(57)【要約】【課題】整流子とコイルとの接続が容易に行え、低コストとなる整流子および整流子モータを提供する。【解決手段】基板２０上に印刷によって形成された平面形状のセグメント２３を備え、セグメント２３にロータ１０のコイル９が電気的に接続されて、セグメント２３にブラシ１１が接触することによって、ロータ１０に給電が成される整流子２において、セグメント２３の径方向の側面２２にセグメント２３と一体に形成される導体部２５である凹部２６を形成することによって、凹部２６にコイル９の端部１０を電気的に接続する構成とした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成されたセグメントを有し、該セグメントにロータのコイルが電気的に接続され、前記セグメントにブラシが接触することにより前記ロータに給電が成される整流子において、
前記セグメントの径方向側面に前記セグメントと一体に形成される導体部を有し、該導体部に前記コイルが固定される凹部を形成したことを特徴とする整流子。
【請求項２】
前記凹部は、前記コイルのコイル径と一致するか、または、前記コイルのコイル径の形状と一致することを特徴とする請求項１に記載の整流子。
【請求項３】
ハウジングと、
セグメントが形成された平面形状の整流子と、該整流子と電気的に接続されるコイルとを有し、前記ハウジングに対して回転自在に軸支されたロータとを備え、前記整流子から前記ロータに対して給電が成される整流子モータにおいて、
前記セグメントの径方向側面に前記セグメントと一体に形成される導体部を有し、該導体部に前記コイルが固定される凹部を形成したことを特徴とする整流子モータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラシを備えたブラシ付モータのロータに対して、ブラシから給電が成される整流子およびその整流子を備えた整流子モータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ブラシ付の直流モータは、ハウジングにロータが回転自在に軸支され、ロータに対してブラシから整流子に給電がなされる構成となっている。この様なモータは、ブラシから整流子を介してロータに巻回されたコイルに電流が流れ、コイルと対向してハウジング内に配設された永久磁石との電磁力によって、ロータが回転を行う。
【０００３】
上記の如く、整流子を介してロータに給電が成される直流モータを整流子モータと称するが、ブラシから給電が成される整流子の構造としては、複数個の整流子パターンを含めて高摺動性樹脂により印刷配線されて一体成形されたものが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
一方、整流子とロータに巻回されるコイルとの電気的接続に関しては、ブラシ摺接面となる複数のセグメントを周方向に設け、各セグメントの径方向端にコイル接続用端子が設けられ、コイル接続用端子は内側に斜め上方に突出する掛止部を形成して、セグメントを一体化する絶縁性支持体の中に掛止部を埋設させる構成が知られている（例えば、特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１５７３９９号公報（段落［００１４］、第１図）
【０００６】
【特許文献２】
特開２００１−１１９９００号公報（段落［００１４］、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記した特許文献１の如く、パターンが印刷配線された整流子に対して、コイルとの接続を考えた場合、特許文献２に示される様に、内側に斜め上方に突出する掛止部が形成されたコイル接続用端子を設けて、整流子と一体化させる方法が取られる。しかし、掛止部を有するコイル接続用端子を設けて、整流子にコイル接続用端子を一体化させる方法では、各セグメントに対するコイル接続用端子が必要となり、しかも、コイル接続用端子には掛止部等の加工が必要になる為、整流子を作るのにコストアップしてしまう。また、整流子に対してコイルを電気的に接続する工程が複雑になってしまい、コストアップを招く。
【０００８】
よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、整流子とコイルとの接続が容易となり、低コストな整流子および整流子モータを提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために講じた第１の手段は、基板上に印刷によって形成されたセグメントを有し、該セグメントにロータのコイルが電気的に接続され、前記セグメントにブラシが接触することにより前記ロータに給電が成される整流子において、前記セグメントの径方向側面に前記セグメントと一体に形成される導体部を有し、該導体部に前記コイルが固定される凹部を形成したことである。
【００１０】
上記した手段によれば、セグメントの径方向側面にセグメントと一体に形成される導体部を有し、導体部にコイルが固定される凹部を形成したので、導体部となる凹部にコイルを固定することが可能である。例えば、凹部へのコイルの固定は、凹部が導体であることから、ヒュージングによるスポット溶接や、簡単な半田付け等により行うことが可能であるが故に、整流子へのコイルの接続は、従来の如く、コイル接続用端子を設け、掛止部を埋設させた後、コイル接続用端子にコイルを引っ掛けて固定しなくて良くなる為、整流子とコイルとの接続が容易となる。これは、コイル接続用端子は必要なくなるので、整流子の構造が簡単になり安価とすることが可能である。
【００１１】
この場合、凹部は、コイルのコイル径と一致させるか、または、コイルのコイル径の形状と一致させれば、凹部にコイルをコイル径に合った正確な位置で位置決めし易く、整流子とコイルとの接続がより容易となる。
【００１２】
また、上記した課題を解決するために講じた第２の手段は、ハウジングと、セグメントが形成された平面形状の整流子と、該整流子と電気的に接続されるコイルとを有し、前記ハウジングに対して回転自在に軸支されたロータとを備え、前記整流子から前記ロータに対して給電が成される整流子モータにおいて、前記セグメントの径方向側面に前記セグメントと一体に形成される導体部を有し、該導体部に前記コイルが固定される凹部を形成したことである。
【００１３】
上記した手段によれば、セグメントの径方向における側面にはセグメントと一体に形成される導体部である凹部が形成され、その凹部にコイルを固定することが可能である。例えば、コイルを凹部に固定する場合、凹部は導体であることから、凹部にコイルを当接させた状態でのヒュージングによるスポット溶接や半田付け等を行い固定することが可能である。よって、従来の如く、整流子にコイル接続用端子を設けて、掛止部を埋設させた後、コイル接続用端子にコイルを引っ掛けて固定しなくて良くなる為、整流子とコイルとの接続を容易に行うことが可能である。これは、コイル接続用端子は必要なくなるので、整流子の構造が簡単になり、安価な整流子を用いて整流子モータを提供することが可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、ブラシ付モータ（ここでは、整流子モータと称す）１の構成を示す断面図である。図１に示す整流子モータ１は、シャフト８を備えたロータ１０が、金属製のハウジング３，４の中に２つの軸受６，７によって回転自在に軸支されている。
【００１６】
ハウジング３は有底円筒状を呈し、開口する一方の端部は径方向に延在するフランジ３ｂとなっていると共に、ハウジング３の中央には孔３ａが形成され、この孔３ａに外側から軸受６が嵌着されている。一方、ハウジング４はハウジング３のフランジ３ｂの外径と同径となっており、ハウジング３とでハウジング３の開口を閉塞する。ハウジング４の中央にはホルダ５が内側から嵌まる孔４ａが形成され、ハウジング４には孔４ａと同軸で永久磁石１４が側面に接着剤等により固定されている。永久磁石１４はハウジング４の中心と同軸配置されており、周方向において、Ｎ極とＳ極とが交互となる様、複数個（例えば、４個または６個）設けられている。この様なハウジング３，４は、互いに図示しないボルト等の締結部材によって結合されている。
【００１７】
ハウジング４に形成された孔４ａには、中央にフランジ５ｃを有し、後述するロータ１０に対して給電を行うブラシ１１を保持するためのブラシホルダ機能と、ロータ１０の一側をハウジング４によって軸受する軸受機能を有する樹脂から成るホルダ５がハウジング４の内側から嵌っている。
【００１８】
ホルダ５は円筒状を呈し、中央に軸受機能を有する凹部５ａが形成されていると共に、凹部５ａの外径にはブラシ１１が配設される２つのブラシ取り付け孔５ｂがホルダ５の中心に対して対称位置に形成されている。凹部５ａにはシャフト８の一端を軸支する軸受７が圧入により配設され、２つのブラシ取り付け孔５ｂにはそれぞれスプリング１２と、スプリング１２により図１に示す左方向に押圧される金属製のブラシ１１が配設される。
【００１９】
シャフト８は、モータ１の回転を外部に伝達させるものであり、軸受６，７によって回転自在に軸支されており、シャフト８には整流子２およびコイル９を備えた円盤状の金属から成る回転板１３が一体で取り付けられている。尚、本実施形態においては、シャフト８と一体回転を行う整流子２及びコイル９を備えた回転板１３が、ロータ１０を構成している。
【００２０】
回転板１３の一側にはシャフト８を中心として周方向において永久磁石１４と対向する位置で複数個のコイル９が位置決めされ、取り付けられている。コイル９は、例えば、導電率が優れた導体金属（例えば、銅線やニッケル線等）から成り、表面に樹脂等の絶縁被膜が被膜形成されたエナメル線をここでは用いている。コイル９は形状が台形形状を呈し、コイル９の端部９ａは整流子２に電気的に接続された状態で、シャフト８と同軸且つ周方向に等間隔で複数（例えば、４個）配設される。周方向に配設されたコイル９の内径には、ブラシ１１がスプリング１２の付勢力により接触する状態となっており、ブラシ１１からロータ１０に対して給電が成されるための整流子２が配設されている。この場合、整流子２は軸方向において、回転板１３に当接し、シャフト８が回転すると、ブラシ１１に対して摺接しながら、コイル９を備えた回転板１３と整流子２とは一体となって回転を行う。
【００２１】
そこで、図２を参照して整流子２について詳細に説明する。
【００２２】
本実施形態における整流子２は平面の円盤形状を呈し、摺動性および耐摩耗性を持たせるためにガラスエポキシ樹脂の基板２０の上に、銅箔パターンが形成されている。この銅箔パターンによって基板上には複数のセグメント２３が形成されている。整流子２のセグメント２３の形成には、プリント基板を作る方法（例えば、基板上に回路パターンをスクリーン印刷等の印刷技術を用いて転写して、回路パターン等の必要な部位をマスキングしてエッチング処理することにより、回路パターン等の必要な部位のみ銅箔を残す方法）によって、形成されている。この様な方法によって得られた整流子２の各セグメント２３は、ブラシ１１が接触し摺動を行う場合、基板上に銅箔が設けられる部位が導電部２５（２５ａ，２５ｂ）となり、ブラシ１１は導電部２５ａの上を摺動するものとなる。一方、ブラシ１１の摺動面において銅箔がエッチングにより除去された部位（図２において中心から放射状にＴ字状となった部位）は非導電部２１となる。図２における構成では、周方向において等間隔で導電部２５ａである８個のセグメント２３がそれぞれ非導電部２１を介して設けられる。ブラシ摺動面の導電部２５ａは、整流子２の中心から放射状に外径に向かってゆくに従って、周方向の幅が広くなっており、径方向の端部２７近傍では周方向の幅が狭くなっている。また、整流子２の板厚方向である側面２２にも導電部２５ｂが形成されており、導電部２５ｂはブラシ摺動面から直角方向に連続して８箇所形成されており、この導電部２５ｂは電気回路のプリント基板に通常スルーホールを形成するのと同じ公知の技術を用いて、形成されている。更に、導電部２５ｂ周方向の中央には、整流子２の軸方向に延在し、銅箔が付着した凹部２６が等間隔で８箇所形成されている。この凹部２６は、コイル９のコイル径と同一若しくは略同一であり、コイル径と同一の形状を成す半円形状（溝状）となっており、凹部２６にコイル９の端部９ａが、図３の如く取り付けられ、凹部内２６で端部９ａの側面を当接させることにより、コイル９の端部９ａが固定される様になっている。
【００２３】
つまり、整流子２とコイル９との電気的接続は、図４の（ａ）に示す様に、側面２２の導電部２５ｂである凹部２６にコイル９の端部９ａが位置決めされる。そして、図４の（ｂ）に示す様に、凹部２６に端部９ａを位置決めした状態でコイル径に一致した凹部を有するヒュージング電極３０を、コイル９の固定を行う端部９ａに当て、セグメント２３側を接地した状態にする。この状態でヒュージング電極３０に所定電圧を印加すると、ヒュージング電極３０からコイル９、セグメント２３に電流が流れ、凹部２６とコイル９の端部９ａとの接合面を溶着により固定して、電気的に結合する方法が取られる。
【００２４】
図１に示す組付け状態では、ブラシ１１は整流子２の平面部に形成されたセグメント２３もしくは非導電部２１に当接する。ブラシ１１は図示しないコネクタから給電が可能となっており、モータ１に対して給電が成されると、ブラシ１１を介して、ブラシ１１が接触する整流子２を介して給電を行うことができる。整流子２にはセグメント２３の板厚方向の側部に設けられた凹部２６にコイル９の端部９ａが電気的に接続されていることから、複数個のコイル９に対して給電がなされる。コイル９に給電が成されると、コイル９にはハウジング４に固定された永久磁石１４が軸方向において対向しており、永久磁石１４との電磁力による吸引／反発力によって、コイル９を支持する回転板１３には回転力が発生し、その結果、ロータ１０が回転を行う。この様なロータ１０の回転によって、回転力がシャフト８より出力される。
【００２５】
上記した構成によって、平面形状の整流子２は基板上に銅箔を印刷してエッチング処理を施すことで、プリント基板の製造技術を用いて各セグメント２３を作ることにより、安価な整流子を作ることができる。この場合、プリント基板の製造技術を用いて整流子２の側面に導電部２５ｂとなった凹部２６を一緒に作ることができ、凹部２６にコイル９の端部９ａをヒュージングにより固定することで、整流子２とコイル９との電気的接続を安価な方法で行うことができる。
【００２６】
本実施形態においては、基板２１には一例としてガラスエポキシ基板を用いたが、これに限定されるものではなく、樹脂製基板、金属製基板またはセラミック製基板であっても良い。また、基板上に設けられる導電部２５は、電気を伝えやすい良導体（例えば、銀、金等）であれば良い。
【００２７】
更に、凹部２６は半円弧状でなくとも、角溝であっても良い。また、凹部２６とコイル９との電気的な固定は、安価な半田付けであっても良い。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、セグメントの径方向側面に導体部を有し、導体部にコイルが固定される凹部を形成したので、セグメントの径方向における側面の導体部に形成された凹部に、ヒュージングによるスポット溶接や半田付け等により行うことにより固定することができ、従来の如く、コイル接続用端子を設けてコイルを整流子に固定しなくて良くなる為、整流子とコイルとの接続を容易にできる。また、この接続は、コストアップしない安価なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における整流子モータの構成を示す断面図である。
【図２】図１の整流子の形状を示した斜視図である。
【図３】図２の整流子に対してコイルを接続する場合の模式図である。
【図４】図４（ａ）および図４（ｂ）は図２の整流子に対してコイルを接続する接続工程である。
【符号の説明】
１  ブラシ付モータ（整流子モータ）
２  整流子
３，４  ハウジング
９  コイル
１０  ロータ
１１  ブラシ
２０  基板
２３  セグメント
２４  側面
２５  導体部
２６  凹部
【図１】
2004260877.tif 000003
【図２】
2004260877.tif 000004
【図３】
2004260877.tif 000005
【図４】
2004260877.tif 000006