JPH09121527A - Ｄｃモータ - Google Patents

Ｄｃモータ

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JPH09121527A
JPH09121527A JP8254644A JP25464496A JPH09121527A JP H09121527 A JPH09121527 A JP H09121527A JP 8254644 A JP8254644 A JP 8254644A JP 25464496 A JP25464496 A JP 25464496A JP H09121527 A JPH09121527 A JP H09121527A
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JP
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collector
encoder
motor
shaft
motor according
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JP8254644A
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Juergen Mayer
ユルゲン・マイヤー
Teimel Arnold
アーノルド・タイメル
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Interelectric AG
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 公知のモータの欠点を克服する、追加の構成
部品を備えたＤＣモータ、とくにマイクロＤＣモータを
提供すること。 【解決手段】 軸１５と、軸１５に配置されかつコレク
タプレート１７及び軸端を超えてコレクタプレート１７
から突出するコレクタ１９からなるコレクタ要素とから
なるＤＣモータにおいて、コレクタプレート１７から離
れて向かい合う側で、追加の構成部品が取り着けられて
成る軸部分を形成するように、コレクタ要素がコレクタ
１９を越えて延在される。好適な実施例によれば、ＤＣ
モータがエンコーダ要素からなる増分角度位置エンコー
ダを備え、前記エンコーダ要素が軸部分を形成するよう
に延長された前記コレクタ要素に固着され、かつ前記追
加の構成部品を構成している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軸と、該軸に配置
されかつコレクタプレート及び軸端を超えて前記コレク
タプレートから突出するコレクタからなるコレクタ要素
とからなるＤＣモータとくにマイクロＤＣモータに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、追加の構成部品、例えば一体にさ
れた増分角度位置エンコーダを備えているＤＣモータに
工業的な要求が高まっている。
【０００３】この工業上の要求に合致するために、種々
の解決が試みられた。例えば、コレクタプレートに直接
増分角度位置エンコーダのエンコーダ円板を固定するこ
とが知られている。とくに磁極を有するエンコーダ円板
が使用される場合に、固定子磁石の磁界との相互作用
は、しかしながら、軸方向振動を発生する前記相互作用
を発生するかも知れない。
【０００４】前記コレクタプレートに取着された光エン
コーダ円板は、例えば金属ブラシが使用されるとき潤滑
剤粒子による汚染によりかつカーボンブラシが使用され
るときカーボン粉塵による汚染により、それらの作動信
頼性が損なわれる。
【０００５】増分角度位置エンコーダの上述した装置に
対比して、もっとも頻繁に使用される方法はモータが完
成されたとき、またはむしろモータが取り付けられたと
き軸の一端に増分角度位置エンコーダを取着する方法を
使用する。このために、モータは連続軸を持たねばなら
ない。連続軸のないモータに比して、連続軸を有するモ
ータは、しかしながら、より大きい直径のコレクタを必
要とする。しかしながら、より大きいコレクタはより高
いブラシ磨耗を必然的に伴い、そしてこれはモータの使
用寿命を減少する。
【０００６】
【発明が解決すべき課題】とくにマイクロモータに関連
して、後者の方法の適用性は、しかしながら、非常に制
限される。この点において、軸が製造されるとき生起す
る問題を考慮することが主として必要である。大きなモ
ータ用の軸が所望の長さに製造され得るのに反して、マ
イクロモータ用のより長い軸の製造は製造技術の分野に
おいて実質的な出費を必然的に伴う。この点において、
かかるマイクロ軸の寸法的精度に関して満足させられ得
る高い要求がとくに参照される。軸に対して許容される
より狭い許容誤差は高いパーセンテージの役に立たない
軸、またはむしろモータでの使用に適さない軸が該軸が
かかる軸の供給に関してのネツクが多分発生され得るよ
うに製造されているとき製造されるということを生じ
る。そのうえ、マイクロモータ用の軸の製造は高価でか
つ時間を消費する。
【０００７】それゆえ本発明の目的は、公知のモータの
欠点を克服する、追加の構成部品を有するＤＣモータ、
とくにマイクロＤＣモータを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、軸と、
該軸に配置されかつコレクタプレート及び軸端を超えて
前記コレクタプレートから突出するコレクタからなるコ
レクタ要素とからなるＤＣモータにおいて、前記コレク
タプレートから離れて向かい合う側で、追加の構成部品
が取り着けられて成る軸部分を形成するように、前記コ
レクタ要素が前記コレクタを越えて延在されることによ
つて達成される。
【０００９】本発明によるＤＣモータを基礎にして、非
常に簡単な方法において追加の構成要素に接続されるべ
くなされるモータが提供される。このために使用される
接続要素は軸の延長部であり、該延長部はコレクタ要素
によつて形成され、その結果公知のモータの場合に非常
に長い軸から結果として生じる問題が回避される。加え
て、またコレクタ直径はモータの使用寿命の減少がない
ように維持されることができる。
【００１０】この点において記載されるべきとくに好都
合な特徴は、その将来の使用に関係なく、コレクタ要素
が軸部分が射出成形によつてそれと一体に形成されるよ
うに常に製造されることができ、軸部分が次いで、必要
ならば使用される得るか、またはコレクタ要素がモータ
に取り付けられる前に除去され得るということである。
スペア部品の製造および保管により必然的に伴われるコ
ストは、非常に趣旨油の部品の保管も製造も必要なく、
しかも１部品が幾つかの機能を履行し得るので、この方
法において減少される。
【００１１】好適な実施例によれば、ＤＣモータがエン
コーダ要素からなる増分角度位置エンコーダを備え、前
記エンコーダ要素が、軸部分を形成するように延長され
かつ追加の構成部品を構成している、コレクタ要素に固
着されている。
【００１２】この好適な実施例によつて、マイクロＤＣ
モータとしてとくに使用され得る、増分角度位置エンコ
ーダを備えたモータが提供され、増分角度位置エンコー
ダの一体化に関連して生起する公知の問題がこの方法に
おいて回避される。
【００１３】そのうえ、固定子磁石とエンコーダ要素と
の間の大きな距離により、これらの構成要素間の相互作
用は阻止される。これら２つの構成要素により働かされ
る相互の影響は、とくにコレクタプレートへのエンコー
ダ円板の固着に関する限り、公知の装置における問題で
あつた。加えて、ケーシングはエンコーダ要素がまた光
走査の場合において作動的な信頼性が実質上改善される
ようにそれを通って通過される小さい開口を除いて閉止
され得る。
【００１４】本発明によるモータはほぼ完全に予め取り
付けられ得る。増分角度位置エンコーダの取り付けはモ
ータが顧客に注文されかつ発送されるまで実施されな
い。
【００１５】エンコーダ要素がそれに形成された中央開
口にコレクタプレートから離して位置される軸部分を受
容し、前記コレクタ要素が前記エンコーダ要素に受容さ
れた少なくとも端部分によつて延長されるとき好都合で
あることが判明した。
【００１６】この実施例は軸部分上へのエンコーダ要素
の簡単かつ迅速な取り付けを許容する。ここで最高の考
え得る寸法的精度を達成するために、軸部分はその直径
がエンコーダ要素の中央開口の直径より大きいように製
造されることができ、そして例えばエンコーダ要素の固
着前に回転することにより再び機械加工され得る。これ
はまた軸部分の欠陥の除去を許容する。
【００１７】好ましくは、エンコーダ要素がエンコーダ
円板からなる。好適な実施例によれば、コレクタ要素は
コレクタプレート、コレクタおよび突出軸部分からなる
一体の射出成形部品からなる。
【００１８】したがつて、コレクタ要素を１作業工程に
おいて製造することができ；追加の作業工程は製造に必
要とされる時間が増加されないように回避される。軸部
分が、この方法において製造された構成要素から、例え
ば切断または切り取ることにより容易に除去され得ると
いう事実に鑑みて、使用来向けられる使用に適合させら
れる種々のコレクタ要素を製造する必要がない。これは
保管コストを減少する。
【００１９】本発明は追加的にコレクタプレートおよび
コレクタからなり、モータ軸用中央受容手段が前記コレ
クタプレートの区域に設けられるコレクタ要素に関し、
そして該コレクタ要素が前記コレクタを超えて延長され
かつ軸部分を画成する。
【００２０】本発明によればコレクタ要素は一体の射出
成形部品として容易に製造されることができそしてＤＣ
モータに収容されるコレクタ要素に関連して前述された
利点により特徴付けられる。
【００２１】本発明にしたがつて提供される他の特徴は
エンコーダ要素がプラスチツク材料またはガラスから製
造されかつコードが光情報の形で供給されるということ
である。
【００２２】加えて、エンコーダ要素が強磁性材料から
製造されかつコードが磁極の形で供給され得る。
【００２３】好適な実施例によれば、少なくとも１つの
センサ要素がエンコーダ要素の外周から予め定めた距離
に設けられる。
【００２４】センサ要素は、例えば、光センサまたは磁
気センサであつても良い。
【００２５】さらに好適な実施例によれば、エンコーダ
円板および軸部分が接着剤によつて接続されることがで
きるかまたはエンコーダ円板が前記軸部分上に押圧され
ることができる。
【００２６】当該構成要素をともに接着剤によりまたは
押圧により接続するとき容易に実施されかつ製造に必要
とされる時間を実質上増加しない２つの方法がある。同
時に、エンコーダ円板と軸部分との間の固定接続が保証
される。
【００２７】以下に、本発明によるＤＣモータの好適な
実施例を図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下で記載されるＤＣモータは増
分角度位置エンコーダを備えたモータである。本発明に
よるモータは、しかしながら、これらのモータに限定さ
れずしかも追加の構成部品を有するすべてのＤＣモータ
を含む。
【００２９】図１および図２に示されるＤＣモータは中
央開口２を備えた筒状永久磁石１からなる。該永久磁石
は２つの射出成形部品に埋め込まれ、前記射出成形部品
の一方は前記中央開口を通って延在しかつハウジング端
板によつて追随される。さらに他の射出成形部品はジヤ
ケツト５を形成する。このジヤケツトはハウジング端板
に追随する。
【００３０】射出成形部品３は該射出成形部品の全長を
貫通しかつその端部で拡大直径の区域を有する中央孔１
１を備えており、前記区域はベアリング１２および１３
を収容するのに役立つ。これらのベアリングはその端部
がコレクタ要素がそのまわりに射出成形される波形１６
を備えている軸１５をその中に受容するベアリング孔１
４を備えており、前記コレクタ要素はコレクタプレート
１７および軸の端部を超えて突出するコレクタ１９から
なる。コレクタプレート１７はその最大周部に回転子巻
線１８を支持する。コレクタ１９は回転子巻線１８の端
子に接続される多数のＬ−形状金属薄板２０からなる。
【００３１】ジヤケツト５の自由端にブラシカバー２１
が当接し、該ブラシカバー２１はコレクタ１９に載置す
る複数のブラシばね２２を備えている。ブラシカバーは
コレクタ１９がそれを貫通する中央開口を備えている。
ブラシばね２２はブラシカバーを貫通しかつそれと連係
するコレクタの部分に当接する。
【００３２】コレクタプレートから離れて向かい合う側
で、コレクタ要素はブラシカバー２１わ超えて延びる軸
部分を形成するようにコレクタ１９を超えて延在され
る。エンコーダ円板２３は軸部分に固着される。エンコ
ーダ円板は段付き円板からなりかつ中央開口２４を備え
ている。コードは光情報（伝送または反射）の形でまた
は強磁性担体材料上の磁極の形で供給され得る。
【００３３】ＤＣモータが組み立てられているとき、エ
ンコーダ円板２３は前記軸部分が開口２４わ完全に貫通
しかつ前記軸部分の端部がエンコーダ円板の表面と面一
であるように軸部分に取着される。本発明は、もちろ
ん、この実施例に限定されず、しかもエンコーダ円板へ
軸部分を接続する複数の可能性がある。安全性のために
または良好な接続を得るために、エンコーダ円板は軸部
分上に押圧され、そしてまた接着剤によつてエンコーダ
円板および軸部分を接続することもできる。
【００３４】段付き円板として構成されるエンコーダ円
板は異なる直径の２つの区域、すなわち、コレクタプレ
ートに対向して置かれかつ小さい直径を有する第１区域
および第１区域に追随しかつより大きな直径を有する第
２区域を有する。より小さい直径を有する区域はそれが
ブラシカバーの開口の直径に対応しかつ前記ブラシカバ
ー開口より小さくそしてその予め定められたパーセンテ
ージが前記開口に受容されるように寸法付けられ得る。
【００３５】軸部分に固定されるエンコーダ円板は遮蔽
ハウジング２５により取り囲まれる。遮蔽ハウジング２
５はカツプ形状にされ、エンコーダ円板２３はその開放
端に受容される。遮蔽ハウジングの外周は該遮蔽ハウジ
ングの開放端がジヤケツト５と係合させられるべくなさ
れるように構成され、遮蔽ハウジングはその場合に前記
ジヤケツト５とともに外方ケーシングを形成する。遮蔽
ハウジングの機能の１つは磁気および電気遮蔽手段の機
能である。
【００３６】角度位置および回転方向を検出するため
に、２つの近接して間隔が置かれたセンサ２６が半径方
向走査がエンコード円板の外周で行われるとき遮蔽ハウ
ジング２５の内部に設けられ、前記センサ２６は使用さ
れる円板の型に依存して光または磁気センサである。コ
ードがエンコーダ円板２３の前方に設けられるとき、軸
方向の走査がセンサの適切に変化される配置を基礎にし
て実施され得る。
【００３７】速度制御のみが実施されるかまたはモータ
の回転方向のみが考え得るならば、１つのセンサで十分
である。集積エレクトロニクスに依存して、アナログ信
号またはＴＴＬ信号が増分角度位置エンコーダの出力に
利用し得る。
【００３８】
【発明の効果】叙上のごとく、本発明は、軸と該軸に配
置されかつコレクタプレートと軸端を超えて前記コレク
タプレートから突出するコレクタからなるコレクタ要素
からなる、ＤＣモータ、とくにマイクロＤＣモータにお
いて、前記コレクタプレートから離れて向かい合う側
で、前記コレクタ要素は、それに追加の構成部品を取着
すべくなされる、軸部分を形成するように前記コレクタ
を超えて延長される構成としたので、製造が安価でかつ
製造に要する時間消費の少ない、追加の構成部品を有す
るＤＣモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＤＣモータを示す軸方向断面図で
ある。
【図２】図１の線Ａ−Ａに沿う断面図である。
【符号の説明】
１ 永久磁石 ２ 中央開口（永久磁石の） ３ 射出成形部品 １１ 中央開口（射出成形部品の） １５ 軸 １７ コレクタプレート １９ コレクタ ２３ エンコーダ円板 ２４ 中央開口（エンコーダ円板の） ２６ センサ

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軸と、該軸に配置されかつコレクタプレ
    ート及び軸端を超えて前記コレクタプレートから突出す
    るコレクタからなるコレクタ要素とからなるＤＣモータ
    において、 前記コレクタプレートから離れて向かい合う側で、追加
    の構成部品が取り着けられて成る軸部分を形成するよう
    に、前記コレクタ要素が前記コレクタを越えて延在され
    ることを特徴とするＤＣモータ。
  2. 【請求項２】 前記ＤＣモータがエンコーダ要素からな
    る増分角度位置エンコーダを備え、前記エンコーダ要素
    が軸部分を形成するように延長された前記コレクタ要素
    に固着され、かつ前記追加の構成部品を構成しているこ
    とを特徴とする請求項１に記載のＤＣモータ。
  3. 【請求項３】 前記エンコーダ要素がそれに形成された
    中央開口に前記コレクタプレートから離設される軸部分
    を受容し、前記コレクタ要素が前記エンコーダ要素に受
    容された少なくとも端部分によつて延在されていること
    を特徴とする請求項２に記載のＤＣモータ。
  4. 【請求項４】 前記エンコーダ要素がエンコーダ円板か
    らなることを特徴とする請求項２および／または３に記
    載のＤＣモータ。
  5. 【請求項５】 前記コレクタ要素が、前記コレクタプレ
    ート、前記コレクタおよび前記突出軸部分からなる一体
    の射出成形部品からなることを特徴とする請求項１ない
    し４のいずれか１項に記載のＤＣモータ。
  6. 【請求項６】 コレクタプレートおよびコレクタからな
    り、モータ軸用中央受容手段が前記コレクタプレートの
    区域に設けられるコレクタ要素において、前記コレクタ
    要素が前記コレクタを超えて延在されかつ軸部分を画成
    することを特徴とするコレクタ要素。
  7. 【請求項７】 前記コレクタ要素が一体の射出成形部品
    からなることを特徴とする請求項５または６に記載のコ
    レクタ要素。
  8. 【請求項８】 前記エンコーダ円板がプラスチツク材料
    またはガラスから製造されかつコードが光情報の形で供
    給されることを特徴とする請求項４に記載のＤＣモー
    タ。
  9. 【請求項９】 前記エンコーダ円板が強磁性担体材料か
    ら製造されかつコードが磁極の形で供給されることを特
    徴とする請求項４に記載のＤＣモータ。
  10. 【請求項１０】 少なくとも１つのセンサ要素が前記エ
    ンコーダ要素の外周から予め定めた距離に設けられるこ
    とを特徴とする請求項２ないし５および８ないし９のい
    ずれか１項に記載ＤＣモータ。
  11. 【請求項１１】 前記センサ要素が光センサであること
    を特徴とする請求項８および１０に記載のＤＣモータ。
  12. 【請求項１２】 前記センサ要素が磁気センサであるこ
    とを特徴とする請求項９および１０に記載のＤＣモー
    タ。
  13. 【請求項１３】 前記エンコーダ要素および前記軸部分
    が接着剤によつて接続されることを特徴とする請求項２
    ないし５および８ないし１２のいずれか１項に記載のＤ
    Ｃモータ。
  14. 【請求項１４】 前記エンコーダ要素が前記軸部分上に
    押圧されることを特徴とする請求項２ないし５および８
    ないし１２のいずれか１項に記載のＤＣモータ。
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