JP2009177953A - 小型モータ - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数と組み立て工数を少なくすることができ、はんだ付けやプリント基板を用いずに製造することができる、３個のノイズ除去用チップ型電子部品が収納可能な小型モータを実現する。
【解決手段】ケース蓋１２の内側に取り付けられ、外部直流電源から与えられる電圧を導電する１対の端子ばね部材２１、２２と、この端子ばね部材２１、２２に固定され、その自由端で回転子に接して電圧を与える１対のモータブラシ部材２３、２４と、１対の端子ばね部材２１、２２の終端部間の空間に機械的、電気的に接続された第１のチップ型電子部品２７と、ケース蓋１２の厚みに設けられた溝内に一方の電極が端子ばね部材２１、２２の押圧部に押さえられるとともに、他方の電極が溝下の露出孔部を介してケースに電気的に接する第２および第３のチップ型電子部品２８、２９とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、小型モータに関し、特に雑音除去コンデンサを備えた小型モータに関する。

小型直流モータは、ケーシングの内部に固定子を取り付け、その内側に回転子を配置している。この回転子の回転軸には整流子が設けられており、直流電源の電極につながるブラシがこの整流子と摺動係合している。これによって、整流子の半回転ごとに電流の方向が切替えられ、同一方向のトルクが得られる。
ところで、このような構造であるため、直流モータではブラシと整流子の接触、非接触動作により、ノイズを発生する。このノイズは周辺の電子機器、通信機器、無線機器などに対して悪影響を及ぼす。これを防止するため、従来から、雑音除去用のコンデンサをブラシにつながる回路に設けてノイズを吸収するようにしていた。
しかしながら、コンデンサがモータのケーシングの外部に取り付けられるたり、リード線ではんだ付けされたりする場合は、モータが大きくなってしまったり、ノイズ除去の効果が薄れたり、作業工数が増えて作業効率が悪くなったりたり、布線が余分なインダクタンスとして働いて発振などの悪影響を及ぼすなどの問題があった。

このような問題を解決するため、ブラシホルダーの挟持端子の間にチップコンデンサを挿入した例（特許文献１参照）や、エンドカバーの肉厚の間にチップコンデンサを挿入した例（特許文献２参照）や、ケース蓋に設けた空所にチップコンデンサを収納した例（特許文献３および４参照）などが報告されている。

しかしながら、これらの例では部品を収納する空間が充分に小さくなく、その分モータの小型化の妨げになるという問題があった。また、ある例ではスペース的にチップコンデンサを２個までは収納できるが３個のコンデンサが収納できないため、低周波帯域でのノイズの低減効果が充分でないという問題があった。さらに、ばね部材やブラシホルダーや電子部品を支持する部材など部品の点数が多く、また、部品の取り付けにプリント基板を用いたり、はんだ付け部分があるなどのため、その分高価になったり組み立て工数が増えるなどの問題があった。
特開２００１−８４１４号公報 特開２００１−１２８４１５号公報 ＷＯ０１／０３９３５４号公報 特開平８−６４４０５号公報

以上に述べたように、従来の小型モータは充分な小型化ができず、そのため、チップ部品を２個しか収納できなかったり、部品点数が多かったりし、工数が増えて高価になるなどの問題があった。

本発明は、この様な問題を解決して、部品点数と組み立て工数を少なくすることができ、且つ、はんだ付けやプリント基板を用いずに製造することができる、３個のノイズ除去用チップ型電子部品が収納可能な小型モータの実現を課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の小型モータは、内部に固定子が取り付けられた有底中空筒状の金属製のケースと、このケース内部に設けられた固定子と、前記ケースに嵌合してその開口部を閉じる絶縁部材製のケース蓋と、前記ケース内に回転自在に配設された回転子とを備えた小型モータにおいて、前記ケース蓋の内側の係止凹凸構造に嵌合して取り付けられ、外部直流電源から与えられる電圧を導電する１対の端子ばね部材と、この端子ばね部材にその終端部が固定されて電気的に接続され、その自由端に前記回転子に接して電圧を与えるブラシを有する１対のモータブラシ部材と、前記１対の端子ばね部材の終端部間の空間に機械的に固定されるとともに電気的にも接続された第１のチップ型電子部品と、前記１対の端子ばね部材と前記１対のモータブラシ部材のそれぞれの接続点の下部の前記ケース蓋の厚みに設けられた溝内に位置し、一方の電極が前記端子ばね部材に設けられた押圧部に押さえられて電気的に接続されるとともに、他方の電極が前記溝下の露出孔部を介して前記ケースに電気的に接する第２および第３のチップ型電子部品とを備えたことを特徴とする。

ここで、前記モータブラシの前記端子ばね部材への固定は鋲止めまたはかしめによることを特徴とする。

また、前記外部直流電源に接続される外部入力端子保持用ばねと、前記第１のチップ型電子部品の一方の電極を押圧する前記終端部を形成する第１の部品保持ばねと、前記第２または第３のチップ型電子部品の一方の電極を押圧する前記押圧部を形成する第２の部品保持ばねとが、同一の前記端子ばね部材によって形成されていることを特徴とする。

さらに、前記第１ないし第３のチップ型電子部品は、いずれもチップコンデンサであることを特徴とする。

以上のように、本発明に係る小型モータによると、３個のノイズ除去用のチップ型電子部品を備え、部品点数が少なく、はんだ付けやプリント基板を用いずに少ない工数で廉価に製造可能な小型のモータを実現する効果が生まれる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る小型モータの実施形態を詳細に説明する。なお、以下の説明は発明をより深く理解するためのものであって、特許請求の範囲を限定するためのものではない。

図１は、本発明に係る小型モータの一実施形態の斜視図である。

図１において、この実施形態の小型モータ１は、内部に固定子が取り付けられた有底中空筒状の金属製のケース１１と、ケース１１の内部に回転自在に設けられた回転子とを備えている。回転子の回転軸１５はケースに備えられた軸受け１６に回転自在に支持されている。
また、ケース１１の開口側には開口部に嵌合して開口部を閉じる絶縁部材製のケース蓋１２が設けられている。そうして、ケース蓋１２上には外部の直流電源からの電流が供給される外部端子を挿入する１対の外部端子接続部１７が設けられている。

図２（ａ）にこのケース蓋１２の内面をケース１１側から見た正面図を、図２（ｂ）にこのケース蓋１２の上面図を、図２（ｃ）にこのケース蓋１２の一部断面側面図を示す。
ケース蓋１２は周辺が突出した構造になっていて、ケース１１に挿入したときその周辺でケース１１に嵌合するように構成されている。

図２（ａ）に示すようにケース蓋１２のケース１１側内面は、ほぼ左右対称に構成されていて、１対の端子ばね部材２１、２２と、１対のモータブラシ部材２３、２４とが設けられている。
端子ばね部材２１、２２は、弾性を有する金属で作成され、ケース蓋１２の内面に設けられた凹凸構造の係合溝に圧入されて保持されている。
モータブラシ部材２３、２４は、それぞれ、その終端部がかしめや鋲止めによって端子ばね部材２１、２２に固着されており、その自由端には回転子の整流子に摺動接触するカーボンブラシ２５、２６が設けられている。
これらのモータブラシ部材２３、２４や、カーボンブラシ２５、２６および回転子や固定子の構成や動作は従来からの小型モータに用いられているものとほぼ同様であるのでここでは詳しい説明は行わないこととする。

図３に、端子ばね部材２１の組み立て前の展開図（ａ）と、組み立て後のＡ−Ａ部分の断面図（ｂ）を示す。また、図４に、端子ばね部材２１の組み立て後の側面図を示す。ここでは、図２（ａ）の右側に示す端子ばね部材２１について説明するが、これと左右反転対称な図２（ａ）の左側に示す端子ばね部材２２も同様な機能を有するものである。

端子ばね部材２１は、図３（ａ）の展開図に示すように１枚の弾性を有する金属導体から作成されている。この金属片を図４に示すように折り曲げて組み立てて、端子ばね部材２１が構成される。
端子ばね部材２１には２つの係止舌片２１１と２１２とが設けられており、この組み立てた形状に適合したケース蓋１２の内面に設けられた係合溝に圧入されるとともに、これらの係止舌片２１１、２１２をケース蓋１２の対応する開口に挿入し、係止舌片２１２を開口のケース蓋１２の外側で直角に折り曲げることによって、この端子ばね部材２１はケース蓋１２に固定される。

この端子ばね部材２１の各端部２１３〜２１５はそれぞればね部を構成する。
このうち、第１の部品保持ばね部２１４は後述するように、第１のチップ型の電子部品２７を保持する役割を果たし、第２の部品保持ばね部２１３は第２のチップ型の電子部品２８を押圧する役割を果たす。また、第３のばね部２１５は、外部端子接続部１７の内部で、図示しない外部端子を挟持する役割を果たしている。
この端子ばね部材２１と反転対照的に位置する端子ばね部材２２についても同様な構成があって同様な役割を果たす。

本実施の形態では、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、端子ばね部材２１とモータブラシ部材２３との接合点の下部および端子ばね部材２２とモータブラシ部材２４との接合点の下部の、ケース蓋１２の絶縁部材の厚み内にそれぞれ溝が設けられて、第２のチップ型の電子部品２８と第３のチップ型電子部品２９がそれぞれ収納されている。
この第２のチップ型の電子部品２８の一方の電極は、端子ばね部材２１の第２の部品保持ばね部２１３に押さえられて、電気的に端子ばね部材２１と導通するとともに、機械的には溝内をケース１１側に押し付けられ、他方の電極が溝下に設けられた露出孔部３０を介して前記ケース１１に電気的に接続され、ケース１１を介して接地される。

同様に、第３のチップ型の電子部品２９の一方の電極は、端子ばね部材２２の第２の部品保持ばね部２２３に押さえられて、電気的に端子ばね部材２２と導通するとともに、機械的には溝内でケース１１側に押し付けられ、他方の電極が溝下に設けられた露出孔部３０を介して前記ケース１１に電気的に接続され、ケース１１を介して接地される。
これにより、モータブラシ部材２３およびモータブラシ部材２４をそれぞれ接地することができ、ブラシ部分で発生する高周波ノイズを低減することができる。

また、本実施の形態では、図２（ａ）に示すように、端子ばね部材２１の第１の部品保持ばね部２１４と、端子ばね部材２２の第１の部品保持ばね部２２４との間に、第１のチップ型の電子部品２７が保持され、この電子部品２７の電極が端子ばね部材２１と端子ばね部材２２にそれぞれ電気的に接続される。
このように、第１のチップ型電子部品２７は両端を部品保持ばね部２１４と２２４によって抑えられるので、安定に保持され、安定な電気的接続が得られる。
これにより、電源の正負端子間に第１のチップ型電子部品２７を挿入して比較的低周波のノイズを除去することができる。

このような構成の本実施の形態によると、限られた空間を利用して小型モータ１の大きさ、体積を増やすことなく、また、布線を引き廻すことなく、雑音除去用の３個の電子部品をケース蓋１２にコンパクトに収納できるように構成でき、高周波領域から低周波領域までのノイズを除去できるようにしている。
本実施の形態で用いられるノイズ除去用の電子部品にはチップ型コンデンサやバリスタなどが用いられる。

ここで、ノイズ除去用電子部品を３つ設ける必要について図５に沿って説明する。
図５において、Ｒは小型モータの回転子を、Ｃ１〜Ｃ３は電子部品としてのコンデンサを示している。電源は入力端子のそれぞれからブラシを介してモータの回転子Ｒの巻き線に接続されるとともに、コンデンサＣ１およびＣ２のそれぞれ一方の電極に接続されている。また、コンデンサＣ１およびＣ２の他方の電極は金属ケースに接地されている。
図５（ａ）に示すように、コンデンサがＣ１およびＣ２の２個の場合は、高周波のノイズは除去されるものの低周波領域でのノイズを低減する効果は不足している。
本実施の形態では、上述のように、モータの大きさを増大させること無く、且つ布線を引き回すことなく、図５（ｂ）にその配線図を示すように、コンデンサＣ１およびＣ２に比べて容量の大きな第３のコンデンサＣ３を両入力端子間に設けることができる。これによって低周波領域でのノイズを低減することができる。
なお、図５（ｂ）の配線図でのコンデンサＣ１、Ｃ２は、図２（ａ）の電子部品（コンデンサ）２８、２９に相当し、コンデンサＣ３は図２（ａ）の電子部品（コンデンサ）２７に相当する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において、適宜変形実施が可能であることは言うまでもない。

本発明は、以上に述べたように、３個のノイズ除去用のチップ型電子部品を備え、部品点数が少なく、はんだ付けやプリント基板を用いずに、少ない工数で廉価に製造可能な小型のモータを実現することができるので、電装品、家庭電化製品、自動車の儀装部品、玩具や模型などのもモータとして、それぞれの産業分野で広範囲に利用できる可能性を有している。

本発明のモータの一実施形態の斜視図である。 図１に示す実施形態のケース蓋の正面図、上面図および一部断面側面図である。 端子ばね部材の展開図と断面図である。 端子ばね部材の側面図である。 ノイズ除去電子部品の取り付け回路の比較説明図である。

符号の説明

１ 小型モータ
１１ ケース
１２ ケース蓋
１５ 回転軸
１６ 軸受け
１７ 外部端子接続部
２１、２２ 端子ばね部材
２３、２４ モータブラシ部材
２５、２６ カーボンブラシ
２７、２８、２９ チップ型電子部品
２１１、２１２ 係止舌片
２１３、２１４、２１５ ばね部

Claims (4)

1. 内部に固定子が取り付けられた有底中空筒状の金属製のケースと、このケース内部に設けられた固定子と、前記ケースに嵌合してその開口部を閉じる絶縁部材製のケース蓋と、前記ケース内に回転自在に配設された回転子とを備えた小型モータにおいて、
   前記ケース蓋の内側の係止凹凸構造に嵌合して取り付けられ、外部直流電源から与えられる電圧を導電する１対の端子ばね部材と、
   この端子ばね部材にその終端部が固定されて電気的に接続され、その自由端に前記回転子に接して電圧を与えるブラシを有する１対のモータブラシ部材と、
   前記１対の端子ばね部材の終端部間の空間に機械的に固定されるとともに電気的にも接続された第１のチップ型電子部品と、
   前記１対の端子ばね部材と前記１対のモータブラシ部材のそれぞれの接続点の下部の前記ケース蓋の厚みに設けられた溝内に位置し、一方の電極が前記端子ばね部材に設けられた押圧部に押さえられて電気的に接続されるとともに、他方の電極が前記溝下の露出孔部を介して前記ケースに電気的に接する第２および第３のチップ型電子部品とを備えたことを特徴とする小型モータ。
2. 前記モータブラシの前記端子ばね部材への固定は鋲止めまたはかしめによることを特徴とする請求項１に記載の小型モータ。
3. 前記外部直流電源に接続される外部入力端子保持用ばねと、
   前記第１のチップ型電子部品の一方の電極を押圧する前記終端部を形成する第１の部品保持ばねと、
   前記第２または第３のチップ型電子部品の一方の電極を押圧する前記押圧部を形成する第２の部品保持ばねとが、
   同一の前記端子ばね部材の部分によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の小型モータ。
4. 前記第１ないし第３のチップ型電子部品は、いずれもチップコンデンサであることを特徴とする請求項１に記載の小型モータ。

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