JPS5879459A - 直流モ−タ - Google Patents
直流モ−タInfo
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- JPS5879459A JPS5879459A JP56174839A JP17483981A JPS5879459A JP S5879459 A JPS5879459 A JP S5879459A JP 56174839 A JP56174839 A JP 56174839A JP 17483981 A JP17483981 A JP 17483981A JP S5879459 A JPS5879459 A JP S5879459A
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- JP
- Japan
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- brush
- negative
- positive
- motor
- armature
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K13/00—Structural 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
- H02K13/006—Structural associations of commutators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
- H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc Machiner (AREA)
- Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は直流モータに関し、特に、その電機子に給電す
るブラシの摩耗を少なくするようにした直流モータに関
するものである。
るブラシの摩耗を少なくするようにした直流モータに関
するものである。
直流モータのプランは、電機子とともに回転する整流子
に押圧されてそれに摺接するため、その摩耗が避けられ
ない、、仁のため、定期的にプラシを点検または交換す
ることが必要であるが、そののような点検交換作業の負
担を軽減するだめ、ブラシの寿命ができるだけ長いこと
が望ましい。
に押圧されてそれに摺接するため、その摩耗が避けられ
ない、、仁のため、定期的にプラシを点検または交換す
ることが必要であるが、そののような点検交換作業の負
担を軽減するだめ、ブラシの寿命ができるだけ長いこと
が望ましい。
これに対し、一般的に、直流モータのブラシ寿命は、摩
耗の激しい負側ブラシによって決定されておシ、負側ブ
ラシの摩耗を減らして全体としてブラシ寿命を長期化す
るために正側ブラシと異る材質で負側ブラシを構成する
ものが提供されている。しかしながら、斯る直流モータ
によると、プランの保守管理が煩雑となったシ、直流モ
ータの特性を悪化させたシする欠点があった。
耗の激しい負側ブラシによって決定されておシ、負側ブ
ラシの摩耗を減らして全体としてブラシ寿命を長期化す
るために正側ブラシと異る材質で負側ブラシを構成する
ものが提供されている。しかしながら、斯る直流モータ
によると、プランの保守管理が煩雑となったシ、直流モ
ータの特性を悪化させたシする欠点があった。
また、正側ブラシと負側ブラシとを同じ材質で構成し、
それ等のブラシを磁束分布の略磁気的中性点に位置させ
るようにしたものが提供されている。しかし、斯る直流
モータにおいては、モータ特性が悪化するのみならず、
磁気的中性点が直流モータの負荷に伴って移動するため
、たとえばブラシ位置を定格負荷時の磁気的中性点に合
わせると軽負荷時に火花が発生してブラシの異常摩耗を
招くおそれがあった。
それ等のブラシを磁束分布の略磁気的中性点に位置させ
るようにしたものが提供されている。しかし、斯る直流
モータにおいては、モータ特性が悪化するのみならず、
磁気的中性点が直流モータの負荷に伴って移動するため
、たとえばブラシ位置を定格負荷時の磁気的中性点に合
わせると軽負荷時に火花が発生してブラシの異常摩耗を
招くおそれがあった。
本発明者は以上の事情を背景として種々研究を重ねた結
果、正負のブラシが幾何学的中性位置に配設された直流
モータにおいて、電気角１８０度に配設された界磁磁石
のうちの一方を、電機子の回転方向に僅かにずらすと、
すなわち、相対的に負ブランのリード角が正ブラシに比
較して大きくなるようにすると、直流モータの特性が殆
んど損われることなく、しかも、負ブラシのみならず、
正ブラシの寿命が著るしく改善される事実を見い出した
。本発明は以上の知見に基づいて為されたものである。
果、正負のブラシが幾何学的中性位置に配設された直流
モータにおいて、電気角１８０度に配設された界磁磁石
のうちの一方を、電機子の回転方向に僅かにずらすと、
すなわち、相対的に負ブランのリード角が正ブラシに比
較して大きくなるようにすると、直流モータの特性が殆
んど損われることなく、しかも、負ブラシのみならず、
正ブラシの寿命が著るしく改善される事実を見い出した
。本発明は以上の知見に基づいて為されたものである。
すなわち、本発明の要旨とするところは、磁束を発生す
るために設けられた少なくとも一対の磁束発生手段と、
前記磁束を横切るように配置されたコイルとそのコイル
に接続された整流子とを含み、前記磁束内に回転可能に
支承された電機子と前記整流子に電流を供給するために
その整流子と保合可能に配置された少なくとも一対の正
負ブラシと、から成る直流モータにおいて、前記一対の
正負ブラシのうち正側ブラシのリード角よシも負側ブラ
シのリード角が大となるように前記一対の正負ブラシを
配置したことにある。
るために設けられた少なくとも一対の磁束発生手段と、
前記磁束を横切るように配置されたコイルとそのコイル
に接続された整流子とを含み、前記磁束内に回転可能に
支承された電機子と前記整流子に電流を供給するために
その整流子と保合可能に配置された少なくとも一対の正
負ブラシと、から成る直流モータにおいて、前記一対の
正負ブラシのうち正側ブラシのリード角よシも負側ブラ
シのリード角が大となるように前記一対の正負ブラシを
配置したことにある。
ここで、正側ブランとは電流がブランから整流子へ流れ
込む側のブラシをいい、負側ブラシとは電流が整流子か
らブラシへ流れ出す側のブラシをいう。また、ブラシの
リード角とは、幾何学的中性軸に位置した状態のブラシ
が、磁束形成手段の磁極との相対関係において、電機子
の反回転方向にずらされる電気角上の角度をいう。
込む側のブラシをいい、負側ブラシとは電流が整流子か
らブラシへ流れ出す側のブラシをいう。また、ブラシの
リード角とは、幾何学的中性軸に位置した状態のブラシ
が、磁束形成手段の磁極との相対関係において、電機子
の反回転方向にずらされる電気角上の角度をいう。
以下、本発明の一実施例を示す図面に基づいて詳細に説
明する。
明する。
第１図は直流モータの正および負ブラシ１０゜１２と磁
束発生手段である永久磁石１４．１６との位置関係を簡
単に示す横断面図であり、非回転部材である円筒状のヨ
ーク１８内には円柱状の電機子２０が回転可能に且つヨ
ーク１８と同軸に１支持されている。電機子２０には、
良く知られている如く、その回転に伴って永久磁石１４
．１６からの磁策を横切るように；電機子コイ／ｌ／２
４が巻されるとともに、第２図の展開図に示されるよう
に、その電機子コイ１ｖ２４が整流子２２に接続されて
いる。
束発生手段である永久磁石１４．１６との位置関係を簡
単に示す横断面図であり、非回転部材である円筒状のヨ
ーク１８内には円柱状の電機子２０が回転可能に且つヨ
ーク１８と同軸に１支持されている。電機子２０には、
良く知られている如く、その回転に伴って永久磁石１４
．１６からの磁策を横切るように；電機子コイ／ｌ／２
４が巻されるとともに、第２図の展開図に示されるよう
に、その電機子コイ１ｖ２４が整流子２２に接続されて
いる。
そして、正ブラシ１０および負ブラ！Ｐ１２がその整流
子２２に係合するとともに摺接し且つ整流子２２の回転
円周方向における全周を２等分するように電気角１８０
度を成して取シ付けられておシ、断面が円弧を成す部分
円筒状であってヨーク１Ｂ内に磁束を形成する一対の永
久磁石１４および１６が負ブラシ１２にリード角θが形
成されるようにヨーク１８内に固定されている。す々わ
ち、先ず、正ブラシｌＯおよび負ブラシ１２が幾何学的
中性軸Ｋ（永久磁石１４．１６のみの磁束分布が零であ
る位置）に電機子コイ／Ｉ／２４の電流及転位１ｉ２Ｂ
を一致させる位置となるように、永久磁石１４および１
６の磁極中心が電機子２００回転円周方向における全周
を２等分する電気角１°８０度にて配設され、更にその
位置から負ブラシ１２側の永久磁石（Ｎｌｉ）１６が電
機子２０の回転方向ＡＫｏ度だけずらされている。この
ため、角ブラシ１２が永久磁石１６の磁極に対して相対
的に電様子２０の反回転方向に０度ずらされることにな
るのである。そして、そのリード角θは最適値である略
１５度に定められているが、５度乃至２５度の間に定め
られても良好な効果が得られるのである。尚、正ブラシ
１０にはリード角が形成されていないので、負ブラシ１
２のリード角θは正ブラシ１０のリード角に対しても相
対的に１５度大きくなっている。
子２２に係合するとともに摺接し且つ整流子２２の回転
円周方向における全周を２等分するように電気角１８０
度を成して取シ付けられておシ、断面が円弧を成す部分
円筒状であってヨーク１Ｂ内に磁束を形成する一対の永
久磁石１４および１６が負ブラシ１２にリード角θが形
成されるようにヨーク１８内に固定されている。す々わ
ち、先ず、正ブラシｌＯおよび負ブラシ１２が幾何学的
中性軸Ｋ（永久磁石１４．１６のみの磁束分布が零であ
る位置）に電機子コイ／Ｉ／２４の電流及転位１ｉ２Ｂ
を一致させる位置となるように、永久磁石１４および１
６の磁極中心が電機子２００回転円周方向における全周
を２等分する電気角１°８０度にて配設され、更にその
位置から負ブラシ１２側の永久磁石（Ｎｌｉ）１６が電
機子２０の回転方向ＡＫｏ度だけずらされている。この
ため、角ブラシ１２が永久磁石１６の磁極に対して相対
的に電様子２０の反回転方向に０度ずらされることにな
るのである。そして、そのリード角θは最適値である略
１５度に定められているが、５度乃至２５度の間に定め
られても良好な効果が得られるのである。尚、正ブラシ
１０にはリード角が形成されていないので、負ブラシ１
２のリード角θは正ブラシ１０のリード角に対しても相
対的に１５度大きくなっている。
以」二のように構成された直流モータにおいて、その正
ブラシ１０と負ブラシ１２との間に直流電流が供給され
ると、第２図の電機子コイ／Ｌ’２４に示される矢印の
方向に電流が流され、その電流と磁界とに基づく良く知
られた電磁作用によって電機子２０が入方向に回転駆動
される。そして、そのような状態で直流モータが長時間
駆動されると、従来の直流モータにおける負ブラシに比
較して負ブラン１２の摩耗が大幅に軽減されるのみなら
ず、正ブラシ１０の摩耗も軽減され、しかもモータ特性
が殆んど損なわれることがないのである。本発明者の実
験によれば、第１表に示されるように、プランのリード
角がない場合のブラシ寿命に比較して、負ブラシ１２が
約２，４倍に、正ブラシ１０が約１．２倍になシ、正負
ブラシが共にリード角１５度にて取シ付けられた場合に
比較して、負ブラシ１２が約１，７倍に、正ブラシ１０
が約１．２倍になった。しかも、ブラシのリード角がな
い従来の直流モータの出力（トルク定数）を１とすれば
、本実施例の直流モータのトルク定数として０．９８が
得られ、ブラシにリード角を設けることによって殆んど
モータ特性が損なわれることがない。因みに、正負ブラ
シが共にリード角１５度にて取シ付けられた場合には、
リード角がない直流モータに比較してトルク定数が約１
０％減少し、しかも駆動電流が２倍となるのである。
ブラシ１０と負ブラシ１２との間に直流電流が供給され
ると、第２図の電機子コイ／Ｌ’２４に示される矢印の
方向に電流が流され、その電流と磁界とに基づく良く知
られた電磁作用によって電機子２０が入方向に回転駆動
される。そして、そのような状態で直流モータが長時間
駆動されると、従来の直流モータにおける負ブラシに比
較して負ブラン１２の摩耗が大幅に軽減されるのみなら
ず、正ブラシ１０の摩耗も軽減され、しかもモータ特性
が殆んど損なわれることがないのである。本発明者の実
験によれば、第１表に示されるように、プランのリード
角がない場合のブラシ寿命に比較して、負ブラシ１２が
約２，４倍に、正ブラシ１０が約１．２倍になシ、正負
ブラシが共にリード角１５度にて取シ付けられた場合に
比較して、負ブラシ１２が約１，７倍に、正ブラシ１０
が約１．２倍になった。しかも、ブラシのリード角がな
い従来の直流モータの出力（トルク定数）を１とすれば
、本実施例の直流モータのトルク定数として０．９８が
得られ、ブラシにリード角を設けることによって殆んど
モータ特性が損なわれることがない。因みに、正負ブラ
シが共にリード角１５度にて取シ付けられた場合には、
リード角がない直流モータに比較してトルク定数が約１
０％減少し、しかも駆動電流が２倍となるのである。
このように、本実施例によれば、正負ブラシを同時に交
換する通常の保守作業全変更することなく、従来のプツ
シに比較して約１．７倍または２．５倍という大幅に長
いブラシ寿命が得られ、しかもモータ特性が殆んど損な
われないのである。
換する通常の保守作業全変更することなく、従来のプツ
シに比較して約１．７倍または２．５倍という大幅に長
いブラシ寿命が得られ、しかもモータ特性が殆んど損な
われないのである。
表 １
次に、本発明の他の実施例を説明する。尚、前述の実施
例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略す
る。
例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略す
る。
第３図においで、永久磁石１４および１６が電機子２０
の回転円周方向の全周を２等分するように電気角１８０
度を成してヨーク１８内に固定されており、正ブラシ１
０および負ブラシ１２は、それ・ぞれ幾何学的中性軸Ｋ
Ｋ電機子コイ）Ｖ２．４の電流反転位置Ｂを一致させる
位置となるように、先ず電機子２０の回転円周の全周を
２等分する電気角１８０度にて配設され、更にその位置
から負ブラシ１２が電機子２００反回転方向にリード角
θだけずらされている。このため、永久磁石１６と負ブ
ラシ１２との間には相対的に前述の実施例と同様のリー
ド角θが形成され、同様の効果を得ることができる。
の回転円周方向の全周を２等分するように電気角１８０
度を成してヨーク１８内に固定されており、正ブラシ１
０および負ブラシ１２は、それ・ぞれ幾何学的中性軸Ｋ
Ｋ電機子コイ）Ｖ２．４の電流反転位置Ｂを一致させる
位置となるように、先ず電機子２０の回転円周の全周を
２等分する電気角１８０度にて配設され、更にその位置
から負ブラシ１２が電機子２００反回転方向にリード角
θだけずらされている。このため、永久磁石１６と負ブ
ラシ１２との間には相対的に前述の実施例と同様のリー
ド角θが形成され、同様の効果を得ることができる。
第４図において、電機子２００回転円周を４等分するよ
うに電気角１８０度を成す、４２対の正負ブラシ２６．
２８および８０．８２が設けられており、それぞれ２磁
極対を成す永久磁石８４．３６および８８．４０が負ブ
ラシ２８．８２にリード角θが形成されるようにヨーク
１８内に固定されている。すなわち、正負ブラシ２６．
２８．８０．３２が役回学的中性軸Ｋに電機子コイ／Ｌ
／２４の電流反転位置させる位置と々るように、永久磁
石８４．８６および８８．４０が電機子２０の回転円周
を４等分する電気角１８０度でそれぞれ配設され、更４
、その位置から負ブラシ２８．８２側の永久磁石（Ｎ極
）８６．４０が電極子２０の回転方向Ａに角度０、（約
７．５度）だけずらされている。このため、負ブラシ２
８．８２が永久磁石８６．４０の磁１ｉＫ対して相対的
に電機子２０の反回転方向に電気角上１５度のリード角
θ（２×θｌ ）だけずらされていることになる。
うに電気角１８０度を成す、４２対の正負ブラシ２６．
２８および８０．８２が設けられており、それぞれ２磁
極対を成す永久磁石８４．３６および８８．４０が負ブ
ラシ２８．８２にリード角θが形成されるようにヨーク
１８内に固定されている。すなわち、正負ブラシ２６．
２８．８０．３２が役回学的中性軸Ｋに電機子コイ／Ｌ
／２４の電流反転位置させる位置と々るように、永久磁
石８４．８６および８８．４０が電機子２０の回転円周
を４等分する電気角１８０度でそれぞれ配設され、更４
、その位置から負ブラシ２８．８２側の永久磁石（Ｎ極
）８６．４０が電極子２０の回転方向Ａに角度０、（約
７．５度）だけずらされている。このため、負ブラシ２
８．８２が永久磁石８６．４０の磁１ｉＫ対して相対的
に電機子２０の反回転方向に電気角上１５度のリード角
θ（２×θｌ ）だけずらされていることになる。
第５図において、２磁極対を成す永久磁石８４３６およ
び８８．４０が電機子２０の回転円周を４等分するよう
にそれぞれ電気角１８０度を成してヨーク１８内に固定
されておシ、正負ブラシ２６．２８および８０．８２は
、それぞれ幾何学的中性軸ＫＫ電機子コイｌＬ／２４の
電流反転位置を一致させる位置となるように、電機子２
０の回転円周を４等分する電気角１８０度で先ず配置さ
れ、更に、その位置から負ブラシ２８．３２がそれぞれ
電得子２０の反回転方向に角度θｌ だけずらされてい
る。
び８８．４０が電機子２０の回転円周を４等分するよう
にそれぞれ電気角１８０度を成してヨーク１８内に固定
されておシ、正負ブラシ２６．２８および８０．８２は
、それぞれ幾何学的中性軸ＫＫ電機子コイｌＬ／２４の
電流反転位置を一致させる位置となるように、電機子２
０の回転円周を４等分する電気角１８０度で先ず配置さ
れ、更に、その位置から負ブラシ２８．３２がそれぞれ
電得子２０の反回転方向に角度θｌ だけずらされてい
る。
上述の第４図及び第５図の２極直流モータにおいても負
プラＶ２Ｂ、８２にはそれぞれ１５度のリード角θが形
成されているので、前述の実施例と同様の効果が得られ
るのである。
プラＶ２Ｂ、８２にはそれぞれ１５度のリード角θが形
成されているので、前述の実施例と同様の効果が得られ
るのである。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて説明したが、本
発明はその他の態様においても適用される。
発明はその他の態様においても適用される。
たとえば、前述の実施例における直流モータは８以上の
磁極対を有するものでも差支えなく、また、永久磁石１
４．１６等は電磁石であっても良いことは言うまでもな
い。
磁極対を有するものでも差支えなく、また、永久磁石１
４．１６等は電磁石であっても良いことは言うまでもな
い。
また、磁束形成手段である永久磁石１４．１６等は電機
子２０の回転軸方向に傾斜する（スキュー）ように構成
されたシ、その回転軸方向に複数の磁石が重ねられ且つ
円周方向に僅かにずらされて構成されたものであっても
良いのである。
子２０の回転軸方向に傾斜する（スキュー）ように構成
されたシ、その回転軸方向に複数の磁石が重ねられ且つ
円周方向に僅かにずらされて構成されたものであっても
良いのである。
更に、第４図及び第５図の２極直流モータにおいて、電
機子コイル２４が波巻きである゛場合には正負ブラシは
一対でも良いのである。
機子コイル２４が波巻きである゛場合には正負ブラシは
一対でも良いのである。
尚、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であシ、
本発明はその精神を逸脱しない範囲において種々変更が
加えられ得るものである。
本発明はその精神を逸脱しない範囲において種々変更が
加えられ得るものである。
以上詳記したように、本発明の直流モータによれば、モ
ータ特性を殆んど損うことな〈従来特に多かった負側ブ
ラシの摩耗が大幅に抑制されるので、ブラシ寿命が著し
く改善され、保守管理作業の負担が大きく軽減されるの
でごる。
ータ特性を殆んど損うことな〈従来特に多かった負側ブ
ラシの摩耗が大幅に抑制されるので、ブラシ寿命が著し
く改善され、保守管理作業の負担が大きく軽減されるの
でごる。
第１図は本発明の一実施例の直流モータを示す説明図で
ある。第２図は第１図の展開図である。 第８図乃至第５図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す
第１図に相当する図である。 １０．２６．８０：正ブラシ １２．２８．８２：負ブラシ １４．１６．８４，８６，８８．４０：永久磁石（磁束
発生手段） ２０：電機子 ２４：電機子コイ／Ｌ／ （コイ／Ｉ／）出願人 ブ
ラザー否業株式会社 第１ 図
ある。第２図は第１図の展開図である。 第８図乃至第５図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す
第１図に相当する図である。 １０．２６．８０：正ブラシ １２．２８．８２：負ブラシ １４．１６．８４，８６，８８．４０：永久磁石（磁束
発生手段） ２０：電機子 ２４：電機子コイ／Ｌ／ （コイ／Ｉ／）出願人 ブ
ラザー否業株式会社 第１ 図
Claims (3)
- （１） 磁束を発生するために設けられた少なくとも
一対の磁束発生手段と、前記磁束を横切るように配置さ
れたコイルとそのコイルに接続された整流子とを含み、
前記磁束内に回転可能に支承された電機子と、前記整流
子に電流を供給するためにその整流子と保合可能に配置
された少なくとも一対の正負ブラシと、からなる直流モ
ータにおいて、前記一対の正負ブラシのうち正側ブラン
のリード角よシも負側ブラシのリード角が大となるよう
に前記一対の正負ブラシを配置したことを特徴とする直
流モータ。 - （２）前記負側ブラシのリード角は前記正側ブラシのリ
ード角よシも５°乃至２０°の範囲内で大となることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の直流モータ。 - （３） 前記一対の正負ブラシは前記整流子の回転円
周方向における全周を等分する角度位置にそれぞれ配置
され、前記一対の磁束発生手段のうち一方が前記電機子
の回転円周方向における全局を等分する角度位置からず
れるように配置されていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項若しくは第２項記載の直流モータ。 Ｃ４）前記一対の磁束発生手段は前記電機子の回転円周
方向における全周を等分する角度位置にそれぞれ配置さ
れ、前記一対の正負ブラシのうち一方が前記整流子の回
転円周方向における全周を等分する角度位置からずれる
ようく配置されていることを特徴とする特許請求の範囲
第１項若しくは第２項記載の直流モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56174839A JPS5879459A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 直流モ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56174839A JPS5879459A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 直流モ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5879459A true JPS5879459A (ja) | 1983-05-13 |
| JPS6322142B2 JPS6322142B2 (ja) | 1988-05-10 |
Family
ID=15985551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56174839A Granted JPS5879459A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 直流モ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5879459A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS611248A (ja) * | 1984-03-26 | 1986-01-07 | コンパ−ニユ アンドウストリエ−ル ドウ メカニスム アン アブレジエ セ、イ、エム | 二方向電動機 |
| JPS61254055A (ja) * | 1985-04-30 | 1986-11-11 | Nissan Motor Co Ltd | リラクタンス整流子モ−タ |
| JPS62168777U (ja) * | 1986-04-15 | 1987-10-26 | ||
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