JP2019054698A - Dynamo-electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine.
下記の特許文献1には、整流子と複数のブラシを備えたブラシ付きの回転電機が開示されている。この回転電機は、整流子の整流子片に摺接可能な2つの主ブラシと、主ブラシとは別に、ダイオードを介して接続され且つ整流子片に摺接可能な一対の補助ブラシ(「整流ブラシ」ともいう。)と、を備えている。
上記の回転電機によれば、主ブラシから整流子片が離れるときに、一対の補助ブラシとダイオードからなる通電経路にバイパス電流が流れるため、主ブラシとこの主ブラシから離れた整流子片との間の電位差が低く抑えられる。従って、主ブラシと整流子片との間にアーク放電が発生するのを抑えることができ、アークエネルギーの影響によるブラシの寿命低下を防ぐのに有効である。 According to the rotating electrical machine described above, when the commutator piece is separated from the main brush, a bypass current flows through the energization path including the pair of auxiliary brushes and diodes. The potential difference between them is kept low. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of arc discharge between the main brush and the commutator piece, and it is effective to prevent a reduction in the life of the brush due to the influence of arc energy.
しかしながら、この回転電機において、一対の補助ブラシの間に配置される整流子片の数が多い場合、一対の補助ブラシとダイオードからなる通電経路にバイパス電流が流れるときに、一方の補助ブラシに摺接している整流子片と他方の補助ブラシに摺接している整流子片との間に急激な電圧変動が生じ、この電圧変動が非周期的なインパルス性の電磁ノイズの発生要因に成り得るという問題がある。 However, in this rotating electrical machine, when the number of commutator pieces arranged between a pair of auxiliary brushes is large, when a bypass current flows through the energizing path composed of the pair of auxiliary brushes and diodes, the rotating brush slides on one auxiliary brush. A sudden voltage fluctuation occurs between the commutator piece that is in contact with the commutator piece that is in sliding contact with the other auxiliary brush, and this voltage fluctuation can cause non-periodic impulsive electromagnetic noise. There's a problem.
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、アーク放電の発生を抑えるとともに、電圧変動によって生じるインパルス性の電磁ノイズを低減することができる回転電機を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a rotating electrical machine capable of suppressing the occurrence of arc discharge and reducing impulsive electromagnetic noise caused by voltage fluctuation.
本発明の一態様は、
回転軸であるシャフト(10)と、
上記シャフトに固定された回転子(20)と、
上記回転子の鉄心(21)に巻かれた電機子コイル(22)と、
上記電機子コイルに電気的に接続された整流子(30)と、
上記整流子において上記シャフトの周方向(Z)に配置された複数の整流子片(31)と、
上記電機子コイルに界磁を与える磁石(40)と、
電源(E)に電気的に接続され且つ上記複数の整流子片に摺接可能な複数の主ブラシ(51,52)と、
上記複数の整流子片に摺接可能な複数の補助ブラシ(61,62,63,64,71,72,73,74)と、
を備え、
上記複数の主ブラシには、上記電源の正極端子に接続された第1主ブラシ(51)と、上記電源の負極端子に接続され上記第1主ブラシと対をなす第2主ブラシ(52)と、が含まれ、
上記複数の補助ブラシには、上記第1主ブラシに対して設けられダイオード(66)を介して互いに電気的に接続された一対の補助ブラシ(61,62)と、上記第2主ブラシに対して設けられダイオード(67)を介して互いに電気的に接続された一対の補助ブラシ(63,64)と、が含まれており、
上記第1主ブラシに対して設けられた上記一対の補助ブラシは、いずれか一方の補助ブラシが上記複数の整流子片のいずれに対しても上記第1主ブラシと同時に摺接可能であり、且つこの一対の補助ブラシの間に配置される整流子片の数が上記第1主ブラシと上記第2主ブラシとの間に配置される整流子片の数を下回り、
上記第2主ブラシに対して設けられた上記一対の補助ブラシは、いずれか一方の補助ブラシが上記複数の整流子片のいずれに対しても上記第2主ブラシと同時に摺接可能であり、且つこの一対の補助ブラシの間に配置される整流子片の数が上記第1主ブラシと上記第2主ブラシとの間に配置される整流子片の数を下回るように構成されている、回転電機(1,101,201,301,401)、
にある。
One embodiment of the present invention provides:
A shaft (10) which is a rotation axis;
A rotor (20) fixed to the shaft;
An armature coil (22) wound around the iron core (21) of the rotor;
A commutator (30) electrically connected to the armature coil;
A plurality of commutator pieces (31) arranged in the circumferential direction (Z) of the shaft in the commutator;
A magnet (40) for applying a field to the armature coil;
A plurality of main brushes (51, 52) electrically connected to a power source (E) and capable of sliding contact with the plurality of commutator pieces;
A plurality of auxiliary brushes (61, 62, 63, 64, 71, 72, 73, 74) capable of sliding contact with the plurality of commutator pieces;
With
The plurality of main brushes include a first main brush (51) connected to the positive terminal of the power source and a second main brush (52) connected to the negative terminal of the power source and paired with the first main brush. And include
The plurality of auxiliary brushes include a pair of auxiliary brushes (61, 62) provided to the first main brush and electrically connected to each other via a diode (66), and the second main brush. And a pair of auxiliary brushes (63, 64) electrically connected to each other via a diode (67),
The pair of auxiliary brushes provided for the first main brush is such that either one of the auxiliary brushes can be slidably contacted with any of the plurality of commutator pieces simultaneously with the first main brush, And the number of commutator pieces arranged between the pair of auxiliary brushes is less than the number of commutator pieces arranged between the first main brush and the second main brush,
The pair of auxiliary brushes provided for the second main brush is such that any one of the auxiliary brushes can slide in contact with any of the plurality of commutator pieces simultaneously with the second main brush, And the number of commutator pieces arranged between the pair of auxiliary brushes is configured to be less than the number of commutator pieces arranged between the first main brush and the second main brush. Rotating electric machine (1, 101, 201, 301, 401),
It is in.
上記の回転電機において、第1主ブラシ及び第2主ブラシのそれぞれに対して、ダイオードを介して互いに電気的に接続された一対の補助ブラシが設けられている。これにより、各主ブラシから整流子片が離れるときに、一対の補助ブラシとダイオードからなる通電経路にバイパス電流が流れてアークエネルギーをバイパスすることで、各主ブラシとこの主ブラシから離れた整流子片との間の電位差を小さく抑えることができる。従って、各主ブラシと整流子片との間にアーク放電が発生するのを抑えることができる。
また、第1主ブラシに対して設けられた一対の補助ブラシと、第2主ブラシに対して設けられた一対の補助ブラシとのいずれについても、当該一対の補助ブラシの間に配置される整流子片の数を、第1主ブラシと第2主ブラシとの間に配置される整流子片の数よりも少なく抑えることによって、一対の補助ブラシとダイオードからなる通電経路にバイパス電流が流れるときの電位差を小さくして、一方の補助ブラシに摺接している整流子片と他方の補助ブラシに摺接している整流子片との間に急激な電圧変動が生じるのを防ぐことができる。従って、この電圧変動に起因する非周期的なインパルス性の電磁ノイズの発生を防ぐことができる。
In the above rotating electric machine, a pair of auxiliary brushes that are electrically connected to each other via a diode are provided for each of the first main brush and the second main brush. As a result, when the commutator piece is separated from each main brush, the bypass current flows through the energization path consisting of a pair of auxiliary brushes and diodes to bypass the arc energy, thereby rectifying the main brush and the main brush away from each main brush. The potential difference between the child pieces can be kept small. Therefore, generation | occurrence | production of arc discharge between each main brush and a commutator piece can be suppressed.
Further, for both the pair of auxiliary brushes provided for the first main brush and the pair of auxiliary brushes provided for the second main brush, the rectification arranged between the pair of auxiliary brushes When the bypass current flows through the energization path composed of a pair of auxiliary brushes and diodes by suppressing the number of child pieces to be smaller than the number of commutator pieces arranged between the first main brush and the second main brush. Thus, a sudden voltage fluctuation can be prevented from occurring between the commutator piece slidably in contact with one auxiliary brush and the commutator piece slidably in contact with the other auxiliary brush. Therefore, generation of non-periodic impulsive electromagnetic noise due to this voltage fluctuation can be prevented.
以上のごとく、上記態様によれば、アーク放電の発生を抑えるとともに、電圧変動によって生じるインパルス性の電磁ノイズを低減することができる回転電機を提供できる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
As described above, according to the above aspect, it is possible to provide a rotating electrical machine capable of suppressing the occurrence of arc discharge and reducing impulsive electromagnetic noise caused by voltage fluctuation.
In addition, the code | symbol in the parenthesis described in the means to solve a claim and a subject shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later, and limits the technical scope of this invention. It is not a thing.
以下、回転電機に係る実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an embodiment according to a rotating electrical machine will be described with reference to the drawings.
なお、本明細書の図面では、特に断わらない限り、回転電機を構成するシャフトの軸方向を矢印Xで示し、このシャフトの径方向を矢印Yで示し、このシャフトの周方向を矢印Zで示すものとする。また、周方向Zのうちの一方向である回転方向を矢印Zaで示すものとする。 In the drawings of this specification, unless otherwise specified, the axial direction of the shaft constituting the rotating electric machine is indicated by an arrow X, the radial direction of the shaft is indicated by an arrow Y, and the circumferential direction of the shaft is indicated by an arrow Z. Shall. In addition, a rotation direction that is one of the circumferential directions Z is indicated by an arrow Za.
(実施形態1)
図1に示されるように、実施形態1の回転電機1は、インナーロータ型のモータとして構成されている。この回転電機1は、車載装置の駆動用モータ、家庭用電気の駆動用モータ、一般産業用機械の駆動用モータをはじめ、各種の機器の駆動用モータに使用可能である。このとき、回転電機1は、電動機として構成されてもよいし、或いは電動機と発電機の2つの機能を併せ持つ電動発電機として構成されてもよい。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the rotating
回転電機1は、回転軸である円柱状のシャフト10を備え、電源Eから供給される電力によってこのシャフト10が回転駆動されるように構成されている。この回転電機1は、ケース3とカバー4とによって構成されたハウジング2と、シャフト10を回転駆動するための複数の構成要素と、を備え、ハウジング2内にこれら複数の構成要素が収容されている。
The rotating
複数の構成要素には、シャフト10を回転可能に支持する複数の支持部5と、ロータとしての回転子20と、整流子30と、ステーターとしての磁石40と、2つの主ブラシ51,52と、4つの補助ブラシ61,62,63,64と、が含まれている。
The plurality of components include a plurality of
図1及び図2に示されるように、回転子20は、シャフト10に固定されている。回転子20は、複数の電磁鋼板が積層されてなる鉄心21と、電機子コイル22と、を有し、鉄心21に電機子コイル22が巻かれている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
整流子30は、複数の整流子片31を有し、電機子コイル22に電気的に接続されている。この整流子30において、複数の整流子片31はシャフト10の周方向Zに並べて配置されている。隣接する2つの整流子片31,31は、周方向Zに互いに離間しており、且つ電機子コイル22によって互いに電気的に接続されている。
なお、この整流子片31の数は限定されるものではなく、必要に応じて適宜の値に設定される。
The
The number of
磁石40は、ハウジング2を構成するケース3の内面に回転子20との間に隙間を隔てて固定されている。この磁石40は、電機子コイル22に界磁を与える機能を有するものであり、互いに極性の異なる界磁用の永久磁石(S極及びN極)として構成されている。
The
図2及び図3に示されるように、2つの主ブラシ51,52はいずれも、複数の整流子片31に摺接可能な略矩形のブラシである。一方の第1主ブラシ51は、電源Eの正極端子に電気的に接続されている。他方の第2主ブラシ52は、電源Eの負極端子に電気的に接続されて第1主ブラシ51と対をなすように構成されている。このため、第1主ブラシ51を「正ブラシ」或いは「一方側主ブラシ」といい、第2主ブラシ52を「負ブラシ」或いは「他方側主ブラシ」ということもできる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the two
4つの補助ブラシ61,62,63,64はいずれも、複数の整流子片31に摺接可能な略矩形のブラシである。これらの補助ブラシには、一方側の主ブラシである第1主ブラシ51に対応して設けられダイオード66を介して互いに電気的に接続された一対の補助ブラシ61,62と、他方側の主ブラシである第2主ブラシ52に対応して設けられダイオード67を介して互いに電気的に接続された一対の補助ブラシ63,64と、に分類される。2つのダイオード66,67はいずれも、電流を一定方向にしか流さない整流作用を持つ電子素子である。
All of the four
なお、補助ブラシ61及び補助ブラシ62のそれぞれを「第1補助ブラシ」といい、一対の補助ブラシ61,62を「一対の第1補助ブラシ」ということができる。また、補助ブラシ63及び補助ブラシ64のそれぞれを「第2補助ブラシ」といい、一対の補助ブラシ63,64を「一対の第2補助ブラシ」ということができる。
Each of the
ダイオード66と一対の補助ブラシ61,62とからなる通電経路は、第1主ブラシ51が整流子片31から離れるときにバイパス電流を流すためのバイパス径路として構成されている。同様に、ダイオード67と一対の補助ブラシ63,64とからなる通電経路は、第1主ブラシ51が整流子片31から離れるときにバイパス電流を流すためのバイパス径路として構成されている。
The energization path including the
ここで、図4〜図6を参照しつつ、主ブラシ51,52と一対の補助ブラシ61,62及び一対の補助ブラシ63,64のそれぞれとの相対的な配置構造について説明する。なお、これらの図では、説明の便宜上、図面の左右方向が周方向Zとなるように、整流子30の複数の整流子片31を平面状に展開した状態で示している。
Here, the relative arrangement structure of the
図4に示されるように、第1のブラシ配置構造1Aにおいて、一対の補助ブラシ61,62は、第1主ブラシ51を挟んで複数の整流子片31の回転方向Zaの前方側及び後方側のそれぞれにそれぞれの補助ブラシが配置されている。即ち、補助ブラシ61が回転方向Zaの前方側に配置され、且つ補助ブラシ62が回転方向Zaの後方側に配置されている。
As shown in FIG. 4, in the first
また、複数の整流子片31のうち周方向Zについて一対の補助ブラシ61,62の間に配置される整流子片31の数が第1主ブラシ51と第2主ブラシ52との間に配置される整流子片31の数を下回るように構成されている。即ち、図4では、一対の補助ブラシ61,62の両端61a,62b間に1つまたは2つの整流子片31の全体が配置されるのに対して、第1主ブラシ51と第2主ブラシ52との両端51a,52b間に3つまたは4つの整流子片31の全体が配置されるようになっている。
Further, among the plurality of
一方で、第2のブラシ配置構造1Bにおいて、一対の補助ブラシ63,64は、第2主ブラシ52を挟んで複数の整流子片31の回転方向Zaの前方側及び後方側のそれぞれにそれぞれの補助ブラシが配置されている。即ち、補助ブラシ63が回転方向Zaの前方側に配置され、且つ補助ブラシ64が回転方向Zaの後方側に配置されている。
On the other hand, in the second
また、複数の整流子片31のうち周方向Zについて一対の補助ブラシ63,64の間に配置される整流子片31の数が第1主ブラシ51と第2主ブラシ52との間に配置される整流子片31の数を下回るように構成されている。即ち、図4では、一対の補助ブラシ63,64の両端63a,42b間に1つまたは2つの整流子片31の全体が配置されるのに対して、第1主ブラシ51と第2主ブラシ52との両端51a,52b間に3つまたは4つの整流子片31の全体が配置されるようになっている。
Further, among the plurality of
図5に示されるように、第1のブラシ配置構造1Aは、第1主ブラシ51の回転方向Zaの前方側の前端51aと、一対の補助ブラシ61,62のうち回転方向Zaの前方側に配置された補助ブラシ61の回転方向Zaの後方側の後端61bと、の間隔L1が、整流子片31の周方向Zの幅Cの最小値Cminを下回るように構成されている。従って、一対の補助ブラシ61,62のうちの一方の補助ブラシ61は、複数の整流子片31のいずれに対しても第1主ブラシ51と同時に摺接可能になっている。本構成における補助ブラシの配置条件を「配置条件P1」という。
As shown in FIG. 5, the first
また、この第1のブラシ配置構造1Aは、第1主ブラシ51の回転方向Zaの後方側の後端51bと、一対の補助ブラシ61,62のうち回転方向Zaの後方側に配置された補助ブラシ62の回転方向Zaの前方側の前端62aと、の間隔L2が、整流子片31の周方向Zの幅Cの最大値Cmaxを上回るように構成されている。本構成における補助ブラシの配置条件を「配置条件P2」という。
Further, the first
ここで、整流子30の全ての整流子片31についての幅Cの中で最も小さい値が「最小値Cmin」として定義され、最も大きい値が「最大値Cmax」として定義される。
Here, the smallest value among the widths C of all the
また、この第1のブラシ配置構造1Aの一対の補助ブラシ61,62において、アークエネルギーのバイパスのために、回転方向Zaの前方側に配置された一方の補助ブラシ61にダイオード66のカソードKが接続され、且つ回転方向Zaの後方側に配置された他方の補助ブラシ62にダイオード66のアノードAが接続されている。
Further, in the pair of
図6に示されるように、第2のブラシ配置構造1Bは、第2主ブラシ52の回転方向Zaの前方側の前端52aと、一対の補助ブラシ63,64のうち回転方向Zaの前方側に配置された補助ブラシ63の回転方向Zaの後方側の後端63bと、の間隔L1が、整流子片31の周方向Zの幅Cの最小値Cminを下回るように構成されている。従って、一対の補助ブラシ63,64のうちの一方の補助ブラシ63は、複数の整流子片31のいずれに対しても第2主ブラシ52と同時に摺接可能になっている。本構成における補助ブラシの配置条件は、上記の配置条件P1と同様である。
As shown in FIG. 6, the second
また、この第2のブラシ配置構造1Bは、第2主ブラシ52の回転方向Zaの後方側の後端52bと、一対の補助ブラシ63,64のうち回転方向Zaの後方側に配置された補助ブラシ64の回転方向Zaの前方側の前端64aと、の間隔L2が、整流子片31の周方向Zの幅Cの最大値Cmaxを上回るように構成されている。本構成における補助ブラシの配置条件は、上記の配置条件P2と同様である。
In addition, the second
また、この第2のブラシ配置構造1Bの一対の補助ブラシ63,64において、アークエネルギーのバイパスのために、回転方向Zaの前方側に配置された一方の補助ブラシ63にダイオード67のアノードAが接続され、且つ回転方向Zaの後方側に配置された他方の補助ブラシ64にダイオード67のカソードKが接続されている。
Further, in the pair of
更に、4つの補助ブラシ61,62,63,64のそれぞれの周方向Zのブラシ厚みMが複数の整流子片31のうち互いに隣接した2つの整流子片31,31の間隔Dの最大値Dmaxを上回るように構成されている。本構成を特定するための構成条件を「構成条件Q」という。
Further, the brush thickness M in the circumferential direction Z of each of the four
ここで、整流子30の全ての整流子片31についての間隔Dの中で最も大きい値が「最大値Dmax」として定義される。
Here, the largest value in the interval D for all the
なお、図5及び図6では、主ブラシ及び補助ブラシのそれぞれと複数の整流子片と摺接状態が明確になるように、便宜上、各補助ブラシのブラシ厚みMが互いに隣接した2つの整流子片31,31の間隔Dを下回るように記載されている。
5 and 6, for convenience, the brush thickness M of each auxiliary brush is adjacent to each other so that the main brush and the auxiliary brush and the plurality of commutator pieces are in sliding contact with each other. It is described so as to be smaller than the distance D between the
上記の構成条件Qによれば、互いに隣接した2つの整流子片の間に隙間に補助ブラシが入り込むのを防ぐことができる。また、補助ブラシの厚み寸法が小さくなり過ぎないため補助ブラシの製造が容易になる。 According to the above configuration condition Q, it is possible to prevent the auxiliary brush from entering the gap between two commutator pieces adjacent to each other. Moreover, since the thickness dimension of the auxiliary brush does not become too small, the auxiliary brush can be easily manufactured.
次に、実施形態1の作用効果について、図5及び図6に加えて、図7及び図8を参照しながら説明する。
Next, the effect of
図5に示されるように、いずれも整流子片31としての2つの整流子片31a,31bがともに第1主ブラシ51に摺接した状態では、整流子片31aの電位は電源Eの正極端子の電位に一致している。
As shown in FIG. 5, when both the two
その後、図7に示されるように、整流子30の回転によって、整流子片31aが第1主ブラシ51から離れて、整流子片31aが補助ブラシ61に摺接し且つ整流子片31としての整流子片31cが補助ブラシ62に摺接する。このとき、第1のブラシ配置構造1Aによれば、補助ブラシ61が複数の整流子片31のいずれに対しても第1主ブラシ51と同時に摺接可能に構成されているため、整流子片31aは第1主ブラシ51から離れる前に補助ブラシ61に摺接する。このため、一対の補助ブラシ61,62とダイオード66からなる通電経路に、補助ブラシ62から補助ブラシ61に向けてバイパス電流が流れて(図7中の矢印参照)、アークエネルギーがバイパスされる。
Thereafter, as shown in FIG. 7, the
これにより、第1主ブラシ51と整流子片31aとの間の電位差を小さく抑えることができ、第1主ブラシ51と整流子片31aとの間にアーク放電が発生するのを抑えることができる。従って、この第1主ブラシ51の寿命を向上させることが可能になる。
Thereby, the electric potential difference between the 1st
また、一対の補助ブラシ61,62の間に配置される整流子片31の数を少なく抑えることによって、一対の補助ブラシ61,62とダイオード66からなる通電経路にバイパス電流が流れるときの電位差を小さくして、一方の補助ブラシ61に摺接している整流子片31aと他方の補助ブラシ62に摺接している整流子片31cとの間に急激な電圧変動が生じるのを防ぐことができる。このため、電圧変動によって生じるインパルス性の電磁ノイズを低減することができる。
Further, by suppressing the number of
特に、第1のブラシ配置構造1Aが上記の配置条件P1及びP2を満たすため、補助ブラシ61を第1主ブラシ51に近い位置に配置することでアーク放電を抑える効果を高めるとともに、一対の補助ブラシ61,62をともに第1主ブラシ51に対して同程度に近い位置に配置することで通電経路にバイパス電流が流れるときの電圧変動を小さく抑えて電磁ノイズの低減効果を高めることができる。
In particular, since the first brush arrangement structure 1A satisfies the arrangement conditions P1 and P2, the
同様に、図6に示されるように、いずれも整流子片31としての2つの整流子片31d,31eがともに第2主ブラシ52に摺接した状態では、整流子片31dの電位は電源Eの負極端子の電位に一致している。
Similarly, as shown in FIG. 6, in the state where the two
その後、図8に示されるように、整流子30の回転によって、整流子片31dが第2主ブラシ52から離れて、整流子片31dが補助ブラシ63に摺接し且つ整流子片31としての整流子片31fが補助ブラシ64に摺接する。このとき、第2のブラシ配置構造1Bによれば、補助ブラシ63が複数の整流子片31のいずれに対しても第2主ブラシ52と同時に摺接可能に構成されているため、整流子片31dは第2主ブラシ52から離れる前に補助ブラシ63に摺接する。このため、一対の補助ブラシ63,64とダイオード67からなる通電経路に、補助ブラシ63から補助ブラシ64に向けてバイパス電流が流れて(図8中の矢印参照)、アークエネルギーがバイパスされる。
Thereafter, as shown in FIG. 8, the
これにより、第2主ブラシ52と整流子片31dとの間の電位差を小さく抑えることができ、第2主ブラシ52と整流子片31dとの間にアーク放電が発生するのを抑えることができる。従って、この第2主ブラシ52の寿命を向上させることが可能になる。
Thereby, the potential difference between the second
また、一対の補助ブラシ63,64の間に配置される整流子片31の数を少なく抑えることによって、一対の補助ブラシ63,64とダイオード67からなる通電経路にバイパス電流が流れるときの電位差を小さくして、一方の補助ブラシ63に摺接している整流子片31dと他方の補助ブラシ64に摺接している整流子片31fとの間に急激な電圧変動が生じるのを防ぐことができる。このため、電圧変動によって生じるインパルス性の電磁ノイズを低減することができる。
In addition, by reducing the number of
特に、第2のブラシ配置構造1Bが上記の配置条件P1及びP2を満たすため、補助ブラシ63を第2主ブラシ52に近い位置に配置することでアーク放電を抑える効果を高めるとともに、一対の補助ブラシ63,64をともに第2主ブラシ52に対して同程度に近い位置に配置することで通電経路にバイパス電流が流れるときの電圧変動を小さく抑えて電磁ノイズの低減効果を高めることができる。
In particular, since the second
(実施形態2)
実施形態2の回転電機101は、2つの主ブラシ51,52と一対の補助ブラシ61,62及び一対の補助ブラシ63,64のそれぞれとの相対的な配置構造が、実施形態1の回転電機1のものと相違している。この相違点についてのみ以下に説明する。
その他の構成は、実施形態1と同様である。
(Embodiment 2)
In the rotating
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
図9に示されるように、この回転電機101の第1のブラシ配置構造101Aにおいて、一対の補助ブラシ61,62は、第1主ブラシ51よりも複数の整流子片31の回転方向Zaの前方側にいずれの補助ブラシも配置されている。
As shown in FIG. 9, in the first
この第1のブラシ配置構造101Aは、複数の整流子片31のうち周方向Zについて一対の補助ブラシ61,62の間に配置される整流子片31の数が第1主ブラシ51と第2主ブラシ52との間に配置される整流子片31の数を下回るように構成されている。
In the first
一方で、この回転電機101の第2のブラシ配置構造101Bにおいて、一対の補助ブラシ63,64は、第2主ブラシ52よりも複数の整流子片31の回転方向Zaの前方側にいずれの補助ブラシも配置されている。
On the other hand, in the second
この第2のブラシ配置構造101Bは、複数の整流子片31のうち周方向Zについて一対の補助ブラシ63,64の間に配置される整流子片31の数が第1主ブラシ51と第2主ブラシ52との間に配置される整流子片31の数を下回るように構成されている。
In the second
図10に示されるように、第1のブラシ配置構造101Aは、第1主ブラシ51の回転方向Zaの前方側の前端51aと、一対の補助ブラシ61,62のうち回転方向Zaの後方側に配置された補助ブラシ62の回転方向Zaの後方側の後端62bと、の間隔L3が、整流子片31の周方向Zの幅Cの最小値Cminを下回るように構成されている。従って、一対の補助ブラシ61,62のうちの一方の補助ブラシ62は、複数の整流子片31のいずれに対しても第1主ブラシ51と同時に摺接可能になっている。本構成における補助ブラシの配置条件を「配置条件P3」という。
As shown in FIG. 10, the first
また、この第1のブラシ配置構造101Aは、一対の補助ブラシ61,62のうち回転方向Zaの後方側に配置された補助ブラシ62の回転方向Zaの前方側の前端62aと、回転方向Zaの前方側に配置された補助ブラシ61の回転方向Zaの後方側の後端61bと、の間隔L4が、整流子片31の周方向Zの幅Cの最大値Cmaxを上回るように構成されている。本構成における補助ブラシの配置条件を「配置条件P4」という。
Further, the first
また、この第1のブラシ配置構造101Aの一対の補助ブラシ61,62において、アークエネルギーのバイパスのために、回転方向Zaの前方側に配置された一方の補助ブラシ61にダイオード66のアノードAが接続され、且つ回転方向Zaの後方側に配置された他方の補助ブラシ62にダイオード66のカソードKが接続されている。
Further, in the pair of
図11に示されるように、第2のブラシ配置構造101Bは、第2主ブラシ52の回転方向Zaの前方側の前端52aと、一対の補助ブラシ63,64のうち回転方向Zaの後方側に配置された補助ブラシ64の回転方向Zaの後方側の後端64bと、の間隔L3が、整流子片31の周方向Zの幅Cの最小値Cminを下回るように構成されている。従って、一対の補助ブラシ63,64のうちの一方の補助ブラシ64は、複数の整流子片31のいずれに対しても第2主ブラシ52と同時に摺接可能になっている。本構成における補助ブラシの配置条件は、上記の配置条件P3と同様である。
As shown in FIG. 11, the second
また、この第2のブラシ配置構造101Bは、一対の補助ブラシ63,64のうち回転方向Zaの後方側に配置された補助ブラシ64の回転方向Zaの前方側の前端64aと、回転方向Zaの前方側に配置された補助ブラシ63の回転方向Zaの後方側の後端63bと、の間隔L4が、整流子片31の周方向Zの幅Cの最大値Cmaxを上回るように構成されている。本構成における補助ブラシの配置条件は、上記の配置条件P4と同様である。
Further, the second
また、この第2のブラシ配置構造101Bの一対の補助ブラシ63,64において、アークエネルギーのバイパスのために、回転方向Zaの前方側に配置された一方の補助ブラシ63にダイオード67のカソードKが接続され、且つ回転方向Zaの後方側に配置された他方の補助ブラシ64にダイオード67のアソードAが接続されている。
In addition, in the pair of
また、実施形態1の場合と同様に、この実施形態2において、4つの補助ブラシ61,62,63,64のうちの少なくとも1つに上記の構成条件Qを適用することもできる。
Similarly to the case of the first embodiment, in the second embodiment, the above-described configuration condition Q can be applied to at least one of the four
次に、実施形態2の作用効果について、図10及び図11に加えて、図12及び図13を参照しながら説明する。
Next, the effect of
図10に示されるように、整流子片31cが第1主ブラシ51に摺接した状態では、この整流子片31cの電位は電源Eの正極端子の電位に一致している。
As shown in FIG. 10, when the
その後、図12に示されるように、整流子30の回転によって、整流子片31cが第1主ブラシ51から離れて、整流子片31aが補助ブラシ61に摺接し且つ整流子片31cが補助ブラシ62に摺接する。このとき、第1のブラシ配置構造101Aによれば、補助ブラシ62が複数の整流子片31のいずれに対しても第1主ブラシ51と同時に摺接可能に構成されているため、整流子片31cは第1主ブラシ51から離れる前に補助ブラシ62に摺接する。このため、一対の補助ブラシ61,62とダイオード66からなる通電経路に、補助ブラシ61から補助ブラシ62に向けてバイパス電流が流れて(図12中の矢印参照)、アークエネルギーがバイパスされる。
Then, as shown in FIG. 12, the
これにより、第1主ブラシ51と整流子片31cとの間の電位差を小さく抑えることができ、第1主ブラシ51と整流子片31cとの間にアーク放電が発生するのを抑えることができる。従って、この第1主ブラシ51の寿命を向上させることが可能になる。
Thereby, the electric potential difference between the 1st
また、一対の補助ブラシ61,62の間に配置される整流子片31の数を少なく抑えることによって、一対の補助ブラシ61,62とダイオード66からなる通電経路にバイパス電流が流れるときの電位差を小さくして、一方の補助ブラシ61に摺接している整流子片31aと他方の補助ブラシ62に摺接している整流子片31cとの間に急激な電圧変動が生じるのを防ぐことができる。このため、電圧変動によって生じるインパルス性の電磁ノイズを低減することができる。
Further, by suppressing the number of
同様に、図11に示されるように、整流子片31fが第2主ブラシ52に摺接した状態では、整流子片31fの電位は電源Eの負極端子の電位に一致している。
Similarly, as shown in FIG. 11, when the
その後、図13に示されるように、整流子30の回転によって、整流子片31fが第2主ブラシ52から離れて、整流子片31dが補助ブラシ63に摺接し且つ整流子片31fが補助ブラシ64に摺接する。このとき、第2のブラシ配置構造101Bによれば、補助ブラシ64が複数の整流子片31のいずれに対しても第2主ブラシ52と同時に摺接可能に構成されているため、整流子片31fは第2主ブラシ52から離れる前に補助ブラシ64に摺接する。このため、一対の補助ブラシ63,64とダイオード67からなる通電経路に、補助ブラシ64から補助ブラシ63に向けてバイパス電流が流れて(図13中の矢印参照)、アークエネルギーがバイパスされる。
Thereafter, as shown in FIG. 13, by the rotation of the
これにより、第2主ブラシ52と整流子片31fとの間の電位差を小さく抑えることができ、第2主ブラシ52と整流子片31fとの間にアーク放電が発生するのを抑えることができる。従って、この第2主ブラシ52の寿命を向上させることが可能になる。
Thereby, the electric potential difference between the 2nd
また、一対の補助ブラシ63,64の間に配置される整流子片31の数を少なく抑えることによって、一対の補助ブラシ63,64とダイオード67からなる通電経路にバイパス電流が流れるときの電位差を小さくして、一方の補助ブラシ63に摺接している整流子片31dと他方の補助ブラシ64に摺接している整流子片31fとの間に急激な電圧変動が生じるのを防ぐことができる。このため、電圧変動によって生じるインパルス性の電磁ノイズを低減することができる。
In addition, by reducing the number of
その他、実施形態1と同様の作用効果を奏する。 In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
(実施形態3)
実施形態3の回転電機201は、2つの主ブラシ51,52と一対の補助ブラシ61,62及び一対の補助ブラシ63,64のそれぞれとの相対的な配置構造が、実施形態1の回転電機1のものと相違している。この相違点についてのみ以下に説明する。
その他の構成は、実施形態1と同様である。
(Embodiment 3)
The rotating
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
図14に示されるように、この回転電機201において、第1のブラシ配置構造201Aが実施形態1の第1のブラシ配置構造1A(図5参照)と同様である一方で、第2のブラシ配置構造201Bが実施形態2の第2のブラシ配置構造101B(図11参照)と同様である。
As shown in FIG. 14, in the rotating
即ち、第1のブラシ配置構造201Aにおいて、一対の補助ブラシ61,62は、一方側主ブラシである第1主ブラシ51を挟んで複数の整流子片31の回転方向Zaの前方側及び後方側のそれぞれにそれぞれの補助ブラシが配置されている。
In other words, in the first
図5を参照した場合、この第1のブラシ配置構造201Aは、一方側主ブラシである第1主ブラシ51の回転方向Zaの前方側の前端51aと、一対の補助ブラシ61,62のうち回転方向Zaの前方側に配置された補助ブラシ61の回転方向Zaの後方側の後端61bと、の間隔L1が、整流子片31の周方向Zの幅Cの最小値Cminを下回るように構成されている。
Referring to FIG. 5, the first
また、この第1のブラシ配置構造201Aは、一方側主ブラシである第1主ブラシ51の回転方向Zaの後方側の後端51bと、一対の補助ブラシ61,62のうち回転方向Zaの後方側に配置された補助ブラシ62の回転方向Zaの前方側の前端62aと、の間隔L2が、整流子片31の周方向Zの幅Cの最大値Cmaxを上回るように構成されている。
In addition, the first
更に、この第1のブラシ配置構造201Aにおいて、回転方向Zaの前方側に配置された一方の補助ブラシ61にダイオード66のカソードKが接続され、且つ回転方向Zaの後方側に配置された他方の補助ブラシ62にダイオード66のアノードAが接続されている。
Further, in the first
一方で、第2のブラシ配置構造201Bにおいて、一対の補助ブラシ63,64は、他方側主ブラシである第2主ブラシ52よりも複数の整流子片31の回転方向Zaの前方側にいずれの補助ブラシも配置されている。
On the other hand, in the second
図11を参照した場合、第2のブラシ配置構造201Bは、他方側主ブラシである第2主ブラシ52の回転方向Zaの前方側の前端52aと、一対の補助ブラシ63,64のうち回転方向Zaの後方側に配置された補助ブラシ64の回転方向Zaの後方側の後端64bと、の間隔L3が、整流子片31の周方向Zの幅Cの最小値Cminを下回るように構成されている。
Referring to FIG. 11, the second
また、この第2のブラシ配置構造201Bは、一対の補助ブラシ63,64のうち回転方向Zaの後方側に配置された補助ブラシ64の回転方向Zaの前方側の前端64aと、回転方向Zaの前方側に配置された補助ブラシ63の回転方向Zaの後方側の後端63bと、の間隔L4が、整流子片31の周方向Zの幅Cの最大値Cmaxを上回るように構成されている。
Further, the second
更に、この第2のブラシ配置構造201Bにおいて、回転方向Zaの前方側に配置された一方の補助ブラシ63にダイオード67のカソードKが接続され、且つ回転方向Zaの後方側に配置された他方の補助ブラシ64にダイオード67のアソードAが接続されている。
Further, in the second
なお、実施形態1の場合と同様に、この実施形態3において、4つの補助ブラシ61,62,63,64のうちの少なくとも1つに上記の構成条件Qを適用することもできる。
As in the case of the first embodiment, in the third embodiment, the above-described configuration condition Q can be applied to at least one of the four
上述の実施形態3によれば、第1のブラシ配置構造1Aによって得られる上述の作用効果と、第2のブラシ配置構造101Bによって得られる上述の作用効果と、を兼ね備えた作用効果が得られる。
According to the above-described third embodiment, it is possible to obtain an operation effect that combines the above-described operation effect obtained by the first brush arrangement structure 1A and the above-described operation effect obtained by the second
その他、実施形態1と同様の作用効果を奏する。 In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
なお、この実施形態3の配置構造の変更例として、第1のブラシ配置構造201Aを実施形態2の第1のブラシ配置構造101A(図10参照)と同様とし、且つ第2のブラシ配置構造201Bを実施形態1の第2のブラシ配置構造1B(図6参照)と同様とすることもできる。
これにより、第1のブラシ配置構造101Aによって得られる上述の作用効果と、第2のブラシ配置構造1Bによって得られる上述の作用効果と、を兼ね備えた作用効果が得られる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を奏する。
As a modification of the arrangement structure of the third embodiment, the first
Thereby, the operation effect which has the above-mentioned operation effect obtained by the 1st
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
(実施形態4)
実施形態4の回転電機301は、2つの主ブラシ51,52と一対の補助ブラシ61,62及び一対の補助ブラシ63,64のそれぞれとの相対的な配置構造が、実施形態3の回転電機201のものと相違している。この相違点についてのみ以下に説明する。
その他の構成は、実施形態3と同様である。
(Embodiment 4)
In the rotating
Other configurations are the same as those of the third embodiment.
図15に示されるように、この回転電機301において、一対の補助ブラシ61,62のうちの補助ブラシ62と、一対の補助ブラシ63,64のうちの補助ブラシ63は、互いに一体化された1つの共用補助ブラシ65として構成されている。この場合、補助ブラシの数が3つになる。
As shown in FIG. 15, in this rotating
本構成の場合、一対の補助ブラシ61,65の間に配置される整流子片31の数と、一対の補助ブラシ65,64の間に配置される整流子片31の数がともに、第1主ブラシ51と第2主ブラシ52との間に配置される整流子片31の数を下回るように構成されている。即ち、図15では、一対の補助ブラシ61,65の両端間に3つの整流子片31の全体が配置され、また一対の補助ブラシ65,64の両端間に3つの整流子片31の全体が配置されるのに対して、第1主ブラシ51と第2主ブラシ52との両端間に5つまたは6つの整流子片31の全体が配置されるようになっている。
In the case of this configuration, the number of
一対の補助ブラシ61,65の配置については上記の配置条件P1及びP2に相当する配置条件が適用され、且つ一対の補助ブラシ65,64の配置については上記の配置条件P3及びP4に相当する配置条件が適用されている。
The arrangement conditions corresponding to the arrangement conditions P1 and P2 are applied to the arrangement of the pair of
なお、実施形態1の場合と同様に、この実施形態4において、2つの補助ブラシ61,62と1つの共用補助ブラシ65のうちの少なくとも1つに上記の構成条件Qを適用することもできる。
As in the case of the first embodiment, in the fourth embodiment, the above-described configuration condition Q can be applied to at least one of the two
上述の実施形態4によれば、実施形態3に比べて補助ブラシの数を減らすことによるコスト削減効果が得られる。
その他、実施形態3と同様の作用効果を奏する。
According to the above-described fourth embodiment, a cost reduction effect can be obtained by reducing the number of auxiliary brushes as compared with the third embodiment.
In addition, the same operational effects as those of the third embodiment are obtained.
(実施形態5)
実施形態5の回転電機401は、第1主ブラシ51及び第2主ブラシ52の極性を反転させて使用するために、4つの補助ブラシ71,72,73,74と、2つのダイオード76,77が追加されている点で、実施形態1の回転電機1のものと相違している。この相違点についてのみ以下に説明する。
その他の構成は、実施形態1と同様である。
(Embodiment 5)
The rotating
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
図16に示されるように、回転電機401は、第1主ブラシ51に対応して一対の補助ブラシ61,62とは別に設けられた極性反転用の一対の補助ブラシ71,72と、第2主ブラシ52に対応して一対の補助ブラシ63,64とは別に設けられた極性反転用の一対の補助ブラシ73,74と、を備えている。
As shown in FIG. 16, the rotating
一対の補助ブラシ71,72は、一対の補助ブラシ61,62と同様に、ダイオード76を介して互いに電気的に接続され、且つ第1主ブラシ51を回転方向Zaの両側から挟み込むように配置されている。具体的には、補助ブラシ71は、補助ブラシ61よりも回転方向Zaの前方側に配置されている。補助ブラシ72は、第1主ブラシ51と補助ブラシ62との間に配置されている。また、一対の補助ブラシ71,72は、その周方向Zの間隔が一対の補助ブラシ61,62の周方向Zの間隔と一致するように構成されている。
Like the pair of
一対の補助ブラシ71,72において、回転方向Zaの前方側に配置された一方の補助ブラシ71にダイオード76のカソードKが接続され、且つ回転方向Zaの後方側に配置された他方の補助ブラシ72にダイオード76のアノードAが接続されている。
In the pair of
これに対して、一対の補助ブラシ73,74は、一対の補助ブラシ63,64と同様に、ダイオード77を介して互いに電気的に接続され、且つ第2主ブラシ52を回転方向Zaの両側から挟み込むように配置されている。具体的には、補助ブラシ73は、補助ブラシ63よりも回転方向Zaの前方側に配置されている。補助ブラシ74は、第2主ブラシ52と補助ブラシ64との間に配置されている。また、一対の補助ブラシ73,74は、その周方向Zの間隔が一対の補助ブラシ63,64の周方向Zの間隔と一致するように構成されている。
On the other hand, the pair of
一対の補助ブラシ73,74において、回転方向Zaの前方側に配置された一方の補助ブラシ73にダイオード77のアノードAが接続され、且つ回転方向Zaの後方側に配置された他方の補助ブラシ74にダイオード77のカソードKが接続されている。
In the pair of
なお、実施形態1の場合と同様に、この実施形態5において、8つの補助ブラシ61,62,63,64,71,72,73,74のうちの少なくとも1つに上記の構成条件Qを適用することもできる。
As in the case of the first embodiment, in the fifth embodiment, the above-described configuration condition Q is applied to at least one of the eight
上記の回転電機401において、通常時は、アークエネルギーをバイパスするために、第1主ブラシ51に対してはダイオード66と一対の補助ブラシ61,62とからなる通電経路が有効になり、且つ第2主ブラシ52に対してはダイオード67と一対の補助ブラシ63,64とからなる通電経路が有効になる。
In the rotating
これに対して、通常時から第1主ブラシ51及び第2主ブラシ52の極性を反転させたときは、アークエネルギーをバイパスするために、第1主ブラシ51に対してはダイオード76と一対の補助ブラシ71,72とからなる通電経路が有効になり、且つ第2主ブラシ52に対してはダイオード77と一対の補助ブラシ73,74とからなる通電経路が有効になる。
On the other hand, when the polarities of the first
上述の実施形態5によれば、第1主ブラシ51及び第2主ブラシ52の極性を反転させて使用することが可能になる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を奏する。
According to the fifth embodiment described above, it is possible to use the first
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
本発明は、上記の典型的な実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記の実施形態を応用した次の各形態を実施することもできる。 The present invention is not limited to the above-described exemplary embodiments, and various applications and modifications can be considered without departing from the object of the present invention. For example, the following embodiments applying the above-described embodiment can be implemented.
上記の実施形態において、一対の補助ブラシの間に配置される整流子片数の数は、限定されるものではなく、この数が2つの主ブラシの間に配置される整流子片の数を下回ることを条件に、適宜に設定可能である。 In the above embodiment, the number of commutator pieces arranged between the pair of auxiliary brushes is not limited, and this number represents the number of commutator pieces arranged between the two main brushes. It can be set as appropriate on the condition that it falls below.
上記の実施形態では、複数の補助ブラシのうちの少なくとも1つのブラシ厚みが互いに隣接した2つの整流子片の間隔の最大値を上回る場合について例示したが、これに代えて、この補助ブラシのブラシ厚みが隣接した2つの整流子片の間隔の最大値以下となる構造を採用することもできる。 In the above embodiment, the case where the thickness of at least one of the plurality of auxiliary brushes exceeds the maximum value of the distance between the two commutator pieces adjacent to each other is exemplified. It is also possible to employ a structure in which the thickness is equal to or less than the maximum value of the distance between two adjacent commutator pieces.
上記の実施形態では、主ブラシの数が2つである場合について例示したが、主ブラシの数は2つに限定されるものではなくこれ以上に増やすこともできる。 In the above embodiment, the case where the number of main brushes is two has been illustrated, but the number of main brushes is not limited to two and can be increased beyond this.
上記の実施形態では、補助ブラシの数が3つの場合や、4つの場合や、8つの場合の場合について例示したが、補助ブラシの数はこれらに限定されるものではなく、必要に応じて適宜に設定することができる。 In the above embodiment, the case where the number of auxiliary brushes is three, four, or eight is illustrated, but the number of auxiliary brushes is not limited to these, and may be appropriately determined as necessary. Can be set to
上記の実施形態では、インナーロータ型のモータである回転電機1,101,201,301,401について例示したが、この回転電機におけるブラシ配置構造を、アウターロータ型のモータに適用することもできる。
In the above embodiment, the rotary
1,101,201,301,401 回転電機
10 シャフト
20 回転子
21 鉄心
22 電機子コイル
30 整流子
31 整流子片
40 磁石
51 第1主ブラシ(主ブラシ、一方側主ブラシ)
51a,52a 前端
52 第2主ブラシ(主ブラシ、他方側主ブラシ)
61,62,63,64,71,72,73,74 補助ブラシ
61b,63b 後端
62a,64a 前端
65 共用補助ブラシ
66,67,76,77 ダイオード
A アノード
C 幅
Cmin 最小値
Cmax 最大値
D 間隔
Dmax 最大値
E 電源
K カソード
L1,L2,L3,L4 間隔
M ブラシ厚み
Z 周方向
Za 回転方向
1, 101, 201, 301, 401 Rotating
51a,
61, 62, 63, 64, 71, 72, 73, 74
Claims (7)
上記シャフトに固定された回転子(20)と、
上記回転子の鉄心(21)に巻かれた電機子コイル(22)と、
上記電機子コイルに電気的に接続された整流子(30)と、
上記整流子において上記シャフトの周方向(Z)に配置された複数の整流子片(31)と、
上記電機子コイルに界磁を与える磁石(40)と、
電源(E)に電気的に接続され且つ上記複数の整流子片に摺接可能な複数の主ブラシ(51,52)と、
上記複数の整流子片に摺接可能な複数の補助ブラシ(61,62,63,64,71,72,73,74)と、
を備え、
上記複数の主ブラシには、上記電源の正極端子に接続された第1主ブラシ(51)と、上記電源の負極端子に接続され上記第1主ブラシと対をなす第2主ブラシ(52)と、が含まれ、
上記複数の補助ブラシには、上記第1主ブラシに対して設けられダイオード(66)を介して互いに電気的に接続された一対の補助ブラシ(61,62)と、上記第2主ブラシに対して設けられダイオード(67)を介して互いに電気的に接続された一対の補助ブラシ(63,64)と、が含まれており、
上記第1主ブラシに対して設けられた上記一対の補助ブラシは、いずれか一方の補助ブラシが上記複数の整流子片のいずれに対しても上記第1主ブラシと同時に摺接可能であり、且つこの一対の補助ブラシの間に配置される整流子片の数が上記第1主ブラシと上記第2主ブラシとの間に配置される整流子片の数を下回り、
上記第2主ブラシに対して設けられた上記一対の補助ブラシは、いずれか一方の補助ブラシが上記複数の整流子片のいずれに対しても上記第2主ブラシと同時に摺接可能であり、且つこの一対の補助ブラシの間に配置される整流子片の数が上記第1主ブラシと上記第2主ブラシとの間に配置される整流子片の数を下回るように構成されている、回転電機(1,101,201,301,401)。 A shaft (10) which is a rotation axis;
A rotor (20) fixed to the shaft;
An armature coil (22) wound around the iron core (21) of the rotor;
A commutator (30) electrically connected to the armature coil;
A plurality of commutator pieces (31) arranged in the circumferential direction (Z) of the shaft in the commutator;
A magnet (40) for applying a field to the armature coil;
A plurality of main brushes (51, 52) electrically connected to a power source (E) and capable of sliding contact with the plurality of commutator pieces;
A plurality of auxiliary brushes (61, 62, 63, 64, 71, 72, 73, 74) capable of sliding contact with the plurality of commutator pieces;
With
The plurality of main brushes include a first main brush (51) connected to the positive terminal of the power source and a second main brush (52) connected to the negative terminal of the power source and paired with the first main brush. And include
The plurality of auxiliary brushes include a pair of auxiliary brushes (61, 62) provided to the first main brush and electrically connected to each other via a diode (66), and the second main brush. And a pair of auxiliary brushes (63, 64) electrically connected to each other via a diode (67),
The pair of auxiliary brushes provided for the first main brush is such that either one of the auxiliary brushes can be slidably contacted with any of the plurality of commutator pieces simultaneously with the first main brush, And the number of commutator pieces arranged between the pair of auxiliary brushes is less than the number of commutator pieces arranged between the first main brush and the second main brush,
The pair of auxiliary brushes provided for the second main brush is such that any one of the auxiliary brushes can slide in contact with any of the plurality of commutator pieces simultaneously with the second main brush, And the number of commutator pieces arranged between the pair of auxiliary brushes is configured to be less than the number of commutator pieces arranged between the first main brush and the second main brush. Rotating electric machine (1, 101, 201, 301, 401).
上記第1主ブラシ及び上記第2主ブラシのそれぞれの上記回転方向の前方側の前端(51a,52a)と、当該主ブラシに対応した上記一対の補助ブラシのうち上記回転方向の前方側に配置された補助ブラシ(61,63)の上記回転方向の後方側の後端(61b,63b)と、の間隔(L1)が上記整流子片の上記周方向の幅(C)の最小値(Cmin)を下回り、且つ上記第1主ブラシ及び上記第2主ブラシのそれぞれの上記回転方向の後方側の後端(51b,52b)と、当該主ブラシに対応した上記一対の補助ブラシのうち上記回転方向の後方側に配置された補助ブラシ(62,64)の上記回転方向の前方側の前端(62a,64a)と、の間隔(L2)が上記整流子片の上記周方向の幅(C)の最大値(Cmax)を上回り、
上記第1主ブラシに対応した上記一対の補助ブラシにおいて、上記回転方向の前方側に配置された一方の補助ブラシ(61)に上記ダイオードのカソード(K)が接続され、且つ上記回転方向の後方側に配置された他方の補助ブラシ(62)に上記ダイオードのアノード(A)が接続されており、
上記第2主ブラシに対応した上記一対の補助ブラシにおいて、上記回転方向の前方側に配置された一方の補助ブラシ(63)に上記ダイオードのアソード(A)が接続され、且つ上記回転方向の後方側に配置された他方の補助ブラシ(64)に上記ダイオードのカソード(K)が接続されている、請求項1に記載の回転電機。 The pair of auxiliary brushes are respectively disposed on the front side and the rear side in the rotation direction (Za) of the plurality of commutator pieces with the main brush interposed between the first main brush and the second main brush. Auxiliary brush is arranged,
Each of the first main brush and the second main brush has a front end (51a, 52a) on the front side in the rotational direction and a pair of auxiliary brushes corresponding to the main brush on the front side in the rotational direction. The distance (L1) between the rear end (61b, 63b) on the rear side in the rotational direction of the auxiliary brush (61, 63) is the minimum value (Cmin of the circumferential width (C) of the commutator piece. ) And the rear end (51b, 52b) on the rear side of each of the first main brush and the second main brush in the rotation direction, and the rotation of the pair of auxiliary brushes corresponding to the main brush. The distance (L2) between the auxiliary brushes (62, 64) arranged on the rear side in the direction and the front ends (62a, 64a) on the front side in the rotational direction is the width (C) in the circumferential direction of the commutator piece. Exceeding the maximum value (Cmax) of
In the pair of auxiliary brushes corresponding to the first main brush, the cathode (K) of the diode is connected to one auxiliary brush (61) arranged on the front side in the rotation direction, and the rear in the rotation direction. The anode (A) of the diode is connected to the other auxiliary brush (62) arranged on the side,
In the pair of auxiliary brushes corresponding to the second main brush, an anode (A) of the diode is connected to one auxiliary brush (63) disposed on the front side in the rotation direction, and the rear in the rotation direction. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the cathode (K) of the diode is connected to the other auxiliary brush (64) arranged on the side.
上記第1主ブラシ及び上記第2主ブラシのそれぞれの上記回転方向の前方側の前端(51a,52a)と、当該主ブラシに対応した上記一対の補助ブラシのうち上記回転方向の後方側に配置された補助ブラシ(62,64)の上記回転方向の後方側の後端(62b,64b)と、の間隔(L3)が上記整流子片の上記周方向の幅(C)の最小値(Cmin)を下回り、且つ上記第1主ブラシ及び上記第2主ブラシのそれぞれに対応した上記一対の補助ブラシのうち上記回転方向の後方側に配置された補助ブラシ(62,64)の上記回転方向の前方側の前端(62a,64a)と、上記回転方向の前方側に配置された補助ブラシ(61,63)の上記回転方向の後方側の後端(61b,63b)と、の間隔(L4)が上記整流子片の上記周方向の幅(C)の最大値(Cmax)を上回り、
上記第1主ブラシに対応した上記一対の補助ブラシにおいて、上記回転方向の前方側に配置された一方の補助ブラシ(61)に上記ダイオードのアノード(A)が接続され、且つ上記回転方向の後方側に配置された他方の補助ブラシ(62)に上記ダイオードのカソード(K)が接続されており、
上記第2主ブラシに対応した上記一対の補助ブラシにおいて、上記回転方向の前方側に配置された一方の補助ブラシ(63)に上記ダイオードのカソード(K)が接続され、且つ上記回転方向の後方側に配置された他方の補助ブラシ(64)に上記ダイオードのアノード(A)が接続されている、請求項1に記載の回転電機。 The pair of auxiliary brushes are arranged such that each auxiliary brush is arranged on the front side in the rotational direction of the plurality of commutator pieces from the main brush for each of the first main brush and the second main brush.
Each of the first main brush and the second main brush has a front end (51a, 52a) on the front side in the rotational direction and a rear side in the rotational direction of the pair of auxiliary brushes corresponding to the main brush. The distance (L3) between the rear end (62b, 64b) on the rear side in the rotational direction of the auxiliary brush (62, 64) is the minimum value (Cmin of the circumferential width (C) of the commutator piece. ) And the auxiliary brushes (62, 64) arranged on the rear side in the rotational direction of the pair of auxiliary brushes corresponding to the first main brush and the second main brush in the rotational direction. A distance (L4) between the front end (62a, 64a) on the front side and the rear end (61b, 63b) on the rear side in the rotational direction of the auxiliary brush (61, 63) disposed on the front side in the rotational direction. Is the circumference of the commutator piece Exceeds the maximum value of the width (C) (Cmax),
In the pair of auxiliary brushes corresponding to the first main brush, the anode (A) of the diode is connected to one auxiliary brush (61) disposed on the front side in the rotation direction, and the rear in the rotation direction. The cathode (K) of the diode is connected to the other auxiliary brush (62) arranged on the side,
In the pair of auxiliary brushes corresponding to the second main brush, the cathode (K) of the diode is connected to one auxiliary brush (63) disposed on the front side in the rotation direction, and the rear in the rotation direction. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the anode (A) of the diode is connected to the other auxiliary brush (64) arranged on the side.
上記一対の第1補助ブラシは、上記一方側主ブラシを挟んで上記複数の整流子片の回転方向(Za)の前方側及び後方側のそれぞれにそれぞれの第1補助ブラシが配置されており、
上記一対の第2補助ブラシは、上記他方側主ブラシよりも上記回転方向の前方側にいずれの第2補助ブラシも配置されており、
上記一方側主ブラシの上記回転方向の前方側の前端(51a)と、上記一対の第1補助ブラシのうち上記回転方向の前方側に配置された第1補助ブラシ(61)の上記回転方向の後方側の後端(61b)と、の間隔(L1)が上記整流子片の上記周方向の幅(C)の最小値(Cmin)を下回り、且つ上記一方側主ブラシの上記回転方向の後方側の後端(51b)と、上記一対の第1補助ブラシのうち上記回転方向の後方側に配置された第1補助ブラシ(62)の上記回転方向の前方側の前端(62a)と、の間隔(L2)が上記整流子片の上記周方向の幅(C)の最大値(Cmax)を上回り、
上記他方側主ブラシの上記回転方向の前方側の前端(52a)と、上記一対の第2補助ブラシのうち上記回転方向の後方側に配置された第2補助ブラシ(64)の上記回転方向の後方側の後端(64b)と、の間隔(L3)が上記整流子片の上記周方向の幅(C)の最小値(Cmin)を下回り、且つ上記他方側主ブラシに対応した上記一対の第2補助ブラシのうち上記回転方向の後方側に配置された第2補助ブラシ(64)の上記回転方向の前方側の前端(64a)と、上記回転方向の前方側に配置された第2補助ブラシ(63)の上記回転方向の後方側の後端(63b)と、の間隔(L4)が上記整流子片の上記周方向の幅(C)の最大値(Cmax)を上回り、
上記一対の第1補助ブラシにおいて、上記回転方向の前方側に配置された一方の第1補助ブラシ(61)に上記ダイオードのカソード(K)が接続され、且つ上記回転方向の後方側に配置された他方の第1補助ブラシ(62)に上記ダイオードのアノード(A)が接続されており、
上記一対の第2補助ブラシにおいて、上記回転方向の前方側に配置された一方の第2補助ブラシ(63)に上記ダイオードのカソード(K)が接続され、且つ上記回転方向の後方側に配置された他方の第2補助ブラシ(64)に上記ダイオードのアノード(A)が接続されている、請求項1に記載の回転電機。 The pair of auxiliary brushes provided corresponding to the one side main brush (51) which is one side of the first main brush and the second main brush is defined as a pair of first auxiliary brushes (61, 62). The pair of auxiliary brushes provided corresponding to the other side main brush (52), which is the other side of the first main brush and the second main brush, are paired with a pair of second auxiliary brushes (63, 64). When
Each of the pair of first auxiliary brushes is disposed on each of the front side and the rear side in the rotation direction (Za) of the plurality of commutator pieces with the one side main brush interposed therebetween,
The pair of second auxiliary brushes are arranged such that any second auxiliary brush is arranged on the front side in the rotational direction with respect to the other side main brush,
The front end (51a) on the front side in the rotation direction of the one-side main brush and the rotation direction of the first auxiliary brush (61) disposed on the front side in the rotation direction among the pair of first auxiliary brushes. The distance (L1) between the rear end (61b) on the rear side is less than the minimum value (Cmin) of the circumferential width (C) of the commutator piece, and the rear of the one-side main brush in the rotational direction. A rear end (51b) on the side and a front end (62a) on the front side in the rotational direction of the first auxiliary brush (62) disposed on the rear side in the rotational direction among the pair of first auxiliary brushes. The interval (L2) exceeds the maximum value (Cmax) of the circumferential width (C) of the commutator piece,
The front end (52a) on the front side in the rotational direction of the other main brush and the second auxiliary brush (64) disposed on the rear side in the rotational direction of the pair of second auxiliary brushes in the rotational direction. The distance (L3) between the rear end (64b) on the rear side is less than the minimum value (Cmin) of the circumferential width (C) of the commutator piece, and the pair of pairs corresponding to the other main brush. Among the second auxiliary brushes, the second auxiliary brush (64) disposed on the rear side in the rotational direction and the front end (64a) on the front side in the rotational direction and the second auxiliary brush disposed on the front side in the rotational direction. The distance (L4) between the brush (63) and the rear end (63b) on the rear side in the rotational direction exceeds the maximum value (Cmax) of the circumferential width (C) of the commutator piece,
In the pair of first auxiliary brushes, the cathode (K) of the diode is connected to one first auxiliary brush (61) arranged on the front side in the rotation direction, and arranged on the rear side in the rotation direction. The anode (A) of the diode is connected to the other first auxiliary brush (62),
In the pair of second auxiliary brushes, the cathode (K) of the diode is connected to one second auxiliary brush (63) arranged on the front side in the rotation direction, and arranged on the rear side in the rotation direction. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the anode (A) of the diode is connected to the other second auxiliary brush (64).
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