特許 6027449 電動モータ

(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】6027449

(24)【登録日】2016年10月21日

(45)【発行日】2016年11月16日

(54)【発明の名称】電動モータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 5/22 20060101AFI20161107BHJP

   H02K 13/00 20060101ALI20161107BHJP

   H02K 5/14 20060101ALI20161107BHJP

【ＦＩ】

   H02K5/22

   H02K13/00 N

   H02K5/14 Z

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-7869(P2013-7869)

(22)【出願日】2013年1月18日

(65)【公開番号】特開2013-212040(P2013-212040A)

(43)【公開日】2013年10月10日

【審査請求日】2015年12月24日

(31)【優先権主張番号】特願2012-40028(P2012-40028)

(32)【優先日】2012年2月27日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000144027

【氏名又は名称】株式会社ミツバ

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100094400

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 三義

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(72)【発明者】

【氏名】上原 修二

(72)【発明者】

【氏名】櫻井 清崇

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 崇行

【審査官】 宮地 将斗

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−３２０８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６２−１０４５５３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００１−１３６７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−８８０５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ ５／２２

Ｈ０２Ｋ ５／１４

Ｈ０２Ｋ １３／００−１３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステータを構成するモータケーシングと、
前記モータケーシングに回転自在に支持されたロータと、
前記ロータに設けられ、該ロータのコイルに供給される電流の方向を切り替える整流子と、
前記整流子に摺接して整流子に電流を流すブラシと、
前記モータケーシングの外部から前記モータケーシングの周壁の貫通孔を介して前記ブラシホルダの内部に挿入されるターミナルと、
前記ターミナルと前記ブラシとに接合されると共に、これらターミナルとブラシとを互いに導通させるピグテイルと、
前記モータケーシングの内部に固定される樹脂製のブラシホルダとを備え、
前記ブラシホルダの周壁には、前記ターミナルに対応する位置に、このターミナルを軸方向一端側から受け入れ可能なスリットが形成されており、
前記ブラシホルダのスリットの周縁と前記ターミナルとの間の隙間のうち、前記ピグテイルとターミナルの接合部分に対応する位置の隙間が、前記ピグテイルの線径よりも小さく設定されていることを特徴とする電動モータ。

【請求項2】

前記ブラシから前記ターミナルまでの前記ピグテイルの長さが、前記ブラシから前記ブラシホルダのスリットを経由して前記モータケーシングの貫通孔に至るまでの長さよりも短く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電動モータ。

【請求項3】

前記ターミナルと該ターミナルを貫通状態で保持する樹脂製のターミナルホルダとが、インサート成形により一体部品のターミナルユニットとして形成されており、前記モータケーシングの貫通孔に前記ターミナルユニットのターミナルホルダを圧入して固定することで、前記ターミナルがターミナルホルダを介して前記モータケーシングに固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動モータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、整流子（コンミュテータまたはコミュテータとも呼ばれる要素）とブラシを備える電動モータに係り、例えば、二輪車のスタータモータとして使用するのに適した電動モータに関するものである。

【背景技術】

【0002】

この種の電動モータの中に、ブラシに対して外部から給電するためのターミナルを、モータケーシングの周壁にインシュレータを介して貫通させて設けたものがある。従来のこの種の電動モータでは、モータケーシングの周壁に貫通させたターミナルを、モータケーシングの外部に設けたボルトやナットを使用してモータケーシングにしっかりと固定することで、外力が作用した場合にもターミナルがモータケーシングから外れないようにしている。例えば、特許文献１に記載された電動モータでは、ターミナルに形成した雄ねじ部にモータケーシングの外部からナットを螺合させることにより、ターミナルをモータケーシングに固定している（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−１２４５３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来のように、ターミナルの外れ止めをモータケーシングの外部に設けたボルトやナットで行っている場合、ボルトやナットがある分だけモータの外形寸法が大きくなってしまい、車両に装備する場合にその部分が邪魔になったり、ボルトやナットを使用する分だけ部品点数が多くなったりする課題がある。

【0005】

そこで、ターミナルの固定をボルトやナットによらず、もっと簡易な手段に置き換えたいという要請が出てきた。しかし、ターミナルの固定を簡易な手段に置き換えた場合、ターミナルがモータケーシングから外れる可能性がないことをフェイルセーフの観点からより確実に保証する必要性が出てきた。

【0006】

本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、ターミナルの外れ防止を確実に保証しながら、簡易な手段でターミナルをモータケーシングに固定することができて、モータの外形寸法の縮小を可能にする電動モータを提供することを目的とする。

【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、請求項１に記載した発明は、ステータを構成するモータケーシングと、前記モータケーシングに回転自在に支持されたロータと、前記ロータに設けられ、該ロータのコイルに供給される電流の方向を切り替える整流子と、前記整流子に摺接して整流子に電流を流すブラシと、前記モータケーシングの外部から前記モータケーシングの周壁の貫通孔を介して前記ブラシホルダの内部に挿入されるターミナルと、前記ターミナルと前記ブラシとに接合されると共に、これらターミナルとブラシとを互いに導通させるピグテイルと、前記モータケーシングの内部に固定される樹脂製のブラシホルダとを備え、前記ブラシホルダの周壁には、前記ターミナルに対応する位置に、このターミナルを軸方向一端側から受け入れ可能なスリットが形成されており、前記ブラシホルダのスリットの周縁と前記ターミナルとの間の隙間のうち、前記ピグテイルとターミナルの接合部分に対応する位置の隙間が、前記ピグテイルの線径よりも小さく設定されていることを特徴とする。
このように構成することで、外力が働いてターミナルがモータケーシングから抜けようとした場合にも、ピグテイルがスリットの周辺のブラシホルダの壁面に当たって止まることで、ターミナルの抜けを阻止することができる。

【0008】

請求項２に記載した発明は、ブラシからターミナルまでのピグテイルの長さが、ブラシからブラシホルダのスリットを経由してモータケーシングの貫通孔に至るまでの長さよりも短く設定されていることを特徴とする。
このように構成することで、モータケーシングからのターミナルの抜けをより一層確実に阻止することができる。

【0009】

請求項３に記載した発明は、ターミナルと該ターミナルを貫通状態で保持する樹脂製のターミナルホルダとが、インサート成形により一体部品のターミナルユニットとして形成されており、モータケーシングの貫通孔にターミナルユニットのターミナルホルダを圧入して固定することで、ターミナルがターミナルホルダを介してモータケーシングに固定されていることを特徴とする。
このように構成することで、モータケーシングに対するターミナルの固定にネジ等を使わなくてすむようになり、組立性が向上する。

【発明の効果】

【0010】

請求項１に記載した発明によれば、ターミナルに接合されたピグテイルの線径よりも、ブラシホルダのスリットの周縁とターミナルとの間の隙間の方が小さく設定されているので、外力が働いてターミナルがモータケーシングから抜けようとした場合にも、ピグテイルがスリットの周辺のブラシホルダの壁面に当たって止まることで、ターミナルの抜けを阻止することができる。従って、ターミナルの抜けに対するフェイルセーフの信頼度を高めることができ、それにより、何らかの不手際などに伴ってブラシやピグテイルが外部に露出するおそれを大幅に低減することができる。また、ターミナルの抜け止め保証をする部分がモータケーシングの内部に設けられていることで、モータケーシングの外部にネジ止め等の強固なターミナル固定構造を設ける必要がなくなるため、モータケーシングの外部の構造の簡素化を図ることができ、それにより、電動モータを車両に装備する場合の占有スペースの減少に寄与することができる。また、ブラシホルダにターミナルの抜け防止機能を持たせているので、ターミナルの周辺部品の点数削減を図ることができ、コスト低減に貢献することができる。

【0011】

請求項２に記載した発明によれば、ピグテイルの長さに特定の制限を設けたことにより、モータケーシングからのターミナルの抜けをより一層確実に阻止することができる。従って、フェイルセーフの信頼性をより高めることができる。

【0012】

請求項３に記載した発明によれば、ターミナルと樹脂製のターミナルホルダとがインサート成形により一体部品のターミナルユニットとして形成されており、モータケーシングの貫通孔にターミナルホルダを圧入して固定することで、ターミナルがターミナルホルダを介してモータケーシングに固定されているので、モータケーシングに対するターミナルの固定にネジ等を使わなくてすむようになり、組立性が向上すると共に、ターミナルの貫通固定部の簡素化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態の電動モータの構成図で、（ａ）は側断面図、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ矢視断面図である。なお、（ａ）は（ｂ）のＩａ−Ｉａ矢視相当の断面図である。

【図2】（ａ）は図１（ｂ）と同じ部分をブラシ等を取り外して示す図、（ｂ）は（ａ）と同じ部分をモータ中心軸方向から見た斜視図である。

【図3】図２（ａ）、（ｂ）におけるターミナルとブラシホルダのスリットとピグテイルの関係を取り出して示す図で、（ａ）はピグテイルの上方から見た断面図、（ｂ）は（ａ）のＩＩＩｂ矢視図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

（電動モータ）
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
この実施形態の電動モータは、二輪車のエンジンのスタータモータとして用いられるもので、使用する際には、回転軸をエンジンのクランクシャフトに連結させる。

【0015】

図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、この電動モータＭは、ステータを構成するモータケーシング１と、モータケーシング１に回転自在に支持されたロータ２と、ロータ２に設けられ、ロータ２のコイル３３に流れる電流の方向を切り替える整流子３５と、整流子３５のセグメント３６に摺接して整流子３５に電流を流すブラシ６０と、ブラシ６０に外部から給電するターミナル７１と、を備えている。

【0016】

モータケーシング１は、前端壁１１および周壁１２を有するフロントケーシング１０と、後端壁２１および周壁２２を有するリアケーシング２０とに分割されている。そして、フロントケーシング１０の周壁１２の後端１４と、リアケーシング２０の周壁２２の前端２４とをシール材を介して嵌め合わせ、その状態で、リアケーシング２０の後端壁２１に貫通させた連結ボルト２５の先端をフロントケーシング１０の前端壁１１のボス部１５に締結することにより一体に構成されている。リアケーシング２０の周壁２２の内周には界磁用の永久磁石２８が固定されており、それによりステータが構成されている。

【0017】

フロントケーシング１０の前端壁１１には円形の中心孔１３が貫通形成され、リアケーシング２０の後端壁２１の内面の中心部には円形の凹部２３が形成されている。ロータ２の回転軸３１は、前端側（図１（ａ）における左側）がフロントケーシング１０の前端壁１１の中心孔１３に軸受４１を介して回転自在に支持され、後端（図１（ａ）における右端）がリアケーシング２０の後端壁２１の凹部２３に軸受４３を介して回転自在に支持されている。そして、回転軸３１の前端が、フロントケーシング１０の中心孔１３からシール材４２を介して外部に突出している。

【0018】

一方、ロータ２は、回転軸３１と、回転軸３１に一体に設けられたロータコア３２と、ロータコア３２のスロットに巻装されたコイル３３とから構成されている。モータケーシング１の内部に位置するロータ２の前端側には整流子３５が配置されている。整流子３５は、周方向に配列された複数のセグメント３６を有するもので、各セグメント３６にそれぞれのコイル３３が接続されている。

【0019】

（ブラシホルダ）
また、フロントケーシング１０の内部には、ブラシ６０を保持する樹脂製のブラシホルダ５０が整流子３５を囲むように固定されている。
図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、ブラシホルダ５０は、フロントケーシング１０の前端壁１１の内面に沿って配置される底壁５１と、フロントケーシング１０の周壁１２に沿って配置される周壁５２とを有しており、底壁５１を図１（ｂ）に示すようにネジ１７で止めることによりフロントケーシング１０に固定されている。

【0020】

底壁５１は、中心に円形孔５３を有する環状体として構成されており、円形孔５３に連続させて底壁５１の周方向の一箇所には、周壁５２に形成した矩形状のスリット５６に連通する切欠５５が設けられている。スリット５６は、ターミナル７１を挿通させるための部分であり、このスリット５６にターミナル７１の先端部７１ａが挿通されている。

【0021】

ターミナル７１は、フロントケーシング１０の周壁１２の貫通孔１８およびブラシホルダ５０の周壁５２のスリット５６を通して、フロントケーシング１０の外部からブラシホルダ５０の内部に挿入されている。そして、ターミナル７１は、このターミナル７１の外周に配置したターミナルホルダ７２を介し、フロントケーシング１０に固定されている。
ターミナルホルダ７２は、樹脂により形成されたものであって、フロントケーシング１０の貫通孔１８に対応するように、略円柱状に形成されたホルダ本体７２ａと、このホルダ本体７２ａの軸方向外側端に一体成形されたフランジ部７２ｂとにより構成されている。

【0022】

ここで、ターミナル７１と、ターミナル７１を貫通状態で保持するターミナルホルダ７２とは、インサート成形により一体部品のターミナルユニット７０として形成されている。そして、フロントケーシング１０の貫通孔１８に、ターミナルホルダ７２のホルダ本体７２ａを圧入して固定することにより、ターミナル７１がターミナルホルダ７２を介してフロントケーシング１０に固定される。

【0023】

また、図１（ｂ）に示すように、ブラシホルダ５０のスリット５６の近くには、給電用（＋極側）のブラシ６０Ａ（６０）を保持するブラシ収容部５７Ａが設けられている。一方、この給電用のブラシ６０Ａを保持するブラシ収容部５７Ａに対し円形孔５３を挟んで対向する位置には、アース用（−極側）のブラシ６０Ｂ（６０）を保持するブラシ収容部５７Ｂが設けられている。
これらブラシ収容部５７Ａ、５７Ｂには、それぞれ給電用のブラシ６０Ａとアース用のブラシ６０Ｂが収容されている。各ブラシ６０Ａ、６０Ｂは、スプリング６１によって円形孔５３の中心に向けて付勢されている。これにより、各ブラシ６０Ａ、６０Ｂは、弾性力を持ってロータ２上に配置された整流子３５に摺接している。

【0024】

アース用のブラシ６０Ｂにはピグテイル６３の一端が接合されており、このピグテイル６３の他端がネジ１７を介してフロントケーシング１０に接続されることで、アース用のブラシ６０Ｂはモータケーシング１にアースされている。また、給電用のブラシ６０Ａにはピグテイル６３の一端が接合されており、このピグテイル６３の他端が、スリット５６を通してブラシホルダ５０の内部に挿入されたターミナル７１の先端部７１ａにスポット溶接により接合されている。

【0025】

この場合、図２〜図３に示すように、給電用のブラシ６０Ａに接続されたピグテイル６３の他端はターミナル７１の矩形断面状の先端部７１ａの側面（スリット５６に対するターミナル７１の挿入方向に沿った面）に、ターミナル７１の挿入方向と直交する方向（ブラシホルダ５０の底壁５１に垂直な方向）に軸線を向けて、外周面を当接させた状態でスポット溶接により接合されている。

【0026】

ここで、ブラシホルダ５０のスリット５６の幅は次のように設定されている。即ち、ブラシホルダ５０のスリット５６の周縁とターミナル７１との間の隙間Ｓのうち、ピグテイル６３とターミナル７１の接合部分に対応する位置の隙間Ｓ１が、ピグテイル６３の線径Ｄよりも小さく設定されている。
つまり、
Ｄ＞Ｓ１
に設定されている。

【0027】

また、その関係を維持する上で、スリット５６の幅Ｈと、ターミナル７１の幅Ｂおよびピグテイル６３の線径Ｄとの関係が、
Ｂ＋Ｄ＞Ｈ＞Ｂ
に設定されている。

【0028】

また、ブラシ６０Ａからターミナル７１までのピグテイル６３の長さが、ブラシ６０Ａからブラシホルダ５０のスリット５６を経由してフロントケーシング１０の貫通孔１８に至るまでの長さよりも小さく設定されている。

【0029】

（ターミナルとブラシの組み付け手順）
なお、ターミナル７１とブラシ６０Ａの組み付けは、次の手順で行われている。
まず、インサート成形によりターミナル７１とターミナルホルダ７２からなるターミナルユニット７０を製作する。次に、モータケーシング１の外部で、ブラシ６０Ａ、ピグテイル６３、ターミナル７１を接合する。

【0030】

次に、モータケーシング１（フロントケーシング１０）の貫通孔１８から、ブラシ６０Ａ、ピグテイル６３、およびターミナル７１の先端部７１ａを挿入し、ターミナルユニット７０をモータケーシング１に固定する。それと共に、ブラシホルダ５０の切欠５５を利用してブラシ６０Ａやピグテイル６３等を内側に取り込みながら、ブラシホルダ５０のスリット５６に軸方向一端側（図２（ｂ）における下端側）からターミナル７１の先端部７１ａを挿入することで、ブラシホルダ５０をフロントケーシング１０に収容し固定する。以上により、ターミナル７１の取り付けとブラシホルダ５０の組み付けを終えることができる。

【0031】

（効果）
このように構成した電動モータＭによれば、次のような効果を得ることができる。
まず、ターミナル７１に接合されたピグテイル６３の線径よりも、ブラシホルダ５０のスリット５６の周縁とターミナル７１との間の隙間の方が小さく設定されているので、外力が働いてターミナル７１がモータケーシング１から抜けようとした場合にも、ピグテイル６３がスリット５６の周辺のブラシホルダ５０の壁面（周壁５２）に当たって止まることで、ターミナル７１の抜けを阻止することができる。

【0032】

従って、ターミナル７１の抜けに対するフェイルセーフの信頼度を高めることができ、それにより、何らかの不手際などに伴ってブラシ６０Ａやピグテイル６３が外部に露出するおそれを大幅に低減することができる。また、ターミナル７１の抜け止め保証をする部分がモータケーシング１の内部に設けられていることで、モータケーシング１の外部にネジ止め等の強固なターミナル固定構造を設ける必要がなくなるため、モータケーシング１の外部の構造の簡素化を図ることができる。これにより、電動モータＭを車両に装備する場合の占有スペースの減少に寄与することができる。また、ブラシホルダ５０にターミナル７１の抜け防止機能を持たせているので、ターミナル７１の周辺部品の点数削減を図ることができ、コスト低減に貢献することができる。

【0033】

また、ピグテイル６３の長さに特定の制限を設けたことにより、モータケーシング１からのターミナル７１の抜けをより一層確実に阻止することができる。従って、フェイルセーフの信頼性をより高めることができる。

【0034】

また、スポット溶接によりピグテイル６３をターミナル７１に接合しているので、ピグテイル６３がブラシホルダ５０の壁面（周壁５２）に当たることでターミナル７１の引き抜きを阻止する際の抵抗力を増大させることができると共に、ピグテイル６３とターミナル７１の接合の信頼性を高めることができる。

【0035】

また、ターミナル７１と樹脂製のターミナルホルダ７２とがインサート成形により一体部品のターミナルユニット７０として形成されており、モータケーシング１の貫通孔１８にターミナルホルダ７２を圧入して固定することで、ターミナル７１がターミナルホルダ７２を介してモータケーシング１に固定されている。このため、モータケーシング１に対するターミナル７１の固定にネジ等を使わなくてすむようになり、組立性が向上すると共に、ターミナル７１の貫通固定部の簡素化を図ることができる。

【符号の説明】

【0036】

Ｍ 電動モータ
１ モータケーシング
１２ 周壁
２ ロータ
１８ 貫通孔
３３ コイル
３５ 整流子
５０ ブラシホルダ
５２ 周壁
５６ スリット
６０，６０Ａ，６０Ｂ ブラシ
６３ ピグテイル
７０ ターミナルユニット
７１ ターミナル
７２ ターミナルホルダ

【図1】

【図2】

【図3】