(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒状の絶縁体の外周に複数のセグメントが周方向に配置されてなる整流子と、インシュレータを介して巻線が巻回されたコアとが回転軸に軸方向に並んで固定され、前記コアから出た前記巻線の引出線が前記セグメントの結線部に結線された電機子であって、
前記インシュレータには、前記回転軸の外周を被覆する略円筒状の円筒被覆部が形成され、
前記絶縁体の前記コア側端部には、前記円筒被覆部の少なくとも一部が収容される凹部が形成され、
前記円筒被覆部の外周面と前記凹部の内周面との径方向の間隔は、前記巻線の直径よりも小さく設定されたことを特徴とする電機子。
【請求項２】
請求項１に記載の電機子において、
前記円筒被覆部は、前記コア側の基端部が前記回転軸と径方向に隙間を有し、反コア側の先端部が前記回転軸と当接していることを特徴とする電機子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電機子において、
前記インシュレータは、前記コアに対して軸方向に圧入される圧入固定部を有することを特徴とする電機子。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電機子において、
前記インシュレータは、前記円筒被覆部の前記コア側の基端部と連なる内径側に軸方向に凹設された環状凹部を有することを特徴とする電機子。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電機子において、
前記回転軸には、偏心運動する偏心運動部が設けられたことを特徴とする電機子。
【請求項６】
請求項５に記載の電機子において、
前記偏心運動部は、回転軸の端部に一体成形されたことを特徴とする電機子。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電機子の製造方法であって、
前記コアと前記整流子とを離間させた状態で前記巻線を巻回し、前記引出線の結線を行う巻装工程と、
前記巻装工程の後、前記コアと前記整流子とを近接させる再近接工程と
を備えたことを特徴とする電機子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電機子及び電機子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電機子としては、コアと整流子とを僅かに離間させた状態でコアにインシュレータを介して巻線を巻回し、巻線の引出線の結線を整流子の結線部に結線した後、整流子を再圧入してコアと整流子とを近接させて製造されるものがある（例えば、特許文献１参照）。この電機子では、インシュレータに回転軸の外周を被覆する略円筒状の円筒被覆部が形成され、円筒被覆部によって巻線の引出線が回転軸に直接接触することが防止されている。このような電機子及びその製造方法では、引出線に適度な弛みを生じさせ、引出線の応力緩和を図ることができる。
【０００３】
又、電機子としては、回転軸には、偏心運動する偏心運動部（偏心ブッシュ）が設けられ、その偏心運動部にプランジャを連結してプランジャを往復運動させるものがある（例えば、特許文献２参照）。このような電機子では回転軸が振動し易いが、上記した電機子では、前記円筒被覆部によって巻線の引出線が回転軸に直接接触しないことから、引出線の損傷を抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２６２２２１号公報
【特許文献２】特開２００６−２７１０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特に巻線の直径が小さい電機子では、上記した再圧入の再に引出線が整流子とインシュレータとの間に巻き込まれ易く、該引出線が損傷してしまうという虞があった。
【０００６】
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、引出線の損傷を抑えることができる電機子及びその製造方法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電機子は、略円筒状の絶縁体の外周に複数のセグメントが周方向に配置されてなる整流子と、インシュレータを介して巻線が巻回されたコアとが回転軸に軸方向に並んで固定され、前記コアから出た前記巻線の引出線が前記セグメントの結線部に結線された電機子であって、前記インシュレータには、前記回転軸の外周を被覆する略円筒状の円筒被覆部が形成され、前記絶縁体の前記コア側端部には、前記円筒被覆部の少なくとも一部が収容される凹部が形成され、前記円筒被覆部の外周面と前記凹部の内周面との径方向の間隔は、前記巻線の直径よりも小さく設定される。
【０００８】
同構成によれば、インシュレータには、回転軸の外周を被覆する略円筒状の円筒被覆部が形成されるため、巻線の引出線が回転軸に直接接触することは防止される。又、絶縁体のコア側端部には、円筒被覆部の少なくとも一部が収容される凹部が形成されるため、整流子とコアとを含めた短軸化を図ることが可能となる。そして、円筒被覆部の外周面と凹部の内周面との径方向の間隔は、巻線の直径よりも小さく設定されるため、例えば、予めコアと整流子とを離間させた状態で巻線の巻回及び引出線の結線を行った後にコアと整流子を近接させる方法で製造しても、巻線の引出線が凹部内に巻き込まれるといったことを防止することができる。
【０００９】
上記電機子において、前記円筒被覆部は、前記コア側の基端部が前記回転軸と径方向に隙間を有し、反コア側の先端部が前記回転軸と当接していることが好ましい。
同構成によれば、円筒被覆部は、コア側の基端部が回転軸と径方向に隙間を有し、反コア側の先端部が回転軸と当接している構成であるため、例えば、円筒被覆部全体が回転軸と当接している構成に比べて、回転軸の振動を引出線に伝わり難くすることができる。又、円筒被覆部の先端部が回転軸と当接している構成であるため、引出線等から外力が掛かっても円筒被覆部の外周面と凹部の内周面との径方向の間隔を安定して維持することができる。
【００１０】
上記電機子において、前記インシュレータは、前記コアに対して軸方向に圧入される圧入固定部を有することが好ましい。
同構成によれば、インシュレータは、コアに対して軸方向に圧入される圧入固定部を有するため、例えば、巻線の巻回時に、コアに対してインシュレータがずれることを抑制することができる。又、例えば、回転軸の振動時に、コアに対してインシュレータがずれることを抑制することができ、ひいては巻線の損傷を抑制することができる。
【００１１】
上記電機子において、前記インシュレータは、前記円筒被覆部の前記コア側の基端部と連なる内径側に軸方向に凹設された環状凹部を有することが好ましい。
同構成によれば、インシュレータは、前記円筒被覆部の前記コア側の基端部と連なる内径側に軸方向に凹設された環状凹部を有するため、例えば、巻線の引出線を環状凹部内に収容しておくことができる。これにより、例えば、引出線が自由に動いて巻線がばらけるといったことを抑えることができる。
【００１２】
上記電機子において、前記回転軸には、偏心運動する偏心運動部が設けられることが好ましい。
同構成によれば、回転軸には、偏心運動する偏心運動部が設けられるため、回転軸が振動し易いが、円筒被覆部によって巻線の引出線が回転軸に直接接触しないこと等から、引出線の損傷を好適に抑えることができる。
【００１３】
上記電機子において、前記偏心運動部は、回転軸の端部に一体成形されることが好ましい。
同構成によれば、偏心運動部は、回転軸の端部に一体成形されるため、別体で偏心運動部を設けた場合に比べて、部品点数を少なくすることができる。
【００１４】
上記課題を解決する電機子の製造方法は、前記コアと前記整流子とを離間させた状態で前記巻線を巻回し、前記引出線の結線を行う巻装工程と、前記巻装工程の後、前記コアと前記整流子とを近接させる再近接工程とを備える。
【００１５】
同方法によれば、コアと整流子とが離間された状態で巻線が巻回され、引出線の結線が行われ、その後、コアと整流子とが近接されるため、整流子とコアとを含めた短軸化を図ることができるとともに、引出線に適度な弛みを生じさせ、引出線の応力緩和を図ることができる。そして、円筒被覆部の外周面と凹部の内周面との径方向の間隔は、巻線の直径よりも小さく設定されるため、巻線の引出線が凹部内に巻き込まれるといったことを防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の電機子及びその製造方法では、引出線の損傷を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態における電機子の模式正面図。
【図２】一実施形態における電機子の模式一部断面図。
【図３】一実施形態における電機子の製造方法を説明するための模式一部断面図。
【図４】（ａ）は、一実施形態におけるコアの模式平面図。（ｂ）は、一実施形態におけるインシュレータの底面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、電機子の一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
図１に示すように、電機子１１は、回転軸１２と、該回転軸１２に固定されるコア１３と、該コア１３と軸方向に並んで固定される整流子１４とを備える。
【００１９】
コア１３は、回転軸１２が圧入されることで該回転軸１２に固定される筒部１３ａと、該筒部１３ａから放射状に延びてインシュレータ１５，１６を介して巻線１７が巻回される複数のティース部１３ｂとを有する。
【００２０】
図２に示すように、整流子１４は、回転軸１２が圧入されることで該回転軸１２に固定される略円筒状の樹脂材よりなる絶縁体１８と、該絶縁体１８の外周に配置された複数の導電性のセグメント１９（図２中、１つのみ図示）とを有する。セグメント１９のコア１３側端部には、径方向外側で折り返された結線部１９ａが形成され、該結線部１９ａには、前記コア１３から出た巻線１７の引出線１７ａの端部１７ｂが結線される。尚、本実施形態の電機子１１は、コア１３のティース部１３ｂ間から出た巻線１７の引出線１７ａが直近の結線部１９ａに結線されず、周方向に異なる位置の結線部１９ａまで渡されて結線されるタイプのものである。
【００２１】
整流子１４側のインシュレータ１５は、コア１３の軸方向端面を覆いつつティース部１３ｂ間の内側面を覆うように形成されている。そして、本実施形態のインシュレータ１５には、回転軸１２の外周を被覆する略円筒状の円筒被覆部１５ａが形成されている。
【００２２】
詳しくは、本実施形態のコア１３は、積層コアであって、軸方向両端におけるティース部１３ｂの部分が筒部１３ａよりも軸方向に大きくなるようにコアシートが積層されている。そして、インシュレータ１５においてコア１３の軸方向端面を覆う部分はコア１３に沿って成形されることで、インシュレータ１５は、円筒被覆部１５ａのコア１３側の基端部と連なる内径側に軸方向に凹設された環状凹部１５ｂを有している。言い換えると、インシュレータ１５の内径側には、コア１３に沿って軸方向に凹設された環状凹部１５ｂが形成され、該環状凹部１５ｂの内縁から円筒被覆部１５ａが立設されている。
【００２３】
又、本実施形態の円筒被覆部１５ａは、コア１３側の基端部ほど内径が大きく形成されることで、該基端部が回転軸１２と径方向に隙間を有し、反コア１３側の先端部が回転軸１２と当接するように形成されている。
【００２４】
又、図４（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態のインシュレータ１５は、コア１３のティース部１３ｂ間に形成されるスロットＳの内面に圧接するようにして該コア１３に対して軸方向に圧入される圧入固定部１５ｃを有する。
【００２５】
詳述すると、インシュレータ１５は、ティース部１３ｂの径方向に延びる面を被覆する側面被覆部１５ｄと、ティース部１３ｂの先端に形成された周方向に延びる周方向延設部１３ｃの径方向内側の面を被覆する外側被覆部１５ｅと、ティース部１３ｂの基端部同士を繋ぐ筒部１３ａの径方向外側の面を被覆する内側被覆部１５ｆとを有する。尚、ティース部１３ｂの基端部同士を繋ぐ筒部１３ａの径方向外側の面は、前記周方向延設部１３ｃの径方向内側の面と略平行に相対向するように形成され、中央部が径方向外側に突き出たコア凸部１３ｄとされている。そして、前記内側被覆部１５ｆは、全体が前記ティース部１３ｂの基端部同士を繋ぐ筒部１３ａの径方向外側の面に略沿った形状とされつつ、その中央部に前記コア凸部１３ｄの中央部と圧接するように径方向内側に膨出した圧入固定部１５ｃが形成されている。これにより、コア１３に対するインシュレータ１５のずれが抑制されている。
【００２６】
前記整流子１４（セグメント１９の群）の直径は、前記円筒被覆部１５ａの外径よりも大きく形成され、前記絶縁体１８のコア１３側端部には、円筒被覆部１５ａの一部が収容される凹部１８ａが形成されている。そして、円筒被覆部１５ａの外周面と凹部１８ａの内周面との径方向の間隔Ｚは、巻線１７（引出線１７ａ）の直径よりも小さく設定されている。
【００２７】
図１に示すように、上記のように構成された電機子１１は、コア１３がステータマグネット２１に囲まれるように、且つ整流子１４のセグメント１９に給電用ブラシ２２が押圧接触されるようにして図示しないハウジングに回転可能に支持される。
【００２８】
又、本実施形態の電機子１１は、ポンプ用モータの電機子１１であって、回転軸１２の先端部に偏心運動する偏心運動部１２ａが設けられている。本実施形態の偏心運動部１２ａは、回転軸１２の先端部に一体成形されたものであって、回転軸１２よりも小径の円柱状に形成され、回転軸１２の軸中心（回転中心）Ｘ１からずれた軸中心Ｘ２に形成されている。そして、偏心運動部１２ａには、ボールベアリング２３が外嵌され、ボールベアリング２３の外周の一部には、図示しないハウジングに（図１中、左右方向に）往復運動可能に支持されたプランジャ２４が連結されている。
【００２９】
次に、上記のように構成される電機子１１の製造方法について説明する。
本実施形態の電機子１１の製造方法は、コア１３と整流子１４とを離間させた状態で巻線１７を巻回し、引出線１７ａの結線を行う「巻装工程」と、「巻装工程」の後、コア１３と整流子１４とを近接させる「再近接工程」とを有する。
【００３０】
詳しくは、図３に示すように、「巻装工程」では、コア１３と整流子１４とを僅かに離間させた状態で、巻線１７をコア１３（ティース部１３ｂ）にインシュレータ１５，１６を介して巻回し、コア１３のティース部１３ｂ間から出た巻線１７の引出線１７ａの端部１７ｂをセグメント１９の結線部１９ａに結線する。尚、僅かに離間させた状態とは、前記円筒被覆部１５ａと前記絶縁体１８との間隔が巻線１７（引出線１７ａ）の直径よりも小さくなる範囲であって、本実施形態では、図３に示すように、円筒被覆部１５ａの先端部（反コア１３側端部）と絶縁体１８（凹部１８ａ）のコア１３側端部との軸方向位置が一致する位置とされている。又、本実施形態では、ティース部１３ｂ間から出た巻線１７の引出線１７ａは直近の結線部１９ａに結線せずに、周方向に異なる位置の結線部１９ａまで渡して結線するタイプであるため、図３に図示している円筒被覆部１５ａの外側の引出線１７ａは、図示しない位置の結線部１９ａに渡る途中のものである。
【００３１】
そして、「再近接工程」では、コア１３と回転軸１２に対して整流子１４を軸方向に相対移動させて再圧入を行うことで、図２に示すように、コア１３と整流子１４とを近接させる。このようにして、電機子１１が製造される。
【００３２】
次に、上記実施形態の作用について説明する。
給電用ブラシ２２から整流子１４を介してコア１３に巻回された巻線１７に駆動電流が供給されると、ステータマグネット２１との磁束の授受が行われて電機子１１が回転駆動される。すると、偏心運動部１２ａの偏心運動によってプランジャ２４が往復運動され、ポンプが駆動される。
【００３３】
次に、上記実施の形態の特徴的な効果を以下に記載する。
（１）インシュレータ１５には、回転軸１２の外周を被覆する略円筒状の円筒被覆部１５ａが形成されるため、巻線１７の引出線１７ａが回転軸１２に直接接触することは防止される。又、絶縁体１８のコア側端部には、円筒被覆部１５ａの一部が収容される凹部１８ａが形成されるため、整流子１４とコア１３とを含めた短軸化を図ることが可能となる。そして、円筒被覆部１５ａの外周面と凹部１８ａの内周面との径方向の間隔Ｚは、巻線１７（引出線１７ａ）の直径よりも小さく設定される。よって、例えば、本実施形態のように、予めコア１３と整流子１４とを（僅かに）離間させた状態で巻線１７の巻回及び引出線１７ａ（その端部１７ｂ）の結線を行った後にコア１３と整流子１４を近接させる方法で製造しても、巻線１７の引出線１７ａが凹部１８ａ内に巻き込まれるといったことを防止することができる。尚、この方法によれば、引出線１７ａに適度な弛みを生じさせ、引出線１７ａの応力緩和を図ることができる。
【００３４】
（２）円筒被覆部１５ａは、コア１３側の基端部が回転軸１２と径方向に隙間を有し、反コア１３側の先端部が回転軸１２と当接している構成であるため、例えば、円筒被覆部全体が回転軸１２と当接している構成に比べて、回転軸１２の振動を引出線１７ａに伝わり難くすることができる。又、円筒被覆部１５ａの先端部が回転軸１２と当接している構成であるため、引出線１７ａ等から外力が掛かっても円筒被覆部１５ａの外周面と凹部１８ａの内周面との径方向の間隔Ｚを安定して維持することができる。
【００３５】
（３）インシュレータ１５は、コア１３に対して軸方向に圧入される圧入固定部１５ｃを有するため、例えば、巻線１７の巻回時に、コア１３に対してインシュレータ１５がずれることを抑制することができる。又、例えば、回転軸１２の振動時に、コア１３に対してインシュレータ１５がずれることを抑制することができ、ひいては巻線１７の損傷を抑制することができる。尚、本実施形態のように圧入固定部１５ｃを部分的に形成すると、例えば、スロットＳの内面の全ての箇所で圧接（圧入）させる場合に比べて、インシュレータ１５の装着が容易となる。又、本実施形態のティース部１３ｂの基端部同士を繋ぐ筒部１３ａの径方向外側の面は、前記周方向延設部１３ｃの径方向内側の面と略平行に相対向するように形成されているため、巻線１７を容易に整列して配置することが可能となり、ひいては巻線１７の占有率を向上させることができる。更に、圧入固定部１５ｃをコア凸部１３ｄの周方向の中央部と圧接するように設けたが、このコア凸部１３ｄの中央部は、筒部１３ａの周方向において断面積が広い部分であり、例えば径方向の突出量を減らしても磁気飽和の生じる部分ではないため、圧入固定部１５ｃの圧入を考慮した設計を容易に行うことができる。
【００３６】
（４）インシュレータ１５は、円筒被覆部１５ａのコア１３側の基端部と連なる内径側に軸方向に凹設された環状凹部１５ｂを有するため、例えば、巻線１７の引出線１７ａを環状凹部１５ｂ内に収容しておくことができる。これにより、例えば、引出線１７ａが自由に動いて巻線１７がばらけるといったことを抑えることができる。
【００３７】
（５）回転軸１２には、偏心運動する偏心運動部１２ａが設けられるため、回転軸１２が振動し易いが、円筒被覆部１５ａによって巻線１７の引出線１７ａが回転軸１２に直接接触しないこと等から、引出線１７ａの損傷を好適に抑えることができる。
【００３８】
（６）偏心運動部１２ａは、回転軸１２の端部に一体成形されるため、別体で偏心運動部を設けた場合に比べて、部品点数を少なくすることができる。
上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
【００３９】
・上記実施形態では、円筒被覆部１５ａは、コア１３側の基端部が回転軸１２と径方向に隙間を有し、反コア１３側の先端部が回転軸１２と当接している構成であるとしたが、これに限定されず、例えば、円筒被覆部全体が回転軸１２と当接している構成としてもよい。
【００４０】
・上記実施形態では、インシュレータ１５は、コア１３に対して軸方向に圧入される圧入固定部１５ｃを有するとしたが、これに限定されず、圧入固定部１５ｃを有していないインシュレータに変更してもよい。
【００４１】
・上記実施形態では、インシュレータ１５は、円筒被覆部１５ａのコア１３側の基端部と連なる内径側に軸方向に凹設された環状凹部１５ｂを有するとしたが、これに限定されず、環状凹部１５ｂを有していないインシュレータに変更してもよい。
【００４２】
・上記実施形態では、回転軸１２には、偏心運動する偏心運動部１２ａが設けられるとしたが、これに限定されず、偏心運動部１２ａが設けられていない回転軸に変更してもよい。即ち、上記実施形態のようなポンプ用モータ以外のモータにおける電機子に具体化してもよい。
【００４３】
・上記実施形態では、偏心運動部１２ａは、回転軸１２の端部に一体成形されるとしたが、これに限定されず、例えば、一直線状の回転軸に偏心運動部（偏心ブッシュ等）を固定して設けてもよい。
【００４４】
・上記実施形態では、特に言及していないが、円筒被覆部１５ａの外周面と凹部１８ａの内周面との径方向の間隔Ｚを、巻線１７（引出線１７ａ）の直径の半分以下とすると、巻線１７（引出線１７ａ）が凹部１８ａ内に巻き込まれるといったことをより防止することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１２…回転軸、１２ａ…偏心運動部、１３…コア、１４…整流子、１５…インシュレータ、１５ａ…円筒被覆部、１５ｂ…環状凹部、１５ｃ…圧入固定部、１７…巻線、１７ａ…引出線、１８…絶縁体、１８ａ…凹部、１９…セグメント、１９ａ…結線部、Ｚ…間隔。
【図１】
0006023019.tif 000002
【図２】
0006023019.tif 000003
【図３】
0006023019.tif 000004
【図４】
0006023019.tif 000005