JP2010206999A

JP2010206999A - 直流モータ

Info

Publication number: JP2010206999A
Application number: JP2009051531A
Authority: JP
Inventors: Yukinori Kameda; 幸則亀田; Noritomo Oki; 紀知大木
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

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、各整流子片１５の周方向端部の一方または両方に面取部１５ｃを形成し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。

他方、ブラシは、立方体状とされて、箱型のブラシホルダ内に収容されており、回転する整流子への摺接によって正面が磨り減っても整流子片への接触を保つことができるよう、ブラシホルダ内であってブラシの背面側に圧縮状態で挿入されるバネによって常に整流子へ向けて附勢されている。

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ブラシが整流子片の端部に引掛かって、これらが接触する度に打音を生じ、また、ブラシが整流子片の端部に引掛かることによってブラシに整流子の回転方向に沿う横方向への力が作用し、ブラシが振動してブラシの整流子の回転方向に交差する側面がブラシホルダの側面に衝突して衝突音を生じて、これらの音が騒音となって外部へ漏れるという問題がある。

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、各整流子片の周方向端部の一方または両方に面取部を形成したことを特徴とする。

本発明の直流モータによれば、整流子における整流子片の周方向端部に面取部が設けられており、整流子の回転中に整流子片に接触するブラシは最初に上記面取部に衝合するので、ブラシが整流子片に引っ掛かることが無く、ブラシが整流子の回転方向に沿って振動することが抑制され、ブラシとブラシホルダとの接触を抑制することができ、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とブラシとをロータの軸方向から見た図である。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。本発明の一実施の形態の別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。

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。また、各整流子片１５の導通バー１５ａの周方向端部の両方には、面取部１５ｃが形成されており、この場合、面取部１５ｃの断面は円弧状とされている。よって、整流子４が回転中に、ブラシ５が当該整流子片１５に接触する際には、ブラシ５は面取部１５ｃに衝合することになって、ブラシ５が整流子片１５に引掛からないようになっている。

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。

上述のように、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、図２に示すように、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の周方向端部に面取部１５ｃが設けられており、整流子４の回転中に整流子片１５に接触するブラシ５は最初に上記面取部１５ｃに衝合するので、ブラシ５が整流子片１５に引っ掛かることが無く、ブラシ５が整流子４の回転方向に沿って振動することが抑制され、ブラシ５とブラシホルダ１７との接触を抑制することができ、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、この場合、直流モータ１が双方向に回転駆動することを念頭にして、整流子片１５の周方向端部の両方に面取部１５ｃを設けているが、直流モータ１が一方側にしか回転しない場合には、整流子片１５の周方向端部のうち最初にブラシ５に接触する端部側にのみ面取部１５ｃを設けるようにしてもよい。

また、上述したところでは、面取部１５ｃの断面形状が円弧状とされているが、面取部がテーパ状とされてもよい。

さらに、図３に示すように、整流子片１５間のスリット１１をシャフト１２に対して傾斜させるようにしてもよく、この場合には、ブラシ５の摺接面側の周方向端部の全体が整流子片１５の周方向端部に接触するのではなく、点接触させてから整流子４の回転が進むとともにブラシ５の上記端部における整流子片１５への接触面積が徐々に大きくなるようにしておくことで、整流子片１５とブラシ５との衝合初期における接触抵抗を減らして、より一層、整流子片１５とブラシ５との接触音を低減できるとともに、ブラシ５の横方向への振動を効果的に抑制してブラシホルダ１７への接触音を低減でき、直流モータ１の発生する騒音をより効果的に低減することができる。

また、図４に示すように、スリット１１を、上半部１１ａと下半部１１ｂとに分け、当該上半部１１ａと下半部１１ｂのシャフト１２に対する傾斜方向を変えてこれらを中央で繋げた形状とすることもでき、このようにしても整流子片１５間のスリット１１はシャフト１２に対して傾斜しているので、上記したところと同様に、直流モータ１の発生する騒音をより効果的に低減することができる。

さらに、図５に示すように、スリット１１を、シャフト１２に対して平行であって周方向にずれる上側の分割スリット１１ｃと下側の分割スリット１１ｄとに分け、当該分割スリット１１ｃ，１１ｄ同士をシャフト１２に対して水平な水平部１１ｅで接続することもでき、この場合には、シャフト１２に平行なスリット１１に比較してブラシ５の摺接面側の周方向端部の全体が一度に整流子片１５の周方向端部に接触するのではなく、半分だけ接触させてから整流子４の回転が進むとともに残りの半分を接触させるようになっているので、より一層、整流子片１５とブラシ５との接触音を低減できるとともに、ブラシ５の横方向への振動を効果的に抑制してブラシホルダ１７への接触音を低減でき、直流モータ１の発生する騒音をより効果的に低減することができる。なお、スリット１１が上下に二分割されているが、それ以上の周方向にずれる分割スリットに分割して、隣接する分割スリット同士を水平部にて接続す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。

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
５ａブラシの摺接部
５ｂブラシの樹脂部
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スリット
１１ａ，１１ｃスリットの上半分
１１ｂ，１１ｄスリットの下半分
１１ｅスリットの水平部
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
１５ｃ面取部
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、各整流子片の周方向端部の一方または両方に面取部を形成したことを特徴とする直流モータ。
面取部は、断面円弧状であることを特徴とする請求項１に記載の直流モータ。
整流子片間のスリットがシャフトに対して傾斜していること特徴とする請求項１または２に記載の直流モータ。
整流子片間のスリットは、シャフトの軸方向に複数分割されるとともに、それぞれがシャフトに対して平行であって周方向にずれて配置される分割スリットと、隣接する分割スリット同士を接続するシャフトに対して水平な水平部とを備えたこと特徴とする請求項１または２に記載の直流モータ。