JP2009124778A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】最悪条件下でも、外部接続端子と内部接続端子の接続状態を、はんだ等に左右されることなく安定的に確保することができる回転電機を提供する。
【解決手段】本発明のスタータ用モータ１は、固定子２と、回転子３と、外部接続端子４とブラシ装置５とから構成されている。ブラシ装置５は、正極側のブラシ５０を外部接続端子４に接続する正極側内部接続端子５１２を備えている。正極側内部接続端子５１２の端部には、外部接続端子４の下方端部を後方へ押圧する押圧部５１２ａが形成されている。そのため、外部接続端子４と正極側内部接続端子５１２とを常に接触させることができる。従って、はんだ等に左右されることなく、外部接続端子４と正極側内部接続端子５１２の接続状態を安定的に確保することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、外部接続端子と、内部接続端子とを備えた回転電機に関する。

従来、外部接続端子と、内部接続端子とを備えた回転電機として、例えば特許文献１に開示された回転電機がある。この回転電機は、ターミナル部材と、ターミナルとを備えている。ターミナル部材は、一端部をエンドフレームの外部に、他端部をエンドフレームの内部にそれぞれ突出させた状態でエンドフレームに固定されている。ターミナルは、樹脂からなるホルダプレートに一体的に成形され、エンドフレーム内に収容されている。ターミナルは、ブラシに接続されている。ターミナル部材の他端部と、ホルダプレートの外周面から突出するターミナルの端部とは、互いに直交した状態で係合し接続されている。具体的には、ターミナルの端部に形成されたスリット状の切り欠き部に、ターミナル部材の他端部を直交した状態で係合させはんだ付けされている。これにより、はんだ付けされた接続部分を目視で確認することができる。
特開平１−２４８９３８号公報

ところで、ターミナルの端部に形成された切り欠き部の寸法は、各部品の寸法のばらつきを考慮して大きめに設定される傾向にある。そのため、通常ではほとんどないが、最悪条件の場合に限り、ターミナル部材とターミナルの切り欠き部との間に隙間が生じる可能性がある。この場合、はんだが隙間に浸透することにより、ターミナル部材とターミナルの接続状態が確保されることとなる。隙間の寸法は、各部品の寸法によってばらつく。それに伴って隙間に浸透するはんだの量もばらつく。そのため、隙間に浸透するはんだの量に左右され、接続状態を安定して確保することが困難であった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、最悪条件下でも、外部接続端子と内部接続端子の接続状態を、はんだ等に左右されることなく安定的に確保することができる回転電機を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段及び発明の効果

そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、互いに接続される外部接続端子の他端部及び内部接続端子の一端部のうち、いずれか一方が他方を押圧することで、はんだ等に左右されることなく、接続状態を安定的に確保できることを思いつき、本発明を完成するに至った。

すなわち、請求項１に記載の回転電機は、一端部をケースの外部に、他端部をケースの内部にそれぞれ突出させた状態でケースに固定される外部接続端子と、一端部が外部接続端子の他端部に、他端部がコイルにそれぞれ接続される内部接続端子と、を備えた回転電機において、外部接続端子の他端部及び内部接続端子の一端部のうち、いずれかに一方が他方を押圧することを特徴とする。この構成によれば、外部接続端子の他端部及び内部接続端子の一端部のうち、いずれか一方が他方を押圧する。そのため、外部接続端子と内部接続端子とを常に接触させることができる。従って、最悪条件下でも、はんだ等に左右されることなく、外部接続端子と内部接続端子の接続状態を安定的に確保することができる。

請求項２に記載の回転電機は、請求項１に記載の回転電機において、外部接続端子及び内部接続端子は、板状の部材からなり、外部接続端子の他端部及び内部接続端子の一端部のうち、いずれか一方は、板厚方向に円弧状に屈曲成形され、他方を押圧する押圧部を有することを特徴とする。この構成によれば、押圧部によって、相手方を確実に押圧することができる。しかも、押圧部が円弧状に屈曲成形されているため、相手方の形状に左右されることなく安定して押圧することができる。

請求項３に記載の回転電機は、請求項２に記載の回転電機において、押圧部は、複数の押圧片に分割されていることを特徴とする。この構成によれば、相手方の被押圧面の向きに左右されることとなく、安定して押圧することができる。

請求項４に記載の回転電機は、請求項１〜３のいずれかに記載の回転電機において、内部接続端子は、ケース内に収容されるブラシホルダに固定され、内部接続端子の他端部は、ブラシ及びコンミテータを介してコイルに接続されていることを特徴とする。この構成によれば、最悪条件下でも、外部接続端子と内部接続端子の接続状態を、はんだ等に左右されることなく安定的に確保できる直流モータを構成することができる。

次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る回転電機を、車両においてエンジンを始動するスタータ用モータに適用した例を示す。

まず、図１〜図６を参照してスタータ用モータの構成について説明する。ここで、図１は、本実施形態におけるスタータ用モータの側面から見た断面図である。図２は、外部接続端子及び正極側内部接続端子周辺の側面から見た断面図である。図３は、図２における外部接続端子と正極側内部接続端子の接触部分の拡大図である。図４は、外部接続端子及び正極側内部接続端子周辺の正面図である。図５は、外部接続端子の取付け角度を変更した場合における外部接続端子及び正極側内部接続端子周辺の側面から見た拡大断面図である。図６は、図５におけるＡ−Ａ矢視断面図である。なお、図中における前後方向及び上下方向は、方向を区別するために便宜的に導入したものである。

図１に示すように、スタータ用モータ１（回転電機）は、固定子２と、回転子３と、外部接続端子４と、ブラシ装置５とから構成される直流モータである。

固定子２は、磁束を発生する部材である。固定子２は、ヨーク２０と、複数の磁石２１とから構成されている。ヨーク２０は、磁路の一部を構成する磁性体からなる円筒状の部材である。磁石２１は、磁束を発生する円弧板状の部材である。磁石２１は、ヨーク２０の内周面に、周方向に等間隔に配置され固定されている。固定子２の前方端部には、金属からなる略円筒状のフロントハウジング２２が固定されている。また、後方端部には、金属からなる略有底円筒状のエンドフレーム２３（ケース）が、開口部を覆うように固定されている。エンドフレーム２３の底部には、スタータ用モータ１を車体に固定するとともに接地するステー部２３０が形成されている。また、周壁部には、外部接続端子４を固定する貫通孔２３１が形成されている。

回転子３は、ブラシ装置５を介して供給される電流が流れ、固定子２の発生する磁束と鎖交することで、回転力を発生する部材である。回転子３は、回転軸３０と、電機子コア３１と、電機子コイル３２と、コンミテータ３３とから構成されている。回転軸３０は、金属からなる略円柱状の部材である。電機子コア３１は、磁路の一部を構成するとともに、電機子コイル３２を収容する磁性体からなる円柱状の部材である。電機子コア３１には、電機コイル３２を収容する複数のスロット３１０が周方向に等間隔に形成されている。電機子コア３１は、回転軸３０に固定されている。電機子コイル３２は、ブラシ装置５を介して供給される電流が流れる線状の導体からなる部材である。電機子コイル３２は、電機子コア３１のスロット３１０に収容されている。電機子コイル３２の後方端部は、コンミテータ３３に接続されている。コンミテータ３３は、電機子コイル３２に流れる電流を切替えるための、導体からなる複数のセグメントによって構成される円柱状の部材である。コンミテータ３３は、電機子コイル３２が収容された電機子コア３１の後方に隣接した状態で、回転軸３０に固定されている。

このように構成された回転子３は、電機子コア３１の外周面を磁石２１の内周面と所定間隔を隔てて対向させた状態で、軸受３４、３５を介して、フロントハウジング２２及びエンドフレーム２３に回転可能に支持されている。

外部接続端子４は、ケーブルを介してバッテリ（図略）の正極端子に接続され、ブラシ装置５に電流を供給する金属からなる略長方形板状の部材である。図２〜図４に示すように、外部接続端子４の長手方向中間部には、樹脂からなる略円柱状のボス部４０が形成されている。外部接続端子４は、上方端部をエンドフレーム２３の外部に、下方端部をエンドフレーム２３の内部にそれぞれ突出させた状態で、ボス部４０をエンドフレーム２３の貫通孔２３１に圧入し、固定されている。具体的には、外部接続端子４の前方表面及び後方表面が、回転子３の軸方向に対して直交するように固定されている。

図１に示すように、ブラシ装置５は、回転子３に電流を供給する装置である。ブラシ装置５は、ブラシ５０と、ブラシホルダ５１と、スプリング５２とから構成されている。

ブラシ５０は、コンミテータ３３に電流を供給する導電性を有するカーボンからなる略直方体状の部材である。

ブラシホルダ５１は、ブラシ５０をコンミテータ３３の径方向に往復動可能に支持するとともに配線する、絶縁性を有する樹脂からなる部材である。ブラシホルダ５１は、基部５１０と、ブラシ保持部５１１とから構成されている。ブラシホルダ５１には、負極側のブラシ（図略）をエンドフレーム２３に接続する金属からなる負極側内部接続端子（図略）が組付けられている。また、基部５１０には、正極側のブラシ５０を外部接続端子４の下方端部に接続する金属からなる正極側内部接続端子５１２（内部接続端子）が一体的に成形されている。正極側内部接続端子５１２は、正極側のブラシ５０に接続されている。図２〜図４に示すように、基部５１０の外周面から突出する略長方形板状の端部は、クランク状に屈曲成形されている。その先端部には、外部接続端子４の下方端部を後方へ押圧する押圧部５１２ａが形成されている。押圧部５１２ａは、先端部を板厚方向、後方に円弧状に屈曲成形して構成されている。また、コンミテータ３３の径方向に延びるスリット状の切り欠き部５１２ｂによって２つの押圧片５１２ｃ、５１２ｄに分割されている。図１に示すように、スプリング５２は、ブラシホルダ５１によって支持されるブラシ５０をコンミテータ３３の軸心側に押圧する部材である。スプリング５２は、一端部をブラシ保持部５１１に、他端部をブラシ５０にそれぞれ当接させた状態でブラシホルダ５１内に収容されている。

ブラシ装置５は、外部接続端子４の固定されたエンドフレーム２３内に、正極側内部接続端子５１２の押圧部５１２ａが外部接続端子４の下方端部の前方表面に当接するように、前方から収容され固定されている。図２〜図４に示すように、正極側内部接続端子５１２の押圧部５１２ａは、外部接続端子４の下方端部に当接し前方へ弾性変形する。これにより、押圧部５１２ａが外部接続端子４の下方端部を後方へ押圧して、下方端部に常時接触することとなる。この状態で、外部接続端子４の下方端部と正極側内部接続端子５１２の押圧部５１２ａとがはんだ付けされる。そのため、各部品の寸法がばらついて、例えば外部接続端子４の位置が前後しても、はんだに左右されることなく、接続状態を安定的に確保することができる。

ところで、車両搭載時におけるケーブルの引き回し上の制約から、図５及び図６に示すように、外部接続端子４の前方表面及び後方表面が、回転子３の軸方向に対して例えば４５度となるように固定したい場合がある。押圧部５１２ａは、切り欠き部５１２ｂによって、２つの押圧片５１２ｃ、５２１ｄに分割されている。そのため、押圧片５１２ｃが外部接続端子４の下方端部の前方角部を、押圧片５１２ｄが下方端部の前方表面略中央部をそれぞれ押圧することができる。そのため、このような条件下においても、外部接続端子４の下方端部に常時接触することができる。

次に、図１を参照して動作について説明する。図１において、バッテリから電流が供給されると、外部接続端子４、ブラシ装置５及びコンミテータ３３介して電機子コイル３２に電流が流れる。電機子コイル３２に流れる電流が磁石２１の発生する磁束と鎖交することで回転力が発生し、回転子３が回転する。この回転力が減速器等を介して伝達され、エンジンが始動する。

最後に、効果について説明する。本実施形態によれば、正極側内部接続端子５１２の端部が、外部接続端子４の下方端部を後方へ押圧する。そのため、外部接続端子４と正極側内部接続端子５１２とを常に接触させることができる。従って、最悪条件下でも、はんだに左右されることなく、外部接続端子４と正極側内部接続端子５１２の接続状態を安定的に確保できるスタータ用モータ１を構成することができる。

また、本実施形態によれば、正極側内部接続端子５１２の端部に形成された押圧部５１２ａによって、外部接続端子４の下方端部を確実に押圧することができる。しかも、押圧部５１２ａが円弧状に屈曲成形されているため、外部接続端子４の下方端部の形状に左右されることなく安定して押圧することができる。

さらに、本実施形態によれば、図２及び図５に示すように、外部接続端子４の前方表面及び後方表面の向き、取付け角度が変わっても、同一の構成で、外部接続端子４の下方端部を安定して押圧することができる。そのため、外部接続端子４や正極側内部接続端子５１２を変更することなく対応でき、コストの上昇を抑えることができる。

なお、本実施形態では、正極側内部接続端子５１２の端部が外部接続端子４の下方端部を押圧している例を挙げているが、これに限られるものではない。外部接続端子４の下方端部に押圧部を設け、正極側内部接続端子５１２の端部を押圧するようにしてもよい。

また、本実施形態では、押圧部５１２が、２つの押圧片５１２ｃ、５１２ｄに分割されている例を挙げているが、これに限られるものではない。押圧部５１２は、３つ以上の押圧片に分割されていてもよい。

さらに、本実施形態では、図５及び図６に示すように、外部接続端子４の前方表面及び後方表面が、回転子３の軸方向に対して４５度となるように固定される例を挙げているが、これに限られるものではない。押圧部５１２ａの形状及び寸法を調整することで、取付け角度をより広くすることができる。

本実施形態におけるスタータ用モータ用モータの側面から見た断面図である。 外部接続端子及び正極側内部接続端子周辺の側面から見た断面図である。 図２における外部接続端子と正極側内部接続端子の接触部分の拡大図である。 外部接続端子及び正極側内部接続端子周辺の正面図である。 外部接続端子の取付け角度を変更した場合における外部接続端子及び正極側内部接続端子周辺の側面から見た拡大断面図である。 図５におけるＡ−Ａ矢視断面図である。

符号の説明

１・・・スタータ用モータ（回転電機）、２・・・固定子、２０・・・ヨーク、２１・・・磁石、２２・・・フロントハウジング、２３・・・エンドフレーム（ケース）、２３０・・・ステー部、２３１・・・貫通孔、３・・・回転子、３０・・・回転軸、３１・・・電機子コア、３１０・・・スロット、３２・・・電機子コイル、３３・・・コンミテータ、３４、３５・・・軸受、４・・・外部接続端子、４０・・・ボス部、５・・・ブラシ装置、５０・・・ブラシ、５１・・・ブラシホルダ、５１０・・・基部、５１１・・・ブラシ保持部、５１２・・・正極側内部接続端子（内部接続端子）、５１２ａ・・・押圧部、５１２ｂ・・・切り欠き部、５１２ｃ、５１２ｄ・・・押圧片、５２・・・スプリング

Claims (4)

1. 一端部をケースの外部に、他端部を前記ケースの内部にそれぞれ突出させた状態で前記ケースに固定される外部接続端子と、
   一端部が前記外部接続端子の前記他端部に、他端部がコイルにそれぞれ接続される内部接続端子と、
   を備えた回転電機において、
   前記外部接続端子の前記他端部及び前記内部接続端子の前記一端部のうち、いずれか一方が他方を押圧することを特徴とする回転電機。
2. 前記外部接続端子及び前記内部接続端子は、板状の部材からなり、
   前記外部接続端子の前記他端部及び前記内部接続端子の前記一端部のうち、いずれか一方は、板厚方向に円弧状に屈曲成形され、他方を押圧する押圧部を有することを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
3. 前記押圧部は、複数の押圧片に分割されていることを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
4. 前記内部接続端子は、前記ケース内に収容されるブラシホルダに固定され、
   前記内部接続端子の前記他端部は、ブラシ及びコンミテータを介して前記コイルに接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の回転電機。