JPH05146108A - Brush device for motor - Google Patents

Brush device for motor

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JPH05146108A
JPH05146108A JP11493891A JP11493891A JPH05146108A JP H05146108 A JPH05146108 A JP H05146108A JP 11493891 A JP11493891 A JP 11493891A JP 11493891 A JP11493891 A JP 11493891A JP H05146108 A JPH05146108 A JP H05146108A
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brush
electric motor
commutator
axial line
brush assembly
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JP2945503B2 (en
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Roger Frederick Baines
フレデリツク ベインズ ロジヤー
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Johnson Electric SA
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Johnson Electric SA
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02Details for dynamo electric machines
    • H01R39/38Brush holders
    • H01R39/39Brush holders wherein the brush is fixedly mounted in the holder
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/14Means for supporting or protecting brushes or brush holders
    • H02K5/143Means for supporting or protecting brushes or brush holders for cooperation with commutators
    • H02K5/145Fixedly supported brushes or brush holders, e.g. leaf or leaf-mounted brushes

Abstract

PURPOSE: To reduce interface resistance between a brush and a commutator by providing an elastic conductive support device in a configuration, for carrying two or more separate brush bodies that are arranged in the direction of the axial line of the electric motor and are connected electrically in parallel. CONSTITUTION: In a device, an edge cap 16 that is formed by plastic form a plastic brush retainer for supporting two sets of brush arms, and each set of brush arms is made of an elastic brush support part, namely a terminal part 17 that is connected to brush support plates 18 and 19. Then, brushes 20 and 21 are arranged in the direction of an axial line for the axial line in the longitudinal direction of the electric motor and are supported by the free edge part of each brush support plate and are pressed, so that they contact a commutator during use. Thus effective interface resistance is reduced and a higher current for the same coil winding resistance is carried, hence obtaining higher stopping/moving toque and current.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電動機に関し、そしてさ
らに特定すると、電動機用ブラシ装置に関する。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to electric motors, and more particularly to electric motor brush devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】小型の電動機、特に分数馬力永久磁石直
流(PMDC)電動機におけるブラシ装置は、代表的に
は、弾性を有する導電性アーム、すなわち、ブラシ支持
板の端部上に担持された炭素ブラシを備えている。この
ブラシ支持板はブラシを電動機軸の整流子上に押しつけ
るために偏位させるようになっている。ブラシ装置は、
代表的には、電動機軸用の軸受を担持しかつ電動機組立
体の一構成部分を構成する端キャップ内に装着されてい
る。
Brush devices in small electric motors, especially fractional horsepower permanent magnet direct current (PMDC) electric motors, typically have a conductive conductive arm, ie, a carbon carried on the end of a brush support plate. It has a brush. The brush support plate is adapted to be biased to press the brush onto the commutator of the motor shaft. The brush device is
Typically, it is mounted in an end cap which carries a bearing for the motor shaft and which forms one part of the motor assembly.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】低電圧用の電動機にお
いては、電動機の全抵抗はブラシと整流子との間の界面
抵抗によりますます決定されるようになっている。電動
機の抵抗が電動機を作動させることができる最大の動力
範囲を決定するので、ブラシと整流子との間の界面抵抗
を減少させることが極めて望ましい。
In low voltage electric motors, the total resistance of the electric motor is increasingly determined by the interfacial resistance between the brush and the commutator. It is highly desirable to reduce the interfacial resistance between the brush and the commutator because the resistance of the motor determines the maximum power range in which the motor can operate.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、電動機
の長手方向の軸線に対して軸線方向に相並んで配置され
かつ電気的に並列に接続された2個またはそれ以上の別
々に形成されたブラシ本体を担持するように構成された
弾性を有する導電性の支持装置を備えた電動機用ブラシ
組立体が提供される。
According to the invention, two or more separate formations arranged axially side by side with respect to the longitudinal axis of the electric motor and electrically connected in parallel. There is provided a brush assembly for an electric motor, which is provided with an elastic conductive support device configured to carry the brush body.

【0005】この支持装置は、通常、各々のブラシ本体
のための別個のアームからなっている。これらの別個の
アームは異なる固有共振振動数を有するように構成する
ことができる。これらのブラシ本体は異なるサイズに構
成しかつ/または異なる物理的な密度を有するように構
成することができる。
The support device usually consists of a separate arm for each brush body. These separate arms can be configured to have different natural resonant frequencies. These brush bodies can be configured in different sizes and / or have different physical densities.

【0006】電動機の長手方向の軸線に対して軸線方向
に相並んで配置されかつ電気的に並列に接続された2個
またはそれ以上の別々に形成されたブラシ本体を担持す
るように構成された弾性を有する導電性の支持装置を備
えたブラシ組立体を有する分数馬力直流電動機を提供す
ることができる。
[0006] It is configured to carry two or more separately formed brush bodies that are arranged axially side by side with respect to the longitudinal axis of the electric motor and are electrically connected in parallel. It is possible to provide a fractional horsepower DC electric motor having a brush assembly provided with an elastic conductive support device.

【0007】[0007]

【実施例】さて、本発明による1馬力に満たない分数馬
力直流電動機の実施例を添付図面について以下に説明す
る。添付図面について述べると、図1においては、電動
機は巻線形電機子11および整流子12を担持した軸1
0を有している。整流子12は同様なサイズの慣用の電
動機の整流子よりも軸線方向に長く形成されている。ケ
ーシング13内には、2個の界磁石14と、軸10を支
持する端軸受15とが装着されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Now, an embodiment of a fractional horsepower DC electric motor of less than one horsepower according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Referring to the accompanying drawings, in FIG. 1, a motor is a shaft 1 carrying a wound armature 11 and a commutator 12.
It has 0. The commutator 12 is formed longer in the axial direction than the commutator of a conventional electric motor of similar size. In the casing 13, two field magnets 14 and an end bearing 15 that supports the shaft 10 are mounted.

【0008】図2および図3においては、プラスチック
で成形された端キャップ16が2組のブラシアームを支
持するプラスチック製のブラシ保持器を構成している。
ブラシアームの各々の組は弾性のブラシ支持部分、すな
わち、ブラシ支持板18および19と接続された端子部
分17からなっている。ブラシ20および21は電動機
の長手方向の軸線に対して軸線方向に相並んで配置さ
れ、そしてそれぞれのブラシ支持板の自由端部により支
持されている。ブラシ20,21は、使用中、整流子1
2と接触するように押圧される。
In FIGS. 2 and 3, an end cap 16 formed of plastic constitutes a plastic brush holder that supports two sets of brush arms.
Each set of brush arms comprises a resilient brush support portion, ie, a terminal portion 17 connected to brush support plates 18 and 19. The brushes 20 and 21 are arranged axially side by side with respect to the longitudinal axis of the electric motor and are supported by the free ends of the respective brush support plates. The brushes 20 and 21 are in use when the commutator 1 is used.
It is pressed so as to come into contact with 2.

【0009】図3および図4においては、端子17およ
びブラシ支持板18,19はリベット22および23の
それぞれの組により一緒に固定されている。その他の形
態の固定、例えば、クリップによる固定方法も使用する
ことができる。ブラシ20および21の頂部は造形され
(図6参照)、そしてブラシ支持板18および19のそ
れぞれの自由端部に隣接した位置に設けられた細長いス
ロット内に締り嵌めにより保持される。
In FIGS. 3 and 4, the terminal 17 and the brush support plates 18, 19 are fixed together by respective sets of rivets 22 and 23. Other forms of fixation, for example by means of clips, can also be used. The tops of the brushes 20 and 21 are shaped (see FIG. 6) and are retained by an interference fit in elongated slots located adjacent the free ends of the brush support plates 18 and 19, respectively.

【0010】本発明の実施例は、2個のブラシ、または
所望されれば、それよりも多数のブラシが相並ぶ関係
に、しかも使用中に電気的に並列に装着されたブラシ組
立体を提供している。これは、電動機の組立て段階にお
いて、一つのブラシ組立体について1個のブラシを取り
付けるかまたは各々のブラシ組立体において2個のブラ
シを事実上並列に取り付ける点で変更されることを除い
て、電動機を共通の設計とすることができることを意味
している。これにより、異なる容量の電動機のための共
通の構成部品を最大限に増加することができる。より高
い動力を得るための電動機が必要である場合には、実施
例に記載の形態においては、2個(またはそれ以上)の
ブラシが使用される。
Embodiments of the present invention provide a brush assembly in which two brushes or, if desired, a greater number of brushes are mounted in side-by-side relationship, but electrically in parallel during use. is doing. This is modified except that at the assembly stage of the motor, one brush is installed for each brush assembly, or two brushes are installed in each brush assembly, effectively in parallel. Means that they can have a common design. This maximizes the number of common components for different capacity motors. Two (or more) brushes are used in the embodiment described if a motor is needed for higher power.

【0011】変型実施例においては、ブラシ支持板18
および19は、ブラシ支持板の固有振動数が異なるよう
に異なる弾性材料で構成されるかまたは若干異なる寸法
に構成される。ブラシ支持板のうちの一方のブラシ支持
板の両端の中間には、その有効弾性を減少させるため
に、例えば、スロットを形成することができる。これは
電動機軸の速度がブラシ支持板のうちの一方のブラシ支
持板の共振周波数と合致するときは、常に、他方のブラ
シ支持板により支持されたブラシが整流子と良好な接触
状態を維持する傾向を生ずることを意味している。ま
た、ブラシ20および21は、別の態様として、または
付加的に、ブラシ支持板に形成された同じサイズの細長
いスロット内に嵌合するように同じ全体寸法に形成する
ことができるが、異なる物理的な密度を有するブラシ材
料で構成される。しかしながら、ブラシは同じ目的のた
めに異なる全体のサイズに構成することができ、そして
それらの頂部がブラシ支持板の共通のサイズのスロット
に締り嵌めさせるために同じ寸法を有するように構成さ
れることが好ましい。
In a modified embodiment, the brush support plate 18
And 19 are constructed of different elastic materials or have slightly different dimensions so that the natural frequencies of the brush support plates are different. A slot may be formed in the middle of both ends of one of the brush supporting plates in order to reduce its effective elasticity. This means that whenever the speed of the motor shaft matches the resonant frequency of one of the brush support plates, the brush supported by the other brush support plate maintains good contact with the commutator. It means to give rise to a tendency. Also, the brushes 20 and 21 may alternatively or additionally be formed to the same overall size to fit within elongated slots of the same size formed in the brush support plate, but with different physical dimensions. Composed of a brush material having a uniform density. However, the brushes can be configured in different overall sizes for the same purpose, and their tops are configured to have the same dimensions for an interference fit into a common sized slot in the brush support plate. Is preferred.

【0012】[0012]

【発明の効果】本発明の実施例は、前述したように、実
効界面抵抗を減少させることができ、そして同じ巻線抵
抗に対してより高い電流を搬送することができ、それに
よりさらに高い停動トルクおよび電流が得られる。2個
またはそれ以上のブラシが設けられているので、これを
行うために、各々のブラシに対する電流密度を増大させ
る必要がない。電流密度を高くすると、ブラシの摩耗が
増大し、その結果ブラシの耐用寿命が短くなる。さら
に、各々のブラシの動的な挙動が異なり、そしてこの挙
動は、ある速度範囲にわたって単にブラシの接触抵抗を
増大させないでブラシの良好な接触状態が維持されるよ
うに、前述したように異ならせることができる。ブラシ
の接触抵抗を増大させると、各々のブラシの耐用寿命が
短くなる。ブラシのサイズを大きくすることに付随する
動的な挙動の固有の劣化もまた回避される。整流子はそ
の真円度について常に若干不完全であり、そして使用中
非常に高い速度で回転するので、動的な性能は重要であ
る。
Embodiments of the present invention, as described above, can reduce the effective interfacial resistance and can carry higher currents for the same winding resistance, which results in higher interruptions. Dynamic torque and current are obtained. Since there are two or more brushes, there is no need to increase the current density for each brush to do this. Higher current densities increase brush wear and, consequently, reduce brush life. In addition, the dynamic behavior of each brush is different, and this behavior is different as described above so that good brush contact is maintained over a range of velocities without simply increasing brush contact resistance. be able to. Increasing the contact resistance of the brushes reduces the useful life of each brush. The inherent degradation of dynamic behavior associated with increasing brush size is also avoided. Dynamic performance is important because the commutator is always somewhat imperfect in its roundness and rotates at very high speeds during use.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】端キャップを取り外した電動機を部分的に破断
して示した等角図である。
FIG. 1 is a partially cutaway isometric view of an electric motor with an end cap removed.

【図2】ブラシ組立体を示した端キャップの内側の端面
図である。
FIG. 2 is an end view of the inside of the end cap showing the brush assembly.

【図3】図2の断面を示した側面図である。3 is a side view showing the cross section of FIG. 2. FIG.

【図4】ブラシ組立体の上面図である。FIG. 4 is a top view of the brush assembly.

【図5】ブラシ組立体の側面図である。FIG. 5 is a side view of the brush assembly.

【図6】ブラシ支持板の一部分および図5のブラシを示
した異なる図である。
FIG. 6 is a different view showing a portion of the brush support plate and the brush of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 軸 11 電機子 12 整流子 13 ケーシング 14 界磁石 15 端軸受 16 端キャップ 17 端子部分 18 ブラシ支持板 19 ブラシ支持板 20 ブラシ 21 ブラシ 22 リベット 23 リベット 10 shaft 11 armature 12 commutator 13 casing 14 field magnet 15 end bearing 16 end cap 17 terminal part 18 brush support plate 19 brush support plate 20 brush 21 brush 22 rivet 23 rivet

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電動機の長手方向の軸線に対して軸線方
向に相並んで配置されかつ電気的に並列に接続された2
個またはそれ以上の別々に形成されたブラシ本体を担持
するように構成された弾性を有する導電性の支持装置を
備えた電動機用ブラシ組立体。
1. An electric motor arranged in parallel with each other in the axial direction with respect to the longitudinal axis of the electric motor and electrically connected in parallel.
A brush assembly for an electric motor comprising an elastic conductive support device configured to carry one or more separately formed brush bodies.
【請求項2】 前記支持装置が各々のブラシ本体のため
の別個のアームからなる請求項1記載のブラシ組立体。
2. The brush assembly of claim 1, wherein the support device comprises a separate arm for each brush body.
【請求項3】 前記の別個のアームが異なる固有共振振
動数を有するように構成されている請求項1または2の
いずれか一項に記載のブラシ組立体。
3. A brush assembly according to claim 1, wherein the separate arms are configured to have different natural resonance frequencies.
【請求項4】 ブラシ本体が異なるサイズに構成されて
いる請求項1から3までのいずれか一項に記載のブラシ
組立体。
4. A brush assembly according to claim 1, wherein the brush bodies are of different sizes.
【請求項5】 請求項1から4までのいずれか一項に記
載の整流子およびブラシ組立体を備えた分数馬力直流電
動機。
5. A fractional horsepower DC electric motor comprising a commutator and brush assembly according to any one of claims 1 to 4.
【請求項6】 図1ないし図6のいずれか一つまたはそ
れ以上の図について実質上記載されたブラシ組立体。
6. A brush assembly substantially as described with respect to any one or more of Figures 1-6.
【請求項7】 図1ないし図6のいずれか一つまたはそ
れ以上の図について実質上記載された直流電動機。
7. A DC motor substantially as described with respect to any one or more of the drawings in FIGS.
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