JP2008271743A - 整流子モータおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バリスタなどの保護素子を装着する際に、半田付けによらず、また、衝撃にも強い構造の整流子モータおよびその製造方法を提供することである。
【解決手段】整流子に電気的に接続された保護素子を有する整流子モータにおいて、前記保護素子と嵌合する接合部材を有し、前記接合部材と前記整流子とが溶接によって電気的に接続されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、整流子モータおよびその製造方法に関する。

整流子モータにおいては、一般に、回転軸に鉄心を装着し、この鉄心に巻線を所定数巻回してアーマチュアコイルを形成し、回転軸に整流子を装着する。整流子は、樹脂の細径円筒体部と大径円板部とが連続して形成された整流子基体と、整流子片と整流子ライザを連続して形成した整流子セグメントとからなる。細径円筒体の側面に整流子片を等間隔に設け、整流子ライザを整流子片よりも半径方向外向きに延びるように設ける。

このような整流子モータにおいて、整流子保護のためにバリスタや抵抗器等の保護素子を設ける構成が知られている。

保護素子のバリスタとしてはリング形状のリングバリスタが設けられ、このリングバリスタはアーマチュアコイルごとに設けた整流子片と電気的に接続する必要があるため、従来、リングバリスタを整流子ライザに半田付けする手段によって装着されていた。

しかしながら、リングバリスタを半田付けによって装着する従来技術の場合、半田フラックスを除去するために洗浄が必要であるという問題があり、また、半田付けの際に半田ボールが整流子スリットに入り込んでショートするなどの不具合が発生するおそれもある。さらに大電流モータの場合には、発熱が大きく接続に用いた半田が溶けてしまうおそれがあるという問題もあった。

これに対し、特許文献１には、リングバリスタを溶接により接続する技術が開示されている。

図６は、特許文献１に記載された整流子モータのロータ構造を示す側断面図である。

このロータ１００において、整流子モータの回転軸であるシャフト４には整流子１０５およびアーマチュアコア２が設けられる。アーマチュアコア２は打ち抜いた３極の磁性板を必要枚数積層して構成され、各極に対応してアーマチュアコイル３が巻回される。

この特許文献１に記載の発明では、リングバリスタ８の電極に金属端子１１０を溶接で接続し、さらに、この金属端子１１０と整流子１０５の整流子ライザ１０７とを溶接することによってリングバリスタ８を装着するようにしている。

特開２００６−２９６０２３号公報

上述の特許文献１に記載の発明では、従来の半田付けをした場合の問題点については解決しているものの、なおも以下のような問題を抱えるものであった。

すなわち、特許文献１に記載の発明では、上述のように、リングバリスタ８の電極に金属端子を溶接しており、さらに、この金属端子と整流子ライザ１０７と溶接している。このようにバリスタの電極に金属端子を溶接した場合、接合界面（溶接部）が脆く、衝撃が加わると接合面が破壊されるという問題があった。

本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、バリスタなどの保護素子を装着する際に、半田付けによらず、また、衝撃にも強い構造の整流子モータおよびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は上記の目的を達成するために、整流子に電気的に接続された保護素子を有する整流子モータにおいて、前記保護素子と電気的に接続される接合部材を有し、前記接合部材と整流子ライザとが溶接によって電気的に接続されていることを特徴とする。

また本発明は、前記保護素子は、前記接合部材と嵌合によって電気的に接続されていることを特徴とする。

また本発明は、前記接合部材は、嵌合した前記保護素子を挟持するコの字状のクリップであることを特徴とする。

また本発明は、前記コの字状のクリップの挟持片の面間隔は、入口側から奥側への中間位置において最も小さくなることを特徴とする。

また本発明は、前記クリップは、前記保護素子と接触する面にメッキを施されていることを特徴とする。

また本発明は、前記クリップは、前記保護素子と接触する面に溝が設けられ、該溝にクラッド材を埋め込まれて成ることを特徴とする。

また本発明は、前記保護素子がリングバリスタであることを特徴とする。

また本発明は、整流子に電気的に接続されたリングバリスタを有する整流子モータの製造方法において、該整流子モータの極数と同数のコの字状のクリップのそれぞれを、前記リングバリスタの電極に嵌合させ、該クリップによって該リングバリスタを挟持するステップと、前記クリップのそれぞれが前記整流子の整流子ライザの位置に来るように周方向の位置決めをし、前記クリップと前記整流子ライザとを溶接によって電気的に接続するステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、バリスタなどの保護素子を装着する際に、半田付けによらず、また、衝撃にも強い構造の整流子モータおよびその製造方法を提供することができる。

すなわち本発明によれば、保護素子の接合に半田を使用しないため、洗浄が不要であり、環境上好ましいし、生産工程を簡素化することができるという効果を奏する。

また本発明によれば、溶接による接合のため、接合強度が高く、接合信頼性が向上するという効果を奏する。

また本発明によれば、大電流タイプのモータにも保護素子を装着することができ、モータ性能の向上を図ることができるという効果を奏する。

また本発明によれば、保護素子を接合部材で挟持し、この状態の接合部材をライザに溶接するようにしたので、従来のバリスタの電極に端子板を溶接した場合のような接合界面（溶接部）が脆いという問題を解消することができるという効果を奏する。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明による整流子モータの一実施形態のロータを示す斜視図である。

このロータ１において、整流子モータの回転軸であるシャフト４には整流子５およびアーマチュアコア２が設けられる。アーマチュアコア２は打ち抜いた３極の磁性板を必要枚数積層して構成され、各極に対応してアーマチュアコイル３が巻回される。

なお、本発明はモータの極数に依存するものではなく、本実施形態では、見易さのために３極の整流子モータを例にしている。

この図１に示すロータ１では、保護素子であるリングバリスタ８の電極に対して接合部材であるクリップ９を嵌合させ、このクリップ９の下端と、整流子５の整流子片６のそれぞれに対応付けられた整流子ライザ７とを溶接することによって、リングバリスタ８を電気的に接続するようにしている。図１において、１０は溶接時に生じた溶接体であるアーク玉である。

なお、アーマチュアコイル３に整流子５を介して通電するためには、アーマチュアコイル３の端末部分を、極を合わせて整流子ライザ７に接続する必要があり、本実施の形態ではアーマチュアコイル３の端末部分を整流子ライザ７に接続するにあたり、クリップ９の下端と整流子ライザ７とを溶接する際に、アーマチュアコイル３の端末部分も一緒に溶接して接続してもよい。

このアーマチュアコイル３の端末部分については、図面の見易さのため、図示を省略している。

図２は、図１に示したロータ１を分解して示す斜視図であり、（ａ）はリングバリスタ８を示す図であり、（ｂ）はクリップ９を示す図であり、（ｃ）はリングバリスタ８を装着する前のロータを示す図である。

図２（ａ）に示すように、リングバリスタ８はリング状である。本実施の形態では、保護素子としてこのリングバリスタ８を用いているが、本発明はこれに限られるものではなく、抵抗器などの保護素子を用いてもよい。リングバリスタ８は円周上に３個（整流子モータの極数と同数）の電極（不図示）を等間隔に有し、この電極位置にクリップ９が嵌合させられる。

図２（ｂ）に示すように、クリップ９はコの字状に口を開いており、この口に保護素子であるリングバリスタ８を嵌合可能なように構成されている。クリップ９は導電性のある金属製であればよいが、ＳＵＳまたは銅などを用いて、バネ性を有して嵌合時にリングバリスタ８を挟持する構成であることが望ましい。

さらにクリップの挟持片の面間隔は入口側から奥側への中間位置で最も小さくなるように形成し、挟持を確実にすることが望ましい。

また、リングバリスタ８とクリップ９との接触抵抗を安定化させるために、リングバリスタ８の電極と接触する、クリップ８の面にメッキを施したり、クリップ８に溝を掘り、そこにクラッド材を埋め込んだりすることが望ましい。

図２（ｃ）に示すように、本実施形態では、３極の整流子モータであるため整流子５の整流子片６は３方に設けられ、この３個の整流子片６のそれぞれに対応付けられて３個の整流子ライザ７が設けられている。

次に、図面を参照しながら、本実施形態の整流子モータにおけるロータ１の製造方法について説明する。

図３は、図１に示したロータ１の製造方法を説明する斜視図である。

本実施形態のロータ１を製造する際、まず、図２（ａ）に示したリングバリスタ８の電極に、極数と同数のクリップ９を嵌合させる。この実施形態では３個のクリップ９を嵌合させる。

続いて、クリップ９を嵌合させた状態のリングバリスタ８を、図３に示すように、シャフト４の上方から降ろし、３個のクリップ９と３個の整流子ライザ７との周方向位置を合わせて配置する。

次に、３個のクリップ９と３個の整流子ライザ７とを、それぞれ溶接する。この溶接の際には、リングバリスタ８と整流子ライザ７との位置がずれないように、リングバリスタ８を上方から押さえながら行うのが望ましい。溶接の種類としては、アーク溶接、レーザ溶接などを用いることができる。

図４は、図１に示したロータ１を、アーク玉１０の位置で切断して見た側断面図である。

図４に示すように、本実施形態によれば、リングバリスタ８はクリップ９によって挟持され、クリップ９と整流子ライザ７とは溶接されてアーク玉１０とともに固着されている。

なお、クリップ９と整流子ライザ７とを溶接する際に、アーマチュアコイル３の端末部分も一緒に溶接して接続するのが望ましい。

図５は、図１に示したロータ１を用いた整流子モータの構造を示す図であり、（ａ）は整流子モータの上部を破断して示す部分側断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＶＢ方向から見た断面図である。

図５（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態の整流子モータ１５は、図１に示したモータフレーム１２内にロータ１を有し、ロータ１の整流子５に通電するブラシ１４を設けて成り、また、ロータ１の周囲にはステータ側のマグネット１１を備え、さらに、シャフト４を支承する軸受１３を設けて構成されている。

本発明による整流子モータの一実施形態のロータを示す斜視図である。 図１に示したロータ１を分解して示す斜視図であり、（ａ）はリングバリスタ８を示す図であり、（ｂ）はクリップ９を示す図であり、（ｃ）はリングバリスタ８を装着する前のロータを示す図である。 図１に示したロータ１の製造方法を説明する斜視図である。 図１に示したロータ１を、アーク玉１０の位置で切断して見た側断面図である。 図１に示したロータ１を用いた整流子モータの構造を示す図であり、（ａ）は整流子モータの上部を破断して示す部分側断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＶＢ方向から見た断面図である。 特許文献１に記載された整流子モータのロータ構造を示す側断面図である。

符号の説明

１ ロータ
２ アーマチュアコア
３ アーマチュアコイル
４ シャフト
５、１０５ 整流子
６ 整流子片
７ 整流子ライザ
８ リングバリスタ
９ クリップ（接合部材）
１０ アーク玉（溶接体）
１１ マグネット
１２ モータフレーム
１３ 軸受
１４ ブラシ
１５ 整流子モータ

Claims (8)

1. 整流子に電気的に接続された保護素子を有する整流子モータにおいて、
   前記保護素子と電気的に接続される接合部材を有し、前記接合部材と整流子ライザとが溶接によって電気的に接続されていることを特徴とする整流子モータ。
2. 前記保護素子は、前記接合部材と嵌合によって電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の整流子モータ。
3. 前記接合部材は、嵌合した前記保護素子を挟持するコの字状のクリップであることを特徴とする請求項１または２に記載の整流子モータ。
4. 前記コの字状のクリップの挟持片の面間隔は、入口側から奥側への中間位置において最も小さくなることを特徴とする請求項３に記載の整流子モータ。
5. 前記クリップは、前記保護素子と接触する面にメッキが施されていることを特徴とする請求項３に記載の整流子モータ。
6. 前記クリップは、前記保護素子と接触する面に溝が設けられ、該溝にクラッド材を埋め込まれて成ることを特徴とする請求項３に記載の整流子モータ。
7. 前記保護素子がリングバリスタであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の整流子モータ。
8. 整流子に電気的に接続されたリングバリスタを有する整流子モータの製造方法において、
   該整流子モータの極数と同数のコの字状のクリップのそれぞれを、前記リングバリスタの電極に嵌合させ、該クリップによって該リングバリスタを挟持するステップと、
   前記クリップのそれぞれが前記整流子の整流子ライザの位置に来るように周方向の位置決めをし、
   前記クリップと前記整流子ライザとを溶接によって電気的に接続するステップと、
   を有することを特徴とする整流子モータの製造方法。

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