JP2015192536A - モータ及びモータ用電機子 - Google Patents
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Abstract
【課題】低振動化・低騒音化モータ及びモータ用電機子を提供する。
【解決手段】モータ用電機子は、等角度間隔に配置された複数の電機子コイルと、電機子コイルに隣接して回転軸に備えられた整流子部20と、から成る。整流子部が、回転軸11に被嵌された絶縁芯部21と、絶縁芯部の周面に沿って周囲方向に等角度間隔で配置された複数個の整流子片22と、整流子片の外側に環状の絶縁部材23を介して配置された環状の導電材料から成る中点部材24と、を備える。各整流子片は、それぞれ絶縁芯部の表面に沿って回転軸に平行に延び且つそれぞれその外周縁から外側に突出する整流子フック22bを備え、中点部材は、絶縁部材の表面に沿って回転軸に平行に延び且つ周囲方向に等角度間隔で外側に突出する複数個の中点フック24bを備える。電機子コイルの巻線端末が、それぞれ整流子フックまたは中点フックに対してスポット溶接により電気的に接続される。
【選択図】図2
【解決手段】モータ用電機子は、等角度間隔に配置された複数の電機子コイルと、電機子コイルに隣接して回転軸に備えられた整流子部20と、から成る。整流子部が、回転軸11に被嵌された絶縁芯部21と、絶縁芯部の周面に沿って周囲方向に等角度間隔で配置された複数個の整流子片22と、整流子片の外側に環状の絶縁部材23を介して配置された環状の導電材料から成る中点部材24と、を備える。各整流子片は、それぞれ絶縁芯部の表面に沿って回転軸に平行に延び且つそれぞれその外周縁から外側に突出する整流子フック22bを備え、中点部材は、絶縁部材の表面に沿って回転軸に平行に延び且つ周囲方向に等角度間隔で外側に突出する複数個の中点フック24bを備える。電機子コイルの巻線端末が、それぞれ整流子フックまたは中点フックに対してスポット溶接により電気的に接続される。
【選択図】図2
Description
本発明は、例えば車載用モータ等のモータに関し、特にその電機子の構造に関するものである。
従来、このようなモータは、例えば特許文献1による小型モータのY結線電機子の巻線方法に示されているように構成されている。
即ち、特許文献1に示される小型モータは、回転軸に対して周囲方向に等角度間隔に配置された三極のコイルを備えたロータと、このロータを包囲するように配置された二極の界磁から構成されている。
即ち、特許文献1に示される小型モータは、回転軸に対して周囲方向に等角度間隔に配置された三極のコイルを備えたロータと、このロータを包囲するように配置された二極の界磁から構成されている。
ロータは、回転軸に嵌挿された鉄心を備えており、この鉄心は、中心軸に関して周囲方向に等角度間隔に配置された三個の電機子極により構成されている。
各電機子極は、鉄心に形成されたスロットにより分割されており、スロット間に巻線を巻回することにより、それぞれコイルが形成されている。
各電機子極は、鉄心に形成されたスロットにより分割されており、スロット間に巻線を巻回することにより、それぞれコイルが形成されている。
さらに、ロータは、回転軸に対して鉄心に隣接して周囲方向に等角度間隔で配置された三個の整流子を備えている。
各整流子は、回転軸に取り付けられた絶縁筒の外周に取り付けられると共に、外周部にそれぞれタングを有している。
これにより、これらのタングは、回転軸に対して周囲方向に等角度間隔で配置されることになる。
各整流子は、回転軸に取り付けられた絶縁筒の外周に取り付けられると共に、外周部にそれぞれタングを有している。
これにより、これらのタングは、回転軸に対して周囲方向に等角度間隔で配置されることになる。
さらに、ロータは、各整流子の外側に絶縁性環状部材を介して配置された環状の共通端子板を備えている。
共通端子板は、平板から構成されていて、回転軸に対してほぼ垂直に延びていると共に、その外周部に、周囲方向に等角度間隔で配置された三個のタングを備えている。
ここで、上述した各整流子のタング及び共通端子板のタングは、周囲方向に関して交互にほぼ等角度間隔で並ぶように構成されている。
共通端子板は、平板から構成されていて、回転軸に対してほぼ垂直に延びていると共に、その外周部に、周囲方向に等角度間隔で配置された三個のタングを備えている。
ここで、上述した各整流子のタング及び共通端子板のタングは、周囲方向に関して交互にほぼ等角度間隔で並ぶように構成されている。
そして、各電機子極に形成されたコイルは、その巻線端末がそれぞれ対応する整流子のタング及び共通端子板のタングに対して、ハンダ付けにより電気的に接続されている。これにより、所謂Y結線電機子が構成されることになる。
このような構成のモータによれば、外部から各整流子及び共通端子板に対して給電が行なわれることにより、各コイルに電流が流れて、磁気が発生する。
これにより、各コイルに発生する磁気と、周囲の界磁の磁気との間の相互作用によって、ロータに回転駆動力が作用し、ロータが回転することになる。
これにより、各コイルに発生する磁気と、周囲の界磁の磁気との間の相互作用によって、ロータに回転駆動力が作用し、ロータが回転することになる。
ところで、このようなモータ、特に車載用モータ、より具体的には例えば車載エアコン・コントロール用モータやミラー格納用モータは、動作時の騒音及び振動が、自動車の静粛性の向上に反することになるため、動作時の低騒音化及び低振動化が要求されている。
しかしながら、上述した構成のモータにおいては、各コイルの巻線端末が、それぞれ対応する整流子及び共通端子板のタングに対してハンダ付けされている。このため、ハンダ付けの位置及びハンダ量等のバラツキが発生するので、電機子のダイナミックバランスが崩れることになる。従って、電機子の回転時において、重心が回転中心からずれてしまうため、モータ回転による振動及び騒音が発生してしまう。また、ハンダ付けに要する時間が比較的長く、量産性が損なわれることになる。
しかしながら、上述した構成のモータにおいては、各コイルの巻線端末が、それぞれ対応する整流子及び共通端子板のタングに対してハンダ付けされている。このため、ハンダ付けの位置及びハンダ量等のバラツキが発生するので、電機子のダイナミックバランスが崩れることになる。従って、電機子の回転時において、重心が回転中心からずれてしまうため、モータ回転による振動及び騒音が発生してしまう。また、ハンダ付けに要する時間が比較的長く、量産性が損なわれることになる。
これに対して、例えば電機子の六極化,界磁の四極化や電機子のΔ結線等により低騒音及び低振動に対応することも可能であるが、六個のコイルの巻線作業が必要になる等、巻線及び組立工数の大幅な増加により、コストが大幅に高くなってしまう。
また、各コイルの巻線端末をタングに対してスポット溶接する方法も考えられるが、共通端子板が回転軸に垂直な平板から構成されていることから、共通端子板をスポット溶接用の電極でチャッキングすることが困難であり、実際にはスポット溶接を行なうことが不可能である。
また、各コイルの巻線端末をタングに対してスポット溶接する方法も考えられるが、共通端子板が回転軸に垂直な平板から構成されていることから、共通端子板をスポット溶接用の電極でチャッキングすることが困難であり、実際にはスポット溶接を行なうことが不可能である。
本発明は、以上の点に鑑み、簡単な構成により、電機子のコイル巻線端末をスポット溶接することにより、回転バランスを向上させて、低振動化・低騒音化を実現することができるようにしたモータ及びモータ用電機子を提供することを目的としている。
上記目的は、本発明の第一の構成によれば、回転軸に対して等角度間隔に配置された複数の電機子コイルと、電機子コイルに隣接して回転軸に備えられた整流子部と、から成り、整流子部が、回転軸に被嵌された絶縁芯部と、絶縁芯部の周面に沿って周囲方向に等角度間隔で配置された複数個の整流子片と、整流子片の外側に環状の絶縁部材を介して配置された環状の導電材料から成る中点部材と、を備えており、各整流子片は、それぞれ絶縁芯部の表面に沿って回転軸に平行に延びていると共に、それぞれその外周縁から外側に突出する整流子フックを備えており、中点部材は、絶縁部材の表面に沿って回転軸に平行に延びていると共に、周囲方向に等角度間隔で外側に突出する複数個の中点フックを備えていて、電機子コイルの巻線端末の一方が、それぞれ対応する整流子フックに対してスポット溶接により電気的に接続され、巻線端末の他方が、それぞれ対応する中点フックに対してスポット溶接により電気的に接続されていることを特徴とする、モータ用電機子により達成される。
上記構成によれば、電機子コイルの巻線端末が、対応する整流子フック及び中点フックに対してスポット溶接により電気的に接続されているので、従来のハンダ付けによる接続の場合と比較して、電機子のダイナミックバランスが良好となり、電機子の回転時における振動や騒音の発生が抑制されると共に、工程時間が短く、量産性が向上することになる。
ここで、中点部材が絶縁部材の表面に沿って回転軸に平行に延びているので、スポット溶接の際に、この中点部材の領域を周囲から電極兼用のチャックが広い面積で圧接することが可能である。従って、スポット溶接時の電極からの通電が十分となり、スポット溶接が確実に行なわれる。
また、整流子片は、従来と同様に絶縁芯部の表面に沿って回転軸に平行に延びているので、中点部材の場合と同様にして、スポット溶接の際には、電極兼用のチャックが、整流子片の広い面積で圧接することにより、スポット溶接が確実に行なわれる。
ここで、中点部材が絶縁部材の表面に沿って回転軸に平行に延びているので、スポット溶接の際に、この中点部材の領域を周囲から電極兼用のチャックが広い面積で圧接することが可能である。従って、スポット溶接時の電極からの通電が十分となり、スポット溶接が確実に行なわれる。
また、整流子片は、従来と同様に絶縁芯部の表面に沿って回転軸に平行に延びているので、中点部材の場合と同様にして、スポット溶接の際には、電極兼用のチャックが、整流子片の広い面積で圧接することにより、スポット溶接が確実に行なわれる。
本発明によるモータ用電機子は、好ましくは、各整流子フック及び各中点フックが、回転軸に対して半径方向に湾曲して形成されており、スポット溶接時に、湾曲した部分の内側に対応する巻線端末を挿入した状態で半径方向外側から押圧されることにより、当該巻線端末を挟持することを特徴とする。
この構成によれば、巻線端末は、整流子フックまたは中点フックの湾曲した部分の内側に挿入した状態で、半径方向外側から電極が当接することにより、この湾曲した部分が半径方向に潰れて巻線端末を挟持し、電極からの通電により巻線端末の被覆が溶解し、さらに巻線端末が整流子フックまたは中点フックと溶融して一体化して、電気的に接続されることになる。
この構成によれば、巻線端末は、整流子フックまたは中点フックの湾曲した部分の内側に挿入した状態で、半径方向外側から電極が当接することにより、この湾曲した部分が半径方向に潰れて巻線端末を挟持し、電極からの通電により巻線端末の被覆が溶解し、さらに巻線端末が整流子フックまたは中点フックと溶融して一体化して、電気的に接続されることになる。
本発明によるモータ用電機子は、好ましくは、各整流子フックが、それぞれ前記絶縁芯部に設けられた係合部に対して、周囲方向に移動しないように係合していることを特徴とする。
本発明によるモータ用電機子は、好ましくは、中点フックが、それぞれ前記絶縁芯部に設けられた係合部に対して、周囲方向に移動しないように係合していることを特徴とする。
これらの構成によれば、スポット溶接時または完成後の使用時に、電機子が回転軸の周りに回転しようとしても、整流子フック及び中点フックは、係合部により周囲方向に関して係止されているので、周囲方向に位置ずれを生ずるようなことはない。
本発明によるモータ用電機子は、好ましくは、中点フックが、それぞれ前記絶縁芯部に設けられた係合部に対して、周囲方向に移動しないように係合していることを特徴とする。
これらの構成によれば、スポット溶接時または完成後の使用時に、電機子が回転軸の周りに回転しようとしても、整流子フック及び中点フックは、係合部により周囲方向に関して係止されているので、周囲方向に位置ずれを生ずるようなことはない。
上記目的は、本発明の第二の構成によれば、回転軸と、回転軸に取り付けられた電機子と、電機子を包囲するように配置された界磁と、回転軸を回転可能に支持する軸受と、から構成されていて、電機子が、上述した何れかのモータ用電機子であることを特徴とする、モータにより達成される。
上記構成によれば、電機子コイルの巻線端末がスポット溶接により整流子片及び中点部材に対して電気的に接続されているので、従来のハンダ付けによる接続の場合と比較して、モータ作動時における振動及び騒音の発生が抑制されることになる。
このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、電機子のコイル巻線端末をスポット溶接することにより、回転バランスを向上させて、低振動化・低騒音化を実現することができるようにしたモータ及びモータ用電機子を提供することができる。
以下、図面に示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図1において、モータ10は、回転軸11と、この回転軸11に取り付けられた電機子12と、電機子12を包囲するように配置された界磁13と、回転軸11を回転可能に支持する一対の軸受14及び15と、から構成されており、これらの回転軸11,電機子12は、ケーシング16内に収容されている。
図1において、モータ10は、回転軸11と、この回転軸11に取り付けられた電機子12と、電機子12を包囲するように配置された界磁13と、回転軸11を回転可能に支持する一対の軸受14及び15と、から構成されており、これらの回転軸11,電機子12は、ケーシング16内に収容されている。
回転軸11は、電機子12を貫通して延びており、その両端がそれぞれ軸受14,15により、回転可能に支持されている。
電機子12は、ケーシング16内において、回転軸11に固定された鉄心12aと、鉄心にコイル巻線が巻回された複数個(図示の場合、三個)の電機子コイル12bと、を備えている。
各電機子コイル12bは、三極構成の鉄心12aに対して、等角度間隔に配置されている。
各電機子コイル12bは、三極構成の鉄心12aに対して、等角度間隔に配置されている。
また、電機子12は、鉄芯12aに隣接して回転軸11に取り付けられた整流子部20を備えている。
この整流子部20は、後述するように所謂スリップリングとして構成されており、この整流子部20の周囲方向に延びる表面に対して、ケーシング16側に取り付けられた一対のブラシ17及び18が圧接されている。
ここで、ブラシ17は、駆動電源の+側に、またブラシ18は、駆動電源の−側に接続されている。
この整流子部20は、後述するように所謂スリップリングとして構成されており、この整流子部20の周囲方向に延びる表面に対して、ケーシング16側に取り付けられた一対のブラシ17及び18が圧接されている。
ここで、ブラシ17は、駆動電源の+側に、またブラシ18は、駆動電源の−側に接続されている。
界磁13は、回転軸11の中心に対する半径方向外側から、電機子12を包囲するように、ケーシング16内で固定されている。
界磁13は、図示の場合、ケーシング16内で上下に配置される一対の磁石により構成されている。
界磁13は、図示の場合、ケーシング16内で上下に配置される一対の磁石により構成されている。
以上の構成は、従来のモータとほぼ同様の構成であるが、本発明によるモータ10においては、以下に示すように、電機子12、特に整流子部20の構成が異なっている。
即ち、整流子部20は、図2に示すように、回転軸11に被嵌される絶縁芯部21と、絶縁芯部21の外周に配置される整流子片22と、整流子片22の外側に装着される絶縁部材23と、絶縁部材23の外側に配置される中点部材24と、から構成されている。
絶縁芯部21は、絶縁材料から構成されており、図3に示すように、一側(図面右側)に、円筒状部分21aを備えると共に、この円筒状部分21aに隣接して拡大部21bを備えている。
拡大部21bは、後述するように円筒状部分21a上に配置される整流子片22のフック部22bを受容するための係合凹部21cと、整流子片22の端部を受容する係合孔21dと、を備えている。
係合凹部21c及び係合孔21dは、それぞれ整流子片22の個数に合わせて、図示の場合、拡大部21bの外周にて等角度間隔で三箇所に設けられている。
尚、拡大部21bの外周には、整流子片22の整流子フック22b及び中点部材24の中点フック24bが半径方向外側から当接するための平坦部21eを備えている。
拡大部21bは、後述するように円筒状部分21a上に配置される整流子片22のフック部22bを受容するための係合凹部21cと、整流子片22の端部を受容する係合孔21dと、を備えている。
係合凹部21c及び係合孔21dは、それぞれ整流子片22の個数に合わせて、図示の場合、拡大部21bの外周にて等角度間隔で三箇所に設けられている。
尚、拡大部21bの外周には、整流子片22の整流子フック22b及び中点部材24の中点フック24bが半径方向外側から当接するための平坦部21eを備えている。
整流子片22は、導電性材料から構成されており、図4(A)及び(B)に示すように、絶縁芯部21の円筒状部分21aの表面に沿って配置される円筒状に湾曲した本体部22aと、本体部22aの一端(図4(A)にて左端)より僅かに内側から半径方向外側に立ち上がる整流子フック22bと、を備えている。
即ち、本体部22aの一端は、整流子フック22bの立ち上がり位置を越えて左方に僅かに延びる延長部22cを有している。
なお、整流子フック22bは、中間部分が一側に突出するように屈曲して形成されている。
即ち、本体部22aの一端は、整流子フック22bの立ち上がり位置を越えて左方に僅かに延びる延長部22cを有している。
なお、整流子フック22bは、中間部分が一側に突出するように屈曲して形成されている。
このような形状の整流子片22は、図4(C)の展開図に示すように形成された後、本体部22aを円筒面状に湾曲させると共に、整流子フック22bを半径方向外側に折り曲げて、さらに一側に向かって突出するように屈曲させて、作成される。
そして、三個の整流子片22が、図4(D)に示すように、絶縁芯部21の円筒状部分21aの表面に対して、周囲方向に関して等角度間隔に、且つ互いに間隙を形成するように、配置される。このとき、各整流子片22の整流子フック22bが絶縁芯部21の係合凹部21cに係合し、且つ平坦部21eに当接すると共に、各整流子片22の延長部22cが絶縁芯部21の係合孔21d内に嵌入する。
そして、三個の整流子片22が、図4(D)に示すように、絶縁芯部21の円筒状部分21aの表面に対して、周囲方向に関して等角度間隔に、且つ互いに間隙を形成するように、配置される。このとき、各整流子片22の整流子フック22bが絶縁芯部21の係合凹部21cに係合し、且つ平坦部21eに当接すると共に、各整流子片22の延長部22cが絶縁芯部21の係合孔21d内に嵌入する。
絶縁部材23は、絶縁材料から構成されており、図5に示すように、軸方向に短い中空円筒状の本体部23aと、本体部23aの一端から外側に延びる突出部23bと、を備えており、突出部23bには、その周囲の等角度間隔の三箇所に、中点部材24の中点フック24bを受容するための係合凹部23cが形成されている。
中点部材24は、導電性材料から構成されており、図6に示すように、絶縁部材23の本体部23aの外周面に沿って配置される中空円筒状の本体部24aと、本体部24aの一端(図4(B)にて左端)から半径方向外側に立ち上がる中点フック24bと、を備えている。
中点フック24bは、前述した整流子フック22bと同様に、中間部分が一側に突出するように屈曲して形成されている。
中点フック24bは、前述した整流子フック22bと同様に、中間部分が一側に突出するように屈曲して形成されている。
このような形状の中点部材24は、図6(C)の展開図に示すように、本体部24aから各中点フック24bがほぼ垂直に立ち上がるように折り曲げられた後、各中点フック24bを一側に向かって突出するように屈曲させて、作成される。
これらの絶縁芯部21,整流子片22,絶縁部材23及び中点部材24は、図7に示すようにして組み立てられ、整流子部20が構成される。
即ち、まず図7(A)に示すように、絶縁芯部21の円筒状部分21aの周囲に、等角度間隔に、三つの整流子片22を配置する。このとき、各整流子片22の本体部22aが、絶縁芯部21の円筒状部分21a上に密着し、延長部22cが絶縁芯部21の係合孔21dに嵌入すると共に、整流子フック22bが、絶縁芯部21の拡大部21bに設けられた係合凹部21cに係合し且つ平坦部21e上に当接する。
なお、Δ結線用に配置された界磁13とブラシ17,18の回転軸11に対する角度位置をそのまま利用する場合に、中性点(即ち、CW,CCWの両回転方向で最も効率の良い位置が30度移動することになるため、整流子片22の取付位置を30度だけずらして取り付けることが望ましい。
即ち、まず図7(A)に示すように、絶縁芯部21の円筒状部分21aの周囲に、等角度間隔に、三つの整流子片22を配置する。このとき、各整流子片22の本体部22aが、絶縁芯部21の円筒状部分21a上に密着し、延長部22cが絶縁芯部21の係合孔21dに嵌入すると共に、整流子フック22bが、絶縁芯部21の拡大部21bに設けられた係合凹部21cに係合し且つ平坦部21e上に当接する。
なお、Δ結線用に配置された界磁13とブラシ17,18の回転軸11に対する角度位置をそのまま利用する場合に、中性点(即ち、CW,CCWの両回転方向で最も効率の良い位置が30度移動することになるため、整流子片22の取付位置を30度だけずらして取り付けることが望ましい。
続いて、図7(B)に示すように、各整流子片22の本体部22aの上から、絶縁芯部21の円筒状部分21a上に、絶縁部材23が被嵌される。このとき、絶縁部材23は、絶縁芯部21の拡大部21bに隣接して、各整流子片22の整流子フック22bの立ち上がり部分に対して軸方向に当接する。
これにより、各整流子片22は、絶縁部材23によって絶縁芯部21に対して固定保持される。
これにより、各整流子片22は、絶縁部材23によって絶縁芯部21に対して固定保持される。
最後に、図7(C)に示すように、絶縁部材23の外周面に、中点部材24が被嵌される。このとき、中点部材24の各中点フック24bが、絶縁芯部21の拡大部21bに設けられた係合凹部21cに係合し且つ平坦部21e上に当接する。
このようにして、整流子部20が組み立てられる。
ここで、整流子部20は、各整流子フック22b及び各中点フック24bが、図7(C)において右方に向かって開放しており、容易に巻線端末を受容し得るようになっている。
このようにして、整流子部20が組み立てられる。
ここで、整流子部20は、各整流子フック22b及び各中点フック24bが、図7(C)において右方に向かって開放しており、容易に巻線端末を受容し得るようになっている。
次に、このような整流子部20を使用した電機子12の組立て作業について説明する。
前もって回転軸11に対して、電機子12を構成する鉄芯12a及び整流子部20が装着され、鉄芯12aに対してコイル巻線12cが巻回されることにより、三個の電機子コイル12bが備えられ、各電機子コイル12bのコイル巻線12cの巻線端末が、それぞれ整流子フック22b及び中点フック24b内に配置される。
前もって回転軸11に対して、電機子12を構成する鉄芯12a及び整流子部20が装着され、鉄芯12aに対してコイル巻線12cが巻回されることにより、三個の電機子コイル12bが備えられ、各電機子コイル12bのコイル巻線12cの巻線端末が、それぞれ整流子フック22b及び中点フック24b内に配置される。
この状態から、まず図8(A)に示すように、一側(図面右方)から、公知の構成の電極兼用のチャック31が接近し、絶縁芯部21の円筒状部分21aの領域まで進んで、閉じられることにより、チャック31により整流子片22の本体部22aが周囲からチャッキングされる。
このとき、整流子片22の本体部22aが軸方向に延びていることにより、チャック31の整流子片22の本体部22aに対する接触面積が大きいので、チャック31が整流子片22の本体部22aに対して確実に接触することになる。
このとき、整流子片22の本体部22aが軸方向に延びていることにより、チャック31の整流子片22の本体部22aに対する接触面積が大きいので、チャック31が整流子片22の本体部22aに対して確実に接触することになる。
続いて、回転軸11に関して垂直に、等角度間隔の三方向から絶縁芯部21の拡大部21cの領域に、スポット溶接用の電極32が接近し、各整流子片22の整流子フック22bの先端に当接し、さらに押圧することにより、各整流子フック22bを半径方向内側に向かって押し潰す。これにより、各整流子フック22b内に配置された電機子コイル12bの巻線端末が当該整流子フック22b内に挟持されることになる。
その後、チャック31及び電極32間に、所定電圧,所定電流で通電が行なわれることにより、各整流子フック22b内に挟持された巻線端末の絶縁被覆が溶解すると共に、各整流子フック22bが通電電流により溶融し、巻線端末の導体部分と整流子フック22bがスポット溶接され、電気的に接続される。
その後、チャック31及び電極32間に、所定電圧,所定電流で通電が行なわれることにより、各整流子フック22b内に挟持された巻線端末の絶縁被覆が溶解すると共に、各整流子フック22bが通電電流により溶融し、巻線端末の導体部分と整流子フック22bがスポット溶接され、電気的に接続される。
次に、図8(B)に示すように、一側(図面右方)から、電極兼用のチャック31が接近し、絶縁部材23の領域まで進んで、閉じられることにより、チャック31により中点部材24の本体部24aが周囲からチャッキングされる。
このとき、中点部材24の本体部24aが軸方向に延びていることにより、チャック31の中点部材24の本体部24aに対する接触面積が大きいので、チャック31が中点部材24の本体部24aに対して確実に接触することになる。
このとき、中点部材24の本体部24aが軸方向に延びていることにより、チャック31の中点部材24の本体部24aに対する接触面積が大きいので、チャック31が中点部材24の本体部24aに対して確実に接触することになる。
続いて、回転軸11に関して垂直に、等角度間隔の三方向から絶縁芯部21の拡大部21cの領域に、スポット溶接用電極32が接近し、中点部材24の各中点フック24bの先端に当接し、さらに押圧することにより、各中点フック24bを半径方向内側に向かって押し潰す。これにより、各中点フック24b内に配置された電機子コイル12bの巻線端末が当該中点フック24b内に挟持されることになる。
その後、チャック31及び電極32間に、所定電圧,所定電流で通電が行なわれることにより、各中点フック24b内に挟持された巻線端末の絶縁被覆が溶解すると共に、当該中点フック24bが通電電流により溶融し、巻線端末の導体部分と中点フック24bがスポット溶接され、電気的に接続される。
ここで、チャック31が中点部材24の本体部24aに対して広い面積で接触しているので、スポット溶接が確実に行なわれることになる。
その後、チャック31及び電極32間に、所定電圧,所定電流で通電が行なわれることにより、各中点フック24b内に挟持された巻線端末の絶縁被覆が溶解すると共に、当該中点フック24bが通電電流により溶融し、巻線端末の導体部分と中点フック24bがスポット溶接され、電気的に接続される。
ここで、チャック31が中点部材24の本体部24aに対して広い面積で接触しているので、スポット溶接が確実に行なわれることになる。
なお、電機子12の各電機子コイル12bの結線は、図9に示すように行なわれる。
即ち、図9(A)に示すように、各電機子コイル12bの巻線端末のうち、一方の巻線端末は一つの中点部材24に接続されることにより、この中点部材24を介して互いに接続され、所謂Y結線されている。
これに対して、各電機子コイル12bの他方の巻線端末は、それぞれ対応する整流子片22に接続されており、これらの整流子片22が回転軸11の中心に対して等角度間隔で配置されることにより、回転時に順次に、ブラシ17,18に接触して、給電されるようになっている。
即ち、図9(A)に示すように、各電機子コイル12bの巻線端末のうち、一方の巻線端末は一つの中点部材24に接続されることにより、この中点部材24を介して互いに接続され、所謂Y結線されている。
これに対して、各電機子コイル12bの他方の巻線端末は、それぞれ対応する整流子片22に接続されており、これらの整流子片22が回転軸11の中心に対して等角度間隔で配置されることにより、回転時に順次に、ブラシ17,18に接触して、給電されるようになっている。
ここで、各電機子コイル12bは、図9(B)の展開図に示すように、例えば右から二番目の電機子コイル12b1が巻回された後、その左側の電機子コイル12b2が巻回され、さらにその左側の電機子コイル12b3が巻回されることにより、一本のコイル巻線が順次に鉄芯12aに巻回されるようになっている。
その際、巻始めのコイル巻線は、矢印Aで示すように、互いに隣接する整流子片22の整流子フック22bと中点部材24の中点フック24bの双方にからげられ、一つの電機子コイル12b1が巻回されると、次の整流子片22の整流子フック22b及び中点部材24のと中点フック24bにからげられた後、次の電機子コイル12b2が巻回され、再び次の整流子片22の整流子フック22b及び中点部材24のと中点フック24bにからげられ、最後に電機子コイル12b3が巻回され、そのコイル巻線の巻終りが、矢印Bで示すように、巻始めのコイル巻線と重複して、整流子片22の整流子フック22bと中点部材24の中点フック24bの双方にからげられる。
なお、図9(B)においては、分かりやすく説明するために、左右両側に配置されている電機子コイル12b3は、同じ一つの電機子コイルを示している。
その際、巻始めのコイル巻線は、矢印Aで示すように、互いに隣接する整流子片22の整流子フック22bと中点部材24の中点フック24bの双方にからげられ、一つの電機子コイル12b1が巻回されると、次の整流子片22の整流子フック22b及び中点部材24のと中点フック24bにからげられた後、次の電機子コイル12b2が巻回され、再び次の整流子片22の整流子フック22b及び中点部材24のと中点フック24bにからげられ、最後に電機子コイル12b3が巻回され、そのコイル巻線の巻終りが、矢印Bで示すように、巻始めのコイル巻線と重複して、整流子片22の整流子フック22bと中点部材24の中点フック24bの双方にからげられる。
なお、図9(B)においては、分かりやすく説明するために、左右両側に配置されている電機子コイル12b3は、同じ一つの電機子コイルを示している。
これにより、コイル巻線の巻始めと巻終りにおいては、図10(A)に示すように、一つの整流子フック22b及び中点フック24bで、二本のコイル巻線12cが整流子フック22b及び中点フック24bに挟持されることになる。(図10(A)には、中点フック24bに関して図示されている。)
これに対して、他の整流子フック22b及び中点フック24bでは、一本のコイル巻線12cのみが整流子フック22b及び中点フック24bに挟持されることになる。(同様に、図10(B)には、中点フック24bに関して図示されている。)
これに対して、他の整流子フック22b及び中点フック24bでは、一本のコイル巻線12cのみが整流子フック22b及び中点フック24bに挟持されることになる。(同様に、図10(B)には、中点フック24bに関して図示されている。)
ここで、図9(B)に示すように、整流子片22の整流子フック22bと中点部材24の中点フック24bの双方にからげられたコイル巻線12cは、整流子片22と中点部材24を短絡しているため、切り離す必要がある。
このため、図11に示すように、互いに隣接した整流子片22の整流子フック22と中点部材24の中点フック24の間に在るコイル巻線12cは、それぞれ切断線Cに沿って切断される。
このため、図11に示すように、互いに隣接した整流子片22の整流子フック22と中点部材24の中点フック24の間に在るコイル巻線12cは、それぞれ切断線Cに沿って切断される。
本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施することができる。
例えば、上述した実施形態においては、二極の界磁13に対して三極の電機子12が備えられているが、これに限らず、例えば六極構成の電機子が備えられていてもよい。
例えば、上述した実施形態においては、二極の界磁13に対して三極の電機子12が備えられているが、これに限らず、例えば六極構成の電機子が備えられていてもよい。
10 モータ
11 回転軸
12 電機子
13 界磁
14,15 軸受
16 ケーシング
17,18 ブラシ
20 整流子部
21 絶縁芯部
22 整流子片
22b 整流子フック
23 絶縁部材
24 中点部材
24b 中点フック
31 電極兼用チャック
32 スポット溶接用電極
11 回転軸
12 電機子
13 界磁
14,15 軸受
16 ケーシング
17,18 ブラシ
20 整流子部
21 絶縁芯部
22 整流子片
22b 整流子フック
23 絶縁部材
24 中点部材
24b 中点フック
31 電極兼用チャック
32 スポット溶接用電極
Claims (5)
- 回転軸に対して等角度間隔に配置された複数の電機子コイルと、前記電機子コイルに隣接して回転軸に備えられた整流子部と、から成り、
前記整流子部が、回転軸に被嵌された絶縁芯部と、前記絶縁芯部の周面に沿って周囲方向に等角度間隔で配置された複数個の整流子片と、前記整流子片の外側に環状の絶縁部材を介して配置された環状の導電材料から成る中点部材と、を備えており、
前記各整流子片は、それぞれ前記絶縁芯部の表面に沿って回転軸に平行に延びていると共に、それぞれその外周縁から外側に突出する整流子フックを備えており、
前記中点部材は、前記絶縁部材の表面に沿って回転軸に平行に延びていると共に、周囲方向に等角度間隔で外側に突出する複数個の中点フックを備えていて、
前記電機子コイルの巻線端末の一方が、それぞれ対応する整流子フックに対してスポット溶接により電気的に接続され、前記巻線端末の他方が、それぞれ対応する中点フックに対してスポット溶接により電気的に接続されている
ことを特徴とする、モータ用電機子。 - 前記各整流子フック及び各中点フックが、回転軸に対して半径方向に湾曲して形成されており、スポット溶接時に、湾曲した部分の内側に対応する巻線端末を挿入した状態で半径方向外側から押圧されることにより、当該巻線端末を挟持することを特徴とする、請求項1に記載のモータ用電機子。
- 前記各整流子フックが、それぞれ前記絶縁芯部に設けられた係合部に対して、周囲方向に移動しないように係合していることを特徴とする、請求項1に記載のモータ用電機子。
- 前記中点フックが、それぞれ前記絶縁芯部に設けられた係合部に対して、周囲方向に移動しないように係合していることを特徴とする、請求項1または2に記載のモータ用電機子。
- 回転軸と、前記回転軸に取り付けられた電機子と、前記電機子を包囲するように配置された界磁と、前記回転軸を回転可能に支持する軸受と、から構成されていて、
前記電機子が、請求項1〜4の何れかに記載のモータ用電機子であることを特徴とする、モータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014068347A JP2015192536A (ja) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | モータ及びモータ用電機子 |
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ID=54426659
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JP2014068347A Pending JP2015192536A (ja) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | モータ及びモータ用電機子 |
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JP (1) | JP2015192536A (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0217848A (ja) * | 1988-04-20 | 1990-01-22 | Johnson Electric Sa | 電動機用整流子 |
JP2875030B2 (ja) * | 1990-12-25 | 1999-03-24 | マブチモーター株式会社 | 小型モータのy結線電機子の巻線方法 |
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-
2014
- 2014-03-28 JP JP2014068347A patent/JP2015192536A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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