JP2010206998A

JP2010206998A - 直流モータ

Info

Publication number: JP2010206998A
Application number: JP2009051530A
Authority: JP
Inventors: Akira Matsumoto; 晃松本
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2009-03-05
Filing date: 2009-03-05
Publication date: 2010-09-16
Anticipated expiration: 2029-03-05
Also published as: JP5284828B2

Abstract

【課題】騒音を低減することができる直流モータを提供することである。
【解決手段】上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、シャフト１２に固定されるとともに外周に複数の整流子片１５を有する整流子４と、整流子片１５に摺接するブラシ５とを備えた直流モータ１において、整流子４の回転中に各整流子片１５間のスリット１１によって生じる渦の発生を低減する低減構造を備えたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、直流モータに関する。

この種の直流モータにあっては、シャフトに設けたコアのスロットに巻回される巻線へ導通させるために、巻線に接続される整流子片を多数外周に装着した整流子へ摺接するブラシと、ブラシを収容してこれを保持する箱型のブラシホルダを備えている（たとえば、特許文献１参照）。

上記整流子は、たとえば、銅製の円環を型内にインサートしておき、フェノール樹脂を円環の内周にモールドするインサートモールド成形したあとに、円環を軸方向に切断して各整流子片を形成して得られ、整流子片間には切削加工による空隙（スリット）が形成される。

特開２０００−６００７４号公報

このように構成された直流モータにあっては、整流子片間に空隙があるために回転中に整流子の周囲にある空気の流れに渦が生じ、これが騒音の原因の一つになっている。

そこで、本発明は上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、騒音を低減することができる直流モータを提供することである。

上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、シャフトに固定されるとともに外周に複数の整流子片を有する整流子と、整流子片に摺接するブラシとを備えた直流モータにおいて、整流子の回転中に各整流子片間のスリットによって生じる渦の発生を低減する低減構造を備えたことを特徴とする。

本発明の直流モータによれば、回転中の整流子周りの空気の流れが乱れて渦が発生しにくくなり、直流モータの発生する騒音を低減することができる。

本発明の一実施の形態における直流モータの横断面図である。本発明の一実施の形態における直流モータの整流子の一部拡大側面図である。本発明の一実施の形態の一変形例における直流モータの整流子の一部拡大側面図である。本発明の一実施の形態の他の変形例における直流モータの整流子の一部拡大側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。一実施の形態における直流モータ１は、図１および図２に示すように、有底筒状のケース２と、ケース２の内周に固定される永久磁石３と、ケース２の開口部に取付けられる環状のキャップ６と、ケース２の頂部に固定されるボールベアリング７とキャップ６の内周に固定されるボールベアリング８とで両端側が支持されてケース２内に回転自在に挿通されるロータ９と、ロータ９の下端側に設けられた整流子４と、整流子４の外周に摺接するブラシ５とを備えている。

以下、各部について説明すると、永久磁石３は、四つがヨークとして機能するケース２に固定されており、詳しくは、ロータ9の軸方向から見て円弧状とされて、内周側の磁極がケース２の周方向でＮ極とＳ極とが交互に表れる様にケース２に固定されている。

つづいて、ロータ９は、図１に示したところでは、シャフト１２と、シャフト１２の外周に固定される２２個のスロットを備えたロータコア１３と、ロータコア１３のスロットに巻回される巻線１４とを備えた周知の構成とされている。

そして、ロータコア１３に巻回される巻線１４は、整流子４で備えている整流子片１５に接続されており、整流子４の外周に摺接するとともに図外の外部電源に接続される四つのブラシ５が整流子４における整流子片１５に接触することで巻線１４に電流を供給することができるようになっている。

この整流子４は、図１および図２に示すように、シャフト１２の外周に嵌合して固定されるフェノール樹脂等で形成される円筒状の絶縁層１６と、絶縁層１６の外周に設けたロータコア１３のスロット数と同数の２２個の整流子片１５とを備えて構成されており、整流子片１５間には、空隙でなるスリット１１が形成されている。なお、絶縁層１６と整流子片１５の一体化に際しては、従来技術同様に、フェノール樹脂等をインサートモールド成形してもよいし、予め円筒形に成形した絶縁層１６に接着によって整流子片１５を固定するようにしてもよい。

整流子片１５は、銅製であって、ブラシ５に対向してブラシ５に摺接する導通バー１５ａと、導通バー１５ａの図１中上端から伸びるライザ１５ｂとを備えて構成され、ライザ１５ｂが巻線１４に接続されるようになっている。

そして、この整流子４にあっては、整流子片１５が絶縁層１６の外周に周方向に等間隔に配置されず、スリット１１の周方向長さである幅が不均一となるようになっている。スリット１１の幅が不均一とは、全てのスリット１１の幅が等しいことを除く趣旨であり、同一幅のスリット１１が整流子４の全周で存在しない状態のみを指すものではない。なお、スリット１１の幅が不均一とされても直流モータ１を回転駆動することができるよう、ブラシ５との関係により各スリット１１の幅が設定される。

上記したように、本実施の形態の直流モータ１は、４磁極、２２スロットのモータとして構成されており、ブラシ５は、この例では、整流子４の外周に周方向に等間隔を持って四つ設けられている。

詳しくは、ブラシ５は、それぞれキャップ６に固定されたブラケット１０に取付けられた箱型のブラシホルダ１７内に挿入されており、同じくブラシホルダ１７内に挿入されるバネ１９によって、ブラシホルダ１７から突出するように附勢されており、整流子４の外周へ密着するようになっている。

なお、ブラシ５は、回転する整流子４との接触によって磨耗しても巻線１４へ電流供給可能なように炭素繊維等で形成されおり、磨耗を前提として整流子４への接触を維持するために、背部に配置される上記バネ１９で附勢されるようになっている。

このように、本実施の形態の直流モータ１によれば、整流子４における整流子片１５間のスリット１１の幅が不均一となっているので、回転中の整流子４周りの空気の流れが乱れて渦が発生しにくくなり、直流モータ１の発生する騒音を低減することができる。すなわち、この実施の形態の場合、整流子４の回転中に各整流子片１５間のスリット１１によって生じる渦の発生を低減する低減構造は、スリット１１の幅を不均一にした構造である。

また、この整流子４の回転に伴い、ブラシ５が整流子片１５の導通バー１５ａへ次々に接触していくことになるが、回転速度が一定でもスリット１１の幅が不均一となっているので、ブラシ５と整流子片１５に接触するときの打音の発生周波数も不均一となるので、パターンノイズを低減することができ、この点でも、直流モータ１の発生する騒音の低減に寄与することができる。

さらに、図３に示すように、低減構造として導通バー１５ａの長さを不均一にするようにしてもよく、このようにすることで、やはり、回転中の整流子４周りの空気の流れが乱れて渦が発生しにくくなり、直流モータ１の発生する騒音を低減することができる。なお、導通バー１５ａの長さが不均一とは、全ての導通バー１５ａの長さが等しいことを除く趣旨であり、同一長さの導通バー１５ａが整流子４の全周で存在しない状態のみを指すものではない。

また、整流子片１５における導通バー１５ａの長さが不均一となっており、全ての整流子片１５の固有振動数が同じとならず、ブラシ５と整流子片１５の接触による騒音の周波数成分が分散するので、騒音レベルが低下し、この点でも、直流モータ１の発生する騒音を低減に寄与することができる。

最後に、図４に示すように、低減構造としてスリット１８ａ，１８ｂをシャフト１２に対して傾斜させるとともに、傾斜方向が異なるスリット１８ａ，１８ｂが整流子４の周方向に交互に表れる様に配置するようにしてもよく、このようにすることで、やはり、回転中の整流子４周りの空気の流れが乱れて渦が発生しにくくなり、直流モータ１の発生する騒音を低減することができる。

また、傾斜方向が異なるスリット１８ａ，１８ｂが交互に配置されていることによって、整流子片１５の導通バー１５ａが三角形状とされているが、導通バー１５ａの形状が台形となるようにスリット１８ａ，１８ｂを設けるようにしてもよい。

なお、上記したところでは、直流モータは、磁極数を４とし、スロット数および整流子片数が２２で、ブラシ数が４に設定されているが、本発明は、この条件以外の直流モータに具現化することができるのは当然である。

また、スリット幅が不均一である構成と、導通バーの長さが不均一である構成と、傾斜方向が異なるスリットが整流子の周方向に交互に表れる様に配置される構成を任意に組み合わせてもよい。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。

本発明は、直流モータに適用することができる。

１直流モータ
２ケース
３永久磁石
４整流子
５ブラシ
６キャップ
７，８ボールベアリング
９ロータ
１０ブラケット
１１，１８ａ，１８ｂスリット
１２シャフト
１３ロータコア
１４巻線
１５整流子片
１５ａ導通バー
１５ｂライザ
１６絶縁層
１７ブラシホルダ
１９バネ

Claims

シャフトに固定されるとともに外周に複数の整流子片を有する整流子と、整流子片に摺接するブラシとを備えた直流モータにおいて、整流子の回転中に各整流子片間のスリットによって生じる渦の発生を低減する低減構造を備えたことを特徴とする直流モータ。
低減構造は、スリット幅を不均一にしたことである請求項１に記載の直流モータ。
整流子片は、導通バーと導通バーの一端から伸びるライザとを備え、低減構造は、導通バーの長さを不均一にしたことである請求項１または２に記載の直流モータ。
低減構造は、スリットをシャフトに対して傾斜させるとともに、傾斜方向が異なるスリットが整流子の周方向に交互に表れる様に配置したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の直流モータ。