JP2004064848A - リサイクル性に優れた小型直流モータ - Google Patents
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Abstract
【課題】自動車用電装機器に用いるリサイクル性に優れた小型直流モータを提供する。
【解決手段】自動車用電装機器に用いる小型直流モータであって、回転子を構成する電機子に巻き付ける巻線および整流子片が、絶縁被覆処理を施したＡｌまたはＡｌ合金からなることを特徴とするリサイクル性に優れた小型直流モータ。前記電機子に巻き付ける巻線の線径が０．５〜０．８ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のリサイクル性に優れた小型直流モータ。
【選択図】 図１
【解決手段】自動車用電装機器に用いる小型直流モータであって、回転子を構成する電機子に巻き付ける巻線および整流子片が、絶縁被覆処理を施したＡｌまたはＡｌ合金からなることを特徴とするリサイクル性に優れた小型直流モータ。前記電機子に巻き付ける巻線の線径が０．５〜０．８ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のリサイクル性に優れた小型直流モータ。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用電装機器に用いる小型直流モータに関する。
具体的には、自動車用部品としてのパワーウィンドウや、ワイパーなどの自動車用電装機器に用いる小型直流モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
パワーウィンドウ、ワイパー、電動ミラー、サイドミラー、シートの移動装置などの自動車用電装機器には、自動車１台当たり数十個の小型直流モータが使用されている。
しかし、従来の小型直流モータの主要な導電部材にはＣｕが使用されており、自動車をスクラップ処理して鉄原の副材料としてリサイクル場合に以下のような問題点があった。
鉄原の副材料にＣｕが含まれていると、鉄原を溶かした溶鋼にＣｕ成分が混入し、できあがった鋼材の脆性が悪化するなど、鋼材の品質に悪影響を及ぼす。
そこで、従来は、例えば、パワーウィンドウの場合には、スクラップ前にドアを解体してモータを取り外したうえで金属の選別を行い、Ｃｕ成分を除去せざるを得ず、そのための金属選別装置が必要であった。
【０００３】
また、Ｃｕの比重は８．９であり、鉄の比重（７．８）と近似しているため、比重差による選別そのものが困難であった。
なお、モータの電機子コイルの材質に関する従来技術としては、例えば、特開昭５１−７９２０２号公報に、電機子コイルにアルミ線を用いたモータが開示されている。
しかし、この従来技術は、経済性および低慣性を目的として電機子コイル導体としてアルミ線を用いるものであり、鉄原の副材料としてのリサイクル性を目的とするものではないうえ、整流子片の材質については銅とアルミのクラッド材が用いられていたことが開示されているだけであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決し、自動車用電装機器に用いるリサイクル性に優れた小型直流モータを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転子に巻き付ける巻線および整流子片をＡｌ化することにより、自動車用電装機器に用いるリサイクル性に優れた小型直流モータを提供するものであり、その要旨は特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
【０００６】
（１）自動車用電装機器に用いる小型直流モータであって、回転子を構成する電機子に巻き付ける巻線および整流子片が、絶縁被覆処理を施したＡｌまたはＡｌ合金からなることを特徴とするリサイクル性に優れた小型直流モータ。
（２）前記電機子に巻き付ける巻線の線径が０．５〜０．８ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のリサイクル性に優れた小型直流モータ。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図１および図２を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明における小型直流モータの横断面図である。
図１において、小型直流モータ１は、内周面２に固定子３が取り付けられたケーシング４と、固定子３に対向してケーシング４の内部に配設された回転子５とを備えている。回転子５の回転軸６は、ケーシング４と蓋部材１１に設けられた軸受部７，８により回転自在に支持されている。
【０００８】
ケーシング４は、有底中空筒状に形成されたハウジング９と、ハウジング９の開口部１０に嵌合した蓋部材１１とを備えている。軸受部７，８は、ケーシング４の両端部にそれぞれ設けられている。一方の軸受部７はハウジング９に、他方の軸受部８は蓋部材１１に、それぞれ取り付けられている。
固定子としての一対の永久磁石３は、ハウジング９の内周面２の円筒状部に固着されて対向配置されており、例えば、ハードフェライトのような磁性材料によってアークセグメント状に形成されている。回転子５は、回転中心となる中心軸線Ｃの方向に延びる回転軸６と、回転軸６に取り付けられた電機子１４と、回転軸６に取り付けられた整流子１５とを備えている。電機子１４は、回転軸６に取り付けられたコア１２に、電線としての電機子巻線（巻線）１３がコイル状に巻回されて構成されている。コア１２は、永久磁石３の内周面に対して所定のギャップを介してその内方に配置されている。
【０００９】
蓋部材１１には、金属又はカーボン等の導体の材料により形成された複数組（例えば、４組）のブラシ１６が、整流子１５と摺動係合して駆動用電流を流すように設けられている。各ブラシ１６にそれぞれ電気的に接続された入力端子１７が、蓋部材１１に取り付けられている。各入力端子１７の各端部が、蓋部材１１から外方に突出して、電源（例えば、自動車のバッテリー）側の配線等に接続される。
電機子１４のコア１２に巻回された巻線１３を、端子部材２０を介して整流子片２２に電気的に接続している。
【００１０】
図２は、本発明における小型直流モータを構成する回転子の縦断面図である。図２において、回転軸６に取り付けられたコア１２に、電線としての電機子巻線１３がコイル状に巻き回されており、整流子１５は、回転軸６に取り付けられた絶縁性の保持体２１（図１参照）と、保持体２１の外面に取り付けられて保持される導電性の複数の整流子片２２とを備えている。
本発明においては、従来はＣｕで構成されていた上記電機子巻線１３および整流子片２２を、絶縁被覆処理を施したＡｌまたはＡｌ合金とすることにより、リサイクル性に優れた小型直流モータを実現できる。
【００１１】
Ａｌは、Ｃｕに比べて酸化されやすいため、鉄原の副原料にＡｌが含まれていても精錬の過程での成分調整が容易であるうえ、Ｃｕのように鋼材の脆性を悪化させることがないので、スクラップの段階で選別する必要がない。
例えば、パワーウィンドウ用モータの場合には、従来のようにドアを解体することなく、一体物としてリサイクル処理を行うことができる。
また、Ａｌの比重は、２．７であり、鉄に比べて著しく軽いので、比重による選別処理が容易であるうえ、モータの軽量化にも効果的である。
次に、Ａｌ巻線の特性について説明する。
一般に、直流小型モータにおける電圧と抵抗との関係式は下記（Ａ）式で表される。
ＶＤＣ＝ＩＲｌ＋ＩＲｍ＋ｋ１ΦＰＭＺｎ・・・（Ａ）
ここに、ＶＤＣ：直流電源の電圧、Ｉ：直流電流、Ｒｌ：リード線の抵抗、Ｒｍ：モータの抵抗、ｋ１：比例係数、ΦＰＭ：永久磁石が発生する磁束、Ｚ：巻線数、ｎ：モータの回転数
【００１２】
本発明の小型直流モータでは、上記（Ａ）式における直流抵抗（Ｒｌ、Ｒｍ）の影響より、速度起電力の方が支配的であり、直流抵抗分のＩＲｌ＋ＩＲｍは無視され、速度起電力の項ｋ１ΦＰＭＺｎを中心に考えることができるのでＣｕに比べて抵抗の大きいＡｌを用いても直流電源の電圧を大きくする必要がない。
また、直流小型モータにおけるトルクは下記（Ｂ）式で表されるので、ＺＩの値が同じであれば巻線の材質の影響はない。
Ｔ＝ｋ２ΦＰＭＺＩ・・・（Ｂ）
ここに、Ｔ：直流モータの発生するトルク、ｋ２：比例係数、ΦＰＭ：永久磁石が発生する磁束
また、巻線の線径は０．５〜０．８ｍｍが好ましい。０．５ｍｍ以下では、巻線に通じる電流値（Ｉ）が小さくなり過ぎ、０．８ｍｍを超えると巻線数線（Ｚ）が小さくなり過ぎるからである。
【００１３】
【実施例】
巻線および整流子片を下記の絶縁被覆処理を施したＡｌ線として、Ｃｕ線の場合と比較した結果を表１に示す。
＜Ａｌ線仕様＞
・サイズ：０．７ｍｍφ
・絶縁皮膜厚：３０μｍ
・ 仕上外形：０．７６ｍｍφ
【００１４】
【表１】
表１に示すように、Ａｌ巻線にすることにより、モータの回転数を１４／５に増加することができた。
なお、本実施例の巻線は純Ａｌを用いたが、引張強度を向上させるなどの目的でＣｒその他の合金を添加したＡｌ合金としても本発明の効果は変わらない。
【００１５】
【発明の効果】
本発明により、自動車用電装機器に用いるリサイクル性に優れた小型直流モータを提供することができ、しかも、従来のＣｕ線を用いたモータに比べて回転数を著しく増加させることができるなど、産業上有用な著しい効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における小型直流モータの横断面図である。
【図２】本発明における小型直流モータを構成する回転子の縦断面図である。
【符号の説明】
１ ：小型直流モータ、
２ ： 内周面、
３ ： 永久磁石（固定子）、
４ ：ケーシング、
５ ：回転子、
６ ：回転軸、
７ ：軸受部、
８ ：軸受部、
９ ：ハウジング、
１０：開口部、
１１：蓋部材、
１２：コア、
１３：電機子巻線、
１４：電機子、
１５：整流子、
１６：ブラシ、
１７：入力端子、
２０：端子部材、
２１：保持体、
２２：整流子片
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用電装機器に用いる小型直流モータに関する。
具体的には、自動車用部品としてのパワーウィンドウや、ワイパーなどの自動車用電装機器に用いる小型直流モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
パワーウィンドウ、ワイパー、電動ミラー、サイドミラー、シートの移動装置などの自動車用電装機器には、自動車１台当たり数十個の小型直流モータが使用されている。
しかし、従来の小型直流モータの主要な導電部材にはＣｕが使用されており、自動車をスクラップ処理して鉄原の副材料としてリサイクル場合に以下のような問題点があった。
鉄原の副材料にＣｕが含まれていると、鉄原を溶かした溶鋼にＣｕ成分が混入し、できあがった鋼材の脆性が悪化するなど、鋼材の品質に悪影響を及ぼす。
そこで、従来は、例えば、パワーウィンドウの場合には、スクラップ前にドアを解体してモータを取り外したうえで金属の選別を行い、Ｃｕ成分を除去せざるを得ず、そのための金属選別装置が必要であった。
【０００３】
また、Ｃｕの比重は８．９であり、鉄の比重（７．８）と近似しているため、比重差による選別そのものが困難であった。
なお、モータの電機子コイルの材質に関する従来技術としては、例えば、特開昭５１−７９２０２号公報に、電機子コイルにアルミ線を用いたモータが開示されている。
しかし、この従来技術は、経済性および低慣性を目的として電機子コイル導体としてアルミ線を用いるものであり、鉄原の副材料としてのリサイクル性を目的とするものではないうえ、整流子片の材質については銅とアルミのクラッド材が用いられていたことが開示されているだけであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決し、自動車用電装機器に用いるリサイクル性に優れた小型直流モータを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転子に巻き付ける巻線および整流子片をＡｌ化することにより、自動車用電装機器に用いるリサイクル性に優れた小型直流モータを提供するものであり、その要旨は特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
【０００６】
（１）自動車用電装機器に用いる小型直流モータであって、回転子を構成する電機子に巻き付ける巻線および整流子片が、絶縁被覆処理を施したＡｌまたはＡｌ合金からなることを特徴とするリサイクル性に優れた小型直流モータ。
（２）前記電機子に巻き付ける巻線の線径が０．５〜０．８ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のリサイクル性に優れた小型直流モータ。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図１および図２を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明における小型直流モータの横断面図である。
図１において、小型直流モータ１は、内周面２に固定子３が取り付けられたケーシング４と、固定子３に対向してケーシング４の内部に配設された回転子５とを備えている。回転子５の回転軸６は、ケーシング４と蓋部材１１に設けられた軸受部７，８により回転自在に支持されている。
【０００８】
ケーシング４は、有底中空筒状に形成されたハウジング９と、ハウジング９の開口部１０に嵌合した蓋部材１１とを備えている。軸受部７，８は、ケーシング４の両端部にそれぞれ設けられている。一方の軸受部７はハウジング９に、他方の軸受部８は蓋部材１１に、それぞれ取り付けられている。
固定子としての一対の永久磁石３は、ハウジング９の内周面２の円筒状部に固着されて対向配置されており、例えば、ハードフェライトのような磁性材料によってアークセグメント状に形成されている。回転子５は、回転中心となる中心軸線Ｃの方向に延びる回転軸６と、回転軸６に取り付けられた電機子１４と、回転軸６に取り付けられた整流子１５とを備えている。電機子１４は、回転軸６に取り付けられたコア１２に、電線としての電機子巻線（巻線）１３がコイル状に巻回されて構成されている。コア１２は、永久磁石３の内周面に対して所定のギャップを介してその内方に配置されている。
【０００９】
蓋部材１１には、金属又はカーボン等の導体の材料により形成された複数組（例えば、４組）のブラシ１６が、整流子１５と摺動係合して駆動用電流を流すように設けられている。各ブラシ１６にそれぞれ電気的に接続された入力端子１７が、蓋部材１１に取り付けられている。各入力端子１７の各端部が、蓋部材１１から外方に突出して、電源（例えば、自動車のバッテリー）側の配線等に接続される。
電機子１４のコア１２に巻回された巻線１３を、端子部材２０を介して整流子片２２に電気的に接続している。
【００１０】
図２は、本発明における小型直流モータを構成する回転子の縦断面図である。図２において、回転軸６に取り付けられたコア１２に、電線としての電機子巻線１３がコイル状に巻き回されており、整流子１５は、回転軸６に取り付けられた絶縁性の保持体２１（図１参照）と、保持体２１の外面に取り付けられて保持される導電性の複数の整流子片２２とを備えている。
本発明においては、従来はＣｕで構成されていた上記電機子巻線１３および整流子片２２を、絶縁被覆処理を施したＡｌまたはＡｌ合金とすることにより、リサイクル性に優れた小型直流モータを実現できる。
【００１１】
Ａｌは、Ｃｕに比べて酸化されやすいため、鉄原の副原料にＡｌが含まれていても精錬の過程での成分調整が容易であるうえ、Ｃｕのように鋼材の脆性を悪化させることがないので、スクラップの段階で選別する必要がない。
例えば、パワーウィンドウ用モータの場合には、従来のようにドアを解体することなく、一体物としてリサイクル処理を行うことができる。
また、Ａｌの比重は、２．７であり、鉄に比べて著しく軽いので、比重による選別処理が容易であるうえ、モータの軽量化にも効果的である。
次に、Ａｌ巻線の特性について説明する。
一般に、直流小型モータにおける電圧と抵抗との関係式は下記（Ａ）式で表される。
ＶＤＣ＝ＩＲｌ＋ＩＲｍ＋ｋ１ΦＰＭＺｎ・・・（Ａ）
ここに、ＶＤＣ：直流電源の電圧、Ｉ：直流電流、Ｒｌ：リード線の抵抗、Ｒｍ：モータの抵抗、ｋ１：比例係数、ΦＰＭ：永久磁石が発生する磁束、Ｚ：巻線数、ｎ：モータの回転数
【００１２】
本発明の小型直流モータでは、上記（Ａ）式における直流抵抗（Ｒｌ、Ｒｍ）の影響より、速度起電力の方が支配的であり、直流抵抗分のＩＲｌ＋ＩＲｍは無視され、速度起電力の項ｋ１ΦＰＭＺｎを中心に考えることができるのでＣｕに比べて抵抗の大きいＡｌを用いても直流電源の電圧を大きくする必要がない。
また、直流小型モータにおけるトルクは下記（Ｂ）式で表されるので、ＺＩの値が同じであれば巻線の材質の影響はない。
Ｔ＝ｋ２ΦＰＭＺＩ・・・（Ｂ）
ここに、Ｔ：直流モータの発生するトルク、ｋ２：比例係数、ΦＰＭ：永久磁石が発生する磁束
また、巻線の線径は０．５〜０．８ｍｍが好ましい。０．５ｍｍ以下では、巻線に通じる電流値（Ｉ）が小さくなり過ぎ、０．８ｍｍを超えると巻線数線（Ｚ）が小さくなり過ぎるからである。
【００１３】
【実施例】
巻線および整流子片を下記の絶縁被覆処理を施したＡｌ線として、Ｃｕ線の場合と比較した結果を表１に示す。
＜Ａｌ線仕様＞
・サイズ：０．７ｍｍφ
・絶縁皮膜厚：３０μｍ
・ 仕上外形：０．７６ｍｍφ
【００１４】
【表１】
なお、本実施例の巻線は純Ａｌを用いたが、引張強度を向上させるなどの目的でＣｒその他の合金を添加したＡｌ合金としても本発明の効果は変わらない。
【００１５】
【発明の効果】
本発明により、自動車用電装機器に用いるリサイクル性に優れた小型直流モータを提供することができ、しかも、従来のＣｕ線を用いたモータに比べて回転数を著しく増加させることができるなど、産業上有用な著しい効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における小型直流モータの横断面図である。
【図２】本発明における小型直流モータを構成する回転子の縦断面図である。
【符号の説明】
１ ：小型直流モータ、
２ ： 内周面、
３ ： 永久磁石（固定子）、
４ ：ケーシング、
５ ：回転子、
６ ：回転軸、
７ ：軸受部、
８ ：軸受部、
９ ：ハウジング、
１０：開口部、
１１：蓋部材、
１２：コア、
１３：電機子巻線、
１４：電機子、
１５：整流子、
１６：ブラシ、
１７：入力端子、
２０：端子部材、
２１：保持体、
２２：整流子片
Claims (2)
- 自動車用電装機器に用いる小型直流モータであって、回転子を構成する電機子に巻き付ける巻線および整流子片が、絶縁被覆処理を施したＡｌまたはＡｌ合金からなることを特徴とするリサイクル性に優れた小型直流モータ。
- 前記電機子に巻き付ける巻線の線径が０．５〜０．８ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のリサイクル性に優れた小型直流モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002217751A JP2004064848A (ja) | 2002-07-26 | 2002-07-26 | リサイクル性に優れた小型直流モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002217751A JP2004064848A (ja) | 2002-07-26 | 2002-07-26 | リサイクル性に優れた小型直流モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004064848A true JP2004064848A (ja) | 2004-02-26 |
Family
ID=31939129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002217751A Pending JP2004064848A (ja) | 2002-07-26 | 2002-07-26 | リサイクル性に優れた小型直流モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004064848A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010075047A (ja) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Johnson Electric Sa | エンジン冷却システム及びそのモータ |
| CN105706338A (zh) * | 2013-11-18 | 2016-06-22 | 法雷奥电机设备公司 | 用于机动车辆的具有优化尺寸的低功率起动机 |
-
2002
- 2002-07-26 JP JP2002217751A patent/JP2004064848A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010075047A (ja) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Johnson Electric Sa | エンジン冷却システム及びそのモータ |
| CN105706338A (zh) * | 2013-11-18 | 2016-06-22 | 法雷奥电机设备公司 | 用于机动车辆的具有优化尺寸的低功率起动机 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040902 |
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| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20051213 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051220 |
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| A02 | Decision of refusal |
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