JPH08103056A

JPH08103056A - 小型モータ

Info

Publication number: JPH08103056A
Application number: JP6236242A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Kinoshita; 乃武雄木下
Original assignee: Mabuchi Motor Co Ltd
Current assignee: Mabuchi Motor Co Ltd
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 1996-04-16

Abstract

(57)【要約】【目的】ブラシと整流子との間の摩擦力を増大させ
ず、高速回転でもブラシの追従性を確保できる小型モー
タを提供する。【構成】内周面に永久磁石を設けたケースと、コイル
を有する電機子鉄心と整流子とからなる回転子と、略Ｌ
字状のブラシおよび入力端子を備えたケースキャップと
からなる小型モータにおいて、ブラシの基部と湾曲部と
の間に防振材料からなるシート状ダンパを固着すると共
に、ブラシの基部と湾曲部との間のシート状ダンパの固
着長さａとシート状ダンパの長さｄとを１＜ｄ／ａ＜８
に形成する。

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、
自動車電装用機器に使用される小型モータに関するもの
であり、特に給電用のブラシと整流子との間の摺動接触
を安定化させ得る小型モータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の小型モータの例を示す要部
縦断面正面図である。図７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に対向し、コイル３を巻装してなる電機子鉄心
４と整流子５とからなる回転子６を介装し得るように構
成する。次に７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。

【０００３】８はブラシであり、後述するように形成
し、整流子５と摺動係合するように設け、このブラシ８
と電気的に接続されてなる入力端子９と共にケースキャ
ップ７に設けられる。１０，１１は軸受であり、各々ケ
ース１の底部とケースキャップ７の中央部に固着され、
回転子６を構成する軸１２を回転自在に支持する。

【０００４】図８は図７におけるブラシ８および整流子
５を示す構成説明図であり、（ａ）は図７におけるＡ−
Ａ線断面矢視、（ｂ）は（ａ）におけるＢ方向矢視を示
す。図８において、ブラシ８は長手方向の中間部に湾曲
部１３を有する略Ｌ字状に形成し、基部１４をケースキ
ャップ（図示せず、図７における符号７参照）に固着
し、自由端部１５を整流子５の外周面に押圧させて設け
る。１６はシート状ダンパであり、例えば防振ゴムによ
り帯状に形成すると共に、中間部に例えば切欠１７を設
けてあり、ブラシ８の外側に切欠１７が湾曲部１３と一
致するように貼付ける。ブラシ８の自由端部１５は、例
えばフォーク状の３個の分割片１５ａに形成する。

【０００５】上記の構成により、図７において入力端子
９からブラシ８を介して回転子６を構成する整流子５を
経由してコイル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鉄心４に回転力が付与さ
れ、回転子６を回転させることができる。従って軸１２
を介して外部機器（図示せず）を駆動することができ
る。

【０００６】上記構成の小型モータにおいては、図８
（ａ）に示すように回転する整流子５と導電性弾性金属
材料により薄平板状に形成されたブラシ８の自由端部１
５とが摺動するため、ブラシ８がｘ方向およびｙ方向に
振動する。このようにブラシ８が振動すると、ブラシ８
と整流子５との接触部に非所望な電気火花や電気ノイズ
を誘発する。そしてこのような電気火花が発生すると、
整流子５やブラシ８の寿命を短くし、一方電気ノイズの
発生により、周囲の電子機器に障害を与えることとな
る。この場合、ブラシ８にはシート状ダンパ１６を貼付
けてあるため、上記ブラシ８に発生する振動を減衰させ
ることができるのである。

【０００７】図９は従来の小型モータの他の例を示す一
部省略要部縦断面図、図１０は図９におけるブラシ８お
よび整流子５を示す構成説明図であり、図１０の（ａ）
は図９におけるＣ方向矢視断面、（ｂ）は（ａ）におけ
るＤ方向矢視を示し、同一部分は前記図７および図８と
同一の参照符号で示す。図９および図１０において、１
８は粘着性弾性材（例えば、グリス、樹脂等）であり、
ブラシ８の基部１４若しくは湾曲部１３の近傍とケース
キャップ７との間に設けられる。なおシート状ダンパ材
１６は、ブラシ８の湾曲部１３と自由端部１５との間に
貼付けられる。

【０００８】上記の構成により、前記図８に示すものと
同様に、ブラシ８に発生するｘ方向およびｙ方向の振動
を減衰させることができるのである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の小型モータ
において、回転子６が高速回転（例えば毎分10,000回
転）で使用される場合には、図８および図１０に示すよ
うな従来の振動防止手段若しくは振動減衰手段によって
は、ブラシ８の振動を充分に減衰することができないと
いう問題点がある。またブラシ８の自由端部１５がフォ
ーク状の分割片１５ａによって形成されている場合、こ
れらの分割片１５ａをシート状ダンパ１６によって連結
する結果となり、夫々の分割片１５ａの独立性を阻害
し、ブラシ８の自由端部１５が整流子５から離脱する現
象が発生する。

【００１０】上記のようにブラシ８が整流子５から離脱
し、すなわちブラシ８が整流子５に追従しない現象が発
生すると、回転中の電流のＯＮ／ＯＦＦによる電気ノイ
ズが発生したり、ブラシ８と整流子５との間に電気火花
が発生し、ブラシ８および／または整流子５に異常摩耗
をひき起こすという問題点がある。

【００１１】また図９および図１０に示すように、粘着
性弾性材１８を使用する構成のものにおいては、小型モ
ータの製造工程中や小型モータの運転中に、粘着性弾性
材１８の一部が整流子５の表面に付着するおそれがあ
り、電気的導通を阻害し、給電不能となる危険性もあ
る。

【００１２】一方上記の問題点を解決するために、要求
回転数でブラシ８が整流子５に追従しなくなる現象が起
き得る小型モータにおいては、ブラシ８の自由端部１５
の整流子５に対する押圧力若しくは接触力を大に設定し
て、自由端部１５が整流子５から離脱することを防止す
る手段も採用されているが、上記のように接触力を大に
すると、ブラシ８の自由端部１５と整流子５との間の摩
擦力が増大することとなり、両者の摩耗を助長し、寿命
が短くなるという問題点がある。

【００１３】本発明は上記従来技術に存在する問題点を
解決し、ブラシと整流子との間の摩擦力を増大させるこ
となく、高速回転においてもブラシの追従性を充分に確
保し得る小型モータを提供することを目的とするもので
ある。

【００１４】

【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しコイルを巻装してなる電機子
鉄心と整流子からなる回転子と、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た入力端子とを設けてなるケ
ースキャップとからなり、前記ブラシを長手方向の中間
部に湾曲部を有する略Ｌ字状に形成すると共に、ブラシ
の基部を前記ケースキャップに固着しブラシの自由端部
を前記整流子の外周面に押圧させて設け、前記ケースの
底部と前記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、ブラシの基部と湾曲部との間に防振材料からなるシ
ート状ダンパを固着すると共に、ブラシの基部と湾曲部
との間のシート状ダンパの固着長さａとシート状ダンパ
の長さｄとを１＜ｄ／ａ＜８に形成する、という技術的
手段を採用した。

【００１５】本発明においてｄ／ａが１以下ではシート
状タンパの長さが不充分となり、ブラシ振動の吸収・減
衰作用が小であり、ブラシに作用するブラシ押上力が大
となるため、整流子に対するブラシの追従性が低くなる
ので不都合である。なおｄ／ａ≦１において、シート状
ダンパの長さを確保するためには、ａを大にしなければ
ならず、ブラシの基部と湾曲部との間の長さを大にする
結果となり、ブラシ全体を大型化するため好ましくな
い。

【００１６】一方ｄ／ａ≧８ではシート状ダンパの長さ
が必要以上に長くなり、ブラシ振動の吸収・減衰作用は
大となるものの、シート状ダンパ自身の質量がブラシに
付加されるため、結果的にブラシが整流子から離れよう
とする力が大になり、整流子に対するブラシの追従性を
低下させるため好ましくない。なおｄ／ａ≧８とする
と、シート状ダンパの自由端部がブラシの湾曲部から突
出する長さが大となり、ブラシ装置全体の占有空間が大
となることからも好ましくない。

【００１７】本発明において、ブラシの湾曲部と整流子
への接触部との間に防振材料からなる他のシート状ダン
パをブラシ分割片個々の独立性を極力阻害しない大きさ
の範囲内で、ブラシの幅一杯に若しくは分割片の各々に
固着することができる。

【００１８】本発明におけるシート状ダンパを形成する
防振材料としては、弾性を有する防振ゴム、またはポリ
エステル等のフィルムに粘着材を塗布した複合材料を使
用することができる。

【００１９】また上記の発明において、ブラシの湾曲部
と自由端との間、若しくはブラシの基部と自由端との間
をフォーク状の複数個の分割片に形成することができ
る。

【００２０】

【作用】上記の構成により、ブラシ振動の吸収・減衰作
用を確保すると共に、ブラシに作用するブラシ押上力を
小さくすることができ、高速回転においても整流子に対
するブラシの追従性を確保することが可能となるのであ
る。

【００２１】

【実施例】図１は本発明の実施例を示す要部縦断面正面
図、図２は図１におけるブラシおよび整流子を示す構成
説明図であり、（ａ）は図１におけるＥ−Ｅ線断面矢
視、（ｂ）は（ａ）におけるＦ方向矢視を示し、同一部
分は前記図７ないし図１０と同一の参照符号で示す。図
１および図２において、１９は取付部材であり、ブラシ
８の基部１４に固着し、入力端子９と電気的に接続され
る。シート状ダンパ１６は例えば防振ゴムにより長さｄ
に形成しブラシ８の基部１４と湾曲部１３との間に固着
長さａにより固着し、その自由端を湾曲部１３からオー
バーハング状に突出させる。

【００２２】なおｃは取付部材１９とシート状ダンパ１
６との間の間隙寸法、ｔ_Bはブラシ８の自由端部１５の
厚さ寸法、ｗ_tはブラシ８の全幅寸法、ｗは分割片１５
ａの幅寸法、ｇは分割片１５ａ，１５ａ間の間隙寸法で
ある。

【００２３】上記の構成により、ブラシ８に発生するｘ
方向およびｙ方向に発生する振動を吸収・減衰させるこ
とができ、整流子５に対する追従性を確保できるのであ
る。図３は本発明の他の実施例におけるブラシおよび整
流子を示す構成説明図であり、（ａ）は一部断面側面、
（ｂ）は（ａ）におけるＧ方向矢視を示し、同一部分は
前記図２と同一の参照符号で示す。図３において１６ａ
は他のシート状ダンパであり、シート状ダンパ１６と同
様に例えば防振ゴムにより平板状に形成し、ブラシ８の
湾曲部１３と自由端との間において、分割片１５ａの独
立性を妨げないように固着する。上記の構成により、ブ
ラシ８の整流子５に対する追従性を更に向上させること
ができるのである。

【００２４】図４はｄ／ａと追従回転数との関係を示す
図である。図４において曲線ａ，ｂは各々図２および図
３に示す構成のものに対応している。この場合、図２お
よび図３において、ｗ＝0.3mm,ｇ＝0.25mm, ｗ_t＝1.4m
m,ｔ_B＝0.06mm, ａ＝0.65mm, ｃ≦0.1mm,ｗ_D＝1.4mm,
ｔ_D＝0.23mmとし、ブラシ８の整流子５に対する接触力
を３gfとした。

【００２５】図４において、曲線ａ，ｂ共にｄ／ａが４
〜５の値の領域に追従回転数の最大値が存在することが
示されている。そして曲線ａにおいては（図２に示す構
成のもの）、ｄ／ａが１〜８の値の領域において、10,0
00r.p.m.以上の高速の追従回転数が得られることがわか
る。なお図３に示すように、ブラシ８の湾曲部１３と整
流子５への接触部との間に他のシート状ダンパ１６ａを
固着することにより、追従回転数が更に向上することが
わかる。

【００２６】図５および図６は各々図２および図１０に
示す構成のものにおける回転数とブラシ振動振幅との関
係を示す図であり、図５の（ａ），（ｂ），（ｃ）は夫
々ｄ／ａの値を１，4.5,８とした場合のものである。ま
ず図５（ａ）においては、回転数が10,000r.p.m.を超え
ると振幅が若干増大し、15,000r.p.m.以上では振幅が急
激に増大することが示されている。これは図２（ａ）に
示すシート状ダンパ１６の長さが小であり、ブラシ８の
湾曲部１３を超えて突出する所謂オーバーハング部を欠
如することに起因する。

【００２７】次に図５（ｃ）においては、15,000r.p.m.
を超える領域においてそれ以下の回転数領域より振幅が
若干増大する傾向が認められるが、全体として振幅が小
なる値に留まっている。これは図２（ａ）に示すシート
状ダンパ１６にオーバーハング部が形成されているた
め、ブラシ８の振動の吸収・減衰に有効に作用している
結果であると認められる。なお図５（ｂ）に示すもの
は、低速回転領域から高速回転領域に亘って振幅が小な
る値に収められており、前記図４に示す曲線ａによって
示される結果と一致する。

【００２８】一方図６に示す従来構成のものにおいて
は、回転数5,000r.p.m. の領域から高速回転の領域に亘
って振幅が漸増する傾向が示されており、図１０に示す
ような構成の振動減衰手段では、特に高速回転領域にお
いてブラシ振動振幅を低減させることができないと認め
られる。この点図５に示す本発明の実施例のものにおい
ては、何れも図６に示すものよりブラシ振動振幅が小で
あり、振動減衰作用が良好であることがわかる。なお図
３に示す実施例のものにおいても同様の傾向が認めら
れ、図５に示すものより更にブラシ振動振幅が低減され
得ることが確認されている。

【００２９】

【発明の効果】本発明は以上記述のような構成および作
用であるから、下記の効果を奏することができる。（１）整流子に対するブラシの追従性が向上するため、
小型モータを高速回転させた場合においても電流のＯＮ
／ＯＦＦによる火花の発生を抑制することができ、電気
ノイズが低く、またブラシと整流子との間の異常摩耗を
発生しないので、長寿命化を図ることができる。（２）高速回転においても安定した電流供給ができるた
め、低速回転域から高速回転域に至るまで安定した性
能、効率を発揮することができる。（３）従来のものと同等の追従性を確保する場合、ブラ
シの追従性が向上した分だけブラシの接触力を小さく設
定できるため、摩擦力に起因するブラシ、整流子間の摩
耗が軽減され、長寿命化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す要部縦断面正面図であ
る。

【図２】図１におけるブラシおよび整流子を示す構成説
明図であり、（ａ）は図１におけるＥ−Ｅ線断面矢視、
（ｂ）は（ａ）におけるＦ方向矢視を示す。

【図３】本発明の他の実施例におけるブラシおよび整流
子を示す構成説明図であり、（ａ）は一部断面側面、
（ｂ）は（ａ）におけるＧ方向矢視を示す。

【図４】ｄ／ａと追従回転数との関係を示す図である。

【図５】図２に示す構成のものにおける回転数とブラシ
振動振幅との関係を示す図であり、（ａ），（ｂ），
（ｃ）は夫々ｄ／ａの値を１，4.5,８とした場合のもの
である。

【図６】図１０に示す構成のものにおける回転数とブラ
シ振動振幅との関係を示す図である。

【図７】従来の小型モータの例を示す要部縦断面正面図
である。

【図８】図７におけるブラシ８および整流子５を示す構
成説明図であり、（ａ）は図７におけるＡ−Ａ線断面矢
視、（ｂ）は（ａ）におけるＢ方向矢視を示す。

【図９】従来の小型モータの他の例を示す一部省略要部
縦断面図である。

【図１０】図９におけるブラシ８および整流子５を示す
構成説明図であり、（ａ）は図９におけるＣ方向矢視断
面、（ｂ）は（ａ）におけるＤ方向矢視を示す。

【符号の説明】

８ブラシ１３湾曲部１４基部１５自由端部１６シート状ダンパ

Claims

【特許請求の範囲】

【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（２）を固着してなるケース
（１）と、前記永久磁石（２）に対向しコイル（３）を
巻装してなる電機子鉄心（４）と整流子（５）からなる
回転子（６）と、前記ケース（１）の開口部に嵌着され
かつ前記整流子（５）と摺動係合されるブラシ（８）と
このブラシ（８）に電気的に接続された入力端子（９）
とを設けてなるケースキャップ（７）とからなり、前記
ブラシ（８）を長手方向の中間部に湾曲部（１３）を有
する略Ｌ字状に形成すると共に、ブラシ（８）の基部
（１４）を前記ケースキャップ（７）に固着しブラシ
（８）の自由端部（１５）を前記整流子（５）の外周面
に押圧させて設け、前記ケース（１）の底部と前記ケー
スキャップ（７）とに設けられた軸受（１０），（１
１）を介して前記回転子（６）を回転自在に支持してな
る小型モータにおいて、ブラシ（８）の基部（１４）と湾曲部（１３）との間に
防振材料からなるシート状ダンパ（１６）を固着すると
共に、ブラシ（８）の基部（１４）と湾曲部（１３）と
の間のシート状ダンパ（１６）の固着長さａとシート状
ダンパ（１６）の長さｄとを１＜ｄ／ａ＜８に形成した
ことを特徴とする小型モータ。
【請求項２】ブラシ（８）の湾曲部（１３）と整流子
（５）への接触部との間に防振材料からなる他のシート
状ダンパ（１６ａ）を固着したことを特徴とする請求項
１記載の小型モータ。
【請求項３】ブラシ（８）の湾曲部（１３）と自由端
との間、若しくはブラシ（８）の基部（１４）と自由端
との間をフォーク状の複数個の分割片（１５ａ）に形成
したことを特徴とする請求項１若しくは２記載の小型モ
ータ。