JP2007097327A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸の径方向からギヤが噛合されるウォームを有するモータにおいて、電機子の振動を抑制することができるモータを提供する。
【解決手段】モータ８は、径方向からギヤ１２が噛合されるウォームを有する回転軸９、及びセグメント２９を有し回転軸９に固定された整流子２７を備えた電機子２４と、セグメント２９に摺接するブラシ３３，３４とを備えている。ブラシ３３，３４は、ねじりコイルばね３５，３６によって整流子２７の径方向に沿って該整流子２７に向かって押圧されている。また、電機子２４の外周には、４つの界磁磁石が配置されている。そして、回転軸９のウォームは、回転軸９の軸方向から見て、回転軸９の軸線Ｌ１と、ブラシ３３，３４の整流子２７に対する押圧力の合力に沿った直線Ｌ２との交点を頂点Ｐ１として、直線Ｌ２の周方向両側４５°となる配置範囲内にギヤ１２の径方向の中心Ｏ１が配置されるように該ギヤ１２が噛合される。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータに関するものである。

従来、モータには、周方向に複数配置された界磁磁石の内側に、電機子を回転可能に配置したものが知られている。この電機子は、周方向に間隔を空けて配置された複数個のセグメントを有する整流子と、前記セグメントに電気的に接続される複数のコイルが巻装されたコアとが回転軸に固定されてなる。そして、ピッグテールを介して外部の駆動回路に電気的に接続された陽極側ブラシ及び陰極側ブラシが前記セグメントに摺接されることにより、前記コイルに電流が供給されて回転される。このようなモータでは、様々な要因により電機子が振動する。そして、電機子が振動すると、整流子に摺接された陽極側ブラシ及び陰極側ブラシが振動してしまい、各ブラシに接続されたピッグテールが断線されてしまうことがある。従って、モータにおける電機子の振動抑制が望まれている。

例えば、特許文献１に記載のモータにおいては、奇数個のセグメントを有する整流子に摺接される陽極側ブラシ及び陰極側ブラシは、陽極側ブラシとセグメントとの対向圧接状態と、陰極側ブラシとセグメントとの対向圧接状態とが、整流子の回転位置に拘わらず常に同じとなる位置に配置されている。即ち、陽極側ブラシ及び陰極側ブラシは、陽極側ブラシの周方向の中心がセグメントの周方向の中心に達した時に、陰極側のブラシの周方向の中心が別のセグメントの周方向の中心に達するように配置されている。従って、特許文献１に記載のモータでは、整流のために陽極側ブラシによって短絡されるコイルと、同じく整流のために陰極側ブラシによって短絡されるコイルとが発生する時期が等しくなる。これにより、陽極側ブラシの接触抵抗と、陰極側ブラシの接触抵抗との時間的なずれをなくし、各コイルに供給される電流の電流値が短時間に急激に変化することを抑制して電機子の振動の発生を抑制している。
特開平５−３３６７０９号公報

ところで、自動車のエンジンには、エンジン燃焼室へ吸気されるエアの量を制御調整するためのスロットルバルブ装置が装着されている。このスロットルバルブ装置は、エンジン燃焼室に繋がる吸気管を備えており、該吸気管内には回動軸と一体に回動するスロットルバルブが設けられている。そして、モータの駆動力によってスロットルバルブを回動させて吸気管の開閉を行うことにより、エンジン燃焼室に流入されるエアの速度又は方向が制御される。尚、モータに備えられる電機子の回転軸にはウォームが設けられており、電機子の回転は、径方向から前記ウォームに噛合するギヤを含んで構成された減速機構により減速されて回動軸に伝達される。

ここで、電機子の振動という観点に立つと、スロットルバルブを回動させるためのモータでは、エンジンの振動が減速機構を介して回転軸に伝達され、その結果、電機子が振動してしまうという問題がある。そのため、例えば、特許文献１に記載のモータのように、各コイルに供給される電流の電流値が短時間に急激に変化することを抑制するだけでは、電機子の振動によってピッグテールが断線される虞がある。また、ウォームに噛合されるギヤの同ウォームに対する周方向の位置によっても、電機子の振動の度合いが変化することから、当該ギヤの配置位置によってはピッグテールが断線され易くなることもあり、その対策が必要となる。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、回転軸の径方向からギヤが噛合されるウォームを有するモータにおいて、電機子の振動を抑制することができるモータを提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、径方向からギヤが噛合されるウォームを有する回転軸と、周方向に間隔を空けて配置された複数のセグメントを有し前記回転軸に固定された円筒状の整流子とを備えた電機子と、電気的に接続されたピッグテールを有し前記セグメントに摺接して前記電機子に給電を行うための複数のブラシと、前記ブラシを前記整流子の径方向に沿って前記整流子に向かって押圧する押圧手段と、前記電機子の外周に配置された４以上の偶数個の磁極と、を備えたモータであって、前記ウォームは、前記回転軸の軸方向から見て、前記回転軸の軸線と、前記各ブラシの前記整流子に対する押圧力の合力に沿った直線との交点を頂点として、前記直線の周方向両側略４５°となる配置範囲内に前記ギヤの径方向の中心が配置されるように前記ギヤが噛合されることをその要旨としている。

同構成によれば、複数のブラシは、押圧手段によって整流子の径方向に沿って同整流子に向かって押圧されていることから、回転軸の軸方向から見ると、複数のブラシの整流子に対する合力は、回転軸の軸線と交差すると共に整流子の径方向に沿ったものとなる。従って、複数のブラシの整流子に対する合力に沿った直線は、回転軸の径方向の中心で回転軸の軸線と交差することになる。また、一般的に、ウォームに対して径方向から噛合するギヤは、ウォームに対し、該ウォームとの接点から該ウォームの径方向の中心に向かうような圧力を加えることになる。即ち、ギヤは、電機子に対し径方向に沿ったの圧力を加えることになる。従って、前記合力に沿った直線と回転軸の軸線との交点を頂点として前記直線の周方向両側略４５°となる配置範囲内にギヤの径方向の中心が配置されるようにウォームに対してギヤが噛合されると、ギヤから電機子に対して加えられる圧力の成分のうち、前記直線に沿う方向の成分は、前記直線と直交する方向の成分以上の大きさとなる。このように、ギヤから電機子に加えられる圧力の半分以上が、ブラシの合力に沿った直線に沿うようにギヤが噛合されると、電機子は、ブラシの合力に沿った直線に沿って振動し難くなる。よって、径方向からギヤが噛合されるウォームを有する回転軸を備えたモータは、噛合されるギヤの径方向の中心が配置範囲内に配置されるようにすることにより、電機子の回転時における該電機子の振動を抑制することができる。また、ギヤから電機子に加えられる力の半分以上が、ブラシの合力に沿った直線に沿うようにギヤが噛合されると、電機子の静止時に、ギヤから伝達される振動によって電機子が径方向に振動することも抑制される。これらのことから、回転軸の径方向からギヤが噛合されるウォームを有するモータにおいて、電機子の振動を抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータにおいて、前記ブラシは、２つ設けられると共に、互いに周方向に略９０°の間隔を空けて配置され、前記磁極は４つであり、前記配置範囲は、前記回転軸の軸方向から見て、前記回転軸の軸線上の一点を頂点として２つの前記ブラシがなす略９０°の範囲であることをその要旨としている。

同構成によれば、ウォームと噛合することによりギヤから電機子に対して加えられる圧力の成分のうち、２つのブラシの整流子に対する押圧力の合力の向きと同じ向きとなる成分は、前記合力と直交する方向の成分以上の大きさとなる。従って、電機子は、ギヤ及び２つのブラシによって、主として、２つのブラシの整流子に対する押圧力の合力の方向と同じ一方向に押圧されることから、モータ内における電機子の保持位置が安定し、電機子の振動が抑制される。その結果、整流子に摺接されるブラシの振動が抑制され、ブラシに接続されたピッグテールの断線を抑制することができる。また、配置範囲が２つのブラシの間の略９０°の範囲であることから、ギヤの配置位置を決定しやすい。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のモータにおいて、前記ブラシは、２つ設けられると共に、互いに周方向に略９０°の間隔を空けて配置され、前記磁極は４つであり、前記配置範囲は、前記回転軸の軸方向から見て、前記回転軸の軸線上の一点を頂点として２つの前記ブラシがなす略９０°の範囲に対し、前記頂点を対称の中心として点対称となる範囲であることをその要旨としている。

同構成によれば、ウォームと噛合することによりギヤから電機子に対して加えられる圧力の成分のうち、２つのブラシの整流子に対する押圧力の合力の向きと逆向きとなる成分は、前記合力と直交する方向の成分以上の大きさとなる。従って、電機子は、ギヤ及び２つのブラシによって、主として、２つのブラシの整流子に対する押圧力の合力に沿った直線に沿って二方向に押圧されることから、モータ内における電機子の保持位置が安定し、電機子の振動が抑制される。その結果、整流子に摺接するブラシの振動が抑制され、ブラシに接続されたピッグテールの断線を抑制することができ、ピッグテールの断線を防止するための対策を別途行わなくてもよくなる。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載のモータにおいて、前記ウォームは、前記回転軸の軸方向から見て、２つの前記ブラシの前記整流子に対する押圧力の合力に沿った前記直線上に、前記ギヤの径方向の中心が配置されるように前記ギヤが噛合されることをその要旨としている。

同構成によれば、回転軸の軸方向から見て、ウォームに噛合されるギヤの径方向の中心が、２つのブラシの整流子に対する押圧力の合力に沿った直線上に配置されるため、ギヤから電機子に加えられる圧力は、前記直線に沿うものとなる。そして、ギヤから電機子に対して加えられる圧力が、２つのブラシの整流子に対する押圧力の合力の向きと同じ向きとなる場合には、電機子は、ギヤ及びブラシによって一方向に押圧されることになり、モータ内における電機子の保持位置がより安定し、電機子の振動がより抑制される。一方、ギヤから電機子に対して加えられる圧力が、２つのブラシの整流子に対する押圧力の合力の向きと逆向きとなる場合には、電機子は、ギヤ及びブラシによって前記合力の直線に沿った二方向に押圧されることになり、モータ内における電機子の保持位置がより安定し、電機子の振動がより抑制される。その結果、整流子に摺接するブラシの振動がより抑制され、ブラシに接続されたピッグテールの断線をより抑制することができ、ピッグテールの断線を防止するための対策を別途行わなくてもよくなる。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のモータにおいて、前記回転軸は、滑り軸受により回転可能に支持されていることをその要旨としている。
同構成によれば、回転軸は滑り軸受によって回転可能に支持される。従って、回転軸を回転可能に支持するために、例えば転がり軸受が用いられる場合よりも製造コストを小さく抑えることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項２乃至請求項５の何れか１項に記載のモータにおいて、自動車のエンジン燃焼室に繋がる筒状の吸気管と、前記吸気管に対して回動可能に設けられた回動軸に固着され前記回動軸と共に回動することにより前記吸気管を開閉可能なスロットルバルブと、前記ギヤを有して構成され前記回転軸の回転を減速して前記回動軸に伝達する減速機構と、を有するスロットルバルブ装置に備えられ、前記電機子は、前記回転軸の軸線が水平となるように配置され、２つの前記ブラシのうち何れか一方は、前記整流子の鉛直方向上側に配置され、２つの前記ブラシのうち何れか他方は、前記押圧手段により前記吸気管の延びる方向に沿って前記整流子に押圧されるように配置されていることをその要旨としている。

同構成によれば、電機子に働く重力により、該電機子の鉛直方向の振動が抑制される。従って、整流子の鉛直方向上側に配置されたブラシの振動が更に抑制される。また、一般的に、スロットルバルブ装置において吸気管の延びる方向の振動は小さいことから、前記押圧手段により吸気管の延びる方向に沿って整流子に押圧されるように配置されたブラシは、振動し難くなる。これらのことから、ピッグテールの断線を更に抑制することができ、ピッグテールの断線を防止するための対策を別途行わなくてもよくなる。

本発明によれば、回転軸の径方向からギヤが噛合されるウォームを有するモータにおいて、電機子の振動を抑制可能なモータを提供することができる。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態にかかるモータの径方向断面図である。このモータは、図２に示すスロットルバルブ装置に備えられている。このスロットルバルブ装置は、自動車のエンジンに装着され、エンジン燃焼室へ吸気されるエアの量を制御調整するための装置である。

まず、スロットルバルブ装置について説明する。
図２に示すように、スロットルボディ１には、図２において紙面垂直方向に延びる吸気管２が形成されている。円筒状の吸気管２は、図示しないエンジンシリンダに接続されている。この吸気管２の径方向の両側（図２においては左右方向の両側）には、支持部材３，４がそれぞれ形成されており、この支持部材３，４によって吸気管２内を横切る回動軸５が回動可能に支持されている。回動軸５には、スロットルバルブ６が一体回動可能に固定されている。スロットルバルブ６は、吸気管２内で回動軸５を中心に回動することにより吸気管２を開閉し、該吸気管２を通過してエンジン燃焼室Ｒへ流入するエアの量を調整する。

また、前記スロットルボディ１には、吸気管２よりも下方となる位置にモータ収容凹部７が形成されており、該モータ収容凹部７には、前記回動軸５を回動させるためのモータ８、即ち本実施形態にかかるモータ８が収容されている。尚、モータ収容凹部７の開口部は、前記支持部材３によって閉塞されている。モータ収容凹部７に収容されたモータ８は、その回転軸９の軸線Ｌ１が水平となるように、且つ回転軸９の軸線Ｌ１が前記吸気管の延びる方向と直交するように配置されている。このモータ８は、スロットルバルブ装置の外部に設けられた制御部１１によりその駆動が制御される。

前記回動軸５の一端（図２において左側の端）は、複数のギヤ１２〜１４から構成された減速機構１５を介して前記モータ８の回転軸９に連結されている。尚、回動軸５には、戻しばね１６が設けられており、この戻しばね１６はスロットルバルブ６が吸気管２を閉じる方向に回動するように回動軸５を常時付勢している。従って、モータ８が駆動されると、モータ８の回転は減速機構１５を介して回動軸５に伝達され、該回動軸５が回動することによりスロットルバルブ６が吸気管２を開けるように回動する。一方、スロットルバルブ６が吸気管２を開けるように駆動されないときは、戻しばね１６により回動軸５が付勢されるため、スロットルバルブ６は吸気管２を閉じている。

また、前記支持部材４には、スロットルバルブ６の回動に応じた検出信号を出力する開度センサ１７が設けられている。前記制御部１１は、開度センサ１７からの検出信号、及び自動車の室内に設けられたアクセルペダルの踏み込み量、エンジン回転数、車速等の信号が入力されると、それらの信号に基づいてモータ８を制御する。つまり、制御部１１は、アクセルペダルの踏み込み量、エンジン回転数、車速等の信号に応じてスロットルバルブの回動量を調整し、吸気管２に接続されたエンジンシリンダ（図示略）内に流入させるエアの速度及び方向を制御する。

詳しくは、制御部１１は、前記各種信号が入力されると、それらの信号に基づいてスロットルバルブ６の目標開度を設定し、開度センサ１７からの検出信号がその目標開度に達するようにモータ８を駆動する。そして、制御部１１は、スロットルバルブ６の開度が目標開度に達したとき、スロットルバルブ６の開度を保持すべく回転軸９の回転位置を一定に保持する。

次に、モータ８について説明する。
図１に示すように、モータ８のヨークハウジング２１は、磁気透過性を有する材料よりなり、有底円筒状をなしている。そして、ヨークハウジング２１の開口部は、隅丸長方形の板状をなす軸受ホルダ２２により閉塞されている。

図３は、モータ８をヨークハウジング２１の開口部側から見た図である。図３に示すように、ヨークハウジング２１の内周面には、４つの界磁磁石２３が接着固定されている。即ち、モータ８は、４つの界磁磁石２３を有することにより、４つの磁極を備えている。そして、ヨークハウジング２１内において、界磁磁石２３よりも径方向内側には、電機子２４が配置されている。図３においては、電機子２４を一点鎖線にて図示している。

ヨークハウジング２１の底部２１ａの中央には、円環状の滑り軸受２５が固設されており、該滑り軸受２５の内周面には軸受メタル２５ａが固定されている。また、図１に示すように、軸受ホルダ２２において、滑り軸受２５と軸方向に対向する位置には、円環状の滑り軸受２６が固設されている。この滑り軸受２６の内周面にも、滑り軸受２５と同様に、軸受メタル（図示略）が固定されている。そして、電機子２４の回転軸９は、これら滑り軸受２５，２６によって回転可能に支持されている。尚、滑り軸受２５の軸受メタル２５ａの内周面及び滑り軸受２６の軸受メタルの内周面と、回転軸９の外周面との間には、該軸受メタル内に含浸された潤滑剤が介在されており、この潤滑剤によって、回転軸９の回転が滑らかなものとされている。

図２に示すように、回転軸９の一端は、軸受ホルダ２２の中央部から、該軸受ホルダ２２及びヨークハウジング２１により形成される空間の外部に突出している。そして、回転軸９の外部に突出した部位には、前記減速機構１５の第１減速ギヤ１２と噛合するウォーム９ａが形成されている。

また、図１に示すように、回転軸９には、滑り軸受２５，２６間となる部位に、コア（図示略）が固定されている。このコアには、複数のコイル（図示略）が重ね巻にて巻回されている。更に、回転軸９には、コアと滑り軸受２６との間となる部位に、整流子２７が固定されている。整流子２７は、絶縁性を有する円筒状の絶縁体２８と、該絶縁体２８の外周面に固着された複数（本実施形態では８つ）のセグメント２９とから構成されている。複数のセグメント２９は、周方向に隣り合うセグメント２９との間に間隔を空けて配置されており、各セグメント２９には、前記コイルの端部が電気的に接続されている。また、互いの間隔が周方向に１８０°となるセグメント２９同士は、短絡線（図示略）により電気的に接続されている。

前記軸受ホルダ２２において、ヨークハウジング２１と軸方向に対向する部位には、筒状のブラシホルダ３１，３２が配設されている。ブラシホルダ３１，３２は、その一端開口部が整流子２７に対向すると共に、その長手方向が整流子２７の径方向に沿うように配置されている。また、２つのブラシホルダ３１，３２は、回転軸９の軸方向から見て、回転軸９の軸線Ｌ１上の一点を頂点Ｐ１として互いに９０°をなすように配置されている。そして、ブラシホルダ３１には陽極側ブラシ３３が収容され、ブラシホルダ３２には陰極側ブラシ３４が収容されている。これらの陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４は、略直方体状をなしている。因みに、本実施形態のモータ８においては、互いに１８０°をなすセグメント２９同士が短絡線にて短絡されていることから、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４は、それぞれ１つずつ設けられる。

陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４は、それぞれブラシホルダ３１に収容されることにより、周方向に互いに９０°の間隔を開けて配置される。また、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４は、その先端が整流子２７の外周面、即ちセグメント２９に摺接されると共に、その後端がねじりコイルばね３５，３６（押圧手段）によって整流子２７側に押圧されている。ねじりコイルばね３５，３６は軸受ホルダ２２に固定されていると共に、本実施形態では、ねじりコイルばね３５とねじりコイルばね３６との押圧力は同等になっている。

陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４は、ねじりコイルばね３５，３６によって整流子２７の径方向に沿って整流子２７に向かって押圧されることにより、整流子２７を径方向に沿って押圧する。そして、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４の整流子２７に対する押圧力の合力は、図１において、回転軸９の軸線Ｌ１上の一点を始点とすると、矢印αにて示す方向に向かう力となる。詳しくは、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４の整流子２７に対する押圧力の合力は、回転軸９の軸方向から見て、回転軸９の軸線Ｌ１上の一点を始点とすると、回転軸９の軸線Ｌ１上の一点を頂点Ｐ１として陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４がなす２７０°の範囲を二分する方向に向かう力となる。

また、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４におけるコア側（軸受ホルダと逆側）の面には、ピッグテール３７，３８の一端が電気的に接続されている。ピッグテール３７，３８の他端は、前記制御部１１に電気的に接続される給電用ターミナル４１，４２に電気的に接続されている。そして、ブラシホルダ３１，３２におけるコア側の側壁には、径方向に沿って溝３１ａ，３２ａが形成されており、当該溝３１ａ，３２ａ内にピッグテール３７，３８が配置されることにより、ピッグテール３７，３８が接続された陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４の径方向の移動が可能となっている。

前記軸受ホルダ２２の四隅には、取付け孔２２ａが形成されており、軸受ホルダ２２は、これらの取付け孔２２ａに螺子等が挿通されて締め付けられることにより前記支持部材３に対して固定される。これにより、図２に示すように、モータ８は、支持部材３に対して固定される。そして、モータ８は、支持部材３に固定された状態で、前記モータ収容凹部７内に収容されている。また、モータ８がモータ収容凹部７内に収容された状態では、回転軸９は、の軸線Ｌ１が水平となるように配置され、これにより、電機子２４は水平に配置されている。更に、モータ８がモータ収容凹部７内に収容された状態では、回転軸９において、ヨークハウジング２１及び軸受ホルダ２２に囲まれた空間から突出した部分、即ち、ウォーム９ａが形成された部分は、支持部材３を突き抜けて、モータ収容凹部７から突出している。尚、図１においては、支持部材３の図示を省略している。

また、図１及び図２に示すように、モータ収容凹部７内に収容されたモータ８においては、陽極側ブラシ３３は、整流子２７の鉛直方向上側で、ねじりコイルばね３５により鉛直方向に沿って押圧されるように配置される。一方、陰極側ブラシ３４は、ねじりコイルばね３６によって吸気管２の延びる方向に沿って押圧されるように配置される。従って、陽極側ブラシ３３の整流子２７に対する押圧力は上下方向に沿い、陰極側ブラシの整流子に対する押圧力は吸気管２の延びる方向に沿うことになる。

そして、モータ収容凹部７内に収容されたモータ８のウォーム９ａには、図１に示すように、回転軸９の軸方向から見て、その径方向の中心Ｏ１が、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４の整流子２７に対する押圧力の合力に沿った直線Ｌ２上に配置された第１減速ギヤ１２が噛合される。詳しくは、本第１実施形態では、第１減速ギヤ１２は、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４がなす９０°の範囲内で、その径方向の中心Ｏ１が前記直線Ｌ２上に配置される。従って、ウォーム９ａと噛合することにより第１減速ギヤ１２が該ウォーム９ａに加える圧力の方向は、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４の整流子２７に対する押圧力の合力の方向と同じ方向となる。その結果、電機子２４は、陽極側ブラシ３３、陰極側ブラシ３４及び第１減速ギヤ１２によって直線Ｌ２に沿った一方向に押圧されるため、第１減速ギヤ１２が他の位置からウォーム９ａに噛合される場合よりも、モータ８内における該電機子２４の保持位置が安定し、振動し難くなる。

因みに、本実施形態のモータ８を４極のモータとしたのは、２極のモータに比べて、ブラシ間に形成される並列回路の対数が多くなり、モータの体格が同じ場合には、ブラシ間の巻線抵抗が小さくなる等の理由からである。詳しくは、４極のモータにおけるブラシ間の並列回路の対数は「４」であるが、２極のモータにおけるブラシ間の並列回路の対数は「２」である。従って、巻線数が同数の場合には、２極のモータよりも４極のモータの方がブラシ間の巻線抵抗が小さくなる。このように、巻線抵抗が小さくなると、同じ体格であっても、出力トルクを大きくすることができる。

上記のように構成されたモータ８では、制御部１１により、ピッグテール３７，３８及びブラシ３３，３４を介してコイルに通電されると、電機子２４が回転する。電機子２４の回転は、回転軸９からウォーム９ａに噛合された第１減速ギヤ１２に伝達され、回動軸５に伝達される。

上記したように、本第１実施形態によれば、以下の作用・効果を有する。
（１）回転軸９の軸方向から見て、ウォーム９ａに噛合される第１減速ギヤ１２の径方向の中心Ｏ１が、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４の整流子２７に対する押圧力の合力に沿った直線Ｌ２上に配置されるため、第１減速ギヤ１２から加えられる圧力は、前記直線Ｌ２に沿うものとなる。そして、本第１実施形態のように、第１減速ギヤ１２から電機子２４に対して加えられる圧力が、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４の整流子２７に対する合力の向きと同じ向きとなる場合には、電機子２４は、第１減速ギヤ１２及び陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４によって直線Ｌ２に沿った一方向に押圧されることになる。このように、第１減速ギヤ１２、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４によって直線Ｌ２に沿った一方向に電機子２４が押圧されることにより、モータ８内における該電機子２４の保持位置が安定し、電機子２４の振動が抑制される。その結果、整流子２７に摺接する陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４の振動が抑制され、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４に接続されたピッグテール３７，３８の断線を抑制することができ、ピッグテール３７，３８の断線を防止するための対策を別途行わなくてもよくなる。

（２）回転軸９は、滑り軸受２５，２６によって回転可能に支持されている。従って、回転軸９を回転可能に支持するために、例えば転がり軸受が用いられる場合よりも製造コストを小さく抑えることができる。また、本実施形態のように、滑り軸受２５，２６の内周面に軸受メタル２５ａが固定されている場合、回転軸９の回転によって各軸受メタル２５ａが摩耗し、回転軸９と各軸受メタル２５ａとの間のクリアランスが大きくなることがある。回転軸９と各軸受メタル２５ａとの間のクリアランスが大きくなると、電機子２４が振動し易くなるが、本実施形態では、電機子２４は、第１減速ギヤ１２、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４によって直線Ｌ２に沿った一方向に押圧されることから、電機子２４の振動は抑制される。そして、電機子２４の振動が抑制されることから、各軸受メタル２５ａの摩耗を抑制することができ、各軸受メタル２５ａの寿命を長くすることができる。

（３）モータ８がモータ収容凹部７内に収容された状態では、電機子２４は、水平に配置されている。また、同状態では、陽極側ブラシ３３は、整流子２７の鉛直方向上側に配置され、陰極側ブラシ３４は、ねじりコイルばね３６によって吸気管２の延びる方向に沿って押圧されるように配置されている。従って、電機子２４に働く重力により、該電機子２４の振動が抑制され、ひいては、電機子２４の鉛直方向上側に配置された陽極側ブラシ３３の振動が更に抑制される。また、一般的に、スロットルバルブ装置において吸気管２の延びる方向の振動は小さいことから、ねじりコイルばね３６により吸気管２の延びる方向に沿って整流子２７に押圧されるように配置された陰極側ブラシ３４は、振動し難くなる。これらのことから、ピッグテール３７，３８の断線を更に抑制することができ、ピッグテール３７，３８の断線を防止するための対策を別途行わなくてもよくなる。

（４）一般的に、モータ８の始動時は、モータ８の温度が低いため、滑り軸受２５の軸受メタル２５ａ及び滑り軸受２６の軸受メタルと回転軸９との間に介在された潤滑剤の潤滑作用が十分に発揮されないことがある。このように、潤滑剤の潤滑作用が十分に発揮されないと、各軸受メタル２５ａと回転軸９との間の摺動が滑らかでなくなり、回転軸９が振動して異音が発生することがある。しかしながら、本実施形態では、電機子２４は、第１減速ギヤ１２、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４によって直線Ｌ２に沿った一方向に押圧されることから、潤滑剤の潤滑作用が十分に発揮されないために発生する回転軸９の振動を抑制し、異音の発生を抑制することができる。

（５）モータ８は、４つの界磁磁石２３を備えることにより４つの磁極を有している。従って、６極以上の磁極を備えるモータよりも、界磁磁石の数が少なくてすむため、６極以上の磁極を備えるモータよりも小型化しやすい。

（６）互いの間隔が周方向に１８０°となるセグメント２９同士が、短絡線により電気的に接続されていることから、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４はそれぞれ１つずつ備えられている。従って、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４がそれぞれ２つずつ備えられた場合に比べて、全ブラシと整流子２７との間の摺動抵抗が小さくなる。その結果、電機子２４の空転を阻止する方向に働く空転阻止トルクが小さくなる。よって、モータ８への通電を停止した時に、戻しばね１６の付勢力により回動される回動軸５の回動を妨げることが抑制され、スロットルバルブ６の閉動作の応答性を向上させることができる。

（７）モータ８が高トルク化されると、電機子に供給される電流量が大きくなる。すると、ピッグテール３７，３８が発熱することから、ピッグテール３７，３８は断線されやすくなる。しかしながら、本実施形態では、第１減速ギヤ１２、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４によって直線Ｌ２に沿った一方向に電機子２４を押圧して該電機子２４の振動を抑制しているため、モータ８を高トルク化した場合であっても、ピッグテール３７，３８の断線を抑制することができる。

（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態を図面に従って説明する。尚、上記第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図４に示すように、本第２実施形態では、ウォーム９ａに噛合される第１減速ギヤ１２の配置位置が上記第１実施形態と異なる。言い換えると、本第２実施形態では、第１実施形態と比較して、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４に対する第１減速ギヤ１２の配置位置が異なる。

詳述すると、モータ収容凹部７内に収容されたモータ８のウォーム９ａには、上記第１実施形態と同様に、回転軸９の軸方向から見て、その径方向の中心Ｏ１が、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４の整流子２７に対する押圧力の合力に沿った直線Ｌ２上に配置された第１減速ギヤ１２が噛合される（図１参照）。そして、本第２実施形態では、第１減速ギヤ１２は、回転軸９の軸方向から見て、前記回転軸９の軸線Ｌ１上の一点を頂点Ｐ１として陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４がなす９０°の範囲Ａ１に対し、前記頂点Ｐ１を対称の中心として点対称となる範囲Ａ２内で、その径方向の中心Ｏ１が前記直線Ｌ２上に配置される。従って、ウォーム９ａと噛合することにより第１減速ギヤ１２が該ウォーム９ａに加える圧力の方向は、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４の整流子２７に対する押圧力の合力の方向と逆方向となる。その結果、電機子２４は、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４と、第１減速ギヤ１２とによって、前記直線Ｌ２に沿って互いに逆向きとなる二方向に押圧されることから、第１減速ギヤ１２が他の位置からウォーム９ａに噛合される場合よりも、軸受メタル２５ａの内側で回転軸９の位置が安定する。よって、モータ８内における該電機子２４の保持位置が安定し、電機子２４は振動し難くなる。

尚、陰極側ブラシ３４及び陽極側ブラシ３３の整流子２７に対する押圧力の合力の大きさと、第１減速ギヤから電機子２４に加えられる圧力の大きさとが同等である場合には、回転軸９の軸線Ｌ１がモータ８の中心に位置し易く、電機子２４の振動をより抑制することができる。

上記したように、本第２実施形態によれば、上記第１実施形態の（２），（３），（５），（６）の作用・効果に加えて、以下の作用・効果を有する。
（１）回転軸９の軸方向から見て、ウォーム９ａに噛合される第１減速ギヤ１２の径方向の中心Ｏ１が、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４の整流子２７に対する押圧力の合力に沿った直線Ｌ２上に配置されるため、第１減速ギヤ１２から加えられる圧力は、前記直線Ｌ２に沿うものとなる。そして、本第２実施形態のように、第１減速ギヤ１２から電機子２４に対して加えられる圧力が、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４の整流子２７に対する合力の向きと逆向きとなる場合には、電機子２４は、第１減速ギヤ１２、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４によって直線Ｌ２に沿った二方向に押圧されることになる。従って、電機子２４は、第１減速ギヤ１２及び陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４によって直線Ｌ２に沿った二方向に押圧されることにより、モータ８内における該電機子２４の保持位置が安定し、電機子２４の振動が抑制される。その結果、整流子２７に摺接する陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４の振動が抑制され、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４に接続されたピッグテール３７，３８の断線を抑制することができピッグテール３７，３８の断線を防止するための対策を別途行わなくてもよくなる。

（２）本実施形態では、電機子２４は、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４の整流子２７に対する押圧力の合力に沿った直線Ｌ２に沿って一方向に押圧されるのではなく、同直線Ｌ２に沿った二方向に押圧される。従って、回転軸９の外周面と各軸受メタル２５ａの内周面との間の摺動抵抗が、上記第１実施形態よりも小さくなる。よって、上記第１実施形態に比べて、電機子２４の空転を阻止する方向に働く空転阻止トルクが小さくなることから、モータ８への通電を停止した時に、戻しばね１６の付勢力により回動される回動軸５の回動を妨げることがより抑制され、スロットルバルブ６の閉動作の応答性をより向上させることができる。また、電機子２４が前記直線Ｌ２に沿った二方向に押圧されると、回転軸９が各軸受メタル２５ａを局所的に押圧する力が上記第１実施形態と比べて小さくなる。よって、上記第１実施形態よりも軸受メタル２５ａの寿命を長くすることができる。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態では、界磁磁石２３は、ヨークハウジング２１に対して接着により固定されているが、ヨークハウジング２１に対して固着されるのであれば、接着以外の方法で固定されるものであってもよい。例えば、周方向に隣り合う界磁磁石２３間に、スプリングを配置し、このスプリングによってヨークハウジング２１に対して界磁磁石２３が固定される構成としてもよい。

・上記各実施形態では、ブラシホルダ３１に陽極側ブラシ３３が収容され、ブラシホルダ３２に陰極側ブラシ３４が収容されているが、ブラシホルダ３１に陰極側ブラシ３４が収容され、ブラシホルダ３２に陽極側ブラシ３３が収容されてもよい。

・上記各実施形態では、モータ８は、回転軸９の軸線Ｌ１が水平となるように配置されているが、第１減速ギヤ１２が径方向からウォーム９ａに噛合されるのであれば、モータ８の配置の方向はこれに限らない。例えば、モータ８は、回転軸９の軸線Ｌ１が鉛直方向に沿うように配置されてもよい。

・上記各実施形態では、４つの界磁磁石２３を備えることにより４つの磁極が設けられているが、ゴムマグネット等を利用して、界磁磁石を１つとしてもよい。この場合、１つのゴムマグネットは、４つの磁極を有する。また、２つの界磁磁石を備えることにより４つの磁極が設けられる構成としてもよい。

・上記各実施形態では、回転軸９は、滑り軸受２５，２６により回転可能に支持されている。しかしながら、回転軸９は、転がり軸受によって回転可能に支持されてもよい。
・上記実施形態では、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４を整流子２７の径方向に沿って整流子２７に向かって押圧する押圧手段として、ねじりコイルばね３５，３６を用いたが、押圧手段は、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４を押圧可能なものであればこれに限らない。例えば、押圧手段は、圧縮コイルばねであってもよい。

・上記各実施形態では、モータ８は、４つの磁極を備えているが、４より大きい偶数個の磁極を備えるものであってもよい。この場合、ブラシの数は２つに限らず、適宜変更してもよい。但し、磁極の数が６以上となる場合であって、陽極側ブラシ及び陰極側ブラシをそれぞれ１つずつ備える場合には、互いのブラシの整流子に対する押圧力の合力が零とならないように配置されるのであれば、２つのブラシ間の間隔は９０°でなくてもよい。また、電機子が水平に配置される場合には、押圧手段により押圧される複数のブラシの整流子に対する押圧力の方向が、水平方向に沿うように、若しくは水平方向より上向きとなるように各ブラシを配置するとよい。このようにすると、電機子に働く重力により、ブラシの整流子に対する押圧力が打ち消されることが防止される。

・上記各実施形態では、モータ収容凹部７内に収容されたモータ８のウォーム９ａには、回転軸９の軸方向から見て、その径方向の中心Ｏ１が、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４の整流子２７に対する押圧力の合力に沿った直線Ｌ２上に配置された第１減速ギヤ１２が噛合される。しかしながら、ウォーム９ａは、直線Ｌ２上にその径方向の中心Ｏ１が配置された第１減速ギヤ１２が噛合されるものでなくてもよい。即ち、第１減速ギヤ１２の配置位置は、上記各実施形態にて例示した位置に限らない。第１減速ギヤ１２は、回転軸９の軸方向から見て、回転軸９の軸線Ｌ１と、複数のブラシの整流子２７に対する押圧力の合力に沿った直線との交点を頂点として、当該直線の周方向両側略４５°となる配置範囲内に第１減速ギヤ１２の径方向の中心Ｏ１が配置されるように、前記ウォーム９ａに対して噛合されればよい。即ち、ウォーム９ａは、前記配置範囲内に径方向の中心Ｏ１が配置された第１減速ギヤ１２に噛合されればよい。尚、略４５°とは、４５°を含むと共に、４５°よりも数度程度小さい値をも含む値である。また、「複数のブラシの整流子２７に対する押圧力の合力に沿った直線」は、図示はしないが、以下、説明の便宜上、符号「Ｌ３」を付すことにする。

このようにすると、複数のブラシは、押圧手段によって整流子２７の径方向に沿って同整流子２７に向かって押圧されていることから、回転軸９の軸方向から見ると、複数のブラシの整流子に対する合力は、回転軸９の軸線Ｌ１と交差すると共に整流子２７の径方向に沿ったものとなる。従って、複数のブラシの整流子２７に対する合力に沿った直線Ｌ３は、回転軸９の径方向の中心で回転軸９の軸線Ｌ１と交差することになる。また、一般的に、ウォーム９ａに対して径方向から噛合する第１減速ギヤ１２は、ウォーム９ａに対し、該ウォーム９ａとの接点から該ウォーム９ａの径方向の中心に向かうような圧力を加えることになる。即ち、第１減速ギヤ１２は、電機子２４に対し径方向に沿った圧力を加えることになる。従って、直線Ｌ３の周方向両側略４５°となる配置範囲内に第１減速ギヤ１２の径方向の中心が配置されるように、ウォーム９ａに第１減速ギヤ１２が噛合されると、第１減速ギヤ１２から電機子２４に対して加えられる圧力の成分のうち、直線Ｌ３に沿う方向の成分は、直線Ｌ３と直交する方向の成分以上の大きさとなる。このように、第１減速ギヤ１２から電機子２４に加えられる圧力の半分以上が、ブラシの合力に沿った直線Ｌ３に沿うようにギヤが噛合されると、電機子２４は、ブラシの合力に沿った直線Ｌ３に沿って振動し難くなる。よって、径方向から第１減速ギヤ１２が噛合されるウォーム９ａを有する回転軸９を備えたモータ８は、噛合される第１減速ギヤ１２の径方向の中心が配置範囲内に配置されるようにすることにより、電機子２４の回転時における該電機子２４の振動を抑制することができる。また、第１減速ギヤ１２から電機子２４に加えられる圧力の半分以上が、ブラシの合力に沿った直線Ｌ３に沿うように第１減速ギヤ１２が噛合されると、電機子２４の静止時に、第１減速ギヤ１２から伝達される振動によって電機子２４が径方向に振動することも抑制される。これらのことから、回転軸９の径方向から第１減速ギヤ１２が噛合されるウォーム９ａを有するモータ８において、電機子２４の振動を抑制することができる。

従って、例えば、上記各実施形態のモータ８においては、図５に示すように、回転軸９の軸方向から見て、回転軸９の軸線Ｌ１上の一点を頂点Ｐ１として陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４がなす９０°の範囲を第１減速ギヤ１２の径方向の中心Ｏ１が配置される配置範囲Ａ３としてもよい。また、回転軸９の軸方向から見て、回転軸９の軸線Ｌ１上の一点を頂点Ｐ１として陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４がなす９０°の範囲に対し、前記頂点Ｐ１を対称の中心として点対称となる範囲を配置範囲Ａ４としてもよい。

・回転軸９の軸線Ｌ１が水平となるようにモータ８（電機子２４）が配置される場合には、ウォーム９ａは、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４の整流子２７に対する押圧力と、電機子２４に働く重力との合力に沿った直線上に、第１減速ギヤ１２の径方向の中心Ｏ１が配置されるように該第１減速ギヤ１２が噛合される構成であってもよい。このようにしても、上記各実施形態と同様に、電機子２４を、陽極側ブラシ３３及び陰極側ブラシ３４の整流子２７に対する押圧力と電機子２４に働く重力との合力に沿った直線に沿った一方向若しくは二方向に押圧することができる。よって、回転軸９の径方向から第１減速ギヤ１２が噛合されるウォーム９ａを有するモータ８において、電機子２４の振動を抑制することができる。

・上記各実施形態では、モータ８は、スロットルバルブ装置に用いられているが、スロットルバルブ装置以外に、ウォーム９ａに対して径方向からギヤが噛合される装置に用いられてもよい。

上記各実施形態、及び上記各変更例から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（イ）請求項１に記載のモータにおいて、前記電機子は、前記回転軸が水平となるように配置され、前記ウォームは、前記回転軸の軸方向から見て、前記回転軸の軸線を通り、前記各ブラシの前記整流子に対する押圧力と前記電機子に働く重力との合力に沿った直線上に前記ギヤの径方向の中心が配置されるように前記ギヤが噛合されることを特徴とするモータ。このようにすると、２つのブラシの整流子に対する対する押圧力と電機子に働く重力との合力に沿った直線に沿って、電機子２４を一方向若しくは二方向に押圧することができる。よって、回転軸の径方向からギヤが噛合されるウォームを有するモータにおいて、電機子の振動を抑制することができる。

第１実施形態のモータの断面図。 スロットルバルブ装置の概略構成図。 開口部側から見たヨークハウジングの側面図。 第２実施形態のモータの断面図。 別の形態の配置範囲を示すためのモータの断面図。

符号の説明

２…吸気管、５…回動軸、６…スロットルバルブ、８…モータ、９…回転軸、９ａ…ウォーム、１２…ギヤとしての第１減速ギヤ、１５…減速機構、２３…磁極を構成する界磁磁石、２４…電機子、２５，２６…滑り軸受、２７…整流子、２９…セグメント、３３…ブラシとしての陽極側ブラシ、３４…ブラシとしての陰極側ブラシ、３５，３６…押圧手段としてのねじりコイルばね、３７，３８…ピッグテール、Ａ１…回転軸の軸線上の一点を頂点として２つのブラシがなす９０°の範囲、Ａ２…点対称となる範囲、Ａ３，Ａ４…配置範囲、Ｌ１…軸線、Ｌ２，Ｌ３…ブラシの整流子に対する合力に沿った直線、Ｏ１…ギヤの径方向の中心、Ｐ１…頂点、Ｒ…エンジン燃焼室。

Claims (6)

1. 径方向からギヤが噛合されるウォームを有する回転軸と、周方向に間隔を空けて配置された複数のセグメントを有し前記回転軸に固定された円筒状の整流子とを備えた電機子と、
   電気的に接続されたピッグテールを有し前記セグメントに摺接して前記電機子に給電を行うための複数のブラシと、
   前記ブラシを前記整流子の径方向に沿って前記整流子に向かって押圧する押圧手段と、
   前記電機子の外周に配置された４以上の偶数個の磁極と、
   を備えたモータであって、
   前記ウォームは、前記回転軸の軸方向から見て、前記回転軸の軸線と、前記各ブラシの前記整流子に対する押圧力の合力に沿った直線との交点を頂点として、前記直線の周方向両側略４５°となる配置範囲内に前記ギヤの径方向の中心が配置されるように前記ギヤが噛合されることを特徴とするモータ。
2. 請求項１に記載のモータにおいて、
   前記ブラシは、２つ設けられると共に、互いに周方向に略９０°の間隔を空けて配置され、
   前記磁極は４つであり、
   前記配置範囲は、前記回転軸の軸方向から見て、前記回転軸の軸線上の一点を頂点として２つの前記ブラシがなす略９０°の範囲であることを特徴とするモータ。
3. 請求項１に記載のモータにおいて、
   前記ブラシは、２つ設けられると共に、互いに周方向に略９０°の間隔を空けて配置され、
   前記磁極は４つであり、
   前記配置範囲は、前記回転軸の軸方向から見て、前記回転軸の軸線上の一点を頂点として２つの前記ブラシがなす略９０°の範囲に対し、前記頂点を対称の中心として点対称となる範囲であることを特徴とするモータ。
4. 請求項２又は請求項３に記載のモータにおいて、
   前記ウォームは、前記回転軸の軸方向から見て、２つの前記ブラシの前記整流子に対する押圧力の合力に沿った前記直線上に、前記ギヤの径方向の中心が配置されるように前記ギヤが噛合されることを特徴とするモータ。
5. 請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のモータにおいて、
   前記回転軸は、滑り軸受により回転可能に支持されていることを特徴とするモータ。
6. 請求項２乃至請求項５の何れか１項に記載のモータにおいて、
   自動車のエンジン燃焼室に繋がる筒状の吸気管と、前記吸気管に対して回動可能に設けられた回動軸に固着され前記回動軸と共に回動することにより前記吸気管を開閉可能なスロットルバルブと、前記ギヤを有して構成され前記回転軸の回転を減速して前記回動軸に伝達する減速機構と、を有するスロットルバルブ装置に備えられ、
   前記電機子は、前記回転軸の軸線が水平となるように配置され、
   ２つの前記ブラシのうち何れか一方は、前記整流子の鉛直方向上側に配置され、
   ２つの前記ブラシのうち何れか他方は、前記押圧手段により前記吸気管の延びる方向に沿って前記整流子に押圧されるように配置されていることを特徴とするモータ。

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