小型モータのブラシ装置

【課題】リセプタクル端子に十分なバネ性を確保しつつ、長さの短い外部端子に適用可能にするだけでなく、外部端子の挿入性問題が生じない構成にする。
【解決手段】ブラシと、該ブラシを取り付けたブラシアームと、該ブラシアームに結合されるブラシベースと、該ブラシベースに結合されると共に、外部端子に接触するリセプタクル端子とを備えている。リセプタクル端子は、ブラシベースから切り起こしにより、挿入される外部端子側にせり出すように形成する。切り起こしたリセプタクル端子の根元側で支点となるブラシベースとの結合部を、外部端子挿入口近くで、かつ、該外部端子挿入口よりも内方向に位置させて、樹脂製のケース蓋に対して固定し、そしてブラシアームとブラシベースの結合部を、ケース蓋に対して固定する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型モータのブラシ装置に関し、特に、モータ外部から挿入される電源用外部端子に接触するリセプタクル端子を備えるタイプのブラシ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０は、従来の小型モータのブラシ装置を示している（特許文献１参照）。通常、小型モータは、モータケース内に、固定子側磁極としてのマグネットと共に、シャフト上に各種部品を組み立てて構成した回転子を収容し、このモータケースの開口部に、ケース蓋を嵌着することにより構成されている。また、通常、このケース蓋には、ブラシ及びその電気的、機械的接続構成が備えられている。図１０（Ａ）は、このようなケース蓋を、モータ内側方向から見た図であり、リセプタクル端子近辺を拡大して図１０（Ｂ）に示している。
【０００３】
一対のブラシ装置のそれぞれは、ブラシと、ブラシアームと、ブラシベースとから構成されている。この従来のブラシ装置では、ブラシアームをＬ字形に曲げて、ブラシベースに固定部において固着している。ブラシベースの先端部は、リセプタクル端子として機能し、その接触部は、外部端子挿入口より挿入された一対の外部端子と電気的に接触する。
【０００４】
このようなブラシ装置においては、外部接続されるコネクタの種類に応じて、長さの短い外部端子にも適用することが求められる。外部端子はコストダウンや作業性向上のために短くしたいという要求が潜在的に存在する。短い外部端子に適応するために、リセプタクル端子の頂点（接触部）を外部端子挿入口に近い位置（Ｌ寸法）に設定する必要があり、そのため、リセプタクル端子を長くすることができないという問題が生じる。リセプタクル端子が短いと十分良好なバネ性を確保することができない。言い換えるとリセプタクル端子を短くすると外部端子の厚みによってリセプタクル端子のへたりの影響が大きくなる為、それに伴い外部端子とリセプタクル端子の接触圧のバラツキが大きくなり、接触信頼性が低下する。また、この構造ではＰＴＣなどの焼損保護素子の内蔵は不可能である。
【０００５】
上記特許文献１は、十分なバネ性を確保しつつ、長さの短い外部端子に適用可能にするために、図１１に示すように、ブラシベースの一方端近くから切り起こしによりリセプタクル端子を形成すると共に、そのブラシベース一方端と、ブラシアームを接合したブラシベース他端部の２箇所で、ケース蓋に固定している。図１１（Ａ）は、このようなケース蓋を、モータ内側方向から見た図であり、リセプタクル端子近辺を拡大して図１１（Ｂ）に示している。
【０００６】
図示の構成によって、外部端子を短くしたい(L寸法を短くしたい)という要求に応えることが可能であるが、リセプタクル端子部の加工精度によっては図１２に示す点線の状態となり、リセプタクル端子先端が外部端子先端に干渉し、外部端子の挿入性に問題が発生する虞がある。そのために、生産工程において、あらかじめリセプタクル端子の挿入部隙間を広げる予備開き工程が別途必要となり、生産性の低下をもたらすことになる。また、PTCなどの焼損保護素子の内蔵は不可能である。
【０００７】
また、図１３は、２段階のばね構成としたリセプタクル端子構造を示している（特許文献２参照）。外部端子が挿入された状態のリセプタクル端子が図の左側に、挿入されていない状態で図の右側に示されている。リセプタクル端子は、枢支点Ａと枢支点Ｂの２カ所を中心にたわむようになっている。リセプタクル端子部は、概ねＶ形に形成されて、そのＶ形の頂点において外部端子と接触する。
【０００８】
リセプタクル端子先端部を、外部端子挿入方向と略同一方向になるように（即ち、図中の下から上に向かっていたリセプタクル端子をさらに、上から下への方向に）大きく曲げることにより、上述したような外部端子の挿入性についての問題は無くなる。しかし、リセプタクル端子をＵ字に曲げる必要があり、加えてリセプタクル端子の良好なばね性を確保するためにリセプタクル端子の直線部分を長くする必要があり、モータの小型化ができない。また、リセプタクル端子の材料も長くする必要があるためコストアップ要因となる。更に、一対のリセプタクル端子を外側から内側方向（互いに近づく方向）に曲げる必要があるため、両リセプタクル端子の間隔を拡げるには限界があり、外部端子のピッチ(＋側と−側の端子の間隔)が大きくなった場合には採用できない。
【０００９】
外部端子を短くしたいという要求に対しては、Ｕ字曲げ部のＲを小さくし、Ｕ字曲げ部から外部端子接触部までを近づける必要があり、その場合、リセプタクル端子の支点と作用点の距離が短くなり、外部端子挿入時の応力がＵ字曲げ部のバネ支点へ集中する。結果としてバネにへたりが発生し、接触圧の低下、バラツキ大が発生し、接触信頼性が低下する。
【特許文献１】特許第３５２３５４６号公報
【特許文献２】実開平２−１２２５５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、係る問題点を解決して、リセプタクル端子に十分なバネ性を確保しつつ、長さの短い外部端子に適用可能にするだけでなく、外部端子の挿入性問題が生じない構成にして、リセプタクル端子の挿入部隙間を予め広げるような別途の工程を不要にして、生産性の向上を図ることを目的としている。
【００１１】
また、本発明は、使用される外部端子のピッチに対応して両リセプタクル端子の間隔を拡げたり、或いは、焼損保護素子を内蔵する必要がある場合にはそれを内蔵するような設計変更に柔軟に対応可能にすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の小型モータのブラシ装置は、モータの整流子に摺動接触する一対のブラシと、該ブラシをそれぞれ一端に取り付けた一対のブラシアームと、該ブラシアームにそれぞれ一端で結合される一対のブラシベースと、該ブラシベースに結合されると共に、モータケース蓋に開けられた一対の外部端子挿入口に外部から挿入される外部端子に接触して電源が供給される一対のリセプタクル端子とを備えている。このリセプタクル端子は、ブラシベースの他端近くから切り起こしにより、挿入される外部端子側にせり出すように形成する。切り起こしたリセプタクル端子の根元側で支点となるブラシベースとの結合部を、一対の外部端子挿入口近くで、かつ、該外部端子挿入口よりも内方向に位置させて、樹脂製のケース蓋に対して固定し、そしてブラシアームとブラシベースの結合部を、ケース蓋に対して固定する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、リセプタクル端子に十分なバネ性を確保しつつ、長さの短い外部端子に適用可能にするだけでなく、外部端子の挿入性問題が生じることが無い。
【００１４】
本発明によれば、リセプタクル端子を、外部端子に対してモータ内側の斜め方向から位置決めして、比較的にその長さを長くすることができるので、外部挿入端子厚みのバラツキに対する端子の接触圧の差が小さくなっている。また、これによって、外部挿入端子の挿入作業性の向上、リセプタクル端子の予備開き工程の削減、焼損保護素子の内蔵、外部端子の接触信頼性の向上、モータの小型化が達成できる。
【００１５】
さらに、外部端子のピッチの大小に対しては、リセプタクル端子の切り起こしの支点とケース蓋の突起の位置を内方向及び外方向に変更することで対応できるので、外部端子挿入口及びリセプタクル端子の配置も容易に設計変更が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明を具体化する小型モータの外観形状を示す図であり、（Ａ）は左側面図を、（Ｂ）は上面図を、（Ｃ）は正面図を、（Ｄ）はケース蓋側から見た右側面図を示している。また、図２は、図１と同じ小型モータを線図で示す図であり、図２（Ａ）は、図１（Ｂ）に相当する上面図であり、図２（Ｂ）は、図１（Ｃ）に相当する正面図を、上半分を断面で示している。
【００１７】
本発明は、ブラシ装置及びそれを取り付けるケース蓋の構成を除いて、従来より知られた通常の小型モータと格別の相違はない。この通常のモータは、例えば、図２（Ｂ）に見られるように、金属材料により有底中空筒状に形成されたモータケースの開口部に、合成樹脂製のケース蓋が嵌着されている。ケース蓋の中央部には、シャフトのための軸受が収容される。シャフトの他端は、モータケースの底部中央に設けられた軸受によって支持されている。このシャフトには、積層コアと、該積層コア上に巻いた巻線と、整流子とが通常に備えられて、小型モータの回転子を構成している。そして、この整流子に接触する一対のカーボンブラシは、詳細は後述するように、本発明の特徴とするブラシ装置に支持されている。
【００１８】
図３は、図１及び図２に示した小型モータから取り出したケース蓋のみを示す図であり、（Ａ）は、外部端子挿入口がある上面側から見た図であり、（Ｂ）はその内部を内側から見た図である。図４は、図３（Ｂ）に示すリセプタクル端子近辺を拡大して示す斜視図である。図５（Ａ）は、ブラシベースを取り出して示す図であり、図５（Ｂ）は、ブラシベースの端部に、ブラシアームがかしめにより結合された状態で示す図である。例示のブラシ装置は、＋側と−側で共通に使用できる同一構成の一対を左右対称に備えて、それぞれ、整流子に摺動接触するカーボンブラシと、これを圧入保持するブラシアームと、ブラシアームとかしめにより結合されたブラシベースとから構成される。ブラシアーム材質は、例えばベリリウム銅であり、また、ブラシベース材質は、例えばバネ用燐青銅とかバネ用洋白である。このかしめは、例えば、ブラシベースの結合面側に設けた突起を、ブラシアームに対応して設けた穴に挿通した後突起先端部に圧力を加えてつぶすことにより行われる。そして、ブラシベースには、ブラシアーム結合端側とは反対の端部近くから、幅方向の中央部を切り起こしにより形成したリセプタクル端子が設けられており、そのため、リセプタクル端子をブラシベースから切り起こした際に、この切り起こしに相当する穴がブラシベースの中央部分に空けられている。なお、切り起こし後においても、リセプタクル端子の両側及び根元側のブラシベースには、少なくとも所定電流を流せることができかつリセプタクル端子を機械的に支持できるだけの幅が確保されている。
【００１９】
このような構成のブラシ装置は、図３に示すように、ケース蓋に固定保持される。ケース蓋を合成樹脂により構成して、このケース蓋と一体に形成したブラシ装置固定用の樹脂製の突起、及び突起により形成される溝によって固定することができる。その際、ブラシ装置は、ブラシアームとブラシベースとのかしめ結合部，及びリセプタクル端子を切り起こした基部であるブラシベース先端側、及びブラシベース中央の湾曲部の３個所において、固定されている。このような構成によって、リセプタクル端子の長さを十分に確保することができ、さらには、リセプタクル端子を十分に長くしたにもかかわらず、外部端子との接触部（作用点）を外部端子挿入口に近い位置にすることができるので、長さの短い外部端子にも適用することが可能になる。一対の外部端子からは、モータ用の直流電源が供給される。
【００２０】
図３（Ｂ）に示すように、リセプタクル端子と一体に結合される側のブラシベース端部、言い換えるとリセプタクル端子の支点は、外部端子挿入口近くで、外部端子挿入口よりもケース蓋外周に沿って内方向位置で、ケース蓋外周壁と突起との間に固定されている。また、ブラシベース他端部は、外部端子挿入口に略対向する位置で、同様にケース蓋外周壁と突起との間に固定されている。このブラシベース他端部に、ブラシアームがかしめ固定される。
【００２１】
ブラシベースから切り起こしにより形成されるリセプタクル端子は、その基部（支点）から先端方向が、外部端子挿入方向で、かつ、外方向（両外部端子の内から外に向かう方向）に斜め方向に形成されている。言い換えると、切り起こし基部が、外部端子挿入口よりもケース蓋外周壁に沿って内方向に引っ込んだ位置にある。これによって、外部端子挿入口から外部端子接触点までの垂直方向の距離を短くしても、リセプタクル端子は斜めに形成した分だけ、長く形成することが可能となる。
【００２２】
また、厚さの異なる外部端子に対して、適応可能でなければならない。一般的にいって、薄い外部端子が挿入される時、接触圧が不足して接触不良を起こす傾向があるのに対して、厚い外部端子が挿入される時、接触圧が過大になって挿入困難となる傾向がある。本発明によれば、上記のように、リセプタクル端子の支点を、水平方向にも引っ込めた位置に設けることが可能となり、リセプタクル端子の長さが確保できるために、外部端子の挿入作業性、接触信頼性が向上し、かつ外部端子の厚みの変化による外部端子とリセプタクル端子の接触圧の差が少なくなる。
【００２３】
図４に示すように、ブラシベースの固定端部が、樹脂製のケース蓋と、それに一体形成の突起１とに挟まれるようにして固定される。この端部近くを基部として、リセプタクル端子が切り起こされる。リセプタクル端子は、折り曲げたブラシベース面から外側へ（外部端子側へ）せり出すよう切り起こして構成され、その切り起こしの支点においてはブラシベースを固定するケース蓋に接触し、リセプタクル端子の支点となる。リセプタクル端子は、その先端近くの接触部に外部端子が当接して接触圧を受けるとき、ブラシベースと一体に結合した根元部が回動支点として作用することになるが、図示の構成は、さらにリセプタクル端子の根本側を、樹脂製突起の円弧状（Ｒ形状）表面で支持しているので、回動するリセプタクル端子の根元側に作用する応力を分散させることが可能となっている。
【００２４】
外部端子挿入口よりも内方向（一対の外部端子が互いに近づく方向）位置で、端部が支持されたブラシベースは、ケース蓋外周に沿って外部端子挿入口方向に向けられた後、外部端子挿入口の手前でそれを避けるように略垂直に外部端子挿入方向に曲げられ、その後、挿入された外部端子が届かない位置で、ケース蓋外周側に曲げられる。そして、ケース蓋外周側から再度曲げられる。この湾曲部は、ケース蓋と一体形成の樹脂製の突起２，突起３，及び突起４に挟まれて固定される（図４参照）。そこから、ブラシベースはさらに延長して、外部端子挿入口に略対向するケース蓋外周壁位置で、ブラシアームに結合される。この結合部が、ケース蓋外周壁と突起との間に挟まれて固定される。
【００２５】
図６は、ブラシ装置の別の例を示している。図６（Ａ）は、ＰＴＣが挿入されているのを除いて、前述した図３（Ｂ）と同一の図であり、図中のＹ部の詳細を、図６（Ｂ）に示している。ＰＴＣとは、温度上昇と共に増加するＰＴＣ（positive temperature coefficient ：正温度係数）特性の電気抵抗値を有する抵抗体であり、過電流に対する焼損保護素子として、例えば自動車のドアロック用モータ等において一般的に用いられている。ＰＴＣは、一対のブラシ装置のそれぞれに挿入することができるが、通常は、一方のみに挿入される。
【００２６】
図７（Ａ）は、図５（Ａ）に示したのと同じブラシベースであり、（Ｂ）は、そのブラシベースを、ＰＴＣ挿入位置で切断したものを示している。ＰＴＣは、ブラシベースの中間に配置することにより、リセプタクル端子とブラシアームに直列に接続されることになる。図８は、図６（Ｂ）に相当する図を、斜視図で示し、図８（Ａ）はＰＴＣ圧入前の状態を、図８（Ｂ）は、ＰＴＣが圧入された状態を示している。ＰＴＣは、その表面及び裏面のそれぞれが電極になっており、ＰＴＣが圧入された状態では、ブラシベースの切断側の両端がそれぞれ、ＰＴＣの表裏両面の電極に当接することになる。このように、本発明のブラシベースは、焼損保護素子を容易に取付可能となる。
【００２７】
図９は、図５を参照して前述したのとは別の例のブラシベースを示している。前述の例では、リセプタクル端子が、ブラシベースの幅方向の中央部を切り起こすことにより形成されるのに対して、図９に示す例では、ブラシベースの幅方向のいずれかの側が切り起こしにより形成される。このような構成のブラシベース及びリセプタクル端子も、先の例と全く同じようにして組み立てられ、かつ機能する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を具体化する小型モータの外観形状を示す図である。
【図２】図１と同じ小型モータを線図で示す図であある。
【図３】図１及び図２に示した小型モータから取り出したケース蓋のみを示す図である。
【図４】図３（Ｂ）に示すリセプタクル端子近辺を拡大して示す斜視図である。
【図５】（Ａ）は、ブラシベースを取り出して示す図であり、（Ｂ）は、ブラシベースの端部に、ブラシアームがかしめにより結合された状態で示す図である。
【図６】ブラシ装置の別の例を示す図である。
【図７】（Ａ）は、図５（Ａ）に示したのと同じブラシベースであり、（Ｂ）は、そのブラシベースを、ＰＴＣ挿入位置で切断したものを示す図である。
【図８】図６（Ｂ）に相当する図を、斜視図で示し、（Ａ）はＰＴＣ圧入前の状態を、（Ｂ）は、ＰＴＣが圧入された状態を示す図である。
【図９】図５を参照して前述したのとは別の例のブラシベースを示す図である。
【図１０】従来の小型モータのブラシ装置を示す図である。
【図１１】従来の小型モータの別のブラシ装置を示す図である。
【図１２】外部端子の挿入性問題を説明する図である。
【図１３】従来の小型モータのさらに別のブラシ装置を示す図である。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの整流子に摺動接触する一対のブラシと、該ブラシをそれぞれ一端に取り付けた一対のブラシアームと、該ブラシアームにそれぞれ一端で結合される一対のブラシベースと、該ブラシベースに結合されると共に、モータケース蓋に開けられた一対の外部端子挿入口に外部から挿入される外部端子に接触して電源が供給される一対のリセプタクル端子と、を備える小型モータのブラシ装置において、
前記リセプタクル端子は、ブラシベースの他端近くから切り起こしにより、挿入される外部端子側にせり出すように形成し、
前記切り起こしたリセプタクル端子の根元側で支点となるブラシベースとの結合部を、前記一対の外部端子挿入口近くで、かつ、該外部端子挿入口よりも内方向に位置させて、樹脂製のケース蓋に対して固定し、そして
前記ブラシアームとブラシベースの結合部を、ケース蓋に対して固定した、
ことから成る小型モータのブラシ装置。
【請求項２】
前記リセプタクル端子の前記ブラシベースとの結合部の固定は、樹脂製のケース蓋と一体に形成される突起と、樹脂製ケース蓋の外周壁の間に挟むようにして固定し、かつ、前記リセプタクル端子の基部側に当接する前記突起外面を、円弧状に形成した請求項１に記載の小型モータのブラシ装置。
【請求項３】
前記ブラシベースは、途中で切断されて、そこに直列に接続される焼損保護素子が、前記ケース蓋に固定される請求項１に記載の小型モータのブラシ装置。
【請求項４】
前記リセプタクル端子は、前記ブラシベースの幅方向の中央部或いは端部を切り起こすことにより形成される請求項１に記載の小型モータのブラシ装置。

【図１】