JP6655452B2 - Electric motor - Google Patents
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Description
本発明は、電動モータに関するものである。 The present invention relates to an electric motor.
電動モータの中には、外部電源に電気的に接続されるブラシを用いたブラシ付モータがある。この種の電動モータは、内周面に複数のマグネット(磁極)が配置されたモータハウジングと、モータハウジングに対して回転自在に支持されるアーマチュアと、を備えている。アーマチュアは、回転軸と、回転軸のマグネットに対応する位置に固定され、コイルが巻回されたアーマチュアコアと、回転軸にアーマチュアコアと隣接するように固定され、コイルが接続されるコンミテータと、を備えている。 Among electric motors, there is a brush motor using a brush electrically connected to an external power supply. This type of electric motor includes a motor housing in which a plurality of magnets (magnetic poles) are arranged on an inner peripheral surface, and an armature rotatably supported by the motor housing. The armature is fixed to a position corresponding to the rotating shaft and the magnet of the rotating shaft, and an armature core wound with a coil, and a commutator fixed to the rotating shaft adjacent to the armature core and connected to the coil, It has.
コンミテータは、例えば、樹脂により円柱状に形成されたコンミテータ本体と、コンミテータ本体の外周面に配置された複数のセグメント片と、を備えている。各セグメント片は、所定間隔(スリット)をあけて互いに絶縁された状態で配置されており、それぞれにコイルが接続されている。このように構成された各セグメント片に、ブラシが摺接されている。そして、ブラシおよびセグメント片を介してコイルに電流が供給され、これによってアーマチュアコアに磁界が形成される。 The commutator includes, for example, a commutator body formed of a resin in a cylindrical shape, and a plurality of segment pieces arranged on the outer peripheral surface of the commutator body. Each segment piece is arranged in a state of being insulated from each other at a predetermined interval (slit), and a coil is connected to each segment piece. A brush is slid on each segment piece configured in this manner. Then, an electric current is supplied to the coil through the brush and the segment pieces, thereby forming a magnetic field in the armature core.
また、この磁界とモータハウジングのマグネットとの間に磁気的な吸引力や反発力が作用し、アーマチュアが回転する。この回転によって、ブラシが摺接するセグメント片が順次変更されコイルに流れる電流の向きが切り替えられる、いわゆる整流が行われる。このため、アーマチュアが継続的に回転する。 Further, a magnetic attractive force or a repulsive force acts between the magnetic field and the magnet of the motor housing, and the armature rotates. By this rotation, the segments that the brush slides on are sequentially changed, and the direction of the current flowing through the coil is switched, that is, so-called rectification is performed. Therefore, the armature rotates continuously.
ところで、ブラシが摺接するセグメント片が順次変更されると、次々とスリットを跨いでいくことになるので、これがブラシ摺動音を増大させたりアーマチュア回転時の振動を増大させたりしてしまう。このため、できる限りスリットの幅を小さくする技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、隣接する2つのセグメント片にブラシが跨る時間を極力小さくすることにより、短絡するコイル数を抑えるようにブラシの周方向の幅を小さく設定する技術が開示されている(例えば、特許文献2参照)。このように構成することで、モータ出力の低下を抑制できる。また、短絡コイルの誘導電流に起因する(整流性の悪化に起因する)火花放電を抑制できる。
By the way, when the segment pieces that the brush slides on are sequentially changed, the brush pieces will straddle the slit one after another, and this will increase the brush sliding noise and increase the vibration during the rotation of the armature. For this reason, a technique for reducing the width of the slit as much as possible has been proposed (for example, see Patent Document 1).
In addition, a technique is disclosed in which the time in which a brush straddles two adjacent segment pieces is reduced as much as possible, so that the circumferential width of the brush is set small so as to suppress the number of short-circuited coils (for example, Patent Document 2). reference). With such a configuration, a decrease in the motor output can be suppressed. Further, it is possible to suppress a spark discharge caused by an induced current of the short-circuit coil (due to deterioration of rectification).
しかしながら、上述の特許文献1にあっては、スリットの幅を小さくする分、隣接する2つのセグメント片にブラシが跨る時間が長くなる。つまり、短絡するコイルに誘導電流が流れる時間が長くなる。このため、モータ出力が低下してしまったり、誘導電流による火花放電が大きくなってしまったりするおそれがあるという課題がある。
これに対し、上述の特許文献2にあっては、ブラシの幅を小さくすることにより、ブラシの電流密度が高くなってしまうという課題がある。また、ブラシの摩耗が促進されてしまい、モータ寿命が短くなるという課題もある。
However, in
On the other hand, in Patent Document 2 described above, there is a problem that the current density of the brush is increased by reducing the width of the brush. Another problem is that the brush wear is accelerated and the life of the motor is shortened.
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ブラシ摺動音やアーマチュア回転時の振動を抑制しつつ、誘導電流により火花放電を抑制することができ、且つ延命化を図ることができる電動モータを提供するものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is possible to suppress a spark discharge by an induced current while suppressing a brush sliding noise and a vibration at the time of armature rotation, and extend the life. It is intended to provide an electric motor which can be achieved.
上記の課題を解決するために、本発明に係る電動モータは、磁極を有するモータハウジングと、前記モータハウジングに対して回転自在に支持されるアーマチュアと、を備え、前記アーマチュアは、回転軸と、前記回転軸の前記磁極に対応する位置に固定され、コイルが巻回されたアーマチュアコアと、前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接するように固定され、前記コイルが接続されると共に、外部電源に電気的に接続されるブラシが摺接されるコンミテータと、を備え、前記アーマチュアを、一方向と他方向の両方向に回転させて使用する電動モータにおいて、前記コンミテータは、絶縁体であるコンミテータ本体と、前記コンミテータ本体のブラシ摺動面に周方向にスリットを介して配置された複数のセグメント片と、前記スリットに該スリットの延在方向に沿って設けられ、前記セグメント片と絶縁されているダミーセグメントと、を備え、前記ダミーセグメントは、前記ブラシとの摺接面側の周方向の幅が、該摺接面側とは反対側の裏面側における周方向の幅よりも狭く設定されており、前記ダミーセグメントの前記裏面に、前記コンミテータ本体に前記ダミーセグメントを固着するためのアンカーが設けられていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, an electric motor according to the present invention includes a motor housing having magnetic poles, and an armature rotatably supported with respect to the motor housing, wherein the armature has a rotating shaft, An armature core fixed to a position corresponding to the magnetic pole of the rotating shaft and wound with a coil, fixed to the rotating shaft so as to be adjacent to the armature core, and connected to the coil, and connected to an external power supply. A commutator to which an electrically connected brush is slidably contacted, wherein the armature is used by rotating in both directions, one direction and the other direction, wherein the commutator is a commutator body which is an insulator. a plurality of segments piece disposed through the slit in the circumferential direction to the brush sliding surface of the commutator body, said slit The provided along the extending direction of the slit, and a dummy segment which are insulated from the segment piece, the dummy segment has a width in the circumferential direction of the sliding contact surface with the brush, sliding the contact surface side is set smaller than the circumferential width at the rear side opposite to the back surface of the dummy segment, an anchor for securing the dummy segment to the commutator body is al provided It is characterized by the following.
このように構成することで、ブラシ摺動音やアーマチュア回転時の振動を抑制しつつ、コイルの誘導電流による火花放電を抑制することができる。また、ブラシを延命化できる。
また、スリットにブラシが没入してしまう等、このブラシがスリットを跨ぐ際に生じる衝撃を、ダミーセグメントによって緩和できる。このため、ブラシ摺動音やアーマチュア回転時の振動を、より確実に抑制できる。
また、例えば、セグメント片の裏面にアンカーを設け、コンミテータ本体と、セグメント片およびダミーセグメントとの固着力を高める場合がある。このような場合において、ダミーセグメントを設けると、このダミーセグメントにアンカーを設けにくい。
そこで、上記のように、ダミーセグメントの摺接面側の周方向の幅が、裏面側の周方向の幅よりも狭く設定してダミーセグメントを形成することにより、ダミーセグメントの裏面側の面積を大きく確保することが可能になる。このため、ダミーセグメントの裏面側にアンカーを形成することが容易になり、且つこのアンカーの強度を確保することができる。よって、ダミーセグメントを設けた場合であっても、コンミテータ本体と、セグメント片およびダミーセグメントとの固着力を確実に高めることができる。
本発明に係る電動モータは、前記ブラシの周方向の幅をW1とし、前記スリットの周方向の幅をW2としたとき、前記幅W1と前記幅W2は、0.7mm≦W2≦W1/2を満たすように設定されていることを特徴とする。
本発明に係る電動モータにおいて、前記コンミテータ本体は、円柱状であることを特徴とする。
With this configuration, it is possible to suppress spark discharge due to induction current of the coil while suppressing brush sliding noise and vibration during rotation of the armature. In addition, the life of the brush can be extended.
In addition, the impact generated when the brush straddles the slit, such as the brush sinking into the slit, can be mitigated by the dummy segment. For this reason, brush sliding noise and vibration during armature rotation can be more reliably suppressed.
Further, for example, an anchor may be provided on the back surface of the segment piece to increase the fixing force between the commutator body, the segment piece and the dummy segment. In such a case, if a dummy segment is provided, it is difficult to provide an anchor on the dummy segment.
Therefore, as described above, the dummy segment is formed by setting the circumferential width of the dummy segment on the sliding contact surface side to be smaller than the circumferential width of the back surface side, thereby reducing the area of the dummy segment on the back surface side. It is possible to secure a large amount. Therefore, it is easy to form an anchor on the back side of the dummy segment, and the strength of the anchor can be secured. Therefore, even when the dummy segment is provided, the fixing force between the commutator main body, the segment piece, and the dummy segment can be reliably increased.
In the electric motor according to the present invention, when the circumferential width of the brush is W1 and the circumferential width of the slit is W2, the width W1 and the width W2 are 0.7 mm ≦ W2 ≦ W1 / 2. Is set to satisfy the following.
In the electric motor according to the present invention, the commutator body has a columnar shape.
本発明に係る電動モータにおいて、前記コンミテータは、前記コンミテータ本体の前記ブラシ摺動面に配置されたセグメント板と、前記セグメント板に周方向に等間隔で形成され、前記セグメント板を互いに絶縁された複数のセグメント片とする切削部と、を備え、前記切削部が、前記スリットであることを特徴とする。 In the electric motor according to the present invention, the commutator is formed at equal intervals in the circumferential direction on the segment plate disposed on the brush sliding surface of the commutator main body, and the segment plates are insulated from each other. And a cutting portion for forming a plurality of segment pieces, wherein the cutting portion is the slit.
このように、セグメント板に切削部を形成してセグメント片を構成する場合において、上記の幅W1,W2に設定されたブラシ、およびスリットを好適に用いることができる。 As described above, when forming the segment pieces by forming the cut portions on the segment plate, the brushes and the slits set to the widths W1 and W2 can be suitably used.
本発明によれば、ブラシ摺動音やアーマチュア回転時の振動を抑制しつつ、コイルの誘導電流による火花放電を抑制することができる。また、電動モータを延命化できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the spark discharge by the induction current of a coil can be suppressed, suppressing the brush sliding noise and the vibration at the time of armature rotation. In addition, the life of the electric motor can be extended.
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(減速機付モータ装置)
図1は、本発明に係る電動モータ40を備えた減速機付モータ装置1の部分断面図である。
同図に示すように、減速機付モータ装置1は、例えば車両のシートを昇降させたり、前後方向にスライド移動させたりするためや、車両のウインドウを開閉させるために用いられる。減速機付モータ装置1は、主に減速機付モータ装置1の一方側(図1における左側)に配置された電動モータ40と、他方側(図1における右側)に配置され電動モータ40に連結された減速機構30と、減速機構30を収納するギヤケース10と、を備えている。
(Motor device with reduction gear)
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a
As shown in the figure, a
(電動モータ)
電動モータ40は、ブラシ81を用いて電力を給電する、いわゆるブラシ付モータである。電動モータ40は、有底筒状のモータハウジング41と、モータハウジング41内に回転自在に支持されているアーマチュア43と、を備えている。
なお、以下の説明では、特に限定がない限り、アーマチュア43の回転軸方向を単に軸方向、アーマチュア43の軸方向に直交する径方向を単に径方向、アーマチュア43の回転方向を周方向と称して説明する。
(Electric motor)
The
In the following description, unless otherwise specified, the rotation axis direction of the
モータハウジング41は、鉄等の金属からなる部材であり、例えば深絞りによるプレス加工等により成型される。モータハウジング41は、その開口部41aが減速機構30側を向くように取り付けられている。モータハウジング41の開口部41aの外周縁には、フランジ部41bが形成されている。フランジ部41bには、フランジ部41bを貫通する取付孔(不図示)が形成されている。フランジ部41bの取付孔にボルト85を挿通し、ギヤケース10にボルト85を締結することで、ギヤケース10にモータハウジング41を固定している。
The
モータハウジング41の内周面41cには、複数のマグネット42が接着剤等により取り付けられている。モータハウジング41の底部には、一方側に突出した突出部48が形成されている。突出部48の内側には、モータシャフト44の一端を回転自在に支持するためのすべり軸受45aが嵌合されている。
さらに、モータハウジング41の突出部48の底部には、スラストプレート46が設けられている。スラストプレート46は、スチールボール46aを介してモータシャフト44のスラスト荷重を受けている。スチールボール46aは、モータシャフト44とスラストプレート46との間の摺動抵抗を減少すると共にモータシャフト44の芯ズレを吸収し、モータシャフト44のスラスト荷重をスラストプレート46に確実に伝達するためのものである。
A plurality of
Further, a
(アーマチュア)
アーマチュア43は、回転軸としてのモータシャフト44と、モータシャフト44に外挿固定されるアーマチュアコア43aと、モータシャフト44に外挿固定されアーマチュアコア43aよりも減速機構30側に配置されたコンミテータ47と、を有している。
モータシャフト44は鉄等の金属からなる棒状部材である。モータシャフト44の減速機構30側端部は、モータハウジング41に圧入される後述のブラシホルダ90に設けられた図示しないすべり軸受を介して、モータハウジング41に回転自在に支持されている。
(Armature)
The
The
アーマチュアコア43aは、例えば電磁鋼板等の磁性材を積層して形成された部材である。アーマチュアコア43aは、マグネット42に対応した位置に配置される。アーマチュアコア43aにはコイル49が巻回されており、このコイル49の端末部がコンミテータ47に接続されている。
The
(第1参考例)
(コンミテータ)
図2は、コンミテータ47の斜視図、図3は、コンミテータ47を減速機構30側からみた平面図、図4は、図2のA−A線に沿う断面図である。
図1〜図3に示すように、コンミテータ47は、樹脂により略円柱状に形成されたコンミテータ本体51と、コンミテータ本体51の外周面51b(ブラシ摺動面)に周方向に沿って並んで配置された複数のセグメント片52と、により構成されている。
コンミテータ本体51の径方向略中央には、モータシャフト44が挿入、または圧入される貫通孔51aが軸方向に貫通形成されている。
(First reference example )
(Commutator)
2 is a perspective view of the
As shown in FIGS. 1 to 3, the
At a substantially radial center of the commutator
複数のセグメント片52は、金属板により軸方向に長く形成されたものであって、スリット53を介して周方向に等間隔に配置されている。スリット53を介すことにより、各セグメント片52は、互いに絶縁されている。各セグメント片52のアーマチュアコア43a側端には、それぞれ外径側に折り返すようにライザ54が一体成形されている。このライザ54にコイル49が掛け回され、ヒュージング等により固定される。これにより、各セグメント片52とコイル49とが接続される。
The plurality of
また、図4に示すように、各セグメント片52の裏面52a(コンミテータ本体51側の面)には、複数のアンカー61が形成されている。アンカー61は、コンミテータ本体51と各セグメント片52との固着力を高めるためのものである。
Further, as shown in FIG. 4, a plurality of
(セグメント片の製造方法)
ここで、図5に基づいて、セグメント片52の製造方法について説明する。
図5は、セグメント片52の製造方法の説明図であって、(a)〜(c)は、各工程を示す。
まず、図5(a)に示すように、予めライザ54が形成された帯状のセグメント板55を円筒状に湾曲変形させ、その後アンカー61を形成する。
続いて、図5(b)に示すように、円筒状のセグメント板55を不図示の金型にセットし、その金型に樹脂を流し込む。これにより、セグメント板55の内周面側に、円柱状のコンミテータ本体51を成形する。この際、コンミテータ本体51とセグメント板55とが、アンカー61によって強力に固着される。
(Method of manufacturing segment pieces)
Here, a method for manufacturing the
FIG. 5 is an explanatory view of a method of manufacturing the
First, as shown in FIG. 5A, a strip-shaped
Subsequently, as shown in FIG. 5B, the
続いて、図5(c)に示すように、各ライザ54の間に、セグメント板55の軸方向全体に渡って切削加工を施し、切削部56を形成する。各切削部56は、周方向に等間隔で形成される。これにより、互いに絶縁された複数のセグメント片52が形成される。
このように、複数の切削部56は、スリット53であり、セグメント板55は、切削部56を形成することにより、複数のセグメント片52となる。
Subsequently, as shown in FIG. 5C, a cutting process is performed between the
As described above, the plurality of cutting
図1、図3に詳示するように、モータハウジング41の開口部41a側で、コンミテータ47に対応する位置には、ブラシホルダ90が内装されている。このブラシホルダ90に、ブラシ81が設けられている。ブラシ81は、例えば一対設けられており、各々モータシャフト44を中心に対向配置されている。
また、ブラシ81は、径方向に長い直方体状に形成されている。さらに、ブラシ81は、不図示のスプリングによってコンミテータ47側に付勢されている。これにより、セグメント片52に、ブラシ81の先端が摺接される。また、ブラシ81の基端側には、不図示のピグテールが接続されている。このピグテールは、不図示の外部電源に電気的に接続されている。
As shown in detail in FIGS. 1 and 3, a
The
(減速機構)
図1に示すように、減速機構30は、ギヤケース10内に収納されている。減速機構30は、電動モータ40の動力を受けて回転するウォーム軸31と、このウォーム軸31と噛み合うウォームホイール33と、このウォームホイール33と噛み合う出力ホイール35と、により構成されている。
ウォーム軸31、ウォームホイール33および出力ホイール35は、樹脂や金属等からなる部材であり、インジェクション成型や焼結、機械加工等により形成される。
(Reduction mechanism)
As shown in FIG. 1, the
The
ウォーム軸31は、モータシャフト44と同軸上で、且つモータシャフト44の他端側に配置されている。ウォーム軸31は金属等からなる部材であり、モータシャフト44に対してジョイント部材88を介して相対回転不能に連結されている。また、ウォーム軸31は、両端をギヤケース10に設けられたすべり軸受45bおよび不図示のすべり軸受を介してギヤケース10に回転自在に支持されている。
The
ウォーム軸31に噛合うウォームホイール33は、大径ギヤ33aと、小径ギヤ33bと、を有している。大径ギヤ33aと小径ギヤ33bは同芯に配置されている。そして、大径ギヤ33aはウォーム軸31と噛合し、小径ギヤ33bは出力ホイール35の出力ギヤ35aと噛合している。また、ウォームホイール33は、ウォームホイール軸34により軸支されている。ウォームホイール軸34は、ギヤケース10に回転自在に支持されている。
The
出力ホイール35は、出力ギヤ35aを有している。出力ギヤ35aは、出力ホイール35の外周に形成されており、ウォームホイール33の小径ギヤ33bと噛合されている。
出力ホイール35の略中央には、外部に回転トルクを出力する出力取出部35bが形成されている。出力取出部35bは、出力ホイール35の表裏を貫通する孔となって形成されており、不図示の出力軸が挿通される。出力取出部35bの内周面には、周方向に沿って係合部35cが形成されており、出力軸の凹部と係合している。これにより、出力軸と出力取出部35bとの相対回転が規制されるので、出力軸から回転トルクを出力することができる。
The
At a substantially center of the
ギヤケース10は、例えば樹脂等からなる部材であり、インジェクション成型等により形成される。ギヤケース10は、電動モータ40側(図1における左側)に形成されたモータ取付部11と、このモータ取付部11の電動モータ40とは反対側に形成された減速機構収納部13と、により構成されている。
The
モータ取付部11は、電動モータ40側が開口されており、この開口と減速機構収納部13とは、モータシャフト44が挿通される貫通孔(不図示)を介して連通している。そして、開口側から貫通孔にモータシャフト44を挿通しつつ、ボルト85を用いてモータ取付部11にモータハウジング41を固定する。これにより、ギヤケース10に、電動モータ40が取り付けられる。また、モータ取付部11には、ブラシホルダ90を介して電動モータ40に給電するためのコネクタ部材70が組み付けられる。このコネクタ部材70とブラシ81から延びる不図示のピグテールとが電気的に接続されている。
The
減速機構収納部13は、収納壁部14で囲まれた領域に形成されている。減速機構収納部13は、ウォーム軸31を収容するウォーム収容部13aと、ウォームホイール33を収容するウォームホイール収容部13bと、出力ホイール35を収容する出力ホイール収容部13cと、を有している。
ウォーム収容部13aは、減速機構収納部13の底面におけるウォーム軸31に対応した位置を凹ませることにより形成される。ウォームホイール収容部13bおよび出力ホイール収容部13cは、収納壁部14をウォームホイール33および出力ホイール35の外形に沿わせることで形成される。
The speed
The
ギヤケース10の外周部には、不図示のタッピングネジが螺入される平面部18が複数箇所(本実施形態では5箇所)形成されている。タッピングネジは、ギヤケース10に取り付けられるカバーを締結固定するためのものである。
また、平面部18に、タッピングネジ87を案内する凹部12が形成されている。これにより、タッピングネジ87を締結する際、タッピングネジ87の位置決めを容易にすることができ、作業性も向上する。
A plurality of flat portions 18 (five in this embodiment) into which tapping screws (not shown) are screwed are formed on the outer peripheral portion of the
In addition, the
また、モータ取付部11と減速機構収納部13との間には、減速機付モータ装置1を車体等に固定するための取付孔19が形成されている。取付孔19に不図示のボルトを挿通し、このボルトを不図示の被固定部(例えば、車体)に締結することにより、減速機付モータ装置1を固定できる。取付孔19には、金属製のカラー19aが内嵌されており、ボルトを締結した際、ギヤケース10の取付孔19の座屈変形が防止される。
A mounting
(減速機付モータ装置の動作)
次に、減速機付モータ装置1の動作について説明する。
ギヤケース10に設けられたコネクタ部材70に、不図示の外部電源から延びるコネクタを接続することにより、外部電源の電力が、ピグテールおよびブラシ81を介して各セグメント片52に供給される。さらに、セグメント片52を介し、コイル49に電力が供給される。
(Operation of motor device with reduction gear)
Next, the operation of the
By connecting a connector extending from an external power supply (not shown) to the
コイル49に電力が給電されると、アーマチュアコア43aに所定の磁界が発生する。この磁界とモータハウジング41のマグネット42との間に磁気的な吸引力や反発力が作用し、アーマチュア43が回転する。この回転によって、ブラシ81が摺接するセグメント片52が順次変更されコイル49に流れる電流の向きが切り替えられる、いわゆる整流が行われる。このため、アーマチュア43が継続的に回転する。本実施形態において、アーマチュア43は、一方向および他方向の両回転で使用される。
When electric power is supplied to the
ここで、ブラシ81の周方向の幅をW1とし(図3参照)、スリット53の周方向の幅をW2としたとき(図2参照)、各幅W1,W2は、
0.7mm≦W2≦W1/2 ・・・(1)
を満たすように設定されている。
なお、ブラシ81の周方向の幅W1は、セグメント片52の周方向の幅をW3としたとき(図2参照)、
W1<W3+2×W2 ・・・(2)
を満たすように設定される。
Here, when the circumferential width of the
0.7mm ≦ W2 ≦ W1 / 2 (1)
Is set to meet.
When the circumferential width W1 of the
W1 <W3 + 2 × W2 (2)
Is set to satisfy.
周方向の幅W1が式(2)を満たすようにブラシ81を形成しないと、常に隣接するセグメント片52間をブラシ81が跨ることになり(隣接するセグメント片52間に接続されているコイル49が短絡されることになり)、コイル49に適正な電流を供給できなくなるからである。
If the
また、上記式(1)において、スリット53の周方向の幅W2を、ブラシ81の周方向の幅W1の半分以下としたのは、これ以上スリット53の周方向の幅W2を大きくしてしまうと、スリット53へのブラシ81が没入が大きくなり、アーマチュア43が適正に回転しなくなったり、ブラシ81のセグメント片52に対する摺動音が大きくなったりする可能性があるからである。
また、一方向および他方向の両回転で使用されるアーマチュア43において、ブラシ81の周方向における摩耗量は、このブラシ81の周方向両側からそれぞれ50%程度となるからである。これは、ブラシ81がブラシホルダ90内に多少のガタを持って設けられており、回転方向に向かって僅かにブラシ81が傾くからである。これにより、ブラシ81の周方向の両側が、それぞれ均等に摩耗していくので、ブラシ81の周方向における摩耗量は、このブラシ81の周方向両側からそれぞれ50%程度となる。
In the above formula (1), the reason why the circumferential width W2 of the
Further, in the
ここで、上記式(1)において、スリット53の周方向の幅W2を、0.7mm以上に設定することにより、ブラシ81のセグメント片52に対する摺動音やアーマチュア43の回転時の振動を抑制しつつ、コイル49の誘導電流によるブラシ81とセグメント片52との間の火花放電を抑制することができ、且つブラシ81の延命化を図ることができる。このことについて、以下に詳述する。
Here, in the above formula (1), by setting the circumferential width W2 of the
図6は、縦軸をアークエネルギー[J]とし、横軸をスリット53の周方向の幅W2[mm]としたときのアークエネルギー[J]の変化を示すグラフである。なお、アークエネルギー[J]は、アーマチュア43に負荷がかかったとき(load)と、負荷がかかっていない無負荷時(no load)と、の両者を示している。
同図に示すように、スリット53の周方向の幅W2を0.7mmに設定した際が、グラフの変曲点となっていることが確認できる。そして、スリット53の周方向の幅W2が0.7mm以上に設定されている場合は、幅W2が0.7mmよりも小さく設定されている場合と比較してアークエネルギー[J]の減少度合いが極端に小さくなることが確認できる。
FIG. 6 is a graph showing a change in arc energy [J] when the vertical axis is the arc energy [J] and the horizontal axis is the width W2 [mm] of the
As shown in the figure, when the width W2 of the
このように、上述の第1参考例では、ブラシ81の周方向の幅をW1とし(図3参照)、スリット53の周方向の幅をW2としたとき(図2参照)、スリット53の周方向の幅W2を、式(1)を満たすように設定することにより、各セグメント片52間を跨ぐ際にブラシ81に蓄えられるアークエネルギーを極力小さくすることができる。このため、ブラシ81のセグメント片52に対する摺動音やアーマチュア43の回転時の振動を抑制しつつ、コイル49の誘導電流によるブラシ81とセグメント片52との間の火花放電を抑制することができる。この結果、ブラシ81を延命化できる。
とりわけ、セグメント板55に切削部56を形成してセグメント片52を構成する場合において、上記の幅W1,W2に設定されたブラシ81、およびスリット53を好適に用いることができる。
As described above, in the first reference example described above, when the circumferential width of the
In particular, when forming the
(第2参考例)
次に、図7、図8に基づいて、第2参考例について説明する。なお、第1参考例と同一態様には、同一符号を付して説明を省略する(以下の実施形態についても同様)。
図7は、第2参考例におけるコンミテータ247の斜視図である。
同図に示すように、第1参考例と第2参考例との相違点は、第1参考例のコンミテータ47の形状と第2参考例のコンミテータ247の形状とが異なる点にある。
(Second reference example )
Next, a second reference example will be described with reference to FIGS. Note that the first reference example of the same embodiment, (also applies to the implementation form described below) will not be described are denoted by the same reference numerals.
FIG. 7 is a perspective view of a
As shown in the figure, the difference between the first reference example and the second reference example is that the shape of the
具体的には、第2参考例のコンミテータ247の各スリット53には、ダミーセグメント57が設けられている。ダミーセグメント57は、スリット53の延在方向に沿うように、つまり、スリット53の軸方向全体に渡って形成されている。また、ダミーセグメント57は、各セグメント片52と絶縁されるように、セグメント片52との間に微小スリットS1が形成されるように配置されている。この微小スリットS1、およびダミーセグメント57も、上記セグメント板55(図5参照)に切削加工を施すことにより、形成される。ダミーセグメント57は、断面略矩形状になっている。
Specifically, a
このように構成されたダミーセグメント57は、隣接するセグメント片52間をブラシ81(図1、図3参照)が跨る際、スリット53にブラシ81が没入してしまうことを極力抑える役割を有している。このため、隣接するセグメント片52間をブラシ81が跨る際の衝撃が減少し、この結果、ブラシ81がコンミテータ247を摺動する際の騒音を低減できる。このことについて、以下に詳述する。
The
図8は、縦軸をブラシ81がコンミテータ247を摺動する際の騒音[dB]とし、横軸をコンミテータ247(モータシャフト44)の回転数[rpm]とした場合の騒音[dB]の変化を示すグラフである。また、このグラフは、スリット53の周方向の幅W2が、上記第1参考例における式(1)を満たす場合において、ダミーセグメント57を設けた場合(ダミーセグメント有りの場合)と、設けない場合(ダミーセグメント無しの場合)と、を比較している。
同図に示すように、ダミーセグメント57を設けた場合は、ダミーセグメント57を設けない場合と比較して騒音が減少されることが確認できる。
FIG. 8 shows the change in noise [dB] when the vertical axis is the noise [dB] when the
As shown in the figure, it can be confirmed that the noise is reduced when the
したがって、上述の第2参考例によれば、前述の第1参考例と同様の効果に加え、ダミーセグメント57を設けることにより、スリット53にブラシ81が没入してしまう等、このブラシ81がスリット53を跨ぐ際に生じる衝撃を緩和できる。このため、ブラシ81の摺動音やコンミテータ247の回転時の振動を、より確実に抑制できる。
Therefore, according to the above-described second embodiment , in addition to the same effects as the above-described first embodiment , the provision of the
(実施形態)
次に、図9、図10に基づいて、実施形態について説明する。
図9は、実施形態におけるコンミテータ347の軸方向に直交する方向に沿う断面図である。図10は、図9のB部拡大図である。
図9、図10に示すように、前述の第2参考例と実施形態との相違点は、第2参考例のダミーセグメント57が断面略矩形状に形成されているのに対し、実施形態のダミーセグメント357は断面略等脚台形状に形成されている点にある。
(Implementation form)
Next, FIG. 9, on the basis of FIG. 10 will be described implementation form.
Figure 9 is a sectional view taken along the direction perpendicular to the axial direction of the
9, as shown in FIG. 10, while the difference from the second reference example and implementation embodiment described above, the
より詳しくは、実施形態におけるダミーセグメント357は、裏面357b側に向かって末広がりとなるように形成されている。換言すれば、ダミーセグメント357は、ブラシ81との摺接面側357a側の周方向の幅W4が、裏面357b側の周方向の幅W5よりも狭く設定されている。
ダミーセグメント357をこのような形状とするために、微小スリットS1は、径方向に対して斜めに形成されている。例えば、本実施形態では、ダミーセグメント357の厚さ方向に対し角度θ1だけ斜めに微小スリットS1を形成している。
More specifically, the
In order to make the
なお、角度θ1としては、例えば、20°〜30°程度に設定される。ここで、角度θ1を付けて微小スリットS1を形成すべく切削加工を施す場合、角度θ1分、すくい各が小さくなる。このため、バリが発生しやすくなる可能性がある。このため、スリットを形成する角度は、真円度確保の観点から、なるべく小さく設定することが望ましい。 The angle θ1 is set to, for example, about 20 ° to 30 °. Here, when cutting is performed to form the minute slit S1 with the angle θ1, each rake becomes smaller by the angle θ1. For this reason, burrs may easily occur. Therefore, it is desirable to set the angle at which the slit is formed as small as possible from the viewpoint of ensuring roundness.
上記のように構成することにより、ダミーセグメント357の裏面357bの周方向の幅W5をできる限り大きく確保できる。このため、ダミーセグメント357の裏面357bにアンカー61を形成し易くできる。
With the above configuration, the circumferential width W5 of the
これを、図11と比較しながら具体的に説明する。
図11は、前述の第2参考例におけるコンミテータ247の軸方向に直交する方向に沿う断面図である。
同図に示すように、アンカー61を有するコンミテータ247にダミーセグメント57を形成する場合、このダミーセグメント57の形状を断面略矩形状に形成すると、ダミーセグメント57にアンカー61を形成するのが困難になってしまう。
This will be specifically described with reference to FIG.
FIG. 11 is a cross-sectional view along a direction perpendicular to the axial direction of the
As shown in the figure, when the
しかしながら、本実施形態のように、ダミーセグメント357を、ブラシ81との摺接面側357a側の周方向の幅W4が、裏面357b側の周方向の幅W5よりも狭く設定されるように形成することにより、ダミーセグメント357の裏面357bにアンカー61を形成し易くできる。
したがって、上述の実施形態によれば、コンミテータ本体51とダミーセグメント357との固着力を確実に高めることができる。
However, as in the present implementation mode, the
Therefore, according to the implementation described above, it is possible to reliably increased the adhesive force between the
なお、本発明は上述の実施形態および参考例に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態および参考例に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態および参考例では、車両のシートを昇降させたり、前後方向にスライド移動させたりするためや、車両のウインドウを開閉させるために用いられる減速機付モータ装置1のアーマチュア43に、コンミテータ47,247,347を適用する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、さまざまなブラシ付モータのアーマチュアに、コンミテータ47,247,347を適用することができる。
The present invention is not limited to the embodiments and reference examples described above, without departing from the scope of the present invention include those in which various modifications to the embodiments and reference examples described above.
For example, in the above-described embodiment and reference example , the
また、上述の実施形態および参考例では、電動モータ40において、ブラシ81は、例えば一対設けられており、各々モータシャフト44を中心に対向配置されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、ブラシ81が2つ以上の複数設けられていてもよいし、ブラシ81のレイアウトも任意に決定することが可能である。
In the above-described embodiment and the reference example , a case has been described in which, for example, a pair of
また、上述の実施形態および参考例では、コンミテータ47,247,347は、略円柱状に形成されたコンミテータ本体51を有し、このコンミテータ本体51の外周面51bにセグメント片52が配置されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、円板状のコンミテータ本体と、このコンミテータ本体の一面(ブラシ摺動面)に周方向に沿って複数のセグメント片が並んで配置されている、いわゆるディスクコンミテータにも、上記式(1)を満たすスリット53、およびダミーセグメント57,357を設けることが可能である。但し、この場合、ブラシの周方向の幅とは、このブラシの径方向中央における周方向の幅をいうものとする。
In the above-described embodiment and the reference example , the
40…電動モータ
41…モータハウジング
42…マグネット
43…アーマチュア
44…モータシャフト(回転軸)
47,247,347…コンミテータ
49…コイル
51…コンミテータ本体
51b…外周面(ブラシ摺動面)
52…セグメント片
53…スリット
55…セグメント板
56…切削部
57,357…ダミーセグメント
61…アンカー
81…ブラシ
357b…裏面
Reference numeral 40: electric motor 41: motor housing 42: magnet 43: armature 44: motor shaft (rotary shaft)
47, 247, 347
52 ...
61 ...
357b ... back side
Claims (4)
前記モータハウジングに対して回転自在に支持されるアーマチュアと、を備え、
前記アーマチュアは、
回転軸と、
前記回転軸の前記磁極に対応する位置に固定され、コイルが巻回されたアーマチュアコアと、
前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接するように固定され、前記コイルが接続されると共に、外部電源に電気的に接続されるブラシが摺接されるコンミテータと、
を備え、
前記アーマチュアを、一方向と他方向の両方向に回転させて使用する電動モータにおいて、
前記コンミテータは、
絶縁体であるコンミテータ本体と、
前記コンミテータ本体のブラシ摺動面に周方向にスリットを介して配置された複数のセグメント片と、
前記スリットに該スリットの延在方向に沿って設けられ、前記セグメント片と絶縁されているダミーセグメントと、
を備え、
前記ダミーセグメントは、前記ブラシとの摺接面側の周方向の幅が、該摺接面側とは反対側の裏面側における周方向の幅よりも狭く設定されており、
前記ダミーセグメントの前記裏面に、前記コンミテータ本体に前記ダミーセグメントを固着するためのアンカーが設けられていることを特徴とする電動モータ。 A motor housing having magnetic poles;
Armature rotatably supported with respect to the motor housing,
The armature is
A rotation axis,
An armature core fixed at a position corresponding to the magnetic pole of the rotating shaft and wound with a coil;
A commutator fixed to the rotating shaft so as to be adjacent to the armature core, connected to the coil, and slidably contacted with a brush electrically connected to an external power supply;
With
In the electric motor used by rotating the armature in one direction and the other direction,
The commutator is
A commutator body that is an insulator;
A plurality of segment pieces arranged on the brush sliding surface of the commutator body through a slit in the circumferential direction,
A dummy segment provided in the slit along the extending direction of the slit, and insulated from the segment piece;
With
The dummy segment has a width in the circumferential direction on the sliding contact surface side with the brush, which is set to be smaller than the circumferential width on the back surface side opposite to the sliding contact surface side,
Electric motor, wherein the said rear face of the dummy segment, an anchor for securing the dummy segment to the commutator body is al provided.
前記幅W1と前記幅W2は、The width W1 and the width W2 are
0.7mm≦W2≦W1/20.7mm ≦ W2 ≦ W1 / 2
を満たすように設定されていることを特徴とする請求項1に記載の電動モータ。The electric motor according to claim 1, wherein the electric motor is set to satisfy the following.
前記コンミテータ本体の前記ブラシ摺動面に配置されたセグメント板と、
前記セグメント板に周方向に等間隔で形成され、前記セグメント板を互いに絶縁された複数のセグメント片とする切削部と、
を備え、
前記切削部が、前記スリットであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電動モータ。 The commutator is
A segment plate disposed on the brush sliding surface of the commutator body,
A cutting portion formed at equal intervals in the circumferential direction on the segment plate, and the segment plate as a plurality of segment pieces insulated from each other,
With
The electric motor according to claim 1, wherein the cutting portion is the slit.
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