JP5024787B2

JP5024787B2 - 電動機及びそれを備えたシートベルト装置

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Publication number: JP5024787B2
Application number: JP2007153872A
Authority: JP
Inventors: 隆章木村; 理宏森; 康哲野村
Original assignee: Takata Corp
Current assignee: Takata Corp
Priority date: 2007-06-11
Filing date: 2007-06-11
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2027-06-11
Also published as: JP2008306891A

Description

本発明は、巻き線型ロータを備えた電動機及びそれを備えたシートベルト装置の技術分野に属するものである。

従来、図１２に示すように、ロータ１００は、通常、回転軸挿通部１０１と各ティース部１０２とが一体に形成されており、このようなロータ１００に巻線１０３を巻く場合、スリット１０４を通して巻くことになるので、巻線１０３が整列できず、密に巻くことが困難であった。

また、回転軸部とティース部とを分割するものとして、ステータを歯極単位に分割し、絶縁被覆された各歯極に巻線を巻き回すことで、組立工数を減らして製造コストを低減する電動機が知られている（特許文献１参照）。

さらに、第一ティース及び第二ティースを放射状に延び且つ円周方向に沿って等角度間隔に交互に配列し、組み付けることで、鉄心素板を構成し、回転軸と一体に回転するロータを備え、分解の際に、ロータに用いられている鉄心と巻線とを短時間に分離することができる電動機が知られている（特許文献２参照）。
特開２００２−５８１８１号公報特開２００３−１３４７０８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された電動機は、周囲のフレームに固定されたステータを分割したものであり、軸に固定されたコイルを巻装する部材にこの技術を適用することは困難であった。

また、特許文献２に記載された電動機は、ロータの分離に関する技術であり、ティースにどのように巻線を巻くかについては考えられていなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、小型で巻線を密にし、占積率を向上した電動機及びそれを備えたシートベルト装置を提供することである。

前述の課題を解決するために、請求項１の発明は、内周にマグネットを有する外周部材と、前記外周部材の内部に支持されるシャフトと、前記シャフトに固定されるコイル保持部材と、前記コイル保持部材に巻装されるコイルと、を備え、前記外周部材と前記シャフト及び前記コイル保持部材とは相対回転可能である電動機において、前記コイル保持部材は、複数のコイル巻装部材からなり、前記コイル巻装部材は、前記シャフトに対して着脱可能なシャフト取付部を有し、前記シャフトは、凹部を有するコイル巻装部材取付部を備え、前記シャフト取付部は、前記凹部に嵌合する凸状からなり、前記コイル巻装部材取付部と前記シャフト取付部とを貫通するピンを備えたことを特徴とする。

また、請求項２の発明は、前記コイルと前記コイル巻装部材との間に絶縁部材を備えたことを特徴とする。

また、請求項３の発明は、前記絶縁部材の外周は、コイルの外周より大きいことを特徴とする。

また、請求項４の発明は、前記コイルを形成する巻線は、平角線からなることを特徴とする。

また、請求項５の発明は、前記シャフト取付部は、前記シャフトを挿通可能なシャフト挿通部からなることを特徴とする。

さらに、請求項６の発明は、緊急時に乗員を拘束するシートベルトと、このシートベルトを巻き取るシートベルトリトラクタと、このシートベルトリトラクタから引き出された前記シートベルトを乗員のショルダーの方へガイドするシートベルト用ガイドアンカーと、このシートベルト用ガイドアンカーからガイドされてきた前記シートベルトに摺動自在に支持されたタングプレートと、前記タングプレートが係脱可能に挿入係合されるバックルを少なくとも備えたシートベルト装置において、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載された電動機を備え、前記電動機を備えた前記シートベルトリトラクタにより前記シートベルトを巻き取ることが可能であることを特徴とするシートベルト装置。

このように構成された本発明に係る電動機によれば、コイル保持部材をシャフトに対して着脱可能な複数のコイル巻装部材から形成するので、コイル巻装部材を分割した状態でそれぞれ単独にコイル巻装作業を実施可能となり、従来に比べ、巻き線がねじれることなく、巻き線を密にし、占積率を向上することができ、電動機を小型化することができる。

また、コイルとコイル巻装部材との間に絶縁部材を備えたので、安定した絶縁性を保つことができ、その絶縁部材の外周をコイルの外周より大きくすることで、さらに絶縁性を強くすることができる。

また、コイルを形成する巻線を平角線とすることで、より巻き線を密にし、占積率を向上することができる。

また、シャフト取付部は、前記シャフトを挿通可能なシャフト挿通部からなるので、シャフトを脱着する簡単な作業のみでシャフトとコイル巻装部材とを結合、分割することができる。

また、シャフトは、凹部を有するコイル巻装部材取付部を備え、シャフト取付部は、凹部に嵌合する凸部からなるので、簡単な構造で強固にシャフトとコイル巻装部材とを結合することができると共に、簡単に分割をすることができる。

また、コイル巻装部材取付部と前記シャフト取付部とを貫通するピンを備えたので、より強固にシャフトとコイル巻装部材とを結合することができると共に、ピンを抜く簡単な作業で分割をすることができる。。

さらに、この電動機を備えたシートベルト装置を小型化することができ、安定した作動をすることができる。

以下、図面を用いて、本発明の実施の形態を説明する。図１乃至図３は、本発明にかかる電動機の実施の形態を示す。図１は本実施形態の電動機の縦断面図、図２は本実施形態の電動機の平面図、図３は本実施形態の電動機のブラケット部の横断面図である。

電動機１は、フレーム部１０、ロータ部２０及びブラケット部３０を備える。

フレーム部１０は、外周部材の一例としてのヨークフレーム１１、マグネット１２を有し、ヨークフレーム１１の内周面にマグネット１２が接着固定されている。本実施形態のマグネットは４つの磁極数を有し、ヨークフレーム１１にマグネット１２を接着した後、着磁する構成としている。また、ヨークフレーム１１は、ロータ部２０を支持する内面凹状の支持部１１ａとブラケット部３０を嵌装する開口部１１ｂを有する。

ロータ部２０は、回転する際の中心軸となるシャフト２１と、シャフト２１に固定されるコイル保持部材としてのロータコア２２と、ロータコア２２に巻装されるコイル２３と、ブラケット部３０に対向する位置においてシャフト２１に固定され、コイル２３と接続されるコミテータ２４と、シャフト２１をヨークフレーム１１の支持部１１ａに回転可能に支持するベアリング２５と、シャフト２１をブラケット部３０に回転可能に支持するベアリング２６と、を有する。

ブラケット部３０は、樹脂等からなり、ヨークフレーム１１の開口部１１ｂを覆うブラケット本体３１と、ブラケット本体３１に設置され、コミテータ２４の周方向における配置角度を直角とし、コミテータ２４の軸線に直交する方向に摺動し、当接可能な第１ブラシ３２及び第２ブラシ３３と、第１ブラシ３２及び第２ブラシ３３に電源を供給するターミナル３４と、後述するシートベルト等の外部部材に結合するためのナット３５、ノイズを低減するチョークコイル３６、発火発煙対策のためのサーキットブレーカ３７、第１ブラシ３２及び第２ブラシ３３をコミテータ２４に押圧するブラシスプリング４０等を有する。また、ブラケット本体３１は、シャフト２１を貫通支持する孔部３１ａ、ベアリング２６を内装する内面凹状の支持部３１ｂ、付勢手段の一例としてのブラシスプリング４０を支持する保持部の一例としての保持柱部３１ｃ等を有する。

図４乃至図７は、本実施形態の電動機１における第１実施例のロータ部２０を示す図である。ロータ部２０は、当初、ロータコア２２が複数のコイル巻装部材としてのティース６０に分割されており、これら複数のティース６０にコイル２３を形成する巻線Ｌを組立前にあらかじめ巻いておき、その後、各ティース６０を一体化して形成される。シャフト２１に組み付け、ロータ部２０を形成する。

図４はロータコア２２を形成する複数のティース６０のうちの１つを示す。ティース６０は、略Ｔ字状に形成され、外周面６１、線巻部６２、シャフト取付部としてのシャフト挿通部６３、シャフト挿通孔６４、当接部６５を有する。外周面６１は、ロータコア２２として組立てられた後、電動機１を形成する際に、図１に示したマグネット１２に対向して配置される部分である。その外周面６１の内側には、巻線Ｌの巻かれたコイル２３が巻かれる線巻部６２を有する。さらに内側には、線巻部６２から延伸するシャフト挿通部６３があり、シャフト挿通部６３は、シャフト２１の挿通するシャフト挿通孔６４を有する。シャフト挿通部６３が形成されない部分には、当接部６５が形成されている。

図５は、ティース６０の線巻部６２にコイル２３を形成した図を示す。コイル２３は、線巻部６２に絶縁部材としてのボビン６６を取付け、ボビン６６上に巻線Ｌを巻くことで形成する。したがって、線巻部６２とコイル２３との間は、ボビン６６が介在し、絶縁されることとなる。巻線Ｌとしては、例えば、平角線を用いると、線のねじれがなく、偏りのないコイル２３が形成でき、好ましい。また、ボビン６６の外周をコイル２３の外周より大きくすると、絶縁性が強くなり、さらに好ましい。

図６は、図５に示したティース６０をそれぞれ組み合わせ、略円柱状とした図を示す。本実施例では、シャフト挿通部６３と当接部６５は、各ティース６０で異なる位置に設ける。当接部６５は、三角形状の第１当接部６５ａと四角形状の第２当接部６５ｂとを有する。例えば、図６に示すように、第１ティース６０ａは、長手方向の一端部にシャフト挿通部６３を形成し、その隣接箇所に三角形状の第１当接部６５ａ、次の隣接箇所に四角形状の第２当接部６５ｂ、その隣接箇所に三角形状の第１当接部６５ａをそれぞれ配置し、続けてこの組み合わせをもう一組配置している。

第１ティース６０ａの一方に隣接して配置する第２ティース６０ｂでは、第１ティース６０ａのシャフト挿通部６３の配置される長手位置において、三角形状の第１当接部６５ａを配置する。また、第２ティース６０ｂの一方に隣接して配置する第３ティース６０ｃでは、第１ティース６０ａのシャフト挿通部６３の配置される長手位置において、三角形状の第１当接部６５ａを配置する。さらに、第３ティース６０ｃの一方に隣接して配置する第４ティース６０ｄでは、第１ティース６０ａのシャフト挿通部６３の配置される長手位置において、四角形状の第２当接部６５ｂを配置する。

このように、シャフト挿通部６３と当接部６５の配置を異ならせることにより、各ティース６０を組み合わせた略円柱状の中央にシャフト挿通孔６４が配置される。また、各ティース６０のシャフト挿通部６３と当接部６５が、互いに当接し、位置がずれることなく、配置されることとなる。

図７は、それぞれ組み合わせ、略円柱状としたティース６０にシャフト２１を挿通し、ロータコア２２を形成した状態を示す図である。

次に、本実施形態の電動機１における第２実施例のロータ部２０について説明する。図８乃至図１０は、第２実施例のロータ部２０を示す図である。

ロータ部２０は、当初、ロータコア２２が複数のコイル巻装部材としてのティース７０に分割されており、これら複数のティース７０にコイル２３を形成する巻線Ｌを組立前にあらかじめ巻いておき、その後、各ティース７０を一体化して形成される。シャフト２１に設けたティース取付部２１ａに組み付け、ロータ部２０を形成する。

図８はロータコア２２を形成する複数のティース７０のうちの１つを示す。ティース７０は、略Ｔ字状に形成され、外周面７１、線巻部７２、シャフト取付部としてのピン挿通部７３、ピン挿通孔７４を有する。外周面７１は、ロータコア２２として組立てられた後、電動機１を形成する際に、図１に示したマグネット１２に対向して配置される部分である。その外周面７１の内側には、巻線Ｌの巻かれたコイル２３が巻かれる線巻部７２を有する。さらに内側には、線巻部７２から延伸し、凸状のピン挿通部７３があり、ピン挿通部７３は、後述するピン７５の挿通するピン挿通孔７４を有する。

図９は、コイル２３を形成したティース７０及びシャフト２１を示す図である。コイル２３は、線巻部７２に絶縁性のボビン７６を取付け、ボビン７６上に巻線Ｌを巻くことで形成する。したがって、線巻部７２とコイル２３との間は、ボビン７６が介在し、絶縁されることとなる。巻線Ｌとしては、例えば、平角線を用いると、線のねじれがなく、偏りのないコイル２３が形成でき、好ましい。また、ボビン７６の外周をコイル２３の外周より大きくすると、絶縁性が強くなり、さらに好ましい。

また、シャフト２１は、ティース取付部２１ａを有する。ティース取付部２１ａは、シャフト２１より径の大きい角柱形状で形成され、凸状のピン挿通部７３が嵌合する凹状の嵌合部２１ｂを有し、嵌合部２１ｂを通り、シャフト２１と平行にピン挿通孔２１ｃを有する。

図１０に示すように、このように構成されたシャフト２１とティース７０は、凸状のピン挿通部７３を凹状の嵌合部２１ｂに嵌合し、ピン７５を挿通することで、ロータ部２０として形成される。

図１１は、本実施形態の電動機１をシートベルト装置９０に備えた図を示す。シートベルト装置９０は、緊急時に乗員を拘束するシートベルト９１と、このシートベルト９１を巻き取るシートベルトリトラクタ９２と、このシートベルトリトラクタ９２から引き出されたシートベルト９１を乗員のショルダーの方へガイドするシートベルト用ガイドアンカー９３と、このシートベルト用ガイドアンカー９３からガイドされてきたシートベルト９１に摺動自在に支持されたタングプレート９４と、シートベルトの端部を固定する固定アンカー９５と、タングプレート９４が係脱可能に挿入係合されるバックル９６等を備え、電動機１を備えたシートベルトリトラクタ９２によりシートベルト９１を巻き取ることが可能である。

このように本実施形態の電動機１によれば、ローラコア２２をシャフト２１に対して着脱可能な複数のティース６０，７０から形成するので、ティース６０，７０を分割した状態でそれぞれ単独にコイル巻装作業を実施可能となり、従来に比べ、巻線Ｌを整列させて巻くことができるので、巻線Ｌを密にし、占積率を向上することができ、電動機１を小型化することができる。

また、コイル２３とティース６０，７０との間にボビン６６，７６を備えたので、安定した絶縁性を保つことができ、そのボビン６６，７６の外周をコイル２３の外周より大きくすることで、さらに絶縁性を強くすることができる。

また、コイル２３を形成する巻線Ｌを平角線とすることで、より巻線Ｌを密にし、占積率を向上することができる。

また、シャフト取付部は、シャフト２１を挿通可能なシャフト挿通部６３からなるので、シャフト２１を脱着する簡単な作業のみでシャフト２１とティース６０とを結合、分割することができる。

また、シャフト２１は、嵌合部２１ｂを有するティース取付部２１ａを備え、ピン挿通部７３は、嵌合部２１ｂに嵌合する凸状からなるので、簡単な構造で強固にシャフト２１とコイル巻装部材とを結合することができると共に、簡単に分割をすることができる。

また、ティース取付部２１ａとピン挿通部７３とを貫通するピン７５を備えたので、より強固にシャフト２１とティース７０とを結合することができると共に、ピン７５を抜く簡単な作業で分割をすることができる。

さらに、この電動機１を備えたシートベルト装置９０を小型化することができると共に、安定した作動をすることができる。

本発明に係る電動機によれば、従来に比べ、複数のスプリングの設置スペースを小さくすることができ、電動機を小型化することができる。また、安定したブラシ押圧力及び絶縁性を有することができる。さらに、この電動機を備えたシートベルト装置を小型化することができると共に、安定した作動をすることができる。

本実施形態の電動機の縦断面図である。本実施形態の電動機の平面図である。本実施形態の電動機の横断面図である。本実施形態の第１実施例のティースを示す図である。本実施形態の第１実施例のティースにコイルを形成した図である。本実施形態の第１実施例のティースを組み合わせた図である。本実施形態の第１実施例のロータコアを形成した状態を図である。本実施形態の第２実施例のティースを示す図である。本実施形態の第２実施例のシャフト及びティースを示す図である。本実施形態の第２実施例のロータコアを形成した状態を図である。本実施形態の電動機を備えたシートベルト装置を示す図である。従来のロータコアを示す図である。

符号の説明

１…電動機、１０…フレーム部、１１…ヨークフレーム、１２…マグネット、２０…ロータ部、２１…シャフト、２２…ロータコア、２３…コイル、２４…コミテータ、２５，２６…ベアリング、３０…ブラケット部、３１…ブラケット本体、３１ａ…孔部、３１ｂ…支持部、３１ｃ…保持柱、３２…第１ブラシ、３３…第２ブラシ、３４…ターミナル、３５…ナット、３６…チョークコイル、３７…サーキットブレーカ、４０…ブラシスプリング、６０…ティース、６１…外周面、６２…線巻部、６３…シャフト挿通部、６４…シャフト挿通孔、６５…当接部、６６…ボビン、７０…ティース、７１…外周面、７２…線巻部、７３…ピン挿通部、７４…ピン挿通孔、７５…ピン、７６…ボビン、９０…シートベルト装置、９１…シートベルト、９２…シートベルトリトラクタ、９３…シートベルト用ガイドアンカー、９４…タングプレート、９５…バックル

Claims

内周にマグネットを有する外周部材と、
前記外周部材の内部に支持されるシャフトと、
前記シャフトに固定されるコイル保持部材と、
前記コイル保持部材に巻装されるコイルと、
を備え、
前記外周部材と前記シャフト及び前記コイル保持部材とは相対回転可能である電動機において、
前記コイル保持部材は、複数のコイル巻装部材からなり、
前記コイル巻装部材は、前記シャフトに対して着脱可能なシャフト取付部を有し、
前記シャフトは、凹部を有するコイル巻装部材取付部を備え、
前記シャフト取付部は、前記凹部に嵌合する凸状からなり、
前記コイル巻装部材取付部と前記シャフト取付部とを貫通するピンを備えた
ことを特徴とする電動機。
前記コイルと前記コイル巻装部材との間に絶縁部材を備えたことを特徴とする請求項１記載の電動機。
前記絶縁部材の外周は、コイルの外周より大きいことを特徴とする請求項２に記載の電動機。
前記コイルを形成する巻線は、平角線からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電動機。
前記シャフト取付部は、前記シャフトを挿通可能なシャフト挿通部からなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電動機。
緊急時に乗員を拘束するシートベルトと、このシートベルトを巻き取るシートベルトリトラクタと、このシートベルトリトラクタから引き出された前記シートベルトを乗員のショルダーの方へガイドするシートベルト用ガイドアンカーと、このシートベルト用ガイドアンカーからガイドされてきた前記シートベルトに摺動自在に支持されたタングプレートと、前記タングプレートが係脱可能に挿入係合されるバックルを少なくとも備えたシートベルト装置において、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載された電動機を備え、前記電動機を備えた前記シートベルトリトラクタにより前記シートベルトを巻き取ることが可能であることを特徴とするシートベルト装置。