(57)【要約】【課題】スタータモータ１がスイッチロック等で異常回転した場合、アーマチュアコイル１１のライザ１６ｄとのフュージング部位がバーストしてブラシホルダ１４を破壊し、ショート状態となって異常発熱し、火災発生をしないようにする。【解決手段】コンミテータ９に埋設状に設けられるセグメント１６のうちの一つのセグメントの内周側部１６ｂを、前記異常回転した場合に樹脂材１５から抜け出るようアーマチュア軸の軸芯と直交する方向の断面形状がアーマチュア軸の軸芯側ほど幅狭になった埋設強度の弱い断面台形形状にした。【選択図】        図４
2004274820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーマチュア軸が挿入する樹脂材と、表面が樹脂材から露出する状態で内周部側が樹脂材に埋設され、周回り方向に所定の間隔を存して隣接する複数のセグメントとを備えてコンミテータを構成してなる電動モータにおいて、前記各セグメントのうちの少なくとも一つのセグメントの樹脂材埋設強度を、他のセグメントの樹脂材埋設強度よりも弱くするように構成したことを特徴とする電動モータにおけるコンミテータ。
【請求項２】
請求項１において、樹脂材埋設強度を弱くするセグメントの埋設構成は、セグメント内周部のアーマチュア軸の軸芯と直交する方向の断面形状が、アーマチュア軸の軸芯側ほど幅狭になる断面形状であることを特徴とする電動モータにおけるコンミテータ。
【請求項３】
請求項２において、アーマチュア軸の軸芯側ほど幅狭になる断面形状には段差状に幅狭になることを含むものであることを特徴とする電動モータにおけるコンミテータ。
【請求項４】
請求項１において、樹脂材埋設強度を弱くするセグメントの埋設構成は、セグメント内周側部のアーマチュア軸の軸芯と直交する方向の断面形状に、アーマチュア軸の軸芯側ほど幅広になる断面形状がない形状であることを特徴とする電動モータにおけるコンミテータ。
【請求項５】
請求項１において、樹脂材埋設強度を弱くするセグメントの埋設構成は、前記樹脂材に内周側部を出没自在に遊嵌する遊嵌溝が形成され、該遊嵌溝に、熱可塑性樹脂材が充填されていることを特徴とする電動モータにおけるコンミテータ。
【請求項６】
請求項１において、樹脂材埋設強度を弱くするセグメントの埋設構成は、セグメント内周側部のアーマチュア軸軸芯方向の一端側が弱くなっていることを特徴とする電動モータにおけるコンミテータ。
【請求項７】
請求項６において、セグメント内周側部のアーマチュア軸軸芯方向の一端側が弱くなる構成は、一端側に至るに従い漸次弱くなるように設定されていることを特徴とする電動モータにおけるコンミテータ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一つにおいて、電動モータはエンジンを始動するスタータモータに組付けられるものであることを特徴とする電動モータにおけるコンミテータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載されるエンジンを始動するためのスタータモータ等の電気機械に組込まれる電動モータにおけるコンミテータの技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来技術】
一般に、スタータモータ等の電気機械には、駆動源として電動モータが組込まれるが、このような電動モータには、ブラシが摺接するコンミテータ（摺接子）が設けられる。このコンミテータは、表面が露出する複数のセグメントの内周側部が絶縁性の樹脂材に抜止め状に埋設され、セグメント基端に突出状に設けられるライザにコイルをフュージング等による手段で固定することで構成されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１２０３４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
つまり、従来のコンミテータは、図８に示すように、全てのセグメント１６の樹脂材１５に埋設される内周側部１６ｃが、アーマチュア軸８の軸芯と直交する方向に断面したとき、例えば中途部が括れた抜止め形状になっていて、抜け出ることがない形状になっていた。
ところがこのようなスタータモータにおいて、キースイッチの引っかかり等の不具合が発生して通電状態でロックされて連続運転してしまうことが想定されるが、短時間定格であるスタータモータは、連続運転すると異常加熱する。この際、モータに使用される絶縁材料（有機化合物系）からは発火性のガスが発生する。その後、アーマチュアがバーストし、アーマチュアコイルおよびセグメントがブラシホルダを破壊し、これによって、例えばプラス側のブラシがマイナス（アース）側の部材に接触してショート（短絡）し、最悪の場合、モータが異常発熱して火災が発生するような惧れまでが想定され、ここに本発明の解決すべき課題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、アーマチュア軸が挿入する樹脂材と、表面が樹脂材から露出する状態で内周部側が樹脂材に埋設され、周回り方向に所定の間隔を存して隣接する複数のセグメントとを備えてコンミテータを構成してなる電動モータにおいて、前記各セグメントのうちの少なくとも一つのセグメントの樹脂材埋設強度を、他のセグメントの樹脂材埋設強度よりも弱くするように構成したことを特徴とする電動モータにおけるコンミテータである。
そしてこのように構成することにより、アーマチュアコイルに使用される絶縁材料からガスが発生する以前の早い段階で、樹脂材に対する埋設強度の弱い少なくとも一つの内周側部を樹脂材から抜け出せさてブラシが全磨耗状態となるようにしてモータ不作動となし、これによって電動モータが異常発熱することを防止できることになる。
請求項２の発明は、請求項１において、樹脂材埋設強度を弱くするセグメントの埋設構成は、セグメント内周部のアーマチュア軸の軸芯と直交する方向の断面形状が、アーマチュア軸の軸芯側ほど幅狭になる断面形状であることを特徴とするものであり、このようにすることで、構造簡単なものでセグメント内周側部がアーマチュアの異常回転を受けて樹脂材から抜け出る構成にできる。
請求項３の発明は、請求項２において、アーマチュア軸の軸芯側ほど幅狭になる断面形状には段差状に幅狭になることを含むものであることを特徴とするものであり、このようにしても簡単に構成できる。
請求項４の発明は、請求項１において、樹脂材埋設強度を弱くするセグメントの埋設構成は、セグメント内周側部のアーマチュア軸の軸芯と直交する方向の断面形状に、アーマチュア軸の軸芯側ほど幅広になる断面形状がない形状であることを特徴とするものであり、このようにしても簡単に構成できる。
請求項５の発明は、請求項１において、樹脂材埋設強度を弱くするセグメントの埋設構成は、前記樹脂材に内周側部を出没自在に遊嵌する遊嵌溝が形成され、該遊嵌溝に、熱可塑性樹脂材が充填されていることを特徴とするものであり、このようにすることで、セグメント内周側部が抜け出る際の温度管理が確実にできるうえ、全ての内周側部の形状を同じにしたものでも構成できることになる。
請求項６の発明は、請求項１において、樹脂材埋設強度を弱くするセグメントの埋設構成は、セグメント内周側部のアーマチュア軸軸芯方向の一端側が弱くなっていることを特徴とするものであり、このようにしても簡単に構成することができる。
請求項７の発明は、請求項６において、セグメント内周側部のアーマチュア軸軸芯方向の一端側が弱くなる構成は、一端側に至るに従い漸次弱くなるように設定されていることを特徴とするものであり、このようにしても簡単に構成することができる。
請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか一つにおいて、電動モータはエンジンを始動するスタータモータに組付けられるものであることを特徴とするものであり、特に大電流が流れるスタータモータにおいて有効に機能することになる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次ぎに、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図中、１はスタータモータであって、該スタータモータ１は、本発明が実施されたモータ部２、該モータ部２のスイッチング作動をするスイッチング部３、モータ部２の駆動により始動ギア４を軸芯方向移動自在に作動させてエンジン側のリングギア５に噛合させるギア作動部６等の各種部材装置によって構成されていることは何れも従来とおりである。
【０００７】
さらに前記モータ部２を構成するアーマチュア（回転子）７は、一端に出力ギア８ａが刻設されたアーマチュア軸８と、該アーマチュア軸８の他端に一体的に圧入固定（支持）されるコンミテータ９と、出力ギア８ａとコンミテータ９とのあいだに設けられるアーマチュアコア１０と、該アーマチュアコア１０に巻装される銅製のアーマチュアコイル１１とを備えて構成され、前記コンミテータ９の外周面に、ブラシホルダ１２に設けたブラシ１３が摺接するようになっており、斯かる構成も従来とおりである。なお、１４はブラシホルダ１２に隣接するようにして設けられるリアブラケットである。
【０００８】
前記コンミテータ９は、アーマチュア軸８が圧入される絶縁材からなる樹脂材１５と、表面（外周面）１６ａが樹脂材１５から露出する状態で設けられ、周回り方向に所定の間隔を存して隣接する銅製のセグメント１６とを備えて構成されるが、セグメント１６は、内周側部１６ｂ、１６ｃが樹脂材１５に埋設される状態で設けられ、かつセグメント１６のアーマチュアコア１０側端には、外径方向に向けて折曲されたライザ１６ｄが突出形成されている。そしてライザ１６ｄには略Ｕ字形の取付け溝１６ｅが形成され、該取付け溝１６ｅに前記アーマチュアコイル１１がヒュージング（溶融）により固着されている。
【０００９】
前記各セグメント１６の樹脂材１５に埋設される内周側部のうち、一つの内周側部１６ｂはアーマチュア軸８の軸芯側に至るほど周回り方向に幅狭となった断面（アーマチュア軸軸芯と直交する方向の断面）略台形状となっていて、その埋設強度は弱く、モータ部２に連続通電されてアーマチュア７が異常回転した場合に、その遠心力を受けて樹脂材１５から抜け出ることになって早期にブラシ１３を削って全磨耗状態としてモータ不作動にするよう機能するが、残りの内周側部１６ｃは途中で括れた抜け止めされる断面形状を有していて埋設強度が強いものになっている。因みに、コンミテータ９は、セグメント１６を金型に組込んだ状態で樹脂材１５を注入するモールド成形することにより一体成形されるものである。
【００１０】
叙述の如く構成されたものにおいて、スタータモータ１は、モータ部２の駆動に基づいてエンジン始動をすることになるが、図示しないスタータスイッチが始動状態にキーロックされる等してモータ部２が連続して駆動し続ける異常回転状態となった場合、アーマチュア軸８の軸芯側に至るほど周回り方向に幅狭となって埋設強度の弱い断面略台形状となった一つの内周側部１６ｂは、該アーマチュア７の異常回転に伴う遠心力を受けて抜け出ることになり、そして抜け出たセグメント１６は、早期にブラシ１３を削ってブラシ１３がセグメント１６に摺接することがなくなったモータ不作動状態にする。
【００１１】
このように、本発明が実施された形態では、モータ部２が駆動し続ける異常回転状態になった場合、埋設強度の弱い一つのセグメント１６が樹脂材１５から抜け出てブラシ１３の早期の磨耗を促してモータ不作動に至らしめる結果、アーマチュア７としては弱い部分であるアーマチュアコイル１１のヒュージング部位がバーストしてブラシホルダ１２を破壊し、プラス側ブラシ１３がアース部（エンドブラケット１４、モータヨーク、マイナス側ブラシ等）に接触するショート状態等になってモータが異常過熱して火災発生になるような惧れを回避できることになる。
【００１２】
尚、本発明は前記実施の形態に限定されるものでないことは勿論であって、少なくとも一つのセグメントの埋設強度を、他のセグメントの埋設強度よりも弱くするように構成したものであればよく、そのような構成として、前記実施の形態のように、セグメント内周側部のアーマチュア軸の軸芯と直交する方向の断面形状が、アーマチュア軸の軸芯側ほど幅狭になる断面形状としたものである場合、図５の（Ａ）に示す第二の実施の形態のように円弧形状にしても良く、また（Ｂ）に示す第三の実施の形態のように段差１６ｅがある形状としても良い。
さらには、内周側部がアーマチュア軸の軸芯と直交する方向の断面形状に、アーマチュア軸の軸芯側ほど幅広になる断面形状がない形状としても実施できるが、この具体的形状としては、図５の（Ｃ）に示す第四の実施の形態のように断面形状が四角形状、（Ｄ）に示す第五の実施の形態のように階段状に漸次幅狭になっているものとしても実施することができる。
そしてこれらの実施の形態のものは、内周側部の形状を他のものと変えることによって実施できるが、このように変えることは、例えば冷鍛によって容易に行うことができる。
また、樹脂材から抜け出るセグメントの数としては、少なくとも１個が必要であるが、２個、３個と複数設定することもでき、この場合、抜け出るセグメントは等角度ピッチに配することがアーマチュアの回転バランスを考えたときに好ましいといえる。
【００１３】
またさらには、図６に示す第六の実施の形態のようにしても実施することができる。このものは樹脂材１５にセグメント内周側部１６ｃを出没自在に遊嵌する遊嵌溝１５ａが形成され、該遊嵌溝１５ａに、内周側部１６ｃを遊嵌した状態で加熱により溶融する熱可塑性樹脂材１８を充填する構成にし、モータが異常な連続駆動状態になって加熱することで熱可塑性樹脂材１８が軟化または溶融し、これによって埋設強度を弱くしてセグメント１６が樹脂材（熱硬化樹脂）１５から抜け出るようにしたもので、このようにしたものでは、セグメント１６の形状が、抜け出る、抜け出ないに拘わらず同一形状でよいという利点がある。因みに、樹脂材１５をフェノール樹脂とした場合、第二の樹脂材としては、芳香属性ポリアミド樹脂（ＰＰＡ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）等が例示される。
【００１４】
さらにまた、本発明は、図７に示す第７の実施の形態のようにしても実施することができる。図７（Ａ）のものは、セグメント１６の埋設部の形状を、アーマチュア軸８の軸芯側に至るほど周回り方向に幅狭となって埋設強度の弱い断面略台形状が、アーマチュア軸８の軸芯方向一端側（ライザ側またはその反対側）としたものであり、図７（Ｂ）のものは、セグメント１６のアーマチュア軸８の軸芯側に至るほど周回り方向に幅狭となって埋設強度の弱くなる断面略台形状を、セグメント１６の一端から他端に至るにつれて漸次そのようになるようにしたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】スタータモータの一部切欠正面図である。
【図２】アーマチュアの一部切欠正面図である。
【図３】コンミテータのアーマチュア軸の軸芯と直行する方向の部分断面図である。
【図４】コンミテータの要部拡大断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は第二〜第五の実施の形態を示すコンミテータの要部拡大断面図である。
【図６】第六の実施の形態を示すコンミテータの要部拡大断面図である。
【図７】（Ａ）（Ｂ）は第七の実施の形態を示すセグメントの斜視図である。
【図８】従来のコンミテータの要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１    スタータモータ
２    モータ部
７    アーマチュア
８    アーマチュア軸
９    コンミテータ
１１    アーマチュアコイル
１３    ブラシ
１５    樹脂材
１５ａ  遊嵌溝
１６    セグメント
１６ｂ、１６ｃ  内周側部
１６ｄ  ライザ
１７    第二の樹脂材
【図１】
2004274820.tif 000003
【図２】
2004274820.tif 000004
【図３】
2004274820.tif 000005
【図４】
2004274820.tif 000006
【図５】
2004274820.tif 000007
【図６】
2004274820.tif 000008
【図７】
2004274820.tif 000009
【図８】
2004274820.tif 000010