JP3182035U - 組立式整流子 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構成により、絶縁リングを使用することなく複数個の整流子片を絶縁基体の外周面に強固に配設固定することができる組立式整流子を提供する。
【解決手段】 組立式整流子１の絶縁基体２は、フランジ部２ｂと、フランジ部より突出させた突出部２ｄが一体に設けられ、フランジ部２ｂの絶縁基体との境界には、貫通した円弧状の複数個の貫通溝２ｅが設けられ、絶縁基体２の他方側端面には複数個の凹部２ｆが設けられ、整流子片３の一方の端部には、貫通溝２ｅに挿通される係止片と３ｂと、外方に突出する端子部３ｅが設けられ、整流子片３の他方の端部には、凹部２ｆと係合する折曲部３ｄが設けられ、整流子片３の係止片３ｂをフランジ部２ｂの貫通溝２ｅ内に挿通すると共に、折曲部３ｄを絶縁基体２の凹部２ｆ内に掛止し、貫通溝２ｅ内に挿通された整流子片３の係止片３ｂを突出部２ｄに向けて屈曲して整流子片３を固着する。
【選択図】図１

Description

本考案は、絶縁材からなる絶縁基体の外周面に複数個の整流子片を固着した組立式整流子に関する。

小型モータは、音響・映像機器、或いは、自動車など様々な分野で使用されている。小型モータは、ケーシングの内部に永久磁石が装着され、軸受によって回転自在に支持された回転子が永久磁石に対向して配設されている。回転子には整流子片を有する整流子が設けられており、ケーシング内に設置された刷子が整流子と摺接することにより回転子の電機子巻線に給電している。

整流子には、熱硬化性樹脂により全体を一体化したモールド式と、絶縁部分に熱可塑性樹脂を用いた組立式との２種類に大別される。このうち、組立式整流子は、一般的には例えば特開２０００−９２７９３号公報（特許文献１）に開示された構成が知られている。すなわち、整流子は、円筒部の一端にフランジ部が形成された絶縁基体と、この絶縁基体に取り付けられた導電性金属からなる複数個の整流子片と、整流子片の外周に嵌入されて整流子片を絶縁基体の外周面に押圧し、両者を一体的に固定する絶縁リングとを備えている。上記整流子片は、円弧状に湾曲形成され、小型モータの刷子と摺接する整流子部と、この整流子部の一端側から放射状に連設したライザ部を有している。このライザ部には、電機子巻線の端部が接続される。このような構造において、複数の整流子片を絶縁基体の外周面に固定する手段として、絶縁リングの押圧力に依存している。

上記絶縁リングは、複数個の整流子片を絶縁基体の外周面に装着した後に、先端側から嵌挿して各整流子片を絶縁基体の外周面に押圧した状態で固定するようにしている。ところが、このような絶縁リングは、温度や湿度による寸法変化が大きい。このため、絶縁リングが膨張した場合には、各整流子片の押圧力が弱くなることから、振動や衝撃によって絶縁基体から整流子片４が抜け出してしまう重大な問題が発生する。また、絶縁リングを先端側から嵌挿するときに、各整流子片外周面を押圧した状態で摺動させることから、各整流子片外周面を損傷させることがあり、小型モータの刷子を摩耗させる原因となって寿命を短くする問題がある。

上述したような絶縁リングによる問題を回避するために、絶縁リングを使用することなく、絶縁基体への整流子片の固着強度を増大させる手段が特開平８−１４９７６０号公報（特許公報２）に開示されている。すなわち、組立式整流子は、円筒部に形成されたフランジ部の側面に外方に向けた複数の凹溝が形成され、この凹溝には、導電性の３個の整流子片から外方に向けて折曲形成された電機子巻線結線用の端子部が収納される。そして、凹溝の側壁と端子部には凸部が設けられ、端子部が凹溝内に圧入されたとき、凸部と側壁が変形した状態で端子部を係止するように構成されている。

特開２０００−９２７９３号公報 特開平８−１４９７６０号公報

このような特許文献２に開示された組立式整流子によれば、整流子片の端子部をフランジ部に形成された凹溝内に圧入するので、前述した絶縁リングを省略することが可能となる。ところが、フランジ部の側面に形成した凹溝と整流子片の端子部との寸法精度にばらつきがあることから圧入強度が小さいものがあり、小型モータが回転するときに発生する振動や落下等による衝撃、或いは、凹溝と整流子片の端子部の寸法のばらつきによる圧入強度のばらつきにより、整流子片が抜け出してしまう重大な問題が発生することがある。

そこで、本考案の課題は、簡易な構成により、絶縁リングを使用することなく複数個の整流子片を絶縁基体の外周面に強固に配設固定することができる組立式整流子を提供することにある。

上記課題を解決するため、本考案による組立式整流子は、絶縁材からなる筒状の絶縁基体と、この絶縁基体の外周面に固着されかつ導電材料により横断面円弧状に形成された複数個の整流子片とからなる組立式整流子において、前記絶縁基体は、一方端側に前記絶縁基体の外径寸法より大きい外径寸法に形成したフランジ部と、一方端側のフランジ部よりも突出させた前記絶縁基体の外径寸法より小さい外径寸法の突出部が一体に設けられ、前記フランジ部の前記絶縁基体との境界には、軸方向に貫通した円弧状に形成した複数個の貫通溝が設けられ、前記絶縁基体の他方側の端面には複数個の凹部が設けられ、前記整流子片の一方の端部には、前記貫通溝に挿通される係止片と、前記フランジ部に沿って外方に突出する端子部が設けられ、前記整流子片の他方の端部には、前記凹部と係合する折曲部が設けられ、前記整流子片の係止片を前記フランジ部の貫通溝内に挿通すると共に、前記折曲部を前記絶縁基体の前記凹部内に掛止し、前記貫通溝内に挿通された前記整流子片の係止片を前記突出部に向けて屈曲して前記整流子片を固着したことを要旨としている。

さらに、前記整流子片の係止片は、二又状に形成してスリットが設けられ、このスリットをフランジ部に設けられた各貫通溝の間に形成された隔壁部に挿入している。

また、整流子片の端子部は、二又状に形成した係止片のスリットの幅とほぼ同じ幅に形成されるとともに、前記スリットの奥部から外方に屈曲して形成している。

本考案の組立式整流子によれば、円筒状に形成された絶縁基体の外周面に配置固定される複数の整流子片の一方側に形成した係止片を、絶縁基体に形成したフランジ部の貫通溝内に挿通すると共に突出部に向けて屈曲し、整流子片の他方側に形成した折曲部を絶縁基体に形成した凹部内に掛止しているので、整流子片の絶縁基体への固着強度が大きくなることから、モータ回転による振動その他の外力が作用した場合においても、整流子片の位置ずれ、スリットの幅寸法の変化等の問題が発生せず、高性能かつ高信頼性の組立式整流子とすることができる。また、整流子片を固着するための絶縁リングが不要であり、構成部品点数が少なく、組立作業が容易であり、製造工数およびコストを低減することができる。

さらに、整流子片の係止片を二又状に形成してスリットを設け、このスリットをフランジ部に設けられた各貫通溝の間に形成された隔壁部に挿入することにより、整流子片の周方向の位置が一定となり、各整流子片間のスリットの幅寸法を一定に保持することができる。

また、整流子片の端子部を、二又状に形成した係止片のスリットの幅とほぼ同じ幅に形成し、スリットの奥部から外方に屈曲して形成することにより、整流子片の幅で係止片と端子部が形成されるので、容易に多極の組立式整流子を構成することができる。

本考案に関わる組立式整流子の実施例を示す断面図である。 絶縁基体を示す断面図である。 絶縁基体の上面を示す上面図である。 絶縁基体の底面を示す底面図である。 整流子片を示す平面図である。 整流子片を示す断面図である。 組立式整流子の組立状態を示す斜視図である。 絶縁基体に整流子片が固定された状態を示す一部平面図である。

本考案による組立式整流子は、絶縁材からなる筒状の絶縁基体と、この絶縁基体の外周面に固着されかつ導電材料により横断面円弧状に形成された複数個の整流子片とからなる組立式整流子である。前記絶縁基体は、一方端側に前記絶縁基体の外径寸法より大きい外径寸法に形成したフランジ部と、一方端側のフランジ部よりも突出させた前記絶縁基体の外径寸法より小さい外径寸法の突出部が一体に設けられ、前記フランジ部の前記絶縁基体との境界には、軸方向に貫通した円弧状に形成した複数個の貫通溝が設けられ、前記絶縁基体の他方側の端面には複数個の凹部が設けられている。前記整流子片の一方の端部には、前記貫通溝に挿通される係止片と、前記フランジ部に沿って外方に突出する端子部が設けられ、前記整流子片の他方の端部には、前記凹部と係合する折曲部が設けられている。そして、前記整流子片の係止片を前記フランジ部の貫通溝内に挿通すると共に、前記折曲部を前記絶縁基体の前記凹部内に掛止し、前記貫通溝内に挿通された前記整流子片の係止片を前記突出部に向けて屈曲して前記整流子片を固着している。

以下、図面に基づいて本考案の好適な実施例について説明する。図１は、本考案による組立式整流子の実施例を示している。組立式整流子１は、円筒状に形成した熱可塑性樹脂からなる電気絶縁性を有する絶縁材によって形成された絶縁基体２と、絶縁基体２の外周面に固着された複数個の導電性金属からなる整流子片３とによって構成されている。

絶縁基体２は、加熱による塑性変形が可能であり、しかも熱膨張率や経時変化が小さいエンジニアリングプラスチックなどの合成樹脂が採用される。絶縁基体２は、所定のモールド金型によって例えば射出成形等成型手段によって形成される。絶縁基体２は、図２乃至図４に示すように、円筒部２ａとその基端側である一方端側に円筒部２ａよりも大径のフランジ部２ｂが一体的に成形され、中央の軸孔２ｃには、図示しないモータ等の回転軸が嵌入される。さらに、フランジ部２ｂよりも図示下方の一方端側には、絶縁基体２の円筒部２ａの外径寸法より小さい外径寸法の突出部２ｄが一体に設けられている。

さらに、フランジ部２ｂの絶縁基体２との境界には、軸方向に貫通した円弧状に形成した複数個の貫通溝２ｅが軸線と平行に設けられている。こられ隣接する各貫通溝２ｅの間には、各々隔壁２ｇを形成することにより、各貫通溝２ｅが仕切られている。絶縁基体２の図示上方の他方側の端面には、所定の深さとした複数個の凹部２ｆが設けられている。図１に示した実施例においては、５極の組立式整流子１を例示していることから、整流子片３を５個としている。このため、フランジ部２ｂに設けた貫通溝２ｅ、及び、他方側の端面に設けた凹部２ｆは５個とし、円環状に等間隔に形成されている。

図５及び図６は、整流子片３を示している、整流子片３は、図示しない小型モータ等の回転電機に配設された刷子と摺接する円弧状に形成された整流子部３ａと、図示下方の一方の端部に設けられた係止片３ｂと、図示上方の他方の端部に形成された折曲部３ｄが設けられている。整流子部３ａは、例えば銅を基材とした導電材料からなり、絶縁基体２の円筒部２ａの外周面に合った曲率半径を有する横断面円弧状に形成され、その幅は絶縁基体２に固着したとき、隣接する各整流子片３の間に所定の幅のスリット４（図８を参照）が形成されるように設定されている。

整流子部片３に設けられた係止片３ｂは、図５に示すように、二又状に形成され、その間にはスリット３ｃが設けられている。また、スリット３ｃの図示上方の奥部から外方に屈曲して端子部３ｅが一体に突出形成されている。この端子部３ｅの幅は、スリット３ｃの幅と等しいかやや小さく形成され、端子部３ｅと二又状の係止片３ｂを合わせた幅は、整流子部３ａの幅と同じに設定している。また、スリット３ｃは、各貫通溝２ｅの間に形成された隔壁２ｇの幅にほぼ等しい幅に設定されている。さらに、二又状の係止片３ｂの長さは、フランジ部２ｂの高さよりも長く、突出部２ｄの先端までの寸法よりやや短くなるように設定されている。

整流子片３の他方の端部に形成された折曲部３ｄは、図６に示すように、先端の幅を大きくした略Ｕ字状に屈曲形成され、その幅寸法は、絶縁基体２の他方側の端面に設けた凹部２ｆの円周方向の幅にほぼ等しい寸法に設定されている。

次に、本発明からなる組立式整流子１の組立方法について説明する。まず、図７に示すように、５個の整流子片３を用意し、整流子片３の係止片３ｂを、フランジ部２ｂの貫通溝２ｅの間に形成された隔壁２ｇにスリット３ｃを差し込むように、整流子片３を絶縁基体２の円筒部２ａに沿って図示下方に下降させるとともに、整流子片３の折曲部３ｄを絶縁基体２に設けた凹部２ｆに嵌合する。そして、スリット３ｃの奥部が隔壁２ｇの上面に到達させるとともに、折曲部３ｄの内部底面が絶縁基体２の端面に到達させる。このように、５個の整流子片３全てについて、絶縁基体２に整流子片３を差し込む。

その後、フランジ部２ｂの図示下方に突出した係止片３ｂの先端側を、図１における矢示のように、突出部２ｄの方向に押圧して係止片３ｂをフランジ部２ｂの下端面から屈曲させる。この結果、各整流子片３の一方端側は、係止片３ｂによって強固に固着される。また、各整流子片３の他方側は、折曲部３ｄが絶縁基体２の凹部２ｆに嵌合して掛止されることにより固着される。

なお、突出部２ｄの先端を押圧して屈曲させるとき、各整流子片３が図示下方の方向に若干引かれるように作用するため、折曲部３ｄと凹部２ｆの掛止強度が増加し、全体として絶縁基体２に対する整流子片３の固着強度が増強される。また、整流子片３の係止片３ｂを、フランジ部２ｂの貫通溝２ｅの間に形成された隔壁２ｇにスリット３ｃを差し込むことにより、整流子片３の周方向の位置が一定となり、各整流子片３間のスリット４の幅寸法が一定に保持される。

上述したように、絶縁基体２に整流子片３を固着した状態では、図６に示すように、端子部３ｅがＬ字状になっていて外方に突出しているが、モータの電機子巻線が接続手段によっては、図１に示すように、先端を略Ｕ字状に屈曲形成しても良い。

以上、本考案を実施例に基づき具体的に説明したが、本考案は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることは言うまでもない。例えば、上述した実施例においては、５極用の組立式整流子について例示したが、３極以上の極数を有する組立式整流子に適用しても良い。また、フランジ部の下方に突出形成した突出部を円筒状としたが、フランジ部の下端面に向かうに従って外径寸法が大きくなるような略円錐状に形成しても良い。

本考案は、音響・映像機器、或いは、自動車など様々な分野で使用されている整流子モータに適用可能である。

１ 組立式整流子
２ 絶縁基体
２ａ 円筒部
２ｂ フランジ部
２ｄ 突出部
２ｅ 貫通溝
２ｇ 隔壁
２ｆ 凹部
３ 整流子片
３ａ 整流子部
３ｂ 係止片
３ｃ スリット
３ｄ 折曲部
３ｅ 端子部

Claims (3)

1. 絶縁材からなる筒状の絶縁基体と、この絶縁基体の外周面に固着されかつ導電材料により横断面円弧状に形成された複数個の整流子片とからなる組立式整流子において、
   前記絶縁基体は、一方端側に前記絶縁基体の外径寸法より大きい外径寸法に形成したフランジ部と、一方端側のフランジ部よりも突出させた前記絶縁基体の外径寸法より小さい外径寸法の突出部が一体に設けられ、前記フランジ部の前記絶縁基体との境界には、軸方向に貫通した円弧状に形成した複数個の貫通溝が設けられ、前記絶縁基体の他方側の端面には複数個の凹部が設けられ、
   前記整流子片の一方の端部には、前記貫通溝に挿通される係止片と、前記フランジ部に沿って外方に突出する端子部が設けられ、前記整流子片の他方の端部には、前記凹部と係合する折曲部が設けられ、
   前記整流子片の係止片を前記フランジ部の貫通溝内に挿通すると共に、前記折曲部を前記絶縁基体の前記凹部内に掛止し、前記貫通溝内に挿通された前記整流子片の係止片を前記突出部に向けて屈曲して前記整流子片を固着した組立式整流子。
2. 整流子片の係止片は、二又状に形成してスリットが設けられ、このスリットをフランジ部に設けられた各貫通溝の間に形成された隔壁部に挿入した請求項１に記載の組立式整流子。
3. 整流子片の端子部は、二又状に形成した係止片のスリットの幅とほぼ同じ幡に形成されるとともに、前記スリットの奥部から外方に屈曲して形成した請求項１及び２に記載の組立式整流子。

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