JPH0555769U - 小型モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 火花消去素子の構成部品点数が小であり，ト
ルクおよび寿命の向上を図り得ると共に，薄型化が可能
である小型モータを提供する。 【構成】 有底中空筒状に形成されかつ内周面に永久磁
石を固着してなるハウジングと，電機子，火花消去素子
および整流子とからなる回転子と，前記ハウジングの開
口部に嵌着されかつ前記整流子と摺接されるブラシとこ
のブラシに電気的に接続されてなる入力端子とを設けて
なるエンドブラケットとからなり，前記ハウジングとエ
ンドブラケットとに設けられた軸受を介して前記回転子
を回転自在に支持してなる小型モータにおいて，火花消
去素子を，中空板状に形成されかつ外周面に電機子の極
数と対応する数の電極を設けてなると共に静電容量が１
μＦ以上である積層型セラミックコンデンサによって構
成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は，例えばシェーバー，ドライヤー等に使用される小型モータに関する ものであり，特に火花消去素子を備えた小型モータの性能向上（トルク，寿命等 ）および薄型化を図った改良考案に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図６は本考案の対象である小型モータの例を示す要部縦断面図である。図６に おいて１はハウジングであり，例えば軟鉄のような金属材料により有底中空筒状 に形成され，内周面に例えばアークセグメント状に形成された永久磁石２を固着 する。ハウジング１内には前記永久磁石２に対向する電機子３と整流子４とから なる回転子５を介装し得るように構成する。６はエンドブラケットであり，絶縁 材料によって形成され，ハウジング１の開口部に嵌着される。

【０００３】 ７はブラシであり，自由端を前記整流子４と摺動係合するように設け，このブ ラシ７と電気的に接続されてなる入力端子８と共にエンドブラケット６に設けら れる。９，１０は各々軸受であり，ハウジング１の底部とエンドブラケット６の 中央部に固着され，回転子５を構成する軸１１を回転自在に支持する。

【０００４】 上記の構成により，入力端子８からブラシ７を介して回転子５を構成する整流 子４を経由して電機子３に電流を供給することにより，ハウジング１の内周面に 固着された永久磁石２によって形成されている磁界中に存在する電機子３に回転 力が付与され，回転子５を回転させることができ，軸１１を介して外部機器（図 示せず）を駆動することができる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上記構成の小型モータは出力が大であると共に，電子回路を利用することによ って速度や位置決めの制御を容易に行ない得るという優れた特性を持っている。 その反面において，ブラシ７に対して整流子４は摺動状態で回転するために，相 互に摩耗することと，火花を発生するという欠点を持っている。

【０００６】 上記欠点を解消するために，従来から火花消去素子を備えた小型モータが提案 されている。図７は従来の火花消去素子を備えた小型モータの回転子の例を示す 図であり，（ａ）は左側面，（ｂ）は正面を示し，同一部分は前記図６と同一の 参照符号で示す。図７において，１２は基板であり，電機子３と整流子４との間 に設けられ，電解コンデンサ１３を固着する。なお電解コンデンサ１３は，例え ば３個を図９に示すように接続する。図９において１４は前記図６に示す電機子 ３を構成するコイルであり，夫々電解コンデンサ１３と並列に接続する。

【０００７】 しかしながら火花消去素子を上記のように構成したものでは，基板１２と３個 の電解コンデンサ１３との合計４点の部品が必要であり，組立が煩雑となるとい う欠点がある。また図７に示すように電解コンデンサ１３が電機子３のスロット ３ａ内に介装されるため，スペース的な制約がある。すなわち電解コンデンサ１ ３の容量を大にすると，小型モータのトルクを決定すべきコイル３ｂの線積を制 限することとなるためである。また電解コンデンサ１３の介装により，コイル３ ｂの絶縁被膜を損傷し，レアショートを惹起するという欠点もある。更に電解コ ンデンサ１３のリード線１３ａが基板１２から突出するため，小型モータの薄型 化を阻害するという問題点もある。

【０００８】 図８は他の火花消去素子の例を示す説明図であり，（ａ）は平面，（ｂ）は側 面を示し，例えば実開昭５１−１４７０９号公報に開示されている。図８におい て，１５は基板であり，絶縁材料により中空円板状に形成され，複数個の電極１ ６が表面に塗布され，この電極１６上にチップコンデンサ１７を夫々電極１６， １６を跨ぐように取り付けたものである。しかしながら，大容量のチップコンデ ンサ１７を使用する場合には，チップコンデンサ１７の厚さが大となり，また基 板１５の厚さもそれに対応させて大にする必要があるため，小型モータの薄型化 を阻害するという問題点がある。

【０００９】 更に火花消去素子として，例えば実開昭５１−４２４５７号公報に開示される ようなワッシャ型バリスタを使用する例もある。これは複数個に分割した電極が ，中空円板状に形成されたバリスタ本体の少なくとも円周面上に形成されている ものであるが，バリスタの静電容量は例えば数十ｎＦ程度の非常に小なるもので ある。そして例えば３０Ｖ以上の高電圧のものにおいては，バリスタ電圧のバラ ツキが極めて大となり，火花消去作用にもバラツキを生じる。更に静電容量はバ リスタ電圧に反比例して，例えば数ｎＦ程度の小さい値となってしまう。

【００１０】 一般に例えば 2.4Ｖ以下の低電圧の小型モータにおいては，高出力を得るため に大電流を流す必要がある。この場合 2.4〜３０Ｖ程度の電圧範囲内であれば， バリスタ固有の特性によって小型モータの寿命向上を図ることが可能である。し かし前記のようなモータ端子間電圧が３０Ｖ以上の高電圧仕様および 2.4Ｖ以下 の大電流高出力仕様の小型モータにおいてバリスタを使用した場合には，火花消 去素子としての静電容量が不足することとなる。この結果整流子４とブラシ７（ 図６参照）との間における火花消去作用が不充分となり，小型モータの寿命向上 の手段とはなり得ないという問題点がある。

【００１１】 本考案は上記従来技術に存在する問題点を解決し，火花消去素子の構成部品点 数が小であり，トルクおよび寿命の向上を図り得ると共に，薄型化が可能である 小型モータを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために，本考案においては，有底中空筒状に形成されかつ 内周面に永久磁石を固着してなるハウジングと，電機子，火花消去素子および整 流子とからなる回転子と，前記ハウジングの開口部に嵌着されかつ前記整流子と 摺接されるブラシとこのブラシに電気的に接続されてなる入力端子とを設けてな るエンドブラケットとからなり，前記ハウジングとエンドブラケットとに設けら れた軸受を介して前記回転子を回転自在に支持してなる小型モータにおいて， 火花消去素子を，中空板状に形成されかつ外周面に電機子の極数と対応する数 の電極を設けてなると共に静電容量が１μＦ以上である積層型セラミックコンデ ンサによって構成する，という技術的手段を採用した。

【００１３】 本考案において，コンデンサを，高誘電セラミック材料により中空板状に形成 した薄板と，導電材料により薄膜の扇形状に形成した内部電極とを，軸方向に交 互に積層し，軸と直交する投影面において電機子の極数と対応する数の内部電極 重合部によって構成することができる。

【００１４】 上記の高誘電セラミック材料としては，酸化チタン，チタン酸マグネシウム， チタン酸カルシウム，チタン酸ストロンチウム，チタン酸バリウム，チタン酸鉛 ，ジルコン酸鉛等を使用することができるが，誘電率が比較的大であるチタン酸 バリウムを使用することが好ましい。

【００１５】 次にコンデンサの静電容量が１μＦ未満であると，小型モータの寿命向上作用 を期待することができないため好ましくない。すなわち，例えばシェーバー，ド ライヤー用の小型モータにおいては，連続２５０時間の保証を必要とし，安全の ために３００時間を合格基準としている。コンデンサの静電容量が１μＦ未満で あると，上記合格基準に達しないため，本考案においてはコンデンサの静電容量 を１μＦ以上と規定した。

【００１６】

【作用】

上記の構成により，火花消去素子として必要な火花消去作用を充分に確保する ことができ，小型モータの寿命を向上させ得ると共に，構成部品点数の低減およ び薄型化を達成できる。

【００１７】

【実施例】

図１は本考案の実施例を示す縦断面図，図２は図１における要部構成部材を分 解して示す斜視図であり，同一部分は前記図６および図７と同一の参照符号で示 す。図１および図２において，１８は火花消去素子であり，後述するように例え ばチタン酸バリウムのような高誘電セラミック材料からなる積層型セラミックコ ンデンサによって構成する。すなわち火花消去素子１８は中空円板状に形成され ，外周面に電機子３の極数と対応する数（本実施例においては３個）の電極１９ を設けてなる。

【００１８】 図３は図１および図２における火花消去素子１８を一部切断して示す拡大斜視 図，図４は上記火花消去素子１８の内部電極の構成を示す説明図，図５は上記火 花消去素子１８の構成部材を示す平面図である。図３ないし図５において，２０ は薄板であり，例えばチタン酸バリウムのような高誘電セラミック材料により， 中空円板状に形成する。２１は内部電極であり，例えば中心角１８０°の扇形に 形成し，外周面に臨むように端子２２を設ける。そして薄板２０と内部電極２１ とを交互に積層し，図４に示すように内部電極２１が重合する部分（ハッチング で示す）によってコンデンサを形成する。２３は電極であり，前記端子２２を接 続し，図１に示す整流子４および電機子３と電気的に接続する。

【００１９】 上記のようにして形成した火花消去素子１８を図１および図２に示すように回 転子５に組込んで結線した小型モータについて，直流電圧３８Ｖを印加し，約２ ０ｇのファンロードを負荷させた状態で連続運転した結果を次に示す。この場合 ，Ｉ_O ＝２１０ｍＡ，Ｎ_O ＝22,000ｒｐｍであった。

【００２０】 （火花消去素子） （静電容量μＦ） （寿命ｈ） （１）積層コンデンサ 1.5 ６５０ （２） 〃 1.0 ６００ （３） 〃 0.5 ２５０ （４）バリスタ 0.01 ２００ （５）なし 0 ５０ 上記のように火花消去素子を欠如する（５）においては，寿命は僅か５０ｈで あり，バリスタを使用した（４）において寿命が２００ｈに延びる。しかしなが ら静電容量が0.01μＦであるため，火花消去作用が不充分である。これに対して 前記のようにして形成した積層型セラミックコンデンサによって火花消去素子を 形成した（１）〜（３）においては，静電容量が大であるため，火花消去作用が 大であり，寿命が増大している。そして静電容量を１μＦ以上にすることにより ，合格基準３００ｈを完全にクリアすると共に，寿命が顕著に増大していること が認められる。

【００２１】 本実施例においては，火花消去素子の外周輪郭形状を円形に形成した例につい て記述したが，円形以外の他の幾何学的形状としてもよい。また火花消去素子を 構成する薄板の厚さおよび積層枚数は，小型モータの仕様に応じて適宜選定する ことができる。なお火花消去素子の薄板および内部電極を構成する材料について も，本実施例のみに限定されず，前記同様に適宜選定し得ることは勿論である。

【００２２】

【考案の効果】

本考案は以上記述のような構成および作用であるから，下記の効果を奏し得る 。 （１）火花消去素子の構成が極めて簡単であるため，従来のものにおけるような 多数部品を組付ける必要がなく，組立工数を低減することができる。 （２）火花消去素子の軸方向の厚さ寸法が小であるため，小型モータの薄型化が 可能であると共に，コイルの線積を増大させ得るため，トルクを増大させ得る。 （３）火花消去素子の静電容量が大であるため，火花消去作用が顕著であり，寿 命を大幅に向上させ得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す縦断面図である。

【図２】図１における要部構成部材を分解して示す斜視
図である。

【図３】図１および図２における火花消去素子を一部切
断して示す拡大斜視図である。

【図４】図１および図２における火花消去素子の内部電
極の構成を示す説明図である。

【図５】図１および図２における火花消去素子の構成部
材を示す平面図である。

【図６】本考案の対象である小型モータの例を示す要部
縦断面図である。

【図７】従来の火花消去素子を備えた小型モータの回転
子の例を示す図であり，（ａ）は左側面，（ｂ）は正面
を示す。

【図８】他の火花消去素子の例を示す説明図であり，
（ａ）は平面，（ｂ）は側面を示す。

【図９】コンデンサおよびコイルの接続状態を示す等価
回路図である。

【符号の説明】

１８ 火花消去素子 ２０ 薄板 ２１ 内部電極

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 有底中空筒状に形成されかつ内周面に永
   久磁石を固着してなるハウジングと，電機子，火花消去
   素子および整流子とからなる回転子と，前記ハウジング
   の開口部に嵌着されかつ前記整流子と摺接されるブラシ
   とこのブラシに電気的に接続されてなる入力端子とを設
   けてなるエンドブラケットとからなり，前記ハウジング
   とエンドブラケットとに設けられた軸受を介して前記回
   転子を回転自在に支持してなる小型モータにおいて， 火花消去素子を，中空板状に形成されかつ外周面に電機
   子の極数と対応する数の電極を設けてなると共に静電容
   量が１μＦ以上である積層型セラミックコンデンサによ
   って構成したことを特徴とする小型モータ。
2. 【請求項２】 高誘電セラミック材料により中空板状に
   形成した薄板と，導電材料により薄膜の扇形状に形成し
   た内部電極とを，軸方向に交互に積層し，軸と直交する
   投影面において電機子の極数と対応する数の内部電極重
   合部によってコンデンサを構成したことを特徴とする請
   求項１記載の小型モータ。