JP6912328B2 - 電機子、モータ及び電機子の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電機子、モータ及び電機子の製造方法に関する。

従来、整流子とコアとの間の巻線部分をモールド樹脂で被覆する電機子が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような構成とすることで、巻線部分の露出が抑えられて巻線の断線が抑えられるようになっている。

特開２００７−１６６６８３号公報

ところで、上記のような電機子では、巻線を整流子の爪部と接続することとなるが、その接続部位において断線する虞がある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、巻線の断線を抑える電機子、モータ及び電機子の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決する電機子は、回転軸と、該回転軸に固定されるコアと、該コアに巻回される巻線と、前記巻線が接続される爪部を有して前記回転軸に固定される整流子と、を備えた電機子であって、少なくとも前記爪部と前記巻線との接続部分を覆うモールド樹脂が設けられ、前記モールド樹脂に密着した状態で該モールド樹脂の外側を覆う保護カバー部が設けられる。

この構成によれば、最も断線の可能性の高い整流子の爪部と巻線との接続部位をモールド樹脂で覆うことで確実な巻線保護が可能となり、巻線の断線を抑えることができる。

さらに、モールド樹脂の外側を覆う保護カバー部が設けられることで、例えばモールド樹脂に作用する応力によってモールド樹脂が割れた場合であってもモールド樹脂が飛散することが抑えられる。

上記電機子において、前記保護カバー部は、熱収縮チューブであることが好ましい。
この構成によれば、保護カバー部が熱収縮チューブであるため、モールド樹脂に対して密着させるように取り付けることを容易にできる。

上記電機子において、前記モールド樹脂は、前記整流子と前記コア端面との間にくびれ部を有し、前記保護カバー部は、前記爪部並びに該爪部寄りの前記巻線に対応する位置の前記モールド樹脂を覆う第１保護カバーと、前記コア寄りの前記巻線に対応する位置の前記モールド樹脂を覆う第２保護カバーとを備えることが好ましい。

この構成によれば、第１保護カバーと第２保護カバーとの２部品を備える構成とすることで、それぞれの位置を確実に覆ってモールド樹脂が外部に露出することが抑えられる。
上記電機子において、前記第１保護カバーと前記第２保護カバーとは一部が重なるように設けられることが好ましい。

この構成によれば、第１保護カバーと第２保護カバーとは一部が重なるように設けられるため、各保護カバー間での隙間をなくすことができる。
上記電機子において、前記くびれ部の外径は、前記整流子の外径よりも小径であることが好ましい。

この構成によれば、くびれ部の外径を整流子の外径よりも小径とすることで、モールド樹脂の量を抑えてモールド樹脂の界面で発生する応力集中を抑えることができる。
上記電機子において、前記くびれ部に対応する部位に前記保護カバー部を取り付けた状態の外径は、前記整流子の外径よりも小径であることが好ましい。

この構成によれば、くびれ部に対応する部位に前記保護カバー部を取り付けた状態の外径は、前記整流子の外径よりも小径とすることで、モールド樹脂の量を抑えてモールド樹脂の界面で発生する応力集中を抑えることができる。

また、上記課題を解決するモータは、上記いずれかに記載の電機子を備える。
この構成によれば、上記いずれかに記載の効果を奏するモータを提供できる。
また、上記課題を解決する電機子の製造方法は、回転軸と、該回転軸に固定されるコアと、該コアに巻回される巻線と、前記巻線が接続される爪部を有して前記回転軸に固定される整流子と、を備えた電機子の製造方法であって、少なくとも前記爪部と前記巻線との接続部分を樹脂によってモールドするとともに、前記樹脂によってモールドしたモールド樹脂に対して保護カバー部を密着させた状態で該モールド樹脂の外側を覆うように取り付ける。

この構成によれば、最も断線の可能性の高い整流子の爪部と巻線との接続部位を樹脂でモールドすることで確実な巻線保護が可能となり、巻線の断線を抑えることができる。
上記電機子の製造方法において、前記保護カバー部は、第１保護カバーと、第２保護カバーとを備えており、熱収縮チューブでなる前記第１保護カバーを前記爪部並びに該爪部寄りの前記巻線に対応する位置に配置した状態で加熱する第１加熱工程と、前記第１加熱工程後に熱収縮チューブでなる前記第２保護カバーを前記コア寄りの前記巻線に対応する位置に配置した状態で加熱する第２加熱工程と、を備えることが好ましい。

この構成によれば、第１保護カバーと第２保護カバーとによってそれぞれの位置を確実に覆ってモールド樹脂が外部に露出することが抑えられる。

本発明の電機子、モータ及び電機子の製造方法によれば、巻線の断線が抑えられる。

第１実施形態におけるモータの断面図。 同形態におけるモータの電機子の製造方法を説明するための説明図。 同形態におけるモータの電機子の製造方法を説明するための説明図。 同形態におけるモータの電機子の製造方法を説明するための説明図。 第２実施形態における電機子の断面図。 同形態における電機子の製造方法を説明するための説明図。 同形態における電機子の製造方法を説明するための説明図。 同形態における電機子の製造方法を説明するための説明図。 同形態における電機子の製造方法を説明するための説明図。 変形例における電機子の第２保護カバーについて説明するための説明図。

（第１実施形態）
以下、モータの第１実施形態について説明する。
本実施形態のモータ１０は、例えばターボ過給機のウェイストゲートバルブを開閉する電動アクチュエータの駆動源として用いられるものである。

図１に示すように、モータ１０は、略有底筒状のヨークハウジング（以下、単にヨークという）１１と、該ヨーク１１の開口部を閉塞するエンドプレート１２とを有する。
ヨーク１１の内周面には、一対のマグネット１３が互いに対向するように固着されるとともに、マグネット１３の内側には電機子１４が配置されている。

図１に示すように、電機子１４は、ヨーク１１の中央部に配置される回転軸１５を備えている。回転軸１５は、その基端側（図１においてヨーク１１の底部側）がヨーク１１の底部中央に設けられた軸受１６にて軸支され、先端側がエンドプレート１２の中央に設けられた軸受１７にて軸支されている。また、回転軸１５には、コア１８と整流子１９と軸方向に並ぶように固定されている。

コア１８には各スロットに巻線２０が巻回されている。巻線２０は、その一部の接続線２０ａが整流子１９の爪部１９ａに結線（接続）されている。
また、エンドプレート１２には整流子１９と摺接するブラシ２１を保持するブラシ保持部１２ａが設けられている。そして図示しない外部電源からブラシ２１を介して整流子１９並びに巻線２０に供給されると、電機子１４（回転軸１５）が回転駆動されるようになっている。

また、本実施形態の電機子１４は、整流子１９とコア１８の整流子１９側の端面１８ａとの間にモールド樹脂２２が設けられる。モールド樹脂２２は、整流子１９の爪部１９ａ並びに爪部１９ａに接続される巻線２０の接続線２０ａを覆うようになっている。なお、モールド樹脂２２は、コア１８の端面１８ａまでは延びておらず、すなわちコア１８を覆わないようになっている。また、モールド樹脂２２は、巻線２０の一部が引き出された接続線２０ａの部分にくびれ部２２ａを有する。モールド樹脂２２は、その接着成分として熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂が用いられる。

図２及び図３に示すように、くびれ部２２ａは、その外径Ｌ１が整流子１９（爪部１９ａを含む）の外径Ｌ２よりも小径となっている。
モールド樹脂２２には、少なくともくびれ部２２ａの外側を覆う保護カバー部２３が設けられる。保護カバー部２３は、耐熱性に優れるフッ素樹脂からなり、熱によって収縮する熱収縮チューブで構成される。このため、保護カバー部２３は、モールド樹脂２２の外形形状に倣った形状となっている。保護カバー部２３とモールド樹脂２２との間には接着剤が塗布されることなく、保護カバー部２３の収縮力で、両者は貼りついている。なお、保護カバー部２３は、モールド樹脂２２において応力が加わりやすい位置、即ちモールド樹脂２２が割れやすい位置である前記くびれ部２２ａを覆う構成であればよい。つまり、保護カバー部２３によってくびれ部２２ａを覆う構成であればモールド樹脂２２の全体を覆う必要性はない。

次に、電機子１４の製造方法（作用）を説明する。
図２に示すようにコア１８に巻回された巻線２０の接続線２０ａを整流子１９の爪部１９ａと接続する。

図３に示すように、整流子１９の爪部１９ａ並びに爪部１９ａに接続される巻線２０の接続線２０ａを覆うように樹脂をモールドしてモールド樹脂２２を形成する。そして、整流子１９の外径Ｌ２よりも大径でコア１８の外径Ｌ３よりも小径の内径Ｌ４を有する収縮前の保護カバー部２３を準備する。

図４に示すように、収縮前の保護カバー部２３をモールド樹脂２２の外側を覆う位置に配置する。このとき、収縮前の保護カバー部２３の内径Ｌ４は、コア１８の外径Ｌ３よりも小径であるため、コア１８を保護カバー部２３によって覆うことが抑制されることとなる。

次いで、収縮前の保護カバー部２３に熱を付与して熱収縮させてモールド樹脂２２に倣った形状の保護カバー部２３とする。これによって、モールド樹脂２２が保護カバー部２３によって覆われた状態を維持できる。

次に、本実施形態の効果を記載する。
（１）最も断線の可能性の高い整流子１９の爪部１９ａと巻線２０との接続部位をモールド樹脂２２で覆うことで確実な巻線２０保護が可能となり、巻線２０の断線を抑えることができる。

（２）モールド樹脂２２の外側を覆う保護カバー部２３が設けられることで、例えばモールド樹脂２２に作用する応力によってモールド樹脂２２が割れた場合であってもモールド樹脂２２が飛散することが抑えられる。

（３）保護カバー部２３が熱収縮チューブであるため、モールド樹脂２２に対して密着させるように取り付けることを容易にできる。
（４）くびれ部２２ａの外径Ｌ１を整流子１９の外径Ｌ２よりも小径とすることで、モールド樹脂２２の量を抑えてモールド樹脂２２の界面で発生する応力集中を抑えることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態のモータについて説明する。なお、本実施形態においては、第１実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態の同様の構成には同一の符号を付して説明の一部又は全部を割愛する。

図５に示すように、本実施形態の電機子１４は、第１実施形態と異なり、第１保護カバー３１と第２保護カバー３２とで保護カバー部２３が構成される。
第１保護カバー３１は、爪部１９ａ並びに該爪部１９ａ寄りの巻線２０（接続線２０ａ）に対応する位置のモールド樹脂２２を覆うようになっている。第２保護カバー３２は、コア１８寄りの巻線２０に対応する位置のモールド樹脂２２を覆うようになっている。

第１保護カバー３１と前記第２保護カバー３２とはモールド樹脂２２のくびれ部２２ａにおいてそれぞれが重なるように設けられる。つまり、第１保護カバー３１と第２保護カバー３２とにより、くびれ部２２ａが確実に覆われた構成となっている。なお、第１実施形態と同様に、各カバー３１，３２は、モールド樹脂２２において応力が加わりやすい位置、即ちモールド樹脂２２が割れやすい位置であるくびれ部２２ａを覆う構成であればよい。つまり、各カバー３１，３２によってくびれ部２２ａを覆う構成であればモールド樹脂２２の全体を覆う必要性はない。

また、第１保護カバー３１は透明の熱収縮チューブであって、第２保護カバー３２は黒色の熱収縮チューブで構成される。第１保護カバー３１を透明とすることでモールド樹脂２２が爪部１９ａを覆っているかといったモールド樹脂２２の状態を確認しやすくなっている。また、第２保護カバー３２を黒色とすることで、保護カバー部２３が付いているか否かを認識（判定）することが容易となっている。

次に、電機子１４の製造方法（作用）を説明する。
図６に示すように、整流子１９の爪部１９ａ並びに爪部１９ａに接続される巻線２０の接続線２０ａを覆うように樹脂をモールドしてモールド樹脂２２を形成する。そして、整流子１９の外径Ｌ２よりも大径でコア１８の外径Ｌ３よりも小径の内径Ｌ６を有する収縮前の第１保護カバー３１を準備する。

図７に示すように、収縮前の第１保護カバー３１をモールド樹脂２２の外側を覆う位置であって爪部１９ａ並びに該爪部１９ａ寄りの巻線２０（接続線２０ａ）に対応する位置に配置する。

図８に示すように、収縮前の第１保護カバー３１に熱を付与（第１加熱工程）し、熱収縮させてモールド樹脂２２に倣った形状の第１保護カバー３１とする。このとき、第１保護カバー３１は、モールド樹脂２２のくびれ部２２ａを覆うようになっている。その後、収縮前並びに収縮後の第１保護カバー３１よりも大径であってコア１８の外径Ｌ３よりも小径の内径Ｌ７を有する収縮前の第２保護カバー３２を準備する。

図９に示すように、収縮前の第２保護カバー３２をモールド樹脂２２の外側を覆う位置であってコア１８寄りの巻線２０に対応する位置に配置する。このとき、収縮前の第２保護カバー３２の内径Ｌ７は、コア１８の外径Ｌ３よりも小径であるため、コア１８を第２保護カバー３２によって覆うことが抑制されることとなる。

次いで、収縮前の第２保護カバー３２に熱を付与（第２加熱工程）し、熱収縮させてモールド樹脂２２に倣った形状の第２保護カバー３２とする。このとき、第２保護カバー３２は、モールド樹脂２２のくびれ部２２ａを覆っている第１保護カバー３１を覆うようになっている。第１保護カバー３１の外側を第２保護カバー３２が覆うように各カバー３１，３２が重なっている。このようにして、モールド樹脂２２が保護カバー部２３によって覆われた状態を維持できる。

上記のように構成された電機子１４は、第１実施形態の（１）〜（４）の効果に加え、以下の効果を奏する。
（５）保護カバー部２３を第１保護カバー３１と第２保護カバー３２との２部品を備える構成とすることで、それぞれの位置を確実に覆ってモールド樹脂２２が外部に露出することが抑えられる。

（６）第１保護カバー３１と第２保護カバー３２とは一部が重なるように設けられるため、各保護カバー３１，３２間での隙間をなくすことができる。
（７）第１保護カバー３１と第２保護カバー３２との重なる位置がくびれ部２２ａであるため、モールド樹脂２２の内で応力の加わりやすい位置であるくびれ部２２ａを確実に覆うことができる。

なお、上記各実施形態は、以下のように変更してもよい。
・図１０に示すように、収縮前の第２保護カバー３２の形状を巻線２０の形状に倣って整流子１９側ほど細い筒形状をなすように構成してもよい。このような構成とすることで、第２保護カバー３２が回転軸１５の軸方向に対する位置ずれを抑えることができる。

・上記第２実施形態では、第１保護カバー３１と第２保護カバー３２とがくびれ部２２ａにおいて重なるような構成としたが、重なる位置は適宜変更してもよい。また、第１保護カバー３１と第２保護カバー３２との端部同士を突き当てて重ならないような構成を採用してもよい。

・上記第２実施形態では、第１保護カバー３１を透明の熱収縮チューブを用い、第２保護カバー３２を黒色の熱収縮チューブを用いることとしたが、これに限らない。例えば各保護カバー３１，３２を同系色の熱収縮チューブを用いたり、各保護カバー３１，３２の両方を透明の熱収縮チューブで構成してもよい。

・上記第２実施形態では、２つの保護カバー３１，３２を用いる構成としたが、３つ以上の保護カバーを用いる構成を採用してもよい。
・上記第１及び第２実施形態では、くびれ部２２ａの外径Ｌ１を整流子１９の外径Ｌ２よりも小径としたが、これに限らず、くびれ部２２ａの外径Ｌ１を整流子１９の外径Ｌ２よりも大径としてもよい。また、くびれ部２２ａに対応する部位に保護カバー部２３を取り付けた状態の外径を、整流子１９の外径Ｌ１よりも小径としてもよい。

・上記第１及び第２実施形態では、保護カバー部２３として熱収縮チューブを用いることとしたが、これに限らず、例えば帯状のシート部材をモールド樹脂２２に巻きつけて保護カバーを構成してもよい。

・上記第１及び第２実施形態では、保護カバー部２３を設ける構成としたが、省略した構成を採用してもよい。
・上記各実施形態並びに各変形例は適宜組み合わせてもよい。

１０…モータ、１４…電機子、１５…回転軸、１８…コア、１９…整流子、１９ａ…爪部、２０…巻線、２２…モールド樹脂、２２ａ…くびれ部、２３…保護カバー部、３１…第１保護カバー、３２…第２保護カバー、Ｌ１〜Ｌ３…外径。

Claims (9)

1. 回転軸と、該回転軸に固定されるコアと、該コアに巻回される巻線と、前記巻線が接続される爪部を有して前記回転軸に固定される整流子と、を備えた電機子であって、
   少なくとも前記爪部と前記巻線との接続部分を覆うモールド樹脂が設けられ、
   前記モールド樹脂に密着した状態で該モールド樹脂の外側を覆う保護カバー部が設けられることを特徴とする電機子。
2. 請求項１に記載の電機子において、
   前記保護カバー部は、熱収縮チューブであることを特徴とする電機子。
3. 請求項２に記載の電機子において、
   前記モールド樹脂は、前記整流子と前記コア端面との間にくびれ部を有し、
   前記保護カバー部は、前記爪部並びに該爪部寄りの前記巻線に対応する位置の前記モールド樹脂を覆う第１保護カバーと、前記コア寄りの前記巻線に対応する位置の前記モールド樹脂を覆う第２保護カバーとを備えることを特徴とする電機子。
4. 請求項３に記載の電機子において、
   前記第１保護カバーと前記第２保護カバーとは一部が重なるように設けられることを特徴とする電機子。
5. 請求項３又は４に記載の電機子において、
   前記くびれ部の外径は、前記整流子の外径よりも小径であることを特徴とする電機子。
6. 請求項３〜５のいずれか一項に記載の電機子において、
   前記くびれ部に対応する部位に前記保護カバー部を取り付けた状態の外径は、前記整流子の外径よりも小径であることを特徴とする電機子。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の電機子を備えたことを特徴とするモータ。
8. 回転軸と、該回転軸に固定されるコアと、該コアに巻回される巻線と、前記巻線が接続される爪部を有して前記回転軸に固定される整流子と、を備えた電機子の製造方法であって、
   少なくとも前記爪部と前記巻線との接続部分を樹脂によってモールドするとともに、
   前記樹脂によってモールドしたモールド樹脂に対して保護カバー部を密着させた状態で該モールド樹脂の外側を覆うように取り付けることを特徴とする電機子の製造方法。
9. 請求項８に記載の電機子の製造方法であって、
   前記保護カバー部は、第１保護カバーと、第２保護カバーとを備えており、
   熱収縮チューブでなる前記第１保護カバーを前記爪部並びに該爪部寄りの前記巻線に対応する位置に配置した状態で加熱する第１加熱工程と、
   前記第１加熱工程後に熱収縮チューブでなる前記第２保護カバーを前記コア寄りの前記巻線に対応する位置に配置した状態で加熱する第２加熱工程と、を備えることを特徴とする電機子の製造方法。

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