JP3755455B2 - 回転電機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リードワイヤなどの導電部材を挿通させた絶縁部材をヨークとエンドフレームとの間に挟持する回転電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転電機として、例えば図１０に示すように車両用エンジンを始動させるスタータモータ５０がある。
このスタータモータ５０は、ハウジング５１を形成する筒状のヨーク５２およびエンドフレーム５３内に回転子を構成するアーマチャ５４を回転自在に設けている。ヨーク５２とエンドフレーム５３とは、互いの開口端部５２ａ、５３ａを嵌合することにより連結されている。エンドフレーム５３内にブラシ５７がブラシホルダ５６を介してアーマチャ５４のコンミテータ５５に弾接している。
【０００３】
このハウジング５１には、リードワイヤ（導電部材）５８を取り付ける絶縁部材５９が気密・液密状態に嵌め込まれている。このリードワイヤ５８は、バッテリーなどからの電源をアーマチャ５４に供給してスタータモータ５０を駆動する。
この絶縁部材５９を取り付けるにあたって、図１１に示すようにヨーク５２の開口端部５２ａに径小なインロー部５２ｂを形成し、このインロー部５２ｂに位置決め用の凹陥部６０を形成している。また、エンドフレーム５３の開口端部５３ａには、凹陥部６０に対応する切欠部６１を形成している。切欠部６１の開放隅部６１Ａ、６１Ａには、外方に拡開する案内用のテーパ部６１ａ、６１ａを面取り状に形成している。
【０００４】
ゴムなどの弾性材からなる絶縁部材５９は、ヨーク５２とエンドフレーム５３との間に気密・液密に挟持されている。この絶縁部材５９は、位置決め片６２と中間片６３と支持片６４を一体に重ね合わせて形成されている。絶縁部材５９は、電源をアーマチャ５４に供給するリードワイヤ５８を通すための挿通孔５９ａを形成している。
【０００５】
位置決め片６２は、一端部６２ａをエンドフレーム５３の内周縁部５３ｃに弾接させて抜け止めし、他端部６２ｂをヨーク５２の凹陥部６０に絶縁片６５を介して嵌合している。中間片６３は、一端部６３ａを案内用のテーパ部６１ａ、６１ａを介して切欠部６１に嵌合し、他端部６３ｂをヨーク５２の開口端部５２ａに弾接させている。幅広な支持片６４は、中間片６３に一体的に形成され、外周縁部６４ａをヨーク５２およびエンドフレーム５３の外表面部に被せている。
【０００６】
また、ヨーク５２に対するエンドフレーム５３の嵌合により、エンドフレーム５３の開口下端部５３ｂおよび中間片６３の裏面部６３ｃがインロー部５２ｂに設けられたＯ−リング６６の外周部に気密状態に弾接する（図１２参照）。
リードワイヤ５８は、絶縁部材５９の挿通孔５９ａに密着状態に挿通し、ブラシ５７およびコンミテータ５５を介してアーマチャ５４に接続する給電回路を形成している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の絶縁部材５９では、中間片６３をエンドフレーム５３の切欠部６１に嵌合し易くするため、切欠部６１の開放隅部６１Ａ、６１Ａに案内用のテーパ部６１ａ、６１ａを形成している。
このため、図１２および図１３に示すように、中間片６３の他端部６３ｂがヨーク５２の開口端部５２ａに弾接する際、テーパ部６１ａ、６１ａとヨーク５２の開口端部５２ａとの間に三角柱状の隙間Ｇ１、Ｇ２が生じる。
これら隙間Ｇ１、Ｇ２により、Ｏ−リング６６に対するエンドフレーム５３の開口端部５３ａの弾接長さがテーパ部６１ａ、６１ａを面取り寸法だけ減少し、Ｏ−リング６６に対する密着力が低下する。
【０００８】
この結果、長期の使用に伴ってスタータモータ５０のハウジング５１に水や塵埃などの異物が溜まったり、大量の異物が一時にふりかかったりすると、これらの異物が支持片６４とヨーク５２の間を介して隙間Ｇ１、Ｇ２からＯ−リング６６、凹陥部６０を介してハウジング５１内に浸入する虞がある。
【０００９】
また、ヨーク５２の開口端部５２ａに対するエンドフレーム５３の開口端部５３ａの弾接面積が隙間Ｇ１、Ｇ２が生じた分だけ減少するので、開口端部５２ａに対する開口端部５３ａの弾接力が低下する。
このため、何らかの理由により支持片６４に上方の外力が加わると、図１０に矢印で二点鎖線で示すように、支持片６４がめくれ上がってヨーク５２の開口端部５２ａと中間片６３との間に隙間Ｇ３が生じ、開口端部５２ａと中間片６３との密着力が低下する。このため、長期使用に伴い、隙間Ｇ３から異物がハウジング５１内に浸入する虞がある。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は切欠部の開放隅部に、中間片を案内するためのテーパ部を形成しながらも、ハウジング内への水や塵埃などの異物の浸入を防ぐことができる回転電機を提供することにある。
これは、中間片に突起部を形成したことにより、突起部がエンドフレームの開口端部とヨークの開口端部との間に挟まれ、隙間のない密着した弾接状態が得られて十分な気密・液密性が確保されるためである。また、突起部の存在により、ヨーク開口端部に対するエンドフレームの開口端部の弾接面積は減少せず、その弾接力の低下を来たさないので、支持片が外力により不用意にめくれ上がることがないことによる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
（請求項１について）
回転電機のヨークは、内部にアーマチャを有し、開口端部に位置決め用の凹陥部を形成している。エンドフレームは、ヨークに嵌合により連結されて凹陥部に対向する切欠部と、切欠部の開放隅部に外方に向かって拡開するように形成された案内用のテーパ部とを有する。
絶縁部材は、位置決め片と中間片と支持片とから構成されてヨークの凹陥部とエンドフレームの切欠部との間に挟持されてアーマチャに給電する。
位置決め片の一端部はエンドフレームの内側面部に弾接し、他端部はヨークの凹陥部に嵌合している。
中間片の一端部はエンドフレームの案内用のテーパ部から切欠部に嵌合し、他端部はテーパ部およびヨークの開口端部に挟まれて弾接する突起部を形成している。
支持片は、その外周縁部をヨークおよびエンドフレームの外表面部にシール状態に被せている。
【００１２】
切欠部の開放隅部に案内用のテーパ部を設けながらも、中間片にテーパ部およびヨークの開口端部に挟まれて弾接する突起部を形成したので、テーパ部とヨークの開口端部との間に隙間が生ずることがない。このため、中間片と突起部を介してエンドフレームの開口端部とヨークの開口端部との間に密着した弾接状態が得られて十分な気密・液密性が確保され、ハウジング内への水や塵埃などの異物の浸入を防ぐことができる。
【００１３】
また、突起部がヨークの開口端部に弾接するため、ヨークの開口端部に対するエンドフレームの開口端部の弾接面積は減少せず、その弾接力が低下しないので、支持片が外力により不用意にめくれ上がることがなく、上記と同様に水や塵埃などの異物の浸入を防ぐことができる。
このような効果を奏しながらも、新たに別部材を設けることなく、中間片に突起部を形成するだけで済みコスト的に有利である。
【００１４】
（請求項２について）
切欠部の案内用のテーパ部は面取り状になっており、中間片の突起部は三角柱状をなしているため、各辺部をヨークの開口端部およびテーパ部の形状に合わせて弾接させることができ、エンドフレームの開口端部とヨークの開口端部との間の気密・液密性が強化される。
【００１５】
（請求項３について）
切欠部の案内用のテーパ部は円弧状の丸みを形成し、中間片の突起部は凹面柱状をなしているため、請求項２と同様に突起部の各辺部をヨークの開口端部およびテーパ部の形状に合わせて弾接させることができ、エンドフレームの開口端部とヨークの開口端部との間の気密・液密性が強化される。
【００１６】
（請求項４について）
ヨークの開口端部に形成された径小なインロー部とエンドフレームの開口端部との間に、Ｏ−リングが挟持され、Ｏ−リングの外周部に中間片の突起部が弾接する。このため、Ｏ−リングに対する中間片の弾接長さが大きくなり、気密・液密性の向上が図られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明をエンジン始動装置のスタータモータに適用した各実施例について図面を参照しながら説明する。
車両用のエンジン始動装置を示す図１および図２（第１実施例）において、スイッチカバー１内に配された電磁プランジャ２は、通電によりバッテリーなどの電源をＢ端子ボルト３、Ｍ端子ボルト４および導電部材としてのリードワイヤ５を介してスタータモータ６に供給するようになっている。
【００１８】
スタータモータ６は、筒状のヨーク７とキャップ状のエンドフレーム８から成るハウジング９を備えている。ヨーク７は、図２および図３に示すように開口端部７ａを段付状に形成し、径小部のインロー部１０に矩形の凹陥部１１およびＯ−リング１２を嵌め込む周溝１３を形成している。
エンドフレーム８は、例えばアルミダイキャストにより筒状の開口端部８ａを有するように形成され、その開口端部８ａをヨーク７のインロー部１０に嵌合している。エンドフレーム８の開口端部８ａは、図３に示すように凹陥部１１に対向する略Ｕ字状の切欠部１４を形成している。切欠部１４の開放隅部１４Ａは、外方に拡開する案内用のテーパ部１４ａを面取り状に形成している。
【００１９】
ゴムなどの弾性材からなる絶縁部材１５は、ヨーク７とエンドフレーム８との間に気密・液密に挟持されたもので、位置決め片１６と中間片１７と幅広な支持片１８を一体に重ね合わせて構成されている（図４および図５）。
絶縁部材１５は、リードワイヤ５を弾性拡縮可能に通す挿通孔１５ａを形成し、スタータモータ６のブラシ２０およびコンミテータ２１を介してアーマチャ２２に接続する。
【００２０】
位置決め片１６は、一端部１６ａをエンドフレーム８の内側縁部８ｂに弾接させて抜け止めし、他端部１６ｂを絶縁リング（図示せず）の絶縁片Ｐを介してヨーク７の凹陥部１１に嵌合している。中間片１７は、一端部１７ａを案内用のテーパ部１４ａを介して切欠部１４に嵌合し、他端部１７ｂをヨーク７の開口端部７ａに弾接させている。
【００２１】
この他端部１７ｂの両側は、図３ないし図５に示すように各辺部１９ａ、１９ｂがヨーク７の開口端部７ａおよびテーパ部１４ａにそれぞれ弾接する三角柱状の（２箇所の）突起部１９を形成している。この際、図６に示すようにエンドフレーム８の開口下端部８ｃ、中間片１７の他端部１７ｂおよび突起部１９の下端がＯ−リング１２の外周部に気密状態に弾接する。幅広な支持片１８は、中間片１７に一体的に形成され、図７に示すように外周縁部１８ａをヨーク７およびエンドフレーム８の外表面部にシール状態に被せている。
【００２２】
図２および図８に基づいてスタータモータ６の組付けを絶縁部材１５の取付けに合わせて説明する。
この組付け時には、図２に示すようにインロー部１０の周溝１３にＯ−リング１２が嵌められ、ヨーク７内にアーマチャ２２が挿入されている。さらに、ブラシ２０は、ブラシホルダ２３を介してコンミテータ２１に接触状態に配置されている。これにより、リードワイヤ５、ブラシ２０、ブラシホルダ２３などの電気接続が完了しており、リードワイヤ５は絶縁部材１５の挿通孔１５ａに通されているものとする。
【００２３】
この後、図８に示すようにアーマチャ２２のシャフト２２ａをエンドフレーム８に設けた軸受８Ｊに支持させた後に、図３および図５に示す位置から位置決め片１６の一端部１６ａをエンドフレーム８の内側縁部８ｂに弾接させ、図６に示す位置で他端部１６ｂを凹陥部１１に嵌合する。ついで、中間片１７の一端部１７ａを切欠部１４に嵌合し、他端部１７ｂを突起部１９の辺部１９ｂとともに、ヨーク７の開口端部７ａに弾接させる。この時、エンドフレーム８の開口下端部８ｃ、中間片１７の他端部１７ｂおよび突起部１９がＯ−リング１２の外周部に気密状態に弾接する。
凹陥部１１に対する位置決め片１６の嵌合ならびに切欠部１４に対する中間片１７の嵌合により、ヨーク７とエンドフレーム８との周方向に位置が決まり両者の位置関係が保持される。これと同時に、支持片１８の外周縁部１８ａをヨーク７およびエンドフレーム８の外表面部に被せてシールする。
【００２４】
この後、図２に示すようにブラシホルダ２３をボルト２５でエンドフレーム８に固定し、通しボルト２６によりヨーク７とエンドフレーム８とが嵌合する方向に締め付け、スタータモータ６の組付けを終了する。
【００２５】
通しボルト２６の締め付けにより、絶縁部材１５がヨーク７とエンドフレーム８との間で強固に挟持される。このため、位置決め片１６が凹陥部１１内の絶縁片Ｐに弾接により強く密着し、中間片１７の一端部１７ａが切欠部１４の奥端部１４ｄに対して強く密着する。また、中間片１７の他端部１７ｂが突起部１９の辺部１９ｂとともに、ヨーク７の開口端部７ａに強く密着する。
さらに、エンドフレーム８の開口下端部８ｃ、中間片１７の他端部１７ｂおよび突起部１９の下端がＯ−リング１２の外周部に強く密着する。これにより、絶縁部材１５をヨーク７とエンドフレーム８との間で気密・液密に挟持している。
【００２６】
上記構成では、切欠部１４の開放隅部１４Ａ、１４Ａに案内用のテーパ部１４ａ、１４ａを設けながらも、テーパ部１４ａ、１４ａおよびヨーク７の開口端部７ａとに挟持されて弾接する突起部１９を形成したので、テーパ部１４ａ、１４ａとヨーク７の開口端部７ａとの間に隙間が生ずることがない。
これにより、中間片１７と突起部１９を介してエンドフレーム８の開口端部８ａとヨーク７の開口端部７ａとの間に密着した弾接状態が得られる。このため、テーパ部１４ａ、１４ａとヨーク７の開口端部７ａとの間に十分な気密・液密性を確保することができ、ハウジング９内への水や塵埃などの異物の浸入を防ぐことができる。
【００２７】
また、突起部１９の辺部１９ｂがヨーク７の開口端部７ａに弾接するため、ヨーク７の開口端部７ａに対するエンドフレーム８の開口端部８ａの弾接面積は減少せず、その弾接力が低下しないので、支持片１８が外力により不用意にめくれ上がることがなく、上記と同様に水や塵埃などの異物の浸入を防ぐことができる。
【００２８】
また、切欠部１４の案内用のテーパ部１４ａ、１４ａは面取り状になっており、中間片１７の突起部１９の各辺部１９ａ、１９ｂは三角柱状をなしている。このため、突起部１９をヨーク７の開口端部７ａとテーパ部１４ａ、１４ａに、これらの形状に合わせて弾接させることができ、開口端部７ａとテーパ部１４ａ、１４ａとの間の気密・液密性を強化することができる。
【００２９】
さらに、ヨーク７に形成した径小なインロー部１０とエンドフレーム８との間に、Ｏ−リング１２を挟持し、Ｏ−リング１２の外周部に中間片１７の突起部１９を弾接させた。このため、Ｏ−リング１２に対する中間片１７の弾接長さが大きくなり、気密・液密性の向上が図られる。
【００３０】
図９は本発明の第２実施例を示す。
この第２実施例が第１実施例と異なるところは、第２実施例では切欠部１４の開放隅部１４Ａ、１４Ａに面取りに代わって円弧状の丸みを付けたテーパ部１４Ｒ、１４Ｒを形成したことである。このため、突起部１９は、テーパ部１４Ｒ、１４Ｒに対応するように凹面柱状をなしている。
【００３１】
中間片１７の他端部１７ｂは、突起部１９の辺部１９ｂとともにヨーク７の開口端部７ａに密着し（図３参照）、突起部１９の凹辺部１９Ｒはテーパ部１４Ｒに密着する。これにより、突起部１９をヨーク７の開口端部７ａとテーパ部１４Ｒ、１４Ｒに、これらの形状に合わせて弾接させることができ、第１実施例と同様に開口端部７ａとテーパ部１４Ｒ、１４Ｒとの間の気密・液密性を強化することができる。
【００３２】
なお、上記実施例では、回転電機の一例としてエンジン始動装置のスタータモータ６を挙げたが、スタータモータ６に限らず、発電機などにも適用できる。
また、ヨーク７の凹陥部１１は、矩形状に限らず三角状、半楕円状あるいは半円状であってもよい。
さらに、エンドフレーム８の切欠部１４は、略Ｕ字状に限らず矩形状、三角状、半楕円状あるいは半円状であってもよい。この場合、絶縁部材１５の位置決め片１６および中間片１７は、凹陥部１１および切欠部１４に応じた形状で形成する。
その他、本発明の具体的な実施にあたっては、絶縁部材を耐熱性のシリコンゴムで形成してもよいなど発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用のエンジン始動装置のスタータモータを示す正面図である（第１実施例）。
【図２】スタータモータの拡大部分縦断面図である。
【図３】ヨーク、絶縁部材およびエンドフレームの分解斜視図である。
【図４】（イ）は絶縁部材の正面図、（ロ）は絶縁部材の底面図である。
【図５】絶縁部材およびエンドフレームの分解斜視図である。
【図６】絶縁部材の取り付け時に、中間片を切欠部に嵌合した状態を示す斜視図である。
【図７】絶縁部材の取り付け時に、中間片を切欠部に嵌合した状態を示す平面図である。
【図８】スタータモータの組付け状態を示す分解斜視図である。
【図９】絶縁部材およびエンドフレームの分解斜視図である（第２実施例）。
【図１０】従来のスタータモータの拡大部分縦断面図である。
【図１１】従来のヨーク、絶縁部材およびエンドフレームの分解斜視図である。
【図１２】絶縁部材の取り付け時に、従来の中間片を切欠部に嵌合した状態を示す斜視図である。
【図１３】絶縁部材の取り付け時に、従来の中間片を切欠部に嵌合した状態を示す平面図である。
【符号の説明】
５ リードワイヤ（導電部材）
６ スタータモータ
７ ヨーク
８ エンドフレーム
９ ハウジング
１０ インロー部
１１ 凹陥部
１２ Ｏ−リング
１３ 周溝
１４ 切欠部
１５ 絶縁部材
１６ 位置決め片
１７ 中間片
１８ 支持片
１９ 突起部
２０ ブラシ
２１ コンミテータ
２２ アーマチャ
２３ ブラシホルダ
７ａ、８ａ 開口端部
８ｂ 内側縁部
１４ａ、１４Ｒ テーパ部
１４Ａ 開放隅部
１５ａ 挿通孔
１６ａ、１７ａ 一端部
１６ｂ、１７ｂ 他端部
１９ａ、１９ｂ 辺部

Claims (4)

1. 内部にアーマチャを有し、開口端部に位置決め用の凹陥部を形成した筒状のヨークと、
   このヨークに嵌合により連結されて前記凹陥部に対向する切欠部と、この切欠部の開放隅部に外方に向かって拡開するように形成された案内用のテーパ部とを有するエンドフレームと、
   前記ヨークの前記凹陥部と前記エンドフレームの前記切欠部との間に挟持され、前記アーマチャに給電する導電部材を挿通させた弾性材製の絶縁部材とを具備し、
   この絶縁部材は、
   一端部が前記エンドフレームの内側面部に弾接し、他端部が前記ヨークの前記凹陥部に嵌合する位置決め片と、
   一端部が前記エンドフレームの前記テーパ部に案内されて前記切欠部に嵌合し、他端部が前記テーパ部および前記ヨークの前記開口端部に挟まれて弾接する突起部を形成した中間片と、
   前記中間片に設けられ、これの外周縁部を前記ヨークおよび前記エンドフレームの外表面部にシール状態に被せた支持片とを有することを特徴とする回転電機。
2. 前記切欠部の前記テーパ部は面取り状になっており、前記中間片の前記突起部は三角柱状をなし、各辺部が前記ヨークの前記開口端部および前記テーパ部に挟まれながら弾接することを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
3. 前記切欠部の前記テーパ部は円弧状の丸みを形成し、前記中間片の前記突起部は凹面柱状をなし、各辺部が前記ヨークの前記開口端部および前記テーパ部に挟まれながら弾接することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転電機。
4. 前記ヨークの前記開口端部に形成された径小なインロー部と前記エンドフレームの前記開口端部との間にＯ−リングが挟持され、前記Ｏ−リングの外周部に前記中間片の前記突起部が弾接することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の回転電機。

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