(57)【要約】【課題】電機子１４のアンバランスが増大することを抑制できる技術を提供する。【解決手段】電機子１４は、複数枚のコアプレートを積層して電機子軸１２に固定される電機子鉄心２９を有し、この電機子鉄心２９には、各コアプレートに形成された打ち抜き孔同士が連通して、電機子鉄心２９を軸方向に貫通する貫通孔２９ｅが形成されている。この貫通孔２９ｅは、電機子鉄心２９の軸方向一端側の端面に隣接して配置されるエンドプレート３１によって閉塞されている。  これにより、電機子１４の回転時に電機子鉄心２９の貫通孔２９ｅに空気の流れが発生することを防止できるので、整流子１３に摺接するブラシの摩耗粉が貫通孔２９ｅの内部に吸い込まれることはない。その結果、貫通孔２９ｅの内部にブラシ摩耗粉が堆積することを防止できるので、電機子１４のアンバランスが増大することはなく、振動、騒音の発生を防止できる。【選択図】図１
2008136331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚のコアプレートを積層して電機子軸に固定される電機子鉄心と、
この電機子鉄心に巻線される電機子コイルと、
前記電機子軸の一端側に固定され、前記電機子鉄心から軸方向一端側に取り出された前記電機子コイルの端部が接続される整流子とを有し、
前記電機子鉄心には、前記複数枚のコアプレートにそれぞれ形成された打ち抜き孔同士が連通して前記電機子鉄心を軸方向に貫通する貫通孔が形成された回転電機の電機子であって、
前記貫通孔に空気の流れが発生することを防止できる遮断手段を有していることを特徴とする回転電機の電機子。
【請求項２】
請求項１に記載した回転電機の電機子において、
前記遮断手段は、前記電機子鉄心の軸方向端面に隣接して配置されるエンドプレートであり、前記電機子鉄心の軸方向端面に開口する前記貫通孔の開口部が前記エンドプレートによって閉塞されていることを特徴とする回転電機の電機子。
【請求項３】
請求項２に記載した回転電機の電機子において、
前記エンドプレートは、少なくとも前記電機子鉄心の一端側端面に隣接して配置されることを特徴とする回転電機の電機子。
【請求項４】
請求項１に記載した回転電機の電機子において、
前記遮断手段は、前記電機子コイルの整流子側コイルエンドを構成するコイルエンド線同士の隙間を絶縁物で気密に塞いだことを特徴とする回転電機の電機子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、整流子とブラシとで整流作用を行う回転電機の電機子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、特許文献１に示される回転電機が知られている。
この回転電機は、例えば、エンジンを始動するためのスタータモータであり、図７に示す電機子１００を備えている。この電機子１００は、複数枚のコアプレートを積層して電機子軸１１０の外周に圧入固定された電機子鉄心１２０と、この電機子鉄心１２０に巻線される電機子コイル１３０と、電機子軸１１０の一端側に固定される整流子１４０とを備える。
電機子コイル１３０は、電機子鉄心１２０から軸方向一端側に取り出されたコイルエンド線１３１に周方向の捻りが加えられて整流子１４０に接続されている。
電機子鉄心１２０には、複数枚のコアプレートに予め形成された打ち抜き孔同士が連通して電機子鉄心１２０を軸方向に貫通する貫通孔１５０が形成され、この貫通孔１５０に治具を通して電機子鉄心１２０を所定角度だけ回転させることにより、電機子コイル１３０のコイルエンド線１３１に捻りが加えられる。
【特許文献１】特開平８−２１４４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
スタータモータ等の回転電機では、回転子のアンバランスが大きくなると、振動の原因となって軸受寿命の低下を招いたり、騒音が発生する等の問題を生じる。このため、回転子は、精度良くバランス修正された後、回転電機に組み込まれる。
ところが、上記の回転電機では、電機子１００の回転により、貫通孔１５０の内部に空気の流れ（図中矢印で示す）が発生するため、整流子１４０に摺接するブラシ（図示せず）の摩耗粉が貫通孔１５０の内部に吸い込まれて、貫通孔１５０の内部に堆積することにより、電機子１００のアンバランスが増大して、振動、騒音を発生させる場合があった。  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、電機子のアンバランスが増大することを抑制できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（請求項１の発明）
本発明は、複数枚のコアプレートを積層して電機子軸に固定される電機子鉄心と、この電機子鉄心に巻線される電機子コイルと、電機子軸の一端側に固定され、電機子鉄心から軸方向一端側に取り出された電機子コイルの端部が接続される整流子とを有し、電機子鉄心には、複数枚のコアプレートにそれぞれ形成された打ち抜き孔同士が連通して電機子鉄心を軸方向に貫通する貫通孔が形成された回転電機の電機子であって、貫通孔に空気の流れが発生することを防止できる遮断手段を有していることを特徴とする。
【０００５】
上記の構成によれば、遮断手段により、電機子鉄心に形成された貫通孔に空気の流れが発生することを防止できるので、電機子の回転時にブラシ摩耗粉等の異物が貫通孔の内部に吸い込まれることはなく、貫通孔の内部にブラシ摩耗粉等の異物が堆積することを防止できる。その結果、電機子のアンバランスが増大することはなく、振動、騒音の発生を防止できる。
【０００６】
（請求項２の発明）
請求項１に記載した回転電機の電機子において、遮断手段は、電機子鉄心の軸方向端面に隣接して配置されるエンドプレートであり、電機子鉄心の軸方向端面に開口する貫通孔の開口部がエンドプレートによって閉塞されていることを特徴とする。
この場合、電機子鉄心の軸方向両端面のうち、少なくとも何方か一方の端面に隣接してエンドプレートを配置すれば良い。これにより、電機子鉄心の軸方向端面に開口する貫通孔の開口部がエンドプレートによって閉塞されるため、貫通孔に空気の流れが発生することを防止でき、ブラシ摩耗粉等の異物が貫通孔の内部に堆積することを防止できる。
【０００７】
（請求項３の発明）
請求項２に記載した回転電機の電機子において、エンドプレートは、少なくとも電機子鉄心の一端側端面に隣接して配置されることを特徴とする。
この場合、電機子鉄心の一端側端面、すなわち、整流子側の端面に隣接してエンドプレートが配置されるので、電機子鉄心に形成される貫通孔の整流子側開口部をエンドプレートによって閉塞できる。これにより、整流子に摺接するブラシの摩耗粉が貫通孔の内部へ入り込むことを効果的に防止できる。
【０００８】
（請求項４の発明）
請求項１に記載した回転電機の電機子において、遮断手段は、電機子コイルの整流子側コイルエンドを構成するコイルエンド線同士の隙間を絶縁物で気密に塞いだことを特徴とする。
電機子コイルの整流子側コイルエンドは、周方向に隣合うコイルエンド線同士の間に隙間が有り、その隙間が電機子鉄心の貫通孔に通じているので、コイルエンド線同士の隙間を絶縁物で気密に塞ぐことにより、貫通孔に空気の流れが発生することを防止できる。
また、整流子側コイルエンドの外周を絶縁物で覆うことにより、遠心強度が向上する利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は電機子１４の半断面図、図４はスタータ１の半断面図である。
本実施例のスタータ１は、図４に示す様に、回転力を発生するモータ２と、このモータ２の回転を減速する減速装置３と、この減速装置３を介してモータ２の駆動トルクが伝達される出力軸４と、この出力軸４の外周にクラッチ５と一体化して配置されるピニオンギヤ６と、シフトレバー７を介してクラッチ５とピニオンギヤ６を反モータ方向（図４の左方向）へ押し出す働きを有すると共に、モータ２の通電回路（以下モータ回路と呼ぶ）に設けられるメイン接点（後述する）を開閉する電磁スイッチ８等より構成される。
【００１１】
モータ２は、磁気回路を形成する円筒状のヨーク９と、このヨーク９の内周に固定される界磁鉄心１０と、この界磁鉄心１０に巻線される界磁コイル１１と、電機子軸１２（図１参照）の一端側に整流子１３を有する電機子１４（図１参照）と、整流子１３の外周上に配置される複数個のブラシ１５等より構成される直流電動機である。
減速装置３は、電機子軸１２と同軸上で減速できる周知の遊星歯車減速装置であり、電機子軸１２の反整流子側に設けられている。
出力軸４は、一端側の端部が減速装置３に連結され、他端側の端部が軸受１６を介してハウジング１７に回転自在に支持されている。
【００１２】
クラッチ５は、出力軸４の外周にヘリカルスプライン嵌合して組み付けられ、エンジン始動時に出力軸４の回転をピニオンギヤ６に伝達する。また、ピニオンギヤ６がエンジンによって回された時、つまりピニオンギヤ６の回転速度が出力軸４の回転速度を上回ると、ピニオンギヤ６の回転が出力軸４に伝わらない様に、両者間の動力伝達を遮断する一方向クラッチとして構成されている。
ピニオンギヤ６は、クラッチ５の反モータ側に配置され、クラッチ５と一体に出力軸４上を反モータ方向へ移動してエンジンのリングギヤ（図示せず）に噛み合った後、出力軸４と一体に回転してリングギヤを駆動する。
【００１３】
電磁スイッチ８は、始動スイッチ（図示せず）の閉操作によって車載バッテリから通電される電磁コイル１８と、この電磁コイル１８の内側に配置されたプランジャ１９とを有し、電磁コイル１８への通電によって電磁石が形成されると、その電磁石にプランジャ１９が吸引されてメイン接点を閉操作する。また、電磁コイル１８への通電が停止して電磁石の吸引力が消滅すると、リターンスプリング２０の反力にプランジャ１９が押し戻されてメイン接点を開操作する。
メイン接点は、２本の外部端子２１、２２を介してモータ回路に接続される一組の固定接点２３と、プランジャ１９と一体に可動して一組の固定接点２３間を断続する可動接点２４とで形成され、この可動接点２４を通じて一組の固定接点２３間が導通することでメイン接点が閉状態となり、一組の固定接点２３間の導通が遮断されることでメイン接点が開状態となる。
【００１４】
２本の外部端子２１、２２は、バッテリケーブルを介して車載バッテリに接続されるＢ端子２１と、モータリード線２５を介して正極側のブラシ１５に接続されるＭ端子２２であり、共に電磁スイッチ８の樹脂カバー８ａに固定されている。
モータリード線２５は、モータ２の後部を覆うエンドフレーム２６とヨーク９との間に挟持されるグロメット２７に保持されて、そのグロメット２７からモータ２の内部に引き込まれた一方の端部に界磁コイル１１が接続され、グロメット２７からモータ２の外側に引き出された他方の端部がＭ端子２２に接続されている。
【００１５】
シフトレバー７は、ハウジング１７に揺動自在に支持されるレバー支点部７ａを有し、このレバー支点部７ａより一端側のレバー端部が電磁スイッチ８のプランジャ１９に取り付けられたレバー用フック２８に連結され、レバー支点部７ａより他端側のレバー端部がクラッチ５に係合している。このシフトレバー７は、プランジャ１９が電磁石に吸引されて、図４の右方向へ移動すると、レバー用フック２８に連結された一端側のレバー端部がプランジャ１９に引かれて移動することにより、クラッチ５に係合する他端側のレバー端部がレバー支点部７ａを中心に揺動して、クラッチ５を反モータ方向へ押し出す働きを有する。
【００１６】
次に、本発明に係る電機子１４について図１〜図３を基に説明する。
電機子１４は、図１に示す様に、複数枚のコアプレート２９ａ（図２参照）を積層して電機子軸１２に固定される電機子鉄心２９と、この電機子鉄心２９に巻線される電機子コイル３０とを有し、電機子鉄心２９から軸方向一端側に取り出された電機子コイル３０の端部が整流子１３に接続されている。
コアプレート２９ａは、例えば、板厚の薄い鋼板から所定の形状にプレス成形される。このコアプレート２９ａには、図２に示す様に、径方向の中心部に電機子軸１２を通す中心孔２９ｂが形成され、径方向の外周部に電機子コイル３０を挿入するスロット２９ｃが周方向等ピッチに多数形成されている。また、中心孔２９ｂの周囲には、本発明に係る打ち抜き孔２９ｄがコアプレート２９ａの周方向等間隔に３カ所形成されている。
【００１７】
電機子鉄心２９は、複数枚のコアプレート２９ａを積層した状態で、各コアプレート２９ａに形成された打ち抜き孔２９ｄ同士が連通して、電機子鉄心２９を軸方向に貫通する貫通孔２９ｅが３本形成されている。
電機子コイル３０は、電機子鉄心２９に巻線された後、電機子鉄心２９から軸方向一端側に取り出された整流子１３側のコイルエンド線３０ａに周方向の捻りが加えられて、そのコイルエンド線３０ａの端部が整流子１３に接続されている。
電機子コイル３０のコイルエンド線３０ａに捻りを加える工程は、電機子鉄心２９に形成された貫通孔２９ｅに治具（図示せず）を挿入して、その治具を介して電機子鉄心２９を所定角度だけ回転させて実行される。
【００１８】
本実施例の電機子１４は、電機子コイル３０のコイルエンド線３０ａに捻りを加えた後、コイルエンド線３０ａの端部を整流子１３に接続する前の段階で、電機子鉄心２９の軸方向一端側の端面に隣接してエンドプレート３１が配置される。
このエンドプレート３１は、図３に示す様に、コアプレート２９ａと同様に、径方向の中心部に電機子軸１２を通す中心孔３１ａが形成され、径方向の外周部に電機子コイル３０を挿入するスロット３１ｂが形成されている。但し、エンドプレート３１には、コアプレート２９ａの打ち抜き孔２９ｄに相当する孔は形成されていない。従って、電機子鉄心２９に形成された貫通孔２９ｅは、軸方向の一端側（図１の右側）がエンドプレート３１によって閉塞されている。
【００１９】
（本実施例の作用及び効果）
本実施例の電機子１４は、電機子鉄心２９の軸方向一端面に隣接してエンドプレート３１が配置され、このエンドプレート３１によって、電機子鉄心２９に形成された貫通孔２９ｅの一端側開口部が閉塞されるので、電機子１４の回転時に貫通孔２９ｅの内部に空気の流れが発生することを防止できる。これにより、整流子１３に摺接するブラシ１５の摩耗粉が貫通孔２９ｅの内部に吸い込まれることはない。特に、実施例１では、電機子鉄心２９の軸方向一端側、つまり、整流子１３側の端面に隣接してエンドプレート３１を配置しているので、ブラシ摩耗粉が貫通孔２９ｅの内部へ入り込むことを効果的に防止できる。その結果、貫通孔２９ｅの内部にブラシ摩耗粉が堆積することを防止できるので、電機子１４のアンバランスが増大することはなく、振動、騒音の発生を防止できる。
【００２０】
なお、実施例１では、電機子鉄心２９の軸方向一端側にエンドプレート３１を配置した例を記載したが、電機子鉄心２９の軸方向両側にそれぞれエンドプレート３１を配置しても良い。この場合、貫通孔２９ｅの両端開口部をそれぞれエンドプレート３１で閉塞できるので、貫通孔２９ｅの内部にブラシ摩耗粉が入り込むことはなく、電機子１４のアンバランスが増大することを防止できる。
あるいは、電機子鉄心２９の軸方向他端側、つまり、反整流子側だけにエンドプレート３１を配置しても良い。この場合でも、電機子１４の回転時に貫通孔２９ｅの内部に空気の流れが生じることはないので、ブラシ摩耗粉が貫通孔２９ｅの内部に入り込んで堆積することを抑制できる。
【実施例２】
【００２１】
図５は電機子１４の半断面図である。
この実施例２は、実施例１に示したエンドプレート３１の外径を小さくした一例である。エンドプレート３１は、電機子鉄心２９に形成される貫通孔２９ｅの開口部を閉塞できれば良いので、実施例１に示したエンドプレート３１より外径を小さくして、電機子コイル３０を挿入するスロット３１ｂ（図３参照）を廃止することができる。
この場合も、実施例１と同様に、貫通孔２９ｅの開口部がエンドプレート３１によって閉塞されるので、貫通孔２９ｅの内部にブラシ摩耗粉が堆積することを防止でき、電機子１４のアンバランスが増大することを防止できる。
【実施例３】
【００２２】
図６は電機子１４の半断面図である。
この実施例３に示す電機子１４は、電機子コイル３０の整流子側コイルエンドを構成するコイルエンド線３０ａ同士の隙間を絶縁物３２で気密に塞いでいる。
電機子コイル３０の整流子側コイルエンドは、周方向に隣合うコイルエンド線３０ａ同士の間に隙間が有り、その隙間が電機子鉄心２９の貫通孔２９ｅに通じているので、コイルエンド線３０ａ同士の隙間を絶縁物３２（図６参照）で気密に塞ぐことにより、貫通孔２９ｅに空気の流れが発生することを防止できる。その結果、電機子鉄心２９の貫通孔２９ｅにブラシ１５の摩耗粉が吸い込まれることを防止できるので、電機子１４のアンバランスが増大することはなく、振動、騒音の発生を防止できる。
なお、絶縁物３２としては、粉体樹脂を加熱溶融して整流子側コイルエンドの外周を全体に覆うこともできる。この場合、整流子側コイルエンドの遠心強度が向上する効果もある。
【００２３】
（変形例）
実施例１では、電機子鉄心２９の軸方向端面に隣接してエンドプレート３１を配置する一例を記載したが、電機子鉄心２９の軸方向両側に絶縁体を配置する構成では、エンドプレート３１を使用することなく、絶縁体によって貫通孔２９ｅの開口部を塞ぐこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】電機子の半断面図である（実施例１）。
【図２】コアプレートの平面図である。
【図３】エンドプレートの平面図である。
【図４】スタータの半断面図である。
【図５】電機子の半断面図である（実施例２）。
【図６】電機子の半断面図である（実施例３）。
【図７】電機子の半断面図である（従来技術）。
【符号の説明】
【００２５】
１    スタータ（回転電機）
１２    電機子軸
１３    整流子
１４    電機子
２９    電機子鉄心
２９ａ  コアプレート
２９ｄ  打ち抜き孔
２９ｅ  貫通孔
３０    電機子コイル
３０ａ  電機子コイルのコイルエンド線
３１    エンドプレート（遮断手段）
３２    絶縁物（遮断手段）
【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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