JP2018033267A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】整流子の製造に要する作業時間が増大するのを抑制しながら、ノイズを低減することが可能な回転電機を提供する。
【解決手段】この回転電機１００は、複数のセグメント１１を有する整流子１０を備える。整流子１０は、誘電部材１２を含む。複数のセグメント１１は、それぞれ、誘電部材１２の径方向外側に配置され、ブラシ摺動面４１およびブラシ摺動面４１とは径方向の反対側に設けられた第１面４２を有する第１部分４０と、誘電部材１２の径方向内側に配置され、径方向外側から見て、隣接するセグメント１１の第１部分４０の第１面４２にオーバーラップする位置に配置されている第２面５１を有する第２部分５０とを含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、回転電機に関する。

従来、複数のセグメントを有する整流子を備える回転電機が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、複数の金属セグメントを有する電動モータ用整流子が開示されている。この整流子には、金属セグメントと同数個の表面実装部品（ＳＭＤ）型のコンデンサが設けられている。また、このコンデンサには、２つの電気端子が設けられている。そして、２つの電気端子は、互いに隣接する２つの金属セグメントに、それぞれ個別に半田付けされることにより接続されている。すなわち、この整流子では、金属セグメントに半田付けされたコンデンサにより、一のセグメントから隣接する他のセグメントにブラシが通過する際に生じる電気アークを抑制して、電気アークに起因するノイズを低減するように構成されている。

上記特許文献１では、複数の金属セグメントと複数のＳＭＤ型のコンデンサとを接続するために、それぞれ、個別に半田付けする作業（接合作業）が必要になる。そして、この接合作業は、単に部品を配置する場合に比べて作業時間が多く必要になる。このため、上記特許文献１では、整流子の製造に要する作業時間が増大するという不都合がある。

そこで、従来、整流子の製造に要する作業時間が増大するのを抑制するために、ＳＭＤ型のコンデンサを用いずに、コンデンサを、誘電性を有する絶縁セグメントと導電セグメントとにより構成する技術も提案されている（たとえば、特許文献２参照）。

上記特許文献２には、導電セグメントと絶縁セグメントとが周方向に交互に配置されたコンデンサ内蔵整流子が開示されている。このコンデンサ内蔵整流子では、絶縁セグメントは、誘電性を有するように構成されている。そして、この絶縁セグメントと、絶縁セグメントを周方向の両側から挟み込むように配置された導電セグメントとにより、コンデンサが構成されている。すなわち、上記特許文献２では、導電セグメントと絶縁セグメントとが周方向にそって交互に隣接して配置されている。また、このコンデンサ内蔵整流子は、絶縁セグメントと導電セグメントとの両方に、ブラシが摺動するように構成されている。

特開２００５−２６１１９１号公報 特開平５−２２６０４７号公報

しかしながら、上記特許文献２では、絶縁セグメントと導電セグメントとは、周方向に交互に隣接して配置されており、絶縁セグメントと導電セグメントとが共に、ブラシに摺動されるように構成されている。ここで、絶縁セグメントと導電セグメントとは、互いに材料が異なるため摩耗量が異なると考えられる。そして、この摩耗量の差異に起因して、絶縁セグメントのブラシ摺動面および導電セグメントのブラシ摺動面の径方向の配置位置が摩耗により変化する。このため、ブラシと導電セグメントとの導通不良が生じて、整流火花（電気アーク）が生じると考えられる。したがって、従来、整流子の製造に要する作業時間が増大するのを抑制しながら、電気アークに起因するノイズを低減するのが困難であるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、整流子の製造に要する作業時間が増大するのを抑制しながら、ノイズを低減することが可能な回転電機を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面における回転電機は、複数のセグメントを有する整流子と、セグメントのブラシ摺動面に径方向外側から当接するブラシとを備え、整流子は、誘電部材を含み、複数のセグメントは、それぞれ、誘電部材の径方向外側に配置され、ブラシ摺動面およびブラシ摺動面とは径方向の反対側に設けられた第１面を有する第１部分と、誘電部材の径方向内側に配置され、径方向外側から見て、隣接するセグメントの第１部分の第１面にオーバーラップする位置に配置されている第２面を有する第２部分とを含む。

この発明の一の局面による回転電機では、上記のように、整流子に、誘電部材を設けて、複数のセグメントに、それぞれ、誘電部材の径方向外側に配置された第１面を有する第１部分と、誘電部材の径方向内側に配置され、径方向外側から見て、隣接するセグメントの第１部分の第１面にオーバーラップする位置に配置されている第２面を有する第２部分とを設ける。これにより、セグメントの第２部分と、隣接するセグメントの第１部分と、誘電部材とにより、コンデンサを構成することができる。その結果、このコンデンサにより、セグメントと隣接するセグメントとの間で電流を流すことができるので、整流子に対するブラシの摺動時に電気アークが生じるのを抑制してノイズを低減することができる。そして、セグメントとは別個に構成されたＳＭＤ型のコンデンサを設ける場合と異なり、セグメントとコンデンサとを個別に半田付けする作業（接合作業）を行う必要がない。その結果、整流子の製造に要する作業時間が増大するのを抑制することができる。また、複数のセグメントに、誘電部材の径方向外側に配置され、ブラシ摺動面およびブラシ摺動面とは径方向の反対側に設けられた第１面を有する第１部分を設ける。これにより、ブラシ摺動面よりも径方向内側に配置されている誘電部材は、整流子に対するブラシの摺動時にブラシと接触しないので、誘電部材とセグメントとを周方向に交互に隣接して配置する場合と異なり、ブラシとセグメントとの導通不良に起因するノイズが発生するのを抑制することができる。これらの結果、整流子の製造に要する作業時間が増大することを抑制しながら、ノイズを低減することができる。

上記一の局面による回転電機において、好ましくは、同じセグメントの第１部分および第２部分は、周方向にずれて配置され、かつ、誘電部材を径方向に挟み込むように形成されている。

このように構成すれば、同一の複数のセグメントを周方向に並列して配置することにより、隣接するセグメント同士および誘電部材によって、複数のコンデンサを構成することができる。その結果、複数のセグメントの構成を共通化することができるので、回転電機の部品の種類が増大するのを抑制することができる。

上記一の局面による回転電機において、好ましくは、セグメントは、第１部分と第２部分とを、誘電部材の回転軸方向の一方側を経由して接続する接続部分を含み、第１部分、第２部分、および、接続部分は、一体的に構成されている。

このように構成すれば、第１部分、第２部分、および、接続部分を有するセグメントが一体的に構成されるので、部分ごとに個別に構成する場合に比べて、部品点数を削減することができる。また、接続部分を、誘電部材の回転軸方向の一方側を経由して第１部分と第２部分とを接続するように構成することにより、第１部分と第２部分とを容易に接続することができる。

上記一の局面による回転電機において、好ましくは、第２部分の回転軸方向の長さは、第１部分の回転軸方向の長さよりも小さい。

このように構成すれば、回転軸方向において、第２部分の長さは、ブラシ摺動面を有する第１部分の長さよりも小さいので、セグメントに第２部分を設けることによる回転電機の回転軸方向の大型化を抑制することができる。

上記一の局面による回転電機において、好ましくは、誘電部材は、回転軸方向に見て、円環形状を有する。

このように構成すれば、誘電部材を、１つの円環形状に形成することができるので、誘電部材を複数設ける場合に比べて、回転電機の部品点数が増大するのを抑制することができる。

［付記項］
なお、本出願では、上記一の局面による回転電機とは別に、以下のような他の構成も考えられる。

（付記項１）
すなわち、上記第１部分、第２部分、および、接続部分が一体的に構成されている回転電機において、第１部分、第２部分、および、接続部分は、金属の板状部材により一体的に構成されていてもよい。

このように構成すれば、金属の板状部材を加工（成形）することにより、容易に、第１部分、第２部分、および、接続部分が一体的に構成されたセグメントを構成することができる。また、セグメントをセラミックにより構成する場合には、ブラシ摺動面の精度や粗さを仕上げる機械加工を行うのが困難となる。この点に対して、本発明では、セグメント（第１部分）を金属の板状部材により構成するので、ブラシ摺動面の精度や粗さを仕上げる機械加工を行うことができる。

（付記項２）
また、上記一の局面による回転電機において、複数のセグメントおよび誘電部材は、樹脂により一体化されていてもよい。

このように構成すれば、複数のセグメントの各々と誘電部材とを個別に接着して固定する場合に比べて、回転電機の製造工程数が増大するのを抑制することができる。

（付記項３）
また、上記複数のセグメントおよび誘電部材が樹脂により一体化されている回転電機において、第１部分は、第１部分の第１面から、径方向内側に向かって突出するとともに、樹脂に係合する係合部を含んでいてもよい。

ここで、整流子が回転する際に、第１部分が樹脂から離れる方向である径方向外側に、第１部分に対して遠心力が加えられる。そして、樹脂と第１部分の第１面との接着強度が十分でない場合には、第１部分が遠心力により樹脂から離れる場合があると考えられる。この点を考慮して、本発明では、上記のように構成することにより、第１部分の係合部が樹脂に係合するので、遠心力により第１部分が樹脂から剥がれるのを抑制することができる。

本発明の第１実施形態による回転電機を模式的に示した断面図である。 本発明の第１実施形態による回転電機の回転体の一部を模式的に示した斜視図である。 本発明の第１実施形態による回転電機のセグメントおよび誘電部材を回転軸方向の一方側から見た図である。 本発明の第１実施形態による回転電機のセグメントの構成を模式的に示した斜視図である。 本発明の第１実施形態による回転電機のセグメントの構成を径方向外側から見た図である。 本発明の第１実施形態による回転電機の整流子の製造方法（打ち抜き）を説明するための図である。 本発明の第１実施形態による回転電機の整流子の製造方法（曲げ成形）を説明するための図である。 本発明の第１実施形態による回転電機の整流子の製造方法（樹脂モールド）を説明するための図である。 本発明の第２実施形態による回転電機の整流子を模式的に示した断面図である。 本発明の第２実施形態による回転電機の係合部を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
図１〜図５を参照して、第１実施形態による回転電機１００の構成について説明する。

（回転電機の構成）
図１に示すように、回転電機１００は、回転体１と、回転軸２（シャフト）と、ステータ３と、ブラシ４とを備える。

なお、本願明細書では、単に「回転軸方向」および「軸方向」と記載した場合は、回転電機１００の回転軸方向を意味し、図１中の回転軸線Ｃ１およびＺ軸に平行な方向を意味する。単に「径方向」と記載した場合には、回転電機１００の径方向を意味する。すなわち、「径方向内側」とは、図１中の矢印Ｒ１方向を意味し、「径方向外側」とは、図１中の矢印Ｒ２方向を意味する。また、単に「周方向」と記載した場合には、回転電機１００の周方向を意味し、図２中の矢印Ａ１方向または矢印Ａ２方向を意味する。

また、回転電機１００は、たとえば、モータ（電動機）、ジェネレータ（発動機）、または、電動機および発動機の両方の機能を有するモータ・ジェネレータとして構成されている。たとえば、回転電機１００は、車両（自動車）のブレーキ用弁の駆動のために用いられるモータ（ブラシ付きモータ）として構成されている。

回転体１は、図１に示すように、整流子１０と、コア２０と、インシュレータ２０ａと、コイル３０とを含む。整流子１０は、ブラシ４からの電力をコイル３０に供給するように構成されている。また、整流子１０は、回転軸２と共に回転される。これにより、整流子１０に接触されるブラシ４の極が正極から負極または負極から正極に切り替えられ、整流子１０は、コイル３０に供給される電流の向きを切り替えるように構成されている。

コア２０は、回転軸２の外周面に固定されている。また、図２に示すように、コア２０には、複数（たとえば、１６個）のティース２１が径方向外側に突出するように設けられている。そして、互いに隣接するティース２１同士の間に、スロット２２が形成される。また、図１に示すように、コイル３０は、コア２０にインシュレータ２０ａを介して巻回されている。たとえば、コイル３０は、２つのティース２１に跨るように、分布巻により巻回され、スロット２２に配置されている。そして、インシュレータ２０ａは、ティース２１の矢印Ｚ１方向側の面およびティース２１のスロット２２側を覆うように配置されている。また、インシュレータ２０ａは、たとえば、樹脂により構成されており、コア２０とコイル３０とを絶縁する機能を有する。

回転軸２は、図１に示すように、回転軸線Ｃ１を中心に回転体１を回転可能に支持している。回転軸２は、図示しないベアリングにより、ステータ３（回転電機１００のケース）に対して回転可能に支持されている。

ステータ３は、複数の永久磁石を含み、回転体１の径方向外側（回転電機１００のケース）に固定されている。また、ステータ３は、回転体１の径方向外側に対向する位置に配置されている。すなわち、回転電機１００は、インナーロータ型のモータとして構成されている。そして、回転体１のコイル３０に電力が供給されることにより生じる磁力と、ステータ３の永久磁石による磁力とにより、回転体１と回転軸２とが回転するように構成されている。

ブラシ４は、整流子１０に電力を供給するように構成されている。ブラシ４は、たとえば、グラファイト粒子を含む材料がプレス成型されて形成されている。そして、ブラシ４は、複数設けられている。また、ブラシ４は、整流子１０に対して径方向外側に対向するように配置されている。そして、ブラシ４は、整流子１０の後述するブラシ摺動面４１に径方向外側から当接している。また、ブラシ４は、周方向に移動しないように回転電機１００内部に固定されており、整流子１０が回転軸２と共に回転することにより、ブラシ４がブラシ摺動面４１に摺動するように構成されている。

（整流子の構成）
ここで、第１実施形態では、図２および図３に示すように、整流子１０は、複数のセグメント１１と、誘電部材１２と、支持体１３とを含む。

複数のセグメント１１は、図３に示すように、たとえば、１６個設けられている。複数のセグメント１１は、回転軸方向から見て、隣接するセグメント１１同士が周方向に隙間ＣＬ（図４参照）を有するように、等角度間隔に配置されている。ここで、第１実施形態では、複数のセグメント１１は、それぞれ、第１部分４０と、第２部分５０と、接続部分６０と、導線接合部分７０とを含む。

また、セグメント１１は、金属（たとえば、銅）により構成されている。好ましくは、図４に示すように、セグメント１１は、厚みｔ１を有する板状部材（板金）を成形して形成されている。

そして、たとえば、複数（１６個）のセグメント１１は、１つの板金が成形された後、複数に分割される（図６参照）ことにより形成されている。具体的には、隣接するセグメント１１のそれぞれの第１部分４０の周方向の間に、隙間ＣＬが設けられることにより、隣接するセグメント１１が互いに分割されている。

誘電部材１２は、誘電性を有する材料を含む。たとえば、誘電部材１２は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ₃）を含む、セラミック材料から構成されている。ここで、第１実施形態では、図３に示すように、誘電部材１２は、矢印Ｚ１方向側から見て、円環形状を有する。具体的には、誘電部材１２は、厚みｔ２（図４参照）を有し、軸方向に長さＬ１（図５参照）を有する筒状に形成されている。

支持体１３は、図１に示すように、複数のセグメント１１と誘電部材１２とを一体的に固定するように構成されている。具体的には、支持体１３は、樹脂モールドとして構成されているとともに、複数のセグメント１１および誘電部材１２の径方向内側の部分および矢印Ｚ１方向側の部分を覆うように成形されている。たとえば、支持体１３は、フェノール樹脂を含む。そして、支持体１３により、複数のセグメント１１と誘電部材１２とが互いに固定されている。

また、支持体１３は、図２に示すように、径方向内側に回転軸２を挿入して配置可能な貫通孔１３ａを有する。そして、支持体１３は、回転軸２が貫通孔１３ａに配置された状態で、回転軸２に固定されている。これにより、回転軸２と整流子１０とは、一体的に回転可能に構成されている。

（コンデンサの構成）
図３に示すように、整流子１０では、複数のセグメント１１と誘電部材１２とによりコンデンサ８０が構成されている。以下、具体的に説明する。

図３に示すように、複数のセグメント１１は、それぞれ、略同一の形状を有するように構成されている。また、複数のセグメント１１は、それぞれ、円環形状を有する誘電部材１２を径方向に挟むように、誘電部材１２に沿って並列して配置されている。

具体的には、セグメント１１の第１部分４０は、誘電部材１２の径方向外側に配置されている。第２部分５０は、誘電部材１２の径方向内側に配置されている。そして、第１部分４０と誘電部材１２とは、接触（面接触）しているか、または、近接している。また、第２部分５０と誘電部材１２とは、接触（面接触）しているか、または、近接している。そして、接続部分６０は、第１部分４０と第２部分５０とを、誘電部材１２の回転軸方向の一方側（矢印Ｚ１方向側）を経由して接続するように構成されている。

ここで、第１実施形態では、図４に示すように、第１部分４０、第２部分５０、および、接続部分６０は、一体的に構成されている。好ましくは、第１部分４０、第２部分５０、および、接続部分６０は、金属（たとえば、銅を含む）の板状部材（板金）により一体的に構成されている。言い換えると、第１部分４０は、板金により一体的に形成されたセグメント１１の径方向外側の部分である。第２部分５０は、板金により一体的に形成されたセグメント１１の径方向内側の部分である。接続部分６０は、板金により一体的に形成されたセグメント１１の誘電部材１２よりも矢印Ｚ１方向側の部分である。また、第１部分４０、第２部分５０、接続部分６０、および、導線接合部分７０は、一体的に構成されている。

第１部分４０は、図４に示すように、第１部分４０の径方向外側の面として、ブラシ４（図１参照）に摺動するブラシ摺動面４１を有する。なお、ブラシ４は、セグメント１１の各部分のうちのブラシ摺動面４１のみに摺動するように配置されている。また、第１実施形態では、第１部分４０は、ブラシ摺動面４１とは径方向の反対側（径方向内側）に設けられた第１面４２を有する。具体的には、第１部分４０のブラシ摺動面４１を表面とした場合、第１面４２は、第１部分４０の裏面である。たとえば、図５に示すように、第１部分４０は、径方向外側から見て、軸方向に長さＬ１および周方向に長さＬ２の略矩形形状を有するように構成されている。

第２部分５０は、図５に示すように、径方向外側から見て、隣接するセグメント１１の第１部分４０の第１面４２にオーバーラップする位置に配置されている第２面５１を有する。たとえば、複数のセグメント１１は、径方向外側から見て、第１面４２と第２面５１とがオーバーラップする領域Ｂを形成する。

たとえば、図５に示すように、第２部分５０は、径方向外側から見て、軸方向に長さＬ３および周方向に長さＬ４の略矩形形状を有するように構成されている。ここで、本実施形態では、第２部分５０の軸方向の長さＬ３は、第１部分４０の軸方向の長さＬ１よりも小さい。また、第２部分５０の軸方向の長さＬ３は、誘電部材１２の軸方向の長さＬ５よりも小さい。また、第２部分５０の周方向の長さＬ４は、第１部分４０の周方向の長さＬ２よりも小さい。そして、第２部分５０の少なくとも一部は、径方向外側から見て、第１部分４０の内側に配置されている。たとえば、図５では、第２部分５０の全体が、径方向外側から見て、第１部分４０の内側に配置されている例を示している。この場合、領域Ｂの軸方向の長さは、長さＬ３に一致して、領域Ｂの周方向の長さは、長さＬ４に一致する。

これにより、図４に示すように、第２部分５０と隣接するセグメント１１の第１部分４０と、誘電部材１２のうちの領域Ｂに対応する部分とは、コンデンサ８０を構成する。そして、コンデンサ８０の静電容量Ｃは、真空の誘電率をε０、誘電部材１２の比誘電率をεｒ、領域Ｂの面積をＳ、誘電部材１２の厚みをｔ２、第１部分４０と誘電部材１２との隙間と第２部分５０と誘電部材１２との隙間との合計値をσとすると、以下の式（１）を用いて表される。たとえば、図５の場合は、面積Ｓは、長さＬ３に長さＬ４を乗じた値に等しくなる。また、σは、第１部分４０と誘電部材１２とが接触しており、かつ、第２部分５０と誘電部材１２とが接触している場合はゼロとなる。
Ｃ ＝ ε０ × Ｓ／（σ＋ｔ２／εｒ） ・・・ （１）

すなわち、互いに隣接するセグメント１１の間のそれぞれに、上記式（１）の静電容量Ｃを有するコンデンサ８０が形成されている。これにより、複数のセグメント１１のうちの一のセグメント１１にブラシ４が当接している状態から、ブラシ４が離れる際に、一のセグメント１１からコンデンサ８０を介して、隣接する他のセグメント１１に交流電流を流すことが可能になる。その結果、一のセグメント１１とブラシ４との間に、電気アーク（火花）が生じるのを抑制することが可能になる。

また、第１実施形態では、図４に示すように、同一のセグメント１１の第１部分４０と第２部分５０とは、周方向にずれて配置され、かつ、誘電部材１２を径方向に挟み込むように形成されている。なお、本願明細書では、「同一のセグメント１１の第１部分４０と第２部分５０」とは、互いに接続部分６０により接続された第１部分４０および第２部分５０を意味するものとして記載している。

具体的には、図４に示すように、セグメント１１の矢印Ａ２方向側の部分に、第１部分４０が設けられており、セグメント１１の矢印Ａ１方向側の部分に、第２部分５０が設けられている。すなわち、一のセグメント１１の第１部分４０は、矢印Ａ２方向側に隣接する他のセグメント１１の第２部分５０および誘電部材１２と共に、コンデンサ８０を構成している。また、一のセグメント１１の第２部分５０は、矢印Ａ１方向側に隣接する他のセグメント１１の第１部分４０および誘電部材１２と共に、コンデンサ８０を構成する。

接続部分６０は、第１部分４０と第２部分５０とを、誘電部材１２の回転軸方向の一方側を経由して接続するように構成されている。具体的には、接続部分６０は、第１部分４０から矢印Ｚ１方向側に延びるとともに、径方向内側に湾曲するように形成されている。そして、接続部分６０は、第２部分５０の矢印Ｚ１方向側の部分に接続されている。すなわち、接続部分６０は、第１部分４０と第２部分５０との間でアーチ形状を有する。

また、図５に示すように、接続部分６０は、周方向に長さＬ６を有する。たとえば、長さＬ６は、第１部分４０の長さＬ２よりも小さく、かつ、第２部分５０の長さＬ４よりも小さい。

導線接合部分７０は、第１部分４０の矢印Ｚ２方向側の部分（端部）からフック形状に形成されており、フック形状の内部にコイル３０の一部（図１参照）が配置されている。そして、導線接合部分７０は、コイル３０が配置された状態で、たとえば、フュージング溶接されることにより、導線接合部分７０とコイル３０とが接合されている。

（回転電機の製造方法）
次に、図１〜図８を参照して、第１実施形態による回転電機１００の製造方法について説明する。

まず、金属（たとえば、銅）から構成される板部材１１ａと、誘電性を有する材料から構成され円環形状を有する誘電部材１２（図３の誘電部材１２の部分）とが準備される。

図６に示すように、板部材１１ａから複数のセグメント１１が周方向に連続した状態に形成されるように、プレス機により打ち抜き加工される。その後、打ち抜かれた板部材１１ａが、矢印Ｚ１方向側から見て、円環形状にプレス成形（曲げ成形）される。

そして、図７に示すように、板部材１１ａの接続部分６０がプレス成形（曲げ成形）される。なお、図７では、板部材１１ａのうちの１つのセグメント１１に対応する部分のみを図示しているが、板部材１１ａに設けられている全て（１６個）のセグメント１１に対して、曲げ成形が行われる。たとえば、図７（ａ）では、板部材１１ａの接続部分６０および導線接合部分７０がプレス成形される前の状態を示している。図７（ｂ）では、板部材１１ａの接続部分６０および導線接合部分７０が一部プレス成形された状態を示している。図７（ｃ）では、板部材１１ａの接続部分６０および導線接合部分７０がプレス成形された後の状態を示している。

そして、図５に示すように、板部材１１ａの接続部分６０がプレス成形（曲げ成形）されて、一のセグメント１１の第１部分４０と、隣接する他のセグメント１１の第２部分５０とが、径方向外側から見て、オーバーラップする領域Ｂを形成する。好ましくは、図３に示すように、接続部分６０が曲げ成形される際に、第２部分５０が第１部分４０（または誘電部材１２）に沿った形状を有するように曲げ成形される。また、板部材１１ａの矢印Ｚ２方向側の部分がそれぞれ、曲げ成形されることにより、導線接合部分７０がフック形状を有するように形成される。

また、図４に示すように、好ましくは、誘電部材１２を第１面４２の径方向内側に配置した状態で、板部材１１ａの接続部分６０がプレス成形される。これにより、一のセグメント１１の第１部分４０と、隣接する他のセグメント１１の第２部分５０との間に、誘電部材１２の一部が配置された状態になり、コンデンサ８０が形成される。

その後、図８（ａ）に示すように、板部材１１ａと誘電部材１２とが一体的に、樹脂モールド（樹脂成形）される。すなわち、板部材１１ａおよび誘電部材１２の径方向内側と、矢印Ｚ１方向側とを覆うように、樹脂が成形され、支持体１３が形成される。これにより、板部材１１ａと誘電部材１２とが互いに固定される。

その後、図８（ｂ）に示すように、隣接するセグメント１１の間に、隙間ＣＬ（空隙）が形成される。たとえば、切断装置により、隙間ＣＬの部分が削り取られることにより、隣接するセグメント１１同士が分割される。これにより、整流子１０が構成される。

また、図１に示すように、回転軸２と、コア２０と、コイル３０を構成するための導線と、インシュレータ２０ａとが準備される。そして、回転軸２にコア２０が取り付けられる。また、コア２０にインシュレータ２０ａが取り付けられる。

そして、整流子１０の支持体１３の貫通孔１３ａに回転軸２が取り付けられる。そして、インシュレータ２０ａを介してコア２０に導線が巻回され、コイル３０が形成されるとともに、導線が導線接合部分７０に引っ掛かるように配置される。

その後、導線接合部分７０と、導線（コイル３０）とが、フュージング溶接により、接合される。これにより、回転体１が構成される。

その後、図１に示すように、回転体１は、ステータ３およびブラシ４に組み合わされ、回転電機１００が構成される。

［第１実施形態の効果］
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１本実施形態では、上記のように、整流子１０に、複数のセグメント１１と誘電部材１２とを設ける。そして、複数のセグメント１１に、それぞれ、誘電部材１２の径方向外側に配置された第１面４２を有する第１部分４０と、誘電部材１２の径方向内側に配置され、径方向外側から見て、隣接するセグメント１１の第１部分４０の第１面３２にオーバーラップする位置に配置されている第２面５１を有する第２部分５０とを設ける。これにより、セグメント１１の第２部分５０と隣接するセグメント１１の第１部分４０と誘電部材１２とにより、コンデンサ８０を構成することができる。その結果、このコンデンサ８０により、セグメント１１と隣接するセグメント１１との間で電流を流すことができるので、整流子１０に対するブラシ４の摺動時に電気アークが生じるのを抑制してノイズを低減することができる。そして、セグメントとは別個に構成されたＳＭＤ型のコンデンサを設ける場合と異なり、セグメント１１とコンデンサ８０とを個別に半田付けする作業（接合作業）を行う必要がない。その結果、整流子１０の製造に要する作業時間が増大するのを抑制することができる。また、上記接合作業がない分、接合不良が生じない。

また、複数のセグメント１１に、誘電部材１２の径方向外側に配置され、ブラシ摺動面４１およびブラシ摺動面４１とは径方向の反対側に設けられた第１面４２を有する第１部分４０を設ける。これにより、ブラシ摺動面４１よりも径方向内側に配置されている誘電部材１２は、整流子１０に対するブラシ４の摺動時にブラシ４と接触しないので、誘電部材とセグメントとを周方向に交互に隣接して配置する場合と異なり、ブラシ４とセグメント１１との導通不良が生じてノイズが発生するのを抑制することができる。たとえば、誘電部材とセグメントとを周方向に交互に隣接して配置する構成において、ブラシとセグメントとの間で導通不良が生じて整流火花・熱が発生した場合、誘電部材の物性が変化しコンデンサ機能が低下して、さらに火花・熱の増大を招く場合があると考えられる。この点、第１実施形態では、整流子１０の製造に要する作業時間が増大することを抑制しながら、導通不良を抑制してノイズを低減することができる。

また、セグメント１１同士の間（隙間）は、比較的小さいので、誘電部材とセグメントとを周方向に交互に隣接して配置する場合では、誘電部材を大きく構成することが出来ない分、コンデンサの静電容量を十分に確保することが困難になると考えられる。この点に対して、第１実施形態では、第１部分４０を誘電部材１２の径方向外側に配置して、第２部分５０を誘電部材１２の径方向内側に配置しているので、セグメント同士の周方向の間に誘電部材を配置する場合と異なり、誘電部材１２の大きさ（厚みｔ２）を容易に大きくすることができる。その結果、コンデンサ８０の静電容量Ｃを必要な大きさに容易に設定することができる。

また、第１実施形態では、同一の複数のセグメント１１を円環状（周方向）に並列して配置することにより、隣接するセグメント１１同士および誘電部材１２によって、複数のコンデンサ８０を構成することができる。その結果、複数のセグメント１１の構成を共通化することができるので、回転電機１００の部品の種類が増大するのを抑制することができる。

また、第１実施形態では、第１部分４０、第２部分５０、および、接続部分６０を有するセグメント１１が一体的に構成されるので、部分ごとに個別に構成する場合に比べて、部品点数を削減することができる。また、接続部分６０を、誘電部材１２の回転軸方向の一方側を経由して第１部分４０と第２部分５０とを接続するように構成することにより、第１部分４０と第２部分５０とを容易に接続することができる。

また、第１実施形態では、回転軸方向において、第２部分５０の長さＬ３は、ブラシ摺動面４１を有する第１部分４０の長さＬ１よりも小さいので、セグメント１１に第２部分５０を設けることによる回転電機１００の回転軸方向の大型化を抑制することができる。

また、第１実施形態では、誘電部材１２を、１つの円環形状に形成することができるので、誘電部材１２を複数設ける場合に比べて、回転電機１００の部品点数が増大するのを抑制することができる。

［第２実施形態］
次に、図９および図１０を参照して、本発明の第２実施形態による回転電機２００について説明する。第２実施形態では、セグメント２１１の第１部分２４０の第１面２４２に、支持体１３に係合する係合部２４２ａが設けられている。なお、上記第１実施形態と同一の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。

第２実施形態の回転電機２００は、図９に示すように、複数のセグメント２１１を有する整流子２１０を含む。そして、複数のセグメント２１１の第１部分２４０は、第１部分２４０の第１面２４２から、径方向内側に向かって突出するとともに、支持体１３に係合する係合部２４２ａを含む。たとえば、係合部２４２ａは、第１面２４２から矢印Ｅ１方向または矢印Ｅ２方向に突出する突出部として構成されている。すなわち、係合部２４２ａは、支持体１３側に向かって斜め上方に突出するように構成されている。そして、整流子２１０は、係合部２４２ａを覆うように樹脂モールドされることにより、支持体１３（樹脂）に係合部２４２ａが引っ掛かるように配置された状態になっている。

たとえば、係合部２４２ａは、第１部分２４０の第１面２４２の一部を径方向内側に剥がすように構成されていてもよいし、第１部分２４０の矢印Ｚ２方向側の部分を径方向内側に曲げることにより形成されていてもよい。

そして、図１０に示すように、径方向外側から見て、係合部２４２ａは、誘電部材１２よりも矢印Ｚ２方向側で、かつ、第１部分２４０の周方向の中央部に設けられている。これにより、セグメント２１１の矢印Ｚ１方向側の部分であり、径方向内側に曲がる接続部分６０と、セグメント２１１の矢印Ｚ２方向側の部分であり、径方向内側に曲がる係合部２４２ａとの両方により、支持体１３にセグメント２１１が係合した状態になっている。なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

［第２実施形態の効果］
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

整流子２１０が回転する際に、第１部分２４０が支持体１３から離れる方向である径方向外側に第１部分２４０に遠心力が加わる。そして、支持体１３と第１部分２４０の第１面２４２との接着強度が十分でない場合は、第１部分２４０が遠心力により支持体１３から離れる場合があると考えられる。この点を考慮して、第２実施形態では、上記のように第１部分２４０に係合部２４２ａを設けることにより、第１部分２４０の係合部２４２ａが支持体１３に係合するので、遠心力により第１部分２４０が支持体１３から剥がれるのを係合部２４２ａにより抑制することができる。なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、回転電機が車両（自動車）に用いられるモータの構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、回転電機は車両以外に用いられるモータであってもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、セグメント、ティース、および、スロットの数を１６個とする例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、セグメント、ティース、および、スロットの数を１５個以下、または、１７個以上としてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、複数のセグメントを同一の形状を有するように構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第１実施形態によるセグメント１１と第２実施形態によるセグメント２１１とを、周方向に交互に隣接するように設けてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、複数のセグメントを金属の板状部材（板金）により形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、複数のセグメントを板金以外の金属部材または導電性を有する部材から形成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、誘電部材をチタン酸バリウムを含むように構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、誘電部材をチタン酸バリウム以外の誘電性を有する材料を含むように構成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、第１部分と第２部分と接続部分とを一体的に形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、第１部分と第２部分と接続部分とを個別に構成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、円環形状を有する誘電部材を１つ設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、板状を有する誘電部材を複数設けて、第１部分と第２部分とがオーバーラップする領域Ｂに対応する位置に、それぞれ、板状の誘電部材を配置してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、セグメントと誘電部材とを樹脂モールド（支持体）により固定する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、セグメントと誘電部材とを接着剤により、互いに固定してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、誘電部材を第１面の径方向内側に配置した状態（セグメントと誘電部材とを組み合わせた状態）で、接続部分をプレス成形する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、接続部分を予めプレス成形した板部材と誘電部材とを軸方向に相対移動されることにより、板部材（セグメント）と誘電部材と互いに組み合わせてもよい。

４ ブラシ
１０、２１０ 整流子
１１、２１１ セグメント
１２ 誘電部材
４０、２４０ 第１部分
４１ ブラシ摺動面
４２、２４２ 第１面
５０ 第２部分
５１ 第２面
６０ 接続部分
１００、２００ 回転電機

Claims (5)

1. 複数のセグメントを有する整流子と、
   前記セグメントのブラシ摺動面に径方向外側から当接するブラシとを備え、
   前記整流子は、誘電部材を含み、
   前記複数のセグメントは、それぞれ、前記誘電部材の径方向外側に配置され、前記ブラシ摺動面および前記ブラシ摺動面とは径方向の反対側に設けられた第１面を有する第１部分と、前記誘電部材の径方向内側に配置され、径方向外側から見て、隣接する前記セグメントの前記第１部分の前記第１面にオーバーラップする位置に配置されている第２面を有する第２部分とを含む、回転電機。
2. 同じ前記セグメントの前記第１部分および前記第２部分は、周方向にずれて配置され、かつ、前記誘電部材を径方向に挟み込むように形成されている、請求項１に記載の回転電機。
3. 前記セグメントは、前記第１部分と前記第２部分とを、前記誘電部材の回転軸方向の一方側を経由して接続する接続部分を含み、
   前記第１部分、前記第２部分、および、前記接続部分は、一体的に構成されている、請求項１または２に記載の回転電機。
4. 前記第２部分の回転軸方向の長さは、前記第１部分の回転軸方向の長さよりも小さい、請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転電機。
5. 前記誘電部材は、回転軸方向に見て、円環形状を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転電機。

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