JP2004222364A - Insulator, commutator, and motor - Google Patents

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JP2004222364A
JP2004222364A JP2003004422A JP2003004422A JP2004222364A JP 2004222364 A JP2004222364 A JP 2004222364A JP 2003004422 A JP2003004422 A JP 2003004422A JP 2003004422 A JP2003004422 A JP 2003004422A JP 2004222364 A JP2004222364 A JP 2004222364A
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commutator
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insulator
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Masatoshi Shinkawa
真敏 新川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an insulator and a commutator having a function as a pressure equalizing device and a motor, capable of easily connecting the commutator to a short-circuit member and improving installation workability without being limited to the diameter of the commutator. <P>SOLUTION: This insulator 80 covers a rotor core 41 fixed on a rotating shaft 50 of the motor 10 including the commutator 60. A terminal 82 for shorting a predetermined commutator piece 61 of the commutator 60 is arranged at an end face insulating part 80b for insulating an end face in the direction of a rotary shaft of the rotor core 41. A connecting part 61b for connecting to the terminal 82 is formed in the commutator 60. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はインシュレータ,整流子及びモータに係り、特に整流子の所定の整流子片が互いに接続される構造を備えたインシュレータ,整流子及びモータに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、多極直流機の電機子において重巻や多重波巻を用いる場合、同一極性のブラシを通じて不平衡電流が流れて火花が発生する可能性があるので、この火花の発生を防止するために各巻線の等電位部を接続する均圧線(又は均圧装置)が設けられている。
【0003】
このように巻線の等電位部を接続するために、整流子の各整流子片と該整流子片と等電位となるべき別の整流子片とが均圧線にて短絡される。その際、均圧線が回転子コアと整流子との間に通されると、均圧線同士又は均圧線と回転子コアとが接触して短絡が発生してしまう可能性があった。
【0004】
また、均圧線によって整流子片を接続する際に、均圧線を回転子コアのスロットを通して配設すると、スロット内への巻線作業が煩雑になると共に作業工数が掛かるという問題があった。
【0005】
このような不都合を回避するため、短絡すべき整流子片同士をあらかじめ整流子片の裏側面(回転軸側)で短絡部材によって接続し、円環状に配列したこれらの整流子片内側に絶縁材を充填して整流子を一体に形成する技術がある(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
このように整流子内部に短絡部材を配設することにより、均圧線同士又は均圧線と回転子コアとの接触による短絡を防止することが可能となると共に、スロット内へ均圧線を巻回するという煩雑さを回避することができる。
【0007】
また、整流子に隣接させて回転軸に均圧装置を配設する技術がある(例えば、特許文献2参照)。この技術によれば、整流子とは別体又は一体に形成されたベース部材に円環状のターミナルが絶縁部材を介して複数積層され、各ターミナルから延出する均圧線部が整流子片とヒュージングにより電気的に接続されることにより、等電位であるべき整流子片同士が電気的に短絡される。
【0008】
【特許文献1】
特開平11−187622号公報(第3−5頁、第1−7図)
【0009】
【特許文献2】
特開2000−60073号公報(第3−4頁、第1−7図)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、整流子内部に短絡部材を配設して整流子と短絡部材を一体に形成する技術では、整流子の径の大きさによっては短絡部材を整流子内部へ配設することが制限される場合があるという問題があった。
【0011】
また、整流子と同軸上に均圧装置を配設する技術では、各整流子片と均圧装置からの均圧線部とをヒュージング等により接続する必要があり、作業に手間が掛かると共に作業性が良くないという問題があった。
【0012】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、均圧装置としての機能を有するインシュレータ及び整流子,並びにモータであって、整流子の径の大きさに制限されることがなく、整流子と短絡部材の接続が容易で取付作業性が向上されたインシュレータ,整流子,及び該インシュレータと整流子を備えたモータ,を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、請求項1に記載のインシュレータによれば、整流子を備えたモータの回転シャフトに固定された回転子コアを覆うインシュレータであって、前記回転子コアの回転軸方向端面を絶縁する端面絶縁部には、前記整流子の所定の整流子片を短絡する短絡部材が配設されたことにより解決される。
【0014】
このように本発明によれば、回転子コアの回転軸方向端面を覆うインシュレータの端面絶縁部に、等電位であるべき整流子片を短絡する短絡部材が配設されることにより、従来のように均圧線を電機子のスロットに巻回する煩雑さを回避することができると共に、整流子の径の大きさによって短絡部材の配設が制限されることがなく好適である。
【0015】
また、請求項2に記載のように、前記短絡部材は、前記端面絶縁部と一体に形成されれば、部品のハンドリングが容易となり、組み付け工数を低減することができるので好適である。この場合、短絡部材は端面絶縁部と樹脂成形によって一体に形成されてもよいし、固定部材で一体に固定される構成としてもよい。
【0016】
また、請求項3に記載のように、前記短絡部材には、前記整流子片と当接する接続部が形成され、該接続部は前記端面絶縁部から前記整流子側の回転軸方向に突出するように形成されれば、短絡部材と整流子片とを、例えばヒュージングによって接続する手間が掛からず、組み付け工数を低減することが可能となる。
【0017】
また、請求項4に記載のように、前記短絡部材に形成された接続部は、前記整流子片に形成された接続部と弾性的に当接するように形成することができる。このように形成すれば、短絡部材に形成された接続部と整流子片に形成された接続部との接続が容易となる。
【0018】
また、請求項5に記載のように、前記短絡部材に形成された接続部は、前記整流子片に形成された接続部と嵌合して当接するように形成することができる。このように形成すれば、短絡部材に形成された接続部と整流子片に形成された接続部との接続が容易となると共に、確実に電気的に接続することが可能となる。
【0019】
また、請求項6に記載のように、前記短絡部材に形成された接続部は、前記整流子が前記回転シャフトに挿着されると、前記整流子片に形成された接続部と接触固定されると好適である。このように、整流子を取り付けることにより短絡部材と整流子片との接続が行われれば、組み付け作業が容易となり、作業工数を低減することができる。
【0020】
また、請求項7に記載のように、前記短絡部材は、導電性の薄板から形成されており、回転軸方向に互いに離間された状態で複数積層されれば好適である。このように短絡部材同士が空間的に離間された状態で複数積層されることにより、短絡部材間は絶縁され、かつ、複数組の整流子片同士を短絡することが可能となる。また、短絡部材は薄板で形成されているため積層し易く、また複数積層されても回転軸方向に厚くならず、モータ長に殆ど影響を与えることがない。
【0021】
また、前記整流子は、請求項8に記載のように、回転子コアと共に回転シャフトに固定される整流子であって、該整流子が有する複数の整流子片には、巻線が接続されるライザ部と、前記回転子コア側に延出する接続部が形成され、該接続部は、所定の前記整流子片同士を電気的に短絡するための前記回転子コア側の短絡部材に接続されるものとすることができる。
【0022】
また、前記課題は、請求項9に記載のモータによれば、上記インシュレータ及び整流子を備えることにより解決される。このように、インシュレータに短絡部材が配設され、整流子片に該短絡部材と接続される接続部が形成されたことにより、等電位であるべき整流子片の接続作業が容易となり、モータ製造コストの低減を図ることができる。また、構成が簡単で、かつ従来のように均圧線同士等の短絡が発生しない構成であるので、事後的に不具合が発生しにくいので好適である。
【0023】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は実施例のモータの断面図、図2は実施例の整流子,インシュレータ及び回転子コアの説明図、図3は実施例のインシュレータの部分断面図、図4は実施例のターミナルの斜視図、図5は実施例の絶縁部材の斜視図、図6及び図7は別実施例のインシュレータの部分断面図である。また、以下に説明する配置、形状等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
【0024】
図1に、本発明の実施例に係るモータ10の断面図を示す。モータ10は、ヨークハウジング20,マグネット30,電機子40,回転シャフト50に取り付けられた整流子60,ブラシ70等から構成されている。
【0025】
ヨークハウジング20は、円筒形状に形成された円筒部20aと、円筒部20aの開放側一端を塞いでいるエンド部20bとから構成されている。本例では、ヨークハウジング20の円筒部20aの内周面には、半円筒形状の磁気発生部材となるマグネット30が取り付けられており、マグネット30の内周側に電機子40が配置されている。エンド部20bの中央には軸受21が取り付けられているため、電機子40の回転シャフト50の一端側が回転可能に支持されている。回転シャフト50の他端側は軸受22を介してヨークハウジング20から延出し、出力軸として機能する。
【0026】
本例のモータ10では、2つのブラシ70が整流子60を挟んで対向して配設されている。また、後述するように、整流子60は16つの整流子片61を有しており、等電位であるべき整流子片61同士が短絡部材によって電気的に接続されている。なお、ブラシ70の数は2つに限定されるものではなく、例えば4つであってもよい。
【0027】
電機子40は、回転子コア41,巻線42,インシュレータ80及び回転シャフト50を備える。電機子40には、積層状の回転子コア41がマグネット30の軸方向位置に対応して配設され、回転シャフト50に一体に固定されている。回転子コア41には巻線42との絶縁のために樹脂成形にて形成されたインシュレータ80が装着されている。つまり、回転子コア41と巻線42の間にインシュレータ80が配設される。
【0028】
図2に示すように、回転シャフト50に固定された回転子コア41の軸方向両側から(下側は図示省略)インシュレータ80が装着され、さらに回転シャフト50の一端側に整流子60が挿着固定された後、巻線42が巻回されて電機子40が形成される。なお、整流子60側に装着されるインシュレータ80にのみ、整流子60の整流子片61と電気的に接続するための接続部82bが配設されている。
【0029】
本例の回転子コア41は2種類のコアシート41a,41bが複数積層されて構成されている。中央部に円形開口が形成されたコアシート41aは、回転シャフト50には直接固定されず隣接するコアシート41a又はコアシート41bにかしめ固定されている。また、コアシート41bは、隣接するコアシート41a,41bにかしめ固定されると共に、回転シャフト50に固定されている。
【0030】
コアシート41aは回転子コア41の出力側及び整流子60側にそれぞれ数枚づつ配設され、コアシート41bは回転子コア41の軸方向中央部に配設されている。コアシート41aが積層されることにより、回転子コア41の軸方向両側中央部には凹部が形成されている。
【0031】
インシュレータ80は、絶縁性があり、熱硬化性のフェノール樹脂やアセタール樹脂等の樹脂材料を素材として、回転子コア41のスロットの形状に合わせて形成されており、巻線42が巻回される複数のティース部80aと、複数のティース部80aを連接すると共に回転子コア41の軸方向端面を絶縁する端面絶縁部80bと、を備えている。また端面絶縁部80bの中央には回転シャフト50が挿通される開口孔80cが形成されている。開口孔80cの周囲には、接続部82bが整流子60側に突出するように立設されている。
【0032】
図3にインシュレータ80の部分断面図を示す。インシュレータ80は、整流子60側に接続部82bが突出し、回転子コア41側には円環部80dが開口孔80cの周囲に突出するように形成されている。円環部80d内には、絶縁部材84(図5参照)を介して短絡部材としてのターミナル82(図4参照)が複数枚(本例の場合は、8枚)積層されており、各ターミナル82からは、2つの接続部82bが整流子60側に延出している。
【0033】
図4に示すように、ターミナル82は円環部82a及び2つの接続部82bから構成されている。2つの接続部82bは、円環部82aに対して略180度反対側に配設されている。ターミナル82は導電性の薄板をプレス加工し、接続部82bを折り曲げ加工して形成される。接続部82bには、2つの接続腕部82dが形成される。
【0034】
なお、本例のターミナル82は円環状の円環部82aを備えているが、接続部82bを保持及び電気的に接続できれば、円環部82aは円環状でなくてもよい。例えば、接続部82bを繋ぐ一方の径路が切断されたような形状であってもよい。このようにすれば、ターミナル82が軽量化され、モータ10の軽量化にも繋がる。
【0035】
接続部82bの接続腕部82d内に整流子60の接続部61bが挿入されると、接続腕部82dによって接続部61bが弾性的に押さえつけられることにより嵌合し、ターミナル82と整流子片61は電気的に接続される。ターミナル82が接続部61bに接続されると、整流子60外周の回転シャフト50を挟んで反対側に位置する2つの整流子片61同士が短絡される。
【0036】
絶縁部材84は絶縁性の樹脂で略円形薄板状に形成されている。絶縁部材84は平面部84aの中央に開口孔を有し、平面部84aの外縁部には接続部82bが配置される溝84bが形成されている。ターミナル82間に配置された絶縁部材84によって、ターミナル82は積層された状態で空間的に分離されて互いに絶縁され、また位置決めがされる。
【0037】
インシュレータ80は、所定の金型内に交互に積層配置されたターミナル82と絶縁部材84とをインサート部材として、樹脂射出成形にて一体に形成されている。なお、各ターミナル82は、各接続部82bが整流子60の整流子片61の配置と対応するように、接続部82bの位置を周方向に位相をずらして積層されている。
【0038】
また、絶縁部材84を介すことなくターミナル82を軸方向に空間的に分離して金型内に配置し、これらターミナル82をインサート部材として樹脂射出成形により一体に成形してもよい。この場合、ターミナル82には円環部82aから外側に延出する固定片を設け、該固定片を金型内で支持することにより金型内でターミナル82の位置が固定されるようにすることができる。該固定片は、成形後に切断又は他の部材と接触しないように処理すると良い。
【0039】
また、積層された各ターミナル82は端面絶縁部80bまでの距離が異なるが、各接続部82bの端面絶縁部80bを基準とした高さが揃うように、接続部82bの脚部82cの長さを異ならせると良い。
【0040】
また、回転子コア41の整流子60側には中央に円形開口部を有するコアシート41aが積層されているので回転子コア41の端部面には凹部が形成されており、インシュレータ80を回転子コア41に装着すると、該凹部にインシュレータ80の裏側に突出する円環部80dが嵌り込むようになっている。
【0041】
図2に示すように、整流子60は、円形開口を有する絶縁材の周囲に16つの整流子片61が配設された構成となっている。隣接する整流子片61どうしは、空間的に離間した状態で配設されているので、互いに絶縁されている。整流子片61は、ライザ部61a及び接続部61bを備える。接続部61bは整流子片61のブラシ摺接部分から整流子60の下側に延出する薄板状の係合片である。
【0042】
回転子コア41のスロットには所定の巻式にて巻線42が巻回され、巻線42はライザ部61aに係止されヒュージングにより接続される。本例のモータ10では、整流子60外周に配設された整流子片61のうち回転シャフト50を挟んで反対側に位置する整流子片61同士が等電位となるべきものとしてターミナル82によって短絡されるようになっている。
【0043】
回転子コア41及びインシュレータ80が取り付けられた回転シャフト50に整流子60が圧入され所定位置に取り付けられると、整流子60の接続部61bが、インシュレータ80から軸方向に突出する接続部82bの接続腕部82d内に嵌入して接続腕部82dと弾性接触するようになっている。これにより、整流子片61は、ターミナル82を介して他の整流子片61と電気的に接続される。
【0044】
本実施の形態によれば、上記構成により以下の効果を有する。
(1)本例のモータ10では、インシュレータ80内に複数のターミナル82が積層され一体に形成されており、また、整流子60の各整流子片61にはインシュレータ80側を向く接続部61bが形成されている。このように構成されているので、整流子60が回転シャフト50の所定位置に取り付けられると、接続部61bと接続部82bとが係合して電気的に接続される。
【0045】
このように、通常の組み付け作業と同様に整流子60を回転シャフト50に取り付けるのみで、等電位となるべき整流子片61同士が接続されるので、短絡部材と整流子片との接続作業が容易となる。従来のように、整流子片にそれぞれ短絡部材の端部を接続する作業が不要であるので、作業工数を削減することができ、生産効率を向上させることが可能となる。
【0046】
(2)また、本例のインシュレータ80は、短絡部材が一体に形成された構造となっているので、部品のハンドリングが容易となると共に、組み付け作業工数が低減される。
【0047】
(3)また、本例のモータ10では、インシュレータ80の厚み方向に短絡部材となるターミナル82が積層された構成となっているので、整流子60の径の大きさに制限されることなく、短絡部材を配設することが可能となる。
【0048】
なお、本発明の実施の形態は、以下のように変更してもよい。
○上記実施の形態では、インシュレータ80の端面絶縁部80bの回転子コア41側にターミナル82及び絶縁部材84を交互に積層して形成しているが、これに限らず、図6に示すように整流子60側に円環部80dが突出するように形成しても良い。この場合、回転子コア41の整流子60側に、コアシート41bを配置することができる。また、端面絶縁部80bの軸方向の両側に突出するように形成してもよい。
【0049】
○また、上記実施の形態では、整流子60の接続部61bがインシュレータ80の接続部82bに嵌入するように構成されているが、これに限らず、整流子60側に被嵌入部,インシュレータ80側に嵌入片を設け、嵌入片が被嵌入部と嵌合するように形成してもよい。
【0050】
○また、上記実施の形態では、インシュレータ80の接続部82bはターミナル82と一体に形成されているが、別体の接続部品をターミナル82の円環部82aから延出する脚部82cに取り付け、該接続部品を介して整流子片61の接続部61bとターミナル82とを接続してもよい。
【0051】
また、図7に示すように、ターミナル82の脚部82cを延出させて径方向外側(又は内側)に所定の曲率となるように曲げ加工して弾性を有する接続部82eを形成し、整流子60の下側に延出する係合片の先端部分を折り曲げて接続部61bを形成しても良い。このようにすれば、整流子60を回転シャフト50の所定位置に取り付けることにより、接続部61bが接続部82eに弾性的に当接される。
【0052】
○また、上記実施の形態では、回転シャフト50を挟んで反対側に位置する整流子片61同士がターミナル82を介して電気的に接続されるようになっているが、整流子片61の数及び位置に限定されず、所定の整流子片61がターミナル82を介して接続されるように構成することが可能である。この場合、短絡すべき整流子片61のそれぞれの位置に対応させて、ターミナル82の複数の接続部82bを円環部82aの外縁に所定の角度をなすように形成すればよい。
【0053】
○また、上記実施の形態では、ターミナル82がインシュレータ80と樹脂射出成形により一体に形成されているが、これに限らず、インシュレータ80の端面絶縁部80b表面にターミナル82及び絶縁部材84を交互に積層して、これらを固定部材にてインシュレータ80に固定するように形成してもよい。
【0054】
【発明の効果】
以上のように、本発明のインシュレータ,整流子及びモータによれば、均圧装置としての機能を有するインシュレータ及び整流子は、インシュレータの端面絶縁部に短絡部材が配設され、整流子の整流子片には該短絡部材と接続される接続部が延出するように形成された。
このような構成とすることにより、インシュレータには整流子の径の大きさに制限されることがなく整流子片を短絡する短絡部材を配設することができる。また、インシュレータと整流子とは、インシュレータに配設された短絡部材と整流子の整流子片との接続が容易であるため取付作業性が向上される。これにより、モータの組み付け作業に手間が掛からず、作業性及び生産性が向上されたインシュレータ,整流子及びモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例のモータの断面図である。
【図2】実施例の整流子,インシュレータ及び回転子コアの説明図である。
【図3】実施例のインシュレータの部分断面図である。
【図4】実施例のターミナルの斜視図である。
【図5】実施例の絶縁部材の斜視図である。
【図6】別実施例のインシュレータの部分断面図である。
【図7】別実施例のインシュレータの部分断面図である。
【符号の説明】
10 モータ、20 ヨークハウジング、20a 円筒部、20b エンド部、21,22 軸受、30 マグネット、40 電機子、41 回転子コア、41a,41b コアシート、42 巻線、50 回転シャフト、60 整流子、61 整流子片、61a ライザ部、61b 接続部、70 ブラシ、80 インシュレータ、80a ティース部、80b 端面絶縁部、80c 開口孔、80d 円環部、82 ターミナル、82a 円環部、82b 接続部、82c 脚部、82d 接続腕部、82e 接続部、84 絶縁部材、84a 平面部、84b 溝
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an insulator, a commutator, and a motor, and more particularly, to an insulator, a commutator, and a motor having a structure in which predetermined commutator pieces of the commutator are connected to each other.
[0002]
[Prior art]
In general, when using a multi-winding or multi-wave winding in the armature of a multi-pole DC machine, an unbalanced current may flow through a brush of the same polarity and a spark may be generated. A pressure equalizing line (or pressure equalizing device) connecting the equipotential portions of each winding is provided.
[0003]
In order to connect the equipotential portions of the windings in this manner, each commutator piece of the commutator and another commutator piece that is to be equipotential with the commutator piece are short-circuited by the equalizing line. At that time, if the pressure equalizing line is passed between the rotor core and the commutator, there is a possibility that short-circuit may occur due to contact between the pressure equalizing lines or between the pressure equalizing line and the rotor core. .
[0004]
Further, when connecting the commutator pieces by the equalizing line, if the equalizing line is arranged through the slot of the rotor core, there is a problem that the winding work in the slot becomes complicated and the number of man-hours is increased. .
[0005]
In order to avoid such inconveniences, the commutator segments to be short-circuited are connected in advance by short-circuit members on the back side surface (rotary shaft side) of the commutator segments, and an insulating material is provided inside these annularly arranged commutator segments. (See, for example, Patent Document 1).
[0006]
By arranging the short-circuit member inside the commutator in this way, it is possible to prevent a short circuit due to contact between the equalizing lines or between the equalizing line and the rotor core, and to reduce the equalizing line into the slot. The complexity of winding can be avoided.
[0007]
In addition, there is a technique of disposing a pressure equalizing device on a rotating shaft adjacent to a commutator (for example, see Patent Document 2). According to this technology, a plurality of annular terminals are stacked on a base member formed separately from or integrally with the commutator via an insulating member, and a pressure equalizing line portion extending from each terminal is formed as a commutator piece. By being electrically connected by fusing, commutator segments that should be at the same potential are electrically short-circuited.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-11-187622 (Pages 3-5, FIG. 1-7)
[0009]
[Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-60073 (pages 3-4, FIG. 1-7)
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the technology in which the short-circuit member is provided inside the commutator and the commutator and the short-circuit member are integrally formed, the arrangement of the short-circuit member inside the commutator is limited depending on the diameter of the commutator. There was a problem that sometimes.
[0011]
In addition, in the technology of disposing the pressure equalizing device coaxially with the commutator, it is necessary to connect each commutator piece and the pressure equalizing line from the pressure equalizing device by fusing or the like, which takes time and effort. There was a problem that workability was not good.
[0012]
In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide an insulator, a commutator, and a motor having a function as a pressure equalizing device, wherein the commutator is not limited to the diameter of the commutator, and is provided with a commutator and a short-circuit member. It is an object of the present invention to provide an insulator, a commutator, and a motor including the insulator and the commutator, which are easily connected to each other and have improved mounting workability.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
According to the insulator according to claim 1, the object is an insulator that covers a rotor core fixed to a rotating shaft of a motor having a commutator, and insulates an end face of the rotor core in a rotation axis direction. The problem is solved by providing a short-circuit member for short-circuiting a predetermined commutator piece of the commutator in the end face insulating portion.
[0014]
As described above, according to the present invention, the short-circuit member that short-circuits the commutator pieces that should be equipotential is provided on the end face insulating portion of the insulator that covers the end face in the rotation axis direction of the rotor core. In addition, the complexity of winding the equalizing wire around the slot of the armature can be avoided, and the arrangement of the short-circuit member is not limited by the diameter of the commutator, which is preferable.
[0015]
Further, it is preferable that the short-circuit member is formed integrally with the end face insulating portion, because the handling of components becomes easy and the number of assembling steps can be reduced. In this case, the short-circuit member may be integrally formed with the end surface insulating portion by resin molding, or may be configured to be integrally fixed by a fixing member.
[0016]
In addition, as described in claim 3, the short-circuit member has a connection portion that is in contact with the commutator piece, and the connection portion protrudes from the end surface insulating portion in the rotation axis direction on the commutator side. With such a configuration, there is no need to connect the short-circuit member and the commutator piece by, for example, fusing, and the number of assembling steps can be reduced.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, the connecting portion formed on the short-circuit member can be formed so as to elastically contact with the connecting portion formed on the commutator piece. With this configuration, the connection between the connection portion formed on the short-circuit member and the connection portion formed on the commutator piece is facilitated.
[0018]
Further, as described in claim 5, the connecting portion formed on the short-circuit member can be formed so as to fit and contact with the connecting portion formed on the commutator piece. With this configuration, the connection between the connection portion formed on the short-circuit member and the connection portion formed on the commutator piece is facilitated, and the electrical connection can be reliably performed.
[0019]
Further, as described in claim 6, when the commutator is inserted into the rotary shaft, the connecting portion formed on the short-circuit member is fixedly contacted with the connecting portion formed on the commutator piece. It is preferable to do so. As described above, if the commutator is attached to connect the short-circuit member and the commutator piece, the assembling work becomes easy, and the number of working steps can be reduced.
[0020]
Further, as described in claim 7, it is preferable that the short-circuit member is formed of a conductive thin plate, and a plurality of the short-circuit members are stacked while being separated from each other in a rotation axis direction. Since a plurality of short-circuit members are stacked in a state of being spatially separated from each other, the short-circuit members are insulated from each other, and a plurality of commutator pieces can be short-circuited. Further, since the short-circuit member is formed of a thin plate, the short-circuit member is easy to be laminated, and even if a plurality of the short-circuit members are laminated, the short-circuit member does not become thick in the direction of the rotation axis and hardly affects the motor length.
[0021]
Further, the commutator is a commutator fixed to a rotating shaft together with a rotor core, and a winding is connected to a plurality of commutator pieces of the commutator. A riser portion and a connecting portion extending to the rotor core side are formed, and the connecting portion is connected to a short-circuit member on the rotor core side for electrically short-circuiting the predetermined commutator pieces. Can be done.
[0022]
According to a ninth aspect of the present invention, the above object is achieved by including the insulator and the commutator. As described above, since the short-circuit member is disposed on the insulator and the connection portion connected to the short-circuit member is formed on the commutator piece, the work of connecting the commutator pieces that should be at the same potential becomes easy, and the motor is manufactured. Cost can be reduced. In addition, since the configuration is simple and the short circuit between the equalizing lines does not occur as in the related art, it is preferable because troubles hardly occur afterward.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a cross-sectional view of a motor according to an embodiment, FIG. 2 is an explanatory view of a commutator, an insulator, and a rotor core of the embodiment, FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the insulator of the embodiment, and FIG. FIG. 5 and FIG. 5 are perspective views of an insulating member of the embodiment, and FIGS. 6 and 7 are partial cross-sectional views of an insulator of another embodiment. Further, the arrangement, shape, and the like described below do not limit the present invention, and it is needless to say that various modifications can be made in accordance with the gist of the present invention.
[0024]
FIG. 1 is a sectional view of a motor 10 according to an embodiment of the present invention. The motor 10 includes a yoke housing 20, a magnet 30, an armature 40, a commutator 60 attached to the rotating shaft 50, a brush 70, and the like.
[0025]
The yoke housing 20 includes a cylindrical portion 20a formed in a cylindrical shape, and an end portion 20b closing one open end of the cylindrical portion 20a. In this example, a magnet 30 serving as a semi-cylindrical magnet is attached to the inner peripheral surface of the cylindrical portion 20a of the yoke housing 20, and the armature 40 is arranged on the inner peripheral side of the magnet 30. . Since the bearing 21 is attached to the center of the end portion 20b, one end of the rotating shaft 50 of the armature 40 is rotatably supported. The other end of the rotating shaft 50 extends from the yoke housing 20 via the bearing 22 and functions as an output shaft.
[0026]
In the motor 10 of the present embodiment, two brushes 70 are arranged to face each other with the commutator 60 interposed therebetween. As will be described later, the commutator 60 has 16 commutator pieces 61, and the commutator pieces 61 to be at the same potential are electrically connected to each other by a short-circuit member. The number of brushes 70 is not limited to two, but may be four, for example.
[0027]
The armature 40 includes a rotor core 41, a winding 42, an insulator 80, and a rotating shaft 50. On the armature 40, a laminated rotor core 41 is provided corresponding to the axial position of the magnet 30, and is integrally fixed to the rotating shaft 50. An insulator 80 formed by resin molding is attached to the rotor core 41 for insulation from the winding 42. That is, the insulator 80 is provided between the rotor core 41 and the winding 42.
[0028]
As shown in FIG. 2, insulators 80 are attached from both axial sides of the rotor core 41 fixed to the rotating shaft 50 (the lower side is not shown), and a commutator 60 is inserted into one end of the rotating shaft 50. After being fixed, the winding 42 is wound to form the armature 40. In addition, only the insulator 80 mounted on the side of the commutator 60 is provided with a connecting portion 82b for electrically connecting to the commutator piece 61 of the commutator 60.
[0029]
The rotor core 41 of this example is configured by laminating a plurality of two types of core sheets 41a and 41b. The core sheet 41a having a circular opening at the center is not directly fixed to the rotating shaft 50 but is caulked and fixed to the adjacent core sheet 41a or 41b. The core sheet 41b is caulked and fixed to the adjacent core sheets 41a and 41b, and is also fixed to the rotating shaft 50.
[0030]
Several core sheets 41a are provided on the output side and the commutator 60 side of the rotor core 41, respectively, and the core sheet 41b is provided at the axial center of the rotor core 41. By laminating the core sheets 41a, concave portions are formed at the center portions on both axial sides of the rotor core 41.
[0031]
The insulator 80 is made of an insulating and thermosetting resin material such as a phenol resin or an acetal resin, and is formed in accordance with the shape of the slot of the rotor core 41, and the winding 42 is wound therearound. A plurality of teeth portions 80a and an end surface insulating portion 80b connecting the plurality of teeth portions 80a and insulating the axial end surface of the rotor core 41 are provided. An opening 80c through which the rotary shaft 50 is inserted is formed at the center of the end surface insulating portion 80b. Around the opening 80c, a connecting portion 82b is provided upright so as to protrude toward the commutator 60 side.
[0032]
FIG. 3 shows a partial cross-sectional view of the insulator 80. The insulator 80 has a connecting portion 82b protruding toward the commutator 60 and an annular portion 80d protruding around the opening 80c on the rotor core 41 side. In the annular portion 80d, a plurality of (eight in this example) terminals 82 as short-circuit members are laminated via an insulating member 84 (see FIG. 5). From 82, two connecting portions 82b extend to the commutator 60 side.
[0033]
As shown in FIG. 4, the terminal 82 includes an annular portion 82a and two connecting portions 82b. The two connecting portions 82b are disposed at approximately 180 degrees opposite to the annular portion 82a. The terminal 82 is formed by pressing a conductive thin plate and bending the connecting portion 82b. Two connecting arms 82d are formed in the connecting portion 82b.
[0034]
Note that the terminal 82 of this example includes the annular ring portion 82a, but the annular portion 82a may not be annular as long as the connection portion 82b can be held and electrically connected. For example, the shape may be such that one of the paths connecting the connecting portions 82b is cut. By doing so, the weight of the terminal 82 is reduced, which leads to a reduction in the weight of the motor 10.
[0035]
When the connection portion 61b of the commutator 60 is inserted into the connection arm portion 82d of the connection portion 82b, the connection portion 61b is elastically pressed down by the connection arm portion 82d to be fitted, so that the terminal 82 and the commutator piece 61 are fitted. Are electrically connected. When the terminal 82 is connected to the connection portion 61b, the two commutator pieces 61 located on opposite sides of the rotary shaft 50 on the outer periphery of the commutator 60 are short-circuited.
[0036]
The insulating member 84 is formed of an insulating resin into a substantially circular thin plate shape. The insulating member 84 has an opening in the center of the plane portion 84a, and a groove 84b in which the connecting portion 82b is arranged is formed at the outer edge of the plane portion 84a. The terminals 82 are spatially separated in a stacked state and insulated from each other and positioned by the insulating members 84 arranged between the terminals 82.
[0037]
The insulator 80 is integrally formed by resin injection molding using the terminals 82 and the insulating members 84 alternately stacked in a predetermined mold as insert members. The terminals 82 are stacked such that the positions of the connection portions 82b are shifted in phase in the circumferential direction so that the connection portions 82b correspond to the arrangement of the commutator pieces 61 of the commutator 60.
[0038]
Alternatively, the terminals 82 may be spatially separated in the axial direction without interposing the insulating member 84 and arranged in a mold, and these terminals 82 may be integrally formed as an insert member by resin injection molding. In this case, the terminal 82 is provided with a fixing piece extending outward from the annular portion 82a, and the fixing piece is supported in the mold so that the position of the terminal 82 is fixed in the mold. Can be. The fixing piece may be treated so that it does not cut or contact with other members after molding.
[0039]
Although the distances between the stacked terminals 82 to the end surface insulating portion 80b are different, the lengths of the legs 82c of the connecting portions 82b are adjusted so that the heights of the connecting portions 82b with respect to the end surface insulating portion 80b are uniform. Should be different.
[0040]
Further, since a core sheet 41 a having a circular opening at the center is laminated on the commutator 60 side of the rotor core 41, a concave portion is formed on an end surface of the rotor core 41, and the insulator 80 is rotated. When mounted on the child core 41, an annular portion 80d protruding from the back side of the insulator 80 fits into the concave portion.
[0041]
As shown in FIG. 2, the commutator 60 has a configuration in which 16 commutator pieces 61 are disposed around an insulating material having a circular opening. Adjacent commutator segments 61 are spaced apart from each other and are insulated from each other. The commutator piece 61 includes a riser portion 61a and a connection portion 61b. The connecting portion 61b is a thin plate-shaped engaging piece extending from the brush sliding portion of the commutator piece 61 to the lower side of the commutator 60.
[0042]
A winding 42 is wound around a slot of the rotor core 41 by a predetermined winding method, and the winding 42 is locked by a riser portion 61a and connected by fusing. In the motor 10 of the present embodiment, the commutator pieces 61 located on the opposite side of the commutator piece 61 disposed on the outer periphery of the commutator 60 with the rotary shaft 50 interposed therebetween are short-circuited by the terminal 82 on the assumption that they should have the same potential. It is supposed to be.
[0043]
When the commutator 60 is press-fitted into the rotating shaft 50 to which the rotor core 41 and the insulator 80 are attached and attached to a predetermined position, the connection portion 61b of the commutator 60 is connected to the connection portion 82b that projects in the axial direction from the insulator 80. It fits in the arm 82d and comes into elastic contact with the connecting arm 82d. Thus, the commutator piece 61 is electrically connected to another commutator piece 61 via the terminal 82.
[0044]
According to the present embodiment, the following effects are obtained by the above configuration.
(1) In the motor 10 of the present embodiment, a plurality of terminals 82 are laminated and integrally formed in the insulator 80, and each commutator piece 61 of the commutator 60 has a connecting portion 61b facing the insulator 80 side. Is formed. With such a configuration, when the commutator 60 is attached to the predetermined position of the rotating shaft 50, the connecting portion 61b and the connecting portion 82b are engaged and electrically connected.
[0045]
In this manner, the commutator pieces 61 to be equipotential are connected to each other only by attaching the commutator 60 to the rotating shaft 50 in the same manner as in the normal assembling work, so that the connection work between the short-circuit member and the commutator piece is reduced. It will be easier. Since it is not necessary to connect the ends of the short-circuit members to the commutator pieces as in the related art, the number of work steps can be reduced, and the production efficiency can be improved.
[0046]
(2) Further, since the insulator 80 of the present example has a structure in which the short-circuit member is integrally formed, the handling of parts becomes easy and the number of assembling work steps is reduced.
[0047]
(3) Further, in the motor 10 of the present embodiment, the terminal 82 serving as a short-circuit member is laminated in the thickness direction of the insulator 80, so that the diameter of the commutator 60 is not limited. It becomes possible to arrange a short circuit member.
[0048]
Note that the embodiment of the present invention may be modified as follows.
In the above embodiment, the terminals 82 and the insulating members 84 are alternately stacked on the rotor core 41 side of the end face insulating portion 80b of the insulator 80. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. The annular portion 80d may be formed to protrude toward the commutator 60. In this case, the core sheet 41b can be arranged on the commutator 60 side of the rotor core 41. Further, the end face insulating portion 80b may be formed to protrude on both sides in the axial direction.
[0049]
In the above-described embodiment, the connecting portion 61b of the commutator 60 is configured to fit into the connecting portion 82b of the insulator 80. However, the present invention is not limited to this. A fitting piece may be provided on the side, and the fitting piece may be formed so as to fit with the fitted portion.
[0050]
In the above embodiment, the connecting portion 82b of the insulator 80 is formed integrally with the terminal 82. However, a separate connecting component is attached to the leg 82c extending from the annular portion 82a of the terminal 82, The connection part 61b of the commutator piece 61 and the terminal 82 may be connected via the connection part.
[0051]
As shown in FIG. 7, the leg portion 82c of the terminal 82 is extended and bent outwardly (or inward) in the radial direction so as to have a predetermined curvature to form an elastic connecting portion 82e. The connecting portion 61b may be formed by bending the distal end portion of the engaging piece extending to the lower side of the child 60. In this case, by attaching the commutator 60 to the predetermined position of the rotary shaft 50, the connecting portion 61b is elastically brought into contact with the connecting portion 82e.
[0052]
In the above embodiment, the commutator pieces 61 located on opposite sides of the rotary shaft 50 are electrically connected to each other via the terminal 82. However, the present invention is not limited to the position and the position, and it is possible to configure so that the predetermined commutator pieces 61 are connected via the terminals 82. In this case, the plurality of connecting portions 82b of the terminal 82 may be formed so as to form a predetermined angle with the outer edge of the annular portion 82a in accordance with the respective positions of the commutator pieces 61 to be short-circuited.
[0053]
In the above embodiment, the terminal 82 is formed integrally with the insulator 80 by resin injection molding. However, the present invention is not limited to this, and the terminal 82 and the insulating member 84 are alternately formed on the surface of the end surface insulating portion 80b of the insulator 80. They may be stacked so that they are fixed to the insulator 80 with a fixing member.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the insulator, the commutator, and the motor of the present invention, the insulator and the commutator having the function as the pressure equalizing device are provided with the short-circuit member provided at the insulator on the end face of the insulator. The piece was formed such that a connection portion connected to the short-circuit member extended.
With this configuration, the insulator can be provided with a short-circuit member that short-circuits the commutator pieces without being limited by the diameter of the commutator. In addition, since the insulator and the commutator can be easily connected to the commutator pieces of the commutator and the short-circuit member provided on the insulator, the mounting workability is improved. Accordingly, it is possible to provide an insulator, a commutator, and a motor in which the assembling work of the motor does not take much time and the workability and productivity are improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a motor according to an embodiment.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a commutator, an insulator, and a rotor core of the embodiment.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the insulator of the embodiment.
FIG. 4 is a perspective view of a terminal according to the embodiment.
FIG. 5 is a perspective view of an insulating member according to the embodiment.
FIG. 6 is a partial sectional view of an insulator according to another embodiment.
FIG. 7 is a partial sectional view of an insulator according to another embodiment.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 motor, 20 yoke housing, 20a cylindrical portion, 20b end portion, 21, 22 bearing, 30 magnet, 40 armature, 41 rotor core, 41a, 41b core sheet, 42 winding, 50 rotation shaft, 60 commutator, 61 commutator piece, 61a riser section, 61b connection section, 70 brush, 80 insulator, 80a teeth section, 80b end face insulation section, 80c opening hole, 80d ring section, 82 terminal, 82a ring section, 82b connection section, 82c Leg, 82d connecting arm, 82e connecting, 84 insulating member, 84a flat, 84b groove

Claims (9)

整流子を備えたモータの回転シャフトに固定された回転子コアを覆うインシュレータであって、
前記回転子コアの整流子側の回転軸方向端面を絶縁する端面絶縁部には、前記整流子の所定の整流子片を短絡する短絡部材が配設されたことを特徴とするインシュレータ。
An insulator covering a rotor core fixed to a rotating shaft of a motor having a commutator,
An insulator, wherein a short-circuiting member for short-circuiting a predetermined commutator piece of the commutator is provided at an end surface insulating portion that insulates an end face of the rotor core on the commutator side in the rotation axis direction.
前記短絡部材は、前記端面絶縁部と一体に形成されたことを特徴とする請求項1に記載のインシュレータ。The insulator according to claim 1, wherein the short-circuit member is formed integrally with the end surface insulating portion. 前記短絡部材には、前記整流子片と当接する接続部が形成され、
該接続部は前記端面絶縁部から前記整流子側の回転軸方向に突出することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のインシュレータ。
In the short-circuit member, a connection portion that contacts the commutator piece is formed,
The insulator according to claim 1, wherein the connecting portion protrudes from the end face insulating portion in a direction of a rotation axis on a side of the commutator. 4.
前記短絡部材に形成された接続部は、前記整流子片に形成された接続部と弾性的に当接することを特徴とする請求項3に記載のインシュレータ。4. The insulator according to claim 3, wherein the connection portion formed on the short-circuit member elastically contacts the connection portion formed on the commutator piece. 5. 前記短絡部材に形成された接続部は、前記整流子片に形成された接続部と嵌合して当接することを特徴とする請求項3に記載のインシュレータ。4. The insulator according to claim 3, wherein a connection portion formed on the short-circuit member is fitted and abutted with a connection portion formed on the commutator piece. 5. 前記短絡部材に形成された接続部は、前記整流子が前記回転シャフトに挿着されると、前記整流子片に形成された接続部と接触固定されることを特徴とする請求項3乃至請求項5のいずれか一項に記載のインシュレータ。The connecting portion formed on the short-circuit member is fixedly contacted with a connecting portion formed on the commutator piece when the commutator is inserted into the rotating shaft. Item 6. The insulator according to any one of items 5. 前記短絡部材は、導電性の薄板から形成されており、回転軸方向に互いに離間された状態で複数積層されたことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載のインシュレータ。The insulator according to any one of claims 1 to 6, wherein the short-circuit member is formed of a conductive thin plate, and a plurality of the short-circuit members are stacked while being separated from each other in a rotation axis direction. . 回転子コアと共に回転シャフトに固定される整流子であって、
該整流子が有する複数の整流子片には、巻線が接続されるライザ部と、前記回転子コア側に延出する接続部が形成され、
該接続部は、所定の前記整流子片同士を電気的に短絡するための前記回転子コア側の短絡部材に接続されることを特徴とする整流子。
A commutator fixed to the rotating shaft together with the rotor core,
A plurality of commutator pieces of the commutator are formed with a riser portion to which a winding is connected, and a connection portion extending to the rotor core.
The commutator, wherein the connecting portion is connected to a short-circuit member on the rotor core side for electrically short-circuiting the predetermined commutator pieces.
請求項1乃至請求項7にいずれか一項に記載のインシュレータと、請求項8に記載の整流子と、を備えたモータ。A motor comprising: the insulator according to any one of claims 1 to 7; and the commutator according to claim 8.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015186345A (en) * 2014-03-24 2015-10-22 アスモ株式会社 Rectifier, and manufacturing method of rectifier

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