JPH0347433Y2

JPH0347433Y2 -

Info

Publication number: JPH0347433Y2
Application number: JP1982121510U
Authority: JP
Priority date: 1982-08-10
Filing date: 1982-08-10
Publication date: 1991-10-09
Also published as: JPS5925967U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、例えばコアレスモータなどの直流
電動機用刷子の改良に関するものである。

直流電動機用刷子には、角柱状のカーボン製の
刷子がスプリング等により整流子の側面に直角に
当接しているタイプと板ばね部と接点部とを有し
て、板ばね部自身の押し圧力により当接するタイ
プとが存在しているが、板ばね部と接点部とを有
する刷子を使用する直流電動機では、刷子と、こ
れと接触して回転する整流子は、互いに摺動して
いるため、その接触部は摩耗することになる。こ
の摩耗は機械的摩耗と電気的摩耗に区分できる
が、通常、接点の異常摩耗の原因は、電気的摩耗
によることが多い。

また、この電気的摩耗についても、基本的な整
流による火花放電に起因するものと、これに重畳
して刷子が整流子面に追従できず、瞬時にオフす
る際にアーク火花を生じ、整流子面を電気的に損
傷させるものとがある。

この考案は、整流子面へ刷子をより密接に追従
させ、上記電気的摩耗をより抑制させ、もつて刷
子と整流子の寿命を長くするよう改善すると共に
電気的かつ機械的雑音の発生も極力少なくするこ
となどを目的としたものである。

第１図は、従来の刷子とこれを当接させた整流
子の配置状態を示したもので、１は整流子、２は
板状の刷子であり、この刷子２は、ばね材料製の
金属薄板による板ばね部に、少なくともこの整流
子１と当接する部分は貴金属材料製の接点部が設
けられている。

２ａは刷子２の上記板ばね部の自由端、２ｂは
刷子２のこの板ばね部の固定端を示すものであ
り、この刷子２は、この板ばね部の押圧力によつ
て、この整流子１と摺接し、周知の整流作用が行
われる。また、整流子１には周知のように、その
周囲に複数個の整流子片（図示省略）が配置さ
れ、これら整流子片間に形成されるスリツト１ａ
が存在する。

整流子１が回転すると、刷子２は整流子１の上
記複数個のスリツト１ａによつて強制加振を受け
振動する。すなわち、この作用点Ｐよりの加振に
より、刷子２の作用点Ｐより前記固定端２ｂの間
と、作用点Ｐと自由端２ａの間にそれぞれ共振す
る周波数が存在する。

従つて、従来、この共振周波数をダンピングさ
せるためと作用点Ｐの振動源による自由振動を無
周期的に減衰させる目的で、作用点Ｐと固定端２
ｂとの間の刷子２にゴムダンパー３を貼着させ、
固定端２ｂと作用点Ｐとの間の後方部に発生する
共振周波数を防止したものは広く使用されている
が、刷子２の板ばね部の自由端２ａと作用点Ｐと
の間の先方部に発生する共振周波数については全
く配慮されていなかつた。

この考案は、上述の点を改善したもので、以
下、第２図に示す実施例により説明する。なお、
第２図において第１図と同一符号は同様部分を示
す。

この考案は、第２図で明らかなように、板状の
刷子２には、ばね材料製の金属薄板による板ばね
部に少なくともこの整流子１と当接する部分は貴
金属材料製の接点部が設けられており、この板ば
ね部の自由端２ａ側と固定端２ｂ側にまたがるよ
うにするための凹欠部４ａを有した、断面ほぼコ
の字状のゴムなどからなるダンパー材４を、その
凹欠部４ａが刷子２の整流子１への接触部分すな
わち刷子２の作用点Ｐに対向するよう刷子２に貼
着したもので、これにより前記作用点Ｐと固定端
２ｂの間で発生する共振周波数成分をダンパー材
４の後方部４ｂの有する粘性抵抗により減衰さ
せ、振動特性を改善させる。

また、作用点Ｐと自由端２ａの間で発生する共
振周波数成分は、ダンパー材４の前方部４ｃの有
する粘性抵抗により減衰させ、振動特性を改善さ
せることにより、刷子２全体の共振周波数のダン
ピング効果を達成したものである。

第３図は第１図の従来の刷子を用いた直流電動
機の場合のノイズスペクトラムであつて、刷子２
の板ばね部の固定端２ｂと作用点Ｐとの間の後方
部の振動によるノイズ（977Hzを基本周波数成分
とする奇数高調波）は減衰しているが、自由端２
ａと作用点Ｐとの間の先方部の振動によるノイズ
（4.65kHz付近）は抑制されていない。

これに対して、第２図の本考案の刷子を用いた
直流電動機の場合のノイズスペクトラムを示す第
４図では、刷子２の後方部の振動によるノイズは
勿論、先方部の振動によるノイズの抑制も顕著に
達成されていることが一目瞭然である。

刷子２の先方部の振動により発生する共振周波
数の周波数成分について計算すると、刷子の固有
共振周波数foは、で求められる。

但しｔ：刷子板厚、ｌ：先端部長さ、Ｅ：縦弾
性係数、ｒ：密度、ｇ：重力加速度（980.7cm／
sec²）第２図の刷子において、上記各数値を測定した
ところ、ｔ＝0.012cm、ｌ＝0.41cm、Ｅ＝1.2×10⁶Kg／
cm²、ｒ＝8.88×10^-3Kg／cm³であつたので、これ等
の数値を上式に入れ計算すると、fo≒4.2kHzとな
り、実験データでの4.65kHzに対応している。ま
た第１図のｌを短くすることでもfoを変えること
が出来るが、この方法は実験的に摩耗を増大させ
不具合が確認されている。

なお、第３図で２番目に大きなピークの周波数
5.98kHzはモータケースの共振周波数であること
が確認されているが、本考案の実施例では刷子に
よる加振が大巾に減少した事によりピーク値が減
少している。

実験によれば、この整流子の摩耗は1000時間の
作動の結果、従来の刷子を使用したものに比して
１／２以下に摩耗が抑制され、また、騒音も従来に
比して7dB程度改善され（1/2以下に低減され）、
さらに、従来は刷子の固定部に対する整流子の回
転方向によつて刷子の整流子への追従性が異なる
ため、第１図の例でいうと、矢印Ａで示した整流
子の正転方向に比べて逆転方向の際には追従性が
劣るので整流火花による刷子の摩耗に差が生じて
いたが、振動の抑制により回転方向の相違による
刷子摩耗の差が非常に小さくなつた。

この考案は、以上のように、板ばね部と少なく
ともこの板ばね部の整流子との接触部分に設けら
れた接点部とよりなる板状の刷子にこの板ばね部
の自由端側と固定端側にまたがるような形状にす
るための凹欠部を有するダンパー材を、その凹欠
部が上記刷子の整流子への接触部分に対向する位
置に上記凹欠部を有する側面で上記刷子へ貼着し
たことによつて、刷子の固定端側は勿論自由端側
をも含めた全てにおいて発生する共振周波数のダ
ンピングならびに粘性抵抗による振動減衰特性の
改善を行なうことができ、従つて、整流子面への
刷子をより密接に追従させ、前述の電気的摩耗を
一層抑制させ、これにより刷子と整流子の寿命を
長くすることができると共に、電気的および機械
的雑音の発生も減少させることができるなどの特
長がある。

また、一般に小型モータで多く使われている刷
子の板厚は50〜150μと薄く、したがつてダンパ
ー材を接着する際の不手際等により接着剤が整流
子との接触表面に流出して導通不良を惹起するこ
とがあるが、この考案によれば凹欠部個所は接着
不要であるから、前記導通不良の惧れは全くなく
なる。

なお、図の実施例では、ダンパー材を断面ほぼ
コ字形の凹欠部を有する形状としたが、必らずし
もコ字形でなくともよく、要は刷子と整流子とが
接触する部分と対向する部分を凹状に切欠いた形
状のものであればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の直流電動機用刷子とこれと接触
する整流子を表わした側面図、第２図はこの考案
になる直流電動機用刷子とこれと接触する整流子
を表わした側面図である。第３図と第４図は、第
１図と第２図の刷子を用いた直流電動機の場合の
ノイズスペクトラムを示す図である。１……整流子、１ａ……スリツト、２……刷
子、２ａ……刷子の自由端、２ｂ……刷子の固定
端、４……ダンパー材、４ａ……凹欠部、４ｂ…
…後方部、４ｃ……前方部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

板ばね部と少なくともこの板ばね部の整流子と
の接触部分に設けられた接点部とよりなる板状の
刷子に、この板ばね部の自由端側と固定端側にま
たがるような形状にするための凹欠部を有するダ
ンパー材を、その凹欠部が上記刷子の整流子への
接触部分に対向する位置に上記凹欠部を有する側
面で上記刷子へ貼着したことを特徴とする直流電
動機用刷子。