】

図１乃至図３に示すように、ＤＣモータ（単に「モータ」という）１０は、円筒状のハウジング１２の内部に回転子（ロータ）１４が収容されて構成されている。ハウジング１２は、ヨークとしても機能する有底筒状の金属ケース１６と、円筒状の樹脂製のブラシホルダ１８とを組み付けて構成される。金属ケース１６の外周には環状の補助ヨーク１９が固定されている。補助ヨーク１９は、ハウジング１２からの漏洩磁束を軽減させるために金属ケース１６に補助的に巻き付ける鋼板である。

【0024】

金属ケース１６および補助ヨーク１９は、磁気回路を形成するヨークとしても機能し、金属ケース１６の内周面には筒状の界磁マグネット（単に「マグネット」という）２０が固定され、共に固定子を構成している。金属ケース１６の底部中央にはボス部１７が外方にやや突出するように形成され、後述する軸受を収容している。

【0025】

回転子１４は、回転軸となるシャフト２２に、電機子２４、コミテータ２６等が設けられて構成される。シャフト２２は、ハウジング１２の軸線に沿って挿通されているとともに、電機子２４の回転軸に沿って挿通され電機子２４に対して固定される。また、電機子２４は、マグネット２０に対向するように配置されている。ブラシホルダ１８には、コミテータ２６に対向配置される一対のカーボンブラシ３０が配設されている。一対のカーボンブラシ３０は、それぞれの長手方向が交差するように配置されている。本実施の形態では、一対のカーボンブラシ３０は、それぞれの長手方向がおおよそ９０°で交差するように配置されている。ブラシホルダ１８には、図示しない電装品と電気的に接続するためのリード線３２がカーボンブラシ３０と直列に取り付けられている。リード線３２は、一対のカーボンブラシ３０への給電に用いられる配線として機能する。

【0026】

ブラシホルダ１８は、リード線３２を取り付けたブラシホルダ組立て体の状態で金属ケース１６に挿入されるようにして組み付けられる。このようにブラシホルダ組立体を組み付けた後、金属ケース１６の開口部に固定する。ブラシホルダ１８は、金属ケース１６の開口部とほぼ同形状の外形を有し、その開口部に挿通嵌合される。エンドプレート３６は、ブラシホルダ１８に設けられているカーボンホルダ３１やリード線３２を覆うように金属ケース１６に固定されている。

【0027】

エンドプレート３６の中央にはボス部３９が外方にやや突出するように形成され、リング状であって潤滑用のオイルを含浸したいわゆるオイルレスメタルからなる滑り軸受３７が圧入されている。ボス部３９の底部にはその滑り軸受３７と同軸状に挿通孔が設けられている。シャフト２２の一方端側は、この挿通孔を貫通して外部に露出している。なお、滑り軸受３７をエンドプレート３６ではなくブラシホルダ１８に設けることもできるが、金属からなるエンドプレート３６にて保持する本実施の形態の構成は、樹脂と比べて温度湿度変化に強く、モータ使用温度湿度環境の変化による体積の膨張収縮が小さいのでシャフト２２の同軸度を向上させることができ、回転子１４を高精度で安定した回転状態を保持することができる。

【0028】

図４に示すように、金属ケース１６およびブラシホルダ１８に囲まれるようにしてハウジング１２の内部空間が形成される。一方、金属ケース１６のボス部１７にも滑り軸受４１が圧入されている。滑り軸受４１は、シャフト２２の端部が挿通され、シャフト２２を回転自在に支持する。なお、ボス部１７には、シャフト２２の一端が突出できるように中央に開口が形成されている。

【0029】

電機子２４は、シャフト２２に圧入されたコア４６と、コア４６に巻回された巻線４８を含んで構成されており、コア４６の外周面がマグネット２０の内周面と所定のクリアランス（磁気ギャップ）をあけて対向配置されている。これらマグネット２０およびコア４６による磁極構成の詳細については後述する。

【0030】

コミテータ２６は、円筒状をなし、ブラシホルダ１８が金属ケース１６に組み付けられた際にカーボンブラシ３０に対向配置される位置にてシャフト２２に圧入され、電機子２４と同軸になるようにシャフト２２に取り付けられている。ブラシホルダ１８には筒状のカーボンホルダ３１（図３参照）が固定されており、カーボンブラシ３０は、このカーボンホルダ３１に内挿されて支持されている。また、カーボンブラシ３０は、この状態でコミテータ２６の外周面に摺接するよう位置決めされている。

【0031】

図５は、コミテータ２６の上面図である。コミテータ２６は、１０個の整流子片２６ａを有する。導電体で構成される各整流子片２６ａは、絶縁体からなる整流子芯２６ｂの周上で、互いにスリット２６ｃで分割されるとともに、その端部を折り曲げて電線接続部２６ｄを構成している。

【0032】

図６は、内部にマグネット２０が固定されている金属ケース１６を開口側から見た側面図である。図７は、内部にマグネット２０が固定され、電機子２４が収容されている金属ケース１６を開口側から見た側面図である。なお、図６では、マグネット２０の磁極を説明するためにそれ以外の部品が省略されている。また、図７では、金属ケースに電機子が挿入された状態を示しており、巻線は省略されている。

【0033】

マグネット２０は、その外周面が接着剤を介して金属ケース１６の内周面に固着されている。マグネット２０は、４つの円弧状の部材２０ａで構成されており、各部材２０ａは周方向に間隔をおいて所定の位置に配置されている。マグネット２０は、４つの円弧状の部材２０ａの内周面により形成される仮想円の中心が、電機子２４の軸中心に一致するように構成されており、各部材２０ａに各磁極が形成されている。

【0034】

すなわち、マグネット２０は、磁極６０（Ｎ極）、磁極６１（Ｓ極）、磁極６２（Ｎ極）、磁極６３（Ｓ極）が周方向に等間隔で設けられた４極界磁の筒状体からなる。マグネット２０は、金属ケース１６に固定した後、磁界発生装置により金属ケース１６の外部から着磁させることで形成できるが、その着磁技術については公知であるため詳細な説明を省略する。なお、マグネット２０は、環状の一つの部材であってもよい。

【0035】

本実施の形態に係るマグネット２０は、最大エネルギー積ＢＨｍａｘが３〜６ＭＧＯｅ（２３．９〜４７．８ｋＪ／ｍ^３）の材料で構成されている。このような材料としては、フェライトの焼結体や、フェライトをプラスチックに分散させたもの、複数種の磁性体をプラスチックに分散させたものがあげられる。前述のような最大エネルギー積を有するマグネットであれば、低コストの材料で製造することができる。

【0036】

一方、図７に示すように、コア４６は、シャフト２２に圧入された中央円筒部から放射状に延出する５つの磁極６４〜６８を有し、各磁極に巻線が巻回される。なお、コア４６と巻線との間には、絶縁用のコーティングパウダーの塗布が施されている。

【0037】

次に、ブラシホルダ１８に搭載される、フェライトコア、コンデンサ、カーボンブラシ３０、カーボンホルダ３１、リード線３２などの構成および配置について詳述する。図８は、実施の形態に係るブラシホルダ１８に各部品を搭載した状態を示す上面図である。図９は、実施の形態に係るブラシホルダ１８の上面図である。図１０は、実施の形態に係るブラシホルダ１８の斜視図である。

【0038】

ブラシホルダ１８は有底筒状をなし、金属ケース１６と同様に円形状に形成されている。ブラシホルダ１８の中央にはその軸線方向にコミテータ２６やシャフト２２を挿通可能な開口部６６が形成されており、その周囲に各種機能部品がスペースを有効利用するよう最適配置されている。なお、ブラシホルダ１８の軸線方向は、そのブラシホルダ１８に挿通されるシャフト２２の長さ方向となる。

【0039】

ブラシホルダ１８の左側の領域（図８参照）には、周方向に９０度をなすように一対の筒状のカーボンホルダ３１ａ，３１ｂ（以下、適宜「カーボンホルダ３１」という）が固定され、その内部にカーボンブラシ３０ａ，３０ｂ（以下、適宜「カーボンブラシ」という）が摺動可能に収容されている。カーボンホルダ３１ａ，３１ｂのそれぞれは、導電性金属からなる断面四角形状の長尺筒状体からなり、ブラシホルダ１８の軸中心からその半径方向に沿って延びるように配設されている。

【0040】

カーボンブラシ３０は、長方形状の断面を有する長尺角柱状をなし、カーボンホルダ３１に摺動可能に内挿され支持されている。それにより、金属ケース１６、回転子１４、ブラシホルダ組立体が組み付けられた際には、カーボンブラシ３０が、ブラシホルダ１８の周部とコミテータ２６の軸中心とをつなぐ線上に延びるように配置されるようになる。本実施の形態において、この軸中心と周部とをつなぐ線上は、ブラシホルダ１８の対角線上でもある。

【0041】

ブラシホルダ１８の周縁部であって、カーボンホルダ３１の横には、ねじりばね７０が配設されている。ねじりばね７０は、その巻回部７１がブラシホルダ１８の側面部に近接配置されたボス部６８に挿通されて支持され、その巻回部７１から延出する一端部７２がカーボンブラシ３０の後端面に当接される。巻回部７１から延出する他端部７３は、ブラシホルダ１８の底部に固定されている。ねじりばね７０は、その巻回部７１にて付勢力を蓄積し、一端部７２がその付勢力をカーボンブラシ３０に伝達してコミテータ２６側に付勢する。

【0042】

カーボンホルダ３１のねじりばね７０との対向面には、カーボンブラシ３０のストローク方向に沿った図示しないスリットが設けられている。これにより、カーボンブラシ３０がコミテータ２６側にストロークしたとしても、ねじりばね７０の一端部７２がそのスリットを介して変位し、常にカーボンブラシ３０に付勢力を付与できる。すなわち、カーボンブラシ３０が経年により摩耗して短くなっても、コミテータ２６との安定した接触状態を保持することができる。一方、ねじりばね７０の巻回部７１をカーボンブラシ３０のストローク範囲の延長線上から外れた位置に設けることで、予めカーボンブラシ３０として可能な限り長いものを選択することができ、カーボンブラシ３０そのもの、ひいてはモータ１０の高寿命化を図ることができる。

【0043】

ブラシホルダ１８の内部スペースには、さらに、２つのフェライトコア７６、２つのコンデンサ７８等が配設されている。環状部材である２つのフェライトコア７６は、電気ノイズ消去部材であり、リード線３２の途中が嵌め込まれて保持される保持部８０とカーボンホルダ３１との間の領域にそれぞれ配置されている。このように、本実施の形態に係るフェライトコア７６やリード線３２の一部は、ブラシホルダ１８上に配設されている。これにより、フェライトコア７６およびリード線３２の一部をＤＣモータの内部に収納することができる。また、フェライトコア７６を採用することで、ノイズ対策部品としてチョークコイルを用いた場合よりもコストを低減できる。また、フェライトコア７６の配設は、チョークコイルのようにはんだ付けなどの手間のかかる工程が必要なく、製造コストの低減に寄与する。なお、電気ノイズ消去部材としては、フェライトコア７６に限られず、金属酸化物からなる強磁性体材料で構成されているものでもよい。コンデンサ７８は、例えばセラミックコンデンサ等の公知のものからなり、フェライトコア７６とともに電気ノイズの抑制に寄与する。

【0044】

リード線３２の一方の配線３２ａは、一方のフェライトコア７６の中心部を貫通して一方のカーボンブラシ３０ａに電気的に接続される。配線３２ａは、導体部分が露出している露出部分３２ａ１と、導体部分を絶縁材料で被覆した被膜部分３２ａ２と、を有している。被膜部分３２ａ２は、モータの外から保持部８０までの部分であり、その先が露出部分３２ａ１となっている。リード線３２の他方の配線３２ｂは、他方のフェライトコア７６の中心部を貫通して他方のカーボンブラシ３０ｂに電気的に接続される。配線３２ｂは、導体部分が露出している露出部分３２ｂ１と、導体部分を絶縁材料で被覆した被膜部分３２ｂ２と、を有している。被膜部分３２ｂ２は、モータの外から保持部８０までの部分であり、その先が露出部分３２ｂ１となっている。

【0045】

なお、前述のコンデンサ７８は、配線３２ａ（３２ｂ）と金属ケース１６との間に接続されている。具体的には、コンデンサ７８の一端は、カーボンブラシ３０ａ（３０ｂ）に対してフェライトコア７６よりも離れた位置で配線の露出部分３２ａ１（３２ｂ１）とはんだ８２で接続されている。このように、コンデンサ７８をブラシホルダ１８に配置することで、コンデンサをＤＣモータの内部に収納することができるとともに、ノイズ抑制の効果が更に高まる。なお、コンデンサは、モータ本体に設けずに、モータが取り付けられる電装品に設けられていてもよい。

【0046】

図１１（ａ）は、実施の形態に係るフェライトコアの断面図である。図１１（ｂ）は、フェライトコアの変形例の断面図である。本実施の形態に係るフェライトコア７６は、外径Ｄ１が１．５［ｍｍ］〜１５［ｍｍ］、内径ｄ１が０．５［ｍｍ］〜６［ｍｍ］、厚みｔ１が０．５［ｍｍ］〜５［ｍｍ］、全長Ｌが１［ｍｍ］〜２０［ｍｍ］の範囲で適宜設定されている。最適な値は、フェライトコア７６の中心を通る配線の構成（太さや材質など）を考慮して、実験やシミュレーションにより求めることができる。また、フェライトコアは、図１１（ｂ）に示すように、レーストラック形状（２つの半円を直線でつないだ形状）であってもよい。

【0047】

本実施の形態に係るリード線３２を構成する配線３２ａ，３２ｂは、絶縁材料からなる被膜の厚みｔ２が１．０ｍｍ以下、導体部である芯線の外径Ｄ２が０．５［ｍｍ］〜３．０［ｍｍ］、被膜を含んだ最大外径Ｄ３が０．５［ｍｍ］〜５．０［ｍｍ］の範囲で適宜設定されている。最適な値は、配線が貫通するフェライトコア７６の構成（形状や材質など）を考慮して、実験やシミュレーションにより求めることができる。なお、配線の導体部分は、単線の場合だけではなく、より線、ピグテール線、真鍮部品などを採用することができる。なお、導体部分が一本の線でない場合、導体部全体の断面積は０．２［ｍｍ^２］〜８．０［ｍｍ^２］であるとよい。

【0048】

フェライトコアのインピーダンスＺは以下の式（１）、式（２）で表される。
Ｚ∝（Ａ_ｅ／Ｌ_ｅ）×Ｎ^２・・・（１）
Ａ_ｅ／Ｌ_ｅ＝（Ｈ／２π）ｌｏｇ_ｅ（Ｄ１／ｄ１）・・・式（２）
ここで、Ａ_ｅはフェライトコアの平均断面積、Ｌ_ｅはフェライトコアの平均磁路長、Ｎはターン数、Ｈはフェライトコアの高さ、Ｄ１はフェライトコアの外径、ｄ１はフェライトコアの内径である。

【0049】

式（１）、式（２）に示されるように、フェライトコアのインピーダンスＺは、フェライトコアの内径ｄ１の影響が高い。また、フェライトコアのインピーダンスＺを大きくすることで電気ノイズの消去（抑制）が可能となる。具体的には、内径ｄ１を小さくするほどインピーダンスＺを大きくできる。

【0050】

リード線３２において、被膜部分３２ａ２，３２ｂ２の外径は露出部分３２ａ１，３２ｂ１の外径よりも大きい。そこで、本実施の形態に係るフェライトコア７６は、その中心部に配線の露出部分（導体部分）３２ａ１，３２ｂ１が位置するように設けられている。つまり、被膜部分３２ａ２，３２ｂ２を囲むようにフェライトコア７６を配置する場合よりも、露出部分３２ａ１，３２ｂ１を囲むようにフェライトコア７６を配置した場合の方が、導体部分の外周部にフェライトコア７６の内周部をより近付けることができる。そのため、フェライトコア７６の内径ｄ１が小さくなり、フェライトコアのノイズ抑制の効果が高まる。また、Ｄ１／ｄ１が一定であればインピーダンスＺも一定となるため、フェライトコア７６の内径ｄ１が小径化されることで、それに比例してフェライトコア７６の外径Ｄ１も小径化でき、フェライトコア７６の小型化が可能となる。つまり、前述の数値範囲で形状を設定することで、電気ノイズを抑制しつつフェライトコアを小型化することができる。その結果、ＤＣモータ自体も小型化される。また、フェライトコアの小型化は材料費の低減にもつながる。

【0051】

また、図８に示すように、フェライトコア７６は、ブラシホルダ１８の支持面上であって、一対のカーボンブラシ３０に挟まれた領域以外の領域上に配設されている。ここで、一対のカーボンブラシ３０に挟まれた領域とは、例えば、図８に示す円形のブラシホルダ１８の場合、扇形の領域Ｒをいう。一対のカーボンブラシ３０は、それぞれの長手方向が直交（交差）するように配置されているため、その間の領域（図８に示すカーボンブラシ３０ａを付勢するねじりばね７０が支持されている領域）が比較的狭くなっている。そこで、本実施の形態に係るフェライトコア７６は、一対のカーボンブラシ３０に挟まれた領域ではなく、一対のカーボンブラシ３０と保持部８０との間の領域に配設されている。これにより、ブラシホルダ１８の支持面上の領域を有効に利用して一対のカーボンブラシ３０とフェライトコア７６をレイアウトできる。

【0052】

また、複数の配線を一つのフェライトコアの中心部に通す場合、フェライトコアの内径は大径化する。加えて、複数の配線を一つのフェライトコアの中心部に通す場合、配線同士がショートしないように、少なくともフェライトコアの内部には配線の被膜部分が位置することになる。そのため、フェライトコアの内径は被膜部分を考慮して更に大径化する。しかしながら、本実施の形態に係るモータ１０において、リード線３２は、配線３２ａ，３２ｂに別々のフェライトコア７６が設けられているため、個々のフェライトコア７６を小型化することができる。また、複数の配線を一つのフェライトコアに通す場合と比較して、本実施の形態では、導体部分の外周部にフェライトコア７６の内周部をより近付けることができ、ノイズ抑制の効果が高まる。

【0053】

次に、ブラシホルダ１８へのフェライトコア７６の固定方法について説明する。図１２は、図９に示す領域Ｄの拡大図である。図１３は、図１２のＥ−Ｅ断面図である。以下、図８乃至図１０、図１２、図１３などを参照して固定部について説明する。

【0054】

フェライトコア７６を固定する固定部９０は、ブラシホルダ１８上に２箇所設けられている。図１２、図１３などに示すように、固定部９０は、撓み部９２と搭載部９４とを有する。撓み部９２は、ブラシホルダ１８から鉛直方向に向かって延設されている２つの脚部９６と、脚部９６の上端を連結する棒板状の連結部９８とで構成されている。撓み部９２のうち少なくとも脚部９６は、樹脂材料などの可撓材料で構成されている。搭載部９４は、搭載されるフェライトコア７６の周面に応じて曲面が形成されている底部１００と、底部１００の端から鉛直上方に延設されている背部１０２とが形成されている。背部１０２は、ほぼ平坦な背面１０２ａが形成されている。また、背部１０２の保持部８０に近い側の端部には屈曲部１０４が形成されている。

【0055】

２つの脚部９６の間隔は、フェライトコア７６の全長とほぼ等しい。また、連結部９８と背面１０２ａとの距離Ｆは、フェライトコア７６が固定されていない状態では、フェライトコア７６の外径Ｄ１よりも小さくなるように設定されている。フェライトコア７６を固定部９０に固定する場合、フェライトコア７６を固定部９０の上方から背部１０２に沿って押し込む。その際、フェライトコア７６の周面が連結部９８に当接すると、２つの脚部９６で支持されている連結部９８は、背部１０２から離間するように撓む。更にフェライトコア７６を押し込むと、フェライトコア７６の幅が最も広い部分が連結部９８を通過する。ここで、フェライトコア７６の幅とは、図１３に示す矢印Ｇの方向の幅である。本実施の形態に係るフェライトコア７６は、円筒形状であるため、フェライトコア７６の幅が最も広い部分とはフェライトコアの直径に相当する。なお、フェライトコアが多角筒形状の場合、フェライトコアの幅が最も広い部分とは、フェライトコアを押し込む方向と直交する方向の幅が最も広い部分に相当する。そして、最終的には、フェライトコア７６が固定部９０の底部１００に着座するとともに、フェライトコア７６の最も幅が広い部分が２つの脚部９６の間に入り込む。

【0056】

この状態では、それまで撓んでいた連結部９８が元の位置に戻ろうとして、フェライトコア７６の周面を背部１０２や底部１００に向かって押し付けることとなり、フェライトコア７６が固定部９０に固定される。このような固定により、フェライトコア７６は、ブラシホルダ１８上において、ブラシホルダ１８の径方向への位置決めがなされる。また、フェライトコア７６は、２つの脚部９６や屈曲部１０４により、底部１００上においてフェライトコア７６の円筒軸方向への移動が規制される。このように本実施の形態に係る固定部９０は、撓み部９２や屈曲部１０４の働きにより、一方向（本実施の形態では上方）からの組み込みでフェライトコア７６を所望の位置に確実に固定することができる。また、撓み部９２が弾性体のように機能するため、フェライトコア７６の割れや欠けが防止される。

【0057】

なお、本実施の形態に係るモータ１０は、金属ケース１６（または補助ヨーク１９）の外径Ｄが３０〜５５［ｍｍ］である。これにより、ある程度小型のモータであっても、所望のモータ特性を維持しつつモータの全長を短縮化することができる。また、モータ１０は、２つの滑り軸受３７，４１の間隔（以下では、適宜「全長」という）が３５〜７０［ｍｍ］である。これにより、このようなモータを用いた電動工具の全長も短縮化が可能となる。また、モータ１０は、電動工具用として好適な停動トルクが１００〜１５００［ｍＮ・ｍ］程度の性能を実現している。

【0058】

上述の実施の形態に係るモータ１０の効果の一部を列挙すると以下のようになる。
（１）被膜のない芯線が露出している部分を直接フェライトコアに通して使用することで、フェライトコアによる電気ノイズ抑制効果の向上、フェライトコアの体格（外径・全長）縮小が図られる。
（２）露出している芯線にコンデンサの一端を接続し、その芯線をフェライトコアに通してブラシに接続することができるため、作業性の向上が実現でき、モータの低コスト化や小型化が図られる。
（３）フェライトコアをブラシホルダの固定部の弾性を利用し固定する構造とすることで、容易な組み込みを可能とし、かつ、他部品や接着剤を使用することなく、安価で安全な固定が可能となる。

【0059】

本発明は上述の各実施の形態や実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施の形態や実施例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変形例も本発明の範囲に含まれうる。以下、変形例について説明する。

【0060】

図１４（ａ）、図１４（ｂ）、図１４（ｃ）は、変形例のモータにおけるブラシホルダ上の各部品のレイアウトを説明するための図である。なお、以下では、各部品のレイアウトを中心に説明し、上述の実施の形態と同様の部材については同様の符号を付して説明を適宜省略する。

【0061】

図１４（ａ）に示すブラシホルダ１１０は、一対のカーボンブラシ３０ａ，３０ｂの間に２つのねじりばね７０が配置されている点が、上述の実施の形態に係るブラシホルダ１８と大きく異なる。このようなレイアウトにより、一対のカーボンブラシ３０ａ，３０ｂと配線３２ａ，３２ｂとを接続する際に、配線３２ａ，３２ｂとねじりばね７０とが干渉しないようにする必要がなくなり、ブラシホルダ１１０上に部品を配置する際の作業性が向上する。

【0062】

図１４（ｂ）に示すブラシホルダ１１２は、カーボンブラシを付勢する部材が、アーム１１４である点が特徴である。これにより、前述のねじりばねを省略することができる。また、カーボンブラシにはアームを介して給電されるため、ねじりばねのように配線との干渉を考慮する必要がない。

【0063】

図１４（ｃ）に示すブラシホルダ１１６は、外部からの給電を、リード線を介してではなく端子１１８から行う点が特徴である。このように端子１１８を採用した構成では、配線３２ａ，３２ｂは、ブラシホルダ１１６内に全て収容されるため、被膜は必ずしも必要ない。つまり、配線３２ａ，３２ｂの全てを導体部分が露出する露出部分としてもよい。

【0064】

上述の実施の形態では、マグネットの磁極を４極として説明しているが、マグネットの磁極は４極以外であってもよい。例えばマグネットの磁極が２極のモータであってもよい。図１５（ａ）、図１５（ｂ）は、変形例に係る２極のモータにおけるブラシホルダ上の各部品のレイアウトを説明するための図である。

【0065】

図１５（ａ）に示すブラシホルダ１２０は、カーボンブラシ３０ａの先端とカーボンブラシ３０ｂの先端とが互いに対向するように配置されている。そして、ブラシホルダ１２０は、一対の対向するカーボンブラシ３０ａ，３０ｂを挟んで左側の半円形領域に２つのねじりばね７０が配設され、右側の半円形領域に２つのフェライトコア７６が配設されている。これにより、２つの配線３２ａ，３２ｂを同じ場所からリード線３２としてモータ外部へ引き出すことができる。

【0066】

図１５（ｂ）に示すブラシホルダ１２２は、カーボンブラシ３０ａの先端とカーボンブラシ３０ｂの先端とが互いに対向するように配置されている。そして、ブラシホルダ１２２は、カーボンブラシ３０ａの左側にねじりばね７０が、右側にフェライトコア７６が配設されている。また、ブラシホルダ１２２は、カーボンブラシ３０ｂの右側にねじりばね７０が、左側にフェライトコア７６が配設されている。これにより、２つの配線３２ａ，３２ｂはブラシホルダ１２２の中心を挟んで互いに反対側の場所からモータ外部へ引き出すことができる。

【0067】

図１６（ａ）、図１６（ｂ）は、図１６（ｃ）は、変形例に係る２極のモータにおけるブラシホルダ上の各部品のレイアウトを説明するための図である。

【0068】

図１６（ａ）に示すブラシホルダ１２４は、外部からの給電を、リード線を介してではなく端子１１８から行う点が特徴である。このように端子１１８を採用した構成では、配線３２ａ，３２ｂは、ブラシホルダ１２４内に全て収容されるため、被膜は必ずしも必要ない。つまり、配線３２ａ，３２ｂの全てを導体部分が露出する露出部分としてもよい。また、ブラシホルダ１２４は、カーボンブラシ３０ａの先端とカーボンブラシ３０ｂの先端とが互いに対向するように配置されている。そして、ブラシホルダ１２４は、カーボンブラシ３０ａの左側にねじりばね７０が、右側にフェライトコア７６が配設されている。また、ブラシホルダ１２４は、カーボンブラシ３０ｂの右側にねじりばね７０が、左側にフェライトコア７６が配設されている。これにより、２つの配線３２ａ，３２ｂはブラシホルダ１２４の中心を挟んで互いに反対側の場所にある端子１１８から給電される。

【0069】

図１６（ｂ）に示すブラシホルダ１２６は、外部からの給電を、リード線を介してではなく端子１１８から行っている点以外は、図１５（ａ）に示すブラシホルダ１２０と同様である。

【0070】

図１６（ｃ）に示すブラシホルダ１２８は、カーボンブラシ３０ａの先端とカーボンブラシ３０ｂの先端とが互いに対向するように配置されている。また、ブラシホルダ１２８は、カーボンブラシ３０ａ，３０ｂを付勢する部材が、アーム１１４である。これにより、前述のねじりばねを省略することができる。また、カーボンブラシ３０ａ，３０ｂにはアーム１１４を介して給電されるため、ねじりばねのように配線３２ａ，３２ｂとの干渉を考慮する必要がない。

【符号の説明】

【0071】

１０ モータ、 １２ ハウジング、 １４ 回転子、 １８ ブラシホルダ、 ２０ マグネット、 ２２ シャフト、 ２４ 電機子、 ２６ コミテータ、 ３０ カーボンブラシ、 ３１ カーボンホルダ、 ３２ リード線、 ３２ａ，３２ｂ 配線、 ７６ フェライトコア、 ７８ コンデンサ、 ８０ 保持部、 ９０ 固定部、 ９２ 撓み部、 ９４ 搭載部、 ９６ 脚部、 ９８ 連結部、 １００ 底部、 １０２ 背部、 １０４ 屈曲部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】