(57)【要約】【課題】短絡部材同士の接触を防止し、小型化した電機子を提供すること【解決手段】固定子１２に対して、回転軸１９により回転可能に配置された電機子１３は、ティースに巻線が巻回される電機子コア２１とセグメント２６ｂを有する整流子２３とを有する。そして、同電位となるセグメント２６ｂを短絡する短絡部材３１ａ〜３１ｈが積層された状態で埋め込まれた樹脂モールド２０が、前記電機子コア２１の中心孔２４に圧入固定されることにより、軸方向の範囲Ｘ内に収容された。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ティースに巻線が巻回される電機子コアと、
複数のセグメントを有する整流子と、
同電位とする複数のセグメントを短絡する短絡部材が埋設され、円筒状に形成された等電圧部と、
前記等電圧部を同軸状に貫通する回転軸と、
を備え、
前記等電圧部は、前記電機子コアの軸方向の範囲内に少なくとも一部が収容されたことを特徴とする電機子。
【請求項２】
前記等電圧部は、前記複数の短絡部材を互いに離間させ、短絡部材同士の間に樹脂を介在させた状態で前記複数の短絡部材が埋設されたことを特徴とする請求項１に記載の電機子。
【請求項３】
前記電機子コアに形成された中央孔に、外周面に凹凸が形成された前記等電圧部が圧入固定されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電機子。
【請求項４】
前記等電圧部の外周面に設けられた前記凹凸は、前記電機子コアの内周面に形成された溝部に対して周方向に係合する係合凸部であることを特徴とする請求項３に記載の電機子。
【請求項５】
内周面に凹凸が形成された前記等電圧部の貫通孔に、前記回転軸が圧入固定されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電機子。
【請求項６】
前記等電圧部の内周面に設けられた前記凹凸は、前記回転軸の外周面に形成された溝部に対して周方向に係合する係合凸部であることを特徴とする請求項５に記載の電機子。
【請求項７】
前記等電圧部の外周面には、前記電機子コアの内周面に形成された溝部に樹脂が流し込まれることにより係合凸部が一体形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電機子。
【請求項８】
前記等電圧部の内周面には、前記回転軸の外周面に形成された溝部に樹脂が流し込まれることにより係合凸部が一体形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電機子。
【請求項９】
前記短絡部材が有する短絡端子は、前記等電圧部の一端から軸線方向に沿って突出形成され、前記整流子のセグメントに形成された嵌合部に嵌合されたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の電機子。
【請求項１０】
前記電機子コアの軸方向の側面及び前記等電圧部の軸方向の側面と接し、該電機子コアの側面と該等電圧部の側面の軸方向における距離を一定間隔に保つ補強部材が備えられたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の電機子。
【請求項１１】
電機子コアと回転軸との間の径方向における距離を一定間隔に保つ補強部材が備えられたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電機子。
【請求項１２】
周方向に異極となる永久磁石を備えた固定子に対し、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電機子が回転可能に配置され、該電機子の整流子に対して陽極側給電ブラシ及び陰極側給電ブラシから給電を行うように構成されたことを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電機子及びモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ブラシ付き直流モータにおいては、整流子（コンミテータ）の同電位セグメント同士を、整流子と電機子との間に設けられた短絡線や短絡板等の短絡部材にて短絡することによりブラシの本数を低減し、モータ回転ムラ、振動及び異音発生等の防止が図られている（例えば、特許文献１）。例えば、６極（マグネット磁極数）８スロット２４セグメントのブラシ付き直流モータでは、同電位となる１２０°間隔の３セグメントを相互に短絡する８個の短絡部材が用いられ、ブラシが２本に低減されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−６００７３号公報（第３―４頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の方法では、整流子と電機子コアとの間に短絡部材を収納するスペースを設ける必要があるため、モータの短軸化及びモータの小型化を図るのが困難であった。しかも、短絡するセグメントの数が増加すると共に、前記短絡線の本数又は前記短絡部材の枚数が増えるため、それらを収容するスペースを確保するために回転軸の軸が長くなってしまうといった問題があった。
【０００５】
さらに、短絡線の場合は、絶縁体で被覆して短絡線同士が電気的に接触しないようにしているが、振動などでその絶縁体が剥がれて接触してしまい、モータに不具合が発生するおそれがあった。一方、短絡板の場合も同様に、短絡部材を積層する際に絶縁体を挟んで短絡板同士が電気的に接触しないようにしているが、振動などで絶縁体又は短絡板の位置がずれることにより接触してしまい、モータに不具合が発生するおそれがあった。
【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、短絡部材同士の接触を防止し、小型化を図ることができる電機子及びモータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ティースに巻線が巻回される電機子コアと、複数のセグメントを有する整流子と、同電位とする複数のセグメントを短絡する短絡部材が埋設され、円筒状に形成された等電圧部と、前記等電圧部を同軸状に貫通する回転軸と、を備え、前記等電圧部は、前記電機子コアの軸方向の範囲内に少なくとも一部が収容された。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記等電圧部は、前記複数の短絡部材を互いに離間させ、短絡部材同士の間に樹脂を介在させた状態で前記複数の短絡部材が埋設された。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記電機子コアに形成された中央孔に、外周面に凹凸が形成された前記等電圧部が圧入固定された。
請求項４に記載の発明は、前記等電圧部の外周面に設けられた前記凹凸は、前記電機子コアの内周面に形成された溝部に対して周方向に係合する係合凸部である。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、内周面に凹凸が形成された前記等電圧部の貫通孔に、前記回転軸が圧入固定された。
請求項６に記載の発明は、前記等電圧部の内周面に設けられた前記凹凸は、前記回転軸の外周面に形成された溝部に対して周方向に係合する係合凸部である。
【００１１】
請求項７に記載の発明は、前記等電圧部の外周面には、前記電機子コアの内周面に形成された溝部に樹脂が流し込まれることにより係合凸部が一体形成された。
【００１２】
請求項８に記載の発明は、前記等電圧部の内周面には、前記回転軸の外周面に形成された溝部に樹脂が流し込まれることにより係合凸部が一体形成された。
請求項９に記載の発明は、前記短絡部材が有する短絡端子は、前記等電圧部の一端から軸線方向に沿って突出形成され、前記整流子のセグメントに形成された嵌合部に嵌合された。
【００１３】
請求項１０に記載の発明は、前記電機子コアの軸方向の側面及び前記等電圧部の軸方向の側面と接し、該電機子コアの側面と該等電圧部の側面の軸方向における距離を一定間隔に保つ補強部材が備えられた。
【００１４】
請求項１１に記載の発明は、電機子コアと回転軸との間の径方向における距離を一定間隔に保つ補強部材が備えられた。
請求項１２に記載の発明は、周方向に異極となる永久磁石を備えた固定子に対し、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電機子が回転可能に配置され、該電機子の整流子に対して陽極側給電ブラシ及び陰極側給電ブラシから給電を行うように構成された。
【００１５】
（作用）
請求項１又は１２に記載の発明によれば、短絡部材は、等電圧部に埋設され、電機子コアの軸線方向の範囲内に収納される。従って、電機子コアと整流子との間に積層された短絡部材を収容するスペースを確保する必要が無く、電機子コアと整流子との間を短くすることができ、回転軸の短軸化を可能にする。また、短絡部材は、等電圧部に埋設されているので、短絡部材の配置が衝撃等によっても移動することがなく、短絡部材同士の接触を確実に防止する。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、短絡部材を互いに離間させた状態で、等電圧部に短絡部材が埋設されているので、短絡部材の表面は樹脂によりほぼ覆われ、しかも短絡部材の配置が固定される。このため、短絡部材の配置が衝撃等によっても移動することがないので、短絡部材同士の接触を確実に防止することができる。
【００１７】
請求項３、４又は７に記載の発明によれば、等電圧部の外周面に設けられた凹凸により、電機子コアに対して等電圧部の相対移動が規制される。このため、電機子コアと等電圧部とが確実に一体的に回転する。
【００１８】
請求項５、６又は８に記載の発明によれば、等電圧部の内周面に設けられた凹凸により、回転軸に対して該等電圧部の相対移動が規制される。このため、回転軸と等電圧部とが確実に一体的に回転する。
【００１９】
請求項９に記載の発明によれば、短絡端子を嵌合部に嵌合させることにより、短絡部材とセグメントが接続され、短絡部材によりセグメント間が短絡されるので、ネジ等の固定部品や接着剤等が必要無くなる。このため、部品点数の低減及び組み立てる際の手間を省くことが可能となる。
【００２０】
請求項１０に記載の発明によれば、補強部材が軸方向の等電圧部及び電機子コアの側面と接して、等電圧部の側面と電機子コアの側面との距離を一定間隔に保つ。従って、等電圧部と電機子コアとの間において、軸線方向の位置関係がずれることが無くなる。
【００２１】
請求項１１に記載の発明によれば、補強部材により、電機子コアの内周面と回転軸の外周面との間の距離が一定間隔に保たれる。このため、補強部材、電機子コア及び回転軸により形成される空間の形状が一定に保たれるので、その中に収容される等電圧部の形状も一定に保たれる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第一実施形態）
以下、本発明を６極８スロット２４セグメントのブラシ付き直流モータに具体化した第一実施形態を図面に従って説明する。
【００２３】
図１は、直流モータよりなる本実施形態のモータ１１を示す。
モータ１１は、固定子１２と回転子である電機子１３とからなり、その固定子１２は、ヨークハウジング１４、エンドフレーム１５及び永久磁石１６を有している。
【００２４】
ヨークハウジング１４は有底円筒状に形成され、その内周面に断面略円弧状をなす６個の永久磁石１６が周方向に等間隔に配置され固定されている。つまり、モータ１１の極数は「６」となっている。永久磁石１６の内側には、電機子１３が回転可能に収容されている。電機子１３を収容したヨークハウジング１４の開口には、該開口を閉塞するエンドフレーム１５が複数のネジ１７により取り付けられている。このエンドフレーム１５の中央とヨークハウジング１４の底部中央にはそれぞれ軸受１８が保持され、各軸受１８は電機子１３の回転軸１９を回転可能に支持する。
【００２５】
電機子１３は、回転軸１９、等電圧部としての樹脂モールド２０、電機子コア２１、励磁コイル２２ａ〜２２ｈ及び整流子２３を有している。図１及び図２に示すように、回転軸１９は、樹脂により略円筒筒状に形成された樹脂モールド２０の貫通孔２０ａに圧入固定されている。さらに、該樹脂モールド２０は、電機子コア２１の中心孔２４に圧入固定され、電機子コア２１の軸線方向における範囲Ｘ内に樹脂モールド２０の軸線方向の範囲Ｙが収まるように、電機子コア２１の中心孔２４の空間内に収容されている。従って、電機子コア２１、樹脂モールド２０及び回転軸１９は、一体的に回転する。
【００２６】
該電機子コア２１は、放射状に延びる８個のティース２１ａ〜２１ｈを有しており、ティース２１ａ〜２１ｈに巻線２５が集中巻きにより巻回されて各励磁コイル２２ａ〜２２ｈが構成されている。つまり、励磁コイル２２ａ〜２２ｈの数は「８」となっている。
【００２７】
図１に示すように、整流子２３は、略円筒状に形成された絶縁体２６ａと、その絶縁体の外周面に複数配置されるセグメント２６ｂとを備える。該整流子２３の絶縁体２６ａは、回転軸１９に固定されている。尚、本実施形態では、整流子は、２４個のセグメント２６ｂを有する。
【００２８】
ここで、図３（ａ）に示すように、各セグメント２６ｂに対して、周方向一方に順にセグメント番号を「１」〜「２４」と付すことにする。又、本実施形態において、隣接する３個のセグメント２６ｂを１組とし、各組のセグメント２６ｂを周方向に沿って第１〜第３セグメントと呼ぶ。つまり、１番目の組は、セグメント番号「１」が付された第１セグメントと、セグメント番号「２」が付された第２セグメントと、セグメント番号「３」が付された第３セグメントとで構成される。２番目の組は、セグメント番号「４」が付された第１セグメントと、セグメント番号「５」が付された第２セグメントと、セグメント番号「６」が付された第３セグメントとで構成される。同様に、３番目の組は、セグメント番号「７」〜「９」が付された第１〜第３セグメント、…、８番目の組は、セグメント番号「２２」〜「２４」が付された第１〜第３セグメントで構成される。従って、各組の第１セグメントは、セグメント番号が「１」「４」「７」…「２２」であり、各組の第２セグメントは、セグメント番号が「２」「５」「８」…「２３」であり、各組の第３セグメントは、セグメント番号が「３」「６」「９」…「２４」である。
【００２９】
図４に示すように、各セグメント２６ｂには、径方向外側に延出する巻線結合部２７と、径方向内側に延出する端子結合部２８が形成されている。
該端子結合部２８には、回転軸１９の軸方向に沿って形成された嵌合孔２８ａが形成されている。尚、この嵌合孔２８ａは、同一円周上に配設されている。そして、各嵌合孔２８ａには、樹脂モールド２０の一端から突出する金属製の短絡端子２９とそれぞれ接続される。
【００３０】
図５に示すように、該短絡端子２９は、樹脂モールド２０に埋設される基部３０と接続されており、この短絡端子２９と基部３０とで、短絡部材３１ａ〜３１ｈが構成されている。
【００３１】
各短絡部材３１ａ〜３１ｈには、金属板にて環状に形成されている基部３０から１２０°の間隔で、つまり３箇所から前記短絡端子２９が放射状に延出形成されている。
【００３２】
この短絡端子２９は、セグメント２６ｂと接続するために、前記基部３０からＬ字状に延出形成されている。即ち、短絡端子２９は、基部３０から径方向外側に向かって延出してから所定箇所において軸線方向に屈曲している。また、短絡端子２９は、屈曲してから樹脂モールド２０の軸線方向における一端から突出するように樹脂モールド２０の軸線方向に沿って延びるように形成されている。
【００３３】
この短絡端子２９の軸線方向の長さは、短絡部材３１ａ〜３１ｈの基部３０が所定間隔を空けて配置されたときの軸線方向の位置によって、各短絡部材３１ａ〜３１ｈごとに相違する。詳しくは、この短絡端子２９の先端の軸線方向における位置は、整流子２３が固定された回転軸１９に樹脂モールド２０が固定される際に、嵌合孔２８ａの位置と略一致する位置に形成されている。つまり、短絡端子２９の軸線方向の長さは、基部３０が所定間隔を空けて配置されたときに、短絡端子２９の先端の軸線方向における位置が一致するように形成されており、整流子２３が配置される位置から離れた箇所に配置される基部３０と接続されている短絡端子２９ほどその軸線方向の長さが長くなる。
【００３４】
一方、前記基部３０から径方向外側に向かって延出してから軸線方向（つまり、整流子２３が配置される方向）に屈曲するまでの径方向における短絡端子２９の長さは、短絡端子２９間に違いはなく、どれも同一になるように屈曲している。つまり、基部３０が所定間隔を空けて配置されたときにおける短絡端子２９の先端の径方向の位置は、樹脂モールド２０の中心から全て同じである。また、回転軸１９に樹脂モールド２０を固定させたときに短絡端子２９を嵌合孔２８ａに嵌合させることが可能なように、短絡端子２９が軸線方向に屈曲する位置は、径方向における嵌合孔２８ａの位置と略一致する位置である。このため、短絡部材３１ａ〜３１ｈの基部３０が所定間隔空けて配置させるときに、短絡部材３１ａ〜３１ｈ間で短絡端子２９が干渉しないように、基部３０は、一定角度ずつ周方向にずらして配置される。具体的には、周方向に１５°ずつずらされて基部３０が配置される。
【００３５】
この基部３０は、基部３０同士が接触しないように所定間隔をもって配置された状態で、基部３０間に絶縁体である樹脂を介在させて固められている。換言すると、樹脂モールド２０に埋設された基部３０は、樹脂により周りが覆われ、しかも、その配置が移動しないように固定されている。尚、図４においては、図面の都合上、２つの短絡部材３１ａ〜３１ｈの基部３０しか図示していないが、実際には、８つの短絡部材３１ａ〜３１ｈの基部３０が積層されている。
【００３６】
そして、この短絡部材３１ａ〜３１ｈは、１２０°の間隔を有する３個のセグメント２６ｂ同士を短絡するものである。即ち、互いに１２０°の間隔にて配置された３つの短絡端子２９は、１つの基部３０に接続されている。
【００３７】
具体的には、図３（ａ）に示すように、短絡部材３１ａは、番号「１」「９」「１７」のセグメント２６ｂを短絡し、短絡部材３１ｂは番号「２」「１０」「１８」のセグメント２６ｂを短絡する。又、短絡部材３１ｃは番号「３」「１１」「１９」のセグメント２６ｂを短絡し、短絡部材３１ｄは番号「４」「１２」「２０」のセグメント２６ｂを短絡する。又、短絡部材３１ｅは番号「５」「１３」「２１」のセグメント２６ｂを短絡し、短絡部材３１ｆは番号「６」「１４」「２２」のセグメント２６ｂを短絡する。又、短絡部材３１ｇは番号「７」「１５」「２３」のセグメント２６ｂを短絡し、短絡部材３１ｈは番号「８」「１６」「２４」のセグメント２６ｂを短絡する。
【００３８】
ここで、樹脂モールド２０の成型方法について説明する。
樹脂モールド２０を成型する際には、まず、短絡部材３１ａ〜３１ｈの短絡端子２９及び基部３０同士が接触しないように、基部３０間の距離を所定間隔確保しつつ、樹脂モールド２０を円筒形状に成型する金型に短絡部材３１ａ〜３１ｈを配置する。その際、前述したように短絡部材３１ａ〜３１ｈ間で短絡端子２９が接触しないように、基部３０を所定角度ずつ周方向にずらしながら配置する。また、短絡端子２９の先端からの一部分、つまり、樹脂モールド２０から突出する部分以外の部分は、金型と接触しないように短絡部材３１ａ〜３１ｈを配置する。そして、短絡部材３１ａ〜３１ｈが互いに接触せずに配置された状態で、樹脂モールド２０を成型する金型に樹脂を充填し、円筒状の樹脂モールド２０を作成する。このとき、樹脂モールド２０から突出する部分以外の部分は、金型と接触していないために樹脂モールド２０の中に埋設される。即ち、予め整流子２３と接続するために突出させた部分を除いて、短絡部材３１ａ〜３１ｈの周りは全て樹脂に覆われる。しかも、短絡部材３１ａ〜３１ｈの周りを覆う樹脂は、一体成型されるために、短絡部材３１ａ〜３１ｈの位置関係がずれることはない。このため、短絡部材３１ａ〜３１ｈは、樹脂によりその周りがほぼ覆われて固定されるため、短絡部材３１ａ〜３１ｈ同士が接触することはない。
【００３９】
一方、セグメント２６ｂの巻線結合部２７は、励磁コイル２２ａ〜２２ｈからの巻線２５と結線される。尚、各励磁コイル２２ａ〜２２ｈは、図３（ａ）に示すように、各組のセグメント２６ｂの第２，第３セグメント間に接続される。
【００４０】
具体的には、励磁コイル２２ａは、巻線２５が番号「２」のセグメント２６ｂの巻線結合部２７から延びて所定ティース２１ａに巻回され、番号「３」のセグメント２６ｂの巻線結合部２７に接続されることで構成されている。励磁コイル２２ｂは、巻線２５が番号「５」のセグメント２６ｂの巻線結合部２７から延びて所定ティース２１ｂに巻回され、番号「６」のセグメント２６ｂの巻線結合部２７に接続されることで構成されている。励磁コイル２２ｃは、巻線２５が番号「８」のセグメント２６ｂの巻線結合部２７から延びて所定ティース２１ｃに巻回され、番号「９」のセグメント２６ｂの巻線結合部２７に接続されることで構成されている。励磁コイル２２ｄは、巻線２５が番号「１１」のセグメント２６ｂの巻線結合部２７から延びて所定ティース２１ｄに巻回され、番号「１２」のセグメント２６ｂの巻線結合部２７に接続されることで構成されている。励磁コイル２２ｅは、巻線２５が番号「１４」のセグメント２６ｂの巻線結合部２７から延びて所定ティース２１ｅに巻回され、番号「１５」のセグメント２６ｂの巻線結合部２７に接続されることで構成されている。励磁コイル２２ｆは、巻線２５が番号「１７」のセグメント２６ｂの巻線結合部２７から延びて所定ティース２１ｆに巻回され、番号「１８」のセグメント２６ｂの巻線結合部２７に接続されることで構成されている。励磁コイル２２ｇは、巻線２５が番号「２０」のセグメント２６ｂの巻線結合部２７から延びて所定ティース２１ｇに巻回され、番号「２１」のセグメント２６ｂの巻線結合部２７に接続されることで構成されている。励磁コイル２２ｈは、巻線２５が番号「２３」のセグメント２６ｂの巻線結合部２７から延びて所定ティース２１ｈに巻回され、番号「２４」のセグメント２６ｂの巻線結合部２７に接続されることで構成されている。
【００４１】
そして、このようなセグメント２６ｂが絶縁体２６ａの外周に配置されることにより構成される整流子２３には、互いに１８０°間隔を有して配置される陽極側（＋極側）給電ブラシ３２ａ及び陰極側（−極側）給電ブラシ３２ｂがそれぞれ摺接する。従って、例えば、図３（ａ）において、陽極側給電ブラシ３２ａが番号「１」のセグメント２６ｂに接触している場合、陰極側給電ブラシ３２ｂは番号「１３」のセグメント２６ｂに接触する。尚、図３（ａ）の矢印は、このときの電流が流れる方向を示している。
【００４２】
この場合、図３（ｂ）に示すように、励磁コイル２２ｃと励磁コイル２２ｆとの間に陽極側給電ブラシ３２ａが接続した状態となり、励磁コイル２２ｂと励磁コイル２２ｇとの間に陰極側給電ブラシ３２ｂが接続した状態となる。そして、各給電ブラシ３２ａ，３２ｂから整流子２３を介して各励磁コイル２２ａ〜２２ｈに電源が供給されると、モータ１１が回転し、この回転に伴って、整流子２３に対する各給電ブラシ３２ａ，３２ｂの接触する位置が順次移動することで、該モータ１１の回転が継続するようになっている。
【００４３】
以上詳述したように第一実施形態は、以下の特徴を有する。
（１）電機子コア２１の中心孔２４に、短絡部材３１ａ〜３１ｈがほぼ埋め込まれている樹脂モールド２０を圧入固定し、該樹脂モールド２０から突出している短絡端子２９とセグメント２６ｂと接続することによりセグメント２６ｂ間の短絡を行った。このとき、短絡部材３１ａ〜３１ｈは、樹脂モールド２０に埋設されて、電機子コア２１の軸線方向の範囲内に収納される。従って、電機子コア２１と整流子２３との間に短絡部材３１ａ〜３１ｈを収容するスペースを確保する必要が無く、電機子コア２１と整流子２３との間を短くすることができ、回転軸１９の短軸化を可能にする。特に、短絡するセグメント２６ｂの数が増えることに伴って、短絡部材３１ａ〜３１ｈの数が増えてしまい、収容スペースをより多く確保しなくてはならない場合に有効である。このように、回転軸１９の短軸化が可能になるために、モータ１１全体を小型化できる。
【００４４】
（２）短絡部材３１ａ〜３１ｈ同士が互いに接触しないように配置し、その状態で短絡部材３１ａ〜３１ｈの周りを樹脂で固めることで樹脂モールド２０を成型した。これにより、短絡部材３１ａ〜３１ｈの表面が樹脂でほぼ覆われる。しかも、短絡部材３１ａ〜３１ｈの周りを樹脂は一体成型されているので、その状態で短絡部材３１ａ〜３１ｈの配置が固定される。このため、短絡部材３１ａ〜３１ｈの配置が衝撃等によっても移動することがないので、短絡部材３１ａ〜３１ｈ同士の接触を確実に防止することができ、短絡部材３１ａ〜３１ｈ同士の接触によるモータ１１の不具合を防止することが可能となる。
【００４５】
しかも、予め短絡部材３１ａ〜３１ｈが積層された状態で埋設された樹脂モールド２０を回転軸１９に取り付け、セグメント２６ｂを短絡させる。このため、セグメント２６ｂの短絡する位置に対応させて短絡部材３１ａ〜３１ｈを一つずつ周方向に所定角度ずつずらして回転軸１９に積層して回転軸１９に直接組み付けていく方法に比べて、容易に組み付けることができる。
【００４６】
（３）短絡部材３１ａ〜３１ｈを積層した際に、軸方向における短絡端子２９の先端の位置を一致させ、また、セグメント２６ｂの一端に嵌合孔２８ａを設け、そこに短絡端子２９の先端を嵌合させることにより、セグメント２６ｂと短絡端子２９を接続した。このため、樹脂モールド２０又は整流子２３を回転軸１９の軸線方向に沿って移動させるだけで、短絡端子２９の先端をセグメント２６ｂに全て接続することが容易に可能となる。また、嵌合孔２８ａに短絡端子２９の先端を嵌合させることで接続しているので、セグメント２６ｂと短絡端子２９をネジや接着剤等で固定しなくても接続が離れるようなことがなく、接続が容易である。
【００４７】
（第二実施形態）
以下、本発明を具体化した第二実施形態を説明する。なお、第一実施形態と同様の構成については、同じ符号を付すことにより、その詳細な説明及び図面を省略する。
【００４８】
図６（ａ）に示す電機子コア２１の内周面４０には、溝部としてのローレット溝４１が形成されている。そして、電機子コア２１の中心孔２４に配置され、固定されている樹脂モールド２０の外周面２０ｂには、図６（ｂ）に示すように、該ローレット溝４１に対応する係合凸部４２が一体形成されている。この係合凸部４２がローレット溝４１と係合するために、電機子コア２１と樹脂モールド２０との間の廻り止めがなされ、電機子コア２１と樹脂モールド２０とが確実に一体回転する。
【００４９】
また、図７（ａ）に示すように、該樹脂モールド２０の貫通孔２０ａに挿通され、固定されている回転軸１９の外周面４３には、溝部としての切り欠き溝４４が形成されている。一方、樹脂モールド２０の内周面２０ｃには、図７（ｂ）に示すように、該切り欠き溝４４に対応する係合凸部４５が一体形成されている。該係合凸部４５が切り欠き溝４４と係合することにより、樹脂モールド２０と回転軸１９との間の廻り止めがなされ、回転軸１９と樹脂モールド２０とが確実に一体回転する。
【００５０】
ここで、第二実施形態における樹脂モールド２０の成型方法について説明する。
まず、樹脂モールド２０を成型する金型に、外周面４３に前記切り欠き溝４４が形成された回転軸１９を設置し、その回転軸１９を中心として、短絡部材３１ａ〜３１ｈと、内周面４０に前記ローレット溝４１が形成された電機子コア２１と、を設置する。その際、電機子コア２１の軸線範囲内に全ての短絡部材３１ａ〜３１ｈの基部３０が収まるようにし、また、樹脂モールド２０から突出させる部分以外の部分が、金型、電機子コア２１及び回転軸１９と接触しないように、短絡部材３１ａ〜３１ｈを金型に配置する。次に、これらの設置された部品と金型により形成されたキャビティ内に樹脂を射出すると、樹脂は電機子コア２１のローレット溝４１及び回転軸１９の切り欠き溝４４に充填される。従って、外周面２０ｂに前記ローレット溝４１に対応する係合凸部４２を有し、かつ、内周面２０ｃに前記切り欠き溝４４に対応する係合凸部４５を有する円筒形状の樹脂モールド２０が成型される。そして、金型をはずすことにより、図８（ｂ）に示すような電機子コア２１及び回転軸１９に固定された状態で、電機子コア２１の軸線範囲内に納められた樹脂モールド２０を得ることができる。
【００５１】
この状態において、電機子コア２１と樹脂モールド２０の軸方向両側面４６，４７に、電機子コア２１、樹脂モールド２０及び回転軸１９により、図８（ｂ）に示すように、環状の嵌合凹部４８が形成される。
【００５２】
この嵌合凹部４８に嵌合する環状の嵌合凸部４９と、及び回転軸１９が挿通され回転可能に支持する円筒部５０と、を有する環状の補強部材５１が、図６（ｂ）に示すように、電機子コア２１及び樹脂モールド２０の軸方向両側面４６，４７から嵌め込まれる。尚、短絡端子２９が突出している樹脂モールド２０の側面４６に嵌め込まれる補強部材５１には、短絡端子２９が整流子２３側に突出することを可能にするために、図８（ａ）に示すように、短絡端子２９を挿通する挿通孔５２が短絡端子２９の位置に対応させて形成されている。即ち、短絡端子２９の数は２４本存在するので、補強部材５１には、２４つの挿通孔５２が形成されており、また、その配置は短絡端子２９の位置に対応するように、補強部材５１の中心から所定間隔あけて形成されている。尚、当然のことであるが、補強部材５１と短絡端子２９は接触しないように挿通孔５２は形成されている。また、これらの補強部材５１は、円盤状の金属板がプレス加工されることにより成形される。
【００５３】
補強部材５１が嵌め込まれた後、第一実施形態と同様にして、短絡端子２９の整流子２３への接続、励磁コイル２２ａ〜２２ｈの作成、巻線２５の接続等を行うことにより、電機子１３が作成される。この電機子１３が固定子１２に配置されることによりモータ１１が作成される。
【００５４】
以上詳述したように第二実施形態は、以下の特徴を有する。
（１）電機子コア２１の両側面４６，４７から環状の嵌合凹部４８に、環状の嵌合凸部４９を有する金属製の補強部材５１を嵌合させることにより、樹脂モールド２０を電機子コア２１の中心孔２４と補強部材５１とにより形成された空間内に収容した。つまり、補強部材５１は、電機子コア２１の軸方向における側面と当接する第１の面と、樹脂モールド２０の軸方向における側面と当接する第２の面とを有し、該第１の面と該第２の面との間を一定間隔に保つように支持し、かつ、樹脂モールド２０の軸方向両側から樹脂モールド２０の軸線方向の移動を規制した。このように、補強部材５１が軸方向の両側から樹脂モールド２０及び電機子コア２１を支持するため、樹脂モールド２０と電機子コア２１との間において、軸線方向の位置関係がずれることが無くなる。従って、電機子コア２１が回転中に軸線方向にずれ、電機子コア２１と整流子２３との間の軸線方向の距離が大きくなることで、セグメント２６ｂと接続される巻線２５が断線するような事態等を防止することができる。また、電機子コア２１と固定子１２に固定されている永久磁石１６との間で、軸線方向における位置関係がずれることで、励磁コイル２２ａ〜２２ｈが受ける磁束の数が減少し、最適な性能が発揮できなくなるような不具合がなくなる。
【００５５】
（２）環状の嵌合凹部４８に環状の嵌合凸部４９が嵌合されたことにより、補強部材５１は、回転軸１９の外周面と電機子コア２１の内周面との間を支持して回転軸１９の外周面と電機子コア２１の内周面との間を一定間隔離れた状態に保つ。つまり、補強部材５１は、電機子コア２１の内周面と当接する環状の第１の当接面と、回転軸１９と当接する環状の第２の当接面とを有し、該第１の当接面と該第２の当接面との間を一定間隔に保つように支持している。このように、補強部材５１が回転軸１９と電機子コア２１との間を一定間隔に保つことで、補強部材５１、回転軸１９及び電機子コア２１により囲まれた空間は一定形状に保たれる。樹脂モールド２０は、この一定形状に保たれた空間内に収容されるので、樹脂モールド２０に対して偏った圧力が加わることによるクリープ変形等の形状の変化を防止することができる。
【００５６】
従って、樹脂モールド２０の形状が変形することによって生じる電機子コア２１の傾きを防止できるので、電機子コア２１の傾きによって生じるモータ１１の異音や性能の低下を防ぐことが可能となる。
【００５７】
（３）  樹脂モールド２０を成型する金型に外周面４３に切り欠き溝４４が形成された回転軸１９を配置した状態で、樹脂を流し込み、樹脂モールド２０を成型した。このため、樹脂モールド２０の内周面２０ｃに切り欠き溝４４に対応する位置に、該切り欠き溝４４と係合する係合凸部４５が一体形成される。従って、回転軸１９に対して樹脂モールド２０の廻り止めをすることができ、確実に回転軸１９と樹脂モールド２０が一体的に回転する。
【００５８】
短絡端子２９を嵌合孔２８ａに嵌合しなくてはならないので、回転軸１９と一体的に回転する整流子２３は、樹脂モールド２０との周方向の相対位置を予め定められている。つまり、整流子２３と樹脂モールド２０の周方向の相対位置がずれると、嵌合孔２８ａから短絡端子２９がはずれて、セグメント２６ｂ間が短絡されなくなるおそれがある。しかし、ローレット溝４１と係合する係合凸部４２により、回転軸１９、樹脂モールド２０、整流子２３が一体回転するので、そのようなおそれがなくなる。
【００５９】
また、樹脂モールド２０を成型する金型に内周面４０にローレット溝４１が形成された電機子コア２１を配置してから、樹脂を流し込み、樹脂モールド２０を成型した。このため、樹脂モールド２０の外周面２０ｂにローレット溝４１に対応する位置に、該ローレット溝４１と係合する係合凸部４２が一体形成される。従って、電機子コア２１に対して樹脂モールド２０の廻り止めをすることができ、確実に電機子コア２１と樹脂モールド２０が一体的に回転する。
【００６０】
つまり、樹脂モールド２０の外周面２０ｂ及び内周面２０ｃに電機子コア２１又は回転軸１９と係合する凹凸を形成することにより、確実に電機子コア２１、樹脂モールド２０及び回転軸１９が一体的に回転することができる。
【００６１】
ティース２１ａ〜２１ｈに巻線２５が巻回されることによって構成される励磁コイル２２ａ〜２２ｈとセグメント２６ｂは巻線２５にて結合されている。このため、電機子コア２１と整流子２３との周方向の相対位置を予め定められており、整流子２３と電機子コア２１との周方向の相対位置がずれると、巻線２５が切断されて、励磁コイル２２ａ〜２２ｈに電流が供給されなくなるおそれがある。しかし、電機子コア２１、樹脂モールド２０、整流子２３及び回転軸１９が一体的に回転するので、このような不具合を防止することができる。
【００６２】
（４）電機子コア２１及び回転軸１９に対して、樹脂モールド２０の廻り止めをすることができるので、樹脂モールド２０から短絡端子２９が突出する側面に嵌め込まれた補強部材５１に形成された挿通孔５２と短絡端子２９の位置関係がずれにくくなる。このため、金属製の補強部材５１と短絡端子２９が接触して、本来同電圧としないセグメント２６ｂ間を同電位としてしまうような不具合が生じ難くなる。
【００６３】
なお、上記以外に次の形態にて具体化できる。
○第一実施形態において、樹脂モールド２０の外周面２０ｂに凹凸を形成し、樹脂モールド２０の外径半径の少なくとも一部が電機子コア２１の内径半径よりも大きくなるようにし、その樹脂モールド２０を電機子コア２１に圧入固定することで、電機子コア２１に対して廻り止めが行われるようにしても良い。また、同様に、樹脂モールド２０の内周面２０ｃに凹凸を形成し、樹脂モールド２０の内径半径の少なくとも一部が電機子コア２１の外径半径よりも小さくなるようにし、その樹脂モールド２０に回転軸１９を圧入固定することで、回転軸１９に対して廻り止めが行われるようにしても良い。
【００６４】
○上記実施形態では、セグメント２６ｂから径方向内側に延出する端子結合部２８を形成し、該端子結合部２８に嵌合孔２８ａを形成したが、セグメント２６ｂと短絡端子２９とが電気的に接続するならば、この位置以外の位置でも良い。例えば、嵌合孔２８ａの位置を、巻線２５が接続される巻線結合部２７の先端の位置と、該巻線結合部２７がセグメント２６ｂから延出する位置との間に形成してもよい。
【００６５】
○上記実施形態では、嵌合孔２８ａに短絡端子２９の先端を嵌合させることにより、短絡端子２９とセグメント２６ｂとを接続していたが、セグメント２６ｂと短絡端子２９が接触するならば、嵌合孔２８ａを設けなくてもよい。
【００６６】
○上記実施形態では、短絡部材３１ａ〜３１ｈの基部３０の形状は、環状であったが、樹脂モールド２０に埋設されるのならば、環状でなくてもよい。
上記の実施形態又は別例から把握できる技術的思想を以下に記載する。
【００６７】
（ア）  前記短絡部材が埋め込まれた前記等電圧部が、前記電機子コアに形成された中心孔に固定され、該等電圧部に形成された貫通孔に前記回転軸が固定されたことを特徴とする請求項１に記載の電機子。
【００６８】
（イ）  前記等電圧部を成型する金型に、前記電機子コア及び前記回転軸が配置され、該電機子コア及び前記回転軸と接触しないように短絡部材が配置された状態で、金型に樹脂を流し込むことにより前記等電圧部の少なくとも一部が電機子コアの軸方向の範囲内に収容されたことを特徴とする請求項７又は８に記載の電機子。
【００６９】
（ウ）  突出した前記短絡端子の回転軸の軸方向における先端の位置が一致するように形成されたことを特徴とする請求項９に記載の電機子。
（エ）  前記補強部材は、電機子コアの軸方向の面と接する第１の面と、前記等電圧部の軸方向の面と接する第２の面と、前記第１の面と前記第２の面との間を一定間隔に保つ接合部と、を有することを特徴とする請求項１０に記載の電機子。
【００７０】
（オ）  前記補強部材は、電機子コアの内周面と当接する第１の当接面と、電機子コアの外周面と当接する第２の当接面と、前記第１の当接面と前記第２の当接面との間を支持する支持部と、を有することを特徴とする請求項１１に記載の電機子。
【００７１】
（カ）  前記補強部材は、電機子コアの内周面と当接する第１の当接面と、電機子コアの外周面と当接する第２の当接面と、前記第１の当接面と前記第２の当接面との間を支持する支持部と、を有する嵌合凸部が形成されたことを特徴とする請求項１１に記載の電機子。
【００７２】
（キ）  前記補強部材は、電機子コアの中心孔に形成された空間内に前記等電圧部が配置されたときに形成される電機子コアの内周面と等電圧部の軸線方向における側面と回転軸により形成される環状の嵌合凹部に嵌合する嵌合凸部を有したことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の電機子。
【００７３】
（コ）  前記補強部材に、突出する短絡端子を挿通する挿通孔が形成されたことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の電機子。
（サ）  前記等電圧部の外周面に設けられた前記凹凸は、前記電機子コアの内周面に形成された溝部に対して軸方向に係合する係合凸部であることを特徴とする請求項３又は４に記載の電機子。
【００７４】
（シ）  前記等電圧部の内周面に設けられた前記凹凸は、前記回転軸の外周面に形成された溝部に対して軸方向に係合する係合凸部であることを特徴とする請求項６又は７に記載の電機子。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、短絡部材同士の接触を防止し、電機子及びモータを小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】モータの縦断面図。
【図２】ティース及び樹脂モールドの上面図。
【図３】（ａ）は、モータの展開図、（ｂ）は、励磁コイルの結線図。
【図４】整流子の下面図。
【図５】樹脂モールドの斜視図。
【図６】（ａ）は、第二実施形態の電機子コアの断面斜視図、（ｂ）は、樹脂モールドの斜視図。
【図７】（ａ）は、第二実施形態の回転軸の斜視図、（ｂ）は、樹脂モールドの断面斜視図。
【図８】（ａ）は、補強部材の上面図、（ｂ）は、第二実施形態の樹脂モールドの断面図。
【符号の説明】
１１…モータ、１２…固定子、１３…電機子、１６…永久磁石、１９…回転軸、２０…樹脂モールド、２１…電機子コア、２１ａ〜２１ｈ…ティース、２２ａ〜２２ｈ…励磁コイル、２３…整流子、２５…巻線、２６ｂ…セグメント、２８…嵌合部、２９…短絡端子、３０…基部、３１ａ〜３１ｈ…短絡部材、３２ａ…陽極側給電ブラシ、３２ｂ…陰極側給電ブラシ、４１…ローレット溝、４３…樹脂モールドの外周面に形成された係合凸部、４４…切り欠き溝、４５…樹脂モールドの内周面に形成された係合凸部、５１…補強部材、５２…挿通孔。
【図１】
2004242445.tif 000003
【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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【図８】
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