(57)【要約】【課題】絶縁性能を確保しつつ、より低コストを実現するブラシ付直流モータを提供することを目的とする。【解決手段】回転軸１５方向の両側からコア３１に対して各々被せられ、コア３１とコイル３２との絶縁および回転軸１５とコイル３２との絶縁を行う第一インシュレータ３３および第二インシュレータ３４と、を備え、コア３１から離間する方向に第四絶縁部３４ｂが第二インシュレータに形成され、第一インシュレータ３３と第二インシュレータ３４とを同一形状にして、回転軸１５方向における整流子４０側のコイル３２の端部３２ｂと整流子片４２との間で、第四絶縁部３４ｂと、整流子絶縁部４１に形成された突起部４１ａとが隙間ｇを介して重なり合っている、ブラシ付直流モータ１。【選択図】  図１
2015116063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに対し、第一軸受および第二軸受を介して回転可能な回転軸と、
前記回転軸に設けられ、前期回転軸と一体回転するコアと、
前記コアに巻かれたコイルと、
前記コアに対し、回転軸方向の片側に設けられた整流子絶縁部および、前記整流子絶縁部の外周に設けられた複数の整流子片を有する整流子と、
前記整流子片に対して給電を行うブラシと、
前記回転軸方向の両側から前記コアに対して各々被せられ、前記コアと前記コイルとの絶縁および前記回転軸と前記コイルとの絶縁を行う第一インシュレータおよび第二インシュレータと、を備えたブラシ付直流モータであって、
前記コアから離間する方向にボス部が前記第一インシュレータおよび前記第二インシュレータに各々形成され、前記第一インシュレータと前記第二インシュレータとを同一形状にして、前記回転軸方向において、前記コイルの整流子側の端部と前記整流子片との間で、
前記ボス部と、前記整流子絶縁部に形成された突起部とが隙間を介して重なり合っている、ブラシ付直流モータ。
【請求項２】
前記突起部の外周寸法は、前記整流子絶縁部の外周寸法よりも小さく形成されている、請求項１のブラシ付直流モータ。
【請求項３】
前記ボス部の前記回転軸方向の長さは、前記回転軸方向で前記コアから前記コイルが突出するコイル端部突出量以上の長さとなっている、請求項１または請求項２のブラシ付直流モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシ付直流モータに関するものであり、特にコイルと回転軸との絶縁構造に係わる。
【背景技術】
【０００２】
例えば、従来の構成として、特許文献１には、絶縁性素材により形成されたインシュレータとしての複数のサイドプレートを回転子鉄心の回転軸方向における両側に配設し、回転軸鉄心に巻かれた電機子巻線と回転軸とを絶縁するブラシ付直流モータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１０４８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示されているモータにおいては、インシュレータの形状がそれぞれ異なっている。モータを構成する部品が異なると、モータの部品点数が多くなるため、モータのコストに影響を及ぼす。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、巻線と回転軸との絶縁性能を確保しつつ、従来の構成より低コストを実現するブラシ付直流モータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、請求項１に係るブラシ付直流モータは、ハウジングと、ハウジングに対し、第一軸受および第二軸受を介して回転可能な回転軸と、回転軸に設けられ、回転軸と一体回転するコアと、コアに巻かれたコイルと、コアに対し、回転軸方向の片側に設けられた整流子絶縁部および、整流子絶縁部の外周に設けられた複数の整流子片を有する整流子と、整流子片に対して給電を行うブラシと、回転軸方向の両側からコアに対して各々被せられ、コアとコイルとの絶縁および回転軸とコイルとの絶縁を行う第一インシュレータおよび第二インシュレータと、を備えたブラシ付直流モータであって、コアから離間する方向にボス部が第一インシュレータおよび第二インシュレータに各々形成され、第一インシュレータと第二インシュレータとを同一形状にして、回転軸方向において、コイルの整流子側の端部と整流子片との間で、ボス部と、整流子絶縁部に形成された突起部とが隙間を介して重なり合っている。
【０００７】
これによれば、第一インシュレータと第二インシュレータとが同一の形状であるため、モータの部品点数をより少なくすることができる。したがって、モータをより低コストにすることができる。また、回転軸方向において、コイルの整流子側の端部と整流子片との間で、ボス部と、整流子絶縁部に形成された突起部とが隙間を介して重なり合っているため、回転軸におけるコアと整流子との間の部位は、ボス部および突起部により覆われている。したがって、回転軸とコイルとを確実に絶縁することができる。
【０００８】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に係るブラシ付モータにおいて、突起部の外周寸法は、整流子絶縁部の外周寸法よりも小さく形成されている。
【０００９】
これによれば、突起部の外周寸法は、整流子絶縁部の外周寸法よりも小さく形成されているため、整流子とコアとの間のスペースをより広くすることができる。したがって、コイルを取り回すスペースをより確保することができる。
【００１０】
また、請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係るブラシ付直流モータにおいて、ボス部の回転軸方向の長さは、回転軸方向でコアからコイルが突出するコイル端部突出量以上の長さとなっている。
【００１１】
これによれば、ボス部の回転軸方向の長さは、回転軸方向でコアからコイルが突出するコイル端部突出量以上の長さとなっているため、回転軸とコイルとを絶縁するために十分な長さに定められている。よって、第一インシュレータおよび第二インシュレータの回転軸方向の長さを必要かつ十分な長さにまで短くすることができるため、モータの回転軸方向の長さをより短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明によるブラシ付直流モータの一実施形態の構成を示す軸方向断面図である。
【図２】図１に示す回転軸、コア、第一インシュレータおよび第二インシュレータの斜視図である。
【図３】図１に示すブラシ付直流モータのIII−III線に沿った断面図である。
【図４】図１に示すブラシ付直流モータの発明要所の部分拡大図であり、第二インシュレータが配設された部位の拡大図である。
【図５】図１に示すブラシ付直流モータの発明要所の部分拡大図であり、第一インシュレータが配設された部位の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係るブラシ付直流モータ１における一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１に示すように、本実施形態におけるブラシ付直流モータ１は、ハウジング１０、固定子２０、回転子３０、整流子４０およびブラシ５０を備えている。
【００１４】
ハウジング１０は、円筒形状であって、一方の端部が開口された有底形状に形成された金属性のヨーク１１、ヨーク１１の開口部分に固定され、樹脂等の絶縁性素材で形成されたホルダ１２、ヨーク１１に固定された第一軸受１３、ホルダ１２に固定された第二軸受１４および各軸受１３，１４によって回転可能に支持される金属性の回転軸１５を備えている。すなわち、回転軸１５は、ハウジング１０に対し、第一軸受１３および第二軸受１４を介して回転可能な軸である。各軸受１３，１４は、例えば玉軸受である。
【００１５】
固定子２０は、固定された界磁であり、ヨーク１１の内周面に、例えば接着または圧入により、固定されている。本実施形態において、固定子２０は、フェライト磁石により形成された永久磁石である。
【００１６】
回転子３０は、回転する電機子であり、第一軸受１３と第二軸受１４との間かつ固定子２０の内側で回転軸１５に固定されたコア３１および複数のコイル３２を備えている。コア３１は、回転軸１５に設けられ、回転軸１５と一体回転するものである。具体的には、コア３１は、例えば圧入により回転軸１５に固定され、図２および図３に示すように、径方向外側に放射状に突出するように形成された複数のスロット３１ａを有している。本実施形態においては、コア３１は、図３に示す形状を回転軸１５方向に延ばした形状にて形成されている。コア３１は、複数の電磁鋼板が重ねられることにより形成される積層鋼板である。コイル３２は、コア３１に巻かれたものである。具体的には、コイル３２は、スロット３１ａに導線Ｗが巻かれることにより形成されている。コイル３２は、導線Ｗに通電されることによりスロット３１ａを磁化させるものである。
【００１７】
整流子４０は、モータ１に電気的に接続された外部回路（図示なし）と回転子３０との間で導線Ｗに流れる電流の方向を周期的に交替させるスイッチである。整流子４０は、整流子絶縁部４１および複数の整流子片４２を有している。
【００１８】
整流子絶縁部４１は、コア３１に対し、回転軸１５方向の片側に設けられ、回転軸１５と整流子片４２とを絶縁するものである。本実施形態においては、図１に示すように、整流子絶縁部４１は、円筒状に形成され、回転軸１５に、コア３１より図１における右側で、例えば圧入にて固定されている。また、整流子絶縁部４１は、例えば、フェノール樹脂等の絶縁性素材を射出成形することにより形成されている。
【００１９】
そして、整流子絶縁部４１は、突起部４１ａを有している。突起部４１ａは、コア３１側に突出し、本実施形態においては、円筒状に形成されている。そして、図４に示すように、突起部４１ａの外周寸法Ｄ１は、整流子絶縁部４１の外周寸法Ｄ２よりも小さく形成されている。
【００２０】
整流子片４２は、導線Ｗに電流を流すための電極であり、整流子絶縁部４１の外周に設けられ、導線Ｗに接続されている。整流子片４２は、例えばインサート成型により、整流子絶縁部４１に固定される。また、整流子片４２は、コア３１側の端部を径方向外側へ折り曲げられ、導線Ｗを挟んだ後に溶接されることで、導線Ｗに接続される。なお、本実施形態において、導線Ｗは、その導線Ｗが接続された整流子片４２から周方向に離間した位置に配設されているスロット３１ａに巻かれている。例えば、導線Ｗは、その導線Ｗが接続された整流子片４２から周方向におよそ９０度ずれた位置に配設されているスロット３１ａに巻かれる。
【００２１】
また、回転子３０は、第一インシュレータ３３および第二インシュレータ３４をさらに備えている。第一インシュレータ３３および第二インシュレータ３４は、回転軸１５方向の両側からコア３１に対して各々被せられ、コア３１とコイル３２との絶縁および回転軸１５とコイル３２との絶縁を行うものである。本実施形態において、第一インシュレータ３３は、コア３１に回転軸１５方向における第一軸受１３側で固定されている。すなわち、第一インシュレータ３３は、回転軸１５におけるコア３１と第一軸受１３との間の部位およびコア３１における第一軸受１３側の部位とコイル３２とを絶縁するものである。なお、導線Ｗは、第一インシュレータ３３および第二インシュレータ３４を介して、各スロット３１ａに巻かれている。
【００２２】
第一インシュレータ３３は、第一絶縁部３３ａおよび第二絶縁部３３ｂ（特許請求の範囲のボス部に相当）を有している。第一絶縁部３３ａは、コア３１における第一軸受１３側の部位とコイル３２とを絶縁する部位である。第一絶縁部３３ａは、図２および図３に示すように、コア３１における第一軸受１３側の端面の形状に沿う端面形状部３３ａａと、隣り合うスロット３１ａの間の外形状に沿うように略Ｖ字状に形成された複数のＶ字形状部３３ａｂとを一体にして形成されている。これにより、第一絶縁部３３ａは、コア３１における第一軸受１３側の部位とコイル３２との接触を防ぐことができる。
【００２３】
第二絶縁部３３ｂは、コア３１から離間する方向に形成され、回転軸１５におけるコア３１と第一軸受１３との間の部位と、コイル３２とを絶縁する部位である。すなわち、第二絶縁部３３ｂは、第一インシュレータ３３における回転軸１５とコイル３２とを絶縁する部位である。第二絶縁部３３ｂは、回転軸１５の外周に沿うように、円筒状に形成されている。
【００２４】
また、図５に示すように、第二絶縁部３３ｂの回転軸１５方向の長さＬ１は、回転軸１５方向でコア３１からコイル３２が突出するコイル端部突出量Ｌ２以上の長さとなっている。本実施形態において、コイル端部突出量Ｌ２は、コア３１の第一軸受１３側の端面からコイル３２の第一軸受１３側の端部３２ａまでの回転軸１５方向における長さである。そして、長さＬ１は、コイル端部突出量Ｌ２にばらつきが生じた場合であっても、回転軸１５とコイル３２とが接触しない長さに定められている。コイル端部突出量Ｌ２のばらつきは、導線Ｗの径寸法ばらつきや、スロット３１ａに巻かれる導線Ｗの重なり具合によって生じるコイル３２の形状のばらつき等によって生じる。これにより、第二絶縁部３３ｂは、回転軸１５におけるコア３１と第一軸受１３との間の部位とコイル３２との接触を防ぐことができる。
【００２５】
第二インシュレータ３４は、本実施形態において、コア３１に回転軸１５方向における第二軸受１４側で固定されている。すなわち、第二インシュレータ３４は、回転軸１５におけるコア３１と整流子４０との間の部位およびコア３１における整流子４０側の部位とコイル３２および導線Ｗとを絶縁するものである。
【００２６】
第二インシュレータ３４は、図１に示すように、第三絶縁部３４ａおよび第四絶縁部３４ｂ（特許請求の範囲のボス部に相当）を有している。第三絶縁部３４ａは、コア３１における整流子４０側の部位とコイル３２および導線Ｗとを絶縁する部位である。第四絶縁部３４ｂは、コア３１から離間する方向に形成され、回転軸１５におけるコア３１と整流子４０との間の部位と、コイル３２および導線Ｗとを絶縁する部位である。ここで、第一インシュレータ３３と第二インシュレータ３４とは、同一形状である。第三絶縁部３４ａは、第一絶縁部３３ａと形状が同一である。また、第四絶縁部３４ｂは、第二絶縁部３３ｂと形状が同一である。すなわち、図４に示すように、第四絶縁部３４ｂの回転軸１５方向の長さは、第二絶縁部３３ｂの回転軸１５方向の長さＬ１と同一である。
【００２７】
ここで、図４に示すように、回転軸１５方向におけるコイル３２の整流子４０側の端部３２ｂと整流子片４２との間で、第四絶縁部３４ｂと、整流子絶縁部４１に形成された突起部４１ａとが隙間ｇを介して重なり合っている。すなわち、第四絶縁部３４ｂが突起部４１ａの内側に配設されるとともに、突起部４１ａの内周寸法ｄ１は、第四絶縁部３４ｂの外周寸法Ｄ３よりも大きくなるように定められている。これにより、突起部４１ａの内周面と第四絶縁部３４ｂの外周面とにより隙間ｇが形成される。また、本実施形態において、隙間ｇが導線Ｗの線形よりも小さくなるように、寸法ｄ１，Ｄ３が定められている。ここで、第二絶縁部３３ｂの形状と第四絶縁部３４ｂの形状とが同一であるため、第二絶縁部３３ｂの外周寸法は、第四絶縁部３４ｂにおける寸法Ｄ３と同一である。
【００２８】
そして、図１に示すように、第一絶縁部３３ａおよび第三絶縁部３４ａの回転軸１５方向の長さは、第一インシュレータ３３および第二インシュレータ３４がコア３１に組み付けられた場合における第一インシュレータ３３と第二インシュレータ３４との間の寸法Ｌ３を所定寸法以下とするように形成されている。所定寸法は、導線Ｗがスロット３１ａに巻かれたときに、コア３１における各インシュレータ３３，３４に覆われていない部位とコイル３２との接触を防ぐことができる長さに定められている。これにより、第一インシュレータ３３および第二インシュレータ３４によって、コア３１における各インシュレータ３３，３４に覆われていない部位とコイル３２との接触を防ぐことができる。
【００２９】
また、図４に示すように、突起部４１ａの回転軸１５方向の長さＬ４は、第四絶縁部３４ｂに重なり合う長さに定められている。本実施形態においては、長さＬ４は、コア３１や整流子４０の整流子絶縁部４１が回転軸１５に圧入された位置や、各部材の寸法等にばらつきが生じた場合であっても、突起部４１ａと第四絶縁部３４ｂとが重なり合うように定められている。これにより、回転軸１５におけるコア３１と整流子４０との間の部位において、第四絶縁部３４ｂおよび突起部４１ａが回転軸１５を常に覆っているため、コイル３２および導線Ｗと回転軸１５との接触を防ぐことができる。
【００３０】
ブラシ５０は、整流子片４２に対して給電を行うものである。ブラシ５０は、ホルダ１２に支持され、スプリング（図示なし）によって付勢されることにより、整流子片４２に接する。外部回路からの電流は、ブラシ５０を介して整流子片４２に供給される。
【００３１】
そして、ブラシ５０を介して整流子片４２に供給されることにより、コイル３２に電流が流れ、コア３１に発生する磁力と固定子２０の磁力との反発力が回転軸１５の周方向に作用し、回転子３０が回転駆動される。
【００３２】
本実施形態によれば、モータ１は、第一インシュレータ３３と第二インシュレータ３４とが同一の形状であるため、モータ１の部品点数をより少なくすることができる。したがって、モータ１をより低コストにすることができる。また、第一インシュレータ３３と第二インシュレータ３４とが異なる形状である場合における、第一インシュレータ３３と第二インシュレータ３４とを誤って組付けをする可能性を排除することができる。
【００３３】
また、回転軸１５方向におけるコイル３２の整流子４０側の端部３２ｂと整流子片４２との間で、第二インシュレータ３４における第四絶縁部３４ｂと、整流子絶縁部４１に形成された突起部４１ａとが隙間ｇを介して重なり合っているため、回転軸１５におけるコア３１と整流子４０との間の部位は、第四絶縁部３４ｂおよび突起部４１ａにより覆われている。したがって、回転軸１５とコイル３２および導線Ｗとを確実に絶縁することができる。
【００３４】
そして、突起部４１ａの外周寸法Ｄ１は、整流子絶縁部４１の外周寸法Ｄ２よりも小さく形成されているため、整流子４０とコア３１との間のスペースをより広くすることができる。したがって、生産設備等における導線Ｗを取り回す際に用いられる工具や、コイル３２および導線Ｗを取り回すスペースをより確保することができる。
【００３５】
また、第一インシュレータ３３の第二絶縁部３３ｂの回転軸１５方向の長さＬ１は、回転軸１５方向でコア３１からコイル３２が突出するコイル端部突出量Ｌ２以上の長さとなっているため、回転軸１５とコイル３２とを絶縁するために十分な長さに定められている。よって、第一インシュレータ３３および第二インシュレータ３４の回転軸１５方向の長さＬ１を必要かつ十分な長さにまで短くすることができるため、モータ１の回転軸１５方向の長さをより短くすることができる。
【００３６】
そして、第二インシュレータ３４と整流子４０との嵌合部は、隙間ｇを有している。これによれば、回転軸１５に第二インシュレータ３４を組み付けした後に、整流子４０を圧入により組み付けるときに、第二インシュレータ３４と突起部４１ａとが接触しないため、回転軸１５に対して整流子４０をより精度よく位置決めすることができる。また、隙間ｇを導線Ｗの線形よりも小さくするように第二インシュレータ３４と突起部４１ａとが形成されていることにより、隙間ｇに導線Ｗが入り込まないため、回転軸１５と導線Ｗとをより確実に絶縁することができる。
【００３７】
なお、本実施形態において、第二インシュレータ３４および突起部４１ａは、嵌合部において、第二インシュレータ３４が突起部４１ａの内側となるように形成されているが、これに代えて、突起部４１ａが第二インシュレータ３４の内側となるように形成するようにしても良い。
また、突起部４１ａは、円筒状に形成されているが、第二インシュレータに嵌合するような形状であれば、円筒状に限定されない。
【符号の説明】
【００３８】
１…ブラシ付直流モータ、１０…ハウジング、１３…第一軸受、１４…第二軸受、１５…回転軸、２０…固定子、３０…回転子、３１…コア、３１ａ…スロット、３２…コイル、３２ａ，３２ｂ…端部、３３…第一インシュレータ、３３ａ…第一絶縁部、３３ｂ…第二絶縁部（ボス部）、３４…第二インシュレータ、３４ａ…第三絶縁部、３４ｂ…第四絶縁部（ボス部）、４０…整流子、４１…整流子絶縁部、４１ａ…突起部、４２…整流子片、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３…外周寸法、ｄ１…内周寸法、ｇ…隙間、Ｌ１…長さ、Ｌ２…コイル端部突出量、Ｗ…導線。
【図１】
2015116063.tif 000003
【図２】
2015116063.tif 000004
【図３】
2015116063.tif 000005
【図４】
2015116063.tif 000006
【図５】
2015116063.tif 000007