JP4250823B2 - 直流ブラシモータ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は直流ブラシモータに係り、詳しくは自動車のウインドウレギュレータ、パワーシートあるいはABS(アンチ・スキッド・ブレーキシステム)の駆動源などに好適な直流ブラシモータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の直流ブラシモータの軸方向のサイズは、電機子を構成する巻線及びコアと、ブラシ又はコンミュテータ(整流子)と、軸受と、それらの間に確保すべき適当な隙間との寸法で決まる。前記モータのサイズを短くする構成として、図11に示すように、シャフト61を支持するためにケース62及び出力側カバー73に固定された軸受63a,63bのうち、電機子64に対してコンミュテータ65と電機子64をはさんで反対側に配設された一方の軸受63bと、コンミュテータ65の一部を電機子巻線66の内側に配置する方法がある。ブラシ67及びブラシ支持部材68は電機子64の端部と出力側カバー73との間に配置されている。
【0003】
特開平10−248225号公報には、図12に示すように、コンミュテータ65を電機子(アーマチュア)64の内側に配置し、ブラシ67をシャフト61と平行に移動可能に、かつ電機子64の内側に位置するように配置する構成が開示されている。ブラシ67はケース62に固定される円盤状のブラシ支持部材本体68aに対して電機子64の軸方向に沿って突出するように形成された複数のブラシ保持部68b内に収容され、ばね69により付勢された状態でコンミュテータ65のコンミュテータ片65aに当接されている。
【0004】
また、特開平10−174360号公報には、自動車のABSの駆動源に使用されるモータとして、図13に示すように、シャフト61の両端を軸受63a,63bで支持し、シャフト61の軸受63a寄りに偏心した出力伝達部70を設け、出力伝達部70にシャフト61の回転運動をプランジャ71の往復運動に変換して伝達する軸受72を設けた構成が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図11の構成では、モータのサイズとしてブラシ67及びブラシ支持部材68の配置スペース分の軸方向の長さは依然として必要で、小型化(薄型化)が不十分であった。
【0006】
特開平10−248225号公報に開示された構成では、コンミュテータ65及びブラシ67は電機子64の軸方向長さ範囲に納まるが、ブラシ67に近い側の軸受63aとブラシ67との間には円盤状のブラシ支持部材本体68aが存在するため、軸受63aを電機子64内に入れ込むことができず、小型化に限界がある。さらに、この構成ではブラシ67を当接させるコンミュテータ片(セグメント)65aの接触部が扇形となり、また、シャフト61の直ぐ外側の比較的径の小さい部分に配設されるため、十分なセグメント面積を確保し難く、ブラシ電流密度が高くなり、ブラシ摩耗が大きくなるという問題がある。
【0007】
また、特開平10−174360号公報に開示された構成のモータでは、軸受72が軸受63aの内側近傍に配設されているため、軸受72を軸受63aより外側に配置した場合に比較して、シャフト61の撓みは小さくなる。しかし、軸受72を少なくとも電機子64及びコンミテータの軸方向の長さの和の分、軸受63bから離れた位置に配置する必要があり、両軸受63b,72間の距離が大きく、シャフト61の撓みの軽減による振動軽減効果が十分得られないという問題がある。
【0008】
本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、その第1の目的はモータの軸方向のサイズを小さくすることが可能な直流ブラシモータを提供することにある。第2の目的は第1の目的を達成するのに好適な配置のコンミュテータ及びブラシを備えた直流ブラシモータを提供することにある。また、第3の目的は回転軸の回転力をアクチュエータに往復運動として伝達するモータにおいて、軸方向のサイズを小さくすることが可能でかつ回転軸の撓みによる異音、振動を十分軽減できる直流ブラシモータを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記第1の目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、電機子に凹部を設け、電機子を回転可能に支持する二つの軸受のうち、ブラシに近い側に配設される一方の軸受と、ブラシ及びコンミュテータとを電機子の軸方向の長さ内に位置するように前記凹部内に配置する直流ブラシモータであって、前記凹部には、前記ブラシから遠い側に配設される他方の軸受側に位置する内周壁が前記電機子の回転中心側に向けて突出することによって段部が形成され、前記電機子はコアを有し、該コアにおける前記電機子の回転中心側の端面は、前記段部に対応する部分が前記電機子の回転中心側に向けて張り出すよう形成されている。
【0010】
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記電機子は、前記コンミュテータを配設するコンミュテータ配設部と、前記コアと該コアに巻回されるコイルとを絶縁するとともに該コイルの位置決めを行うためのコイル位置決め部とを備え、前記コンミュテータ配設部と前記コイル位置決め部とが一体成形されている。
また、第2の目的を達成するため、請求項3に記載の発明では、電機子と一体回転するコンミュテータは、前記中心軸側にブラシ当接面を有するように形成され、ブラシは、その軸線が前記電機子の中心軸と交差しないように配設されるとともに、内側から外側に向かって前記ブラシ当接面に当接するように配設されている。
【0013】
請求項4に記載の発明では、請求項1〜3のいずれか一項に記載の発明において、前記電機子のコアは軟磁性粉末の成形体により形成されている。
【0014】
また、第3の目的を達成するため、請求項5に記載の発明では、請求項1〜4のいずれか一項に記載の発明において、出力軸部の一部に偏心部が設けられ、前記偏心部に出力軸部の回転を往復運動する駆動部に伝達するための伝達用軸受が設けられている。
【0015】
請求項6に記載の発明では、請求項5に記載の発明において、前記伝達用軸受は前記電機子を支持する軸受より内側に配設されている。
従って、各請求項に記載の発明では、電機子を回転可能に支持する二つの軸受のうち、ブラシに近い側に配設される一方の軸受と、ブラシ及びコンミュテータとが、電機子に設けられた凹部内に配置されて、電機子の軸方向の長さ内に位置する。従って、モータの軸方向の長さが、前記軸受、ブラシ及びコンミュテータが電機子の外側に配置された構成のモータに比較して短くなる。
【0016】
請求項3に記載の発明では、コンミュテータのブラシ当接面がブラシを囲むように配置され、ブラシは内側から外側に向かってブラシ当接面に当接する。
【0018】
請求項4に記載の発明では、前記電機子のコアは軟磁性粉末の成形体で形成されているため、鉄板(鋼板)を積層して形成する場合に比較してコア形状の自由度が増す。また、比抵抗が積層コアに比較して大幅に向上し、渦電流ロスが大幅に低下し、モータ効率が向上する。
【0019】
請求項5に記載の発明では、出力軸部が回転すると、偏心部に設けられた伝達用軸受を介して出力軸部の回転運動が往復運動として駆動部に伝達される。電機子の軸部を支持する二つの軸受の距離が短いため、軸に伝達用軸受を介してラジアル方向の負荷が作用したときの軸の撓み量が少なくなる。
【0020】
請求項6に記載の発明では、前記伝達用軸受は前記電機子を支持する軸受より内側に配設されているため、前記のラジアル方向の負荷を受けたときの軸の撓み量がより少なくなる。
【0021】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)
以下、本発明を具体化した第1の実施の形態を図1及び図2に従って説明する。
【0022】
図1に示すように、直流ブラシモータ1のケース2は、ヨークを兼ねたケース本体2aと、ケース本体2aの開放側を覆うエンドプレート2bとから構成されている。ケース本体2aは有底円筒状に形成されるとともに中央に円筒状の折曲げ部3が軸方向の内側に延びるように形成されている。折曲げ部3の先端には段差部3a及び小径部3bが形成されている。小径部3bには電機子4のシャフト5を支持する二つの軸受6a,6bのうち、後記するブラシに近い側に配設される一方の軸受6aが嵌合固定されている。エンドプレート2bは中央に軸受6bを支持する円筒状の軸受支持部7がケース2の内側に向かって折り曲げ形成され、軸受支持部7に軸受6bが嵌合固定されている。
【0023】
ケース本体2aの内側にはマグネット8が固定されている。マグネット8は軸方向の長さがケース本体2aの軸方向の内法とほぼ同じに形成されている。二つの軸受6a,6bを介してケース2に対して回転可能に支持されたシャフト5には電機子4が一体回転可能に固定されている。電機子4はコア9と、電機子コイル10と、コア9をシャフト5に一体回転可能に支持する絶縁樹脂製の支持部材11とから構成されている。支持部材11は軸方向の長さがマグネット8の長さより若干短く形成されるとともに、シャフト5に一体成形されている。
【0024】
支持部材11にはケース本体2aと対応する側に折曲げ部3を収容可能な第1の凹部12が形成され、エンドプレート2b側に軸受支持部7の一部を収容可能な第2の凹部13が形成されている。従って、軸受6aはマグネット8及び電機子4の軸方向の長さ内に位置し、軸受6bは一部が電機子4内に配置されている。第1の凹部12の深さは、コア9の厚み(軸方向の長さ)のほぼ中央まで達している。また、支持部材11のケース本体2a寄りにはコア9との絶縁を確保した状態で電機子コイル10を巻き付ける際の位置決め部11aが一体成形されている。
【0025】
コア9は積層鉄板で形成する代わりに、軟磁性粉末の成形体で形成されている。例えば、絶縁被膜処理を行った純鉄の粉末を樹脂バインダにより結合してプレスにより成形することにより所定の形状の環状体に形成されている。コア9は磁路面積を必要最小限確保した上で、中空部(図示せず)を設けて重量・慣性力を小さくでき、要求される軽量化や起動応答性が得られるように形成されている。
【0026】
コア9は支持部材11によりシャフト5と一体成形されている。コア9はマグネット軸方向両端部と対向した外周壁14が軟磁性粉末にてコア本体部と一体成形されている。この外周壁14とコア内周磁路部の段とにより形成される凹部及び外周壁14と支持部材11の成形樹脂とにより形成される凹部がコイル10の位置決めを行っている。
【0027】
コンミュテータ15及びブラシ16は前記凹部12内に配置されている。従って、ブラシ16及びコンミュテータ15はマグネット8及び電機子4の軸方向の長さ内に位置する。コンミュテータ15は前記凹部12の開放端寄りに配設されている。コンミュテータ15を構成する各コンミュテータ片15aは凹部12の内周に沿って露出するように、即ち中心軸側にブラシ当接面15bを有するように、支持部材11の成形時に一体成形される。図2に示すように、この実施の形態ではコンミュテータ片15aは12個設けられている。コンミュテータ15は電機子コイル10に電気的に接続されている。
【0028】
ケース本体2aの折曲げ部3内には折曲げ部3に支持された一方の軸受6aに対し他方の軸受6bと反対側にブラシ16が配設されている。ブラシ16は複数個(この実施の形態では2個)のブラシ16を装備可能な樹脂製のブラシホルダ17に装備された状態で、ブラシ当接面15bに対して当接可能な位置に配設されている。
【0029】
図2に示すように、ブラシホルダ17にはブラシ16を摺動可能に収容するとともに付勢手段としてのコイルばね18を収容する収容部19が、シャフト5と直交する面内に配設されている。収容部19は、ブラシホルダ17が段差部3aに当接して位置決めされて折曲げ部3に嵌合固定された状態で、ブラシ当接面15bと対向可能な位置に形成されている。折曲げ部3にはブラシ当接面15bと対向する位置に180°の位相差をおいてブラシ16を遊挿可能な孔20が形成され、ブラシホルダ17はブラシ16が孔20を貫通してブラシ当接面15bに当接する所定位置に取り付けられる。そして、ブラシ16がそれぞれブラシ当接面15bに対して内側から外側に向かって当接するように、コイルばね18によって付勢された状態で収容部19に収容されている。なお、ブラシホルダ17には収容部19からのコイルばね18の離脱を防止するためのピン21が設けられている。
【0030】
折曲げ部3の基端には蓋22が嵌合状態で取り付けられている。各ブラシ16に接続されたリード線(図示せず)は、蓋22に形成された切り欠き(図示せず)から引き出されるようになっている。
【0031】
次に前記のように構成された直流ブラシモータ1の作用を説明する。直流ブラシモータ1は例えば自動車のウインドウレギュレータあるいはパワーシートの動力源として使用される。
【0032】
図示しない外部の制御回路からブラシ16に電流が供給されると、ブラシ当接面15bからコンミュテータ片15aを介して電機子コイル10に電流が供給される。そして、電機子コイル10に発生した磁力と、マグネット8の磁力との相互作用によって電機子4が回転し、電機子4と一体的にシャフト5が回転する。そして、シャフト5の回転力が動力として使用される。
【0033】
この実施の形態では次の効果を有する。
(1) 電機子4に設けられた凹部12に、電機子4を回転可能に支持する二つの軸受6a,6bのうち、ブラシ16に近い側に配設される一方の軸受6aと、ブラシ16及びコンミュテータ15とを電機子4の軸方向の長さ内に位置するように配置した。従って、モータの軸方向の長さを従来の直流ブラシモータに比較して大幅に短くできる。その結果、モータの小型化が可能になり、配置スペースの確保が容易となる。
【0034】
(2) 電機子4と一体回転するコンミュテータ15が中心軸側にブラシ当接面15bを有するように形成され、ブラシ16が内側から外側に向かってブラシ当接面15bに当接するように配設されている。従って、電機子4に設けた凹部12の内周にコンミュテータ片15aを配設することにより、軸受6a、ブラシ16及びコンミュテータ15を電機子4の軸方向の長さ内に位置するように配置する構成を簡単な構造で実現できる。また、ブラシ当接面15bが外周側に位置するように形成されたコンミュテータに対して、コンミュテータ15の外側から接触するようにブラシを配設する構成に比較して、同じ配置スペースの場合、ブラシ当接面の面積を大きくすることが容易になる。
【0035】
(3) ブラシ16から遠い側に配置された軸受6bは、少なくとも一部が電機子4内に配置されている。従って、軸受6a、ブラシ16及びコンミュテータ15が電機子4の軸方向の長さ内に位置する構成との組み合わせにより、モータの軸方向の長さをより短くできる。
【0036】
(4) 電機子4のコア9が軟磁性粉末の成形体により形成されているため、鉄板(鋼板)を積層して形成する場合に比較してコア形状の自由度が増し、また製造も簡単になる。さらに、比抵抗が大きい粉末材を使用することにより、積層コアと比較して渦電流ロスを抑制でき効率が向上する。
【0037】
(5) コア9は磁路面積が必要最小限となるように、極力樹脂を使用したり中空部を設けて重量(慣性力)を小さくしているため、要求される仕様の起動応答性を得るためのコア9の製造が鋼板積層構造のものより簡単になる。
【0038】
(6) ブラシ16に近い位置に配置された軸受6aは、ブラシ16より凹部12の底部寄りに配設されている。従って、ブラシホルダ17を軸受6aと干渉せずに取り外し可能な構成にでき、ブラシ16の交換作業が簡単になる。また、両軸受6a,6bの距離が短くなり、シャフト5のケース2からの突出部に軸方向と交差する方向の力が作用した際に撓み量が少なくなる。
【0039】
(7) 180°の位相差でコンミュテータ片15aに当接する一対のブラシ16が、同一平面上で互いに平行に延びるように配設されている。従って、ブラシ16が一直線上に位置する配置に比較して、ブラシ16及びコイルばね18を収容する収容部19を長くすることができる。その結果、ブラシ16を長く形成してブラシの交換周期を長くすることができる。
【0040】
(8) ブラシホルダ17は折曲げ部3に形成された段差部3aと当接して位置決めされた状態で取り付けられるため、ブラシ16を所定位置に正確に配置することができる。
【0041】
(第2の実施の形態)
次に第2の実施の形態を図3に従って説明する。この実施の形態では自動車のABS(アンチ・スキッド・ブレーキシステム)のポンプ駆動源として好適なモータ、即ちシャフトの回転運動をプランジャの往復運動として使用するタイプのモータに適用した点が前記実施の形態と大きく異なっている。前記実施の形態と同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【0042】
ケース23は電機子4、マグネット8、コンミュテータ15及びブラシ16を収容するケース本体23aが第1の実施の形態と同じに形成され、ケース本体23aがポンプハウジング23bに固定されている。
【0043】
電機子4のシャフト24は段付ロッド状に形成され、大径部24aに支持部材11が固着され、大径部24aを挟んでブラシ16側に突出する小径部24bに軸受6aが嵌合固定されている。大径部24aの小径部24bと反対側には出力軸部25が設けられている。出力軸部25は大径部24aと小径部24bの中間の径の偏心部25aが大径部24aに連続して形成され、偏心部25aに連続して中心軸が大径部24a及び小径部24bの中心軸と一致する小径部25bが形成されている。
【0044】
偏心部25aには出力軸部25の回転を往復運動する駆動部としてのプランジャ26に伝達するための伝達用軸受27が設けられている。伝達用軸受27の外輪にはプランジャ26の端部が圧接されるようになっている。ポンプハウジング23bにはケース本体23a側と反対側に延びる収容部28が形成され、収容部28にはシャフト24を小径部25bで支持する軸受6bが嵌合固定されている。即ち、伝達用軸受27はシャフト24を支持する軸受6bより内側に配設されている。軸受6bの内輪及びシャフト24は波状の板ばね29でケース本体23a側に押圧されている。ポンプハウジング23bの収容部28の壁面にはプランジャ26が摺動可能に挿入されるガイド孔30が2個対称位置に形成されている。
【0045】
この実施の形態の直流ブラシモータ1では、ブラシ16及びコンミュテータ15を介して電機子コイル10に電流が供給されて、コア9と共にシャフト24が回転すると、出力軸部25の偏心部25aが伝達用軸受27と共に偏心回転する。その結果、伝達用軸受27に圧接されているプランジャ26が偏心量Δdの2倍のストローク分往復運動し、シャフト24の回転力が直線往復力に変換される。
【0046】
この実施の形態では前記実施の形態の(1)、(2)、(4)〜(8)の効果の他に次の効果を有する。
(9) 両軸受6a,6b間の距離が従来の構成のモータに比較して短いため、プランジャ26の往復運動によってラジアル方向の力が加わることによりシャフト24に生じる撓み量が、従来の構成のモータに比較して小さくなり、振動や騒音が小さくなる。
【0047】
(10) 伝達用軸受27が軸受6bより内側に配設され、ラジアル方向の力は、両端が軸受6a,6bで支持されたシャフト24に対して軸受6bの近傍で作用するため、シャフト24の撓み量がより小さくなる。
【0048】
実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 図2のブラシ16の配置は2極又は6極の重ね巻き方式時に使用されるが、4極重ね巻き方式時や波巻き方式時、集中巻き方式時には、図4(a),(b)に示すように、二個のブラシ16が互いに90°の位相差をおいてブラシ当接面15bに当接可能な配置が採用される。2個のブラシ16が近接する位置で直交する線上を移動可能に配置する構成では、付勢手段としてコイルばねを使用すると、適正なばね力のものを干渉せずに配置するのが難しい。しかし、図4(a)に示すように、付勢手段としてねじりばね31を使用すると、二つのばねを互いに干渉せずに配置できる。また、図4(b)に示すように、ブラシ16を円弧に沿って移動可能な形状に形成し、ブラシ16がブラシホルダ17の中心を通過せずに、収容部19内へ没入可能に案内するガイド部32を設け、付勢手段としてコイルばね18を使用する構成としてもよい。
【0049】
○ 2個のブラシ16を互いに180°の位相差をおいてブラシ当接面15bに当接可能な配置としてブラシ16を一直線上に配置する構成としてもよい。この場合、付勢手段としてコイルばねを使用せずにねじりばねを使用するとブラシの長さを長くでき、交換周期を長くできる。
【0050】
○ 一対のブラシ16のブラシ当接面15bとの接触面と軸芯との成す角度は180°及び90°に限らず、極数によって他の角度(例えば120°)になる。
【0051】
○ 出力軸部25の一部に設けた偏心部25aに伝達用軸受27を設ける構成のモータにおいて、図5に示すように、伝達用軸受27を電機子4のシャフト5を支持する軸受6bより外側に設けてもよい。この場合、伝達用軸受27は片持ち状態の出力軸部25に取り付けられることになるが、シャフト5が短いため伝達用軸受27を介してシャフト5にラジアル方向の力が作用しても、シャフト5に生じる撓み量が、従来の構成のモータに比較して小さくなり、振動や騒音が小さくなる。
【0052】
○ 凹部13の深さを深くするとともに軸受支持部7を長くして、ブラシ16から遠い側に配置された軸受6bの全体が電機子4内に配置される構成としてもよい。この場合、モータの軸方向の長さをより短くできる。
【0053】
○ 図6に示すように、エンドプレート2bに形成する軸受支持部7をケース本体2aと反対側に折曲げ形成し、ブラシ16から遠い側に配置された軸受6bを支持する構成としてもよい。
【0054】
○ 折曲げ部3の小径部3bと反対側の開口部を塞ぐ蓋22を設ける代わりに、図6に示すように、ブラシホルダ17を開口部を塞ぐ形状とするとともに、2個のブラシ16に図示しないリード線により電気的に接続された電源端子33を備えたコネクタ部34を一体成形する。この場合、部品点数が少なくなって組立やブラシ16の交換時の手間が少なくなる。
【0055】
○ ブラシ16に近い側に配設される軸受6aをケース本体2aの折曲げ部3に支持する構成に代えて、軸受6aをブラシホルダで支持する構成としてもよい。例えば、図7に示すように、折曲げ部3を短く形成し、ブラシホルダ35を折曲げ部3に嵌合固定可能に、かつ折曲げ部3より大径のフランジ部35aを備えた形状とし、フランジ部35aと反対側に軸受支持部35bを設ける。軸受支持部35bは軸受6aの外輪に取り外し可能に嵌合されている。そして、ブラシ16の交換時には、軸受支持部35bと軸受6aとの嵌合を解除してブラシホルダ35を取り外す。この実施の形態ではフランジ部35aがケース本体2aの外面に当接することによりブラシ16が所定の位置となるように位置決めされる。また、折曲げ部3を長く形成して段差部3aや小径部3bを形成したり、ブラシ16の挿通用の孔20を形成する必要がなく、ケース本体2aの加工が簡単になる。
【0056】
○ 電機子4をシャフト5に一体回転可能に固着する方法として樹脂製の支持部材11をシャフト5と一体成形する代わりに、図8に示すように、コア9の形状をシャフト5に直接嵌合可能な形状に形成し、接着剤によりシャフト5に固着してもよい。
【0057】
○ ケース本体2aに蓋22が不要なブラシホルダ17として、図9に示すように、電源端子33がシャフト5と直交方向に延びるようにコネクタ部34を配置した形状のものを取り付けてもよい。
【0058】
○ ブラシ16に近い側に配設される一方の軸受6aの位置は必ずしもブラシ16の内側に配置する構成に限らず、電機子4の凹部12内に配置されるならばブラシ16の外側に軸受6aを配置する構成としてもよい。例えば、図10に示すように、電機子4のシャフト5は軸受6bによって片持ち状態で支持され、軸受6aはその外輪が凹部12の開口端内周面に取り外し可能に嵌合される。コンミュテータ15の各コンミュテータ片15aは軸受6aより凹部12の底部寄りに設けられている。ケース本体2aには軸受6aの外径より大径の孔36が形成され、ブラシホルダ37は軸受6aの内輪が嵌合固定される筒部を備えた支持部材38に内側から嵌合固定されている。支持部材38はケース本体2aに対してボルト39により取り外し可能に固定されている。そして、ブラシ16の交換時にはブラシホルダ17を支持部材38及び軸受6aと共に取り外して行う。
【0059】
○ 折曲げ部3に嵌合されたブラシホルダ17内のブラシ16が挿通可能な孔20を形成する代わりに、凹部12の開放端側に開放された切欠きを形成してもよい。この場合、ブラシ16の交換時にブラシホルダ17を軸方向に平行に移動することにより、簡単にブラシホルダ17を取り外すことができる。
【0060】
○ コア9を軟磁性粉末の成形体により形成する構成として、樹脂結合型軟質磁性材料(Boned Soft Magnetic Material)を圧縮成形してもよい。この樹脂結合型軟質磁性材料とは、軟磁性粉末粒子の周囲に電気絶縁性及び接着性を有する樹脂を被覆した構造の複合材料である。軟磁性粉末としては純鉄の他、鉄(Fe)とシリコン(Si)とのFe−Si系の合金粉末や、Fe−Ni系の合金粉末あるいはFe−Co系の合金粉末等を使用してもよい。軟磁性粉末として純鉄の粉末を使用した場合に比較して、前記合金粉末を使用した場合の方が同じ粉末量で磁束密度が高くなる。また、軟磁性粉末を混入させたプラスチックを成形してコア9を形成してもよい。
【0061】
○ コア9を鋼板やケイ素鋼板を積層した構成としてもよい。
○ コンミュテータが中心軸側にブラシ当接面を有するように形成され、ブラシが内側から外側に向かって前記ブラシ当接面に当接する構成は、コンミュテータ15及びブラシ16が電機子4の軸方向の長さ内に位置するように凹部12内に配設された構成のモータ以外に適用してもよい。例えば、通常のモータのようにブラシ及びコンミュテータが電機子の外側に配置される構成の直流ブラシモータに適用する。
【0062】
○ 直流ブラシモータ1は自動車用のモータに限らず、他の装置の駆動源として適用してもよい。
前記実施の形態から把握できる技術的思想(発明)について、以下にその効果とともに記載する。
【0063】
(1) 前記ブラシは同一平面上で互いに平行に延びるように一組設けられている。この場合、ブラシをコンミュテータ側へ付勢する付勢手段を含めたブラシの配置スペースが同じ場合、ブラシを一直線上に配置する場合に比較してブラシを長くでき、ブラシの交換周期が長くなって交換作業の頻度が少なくなる。
【0064】
(2) 前記ブラシをブラシ当接面側へ付勢する付勢手段としてねじりばねが設けられている。この場合、コイルばねを付勢手段に使用する構成に比較して、同じ収容スペースの場合、ブラシの長さを長くすることができる。
【0065】
(3) ブラシに近い側に配置された軸受はブラシより前記凹部の底部寄りに配設されている。この場合、ブラシホルダを軸受と干渉せずに取り外し可能な構成にでき、ブラシの交換作業が簡単になる。
【0066】
【発明の効果】
以上詳述したように各請求項に記載の発明によれば、従来の構成に比較してモータの軸方向のサイズを小さくすることができる。
【0067】
請求項3に記載の発明によれば、コンミュテータ及びブラシの配置が、モータの軸方向のサイズを小さくするのに好適な配置となる。
【0068】
請求項4に記載の発明によれば、鉄板(鋼板)を積層して形成する場合に比較してコア形状の自由度が増し、また製造も簡単になる。さらに、比抵抗が積層コアに比較して大幅に向上し、渦電流ロスが大幅に低下する。
【0069】
請求項5に記載の発明によれば、シャフトに生じる撓み量が、従来の構成のモータに比較して小さくなり、振動や騒音が小さくなる。
請求項6に記載の発明によれば、撓み量がより小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施の形態の模式断面図。
【図2】 図1のA−A線断面図。
【図3】 第2の実施の形態の模式断面図。
【図4】 別の実施の形態のブラシの配置を示す図2に対応する断面図。
【図5】 別の実施の形態の模式断面図。
【図6】 別の実施の形態の模式断面図。
【図7】 別の実施の形態の軸受の支持状態を示す模式断面図。
【図8】 別の実施の形態のコアの支持状態を示す模式断面図。
【図9】 別の実施の形態のブラシホルダの模式断面図。
【図10】 別の実施の形態のブラシ及び軸受の配置を示す模式断面図。
【図11】 従来の直流ブラシモータの模式断面図。
【図12】 別の従来の直流ブラシモータの断面図。
【図13】 別の従来の直流ブラシモータの断面図。
【符号の説明】
1…直流ブラシモータ、4…電機子、5,24…シャフト、6a,6b…軸受、8…マグネット、9…コア、12…凹部、15…コンミュテータ、15b…ブラシ当接面、25…出力軸部、25a…偏心部、26…駆動部としてのプランジャ、27…伝達用軸受。
Claims (6)
- 電機子に凹部を設け、電機子を回転可能に支持する二つの軸受のうち、ブラシに近い側に配設される一方の軸受と、ブラシ及びコンミュテータとを電機子の軸方向の長さ内に位置するように前記凹部内に配置する直流ブラシモータであって、
前記凹部には、前記ブラシから遠い側に配設される他方の軸受側に位置する内周壁が前記電機子の回転中心側に向けて突出することによって段部が形成され、
前記電機子はコアを有し、該コアにおける前記電機子の回転中心側の端面は、前記段部に対応する部分が前記電機子の回転中心側に向けて張り出すよう形成されていることを特徴とする直流ブラシモータ。 - 前記電機子は、前記コンミュテータを配設するコンミュテータ配設部と、前記コアと該コアに巻回されるコイルとを絶縁するとともに該コイルの位置決めを行うためのコイル位置決め部とを備え、前記コンミュテータ配設部と前記コイル位置決め部とが一体成形されている請求項1に記載の直流ブラシモータ。
- 前記電機子と一体回転する前記コンミュテータは、前記中心軸側にブラシ当接面を有するように形成され、
前記ブラシは、その軸線が前記電機子の中心軸と交差しないように配設されるとともに、内側から外側に向かって前記ブラシ当接面に当接するように配設されている請求項1又は2に記載の直流ブラシモータ。 - 前記電機子のコアは軟磁性粉末の成形体により形成されている請求項1〜3のいずれか一項に記載の直流ブラシモータ。
- 出力軸部の一部に偏心部が設けられ、前記偏心部に出力軸部の回転を往復運動する駆動部に伝達するための伝達用軸受が設けられている請求項1〜4のいずれか一項に記載の直流ブラシモータ。
- 前記伝達用軸受は前記電機子を支持する軸受より内側に配設されている請求項5に記載の直流ブラシモータ。
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