JP6876292B2 - モータ - Google Patents

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Description

本願発明は、モータに使用される整流子へと電流を供給するための電流供給用リード導電体、そのリード導電体を取り付けるためのホルダ、およびホルダを有したモータに関する。
モータの回転速度は、ロータの巻線へと供給する電極の数を異ならせることで変化することが知られている。
例えば、モータは、ロータと整流子からなる電機回転子を有し、整流子は複数のセグメント(整流子片ともいう)からなり、ロータは複数の巻線を有し、その複数の巻線から延在した複数の導線はその複数のセグメントと導通する。さらに、モータは、少なくとも2つの異なった電位用のブラシを有する。その異なった電位をブラシに印加するために、少なくとも2つのブラシは、電源のプラス側(高位側)およびマイナス側(低位側)のいずれかに接続されている。
少なくとも2つのブラシのそれぞれは、その複数のセグメントのうちの少なくとも2つのセグメントのそれぞれと同時に接触する。ブラシとセグメントが電気的に接触すると、ブラシからセグメントに電流が流れ、さらにその先に電気的に繋がっている巻線へと電流が流れることとなる。
一度に電流を供給するセグメントの数を異ならせれば、そのセグメントからロータへの巻線の並列回路の数が変化し、電機回転子の抵抗も変化するために、それによってセグメントからロータ巻線に供給する電流の値も変化する。その結果として、電流と磁界の相互作用による力も変化するために、電機回転子の回転速度が異なるようになる。
したがって、電機回転子の回転速度を異ならせるための手法として、3つ、4つ、またはそれ以上の複数のブラシを設け、電源のプラス側(高位側)および/またはマイナス側(低位側)のそれぞれと複数のブラシ側のそれぞれの間にスイッチを配置させて、そのスイッチの開閉を電気的に制御することで、一度に電流を供給するセグメントの数を異ならせる技術が知られている。
例えば、特公平4−56557号公報の図1には、4つのブラシのうちの3つのブラシBR1〜BR3と電源のプラス側との間に、開閉スイッチS1〜S3をそれぞれ介在させ、その開閉スイッチS1〜S3の開閉に応じて、実際に整流子に電力を供給するための使用されるブラシの数を変化させる技術が開示されている。また、同文献の図4には、4つのプラシBR1〜BR4の全てに4つの開閉スイッチを夫々設ける構成が開示されている。
また、特開平9−23627号公報の図3には、スイッチSW1〜SW3を電源と3つのブラシとの電気通路の間に配置し、そのスイッチSW1〜SW3の開閉制御を行うようにしている。
しかし、いずれの場合も、スイッチを設ける構成を必要とし、そのためのエリアとそのスイッチ制御のための回路を設けるための新たなエリアを必要とする。
一方、ブラシの数に相当する数のリード導電体をそれぞれのブラシに電気的に平行に接続し、外部の電源からリード導電体に供給する通電パターンを変化させることで、ブラシから整流子への電力供給に供されるブラシの数を制御するという方法も知られている。
例えば、特開2016−59176号公報の図3は、ブラシ22の配置と、各ブラシ22用の外部電源との接続状態を示す簡略図である。その図から明らかなように、モータ1には、6つのブラシ22の個数に対応するように6つの給電端子25が設けられており、これら給電端子25に、各ブラシ22のそれぞれが接続されている。そして、図6及び図7には、通電パターンに応じて、6ブラシすべてに通電する場合と、6ブラシのうちの4つのブラシに通電する場合と、2つのブラシに通電する場合を例示している。さらには、図21および図22には、8つのブラシを基本的な構成として、実際に給電に使用するブラシを6つ、4つ、または2つのとする通電パターンを例示している。
特公平4−56557号公報 特開平9−23627号公報 特開2016−59176号公報
特公平4-56557号公報や特開平9-23627号公報で開示する構成であるスイッチを設ける構成は、一つのモータで異なる回転速度を提供できるメリットを有しているが、そのスイッチを配置するエリアを確保しなければならない。加えて、そのスイッチを制御するための新たな回路構成と制御装置、そしてそのためのエリアを用意しなければならず、小型で軽量を求めるモータを提供するための大きな支障となっていた。
また、特開2016-59176号公報のように、固定したブラシ数として、その各ブラシ用に通電回路を固定して設けるとすると、配線が一意に固定されてしまっているために、モータの動作モードの種類に制約がかかってしまい、汎用性に欠けてしまう。
特に今日では、ノイズ規制の要求も高まっており、ブラシへの配線以外にも、ノイズ削減のためのEMC対策として、電源端子からブラシ間に直接にコイルLを配置する必要性や、+端子と−端子との間にコンデンサを設ける必要性が高まっており、給電モードに応じて給電パターンを変えて外部から給電する手法では対応することが不可能になっている。
したがって、使用対象に応じて異なった回転速度を有し、ノイズ対策も可能な複数のモータを効率的に提供できる新たな手法が求められてきた。
本願発明はかかる問題に着目してなされたものである。
本願発明は、モータ用のブラシを載置するためのブラシホルダに取り付けられて、電源から供給された電力をブラシに供給するためのリード導電体であって、
リード導電体は、正極用の2つのターミナル(TA2+、TA1+)と、負極用の2つのターミナル(TB2−、TB1−)と、当該2つの正極のターミナル(TA2+、TA1+)からそれぞれ延在する導電体と、当該2つの負極のターミナル(TB2−、TB1−)からそれぞれ延在する導電体と、からなり、
その2つの正極用のターミナルのうちの一つのターミナル(TA2+)の導電体が延在する先には第1のコイルと電気的に接続するための第1のコイル用端子(P1(A))が設けられ、その一つのターミナル(TA2+)の導電体は、第1の電気伝導/切断部(S1)として供される導電体へと分岐して、さらにはその第1の電気伝導/切断部(S1)の先で分岐して第1のブラシ給電用端子(R1)が形成され、
他方に分岐した導電体は、第1のコイル(L1)を接続できるように第1のコイル用端子(P1(A))に対応する第2のコイル用端子(P1(B))と、第2の電気伝導/切断部(S2)によって電気的に接続された第4のコイル用端子(P2(B))が第2のコイルと電気的に接続するために形成され、
他方に分岐した導電体はさらに延在して第3のブラシ給電用端子(R3)が形成され、
2つの正極用のターミナルのうちの他の一つのターミナル(TA1+)の導電体は、第4のコイル用端子(P2(B))と協働して第2のコイルを接続するための第3のコイル用端子(P2(A))が設けられ、
さらに、当該第3のコイル用端子(P2(A))と電気的に連通する第3の電気伝導/切断部(S3)を介して、第4のコイル用端子(P2(B))から第3のブラシ給電用端子(R3)に延在する導電体と電気的に接続されることで、正極用の2つのターミナル(TA2+、TA1+)が一体で形成されており、
2つの負極用のターミナルのうちの一つのターミナル(TB2−)の導電体には第5のコイル用端子(P3(A))が第3のコイルと電気的に接続するために設けられ、
一つのターミナル(TB2−)の導電体は、第4の電気伝導/切断部(S4)として供される導電体へと分岐し、
第4の電気伝導/切断部(S4)の先でさらに分岐して第2のブラシ給電用端子(R2)が形成され、
他方に分岐した導電体は、第3のコイル(L3)を接続できるように第5のコイル用端子(P3(A))に対応する第6のコイル用端子(P3(B))と、第5の電気伝導/切断部(S5)によって電気的に接続された第8のコイル用端子(P4(B))が第4のコイルと電気的に接続するために形成され、
他方に分岐した導電体はさらに延在して第4のブラシ給電用端子(R4)が形成され、
2つの負極用のターミナルのうちの他の一つのターミナル(TB1−)の導電体は、第8のコイル用端子(P4(B))と協働して第4のコイルを接続するための第7のコイル用端子(P4(A))が設けられ、さらに、当該第7のコイル用端子(P4(A))と電気的に連通する第6の電気伝導/切断部(S6)を介して、第8のコイル用端子(P4(B))から第4のブラシ給電用端子(R4)に延在する導電体と電気的に接続されることで、負極用の2つのターミナル(TB2−、TB1−)が一体で形成され、
ブラシホルダの一面に取り付けるように構成されたリード導電体を提供するものである。
さらに本願発明の上記リード導電体は、導電体がプレート状の導電体からなっている。
または、本願発明の上記リード導電体は、導電体がプレート状の導電体からなっており、プレート状の導電体の一部は折れ曲がって、リード導電体が載置されるブラシホルダ(34)に設けられたスリットに挿入可能に構成されている。
または、本願発明の上記リード導電体は、導電体がプレート状の導電体からなり、第1乃至第8のコイル用端子がプレート状の導電体から起立して、リード導電体が載置されるブラシホルダ(34)に夫々の端子用に設けられた孔を通して、リード導電体が置かれる面とは反対側の面に露出するように構成されている。
さらに本願発明の上記リード導電体は、4ターミナルによるモータ動作に供されるように第2および第5の電気伝導/切断部(S2、S5)の部分で第1のブラシ給電用端子(R1)と第3のブラシ給電用端子(R3)間と、および第2のブラシ給電用端子(R2)と第4のブラシ給電用端子(R4)間とがそれぞれ電気的に分離している。
さらに本願発明の上記リード導電体は、第1の電気伝導/切断部(S1)および第4の電気伝導/切断部(S4)が切断された状態で構成されている。
さらに本願発明の上記リード導電体は、第1の電気伝導/切断部(S1)および第4の電気伝導/切断部(S4)の導電部分と、正極用の一つのターミナル(TA2+)と第1のコイル用端子(P1(A))およびその間の導電部分を有さず、負極用の一つのターミナル(TB2−)と第3のコイル用端子(P3(A))およびその間の導電部分を有さない構成となっている。
さらに本願発明の上記リード導電体は、第1及び第3の電気伝導/切断部(S1、S3)および第4及び第6の電気伝導/切断部(S4、S6)が切断された状態となっている。
さらに本願発明の上記リード導電体は、少なくとも第3および第6の電気伝導/切断部(S3、S6)の導電部分が切断された状態となっている。
さらに本願発明の上記リード導電体は、第1乃至第6の電気伝導/切断部(S1〜S6)の全てが切断された状態になっている。
さらに本願発明は、上記で開示したリード導電体を一面に載置可能な構成となっているブラシホルダを提供するものである。
さらに本願発明のブラシホルダは、4つのブラシボックスを円周上に等間隔に載置可能な構成となっており、隣り合うブラシボックス間の領域に第1乃至第4のコイル用端子(P1(A)、P1(B)、P2(A)、P2(B))によって2つのコイルが接続され、
反対側の隣り合うブラシボックス間の領域に第5乃至第8のコイル用端子(P3(A)、P3(B)、P4(A)、P4(B))によって他の2つのコイルが接続される構成となっている。
さらに本願発明のブラシホルダは、部分的にスリットが形成され、プレート状の導電体からなるリード導電体の一部(73、83)が略90度に折れ曲がり、当該折れ曲がったプレート部分が当該スリットに挿入されるようにしている。
また、本願発明によるブラシホルダは、第1および第2のブラシ給電用端子(R1、R2)と、第3および第4のブラシ給電用端子(R3、R4)は異なる2つのブラシボックス間で挟まれる領域に設けられるように構成され、当該領域は、第1乃至第4のコイルが設けられるブラシボックス間領域とは異なる領域となっている。
さらに本願発明は、上記ブラシホルダを設けられたモータをも提供するものである。
本願発明の一実施形態におけるモータ100の断面図である。 図1のモータ100の分解図である。 図1のモータ100の一部筐体を切断して見た内部構造図である。 図1のモータ100の電動回動部1を回転軸方向から見た図である。 整流子20の各セグメント21とロータ10のティース13間の結線図である。 各運転モードの回路図である。 各運転モードの回路図である。 図6Aおよび図6Bで示した各運転モードの回路図を一つのブラシホルダで実践可能とするための本願発明の実施形態による配線構造図を示したものである。 図7の配線構造図をリード導電体としてブラシホルダ上に展開して得られた本願発明の実施形態によるブラシホルダ及びリード導電体の組立図である。 本願発明の実施形態によるプラス(+)側のリード導電体70の斜視図である。 図9Aのリード導電体70を上面から見た平面図である。 図9Aのリード導電体70の側面図である。 図9Aのリード導電体70の底面図である。 (a)は本願発明の実施形態によるマイナス(−)側のリード導電体80の斜視図である。(b)は同じくマイナス側のリード導電体80の斜視図でEMC対策としてボディアース部84を有しない導電体である。 図10Aのリード導電体80を上面から見た平面図である。 図10A(a)のリード導電体70の側面図である。 図10Aのリード導電体70の底面図である。 図7の配線構造図を可能とするためのブラシホルダの上面図である。 図7の配線構造図を可能とするためのブラシホルダの裏面図である。 ブラシホルダに組み込まれたリード導電体の複数の領域に設けられた電気伝導/切断部S1〜S6の全てを切断して得られたブラシホルダおよびリード導電体の組立図である。 ブラシホルダに組み込まれたリード導電体の複数の領域に設けられた電気伝導/切断部S1〜S6のうちのS2およびS5を切断して得られたブラシホルダおよびリード導電体の組立図である。 ブラシホルダに組み込まれたリード導電体の複数の領域に設けられた電気伝導/切断部S1〜S6のうちのS1、S3、S4およびS6を切断し、ターミナルTA2(+)とターミナルTB2(−)を除去した2端子のブラシホルダおよびリード導電体の組立図である。 ブラシホルダに組み込まれたリード導電体の複数の領域に設けられた電気伝導/切断部のちのS1およびS4のみを切断し、ターミナルTA2(+)とターミナルTB2(−)を除去した2端子のブラシホルダおよびリード導電体の組立図である。 図13Aは、HM(4T)モード用のブラシホルダアセンブリ30の上面および裏面図である。 図13Bは、HM(2T)モード用のブラシホルダアセンブリ30の上面および裏面図である。 図13Cは、HM−EMC(4T)モード用のブラシホルダアセンブリ30の上面および裏面図である。 図13Dは、HM−EMC(2T)モード用のブラシホルダアセンブリ30の上面および裏面図である。
以下、本願発明の実施形態の例を、図面を用いて説明する。
図1乃至図3を参照して、本願発明によるモータ100の構造の一例を説明する。
図1は、本実施例のモータ100の断面図である。モータ100は電動回動部1を有し、電動回動部1は、その回転軸(シャフト)4とともに回転するようにアッパーカバー(ヨーク)40とボトムカバー(エンドカバー)50によって支持されている。
図2は、そのモータ100を、電動回動部1の回転軸(シャフト)4の軸方向に分解した分解斜視図であり、図3は、組み立てられたモータ100の一部を取り除いてその内部構造を部分的に示した斜視図である。
モータ100は、電動回動部1とブラシホルダアセンブリ30、そして、その電動回動部1とブラシホルダアセンブリ30とを挟み込んでその内部に収容するアッパーカバー40とボトムカバー50とを有している。
アッパーカバー40とボトムカバー50は、それぞれ電動回動部1の回転軸(シャフト)4が回転可能なように軸支する軸受けを支持している。
電動回動部1はロータ10と整流子20を有している。そのロータ10と整流子20は、回転軸(シャフト)4と一体的に回転するように回転軸(シャフト)4に固定されている。
ブラシホルダアセンブリ30は、円盤状のブラシホルダ34からなり、ブラシホルダ34はレセプタクル33を有している。ブラシホルダ34の中央部分には、少なくとも回転軸(シャフト)4がその中を貫通可能な孔31が形成されている。ブラシホルダ34は、その一部であるレセプタクル33がモータ100の外部に口を開けて、外部の電源プラグと結合するように、アッパーカバー40とボトムカバー50に挟まれて固定される。
ブラシホルダ34は、ロータ10の方向に向いている第1の面とその反対面の第2の面を有している。ブラシホルダ34の第1の面には、ブラシボックス37が孔31の周囲に等間隔で複数取り付けられている。ブラシボックス37の内部には、ブラシがその中で摺動可能に収容されている。それぞれのブラシボックス37は、それぞれに収容されたブラシの摺動方向(進退方向)が回転軸(シャフト)4の軸方向に向くようにブラシホルダ34に固定されるように取り付けられており、ブラシボックス37の中のブラシはそれぞれに設けられたばね38によってその回転軸(シャフト)4の方向に付勢されている。
ブラシホルダ34は、絶縁性の材料からなり、例えば樹脂を一体的に成型することによって作ることが可能である。
ブラシボックス37の配置の位置および数は、使用目的に応じて適宜決めることできるが、ここでは、4つのブラシボックス37を使用したブラシホルダアセンブリ30を例示している。この例では、ブラシボックス37は、ブラシホルダ34の孔31の周囲に隣り合うブラシボックス37が90度の角度で円周上に等間隔に配置されている。
回転軸(シャフト)4に固定された整流子20は、回転軸(シャフト)4と同心円状の外周面を有する。その外周面は、複数に等間隔に分割されてセグメント21を構成し、そのセグメント間は絶縁されている。
それぞれのセグメント21は、伝導性のある金属によって作ることができ、絶縁性の、例えば樹脂から形成された整流子ボディ23に支持され固定されている。
整流子20の径方向に露出したセグメント21の外周面は、ブラシが付勢される方向のブラシの先端の面と互いに面で電気的に接触するように配置されている。
各ブラシの先端と接触するセグメント21は、整流子20の回転に応じて次々に移っていくことで、ロータ10に給電するためのセグメント21は、整流子20の回転に応じて切り替わる。
図4は、回転軸(シャフト)4の軸方向から見た整流子20とロータ10との関係を示すための図である。特にこの図は、モータの整流子20の各セグメント21の結線と、ロータ10のティース13の巻線との関係を概念的に示している。
図5は、整流子20の各セグメント21とロータ10のティース13間の結線図である。
この例では、20個のセグメント21が、回転軸(シャフト)4を中心として、円周上に等間隔に配置されている。従って、回転軸(シャフト)4が回転することにより、一つのブラシは、20個のセグメント21のうちの一つに順番に次々に電気的に接触する。セグメント21には、フック21aがそれぞれ設けられており、そのフック21aにセグメント21からロータ10へと給電するための巻線となる導体がかけられている。
回転軸(シャフト)4の径方向外側には、回転軸(シャフト)4と同心円上に形成されて軸方向に延びたロータコア11が整流子20の近傍に設けられている。ロータ10はロータコア11から形成されている。そのロータコア11は、複数の板状のコア要素が集まり、軸方向から見てT字状のティース13を有している。複数のティース13は、円周方向に等間隔に配置され、それらのティース13は、回転軸(シャフト)4の径方向外側に向かって放射状に設けられている。この例では、ロータ10は、20個のティース13から構成されている。
この隣り合うティース13間で形成された20個のスロット14も、同様に軸方向に沿って延びており、同様に、円周方向に沿って等間隔にティース13の数だけ、つまりこの例では20個形成されている。
スロット14には、通常はエナメル被覆の巻線16(図4参照)が絶縁体を介してティース13に巻回されている。
図5に記載されているように、ロータ10のティース13の周辺にそのティース13とわずかに離間して対向するように、アッパーカバー40の内部には、それらのティース13の円周上に等間隔に永久磁石4つが配置されている。この結果、4つの磁極と、20個のスロット14、そして20個のセグメント(整流子片)21からなる直流モータを提供することができる。
整流子20の各セグメント21のロータ10側の端部には、巻線を掛けて固定できるようなフック21aを有している。巻線が掛けられた部分は導体部分が露出しており、フック21aと巻線とが電気的に導通している。
図5は、ある時間の4つのブラシボックス37に設けられたブラシの位置と、セグメント21、ティース13とスロット14、ロータ10の周囲に配設された磁石43との関係を示している。参考のために、図4および図5には、セグメント21のフックの番号と、ティース13の番号を、電動回動部1の回転方向に向けて昇順に付している。
4つのブラシには、+(プラス)と−(マイナス)の電気が周方向に交互に供給されており、そのブラシの位置に対応するように、S極、N極の磁石43が、交互にアッパーカバー40内に配設されて、アッパーカバー40がヨークとして機能している。
ロータ10は、所定のスロット14間に巻線を巻回することにより形成される。
巻線の一例を簡単に説明すると、図4に示したように、例えば、番号10のセグメント21に設けられたフックにおいて、巻き始めポイントSPから巻き始められた巻線16は、11番と12番の隣り合うティース13間のスロットに入り、11番から8番までのティース13全体を巻くように、8番と7番の隣り合うティース13間のスロット14と、11番と12番のティース13間のスロット14を通って所定回数巻回されてコイルを形成する。次に、8番と7番のティース13間のスロット14から出てきた巻線は、セグメント21の回転方向に向かって次のセグメント21である番号10の隣の番号9のセグメント21のフックに掛けられる。9番のフックに掛けられた巻線は、前に巻線したスロット14の回転方向隣のスロット14、すなわち、10番と11番のティース13間のスロットと、6番と7番のティース13間のスロットとの間で、4つのティース13を跨ぐようにして所定回数巻回されて別なコイルを形成する。巻線16は、4つのティース13を跨いで巻回されてコイルを形成するごとに、次のセグメント21のフックにずれて掛けられ、次の隣り合うスロットにずれて4つのティース13を跨ぐように巻回する。このような巻回工程を経て、すべて巻回されて巻き始めのフックの端部にまで戻ってきた巻線の巻き終わりの端部は、巻き始めの端部SP(図4)と接続される。
上記工程に従って得られたロータ10に、レセプタクル33を経由して外部電源から電流が供給されると、ブラシ39およびそのブラシ39に接触するセグメント21によってロータ10に電流が供給される。
ロータ10には上記したように、複数のコイルが構成されていることから、ロータ10に磁界が生じる。一方、この磁界とアッパーカバー40内部に設けられた磁石43との間での磁気的な力の作用により、電動回動部1は回転軸(シャフト)4とともに回転する。また、給電をするためのセグメント21が順番に切り替わっていくために、セグメント21から給電する対象となるロータ10への巻線も移っていくことから、モータは所定の速度で回転を維持することとなる。
ここで、ブラシの数及び位置に応じて、異なる給電パターンを与えることができる。
例えば、図6Aは、4つのブラシ、3つのブラシ、そして2つのブラシを使用し、高速回転モード(High Mode)、中速回転モード(Middle Mode)、そして低速回転モード(Low Mode)の給電パターンが可能なモータの電気回路図を示したものである。さらに今日では、EMC対策を施すことも強く求められてきていることから、図6Aには、それぞれのモードに加えて、EMC対策が追加されたモードで運転可能なモータの電気回路図も示している。
図6Aの回転モード(High Mode)、中速回転モード(Middle Mode)、そして低速回転モード(Low Mode)のそれぞれを簡略化して、HM(4T)、MM(3T)、そしてLM(2T)と称する。ここでは、最初の2文字は回転速度の相対的なレベルを意味し、カッコ内はターミナルの使用数を意味する。つまり、HMは高速回転を意味し、4Tは4つのターミナルの使用を意味する。MMは中速回転を意味し、3Tは3つのターミナルの使用を意味する。そして、LMは低速回転を意味し、2Tは2つのターミナルの使用を意味する。また、それぞれの略称に”EMC”の文字も付すことで、コイル(L)及びコンデンサ(C)を追加してEMS対策を行ったモードを有するモータであることを示している。尚、コンデンサ装着は任意であり、必要に応じて装着可能になっている。
さらに加えて、上記モード以外にも、2端子に対応した高速回転モード(HM(2T))や、さらにその2端子にEMC対策を行った高速回転モード(HM−EMC(2T))も求められている。
図6Bは、2端子からそれぞれ2つのブラシへと配線が分岐することで、高速回転を達成したモータの電気回路図、すなわちHM(2T)モードの回路と、その分岐する前にL及びCを挿入してEMC対策を施して高速回転を可能としたモータの電気回路図、すなわち、HM−EMC(2T)モードの回路を示している。
したがって、図6Aおよび図6Bの各モードのモータを効率的に提供する新たな手法を提供する。
図7は、本願発明の実施形態である共用リード導電体の配線構造図を示し、図8は、その共用リード導電体が配置されたブラシホルダ34を示している。
この共用リード導電体は、モータ100の外部電源からレセプタクル33のターミナルTA2(+)、TA1(+)、TB1(−)、TB2(−)を通じて複数のブラシ39へと給電するための配線構造体であり、ブラシホルダ34に取り付け可能な構成となっている。
図6Aおよび図6Bのすべてのモードに対応できるように、共用リード導電体をそのまま、または共用リード導電体の一部を切断して使用することで、任意のモードを有するモータを提供することが可能となる。
図7を参照して説明すると、共用リード導電体は、プラス(+)側用のリード導電体70とマイナス(−)側用のリード導電体80から構成される。
プラス(+)側用のリード導電体70は、2つのプラス用ターミナルTA2(+)、TA1(+)を有している。
TA2(+)の1つの導電体は途中で2つの導電体に分岐し、コイルL1を接続するための2つの端子P1(A)、P1(B)を有するコイル用接続部(総称して「P1」と記す)と、電気伝導/切断部S1とが平行して配置されている。
すなわち、コイル用接続部P1は、コイルL1を配置するための配置領域であり、接続部P1の端子P1(A)およびP1(B)には、コイルL1の一端がそれぞれ接続できる構成となっている。電気伝導/切断部S1は、使用するモータのモードに応じて切断するか、あるいは、そのままの導通状態で使用するための領域である。
端子P1(B)からの導電体と電気伝導/切断部S1からの導電体は結合して一つの導電体となり、さらに、一つのブラシ39に電流を供給できるように、ブラシ給電用端子(パッド)R1へと延在している。ブラシ給電用端子(パッド)R1は、その一つのブラシ39との電気的な接続を行うためのピグテールW1の一端が接続される領域である。
TA1(+)ターミナルからの導電体の構成は、基本的にTA2(+)の導電体の構成と同じである。TA1(+)からの導電体は途中で2つの導電体に分岐し、コイル用端子P2(A)、P2(B)からなる接続部P2と、電気伝導/切断部S3とが平行して配置されている。
接続部P2は、コイルL2を配置するための配置領域であり、接続部P2の端子P2(A)およびP2(B)には、コイルL2の一端がそれぞれ接続できる構成となっている。電気伝導/切断部S3は、使用するモータのモードに応じて切断するか、あるいは、そのままの導通状態で使用するための領域である。
端子P2(B)からの導電体と電気伝導/切断部S3からの導電体は結合して一つの導電体となり、さらに、一つのブラシ39に電流を供給できるように、ブラシ給電用端子(パッド)R3へと延在している。ブラシ給電用端子(パッド)R3は、その一つのブラシ39との電気的な接続を行うためのピグテールW3の一端が接続される領域である。
ここで、ターミナルTA2(+)からの導電体とターミナルTA1(+)からの導電体とは、各ブラシ給電用端子(パッド)R1とR3に向かう途中で、電気伝導/切断部S2として設けられた導電体によって互いが電気的に結合している。この電気伝導/切断部S2も、モータの運転モードに応じて切断するか、あるいはその部分の切断を行わずにそのまま維持して導通状態で使用する領域である。
しかも、この電気伝導/切断部S2によって、TA2(+)からの導電体とTA1(+)からの導電体を一体化させることができるために、リード導電体70は1つの部品として製造することができ、それを購入し、在庫管理、出庫管理も一つの部品で行うことが可能となる。
マイナス(−)側用のリード導電体80は基本的にプラス(+)側用のリード導電体70と同じであり、2つのマイナス用ターミナルTB2(−)、TB1(−)を有している。
TB2(-)の1つの導電体は途中で2つの導電体に分岐し、コイルL3を接続するための2つの端子P3(A)、P3(B)を有するコイル用接続部(総称して「P3」と記す)と、電気伝導/切断部S4とが平行して配置されている。
すなわち、コイル用接続部P3は、コイルL3を配置するための配置領域であり、接続部P3の端子P3(A)およびP3(B)には、コイルL3の一端がそれぞれ接続できる構成となっている。電気伝導/切断部S4は、使用するモータのモードに応じて切断するか、あるいは、そのままの導通状態で使用するための領域である。
端子P3(B)からの導電体と電気伝導/切断部S4からの導電体は結合して一つの導電体となり、さらに、一つのブラシ39に電流を供給できるように、ブラシ給電用端子(パッド)R2へと延在している。ブラシ給電用端子(パッド)R2は、その一つのブラシ39との電気的な接続を行うためのピグテールW2の一端が接続される領域である。
TB1(−)ターミナルからの導電体の構成は、基本的にTB2(−)の導電体の構成と同じである。TB1(−)からの導電体は途中で2つの導電体に分岐し、コイル用端子P4(A)、P4(B)からなる接続部P4と、電気伝導/切断部S6とが平行して配置されている。
接続部P4は、コイルL4を配置するための配置領域であり、接続部P4の端子P4(A)およびP4(B)には、コイルL4の一端がそれぞれ接続できる構成となっている。電気伝導/切断部S6は、使用するモータのモードに応じて切断するか、あるいは、そのままの導通状態で使用するための領域である。
端子P4(B)からの導電体と電気伝導/切断部S6からの導電体は結合して一つの導電体となり、さらに、一つのブラシ39に電流を供給できるように、ブラシ給電用端子(パッド)R4へと延在している。ブラシ給電用端子(パッド)R4は、その一つのブラシ39との電気的な接続を行うためのピグテールW4の一端が接続される領域である。
ここで、ターミナルTB2(−)からの導電体とターミナルTB1(−)からの導電体とは、各ブラシ給電用端子(パッド)R2とR4に向かう途中で、電気伝導/切断部S5として設けられた導電体によって互いが電気的に結合している。この電気伝導/切断部S5も、モータの運転モードに応じて切断するか、あるいはその部分の切断を行わずにそのまま維持して導通状態で使用する領域である。
しかも、この電気伝導/切断部S5によって、TB2(−)からの導電体とTB1(−)からの導電体を一体化させることができるために、リード導電体80は1つの部品として製造することができ、それを購入し、在庫管理、出庫管理も一つの部品で行うことが可能となる。
図8に示されているように、プラス(+)側用のリード導電体70およびマイナス(−)側用のリード導電体80は、モータに使用するブラシホルダ34に共通に取り付けることができる。
それぞれのターミナルTA2(+)、TA1(+)、TB2(−)、TB1(−)はブラシホルダ34に設けられたレセプタクル33に配置することが可能である。そのレセプタクル33は外部電源からのプラグと結合して、各ターミナルは、プラグに設けられた電気ターミナルとそれぞれ連結することが可能であり、それによって所定の電位となるように給電される。
上記で説明したように、図7および図8の共用リード導電体は、各モードに応じて必要な多少の加工を加えられるだけで、それぞれのモードに対応したモータを提供するためのブラシホルダアセンブリを提供することができるようにしている。そして、その共用リード導電体は、例えば、プラス(+)側用のリード導電体70とマイナス(−)側用のリード導電体80から構成することができる。
すでに説明したように、プラス(+)側用のリード導電体70は、3つの電気伝導/切断部S1、S2、S3と、コイル用接続部P1、P2、そして、2つのブラシ給電用端子(パッド)R1、R3から構成される。
一方、マイナス(−)側用のリード導電体80も、3つの電気伝導/切断部S4、S5、S6、コイル用接続部P3、P4、そして、2つのブラシ給電用端子(パッド)R2、R4から構成される。
電気伝導/切断部S1〜S6は、そのモータのモードに応じて電気伝導路を絶つための切断領域であり、コイル用接続部P1〜P4は、そのモータのモードに応じて、コイルを接続するための端子領域である。
ブラシ給電用端子(パッド)R1〜R4は、ブラシ39に電流を供給できるように、ピグテールW1〜W4を夫々固着させるための接続領域である。
電気伝導/切断部S1〜S6のうちの切断する領域と、端子P1〜P4のうちのコイルを配置する領域に応じて、図6Aおよび図6Bに記載した8つのモードのうちのそれぞれに対応したモータを提供することが可能である。
表1は、そのモードと結線との対応例を示した表である
Figure 0006876292

ここで、S1〜S6の「★」で示した部分は、対応した電気伝導/切断部を切断することを示している。また、P1〜P4の“L”で示した部分は、対応した端子領域にコイルを取り付けることを示している。
例えば、HM(4T)、MM(3T)及びLM(2T))では、S2およびS5を分離することで、各ターミナルから各ブラシへの配線が独立される。これは給電側で使用するターミナルを選定して給電するので切断箇所は同一となる。
HM(2T)では、プラス(+)用の端子TA1(+)およびマイナス(−)用の端子TB1(−)の2つのリードのみを使用し、4つのブラシ39に電流供給を行い2端子の4極高速回転駆動を行えるようにしている。そのため電気伝導/切断部S1およびS4のみを切断する。この時、図7の破線D1及びD2で囲まれた領域のリードTA2(+)、TB2(−)は不要となるため、ブラシホルダ34から除去することが可能となる。
チョークコイルLやコンデンサCを搭載したEMCモードでは、HM−EMC(4T)、MM−EMC(3T)及びLM−EMC(2T)ともにS1からS6の全てを切断し、コイルLやコンデンサCを搭載する。HM−EMC(2T)ではS1とS4を切断し、TA2(+)とTB2(−)を取り外すと共に、S3とS6を切断し、コイルLを直列に搭載する。
尚、上記例ではリセプタクルに給電する、図示しない給電側で使用するターミナルを選定して、速度調整するようにしたが、ブラシホルダ側の任意の電気伝導/切断部を切断することによって、速度調整しても良い。この場合、例えば、MM(3T)の場合、S2とS5の切断に加えて、S1を切断するようにすれば良い。
この基本的なリード導電体70、80の具体的構造を、図7を参照しながら図9A〜図10Dを使用して説明する。
図9Aは、+(プラス)側のリード導電体70の裏側(すなわち、ブラシホルダ34に取り付けた際にブラシホルダ34に面する側)の斜視図である。図9Bは、リード導電体70の表側からみた平面図であり、図9Cは、リード導電体70の側面図、そして、図9Dは、リード導電体70の底面図である。
図10Aの(a)は、−(マイナス)側のリード導電体80の裏側(すなわち、ブラシホルダ34に取り付けた際にブラシホルダ34に面する側)から見た斜視図である。ブラシ給電用端子(パッド)R4に向かうリード導電体には、ボディアース部としてのピン84が設けられており、ボトムカバー50の内側と電気的に接触してボトムカバー50のフレーム電位とマイナス(−)側用のリード導電体80の電位とを同じようにしている。図10Aの(b)は、そのピン84がない場合の変形例であるリード導電体80'を示している。図10Bは、リード導電体80の表側からみた平面図であり、図10Cは、リード導電体80の側面図、そして、図10Dは、リード導電体80の底面図である。
いずれのリード導電体70、80も、一つの平板な導電性のある金属プレートから打ち抜いて作ることができる。以下、導電体を導電プレートとして説明する。
リード導電プレート70は、二つの平行に延びたプレート状のターミナルTA2(+)およびターミナルTA1(+)を有している。
ターミナルTA2(+)から延在したリード導電プレートは、ブラシホルダ34の孔31を避け、しかもターミナルTA1(+)からの導電プレートの配置領域を残すように途中で方向を変え、孔31を部分的に取り囲むように、コイル用端子P1(A)へと続き、コイル用端子P1(A)がコイルL1の一端と接続できるように終端している。
その導電プレートは途中で電気伝導/切断部S1を形成するように外側に分岐し、その分岐した先で更に、ブラシ給電用端子(パッド)R1に向かう導電プレートとブラシ給電用端子(パッド)R3に向かう導電プレートに分岐している。ブラシ給電用端子(パッド)R3に向かう導電プレートの途中にはコイル用端子P1(B)が設けられている。コイル用端子P1(B)は、コイルL1の他端と接続するための端子であり、コイルL1を通してブラシ給電用端子(パッド)R1およびR3への電力供給ラインを形成する。
コイル用端子P1(B)からブラシ給電用端子(パッド)R3に向かう導電プレートの途中には、コイル用端子P1(B)の近傍の位置に、コイル用端子P2(B)が設けられている。そしてコイル用端子P1(B)とコイル用端子P2(B)との間には電気伝導/切断部S2が設けられている。この電気伝導/切断部S2を切断することで、ターミナルTA2(+)に電力供給された電流がブラシ給電用端子(パッド)R3に行くのを遮断される。
ターミナルTA1(+)から延在した導電プレートは、孔31を避けるように曲り、コイル用端子P1(A)の近傍にコイル用端子P2(A)が位置するように、ターミナルTA2(+)から延在した導電プレートの一部と略平行に延びている。さらに、ターミナルTA1(+)から延在した導電プレートは、ターミナルTA2(+)のコイル用端子P1(A)と孔31との間に延びてコイル用端子P2(B)との間でコイルL2を配置できるようにコイル用端子P2(A)を形成している。コイル用端子P2(A)からは電気伝導/切断部S3の領域が設けられて、コイル用接続部P2のP2(B)とブラシ給電用端子(パッド)R3間の導電プレートに接続されている。この電気伝導/切断部S3の切断の有無によって、接続部P2に配置されたL2を介してブラシ給電用端子(パッド)R3へと電流供給を行う場合や、TA1(+)ターミナルからの電流を直接電気伝導/切断部S3を通ってブラシ給電用端子(パッド)R3や、あるいはブラシ給電用端子(パッド)R1およびR3の両方に供給する場合等、異なる電流供給パターンを可能としている。
−(マイナス)側のリード導電プレート80もプラス(+)側用のリード導電プレート70と構造的には同一であり、マイナス(−)側用のリード導電プレート80は、2つの平行に延びたプレート状のターミナルTB2(−)とターミナルTB1(−)とを有している。
ターミナルTB2(−)から延在したリード導電プレートは、ブラシホルダ34の孔31を避け、しかもターミナルTB1(−)からの導電プレートの配置領域を残すように途中で方向を変え、孔31を部分的に取り囲むように、コイル用端子P3(A)へと続き、コイル用端子P3(A)がコイルL3の一端と接続できるように終端している。
その導電プレートは途中で電気伝導/切断部S4を形成するように外側に分岐し、その分岐した先で更に、ブラシ給電用端子(パッド)R2に向かう導電プレートとブラシ給電用端子(パッド)R4に向かう導電プレートに分岐している。ブラシ給電用端子(パッド)R4に向かう導電プレートの途中にはコイル用端子P3(B)が設けられている。コイル用端子P3(B)は、コイルL3の他端と接続するための端子であり、コイルL3を通してブラシ給電用端子(パッド)R2およびR4への電力供給ラインを形成する。
コイル用端子P3(B)からブラシ給電用端子(パッド)R4に向かう導電プレートの途中には、コイル用端子P3(B)の近傍の位置に、コイル用端子P4(B)が設けられている。そしてコイル用端子P3(B)とコイル用端子P4(B)との間には電気伝導/切断部S5が設けられている。この電気伝導/切断部S5を切断することで、ターミナルTB2(−)に電力供給された電流がブラシ給電用端子(パッド)R4に行くのを遮断される。
ターミナルTB1(−)から延在した導電プレートは、孔31を避けるように曲り、コイル用端子P3(A)の近傍にコイル用端子P4(A)が位置するように、ターミナルTB2(−)から延在した導電プレートの一部と略平行に延びている。さらに、ターミナルTB1(−)から延在した導電プレートは、ターミナルTB2(−)のコイル用端子P3(A)と孔31との間に延びてコイル用端子P4(B)との間でコイルL4を配置できるようにコイル用端子P4(A)を形成している。コイル用端子P4(A)からは電気伝導/切断部S6の領域が設けられて、コイル用接続部P4のP4(B)とブラシ給電用端子(パッド)R4間の導電プレートに接続されている。この電気伝導/切断部S6の切断の有無によって、接続部P4に配置されたL4を介してブラシ給電用端子(パッド)R4へと電流供給を行う場合や、TB1(−)ターミナルからの電流を直接電気伝導/切断部S6を通ってブラシ給電用端子(パッド)R4や、あるいはブラシ給電用端子(パッド)R2およびR4の両方に供給する場合等、異なる電流供給パターンを可能としている。
図9Aおよび図10Aを参照すると、すべてのコイル用接続端子P1(A)〜P4(B)は、それぞれのリード導電プレートから折れ曲がって起立し、その先端が折り返されている。その折り返された部分で各コイルから出たリード端子/端末を挟み込んで固定することができるようになっている。尚この例では折り返された部分に挟み込んでスポット溶接しているが、折り返した部分をカシメ(CRIMP)て圧着接続する等、電気的に固定する手段であれば他の接続方法を採用し得る。
リード導電体70およびリード導電体80において、ターミナルTA1(+)から延びた導電プレートには、コンデンサC(図7)の一端を電気的に接続することのできるコンデンサ接続用端子C1(A)がその導電プレートの面から突き出るように形成され、ターミナルTB1(−)から延びた導電プレートには、そのコンデンサC(図7)の他端と電気的に接続することのできるコンデンサ接続用端子C1(B)がその導電プレートの面から突き出るように形成されている。
図11Aおよび図11Bを使用して、ブラシホルダ34の構造を説明する。
図11Aは、ブラシホルダ34のうち、ブラシボックス37が置かれる面の平面図を示し、図11Bは、その反対の面であり、プラス(+)側用のリード導電プレート70およびマイナス(−)側用のリード導電プレート80が設けられる面の平面図である。
図11Aのブラシホルダ34の面には、4つのブラシが孔31を中心に周辺状に90度の等間隔で配置されるように、4つのブラシボックスマウント部35を有している。そして、隣り合うブラシボックスマウント部35の間で挟まれる領域に、2つのコイルL1、L2が同時に置かれるように構成されている。また、孔31を中心に反対側の領域であって、2つの隣り合うブラシボックスマウント部35の間で挟まれる領域には、他の2つのコイルL3、L4が同時に置かれるように構成されている。
コイルL1とL2は互いに略平行に孔31からブラシホルダ34の外方向に配置されている(図13C(a))。同様に、コイルL3とL4も、互いに略平行に孔31からブラシホルダ34の外方向に配置されている(図13C(a))。尚、いずれも、隣り合うブラシボックス37内に配置されている限り、互いに平行ではなく、例えば、孔31から外へと放射状に配置するようにしてもよい。
コイルL1、L2のマウント面とは反対側の面にはリード導電プレート70が載置されている。リード導電プレート70のコイル用接続部P1、P2と、その反対側の面のコイルL1、L2のリード端子/端末とを接続するために、ブラシホルダ34には、コイル接続用端子P1(A)、P1(B)およびコイル接続用端子P2(A)、P2(B)のためのコイル接続孔PA1(A)、PA1(B)およびコイル接続孔PA2(A)、PA2(B)がそれぞれ設けられている。そして、それらの孔を通して起立したコイル接続用端子P1、P2とそれぞれのコイルL1、L2の一端とが接続される。
この例では、コイルL1とコイルL2とはやや離間して平行して置かれるように、コイル接続孔PA1(A)とコイル接続孔PA2(A)とがコイルL1およびL2の間で隣接して置かれ、同様に、コイル接続孔PA1(B)とコイル接続孔PA2(B)もコイルL1およびL2の間で隣接して置かれている。そして、コイル接続孔PA1(A)とコイル接続孔PA1(B)を通してコイル用接続部P1のコイル用端子P1(A)、P1(B)がブラシホルダ34のコイル載置面に露出する。コイル接続孔PA1(A)とコイル接続孔PA1(B)の隣にはコイルLが配置され、コイルの両端末の夫々は、コイル載置面のコイルの隣に露出したコイル用端子P1(A)、P1(B)の夫々と接続できるようになっている。
このような、コイル接続孔とコイル用端子の位置、およびその隣のコイル配置とコイル端末の接続のための配置位置の相互関係は、他のコイル配置においても同様である。
尚、コイルL1、L2を離間して置く代わりに、近接して置き、その両脇に、コイル接続孔とコイル用端子を配置するようにしてもよく、コイルL1、L2が隣り合うブラシボックス間で作られる領域に配置される限り、どのような配置構成であるかを制限するものではない。
上記した配置構成により、それぞれのコイルからの端末の引き回しを容易にするとともに、ブラシホルダ34の孔31に近い狭い領域でも、ターミナルTA1(+)からブラシ給電用端子(パッド)R3に向かうリード導電プレートの配置領域を確保することができる。
コイル接続用端子P3(A)、P3(B)およびコイル接続用端子P4(A)、P4(B)のためのコイル接続孔PA3(A)、PA3(B)およびコイル接続孔PA4(A)、PA4(B)の配置は、孔31を中心にして、コイル接続孔PA1(A)、PA1(B)およびコイル接続孔PA2(A)、PA2(B)と対称的な配置関係でブラシホルダ34に設けられている。
隣接するコイル接続孔PA1(A)、PA2(A)と孔31との間の領域には、細長いとスリット73Aが設けられており、同様に対称的に、隣接するコイル接続孔PA3(A)、PA4(A)と孔31との間の領域にも、スリット83Aが設けられている。
図9Aおよび図10Aに示されているように、リード導電プレート70およびリード導電プレート80のいずれも、コイル接続部のうちの孔31の近い方のコイル用接続端子P1(A)、P2(A)およびコイル用接続端子P3(A)、P4(A)の近傍では、ブラシホルダ34の面と平行の面を有するリード導電プレートが略90度折り曲げられて、ブラシホルダ34の面の方向に起立する平坦なスリット挿入部(起立部)73、83を有している。そして、そのスリット挿入部(起立部)73、83は、それぞれに対応するスリット73A、スリット83Aに挿入される。このスリット73Aおよびスリット83Aは、ブラシホルダ34上に置かれるコイルL1、L2およびコイルL3、L4の端部近傍まで伸びており、これによって各コイルの配置領域が確保されている。
また、隣り合うブラシボックス37間の領域のうち、コイルL1〜L4が置かれていない残りの2つの領域には、ブラシ給電用端子(パッド)R1、R2およびブラシ給電用端子(パッド)R3、R4をブラシボックスマウント面に露出させるために孔RA1、RA2およびRA3、RA4が設けられている。それぞれの孔RA1〜RA4を通して露出したブラシ給電用端子(パッド)R1〜R4の面にはピグテールW1〜W4を接続することで、各ターミナルTA、TBからブラシへと給電を行うことができる。
この孔RA1〜RA4が置かれる領域と、L1〜L4が置かれる領域とが、ブラシボックス37を挟んで分離するような配置とすることで、4つのコイルを置く領域が確保され、かつピグテールW1〜W4がコイルと干渉することもない。
さらに、ブラシ給電用端子(パッド)R1、R2が露出する領域、すなわちターミナルTA1(+)とTB1(−)から延びた導電プレート70、80がブラシホルダ34の中央の孔31を避けるように互いに離れあう方向に向きを変える位置に対応するブラシボックス間領域には、コンデンサC(図7、図13C(a))を配置するための領域CAと、各導電プレートから突出したコンデンサ接続用端子C1(A)およびコンデンサ接続用端子C1(B)とが入るための孔CA(A)およびCA(B)がブラシホルダ34に設けられている。この孔CA(A)およびCA(B)を通して、コンデンサCの両端子とコンデンサ接続用端子C1(A)およびC1(B)をそれぞれ電気的に接続させることができる。これによって、動作モードに応じてターミナルTA1(+)とTB1(−)間にコンデンサCを配置接続させることが可能となる。この例では、コンデンサ接続用端子C1(A)およびC1(B)は、その先端が折れ曲がってコンデンサCのそれぞれ一端を挟み込んでスポット溶接できる形状となっている。尚、他の部品の接続と同様、半田付けやカシメ(CRIMP)など、電気的に接続できる方法であれば他の接続方法を採用し得る。
さらに、電気伝導/切断部S1〜S6の配置位置には、ブラシホルダ34に孔SA1〜SA6が夫々設けられている。この孔SA1〜SA6を設けることで、電気伝導/切断部の切断を容易にしている。
また、ブラシホルダ34には、リード導電プレート70、80に形成された複数の固定ピン71、81(図9A、図10A)がそれぞれ挿入可能な複数の孔71A、81Aが設けられている。各ピン71、81を対応する孔71A、81Aに挿入してその先で折り曲げることにより、リード導電プレート70、80はブラシホルダ34上で位置決めされて固定される。
図12A〜図12Dは、ブラシホルダに組み込まれたリード導電体の複数の領域に設けられた電気伝導/切断部S1〜S6の異なる切断パターンを示している。図12Aは、電気伝導/切断部S1〜S6の全てを切断するパターンによって得られたリード導電体の組立図である。図12Bは、電気伝導/切断部S1〜S6のうちのS2およびS5を切断するパターンによって得られたリード導電体の組立図である。図12Cは、電気伝導/切断部S1〜S6のうちのS1、S3、S4およびS6を切断するパターンによって得られたリード導電体の組立図である。そして、図12Dは、電気伝導/切断部のちのS1およびS4のみを切断するパターンによって得られたリード導電体の組立図である。
表1を参照すると、図12Aの切断パターンは、HM−EMC(4T)、MM−EMC(3T)およびLM−EMC(2T)のモードに対応する。図12Bの切断パターンは、HM(4T)、MM(3T)およびLM(2T)のモードに対応する。図12Cの切断パターンは、HM−EMC(2T)のモードに対応する。そして、図12Dの切断パターンは、HM(2T)のモードに対応する。
以上のように、4つの切断パターンで8つのモードを提供することができるために、少ない種類のリード導電体の組立体を用意しておけばよく、在庫管理や製造管理もより効率的となる。また、モータの需要の事前予測に対応して組立体を事前に用意していた場合に、突然の需要変更によって必要となるモータのモード変更が生じても、柔軟な対応ができる可能性が広がることとなる。
図13A〜図13Dは、異なるモード用に組みたてられたブラシホルダアセンブリ30を示している。図13Aは、HM(4T)モード用のブラシホルダアセンブリ30の上面図(図13A(a))および裏面図(図13A(b))である。図13Bは、HM(2T)モード用のブラシホルダアセンブリ30の上面図(図13B(a))および裏面図(図13B(b))である。図13Cは、HM−EMC(4T)モード用のブラシホルダアセンブリ30の上面図(図13C(a))および裏面図(図13C(b))である。そして、図13Dは、HM−EMC(2T)モード用のブラシホルダアセンブリ30の上面図(図13D(a))および裏面図(図13D(b))である。
使用するターミナル数が異なるモードの場合であっても、いずれのブラシホルダアセンブリ30も、4つのブラシボックス37にはそれぞれブラシ39を収納し、4つのブラシが整流子20と接触を行うようにしている。したがって、ピグテールW1〜W4はそれぞれブラシ給電用端子(パッド)R1〜R4に接続されている。
これによって、ホルダ全体のバランスを維持できるとともに、製造の前工程でリード導電体70およびリード導電体80を載置したベースとなる1種類のブラシホルダを用意すれば良く、部品管理やその後の後工程管理が容易となる。即ち、本願発明によるリード導電体を載置したブラシホルダをベースとして準備し、必要に応じたEMC部品を載置することによって、ブラシホルダアセンブリの中間体を完成させ、あとはモータの必要とするモードに応じて、必要な電気伝導/切断部S1〜S6の切断を行えば良く、製造工程の効率化と、モータの迅速な供給を行うことが可能となる。
尚、本願発明によって得られる最終のブラシホルダアセンブリに対して、モータの外部で給電を切り替えてモータの運転モードを変えることを排除するものではなく、外部の給電の切り替えと併用することができることは、すでに説明したとおりである。したがって、表1で示した電気伝導/切断部S1〜S6の切断パターンと運転モードとの対応関係や図13A〜13Dまでに記載の運転モードはあくまで一例であって、本願発明で提供する切断パターンの選択可能なリード導電体を使用したモータと外部の給電の切り替え(例えば、モータのターミナルのどのラインに電流を供給するか、しないかの切り替え)を併用することで、モータ内部では同じリード導電体の切断パターンであっても、異なる運転モードにもなり得る。このような利用によって本リード導電体を組込んだモータは、例えば自動車のラジエータ冷却用ファンモータに好適となるとともに、速度調整が必要でノイズ対策も必要なモータに対しても使用可能となり、多様な利用範囲を有するモータを提供することができるのである。
1 電動回動部
4 回転軸(シャフト)
10 ロータ
11 ロータコア
13 ティース
14 スロット
16 巻線16
20 整流子
21 セグメント
21a フック
23 整流子ボディ
30 ブラシホルダアセンブリ
31 孔
33 レセプタクル
34 ブラシホルダ
35 ブラシボックスマウント部
37 ブラシボックス
38 バネ38
39 ブラシ
40 アッパーカバー(ヨーク)40
43 磁石
50 ボトムカバー(エンドカバー)
70 +(プラス)側のリード導電体
71 固定用ピン
80 −(マイナス)側のリード導電体
81 固定用ピン
100 モータ
L1〜L4 コイル
P1〜P4 コイル用接続部
P1(A)、P1(B)、P2(A)、P2(B)、P3(A)、P3(B)、P4(A)、P4(B) コイル用端子
R1〜R4 ブラシ給電用端子(パッド)
S1〜S6 電気伝導/切断部
W1〜W4 ピグテール

Claims (15)

  1. モータ用のブラシを載置するためのブラシホルダに取り付けられて、電源から供給された電力をブラシに供給するためのリード導電体であって、
    前記リード導電体は、
    正極用の2つのターミナル(TA2+、TA1+)と、
    負極用の2つのターミナル(TB2−、TB1−)と、
    当該2つの正極用のターミナル(TA2+、TA1+)からそれぞれ延在する導電体と、
    当該2つの負極用のターミナル(TB2−、TB1−)からそれぞれ延在する導電体と、を有し、
    前記2つの正極用のターミナルのうちの一つのターミナル(TA2+)の導電体が延在する先には第1のコイルと電気的に接続するための第1のコイル用端子(P1(A))が設けられ、
    前記一つのターミナル(TA2+)の導電体は、第1の電気伝導/切断部(S1)として供される導電体へと分岐し、
    第1の電気伝導/切断部(S1)の先でさらに分岐して第1のブラシ給電用端子(R1)が形成され、
    他方に分岐した導電体は、第1のコイル(L1)を接続できるように第1のコイル用端子(P1(A))に対応する第2のコイル用端子(P1(B))と、第2の電気伝導/切断部(S2)によって電気的に接続された第4のコイル用端子(P2(B))が第2のコイルと電気的に接続するために形成され、
    前記他方に分岐した導電体はさらに延在して第3のブラシ給電用端子(R3)が形成され、
    前記2つの正極用のターミナルのうちの他の一つのターミナル(TA1+)の導電体は、前記第4のコイル用端子(P2(B))と協働して第2のコイルを接続するための第3のコイル用端子(P2(A))が設けられ、さらに、当該第3のコイル用端子(P2(A))と電気的に連通する第3の電気伝導/切断部(S3)を介して、第4のコイル用端子(P2(B))から第3のブラシ給電用端子(R3)に延在する導電体と電気的に接続されることで、正極用の2つのターミナル(TA2+、TA1+)が一体で形成されており、
    前記2つの負極用のターミナルのうちの一つのターミナル(TB2−)の導電体が延在する先には第5のコイル用端子(P3(A))が第3のコイルと電気的に接続するために設けられ、
    前記一つのターミナル(TB2−)の導電体は、第4の電気伝導/切断部(S4)として供される導電体へと分岐し、
    第4の電気伝導/切断部(S4)の先でさらに分岐して第2のブラシ給電用端子(R2)が形成され、
    他方に分岐した導電体は、第3のコイル(L3)を接続できるように第5のコイル用端子(P3(A))に対応する第6のコイル用端子(P3(B))と、第5の電気伝導/切断部(S5)によって電気的に接続された第8のコイル用端子(P4(B))が第4のコイルと電気的に接続するために形成され、
    前記他方に分岐した導電体はさらに延在して第4のブラシ給電用端子(R4)が形成され、
    前記2つの負極用のターミナルのうちの他の一つのターミナル(TB1−)の導電体は、前記第8のコイル用端子(P4(B))と協働して第4のコイルを接続するための第7のコイル用端子(P4(A))が設けられ、さらに、当該第7のコイル用端子(P4(A))と電気的に連通する第6の電気伝導/切断部(S6)を介して、第8のコイル用端子(P4(B))から第4のブラシ給電用端子(R4)に延在する導電体と電気的に接続されることで、負極用の2つのターミナル(TB2−、TB1−)が一体で形成され、
    ブラシホルダの一面に取り付けるように構成されたリード導電体。
  2. 導電体がプレート状の導電体からなる、請求項1に記載のリード導電体。
  3. 導電体がプレート状の導電体からなり、プレート状の導電体の一部が折れ曲がって、リード導電体が載置されるブラシホルダ(34)に設けられたスリットに挿入可能に構成されている、請求項1に記載のリード導電体。
  4. 導電体がプレート状の導電体からなり、第1乃至第8のコイル用端子がプレート状の導電体から起立して、リード導電体が載置されるブラシホルダ(34)に夫々の端子用に設けられた孔を通して、リード導電体が置かれる面とは反対側の面に露出するように構成された、請求項1に記載のリード導電体。
  5. 4つのターミナルによるモータ動作に供されるように前記第2および第5の電気伝導/切断部(S2、S5)の部分で第1のブラシ給電用端子(R1)と第3のブラシ給電用端子(R3)間と、および第2のブラシ給電用端子(R2)と第4のブラシ給電用端子(R4)間とがそれぞれ電気的に分離している、請求項1乃至4のいずれかに記載のリード導電体。
  6. 前記第1の電気伝導/切断部(S1)および第4の電気伝導/切断部(S4)が切断された状態の、請求項1乃至4のいずれかに記載のリード導電体。
  7. 前記第1の電気伝導/切断部(S1)および第4の電気伝導/切断部(S4)の導電部分と、正極用の前記一つのターミナル(TA2+)と前記第1のコイル用端子(P1(A))およびその間の導電部分を有さず、負極用の前記一つのターミナル(TB2−)と前記第3のコイル用端子(P3(A))およびその間の導電部分を有さない、請求項1乃至4のいずれかに記載のリード導電体。
  8. 前記第1及び第3の電気伝導/切断部(S1、S3)および第4及び第6の電気伝導/切断部(S4、S6)が切断された状態の、請求項1乃至4のいずれかに記載のリード導電体。
  9. 少なくとも前記第3および第6の電気伝導/切断部(S3、S6)の導電部分が切断された状態の、請求項1乃至4のいずれかに記載のリード導電体。
  10. 前記第1乃至第6の電気伝導/切断部(S1〜S6)の全てが切断された状態の、請求項1乃至4のいずれかに記載のリード導電体。
  11. 請求項1乃至10に記載のリード導電体を一面に載置するように構成されたブラシホルダ。
  12. 4つのブラシボックスを円周上に等間隔に載置するように構成された請求項11に記載のブラシホルダであって、
    隣り合うブラシボックス間の領域に前記第1乃至第4のコイル用端子(P1(A)、P1(B)、P2(A)、P2(B))によって2つのコイルが接続され、
    反対側の隣り合うブラシボックス間の領域に前記第5乃至第8のコイル用端子(P3(A)、P3(B)、P4(A)、P4(B))によって他の2つのコイルが接続されるようにした、ブラシホルダ。
  13. 部分的にスリットが形成され、
    プレート状の導電体からなる前記リード導電体の一部(73、83)が略90度に折れ曲がり、当該折れ曲がったプレート部分が当該スリットに挿入されるようにした、請求項11に記載のブラシホルダ。
  14. 第1および第2のブラシ給電用端子(R1、R2)と、第3および第4のブラシ給電用端子(R3,R4)は異なる2つのブラシボックス間で挟まれる領域に設けられるように構成され、
    当該領域は、第1乃至第4のコイルが設けられるブラシボックス間領域とは異なる領域である、請求項11に記載のブラシホルダ。
  15. 請求項11乃至14のいずれかのブラシホルダが設けられたモータ。
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