JPH08228458A - 電動機用の回転子 - Google Patents

電動機用の回転子

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JPH08228458A
JPH08228458A JP7302639A JP30263995A JPH08228458A JP H08228458 A JPH08228458 A JP H08228458A JP 7302639 A JP7302639 A JP 7302639A JP 30263995 A JP30263995 A JP 30263995A JP H08228458 A JPH08228458 A JP H08228458A
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commutator
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Ching Sik Lau James
チン シク ラウ ジェームズ
Ho Seung Pun
プン ホー セウン
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Johnson Electric SA
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    • H02K5/24—Casings; Enclosures; Supports specially adapted for suppression or reduction of noise or vibrations
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノイズ抑制用にキャパシタを組み込んだ電動
機においてチップキャパシタをスター点接続部と整流子
の端子部分との間に接続した巻線型回転子を提供する。 【解決手段】 電動機用の回転子は、シャフトと、該シ
ャフトに取り付けられると共に電機子コアの極の周りに
巻かれた巻線に接続された整流子と、ノイズ抑制手段と
を備えている。ノイズ抑制手段(40)は、整流子セグメン
ト(32)の端子部分(38)に接続されたチップキャパシタ(4
4)を有する。これらのキャパシタ(44)は、基板(41)上の
導電層(42)又は弾力性ワイヤから形成されたリングを介
してスター接続を形成するように一緒に接続される共通
の端子(45)を有する。上記キャパシタ(44)は、ワイヤリ
ング及び整流子セグメントに半田付けされてもよいし、
又はリングの弾力性作用のもとで整流子セグメントと直
接接触するように整流子のベースに形成されたくぼみに
保持されて無半田接続を形成してもよい。これは、半田
不要の回転子を形成するように機械的接続型の整流子を
用いる回転子に特に適している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動機用の回転子
に係り、より詳細には、電気的ノイズを抑制するために
キャパシタを組み込んだ小型永久磁石直流（ＰＭＤＣ）
電動機用の回転子に係る。
【０００２】
【従来の技術】小型のＰＭＤＣ電動機において主たる電
気的ノイズ源は整流子である。ブラシがあるセグメント
から別のセグメントへ移動するときに、スパークが生じ
て電気的ノイズを発生すると共に、整流子及びブラシの
摩耗を増加させる。これらスパークを抑制することによ
り、ノイズレベルを減少し、電動機の使用寿命を延ばす
ことができる。これらスパークを抑制するために、回転
子の巻線を整流子に接続するのに使用されるタングに通
常は半田付けすることによってバリスタ又は抵抗リング
が整流子に取り付けられる。これについては、例えば、
ＧＢ２２０２６８８を参照されたい。或いは又、ノイズ
が電動機の電源に伝達されるのを抑制するために、通常
は電動機のエンドキャップの内側又はブラシ取付プレー
トにおいて電動機の端子にキャパシタ及び／又はチョー
クが接続されてもよい。
【０００３】しかしながら、回転子の巻線にキャパシタ
を直接的に接続することにより良好なノイズ抑制が達成
されている。キャパシタは、一方のリードが一緒に接続
されてスター点を形成し、そして他方のリードが各整流
子タングに接続され、キャパシタの数と回転子の極数は
等しい。既知の構成がＧＢ２２４６９１３に開示されて
おり、この場合、キャパシタは、回転子の巻線トンネル
内に配置された電解型キャパシタであり、そのスター点
は、回転子の反対端において整流子に接続される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】これは、一応満足に機
能するが、幾つかの欠点がある。これは、自動組立に特
に適しておらず、そしてキャパシタのサイズは大きいの
で、巻線トンネルが巻線で比較的いっぱいになる場合は
この技術を使用することができない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、スター点接続
リングと整流子の端子部分との間にチップキャパシタが
接続された巻線型回転子を提供することによりこれらの
問題を解消する。
【０００６】従って、本発明は、シャフトと、該シャフ
トに取り付けられた整流子と、多数の極を形成する電機
子コアと、上記極の周りに巻かれそして整流子に接続さ
れた巻線と、ノイズ抑制手段とを備えた電動機用の回転
子であって、上記整流子は、整流子ベースに取り付けら
れた複数の整流子セグメントを有し、これらセグメント
は、ブラシにスライド接触する接触部分と、巻線に接続
するための端子部分とを有し、更に、上記ノイズ抑制手
段は、第１及び第２の端子面を各々有する複数のチップ
型キャパシタを備え、各々の第１端子面は各整流子セグ
メントに接続されそして各々の第２端子面は電気的に一
緒に接続されてスター点接続を形成するような回転子を
提供する。
【０００７】チップ型キャパシタを使用することによ
り、巻線トンネルが回転子の巻線によって実質的に完全
に占有されたときでも、回転子に取り付けられたキャパ
シタを用いることにより優れたノイズ抑制性能を実現す
ることができる。
【０００８】第２の端子面は、導電性リングによって一
緒に接続されるのが好ましい。このリングは、例えば、
黄銅のようなシート材料、ＰＣ基板、導電性ゴムリング
又はストリップ、或いはある長さの弾力性ワイヤから形
成される。リングを弾力性ワイヤで形成することによ
り、ワイヤの弾力性を利用してキャパシタの位置保持を
助成しながらキャパシタを整流子セグメントに半田付け
することができる。実際に、ある構成においては、リン
グの弾力性の押しつけは、キャパシタと整流子セグメン
ト及び／又はリングとの間に良好な電気的接触を維持す
るに充分であって半田付けの必要性を回避するが、キャ
パシタをリングに半田付けすることは、ある実施形態で
は組立の助けとなる。
【０００９】キャパシタを整流子セグメントの端子部分
に接続することにより、整流子／回転子の長さを最小に
維持することができる。
【００１０】好ましくは、端子部分は、回転子巻線に接
続するために絶縁被覆に食い込んで機械的に接続する形
式の端子で形成され、そして整流子ベースの冠部分に受
け入れられる。これは、回転子の構造を半田不要にする
ことができる。キャパシタを整流子ベースに形成された
くぼみ又は開口に配置することによりチップキャパシタ
を確実に配置することができ、これらくぼみ又は開口
は、リングのための配置手段も構成する。これらのキャ
パシタは、端子の半径方向外方に配置されるのが理想的
である。
【００１１】キャパシタは、軸方向又は半径方向に向け
られ、そして端子部分にフィンガが形成されて、軸方向
又は半径方向のいずれかにおいてキャパシタの第１端子
面に接触するように配置される。整流子ベースにセグメ
ントを保持するのに保持リングが使用される場合には、
この保持リングは、キャパシタを整流子セグメントに接
触するようにも保持する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照し、本発明
の好ましい実施形態を一例として説明する。図１及び２
には、回転子２０の上半分が示されている。回転子２０
は、シャフト２１を備え、複数の積層された電機子積層
体より成る電機子コア２２がシャフトに取り付けられ
る。電機子コアの周りには回転子巻線２３が巻き付けら
れ、巻線型電機子極を形成する。
【００１３】電機子コア２２に隣接してシャフト２１に
は整流子３０が固定される。整流子は、整流子ベース３
１と、多数の整流子セグメント３２と、保持リング３３
とを備えている。整流子ベースは、フェノール又はナイ
ロンのような適当なプラスチック材料で成形されたもの
で、セグメント支持部分３４、カラー３５及びスペーサ
部分３６を有する。スペーサ部分３６は、電機子コア２
２に当接し、整流子セグメント３２を電機子コアから軸
方向に離間させる。整流子セグメント３２は、保持リン
グ３３によって整流子ベースに保持される。
【００１４】整流子セグメントは、電動機のカーボンブ
ラシとスライド接触するためのスライド部分３７と、電
機子巻線２３の接続部分２４が接続される端子部分３８
とを有している。図１ないし６において、整流子の端子
部分は、溶接可能な形式のもので、電機子コアから離れ
る方に向いたＵ字型のタング３９を有し、図１に示すよ
うに、電機子コア２２の巻き付け中に巻線２３の接続部
分２４がタングの周りでループにされる。
【００１５】回転子が巻かれると、タング３９に熱及び
圧力を加えてタング３９を接続部分２４上でつぶしそし
てタングに接触する巻線ワイヤの部分から絶縁被覆を除
去するという熱間鍛造プロセスにより巻線が整流子に電
気的に接続される。この鍛造中にタング３９はカラー上
に置かれて支持される。従って、タング３９は、図２及
び３に示されたものと同様の形態になる。
【００１６】整流子は、回転子の極数に対応するセグメ
ントの数を有するが、明瞭化のために１つしか示してな
い。以上に述べた回転子の構造は、公知である。
【００１７】図２において、ノイズ抑制装置が整流子の
タングの周りに取り付けられて示されている。ノイズ抑
制装置４０は、図３及び４に更に明確に示されている。
【００１８】ノイズ抑制装置４０は、導電層４２を支持
する非導電性材料の環状基板４１を備え、導電層４２
は、基板４１上に形成された例えば銅の膜である。導電
層は、基板に対して９０°で延びてチップ型キャパシタ
４４に半田付けされる多数のフィンガ４３を有してい
る。各キャパシタ４４は、２つの端子面４５及び４６を
有し、そしてその端子面４５において１つのフィンガ４
３に半田付けされることにより基板に支持される。キャ
パシタの他方の端子面４６は、各整流子タングに半田付
けされる。図３及び４の実施形態において、回転子の極
数に対応するように各整流子セグメントごとに１つづつ
３つのキャパシタが存在する。各キャパシタが導電層４
２に接続されると、この層は、各キャパシタの一方の端
子４５を一緒に接続するスター点接続リングを形成する
と共に、整流子を経て電機子巻線とスター接続を形成す
る。図３において、整流子のベース３１は、スペーサ部
分の端に形成された小さな突起３６’を有し、これは電
機子コアのくぼみ（図示せず）と共働して、整流子をシ
ャフト上で電機子コアに対して正しく方向付けし、所望
の整流角を確保する。
【００１９】図５及び６は、ノイズ抑制装置４０の基板
４１及び導電層４２が弾力性のワイヤリング４７に置き
換えられた若干の変形を示している。キャパシタ４４
は、その外側の端子面４５においてワイヤリングに直接
半田付けされると共に、その内側の端子面４６において
整流子タング３９に直接半田付けされる。キャパシタを
ワイヤリング４７に最初に半田付けすることにより、リ
ングの弾力性を利用してキャパシタをタングに接触する
よう押しつけ、半田付けの助けとすることもできるし又
はある構成においては半田付けの必要性を回避すること
もできる。キャパシタがタングに半田付けされない用途
においては、迅速な速度変化のもとでキャパシタの保持
を強化するために少量の柔軟な接着剤を使用してもよ
い。
【００２０】図７ないし１２は、米国特許第４，５８
４，４９８号に開示されたような機械的接続又は無半田
型の整流子を示す。この形式の整流子においては、整流
子のベースが、前記のようにセグメント支持部分３４及
びスペーサ部分３６を有する。しかしながら、カラー３
５が冠５０に代えられている。この冠は、整流子セグメ
ント３２の端子部分３８を受け入れるためのくぼみ５１
と、整流子セグメント３２に接続するために巻線２３の
接続部分２４を受け入れるスロット５２とを有してい
る。
【００２１】更に、冠は、チップ型キャパシタ４４を受
け入れるために端子くぼみ５１の半径方向外方に更に別
のくぼみ５３を有している。キャパシタくぼみ５３の上
部には、ワイヤリング４７を受け入れるためのスロット
５４がある。キャパシタ４４は、キャパシタくぼみ５３
に軸方向に入れられ、そしてワイヤリングがキャパシタ
の端子面４５に弾力でのせられる。図示されたように、
ワイヤリング４７は、端子面４５の半径方向外縁に弾力
でのせられるが、もちろん、ワイヤリングは、図５及び
６の実施形態と同様に端子面４５に半田付けすることも
できる。但し、キャパシタは軸方向に延びそしてワイヤ
リング４７を受け入れるようにキャパシタくぼみ５３に
適当な変更がなされる。キャパシタ４４は、保持リング
３３がもし取り付けられれば、これによって助成されて
整流子セグメントによりキャパシタくぼみ５３に保持さ
れる。
【００２２】整流子セグメント３２は、図９に明確に示
すように、前記と同様にスライド部分３７を有するが、
端子部分３８は、機械的な接続即ち絶縁被覆に食い込む
接続形式の端子５５が形成されている。この端子５５
は、冠の端子くぼみ５１の１つに受け入れられる。端子
は、上部が開いたボックス状のもので、２つの側面に沿
って前面を貫通して切られたスロット５６を有してい
る。このスロット５６は、端子の前面の方が側面よりも
巾が広くなっていて、端子５５が冠５０に挿入されると
きに巻線２３の接続部２４を支持するために端子くぼみ
５１内に形成されたアンビル５７を受け入れる。スロッ
ト５６は、端子５５が挿入されるときに接続部２４にま
たがってこれを把持すると同時に、ワイヤの絶縁被覆に
切り込んで、ワイヤと電気的接触する。
【００２３】フィンガ５８は、端子５５の後壁から半径
方向に延びて、各キャパシタ４４に接触する。図７に示
されたように、保持リング３３は、セグメントを整流子
のベースに保持すると同時に、フィンガ５８を支持す
る。端子に形成されたとげ５９は、くぼみ５１の壁に係
合し、いったん取り付けられた端子が冠から引き抜かれ
るのを防止する。整流子セグメント３２は、図７に示す
ように、これらセグメントをベース３１に取り付けるこ
とによってベースに固定され、次いで、矢印Ａで示され
た方向に移動されて、端子５５を冠５０のくぼみ５１に
挿入する。
【００２４】保持リング３３は、明瞭化のために図８か
ら削除されており、従って、フィンガ５８はキャパシタ
４４の端子面４６に接触するように半径方向に延びるこ
とが明らかである。
【００２５】図１０は、図９の端子セグメント３２を形
成するためのブランクを示す。このブランク６０は、ベ
リリウム銅のような適当な材料のシートから切断され、
５つの折れ目線６１に沿って折り返されて、図９の整流
子セグメントを形成する。スライド部分３７は、組み立
てられた整流子のスライド部分が樽状の円筒状スライド
接触面を形成するように成形中にカーブされる。
【００２６】図１１及び１２の実施形態は、キャパシタ
４４が半径方向に延びる以外は図７及び８と同様であ
る。この構成においては、フィンガ５８は、軸方向に延
びてキャパシタくぼみ５３に入るように曲げられる。キ
ャパシタくぼみは前面及び半径方向外面が開いている
か、又は単に半径方向外面がワイヤリング４７を受け入
れるスロットを有している。前記したように、ワイヤリ
ングは端子外面４５に半田付けされてもよいし、又は冠
によって適当に案内される場合には、直接電気的接触す
るようにバネ付勢されると同時に、キャパシタをその端
子内面４６を介して整流子セグメントのフィンガ５８と
半径方向に接触するよう弾力で押しやり、これにより、
完全に半田不要なノイズ抑制整流子組立体を形成でき
る。
【００２７】上記した実施形態には種々の変更をなすこ
とができ、これには、特許請求の範囲に定められた本発
明の範囲内に入る全ての変更が含まれる。例えば、ワイ
ヤリングはキャパシタに半田付けされてもされなくても
よく、そしてキャパシタは、整流子セグメントに半田付
けされてもされなくてもよい。上記実施形態では、キャ
パシタは、整流子セグメントの端子部分の上に半径方向
に配置されて示されたが、もしスペースが許せば、キャ
パシタは、整流子セグメントのスライド部分又はその上
に取り付けることもできるし、或いは冠の端子くぼみ内
に収容することもできる。説明を明瞭化するために、３
スロットの回転子及び整流子を説明したが、他の構成の
回転子を使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転子の上半分の側面図で、回転子巻線を固定
する前の溶接可能な整流子を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態により回転子巻線を固
定しそしてノイズ抑制手段を取り付けた後の図１の整流
子を示す概略側面図である。
【図３】図２の整流子の拡大断面図で、ノイズ抑制手段
の接続を示す図である。
【図４】図３の整流子組立体の端面図である。
【図５】別の実施形態のノイズ抑制手段を有する図３と
同様の断面図である。
【図６】図５の整流子組立体の端面図である。
【図７】別の実施形態による半田不要の端子部分を有す
る部分的に組み立てられた整流子の概略断面図である。
【図８】組み立てられた図７の整流子を、明瞭化のため
に保持ワッシャを省略した状態で示す端面図である。
【図９】図７及び８の整流子のセグメントの斜視図であ
る。
【図１０】図９のセグメントを形成するためのブランク
を示す図である。
【図１１】図７の構成に対する変更を示す整流子組立体
の断面図である。
【図１２】図１１の整流子組立体の端面図である。
【符号の説明】
２０ 回転子 ２１ シャフト ２２ 電機子コア ２３ 回転子巻線 ３０ 整流子 ３１ 整流子のベース ３２ 整流子セグメント ３３ 保持リング ３４ セグメント支持部分 ３５ カラー ３６ スペーサ部分 ３７ スライド部分 ３８ 端子部分 ３９ Ｕ字型タング ４０ ノイズ抑制装置 ４１ 環状基板 ４２ 導電層 ４３、５８ フィンガ ４４ チップ型キャパシタ ４５、４６ 端子面 ４７ ワイヤリング ５０ 冠 ５１ くぼみ ５２、５４、５６ スロット ５３ 更に別のくぼみ ５５ 端子 ５７ アンビル ５９ とげ ６０ ブランク

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シャフト(21)と、該シャフト(21)に取り
    付けられた整流子(30)と、多数の極を有する電機子コア
    (22)と、該電機子コアの極の周りに巻かれた回転子巻線
    と、ノイズ抑制手段(40)とを備えた電動機用の回転子に
    おいて、上記整流子(30)は、整流子ベース(31)に取り付
    けられた複数の整流子セグメント(32)を有し、これらセ
    グメントは、ブラシにスライド接触する接触部分(37)
    と、回転子巻線に接続するための端子部分(38)とを有
    し、更に、上記ノイズ抑制手段(40)は、第１及び第２の
    端子面(45,46) を各々有する複数のチップ型キャパシタ
    (44)を備え、上記第１端子面(45)は電気的に一緒に接続
    されてスター点接続を形成しそして第２端子面(46)は各
    整流子セグメント(32)に接続されることを特徴とする回
    転子。
  2. 【請求項２】 上記第１端子面(45)は、導電性材料のリ
    ング(42,47) を経て一緒に接続される請求項１に記載の
    回転子。
  3. 【請求項３】 上記リング(42,47) は、上記キャパシタ
    (44)上に弾力で固定されてこれらキャパシタを整流子セ
    グメントに接触させるよう押しやる請求項２に記載の回
    転子。
  4. 【請求項４】 上記キャパシタ(44)は、上記リング(42,
    47) に半田付けされる請求項２に記載の回転子。
  5. 【請求項５】 上記キャパシタ(44)は、整流子セグメン
    ト(32)の端子部分(38)に半田付けされる請求項１ないし
    ４のいずれかに記載の回転子。
  6. 【請求項６】 上記整流子(30)は、回転子巻線(23)を熱
    間くい止めするために端子部分(38)に形成されたタング
    (39)を有し、上記キャパシタ(44)は、上記タング(39)が
    熱間くい止めされた後にそのタングに半田付けされる請
    求項１ないし５のいずれかに記載の回転子。
  7. 【請求項７】 上記端子部分(38)は、回転子巻線(23)に
    接続するために絶縁被覆に食い込む機械的接続型の端子
    (55)を備え、そして上記整流子ベース(31)の冠部(50)に
    受け入れられる請求項１ないし５のいずれかに記載の回
    転子。
  8. 【請求項８】 上記キャパシタ(44)は、上記端子部分(3
    8)の半径方向外方に上記冠部(50)のくぼみ(53)に配置さ
    れる請求項７に記載の回転子。
  9. 【請求項９】 上記キャパシタ(44)は、軸方向に向けら
    れ、そして上記端子部分(38)に形成されたフィンガ(58)
    により上記くぼみ(53)に保持される請求項８に記載の回
    転子。
  10. 【請求項１０】 上記キャパシタ(44)は、半径方向に向
    けられ、そして上記リング(47)の弾力作用のもとで上記
    端子部分(38)に形成された各フィンガ(58)に半径方向に
    直接支持される請求項８に記載の回転子。
  11. 【請求項１１】 上記キャパシタ(44)は、上記整流子セ
    グメント(32)の接触部分(37)に直接接続される請求項１
    に記載の回転子。
  12. 【請求項１２】 柔軟な接着剤が、上記整流子セグメン
    ト(32)に接触するキャパシタ(44)の保持を助ける請求項
    １に記載の回転子。
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EP (2) EP0863602B1 (ja)
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KR (1) KR960019913A (ja)
CN (1) CN1055800C (ja)
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CZ (1) CZ286964B6 (ja)
DE (2) DE69527993T2 (ja)
ES (2) ES2128670T3 (ja)
GB (1) GB9423689D0 (ja)
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PL (1) PL178956B1 (ja)

Cited By (2)

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