(57)【要約】【課題】モータのアーマチュアとしてコアにコイルを巻回する際のインシュレータを改善して、コイルの巻回作業を容易にしかも高い信頼度で行うことを可能にしたモータを提供する。【解決手段】モータのアーマチュア１０を構成するコア１３の軸方向の両端面に取着される絶縁材からなるインシュレータ１５の構成として、コア１３の端面を覆う端面壁１５２と、当該端面壁１５２の縁部に沿って軸方向に突出されてコアの側面の一部を覆う回り込み壁１５３とを備えて樹脂により一体成形される。コア１３の端面ないし側面一部をインシュレータ１５の端面壁１５２と回り込み壁１５３とで確実に覆うことができ、被覆電線によりコアにコイル１４を巻回したときにコイルが直接コアに接触されることがなく、被覆の剥がれや短絡等の不具合を未然に防止することが可能になる。【選択図】　図４
2004135365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転軸に一体的に設けられたコアを備え、前記コアの軸方向の両端面に絶縁材からなるインシュレータを取着したアーマチュアを備えるモータにおいて、前記インシュレータは前記コアの端面を覆う端面壁と、前記端面壁の縁部に沿って軸方向に突出されて前記コアの側面の一部を覆う回り込み壁とを備えて樹脂により一体成形されていることを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記回り込み壁は前記回転軸から放射方向に延びる放射状の部分を有し、この放射状の部分は内径側の領域が外径側の領域よりも軸方向に突出されたテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記インシュレータは前記回転軸に嵌挿される円筒状のボス部を備えており、前記ボス部の内面には前記回転軸の周面に当接される複数の突部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はモータに関し、特にコイルを巻回したロータとしてのアーマチュアを改善したモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車に装備される各種機器例えば、自動車のウインドウォッシャーやヘッドランプウォッシャー等に洗浄水を供給するモータポンプでは、駆動源として車載電源を電力とする電動モータが用いられている。例えば、特許文献１に記載のモータポンプでは、図１に示すように、回転軸１１に組み立てられたロータとしてのアーマチュア１０をモータケース２内に軸支持するとともに、当該アーマチュア１０の周囲に沿ったモータケース２の内面にステータとしての永久磁石５を配設している。また、回転軸１１の一端部寄りの位置には整流子１２が配設され、モータケース２に固定された整流ブラシ６に接触することでアーマチュア１０に外部からの電力が供給されるようになっている。そして、前記回転軸１１の他端部１１ｂにポンプケース７内に配設されているインペラ９を連結し、モータが駆動したときに回転する回転軸１１によってインペラ９を回転し、ウォッシャ液を圧送する構成となっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−７７４６６号公報
【０００４】
このような従来のモータでは、図９に一部の概略分解斜視図を示すように、アーマチュア１０は放射翼状に形成した複数枚の強磁性板を回転軸１１の軸方向に重ねてコア１３を構成し、このコア１３の複数の翼部に同図には現れないコイルを巻回し、このコイルの端部を前記した整流子１２に接続する構成がとられている。このコイルには通常被覆電線が用いられているが、巻回したときにコアのエッジ部と干渉して被覆が剥がれて短絡することがないように、コア１３の両端面にはコアと同じ形状をしたベークライト等の絶縁材からなるインシュレータ１６を当接し、これらのインシュレータ１６を挟んだ状態でかつ内部に巻き込むようにしてコア１３へのコイルの巻回を行う構成がとられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このモータでは、アーマチュア１０を製造する際に、コア１３の両端面にインシュレータ１６を当接させ、かつこれを保持しながらコイルを巻回する必要があり、コイルの巻回作業が極めて困難なものになる。また、その際にインシュレータ１６の保持が十分でないと、コア１３のエッジ部が露出してしまい、コイルの被覆剥がれを防止する効果が低下してしまう。また、従来では、コイルを自動機によって巻回することが多いが、この場合でもインシュレータが位置ずれを起こさないように作業者がコイルの巻回状態を監視している必要があり、モータの製造の自動化の妨げになっている。また、インシュレータをコアに接着することも考慮されているが、その接着の作業においてもインシュレータの位置ずれが生じることがあるため、接着を正確に位置決めして行うための作業が困難になり、作業性が極めて悪いものとなる。
【０００６】
本発明の目的は、アーマチュアにおけるコイルの巻回作業を容易にしかも高い信頼度で行うことを可能にしたモータを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、モータのアーマチュアを構成するコアの軸方向の両端面に取着される絶縁材からなるインシュレータの構成として、コアの端面を覆う端面壁と、当該端面壁の縁部に沿って軸方向に突出されてコアの側面の一部を覆う回り込み壁とを備えて樹脂により一体成形されていることを特徴とする。
【０００８】
ここで、回り込み壁は回転軸から放射方向に延びる放射状の部分を有し、この放射状の部分は内径側の領域が外径側の領域よりも軸方向に突出されたテーパ状に形成されることが好ましい。また、インシュレータは回転軸に嵌挿される円筒状のボス部を備えており、ボス部の内面には回転軸の周面に当接される複数の突部が形成されることが好ましい。
【０００９】
本発明によれば、インシュレータの端面壁でコアの端面を覆い、回り込み壁でコアの端面と側面との境界のエッジ部を覆うことになり、しかも回り込み壁がコアの側面に当接されることでコアに対するインシュレータの位置決めができる。これにより、被覆電線によりコアにコイルを巻回する際に被覆電線が直接コアに接触されることがなく、被覆の剥がれやコイルの短絡等の不具合を未然に防止することが可能になる。特に、回り込み壁をテーパ状とすることで、インシュレータをコアに取着する作業を容易なものとする。さらに、ボス部に設けた突部が回転軸の周面に当接することによりインシュレータの脱落を防止し、回転軸及びコアに対して確実な取着が可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。本実施形態では、図１に示したウインドウォッシャ用のモータポンプの駆動源に適用するモータの例を示している。図１を参照すると、モータポンプ１のモータケース２は、底壁３ｃを有する円筒容器型をした円筒ケース３と、前記円筒ケース３の開口端を閉塞するように取着される端蓋４とで構成されている。なお、図１のＡ部を図２に拡大して示すように、前記円筒ケース３は開口縁に沿って円環凹溝３ａが形成され、これに対し端壁４には前記凹溝３ａに対応される円環突条４ａが形成されており、これらの円環凹溝３ａと円環突条４ａとが嵌合されることで端壁４が円筒ケース３に対して強固に取着されるようになっている。前記円筒ケース３及び端蓋４にはそれぞれ軸受３ｂ，４ｂが形成されており、アーマチュア１０が一体に形成されている回転軸１１の両端部１１ａ，１１ｂが軸受け支持される。また、前記円筒ケース３の内面には前記アーマチュア１０の周囲を囲むようにステータとしての円環状をした永久磁石５が固定されている。さらに、前記円筒ケース３の内面には前記回転軸１１の一端部１１ａ寄りの位置に設けられる整流子１２に接触される整流ブラシ６が固定支持されている。この整流ブラシ６は前記端蓋４に設けられる図には現れないコネクタに対して電気接続されるようになっている。
【００１１】
一方、前記底壁３ｃの外側にはポンプケース７が取着され、当該底壁３ｃとの間にポンプ室８を形成している。そして、前記回転軸１１の他端部１１ｂは前記底壁３ｃに構成されている軸受３ｂを貫通して前記ポンプ室８内にまで突出されており、当該他端部１１ｂにはインペラ９が一体的に取着されている。また、前記ポンプ室８には吸引口８ａと排出口８ｂが連通されており、前記インペラ９の回転によってウォッシャ液が吸引口８ａからポンプ室８内に吸引され、排出口８ｂから圧送状態で排出されるようになっている。
【００１２】
前記アーマチュア１０は、図３に外観図を示すように、前記回転軸１１にコア１３が一体的に取着され、このコア１３に被覆電線が巻回されたコイル１４が形成されている。また、前記回転軸１１の一端部１１ａ寄りの位置には前記整流子１２が取着され、前記コイル１４に電気接続されている。前記整流子１２は複数の接触片１２ａが回転軸１１の円周方向に配設され、回転軸１１の軸転に伴って前記円筒ケース３内に設けた整流ブラシ６に対して交番的に接触されて前記コイル１４に通流される電流方向を変化させるものであることは言うまでもない。
【００１３】
図４は前記アーマチュア１０の前記コイル１４及び整流子１２を除去した部分分解斜視図である。前記コア１３は放射翼状、あるいは羽根車状に形成した複数枚の強磁性板が回転軸の軸方向に重ねて一体化され、前記回転軸に対して固定されている。すなわち、コア１３の端面形状は、回転軸１１に嵌合される円環状の内径部１３ａと、この内径部１３ａから円周８方向に放射状に突出されて実質的にコイル１４が巻回される放射部１３ｂと、各放射部１３ｂの先端部にそれぞれ円弧状に形成されてコイル１４の脱落を防止するための外径部１３ｃとを備える形状とされ、この端面形状が回転軸の軸方向に延長されることで各部の縁に沿った側面１３ｄが形成されている。その上で、前記コア１３の回転軸１１の軸方向の両端面にはそれぞれ同一構成をした絶縁性のインシュレータ１５が取着されている。前記インシュレータ１５は樹脂成形によって薄肉に形成されており、前記回転軸１１の両端部１１ａ，１１ｂからそれぞれ嵌挿されることで前記コア１３の両端面に取着されている。
【００１４】
前記インシュレータ１５は、図５（ａ），（ｂ）に正面図とＢＢ線断面図を示すように、前記回転軸１１に嵌挿される円筒状のボス部１５１と、このボス部１５ａの周囲に設けられて前記コアの端面を覆う形状の端面壁１５２を備えている。この端面壁１５２は、前記ボス部１５１の周面に沿って形成されて前記コア１３の内径部１３ａと同一寸法の内径壁１５２ａと、前記内径壁１５２ａから前記コア１３の放射部１３ｂと同一寸法で放射状に突出された８個の放射壁１５２ｂと、前記各放射壁１５２ｂの先端部にそれぞれ円弧状に形成されて前記コア１３の外径部１３ｃと同一寸法の外径壁１５２ｃとで構成される。また、前記内径壁１５２ａ、放射壁１５２ｂ、及び外径壁１５２ｃにわたる正面から見て概ねＶ字型をした領域には、コア１３の側面１３ｄに向けて回り込むように回転軸１１の軸方向に突出形成された回り込み壁１５３が連続した状態で形成されている。
【００１５】
ここで、前記端面壁１５２（内径壁１５２ａ、放射壁１５２ｂ、外径壁１５２ｃ）及び回り込み壁１５３の厚さは均一な薄肉に形成されており、ここでは０．５ｍｍ程度の肉厚に形成されている。なお、本実施形態では前記回り込み壁１５３は前記外径壁１５２ｃの外周面に沿う領域には形成されておらず、また前記回り込み壁１５３においては前記内径壁１５２ａにおける軸方向の突出寸法は前記外径壁１５２ｃにおける突出寸法よりも若干長くされており、これにより回り込み壁１５３は前記放射壁１５２ｂに沿って延長される内径側の部分が外径側の部分よりも軸方向に向けて突出されたテーパ状に形成されていることになる。また、前記ボス部１５１の内周面の円周方向の３箇所には内径方向に向けて突出された嵌合突条１５１ａが軸方向に沿って形成されている。
【００１６】
このように形成されたコア１３及びインシュレータ１５を用いてアーマチュア１０を製造する際には、先にコア１３が一体的に固定された回転軸１１の一端部１１ａ及び他端部１１ｂのそれぞれからインシュレータ１５のボス部１５１を嵌挿させる。そして、回転軸１１に沿ってインシュレータ１５をコア１３に向けて移動させて行くと、先ず回り込み壁１５３がコア１３の内径部１３ａと、複数の放射部１３ｂ及び外径部１３ｃの間の側面１３ｄに沿って進入される。さらに移動させると、インシュレータ１５の端面壁１５２の内径壁１５２ａ、放射壁１５２ｂ、外径壁１５２ｃの各内面がコア１３の内径部１３ａ、放射部１３ｂ、外径部１３ｃの各端面に当接され、インシュレータ１５の嵌挿が完了する。この状態では、コア１３の内径部１３ａ、放射部１３ｂ、外径部１３ｃの各端面がインシュレータ１５の端面壁１５２（内径壁１５２ａ、放射壁１５２ｂ、外径壁１５２ｃ）によって密着した状態で覆われるのと同時に、コア１３の内径部１３ａ、放射部１３ｂ、外径部１３ｃと側面１３ｄとの境界にわたって存在するエッジ部がインシュレータ１５の回り込み壁１５３によって密着した状態で覆われることになる。図６はインシュレータを取着した状態の側面図である。
【００１７】
ここで、インシュレータ１５の嵌挿時には、インシュレータ１５のボス部１５１を指で摘むことで嵌挿作業を容易に行うことが可能になる。また、インシュレータ１５の回り込み壁１５３は内径側の領域が外径側の領域よりも軸方向に突出されたテーパ状をしているため、インシュレータ１５をコア１３に向けて軸方向に嵌挿移動させたときに、回り込み壁１５３は最初に内径側がコア１３の放射部１３ｂ間に進入され、以降は回り込み壁１５３が放射部１３ｂの側面１３ｄに沿って案内されながら外径側にまで順次進入されて行くようになる。そのため、嵌挿時においてはコア１３に対するインシュレータ１５の軸回り方向の位置決めが回り込み壁によって自動的に行われることになり、インシュレータ１５の嵌挿をスムーズにかつ確実に行うことが可能になる。なお、本実施形態のようにインシュレータ１５の厚みを薄くすると外力によって各壁が厚み方向に変形され易くなるが、回り込み壁１５３のうち内径側の部分はほぼＶ字型の形状をしているため変形量は少なく、したがってコア１３の放射部１３ｂ間への進入を行い易くでき、前述の位置決め効果を確実に得ることが可能になる。
【００１８】
このようにインシュレータ１５が嵌挿されることで、コア１３の内径部１３ａ、放射部１３ｂ、外径部１３ｃの各端面及び側面１３ｃとの境界のエッジ部が絶縁性のインシュレータ１５の端面壁１５２（内径壁１５２ａ、放射壁１５２ｂ、外径壁１５２ｃ）と回り込み壁１５３によってそれぞれ覆われるため、コア１３の端面及び側面の一部、さらにのエッジ部が露出されることがない。また、このとき、インシュレータ１５は、図７（ａ），（ｂ）に軸方向と直交する方向の断面図とそのＣＣ線断面図を示すように、ボス部１５１の内周面に設けられた嵌合突条１５１ａが回転軸１１の周面に当接されるため、この当接力によってインシュレータ１５が回転軸１１の軸方向に移動されることが防止され、その脱落が防止される。また、同時にインシュレータ１５の回り込み壁１５３がコア１３の隣接する放射部１３ｂ間に進入されるため、これらが円周方向に当接されることでインシュレータ１５が回転軸１１の軸回り方向に回転されることが防止される。したがって、コア１３の端面及びエッジ部を確実にインシュレータ１５によって覆うことができ、その後に図３に示したように被覆電線によりコア１３にコイル１４を巻回する際に、コイル１４が直接コアに接触されることがなく、コイル１４における被覆の剥がれや短絡等の不具合を未然に防止することが可能になる。
【００１９】
なお、回り込み壁１５３は外径壁１５２ｃの外周に沿う領域には形成されていないため、コア１３にインシュレータ１５を取着してもコア１３の外径部１３ｃの外周面は露呈された状態にあり、コイル１４に通電した際にコア１３に発生する磁界に影響を与えることはなく、ステータとしての永久磁石５との間に生じる磁力に影響を与えることは殆どなく、モータ特性に影響を与えることはない。
【００２０】
図８は本発明の第２の実施形態のインシュレータを示す図であり、第１の実施形態の図５（ｂ）に対応する図である。なお、第１の実施形態と等価な部分には同一符号を付してある。この第２の実施形態では、回り込み壁１５３’は内径壁１５２ａ、放射壁１５２ｂ、外径壁１５２ｃに沿った領域において全て軸方向の長さが等しくされており、第１の実施形態のように特にテーパ状に形成されてはいない。この第２の実施形態では、インシュレータ１５をコア１３に対して取着する際に、第１の実施形態のような回り込み壁による軸回り方向の位置決め効果を得ることは難しいが、それでも回り込み壁１５３’の先端部がコアの放射部間に少しでも進入されれば、以降は回り込み壁１５３’とコア１５との当接によっで位置決め効果を得ることは可能である。また、この第２の実施形態によってもインシュレータ１５によってコア１３の端面ないしエッジ部を確実に覆うことができ、コイルにおける被覆の剥がれやコイルの短絡を防止することが可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、モータのコアの軸方向の両端面に取着されるインシュレータの構成として、コアの端面を覆う端面壁と、当該端面壁の縁部に沿って軸方向に突出されてコアの側面の一部を覆う回り込み壁とを備えて樹脂により一体成形された構成とすることで、コアの端面とエッジ部をインシュレータの端面壁と回り込み壁とで確実に覆うことができ、被覆電線によりコアにコイルを巻回する際に被覆電線が直接コアに接触されることがなく、被覆の剥がれやコイルの短絡等の不具合を未然に防止することが可能になる。特に、回り込み壁をテーパ状とすることで、インシュレータをコアに取着する作業を容易なものとする。さらに、ボス部に設けた突部が回転軸の周面に当接することによりインシュレータの脱落を防止し、回転軸及びコアに対して確実な取着が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のモータが適用されるモータポンプの断面図である。
【図２】円筒ケースと端蓋の取着構造を示すＡ部の拡大断面図である。
【図３】本発明にかかるアーマチュアの外観斜視図である。
【図４】コイルを巻回する前のアーマチュエの分解斜視図である。
【図５】インシュレータの正面図とＢＢ線断面図である。
【図６】インシュレータを取着した状態のアーマチュアの側面図である。
【図７】インシュレータのボス部における軸と直交する方向の断面図とそのＣＣ線断面図である。
【図８】第２の実施形態における図５（ｂ）と同様の断面図である。
【図９】従来のインシュレータを用いたアーマチュアの分解斜視図である。
【符号の説明】
１　モータポンプ
２　ケース
３　円筒ケース
４　端壁
５　永久磁石
６　整流ブラシ
７　ポンプケース
８　ポンプ室
１０　アーマチュア
１１　回転軸
１２　整流子
１３　コア
１４　コイル
１５　インシュレータ
１５１　ボス部
１５２　端壁
１５３　回り込み壁
【図１】
2004135365.tif 000003
【図２】
2004135365.tif 000004
【図３】
2004135365.tif 000005
【図４】
2004135365.tif 000006
【図５】
2004135365.tif 000007
【図６】
2004135365.tif 000008
【図７】
2004135365.tif 000009
【図８】
2004135365.tif 000010
【図９】
2004135365.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成14年10月17日(2002.10.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
【特許文献１】
実開平６−７７４６６号公報