JPH07227065A - 小型電動機の整流装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 組立が容易で、スリットショートを無くすと
共に、整流子と刷子間の整流性能を向上させて、信頼性
を高めることのできる小型電動機の整流装置を提供す
る。 【構成】 ケース７とフタ8a,8bよりなる筐体内の、ス
テータコイル3a,3b,3c側において３つの板状刷子5a,5b,
5cを固定配置し、対向するロータ側において界磁マグネ
ット４と、３つの板状刷子5a,5b,5cに摺接する、軸受
２，２によって軸支された回転軸１にスパイラル状に巻
着された帯状導電板からなる整流子６を構成することに
より、前記複数のステータコイル3a,3b,3cと電気的にそ
れぞれ接続されている前記複数の板状刷子5a,5b,5cを介
して、前記複数のテータコイル3a,3b,3cと電気的に共通
に接続されている前記整流子６で整流給電する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動機等に使用する種
類の整流方式に係り、特に従来の方式とは違う全く新し
い構造の整流子装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術および課題】従来この種の整流装置として
は、図７，図８に示すように例えば複数個の整流子片31
a,31b,…を略円筒状に配設した円筒状の整流子31を、図
示しないロータに軸着した回転軸32に固着し、この整流
子31の摺接面に先端側が３本に分割された一対の金属製
板状刷子33を摺接している。

【０００３】そして、整流子片31a,31b,…に一体に連設
した端子部31c,31d,…に前記ロータに巻回されたコイル
35のリード端を接続する一方、板状刷子33に電源43を接
続して前記コイル35に整流子31を介して給電することに
より、前記ロータに巻回されたコイル35とステータ側の
界磁マグネット22との間でトルクが発生し、前記ロータ
を回転付勢するようにしていた。ここで、34は雑音防止
用のバリスタ等の雑音防止素子である。

【０００４】一般にかかる整流装置にあっては、板状刷
子33と整流子31間の通電によるジュール熱や、整流子片
間の切り替え時等に発生するアークの熱等によって、整
流子表面の粉塵や有機物の被膜が化学変化し、炭化物や
高分子重合体からなる所謂ブラウンパウダーと言われる
電気的絶縁物が整流子31の表面に生成し、刷子との間の
導電性を阻害することにより、正常状態では図６(a)の
ような整流波形であったものが、図６(b)，(c)に示すよ
うに一時的に電流が流れない所謂波形落ち現象が発生
し、この結果回転性能の劣化が起こり、極度の場合は回
転不能すら発生することがある。

【０００５】又、セグメントの数だけ整流子片を構成す
る必要があり、組立が複雑で製造コストが高いという問
題があった。

【０００６】さらに、極細モータ用の極小整流装置を構
成する場合、刷子が一対となっているため、刷子の弾性
部の長さを長くとれないので、適度なテンションが得ら
れないという問題もあった。

【０００７】本発明の目的は、上記のような欠点を解決
し、組立が容易で、スリットショートを無くすと共に、
整流子と刷子間の整流性能を向上させて、信頼性を高め
ることのできる小型電動機の整流装置を提供するもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の課
題を解決するためになされたもので、請求項１記載の発
明は、帯状導電板が回転軸にスパイラル状に巻着され、
前記スパイラル状導電板の摺接面に板状刷子が摺接され
るように構成したものである。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、複数のステ
ータコイル側において複数の板状刷子を固定配置し、対
向するロータ側において界磁マグネットと、前記複数の
板状刷子に摺接する回転軸にスパイラル状に巻着された
一つ又は複数の帯状導電板からなる整流子を構成するこ
とにより、前記複数のステータコイルと電気的にそれぞ
れ接続されている前記複数の板状刷子を介して、前記複
数のステータコイルと電気的に共通に接続されている前
記整流子で整流給電するものである。

【００１０】また、請求項３記載の発明は、複数のステ
ータコイル側において複数の板状刷子を固定配置し、対
向するロータ側において界磁マグネットと、前記複数の
板状刷子に摺接する回転軸にスパイラル状に巻着された
一つ又は複数の帯状導電板と、この帯状導電板と電気的
に接続されているスリップリングからなる整流子を構成
することにより、前記複数のステータコイルと電気的に
それぞれ接続されている前記複数の板状刷子と、前記複
数のステータコイルと電気的に共通に接続されている前
記スリップリングと摺接するように配設された別の板状
刷子と、を介して、前記整流子で整流給電するものであ
る。

【００１１】また、請求項４記載の発明は、請求項２又
は３記載の小型電動機の整流装置において、前記整流子
が１本巻又は３本巻として形成する構成としたものであ
る。

【００１２】また、請求項５記載の発明は、請求項２又
は３記載の小型電動機の整流装置において、前記整流子
が１本巻で形成され、前記界磁マグネットは２Ｎ（ここ
にＮ＝１，２，３，…の整数）極に着磁され、前記コイ
ル数は２Ｎ＋１個配設される構成としたものである。

【００１３】また、請求項６記載の発明は、請求項２又
は３記載の小型電動機の整流装置において、前記整流子
が３本巻で形成され、前記界磁マグネットは２Ｎ（ここ
にＮ＝１，２，３，…の整数）極に着磁され、前記コイ
ル数は２Ｎ＋２個配設される構成としたものである。

【００１４】また、請求項７記載の発明は、請求項１又
は２又は３記載の小型電動機の整流装置において、前記
板状刷子が片側だけ摺接されるように構成されているこ
とを特徴とする小型電動機の整流装置。

【００１５】さらに、本発明の整流装置は、円筒状の整
流子にでも円板状の整流子にでも等しく適用できる。

【００１６】

【作用】請求項１記載の小型電動機の整流装置によれ
ば、帯状導電板が回転軸にスパイラル状に巻着され、前
記スパイラル状導電板の摺接面に板状刷子が摺接される
ように構成することによって、刷子と整流子との接触角
が小さく、摩擦も小さく電流の切り替えも除々に行うこ
とができるので、刷子及び整流子の損耗を防止できる。

【００１７】請求項２記載の小型電動機の整流装置によ
れば、複数のステータコイル側において複数の板状刷子
を固定配置し、対向するロータ側において界磁マグネッ
トと、前記複数の板状刷子に摺接する回転軸にスパイラ
ル状に巻着された一つ又は複数の帯状導電板からなる整
流子を構成することにより、前記複数のステータコイル
と電気的にそれぞれ接続されている前記複数の板状刷子
を介して、前記複数のステータコイルと電気的に共通に
接続されている前記整流子で整流給電することができ、
整流子にセグメントを設けることがなくなるので、組立
が容易となり、セグメント間のスリットショートがなく
なる。

【００１８】請求項３記載の小型電動機の整流装置によ
れば、複数のステータコイル側において複数の板状刷子
を固定配置し、対向するロータ側において界磁マグネッ
トと、前記複数の板状刷子に摺接する回転軸にスパイラ
ル状に巻着された一つ又は複数の帯状導電板と、この帯
状導電板と電気的に接続されているスリップリングから
なる整流子を構成することにより、前記複数のステータ
コイルと電気的にそれぞれ接続されている前記複数の板
状刷子と、前記複数のステータコイルと電気的に共通に
接続されている前記スリップリングと摺接するように配
設された別の板状刷子と、を介して、前記整流子で整流
給電することができ、整流装置の結線が簡単に行え、組
立が容易となる。

【００１９】請求項４記載の小型電動機の整流装置によ
れば、前記整流子が１本巻又は３本巻として形成する構
成とすることによって、１本の場合は構成が簡単で、２
本の場合は整流がより滑らかになる。

【００２０】請求項５記載の小型電動機の整流装置によ
れば、前記整流子が１本巻で形成され、前記界磁マグネ
ットは２Ｎ（ここにＮ＝１，２，３，…の整数）極に着
磁され、前記コイル数は２Ｎ＋１個配設される構成とす
ることによって、多種の電動機に使用できる。

【００２１】請求項６記載の小型電動機の整流装置によ
れば、前記整流子が３本巻で形成され、前記界磁マグネ
ットは２Ｎ（ここにＮ＝１，２，３，…の整数）極に着
磁され、前記コイル数は２Ｎ＋２個配設される構成とす
ることによって、本発明の滑らかな整流装置を多種の電
動機に使用できる。

【００２２】請求項７記載の小型電動機の整流装置によ
れば、前記板状刷子が片側だけ摺接されるように構成す
ることによって、極細モータ用の極小整流装置を構成す
る場合でも、刷子の弾性部の長さを長くとれるので、適
度なテンションをとることができる。

【００２３】

【実施例】

＜第１実施例＞以下、本発明の実施例について、図面を
参照して説明する。図１は本発明の実施例１の整流装置
を説明する断面図である。図２は本発明の実施例２の整
流装置の結線を説明する図である。

【００２４】この整流装置を３コイル，２極着磁円筒型
小型電動機に適用した実施例１について説明すると、本
発明の実施例１による小型電動機の整流装置は、図１に
示すように、ケース７とフタ8a,8bよりなる筐体内の、
ステータコイル3a,3b,3c側において３つの板状刷子5a,5
b,5cを固定配置し、対向するロータ側において界磁マグ
ネット４と、３つの板状刷子5a,5b,5cに摺接する、軸受
２，２によって軸支された回転軸１にスパイラル状に巻
着された帯状導電板からなる整流子６が構成されてい
る。

【００２５】ここで、この整流装置の結線は図２に示す
ように、ステータコイル3a,3b,3cと板状刷子5a,5b,5cと
は電気的にそれぞれ別々に接続され、前記整流子６はス
テータコイル3a,3b,3cと電気的に共通に接続されてい
る。

【００２６】この小型電動機に電源14から通電すると、
前記板状刷子5a,5b,5cのいずれかと前記整流子６が摺接
しているため、前記ステータ側に巻回されたコイル3a,3
b,3cとロータ側の界磁マグネット４との間でトルクが発
生し、前記ロータを回転付勢し、ロータの回転に伴って
前記整流子６と前記板状刷子5a,5b,5cが順次摺接し、整
流給電することができる。

【００２７】実施例１の小型電動機の整流装置によれ
ば、以上のような構成にしたため、刷子と整流子との接
触角が小さく、摩擦も小さく電流の切り替えも除々に行
うことができる。

【００２８】また、整流子にセグメントを設けることが
なくなるので、組立が容易となり、セグメント間のスリ
ットショートがなくなる。

【００２９】＜第２実施例＞図３は本発明の実施例２の
整流装置を説明する断面図である。図４は本発明の実施
例２の整流装置の結線を説明する図である。

【００３０】この整流装置を３コイル，２極着磁円筒型
小型電動機に適用した実施例２について説明すると、本
発明の実施例２による小型電動機の整流装置は、図３に
示すように、ケース７とフタ8a,8bよりなる筐体内の、
ステータコイル3a,3b,3c側において３つの板状刷子5a,5
b,5cを固定配置し、対向するロータ側において界磁マグ
ネット４と、４つの板状刷子5a,5b,5c,55に摺接する、
軸受２，２によって軸支された回転軸１にスパイラル状
に巻着された帯状導電板からなる整流子６と、この帯状
導電板と電気的に接続され前記回転軸１に固定されたス
リップリング13から構成されている。

【００３１】ここで、この整流装置の結線は図４に示す
ように、ステータコイル3a,3b,3cと板状刷子5a,5b,5cと
は電気的にそれぞれ別々に接続され、前記整流子６は前
記スリップリング13と接続され、このスリップリング13
は前記ステータコイル3a,3b,3cと電気的に共通に接続さ
れている。板状刷子55と常に摺接されている。

【００３２】この小型電動機に電源14から通電すると、
前記板状刷子5a,5b,5cのいずれかと前記整流子６が摺接
しているため、前記ステータ側に巻回されたコイル3a,3
b,3cとロータ側の界磁マグネット４との間でトルクが発
生し、前記ロータを回転付勢し、ロータの回転に伴って
前記整流子６と前記板状刷子5a,5b,5cが順次摺接し、整
流給電することができる。

【００３３】実施例２の小型電動機の整流装置によれ
ば、以上のような構成にしたため、刷子と整流子との接
触角が小さく、摩擦も小さく電流の切り替えも除々に行
うことができると共に、整流装置の結線が簡単に行え、
組立が容易となる。

【００３４】＜第３実施例＞図５は本発明の実施例３の
整流装置の刷子を説明する図である。

【００３５】この整流装置を極小型電動機に適用した実
施例３について説明すると、本発明の実施例３による極
小型電動機の整流装置は、図５に示すように、板状刷子
15がケース内の刷子ホルダ12に固定された、板バネ等よ
りなる弾性体16を介して形成され、前記整流子６に片側
だけ摺接されるように構成されている。

【００３６】実施例３の小型電動機の整流装置によれ
ば、以上のような構成にしたため、径の小さい極細モー
タ用の極小整流装置を構成する場合でも、刷子の弾性部
の長さを長くとれるので、適度なテンションを得ること
ができる。

【００３７】さらに、本発明の小型電動機の整流装置に
よれば、以上の例に何ら限定されることなく、あらゆる
態様が考えられる。例えば、前記整流子は１本巻で構成
されているが、これが３本巻又は複数本巻きで構成する
ことが可能であり、複数本の場合は整流がより滑らかに
なる。

【００３８】例えば、前記整流子が１本巻で形成された
場合は、前記界磁マグネットは２Ｎ（ここにＮ＝１，
２，３，…の整数）極に着磁され、前記コイル数は２Ｎ
＋１個配設される構成とすることによって、多種の電動
機に使用できる。

【００３９】また、前記整流子が３本巻で形成された場
合は、前記界磁マグネットは２Ｎ（ここにＮ＝１，２，
３，…の整数）極に着磁され、前記コイル数は２Ｎ＋２
個配設される構成とすることによって、本発明の滑らか
な整流装置を多種の電動機に使用できる。

【００４０】また、本発明の整流装置は、円筒状の整流
子にでも円板状の整流子にでも等しく適用でき、特に極
小モータの整流装置としても最適である。

【００４１】

【発明の効果】本発明によると、実施例で詳細に説明し
たとおり、帯状導電板が回転軸にスパイラル状に巻着さ
れ、前記スパイラル状導電板の摺接面に板状刷子が摺接
されるように構成したので、刷子と整流子との接触角が
小さく、摩擦も小さく電流の切り替えも除々に行うこと
ができるので、刷子及び整流子の損耗を防止できる。

【００４２】また、組立が容易で、スリットショートを
無くすと共に、整流子と刷子間の整流性能も向上し、信
頼性の高い全く新規な構造の整流装置を提供できる。さ
らに、本発明の整流装置は、円筒状の整流子にでも円板
状の整流子にでも等しく適用でき、多種多様なモータの
整流装置として適用が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の整流装置を説明する断面
図。

【図２】本発明の実施例１の整流装置の結線を説明する
図。

【図３】本発明の実施例２の整流装置を説明する断面
図。

【図４】本発明の実施例２の整流装置の結線を説明する
図。

【図５】本発明の他の実施例３の整流装置刷子を説明す
る図。

【図６】従来の一般的な整流装置の整流波形を示す波形
図。

【図７】従来の一般的な整流装置を示す斜視図。

【図８】従来の一般的な整流装置の結線を説明する図。

【符号の説明】 １，11 回転軸 ２ 軸受 ３，3a，3b，3c 電機子コイル ４ 界磁マグネット ５，5a，5b，5c，15，55 板状刷子 ６ 整流子 ７，17 ケース 8a，8b フタ 9a，9b，9c 12 ブラシホルダ 13 スリップリング 14 電源 16 弾性体

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯状導電板が回転軸にスパイラル状に巻
   着され、前記スパイラル状導電板の摺接面に刷子が摺接
   されるように構成されていることを特徴とする小型電動
   機の整流装置。
2. 【請求項２】 複数のステータコイル側において複数の
   板状刷子を固定配置し、対向するロータ側において界磁
   マグネットと、前記複数の板状刷子に摺接する回転軸に
   スパイラル状に巻着された一つ又は複数の帯状導電板か
   らなる整流子を構成することにより、前記複数のステー
   タコイルと電気的にそれぞれ接続されている前記複数の
   板状刷子を介して、前記複数のステータコイルと電気的
   に共通に接続されている前記整流子で整流給電すること
   を特徴とする小型電動機の整流装置。
3. 【請求項３】 複数のステータコイル側において複数の
   板状刷子を固定配置し、対向するロータ側において界磁
   マグネットと、前記複数の板状刷子に摺接する回転軸に
   スパイラル状に巻着された一つ又は複数の帯状導電板
   と、この帯状導電板と電気的に接続されているスリップ
   リングからなる整流子を構成することにより、前記複数
   のステータコイルと電気的にそれぞれ接続されている前
   記複数の板状刷子と、前記複数のステータコイルと電気
   的に共通に接続されている前記スリップリングと摺接す
   るように配設された別の板状刷子と、を介して、前記整
   流子で整流給電することを特徴とする小型電動機の整流
   装置。
4. 【請求項４】 請求項２又は３記載の小型電動機の整流
   装置において、前記整流子が１本巻又は３本巻として形
   成されることを特徴とする小型電動機の整流装置。
5. 【請求項５】 請求項２又は３記載の小型電動機の整流
   装置において、前記整流子が１本巻で形成され、前記界
   磁マグネットは２Ｎ（ここにＮ＝１，２，３，…の整
   数）極に着磁され、前記コイル数は２Ｎ＋１個配設され
   ることを特徴とする小型電動機の整流装置。
6. 【請求項６】 請求項２又は３記載の小型電動機の整流
   装置において、前記整流子が３本巻で形成され、前記界
   磁マグネットは２Ｎ（ここにＮ＝１，２，３，…の整
   数）極に着磁され、前記コイル数は２Ｎ＋２個配設され
   ることを特徴とする小型電動機の整流装置。
7. 【請求項７】 請求項１又は２又は３記載の小型電動機
   の整流装置において、前記板状刷子が片側だけ摺接され
   るように構成されていることを特徴とする小型電動機の
   整流装置。