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公開番号2021058087
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210408
出願番号2020164840
出願日20200930
発明の名称モータ及び事務機器
出願人キヤノン電子株式会社
代理人
主分類H02K 13/04 20060101AFI20210312BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】
より簡単に巻線リード線の脆弱化を防止して高寿命化を図る。
【解決手段】
上記課題を解決するために、本発明のモータは、回転軸上に固定された積層コア5と、積層コア5に巻回された巻線3と、巻線3のリード部3aを接続する整流子端子2aと、を備え、回転軸の径方向における整流子端子2aの表面を覆わずに、整流子端子2aの側面と巻線3のリード部3aを覆う樹脂部材1を有することを特徴とする。モータとモータを制御する制御部を備えた事務機器としてもよい。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項1】
回転軸上に固定された積層コアと、
前記積層コアに巻回された巻線と、
前記巻線のリード部を接続する整流子端子と、を備え、
前記回転軸の径方向における前記整流子端子の表面を覆わずに、前記整流子端子の側面と前記巻線のリード部を覆う樹脂部材を有することを特徴とするモータ。
続きを表示(約 600 文字)【請求項2】
前記樹脂部材は、前記整流子端子の一方側の側面と前記一方側の側面に接続された前記リード部の絶縁被膜溶解部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。
【請求項3】
前記樹脂部材は、電気絶縁体、かつ、熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項1または2に記載のモータ。
【請求項4】
前記樹脂部材は、前記整流子の回転方向の円筒面に対して交差する方向に傾斜した表面を有し、前記整流子端子の両側面それぞれに分割して設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項5】
前記整流子端子の表面にバリスタが電気的に接続されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項6】
回転軸上に固定された積層コアと、
前記積層コアに巻回された巻線と、
前記巻線のリード部を接続する整流子端子と、を備え、
前記巻線と前記整流子とは、はんだによって接続され、
前記回転軸の径方向における前記整流子端子の表面を覆わずに、前記はんだの側面と前記巻線のリード部を覆う樹脂部材を有することを特徴とするモータ。
【請求項7】
請求項1〜6のいずれか一項に記載のモータと、前記モータを制御する制御部と、を備えることを特徴とする事務機器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、事務機器等に使用されるモータ及び事務機器に関する。
続きを表示(約 6,200 文字)【背景技術】
【0002】
事務機器等に使用されるモータ、特にブラシモータでは、巻線と整流子端子の接続部分の断線が問題になる場合がある。特許文献1には、巻線と整流子端子の接続部分に撓みを及ぼさないようにして、断線を防止すると共に、回転子シャフト上の整流子の位置決めを容易にするために金属スリーブを用いることが記載されている。
【0003】
また、特許文献1には、従来技術として巻線と整流子端子の接続部全体を接着剤で覆った構成も示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2003−319629号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に示されるように、巻線リード線の脆弱化はモータの寿命に大きな影響を与える。本発明は、より簡単に巻線リード線の脆弱化を防止して高寿命化を図る。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明のモータは、回転軸上に固定された積層コアと、前記積層コアに巻回された巻線と、前記巻線のリード部を接続する整流子端子と、を備え、前記回転軸の軸方向に直交する方向における前記整流子端子の表面を覆わずに、前記整流子端子の側面と前記巻線のリード部を覆う樹脂部材を有することを特徴とする。
【0007】
また、上記課題を解決するために、本発明のモータは、回転軸上に固定された積層コアと、前記積層コアに巻回された巻線と、前記巻線のリード部を接続する整流子端子と、を備え、前記巻線と前記整流子とは、はんだによって接続され、前記回転軸の径方向における前記整流子端子の表面を覆わずに、前記はんだの側面と前記巻線のリード部を覆う樹脂部材を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明は、より簡単に巻線リード線の脆弱化を防止して高寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
モータ回転子の構成を説明するための図。
整流子端子部の拡大図であり、巻線リード線接続部を詳細に説明する図。
図2の端子部のA−A断面図。
接着剤を塗布する前の整流子端子部を示す図。
整流子端子部の拡大図であり、他の実施例を示す図。
整流子端子部を曲げない組立方式の、整流子端子部の拡大図。
図6に、はんだ、接着剤を設けた図。
本発明のモータとしてブラシ付きモータの例を示す分解斜視図。
本発明のモータを備えたプリンタの図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
図1は、モータ回転子を示す図であり、回転軸4に固定される積層コア5、積層コア5に巻回される巻線3との間には、モータの出力側の電気的絶縁を目的とする出力側絶縁材6が設けられている。また、モータの反出力側の電気的絶縁を目的とする反出力側絶縁材6aが回転軸4の反出力側から積層コア5と巻線3との間に設けられている。出力側絶縁材6と反出力側絶縁材6aを設けない場合には、積層コア5と回転軸4に絶縁塗装などのコーティングを施しても良い。
【0011】
整流子2は回転軸4に固定され、巻線リード線3aは、整流子端子2aに電気抵抗溶接により、電気的接続および機械的に結合される。電気抵抗溶接を行うと巻線リード線3aの絶縁被膜は溶解され、巻線リード線3aと整流子端子2aとを電気的に接続する。図2は、整流子端子2aの周囲を拡大した図である。図3は、整流子端子2aを軸方向から見たA−A断面である。整流子端子2aはモータの各相に電流を流すために、円周方向6か所に設けられ、それぞれを絶縁するための溝を隔てて区切られている。
【0012】
図4は、接着剤1を塗布する前の整流子端子2aの周囲を拡大した図である。整流子端子2aが回転軸4の軸方向に対して放射状に広がった状態で巻線3を配置し、整流子端子2aを回転軸4に向かって折り曲げて巻き線3を挟んだ状態で電気抵抗溶接を行うと図4のように巻線リード線3aの絶縁被覆が溶解して絶縁被膜溶解部3bが表れる。確実な電気的接続すなわち整流子端子2a範囲内の巻線リード線3aの絶縁被膜を溶解するために、図3で示すように、整流子端子2aから巻線リード線の絶縁被膜溶解部3bが略0.5mm長の余裕度をもつように電気抵抗溶接されている。
【0013】
巻線3は主として絶縁被膜付き銅線が使用される。モータ自身の回転や外的要因により回転子に、すなわち巻線3に振動が生じる。振動は銅線の結晶粒界からの破壊を連続させ、最終的に破断つまり断線に至らせる。巻線リード線3aは、弦状になっているので振動しやすく、振動による応力は機械的結合点である巻線リード線の整流子端子境界部3cに集中する。
【0014】
巻線リード線の整流子端子境界部3cは、前述の電気抵抗溶接による機械的変形点、同時に電気抵抗溶接による加熱点であり、初期よりも靭性が劣化している。
【0015】
また、巻線リード線の整流子端子境界部3cを含む巻線リード線の絶縁被膜溶解部3bは、大気中にさらされているので酸化の進行箇所である。
【0016】
さらに、整流子端子2aは、モータ駆動のための印加電流による発熱点なので、直隣の巻線リード線の整流子端子境界部3cは加熱および繰返しの熱変動の影響を受けやすく、酸化と熱による靭性劣化が促進される箇所である。整流子端子境界部3cは、絶縁被膜が無い分、機械的強度も劣る箇所である。
【0017】
ここで、加熱温度が高い程、加熱時間が長い程、加熱繰返し回数が多い程、銅線の酸化や劣化が促進されることは知られている。
【0018】
つまり、巻線3の中で、巻線リード線の整流子端子境界部3cが最弱箇所であり、最終的に破断すなわち断線に至りやすい箇所である。
【0019】
したがって、図2に示すように、接着剤1(樹脂部材)を巻線リード線の絶縁被膜溶解部3bと巻線リード線の整流子端子境界部3cを絶縁被膜が残されている部分に渡って覆い、整流子端子2aの側面を含む整流子2に塗布することで、機械的強度の回復、振動の応力集中点を変え、酸化を防止することができる。つまり、断線に至る複数要素が集中した最弱箇所をなくすることで高寿命化を達成することができる。このとき、接着剤のガラス転移点は、リード線の絶縁被膜のガラス転移点よりも高いと、加熱に対してより耐久性を持たせることができる。このとき、接着剤1は、整流子端子2aの周方向の両側の側面を部分的に覆い、整流子端子2aに接続されたリード部の絶縁被膜溶解部3bから絶縁被膜に渡って覆っている。接着剤1が、整流子端子2aの側面よりも少ない面積とすることで、後述するバリスタを取り付け易く、樹脂部材の量も少なくすることができる。接着剤1は、整流子端子2aの一方側の側面よりも広く塗布してもよく、回転軸4の軸方向に直交する方向(径方向)における整流子端子2aの表面に部分的に達していてもよく、整流子端子2aの表面を覆っていなければよい。
【0020】
接着剤1は、塗布部が前述のように電気的接続かつ発熱部なので、例えば、静電破壊などの電気的障害の可能性を増加させないよう導電面積増を防止するために電気絶縁体であること、熱的障害においては、巻線3の絶縁被膜の溶解温度より耐熱性を有していることに加えて、熱的強度に優れる熱硬化性である接着剤が望ましい。また、部分的に塗布した際に速やかに硬化させるためには、UV硬化樹脂であることが好ましく、未硬化部分が残らないようにするためには、整流子端子の径方向の厚さよりも薄くすることが好ましい。また、重量増加を抑えるためには、整流子端子の軸方向の長さよりも狭い範囲に設けると良い。また、本実施例では、UV硬化樹脂の接着剤を用いたが、回転軸の径方向における整流子端子の表面を覆わずに、整流子端子の側面と巻き線のリード部を覆う樹脂部材であれば、接着剤でなくともよい。また接着剤1は、熱硬化性樹脂であっても、UV硬化、かつ、熱硬化性樹脂であってもよい。
【0021】
また、各端子に塗布された接着剤1は互いに回転軸4の近傍かつ同心円上、回転軸4の長さ方向においては同一高さ、回転方向においては等分に位置することに加えて、接着剤1は少量なので大きな重量増になりにくく、慣性モーメントによるモータ特性への影響は微小である。すなわち、整流子の回転方向の円筒面に対して交差する方向に傾斜した表面を有し、整流子端子の両側面それぞれに分割して設けられていると接着剤1の重量を抑え、モータ特性への影響を少なくすることができる。
【0022】
さらに、接着剤を利用する場合には、モータ製造工程においても、既存工程を変更することなく、容易に接着工程を追加することができ、接着剤1が少量であることは、生産タクト増を抑えることを可能にする。
【0023】
図5は、他の実施例であり、接着剤1を隣極とつなげた例を示す図であり、図2と同等の効果を得ることができる。
【0024】
図6は、他の実施例として、整流子32の整流子端子32aを曲げることなく、巻線リード線3を“はんだ”などで整流子端子32aに機械的結合かつ電気的接続をする組立方式の整流子端子部、ただし、接着剤塗布前を示す図である。前述の実施例で説明したように、接着剤31は巻線リード線の絶縁被膜溶解部と、ここでは整流子端子境界部に相当する“はんだ”などの境界部を絶縁被膜に覆うことにより、図2と同等の効果を得ることができる。つまり、整流子2の様式にかかわらず図2と同等の効果を得ることができる。このとき、整流子端子の側面とは、リード線3と接触している部分を示す。
【0025】
図7は、図6の整流子端子32aに、はんだ30によって巻線リード線3を固定した後に、はんだ30の両側面の絶縁被膜溶解部を接着剤31で覆って、接着剤31を硬化させた後の図である。巻線リード線の絶縁被覆は、はんだ30の溶融温度よりも低い樹脂とする。このように構成すると、電気抵抗溶接を行わなくとも巻線3に電流を流すことができる。はんだは、整流子端子32aの回転軸方向の表面を覆うように構成したが、部分的に、はんだづけし、接着剤31を整流子端子32aの回転軸方向の表面に塗布することもできる。
【0026】
図8は、本発明を使用したブラシ付きモータの例である。図1に示す回転子に追加して、回転軸出力側にスラストワッシャ9、回転軸反出力側にバリスタ14、潤滑油止めワッシャ15、潤滑油溜まりワッシャ16が取付けられ、回転子となる。
【0027】
バリスタ14は、直線性のない抵抗、回路を守るために用いられる。接着剤1を硬化させた後に、バリスタ14を回転軸の軸方向に直交する方向(径方向)における整流子端子2aの表面に電気的に接触させるように、はんだ付けされる。このはんだづけは、各整流子端子2aの表面ごとにバリスタ14に対して設けられ、それぞれのはんだは互いに隣接するはんだと接触しないように設けられる。バリスタ14は、電気的な接点を取り易い位置に簡単に取り付けるために回転軸の径方向における整流子端子の表面に電気的に接触させている。そのため、上述したように、接着剤1で回転軸の径方向における整流子端子の表面を覆わないようにすることによって、バリスタ14を径方向に大きくしたり、複雑な形状にすることなく整流子端子に簡単に取り付けることができる。
【0028】
ケース11には出力軸側軸受10、マグネット7、マグネット7と対をなすマグネット7a、マグネット7と7aをケース11内で固定するためのマグネット固定部材8が取付けられる。ケース11、マグネット7、7a、マグネット固定部材8がケースユニットを形成している。また、ケース11の外側には補助ヨーク12が取付けられる。ブラシホルダ18には、反出力軸側軸受17、ブラシ19とブラシ19と対をなすブラシ19a、ブラシアーム20とブラシアーム20と対をなすブラシアーム20a、防振材21と防振材21と対をなす防振材21a、外部接続端子22と外部接続端子22と対をなす外部接続端子22aが取り付けられる。反出力軸側軸受17、ブラシ19、19a、ブラシアーム20、20a、防振材21、外部接続端子22、22aで構成する一対のブラシアームユニットが、ブラシホルダ18、に取り付けられブラシホルダユニットを形成している。前述の回転子は出力軸側軸受10と反出力側軸受17を通り、前述のブラシホルダユニットはケース11に嵌合しケース11の外周端部を複数箇所曲げて固定される。回転軸4の出力軸側先端にはプーリー13が取付けられる。
【0029】
図9に、本発明の実施例に記載したブラシモータを組み込んだインクジェット記録装置の一例を示す。図9において、ワイピング部材としてのブレード61であり、その一端はブレード保持部材によって保持されて固定端となり、カンチレバーの形態をなす。ブレード61は記録ヘッド65による記録領域に隣接した位置に配設され、本例の場合、記録ヘッド65の移動経路中に突出した形態で保持される。キャップ62は、ブレード61に隣接するホームポジションに配設され、記録ヘッドの移動方向と垂直な方向に移動して吐出口面と当接し、キャッピングを行う構成を備える。更に吸収体63はブレード61に隣接して設けられ、ブレード61と同様、記録ヘッド65の移動経路中に突出した形態で保持される。上記ブレード61、キャップ62、吸収体63によって吐出回復部64が構成され、ブレード61及び吸収体63によってインク吐出口面に対し水分、塵埃等の除去が行われる。
【0030】
記録ヘッド65は吐出エネルギー発生手段を有し、吐出口を配した吐出口面に対向する被記録材にインクを吐出して記録を行う。キャリッジ66は記録ヘッド65を搭載して記録ヘッド65の移動を行う。キャリッジ66はガイド軸67と摺動可能に係合し、キャリッジ66の一部はモータ68によって駆動されるベルト69と接続(不図示)している。これによりキャリッジ66はガイド軸67に沿った移動が可能となり、記録ヘッド65による記録領域及びその隣接した領域の移動が可能となる。被記録材を挿入するための給紙部51が設けられ、紙送りローラ52は不図示のモータにより駆動される。これらの構成によって記録ヘッド65の吐出口面と対向する位置へ被記録材が給紙され、記録が進行するにつれて排紙ローラ53を配した排紙部へ排紙される。
(【0031】以降は省略されています)

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