JP4353775B2 - 小型モータの給電装置 - Google Patents

Description

この発明は、小型モータの外部に設けられた外部給電端子をモータ本体に差し込むことでモータへの給電を行う小型モータで、ブラシと一体で構成され外部給電端子に接触する接触部を有する小型モータの給電装置に関する。

モータ本体内部に弾性を有する端子を形成し、外側から外部給電端子を差し込むことにより外部給電端子と端子を接触させてモータへの給電を行うモータの給電装置については、これまで種々の構成が特許、実用新案として出願されている。
例えば実用新案公開昭和６３年１８２６６６号公報には外部給電端子に接触する端子とその端子に一体的に取り付けられたブラシがブラケットに取り付けられた構成が開示されている。
また、実用新案公開平成２年１２２５５８号公報には外部給電端子に接触する端子と、その端子が伸ばされた端部にブラシが弾性的に接触して接続される構成が開示されている。
実用新案公開昭和６３年１８２６６６号公報 実用新案公開平成２年１２２５５８号公報

このような外部給電端子をモータ本体に差し込むことによって給電を行う構成においては外部給電端子と接触する端子の接触部がモータ内部となり、接触部を半田付けしたり圧着したりするための工程を後から追加できない。そのため外部給電端子と給電装置との接触は確実なものとしなければならないが、構成部品が小さいことから確実で安定した接触を保つことは困難であった。
本願発明は小型モータにあって、外部給電端子との接触状態を確実かつ安定して保つことのできる給電装置を提供することを目的とする。

本発明に係る小型モータの給電装置は、請求項１に記載のように、ロータが収容される筒状ケースとその開口端に取り付けられるブラケットで構成される小型モータで、そのブラケットに設けられた差込口に外部給電端子が差し込まれて給電される小型モータの給電装置において、前記ブラケットに、ロータと摺接する摺動部と前記外部給電端子と接続される接続部で構成されるブラシ装置が設けられ、前記接続部はブラケットに固定される固定部と外部給電端子と接触する接触片で構成され、その接触片は前記外部給電端子との接触部分がモータの回転軸方向に所定幅を有する円筒面で形成されるとともに、接触片の端辺から円周方向に形成された複数のスリットにより、第１の幅を有する第１接触片とそれより小さい第２の幅を有する第２の接触片が形成されていることを特徴とする。
第１接触片は比較的剛性が高いので外部給電端子とモータ本体を固定しながら接触し、第２の接触片は第１の接触片より柔軟性を有しているので弾性的に外部給電端子と接触する。
また、請求項２記載のように第２接触片の端部を第１接触片の端辺より突出させることにより、外部給電端子の差込力に比較的影響を与えることなく第２接触片の接触をより確実にできる。

本願発明によれば、外部給電端子がブラケットの差込口から挿入されて接触片に接触する際、異なる幅に形成された接触部に接触し、それぞれの幅に応じた接触状態となるため外部給電端子と確実な接触状態を保つことができる。
例えば幅の広い接触部においては接触圧が強いためその強度により外部給電端子をモータに確実に保持した状態で接触し、幅の狭い接触部においてはその柔軟性により外部給電端子や接触片の寸法のばらつきが生じても確実な接触が可能となる。

小型モータＭはロータ（図示せず）が収納されるケース１とブラケット２で筺体が形成され、ブラシ装置３がブラケット２に取り付けられて給電装置が形成されている。
ブラシ装置３は、カーボンブラシ５３が板ばね材５１の端部に取り付けられた摺動部５と、外部給電端子Ｐが接触する接触片４１が形成された接続部４が一体に形成され、ブラケット２に固定されている。接触片４１は外部給電端子Ｐとの接触部分が一つの円筒面状に形成され、径方向のスリットにより複数の接触片４１ａ、４１ｂに分割される。
広い幅で形成された第１接触片としての接触片４１ａは外部給電端子Ｐが差し込まれたとき強い力で外部給電端子Ｐと接するのでモータＭと外部給電端子Ｐを固定する働きを有する。また、狭い幅で形成された第２の接触片としての接触片４１ｂは接触片４１ａより柔軟性があるため、外部給電端子Ｐの厚みのばらつきや変形等に対応して外部給電端子Ｐと接触することができる。
すなわち、接触片４１は異なる幅を有するよう分割され、外部給電端子Ｐが接触片４１に接するとき、それぞれの幅が有する働きをもって接することになる。
図１は本願発明の給電装置を構成するブラシ装置を示し、図（ａ）はその側面図で、図（ｂ）は図（ａ）の矢印Ｂ方向から見た接続部の平面図である。
図２は図１に示すブラシ装置をブラケットに固定した給電装置の構成を示す。
図３は本願発明の給電装置を用いた小型モータを示す。
図４はブラシ装置の接触片の他の実施例を示し、図（ａ）はその側面図で、図（ｂ）は図（ａ）の矢印Ｂ方向から見た接続部の平面図である。

図１乃至図３により本願発明の給電装置を説明する。
小型モータＭは片方が塞がれた円筒状のケース１内に回転軸１１を有するロータ（図示せず）が収納されている。ロータは回転軸１１の一端がケース１に設けられた軸受に回転支持され、他端がブラケット２に設けられた軸受２２に回転支持されるようケース１に収納されている。ロータのブラケット側にはコンミテータ（図示せず）が形成され、後述のカーボンブラシ５３が接触する。
ブラケット２の外側一面にはモータＭへ電力を供給する外部給電端子Ｐが差し込まれる差込口２ａが外部給電端子Ｐの数だけ設けられている。外部給電端子Ｐは図に示すような板状の給電端子で、ＤＣモータの場合２個となっている。
ブラケット２はプラスチックの樹脂成型で形成され、ケース１の開口端部に取り付けられる。ブラケット２の内側中央には複数のリブ２３により軸受２２が取り付けられ、回転軸の一端を回転支持する。
これらの構成は一般的なもので、その詳細な説明は省略する。

ブラケット２の内側にはブラシ装置３が一対取り付けられている。このブラシ装置３は回転軸１１を含む中心線に対し対称形状のため、その片方（図２左側）についてその構成を説明する。尚、図２右側のブラシ装置３は外部給電端子Ｐが差し込まれて接触片４１が撓んだ状態を示している。
ブラシ装置３はカーボンブラシ５３が取り付けられた板ばね材５１からなる摺動部５と、外部給電端子Ｐが接触する接触片４１が形成された接続部４で構成されている。板ばね材５１はブラシ５３をロータＲの整流子片に弾性的に圧着させるためのバネ部５１ａと、バネ部５１ａに対しほぼ直角に曲げられて接続部４に固定される取り付け部５２で形成されている。板ばね材５１はベリリウム綱やりん青銅、洋白といったバネ材の薄板で、ブラシ５３が整流子片へ安定して接触するようになっている。

接続部４は平坦な固定部４２から回転軸１１と平行でほぼ直角に曲げられた基部４４を介して接触片４１が形成されている。接触片４１は回転軸１１と平行な軸を中心とする一つの円筒面の一部で形成され、基部４４と平行な曲げをもって固定部４２の外側に形成されている。接触片４１は外部給電端子Ｐと接触する部分及びその近傍が円筒状であれば、他の部分は平面でも良い。
固定部４２には板ばね材５１の取り付け部５２が面で接して固定される。固定方法は溶接、カシメ等電気的に導通する方法で行われる。
接続部４はバネ性を有する真鍮の板材やりん青銅、洋白等の板ばね材で形成されるが、バネ部５１ａよりは剛性が高いことが必要である。本実施例の場合、厚さ０．３ｍｍの真鍮製板材が用いられる。
板ばね材５１と接続部４を同一材料で一体に形成する場合は、バネ部５１ａの形状を細く、また長くする等して剛性を下げればよい。

ブラシ装置３は、固定部４２がブラケット２の内側に固定されることでブラケット２に取り付けられる。
ブラケット２には第１凸部２５ａおよび第２凸部２６ａがその底面２ｂから内側へ立ち上げられ、取り付け部５２が取り付けられた固定部４２を第１凸部２５ａと第２凸部２６ａとの間に挟んでブラシ装置３をブラケット２へ固定する。
第１凸部２５ａはその外側端部２５ｂが基部４２まで支持する位置に形成され、第２凸部２６ａは基部４２とバネ部５１ａに挟まれるため第１凸部２５ａよりやや小さく形成されている。ブラシ装置３の取り付け位置は、外部給電端子Ｐが差込口２ａから差し込まれた際、その頂部４１ｅが内側へ所定量撓む位置とする。

接触片４１は回転軸１１と平行な軸を中心とする円筒面の一部で形成される。その外形は端辺４１ｃが軸とほぼ平行な辺で、略矩形状に形成されている。接触片４１は円筒面に形成された周方向の切り欠き溝４１ｄにより複数の接触片に分割される。図１に記載の実施例では二つの切り欠き溝４１ｄにより接触片４１ｂを間にして二つの接触片４１ａが形成される。
この切り欠き溝４１ｄは端辺４１ｃ側が開放され、また、撓みを確保するよう頂部４１ｅをすぎて基部４４近傍まで形成する。しかし曲げ加工の影響を避けるためその溝端部４１ｇは基部４４までは達しないようにする。
接触片４１ａは接触片４１ｂに対し幅を広く形成する。本実施例の場合その幅は接触片４１ａが２ｍｍであるのに対し接触片４１ｂは０．５ｍｍで、比率としては四対一である。この幅の差は、後述の理由により比率にして二対一から五対一程度にすると良い。

この接触片４１ａによると、接触片４１ａの幅が比較的広いので、外部給電端子Ｐを差し込んだ際そのモータＭに対する保持強度は主に接触片４１ａによって確保されることになる。ここで、図１および図２によりその作用を説明する。
外部給電端子ＰがモータＭへ差し込まれると外部給電端子Ｐは接触片４１の頂部４１ｅ近傍に接し、さらに差し込むと頂部４１ｅを回転軸１１側へ押しながら接触片４１を撓ませる。その際外部給電端子Ｐはブラケット２の底面２ｂから立ち上げられた外部給電端子支持壁２７により外側から支持される。
外部給電端子Ｐの差込が完了した時点で接触片４１は最大量撓んでいる。

接触片４１ｂは切り欠き溝４１ｄにより接触片４１ａと分離されているためその撓みが別の変位となり、接触片４１ａとは別のたわみにより外部給電端子Ｐと接することができる。
すなわち、接触片４１ａがそれぞれ独立して外部給電端子ＰのモータＭに対する保持強度をもちつつ外部給電端子Ｐとブラシ装置３の導通を確保し、接触片４１ｂが異なる弾性で外部給電端子Ｐと接する。接触片４１ｂは撓み量に対し外部給電端子Ｐと接触する圧力の変化が少ないことから確実な導通が確保されることとなる。
通常端辺４１ｃは回転軸１１に対して平行に形成されているが、例えば部品のばらつきにより端辺４１ｃが回転軸１１に対しねじれるよう形成された場合でも、接触片４１が切り欠き溝４１ｄにより分離されているので外部給電端子Ｐにそれぞれ接触することができる。
本実施例では幅の狭い接触片４１ｂを接触片４１の中央に配置していることから、外部給電端子Ｐの差込位置が回転軸方向にばらついた場合でも良好な接触状態を保つことができる。
また、図１では幅の狭い接触片４１ｂを中央に配したが、中央の接触片を幅広とし、両側の接触片の幅を狭くすることもできる。外部給電端子の差込位置が比較的ばらつかない場合、この構成でも同様の作用効果が得られる。

図４は接続部の他の実施例のブラシ装置３Ａを示す図で、実施例１と同様の構成で同様の作用を及ぼすものには同一の符号を付けてその説明を省略する。
接触片４６は二つの切り欠き溝４６ｄにより接触片４６ａを間にして二つの接触片４６ｂが形成される。接触片４６ｂは接触片４６ａに対し二対一から五対一程度の比率で狭い幅となっていることは実施例１と同様である。
接触片４６ｂはその先端４６ｃが端辺４１ｃより突出した形状となっている。外部給電端子Ｐを差し込んだとき、この先端４６ｃは接触片支持壁２８の支持面２８ａに接触しその状態で撓むことになる。そうすると支持される場所が接続片４６ａに比べて増えるため同じ撓み量でも負荷が増えることになる。
しかし、接触片４６ｂは接触片４６ａより弾性が小さいため先端４６ｃが支持されても外部給電端子Ｐの差込力には比較的影響がすくない。また、撓み量に対する外部給電端子Ｐへの接触圧力の変化が比較的小さいため安定して外部給電端子Ｐと接することができる。

図１は本願発明の給電装置を構成するブラシ装置を示し、図（ａ）はその側面図で、図（ｂ）は図（ａ）の矢印Ｂ方向から見た接続部の平面図である。 図２は図１に示すブラシ装置をブラケットに固定した給電装置の構成を示す。 図３は本願発明の給電装置を用いた小型モータを示す。 図４はブラシ装置の接触片の他の実施例を示し、図（ａ）はその側面図で、図（ｂ）は図（ａ）の矢印Ｂ方向から見た接続部の平面図である。

符号の説明

１ ケース
２ ブラケット
２ａ 差込口
３ ブラシ装置
４ 接続部
４１、４１ａ、４１ｂ 接触片
４１ｄ 切り欠き溝

Claims (2)

1. ロータが収容される筒状ケースとその開口端に取り付けられるブラケットで構成される小型モータで、そのブラケットに設けられた差込口に外部給電端子が差し込まれて給電される小型モータの給電装置において、前記ブラケットに、ロータと摺接する摺動部と前記外部給電端子と接続される接続部で構成されるブラシ装置が設けられ、前記接続部はブラケットに固定される固定部と外部給電端子と接触する接触片で構成され、その接触片は前記外部給電端子との接触部分がモータの回転軸方向に所定幅を有する円筒面で形成されるとともに、接触片の端辺から円周方向に形成された複数のスリットにより、第１の幅を有する第１接触片とそれより小さい第２の幅を有する第２接触片が形成されていることを特徴とする小型モータの給電装置。
2. 前記第２接触片の端部が前記第１接触片の端辺より突出していることを特徴とする請求項１記載の小型モータの給電装置。

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