JP2004088902A

JP2004088902A - Armature and dc motor

Info

Publication number: JP2004088902A
Application number: JP2002246274A
Authority: JP
Inventors: Toshio Yamamoto; 山本　敏夫; Shinji Mito; 三戸　信二
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2002-08-27
Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2022-08-27
Also published as: JP3920740B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an armature which is light and is small in axial size. <P>SOLUTION: A commutator 11 is fixed to a rotating shaft 6, and a coupling member 50 in the shape of a bottomed cylinder is fixed within the center hole 25 of a core 10. Then, the rotating shaft 6 and the core 10 are coupled with each other by fixing the rotating shaft 6 to the coupling member 50, and the small-diameter part 40b of the insulator 40 of the commutator 11 where a short circuit wire 42 is arranged is arranged inside the internal space 50a of the coupling member 50. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電機子及び直流モータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ブラシ付き直流モータにおいては、整流子（コンミテータ）の同電位セグメント同士を短絡線にて短絡することによりブラシの本数を低減し、モータ回転ムラ、振動及び異音発生等の防止が図られている。例えば、６極（マグネット磁極数）８スロット２４セグメントのブラシ付き直流モータの場合、同電位となる１２０°間隔の３セグメントを相互に短絡する短絡線を８本用いることで、ブラシの本数を２本に低減することができる。ところが、整流子と電機子コアとの間に前記短絡線を収納するスペースを設ける必要があるため、モータの短軸化及びモータの小型化を図るのが難しいという問題があった。
【０００３】
そこで、例えば、特開平１１−１８７６２２号公報に開示された第１の従来例では、整流子内部に設けられた短絡部材にて同電位セグメント同士を短絡させる方式が用いられている。
【０００４】
また、特開２００２−１２５３５０号公報に開示された第２の従来例では、電機子コアに巻装されるコイルの軸方向範囲内にブラシを配設し、整流子への給電点をコイルの軸方向範囲内とする方式が用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記第１の従来例は、互いに対向する２つの同電位セグメント（対向セグメント）を短絡する方式であるため、前記６極８スロット２４セグメントのような３つ以上の同電位セグメントを有するモータに適用するのが困難である。また、各短絡部材は全て異なる形状に形成する必要があるため、短絡部材の部品製造及び生産管理の簡素化を図る（つまり整流子のコスト低減を図る）上の問題点となっていた。更に、短絡部材の数が増えた場合には整流子自体が大型化してしまうので重量が増えるという問題がある。
【０００６】
また、第２の従来例は、ブラシ自体をコイルの軸方向範囲内に配設するため、電機子コアの直径が大きくなってしまうという問題があった。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、軽量かつ軸方向のサイズの小さい電機子及び直流モータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、回転軸と、巻線が巻回されるティースを有するコアと、該コアに形成された中心孔内に配置され前記回転軸と前記コアとを連結する連結部材と、同電位セグメント同士を短絡する短絡線が配設された整流子と、を備えた電機子であって、前記連結部材は、中空部を有し、前記整流子は、前記短絡線が該中空部内に配置されるよう前記回転軸に固定されること、を要旨とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、前記連結部材は、有底筒状をなし、その底部は、前記連結部材の軸方向範囲内の何れかに設けられ、該底部と筒部とにより前記中空部が形成されていること、を要旨とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、前記底部は、前記連結部材の端部に設けられていること、を要旨とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記連結部材は、前記底部に前記回転軸を固定する固定部を有すること、を要旨とする。
【００１０】
また、請求項５に記載の発明は、前記連結部材は、前記中心孔に圧入又は接着されることにより該コアに固定され、前記回転軸が前記固定部に形成された貫通孔に圧入されることにより、前記コアと前記回転軸とを連結すること、を要旨とする。
【００１１】
また、請求項６に記載の発明は、前記連結部材は、前記中心孔内に固定されることにより前記コアと一体的となるよう軸方向の長さが前記中心孔の軸方向の長さと略同一に成形されたものであって、前記短絡線は、前記コアの軸方向範囲内に配置されること、を要旨とする。
【００１２】
また、請求項７に記載の発明は、前記コアは、磁性粉体を成形してなること、を要旨とする。
請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７の何れか一項に記載の電機子を備えた直流モータであること、を要旨とする。
【００１３】
また、請求項９に記載の発明は、６個の永久磁石を備え、前記コアは、８本の前記ティースを有し該各ティースにより形成される８つにスロットを備え、前記巻線は、各ティースに集中巻きにて巻回され、前記整流子は、２４個のセグメントを備えること、を要旨とする。
【００１４】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、前記整流子の短絡線が前記連結部材の中空部内に収容される。これにより、電機子の軸方向のサイズが小さくなる。また、連結部材は中空部を有し、コアの中心孔を大きく設計しコア自体を軽くすることができるので、電機子が軽量化される。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、前記連結部材は有底筒状をなすので、前記短絡線が、筒内に収容される。また、前記連結部材の底部に前記整流子を当接させることにより位置決めが容易になる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、前記底部が連結部材の端部に設けられているので中空部が大きい。従って、電機子の軸方向のサイズがより小さくなる。
請求項４，５に記載の発明によれば、前記底部に固定部を設け、該固定部にて前記回転軸を固定するので、回転軸との接触面積が大きいため確実にコアと回転軸とが連結される。
【００１７】
請求項６に記載の発明によれば、前記短絡線は、前記コアの軸方向範囲内に配置されるので、電機子の軸方向のサイズがより小さくなる。
請求項７に記載の発明によれば、加えて、コアがシュレッダによって粉砕可能なため巻線の回収が容易になるので、リサイクル性を向上する。
【００１８】
請求項８に記載の発明によれば、軽量かつ軸方向のサイズが小さい電機子を備えるので、モータの軽量化及び小型化が容易になる。
請求項９に記載の発明によれば、６極８スロット２４セグメントの直流モータであるため、加えて振動が小さくなる。また、２つのブラシで給電するときは所望のセグメント幅が得られるので、電流を多く入力することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明を６極８スロット２４セグメントのブラシ付き直流モータに具体化した第１の実施形態を図１〜図９に従って説明する。
【００２０】
図１及び図２に示すように、本実施形態の直流モータ１は、固定子２と電機子３を備えている。固定子２は、ヨーク４と該ヨーク４内に配設された複数の磁極としてのマグネット５から構成されている。本実施形態では、６個のマグネット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。
【００２１】
電機子３は、回転軸６と、回転軸６の中央部に固定されるコア１０と、回転軸６の一端に固定される整流子（コンミテータ）１１とを備えている。そして、回転軸６はヨーク４に配設された図示しない軸受けにより軸支され、電機子３は、前記マグネット５に囲まれるように回転可能にヨーク４内に支持収容されている。
【００２２】
図３は、コア１０の斜視図である。コア１０には、複数のティース２３が設けられている。本実施形態では、８個のティース２３が等角度間隔にて設けられている。各ティース２３間には、８個のスロット２４が形成されている。そして、コア１０には、中心孔２５が形成されている。
【００２３】
コア１０は、図４及び図５に示す第１コア部２１と、図６及び図７に示す第２コア部２２とから構成されている。図４は第１コア部２１の上面図、図５は第１コア部２１の断面図、図６は第２コア部２２の上面図、そして、図７は第２コア部２２の断面図である。
【００２４】
コア１０は、第１コア部２１と第２コア部２２を互いに組み付けることにより形成されている。詳述すると、図４及び図５に示すように、第１コア部２１は、中心孔２５ａを有するリング部２６ａと、該リング部２６ａの外周から外方へ等角度間隔（９０°）で放射状に延設された４個のティース部２８ａとを備えている。また、図６及び図７に示すように、第２コア部２２も、第１コア部２１と同様に、中心孔２５ｂを有するリング部２６ｂと、該リング部２６ｂの外周から外方へ等角度間隔（９０°）で放射状に延設された４個のティース部２８ｂとを備えている。
【００２５】
第１コア部２１及び第２コア部２２において、各ティース部２８ａ，２８ｂは、それぞれリング部２６ａ，２６ｂとほぼ同じ厚さ（軸方向の長さ）にて形成されている。そして、図５に示すように、第１コア部２１において、その軸方向中心より下方側にリング部２６ａが設けられ、図７に示すように、第２コア部２２において、その軸方向中心より上方側にリング部２６ｂが設けられている。
【００２６】
即ち、第１コア部２１及び第２コア部２２が互いに組み付けられることにより、これら第１コア部２１及び第２コア部２２の各ティース部２８ａ，２８ｂは、コア１０の各ティース２３を形成する。
【００２７】
尚、本実施形態において、図７の第２コア部２２を上下逆に配置すると、その構成（リング部２６ｂ及びティース部２８ｂの形状等）は、図５の第１コア部２１（リング部２６ａ及びティース部２８ａの形状等）と同一となる。また、これら第１コア部２１及び第２コア部２２は、磁性粉体を圧縮成形することでリング部２６ａとティース部２８ａ及びリング部２６ｂとティース部２８ｂとがそれぞれ一体に形成されている。
【００２８】
図４〜図７に示すように、第１コア部２１及び第２コア部２２における各ティース部２８ａ，２８ｂは、それぞれ巻線巻回部２９ａ，２９ｂと、当該巻線巻回部２９ａ，２９ｂの一端（先端）に形成される先端部３０ａ，３０ｂとを備える。
【００２９】
巻線巻回部２９ａ，２９ｂには、その形状に合わせて成形されたインシュレータ３１ａ，３１ｂが配設され、当該インシュレータ３１ａ，３１ｂを介して巻線３２が巻回されている。ここで、巻線３２は各ティース部２８ａ，２８ｂに集中巻にて巻回され、その巻線３２の両端は、第１コア部２１と第２コア部２２が互いに組み付けられた場合に同一となる方向（図中の上側）に向かって引き出されている。具体的には、インシュレータ３１ａ，３１ｂにおいて、リング部２６ａ，２６ｂ側には、巻線３２を引っ掛ける係止部３３ａ，３３ｂが形成されており、同係止部３３ａ，３３ｂを通して巻線３２を引き出すようにしている。
【００３０】
そして、上記のように各ティース部２８ａ，２８ｂに巻線３２を巻回した第１コア部２１と第２コア部２２とを互いに対向させて、各リング部２６ａ，２６ｂが重なるように軸線方向の位置を一致させる。さらに、各ティース部２８ａ，２８ｂの位置を円周方向に４５°ずらした状態で、第１コア部２１と第２コア部２２とを互いに組み付ける。このとき、第１コア部２１におけるリング部２６ａが第２コア部２２におけるティース部２８ｂの内側に嵌め込まれ、第２コア部２２におけるリング部２６ｂが第１コア部２１におけるティース部２８ａの内側に嵌め込まれる。
【００３１】
より詳しくは、第１コア部２１におけるリング部２６ａの外周面３４ａと第２コア部２２におけるティース部２８ｂの内側面（図５ではティース部下側の内側面）３５ｂとが当接され、その当接部位が接着剤等により固着されている。一方、第２コア部２２におけるリング部２６ｂの外周面３４ｂと第１コア部２１におけるティース部２８ａの内側面（図７ではティース部上側の内側面）３５ａとが当接され、その当接部位が接着剤等により固着されている。そして、これにより８本のティース２３が等角度間隔に配設されたコア１０が製造される。（図３参照）。
【００３２】
図８に示すように、整流子１１は、略円筒状に形成された絶縁体４０と、その絶縁体４０の外周面に複数配置されるセグメント４１とを備える。尚、本実施形態では整流子１１は、２４個のセグメント４１を有する。
【００３３】
絶縁体４０は、大径部４０ａと、当該大径部４０ａよりも径が小さな小径部４０ｂとからなる。大径部４０ａの外周面には、各セグメント４１が等角度間隔に固定されており、小径部４０ｂの外周面には、同電位のセグメント４１同士を短絡する短絡線４２が配設されている。
【００３４】
各セグメント４１は、本体部４４と、巻線接合部４５とからなり、本体部４４には、電機子３の一端に設けたブラシ４３が摺接する（図２参照）。巻線接合部４５は、本体部４４の一端に設けられ、各ティース２３を構成する前記ティース部２８ａ，２８ｂに巻回した巻線３２を結線するとともに、前記短絡線４２を各セグメント４１に結線する。
【００３５】
図９は、本実施形態の電機子３の巻線結線を示す展開図である。尚、図９では、セグメント４１の順番を第１セグメント４１ａ〜第２４セグメント４１ｘにて示している。また、８個のティース２３、巻線３２、短絡線４２をそれぞれ区別するために番号「２３」、「３２」、「４２」に「ａ」〜「ｈ」の符号を付し、第１ティース２３ａ〜第８ティース２３ｈ、第１巻線３２ａ〜第８巻線３２ｈ、第１短絡線４２ａ〜第８短絡線４２ｈとして示している。
【００３６】
本実施形態では、１本の短絡線４２によって同電位となる３つのセグメント４１が短絡されている。尚、本実施形態の直流電動機は６極８スロットであるので、２４個のセグメント４１において８個おきに配置されるセグメント４１が同電位となる。
【００３７】
詳述すると、第１短絡線４２ａは、第１セグメント４１ａと、第９セグメント４１ｉと、第１７セグメント４１ｑとを短絡し、第２短絡線４２ｂは、第４セグメント４１ｄと、第１２セグメント４１ｌと、第２０セグメント４１ｔとを短絡している。また、第３短絡線４２ｃは、第７セグメント４１ｇと、第１５セグメント４１ｏと、第２３セグメント４１ｗとを短絡し、第４短絡線４２ｄは、第１０セグメント４１ｊと、第１８セグメント４１ｒと、第２セグメント４１ｂとを短絡している。さらに、第５短絡線４２ｅは、第１３セグメント４１ｍと、第２１セグメント４１ｕと、第５セグメント４１ｅとを短絡し、第６短絡線４２ｆは、第１６セグメント４１ｐと、第２４セグメント４１ｘと、第８セグメント４１ｈとを短絡している。また、第７短絡線４２ｇは、第１９セグメント４１ｓと、第３セグメント４１ｃと、第１１セグメント４１ｋとを短絡し、第８短絡線４２ｈは、第２２セグメント４１ｖと、第６セグメント４１ｆと、第１４セグメント４１ｎとを短絡している。
【００３８】
第１ティース２３ａに巻回した第１巻線３２ａは、第２セグメント４１ｂと第３セグメント４１ｃとに結線され、第２ティース２３ｂに巻回した第２巻線３２ｂは、第５セグメント４１ｅと第６セグメント４１ｆとに結線される。第３ティース２３ｃに巻回した第３巻線３２ｃは、第８セグメント４１ｈと第９セグメント４１ｉとに結線され、第４ティース２３ｄに巻回した第４巻線３２ｄは、第１１セグメント４１ｋと第１２セグメント４１ｌとに結線される。第５ティース２３ｅに巻回した第５巻線３２ｅは、第１４セグメント４１ｎと第１５セグメント４１ｏとに結線され、第６ティース２３ｆに巻回した第６巻線３２ｆは、第１７セグメント４１ｑと第１８セグメント４１ｒとに結線される。第７ティース２３ｇに巻回した第７巻線３２ｇは、第２０セグメント４１ｔと第２１セグメント４１ｕとに結線され、第８ティース２３ｈに巻回した第８巻線３２ｈは、第２３セグメント４１ｗと第２４セグメント４１ｘとに結線される。このように、各ティース２３を巻回した巻線３２の両端は、隣接する２つのセグメント４１にそれぞれ接続されている。
【００３９】
また、セグメント４１において、第１セグメント４１ａ、第４セグメント４１ｄ、第７セグメント４１ｇ、第１０セグメント４１ｊ、第１３セグメント４１ｍ、第１６セグメント４１ｐ、第１９セグメント４１ｓ、第２２セグメント４１ｖは、巻線３２が非接続となっている。そして、これら巻線３２が結線されないセグメント４１には、各短絡線４２の中央部分が結線されている。
【００４０】
図２に示すように、電機子３は、回転軸６の一端に整流子１１を固定し、当該回転軸６とコア１０とを連結部材５０にて連結することにより形成される。
詳述すると、連結部材５０は有底円筒形状をなし、その筒部５１に囲まれた内部空間５０ａに板状をなす底部としての中底部５２を有する。中底部５２は、当該中底部５２が連結部材５０の内部空間５０ａを略二分する位置に配設されており、連結部材５０の断面の形状は、Ｈ型をなす。連結部材５０の外径は、コア１０の中心孔２５の直径より所定寸法だけ大きく設定されており、連結部材５０は、コア１０の前記中心孔２５内に圧入されることによりコア１０に固定されている。尚、連結部材５０の軸方向の長さは、中心孔２５の内壁面の軸方向の長さと略同一となるように成形されており、中心孔２５内に固定されることにより、コア１０と一体的となっている。
【００４１】
中底部５２の整流子１１と反対側の面の中心部には、略円柱状の固定部５３が突設されている。固定部５３は、連結部材５０の開口部に向かって（図において左側に向かって）延設されている。そして、固定部５３の中心には、固定部５３及び前記中底部５２を軸方向に貫通し、連結部材５０の内部空間５０ａに連通する貫通孔５４が形成されている。貫通孔５４の直径は、回転軸６の直径より所定寸法だけ小さく形成されており、連結部材５０と回転軸６とは、当該貫通孔５４に回転軸６が圧入されることにより固定されている。即ち、コア１０は、連結部材５０を介して回転軸６に連結されている。
【００４２】
整流子１１の前記絶縁体４０には、当該絶縁体４０の中心部を軸方向（図において左右方向）に貫通する貫通孔５７が形成されている。貫通孔５７は、回転軸６に直径より所定寸法だけ小さく形成されており、整流子１１と回転軸６とは、当該貫通孔５７に回転軸６が圧入されることにより固定されている。
【００４３】
回転軸６は、当該回転軸６に固定された整流子１１の前記絶縁体４０の小径部４０ｂの一端を連結部材５０の中底部５２に当接させることにより位置決めされ、コア１０と当該位置にて連結されている。そして、小径部４０ｂ及び当該小径部４０ｂの外周面に配設された短絡線４２は、連結部材５０の筒部５１と中底部５２とにより形成される中空部としての内部空間５０ａの内側に配置されている。
【００４４】
次に、上記第１の実施形態の特徴的な作用効果を以下に記載する。
（１）本実施形態では、整流子１１を回転軸６に固定し、コア１０の中心孔２５内には、有底円筒形状の連結部材５０を固定することとした。そして、連結部材５０にて回転軸６とコア１０とを連結し、短絡線４２が配設された整流子１１の絶縁体４０の小径部４０ｂを連結部材５０の内部空間５０ａの内側に配置することとした。
【００４５】
これにより、短絡線４２は、連結部材５０の内部空間５０ａに配設されるので整流子とコアとの間に前記短絡線４２を収納するスペースを設ける必要がなくなる。従って、電機子３の回転軸６方向のサイズを小さくすることができ、結果として直流モータ１の軸方向のサイズを小さくすることができる。また、連結部材５０は、中空部としての内部空間５０ａを有するので軽量となり、更にコア１０の中心孔２５の口径を大きく設計することができるので、コア１０の重量が軽くなる。その結果、電機子３を軽量化することができ、直流モータ１を軽量化することができる。
【００４６】
（２）本実施形態では、連結部材５０は、中底部５２を備え、当該中底部５２は、連結部材５０の内部空間５０ａを略二分する位置に配設することとした。これにより、回転軸６及び整流子１１の位置決めが容易になる。従って、容易かつ確実に短絡線４２を中空部としての内部空間５０ａの内側に配置することができる。
【００４７】
（３）本実施形態では、中底部５２には、略円柱状の固定部５３を設けた。そして、当該固定部５３に形成され固定部５３及び前記中底部５２を軸方向に貫通し連結部材５０の内部空間５０ａに連通する貫通孔５４に回転軸６を圧入することにより、コア１０と回転軸６とを連結することとした。その結果、回転軸６と連結部材５０との接触面が大きくなるので、より確実にコア１０と回転軸６を連結することができる。
【００４８】
（４）本実施形態では、磁性粉体を圧縮成形することによりコア１０を形成することとした。従って、コア１０の剛性が比較的に低いためにシュレッダによって粉砕可能となり巻線３２の回収が容易になる。その結果、リサイクル性を向上させることができる。また、形状自在に成形可能となるため複雑な形状のコアを成形することができる。
【００４９】
（５）本実施形態では、６個のマグネット５をヨーク４の内周面に等角度間隔にて配置固定され、コア１０には、８個のティース２３が等角度間隔にて設けられ、各ティース２３間には、８個のスロット２４が形成される。そして、整流子１１の略円筒状に形成された絶縁体４０の外周面には、２４個のセグメント４１が配置される。即ち、直流モータ１は、６極８スロット２４セグメントの集中巻きブラシ付き直流モータとした。従って、軸対象の各スロット間においてトルクベクトルの大きさが等しく相反するため、回転子である電機子３の振動が防止される。その結果、振動の小さい直流モータを提供することができる。
【００５０】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について前記第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。尚、説明の便宜上、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００５１】
図１０に示すように、連結部材６０は有底円筒形状をなす。連結部材６０の外径は、コア１０の中心孔２５の直径より所定寸法だけ大きく設定されており、連結部材６０は、コア１０の前記中心孔２５内に圧入されることによりコア１０に固定されている。尚、連結部材６０の軸方向の長さは、中心孔２５の内壁面の軸方向の長さと略同一となるように成形されており、中心孔２５内に固定されることにより、コア１０と一体的となっている。
【００５２】
連結部材６０の筒部６１の端部には、底部６２が設けられ、当該底部６２の外側面の中心部には、略円柱状の固定部６３が突設されている。固定部６３は、整流子１１と反対側に向かって延設されており、当該固定部６３の端部は、コア１０に配設されたインシュレータ３１ａ（又はインシュレータ３１ｂ）の外側面と略面一となっている。そして、固定部６３の中心には、固定部６３及び前記底部６２を軸方向に貫通し、連結部材６０の中空部としての内部空間６０ａに連通する貫通孔６４が形成されている。連結部材６０の前記貫通孔６４の直径は、回転軸６の直径より所定寸法だけ小さく形成されており、連結部材６０と回転軸６とは、当該貫通孔６４に回転軸６が圧入されることにより、回転軸６に固定されている。即ち、コア１０は、連結部材６０を介して回転軸６に連結されている。
【００５３】
コア１０と回転軸６とは、回転軸６に固定された整流子１１の前記絶縁体４０の小径部４０ｂ及び当該小径部４０ｂの外周面に配設された短絡線４２とが、連結部材６０の筒部６１と底部６２とにより形成される中空部としての内部空間６０ａの内側に配置されるように固定されている。
【００５４】
このような構成とすれば、整流子１１のより多くの部分が連結部材６０の内部空間６０ａの内側に配置されるので、電機子３の回転軸６方向のサイズをより小さくすることができ、結果として直流モータ１の軸方向のサイズを更に小さくすることができる。
【００５５】
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態では、連結部材５０（連結部材６０）は、コア１０の前記中心孔２５内に圧入されることによりコア１０に固定されることとしたが、連結部材５０（連結部材６０）は、中心孔２５に接着されることによりコア１０に固定されることとしてもよい。
【００５６】
・連結部材の形状は、短絡線４２がその外周面に配設された前記小径部４０ｂを収容しうる中空部を有する形状であれば、その他の形状であってもよい。
・また、第１の実施形態では中底部５２は、連結部材５０の内部空間５０ａを略二分する位置に配設することとした。しかし、これに限らず、中底部５２は、連結部材５０の軸方向範囲内の何れかに配設することとしてもよい。
【００５７】
・固定部５３（固定部６３）は略円柱状としたが、その他の形状であってもよく、短絡線４２の収容を妨げるものでなければ、その一部が整流子１１側の内部空間５０ａ（内部空間６０ａ）に突出するものであってもよく、内部空間に突出した固定部に前記小径部４０ｂを当接させて位置決めするものであってもよい。
【００５８】
・中底部５２（底部６２）は、必ずしも板状でなくともよく、筒部５１（筒部６１）と固定部５３（固定部６３）とを連結するものであれば、その他の形状でもよい。
【００５９】
・中底部５２（底部６２）に貫通孔を形成するものであってもよい。
・コア１０の中心孔２５は、必ずしも円孔でなくともよく、連結部材５０（６０）の外周形状と略同一であれば、その断面形状は多角形等その他の形状であってもよい。
【００６０】
・直流モータ１は、６極８スロット２４セグメントのレイアウトと採用したが、その他のレイアウトを採用することとしてもよい。
・コア１０は、第１コア部２１と第２コア部２２を互いに組み付けることにより形成される分割コアとしたが、一体成形により成形されるものであってもよい。
【００６１】
・コア１０には、磁性粉体を圧縮成形することにより形成される粉体コアを採用したが、その他、金属板を積層することにより形成される積層コアを採用することとしてもよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上、詳述したように、請求項１〜請求項９に記載の発明によれば、軽量かつ軸方向のサイズの小さい電機子及び直流モータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】直流モータの断面図。
【図２】電機子の断面図。
【図３】コアの斜視図。
【図４】第１コア部の上面図。
【図５】第１コア部の断面図。
【図６】第２コア部２２の上面図。
【図７】第２コア部２２の断面図。
【図８】整流子の断面図。
【図９】電機子への巻線結線を示す展開図。
【図１０】第２実施形態の電機子の断面図。
【符号の説明】
１…直流モータ、３…電機子、５…マグネット、６…回転軸、１０…コア、１１…整流子、２３（２３ａ〜２３ｈ）…ティース、２４…スロット、２５…中心孔、３２…巻線、４０…絶縁体、４０ｂ…小径部、４１（４１ａ〜４１ｘ）…セグメント、４２（４２ａ〜４２ｈ）…短絡線、５０，６０…連結部材、５０ａ，６０ａ…内部空間、５１，６１…筒部、５２…中底部、５３，６３…固定部、５４，６４…貫通孔、５７…貫通孔、６２…底部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an armature and a DC motor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a DC motor with a brush, the number of brushes is reduced by short-circuiting the same potential segments of a commutator with a short-circuit line to prevent motor rotation unevenness, vibration, and generation of abnormal noise. Have been. For example, in the case of a brushed DC motor having 6 poles (the number of magnetic poles) and 8 slots and 24 segments, the number of brushes is reduced to 2 by using eight short-circuit lines that mutually short-circuit three segments at 120 ° intervals having the same potential. Can be reduced to books. However, since it is necessary to provide a space for accommodating the short-circuit line between the commutator and the armature core, there is a problem that it is difficult to shorten the axis of the motor and reduce the size of the motor.
[0003]
Thus, for example, in a first conventional example disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-187622, a method is used in which the same potential segments are short-circuited by a short-circuit member provided inside the commutator.
[0004]
Further, in a second conventional example disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-125350, a brush is disposed within an axial direction range of a coil wound around an armature core, and a power supply point to a commutator is set to a value of the coil. A method in which the range is within the axial direction is used.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the first conventional example is a system in which two opposing potential segments (opposing segments) facing each other are short-circuited, a motor having three or more same potential segments such as the 6-pole, 8-slot, and 24 segments is used. Is difficult to apply. Further, since all the short-circuit members need to be formed in different shapes, there has been a problem in simplifying the manufacturing and production management of the components of the short-circuit members (that is, in reducing the cost of the commutator). Further, when the number of short-circuit members is increased, the commutator itself is increased in size, so that there is a problem that the weight increases.
[0006]
Further, the second conventional example has a problem that the diameter of the armature core becomes large because the brush itself is disposed within the axial range of the coil.
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an armature and a DC motor that are lightweight and have a small axial size.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 includes a rotating shaft, a core having teeth around which a winding is wound, and the rotating shaft disposed in a center hole formed in the core. And a connecting member for connecting the core, and a commutator provided with a short-circuit wire for short-circuiting the same potential segments, wherein the connecting member has a hollow portion, The gist of the present invention is that the commutator is fixed to the rotating shaft so that the short-circuit wire is disposed in the hollow portion.
[0008]
Further, in the invention according to claim 2, the connecting member has a bottomed cylindrical shape, and a bottom portion is provided in any range within an axial direction of the connecting member, and the bottom portion and the cylindrical portion define the connecting portion. The point is that a hollow portion is formed.
[0009]
Further, the invention according to claim 3 is characterized in that the bottom is provided at an end of the connecting member.
Further, the invention according to claim 4 is characterized in that the connecting member has a fixing portion for fixing the rotating shaft to the bottom portion.
[0010]
Further, in the invention according to claim 5, the connecting member is fixed to the core by press-fitting or bonding to the center hole, and the rotating shaft is press-fitted to a through-hole formed in the fixing portion. Thus, the gist is that the core and the rotating shaft are connected to each other.
[0011]
The invention according to claim 6 is such that the connecting member has an axial length substantially equal to an axial length of the center hole so as to be integrated with the core by being fixed in the center hole. The gist is the same, and the short-circuit line is disposed within an axial range of the core.
[0012]
The gist of the invention described in claim 7 is that the core is formed by molding a magnetic powder.
An eighth aspect of the present invention provides a DC motor including the armature according to any one of the first to seventh aspects.
[0013]
The invention according to claim 9 includes six permanent magnets, the core has eight teeth, and eight slots formed by each of the teeth, and the winding includes: The gist is wound around each tooth in a concentrated winding, and the commutator includes 24 segments.
[0014]
(Action)
According to the first aspect of the invention, the short-circuit wire of the commutator is housed in the hollow portion of the connecting member. Thereby, the size of the armature in the axial direction is reduced. Further, since the connecting member has a hollow portion, the center hole of the core can be designed to be large and the core itself can be lightened, so that the armature can be reduced in weight.
[0015]
According to the second aspect of the present invention, since the connecting member has a bottomed cylindrical shape, the short-circuit line is accommodated in the cylinder. Moreover, positioning is facilitated by bringing the commutator into contact with the bottom of the connecting member.
[0016]
According to the third aspect of the present invention, since the bottom portion is provided at the end of the connecting member, the hollow portion is large. Therefore, the size of the armature in the axial direction becomes smaller.
According to the invention as set forth in claims 4 and 5, a fixing portion is provided on the bottom portion, and the rotating shaft is fixed by the fixing portion. Are linked.
[0017]
According to the invention described in claim 6, since the short-circuit line is disposed within the axial range of the core, the size of the armature in the axial direction becomes smaller.
According to the seventh aspect of the present invention, in addition, since the core can be crushed by the shredder, the windings can be easily collected, so that the recyclability is improved.
[0018]
According to the eighth aspect of the present invention, since the armature having a small weight and a small size in the axial direction is provided, it is easy to reduce the weight and size of the motor.
According to the ninth aspect of the present invention, since the motor is a 6-pole, 8-slot, 24-segment DC motor, vibration is additionally reduced. When power is supplied by two brushes, a desired segment width can be obtained, so that a large amount of current can be input.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
A first embodiment in which the present invention is embodied in a 6-pole, 8-slot, 24-segment brushed DC motor will be described with reference to FIGS.
[0020]
As shown in FIGS. 1 and 2, the DC motor 1 of the present embodiment includes a stator 2 and an armature 3. The stator 2 includes a yoke 4 and a plurality of magnets 5 disposed in the yoke 4 as magnetic poles. In the present embodiment, six magnets 5 are arranged and fixed at equal angular intervals on the inner peripheral surface of the yoke 4.
[0021]
The armature 3 includes a rotating shaft 6, a core 10 fixed to the center of the rotating shaft 6, and a commutator 11 fixed to one end of the rotating shaft 6. The rotating shaft 6 is supported by a bearing (not shown) provided on the yoke 4, and the armature 3 is rotatably supported and accommodated in the yoke 4 so as to be surrounded by the magnet 5.
[0022]
FIG. 3 is a perspective view of the core 10. The core 10 is provided with a plurality of teeth 23. In the present embodiment, eight teeth 23 are provided at equal angular intervals. Eight slots 24 are formed between the teeth 23. The core 10 has a center hole 25 formed therein.
[0023]
The core 10 includes a first core part 21 shown in FIGS. 4 and 5, and a second core part 22 shown in FIGS. 6 and 7. 4 is a top view of the first core portion 21, FIG. 5 is a cross-sectional view of the first core portion 21, FIG. 6 is a top view of the second core portion 22, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the second core portion 22. is there.
[0024]
The core 10 is formed by assembling the first core portion 21 and the second core portion 22 with each other. More specifically, as shown in FIG. 4 and FIG. 5, the first core portion 21 is provided with a ring portion 26a having a center hole 25a and radially outward at equal angular intervals (90 °) from the outer periphery of the ring portion 26a. And four teeth portions 28a that are extended. 6 and 7, similarly to the first core portion 21, the second core portion 22 is also provided with a ring portion 26b having a center hole 25b and an equal angle outward from the outer periphery of the ring portion 26b. And four teeth portions 28b extending radially at intervals (90 °).
[0025]
In the first core portion 21 and the second core portion 22, each of the teeth portions 28a, 28b is formed to have substantially the same thickness (length in the axial direction) as the ring portions 26a, 26b. As shown in FIG. 5, the first core portion 21 is provided with a ring portion 26a below the axial center thereof, and as shown in FIG. A ring portion 26b is provided on the upper side.
[0026]
That is, when the first core portion 21 and the second core portion 22 are assembled with each other, the teeth portions 28a and 28b of the first core portion 21 and the second core portion 22 form the teeth 23 of the core 10. .
[0027]
In this embodiment, if the second core portion 22 of FIG. 7 is arranged upside down, the configuration (the shape of the ring portion 26b and the teeth portion 28b, etc.) is the same as that of the first core portion 21 (the ring portion 26a) of FIG. And the shape of the teeth 28a). Further, in the first core portion 21 and the second core portion 22, the ring portion 26a and the tooth portion 28a and the ring portion 26b and the tooth portion 28b are integrally formed by compression molding magnetic powder.
[0028]
As shown in FIGS. 4 to 7, each of the teeth portions 28a and 28b in the first core portion 21 and the second core portion 22 includes winding portions 29a and 29b, respectively, and winding portions 29a and 29b. And tip portions 30a and 30b formed at one end (tip) of the head.
[0029]
Insulators 31a, 31b formed in conformity with the shape are arranged in the winding part 29a, 29b, and the winding 32 is wound through the insulators 31a, 31b. Here, the winding 32 is wound around each of the teeth portions 28a and 28b by concentrated winding, and both ends of the winding 32 are the same when the first core portion 21 and the second core portion 22 are assembled together. It is pulled out in the direction (upper side in the figure). Specifically, in the insulators 31a and 31b, locking portions 33a and 33b for hooking the winding 32 are formed on the ring portions 26a and 26b side, and the winding 32 is pulled out through the locking portions 33a and 33b. Like that.
[0030]
Then, the first core portion 21 and the second core portion 22 having the windings 32 wound around the teeth portions 28a, 28b as described above are opposed to each other, and the axial direction is set so that the ring portions 26a, 26b overlap. To match the position. Further, the first core portion 21 and the second core portion 22 are assembled together with the positions of the teeth portions 28a and 28b shifted by 45 ° in the circumferential direction. At this time, the ring 26a of the first core 21 is fitted inside the teeth 28b of the second core 22, and the ring 26b of the second core 22 is fitted inside the teeth 28a of the first core 21. It is fitted.
[0031]
More specifically, the outer peripheral surface 34a of the ring portion 26a in the first core portion 21 and the inner side surface (the inner side surface below the teeth portion in FIG. 5) 35b of the teeth portion 28b in the second core portion 22 are brought into contact with each other. The contact portion is fixed by an adhesive or the like. On the other hand, the outer peripheral surface 34b of the ring portion 26b in the second core portion 22 and the inner side surface (the inner side surface on the upper side of the teeth portion in FIG. 7) 35a of the teeth portion 28a in the first core portion 21 are in contact with each other. Are fixed by an adhesive or the like. Thus, the core 10 in which the eight teeth 23 are arranged at equal angular intervals is manufactured. (See FIG. 3).
[0032]
As shown in FIG. 8, the commutator 11 includes an insulator 40 formed in a substantially cylindrical shape, and a plurality of segments 41 arranged on the outer peripheral surface of the insulator 40. In the present embodiment, the commutator 11 has 24 segments 41.
[0033]
The insulator 40 includes a large diameter portion 40a and a small diameter portion 40b having a smaller diameter than the large diameter portion 40a. The segments 41 are fixed at equal angular intervals on the outer peripheral surface of the large-diameter portion 40a, and short-circuit wires 42 that short-circuit the segments 41 having the same potential are provided on the outer peripheral surface of the small-diameter portion 40b. .
[0034]
Each segment 41 includes a main body 44 and a winding joint 45, and a brush 43 provided at one end of the armature 3 slides on the main body 44 (see FIG. 2). The winding joint 45 is provided at one end of the main body 44 to connect the windings 32 wound around the teeth 28 a and 28 b constituting each tooth 23 and to connect the short-circuit wire 42 to each segment 41. I do.
[0035]
FIG. 9 is a developed view showing the winding connection of the armature 3 of the present embodiment. In FIG. 9, the order of the segments 41 is indicated by a first segment 41a to a 24th segment 41x. Also, in order to distinguish the eight teeth 23, the windings 32, and the short-circuit wires 42, the numbers "23", "32", and "42" are denoted by symbols "a" to "h", and the first teeth 23a to the eighth teeth 23h, the first winding 32a to the eighth winding 32h, and the first short-circuit line 42a to the eighth short-circuit line 42h.
[0036]
In the present embodiment, three segments 41 having the same potential are short-circuited by one short-circuit line 42. Since the DC motor of the present embodiment has six poles and eight slots, the segments 41 arranged every eight segments in the 24 segments 41 have the same potential.
[0037]
More specifically, the first short-circuit line 42a short-circuits the first segment 41a, the ninth segment 41i, and the seventeenth segment 41q, and the second short-circuit line 42b includes the fourth segment 41d, the twelfth segment 41l. , 20th segment 41t. The third short-circuit line 42c short-circuits the seventh segment 41g, the fifteenth segment 41o, and the twenty-third segment 41w, and the fourth short-circuit line 42d is the tenth segment 41j, the eighteenth segment 41r, The two segments 41b are short-circuited. Further, the fifth short-circuit line 42e short-circuits the thirteenth segment 41m, the twenty-first segment 41u, and the fifth segment 41e, and the sixth short-circuit line 42f has the sixteenth segment 41p, the twenty-fourth segment 41x, and the The eight segments 41h are short-circuited. The seventh short-circuit line 42g short-circuits the nineteenth segment 41s, the third segment 41c, and the eleventh segment 41k, and the eighth short-circuit line 42h has the twenty-second segment 41v, the sixth segment 41f, and the The 14 segments 41n are short-circuited.
[0038]
The first winding 32a wound around the first tooth 23a is connected to the second segment 41b and the third segment 41c, and the second winding 32b wound around the second tooth 23b is connected to the fifth segment 41e and the fifth segment 41e. It is connected to the six segments 41f. The third winding 32c wound around the third tooth 23c is connected to the eighth segment 41h and the ninth segment 41i, and the fourth winding 32d wound around the fourth tooth 23d is connected to the eleventh segment 41k and the eleventh segment 41k. It is connected to 12 segments 41l. The fifth winding 32e wound around the fifth tooth 23e is connected to the fourteenth segment 41n and the fifteenth segment 41o, and the sixth winding 32f wound around the sixth tooth 23f is connected to the seventeenth segment 41q and the seventh segment 41q. It is connected to the 18 segment 41r. The seventh winding 32g wound around the seventh tooth 23g is connected to the twentieth segment 41t and the 21st segment 41u, and the eighth winding 32h wound around the eighth tooth 23h is connected to the 23rd segment 41w and the 23rd segment 41w. 24 segments 41x. In this manner, both ends of the winding 32 around which each tooth 23 is wound are connected to two adjacent segments 41, respectively.
[0039]
In the segment 41, the first segment 41a, the fourth segment 41d, the seventh segment 41g, the tenth segment 41j, the thirteenth segment 41m, the sixteenth segment 41p, the nineteenth segment 41s, and the twenty-second segment 41v are formed by the winding 32 Is disconnected. The central portion of each short-circuit wire 42 is connected to the segment 41 to which these windings 32 are not connected.
[0040]
As shown in FIG. 2, the armature 3 is formed by fixing the commutator 11 to one end of the rotating shaft 6 and connecting the rotating shaft 6 and the core 10 by a connecting member 50.
More specifically, the connecting member 50 has a bottomed cylindrical shape, and has an inner bottom portion 52 as a plate-shaped bottom portion in an internal space 50a surrounded by the tubular portion 51. The midsole portion 52 is provided at a position where the midsole portion 52 substantially bisects the internal space 50a of the connecting member 50, and the cross-sectional shape of the connecting member 50 is H-shaped. The outer diameter of the connecting member 50 is set to be larger than the diameter of the center hole 25 of the core 10 by a predetermined dimension, and the connecting member 50 is fixed to the core 10 by being pressed into the center hole 25 of the core 10. ing. The axial length of the connecting member 50 is formed so as to be substantially the same as the axial length of the inner wall surface of the center hole 25. It has become one.
[0041]
At the center of the surface of the midsole 52 opposite to the commutator 11, a substantially columnar fixing portion 53 is protruded. The fixing portion 53 extends toward the opening of the connecting member 50 (to the left in the drawing). A through hole 54 is formed at the center of the fixing portion 53, penetrating the fixing portion 53 and the middle bottom portion 52 in the axial direction, and communicating with the internal space 50 a of the connecting member 50. The diameter of the through hole 54 is formed smaller than the diameter of the rotating shaft 6 by a predetermined dimension, and the connecting member 50 and the rotating shaft 6 are fixed by press-fitting the rotating shaft 6 into the through hole 54. . That is, the core 10 is connected to the rotating shaft 6 via the connecting member 50.
[0042]
The insulator 40 of the commutator 11 is formed with a through-hole 57 that penetrates the center of the insulator 40 in the axial direction (the left-right direction in the figure). The through-hole 57 is formed smaller than the diameter of the rotating shaft 6 by a predetermined dimension, and the commutator 11 and the rotating shaft 6 are fixed by press-fitting the rotating shaft 6 into the through-hole 57.
[0043]
The rotating shaft 6 is positioned by bringing one end of the small diameter portion 40b of the insulator 40 of the commutator 11 fixed to the rotating shaft 6 into contact with the middle bottom portion 52 of the connecting member 50, and is positioned at the same position as the core 10. Connected. The small-diameter portion 40b and the short-circuit line 42 provided on the outer peripheral surface of the small-diameter portion 40b are arranged inside the internal space 50a as a hollow portion formed by the cylindrical portion 51 and the middle bottom portion 52 of the connecting member 50. Have been.
[0044]
Next, the characteristic operation and effect of the first embodiment will be described below.
(1) In the present embodiment, the commutator 11 is fixed to the rotating shaft 6, and the bottomed cylindrical connecting member 50 is fixed in the center hole 25 of the core 10. Then, the rotating shaft 6 and the core 10 are connected by the connecting member 50, and the small-diameter portion 40 b of the insulator 40 of the commutator 11 on which the short-circuit wire 42 is provided is arranged inside the internal space 50 a of the connecting member 50. I decided.
[0045]
Accordingly, since the short-circuit line 42 is disposed in the internal space 50a of the connecting member 50, there is no need to provide a space for accommodating the short-circuit line 42 between the commutator and the core. Therefore, the size of the armature 3 in the direction of the rotating shaft 6 can be reduced, and as a result, the size of the DC motor 1 in the axial direction can be reduced. Further, the connecting member 50 has an internal space 50a as a hollow portion, so that the weight is reduced. Further, since the diameter of the central hole 25 of the core 10 can be designed to be large, the weight of the core 10 is reduced. As a result, the armature 3 can be reduced in weight, and the DC motor 1 can be reduced in weight.
[0046]
(2) In the present embodiment, the connecting member 50 includes the middle bottom portion 52, and the middle bottom portion 52 is disposed at a position that substantially bisects the internal space 50a of the connecting member 50. Thereby, the positioning of the rotating shaft 6 and the commutator 11 becomes easy. Therefore, the short-circuit line 42 can be easily and reliably arranged inside the internal space 50a as a hollow portion.
[0047]
(3) In the present embodiment, a substantially cylindrical fixing portion 53 is provided on the middle bottom portion 52. Then, the rotary shaft 6 is press-fitted into a through hole 54 formed in the fixing portion 53 and penetrating in the axial direction through the fixing portion 53 and the middle bottom portion 52 and communicating with the internal space 50 a of the connecting member 50. The shaft 6 was connected. As a result, the contact surface between the rotating shaft 6 and the connecting member 50 increases, so that the core 10 and the rotating shaft 6 can be more reliably connected.
[0048]
(4) In the present embodiment, the core 10 is formed by compression molding magnetic powder. Therefore, since the rigidity of the core 10 is relatively low, the core 10 can be crushed by the shredder, and the winding 32 can be easily collected. As a result, recyclability can be improved. Further, since the core can be formed freely, a core having a complicated shape can be formed.
[0049]
(5) In the present embodiment, six magnets 5 are arranged and fixed at equal angular intervals on the inner peripheral surface of the yoke 4, and eight teeth 23 are provided at equal angular intervals on the core 10. Eight slots 24 are formed between the teeth 23. Then, 24 segments 41 are arranged on the outer peripheral surface of the insulator 40 formed in a substantially cylindrical shape of the commutator 11. That is, the DC motor 1 was a 6-pole, 8-slot, 24-segment DC motor with concentrated winding. Accordingly, the magnitudes of the torque vectors are equal and opposite between the respective axially symmetric slots, so that the armature 3 as the rotor is prevented from vibrating. As a result, a DC motor with small vibration can be provided.
[0050]
(Second embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described focusing on parts different from the first embodiment. For convenience of description, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0051]
As shown in FIG. 10, the connecting member 60 has a bottomed cylindrical shape. The outer diameter of the connecting member 60 is set to be larger than the diameter of the center hole 25 of the core 10 by a predetermined dimension, and the connecting member 60 is fixed to the core 10 by being pressed into the center hole 25 of the core 10. ing. The axial length of the connecting member 60 is formed so as to be substantially the same as the axial length of the inner wall surface of the center hole 25. It has become one.
[0052]
A bottom portion 62 is provided at an end of the tubular portion 61 of the connecting member 60, and a substantially columnar fixing portion 63 is protruded from a center portion of an outer surface of the bottom portion 62. The fixing portion 63 extends toward the side opposite to the commutator 11, and the end of the fixing portion 63 is substantially flush with the outer surface of the insulator 31 a (or the insulator 31 b) disposed on the core 10. It has become. A through hole 64 is formed at the center of the fixing portion 63, penetrating the fixing portion 63 and the bottom portion 62 in the axial direction, and communicating with the internal space 60 a as a hollow portion of the connecting member 60. The diameter of the through hole 64 of the connecting member 60 is formed to be smaller than the diameter of the rotating shaft 6 by a predetermined dimension, and the connecting member 60 and the rotating shaft 6 are press-fitted into the through hole 64. , Is fixed to the rotating shaft 6. That is, the core 10 is connected to the rotating shaft 6 via the connecting member 60.
[0053]
The core 10 and the rotating shaft 6 are connected to the connecting member 60 by the small diameter portion 40b of the insulator 40 of the commutator 11 fixed to the rotating shaft 6 and the short-circuit wire 42 disposed on the outer peripheral surface of the small diameter portion 40b. Is fixed so as to be disposed inside an internal space 60a as a hollow portion formed by the cylindrical portion 61 and the bottom portion 62 of the cylindrical member.
[0054]
With such a configuration, more of the commutator 11 is arranged inside the internal space 60a of the connecting member 60, so that the size of the armature 3 in the direction of the rotation axis 6 can be further reduced, and As a result, the size of the DC motor 1 in the axial direction can be further reduced.
[0055]
The above embodiments may be modified as follows.
In the above embodiments, the connection member 50 (the connection member 60) is fixed to the core 10 by being pressed into the center hole 25 of the core 10, but the connection member 50 (the connection member 60) May be fixed to the core 10 by being bonded to the center hole 25.
[0056]
The shape of the connecting member may be any other shape as long as the short-circuit wire 42 has a hollow portion capable of accommodating the small-diameter portion 40b provided on the outer peripheral surface thereof.
In the first embodiment, the inner bottom portion 52 is disposed at a position that substantially bisects the internal space 50a of the connecting member 50. However, the present invention is not limited to this, and the midsole portion 52 may be provided anywhere within the axial direction of the connecting member 50.
[0057]
The fixing portion 53 (fixing portion 63) has a substantially columnar shape, but may have another shape. If the fixing portion 53 does not prevent accommodation of the short-circuit line 42, a part of the fixing portion 53 is the internal space 50a on the commutator 11 side. The small-diameter portion 40b may project from the (internal space 60a) or may be positioned by bringing the small-diameter portion 40b into contact with a fixed portion projecting into the internal space.
[0058]
The middle bottom portion 52 (bottom portion 62) does not necessarily have to be plate-shaped, and may have any other shape as long as it connects the tubular portion 51 (tube portion 61) and the fixed portion 53 (fixed portion 63).
[0059]
-The through-hole may be formed in the middle bottom part 52 (bottom part 62).
-The center hole 25 of the core 10 does not necessarily have to be a circular hole, and its cross-sectional shape may be another shape such as a polygon as long as it is substantially the same as the outer peripheral shape of the connecting member 50 (60).
[0060]
The DC motor 1 has a layout of 6 poles, 8 slots, and 24 segments, but may have another layout.
The core 10 is a split core formed by assembling the first core portion 21 and the second core portion 22 with each other, but may be formed by integral molding.
[0061]
-Although the powder core formed by compression-molding magnetic powder was employ | adopted as the core 10, you may employ | adopt the laminated core formed by laminating a metal plate.
[0062]
【The invention's effect】
As described above, according to the first to ninth aspects of the present invention, it is possible to provide an armature and a DC motor that are lightweight and small in the axial direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a DC motor.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an armature.
FIG. 3 is a perspective view of a core.
FIG. 4 is a top view of a first core unit.
FIG. 5 is a sectional view of a first core portion.
FIG. 6 is a top view of the second core unit 22.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the second core part 22.
FIG. 8 is a sectional view of a commutator.
FIG. 9 is a developed view showing winding connection to the armature.
FIG. 10 is a sectional view of an armature according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... DC motor, 3 ... Armature, 5 ... Magnet, 6 ... Rotating axis, 10 ... Core, 11 ... Commutator, 23 (23a-23h) ... Teeth, 24 ... Slot, 25 ... Center hole, 32 ... Winding 40, an insulator, 40b, a small diameter portion, 41 (41a to 41x), a segment, 42 (42a to 42h), a short circuit line, 50, 60, a connecting member, 50a, 60a, an internal space, 51, 61, a cylindrical portion Reference numeral 52, middle bottom portion, 53, 63 fixing portion, 54, 64 through hole, 57 through hole, 62 bottom portion.

Claims

A rotating shaft, a core having teeth around which a winding is wound, a connecting member disposed in a center hole formed in the core and connecting the rotating shaft and the core, and short-circuiting the same potential segments. A commutator provided with a short-circuit wire, and an armature comprising:
The connecting member has a hollow portion,
The armature, wherein the commutator is fixed to the rotating shaft such that the short-circuit wire is disposed in the hollow portion.

The armature according to claim 1,
The connection member has a bottomed cylindrical shape, and the bottom portion is provided anywhere within an axial range of the connection member, and the bottom portion and the tube portion form the hollow portion. And armature.

The armature according to claim 2,
The said bottom part is provided in the edge part of the said connection member, The armature characterized by the above-mentioned.

In the armature according to claim 2 or 3,
The armature according to claim 1, wherein the connecting member has a fixing portion for fixing the rotating shaft to the bottom portion.

The armature according to claim 4,
The connection member is fixed to the core by press-fitting or bonding to the center hole, and the core and the rotation shaft are fixed by press-fitting the rotation shaft into a through hole formed in the fixing portion. An armature characterized by being connected.

The armature according to any one of claims 1 to 5, wherein the connecting member has an axial length that is fixed in the center hole so as to be integrated with the core. An armature formed substantially the same as the axial length of the hole, wherein the short-circuit line is disposed within an axial range of the core.

The armature according to any one of claims 1 to 6,
An armature wherein the core is formed by molding magnetic powder.

A DC motor comprising the armature according to any one of claims 1 to 7.

The DC motor according to claim 8,
With six permanent magnets,
The core has eight teeth, and has eight slots formed by the teeth, and the winding is wound around each tooth in a concentrated winding;
The commutator comprises 24 segments, wherein the commutator has 24 segments.