JPH1169745A - 直流モータ - Google Patents

直流モータ

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JPH1169745A
JPH1169745A JP9228827A JP22882797A JPH1169745A JP H1169745 A JPH1169745 A JP H1169745A JP 9228827 A JP9228827 A JP 9228827A JP 22882797 A JP22882797 A JP 22882797A JP H1169745 A JPH1169745 A JP H1169745A
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    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K13/00Structural associations of current collectors with motors or generators, e.g. brush mounting plates or connections to windings; Disposition of current collectors in motors or generators; Arrangements for improving commutation
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/32Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/38Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation around winding heads, equalising connectors, or connections thereto

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 精度の高い4−6構造のブラシ付小型直流モ
ータを提供する。 【解決手段】 放射状配列された整流子片26のスリッ
ト中心位置の半径線上に設けた整流子ユニット23の突
出部30を電機子コア15に放射状に配列された突極1
9の中心軸線上に設けた透孔22に挿通し、突極19に
対する中性点の位置精度の高い回転子を構成する。突出
部先端面30cをシャフト14上でシャフト後端から正
確な所定寸法Aに位置決めすることで、遊隙Dの精度を
向上することができる。また、整流子ユニット23は突
出部30により補強されて、半田付処理時の熱変形によ
る形状寸法上の狂いが阻止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はブラシ付小型モータ
に係わり、特に電機子および整流子ユニットを含む回転
子の構造に関する。便宜上、以下は回転子を回転部材と
して説明するが、回転は相対的なものであって、回転子
を固定して駆動用磁石を装着したケースが回転する場合
も同様に構成できるから、回転子固定の場合の説明は省
略する。
【0002】
【従来の技術】図9に示す一般的な2−3(2磁極−3
突極)構造のブラシ付小型モータにおける回転子100
では、中性点(電気波形の進み遅れ)位置精度または切
替えタイミング精度は、主に電機子コア101の回転中
心を含む一つの面に対する突極102の中心線P1と整
流子スリット104の中心線P2との整合精度で決定
し、シャフト105に整流子ユニット106を圧入する
際の治具等により概略の位置決めを行っている。
【0003】また、スラスト方向の遊隙(ガタ)dは、
図10に示されるように、ステータケース107の内側
と電機子コア101の絶縁板108端面の突出長さやカ
ラー109の厚さによって寸法調整を行っている。
【0004】さらに、このような電機子コア101の突
極102にコイル巻線110を施す場合、基部111側
ではコイル巻線110の巻重ね端部112を支持する部
材がなく、巻線機で自由な巻回を行うと基部111の内
側にコイル巻線110がずれ込んで巻崩れを起こすこと
がある。
【0005】しかも、図11に示されるように、整流子
ホルダー115のライザー113支持部分は薄肉に成形
されており、コイル巻線110をライザー113に電気
接続する半田付作業において、半田鏝114の押圧力や
圧着時間が過大であると、ライザー113は矢印B方向
に押し曲げられ、または整流子ホルダー115が合成樹
脂である場合には熱変形Hを起こし易い。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記したように一般的
な2−3(2磁極−3突極)構造のブラシ付小型モータ
100においては、シャフトに整流子ユニット106を
圧入する際の治具等による概略の位置決めでそれなりの
効果をあげることができる。しかしながら、突極数の多
い4−6(4磁極−6突極)構造のブラシ付小型モータ
では、電機子コア101の突極102と整流子ユニット
106との中性点の位置精度や切り換えタイミング精度
に倍以上の厳密さが要求される。
【0007】また、従来の遊隙調整方法では、シャフト
105に対する電機子コア101の圧入寸法、電機子コ
ア101の厚さ、絶縁板108の厚さおよびカラー10
9の厚さそれぞれの寸法精度の累積誤差にばらつきを生
じるため、精度確保が難しく部品の寸法管理は容易でな
い。特にモータを偏平化したときにはその影響が大きく
現れる。
【0008】さらに、基端111の巻重ね端部112の
巻崩れに関し、2−3構造のブラシ付小型モータ100
の場合は、突極数が少ないので作業空間が広く調整が容
易であるが、4−6構造のブラシ付小型モータになる
と、突極間に余裕がないので巻崩れに対する補修が困難
なために巻嵩が厚くできず、その上巻崩れが起きるコイ
ル内に緩みを生じてモータ特性に影響を及ぼすことがあ
る。
【0009】しかも、4−6構造のブラシ付小型モータ
では2−3構造のブラシ付小型モータに比べてライザー
113に対する半田付作業位置が多くかつ密集している
ので半田付の熱が籠り易く、その上、整流子ホルダー1
15のライザー113を保持する部分は薄肉となってい
るので、整流子ユニット106は熱変形を受け易く、精
度の維持が困難となって、モータ特性が均一に保たれな
くなる。
【0010】そこで本発明の目的は、上記各課題の全て
を簡単な構成で克服できる高精度の4−6構造のブラシ
付小型直流モータを提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係わる直流モータの構成は、有底円筒状
で内周面に駆動用磁石を装着したケースと、コイルを巻
装した電機子コア、整流子ユニットおよびシャフトとを
有する回転子と、前記整流子ユニットに摺接するブラシ
とを備える。
【0012】上記構成において、前記電機子コアは、中
心から離れた位置に軸方向に貫通する透孔を有する。一
方、前記整流子ユニットは、前記ケースの底面側に向か
う突出部と、前記シャフトに挿嵌される整流子ホルダー
と、この整流子ホルダーに保持される整流子片とを備え
る。そして前記突出部は、前記電機子コアの透孔を貫通
し、この透孔に固定される。
【0013】また、その先端と前記ケースの底面との間
に前記回転子の円滑な回転を確保する最小限の遊隙を設
けて、前記回転子のスラスト方向の移動をこの遊隙の範
囲内に規制した。
【0014】また、電機子コアの透孔は突極の基部に配
設され、この透孔から突出した前記整流子ホルダーの突
出部が、前記電機子コアの突極に巻装されるコイルの基
端部側を規制する位置に穿設した。
【0015】更に前記電機子コアと前記整流子ホルダー
との間に絶縁板を挟持し、前記整流子ホルダーの突出部
が前記絶縁板に形成された通孔に固定されている。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に本発明に係わる直流モータ
の実施の形態を図面に基づいて説明する。図面中、共通
するものはすべて同一符号で示す。図1は片側を断面で
示した本発明に係わる直流モータの一実施例の側面図
で、固定マグネットMを内周壁面に着設した有底円筒状
ケース10は底部11を上方にして図示されている。
【0017】底部11の中央に軸受12が圧入固定され
ており回転子13のシャフト14を回転自在に軸支して
いる。シャフト14に電機子コア15(図2参照)の中
心に設けた軸孔16を圧入してシャフト14の軸方向に
おける所定の位置に固定し、コア表面には絶縁板または
絶縁塗装層17を施す。
【0018】図2に示されるように、4−6構造のブラ
シ付小型直流モータの電機子コア15は基部18より等
間隔で放射状に突出する6本の突極19を備え、いずれ
の突極19にも外端に同形の傘部20が展開している。
また基部18には突極19の平面図形における幾何学的
中心軸線21上に正確に一致させて軸孔16と平行に、
しかも軸孔16と同一中心の円周C1上で同一のピッチ
間隔を保って同一直径を有する透孔22が図中では3個
精密に穿設されている。
【0019】次に整流子ユニット23(図3および図4
参照)の中心孔24がシャフト14に圧入されて電機子
コア15の基部18と係合する。図3に示されるよう
に、4−6構造のブラシ付小型直流モータの整流子ユニ
ット23は合成樹脂成形品からなる整流子ホルダー25
と一体に成形された6個の整流子片26を保持してい
る。整流子片26は整流子ホルダー25の円筒部側面2
7に均等な間隔で配置され隣り合う整流子片25との間
に所定距離を保ってスリット28を形成し、互いに電気
的に絶縁されている。また、29は整流子片25の脱落
防止用の保持リングでEは火花消弧用のバリスタダイオ
ードである。
【0020】スリット28は中心位置をそれぞれ正確に
突極19の軸線21上に一致させて電機子コア15と係
合させなければならない。すなわち、2−3構造のブラ
シ付小型直流モータの場合はスリットと突極軸線とのズ
レ(偏向角度)の許容差は例えば3°以下であるが、4
−6構造のブラシ付小型直流モータにあっては1.5°
以下であることが望ましい。
【0021】そこで、整流子ホルダー25の中心線とス
リット28の中心位置を含む面内で、透孔22のピッチ
円周C1と同一径の円周C2に中心を有する突出部30が
整流子片26の保持側と反対の側に一体成形で突設され
る。突出部30の先端部30aは透孔22の内径より僅
かに細く、突出部30の基部30bが透孔22に嵌合す
る外径を備える。
【0022】このような整流子ユニット23は、中心孔
24とシャフト14との係合に先立ち、突出部30の先
端部30aが電機子コア15の透孔22に誘導されて位
置決めされる(図5参照)。それから整流子ホルダー2
5の中心孔24がシャフト14に圧入されていく。
【0023】最終的に、図6に示す所定寸法Aの位置に
到る手前から突出部30の基部30bが透孔22と圧入
状態となって整流子ユニット23の整流子片スリット2
8は突極19の軸線21と整合関係を保ち、シャフト1
4の後端と突出部先端面30cとの距離を所定寸法Aと
する位置でシャフト14に固定することができる。この
とき突出部30の先端部30aは電機子コア15を貫通
してシャフト14の出力側に突出している。なお、図6
において、電機子コア15の中心側には軸方向の厚さが
薄い段差部15aが形成されている。そして、整流子ホ
ルダー25の突出部30が、電機子コア15の透孔22
を貫通し、その先端部30aが電機子コア15の上端面
よりも突出しなくても、整流子ユニット23と電機子コ
ア15の良好な結合関係が保てる。
【0024】再び図1を参照して、ケース10と蓋部3
1とを組合わせたとき、少なくとも蓋部31のスラスト
軸受部32とケース10の底面33との距離精度が常に
確保されておれば、シャフト14の後端はスラスト軸受
部32により規制されているので、シャフト14上で軸
方向の所定寸法Aを1箇所だけ設定することにより、突
出部先端面30cと底面33とのスラスト方向のガタを
決定する最適な遊隙Dが確保できる。また蓋部31には
ブラシホルダー34が固設され、整流子片26に摺接す
る給電ブラシ35を保持する。
【0025】
【実施例】そこで次に、本発明に係わる直流モータのそ
の他の実施例を図7および図8に基づいて説明する。図
7の実施例では、4−6構造の電機子コア15の各突極
19のそれぞれに透孔22を設け、透孔22の内径が基
部18と突極19との境界線に沿うように配設される。
【0026】一方、整流子ユニット23には、突出部3
0が各スリット28の中心位置を含む半径方向の延長線
に沿って6箇所に突設されている。このような電機子コ
ア15および整流子ユニット23をシャフト14に対し
て上記した実施例と同様に係合させると、突出部30の
側面でコイル巻線36の基端部37を規制することがで
きる。従って、基端部37に巻線が緩みを生じることな
く厚く巻重ねられ、制限された空間内で巻線数(ターン
数)を稼ぐことができ、モータの出力効率が向上でき
る。図は二つの突極19にのみコイル巻線36を施した
簡略化された図示であるが、その他の突極19にも同様
にコイルが巻装されていることは当然である。
【0027】さらに、図4を参照して理解されるよう
に、整流子片26と電気的に一体で、コイル巻線34と
半田付作業による電気接続を行う端子として、ライザー
38が整流子片26の半径方向延長線上に放射状に突出
する。ライザー38を保持している整流子ホルダー25
のフランジ部39は薄肉であるが、ライザー38の裏面
両側が熱容量の大きな突出部30で構造的にも補強さ
れ、しかも、突出部30は透孔22との嵌着により電機
子コア15に位置固定されてアンカーとして効果的に機
能するので半田付作業の処理熱による変形は阻止でき
る。
【0028】図8の実施例では突極19に巻装するコイ
ルと突極19との絶縁を図るための絶縁板17が使用さ
れている。絶縁板17は平面図形が電機子コア15に類
似した形状で突極19に整合し、突極19より僅かに幅
広の放射状突片40を備える。絶縁板17には、電機子
コア15の透孔22と対応する位置に通孔41が穿設し
てある。通孔41を突出部30に挿通して絶縁板17を
電機子コア15に組み込むことにより、絶縁板17は突
極19との固定位置における整合関係が精度よく保持さ
れ周方向にずれを生じることがなくなる。従って、巻線
機によるコイル巻線34の巻回作業に伴う、絶縁不良や
断線に対する危惧が解消でき工程時間が節減できる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる直
流モータは、放射状配列された整流子片スリットの中心
線上に設けた整流子ユニットからの突出部を電機子コア
に放射状に配列された突極の中心線上に設けた透孔に挿
通し、シャフト上で位置決めして一体化することにより
回転子を構成するようにしたので、電機子コアの突極と
整流子ユニットの整流片との位置関係を高精度に設置す
ることができる。これにより、コイルに対する通電切り
換えタイミングの精度が高まり、モータ特性が向上す
る。
【0030】また整流子ホルダーの突出部の先端とケー
スの底面との間に遊隙を設けて、回転子のスラスト方向
の移動をこの遊隙の範囲内に規制したことにより回転子
のスラスト方向の移動範囲を精度良く管理することが容
易となり、モータ性能の均一化を図ることができる。
【0031】また、電機子コアの基部を貫通しケース底
部に向けて突出する整流子ユニットからの突出部がコイ
ル巻線の基端部の巻回を規制して巻崩れを防止するので
コイルの緩み発生を防止するとともに、安定に効率よく
巻線数を増加させることができモータ特性が向上でき
る。
【0032】さらに、ライザーを保持する整流子ホルダ
部分は、ライザーの直近に位置して、電機子コアとの嵌
着により固持されている整流子ユニット突出部により熱
的かつ構造的に補強されているので、ライザーに対する
コイル巻線の半田付処理は整流子ユニットの熱変形を心
配することなく行うことができ、電気接続に対する信頼
性が向上できる。
【0033】さらにまた、電機子コアと整流子ホルダー
との間に絶縁板を挟持し、整流子ホルダーの突出部が当
該絶縁板に形成された通孔に挿通して固定したことによ
り、絶縁板が周方向にずれることなく容易に保持され
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる直流モータの片側断面図示によ
る側面図である。
【図2】本発明に係わる直流モータの電機子コアの平面
図である。
【図3】本発明に係わる直流モータの整流子ユニットの
平面図である。
【図4】図3の4−4線に沿って示した整流子ユニット
の側面断面図である。
【図5】本発明に係わる直流モータにおける整流子ユニ
ットと電機子コアとの係合に関する説明図である。
【図6】本発明に係わる直流モータにおける整流子ユニ
ットと電機子コアとの係合が完了した状態を示す説明図
である。
【図7】本発明に係わる直流モータにおける整流子ユニ
ットの突出部と、巻線と、ライザーとの関係を示す平面
図である。
【図8】本発明に係わる直流モータにおいて絶縁板を用
いた別の実施例を説明する斜視図である。
【図9】従来の2−3構造のブラシ付直流モータの回転
子を示す概略斜視図である。
【図10】従来の直流モータの片側断面図示による側面
図である。
【図11】従来の直流モータにおけるライザーとコイル
巻線との半田付作業を説明する側面断面図である。
【符号の説明】 10 有底円筒状ケース 11 底部 13 回転子 14 シャフト 15 電機子コア 18 基部 19 突極 21 中心軸線(突極) 22 透孔 23 整流子ユニット 25 整流子ホルダー 26 整流子片 28 スリット 30 突出部 31 蓋部 32 スラスト軸受部 33 底面 36 コイル巻線 37 基端部 38 ライザー

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有底円筒状で内周面に駆動用磁石を装着
    したケースと、コイルを巻装した電機子コア、整流子ユ
    ニットおよびシャフトとを有する回転子と、前記整流子
    ユニットに摺接するブラシとを備えた直流モータにおい
    て、前記電機子コアは、中心から離れた位置に軸方向に
    貫通する透孔を有し、一方、前記整流子ユニットは、前
    記ケースの底面側に向かう突出部と、前記シャフトに挿
    嵌される整流子ホルダーと、この整流子ホルダーに保持
    される整流子片とを備え、前記突出部が前記電機子コア
    の透孔を貫通して固定されていることを特徴とする直流
    モータ。
  2. 【請求項2】 前記整流子ユニットの突出部の先端と前
    記ケースの底面との間に遊隙を設けて、前記回転子のス
    ラスト方向の移動をこの遊隙の範囲内に規制したことを
    特徴とする請求項1記載の直流モータ。
  3. 【請求項3】 前記電機子コアの透孔は突極の基部に配
    設され、この透孔から突出する前記整流子ホルダーの突
    出部が、前記電機子コアの突極に巻装されるコイルの基
    端部側を規制する位置に穿設したことを特徴とする請求
    項1または2記載の直流モータ。
  4. 【請求項4】 前記電機子コアと前記整流子ホルダーと
    の間に絶縁板を挟持し、前記整流子ホルダーの突出部が
    前記絶縁板に形成された通孔に挿通されて固定されてい
    ることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかひとつに
    記載の直流モータ。
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