JP3075921B2 - 小型直流モータの電機子及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ヘッドホンステレオや
ポータブルＣＤプレーヤ等に使用される小型直流モータ
の電機子及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ヘッドホンステレオやポータブルＣＤプ
レーヤ等に使用される小型直流モータの電機子の例につ
いて図面を参照しながら説明する。図６、図７におい
て、シャフト２１には電機子コア２２が取り付けられて
いる。電機子コア２２はコア素体を複数枚積層して構成
されており外周には複数の突極が形成されている。電機
子コア２２の上端面と下端面はインシュレータ２６で覆
われており、インシュレータ２６によって電機子コア２
２が挟み込まれた形態となっている。上面及び下面をイ
ンシュレータ２６で覆われた電機子コア２２の各突極に
は、インシュレータ２６の上からコイル２４が巻き回さ
れている。また、インシュレータ２６のコイル２４が巻
き回された箇所よりも内側の部分には、インシュレータ
２６上面に対して直角状の壁２６ａが一体に形成されて
いる。

【０００３】シャフト２１の電機子コア２２よりも上方
には整流子ユニット２３が取り付けられている。整流子
ユニット２３は、整流子ホルダー２３ａと整流子ホルダ
ー２３ａの表面に取り付けられた整流子２３ｃとから構
成されている。整流子ホルダー２３ａは、シャフト２１
に圧入される円筒部と、この円筒部の下端部に形成され
た鍔部２３ｂとから構成されている。

【０００４】整流子ホルダー２３ａの円筒部の外周面に
は複数個の部分円筒状の整流子２３ｃが取り付けられて
いる。各整流子２３ｃと整流子２３ｃの間には電流切換
のためのスリットが形成されている。また、各整流子２
３ｃの下端部は、外側に直角状に折り曲げられるととも
に鍔部２３ｂの上面に沿って外周側に延びている。この
ような鍔部２３ｂ上の整流子２３ｃの一部はインシュレ
ータ２６に形成された壁２６よりも外側に引き出されて
ライザ２８となっており、このライザ２８の先端部には
コイル２４の端部が巻き付けられている。

【０００５】また、鍔部２３ｂに載せられた整流子２３
ｃの、鍔部２３ｂよりも外周側でしかも壁部２６ａより
も内側の上面には、リング状の消弧素子２５が取り付け
られている。消弧素子２５は、整流子２３ｃに図示しな
いブラシが摺動してコイル２４への通電を切り換える場
合に、火花が生ずるのを抑える役割を果たしている。

【０００６】以上のようなシャフト２１、電機子コア２
２、整流子ユニット２３からなる小型直流モータの電機
子は、図７に示すように、カップ状のロータケース２９
の内部に回転自在となるように取り付けられている。ロ
ータケース２９の内周面にはリング状の駆動マグネット
３０が取り付けられている。駆動マグネット３０の内周
面は電機子コア２２の突極と一定の間隙をおいて対向し
ている。従って、図示しないブラシから、整流子２３
ｃ、ライザ２８を介してコイル２４に電流を供給するこ
とにより、電機子コア２２は付勢され、シャフト２１が
回転駆動される。また、シャフト２１が回転すると、図
示しないブラシと摺接する整流子２３ｃが次の整流子２
３ｃに順次切り換えられるとともに、コイル２４へ供給
される電流が切り換えられ、シャフト２１が連続回転さ
れる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のような電機子コ
ア２２の突極に対してコイル２４を巻き回す場合、コイ
ル２４の一部が内周側に寄って整流子ユニット２３に取
り付けられた消弧素子２５と干渉し、消弧素子２５の割
れやコイル２４の断線を引き起こすことがある。そこで
コイル２４が内周側に寄るのを防ぐために、整流子ユニ
ット２３側のインシュレータ２６に壁２６ａが形成され
ているが、モータの偏平化のため壁２６ａの高さ寸法を
コイル２４の高さ寸法よりも大きくすることができず、
十分な効果を発揮することができなかった。

【０００８】また、コイル２４が巻き回される突極には
予め壁部２６ａが形成されているため、巻き回されるコ
イル２４は壁２６ａの外周面の形状の影響を受けて軸方
向から見て円弧状に巻き回され、全体的に扇形状となっ
てしまい、コイル２４の整流子ホルダー２６へのストレ
スの増大や、コイル２４自身の抵抗値の増大といった諸
問題を招いていた。

【０００９】本発明は以上のような問題点を解決するた
めになされたもので、コイル整形時にコイルと消弧素子
との干渉が無く、コイルの断線や消弧素子の割れを防止
することができる小型直流モータの電機子及びその製造
方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
シャフトに電機子コアと整流子ユニットが軸方向に配列
して固定され、上記電機子コアの突極にはコイルが巻回
され、整流子ユニットに消弧素子が固着されている小型
直流モータの電機子において、整流子ユニットは、シャ
フトに嵌合される円筒部と鍔部を有する整流子ホルダー
と、整流子ホルダーの円筒部の外周面に固着された整流
子とを備え、上記整流子ホルダーの鍔部の外縁部には上
記コイルと略同等の高さで略軸方向に起立した壁部を有
するとともに、この壁部の内側の上記鍔部に上記消弧素
子が配置されていることを特徴とする。

【００１１】請求項２記載の発明は、シャフトに対して
電機子コアを嵌合固定すると共に、外縁部に軸方向に起
立した壁部を有する整流子ホルダーとこの整流子ホルダ
ーの外周に固着された整流子とを含む整流子ユニットを
シャフトに仮圧入する工程、シャフトに嵌合固定された
電機子コアの突極にコイルを巻き回す工程、シャフトに
対して仮圧入された整流子ユニットを本圧入する工程、
電機子コアの突極に巻き回されたコイルを整形する工程
を少なくとも備えていることを特徴とする。

【００１２】

【作用】整流子ホルダーが有する軸方向に起立した壁
は、電機子コアに巻き回されたコイルと整流子ユニット
が有する消弧素子との干渉を防止する。シャフトに対し
て整流子ユニットを仮圧入した状態で電機子コアに対し
てコイルが巻き回される。整流子ユニットの仮圧入によ
って、整流子ホルダーの鍔部の外縁部に起立された壁は
コイルよりも十分高い位置にあるため、巻き線時の消弧
素子とコイルとの干渉は防止される。その後、整流子ユ
ニットをシャフトに本圧入するため、本圧入後の消弧素
子とコイルとの干渉も防止される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明にかかる小型直流モータの電機
子及びその製造方法の実施例について図面を参照しなが
ら説明する。図１、図２において、シャフト１には電機
子コア２が嵌合固定されている。電機子コア２はコア素
体を複数枚積層して構成されており、外周には複数の突
極が形成されている。電機子コア２の上面と下面にはイ
ンシュレータ６が当接されており、電機子コア２はイン
シュレータ６によって挟み込まれている。電機子コア２
の各突極にはインシュレータ６の上からコイル４が巻き
回されている。

【００１４】シャフト１には、図１において上端側から
整流子ユニット３が圧入されている。整流子ユニット３
は整流子ホルダー３ａと整流子３ｃとから構成されてい
る。整流子ホルダー３ａは、シャフト１に対して嵌合固
定される円筒部と、この円筒部の下部に形成された鍔部
３ｂを有する。さらに、鍔部３ｂの外周縁部には複数個
の壁３ｄが略軸方向に起立して形成されており、各壁３
ｄの間には間隙３ｆが形成されている。

【００１５】整流子ホルダー３ａの円筒部の外周面には
複数個の部分円筒状の整流子３ｃが取り付けられてい
る。各整流子３ｃ間には電流切換のためのスリットが形
成されている。各整流子３ｃの下端部は、外周側に直角
状に折り曲げられて上記間隙３ｆ内に嵌め込まれると共
に、先端部が間隙３ｆからさらに外側に延びてライザ３
ｅとなっている。このような、ライザ３ｅの先端部には
コイル４の先端部が巻き付けられている。整流子ホルダ
ー３ａには上記壁３ｄよりも内側にリング状の消弧素子
５が取り付けられている。消弧素子５の下面は、整流子
３ｃの直角に折り曲げられた部分の上面と当接してい
る。消弧素子５は整流子３ｃに図示しないブラシが摺接
してコイル４への通電を切り換える場合に火花が生ずる
のを抑える役割を果たしている。

【００１６】以上のような構成の電機子は、小型直流モ
ータのモータケースに対して回転自在となるように取り
付けられる。整流子ユニット３の特定の整流子３ｃに
は、図示しない電源に接続されたブラシが接触してい
る。また、コイル４が巻き回された電機子コア２の突極
は図示しないモータケースの内周面に取り付けられた駆
動マグネットと一定の間隙をおいて向かい合っている。
従って、図示しない電源から、ブラシ、整流子３ｃ、ラ
イザ３ｅを介してコイル４に電流を供給すると、図示し
ない駆動マグネットとの磁気力によって電機子コア２は
付勢され、シャフト１は回転駆動される。シャフト１が
回転することによって、ブラシが接触する整流子３ｃが
次の整流子３ｃに順次切り換えられると共に、コイル４
へ供給される電流が切り換えられて、シャフト１が連続
回転される。

【００１７】次に、上記小型直流モータの電機子の製造
方法の実施例について説明する。まず、図３に示すよう
に、シャフト１に電機子コア２を嵌合固定した後、整流
子ユニット３をシャフト１の上端部に仮圧入し、電機子
コア２の突極に対してコイル４を巻き回す。次に、整流
子ユニット３を下方に押し込んでシャフト１に本圧入
し、鍔部３ｂの外周面にコイル４を密着させる。次に、
電機子コア２の突極に巻き回されたコイル４を軸方向両
側から圧縮しながら整形し、コイル４の軸方向の高さ寸
法を小さくする。こうして、図１、図２に示すようなコ
イル４の高さと整流子ホルダーの上記壁部３ｄの高さと
が略同等の、小型直流モータの電機子が製造される。

【００１８】以上のような構成の小型直流モータの電機
子において、整流子ユニット３は、電機子コア２の突極
に対してコイル４を巻き回す際に、コイル４の影響を受
けにくいシャフト１の上端部に仮圧入され、消弧素子５
を保護するための壁３ｄをコイル４よりも十分に高い位
置に置くことができるため、巻き回されるコイル４と消
弧素子５の干渉を完全に防止することができる。また、
整流子ユニット３を仮圧入した状態から整流子ユニット
３を本圧入した後も、コイル４と消弧素子５は壁３ｄで
完全に仕切られるため、互いに干渉し合うことがない。
従って、消弧素子５の割れやコイル４の断線といった不
具合を解消することができる。整流子ユニット３が仮圧
入の状態でコイル４が巻き回され、その後整流子ユニッ
ト３が本圧入されるため、消弧素子５を保護するための
上記壁３ｄの高さは低くてもよく、モータの軸方向寸法
を小さくすることができる。

【００１９】また、仮圧入される整流子ホルダー３ａの
鍔部３ｂの外縁部に壁３ｄを形成したことにより、コイ
ル４を電機子コア２の突極に巻き回す場合に、巻き回し
の障害となるものが電機子コア２上に無い状態で、コイ
ル４を突極に対して巻き回すことができる。このため、
コイル４を突極の延出方向に対して略直行する方向に巻
き回すことができ、コイル４の全長が短くなってその巻
線抵抗が小さくなり、小型直流モータの特性を向上させ
ることができるし、コイル４の整流子ホルダー３ａへの
ストレスも緩和することができる。

【００２０】次に、本発明の変形実施例について説明す
る。図４、図５に示す実施例は、整流子ホルダー３ａの
一部である鍔部３ｂの、外周側底面部を切り欠いて巻線
逃げ部３ｇを形成したものである。巻線逃げ部３ｇを形
成することにより、コイル４を整形したときコイル４の
一部が巻線逃げ部３ｇ内に入り込むため、コイル４の整
流子ホルダー３ａに対するストレスをさらに緩和するこ
とができる。

【００２１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、整流子ユ
ニットは、シャフトに嵌合される円筒部と鍔部を有する
整流子ホルダーと、整流子ホルダーの円筒部の外周面に
固定された整流子とを備え、整流子ホルダーの鍔部の外
縁部には上記コイルと略同等の高さで略軸方向に起立し
た壁部を有するとともに、この壁部の内側の上記鍔部に
上記消弧素子が配置されているため、上記壁部によって
コイル側と消弧素子側とを仕切ることができ、コイルを
整形したときコイルと消弧素子との干渉を防止すること
ができるばかりでなく、従来のように電機子コアでイン
シュレータに壁を設ける場合に比べて壁の位置を回転中
心に近づけることができ、その分コイルも回転中心寄り
に巻き回すことができるため、モータの小径化を図るこ
とができる。

【００２２】請求項２記載の発明によれば、小型直流モ
ータの電機子は少なくとも、シャフトに対して電機子コ
アを嵌合固定すると共に、整流子ユニットをシャフトに
仮圧入する工程、シャフトに嵌合固定された電機子コア
の突極にコイルを巻き回す工程、シャフトに対して仮圧
入された整流子ユニットを本圧入する工程、電機子コア
の突極に巻き回されたコイルを整形する工程から形成さ
れるため、巻線時は整流子ユニットの壁がコイルよりも
十分高い位置あって、コイルが消弧素子に干渉すること
が無く、このためコイルの断線や消弧素子の割れを解消
することが可能となる。また、コイルを巻き回す場合
に、電機子コア上に巻線の障害となるものが無くなるた
め、コイルを精度よく巻き回すことが可能となり、コイ
ルの抵抗値や整流子ホルダーに対するストレスを低く抑
えることが可能となる。さらに、コイルを整形した後、
整流子ユニットをシャフトに本圧入するため、消弧素子
を保護するために整流子ユニットに設けた壁はその高さ
を低くすることができ、モータの軸方向寸法を小さくす
ることができるし、整流子ユニット本圧入した後も、コ
イルと消弧素子との干渉を確実に防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる小型直流モータの電機子の実施
例を示す断面図。

【図２】同上平面図。

【図３】同上小型直流モータの電機子の製造工程の一部
を示す断面図。

【図４】本発明にかかる小型直流モータの電機子のさら
に別の実施例を示す分解断面図。

【図５】同上小型直流モータの電機子の断面図。

【図６】従来の小型直流モータの電機子の例を示す断面
図。

【図７】上記電機子が適用される小型モータの例を示す
平面断面図。

【符号の説明】

１ シャフト ２ 電機子コア ３ 整流子ユニット ３ａ 整流子ホルダー ３ｂ 鍔部 ３ｃ 整流子 ３ｄ 壁部 ４ コイル ５ 消弧素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 13/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフトに電機子コアと整流子ユニット
   が軸方向に配列して固定され、上記電機子コアの突極に
   はコイルが巻回され、上記整流子ユニットに消弧素子が
   固着されている小型直流モータの電機子において、 上記整流子ユニットは、シャフトに嵌合される円筒部と
   鍔部を有する整流子ホルダーと、整流子ホルダーの円筒
   部の外周面に固着された整流子とを備え、上記整流子ホ
   ルダーの鍔部の外縁部には上記コイルと略同等の高さで
   略軸方向に起立した壁部を有するとともに、この壁部の
   内側の上記鍔部に上記消弧素子が配置されていることを
   特徴とする小型直流モータ。
2. 【請求項２】 少なくとも次の工程を備えていることを
   特徴とする小型直流モータの電機子の製造方法、 （ａ）シャフトに対して電機子コアを嵌合固定すると共
   に、外縁部に軸方向に起立した壁を有する整流子ホルダ
   ーとこの整流子ホルダーの外周に固着された整流子とを
   含む整流子ユニットをシャフトに仮圧入する工程、 （ｂ）シャフトに嵌合固定された電機子コアの突極にコ
   イルを巻き回す工程、 （ｃ）シャフトに対して仮圧入された整流子ユニットを
   本圧入する工程、 （ｄ）電機子コアの突極に巻き回されたコイルを整形す
   る工程。