【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セグメントに電気的接続されるバリスタが取り付けられる整流子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータには、回転子に設けた整流子に、固定子に設けたブラシを摺接させて、回転子側と固定子側とを電気的に接続するように構成したものがある。
【０００３】
図８に示すように、整流子３０は、モータの回転子を回転可能に支持する回転軸３５の外周に複数配設される整流子片（セグメント）３１を備える。各セグメント３１は、回転軸３５の外周面に対応して円弧状に形成されており、それぞれの一端部にはライザ部３２が放射状に延出形成されている。各ライザ部３２は、モータの巻線が結線される結線爪とされる。それぞれのセグメント３１の外周面にブラシが摺接されるとともに、モータの回転子の巻線が各ライザ部３２に結線されることで、モータの回転子は固定子側と電気的に接続されて回転可能とされる。
【０００４】
上記の構成のモータにおいて、その作動時にセグメント３１とブラシとの間に火花放電が発生し、電気的ノイズを発生させるおそれがある。この電気的ノイズの発生を抑制するために、セグメント３１（ライザ部３２）にサージ吸収素子としてリング状のバリスタ３４を設けることが一般に行われている。セグメント３１にバリスタ３３を取り付けるためには、バリスタ３３の外周面に設けられた電極と、各セグメント３１から放射状に延出形成されたライザ部３２とを半田付けし、バリスタ３３と各ライザ部３２とを半田部３４にて電気的に接続する。
【０００５】
上記の半田付けを自動で行う場合、半田材塗布装置や半田溶解炉等の高価な設備が必要であるため、コストアップするという問題があった。また、半田部３４の品質を保つため、半田付け後に作業者による外観チェックを行う必要があり、生産効率が悪いという問題があった。そこで、整流子にバリスタを取り付ける際に、半田付けを回避するための種々の方法が提案されている。
【０００６】
例えば、各セグメントのライザ部とバリスタとの間に弾性及び導電性を有する接続手段を介在させクランプするように構成したものがある（特許文献１参照）。これにより、半田付けの作業を行うことなくバリスタと各ライザ部とを電気的に接続することができる。
【０００７】
また、例えば、リング状のバリスタを、周方向に配列された複数のセグメントの外径よりもやや小さい開口部を有するものとし、この開口部の内周面に電極を設け、このバリスタを整流子に圧入するように構成したものがある（特許文献２参照）。これにより、バリスタを配列されたセグメントに外嵌するのみでバリスタと各セグメントとを電気的に接続することができ、両者の接続を行うのに半田付けを行う必要がない。
【０００８】
【特許文献１】
特開平７―３２２５６９号公報
【特許文献２】
特開平８―１４０３１４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１のモータの場合においては、バリスタと各セグメントとは、導電性を有する接続手段を介して接続される。ここで、バリスタは印加電圧の変動に伴い抵抗値が変動する抵抗器であり、各セグメントとブラシとの間に火花が発生すると、電圧の上昇に伴い抵抗値が減少し、火花が発生していないときと比較して大きな電流が流れることとなる。しかし、前記接続手段は、このときの電流に対応する程の導電性を有していない場合があり、バリスタがサージ吸収素子としての機能を十分に果たすことができないおそれがある。つまり、バリスタとライザ部との間に接続部材が介在することで、両者の間の導通に問題があった。この導通を確実とするためには、モータによって弾性部材の材質を選択し、更に選択した材質によって弾性部材の形状や構成を決める必要があり、製造が煩雑であり作業効率が悪いという問題が残った。
【００１０】
また、上記特許文献２のモータの場合であると、バリスタは堅固で殆ど柔軟性を有していない材質であるため、バリスタが整流子に圧入されるとバリスタや整流子に破損等の不具合が発生する場合があり、歩留まりが悪いという問題があった。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、破損等の不具合を起こすことなく容易にバリスタを取り付けることが可能であるとともに、バリスタと各セグメントとが確実に導通される整流子を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の整流子は、周方向に複数配設されるセグメントと、前記各セグメントから放射状に延出形成され巻線を結線するための結線爪を構成するライザ部と、該ライザ部に重ねられて、前記各セグメントに電気的に接続されるリング状のバリスタとを備える整流子において、前記ライザ部は、前記バリスタが重ねられる側に突出して同バリスタと接触する接点部を有するとともに、前記バリスタが弾性部材を介してブッシュにより狭持固定されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、ライザ部は、バリスタが重ねられる側に突出してバリスタと接触する接点部を有しており、この接点部に対して、バリスタが弾性部材を介してブッシュにより狭持固定される。このため、ブッシュをライザ部に固定するのみで、破損等の不具合を起こすことなく容易にバリスタをセグメントに取り付けることが可能である。ライザ部の接点部に対して、バリスタは弾性を有して圧接されるため、堅固で柔軟性の殆どないバリスタに対して、確実にライザ部を接触させることができる。従って、セグメントに対して、破損等の不具合を起こすことなく容易にバリスタを取り付けることが可能であるとともに、バリスタと各ライザ部（セグメント）とが確実に導通される。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記弾性部材をウェーブワッシャで構成したことを特徴とする。
請求項２に記載の発明によると、請求項１に記載の作用に加えて、簡易な構成でバリスタをライザ部の接点部に圧接させることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１において、前記弾性部材をラバーで構成したことを特徴とする。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の作用に加えて、簡易な構成でバリスタをライザ部の接点部に圧接させることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、周方向に複数配設されるセグメントと、前記各セグメントから放射状に延出形成され巻線を結線するための結線爪を構成するライザ部と、同ライザ部に重ねられて、前記各セグメントに電気的に接続されるリング状のバリスタとを備える整流子において、前記ライザ部は、前記バリスタが重ねられる側に突出して同バリスタと弾性を有して押圧接触する接点部を有するとともに、前記バリスタがブッシュにより狭持固定されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の整流子によれば、ライザ部は、バリスタが重ねられる側に突出してバリスタと弾性を有して押圧接触する接点部を有しており、この接点部に対して、バリスタがブッシュにより狭持固定される。このため、ブッシュをライザ部に固定するのみで、破損等の不具合を起こすことなく容易にバリスタを整流子に取り付けることが可能である。バリスタは、弾性を有するライザ部の接点部に対して圧接されるため、堅固で柔軟性の殆どないバリスタに対して、確実にライザ部を接触させることができる。従って、整流子に対して、破損等の不具合を起こすことなく容易にバリスタを取り付けることが可能であるとともに、バリスタと各ライザ部（セグメント）とが確実に導通される。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項４において、前記バリスタは、弾性部材を介して前記ブッシュにより固定されていることを特徴とする。
請求項５に記載の発明によると、請求項４に記載の作用に加えて、バリスタはライザ部の接点部に対して両面側から弾性を有して接触するため、ライザ部の接点部に対する接触性が向上する。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は請求項５において、前記接点部は、プレスにより突出形成したことを特徴とする。
請求項６の発明によると、請求項４又は請求項５に記載の作用に加えて、ライザ部にプレスすることにより接点部を突出形成するため、接点部を容易に形成することができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６のうちいずれか１項において、前記各セグメントの外周面に、前記ブッシュを、前記バリスタを狭持固定する固定位置に係止する係止手段を設けたことを特徴とする。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、請求項１乃至請求項６のうちいずれか１項に記載の作用に加えて、ブッシュは、各セグメントに設けられた係止手段により、ライザ部に対して、バリスタを狭持固定する位置に係止され、位置決めされる。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、請求項７において、前記係止手段は、前記固定位置側にいくに従い外側に傾斜するガイド面と、前記ブッシュを前記固定位置に係止する係止面とを有することを特徴とする。
【００２３】
請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の作用に加えて、ブッシュをライザ部に取り付ける際には、ブッシュは固定位置まで移動可能とされるとともに、一旦固定位置とされると、係止手段の係止面により係止されて位置決めされる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を整流子１０に具体化した実施形態を、図１乃至図５を参照して説明する。図１は本実施形態の回転子１の側面図、図２は整流子１０の斜視図、図３は整流子の断面図である。また、本実施形態の組み付け工程を説明する、図４（ａ）は分解斜視図、図４（ｂ）及び図５は斜視図である。
【００２５】
図１に示すように、モータの回転子１は、モータの固定子（図示せず）に回転可能に支持される回転軸２に、複数の整流子片（セグメント）１１を備える整流子１０と、巻線４が巻回されたコア３とが固定されて構成されている。また、モータの固定子側には、マグネット５とブラシ６とが設けられている。マグネット５は、コア３の外周側にコア３に対向するように配設されており、ブラシ６は整流子１０のセグメント１１に対して摺接するように設けられている。なお、以降の説明において、「軸方向」とは回転軸２の軸方向である。
【００２６】
図２に示すように、整流子１０は、略円筒形状の絶縁体１６と、周方向に複数配設されるセグメント１１と、各セグメント１１のコア３側の端部に形成されたライザ部１２と、リング状のバリスタ１３と、弾性部材であるウェーブワッシャ１４と、ブッシュ１５とを備える。ブラシ６が整流子１０に摺接されるとともに、各ライザ部１２に巻線４が結線されることで、モータの回転子１は固定子側と電気的に接続され回転可能とされる（図１参照）。
【００２７】
図３に示すように、絶縁体１６は、回転軸２の外周に密着して設けられている。絶縁体１６は弾性を有する合成樹脂により形成されており、絶縁体１６の内径が回転軸２の外径よりもやや小さくされている。このため、絶縁体１６は、回転軸２に外嵌されることで回転軸２に密着し、軸方向に固定されている。また、絶縁体１６のコア３側には、腕部１７が１２０°毎に３方向に放射状に形成されている。各腕部１７の根元の部分には、コア３と反対側の面に、絶縁体１６の外周面に沿って溝部１７ａが形成されている。
【００２８】
セグメント１１は、絶縁体１６の外側に固定されており、絶縁体１６に設けられた腕部１７に対応する位置に、等角度間隔（１２０°毎）に３個配設されている。各セグメント１１のコア３側の端部は、腕部１７に形成された溝部１７ａに嵌入されている。なお、図３に示す整流子１０の断面図は、図２に示す整流子１０を構成するセグメント１１のうちの２つを、軸方向に中心方向に切断した断面を示す。つまり、回転軸２を中心として、１２０°で切断した断面である。図３に示すように、各セグメント１１には、係止手段としての係止部１８が設けられている。各係止部１８は、コア３側にいくに従い外側に傾斜するガイド面１８ａと、軸方向と直交する方向に形成された係止面１８ｂとを有する。
【００２９】
各セグメント１１のコア３側には、それぞれライザ部１２が放射状に延出形成されている。各ライザ部１２のコア３側の面は、各セグメント１１のコア３側の端部が腕部１７の溝部１７ａに嵌入された状態で、腕部１７に着接される。各ライザ部１２（セグメント１１）のコア３側への移動は、ライザ部１２が腕部１７に当接することにより規制される。それぞれのライザ部１２は、先端部に巻線４（図１参照）が結線されて、結線爪を構成する。また、図３に示すように、それぞれのライザ部１２には、コア３側と反対側の面に接点部１２ａが突出形成されている。本実施形態では、接点部１２ａは、ライザ部１２を屈曲成形して形成されており、プレスにより突出形成されている。従って、本実施形態の接点部１２ａは、軸方向の力に対して該接点部１２ａが弾性変形する、即ち軸方向に対する弾性力を有している。
【００３０】
図３に示すように、バリスタ１３は、ライザ部１２の接点部１２ａが形成された側（腕部１７の反対側）の面に重ねられている。バリスタ１３は、コア３側の面が電極面１３ａとされており、この電極面１３ａが各ライザ部１２の接点部１２ａに当接する。バリスタ１３は、サージ吸収素子として用いられ、公知技術で一般によく知られた形式のセラミックバリスタである。
【００３１】
ウェーブワッシャ１４は、略リング状をしており、ライザ部１２の接点部１２ａが形成された側にバリスタ１３を介して重ねられている。ウェーブワッシャ１４は、軸方向に圧縮可能であり、図３においては、軸方向に圧縮された状態とされている。
【００３２】
図３に示すように、ブッシュ１５は、ライザ部１２に対して、バリスタ１３と圧縮された状態のウェーブワッシャ１４とを、重ねて挟持固定する。ブッシュ１５は、コア３側から順に、略円柱形状のベース部１５ａと、シリンダ部１５ｃと、フランジ部１５ｄとが一体的に形成されている。なお、ブッシュ１５は、弾性を有する合成樹脂により形成されている。
【００３３】
ベース部１５ａは、略円柱形状であり、軸方向にライザ部１２の接点部１２ａが形成される面と、各セグメント１１に設けられた係止部１８の係止面１８ｂとの間の厚みとされている。また、略中央部に、周方向に配設された複数のセグメント１１の外周と略同じ径を有する貫通穴１５ｂが形成されている。この貫通穴１５ｂが、周方向に配列されたセグメント１１の外周に挿入されている。このあめ、ベース部１５ａ（ブッシュ１５）は、コア３側への移動はライザ部１２に当接することより規制されるとともに、コア３側と反対側への移動はベース部１５ａの上面が係止部１８に係止されることにより規制されて、位置を固定されている。また、ブッシュ１５がこの位置に固定されていることで、ライザ部１２は腕部１７とブッシュ１５との間に固定される。なお、以降の説明において、このブッシュ１５の位置を「固定位置」という。また、ベース部１５ａの外径は、バリスタ１３及びウェーブワッシャ１４の開口部径と略同径とされている。
【００３４】
シリンダ部１５ｃは、内径が各セグメント１１に設けられた係止部１８を収容可能な大きさとされており、外径はベース部１５ａと同径とされている。ベース部１５ａ及びシリンダ部１５ｃは、バリスタ１３及びウェーブワッシャ１４の開口部に挿入されている。フランジ部１５ｄは、シリンダ部１５ｃのコア３側と反対側の端部に形成されており、外周はバリスタ１３及びウェーブワッシャ１４と略同径とされている。ブッシュ１５において、ベース部１５ａが軸方向に上記固定位置に位置決めされた状態で、ライザ部１２とフランジ部１５ｄとの間にバリスタ１３及びウェーブワッシャ１４が挟まれて固定されている。このとき、ウェーブワッシャ１４は軸方向に圧縮した状態とされている。
【００３５】
次に、上記の整流子１０の組み付け工程について説明する。
先ず、図３に示すように、モータの回転子１の回転軸２（図１参照）に、腕部１７をコア３側として、絶縁体１６を外装する。このとき、絶縁体１６の内周面を拡径しながら、回転軸２に対して圧入する。
【００３６】
また、図４（ａ）に示すように、リング状のバリスタ１３とウェーブワッシャ１４とをコア３側から順に重ねた状態で、両者の開口部にブッシュ１５のベース部１５ａをコア３側と反対側から挿入する。そして、図４（ｂ）に示すように、フランジ部１５ｄのシリンダ部１５ｃ側の面に、ウェーブワッシャ１４とバリスタ１３とを重ねた状態とする。
【００３７】
その後、図５に示すように、バリスタ１３とウェーブワッシャ１４とを重ねた状態のブッシュ１５を、コア３と反対側から、周方向に配設された複数のセグメント１１の外側に、コア３側に向かう方向（図中矢印方向）に挿入する。ブッシュ１５は、コア３側の面がライザ部１２に着接するまで挿入され、バリスタ１３の電極面１３ａがライザ部１２の接点部１２ａに当接する（図３参照）。このとき、ブッシュ１５のベース部１５ａの貫通穴１５ｂは、係止部１８のガイド面１８ａの上端部に当接する位置まで挿入されると、それ以降はこのガイド面１８ａの形状に沿って弾性変形されながら挿入される。ガイド面１８ａは、コア３側に向かって、外側に傾斜する形状とされているため、ベース部１５ａの係止面１８ｂに当接する部分は、挿入方向に挿入されるに従い徐々に外側に変形される。このため、ブッシュ１５は係止部１８に当接しても、スムーズに挿入方向に挿入される。
【００３８】
やがて、ブッシュ１５のコア３側の面がライザ部１２に着接されて、ブッシュは固定位置とされる。固定位置においては、ブッシュ１５のベース部１５ａの貫通穴１５ｂは、係止部１８のガイド面１８ａにより弾性変形されず、コア３と反対側の面が係止部１８の係止面１８ｂに係止されている。つまり、ブッシュ１５は、周方向に配設されたセグメント１１の外周に挿入され、一旦係止部１８のガイド面１８ａを通過すると、係止面１８ｂによりコア３側と反対側への移動を規制される。この固定位置において、ブッシュ１５はライザ部１２に対して、バリスタ１３とウェーブワッシャ１４とを狭持固定する。なお、ブッシュ１５が固定位置とされた状態で、ウェーブワッシャ１４は軸方向に圧縮されている。
【００３９】
〔実施形態の効果〕
従って、本実施形態の整流子１０によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００４０】
（１） 本実施形態では、整流子１０は、各ライザ部１２はバリスタ１３が重ねられる側に突出して、バリスタ１３と接触する接点部１２ａを有するとともに、バリスタ１３がウェーブワッシャ１４を介してブッシュ１５により固定されている。つまり、ライザ部１２は、バリスタ１３が重ねられる側に突出してバリスタ１３と接触する接点部１２ａを有しており、この接点部１２ａに対して、バリスタ１３がウェーブワッシャ１４を介してブッシュ１５により狭持固定される。このため、ブッシュ１５をライザ部１２に固定するのみで、破損等の不具合を起こすことなく容易にバリスタ１３をセグメント１１に取り付けることが可能である。ライザ部１２の接点部１２ａに対して、バリスタ１３は弾性を有して圧接されるため、堅固で柔軟性の殆どないバリスタ１３に対して、確実にライザ部１２を接触させることができる。従って、セグメント１１に対して、破損等の不具合を起こすことなく容易にバリスタ１３を取り付けることが可能であるとともに、バリスタ１３と各ライザ部１２（セグメント１１）とが確実に導通される。
【００４１】
（２） 本実施形態においては、ライザ部１２に対してバリスタ１３を、ウェーブワッシャ１４を介して狭持固定した。このため、簡易な構成でバリスタ１３をライザ部１２の接点部１２ａに圧接させることができる。
【００４２】
（３） 本実施形態においては、ライザ部１２の接点部１２ａは、バリスタ１３が重ねられる側に突出して、バリスタ１３と弾性を有して接触する。このため、ブッシュ１５に固定されたバリスタ１３は、一方の面にはウェーブワッシャ１４が、他方の面にはライザ部１２の接点部１２ａが圧接されて、弾性部材により挟まれることとなる。このため、バリスタ１３とライザ部１２の接点部１２ａとは確実に接触し、両者の間の導通を確実とすることができる。
【００４３】
（４） 本実施形態においては、接点部１２ａは、ライザ部１２にプレスにより突出形成した。ライザ部１２にプレスすることにより接点部１２ａを突出形成するため、接点部１２ａを容易に形成することができる。
【００４４】
（５） 本実施形態においては、各セグメント１１の外周面に、ブッシュ１５を、バリスタ１３を狭持固定する固定位置に係止する係止部１８を設けた。このため、ブッシュ１５は、各セグメント１１に設けられた係止部１８により、ライザ部１２に対して、バリスタ１３を狭持固定する位置に係止され、位置決めされる。
【００４５】
（６） 本実施形態においては、係止部１８は、固定位置側にいくに従い外側に傾斜するガイド面１８ａと、ブッシュ１５を固定位置に係止する係止面１８ｂとを有する。このため、ブッシュ１５をライザ部１２に取り付ける際には、ブッシュ１５は固定位置まで移動可能とされるとともに、一旦固定位置とされると、係止部１８のガイド面１８ａにより係止されて位置決めされる。
【００４６】
〔別例〕
なお、上記実施形態は以下のような別例に変更して具体化してもよい。
・ 本実施形態では、係止手段は、各セグメント１１の外周面に、外側に突出する係止部１８を設けたが、係止手段はどのような形態であってもよい。例えば、セグメント１１にバリスタ１３を取り付けてから、クランプするように構成してもよい。
【００４７】
・ 本実施形態では、係止部１８は、ブッシュ１５の固定位置に向かって外側に傾斜するガイド面１８ａと、ブッシュ１５を固定位置に係止する係止面１８ｂとを有するものとしたが、係止手段の形態はこれに何ら限定されない。例えば、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、整流子を構成するセグメント２１に切り込みを入れて、モータのコア側を切り上げて形成してもよい。そうすると、ブッシュがセグメント２１の外側から挿入されると、係止部２８は、ブッシュに押圧されて一旦セグメント２１と同一平面とされ、ブッシュの挿入が許容される。そして、ブッシュが係止部２８を通過すると、再び係止部２８のコア側の端部は切り上がり、ブッシュを係止してブッシュのコアと反対側への移動を規制する。
【００４８】
・ ブッシュをライザ部に係止する係止手段を、各セグメントにプレス加工することにより形成してもよい。例えば、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、整流子を構成するセグメント３１に、プレス加工により半球状の係止部３８を形成してもよい。
【００４９】
・ 本実施形態では、各ライザ部１２に設ける接点部１２ａは、プレスにより突出形成したが、各ライザ部１２とバリスタ１３との導通を確保することができるのであれば、接点部１２ａは他の方法により形成してもよい。例えば、溶接により接点部を設けてもよい。
【００５０】
・ 本実施形態においては、ライザ部１２の接点部１２ａは弾性を有してバリスタ１３に接触するように構成したが、ライザ部の接点部がバリスタに接触するとともに、ブッシュがライザ部に対して弾性を有して固定されるのであれば、ライザ部の接点部は弾性を有さない構成としてもよい。
【００５１】
・ 本実施形態では、弾性部材にウェーブワッシャ１４を用いたが、バリスタ１３とブッシュ１５との間に介在させる弾性部材を他の部材としてもよく、例えば、ラバーで形成してもよい。また、弾性部材は、軸方向に圧縮可能であればリング状でなくてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１乃至請求項８に記載の整流子によれば、破損等の不具合を起こすことなく容易にバリスタを取り付けることが可能であるとともに、バリスタと各セグメントとが確実に導通される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の回転子の側面図。
【図２】本実施形態の整流子の斜視図。
【図３】本実施形態の整流子の断面図。
【図４】本実施形態の組み付け工程を説明する、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）斜視図。
【図５】本実施形態の組み付け工程を説明する斜視図。
【図６】別例を説明する（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。
【図７】別例を説明する（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。
【図８】従来の整流子の斜視図。
【符号の説明】
４…巻線、１０…整流子、１１…セグメント、１２…ライザ部、１２ａ…接点部、１３…バリスタ、１４…ウェーブワッシャ（弾性部材）、１５…ブッシュ、１６…絶縁体、１８…係止部（係止手段）、１８ａ…ガイド面、１８ｂ…係止面、２１…セグメント、２８…係止部（係止手段）、３１…セグメント、３８…係止部（係止手段）。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a commutator in which a varistor electrically connected to a segment is mounted.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a motor in which a brush provided on a stator is brought into sliding contact with a commutator provided on a rotor to electrically connect the rotor side and the stator side.
[0003]
As shown in FIG. 8, the commutator 30 includes a plurality of commutator pieces (segments) 31 arranged on the outer periphery of a rotating shaft 35 that rotatably supports the rotor of the motor. Each segment 31 is formed in an arc shape corresponding to the outer peripheral surface of the rotating shaft 35, and a riser portion 32 is formed radially extending at one end of each segment. Each riser section 32 is a connection claw to which a motor winding is connected. The brush is slid on the outer peripheral surface of each segment 31 and the winding of the rotor of the motor is connected to each riser section 32 so that the rotor of the motor is electrically connected to the stator side. It can be rotated.
[0004]
In the motor having the above-described configuration, a spark discharge may be generated between the segment 31 and the brush when the motor is operated, and electric noise may be generated. In order to suppress the generation of the electric noise, a ring-shaped varistor 34 is generally provided as a surge absorbing element in the segment 31 (riser portion 32). In order to attach the varistor 33 to the segment 31, the electrodes provided on the outer peripheral surface of the varistor 33 and the risers 32 radially extending from the respective segments 31 are soldered, and the varistor 33 and the respective risers 32 are soldered. Are electrically connected by a solder portion 34.
[0005]
When the above-mentioned soldering is performed automatically, expensive equipment such as a solder material application device and a solder melting furnace is required, and there has been a problem that the cost is increased. In addition, in order to maintain the quality of the solder portion 34, it is necessary to perform an appearance check by an operator after soldering, and there is a problem that production efficiency is poor. Therefore, various methods for avoiding soldering when a varistor is attached to a commutator have been proposed.
[0006]
For example, there is a configuration in which a connecting means having elasticity and conductivity is interposed between a riser portion of each segment and a varistor and clamped (see Patent Document 1). Thus, the varistor and each riser section can be electrically connected without performing a soldering operation.
[0007]
Also, for example, the ring-shaped varistor has an opening slightly smaller than the outer diameter of the plurality of segments arranged in the circumferential direction, an electrode is provided on the inner peripheral surface of the opening, and the varistor is connected to the commutator. (See Patent Document 2). Accordingly, the varistor and each segment can be electrically connected only by fitting the varistor to the arranged segments, and there is no need to perform soldering to connect the two.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-7-322569 [Patent Document 2]
JP-A-8-140314
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the motor of Patent Document 1, the varistor and each segment are connected via a conductive connecting means. Here, the varistor is a resistor whose resistance value fluctuates in accordance with the fluctuation of the applied voltage, and when a spark is generated between each segment and the brush, the resistance value decreases as the voltage increases, and a spark is generated. A larger current flows than in the case where there is no current. However, the connection means may not have conductivity enough to cope with the current at this time, and the varistor may not be able to sufficiently function as a surge absorbing element. That is, since the connecting member is interposed between the varistor and the riser portion, there is a problem in conduction between the two. In order to ensure this conduction, it is necessary to select the material of the elastic member by the motor, and further determine the shape and configuration of the elastic member according to the selected material, which leaves a problem that the manufacturing is complicated and the working efficiency is poor. Was.
[0010]
Further, in the case of the motor of Patent Document 2, the varistor is made of a material that is rigid and hardly flexible, so that if the varistor is pressed into the commutator, the varistor or the commutator may be damaged. In some cases, and the yield is poor.
[0011]
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a commutator in which a varistor can be easily attached without causing a failure such as breakage, and in which a varistor and each segment are reliably conducted. With the goal.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the commutator according to claim 1 comprises a plurality of segments arranged in the circumferential direction, and connection claws extending radially from the respective segments and connecting windings. And a ring-shaped varistor that is overlapped with the riser portion and electrically connected to each of the segments. And the varistor is held and fixed by a bush via an elastic member.
[0013]
According to the first aspect of the present invention, the riser portion has a contact portion that protrudes to the side on which the varistor is overlapped and comes into contact with the varistor. Is fixed by holding. For this reason, the varistor can be easily attached to the segment only by fixing the bush to the riser portion without causing any trouble such as breakage. Since the varistor is elastically pressed against the contact portion of the riser portion, the riser portion can be reliably brought into contact with a varistor that is firm and hardly flexible. Therefore, the varistor can be easily attached to the segment without causing any trouble such as breakage, and the varistor and each riser portion (segment) are reliably connected.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the elastic member is constituted by a wave washer.
According to the second aspect of the invention, in addition to the function of the first aspect, the varistor can be pressed against the contact portion of the riser portion with a simple configuration.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the elastic member is made of rubber.
According to the third aspect of the invention, in addition to the function of the first aspect, the varistor can be pressed against the contact portion of the riser portion with a simple configuration.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, there are provided a plurality of segments arranged in the circumferential direction, a riser portion extending radially from each of the segments and forming a connection claw for connecting a winding, and the riser portion. In a commutator having a ring-shaped varistor that is superimposed and electrically connected to each of the segments, the riser portion protrudes toward a side on which the varistor is superimposed and elastically presses the varistor. The varistor has a contact portion, and the varistor is held and fixed by a bush.
[0017]
According to the commutator of the fourth aspect, the riser portion has a contact portion that protrudes toward the side on which the varistor is overlapped and is in elastic contact with the varistor and presses the varistor. Is held and fixed by the bush. For this reason, it is possible to easily attach the varistor to the commutator simply by fixing the bush to the riser portion without causing any trouble such as breakage. Since the varistor is pressed against the contact portion of the elastic riser portion, the varistor can be reliably brought into contact with a varistor that is firm and hardly flexible. Therefore, the varistor can be easily attached to the commutator without causing trouble such as breakage, and the varistor and each riser portion (segment) are reliably connected.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the varistor is fixed by the bush via an elastic member.
According to the fifth aspect of the invention, in addition to the function of the fourth aspect, the varistor contacts the contact portion of the riser portion with elasticity from both sides, so that the varistor contacts the contact portion of the riser portion. The performance is improved.
[0019]
According to a sixth aspect of the present invention, in the fourth or fifth aspect, the contact portion is formed so as to protrude by pressing.
According to the sixth aspect of the present invention, in addition to the function of the fourth or fifth aspect, since the contact portion is formed by pressing the riser portion, the contact portion can be easily formed.
[0020]
According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, the bush is fixed to an outer peripheral surface of each of the segments at a fixed position for holding and holding the varistor. A stopping means is provided.
[0021]
According to the invention described in claim 7, in addition to the effect described in any one of claims 1 to 6, in addition to the operation of the bush, the bush is moved to the riser portion by the locking means provided on each segment. Thus, the varistor is locked and positioned at a position for holding and fixing the varistor.
[0022]
According to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect, the locking means includes a guide surface inclined outwardly toward the fixed position side and a locking surface for locking the bush at the fixed position. It is characterized by having.
[0023]
According to the eighth aspect of the invention, in addition to the function of the seventh aspect, when the bush is mounted on the riser portion, the bush is movable to the fixed position and is temporarily set to the fixed position. Is locked by the locking surface of the locking means and positioned.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in the commutator 10 will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. 1 is a side view of a rotor 1 of the present embodiment, FIG. 2 is a perspective view of a commutator 10, and FIG. 3 is a sectional view of the commutator. 4 (a) is an exploded perspective view, and FIGS. 4 (b) and 5 are perspective views for explaining the assembling process of the present embodiment.
[0025]
As shown in FIG. 1, a rotor 1 of a motor includes a commutator 10 having a plurality of commutator pieces (segments) 11 on a rotating shaft 2 rotatably supported by a stator (not shown) of the motor. , The core 3 around which the winding 4 is wound is fixed. A magnet 5 and a brush 6 are provided on the stator side of the motor. The magnet 5 is provided on the outer peripheral side of the core 3 so as to face the core 3, and the brush 6 is provided so as to slide on the segment 11 of the commutator 10. In the following description, the “axial direction” is the axial direction of the rotating shaft 2.
[0026]
As shown in FIG. 2, the commutator 10 includes a substantially cylindrical insulator 16, a plurality of segments 11 arranged in the circumferential direction, and a riser portion 12 formed at an end of each segment 11 on the core 3 side. , A ring-shaped varistor 13, a wave washer 14 as an elastic member, and a bush 15. The brush 6 is slidably contacted with the commutator 10 and the windings 4 are connected to the respective riser portions 12, so that the rotor 1 of the motor is electrically connected to the stator side and is rotatable (FIG. 1).
[0027]
As shown in FIG. 3, the insulator 16 is provided in close contact with the outer periphery of the rotating shaft 2. The insulator 16 is formed of an elastic synthetic resin, and the inner diameter of the insulator 16 is slightly smaller than the outer diameter of the rotating shaft 2. For this reason, the insulator 16 is closely fitted to the rotating shaft 2 by being fitted around the rotating shaft 2 and is fixed in the axial direction. On the core 3 side of the insulator 16, arms 17 are formed radially in three directions at intervals of 120 °. At the base of each arm 17, a groove 17 a is formed on the surface opposite to the core 3 along the outer peripheral surface of the insulator 16.
[0028]
The segments 11 are fixed to the outside of the insulator 16, and three segments 11 are arranged at equal angular intervals (every 120 °) at positions corresponding to the arms 17 provided on the insulator 16. The core 3 side end of each segment 11 is fitted into a groove 17 a formed in the arm 17. The cross-sectional view of the commutator 10 shown in FIG. 3 shows a cross section obtained by cutting two of the segments 11 constituting the commutator 10 shown in FIG. 2 in the axial direction toward the center. That is, the cross section is cut at 120 ° about the rotation axis 2. As shown in FIG. 3, each segment 11 is provided with a locking portion 18 as locking means. Each locking portion 18 has a guide surface 18a inclined outwardly toward the core 3 and a locking surface 18b formed in a direction perpendicular to the axial direction.
[0029]
On the core 3 side of each segment 11, a riser portion 12 is formed to extend radially. The surface on the core 3 side of each riser portion 12 is brought into contact with the arm portion 17 in a state where the end of each segment 11 on the core 3 side is fitted into the groove portion 17 a of the arm portion 17. The movement of each riser portion 12 (segment 11) toward the core 3 is regulated by the riser portion 12 abutting on the arm portion 17. Each of the risers 12 has a wire 4 (see FIG. 1) connected to a tip end thereof to form a connection claw. As shown in FIG. 3, each riser portion 12 has a contact portion 12 a protruding from a surface opposite to the core 3. In the present embodiment, the contact portion 12a is formed by bending the riser portion 12, and is formed to protrude by pressing. Therefore, the contact portion 12a of the present embodiment is elastically deformed by the force in the axial direction, that is, has an elastic force in the axial direction.
[0030]
As shown in FIG. 3, the varistor 13 is overlaid on the surface of the riser portion 12 on the side where the contact portion 12 a is formed (the side opposite to the arm portion 17). The varistor 13 has a surface on the core 3 side as an electrode surface 13 a, and the electrode surface 13 a contacts the contact portion 12 a of each riser portion 12. The varistor 13 is a type of ceramic varistor that is used as a surge absorbing element and is generally well known in the related art.
[0031]
The wave washer 14 has a substantially ring shape, and is overlapped with a varistor 13 on the side of the riser portion 12 on which the contact portion 12a is formed. The wave washer 14 is compressible in the axial direction, and in FIG. 3, it is in a state compressed in the axial direction.
[0032]
As shown in FIG. 3, the bush 15 fixes the varistor 13 and the compressed wave washer 14 to the riser portion 12 in an overlapping manner. The bush 15 is formed integrally with a substantially cylindrical base portion 15a, a cylinder portion 15c, and a flange portion 15d in order from the core 3 side. The bush 15 is made of an elastic synthetic resin.
[0033]
The base portion 15a has a substantially cylindrical shape, and has a thickness between a surface on which the contact portion 12a of the riser portion 12 is formed in the axial direction and a locking surface 18b of the locking portion 18 provided on each segment 11. Have been. In addition, a through hole 15b having substantially the same diameter as the outer circumference of the plurality of segments 11 arranged in the circumferential direction is formed substantially at the center. The through holes 15b are inserted into the outer periphery of the segments 11 arranged in the circumferential direction. In addition, movement of the base portion 15a (the bush 15) toward the core 3 is restricted by contact with the riser portion 12, and movement toward the side opposite to the core 3 is locked by the upper surface of the base portion 15a. The position is restricted by being locked by the portion 18 and fixed. Further, since the bush 15 is fixed at this position, the riser portion 12 is fixed between the arm portion 17 and the bush 15. In the following description, the position of the bush 15 is referred to as a “fixed position”. The outer diameter of the base 15a is substantially the same as the diameter of the opening of the varistor 13 and the wave washer 14.
[0034]
The cylinder portion 15c has an inner diameter that is large enough to accommodate the locking portion 18 provided on each segment 11, and an outer diameter that is the same as the base portion 15a. The base portion 15a and the cylinder portion 15c are inserted into openings of the varistor 13 and the wave washer 14. The flange portion 15d is formed at the end of the cylinder portion 15c on the side opposite to the core 3 side, and the outer periphery has substantially the same diameter as the varistor 13 and the wave washer 14. In the bush 15, the varistor 13 and the wave washer 14 are fixed between the riser 12 and the flange 15d while the base 15a is positioned at the fixed position in the axial direction. At this time, the wave washer 14 is in a state of being compressed in the axial direction.
[0035]
Next, a process of assembling the commutator 10 will be described.
First, as shown in FIG. 3, an insulator 16 is provided on the rotating shaft 2 (see FIG. 1) of the rotor 1 of the motor with the arm 17 facing the core 3. At this time, the insulator 16 is press-fitted into the rotating shaft 2 while expanding the inner peripheral surface.
[0036]
Further, as shown in FIG. 4A, in a state where the ring-shaped varistor 13 and the wave washer 14 are sequentially stacked from the core 3 side, the base portion 15a of the bush 15 is opposed to the core 3 side at the opening of both. Insert from the side. Then, as shown in FIG. 4B, the wave washer 14 and the varistor 13 are overlapped on the surface of the flange portion 15d on the cylinder portion 15c side.
[0037]
Then, as shown in FIG. 5, the bush 15 in a state in which the varistor 13 and the wave washer 14 are superimposed is placed on the core 3 side from the side opposite to the core 3 to the outside of the plurality of segments 11 arranged in the circumferential direction. (The direction of the arrow in the figure). The bush 15 is inserted until the surface on the core 3 side comes into contact with the riser portion 12, and the electrode surface 13a of the varistor 13 contacts the contact portion 12a of the riser portion 12 (see FIG. 3). At this time, when the through hole 15b of the base portion 15a of the bush 15 is inserted to a position where it comes into contact with the upper end of the guide surface 18a of the locking portion 18, thereafter, it elastically deforms along the shape of the guide surface 18a. It is inserted while being done. Since the guide surface 18a has a shape that is inclined outward toward the core 3, the portion of the base portion 15a that abuts on the locking surface 18b is gradually deformed outward as it is inserted in the insertion direction. You. For this reason, even if the bush 15 abuts on the locking portion 18, it is smoothly inserted in the insertion direction.
[0038]
Eventually, the surface of the bush 15 on the core 3 side is brought into contact with the riser portion 12, and the bush is set to the fixed position. In the fixed position, the through hole 15b of the base portion 15a of the bush 15 is not elastically deformed by the guide surface 18a of the locking portion 18, and the surface opposite to the core 3 is engaged with the locking surface 18b of the locking portion 18. Has been stopped. That is, the bush 15 is inserted into the outer periphery of the segment 11 disposed in the circumferential direction, and once passing through the guide surface 18a of the locking portion 18, the movement of the bush 15 to the opposite side to the core 3 side is restricted by the locking surface 18b. Is done. In this fixed position, the bush 15 clamps and fixes the varistor 13 and the wave washer 14 to the riser portion 12. The wave washer 14 is compressed in the axial direction with the bush 15 in the fixed position.
[0039]
[Effects of Embodiment]
Therefore, according to the commutator 10 of the present embodiment, the following effects can be obtained.
[0040]
(1) In the present embodiment, the commutator 10 has a configuration in which each riser portion 12 has a contact portion 12 a that protrudes toward the side on which the varistor 13 is superimposed and comes into contact with the varistor 13. 15 fixed. That is, the riser portion 12 has a contact portion 12a that projects to the side on which the varistor 13 is overlapped and comes into contact with the varistor 13, and the varistor 13 is connected to the contact portion 12a by the bush 15 via the wave washer 14. It is clamped and fixed. For this reason, the varistor 13 can be easily attached to the segment 11 only by fixing the bush 15 to the riser portion 12 without causing any trouble such as breakage. Since the varistor 13 is elastically pressed against the contact portion 12a of the riser portion 12, the riser portion 12 can be reliably brought into contact with the varistor 13 which is firm and hardly flexible. Therefore, the varistor 13 can be easily attached to the segment 11 without causing any trouble such as breakage, and the varistor 13 and each riser portion 12 (segment 11) are reliably connected.
[0041]
(2) In the present embodiment, the varistor 13 is fixed to the riser portion 12 via the wave washer 14. Therefore, the varistor 13 can be pressed against the contact portion 12a of the riser portion 12 with a simple configuration.
[0042]
(3) In the present embodiment, the contact portion 12a of the riser portion 12 protrudes toward the side on which the varistor 13 is overlapped, and comes into contact with the varistor 13 with elasticity. For this reason, the varistor 13 fixed to the bush 15 is pressed against the wave washer 14 on one surface and the contact portion 12a of the riser portion 12 on the other surface, and is sandwiched by the elastic members. For this reason, the varistor 13 and the contact portion 12a of the riser portion 12 are surely in contact with each other, and conduction between the two can be ensured.
[0043]
(4) In the present embodiment, the contact portion 12a is formed to protrude from the riser portion 12 by pressing. Since the contact portion 12a is formed so as to protrude by pressing the riser portion 12, the contact portion 12a can be easily formed.
[0044]
(5) In the present embodiment, the locking portion 18 that locks the bush 15 at a fixed position for holding and holding the varistor 13 is provided on the outer peripheral surface of each segment 11. Therefore, the bush 15 is locked to the riser portion 12 by the locking portion 18 provided on each segment 11 at a position where the varistor 13 is held and fixed.
[0045]
(6) In the present embodiment, the locking portion 18 has a guide surface 18a that is inclined outward toward the fixed position side, and a locking surface 18b that locks the bush 15 at the fixed position. For this reason, when attaching the bush 15 to the riser portion 12, the bush 15 can be moved to the fixed position, and once in the fixed position, the bush 15 is locked by the guide surface 18a of the locking portion 18 for positioning. Is done.
[0046]
[Another example]
Note that the above-described embodiment may be embodied by changing to another example as described below.
In the present embodiment, the locking means is provided with the locking portion 18 projecting outward on the outer peripheral surface of each segment 11, but the locking means may be in any form. For example, the varistor 13 may be attached to the segment 11 and then clamped.
[0047]
In the present embodiment, the locking portion 18 has the guide surface 18a that slopes outward toward the fixed position of the bush 15 and the locking surface 18b that locks the bush 15 at the fixed position. The form of the locking means is not limited to this. For example, as shown in FIGS. 6A and 6B, a cut may be made in the segment 21 forming the commutator, and the motor may be formed by rounding up the core side of the motor. Then, when the bush is inserted from outside the segment 21, the locking portion 28 is pressed by the bush and is once made flush with the segment 21, and the insertion of the bush is allowed. Then, when the bush passes through the locking portion 28, the core-side end of the locking portion 28 is cut up again, locks the bush, and regulates the movement of the bush to the side opposite to the core.
[0048]
The locking means for locking the bush to the riser may be formed by pressing each segment. For example, as shown in FIGS. 7A and 7B, a hemispherical engaging portion 38 may be formed on the segment 31 constituting the commutator by press working.
[0049]
In the present embodiment, the contact portions 12a provided on the respective riser portions 12 are formed so as to project by pressing. It may be formed by a method. For example, the contact portion may be provided by welding.
[0050]
In the present embodiment, the contact portion 12a of the riser portion 12 is configured to have elasticity and contact the varistor 13, but the contact portion of the riser portion contacts the varistor and the bush is If it is fixed with elasticity, the contact portion of the riser portion may be configured to have no elasticity.
[0051]
In the present embodiment, the wave washer 14 is used as the elastic member, but the elastic member interposed between the varistor 13 and the bush 15 may be another member, for example, may be formed of rubber. Further, the elastic member need not be ring-shaped as long as it can be compressed in the axial direction.
[0052]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the commutator according to the first to eighth aspects, the varistor can be easily attached without causing any trouble such as breakage, and the varistor and each segment can be securely connected. Is conducted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a rotor according to an embodiment.
FIG. 2 is a perspective view of a commutator according to the embodiment.
FIG. 3 is a sectional view of a commutator according to the embodiment.
4 (a) is an exploded perspective view and FIG. 4 (b) is a perspective view for explaining an assembling process of the embodiment.
FIG. 5 is a perspective view illustrating an assembling step of the embodiment.
6A and 6B are a front view and a side view illustrating another example.
7A and 7B are a front view and a side view illustrating another example.
FIG. 8 is a perspective view of a conventional commutator.
[Explanation of symbols]
4 winding, 10 commutator, 11 segment, 12 riser, 12a contact, 13 varistor, 14 wave washer (elastic member), 15 bush, 16 insulator, 18 locking Part (locking means), 18a: guide surface, 18b: locking surface, 21: segment, 28: locking part (locking means), 31: segment, 38: locking part (locking means).
