(57)【要約】【課題】過電圧抑制素子の搭載構造を改善することにより、電機子の巻線コイルの線積を充分確保でき、高トルク化又は扁平化（小形化）を図り得るブラシ付き小形モータの提供。【解決手段】ブラシ付き小形モータは、モータ軸１に支持されて突極部３ａに巻線コイル２を有する積層コア３と、軸１に支持されてコア３の軸方向の一方側に隣接し、コイル２と電気的に接続して成る整流子１４と、モータケース５側に支持されて整流子１４に摺接するブラシ片６とを備える。バリスタ１９は軸１に支持されてコア３の軸方向の他方側に配置されている。整流子１４を構成する整流子片Ｓが一体的に具備する軸方向端子部Ｓ３は、コア３とは電気的絶縁状態でコア３の厚み方向に通り、ブラシ摺接部Ｓ１とバリスタ９とを導電接続する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ軸に支持されて突極部に巻線コイルを有する電機子コアと、前記モータ軸に支持されて前記電機子コアの軸方向の一方側に隣接し、前記巻線コイルと電気的に接続して成る整流子と、固定子側に支持されて前記整流子に摺接するブラシとを備えたブラシ付き小形モータにおいて、
前記モータ軸に支持されて前記電機子コアの軸方向の他方側に配置された過電圧抑制素子と、前記電機子コアとは電気的絶縁状態で当該電機子コアの厚み方向に通り、前記整流子と前記過電圧抑制素子とを導電接続するための通電体とを有することを特徴とするブラシ付き小形モータ。
【請求項２】
請求項１において、前記通電体は、前記整流子を構成する整流子片が一体的に具備する軸方向端子部であることを特徴とするブラシ付き小形モータ。
【請求項３】
請求項２において、前記電機子コアはその非突極部に前記軸方向端子部が挿通するための第１の貫通孔を有することを特徴とするブラシ付き小形モータ。
【請求項４】
請求項３において、前記電機子コアの前記一方側の端面を覆う第１の絶縁性ブッシュと、前記電機子コアの前記他方側の端面を覆う第２の絶縁性ブッシュとを有し、前記第１及び第２の絶縁性ブッシュの少なくとも一方は、前記第１の貫通孔に差し込まれて前記軸方向端子部が貫通するための第２の貫通孔を有する絶縁性鞘部を備えて成ることを特徴とするブラシ付き小形モータ。
【請求項５】
請求項４において、前記第２の絶縁性ブッシュは、前記過電圧抑制素子を担持するための係止部を有することを特徴とするブラシ付き小形モータ。
【請求項６】
請求項４又は請求項５において、前記過電圧抑制素子は前記通電体の前記他方側へ突出した部分の内周側に配置されていることを特徴とするブラシ付き小形モータ。
【請求項７】
請求項６において、前記過電圧抑制素子は環状であって、その外周面で前記突出した部分に導電接続して成ることを特徴とするブラシ付き小形モータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バリスタ等の過電圧抑制素子を備えたブラシ付き小形モータに関し、特に、過電圧抑制素子の搭載構造の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般のブラシ付き小形３相モータは、例えば図４に示す如く、モータ軸１に支持されて突極部に３相巻線コイル２を有する積層コア（電機子コア）３と、モータ軸１に支持されて積層コア３の軸方向の一方側に隣接し、巻線コイル２と電気的に接続して成る整流子４と、モータケース５側に支持されて整流子４に摺接するブラシ片６と、モータケース５の内周面に固着した永久磁石７とを備えている。この小形３相モータは２磁極・３突極構造である。積層コア３は、軸方向一方側の端面を覆う第１の絶縁性ブッシュ（絶縁コア）８ａと、軸方向他方側の端面を覆う第２の絶縁性ブッシュ（絶縁コア）８ｂとを有する。整流子４は、３個の整流子片（セグメント）をモータ軸１に圧入した整流子ホルダ１７に組み付け、ワッシャー等の留め環８で締め付け固定して成る。各整流子片はブラシ摺接部４ａから起立して一体的に放射方向に配向したライザーとしての放射状端子部４ｂを有する。放射状端子部４ｂ上で留め環８の外周側に３電極部付き円環状バリスタ９を嵌め、各電極部が半田付けで放射状端子部４ｂ自身に固着されて導電接続している。また、巻線コイル２の一部は放射状端子部４ｂの先端側に絡げて半田接続されている。なお、１０はブラシ片６に給電するためのブラシ端子である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の様に、整流子４にライザーとしての放射状端子部４ｂを具備するブラシ付きモータにあっては、円環状バリスタ９を放射状端子部４ｂ上の留め環８の外周側に搭載し、放射状端子部４ｂの先端側に巻線コイル２の一部を接続して成る構造である。
【０００４】
（１）  巻線コイル２は積層コア３の突極部に巻装するものであるから、円環状バリスタ９又は放射状端子部４ｂの外周側が邪魔になり、巻線部分が軸方向へ大きく膨らむ迄には巻線を巻回し難く、円環状バリスタ９又は放射状端子部４ｂ自体に規制されて巻線コイル２の線積を充分確保できない不都合がある。このため、モータの高トルク化又は扁平化（小形化）を図り得ない。
【０００５】
（２）  半田付け等の上記固着接続の際に生じる熱による整流子ホルダ１７への熱変形を抑制する目的で、通常、整流子ホルダ７はガラス含有の耐熱樹脂成形品である。このため、整流子ホルダ７を第１の絶縁性ブッシュ８ａと一体的な樹脂成形品を用い、部品点数の削減を目的として、ガラス含有の耐熱樹脂を用いると、硬質であるため、巻線コイル２の絶縁被膜を損傷・剥離する危険もあり、その一体化は困難であった。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その第１の課題は、電機子の巻線コイルの線積を充分確保でき、高トルク化又は扁平化（小形化）を図り得るブラシ付き小形モータを提供することにある。
【０００７】
更に、本発明の第２の課題は、整流子ホルダと電機子の絶縁性ブッシュとの一体成形品を用いることが可能なブラシ付き小形モータを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
先ず、本発明に係るブラシ付きモータは、モータ軸に支持されて突極部に巻線コイルを有する電機子コアと、モータ軸に支持されて電機子コアの軸方向の一方側に隣接し、巻線コイルと電気的に接続して成る整流子と、固定子側に支持されて整流子に摺接するブラシとを備える。斯かる構成において、過電圧抑制素子の搭載位置をモータ軸寄りにできるだけ限定するために、本発明は、モータ軸に支持されて電機子コアの軸方向の他方側に配置された過電圧抑制素子と、電機子コアとは電気的絶縁状態で当該電機子コアの厚み方向に通り、整流子と過電圧抑制素子とを導電接続するための導通体とを有する。
【０００９】
過電圧抑制素子は、整流子と同じ電機子コアの一方側ではなく、電機子コアの他方側に配置されているため、整流子の留め環の大きさに拘わらず、過電圧抑制素子の搭載位置をモータ軸寄りに限定可能となる。このため、過電圧抑制素子及び整流子の端子部が巻線コイルの邪魔にならず、従来に比し、巻線部分を軸方向へ膨出するように突極部に巻回できるので、巻線コイルの線積を充分確保できる。従ってモータの高トルク化又は扁平化（小形化）を図り得る。これに加え、通電体のうち整流子位置から離れた電機子の他方側を過電圧抑制素子又は巻線コイルの一部に接続できるため、半田付け等の熱固着の際における発熱が整流子側に熱伝導し難くなり、整流子ホルダへの熱影響を抑制することができるので、整流子ホルダはガラス含有樹脂を用いる必要がなく、それ故、整流子ホルダと絶縁性ブッシュとの一体化が可能となり、部品点数及び組付け工数の削減を図ることができる。
【００１０】
ここで、上記の通電体としては整流子とは別体のリード線や導電片などを用いることが可能であるが、部品点数の増加，接続箇所数の増加並びに組み付け作業の手間などを回避するため、通電体としては、整流子を構成する整流子片が一体的に具備する軸方向端子部とすることが望ましい。この軸方向端子部は、整流子片を階段（フライト）に見立てた場合のライザー（け上げ部）ではなく、ステップ（踏み付け部）に相当している。また、これに過電圧抑制素子を必ずしも搭載する必要はない。むしろ、少なくとも３本の軸方向端子部を過電圧抑制素子の外周面に圧接するように挟み込むことも、過電圧抑制素子の端面に差し込むこともできるため、無半田接続も可能となる。
【００１１】
例えば、６突極部を有する電機子であって整流子が６本の整流子片から成る３相小形モータの場合において３電極付過電圧抑制素子を用いるときは、一つ置きの都合３本の整流子片はそれぞれ上記軸方向端子部（フライト）を有し、残る１つ置きの都合３本の整流子片は短い放射状端子部（ライザー）を有するものでも良い。斯かる場合は第１の課題を解決できる。
【００１２】
軸方向端子部を電機子コアの厚み方向に通すためには、電機子コアのモータ軸寄りの突極部間スロットを利用しても良いが、電機子コアの非突極部（内周寄り）に第１の貫通孔を形成し、この第１の貫通孔に軸方向端子部を挿通するのが望ましい。整流子片のブラシ摺接部と軸方向端子部とが軸方向に斉一するからである。
【００１３】
第１の貫通孔内を軸方向端子片部が貫通する場合、孔壁と軸方向端子部との接触を回避し、電機子コアとの短絡を防止する必要があるため、軸方向端子部の屈曲度合いも加味すれば、第１の貫通孔の孔径を大きくして空気絶縁を図る必要があるが、その分、電機子コアの有効磁路断面積が縮小するため好ましくない。
【００１４】
通例、電機子コアは磁性薄板を積層して成る積層コアであるため、積層コアの組立て及び表裏面の絶縁性を担保するため、電機子コアの一方側の端面を覆う第１の絶縁性ブッシュと、電機子コアの他方側の端面を覆う第２の絶縁性ブッシュとを有するものである。そこで、第１及び第２の絶縁性ブッシュの少なくとも一方に絶縁性鞘部を形成する。この絶縁性鞘部は軸方向端子部が貫通するための第２の貫通孔を有し、第１の貫通孔に差し込まれる。絶縁性鞘部は上記の絶縁性を担保すると共に軸方向端子部の差し込み案内となるので、第１の貫通孔の孔径をさほど大きくせずに済む。また、絶縁性鞘部を上記ブッシュと一体的に構成できるから、部品点数の削減及び組み付け容易性を担保できる。
【００１５】
ここで、第２の絶縁性ブッシュが過電圧抑制素子を担持するための係止部を有する場合、第２の絶縁性ブッシュが従来整流子の放射状端子部（ライザー）に代わり過電圧抑制素子の搭載ホルダとして機能するため、部品点数の増加を招かずに済む。
【００１６】
また、電機子コアの他方側には整流子を固定する留め環がないため、過電圧抑制素子を上記導電体の他方側へ突出した部分の内周側に配置でき、巻線コイルの線積増加と過電圧抑制素子の小径化を同時に実現できる。この過電圧抑制素子として環状であってその外周面で上記突出した部分に導電接続して成ることが望ましい。環状は円環状に限らず、多角形状とすることができ、回り止め効果等に優れている。また、多角形状の過電圧抑制素子の頂点部分に上記突出した部分を導電接続しても良い。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るブラシ付き小形モータの一実施例を示す縦断面図、図２はそのロータの組立態様を上から見た状態を示す斜視図、図３は同組立態様を下から見た状態を示す斜視図である。
【００１８】
本例のブラシ付き小形モータは２磁極・３突極構造であり、モータ軸１に支持されて突極部３ａに３相巻線コイル２を有する積層コア（電機子コア）３と、モータ軸１に支持されて積層コア３の軸方向の一方側に隣接し、巻線コイル２と電気的に接続して成る整流子１４と、モータケース５側に支持されて整流子１４に摺接するブラシ片６と、モータケース５の内周面に固着した永久磁石７とを備えている。モータ軸１はラジアル軸受１１，１２及びスラスト軸受１３にて回転可能に支持されている。
【００１９】
整流子１４は、３つの整流子片（セグメント）Ｓから成り、各整流子片Ｓは、ブラシ摺接部Ｓ１と、これに切り起された放射状連結部Ｓ２と、この放射状連結Ｓ２に対しブラシ摺接部Ｓ１とは逆方向に曲げた軸方向端子部Ｓ３とから成る。積層コア３は、軸方向一方側の端面を覆う第１の絶縁性ブッシュ（絶縁コア）１８ａと、軸方向他方側の端面を覆う第２の絶縁性ブッシュ（絶縁コア）１８ｂとを有する。
【００２０】
第１の絶縁性ブッシュ１８ａは樹脂製の整流子ホルダ１５を嵌め込むためのホルダ受け部Ｒを一体的に有する。整流子ホルダ１５は各整流子片Ｓのブラシ摺接部Ｓ１を面的に当て受けるための筒状部１５ａと、ブラシ摺接部Ｓ１の下端と放射状連結Ｓ２を載せてホルダ受け部Ｒに嵌合するための略三角形状の基台１５ｂとを一体的に有する。この基台１５ｂの三隅側面には軸方向端子部Ｓ３の位置決め部１５ｃを有している。また第１の絶縁性ブッシュ１８ａは、図３に示す如く、軸方向端子部Ｓ３を挿通するための第２の貫通孔Ｈ２を有する絶縁性鞘部Ａを一体的に有している。積層コア３は、シャフト貫通孔Ｈの外、非突極部（内周側）に軸方向端子部Ｓ３が挿通するための第１の貫通孔Ｈ１を有している。第２の絶縁性ブッシュ１８ｂは比較的小径の円環状バリスタ１９を担持するためのフック部Ｆを一体的に有する。また第２の絶縁性ブッシュ１８ｂは、図２に示す如く、軸方向端子部Ｓ３を挿通するための第２の貫通孔Ｈ２を有する絶縁性鞘部Ｂを一体的に有している。
【００２１】
整流子１４は、３個の整流子片Ｓのブラシ摺接部Ｓ１をモータ軸１に圧入した整流子ホルダ１５の円筒部１５ａに組み付け、ワッシャー等の留め環８で締め付け固定して成るものであるが、各軸方向端子部Ｓ３は積層コア３の第１の貫通孔Ｈ１を貫通して積層コア３の他方側に突出している。その突出部分の内周側に円環状バリスタ１９が位置し、その突出部分には円環状バリスタ１９の電極部と巻線コイル２の一部が絡げられて半田付け等により導電接続されている（図示せず）。なお、１０はブラシ片６に給電するためのブラシ端子である。
【００２２】
本例においては、円環状バリスタ１９が整流子１４のブラシ摺接部Ｓ１に隣接せず、積層コア３を挟んだ他方側に配置されているため、整流子１４の留め環８の大きさに拘わらず、円環状バリスタ１９の小径化と共にその搭載位置をモータ軸寄りに限定できる。このため、円環状バリスタ１９及び整流子１４の端子部が巻線コイル２の邪魔にならず、図４に示す従来モータに比し、巻線部分を軸方向へ膨出するように突極部に巻回できるので、巻線コイル２の線積を充分確保できる。従ってモータの高トルク化又は扁平化（小形化）を図り得る。
【００２３】
各軸方向端子部Ｓ３の積層コア３から突出する部分が円環状バリスタ１９の外周面電極及び巻線コイル２の一部に接続できるため、半田付け等の熱固着の際における発熱がブラシ摺接部Ｓ１に熱伝導し難くなり、樹脂製整流子ホルダ１５への熱影響を抑制することができる。このため、整流子ホルダ１５はガラス含有樹脂を用いる必要がなくなるので、本例には図示しないものの、整流子ホルダ１５と絶縁性ブッシュ１８ａとの一体化も可能である。従って部品点数及び組付け工数の削減を図ることができる。
【００２４】
軸方向端子部Ｓ３は留め環８を搭載可能の短い放射状連結Ｓ２を以ってブラシ摺接部Ｓ１と一体的に構成されている。このため、部品点数の増加，接続箇所数の増加並びに組み付け作業の手間などを回避できる。
【００２５】
軸方向端子部Ｓ３と積層コア３との電気絶縁性を確保するためには、第１の貫通孔Ｈ１の孔径を大きくして空気絶縁を図る方法もあるが、その分、積層コア３の有効磁路断面積が縮小するため好ましくない。第１及び第２の絶縁性ブッシュ１８ａ，１８ｂに一体的に形成した絶縁性鞘部Ａ，Ｂを第１の貫通孔Ｈ１に挿し込んで、第２の貫通孔Ｈ２に軸方向端子部Ｓ３を挿通してなるため、第１の貫通孔Ｈ１の孔径をさほど大きくせずに済む。また、絶縁性鞘部Ａ，Ｂを上記ブッシュ１８ａ，１８ｂと一体的に構成できるから、部品点数の削減及び組み付け容易性を担保できる。なお、図１に示す如く、絶縁性鞘部Ａ，Ｂは相当接する程の長さを必要としない。
【００２６】
更に、第２の絶縁性ブッシュ１８ｂが円環状バリスタ１９を担持するためのフック部Ｆを有しているため、部品点数の増加を招かずに済む。
【００２７】
上記実施例は２磁極・３突極構造のブラシ付きモータを示してあるが、例えば４磁極・６突極構造のブラシ付きモータの場合にも適用できる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、過電圧抑制素子が整流子と同じ電機子コアの一方側ではなく、電機子コアの他方側に配置されているため、整流子の留め環の大きさに拘わらず、過電圧抑制素子の搭載位置をモータ軸寄りに限定可能となる。このため、過電圧抑制素子及び整流子の端子部が巻線コイルの邪魔にならず、従来に比し、巻線部分を軸方向へ膨出するように突極部に巻回できるので、巻線コイルの線積を充分確保できる。従ってモータの高トルク化又は扁平化（小形化）を図り得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るブラシ付き小形モータの一実施例を示す縦断面図である。
【図２】同実施例のロータの組立態様を上から見た状態を示す斜視図である。
【図３】同組立態様を下から見た状態を示す斜視図である。
【図４】従来のブラシ付き小形モータの一例を左半分縦断した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１…モータ軸
２…巻線コイル
３…積層コア（電機子コア）
３ａ…突極部
４…整流子
４ａ…ブラシ摺接部
４ｂ…放射状端子部
５…モータケース
６…ブラシ片
７…永久磁石
８…留め環
８ａ，１８ａ…第１の絶縁性ブッシュ（絶縁コア）
８ｂ，１８ｂ…第２の絶縁性ブッシュ（絶縁コア）
９，１９…円環状バリスタ
１０…ブラシ端子
１１，１２…ラジアル軸受
１３…スラスト軸受
１４…整流子
１５，１７…整流子ホルダ
１５ａ…筒状部
１５ｂ…基台
１５ｃ…位置決め部
Ａ，Ｂ…絶縁性鞘部
Ｆ…フック部
Ｈ１…第１の貫通孔
Ｈ２…第２の貫通孔
Ｒ…ホルダ受け部
Ｓ…整流子片（セグメント）
Ｓ１…ブラシ摺接部
Ｓ２…放射状連結部
Ｓ３…軸方向端子部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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