JP2006325318A - 整流子、モータ、及びモータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】巻線巻回時における巻線の損傷を低減させることができる整流子を提供する。
【解決手段】整流子１１４は、円筒状をなす絶縁体１４１の外周に、絶縁体１４１の軸方向に沿って延びるセグメント１〜２４が周方向に沿って配置されてなる。セグメント１，４，７，１０，１３，１６，１９，２２における絶縁体１４１の軸方向の片側端部１５３には、巻線が結線される結線爪が形成されている。また、各セグメントＡは、短絡部材１６１によって、それぞれ同電位となるセグメント１，４，７，１０，１３，１６，１９，２２に短絡されている。そして、セグメントＡにおける前記軸方向の片側端部１５１は、セグメント１，４，７，１０，１３，１６，１９，２２の径方向外側の面１４８よりも径方向内側となるように形成されている。
【選択図】 図５

Description

本発明はモータに係り、詳しくは該モータに備えられる整流子に関する。

従来、直流モータには、特許文献１にて開示されているものがある。特許文献１にて開示されている直流モータの電機子は、回転軸と、放射状に延びる複数のティース部を有し前記回転軸に固定された電機子コアと、同じく回転軸に固定された整流子とを備えて構成されている。前記ティース部には巻線が巻回されてなるコイルが設けられている。そして、整流子は、周方向に配置された複数のセグメントを備えている。これらセグメントは、同電位となるセグメント同士が短絡部材にて短絡されている。短絡部材には、巻線を固定するための接続爪が形成されている。特許文献１のモータにおいて、巻線を巻回する際には、巻線は、ティース部に巻回される毎に、接続爪に接続される。その際、接続爪がかしめられることにより、巻線は接続爪に接続される。

しかしながら、特許文献１のように構成されたモータにおいては、ティース部に巻線を巻回する毎に接続爪をかしめて該接続爪に巻線を接続する必要があるため、工程数が増加する上、作業が複雑になり製造時間がかかるという問題がある。そこで、図１０に示すような整流子２０１をモータに備えることが考えられる。

図１０に示す整流子２０１は、長手方向片側端部に結線爪２０２を有する複数のセグメント２０３と、結線爪２０２を有しない複数のセグメント２０４とを備えている。セグメント２０３，及びセグメント２０４は、長手方向の長さが等しく形成されると共に、その厚さが一様に形成されている。セグメント２０３は周方向に配置され、セグメント２０４はセグメント２０３間に配置されている。この整流子２０１を備えたモータにおいて巻線２０５が巻回される際には、巻線２０５は、ティース部２０６に巻回される毎に結線爪２０２に引っ掛けられる（図１０においては、結線爪２０２とティース部２０６との間の巻線２０５を省略して図示している）。そして、全てのティース部２０６に巻線２０５が巻回された後、巻線２０５はヒュージング等により結線爪２０２に接合される。よって、ティース部２０６に巻線２０５を巻回する毎に巻線２０５を結線爪２０２に引っ掛けるだけでよいため、特許文献１にて開示されているモータに比べて巻線２０５の巻回を容易に行うことができ、製造時間の短縮を図ることができる。
特開２００４−８８９１６号公報

しかしながら、図１０に示す整流子２０１においては、製造時間の短縮を図ることができるものの、巻線２０５を結線爪２０２に引っ掛ける際に、結線爪２０２を有しないセグメント２０３の端部（図１０において下側の端部）に巻線２０５が接触し、当該セグメント２０３の端部によって巻線２０５が損傷されてしまうという問題がある。例えば、結線爪２０２を有しないセグメント２０３の端部に巻線２０５が接触すると、巻線２０５の外周面を覆っている絶縁被膜が剥がれ、近接した巻線２０５同士が短絡されてしまう等の不都合が生じる虞がある。このことは、当該整流子２０１を備えたモータの信頼性の低下を招く一因となる。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、巻線巻回時における巻線の損傷を低減させることができる整流子、モータ、及び当該整流子を備えたモータの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、絶縁性材料により形成され円筒状をなす整流子本体の外周に、前記整流子本体の軸方向に沿って延びる第１セグメント及び第２セグメントが周方向に沿って配置され、前記第１セグメントには前記軸方向の片側端部に径方向外側に突出し巻線が結線される結線爪が形成され、前記第２セグメントは短絡部材によって同電位となる前記第１セグメントと短絡される整流子であって、前記第２セグメントにおける前記軸方向の片側端部は、前記第１セグメントの径方向外側の面よりも径方向内側となるように形成されている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の整流子において、請求項１に記載の整流子において、前記第２セグメントの前記片側端部は、前記整流子本体の軸方向に沿って前記第２セグメントの前記軸方向の中央部から遠ざかるに連れて徐々に厚さが薄く形成されている。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の整流子において、前記第２セグメントの前記片側端部には、段差部が設けられている。
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の整流子において、前記短絡部材は、前記整流子本体の前記結線爪が配置された側の軸方向端面以外で、前記整流子本体に配置されている。

請求項５に記載の発明は、周方向に配置された複数の永久磁石を有する固定子と、前記固定子の内側で回転可能に支持された回転軸と、前記回転軸に固定され、放射状に延びる複数のティース部を有する電機子コアと、絶縁性材料により形成され円筒状をなし前記回転軸に固定された整流子本体の外周に、前記整流子本体の軸方向に沿って延びる第１セグメント及び第２セグメントが周方向に沿って配置され、前記第１セグメントには前記軸方向の片側端部に径方向外側に突出し巻線が結線される結線爪が形成され、前記第２セグメントは短絡部材によって同電位となる前記第１セグメントと短絡される整流子と、前記ティース部に前記巻線が巻回されることにより形成された複数のコイルとを備えたモータであって、前記第２セグメントにおける前記軸方向の片側端部は、前記第１セグメントの径方向外側の面よりも径方向内側となるように形成されている。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のモータにおいて、前記第２セグメントの前記片側端部は、前記整流子本体の軸方向に沿って前記第２セグメントの前記軸方向の中央部から遠ざかるに連れて徐々に厚さが薄く形成されている。

請求項７に記載の発明は、請求項５に記載のモータにおいて、前記第２セグメントの前記片側端部には、段差部が設けられている。
請求項８に記載の発明は、請求項５乃至請求項７の何れか１項に記載のモータにおいて、前記短絡部材は、前記整流子本体の前記結線爪が配置された側の軸方向端面以外で、前記整流子本体に配置されている。

請求項９に記載の発明は、周方向に配置された複数の永久磁石を有する固定子と、前記固定子の内側で回転可能に支持された回転軸と、前記回転軸に固定され、放射状に延びる複数のティース部を有する電機子コアと、絶縁性材料により形成され円筒状をなし前記回転軸に固定された整流子本体の外周に、前記整流子本体の軸方向に沿って延びる第１セグメント及び第２セグメントが周方向に沿って配置され、前記第１セグメントには前記軸方向の片側端部に径方向外側に突出し巻線が結線される結線爪が形成され、前記第２セグメントは短絡部材によって同電位となる前記第１セグメントと短絡される整流子と、前記ティース部に前記巻線が巻回されることにより形成された複数のコイルとを備えたモータを製造するモータの製造方法であって、前記第２セグメントにおける前記軸方向の片側端部は、前記第１セグメントの径方向外側の面よりも径方向内側となるように形成されており、前記ティース部に前記巻線を巻回する毎に、前記結線爪に前記巻線を引っ掛ける。

（作用）
請求項１，５に記載の発明によれば、第２セグメントにおける整流子本体の軸方向の片側端部（第１セグメントにおいて結線爪が形成されている側と同じ側の片側端部）は、第１セグメントの径方向外側の面よりも径方向内側となるように形成されている。そのため、この整流子の結線爪に巻線が引っ掛けられる際、巻線は、第２セグメントに接触し難くなる。従って、巻線巻回時における巻線の損傷を低減させることができる。そして、本発明の整流子を備えたモータにおける信頼性の低下を抑えることができる。

請求項２，６に記載の発明によれば、第２セグメントは、第２セグメントにおける整流子本体の軸方向の片側端部が、整流子本体の軸方向に沿って第２セグメントの前記軸方向の中央部から遠ざかるに連れて徐々に厚さが薄く形成されるだけの簡単な構成である。従って、巻線巻回時に、第２セグメントに巻線が接触し難い構成の整流子が容易に形成される。

請求項３，７に記載の発明によれば、第２セグメントは、第２セグメントにおける整流子本体の軸方向の片側端部に段差部が設けられるだけの簡単な構成である。従って、巻線巻回時に、第２セグメントに巻線が接触し難い構成の整流子が容易に形成される。

請求項４，８に記載の発明によれば、短絡部材は、整流子本体の結線爪が配置された側の軸方向端面には配置されない。従って、巻線巻回時に、巻線が短絡部材に接触して破損されることが抑制される。

請求項９に記載の発明によれば、第２セグメントにおける整流子本体の軸方向の片側端部（第１セグメントにおいて結線爪が形成されている側と同じ側の片側端部）は、第１セグメントの径方向外側の面よりも径方向内側となるように形成されている。そのため、この整流子の結線爪に巻線が引っ掛けられる際、巻線は、第２セグメントに接触し難くなる。従って、巻線巻回時における巻線の損傷を低減させることができる。また、巻線の損傷を防止するために、巻線をティース部に巻回する工程が複雑となることが防止される。

本発明によれば、巻線巻回時における巻線の損傷が低減される整流子、モータ、及び当該整流子を備えたモータの製造方法を提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態のモータ１０１は、固定子１０２と、該固定子１０２の径方向内側に配置された電機子１０３とを備えている。

固定子１０２は、有底円筒状をなすヨークハウジング１０４と、該ヨークハウジング１０４の内周面に周方向に等角度間隔に固定された複数の永久磁石１０５とを備えて構成されている。本実施形態では、永久磁石１０５は６個備えられており、磁極の数Ｐは６である。ヨークハウジング１０４の開口部は、図示しないエンドフレームによって閉塞されている。このエンドフレームには、図示しない電源装置に接続された陽極側給電用ブラシ１０６及び陰極側給電用ブラシ１０７（図２参照）が保持されている。

電機子１０３は、固定子１０２に対して回転可能に支持されている。この電機子１０３は、回転軸１１１と、電機子コア１１２（以下コア１１２とする）と、巻線１１３と、整流子１１４とを備えて構成されている。コア１１２及び整流子１１４は、共に回転軸１１１に固定されている。

コア１１２は、コア本体１２１と、複数（本実施形態では８個）のティース部１２２ａ〜１２２ｈとから構成されている。図２に示すように、コア本体１２１は筒状をなしており、その内周面によって軸方向に貫通した貫通孔１２３が形成されている。コア１１２は、貫通孔１２３に回転軸１１１が圧入されることにより回転軸１１１に対して固定されている。

コア本体１２１の整流子１１４側の端面１２４には、収納穴１２５が形成されている。収納穴１２５は、軸方向から見た形状が、正８角形状をなしている。また、コア１１２の整流子１１４と逆側の端面１２８にも収納穴１２５と同様の形状をなす調整穴１２９が形成されている。そして、図１に示すように、コア本体１２１の外形（コア本体１２１の外周面によって形成される形状）は、軸方向から見た形状が、収納穴１２５に対応した正８角形状をなしている。

前記ティース部１２２ａ〜１２２ｈは、コア本体１２１の外周面から放射状に延びている。詳しくは、各ティース部１２２ａ〜１２２ｈは、軸方向から見ると、コア本体１２１の外周面を構成する８つの面の幅方向中央部から径方向外側に向かって延びている。

８個のティース部１２２ａ〜１２２ｈ間には、該ティース部１２２ａ〜１２２ｈによってそれぞれスロット１３０ａ〜１３０ｈが形成されている。各ティース部１２２ａ〜１２２ｈには、インシュレータ１３１を介して、スロット１３０ａ〜１３０ｈ内を通るように巻線１１３が集中巻にて巻回され、該巻線１１３によって８個のコイル１３２ａ〜１３２ｈが形成されている。

図３及び図４に示すように、整流子１１４は、円筒状をなす絶縁体１４１と、複数（本実施形態では２４個）のセグメント１〜２４とを備えて構成されている。絶縁体１４１は、その内周面によって軸方向に貫通した貫通孔１４２が形成されている。整流子１１４は、貫通孔１４２に回転軸１１１が圧入されることにより回転軸１１１に対して固定されている。また、絶縁体１４１のコア１１２と逆側の端面１４３には、貫通孔１４２の周縁部に円環状をなす円環凸部１４４が一体形成されている。

図５に示すように、各セグメント１〜２４は、絶縁体１４１の軸方向に沿って延びる略長方形の板状をなしている。そして、各セグメント１〜２４は、その長手方向が軸方向に沿うように、絶縁体１４１の外周面に固定されている。絶縁体１４１の外周面においては、セグメント１〜２４は、周方向に等角度間隔に配置され、隣接するセグメント１〜２４間に間隙を有している。また、セグメント１〜２４は、そのコア１１２と逆側（反コア側）の端面が、前記円環凸部１４４の先端面１４５と同一平面内となるように絶縁体１４１の外周面に固定されている（図３参照）。これらセグメント１〜２４には、径方向外側から前記陽極側給電用ブラシ１０６及び前記陰極側給電用ブラシ１０７が摺接される（図２参照）。

図１に示すように、セグメント１〜２４のうち、２つ置きのセグメント１，４，７，１０，１３，１６，１９，２２には、径方向外側に突出した結線爪１４６ａ〜１４６ｈが設けられている。つまり、本実施形態では、整流子１１４は、ティース部１２２ａ〜１２２ｈの数と同数（８個）の結線爪１４６ａ〜１４６ｈを備えている。そして、前記収納穴１２５は、軸方向から見た形状が、これらの結線爪１４６ａ〜１４６ｈの周方向位置と、当該収納穴１２５の頂点の周方向位置とが一致する正８角形状に形成されている。更に、収納穴１２５は、結線爪１４６ａ〜１４６ｈを含む整流子１１４の軸方向一端部を収納可能な大きさに形成されている。

図５に示すように、結線爪１４６ａ〜１４６ｈは、セグメント１，４，７，１０，１３，１６，１９，２２のコア１１２側の片側端部１５３（絶縁体１４１の軸方向の片側端部）から延設されており、各セグメント１，４，７，１０，１３，１６，１９，２２の幅よりもその幅が狭く形成された板状をなしている。各結線爪１４６ａ〜１４６ｈは、前記巻線１１３を引っ掛けることができるように、整流子１１４の反コア１１２側の端面に向かって折り返され、巻線１１３が配置される巻線配置部１４７を形成している。巻線配置部１４７は、セグメント１，４，７，１０，１３，１６，１９，２２の径方向外側の面１４８と、該面１４８側の結線爪１４６ａ〜１４６ｈの面１４９とにより構成され、周方向から見た形状が略Ｕ字状をなしている。そして、これらの結線爪１４６ａ〜１４６ｈには、巻線１１３が結線されている（図１参照）。尚、図１及び図２では、結線爪１４６ａ〜１４６ｈとコイル１３２ａ〜１３２ｈとの間の巻線１１３を省略して図示している。

結線爪１４６ａ〜１４６ｈを有しないセグメント２，３，５，６，８，９，１１，１２，１４，１５，１７，１８，２０，２１，２３，２４（以後セグメントＡとする）における絶縁体１４１の軸方向の片側端部１５１には、傾斜面１５２が形成されている。因みに、各セグメントＡにおける片側端部１５１は、結線爪１４６ａ〜１４６ｈを有するセグメント１，４，７，１０，１３，１６，１９，２２において、結線爪１４６ａ〜１４６ｈが形成された側の片側端部１５３と同じ側（軸方向に同じ側）の端部である。

この傾斜面１５２が形成されることにより、セグメントＡの片側端部１５１は、セグメントＡにおける絶縁体１４１の軸方向の中央部から軸方向に沿って遠ざかるに連れて徐々に厚さ（径方向の厚さ）が薄く形成されている。更に、傾斜面１５２が形成されることにより、セグメントＡの片側端部１５１は、セグメント１，４，７，１０，１３，１６，１９，２２の径方向外側の面１４８よりも径方向内側となっている。

ここで、傾斜面１５２において、傾斜面１５２において、絶縁体１４１の軸方向と直交する方向に沿った２つの辺を、辺１５２ａ，１５２ｂとする。辺１５２ａは、辺１５２ｂよりもセグメントＡにおける軸方向の中央部寄りの位置にある。図７に示すように、傾斜面１５２は、巻線配置部１４７の底面１４７ａから、セグメント１〜２４の軸方向の中央部に向かって巻線１１３の直径Ｄ分だけ進んだ位置よりも、辺１５２ａがセグメント１〜２４の軸方向の中央部寄りの位置となるように形成されている。

図３及び図４に示すように、前記絶縁体１４１のコア１１２と逆側の端面１４３、即ち絶縁体１４１において結線爪１４６ａ〜１４６ｈが配置されている側と逆側の端面１４３には、短絡部材１６１が配置されている。因みに、図１においては、短絡部材１６１を省略して整流子１１４を図示している。短絡部材１６１は、同電位となるセグメント１〜２４（本実施形態では７つ置きのセグメント）同士を短絡するためのものであり、各セグメントＡを同電位となるセグメント１，４，７，１０，１３，１６，１９，２２に短絡する（図６参照）。この短絡部材１６１は、同一形状をなす２つの短絡構成部材群１６２，１６３と、絶縁材１６４とから構成されている。各短絡構成部材群１６２，１６３は、周方向に複数配置された外周側端末１６２ａ，１６３ａと、外周側端末１６２ａ，１６３ａの内側で周方向に複数配置された内周側端末１６２ｂ，１６３ｂとを備えている。また、各短絡構成部材群１６２，１６３は、外周側端末１６２ａ，１６３ａと内周側端末１６２ｂ，１６３ｂとを周方向に所定角度ずらして連結する複数の連結部１６２ｃ，１６３ｃを備えている。連結部１６２ｃ，１６３ｃは、インボリュート曲線に沿って形成されている。これらの外周側端末１６２ａ，１６３ａ、内周側端末１６２ｂ，１６３ｂ、及び連結部１６２ｃ，１６３ｃは、略同一平面状に形成されている。本実施形態では、外周側端末１６２ａ，１６３ａ、内周側端末１６２ｂ，１６３ｂ、及び連結部１６２ｃ，１６３ｃは、短絡構成部材群１６２，１６３毎にそれぞれ２４個ずつ形成されている。また、本実施形態では、前記所定角度は６０°であり、端末を４つ分ずらした角度に等しい。

このような短絡構成部材群１６２，１６３は、導電性材料を打ち抜いて形成されている。そして、各短絡構成部材群１６２，１６３は、軸方向から見て互いに逆向きにずれるように軸方向に積層されている。短絡構成部材群１６２，１６３が積層されることにより、外周側端末１６２ａ，１６３ａ同士と内周側端末１６２ｂ，１６３ｂ同士がそれぞれ積層方向に面接触されている。そして、短絡構成部材群１６２，１６３は、外周側端末１６２ａ，１６３ａがそれぞれ前記セグメント１〜２４に固定されると共に、内周側端末１６２ｂ，１６３ｂが前記円環凸部１４４に固定されることにより、整流子１１４に固定されている。

前記絶縁材１６４は、絶縁性を有する樹脂材料（絶縁性材料）よりなり、積層方向に並ぶ連結部１６２ｃ，１６３ｃ間に介在され、連結部１６２ｃ，１６３ｃ同士を非接触としている。詳しくは、絶縁材１６４は、外周側端末１６２ａ，１６３ａ、内周側端末１６２ｂ，１６３ｂ、及び連結部１６２ｃ，１６３ｃのそれぞれの隙間を埋めるように形成されている。

上記のように構成された整流子１１４は、図２に示すように、回転軸１１１において、整流子１１４のコア１１２側の一端部が前記収納穴１２５に収納される位置に固定されている。尚、整流子１１４のコア１１２と軸方向に対向する端面１１４ａは、収納穴１２５の底面１２６に当接していない。

次に、上記のように構成されたモータ１０１の製造方法について説明する。
まず、導電性を有する一枚の板材が丸められ、筒状の部材（図示略）が形成される。この筒状の部材が後にセグメント１〜２４となる。筒状の部材の軸方向片側端部には、周方向に等角度間隔に８個の結線爪１４６ａ〜１４６ｈが形成されている。

次いで、筒状の部材の内側に絶縁性を有する樹脂材料が充填され、絶縁体１４１が形成される。その後、筒状の部材が周方向に切り分けられ、セグメント１〜２４が形成される。そして、結線爪１４６ａ〜１４６ｈが径方向外側、且つ結線爪１４６ａ〜１４６ｈが形成された側と逆側の端部に向かって折り返され、巻線配置部１４７が形成される。この時、折り返された結線爪１４６ａ〜１４６ｈの先端は、セグメント１，４，７，１０，１３，１６，１９，２２の径方向外側の面１４８に当接しておらず、面１４８と結線爪１４６ａ〜１４６ｈとの間には、巻線１１３の直径Ｄよりも大きい幅の間隙が形成されている。その後、結線爪１４６ａ〜１４６ｈを有しないセグメントＡにおける絶縁体１４１の軸方向の片側端部１５１が切り欠かれることにより、傾斜面１５２が形成される。そして、絶縁体１４１において結線爪１４６ａ〜１４６ｈが配置されている側と逆側の端面１４３に、短絡部材１６１が配置されて整流子１１４が完成する。

次いで、コア本体１２１の貫通孔１２３に回転軸１１１が圧入されることにより、コア１１２が回転軸１１１に対して固定される。その後、絶縁体１４１の貫通孔１４２に回転軸１１１が圧入されることにより、整流子１１４が回転軸１１１に対して固定される。この時、整流子１１４は、結線爪１４６ａ〜１４６ｈが設けられている側の端部がコア本体１２１に形成された収納穴１２５と軸方向に対向するように回転軸１１１に対して固定される。また、整流子１１４は、結線爪１４６ａ〜１４６ｈが収納穴１２５内に収容されない位置に固定されている。この状態で、インシュレータ１３１を介してティース部１２２ａ〜１２２ｈに巻線１１３が巻回される。

図１に示すように、まず、巻線１１３は、セグメント１に形成された結線爪１４６ａに引っ掛けられ、結線爪１４６ａから反時計方向に６７．５°進んだ位置にあるティース部１２２ａに所定ターン数巻回される。この時、巻線１１３は、スロット１３０ｈ側からティース部１２２ａに巻回され、スロット１３０ａから抜ける。次いで、巻線１１３は、ティース部１２２ａから反時計方向に１３５°進んだ位置にあるティース部１２２ｄに対し、スロット１３０ｃ側から所定ターン数巻回され、スロット１３０ｄから抜ける。この時、巻線１１３は、スロット１３０ａからスロット１３０ｃに向かう途中に、スロット１３０ａとスロット１３０ｃとの中間に位置するセグメント１０に形成された結線爪１４６ｄに引っ掛けられてからティース部１２２ｄに巻回される。詳しくは、ティース部１２２ｄに巻回された巻線１１３は、図７に示すように、結線爪１４６ｄにおいて次に巻線１１３が巻回されるティース部１２２ｄ側から巻線配置部１４７を通り、結線爪１４６ｄにおけるティース部１２２ａ側からティース部１２２ｄの方に抜けるように結線爪１４６ａに対して一巻きされる。即ち、図７においては、巻線１１３は、結線爪１４６ｄの下側を通って、結線爪１４６ｄの左側から巻線配置部１４７を通り、結線爪１４６ｄの右側から再度結線爪１４６ｄの下側を通って次に巻線１１３が巻回されるティース部の方へ抜けている。

以後同様に、結線爪１４６ａ〜１４６ｈに巻線を引っ掛けながらティース部１２２ｇ，１２２ｂ，１２２ｅ，１２２ｈ，１２２ｃ，１２２ｆの順に巻線１１３が巻回される（図１参照）。このように、巻線１１３が結線爪１４６ａ〜１４６ｈに引っ掛けられながらティース部１２２ａ〜１２２ｈに巻回される（本実施形態では集中巻にて巻回される）ことにより、８個のコイル１３２ａ〜１３２ｈが形成される。この時、結線爪１４６ａ〜１４６ｈを有しないセグメントＡにおける絶縁体１４１の軸方向の片側端部１５１には、傾斜面１５２が形成されていることから、結線爪１４６ａ〜１４６ｈに巻線が引っ掛けられる際、巻線１１３は結線爪１４６ａ〜１４６ｈを有しないセグメントＡに接触し難い。そして、結線爪１４６ａ〜１４６ｈに引っ掛けられた巻線１１３は、ヒュージング（抵抗溶接）により結線爪１４６ａ〜１４６ｈにそれぞれ接合される。

次いで、整流子１１４は、コア１１２側の一端部（結線爪１４６ａ〜１４６ｈが設けられている側の端部）が収納穴１２５に収納されるように、収納穴１２５の底面１２６に向けて再度圧入されて電機子１０３が完成する（図２参照）。その後、電機子１０３が固定子１０２の内側に収容されると共に、ヨークハウジング１０４の開口部が陽極側給電用ブラシ１０６及び陰極側給電用ブラシ１０７が組付けられたエンドフレームによって閉塞されてモータ１０１が完成する。

上記したように、本実施形態によれば、以下の作用・効果を有する。
（１）結線爪１４６ａ〜１４６ｈを有しないセグメントＡにおける絶縁体１４１の軸方向の片側端部１５１には、傾斜面１５２が形成されている。そのため、セグメントＡの片側端部１５１は、セグメントＡにおける絶縁体１４１の軸方向の中央部から軸方向に沿って遠ざかるに連れて徐々に厚さが薄く形成されている。また、傾斜面１５２が形成されることにより、セグメントＡの片側端部１５１は、セグメント１，４，７，１０，１３，１６，１９，２２の径方向外側の面１４８よりも径方向内側となっている。従って、巻線１１３の巻回時に、結線爪１４６ａ〜１４６ｈに巻線が引っ掛けられる際、巻線１１３はセグメントＡに接触し難くなる。その結果、セグメントＡによって巻線１１３が損傷されることが抑制され、巻線巻回時における巻線１１３の損傷を低減させることができる。そして、整流子１１４を備えたモータ１０１における信頼性の低下を抑えることができる。また、巻線巻回時における巻線１１３の損傷を低減させるために、巻線１１３を巻回する工程を複雑化する必要がないため、生産性の低下を抑制し製造コストの増大を抑制することができる。

（２）結線爪１４６ａ〜１４６ｈを有しないセグメントＡは、該セグメントＡにおける絶縁体１４１の軸方向の片側端部１５１に、傾斜面１５２を設けただけの簡単な構成である。即ち、セグメントＡは、片側端部１５１が、セグメントＡにおける絶縁体１４１の軸方向の中央部から軸方向に沿って遠ざかるに連れて徐々に厚さが薄く形成されるだけの簡単な構成である。従って、巻線巻回時に、セグメントＡに巻線１１３が接触し難い構成の整流子１１４を容易に製造でき、製造コストの増大をより抑制することができる。

（３）短絡部材１６１は、絶縁体１４１のコア１１２と逆側の端面１４３、即ち絶縁体１４１において結線爪１４６ａ〜１４６ｈが配置されている側と逆側の端面１４３に配置されている。従って、巻線巻回時に、巻線１１３が短絡部材１６１に接触して破損されることが抑制される。また、絶縁体１４１におけるコア１１２と逆側の端面１４３には短絡部材１６１を配置し易い。更に、セグメント１〜２４におけるコア１１２と逆側の端部は、径方向の厚さが薄く形成されていないため、セグメント１〜２４と外周側端末１６２ａ，１６３ａとを接続し易い。従って、短絡部材１６１を絶縁体１４１におけるコア１１２と逆側の端面１４３に配置すると、短絡部材１６１の組付けを容易に行うことができる。

（４）傾斜面１５２は、巻線配置部１４７の底面１４７ａから、セグメント１〜２４の軸方向の中央部に向かって巻線１１３の直径Ｄ分だけ進んだ位置よりも、辺１５２ａがセグメント１〜２４の軸方向の中央部寄りの位置となるように形成されている。そのため、巻線１１３は、結線爪１４６ａ〜１４６ｈに引っ掛けられる際に、よりセグメントＡに接触し難くなる。よって、巻線巻回時における巻線１１３の損傷をより低減させることができる。

（５）整流子１１４は、その軸方向の一端部が収納穴１２５に収納されるように回転軸１１１に対して固定されている。そのため、電機子１０３は軸方向に小型化が可能となり、引いてはモータ１０１の軸方向の小型化を図ることができる。

（６）巻線１１３は、ティース部１２２ａ〜１２２ｈに集中巻にて巻回されている。そのため、巻線１１３の占積率が増大し、モータ１０１の性能を向上させることができる。
（７）本実施形態のモータ１０１は、磁極の数Ｐが６である。また、コア１１２は、８個のティース部１２２ａ〜１２２ｈ、及び該ティース部１２２ａ〜１２２ｈによって形成される８個のスロット１３０ａ〜１３０ｈを備えている。そして、整流子１１４は、２４個のセグメント１〜２４を備え、該セグメント１〜２４は、同電位となるセグメント１〜２４同士が短絡部材１６１によって短絡されている。そのため、軸対称の各スロット１３０ａ〜１３０ｈ間において、大きさが等しく向きが逆向きのトルクベクトルが発生する。その結果、電機子１０３の振動が抑制され、振動が小さいモータ１０１を提供することができる。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
○上記実施形態では、巻線１１３の巻回時、巻線１１３は、図７に示すように結線爪１４６ａ〜１４６ｈに一巻きされて引っ掛けられる。しかしながら、巻線１１３は、図８に示すようにして結線爪１４６ａ〜１４６ｈに引っ掛けられてもよい。図８では、巻線１１３は、結線爪１４６ｄにおいて先に巻線１１３が巻回されたティース部側（図８における右側）から巻線配置部１４７を通り、結線爪１４６ｄにおいて次に巻線１１３が巻回されるティース部側（図８における左側）へ抜けるようにして結線爪１４６ｄに引っ掛けられている。尚、結線爪１４６ｄに引っ掛けられる巻線１１３を例に説明したが、結線爪１４６ｄ以外の結線爪１４６ａ〜１４６ｃ，１４６ｅ〜１４６ｈにも同様に巻線１１３が引っ掛けられる。このようにしても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

○整流子１１４は、セグメント１〜２４が先にそれぞれ形成され、これらセグメント１〜２４を絶縁体１４１の外周面に貼り付けることにより形成されてもよい。この時、結線爪１４６ａ〜１４６ｈを有しないセグメントＡに形成される傾斜面１５２は、絶縁体１４１に貼り付ける前に形成されていてもよいし、絶縁体１４１に貼り付けた後に形成されてもよい。

○上記実施形態では、結線爪１４６ａ〜１４６ｈを有しないセグメントＡにおける絶縁体１４１の軸方向の片側端部１５１は、傾斜面１５２が形成されることにより、セグメント１，４，７，１０，１３，１６，１９，２２の径方向外側の面１４８よりも径方向内側となっている。しかしながら、セグメントＡにおける軸方向の片側端部１５１の形状は、これに限らない。例えば、図９に示すセグメントＡにおいては、セグメントＡにおける絶縁体１４１の軸方向の片側端部１５１に、段差部１７０が形成されている。セグメントＡの片側端部１５１は、段差部１７０が形成されることにより、セグメント１，４，７，１０，１３，１６，１９，２２の径方向外側の面１４８よりも径方向内側となっている。ここで、片側端部１５１の径方向外側の面１７１において、絶縁体の軸方向と直交する方向に沿った２つの辺のうち、セグメントＡの軸方向の中央部寄りの位置にある辺を辺１７１ａとする。この場合、片側端部１５１の径方向外側の面１７１は、巻線配置部１４７の底面１４７ａから、セグメント１〜２４の軸方向の中央部に向かって巻線１１３の直径Ｄ分だけ進んだ位置よりも、辺１７１ａがセグメント１〜２４の軸方向の中央部寄りの位置となるように形成されている。このように構成しても、巻線巻回時に、セグメントＡに巻線１１３が接触し難い構成の整流子１１４を容易に製造でき、製造コストの増大をより抑制することができる。

尚、図９に示す例では、セグメントＡの片側端部１５１には、セグメントＡの軸方向中央部から遠ざかるに連れて肉薄となるような複数段の段差部が設けられてもよい。また、セグメントＡにおける軸方向の片側端部１５１は、セグメント１，４，７，１０，１３，１６，１９，２２の径方向外側の面１４８よりも径方向内側となるように形成されていればよい。従って、セグメントＡの片側端部１５１は、絶縁体１４１の軸方向に沿ってセグメントＡにおける軸方向の中央部から遠ざかるに連れて徐々に厚さが薄くなるような形状（周方向から見た形状が円弧状等）であってもよい。更に、セグメントＡは、セグメントＡにおける軸方向の片側端部１５１が径方向内側に向けて折り曲げられてなる構成であってもよい。

○セグメントＡは、結線爪１４６ａ〜１４６ｈを有するセグメント１，４，７，１０，１３，１６，１９，２２よりも軸方向に短く形成された構成であってもよい。この場合、結線爪１４６ａ〜１４６ｈを有しないセグメントＡは、結線爪１４６ａ〜１４６ｈを有するセグメント１，４，７，１０，１３，１６，１９，２２において結線爪１４６ａ〜１４６ｈが形成されている側の端部と同じ側（軸方向に同じ側）の端部が短く形成される。

○板状の導電性部材を打ち抜いて形成される短絡部材１６１の代わりに、短絡線を短絡部材として用い、該短絡線によって同電位となるセグメント１〜２４を短絡してもよい。
○短絡部材１６１は、絶縁体１４１の内部に埋設されてもよい。

○上記実施形態では、陽極側給電用ブラシ１０６及び陰極側給電用ブラシ１０７は、それぞれ１つずつ設けられているが、複数個ずつ設けられてもよい。このようにすると、電機子１０３への電流の供給が安定する。

○上記実施形態では、コア本体１２１の外形は、軸方向から見た形状が収納穴１２５に対応した正８角形状に形成されているが、これに限らない。例えば、コア本体１２１の外形は、軸方向から見た形状が円形状をなしていてもよい。

○上記実施形態では、収納穴１２５は、軸方向から見た形状が正８角形状をなしているが、これに限らない。収納穴１２５は、軸方向から見た形状が円形状等、整流子１１４の軸方向一端部を収納可能な形状をなしていればよい。また、コア１１２は、収納穴１２５を備えない構成であってもよい。

○上記実施形態では、磁極の数Ｐが６であるが、磁極の数Ｐは６に限らない。例えば、磁極の数Ｐを４以上とすると、モータ１０１における振動の発生を抑制することができる。また、磁極の数Ｐを４以上の偶数としてもよい。この場合、スロットの数ＮをＰ±２（但し、Ｐ＝４の時Ｎ＝６）とし、セグメントの数ＳをＮ×（Ｐ／２）とするとよい。このようにすると、短節巻係数をより大きくすることができ、小型軽量化及び高出力化に有利なモータ１０１を得ることができる。尚、短節巻係数とは、磁極ピッチに対して巻線辺の間隔を考慮した係数であり、直流モータの出力に比例する。つまり、短節巻係数が大きければ大きいほど直流モータの出力は大きくなる。

本実施形態におけるモータの概略断面図。 電機子の概略断面図。 整流子の概略断面図（図４におけるα−α断面図）。 整流子の平面図。 整流子の斜視図。 電機子の展開図。 整流子における結線爪付近の部分拡大斜視図。 別例の整流子における結線爪付近の部分拡大斜視図。 別例の整流子における結線爪付近の部分拡大斜視図。 従来の整流子を示す正面図。

符号の説明

１，４，７，１０，１３，１６，１９，２２…第１セグメントとしてのセグメント、２，３，５，６，８，９，１１，１２，１４，１５，１７，１８，２０，２１，２３，２４，Ａ…第２セグメントとしてのセグメント、１０１…モータ、１０２…固定子、１０５…永久磁石、１１１…回転軸、１１２…電機子コア、１１３…巻線、１１４…整流子、１２２ａ〜１２２ｈ…ティース部、１３２ａ〜１３２ｈ…コイル、１４１…整流子本体としての絶縁体、１４６ａ〜１４６ｈ…結線爪、１４８…第１セグメントの径方向外側の面、１５１…第２セグメントにおける整流子本体の軸方向の片側端部、１５３…第１セグメントにおける整流子本体の軸方向の片側端部、１６１…短絡部材、１７０…段差部。

Claims (9)

1. 絶縁性材料により形成され円筒状をなす整流子本体の外周に、前記整流子本体の軸方向に沿って延びる第１セグメント及び第２セグメントが周方向に沿って配置され、前記第１セグメントには前記軸方向の片側端部に径方向外側に突出し巻線が結線される結線爪が形成され、前記第２セグメントは短絡部材によって同電位となる前記第１セグメントと短絡される整流子であって、
   前記第２セグメントにおける前記軸方向の片側端部は、前記第１セグメントの径方向外側の面よりも径方向内側となるように形成されていることを特徴とする整流子。
2. 請求項１に記載の整流子において、
   前記第２セグメントの前記片側端部は、前記整流子本体の軸方向に沿って前記第２セグメントの前記軸方向の中央部から遠ざかるに連れて徐々に厚さが薄く形成されていることを特徴とする整流子。
3. 請求項１に記載の整流子において、
   前記第２セグメントの前記片側端部には、段差部が設けられていることを特徴とする整流子。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の整流子において、
   前記短絡部材は、前記整流子本体の前記結線爪が配置された側の軸方向端面以外で、前記整流子本体に配置されていることを特徴とする整流子。
5. 周方向に配置された複数の永久磁石を有する固定子と、
   前記固定子の内側で回転可能に支持された回転軸と、
   前記回転軸に固定され、放射状に延びる複数のティース部を有する電機子コアと、
   絶縁性材料により形成され円筒状をなし前記回転軸に固定された整流子本体の外周に、前記整流子本体の軸方向に沿って延びる第１セグメント及び第２セグメントが周方向に沿って配置され、前記第１セグメントには前記軸方向の片側端部に径方向外側に突出し巻線が結線される結線爪が形成され、前記第２セグメントは短絡部材によって同電位となる前記第１セグメントと短絡される整流子と、
   前記ティース部に前記巻線が巻回されることにより形成された複数のコイルと
   を備えたモータであって、
   前記第２セグメントにおける前記軸方向の片側端部は、前記第１セグメントの径方向外側の面よりも径方向内側となるように形成されていることを特徴とするモータ。
6. 請求項５に記載のモータにおいて、
   前記第２セグメントの前記片側端部は、前記整流子本体の軸方向に沿って前記第２セグメントの前記軸方向の中央部から遠ざかるに連れて徐々に厚さが薄く形成されていることを特徴とするモータ。
7. 請求項５に記載のモータにおいて、
   前記第２セグメントの前記片側端部には、段差部が設けられていることを特徴とするモータ。
8. 請求項５乃至請求項７の何れか１項に記載のモータにおいて、
   前記短絡部材は、前記整流子本体の前記結線爪が配置された側の軸方向端面以外で、前記整流子本体に配置されていることを特徴とするモータ。
9. 周方向に配置された複数の永久磁石を有する固定子と、
   前記固定子の内側で回転可能に支持された回転軸と、
   前記回転軸に固定され、放射状に延びる複数のティース部を有する電機子コアと、
   絶縁性材料により形成され円筒状をなし前記回転軸に固定された整流子本体の外周に、前記整流子本体の軸方向に沿って延びる第１セグメント及び第２セグメントが周方向に沿って配置され、前記第１セグメントには前記軸方向の片側端部に径方向外側に突出し巻線が結線される結線爪が形成され、前記第２セグメントは短絡部材によって同電位となる前記第１セグメントと短絡される整流子と、
   前記ティース部に前記巻線が巻回されることにより形成された複数のコイルと
   を備えたモータを製造するモータの製造方法であって、
   前記第２セグメントにおける前記軸方向の片側端部は、前記第１セグメントの径方向外側の面よりも径方向内側となるように形成されており、
   前記ティース部に前記巻線を巻回する毎に、前記結線爪に前記巻線を引っ掛けることを特徴とするモータの製造方法。

Images