JPH0898485A - 直流モータの雑音防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】逆起電力除去手段をモータ本体側に設けること
で、逆起電力発生に起因する火花、ノイズ、フラッシオ
ーバの発生を防止することができるのは勿論、上述の逆
起電力除去手段を回転子中に設ける必要がなく、モータ
の回転加速性および信頼性の向上を図る。 【構成】回転子３がモータ本体に対して回転可能に配設
され、回転子３側の第１整流子６，６とモータ本体側の
第１ブラシ７ａ，７ｂとが回転動作により接触および非
接触を繰返して、上記回転子３の巻線５に直流電圧を供
給する直流モータにおいて、上記モータ本体側に逆起電
力除去手段１１を配置し、該逆起電力除去手段１１と上
記回転子３の巻線５とを逆起電力除去用の第２ブラシ１
０ａ，１０ｂおよび第２整流子９，９により連結したこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば自動車のワイ
パ、電動パワーシートあるいは電気自動車などを駆動す
るのに用いられるような直流モータの雑音防止装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に直流モータは、回転子がモータ本
体に対して回転可能に配設され、回転子側の整流子とモ
ータ本体側のブラシとが回転動作により接触および非接
触を繰返して、上述の回転子の巻線（コイル）に直流電
圧を供給するように構成されている。

【０００３】このような直流モータにあっては上述の整
流子に対するブラシの離反時に高い逆起電力が発生し、
その電圧が電気的ノイズとしてシステムに悪影響を与え
るばかりでなく、逆起電力発生時の火花によりフラッシ
ュオーバ（ブラシや整流子が焼損する現象）が生ずる問
題点があった。

【０００４】ここで、上述の逆起電力が発生するメカニ
ズムについて付記すると、上述の回転子巻線（いわゆる
コイル）にはインダクタンス分がありこのインダクタン
スには次に［数１］で示すエネルギが蓄えられる。

【０００５】

【数１】

【０００６】そして、上述の整流子とブラシとの接触が
切れた瞬間に回転子巻線に蓄えられたエネルギが放出さ
れる。この時の電圧をＶとすると、逆起電圧Ｖは次の
［数２］で示すことができる。

【０００７】

【数２】

【０００８】なお、従来の逆起電力は電流を連続的に流
す方向に発生することは周知の通りである。従来、この
ような逆起電力を除去するための手段としては、例えば
実開昭６２−８８４６０号公報に記載の装置がある。す
なわち、図６に示すようにモータ本体側のブラシ６１，
６２に対して回転により接離する回転子６３側の整流子
６４，６５，６６を設けた直流モータにおいて、これら
の各整流子６４，６５，６６間に逆起電力除去手段とし
ての抵抗体６７，６８，６９とバリスタ７０，７１，７
２との並列回路が接続された構成である。

【０００９】上述の各抵抗体６７，６８，６９およびバ
リスタ７０，７１，７２は回転子６３内に設けられる関
係上、これら抵抗体６７，６８．６９およびバリスタ７
０，７１，７２の重量により、直流モータの回転加速性
能が劣化する問題点があった。また上述の抵抗体に代え
てコンデンサを設ける手段もあるが同様の問題点を有し
ていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この発明の請求項１記
載の発明は、逆起電力除去手段をモータ本体側に設ける
ことで、逆起電力発生に起因する火花、ノイズ、フラッ
シオーバの発生を防止することができるのは勿論、上述
の逆起電力除去手段を回転子中に設ける必要がなく、モ
ータの回転加速性および信頼性の向上を図ることができ
る直流モータの雑音防止装置の提供を目的とする。

【００１１】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の目的と併せて、巻線に発生する逆起
電力の発生方向に対して順方向に接続されたダイオード
を、逆起電力除去手段として用いることで、逆起電力除
去効率の向上を図ることができる直流モータの雑音防止
装置の提供を目的とする。

【００１２】この発明の請求項３記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の目的と併せて、第１ブラシと第１整
流子とが離反している時は、少なくとも逆起電力除去用
の第２ブラシを第２整流子と接触させることで、正逆双
方向の回転に適用することができる直流モータの雑音防
止装置の提供を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１記載
の発明は、回転子がモータ本体に対して回転可能に配設
され、回転子側の第１整流子とモータ本体側の第１ブラ
シとが回転動作により接触および非接触を繰返して、上
記回転子の巻線に直流電圧を供給する直流モータにおい
て、上記モータ本体側に逆起電力除去手段を配置し、該
逆起電力除去手段と上記回転子の巻線とを逆起電力除去
用の第２ブラシおよび第２整流子により連結した直流モ
ータの雑音防止装置であることを特徴とする。

【００１４】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の構成と併せて、上記逆起電力除去手
段は、上記巻線に発生する逆起電力の発生方向に対して
順方向に接続されたダイオードを備えてなる直流モータ
の雑音防止装置であることを特徴とする。

【００１５】この発明の請求項３記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の構成と併せて、上記第１ブラシと上
記第１整流子とが離反している時は、少なくとも上記逆
起電力除去用の第２ブラシは上記第２整流子と接触すべ
く構成した直流モータの雑音防止装置であることを特徴
とする。

【００１６】

【発明の作用及び効果】この発明の請求項１記載の発明
によれば、モータ本体側に配置された逆起電力除去手段
は、逆起電力除去用の第２整流子、逆起電力除去用の第
２ブラシ、第１整流子を介して回転子巻線に逆起電力を
供給することで、この回転子巻線により逆起電力を消費
し、以って逆起電力を除去するので、火花、ノイズ、フ
ラッシオーバの発生を防止することができるのは勿論、
上述の逆起電力除去手段は回転子側ではなくモータ本体
側に配置したので、この逆起電力除去手段を回転子中に
設ける必要がなくなり、直流モータの回転加速性の向上
を図ることができる効果がある。

【００１７】この発明の請求項２記載の発明によれば、
上記請求項１記載の発明の効果と併せて、上述の逆起電
力除去手段は、上記巻線に発生する逆起電力の発生方向
に対して順方向に接続されたダイオードを備えて、ダイ
オードの順方向の電気抵抗はその抵抗値が略零であるか
ら、逆起電力除去効率の向上を図ることができる効果が
ある。

【００１８】この発明の請求項３記載の発明によれば、
上記請求項１記載の発明の効果と併せて、上述の第１ブ
ラシと上述の第１整流子とが離反している時は、少なく
とも上述の逆起電力除去用の第２ブラシが第２整流子と
接触しているので、一対の第１ブラシに印加する直流電
源の正極、負極を逆にしてもモータの回転子の回転方向
を逆方向に設定した場合においても、逆起電力を除去す
ることができ、この結果、正逆双方向の回転に適用つま
り可逆直流モータに適用することができる効果がある。

【００１９】

【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。図面は直流モータの雑音防止装置を示し、図１
において、永久磁石により構成された一対の固定子１，
２間に回転子３（電機子と同意）を配設し、この回転子
３の軸芯線上に回転軸４を一体的に取付けると共に、上
述の回転子３には巻線５（電機子コイルのこと）を施し
ている。

【００２０】また上述の回転軸４には例えば銅板埋込構
造により軸４に対して対称位置に設けられた第１整流子
６，６（図面において図示の便宜上、多点を施して示し
た部分）を備え、外部には第１整流子６，６に接触する
一対の第１ブラシ７ａ，７ｂを設けている。ここで、上
述の第１整流子６，６と巻線５の両端とは図３、図４に
等価回路で示す如く互に電気的に接続されている。

【００２１】さらに上述の一対のブラシ７ａ，７ｂの一
方のブラシ７ａには直流電源８の正極（プラス側）を接
続し、他方のブラシ７ｂには負極（マイナス側）を接続
している。すなわち、回転子３がモータ本体に対して回
転可能に配設され、回転子３側の第１整流子６，６とモ
ータ本体側の第１ブラシ７ａ，７ｂとが回転動作により
接触および非接触を繰返して、上述の回転子３の巻線５
に直流電源８の直流電圧を供給すべく構成している。

【００２２】ところで、上述の第１整流子６，６の延長
線上における回転軸４には図２に示す如く例えば銅板埋
込構造により軸４に対して対称で、かつ該第１整流子
６，６と電気的に接続された一対の逆起電力除去用の第
２整流子９，９（図面において図示の便宜上、多点を施
して示した部分）を設けている。

【００２３】この一対の第２整流子９，９と上述の第１
整流子６，６との回転軸４に対する位置関係は次の通り
である。つまり第１整流子６，６間のギャップ位置に対
して軸４廻りに９０度ずれた位置に上述の第２整流子
９，９が配置されている。また上述の第２整流子９，９
の外側には該第２整流子９，９に接触する一対の第２ブ
ラシ１０ａ，１０ｂを設け、上述の第１ブラシ７ａ，７
ｂと第１整流子６，６とが離反している時は、少なくと
も上述の第２ブラシ１０ａ，１０ｂは上述の第２整流子
９，９と接触すべく構成している。

【００２４】この実施例では図５にタイムチャートで示
すように第１ブラシ７ａ，７ｂが第１整流子６，６から
離反する時点ｔ１よりもオーバラップ量αだけ以前の時
点ｔ０において第２ブラシ１０ａ，１０ｂが第２整流子
９，９に接触し、かつ第１ブラシ７ａ，７ｂが第１整流
子６，６と接触する時点ｔ２よりもオーバラップ量αだ
け以後の時点ｔ３において第２ブラシ１０ａ，１０ｂが
第２整流子９，９から離反するように構成している。

【００２５】上述の第２ブラシ１０ａ，１０ｂ間すなわ
ちモータ本体側には逆起電力除去手段としての逆起電力
除去回路１１を接続している。この逆起電力除去回路１
１は、一方の第２ブラシ１０ａと他方の第２ブラシ１０
ｂとの間にライン１２、保護抵抗体１３、ライン１４、
ダイオード１５、ライン１６をこの順に接続すると共
に、上述のダイオード１５は巻線５に発生する逆起電力
の発生方向に対して順方向に接続している。つまり上述
のダイオード１５のカソードを一方の第２ブラシ１０ｂ
側に接続し、アノードを他方の第２ブラシ１０ａ側に接
続している。

【００２６】図示実施例は上記の如く構成するものにし
て以下作用を説明する。図３の等価回路で示す如く第１
ブラシ７ａ，７ｂが第１整流子６，６に接触している
時、基本的（図５のオーバラップ量αの部分を除く）に
は第２ブラシ１０ａ，１０ｂは第２整流子９，９から離
反しているので、直流電源８から各要素７ａ，６，５，
６，７ｂの順に電流ｉが流れ、上述の巻線５に流れる電
流ｉによりフレミングの法則に基づいて回転子３には回
転トルクが発生する。

【００２７】上述の巻線５に電流ｉが流れている間は、
この巻線５には先に［数１］で示したエネルギが蓄えら
れる。そして、このエネルギは第１ブラシ７ａ，７ｂが
第１整流子６，６から離れる瞬間に先に［数２］で示し
た逆起電圧Ｖとなって放出されるが、第１ブラシ７ａ，
７ｂが第１整流子６，６から離れる時点ｔ１よりも図５
で示すオーバラップ量αだけ以前の時点ｔ０において第
２ブラシ１０ａ，１０ｂが第２整流子９，９に接触し、
これら第２ブラシ１０ａ，１０ｂ間には逆起電力除去回
路１１が接続されるので、その等価回路は図４に示す如
くなり、上述の逆起電圧Ｖによる電流ｉは各要素に５，
６，９，１０ａ，１２，１３，１４，１５，１６，１０
ｂ，９，６をこの順に流れて消費されるので、逆起電力
を除去することができて、火花、ノイズ、フラッシオー
バの発生を防止することができる。

【００２８】なお、第１ブラシ７ａ，７ｂが第１整流子
６，６に接触する瞬間（図５のタイムチャートにおける
時点ｔ２参照）においても、その作用、効果は同様であ
る。

【００２９】以上要するに、モータ本体側に配置された
逆起電力除去手段（逆起電力除去回路１１参照）は、逆
起電力除去用の第２整流子９，９、逆起電力除去用の第
２ブラシ１０ａ，１０ｂ、第１整流子６，６を介して回
転子巻線５に発生した逆起電力を消費し、以って逆起電
力を除去するので、火花、ノイズ、フラッシオーバの発
生を防止することができるのは勿論、上述の逆起電力除
去手段（逆起電力除去回路１１参照）は回転子３側では
なくモータ本体側に配置したので、この逆起電力除去手
段を回転子３中に設ける必要がなくなり、直流モータの
回転加速性の向上を図ることができる効果がある。

【００３０】また、上述の逆起電力除去手段（逆起電力
除去回路１１参照）は、上記巻線５に発生する逆起電力
の発生方向に対して順方向に接続されたダイオード１５
を備えて、ダイオード１５の順方向の電気抵抗はその低
抗値が略零であるから、逆起電力除去効率の向上を図る
ことができる効果がある。

【００３１】さらに、上述の第１ブラシ７ａ，７ｂと上
述の第１整流子６，６とが離反している時は、少なくと
も上述の逆起電力除去用の第２ブラシ１０ａ，１０ｂが
第２整流子９，９と接触しているので、一対の第１ブラ
シ７ａ，７ｂに印加する直流電源８の正極、負極を逆に
してもモータの回転子３の回転方向を逆方向に設定した
場合においても、逆起電力を除去することができ、この
結果、正逆双方向の回転に適用つまり可逆直流モータに
適用することができる効果がある。

【００３２】この発明の構成と、上述の実施例との対応
において、この発明の逆起電力除去手段は、実施例の逆
起電力除去回路１１に対応するも、この発明は、上述の
実施例の構成のみに限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の直流モータの雑音防止装置を示す系統
図。

【図２】図１の要部拡大図。

【図３】第１ブラシと第１整流子とが接触している時の
等価回路図。

【図４】第１ブラシと第１整流子とが離反している時の
等価回路図。

【図５】回転軸の回転角に対する各ブラシの接触、非接
触を示すタイムチャート。

【図６】従来装置の説明図。

【符号の説明】

３…回転子 ５…巻線 ６…第１整流子 ７ａ，７ｂ…第１ブラシ ９…第２整流子 １０ａ，１０ｂ…第２ブラシ １１…逆起電力除去回路 １５…ダイオード

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｋ 23/00 Ａ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転子がモータ本体に対して回転可能に配
   設され、回転子側の第１整流子とモータ本体側の第１ブ
   ラシとが回転動作により接触および非接触を繰返して、
   上記回転子の巻線に直流電圧を供給する直流モータにお
   いて、上記モータ本体側に逆起電力除去手段を配置し、
   該逆起電力除去手段と上記回転子の巻線とを逆起電力除
   去用の第２ブラシおよび第２整流子により連結した直流
   モータの雑音防止装置。
2. 【請求項２】上記逆起電力除去手段は、上記巻線に発生
   する逆起電力の発生方向に対して順方向に接続されたダ
   イオードを備えてなる請求項１記載の直流モータの雑音
   防止装置。
3. 【請求項３】上記第１ブラシと上記第１整流子とが離反
   している時は、少なくとも上記逆起電力除去用の第２ブ
   ラシは上記第２整流子と接触すべく構成した請求項１記
   載の直流モータの雑音防止装置。