JP3671019B2 - 小型モータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は火花消弧用バリスタを備えた４−６（４磁極−６突極）構造のブラシ付小型直流モータに係わる。
【０００２】
【従来の技術】
図５に示されるように、一般に、４−６（４磁極−６突極）構造のブラシ付小型直流モータの電機子５０の構造において、電機子コア５１の放射状に突出する６本の突極５２のそれぞれに巻回されたコイル５３と、６個の整流子５４の各端子部として電気的に導通する６本のライザー５５との配線処理は、円環状バリスタ５６の片面上に厚膜で形成された基板または電極の印刷パターン５７（図中、網目ハッチング部分）で回路をあらかじめ形成しておき、６本の突極５２それぞれに巻装されたコイル５３の巻線を、対応する６個の整流子５４から延在する６本のライザー５５に接続し、さらに円環状バリスタ５６の電極印刷パターン５７をライザー５５の面に半田付け５８で結合して、電機子５０を形成している。
【０００３】
図５に例示した電極印刷パターン５７は、電機子の回転中心を挟んで相対して形成した長短２本のライザー５５の１組が同電位となるように導通する回路パターンで、長短３組のライザーについてそれぞれ電気的に独立した回路パターンが同一形状で形成されている。
【０００４】
すなわち、一組のライザーを電気的に連結する回路パターンは、例えば一方の長いライザーから隣在する別の組の短いライザーの外側を回って、次に隣在するさらに別の組の長いライザーの下側を渡り、対の相手となる他方の短いライザーに達する。３組の回路印刷パターン５７が円環状バリスタ５６の片面に形成され、各組の印刷パターン５７ごとに一組の長短ライザーがそれぞれ半田付け５８により結合される。さらにこのような３組の各回路パターンは、円環状バリスタ５６に設けられた３電極のそれぞれを個別に含むように配置されて電気的に結合されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の方法は、電機子５０として重要な、整流子５４によるコイル５３の電流方向切替回路の一部に、付設した円環状バリスタ５６のための回路を付加することで対応している。
【０００６】
しかしながら、偏平化、小型化に対応する場合、円環状バリスタ５６に電極印刷パターン５７を設けることが難しく、また円環状バリスタ５６を専用に特定の設計製作することで製品が高価になることは免れない。
【０００７】
さらに、円環状バリスタ５６に設ける電極印刷パターン５７が小さくなると他のパターンと接触し易く、ライザー５５との位置決め精度が難しくなってコイル端末の結線や半田付けを行う時に電気的な短絡を生じるおそれがある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、４−６構造の電機子において、バリスタとしては３極の電極部をもつ一般的な２−３（２磁極−３突極）構造の電機子に使用され３電極を設けた通常の円環状バリスタを適用し、バリスタの電極部への接続構造を改善して３電極バリスタで４−６構造の電機子に同等の過電圧抑制効果を得るようにすることである。
【０００９】
具体的には、回路パターンによるものではなく６本のライザーにコイルによる巻線を接続し、上記６本のライザーのうち１本おきの３本をバリスタの３個の電極部に接続することにより電機子を構成する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係わる小型モータは、放射状に６本の突極を有する電機子コアと、上記各突極に巻回されるコイルと、このコイルに接続された６本のライザーと、各ライザーに連設された整流子と、３個の電極部を有する過電圧抑制用のバリスタと、上記整流子に摺接して電流を供給するブラシと、上記突極に対向配置された４個の磁極を有する永久磁石とを備え、上記電機子コアの回転中心に対して点対称の位置関係にある２本の突極には連続して上記コイルが巻回されているとともに、上記２本の突極のそれぞれの一方側に隣接し前記回転中心に対して点対称の位置関係にある２本のライザー同士も互いに接続され、上記６本のライザーのうちの１本おきの３本を前記バリスタの３個の電極部にそれぞれ接続するようにしている。
本発明において、前記電機子コアの上記２本の突極のそれぞれの一方側に隣接し前記回転中心に対して点対称の位置関係にある２本のライザーも上記コイルで接続しても良い。
【００１２】
或いは、前記６本のライザーは、前記整流子と一体形成され、且つ、軸方向に関し前記６本の突極のそれぞれの間に半径方向に突出形成されてなり、前記コイルを上記ライザーへの接続と上記ライザー間の接続の両方に用いてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係わる小型モータの実施の形態を、図１（ａ）に平面図で、また図１（ｂ）に図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図で誇張して示した円環状バリスタ１８（以下「バリスタ」と略記する）を備えたブラシ付直流小型モータの電機子１０の図面に基づいて説明する。整流子１５に摺接して電流を供給するブラシおよび４個の磁極を有し突極に対向配置される永久磁石を含む小型モータの構成は公知であるので、図示を省略する。
【００１４】
電機子コア１１の中心にシャフト１２を所定の位置に固定し、電機子コア１１の表面に、突極P1〜P6に巻回されるコイル１４を電気的に絶縁するための絶縁板または絶縁塗装を施した後、ライザーR1〜R6をそれぞれ一体に連設する６片の整流子１５をそれぞれ独立に絶縁してインサート（またはアウトサート）モールドによる一体成形で支持する整流子ホルダ２０を、電機子コア１１の片側におけるシャフト１２の所定位置に固定する。電機子コア１１の中心部より放射状に延在し、その外周部分のそれぞれに傘部１６を有する突極P1〜P6に対して、巻線機（図示しない）を用いてコイル１４を巻回する。
【００１５】
この巻回手段は図２（ａ）に模式的に図示され、その配線図は図２（ｂ）に示す通りである。図２（ａ）の図示をさらに平面的に展開して図示したのが図３（ａ）のパターンである。図３（ａ）〜（ｃ）は図面を明確にするために、巻き始めから１組目のライザーと突極コイル巻線の部分と、巻き終わりの一組のライザーと突極コイル巻線の部分とが実線で示され、中間の一組のライザーと突極コイル巻線との部分は破線で示されており、また図の各線は両端で途切れているが、各線の左右の端末に対応させて付してある符号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ同士はそれぞれ連結され、巻き始めＳから巻き終わりＥまでが連続する１本の線で形成されている。
【００１６】
また、図３（ａ）〜（ｃ）において各突極を示す符号P1〜P6および各ライザーを示す符号R1〜R6は、図２（ａ）に示した模式図における各突極および各ライザーの配置に対応する。以下に、図２（ａ）および図３（ａ）を参照して、コイル１４および巻線１７を巻回していく態様を説明する。
【００１７】
図２（ａ）および図３（ａ）において、巻線１７の巻き始めＳ（実線）をライザーR1に絡ますと、電機子コア１１の回転中心に対して点対称の位置関係で対極にあるライザーR4を介して隣接する突極P1、そして電機子コア１１の回転中心に対して点対称の位置関係で対極にある突極P2を順次巻回し、左側の線端末Ａを出て右側の線端末Ａから入り、ライザーR3に絡めて対極のライザーR6を経由し（以下点線）隣接する突極P3から左側の線端末Ｂを出て右側の線端末Ｂから入りそして対極にある突極P4に至る。次いでライザーR5に渡り、（以下実線）同様に対極ライザーR2に絡めて、隣接突極P5から右側の線端末Ｃを出、左側の線端末Ｃから入り突極P6と巻き進んで巻き終わり端末ＥがライザーR4に絡められる。
【００１８】
これを符号で配列すると、Ｓ−R1−R4−P1−P2−（左Ａ−右Ａ）−R3−R6−P3−（左Ｂ−右Ｂ）−P4−R5−R2−P5−（右Ｃ−左Ｃ）−P6−R4−Ｅとなる。
従って、それぞれに回転中心に対して点対称の位置関係にあるたとえばライザーR1，R4に巻回された巻線１７は、隣接する突極である突極P1，P2に巻回されるようになっており、また、上記２つのライザーR1，R4のうち一方のライザーR4がバリスタの電極部に電気的に接続されることになる。
【００１９】
図３（ｂ）および（ｃ）は別の実施例による巻回のパターンを示すもので、以下、説明を簡単にするために、図３（ｂ）および図３（ｃ）の説明を上記した符号配列で示す。
【００２０】
図３（ｂ）：Ｓ−R1−R4−P1−（右Ａ−左Ａ）−P2−R6−R3−（右Ｂ−左Ｂ）−P3−P4−R2−（左Ｃ−右Ｃ）−R5−P5−（右Ｄ−左Ｄ）−P6−R4−Ｅ。
【００２１】
図３（ｃ）：Ｓ−R1−R4−P1−P2−（左Ａ−右Ａ）−R3−R6−P3−（左Ｂ−右Ｂ）−P4−R5−R2−P5−（右Ｃ−左Ｃ）−P6−R4−Ｅ。
【００２２】
このようないずれかのパターンでライザーR1〜R6に対する結線を含めて突極P1〜P6のそれぞれへコイル１４が順次巻装される。すなわち、巻線１７は各突極P1〜P6のうち、点対称にあるもの同士をそれぞれ巻回した後、各突極間を渡しては、ライザーR1〜R6のうち、対応する点対称にあるもの同士の各端末に絡めていく。図３（ｂ）は図３（ａ）における２組のライザーR3,6:R5,R2の中で結線順序を入れ替えただけで、対となるライザーは同電位であるから結線順序に関係なく電気的には同等である。また、図３（ｃ）は図３（ａ）と巻線１７の引き回し方が異なるだけで突極およびライザーに対する巻回順序は同じである。これら図３（ａ）〜（ｃ）に示した巻回パターンは一例であって、本発明の主旨を逸脱しない範囲内であれば、種々巻回パターンの変更は可能である。
【００２３】
次に、図１（ｂ）に示されるように、バリスタ１８が、整流子ホルダ２０に対して電機子コア１１と反対側（図中上面）より整流子保持リング２１の外径に嵌挿される。整流子保持リング２１の外径は、バリスタ１８の円環内面２２とは緩い嵌合を示すように形成して、強制嵌合によるバリスタの破損を抑制する。バリスタ１８の３電極部１９はそれぞれライザーR2,R4,R6の３箇所に巻線１７とともに半田付け２４で固定される。その他のライザーR1,R3,R5には巻線１７のみが半田付け２５で結合される。
【００２４】
図１（ｂ）に２点鎖線で図示し符号（１８）で示す小径のバリスタを電機子コア１１側（図中下面）より整流子ホルダ２０のフランジ部２３の位置に装着することも可能である。このとき整流子ホルダ２０のフランジ部２３はライザー１８の円環内面２２に適合するように縮径される。
【００２５】
図４はバリスタ１８の実施例で（ａ）は外周側面に等分に３個の互いに絶縁された電極部１９ａを設け、嵌合用内面２２ａを有するバリスタ１８ａで、（ｂ）は片面上で円周に沿って等分に３個の互いに絶縁された電極部１９ｂを平面的に設け、嵌合用内面２２ｂを有するバリスタ１８ｂである。上記説明の中で使用した符号１８は、図４（ａ）に図示されるバリスタ１８ａを示す。
【００２６】
すなわち、上記の説明では図４（ａ）に使用した符号から付帯文字「ａ」を除いたものが対応し、バリスタ１８は１８ａと、電極部１９は１９ａと、そして内面２２は２２ａとそれぞれ対応する。図４（ｂ）に図示したバリスタ１８ｂも電極部１９ｂをそれぞれのライザーR2,R4,R6に対して半田付けすることにより同様に機能させることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係わる小型モータによれば、４−６（４磁極−６突極）構造の電機子の過電圧抑制用消弧素子に、２−３（２磁極−３突極）構造の電機子に使用されている極く一般的な円環状バリスタが特に加工を施すことなく適用でき、しかも過電圧抑制用消弧素子に特別な配線パターンを形成しないので、部品間に精度を要求されることがなく、構成および部品管理を十分に簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる小型モータの電機子の一実施例で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って示した断面図である。
【図２】本発明に係わる小型モータの電機子コイル巻線の巻回パターンを説明するもので（ａ）は模式図、（ｂ）は配線図である。
【図３】本発明に係わる小型モータの電機子コイル巻線の巻回パターンの実施形態を示すもので、（ａ）は図２（ａ）の展開図、（ｂ）および（ｃ）は別の巻回パターンの展開図例である。
【図４】本発明に係わる小型モータに使用されるバリスタの実施例で、（ａ）は外周側面に電極部を設けたバリスタの平面図で、（ｂ）は片面に電極部を設けたバリスタの平面図である。
【図５】従来の小型モータの電機子の平面図である。
【符号の説明】
１１ 電機子コア
１２ シャフト
P1〜P6 突極
１４ コイル
１５ 整流子
１７ 巻線
R1〜R6 ライザー
１８ バリスタ
１９ 電極部

Claims (3)

1. 放射状に６本の突極を有する電機子コアと、前記各突極に巻回されるコイルと、このコイルに接続された６本のライザーと、各ライザーに連設された整流子と、３個の電極部を有する過電圧抑制用のバリスタと、前記整流子に摺接して電流を供給するブラシと、前記突極に対向配置された４個の磁極を有する永久磁石とを備え、前記電機子コアの回転中心に対して点対称の位置関係にある２本の突極には連続して前記コイルが巻回されているとともに、上記２本の突極のそれぞれの一方側に隣接し前記回転中心に対して点対称の位置関係にある２本のライザー同士も互いに接続され、上記６本のライザーのうちの１本おきの３本を前記バリスタの３個の電極部にそれぞれ接続したことを特徴とする小型モータ。
2. 上記２本の突極のそれぞれの一方側に隣接し前記回転中心に対して点対称の位置関係にある２本のライザーも上記コイルで接続されていることを特徴とする請求項１記載の小型モータ。
3. 前記６本のライザーは、前記整流子と一体形成され、且つ、前記６本の突極のそれぞれの間に半径方向に突出形成されてなり、前記コイルを上記ライザーへの接続と上記ライザー間の接続の両方に用いてなることを特徴とする請求項１記載の小型モータ。

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