(57)【要約】【課題】コンタクトブラシを削減できるモータを提供する。【解決手段】モータ１０は、モータ本体部１１の回転軸１５の回転駆動力に基づいて回転する出力軸２６を有し、導電性を有し出力軸２６と一体回転するコンタクトプレート３０と、導電性を有しコンタクトプレート３０の回転に伴ってコンタクトプレート３０との導通状態と非導通状態とが切り替えられるコンタクトブラシ３５と、を備える。コンタクトプレート３０は、出力軸２６及びギヤハウジング２２を介して接地されている。【選択図】図１
2020061901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ本体部（１１）と、
減速機構（２３）及び該減速機構を収容する導電性のハウジング（２２）を有する減速部（２１）と、
を備えるモータ（１０）であって、
前記モータ本体部の回転軸（１５）の回転駆動力に基づいて回転するとともに導電性を有する出力軸（２６）を含む回転体（２６，５１）と、導電性を有し前記回転体と一体回転するコンタクトプレート（３０，５０，６０）と、導電性を有し前記コンタクトプレートの回転に伴って前記コンタクトプレートとの導通状態と非導通状態とが切り替えられるコンタクトブラシ（３５）と、を備え、
前記コンタクトプレートは、前記回転体及び前記ハウジングを介して接地されていることを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記コンタクトプレートは、前記出力軸側の周縁部から軸方向に延出する軸方向延出部（５０ａ）を備え、
前記軸方向延出部は、前記出力軸と当接するように配置される、請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記コンタクトプレートは、前記出力軸を挿通する挿通孔（３１ａ）を備えた環状部（３１）と、該環状部の径方向外側に前記コンタクトブラシが摺接する摺接部（３２）とを有し、
前記環状部の内周面（３１ｂ）が前記出力軸の外周面（２６ｃ）と当接する、請求項１又は２に記載のモータ。
【請求項４】
前記減速機構は、前記モータの回転軸と一体回転するウォーム軸（２４）と、該ウォーム軸と噛合するとともに前記出力軸が固定されるウォームホイール（２５）とを含み、
前記コンタクトプレートは、前記ウォームホイールに設けられて軸方向に貫通する挿通孔（２５ｃ）に対して挿通されて前記ウォームホイールに対して挟持固定される固定部（３２ｂ）を有する、請求項１〜３の何れか１項に記載のモータ。
【請求項５】
前記コンタクトプレートは、前記出力軸に対して径方向に弾性力を付与する弾性力付与部（６１ａ）を有する、請求項１〜４の何れか１項に記載のモータ。
【請求項６】
前記出力軸にワイパ（Ｗ）が連結される、請求項１〜５の何れか１項に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばワイパ装置に用いられるモータは、モータ本体部と、モータ本体部で生じる回転を減速させて高トルクで出力する減速部とが一体に組み付けられて構成されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１のモータでは、減速部を構成するウォームホイールと一体回転するコンタクトプレートと、コンタクトプレートと摺接する複数のコンタクトブラシとを有する。コンタクトブラシは、停止位置を得るためのコンタクトブラシと、グランド電位を与えるコンタクトブラシとを有する。そして、各コンタクトブラシがコンタクトプレートの導電パターンを介して接続されることでワイパが接続される出力軸が所定の回転位置（停止位置）に位置していることが検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−６１３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のようなモータでは、停止位置を得るためのコンタクトブラシと、グランド電位を与えるコンタクトブラシとを有している。つまり、複数のコンタクトブラシを有する構成であるため、モータ全体として大型化する虞がある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、コンタクトブラシを削減できるモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するモータは、モータ本体部（１１）と、減速機構（２３）及び該減速機構を収容する導電性のハウジング（２２）を有する減速部（２１）と、を備えるモータ（１０）であって、前記モータ本体部の回転軸（１５）の回転駆動力に基づいて回転するとともに導電性を有する出力軸（２６）を含む回転体（２６，５１）と、導電性を有し前記回転体と一体回転するコンタクトプレート（３０，５０，６０）と、導電性を有し前記コンタクトプレートの回転に伴って前記コンタクトプレートとの導通状態と非導通状態とが切り替えられるコンタクトブラシ（３５）と、を備え、前記コンタクトプレートは、前記回転体及び前記ハウジングを介して接地されている。
【０００８】
上記態様によれば、導電性を有するコンタクトプレートが回転体及びハウジングを介して接地されることでグランド電位が付与される。このため、例えば１つのコンタクトプレートと１つのコンタクトブラシとが導通状態となった場合に停止位置を検出することが可能となる。一方、前述したように従来構成では複数（２つ）のコンタクトブラシを用いる必要があったが、本態様によれば１つのコンタクトブラシで良くなるため、コンタクトブラシを削減できる。これにより、モータ全体の小型化に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態におけるモータの平面図。
【図２】同実施形態におけるウォームホイール及びコンタクトプレートの平面図。
【図３】同実施形態におけるコンタクトプレートの平面図。
【図４】図２における４−４線断面図。
【図５】同実施形態におけるモータの電気的構成を説明するための回路図。
【図６】変更例におけるコンタクトプレートについて説明するための断面図。
【図７】変更例におけるコンタクトプレートについて説明するための平面図。
【図８】（ａ）（ｂ）同変更例におけるコンタクトプレートと出力軸について説明するための説明図。
【図９】変更例におけるコンタクトプレートについて説明するための断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、モータの一実施形態について説明する。
図１に示すように、モータ１０は、モータ本体部１１と、減速部２１とを有する。本実施形態のモータ１０は、例えばワイパＷに用いられるものである。
【００１１】
図１に示すように、モータ本体部１１の有底円筒状をなすヨークハウジング１２には、その内周面に一対のマグネット１３が固定される。一対のマグネット１３の内側には、電機子１４が回転可能に収容されている。電機子１４は、回転軸１５の基端側にコア１６が固定されるとともにコア１６に巻線１７が巻回され、更にその巻線部分よりも先端側に整流子１８が備えられて巻線末と接続されている。整流子１８には、図５にて図示する３つの給電ブラシ１９ａ〜１９ｃが接触している。これにより、給電ブラシ１９ａ〜１９ｃから整流子１８を介して巻線１７に電機子１４の回転のための電源供給が可能となっている。給電ブラシ１９ａ〜１９ｃは、ヨークハウジング１２の開口部に配設される図示しないブラシホルダにて保持されている。そして、ヨークハウジング１２は、回転軸１５の先端側が減速部２１のギヤハウジング２２内に挿入されてギヤハウジング２２に対して固定されている。
【００１２】
図１に示すように、減速部２１のギヤハウジング２２には、減速機構２３が収容される。減速機構２３は、前記回転軸１５と同軸上に配置されるとともに回転軸１５と一体回転可能に連結されるウォーム軸２４と、ウォーム軸２４と噛合されるウォームホイール２５とを有する。ウォームホイール２５の中心部には出力軸２６が固着され、出力軸２６の先端部２６ａがギヤハウジング２２から突出している。なお、図１では、出力軸２６の基端部側から視た状態を示しているため、先端部２６ａを破線で示している。
【００１３】
ウォームホイール２５は、モータ本体部１１の駆動による回転軸１５の回転力をウォーム軸２４から受け、該ウォーム軸２４とで減速して出力軸２６に伝達する。出力軸２６の先端部２６ａには、払拭面を払拭するワイパＷが固定される。なお、ワイパＷは、図１において模式的に図示している。
【００１４】
また、ウォームホイール２５並びに出力軸２６には、コンタクトプレート３０が取り付けられている。
図１〜図３に示すように、コンタクトプレート３０は、環状部３１と、扇板状部３２とを有する。コンタクトプレート３０は、出力軸２６が延びる軸方向の一方側に面したウォームホイール２５の側面２５ａに前記環状部３１並びに扇板状部３２を嵌合可能な嵌合溝２５ｂが形成される。この嵌合溝２５ｂは、例えば、コンタクトプレート３０を嵌合溝２５ｂに嵌合させた状態でウォームホイール２５の側面２５ａと扇板状部３２の側面３２ａとが略面一となるように構成される。これにより、コンタクトプレート３０の径方向並びに周方向への移動規制に寄与できる。
【００１５】
環状部３１は、円環状をなし、挿通孔３１ａ内に出力軸２６の基端部２６ｂが挿通され、環状部３１の内周面３１ｂが出力軸２６（基端部２６ｂ）の外周面２６ｃと径方向において当接している。これにより、コンタクトプレート３０は、導電性を有する出力軸２６と電気的に接続される。本例の出力軸２６は、導電性を有する軸受を介して導電性を有するギヤハウジング２２と電気的に接続された状態となっている。つまり、コンタクトプレート３０は、出力軸２６と当接されることで、ギヤハウジング２２と同電位となっている。
【００１６】
図２及び図３に示すように、扇板状部３２は、環状部３１の径方向外側部分から更に径方向外側に略扇状に延出している。扇板状部３２は、コンタクトプレート３０の回転に伴ってコンタクトブラシ３５と摺接されることとなる。
【００１７】
図４に示すように、扇板状部３２は、その周方向中央側且つ径方向外側に前記ウォームホイール２５において軸方向に貫通するように形成された挿通孔２５ｃに挿通された状態でかしめ固定される固定部３２ｂを有する。固定部３２ｂは、ウォームホイール２５を軸方向において挟持するため、コンタクトブラシ３５の軸方向への移動が規制される。また、例えば、固定部３２ｂが挿通孔２５ｃに挿通されることで挿通孔２５ｃの内周面と固定部３２ｂとが径方向並びに周方向において当接し易く、コンタクトブラシ３５の径方向並びに周方向への移動規制に寄与できる。
【００１８】
図１及び図５に示すように、コンタクトブラシ３５は、導電性を有する。コンタクトブラシ３５は、矩形板状に形成され、その先端部がコンタクトプレート３０と当接可能となっている。コンタクトブラシ３５はその基端部が接続端子Ｔ１と接続されている。
【００１９】
図１及び図５に示すように、本実施形態のモータ１０は、前記接続端子Ｔ１の他、複数の接続端子Ｔ２〜Ｔ４を有する。接続端子Ｔ２は、その基端部がギヤハウジング２２にボルト３６によって締結される。接続端子Ｔ２は、接地される。これにより、ギヤハウジング２２、前記軸受及び出力軸２６を介して接続端子Ｔ２と電気的に接続されたコンタクトプレート３０がグランド電位となる。ここで、本例の給電ブラシ１９ａも同様にグランド電位となっている。接続端子Ｔ３は、低速駆動用の給電ブラシ１９ｂと電気的に接続される。接続端子Ｔ４は、高速駆動用の給電ブラシ１９ｃと電気的に接続される。
【００２０】
図５に示すように、本実施形態のモータ１０は、ボディＥＣＵ３７に指令信号に基づいて動作するモータ制御回路４０によって制御される。モータ制御回路４０によってモータ１０の回転を制御することで、モータ１０の出力軸２６に連結されたワイパＷの駆動が制御されることとなる。
【００２１】
モータ制御回路４０は、ＣＰＵ４１と、リレー４２，４３と、スイッチング素子４４，４５、抵抗４６，４７，４８とを有する。
ＣＰＵ４１は、バッテリＢと接続されてボディＥＣＵ３７との間での各種信号の入出力が実施され、ボディＥＣＵ３７からの指令信号に基づいて回路４０内の各素子を動作させる。また、ＣＰＵ４１は、各スイッチング素子４４，４５と接続される。
【００２２】
各リレー４２，４３は、それぞれスイッチング素子４４，４５と接続される。
スイッチング素子４４は、例えばＮＰＮ型トランジスタであり、自身のベースにＣＰＵ４１が接続され、コレクタにリレー４２を構成するリレーコイル４２ａが接続されている。また、スイッチング素子４４のエミッタは接地されている。ＣＰＵ４１は、スイッチング素子４４をオン状態とすることで、リレー４２をオンする。これにより、バッテリＢからモータ１０に電力が供給される。
【００２３】
スイッチング素子４５は、例えばＮＰＮ型トランジスタであり、地震のベースにＣＰＵ４１が接続され、コレクタにリレー４３を構成するリレーコイル４３ａが接続されている。また、スイッチング素子４５のエミッタは接地されている。ＣＰＵ４１は、スイッチング素子４５をオン状態とすることで、リレー４３をオンする。これにより、接点４９ａを介して高速駆動用の給電ブラシ１９ｃ側に電力が供給されてワイパＷが高速駆動する。一方、ＣＰＵ４１は、スイッチング素子４５をオン状態とすることで、リレー４３がオフとなる。これにより、接点４９ｂを介して低速駆動用の給電ブラシ１９ｂ側に電力が供給されてワイパＷが低速駆動する。
【００２４】
また、ＣＰＵ４１は、抵抗４７，４８、接点４９ｃ、並びに接続端子Ｔ１を介してコンタクトブラシ３５と電気的に接続される。ＣＰＵ４１は、コンタクトブラシ３５とコンタクトプレート３０（扇板状部３２）とが非導通状態の場合には、ＣＰＵ４１の抵抗４８との接続点４１ａにはＨ信号が入力される。ここで、コンタクトブラシ３５がコンタクトプレート３０の扇板状部３２と導通（摺接）された場合にはコンタクトブラシ３５がグランド電位となり、接続点４１ａにはＬ信号が入力される。つまり、ＣＰＵ４１においてＨ信号からＬ信号となった場合に、コンタクトブラシ３５とコンタクトプレート３０（扇板状部３２）とが導通状態と判定することが可能となっている。
【００２５】
本実施形態の作用を説明する。
例えば運転者がワイパスイッチを操作するとその操作に基づく信号がボディＥＣＵ３７に入力される。すると、ボディＥＣＵ３７は、ワイパＷを払拭動作させるための指令信号をモータ制御回路４０のＣＰＵ４１に出力する。ＣＰＵ４１は前記指令信号に基づいてスイッチング素子４４，４５を制御し、モータ１０に対してバッテリＢからの電力を供給する。これにより、電機子１４が回転されて回転軸１５が回転する。回転軸１５が回転すると、減速機構２３のウォーム軸２４及びウォームホイール２５にて回転軸１５の回転が減速・高トルク化されて出力軸２６に伝達される。このとき、ウォームホイール２５並びに出力軸２６の回転に伴ってコンタクトプレート３０が回転する。コンタクトプレート３０が回転すると、所定位置（停止位置）においてコンタクトブラシ３５とコンタクトプレート３０とが摺接してコンタクトブラシ３５とコンタクトプレート３０とが導通状態となる。これによって、コンタクトブラシ３５がグランド電位となり、出力軸２６（ワイパＷ）が所定位置（停止位置）に位置していることがＣＰＵ４１において検出できる。出力軸２６が所定の位置に位置していることが検出されると、ＣＰＵ４１は、スイッチング素子４４を制御してバッテリＢからモータ１０への電力供給を遮断し、出力軸２６を所定位置で停止させる。
【００２６】
本実施形態の効果を記載する。
（１）導電性を有するコンタクトプレート３０が回転体としての出力軸２６及び軸受と、ギヤハウジング２２を介して接地されることでグランド電位が付与される。このため、例えば１つのコンタクトプレート３０と１つのコンタクトブラシ３５とが導通状態となった場合に停止位置を検出することが可能となる。一方、従来構成では複数（２つ）のコンタクトブラシを用いる必要があったが、本態様によれば１つのコンタクトブラシで良くなるため、コンタクトブラシを削減できる。これにより、モータ１０全体の小型化に寄与できる。
【００２７】
（２）コンタクトプレート３０は、出力軸２６を挿通する挿通孔３１ａを備えた環状部３１と、環状部３１の径方向外側にコンタクトブラシが摺接する摺接部としての扇板状部３２とを有する。そして、環状部３１の内周面３１ｂが出力軸２６の外周面２６ｃと当接する。つまり、環状部３１の内周面３１ｂが出力軸２６の外周面２６ｃとを面接触させて、環状部３１と出力軸２６とを確実に当接させることができる。
【００２８】
（３）コンタクトプレート３０は、ウォームホイール２５に設けられて軸方向に貫通する挿通孔２５ｃに対して挿通されてウォームホイール２５に対して挟持固定される固定部３２ｂを有する。これにより、コンタクトプレート３０が軸方向両側においてウォームホイール２５と当接するため、コンタクトプレート３０の軸方向の移動を規制することができる。また、固定部３２ｂは、挿通孔２５ｃに挿通されるため、コンタクトプレート３０が周方向又は径方向において移動しようとした場合であっても挿通孔２５ｃの内周面と当接し易く、コンタクトプレート３０の周方向並びに径方向への移動規制に寄与できる。
【００２９】
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【００３０】
・上記実施形態では、コンタクトプレート３０の環状部３１を円環状としたが、これに限らない。
例えば、環状部３１を多角環状としてもよい。この場合、出力軸２６の一部（環状部３１が取り付けられる部位）を多角形とすることが好ましい。
【００３１】
また、コンタクトプレートの出力軸２６との当接部位を図６に示すように非環状形状としてもよい。
図６に示すように、コンタクトプレート５０は、出力軸側の周縁部から軸方向に延出する軸方向延出部５０ａを有し、軸方向延出部５０ａと出力軸２６（外周面２６ａの一部）とを当接するようにしてもよい。軸方向延出部５０ａを有して、出力軸２６と面接触させることでコンタクトプレート５０と出力軸２６とを確実に導通させることが可能となる。これにより、出力軸２６、軸受５１及びギヤハウジング２２を介してコンタクトプレート５０をグランド電位とすることができる。
【００３２】
図７及び図８に示すように、コンタクトプレート６０は、出力軸に対して径方向に弾性力を付与する弾性力付与部６１ａを有するようにしてもよい。コンタクトプレート６０は、上記実施形態のコンタクトプレート３０と同様に環状部６１と扇板状部６２とを有する。環状部６１は、その内側から径方向内側に延出する複数の弾性力付与部６１ａを有する。複数の弾性力付与部６１ａは、例えば周方向９０度間隔で計４つ設けられる。弾性力付与部６１ａの数は適宜変更してもよい。
【００３３】
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、弾性力付与部６１ａは、出力軸２６に対して組み付けると、出力軸２６の挿通方向下流側であって図８において上側に変形する。この際、弾性力付与部６１ａは、元の形状に戻ろうとするため、出力軸２６に対して弾性力が付与される。このため、出力軸２６にコンタクトプレート６０が当接した状態を保つことができる。また、この弾性力によって出力軸２６に対するコンタクトプレート６０の軸方向への移動を抑えることができる。
【００３４】
・上記実施形態の減速機構２３は、１つのウォーム軸２４と１つのウォームホイール２５を有する構成としたが、これに限らない。ウォーム軸２４の後段に複数の減速ギヤを用いる構成を採用してもよい。複数の減速ギヤを用いる場合、最も後段に位置するとともに出力軸２６が固定される減速ギヤに対してコンタクトプレート３０，５０を取り付けて上記実施形態並びに上記変更例と同様にコンタクトプレート３０，５０にグランド電位を付与してもよい。また、途中の減速ギヤを回転可能に支持する出力軸２６（支軸）をギヤハウジング２２の軸受を介して支持する場合、途中の減速ギヤに対してコンタクトプレート３０，５０を取り付けるようにして、上記実施形態並びに上記変更例と同様にコンタクトプレート３０，５０にグランド電位を付与してもよい。
【００３５】
・上記実施形態では、出力軸２６とコンタクトプレート３０とを別体としたが、これに限らない。出力軸とコンタクトプレートとを一体構成としてもよい。
図９に示すように、出力軸２６の端部において出力軸２６の外周面から径方向に突出するようにコンタクトプレート３０が一体形成される。この場合、出力軸２６を形成する段階でコンタクトプレート３０を一体化してもよい。また、出力軸２６の端部を変形させることでコンタクトプレート３０を形成するようにしてもよい。また、出力軸２６とコンタクトプレート３０とを溶接等により一体構成としてもよい。このような構成を採用することで部品点数を抑えることができ、コンタクトプレートが出力軸の一部であるため、コンタクトプレートと出力軸とが確実に導通された状態とすることができる。
【００３６】
・上記実施形態では、コンタクトプレート３０とウォームホイール２５とを別体としたが、コンタクトプレートとウォームホイールとを一体構成としてもよい。
・上記実施形態では、回転軸１５とウォーム軸２４とを別体としたが、回転軸とウォーム軸とを一体形成してもよい。
【００３７】
・上記実施形態では、ワイパＷを駆動させるモータに適用したが、その他の用途に用いるモータに適用してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１０…モータ、１１…モータ本体部、１５…回転軸、２１…減速部、２２…ギヤハウジング（ハウジング）、２３…減速機構、２４…ウォーム軸、２５…ウォームホイール、２５ｃ…挿通孔、２６…出力軸、２６ｃ…外周面、３０，５０，６０…コンタクトプレート（回転体）、３１，６１…環状部、３１ａ…挿通孔、３１ｂ…内周面、３２，６２…扇板状部（摺接部）、３２ｂ…固定部、３５…コンタクトブラシ、５０ａ…軸方向延出部、５１…軸受（回転体）、６１ａ…弾性力付与部、Ｗ…ワイパ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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