JP2020127276A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】電気ノイズを低減すると共に部品点数の増加を抑制する。【解決手段】減速機付モータ１０は、回転子３４と、整流子と当接すると共に摺動するブラシと、ブラシと接続されたチョークコイル３８と、を備えている。また、減速機付モータ１０は、板状に形成されていると共に回路素子が取付けられ、チョークコイル３８においてブラシと接続された側とは反対側の端部３８Ａが直接接続された回路基板４６を備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、モータに関する。

下記特許文献１には、車両の電装機器に用いられるモータ（減速機付きモータ）が開示されている。この文献に記載されたモータでは、ノイズ除去素子等を設けることにより、モータから放出される電気ノイズが低減されている。

特開２００８−１６０９０７号公報

ところで、車両の電装機器に用いられるモータには、電気ノイズを低減すると共に部品点数の増加を抑制することが望まれるが、上記特許文献１に記載されたモータにはこの点で改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、電気ノイズを低減すると共に部品点数の増加を抑制することができるモータを得ることが目的である。

請求項１記載のモータは、巻線が巻回されることで形成された回転子コイルと、該回転子コイルを形成する巻線が接続される整流子と、を有する回転子と、前記整流子と当接し、該整流子と摺動することで前記回転子コイルに通電される電流が切替えられて前記回転子が回転するブラシと、前記ブラシと接続されたチョークコイルと、板状に形成されていると共に回路素子が取付けられ、前記チョークコイルにおいて前記ブラシと接続された側とは反対側の端部が直接接続された回路基板と、を備えている。

請求項１記載のモータによれば、ブラシが整流子と摺動して、回転子コイルに通電される電流が切替えられることで、回転子が回転する。ここで、ブラシには、チョークコイルを介して接続された回路基板等を介して通電がなされる。また、チョークコイルにおいてブラシと接続された側とは反対側の端部は、回路基板に直接接続されている。これにより、チョークコイルにおいてブラシと接続された側とは反対側の端部がターミナル等の接触抵抗部を介して回路基板に接続されている構成と比べて、部品点数が削減されると共に電気ノイズが放射される部分を少なくすることができる。

請求項２記載のモータは、請求項１記載のモータにおいて、前記ブラシ及び前記チョークコイルは、ハウジングに固定されたブラシホルダに支持され、前記チョークコイルにおける前記ブラシと接続された側とは反対側が、前記ブラシホルダから前記回路基板側へ延出しており、前記チョークコイルにおいて前記ブラシと接続された側とは反対側の端部が、前記回路基板側へ向けて折曲げられており、前記チョークコイルにおいて前記ブラシと接続された側とは反対側が、前記回路基板とは反対側へ撓み変形可能とされている。

請求項２記載のモータによれば、チョークコイルにおいてブラシと接続された側とは反対側の端部が、回路基板側へ向けて折曲げられている。そして、チョークコイルにおいてブラシと接続された側とは反対側が、回路基板とは反対側へ撓み変形可能とされている。これにより、モータが振動した際に、チョークコイルと回路基板との接続部に生じる応力を緩和することができる。

請求項３記載のモータは、請求項１又は請求項２記載のモータにおいて、前記ブラシ及び前記チョークコイルは、ハウジングに固定されたブラシホルダに支持され、前記チョークコイルにおける前記ブラシと接続された側とは反対側が、前記ブラシホルダから前記回路基板側へ延出しており、前記ハウジングには、前記チョークコイルにおける前記ブラシと接続された側とは反対側が挿通される挿通孔が形成され、前記ブラシホルダには、前記挿通孔に嵌まり込む嵌合部が設けられている。

請求項３記載のモータによれば、ブラシホルダの嵌合部がハウジングの挿通孔に嵌まり込む。これにより、チョークコイルにおいてブラシホルダから回路基板側へ延出している部分の位置が定まる。その結果、チョークコイルにおいてブラシと接続された側とは反対側の端部の回路基板に対する位置決めを容易に行うことができる。

請求項４記載のモータは、請求項２又は請求項３記載のモータにおいて、前記ハウジングに取付けられるカバーが設けられ、前記回路基板は、前記ハウジングと前記カバーとの間に配置され、前記カバーが前記ハウジングに取付けられる前の状態で、前記チョークコイルと前記回路基板との接続部が前記回路基板が延在する方向から視認可能となっている。

請求項４記載のモータによれば、カバーがハウジングに取付けられる前に、チョークコイルと回路基板との接続部の接続状態を容易に確認することができる。

本発明に係るモータは、電気ノイズを低減すると共に部品点数の増加を抑制することができる、という優れた効果を有する。

本実施形態の減速機付モータを示す斜視図である。 本実施形態の減速機付モータを分解して示す分解斜視図である。 ブラシホルダ等を示す斜視図である。 ハウジングに取付けられたブラシホルダ等を示す斜視図である。 図４とは異なるハウジングに取付けられたブラシホルダ等を示す図４に対応する斜視図である。 回路基板においてチョークコイルの端部が接続された部分を拡大して示す拡大断面図である。 カバーが取付けられる前のハウジング等を示す斜視図である。 カバーが取付けられる前のハウジング等を示す側面図である。 ターミナルにおいて回路基板に接続される側の端部を示す側面図である。 ターミナルにおいて回路基板に接続される側の端部を示す平面図である。 カバーとハウジングとの接続部を示す拡大断面図である。 回路基板において回路素子が取付けられた部分を示す拡大断面図である。

図１〜図１２を用いて本発明の実施形態に係るモータとしての減速機付モータ１０について説明する。なお、図中に適宜示す矢印Ｚ方向、矢印Ｒ方向及び矢印Ｃ方向は、出力軸１２の回転軸方向一方側、回転径方向外側及び回転周方向一方側をそれぞれ示すものとする。また、単に軸方向、径方向、周方向を示す場合は、特に断りのない限り、出力軸１２の回転軸方向、回転径方向、回転周方向を示すものとする。

図１及び図２に示されるように、本実施形態の減速機付モータ１０は、車両のワイパモータとして用いられる。この減速機付モータ１０は、モータ本体１４と、モータ本体１４の回転を出力軸１２へ減速して伝達する減速機１６と、モータ本体１４が支持されると共に減速機１６が収容されるハウジング１８と、を備えている。また、減速機付モータ１０は、出力軸１２の回転を制御する制御装置２０を備えている。さらに、減速機付モータ１０は、ハウジング１８の内部において制御装置２０の一部を構成する回路基板４６が配置される領域２２と減速機１６が配置される領域２４とを隔てる隔成部材としてのインナカバー２６を備えている。また、減速機付モータ１０は、ハウジング１８に取付けられることで当該ハウジング１８の開放端側を覆うカバー２８を備えている。

（モータ本体１４の構成）
図２に示されるように、モータ本体１４は、ハウジング１８側が開放された有底円筒状に形成されたヨークハウジング３０を有する固定子３２と、ヨークハウジング３０の内部において回転可能に支持された回転子３４と、ブラシホルダ３６に支持された図示しないブラシ及びチョークコイル３８と、を含んで構成されている。回転子３４は、巻線が巻回されることで形成された回転子コイルと、回転子コイルを形成する巻線が接続される整流子と、を備えている。そして、ブラシホルダ３６に支持されたブラシが整流子と摺動することで、回転子コイルに通電される電流が切替えられて回転子が回転するようになっている。

図３に示されるように、ブラシホルダ３６は、絶縁性の高い樹脂材料を用いて形成されている、このブラシホルダ３６は、その中心部に回転子３４の一部（回転軸）が挿通される円板状に形成された円板部３６Ａを備えている。また、ブラシホルダ３６は、円板部３６Ａの周方向の一部において一対のチョークコイル３８を支持するチョークコイル支持部３６Ｂを備えている。ここで、一対のチョークコイル３８の一方側の端部は、一対のブラシにそれぞれ接続されている。また、一対のチョークコイル３８の他方側の端部は、後述するように回路基板４６にそれぞれ接続されている。

チョークコイル支持部３６Ｂにおける回路基板４６側には、角柱状に形成された一対の嵌合部３６Ｃが突出している。この一対の嵌合部３６Ｃの内部には、一対のチョークコイル３８の一部がそれぞれ埋設されている。また、一対の嵌合部３６Ｃの突出方向の先端からは、一対のチョークコイル３８におけるブラシとは反対側がそれぞれ延出している。

また、一対のチョークコイル３８においてブラシと接続された側とは反対側は、回路基板４６側へ向けてＬ字状に折曲げられている。さらに、本実施形態では、チョークコイル３８においてブラシと接続された側とは反対側の一部（嵌合部３６Ｃから延出している部分の一部であり符号３８Ｂで示された回路基板４６に沿って延びている部分）がハウジング１８等と遊離した構成となっている。これにより、チョークコイル３８においてブラシと接続された側とは反対側の一部（符号３８Ｂで示された部分）が、回路基板４６とは反対側へ撓み変形可能となっている。

（減速機１６の構成）
図２に示されるように、減速機１６は、回転子３４の回転軸に固定された図示しないウォームと、ウォームが噛合う外歯４０Ａが外周部に形成されたウォームホイール４０と、を含んで構成されている。ウォームホイール４０の軸芯部には、出力軸１２が固定されている。ここで、出力軸１２は、後述するハウジング１８から軸方向一方側へむけて突出している。また、出力軸１２の軸方向他方側の端部には、センサマグネット４２が固定されている。

（ハウジング１８の構成）
ハウジング１８は、アルミニウム合金等を用いて形成されている。このハウジング１８は、軸方向他方側が開放されていると共にその内部に減速機１６が収容される減速機収容凹部１８Ａが形成されている。また、ハウジング１８において減速機収容凹部１８Ａと隣接する部分には、モータ本体１４が固定されるモータ本体固定部１８Ｂが設けられている。

図４に示されるように、モータ本体固定部１８Ｂには、一対のチョークコイル３８においてブラシと接続された側とは反対側が挿通されると共にブラシホルダ３６の一対の嵌合部３６Ｃがそれぞれ嵌まり込む一対の挿通孔１８Ｃが形成されている。これにより、モータ本体１４をモータ本体固定部１８Ｂに固定する（取付ける）際に、すなわち、一対のチョークコイル３８においてブラシと接続された側とは反対側を一対の挿通孔１８Ｃに挿通させる際に、嵌合部３６Ｃの外周面及び挿通孔１８Ｃの内周部をガイド（案内）部分として機能させることが可能となっている。

ここで、本実施形態では、一対のチョークコイル３８においてブラシと接続された側とは反対側の部分のＬ字形状に合わせて当該部分を一対の挿通孔１８Ｃに挿通させる必要がある。そこで、図５に示されるように、一対のチョークコイル３８においてブラシと接続された側とは反対側の部分のＬ字形状の部分が通過する通過溝１８Ｄを挿通孔１８Ｃの周縁部に形成することで、一対のチョークコイル３８においてブラシと接続された側とは反対側のＬ字形状の部分を一対の挿通孔１８Ｃに挿通させる際の作業性を良好にすることができる。

また、本実施形態では、モータ本体１４がモータ本体固定部１８Ｂに固定された後に、図６に示されるように、一対のチョークコイル３８においてブラシと接続された側とは反対側の端部３８Ａが回路基板４６にハンダ４４で直接接続されるようになっている。

図７に示されるように、制御装置２０は、回路基板４６及び回路基板４６に取付けられた複数の回路素子４８（図１２参照）等を含んで構成されている。図２及び図７に示されるように、回路基板４６は、ハウジング１８とカバー２８との間において減速機１６と軸方向に対向して配置されている。そして、制御装置２０に通電されることで、出力軸１２（図２参照）の回転速度や回転方向、回転範囲等が所定の回転速度等となるように制御されるようになっている。

（インナカバー２６の構成）
図２に示されるように、インナカバー２６は、絶縁性の高い樹脂材料を用いて形成されている。このインナカバー２６は、ハウジング１８とカバー２８との間において減速機１６が配置されている領域２４と回路基板４６が配置されている領域２２とを隔てる隔成部２６Ａを備えている。この隔成部２６Ａには、円形の開口２６Ｂが形成されている。この開口２６Ｂが形成されていることにより、出力軸１２に固定されたセンサマグネット４２と回路基板４６に取り付けられた図示しないセンサとが対向してかつ近接して配置されるようになっている。また、図６に示されるように、隔成部２６Ａには、チョークコイル３８においてブラシと接続された側とは反対側の端部３８Ａが挿通されるガイド孔２６Ｃが形成されている。このガイド孔２６Ｃの内径は、回路基板４６側へ向かうにつれて小さくなっている。

また、図１及び図２に示されるように、インナカバー２６は、隔成部２６Ａと一体に設けられたコネクタ部２６Ｄを備えている。図１に示されるように、このコネクタ部２６Ｄは、カバー２８がハウジング１８に取付けられた状態においてハウジング１８及びカバー２８の外側へ露出するようになっている。

また、図７に示されるように、コネクタ部２６Ｄの内部には、外部コネクタに設けられた外部コネクタ側ターミナルが係合する隔成部材側ターミナルとしての複数のターミナル５０の一部が埋設されている。図９及び図１０に示されるように、ターミナル５０において回路基板４６に接続される（ハンダで接続される）側は、回路基板４６側へ向けてＬ字状に折曲げられている。そして、ターミナル５０において外部コネクタ側ターミナルが係合する側とは反対側の端部５０Ａが、回路基板４６にハンダ付けで接続されている。また、本実施形態では、インナカバー２６に逃げ溝２６Ｅが形成されていることにより、ターミナル５０において回路基板４６に接続される側がインナカバー２６と遊離している。これにより、ターミナル５０において回路基板４６に接続される側の一部（インナカバー２６と遊離している部分の一部であり符号５０Ｂで示された回路基板４６に沿って延びている部分）が、回路基板４６とは反対側へ撓み変形可能となっている。なお、逃げ溝２６Ｅを形成する金型の抜き方向が、ターミナル５０と直交する方向（外部コネクタが係合する方向）に設定されている。

（カバー２８の構成）
図２に示されるように、カバー２８は金属材料である鋼板材にプレス加工等が施されることにより形成されている。このカバー２８は、ハウジング１８側が開放された箱状に形成されており、回路基板４６と対向して配置される底壁部２８Ａと、底壁部２８Ａの外周端からハウジング１８側へ屈曲してのびる側壁部２８Ｂと、側壁部２８Ｂにおけるハウジング１８側に形成されたフランジ部２８Ｃと、を備えている。フランジ部２８Ｃには、スクリュ５２（図１１参照）が挿通されるスクリュ孔２８Ｄが形成されている。図１１に示されるように、このスクリュ孔２８Ｄに挿通されたスクリュ５２がハウジング１８に螺合されることで、カバー２８がハウジング１８に取り付けられるようになっている。また、本実施形態では、カバー２８がハウジング１８に取り付けられることで、インナカバー２６の一部（隔成部２６Ａの外周部）が、ハウジング１８とカバー２８との間に挟み込まれるようになっている。

また、本実施形態では、図７及び図８に示されるように、カバー２８がハウジング１８に取付けられる前の状態で、チョークコイル３８と回路基板４６との接続部（ハンダ付け部）が回路基板が延在する方向（径方向）から視認可能となっていると共に、ターミナル５０と回路基板４６との接続部（ハンダ付け部）が回路基板４６が延在する方向から視認可能となるように、カバー２８とハウジング１８との境界が設定されている。これにより、ハンダ付けのバックフィレットを容易に確認することが可能となっている。

（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

図１及び図２に示されるように、以上説明した本実施形態の減速機付モータ１０によれば、外部コネクタからインナカバー２６のコネクタ部２６Ｄ（ターミナル５０）を介して制御装置２０に給電がなされると、モータ本体１４の回転子３４が回転する。そして、回転子３４の回転が減速機１６で減速されて出力軸１２に伝達されて、出力軸１２が回転する。

ここで、図３に示されるように、本実施形態では、ブラシと回路基板４６との間にチョークコイル３８が設けられている。これにより、当該チョークコイル３８の諸元に対応する所定の周波数の電気ノイズを低減することができる。これに加えて、本実施形態では、チョークコイル３８においてブラシと接続された側とは反対側の端部３８Ａが、回路基板４６に直接接続されている。これにより、チョークコイル３８においてブラシと接続された側とは反対側の端部３８Ａがターミナル等の接触抵抗部を介して回路基板４６に接続されている構成と比べて、部品点数が削減されると共に電気ノイズが放射される部分を少なくすることができる。

また、本実施形態では、図３に示されるように、チョークコイル３８においてブラシと接続された側とは反対側の一部（符号３８Ｂで示された部分）が、回路基板４６とは反対側へ撓み変形可能となっている。また、図９及び図１０に示されるように、ターミナル５０において回路基板４６に接続される側の一部（インナカバー２６と遊離している部分の一部であり符号５０Ｂで示された部分）が、回路基板４６とは反対側へ撓み変形可能となっている。これにより、減速機付モータ１０が振動した際に、チョークコイル３８と回路基板４６との接続部（ハンダ４４（図６参照））並びにターミナル５０と回路基板４６との接続部（ハンダ付け部）に生じる応力を緩和することができる。

さらに、本実施形態では、図４に示されるように、ハウジング１８のモータ本体固定部１８Ｂには、一対のチョークコイル３８においてブラシと接続された側とは反対側が挿通されると共にブラシホルダ３６の一対の嵌合部３６Ｃがそれぞれ嵌まり込む一対の挿通孔１８Ｃが形成されている。これにより、モータ本体１４をモータ本体固定部１８Ｂに固定する（取付ける）際に、すなわち、一対のチョークコイル３８においてブラシと接続された側とは反対側を一対の挿通孔１８Ｃに挿通させる際に、嵌合部３６Ｃの外周面及び挿通孔１８Ｃの内周部をガイド（案内）部分として機能させることができる。これにより、減速機付モータ１０を組立てる際の作業性が低下することを抑制することができる。また、この構成を有することにより、チョークコイル３８においてブラシホルダ３６から回路基板４６側へ延出している部分の位置を容易に固定することができる。その結果、チョークコイル３８においてブラシと接続された側とは反対側の端部３８Ｂの回路基板４６に対する位置決めを容易に行うことができる。

さらに、本実施形態では、図７及び図８に示されるように、カバー２８がハウジング１８に取付けられる前の状態で、チョークコイル３８と回路基板４６との接続部（ハンダ付け部）が回路基板が延在する方向（径方向）から視認可能となっていると共に、ターミナル５０と回路基板４６との接続部（ハンダ付け部）が回路基板４６が延在する方向から視認可能となっている。これにより、ハンダ付けのバックフィレットを容易に確認することができる。このように、ハンダ付け部分を容易に視認可能な構成とすることにより、製造時における品質管理を容易にすることができる。

また、本実施形態では、カバー２８がハウジング１８に取付けられる前の状態で、インナカバー２６のコネクタ部２６Ｄから制御装置２０へ給電可能となっている。これにより、カバー２８をハウジング１８に取付ける前にモータ特性の確認を行うことができる。

さらに、本実施形態では、図１、図２及び図１１に示されるように、カバー２８の全体が鋼板材を用いて形成されている。これにより、カバー２８から放出される電気ノイズを低減することができる。なお、要求される電気ノイズのレベルによっては、カバー２８の一部を金属製としてもよい。ここで、図１２に示されるように、回路基板４６とハウジング１８との間及び回路基板４６とカバー２８との間に、回路基板４６に取付けられた回路素子４８の熱を金属製のハウジング１８やカバー２８に伝達する放熱部材５４を設けると良い。これにより、回路基板４６に取付けられた回路素子４８の熱をハウジング１８やカバー２８に放熱部材５４を介して速やかに伝達させる（放熱する）ことができる。

ところで、カバー２８側にコネクタ部２６Ｄが設けられている構成では、カバー２８から放出される電気ノイズを低減するための金属板を樹脂材料内に埋設するなどの対応が必要となり、カバー２８の構造が複雑化する。しかしながら、本実施形態では、鋼板をプレス加工等することにより、カバー２８を容易に形成することができる。また、インナカバー２６が樹脂材料で形成されていることにより、コネクタ部２６Ｄと一体のインナカバー２６を容易に形成することができる。

また、本実施形態では、カバー２８がハウジング１８に取り付けられることで、インナカバー２６の一部（隔成部２６Ａの外周部）が、ハウジング１８とカバー２８との間に挟み込まれるようになっている。これにより、インナカバー２６の変位を容易に規制することができる。

さらに、本実施形態では、図６に示されるように、インナカバー２６の隔成部２６Ａには、チョークコイル３８においてブラシと接続された側とは反対側の端部３８Ａが挿通されるガイド孔２６Ｃが形成されており、このガイド孔２６Ｃの内径が回路基板４６側へ向かうにつれて小さくなっている。これにより、チョークコイル３８においてブラシと接続された側とは反対側をガイド孔２６Ｃへ挿通させる際に、チョークコイル３８をガイド孔２６Ｃの内面によって回路基板４６側へ容易に案内させることができる。

なお、本発明の構成は、減速機１６を備えていないモータにも適用可能である。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１０ 減速機付モータ（モータ）
１２ 出力軸
１８ ハウジング
１８Ｃ 挿通孔
２８ カバー
３４ 回転子
３６ ブラシホルダ
３６Ｃ 嵌合部
３８ チョークコイル
３８Ａ 端部
４６ 回路基板
４８ 回路素子

Claims (4)

1. 巻線が巻回されることで形成された回転子コイルと、該回転子コイルを形成する巻線が接続される整流子と、を有する回転子と、
   前記整流子と当接し、該整流子と摺動することで前記回転子コイルに通電される電流が切替えられて前記回転子が回転するブラシと、
   前記ブラシと接続されたチョークコイルと、
   板状に形成されていると共に回路素子が取付けられ、前記チョークコイルにおいて前記ブラシと接続された側とは反対側の端部が直接接続された回路基板と、
   を備えたモータ。
2. 前記ブラシ及び前記チョークコイルは、ハウジングに固定されたブラシホルダに支持され、
   前記チョークコイルにおける前記ブラシと接続された側とは反対側が、前記ブラシホルダから前記回路基板側へ延出しており、
   前記チョークコイルにおいて前記ブラシと接続された側とは反対側の端部が、前記回路基板側へ向けて折曲げられており、
   前記チョークコイルにおいて前記ブラシと接続された側とは反対側が、前記回路基板とは反対側へ撓み変形可能とされている請求項１記載のモータ。
3. 前記ブラシ及び前記チョークコイルは、ハウジングに固定されたブラシホルダに支持され、
   前記チョークコイルにおける前記ブラシと接続された側とは反対側が、前記ブラシホルダから前記回路基板側へ延出しており、
   前記ハウジングには、前記チョークコイルにおける前記ブラシと接続された側とは反対側が挿通される挿通孔が形成され、
   前記ブラシホルダには、前記挿通孔に嵌まり込む嵌合部が設けられている請求項１又は請求項２記載のモータ。
4. 前記ハウジングに取付けられるカバーが設けられ、
   前記回路基板は、前記ハウジングと前記カバーとの間に配置され、
   前記カバーが前記ハウジングに取付けられる前の状態で、前記チョークコイルと前記回路基板との接続部が前記回路基板が延在する方向から視認可能となっている請求項２又は請求項３記載のモータ。