JP2008160907A - 減速機付モータ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電気ノイズ消去素子及びモータ焼損保護素子を取り付けるための十分なスペースをハウジング内に確保して、モータエンドベルに一体に組み込み可能にする。
【解決手段】エンドベルは、ブラシを保持するブラシアームを支持すると共に、このブラシアームに接続された一対の入力端子を、エンドベルを貫通して外部に突出させる。この一対の入力端子に接触して接続される一対の入力接続部、モータ外部に電気的接続をするための一対の外部端子、及びこの入力接続部と外部端子の間で電気的に配線する導電材から成る一対のターミナルを組み込んだターミナルホルダを備え、このターミナルホルダを、モータ部外側方向からエンドベルに対して、隙間を空けて組み込むと共に、一対の入力端子と一対の入力接続部との電気的接続をする。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車電装機器に利用され得る構成の減速機付モータ及びその製造方法に関する。

小型モータは、例えば自動車用ドアロック開閉装置、電動ミラー鏡面駆動及び格納装置、空調装置など、自動車用電装機器に広く使われている。このような小型モータ及びその周辺機器は、動作時に発生する電気ノイズ低減が求められており、世界的に規制値が設けられている。

電気ノイズを低減させるために、小型モータでは、コンデンサ、チョークコイル等の電気素子をモータに直接取り付けることが必要になる。図８は、ノイズ消去回路の一例を示す図である。図示したように、ノイズ消去回路は、チョークコイルＬ１，Ｌ２、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３、バリスタ等により構成される。Ｍはモータを示している。

図９は、ブラシホルダ内に電気ノイズ消去素子を組み込んだ従来技術のモータを示す図である（特許文献１参照）。図示したように、モータ部の出力は、減速機部にて減速して出力軸に伝達するようになっている。ギヤハウジングは、突き合わせた状態としてモータハウジングに固定されている。ギヤハウジングの取付部には、ブラシホルダが固定されている。このブラシホルダ内で、給電ターミナルの基端とブラシ間にチョークコイル、コンデンサ、サーキットブレーカを配置し、それらを電気的に接続している。このように、図示の構成は、ブラシホルダ内に素子を配置するものであるために、使える素子に限界があり、また、多くの素子、特に大きな素子は付けることができない。

図１０は、特許文献２に示されたモータを示す図である。このモータは、モータ部と、該モータ部の回転を減速する減速機部とから構成されている。ギヤハウジングの開口部には、ブラシ装置が組み付けられている。ブラシ装置は、その略円環状の絶縁基板の両面に、チョークコイル、サーキットブレーカ等の電気部品が一体に組み付けられる。図示のモータは、装置の小型化を図るために、電気部品を、絶縁基板の両面に配置してハウジング内に効率よく配設するが、しかし、依然として、電気部品を収容するための大きなスペースを必要とするだけでなく、ノイズ消去回路の変更に対応してモータ自体の組立の変更が必要となる。

特に、バネ性板状のアーム先端にブラシを保持するアーム式ブラシは、低コストで製造し得るメリットを有するものの、比較的に大きなスペースを必要とするので、このようなアーム式ブラシを用いる際には、モータハウジング内に電気部品を取り付けるためのスペースが不足する。近年、ノイズの低レベル化が要求され、チョークコイルも様々な大きさが必要となってきたが、チョークコイルを内蔵するにはチョークコイルの大きさに制限が生じる。特に高出力モータにおいてはチョークコイルの外径、長さの大きなものを組み込む必要があるが、その際はハウジング内に取り付けることは不可能となる。
特開２００４−５６８９４号公報 特開２００２−３１５２７４号公報

本発明は、係る問題点を解決して、電気ノイズ消去素子及びモータ焼損保護素子を取り付けるための十分なスペースをハウジング内に確保して、このような素子をモータエンドベルに一体に組み込み可能にすることを目的としている。

本発明の減速機付モータ及びその製造方法は、モータ部と該モータ部に一体に組み付けられた減速機部とから構成する。モータ部において、モータケースの開口部に嵌着されるエンドベルの中央に備えた軸受によって支持される回転シャフトをモータ部外部に延長させ、この延長した回転シャフトの先端を、減速機部内部に備えた軸受によって回転自在に支持する。減速機部は、ギヤボックスと、該ギヤボックス内に収容される延長回転シャフトに結合したウォームと、該ウォームに噛み合うウォームホイールと、該ウォームホイールの中心に位置して該ウォームホイールと共に回転可能に構成される出力軸とを有する。エンドベルは、コミテータに接触する一対のブラシを保持するブラシアームを支持すると共に、このブラシアームに接続された一対の入力端子を、電気的接続のためにエンドベルを貫通して外部に突出させる。このエンドベルから突出する一対の入力端子に接触してそれに接続される一対の入力接続部、モータ外部に電気的接続をするための一対の外部端子、及びこの入力接続部と外部端子の間で電気的に配線する導電材から成る一対のターミナルを組み込んだターミナルホルダを備え、このターミナルホルダを、モータ部外側方向からエンドベルに対して、隙間を空けて組み込むと共に、一対の入力端子と一対の入力接続部との電気的接続をする。

また、エンドベル内部に、モータ焼損保護素子が組み込まれる。ノイズ消去素子を取り付けたプリント基板は、ターミナルホルダとエンドベルの間に形成される隙間に挿入されて、ターミナルホルダとエンドベルの間に狭持されるか又はターミナルホルダにより保持されて固定される。ターミナルホルダには、電気素子が組み込まれる。

本発明によれば、電気ノイズ消去素子及びモータ焼損保護素子を取り付けるための十分なスペースをハウジング内に確保して、このような素子をモータエンドベルに一体に組み込むことができるだけでなく、種々のノイズ消去要求に対して、プリント基板を取り付けることにより、或いはプリント基板を交換するのみで対応することが可能になる。これによって、モータアッセンブリラインとは別工程で、多様なプリント基板を製造することにより、現在考えられるノイズ消去方法の全てに対応できる。

以下、例示に基づき本発明を説明する。図１は、本発明に基づき構成した減速機付モータの縦断面図である。この減速機付モータは、モータ部と、減速機部が一体に組み立てられたものである。モータ部は、金属材料により有底中空筒状に形成されたモータケースの内周面に、マグネットが取り付けられている。このモータケースの開口部は、樹脂製のエンドベル（ケース蓋）が嵌着されて、それによって閉じられている。回転シャフト上には、巻線を巻いた積層コアにより構成される回転子磁極と、コミテータとが備えられて、モータ回転子を構成している。そして、このコミテータに接触する一対のブラシに接続された一対の入力端子が、電気的接続のためにエンドベルを貫通してモータ部の外部に突出している。回転シャフトの一端は、有底中空筒状のモータケースの底部中央に設けられた第１の軸受によって支持されている。この回転シャフトの他端は、エンドベルの中央部に収容された第２の軸受によって支持され、そこからさらに、モータ部外部に延長して、減速機部内部にまで伸びる。

このモータ部に取付ボルトを介して取り付けられる減速機部は、回転シャフトに固定したウォーム、及びこれに噛み合うウォームホイール等を樹脂製のギヤボックス内に収容している。回転シャフトの先端は、ギヤボックス内に収容された第３の軸受により支持されている。モータ部のモータを駆動したときに、回転シャフトが回転し、この回転はウォームを介してウォームホイールを減速回転させ、これは次に、緩衝部材等を介して出力軸を回転させる。そして、この出力軸の回転により、例えば、図示しない駆動手段を介して自動車の窓ガラスを開閉することができる。図示の減速機付モータは高出力タイプなので、さらに、回転シャフトを支える第４の軸受が備えられている。これによって、回転シャフトは、モータ部側の２箇所に加えて、減速機部において回転シャフトに圧入されたウォームの両側に各１個の軸受を配置した２箇所の、合計４個の軸受によって回転自在に支持されている。そして、本発明は、詳細は後述するように、エンドベルに対して、モータ部外側から回転シャフト軸方向に、ノイズ消去素子を取り付けたプリント基板及びターミナルホルダを一体に組み付けたことを特徴としている。

図２は、図１に示したエンドベルを示す図であり、（Ａ）はモータ外側方向から見た図であり、また（Ｂ）はモータ内側方向から見た図である。上述したように、樹脂製のエンドベルは、モータケースの開口部に嵌着されるが、このエンドベルの中央部に樹脂により一体に形成された軸受保持部には、回転シャフトのための第２の軸受が収容されている。エンドベルには、エンドベルを貫通し、エンドベルのモータケースとの嵌着側端面の切り欠き部にて外部へ折り返されたアース線が組み付けられる。このアース線はプリント基板にコンデンサを用いる際のモータケースへのアース接続として用いられる。コミテータに接触する一対のカーボンブラシはブラシアームに接続される。カーボンブラシを保持する導電性金属板で構成されるブラシアームは、エンドベルに支持され、かつ、その金属板が有するバネ性によりカーボンブラシをコミテータに押しつけて摺動するように構成している。このブラシアームに接続された一対の入力端子が、電気的接続のためにエンドベルを貫通して外部に突出している。このエンドベル内部には、サーキットブレーカ又はＰＴＣのようなモータ焼損保護素子が組み込み可能である。モータ焼損保護素子を組み込んだときは、この素子がブラシへの給電回路に直列に挿入されるように、一対の入力端子の一方に代えて、別の入力端子が用いられる。

図３は、エンドベルに対してのプリント基板及びターミナルホルダの組み込みを説明する図である。図３（Ａ）はチョークコイルを取り付けた状態のターミナルホルダをモータ外側方向から見た図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）はタイプの異なる２種のプリント基板を例示し、また、（Ｄ）は上述のエンドベルをモータ外側方向から見た図である。図示したように、エンドベルには円筒形状の軸受保持部が設けられる一方、この円筒形が嵌合する円形状穴が、ターミナルホルダ及びプリント基板のそれぞれの中央に備えられている。減速機付モータにおいて、エンドベルの外側はデッドスペースとなっている。本発明は、このデットスペースを有効活用することにより、モータの小型化を達成できる。また、エンドベルの外側に取り付けるものであるために、モータ部自体は設計を変更すること無く、共通化することができる。

プリント基板を用いるときの組み込みは、最初に、図３（Ａ）に示すターミナルホルダと、（Ｂ）或いは（Ｃ）に示すようなプリント基板が一体に組み立てられ、その後、エンドベルに対して組み立てられて、エンドベル組立体を構成する。即ち、プリント基板は、エンドベルとターミナルホルダとの間に狭持されるか又はターミナルホルダにより保持されるようにして固定される。図４は、このように組み立てられたエンドベル組立体を示す図である。ノイズ消去を目的としてターミナルホルダに組み込まれるチョークコイル、及びプリント基板に取り付けられるコンデンサ、バリスタ等の電気素子は、ノイズ消去を必要としない用途においては、チョークコイルの組み込み及びプリント基板そのものを省くことが可能になる（後述の図６参照）。このように、ターミナルホルダとエンドベルの間には、１〜2ｍｍ程度の隙間を設けて組み立てられ、必要があればこの隙間にプリント基板が、狭持されて組み込まれる。

図３（Ｂ）は、チップコンデンサとバリスタに加えて、２個のフィルムコンデンサを用いてノイズ消去素子回路を構成したプリント基板（１）を例示し、また図３（Ｃ）は、チップコンデンサとバリスタに加えて、さらに２個のチップコンデンサを用いてノイズ消去素子回路を構成したプリント基板（２）を例示している。用途に応じた種々の要求に対して、プリント基板を取り替えるのみで、それ以外のエンドベル、ターミナルホルダ等の部品を共通化することが可能となる。

図５は、ターミナルホルダをさらに詳細に説明する図であり、（Ａ）はモータ部外側（表側）から見た図であり、（Ｂ）はモータ部内側（裏側）から見た図である。樹脂により一体に形成されるターミナルホルダは、一対の導電性ターミナルを組み込んでいる。このターミナルは、エンドベルから突出する一対の入力端子に接触して、それに接続される一対の入力接続部、モータ外部に電気的接続をするための一対の外部端子、及びこの入力接続部と外部端子の間で電気的に配線する導電材から構成される。この導電材によって、入力接続部と対応する外部端子の間を直接接続することも可能であるし、或いは、後述するように、ターミナルホルダにチョークコイルとかコンデンサを取り付ける時は、図８に例示したように、チョークコイルは、入力接続部と外部端子の間に直列に挿入して接続し、また、コンデンサは、例えば、その両端子を一対の導電材のそれぞれに接続することができる。ターミナルの外部端子はリセプタクルターミナル形状、またはリード線を半田付けする為のくびれ形状にすることができる。ターミナルホルダが、プリント基板を狭持して、或いはプリント基板を省いてエンドベルに組み立てられた際には、一対の入力接続部を、エンドベルから突出する入力端子に接触させた後、半田付けすることにより電気的に接続される。

ターミナルホルダの裏側には、複数の基板取付突起（図５（Ｂ）参照）を備えて、対応するプリント基板の取付穴（図３（Ｂ）、（Ｃ））に挿入して、突起先端をつぶすことにより、両者を一体に固定する。このとき、一対のターミナルのそれぞれに電気的に接続されている一対のプリント基板接続端子（図５（Ｂ））を、対応してプリント基板に設けられている端子挿入穴（図３（Ｂ）、（Ｃ））に挿入する。そして、プリント基板裏面より半田付けする。これによって、一体に組み立てられたとき、各種電気ノイズ素子を備えるプリント基板と、ターミナルは電気的にも接続される。また、ターミナルホルダの表側において、軸受保持部嵌合用の中央穴の左右両側に樹脂により一体に形成される２個の爪部は、その先端で第４の軸受（図１参照）を支持するためのものである。ターミナルホルダの表側には、モータ長手方向に対して直角方向に、かつシャフトと反対方向に対抗して形成された２箇所のチョークコイル取付用凹部に、それぞれチョークコイルのような素子を取り付けることができる。また、ターミナルホルダの表側には、モータ長手方向に対して平行でかつ、シャフトを中心とした反対方向に対抗して形成された２箇所のコンデンサを格納するための長方形のコンデンサ取付用凹部に、それぞれコンデンサのような素子を取り付けることができる。ターミナルホルダに、２個のチョークコイル及び２個のコンデンサを直接取り付けることにより、プリント基板を用いること無く、ノイズ消去回路を構成することもできる。

図６は、ターミナルホルダをエンドベルに組み込んだ状態を示す図であり、（Ａ）はモータ部外側（表側）から見た図であり、（Ｂ）はモータ部内側（裏側）から見た図である。樹脂によりターミナルホルダと一体にその両側に形成されるエンドベル係合部は、それぞれに爪を有している。これによって、係合部の弾性力によりエンドベルに形成されているターミナルホルダ係合凹部（図２（Ａ））に係止することにより、ターミナルホルダとエンドベルがワンタッチで取り付けられて、エンドベル組立体を構成する。但し、図６に示すエンドベル組立体は、プリント基板を備えていない。プリント基板を用いるときは、図４に示したように、プリント基板を両者の間に狭持して固定する。

モータの組立に際しては、まず図２のエンドベルをモータケース開口部へ嵌着する。このとき、モータ部の回転シャフトは、エンドベルの軸受保持部に備えた第２の軸受から、モータ外部へ突出する。

次に回転シャフト上に、図１に示すように、第４の軸受、ウォームの順にエンドベルの軸受保持部にほぼ突き当たるまで挿入する。なお、低出力仕様のモータの場合は第４の軸受を省略して使用することもできる。その後、シャフトにナール加工し、ウォームをシャフトから引き抜く方向へ移動させることにより、シャフトナール加工部へウォームを圧入し、モータ組立体を構成する。この状態では、第４の軸受は回転シャフト上を回転することができるだけではなく、左右に移動することもできる。

次に図３を参照して説明したように、ターミナルホルダと、必要ならばプリント基板が組み立てられ、モータ組立体のエンドベルへ取り付けられエンドベル組立体を構成する。

次にシャフト上を左右に移動することのできる第４の軸受を、ターミナルホルダ一体形成の一対の爪部先端よりもシャフト先端側に移動させておく。

次に、このモータ組立体が、ギヤボックスと組み立てられる。図７は、ギヤボックス単品の断面図である。ウォーム及び第４の軸受等を固定した回転シャフトは、ギヤボックスのシャフト挿入部に挿入される。ギヤボックスの第３の軸受収容部には、シャフト挿入前に、第３の軸受が固定されているので、その第３の軸受の中に回転シャフト先端を押し込むように挿入すると、第４の軸受は、ギヤボックス段差に当接することにより、これ以上の進入は阻止されて、第４の軸受収容部に位置決めされる。このとき、ターミナルホルダと一体形成の一対の爪部が、爪部先端で、第４の軸受をシャフト軸方向に支持する。これによって、モータ組立が完成する。

本発明に基づき構成した減速機付モータの縦断面図である。 図１に示したエンドベルを示す図である。 エンドベルに対してのプリント基板及びターミナルホルダの組み込みを説明する図である。 組み立てられたエンドベル組立体を示す図である。 ターミナルホルダを詳細に説明する図である。 ターミナルホルダをエンドベルに組み込んだ状態を示す図である。 ギヤボックス単品の断面図である。 ノイズ消去回路の一例を示す図である。 ブラシホルダ内に電気ノイズ消去素子を組み込んだ従来技術のモータを示す図である。 別の従来技術のモータを示す図である。

Claims (8)

1. モータ部と該モータ部に一体に組み付けられた減速機部とから成り、該モータ部において、モータケースの開口部に嵌着されるエンドベルの中央に備えた軸受によって支持される回転シャフトをモータ部外部に延長させ、この延長した回転シャフトの先端を、減速機部内部に備えた軸受によって回転自在に支持し、前記減速機部は、ギヤボックスと、該ギヤボックス内に収容される延長回転シャフトに結合したウォームと、該ウォームに噛み合うウォームホイールと、該ウォームホイールの中心に位置して該ウォームホイールと共に回転可能に構成される出力軸とを有する減速機付モータにおいて、
   前記エンドベルは、コミテータに接触する一対のブラシを保持するブラシアームを支持すると共に、このブラシアームに接続された一対の入力端子を、電気的接続のためにエンドベルを貫通して外部に突出させ、
   前記エンドベルから突出する一対の入力端子に接触してそれに接続される一対の入力接続部、モータ外部に電気的接続をするための一対の外部端子、及びこの入力接続部と外部端子の間で電気的に配線する導電材から成る一対のターミナルを組み込んだターミナルホルダを備え、
   該ターミナルホルダを、モータ部外側方向から前記エンドベルに対して、隙間を空けて組み込むと共に、前記一対の入力端子と前記一対の入力接続部との電気的接続をする、
   ことから成る減速機付モータ。
2. 前記エンドベル内部に、モータ焼損保護素子が組み込まれる請求項１に記載の減速機付モータ。
3. ノイズ消去素子を取り付けたプリント基板が、ターミナルホルダとエンドベルの間に形成される前記隙間に挿入されて、ターミナルホルダとエンドベルの間に狭持されるか又はターミナルホルダにより保持されて固定される請求項１に記載の減速機付モータ。
4. 前記ターミナルホルダには、電気素子が組み込まれる請求項１に記載の減速機付モータ。
5. モータ部と該モータ部に一体に組み付けられた減速機部とから成り、該モータ部において、モータケースの開口部に嵌着されるエンドベルの中央に備えた軸受によって支持される回転シャフトをモータ部外部に延長させ、この延長した回転シャフトの先端を、減速機部内部に備えた軸受によって回転自在に支持し、前記減速機部は、ギヤボックスと、該ギヤボックス内に収容される延長回転シャフトに結合したウォームと、該ウォームに噛み合うウォームホイールと、該ウォームホイールの中心に位置して該ウォームホイールと共に回転可能に構成される出力軸とを有する減速機付モータの製造方法において、
   前記エンドベルは、コミテータに接触する一対のブラシを保持するブラシアームを支持すると共に、このブラシアームに接続された一対の入力端子を、電気的接続のためにエンドベルを貫通して外部に突出させ、
   前記エンドベルから突出する一対の入力端子に接触してそれに接続される一対の入力接続部、モータ外部に電気的接続をするための一対の外部端子、及びこの入力接続部と外部端子の間で電気的に配線する導電材から成る一対のターミナルを組み込んだターミナルホルダを備え、
   該ターミナルホルダを、モータ部外側方向から前記エンドベルに対して、隙間を空けて組み込むと共に、前記一対の入力端子と前記一対の入力接続部との電気的接続をする、
   ことから成る減速機付モータの製造方法。
6. 前記エンドベル内部に、モータ焼損保護素子が組み込まれる請求項５に記載の減速機付モータの製造方法。
7. ノイズ消去素子を取り付けたプリント基板が、ターミナルホルダとエンドベルの間に形成される前記隙間に挿入されて、ターミナルホルダとエンドベルの間に狭持されるか又はターミナルホルダにより保持されて固定される請求項５に記載の減速機付モータの製造方法。
8. 前記ターミナルホルダには、電気素子が組み込まれる請求項５に記載の減速機付モータの製造方法。
   

Images