JP5829057B2 - モータ - Google Patents

Description

本発明はモータに関し、より特定的には、ブラケットとシャフトとを備えたモータに関する。

振動錘を備えたシャフト（軸）を回転させることで、振動を生じさせる振動モータが知られている。

振動モータは、フレームと、アマチュア組立（回転体）と、ブラケットと、スラストワッシャーと、底板とを備える。フレームは、振動モータの外部を覆う部材であり、内部にマグネットや軸受を備える。アマチュア組立は、シャフトと、シャフトに固定されるコア、巻線、および整流子などを備えている。ブラケットは、電源の供給を受ける１組の電源端子と、電源端子からの電源電圧を、整流子を介して巻線に付与するブラシ電極とを備えている。スラストワッシャーはシャフトを支持する。底板は、軸受を備える部材であり、電源端子側でシャフトを保持する。

ブラシと整流子とを備えたモータにおいては、ブラシと整流子との間の良好な接触を実現、維持する必要がある。一方で、モータのさらなる小型化の要望が高まっている。

下記特許文献１には、整流子とブラシとの好適な接触を実現、維持するため、モータのブラケットに長円の整流子貫通孔を設ける技術が開示されている。長円の整流子貫通孔を用いることにより、ブラシを避けてシャフトおよび整流子をモータに組み込むことが可能である。

下記特許文献２には、ブラシを保持するブラシ保持ブロックをケース横から挿入し、整流子と接触させるＤＣモータが開示されている。

特開２００８−１３６２９４号公報 特開平１０−１３６６１５号公報

しかしながら上記特許文献１に開示された技術によると、ブラケットに長円の整流子貫通孔を設ける必要があるため、モータの小型化が難しいという問題がある。

また、上記特許文献２に開示された技術によると、ブラシを保持する樹脂部（ブラシ保持ブロック）の固定方法が不安定である。このため、ブラシの傾きや、組立後の２本のブラシのブラシ圧にバラツキが生じるおそれがある。

この発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、小型化が可能であるモータを提供することをその目的としている。

上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、シャフトおよび整流子を備えた回転体と、回転体を収容し、整流子と接触するブラシを有するブラケットとを備えたモータにおいて、ブラケットは、シャフトが伸びる方向とは異なる方向から、回転体を導入することが可能な切り欠きと、少なくとも切り欠きの両端部の各々に設けられた複数の突起部の各々とを有し、回転体を収容し、ブラケットと係合するフレームをさらに備え、フレームは、複数の突起部の各々と係合する複数の切り欠き溝の各々を有する。

好ましくはモータは、複数の突起部は、さらに切り欠きの反対側に設けられている。

好ましくはモータは、フレームとの間でブラケットを挟む底板をさらに備え、底板は、複数の切り欠き溝の各々に係合する複数の底板突起部の各々を有する。

好ましくはブラシは、２つの電極を備え、２つの電極の間隔は、回転体を導入する方向に向かって狭まっている。

好ましくはモータは、シャフトの一方端側または両端側に取り付けられる振動錘をさらに備える。

本発明によれば、小型化が可能であるモータを提供することができる。

本発明の第１の実施の形態におけるモータの側面図である。 図１のモータをＸ１方向から見た図である。 図２のＡ−Ａ断面の構造を示す図である。 図１のモータの分解図である。 図４のフレーム１００をＸ１方向から見た図である。 図４のブラケット３００を複数の方向から見た図である。 図４の底板５００を複数の方向から見た図である。 本発明の第２の実施の形態におけるシャフトの両端側に振動錘を取り付けたモータの構造を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。本実施の形態におけるモータは、小型モータや振動モータとして用いられるが、モータの用途はこれに限られるものではない。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるモータの側面図であり、図２は、図１のモータをＸ１方向から見た図であり、図３は、図２のＡ−Ａ断面の構造を示す図である。また、図４は、図１のモータの分解図である。

図１〜４（特に図４）を参照して、モータは、フレーム１００と、アマチュア組立（回転体）２００と、ブラケット３００と、スラストワッシャー４００と、底板５００とから構成される。

フレーム１００は、アマチュア組立２００、ブラケット３００、スラストワッシャー４００、および底板５００をその内部の空間に収容する。フレーム１００の内部には、シャフト２０１を保持するための軸受１０１と、磁界を生じさせるマグネット１０３とが備えられている。

アマチュア組立２００は、図１および４のＸ方向に伸びるシャフト２０１と、シャフト２０１に取り付けられるアマチュアコア２０３と、アマチュアコア２０３に巻回される巻線２０５と、整流子２０９と、リングバリスタ２０７とを備えている。

ブラケット３００は、２つの電極３０１ａ，３０１ｂからなるブラシと、２つの電極３０１ａ，３０１ｂのそれぞれと電気的に接続される端子３０３ａ，３０３ｂとを備える。

底板５００は、シャフト２０１を支持する軸受５０１を有する。

図５は、図４のフレーム１００をＸ１方向から見た図である。

図１、４および５からわかるように、フレーム１００のブラケット３００などと係合する側の端部には、複数の切り欠き溝１０７ａ〜１０７ｅが形成されている。

図６は、図４のブラケット３００を複数の方向から見た図である。図６において（１）は、ブラケットを図４のＸ１方向とは逆方向から見た図、（２）は図６（１）をＹ方向から見た図、（３）は図６（１）をＹ方向とは逆方向から見た図、（４）は図６（１）をＺ方向から見た図である。

図１、４および６からわかるように、ブラケット３００には、シャフト２０１の伸びる方向Ｘと直交する方向に突出する突起部３０７ａ〜３０７ｅが設けられている。突起部３０７ａ〜３０７ｅのそれぞれは、フレーム１００の切り欠き溝１０７ａ〜１０７ｅに嵌合する形状をしている。

図６（１）に示されるようにブラケット３００には、切り欠き部３１１が設けられている。これにより、図６（１）ではブラケット３００は、一部が途切れた円弧形状（アルファベットの「Ｃ」の形状）を有している。切り欠き部３１１を設けることにより、シャフト２０１が伸びる方向Ｘとは異なる方向Ｙからアマチュア組立（回転体）２００をブラケット３００に導入することができる。

電極３０１ａ，３０１ｂは、図６（１）においては略Ｕ字形状に曲げられている。電極３０１ａ，３０１ｂ同士の間隔は、その先端部（ブラケット３００に取り付けられている側とは逆の側）に行くほど狭まっている。すなわち電極３０１ａ，３０１ｂの間隔は、アマチュア組立２００を導入する方向Ｙに向かって狭まっている。

金属製の電極３０１ａ，３０１ｂが有する弾性により、電極３０１ａ，３０１ｂは変形すると元に戻ろうとする力が働く。これにより、Ｙ方向に向かってシャフト２０１を移動させることで、整流子２０９を電極３０１ａ，３０１ｂの間ですべらせながらブラケット３００の中央位置まで導入することができる。また、電極３０１ａ，３０１ｂで挟まれた整流子２０９に、電極３０１ａ，３０１ｂからの押圧力を与えることができる。

突起部３０７ａ，３０７ｂは、切り欠き部３１１の両端部に設けられている。このように切り欠き部３１１の両端に突起部３０７ａ，３０７ｂを設けることで、以下の利点がある。切り欠き部３１１を形成することにより、ブラケット３００の剛性が弱くなることが懸念される。すなわちブラケット３００が変形したり、それに伴って切り欠き部３１１の間隔が広くなったり狭くなったりすることが考えられる。切り欠き部３１１の両端に突起部３０７ａ，３０７ｂを設け、突起部３０７ａ，３０７ｂを剛性の高い（例えば金属製の）フレーム１００の切り欠き溝１０７ａ，１０７ｂ内に固定させることにより、突起部３０７ａ，３０７ｂの相対的な位置変化を防止することができ、ブラケット３００の変形を防ぐことができる。

また、突起部３０７ｃ〜３０７ｅとフレーム１００の切り欠き溝１０７ｃ〜１０７ｅによっても、ブラケット３００が変形することを防ぐことができる。

図７は、図４の底板５００を複数の方向から見た図である。図７において（１）は、底板５００を図４のＸ１方向とは逆方向から見た図、（２）は図７（１）をＹ方向から見た図、（３）は図７（１）をＹ方向とは逆方向から見た図である。

図１、２、４および７からわかるように、底板５００には、シャフト２０１の伸びる方向Ｘと直交する方向に突出する突起部５０７ａ〜５０７ｅが設けられている。突起部５０７ａ〜５０７ｅのそれぞれは、フレーム１００の切り欠き溝１０７ａ〜１０７ｅに嵌合する形状をしている。

また底板５００には、端子３０３ａ，３０３ｂを通すことができる孔５０３ａ，５０３ｂが設けられている。

［第２の実施の形態］
図８は、本発明の第２の実施の形態におけるシャフトの両端側に振動錘を取り付けたモータの構造を示す図である。図８（ａ）は振動錘を外した状態におけるモータの断面図であり、図８（ｂ）は、振動錘をモータの両端側に取り付けた状態におけるモータの側面図である。

例えば図８のモータには、シャフト２０１の両端側に振動錘６００ａ，６００ｂを取り付けることができる。これにより振動量が大きい小形の振動モータを形成させることができる。すなわち、シャフトの片側に錘を乗せた構造（例えば図１のモータのシャフト２０１の左側のみに振動錘６００ａを取り付けた構造）であってもよいが、それだけでなく、図８のように両側に錘を乗せた構造の振動モータを構成することも可能である。

上記第１および第２の実施の形態におけるモータは、以下の工程で製造される。

（１）ブラケット３００にブラシ電極３０１ａ，３０１ｂを取り付けた状態の構造物（この状態の構造物は、「ブラケット組立」とも呼ばれる。）に、アマチュア組立２００を横方向（シャフト２０１の軸の伸びる方向Ｘに直交する方向Ｙ）からスライドさせて組み込む。ブラケットに取り付けられる端子３０３ａ，３０３ｂは、モータのシャフト２０１の片側のみに振動錘を取り付ける場合には、図１のように振動錘とは反対の側から取り出すことができる。図８のようにシャフト２０１の両端側に振動錘６００ａ，６００ｂを取り付ける場合には、図１のようにして端子を取り出すことが難しくなる。そこで、フレーム１００の側面部に端子３０３（図８）を設けることが望ましい。

（２）フレーム１００に、上記（１）の組立物を嵌め込む。その時、フレーム１００の切り欠き溝１０７ａ〜１０７ｅとブラケット３００の突起部３０７ａ〜３０７ｅとを合わせて両者を嵌め込む。

（３）ブラケット３００の突起部３０７ａ〜３０７ｅをフレームの切り欠き溝１０７ａ〜１０７ｅに嵌合させた後、両者を底板５００で固定する。この際に、その他の部品（スラストワッシャー４００など）を組み込む。

（４）振動モータを製造する場合には、シャフト２０１に錘６００ａ，６００ｂ（または錘６００ａのみ）を取付ける。

［実施の形態における効果］

以上のように構成されるモータは、従来技術によるモータよりも更なる小型化を実現することができる。すなわち通常はリング状（Ｏ形状）のブラケットを、その一部を切り欠く構造（図６（１）のＣ形状）としている。この切り欠き構造（アマチュアスライド用の構造）により、モータ組立工程においては、アマチュア組立２００を軸方向に直交する方向にスライドさせてブラケットに挿入することができる。

また、ブラケットをフレームに導入するときに、ブラケットに設けた突起部が、フレームの切り欠き溝に挿入される。底板の突起部も同様に、フレームの切り欠き溝にあわせて挿入され固定される。

従来のモータでは、ブラケットが強度不足とならないようその周囲（４辺）が連なっている。本実施の形態では、モータの小型化に伴い、ブラケットの１辺に切り込み（切り欠き）を入れて組立性を重視している。また、ブラケットに突起部を設け、それをフレームの切り欠き溝と一体化することで、強度不足が解消されている。

上記モータでは、ブラケットの外周とシャフトを貫通させる孔とを繋ぐ、シャフト（軸の）径より幅の広い溝（切り欠き）が形成されている。これにより、シャフトの軸方向に交わる方向から整流子をブラシに係合させることができ、上記特許文献１と同様の組立を行うことができる。すなわち整流子をブラシに係合させるときに、弾性力によりブラシは徐々に変形していき、最終的には整流子をブラシの間に位置させることができる。本実施の形態では、ブラシに無理な力が働かない（ブラシをその弾性限度を超える状態まで拡げることなく、モータ組立が可能となる）ので、整流子とブラシとの好適な接触を実現、維持できる。

ブラケットを切り欠くために生じる剛性に関する問題（ブラケットが変形しやすくなるなどの問題）を解決するためには、フレームに、ブラケットの突起に対応する溝を設けることが好ましい。これにより、ブラケットの切り欠き部の位置を安定させて固定することができる。延いては、ブラシの位置決めを確保することができる。更に、フレームの溝と底板とでブラケットを挟み込むことで、例えば樹脂でできたブラケットに切り欠き部を設けたとしても、その剛性を損なうことなくモータの製造が可能となる。

上述の実施の形態は、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およ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。

１００ フレーム
１０１ 軸受
１０３ マグネット
１０７ａ〜１０７ｅ 切り欠き溝
２００ アマチュア組立（回転体）
２０１ シャフト
２０３ アマチュアコア
２０５ 巻線
２０９ 整流子
３００ ブラケット
３０１ａ，３０１ｂ ブラシ電極
３０３ａ，３０３ｂ 端子
３０７ａ〜３０７ｅ 突起部
３１１ 切り欠き部
４００ スラストワッシャー
５００ 底板
５０１ 軸受
５０７ａ〜５０７ｅ 突起部
６００ａ，６００ｂ 振動錘

Claims (5)

1. シャフトおよび整流子を備えた回転体と、前記回転体を収容し、前記整流子と接触するブラシを有するブラケットとを備えたモータであって、
   前記ブラケットは、前記シャフトが伸びる方向とは異なる方向から、前記回転体を導入することが可能な切り欠きと、少なくとも前記切り欠きの両端部の各々に設けられた複数の突起部の各々とを有し、
   前記回転体を収容し、前記ブラケットと係合するフレームをさらに備え、
   前記フレームは、前記複数の突起部の各々と係合する複数の切り欠き溝の各々を有する、モータ。
2. 前記複数の突起部は、さらに前記切り欠きの反対側に設けられている、請求項１に記載のモータ。
3. 前記フレームとの間で前記ブラケットを挟む底板をさらに備え、
   前記底板は、前記複数の切り欠き溝の各々に係合する複数の底板突起部の各々を有する、請求項２に記載のモータ。
4. 前記ブラシは、２つの電極を備え、
   前記２つの電極の間隔は、前記回転体を導入する方向に向かって狭まっている、請求項１から３のいずれか１項に記載のモータ。
5. 前記シャフトの一方端側または両端側に取り付けられる振動錘をさらに備えた、請求項１から４のいずれか１項に記載のモータ。

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