JP5525915B2

JP5525915B2 - ブラシ付ｄｃモータ

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Publication number: JP5525915B2
Application number: JP2010120349A
Authority: JP
Inventors: えり子土肥; 譲鈴木
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Description

本発明は、ブラシ付ＤＣモータに関する。

従来、ブラシ付ＤＣモータでは、電機子コアに巻回したコイルを整流子に接続し、この整流子にブラシを介して電流供給して、モータを回転させている。

特許文献１には、３相ブラシ付モータが記載されており、電機子コアの突極にコイルを巻回す構成が開示されている。

特開２００９−１８３１１４号公報

上述の特許文献１に記載の発明では、１２個の突極および整流子のライザを有する構成において、第１の巻線を第１のライザに接続し、続いて第１の突極に巻回し、続いて第４の突極に巻回し、続いて第５のライザに接続し（第１の工程）、第２の巻線を第２のライザに接続し、続いて第２の突極に巻回し、続いて第５の突極に巻回し、続いて第６のライザに接続し（第２の工程）、第３の巻線を第３のライザに接続し、続いて第３の突極に巻回し、続いて第３の突極に巻回し、続いて第７のライザに接続し（第３の工程）、第４の巻線を第７のライザに接続し、続いて第７の突極に巻回し、続いて第１０の突極に巻回し、続いて第１１のライザに接続し（第４の工程）、第５の巻線を第８のライザに接続し、続いて第８の突極に巻回し、続いて第１１の突極に巻回し、続いて第１２のライザに接続し（第５の工程）、第６の巻線を第９のライザに接続し、続いて第９の突極に巻回し、続いて第１２の突極に巻回し、続いて第１のライザに接続する（第６の工程）ようにしている。

この特許文献１に記載の３相ブラシ付モータでは、１２スロット分のコイルを巻くのに６工程かかってしまい、時間が多くかかってしまうという問題があった。

また、特許文献１に記載の発明では、１２個のライザのうち１０個に対して巻線を絡げており（接続しており）、この１０個に対してライザと巻線の接続状況を検査する必要があり、検査工数が多く、検査時間がかかるという問題があった。

本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたものであって、電機子コアにコイルを巻く時間を短縮できるとともにコイルと電極の接続検査時間も短縮することができるブラシ付ＤＣモータを提供することを目的とする。

本発明は上記の目的を達成するために、複数の突極を有する電機子コアと、前記突極に巻回したコイルと、前記コイルに接続した整流子と、前記整流子に摺接して電流を供給するブラシと、前記整流子に接続し、バリスタを実装した印刷基板と、前記突極に対向して配置した永久磁石とを有するブラシ付ＤＣモータにおいて、前記永久磁石が８極であり、前記電機子コアが周方向均等に１２個の突極を有し、前記１２個の突極のうちの所定の突極を第１の突極とし、前記第１の突極の周方向右隣の突極を第２の突極とし、前記第２の突極の周方向右隣の突極を第３の突極とし、前記第３の突極の周方向右隣の突極を第４の突極とし、前記第４の突極の周方向右隣の突極を第５の突極とし、前記第５の突極の周方向右隣の突極を第６の突極とし、前記第６の突極の周方向右隣の突極を第７の突極とし、前記第７の突極の周方向右隣の突極を第８の突極とし、前記第８の突極の周方向右隣の突極を第９の突極とし、前記第９の突極の周方向右隣の突極を第１０の突極とし、前記第１０の突極の周方向右隣の突極を第１１の突極とし、前記第１１の突極の周方向右隣の突極を第１２の突極とし、前記整流子は、周方向均等に１２個の整流子片を有し、前記１２個の整流子片のそれぞれに電気的に接続される電極を有し、前記１２個の電極のうちの所定の電極を第１の電極とし、前記第１の電極の周方向右隣の電極を第２の電極とし、前記第２の電極の周方向右隣の電極を第３の電極とし、前記第３の電極の周方向右隣の電極を第４の電極とし、前記第４の電極の周方向右隣の電極を第５の電極とし、前記第５の電極の周方向右隣の電極を第６の電極とし、前記第６の電極の周方向右隣の電極を第７の電極とし、前記第７の電極の周方向右隣の電極を第８の電極とし、前記第８の電極の周方向右隣の電極を第９の電極とし、前記第９の電極の周方向右隣の電極を第１０の電極とし、前記第１０の電極の周方向右隣の電極を第１１の電極とし、前記第１１の電極の周方向右隣の電極を第１２の電極とし、第１の巻線を前記第１の電極に接続し、続いて前記第１の突極に巻回し、続いて前記第４の突極に巻回し、続いて前記第２の電極に接続し、続いて前記第２の突極に巻回し、続いて前記第５の突極に巻回し、続いて前記第３の電極に接続し、続いて前記第３の突極に巻回し、続いて前記第６の突極に巻回し、続いて前記第１の電極に接続し、第２の巻線を前記第７の電極に接続し、続いて前記第７の突極に巻回し、続いて前記第１０の突極に巻回し、続いて前記第８の電極に接続し、続いて前記第８の突極に巻回し、続いて前記第１１の突極に巻回し、続いて前記第９の電極に接続し、続いて前記第９の突極に巻回し、続いて前記第１２の突極に巻回し、続いて前記第７の電極に接続し、前記印刷基板は、径方向外側に放射状に突出する１２個の腕部を有し、前記第１ないし第１２の電極が、前記１２個の整流子片のそれぞれに電気的に接続され、前記１２個の腕部のそれぞれに達する前記印刷基板上の第１ないし第１２の配線パターンである、ことを特徴とする。

また本発明は、前記第１の巻線と前記第２の巻線を同時に行うことを特徴とする。

本発明によれば、電機子コアにコイルを巻く時間を短縮できるとともにコイルと電極の接続を確認するための検査時間も短縮することができるブラシ付ＤＣモータを提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るブラシ付ＤＣモータの電機子の構造を示す分解斜視図である。図１に示した電機子１０の側断面図である。図１に示した電機子コア１１の平面図である。図１に示したインシュレータ１３を示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。図１に示した印刷基板１６の平面図であり、（ａ）は図１での下面を示す図であり、（ｂ）は図１での上面を示す図である。図１に示したリングバリスタ１５を示す図であり、（ａ）は図１での下面を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＶＩＢ−ＶＩＢ断面図である。図１に示した電機子コア１１の突極１２に巻線を巻回す手順を説明する図である。本発明の第２の実施の形態に係るブラシ付ＤＣモータの電機子の構造を示す分解斜視図である。図８に示した印刷基板１１６の平面図であり、（ａ）は図８での下面を示す図であり、（ｂ）は図８での上面を示す図である。本発明の第３の実施の形態に係るブラシ付ＤＣモータの電機子の構造を示す分解斜視図である。図１０に示した印刷基板２１６の平面図であり、（ａ）は図１０での下面を示す図であり、（ｂ）は図１０での上面を示す図である。

以下、図面を用いて、本発明の実施形態に係るブラシ付ＤＣモータについて詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係るブラシ付ＤＣモータの電機子の構造を示す分解斜視図である。

また、図２は、図１に示した電機子の側断面図である。

図１および図２に示すように、本実施形態の電機子１０は、電機子コア１１に対してその上方および下方からインシュレータ１３を被せ、さらに円筒状の絶縁樹脂２１およびその外周に設けた整流子片２２から成る整流子２０を有し、またリングバリスタ１５および印刷基板１６を有し、これらを回転軸であるシャフト１４で貫通して構成される。なお、電機子１０を回転子とした場合の、この回転子に対向して配置される永久磁石や外部からの電流を供給するためのブラシ、また回転子を固定するための軸受は、一般的なブラシ付ＤＣモータの構成と同じであるため、説明や図は省略する。また、電機子コア１１の突極に巻回すコイルも図１および図２においては図示を省略している。

図３は、図１に示した電機子コア１１の平面図である。

図４は、図１に示したインシュレータ１３を示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。

電機子コア１１は、珪素鋼板を図４に示す平面形状に打ち抜き加工して積層したものである。本実施形態では、この電機子コア１１は、１２個の突極１２を有している。１２個の突極１２のそれぞれは、中心から外側に放射状に延びる腕部１２ａを有する。電機子コア１１の中心孔にシャフト１４を通し所定の位置で固定する。

インシュレータ１３は、図１および図２に示すように、電機子コア１１の上側および下側に１つずつ設けている。図４は、１つのインシュレータ１３を示しているが、もう１つのインシュレータ１３も同様の形状である。

インシュレータ１３は、絶縁体、例えば樹脂製であり、突極１２の腕部１２ａを両側および上面から覆う腕部１３ｂを有する。もう１つのインシュレータ１３の腕部１３ｂは、突極１２の腕部１２ａを両側および下面から覆う。このようにすることによって、突極１２の腕部１２ａは、上下のインシュレータ１３の腕部１３ｂによって完全に覆われる。

インシュレータ１３の中央には台座部１３ａを有し、この台座部１３ａの中心には貫通孔１３ｃを有する。

整流子２０は、電機子コア１１の突極１２のそれぞれに対応した１２枚の整流子片２２を有して成り、それぞれの整流子片２２は、径方向外側に突出した端子２３と軸方向下側に突出したライザ２４（電極）と径方向内側に突出した固定片２５とを有しており、中心に孔が開いたほぼ円筒形状であって樹脂モールドされた絶縁樹脂２１に対し、整流子片２２の固定片２５にて固定されている。この整流子２０の中心にシャフト１４を通し、絶縁樹脂２１下面をインシュレータ１３の台座部１３ａ上面に突き当てて固定する（図２参照）。

電機子１０のコイルは、マグネットワイヤの端をまず整流子２０の所定のライザ２４（電極）に絡げて巻き始め、電機子コア１１のそれぞれの突極１２に対し被せられたインシュレータ１３の腕部１３ｂの上から所定の回数巻回し、所定のライザ２４（電極）に絡げて巻線を形成する。この点については、図７を参照しながら後述する。

図５は、図１に示した印刷基板１６の平面図であり、（ａ）は図１での下面を示す図であり、（ｂ）は図１での上面を示す図である。

円環状に形成した印刷基板１６は、両面に配線パターン（プリントパターン）を形成しており、一方の面（図５（ｂ）に示す面）には１２個の整流子片２２のうち所定の整流子片同士が同電位になるよう（整流子の所定のセグメント同士が同電位になるよう）短絡する周方向の配線パターン２０１、２０２および２０３を形成し、他方の面（図５（ａ）に示す面）には、リングバリスタ１５の電極１５ｂ（図６参照）と整流子片２２とを接続するよう放射状に伸長した１２個の配線パターン１９１を形成している。

図５（ａ）に示す印刷基板１６の周方向外側には１２個のランド部１６１が設けられ、周方向内側には１２個のランド部１８１が設けられ、それぞれのランド部１６１とランド部１８１とは配線パターン１９１で電気的に接続されている。

また、印刷基板１６は、基板を貫通して、一方の面の配線パターン２０１、２０２および２０３うちの所定の配線パターンと、他方の面の配線パターン１９１とを電気的に接続する１２個のスルーホール１７１を有する。図５（ｂ）に示すように、スルーホールＡとスルーホールＤとスルーホールＧとスルーホールＪとは配線パターン２０３で接続され、スルーホールＢとスルーホールＥとスルーホールＨとスルーホールＫとは配線パターン２０２で接続され、スルーホールＣとスルーホールＦとスルーホールＩとスルーホールＬとは配線パターン２０１で接続される。

図６は、図１に示したリングバリスタ１５を示す図であり、（ａ）は図１での下面を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＶＩＢ−ＶＩＢ断面図である。

リングバリスタ１５は、セラミック等のバリスタ素子１５ａをリング状に形成し、その片面にのみ電極１５ｂを有する。電極１５ｂは、バリスタ素子１５ａの周方向にほぼ均等に、整流子片２２と同じ数である１２個を設けている。

本実施形態では、図１に示すように、リングバリスタ１５の電極１５ｂを設けた面を下面にし、且つ印刷基板１６の他方の面（図５（ａ）に示す面）を下面にした状態で、１２個の電極１５ｂのそれぞれと１２個の外側ランド部１６１のそれぞれとを周方向で位置合わせし、それぞれどうしをバリスタ素子１５ａの厚みを乗り越えた半田付けで電気的に接続して、印刷基板１６にリングバリスタ１５を実装する。

また、電気子コア１１にコイルを巻回した後、リングバリスタ１５を実装した印刷基板１６をシャフト１４に通し、印刷基板１６の１２個の内側ランド部１８１のそれぞれと整流子２０の径方向外側に突出した１２個の端子２３のそれぞれとを周方向で位置合わせし、それぞれどうしを半田付けで電気的に接続して固定する。

図７は、図１に示した電機子コア１１の突極１２に巻線を巻回す手順を説明する図である。

本発明は、ステータの永久磁石が８極であり、電機子コアが周方向均等に１２個の突極を有し、１２個の突極のそれぞれにコイルを巻回してなる３相ブラシ付ＤＣモータを対象にしている。

ここでは、たとえば、印刷基板１６の図５（ａ）の面において、スルーホールＡと接続された整流子片２２のライザ２４（電極）を第１のライザ（第１の電極）と呼び、スルーホールＢと接続されたライザ２４を第２のライザ（第２の電極）と呼び、スルーホールＣと接続されたライザ２４を第３のライザ（第３の電極）と呼び、スルーホールＤと接続されたライザ２４を第４のライザ（第４の電極）と呼び、スルーホールＥと接続されたライザ２４を第５のライザ（第５の電極）と呼び、スルーホールＦと接続されたライザ２４を第６のライザ（第６の電極）と呼び、スルーホールＧと接続されたライザ２４を第７のライザ（第７の電極）と呼び、スルーホールＨと接続されたライザ２４を第８のライザ（第８の電極）と呼び、スルーホールＩと接続されたライザ２４を第９のライザ（第９の電極）と呼び、スルーホールＪと接続されたライザ２４を第１０のライザ（第１０の電極）と呼び、スルーホールＫと接続されたライザ２４を第１１のライザ（第１１の電極）と呼び、スルーホールＬと接続されたライザ２４を第１２のライザ（第１２の電極）と呼ぶ。

すなわち、周方向均等に１２個の整流子片２２を有し、前記１２個の整流子片２２のそれぞれがライザ２４（電極）を有し、１２個の整流子片２２のうちの所定の整流子片のライザを第１のライザとし、前記第１のライザの周方向右隣のライザを第２のライザとし、順に第３のライザとし、最後１２個目のライザを第１２のライザとして第１のライザの左隣に位置する。

また、たとえば、電機子コア１１の１２個の突極１２のうち、組み立て時に第１のライザと周方向位置がほぼ一致する突極１２を第１の突極と呼び、第２のライザと周方向位置がほぼ一致する突極１２を第２の突極と呼び、第３のライザと周方向位置がほぼ一致する突極１２を第３の突極と呼び、第４のライザと周方向位置がほぼ一致する突極１２を第４の突極と呼び、第５のライザと周方向位置がほぼ一致する突極１２を第５の突極と呼び、第６のライザと周方向位置がほぼ一致する突極１２を第６の突極と呼び、第７のライザと周方向位置がほぼ一致する突極１２を第７の突極と呼び、第８のライザと周方向位置がほぼ一致する突極１２を第８の突極と呼び、第９のライザと周方向位置がほぼ一致する突極１２を第９の突極と呼び、第１０のライザと周方向位置がほぼ一致する突極１２を第１０の突極と呼び、第１１のライザと周方向位置がほぼ一致する突極１２を第１１の突極と呼び、第１２のライザと周方向位置がほぼ一致する突極１２を第１２の突極と呼ぶ。

巻線は、第１の巻線３１および第２の巻線３２を用いており、第１の巻線３１は、その端をまず整流子２０の第１のライザに絡げて巻き始め、第１の突極に対し所定の回数巻回し、第４の突極に対し所定の回数巻回し、第２のライザに絡げ、第２の突極に対し所定の回数巻回し、第５の突極に対し所定の回数巻回し、第３のライザに絡げ、第３の突極に対し所定の回数巻回し、第６の突極に対し所定の回数巻回し、第１のライザに絡げて巻き終わり、巻線を形成する。

第２の巻線３２は、その端をまず整流子２０の第７のライザに絡げて巻き始め、第７の突極に対し所定の回数巻回し、第１０の突極に対し所定の回数巻回し、第８のライザに絡げ、第８の突極に対し所定の回数巻回し、第１１の突極に対し所定の回数巻回し、第９のライザに絡げ、第９の突極に対し所定の回数巻回し、第１２の突極に対し所定の回数巻回し、第７のライザに絡げて巻き終わり、巻線を形成する。

すなわち、第１の巻線を前記第１のライザに接続し、続いて前記第１の突極に巻回し、続いて前記第４の突極に巻回し、続いて前記第２のライザに接続し、続いて前記第２の突極に巻回し、続いて前記第５の突極に巻回し、続いて前記第３のライザに接続し、続いて前記第３の突極に巻回し、続いて前記第６の突極に巻回し、続いて前記第１のライザに接続し、第２の巻線を前記第７のライザに接続し、続いて前記第７の突極に巻回し、続いて前記第１０の突極に巻回し、続いて前記第８のライザに接続し、続いて前記第８の突極に巻回し、続いて前記第１１の突極に巻回し、続いて前記第９のライザに接続し、続いて前記第９の突極に巻回し、続いて前記第１２の突極に巻回し、続いて前記第７のライザに接続している。

第１のライザ（スルーホールＡのライザ）と、第４のライザ（スルーホールＤのライザ）と、第７のライザ（スルーホールＧのライザ）と、第１０のライザ（スルーホールＪのライザ）とは、配線パターン２０３で短絡される。

第２のライザ（スルーホールＢのライザ）と、第５のライザ（スルーホールＥのライザ）と、第８のライザ（スルーホールＨのライザ）と、第１１のライザ（スルーホールＫのライザ）とは、配線パターン２０２で短絡される。

第３のライザ（スルーホールＣのライザ）と、第６のライザ（スルーホールＦのライザ）と、第９のライザ（スルーホールＩのライザ）と、第１２のライザ（スルーホールＬのライザ）とは、配線パターン２０１で短絡される。

以上のように、第１、第４、第２、第５、第３および第６の突極の６個分巻くまでを第１の工程とし、第７、第１０、第８、第１１、第９および第１２の突極の６個分巻くまでを第２の工程とし、２工程で巻線が完了する。

本発明によれば、巻線の工程が減るため、時間の短縮が可能である。

また本発明によれば、ライザ１２個分中６個分（第４のライザ、第５のライザ、第６のライザ、第１０のライザ、第１１のライザ、第１２のライザ）は、巻線を絡げていないため、接続確認のための検査をしなくてよい。このため、検査時間の短縮が可能である。

また本発明の実施の形態では、巻線機のノズルが１つの場合について、第１の巻線の後、第２の巻線を行うことを説明したが、第１の巻線で巻回す突極および電極は、シャフトを中心にして反対側に、第２の巻線で巻回す突極および電極が位置しているため、巻線機のノズルをシャフトを中心にして向い合せるように配置し、第１の巻線と第２の巻線を同時に行っても良い。この場合は、１工程で巻線が完了するため、更に時間の短縮が可能である。

なお、図７を参照して説明した電機子コア１１の突極１２に巻線を巻回す手順は、図１に示したブラシ付ＤＣモータの電機子にのみ適用可能なものではなく、別の電機子にも適用可能である。以下に、本発明を適用可能な電機子の別の例について説明する。

図８は、本発明の第２の実施の形態に係るブラシ付ＤＣモータの電機子の構造を示す分解斜視図である。

なお、本実施形態の電機子１００において、電機子コア１１１周辺の構造は図１に示した電機子コア１１と同様であるので、詳しい説明は省略する。また、リングバリスタ１１５の構造も、図６に示したリングバリスタ１５と同様であるので、以下において、図６と同じ参照番号を用いて、詳しい説明は省略する。

図８に示すように、本実施形態の電機子１００は、電機子コア１１１に対してその上方および下方からインシュレータ１１３を被せ、さらに円筒状の絶縁樹脂１２１およびその外周に設けた整流子片１２２から成る整流子１２０を有し、またリングバリスタ１１５および印刷基板１１６を有し、これらを回転軸であるシャフト１１４で貫通して構成される。なお、電機子１００を回転子とした場合の、この回転子に対向して配置される永久磁石や外部からの電流を供給するためのブラシ、また回転子を固定するための軸受は、一般的なブラシ付ＤＣモータの構成と同じであるため、説明や図は省略する。また、電機子コア１１１の突極に巻回すコイルも図８において図示を省略している。

整流子１２０は、電機子コア１１１の突極１１２のそれぞれに対応した１２枚の整流子片１２２を有して成り、それぞれの整流子片１２２は、径方向外側に突出した端子１２３と径方向内側に突出した固定片（図２の固定片２５と同様であるので図示省略する）とを有しており、中心に孔が開いたほぼ円筒形状であって樹脂モールドされた絶縁樹脂１２１に対し、整流子片１２２の固定片にて固定されている。

図９は、図８に示した印刷基板１１６の平面図であり、（ａ）は図８での下面を示す図であり、（ｂ）は図８での上面を示す図である。

円環状に形成した印刷基板１１６は、両面に配線パターン（プリントパターン）を形成しており、一方の面（図９（ｂ）に示す面）には１２個の整流子片１２２のうち所定の整流子片同士が同電位になるよう（整流子の所定のセグメント同士が同電位になるよう）短絡する周方向の配線パターンを形成し、他方の面（図９（ａ）に示す面）には、リングバリスタ１１５の電極１５ｂと整流子片１２２とを接続するよう放射状に伸長した１２個の配線パターン１１９１を形成している。

印刷基板１１６の径方向内側には周方向に１２個のランド部１１８１が設けられ、各配線パターン１１９１は、各ランド部１１８１に接続されている。

また、印刷基板１１６は、径方向外側に放射状に突出する１２個の腕部１１６ａを有し、配線パターン１１９１のそれぞれは、この腕部１１６ａ上まで形成している。

なお、印刷基板１１６のスルーホール１１７１による、配線パターン１２０１、１２０２、１２０３と配線パターン１１９１との接続の構造は、図５に示した印刷基板１６のスルーホール１７１と同じであるので、詳しい説明は省略する。

本実施形態では、図８に示すように、リングバリスタ１１５の電極１５ｂを設けた面を下面にし、且つ印刷基板１１６の他方の面（図９（ａ）に示す面）を下面にした状態で、１２個の電極１５ｂのそれぞれと１２個の腕部１１６ａ上の配線パターン１１９１のそれぞれとを周方向で位置合わせし、それぞれどうしをバリスタ素子１５ａの厚みを乗り越えた半田付けで電気的に接続して、印刷基板１１６にリングバリスタ１１５を実装する。

また、リングバリスタ１１５を実装した印刷基板１１６の各ランド部１１８１と整流子１２０の各端子１２３とをそれぞれ半田接続する。このリングバリスタ１１５と整流子１２０と印刷基板１１６との組付け体をシャフト１１４に通し、絶縁樹脂１２１下面をインシュレータ１１３の台座部１１３ａ上面に突き当てて固定する。

電機子１００のコイル（不図示）は、マグネットワイヤ（不図示）の端をまず印刷基板１１６の所定の腕部１１６ａに絡げて巻き始め、電機子コア１１１のそれぞれの突極１１２に対し被せられたインシュレータ１１３の腕部１１３ｂの上から巻回し、所定の配線パターン１１９１に絡げて巻線を形成する。

図７を参照して説明した電機子コア１１の突極１２に巻線を巻回す手順は、本実施の形態の電機子１００にも適用可能である。

ここでは、周方向均等に１２個の整流子片１２２を有し、前記１２個の整流子片１２２のそれぞれに電気的に接続される１２個の印刷基板１１６の電極（腕部１１６ａ上の配線パターン１１９１）を有し、１２個の電極のうちの所定の電極を第１の電極とし、前記第１の電極の周方向右隣の電極を第２の電極とし、順に第３の電極とし、最後１２個目の電極を第１２の電極として第１の電極の左隣に位置する。

また、たとえば、電機子コア１１１の１２個の突極１２のうち、組み立て時に、第１の電極と周方向位置がほぼ一致する突極１２を第１の突極と呼び、第２の電極と周方向位置がほぼ一致する突極１２を第２の突極と呼び、第３の電極と周方向位置がほぼ一致する突極１２を第３の突極と呼び、第４の電極と周方向位置がほぼ一致する突極１２を第４の突極と呼び、第５の電極と周方向位置がほぼ一致する突極１２を第５の突極と呼び、第６の電極と周方向位置がほぼ一致する突極１２を第６の突極と呼び、第７の電極と周方向位置がほぼ一致する突極１２を第７の突極と呼び、第８の電極と周方向位置がほぼ一致する突極１２を第８の突極と呼び、第９の電極と周方向位置がほぼ一致する突極１２を第９の突極と呼び、第１０の電極と周方向位置がほぼ一致する突極１２を第１０の突極と呼び、第１１の電極と周方向位置がほぼ一致する突極１２を第１１の突極と呼び、第１２の電極と周方向位置がほぼ一致する突極１２を第１２の突極と呼ぶ。

巻線は、第１の巻線３１および第２の巻線３２を用いており、第１の巻線３１は、その端をまず印刷基板１１６の第１の電極に絡げて巻き始め、第１の突極に対し所定の回数巻回し、第４の突極に対し所定の回数巻回し、第２の電極に絡げ、第２の突極に対し所定の回数巻回し、第５の突極に対し所定の回数巻回し、第３の電極に絡げ、第３の突極に対し所定の回数巻回し、第６の突極に対し所定の回数巻回し、第１の電極に絡げて巻き終わり、巻線を形成する。

第２の巻線３２は、その端をまず印刷基板１１６の第７の電極に絡げて巻き始め、第７の突極に対し所定の回数巻回し、第１０の突極に対し所定の回数巻回し、第８の電極に絡げ、第８の突極に対し所定の回数巻回し、第１１の突極に対し所定の回数巻回し、第９の電極に絡げ、第９の突極に対し所定の回数巻回し、第１２の突極に対し所定の回数巻回し、第７の電極に絡げて巻き終わり、巻線を形成する。

すなわち、第１の巻線を前記第１の電極に接続し、続いて前記第１の突極に巻回し、続いて前記第４の突極に巻回し、続いて前記第２の電極に接続し、続いて前記第２の突極に巻回し、続いて前記第５の突極に巻回し、続いて前記第３の電極に接続し、続いて前記第３の突極に巻回し、続いて前記第６の突極に巻回し、続いて前記第１の電極に接続し、第２の巻線を前記第７の電極に接続し、続いて前記第７の突極に巻回し、続いて前記第１０の突極に巻回し、続いて前記第８の電極に接続し、続いて前記第８の突極に巻回し、続いて前記第１１の突極に巻回し、続いて前記第９の電極に接続し、続いて前記第９の突極に巻回し、続いて前記第１２の突極に巻回し、続いて前記第７の電極に接続している。

第１の電極と、第４の電極と、第７の電極と、第１０の電極とは、配線パターン１２０３で短絡される。

第２の電極と、第５の電極と、第８の電極と、第１１の電極とは、配線パターン１２０２で短絡される。

第３の電極と、第６の電極と、第９の電極と、第１２の電極とは、配線パターン１２０１で短絡される。

また本発明によれば、電極１２個分中６個分（第４の電極、第５の電極、第６の電極、第１０の電極、第１１の電極、第１２の電極）は、巻線を絡げていないため、接続確認のための検査をしなくてよい。このため、検査時間の短縮が可能である。

以下、本発明を適用可能な電機子のさらに別の例について説明する。

図１０は、本発明の第３の実施の形態に係るブラシ付ＤＣモータの電機子の構造を示す分解斜視図である。

なお、本実施形態の電機子２００において、電機子コア２１１周辺の構造は図１に示した電機子コア１１と同様であるので、詳しい説明は省略する。また、リングバリスタ２１５の構造も、図６に示したリングバリスタ１５と同様であるので、以下において、図６と同じ参照番号を用いて、詳しい説明は省略する。

図１０に示すように、本実施形態の電機子２００は、電機子コア２１１に対してその上方および下方からインシュレータ２１３を被せ、さらに円筒状の絶縁樹脂２２１およびその外周に設けた整流子片２２２から成る整流子２２０を有し、またリングバリスタ２１５および印刷基板２１６を有し、これらを回転軸であるシャフト２１４で貫通して構成される。なお、電機子２００を回転子とした場合の、この回転子に対向して配置される永久磁石や外部からの電流を供給するためのブラシ、また回転子を固定するための軸受は、一般的なブラシ付ＤＣモータの構成と同じであるため、説明や図は省略する。また、電機子コア２１１の突極に巻回すコイルも図１０において図示を省略している。

整流子２２０は、電機子コア２１１の突極２１２のそれぞれに対応した１２枚の整流子片２２２を有して成り、それぞれの整流子片２２２は、径方向外側に突出した端子２２３と径方向内側に突出した固定片（図２の固定片２５と同様であるので図示省略する）とを有しており、中心に孔が開いたほぼ円筒形状であって樹脂モールドされた絶縁樹脂２２１に対し、整流子片２２２の固定片にて固定されている。

図１１は、図１０に示した印刷基板２１６の平面図であり、（ａ）は図１０での下面を示す図であり、（ｂ）は図１０での上面を示す図である。

円環状に形成した印刷基板２１６は、両面に配線パターン（プリントパターン）を形成しており、一方の面（図１１（ｂ）に示す面）には１２個の整流子片２２２のうち所定の整流子片同士が同電位になるよう（整流子の所定のセグメント同士が同電位になるよう）短絡する周方向の配線パターンを形成し、他方の面（図１１（ａ）に示す面）には、リングバリスタ２１５の電極１５ｂと整流子片２２２とを接続するよう放射状に伸長した１２個の配線パターン２１９１を形成している。

図１１（ａ）に示す印刷基板２１６の周方向外側には１２個の突出電極２１６１が設けられ、周方向内側には１２個のランド部２１８１が設けられ、それぞれの突出電極２１６１とランド部２１８１とは配線パターン２１９１で電気的に接続されている。突出電極２１６１は、印刷基板２１６の外周よりも外側に突出している。

なお、印刷基板２１６のスルーホール２１７１による、配線パターン２２０１、２２０２、２２０３と配線パターン２１９１との接続の構造は、図５に示した印刷基板１６のスルーホール１７１と同じであるので、詳しい説明は省略する。

本実施形態では、図１０に示すように、リングバリスタ２１５の電極１５ｂを設けた面を下面にし、且つ印刷基板２１６の他方の面（図１１（ａ）に示す面）を下面にした状態で、１２個の電極１５ｂのそれぞれと１２個の突出電極２１６１のそれぞれとを周方向で位置合わせし、それぞれどうしをバリスタ素子１５ａの厚みを乗り越えた半田付けで電気的に接続して、印刷基板２１６にリングバリスタ２１５を実装する。

また、リングバリスタ２１５を実装した印刷基板２１６の各ランド部２１８１と整流子２２０の各端子２２３とをそれぞれ半田接続する。このリングバリスタ２１５と整流子２２０と印刷基板２１６との組付け体をシャフト２１４に通し、絶縁樹脂２２１下面をインシュレータ２１３の台座部２１３ａ上面に突き当てて固定する。

電機子２００のコイル（不図示）は、マグネットワイヤ（不図示）の端をまず印刷基板２１６の所定の突出電極２１６１に絡げて巻き始め、電機子コア２１１のそれぞれの突極２１２に対し被せられたインシュレータ２１３の腕部２１３ｂの上から巻回し、所定の突出電極２１６１に絡げて巻線を形成する。

図７を参照して説明した電機子コア１１の突極１２に巻線を巻回す手順は、本実施の形態の電機子２００にも適用可能である。

ここでは、周方向均等に１２個の整流子片２２２を有し、前記１２個の整流子片２２２のそれぞれに電気的に接続される印刷基板２１６の電極（突出電極２１６１）を有し、１２個の電極のうちの所定の電極を第１の電極とし、前記第１の電極の周方向右隣の電極を第２の電極とし、順に第３の電極とし、最後１２個目の電極を第１２の電極として第１の電極の左隣に位置する。

また、たとえば、電機子コア２１１の１２個の突極１２のうち、組み立て時に、第１の電極と周方向位置がほぼ一致する突極１２を第１の突極と呼び、第２の電極と周方向位置がほぼ一致する突極１２を第２の突極と呼び、第３の電極と周方向位置がほぼ一致する突極１２を第３の突極と呼び、第４の電極と周方向位置がほぼ一致する突極１２を第４の突極と呼び、第５の電極と周方向位置がほぼ一致する突極１２を第５の突極と呼び、第６の電極と周方向位置がほぼ一致する突極１２を第６の突極と呼び、第７の電極と周方向位置がほぼ一致する突極１２を第７の突極と呼び、第８の電極と周方向位置がほぼ一致する突極１２を第８の突極と呼び、第９の電極と周方向位置がほぼ一致する突極１２を第９の突極と呼び、第１０の電極と周方向位置がほぼ一致する突極１２を第１０の突極と呼び、第１１の電極と周方向位置がほぼ一致する突極１２を第１１の突極と呼び、第１２の電極と周方向位置がほぼ一致する突極１２を第１２の突極と呼ぶ。

巻線は、第１の巻線３１および第２の巻線３２を用いており、第１の巻線３１は、その端をまず印刷基板２１６の第１の電極に絡げて巻き始め、第１の突極に対し所定の回数巻回し、第４の突極に対し所定の回数巻回し、第２の電極に絡げ、第２の突極に対し所定の回数巻回し、第５の突極に対し所定の回数巻回し、第３の電極に絡げ、第３の突極に対し所定の回数巻回し、第６の突極に対し所定の回数巻回し、第１の電極に絡げて巻き終わり、巻線を形成する。

第２の巻線３２は、その端をまず印刷基板２１６の第７の電極に絡げて巻き始め、第７の突極に対し所定の回数巻回し、第１０の突極に対し所定の回数巻回し、第８の電極に絡げ、第８の突極に対し所定の回数巻回し、第１１の突極に対し所定の回数巻回し、第９の電極に絡げ、第９の突極に対し所定の回数巻回し、第１２の突極に対し所定の回数巻回し、第７の電極に絡げて巻き終わり、巻線を形成する。

第１の電極と、第４の電極と、第７の電極と、第１０の電極とは、配線パターン２２０３で短絡される。

第２の電極と、第５の電極と、第８の電極と、第１１の電極とは、配線パターン２２０２で短絡される。

第３の電極と、第６の電極と、第９の電極と、第１２の電極とは、配線パターン２２０１で短絡される。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、実施の形態については上記に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更および組み合わせが可能である。

１０電機子
１１電機子コア
１２突極
１２ａ腕部
１３インシュレータ
１３ａ台座部
１３ｂ腕部
１３ｃ貫通孔
１４シャフト
１５リングバリスタ
１５ａバリスタ素子
１５ｂ電極
１６印刷基板
２０整流子
２１絶縁樹脂
２２整流子片
２３端子
２４ライザ(電極)
２５固定片

Claims

複数の突極を有する電機子コアと、前記突極に巻回したコイルと、前記コイルに接続した整流子と、前記整流子に摺接して電流を供給するブラシと、前記整流子に接続し、バリスタを実装した印刷基板と、前記突極に対向して配置した永久磁石とを有するブラシ付ＤＣモータにおいて、
前記永久磁石が８極であり、前記電機子コアが周方向均等に１２個の突極を有し、
前記１２個の突極のうちの所定の突極を第１の突極とし、
前記第１の突極の周方向右隣の突極を第２の突極とし、
前記第２の突極の周方向右隣の突極を第３の突極とし、
前記第３の突極の周方向右隣の突極を第４の突極とし、
前記第４の突極の周方向右隣の突極を第５の突極とし、
前記第５の突極の周方向右隣の突極を第６の突極とし、
前記第６の突極の周方向右隣の突極を第７の突極とし、
前記第７の突極の周方向右隣の突極を第８の突極とし、
前記第８の突極の周方向右隣の突極を第９の突極とし、
前記第９の突極の周方向右隣の突極を第１０の突極とし、
前記第１０の突極の周方向右隣の突極を第１１の突極とし、
前記第１１の突極の周方向右隣の突極を第１２の突極とし、
前記整流子は、周方向均等に１２個の整流子片を有し、
前記１２個の整流子片のそれぞれに電気的に接続される電極を有し、
前記１２個の電極のうちの所定の電極を第１の電極とし、
前記第１の電極の周方向右隣の電極を第２の電極とし、
前記第２の電極の周方向右隣の電極を第３の電極とし、
前記第３の電極の周方向右隣の電極を第４の電極とし、
前記第４の電極の周方向右隣の電極を第５の電極とし、
前記第５の電極の周方向右隣の電極を第６の電極とし、
前記第６の電極の周方向右隣の電極を第７の電極とし、
前記第７の電極の周方向右隣の電極を第８の電極とし、
前記第８の電極の周方向右隣の電極を第９の電極とし、
前記第９の電極の周方向右隣の電極を第１０の電極とし、
前記第１０の電極の周方向右隣の電極を第１１の電極とし、
前記第１１の電極の周方向右隣の電極を第１２の電極とし、
第１の巻線を前記第１の電極に接続し、続いて前記第１の突極に巻回し、続いて前記第４の突極に巻回し、続いて前記第２の電極に接続し、続いて前記第２の突極に巻回し、続いて前記第５の突極に巻回し、続いて前記第３の電極に接続し、続いて前記第３の突極に巻回し、続いて前記第６の突極に巻回し、続いて前記第１の電極に接続し、
第２の巻線を前記第７の電極に接続し、続いて前記第７の突極に巻回し、続いて前記第１０の突極に巻回し、続いて前記第８の電極に接続し、続いて前記第８の突極に巻回し、続いて前記第１１の突極に巻回し、続いて前記第９の電極に接続し、続いて前記第９の突極に巻回し、続いて前記第１２の突極に巻回し、続いて前記第７の電極に接続し、
前記印刷基板は、径方向外側に放射状に突出する１２個の腕部を有し、
前記第１ないし第１２の電極が、前記１２個の整流子片のそれぞれに電気的に接続され、前記１２個の腕部のそれぞれに達する前記印刷基板上の第１ないし第１２の配線パターンである、
ことを特徴とするブラシ付ＤＣモータ。
前記第１の巻線と前記第２の巻線を同時に行うことを特徴とする請求項１に記載のブラシ付ＤＣモータ。