JP2004040855A - モータおよびこれを用いた装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のコミュテータ片とリングバリスタとの接合方法では、導通不良が生じ易く、作業性も良くない。
【解決手段】複数のコミュテータ片１０を周方向に配置したコミュテータ９を有し、各コミュテータ片に、リングバリスタ１３とロータを構成するコイル線６とが電気的に接続されたモータにおいて、各コミュテータ片に、コイル線のヒュージングを行うための第１のライザ部１１と、リングバリスタに接合するための第２のライザ部１２とを設ける。
【選択図】　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種装置の駆動源として用いられるモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気モータには、駆動電力供給用のブラシと、ロータとともに回転しながらブラシに対して摺動して、ロータを構成するコイルに駆動電力を供給するコミュテータとが設けられている。
【０００３】
ここで、コミュテータを備えたロータは、図１１に示すように構成されている。ロータは、回転軸４８と、この回転軸４８に一体回転可能に結合された、複数のスロットを有する電機子鉄心４７と、この電機子鉄心４７のスロットと同数のコミュテータ片を外周に配置したコミュテータ４９と、電機子鉄心に巻き付けられるとともに上記コミュテータ片と電機子鉄心４７のスロットとの間での接続を行うコイル巻き線４６とから構成されている。
【０００４】
図１２は、従来のモータに用いられているコミュテータ４９の断面図であり、図１３はこのコミュテータ４９の斜視図である。
【０００５】
コミュテータ４９の表面には、コミュテータ片５０が周方向に複数固定されており、このコミュテータ片５０の軸方向下部には、コイル巻き線４６を導通させるライザ部４１が設けられている。このライザ部４１を用いてコイル巻き線４６を必要があり、コミュテータ片５０にコイル巻き線４６を接続する方法としてヒュージングがある。
【０００６】
すなわち、図１４に示すように、コミュテータ片５０のライザ部４１をフック状に曲げて、ここにコイル巻き線４６を引っかけたあと、ライザ部４１をコミュテータ片５０の本体に押し付ける。これにより、ライザ部４１がコミュテータ片５０の本体に４１Ａで示す位置で密着し、この密着部に高電圧をかけて溶接する方法である。
【０００７】
この方法では、高電圧を用いるので、このときに発生する熱によりコイル巻き線４６の被覆を外すこともでき、わざわざ半田ゴテ等を用いてコイル巻き線４６の被覆を外す場合に比べて効率良くモータを組み立てることができる。
【０００８】
図１５は、ヒュージングを施した後、リングバリスタ４３を取り付けた状態のコミュテータの斜視図である。
【０００９】
このリングバリスタ４３を設ける必要について説明する。図１６はモータの内部回路図である。コミュテータ４９は複数のコミュテータ片５０を有し、これら複数のコミュテータ片５０が回転することによってスイッチング作用を行うが、このスイッチングの際に逆起電圧が発生する。この逆起電圧は、時には数万ボルトにも達し、この電圧によってモータ内に過度の電流が流れてしまうのを防ぐため、コミュテータ４９のライザ部４１にリングバリスタ４３を電気的に接続する必要がある。
【００１０】
図１４に、リングバリスタ４３の装着部分を拡大した断面図を示す。リングバリスタ４３をコミュテータ４９に装着する方法としては、ライザ部４１にヒュージングを行った後、リングバリスタ４３の内径部にコミュテータ４９およびライザ部４１を挿入し、治具等でリングバリスタ４３を浮いた状態で固定し、半田４４によってライザ部材４１とリングバリスタ４７を接続する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような装着方法では、ライザ部４１とリングバリスタ４３とが直接接しておらず、半田４４を介して導通を行っているに過ぎない。したがって、半田付けに不良が生じてしまうと、そのままライザ部４１とリングバリスタ４３との導通不良が生じてしまう恐れがある。このため、逆起電力の影響を防ぎ、モータを損傷させないためにも、ライザ部４１とリングバリスタ４３とを確実に接続できるような方法を新たに採用するのが望ましい。
【００１２】
また、上記の従来の装着方法では、あまり大きくないリングバリスタ４３をコミュテータ４９に対して浮いた状態で固定する必要があり、作業効率が良くないという問題もある。
【００１３】
さらに、リングバリスタ４３の半田付けを行う部位が予め定められている場合には、リングバリスタ４３の周方向の位置決めも正確に行わねばならず、この位置決めを上述したように浮いた状態のリングバリスタ４３に対して行うことは容易なことではない。
【００１４】
そこで、本発明は、コミュテータのライザ部とリングバリスタとを直接接合又は確実に電気的に接続でき、これらの半田付け作業の容易性を確保できるようにし、さらにはリングバリスタを含むコミュテータ周辺部の小型化を図れるようにしたモータを提供することを目的としている。
【００１５】
【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、本願第１の発明では、複数のコミュテータ片を周方向に配置したコミュテータを有し、各コミュテータ片に、リングバリスタとロータを構成するコイル線とが電気的に接続されたモータにおいて、各コミュテータ片に、コイル線のヒュージングを行うための第１のライザ部と、リングバリスタに接合するための第２のライザ部とを設ける。
【００１６】
このように、各コミュテータ片にコイル線のヒュージングを行うための第１のライザ部とは別に第２のライザ部を設け、ここにリングバリスタを重ねる等して接合することにより、コミュテータ片とリングバリスタとの電気的接続を確実に行うことが可能であるとともに、これらの半田付け作業も容易に行うことが可能となる。
【００１７】
具体的には、第１のライザ部と第２のライザ部とを、コミュテータの周方向にて隣接するように設けたり、コミュテータの軸方向における互いに反対側に設けたりすることができる。
【００１８】
また、上記の目的を達成するために、本願第２の発明では、複数のコミュテータ片を周方向に配置したコミュテータを有し、各コミュテータ片に、リングバリスタとロータを構成するコイル線とが電気的に接続されたモータにおいて、コミュテータの軸方向端部に形成されたリング状の穴部内にリングバリスタを収容するようにしている。
【００１９】
このように、コミュテータの軸方向端部にリング状の穴部を形成して、この穴部内にリングバリスタを収容することにより、リングバリスタをコミュテータの外周に配置する場合に比べて、リングバリスタの厚み分、コミュテータを軸方向に小型化することが可能である。
【００２０】
そして、各コミュテータ片に上記穴部の内側に露出する部分を設けることにより、この露出部分とリングバリスタとの電気的接続を容易かつ確実に行うことが可能となる。
【００２１】
なお、上記各発明のモータは、これを駆動源とする様々な装置に用いることができ、装置の安定的作動や小型化に有効である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１には、本発明の第１実施形態であるモータの全体図を示している。このモータは、モータ本体６３と、このモータ本体６３の外側を覆うとともに、モータ軸方向に延びるケース６０と、ケース６０の上端部に固定された軸受け部６１と、モータ本体６３に固定された軸受け部６２とを有して構成されている。
【００２３】
モータ本体６３およびケース６０により囲まれた空間内には、後述するロータユニットが収容されており、ロータユニットの回転軸８は、上下の軸受け部６１，６２により回転可能に支持されている。
【００２４】
モータ本体６３の内側には、導電端子６５ａが接続されたブラシ６５が保持されており、ロータユニットのコミュテータの外周に接触可能となっている。
【００２５】
さらに、ロータユニットは、回転軸８に一体回転可能に結合された、複数のスロットを有する電機子鉄心６７と、この電機子鉄心６７のスロットと同数のコミュテータ片を外周に配置したコミュテータ１と、電機子鉄心６７に巻き付けられるとともに上記コミュテータ片と電機子鉄心６７のスロットとの間での接続を行うコイル巻き線６６とを有する。
【００２６】
また、ケース６０の内周には、周方向において交互にＳＮ着磁されたマグネット６８が固定されており、このマグネット６８の内周に電機子鉄心６７の外周面が対向している。
【００２７】
このように構成されたモータ（有鉄心モータ：コアードモータ）は、複写機、プリンタ、電動ベッド、ＡＴＭといった装置の各部の駆動源として使用される。
【００２８】
図２〜図４には、上記モータのコミュテータ周辺部を示す。なお、図１は上記コミュテータの斜視図であり、図２はロータの回転軸８に組み付けた上記コミュテータにヒュージングを行い、リングバリスタを取り付けた後の断面図である。図３はリングバリスタを取り付けた後のコミュテータの斜視図である。
【００２９】
コミュテータ９の表面には、コミュテータ片１０の本体部が周方向に複数固定されており、このコミュテータ片１０（本体部）の軸方向下部には、コイル巻き線６をヒュージングにより接続するための第１のライザ部１１と、後述するようにリングバリスタ１３を接合するための第２のライザ部１２とが周方向に隣接するように設けられている。
【００３０】
ヒュージング用の第１のライザ部１１は従来と同様に構成されており、図１４に示した方法と同様にコイル巻き線６のヒュージングを行う。
【００３１】
一方、リングバリスタ接合用の第２のライザ部１２は、コミュテータ９の径方向外方に向かって延出するように、コミュテータ片１０の本体部（コミュテータ軸）に対して略直角に曲げられている。そして、図３および図４に示すように、第２のライザ部１２の上面にリングバリスタ１３を重ね、図３に示すように、第２のライザ部１２とリングバリスタ１３とを半田１４を用いて接合する。
【００３２】
この構成であれば、第２のライザ部１２とリングバリスタ１３とが直接的に接触するので、半田付け不良によるコミュテータ片１０とリングバリスタ１３との導通不良が生ずるおそれがない。
【００３３】
しかも、リングバリスタ１３を第２のライザ部１２上に載置することができるので、従来のようにリングバリスタを浮かせた状態で保持しながら半田付けする場合に比べて、半田付け作業やリングバリスタの周方向位置決めを容易に行うことができる。特に、小型のモータを製造する場合において、容易にリングバリスタ１３の位置決め精度を向上させることができる。
【００３４】
（第２実施形態）
図５〜７には、本発明の第２実施形態であるモータのコミュテータ周辺部を示す。なお、図５は上記コミュテータの斜視図であり、図６はロータの回転軸８に組み付けた上記コミュテータにヒュージングを行い、リングバリスタを取り付けた後の断面図である。図７はリングバリスタを取り付けた後のコミュテータの斜視図である。
【００３５】
コミュテータ１９の表面には、コミュテータ片２０の本体部が周方向に複数固定されており、このコミュテータ片２０（本体部）の軸方向下部には、コイル巻き線６をヒュージングにより接続するための第１のライザ部２１が設けられている。
【００３６】
また、コミュテータ片２０の軸方向上部（すなわち、第１のライザ部２１とは軸方向反対側）には、後述するようにリングバリスタ２３を接合するための第２のライザ部２２が設けられている。
【００３７】
ヒュージング用の第１のライザ部材２１は従来と同様に構成されており、図１４に示した方法と同様にコイル巻き線６のヒュージングを行う。
【００３８】
一方、リングバリスタ接合用の第２のライザ部２２は、コミュテータ１９の径方向外方に向かって延出するように、コミュテータ片２０の本体部（コミュテータ軸）に対して略直角に曲げられている。そして、図６および図７に示すように、第２のライザ部２２の上面にリングバリスタ２３を重ね、図６に示すように、第２のライザ部２２とリングバリスタ２３とを半田２４を用いて接合する。
【００３９】
この構成であれば、第１実施形態と同様に、第２のライザ部２２とリングバリスタ２３とが直接的に接触するので、半田付け不良によるコミュテータ片２０とリングバリスタ２３との導通不良が生ずるおそれがない。
【００４０】
しかも、リングバリスタ２３を第２のライザ部２２上に載置することができるので、従来のようにリングバリスタを浮かせた状態で保持しながら半田付けする場合に比べて、半田付け作業やリングバリスタの周方向位置決めを容易に行うことができる。特に、小型のモータを製造する場合において、容易にリングバリスタ１３の位置決め精度を向上させることができる。
【００４１】
（第３実施形態）
図８および図９には、本発明の第３実施形態であるモータのコミュテータ周辺部を示す。なお、図８は上記コミュテータの断面図であり、図９はロータの回転軸８に組み付けた上記コミュテータにヒュージングを行い、リングバリスタを取り付けた後の断面図である。
【００４２】
上記第１および第２実施形態に示したコミュテータ９，１９は、リングバリスタ１３，２３の厚み分だけコミュテータを軸方向に長くする必要がある。また、半田付けを不図示のブラシとの摺動面側（外周面側）で行っているため、ブラシとの接触による導通不良を考慮すると、やはりコミュテータを軸方向に長くする必要がある。この結果、モータの全長が長くなってしまう。本実施形態は、この問題を解決するものである。
【００４３】
コミュテータ２９の表面には、コミュテータ片３０の本体部が周方向に複数固定されており、このコミュテータ片３０（本体部）の軸方向下部には、コイル巻き線６をヒュージングにより接続するためのライザ部３１が設けられている。
【００４４】
また、コミュテータ片３０の軸方向上部（すなわち、ライザ部３１とは軸方向反対側）には、後述するようにリングバリスタ３３を収容するためのリング状の穴部３５が形成されている。
【００４５】
ヒュージング用のライザ部材３１は従来と同様に構成されており、図１４に示した方法と同様にコイル巻き線６のヒュージングを行う。
【００４６】
一方、穴部３５の内側には、この穴部３５の底面上に載置される形でリングバリスタ３３が挿入されている。穴部３５の内径は、リングバリスタ３３の直径よりもやや大きく設定されている。
【００４７】
また、穴部３５の内側面には、コミュテータ片３０の上端部がコミュテータ２９の径方向内方にほぼ直角に折り曲げられて形成された接合部位３２が露出している。穴部３５内にリングバリスタ３３を配置すると、穴部３５の内側面におけるリングバリスタ３３よりもやや上方もしくはほぼ同程度の高さに接合部位３２の露出面が位置する。この状態で、穴部３５の上側から半田付け（半田３４）を行い、接合部位３２とリングバリスタ３３とを導通させる。
【００４８】
この構成によれば、接合部位３２とリングバリスタ３３との半田付けを容易かつ確実に行うことができ、しかもコミュテータ２９を軸方向に長くすることなく、ブラシとの摺動面を広く確保することができる。
【００４９】
なお、図１０には、本実施形態の変形例（平面図）を示す。この変形例では、コミュテータ片３０’の接合部位３２’を図９のものよりも長く（つまり）コミュテータの径方向内方に延ばしている。また、リング状の穴部３５’を図９のものよりもリングバリスタの厚み分、浅く形成する。そして、リングバリスタ３３’に、上記接合部位３２’がはまる凹部３３ａ’を形成する。これにより、コミュテータ片３０’が設けられたコミュテータの穴部３５’に、軸方向上方からリングバリスタ３３’を挿入することができる。
【００５０】
穴部３５’に配置されたリングバリスタ３３’と接合部位３２’はほぼ同じ高さとなる。そして、これらリングバリスタ３３’の凹部３３ａ’の周辺と接合部位３２’とを図中に２点鎖線で示した半田３４’により接合する。
【００５１】
この構成によっても、接合部位３２’とリングバリスタ３３’との半田付けを容易かつ確実に行うことができ、しかもコミュテータを軸方向に長くすることなく、ブラシとの摺動面を広く確保することができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本願第１の発明によれば、各コミュテータ片にコイル線のヒュージングを行うための第１のライザ部とは別に第２のライザ部を設け、ここにリングバリスタを重ねる等して接合するので、コミュテータ片とリングバリスタとの電気的接続を確実に行うことが可できるとともに、これらの半田付け作業も容易に行うことができる。
【００５３】
また、本願第２の発明によれば、コミュテータの軸方向端部にリング状の穴部を形成して、この穴部内にリングバリスタを収容するようにしているので、リングバリスタをコミュテータの外周に配置する場合に比べて、リングバリスタの厚み分、コミュテータ、ひいてはモータを軸方向に小型化することができ、このモータを用いた装置の小型化にも有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態であるモータの全体図。
【図２】上記第１実施形態のモータのうちコミュテータ周辺の斜視図。
【図３】上記第１実施形態におけるヒュージングおよびリングバリスタ装着を行ったコミュテータの断面図。
【図４】図３のコミュテータの斜視図。
【図５】本発明の第２実施形態であるモータのコミュテータ周辺の斜視図。
【図６】上記第２実施形態におけるヒュージングおよびリングバリスタ装着を行ったコミュテータの断面図。
【図７】図６のコミュテータの斜視図。
【図８】本発明の第３実施形態であるモータのコミュテータ周辺の断面図。
【図９】上記第３実施形態におけるヒュージングおよびリングバリスタ装着を行ったコミュテータの断面図。
【図１０】上記第３実施形態の変形例であるコミュテータ周辺の平面図。
【図１１】従来のコミュテータを備えたロータの断面図。
【図１２】従来のコミュテータの断面図。
【図１３】従来のコミュテータの斜視図。
【図１４】従来のヒュージングおよびリングバリスタ装着を行ったコミュテータの断面図。
【図１５】図１４のコミュテータの斜視図。
【図１６】従来のモータの内部回路図。
【符号の説明】
６，４６　　コイル巻き線
８，４８　　回転軸
９，１９，２９，４９　　コミュテータ
１０，２０，３０，３０’，５０　　コミュテータ片
１１，２１　　第１のライザ部
１２，２２　　第２のライザ部
１３，２３，３３，３３’，４３　　リングバリスタ
１４，２４，３４，３４’，４４　　半田
３１，４１　　ライザ部
３２，３２’　　接合部位
３５，３５’　　リング状穴部
４７　　電機子鉄心

Claims (8)

1. 複数のコミュテータ片を周方向に配置したコミュテータを有し、前記各コミュテータ片に、リングバリスタとロータを構成するコイル線とが電気的に接続されたモータであって、
   前記各コミュテータ片に、前記コイル線のヒュージングを行うための第１のライザ部と、前記リングバリスタに接合するための第２のライザ部とが設けられていることを特徴とするモータ。
2. 前記第１のライザ部と前記第２のライザ部は、前記コミュテータの周方向にて隣接するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
3. 前記第１のライザ部と前記第２のライザ部は、前記コミュテータの軸方向における互いに反対側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
4. 前記第２のライザ部は、前記コミュテータの径方向外方に延出するよう形成されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
5. 複数のコミュテータ片を周方向に配置したコミュテータを有し、前記各コミュテータ片に、リングバリスタとロータを構成するコイル線とが電気的に接続されたモータであって、
   前記コミュテータの軸方向端部に形成されたリング状の穴部内に前記リングバリスタを収容したことを特徴とするモータ。
6. 前記各コミュテータ片に前記穴部の内側に露出する部分を設け、
   この露出部分と前記リングバリスタとを接合したことを特徴とする請求項５に記載のモータ。
7. 前記各コミュテータ片に、前記コイル線のヒュージングを行うためのライザ部が設けられており、
   前記ライザ部と前記リングバリスタは、前記コミュテータの軸方向における互いに反対側に設けられていることを特徴とする請求項５に記載のモータ。
8. 請求項１から７のいずれかに記載のモータを備えたことを特徴とする装置。

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