JPH0678500A - 小型モータ - Google Patents

小型モータ

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JPH0678500A
JPH0678500A JP4289761A JP28976192A JPH0678500A JP H0678500 A JPH0678500 A JP H0678500A JP 4289761 A JP4289761 A JP 4289761A JP 28976192 A JP28976192 A JP 28976192A JP H0678500 A JPH0678500 A JP H0678500A
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健児 萩原
Isao Shibuya
功 渋谷
Kazutoshi Yoshimura
和敏 吉村
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K13/00Structural associations of current collectors with motors or generators, e.g. brush mounting plates or connections to windings; Disposition of current collectors in motors or generators; Arrangements for improving commutation
    • H02K13/10Arrangements of brushes or commutators specially adapted for improving commutation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
  • Dc Machiner (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 整流子の摺動面に発生する異常摩耗やポリマ
ーを防止し、安定した性能を発揮し得る小型モータを提
供する。 【構成】 金属材料により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ケースと、前記永久磁
石に対向する電機子と整流子とからなる回転子と、前記
ケースの開口部に嵌着されかつ前記整流子と摺動係合さ
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ケースキャップとからなり、前記ケ
ースの底部とケースキャップとに設けられた軸受けを介
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、ケースとケースキャップとによって形成される
内部空間を、ポリメタクリレート,ポリアクリレート,
ポリイソブチレン,低分子量ポリエチレン,低分子量ポ
リプロピレン,エチレン−プロピレン共重合体,ポリビ
ニルアセテート,ポリブテンの1種または2種以上の雰
囲気となるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、音響機器、映像機器、
精密機器等に使用される小型モータに関するものであ
り、特にブラシとの摺動によって整流子の摺動面に発生
する異常摩耗や、ポリマーの発生を防止し、安定した性
能を発揮し得るように改良した小型モータに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】図1は本発明の対象である小型直流モー
タの例を示す要部縦断面正面図である。図1において、
1はケースであり、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。このケース
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。次に
6はケースキャップであり、例えば合成樹脂その他の絶
縁材料によって、ケース1の開口部に嵌着し得るように
形成する。7はブラシアームであり、整流子4と摺動係
合するように設け、このブラシアーム7と電気的に接続
されてなる入力端子8と共にケースキャップ6に設けら
れる。9,10は軸受であり、各々ケース1の底部とケ
ースキャップ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。
【0003】上記の構成により、入力端子8からブラシ
アーム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、ケース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、出力側の軸11を介して外部
機器(図示せず)を駆動することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記構成の従来の小型
モータにおいては、ブラシアーム7の先端部に設けられ
たブラシ(図示せず)と整流子4との摺動部において、
アーク放電やジュール熱、またはブラシと整流子4との
間の金属接触等に起因して、ブラシおよび整流子4を短
期間内で摩耗させるという異常摩耗の発生がある。この
ような異常摩耗が発生するとブラシと整流子4との間の
電気的接続が確保されず、所期のモータ性能の安定性が
損なわれ、モータ寿命を短くするという問題点がある。
【0005】また大気中に有機ガスが含まれるような雰
囲気において使用されると、上記アーク放電、ジュール
熱に起因して、ブラシと整流子4との摺動部に黒色の絶
縁性ポリマーが発生する。このような絶縁性ポリマーが
発生すると、ブラシと整流子4との間の接触状態を不安
定にし、接触抵抗を増大させる結果モータ寿命を短くす
るという問題点がある。
【0006】上記問題点を解決するために、ケース内に
多価アルコール等を封入し、ケース内をこの多価アルコ
ール等の雰囲気とする構成の提案がある(例えば特開昭
60−162449号公報参照)。しかしながら前記図
1に示す構成の小型モータにおいては、寿命を長くする
ための効果が充分ではない。
【0007】本発明は上記従来技術に存在する問題点を
解決し、整流子の摺動面に発生する異常摩耗やポリマー
を防止し、安定した性能を発揮し得る小型モータを提供
することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、金属材料により有底中空筒状に
形成されかつ内周面に永久磁石を固着してなるケース
と、前記永久磁石に対向する電機子と整流子とからなる
回転子と、前記ケースの開口部に嵌着されかつ前記整流
子と摺動係合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ケースキャップとか
らなり、前記ケースの底部とケースキャップとに設けら
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、ケースとケースキャップとによっ
て形成される内部空間を、ポリメタクリレート,ポリア
クリレート,ポリイソブチレン,低分子量ポリエチレ
ン,低分子量ポリプロピレン,エチレン−プロピレン共
重合体,ポリビニルアセテート,ポリブテンの1種また
は2種以上の雰囲気となるように構成する、という技術
的手段を採用した。
【0009】本発明において、上記内部空間を上記雰囲
気に構成する手段としては、上記雰囲気構成材料を、脱
脂綿、フェルト、スポンジのような多孔質材料に浸透さ
せて配置する手段は勿論のこと、永久磁石ケース,電機
子,整流子,ブラシ,ブラシアーム,ケースキャップ,
軸受,軸受油その他の構成部材に含浸,付着,吸着,浸
透,混合させてもよく、またこれらの構成部材間に挿
入、浸透させる手段によってもよい。要するに整流子と
ブラシとの摺動部を上記雰囲気構成部材の雰囲気とする
ことができる手段であればよい。
【0010】本発明において使用するポリメタクリレー
トは、一般的な非分散型である
【0011】
【化1】
【0012】を使用することができるが、分散型である
【0013】
【化2】
【0014】を使用することもできる。次にポリアクリ
レートとしては、一般的な非分散型である
【0015】
【化3】
【0016】の他に、分散型である
【0017】
【化4】
【0018】も使用できる。またポリイソブチレンの構
造式は、
【0019】
【化5】
【0020】である。更に本発明における低分子量ポリ
エチレンの構造式は、
【0021】
【化6】
【0022】である。次に低分子量ポリプロピレンの構
造式は、
【0023】
【化7】
【0024】である。またエチレン−プロピレン共重合
体の構造式は、
【0025】
【化8】
【0026】である。更に本発明におけるポリビニルア
セテートの構造式は、
【0027】
【化9】
【0028】である。次に本発明において使用するポリ
ブテンとしては、一般的な
【0029】
【化10】
【0030】を使用することができるが、
【0031】
【化11】
【0032】のような水素添加品も使用することができ
る。
【0033】
【作用】上記の構成により、ケースとケースキャップと
によって形成される内部空間に設けられた雰囲気構成材
料から徐々に蒸発した蒸気が整流子とブラシとの摺動部
に吸着され、潤滑剤として作用する。従って摺動部の異
常摩耗や、ポリマーの発生を防止できるのである。なお
雰囲気構成材料は常温においては分解や酸化を起こしに
くく、光や熱に対しても安定で、耐候性および耐老化性
に優れている。また雰囲気構成材料は電気絶縁性を有す
る材料であるが、吸着した面においては単分子膜〜複分
子膜の形成であるため、トンネル効果により、モータの
電流波形や、整流子とブラシとの間の接触抵抗の安定性
には全く影響することがない。
【0034】
【実施例】図2は本発明の実施例におけるケースキャッ
プを示す内端面図であり、同一部分は前記図1と同一の
参照符号で示す。まず図2(a)に示すものは、ケース
キャップ6の内端面のブラシアーム7の近傍に設けた取
付部15を介して、ポリブテンを含浸させた保持部材1
4を設けたものである。一方図2(b)に示すものは、
ケースキャップ6の内端面のブラシアーム7,7の取付
部の円周方向中間部に設けた取付部15を介して、ポリ
ブテンを含浸させた保持部材14を設けたものである。
【0035】次に比較例として、モータ内部の雰囲気調
整を全く行なわないものと、例えば前記特開昭60−1
62449号公報に記載されるような多価アルコール
(例えばジエチレングリコ−ル)雰囲気に形成したもの
を準備した。
【0036】表1は上記小型モータとして12V,約1.
3W,4400rpmの仕様のものに対して、30g−
cmのプ−リ負荷を印加し、2秒間停止−4秒間時計方
向回転−2秒間停止−4秒間反時計方向回転、のサイク
ル試験を繰返した結果を示す表である。
【0037】
【表1】
【0038】表1から明らかなように、小型モータ内部
雰囲気調整を全く行なわない比較例(2)においては、
供試小型モータの摩耗によって停止するまでの時間にバ
ラツキがあると共に、平均寿命が極めて短かい。次に比
較例(1)においては、比較例(2)より平均寿命の増
大が認められるが、約1.2倍に過ぎないと共に、摩耗停
止時間にバラツキがある。
【0039】これに対して本発明のものにおいては、試
験継続1700Hr経過後においても、停止することな
く回転可能である。従って平均寿命は比較例(2)の4
倍以上、比較例(1)に対しても3.5倍以上であること
が確認された。
【0040】次に表2は小型モータとして、5V,約0.
46W,15000rpmの仕様のものに対して、3g
−cmのプ−リ負荷を印加し、1Ωの抵抗を直列接続
し、前記同様のサイクル試験を繰返した結果を示す表で
ある。
【0041】
【表2】
【0042】表2から明らかなように、本発明のもの
は、平均寿命において比較例(1)のものの4倍、比較
例(2)のものの4.5倍以上に向上することが認められ
た。次に図1に示すケース1と永久磁石2との隙間に、
雰囲気構成材料として表3に示すものを挿入若しくは侵
入させた後、他の構成部材を組立てて小型モータを構成
し、寿命試験を行った。また比較例として、モータ内部
の雰囲気調整を全く行わないものと、上記と同様にケー
ス1と永久磁石2との隙間に多価アルコール(例えばジ
エチレングリコール)を挿入若しくは侵入させたものを
準備した。
【0043】なお小型モータとしては、前記同様の12
V、約1.3W、4400rpmの仕様のものとし、3
0g−cmのプーリ負荷を印加し、2秒間停止−4秒間
時計方向回転−2秒間停止−4秒間反時計方向回転、の
サイクル試験を繰返して行った結果を併記した。
【0044】
【表3】
【0045】表3から明らかなように、モータ内部の雰
囲気調整を全く行わない比較例(2)においては、摩耗
によって停止するまでの時間にバラツキがあると共に、
平均寿命が極めて短い。次に比較例(1)においては、
比較例(2)より平均寿命の増大が認められるが、約
1.2倍に過ぎないと共に、摩耗停止時間にバラツキが
ある。
【0046】これに対して本発明のものにおいては、夫
々の雰囲気のものを5個宛供試したが、何れも試験継続
1150Hr経過後においても回転可能である。従って
平均寿命は比較例(2)の2.8倍以上、比較例(1)
に対しても2.4倍以上であることが確認された。
【0047】
【発明の効果】本発明は以上記述するような構成および
作用であるから、整流子とブラシとの摺動部が雰囲気構
成材料からなる単分子膜〜複分子膜によって保護され、
初期摩耗を防止し、有機ガス雰囲気においても絶縁性の
ポリマーの発生を防止することができる。従って接触抵
抗を低減かつ安定化させ、モータ性能の安定および寿命
延長が図れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明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2】本発明の実施例におけるケースキャップを示す
内端面図である。
【符号の説明】
4 整流子 6 ケースキャップ 7 ブラシアーム 14 保持部材
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年11月16日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0031
【補正方法】変更
【補正内容】
【0031】
【化11】 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年3月10日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記構成の従来の小型
モータにおいては,ブラシアーム7の先端部に設けられ
たブラシ(図示せず)と整流子4との摺動部において,
アーク放電やジュール熱,またはブラシと整流子4との
の接触等に起因して,ブラシおよび整流子4を短期間
内で摩耗させるという異常摩耗の発生がある。このよう
な異常摩耗が発生するとブラシと整流子4との間の電気
的接続が確保されず,所期のモータ性能の安定性が損な
われ,モータ寿命を短くするという問題点がある。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】
【化5】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属材料により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ケースと、前記永
    久磁石に対向する電機子と整流子とからなる回転子と、
    前記ケースの開口部に嵌着されかつ前記整流子と摺動係
    合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ケースキャップとからなり、前
    記ケースの底部とケースキャップ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、 ケースとケースキャップとによって形成される内部空間
    を、ポリメタクリレート,ポリアクリレート,ポリイソ
    ブチレン,低分子量ポリエチレン,低分子量ポリプロピ
    レン,エチレン−プロピレン共重合体,ポリビニルアセ
    テート,ポリブテンの1種または2種以上の雰囲気とな
    るように構成したことを特徴とする小型モータ。
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