JP6425254B2 - モータ - Google Patents
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Description
このような回転装置では、モータの回転軸の回転を複数のギアを介して出力することでルーバーの回動制御が行われている。
(1)本発明のモータは、整流子を有するアマチュアと、前記整流子に接触する導電性ブラシと、前記導電性ブラシが設けられるブラケットと、前記ブラケットに設けられ、前記導電性ブラシの第1面に沿って前記整流子側に延在する第1面を有する第1壁部と、前記ブラケットに設けられ、前記導電性ブラシの第1面の反対側に位置する第2面に沿って前記整流子側に延在する第2面を形成する第2壁部と、前記導電性ブラシの第1面と前記第1壁部の第1面の両方の面に接触するとともに、前記導電性ブラシの動きに応じて変形する第1変形部と、前記導電性ブラシの第2面と前記第2壁部の第2面の両方の面に接触するとともに、前記導電性ブラシの動きに応じて変形する第2変形部と、を備えている。
なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
図1は本発明に係る第1実施形態のモータ10の斜視図であり、図2は本発明に係る第1実施形態のモータ10の分解斜視図である。
本実施形態のモータ10は、例えば、車両に設けられる空調システムのルーバー等を駆動させる回転装置の駆動源として好適に使用できるものである。
ただし、モータ10の使用形態は、回転装置に限定されるものではない。
図2に示すように、フレーム部20は、アマチュア30の回転軸31を外部に導出する孔部21aが設けられた底部21と、底部21に繋がり、底部21と反対側に開口部22aを有するアマチュア30の外周を覆う側壁部22と、を有している。
また、本実施形態では、フレーム部20の側壁部22は、角部が湾曲した四角柱状の外形になっているが、外形は必要に応じて変更してもよい。
また、フレーム部20の底部21には、回転軸31方向において、フレーム部20の外側に突出するように形成された軸受部21bが設けられている。
そして、軸受部21bの内部には、回転軸31を回転可能に支持する軸受が収納されている。
図2に示すように、アマチュア30は、コア32と、コア32に巻回されるコイル(図示せず)と、コア32に固定された回転軸31と、を備えている。
回転軸31は、コア32を貫通するようにコア32の中央に配置されている。
なお、コア32は、回転軸31方向に複数の金属板が積層一体化された構成を有している。
これら複数の金属板として、例えば電磁鋼板等が挙げられる。
図3に示すように、アマチュア30は、回転軸31の外周面に沿って周方向に設けられた整流子33を備えている。
整流子33は、回転軸31のモータ10の外部に導出される一方の端部と反対側に位置する他方の端部側に設けられた複数の板金33aを有している。
なお、この整流子33の位置よりも他方側に位置する回転軸31の他端部31aは、後述するブラケット40に設けられる軸受41に回転可能に支持される。
図4はブラケット40の分解斜視図である。
図4に示すように、ブラケット40は、ブラケット本体40aと、軸受プレート40bと、を備えている。
ブラケット本体40aは底部40abを備え、この底部40abはフレーム部20側と反対側に位置する。
そして、軸受プレート40bは、ブラケット本体40aの底部40abの外側に取り付けられる。
そして、軸受41が軸受部40ba内に収容され、ブラケット本体40aに軸受プレート40bが取り付けられて一体化されることで、軸受41を備えたブラケット40になっている。
具体的には、端子部44は、外部に導出される端子44aと、端子44aに繋がり一端部44ba側が折り曲げられた第1端部44bと、を備えている。
端子44aは外部と電気的に接続される部位である。
端子45aは外部と電気的に接続される部位である。
図4に示すように、ブラケット本体40aには、端子部44の端子44aが挿入される溝部46が設けられており、この溝部46の底部には、端子44aを導出する孔部が設けられている。
この溝部46の底部は、軸受プレート40bと対向している。
そして、軸受プレート40bには、端子部44の端子44aに対応した開口部48が設けられている。
この開口部48は、端子44aと対向する位置に配置されている。
そして、軸受プレート40bには、端子部45の端子45aに対応した開口部49が設けられている。
この開口部49は、端子45aと対向する位置に配置されている。
したがって、図4及び図5を見るとわかるように、径方向において、整流子33側と反対側にある導電性ブラシ42の端部が、端子部44の第1端部44bの一端側に固定されている。
詳細に言えば、導電性ブラシ42の端部が、第1端部44bの一端部44baに固定されており、この一端部44baは第1端部44bの一端側の一部分である。
同様に、導電性ブラシ43も、整流子33側と反対側にある導電性ブラシ43の端部が、端子部45の第1端部45bの一端部45baに固定されており、この一端部45baは第1端部44bの一端側の一部分である。
端子部44及び端子部45を通して電力が供給されると、導電性ブラシ42及び導電性ブラシ43に接触している整流子33の板金33aを介してコイルに電流が供給される。
これを繰り返すことでモータ10の回転軸31が回転し続けることになる。
図4及び図5に示すように、ブラケット40は、第2壁部60を備えている。
この第2壁部60は、ブラケット本体40aに設けられている。
また、第2壁部60は、導電性ブラシ42の整流子33に接触する面である第2面42aに沿って、整流子33側(ブラケット40の中央側)に延在する第2面60aを有する。
ただし、第2壁部60の第2面60aは導電性ブラシ42の第2面42aに平行な面であることに限定されない。
つまり、第2壁部60の第2面60aは、導電性ブラシ42の第2面42aに対して傾斜するように、導電性ブラシ42の整流子33に接触する面である第2面42aに沿って、整流子33側(ブラケット40の中央側)に延在していてもよい。
つまり、長期間、モータ10が使用され続けるうちに、第2変形部70と第2面42aとの間に剥離が発生したり、第2変形部70と第2面60aとの間に剥離が発生することはあり得る。
したがって、常時接触とは、剥離等の特異な状況が発生しない間は、常に接触(密着)しているという意味であると解されるべきであり、永遠に接触(密着)し続けるという意味に解されるべきでない点に留意されたい。
なお、ゲルの種類としては、2液性硬化タイプ、紫外線硬化タイプ及び熱硬化タイプ等であってよく、特に限定されるものではない。
図6はモータ10が駆動しているときの第2変形部70の状態を説明する図であり、図6(a)はブラケット40をフレーム部20側から見た平面図であり、図6(b)は図6(a)の点線領域A1の拡大図である。
なお、図6では、アマチュア30に設けられている整流子33の板金33aも併せて図示している。
このとき、第2変形部70は、導電性ブラシ42の動きに応じて変形することになる。
この形状変化は、第2変形部70が導電性ブラシ42の第2面42aと第2壁部60の第2面60aの両面に接触して挟まれている状態であることによって起きる現象である。
具体的には、第2変形部70の形状は、第2壁部60の第2面60aが延在する方向又は導電性ブラシ42の第2面42aが延在する方向であって、導電性ブラシ42の根本F1に向けて変形する。
すなわち、第2変形部70の一部が、第2変形部70がある導電性ブラシ42の第2面42aと第2壁部60の第2面60aとの間に形成された空間へと戻る。
この引っ張りにより、第2変形部70の形状が変化するのに伴って、導電性ブラシ42に対しては、第2変形部70による、導電性ブラシ42の第2壁部60の第2面60a側から離れる方向への動きを引き留めようとする反力が働くことになる。
また、この第2変形部70の形状変化に伴って、導電性ブラシ42の動こうとする力を吸収(低減)する作用も同時に発生する。
このことから、形状変化率VCを大きくするために、モータ10を駆動させる前の状態で設定される第2変形部70の体積を小さくすることが好ましい。
そして、導電性ブラシ42の第2面42aと第2壁部60の第2面60aの間の第1距離が所定の距離となるように、第2壁部60をブラケット本体40aに設けるようにすればよい。
また、第2変形部70を設けるスペースの関係等を考慮して、第2変形部70が位置M1を含むL/3の範囲内やL/4の範囲内に設けられているものとしてもよい。
図4及び図5に示すように、ブラケット40は、ブラケット本体40aに設けられ、導電性ブラシ43の整流子33に接触する面である第2面43aに沿って、整流子33側(ブラケット40の中央側)に延在する第2面61aを有する第2壁部61を備えている。
ただし、第2壁部61の第2面61aは導電性ブラシ43の第2面43aに平行な面であることに限定されない。
つまり、第2壁部61の第2面61aは、導電性ブラシ43の第2面43aに対して傾斜するように、導電性ブラシ43の整流子33に接触する面である第2面43aに沿って、整流子33側(ブラケット40の中央側)に延在していてもよい。
なお、第2変形部71も、第2変形部70と同様に、ゲルの種類は、2液性硬化タイプ、紫外線硬化タイプ及び熱硬化タイプ等であってよく、特に限定されるものではない。
なお、第2変形部71が設けられる整流子33側への範囲としては、導電性ブラシ43が整流子33に接触するのを阻害することがない範囲に留められることは言うまでもない。
また、導電性ブラシ43の第2面43aと第2壁部61の第2面61aの間の距離も、第2変形部70と同様に設定することが好ましい。
そして、導電性ブラシ43の第2面43aと第2壁部61の第2面61aの間の第1距離が所定の距離となるように、第2壁部61をブラケット本体40aに設けるようにすればよい。
なお、第2変形部71は、本実施形態では、導電性ブラシ43の根本(位置F2参照)よりも整流子33側に設けられているが、導電性ブラシ43の根本(位置F2参照)よりも更に端子部45の第1端部45bの一端部45ba側まで設けるようにしてもよい。
また、第2変形部71を設けるスペースの関係等を考慮して、第2変形部71が位置M2を含むL/3の範囲内やL/4の範囲内に設けられているものとしてもよい。
図5に示すように、ブラケット40は、ブラケット本体40aに設けられ、導電性ブラシ42の第2面42aの反対側に位置する第1面42bに沿って、整流子33側(ブラケット40の中央側)に延在する第1面62aを形成する第1壁部62を備えている。
ただし、第1壁部62の第1面42bは導電性ブラシ42の第1面42bに平行な面であることに限定されない。
つまり、第1壁部62の第1面62aは、導電性ブラシ42の第1面42bに対して傾斜するように、導電性ブラシ42の第2面42aの反対側に位置する第1面42bに沿って、整流子33側(ブラケット40の中央側)に延在していてもよい。
なお、ゲルの種類としては、2液性硬化タイプ、紫外線硬化タイプ及び熱硬化タイプ等であってよく、特に限定されるものではない。
図7はモータ10が駆動しているときの第1変形部72の状態を説明する図であり、図7(a)はブラケット40をフレーム部20側から見た平面図であり、図7(b)は図7(a)の点線領域A2の拡大図である。
なお、図7では、アマチュア30に設けられている整流子33の板金33aも併せて図示している。
このとき、第1変形部72は、導電性ブラシ42の動きに応じて変形することになる。
具体的には、第1変形部72の形状は、第1壁部62の第1面62aが延在する方向又は導電性ブラシ42の第1面42bが延在する方向であって、整流子33に向けて変形する。
すなわち、第1変形部72の一部が、第1変形部72がない導電性ブラシ42の第1面42bと第1壁部62の第1面62aとの間に形成された空間へと逃げる(突出する)。 この形状変化は、第1変形部72が導電性ブラシ42の第1面42bと第1壁部62の第1面62aの両面に接触して挟まれている状態であることによって起きる現象である。
具体的には、第1変形部72の形状は、第1壁部62の第1面62aが延在する方向又は導電性ブラシ42の第1面42bが延在する方向であって、導電性ブラシ42の根本F1に向けて変形する。
すなわち、第1変形部72の一部が、第1変形部72がある導電性ブラシ42の第1面42bと第1壁部62の第1面62aとの間に形成された空間へと戻る。
また、この形状の変化に伴って、導電性ブラシ42の動こうとする力を吸収(低減)する作用も同時に発生する。
そして、先に説明したように、このように導電性ブラシ42が動くときには、第2変形部70によって、導電性ブラシ42の第2壁部60の第2面60a側から離れる方向への動きを引き留めようとする反力が働くとともに、第2変形部70が導電性ブラシ42の動こうとする力を吸収する。
そして、先に説明したように、このように導電性ブラシ42が動くときには、第2変形部70によって、導電性ブラシ42に導電性ブラシ42の動きを止めようとする反力が働くとともに、第2変形部70が導電性ブラシ42の動こうとする力を吸収する。
よって、より一層高い導電性ブラシ42の振動の抑制を行うことができ、騒音を大幅に低減することができる。
そして、導電性ブラシ42の第1面42bと第1壁部62の第1面62aの間の第2距離が所定の距離となるように、第1壁部62をブラケット本体40aに設けるようにすればよい。
ただし、第1変形部72が端子部44の第1端部44bに接触することで端子部44に振動が伝わるのを防止する効果があるため、第1変形部72は端子部44の第1端部44bに接触しているほうが好ましい。
図5に示すように、ブラケット40は、ブラケット本体40aに設けられ、導電性ブラシ43の第2面43aの反対側に位置する第1面43bに沿って、整流子33側(ブラケット40の中央側)に延在する第1面63aを形成する第1壁部63を備えている。
ただし、第1壁部63の第1面63aは導電性ブラシ43の第1面43bと平行な面であることに限定されない。
つまり、第1壁部63の第1面63aは、導電性ブラシ43の第1面43bに対して傾斜するように、導電性ブラシ43の第2面43aの反対側に位置する第1面43bに沿って、整流子33側(ブラケット40の中央側)に延在していてもよい。
なお、第1変形部73も、第1変形部72と同様に、ゲルの種類は、2液性硬化タイプ、紫外線硬化タイプ及び熱硬化タイプ等であってよく、特に限定されるものではない。
そして、導電性ブラシ43の第1面43bと第1壁部63の第1面63aの間の第2距離が所定の距離となるように、第1壁部63をブラケット本体40aに設けるようにすればよい。
ただし、第1変形部73が端子部45の第1端部45bに接触することで端子部45に振動が伝わるのを防止する点で、第1変形部73は端子部45の第1端部45bに接触しているほうが好ましい。
したがって、第1変形部72で説明したのと同様に、第1変形部73と第2変形部71の双方が協業して導電性ブラシ43の動きを抑制する。
よって、より一層高い導電性ブラシ43の振動抑制を行うことができ、騒音を大幅に低減することができる。
したがって、導電性ブラシ42及び導電性ブラシ43の寿命が長くなり、モータ10としての寿命も大幅に長くすることができる。
次に、図8を参照しながら、本発明に係る第2実施形態について説明する。
第2実施形態においても、基本的な構成は第1実施形態と同様であり、第1実施形態と異なるのは、ブラケット40の構成だけである。
したがって、以下では、第2実施形態のブラケット40について、主に説明を行い、第1実施形態と同様の点に関しては説明を省略する場合がある。
そして、第1実施形態では、図4及び図5に示したように、第1壁部62,63及び第2壁部60,61が個別に形成されていた。
この第1面63aにおいても、導電性ブラシ43の第1面43bと第1面63aの間の距離を、第1実施形態で説明した第2距離に設定することが好ましい。
なお、第2実施形態における常時接触(常時密着)も、第1実施形態で説明したのと同じ意味に解されるべきものである。
つまり、モータ10の使用過程で剥離が発生する等の特異な状況が発生しない間は、常に接触(密着)しているという意味であり、永遠に接触(密着)し続けるという意味に解されるべきでない点に留意されたい。
次に、図9を参照しながら、本発明に係る第3実施形態について説明する。
第3実施形態においても、基本的な構成は第1実施形態と同様であり、第1実施形態と異なるのは、ブラケット40の第1壁部62,63及び第2壁部60,61の構成だけである。
なお、図9では、アマチュア30に設けられている整流子33の板金33aも併せて図示している。
このため、第1変形部72及び第2変形部70の形状の変化による効果を高めつつ、端子部44の取り付け作業等の作業性をよくすることができる。
このため、第1変形部73及び第2変形部71の形状の変化による効果を高めつつ、端子部45の取り付け作業等の作業性をよくすることができる。
次に、図10を参照しながら、本発明に係る第4実施形態について説明する。
第4実施形態においても、基本的な構成は第1実施形態と同様であり、第1実施形態と異なるのは、第1変形部72,73及び第2変形部70,71の構成だけである。
なお、図10では、アマチュア30に設けられている整流子33の板金33aも併せて図示している。
具体的には、この第2樹脂部は、JIS K6253に従ったゴム硬度(ショアA硬度)が25以上60以下のゴムから選択された1種類のゴムで形成されている。
つまり、第1樹脂部70bは、異なる複数の樹脂(本例では異なる2つの樹脂)で形成されている。
つまり、第1変形部72に異なる複数の樹脂で形成される第1樹脂部を設け、第2変形部70に1種類の樹脂で形成される第2樹脂部を設けるようにしてもよい。
なお、図11では、整流子33の板金33aの位置を中央側に示す一点鎖線の円で模式的に示している。
具体的には、導電性ブラシ42に対して、ブラケット40の凹部85の内壁面の一部で構成される第1壁部62の第1面62a及び第2壁部60の第2面60aが共に整流子33側(ブラケット40の中央側)に向かうにつれて、導電性ブラシ42の第1面42b及び第2面42aからの距離が大きくなる傾斜面として形成されている。
このため、第1変形部72、第1変形部73、第2変形部70及び第2変形部71は、整流子33側に近づくにつれて、その幅が大きくなっている。
また、第1壁部62の第1面62aの整流子33側に繋がる第4面64bが設けられている。
この第4面64bは、端子部44の第1端部44bの一端部44ba以外の部分の延在方向に延在するように設けられている。
この第4面64cは、端子部45の第1端部45bの一端部45ba以外の部分の延在方向に延在するように設けられている。
なお、第5面64dは、第4面64b及び第4面64cに直交する方向に沿って形成されている。
なお、図12では、整流子33の板金33aの位置を中央側に示す一点鎖線の円で模式的に示している。
また、第1壁部63の第1面63a及び第2壁部61の第2面61aが導電性ブラシ43に沿うとともに、導電性ブラシ43が延在する方向にほぼ平行な面となっている点でも異なる。
なお、図13では、整流子33の板金33aの位置を中央側に示す一点鎖線の円で模式的に示している。
また、端子部44の第1端部44bの一端部44ba以外の部分にまで第1変形部72が接触している点でも変形例2と異なる。
また、端子部45の第1端部45bの一端部45ba以外の部分にまで第1変形部73が接触している点でも変形例2と異なる。
したがって、そのような要旨を逸脱しない範囲での種々の変更を行ったものも本発明の技術的範囲に含まれるものであり、そのことは、当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。
Claims (11)
- 整流子を有するアマチュアと、
前記整流子に接触する導電性ブラシと、
前記導電性ブラシが設けられるブラケットと、
前記ブラケットに設けられ、前記導電性ブラシの第1面に沿って前記整流子側に延在する第1面を有する第1壁部と、
前記ブラケットに設けられ、前記導電性ブラシの第1面の反対側に位置する第2面に沿って前記整流子側に延在する第2面を形成する第2壁部と、
前記導電性ブラシの第1面と前記第1壁部の第1面の両方の面に接触するとともに、前記導電性ブラシの動きに応じて変形する第1変形部と、
前記導電性ブラシの第2面と前記第2壁部の第2面の両方の面に接触するとともに、前記導電性ブラシの動きに応じて変形する第2変形部と、を備え、
前記第1変形部は、少なくとも、前記導電性ブラシの根本から前記導電性ブラシが前記整流子に接触するまでの間の前記導電性ブラシの第1面の中央部に接触しており、
前記第1壁部の第1面において、前記導電性ブラシの第1面の中央部に対応する部分がその他の部分よりも前記導電性ブラシの第1面に近い位置に位置する、モータ。 - 整流子を有するアマチュアと、
前記整流子に接触する導電性ブラシと、
前記導電性ブラシが設けられるブラケットと、
前記ブラケットに設けられ、前記導電性ブラシの第1面に沿って前記整流子側に延在する第1面を有する第1壁部と、
前記ブラケットに設けられ、前記導電性ブラシの第1面の反対側に位置する第2面に沿って前記整流子側に延在する第2面を形成する第2壁部と、
前記導電性ブラシの第1面と前記第1壁部の第1面の両方の面に接触するとともに、前記導電性ブラシの動きに応じて変形する第1変形部と、
前記導電性ブラシの第2面と前記第2壁部の第2面の両方の面に接触するとともに、前記導電性ブラシの動きに応じて変形する第2変形部と、を備え、
前記第2変形部は、少なくとも、前記導電性ブラシの根本から前記導電性ブラシが前記整流子に接触するまでの間の前記導電性ブラシの第2面の中央部に接触しており、
前記第2壁部の第2面において、前記導電性ブラシの第2面の中央部に対応する部分がその他の部分よりも前記導電性ブラシの第2面に近い位置に位置する、モータ。 - 前記第1変形部は、前記導電性ブラシの第1面と前記第1壁部の第1面の両方の面に常時、接触しており、
前記第2変形部は、前記導電性ブラシの第2面と前記第2壁部の第2面の両方の面に常時、接触している請求項1又は請求項2に記載のモータ。 - 前記導電性ブラシの根本から前記導電性ブラシが前記整流子に接触するまでの間の長さをLとしたときに、前記第1変形部は、前記導電性ブラシの根本から前記導電性ブラシが前記整流子に接触するまでの間の中央の位置を含む少なくとも前記導電性ブラシの第1面のL/4以上の範囲に接触している請求項1に記載のモータ。
- 前記導電性ブラシの根本から前記導電性ブラシが前記整流子に接触するまでの間の長さをLとしたときに、前記第2変形部は、前記導電性ブラシの根本から前記導電性ブラシが前記整流子に接触するまでの間の中央の位置を含む少なくとも前記導電性ブラシの第2面のL/4以上の範囲に接触している請求項1又は請求項2に記載のモータ。
- 前記第1変形部及び前記第2変形部は、ゲルの硬度がASTM D 2240に従ったタイプ00の硬度で30以上70以下のゲルを含む請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のモータ。
- 前記第1変形部及び前記第2変形部は、稠度が5号以上で60以上165以下のグリスを含む請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のモータ。
- 前記第1変形部又は前記第2変形部は、異なる複数の樹脂で形成される第1樹脂部を含む請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のモータ。
- 前記第1変形部又は前記第2変形部のうち前記第1樹脂部を含まない変形部は、1種類の樹脂で形成される第2樹脂部を含む請求項8に記載のモータ。
- 前記樹脂が、JIS K6253に従ったゴム硬度(ショアA硬度)が25以上60以下のゴムから選択される請求項8又は請求項9に記載のモータ。
- 前記整流子に接触する一対の前記導電性ブラシと、
それぞれの前記導電性ブラシに対応して設けられた2つの前記第1壁部と、
それぞれの前記導電性ブラシに対応して設けられた2つの前記第1変形部と、
それぞれの前記導電性ブラシに対応して設けられた2つの前記第2壁部と、
それぞれの前記導電性ブラシに対応して設けられた2つの前記第2変形部と、を備えている請求項1から請求項10のいずれか1項に記載のモータ。
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