JP2021069145A - Motor - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、電動機に関する。 The present disclosure relates to an electric motor.
電動機は、電気掃除機等の家庭用電気機器分野をはじめとして、自動車等の電装分野にも広く用いられている。例えば、二輪自動車又は四輪自動車等の車両には、ラジエータ等の冷却ファンを駆動するために電動機が用いられている。 Electric motors are widely used in the field of electrical equipment such as automobiles, as well as in the field of household electric appliances such as vacuum cleaners. For example, in a vehicle such as a two-wheeled vehicle or a four-wheeled vehicle, an electric motor is used to drive a cooling fan such as a radiator.
電動機としては、ブラシと整流子とを用いた整流子電動機、又は、ブラシと整流子とを用いないブラシレス電動機が知られている。 As an electric motor, a commutator electric motor using a brush and a commutator, or a brushless electric motor not using a brush and a commutator is known.
このうち、整流子電動機は、回転子と、回転子の回転軸に取り付けられた整流子と、整流子に接するブラシとを備えている(例えば特許文献1)。 Of these, the commutator motor includes a rotor, a commutator attached to the rotating shaft of the commutator, and a brush in contact with the commutator (for example, Patent Document 1).
整流子電動機において、ブラシは、ブラシ箱等のブラシ収納部に収納されている。例えば、特許文献1では、ブラシ保持部材と一体に形成されたブラシ箱にブラシが収納されている。
In the commutator motor, the brush is stored in a brush storage portion such as a brush box. For example, in
また、ブラシには、ブラシに給電するためにピグテール線が接続されている。ピグテール線は、一端部がブラシの側面部分に埋め込まれており、他端部が電源端子に接続されている。 In addition, a pigtail wire is connected to the brush to supply power to the brush. One end of the pigtail wire is embedded in the side surface of the brush, and the other end is connected to the power supply terminal.
従来、ピグテール線におけるブラシから露出している部分は、ブラシが整流子側に移動する際の抵抗力にならないように柔軟になっている。このため、ピグテール線のブラシ側の根元部分が変形してピグテール線がブラシ収納部の出口の狭小部分を擦り抜けてしまい、ブラシがブラシ収納部から飛び出してしまうという不具合が発生することがある。 Conventionally, the portion of the pigtail wire exposed from the brush has been made flexible so as not to become a resistance force when the brush moves to the commutator side. For this reason, the root portion of the pigtail wire on the brush side may be deformed and the pigtail wire may slip through the narrow portion at the exit of the brush storage portion, causing a problem that the brush pops out from the brush storage portion.
そこで、ブラシがブラシ収納部から飛び出すことを回避するためにピグテール線の長さを可能な限り短く設定することも考えられるが、ピグテール線の長さを短くすると、ブラシの有効摩耗長が短くなってしまう。 Therefore, it is conceivable to set the length of the pigtail wire as short as possible in order to prevent the brush from popping out from the brush housing, but shortening the length of the pigtail wire shortens the effective wear length of the brush. Will end up.
本開示は、このような課題を解決するためになされたものであり、ブラシの有効摩耗長を短くすることなく、ブラシがブラシ収納部から飛び出すことを抑制できる電動機を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an electric motor capable of suppressing the brush from popping out from the brush storage portion without shortening the effective wear length of the brush. ..
上記目的を達成するために、本開示に係る電動機の一態様は、回転軸を有する回転子と、前記回転軸に取り付けられた整流子と、前記整流子に接するブラシと、前記整流子側に開口が設けられ且つ前記ブラシが収納されるブラシ収納部を有するブラシ保持部材と、前記ブラシに接続された導電線と、前記ブラシ収納部に収納された前記ブラシが前記開口から出ていくときに前記導電線の一部が掛止する掛止構造と、を備え、前記導電線は、他の部分よりも硬い硬部を有し、前記導電線における前記ブラシとの接続箇所から所定の長さの露出部分は、前記硬部であり、かつ、前記導電線の前記一部を含む。 In order to achieve the above object, one aspect of the electric motor according to the present disclosure is a rotor having a rotating shaft, a commutator attached to the rotating shaft, a brush in contact with the commutator, and a commutator side. When a brush holding member having an opening and having a brush accommodating portion for accommodating the brush, a conductive wire connected to the brush, and the brush housed in the brush accommodating portion exit from the opening. The conductive wire has a hooking structure in which a part of the conductive wire is hooked, and the conductive wire has a hard portion harder than other portions, and has a predetermined length from a connection portion of the conductive wire with the brush. The exposed portion is the hard portion and includes the part of the conductive wire.
本開示に係る電動機によれば、ブラシの有効摩耗長を短くすることなく、ブラシがブラシ収納部から飛び出すことを抑制することができる。 According to the electric motor according to the present disclosure, it is possible to prevent the brush from popping out from the brush storage portion without shortening the effective wear length of the brush.
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The embodiments described below are specific examples of the present disclosure. Therefore, the numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions of the components, connection forms, and the like shown in the following embodiments are examples and are not intended to limit the present disclosure. Therefore, among the components in the following embodiments, the components not described in the independent claims are described as arbitrary components.
なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。 It should be noted that each figure is a schematic view and is not necessarily exactly illustrated. Further, in each figure, the same reference numerals are given to substantially the same configurations, and duplicate description will be omitted or simplified.
また、本明細書及び図面において、X軸、Y軸及びZ軸は、三次元直交座標系の三軸を表している。つまり、X軸及びY軸は、互いに直交し、かつ、いずれもZ軸に直交する軸である。 Further, in the present specification and drawings, the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis represent the three axes of the three-dimensional Cartesian coordinate system. That is, the X-axis and the Y-axis are orthogonal to each other and both are orthogonal to the Z-axis.
(実施の形態)
実施の形態に係る電動機1の全体の構成について、図1A〜図3Bを用いて説明する。図1Aは、実施の形態に係る電動機1を斜め上方から見たときの斜視図である。図1Bは、同電動機1を斜め下方から見たときの斜視図である。図2は、XZ断面における同電動機1の断面図である。図3A及び図3Bは、同電動機1における、ブラシ60、ブラシ保持部材90及びカバープレート100を示す図である。なお、図3A及び図3Bでは、ブラシバネ80が省略されているとともに、カバープレート100が外された状態が示されている。
(Embodiment)
The overall configuration of the
電動機1は、整流子電動機であり、図1A〜図3Bに示すように、固定子10(ステータ)と、回転子20(ロータ)と、第1軸受け31及び第2軸受け32と、第1ブラケット41及び第2ブラケット42と、整流子50と、ブラシ60と、ピグテール線70と、ブラシバネ80と、ブラシ保持部材90と、カバープレート100と、を備える。
The
本実施の形態における電動機1は、直流により駆動する直流電動機(DCモータ)の一種であり、固定子10として磁石が用いられているとともに、回転子20として電機子巻線22(回転子巻線)を有する電機子が用いられている。
The
また、図1A及び図1Bに示すように、電動機1は、扁平型のブラシ付きコアレスモータ(フラットモータ)である。したがって、固定子10及び回転子20は、いずれもコア(鉄心)を有しておらず、電動機1は、全体として厚みが薄くて軽い構成になっている。
Further, as shown in FIGS. 1A and 1B, the
図2に示される固定子10は、回転子20に作用する磁力を発生させる。固定子10は、電機子である回転子20とともに磁気回路を構成している。固定子10は、全体としてドーナツ状であり、周方向に沿って回転子20とのエアギャップ面にN極とS極とが交互に存在するように構成されている。本実施の形態において、固定子10は、トルクを発生するための磁束を作る界磁であり、例えば複数の磁石11(マグネット)によって構成されている。磁石11は、例えばS極及びN極を有する永久磁石である。
The
固定子10を構成する複数の磁石11は、周方向に亘ってN極とS極とが交互に均等に存在するように配置されている。本実施の形態において、固定子(磁石11)が発生する主磁束の向きは、回転軸21が含む軸心Cに沿った方向(回転軸の軸心方向)である。複数の磁石11は、第1ブラケット41に固定されている。
The plurality of
回転子20は、固定子10に作用する磁力を発生させる。回転子20は、回転軸21を有しており、回転軸21の軸心Cを中心として回転する。回転子20は、固定子10に作用する磁力を発生させる。本実施の形態において、回転子20が発生する主磁束の向きは、回転軸21が含む軸心Cが延伸する方向に沿っている。
The
図2に示すように、回転子20は、固定子10とエアギャップを介して配置されている。具体的には、回転子20の表面と固定子10の表面との間には微小なエアギャップが存在する。本実施の形態において、回転子20は、回転軸21の軸心Cの方向において固定子10と対向している。つまり、固定子10と回転子20とは、エアギャップを介して回転軸21が含む軸心Cが延伸する方向に沿って並んでいる。
As shown in FIG. 2, the
回転子20が有する回転軸21は、回転子20が回転する際の中心となるシャフトである。回転軸21は、例えば金属棒である。回転軸21の出力側の部位である第1部位21aは、第1軸受け31に支持されている。一方、回転軸21の反出力側の部位である第2部位21bは、第2軸受け32に支持されている。つまり、第1軸受け31及び第2軸受け32は、一対の軸受けとして、回転軸21を回転自在に支持している。一例として、第1軸受け31及び第2軸受け32は、ベアリングである。
The rotating
本実施の形態において、回転軸21の第1部位21aの端部は、第1ブラケット41及び第1軸受け31から突出している。回転軸21の第1部位21aの端部には、例えば回転ファン等の負荷が取り付けられる。一方、回転軸21の第2部位21bの端部は、第2ブラケット42及び第2軸受け32から突出していない。
In the present embodiment, the end portion of the
第1軸受け31は、第1ブラケット41に保持されている。具体的には、第1軸受け31は、第1ブラケット41に設けられた凹部に固定されている。また、第2軸受け32は、第2ブラケット42に保持されている。具体的には、第2軸受け32は、第2ブラケット42に設けられた凹部に固定されている。
The
第1ブラケット41及び第2ブラケット42は、例えば、金属材料によって構成されている。具体的には、第1ブラケット41及び第2ブラケット42は、例えば冷間圧延鋼板(SPC材)等の金属板に曲げ加工を施すことで所定の形状に形成されている。本実施の形態において、第1ブラケット41は、電動機1の外郭部材であり、底部及び円筒状の側壁部を有する有底筒形状に形成されている。固定子10を構成する磁石11は、第1ブラケット41の底部に固定されている。また、回転子20の電機子巻線22は、第1ブラケット41の側壁部に囲まれている。なお、第1ブラケット41及び第2ブラケット42の材質は、金属材料に限るものではなく、樹脂材料であってもよい。
The
図2に示すように、回転子20は、電機子巻線22(巻線コイル)を有する。電機子巻線22は、回転軸21を囲むように複数配置されている。具体的には、複数の電機子巻線22は、上面視において、回転軸21の回転方向に沿って円環状に配置されている。各電機子巻線22は、整流子50と電気的に接続されている。具体的には、各電機子巻線22は、整流子50の整流子片51に接続されている。
As shown in FIG. 2, the
一例として、複数の電機子巻線22の各々は、導電線が平面状に巻回されたコイル層を有する薄形の巻線コイルである。各電機子巻線22を構成する導電線は、銅線等の芯線と芯線を被膜する絶縁膜とを有する電線である。例えば、各電機子巻線22は、導電線が同一平面上に略扇状等の四角形に巻回された1層又は複数のコイル層によって構成されている。本実施の形態において、各電機子巻線22は、1層のコイル層のみからなる単コイルである。
As an example, each of the plurality of
複数の電機子巻線22の各々は、電流が流れることで固定子10に作用する磁力を発生するように巻回されている。本実施の形態において、各電機子巻線22が発生する主磁束の向きは、回転軸21が含む軸心Cに沿った方向である。具体的には、複数の電機子巻線22は、コイル開口部が回転軸21が含む軸心Cに沿った方向を向くように平面状に配列されている。したがって、複数の電機子巻線22は、回転軸21の軸心Cの方向にエアギャップを介して固定子10と対向するように配置されている。
Each of the plurality of
複数の電機子巻線22は、モールド樹脂23によって一体成形されている。モールド樹脂23は、例えば絶縁性の熱硬化性樹脂によって構成されている。本実施の形態において、成形後のモールド樹脂23の平面視形状は、円形である。
The plurality of
回転子20の回転軸21には、整流子50が固定されている。つまり、整流子50は、回転軸21に取り付けられている。したがって、整流子50は、回転軸21とともに回転する。整流子50は、回転軸21を囲むように円環状に配列された複数の整流子片51(整流子セグメント)を有する。
A
複数の整流子片51は、回転軸21の周方向に沿って配置されている。具体的には、複数の整流子片51は、回転軸21を囲むように円環状に等間隔で配列されている。複数の整流子片51の各々は、例えば銅等の金属材料によって構成された導電端子であり、回転子20に取り付けられた電機子巻線22と電気的に接続されている。一例として、整流子50は、モールド整流子であり、複数の整流子片51が樹脂モールドされた構成になっている。この場合、複数の整流子片51は、表面が露出するようにモールド樹脂に埋め込まれる。また、複数の整流子片51は、互いに絶縁分離されているが、例えば、隣り合う2つの整流子片51同士は、電機子巻線22によって接続されている。
The plurality of
整流子50には、ブラシ60が接している。具体的には、ブラシ60は、整流子50の整流子片51に接している。ブラシ60は、回転子20の電機子巻線22に電力を供給するための給電ブラシ(通電ブラシ)である。
The
ブラシ60は、カーボンによって構成された導電性のカーボンブラシである。具体的には、ブラシ60は、銅等の金属を含むカーボンブラシである。また、ブラシ60は、長尺状の棒状部材である。本実施の形態において、ブラシ60は、長尺状の略直方体である。このようなブラシ60は、例えば、黒鉛粉と銅紛とバインダー樹脂と硬化剤とを混錬した混錬物を粉砕して略直方体に圧縮成形して焼成することで作製することができる。
The
ブラシ60は、その長手方向が回転軸21が含む軸心Cと直交する方向(つまり回転軸21の回転の径方向)となるように配置されている。また、ブラシ60は、回転軸21が含む軸心Cと直交する方向に移動可能に配置されている。図3A及び図3Bに示すように、本実施の形態において、ブラシ60は、2つ設けられている。
The
ブラシ60には、ピグテール線70が接続されている。ピグテール線70は、導電線の一例であり、ピグテール線70には、電源端子65から供給される電流が流れる。したがって、ブラシ60が整流子片51に接することで、ピグテール線70を介してブラシ60に供給される電流(電機子電流)が整流子片51を介して回転子20の各電機子巻線22に流れる。
A
また、図2に示すように、ブラシ60は、ブラシバネ80からの押圧力を受けて、整流子50と常に摺接するように取り付けられている。つまり、ブラシ60は、ブラシバネ80によって整流子50に押し付けられている。これにより、ブラシ60の長手方向の前端部が整流子片51に接している。
Further, as shown in FIG. 2, the
ブラシバネ80は、バネ弾性力(バネ復元力)によってブラシ60に押圧(バネ圧)を付与し、ブラシ60を整流子50に向けて付勢している。ブラシバネ80は、ブラシ60の後端部に接している。本実施の形態において、ブラシバネ80は、圧縮コイルバネであり、ブラシバネ80の伸縮方向の一方の端部がブラシ60の後端面に接している。ブラシ60及びブラシバネ80は、ブラシ保持部材90に保持されている。
The
ブラシ保持部材90は、ブラシ60を保持するブラシホルダである。図3A及び図3Bに示すように、ブラシ保持部材90は、ブラシ60が収納されるブラシ収納部91を有する。ブラシ収納部91は、ブラシ60と同様に、回転軸21が含む軸心Cと直交する方向(つまり回転軸21の回転の径方向)に長尺で、かつ、断面形状が凹状に形成されている。ブラシ収納部91には、ブラシ60とともにブラシバネ80が収納されている。したがって、ブラシ収納部91の長手方向の長さは、ブラシ60の長さよりも長くなっている。ブラシ収納部91に収納されたブラシ60は、ブラシバネ80によって押し付けられることでブラシ収納部91内を摺動する。したがって、ブラシ収納部91とブラシ60との間には、ブラシ60がブラシ収納部91を摺動できるように適度な隙間が設けられている。ブラシバネ80に押し付けられたブラシ60は、整流子片51との摩擦によりブラシ60の前端部が摩耗するにつれて、ブラシ収納部91を整流子50に向かって移動する。ブラシ収納部91は、カバープレート100によって覆われている。つまり、カバープレート100は、ブラシ収納部91に収納されたブラシ60及びブラシバネ80を覆っている。
The
カバープレート100は、例えば、金属板によって構成されており、ブラシ収納部91に蓋をするように配置されている。また、カバープレート100は、金属板の一部を折り曲げることで形成された複数の係止爪101を有する。カバープレート100は、係止爪101をブラシ保持部材90に形成された係止穴に挿入して係止させることで、ブラシ保持部材90に固定される。図1A、図1B及び図2に示すように、本実施の形態において、ブラシ保持部材90は、電動機1の外郭部材であり、第2ブラケット42を外側から覆っている。ブラシ保持部材90は、例えば、絶縁性の樹脂材料によって構成されている。本実施の形態において、ブラシ保持部材90は、樹脂材料を用いた一体成形により形成された樹脂成形品である。
The
ここで、ブラシ60、ピグテール線70及びブラシ保持部材90の詳細な構成について、図3A及び図3Bを参照しつつ。図4〜図7を用いて説明する。図4は、実施の形態に係る電動機1におけるブラシ60周辺の構成を示す上面図である。図5は、図4のV−V線における断面図であり、図6は、図4のVI−VI線における断面図である。図7は、ピグテール線70の構成を示す図である。
Here, with reference to FIGS. 3A and 3B, the detailed configurations of the
上記のように、ブラシ保持部材90には、ブラシ60を収納するためのブラシ収納部91が設けられている。図3A及び図3Bに示すように、本実施の形態では、2つのブラシ60が用いられているので、ブラシ保持部材90には2つのブラシ収納部91が設けられている。
As described above, the
図5に示すように、ブラシ収納部91は、ブラシ60を挟む一対の側壁を有する。一対の側壁の各々は、ブラシ60の側面に対面する側壁面を有する。本実施の形態において、一対の側壁の一方は、高さが低くなっている。
As shown in FIG. 5, the
図3A及び図4に示すように、各ブラシ収納部91の整流子50側には、開口91aが設けられている。ブラシ収納部91に収納されたブラシ60の先端部は、この開口91aからブラシ収納部91から突出して整流子50の整流子片51に接触している。
As shown in FIGS. 3A and 4, an
また、図3A、図3B及び図4に示すように、ブラシ収納部91の開口91aの近傍には壁92が設けられている。壁92は、開口91aの側方に設けられている。壁92は、ブラシ収納部91の底面から立設しており、整流子50側に位置する第1壁面と、整流子50側とは反対側に位置する第2壁面とを有する。壁92の整流子50側の第1壁面は、ブラシ収納部91の開口91aと面一になっている。
Further, as shown in FIGS. 3A, 3B and 4, a
本実施の形態において、壁92の高さは、開口91aに向かって漸次低くなっている。具体的には、壁92の上端面は、開口91aに向かって低くなるように形成された傾斜面になっている。なお、壁92は、ブラシ保持部材90と一体に設けられている。
In this embodiment, the height of the
壁92は、ブラシ収納部91に収納されたブラシ60が開口91aから出ていくときにピグテール線70の一部が掛止する掛止構造の一例である。例えば、電動機1を組み立てる際に、ブラシ60が開口91aを介してブラシ収納部91から飛び出そうとしたときに、掛止構造である壁92にピグテール線70の一部が掛止する。
The
ピグテール線70の一方の端部は、ブラシ60に埋め込まれている。具体的には、ピグテール線70の一方の端部は、ブラシ60の側面に埋め込まれている。図5に示すように、ブラシ60に埋め込まれたピグテール線70は、ブラシ収納部91を構成する一対の側壁のうちの高さが低い方の側壁を跨ぐようにして引き出されている。
One end of the
ピグテール線70は、ブラシ60に給電するための給電線である。図7に示すように、ピグテール線70は、他の部分(硬部71以外の部分)よりも硬い硬部71を有する。つまり、硬部71は、他の部分よりも変形しにくい部分であり、他の部分よりも高い強度を有する。ピグテール線70を幅方向で切断したときの断面を横断面とすると、硬部71の横断面の形状は、ピグテール線70が押しつぶされたような扁平形状である。
The
本実施の形態において、硬部71は、溶接により硬化された溶接部である。例えば、ピグテール線70の端部を溶接することによって、ピグテール線70の端部に扁平形状の硬部71を形成することができる。一例として、硬部71は、ピグテール線70の端部の所定の範囲にスポット溶接を施すことで形成することができる。この場合、ピグテール線70の硬部71以外の部分は、ピグテール線70の元々の硬さ及び幅になっている。具体的には、ピグテール線70が有する硬部71以外の部分は、柔軟になっており、自由に変形することができる。図7に示すように、本実施の形態において、硬部71は、ピグテール線70の端部に設けられている。
In the present embodiment, the
図4〜図6に示すように、ピグテール線70におけるブラシ60との接続箇所から所定の長さの露出部分は、硬部71である。つまり、ピグテール線70のブラシ60側の根元部分が硬部71になっている。本実施の形態では、さらに、ピグテール線70におけるブラシ60に埋め込まれた埋込部分も硬部71になっている。つまり、ピグテール線70の端部に設けられて硬部71は、ブラシ60の内部と外部との両方に跨って位置している。具体的には、図6に示すように、ピグテール線70は、横断面における硬部71の長手方向がブラシ60の移動方向と直交する方向に沿うような状態でブラシ60に埋め込まれている。
As shown in FIGS. 4 to 6, the exposed portion of the
図7に示されるピグテール線70の一部が埋め込まれたカーボンブラシであるブラシ60は、例えば、黒鉛粉と銅紛とバインダー樹脂と硬化剤とを混錬した直方体の混錬物にピグテール線70の硬部71の一部を埋め込んで、その後、圧縮成形して焼成することで作製することができる。
The
なお、図4に示すように、本実施の形態では、回転軸21が含む軸心Cの方向から見たときに、ピグテール線70をブラシ60へ埋め込む角度は、ブラシ60の移動方向に対して90度になっている。具体的には、ピグテール線70が有する硬部71の長手方向とブラシ60の移動方向とは直交している。
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the angle at which the
以上のように構成される電動機1では、ブラシ60に供給される電流が電機子電流(駆動電流)として整流子50を介して回転子20の電機子巻線22に流れることで、回転子20(電機子巻線22)に磁束が発生する。そして、この回転子20に生じた磁束と固定子10から生じる磁束との相互作用によって生成された磁気力が回転子20を回転させるトルクとなる。このとき、整流子片51とブラシ60とが接する際の位置関係によって電流が流れる方向が切り替えられる。このように、電流が流れる方向が切り替えられることで、固定子10と回転子20との間に発生する磁力の反発力と吸引力とで一定方向の回転力が生成され、回転子20が回転軸21を中心として回転する。
In the
次に、本実施の形態に係る電動機1の作用効果について、図8を用いて、本開示に至った経緯も含めて説明する。図8は、従来の電動機を組み立てるときの様子を説明するための図である。
Next, the operation and effect of the
電動機を組み立てる場合等において、ピグテール線が接続されたブラシ及びブラシバネをブラシ収納部に収納する際に、ブラシバネのバネ作用等によってブラシがブラシ収納部から押し出されることがある。 When assembling an electric motor or the like, when the brush and the brush spring to which the pigtail wire is connected are stored in the brush storage portion, the brush may be pushed out from the brush storage portion due to the spring action of the brush spring or the like.
このとき、従来の電動機では、ピグテール線におけるブラシから露出している部分の全体が、ブラシが整流子側に移動する際の抵抗力にならないように柔軟になっている。このため、ピグテール線におけるブラシ側の根元部分は、柔軟になっており、自由に変形できる状態になっている。 At this time, in the conventional electric motor, the entire portion of the pigtail wire exposed from the brush is made flexible so as not to become a resistance force when the brush moves to the commutator side. Therefore, the base portion of the pigtail line on the brush side is flexible and can be freely deformed.
この結果、図8に示すように、上記のように、ブラシ60がブラシ収納部91から押し出されると、ピグテール線70Xのブラシ60側の根元部分が変形してピグテール線70Xがブラシ保持部材90のブラシ収納部91の開口91aの狭小部分を擦り抜けてしまい、ブラシ60の全体がブラシ収納部91の開口91aから飛び出して抜け落ちてしまうことがある。
As a result, as shown in FIG. 8, when the
この場合、ブラシ収納部91の開口91aの側方に壁92を設けておくことで、ブラシ60がブラシ収納部91から飛び出すときにピグテール線70Xを壁92に掛止させることができるので、ブラシ60がブラシ収納部91から抜け落ちてしまうことを抑制することができる。つまり、壁92は、壁92にピグテール線70の一部が引っ掛かることでブラシ60がブラシ収納部91から抜け落ちてしまうことを抑制するストッパである。
In this case, by providing the
ここで、壁92の高さを一定にすると、壁92の存在によって、電動機を組み立てる際に、ブラシ60及びブラシバネ80をブラシ収納部91に収納することが難しくなり、ブラシ60及びブラシ60の周辺部材の組み立てが煩雑になる。この結果、電動機の組み立て効率が低下する。
Here, if the height of the
そこで、壁92の上端面を傾斜させる等して、壁92の高さがブラシ収納部91の開口91aに向かって漸次低くなるようにして壁92を設けることが考えられる。これにより、ブラシ60及びブラシ60の周辺部材の組み立ての煩雑さを軽減することができる。
Therefore, it is conceivable to provide the
しかしながら、壁92の上端面を傾斜させると、壁92のストッパとしての機能が低下する。つまり、壁92の上端面を傾斜させると、ブラシ60が開口91aから出ていこうとするときにピグテール線70Xが壁92に引っ掛かりにくくなり、結局、ブラシ60がブラシ収納部91から飛び出して抜け落ちてしまうことがある。
However, if the upper end surface of the
一方、ブラシ60がブラシ収納部91から飛び出すことを回避するために、ピグテール線70Xの長さを短く設定することも考えられる。しかしながら、ピグテール線70Xの長さを短くしてしまうと、ブラシ60の有効摩耗長が短くなってしまう。つまり、ブラシ60の本来の有効摩耗長分を使い切ることができなくなり、ブラシ60の実質的な寿命が短くなってしまう。この結果、電動機の寿命が短くなってしまう。
On the other hand, in order to prevent the
これに対して、本実施の形態における電動機1では、上記のように、ピグテール線70は、他の部分よりも硬い硬部71を有している。そして、ピグテール線70におけるブラシ60との接続箇所から所定の長さの露出部分は、硬部71になっており、かつ、ブラシ収納部91に収納されたブラシ60が開口91aから出ていくときに壁92に掛止する部分を含んでいる。
On the other hand, in the
この構成により、図9に示すように、ブラシ収納部91に収納されたブラシ60が開口91aから出ていこうとするときに、ピグテール線70の硬部71が壁92に当接することになる。これにより、図8の場合と比べて、ピグテール線70が壁92に引っ掛かりやすくなるので、ピグテール線70がブラシ収納部91の開口91aの狭小部分を擦り抜けてしまうことを回避することができる。この結果、ピグテール線70の長さを短くすることなく、ブラシ60がブラシ収納部91から飛び出して抜け落ちてしまうことを抑制することができる。したがって、ブラシ60の有効摩耗長を短くすることなく、ブラシ60がブラシ収納部91から飛び出すことを抑制することができる。
With this configuration, as shown in FIG. 9, when the
また、本実施の形態において、ピグテール線70の硬部71は、溶接により硬化された溶接部である。
Further, in the present embodiment, the
これにより、ピグテール線70の一部を簡単に硬化させて硬部71を形成することができる。また、ピグテール線70を溶接することで、ピグテール線70の編み込みがほどけにくくすることもできる。なお、ピグテール線70の電源端子65に接続する側の端部を溶接する場合は、ピグテール線70のブラシ60に接続する側の端部も同時に溶接するとよい。
As a result, a part of the
また、本実施の形態において、ピグテール線70におけるブラシ60に埋め込まれた埋込部分は、硬部71である。
Further, in the present embodiment, the embedded portion of the
これにより、ピグテール線70の硬部71をブラシ60の内部と外部とに跨って設けることができるので、ピグテール線70の硬部71が壁92に当接したときの強度を向上させることができる。したがって、ピグテール線70の硬部71が壁92に当接したときにピグテール線70の硬部71が変形することを抑制できる。これにより、ピグテール線70が変形してブラシ収納部91の開口91aの狭小部分を擦り抜けてしまうことを一層抑制できる。したがって、ブラシ60がブラシ収納部91から飛び出して抜け落ちてしまうことを一層抑制することができる。
As a result, the
また、本実施の形態において、ピグテール線70の硬部71の横断面の形状は、扁平形状であり、図6に示すように、ピグテール線70は、横断面における硬部71の長手方向がブラシ60の移動方向と直交する方向に沿うような状態でブラシ60に埋め込まれている。
Further, in the present embodiment, the shape of the cross section of the
これにより、ブラシ収納部91に収納されたブラシ60が開口91aから出ていこうとするときに、ピグテール線70の硬部71が壁92に引っ掛かりやすくなる。したがって、ブラシ60がブラシ収納部91から飛び出して抜け落ちてしまうことをより一層防ぐことができる。
As a result, when the
なお、図10に示すように、ピグテール線70は、横断面における硬部71の長手方向がブラシ60の移動方向と直交する方向ではなく、横断面における硬部71の長手方向がブラシ60の移動方向に沿うような状態でブラシに埋め込まれていてもよい。
As shown in FIG. 10, in the
この構成により、ピグテール線70の硬部71がブラシ収納部91に接触することを抑制することができる。具体的には、ピグテール線70の硬部71がブラシ収納部91を構成する一対の側壁の上面に接触することを抑制することができる。これにより、ピグテール線70とブラシ収納部91とが干渉することを抑制できる。
With this configuration, it is possible to prevent the
また、本実施の形態では、回転軸21の軸心Cの方向から見たときに、ピグテール線70のブラシ60への埋め込み角度は、ブラシ60の移動方向に対して90度になっていたが、これに限らない。例えば、図11に示すように、回転軸21の軸心Cの方向から見たときに、ピグテール線70のブラシ60への埋め込み角度αは、ブラシ60の移動方向に対して90度未満であってもよい。
Further, in the present embodiment, when viewed from the direction of the axis C of the
本実施の形態のように、ピグテール線70に硬部71を設けてピグテール線70のブラシ60の根元部分を硬くすると、ピグテール線70が接続されたブラシ60をブラシ保持部材90に収納させにくくなって電動機1の組み立て性が低下するおそれがある。しかし、上記のように、ピグテール線70のブラシ60への埋め込み角度αを予めブラシ60の移動方向に対して90度未満にしておくことで、ピグテール線70が接続されたブラシ60をブラシ保持部材90に容易に収納させることができ、電動機1の組み立て性が低下することを抑制できる。なお、一例として、ピグテール線70のブラシ60への埋め込み角度αは、30度〜60度(図11では、α=45°)であるが、これに限らない。
When the
また、ピグテール線70のブラシ60への埋め込み角度αをブラシ60の移動方向に対して90度未満にしておくことで、ピグテール線70をV字状に容易に折り曲げてピグテール線70をブラシ保持部材90の所定の位置に容易に収納させることができる。
Further, by setting the embedding angle α of the
この場合、ブラシ保持部材90には、ブラシ60が開口91aからブラシ収納部91に押し込まれたときにピグテール線70が接触することで折り曲げられる突起構造が設けられているとよい。これにより、ピグテール線70を突起構造によって容易にV字状に折り曲げてピグテール線70をクセ付けすることができる。
In this case, it is preferable that the
例えば、図12に示すように、突起構造として、ブラシ保持部材90Aに、回転軸21が含む軸心Cの方向に突出するピン状の突起93Aが設けられているとよい。これにより、突起93Aにピグテール線70を押し当てることで、ピグテール線70を容易にクセ付けすることができる。なお、突起93Aは、ブラシ保持部材90Aと一体に設けられているとよい。これにより、製造工程を増やすことなく、突起構造として突起93Aを設けることができる。また、突起93Aは、ブラシ保持部材90Aと別体のピンであってもよい。
For example, as shown in FIG. 12, as a protrusion structure, it is preferable that the
また、図13に示すように、突起構造は、ブラシ保持部材90Bのブラシ収納部91Bの一部であってもよい。具体的には、突起構造として、ブラシ収納部91Bに、ブラシ60の移動方向に延在する突起93Bを設けてもよい。これにより、突起93Bにピグテール線70を押し当てることで、ピグテール線70を容易にクセ付けすることができる。
Further, as shown in FIG. 13, the protrusion structure may be a part of the
(変形例)
以上、本開示に係る電動機について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。
(Modification example)
The electric motor according to the present disclosure has been described above based on the embodiment, but the present disclosure is not limited to the above embodiment.
例えば、上記実施の形態では、ブラシ収納部91は、一対の側壁によって構成されていたが、これに限らない。例えば、図14に示されるように、ブラシ収納部91Cは、上下左右が囲まれた断面形状が略矩形状の構造であってもよい。この場合、ブラシ箱の側面には、ピグテール線70を導出するためのスリットが形成されている。また、このスリットは、長手方向の両端部にわたって形成されておらず、開口91a側には、側板92Cが残されている。側板92Cは、ブラシ収納部91Cに収納されたブラシ60が開口91aから出ていくときにピグテール線70の一部が掛止する掛止構造の一例である。つまり、上記実施の形態では、ピグテール線70の一部が掛止する掛止構造として、ブラシ収納部91とは別にブラシ収納部91の開口91aの側方に壁92が設けられていたが、本変形例では、ピグテール線70の一部が掛止する掛止構造として、ブラシ収納部91Cそのものに側板92Cが設けられている。これにより、ブラシ収納部91Cに収納されたブラシ60が開口91aから出ていこうとするときに、ピグテール線70の硬部71が側板92Cに当接する。これにより、上記実施の形態と同様に、ピグテール線70がブラシ収納部91Cの開口91aの狭小部分を擦り抜けてしまうことを回避することができるので、ブラシ60がブラシ収納部91Cから飛び出すことを抑制することができる。
For example, in the above embodiment, the
また、上記実施の形態において、ブラシ収納部91、91A、91Bは、ブラシ保持部材90、90A、90Bと一体であったが、これに限らず、ブラシ保持部材90、90A、90Bと別体であってもよい。例えば、ブラシ収納部91、91A、91Bは、上下左右が囲まれた断面形状が略矩形状で全体が略直方体のブラシ箱であってもよい。なお、図14に示されるブラシ収納部91Cも、ブラシ保持部材90Cと別体であってもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施の形態において、ピグテール線70の硬部71は、溶接以外の方法で形成されていてもよい。例えば、ピグテール線70の端部に半田を付与したり接着剤を付与したり導電性材料を含浸させたりすることでピグテール線70の端部を硬くして硬部71を形成してもよい。あるいは、熱収縮チューブ等によってピグテール線70の端部を収縮させることで硬部71を形成してもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施の形態において、ピグテール線70の硬部71は、ブラシ60に埋め込まれていたが、これに限らない。例えば、ピグテール線70の硬部71は、ブラシ60に埋め込まれていなくてもよい。この場合、予め硬部71が形成されたピグテール線70の硬部71を接着剤によってブラシ60の側面に固定してもよいし、硬部71を有さないピグテール線70の端部を先にブラシ60に埋め込んで、その後、ピグテール線70のブラシ60側の根元部分を溶接する等してブラシ60の露出部分のみに硬部71を設けてもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施の形態において、ピグテール線70をブラシ60に埋め込む際は、黒鉛粉及び銅紛等を混錬した混錬物にピグテール線70の一部を埋め込んで、その後圧縮成形して焼成したが、これに限らない。例えば、側面に穴が形成されたブラシ60を作製し、その穴にピグテール線70の端部を挿入し、接着剤等によってピグテール線70とブラシ60とを固定してもよい。
Further, in the above embodiment, when the
また、上記実施の形態において、固定子10及び回転子20の各々が発生する主磁束の向きは、回転軸21の軸心Cの方向であったが、これに限らない。固定子10及び回転子20の各々が発生する主磁束の向きは、回転軸21の軸心Cと直交する方向であってもよい。この場合、固定子10と回転子20とは、回転軸21の軸心Cと直交する方向にエアギャップを有するように構成される。
Further, in the above embodiment, the direction of the main magnetic flux generated by each of the
また、上記実施の形態において、電動機1は、扁平型のブラシ付きコアレスモータであったが、これに限らない。例えば、電動機1は、ブラシレスモータであってもよいし、固定子10及び回転子20の一方又は両方がコアを有するモータであってもよいし、扁平型ではないモータであってもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施の形態において、固定子10は、磁石によって構成されていたが、これに限らない。例えば、固定子10は、固定子巻線と固定子コアとによって構成されていてもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施の形態における電動機1は、二輪自動車又は四輪自動車等の車両に適用する場合について説明したが、これに限らない。上記実施の形態における電動機1は、電気掃除機等の家庭用電気機器等のその他の製品にも適用することができる。
Further, the case where the
その他、上記実施の形態に対して当業者が思い付く各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。 In addition, it is realized by arbitrarily combining the components and functions in each embodiment within the range obtained by applying various modifications to the above-described embodiment and not deviating from the purpose of the present disclosure. Forms are also included in this disclosure.
本開示の技術は、自動車等の電装分野及び家庭用電気機器分野の製品をはじめとして、電動機が搭載される種々の製品に広く利用することができる。 The technology of the present disclosure can be widely used in various products equipped with electric motors, including products in the fields of electrical equipment such as automobiles and household electric appliances.
1 電動機
10 固定子
11 磁石
20 回転子
21 回転軸
21a 第1部位
21b 第2部位
22 電機子巻線
23 モールド樹脂
31 第1軸受け
32 第2軸受け
41 第1ブラケット
42 第2ブラケット
50 整流子
51 整流子片
60 ブラシ
65 電源端子
70、70X ピグテール線
71 硬部
80 ブラシバネ
90、90A、90B、90C ブラシ保持部材
91、91B、91C ブラシ収納部
91a 開口
92 壁
92C 側板
93A、93B 突起
100 カバープレート
101 係止爪
1
Claims (13)
前記回転軸に取り付けられた整流子と、
前記整流子に接するブラシと、
前記整流子側に開口が設けられ且つ前記ブラシが収納されるブラシ収納部を有するブラシ保持部材と、
前記ブラシに接続された導電線と、
前記ブラシ収納部に収納された前記ブラシが前記開口から出ていくときに前記導電線の一部が掛止する掛止構造と、を備え、
前記導電線は、他の部分よりも硬い硬部を有し、
前記導電線における前記ブラシとの接続箇所から所定の長さの露出部分は、前記硬部であり、かつ、前記導電線の前記一部を含む、
電動機。 A rotor with a rotation axis and
With the commutator attached to the rotating shaft,
The brush in contact with the commutator and
A brush holding member having an opening on the commutator side and a brush accommodating portion for accommodating the brush.
The conductive wire connected to the brush and
It is provided with a hooking structure in which a part of the conductive wire is hooked when the brush stored in the brush storage portion exits the opening.
The conductive wire has a hard portion that is harder than other portions, and has a hard portion.
The exposed portion of the conductive wire having a predetermined length from the connection point with the brush is the hard portion and includes the part of the conductive wire.
Electric motor.
請求項1に記載の電動機。 The hard part is a welded part hardened by welding.
The electric motor according to claim 1.
請求項2に記載の電動機。 The conductive wire is a pigtail wire,
The electric motor according to claim 2.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の電動機。 The hooking structure is a wall provided on the side of the opening, and has a wall surface on the side opposite to the commutator side.
The electric motor according to any one of claims 1 to 3.
請求項4に記載の電動機。 The height of the wall gradually decreases toward the opening,
The electric motor according to claim 4.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の電動機。 The hooking structure is provided integrally with the brush holding member.
The electric motor according to any one of claims 1 to 5.
前記導電線における前記ブラシに埋め込まれた埋込部分は、前記硬部である、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の電動機。 One end of the conductive wire is embedded in the brush.
The embedded portion of the conductive wire embedded in the brush is the hard portion.
The electric motor according to any one of claims 1 to 6.
前記硬部の前記横断面の形状は、扁平形状であり、
前記導電線は、前記横断面における前記硬部の長手方向が前記ブラシの移動方向と直交する方向に沿うような状態で前記ブラシに埋め込まれている、
請求項7に記載の電動機。 Assuming that the cross section when the conductive wire is cut in the width direction is a cross section,
The shape of the cross section of the hard portion is a flat shape.
The conductive wire is embedded in the brush in a state in which the longitudinal direction of the hard portion in the cross section is along the direction orthogonal to the moving direction of the brush.
The electric motor according to claim 7.
前記硬部の前記横断面の形状は、扁平形状であり、
前記導電線は、前記横断面における前記硬部の長手方向が前記ブラシの移動方向に沿うような状態で前記ブラシに埋め込まれている、
請求項7に記載の電動機。 Assuming that the cross section when the conductive wire is cut in the width direction is a cross section,
The shape of the cross section of the hard portion is a flat shape.
The conductive wire is embedded in the brush in a state where the longitudinal direction of the hard portion in the cross section is along the moving direction of the brush.
The electric motor according to claim 7.
請求項7〜9のいずれか1項に記載の電動機。 When viewed from the axial direction of the rotation axis, the embedding angle of the conductive wire in the brush is less than 90 degrees with respect to the moving direction of the brush.
The electric motor according to any one of claims 7 to 9.
請求項1〜10のいずれか1項に記載の電動機。 It has a protrusion structure that is bent by contact with the conductive wire when the brush is pushed into the brush storage portion through the opening.
The electric motor according to any one of claims 1 to 10.
請求項11に記載の電動機。 The protrusion structure protrudes in the axial direction of the rotation shaft and is provided integrally with the brush holding member.
The electric motor according to claim 11.
請求項11に記載の電動機。 The protruding structure is a part of the side wall of the brush accommodating portion.
The electric motor according to claim 11.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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