JP2020114098A - チョークコイル、及びブラシホルダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接続部に外力が加わった際の局部的な応力の集中を抑制できるチョークコイルを提供すること。【解決手段】チョークコイル２６は、棒状のコア軸材３１と、コア軸材３１に巻き付けられつつ外嵌されるように配置されるコイル部３２ａと該コイル部３２ａの端部から延出する接続部３２ｂとを有しコイル部３２ａの内面がコア軸材３１に接着されたコイル部材３２とを備える。コイル部３２ａの軸方向端部にはコア軸材３１と接着されない非接着部３２ｄが設けられる。【選択図】図２

Description

本発明は、チョークコイル、及びチョークコイルを備えたブラシホルダ装置に関するものである。

従来、直流モータのブラシホルダ装置には樹脂製のブラシホルダにチョークコイルが保持されてなるものがある（例えば、特許文献１参照）。このようなチョークコイルは、フェライトよりなる棒状のコア軸材と、該コア軸材に巻き付けられつつ外嵌されるように配置されるコイル部と該コイル部の端部から延出する接続部とを有するコイル部材とを備え、コイル部の内面における軸方向全体がコア軸材に接着されたものが一般的である。そして、コイル部材における接続部は、例えばブラシホルダに保持されたターミナルに接続される。

特開２０１５−９１１５９号公報

しかしながら、上記のようなチョークコイルでは、例えば、ターミナルが振動することなどによって接続部に外力が加わると、コイル部の軸方向全体がコア軸材に接着されていることから、コイル部と接続部との境目や、接続部とターミナルとの境目等に局部的に応力が集中する虞があった。よって、ターミナルが繰り返し振動して接続部に外力が繰り返して加わった場合等、コイル部と接続部の境目が切断されたり、接続部とターミナルとの境目の溶接が剥がれるといった虞があった。

本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、接続部に外力が加わった際の局部的な応力の集中を抑制できるチョークコイル、及びチョークコイルを備えたブラシホルダ装置を提供することにある。

上記課題を解決するチョークコイルは、棒状のコア軸材（３１）と、前記コア軸材に巻き付けられつつ外嵌されるように配置されるコイル部（３２ａ）と該コイル部の端部から延出する接続部（３２ｂ）とを有し前記コイル部の内面が前記コア軸材に接着されたコイル部材（３２）とを備えたチョークコイルであって、前記コイル部の軸方向端部には前記コア軸材と接着されない非接着部（３２ｄ）が設けられる。

同構成によれば、コイル部の軸方向端部にはコア軸材と接着されない非接着部が設けられるため、例えば、接続部に接続されるターミナル等から接続部に外力が加わった際には非接着部が撓むことが許容される。よって、接続部に外力が加わった際の局部的な応力の集中を抑制することができる。その結果、例えば、接続部に外力が繰り返して加わった際でもコイル部材の破損等を低減することができる。

上記課題を解決するブラシホルダ装置は、前記チョークコイル（２６）と、前記チョークコイルを保持するブラシホルダ（２２）と、前記ブラシホルダに保持され、前記チョークコイルの接続部に接続されたターミナル（３３）とを備える。

同構成によれば、ブラシホルダ装置において上記効果を得ることができる。

一実施形態における直流モータの正面図。 一実施形態におけるブラシホルダ装置の一部断面模式図。 一実施形態におけるチョークコイルの平面図。 別例におけるチョークコイルの平面図。

以下、ブラシホルダ装置を備えた直流モータの一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の直流モータ１は、回転子２の回転軸３を回転駆動するモータ本体４と、回転軸３の回転を減速する減速部５とを備えている。

モータ本体４のモータケースであるヨークハウジング６は、導電性の金属材料よりなり、有底筒状に形成され、その内周面には永久磁石７が固定されている。ヨークハウジング６の開口部にはフランジ６ａが形成され、そのフランジ６ａは、減速部５のギヤハウジング８の固定部８ａとボルト９にて固定されている。

減速部５のギヤハウジング８は、合成樹脂材料よりなり、前記ヨークハウジング６と固定される前記固定部８ａと、固定部８ａから前記回転軸３の軸線方向に延びたウォーム収容部８ｂと、該ウォーム収容部８ｂの側方（図１において右方）に形成されたホイール収容部８ｃとを有する。そして、ウォーム収容部８ｂには、前記回転軸３の先端部とクラッチ１１を介して連結されるウォーム軸１２が収容され、ホイール収容部８ｃには、ウォーム軸１２と噛合されるウォームホイール１３が収容されている。ウォームホイール１３の軸中心には出力軸１４が設けられ、該出力軸１４は、外部負荷と駆動連結されることになる。

また、直流モータ１は、ヨークハウジング６とギヤハウジング８とに亘って保持されたブラシホルダ装置２１を備えている。
ブラシホルダ装置２１は、樹脂製のブラシホルダ２２に、前記回転子２の整流子２３に摺接される給電用ブラシ２４や、該給電用ブラシ２４と外部接続端子２５との間に電気的に接続されるチョークコイル２６等が保持されてなる。

図２に示すように、チョークコイル２６は、フェライトよりなる棒状のコア軸材３１と導線よりなるコイル部材３２とを備える。コア軸材３１は、略円柱状に形成されている。コイル部材３２は、コア軸材３１に巻き付けられつつ外嵌されるように配置されるコイル部３２ａと該コイル部３２ａの両端部から延出する接続部３２ｂ，３２ｃとを有する。コイル部材３２はコイル部３２ａの内面がコア軸材３１に接着されている。ただし、コイル部３２ａの軸方向端部にはコア軸材３１と接着されない非接着部３２ｄが設けられている。本実施形態では、コイル部３２ａの一端から約２巻き分の範囲Ｈが非接着部３２ｄとされている。

そして、チョークコイル２６は、ブラシホルダ２２の底部２２ａから立設された側壁２２ｂにコイル部３２ａの外周が当接されつつ、ブラシホルダ２２の底部２２ａから斜めに立設された押圧片２２ｃにコイル部３２ａの外周が押圧されて保持されている。すなわち、押圧片２２ｃは、その先端部が側壁２２ｂに対する距離が変わるように可撓性を有し、外力を受けていない、すなわち撓ませていない状態の押圧片２２ｃの先端部と側壁２２ｂとの距離はチョークコイル２６の外径よりも小さく設定されており、側壁２２ｂと押圧片２２ｃの先端部との間にチョークコイル２６の外周面が挟持されている。そして、一対の接続部３２ｂ，３２ｃはそれぞれブラシホルダ２２に保持されたターミナル３３に接続されている。

ここで、コイル部３２ａの一端側であって上方側の接続部３２ｂは、ブラシホルダ２２の側壁２２ｂの上部に保持されたターミナル３３に接続されている。
詳しくは、ターミナル３３は、ブラシホルダ２２の側壁２２ｂに埋設されて保持される埋設部３３ａと、埋設部３３ａの上部から側方に延びる側延部３３ｂとを有する。そして、側延部３３ｂの一部は、接続部３２ｂが溶接される接続平坦面３３ｃとされている。

また、上方の接続部３２ｂは、前記コイル部３２ａの端部から径方向外側に延びる外延部３２ｅと、該外延部３２ｅの先端から上方に延びる上延部３２ｆとを有する。そして、上延部３２ｆの先端側における外周面の一部が前記接続平坦面３３ｃに接触されつつ溶接されている。

図３に示すように、前記接続部３２ｂが接続平坦面３３ｃに接触して溶接される方向（図３中、上方向）は、非接着部３２ｄがコア軸材３１から弛む方向（言い換えると、巻き付きが解ける方向）に撓んで接続部３２ｂが移動し易い方向と対応するように設定されている。具体的には、チョークコイル２６の軸方向から見て（図３参照）、接続平坦面３３ｃに沿った線Ｌは、前記コイル部３２ａを横切るように配置され、接続部３２ｂが接続平坦面３３ｃに接触して溶接される方向（図３中、上方向）は、接続部３２ｂからコイル部３２ａが曲がる側（図３中、上側）に設定されている。すなわち、接続部３２ｂは、非接着部３２ｄがコア軸材３１から弛む方向（言い換えると、巻き付きが解ける方向）に対応して移動し易く、図３中では、上方向には移動し易い。逆に、接続部３２ｂは、非接着部３２ｄがコア軸材３１に巻き付く方向に対応して移動し難く、図３中では、下方向には移動し難い。そこで、接続部３２ｂが接続平坦面３３ｃに接触して溶接される方向を、接続部３２ｂが移動し易い方向と対応させている。なお、接続部３２ｂは、非接着部３２ｄがコア軸材３１に巻き付く方向に対応して図３中では下方向に移動し難いものの、非接着部３２ｄが設けられていない場合よりは僅かに移動し易い。

次に、上記のように構成された直流モータ１の作用について説明する。
外部電源から直流モータ１の外部接続端子２５に電源が供給されると、チョークコイル２６及び給電用ブラシ２４を介して整流子２３、更には回転子２の巻線に電源が供給され、回転子２が回転駆動される。すると、回転軸３と一体的にウォーム軸１２が回転し、ウォーム軸１２の回転に伴ってウォームホイール１３及び出力軸１４が回転し、該出力軸１４から外部負荷に動力が伝達される。このとき、給電用ブラシ２４が整流子２３に摺接することで発生する電気ノイズはチョークコイル２６により低減される。

そして、このような駆動時等では、ターミナル３３が振動して接続部３２ｂに外力が加わることがあるが、コイル部３２ａには非接着部３２ｄが設けられ、非接着部３２ｄが撓むことが許容されるため、接続部３２ｂに外力が加わった際の局部的な応力の集中が抑制される。

次に、上記実施形態の効果を以下に記載する。
（１）コイル部３２ａの軸方向端部にはコア軸材３１と接着されない非接着部３２ｄが設けられるため、例えば、接続部３２ｂに接続されるターミナル３３等から接続部３２ｂに外力が加わった際には非接着部３２ｄが撓むことが許容される。よって、接続部３２ｂに外力が加わった際にコイル部３２ａと接続部３２ｂとの境目や接続部３２ｂとターミナル３３との境目等に局部的に応力が集中することを抑制することができる。

（２）コイル部材３２の接続部３２ｂは、ターミナル３３の接続平坦面３３ｃに溶接されて接続されるため、例えばターミナルを折り曲げつつ接続する場合に比べて、容易に接続部３２ｂをターミナル３３に接続することができる。そして、このような構成では接続部３２ｂとターミナル３３との境目に強い応力が加わると溶接が剥がれてしまう虞があるが、前記非接着部３２ｄの作用によって応力の集中を抑制できるので溶接の剥がれを抑えることができる。

（３）接続部３２ｂが接続平坦面３３ｃに接触して溶接される方向は、非接着部３２ｄがコア軸材３１から弛む方向に撓んで接続部３２ｂが移動し易い方向と対応するように設定されるため、ターミナル３３の接続平坦面３３ｃが振動して接続部３２ｂから離間する方向に移動した場合でも接続部３２ｂが追従して移動し易く溶接が剥がれ難い。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、接続部３２ｂが接続平坦面３３ｃに接触して溶接される方向は、非接着部３２ｄがコア軸材３１から弛む方向に撓んで接続部３２ｂが移動し易い方向と対応するように設定されるとしたが、これに限定されず、他の方向に溶接してもよい。

例えば、図４に示すように、上記実施形態とは反対側に接続部３２ｂを溶接してもよい。具体的には、チョークコイル２６の軸方向から見て、接続平坦面３３ｃに沿った線Ｌは、コイル部３２ａを横切るように配置され、接続部３２ｂが接続平坦面３３ｃに接触して溶接される方向（図４中、下方向）は、接続部３２ｂからコイル部３２ａが曲がる側（図４中、上側）の反対側に設定してもよい。なお、このようにすると、ターミナル３３の接続平坦面３３ｃが振動して接続部３２ｂから離間する方向（図４中、下方向）に移動した場合、接続部３２ｂは上記実施形態よりも追従して移動し難いが、非接着部３２ｄが設けられていない場合よりは移動し易く溶接が剥がれ難い。

また、上記実施形態（図３参照）及び別例（図４参照）では、チョークコイル２６の軸方向から見て、接続平坦面３３ｃに沿った線Ｌは、コイル部３２ａを横切るように配置されるとしたが、これに限定されず、コイル部３２ａを横切らないように配置して溶接してもよい。

・上記実施形態では、コイル部材３２の接続部３２ｂは、ターミナル３３の接続平坦面３３ｃに溶接されて接続されるとしたが、これに限定されず、例えばターミナルを折り曲げつつかしめて接続してもよい。このようにしても、コイル部３２ａと接続部３２ｂとの境目や接続部３２ｂとターミナルとの境目等に局部的に応力が集中することを抑制することができる。

・上記実施形態では、コイル部３２ａの一端から約２巻き分の範囲Ｈが非接着部３２ｄとされるとしたが、これに限定されず、非接着部３２ｄの範囲Ｈはコイル部３２ａの一端から１巻き分や３巻き分等に変更してもよい。なお、非接着部３２ｄの範囲Ｈは、接続部３２ｂの移動し易さを考慮すると、コイル部３２ａの一端から１／２巻き以上が好ましい。

・上記実施形態では、非接着部３２ｄがコイル部３２ａの軸方向の一端部にのみ設けられた構成としたが、これに限定されず、コイル部３２ａの軸方向両端部に設けてもよい。なお、もちろん、非接着部３２ｄは、接続部が外力を受け易い側、すなわち接続されるターミナルが振動し易い側に設けることが好ましい。

・上記実施形態では、チョークコイル２６を備えたブラシホルダ装置２１に具体化したが、これに限定されず、チョークコイル２６を他の装置に設けて実施してもよい。

２１…ブラシホルダ装置、２２…ブラシホルダ、２６…チョークコイル、３１…コア軸材、３２…コイル部材、３２ａ…コイル部、３２ｂ…接続部、３２ｄ…非接着部、３３…ターミナル、３３ｃ…接続平坦面、Ｌ…接続平坦面に沿った線。

Claims (5)

1. 棒状のコア軸材（３１）と、
   前記コア軸材に巻き付けられつつ外嵌されるように配置されるコイル部（３２ａ）と該コイル部の端部から延出する接続部（３２ｂ）とを有し前記コイル部の内面が前記コア軸材に接着されたコイル部材（３２）と
   を備えたチョークコイルであって、
   前記コイル部の軸方向端部には前記コア軸材と接着されない非接着部（３２ｄ）が設けられたチョークコイル。
2. 請求項１に記載のチョークコイル（２６）と、
   前記チョークコイルを保持するブラシホルダ（２２）と、
   前記ブラシホルダに保持され、前記チョークコイルの接続部に接続されたターミナル（３３）と
   を備えたブラシホルダ装置。
3. 前記コイル部材の前記接続部は、前記ターミナルの接続平坦面（３３ｃ）に溶接されて接続された請求項２に記載のブラシホルダ装置。
4. 前記接続部が前記接続平坦面に接触して溶接される方向は、前記非接着部がコア軸材から弛む方向に撓んで前記接続部が移動し易い方向と対応するように設定された請求項３に記載のブラシホルダ装置。
5. 前記チョークコイルの軸方向から見て、前記接続平坦面に沿った線（Ｌ）は、コイル部を横切るように配置され、前記接続部が前記接続平坦面に接触して溶接される方向は、前記接続部から前記コイル部が曲がる側に設定された請求項４に記載のブラシホルダ装置。