WO2017056670A1 - ブラシ付モータの回転子、およびブラシ付きモータ - Google Patents

ブラシ付モータの回転子、およびブラシ付きモータ Download PDF

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shaft
motor
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祥男 川田
浩一 国安
和広 斉藤
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日立オートモティブシステムズエンジニアリング株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/003—Couplings; Details of shafts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/04—Commutators

Definitions

  • the present invention relates to a rotor of a brushed motor, particularly to a fixed part of a shaft and a commutator.
  • the commutator has a structure in which a plurality of conductor parts integrally formed of resin are arranged in a cylindrical shape on the outer periphery, and the inner peripheral surface of the resin of the commutator is tapered. The diameter becomes larger as the diameter ⁇ of the intermediate portion is minimum and closer to the end portion.
  • the commutator is made of resin, and the inner peripheral surface has a tapered shape in which the inner diameter is the smallest in the middle portion and increases toward both ends, and the shaft is press-fitted and fixed to the inner peripheral surface of the commutator.
  • a motor is proposed.
  • the inner diameter of the commutator is tapered so that initial breakage and creep breakage during press-fitting can be reduced and productivity can be improved.
  • the problem to be solved by the present invention is to reduce the occurrence of contamination when the commutator is press-fitted into the knurling, thereby reducing the cause of defects due to contamination of the rotor and improving productivity.
  • the present application includes a plurality of means for solving the above-mentioned problems.
  • a rotor of a brushed motor in which a commutator is press-fitted into a knurling of a shaft, An inclined surface is provided, and an angle of the inclined surface is smaller than an angle of an axial end portion of the knurling.
  • a rotor of a brushed motor that can reduce the occurrence of contamination when the commutator is press-fitted into the knurling, reduce the cause of failure due to contamination of the rotor, and improve productivity.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of Example 1.
  • FIG. 1 is an exploded sectional view of Example 1.
  • FIG. The B section enlarged view of FIG. FIG. Sectional drawing after the commutator press-fit of Example 2 is completed.
  • the present invention realizes a rotor in which the occurrence of contamination during commutator press-fitting is reduced and the cause of manufacturing defects due to contamination is reduced.
  • FIG. 1 shows an example of a rotor according to this embodiment.
  • the rotor of this embodiment includes a shaft 5 made of an iron material, a core 10 made of an iron material and press-fitted and fixed to the shaft, and a plurality of commutator pieces arranged in a cylindrical shape and integrally formed of resin. 15 and a coil 20 wound around a core and having an end connected to a commutator.
  • This rotor is used by attaching one or more bearings to the shaft and assembling the motor.
  • FIG. 2 shows an exploded perspective view of the present embodiment.
  • the shaft 5 is provided with two or more knurlings 25 in the circumferential direction. The axial position of the knurling starts from the shaft stepped end face 30.
  • FIG. 3 shows an exploded sectional view of this example.
  • An inclined surface 40 is formed on the inner peripheral side of the commutator 15.
  • the inclined surface 40 on the inner periphery of the commutator may be on the rear surface side 31 of the commutator 15, but may also be on the front surface side 32 of the commutator 15.
  • the rear surface side of the commutator 15 is the side where the commutator 15 faces the shaft 5 during press-fitting, and is the side where the core 10 exists.
  • the angle of the inclined surface 40 on the inner periphery of the commutator may be the same or different at the front and rear portions.
  • an inclined surface or a vertical surface is formed at the axial end portion 35 of the knurling 25.
  • the angle of the axial end portion 35 of the knurling 25 (the angle formed by the inclined or vertical surface of the end portion of the knurling 25 and the plane parallel to the axial direction of the knurling 25) is greater than 0 and 90 ° or less. That's fine.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view immediately before the commutator press-fitting of the present embodiment, and FIG.
  • the angle of the axial end 35 of the knurling 25 is ⁇ and the angle of the inclined surface 40 on the inner peripheral side of the commutator 15 is ⁇
  • the relationship between ⁇ and ⁇ is set so that ⁇ > ⁇ .
  • the press-fitting of the commutator 15 is always started from the foremost portion 45 of the knurling 25, and the press-fitting is started so that the knurling 25 is cut into the commutator, so that contamination during press-fitting is reduced.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view after completion of press-fitting according to the present embodiment
  • FIG. 7 is an enlarged view of a portion B in FIG.
  • the press-fit is completed in a state where the axial end portion 35 of the knurling 25 protrudes from the end face 50 of the commutator 15.
  • FIG. 8 shows an exploded perspective view of the present embodiment.
  • the knurling 25 starts from a position away from the shaft stepped end face 30.
  • the angle setting of the axial end portion 35 of the knurling 25 and the inclined surface 40 on the inner peripheral side of the commutator 15 is as described in the first embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view after completion of press-fitting according to the present embodiment
  • FIG. 10 is an enlarged view of a portion C in FIG. The press fitting is completed at a position where the axial end portion 35 of the knurling 25 does not protrude from the end face 50 of the commutator 15.
  • this invention is not limited to the above-mentioned Example, Various modifications are included.
  • the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.

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Abstract

ナーリングに整流子を圧入する際のコンタミ発生を低減し、回転子のコンタミによる不良要因を低減し生産性を向上可能としたブラシ付モータの回転子を提供する。　シャフト５のナーリング２５に整流子１５が圧入されたブラシ付モータの回転子において、前記整流子の内周側に傾斜面４０が設けられ、前記傾斜面４０の角度は、前記ナーリング２５の軸方向端部３５の角度より小さくなるように構成する。前記ナーリング２５は前記シャフト５のシャフト段付き端面３０とは異なる位置にあり、かつ、前記ナーリング２５は前記整流子１５の端面５０よりも当該整流子１５の軸方向内側に位置しているように構成しても良い。

Description

ブラシ付モータの回転子、およびブラシ付きモータ
　本発明はブラシ付モータの回転子、特にシャフトと整流子の固定部分に関する。
　昨今、自動車業界ではスロットルやブレーキ、エンジンの吸排気弁など自動車の各部で電子制御化が進んでいることは周知である。この動きと共に回転電機が自動車の各部に使用されるようになり、生産数量は増える傾向にある。そのため、モータ及び回転子には低コスト化及び生産効率向上が強く求められている。
　従来から回転子の整流子とシャフトの締結は、シャフトにナーリングを設け、前記ナーリングに整流子を圧入する方法が多くとられている。ナーリングを用いた整流子の圧入方法の問題点は圧入時にコンタミが発生しやすいことである。ナーリングによって削られた整流子はコンタミとなり回転子に付着する。これにより回転子のシャフトに傷や圧痕を付け、歩留まりを悪化させるポテンシャルがある。
　これを解決する手段として提案されている従来技術は無い。但し、製造時における整流子固定作業時の初期的破壊及びその後の経時クリープ破壊を低減でき、かつ整流子の成形作業性がよく、かつ整流子とシャフトの間の同軸精度を向上でき、生産性向上するモータ及び整流子を提供する技術として、整流子は樹脂で一体成形された複数の導体部が外周に円筒状に配置された構造で、整流子の樹脂の内周面はテーパ形状であり中間部の径φが最小で端部に近いほど径が大きくなっている。整流子は樹脂で構成されその内周面は内径が中間部において最小で両端に向かって大きくなるテーパ形状を有し、かつ前記シャフトは該整流子の内周面に圧入固定されることを特徴とするモータが提案されている。
特開平６－１５３４５８号公報
　従来の技術は整流子の内径をテーパ形状として、圧入時の初期破壊やクリープ破壊を低減でき生産性を向上させることが可能なものである。但し圧入時に発生するコンタミの低減方策については考慮されていなかった。
　本発明が解決しようとする課題は、ナーリングに整流子を圧入する際のコンタミ発生を低減することで、回転子のコンタミによる不良要因を低減し生産性を向上させるところにある。
　上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
　本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、シャフトのナーリングに整流子が圧入されたブラシ付モータの回転子であって、前記整流子の内周側に傾斜面が設けられ、前記傾斜面の角度は、前記ナーリングの軸方向端部の角度より小さいことを特徴とする。
　本発明によれば、ナーリングに整流子を圧入する際のコンタミ発生を低減し、回転子のコンタミによる不良要因を低減し生産性を向上可能としたブラシ付モータの回転子を提供することができる。
　上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
回転子の例。 実施例１の分解斜視図。 実施例１の分解断面図。 実施例１の整流子圧入直前の断面図。 図４のＡ部拡大図。 実施例１の整流子圧入完了後の断面図。 図６のＢ部拡大図。 実施例２の分解斜視図。 実施例２の整流子圧入完了後の断面図。 図９のＣ部拡大図。
　以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
　本発明は整流子圧入時のコンタミ発生を低減させ、コンタミによる製造不良要因を低減した回転子を実現したものである。
　図１に本実施例に係る回転子の例を示す。本実施例の回転子は、鉄材で製作されるシャフト５と、鉄材で製作されシャフトに圧入固定したコア１０と、複数の整流子片を円筒状に配置しこれを樹脂で一体成型した整流子１５とコアに巻線され、端部が整流子に接続されたコイル２０で構成されるものである。
　本回転子はシャフトに１箇所以上の軸受を取り付け、モータに組み付けられ使用されるものである。
　図２に本実施例の分解斜視図を示す。シャフト５には周方向に２箇所以上のナーリング２５が設けられる。またナーリングの軸方向位置はシャフト段付き端面３０から開始される。
　図３に本実施例の分解断面図を示す。整流子１５の内周側には傾斜面４０が形成される。このとき整流子の内周の傾斜面４０は整流子１５の後面側３１にあればよいが、整流子１５の前面側３２にもあっても良い。ここで、整流子１５の後面側は、圧入の際に整流子１５がシャフト５と対向する側であり、コア１０の存在する側である。また、整流子の内周の傾斜面４０の角度は、前後部で同じでも、異なってもよい。一方、ナーリング２５の軸方向端部３５には傾斜面または垂直面が形成される。このとき、ナーリング２５の軸方向端部３５の角度（ナーリング２５の端部の傾斜面又は垂直面と、ナーリング２５の軸方向に平行な面とのなす角度）は０を超え９０°以下であればよい。
　図４に本実施例の整流子圧入直前断面図、図５に図４のＡ部拡大図を示す。ナーリング２５の軸方向端部３５の角度をα、整流子１５の内周側の傾斜面４０の角度をβとしたとき、αとβの角度の関係はα＞βとなるように設定する。これにより整流子１５の圧入は必ずナーリング２５の最先端部４５から開始されることになり、整流子にナーリング２５が切り込むように圧入が開始されるため圧入時のコンタミが減少するものである。
　図６に本実施例の圧入完了後の断面図、図７に図６のＢ部拡大図を示す。ナーリング２５の軸方向端部３５は整流子１５の端面５０から飛び出した状態で圧入が完了する。
　図８に本実施例の分解斜視図を示す。ナーリング２５はシャフト段付き端面３０から離れた位置から開始される。ナーリング２５の軸方向端部３５及び整流子１５の内周側の傾斜面４０の角度設定に関しては実施例１に記載した通りである。
　図９に本実施例の圧入完了後の断面図、図１０に図９のＣ部拡大図を示す。ナーリング２５の軸方向端部３５は整流子１５の端面５０から飛び出さない位置で圧入が完了する。
　ナーリングが整流子を突き抜けないため、圧入時のコンタミは整流子とナーリング間に留まることになる。これによりコンタミ発生を抑え且つ圧入部から外部にコンタミの飛び出しの抑制が可能となる。
　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　　５：シャフト
　　１０：コア
　　１５：整流子
　　２０：コイル
　　２５：ナーリング
　　３０：シャフト段付き端面
　　３１：整流子１５の後面側
　　３２：整流子１５の前面側
　　３５：ナーリング２５の軸方向端部
　　４０：傾斜面
　　４５：ナーリング２５の最先端部
　　５０：整流子１５の端面

Claims (3)

  1. 　シャフトのナーリングに整流子が圧入されたブラシ付モータの回転子であって、
    　前記整流子の内周側に傾斜面が設けられ、
    　前記傾斜面の角度は、前記ナーリングの軸方向端部の角度より小さい
    ブラシ付モータの回転子。
  2. 　請求項１に記載の回転子であって、
    　前記ナーリングは前記シャフトのシャフト段付き端面とは異なる位置にあり、かつ、前記ナーリングは前記整流子の端面よりも当該整流子の軸方向内側に位置している
    ブラシ付モータの回転子。
  3. 　請求項１又は２に記載のブラシ付きモータの回転子を備えたブラシ付きモータ。
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