JP4358391B2

JP4358391B2 - 電気モータにおける整流子へのリング状電気雑音防止素子の接続方法と、その方法によって接続された電気雑音防止素子を備える整流子

Info

Publication number: JP4358391B2
Application number: JP33137699A
Authority: JP
Inventors: 繁隆大木
Original assignee: 株式会社五十嵐電機製作所
Priority date: 1999-11-22
Filing date: 1999-11-22
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2019-11-22
Also published as: US6285106B1; JP2001157415A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器の機構駆動用モータ、又は自動車や事務用自動機械の電動アクチュエータ等に使用され、通常小型直流モータと称されている直流モータにおける整流子への電気雑音防止素子の接続方法と、その方法によって電気雑音防止素子が接続された整流子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
小型直流モータにおける整流子へ電気雑音防止素子、例えばバリスタ、抵抗、及び厚膜集積回路等を接続するには、通常、巻線と整流子セグメントの接続部分に、リング状に形成した電気雑音防止素子の各接続電極が半田付けされる。
【０００３】
例えば、鉄心へ巻線を施した電機子に、整流子を軸着し、巻線と各整流子セグメントの巻線接続片を接続し、その後、リング状の電気雑音防止素子を、各整流子セグメントの巻線切続片に接続される。
【０００４】
電機子における巻線と整流子セグメントの接続部は、整流子と巻線の間にあり、その部分にリング状電気雑音防止素子を設けるために、リングの内径を、整流子の外径に対して、余裕をもって容易に通過しうる径とし、しかも、整流子セグメントの巻線接続端子の上に電気雑音防止素子を乗せて半田付けするものでは、リングの径をさらに大きくして、各整流子セグメントの接続部周囲に嵌合し、かつ嵌合の余裕も大とされている。
【０００５】
整流子セグメントの巻線接続端子と電気雑音防止素子との接続電極は、リング状電気雑音防止素子を接続部周囲に嵌合して、径方向に並ぶ導体間を、半田で橋絡することにより、電気的に接続するとともに、機械的に結合している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の整流子セグメントとリング状電気雑音防止素子の接続方法においては、取り付けるリングの内径を大きくして、取付け作業を容易にするとともに、リング状電気雑音防止素子の加工精度の要求を緩くして、歩留まりをよくしている。そのため、半田付け時に、半田付けを要する電極間の間隙が大きくなって、半田で橋渡しする接続が困難になり、半田付け不良の原因となる。
【０００７】
また、リング状電気雑音防止素子の内径が、嵌合部に対して緩くなりすぎると、リング状電気雑音防止素子の中心が、電機子の回転中心からずれやすくなり、そのずれが大幅になると、重量バランスがくずれて、振動の原因になる。
【０００８】
さらに、半田付けによって橋渡ししたものでは、使用に伴い、振動などで半田付け個所が外れる恐れがあり、隙間の大きい個所への橋絡半田付けは、できるだ避けるのが望ましい。
【０００９】
また、半田付けにおける材料としての半田そのものが、重金属である鉛を多量に使用しているため、環境汚染を導くものであり、その使用を極力少なくすることが望ましい。
【００１０】
また、半田付けには、半田の接着性能を増すために、フラックスと称する樹脂材料を使用するため、半田付け処理の後工程として、フラックスの洗浄工程を必要とすることが多い。
【００１１】
このフラックスの洗浄工程においても、環境汚染の恐れが多い有機溶剤が多量に使用され、この洗浄工程も、将来的には極力少なくすることが望まれる。
【００１２】
さらに、整流子のスロット数を増すと、当然整流子セグメント数が増すため、半田付けの作業工数が増す。
【００１３】
さらに、スロット数を増して、半田付け箇所が増大すると、半田付け箇所の半田の付着量の不均衡により、電機子の回転質量バランスが不均衡となり、振動を発生する原因となる。
【００１４】
一方、リング状電気雑音防止素子と整流子を半田付けしてなる電機子を、高温度環境で使用すると、半田が溶融するとともに、電機子の遠心力で、半田が周囲に飛散してしまう危険性がある。
そこで、使用環境に応じた溶融点の高い高温半田を使用しようとした場合、リング状電気雑音防止素子がバリスタであると、半田付けに際して、焼結製で熱伝導の低いバリスタにあっては、不均衡な熱衝撃が加わり、クラックを生じさせる恐れがある。
【００１５】
さらに、整流子セグメントと電気雑音防止素子の熱容量の相異により、半田工程を速やかに行おうとするには、整流子自体の予熱工程を必要とするが、この予熱工程は、熱の利用効率が非常に悪いため、余分な熱エネルギーを消費し、製造価格の増大につながる。
【００１６】
本発明の目的は、上述の従来の問題点に鑑み、半田付けを使用しないで、整流子と電気雑音防止素子を接続することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
(１) 周面方向に沿って多数に絶縁分離されて絶縁性筒体の外周面に内周面が固着され、かつ軸線方向内端側を巻線に接続しうるようにした、多数の導電性整流子セグメントを具備する電気モータの整流子において、前記各整流子セグメントをリング状電気雑音防止素子に接続するための各整流子セグメントの接触部を、前記軸線方向内端側の反対側をなす整流子の外端側に配置し、前記各接触部に対応して、リング状電気雑音防止素子の周方向に多数設けた接続電極を近接配置し、前記互いに近接配置した接触部と接続電極を、整流子セグメントの周方向配置と合致させてリング状支持部材に止着した複数の短絡導電体をもって、個々に短絡させること。
【００１８】
(２) 上記(１)項において、各接触部を、整流子外端における絶縁性筒体の端部に設けた環状段溝内に、整流子セグメントの下面を露出させること。
【００１９】
(３) 上記(１)項において、各接触部を、整流子外端における各整流子セグメントの軸線方向先端を露出させること。
【００２０】
(４) 上記(１)又は(２)項において、リング状支持部材を、整流子外端における絶縁性筒体の端部に設けた環状段溝の蓋部材とすること。
【００２１】
(５) 上記(４)項において、各短絡導電体を、環状段溝の開口部を閉塞する蓋に予め止着した後、蓋とともに環状段溝内に挿入して、各整流子セグメントと電気雑音防止素子の接続電極との間を短絡させること。
【００２２】
(６) 上記(１)〜(３)項のいずれかにおいて、リング状支持部材を、リング状電気雑音防止素子とすること。
【００２３】
(７) 上記(６)項において、各短絡導電体を、リング状電気雑音防止素子の接続電極に予め溶着した後、各整流子セグメントと電気雑音防止素子の接続電極との間を短絡させること。
【００２４】
(８) 上記(１)〜(７)項のいずれかにおいて、短絡導体が、支持部材に整流子セグメントの周方向配置と合致させてリング状支持部材に止着するに際して、複数の短絡導電体を、前記の配置をなすように連結片で連結したまま、リング状支持部材に止着し、その後、連結片を切断して、短絡導電体を分離すること。
【００２５】
(９) 上記(８)項において、短絡導電体を分離するに際して、位置決め係合片を、短絡導電体側に若干残し、短絡導電体を分離するようにすること。
【００２６】
(10) 周面方向に沿って多数に絶縁分離されて絶縁性筒体の外周面に内周面が固着され、かつ軸線方向内端を巻線に接続しうるようにした導電性整流子セグメントを多数具備する電気モータの整流子において、整流子の外端において、各整流子セグメントに設けられ、各整流子セグメントをリング状電気雑音防止素子に接続する接触面と、前記各整流子セグメントと対応する多数の接続電極を、周方向に備えるリング状電気雑音防止素子と、整流子セグメントと電気雑音防止素子の互いに対応する接触部と接続電極を、それぞれ接続する複数の短絡導体と複数の短絡導体を、整流子セグメントの周方向配置と合致させて絶縁支持するリング状支持部材とを備える。
【００２７】
(11) 上記(10)項において、接触面を、整流子の外端に設けた環状段溝内の整流子セグメントの下面とする。
【００２８】
(12) 上記(10)項において、接触面を、整流子の外端に設けた環状段溝に連設する凹入段部の整流子セグメントの下面とする。
【００２９】
(13) 上記(10)項において、接触面を、整流子セグメントの外端面とする。
【００３０】
(14) 上記(14)項において、整流子セグメントが、少なくとも整流子外端附近においては、若干内側から整流子内端側を向く軸線方向に沿って下方に突出し、その突出部の両端が、整流子セグメントの下面から剥離して斜行突出さた係合片を下面に備えている。
【００３１】
(15) 上記(14)項において、整流子セグメントの下面の係合片が、軸線方向に沿って複数本突設され、かつこれらの係合片の間の溝部が、係合片の先端に向かって幅挾となる蟻溝とする。
【００３２】
(16) 上記(10)〜(15)項のいずれかにおいて、短絡導電体が、板状の導電性弾性体からなるものとする。
【００３３】
(17) 上記(16)項において、導電性弾性体を、周方向に延びるアーチ型の電気雑音防止素子接続電極側のコンタクトを備えるものとする。
【００３４】
(18) 上記(16)項において、導電性弾性体を、軸線方向に突出する弾性接触片からなる、整流子セグメント側のコンタクトを備えるものとする。
【００３５】
(19) 上記(16)項において、導電性弾性体が、径方向に突出する弾性接触片の先端を楔状に折り返してなる、電気雑音防止素子側コンタクトと整流子セグメント側コンタクトを備えるものとする。
【００３６】
(20) 上記(10)〜(19)項のいずれかにおいて、短絡導電体が、整流子セグメントの周方向配置と合致させて絶縁支持するリング状支持部材に係合する係合孔を備えるものとする。
【００３７】
(21) 上記(10)〜(20)項のいずれかにおいて、短絡導電体が、リング状支持部材の取付位置を、各整流子セグメントと各短絡導電体が整合するべく位置決めするための、位置決め係合片を備えるものとする。
【００３８】
(22) 上記(10)〜(15)項のいずれかにおいて、短絡導電体を、導電ゴムからなるものとする。
【００３９】
(23) 上記(10)〜(22)項のいずれかにおいて、リング状支持部材を、環状段溝の開口部を閉塞する蓋とする。
【００４０】
(24) 上記(23)項において、環状段溝の開口部を閉塞する蓋が、短絡導電体を係止する突起を裏面に備えるものとする。
【００４１】
(25) 上記(10)〜(24)項のいずれかにおいて、リング状支持部材を、そのリング状支持部材の内周と嵌合する円筒体に設けた凹入段部に係合する位置決め係合片を、そのリング状支持部材の内周に備えるものとする。
【００４２】
(26) 上記(25)項において、位置決め係合片を、リング状支持部材の内周面を突出させた係合片とする。
【００４３】
(27) 上記(26)項において、位置決め係合片を、リング状支持部材に止着した短絡導電体の一部を、内方に向けて突出させた係合片とする。
【００４４】
【発明の実施の形態】
図１〜図６は、本発明の方法により、各整流子セグメントと電気雑音防止素子電極とを接続してなる、本発明に係る整流子の実施の一形態を、電機子に組み付けた状態を示すもので、図１は、電機子に組み付けられた本発明に係る整流子の一部切欠側面図、図２は、本発明に係る整流子の中央縦断拡大側面図、図３は、図２におけるIII−III線縦断正面図、図４は、図２におけるIV−IV線縦断正面図、図５は、図１における一点鎖線円型部Ｖの拡大側面図、図６は、図３におけるVI−VI線展開断面図である。
なお図１において、左を外方、右を内方とする。
【００４５】
図１に示すように、電機子(１)は、回転軸(２)の軸線方向のほぼ中央部に、回転不能に固着され、回転方向に多数に分極された鉄心(３)と、各鉄心(３)にそれぞれに巻回された巻線(４)と、巻線(４)の軸線方向における外方端部において、回転軸(２)に固着された整流子(５)とを備えている。
【００４６】
鉄心(３)の分極数と整流子(５)のスロット数は、通常同数であり、かつ一般的には、巻線(４)の数と、スロット(６)によって周方向に多数分離されている整流子セグメント(７)の数も同数である。
【００４７】
図示の例においては、電機子(１)の鉄心(３)を１０極、整流子(５)のスロット(６)を数１０とし、従って、整流子セグメント(７)を１０個としある（図３参照）。
【００４８】
回転軸(２)と鉄心(３)と整流子(５)は、互いに回転不可能となっており、かつ整流子(５)のスロット(６)の位置と、鉄心(３)の分極位置は、互いに整合している。
【００４９】
各巻線(４)の後端である接続端(８)は、対応する整流子セグメント(７)の巻線接続片(９)に接続される。
上記電機子(１)の組立作業は、従来通りである。
【００５０】
図２は、本発明に係る整流子(５)の中央縦断面図である。
この整流子(５)においては、絶縁基部を形成する絶縁性筒体(10)の外周面に、周方向分離された多数の整流子セグメント(７)が配設され、かつ各整流子セグメント(７)は、内周面に抜止め用の係合片(11)を備えている。この係合片(11)を、絶縁性筒体(10)の中に埋め込むことにより、絶縁性筒体(10)と各整流子セグメント(７)とは、一体的に固着されている。
【００５１】
図２に示す如く、前記係合片(11)は、整流子セグメント(７)の基部(12)をなす内面部において、下面が絶縁性筒体(10)の内部へ食い込むように突出するとともに、軸線方向に延び、その軸線方向の内外１対の端部(13)(13)は、求心方向に傾斜して、絶縁性筒体(10)に深く食い込んでいる。
【００５２】
前記各端部(13)(13)は、図４に示す如く、周方向に分離した１対からなり、その１対の端部(13)(13)の間の溝部(14)は、絶縁性筒体(10)の中心方向に向けて狭幅となる蟻溝状を呈している。そのため、各整流子セグメント(７)は、絶縁筒体(10)の外面から、容易に外れ難くなっている。
【００５３】
上記傾斜する端部(13)(13)が、絶縁性筒体(10)の周面に、強固に噛みついているため、整流子セグメント(７)は、容易に剥離しないよう、絶縁性筒体(10)に固着されている。これにより、各整流子セグメント(７)は、内外両端部それぞれが、容易に引き起こされ難くなっている。
【００５４】
周面に多数の整流子セグメント(７)が固着された絶縁性筒体(10)の軸線方向の内端(15)側に、巻線(４)を接続しうるようになっている。
即ち、整流子(５)が巻線(４)と向き合う内端(15)側には、各巻線(４)の両端から導出された接続端(８)を把持して、各整流子セグメント(７)と電気的に接続するための挾幅の接続片(９)が遠心方向に向けて突設され、かつ各切続片(９)は、整流子セグメント(７)上面に折り返されて、巻線の接続端(８)を把持している。この折り返しに際して、接続端(８)の電線が被覆電線の場合には、加熱される。
【００５５】
上記絶縁性筒体(10)における軸線方向の外端(16)には、環状段溝(17)が設けられ、環状段溝(17)には、図７、図８に示すリング状の電気雑音防止素子(18)が嵌合されている。
このリング状電気雑音防止素子(18)としては、バリスタが多く利用されている。そのため、以下に説明する実施例では、リング状のバリスタとして説明するが、それ以外に、リング状の印刷配線基板に抵抗体を印刷配線したものや、厚膜集積回路技術を用いた、リング状の基板に、コンデンサー素子や抵抗素子を配線したもの等を使用しうる。
【００５６】
上記電気雑音防止素子(18)の内周面(19)は、環状段溝(17)の底面(17a)に、ガタつかない程度に緩く当接している。
【００５７】
環状段溝(17)の底面(17a)には、円周方向に等分割された、適当な数の凹入溝(20)が設けられている（図３）。
【００５８】
電気雑音防止素子(18)の内周面(19)には、対応する凹入溝(20)に係合しうる突条(21)が設けられている。その数は、１個以上であり、凹入溝(20)の数や位置に応じて、位置決めに適する数が選ばれる。なお、凹入溝(20)と突条(21)を、それぞれ、電気雑音防止素子(18)の内周面(19)と、絶縁性筒体(10)における環状段溝(17)の底面に設けてもよい。
【００５９】
上記位置決め手段は、組み付け行程における作業性を高めるものであるが、これを設けないで実施することもある。例えば、位置決め手段を設けない場合には、組立て治具等により、組み付け精度を保つようにすればよい。
【００６０】
整流子セグメント(７)の内周面における前記環状段溝(17)と対向する個所には、凹入段部(22)が設けられている。
【００６１】
図７、図８は、電気雑音防止素子(18)としてバリスタを用いた例を示す。
電気雑音防止素子(18)たるバリスタは、全体が均質なリング状の焼結体であり、その外面には、接続を要する整流子(５)のスロット数に応じた数の接続電極(23)が、円周方向に等間隔で設けられている。
【００６２】
電気雑音防止素子(18)の接続電極(23)の外側方、即ち環状段溝(17)の開口端部には、接続電極(23)と、その接続電極(23)の外周方向に近接して、整流子セグメント(７)の下面たる接触面(7a)とを電気的に短絡するための短絡導電体(24)が設けられている。
【００６３】
短絡導電体(24)は、燐青銅等からなる、電気的には良導体で弾性力の高い板状のもので、この短絡導電体(24)は、電気雑音防止素子(18)の接続電極(23)に平行に対面する基板部(25)を備え、その基板部(25)には、周方向へ延び、かつ両端が接続電極(23)に向かってアーチ状に湾曲する、電気雑音防止素子側のコンタクト(26)と、電気雑音防止素子側のコンタクト(26)に直交して径方向外側に延び、電気雑音防止素子(18)の外周端を越えたところで、凹入段部(22)における整流子セグメント(７)の下面(27)をなす接触面(7a)に沿って内方に折曲され、かつ中央部が前記凹入段部(22)の中で、外向きに凸に湾曲した整流子セグメント側のコンタクト(28)が設けられている。
【００６４】
環状段溝(17)の開端部には、電気雑音防止素子(18)に対して短絡導電体(23)を強く押しつけるとともに、それらの脱出を防止し、かつ電気接触部分の汚れを防止する絶縁性の蓋(29)が設けられている。
【００６５】
蓋(29)は、リング状をなし、凹入段部(22)における各整流子セグメント(７)の下面(27)に、その外周をガタつきなく嵌合し、この蓋(29)の外面が各整流子セグメント(７)に外端(16)に合致したところで、各整流子セグメント(７)の外端にカシメ孔(30)を穿設して、蓋(29)を固定している。
【００６６】
蓋(29)の内周面(32)にも位置決めの突条(33)が設けられており、この突条(33)は、前記環状段溝(17)の底面(17a)の凹入溝(20)に係合して、各整流子セグメント(７)と短絡導電体(24)との位置を整合させるようになっている。
【００６７】
図５に示す如く、蓋(29)を閉じると、整流子セグメント側のコンタクト(28)は、凹入段部(22)に挿入され、その先端部を電気雑音防止素子(18)の外周面に当接しつつ、湾曲頂部を整流子セグメント(７)の下面(27)たる接触面(7a)に圧接し、短絡導電体(24)は、整流子セグメント(７)と電気的に接触する。
【００６８】
図６に示す如く、同じく蓋(29)を閉じると、電気雑音防止素子側のコンタクト(26)は、アーチ状に湾曲した弾性片が押圧されて、電気雑音防止素子(18)の接続電極(23)に両端を圧接し、短絡導電体(24)は、接続電極(23)と電気的に接触する。
【００６９】
短絡導電体(24)は、各整流子セグメント(７)に対応して、それと同数あり、個々に組み付け作業するには煩雑となるため、この実施例では、蓋(29)の内面(31)に、全部の各短絡導電体(24)を予め止着してあり、蓋(29)を組み付けるに際し、同時に全部の短絡導電体(24)が、各整流子セグメント(７)と各接続電極(23)間を接続しうるようになっている。
【００７０】
上述の如く、この実施例においては、蓋(29)をもって、複数の短絡導電体(23)を支持するリング状支持部材を構成するようにしている。
【００７１】
図９、図１０、図１１は、リング状支持部材たる蓋(29)に、図１２に示す各短絡導電体(24)を止着した状態を示している。
【００７２】
図１２は、１つの短絡導電体(24)を背面から見た状態を示す斜視図であり、基板部(25)のほぼ中央には、環状段溝(17)の周方向に沿って延びる長孔(34)が設けられ、その長孔(34)の中央には、背面に向けて傾斜起立する逆止片(35)を孔縁に備える係合孔(36)が設けられている。
【００７３】
蓋(29)の内面(31)には、図５の状態に蓋(29)を環状段溝(17)に嵌合したとき、各短絡導電体(24)に設けた係合孔(36)に合致するところに、係合突起(37)が設けられ、この各係合突起(37)に、各短絡導電体(24)を係合孔(36)を介して、予め止着しておく。
【００７４】
さらに、図９の仮想線で示す連結部材(38)をもって、蓋(29)に全部の短絡導電体(24)が止着した状態で径方向の内側が連結されるようにしておくと、各係合孔(36)と各係合突起(37)を係合する時に、それぞれの位置合わせが容易となり、作業性を高めることができる。
【００７５】
連結部材(38)は、蓋(29)と各短絡導電体(24)の組み付け後に切断する。この連結部材(38)の切断個所は、環状段溝(17)の底面(17a)の径に緩く嵌合するようにしてある。
【００７６】
図１３、図１４、図１５は、前記短絡導電体(24)の変形例を示すとともに、リング状支持部材の変形例を示している。
【００７７】
この例の短絡導電体(24A）は、基板部(25A)を電気雑音防止素子側コンタクト(26)として、図１４に示す如く、電気雑音防止素子(18)の接続電極(23)の中央部とし、その基板部(25A)をレーザビームのスポット照射により、複数箇所スポット溶着(39)し、電気雑音防止素子(18)自体をリング状支持部材としてある。なお、整流子セグメント側コンタクト(28)の形状は、前記短絡導電体(24)のコンタクト(28)と同一構造である。
【００７８】
図１４の仮想線で示す連結部材(38)は、前述と同様に、電気雑音防止素子(18)に各短絡導電体(24A)を止着すると切断される。この連結部材(38)の切断個所は、前記同様に、環状段溝(17)の底面(17a)の径に緩く嵌合するようにしてある。
【００７９】
図１５は、前記実施例に示す図５と同様個所の断面図である。
この例に使用されている蓋(29A)は、各短絡導電体(24A)が止着された電気雑音防止素子(18)を環状段溝(17)に嵌合した状態において、環状段溝(17)の開口部にできる空隙を、ほぼ隙間なく埋めるような板厚を有し、表裏に凹凸のないリング状のもので、前記実施例の蓋(29)に比べて、構造が簡単となり、製造を容易にかつ安価に行いうる。
【００８０】
図１６、図１７、図１８は、前記短絡導電体(24)(24A)とは別の変形例を示し、リング状支持部材をなす電気雑音防止素子(18A)の内周面(19)に、位置決め用の突条(21)を持たない変形例を示している。
【００８１】
図１６に示す如く、連結部材(38)に連結された各短絡導電体(24B)は、電気雑音防止素子(18A)と重ねて、前記の如く、複数箇所スポット溶着(39)される。
【００８２】
この際に、短絡導電体(24B)は、環状段溝(17)の底面(17a)の径より少し中心寄りになるように残し、連結部材(38A)を切断する。
電気雑音防止素子(18A)の内周面(19)の径は、環状段溝(17)の底面(17a)に緩く嵌合するようになっているので、基板部(25B)の中心寄りの内端の切断部は、内周面(19)より若干突出し、この突出部分を位置決め用の係合片(21A)とする。
【００８３】
図１７、図１８に示す如く、環状段溝(17)の底面(17a)には、この各短絡導電体(24B)の各係合片(21A)に対応するところに、凹入溝(20A)が設けられ、各係合片(21A)を凹入溝(20A)に係合して電気雑音防止素子(18B)を環状段溝(17)の中に挿入すると、各短絡導電体(24B)は、整流子セグメント(７)に下面である接触面(7a)に整合する。
【００８４】
この例においては、電気雑音防止素子(18B)の接続電極(23)を、軸線方向の内端に向けて環状段溝(17)に挿入し、短絡導電体(24B)の整流子セグメント側コンタクト(28)が、先端を外端方向に向けて接触面(7a)に当接している。
【００８５】
短絡導電体(24B)の整流子セグメント側コンタクト(28)は、後端に向けて軸線方向に斜めに真直ぐ延びており、その先端部は、弾性力をもって、接触面(7a)に当接している。そのため、電気雑音防止素子(18B)を環状段溝(17)内に挿入すると、逆方向には、抜けにくい構造となっている。
【００８６】
従って、電気雑音防止素子(18B)を環状段溝(17)内に挿入しただけで、別途抜止め手段を用いなくても使用可能であるが、安全を期するために、前記と同じ蓋(29A)を環状段溝(17)の開口部に嵌合して、その外端側に、リング状で薄板のプッシュナット(40)を、環状段溝(17)の底面(17a)に、外方から内方に向けて填め込んで、整流子(５)の外端(16)のところで、蓋(29A)を押さえてある。なお、環状段溝(17)の底面(17a)は、整流子セグメント(７)の外端(16)より、若干外方へ突設している。
【００８７】
プッシュナット(40)は、一般的な逆止め構造部品で、弾性のある逆止め開口(40a)が、係合を要する円型軸、例えば環状段溝(17)の底面(17a)に対して、進入方向（内方）には進むが、逆方向（外方）には戻れないように係止して、蓋(29A)を押さえている。
【００８８】
上記実施例は、複雑な形状をした部品を備えていないので、製造が容易であり、組付も簡単である。
【００８９】
図１９は、上記実施例から蓋(29A)を省いて、さらに簡素な構造とした変形例を示す。なお、電気雑音防止素子(18B)に短絡導電体(24B)を止着したものは、前記の図１７に示すものと同一である。
【００９０】
この実施例では、環状段溝(17A)の奥行きを、電気雑音防止素子(18B)の厚さより、若干小さめにしておき、電気雑音防止素子(18B)を環状段溝(17A)内に挿入すると、電気雑音防止素子(18B)の外端が、環状段溝(17A)の外方に突出するようにしてある。
【００９１】
この突出した電気雑音防止素子(18B)の外端を、プッシュナット(40)をもって押さえてある。プッシュナット(40)の逆止め孔(40a)は、回転軸(２)に係止してある。
なお、電気雑音防止素子(18B)が、バリスタである場合は、電気雑音防止素子(18B)とプッシュナット(40)の間に、リング状の絶縁フィルムを挟むか、もしくは電気雑音防止素子(18B)の外端面に絶縁塗装を施して、バリスタと回転軸(２)の導通を防止しておく。
【００９２】
図２０は、前記整流子セグメント(７)の下面に設けた接触面(7a)を、整流子セグメント(７)の軸線方向後端にした、変形例を示している。
この例に示す電気雑音防止素子(18C)は、径方向の大きさが若干異なるが、構造的には、図１６に示す電気雑音防止素子(18B)と同一である。
【００９３】
また、短絡導電体(24C)は、基板部(25C)の径方向端部（図２０において上方）に弾性屈曲部を形成して、その部分を整流子セグメント側のコンタクト(28)とし、基板部(25C)の内端には、係合片(21A)を残し、この電気雑音防止素子(18C)の接続電極(23)と各短絡導電体(24C)は、前記の図１７と同様に止着されている。
【００９４】
整流子セグメント(７)の外端(16)は、環状段溝(17B)の奥端のところで切欠され、その切欠端部を接触部(7a)としてある。
各接続電極(23)に各短絡導電体(24C)を止着した電気雑音防止素子(18C)は、各接続電極(23)を内方にして、環状段溝(17B)に嵌合され、各短絡導電体(24C)の整流子セグメント側のコンタクト(28)を、整流子セグメント(７)の接触部(7a)に当接するとともに、環状段溝(17B)に逆止め孔(40a)を嵌合したプッシュナット(40)で、外端側が押さえられている。
【００９５】
この実施例では、環状段溝(17B)の部分が、実質的には溝を形成しないで、段状になるだけであるから、加工が容易であり、かつ各部の寸法許容度を大きくすることができ、製造組立が容易となる。
【００９６】
図２１は、図２０の実施例から、環状段溝(17B)を省き、絶縁性筒体(10)の外端と、整流子セグメント(７)の外端を合致させるようにした実施例を示す。
【００９７】
この実施例の各接続電極(23)に各短絡導電体(24D)を支着した電気雑音防止素子(18C)は、図２０に示すものとほぼ同様であるが、各短絡導電体(24D)の係合片(21B)は、内方に向けて折曲され、その先端が、絶縁性筒体(10)の外端に設け
た位置決め係合孔(41)に挿入するようになっている。
【００９８】
また、電気雑音防止素子(18C)及びプッシュナット(40)は、回転軸(２)に嵌合している。他は、図２０と同様である。
【００９９】
この場合も、電気雑音防止素子(18C)がバリスタのときは、電気雑音防止素子(18C)とプッシュナット(40)の間を絶縁するとももに、電気雑音防止素子(18C)の内周面(19)に絶縁塗装を施して、回転軸(２)との導通を防止しておく。
この実施例は、整流子(５)の構造を、従来のものと大幅に変更することなく、実施することができ、位置決め手段を別途考慮すると、整流子(５)の構造に何の変更を加えることなく、利用することができる。
【０１００】
図２２は、各短絡導電体(24E)を、導電性ゴム等の弾性導電体とした短絡導体の変形例を示す。
【０１０１】
電気雑音防止素子(18D)は、前記図１４の電気雑音防止素子(18A)と同一構造のもので、内周面(19)に位置決め用の突条(21)を備え、環状段溝(17C)の底面(17a)には、凹入溝(20)が設けられ、突条(21)と凹入溝(20)は係合している。
【０１０２】
環状段溝(17C)の奥行きは極く浅く、各整流子セグメント(７)の外端(16)の先端が少し突出する程度になっている。その突出部の先端が接触面(7a)になっている。
【０１０３】
各短絡導電体(24E)の基板部(25E)は、各接続電極(23)の径方向内側のところで、接着材(42)により、電気雑音防止素子(18D)に接着されている。これにより、電気雑音防止素子(18D)は、導電性ゴム等による各短絡導電体(24E)のリング状支持部材をなしている。
【０１０４】
電気雑音防止素子(18D)が環状段溝(17C)の底面(17a)に嵌合され、その外方が、プッシュナット(40)により内方に向けて押圧されると、各短絡導電体(24E)は、接続電極(23)と整流子セグメント(７)の接触面(7a)に挟まれ、電気抵抗を減少させて、両導体間を電気的に接続する。
【０１０５】
各短絡導電体(24D)は、導電性のゴムであるので、電気雑音防止素子(18D)と接続電極(23)の間に押圧力が加わっても、セラミック製のバリスタ等を破損する恐れがない。
【０１０６】
図２３、図２４、図２５は、前記リング状電気雑音防止素子(18)(18A)(18B)(18C)(18D)とは、接続電極(23)の位置が異なる例を示す。
図１６の電気雑音防止素子(18E)は、前記各実施例の電気雑音防止素子(18)の本体部分の外形構造は同じであるが、各接続電極(23A)の部分を、整流子セグメント(７)に対応させて、外周面(43)に等分割してある。
【０１０７】
図２４は、上記電気雑音防止素子(18E)に適した短絡導電体(24F)の構造を示す。この短絡導電体(24F)は、係合孔(34)を備える基板部(25)の板材を径方向外側に延出するとともに、その延出部分を、下面をなす凹入段部(22)の手前で軸線方向の内方に向けて一旦折曲し、さらに径の中心方向に向けて凸に湾曲させるとともに、反転折り返して、概略断面形楔形の弾性コンタクト(44)を形成してある。
【０１０８】
楔形の弾性コンタクト(44)は、整流子セグメント(７)の凹入段部(27)における接触面(7a)のところで、楔形の内側をなす電気雑音防止素子側コンタクト(26)が、電気雑音防止素子(18E)の接続電極(23A)に当接し、楔形の外側をなす、整流子セグメント側コンタクト(28)が、凹入段部(27)の接触面(7a)に当接し、楔形をなす両コンタクト(26)(28)は、互いに楔形を狭窄する方向に折曲げられて、電気的接触を保っている。
この実施例の場合は、接続を要する１対の電極（整流子セグメント(７)と接続電極(23A)）が向き合っており、その間に、弾性のある楔形の短絡用コンタクト(26)(28)を挟み込む構造であるので、寸法誤差の許容度を高めても、確実な接続が行える。
【０１０９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、次のような効果が得られる。
(ａ) 半田付け工程を省いて、整流子と電気雑音防止素子の機械的接続が可能となる。
【０１１０】
(ｂ) 半田付け工程がなくなるので、エネルギー利用効率の悪い熱源を使用しなくてもよくなり、省エネルギーが期待できる。
【０１１１】
(ｃ) 半田付け工程がなくなるので、溶剤を利用した洗浄工程が不要となり、環境破壊を引き起こす産業廃棄物の生成は防止される。
【０１１２】
(ｄ) 半田付け工程がなくなるので、使用半田の溶解温度によって上限温度が制限されるモータの使用温度範囲が広くなる。
【０１１３】
(ｅ)半田の付着部がなくなるので、電機子の質量バランスが均質となる。
【０１１４】
(ｆ) 整流子の外端側において、整流子と電気雑音防止素子の接続が機械的に行えるので、電機雑音防止素子の装着構造が簡素になるとともに、装着作業も容易となる。
【０１１５】
(ｇ) リング状に配置された複数個所の要短絡部分を、リング状の支持部材に予め全部支着しておいた後、リング状支持部材を装着すると同時に、複数の要短絡部分を一度に短絡するため、作業性が向上するとともに、半田付け工程のように、作業者の熟練を必要とせず、しかも、精密な組付を可能とし、信頼度の高い電気雑音防止素子付きモータが提供される。
【０１１６】
(ｈ) 電気雑音防止素子付き整流子の組立作業を、高精度の機械加工部品のみで行えるので、精密で極小さなモータの整流子においても、機械加工部品の加工精度の範囲において、容易に適用できる。
【０１１７】
請求項２記載の発明によると、複数の整流子セグメントと、電気雑音防止素子の複数の接続電極との接続を、整流子の外形を大きくすることなく接続できる。
【０１１８】
請求項３記載の発明によると、複数の整流子セグメントと、電気雑音防止素子の複数の接続電極との接続を、整流子自体への加工を少なくして接続できる。
【０１１９】
請求項４及び５記載の発明によると、複数の整流子セグメントと電気雑音防止素子の複数の接続電極間を接続する複数の短絡導電体を、電気雑音防止素子を挿着する環状段溝の蓋部材に、予め止着しておいた後、蓋部材を環状段溝に装着固定するに際して、前記複数の整流子セグメントと、複数の電気雑音防止素子との接続を、一度にすることができ、組付作業も楽になる。
【０１２０】
請求項６及び７記載の発明によると、複数の整流子セグメントと電気雑音防止素子の複数の接続電極間を接続する複数の短絡導電体を、予め電気雑音防止素子に支着しておいた後、電気雑音防止素子を整流子に装着するに際して、複数の整流子セグメントと電気雑音防止素子の複数の接続電極間を、一度に接続することができて、組付作業も楽になる。
【０１２１】
請求項８記載の発明によると、複数の短絡導電体を、リング状の支持部材に予め支着するに際して、複数の短絡導電体を所定の配置に連結部材で連結したままリング状支持部材に止着するので、組付の位置合わせが容易であり、かつ自動装着手段に容易に適合させることができる。
【０１２２】
請求項９記載の発明によると、複数の短絡導電体を、所定の配置に連結部材で連結したまま、リング状支持部材に止着し、その後、複数の短絡導電体を切断分離する工程で、複数の短絡導電体を複数の整流子セグメントの位置に合致させる位置決め継合片を作るので、製造工程に無駄がない。
【０１２３】
請求項１０記載の発明によると、半田付け工程を一切使用しないで、電気雑音防止素子付き電気モータの整流子が得られ、環境汚染の恐れがない。また、半田付け工程がないので、洗浄工程もなくなり、有機溶剤の使用もなくなる。さらに、半田付け工程がないので、整流子自体の予熱工程や半田付けのための加熱が省かれ、省エネルギー化が図れる。しかも、電気雑音防止素子と各整流子セグメントの接続が、半田付けを要しない機械的コンタクトによるため、機械加工が許す限りの小型の電気雑音防止素子付き電気モータ用整流子を提供することができる。
【０１２４】
請求項１１及び１２記載の発明によると、電気雑音防止素子の径を整流子の径より小さくして、電気雑音防止素子を整流子の中に納めるので、整流子に電気雑音防止素子を付けても、整流子の外形寸法が大きくなることはない。
【０１２５】
請求項１３記載の発明によると、電気雑音防止素子の径を、整流子の径より小さくしなくてすむ。
【０１２６】
請求項１４記載の発明によると、整流子セグメントが絶縁性筒体に対して、軸線方向に強固に止着し、軸線方向にずれ難く、また剥離もしにくくて、整流子が丈夫になる。これにより、整流子の外端に環状段溝を設けること、及び整流子セグメントの外端を接触面とすることが容易となる。
【０１２７】
請求項１５記載の発明によると、整流子セグメントが、絶縁性筒体に対して、周方向にも、剥離方向にも強固に止着され、整流子が丈夫になる。
【０１２８】
請求項１６記載の発明によると、短絡導電体が軸線方向に偏平になり、環状段溝の深さを小さくすることができる。
【０１２９】
請求項１７記載の発明によると、電気雑音防止素子の接続電極に、２点接触で接触圧の大なるコンタクトを形成しうる。
【０１３０】
請求項１８記載の発明によると、電気雑音防止素子の厚さ方向の寸法を利用して、比較的長い弾性コンタクトを形成し、整流子セグメントへの弾性接触力を高めることができる。
【０１３１】
請求項１９記載の発明によると、接続電極を周面に備える電気雑音防止素子においても、容易に接続しうるとともに、１つの弾性コンタクトをもって、電気雑音防止素子側コンタクトと整流子セグメント側コンタクトの両方のコンタクトを形成できる。
【０１３２】
請求項２０記載の発明によると、リング状の支持部材に設けた係合突起に、複数の短絡導電体を、絶縁分離して容易に止着しうる。
【０１３３】
請求項２１記載の発明によると、複数の整流子セグメントと電気雑音防止素子の複数の接続電極間を接続する複数の短絡導電体の各位置関係を、容易に整合させることができ、整流子への電気雑音防止素子の組付を容易に行いうる。
【０１３４】
請求項２２記載の発明によると、複数の整流子セグメントと電気雑音防止素子の複数の接続電極間を接続する複数の短絡導電体の接合面に、クッション性の高い短絡導電体挟んで、電気雑音防止素子に加わる歪み力を吸収することができる。
【０１３５】
請求項２２及び２３記載の発明によると、電気雑音防止素子を装着する環状段溝の蓋を、複数の短絡導電体を支持するリング状の支持部材として使用して、構造の簡素化が図られるとともに、部品数の削減が図られる。
【０１３６】
請求項２４〜２７記載の発明によると、複数の整流子セグメントと電気雑音防止素子の複数の接続電極間を接続する複数の短絡導電体の各位置関係を、容易に整合させることができ、整流子への電気雑音防止素子の組付が容易となる。
【０１３７】
請求項２６記載の発明によると、リング状支持部材に設けられる位置決め係合片が、複数の接続電極を連結している連結片の一部を残して切断されて構成されるので、構造が簡素であるとともに、連結片の無いものを作るのが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法によって電気雑音防止素子を整流子に接続した整流子を備える電機子における整流子の一部切欠側面図である。
【図２】図１における整流子の拡大縦断側面図である。
【図３】図２におけるIII−III線縦断正面図である。
【図４】図２におけるIV−IV線縦断正面図である。
【図５】図１における本発明の整流子の切欠部Ｖの拡大側面図である。
【図６】図３におけるVI−VI線を展開して示す横断面平面である。
【図７】リング状電気雑音防止素子の正面図である。
【図８】リング状電気雑音防止素子の中央縦断右側面図である。
【図９】環状段溝を閉塞する蓋に各短絡導電体を止着した状態の背面図である。
【図１０】図９におけるＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】図９におけるXI−XI線断面図である。
【図１２】短絡導電体を背面から見た状態の斜視図である。
【図１３】別な例を示す、短絡導電体を正面から見た状態の斜視図である。
【図１４】図１３に示す短絡導電体を、リング状電気雑音防止素子の接続電極に溶着した状態の正面図である。
【図１５】図１３に示す短絡導電体と電気雑音防止素子を、環状段溝に装着した状態を示す、図５と同様の拡大断面図である。
【図１６】電気雑音防止素子をリング状支持部材とし、短絡導電体の別な変形例を示す、図１４と同様の正面図である。
【図１７】図１６に示す電気雑音防止素子に短絡導電体を止着したものを、環状段溝に装着した状態の図５と同様の縦断側面図である。
【図１８】図１７の縦断正面図である。
【図１９】環状段溝に蓋のない実施例を示す図５と同様の縦断側面図である。
【図２０】整流子セグメントの外端部を接触面とした実施例を示す図５と同様の縦断側面図である。
【図２１】整流子セグメントの外端部を接触面とし、環状段部のない実施例を示す図５と同様の縦断側面図である。
【図２２】整流子セグメントの外端部を接触面とした、別の変形例を示す図５と同様の縦断側面図である。
【図２３】リング状電気雑音防止素子の別の例を示す斜視図である。
【図２４】図２３に示すリング状電気雑音防止素子に適合する短絡導体の斜視図である。
【図２５】図２３のリング状電気雑音防止素子と、図２４の短絡導体を用いた場合の図５と同様の拡大断面図である。
【符号の説明】
(１)電機子
(２)回転軸
(３)鉄心
(４)巻線
(５)整流子
(６)スロット
(７)整流子セグメント
(7a)接触面
(８)接続端
(９)巻線接続片
(10)絶縁性筒体
(11)係合片
(12)セグメント基部
(13)端部
(14)溝部
(15)内端
(16)外端
(17)(17A)環状段溝
(17a)底面
(18)(18A)(18B)(18C)(18D)(18E)電気雑音防止素子
(19)内周面
(20)(20A)凹入溝
(21)(21A)突条
(22)凹入段部
(23)(23A)接続電極
(24)(24A)(24B)(24C)(24D)(24E)短絡導電体
(25)(25A)(25B)(25C)(25D)(25E)基板部
(26)コンタクト
(27)下面
(28)コンタクト
(29)(29A)蓋
(30)カシメ孔
(31)内面
(32)内周面
(33)突条
(34)長孔
(35)逆止片
(36)係合孔
(37)係合突起
(38)(38A)連結部材
(39)スポット融着
(40)プッシュナット
(40a)逆止め孔
(41)係合孔
(42)接着材
(43)外周面

Claims

周面方向に沿って多数に絶縁分離されて絶縁性筒体の外周面に内周面が固着され、かつ軸線方向内端側を巻線に接続しうるようにした、多数の導電性整流子セグメントを具備する電気モータの整流子において、
前記各整流子セグメントをリング状電気雑音防止素子に接続するための各整流子セグメントの接触部を、前記軸線方向内端側の反対側をなす整流子の外端側に配置し、
前記各接触部に対応して、リング状電気雑音防止素子の周方向に多数設けた接続電極を近接配置し、
前記互いに近接配置した接触部と接続電極を、整流子セグメントの周方向配置と合致させてリング状支持部材に止着した複数の短絡導電体をもって、個々に短絡させることを特徴とする、電気モータにおける整流子への電気雑音防止素子の接続方法。
各接触部が、整流子外端における絶縁性筒体の端部に設けた環状段溝内に、整流子セグメントの下面を露出させてなる、請求項１記載の電気モータにおける整流子への電気雑音防止素子の接続方法。
各接触部が、整流子外端における各整流子セグメントの軸線方向先端を露出させてなる、請求項１記載の電気モータにおける整流子への電気雑音防止素子の接続方法。
リング状支持部材が、整流子外端における絶縁性筒体の端部に設けた環状段溝の蓋部材である、請求項１又は２記載の電気モータにおける整流子への電気雑音防止素子の接続方法。
各短絡導電体を、環状段溝の開口部を閉塞する蓋に予め止着した後、蓋とともに環状段溝内に挿入して、各整流子セグメントと電気雑音防止素子の接続電極との間を短絡させる、請求項４記載の直流モータにおける整流子への電気雑音防止素子の接続方法。
リング状支持部材が、リング状電気雑音防止素子である、請求項１〜３のいずれかに記載の電気モータにおける整流子への電気雑音防止素子の接続方法。
各短絡導電体を、リング状電気雑音防止素子の接続電極に予め溶着した後、各整流子セグメントと電気雑音防止素子の接続電極との間を短絡させる、請求項６記載の直流モータにおける整流子への電気雑音防止素子接続方法。
短絡導体が、支持部材に整流子セグメントの周方向配置と合致させてリング状支持部材に止着するに際して、複数の短絡導電体を、前記の配置をなすように連結片で連結したまま、リング状支持部材に止着し、その後、連結片を切断して、短絡導電体を分離する、請求項１〜７のいずれかに記載の電気モータにおける整流子への電気雑音防止素子の接続方法。
短絡導電体を分離するに際して、位置決め係合片を、短絡導電体側に若干残し、短絡導電体を分離するようにしてなる、請求項８記載の電気モータにおける整流子への電気雑音防止素子の接続方法。
周面方向に沿って多数に絶縁分離されて絶縁性筒体の外周面に内周面が固着され、かつ軸線方向内端を巻線に接続しうるようにした導電性整流子セグメントを多数具備する電気モータの整流子において、
整流子の外端において、各整流子セグメントに設けられ、各整流子セグメントをリング状電気雑音防止素子に接続する接触面と、
前記各整流子セグメントと対応する多数の接続電極を、周方向に備えるリング状電気雑音防止素子と、
整流子セグメントと電気雑音防止素子の互いに対応する接触部と接続電極を、それぞれ接続する複数の短絡導体と
複数の短絡導体を、整流子セグメントの周方向配置と合致させて絶縁支持するリング状支持部材
とを備えることを特徴とする電気モータの整流子。
接触面が、整流子の外端に設けた環状段溝内の整流子セグメントの下面である、請求項１０に記載の電気モータの整流子。
接触面が、整流子の外端に設けた環状段溝に連設する凹入段部の整流子セグメントの下面である、請求項１０に記載の電気モータの整流子。
接触面が、整流子セグメントの外端面である、請求項１０に記載の電気モータの整流子。
整流子セグメントが、少なくとも整流子外端附近においては、若干内側から整流子内端側を向く軸線方向に沿って下方に突出し、その突出部の両端が、整流子セグメントの下面から剥離して斜行突出した係合片を下面に備えている、請求項１０〜１３のいずれかに記載の電気モータの整流子。
整流子セグメントの下面の係合片が、軸線方向に沿って複数本突設され、かつこれらの係合片の間の溝部が、係合片の先端に向かって幅挾となる蟻溝をなしている、請求項１４記載の電気モータの整流子。
短絡導電体が、板状の導電性弾性体からなる、請求項１０〜１５のいずれかに記載の電気モータの整流子。
導電性弾性体が、周方向に延びるアーチ型の電気雑音防止素子接続電極側のコンタクトを備えている、請求項１６記載の電気モータの整流子。
導電性弾性体が、軸線方向に突出する弾性接触片からなる、整流子セグメント側のコンタクトを備えている、請求項１６記載の電気モータの整流子。
導電性弾性体が、径方向に突出する弾性接触片の先端を楔状に折り返してなる、電気雑音防止素子側コンタクトと整流子セグメント側コンタクトを備えている、請求項１６記載の電気モータの整流子。
短絡導電体が、整流子セグメントの周方向配置と合致させて絶縁支持するリング状支持部材に係合する係合孔を備えている、請求項１０〜１９のいずれかに記載の電気モータの整流子。
短絡導電体が、リング状支持部材の取付位置を、各整流子セグメントと各短絡導電体が整合するべく位置決めするための、位置決め係合片を備えている、請求項１０〜２０のいずれかに記載の電気モータの整流子。
短絡導電体が、導電ゴムからなる、請求項１０〜１５のいずれかに記載の電気モータの整流子。
リング状支持部材が、環状段溝の開口部を閉塞する蓋である、請求項１０〜２２のいずれかに記載の電気モータの整流子。
環状段溝の開口部を閉塞する蓋が、短絡導電体を係止する突起を裏面に備えている、請求項２３記載の直流モータの整流子。
リング状支持部材が、そのリング状支持部材の内周と嵌合する円筒体に設けた凹入段部に係合する位置決め係合片を、そのリング状支持部材の内周に備えている、請求項１０〜２４のいずれかに記載の電気モータの整流子。
位置決め係合片が、リング状支持部材の内周面を突出させた係合片である、請求項２５記載の電気モータの整流子
位置決め係合片が、リング状支持部材に止着した短絡導電体の一部を、内方に向けて突出させた係合片である、請求項２６記載の電気モータの整流子