JP2007221883A - モータ装置、及びモータ装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 機械的摩擦を与えずにブラシを整流子に設置すること。
【解決手段】 エンドプレート２の内部表面に、１対のブラシ回転軸２９を垂直に設ける。そして、ブラシ回転軸２９のそれぞれに、１対のブラシ１１をブラシ回転軸２９の周りに回転可能に保持する。エンドプレート２をモータ本体に取り付ける際には、それぞれのブラシ１１を回転させて互いに開いた状態にし、その間に整流子を挿入して取り付ける。
ブラシ１１の尾部を構成する内部端子１２は、エンドプレート２の貫通孔を通ってエンドプレート２の外部に突出しており、この突出部分をスプリング導電体の貫通孔に係合させてブラシ１１を回転させ、これによってブラシ１１を整流子に付勢する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、モータ装置、及びモータ装置の製造方法に関し、例えば、携帯電話で振動を発生させる小型モータに関する。

近年、携帯電話が広く普及している。これら携帯電話は、呼出音でユーザを呼び出す機能のほか、振動（着信バイブレータ）によってユーザを呼び出す機能も備えている。
この呼出振動は、携帯電話内部の回路基板上に固定された小型モータで偏心重りを回転させることにより発生する
一般に、このような小型モータは、回転子コイルに形成された整流子にブラシを付勢して回転子コイルに電流を供給している。

このような小型モータのブラシ取り付け作業では、モータの底面を構成するエンドプレートに１対のブラシを固定しておき、エンドプレートの貫通孔から専用軸を挿入してブラシを弾性変形させて広げ、そこに整流子を挿入・装着していた。
このように、ブラシの取り付けは、手間がかかる作業となるため、これを簡略化するため、次のモータ組み立て方法が提案されている。
特開２００１−２５２６１９公報

この技術は、整流子の先端にテーパ状の部分を形成し、テーパ部分をブラシ間に滑らせて挿入し、これによってブラシを押し広げながら整流子を挿入するものである。

この技術により、ブラシの取り付け工程でブラシ分け治具が必要なくなるが、テーパ部分をブラシ間に滑り込ませるため、この際の機械的摩擦によりブラシが変形する可能性があった。

そこで、本発明の目的は、機械的摩擦を与えないように、ブラシを整流子に取り付けることである。

本発明は、前記目的を達成するために、一端に負荷を回転させる回転軸が形成され、他端にエンドプレートが形成されたモータ装置であって、前記エンドプレートの内側に形成されたブラシ回転軸に回転可能に保持されたブラシと、前記エンドプレートに形成された貫通孔の外側から、前記ブラシを前記ブラシ回転軸の周りに回転させ、前記ブラシを整流子に付勢して固定する固定手段と、を具備したことを特徴とするモータ装置を提供する（第１の構成）。
第１の構成において、前記ブラシは、前記貫通孔を貫通して前記エンドプレートの外側に突起する内部端子を備えており、前記固定手段は、前記内部端子を前記エンドプレートの外側で固定するように構成することもできる（第２の構成）。
第２の構成において、前記固定手段は、前記内部端子と係合する係合部が形成されたスプリング導電体であって、前記係合部において前記内部端子と前記スプリング導電体の電気的接続がなされているように構成することもできる（第３の構成）。
また、本発明は、一端に負荷を回転させる回転軸が形成され、他端にエンドプレートが形成されたモータ装置の製造方法であって、ブラシ回転軸によってブラシを保持したエンドプレートを、整流子を備えたロータが内蔵されたモータケースに取り付けるモータケース取付ステップと、前記エンドプレートに形成された貫通孔の外側から、前記ブラシを前記ブラシ回転軸の周りに回転させ、前記ブラシを前記整流子に付勢して固定する固定ステップと、を備えたことを特徴とするモータ装置の製造方法を提供する（第４の構成）。

本発明によれば、ブラシ間に整流子を挿入した後、ブラシを整流子に付勢するため、機械的摩擦を与えずにブラシを整流子に設置することができる。

（１）実施の形態の概要
エンドプレート２（図４）の内部表面に、１対のブラシ回転軸２９を垂直に設ける。そして、ブラシ回転軸２９のそれぞれに、１対のブラシ１１をブラシ回転軸２９の周りに回転可能に保持する。
エンドプレート２をモータ本体に取り付ける際には、それぞれのブラシ１１を回転させて互いに開いた状態にし、その間に整流子を挿入して取り付ける。
ブラシ１１の尾部を構成する内部端子１２は、エンドプレート２の貫通孔を通ってエンドプレート２の外部に突出しており、この突出部分をスプリング導電体の貫通孔に係合させてブラシ１１を回転させ、これによってブラシ１１を整流子に付勢する。この状態でスプリング導電体は固定され、ブラシ１１は整流子に付勢された状態に保持される。
このように、本実施の形態では、ブラシ１１が保持されたエンドプレート２をロータを収納したモータケースに取り付けた後、整流子とブラシ１１を一定の接触圧で接触させることができる。

（２）実施の形態の詳細
図１の各図は、本実施の形態に係る小型モータの外観を示した図である。このうち、図１（ａ）は、小型モータの側面を示しており、図１（ｂ）は、小型モータの底面を示している。
図１（ａ）に示したように、小型モータ１は、小型円筒モータであって、エンドプレート２（モータケース蓋）、駆動部３、スプリング導電体６、回転軸５、重り４などから構成されている。小型モータ１の大きさは、駆動部３の直径で４ミリ以下程度である。

駆動部３は、電力を回転力に変換する機能部であって、内部にロータやステータを備えている。
ロータには、回転子コイルが巻装されており、当該回転子コイルの整流子とブラシが接することにより、ブラシを介して外部から直流電流が供給されるようになっている。
そして、回転子コイルが発生する磁界がステータの発する磁界と作用することにより、ロータが回転し、回転軸５が回転する。

重り４は、金属が略楕円柱状などに形成された偏心重りであり、回転軸５に取り付けられた負荷として機能している。
重り４の重心は、回転軸５の軸線とは一致しないようになっており（即ち、重心が回転軸５の軸線上にない）、回転軸５が回転すると、重り４によって振動が発生するようになっている。

エンドプレート２は、樹脂などにより形成された略円盤状の部材であり、駆動部３の他端側（回転軸５、重り４が形成されている側と対向する側）に取り付けられており、更に、エンドプレート２の外側表面には、スプリング導電体６が固定されている。
エンドプレート２とスプリング導電体６には、ブラシの尾部に形成された内部電極（後述）が貫通する貫通孔が形成されており、この貫通した内部電極とスプリング導電体６が電極接続部８にて半田付けなどにより電気的に接続される。

スプリング導電体６は、１対のプラス電極とマイナス電極からなり、大きくわけて、基底部３１、付勢部３２、通電端子部３３から構成されている。
これらの各部は、例えば、型で抜いた金属板を板金加工するなどして、一体加工されており、金属板外部端子として機能する。

基底部３１は、エンドプレート２の外部表面に当接する部分であり、スプリング導電体６をエンドプレート２に固定すると共に、電極接続部８にてブラシと電気的に接続している。
付勢部３２は、スプリング導電体６を折り曲げることにより形成されている。折り曲げ角度は、例えば、１００度前後である。
付勢部３２は、小型モータ１を回路基板に取り付けた際に、回路基板からの圧力によってたわみ、その際に発生する付勢部３２の復元力によって通電端子部３３を回路基板上の電極に付勢するブラシ弾性部として機能する。
通電端子部３３は、付勢部３２の先端を折り曲げることによって形成されている。通電端子部３３は、回路基板上の電極と接触する接点であって、回路基板上の電源電極と接触する。

図１（ｂ）に示したように、エンドプレート２の外部表面には、スプリング導電体６を位置決めするための位置決め突起７が、各々のスプリング導電体６に対して２個ずつ形成されており、位置決め突起７をスプリング導電体６の基底部３１に形成された位置決め用の貫通孔にはめることにより、スプリング導電体６のエンドプレート２に対する位置決めがなされる。
位置決め突起７は、スプリング導電体６が装着された後、熱かしめなどされてスプリング導電体６をエンドプレート２に固定する。

図２は、小型モータ１の回転軸５方向（ロータ軸方向）の断面図である。
駆動部３は、円筒状のモータケース（ハウジング）１０の内部に、ブラシ１１、マグネット１３、回転子コイル１７などが収納されて構成されている。
マグネット１３は、円筒状のベアリングハウス１６の周囲に、外側表面の極性が交互に変化するように複数取り付けられている。
ベアリングハウス１６の両端には、ベアリング１８が取り付けられ、回転軸５を回転可能に保持している。

回転軸５のエンドプレート２側の端部は、抜け止め用の抜止ブッシュ１４を介してコイルホルダ１５に固定されている。
一方、回転子コイル１７は、円筒形状に形成されており、マグネット１３の外周に所定距離を隔てて、マグネット１３と同心となるように配置されている。
回転子コイル１７の端部はコイルホルダ１５に固定されており、回転子コイル１７とマグネット１３の間で発生する磁力によって、コイルホルダ１５に固定された回転軸５が回転するようになっている。

コイルホルダ１５の、エンドプレート２側の端面には、整流子１９が複数取り付けられている。
整流子１９は、回転子コイル１７に接続されており、整流子１９から回転子コイル１７に電流が供給されるようになっている。
整流子１９には、回転軸５と同軸をなす円筒部分が形成されており、この円筒部分の表面にブラシ１１が付勢され、ブラシ１１と整流子１９の導通が図られる。
そして、回転軸５が回転すると、ブラシ１１に接触する整流子１９が回転に伴って順次切り替えられ、これによって、回転子コイル１７に流れる電流の極性が順次逆転する。
ブラシ１１には、エンドプレート２及びスプリング導電体６の貫通孔を貫通する内部端子１２が一体形成されており、内部端子１２の端部に電極接続部８が形成されている。

図３は、ブラシ１１の構造を説明するための図である。
ブラシ１１は、内部端子１２、環状部２３、基部２５、ばね部２２、及び接点部２１などを備えており、金属板を板金加工するなどして一体形成されている。
基部２５は、内部端子１２、環状部２３、ばね部２２を保持する部分である。
内部端子１２は、スプリング導電体６を貫通して、半田付けなどにより電極接続部８を形成する尾部であり、エンドプレート２に取り付けた際に、エンドプレート２の盤面に垂直となる方向に形成されている。

ばね部２２は、部材が円弧状に曲げられて構成されており、接点部２１を整流子１９に付勢するための弾性力を発揮する。
接点部２１は、ばね部２２によって整流子１９に付勢され、整流子１９とブラシ１１の接点として機能する。

環状部２３は、内部端子１２と直角をなす方向に形成されており、中心部分に軸孔２４が形成されている。
軸孔２４には、エンドプレート２に形成された後述のブラシ回転軸が挿入され、スプリング導電体６がこの回転軸の周りにブラシ回転可能に保持される。

図４は、エンドプレート２にブラシ１１を取り付けたところを示した斜視図である。
エンドプレート２の内側の表面には、ブラシ回転軸２９が表面に垂直方向（回転軸５の軸線方向）形成してある。そして、ブラシ回転軸２９をブラシ１１の軸孔２４に通すことにより、ブラシ１１がブラシ回転軸２９に回転可能に保持されている。このため、ブラシ１１は、図中の矢線方向（即ち、エンドプレート２の表面に平行な平面内）に回転することができる。
なお、例えば、ブラシ回転軸２９の先端外周に突起を形成するなど、軸孔２４がブラシ回転軸２９から抜けないように抜止機構が設けられている。

次に、図５を用いて、以上のようにブラシ１１が取り付けられたエンドプレート２を小型モータ１の底部に取り付ける方法について説明する。
図５（ａ）は、ブラシ１１を整流子１９に付勢する前の状態を示しており、エンドプレート２の内側表面を見たところを示している。
この状態では、ブラシ１１をブラシ回転軸２９の周りに図中の矢線方向（反時計方向）に回転させておく。このようにブラシ１１を回転させておくと、整流子１９とブラシ１１の間に間隙を設けることができる。
エンドプレート２の取り付けの際に、ブラシ１１の回転角をこの角度に保持しながらエンドプレート２をモータケース１０に装着すると、ブラシ１１と整流子１９を接触させずに、エンドプレート２をモータケース１０に取り付けることができる。

図５（ｂ）は、ブラシ１１を整流子１９に付勢した状態を示しており、エンドプレート２の内側表面を見たところを示している。
この状態では、ブラシ１１をブラシ回転軸２９の周りに図中の矢線方向（時計方向）に回転させる。このようにブラシ１１を回転させると、ブラシ１１を整流子１９に付勢することができる。

図５（ｃ）は、ブラシ１１を整流子１９に付勢した状態を、エンドプレート２の外側から見たところを示している。
エンドプレート２には、内部端子１２を貫通させるための貫通孔５１が形成されている。
貫通孔５１の内径は、内部端子１２がブラシ回転軸２９の周りに回転する際に移動する移動空間が確保できる大きさとなっており、貫通孔５１から突出する内部端子１２をエンドプレート２の中心方向に移動させるとブラシ１１が整流子１９に付勢され、逆にエンドプレート２の中心から遠ざかる方向に移動するとブラシ１１を整流子１９から離すことができる。

図５（ｄ）は、エンドプレート２にスプリング導電体６を装着したところを示している。
スプリング導電体６の基底部３１には、内部端子１２を貫通させる長孔形状の貫通孔５２が形成されている。
スプリング導電体６の位置は、位置決め突起７によって所定の位置に位置決めされるが、これによって貫通孔５２も位置決めされる。

この貫通孔５２の位置は、貫通孔５２のエンドプレート２の中心から遠い方の端面が、ブラシ１１を整流子１９に付勢した状態の内部端子１２に当接する位置である。
即ち、内部端子１２が貫通孔５２の端面に押されることにより、スプリング導電体６が整流子１９に付勢され、貫通孔５２は、内部端子１２と係合する係合部として機能している。
このように、スプリング導電体６は、ブラシ１１を整流子１９に付勢して固定する固定手段として機能している。
そして、貫通孔５２に内部端子１２を通した後、内部端子１２とスプリング導電体６を半田付けなどして電極接続部８が形成される。

次に、図６を用いて本実施の形態の変形例について説明する。
図６（ａ）は、スプリング導電体６をエンドプレート２に装着する前の状態を示した図である。
スプリング導電体６には、切り込み部３６が形成してあり、一方、エンドプレート２には、切り込み部３６をガイドするガイド溝６１が形成してある。
切り込み部３６の先端には斜面部３５が形成してあり、スプリング導電体６をガイド溝６１に沿って移動させると、内部端子１２が斜面部３５をスライドしてエンドプレート２の中心方向に移動するようになっている。

図６（ｂ）は、エンドプレート２にスプリング導電体６を装着したところを示している。
この状態では、内部端子１２が、切り込み部３６の側面によって、エンドプレート２の中心方向に移動した状態で保持されている。
この状態で、内部端子１２をスプリング導電体６に半田付けなどし、電極接続部８が形成される。

このように、スプリング導電体６を装着する前は、ブラシ１１は整流子１９に付勢されない状態となっており、スプリング導電体６をガイド溝６１に沿ってエンドプレート２上をスライドさせると、切り込み部３６の側面によって内部端子１２が押されてブラシ１１が整流子１９に付勢される。
本変形例は、スプリング導電体６をスライドさせることによりブラシ１１の整流子１９への付勢を行うことができるため、スプリング導電体６の取り付け作業を容易化することができる。

以上に述べた本実施の形態、及び変形例のように、エンドプレート２に回転自在に保持された１対のブラシ１１を回転子回転軸（ロータ軸）の先端に設けた整流子１９を挟み込むように挿入した後に、付勢部３２が整流子１９を押圧するように固定することによって次のような効果を得ることができる。
（１）ブラシ１１に負荷をかけずにエンドプレート２をモータケース１０に装着することができ、エンドプレート２を装着した後にブラシ１１を整流子１９に付勢することができる。
（２）専用治具などによるブラシ分け工程が不要となるので、組立工数が削減される。
（３）機械的摩擦を生じることなくブラシ１１と整流子１９を組み合わせることが可能となるので、組み立て時のブラシ１１の変形による接触不良を防止することができる。
（４）エンドプレート２のブラシ１１設置面（内側表面）の反対側の面（外側表面）に固定されるスプリング導電体６をブラシ固定手段として用いることができる。

本実施の形態に係る小型モータの外観を示した図である。 小型モータの回転軸方向の断面図である。 ブラシの構造を説明するための図である。 エンドプレートにブラシを取り付けたところを示した斜視図である。 エンドプレートを小型モータの底部に取り付ける方法について説明するための図である。 本実施の形態の変形例について説明するための図である。

符号の説明

１ 小型モータ
２ エンドプレート
３ 駆動部
４ 重り
５ 回転軸
６ スプリング導電体
７ 位置決め突起
８ 電極接続部
１０ モータケース
１１ ブラシ
１２ 内部端子
２９ ブラシ回転軸

Claims (4)

1. 一端に負荷を回転させる回転軸が形成され、他端にエンドプレートが形成されたモータ装置であって、
   前記エンドプレートの内側に形成されたブラシ回転軸に回転可能に保持されたブラシと、
   前記エンドプレートに形成された貫通孔の外側から、前記ブラシを前記ブラシ回転軸の周りに回転させ、前記ブラシを整流子に付勢して固定する固定手段と、
   を具備したことを特徴とするモータ装置。
2. 前記ブラシは、前記貫通孔を貫通して前記エンドプレートの外側に突起する内部端子を備えており、
   前記固定手段は、前記内部端子を前記エンドプレートの外側で固定することを特徴とする請求項１に記載のモータ装置。
3. 前記固定手段は、前記内部端子と係合する係合部が形成されたスプリング導電体であって、
   前記係合部において前記内部端子と前記スプリング導電体の電気的接続がなされていることを特徴とする請求項２に記載のモータ装置。
4. 一端に負荷を回転させる回転軸が形成され、他端にエンドプレートが形成されたモータ装置の製造方法であって、
   ブラシ回転軸によってブラシを保持したエンドプレートを、整流子を備えたロータが内蔵されたモータケースに取り付けるモータケース取付ステップと、
   前記エンドプレートに形成された貫通孔の外側から、前記ブラシを前記ブラシ回転軸の周りに回転させ、前記ブラシを前記整流子に付勢して固定する固定ステップと、
   を備えたことを特徴とするモータ装置の製造方法。

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