DE2914893A1

DE2914893A1 - Elektrischer kleinmotor

Info

Publication number: DE2914893A1
Application number: DE19792914893
Authority: DE
Inventors: Takaichi Mabuchi
Original assignee: Mabuchi Motor Co Ltd
Current assignee: Mabuchi Motor Co Ltd
Priority date: 1978-04-18
Filing date: 1979-04-12
Publication date: 1979-10-25
Also published as: FR2423894B1; DE2914893C3; GB2019107B; FR2423894A1; JPS6220782B2; ES242715U; AU4603979A; GB2019107A; CA1125829A; DE2914893B2; AU514058B2; BR7902342A; US4319153A; IT7921928A0; JPS54137606A; IT1112303B; ES242715Y; HK58384A

Description

MABUCHI MOTOR CO., LTD., Tokio, Japan

Elektrischer Kleinmotor

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Kleinmotor, bestehend aus einer Vielzahl von Kommutatorstücken, die über gleiche Winkel zur Drehachse des Rotors angeordnet sind, und mit Bürsten, die mit den Kommutatorstücken in Verbindung stehen.

Im allgemeinen üben die Bürsten von elektrischen Kleinmotoren eine relativ große Druckkraft auf einen Kommutator mittels der Elastizität der Bürsten selbst oder mittels anderer, externer, federnder Materialien aus, so daß die Gleitabschnitte der Bürsten nicht auf unerwünschte Weise an den Kontaktpunkten mit dem Kommutator springen. In einem Zustand, in welchem die Gleitabschnitte der Bürste mit großer Kraft auf den Kommutator gedrückt werden, wird ein nicht erwünschter Reibungsverlust auf dem Kommutator des Motors hervorgerufen, und die Bürsten selbst tendieren dazu, schnell zu verschleißen. Wenn andererseits die Druckkraft reduziert wird, tendieren die Bürsten dazu, zu springen, wie dies vorstehend erwähnt ist, wodurch sich der elektrische Verschleiß infolge einer Funkenerzeugung wegen des schwachen elektrischen Kontaktes erhöht. Bei der Wahl des Bürstendruckes wird daher üblicherweise der optimale Bereich des Bürstendruckes bestimmt, wobei einander entgegenstehende Erfordernisse berücksichtigt werden, um den mechanischen und elektrischen Verschleiß zu verhindern," wie dies vorstehend erläutert ist. Bei.einem elektrischen Kleinmotor mit Metallbürsten wird die Kommutatoroberfläche häufig mit Fett beschichtet, um das unerwünschte Springen der Bürsten zu verhindern, während der erwähnte mechanische Verschleiß auf ein Minimum gebracht wird. In einem solchen Fall werden Kanten an den

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Bürsten vorgesehen, um den dielektrischen Fettfilm zu schneiden, um eine Verringerung der Leitfähigkeit zwischen den Bürsten und dem Kommutator zu verhindern, welche infolge des Vorhandenseins des Fettfilmes hervorgerufen wird.

Wie vorstehend angegeben ist, ist die Beschichtung mit Fett eine wirksame Methode, sie erfordert jedoch einen ausreichenden Bürstendruck, damit die Kanten den Fettfilm schneiden. Dies kann nicht notwendigerweise den mechanischen Verschleiß an den Gleitabschnitten reduzieren, an welchen die Bürsten die Kommutatoroberfläche kontaktieren.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Kleinmotor zu schaffen, bei dem ein leitfähiges Fett benützt wird, um den mechanischen Verschleiß der Kommutatoroberfläche zu verringern und den elektrischen Verschleiß infolge von Funken, die durch ein Springen der Bürsten hervorgerufen werden, zu beseitigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kommutator und die gleichen Abstand aufweisenden Spalte zwischen jedem Kommutatorsjbück mit leitfähigem Fett beschichtet sind.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung schafft einen elektrischen Kleinmotor, bei dem der elektrische Widerstand eines vorbestimmten Wertes innerhalb eines Optimalbereiches zwischen jedem Kommutatorstück erreicht wird, indem die Spalte gleichen Abstands bzw. gleicher Größe zwischen jedem Kommutatorstück mit dem leitfähigen Fett ausgefüllt werden, um die Kommutatorstücke elektrisch zu überbrücken, damit eine Funkenerzeugung in dem Kommutator sowie die daraus resultierenden elektrischen Geräusche verhindert werden.

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Das leitfähige Fett, das frei von Metallpulvern, Kohlenstoff, Graphit und anderen feinen leitfähigen Teilchen ist, hat einen elektrischen Eigenwiderstand, d.h. einen spezifischen Widerstand in der Größenordnung von 35 kOhm · cm; die Kommutatoroberfläche wird mit dem Fett beschichtet, um die Funkenerzeugung und den Verschleiß der Kommutatoroberfläche zu verhindern.

Es wird ein elektrischer Kleinmotor geschaffen, bei dem der elektrische Widerstand des leitfähigen Fettes so eingestellt ist, daß er einen Wert von 4 kOhm · cm oder weniger aufweist, indem beispielsweise Kohlenstoff, Graphit oder andere, feine leitfähige Teilchen zugegeben werden.

Bei dem erfindungsgemäßen elektrischen Kleinmotor werden Metallbürsten benützt und Kanten an deren Gleitabschnitten vorgesehen, die imstande sind, die Kommutatoroberfläche durch Schneiden des leitfähigen Fettfilmes zu kontaktieren, um das unerwünschte Springen der Bürsten zu verhindern sowie eine Abnahme der Leitfähigkeit zwischen den Bürsten und der Kommutatoroberfläche.

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf einen elektrischen Kleinmotor und insbesondere auf einen Kleinmotor, bei dem eine Kommutatoroberfläche Kommutatorstücke und zwischen den Kommutatorstücken liegende Spalte an gleichen Intervallen aufweist, wobei die Kommutatoroberfläche mit dem leitfähigen Fett beschichtet wird, um die mechanische Reibung dadurch zu reduzieren, daß der Druck der Bürsten auf die Kommutatoroberfläche verringert wird; außerdem soll auch die Funkenerzeugung verringert werden.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform des elektrischen Kleinmotors anhand der Zeichnung zur Erläuterung weiterer Merkmale beschrieben. Es zeigen:

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Pig. 1 eine vergrößerte Ansicht des Kommutators des Kleinmotors, und

Fig. 2 eine Schnittansicht einer Bürste entlang der Linie X-X in Fig. 1.

In den Figuren 1 und 2 ist mit 1 ein Kommutator bezeichnet, während mit 2-1 und 2-2 die Bürsten angegeben sind. Mit 2-1A und 2-2A sind die Ränder bzw. Kanten der Bürsten 2-1 und 2-2 angegeben, während mit 3 eine sich drehende Welle eines Rotors, mit 4-1 bis 4-3 die Kommutatorelemente, mit 5 ein isolierender Zylinder, mit 6-1 bis 6-3 die Luftspalten zwischen den zugehörigen Kommutatorstücken 4-1 bis 4-3 und mit 7 ein leitfähiges Fett bezeichnet sind, das auf die Kommutatoroberfläche gemäß der Erfindung als Schicht aufgebracht wird. Mit 8 ist ein gabelförmiger Gleitabschnitt der Bürste, beispielTweise der Bürste 2-2, bezeichnet. Die Bürste 2-1 hat den gleichen Aufbau wie die Bürste 2-2.

Das leitfähige Fett 7, mit dem der erfindungsgemäße elektrische Kleinmotor beschichtet werden soll, wird von der Kanto Kasei Kogyo Co., Ltd., Japan, unter dem Zeichen "Leitfähiges Fett, Floil GE-676" vertrieben und ist frei von metallischen Pulvern, Kohlenstoff, Graphit und anderen leitfähigen, feinen Teilchen, hat jedoch einen Eigenwiderstandswert in der Größenordnung von beispielsweise 35 kOhm · cm. Der Widerstandswert des Fettes kann auf 4 kOhm · cm oder weniger beispielsweise dadurch eingestellt werden, daß Kohlenstoff, Graphit und andere, leitende feine Teilchen in der erl rderlichen Weise hinzugegeben v/erden. Diese Art von leitfouigem Fett wurde für Anwendungszwecke entwickelt, in welchen statische elektrische Ladung in Maschinen entfernt werden soll.

Einige der Eigenschaften dieses leitfähigen Fettes werden im folgenden erläutert.

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Das leitfähige Fett, das frei von Kohlenstoff und anderen feinen Teilchen ist, hat das Aussehen einer milchig-braunen Butter. Es hat eine Konsistenz von 350 "bei 25 °C und tropft bei keiner Temperatur; außerdem erzeugt es auch keine Ö1-trennung. Dieses Fett besteht den Kupfer-Korrosionstest bei 100 ⁰C über 24 Stunden. Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -20 °C und 180 °C.

Das leitfähige Fett, das feine Teilchen aus Kohlenstoff enthält, hat das Aussehen von schwarzer Butter und eine Konsistenz von 245 bei 25 ⁰C mit einem Tropfpunkt von über 260 ⁰C. Es besteht den Kupfer-Korrosionstest bei 100 ⁰C über 24 Stunden. Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -20 ⁰C und 150 oc.

Es war beabsichtigt, in einem elektrischen Kleinmotor mit Metallbürsten 2-1, 2-2, deren Gleitabschnitte V-förmige Gestalt' im Querschnitt haben, so daß die Kanten 2-1 A, 2-2A die Kommutatoroberfläche berühren, nicht-leitendes Fett auf die Kommutatoroberfläche als Schicht aufzubringen, um die Gleitreibung der Bürsten zu reduzieren. Erfindungsgemäß wird Jedoch das erwähnte leitfähige Fett anstelle des üblichen, nicht-leitenden Fetts benützt. Die Verwendung des leitfähigen Fettes hat viele Vorteile, wie im folgenden angegeben ist: ·

(1) Die Gleitreibung der Bürsten 2-1 und 2-2 kann im Vergleich zu dem üblichen, nicht-leitenden Fett verringert werden.

(2) Der Widerstandswert des leitfähigen Fettes 7 gemäß der Erfindung kann je nach den Erfordernissen geändert werden. Dies ermöglicht eine Reduzierung des Bürstendruckes, der erforderlich ist, um den Fettfilm aufzuschneiden, um eine elektrische Leitfähigkeit zwischen den Bürsten 2-1 und 2-2 und den Kommutatorstücken 4-1 bis 4-3 zu schaffen, und zwar im Vergleich mit der Verwendung des üblichen, nicht-leitenden Fettes.

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(3) Das leitfähige Fett 7 wird zwischen die Kommutatorstücke 4-1 bis 4-3, insbesondere zwischen die Spalte 6-1 bis 6-3, eingesetzt. Durch Einstellung des elektrischen Widerstandes des leitfähigen Fettes 7 innerhalb des optimalen Bereichs kann der elektrische Widerstand eines vorgegebenen Wertes innerhalb des optimalen Bereichs zwischen jedem Komx mutatorstück 4-1 bis 4-3 geschaffen werden, um die Kommutatorstücke elektrisch zu überbrücken. Bisher waren Kondensatoren, Widerstände mit linearen Charakteristiken oder Varistoren zwischen die Kommutatorstücke 4-1 bis 4-3 geschaltet, um eine Funkenerzeugung in dem Kommutatorabschnitt 1 sowie die sich ergebenden elektrischen Geräusche zu verhindern. In solch einem Fall wird der Widerstandswert der Widerstände mit linearer Charakteristik oder des Varistors auf etwa das 200- bis 300fache zum Widerstandswert der nicht dargestellten Rotorspule, die zwischen die Kommutatorstücke 4-1 bis 4-3 geschaltet ist, beispielsweise auf einen Wert eingestellt, der z\tfischen 0,5 kOhm bis 3 kOhm liegt. Durch die Verwendung des leitfähigen Fettes läßt sich ein Wert in dieser Größenordnung leicht erreichen, ohne daß Widerstände oder Varistoren verwendet werden. Dies bedeutet, daß die Verwendung des leitfähigen Fettes eine Wirkung gegenüber der Unterdrückung von Funken und elektrischen Geräuschen hat.

(4) Wie vorstehend angegeben ist, kann die Funken- und elektrische Geräuscherzeugung erheblich dadurch gesteuert werden, daß das leitfähige Fett gemäß der Erfindung verwendet wird. Dies ermöglicht ferner eine drastische Reduzierung des Bürstendrucks, der auf einem gegenüber einem vorbestimmten Wert höheren Wert gehalten werden müßte, um die Funkenerzeugung zu verhindern. Durch die Verwendung des leitfähigen Fettes kann der Büstendruck eingestellt werden, wobei nur die mechanische Reibung berücksichtigt werden muß, und der Auswahlbereich des Bürstendruckes kann wesentlich vergrößert werden.

Die untere Grenze des Widerstandswerts des leitfähigen Fetts gemäß der Erfindung sollte innerhalb eines Bereichs gewählt

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•werden, in welchem der Motorwirkungsgrad aufgrund des unerwünschten Kurzschlusses der Kommutatorstücke 4-1 bis 4-3 nicht verschlechtert werden kann. Wenn jedoch der Motorwirkungsgrad beeinträchtigt wird, kann der elektrische Widerstand des leitfähigen Fettes auf einen Wert bestimmt werden, der ebenso niedrig ist wie der Wert des Spulenwiderstandes ·. zwischen den Kommutatorstücken 4-1 bis 4-3. In der Praxis liegt der Widerstandswert zwischen den Kommutator stücken 4-1 bis 4-3 v/ünschenswerterwei se in der Größenordnung von 0,1 kOhm bis 5 kOhm.

C-

Wie vorstehend erläutert ist, wird es durch die Erfindung möglich, den elektrischen Verschleiß aufgrund einer Funkenerzeugung auch bei einem ausreichend niedrigen Bürstenkontakt zu reduzieren, infolgedessen der mechanische Verschleiß der Bürsten verhindert wird und die Lebensdauer des Motors nur dadurch verlängert wird, daß die Kommutatoroberfläche mit dem leitfähigen Fett beschichtet wird. Da das leitfähige Fett einfach dadurch aufgebracht werden kann, daß es von Hand auf die zusammengebauten Motoren aufgebracht wird, ergibt sich ein ausgezeichneter Arbeitswirkungsgrad.

Die Erfindung schafft einen elektrischen Kleinmotor mit einer Vielzahl von Kommutatorstücken, die über gleiche Winkel auf der Drehachse des Rotors des Motors angeordnet sind. Das leitfähige Fett wird auf die Kommutatorstücke und in die gleichen Abstand einnehmenden Spalte schichtweise aufgebracht, und die Kanten, die an den Gleitabschnitten der Bürsten vorgesehen sind, werden dazu gebracht, auf den Kommutator zu drücken und den Kommutator zu berühren, indem der leitfähige Fettfilm geschnitten wird.

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Leerseite

Claims

Pcdenicmwalie

te.-lng. Wilhelm Reiohel

KpL-Ing. Wolfenng MM ⁹³⁷⁵

6 Frankfurt a. M. 1 . 2914893

Parksfcaße 13

MABUCHI MOTOR CO., LTD., Tokio, Japan

Patentansprüche

Elektrischer Kleinmotor, bestehend aus einer Vielzahl von Kommutatorstücken, die über gleiche Winkel zur Drehachse des Rotors angeordnet sind, und mit Bürsten, die mit den Kommutatorstücken in Kontakt stehen,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kommutator (1) und die gleichen Abstand aufweisenden Spalte (6-1 bis 6-3) zwischen jedem Kommutätorstück mit leitfähigem Fett (7) beschichtet sind.
2. Elektrischer Kleinmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Fett (7) einen elektrischen Widerstand aufweist, der ein- bis fünfmal so groß wie der Widerstand von Rotor-Spulen ist, die mit den Kommutatorstücken (4-1 bis 4-3) verbunden sind.
3. Elektrischer Kleinmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Fett (7) frei von Metallpulvern, Kohlenstoff, Graphit und anderen feinen, leitfähigen Teilchen ist.
4. Elektrischer Kleinmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Fett Kohlenstoff, Graphit und andere feine, leitfähige Teilchen enthält.

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5. Elektrischer Kleinmotor nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Bürsten (2-1, 2-2) aus Metall bestehen und Kanten (2-1A, 2-2A) an den Gleitstücken aufweisen, um den leitfähigen Fettfilm zu schneiden sowie die Kommutatoroberfläche zu berühren.

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