JP2009254159A - Motor with brush - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、整流子の外周面に摺接するブラシを備えるブラシ付きモータに関する。 The present invention relates to a motor with a brush including a brush that is in sliding contact with an outer peripheral surface of a commutator.
回転駆動力を発生させるモータとして、ブラシ付きモータが広く採用されている。この種のモータは、ハウジングの内壁に永久磁石を固定し、その内側に電機子コイルが巻装された回転子が回転可能に支持されている。そして、電機子コイルへ通電するため、一対の導電性のブラシが、回転子の整流子の外周面に摺接するよう、周方向に沿って180°ずれた位置に設置されている。 As a motor for generating a rotational driving force, a motor with a brush is widely used. In this type of motor, a permanent magnet is fixed to the inner wall of a housing, and a rotor around which an armature coil is wound is rotatably supported. And in order to energize an armature coil, a pair of electroconductive brush is installed in the position shifted 180 degrees along the circumferential direction so that it may slidably contact with the outer peripheral surface of the commutator of a rotor.
このブラシ付きモータでは、回転子が回転するとき、回転子の回転軸を軸受けする軸受用の軸受油が回転軸に沿って移動する傾向がある。この現象は、ポンピング効果や表面張力の効果等によるものである。この軸受油が、整流子の外周面に付着すると、整流及びモータ性能に悪影響を与える。 In this brush motor, when the rotor rotates, the bearing oil for the bearing that supports the rotating shaft of the rotor tends to move along the rotating shaft. This phenomenon is due to the pumping effect and the effect of surface tension. If this bearing oil adheres to the outer peripheral surface of the commutator, it adversely affects the commutation and motor performance.
このような、整流子の外周面への軸受油の付着を抑制するブラシ付きモータとして、従来から、油切り及び油回復構造体を備えるブラシ付きモータが知られている(例えば、特許文献1参照)。この油切り及び油回復構造体は、円筒形状の整流子の軸方向端面に設置され、軸受に向けて拡開するよう連続的に湾曲した環状に形成される。これにより、軸受から回転軸に沿って整流子へ移動してきた軸受油を再び軸受に戻すように飛散させることができ、整流子の外周面への軸受油の付着を抑制することができる。
しかしながら、上記従来の構成の油切り及び油回復構造体は、軸受に向けて拡開するよう連続的に湾曲した環状に形成されるので、軸方向に押圧されると破損しやすい。このため、整流子を軸方向に押圧してハウジング内の所定位置に設置させることが難しい。 However, the oil draining and oil recovery structure having the above-described conventional configuration is formed in a continuously curved annular shape so as to expand toward the bearing, and thus is easily damaged when pressed in the axial direction. For this reason, it is difficult to press the commutator in the axial direction and install it at a predetermined position in the housing.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、整流子の外周面への軸受油の付着を抑制すると共に整流子のハウジング内への設置を易化するブラシ付きモータを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and provides a brushed motor that suppresses adhesion of bearing oil to the outer peripheral surface of the commutator and facilitates installation of the commutator in the housing. Objective.
前記目的を達成するため、第1の発明は、先端が軸受を介してハウジングに回転可能に支持される回転軸と、前記回転軸に支持され前記回転軸と共に回転する整流子と、前記整流子の外周面に摺接するブラシとを備えるブラシ付きモータにおいて、
前記整流子は、前記軸受に向かって前記回転軸の軸方向に膨出する膨出部を備え、
前記膨出部の先端面は、前記回転軸の軸方向に対して垂直に形成され、前記回転軸の周方向全周に亘って放射状に外方に向けて先細りとなるテーパ溝群を備える。
In order to achieve the above object, the first invention provides a rotating shaft whose tip is rotatably supported by a housing via a bearing, a commutator supported by the rotating shaft and rotating together with the rotating shaft, and the commutator. In a brushed motor comprising a brush slidably contacting the outer peripheral surface of
The commutator includes a bulging portion that bulges in the axial direction of the rotating shaft toward the bearing,
The distal end surface of the bulging portion is formed perpendicular to the axial direction of the rotating shaft, and includes a group of tapered grooves that taper radially outward over the entire circumferential direction of the rotating shaft.
また、第2の発明は、先端が軸受を介してハウジングに回転可能に支持される回転軸と、前記回転軸に支持され前記回転軸と共に回転する整流子と、前記整流子の外周面に摺接するブラシとを備えるブラシ付きモータにおいて、
前記整流子は、前記回転軸を挿着する貫通孔が形成される絶縁体と、前記絶縁体の周方向に沿って所定間隔で設置される複数の整流子片とを備え、
前記絶縁体は、前記軸受に向かって前記回転軸の軸方向に前記整流子片よりも膨出する膨出部を備え、
前記膨出部の先端面は、前記回転軸の軸方向に対して垂直に形成され、前記貫通孔の開口縁と、前記開口縁の全周に亘って放射状に外方に向けて先細りとなるテーパ溝群とを備える。
Further, the second invention provides a rotating shaft whose tip is rotatably supported by a housing via a bearing, a commutator supported by the rotating shaft and rotating together with the rotating shaft, and a sliding surface on the outer peripheral surface of the commutator. In a motor with a brush provided with a brush in contact,
The commutator includes an insulator in which a through hole for inserting the rotating shaft is formed, and a plurality of commutator pieces installed at predetermined intervals along a circumferential direction of the insulator,
The insulator includes a bulging portion that bulges from the commutator piece in the axial direction of the rotating shaft toward the bearing,
The front end surface of the bulging portion is formed perpendicular to the axial direction of the rotation shaft, and tapers radially outward over the opening edge of the through hole and the entire circumference of the opening edge. A taper groove group.
本発明によれば、整流子の外周面への軸受油の付着を抑制すると共に整流子のハウジング内への設置を易化するブラシ付きモータを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the motor with a brush which makes the installation in the housing of a commutator easy while suppressing adhesion of the bearing oil to the outer peripheral surface of a commutator can be provided.
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明のブラシ付きモータの一実施例を模式的に示す一部断面図である。本実施例のブラシ付きモータ10は、ハウジング20と、ハウジング20の内壁に固定された界磁用の永久磁石30と、回転子40とを有する。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view schematically showing an embodiment of a brushed motor according to the present invention. The brushed
ハウジング20は、回転子40を収納する収納ケース22と、収納ケース22の収納室Rを右方から閉塞する蓋部材24とを組み合わせた構成である。収納ケース22は、円筒形状に形成されており、その軸方向X中央の内壁には、周方向全周に亘り永久磁石30が固定されている。
The housing 20 is configured by combining a
そして、永久磁石30の内方には、回転子40が周方向に回転可能に挿入されている。収納ケース22の収納室Rには、回転子40を収納するための空間が形成されている。
A
次に、回転子40の構成について説明する。回転子40は、回転軸50と、回転軸50に支持され回転軸50と共に回転する電機子60と、電機子60に巻装される各相の電機子コイル(図示せず)と、回転軸50に支持され回転軸50と共に回転する整流子70とを備える。
Next, the configuration of the
回転軸50は、円筒形状のハウジング20と同軸的に配置され、先端50aが軸受28を介してハウジング20に回転可能に支持される。
The rotating
電機子60及び電機子コイルは、収納ケース22の内壁に固定された永久磁石30の内周面に近接対向するように取り付けられており、永久磁石30の径方向内方で回転する。
The
整流子70は、後述のブラシ80から供給される電流を電機子コイルに供給するものである。整流子70の回転に伴い、電機子コイルを流れる電流の向きが逆向きに変化される整流作用がなされる。これにより、回転子40の周囲に磁束が発生し、永久磁石30からの界磁界に対して回転子40を回転させる回転力が発生する。なお、整流子70の詳細については後述する。
The
ブラシ80は、電源(図示せず)からの電流を整流子70に供給するものであり、円筒状に形成された整流子70の外周面に摺接するよう、整流子70の径方向に延在させて設けられたものである。すなわち、ブラシ80の摺接面は、整流子70の外周の曲率半径と同径となる円弧状に形成されている。一対のブラシ80は、整流子70の周方向に沿って180°ずれた位置で整流子70の外周面に摺接して、電源からの電流を供給する。
The
図2は、整流子70の構成例を示す模式図であり、(a)は正面図、(b)は(a)のA−A線に沿った断面図である。
2A and 2B are schematic views illustrating a configuration example of the
本実施例の整流子70は、その特徴的な構成として、軸受28に向かって回転軸50の軸方向Xに膨出する膨出部72を備える。この膨出部72の先端面72aは、回転軸50の軸方向Xに対して垂直に形成され、回転軸50の周方向全周に亘って放射状に外方に向けて先細りとなるテーパ溝群74を備える。
The
例えば、整流子70は、図2に示すように、回転軸50を挿着する貫通孔92が形成される円筒状の絶縁体94と、絶縁体94の周方向に沿って所定間隔で設置される複数の円弧筒状の整流子片96とを備える。絶縁体94は、軸受28に向かって回転軸50の軸方向Xに整流子片96よりも膨出する膨出部72を備える。膨出部72の先端面72aは、回転軸50の軸方向Xに対して垂直に形成され、貫通孔92の開口縁92aと、開口縁92aの全周に亘って放射状に外方に向けて先細りとなるテーパ溝群74とを備える。
For example, as shown in FIG. 2, the
各テーパ溝74は、横断面形状が、例えば、V字状又はU字状に形成される。各テーパ溝74は、回転軸50の径方向外方に行くほど、溝幅が狭く、且つ、溝深さが浅くなり、膨出部72の外周面で終端している。テーパ溝群74は、正面視形状が、回転軸50を中心とする星型形状に形成される。
Each
各整流子片96は、それぞれが短絡しないように、離間させてある。ブラシ80に通電された電流が整流子70の各整流子片96を介して電機子コイルを流れることにより回転子40の周囲に磁束が発生し、この磁束が永久磁石30の界磁束と吸引反発を繰り返して、回転子40は回転する。
The
ここで、膨出部72の作用機能について図3、図4を参照しながら説明する。図3は、軸受油が軸受28から整流子70へ回転軸50に沿って移動する場合における、膨出部72の作用、機能について説明するための模式図であり、(a)は図2(a)に相当する正面図、(b)は図2(b)に相当する断面図である。図4は、整流子70をハウジング20内に取付ける場合における、膨出部72の作用、機能について説明するための模式図であり、図2(b)に相当する断面図である
最初に、軸受油Gが軸受28から整流子70へ回転軸50に沿って移動する場合における、膨出部72の作用、機能について図3を参照しながら説明する。
Here, the function of the bulging
軸受油Gは、軸受28から整流子70へ回転軸50に沿って矢印B方向へ移動すると、膨出部72の先端面72aに接触する。膨出部72の先端面72aには、回転軸50の周方向全周に亘ってテーパ溝群74が形成されている。このため、回転軸50に沿って移動してきた軸受油Gは、回転軸50側のテーパ溝群74に付着する。テーパ溝群74に付着した軸受油Gは、回転子40の矢印C方向への回転に伴う遠心力によって、放射状に外方に向けて先細りとなる各テーパ溝74に沿って矢印D方向へ移動する。
When the bearing oil G moves from the bearing 28 to the
径方向外方へ行くほど、各テーパ溝74の溝幅が狭くなるので、油滴G同士が合流する。また、径方向外方へ行くほど、回転周速度が増加するので、油滴Gに作用する遠心力が強くなる。このように、径方向外方へ行くほど油滴Gが体積増加されると共に加速されるので、各テーパ溝74の終端で油滴Gが飛散され、油切りがなされる。
Since the groove width of each
また、径方向外方へ行くほど、各テーパ溝74の溝深さが浅くなる。このため、油滴Gの移動方向(矢印D方向)は、径方向外方から軸受28へ近づく方向へ傾斜される。この結果、油滴Gが各テーパ溝74の終端で軸受28に向けて飛散され、油切りがなされる。
Moreover, the groove depth of each
これにより、整流子70の外周面への油滴Gの付着を抑制することができる。
Thereby, adhesion of the oil droplet G to the outer peripheral surface of the
次に、整流子70をハウジング20内に取付ける場合における、膨出部72の作用、機能について図4を参照しながら説明する。
Next, the operation and function of the bulging
整流子70をハウジング20内に取付けるため、円筒形状の圧入治具100を軸受28からハウジング20内へ軸方向Xに沿って矢印B方向へ挿入して行くと、圧入治具100の先端面100aが膨出部72の先端面72aに当接する。この状態で圧入治具100を矢印B方向へさらに挿入しようとすると、膨出部72の先端面72aが軸方向Xに押圧される。
In order to mount the
膨出部72の先端面72aは軸方向Xに対して垂直に形成され、膨出部72は軸方向Xに膨出している。この膨出部72は、軸方向Xへの押圧力を先端面72aで受け止めるので、上記従来例の場合に比べて破損し難い。この結果、圧入治具100により整流子70を押圧してハウジング20内の所定位置に取付けることができる。
The
これにより、整流子70のハウジング20内への設置を易化することができる。
Thereby, installation in the housing 20 of the
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Can be added.
例えば、本実施例の整流子70は、絶縁体94に貫通孔92が貫通形成され、貫通孔92に回転軸50が挿着されるとしたが、整流子70が回転軸50に支持され回転軸50と共に回転することができる限り、その構成に制限はなく、例えば、整流子70と回転軸50とが一体的に成形されてもよい。
For example, in the
また、本実施例のブラシ80は、整流子70の周方向に沿って180°ずれた位置に一対設置されるとしたが、整流子70の回転に伴い整流作用がなされる限り、その設置数に制限はない。
Further, although a pair of
10 ブラシ付きモータ
20 ハウジング
28 軸受
40 回転子
50 回転軸
50a 回転軸50の先端
70 整流子
74 テーパ溝群(テーパ溝)
80 ブラシ
90 絶縁体
92 貫通孔
92a 貫通孔92の開口縁
94 絶縁体
DESCRIPTION OF
80 Brush 90
Claims (2)
前記整流子は、前記軸受に向かって前記回転軸の軸方向に膨出する膨出部を備え、
前記膨出部の先端面は、前記回転軸の軸方向に対して垂直に形成され、前記回転軸の周方向全周に亘って放射状に外方に向けて先細りとなるテーパ溝群を備えるブラシ付きモータ。 A brushed motor comprising: a rotating shaft whose tip is rotatably supported by a housing via a bearing; a commutator that is supported by the rotating shaft and rotates together with the rotating shaft; and a brush that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the commutator. In
The commutator includes a bulging portion that bulges in the axial direction of the rotating shaft toward the bearing,
A brush provided with a tapered groove group that is formed perpendicular to the axial direction of the rotating shaft and tapered radially outward over the entire circumferential direction of the rotating shaft. With motor.
前記整流子は、前記回転軸を挿着する貫通孔が形成される絶縁体と、前記絶縁体の周方向に沿って所定間隔で設置される複数の整流子片とを備え、
前記絶縁体は、前記軸受に向かって前記回転軸の軸方向に前記整流子片よりも膨出する膨出部を備え、
前記膨出部の先端面は、前記回転軸の軸方向に対して垂直に形成され、前記貫通孔の開口縁と、前記開口縁の全周に亘って放射状に外方に向けて先細りとなるテーパ溝群とを備えるブラシ付きモータ。 A brushed motor comprising: a rotating shaft whose tip is rotatably supported by a housing via a bearing; a commutator that is supported by the rotating shaft and rotates together with the rotating shaft; and a brush that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the commutator. In
The commutator includes an insulator in which a through hole for inserting the rotating shaft is formed, and a plurality of commutator pieces installed at predetermined intervals along a circumferential direction of the insulator,
The insulator includes a bulging portion that bulges from the commutator piece in the axial direction of the rotating shaft toward the bearing,
The front end surface of the bulging portion is formed perpendicular to the axial direction of the rotation shaft, and tapers radially outward over the opening edge of the through hole and the entire circumference of the opening edge. A brushed motor comprising a tapered groove group.
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JP2008100359A JP2009254159A (en) | 2008-04-08 | 2008-04-08 | Motor with brush |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102820598A (en) * | 2012-08-08 | 2012-12-12 | 捷和电机(深圳)有限公司 | Commutator and direct-current motor with same |
KR101962220B1 (en) * | 2017-09-27 | 2019-03-26 | 우리산업 주식회사 | Dc motor assembly |
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- 2008-04-08 JP JP2008100359A patent/JP2009254159A/en active Pending
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CN102820598B (en) * | 2012-08-08 | 2015-07-01 | 捷和电机(深圳)有限公司 | Commutator and direct-current motor with same |
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