JP2009071961A - 直流モータ - Google Patents
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Abstract
【課題】軸直交平面よりなる摺接面に摺接する給電ブラシのがたつきを抑制することができる直流モータを提供する。
【解決手段】直流モータMは、軸直交平面よりなる摺接面31aを備え周方向に並設された複数のセグメント21を有する整流子14と、摺接面31aに先端面が摺接する給電ブラシ61と、給電ブラシ61を整流子14側に付勢する圧縮コイルばね62と、給電ブラシ61を保持するブラシホルダ4とを備えている。ブラシホルダ4に形成されたブラシ収容部51は、摺接面31a側に開口するとともに、整流子14の回転軸線L1に対して傾斜した方向に凹設されている。そして、給電ブラシ61は、ブラシ収容部51によって回転軸線L1に対して傾斜して保持されるとともに、圧縮コイルばね62によってブラシ収容部51の内側面の一部に押し付けられている。
【選択図】図1
【解決手段】直流モータMは、軸直交平面よりなる摺接面31aを備え周方向に並設された複数のセグメント21を有する整流子14と、摺接面31aに先端面が摺接する給電ブラシ61と、給電ブラシ61を整流子14側に付勢する圧縮コイルばね62と、給電ブラシ61を保持するブラシホルダ4とを備えている。ブラシホルダ4に形成されたブラシ収容部51は、摺接面31a側に開口するとともに、整流子14の回転軸線L1に対して傾斜した方向に凹設されている。そして、給電ブラシ61は、ブラシ収容部51によって回転軸線L1に対して傾斜して保持されるとともに、圧縮コイルばね62によってブラシ収容部51の内側面の一部に押し付けられている。
【選択図】図1
Description
本発明は、給電ブラシが摺接される整流子を備えた直流モータに関するものである。
特許文献1に記載されている直流モータの整流子は、軸直交平面よりなる摺接面を有する複数のセグメントを周方向に並設して構成されており、平板状をなしている。そして、前記摺接面には、ブラシホルダにて保持された給電ブラシの先端面が摺接している。給電ブラシは、軸方向に延びるとともに、板ばねによって摺接面に向かって付勢されている。この直流モータの駆動時には、給電ブラシ及び整流子を介して、電機子コアに巻装されたコイルに電流が供給され、電機子が回転される。特許文献1に記載の直流モータにおいては、このように平板状の整流子を採用することにより、径方向外側から給電ブラシが摺接される円筒状の整流子を備える場合に比べて直流モータの小型化が図られている。
特開2007−181275号公報
ところで、特許文献1に記載されている直流モータにおいては、給電ブラシは、板ばねによって摺接面に向けて軸方向に付勢されるとともに、その平坦な先端面が、軸方向と直交する平坦な摺接面に接触する。即ち、給電ブラシとセグメントとは、互いに平面で接触している。更に、給電ブラシが円滑に摺接面側へ移動できるように、ブラシホルダの内側面と給電ブラシの側面との間には若干の隙間が設けられるのが一般的である。そのため、整流子が周方向に回転されると、整流子の回転に伴って給電ブラシが振動し、給電ブラシとセグメントとの接触が不安定になるという問題があった。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、軸直交平面よりなる摺接面に摺接する給電ブラシのがたつきを抑制することができる直流モータを提供することにある。
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、軸直交平面よりなる摺接面を備え周方向に並設された複数のセグメントを有する整流子と、前記摺接面に先端面が摺接する給電ブラシと、前記給電ブラシを前記整流子側に付勢する付勢手段と、前記摺接面側に開口し前記給電ブラシ及び前記付勢手段が収容されるブラシ収容部を有するブラシホルダと、を備えた直流モータであって、前記ブラシ収容部は、前記整流子の回転軸線に対して傾斜した方向に凹設され、前記給電ブラシは、前記ブラシ収容部によって前記回転軸線に対して傾斜して保持されるとともに、前記付勢手段によって前記ブラシ収容部の内側面の一部に押し付けられることをその要旨としている。
同構成によれば、ブラシ収容部が、整流子の回転軸線に対して傾斜した方向に凹設されているため、該ブラシ収容部内に収容される給電ブラシは、該ブラシ収容部によって回転軸線に対して傾斜して保持される。そのため、給電ブラシは、付勢手段から給電ブラシに加えられる付勢力における摺接面と平行な方向の分力によってブラシ収容部の内側面の一部に押し付けられる。その結果、ブラシ収容部内で給電ブラシの位置が安定し易くなるため、軸直交平面よりなる摺接面に摺接する給電ブラシのがたつきを抑制することができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の直流モータにおいて、前記ブラシ収容部は、底面よりも開口部が内周側となるように凹設されるとともに、前記給電ブラシを介して周方向に対向し且つ径方向内側に向かうに連れて互いの周方向の距離が徐々に短くなる一対の内側面を備え、前記給電ブラシは、径方向内側に向かうほど周方向の幅が狭く形成されるとともに、周方向の両側の側面が前記一対の内側面にそれぞれ当接することをその要旨としている。
同構成によれば、ブラシ収容部は、底面よりも開口部が内周側となるように凹設されているため、該ブラシ収容部にて保持された給電ブラシに対し、付勢手段の付勢力における摺接面と平行な方向の分力は、該給電ブラシを径方向内側に押圧するように作用する。また、ブラシ収容部の一対の内側面は、給電ブラシを介して周方向に対向し且つ径方向内側に向かうに連れて互いの周方向の距離が徐々に短くなるように形成されるとともに、径方向内側に向かうほど周方向の幅が狭く形成された給電ブラシの周方向の両側の側面は、一対の前記内側面にそれぞれ当接している。従って、付勢手段の付勢力における摺接面と平行な方向の分力によって径方向内側に押圧されると、給電ブラシは、一対の内側面に押し付けられるようになる。その結果、給電ブラシの周方向の位置が安定するため、軸直交平面よりなる摺接面に摺接する給電ブラシのがたつきをより抑制することができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の直流モータにおいて、前記ブラシ収容部は、底面よりも開口部が前記整流子の回転方向の前方側となるように凹設され、前記給電ブラシは、前記付勢手段によって、前記ブラシ収容部の内側面における前記整流子の回転方向の前方側の部位に押し付けられることをその要旨としている。
同構成によれば、ブラシ収容部は、底面よりも開口部が整流子の回転方向の前方側となるように凹設されているため、該ブラシ収容部にて保持された給電ブラシに対し、付勢手段の付勢力における摺接面と平行な方向の分力は、該給電ブラシを整流子の回転方向の前方側に向かって押圧するように作用する。そして、整流子が回転した場合における摺接面と給電ブラシの先端面9との間の摩擦力も、該給電ブラシを整流子の回転方向の前方側に押圧するように作用する。従って、給電ブラシは、ブラシ収容部の内側面における整流子の回転方向の前方側の部位に押し付けられることによりブラシ収容部内で周方向の位置が安定するため、軸直交平面よりなる摺接面に摺接する給電ブラシのがたつきをより抑制することができる。
請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の直流モータにおいて、前記給電ブラシの後端面は、該給電ブラシの径方向内側の側面と鋭角をなし、前記付勢手段は、圧縮コイルばねであり、前記後端面から前記給電ブラシを付勢することをその要旨としている。
同構成によれば、給電ブラシの後端面と径方向内側の側面とが直角若しくは鈍角をなす場合に比べて、付勢手段の付勢力において給電ブラシを径方向内側に向けて押圧する方向の力が大きくなる。従って、摺接面に摺接する給電ブラシのがたつきを更に抑制することができる。
請求項5に記載の発明は、請求項3に記載の直流モータにおいて、前記給電ブラシの後端面は、該給電ブラシにおける前記整流子の回転方向の前方側の側面と鋭角をなし、前記付勢手段は、圧縮コイルばねであり、前記後端面から前記給電ブラシを付勢することをその要旨としている。
同構成によれば、給電ブラシの後端面と、同給電ブラシにおける前記整流子の回転方向の前方側の側面とが直角若しくは鈍角をなす場合に比べて、付勢手段の付勢力において給電ブラシを整流子の回転方向の前方側に向かって押圧する方向の力が大きくなる。従って、摺接面に摺接する給電ブラシのがたつきを更に抑制することができる。
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の直流モータにおいて、コイルが巻回される電機子コアを回転軸に固定してなる電機子と、前記電機子コアの外周に配置された永久磁石とを備え、前記ブラシホルダの一部は、前記電機子コアよりも外周側に配置され、前記永久磁石と軸方向に並ぶことをその要旨としている。
同構成によれば、ブラシホルダは、その一部が電機子コアよりも外周に配置されるとともに永久磁石と軸方向に並ぶように形成されている。このように、ブラシホルダの一部を、直流モータにおいて永久磁石が配置されていない空間に配置することにより、ブラシホルダにてより大きな給電ブラシを保持することが可能となる。その結果、給電ブラシの寿命を長くすることができ、ひいては直流モータの長寿命化を図ることができる。
請求項7に記載の発明は、請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載の直流モータにおいて、有底筒状をなし、内周面に永久磁石が固着されるとともに、底部に電機子の回転軸を軸支する第1の軸受が設けられたモータハウジングを備え、前記ブラシホルダは、前記モータハウジングの開口部に配置され、その径方向中央部に前記第1の軸受とともに前記回転軸を軸支する第2の軸受を保持していることをその要旨としている。
同構成によれば、ブラシホルダは、電機子の回転軸を軸支する2つの軸受のうち一方の第2の軸受を保持している。従って、第2の軸受を保持するための部材(エンドフレーム等)を省略することができ、部品点数の低減を図ることができる。また、ブラシホルダにて軸受を保持するため、回転軸線に対する給電ブラシの位置決めを精度良く且つ容易に行うことができる。
本発明によれば、軸直交平面よりなる摺接面に摺接する給電ブラシのがたつきを抑制可能な直流モータを提供することができる。
(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図面に従って説明する。
図1は、本実施形態の直流モータMを示す。有底円筒状のモータハウジング1の内周面には、6磁極を構成する永久磁石2が固着されるとともに、同モータハウジング1の底部中央には、軸受3aが固定されている。また、モータハウジング1の開口部側の端部から径方向外側に向かってフランジ部1aが延設されるとともに、モータハウジング1の開口部は、円環状のブラシホルダ4にて略閉塞されている。ブラシホルダ4の外径は、フランジ部1aの外径と等しく形成されるとともに、ブラシホルダ4における外周側の部位は永久磁石2と軸方向に並んでいる。また、該ブラシホルダ4の径方向の中央部に設けられた貫通孔4aの内周面には、前記軸受3aと対をなす軸受3bが固定されている。
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図面に従って説明する。
図1は、本実施形態の直流モータMを示す。有底円筒状のモータハウジング1の内周面には、6磁極を構成する永久磁石2が固着されるとともに、同モータハウジング1の底部中央には、軸受3aが固定されている。また、モータハウジング1の開口部側の端部から径方向外側に向かってフランジ部1aが延設されるとともに、モータハウジング1の開口部は、円環状のブラシホルダ4にて略閉塞されている。ブラシホルダ4の外径は、フランジ部1aの外径と等しく形成されるとともに、ブラシホルダ4における外周側の部位は永久磁石2と軸方向に並んでいる。また、該ブラシホルダ4の径方向の中央部に設けられた貫通孔4aの内周面には、前記軸受3aと対をなす軸受3bが固定されている。
前記モータハウジング1及び前記ブラシホルダ4にて囲まれた空間内には、電機子11が回転可能に収容されている。電機子11を構成する回転軸12は、前記一対の軸受3a,3bによってその両端部が軸支されるとともに、該回転軸12には、同じく電機子11を構成する電機子コア13及び整流子14が固定されている。
図2に示すように、電機子コア13は、放射状に延びる8個のティース13a〜13hの内周側の端部を周方向に連結してなるとともに、各ティース13a〜13hには、それぞれコイル15a〜15hが集中巻きにて巻回されている。そして、各コイル15a〜15hの端部は、電機子コア13の下方(図1においてブラシホルダ4側)に引き出されている。
また、図1に示すように、前記整流子14は、前記回転軸12において前記電機子コア13と前記ブラシホルダ4との間の部位に固定されている。図3(a)に示すように、整流子14は、周方向に並設される24個のセグメント21と、所定のセグメント21同士を短絡して同電位とする短絡部材22と、これらセグメント21及び短絡部材22を保持する保持部23とから構成されている。
図4に示すように、24個のセグメント21は、周方向に隣り合うセグメント21間に間隔を空けて、放射状に、且つ周方向に等角度間隔に配置されている。24個のセグメント21は、軸方向(図4における紙面垂直方向)から見ると、内周側の端部から外周側の端部に向かうに連れて徐々に周方向の幅が広くなる略扇形状をなすとともに、隣り合うセグメント21間の間隔の幅は径方向に一定となっている。
各セグメント21のセグメント本体31は、軸方向から見た形状が略扇形状をなす板状をなすとともに、セグメント本体31の図3(a)における下面は、平坦な摺接面31aとなっている。また、図5(b)に示すように、セグメント本体31の径方向外側の端面には、径方向外側に向かって延びる一対の接続ピン32a,32bが形成されるとともに、これら接続ピン32a,32bによって該接続ピン32a,32b間に接続溝32cが形成されている。接続溝32cの深さ(径方向の深さ)は、前記コイル15a〜15h(図2参照)を構成する導線の直径よりもやや深くなっている。
また、セグメント本体31の上面31bにおける外周寄りの部位には、該上面31bから上方(摺接面31aと反対側)へ向かって突出した外周側接続部33が設けられている。外周側接続部33は、セグメント本体31の上面31b上に設けられた略直方体状の接続部本体33aと、該接続部本体33aの先端上面の中央部から軸方向に突出した接続凸部33bとから構成されている。尚、接続部本体33aの先端上面は、前記摺接面31aと平行をなす平坦な外周側接続面33cとなっている。更に、セグメント本体31の内周側の端部には、図3(a)においてやや上方へ延びた後、径方向内側に向かって前記摺接面31aと平行に延びる内周側接続部34が一体に形成されている。この内周側接続部34において、摺接面31aと平行に延びる部位は、図5(b)に示すように、軸方向から見ると、径方向内側に向かうに連れて徐々に幅が狭くなる台形状をなしており、この部位の図5(b)における上面は、前記摺接面31aと平行な内周側接続面34aとなっている。そして、24個のセグメント21は、摺接面31aがそれぞれ同一平面上に配置されるように、且つ、前記外周側接続面33c及び内周側接続面34aがそれぞれ同一平面上に配置されるように、周方向に並んで配置されている。
図5(a)に示すように、前記短絡部材22は、1つの短絡構成部材群41から構成されるとともに、短絡構成部材群41は、周方向に配置される8個の第1短絡片42と、これら第1短絡片42間に配置される8個の第2短絡片43とから構成されている。
導電性を有する各第1短絡片42は、平板状をなすとともに、前記セグメント21の外周側接続面33c(図5(b)参照)上に配置される第1外周側端末42aと、該第1外周側端末42aよりも内周側に配置され前記内周側接続面34a上に配置される第1内周側端末42bと、第1外周側端末42a及び第1内周側端末42bを連結する第1連結部42cとから構成されている。
第1外周側端末42aは、略長方形の板状をなす当接部42dと、該当接部42dの周方向の一側(図5(a)においては当接部42dの時計方向側)で当接部42dと直角をなすように立設された溶接部42eとから構成されている。また、前記第1内周側端末42bは、前記セグメント21の内周側接続面34a(図5(b)参照)と同様の扇形状の板状をなしている。そして、第1連結部42cは、周方向に互いに120°離れた位置にある第1外周側端末42aと第1内周側端末42bとを連結するように延びるとともに、インボリュート曲線に沿った湾曲形状をなしている。尚、本実施形態では、整流子14を軸方向に沿って短絡部材22側から見た場合(即ち図3(a)における上方から見た場合であって図5(a)に示す状態)、第1外周側端末42aに対して第1内周側端末42bは、時計方向に120°ずれた位置にある。そして、上記のような8個の第1短絡片42は、第1外周側端末42a及び第1内周側端末42bがそれぞれ周方向に等角度間隔(本実施形態では45°間隔)となるように周方向に並んで配置されている。
導電性を有する各第2短絡片43は、平板状をなすとともに、前記セグメント21の外周側接続面33c(図5(b)参照)上に配置される第2外周側端末43aと、該第2外周側端末43aよりも内周側に配置され前記内周側接続面34a上に配置される第2内周側端末43bと、第2外周側端末43a及び第2内周側端末43bを連結する第2連結部43cとから構成されている。
第2外周側端末43aは、略長方形の板状をなす当接部43dと、該当接部43dの周方向の他側(図5(a)においては当接部43dの反時計方向側)で当接部43dと直角をなすように立設された溶接部43eとから構成されている。また、前記第2内周側端末43bは、前記セグメント21の内周側接続面34a(図5(b)参照)と同様の扇形状の板状をなしている。そして、第2連結部43cは、周方向に互いに120°離れた位置にある第2外周側端末43aと第2内周側端末43bとを連結するように延びるとともに、インボリュート曲線に沿った湾曲形状をなしている。尚、本実施形態では、整流子14を軸方向に沿って短絡部材22側から見た場合(即ち図3()aにおける上方から見た場合であって図5(b)に示す状態)、第2外周側端末43aに対して第2内周側端末43bは、時計方向に120°ずれた位置にある。そして、上記のような8個の第2短絡片43は、第2外周側端末43a及び第2内周側端末43bがそれぞれ周方向に等角度間隔(本実施形態では45°間隔)となるように周方向に並んで配置されている。また、各第2短絡片43は、その第2外周側端末43aと該第2外周側端末43aの溶接部43e側で周方向に隣り合う第1外周側端末42aとが15°間隔となる位置、且つ、その第2外周側端末43aと該第2外周側端末43aの当接部43d側で周方向に隣り合う第1外周側端末42aとが30°間隔となる位置に配置されている。
図3(a)及び図3(b)に示すように、上記のような短絡構成部材群41、即ち短絡部材22は、周方向に配置されたセグメント21に対し、摺接面31aと平行に配置されている。詳述すると、図5(a)及び図5(b)に示すように、8個の第1短絡片42は、その第1外周側端末42aが2つ置きのセグメント21に設けられた接続部本体33aの外周側接続面33c上に配置される。そして、各第1短絡片42の第1内周側端末42bは、同第1短絡片42の第1外周側端末42aが配置されたセグメント21から周方向に所定角度(本実施形態では120°)ずれた位置にあるセグメント21に設けられた内周側接続部34の内周側接続面34a上に配置される。一方、8個の第2短絡片43は、その第2外周側端末43aが、前記第1外周側端末42aが配置されたセグメント21の隣のセグメント21に設けられた接続部本体33aの外周側接続面33c上に配置される。尚、第2外周側端末43aは、第1外周側端末42aが配置されたセグメント21の両隣の2つのセグメント21のうち、第1外周側端末42aの溶接部42e側のセグメント21の外周側接続面33c上に配置される。そして、各第2短絡片43における第2内周側端末43bは、同第2短絡片43の第2外周側端末43aが配置されたセグメント21から周方向に所定角度(本実施形態では120°)ずれた位置にあるセグメント21に設けられた内周側接続部34の内周側接続面34a上に配置される。
このように24個のセグメント21に対して短絡部材22が配置された状態では、図3(a)及び図3(b)に示すように、第1及び第2外周側端末42a,43aの当接部42d,43dがそれぞれ外周側接続部33の接続凸部33bの径方向内側の面に当接するとともに、互いに当接した溶接部42e,43e及び接続凸部33bは、溶着されて電気的に接続されている。そして、周方向に配置された24個のセグメント21に対し短絡部材22が電気的に接続されると、該短絡部材22によって、120°毎のセグメント21が短絡されて同電位とされる。
図3(a)に示すように、略円板状をなす前記保持部23は、絶縁性の合成樹脂材料よりなり、前記セグメント21の一部及び前記短絡部材22の全部を埋設させることにより、セグメント21及び短絡部材22を一体化して保持している。保持部23を構成する保持部本体23aは、円板状をなすとともに、その外径は、周方向に配置された24個のセグメント21の外周側接続部33の径方向外側の面を通る円と等しく形成されている。また、保持部本体23aの外径は、前記電機子コア13の外径よりも大きく、且つモータハウジング1の内径よりも小さい値に設定されている(図1参照)。また、保持部本体23aの径方向中央部には、板厚方向に貫通する圧入孔23bが形成されるとともに、該圧入孔23bの直径は、前記回転軸12(図1参照)の外径と等しいか若干小さく形成されている。そして、圧入孔23bの一端開口部(図3(a)における上端開口部)の周縁部には、該圧入孔23bを軸方向に延長するように円筒状のボス部23cが保持部本体23aと一体に設けられている。また、保持部本体23aにおけるボス部23cが設けられた側と反対側の面は、セグメント21の摺接面31aと面一に形成されている。
そして、保持部23は、24個の摺接面31aが同一平面内に配置されるようにこれらセグメント21の一部を埋設させて保持している。また、保持部23は、周方向に隣り合うセグメント21同士が非接触となるように、これらセグメント21を保持している。更に、保持部本体23aを構成する絶縁性の合成樹脂材料は、第1及び第2連結部42c,43cとセグメント本体31との間に充填されており、これにより、セグメント本体31と第1及び第2連結部42c,43cとの絶縁状態が確保されている。また更に、保持部23を構成する絶縁性の合成樹脂材料は、周方向に隣り合う第1及び第2連結部42c,43c間にも充填されており、これにより、周方向に隣り合う第1及び第2連結部42c,43c同士の短絡が防止されている。
上記のように構成された整流子14は、図2に示すように、セグメント21が電機子コア13と反対側を向いた状態で圧入孔23bに回転軸12が圧入されることにより、回転軸12に対して一体回転可能に固定されている。そして、整流子14の所定のセグメント21には、対応する前記コイル15a〜15hの端部が接続されている。ここで、図6に、本実施形態の直流モータMの結線図を示す。尚、本実施形態では、ティース13aとティース13hとの間に配置されたセグメント21のセグメント番号を「1」とし、そこから時計方向(整流子14をセグメント21側から見た場合における反時計方向)に「24」までセグメント番号を付すことにする。図6に示すように、周方向に隣り合って対をなす8対のセグメント21に、対応するコイル15a〜15hの端部が接続されている。因みに、周方向に隣り合って対をなすセグメント21のうち一方のセグメント21には短絡部材22の第1外周側端末42aが配置されるとともに、他方のセグメント21には第2外周側端末43aが配置されている(図5(a)参照)。そして、8対のセグメント21間には、コイル15a〜15hの端部が接続されないセグメント21が1つずつ配置されている。本実施形態では、周方向に隣り合って対をなすセグメント番号「2」,「3」のセグメント21には、コイル15aの一端と他端がそれぞれ接続されている。そして、セグメント番号「4」のセグメント21には、何れのコイル15a〜15hの端部も接続されず、周方向に隣り合って対をなすセグメント番号「5」,「6」のセグメント21にコイル15bの一端と他端がそれぞれ接続されている。同様に、セグメント番号「4」から2つ置きのセグメント番号「7」,「10」,「13」,「16」,「19」,「22」,「1」のセグメント21には、何れのコイル15a〜15hの端部も接続されていない。そして、セグメント番号「11」,「12」のセグメント21にコイル15dの一端と他端がそれぞれ接続されており、セグメント番号「14」,「15」のセグメント21にコイル15eの一端と他端がそれぞれ接続されており、セグメント番号「17」,「18」のセグメント21にコイル15fの一端と他端がそれぞれ接続されている。更に、セグメント番号「20」,「21」のセグメント21にコイル15gの一端と他端がそれぞれ接続されており、セグメント番号「23」,「24」のセグメント21にコイル15hの一端と他端がそれぞれ接続されている。
尚、図2に示すように、セグメント21に接続されるコイル15a〜15hの端部は、それぞれ対応するセグメント21に形成された接続溝32c内に配置された状態で径方向外側から溶接が施されることにより、対応するセグメント21に電気的に接続される。そして、図1に示すように、電機子11がモータハウジング1内に配置された状態においては、各セグメント21の摺接面31aは、電機子11の回転軸線L1と直交するとともにブラシホルダ4の上面と対向される。また、同状態においては、前記ブラシホルダ4の周縁部は、電機子コア13よりも外周側に配置されている。
前記ブラシホルダ4における前記貫通孔4aの外周側の位置には、周方向に180°間隔を空けて2つのブラシ収容部51が凹設されている。各ブラシ収容部51は、ブラシホルダ4において整流子14の摺接面31aと対向する上面から下面に向かって凹設されるとともに、電機子11の回転軸線L1(即ち整流子14の回転軸線)に対して傾斜している。そして、各ブラシ収容部51は、ブラシホルダ4を軸方向から見ると径方向に沿って延びるとともに、その開口部51aから底面51bに向かうに連れて徐々に径方向外側に向かうように形成されており、底面51bよりも開口部51aが内周側に位置している。また、図8に示すように、各ブラシ収容部51は、凹設方向と直交する方向の断面形状が、外周側から内周側に向かうに連れて徐々に周方向の幅が狭くなる台形状をなしている。そして、ブラシ収容部51の周方向の両側の周方向内側面51c,51dは、平面状をなすとともに、径方向外側の端部から径方向内側の端部に向かうに連れて互いの距離が徐々に短くなるように形成されている。また、ブラシ収容部51の径方向内側の内周内側面51e及び径方向外側の外周内側面51fは、何れも平面状をなすとともに、互いに平行に形成されている。そして、図7に示すように、ブラシ収容部51の底面51bは、該ブラシ収容部51の延びる方向と直交する平面状に形成されており、周方向内側面51c,51d、内周内側面51e及び外周内側面51f(図8参照)と直角をなしている。
各ブラシ収容部51内には、外部の電源装置(図示略)に電気的に接続される給電ブラシ61がそれぞれ収容されている。図8に示すように、各給電ブラシ61は、ブラシ収容部51に対応した略四角柱状をなし、その長手方向と直交する方向の断面形状が、径方向内側に向かうに連れて周方向の幅が徐々に狭くなる台形状をなしている。そして、ブラシ収容部51内に収容された給電ブラシ61において、周方向の両側となる2つの周方向側面61a,61bは、平面状をなすとともに、径方向外側の端部から径方向内側の端部に向かうに連れて互いの距離が徐々に短くなるように形成されている。これら周方向側面61a,61bは、それぞれが対向するブラシ収容部51の周方向内側面51c,51dにそれぞれ当接している。また、給電ブラシ61において径方向内側の側面である内周側面61c及び径方向外側の側面である外周側面61dは、何れも平面状をなすとともに、互いに平行に形成されている。そして、内周側面61cは、ブラシ収容部51の内周内側面51eと平行をなし、互いの間に若干の隙間を有して該内周内側面51eと対向するとともに、外周側面61dは、ブラシ収容部51の外周内側面51fと平行をなし、互いの間に若干の隙間を有して該外周内側面51fと対向している。また、図7に示すように、給電ブラシ61の後端面61eは、平面状に形成され、周方向側面61a,61b、内周側面61c及び外周側面61d(図8参照)と直角をなすとともに、ブラシ収容部51の底面51bと平行をなしている。そして、給電ブラシ61の先端面61fは、平面状をなし、周方向側面61a,61bと直角をなすとともに、内周側面61cと鋭角をなし、更に外周側面61dと鈍角をなしている。更に、図1に示すように、給電ブラシ61の先端面61fは、給電ブラシ61がブラシ収容部51内に収容された状態において、電機子11の回転軸線L1と直交する。尚、給電ブラシ61はブラシ収容部51にて傾斜して保持されているため、先端面61fの面積は、後端面61eの面積よりも大きい。
また、各ブラシ収容部51内には、底面51bと給電ブラシ61の後端面61eとの間に付勢手段としての圧縮コイルばね62がそれぞれ収容されている。各給電ブラシ61は、この圧縮コイルばね62によって、ブラシ収容部51の開口部側、即ち整流子14側に向けて付勢されている。ここで、各ブラシ収容部51は、その開口部51aから底面51bに向かうに連れて徐々に径方向外側に向かうように形成されており、電機子11の回転軸線L1に対して傾斜している。更に、給電ブラシ61の後端面61eとブラシ収容部51の底面51bとは平行をなしているため、圧縮コイルばね62から給電ブラシ61に加えられる付勢力F1を軸方向の分力F1aと径方向の分力F1bとに分解すると図7に示すようになる。そして、給電ブラシ61は、軸方向の分力F1aによって整流子14側へ押圧されるとともに、径方向の分力F1bによってブラシ収容部51の内周内側面51eに押し付けられる。これにより、給電ブラシ61の周方向の両側の周方向側面61a,61bが、径方向の分力F1bによって、径方向外側の端部から径方向内側の端部に向かうに連れて互いの距離が徐々に短くなるように形成された周方向内側面51c,51dにそれぞれ押し付けられ、給電ブラシ61はブラシ収容部51内で安定して保持される。
図1に示すように、上記のように構成された直流モータMでは、外部の電源装置(図示略)から給電ブラシ61及び整流子14を介してコイル15a〜15hに選択的に電流が供給されると、電機子11が回転される。そして、電機子11の回転により整流子14が回転するため、給電ブラシ61に摺接されるセグメント21が順次切り替わり、電流が供給されるコイルが切り替えられていく。
このとき、図7及び図8に示すように、各給電ブラシ61は、その周方向の両側の周方向側面61a,61bがブラシ収容部51の周方向内側面51c,51dにそれぞれ当接するとともに、圧縮コイルばね62の付勢力F1の一部によって、ブラシ収容部内で径方向内側に押し付けられている。そのため、各給電ブラシ61は、その先端面61fが摺接面31aに当接した状態で整流子14が回転された場合に、ブラシ収容部51内でがたつくことが抑制されている。
上記したように、本第1実施形態によれば、以下の作用効果を有する。
(1)ブラシ収容部51が、電機子11の回転軸線L1(即ち整流子14の回転軸線)に対して傾斜した方向に凹設されているため、該ブラシ収容部51内に収容される給電ブラシ61は、該ブラシ収容部51によって回転軸線L1に対して傾斜して保持される。そのため、給電ブラシ61は、圧縮コイルばね62から給電ブラシ61に加えられる付勢力F1における径方向の分力F1bによってブラシ収容部51の周方向内側面51c,51dに押し付けられる。その結果、ブラシ収容部51内で給電ブラシ61の位置が安定し易くなるため、軸直交平面よりなる摺接面31aに摺接する給電ブラシ61のがたつきを抑制することができる。
(1)ブラシ収容部51が、電機子11の回転軸線L1(即ち整流子14の回転軸線)に対して傾斜した方向に凹設されているため、該ブラシ収容部51内に収容される給電ブラシ61は、該ブラシ収容部51によって回転軸線L1に対して傾斜して保持される。そのため、給電ブラシ61は、圧縮コイルばね62から給電ブラシ61に加えられる付勢力F1における径方向の分力F1bによってブラシ収容部51の周方向内側面51c,51dに押し付けられる。その結果、ブラシ収容部51内で給電ブラシ61の位置が安定し易くなるため、軸直交平面よりなる摺接面31aに摺接する給電ブラシ61のがたつきを抑制することができる。
(2)ブラシ収容部51は、底面51bよりも開口部51aが内周側となるように凹設されているため、該ブラシ収容部51にて保持された給電ブラシ61に対し、圧縮コイルばね62の付勢力F1における径方向の分力F1bは、該給電ブラシ61を径方向内側に押圧するように作用する。また、ブラシ収容部51の一対の周方向内側面51c,51dは、給電ブラシ61を介して周方向に対向し且つ径方向内側に向かうに連れて互いの周方向の距離が徐々に短くなるように形成されるとともに、外周側から内周側に向かうに連れて周方向の幅が狭く形成された給電ブラシ61の周方向の両側の周方向側面61a,61bは、前記周方向内側面51c,51dにそれぞれ当接している。従って、圧縮コイルばね62の付勢力F1における径方向の分力F1bによって径方向内側に押圧されると、給電ブラシ61は、周方向内側面51c,51dに押し付けられるようになる。その結果、給電ブラシ61の周方向の位置が安定するため、摺接面31aに摺接する給電ブラシ61のがたつきをより抑制することができる。
(3)ブラシホルダ4は、その周縁部が電機子コア13よりも外周に配置されるとともに、その外周側の一部が永久磁石2と軸方向に並んでいる。このように、ブラシホルダ4の外周部を、直流モータMにおいて永久磁石2が配置されていない空間に配置することにより、ブラシホルダ4にてより大きな給電ブラシ61を保持することが可能となる。その結果、給電ブラシ61の寿命を長くすることができ、ひいては直流モータMの長寿命化を図ることができる。
(4)ブラシホルダ4は、電機子11の回転軸12を軸支する2つの軸受3a,3bのうち一方の軸受3bを保持している。従って、軸受3bを保持するための部材(エンドフレーム等)を省略することができ、部品点数の低減を図ることができる。また、ブラシホルダ4にて軸受3aを保持するため、回転軸線L1に対する給電ブラシ61の位置決めを精度良く且つ容易に行うことができる。
(5)給電ブラシ61は、ブラシホルダ4によって電機子11の回転軸線L1に対して傾斜した状態で保持されている。このように、給電ブラシ61が傾斜されると、同給電ブラシ61を軸方向に沿って配置した場合に比べて、先端面61fの面積が大きくなる。従って、給電ブラシ61を軸方向に沿って配置した場合に比べて、整流時の先端面61fにおける電流密度を低くすることができる。その結果、給電ブラシ61が磨耗する速度を小さくすることができ、給電ブラシ61の寿命を長くすることができる。
(第2実施形態)
以下、本発明を具体化した第2実施形態を図面に従って説明する。
図9(a)に示すブラシホルダ81は、上記第1実施形態のブラシホルダ4に替えて直流モータMに備えられるものである(図1参照)。尚、本第2実施形態において、上記第1実施形態と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
以下、本発明を具体化した第2実施形態を図面に従って説明する。
図9(a)に示すブラシホルダ81は、上記第1実施形態のブラシホルダ4に替えて直流モータMに備えられるものである(図1参照)。尚、本第2実施形態において、上記第1実施形態と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
図9(a)に示すように、円環状のブラシホルダ81には、貫通孔4aの外周側の位置に、周方向に180°間隔を空けて2つのブラシ収容部82が凹設されている。各ブラシ収容部82は、ブラシホルダ81において整流子14の摺接面31a(図11参照)と対向する上面から下面に向かって凹設されるとともに、電機子11の回転軸線L1に対して傾斜している。また、各ブラシ収容部82は、ブラシホルダ81を軸方向から見ると径方向と直交する方向に沿って延びるとともに、その開口部82aと底面82bとは、径方向と直交する方向に沿って互いにずれた位置にある。本実施形態では、ブラシ収容部82は、直流モータM駆動時の整流子14の回転方向に応じてその傾斜の方向が設定されており、整流子14の回転方向の前方側に開口部82aが配置され、整流子14の回転方向の後方側に底面82bが配置されるように凹設されている。
また、図9(b)に示すように、各ブラシ収容部82は、凹設方向と直交する方向の断面形状が外周側から内周側に向かうに連れて徐々に周方向の幅が狭くなる台形状をなしている。そして、ブラシ収容部82の周方向の両側の周方向内側面82c,82dは、平面状をなすとともに、径方向外側の端部から径方向内側の端部に向かうに連れて互いの距離が徐々に短くなるように形成されている。また、ブラシ収容部82の径方向内側の内周内側面82e及び径方向外側の外周内側面82fは、何れも平面状をなすとともに、互いに平行に形成されている。そして、図11に示すように、ブラシ収容部82の底面82bは、各ブラシ収容部82の延びる方向と直交するように形成されており、周方向内側面82c,82d、内周内側面82e及び外周内側面82f(図9(b)参照)と直角をなしている。
各ブラシ収容部82内には、外部の電源装置(図示略)に電気的に接続される給電ブラシ91がそれぞれ収容されている。図9(b)及び図10に示すように、各給電ブラシ91は、略四角柱状をなし、その長手方向と直交する方向の断面形状が、ブラシ収容部82に対応した台形状をなしている。そして、ブラシ収容部82内に収容された給電ブラシ91において、周方向の両側となる2つの周方向側面91a,91bは、平面状をなすとともに、径方向外側の端部から径方向内側の端部に向かうに連れて互いの距離が徐々に短くなるように形成されている。これら周方向側面91a,91bは、それぞれが対向するブラシ収容部82の周方向内側面82c,82dにそれぞれ当接している。また、給電ブラシ91において径方向内側の側面である内周側面91c及び径方向外側の側面である外周側面91dは、何れも平面状をなすとともに、互いに平行に形成されている。そして、内周側面91cは、ブラシ収容部82の内周内側面82eと平行をなし、互いの間に若干の隙間を有して該内周内側面82eと対向するとともに、外周側面91dは、ブラシ収容部82の外周内側面82fと平行をなし、互いの間に若干の隙間を有して該外周内側面82fと対向している。また、図11に示すように、給電ブラシ91の後端面91eは、平面状に形成され、周方向側面91a,91b、内周側面91c及び外周側面91d(図9(b)参照)と直角をなすとともに、ブラシ収容部82の底面82bと平行をなしている。更に、給電ブラシ91の先端面91fは、平面状をなし、内周側面91c及び外周側面61dと直角をなすとともに、周方向側面91aと鋭角をなし、更に周方向側面91bと鈍角をなしている(図9(b)参照)。そして、給電ブラシ91の先端面91fは、給電ブラシ91がブラシ収容部82内に収容された状態において、電機子11の回転軸線L1(図9(a))参照)と直交する。尚、給電ブラシ91はブラシ収容部82にて電機子11の回転軸線L1に対して傾斜して保持されているため、先端面91fの面積は、後端面91eの面積よりも大きい。
また、各ブラシ収容部82内には、底面82bと給電ブラシ91の後端面91eとの間に付勢手段としての圧縮コイルばね92がそれぞれ収容されている。各給電ブラシ91は、この圧縮コイルばね92によって、ブラシ収容部82の開口部側、即ち整流子14側に向けて付勢されている。ここで、各ブラシ収容部82は、電機子11の回転軸線L1に対して傾斜するように、軸方向から見て径方向と直交する方向に沿って凹設されている。更に、給電ブラシ91の後端面91eとブラシ収容部82の底面82bとは平行をなしているため、圧縮コイルばね92から給電ブラシ91に加えられる付勢力F2を軸方向の分力F2aと周方向(径方向と直交する方向)の分力F2bとに分解すると図11に示すようになる。そして、給電ブラシ91は、軸方向の分力F2aによって整流子14側へ押圧されるとともに、周方向の分力F2bによってブラシ収容部82の周方向内側面82cに押し付けられる。
上記のブラシホルダ81を備えた直流モータMでは、外部の電源装置(図示略)から給電ブラシ91及び整流子14を介してコイル15a〜15hに選択的に電流が供給されると、電機子11が回転される。そして、電機子11の回転により整流子14が回転するため、給電ブラシ91に摺接されるセグメント21が順次切り替わり、電流が供給されるコイルが切り替えられていく。
このとき、各給電ブラシ91は、その周方向の両側の周方向側面91a,91bがブラシ収容部82の周方向内側面82c,82dにそれぞれ当接するとともに、圧縮コイルばね92の付勢力における周方向の分力F2bによって、該給電ブラシ91における整流子14の回転方向前方側の周方向側面91aが、整流子14の回転方向前方側となる周方向内側面82cに押し付けられている。更に、ブラシ収容部82は、整流子14の回転方向の前方側に開口部82aが配置され、整流子14の回転方向の後方側に底面82bが配置されるように凹設されているため、整流子14が回転されると、摺接面31aと給電ブラシ91の先端面91fとの間の摩擦力によって整流子14の回転方向前方側となる周方向内側面82cに押し付けられる。これらのことから、各給電ブラシ91は、その先端面91fが摺接面31aに当接した状態で整流子14が回転された場合に、ブラシ収容部82内でがたつくことが抑制されている。
上記したように、本第2実施形態によれば、上記第1実施形態の(3)乃至(5)と同様の作用効果に加えて、以下の作用効果を有する。
(1)ブラシ収容部82が、電機子11の回転軸線L1(即ち整流子14の回転軸線)に対して傾斜した方向に凹設されているため、該ブラシ収容部82内に収容される給電ブラシ91は、該ブラシ収容部82によって回転軸線L1に対して傾斜して保持される。そのため、給電ブラシ91は、圧縮コイルばね92から給電ブラシ91に加えられる付勢力F2における周方向の分力F2bによってブラシ収容部82の周方向内側面82cに押し付けられる。その結果、ブラシ収容部82内で給電ブラシ91の位置が安定し易くなるため、軸直交平面よりなる摺接面31aに摺接する給電ブラシ91のがたつきを抑制することができる。
(1)ブラシ収容部82が、電機子11の回転軸線L1(即ち整流子14の回転軸線)に対して傾斜した方向に凹設されているため、該ブラシ収容部82内に収容される給電ブラシ91は、該ブラシ収容部82によって回転軸線L1に対して傾斜して保持される。そのため、給電ブラシ91は、圧縮コイルばね92から給電ブラシ91に加えられる付勢力F2における周方向の分力F2bによってブラシ収容部82の周方向内側面82cに押し付けられる。その結果、ブラシ収容部82内で給電ブラシ91の位置が安定し易くなるため、軸直交平面よりなる摺接面31aに摺接する給電ブラシ91のがたつきを抑制することができる。
(2)ブラシ収容部82は、底面82bよりも開口部82aが整流子14の回転方向の前方側となるように凹設されているため、該ブラシ収容部82にて保持された給電ブラシ91に対し、圧縮コイルばね92の付勢力F2における周方向の分力F2bは、該給電ブラシ91を整流子14の回転方向の前方側に向かって押圧するように作用する。そして、整流子14が回転した場合における摺接面31aと給電ブラシ91の先端面91fとの間の摩擦力も、該給電ブラシ91を整流子14の回転方向の前方側に押圧するように作用する。従って、給電ブラシ91は、ブラシ収容部82の内側面において整流子14の回転方向の前方側となる周方向内側面82cに押し付けられることによりブラシ収容部82内で周方向の位置が安定するため、摺接面31aに摺接する給電ブラシ91のがたつきをより抑制することができる。
(3)給電ブラシ91は、ブラシホルダ81によって電機子11の回転軸線L1に対して傾斜した状態で保持されている。このように、給電ブラシ91が傾斜されると、同給電ブラシ91を軸方向に沿って配置した場合に比べて、直流モータMにおいて給電ブラシ91を収容するためのスペースの軸方向の幅が短くなる。また、ブラシ収容部82は、底面82bよりも開口部82aが整流子14の回転方向の前方側となるように凹設されているため、該ブラシ収容部82にて保持された給電ブラシ91は、軸方向から見て整流子14の外周にはみ出し難い(図10参照)。これらのことから、直流モータMの径方向の大型化を抑制しつつ該直流モータMの軸方向の小型化を図ることができる。
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態では、モータハウジング1の開口部は、ブラシホルダ4若しくはブラシホルダ81にて略閉塞されている。しかしながら、モータハウジング1の開口部は、板状のエンドフレームにて閉塞されるものであってもよい。この場合、軸受3bは、エンドフレームに固定されてもよい。
・上記各実施形態では、モータハウジング1の開口部は、ブラシホルダ4若しくはブラシホルダ81にて略閉塞されている。しかしながら、モータハウジング1の開口部は、板状のエンドフレームにて閉塞されるものであってもよい。この場合、軸受3bは、エンドフレームに固定されてもよい。
・上記各実施形態では、ブラシホルダ4,81は、その外径がフランジ部1aの外径と等しく形成されているため、その周縁部が電機子コア13よりも外周側に配置されるとともに、永久磁石2と軸方向に並んでいる。しかしながら、ブラシホルダ4,81の外径は、電機子コア13の外径よりも小さく形成されてもよい。また、永久磁石2の径方向内側にブラシホルダ4,81が配置される構成であってもよい。
・上記第1実施形態では、給電ブラシ61の後端面61eは、径方向内側の内周側面61cと直角をなしている。しかしながら、図13に示すように、給電ブラシ61は、後端面61gと内周側面61cとのなす角度θ1(内角)が鋭角をなすように構成されてもよい。このようにすると、給電ブラシ61の後端面61eと内周側面61cとが直角若しくは鈍角をなす場合に比べて、圧縮コイルばね62の付勢力において給電ブラシを径方向内側に向けて押圧する方向の力、即ち付勢力の径方向の分力が大きくなる。従って、摺接面31aに摺接する給電ブラシ61のがたつきを更に抑制することができる。
また、上記第2実施形態では、給電ブラシ91の後端面91eは、整流子14の回転方向の前方側となる周方向側面91aと直角をなしている。しかしながら、図14に示すように、給電ブラシ91は、後端面91gと周方向側面91aとのなす角度θ2(内角)が鋭角をなすように構成されてもよい。このようにすると、給電ブラシ91の後端面91eと周方向側面91aとが直角若しくは鈍角をなす場合に比べて、圧縮コイルばね92の付勢力において給電ブラシ91を整流子14の回転方向の前方側に向かって押圧する方向の力、即ち付勢力の周方向の分力が大きくなる。従って、摺接面31aに摺接する給電ブラシ91のがたつきを更に抑制することができる。
・上記各実施形態では、給電ブラシ61,91を整流子14側へ付勢する付勢手段として、圧縮コイルばね62,92が用いられている。しかしながら、付勢手段は、圧縮コイルばね62,92に限らず、給電ブラシ61,91を整流子14側へ付勢可能なものであればよい。例えば、付勢手段に板ばねを用いてもよい。
・上記第2実施形態では、ブラシ収容部82は、凹設方向と直交する方向の断面形状が外周側から内周側に向かうに連れて徐々に周方向の幅が狭くなる台形状をなしている。しかしながら、ブラシ収容部82は、整流子14の回転方向の前方側に開口部82aが配置され、整流子14の回転方向の後方側に底面82bが配置されるように凹設されるのであれば、その形状は台形状に限らず、円形状や、台形以外の多角形状等であってもよい。
・上記第1実施形態では、ブラシ収容部51は、その開口部51aから底面51bに向かうに連れて徐々に径方向外側に向かうように形成されており、底面51bよりも開口部51aが内周側に位置している。しかしながら、ブラシ収容部51は、底面51bよりも開口部51aが外周側に位置するように、その開口部51aから底面51bに向かうに連れて徐々に径方向内側に向かうように形成されてもよい。この場合、各ブラシ収容部51は、凹設方向と直交する方向の断面形状が、外周側から内周側に向かうに連れて徐々に周方向の幅が広くなる台形状とするとともに、給電ブラシ61もブラシ収容部51に応じて、その長手方向と直交する方向の断面形状が、径方向内側に向かうに連れて周方向の幅が徐々に広くなる台形状とするとよい。このようにすると、ブラシ収容部51にて保持された給電ブラシ61に対し、圧縮コイルばね62の付勢力における径方向の分力は、該給電ブラシ61を径方向外側に押圧するように作用する。また、給電ブラシ61が圧縮コイルばね62の付勢力の径方向の分力によって径方向外側に押圧されると、給電ブラシ61は、周方向内側面51c,51dに押し付けられるようになる。その結果、給電ブラシ61の周方向の位置が安定するため、摺接面31aに摺接する給電ブラシ61のがたつきをより抑制することができる。
・上記第1実施形態では、各ブラシ収容部51は、凹設方向と直交する方向の断面形状が、外周側から内周側に向かうに連れて徐々に周方向の幅が狭くなる台形状をなすとともに、給電ブラシ61もブラシ収容部51に応じて、その長手方向と直交する方向の断面形状が、径方向内側に向かうに連れて周方向の幅が徐々に狭くなる台形状をなしている。しかしながら、底面51bよりも開口部51aが内周側に位置するブラシ収容部51においては、その凹設方向と直交する方向の形状は、給電ブラシ61を介して周方向に対向し且つ径方向内側に向かうに連れて互いの周方向の距離が徐々に短くなる一対の内側面を備える形状であればよい。そして、給電ブラシ61は、径方向内側に向かうほど周方向の幅が狭くなる形状であればよい。例えば、ブラシ収容部51及び給電ブラシ61は、三角形状や、扇形状等であってもよい。また、ブラシ収容部及び給電ブラシは、図12に示すような形状であってもよい。図12に示すブラシ収容部101は、底面よりも開口部が内周側となるように、軸方向から見て径方向に沿って凹設されている。また、ブラシ収容部101において給電ブラシ102を介して周方向に対向する周方向内側面101c,101dは、その外周側の部位が互いに平行をなし、その内周側の部位が径方向内側に向かうに連れて互いの周方向の距離が徐々に短くなるように形成されている。そして、ブラシ収容部101内に収容された給電ブラシ102の周方向の両側の周方向側面102a,102bは、ブラシ収容部101の形状に応じて、その外周側の部位が互いに平行をなし、その内周側の部位が径方向内側に向かうに連れて互いの周方向の距離が徐々に短くなるように形成されている。更に、給電ブラシ102の周方向側面102a,102bにおける内周側の部位は、ブラシ収容部101の周方向内側面101c,101dにおける内周側の部位にそれぞれ当接している。この場合、給電ブラシ102は、圧縮コイルばね62から給電ブラシ102に加えられる付勢力の径方向の分力によって周方向内側面101c,101dにおける内周側の部位に押し付けられる。また、給電ブラシ102の周方向側面102a,102bにおける内周側の部位は、ブラシ収容部101の周方向内側面101c,101dにおける内周側の部位にそれぞれ当接しているため、ブラシ収容部101内で給電ブラシ102の周方向の位置が安定し易くなる。その結果、摺接面31aに摺接する給電ブラシ91のがたつきをより抑制することができる。
・上記第1実施形態のブラシ収容部51は、底面51bよりも開口部51aが内周側となるように、軸方向から見て径方向に沿って凹設されている。また、上記第2実施形態のブラシ収容部82は、整流子14の回転方向の前方側に開口部82aが配置され、整流子14の回転方向の後方側に底面82bが配置されるように、軸方向から見て径方向と直交する方向に沿って凹設されている。しかしながら、ブラシ収容部51,82は、電機子11の回転軸線L1(即ち整流子14の回転軸線)に対して傾斜した方向に凹設されるのであれば、どの方向に傾斜していてもよい。回転軸線L1に対して傾斜した方向に凹設されたブラシ収容部内に収容された給電ブラシは、圧縮コイルばねから給電ブラシに加えられる付勢力における摺接面31aと平行な方向の分力によってブラシ収容部の内側面の一部に押し付けられる。その結果、ブラシ収容部内で給電ブラシの位置が安定し易くなるため、軸直交平面よりなる摺接面に摺接する給電ブラシのがたつきを抑制することができる。
・上記各実施形態では、ブラシホルダ4,81は、円環状をなしているが、多角形の板状等であってもよい。
・上記各実施形態では、直流モータMは、給電ブラシ61若しくは給電ブラシ91を2つ備えている。しかしながら、直流モータMに備えられる給電ブラシの数は、2つ以上であればよい。
・上記各実施形態では、直流モータMは、給電ブラシ61若しくは給電ブラシ91を2つ備えている。しかしながら、直流モータMに備えられる給電ブラシの数は、2つ以上であればよい。
・上記実施形態では、周方向に120°離れた位置にあるセグメント21同士を1つの第1短絡片42若しくは第2短絡片43にて接続する構成の短絡部材22であったが、例えば、セグメント21から60°離れた位置で短絡片同士を一端接続した2個の短絡片にて、120°離れたセグメント21同士を接続する構成の短絡部材であってもよい。尚、周方向に120°離れた位置にあるセグメント21同士を短絡することは直流モータMの構成で決定されるものであるため、この角度が変わる倍には、短絡部材22の構成も同様に変更する。また、整流子14は、所定のセグメント21同士が該整流子14とは別に設けられた短絡線にて接続される場合には、短絡部材22を備えない構成であってもよい。
・永久磁石2の磁極数、電機子コア13を構成するティース13a〜13hの数、コイル15a〜15hの数、及びセグメント21の数は適宜変更してもよい。
1…モータハウジング、2…永久磁石、3a…第1の軸受としての軸受、3b…第2の軸受としての軸受、4,81…ブラシホルダ、11…電機子、12…回転軸、13…電機子コア、14…整流子、15a〜15h…コイル、21…セグメント、31a…摺接面、51,82,101…ブラシ収容部、51a,82a…開口部、51b,82b…底面、51c,51d,101c,101d…ブラシ収容部の一対の内側面としての周方向内側面、61,91,102…給電ブラシ、61a,61b,102a,102b…給電ブラシの周方向の両側の側面としての周方向側面、61c…給電ブラシの径方向内側の側面としての内周側面、61f,91f…先端面、61g,91g…後端面、62,92…付勢手段としての圧縮コイルばね、82c…ブラシ収容部の内側面における整流子の回転方向の前方側の部位としての周方向内側面、91a…給電ブラシにおける整流子の回転方向の前方側の側面としての周方向側面、L1…整流子の回転軸線としての電機子の回転軸線、M…直流モータ。
Claims (7)
- 軸直交平面よりなる摺接面を備え周方向に並設された複数のセグメントを有する整流子と、
前記摺接面に先端面が摺接する給電ブラシと、
前記給電ブラシを前記整流子側に付勢する付勢手段と、
前記摺接面側に開口し前記給電ブラシ及び前記付勢手段が収容されるブラシ収容部を有するブラシホルダと、
を備えた直流モータであって、
前記ブラシ収容部は、前記整流子の回転軸線に対して傾斜した方向に凹設され、
前記給電ブラシは、前記ブラシ収容部によって前記回転軸線に対して傾斜して保持されるとともに、前記付勢手段によって前記ブラシ収容部の内側面の一部に押し付けられることを特徴とする直流モータ。 - 請求項1に記載の直流モータにおいて、
前記ブラシ収容部は、底面よりも開口部が内周側となるように凹設されるとともに、前記給電ブラシを介して周方向に対向し且つ径方向内側に向かうに連れて互いの周方向の距離が徐々に短くなる一対の内側面を備え、
前記給電ブラシは、径方向内側に向かうほど周方向の幅が狭く形成されるとともに、周方向の両側の側面が前記一対の内側面にそれぞれ当接することを特徴とする直流モータ。 - 請求項1に記載の直流モータにおいて、
前記ブラシ収容部は、底面よりも開口部が前記整流子の回転方向の前方側となるように凹設され、
前記給電ブラシは、前記付勢手段によって、前記ブラシ収容部の内側面における前記整流子の回転方向の前方側の部位に押し付けられることを特徴とする直流モータ。 - 請求項2に記載の直流モータにおいて、
前記給電ブラシの後端面は、該給電ブラシの径方向内側の側面と鋭角をなし、
前記付勢手段は、圧縮コイルばねであり、前記後端面から前記給電ブラシを付勢することを特徴とする直流モータ。 - 請求項3に記載の直流モータにおいて、
前記給電ブラシの後端面は、該給電ブラシにおける前記整流子の回転方向の前方側の側面と鋭角をなし、
前記付勢手段は、圧縮コイルばねであり、前記後端面から前記給電ブラシを付勢することを特徴とする直流モータ。 - 請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の直流モータにおいて、
コイルが巻回される電機子コアを回転軸に固定してなる電機子と、
前記電機子コアの外周に配置された永久磁石と
を備え、
前記ブラシホルダの一部は、前記電機子コアよりも外周側に配置され、前記永久磁石と軸方向に並ぶことを特徴とする直流モータ。 - 請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載の直流モータにおいて、
有底筒状をなし、内周面に永久磁石が固着されるとともに、底部に電機子の回転軸を軸支する第1の軸受が設けられたモータハウジングを備え、
前記ブラシホルダは、前記モータハウジングの開口部に配置され、その径方向中央部に前記第1の軸受とともに前記回転軸を軸支する第2の軸受を保持していることを特徴とする直流モータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007237003A JP2009071961A (ja) | 2007-09-12 | 2007-09-12 | 直流モータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007237003A JP2009071961A (ja) | 2007-09-12 | 2007-09-12 | 直流モータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2009071961A true JP2009071961A (ja) | 2009-04-02 |
Family
ID=40607646
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2007237003A Pending JP2009071961A (ja) | 2007-09-12 | 2007-09-12 | 直流モータ |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2009071961A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114631251A (zh) * | 2019-10-29 | 2022-06-14 | 松下知识产权经营株式会社 | 电动机 |
-
2007
- 2007-09-12 JP JP2007237003A patent/JP2009071961A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114631251A (zh) * | 2019-10-29 | 2022-06-14 | 松下知识产权经营株式会社 | 电动机 |
CN114631251B (zh) * | 2019-10-29 | 2024-03-26 | 松下知识产权经营株式会社 | 电动机 |
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