(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円弧状に形成した摺動部の一端側にライザーを径方向の外方に向けて連設すると共に、係合部を径方向の内方に延出形成した複数の整流子片と、円筒状に形成した本体部の一端側に前記整流子片の係合部を係止する係止部を有する整流子ホルダーとを備え、前記係止部は、前記本体部の軸方向の外方に延出しており、軸線と同軸の円弧方向に凹部を空けて配列した複数個の掛止壁を有し、前記係合部が前記凹部に軸方向から嵌め込まれて前記整流子片を前記本体部の外周面に装着固定してなることを特徴とする整流子ユニット。
【請求項２】
前記係合部は、前記凹部に軸方向から嵌め込まれる延出部と、この延出部の先端側から屈曲して前記掛止壁に掛止されるフック部とを有する請求項１に記載の整流子ユニット。
【請求項３】
前記整流子片は径方向の内方に突出する突起を有し、前記整流子ホルダーは前記突起と対応する位置に凹陥部を有し、前記突起が前記凹陥部に嵌合して、前記整流子片を前記整流子ホルダーに対して軸線方向に掛止させてなる請求項１または２に記載の整流子ユニット。
【請求項４】
前記整流子片の摺動部の未装着時における曲率半径を前記整流子ホルダーの本体部の曲率半径と異ならせ、前記整流子ホルダーに前記整流子片を装着するとき、前記摺動部の弾性力によって整流子片を径方向の外方に向って付勢させ、前記整流子片の係合部を前記整流子ホルダーの係止部に係合させることにより、前記整流子片の係合部を前記整流子ホルダーの係止部に係合させることにより、前記整流子片を前記整流子ホルダーに装着固定してなる請求項１乃至３の何れかに記載の整流子ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音響機器、映像機器、携帯電話、光学精密機器等に使用される小型モータに取り付けられる整流子ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
小型モータの構造としては、例えば、ケーシングの内部に装着された永久磁石に対向して、軸受により回転自在に支持された回転子が配設される。回転子には複数の整流子片を有する整流子ユニットが回転軸に挿嵌された状態で設けられ、前記ケーシング内に設置されたブラシが当該整流子ユニットに摺接することにより回転子の駆動コイルに所定の電流を給電している。
【０００３】
整流子ユニットは、組立方式から樹脂により全体を一体化したモールド式と、絶縁基体に整流子片や絶縁ワッシャを組み付ける組立式との２種類に大別されるが、使用電流や発熱量が比較的少ない小型モータには、組立式整流子ユニットが多用されている。
【０００４】
図８は、従来の組立式の整流子ユニットを示す分解斜視図である。この整流子ユニットは、円筒部２の一端部に円筒部２よりも大径のフランジ部３が形成された絶縁性の整流子ホルダー１と、この整流子ホルダー１に取り付けられた導電性金属からなる３個の整流子片４と、整流子片４の外周に嵌入されて各整流子片４を整流子ホルダー１の外周面に押圧し、両者を一体的に固定する絶縁ワッシャ７とを備えている。前記整流子片４は円弧状に湾曲形成され、ブラシと摺動する摺動部５と、この摺動部５の一端側から放射状に連設したライザ部６とを有している。このライザ部６には、図示しない駆動コイルの端部が電気的に接続される。また、整流子ホルダー１のフランジ部３には位置決め溝３ａが設けられ、この位置決め溝３ａにライザ部６を嵌合することにより整流子片４を位置決めしている。そして、絶縁ワッシャ７を整流子片４の外周面に沿って矢示方向に圧入することにより複数の整流子片４を整流子ホルダー１に固定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の組立式の整流子ユニットは、整流子片４をワッシャ７によって整流子ホルダー１に固定していることから、ワッシャ７を圧入するとき、ワッシャ７の内周面が整流子片４の摺動部５外周面を擦るため、摺動部５に軸線方向（図示上下方向）の擦り傷が発生する。この傷は、ブラシと整流子片４とが周方向に摺動する際に、接触不良を起こす原因となり、整流子ユニットの特性、ひいては当該整流子ユニットを具備したモータの信頼性を悪化させる原因となる。
【０００６】
また、従来の組立式の整流子ユニットは、整流子片４の位置決めを行うための位置決め溝３ａを有するフランジ部３が円筒部２の一端側に形成されているが、このフランジ部３は円筒部２よりも大径に形成されている。ところが、ライザ部６を駆動コイルの端部と接続するために、ライザ部６を径方向外側に突出させる必要があることから、整流子ユニットの径方向の縮小化が阻害され、モータの小型化を妨げる要因となっている。
【０００７】
さらに、ワッシャ７を用いて整流子片４と整流子ホルダー１を固定するため、ワッシャ７そのものの部品費、およびワッシャ７を圧入する作業手番が必要となり、整流子ユニットの製造コストの高騰させる問題もある。
【０００８】
以上のような実状に鑑みて、本発明は、特性悪化の原因となる整流子片の傷の発生を未然に防止することにより、信頼性の高い整流子ユニットを提供することを目的とする。また、本発明は、整流子ユニットの径方向の縮小化を図り、当該整流子ユニットを使用した製品の小型化を実現させるとともに、部品コストや製造コストを廉価化した整流子ユニットを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の整流子ユニットは、円弧状に形成した摺動部の一端側にライザーを径方向の外方にけて連設すると共に、係合部を径方向の内方に延出形成した複数の整流子片と、円筒状に形成した本体部の一端側に前記整流子片の係合部を係止する係止部を有する整流子ホルダーとを備え、前記係止部は、前記本体部の軸方向の外方に向けて延出しており、軸線と同軸の円弧状に凹部を空けて配列した複数個の掛止壁を有し、前記係合部は前記凹部に軸方向から嵌め込まれて整流子片を前記本体部の外周面に装着固定してなることを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、径方向の内方に向けて延出形成した整流子片の係合部を整流子ホルダーに形成した係止部の凹部に軸方向から嵌め込まれることで、本体部の外周面に整流子片が装着固定されるため、従来必要であったワッシャおよび整流子ホルダーのフランジ部を不要とすることができる。したがって、ワッシャを整流子片の外周に沿って圧入することに起因する整流子片の傷の発生を防止できると共に、整流子ユニット全体の小型化が可能となり、当該整流子ユニットを使用した製品の信頼性向上や小型化を実現することができる。
【００１１】
請求項２記載の整流子ユニットは、請求項１において、係合部は、凹部に軸方向から嵌め込まれる延出部と、この延出部の先端側から屈曲して掛止壁に掛止されるフック部とを有する。
【００１２】
本発明によれば、整流子ホルダーに形成した凹部に整流子片の係合部が嵌合すると共に、係合部の先端に形成したフック部を整流子ホルダーの掛止壁によって掛止させることにより、整流子片と整流子ホルダーとを簡易な構成で確実に固定することができる。
【００１５】
また、請求項３に記載の整流子ユニットは、請求項１または２において、整流子片は径方向の内方に突出する突起を有し、前記整流子ホルダーは前記突起と対応する位置に凹陥部を有し、前記突起が前記凹陥部に嵌合して、前記整流子片を前記整流子ホルダーに対して軸線方向に掛止させてなることを特徴としている。
【００１６】
本発明によれば、突起と凹陥部とを嵌合させることにより、整流子片が外部衝撃等によって軸方向に位置ずれすることを未然に防止できる。したがって、一層信頼性の高い整流子ユニットを提供することができる。
【００１７】
また、請求項４に記載の整流子ユニットは、請求項１乃至３の何れかにおいて、整流子片の摺動部の未装着時における曲率半径を整流子ホルダーの本体部の曲率半径と異ならせ、前記整流子ホルダーに前記整流子片を装着するとき、前記摺動部の弾性力によって整流子片を径方向の外方に向って付勢させ、前記整流子片の係合部を前記整流子ホルダーの係止部に係合させることにより、前記整流子片の係合部を前記整流子ホルダーの係止部に係合させることにより、前記整流子片を前記整流子ホルダーに装着固定してなることを特徴としている。
【００１８】
本発明によれば、整流子片の弾性力を利用して整流子片を整流子ホルダーに装着するため、整流子片と整流子ホルダーを一層確実に固定することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した整流子ユニットの実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
［第１実施形態］
図１は、本発明にかかる整流子ユニットの第１実施形態の組立状態を示す斜視図であり、図２は、図１に示す整流子ユニットの組立後の平面図である。図１に示すように、整流子ユニットは、ナイロン樹脂等の熱可塑性樹脂やフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいは駆動コイルの半田付け時に生じる熱に耐えうるガラス繊維入りのポリアミド樹脂などの絶縁材料からなる整流子ホルダー２０と、銅系金属などの導電性を有する材料からなる複数個の整流子片１０とから概略構成されている。本実施形態における整流子ユニットは、３相の小型モータに適用する整流子ユニットであるため、３個の整流子片１０が使用されている。
【００２１】
［整流子片の構成］
図１及び図２に示すように、整流子片１０は円弧状に形成した摺動部１１と、この摺動部１１の一端部１２から軸線方向にわずかに延出してから半径方向外方に折曲形成されたライザー１３と、摺動部１１の一端部１２におけるライザー１３の両側から半径方向内方に向けて延出形成された一対の係合部１４，１４とを備えている。そして、これらの摺動部１１、ライザー１３、及び一対の係合部１４，１４は、平板状の導電性材料をプレス加工することにより一体的に構成されている。
【００２２】
摺動部１１は、３個の整流子片１０を整流子ホルダー２０に装着したときに略同一円周上に位置するように、それぞれが約１２０度の開き角をもって円弧状に形成されている。また、摺動部１１のブラシとの接点部分には、Ａｇ，Ｚｎ，Ｐｄ等の合金がクラッド材として埋設されている。
【００２３】
ライザー１３は、摺動部１１の一端部１２の周方向中間部から軸線方向に延出したライザー基部１３ａと、ライザー基部１３ａの先端から外方に折曲形成された接続端子部１３ｂとを備え、この接続端子部１３ｂの切欠部１３ｃの近傍に駆動コイルの巻末が半田付け等によって接続される。
【００２４】
係合部１４，１４は、ライザー基部１３ａの両側から内方に向けて延出する延出部１４ａと、この延出部１４ａの内方端から円周方向に互いに対峙し合う向きに屈曲したフック部１４ｂとを有しており、全体的にカギ状を呈している。当該係合部１４，１４は、後述する整流子ホルダー２０に形成した係止部２６に係合して、整流子片１０を整流子ホルダー２０に固定する機能を果たす。また、整流子片１０の軸線方向の全長を摺動部１１の他端部１５からライザー１３の接続端子部１３ｂまでとしたとき、各係合部１４，１４は、整流子片１０の軸線方向における中間部から内方に向けて延出していることになる。
【００２５】
［整流子ホルダーの構成］
図１及び図２に示すように、整流子ホルダー２０は、円筒状の本体部２１と、当該本体部２１の一端側に形成された係止部２６とを備えている。そして、本体部２１と係止部２６は上述の絶縁材料により一体的に成形され、しかも、軸線方向の全長において外径寸法がほぼ均一に形成されている。
【００２６】
整流子ホルダー２０の本体部２１は、図示しない回転軸が挿入される貫通孔２３が中央に形成されて円筒状を成し、外周面の一部には、後に図３に基づいて説明する実施形態２の整流子片１０に形成された突起１６と嵌合する凹陥部２５が３箇所形成されている。
【００２７】
係止部２６は、本体部２１の一端面の最外周縁から半径方向に所定の厚さをもって軸線方向に突出した円弧状の掛止壁２２と、隣接する掛止壁２２の間に形成され係合部１４の嵌合を許容する凹部２４とから構成されている。掛止壁２２は軸線と同軸に複数個、例えば本実施形態では６個配列され、開き角の大きいものと小さいものとが同一円周上に交互に３箇所ずつ形成されている。また、凹部２４は前記整流子片１０の延出部１４ａの幅と同等もしくはわずかに大きい幅をもって形成されている。なお、貫通孔２３の開口部周縁には、環状に突出した環状突部２９が形成されている。
【００２８】
［組立後の構成］
以上のような整流子片１０と整流子ホルダー２０とを組み立てた状態を図２に示す。整流子片１０の係合部１４を構成する延出部１４ａは、整流子ホルダー２０の掛止壁２２間に形成された凹部２４に嵌め込まれると共に、凹部２４の側面および底面に当接している。また、フック部１６ｂは、円弧状に形成された掛止壁２６に掛止され、外方方向への移動が規制されている。しかも、整流子片１０は摺動部１１が円弧状に形成されていることから、全体的に弾性力を有しているため、整流子片１０の延出部１４ａは凹部２４の側面に対してある程度の付勢力を持って当接すると共に、フック部１４ｂは掛止壁２６の内周面２２ａに対して付勢力を持って当接している。そして、係合部１４は整流子片１０の軸線方向における中間部から内方に向かって延出しているため、フック部１４ｂは掛止壁２６の内周面２２ａに拘束される反面、整流子片１０の摺動部１１を半径方向内方へ引き込もうとする付勢力が生じている。その結果、整流子片１０の摺動部１１の内周面が整流子ホルダー２０の外周面に密着するように固定され、多少の衝撃が加わったとしても整流子片１０が整流子ホルダー２０から離脱することはない。
【００２９】
なお、各整流子片１０同士の間には、所定幅Ｓを有するスリット２７が等間隔に３箇所設けられており、これらのスリット２７は駆動コイルに対する通電の切り替えタイミングを決定する上で重要な役割を担っている。
【００３０】
以上のような構成により、従来必要としたワッシャ７を用いることなく整流子片１０と整流子ホルダー２０とを確実に固定することができる。したがって、ワッシャを整流子片１０の外周に沿って圧入することに起因する整流子片１０の傷の発生を防止できる。また、本発明によれば整流子ホルダーの外形寸法をほぼ均一にすることが可能となるため、整流子ユニット全体が小型化される。したがって、当該整流子ユニットを使用した製品の信頼性向上や小型化を実現することができる。
【００３１】
［第２実施形態］
図３は、本発明における整流子片１０の第２実施形態を示す斜視図である。なお、第１実施形態で説明した整流子片１０と共通する部位には同一の符号を付しその説明は省略する。
【００３２】
図３において、整流子片１０は一対の係合部１４，１４の中間にあたるライザー基部１３ａに突起１６を有している。この突起１６は、プレス加工等によって半径方向内方に半球状に突出形成されている。一方、整流子ホルダー２０には、図１に示したように、軸方向に延びる凹陥部２５が前記突起１６と対応する位置に形成されており、整流子片１０を整流子ホルダー２０に装着した際、突起１６が当該凹陥部に嵌合される。
【００３３】
かかる構成によれば、突起１６と凹陥部２５とを嵌合させることにより、整流子片１０が外部衝撃等によって軸線方向に位置ずれすることを未然に防止することができる。また、整流子片１０を整流子ホルダー２０に装着した際、整流子片１０のフック部１４ｂの付勢力によって突起１６が凹陥部２５の壁面を押圧し、その反力で整流子片１０の摺動部１１が整流子ホルダー２０の本体部２１の外周面に押し付けられるため、摺動部１１と本体部２１との密着性が高まる。その結果、各整流子片１０同士の段差を生じさせることなく、各々の整流子片１０の摺動部１１によって画成される仮想円の真円度を向上させることができる。したがって、一層信頼性の高い整流子ユニットを提供することが可能となる。
【００３４】
［第３実施形態］
図４および図５は、本発明における整流子ユニットの別の実施形態を示す平面図である。なお、第１実施形態で説明した整流子ユニットと共通する部位には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００３５】
図４において、点線で示した整流子ホルダー２０は、前述した第１実施形態と共通の整流子ホルダー２０であるが、整流子片１０は未装着時における摺動部１１の曲率半径が整流子ホルダー２０の本体部２１の曲率半径よりも小さくなるように形成されている。このような整流子片１０を整流子ホルダー２０に装着固定するにあたり、整流子片１０の摺動部１１の曲率半径が大きくなるように拡げながら係合部１４，１４を整流子ホルダー２０の凹部に嵌合させると共に、係合部１４，１４を整流子ホルダー２０の係止部２６に係合させる。このとき、摺動部１１はもとの曲率半径に復元しようとするが、一対の係合部１４，１４が係止部２６に拘束されるため、摺動部１１の周方向中間部分が整流子ホルダー２０の外周面に密着するような応力を生じる。その結果、摺動部１１が整流子ホルダー２０の外周面に倣って密着し、整流子片１０と整流子ホルダー２０を一層確実に固定することができる。
【００３６】
図５の実施形態は、図４の実施形態とは逆に、整流子片１０の未装着時における摺動部１１の曲率半径を整流子ホルダー２０の本体部２１の曲率半径よりも大きく形成している。このような整流子片１０を整流子ホルダー２０に装着するにあたり、整流子片１０の摺動部１１の曲率半径が小さくなるように収縮させながら係合部１４，１４を整流子ホルダー２０の凹部に嵌合させると共に、係合部１４，１４を整流子ホルダー２０の係止部２６に係合させる。このとき、摺動部１１はもとの曲率半径に復元しようとするが、一対の係合部１４，１４が係止部２６に拘束されるため、摺動部１１の周方向中間部分が整流子ホルダー２０の外周面に密着するような応力を生じる。その結果、図４に示した整流子片１０と同様に、摺動部１１が整流子ホルダー２０の外周面に倣って密着するため、整流子片１０と整流子ホルダー２０を一層確実に固定することができる。
【００３７】
以上のように、整流子ホルダー２０に対して整流子片１０を未装着状態において、摺動部１１の曲率半径が整流子ホルダー２０の本体部２１の曲率半径と異なるように形成しておき、当該整流子片１０を整流子ホルダー２０に装着すると、摺動部１１が開放もしくは収縮する弾性力に基づいて、整流子片１０が整流子ホルダー２０に密着固定される。
【００３８】
［その他の実施形態］
以上、本発明にかかる整流子ユニットの実施形態を具体的に説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
【００３９】
例えば、第１実施形態では、整流子片１０の係合部１４，１４は摺動部１１の一端側から内方に向けて延出させた延出部１４ａと、その延出部１４ａの先端側から略円周方向に屈曲形成したフック部１４ｂとを有し、フック部１４ｂを整流子ホルダー２０の掛止壁に掛止させることにより、整流子片１０と整流子ホルダー２０を固定した形態を示したが、図６（Ａ）に示すように、整流子片１０の係合部１４’には必ずしも屈曲するフック部を設ける必要はなく、内方に向かって徐々に幅が広がる台形状の係合部１４’を採用しても良い。このとき整流子ホルダー２０の係止部２２には、台形状の係合部１４’の嵌合を許容する凹部２４’が形成されている。したがって、係合部１４’が凹部２４’から離脱しようとする外部衝撃が加わったとしても、係合部１４’の側面が凹部２４’の内壁面によって拘束され離脱することが抑止され、整流子片１０と整流子ホルダー２０の固定強度を十分に確保することができる。
【００４０】
また、図６（Ｂ）に示すうように、整流子片１０の係合部１４”を円弧状の摺動部１１の中央付近から内方に向けて延出形成し、ライザー１３を摺動部１１の端部側に形成しても良い。この場合、摺動部１１の未装着時における曲率半径を整流子ホルダー２０の本体部の曲率半径よりも小さくしておくことにより、整流子片１０の係合部１４”を整流子ホルダー２０の係止部２６に係合させた際、摺動部１１の弾性力により摺動部１１の内周面と整流子ホルダー２０の本体部の外周面とを密着させることができる。なお、図６（Ｂ）における係合部１４”に形成したフック部１４ｃは、係合部”の先端から左右両側に突出しているが、このフック部１４ｃが整流子ホルダー２０の掛止壁２２に掛止することになる。また、フック部１４ｃの形状を、図１に示した片側に屈曲させた形状や、図６（Ａ）に示した台形上に形成してもよい。
【００４１】
さらに、図７に示すように、整流子ホルダー２０の外周面におけるスリット２７と対応する位置に、各整流子片１０の周方向の幅を一義的に決める位置決め用凸部２８をスリット２７の数と同数設けても良い。これらの位置決め用凸部２８は、半径方向外側への突出量が整流子片１０の板厚より小さくすることが好ましい。このように、整流子ホルダー２０の外周面に位置決め用凸部２８を予め均等の角度幅をもって形成した後に、各整流子片１０を整流子ホルダー２０に装着すれば、スリット幅が正確に確保できるため、各整流子片１０の位置決めを容易かつ正確に行うことができる。
【００４２】
さらにまた、図２に示した整流子片１０の一対の係合部１４，１４は、内方に向けて延出する延出部１４ａと、延出部１４ａの内方端から互いに対峙する向きに屈曲したフック部１４ｂとを備えているが、図７に示すようにフック部１４ｂの屈曲する向きを互いに背反する向きに形成しても同様の作用効果を得られる。
【００４３】
また、図２に示したように、整流子片１０の係合部１４，１４を整流子ホルダー２０の係止部２６に係合させた後、係合部１４，１４の周囲にある係止部２６もしくは環状突部２６を熱カシメ等の手段で溶融させて、係合部１４，１４に覆い被さるように整流子ホルダー２０に対する各整流子片１０の固定強度を一層高めることができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、内方に向けて延出する一対の係合部を円筒状の整流子ホルダーに形成した係止部に係合させることで、整流子片と整流子ホルダーとを一体的に固定することができるため、従来必要としたワッシャおよび整流子ホルダーのフランジ部を不要とすることができる。したがって、ワッシャを整流子片の外周に沿って圧入することに起因する整流子片の傷の発生を防止できると共に、整流子ユニット全体の小型化が可能となり、当該整流子ユニットを使用した製品の信頼性向上や小型化を実現することができる。
【００４５】
また、本発明によれば、整流子片に形成した突起と整流子ホルダーに形成した凹陥部とを嵌合させることにより、整流子片が外部衝撃等によって軸方向に位置ずれすることを未然に防止できる。したがって、一層信頼性の高い整流子ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる整流子ユニットの第１の実施形態の組立状態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す整流子ユニットの組立後の平面図である。
【図３】本発明における第２の実施形態を示す整流子片の斜視図である。
【図４】本発明にかかる整流子ユニットの別の実施形態を示す平面図である。
【図５】本発明にかかる整流子ユニットのさらに別の実施形態を示す平面図である。
【図６】本発明にかかる整流子ユニットのさらに別の実施形態を示す部分平面図である。
【図７】本発明にかかる整流子ユニットのさらに別の実施形態を示す平面図である。
【図８】従来の組立式の整流子ユニットを示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１０      整流子片
１１      摺動部
１２      摺動部の一端部
１３      ライザー
１３ａ    ライザー基部
１３ｂ    接続端子部
１４      係合部
１４ａ    延出部
１４ｂ    フック部
１６      突起
２０      整流子ホルダー
２１      本体部
２２      掛止壁
２３      貫通孔
２４      凹部
２５      凹陥部
２６      係止部
【図１】
0003934381.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003934381.tif 000004
【図４】
0003934381.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003934381.tif 000007
【図７】
0003934381.tif 000008
【図８】
0003934381.tif 000009