JP2017208945A

JP2017208945A - 直流モータ

Info

Publication number: JP2017208945A
Application number: JP2016100050A
Authority: JP
Inventors: 裕司大澤; Yuji Osawa; 司谷口; Tsukasa Taniguchi; 谷口　　司; 秀文岩城; Hidefumi Iwaki
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Current assignee: Astemo Ltd
Priority date: 2016-05-19
Filing date: 2016-05-19
Publication date: 2017-11-24

Abstract

【課題】ブラシ装置を構成する部品点数の増加を抑え、チョークコイルの取付けを容易にし、組立作業工数の増大を抑えた低コストで、かつコンパクトなブラシおよび直流モータを提供することにある。【解決手段】本発明に係る直流モータは、ブラシと給電端子との間に接続されるコアを有するチョークコイルと、前記チョークコイルを保持する保持部と、前記保持部を設けたブラシホルダーベースと、を備え、前記コアは、凹部が形成され、前記保持部は、前記凹部に嵌合する嵌め合い部を有する。【選択図】図５（ａ）

Description

本発明は、直流モータに関し、特に自動車の横滑り防止装置などの補機システムに用いられる直流モータに関する。

直流モータは、比較的容易に高出力が得られることから、自動車の横滑り防止装置などの補機システムの駆動源として多く用いられている。

直流モータは、回転子に電力を供給するため、アーマチャ軸に固定されるコンミテータと、これと摺動接触しながら通電するブラシおよびブラシを保持するブラシと、を備える。

ブラシとコンミテータとの摺動接触部からは整流現象に伴う火花放電が少なからず発生する。この火花放電が電気的ノイズとなり、他の電子機器に悪影響を与えることがある。近年、直流モータを駆動源とする補機システムの適用が進むにつれ、電気的ノイズ対策の重要度が高まってきた。

電子機器に影響を与えないようにするために、チョークコイルやコンデンサ等のＥＭＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏ-ＭａｇｎｅｔｉｃＣｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙの略）対策素子を電気的ノイズ発生源であるブラシの近傍に配置することが、電気ノイズの低減に有効とされている。

ＥＭＣ対策素子は車両からの振動に対して配慮が必要である。

特許文献１に記載された直流モータのブラシでは、ＥＭＣ対策素子であるチョークコイルの保持方法として樹脂製のブラシホルダーベースに設けられた弾性変形自在平板状突起（保持壁）をチョークコイルの径方向からチョークコイルを挟みこむように保持することを特徴としている。また、別の平板状突起（ストッパー片）をチョークコイルのコア部分の長さ寸法より広く設定された位置に配置することにより、軸方向のチョークコイル位置決めとストッパーとしての機能を持たせている。

また、特許文献２の直流モータでは、配線材である給電用ターミナル部品の一部を延長し、これを折り曲げ成形することによって、チョークコイルの鉄心の保持部を構成することによりチョークコイルをブラシ装置に固定している。

特許第５５０１６８９号特開２０１５−４３６８５号公報

補機システムの駆動源として用いられる直流モータからの電気的ノイズを緩和するチョークコイルが振動対策のために、ブラシホルダーベ−スの部品が多用され、構造が複雑となっていた。さらに、高い寸法精度も必要となり、部品製作及び製造コストが増大するとともに部品組付け作業工数も増えてコスト高となっていた。

また、チョークコイルの取付け構造が複雑になることで、ブラシホルダーベース上の部品取付けスペースが狭くなり、他の必要部品を配置するスペースを確保するため、モータ体格（直径）が大きくなっていた。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ブラシ装置を構成する部品点数の増加を抑え、チョークコイルの取付けを容易にし、組立作業工数の増大を抑えた低コストで、かつコンパクトなブラシおよび直流モータを提供することにある。

上記、課題を解決するために、本発明に係る直流モータは、ブラシと給電端子との間に接続されるコアを有するチョークコイルと、前記チョークコイルを保持する保持部と、前記保持部を設けたブラシホルダーベースと、を備え、前記コアは、凹部が形成され、前記保持部は、前記凹部に嵌合する嵌め合い部を有する。

本発明によれば製造コストが安価で、チョークコイルの取り付けに関する部品点数が少なく、簡単に装着可能な直流モータのブラシ装置を提供することができる。また、チョークコイル保持部は、コアの軸方向寸法内に配置されブラシホルダー上における占有面積が小さいため、ブラシや接続ターミナル等の他部品の配置を阻害することなく省スペースで構成でき、ブラシ装置および直流モータがコンパクトになる効果がある。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本実施形態に係る直流モータ構造の断面図を示す。本実施形態に係るブラシ装置の外観斜視図を示す。チョークコイル２０５の外観斜視図を示す。チョークコイル２０５の取付け構造の説明するための部分斜視図である。チョークコイル２０５が配置された側から見たブラシホルダーベース２００の上面図である。ブラシホルダーベース２００の部分斜視図である。

以下、モータの一実施形態について説明する。なお、以下に説明する構成はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で変更し得る。

図１は本実施形態に係る直流モータ構造を示す。モータアッシー１００は、ヨーク１０１とマグネット１０２の界磁部品と、アーマチャコア１０３と、出力軸１０４と、アーマチャコイル１０５とコンミテータ１０６からなる励磁部品と、この励磁部品の回転を支持する軸受１０７と、ブラシ関連部品およびＥＭＣ対策素子部品と配線部品を備えたブラシ装置１０８等によって構成されている。

図２は、本実施形態に係るブラシ装置の外観図を示す。構成部品をブラシホルダーベースに実装した状況を示した。

ブラシホルダー２０４は、ブラシホルダーベース２００とモールド一体成形される。ブラシ２０１、ブラシ２０１のピグテール２０２およびブラシスプリング２０３は、ブラシホルダー２０４に装着される。

ＥＭＣ対策素子部品であるチョークコイル２０５とコンデンサ２０７、電源コネクタ２０８は、ブラシホルダーベース２００のモールド一体成形された各々の設置場所に配置される。

部品相互の電気配線と接続は、各々の部品の引出し線（ブラシ２０１の引出し線はピグテール２０２を示す）を延長して、接続ターミナル２０９によって加締め接続する。コンデンサ２０７は引き出し線の片側をアース用接続ターミナル２１０に加締め接続して、アース用接続ターミナル２１０をフロントプレート２１１に溶接することによりフロントプレート２１１を介してモータ筐体に接地（アース）する。

図３にチョークコイル２０５の外観斜視図を示す。

チョークコイル２０５は、コイルの巻線部２０５ａと、引出し線部２０５ｂからなる。

チョークコイル用コア２０６がこの巻線部２０５ａに挿通する形で装着される。チョークコイル用コア２０６は円筒形状であり、この円筒形状の軸方向全長は巻線部２０５ａの軸方向寸法より長くなるように設定されている。

巻線部２０５ａの巻き軸方向の中心位置とチョークコイル用コア２０６の中心位置を一致させることにより、チョークコイル用コア２０６の両端部は、巻線部２０５ａから突出することになる。

コア突出部２０６ａのコア外周部には、チョークコイル２０５の長手方向に対し直交する左右一対の角溝２０６ｂが設けられている。チョークコイル用コア２０６の両端に角溝２０６ｂを配置するのでチョークコイル２０５一個あたり計４ヶ所の角溝２０６ｂが設けられている。

図４は、チョークコイル２０５の取付け構造の説明するための部分斜視図である。

保持部４００は、チョークコイル２０５の固定用の構造物として機能する。保持部４００は、ブラシホルダーベース２００上の部品取付け面に突出する。本実施形態においては、保持部４００はブラシホルダーベース２００に一体成型されているが、それぞれを別部材となるように形成して、保持部４００がブラシホルダーベース２００の凹部に接続するようにしてもよい。また本実施形態においては、保持部４００の形状は一対の板状に形成されているが、円筒状に形成されていてもよい。

保持部４００は、当該保持部４００の中央部に形成された円弧状凹部４００ａと、円弧状凹部４００ａを挟み二股の突起部４００ｂと、から構成される。突起部４００ｂの先端部４００ｃ同士の幅は、先端部４００ｃ以外の左右突起間の幅より狭くなっている。また先端部４００ｃはR形状を為している。

図５はブラシホルダーベース２００の外観図を示し、図５（ａ）はチョークコイル２０５が配置された側から見たブラシホルダーベース２００の上面図であり、図５（ｂ）はブラシホルダーベース２００の部分斜視図である。

チョークコイル２０５とチョークコイル用コア２０６の実装状況を以下説明する。チョークコイル２０５の取付け構造は、保持部４００の突起部４００ｂがチョークコイル用コア突出部２０６ａに設けられた角溝２０６ｂを嵌め合わせて固定する。

突起部４００ｂの先端部４００ｃの間の距離は、角溝２０６ｂ間の距離より狭く設定した。そのため、チョークコイル２０５を先端部４００ｃに嵌合する嵌合工程の始めに突起部４００ｂは弾性変形しながらチョークコイル２０５が突起部４００ｂに挿入される。

先端部４００ｃが角溝２０６ｂを通過すると、突起部４００ｂが嵌合工程前の位置に戻るので、先端部４００ｃ同士の距離は角溝２０６ｂ同士の距離よりも狭くなる。そのため、突起部４００ｂはチョークコイル２０５の抜け止め、所謂ロック機能として機能する。また、突起部４００ｂと角溝２０６ｂは圧入による嵌合となっており、チョークコイル２０５を保持部４００に嵌め合わせて、チョークコイル２０５を保持及び固定を行う。

突起部４００ｂの一部、例えば側壁部４００ｄは、チョークコイル２０５の引出し線２０５ｂ等の電気配線のガイド機能を有する。つまり、保持部４００の側面に沿うように引出し線２０５ｂを配置した。これにより、引出し線２０５ｂを含むコイル線の位置ズレを抑制する。

本実施形態におけるチョークコイル２０５の固定構造は、製造が簡単であると同時に、後付の部品を省略してもチョークコイル２０５の固定を可能にしたものである。

また、チョークコイル２０５を固定するための突起部４００ｂはチョークコイル２０５の軸方向寸法範囲内に配置されており、他部品の配置に対する影響を極力少なくでき省スペース化を達成可能である。

なお、角溝２０６ｂの形状は、突起部４００ｂが挿入されることができればよく、例えば、なだらかなスロープ形状であってもよい。

なお、角溝２０６ｂの数は、本実施形態では４つであったが、突起部４００ｂに数に合わせて４つよりも多くしたり少なくしたりしても良い。
なお、本実施形態では、「保持部４００は、ブラシホルダーベース２００と、樹脂モールドによる一体成形で構成する」（クレーム部分）ことにより、部品の後付けが不要となり、さらにブラシホルダーアッシー組立て時の作業工数が減り、低コスト化を図ることができる。

１００…モータアッシー、１０１…ヨーク、１０２…マグネット、１０３…アーマチャコア、１０４…出力軸、１０５…アーマチャコイル、１０６…コンミテータ、１０７…軸受、１０８…ブラシ装置、２００…ブラシホルダーベース、２０１…ブラシ、２０２…ピグテール、２０３…ブラシスプリング、２０４…ブラシホルダー、２０５…チョークコイル、２０５ａ…チョークコイル巻線部、２０５ｂ…チョークコイル引出し線、２０６…チョークコイル用コア、２０６ａ…チョークコイル用コア突出部、２０６ｂ…チョークコイル用コア角溝、２０７…コンデンサ、２０８…電源コネクタ、２０９…接続ターミナル、２１０…アース用接続ターミナル、２１１…フロントプレート、４００…保持部、
４００ａ…円弧状凹部、４００ｂ…突起部、４００ｃ…先端部、４００ｄ…側壁部

Claims

ブラシと給電端子との間に接続されるコアを有するチョークコイルと、
前記チョークコイルを保持する保持部と、
前記保持部を設けたブラシホルダーベースと、を備え、
前記コアは、凹部が形成され、前記保持部は、前記凹部に嵌合する嵌め合い部を有する直流モータ。
請求項１に記載の直流モータにおいて、
前記チョークコイル保持部は、前記ブラシホルダーベースと、樹脂モールドによる一体成形で構成する直流モータ。
請求項２に記載の直流モータにおいて、
前記チョークコイル保持部は、前記コアの外周面と接する凹部を有する一対の板状突起である直流モータ。
請求項３に記載の直流モータにおいて、
前記凹部はチョークコイルのコア先端部に設けられ、かつ前記チョークコイル長手方向と直交する方向に形成した溝である直流モータ。
請求項４に記載の直流モータにおいて、
前記凹部とチョークコイル保持部とは圧入によって固定したことを特徴とする直流モータ。
請求項１ないし４に記載のいずれかの直流モータにおいて、
前記保持部は、前記コアの軸方向寸法の範囲内に配置される直流モータ。
請求項１ないし６に記載のいずれかの直流モータにおいて、
前記保持部の側面に沿うようにチョークコイル引出し線が配置された直流モータ。