JPH05336709A - 直流電動機 - Google Patents

直流電動機

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JPH05336709A
JPH05336709A JP4140591A JP14059192A JPH05336709A JP H05336709 A JPH05336709 A JP H05336709A JP 4140591 A JP4140591 A JP 4140591A JP 14059192 A JP14059192 A JP 14059192A JP H05336709 A JPH05336709 A JP H05336709A
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JP
Japan
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brush
cathode
anode
short
motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP4140591A
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English (en)
Inventor
Makoto Terajima
誠 寺島
Akihiko Suzuki
明彦 鈴木
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Asmo Co Ltd
Original Assignee
Asmo Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 短絡コイルの発生時期のずれに起因する電流
波形の乱れを低減することができ、これにより振動や騒
音を低減することができる直流電動機を得る。 【構成】 直流電動機の整流子30は21個のセグメン
ト32から構成されており、陽極ブラシ34及び陰極ブ
ラシ36が圧接されている。陽極ブラシ34と陰極ブラ
シ36の対向角度は、セグメント32の5個分に相当す
る角度、すなわち85.7度に設定されている。このた
め、電機子に生じる短絡コイルは、時間的にずれること
なく同時に発生する。したがって、陽極ブラシ34及び
陰極ブラシ36の接触抵抗が時間的にずれを生じて変化
することがなく、電機子へ給電される電流値は乱れるこ
となく時間的に滑らかに変化する。これにより、直流電
動機の振動や回転トルクの変動あるいは騒音が大幅に低
減され、寿命も延びる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は直流電動機に係り、特
に、奇数個のセグメントから成る整流子に、陽極ブラシ
及び陰極ブラシが圧接されて給電整流する直流電動機に
関する。
【0002】
【従来の技術】直流電動機のうち、界磁として永久磁石
を用いた直流電動機が知られている。この種の直流電動
機では、一般的に偶数個の界磁磁石がモータヨークの内
側に互いに対向した状態で固定されており、さらに界磁
磁石の内方には、巻線を施した電機子が配置されてい
る。
【0003】この場合、例えば四個の界磁磁石を用いて
4極の構成とする場合でも、整流用ブラシを2つ(陽極
ブラシ及び陰極ブラシ)にすることができる等の理由に
より、奇数個のティースに波巻き線が施されて奇数のス
ロットから電機子が構成されている。また、電機子の各
巻線は、電機子のスロットに対応して奇数個とされた整
流子の各セグメントに電気的にそれぞれ接続されてい
る。整流子のセグメントには、陽極ブラシ及び陰極ブラ
シが圧接されている。これにより、電機子の各スロット
に各ブラシ及びセグメントを介して給電(整流)する構
成である。
【0004】ここで、このような従来の直流電動機にお
いては、前述の陽極ブラシ及び陰極ブラシは、単に極数
に対応して画一的に対向角度が設定されて配置されてい
た。例えば、4極2ブラシの場合においては、陽極ブラ
シと陰極ブラシとの対向角度は、360度/4(極数)
なる関係式に基づいて、90度間隔に設定されていた。
【0005】ところで、このような直流電動機において
は、電機子の各スロットに対応して設けられた整流子の
各セグメントにブラシを圧接させて給電(整流)する構
成であるため、電機子の回転に伴って短絡コイルが発生
する(例えば、4極2ブラシの場合には4箇所)。この
短絡コイルは、整流子のセグメントとブラシとの位置関
係によって、発生位置が一義的に決定されるが、前述の
如く電機子のスロットに対応して奇数個とされた整流子
の各セグメントに、陽極ブラシと陰極ブラシが90度間
隔に配置された構成では、必然的に短絡コイルの発生時
期に時間的ずれを生じる。すなわち、例えば、陽極ブラ
シに対応して短絡コイルが発生した後に、僅かに遅れて
陰極ブラシに対応して短絡コイルが発生する、等の現象
が起こる。
【0006】このように短絡コイルの発生時期が陽極ブ
ラシと陰極ブラシにおいて時間的にずれている場合に
は、陽極ブラシの接触抵抗と陰極ブラシの接触抵抗が時
間的にずれを生じることになり、電機子の各スロットへ
給電される電流値が短時間に急激に変化して不均一に乱
れる(電流波形が時間的に急激に凹凸状に変化する)原
因であった。
【0007】このような時間的にズレて発生する短絡コ
イルによって給電整流(電流波形)の乱れが生じると、
電動機の振動や回転トルクの変動あるいは騒音の発生を
招くことになり、このための対策が切望されていた。
【0008】この場合、陽極ブラシ及び陰極ブラシによ
る給電整流の際の電流波形を滑らかなものにするため
に、陽極ブラシのセグメントに対する中心位置と陰極ブ
ラシのセグメントに対する中心位置とを周方向にずらし
た電動機が提案されている(例えば、特開昭62−23
0340号公報)。しかしながら、この電動機では、当
然のことながら陽極ブラシと陰極ブラシとの短絡コイル
の発生時期に前述の如く時間的ズレを生じるため(換言
すれば、積極的に短絡コイルの発生時期をずらした構成
であるため)、依然として前述の短絡コイルの発生時期
のずれに起因する問題(電流波形の乱れ)が残存する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考
慮し、短絡コイルの発生時期のずれに起因する電流波形
の乱れを低減することができ、これにより振動や騒音を
低減することができる直流電動機を得ることが目的であ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に係る直流電動機
は、電機子のスロットに施された巻線に電気的に接続さ
れた奇数個のセグメントから成る整流子に、陽極ブラシ
及び陰極ブラシが圧接されて給電整流する直流電動機に
おいて、前記陽極ブラシと前記セグメントとの周方向に
沿った対向圧接状態と、前記陰極ブラシと前記セグメン
トとの周方向に沿った対向圧接状態とが、前記整流子の
回転位置に拘わらず常に同じになる位置に前記陽極ブラ
シ及び陰極ブラシを設け、前記陽極ブラシ及び陰極ブラ
シと前記セグメントとによって発生位置が一義的に決定
される短絡コイルを同時に発生させたことを特徴として
いる。
【0011】
【作用】上記構成の直流電動機では、陰極ブラシに対応
した短絡コイルと陰極ブラシに対応した短絡コイルと
は、奇数個のセグメントであっても同時に発生するた
め、陽極ブラシの接触抵抗と陰極ブラシの接触抵抗は時
間的にずれを生じることがない。このため、電機子の各
スロットへ給電される電流値は短時間に急激に変化して
乱れることがなく、電流波形は時間的に滑らかに変化す
る。したがって、電動機の振動や回転トルクの変動ある
いは騒音が大幅に低減される。
【0012】
【実施例】図2には本発明に係る直流電動機10の回転
軸線に直交する方向に沿った全体断面図が示されてい
る。また、図3には直流電動機10の構成が概略展開図
にて示されている。
【0013】直流電動機10では、4個の界磁磁石1
2、界磁磁石14、界磁磁石16、界磁磁石18がモー
タヨーク20の内側に後に詳述する位置に(間隔で)固
定されており、さらに界磁磁石12、14、16、18
の内方には、電機子22が配置されている。
【0014】電機子22は、コア24の各ティース26
間に波巻き線が施されてスロット28が構成されてい
る。本実施例においては、ティース26の数は21とさ
れており、また、波巻き線のスロットピッチは1:6と
なっている。なお、図2においては、説明の都合上、後
述する短絡コイル38、40及び短絡コイル42、44
のみを示している。
【0015】スロット28の波巻き線は、図1及び図3
に示す如く、セグメント32の数が21でセグメントピ
ッチ1:11とされた整流子30にそれぞれ対応して接
続されている。この整流子30には、一対の陽極ブラシ
34、陰極ブラシ36が圧接されている。陽極ブラシ3
4及び陰極ブラシ36の幅寸法は、セグメント32の幅
寸法と略同じに形成されており、この陽極ブラシ34及
び陰極ブラシ36と整流子30によって、電機子22の
各スロット28へ給電(整流)する構成である。
【0016】ここで、陽極ブラシ34と陰極ブラシ36
との対向角度は、85.7度、すなわち、セグメント3
2の5個分に相当する角度となっている。このため、整
流子30が回転する際に、一方のブラシ(例えば、陽極
ブラシ34)の中心がセグメント32の中心に一致した
状態となった場合に、他方のブラシ(例えば、陰極ブラ
シ36)も同様にセグメント32の中心に一致した状態
となる。換言すれば、陽極ブラシ34とセグメント32
との周方向に沿った対向圧接状態と、陰極ブラシ36と
セグメント32との周方向に沿った対向圧接状態とが、
整流子30の回転位置に拘わらず常に同じになる位置
に、陽極ブラシ34及び陰極ブラシ36が設けられてい
る。
【0017】ここで、電機子22においては、奇数のテ
ィース26に波巻き線が施されてスロット28が構成さ
れ、各スロット28に対応して設けられた整流子30の
各セグメント32に陽極ブラシ34及び陰極ブラシ36
を圧接させて給電(整流)する構成であるため、電機子
22の回転に伴って短絡コイル38、40、短絡コイル
42、44が発生する。この場合、陽極ブラシ34及び
陰極ブラシ36は前述の如き配置関係となっているた
め、陽極ブラシ34及び陰極ブラシ36とセグメント3
2とによって発生位置が一義的に決定される短絡コイル
38、40及び短絡コイル42、44は、同時に発生す
る構成である。
【0018】一方、4個の界磁磁石12、界磁磁石1
4、界磁磁石16、界磁磁石18は、共に同一形状とさ
れ、周方向両端部の開角度は65度に形成されており、
前述の構成の電機子22に対応して配置されている。こ
こで、界磁磁石12、14、16、18の対向角度(周
方向中心線の隣接角度)は、界磁磁石12と界磁磁石1
4との間、界磁磁石14と界磁磁石16との間、及び界
磁磁石16と界磁磁石18との間においては共に85.
7度に設定されており、界磁磁石12と界磁磁石18と
の間は102.9度に設定されている。すなわち、各界
磁磁石12、14、16、18の間隔は不等間隔となっ
ており、前述した短絡コイル38、40、短絡コイル4
2、44にそれぞれ対向して(換言すれば、界磁磁石1
2、14、16、18は、その周方向における中心線
が、短絡コイル38、40、短絡コイル42、44の周
方向中心線に一致する状態で)配置されている。
【0019】次に本実施例の作用を説明する。上記構成
の直流電動機10では、奇数のティース26に波巻き線
が施されて電機子22が構成され、各スロット28に対
応して設けられた整流子30の各セグメント32に陽極
ブラシ34及び陰極ブラシ36を圧接させて給電(整
流)する構成であるため、電機子22の回転に伴って短
絡コイル38、40、短絡コイル42、44が発生す
る。
【0020】この場合、従来の直流電動機においては、
陽極ブラシ及び陰極ブラシは、単に極数に対応して画一
的に対向角度が設定されており、例えば4極2ブラシの
場合においては、陽極ブラシと陰極ブラシとの対向角度
は、360度/4(極数)なる関係式に基づいて、90
度間隔に設定されていた。したがって、このような配置
位置では、奇数個のセグメントによって整流子が構成さ
れた場合には、必然的に短絡コイルの発生時期に時間的
ずれを生じる。すなわち、例えば、陽極ブラシに対応し
て短絡コイルが発生した後に僅かに遅れて陰極ブラシに
短絡コイルが発生する、等の現象が起こる。
【0021】したがって、陽極ブラシの接触抵抗と陰極
ブラシの接触抵抗が時間的にずれを生じることになり、
図5に示す如く、電機子の各コイル部へ給電される電流
値が短時間に急激に変化して不均一に乱れる(電流波形
1 が時間的に急激に凹凸状に変化する)。このため、
時間的にズレて発生する短絡コイルによって給電整流
(電流波形)の乱れによって、電動機の振動や回転トル
クの変動あるいは騒音の発生を招いた。
【0022】これに対し、本実施例に係る直流電動機1
0では、陽極ブラシ34及び陰極ブラシ36は、前述の
如き配置関係とすることにより、整流子30が回転する
際に、一方のブラシ(例えば、陽極ブラシ34)の中心
がセグメント32の中心に一致した状態となった場合に
は、他方のブラシ(例えば、陰極ブラシ36)も同様に
セグメント32の中心に一致した状態となり、陽極ブラ
シ34及び陰極ブラシ36とセグメント32とによって
発生位置が一義的に決定される短絡コイル38、40及
び短絡コイル42、44は、奇数個(21個)とされた
セグメント32であっても同時に発生するため、陽極ブ
ラシ34の接触抵抗と陰極ブラシ36の接触抵抗は時間
的にずれを生じることがない。このため、図4に示す如
く、電機子22の各スロット28へ給電される電流値は
短時間に急激に変化して乱れることがなく、電流波形I
は時間的に滑らかに変化する。したがって、直流電動機
10の振動や回転トルクの変動あるいは騒音が大幅に低
減される。また、陽極ブラシ34と陰極ブラシ36の磨
耗を少なくでき、直流電動機10の寿命を延ばすことが
できる。
【0023】なお、本実施例においては、21個のセグ
メント32を備え4極2ブラシとされた直流電導機10
において、陽極ブラシ34と陰極ブラシ36との対向角
度を85.7度、すなわちセグメント32の5個分に相
当する角度に設定した構成としたが、これは以下の理由
による。
【0024】すなわち、陽極ブラシ34とセグメント3
2との周方向に沿った対向圧接状態と、陰極ブラシ36
とセグメント32との周方向に沿った対向圧接状態と
が、整流子30の回転位置に拘わらず常に同じになる位
置に設定するために、 ブラシ対向角度=(360度/セグメント数)×N の関係式に基づき、N=5として設定した。これは、4
極2ブラシでかつ21個のスロット28(セグメント3
2)の構成の場合に、仮に、N=4あるいはN=6にし
て設定すると、有効に作用するスロット28の数が減少
する(互いに相殺し合ってブレーキとして作用するスロ
ット28が生じることになる)ためである。
【0025】したがって、直流電動機10では、陽極ブ
ラシ34と陰極ブラシ36との対向角度をセグメント3
2の5個分に相当する85.7度に設定することによ
り、陽極ブラシ34の接触抵抗と陰極ブラシ36の接触
抵抗の時間的ずれを防止して電流波形を時間的に滑らか
に変化させることができるのみならず、スロット28の
利用効率も最大限に向上する。
【0026】また、この陽極ブラシ34と陰極ブラシ3
6との対向角度は、前述の角度(85.7度)に設定す
るに限らず、陽極ブラシ34とセグメント32との周方
向に沿った対向圧接状態と、陰極ブラシ36とセグメン
ト32との周方向に沿った対向圧接状態とが、整流子3
0の回転位置に拘わらず常に同じになるように、セグメ
ント32の数、極数、ブラシの数等に応じて適宜設定す
ることができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明した如く本発明に係る直流電動
機は、短絡コイルの発生時期のずれに起因する電流波形
の乱れを低減することができ、これにより振動や騒音を
低減することができると共に、ブラシの磨耗を少なくで
き直流電動機の寿命を延ばすことができるという優れた
効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る直流電動機のブラシの配
置関係を示す整流子の概略正面図である。
【図2】本発明の実施例に係る直流電動機の回転軸線に
直交する方向に沿った全体断面図である。
【図3】本発明の実施例に係る直流電動機の構成を示す
概略展開図である。
【図4】本発明の実施例に係る直流電動機の整流におけ
る電流波形を示す線図である。
【図5】従来の直流電動機の整流における電流波形を示
す図4に対応した線図である。
【符号の説明】
10 直流電動機 12 界磁磁石 14 界磁磁石 16 界磁磁石 18 界磁磁石 22 電機子 26 ティース 28 スロット 30 整流子 32 セグメント 34 陽極ブラシ 36 陰極ブラシ 38 短絡コイル 40 短絡コイル 42 短絡コイル 44 短絡コイル

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電機子のスロットに施された巻線に電気
    的に接続された奇数個のセグメントから成る整流子に、
    陽極ブラシ及び陰極ブラシが圧接されて給電整流する直
    流電動機において、 前記陽極ブラシと前記セグメントとの周方向に沿った対
    向圧接状態と、前記陰極ブラシと前記セグメントとの周
    方向に沿った対向圧接状態とが、前記整流子の回転位置
    に拘わらず常に同じになる位置に前記陽極ブラシ及び陰
    極ブラシを設け、前記陽極ブラシ及び陰極ブラシと前記
    セグメントとによって発生位置が一義的に決定される短
    絡コイルを同時に発生させたことを特徴とする直流電動
    機。
JP4140591A 1992-06-01 1992-06-01 直流電動機 Pending JPH05336709A (ja)

Priority Applications (1)

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JP4140591A JPH05336709A (ja) 1992-06-01 1992-06-01 直流電動機

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JP4140591A JPH05336709A (ja) 1992-06-01 1992-06-01 直流電動機

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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008021560A1 (de) * 2008-04-30 2009-11-05 Faurecia Innenraum Systeme Gmbh Herstellungsvorrichtung und Verfahren zum Behandeln einer mattenförmigen Werkstofflage
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