JP4097882B2

JP4097882B2 - 直流モータ

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Publication number: JP4097882B2
Application number: JP2000174570A
Authority: JP
Inventors: 育也鶴川; 好美大野; 憲次小山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-06-09
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2020-06-09
Also published as: JP2001352732A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラシ式の直流モータに係り、特にカメラ等の精密機器に用いる小型モータに好適な直流モータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ブラシ式直流モータは、回転子コイルが巻装された回転子を回転軸に固着し、前記回転子の磁極に対峙する磁極を介して固定子により該回転子に磁界を印加するとともに、該回転子の回転に伴って電極用ブラシおよび整流子によりスイッチングしながら前記回転子に給電する。整流子は、前記回転子コイルに接続されて前記回転軸に一体的に且つ回転方向に複数に分割されて設けられる接触電極部により構成され、駆動電力は、駆動用直流電源からこれら接触電極部に摺接する電極用ブラシに給電される。すなわち、電極用ブラシに印加される直流電力は、摺接する整流子の接触電極部が切り替わることにより、スイッチングされて回転子コイルに供給される。
一般に、この種の直流モータにおける整流子は、ほぼ円筒状をなし、円周方向について所定回転角度毎に複数に分割した接触電極部を外周面に配置して、前記回転軸に同軸的に固着して構成している。各接触電極部は、回転子コイルに接続されている。駆動用の直流電源に接続された一対の電極用ブラシは、固定子側に固定され、前記整流子の接触電極部に、例えば１８０°異なる回転角度位置において摺接する。
【０００３】
従来のこの種のブラシ式直流モータは、上述したように、回転軸に同軸的に固着された円筒状の整流子の外周面の接触電極部に、円筒の軸線すなわち回転軸の軸線に向かって外方からほぼ半径方向に押圧しつつ一対の電極用ブラシが摺接するタイプが一般的であった（例えば、実用新案登録第２５４５３０２号公報参照）。
このような直流モータとしては、例えば３極モータの場合、図８に示すように、直流駆動電源Ｅ０から一対の電極用ブラシＢ０１およびＢ０２を介して、これら一対の電極用ブラシＢ０１およびＢ０２に摺接する整流子ＣＭ０に給電する。一対の電極用ブラシＢ０１およびＢ０２は、整流子ＣＭ０の中心に対して１８０°異なる位置で当接している。整流子ＣＭ０は、回転子と一体に動作する円筒面を形成して設けられ、この場合、該円筒面を等角度間隔でほぼ１２０°毎に３等分した接片で構成される。整流子ＣＭ０の各隣接する接片間に３個の回転子コイルがそれぞれ接続されて、これら回転子コイルにより３個の回転子磁極を形成する。
【０００４】
これら回転子磁極は、回転角度に応じて、電極用ブラシＢ０１およびＢ０２と整流子ＣＭ０の各接片との接触状態が変化することによって、極性が変動して、固定子側の永久磁石からなる、例えば一対の固定子磁極（図示せず）との間で回転駆動力を発生する。回転子の回転に伴い、各回転子磁極が各固定子磁極に逐次対峙し且つ電極用ブラシＢ０１およびＢ０２と整流子ＣＭ０の各接片との接触状態が変化して、各回転子磁極の極性が逐次変動することによって、回転子が継続的に回転する。
すなわち、電源Ｅ０から一対の電極用ブラシＢ０１およびＢ０２に給電されると、電極用ブラシＢ０１およびＢ０２のうちの一方から他方に回転子コイルを介して電流が流れ、回転子コイルによる磁界を発生して回転子磁極を形成する。この回転子コイルにより発生する磁界と、固定子磁界を形成する固定子磁極との作用により、回転子が回転する。回転子が回転すると、電極用ブラシＢ０１とＢ０２との間に接続される回転子コイルおよびその向きが、回転子の回転に伴って整流子ＣＭ０により逐次切り換えられ、回転子コイルにより発生する磁界は回転磁界となる。このように回転子コイルにより発生する回転磁界と、固定子磁界を形成する固定子磁極との作用により、回転子が継続して回転する。
【０００５】
このようなモータの回転を検出する方法としては、ロータリエンコーダ方式が一般的である。すなわち、モータの回転出力軸またはそれに応動する伝達機構内に、外周縁部にスリットを形成した回転スリット円盤を設け、該回転スリット円盤の外周縁部のスリットをフォトインタラプタで検出することにより、回転を検出する。この方法は、的確な回転検出を行なうことができるが、ロータリエンコーダを構成する回転スリット円盤およびフォトインタラプタ等が必要となり、そのためのスペースの増大およびコストの上昇を伴うこととなる。
これに対して、特開平４−１２７８６４号公報等には、一対の電極用ブラシとは別に回転検出用ブラシを設けて回転検出を行なう方式が示されている。回転検出用ブラシは、一対の電極用ブラシと同様に整流子に摺接して、整流子における電圧を抽出する。この回転検出用ブラシで検出した信号をもとにして回転を検出する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のように、電極用ブラシが整流子の外周面を、回転軸の軸線に向かう方向へ押圧しつつ当接するタイプの直流モータは、製造組立時における整流子と電極用ブラシの組み付け作業における作業性に難がある。すなわち、電極用ブラシは、整流子の当接面から中心に向かう方向への押圧力を作用させた状態で組み付け、一方、整流子は、回転軸線に沿う方向に組み付けることになるため、組み付け時に両者が干渉し易い。特に、整流子には、動作時に電極用ブラシが、回転軸方向に位置ずれして、整流子の外周面から脱落してしまうのを防止するために、円筒状の両端部に大径のフランジ部を形成していることが多く、この部分が、組み付け時の煩雑さを助長する。
【０００７】
また、特開平６−１５３４５６号公報には、整流子を円錐台形状として、テーパ面に接触電極部を形成し、モータ全体の回転軸に沿うスラスト方向の寸法を低減し、組み付け作業の煩雑さを低減し得る構成が示されている。しかし、この特開平６−１５３４５６号公報の構成では、整流子を円錐台形状とすることに伴う形状構成の複雑さを招き、整流子の接触電極部の回転子コイルへの接続にも特別な構成が必要となり、構成部品の点数も多くなってしまう。
一方、実用新案登録第２５４５３０２号公報には、ノイズを除去するための電子素子を実装したプリント配線基板をモータに内蔵する構成が示されている。この場合、モータにおいて発生するノイズをモータ自体において除去することができるという利点があるが、整流子については、従来より一般的な円筒状の構成を用いているため、スペース効率が悪く、組み付け作業における作業性の問題は従来と変らない。
【０００８】
また、上述した特開平４−１２７８６４号公報等には、モータの回転速度がある程度よりも低下した場合にのみリレーを動作させることが開示されているに過ぎず、回転方向、回転数、回転速度および回転位置等を高精度に検出し、回転方向制御、回転数制御および回転速度制御等に利用するための技術については明確に示されていない。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、組み付け時の作業性が良好で、量産性に優れ、全体のスラスト方向の寸法の低減による小型化も可能として、しかも簡単な構成で効果的に回転を検出することが可能な直流モータを提供することを目的としている。
【０００９】
本発明の請求項１の目的は、特に、少ない部品点数で、組み付け時の作業性および量産性に優れ、効率の良い回転検出を可能として、しかもスラスト方向についての小型化を実現しつつ効率の良いノイズ除去を実現し得る直流モータを提供することにある。
本発明の請求項２の目的は、特に、構造を簡単化し、製造コストおよび信頼性の点でも有利な直流モータを提供することにある。
本発明の請求項３の目的は、特に、高い信頼性を実現し得る直流モータを提供することにある。
本発明の請求項４の目的は、特に、構成の簡単化による製造コストの低減を実現し得る直流モータを提供することにある。
本発明の請求項５の目的は、特に、整流子と電極用ブラシによるスイッチング時の動作の安定化を実現し得る直流モータを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した本発明に係る直流モータは、上述した目的を達成するために、
回転軸に固着され、回転子コイルが巻装された回転子と、
前記回転子の磁極に対峙する磁極を介して該回転子に磁界を印加し、前記回転子の半径方向外側に存する円筒状の固定子と、
前記回転軸に固着され、前記回転軸が垂直に交わるほぼ平板円盤状の電装基板上に、前記回転子コイルに接続される平面状の導電膜パターンにより接触電極部を形成してなる整流子と、
前記整流子の前記接触電極部の平面状の電極面に摺接して給電する一対の電極用ブラシと、
前記整流子の前記接触電極部の平面状の電極面に摺接する一対の回転検出用ブラシと、
前記電装基板上に前記接触電極部と電気的に接続するように固定されたリング状のノイズ抑制素子と、
を具備する直流モータにおいて、
前記ノイズ抑制素子が前記整流子を挟んで前記回転子と軸方向に対向し、
前記ノイズ抑制素子の外径が、前記整流子の外径よりも大きく形成され、
前記固定子と前記ノイズ抑制素子が軸方向の間隙を設けて配設されている
ことを特徴としている。
【００１１】
また、請求項２に記載した本発明に係る直流モータは、
前記回転軸を保持するベース部材をさらに具備し、且つ
前記電極用ブラシおよび前記回転検出用ブラシ、並びにこれらを外部と接続する接続端子部を前記ベース部材に固定することを特徴としている。
請求項３に記載した本発明に係る直流モータは、
ｎ極（ｎは３以上の自然数）の直流モータにおいて、
前記一対の電極用ブラシは、前記整流子に対してほぼ１８０°異なる回転角度位置で摺接し、且つ
前記回転検出用ブラシは、前記電極用ブラシに対して１８０／ｎ°未満の回転角度位置において前記整流子に摺接する
ことを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載した本発明に係る直流モータは、前記整流子が、前記電装基板上にメッキ処理による導電膜によって形成されることを特徴としている。
請求項５に記載した本発明に係る直流モータは、
前記整流子の前記接触電極部との接触部を複数に分岐し、且つ各分岐接触部の接触点が、前記接触電極部に対して回転角度位置のずれによる位相差を呈する構成としたことを特徴としている。
【００１３】
【作用】
すなわち、本発明の請求項１による直流モータは、回転子コイルが巻装された回転子を固着した回転軸に、前記回転軸が垂直に交わるほぼ平板状の電装基板上に、前記回転子コイルに接続される平面状の導電膜パターンにより接触電極部を形成してなる整流子を固着し、且つ一対の電極用ブラシを、前記整流子の前記接触電極部の平面状の電極面に摺接して給電するように設けるとともに、一対の回転検出用ブラシを前記整流子の前記接触電極部の平面状の電極面に摺接するように設けている。
さらに、電装基板上に前記接触電極部と電気的に接続するようにリング状のノイズ抑制素子を固定し、
前記ノイズ抑制素子が、前記整流子を挟んで前記回転子と、軸方向に対向し、前記ノイズ抑制素子の外径が、前記整流子の外径よりも大きく形成され、前記固定子と前記ノイズ抑制素子が軸方向に間隙を設けて配設されている。
このような構成により、少ない部品点数で、組み付け時の作業性が良好で、量産性に優れ、しかも全体のスラスト方向の寸法の低減による小型化と併せて、効率の良いノイズ除去をも可能としている。
【００１４】
本発明の請求項２よる直流モータは、前記回転軸を保持するベース部材をさらに具備し、且つ前記電極用ブラシおよび前記回転検出用ブラシ、並びにこれらを外部と接続する接続端子部を前記ベース部材に固定する。
このような構成により、特に、構造が簡単となり、製造コストおよび信頼性の点でも有利となる。
本発明の請求項３よる直流モータは、前記一対の電極用ブラシが、前記整流子に対してほぼ１８０°異なる回転角度位置で摺接し、且つ前記回転検出用ブラシが、前記電極用ブラシに対して１８０／ｎ°未満の回転角度位置において前記整流子に摺接する。
このような構成により、特に、高い信頼性を実現することができる。
【００１５】
本発明の請求項４よる直流モータは、前記整流子を、前記電装基板上にメッキ処理による導電膜によって形成する。
このような構成により、特に、構成の簡単化による製造コストの低減を実現することができる。
本発明の請求項５による直流モータは、前記電極用ブラシが、前記整流子の前記接触電極部との接触部を複数に分岐し、且つ各分岐接触部の接触点を、前記接触電極部に対して回転角度位置のずれによる位相差を呈する構成としている。
このような構成により、特に、整流子と電極用ブラシによるスイッチング時の動作の安定化を実現することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態に基づき、図面を参照して本発明の直流モータを説明する。図１および図２は、本発明の第１の実施の形態に係る直流モータの構成を示している。図１は、直流モータの縦断面図、そして図２は、その給電部すなわち整流子および電極用ブラシ部分の詳細な構成を示す横断面図である。
図１および図２に示す直流モータは、ケース１１、固定子１２、スラスト受けベース１３、上軸受け１４、下軸受け１５、電極用ブラシ１６、回転検出用ブラシ１７、回転軸２１、回転子２２、および電装基板としてのプリント配線基板２３を具備している。ケース１１、固定子１２、スラスト受けベース１３、上軸受け１４、下軸受け１５、電極用ブラシ１６および回転検出用ブラシ１７は、固定子側の構成であり、回転しない。
【００１７】
一方、回転軸２１、回転子２２、およびプリント配線基板２３は、回転子側の構成であり、回転軸２１に一体化され回転子２２と共に回転する。電極用ブラシ１６は、第１の電極用ブラシ１６Ａと第２の電極用ブラシ１６Ｂを有し、回転検出用ブラシ１７は、第１の回転検出用ブラシ１７Ａと第２の回転検出用ブラシ１７Ｂを有し、回転子２２は、回転子コイル２２ａおよび回転子鉄心２２ｂを有している。プリント配線基板２３は、接触電極部２３ａおよび導電箔部２３ｂを有している。
ケース１１は、ほぼ円筒状をなし、内周面に固定子１２を固着している。固定子１２は、例えば円筒状の永久磁石からなり、内面の円周に所定数の磁極を形成すべく着磁されている。スラスト受けベース１３は、円筒状のケース１１の下端を閉塞し底面を形成している。
【００１８】
上軸受け１４は、円筒状のケース１１の上端を閉塞し且つ回転軸２１を挿通して回転自在に支持している。下軸受け１５は、スラスト受けベース１３の中央部に設けた凹所に嵌合保持され、回転軸２１の下端を回転自在に支持している。電極用ブラシ１６は、この場合、基端部においてスラスト受けベース１３の内面側に固定されて、先端部をプリント配線基板２３の整流子を構成する接触電極部２３ａに摺接し、駆動電源の電力を回転子２２の回転子コイル２２ａに供給する。該電極用ブラシ１６は、プリント配線基板２３の整流子を構成する接触電極部２３ａに、互いに１８０°異なる回転角度位置で当接する第１の電極用ブラシ１６Ａと第２の電極用ブラシ１６Ｂとで構成される。
【００１９】
回転検出用ブラシ１７は、この場合、基端部においてスラスト受けベース１３の内面側に固定されて、先端部をプリント配線基板２３の整流子を構成する接触電極部２３ａに摺接して、プリント配線基板２３の接触電極部２３ａ上にあらわれる電圧を検出する。該回転検出用ブラシ１７は、プリント配線基板２３の整流子を構成する接触電極部２３ａに、互いに１８０°異なり、且つ第１の電極用ブラシ１６Ａおよび第２の電極用ブラシ１６Ｂに対して、この場合６０°未満の回転角度位置で当接する第１の回転検出用ブラシ１７Ａと第２の回転検出用ブラシ１７Ｂとで構成される。また、これら電極用ブラシ１６および回転検出用ブラシ１７に対する外部接続端子は、スラスト受けベース１３の外面側に導出されて設けられている。
【００２０】
回転軸２１は、ケース１１の上下端に配設された上軸受け１４および下軸受け１５によって、ケース１１に対して回転自在に支持されており、軸に沿う方向、すなわちスラスト方向の移動も予め設定した所定範囲内に規制されている。回転子２２は、回転軸２１に固着された回転子鉄心２２ｂに、回転子コイル２２ａが巻装されている。プリント配線基板２３は、ほぼ円盤状をなし、回転軸２１が中心部で垂直に交わるようにして、回転軸２１に固着する。このプリント配線基板２３は、一方の面に、幅広リング状をなす導電箔部分を、例えば半径方向に沿うギャップにより３等分して各々ほぼ扇形をなす接触電極部２３ａを形成している。接触電極部２３ａは、導電箔部２３ｂにより、プリント配線基板２３の周縁部まで導かれて、回転子コイル２２ａに接続されている。
【００２１】
このプリント配線基板２３は、絶縁基板の少なくとも一方の面に導電箔を形成し、該導電箔の所要の部分のみを残して、その他の部分をエッチングにより除去するなど、メッキ技術および写真印刷技術を応用して形成する。
このような構成とすれば、実質的に整流子は、平板状のプリント配線基板２３の一方の面に形成した導電箔からなる接触電極部２３ａにより形成され、電極用ブラシ１６および回転検出用ブラシ１７は、該接触電極部２３ａの表面を回転軸２１の軸方向に押圧する。このため、組み付け時には、プリント配線基板２３と電極用ブラシ１６および回転検出用ブラシ１７を支持するスラスト受けベース１３とを軸方向に沿って順次組み付ければ良く、組み付け時の干渉もない。しかも、プリント配線基板２３は、平板状であり、回転軸２１に沿う方向のモータ全体の寸法を効果的に縮減することができる。
【００２２】
整流子が平板状の電装基板、例えばプリント配線基板２３、である平板上に配置され、その一方の面に一対の電極用ブラシ１６Ａおよび１６Ｂが同一平面上で当接するようにするため、組み付けが簡単であり、組み立て後の信頼性を損なうこともない。また、部品点数が少なくて済み、製造工程の工数的にも単価的にもコストを安くすることができる。しかも整流子が平面上に形成されるため、回転軸２１の軸に沿う上下方向に電極用ブラシ１６と整流子となるプリント配線基板２３とが配列され、従来のように円筒状の整流子を用いるよりも軸方向のモータのサイズが短くなり、モータの小型化を達成することができる。
ここでは電装基板としてプリント配線基板２３を使用し、メッキ処理等による導電膜により整流子を構成するようにした。このように、プリント配線基板２３を使用することによりコストダウンを達成することができる。しかしながら、同様の効果を得るものであればプリント配線基板２３に限らず、その他の電装基板を用いるようにしてもよい。
【００２３】
また、上述の構成において、回転軸２１を保持するベース部材、すなわちスラスト受けベース１３の内面側に電極用ブラシ１６および回転検出用ブラシ１７を固定し、これらの外部導出用の接続端子を同じスラスト受けベース１３の外面側に配設している。このため、構造が簡単になり、コストおよび信頼性の面で有利となる。
なお、電極用ブラシおよび回転検出用ブラシを設けた場合、図９に示すような状態では、電極用ブラシＢ１は、整流子ＣＭの図示左上および右上の２個の導体片に接触しており、回転検出用ブラシＤ（この場合１個として説明する）は、整流子ＣＭの図示右上および下方の２個の導体片に接触しており、電極用ブラシＢ２は、整流子ＣＭの図示下方の導体片に接触している。したがって、電源Ｅの正側に接続された電極用ブラシＢ１は、整流子ＣＭの図示右上の導体片、回転検出用ブラシＤ、整流子ＣＭの図示下方の導体片を介して、電源Ｅの負側に接続された電極用ブラシＢ２に導通している。このため、結果的には、電源Ｅの正負両端が短絡された状態となっている。
【００２４】
このような状態の存在は、直流モータが高速で回転しているときには、それほど大きな問題とはならないことも多いが、この状態でモータが停止したときが問題となる。一般には、この種の直流モータの回転子は、鉄心にコイルを巻装して構成されており、コイルに電流を流さない状態では、この鉄心が永久磁石からなる固定子の磁極に引き付けられるため、例えば３極モータの場合６個所の安定ポイントがある。この安定ポイントに対応する位置を外して、回転検出用ブラシＤの整流子ＣＭへの摺接位置を設定すれば、上述の問題は低減されるが、上述した電源Ｅの短絡状態が生じないことが望ましい。
このような電源Ｅの短絡状態が生じないようにするには、回転検出用ブラシＤの整流子ＣＭへの摺接位置を、３極モータの場合、電極用ブラシＢ２の摺接位置との間の角度が６０°未満となるようにすればよい。すなわち、ｎ極（ｎは３以上の自然数）のモータの場合には、一方の電極用ブラシＢ２の摺接位置との間の角度が１８０／ｎ°未満となるようにすればよい。
【００２５】
図２は、上述した考察に従い、本発明に係る回転検出用ブラシ１７Ａおよび１７Ｂを、一対の電極用ブラシ１６Ａおよび１６Ｂに対し４０°の角度位置に配置している。このようにすれば、電源Ｅの短絡状態は全く発生しない。したがって、回転検出信号およびモータ作動の信頼性を向上させることができる。以上が、請求項３に対応している。
図３〜図５は、本発明の第２の実施の形態に係る直流モータの構成を示している。図３は、直流モータの縦断面図、図４は、その給電部すなわち整流子および電極用ブラシ部分の詳細な構成を示す横断面図、そして図５は、その整流子部分の詳細な構成を示す横断面図である。
【００２６】
図３〜図５に示す直流モータにおいて、ケース１１、固定子１２、スラスト受けベース１３、上軸受け１４、下軸受け１５、電極用ブラシ１６、回転軸２１、回転子２２、およびプリント配線基板２３については、図１および図２と同様である。図３〜図５に示す直流モータは、さらにモータ、例えばブラシ部分、において発生するノイズを防止吸収するためのノイズ抑制素子としてのリング状のリングバリスタ２４をプリント配線基板２３の外周縁に同軸上に配設する。
上記ノイズ抑制素子としてのバリスタ２４は、図３および図４に示すように、整流子を挟んで回転子２２と軸方向に対向し、バリスタ２４の外径が整流子の外径よりも大きく形成されている。
回転子２２の半径方向外側には、円筒状の固定子１２が配設されている。この固定子１２に対しバリスタ２４が軸方向に対し間隙を存して配設されている。
このようにすると、ノイズ除去のためのリングバリスタ２４を、プリント配線基板２３の外周縁に固定して一体的に設けているため、効果的なノイズ低減が可能となり、さらには、直径の大きいリングバリスタ２４を干渉なくケース内に容易に組付けることができ、スペースの自由化および製造時のコストダウンをはかることができる。
【００２７】
さらに、図６は、本発明の第３の実施の形態に係る直流モータの構成を示している。図６は、直流モータの整流子部分の詳細な構成を示す横断面図である。この場合、プリント配線基板２３上に、ノイズ除去用の印刷抵抗２５を設けている。なお、プリント配線基板２３上に接触電極部２３ａおよび導電箔部２３ｂ等を形成するにあたっては、必要部分を選択的に残してエッチングするためのレジスト２６を用いるようにしてもよい。プリント配線基板２３上の接触電極部２３ａおよび導電箔部２３ｂは、予め全面に導電箔を敷設した後、必要部分を残す方法でなく、プリント配線基板２３上に接触電極部２３ａ、導電箔部２３ｂおよび印刷抵抗２５等を塗布等により形成するようにしても良い。
【００２８】
また、図７は、本発明の第４の実施の形態に係る直流モータの電極用ブラシの摺接部の構成を示している。図７は、直流モータの電極用ブラシ１６に代えて整流子の接触電極部２３ａとの摺接部を、複数、例えば２つに、分岐させた電極用ブラシ１８を設ける。図７のように、電極用ブラシ１８の分岐された各摺接部１８ａおよび１８ｂは、摺接点の回転角度位置が若干ずれている。このように構成することにより、整流子の接触電極部２３ａの切り替わり時において、電極用ブラシが高速時のバウンドによって、両方の接触電極部２３ａから離れることによる不安定な状態がなくなる。よって、各摺接部１８ａおよび１８ｂは、常にどちらかが接触電極部２３ａに接触しているので、切り替わり時の信頼性を向上することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、組み付け時の作業性が良好で、量産性に優れ、しかも全体のスラスト方向の寸法の低減による小型化も可能とする直流モータを提供することができる。
すなわち、本発明の請求項１の直流モータによれば、回転軸に固着され、回転子コイルが巻装された回転子と、
前記回転子の磁極に対峙する磁極を介して該回転子に磁界を印加し、前記回転子の半径方向外側に存する円筒状の固定子と、
前記回転軸に固着され、前記回転軸が垂直に交わるほぼ平板円盤状の電装基板上に、前記回転子コイルに接続される平面状の導電膜パターンにより接触電極部を形成してなる整流子と、
前記整流子の前記接触電極部の平面状の電極面に摺接して給電する一対の電極用ブラシと、
前記整流子の前記接触電極部の平面状の電極面に摺接する一対の回転検出用ブラシと、
前記電装基板上に前記接触電極部と電気的に接続するように固定されたリング状のノイズ抑制素子と、
を具備する直流モータにおいて、
前記ノイズ抑制素子が前記整流子を挟んで前記回転子と軸方向に対向し、
前記ノイズ抑制素子の外径が、前記整流子の外径よりも大きく形成され、
前記固定子と前記ノイズ抑制素子が軸方向の間隙を設けて配設されているので、少ない部品点数で、整流子、電極用ブラシおよびノイズ抑制素子等の組み付け時の作業性が良好で、量産性に優れ、しかも全体のスラスト方向の寸法の低減による小型化も可能であり、効果的なノイズ低減を可能としつつ簡単な構成で効果的に回転を検出することが可能であり、スペースの自由化および製造時のコストダウンをはかることができる。
【００３０】
本発明の請求項２の直流モータによれば、前記回転軸を保持するベース部材をさらに具備し、且つ前記電極用ブラシおよび前記回転検出用ブラシ、並びにこれらを外部と接続する接続端子部を前記ベース部材に固定することにより、特に、構造が簡単となり、製造コストおよび信頼性の点でも有利となる。
本発明の請求項３の直流モータによれば、前記一対の電極用ブラシが、前記整流子に対してほぼ１８０°異なる回転角度位置で摺接し、且つ前記回転検出用ブラシが、前記電極用ブラシに対して１８０／ｎ°未満の回転角度位置において前記整流子に摺接する構成により、特に、高い信頼性を実現し得る。
【００３１】
本発明の請求項４の直流モータによれば、前記整流子を、前記電装基板上にメッキ処理による導電膜によって形成することにより、特に、構成の簡単化による製造コストの低減を実現し得る。
本発明の請求項５の直流モータによれば、前記電極用ブラシが、前記整流子の前記接触電極部との接触部を複数に分岐し、且つ各分岐接触部の接触点を、前記接触電極部に対して回転角度位置のずれによる位相差を呈する構成とすることにより、特に、整流子と電極用ブラシによるスイッチング時の動作の安定化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る直流モータの縦断面図である。
【図２】図１の直流モータの整流子、電極用ブラシおよび回転検出用ブラシの摺接部分の構成を説明するための横断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る直流モータの縦断面図である。
【図４】図３の直流モータの整流子、電極用ブラシおよび回転検出用ブラシの摺接部分の構成を説明するための横断面図である。
【図５】図３の直流モータの整流子部分の構成を説明するための横断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る直流モータの整流子部分の構成を説明するための横断面図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る直流モータの電極用ブラシの摺接部分の構成を説明するための模式図である。
【図８】従来の直流モータの電極用ブラシおよび整流子を説明するための模式図である。
【図９】従来の直流モータの電極用ブラシ、回転検出用ブラシおよび整流子における問題を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１１ケース
１２固定子
１３スラスト受けベース
１４上軸受け
１５下軸受け
１６，１６Ａ，１６Ｂ，１８電極用ブラシ
１７，１７Ａ，１７Ｂ回転検出用ブラシ
１８ａ，１８ｂ摺接部
２１回転軸
２２回転子
２２ａ回転子コイル
２２ｂ回転子鉄心
２３プリント配線基板
２３ａ接触電極部（整流子）
２３ｂ導電箔部
２４リングバリスタ
２５印刷抵抗
２６レジスト部

Claims

回転軸に固着され、回転子コイルが巻装された回転子と、
前記回転子の磁極に対峙する磁極を介して該回転子に磁界を印加し、前記回転子の半径方向外側に存する円筒状の固定子と、
前記回転軸に固着され、前記回転軸が垂直に交わるほぼ平板円盤状の電装基板上に、前記回転子コイルに接続される平面状の導電膜パターンにより接触電極部を形成してなる整流子と、
前記整流子の前記接触電極部の平面状の電極面に摺接して給電する一対の電極用ブラシと、
前記整流子の前記接触電極部の平面状の電極面に摺接する一対の回転検出用ブラシと、
前記電装基板上に前記接触電極部と電気的に接続するように固定されたリング状のノイズ抑制素子と、
を具備する直流モータにおいて、
前記ノイズ抑制素子が前記整流子を挟んで前記回転子と軸方向に対向し、
前記ノイズ抑制素子の外径が、前記整流子の外径よりも大きく形成され、
前記固定子と前記ノイズ抑制素子が軸方向の間隙を設けて配設されている
ことを特徴とする直流モータ。
前記回転軸を保持するベース部材をさらに具備し、且つ前記電極用ブラシおよび前記回転検出用ブラシ、並びにこれらを外部と接続する接続端子部を前記ベース部材に固定することを特徴とする請求項１に記載の直流モータ。
ｎ極（ｎは３以上の自然数）の直流モータにおいて、
前記一対の電極用ブラシは、前記整流子に対してほぼ１８０°異なる回転角度位置で摺接し、且つ前記回転検出用ブラシは、前記電極用ブラシに対して１８０／ｎ°未満の回転角度位置において前記整流子に摺接することを特徴とする請求項１または２に記載の直流モータ。
前記整流子は、前記電装基板上にメッキ処理による導電膜によって形成されることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の直流モータ。
前記電極用ブラシは、
前記整流子の前記接触電極部との接触部を複数に分岐し、且つ各分岐接触部の接触点が、前記接触電極部に対して回転角度位置のずれによる位相差を呈する構成としたことを特徴とする請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載の直流モータ。