JP2017046542A - コンミテータ、減速機付きモータおよびコンミテータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】均圧線の巻回作業をなくすことにより、製造時間を短縮し、巻線機の動作を単純化し、管理工程を簡略化することで製造コストを抑えることができるコンミテータおよびコンミテータの製造方法を提供する。
【解決手段】互いに周方向に間隔をあけて筒状に配置される複数の導電性のセグメント１７と、複数のセグメント１７の内側に絶縁部材により成形され、回転軸に外嵌固定されるコンミテータ本体１９と、コンミテータ本体１９に埋設され、複数のセグメント１７のうち、同電位となるセグメント１７同士を接続する均圧板ユニットと、を備え、均圧板ユニットは、複数のセグメント１７のうち、同電位となるセグメント同士を接続する複数の均圧板と、絶縁部材により成形され、複数の均圧板を一体化するユニット本体と、を備えているコンミテータ１４。
【選択図】図３

Description

本発明は、コンミテータ、減速機付きモータおよびコンミテータの製造方法に関するものである。

一般に、減速機付きモータは、円筒形のヨーク内周面に永久磁石が定間隔で配置されたステータと、ステータ内部に回転可能に設けられたアーマチュアと、アーマチュアの回転により発生する回転動力を減速する減速機構と、により主に構成されている。アーマチュアは、回転軸に外嵌固定されたアーマチュアコアと、回転軸にアーマチュアコアと隣接するように外嵌固定されたコンミテータと、を有する。アーマチュアコアは、径方向に沿って延びる複数のティースを備えており、これらティースに巻線が巻回されている。

コンミテータは、樹脂からなり回転軸に外嵌固定されるコンミテータ本体と、コンミテータ本体の摺動面に間隔を空けて配置され、導電性を有する複数のセグメントと、を主な構成としている。セグメントの一端にはライザが形成されており、このライザに、ティースに巻回された巻線が係止されている。これにより、巻線とセグメントとが導通される。

また、セグメントには電流を供給するための複数のブラシが摺接されており、これらブラシ、セグメント、ライザを介して巻線が通電される。すると、各ティースに磁界が発生する。この磁界の磁力と永久磁石との間で生じる磁気的な吸引力・反発力によって回転軸が回転する。ここで、各ティースに巻回されている巻線には、回転軸を継続的に回転させるために複数の異なる位相の電流を供給する必要がある。このため、セグメントは互いに絶縁するように間隔を空けて配置される。

ところで、コンミテータに配置されたセグメントのうち、同電位となるセグメント同士を短絡させる均圧線をコンミテータに巻回する場合がある。このように構成することで、ブラシが摺接していないセグメントにも電流を供給することができ、ブラシの設置個数を低減することが可能となる。

特開２０１２−２２３０４８号公報

しかしながら、上述の従来技術にあっては、均圧線を巻線で形成するために、巻回作業の工程に時間がかかり、製造時間が増大するという問題があった。
また、同電位となるセグメントと均圧線との電気的接続を確保しつつ、一方で異なる電位となるセグメントに接続される均圧線との絶縁を確保するために、ライザ付近では巻線機の動作が複雑になる。そのため管理工程が煩雑化するという問題があった。更に均圧線の原材料である銅量の増加により、製造コストが増大するという課題があった。

そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、製造工程や管理工程の簡略化を図り、製造コストを抑えることができるコンミテータ、減速機付きモータおよびコンミテータの製造方法を提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明に係るコンミテータは、互いに周方向に間隔をあけて筒状に配置される複数の導電性のセグメントと、複数の前記セグメントの内側に絶縁部材により成形され、回転軸に外嵌固定されるコンミテータ本体と、前記コンミテータ本体に埋設され、複数の前記セグメントのうち、同電位となるセグメント同士を接続する均圧板ユニットと、を備え、前記均圧板ユニットは、複数の前記セグメントのうち、同電位となるセグメント同士を接続する複数の均圧板と、絶縁部材により成形され、複数の前記均圧板を一体化するユニット本体と、を備えていることを特徴とする。

このように構成することで、均圧線の巻回作業をなくすことができるため、製造時間を短縮し、巻線機の動作を単純化し、管理工程を簡略化することでコンミテータの製造コストを抑えることができる。また、均圧板ユニットがコンミテータ本体よりも軸方向外側に配置されることがなく、コンミテータの軸長化を抑えることができる。

本発明に係るコンミテータにおいて、前記均圧板は、前記回転軸に沿う方向を中心軸とした環状部と、前記環状部から前記回転軸の軸方向に沿うように延出する中間部と、前記中間部から径方向外側に延び、前記セグメントに接続される電気的接続部と、を含み、前記ユニット本体は、前記環状部と前記中間部と、を覆うように形成されていてもよい。

このように構成することで、コンミテータ本体の成形工程で気泡が発生しやすい均圧板同士の間が予めユニット本体により覆われるため、コンミテータ本体の成形工程での樹脂の充填不良を抑えることができる。

本発明に係るコンミテータにおいて、前記セグメントの前記回転軸の軸方向一端側に、前記ユニット本体を配置してもよい。

このように構成することで、均圧板ユニットのコンミテータへの組み付けを容易に行うことができる。

本発明に係るコンミテータにおいて、前記セグメントの前記軸方向一端に、前記電気的接続部と嵌め合い可能な凹部を形成してもよい。

このように構成することで、電気的接続部と凹部が軸方向の一端側で嵌め合うため、レーザ溶接の際に、片方向からすべての接合部にレーザ照射が可能となり、溶接作業を簡略化することができる。

本発明に係るコンミテータにおいて、前記コンミテータ本体は、複数の前記セグメントの内側に樹脂を充填することにより成形され、前記コンミテータ本体は、ユニット本体と電気的接続部の一部とを軸方向外側から覆うように形成されていてもよい。

このように構成することで、軸方向外側に樹脂が回り込み、樹脂圧によってユニット本体を介して電気的接続部がセグメントに押圧される。また金型の上型と下型とが合わさることによっても電気的接続部がセグメントに押圧される。そのため、セグメントと均圧板とを確実に接触させることができる。

本発明に係るコンミテータにおいて、前記コンミテータ本体は、複数の前記セグメントの内側に樹脂を充填することにより成形され、複数の前記均圧板は、各々前記環状部が前記回転軸の軸方向に間隔をあけて同軸上に配置されていると共に、各々前記電気的接続部が同一平面上となるように形成されていてもよい。

このように構成することで、均圧線同士が間隔をあけて配置されるため、短絡を防止することができる。

本発明に係るコンミテータにおいて、前記コンミテータ本体は、複数の前記セグメントの内側に樹脂を充填することにより成形され、複数の前記セグメントにおける前記回転軸の軸方向一端側に、前記樹脂の流入口を設定すると共に、前記回転軸の軸方向他端側に、前記均圧板ユニットを配置してもよい。

このように構成することで、均圧板ユニットによりコンミテータ本体の成形時に樹脂の流れを阻害することがなく、ショートショットなどの成形不良を抑えることができる。

上記の課題を解決するために、本発明に係るコンミテータの製造方法は、互いに周方向に間隔をあけて筒状に配置される複数の導電性のセグメントと、複数の前記セグメントの内側に絶縁部材により成形され、回転軸に外嵌固定されるコンミテータ本体と、前記コンミテータ本体に埋設され、複数の前記セグメントのうち、同電位となるセグメント同士を接続する均圧板ユニットと、を備え、前記均圧板ユニットは、複数の前記セグメントのうち、同電位となるセグメント同士を接続する複数の均圧板と、絶縁部材により成形され、複数の前記均圧板を一体化するユニット本体と、を備えるコンミテータの製造方法であって、複数の前記均圧板を前記ユニット本体により一体に成形し、前記均圧板ユニットを形成する一次成形工程と、金型に、複数の前記セグメントを筒状になるようセットすると共に、複数の前記セグメントにおける前記回転軸の一端側に、前記均圧板が当接するように前記均圧板ユニットをセットする金型セット工程と、複数の前記セグメントの内側に樹脂を充填して前記コンミテータ本体を成形する二次成形工程と、前記均圧板の上からレーザを照射して前記均圧板と前記セグメントとを溶接により電気的に導通させる溶接工程と、を有することを特徴とする。

このように構成することで、均圧板ユニットを二次成形工程と同時にコンミテータ本体に組み付けることが可能となり、製造時間を短縮することができる。また、均圧板ユニットを金型にセットする際にセグメントに対する位置決めができるため、組合工程を簡易にし、管理工程を簡略化することができる。また、均圧板ユニットとセグメントの接続部分が全て軸方向の一端側に配置されるため、片側からのレーザ溶接が可能となり、製造時間を短縮することができる。したがって、コンミテータの製造コストを抑えることができるコンミテータの製造方法を提供することができる。

本発明によれば、均圧線の巻回作業をなくすことができるため、製造時間を短縮し、巻線機の動作を単純化し、管理工程を簡略化することでコンミテータの製造コストを抑えることができる。

本発明の実施形態における減速機付きモータの構成を示す一部断面図である。 本発明の実施形態におけるアーマチュアの構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態におけるコンミテータを、アーマチュアコア側から見た斜視図である。 本発明の実施形態におけるコンミテータを、ウォームギア減速機側から見た斜視図である。 本発明の実施形態における均圧板ユニットの構成を示す外観図である。 本発明の実施形態における複数の均圧板の構成を示す外観図である。 本発明の実施形態における複数の均圧板を組合せた構成を示す外観図である。 本発明の実施形態におけるコンミテータを、ウォームギア減速機側から見た斜視図である。 本発明の実施形態におけるアーマチュアの展開図である。 本発明の実施形態における均圧板ユニットが金型にセットされた状態を示す断面斜視図である。 本発明の実施形態における複数のセグメントが筒状に配置された状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態における均圧板ユニットとセグメントの配置をライザと反対側の軸方向一端から見た平面図である。 本発明の実施形態におけるコンミテータの断面図である。 本発明の実施形態におけるレーザ照射の方向を示すコンミテータの斜視図である。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（減速機付モータ）
図１は、本発明の実施形態における減速機付きモータ１の構成を示す一部断面図である。
同図に示すように、減速機付きモータ１は、例えば車両に搭載される電装品（例えば、ワイパ、パワーウインドウ、サンルーフ、電動シート等）の駆動源となるものであって、直流モータ２と直流モータ２の回転軸３に連結されたウォームギア減速機４とを備えている。

（直流モータ）
直流モータ２は、有底円筒形状のヨーク５内に、アーマチュア６（図１において不図示）を回転自在に配置したものである。ヨーク５の内周面には周方向に分割された瓦状の永久磁石（不図示）が６つ等間隔に固定されている。これら永久磁石は、希土類磁石、例えば、ネオジ焼結磁石を用いて形成されている。

（ウォームギア減速機）
ウォームギア減速機４は、ギヤハウジング７の他に、このギヤハウジング７内に収納されるウォーム８と、このウォーム８に噛合うウォームホイール９と、ウォームホイール９に接続され、回転動力を出力する出力プレート１１とを有している。ウォーム８は、軸受１０とギヤハウジング７との内壁に支持された回転軸３に形成されており、直流モータ２の回転に伴い一体回転する。そして、ウォーム８からウォームホイール９に伝達された回転動力によって出力プレート１１が駆動される。

（アーマチュア）
図２は、本発明の実施形態におけるアーマチュア６の構成を示す斜視図である。
同図に示すように、アーマチュア６は、回転軸３に固定されたアーマチュアコア１２と、アーマチュアコア１２に巻回されたアーマチュアコイル１３と、アーマチュアコア１２より軸受１０側で回転軸３に固定されたコンミテータ１４とから構成されている。アーマチュアコア１２は、例えば金属板１５を軸方向に複数枚積層したものである。

金属板１５の外周部には、Ｔ字型のティース１６が周方向に沿って等間隔に９つ放射状に形成されている。複数枚の金属板１５を回転軸３に外側から嵌めて固定することにより、アーマチュアコア１２の外周には、隣接するティース１６間に蟻溝状のスロット（不図示）が形成されている。このスロットは軸方向に沿って延びており、周方向に沿って等間隔に９つ形成されている。

そして、各ティース１６に、エナメル被覆された巻線２４（不図示）が巻回されている。これによりアーマチュアコア１２の外周に、複数のアーマチュアコイル１３が形成される。また、巻線２４はティース１６に巻回されたあとも更に、コンミテータ１４の外周面に配置された９つのセグメント１７のアーマチュアコア１２側の一端に設けられたライザ１８に係止されている。すなわち、直流モータ２は、永久磁石（磁極）の数が６、スロットの数が９、セグメント１７の数が９に設定されたいわゆる６極９スロット９セグメントの３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）モータである。

（コンミテータ）
次に図３〜図５に基づいて、コンミテータ１４について説明する。
図３は、コンミテータ１４をアーマチュアコア１２側から見た斜視図である。
図４は、コンミテータ１４を、ウォームギア減速機４側から見た斜視図である。
図３、図４に示すように、コンミテータ１４は、円柱状のコンミテータ本体１９と、コンミテータ本体１９の外周摺動面に配置された板状の９つのセグメント１７と、コンミテータ本体１９に埋設された均圧板ユニット２２と、を備えている。

コンミテータ本体１９はセグメント１７の内側に樹脂により成形されたものであって、９つのセグメント１７を、コンミテータ本体１９の外周摺動面に周方向に間隔をあけて固定している。コンミテータ本体１９の径方向中央には、回転軸３が圧入可能な貫通孔２０が形成されている。

セグメント１７のアーマチュアコア１２側の周方向略中央には、外径側に折り返す形で折り曲げられたライザ１８が一体成形されている。ライザ１８は、巻線２４を係止するためのものである。巻線２４は、アーマチュアコイル１３に巻回された後にコンミテータ１４に向かって引き延ばされ、ライザ１８に係止される。そして、巻線２４が係止されたライザ１８をヒュージングにより固定することにより、セグメント１７とこれに対応するアーマチュアコイル１３とが電気的に導通する。

セグメント１７の板材は、ライザ１８に対応する部分がアーマチュアコア１２側に向かって延出するに従って周方向の寸法が狭まるように形成されている。そして、セグメント１７の板材は、周方向の寸法が一定の幅に狭まった箇所から先が一定の幅を保って細長く伸びるように形成されている。これにより、セグメント１７全体としては、ライザ１８側の端部で、かつ周方向に隣接するライザ１８の間に、それぞれ略半円状の窪みが形成された状態になる。このような形状の板材によって、折り曲げ加工を容易にし、また巻回する巻線２４の量を少なく抑えることができる。

一定の幅を保って細長く伸びたライザ１８は、一旦外径側に折り返された後、更に軸方向に沿ってアーマチュアコア１２と反対側に折り返され、略Ｕ字状に形成されている。折り返されたライザ１８の先端は、径方向内側に向かって略クランク状に形成されている。すなわち、ライザ１８の先端は、図３に示すように、ライザ１８の板厚方向に延びる外径側段差面１８ａ、および内径側段差面１８ｃと、外形側段差面１８ａを介して径方向内側にオフセットした形の外径側段付面１８ｂ、内径側段差面１８ｃを介して径方向内側にオフセットした形の内径側段付面１８ｄおよびライザ１８の板材の厚さに相当する径方向の寸法を有するライザ端面１８ｅが設けられている。

外径側段差面１８ａと外径側段付面１８ｂとの接続部に、角部１８ｆが形成され、内径側段差面１８ｃと内径側段差面１８ｄとの接続部に、角部１８ｇが形成されている。よって、これら角部１８ｆ、角部１８ｇに、巻回された巻線２４が確実に係止されることにより巻線２４の離脱を抑えることができる。

また、外径側段付面１８ｂとライザ端面１８ｅとの接続部に、角部１８ｈが形成され、内径段付面１８ｄとライザ端面１８ｅとの接続部に、角部１８ｉが形成されている。これら角部１８ｈ、角部１８ｉを両端とするライザ端面１８ｅを有するライザ１８の先端は、末端に向けて細くなることなく一定の寸法を維持している。したがって、末端に向けて細くなることで巻線２４が緩んで容易にライザ１８から離脱することがなく、確実に巻線２４を係止することができる。

また、セグメント１７のライザ１８とは反対側の周方向略中央には、ライザ１８側に向かって凹むコの字状の凹部２９が切り欠きにより形成されている。凹部２９は、セグメント１７に対する均圧板ユニット２２の位置決めを行うものである。
また、９つのセグメント１７の内側には、長手方向に亘ってＶ溝状のアンカ３２（図１１参照）が３条形成されている。アンカ３２は、コンミテータ本体１９を構成する樹脂が食い込むことにより、セグメント１７とコンミテータ本体１９との固着力を高め、剥離を防止するためのものである。

セグメント１７のライザ１８と反対側の端面には、均圧板ユニット２２が埋設されている。図４では、均圧板ユニット２２の大半はコンミテータ本体１９の樹脂で覆われているため、均圧板ユニット２２を構成する３つの均圧板２１の電気的接続部２８が合計９か所図示されているだけである。

図５は、均圧板ユニット２２の構成を示す外観図である。
同図に示すように、均圧板ユニット２２は、樹脂により成形された平面視略円環状のユニット本体３１と、銅板材を加工して製造された３つの均圧板２１と、を備えている。３つの均圧板２１（第１均圧板２１ａ、第２均圧板２１ｂ、第３均圧板２１ｃ）は中心を軸方向に重ね合わせた状態で、ユニット本体３１と一体に成形される。ここで、ユニット本体３１の内部には、均圧板２１の電気的接続部２８（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ）以外の部分が埋設されている。各均圧板２１の電気的接続部２８ａ、２８ｂ、２８ｃはユニット本体３１から９か所に放射状に延出するように配置されている。

（均圧板）
図６は、均圧板２１の構成を示す外観図であって、（ａ）は、第１均圧板２１ａを示し、（ｂ）は、第２均圧板２１ｂを示し、（ｃ）は、第３均圧板２１ｃを示す。
３つの均圧板２１は、同電位となるセグメント１７同士を短絡するためのものである。これら３つの均圧板２１は重ね合わせても互いに絶縁を確保できるようにするため、一部の形状が異なるように設定されている。
以下、同図に基づき、第１均圧板２１ａ、第２均圧板２１ｂ、第３均圧板２１ｃについて説明する。

図６（ａ）に示すように、第１均圧板２１ａは、不図示の銅板材をプレス加工によって打ち抜いて形成したものである。第１均圧板２１ａは、平面視略円環状であり、かつ板状の第１環状部２６ａと、第１環状部２６ａと同一平面上に位置し、第１環状部２６ａの外周縁から径方向外側に延出する３つの板状の第１電気的接続部２８ａと、を有する。

第１環状部２６ａはコンミテータ外周摺動面に沿って配置されたセグメント１７同士を短絡させるために、周方向に沿うよう円環状に形成されている。第１電気的接続部２８ａは、周方向に沿って等間隔に配置され、対応するセグメント１７の凹部２９に接続するために放射状に径方向外側に延出している。

図６（ｂ）に示すように、第２均圧板２１ｂは、不図示の銅板材をプレス加工によって打ち抜いた後、銅板材の一部を折り曲げることにより形成したものである。第２均圧板２１ｂは、平面視略円環状であり、かつ板状の第２環状部２６ｂと、第２環状部２６ｂの外周縁に周方向に沿って等間隔に配置され、軸方向に延びる３つの第２中間部２７ｂと、第２中間部２７ｂの第２先端部３３ｂから第２環状部２６ｂと平行な面上に延出する第２電気的接続部２８ｂと、を有する。

第２環状部２６ｂはコンミテータ外周摺動面に沿って配置されたセグメント１７同士を短絡させるために、周方向に沿うよう円環状に形成されている。第２中間部２７ｂは、第２環状部２６ｂの外周縁から放射状に径方向外側に延出した板状の部材を、第２基端部３０ｂで軸方向に沿うよう折り曲げることにより形成されている。第２電気的接続部２８ｂは、周方向に沿って等間隔に配置される第２中間部２７ｂの第２先端部３３ｂで、更に板状の部材を径方向外側に向けて折り曲げることにより形成されている。すなわち、第２電気的接続部２８ｂは、第２中間部２７ｂの第２先端部３３ｂから延出し、対応するセグメント１７の凹部２９に接続するために放射状に径方向外側に延出している。

図６（ｃ）に示すように、第３均圧板２１ｃは、不図示の銅板材をプレス加工によって打ち抜いた後、銅板材の一部を折り曲げることにより形成したものである。第３均圧板２１ｃは、平面視略円環状であり、かつ板状の第３環状部２６ｃと、第３環状部２６ｃの外周縁に周方向に沿って等間隔に配置され、軸方向に延びる３つの第３中間部２７ｃと、第３中間部２７ｃの第３先端部３３ｃから第３環状部２６ｃと平行な面上に延出する第３電気的接続部２８ｃと、を有する。

第３環状部２６ｃはコンミテータ外周摺動面に沿って配置されたセグメント１７同士を短絡させるために、周方向に沿うよう円環状に形成されている。第３中間部２７ｃは、第３環状部２６ｃの外周縁から放射状に径方向外側に延出した板状の部材を、第３基端部３０ｃで軸方向に沿うよう折り曲げることにより形成されている。第３電気的接続部２８ｃは、周方向に沿って等間隔に配置される第３中間部２７ｃの第３先端部３３ｃで、更に板状の部材を径方向外側に向けて折り曲げることにより形成されている。すなわち、第３電気的接続部２８ｃは、第３中間部２７ｃの第３先端部３３ｃから延出し、対応するセグメント１７の凹部２９に接続するために放射状に径方向外側に延出している。

ここで、各均圧板２１同士は互いに絶縁を確保する必要があるため、重ね合わせたときに第１環状部２６ａ、第２環状部２６ｂ、第３環状部２６ｃの軸方向の高さがそれぞれ異なるように構成されている。そのため、第２中間部２７ｂの長さＬｂは、重ね合わせたときに第１環状部２６ａと第２環状部２６ｂが軸方向に間隔をあけて配置されるよう、Ｌｂの寸法は少なくとも第１均圧板２１ａの厚さよりも大きく設定され、第３中間部２７ｃの長さＬｃは、重ね合わせたときに第２環状部２６ｂと第３環状部２６ｃが軸方向に間隔をあけて配置されるよう、Ｌｃの寸法は少なくともＬｂに第２均圧板２１ｂの厚さを加えた長さよりも大きく設定されている。

図７は、上述の第１均圧板２１ａ、第２均圧板２１ｂおよび第３均圧板２１ｃを組合せた構成を示す外観図である。
同図に示すように、これら第１均圧板２１ａ、第２均圧板２１ｂ、第３均圧板２１ｃは回転軸３に沿う方向を中心軸として、第１電気的接続部２８ａ、第２電気的接続部２８ｂ、第３電気的接続部２８ｃが同一平面上に位置するように重ね合わせられている。ここで、第２中間部２７ｂの長さＬｂの寸法は少なくとも第１均圧板２１ａの厚さよりも大きく、第３中間部２７ｃの長さＬｃの寸法は少なくともＬｂに第２均圧板２１ｂの厚さを加えた長さよりも大きく設定されている。そのため、これら第１均圧板２１ａ、第２均圧板２１ｂ、第３均圧板２１ｃは、軸方向に間隔をあけて配置されている。

また、同図に示すように、これら第１均圧板２１ａ、第２均圧板２１ｂ、第３均圧板２１ｃは、第１電気的接続部２８ａ、第２電気的接続部２８ｂ、第３電気的接続部２８ｃからなる合計９か所の電気的接続部２８が周方向に等間隔で配置されるよう組み合わされている。すなわち、互いに隣接する電気的接続部２８同士が成す角度は４０度である。

図８は、コンミテータ本体１９を透過し、ユニット本体３１を二点鎖線で表示し、コンミテータ１４をウォームギア減速機４側から見た斜視図である。
同図に示すように、均圧板ユニット２２はセグメント１７の軸方向の一端に配置され、９か所の電気的接続部２８は対応するセグメント１７の凹部２９と嵌め合うように固定される。これにより、同電位となる３つのセグメント１７同士と均圧板２１とが接続され、電気的に導通する。一方で、同電位となるセグメント以外のセグメント同士を接続する均圧板２１同士は間隔をあけて配置されるため、互いに絶縁されている。

図９は、アーマチュア６の展開図である。
ここで、上述のように、均圧板ユニット２２とセグメント１７が接続され、同電位となるセグメント同士が電気的に導通すると、セグメント１７に摺接するブラシから供給される電流は、均圧板２１を通じて他の同電位となるセグメント１７に供給される。そして、これらセグメント１７に供給された電流は、更に巻線２４を通じて各々の対応するアーマチュアコイル１３に供給される。

以下に、図９に基づき、アーマチュア６における具体的な電流供給の流れについて説明する。本実施形態における直流モータ２は、いわゆる６極９スロット９セグメントの３相モータであるため、同図に太線で示すように、同電位となるセグメント１７は１相につき、例えば１番セグメント１７、４番セグメント１７、及び７番セグメント１７の３つである。ここで、これら同電位となるセグメント１７同士は、均圧板２１によって短絡されており、同図に示すように、２つ置きのセグメント１７同士が均圧板２１によってそれぞれ短絡されている。

より具体的には、図９に太線で示すように、巻線２４は、巻き始め端２４ａが７番セグメント１７より巻き始められた場合、第１アーマチュアコイル１３ａ、第２アーマチュアコイル１３ｂ、第３アーマチュアコイル１３ｃを形成し、巻き終わり端２４ｂに至る。つまり、均圧板２１で互いに短絡された１番セグメント１７、４番セグメント１７、及び７番セグメント１７のいずれか１つに摺接したブラシにより供給される電流は、他の２つのセグメントにも均圧板２１を介して供給される。そのため、直列に接続された３つのアーマチュアコイル１３（第１アーマチュアコイル１３ａ、第２アーマチュアコイル１３ｂ、第３アーマチュアコイル１３ｃ）に同位相の電流を供給することにより、同時に磁界が発生する。そして、この磁界の磁力と永久磁石との間で生じる磁気的な吸引力・反発力により回転軸を回転させている。

（コンミテータの製造方法）
続いて、コンミテータ１４を製造する方法について説明する。
まず、図７に示すように、第１均圧板２１ａ、第２均圧板２１ｂ、第３均圧板２１ｃを、それぞれ第１環状部２６ａ、第２環状部２６ｂ、第３環状部２６ｃの中心が同軸上に位置し、全ての第１電気的接続部２８a、第２電気的接続部２８ｂ、第３電気的接続部２８ｃが周方向に等間隔をあけて径方向外側に延出するように配置する。そして、重ね合わされた複数の均圧板２１は、開かれた状態の金型（不図示）のキャビティ内の所定の位置に、位置決め機構などを利用してセットされる。ここで、第１電気的接続部２８a、第２電気的接続部２８ｂ、第３電気的接続部２８ｃの先端は樹脂で構成されるユニット本体３１から径方向外側に露出させるため、金型内の樹脂が充填されるキャビティの外側に位置するように金型にセットされる。

次に、金型を閉じて、例えば射出成形機のスクリュー圧により溶解した樹脂を充填する。ここで、樹脂は各均圧板の間の空間に入り込み、樹脂が硬化する際に複数の均圧板２１とユニット本体３１とが金型内で一体として成形される。また、金型は均圧板ユニット２２のうち、第１環状部２６ａ、第２環状部２６ｂ、第３環状部２６ｃの内周側には樹脂が充填されないように構成されている。樹脂が硬化し、成形が完了した後に金型を開き、エジェクタピンなどの取り出し機構によって図５に示す均圧板ユニット２２を成形機より取り出す。
このようにして、樹脂により構成されるユニット本体３１は、均圧板２１の環状部２６と、中間部２７と、電気的接続部２８の径方向内側の一部とを覆い、一方で電気的接続部２８の径方向外側の端部は、ユニット本体３１から露出するように成形され、均圧板ユニット２２が完成する（一次成形工程）。

次に、図１０〜図１２に基づいて、均圧板ユニット２２およびセグメント１７の金型へのセットについて説明する。
図１０は、一次成形により完成した均圧板ユニット２２が金型にセットされた状態を示す断面斜視図である。図１１は、複数のセグメント１７が筒状に配置された状態を示す斜視図である。図１２は、コンミテータ本体１９を透過し、ユニット本体３１を二点鎖線で表示し、均圧板ユニット２２とセグメント１７の配置をライザ１８と反対側の軸方向一端から見た平面図である。
図１０〜図１２に示すように、まず、一次成形工程により製造された均圧板ユニット２２を、開かれた状態の金型内のキャビティの一端に、位置決め機構などを利用してセットする。ここで、均圧板ユニット２２は、樹脂が充填されるゲート位置とは軸方向反対側の一端側に、電気的接続部２８が端面側に位置するようにセットされる。

次に、図１０に示すように均圧板ユニット２２がセットされた金型内のキャビティの外周に、更に複数のセグメント１７を、図１１に示すように筒状にセットする。ここで、図１２に示すように、複数のセグメント１７の一端には、周方向中央のライザ１８に対応する位置にそれぞれ凹部２９が設けられている。そして、複数のセグメント１７は、電気的接続部２８と対応するセグメントの凹部２９が金型内で嵌め合うように、キャビティ内の回転軸３の方向の一端側にセットされる。またこの時、凹部２９と電気的接続部２８が嵌め合うことにより、セグメント１７の金型内での位置決めがなされる（金型セット工程）。

続いて、図１３を用いて、コンミテータ本体１９の成形について説明する。
図１３は、コンミテータ１４の図１２の矢印の位置での断面図である。
金型セット工程で均圧板ユニット２２および複数のセグメント１７を金型にセットした後、金型を閉じ、例えば射出成形機のスクリュー圧により金型内に溶解した樹脂を充填することにより、コンミテータ本体１９を成形する。ここで、樹脂は図１３に示すように均圧板ユニット２２が位置する一端と軸方向反対側に位置するゲートより充填される。そのため、均圧板ユニット２２により樹脂の流動が阻害されることなく、金型内にまんべんなく樹脂を行き渡らせることができる。そして、樹脂が硬化することにより、均圧板ユニット２２と、複数のセグメント１７と、コンミテータ本体１９と、を一体に成形することができる。

ここで、コンミテータ本体１９は、端面側でユニット本体３１と、環状部２６と、中間部２７と、電気的接続部２８の一部とを覆うように成形されている。言い換えれば、図１３に示すように、ゲートから充填された樹脂は均圧板ユニット２２を越えて更に端面側に回り込む。そのため、ユニット本体３１および電気的接続部２８の一部は端面側に回り込んだ樹脂による樹脂圧と金型が閉じることによる圧力の双方を受けて、電気的接続部２８の径方向外側の端部はセグメント１７の凹部２９に対して押圧される。
そして、樹脂が硬化し、成形が完了した後に金型を開き、エジェクタピンなどの取り出し機構によってコンミテータ本体１９と均圧板ユニット２２とセグメント１７とを一体成型したコンミテータ１４を成形機より取り出す（二次成形工程）。
なお、セグメント１７の内側には、アンカ３２（図１１、１２参照）が形成されているので、樹脂充填時にＶ溝状のアンカ３２に樹脂が流れ込み、樹脂が硬化した状態でアンカ３２が樹脂に食い込み、セグメント１７とコンミテータ本体１９との固着力が高まる。

続いて、図１４を用いてレーザ溶接について説明する。
図１４は、レーザ照射の方向を示すコンミテータ１４の斜視図である。
同図に示すように、二次成形工程により製造されたコンミテータ１４に対しては、電気的接続部２８とセグメント１７が当接する接合部３４にレーザ光を照射して溶接をおこなう。この溶接工程により、セグメント１７と均圧板２１を電気的に導通させる。このとき、図１４に示すように、全ての接合部３４が位置するコンミテータ１４のライザ１８と反対側の端面に向けて矢印の方向にレーザ光を照射する。そのため、全ての接合部３４の溶接を一方向からのレーザ照射のみで行う（溶接工程）。

このように、本実施形態のコンミテータ１４は、コンミテータ本体１９に埋設され、複数の前記セグメント１７のうち、同電位となるセグメント１７同士を接続する均圧板ユニット２２を備えている。
したがって、均圧線の巻回作業をなくすことができるため、製造時間を短縮し、巻線機の動作を単純化し、管理工程を簡略化することで製造コストを抑えたコンミテータを提供することができる。また、均圧板ユニット２２がコンミテータ本体１９よりも軸方向外側に配置されることがなく、コンミテータの軸長化を抑えることができる。

またコンミテータ１４は、ユニット本体３１が、環状部２６と中間部２７と、を覆うように形成されている。
したがって、コンミテータ本体１９の成形工程で気泡が発生しやすい均圧板２１同士の間が予めユニット本体３１により覆われるため、コンミテータ本体１９の成形工程での樹脂の充填不良を抑えることができる。

また、コンミテータ１４は、セグメント１７の回転軸３の軸方向一端側に、ユニット本体３１が配置されている。
したがって、均圧板ユニット２２のコンミテータ１４への組み付けを容易に行うことができる。

また、コンミテータ１４は、セグメント１７の軸方向一端に、電気的接続部２８と嵌め合い可能な凹部２９が形成されている。
したがって、電気的接続部２８と凹部２９が軸方向の一端側で嵌め合うため、レーザ溶接の際に、片方向からすべての接合部３４にレーザ照射が可能となり、溶接作業を簡略化することができる。

また、コンミテータ本体１９は、複数のセグメント１７の内側に樹脂を充填することにより、ユニット本体３１と電気的接続部２８の一部とを軸方向外側から覆うように形成されている。
したがって、軸方向外側に樹脂が回り込み、樹脂圧と金型圧力によってユニット本体３１を介して電気的接続部２８がセグメント１７の凹部２９に押圧される。そのため、セグメント１７と均圧板２１とを確実に接触させることができる。

また、コンミテータ１４は、複数の均圧板２１の各々の環状部２６が回転軸３の軸方向に間隔をあけて同軸上に配置されていると共に、各々の電気的接続部２８が同一平面上となるように形成されている。
したがって、均圧板同士が間隔をあけて配置されるため、短絡を防止することができる。

また、コンミテータ本体１９は、複数のセグメント１７の内側に樹脂を充填することにより成形され、複数のセグメント１７における回転軸３の軸方向一端側に、樹脂の流入口を設定すると共に、回転軸３の軸方向他端側に、均圧板ユニット２２が配置されている。
したがって、均圧板ユニット２２によりコンミテータ本体１９の成形時に樹脂の流れを阻害することがなく、ショートショットなどの成形不良を抑えることができる。

また、コンミテータ１４の製造方法は、均圧板ユニット２２を形成する一次成型工程と、金型にセグメント１７と均圧板ユニット２２をセットする金型セット工程と、コンミテータ本体を成形する二次成形工程と、溶接工程と、を有する。
したがって、均圧板ユニット２２を二次成形工程と同時にコンミテータ本体１９に組み付けることが可能となり、製造時間を短縮することができる。また、均圧板ユニット２２を金型にセットする際にセグメント１７に対する位置決めができるため、組合工程を簡易にし、管理工程を簡略化することができる。また、均圧板ユニット２２とセグメント１７の接合部３４が全て軸方向の一端側に配置されるため、片側からのレーザ溶接が可能となり、製造時間を短縮することができる。よって、製造コストを抑えたコンミテータの製造方法を提供することができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。

例えば、上述の実施形態では、一次成形および二次成形のいずれも射出成形を行う場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、例えば圧縮成形などの方法で成形を行ってもよく、また一次成形と二次成形とで異なる成形方法を用いてもよい。

また、例えば上述の実施形態では、均圧板ユニット２２を金型にセットした後にセグメント１７を金型にセットする場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、セグメント１７を金型にセットした後に均圧板ユニット２２を金型にセットする方法を用いてもよい。

また、例えば、上述の実施形態では、二次成形工程の後に溶接工程を行う場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、溶接工程の後に二次成形工程を行ってもよい。

また、例えば、上述の実施形態では、レーザ溶接の場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、例えばアーク溶接や半田付けなど他の方法により溶接を行ってもよい。

また、例えば、上述の実施形態では、銅板材を用いた均圧板の場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、スズメッキ板などの導電材料を用いてもよい。

１…減速機付きモータ
３…回転軸
４…ウォームギア減速機（減速機構）
１２…アーマチュアコア
１３…アーマチュアコイル
１３ａ…第１アーマチュアコイル（アーマチュアコイル）
１３ｂ…第２アーマチュアコイル（アーマチュアコイル）
１３ｃ…第３アーマチュアコイル（アーマチュアコイル）
１４…コンミテータ
１７…セグメント
１８…ライザ
１９…コンミテータ本体
２１…均圧板
２１ａ…第１均圧板（均圧板）
２１ｂ…第２均圧板（均圧板）
２１ｃ…第３均圧板（均圧板）
２２…均圧板ユニット
２６…環状部
２６ａ…第１環状部（環状部）
２６ｂ…第２環状部（環状部）
２６ｃ…第３環状部（環状部）
２７…中間部
２７ｂ…第２中間部（中間部）
２７ｃ…第３中間部（中間部）
２８…電気的接続部
２８ａ…第１電気的接続部（電気的接続部）
２８ｂ…第２電気的接続部（電気的接続部）
２８ｃ…第３電気的接続部（電気的接続部）
２９…凹部
３１…ユニット本体

Claims (9)

1. 互いに周方向に間隔をあけて筒状に配置される複数の導電性のセグメントと、
   複数の前記セグメントの内側に絶縁部材により成形され、回転軸に外嵌固定されるコンミテータ本体と、
   前記コンミテータ本体に埋設され、複数の前記セグメントのうち、同電位となるセグメント同士を接続する均圧板ユニットと、
   を備え、
   前記均圧板ユニットは、
   複数の前記セグメントのうち、同電位となるセグメント同士を接続する複数の均圧板と、
   絶縁部材により成形され、複数の前記均圧板を一体化するユニット本体と、
   を備えていることを特徴とするコンミテータ。
2. 前記均圧板は、
   前記回転軸に沿う方向を中心軸とした環状部と、
   前記環状部から前記回転軸の軸方向に沿うように延出する中間部と、
   前記中間部から径方向外側に延び、前記セグメントに接続される電気的接続部と、
   を含み、
   前記ユニット本体は、前記環状部と前記中間部と、を覆うように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のコンミテータ。
3. 前記セグメントの前記回転軸の軸方向一端側に、前記ユニット本体を配置したことを特徴とする請求項２に記載のコンミテータ。
4. 前記セグメントの前記軸方向一端に、前記電気的接続部と嵌め合い可能な凹部を形成したことを特徴とする請求項３に記載のコンミテータ。
5. 前記コンミテータ本体は、複数の前記セグメントの内側に樹脂を充填することにより成形され、
   前記コンミテータ本体は、前記ユニット本体と前記電気的接続部の一部とを軸方向外側から覆うように形成されている請求項３または請求項４に記載のコンミテータ。
6. 前記コンミテータ本体は、複数の前記セグメントの内側に樹脂を充填することにより成形され、
   複数の前記均圧板は、各々前記環状部が前記回転軸の軸方向に間隔をあけて同軸上に配置されていると共に、各々前記電気的接続部が同一平面上となるように形成されていることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載のコンミテータ。
7. 前記コンミテータ本体は、複数の前記セグメントの内側に樹脂を充填することにより成形され、
   複数の前記セグメントにおける前記回転軸の軸方向一端側に、前記樹脂の流入口を設定すると共に、前記回転軸の軸方向他端側に、前記均圧板ユニットを配置したことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のコンミテータ。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のコンミテータと、
   前記コンミテータを回転自在に支持する回転軸と、
   前記回転軸に前記コンミテータと隣接して設けられ、アーマチュアコイルが巻かれたアーマチュアコアと、
   前記回転軸に連結される減速機構と、
   を備えたことを特徴とする減速機付きモータ。
9. 互いに周方向に間隔をあけて筒状に配置される複数の導電性のセグメントと、
   複数の前記セグメントの内側に絶縁部材により成形され、回転軸に外嵌固定されるコンミテータ本体と、
   前記コンミテータ本体に埋設され、複数の前記セグメントのうち、同電位となるセグメント同士を接続する均圧板ユニットと、
   を備え、
   前記均圧板ユニットは、
   複数の前記セグメントのうち、同電位となるセグメント同士を接続する複数の均圧板と、
   絶縁部材により成形され、複数の前記均圧板を一体化するユニット本体と、を備えるコンミテータの製造方法であって、
   複数の前記均圧板を前記ユニット本体により一体に成形し、前記均圧板ユニットを形成する一次成形工程と、
   金型に、複数の前記セグメントを筒状になるようセットすると共に、複数の前記セグメントにおける前記回転軸の一端側に、前記均圧板が当接するように前記均圧板ユニットをセットする金型セット工程と、
   複数の前記セグメントの内側に樹脂を充填して前記コンミテータ本体を成形する二次成形工程と、
   前記均圧板の上からレーザを照射して前記均圧板と前記セグメントとを溶接により電気的に導通させる溶接工程と、
   を有することを特徴とするコンミテータの製造方法。
   

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