(57)【要約】【課題】巻線の断線を抑止することができるモータを提供する。【解決手段】モータ１は、周方向に複数のマグネット５を有する固定子２と、回転軸７に電機子コア９と整流子１０とが固定された回転子３とを備える。整流子１０は、周方向に複数配設されたセグメント部１７を有しており、該セグメント部１７の電機子コア９側の端部は径方向外側に向けて屈曲部１７ｂが形成されるとともに、先端部にヒュージングにて単線部分１２ａを接合するための結線爪１７ｃが形成されている。そして、電機子コア９に装着されたインシュレータ１１の整流子１０側の面に、結線爪１７ｃを当接させて軸方向に支持する突出部１１ａが設けられている。突出部１１ａは、インシュレータ１１においてセグメント部１７の結線爪１７ｃに当接する部位が、整流子１０側に突出して形成されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、
インシュレータにより被覆された状態で巻線が巻回され、前記回転軸に固定された電機子コアと、
前記回転軸に固定され、周方向に配設された複数のセグメント部を外周面に有しており、該セグメント部の前記電機子コア側の端部は径方向外側に向けて屈曲されるとともに、先端部にヒュージングにて巻線を接合するための結線爪が形成された整流子と、
が備えられ、
前記インシュレータの前記整流子側の面に、前記結線爪が当接され、該結線爪を軸方向に支持する先端支持部が設けられたことを特徴とするモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のモータにおいて、
前記先端支持部は、前記インシュレータの前記結線爪に当接する部位が、前記整流子側に突出して形成された突出部であることを特徴とするモータ。
【請求項３】
請求項２に記載のモータにおいて、
前記突出部の厚みを、径方向外側に向かって漸増させたことを特徴とするモータ。
【請求項４】
請求項１に記載のモータにおいて、
前記インシュレータは、絶縁粉体層により形成されており、前記先端支持部は、前記絶縁粉体層の前記結線爪に当接する部位に、同絶縁粉体層と一体形成されていることを特徴とするモータ。
【請求項５】
請求項１〜４のうち何れか１項に記載のモータにおいて、
前記セグメント部の前記電機子コア側の端部は、同電機子コア側に傾斜するように屈曲形成されていることを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブラシ付き直流モータは、ヨークハウジングの内側にマグネットが固定され、マグネットの内側に電機子が回転可能に支持されている（特許文献１参照）。図５（ａ）には、特許文献１に開示された直流モータの回転軸３１に固定された電機子３２及び整流子３３を示す。整流子３３は、回転軸３１に固定された略円筒形状の絶縁体３４の外周面に、複数のセグメント部３５が周方向に配設されて形成されている。このセグメント部３５の電機子３２側の端部は径方向外側に向けて略Ｌ字形状に屈曲され屈曲部３５ａが形成され、更に屈曲部３５ａの先端部に結線爪３５ｂが形成されている。この結線爪３５ｂに電機子３２に巻装された巻線３６が接合される。そして、セグメント部３５の外周面に摺接するブラシに電流が供給されて、巻線３６に電流が流れて電機子３２が回転する。
【０００３】
このモータは、ヒュージング（抵抗溶接）時に結線爪３５ｂに軸方向に加えられる加圧力を受ける台座３７を備えている。この台座３７は、例えば樹脂成形体により略円筒状に形成されており、セグメント部３５内部の絶縁体３４に形成された切欠き部３４ａに圧入固定される。そして、整流子３３は、台座３７が一体とされた状態で回転軸３１に圧入固定される。
【０００４】
セグメント部３５に巻線３６を接合する際には、図５（ｂ）に示すように、セグメント部３５の結線爪３５ｂに巻線３６からのびる単線部分３６ａを挟み込み、その状態でモータ軸方向から加圧してヒュージングを実施する。このとき、上記構成により、整流子３３を回転軸３１に固定した状態でヒュージングすることができ、セグメント部３５に単線部分３６ａを接合してから整流子３３を所定位置まで移動する場合と比較して、単線部分３６ａの弛みや断線といった不具合の発生を抑止することができる。
【特許文献１】特開平９−１９１６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の構成であると、結線爪３５ｂに接合された単線部分３６ａが断線し易いという問題があった。詳しくは、セグメント部３５の屈曲部３５ａは必ずしも精度よく９０°に屈曲されるものではないため、屈曲部３５ａの先端が台座３７から離れてしまう場合がある。その場合、屈曲部３５ａは、ヒュージング時には軸方向からの加圧により台座３７に当接し、ヒュージング後に台座３７から離れてしまう。そして、短軸モータにおいては巻線３６の単線部分３６ａは短く弛みがないように結線されているため、台座３７から屈曲部３５ａの先端部が離間すると、単線部分３６ａが引張られて当該単線部分３６ａに過大な引張り荷重が加わり、この単線部分３６ａの断線を招いてしまう。また、屈曲部３５ａの先端が台座３７から離間することにより、モータの駆動時にその先端が振動して単線部分３６ａが断線する虞がある。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、巻線の断線を抑止することができるモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、回転軸と、インシュレータにより被覆された状態で巻線が巻回され、前記回転軸に固定された電機子コアと、前記回転軸に固定され、周方向に配設された複数のセグメント部を外周面に有しており、該セグメント部の前記電機子コア側の端部は径方向外側に向けて屈曲されるとともに、先端部にヒュージングにて巻線を接合するための結線爪が形成された整流子と、が備えられ、前記インシュレータの前記整流子側の面に、前記結線爪が当接され、該結線爪を軸方向に支持する先端支持部が設けられたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータにおいて、前記先端支持部は、前記インシュレータの前記結線爪に当接する部位が、前記整流子側に突出して形成された突出部であることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のモータにおいて、前記突出部の厚みを、径方向外側に向かって漸増させたことを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のモータにおいて、前記インシュレータは、絶縁粉体層により形成されており、前記先端支持部は、前記絶縁粉体層の前記結線爪に当接する部位に、同絶縁粉体層と一体形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のうち何れか１項に記載のモータにおいて、前記セグメント部の前記電機子コア側の端部は、同電機子コア側に傾斜するように屈曲形成されていることを特徴とする。
【００１１】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、インシュレータの整流子側の面に、結線爪を当接させて軸方向に支持する先端支持部を設けたため、セグメント部が配設された整流子を回転軸に圧入固定することで、セグメント部の先端部を先端支持部に当接させることができる。このため、モータの回転子において、セグメント部の結線爪を先端支持部に確実に当接させることが可能となり、ヒュージング後に結線爪が先端支持部から離れるのを防ぎ、結線爪に接合された巻線に過大な引張り荷重がかかるのを防止することができる。従って、巻線の断線を抑止することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、インシュレータの結線爪に当接する部位が、整流子側に突出して形成された突出部であるため、先端支持部を設ける作業工程を省略でき、モータのコストを低減することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の作用に加えて、突出部の厚みを、径方向外側に向かって漸増させたため、セグメント部の先端部を確実に突出部に当接させることが可能となる。このため、ヒュージング後にセグメント部の先端部が突出部から離れるのを防ぎ、結線爪に接合された巻線に過大な引張り荷重がかかるのを防止することができる。この結果、巻線の断線を抑止することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、インシュレータは絶縁粉体層により形成されており、先端支持部は絶縁粉体層の結線爪に当接する部位に絶縁粉体層と一体形成されている。このため、インシュレータに絶縁粉体を塗布するという簡易な方法で先端支持部を設けることができる。また、先端支持部の厚みを薄くすることができ、モータの短軸化を図ることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４のうち何れか１項に記載の発明の作用に加えて、セグメント部の電機子コア側の端部は、電機子コア側に傾斜するように屈曲形成されたため、セグメント部の先端部を確実に先端支持部に当接させることが可能となる。このため、ヒュージング後にセグメント部の先端部が先端支持部から離れるのを防ぎ、結線爪に接合された巻線に過大な引張り荷重がかかるのを防止することができる。この結果、巻線の断線を抑止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、巻線の断線を抑止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に従って説明する。図１（ａ）に示すように、本実施形態のブラシ付き直流モータ（以下、「モータ」という）１は、固定子２と、回転子３とを備える。
【００１８】
固定子２は、ヨークハウジング（以下、「ヨーク」という）４と該ヨーク４に配設された複数のマグネット５とを備えて構成されている。本実施形態では、４つの略円弧状のマグネット５がヨーク４の内周面に等角度間隔にて配置固定されている。ヨーク４は、略有底筒状に形成され、その開口部には、円盤状に形成された樹脂製のエンドフレーム６が設けられている。回転子３は、その回転軸７がヨーク４の底部中央部及びエンドフレーム６の中央部に設けられた軸受８ａ，８ｂにより軸支され、ヨーク４内に収容支持されている。前記回転軸７は、回転軸７の一端がエンドフレーム６から突出するように形成されている。
【００１９】
回転子３は、回転軸７に電機子コア９と整流子１０とが一体回転可能に固定されて構成されている。電機子コア９は、回転軸７の中間部（マグネット５に対向する部位）に固定されており、インシュレータ１１にて被覆され、巻線１２が巻装されている。本実施形態では、インシュレータ１１は樹脂製の成形品である。そして、整流子１０は、回転軸７の一端側（図１（ａ）の左側）に固定されており、この整流子１０にはエンドフレーム６に保持されたブラシ１３が押圧接触される。具体的には、ブラシ１３は、その後端面がコイルスプリング１４によって付勢された状態で保持されており、同ブラシ１３の先端面が整流子１０に摺接されるようになっている。そして、ブラシ１３は、給電端子１５と接続されており、給電端子１５から供給された電力を、整流子１０（後述するセグメント部１７）を介して巻線１２に供給している。巻線１２に電力が供給されることにより、回転軸７（回転子３）は固定子２に対して回転動作を行う。
【００２０】
ここで、回転子３を構成する整流子１０について詳述する。整流子１０は、略円筒状に形成された整流子本体部１６と、周方向に配設された複数のセグメント部１７とを有している。
【００２１】
整流子本体部１６は、絶縁性を有する樹脂により形成されており、その中心軸に沿って回転軸７が圧入固定されるようになっている。整流子本体部１６の電機子コア９側端面の外周に沿って、切欠き部１６ａが形成されている。また、セグメント部１７は、導電性を有する金属板により形成されており、本実施形態では、図２に示すように１０枚のセグメント部１７が等角度間隔にて整流子本体部１６の外周面に互いに接触しないように（絶縁状態で）配置されている。各セグメント部１７の電機子コア９側の端部は、ブラシ１３が摺接するブラシ摺接部１７ａに対して、セグメント部１７から放射状（図２参照）に径方向外側に向けて略９０°屈曲された屈曲部１７ｂが形成されている。更に、屈曲部１７ｂの先端部には、結線爪１７ｃが形成されている。図１（ｂ）に示すように、セグメント部１７において、屈曲部１７ｂと結線爪１７ｃとの間には、電機子コア９に巻装された巻線１２からのびる単線部分１２ａが固着され、同単線部分１２ａ（巻線１２）が整流子１０（セグメント部１７）に電気的に接続されている。
【００２２】
また、図１（ａ），（ｂ）に示すように、電機子コア９に被覆されたインシュレータ１１の整流子１０側の面には、結線爪１７ｃを当接させて軸方向に支持する先端支持部としての突出部１１ａが設けられている。突出部１１ａは、インシュレータ１１のセグメント部１７の結線爪１７ｃに当接する部位が、整流子１０側に突出して形成されている。突出部１１ａは、略円筒形状に全周にわたって形成されている。なお、この突出部１１ａは、回転軸７に対して電機子コア９及び整流子１０が固定された状態で、前記整流子本体部１６に形成された切欠き部１６ａと干渉しないように形成されている。
【００２３】
次に、上述したモータ１の回転子３の製造方法について説明する。
先ず、整流子３３の製造方法を説明する。所定のセグメント形成板材を用意し、プレスにより前記ブラシ摺接部１７ａ、屈曲部１７ｂ、結線爪１７ｃに対応する部位を加工する。具体的には、セグメント形成板材の一端側を略直角に屈曲形成して屈曲部１７ｂに対応する部位を形成し、更に、屈曲部１７ｂの先端部を同じ側に略直角に折り曲げることにより結線爪１７ｃに対応する部位を形成した後、該板材を打ち抜くことにより、屈曲部１７ｂ及び結線爪１７ｃを形成する。なおここで、屈曲部１７ｂ及び結線爪１７ｃは、１枚のセグメント形成板材につき１０個形成される。その後、このセグメント形成板材を丸めて円筒体とし、その内側に溶融、軟化した樹脂材料（具体的には、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂）を充填する。そして、樹脂の硬化後、円筒体（板材）を等角度間隔に１０分割することにより、上述した図１（ａ）に示す整流子１０（整流子本体部１６及びセグメント部１７）が形成される。
【００２４】
そして、略中央部に電機子コア９が圧入固定された回転軸７に対して、上記整流子１０（整流子本体部１６）を圧入固定する。なお、電機子コア９にはインシュレータ１１が被覆され、巻線１２が巻装されている。電機子コア９と整流子１０とは、インシュレータ１１に設けられた突出部１１ａと屈曲部１７ｂ（結線爪１７ｃ）とが対向して接触するように配置される。このとき、突出部１１ａは略円筒形状に全周にわたって形成されているため、整流子１０の各セグメント部１７を突出部１１ａに対して位置合わせする必要なく整流子１０を回転軸７に圧入することができる。また、インシュレータ１１には、セグメント部１７の結線爪１７ｃが軸方向に当接する突出部１１ａが一体形成されているため、ヒュージング時の加圧力を受けるための部材（先端支持部）を設ける作業工程を省略でき、モータ１のコストを低減することができる。
【００２５】
本実施形態では、回転軸７に対して整流子１０を圧入固定することで、突出部１１ａに対してセグメント部１７の先端部（結線爪１７ｃ）を当接させるため、容易に且つ確実に、回転子３において突出部１１ａと結線爪１７ｃとを接触させた状態とすることが可能である。つまり、整流子１０側に突出した突出部１１ａに対して結線爪１７ｃが当接されるため、突出部１１ａの突出の程度を調整することで、突出部１１ａに対して結線爪１７ｃを確実に当接させることができる。
【００２６】
その後、整流子１０における各セグメント部１７は、ヒュージングにより単線部分１２ａ（巻線１２）と電気的に接続される。詳述すると、図１（ｂ）に示すように、セグメント部１７の屈曲部１７ｂと結線爪１７ｃとの間に単線部分１２ａを挟み込み、モータ１の軸方向に結線爪１７ｃ側からヒュージングを行う装置（図示略）の第１電極（プラス電極）２１を押付けて軸方向に所定の圧力で加圧する一方、ブラシ摺接部１７ａに第２電極（マイナス電極）２２を接触させる。このとき、結線爪１７ｃに対する第１電極２１からの加圧は、インシュレータ１１に形成された突出部１１ａにより支持される。そして、この状態で、第１及び第２電極２１，２２間に大きな電流が流される。電流が流されることにより、結線爪１７ｃの部位が発熱し、この発熱により単線部分１２ａの絶縁皮膜が溶融されるとともに、屈曲部１７ｂと単線部分１２ａと結線爪１７ｃの３者が接合される。
【００２７】
ところで、短軸モータにおいては、巻線１２からのびる単線部分１２ａは短く弛みがないように結線される。このため、ヒュージング後に結線爪１７ｃが突出部１１ａから離れると、単線部分１２ａに過大な引張り荷重が加わり、この単線部分１２ａが断線してしまう。しかし、本実施形態においては、セグメント部１７の結線爪１７ｃを突出部１１ａに当接させた状態でヒュージングを行っている。このため、第１電極２１に加圧されながらヒュージングされた後に、結線爪１７ｃが突出部１１ａから離れるのを防ぎ、結線爪１７ｃに接合された単線部分１２ａが引張られるのを防止することができる。この結果、単線部分１２ａの断線を抑止することができる。
【００２８】
上記したように、本実施形態によれば以下の効果を有する。
（１）本実施形態では、インシュレータ１１の整流子１０側の面に、結線爪１７ｃが当接され、該結線爪１７ｃを軸方向に支持する突出部１１ａを設けたため、セグメント部１７が配設された整流子１０を回転軸７に圧入固定することで、セグメント部１７の先端部（結線爪１７ｃ）を突出部１１ａに当接させることができる。このため、セグメント部１７の結線爪１７ｃを突出部１１ａに確実に当接させることが可能となり、ヒュージング後にセグメント部１７の先端部（結線爪１７ｃ）が突出部１１ａから離れるのを防ぎ、結線爪１７ｃに接合された単線部分１２ａに荷重がかかって断線するのを抑止することができる。
【００２９】
（２）本実施形態では、ヒュージング時の加圧力を受ける部位が、インシュレータ１１に突出して形成された突出部１１ａであるため、ヒュージング時の加圧力を受けるための部位（先端支持部）を設ける工程を省略でき、モータ１のコストを削減することができる。
【００３０】
尚、本発明の上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
○上記実施形態のモータ１においては、電機子コア９に被覆されるインシュレータ１１は樹脂製の成形品としたが、インシュレータは樹脂製の成形品に限定されるものではなく、絶縁性を有する部材により電機子コア９を被覆するものであればよい。例えば、図３（ａ），（ｂ）に示すように、電機子コア９にエポキシ樹脂等の絶縁粉体を塗布してインシュレータとしての絶縁粉体層１８を形成してもよい。そして、セグメント部１７の先端部（結線爪１７ｃ）が当接する部位の絶縁粉体層１８の厚さをヒュージング時の加圧力に対応する厚みとして、これを先端支持部１８ａとすればよい。この場合、電機子コア９に絶縁粉体を塗布するという簡易な方法により先端支持部を設けることができるとともに、先端支持部の厚みを薄くすることができ、モータの短軸化を図ることができる。
【００３１】
○上記実施形態のモータ１において、図４（ａ）に示すように、インシュレータ１１の突出部１１ａに代えて、径方向外側に向かって厚みを漸増させた突出部１１ｂを設けてもよい。この場合、セグメント部１７の先端部（結線爪１７ｃ）を確実に突出部１１ｂに当接させることができる。このため、ヒュージング後にセグメント部１７の結線爪１７ｃが突出部１１ｂから離れるのを防ぎ、結線爪１７ｃに接合された巻線（単線部分１２ａ）に過大な引張り荷重がかかるのを防止することができる。この結果、巻線の断線を抑止することができる。
【００３２】
○上記実施形態のモータ１において、図４（ｂ）に示すように、セグメント部１７に代えて、電機子コア９側の端部が電機子コア９側に傾斜するように屈曲形成された屈曲部２０ａを有するセグメント部２０を設けてもよい。なお、屈曲部２０ａの先端部には単線部分１２ａが接合される結線爪２０ｂが形成されている。この場合、セグメント部２０の先端部（結線爪２０ｂ）を確実に突出部１１ａに当接させることができる。このため、ヒュージング後にセグメント部２０の結線爪２０ｂが突出部１１ａから離れるのを防ぎ、結線爪２０ｂに接合された巻線（単線部分１２ａ）に過大な引張り荷重がかかるのを防止することができる。この結果、巻線の断線を抑止することができる。
【００３３】
○上記実施形態において、突出部１１ａを、整流子１０のセグメント部１７に対応する部位のみに設けてもよい。その場合、整流子１０を圧入するときに、セグメント部１７の先端部と突出部１１ａとの位置を合わせればよい。
【００３４】
○上記実施形態において、マグネット５の数、ブラシ１３の個数及びセグメント部１７の数を適宜変更してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施形態のブラシ付き直流モータの（ａ）は側断面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図。
【図２】図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図。
【図３】（ａ）は別例の側断面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図。
【図４】（ａ），（ｂ）は別例の説明図。
【図５】（ａ），（ｂ）は従来のモータの説明図。
【符号の説明】
【００３６】
１…モータ、２…固定子、３…回転子、５…マグネット、７…回転軸、９…電機子コア、１０…整流子、１１…インシュレータ、１１ａ，１１ｂ…突出部（先端支持部）、１２…巻線、１２ａ…単線部分（巻線）、１７，２０…セグメント部、１７ｃ，２０ｂ…結線爪、１８…絶縁粉体層（インシュレータ）、１８ａ…先端支持部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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