(57)【要約】【課題】  簡易な構成により、超小型整流子であっても複数個の整流子片を容易に所定位置に配設固定することができ、しかも、製造が容易な組立式整流子およびその製造方法を提供する。【解決手段】  組立式整流子は、略リング状に形成されたリテーナーリング３０に複数の溝部３２を形成すると共に、中央の透孔３１の内周に複数の突起３４を突出形成する。そして、複数の突起３４の間には、各整流子片２１を係合すると共に、複数の溝部３２に各整流子片２１のライザ部２３を嵌合する。さらに、ホルダー１０のフランジ部１２とリテーナーリング３０との間には位置決め部が形成され、複数の各整流子片２１を係合させたリテーナーリング３０にホルダー１０を嵌挿したときに、ホルダー１０の外周とリテーナーリング３０の内周との間に複数の整流子片２１が挟持されると共に、リテーナーリング３０とホルダー１０が位置決め部により位置決め状態で固定される。【選択図】    図１
2006333617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円弧状に形成した整流子部および該整流子部に連設したライザ部を有する複数の整流子片を円筒状に形成されたホルダーに各整流子片間にスリットを設けて配置固定し、リング部材を上記整流子片の外周に嵌入して上記ホルダーの外周面に押圧固定してなる組立式整流子において、
略リング状に形成されたリテーナーリングは、一方面に上記ライザ部の基部を係合する複数の溝部が形成されると共に、中央の透孔の内周には上記整流子片を嵌合する複数の突起が突出形成され、
上記ホルダーの基端側に設けられたフランジ部と上記リテーナーリングの一方面との間には位置決め部が形成され、
上記ホルダーの外周と上記リテーナーリングの内周との間に上記複数の整流子片を挟持すると共に、上記リテーナーリングと上記ホルダーのフランジ部とを上記位置決め部により係合させたことを特徴とする組立式整流子。
【請求項２】
上記リテーナーリングの透孔の内周に突出形成された複数の突起は、各々の間隔が上記整流子片の幅にほぼ等しく、上記整流子片を上記突起間に嵌合したときに仮止め可能なように形成された請求項１に記載の組立式整流子。
【請求項３】
上記ホルダーは回転軸に嵌挿され、上記ホルダーのフランジ部を上記回転軸に配設した載置台部に固定した請求項１および２に記載の組立式整流子。
【請求項４】
円弧状に形成した整流子部および該整流子部に連設したライザ部を有する複数の整流子片を円筒状に形成されたホルダーに各整流子片間にスリットを設けて配置固定し、リテーナーリングを上記整流子片の外周に嵌入して上記ホルダーの外周面に押圧固定してなる組立式整流子において、
略円盤状に形成された上記リテーナーリングには透孔の内周に複数の突起が突出形成されると共に一方面に上記ライザ部を係合する溝部が形成され、
上記リテーナーリングの透孔内の各突起間に各々上記整流子片を嵌合すると共に上記整流子片のライザ部を上記溝部に係合して仮ユニットを形成し、
上記仮ユニットを上記ホルダーに嵌挿して、上記リテーナーリングと上記ホルダーとを位置決め部により係合させて固定した組立式整流子の製造方法。
【請求項５】
上記仮ユニットを嵌挿した上記ホルダーを上記ホルダーを回転軸に嵌挿すると共に、上記ホルダーのフランジ部を上記回転軸の載置台部に係合して固定した請求項４に記載の組立式整流子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型モータ等の回転電機に取り付けられる組立式整流子および組立式整流子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
小型モータや振動モータは、音響・映像機器や光学精密機器、或いは、携帯電話機など様々な分野で広く使用されており、近年、軽量薄型化、高性能化が進んでいる。小型モータは、ケーシングの内部に永久磁石が装着され、軸受によって回転自在に支持された回転子が前記永久磁石に対向して配設されている。回転子には整流子片を有する整流子ユニットが設けられており、ケーシング内に設置された刷子が整流子と摺接することにより回転子の電機子巻線に給電している。
【０００３】
整流子には、熱硬化性樹脂により全体を一体化したモールド式と、絶縁部分に熱可塑性樹脂を用いた組立式との２種類に大別されるが、電流や発熱量が比較的少ない小型モータには、組立式整流子が多く用いられている。
【０００４】
組立式整流子は、一般的には例えば特開２０００−９２７９３号公報（特許文献１）に開示された構成が知られている。すなわち、図６は従来の組立式整流子を示す分解斜視図で、図７はその断面を示す断面図である。整流子は、円筒部２の一端にフランジ部３が形成された絶縁基体１と、この絶縁基体１に取り付けられた導電性金属からなる３個の整流子片４と、整流子片４の外周に嵌入されて整流子片４を絶縁基体１の外周面に押圧し、両者を一体的に固定するリング部材５とを備えている。上記整流子片４は、円弧状に湾曲形成され、図示しない小型モータの刷子と摺接する整流子部４ａと、この整流子部４ａの一端側から放射状に連設したライザ部４ｂを有している。このライザ部４ｂには、図示しない電機子巻線の端部が接続される。このような構造において、複数の整流子片４を絶縁基体１の外周面に固定する手段は、リング部材５の押圧力に依存している。
【０００５】
また、上記組立式整流子を製造するときは、まず、絶縁基体１のフランジ部３に形成された周溝３ａに整流子片４の基端を挿入すると共にライザ部４ｂを放射状の溝３ｂに嵌合する。その後、上記リング部材５を整流子片４の先端側から基端側まで挿入して組み立てる。
【０００６】
上述したように、近年の小型モータや振動モータが益々小型化されるに従って、整流子自体も極小化していることから、極小の３個の整流子片４を絶縁基体１に嵌合しようとしても位置が定まらず、リング部材５の挿入が困難になり、また、整流子片４の位置がズレてしまうことから、整流子としての機能が果たせない問題が生ずる。一方、リング部材５は、通常、紙などの繊維質からなる電気的絶縁機能を有する素材が使用されている。そして、上記リング部材５は、３個の整流子片４を絶縁基体１の外周面に装着した後に、図示上方の先端側から嵌挿して各整流子片４を絶縁基体１の外周面に押圧した状態で固定するようにしている。ところが、このようなリング部材５の寸法が変化した場合には、各整流子片４の押圧力に変化が生じ、振動や衝撃によって絶縁基体１から整流子片４から抜け出してしまう重大な問題が発生することがあった。
【０００７】
上述したような固定手段の問題を回避するために、リング部材を使用することなく、絶縁基体への整流子片の固着強度を増大させる手段が特開平８−１４９７６０号公報（特許公報２）に開示されている。すなわち、組立式整流子は、円筒部に形成されたフランジ部の側面に外方に向けた複数の凹溝が形成され、この凹溝には、導電性の３個の整流子片から外方に向けて折曲形成された電機子巻線結線用の端子部が収納される。そして、凹溝の側壁と端子部には凸部が設けられ、端子部が凹溝内に圧入されたとき、凸部と側壁が変形した状態で端子部を係止するように構成されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−９２７９３号公報
【特許文献２】特開平８−１４９７６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような特許文献２に開示された組立式整流子によれば、整流子片の端子部をフランジ部に形成された凹溝内に圧入するので、前述したリング部材を省略することが可能となる。ところが、フランジ部の側面に形成した凹溝と整流子片の端子部との寸法精度にばらつきがあることから圧入強度が小さいものがあり、小型モータが回転するときに発生する振動や落下等による衝撃によって整流子片が抜け出してしまう重大な問題が発生することがある。また、円筒部の外周に装着された整流子片の外径寸法が３mm以下の超小型整流子の場合には、凹溝と整流子片の端子部の寸法が小さいことから、必要な圧入強度が得られない問題があり、しかも、寸法のばらつきによる圧入強度のばらつきが大きくなる問題があることから、結果的に超小型の組立式整流子には使用できなかった。さらに、上記超小型整流子を製造する場合には、組み立てられる整流子片自体が極小となるために、所定の位置に整流子片の取り付けることが困難であり、多くの不良品を発生させる問題がある。
【００１０】
そこで、本発明の課題は、簡易な構成により、超小型整流子であっても複数個の整流子片を容易に所定位置に配設固定することができ、しかも、製造が容易な組立式整流子およ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】
【００１１】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明にかかる組立式整流子は、円弧状に形成した整流子部および該整流子部に連設したライザ部を有する複数の整流子片を円筒状に形成されたホルダーに各整流子片間にスリットを設けて配置固定し、リテーナーリングを上記整流子片の外周に嵌入して上記ホルダーの外周面に押圧固定してなる組立式整流子において、上記リテーナーリングは略リング状に形成され、一方面に上記ライザ部の基部を係合する溝部が形成されると共に、中央の透孔の内周には上記整流子片を嵌合する複数の突起が突出形成され、上記ホルダーの基端側に設けられたフランジ部と上記リテーナーリングの一方面との間には位置決め部が形成され、上記ホルダーの外周と上記リテーナーリングの内周との間に上記複数の整流子片を挟持すると共に、上記リテーナーリングと上記ホルダーのフランジ部とを上記位置決め部により係合させたことを要旨としている。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、上記リテーナーリングの透孔の内周に突出形成された複数の突起は、各々の間隔が上記整流子片の幅にほぼ等しく、上記整流子片を上記突起間に嵌合したときに仮止め可能なように形成されたことを要旨としている。
【００１３】
さらに、請求項３に記載の発明は、上記ホルダーは回転軸に嵌挿され、上記ホルダーのフランジ部を上記回転軸に配設した載置台部に固定したことを要旨としている。
【００１４】
さらにまた、請求項４に記載の発明は、略円盤状に形成されたリテーナーリングには透孔の内周に複数の突起が突出形成されると共に一方面にライザ部を係合する溝部が形成され、
上記リテーナーリングの透孔内の各突起間に各々整流子片を嵌合すると共に上記整流子片のライザ部を上記溝部に係合して仮ユニットを形成し、
上記仮ユニットを上記ホルダーに嵌挿して、上記リテーナーリングと上記ホルダーとを位置決め部により係合させて固定したことを特徴としている。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、上記仮ユニットを嵌挿した上記ホルダーを上記ホルダーを回転軸に嵌挿すると共に、上記ホルダーのフランジ部を上記回転軸の載置台部に係合して固定したことを要旨としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかるに組立式整流子によれば、略リング状に形成されたリテーナーリングには一方面に複数の溝部が形成され、中央の透孔の内周に複数の突起が形成されているので、複数の溝部には整流子片のライザ部の基部を係合し、複数の突起の間には各整流子片を嵌合することにより、リテーナーリングによって各整流子片の位置を決めることが可能となる。また、上記ホルダーに各整流子片を嵌合したリテーナーリングを嵌挿することによって上記ホルダーの外周と上記リテーナーリングの内周との間に上記複数の整流子片が、各々位置決めした状態で挟持固定することが可能となる。このように、リテーナーリングによって予め各整流子片の位置決めを行うことができるので、例え極小の整流子であっても、位置ずれが抑制された高精度の整流子を提供することができる。
【００１７】
また、本発明にかかるに組立式整流子の製造方法によれば、リテーナーリングに整流子片を位置決め固定して仮ユニットを製作し、この仮ユニットをホルダーに嵌挿して上記ホルダーの位置決め部に係合して固定することにより容易に製造することができる。このとき、予め仮ユニットを製作するので、極小の整流子であっても、リテーナーリングによって整流子片を位置ずれなく容易に製造することが可能となる。
【００１８】
また、上記リテーナーリングの透孔の内周に突出形成された複数の突起の間隔を整流子片の幅にほぼ等しくすることにより、各整流子片の仮止めが可能となり、仮ユニットを容易に製作することができる。
【００１９】
さらに、回転軸に配設した載置台部が設けられ、ホルダーを回転軸に嵌挿すると共に上記載置台部に固定することにより、位置決めされた状態で容易に固定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
組立式整流子は、円弧状に形成した整流子部および該整流子部に連設したライザ部を有する複数の整流子片を円筒状に形成された絶縁基体の外周面に対して、各整流子片間にスリットを設けて配置固定され、さらに、上記整流子片の外周にリング部材を嵌入して上記絶縁基体の外周面に押圧固定されている。この組立式整流子において、略リング状に形成されたリテーナーリングは、一方面に複数の溝部が形成されると共に、中央の透孔の内周に複数の突起が突出形成されている。そして、内周に突出形成した複数の突起の間には、各整流子片を係合すると共に、一方面に形成した複数の溝部に各整流子片のライザ部が嵌合されている。さらに、上記ホルダーの基端側に設けられたフランジ部と上記リテーナーリングの一方面との間には位置決め部が形成され、複数の各整流子片を係合させた上記リテーナーリングに上記ホルダーを嵌挿したときに、上記ホルダーの外周と上記リテーナーリングの内周との間に上記複数の整流子片が挟持されると共に、上記リテーナーリングと上記ホルダーが位置決め部により位置決め状態で固定される。
【実施例】
【００２１】
図１は本発明の実施形態にかかる組立式整流子の断面図、図２は同整流子の図１における左側面図、図３は同整流子の図１における右側面図、図４は分解斜視図、図５（Ａ）はリテーナーリングの断面図、（Ｂ）はリテーナーリングの平面図である。図１乃至図３に示すように、組立式整流子は、円筒状に形成した合成樹脂からなる絶縁材料によって形成されたホルダー１０と、導電性金属からなり、ホルダー１０の外周に取り付けられた複数個の整流子片２１からなる整流子部２０と、整流子片２１の外周に嵌入されて整流子片２１を位置決め固定するリテーナーリング３０とによって構成されている。
【００２２】
上記ホルダー１０は、熱膨張率や経時変化が小さいエンジニアリングプラスチック、例えば、ポリアミド９Ｔ樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの合成樹脂が採用される。ホルダー１０は、これらの樹脂を使用して、所定のモールド金型によって例えば射出成形等成型手段によって形成される。
【００２３】
そして、ホルダー１０は、円筒部１１とその基端側に円筒部１１よりも大径のフランジ部１２とが一体的に成形され、中央の軸孔１３には後述する回転軸４０が嵌入される。フランジ部１２の表面側には、周方向に約１２０度毎の等間隔で配置された３個の係合突起１２ａが一体に突出形成されている。また、フランジ部１２の裏面側は凹所１２ｂが形成されることによって、フランジ部１２は全体として略皿形に形成されている。
【００２４】
リテーナーリング３０は、熱膨張率や経時変化が小さいエンジニアリングプラスチックからなり、所定のモールド金型によって例えば射出成形等成型手段によって形成される。このリテーナーリング３０は、図５に示すように、平面形状を略三角形とした略リング状に形成され、中央には透孔３１が形成されている。そして、リテーナーリング３０の一方面には、周方向に約１２０度毎の等間隔で溝部３２が形成されている。さらに、溝部３２の間の略三角形の各頂点位置には、上記ホルダー１０に突出形成した３個の係合突起１２ａに各々係合する係合凹部３３が形成されている。リテーナーリング３０に形成した係合凹部３３と、ホルダー１０に突出形成した係合突起１２ａによって位置決め部が構成されている。また、上記透孔３１の内周には、１２０度毎の等間隔で３個の突起３４が一体に突出形成されている。この突起３４の周方向側面の間隔は、上記整流子片２１の幅にほぼ等しくなるように設定され、突起３４の周方向の幅は、各整流子片２１の間に形成されるスリット２３の幅Ｓに設定されている。
【００２５】
整流子片２１は、図示しない小型モータ等の回転電機に配設された刷子と摺接する円弧状に形成された整流子部２０と、この整流子部２０の一端側から半径方向外側に向けて屈曲形成されたライザ部２２とを有している。上記整流子片２１の素材は、銅を基材とし、刷子と摺接する個所にＡｇ−Ｃｕなどの薄い接点材料を埋め込んだクラッド材が用いられている。さらに、整流子片２１は、ホルダー１０の円筒部１１の外周面に合った曲率半径を有し、その幅はホルダー１０に取り付けたとき、隣接する各整流子片２１の間に所定の幅Ｓのスリット２３が形成されるすように設定されている。なお、ライザ部２２には図示しない電機子巻線が接続される。
【００２６】
一方、上記ホルダー１０の軸孔１３に嵌入される小型モータ等の回転軸４０は、図１に示すように、各部により外径寸法が異なる多段形状に形成されると共に、中間部には金属からなる円盤状に形成された載置台部４１が設けられている。上記回転軸４０は、ホルダー１０の軸孔に嵌入される部分が小径に形成され、上記載置台部４１が設けられる部分には周溝４０ａが形成され、載置台部４１が不動となるように構成されている。そして、大径の部分には、小型モータの図示しないロータが嵌挿固定される。
【００２７】
そして、上記リテーナーリング３０の透孔３１の内周に突出形成された３個の突起３４の間には、各々の整流子片２１の側面が当接するように係合されると共に、一方面に形成した複数の溝部３２には、各々の整流子片２１のライザ部２２が嵌合されることによって、相対的な位置が決められる。さらに、整流子片２１を仮止めしたリテーナーリング３０は、ホルダー１０の円筒部１１に嵌挿され、リテーナーリング３０の一方面に形成した係合凹部３３がホルダー１０のフランジ部１２の表面側に突出形成された３個の係合突起１２ａに各々係合することによってリテーナーリング３０とホルダー１０との相対的な位置決めが行われ、整流子が構成される。また、ホルダー１０の軸孔は回転軸４０の小径部分に嵌挿され、フランジ部１２の裏面側に形成された凹所１２ａを回転軸４０に設けた載置台部４１に嵌合し、この間を接着剤によって接着固定している。
【００２８】
次に、本発明からなる組立式整流子の製造方法について説明する。まず、上記リテーナーリング３０の透孔３１に３個の整流子片２１を各々先端側から挿入し、透孔３１の内周に突出形成された３個の突起３４の間に各々の整流子片２１の側面が当接するように係合すると共に、リテーナーリング３０の一方面に形成した複数の溝部３２に、各々の整流子片２１のライザ部２２を嵌合する。このように、突起３４の間に各々の整流子片２１を係合させ、溝部３２に整流子片２１のライザ部２２を嵌合することによって、３個の整流子片２１がリテーナーリング３０に仮止めされた仮ユニットが製作される。
【００２９】
その後、上記仮ユニットをホルダー１０の円筒部１１の先端側から嵌挿し、リテーナーリング３０の一方面がホルダー１０のフランジ部１２の表面側に当接させ、フランジ部１２の表面側に配置された３個の係合突起１２ａに、リテーナーリング３０の一方面に形成した係合凹部３３を係合させ、両者を位置決めされた状態で結合する。これにより、３個の整流子片２１はホルダー１０の円筒部１１外周とリテーナーリング３０の内周との間に挟持固定される。また、３個の整流子片２１のライザ部２２は、リテーナーリング３０とホルダー１０のフランジ部１２の間に挟持固定される。この結果、組立式整流子が製造される。
【００３０】
このように製造された組立式整流子は、ホルダー１０の軸孔を回転軸４０の小径部分に嵌挿して、フランジ部１２の裏面側に形成された凹所１２ａを回転軸４０に設けた載置台部４１に嵌合し、接着剤によって接着固定する。
【００３１】
因みに、上述した組立式整流子の外径寸法は０．９ｍｍ程度であり、０．４ｍｍ程度の極小径の回転軸４０に嵌挿固定されている。このような超小型の組立式整流子であっても、リテーナーリング３０に３個の整流子片２１を仮止めした仮ユニットを製作しているので、個々の整流子片２１が位置決めされ、高精度の整流子を容易に製造することが可能となる。
【００３２】
以上、本発明を実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上述した実施例は、３個の整流子片を有する３極の組立式整流子としたが、４個以上の整流子片を有する複数極の組立式整流子としても良い。また、リテーナーリングの形状は、適宜に変形させても良い。さらに、ホルダー１０のフランジ部とリテーナーリング、或いは、ホルダーのフランジ部と回転軸の載置台部とを例えば溶着によって固定しても良い。この場合、ホルダー、リテーナーリング、または載置台部のいずれか一つを熱可塑性の合成樹脂が用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明にかかる組立式整流子の断面図である。
【図２】図１における左側面図である。
【図３】図１における右側面図である。
【図４】本発明にかかる組立式整流子の分解斜視図である。
【図５】（Ａ）（Ｂ）は本発明にかかるリテーナーリングを示し、（Ａ）はリテーナーリングの断面図、（Ｂ）はリテーナーリングの平面図である。
【図６】従来の組立式整流子の構成を示した分解斜視図である。
【図７】従来の組立式整流子の構成を示した断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０    ホルダー
１１    円筒部
１２    フランジ部
１２ａ  係合突起
２０    整流子部
２１    整流子片
２２    ライザ部
２３    スリット
３０    リテーナーリング
３１    透孔
３２    溝部
３３    係合凹部
３４    突起
【図１】
2006333617.tif 000003
【図２】
2006333617.tif 000004
【図３】
2006333617.tif 000005
【図４】
2006333617.tif 000006
【図５】
2006333617.tif 000007
【図６】
2006333617.tif 000008
【図７】
2006333617.tif 000009