JP2007300705A - Electric motor and method for manufacturing commutator for use therein - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内面に界磁部が設けられるモータヨークと、回転軸と複数の電機子巻線とを備え前記モータヨークの内部に回転自在に収容される電機子とを備えた電動モータと、この電動モータに用いられる整流子の製造方法とに関する。 The present invention includes an electric motor including a motor yoke provided with a field portion on an inner surface, an armature including a rotating shaft and a plurality of armature windings and rotatably accommodated in the motor yoke; The present invention relates to a method of manufacturing a commutator used in the electric motor.
自動車等の車両にはフロントワイパ装置、リヤワイパ装置、パワーウインド装置等の電装品が随所に設けられており、これらの電装品の駆動源としてはブラシ付きの電動モータが多く用いられている。 Vehicles such as automobiles are provided with electrical components such as a front wiper device, a rear wiper device, a power window device, and the like, and an electric motor with a brush is often used as a drive source for these electrical components.
このようなブラシ付きの電動モータは、内面にマグネットが装着されたモータヨークを有しており、このモータヨークの内部には電機子が回転自在に収容されている。電機子の回転軸には電機子鉄心が固定されており、この電機子鉄心には複数のスロットが形成され、これらのスロットにはそれぞれ複数の電機子巻線が巻装されている。また、回転軸には、樹脂製の胴部と、胴部の外周面に周方向に所定の間隔を空けて並べて固定される複数の整流子片とを備えた整流子が固定されており、各整流子片にはそれぞれ対応する電機子巻線に接続されている。さらに、電動モータには電源から駆動電流が供給される給電用のブラシが複数設けられており、これらのブラシはスプリングにより付勢された状態で整流子の外周面に摺接するようになっている。これにより、電源からブラシに駆動電流が供給されると、その駆動電流が整流子により転流されて各電機子巻線に供給され、電機子巻線に回転力が発生して、電機子が回転する。 Such an electric motor with a brush has a motor yoke having a magnet mounted on the inner surface, and an armature is rotatably accommodated in the motor yoke. An armature core is fixed to the rotating shaft of the armature. A plurality of slots are formed in the armature core, and a plurality of armature windings are wound around the slots. In addition, the rotating shaft is fixed with a commutator including a resin body portion and a plurality of commutator pieces fixed to the outer peripheral surface of the body portion at predetermined intervals in the circumferential direction. Each commutator piece is connected to a corresponding armature winding. Further, the electric motor is provided with a plurality of power supply brushes to which a drive current is supplied from a power source, and these brushes are in sliding contact with the outer peripheral surface of the commutator while being urged by a spring. . As a result, when a drive current is supplied from the power source to the brush, the drive current is commutated by the commutator and supplied to each armature winding, and a rotational force is generated in the armature winding. Rotate.
このようなブラシ付きの電動モータでは、ブラシと整流子とを介して各電機子巻線に駆動電流を供給するようにしているので、電機子巻線のインダクタンスの影響等により、ブラシに接触する整流子片が切り替わるときに各ブラシ間にサージ電圧と呼ばれるパルス状の異常電圧が発生する。このサージ電圧は電磁ノイズの要因となるので、電動モータを車両に搭載される電装品の駆動源として用いると、この電磁ノイズによりラジオノイズや他の電子機器の誤作動を生じさせるおそれがある。 In such an electric motor with a brush, a drive current is supplied to each armature winding via the brush and the commutator, so that the brush contacts the armature due to the influence of the inductance of the armature winding. When the commutator piece is switched, a pulse-like abnormal voltage called a surge voltage is generated between the brushes. Since this surge voltage causes electromagnetic noise, if the electric motor is used as a drive source for an electrical component mounted on a vehicle, this electromagnetic noise may cause radio noise or malfunction of other electronic devices.
そこで、例えば特許文献1に示す電動モータでは、電圧安定化素子であるバリスタを整流子に装着し、このバリスタによりブラシと整流子との間に生じるサージ電圧や異常電圧を吸収して、この電動モータが発する電磁ノイズを低減させるようにしている。
しかしながら、このようなバリスタを用いてサージ電圧を低減させる方法では、バリスタを電機子に固定するとともに、各整流子片とバリスタとを半田等を用いて電気的に接続する作業が必要となるので、電動モータの組み付け工数が増加することになる。特に、極数が多い電動モータでは、整流子に設けられる整流子片の数も多くなり、また、バリスタの取り付けスペースも制限されることになるので、各整流子片とバリスタとを接続する作業は困難となり、組み付け工数が増加して電動モータのコストを高くする要因となる。 However, in the method of reducing the surge voltage using such a varistor, it is necessary to fix the varistor to the armature and to electrically connect each commutator piece and the varistor using solder or the like. As a result, the number of assembling steps for the electric motor increases. In particular, in an electric motor with a large number of poles, the number of commutator pieces provided on the commutator increases, and the space for installing the varistors is limited. It becomes difficult, and the assembly man-hour increases and becomes the factor which raises the cost of the electric motor.
本発明の目的は、電動モータの組み付け工数を低減させて、そのコストを低減することにある。 An object of the present invention is to reduce the number of man-hours for assembling an electric motor and reduce its cost.
本発明の電動モータは、内面に界磁部が設けられるモータヨークと、回転軸と複数の電機子巻線とを備え前記モータヨークの内部に回転自在に収容される電機子とを備えた電動モータであって、不導体により円筒状に形成され前記回転軸に固定される胴部と、前記胴部の外周面に周方向に所定の間隔を空けて並べて固定されそれぞれ前記電機子巻線に接続される複数の整流子片とを備えた整流子と、それぞれ電源に接続されるとともに前記整流子の外周面に摺接し、前記整流子片を介して前記電機子巻線に駆動電流を供給する複数のブラシと、円環状に形成され、前記整流子片の内側に配置されるとともに外周面においてそれぞれの前記整流子片の内側面に接触するバリスタとを有することを特徴とする。 An electric motor according to the present invention includes a motor yoke provided with a field portion on an inner surface, and an armature that includes a rotating shaft and a plurality of armature windings and is rotatably accommodated in the motor yoke. A motor, which is formed in a cylindrical shape by a non-conductor and is fixed to the rotating shaft, and is fixed to the outer peripheral surface of the body with a predetermined interval in the circumferential direction. A commutator including a plurality of commutator pieces to be connected to each other and connected to a power source and in sliding contact with the outer peripheral surface of the commutator to supply a drive current to the armature winding through the commutator pieces A plurality of brushes, and a varistor formed in an annular shape, disposed inside the commutator piece, and in contact with an inner surface of each commutator piece on an outer peripheral surface.
本発明の電動モータは、それぞれの前記整流子片の内側面の軸方向の一端側に切り欠き部を設け、前記切り欠き部に前記バリスタを配置することを特徴とする。 The electric motor of the present invention is characterized in that a notch portion is provided on one end side in the axial direction of the inner surface of each commutator piece, and the varistor is disposed in the notch portion.
本発明の電動モータは、前記整流子片の軸方向の一端部をかしめることにより、当該かしめ部と前記切り欠き部を構成する軸方向に垂直な当接面との間に前記バリスタを挟み込んで固定することを特徴とする。 In the electric motor of the present invention, the varistor is sandwiched between the caulked portion and the contact surface perpendicular to the axial direction constituting the notch portion by caulking one end portion of the commutator piece in the axial direction. It is fixed by.
本発明の電動モータは、かしめ時に前記バリスタに加わる荷重を低減させる荷重緩和部材を前記整流子片と前記バリスタとの間に設けることを特徴とする。 The electric motor of the present invention is characterized in that a load relaxation member that reduces a load applied to the varistor during caulking is provided between the commutator piece and the varistor.
本発明の電動モータは、前記バリスタの内側における前記胴部の内周面に前記回転軸の外径よりも大径の逃げ孔を形成することを特徴とする。 The electric motor of the present invention is characterized in that a relief hole having a diameter larger than the outer diameter of the rotary shaft is formed on the inner peripheral surface of the body portion inside the varistor.
本発明の電動モータは、前記ブラシに電力を供給する給電回路を備え、前記給電回路には前記ブラシに生じる異常電圧を吸収するコンデンサが設けられることを特徴とする。 The electric motor of the present invention includes a power supply circuit that supplies power to the brush, and the power supply circuit is provided with a capacitor that absorbs an abnormal voltage generated in the brush.
本発明の整流子の製造方法は、電動モータに用いられる整流子の製造方法であって、導電性を有する板材から円筒状の整流子片素材を形成する整流子片素材成形工程と、円環状に形成されたバリスタを前記整流子片素材の内側に当該整流子片素材の内周面に接触するように配置するバリスタ配置工程と、前記整流子片素材の内側に配置された前記バリスタを保持するように当該整流子片素材の内側に不導体により円筒状の胴部を型成形する胴部成形工程と、内側に胴部が形成された前記整流子片素材を軸方向に切断して周方向に所定の間隔を空けて並ぶ複数の整流子片を形成する整流子片形成工程とを有することを特徴とする。 The commutator manufacturing method of the present invention is a commutator manufacturing method used for an electric motor, and includes a commutator piece material forming step of forming a cylindrical commutator piece material from a conductive plate material, and an annular shape. A varistor arrangement step of arranging the varistor formed on the inner side of the commutator piece material so as to contact the inner peripheral surface of the commutator piece material, and holding the varistor arranged inside the commutator piece material The body forming step of forming a cylindrical body portion with a non-conductor inside the commutator piece material, and the commutator piece material having the body portion formed inside is cut in an axial direction to surround the commutator piece material. And a commutator piece forming step of forming a plurality of commutator pieces arranged at predetermined intervals in the direction.
本発明の整流子の製造方法は、前記整流子片素材の内周面の軸方向の一端側に環状の切り欠き部を設け、前記バリスタを前記切り欠き部に配置することを特徴とする。 The commutator manufacturing method of the present invention is characterized in that an annular notch is provided on one axial end of the inner peripheral surface of the commutator piece material, and the varistor is disposed in the notch.
本発明の整流子の製造方法は、前記整流子片素材の軸方向の一端部をかしめることにより、当該かしめ部と前記切り欠き部を構成する軸方向に垂直な当接面との間に前記バリスタを挟み込んで固定するバリスタ固定工程を有することを特徴とする。 In the commutator manufacturing method of the present invention, the one end portion of the commutator piece material in the axial direction is caulked so that the caulking portion and the contact surface perpendicular to the axial direction constituting the notch portion are interposed. It has the varistor fixing process which pinches | interposes and fixes the said varistor, It is characterized by the above-mentioned.
本発明によれば、バリスタは整流子の内部に配置されることによりそれぞれの整流子片の内側面に接続されるので、配線や接続部材等を用いて各整流子片とバリスタとを接続する作業が不要となり、電機子へのバリスタの取り付け作業を容易にすることができる。これにより、電動モータの組み付け工数を低減させて、この電動モータのコストを低減することができる。また、バリスタを整流子の内部に設けるようにしたので、電磁ノイズの低減のためにバリスタを設けるようにした電動モータを小型化することができる。 According to the present invention, since the varistor is disposed inside the commutator and is connected to the inner surface of each commutator piece, each commutator piece is connected to the varistor using a wiring or a connecting member. This eliminates the need for work and makes it easy to attach the varistor to the armature. Thereby, the assembly man-hour of an electric motor can be reduced and the cost of this electric motor can be reduced. Further, since the varistor is provided in the commutator, the electric motor provided with the varistor can be reduced in size to reduce electromagnetic noise.
また、本発明によれば、各整流子片の内側面の軸方向の一端側に設けられる切り欠き部にバリスタを配置するようにしたので、バリスタの位置決めを容易にして、電機子へのバリスタの取り付け作業を容易にすることができる。 Further, according to the present invention, since the varistor is arranged in the notch portion provided on one end side in the axial direction of the inner side surface of each commutator piece, the varistor can be easily positioned and the varistor to the armature is arranged. Can be easily attached.
さらに、本発明によれば、整流子片の軸方向の一端部をかしめてバリスタを整流子片に固定するようにしたので、バリスタの整流子への固定作業を容易にすることができる。 Furthermore, according to the present invention, since the varistor is fixed to the commutator piece by crimping the one end of the commutator piece in the axial direction, the fixing operation of the varistor to the commutator can be facilitated.
さらに、本発明によれば、荷重緩和部材を各整流子片とバリスタとの間に設けるようにしたので、かしめ時にバリスタに加わる荷重を低減させることができ、これにより、バリスタの破損を防止することができる。 Furthermore, according to the present invention, since the load relaxation member is provided between each commutator piece and the varistor, the load applied to the varistor during caulking can be reduced, thereby preventing the varistor from being damaged. be able to.
さらに、本発明によれば、バリスタの内側における胴部の内周面に回転軸よりも大径の逃げ孔を形成するようにしたので、整流子を圧入により回転軸に固定する際に、圧入による荷重をバリスタに加わりにくくすることができる。これにより、圧入時にバリスタに加わる荷重を抑制して、バリスタの破損を防止することができる。 Furthermore, according to the present invention, since the escape hole having a diameter larger than that of the rotating shaft is formed on the inner peripheral surface of the body portion inside the varistor, when the commutator is fixed to the rotating shaft by press fitting, the press fitting is performed. It is possible to make it difficult to apply the load due to the varistor. Thereby, the load applied to the varistor during press-fitting can be suppressed, and damage to the varistor can be prevented.
さらに、本発明によれば、整流子にバリスタを設けるとともに、ブラシに電力を供給する給電回路にブラシの異常電圧を吸収するコンデンサを設けるようにしたので、高周波のノイズをバリスタで低減させるとともに低周波のノイズをコンデンサにより低減させて、広い周波数の範囲で電動モータの電磁ノイズを低減することができる。 Furthermore, according to the present invention, the varistor is provided with a varistor, and the power supply circuit that supplies power to the brush is provided with a capacitor that absorbs the abnormal voltage of the brush. The noise of the frequency can be reduced by the capacitor, and the electromagnetic noise of the electric motor can be reduced in a wide frequency range.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施の形態である電動モータを備えたワイパ駆動装置を示す正面図である。このワイパ駆動装置11はブラケット12を介して図示しない車両に取り付けられ、当該車両のリヤワイパを駆動するために用いられるものであり、電動モータ13と減速機14とを有している。
FIG. 1 is a front view showing a wiper drive device including an electric motor according to an embodiment of the present invention. The
図2は図1に示すワイパ駆動装置の内部構造を示す断面図であり、このワイパ駆動装置11に用いられる電動モータ13は所謂ブラシ付きモータとなっており、継鉄とも呼ばれるモータヨーク15とモータヨーク15に収容される電機子16とを備えている。モータヨーク15は鋼板をプレスにより絞り加工して形成されており、横断面が小判形である有底筒状となっている。また、モータヨーク15の内面には一対のマグネット17(界磁部)が互いに異なる磁極を向かい合わせて固定されており、これらのマグネット17によりモータヨーク15の内部には磁界が形成されるようになっている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the internal structure of the wiper driving device shown in FIG. 1, and the
電機子(アマチュア)16は、回転軸(アマチュアシャフト)18とこの回転軸18に固定される電機子鉄心(アマチュアコア)21とを有しており、回転軸18はモータヨーク15の底部に設けられる軸受22に支持され、これにより、電機子16はモータヨーク15の内部で回転自在となっている。電機子鉄心21はモータヨーク15の磁界内に位置するように配置されており、その外周面には軸方向に延びる12のスロット23が形成され、これらのスロット23には重ね巻きにより複数の電機子巻線(アマチュアコイル)24が装着されている。
The
この電動モータ13には、各電機子巻線24に駆動電流を供給するために、整流子(コミュテータ)31と一対のブラシ32,33とが設けられている。整流子31は電機子鉄心21に隣接して回転軸18に固定されており、各電機子巻線24はこの整流子31を構成する複数の整流子片(セグメント)34にそれぞれ接続されている。一方、ブラシ32,33はモータヨーク15に固定されるブラシホルダ35にスプリング36により整流子31に向けて付勢された状態で保持されて、整流子31の外周面に摺接するようになっている。なお、整流子31の詳細については後述する。
The
図3は図1に示す電動モータの給電回路を示す回路図であり、このワイパ駆動装置11にはコネクタユニット41が設けられており、このコネクタユニット41の内部にはブラシ32,33に電力を供給するための給電回路42が設けられている。図2に示すように、コネクタユニット41にはワイパ制御装置43に接続される接続コネクタ44が設けられており、この接続コネクタ44には、ワイパ制御装置43に接続される電源入力端子44aと、車体に接地される接地端子44bと、ワイパ制御装置43に接続されるオートストップ信号出力端子44cとが設けられている。電動モータ13の一方のブラシ32は電源入力端子44aに接続され、他方のブラシ33は接地端子44bに接続されており、図示しないワイパスイッチが操作されてワイパ制御装置43から電源入力端子44aに駆動電流が供給されると、この駆動電流がブラシ32,33に供給されて電動モータ13が作動するようになっている。また、ブラシ33とオートストップ信号出力端子44cとの間には停止位置検出スイッチ45が設けられており、ワイパ駆動装置11により駆動されるリヤワイパアームが停止位置となると、停止位置検出スイッチ45が閉じられて、オートストップ信号出力端子44cから検出信号が出力されるようになっている。これにより、ワイパ制御装置43は、リヤワイパアームが停止位置になったことを検出することができ、ワイパ作動時にワイパスイッチが停止操作されたときには、リヤワイパアームが下反転位置となったときに電動モータ13を停止させるようになっている。さらに、電源入力端子44aと接地端子44bとの間にはコンデンサ46が接続されており、このコンデンサ46によりブラシ32,33と整流子31との摺接によりブラシ32,33に生じるサージ電圧等の異常電圧の低周波成分を吸収して、電動モータ13の電磁ノイズを低減させるようになっている。なお、符号47はそれぞれチョークコイルであり、符号48はサーキットブレーカである。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a power feeding circuit of the electric motor shown in FIG. 1. The
図2に示すように、減速機14は締結部材51により電動モータ13に固定されるギヤケース52を有しており、このギヤケース52の内部にウォームギヤ機構53と動力変換機構54とを収容した構造となっている。ウォームギヤ機構53はウォーム53aとウォーム53aに噛み合うウォームホイル53bとを備えており、ウォーム53aはギヤケース52の内部に突出する回転軸18の外周面に一体に形成され、ウォームホイル53bは支軸55に支持されてギヤケース52の内部で回転自在となっている。これにより、電動モータ13が作動して回転軸18が回転すると、その回転が所定の回転数にまで減速されてウォームホイル53bに伝達される。
As shown in FIG. 2, the
図1に示すように、ギヤケース52には支軸55と平行な方向に突出するボス部52aが設けられており、このボス部52aには出力軸56が回転自在に支持されている。出力軸56の一端はボス部52aから外部に突出しており、その先端にはリヤワイパアームが取り付けられるようになっている。また、出力軸56の他端はギヤケース52の内部に突出しており、その先端には出力ギヤ57が固定されている。
As shown in FIG. 1, the
動力変換機構54はウォームホイル53bと出力ギヤ57とを連結する動力変換部材58を有しており、この動力変換部材58によりウォームホイル53bの回転運動を揺動運動に変換して出力軸56に伝達するようになっている。動力変換部材58はアーム部58aとセクタギヤ部58bとを有する板状に形成されており、このアーム部58aの先端はウォームホイル53bに支軸55から径方向にずれて設けられる連結軸61に回転自在に連結されている。また、動力変換部材58のセクタギヤ部58bは出力ギヤ57に噛み合わされており、セクタギヤ部58bと出力ギヤ57との噛み合いを保持するために、セクタギヤ部58bの軸心に設けられるギヤ軸62と出力軸56とは揺動プレート63により揺動自在に連結されている。これにより、ウォームホイル53bが回転すると、その回転運動により動力変換部材58が往復運動し、その往復運動がセクタギヤ部58bと出力ギヤ57とにより揺動運動に変換されて出力軸56から出力される。そして、出力軸56が揺動することにより、これに取り付けられたリヤワイパアームがリヤガラス上の上反転位置と下反転位置との間で揺動運動し、これによりリヤワイパの払拭動作が行われることになる。
The
図4は図2に示す整流子の詳細を示す斜視図であり、図5は図4に示す整流子の断面図であり、図6は図5におけるA−A線に沿う断面図である。次に、図4〜図6に基づいて、本発明の電動モータに用いられる整流子の詳細について説明する。 4 is a perspective view showing details of the commutator shown in FIG. 2, FIG. 5 is a cross-sectional view of the commutator shown in FIG. 4, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. Next, based on FIGS. 4-6, the detail of the commutator used for the electric motor of this invention is demonstrated.
この電動モータ13に用いられる整流子31は、不導体である樹脂材料により円筒状に形成される胴部64を備えている。胴部64の軸心には取付孔65が形成されており、この取付孔65に回転軸18を圧入することにより、胴部64つまり整流子31は回転軸18に固定されるようになっている。ここで、不導体とは非導電性の部材つまり電気的な絶縁性を有する部材のことである。
The
また、前述のように、整流子31は12個の整流子片34を有しており、これらの整流子片34はそれぞれ導体である銅板により形成され、図6に示すように、それぞれの整流子片34の内側面には2つのアンカー66が形成されている。一つの整流子片34に形成される2つのアンカー66は互いに周方向の逆向きに傾斜しながら胴部64に向けて突出しており、これにより、これらのアンカー66が胴部64に係合して、各整流子片34は胴部64の外周面に固定されるようになっている。これにより、電動モータ13が回転しても、各整流子片34は胴部64から外れにくくなっている。また、各整流子片34の間にはスリット67が設けられ、これらのスリット67により各整流子片34は胴部64の外周面に周方向に所定の間隔を空けて並べて配置されている。これにより、各整流子片34は互いに電気的に絶縁状態とされている。さらに、各整流子片34にはそれぞれフック部68が設けられており、これらのフック部68には対応する電機子巻線24が電気的に接続されるようになっている。
Further, as described above, the
なお、整流子片34、アンカー66、スリット67、フック部68はそれぞれ複数設けられているが、図中ではそれぞれ1つにのみ符号を付してある。
Although a plurality of
各整流子片34の外周面には前述のブラシ32,33が摺接するようになっており、ワイパ制御装置43からの駆動電流がブラシ32,33に供給されると、ブラシ32,33から整流子片34を介して各電機子巻線24に駆動電流が供給される。また、回転軸18とともに電機子16が回転すると、ブラシ32,33に接する整流子片34が切り替えられ、これにより、駆動電流が供給される電機子巻線24や、電機子巻線24に対する通電方向が順次切り替えられる。つまり、各電機子巻線24にマグネット17による磁界に対応したタイミングで転流された駆動電流が供給される。これにより、磁界内に位置する各電機子巻線24に所定の回転方向の電磁力が生じて電機子16が回転することになる。なお、ワイパ制御装置43は、図示しないCPUやメモリ等を備えてマイクロコンピュータとしての機能を有しており、図示しないワイパスイッチの指令信号に応じて駆動電流を出力して電動モータ13の作動を制御するようになっている。
The
この整流子31には、ブラシ32,33と整流子31との摺接部分から生じる電磁ノイズを低減するために、バリスタ71が装着されている。
A
図7は整流子に装着されるバリスタを示す斜視図であり、このバリスタ71は、チタン酸バリウムやチタン酸ストロンチウム等の半導体セラミックにより薄い円環状に形成されており、図5に示すように、整流子31つまり胴部64の内部に配置されている。この場合、各整流子片34の内側面の軸方向の一端側には切り欠き部72が形成されており、バリスタ71はその側面が切り欠き部72を構成する軸方向に垂直な当接面73に当接するとともに、その外周面が各整流子片34の内側面に接触するように切り欠き部72に配置されている。そして、この状態で各整流子片34の軸方向の一端部がかしめられることにより、バリスタ71は、各整流子片34の軸方向端部に形成されるかしめ部74と当接面73との間に挟み込まれて固定されている。また、バリスタ71は各整流子片34の内側面に接触することにより各整流子片34に電気的に接続されており、これにより、各整流子片34を介してブラシ32,33の電圧が印加されるようになっている。
FIG. 7 is a perspective view showing a varistor attached to a commutator. This
胴部64のバリスタ71の内側における内周面には、取付孔65に並べて逃げ孔75が形成されている。この逃げ孔75は取付孔65の内径つまり回転軸18の外径よりも大径に形成されており、整流子31を回転軸18に固定するために胴部64の取付孔65に回転軸18を圧入しても、逃げ孔75と回転軸18との間に隙間が生じるようになっている。したがって、整流子31を回転軸18に圧入により固定するようにしても、バリスタ71に大きな荷重が加わることがなく、バリスタ71の破損を防止することができる。
An
このように、この電動モータ13では、バリスタ71の内側における胴部64の内周面に回転軸18よりも大径の逃げ孔75を形成するようにしたので、整流子31を圧入により回転軸18に固定する際にバリスタ71に加わる荷重を抑制して、バリスタ71の破損を防止することができる。
As described above, in the
かしめによる荷重がバリスタ71に加わってバリスタ71が破損することを防止するために、当接面73とバリスタ71との間に、荷重緩和部材として半田や導電性接着剤等を挟み込むようにしてもよい。当接面73とバリスタ71との間に荷重緩和部材を挟み込むようにすると、かしめ時にバリスタ71に荷重が加わっても、その荷重により半田等が変形し、これによりバリスタ71に加わる荷重が低減して、かしめ時のバリスタ71の破損を防止することができる。また、荷重緩和部材として、半田や導電性接着剤等の導電性を有するものを用いることにより、バリスタ71と各整流子片34とを確実に電気的に接続することができる。
In order to prevent a load caused by caulking from being applied to the
このように、この電動モータ13では、荷重緩和部材を当接面73とバリスタ71との間に設けるようにしたので、かしめ時にバリスタ71に加わる荷重を低減させることができ、これにより、かしめ時におけるバリスタ71の破損を防止することができる。
As described above, in this
なお、荷重緩和部材は、当接面73とバリスタ71との間に限らず、各整流子片34の内側面とバリスタ71との間等、バリスタ71に加わる荷重を受ける部分であれば他の箇所に設けるようにしてもよい。
The load reducing member is not limited to a portion between the
バリスタ71は、電圧安定化素子としての機能を有しており、ブラシ32,33と整流子31との摺接によりブラシ32,33にサージ電圧等の異常電圧が生じると、この異常電圧の高周波成分が各整流子片34を介してバリスタ71に印加されて当該バリスタ71により吸収される。これにより、この電動モータ13が発する電磁ノイズを低減することができる。つまり、この電動モータ13では、電磁ノイズの低周波成分をコンデンサ46により吸収するとともに、電磁ノイズの高周波成分をバリスタ71により吸収して、各周波数の電磁ノイズを抑制するようにしている。
The
このように、この電動モータ13では、整流子31の内部にバリスタ71を設けるようにしたので、電磁ノイズの低減のためのバリスタ71を設けるようにしても、電動モータ13を小型化することができる。
Thus, in this
また、この電動モータ13では、整流子31にバリスタ71を設けるとともに、ブラシ32,33に電力を供給する給電回路42にコンデンサ46を設けるようにしたので、高周波の電磁ノイズをバリスタ71で低減させるとともに、低周波の電磁ノイズをコンデンサ46により低減させて、この電動モータ13が発する電磁ノイズを広い周波数の範囲で低減させることができる。
In the
図8(a)〜(c)は整流子片素材を形成する手順を示す斜視図であり、図9(a)〜(d)は整流子片素材にバリスタを固定する手順を示す断面図であり、図10(a)、(b)は整流子片素材に胴部をモールド成形する手順を示す断面図であり、図11は整流子片素材を分割した状態を示す正面図である。次に、図8〜図11に基づいて、この整流子31の製造方法について説明する。
FIGS. 8A to 8C are perspective views showing a procedure for forming a commutator piece material, and FIGS. 9A to 9D are cross-sectional views showing a procedure for fixing a varistor to the commutator piece material. 10 (a) and 10 (b) are cross-sectional views showing a procedure for molding the body portion of the commutator piece material, and FIG. 11 is a front view showing a state where the commutator piece material is divided. Next, a method for manufacturing the
まず、導電性を有する板材(銅板)がプレスにより打ち抜き加工され、整流子片素材の基となるブランク材81が形成される。図8(a)に示すように、このブランク材81は、略長方形状に形成されており、その一辺には12個のフック部68が等間隔に並べて形成されている。
First, a conductive plate material (copper plate) is stamped by a press to form a blank material 81 that is the basis of the commutator piece material. As shown in FIG. 8A, the blank 81 is formed in a substantially rectangular shape, and twelve
次いで、整流子片素材成形工程において長手方向の両辺が対向するようにブランク材81が丸められ、図8(b)に示すように、円筒状の整流子片素材82が形成される。また、各フック部68がフック形状に曲げ加工される。
Next, in the commutator piece material forming step, the blank material 81 is rounded so that both sides in the longitudinal direction face each other, and a cylindrical
次いで、図8(c)に示すように、整流子片素材82の内周面に、削ぎ加工によりアンカー66が形成される。削ぎ加工は、所定の外形を有する金型を整流子片素材82の内側に挿通させて整流子片素材82の内周面を削ることにより行われる。この削ぎ加工により、それぞれのフック部68に対応した数のアンカー66が形成される。また、整流子片素材82の内周面の軸方向の一端側には環状の切り欠き部72が形成される。この切り欠き部72は、軸方向に垂直な当接面73を備えるとともに軸方向の一端側に開放されるように形成される。
Next, as shown in FIG. 8C, the
次いで、図9(a)、(b)に示すように、バリスタ配置工程により、円筒状に形成されたバリスタ71が整流子片素材82の切り欠き部72に挿入される。このとき、バリスタ71は、その側面が当接面73に当接するとともに外周面が整流子片素材82の内周面に接触するように切り欠き部72つまり整流子片素材82の内側に配置される。このとき、当接面73とバリスタ71の側面との間に、前述した半田等の荷重緩和部材を挿入するようにしてもよい。
Next, as shown in FIGS. 9A and 9B, the
このように、この電動モータ13では、整流子片素材82の内周面の軸方向の一端側に切り欠き部72を形成し、この切り欠き部72にバリスタ71を配置するようにしたので、バリスタ71の位置決めを容易にして、整流子片素材82へのバリスタ71の取り付け作業を容易にすることができる。
Thus, in this
次いで、図9(c)、(d)に示すように、バリスタ固定工程により、バリスタ71が配置された整流子片素材82の軸方向の一端部がパンチ型83によりかしめられる。これにより、このパンチ型83により整流子片素材82の軸方向端部に形成されるかしめ部74と当接面73との間に挟み込まれてバリスタ71は整流子片素材82に固定される。このとき、当接面73とバリスタ71との間に荷重緩和部材を挟み込むようにすると、かしめ時にバリスタ71に荷重が加わっても、その荷重により半田等が変形し、これによりバリスタ71に加わる荷重を低減させてバリスタ71の破損を防止することができる。
Next, as shown in FIGS. 9C and 9D, the axial end of the
このように、この電動モータ13では、整流子片素材82の軸方向の一端部をかしめてバリスタ71を整流子片素材82に固定するようにしたので、バリスタ71の整流子片素材82への固定作業を容易にすることができる。
Thus, in this
整流子片素材82にバリスタ71が固定されると、次に、図10(a)、(b)示すように、胴部成形工程において、整流子片素材82の内側に不導体である樹脂材料により取付孔65を備えた円筒状の胴部64が図示しない成形型を用いて型形成される。このとき、胴部64はバリスタ71を保持するように形成され、これにより、バリスタ71は胴部64の内部に配置される。つまり、胴部64はバリスタ71を内部に埋設するようにインサート成型により形成されるようになっている。また、胴部64の成形時には整流子片素材82に形成される各アンカー66にも樹脂材料が充填され、これにより、各アンカー66は樹脂材料が硬化したときに、胴部64に固定されるようになっている。
When the
胴部64が形成されると、次いで、整流子片形成工程により整流子片素材82が軸方向にアンダーカットされ、図11に示すように、12のスリット67が形成される。これにより、整流子片素材82は12個の整流子片34に分割される。このとき、図6から解るように、スリット67は整流子片素材82の外周面から胴部64に達する深さで形成され、各整流子片34はこれに対応するアンカー66により胴部64の外周に固定された状態となって相互に分割される。これにより、分割された後の各整流子片34は胴部64の外周面に周方向に所定の間隔を空けて並んで固定されるとともに、相互に電気的に絶縁された状態となる。
When the
各整流子片34が形成されると、胴部64を加熱して耐熱性を増すアフターキュア工程等の後工程が行われて、図4に示す整流子31が完成する。
When each
このように、この電動モータ13では、バリスタ71を整流子31の内部に配置することにより、それぞれの整流子片34の内側面とバリスタ71とを接続させることができるので、配線や接続部材等を用いて各整流子片34とバリスタ71とを接続する作業が不要となり、電機子16へのバリスタ71の取り付け作業を容易にすることができる。したがって、電動モータ13の組み付け工数を低減して、この電動モータ13のコストを低減することができる。
Thus, in this
図12は、本発明の他の実施の形態であるファンモータを示す断面図である。なお、図12においては、前述した部材に対応する部材には同一の符号が付されている。 FIG. 12 is a cross-sectional view showing a fan motor according to another embodiment of the present invention. In FIG. 12, the members corresponding to the members described above are denoted by the same reference numerals.
図1に示す場合では、本発明の電動モータ13をワイパ駆動装置11の駆動源として用いるようにしているが、図12に示すように、本発明の電動モータをファンモータ91として用いるようにしてもよい。このファンモータ91は車両に設けられるラジエター等を冷却する冷却ファン(不図示)を駆動するものであり、車両のエンジンルーム内に配置される。したがって、このファンモータ91の整流子31にバリスタ71を設けることにより、このファンモータ91から発せられる電磁ノイズを低減して、エンジンルームあるいはこれの近傍に配置される電子機器等の誤作動を防止することができる。
In the case shown in FIG. 1, the
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、本実施の形態においては、本発明の整流子31が適用される電動モータ13は車両のワイパ駆動装置11やファンモータ91に用いられているが、これに限らず、例えば、パワーウインド装置やサンルーフ装置、スライドドア開閉装置等の駆動原など、他の用途に用いるようにしてもよい。
It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the present embodiment, the
また、本実施の形態においては、整流子31には12個の整流子片34が設けられているが、これに限らず、その個数は適用される電動モータ13の仕様に合わせて種々変更可能である。
Further, in this embodiment, the
さらに、本実施の形態においては、バリスタ71をかしめにより整流子片34に固定するようにしているが、これに限らず、例えば、接着剤により固定するなど、他の方法により固定するようにしてもよい。
Furthermore, in the present embodiment, the
11 ワイパ駆動装置
12 ブラケット
13 電動モータ
14 減速機
15 モータヨーク
16 電機子
17 マグネット
18 回転軸
21 電機子鉄心
22 軸受
23 スロット
24 電機子巻線
31 整流子
32,33 ブラシ
34 整流子片
35 ブラシホルダ
36 スプリング
41 コネクタユニット
42 給電回路
43 ワイパ制御装置
44 接続コネクタ
44a 電源入力端子
44b 接地端子
44c オートストップ信号出力端子
45 停止位置検出スイッチ
46 コンデンサ
47 チョークコイル
48 サーキットブレーカ
51 締結部材
52 ギヤケース
52a ボス部
53 ウォームギヤ機構
53a ウォーム
53b ウォームホイル
54 動力変換機構
55 支軸
56 出力軸
57 出力ギヤ
58 動力変換部材
58a アーム部
58b セクタギヤ部
61 連結軸
62 ギヤ軸
63 揺動プレート
64 胴部
65 取付孔
66 アンカー
67 スリット
68 フック部
71 バリスタ
72 切り欠き部
73 当接面
74 かしめ部
75 逃げ孔
81 ブランク材
82 整流子片素材
83 パンチ型
91 ファンモータ
DESCRIPTION OF
Claims (9)
不導体により円筒状に形成され前記回転軸に固定される胴部と、前記胴部の外周面に周方向に所定の間隔を空けて並べて固定されそれぞれ前記電機子巻線に接続される複数の整流子片とを備えた整流子と、
それぞれ電源に接続されるとともに前記整流子の外周面に摺接し、前記整流子片を介して前記電機子巻線に駆動電流を供給する複数のブラシと、
円環状に形成され、前記整流子片の内側に配置されるとともに外周面においてそれぞれの前記整流子片の内側面に接触するバリスタとを有することを特徴とする電動モータ。 An electric motor comprising a motor yoke provided with a field part on the inner surface, and an armature that includes a rotating shaft and a plurality of armature windings and is rotatably accommodated inside the motor yoke,
A cylindrical portion formed of a non-conductor and fixed to the rotating shaft, and a plurality of portions that are fixed to the outer peripheral surface of the barrel portion in a circumferential direction with a predetermined interval and are connected to the armature windings. A commutator with a commutator piece;
A plurality of brushes each connected to a power source and in sliding contact with the outer peripheral surface of the commutator, and supplying a drive current to the armature winding via the commutator piece;
An electric motor comprising: a varistor formed in an annular shape, disposed inside the commutator piece, and in contact with an inner side surface of each commutator piece on an outer peripheral surface.
導電性を有する板材から円筒状の整流子片素材を形成する整流子片素材成形工程と、
円環状に形成されたバリスタを前記整流子片素材の内側に当該整流子片素材の内周面に接触するように配置するバリスタ配置工程と、
前記整流子片素材の内側に配置された前記バリスタを保持するように当該整流子片素材の内側に不導体により円筒状の胴部を型成形する胴部成形工程と、
内側に胴部が形成された前記整流子片素材を軸方向に切断して周方向に所定の間隔を空けて並ぶ複数の整流子片を形成する整流子片形成工程とを有することを特徴とする整流子の製造方法。 A method of manufacturing a commutator used in an electric motor,
A commutator piece material forming step of forming a cylindrical commutator piece material from a conductive plate material;
A varistor arrangement step of arranging an varistor formed in an annular shape so as to be in contact with the inner peripheral surface of the commutator piece material inside the commutator piece material;
A body forming step of molding a cylindrical body by a nonconductor inside the commutator piece material so as to hold the varistor disposed inside the commutator piece material;
And a commutator piece forming step of forming a plurality of commutator pieces arranged in the circumferential direction at predetermined intervals by cutting the commutator piece material having a body portion formed therein in an axial direction. A method for manufacturing a commutator.
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