JP2019205261A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】小型であって比較的寿命が長いモータを提供する。【解決手段】モータ１は、幅が１０ミリメートル以下であるフレーム１０と、フレーム１０の内面に取り付けられた、環状のマグネット５０と、フレーム１０に設けられたブラケット３０と、カーボンで形成された柱状のブラシ２５と、ブラシ２５の外周面に接触する整流子６と、ブラケット３０にブラシ２５を支持する支持部２１とを備え、支持部２１はブラシ２５の内部にある。【選択図】図１

Description

この発明は、モータに関し、特に、ブラシを有するモータに関する。

従来より、ブラシを有するモータに関して、種々の構成が提案されている。

下記特許文献１には、整流子との摺動により生じたブラシの摩耗粉を分散させるための空間を、隣り合うブラシホルダ間と、ブラシホルダとハウジングとの間とに設けたモータの構成が記載されている。ブラシの摩耗分が整流子同士の間に集中して発生する漏電の防止を図るものである。

特開２００１−２３１２２２号公報

ところで、近年では、高いトルクが必要となる用途において、モータの小型化が要求されている。小型のモータにおいて、高いトルクの駆動力を出力するためには、大きな電流をモータに流す必要がある。その一方で、小さなモータにおいては、隣り合う整流子同士の間隔が比較的狭いため、隣り合う整流子間にブラシの摩耗粉が集中することによるショートが発生しやすいという問題がある。また、フレームの幅が１０ミリメートル以下である小型のモータについては、上記特許文献１に記載されているような比較的大きなサイズのブラシを用いた構造を用いることは困難である。

この発明は、上記課題を一例とするものであり、小型であって比較的寿命が長いモータを提供することを目的としている。

上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、モータは、幅が１０ミリメートル以下であるフレームと、フレームの内面に取り付けられた、環状のマグネットと、フレームに設けられたブラケットと、カーボンで形成された柱状のブラシと、ブラシの外周面に接触する整流子と、ブラケットにブラシを支持する弾性部材とを備え、弾性部材はブラシの内部にある。

好ましくは、整流子は、周方向に並ぶ複数の整流子片を備え、周方向において、ブラシの外周面の幅は整流子片の幅に対して同じ又は小さい。

好ましくは、ブラケットは、回転軸方向においてブラシに対向する開口部を有する。

好ましくは、開口部の内側に整流子が配置されており、径方向において、ブラシに対向する開口部の一部と、整流子と、開口部の他の一部が並んでいる。

好ましくは、開口部の平面形状は、長手方向と短手方向とを有する。

好ましくは、ブラケットの外周面には、リブが設けられており、リブは、フレームの内面に接触している。

好ましくは、ブラシを含む複数のブラシと、弾性部材を含む複数の弾性部材とを備え、回転軸方向において、複数のブラシのうち１つのブラシは、他のブラシよりも高い位置にある。

好ましくは、１つのブラシと他のブラシとは接触可能であり、複数の弾性部材のうち、１つのブラシを支持する弾性部材と、他のブラシを支持する弾性部材とは、交差可能である。

この発明の他の局面に従うと、モータは、フレームと、フレームの内面に取り付けられた、複数のマグネットと、フレームに設けられたブラケットと、カーボンで形成された柱状のブラシと、ブラシの外周面に接触する整流子と、ブラケットにブラシを支持する弾性部材とを備え、複数のマグネットは、周方向に並んで配置されており、弾性部材はブラシの内部にある。

この発明のさらに他の局面に従うと、モータは、フレームと、フレームの内面に取り付けられたマグネットと、フレームに設けられたブラケットと、カーボンで形成された、複数の柱状のブラシと、ブラシの外周面に接触する整流子と、ブラケットにブラシを支持する弾性部材とを備え、弾性部材はブラシの内部にあり、回転軸方向において、複数のブラシのうち１つのブラシは、他のブラシよりも高い位置にある。

これらの発明に従うと、小型であって比較的寿命が長いモータを提供することができる。

本発明の実施の形態の１つにおけるモータを示す断面図である。 図１のＡ−Ａ線における断面を模式的に示す図である。 ブラシユニットの正面図である。 ブラシユニットの側面図である。 モータの背面図である。 ブラシユニットが取り付けられているブラケットを示す正面図である。 ブラケットの側面図である。 ブラシユニットが取り付けられているブラケットの第１の状態を示す図である。 図８の側断面図である。 ブラシユニットが取り付けられているブラケットの第２の状態を示す図である。 図１０の側断面図である。 ２つのブラシと整流子との前後方向の位置関係を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態の１つにおけるモータについて説明する。

以下の説明において、モータの回転軸に平行な方向を、回転軸方向ということがある。また、回転軸方向を、前後方向（モータのフレームから見てブラケットが設けられている方向が後方向）ということがある。また、モータの回転軸に垂直な方向（径方向）のうち特定の方向（具体的には、後述する）を上下方向といい、前後方向及び上下方向に垂直な方向を左右方向ということがある。ここでいう「前後」、「上下」、「左右」等は、モータのみに着目した場合について便宜上採用する示し方であって、このモータが搭載される機器における方向や、このモータが使用される姿勢について何ら限定するものではない。

［実施の形態］

図１は、本発明の実施の形態の１つにおけるモータを示す断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線における断面を模式的に示す図である。

図１に示される断面は、図２においてＢ−Ｂ線として示される断面である。なお、一部の構成部材は、模式的に示されている（例えば、後述するブラシユニット２０ｃは、二点鎖線で示されている。）以下の図において、矢印Ａ１は、回転軸方向すなわち前後方向を示す。矢印Ａ２は、左右方向を示す（図２において左が左方向）。矢印Ａ３は、上下方向を示す（図２において上が上方向）。

モータ１は、フレーム組立体１ａと、フレーム組立体１ａに対して回転可能なアマチュア組立体１ｂとを有する。モータ１は、幅が１０ミリメートル以下である、小型のモータである。ここで、モータ１の幅は、例えば、回転軸２を挟んで対向する一対の平面部１１の間隔や、モータ１の上下方向の寸法又は左右方向の寸法であってもよいし、モータ１の最大の外径であってもよい。

アマチュア組立体１ｂは、回転軸（シャフト）２と、回転軸２に取り付けられたアマチュア４と、回転軸２に取り付けられた整流子６などを有している。アマチュア４は、回転軸２に取り付けられている。アマチュア４は、径方向に複数突出する突極を有するアマチュアコア５及び各突極に巻回された巻線（図示せず）などを有している。整流子６は、回転軸２の一方の端部近傍に設けられている。整流子６は、周方向に並ぶ複数の整流子片７を備えている。複数の整流子片７は、それぞれ、巻線に電気的に接続されている。

フレーム組立体１ａは、フレーム（モータケース）１０、ブラケット３０、プレート４０、マグネット５０などで構成されている。

フレーム１０は、前側の端部と、後側の端部と、前側の端部を塞ぐ面（キャップ）と、筒部とを有している。すなわち、フレーム１０において、後側の端部が開口部となるカップ形状を有している。フレーム１０の後側の端部（図１において右側の端部）の開口部は、プレート４０によりふさがれている。フレーム１０及びプレート４０により構成されるハウジング内に、アマチュア組立体１ｂのアマチュア４や整流子６などが収納されている。

フレーム１０は、磁性材料を用いて形成されている。図２に示されるように、フレーム１０は、複数の角部１２と、隣接する２つの角部１２の間にある平面部１１とを有している。具体的には、フレーム１０は、平面部１１と角部１２とをそれぞれ４つずつ有する外形を有している。周方向に隣接する２つの平面部１１同士は、１つの角部１２を介して接続されている。周方向に隣接する２つの平面部１１のうち一方は、他方に対して略垂直である。角部１２は、丸みを帯びた形状（Ｒ形状）を有している。フレーム１０は、回転軸２に垂直な断面において略正方形である。フレーム１０は、全体として角型に形成されている。すなわち、モータ１は、角型の小型モータである。なお、以下の説明において、上下方向は、回転軸２を挟むように位置する一対の平面部１１に対して垂直な方向であり、左右方向は、回転軸２を挟むように位置する他の一対の平面部１１に対して垂直な方向である。

図１に戻って、プレート４０の内側には、ブラケット３０が配置されている。ブラケット３０は、フレーム１０に設けられている。ブラケット３０は、２つのブラシユニット２０ｂ，２０ｃ（以下、２つのブラシユニット２０ｂ，２０ｃを区別せずブラシユニット２０ということもある）を有している。それぞれのブラシユニット２０は、整流子６に接触するブラシ２５と、外部からの電流が供給される端子部２８と、ブラシ２５と端子部２８とを電気的に接続する金属製の支持部（弾性部材の一例）２１とを有している。端子部２８は、ブラケット３０に取り付けられている。すなわち、支持部２１は、ブラシ２５をブラケット３０に支持する。支持部２１は、弾性を有する弾性部材で形成され、整流子６がブラシ２５の外表面に接触する状態でブラシ２５をブラケットに保持する。

回転軸２は、フレーム１０の前側の面を貫通している。すなわち、回転軸２の前端部は、フレーム１０から、フレーム１０の外部に突出しており、回転軸２の他の部分はフレーム１０の内部に収納されている。フレーム１０の前側の面の中央部には、軸受保持部１０ｇが設けられており、この軸受保持部１０ｇに軸受１８が保持されている。また、プレート４０の中央部には、軸受１９が保持されている。軸受１９の後方には、スラストワッシャ１９ｂが配置されている。回転軸２は、２箇所の軸受１８，１９及びスラストワッシャ１９ｂにより、フレーム１０に対して回転可能に支持されている。

図２に示されるように、本実施の形態においては、１つの環状のマグネット５０が設けられている。換言すると、マグネット５０は、筒状の形状に形成されている。マグネット５０は、フレーム１０の内側に配置されている。フレーム組立体１ａは、マグネット５０の外周面５０ａをフレーム１０で囲んだ断面構造を有している。フレーム１０の外周面が、モータ１の外周面となる。なお、それぞれが磁極要素を有する複数のマグネットが用いられていてもよい。

フレーム１０は、略均一の厚みを有している。すなわち、フレーム１０の内面１０ｂは、平面部１１による平坦な部分と、角部１２による丸みを持った部分とが複数繋がることで構成され、角型に形成されている。

マグネット５０は、例えば公知の希土類材料と公知の樹脂材料とを用いて形成されたボンド磁石である。なお、マグネット５０は、ボンド磁石に限られず、例えば焼結型の磁石であってもよい。

マグネット５０は、磁極要素６１（Ｎ極６１ａ、Ｓ極６１ｂ、Ｎ極６１ｃ、Ｓ極６１ｄ）を有している。すなわち、マグネット５０は、モータ１の角部１２の数と同一の数の磁極要素６１を有している。磁極要素６１は、周方向に、極性が互い違いになるように配置されている。４つの磁極要素６１は、フレーム１０の４つの角部１２に、磁極要素６１同士が向かい合うようにして配置されている。

マグネット５０は、角部１２のフレーム１０の内面１０ｂに沿う丸みを帯びた形状の外周面５０ａを有している。また、マグネット５０は、円柱面状の内周面５０ｂを有している。マグネット５０の内周面５０ｂとアマチュアコア５との間には、わずかなエアギャップが設けられている。

本実施の形態において、マグネット５０は、フレーム１０に、接着剤５９を用いて固定されている。すなわち、マグネット５０の後側の端部とフレーム１０の内面１０ｂとの間には、接着剤５９がある。モータ１の組み立て工程において、マグネット５０は、フレーム１０の後側の開口部からフレーム１０の内側に納められる。そして、接着剤５９がマグネット５０の後側の端部とフレーム１０の内面１０ｂとの間に配されて、マグネット５０がフレーム１０に固定される。その後、フレーム１０にアマチュア組立体１ｂを取り付け、ブラケット３０及びプレート４０をフレーム１０に取り付けることにより、モータ１が組み立てられる。

図３は、ブラシユニット２０ｂの正面図である。図４は、ブラシユニット２０ｂの側面図である。

図３においては、ブラシユニット２０ｂを前から見た図が示されており、図４においては、ブラシユニット２０ｂを右から見た図が示されている。ブラシユニット２０ｂは、２つのブラシユニット２０ｂ，２０ｃのうちモータ１の左側に配置されているものであり、ブラシユニット２０ｃは、モータ１の右側に配置されているものである。左側のブラシユニット２０ｃは、右側のブラシユニット２０ｂと左右対称に構成されている。

図３及び図４に示されるように、ブラシユニット２０ｂは、支持部２１に、ブラシ２５と端子部２８とがそれぞれ連結されて構成されている。

本実施の形態において、支持部２１は、１本の金属線を成形することにより構成されている。支持部２１は、端子部２８に向けて延在する第１延在部２２と、コイル部２３と、コイル部２３に向けて延在する第２延在部２４とを有している。第１延在部２２は、端子部２８に例えば溶接や半田等の方法で固定されている。コイル部２３は、第１延在部２２と第２延在部２４との間に設けられている。コイル部２３は、コイル状に金属線を巻回することにより構成されている。コイル部２３が設けられていることにより、コイル部２３の中心軸周りに、コイル部２３をねじりながら、第２延在部２４が第１延在部２２に対して変位可能となっている。すなわち、支持部２１は、第１延在部２２に対して第２延在部２４がねじられる、ねじりコイルばねである。コイル部２３の中心軸は、図３において紙面に垂直であり、モータ１において前後方向に平行となる。第１延在部２２と第２延在部２４とは、それぞれ、コイル部２３の中心軸に対して垂直な方向に伸びている。

第２延在部２４は、中間部分に位置する折り曲げ部２４ｄを挟んで、コイル部２３側の中間部２４ｂと先端側の取付部２４ｃとを有している。中間部２４ｂと取付部２４ｃとは、それぞれ、略直線状に伸びている。取付部２４ｃは、取付部２４ｃの先端部が第１延在部２２から離れるように、中間部２４ｂに対して折り曲げ部２４ｄにおいて折れ曲がっている。このように第２延在部２４が折れ曲がっている構造を有するため、小型のモータ１においても、第２延在部２４の腕の長さを長く確保することができ、かつ、ブラシ２５を適正な角度で整流子６に接触させることができる。なお、折り曲げ部２４ｄは、ブラシ２５が整流子６に非接触の状態において、整流子６の中心から複数の整流子片７が形成する円周の範囲内もしくは円周上に位置する。

ブラシ２５は、カーボンで形成されているカーボンブラシである。ブラシ２５は、カーボンで形成されているので、整流子６を形成する部材よりも柔らかい。すなわち、整流子６を形成する部材はブラシ２５を形成する部材よりも硬い。ブラシ２５は、柱状である。より具体的には、ブラシ２５は、円柱状であり、円筒状の外周面を有している。ブラシ２５は、第２延在部２４の取付部２４ｃに取り付けられている。取付部２４ｃは、ブラシ２５の中央部を、柱状のブラシ２５の高さ方向に貫いている。すなわち、支持部２１は、ブラシ２５の内部にあり、さらにブラシ２５の内部を通過している。なお、支持部２１の端部はブラシ２５の内部を通過してブラシ２５の外側に配置されていなくてもよく、例えばブラシ２５の内部にあっても構わない。

図３において、二点鎖線は、ブラシ２５の外周面に整流子６が接触している状態における整流子６とブラシユニット２０ｂとを示している。本実施の形態において、柱状のブラシ２５の高さ寸法（図３において寸法Ｄ１）は、ブラシ２５が接触する整流子片７の周方向の寸法（図３において寸法Ｄ２）に対して、同じであるか、小さくなっている。すなわち、周方向において、ブラシ２５の外周面の幅（寸法Ｄ１）は、整流子片７の幅（寸法Ｄ２）に対して、同じ又は小さい。

端子部２８は、例えば、金属板を用いて構成されている。端子部２８は、支持部２１の第１延在部２２が接続される接続部２８ｂと、接続部２８ｂから後方に延在する先端部２８ｃとを有している。先端部２８ｃには、ブラケット３０に係合する爪部、凹部、又は凸部などの係合部が設けられている。先端部２８ｃは、モータ１においてプレート４０から後方に突出する部位となる。先端部２８ｃに外部機器のリード線や外部機器の接続端子等が電気的に接続されることにより、モータ１に電力の供給が可能となる。

ブラシユニット２０ｂは、ブラケット３０の取付穴を端子部２８が通過した状態で、ブラケット３０に取り付けられている。ブラシユニット２０ｂは、ブラケット３０の前方から、先端部２８ｃがブラケット３０に形成されている取付穴に差し込まれるようにしてブラケット３０に配置される。先端部２８ｃに設けられている爪部、凹部、又は凸部などがブラケット３０に設けられている被係合部に係合することで、端子部２８がブラケット３０に対して固定される。これにより、ブラシ２５が、ブラケット３０に対して、支持部２１を介して支持される。

ブラシユニット２０ｂがブラケット３０に取り付けられているとき、ブラケット３０に形成されている突出部３４（図３において破線で示す）がコイル部２３の内側に差し込まれている。コイル部２３の中心軸が突出部３４により位置決めされている状態でコイル部２３がねじられるので、ブラシ２５の外周面が整流子６に接触している状態が安定して維持される。

図５は、モータ１の背面図である。図６は、ブラシユニット２０が取り付けられているブラケット３０を示す正面図である。

図５においては、説明のため、プレート４０及び軸受１９などは図示されていない。図６においては、整流子６が取り付けられている状態のブラシユニット２０が示されており、整流子６の位置が二点鎖線で示されている。

図５及び図６に示されるように、ブラケット３０は、モータ１のフレーム１０の開口部を塞ぐように配置されている。ブラケット３０は、フレーム１０の内側に嵌め込まれる外周部３１と、外周部３１の内側であって後方に凹む凹部３２とを有している。ブラケット３０の後側は回転軸方向に垂直な平面で塞がれており、その平面には、回転軸２が通過する開口部３６が形成されている。

ブラケット３０は、後側の表面に形成された４つの突出部３３と、後側の左右にそれぞれ形成されるとともに端子部２８を支持する支持部３０ｃと、外周部３１の上部と下部とにそれぞれ設けられ、径方向に突出する突出部３０ｂとを有している。各突出部３３は、プレート４０に貫入するように配置されている。プレート４０がブラケット３０に取り付けられた状態で、突出部３３の端部を潰すことで、プレート４０とブラケット３０とを互いに係合させることができる。支持部３０ｃには、左右それぞれのブラシユニット２０の先端部２８ｃが前方から後方に差し込まれる。先端部２８ｃは、支持部３０ｃから後方に突出する状態となる。突出部３０ｂは、フレーム１０の後端部に形成された窪みに嵌り込む。突出部３０ｂとフレーム１０とで、フレーム１０に対するブラケット３０の前後方向の位置が定まる。

また、ブラケット３０の凹部３２には、左右２つの突出部３４と、左右それぞれのブラシユニット２０の端子部２８の内側に設けられた壁部３５とが設けられている。突出部３４は、例えば円柱状の突出部であり、凹部３２の底（ブラケット３０の後側の面）から前方に突出している。各突出部３４は、左右のブラシユニット２０のコイル部２３の内側に嵌め込まれており、コイル部２３を位置決めしている。壁部３５は、凹部３２の底から前方に突出する突出部であり、例えば、端子部２８を介して外周部３１の内周面に対向する表面と、ブラシユニット２０のブラシ２５に対向する表面とを有する。壁部３５が第２延在部２４に取り付けられているブラシ２５と第１延在部２２が取り付けられている端子部２８との間に設けられていることにより、支持部２１の変形が大きくなり支持部２１が破損してしまうことなどが防止される。

図７は、ブラケット３０の側面図である。

図７に示されるように、ブラケット３０の外周部３１の外周面には、リブ３９が設けられている。リブ３９は、外周部３１の外周面のうち、上面、下面、左側面、右側面のそれぞれに、２つずつ形成されている。各リブ３９は、外周部３１の外周面から径方向に突出している。各リブ３９は、前後方向が長手方向となるように形成されている。外周部３１の外周面のうち、上面、下面、左側面、右側面のそれぞれにおいて、２つのリブ３９は、周方向に並んで設けられている。

図５に示されるように、各リブ３９は、フレーム１０の内面に接触している。フレーム１０には、リブ３９が接触することによる応力が発生している。このため、ブラシユニット２０で発生した振動がフレーム１０に伝播するなどして異音が発生することが抑えられる。また、フレーム１０が低い周波数で比較的長い時間振動することが抑えられる。

図５に示されるように、本実施の形態において、開口部３６の端縁部の形状（平面形状）は、２つの半円弧の端部同士を２つの互いに平行な同一長の線分で繋いでなる形状（オーバル形状（長円形状））を有している。本実施の形態において、開口部３６の上下方向の寸法は、左右方向の寸法よりも長くなっている。すなわち、開口部３６の平面形状は、長手方向（上下方向）と短手方向（左右方向）とを有している。

開口部３６は、回転軸方向において、ブラシ２５に対向している。すなわち、ブラシ２５は、開口部３６を通して、ブラケット３０の後方側にも露出している。図１に示されるように、整流子６は、開口部３６の内側に配置されている。そのため、図５に示されるように、開口部３６の下側から上側に向けて、ブラシ２５に対向する開口部３６の一部と、整流子７と、開口部３６の他の一部とが並んでいる。すなわち、開口部３６の内側においては、径方向において、ブラシ２５に対向する開口部３６の一部と、整流子６と、開口部３６の他の一部とが並んでいる。

開口部３６がこのようなオーバル形状を有していることにより、アマチュア組立体１ｂをフレーム１０の内部に納めるときには、以下のようにすることができる。すなわち、まず、アマチュア組立体１ｂをフレーム１０の内部に挿入する。そして、ブラシユニット２０ｂ，２０ｃを取り付けたブラケット３０を、アマチュア組立体１ｂの後方からフレーム１０の後端部に取り付ける。このとき、回転軸２や整流子６は、開口部３６のうちブラシ２５に対向していない上側の部分を通して、開口部３６を通過させたのち、整流子６がブラシ２５に接触するように、ブラケット３０に対するフレーム１０及びアマチュア組立体１ｂの位置を調整することができる。そのため、容易にモータ１を組み立てることができる。

なお、整流子６が２つのブラシ２５に接触している状態で、回転軸２の周方向に、２つのブラシ２５は所定の角度Ｇの間隔で位置している。例えば、角度Ｇは、９０度程度である。

図８は、ブラシユニット２０が取り付けられているブラケット３０の第１の状態を示す図である。図９は、図８の側断面図である。図１０は、ブラシユニット２０が取り付けられているブラケット３０の第２の状態を示す図である。図１１は、図１０の側断面図である。

図９及び図１１において、ブラケット３０についての断面が示されており、ブラシユニット２０については、断面ではなく下方から見た図が示されている。

図８に示されるように、本実施の形態において、２つのブラシユニット２０ｂ，２０ｃの一方のブラシ２５は、他方のブラシ２５と接触可能である。また、２つのブラシユニット２０ｂ，２０ｃの一方の支持部２１は、他方の支持部２１と、回転軸方向から見て交差可能である。

ブラケット３０に２つのブラシユニット２０ｂ，２０ｃを取り付けるとき、まず、一方（例えば左側）のブラシユニット２０ｂをブラケット３０に配置して、その後、他方（例えば右側）のブラシユニット２０ｃをブラケット３０に配置する。ブラシ２５に整流子６等が接触していないとき、すなわちモータ１の径方向において支持部２１に力が加わっていないときには、２つのブラシユニット２０ｂ，２０ｃのそれぞれの支持部２１同士は、前後方向から見て互いに交差する。本実施の形態においては、図８及び図９に示されるように、ブラシ２５同士が前後に重なっている状態になる。その後、治具等を用いて両ブラシ２５をモータ１の径方向外側に変位させることにより、２つのブラシ２５が前後に重なっている状態を解き、図１０及び図１１に示されるように、ブラシ２５よりも先端側にある取付部２４ｃ同士が前後方向において重なっている状態にすることができる。このように取付部２４ｃ同士が前後方向において重なっている状態にすることで、その後、２つのブラシユニット２０ｂ，２０ｃの支持部２１をスムーズに変形させて整流子６を両ブラシ２５に接触させる工程を効率良く行うことができる。

なお、本実施の形態においては、回転軸方向において、２つのブラシ２５のうち１つのブラシ２５は、他のブラシ２５よりも高い位置にある。具体的には、右側のブラシユニット２０ｃのブラシ２５のほうが、左側のブラシユニット２０ｂのブラシ２５よりも、前側にある。回転軸方向において、２つのブラシ２５ともに同じ位置にあっても構わない。

図１２は、２つのブラシ２５と整流子６との前後方向の位置関係を説明する図である。

図１２においては、説明のため、周方向において、整流子６の一部分が平面上に展開されて、２つのブラシ２５と整流子６との位置関係が模式的に示されている。矢印Ａ４は、整流子６の周方向を示す。

図１２に示されるように、本実施の形態においては、右側のブラシユニット２０ｃのブラシ２５のほうが、左側のブラシユニット２０ｂのブラシ２５よりも若干前側にある。そのため、前後方向において、右側のブラシ２５が接触する整流子６の領域（図１２において左上がりのハッチングで示される領域）と、右側のブラシ２５が接触する整流子６の領域（図１２において右上がりのハッチングで示される領域）とは、前後にずれている。２つの領域が重なる部分の面積は、両ブラシ２５が前後方向に同じ高さにある場合よりも狭くなる。したがって、モータ１の回転が進みブラシ２５が摩耗しても、その摩耗粉は比較的広い領域に分散することとなり、摩耗粉が隣り合う整流子片７の間に溜まりにくく、短絡等の不具合が発生しにくくなる。

以上説明したように、本実施の形態においては、柱状のブラシ２５を用いることで、フレーム１０の幅が１０ミリメートル以下のモータ１においても、適切に整流子６とブラシ２５とを接触させる構造を実現することができる。支持部２１はねじりばねを構成し、また、第２延在部２４の長さを比較的長く確保することができるので、ブラシ２５を整流子６に接触させる力を安定して確保することができる。ブラシ２５を整流子６に接触させる力がブラシ２５の摩耗に伴って変化する量を小さくすることができる。

ブラシ２５はカーボンブラシであり、液体の潤滑剤を介さずに整流子６に接触させることができるので、低温環境下でもモータ１を使用できる。

モータ１は、環状のマグネット５０を用いている。そのため、４つのマグネットをフレームの４隅に配置したモータに比べて、トルクのばらつきを小さくすることができる。また、ブラシ２５を介して整流子６に大電流が流れている場合において共振が発生することを防止することができ、異音の発生を低減できる。

［その他］

上記の実施の形態において、いくつかの特徴点が設けられていなかったり、いくつかの特徴点が他の態様で構成されていたりしてもよい。

モータの外周形状は、上述の実施の形態のような角型でなくてもよい。例えば、いわゆる小判形（左右２つの円弧を２つの直線で繋いだオーバル型）の断面を有する小型のモータにおいて上述のようなブラシユニットを採用してもよいし、丸形の断面を有する小型のモータにおいて上述のようなブラシユニットを採用してもよい。

モータのブラシユニットの数やブラシの数は、２つに限られず、２つより多くてもよい。複数のブラシのうち１つのブラシが上述のようなブラシであり、他のブラシが他の形態のブラシであってもよい。

フレームと、フレームの内面に取り付けられた、複数のマグネットと、フレームに設けられたブラケットと、カーボンで形成された柱状のブラシと、ブラシの外周面に接触する整流子と、ブラケットに前記ブラシを支持する弾性部材とを備え、複数のマグネットは、周方向に並んで配置されており、弾性部材は前記ブラシの内部にあるモータであっても構わない。高いトルクが必要となる用途において、モータの小型化が要求されている。小型のモータにおいて、高いトルクの駆動力を出力するためには、大きな電流をモータに流すことができる。また、隣り合う整流子同士の間隔が比較的狭いため、隣り合う整流子間にブラシの摩耗粉が集中することによるショートの発生を抑止できる。

フレームと、フレームの内面に取り付けられたマグネットと、フレームに設けられたブラケットと、カーボンで形成された、複数の柱状のブラシと、ブラシの外周面に接触する整流子と、ブラケットにブラシを支持する弾性部材とを備え、弾性部材はブラシの内部にあり、回転軸方向において、複数のブラシのうち１つのブラシは、他のブラシよりも高い位置にある、モータであってもよい。これにより、隣り合う整流子同士の間隔が比較的狭いため、隣り合う整流子間にブラシの摩耗粉が集中することによるショートの発生を抑止できる。

支持部の第１延在部は端子部に固定する際、第１延在部を形成する部材と端子部を形成する部材とを溶接で接合することが困難である場合には、半田を用いて固定しても構わない。モータが例えば幅が１０ｍｍ以下を有する小型のモータであるために溶接で固定することが困難である場合には、半田を用いて固定しても構わない。

特に、モータに高い電流を印加して高いトルクを得る場合、溶接により接合した接合部における接触抵抗の値が比較的高くなる場合がある。このため、高い電流を印加しても高いトルクを得ることが困難な場合がある。この場合に、半田を用いることで接合部における接触抵抗の値が下がり、所望の高いトルクを得られる場合がある。よって、第１延在部を有する支持部と端子部とを半田で固定してもよく、ブラシとコイル部を形成する金属線とを半田で固定しても構わない。

コイル部を形成する金属線の巻数は、整流子とブラシとが接触することで発生する接触圧力を考慮する必要があり、本実施形態では４巻きであるが、これに限定されずに巻数を増減しても構わなく、接触圧力や延在部の長さや金属線の太さを考慮して適宜決めることができる。

また、ブラケットに設けられた突出部にコイル部を圧入することで、金属線の巻回し方向において、コイル部を位置決めしても構わない。金属線の巻回し方向において、突出部によりコイル部は位置決めされることで、整流子とブラシとの接触圧力を調整することができる。例えば、回転軸方向において、モータの全高を大きくすることができないなど、モータ内部でスペースを確保できない場合、金属線の巻数を多くすることができない場合、又は金属線の太さを大きくできない場合には、コイル部の位置決めにより調整することができる。また、必要に応じて、支持部の折り曲げ部の角度を増減したりすることで、調整することができる。他に、支持部の折り曲げ部の位置を支持部の両端部から同じ長さにある中間位置に対してブラシ寄りにしたり、コイル部寄りにしたりすることで、支持部のバネ定数を変更することで接触圧力を調整することができる。

上記のように構成されたモータは、種々の用途に用いることができる。例えば、電子機器に用いられたり、種々の車両に搭載される用途に用いられたりしてもよい。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ モータ
１ａ フレーム組立体
１ｂ アマチュア組立体
２ 回転軸
６ 整流子
７ 整流子片
１０ フレーム
２０ｂ，２０ｃ ブラシユニット
２１ 支持部（弾性部材の一例）
２５ ブラシ
３０ ブラケット
３６ 開口部
３９ リブ
４０ プレート
５０ マグネット

Claims (10)

1. 幅が１０ミリメートル以下であるフレームと、
   前記フレームの内面に取り付けられた、環状のマグネットと、
   前記フレームに設けられたブラケットと、
   カーボンで形成された柱状のブラシと、
   前記ブラシの外周面に接触する整流子と、
   前記ブラケットに前記ブラシを支持する弾性部材とを備え、
   前記弾性部材は前記ブラシの内部にある、モータ。
2. 前記整流子は、周方向に並ぶ複数の整流子片を備え、
   周方向において、前記ブラシの外周面の幅は前記整流子片の幅に対して同じ又は小さい、請求項１に記載のモータ。
3. 前記ブラケットは、回転軸方向において前記ブラシに対向する開口部を有する、請求項１又は２に記載のモータ。
4. 前記開口部の内側に前記整流子が配置されており、
   径方向において、前記ブラシに対向する前記開口部の一部と、前記整流子と、前記開口部の他の一部が並んでいる、請求項３に記載のモータ。
5. 前記開口部の平面形状は、長手方向と短手方向とを有する、請求項３又は４に記載のモータ。
6. 前記ブラケットの外周面には、リブが設けられており、
   前記リブは、前記フレームの内面に接触している、請求項１から５のいずれかに記載のモータ。
7. 前記ブラシを含む複数のブラシと、
   前記弾性部材を含む複数の弾性部材とを備え、
   回転軸方向において、前記複数のブラシのうち１つのブラシは、他のブラシよりも高い位置にある、請求項１から６のいずれかに記載のモータ。
8. 前記１つのブラシと前記他のブラシとは接触可能であり、
   前記複数の弾性部材のうち、前記１つのブラシを支持する弾性部材と、前記他のブラシを支持する弾性部材とは、交差可能である、請求項７に記載のモータ。
9. フレームと、
   前記フレームの内面に取り付けられた、複数のマグネットと、
   前記フレームに設けられたブラケットと、
   カーボンで形成された柱状のブラシと、
   前記ブラシの外周面に接触する整流子と、
   前記ブラケットに前記ブラシを支持する弾性部材とを備え、
   前記複数のマグネットは、周方向に並んで配置されており、
   前記弾性部材は前記ブラシの内部にある、モータ。
10. フレームと、
    前記フレームの内面に取り付けられたマグネットと、
    前記フレームに設けられたブラケットと、
    カーボンで形成された、複数の柱状のブラシと、
    前記ブラシの外周面に接触する整流子と、
    前記ブラケットに前記ブラシを支持する弾性部材とを備え、
    前記弾性部材は前記ブラシの内部にあり、
    回転軸方向において、前記複数のブラシのうち１つのブラシは、他のブラシよりも高い位置にある、モータ。
    

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