JPS61180558A

JPS61180558A - 直流モ−タ

Info

Publication number: JPS61180558A
Application number: JP1978785A
Authority: JP
Inventors: Fumito Komatsu; 文人小松
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-02-04
Filing date: 1985-02-04
Publication date: 1986-08-13

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は同心巻きコイルを有する直流モータに係り、特
に直流モータにおける整流子に関する。

（従来の技術）一般に直流モータは極性を切換える整流子を必−要とす
る。

従来、整流子は円筒形コミュテータ方式、成るいは平板
ブラミーコミエテータ方式によるものが代表的であり、
−例として後者の方式による整流子を第１１図に示す。

同図は同心巻きコイル形式の直流モータの主要部を示す
分解斜視図であり、その概要を説明するに、１１０はコ
イルボビン１１１に巻回した同心巻きコイルであり、こ
のコイルポビン１１１の両端面１１２．１１３にはこれ
を挟む一対の電機子コア１１５．１１６を重ね、このコ
ア１１５．１１６には夫々コイル１１０の外周面１１４
に位置する磁極片１１７　　・・・、１１８　　・・・
を折曲して設け、以って当該外周面１１４上には異極が
交互に生ずるようにする。次に整流子について説明する
。１２０は整流子用基板であり円板に形成する。この基
板１２０の上面には例えば銅板（箔）をプリント（エツ
チング）することにより複数の整流子片１２１　　・・
・、１２２　　・・・を形に凹凸パターンを順次形成す
ることにより組合せ、以上で整流子１２７を構成する。

整流子１２７の各整流子片１２１．１２２には電極ブラ
シ１２５．１２６を接触せしめる。

各整流子片１２１．１２２にはコイル１１００巻線端部
１２８．１２９を半田付は等により接続する。また、図
面符号中１３０は界磁マグネットリング、１３１はシャ
フトを示している。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、上述した整流子１２７をはじめ従来の整流子は
いずれも次の如き問題点がある。

第１に別途整流子を独立して配設するため、直流モータ
の大型化（特に軸方向の厚壁化）を招くとともに、構造
が複雑化し、信頼性の低下、組立性の悪化、さらには高
コスト化を招く。

第２に、基板に対し整流子片の厚さが段差となって現れ
るため、整流子片上にブラシが摺接したとかできないの
が実情である。

本発明は係る問題点を一掃するもので、整流子を単純化
、小型化、低騒音化するとともに、高信頼性、組立性、
低コスト性を大幅に向上させることができる直流モータ
を提供するものである。

（問題点を解決するための手段）本発明は特に、図面に示すようにシャフト１に同心巻き
したコイル２と、このコイル２の両端面２ａ、２ｂを挟
む一対の基板部３ａ、４ａを有するとともに各基板部３
ａ、４ａの周縁からコイル２の外周面２Ｃに交互に配列
する複数の磁極片部３ｂ・・・、４ｂ・・・を折曲形成
した一対の電機子コア３．４とからなる電機子Ａを備え
る直流モータＭに通用し、その特徴とするところは一方
の電機子コア３の基板部３ａを磁極片部３ｂ・・・に対
応して一方極の整流子板５・・・に共用し構成した点に
ある。なお、最適な実施態様により整流子板６・・・は
コイル２の外周面２Ｃに、また整流子板５・・・を有す
る電機子コア３はコイル２の内周面２ｄにそれぞれ直接
的に接触導通する。

（作用）次に、本発明の作用について説明する。

゛先ず、一対の電機子コア３．４は直接又はシャフト１
を介して磁気回路を構成し、各磁極片部３ｂ・・・、４
ｂ・・・にはコイル２により発生した磁束により夫々Ｓ
極、Ｎ極が生ずる。また、少なくとも電機子コア３はコ
イル２の内周面に接触し、コイル２の一方の巻線端部に
接続するとともに、他方整流子板部材７はコイル２の外
周面に接触し、コイル２の他方の巻線端部に接続する。

これにより整流子板５は電磁子コア３の基板部３ａと共
用しているため通電経路は電極ブラシ１１→整流子とな
り整流子作用を行う。このように、一方の電機子コア３
は磁極を形成するコア（磁気回路）と整流子板（電気回
路）を兼用することになる。

（実施例）以下には本発明に係る好適な実施例を挙げ図面を参照し
て詳述する。

図面に於いて、第１図は本発明に係る直流モータの一部
破断乎面図、第２図は同直流モータの一部縦断正面図、
第３図は同直流モータにおける電機子及び整流子板の一
部破断乎面図、第４図は第３図の半縦断正面図（Ｃ−Ｃ
線断面）、第５図は第３図のＢ−Ｂ線断面図、第６図は
同直流モータにおける主要部品を抽出した分解斜視図、
第７図は同直流モータにおけるコイルの縦断面図、第８
図は同直流モータの電気系統を示す原理説明図である。

先ず、全体の構成について説明する。

内部に内周面にＮ又はＳ極が交互になるように６極着磁
した界磁用マグネットリング３０を固設する。またケー
ス２０の中央にはシャフト１を回動自在に支持する円孔
を設ける。シャフト１にはコイル２をその中心の取付孔
２ｓ（第７図）を圧入することにより軸止する。このコ
イル２はシャット１を中心として同心巻きして成り、中
心側から外周側へ順次巻線２１を巻いて構成し、その断
面を矩形状にする。巻線２１には第７図のようにその導
線２１ａに絶縁液ｉｉ！２１ｂを施しであるが、コイル
２の内周面２ｄ及び外周面２Ｃは例えばその表面を研削
することにより内部の導線２１ａを露出させる。したが
って取付孔２Ｓにシャフト１を圧入した場合にはシャフ
ト１はコイル２の内周面における巻線２１端部の導線に
直接接触（圧接）し導通する。このような接続手法をと
るためコイル２は自己融着線（セルフボーディングワイ
ヤ）一方、コイル２の下端面２ｂには絶縁シート２２を
介して下電機子コア（以下、下コアと略する）４を重ね
、且つシャフト１上に固着する。この下コア４は望まし
くは磁性材で且つ導電性のよい素材で形成し、第６図の
ように基板部４ａと、この基板部４ａの周縁からコイル
２の外周面２Ｃに周方向１２０°間隔で折曲形成した磁
極片部４ｂ・・・からなる。この磁極片部４ｂは２分し
た第１磁極片４ｂ−１と第２磁極片４ｂ−２、それにこ
れら磁極片を連結する第３磁極片４ｂ−３からなる。こ
れにより起動位置において磁気的非対称性を生じさせ、
起動死点の回避と起動トルク性能の向上等を達成してい
る。

他方、コイル２の上端面２ａには上電機子コアユニット
（以下、上コアユニットと略す）２３を重ね、且つシャ
フト１上に固着する。この上コアユニット２３は第６図
に示す上電機子コア（以下、子板部材７を位置させ、両
者３と７を所定の間隙を置き樹脂体７を介在させて絶縁
するとともに、上コア３の下面には一定の厚さの合成樹
脂層を形成して対コイル用絶縁を施す。上コア３は磁性
材で且つ導電性のよい素材で形成し、基板部３ａとこの
基板部３ａの周縁から周方向１２０°間隔でコイル２の
外周面２Ｃに折曲延設した磁極片部３ｂ・・・からなる
。そして前記下コア４の磁極片部４ｂと同様に第１磁極
片３ｂ−Ｌ第２磁極片３ｂ−２、第３磁極片３ｂ−３か
らなる。そして、各磁極片部３ｂ・・・と４ｂ・・・は
各々周方向へ交互に配列するように夫々間欠的に形成す
る。また、上コア３において基板部３ａは磁極片部３ｂ
・・・に対応して一方極の整流子板５・・・に共用する
。

つまり、基板部３ａにおいて、コイルの端面２ａより小
径とした内基板部３Ｃを形成し、この白基３ｂ・・・を
形成する。

一方、整流子板部材７は望ましくは非磁性体で導電性の
よい素材で形成し、中心にシャフト１より大径の円孔７
ａを形成した支持板部７ｂを有し、この支持板部７ｂの
外径は上記内基板部３Ｃより大径とする。この支持板部
７ｂの外周からは周方向へ１２０°間隔で整流子板６・
・・を放射状に延出し、この際整流子板６・・・が下方
に位置するようにその付根部を折曲せしめて段差を形成
する。これにより当該整流子板６・・・を前記整流子板
５の各間に位置せしめ、且つ各整流子板５・・・、６・
・・を同一平面内に位置せしめることができ、この場合
整流子板部材７と上コア３が接触することはない。

なお、整流子板６・・・の外周縁はその一部を下方へ折
曲して接片２５・・・を形成し、コイルに合成樹脂体２
４内に埋設することにより確実に一体化できる。

一方、第５図のように各整流子板５・・・と６・・・の
各間は若干のクリアランスＳが生ずるがインサート形成
時に合成樹脂が入り込み、各整流子板５・・・、６・・
・の上面及び当該クリアランスＳ内の樹脂上面は同一平
面内で平坦となるようにする。

そして、組立られた状態に於いて、上及び下コア３．４
はシャフト１を介して磁気回路を構成するとともに上コ
ア３の整流子板５−内基板部３Ｃ−シャフト１−コイル
２の経路で導通状態となる電気回路の一部を構成する。

また、整流子板部材７に於いては第３図のようにその整
流板６・・・の先端が下コア４の磁極片部４ｂ・・・よ
り内方に位置する。したがって当該部材７はコイル２の
る。なお、コイル２の内及び外周面２ｄ及び２Ｃと、シ
ャフト１及び接片２５が夫々面接触するため一部の巻線
が機能しなくなるが同心巻きコイルではシャフト１近傍
から磁界マグネットリング３０近傍まで多量の巻線２１
を巻回することができるため、その損失は僅かである。

他方、ケース２０の隅部には電極ブラシ１１．１２を夫
々１８０°の位置関係で取付ける。このブラシ１１．１
２は夫々分割状の複数のブラシ片を備え、その先端は下
方へｖ形に折曲して接触部１］、ａ、１２ａを形成して
前記整流子板５・・・、６・・・上へ接触せしめる。ま
た、ブラシ１１．１２の付根側における比較的広面積に
形成した基部１１ｂ、１２ｂはケース２０への取付部と
なるとともに外部への引出しリード線３１．３２の接続
部となる。

さて、磁極数を２　（２ｍ＋１）極（ｍは１以上１２ａ
を１８０“対向させることによりコイル２に通電でき、
その通電経路は電極ブラシ１１−整流子板トリ内基板部
３Ｃ→シャフト１−コイル２−接片２５−整流子板６−
電極ブラシ１２となる。

また、６０゛回転することによりコイル２に対する極性
が反転する。つまり通電経路は電極ブラシ１１−整流子
板６−接片２５−コイル２→シャフト１−内基板部３Ｃ
−整流子板５−電極プラシ１２となり整流子作用を生ず
る。

次に、第９図及び第１０図を参照し、本発明の変更実施
例について説明する。

第９図は変更実施例に係る直流モータの電機子及び整流
子板の平面図、第１０図は第９図の重縮断面図（Ｄ−Ｄ
線断面）である。なお、第９図及び第１０図において第
３図及び第４図と同一部分には同一符号を付しその構成
を明確にした。

コア３及び下コア４には夫々下方又は上方へ延出する円
筒状の上及び下フランジ部５１及び５２を一体形成する
。これにより組付けられた際に各フランジ部５１と５２
の先端が近接又は当接して上コア３から下コア４に至る
磁気回路を構成するようにした。なお、図中形状は異な
るが符号５３・・・は前記２５に対応する接片、５４・
・・は前記２６に対応するボス部、５５はフランジ部５
１．５２の内側にもうけた合成樹脂筒、５６・・・は当
該筒５５とシャフト５０を連結するリブである。

以上各実施例を説明したが、本発明はこのような実施例
に限定されるものではなく、例えば磁極片部３ｂ・・・
、４ｂ・・・の形状、極数等任意でよく、また上コア３
における整流子板５・・・はシャフト１寄りに孔を穿設
することにより形成してもよい。さらにまた、コイル２
とシャフト１付けと同時に絶縁被覆を剥して導通をとる
形式等各種の手段を用いることができる。また、上コア
３と整流子板部材７はインサート成形したが勿論別部材
の組立形式でもよい。その池細部の形状、構成、配置、
数量等に於いて本発明の要旨を逸脱しない任意変更実施
例は本発明範囲に許容されるものである。

（発明の効果）このように本発明に係る直流モータは、シャフトに同心
巻きしたコイルと、このコイルの両端面を挟む一対の基
板部を有するとともに各基板部の周縁からコイルの外周
面に交互に配列する複数の磁極片部を折曲形成した一対
の電機子コアとからなる電機子を備える直流モータにお
いて、一方の電機子コアの基板部を磁極片部に対応して
一方極の整流子板に共用して形成するとともに、当該一
方極の整流子板の各間に位置する他方極の整流子でなる
ため整流子の構造が単純化し、構成部品も半減する。し
たがってモータ全体の小型コンパクト化、特に偏平化を
図ることができるとともに、インサート成形手段等によ
る組立性の向上、さらには単純化による信頼性の向上、
低コスト化を図ることができる。

■各整流子板の間隙を容易に埋めることができ整流子の
平坦化を図れるためブラシ振動による騒音発生を防止で
きる。

■同心巻きコイル形式の直流モータに通用することによ
りコイルとの接続がきわめて容易となり、特に好適な実
施態様により直接コイルと整流子板側を接触接続するこ
とにより半田付けを不要とし、組立性の大幅な向上を図
ることができる。

このことは特に各部品を軸方向から組付けることを可能
にし、部品加ニー組立−品質検査−出荷の全工程を自動
化、無人化することができ、著し面図、第２図は同直流
モータの一部縦断正面図、第３図は同直流モータにおけ
る電機子及び整流子板の一部縦断正面図、第４図は第３
図の半縦断正面図（Ｃ−Ｃ線断面）、第５図は第３図の
Ｂ−Ｂ線断面図、第６図は同直流モータにおける主要部
品を抽出した分解斜視図、第７図は同直流モータにおけ
るコイルの縦断正面図、第８図は同直流モータの電気系
統を示す原理説明図、第９図は本発明の変更実施例に係
る直流モータの電機子及び整流子板の平面図、第１０図
は第９図の半縦断正面図（Ｄ−Ｄ線断面）、第１１図は
従来例に係る直流モータの主要部を示す分解斜視図。

尚図面中、１・・・シャフト、２・・・コイル、２ａ、２ｂ・・・
コイルの端面、２Ｃ・・・コイルの外周面、２ｄ・・・
コイルの内周面、３・・・上電機子コロ・・・他方極の
整流子板、７・・・整流子板部材、１０・・・整流子、
２５・・・接片、Ａ・・・電機子、Ｍ・・・直流モータ
。

図面図面第　　３　　図　４ｂ−１第　　７　　図図面

Claims

【特許請求の範囲】１、シャフトに同心巻きしたコイルと、このコイルの両
端面を挟む一対の基板部を有するとともに各基板部の周
縁からコイルの外周面に交互に配列する複数の磁極片部
を折曲形成した一対の電磁子コアとからなる電磁子を備
える直流モータにおいて、一方の電機子コアの基板部を
磁極片部に対応して一方極の整流子板に共用して形成す
るとともに、当該一方極の整流子板の各間に位置する他
方極の整流子板を有する整流子板部を配設して整流子を
構成したことを特徴とする直流モータ。２、前記一方極の整流子板と他方極の整流子板は合成樹
脂を介して一体成形した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、前記他方極の整流子板は外周縁を折曲して直流コイ
ルの外周面に接触導通せしめたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項および第２項記載の直流モータ。４、前記一方極の整流子板を有する電磁子コアはその内
周縁側を直接又はシャフトを介してコイルの内周面に接
触導通せしめたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載又は第２項記載の直流モータ。