JPH0657071U - 刷子付直流モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案の刷子付直流モータにあっては回転軸
に固定されたアーマチェアと、前記回転軸の一部を覆う
整流子片とを備え、該整流子片は絶縁膜を介して前記回
転軸に当接していることにより、整流子片の刷子との摺
動部分の外径を小さくすることができ、したがって刷子
付直流モータの騒音や寿命といった品質を向上し得て、
しかも、部品点数を少なくし得て、安定したモータ特性
を有することができる。 【構成】 アーマチェア１２が回転軸１１に固定され、
整流子片１５が絶縁膜１１ａを介して回転軸１１の一部
を覆うように回転軸１１に当接している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、モータ、特に、刷子付直流モータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、図１０に示されるように、回転軸１に固定されたアーマチェア２と、ア ーマチェア２に位置決めされた状態でアーマチェア２を覆うように固定されたイ ンシュレータ３，１０と、インシュレータ３に位置決めされた状態で回転軸１に 設けられた整流子ユニット４とを備えた電機子Ａがある。

【０００３】 整流子ユニット４は、図１１に示すように、回転軸１が挿通される筒部５ａを 一体に設けたホルダー５と、ホルダー５の筒部５ａの外周を覆うように等分され た複数の整流子片６，６…と、この整流子片６，６…を筒部５ａに密着させるリ ング７と、回転軸１に固定される板状のオイルストッパ８とを備えている。

【０００４】 インシュレータ３には、コの字形をしたリブガイド部３ｄ，３ｄが設けられ、 アーマチェア２のリブ部２ａと嵌合して、インシュレータ３のアーマチェア２に 対する回転方向の位置決めが行われている。

【０００５】 ホルダー５には、各整流子片６，６…が独立して位置決めされる円弧状のスリ ット５ｂと、インシュレータ３に設けられた隆起部３ａに形成された位置決め用 の凹部３ｂ，３ｂ…に係合する凸部５ｃ，５ｃとを備えている。また、このホル ダー５は、一般的に樹脂により成形されていて、整流子片６と回転軸１との間に 介在する筒部５ａの厚さをむやみに設定することはできない（例えば、３００μ ｍ）構造となっている。

【０００６】 整流子片６の一部には、アーマチェア２にインシュレータ３を介して巻回され たコイル９の端部９ａが固定され電気的に接合された状態となっている。

【０００７】 このように構成された電機子Ａは、固定子の刷子を介して給電することにより 固定子の永久磁石との電磁作用により回転するが、滑らかな回転及び必要とする トルクを得るためにアーマチェア２に対する整流子片の回転方向の位置決めが重 要となってくる。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上記の如く構成された刷子付直流モータにあっては、ホルダー５の 筒部５ａの厚さが厚くなり、整流子片６を組付ける際の刷子との摺動面の外径が 大きくなって刷子に対する移動速度が速くなり、騒音が大きくしかも寿命が短い という問題が生じるばかりでなく、整流子片６の位置決め固定のための部品点数 が多いため、部品寸法の誤差が大きくなり易く、回転方向の位置にばらつきが生 じてモータ特性としての滑らかさや発生するトルクにばらつきが発生しやすいと いう問題も生じていた。

【０００９】 本考案は、上記実状に鑑み、刷子付直流モータの騒音や寿命といった品質を向 上し得て、しかも、安定したモータ特性を有することができ、しかも、部品点数 を少なくして整流子片と刷子との摺動部分の外径を小さくすることができる刷子 付直流モータを提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案は、その目的を達成するため、回転軸に固定されたアーマチェアと、前 記回転軸の一部を覆う整流子片とを備え、該整流子片は絶縁膜を介して前記回転 軸に当接していることを要旨とするものである。

【００１１】

【作用】

このような構成においては、アーマチェアが回転軸に固定され、整流子片が絶 縁膜を介して回転軸の一部を覆うように回転軸に当接している。

【００１２】 このことにより、回転軸と整流子片との間には薄肉の絶縁膜しか存在していな いため、整流子片と刷子との摺接部の外径を小さく設定することができ、しかも 、誤差なく組付けをすることができる。

【００１３】

【実施例】

次に、本考案の刷子付直流モータの実施例を図面に基づいて説明する。

【００１４】 （第１実施例） 図１乃至図６は本考案の刷子付直流モータの第１実施例を示し、図１は電機子 の縦断面図、図２は電機子の要部の分解斜視図、図３は回転軸と整流子片との当 接部分の断面図、図４はリングの変形例を示す底面図、図５はオイルストッパの 変形例を示し、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はその底面図、（Ｃ）は実装状態の 要部の拡大断面図、図６は従来と本考案との騒音のレベルを比較するためのグラ フ図である。

【００１５】 図１、図２において、電機子Ｍは、回転軸１１に固定されたアーマチェア１２ 付きのコア１３と、コア１３に位置決めされた状態で回転軸１１に設けられた整 流子ユニット１４とを備えている。

【００１６】 回転軸１１の外周には、その一部に絶縁膜１１ａが設けられている。この絶縁 膜１１ａは、例えば、膜圧が約３０μｍとなるように結晶性ポリマーを化学蒸着 したものが使用されているが、エポキシ樹脂等の熱硬化性を有する合成高分子化 合物や、熱可塑性樹脂、ケイ素酸化物等の無機物等、上記実施例に材質限定され るものではない。また、絶縁膜１１ａは、粉体塗装、吹付塗装、浸漬、溶射、印 刷、絶縁テープの添着等が考えられる。この場合、必要とされる前処理や後処理 を行うことは勿論である。さらに、膜圧は１００μｍ以下で、必要とする絶縁耐 圧に応じて設定される。

【００１７】 なお、コーティング処理は回転軸１１の全体でもよい。このとき、必要とされ る部分以外の絶縁膜を除去してもよい。また、この絶縁膜１１ａは、回転軸１１ の周囲全体でなく、その一部でも絶縁性を確保することができる。さらに、絶縁 膜１１ａに防振作用を具備することにより、回転時の騒音の低減を図ることも可 能である。インシュレータ１３には、コの字形をしたリブガイド１３ｄ，１３ｄ が設けられ、アーマチェア１３のリブ部１２ａと嵌合して、インシュレータ１３ のアーマチュア１２に対する回転方向の位置決めが行われる。

【００１８】 インシュレータ１３には、回転軸１１を挿通する部分には隆起部１３ａが形成 されている。この隆起部１３ａには、３つの放射状突起１３ｂ，１３ｂ…と、円 弧状の位置決め溝１３ｃ，１３ｃ…が形成されている。

【００１９】 整流子ユニット１４は、図３に示すように、回転軸１１の絶縁膜１１ａの部分 を覆うように等分された複数の整流子片１５，１５…と、整流子片１５，１５… を回転軸１１に密着させるリング１６と、回転軸１１に固定される板状のオイル ストッパ１７とを備えている。

【００２０】 各整流子片１５，１５…は、回転軸１１の外周に沿う胴部１５ａと、位置決め 溝１３ｃに挿入される二股状の脚部１５ｂと、胴部１５ａに直交するように突設 された舌片部１５ｃとが一体に形成されている。また、整流子片１５の一部には 、アーマチェア１２にインシュレータ１３を介して巻回されたコイル１８の端部 １８ａが固定され電気的に接合された状態となっている。

【００２１】 リング１６の下面には放射状突起１３ｂに係合する３つの放射状凹部１６ａが 形成されている。なお、図４に示すように、このリング１６の内周面に、隣り合 った整流子片１５，１５の隙間を管理するための突起１６ｂ，１６ｂ…を形成し てもよい。

【００２２】 オイルストッパ１７は、整流子片１５の端部に当接している。なお、このオイ ルストッパ１７は、図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように、整流子片１５の 端部が挿入される円弧溝１７ａ，１７ａ…を一体に形成してもよい。

【００２３】 このように構成された電機子Ｍは、固定子の刷子を介して給電することにより 固定子の永久磁石との電磁作用により回転する。このとき、図３に示した固定子 と整流子片１５との摺動部の外径Ｌ２を図１２に示した刷子と整流子片５との摺 動部の外径Ｌ１よりも小さくしたことにより、同一の速度で回転軸１１を回転さ せた場合の刷子に対する整流子片１５の移動速度を大幅に小さくすることができ 、したがって、図６に示すように、従来の電機子に比べてモータの騒音の主因で ある刷子と整流子片１５との摺動音を低減してモータの静音化を実現することが できる。また、摺動距離を短縮したことにより、モータの寿命をも延長すること ができる。

【００２４】 このように、各整流子片１５，１５…を固定するための部品点数を最小限にす ることにより、これら構成部品を成形する際に発生する誤差によるアーマチェア １２に対する整流子片の回転方向の位置のばらつきを向上し得て、しかも、回転 軸１１と各整流子片１５、アーマチェア１２と各整流子片１５、並びに、各整流 子片１５，１５…同士の絶縁を十分に確保することができる。さらに、部品点数 を少なくしたことによる製品コスト並びに組付けコストの削減を図ることができ る。

【００２５】 （第２実施例） 図７は本考案の第２実施例を示し、上記実施例が回転軸１１に絶縁膜１１ａを 施したのに対し、この第２実施例では、図７（Ａ）に示すように、整流子片２５ の回転軸２１との当接面側に絶縁膜２５ａを施したもので、図７（Ｂ）に示すよ うに、上記実施例と同様に、回転軸２１と整流子片２５との絶縁状態を確保する ことができる。

【００２６】 （第３実施例） 図８は本考案の第３実施例を示し、上記第２実施例が整流子片２５の当接面に のみ絶縁膜２５ａを施したのに対し、この第３実施例では、図８（Ａ）に示すよ うに、整流子片３５の回転軸３１の当接面側と左右両側面に絶縁膜３５ａを施し たもので、図８（Ｂ）に示すように、上記実施例と同様に、回転軸３１と整流子 片３５との絶縁状態を確保することができるばかりでなく、隣接した整流子片３ ５との対向間隔を一定に確保することができる。なお、図８（Ｃ）に示すように 、対向する絶縁膜３５ｄ同士の間に間隔を設けてもよい。

【００２７】 （第４実施例） 図９は本考案の第４実施例を示し、上記実施例のインシュレータ１３には隆起 部１３ａが形成され、この隆起部１３ａに各整流子片１５の脚部１５ｂを挿入し たものであるのに対し、この第４実施例では、図９に示すようにアーマチェア４ ３に整流子片の脚部（共に図示せず）が挿入される位置決め溝４３ｃを形成する と共に、アーマチェア４３の表面に絶縁膜４３ａを設け、インシュレータ１３， ２０を必要としない。コイル１８とアーマチュア４３との絶縁状態及び整流子片 とアーマチェア４３との絶縁状態は上記絶縁膜４３ａにて確保される。整流子片 と回転軸１１との絶縁状態及び整流子片同士の絶縁状態の確保は前記第１，２， ３実施例の何れかの方法により行う。第４実施例では、更に部品点数を減らして 、整流子片のアーマチェア１２に対する回転方向の位置のばらつきの向上とコス トの削減とを図ることができる。

【００２８】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の刷子付直流モータにあっては回転軸に固定され たアーマチェアと、前記回転軸の一部を覆う整流子片とを備え、該整流子片は絶 縁膜を介して前記回転軸に当接していることにより、整流子片の刷子との摺動部 分の外径を小さくすることができ、したがって、刷子付直流モータの騒音や寿命 といった品質を向上し得て、しかも、部品点数を少なくし得て、安定したモータ 特性を有することができる。

【提出日】平成５年７月２２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】 整流子片６の一部には、アーマチェア２にインシュレータ３、１０を介して巻 回されたコイル９の端部９ａが固定され電気的に接合された状態となっている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】 図１、図２において、電機子Ｍは、回転軸１１に固定されたアーマチェア１２とアーマチュア１２位置決めされた状態でアーマチュア１２を覆うように固定さ れたインシュレータ１３、２０と、インシュレータ１３ に位置決めされた状態で 回転軸１１に設けられた整流子ユニット１４とを備えている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】 回転軸１１の外周には、その一部に絶縁膜１１ａが設けられている。この絶縁 膜１１ａは、例えば、膜厚が約３０μｍとなるように結晶性ポリマーを化学蒸着 したものが使用されているが、エポキシ樹脂等の熱硬化性を有する合成高分子化 合物や、熱可塑性樹脂、ケイ素酸化物等の無機物等、上記実施例に材質限定され るものではない。また、絶縁膜１１ａは、粉体塗装、吹付塗装、浸漬、溶射、印 刷、絶縁テープの添着等が考えられる。この場合、必要とされる前処理や後処理 を行うことは勿論である。さらに、膜厚は１００μｍ以下で、必要とする絶縁耐 圧に応じて設定される。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】 各整流子片１５，１５…は、回転軸１１の外周に沿う胴部１５ａと、位置決め 溝１３ｃに挿入される二股状の脚部１５ｂと、胴部１５ａに直交するように突設 された舌片部１５ｃとが一体に形成されている。また、整流子片１５の一部には 、アーマチェア１２にインシュレータ１３、２０を介して巻回されたコイル１８ の端部１８ａが固定され電気的に接合された状態となっている。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】 このように構成された電機子Ｍは、固定子の刷子を介して給電することにより 固定子の永久磁石との電磁作用により回転する。このとき、図３に示した刷子と 整流子片１５との摺動部の外径Ｌ２を図１２に示した刷子と整流子片５との摺動 部の外径Ｌ１よりも小さくしたことにより、同一の速度で回転軸１１を回転させ た場合の刷子に対する整流子片１５の移動速度を大幅に小さくすることができ、 したがって、図６に示すように、従来の電機子に比べてモータの騒音の主因であ る刷子と整流子片１５との摺動音を低減してモータの静音化を実現することがで きる。また、摺動距離を短縮したことにより、モータの寿命をも延長することが できる。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】 （第３実施例） 図８は本考案の第３実施例を示し、上記第２実施例が整流子片２５の当接面に のみ絶縁膜２５ａを施したのに対し、この第３実施例では、図８（Ａ）に示すよ うに、整流子片３５の回転軸３１との当接面側と左右両側面に絶縁膜３５ａを施 したもので、図８（Ｂ）に示すように、上記実施例と同様に、回転軸３１と整流 子片３５との絶縁状態を確保することができるばかりでなく、隣接した整流子片 ３５との対向間隔を一定に確保することができる。なお、図８（Ｃ）に示すよう に、対向する絶縁膜３５ｄ同士の間に間隔を設けてもよい。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】 （第４実施例） 図９は本考案の第４実施例を示し、上記実施例のインシュレータ１３には隆起 部１３ａが形成され、この隆起部１３ａに各整流子片１５の脚部１５ｂを挿入し たものであるのに対し、この第４実施例では、図９に示すようにアーマチェア４ ３に整流子片の脚部（共に図示せず）が挿入される位置決め溝４３ｃを形成する と共に、アーマチェア４３の表面に絶縁膜４３ａを設け、インシュレータ１３， ２０を必要としない。コイル１８とアーマチュア４３との絶縁状態及び整流子片 とアーマチェア４３との絶縁状態は上記絶縁膜４３ａにて確保される。整流子片 と回転軸１１との絶縁状態及び整流子片同士の絶縁状態の確保は前記第１，２， ３実施例の何れかの方法により行う。第４実施例では、更に部品点数を減らして 、整流子片のアーマチェア４３に対する回転方向の位置のばらつきの向上とコス トの削減とを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の刷子付直流モータの電機子を示す縦断
面図である。

【図２】同じく、電機子の要部の分解斜視図である。

【図３】回転軸と整流子片との当接部分の断面図であ
る。

【図４】リングの変形例を示す底面図である。

【図５】オイルストッパの変形例を示し、（Ａ）はその
斜視図、（Ｂ）はその底面図、（Ｃ）は実装状態の要部
の拡大断面図である。

【図６】本考案と従来との騒音のレベルを比較するため
のグラフ図である。

【図７】本考案の第２実施例を示し、（Ａ）は整流子片
の拡大斜視図、（Ｂ）は要部の断面図である。

【図８】本考案の第３実施例を示し、（Ａ）は整流子片
の拡大斜視図、（Ｂ）及び（Ｃ）は要部の断面図であ
る。

【図９】本考案の第４実施例を示す要部の分解斜視図で
ある。

【図１０】従来の刷子付直流モータの電機子を示す縦断
面図である。

【図１１】同じく、電機子の要部の分解斜視図である。

【図１２】同じく、電機子の要部の断面図である。

【符号の説明】

１１ 回転軸 １１ａ 絶縁膜 １２ アーマチェア １３ インシュレータ １５ 整流子片

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【手続補正書】

【提出日】平成５年７月２２日

【手続補正８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に固定されたアーマチェアと、前
   記回転軸の一部を覆う整流子片とを備え、該整流子片は
   絶縁膜を介して前記回転軸に当接していることを特徴と
   する刷子付直流モータ。