JP2007043759A

JP2007043759A - モータ

Info

Publication number: JP2007043759A
Application number: JP2005221674A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Nakamura; 英昭中村
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2005-07-29
Filing date: 2005-07-29
Publication date: 2007-02-15

Abstract

【課題】ライザ部に電線及びリングバリスタを接合させるにあたって、電線と電線接合部との溶接作業、電極接合部とリングバリスタとの接合作業において、それぞれの作業性を良好にしたモータを提供する。
【解決手段】モータ１において、ライザ部１５は、並設された電線接合部２０と電極接合部２５とを有しているので、電線接合部２０と電極接合部２５とが離間する結果、リングバリスタ３０の電極３１の電極接合部２０側に溶接塊が付着し難く、電線接合部２０とコイルＣの電線Ｗとの溶接作業と、電極接合部２５とリングバリスタ３０の電極３１との接合作業（例えば、溶接作業、ハンダ付け作業、導電性接着剤の塗布作業）とを同時に行うことが可能になり、このことは、モータ製造の自動化を行う上で極めて効果的である。
【選択図】図５

Description

本発明は、特に小型モータに係り、火花消去及びノイズ防止に利用されるリングバリスタを有する整流子を備えたモータに関するものである。

従来、このような分野の技術として、特開平９−１４０１０３号公報がある。この公報に記載されたモータの整流子片にはライザ部が設けられており、ライザ部の途中には、切り起こし部分が設けられている。そして、この切り起こし部分とライザ部との隙間を利用して、電機子の巻線がライザ部に巻き付けられ、ライザ部の背面側にリングバリスタが当接された状態で、導電性接着剤により、ライザ部と巻線とリングバリスタとが一体化され、導電性が確保される。このように、ライザ部と巻線とリングバリスタとの接合に導電性接着剤が利用されることで、ハンダフリーを可能にし、ハンダの洗浄工程が不要になるので、環境汚染物質の排除が可能になる。

特開平９−１４０１０３号公報特開平７−３２７３４５号公報

しかしながら、前述した従来のモータでは、切り起こし部分とライザ部の間の隙間を利用して、電機子巻線がライザ部に巻き付けられており、電機子巻線を介してライザ部にリングバリスタを当接させているので、ライザ部と巻線とリングバリスタとを一体化させるにあたって、溶接作業を行い難く、その結果として、特許文献１の発明は、導電性接着剤に適している。なお、特許文献１の発明は、環境汚染物質の排除を目的にしたハンダフリーの技術に関するものである。

本発明は、ライザ部に電線及びリングバリスタを接合させるにあたって、電線と電線接合部との溶接作業、電極接合部とリングバリスタとの接合作業において、それぞれの作業性を良好にしたモータを提供することを目的とする。

本発明に係るモータは、シャフトに固定された鉄心に巻かれたコイルを有する回転子と、シャフトに固定されると共にコイルの電線に電流を供給する整流子と、回転子を包囲するように配置されたマグネットとを有するモータにおいて、
整流子は、シャフトに固定されると共に、鍔部を有するスリーブと、スリーブの表面に沿って配置されるベース部と、鍔部の外周面から突出するようにベース部の端部から起立するライザ部とを有する整流子片と、ライザ部の背面側に配置されたリングバリスタとを備え、
ライザ部には、電線が溶接される電線接合部と、リングバリスタの前面に設けられた電極に当接して接合される電極接合部とが並設されていることを特徴とする。

このモータにおいて、ライザ部は、並設された電線接合部と電極接合部とを有しているので、電線接合部と電極接合部とが離間する結果、リングバリスタの電極の電極接合部側に溶接塊が付着し難く、電線接合部とコイルの電線との溶接作業と、電極接合部とリングバリスタの電極との接合作業（例えば、溶接作業、ハンダ付け作業、導電性接着剤の塗布作業）とを同時に行うことが可能になり、このことは、モータ製造の自動化を行う上で極めて効果的である。さらに、電線と電線接合部との接合において、環境を考慮して、鉛フリーハンダを利用すると、高温でのハンダ付けが強いられることになり、その結果として、電線が細くなってしまういわゆる「銅食われ現象」を引き起こし、電線が断線する可能性が高くなる。特に、モータの小型化を促進させるに伴って、電線が細くなればなるほど、この事態が問題化する。そこで、電線と電線接合部との接合に溶接を利用し、「銅食われ現象」を回避させることで、接合強度アップ（高信頼性）を可能にしている。さらに、溶接を採用すると、モータ製造の自動化の促進にも寄与することになる。

また、電線接合部の遊端部分は、リングバリスタから遠ざかるように折り曲げられて電線巻付け部として形成され、電線と電線巻付け部とが溶接されていると好適である。このような構成を採用した場合、電線接合部の遊端部分を、リングバリスタから遠ざかるように折り曲げて電線巻付け部として形成することで、ライザ部の電線巻付け部に巻かれている電線とリングバリスタとを所定間隔だけ離間させることができる。その結果として、電線と電線巻付け部との溶接作業、ライザ部とリングバリスタとの接合作業（例えば、溶接作業、ハンダ付け作業、導電性接着剤の塗布作業）をそれぞれ良好にする。さらに、電線と電線巻付け部との溶接作業時に、リングバリスタの電極に付着した溶接塊により、ライザ部とリングバリスタの電極との接合強度の低下を招来するので、電線巻付け部とリングバリスタとを所定間隔だけ離間させる結果として、電線と電線巻付け部との溶接時にリングバリスタ側に溶接塊が付着し難くなる。

また、電線接合部は、リングバリスタの前面に沿うように延在する電線接合基部の端部から略Ｌ字状に突出し、電線接合基部の背面が、リングバリスタの電極に当接すると好適である。このように、電線巻付け部を電線接合基部の端部から略Ｌ字状に突出させることで、電線の巻き付け作業が良好になり、しかも、電線巻付け部とリングバリスタとを適切な間隔に保つことができる。さらに、電線接合基部の背面がリングバリスタの電極に当接するので、リングバリスタの電極とライザ部との通電面積を拡大することができる。

本発明によれば、ライザ部に電線及びリングバリスタを接合させるにあたって、電線と電線接合部との溶接作業、電極接合部とリングバリスタとの接合作業において、それぞれの作業性を良好にできる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係るモータの好適な実施形態について詳細に説明する。

図１に示すように、モータ１は、コアードモータからなると共に、円筒状の金属製ハウジング２を有し、ハウジング２の後端部には、一対のブラシが組み付けられた樹脂製のブラケット（図示せず）が固定されている。このモータ１は、小型のモータに属するものであり、ハウジング２は、直径１０ｍｍ以下（例えば６〜３ｍｍ）で長さ約１ｃｍ程度の円筒形を有し、このような小さなハウジング２内に固定子３や回転子６が収容されている。

ハウジング２の内壁面２ａには、Ｎ，Ｓ極をもった永久磁石からなる固定子（マグネット）３が固定され、ハウジング２の内部には、三本の鉄心溝（スロット）をもった鉄心５のポールに巻かれたコイルＣを有する回転子６が収容されている。そして、回転子６の鉄心５は、厚さ０．２〜０．５ｍｍ程度の珪素鋼板を打ち抜き加工することにより作り出された薄板状のコア９をシャフト７の軸線方向に積層して構成され、積層コアとも呼ばれている。また、このような回転子６の中心にはシャフト７が固定され、シャフト７は、ハウジング２の前端を貫通するように延在すると共に、前後一対の軸受（図示せず）によって軸支されている。

更に、シャフト７の後端には、回転子６のコイルＣに流れる電流を反転させる整流子１０が固定され、この整流子１０にはブラシ（図示せず）が摺動接触し、このブラシと整流子１０との協働によってコイルＣへの適切な給電を図っている。また、シャフト７の前端には、略半円柱状の分銅（図示せず）が圧入され、シャフト７の回転力で分銅を高速に回転させることで、ハウジング２自体が振動する。このような分銅は、携帯用小型無線呼出器（例えば携帯電話等）で機器自体の筺体を振動させる場合に採用されている。

図２〜図４に示すように、整流子１０は、シャフト７を圧入する貫通孔１２ｅが設けられていると共に、前側に円形の鍔部１２ａを有する樹脂製のスリーブ１２と、銅製薄板のプレス成形によって作られた３枚の整流子片１１と、整流子片１１をスリーブ１２に固定させるための固定リング１３と、火花消去及びノイズ防止に利用されるセラミックス製のリングバリスタ３０からなる。

また、各整流子片１１は、スリーブ１２の筒部１２ｂの表面に沿って配置される断面円弧状のベース部１４と、ベース部１４の端部から起立すると共に、円形の鍔部１２ａの外周面１２ｃから先端部分が突出するライザ部１５とを有する。このライザ部１５には、リングバリスタ３０の径方向（すなわちベース部１４から直立する方向）に延在してリングバリスタ３０の前面３０ａに沿うように延在するライザ基部１７が設けられている。そして、ライザ基部１７の端部には、電線Ｗが溶接される電線接合部２０と、リングバリスタ３０の前面３０ａに設けられた電極３１に当接して接合される電極接合部２５とが並設されている。

電線接合部２０は、ライザ基部１７からリングバリスタ３０の径方向に延在してリングバリスタ３０の前面に沿うように延在する電線接合基部２１と、電線接合基部２１の端部から略Ｌ字状に突出する電線巻付け部２２とからなる。そして、電線接合部２０の遊端部分は、電線巻付け部２２として形成される。また、電線接合基部２１及び電極接合部２５は、ライザ基部１７の延長上に形成されている。

このようなモータ１では、整流子１０からコイルＣへの適切な給電を図るために、コイルＣの電線Ｗを整流子１０の整流子片１１に確実に接続させる必要がある。そこで、電線巻付け部２２は、電線Ｗとの溶接を考慮して、ライザ部１５の遊端部分に形成されると共に、リングバリスタ３０から遠ざかるように折り曲げられている。さらに、電線巻付け部２２には、Ｕ字状の凹部２２ａが形成され、この凹部２２ａによって電線Ｗの巻き付けを確実なものにしている。

このように、電線巻付け部２２が、リングバリスタ３０から遠ざかるように折り曲げられ、電線接合基部２１の端部から略Ｌ字状に突出されることで、電線Ｗの巻き付け作業が良好になり、しかも、電線巻付け部２２とリングバリスタ３０との間に適切な間隔Ｓを確保することができる。このような間隔Ｓの確保は、電線巻付け部２２と電線Ｗとの溶接作業と、後述するリングバリスタ３０の電極３１と電極接合部２５とのハンダ付け作業とを良好にするものである。

リングバリスタ３０は、ベース部１４が貫通した状態でライザ部１５の背面１５ａ側に配置されている。このリングバリスタ３０の前面３０ａには、円弧状の３個の電極３１が設けられ、各電極３１が各電極接合部２５の背面２５ａ（図５参照）に当接状態でハンダ付けされることにより、リングバリスタ３０はライザ部１５にしっかりと固定され、リングバリスタ３０とライザ部１５との導電状態を確実に保持することができる。さらに、電線接合基部２１の背面２１ａ（図６参照）もリングバリスタ３０の電極３１に当接するので、リングバリスタ３０の電極３１とライザ部１５との通電面積を拡大することができる。

さらに、ライザ基部１７は、スリーブ１２の鍔部１２ａに設けられたライザ収容凹部１２ｄ内に収容されるのでコイルＣの電線Ｗの張力で整流子片１１のライザ部１５が回転子６の方向に引っ張られた場合であっても、ライザ部１５は鍔部１２ａによって十分に支持されるので、ライザ部１５が回転子６の方向に折れ曲がることはない。なお、ライザ収容凹部１２ｄは、整流子片１１の位置決めにも寄与する。

前述したように、モータ１においては、電線接合部２０の遊端部分を、リングバリスタ３０から遠ざかるように折り曲げて電線巻付け部２２として形成することで、ライザ部１５の電線巻付け部２２に巻かれた電線Ｗとリングバリスタ３０とを所定間隔だけ離間させることができる。その結果として、電線Ｗと電線巻付け部２２との溶接Ａ（図６参照）を行う作業と、電極接合部２５とリングバリスタ３０の電極３１とをハンダＢ（図５参照）を介して接合する作業とがそれぞれ良好になる。

さらに、電線Ｗと電線巻付け部２２との溶接作業時にリングバリスタ３０の電極３１に溶接塊が付着すると、溶接塊を介在させた状態でライザ部１５とリングバリスタ３０の電極３１とのハンダ付けが行われることになり、このことは、ハンダ付け強度の低下を招来する。そこで、略Ｌ字状の電線巻付け部２２によって電線Ｗとリングバリスタ３０と所定間隔Ｓだけ離間させる結果として、電線Ｗと電線巻付け部２２との溶接時にリングバリスタ３０側に溶接塊が付着し難くなる。

さらに、ライザ部１５は、横方向（周方向）で並設された電線接合部２０と電極接合部２５とを有しているので、電線接合部２０と電極接合部２５とが横方向（周方向）で離間する結果、リングバリスタ３０の電極３１の電極接合部２５側に溶接塊が付着し難く、電線接合部２０と電線Ｗとの溶接作業と、電極接合部２５とリングバリスタ３０の電極３１とのハンダ付け作業とを同時に行うことが可能になり、このことは、モータ製造の自動化を行う上で極めて効果的である。

なお、ハンダ付け不良は、落下時における耐衝撃性の低下をもたらすので、的確なハンダ付けは、モータの耐久性や信頼性を高める上で重要である。

さらに、電線Ｗと電線巻付け部２２との接合において、環境を考慮して、鉛フリーハンダを利用すると、高温でのハンダ付けが強いられることになり、その結果として、電線Ｗが細くなってしまういわゆる「銅食われ現象」を引き起こし、電線Ｗが断線する可能性が高くなる。特に、モータの小型化を促進させるに伴って、線径が４０μm以下の電線Ｗが必要になり、電線Ｗが細くなればなるほど、この事態が問題化する。そこで、電線Ｗと電線巻付け部２２との接合にスポット溶接を利用し、「銅食われ現象」を回避させることで、接合強度アップ（高信頼性）を可能にしている。さらに、溶接Ａを採用すると、ハンダよりも固化時間を短くすることができ、モータ組立ての自動化の促進にも寄与することになる。

本発明は、前述した実施形態に限定されないことは言うまでもない。例えば、電極接合部２５とリングバリスタ３０の電極３１との接合として、ハンダ以外に、溶接、導電性接着剤などが利用される。

本発明に係るモータの一実施形態を示す断面図である。図１のモータに適用する整流子を示す分解斜視図である。整流子の正面図である。図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。電極接合部とリングバリスタの電極とのハンダ付け状態を示す断面図である。電線接合部と電線の溶接状態を示す断面図である。

符号の説明

１…モータ、２…ハウジング、３…マグネット、５…鉄心、６…回転子、７…シャフト、１０…整流子、１１…整流子片、１２…スリーブ、１２ａ…鍔部、１２ｃ…鍔部の外周面、１４…ベース部、１５…ライザ部、１５ａ…ライザ部の背面、１７…ライザ基部、２０…電線接合部、２１…電線接合基部、２１ａ…電線接合基部の背面、２２…電線巻付け部、２５…電極接合部、３０…リングバリスタ、３０ａ…リングバリスタの前面、３１…電極、Ａ…溶接、Ｂ…ハンダ、Ｃ…コイル、Ｗ…電線。

Claims

シャフトに固定された鉄心に巻かれたコイルを有する回転子と、前記シャフトに固定されると共に前記コイルの電線に電流を供給する整流子と、前記回転子を包囲するように配置されたマグネットとを有するモータにおいて、
前記整流子は、
前記シャフトに固定されると共に、鍔部を有するスリーブと、
前記スリーブの表面に沿って配置されるベース部と、前記鍔部の外周面から突出するように前記ベース部の端部から起立するライザ部とを有する整流子片と、
前記ライザ部の背面側に配置されたリングバリスタとを備え、
前記ライザ部には、前記電線が溶接される電線接合部と、前記リングバリスタの前面に設けられた電極に当接して接合される電極接合部とが並設されていることを特徴とするモータ。
前記電線接合部の遊端部分は、前記リングバリスタから遠ざかるように折り曲げられて電線巻付け部として形成され、前記電線と前記電線巻付け部とが溶接されていることを特徴とする請求項１記載のモータ。
前記電線接合部は、前記リングバリスタの前記前面に沿うように延在する電線接合基部の端部から略Ｌ字状に突出し、前記電線接合基部の背面が、前記リングバリスタの前記電極に当接することを特徴とする請求項１又は２記載のモータ。