JP2005341724A - ブラシモータに於けるコミュテータの位置ズレ防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コミュテータに割れを生じさせずに、該コミュテータのコアカバー等に対するの位置ずれを防止し、巻線の断線を抑止する。
【解決手段】コアカバー８の中空部５内周面には、その回転方向に延びるリング状突部１１と、軸方向に延びる複数の凸起１２を形成し、該凸起１２は回転方向に於いて等角度あけて配設する。又、前記コアカバー８に内嵌固定されるコミュテータ１３の小径円筒部１６外周面には、突部１１に嵌合するリング状横溝１７と、凸起１２に係合する縦溝１８を形成し、前記コアカバー８及び回転軸９に対するコミュテータ１３の軸方向及び回転方向への位置ズレを阻止する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ブラシモータに於けるコミュテータの位置ズレ防止装置に関するものであり、特に、回転軸に圧入して嵌着されるコミュテータを有するブラシモータに於けるコミュテータの位置ズレ防止装置に関するものである。

従来、此種ブラシモータの回転子を図８に従って説明する。図に於いて、１は回転子であり、該回転子１は、巻線を施したコア２と、該コア２の側面に配設されたコアカバー３と、該コア２及びコアカバー３の中心部に同軸上に開穿された軸孔と、該軸孔に前記コア２及びコアカバー３と一体回転するように固着された回転軸４と、前記コアカバー３の外側にて前記回転軸４に取り付けられるコミュテータ５とから成る。

そして、該コミュテータ５は、該回転軸４に圧入固定して取り付けることにより、該コミュテータ５の抜けを防止したり、モータの起動時や回転方向の切り換わり時に発生する該コミュテータ５と前記回転軸４との緩みによる回転方向の位置ズレを防止するようにしている。

又、モータのヨーク本体と補助ヨークとの位置ズレを防止するための手段も特許文献１に開示されている。該手段は、前記ヨーク本体に係止開口を設けると共に、該係止開口内に没入する変形帯部を前記補助ヨークに形成することにより、該補助ヨークのヨーク本体に対する位置ズレを防止するようにしている。
特開２００４−１１２８８０号公報

上記従来技術の前者は、上記コミュテータ５を上記回転軸４に圧入しているが、特に、イナーシャが大きなモータに関しては、該圧入のみでは該コミュテータ５と回転軸４間に緩みが起こり易く、該緩みに起因して該コミュテータ５が前記回転軸４及びコアカバー３に対して回転方向又は軸方向に位置ズレを生じることがある。該位置ズレが生じた場合、該コミュテータ５とコア部（コア２、コアカバー３等）との間の巻線が引っ張られて断線するという問題がある。

そこで、前記位置ズレを防止するために、前記コミュテータ５の内径を縮小して圧入強度を高めることもできるが、この場合は、該コミュテータ５自体に大きな内部応力が発生するため、該コミュテータ５にひび割れが起こる等の問題がある。

又、上記従来技術の後者は、前記変形帯部の変形により上記補助ヨークの位置ズレを防止しているが、該変形帯部を上記コミュテータの位置ズレ防止手段として用いた場合は、特に、イナーシャの大きいモータの起動時などに、前記コミュテータと回転軸間に回転方向に大きな回転慣性力が生じるため、前記変形帯部が過大に変形若しくは破損することがあり、前記コミュテータの位置ズレを防止することが困難になる。

そこで、上記コミュテータに割れを生じさせることなく、該コミュテータの位置ズレを防止できるようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は該課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、巻線を巻装したコアと、該コアの側面に配設されたコアカバーと、該コア及びコアカバーの中心部に同軸上に開穿された軸孔と、該軸孔に前記コア及びコアカバーと一体回転するように固着された回転軸と、前記コアカバーの外側にて前記回転軸に圧入して嵌着されるコミュテータとを備えたブラシモータに於いて、前記コアカバー又は前記コミュテータのいずれか一方に、該コアカバーの軸方向に延びる縦溝を形成すると共に、前記コミュテータ又は前記コアカバーのいずれか一方に、前記縦溝と係合する凸起を設けて、該縦溝に該凸起を係合させることにより、前記コミュテータの回転方向の位置ズレを防止できるように構成されているブラシモータに於けるコミュテータの位置ズレ防止装置を提供する。

この構成によれば、前記コアカバーとコミュテータ間に、前記コアカバーの軸方向に延びる縦溝と該縦溝に係合する凸起とを設けたので、該コミュテータと前記回転軸との間、即ち、該コミュテータと前記コアカバーとの間に、該コミュテータを回転方向へ位置ズレさせるべく慣性力が作用しても、前記縦溝と凸起間の係合力により、該コミュテータの回転方向への位置ズレが阻止される。

請求項２記載の発明は、巻線を巻装したコアと、該コアの側面に配設されたコアカバーと、該コア及びコアカバーの中心部に同軸上に開穿された軸孔と、該軸孔に前記コア及びコアカバーと一体回転するように固着された回転軸と、前記コアカバーの外側にて前記回転軸に圧入して嵌着されるコミュテータとを備えたブラシモータに於いて、前記コアカバー又は前記コミュテータのいずれか一方に、該コアカバーの回転方向に延びる横溝を形成すると共に、前記コミュテータ又は前記コアカバーのいずれか一方に、前記横溝に嵌合する突部を設けて、該横溝に該突部を嵌合させることにより、前記コミュテータの軸方向の位置ズレを防止し、更に、前記コアカバー又は前記コミュテータのいずれか一方に、該コアカバーの軸方向に延びる縦溝を形成すると共に、前記コミュテータ又は前記コアカバーのいずれか一方に、前記縦溝と係合する凸起を設けて、該縦溝に該凸起を係合させることにより、前記コミュテータの回転方向の位置ズレを防止できるように構成されているブラシモータに於けるコミュテータの位置ズレ防止装置を提供する。

この構成によれば、前記縦溝及び凸起により前記コミュテータの回転方向への位置ズレを防止できるのに加えて、前記コミュテータとコアカバー間に、該コアカバーの回転方向に延びる横溝と該横溝に嵌合する突部とを設けたので、前記コミュテータとコアカバー間に、該コアカバーを軸方向へ位置ズレさせるべく慣性力が作用しても、前記横溝と突部間の嵌合力により、該コミュテータの軸方向への位置ズレが阻止される。

請求項３の発明は、上記縦溝及び凸起は複数組形成され、且つ、該複数組の縦溝及び凸起が上記コアカバーの回転方向に於いて等間隔に配設されている請求項１又は２記載のブラシモータに於けるコミュテータの位置ズレ防止装置を提供する。

この構成によれば、前記縦溝及び凸起の複数組が前記コアカバーの回転方向に於いて等間隔で配置されているので、前記コミュテータと前記コアカバー間に、該コミュテータを回転方向へ位置ズレさせるべく大きな慣性力が作用したときでも、この力は複数組の縦溝及び凸起によりほぼ均等に分散して緩和される。

請求項４の発明は、巻線を巻装したコアと、該コアの側面を形成するコアカバー部材と、前記コアの中心部に同軸上に開穿された軸孔と、該軸孔に前記コアと一体回転するように固着された回転軸と、該回転軸に圧入して嵌着されるコミュテータとを備えたブラシモータに於いて、前記コミュテータの先端部に、前記回転軸の軸方向に延びる係止爪が突設されていると共に、該係止爪を係合させるための係合溝が前記コアカバー部材に設けられ、該係合溝に該係止爪を係合させることにより、前記コミュテータの位置ズレを防止でき
るように構成されているブラシモータに於けるコミュテータの位置ズレ防止装置を提供する。

この構成によれば、前記コミュテータに突設した係止爪が、前記コアカバー部材の係合溝に係合して固定されるので、前記コミュテータとコアカバー部材間に、該コミュテータを回転方向及び軸方向へ位置ズレさせるべく慣性力が作用しても、前記係止爪と係合溝との係合固定力により、該コミュテータの位置ズレが阻止される。

請求項５の発明は、上記係止爪及び係合溝は複数組形成され、且つ、該複数組の係止爪及び係合溝が上記コミュテータの回転方向に於いて等間隔に配設されている請求項４記載のブラシモータに於けるコミュテータの位置ズレ防止装置を提供する。

この構成によれば、前記係止爪及び係合溝の複数組が前記コミュテータの回転方向に於いて等間隔で配置されているので、前記コミュテータとコアカバー部材間に、該コミュテータを回転方向へ位置ズレさせるべく大きな慣性力が作用しても、該慣性力は該複数組の係止爪及び係合溝によりほぼ均等に分散して緩和される。

請求項１記載の発明は、上記縦溝及び凸起の係合力により、前記コミュテータの回転方向への位置ズレを防止できるため、該コミュテータとコア部間の巻線が断線することが無くなる。この場合、従来のように該コミュテータの圧入強度を上げる必要がないので、該コミュテータの割れを無くすこともできる。

請求項２記載の発明は、上記縦溝及び凸起により、前記コミュテータの回転方向への位置ズレを防止できるのみならず、前記横溝及び突部の嵌合力により、該コミュテータの軸方向への位置ズレを防止して、該コミュテータの抜けを確実に阻止することができる。

請求項３記載の発明は、前記コアカバーとコミュテータ間に作用する回転方向の慣性力は、該回転方向に於ける複数個所で略均等に分散して緩和されるので、請求項１又は２記載の発明の効果に加えて、イナーシャの大きいモータを起動した時に大きい回転慣性力が作用した場合でも、前記コミュテータの回転方向への位置ズレをより確実に防止することができる。

請求項４記載の発明は、前記コミュテータとコアカバー部材の間に、該コミュテータを回転方向及び軸方向に位置ズレさせるべく力が作用しても、該コミュテータの位置ズレを阻止できるので、該コミュテータの抜けを防止できると共に、上記巻線が断線することを無くすことができる。

請求項５記載の発明は、前記コミュテータとコアカバー部材の間に作用した回転方向の力は、該回転方向に於ける複数個所で略均等分散して緩和されるので、請求項４記載の発明の効果に加えて、イナーシャの大きいモータを起動した時でも、前記コミュテータの回転方向の位置ズレをより確実に防止できる。

本発明は、コアカバー又は前記コミュテータのいずれか一方に、該コアカバーの回転方向に延びる横溝を形成すると共に、前記コミュテータ又は前記コアカバーのいずれか一方に、前記横溝に嵌合する突部を設けて、該横溝に該突部を嵌合させることにより、前記コミュテータの軸方向の位置ズレを防止し、更に、前記コアカバー又は前記コミュテータのいずれか一方に、該コアカバーの軸方向に延びる縦溝を形成すると共に、前記コミュテータ又は前記コアカバーのいずれか一方に、前記縦溝と係合する凸起を設けて、該縦溝に該
凸起を係合させることにより、前記コミュテータの回転方向の位置ズレを防止できるように構成されていることにより、該コミュテータに割れを発生させることなく、前記コミュテータの位置ズレを確実に防止するという目的を達成した。

以下、本発明の一実施の形態を図１乃至図７に従って説明する。図中、６は直流ブラシモータの回転子であり、該回転子６は、固定子の内側に回転自在に配設されている。又、該回転子６は、巻線を巻装したコア７を有し、該コア７の軸方向端面には中空円筒状のコアカバー８が配設されている。更に、該コアカバー８及びコア７の中心部に同軸上に開穿された軸孔には、該コア７及びコアカバー８と一体回転するように回転軸９が固着されている。

前記コアカバー８は、図２及び図４に示すように、その一端側に開口する中空部１０を有し、該中空部１０の内周面には、該コアカバー８の回転方向、即ち、前記回転軸４の円周方向に延びる断面円弧形のリング状突部１１が形成されている。又、前記コアカバー８内周面の開口端近傍部には凸起１２が形成され、該凸起１２は、該コアカバー８の軸方向と平行に延びている。この場合、該凸起１２は、一箇所又は２箇所以上に設けることができるが、図示例では３個の凸起１２が前記コアカバー８の回転方向に於いて角１２０°のピッチで配設されている。

前記コアカバー８の一端部側には、ブラシと協働してコイル電流を反転させるための中空状コミュテータ１３が設けられ、該コミュテータ１３は、前記回転軸４に圧入して嵌着されている。又、該コミュテータ１３は、図３に示すように、外周部に複数の整流子片１４を有する大径円筒部１５と、該大径円筒部１５の一端面に同芯状に連設された小径円筒部１６とから成る。更に、該小径円筒部１６の外径は、前記コアカバー８の内径と略同径又は僅かに小径に設定され、該小径円筒部１６を前記コアカバー８の中空部５に嵌着することにより、前記コミュテータ１６は、前記コアカバー８に対して軸方向から装着固定される。

更に又、前記小径円筒部１６の外周面には、該小径円筒部１６の周方向、即ち、前記コアカバー８の回転方向に延びる断面円弧形のリング状横溝１７が形成されている。該横溝１７は、前記小径円筒部１６を前記コアカバー８の中空部５に嵌挿することにより、該中空部５内周面のリング状突部１２が該横溝１７に軸方向から嵌合固定される。

又、前記小径円筒部１６の外周面には、図３及び図４に示すように、該小径円筒部１６の軸方向と平行に延びる縦溝１８が形成され、該縦溝１８の一端は、該小径円筒部１６の先端面に開口している。該縦溝１８は、前記コアカバー８側の凸起７と対応する３箇所、即ち、前記小径円筒部１６の周方向に於いて互いに角１２０°隔てた３箇所に配設されている。更に、該縦溝１８の長さは、前記凸起７の長さよりも所定寸法だけ長く形成され、該縦溝１８は、前記小径円筒部１６を前記コアカバー８の中空部５に挿嵌することにより、該中空部５内周面の凸起１２が軸方向から該縦溝１８に係合固定される。

本実施の形態に於いて、前記コミュテータ１３をコアカバー８に組付ける際は、該コミュテータ１３の小径円筒部１６を前記コアカバー８の中空部５に軸方向から嵌挿することにより、該小径円筒部１６外周面に設けたリング状横溝１７及び縦溝１８に、前記中空部５内周面に設けたリング状突部１１及び凸起１２が嵌合固定して組付けられる。

この組付け状態では、前記コアカバー８側のリング状突部１１が前記コミュテータ１３側のリング状横溝１７に嵌合固定されることにより、該コミュテータ１３と前記コアカバー８との間に、該コミュテータ１３の軸方向への位置ズレを阻止する固定保持力が付与さ
れる。斯して、該コミュテータ１３の軸方向への抜け防止が施される。

更に、前記コアカバー８側の凸起１２が前記コミュテータ１３側の縦溝１８に係合固定されることにより、該コアカバー８とコミュテータ１３との間に、該コアカバー８の回転方向への位置ズレを阻止する固定保持力が付与される。斯くして、該コミュテータ１３の回転方向への位置ズレが防止される。特に、前記ブラシモータの負荷イナーシャが大きい場合であっても、該コミュテータ１３の回転方向への位置ズレが確実に防止できるので、上記巻線の断線を無くすことができる。

ここで、前記凸起１２及び縦溝１８は、前記コアカバー８の回転方向に於ける一箇所だけに形成しても、該コミュテータ１３の回転方向への位置ズレを防止できる。この場合、前記コミュテータ１３を取付ける際は、前記一箇所に設けた凸起１２のみを縦溝１８に挿嵌すれば良いので、該コミュテータ１３の取付けが簡単に行える。

又、前記凸起１２及び縦溝１８を３組形成し、且つ、それらを回転方向に於いて等ピッチで配置した場合、前記コアカバー８とコミュテータ１３の間に作用する回転慣性力は、略３等分して分散緩和される。従って、前記回転慣性力が大きい場合であっても、該コミュテータ１３の回転方向への位置ズレをより確実に阻止しうる。

以上のように、本発明は、前記コアカバー８とコミュテータ１３との嵌着部分に於いて、該コミュテータ１３の位置ズレを抑制するために、通常の圧入手段に加えて、更に、前記軸方向及び回転方向に延びる凹凸嵌合手段を有する構造、所謂スナップフィット構造を追加したものである。即ち、該コアカバー８側にリング状突部１１及び凸起１２を設け、且つ、該突部１１及び凸起１２が嵌合するリング状横溝１７及び縦溝１８を前記コミュテータ１３側に形成したことにより、シンプルなスナップフィット構造でありながら、該コミュテータ１３の回転止め及び抜け止めを効果的に実行できるように構成されている。

尚、上記実施例とは異なり、前記コアカバー８に前記横溝１７を形成し、且つ、該横溝１７と嵌合する突部１２を前記コミュテータ１３に設けることもできる。又、前記コアカバー８に縦溝１８を形成し、且つ、該縦溝１８と係合する凸起１２を前記コミュテータ１３に設けることもできる。このように構成しても、前記突部１１及び凸起１２を前記横溝１７及び縦溝１８に前記軸方向から嵌合させることにより、前記コミュテータ１３の回転止め及び抜け止めが可能になる。

次に、本発明の他の実施例を図６及び図７に示す。同図に於いて、直流ブラシモータのケーシング（図示せず）のに回転自在に配設された回転子２１は、巻線を巻装したコア２２の側面にコアカバー部材２３が設けられ。又、両者の中心部に同軸上に開穿された軸孔には、回転軸２４が前記コア２２及びコアカバー部材２３と一体回転するように固着され、該回転軸２４にはコミュテータ２５が圧入嵌着されている。

前記コミュテータ２５の先端外周縁部には、前記回転軸２４の軸方向に延びる複数の係止爪２６，２６…が設けられ、図７に示すように、該係止爪２６，２６…の先端部外面には突部２７，２７…が形成されている。又、該複数の係止爪２６，２６…は、前記コミュテータ２５の周方向に於いて等ピッチで配置されている。

そして、前記コアカバー部材２２の係止爪２６，２６…と対応する複数箇所には係合溝２８，２８…が形成され、該係合溝２８，２８…の先端部には、前記係止爪２６，２６…の突部２７，２７…が径方向外方に変位して係合する係合凹部（図示せず）が形成されている。斯して、複数の前記係止爪２６，２６…を前記コミュテータ２５の軸方向から前記係合溝２８，２８…に挿入すると、複数の前記係止爪２６，２６…の先端側突部２７，２
７…が前記コミュテータ２５の放射方向に弾性的に変位することにより、前記突部２７，２７…が前記係合溝２８，２８…の係合凹部に係合固定される。

この係合固定状態では、前記コミュテータ２５とコアカバー部材２３の間に大きな係止固定力が発生するので、該コミュテータ２５の軸方向及び回転方向への位置ズレを防止することができる。

尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

本発明の一実施の形態を示し、ブラシモータの回転子側部分の斜視図。 図１の回転子側部分に設けられたコアカバーを拡大して示す斜視図。 図１のブラシモータのコミュテータを拡大して示す斜視図。 図２のコアカバーの端部付近の構造を示す断面図。 図３のコミュテータの嵌合部の構造を示す要部正面図。 本発明の他の実施の形態を示し、ブラシモータの回転子側部分の斜視図。 図６のブラシモータのコミュテータの構造を示す斜視図。 従来例を示し、ブラシモータの回転子側部分の斜視図。

符号の説明

１ 回転子
２ コア
３ コアカバー
４ 回転軸
５ コミュテータ
６ 回転子
７ コア
８ コアカバー
９ 回転軸
１０ 中空部
１１ 突部
１２ 凸起
１３ コミュテータ
１４ 整流子片
１５ 大径円筒部
１６ 小径円筒部
１７ 横溝
１８ 縦溝
２１ 回転子
２２ コア
２３ コアカバー部材
２４ 回転軸
２５ コミュテータ
２６ 係止爪
２７ 突部
２８ 係合溝

Claims (5)

1. 巻線を巻装したコアと、該コアの側面に配設されたコアカバーと、該コア及びコアカバーの中心部に同軸上に開穿された軸孔と、該軸孔に前記コア及びコアカバーと一体回転するように固着された回転軸と、前記コアカバーの外側にて前記回転軸に圧入して嵌着されるコミュテータとを備えたブラシモータに於いて、
   前記コアカバー又は前記コミュテータのいずれか一方に、該コアカバーの軸方向に延びる縦溝を形成すると共に、前記コミュテータ又は前記コアカバーのいずれか一方に、前記縦溝と係合する凸起を設けて、該縦溝に該凸起を係合させることにより、前記コミュテータの回転方向の位置ズレを防止できるように構成されていることを特徴とするブラシモータに於けるコミュテータの位置ズレ防止装置。
2. 巻線を巻装したコアと、該コアの側面に配設されたコアカバーと、該コア及びコアカバーの中心部に同軸上に開穿された軸孔と、該軸孔に前記コア及びコアカバーと一体回転するように固着された回転軸と、前記コアカバーの外側にて前記回転軸に圧入して嵌着されるコミュテータとを備えたブラシモータに於いて、
   前記コアカバー又は前記コミュテータのいずれか一方に、該コアカバーの回転方向に延びる横溝を形成すると共に、前記コミュテータ又は前記コアカバーのいずれか一方に、前記横溝に嵌合する突部を設けて、該横溝に該突部を嵌合させることにより、前記コミュテータの軸方向の位置ズレを防止し、
   更に、前記コアカバー又は前記コミュテータのいずれか一方に、該コアカバーの軸方向に延びる縦溝を形成すると共に、前記コミュテータ又は前記コアカバーのいずれか一方に、前記縦溝と係合する凸起を設けて、該縦溝に該凸起を係合させることにより、前記コミュテータの回転方向の位置ズレを防止できるように構成されていることを特徴とするブラシモータに於けるコミュテータの位置ズレ防止装置。
3. 上記縦溝及び凸起は複数組形成され、且つ、該複数組の縦溝及び凸起が上記コアカバーの回転方向に於いて等間隔に配設されていることを特徴とする請求項１又は２記載のブラシモータに於けるコミュテータの位置ズレ防止装置。
4. 巻線を巻装したコアと、該コアの側面に設けられているコアカバー部材と、前記コアの中心部に同軸上に開穿された軸孔と、該軸孔に前記コアと一体回転するように固着された回転軸と、該回転軸に圧入して嵌着されるコミュテータとを備えたブラシモータに於いて、
   前記コミュテータの先端部に、前記回転軸の軸方向に延びる係止爪が突設されていると共に、該係止爪を係合させるための係合溝が前記コアカバー部材に設けられ、該係合溝に該係止爪を係合させることにより、前記コミュテータの位置ズレを防止できるように構成されていることを特徴とするブラシモータに於けるコミュテータの位置ズレ防止装置。
5. 上記係止爪及び係合溝は複数組形成され、且つ、該複数組の係止爪及び係合溝が上記コミュテータの回転方向に於いて等間隔に配設されていることを特徴とする請求項４記載のブラシモータに於けるコミュテータの位置ズレ防止装置。
   

Images