JP2019154166A - 電機子及び回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】第一巻線部及び第二巻線部が交差部で導通することを抑制する。【解決手段】整流子２６のホルダ３４は、複数のセグメント３０を内側から保持する保持部３８と、保持部３８の軸方向一方側に突出する第一突出部４０とを有する。ガイド部６０は、第一突出部４０の外周面４０Ａに開口して形成され第一巻線部５０を収容する溝６２と、第一突出部４０の外周面４０Ａに突出して形成され第二巻線部５２を第一突出部４０の外周面４０Ａの側から支持する突起６４とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、電機子及び回転電機に関する。

一般に、ブラシ付き直流モータである回転電機の電機子は、整流子を備える。整流子は、環状に配列された複数のセグメントと、この複数のセグメントを内側から保持する樹脂製のホルダとを有する。各セグメントには、結線爪が形成されており、結線爪には、巻線が係止される。巻線は、結線爪に係止された状態でヒュージング加工により結線爪に結線される。巻線は、結線爪の近傍で交差する第一巻線部及び第二巻線部を有する。

実開昭６３−１６７３６９号公報 実開平５−８４１６５号公報

上記電機子において、第二巻線部が第一巻線部に押し付けられた状態で第二巻線部が第一巻線部と交差していると、巻線の係止部がヒュージング加工により結線爪に結線されたときに、第一巻線部及び第二巻線部の交差部に熱が集中する。このように第一巻線部及び第二巻線部の交差部に熱が集中すると、この熱で交差部の被膜が溶けてしまい、交差部において第一巻線部及び第二巻線部が導通する虞がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、上述の第一巻線部及び第二巻線部が交差部で導通することを抑制できる電機子を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の電機子は、環状に配列された複数のセグメントと、各前記セグメントに形成された結線爪と、前記複数のセグメントを内側から保持する保持部と、前記保持部の軸方向一方側に突出する突出部とを有するホルダと、前記結線爪に係止された係止部と、前記突出部の外周面に沿って配線された第一巻線部と、前記第一巻線部に対する前記突出部の外周面と反対側に位置し前記第一巻線部と交差して配線された第二巻線部とを有する巻線と、前記突出部の外周面に開口して形成され前記第一巻線部を収容する溝、及び、前記突出部の外周面に突出して形成され前記第二巻線部を前記突出部の外周面の側から支持する突起の少なくとも一方を有するガイド部と、を備える。

この電機子によれば、ホルダは、複数のセグメントを内側から保持する保持部と、この保持部の軸方向一方側に突出する突出部を有しており、突出部の外周面には、第一巻線部を収容する溝、及び、第二巻線部を突出部の外周面の側から支持する突起の少なくとも一方を有するガイド部が設けられている。

したがって、このガイド部により、第一巻線部及び第二巻線部を離間させた状態で交差させるか、又は、第一巻線部及び第二巻線部を軽く接触させた状態で交差させることができる。これにより、巻線の係止部がヒュージング加工により結線爪に結線される場合でも、第一巻線部及び第二巻線部の交差部に熱が集中することを抑制できる。この結果、交差部の被膜が溶けてしまうことを抑制できるので、第一巻線部及び第二巻線部が交差部で導通することを抑制できる。

なお、請求項２に記載のように、請求項１に記載の電機子において、前記ガイド部は、前記溝を有し、前記溝は、前記突出部の側面視で前記突出部の軸方向に対して傾斜し、前記第一巻線部の配線方向に沿って延びていても良い。

この電機子によれば、ガイド部の溝は、第一巻線部の配線方向に沿って延びているので、第一巻線部の配線方向に亘って第一巻線部を第二巻線部から退避させることができる。これにより、より一層効果的に、第一巻線部及び第二巻線部を離間させた状態で交差させるか、又は、第一巻線部及び第二巻線部を軽く接触させた状態で交差させることができる。

また、請求項３に記載のように、請求項１又は請求項２に記載の電機子において、前記ガイド部は、前記突起を有し、前記突起は、前記突出部の側面視で前記突出部の軸方向に対して傾斜し、前記第二巻線部の配線方向に沿って延びていても良い。

この電機子によれば、ガイド部の突起は、第二巻線部の配線方向に沿って延びているので、第二巻線部の配線方向に亘って第二巻線部を第一巻線部から退避させることができる。これにより、より一層効果的に、第一巻線部及び第二巻線部を離間させた状態で交差させるか、又は、第一巻線部及び第二巻線部を軽く接触させた状態で交差させることができる。

また、請求項４に記載のように、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電機子において、前記ガイド部は、前記第一巻線部及び前記第二巻線部を離間させた状態で交差させても良い。

この電機子によれば、ガイド部は、第一巻線部及び第二巻線部を離間させた状態で交差させるので、第一巻線部及び第二巻線部の交差部に熱が集中することをより一層効果的に抑制できる。

本実施形態に係る回転電機の縦断面図である。 図１の電機子に設けられた整流子及び巻線の一部を示す斜視図である。 図２の整流子の斜視図である。 図３の整流子の側面図である。 図４のＦ５−Ｆ５線断面図である。 図５のＡ部拡大図である。

以下、本発明の一実施形態について説明する。

図１に示されるように、本実施形態の回転電機Ｍは、電機子１０と、第一ハウジング１２と、第二ハウジング１４と、磁石１６と、ブラシ装置１８とを備える。なお、各図において、矢印Ｚ１は、回転電機Ｍの軸方向一方側を示し、矢印Ｚ２は、回転電機Ｍの軸方向他方側を示している。

電機子１０は、シャフト２０と、コア２２と、巻線２４と、整流子２６とを備える。コア２２及び整流子２６は、シャフト２０に固定され、シャフト２０の軸方向に並んで配置されている。巻線２４は、コア２２に巻装されると共に、後述する整流子２６に設けられた複数のセグメント３０の結線爪３２に結線されている。整流子２６及び巻線２４については後に詳述する。

第一ハウジング１２は、有天円筒状に形成されており、第二ハウジング１４は、偏平容器状に形成されている。第一ハウジング１２及び第二ハウジング１４は、互いの開口側で結合されている。磁石１６は、第一ハウジング１２の内周面に固定されている。この磁石１６は、コア２２の径方向外側に配置され、コア２２と対向している。

ブラシ装置１８は、第二ハウジング１４に設けられている。このブラシ装置１８は、複数のブラシ２８を有する。複数のブラシ２８の先端部は、後述する整流子２６に設けられた複数のセグメント３０に当接している。

続いて、整流子２６及び巻線２４について詳しく説明する。

図２に示されるように、整流子２６は、より具体的には、複数のセグメント３０と、複数の結線爪３２と、ホルダ３４とを備える。

複数のセグメント３０は、それぞれ整流子２６の軸方向に沿って延びる板状に形成されている。この複数のセグメント３０は、整流子２６の周方向に沿って環状に配列されている。複数のセグメント３０は、それぞれ導電性を有する金属で形成されている。

複数の結線爪３２は、複数のセグメント３０にそれぞれ一体に形成されている。各結線爪３２は、整流子２６の軸方向におけるセグメント３０の一端部から他端部に向けて折り返された形状を成している。

ホルダ３４は、絶縁性を有する樹脂で形成されている。このホルダ３４は、貫通穴３６を有する円環状（円筒状）に形成されている。貫通穴３６には、上述のシャフト２０（図１参照）が圧入される。このホルダ３４は、保持部３８と、第一突出部４０と、第二突出部４２とを有する。

保持部３８の外周面には、複数のセグメント３０が固定されており、保持部３８は、複数のセグメント３０を内側から保持している。第一突出部４０は、本発明における「突出部」の一例であり、保持部３８の軸方向一方側に突出している。第二突出部４２は、第一突出部４０からさらに軸方向一方側に突出している。

第一突出部４０は、保持部３８と略同じ外径を有するが、第二突出部４２は、第一突出部４０よりも小径に形成されている。これにより、第一突出部４０の外周面４０Ａと第二突出部４２の外周面４２Ａとの間には、第二突出部４２の径方向外側に拡がる段差部４４が形成されている。この段差部４４は、第一突出部４０の軸方向端面に相当する。

巻線２４は、複数の導線４６を含んでいる。図２では、巻線２４の配線状態を容易に理解するために、巻線２４を形成する二本の導線４６−１、４６−２のみが示されている。第一の導線４６−１は、係止部４８と、第一巻線部５０と、第二巻線部５２とを有する。同様に、第二の導線４６−２も、係止部４８と、第一巻線部５０と、第二巻線部５２とを有する。

係止部４８は、結線爪３２に係止されている。第一巻線部５０は、第一突出部４０の側から延びて係止部４８と連続しており、第二巻線部５２は、係止部４８と連続し第一突出部４０の側に延びている。第一の導線４６−１及び第二の導線４６−２の第一巻線部５０は、いずれも第一突出部４０の外周面４０Ａに沿って配線されている。

第一の導線４６−１の第二巻線部５２は、第一の導線４６−１の第一巻線部５０に対する第一突出部４０の外周面４０Ａと反対側（第一巻線部５０よりも整流子２６の径方向外方）に位置し、第一巻線部５０と交差して配線されている。本実施形態において、交差とは、整流子２６の側面視で交差して見える状態に相当する。

第二の導線４６−２の第二巻線部５２は、第二の導線４６−２の第一巻線部５０に対する第一突出部４０の外周面４０Ａと反対側に位置し、この第二の導線４６−２の第一巻線部５０と交差して配線されている。また、この第二の導線４６−２の第二巻線部５２は、第一の導線４６−１の第一巻線部５０に対する第一突出部４０の外周面４０Ａと反対側に位置し、この第一の導線４６−１の第一巻線部５０と交差して配線されている。

このように、第二の導線４６−２の第二巻線部５２は、第一の導線４６−１の第一巻線部５０と第二の導線４６−２の第一巻線部５０の両方と交差する。本実施形態の整流子２６の構成において、第二巻線部５２が第一巻線部５０に押し付けられた状態で第一巻線部５０と交差する可能性があるのは、第二の導線４６−２の第二巻線部５２と第一の導線４６−１の第一巻線部５０である。

仮に第二巻線部５２が第一巻線部５０に押し付けられた状態で第一巻線部５０と交差していると、巻線２４の係止部４８がヒュージング加工により結線爪３２に結線されたときに、第一巻線部５０及び第二巻線部５２の交差部５４に熱が集中する。このように第一巻線部５０及び第二巻線部５２の交差部５４に熱が集中すると、この熱で交差部５４の被膜が溶けてしまい、交差部５４において第一巻線部５０及び第二巻線部５２が導通する虞がある。

そこで、本実施形態では、図２〜図６に示されるように、整流子２６にガイド部６０が設けられている。すなわち、このガイド部６０は、溝６２と、突起６４とを有する。

溝６２は、第一突出部４０の外周面４０Ａに開口して形成されており、第一巻線部５０を収容している。第一巻線部５０は、溝６２に収容されることにより、第一突出部４０の外周面４０Ａよりも整流子２６の径方向内方に位置している（図６参照）。図６は、図５のＡ部拡大図であるが、この図６には、図２の第一の導線４６−１及び第二の導線４６−２が図示されている。

突起６４は、第一突出部４０の外周面４０Ａに突出して形成されており、第二巻線部５２を第一突出部４０の外周面４０Ａの側から支持（第二巻線部５２を整流子２６の径方向内方から支持）している。第二巻線部５２は、突起６４に支持されることにより、第一突出部４０の外周面４０Ａよりも整流子２６の径方向外方に位置している。

そして、このように第一巻線部５０が溝６２に収容されると共に、第二巻線部５２が突起６４に支持されることにより、第一巻線部５０及び第二巻線部５２は、互いに離間した状態で交差している（図２参照）。

図４に示されるように、溝６２は、より具体的には、第一突出部４０の側面視で第一突出部４０の軸方向に対して傾斜する第一傾斜方向（矢印Ｄ１方向）に沿って延びている。これにより、溝６２は、第一巻線部５０（図２参照）の配線方向に沿って延びている。溝６２の長さ方向の一端は、段差部４４に開口している。第一突出部４０の側面視は、整流子２６の側面視の相当し、第一突出部４０の軸方向は、整流子２６の軸方向に相当する。

突起６４は、より具体的には、第一突出部４０の側面視で第一突出部４０の軸方向に対して傾斜する第二傾斜方向（矢印Ｄ２方向）に沿って延びている。第二傾斜方向は、第一突出部４０の側面視で第一突出部４０の軸方向に対して第一傾斜方向と対称の方向となっている。これにより、突起６４は、第二巻線部５２（図２参照）の配線方向に沿って延びている。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

以上詳述したように、本実施形態によれば、整流子２６のホルダ３４は、複数のセグメント３０を内側から保持する保持部３８と、この保持部３８の軸方向一方側に突出する第一突出部４０を有しており、第一突出部４０の外周面４０Ａには、第一巻線部５０を収容する溝６２、及び、第二巻線部５２を第一突出部４０の外周面４０Ａの側から支持する突起６４を有するガイド部６０が設けられている。そして、このガイド部６０により、第一巻線部５０及び第二巻線部５２が離間した状態で交差している。

これにより、巻線２４の係止部４８がヒュージング加工により結線爪３２に結線される場合でも、第一巻線部５０及び第二巻線部５２の交差部５４に熱が集中することを抑制できる。この結果、交差部５４の被膜が溶けてしまうことを抑制できるので、第一巻線部５０及び第二巻線部５２が交差部５４で導通することを抑制できる。

また、本実施形態によれば、ガイド部６０は、第一巻線部５０及び第二巻線部５２を離間させた状態で交差させるので、第一巻線部５０及び第二巻線部５２の交差部５４に熱が集中することをより一層効果的に抑制できる。

また、溝６２は、第一巻線部５０の配線方向に沿って延びているので、第一巻線部５０の配線方向に亘って第一巻線部５０を第二巻線部５２から退避させることができる。同様に、突起６４は、第二巻線部５２の配線方向に沿って延びているので、第二巻線部５２の配線方向に亘って第二巻線部５２を第一巻線部５０から退避させることができる。これにより、より一層効果的に、第一巻線部５０及び第二巻線部５２を離間させた状態で交差させることができる。

次に、本実施形態の変形例について説明する。

上記実施形態において、ガイド部６０は、溝６２及び突起６４の両方を有するが、溝６２及び突起６４のどちらか一方のみを有していていても良い。

また、上記実施形態において、ガイド部６０は、第一巻線部５０及び第二巻線部５２を離間させた状態で交差させているが、第一巻線部５０及び第二巻線部５２を軽く接触させた状態で交差させていても良い。この場合の軽く接触とは、巻線２４の係止部４８がヒュージング加工により結線爪３２に結線される場合でも、第一巻線部５０及び第二巻線部５２の交差部５４に熱が集中して交差部５４の被膜が溶けてしまうことを抑制できる程度の圧力で接触することに相当する。

また、上記実施形態において、ガイド部６０は、第二の導線４６−２の第二巻線部５２と第一の導線４６−１の第一巻線部５０とを離間させて交差させているが、同一の導線４６における第一巻線部５０と第二巻線部５２とを離間させて交差させても良く、また、第二の導線４６−２の第二巻線部５２と、第一の導線４６−１の第一巻線部５０及び第二の導線４６−２の第一巻線部５０とを離間させて交差させても良い。

なお、上記複数の変形例は、適宜、組み合わされて実施されても良い。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

Ｍ…回転電機、１０…電機子、１２…第一ハウジング、１４…第二ハウジング、１６…磁石、１８…ブラシ装置、２０…シャフト、２２…コア、２４…巻線、２６…整流子、２８…ブラシ、３０…セグメント、３２…結線爪、３４…ホルダ、３６…貫通穴、３８…保持部、４０…第一突出部（突出部）、４０Ａ…外周面、４２…第二突出部、４２Ａ…外周面、４４…段差部、４６…導線、４８…係止部、５０…第一巻線部、５２…第二巻線部、５４…交差部、６０…ガイド部、６２…溝、６４…突起

Claims (5)

1. 環状に配列された複数のセグメントと、
   各前記セグメントに形成された結線爪と、
   前記複数のセグメントを内側から保持する保持部と、前記保持部の軸方向一方側に突出する突出部とを有するホルダと、
   前記結線爪に係止された係止部と、前記突出部の外周面に沿って配線された第一巻線部と、前記第一巻線部に対する前記突出部の外周面と反対側に位置し前記第一巻線部と交差して配線された第二巻線部とを有する巻線と、
   前記突出部の外周面に開口して形成され前記第一巻線部を収容する溝、及び、前記突出部の外周面に突出して形成され前記第二巻線部を前記突出部の外周面の側から支持する突起の少なくとも一方を有するガイド部と、
   を備える電機子。
2. 前記ガイド部は、前記溝を有し、
   前記溝は、前記突出部の側面視で前記突出部の軸方向に対して傾斜し、前記第一巻線部の配線方向に沿って延びている、
   請求項１に記載の電機子。
3. 前記ガイド部は、前記突起を有し、
   前記突起は、前記突出部の側面視で前記突出部の軸方向に対して傾斜し、前記第二巻線部の配線方向に沿って延びている、
   請求項１又は請求項２に記載の電機子。
4. 前記ガイド部は、前記第一巻線部及び前記第二巻線部を離間させた状態で交差させる、
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電機子。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電機子を備えた回転電機。