(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向に一定の間隔を有して円筒状に配置した所定数のセグメントを樹脂成型体により一体的に保持し、この樹脂成型体を電機子軸の後端部の外周に嵌合して取り付けられる整流子を備える電機子と、
この電機子の回転時に前記整流子の外周面をブラシが摺動する際に発生する整流火花に起因して電磁ノイズが発生することを防止するためのバリスタとを有する整流子電動機であって、
前記セグメントは、電機子コイルとの接続部を形成するライザ部を有し、このライザ部には、前記整流子の軸線方向と直交して半径方向外側へ延出する板状のターミナル部が設けられ、且つ、前記ターミナル部は、半径方向外側の端部が前記電機子軸の後端方向へ折り曲げられて遠心力受け部を形成し、
前記バリスタは、前記整流子の外周に隙間を有して嵌合するリング形状に設けられ、径方向の外周が前記遠心力受け部に保持された状態で前記遠心力受け部の径方向内側に配置されて、前記ターミナル部の表面に半田付けによって電気的かつ機械的に接合されていることを特徴とする整流子電動機。
【請求項２】
請求項１に記載した整流子電動機において、
前記遠心力受け部は、前記ターミナル部の半径方向外側の端部を前記電磁子軸の後端方向へＬ字形に折り曲げて形成され、
前記リングバリスタは、径方向の外周が前記遠心力受け部の内周に圧入された状態で前記遠心力受け部に保持されていることを特徴とする整流子電動機。
【請求項３】
請求項１または２に記載した整流子電動機において、
前記ターミナル部には、板厚方向に貫通する開口孔が形成され、
前記リングバリスタは、前記ターミナル部に対して板厚方向の反バリスタ側より前記開口孔を通じて半田付けされていることを特徴とする整流子電動機。
【請求項４】
請求項１〜３に記載した何れか一つの整流子電動機において、
前記遠心力受け部の先端部を前記リングバリスタ側へ折り曲げて、前記リングバリスタの外周部をかしめ固定していることを特徴とする整流子電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、整流子とブラシとの摺動時に発生する電磁ノイズを防止するためのバリスタを備える整流子電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車の可変吸気バルブやＴＧＶ（タンブルジェネレータバルブ）等の駆動用アクチュエータとして使用される小型の整流子電動機がある。この整流子電動機は、電機子の回転時に整流子とブラシとの断続によって誘導される高電圧により火花が発生し、ブラシの消耗やノイズの発生原因となる。この対策として、整流子のセグメントにバリスタ（非直線性抵抗素子）を接続する技術が知られている。
例えば、特許文献１には、図５に示す様に、コイル線１００との接続部を形成するセグメント１１０のライザ部１２０にバリスタ受け部１３０を一体に設け、このバリスタ受け部１３０にリングバリスタ１４０を保持させた状態で半田付けにより接合する構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２９８９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に示される従来のバリスタ構造では、リングバリスタ１４０を介して半田接合部１５０に掛かる図示下方への力をバリスタ受け部１３０によって保持することは可能である。しかし、半田接合部１５０に対し、リングバリスタ１４０を介して整流子の径方向（図示左右方向）に掛かる力をバリスタ受け部１３０によって保持することは出来ない。このため、半田の出来栄え等により半田接合部１５０の強度が充分に確保されていないと、電機子の回転時に半田接合部１５０に作用する遠心力の影響によって半田接合部１５０が破損する恐れがある。
【０００５】
また、図５に示すバリスタ保持構造では、リングバリスタ１４０の内径寸法とバリスタ受け部１３０の外径寸法との差が小さい、言い換えると、バリスタ受け部１３０とリングバリスタ１４０との接触面積が少ないため、半田接合部１５０が破損した場合に、リングバリスタ１４０が径方向に少しずれただけでも、バリスタ受け部１３０からリングバリスタ１４０が脱落する恐れがある。電機子の回転中にリングバリスタ１４０がバリスタ受け部１３０から脱落すると、電機子コイルのコイルエンド１６０にリングバリスタ１４０が擦れることによってコイル線１００を断線させるという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、セグメントのライザ部に設けたターミナル部にバリスタを半田付けにより接合した整流子電動機において、電機子の回転時に半田接合部に掛かる応力を緩和することにより、半田接合部の破損を回避でき、且つ、ターミナル部からバリスタが脱落することを防止できるバリスタの保持構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（請求項１の発明）
本発明は、円周方向に一定の間隔を有して円筒状に配置した所定数のセグメントを樹脂成型体により一体的に保持し、この樹脂成型体を電機子軸の後端部の外周に嵌合して取り付けられる整流子を備える電機子と、この電機子の回転時に整流子の外周面をブラシが摺動する際に発生する整流火花に起因して電磁ノイズが発生することを防止するためのバリスタとを有する整流子電動機であって、セグメントは、電機子コイルとの接続部を形成するライザ部を有し、このライザ部には、整流子の軸線方向と直交して半径方向外側へ延出する板状のターミナル部が設けられ、且つ、ターミナル部は、半径方向外側の端部が電機子軸の後端方向へ折り曲げられて遠心力受け部を形成し、バリスタは、整流子の外周に隙間を有して嵌合するリング形状に設けられ、径方向の外周が遠心力受け部に保持された状態で遠心力受け部の径方向内側に配置されて、ターミナル部の表面に半田付けによって電気的かつ機械的に接合されていることを特徴とする。
【０００８】
上記の構成によれば、電機子の回転時に生じる遠心力が半田接合部に作用しても、その半田接合部でターミナル部に接合されているバリスタの径方向の外周が遠心力受け部に保持されているので、半田接合部に掛かる応力を緩和できる。その結果、半田接合部の強度の余裕度を向上でき、遠心力の作用による半田接合部の破損を防止できる。
また、バリスタは、径方向の外周が遠心力受け部に保持されているので、仮に、半田接合部が破損しても、バリスタが径方向にずれることはなく、ましてや、バリスタが遠心力受け部を乗り越えて脱落することは起こり得ないため、バリスタの脱落によりコイル線が断線することはない。
【０００９】
（請求項２の発明）
請求項１に記載した整流子電動機において、遠心力受け部は、ターミナル部の半径方向外側の端部を電磁子軸の後端方向へＬ字形に折り曲げて形成され、バリスタは、径方向の外周が遠心力受け部の内周に圧入された状態で遠心力受け部に保持されていることを特徴とする。
この請求項２に係る発明では、バリスタの径方向の外周が遠心力受け部の内周に圧入されるため、万が一、半田接合部が破損しても、圧入力によってバリスタを保持できるので、バリスタが脱落してコイル線を断線させることはない。
また、遠心力受け部は、バリスタを組み付ける際のガイドとしても機能するため、バリスタの径方向の外周を遠心力受け部の内周に圧入して組み付けることで、バリスタを電機子軸と同心に配置できる。つまり、位置決め用の治具等を使用することなく、バリスタの中心を電機子軸の中心に合わせることができ、電機子軸に対するバリスタの径方向の偏心を抑制できるので、電機子の回転バランスを安定化できる。
【００１０】
（請求項３の発明）
請求項１または２に記載した整流子電動機において、ターミナル部には、板厚方向に貫通する開口孔が形成され、バリスタは、ターミナル部に対して板厚方向の反バリスタ側より開口孔を通じて半田付けされていることを特徴とする。
ターミナル部に開口孔を形成することにより、その開口孔の大きさ（開口面積）に応じてバリスタの接合面積を大きく取ることができるので、充分な接合強度を確保できる。
【００１１】
（請求項４の発明）
請求項１〜３に記載した何れか一つの整流子電動機において、遠心力受け部の先端部をバリスタ側へ折り曲げて、バリスタの外周部をかしめ固定していることを特徴とする。
この構成によれば、バリスタの外周部をかしめ固定することで、電機子の回転時に半田接合部に掛かる応力を大幅に緩和できるので、より信頼性の高いバリスタ保持構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１に係るバリスタの保持構造を示す整流子の半断面図である。
【図２】半田接合部を示す図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】半田接合部の変形例を示す断面図である。
【図４】実施例２に係るバリスタの保持構造を示す整流子の半断面図である。
【図５】従来技術に係るバリスタの保持構造を示す整流子の半断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例】
【００１４】
（実施例１）
実施例１に示す電動機は、例えば、自動車の可変吸気バルブやＴＧＶ等の駆動用アクチュエータとして使用される小型の直流モータであり、図１に示す様に、電機子軸１の後端部（図示上端部）の外周に整流子２を備える電機子と、この電機子の回転時に整流子２の外周面をブラシ（図示せず）が摺動する際に発生する整流火花に起因して電磁ノイズが発生することを防止するバリスタ３を備えている。
整流子２は、円周方向に等間隔に配置される所定数のセグメント２０と、この所定数のセグメント２０を一体的に保持する円筒状の樹脂成型体２１とで構成され、この樹脂成型体２１を電機子軸１の後端部の外周に圧入嵌合して取り付けられる。
【００１５】
個々のセグメント２０は、電機子軸１の軸線方向（図示上下方向）に沿って所定の長さを有し、その長手方向の一端側（図示下側）に電機子コイルとの接続部を形成するライザ部２０ａが一体に設けられている。このライザ部２０ａは、セグメント２０の一端側端部から電機子軸１の後端方向（図示上方向）へ折り返されて、電機子コイルのコイルエンド４から引き出されたコイル線４ａの端部をセグメント２０との間に挟み込み、例えば、ヒュージング（熱かしめ）によりコイル線４ａと電気的かつ機械的に接続される。
また、ライザ部２０ａには、バリスタ３を取り付けるためのターミナル部２０ｂが設けられている。このターミナル部２０ｂは、ライザ部２０ａの先端部からセグメント２０の長手方向と直交して整流子２の半径方向外側へ板状に延出され、さらに、半径方向外側の端部が電機子軸１の後端方向へＬ字形に折り曲げられて遠心力受け部２０ｃを形成している。以下、図１に示すターミナル部２０ｂの板厚方向における図示上側の表面、つまり、遠心力受け部２０ｃが形成される方向の表面をバリスタ受け面と呼び、図示下側の表面を反バリスタ受け面と呼ぶ。
【００１６】
バリスタ３は、径方向の中央部に丸孔３ａ（図１参照）が開口するリング形状を有し、板厚方向の一方の表面にターミナル部２０ｂに対する電極部（図示せず）が形成されている。丸孔３ａの内径は、整流子２の外径より大きく形成され、バリスタ３の外径は、各ターミナル部２０ｂに設けられる遠心力受け部２０ｃの内周面に接する内接円の直径と同一寸法を有する。
このバリスタ３は、電機子軸１の後端側から丸孔３ａの内側に整流子２の外周を通して組み付けられ、バリスタ３の径方向の外周が遠心力受け部２０ｃの内周に圧入された状態で遠心力受け部２０ｃの径方向内側に配置され、電極部が形成されたバリスタ３の一方の表面をターミナル部２０ｂのバリスタ受け面に重ね合わせて、半田付けによりターミナル部２０ｂに電気的かつ機械的に接合される。
【００１７】
ターミナル部２０ｂには、例えば、図２に示す様に、板厚方向（紙面と直交する方向）に貫通する開口孔２０ｄを形成し、この開口孔２０ｄを通じてターミナル部２０ｂの反バリスタ受け面側より半田付けを行うことができる。つまり、ターミナル部２０ｂの反バリスタ受け面側から開口孔２０ｄを通じてバリスタ受け面側まで溶融した半田を流し込むことにより、ターミナル部２０ｂのバリスタ受け面側に配置されるバリスタ３とターミナル部２０ｂとを図中の二点鎖線で示す半田接合部５によって強固に接合することが可能である。
なお、図２では、矩形の開口孔２０ｄを示しているが、バリスタ３の接合面積を充分に確保できる形状であれば良く、開口孔２０ｄの形状を矩形に限定する必要はない。また、開口孔２０ｄを２箇所以上形成することも可能である。更に、ターミナル部２０ｂに開口孔２０ｄを形成することなく、例えば、図３に二点鎖線で示す様に、ターミナル部２０ｂの両辺に沿って半田接合部５を設けることもできる。
【００１８】
（実施例１の作用および効果）
本実施例のバリスタ保持構造によれば、電機子の回転時に生じる遠心力がバリスタ３とターミナル部２０ｂとの半田接合部５に作用しても、バリスタ３の径方向の外周が遠心力受け部２０ｃに保持されているので、半田接合部５に掛かる応力を緩和できる。その結果、半田接合部５の強度の余裕度を向上でき、遠心力の作用による半田接合部５の破損を回避できる。特に、実施例１では、バリスタ３の径方向の外周が遠心力受け部２０ｃの内周に圧入された状態で保持されているので、半田接合部５が破損しても、圧入力によってバリスタ３を保持できる。これにより、半田接合部５の接合強度が充分でない場合、あるいは、半田接合部５が万が一破損した場合でも、ターミナル部２０ｂに対してバリスタ３が径方向にずれることはない。ましてや、バリスタ３が遠心力受け部２０ｃを乗り越えてコイルエンド４側（図１の下方）へ脱落すること等は起こり得ないため、バリスタ３がコイル線４ａに擦れてコイル線４ａが断線することもなく、信頼性の高いバリスタ保持構造を提供できる。
【００１９】
また、本実施例のバリスタ保持構造では、ターミナル部２０ｂの半径方向外側の端部をＬ字形に折り曲げて遠心力受け部２０ｃを形成しているので、この遠心力受け部２０ｃがバリスタ３を組み付ける際のガイドとしても機能し、且つ、上記の様に、バリスタ３の径方向の外周を遠心力受け部２０ｃの内周に圧入して組み付けることで、バリスタ３の径方向中心を電機子軸１の中心に合わせることができる。つまり、位置決め用の治具等を使用することなく、バリスタ３を電機子軸１と同心に配置できるので、電機子軸１に対すバリスタ３の径方向の偏心を抑制でき、電機子の回転バランスを安定化できる効果も期待できる。さらに、ターミナル部２０ｂには、半田付けのための開口孔２０ｄを形成しているので、その開口孔２０ｄの大きさ（開口面積）に応じて、バリスタ３の接合面積を大きく取ることができ、充分な接合強度を確保できる。
【００２０】
（実施例２）
この実施例２は、図４に示す様に、遠心力受け部２０ｃの先端部をバリスタ３側へ折り曲げて、バリスタ３の外周部をかしめ固定する一例である。
この構成によれば、バリスタ３の外周部をかしめ固定することで、電機子の回転時に半田接合部５に掛かる応力を大幅に緩和できるので、半田接合部５の強度の余裕度をより向上できる。また、仮に、半田接合部５が破損した場合でも、実施例１と同様に、バリスタ３が遠心力受け部２０ｃを乗り越えてコイルエンド４側へ脱落することはなく、また、バリスタ３の外周部をかしめているので、遠心力受け部２０ｃから電機子軸１の後端方向（図４の上方向）へバリスタ３が抜け落ちることもない。これにより、電機子の回転時にバリスタ３がターミナル部２０ｂから外れて飛ばされることもないので、特許文献１に記載された従来のバリスタ保持構造と比較して、信頼性を向上でき、且つ、高い安全性を確保できる。
【００２１】
（変形例）
実施例１に記載した遠心力受け部２０ｃは、ターミナル部２０ｂの半径方向外側の端部をＬ字形に折り曲げて形成しているが、必ずしもＬ字形に折り曲げる必要はなく、バリスタ３の径方向の外周を保持できる形状であれば良い。
また、実施例１では、バリスタ３の径方向の外周を遠心力受け部２０ｃの内周に圧入する一例を記載したが、バリスタ３の径方向の外周と遠心力受け部２０ｃの内周との間に多少の隙間が有っても良い。つまり、バリスタ３の径方向の外周を遠心力受け部２０ｃによって保持できれば良く、遠心力受け部２０ｃの内周にバリスタ３の径方向の外周を隙間嵌めする構成でも可能である。
【符号の説明】
【００２２】
１    電機子軸
２    整流子
３    バリスタ（リングバリスタ）
４ａ  コイル線
５    半田接合部
２０    セグメント
２０ａ  ライザ部
２０ｂ  ターミナル部
２０ｃ  遠心力受け部
２０ｄ  ターミナル部に形成された開口孔
２１    樹脂成型体
【図１】
0005434817.tif 000002
【図２】
0005434817.tif 000003
【図３】
0005434817.tif 000004
【図４】
0005434817.tif 000005
【図５】
0005434817.tif 000006