JP2003079103A - モータ用整流子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コスト低減を図ることができるモータ用整流子
を提供する。 【解決手段】各セグメント１〜２４には嵌合凹部５６が
設けられ、各短絡板５３ａ〜５３ｈにはそれぞれ３個の
嵌合凸部５８が設けられている。１つの短絡板の３個の
嵌合凸部５８と３つのセグメントの嵌合凹部５６とが嵌
合することによって同位相のセグメント同士は、それぞ
れ各短絡板５３ａ〜５３ｈにより短絡される。８枚の短
絡板５３ａ〜５３ｈは、スリーブ５２の円筒体内部に軸
方向に沿って所定角度をずらしながら積層されている。
また、２４個の第１〜第２４のセグメント１〜２４は同
じ形状に形成され、８枚の短絡板５３ａ〜５３ｈは同じ
形状に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はモータ用整流子に係
り、詳しくは短絡部材にて同位相セグメント同士を短絡
させるモータ用整流子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来では、ブラシ付き直流モータ等にお
いて、コンミテータの同位相セグメント同士を短絡線
（渡り線）にて短絡することによってブラシの本数を低
減し、モータ回転ムラ、振動及び異音発生等の防止を図
っていた。図６は、６極（マグネット磁極数）、８スロ
ット（Ｓ１〜Ｓ８）、２４セグメント整流子（コンミテ
ータ）を有するモータ電機子の巻線仕様の説明図であ
る。モータ電機子の各ティース（Ｔ１〜Ｔ８）に巻線Ｋ
が巻装されているとともに、同位相セグメント同士が渡
り線Ｗにて短絡されている。これにより、ブラシ（Ｂ
１，Ｂ２）の本数が２本に低減される。

【０００３】しかしながら、渡り線Ｗの巻装は別の特殊
な巻線工程を必要し、電機子のコストアップの要因とな
っていた。また、コンミテータと電機子コア間に前記渡
り線Ｗを収納するスペースを設ける必要があるため、モ
ータの短軸化を図る上の問題点となった。

【０００４】そこで、同位相セグメント同士をコンミテ
ータ内部に設けられた短絡部材にて短絡させるモータ用
整流子が例えば特開平１１−１８７６２２号公報及び特
開平１１−１８７６２３号公報において開示されてい
る。これらの従来公報では、コンミテータセグメントの
対向セグメントを短絡部材にて短絡する方式のモータ用
整流子が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
モータ用整流子では、コンミテータの一端（上端）面の
みを使って短絡部材にて短絡し、各短絡部材は全て異な
る形状にて形成されていた。これは、短絡部材の部品製
造及び生産管理の簡素化を図る（つまりコンミテータの
コスト低減を図る）上の問題点となった。

【０００６】また、従来の方式は互いに対向する（１８
０°となる）２つの同位相セグメント（つまり対向セグ
メント）のみを短絡部材にて短絡する方式である。その
ため、３つ以上の同位相セグメント（例えば、マグネッ
ト磁極数が６個の場合では３つの同位相セグメントが互
いに１２０°となる）に対する短絡に適用できないとい
う問題点があった。

【０００７】本発明の第１の目的は、コスト低減を図る
ことができるモータ用整流子を提供することにある。本
発明の第２の目的は、３つ以上の同位相セグメントに対
する短絡に適用できる短絡方式を有するモータ用整流子
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、スリーブと、前記スリ
ーブの外周面に周方向に沿って配設された複数のセグメ
ントと、前記スリーブ内に軸方向に沿って配設された複
数の短絡部材とを備え、前記各セグメントには嵌合部が
設けられ、前記各短絡部材には複数の被嵌合部が設けら
れ、１つの短絡部材の複数の前記被嵌合部と複数のセグ
メントの前記嵌合部とが嵌合することによって同位相の
セグメント同士が短絡されるようにしたことを要旨とす
る。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のモータ用整流子において、前記各短絡部材は、各々の
前記被嵌合部を周方向に所定角度にてずらしながら積層
されていることを要旨とする。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載のモータ用整流子において、前記各短絡部材に
は、３つ以上の被嵌合部が等角度間隔にて設けられてい
ることを要旨とする。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３
のいずれか１に記載のモータ用整流子において、前記各
セグメントは同じ形状に形成され、前記各短絡部材は同
じ形状に形成されていることを要旨とする。

【００１２】請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４
のいずれか１に記載のモータ用整流子において、モータ
マグネット磁極数を２ｎ個（ｎは３以上の自然数）と
し、スロット（ティース）数をｍ個（ｍ＝２ｎ＋ｑ、ｑ
は自然数）とし、セグメントの数をｐ個（ｐ＝ｎｍ）と
したとき、同位相のセグメント同士間の間隔が３６０°
／ｎとなることに対し、前記短絡部材の数をｍ枚に設定
し、前記各短絡部材に設けられる被嵌合部の数をｎ個に
設定していることを要旨とする。

【００１３】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
のモータ用整流子において、モータマグネット磁極数を
６個とし、スロット（ティース）数を８個とし、セグメ
ントの数を２４個としたとき、同位相のセグメント同士
間の間隔が１２０°となることに対し、前記短絡部材の
数を８枚に設定し、前記各短絡部材に設けられる被嵌合
部の数を３個に設定していることを要旨とする。

【００１４】（作用）従って、請求項１〜６に記載の発
明によれば、同位相のセグメントに設けられた嵌合部と
短絡部材に設けられた複数の被嵌合部が嵌合することに
よって、簡単な構成で同位相のセグメント同士は短絡部
材により短絡される。

【００１５】また、同位相セグメントの数に対応して各
短絡部材に３つ以上の被嵌合部を設けることによって３
つ以上の同位相セグメントでも１つの短絡部材にて短絡
される。

【００１６】請求項４に記載の発明によれば、セグメン
ト及び短絡部材の生産管理は簡素化となり、モータ用整
流子の製造コストは低減される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明をマグネット磁極数
が６個、スロット（ティース）数が８個、セグメント数
が２４個のモータ用整流子に具体化した実施の一形態を
図１〜図５に従って説明する。図１は、本実施形態のモ
ータ用整流子の断面図である。図２は、同じくモータ用
整流子の図１におけるＡ−Ａ線断面図である。

【００１８】本実施形態のモータ用整流子としてのコン
ミテータ５１は、絶縁材（合成樹脂）からなるスリーブ
５２と、複数（２４個）の導電材（金属）からなる第１
〜第２４のセグメント１〜２４と、複数（８枚）の短絡
部材としての導電材（金属）からなる短絡板５３ａ〜５
３ｈとを備えている。前記スリーブ５２は、モータ回転
軸（図示せず）が嵌挿するための貫通孔５２ａを有し、
略円筒状に形成されている。前記スリーブ５２の円筒体
外周面５２ｂには前記２４個の第１〜第２４のセグメン
ト１〜２４が設けられ、前記スリーブ５２の円筒体内部
には前記８枚の短絡板５３ａ〜５３ｈが設けられてい
る。

【００１９】前記２４個の第１〜第２４のセグメント１
〜２４は、同じ形状にて形成され、それぞれブラシ摺接
部５４と、該ブラシ摺接部５４の一端（下端）から折曲
された巻線結線部５５とから構成されている。２４個の
第１〜第２４のセグメント１〜２４は、そのブラシ摺接
部５４の長さ方向が前記貫通孔５２ａの中心軸線（つま
りモータ回転軸の中心軸線）方向と平行するよう前記ス
リーブ５２の円筒体外周面５２ｂに等角度（α）間隔に
て設けられている。つまり、図２に示すように、各セグ
メント１〜２４は、互いに所定角度α（＝３６０°／２
４＝１５°）にて設けられている。そして、その２４個
の第１〜第２４のセグメント１〜２４の同位相同士の角
度間隔が３６０°／（６／２）（＝１２０°）となり、
すなわち８（＝１２０／１５）セグメントおきに配置さ
れた３つのセグメント（例えば、セグメント１，９，１
７）は同位相となっている。また、前記各セグメント１
〜２４のブラシ摺接部５４は、図２に示すように、その
内周部に嵌合部としての嵌合凹部５６が設けられ、横断
面略コ字状に形成されている。

【００２０】図３は、スリーブ５２の内部で積層された
短絡板５３ａ〜５３ｈの平面図である。図４は、スリー
ブ５２の内部で積層された短絡板５３ａ〜５３ｈの斜視
図である。前記８枚の短絡板５３ａ〜５３ｈは、同じ形
状にて形成され、それぞれリング部５７と複数の被嵌合
部としての嵌合凸部５８から構成されている。８枚の短
絡板５３ａ〜５３ｈは、そのリング部５７の中心軸線方
向が前記貫通孔５２ａの中心軸線（つまりモータ回転軸
の中心軸線）方向と一致するよう前記スリーブ５２の円
筒体内部に積層されている。

【００２１】前記各短絡板５３ａ〜５３ｈには、それぞ
れ短絡すべく同位相セグメント同士の数と同じ数（つま
り３個）の嵌合凸部５８が設けられている。その３個の
嵌合凸部５８は、同じ形状に形成され、前記リング部５
７の外周面から径方向外方へ等角度間隔にて延設されて
いる。つまり、前記３個の嵌合凸部５８は、その角度間
隔が前記同位相のセグメント同士間の角度間隔と同じ、
すなわち互いに１２０°をなして設けられている。ま
た、８枚の短絡板５３ａ〜５３ｈは、隣接する短絡板間
に所定間隔ｔを設け、隣接する両短絡板の各嵌合凸部５
８が円周上の反時計回り方向で互いに所定角度βをずら
しながら積層されている。なお、前記所定角度βは、前
記所定角度α（＝３６０°／２４＝１５°）と同じに設
定されている。そして、短絡板５３ａ〜５３ｈの各嵌合
凸部５８をそれぞれ嵌合凸部５８ａ〜５８ｈとすれば、
８枚の短絡板５３ａ〜５３ｈは８組の嵌合凸部５８ａ〜
５８ｈがａ〜ｈの順番（図４で示す上から下への順番）
で所定角度βにてずらしながら積層されている。

【００２２】本実施形態では、ずらしながら積層された
８枚の短絡板５３ａ〜５３ｈの２４個の嵌合凸部５８ａ
〜５８ｈにそれぞれ前記２４個の第１〜第２４のセグメ
ント１〜２４の嵌合凹部５６を圧入嵌合し、合成樹脂に
てインサート成形することによって、コンミテータ５１
は製造される。これにより、８枚の短絡板５３ａ〜５３
ｈ間は互いに絶縁され、８セグメントおきに配置された
同位相の３つのセグメント（例えば、セグメント１，
９，１７）はそれぞれ８枚の短絡板５３ａ〜５３ｈ（例
えば、短絡板５３ａ）により短絡される。このように形
成されたコンミテータ５１の巻線仕様を図５に示す。本
実施形態のコンミテータ５１の巻線仕様は図６で示す従
来の巻線仕様に比べて、渡り線Ｗの巻装が不要となる。
また、コンミテータ５１の第１〜第２４のセグメント１
〜２４への巻線Ｋの結線箇所は、従来の２４箇所から１
６箇所に減少される。これにより、モータ電機子への巻
線巻装は簡単且つ単純化となるとともに、コンミテータ
と電機子コア間に渡り線Ｗを収納するスペースを設ける
必要がなくなるため、モータの短軸化が図れる。

【００２３】次に、上記のように構成されたコンミテー
タ５１の特徴を説明する。 （１） 各セグメント１〜２４には嵌合凹部５６が設け
られ、各短絡板５３ａ〜５３ｈにはそれぞれ３個の嵌合
凸部５８が設けられている。１枚の短絡板５３ａ〜５３
ｈの３個の嵌合凸部５８と３個の同位相のセグメント同
士の嵌合凹部５６が嵌合することによって同位相のセグ
メント同士は、それぞれ短絡板５３ａ〜５３ｈにより短
絡される。従って、各セグメント１〜２４の嵌合凹部５
６に各短絡板５３ａ〜５３ｈの嵌合凸部５８を嵌合する
だけで同位相のセグメント同士を短絡することができ
る。その結果、接着や溶接等にて短絡部材とセグメント
を連結する短絡方式に比べ、簡単な構成で同位相のセグ
メント同士を短絡することができる。

【００２４】また、同位相セグメントの数に対応して各
短絡板５３ａ〜５３ｈに３つ以上の嵌合凸部５８を設け
ることによって３つ以上の同位相セグメントでも１枚の
短絡板５３ａ〜５３ｈにて短絡することができる。

【００２５】（２） ２４個の第１〜第２４のセグメン
ト１〜２４は同じ形状にて形成され、８枚の短絡板５３
ａ〜５３ｈは同じ形状にて形成されている。従って、セ
グメント１〜２４及び短絡板５３ａ〜５３ｈの生産管理
の簡素化を図ることができ、コンミテータ５１の製造コ
ストを低減することができる。

【００２６】なお、本実施形態は以下のように変更して
もよい。 ○嵌合凸部５８と嵌合凹部５６を四方形以外のその他の
縦断面形状（例えば三角形や楔形や半円形等）に形成し
てもよい。

【００２７】○各セグメント１〜２４のブラシ摺接部５
４に設けられる嵌合部を嵌合凸部に形成し、各短絡板５
３ａ〜５３ｈに設けられる被嵌合部を嵌合凹部に形成し
てもよい。

【００２８】○各短絡板５３ａ〜５３ｈを、非等間隔に
て積層してもよい。 ○８枚の短絡板５３ａ〜５３ｈは、隣接する両短絡板の
各嵌合凸部５８が円周上の時計回り方向で互いに所定角
度βをずらしながら積層されて実施してもよい。

【００２９】○本発明をマグネット磁極数が２ｎ個（ｎ
は３以上の自然数）とし、スロット（ティース）数をｍ
個（ｍ＝２ｎ＋ｑ、ｑは自然数）とし、セグメントの数
をｐ個（ｐ＝ｎｍ）としたモータの整流子に具体化して
実施してもよい。この場合、同位相のセグメント同士間
の間隔が３６０°／ｎとなることに対し、短絡部材とし
ての短絡板５３ａ〜５３ｈの数をｍ枚に設定し、各短絡
板５３ａ〜５３ｈに設けられる被嵌合部としての嵌合凸
部５８の数をｎ個に設定している。

【００３０】次に上記実施形態及び別例から把握できる
技術的思想について以下に追記する。 （１）請求項１乃至６のいずれか１に記載のモータ用整
流子において、同一短絡部材（５３ａ〜５３ｈ）に設け
られた前記複数の被嵌合部（５８）間の角度間隔は、前
記同位相のセグメント（１〜２４）同士間の角度間隔と
同じ設定されていることを特徴とするモータ用整流子。

【００３１】（２）請求項１乃至６のいずれか１に記載
のモータ用整流子において、前記複数のセグメント（１
〜２４）と複数の短絡部材（５３ａ〜５３ｈ）は、前記
スリーブ（５２）にインサート成形されていることを特
徴とするモータ用整流子。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜６に記
載の発明によれば、簡単な構成で同位相のセグメント同
士を短絡部材にて短絡することができる。３つ以上の同
位相セグメントでも１つの短絡部材にて短絡することが
できる。

【００３３】請求項４に記載の発明によれば、モータ用
整流子の製造コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態のモータ用整流子の断面図。

【図２】同じくモータ用整流子の図１におけるＡ−Ａ線
断面図。

【図３】積層された短絡部材の平面図。

【図４】積層された短絡部材の斜視図。

【図５】モータ用整流子を有するモータ電機子への巻線
仕様を示す説明図。

【図６】従来のモータ用整流子を有するモータ電機子へ
の巻線仕様を示す説明図。

【符号の説明】

１〜２４…第１〜第２４のセグメント、５２…スリー
ブ、５３ａ〜５３ｈ…短絡部材としての短絡板、５６…
嵌合部としての嵌合凹部、５８…被嵌合部としての嵌合
凸部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H613 AA01 AA02 BB04 BB08 BB09 BB15 GA05 GA06 GA07 GB05 GB09 GB13 GB17 KK03 KK05 KK10 PP05 PP07 PP08

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スリーブ（５２）と、 前記スリーブ（５２）の外周面（５２ｂ）に周方向に沿
   って配設された複数のセグメント（１〜２４）と、 前記スリーブ（５２）内に軸方向に沿って配設された複
   数の短絡部材（５３ａ〜５３ｈ）とを備え、 前記各セグメント（１〜２４）には嵌合部（５６）が設
   けられ、前記各短絡部材（５３ａ〜５３ｈ）には複数の
   被嵌合部（５８）が設けられ、１つの短絡部材（５３ａ
   〜５３ｈ）の複数の前記被嵌合部（５８）と複数のセグ
   メント（１〜２４）の前記嵌合部（５６）とが嵌合する
   ことによって同位相のセグメント同士が短絡されるよう
   にしたことを特徴とするモータ用整流子。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のモータ用整流子におい
   て、 前記各短絡部材（５３ａ〜５３ｈ）は、各々の前記被嵌
   合部（５８）を周方向に所定角度（β）にてずらしなが
   ら積層されていることを特徴とするモータ用整流子。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のモータ用整流子
   において、 前記各短絡部材（５３ａ〜５３ｈ）には、３つ以上の被
   嵌合部（５８）が等角度間隔にて設けられていることを
   特徴とするモータ用整流子。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１に記載のモ
   ータ用整流子において、 前記各セグメント（１〜２４）は同じ形状に形成され、
   前記各短絡部材（５３ａ〜５３ｈ）は同じ形状に形成さ
   れていることを特徴とするモータ用整流子。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１に記載のモ
   ータ用整流子において、 モータマグネット磁極数を２ｎ個（ｎは３以上の自然
   数）とし、スロット（ティース）数をｍ個（ｍ＝２ｎ＋
   ｑ、ｑは自然数）とし、セグメントの数をｐ個（ｐ＝ｎ
   ｍ）としたとき、同位相のセグメント同士間の間隔が３
   ６０°／ｎとなることに対し、前記短絡部材（５３ａ〜
   ５３ｈ）の数をｍ枚に設定し、前記各短絡部材（５３ａ
   〜５３ｈ）に設けられる被嵌合部（５８）の数をｎ個に
   設定していることを特徴とするモータ用整流子。
6. 【請求項６】 請求項５に記載のモータ用整流子におい
   て、 モータマグネット磁極数を６個とし、スロット（ティー
   ス）数を８個とし、セグメントの数を２４個としたと
   き、同位相のセグメント同士間の間隔が１２０°となる
   ことに対し、前記短絡部材（５３ａ〜５３ｈ）の数を８
   枚に設定し、前記各短絡部材（５３ａ〜５３ｈ）に設け
   られる被嵌合部（５８）の数を３個に設定していること
   を特徴とするモータ用整流子。