JPS6154844A

JPS6154844A - 小型モ−タ

Info

Publication number: JPS6154844A
Application number: JP17772484A
Authority: JP
Inventors: Shigenori Uda; 宇田　成徳; Jun Funami; 舟見　準; Shigeru Kondo; 滋近藤; Shigeru Yoshida; 茂吉田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1984-08-27
Filing date: 1984-08-27
Publication date: 1986-03-19

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、例えばテープレコーダー、ビデオテープレコ
ーダーなどのテープを駆動するために使用される小型モ
ータに関するものである。

従来例の溝底とその問題点接点開閉回数の最も多い小型モータの例で説明すると、
一般に小型モータにおけるブラシは、大きくわけて二種
類ある。一つは、弾性を有する導電材料、例えば銅、ぺ
ＩＪ　ＩＪウム銅、銅チタン合金。

リン青銅、洋白の薄板材あるいは線材に貴金属合金（例
えば、Ａｕ　、Ｐｄ　、Ｐｔ　、Ａｇ　、Ｇｕ　　等及
びそれらの合金）をクラツド化、又は薄板材、線材の一
部にスポット溶接の手段によって接合した構造であり、
もう一つは、前記に述べた薄板材あるいは線材の一部に
焼結カーボンブラシ（例えば、Ｃカーボン、Ａｇカーボ
ン、Ｃｕカーボン、Ａ［Ｃｕカーホン、及びそれらの材
料にＳｉＣ，ＭｏＳ２．Ｐｂ。

エポキシ系樹脂などを添加剤として配合したカーボンブ
ラシ）全導電性接着剤、スポット溶接、あるいは圧着方
式などの手段によって形成されているが、これらのブラ
シを有する小型モータにおいては、コミュテータ回転時
に、コミュテータしゅう動部が不必要に振動し、これに
よってコミュテータしゆう動部のコミュテータ・セグメ
ントに対する接触面に異常な溶着が生じることと、火花
発生に伴う黒化物（カーボン及びブラシとコミュテータ
・セグメント間で生ずるしゅう動摩耗粉が混じり合った
もの）と言われる異常現象を促進する異物が生成される
ことがしばしば起こり問題とな−る。小型モータのブラ
シでは、コミュテータ・セグメントにしゅう接するコミ
ュテータしゅう動部が例えばモータケースの蓋などに設
けられた支持手段により支持されているブラシ基部と一
体に成形されたものがある。その種のブラシとコミュテ
ータ・セグメントとの接触状態を第４図に示す。

第４図において、ブラシ支持手段１に支持されたブラシ
基部２から、折り曲げられたコミュテータしゅう動部３
が伸びている。このコミュテータしゅう動部３ば、ブラ
シ基部２から折り曲げられていることによって弾性を有
し、コミュテータ・セグメント４に押圧された状態で接
触している。

そして、この押圧力は、ブラシ基部２とコミュテータし
ゅう動部３との折り曲げ角を適当に選ぶことによって、
必要な値にすることができる。また、コミュテータ・セ
グメント４は、絶縁筒６を介してモータ回転軸６に固定
され、モータの回転とともに回転する。

このように、回転するコミュテータ・セグメント４とコ
ミュテータしゅう動部３が、しゅう接していることから
、両者の間で電気火花が発生し易く、この電気火花の発
生に伴って電気ノイズや、コミュテータしゆう動部３上
に溶着が発生するなど、不都合な状態が生じることにな
る。そして、この溶着の発生はブラシの寿命を短くする
のみでなく、各コミュテータ・セグメント４と接触し始
める位置及び離れる位置（第４図のａ部）に溶着が生じ
ると、この溶着によってコミュテータ・セグメント４の
表面全擦過して損傷を与え、さらにこの擦過によって生
じた切削屑が、互いに隣合うコミュテータ・セグメント
４０間のギャップ部に溜まり、そのためにコミュテータ
・セグメント相互間が導通されるという不都合が発生し
、モータの性能そのものまで低下してしまうという欠点
があった。なお、前記コミュテータレゆう動部のａ部に
おいて電気火花がよく発生する。

この最大の原因はブラシのしゆう動である。即ち、ブラ
シの振動で電気火花が頻繁に起こり、これによって溶着
の発生が促進され、しゆう動面の荒れを招く。荒れが大
きくなるに従って更に電気火花の発生が増加し、ついに
はモータの要求特性を得ることが不可能となり、起動停
止に至るものがある。

一般に、コミュテータしゅう動Ｎ３の材質は前記のごと
く貴金属合金ブラシあるいは焼結カーボンブラシであり
、コミュテータ・セグメント４の材質は、ＡｇＣｕ、Ａ
ｇｅｄ、ＡｇＣｕＣｄ、Ｃｕ、人Ｕ合金、ＡｇＰｄ合金
、ＡｇＣｕＴｉ　合金などであり、貴金属ブラシを使用
した場合、これらは、両者がほぼ同様の材質であること
からしゅう動抵抗が１．０ともなり、しゅう動界面で擦
過傷が発生し易い不利な組合わせである。また、焼結カ
ーボンブラシを使用した場合は、貴金属合金ブラシを使
用した時と較べてしゅう動抵抗は小さくなるといえども
、擦過傷の危険性はあり、またカーボンブラシを構成す
る配合材料中には、５ｉ０２などの不純物が混入されて
おり、貴金属合金ブラシと同様に、しゅう動界面で擦過
傷が発生し易い不利な組合わせになっている。

これらの欠点の原因となっている電気火花を抑制する手
段を有していない第６図乙に示した溝造のもの・即ちコ
ミュテータしゆう動部３に振動減衰対策を何等講じてい
ないものは、コミュテータしゅう動部の振動が犬きく、
従って常温の使用でも溶着が容易に発生し、寿命の長い
、品質のすぐれたものは得がたい。また第６図すに示し
たような、コミュテータしゅう動部３に振動防止用ゴム
９を粘着剤８で貼り付けたものは、常温での振動吸収が
よく、火花の発生をおさえることができるが使用上限温
度の６０゛Ｃ近くになると粘着剤の粘性が著しく低下し
、振動防止用ゴム９のしゅう動部への接着力が減少し、
振動吸収能力が低下して火花の発生が多くなり、寿命の
短い、品質の不安定なものとなってしまう。さらに第６
図Ｃに示したような、コミュテータしゅう動部３に振動
防止用シート１２を基材１ｏの両面に粘着剤８を塗布し
た構成の接着剤１１で貼り付けたものは、上記第５図す
の例と比較すると、高温での粘着剤の粘性の低下が、あ
る程度小さいものの充分とは言えず、高温での長寿命、
高品質を得ることは呂来ない。なお、この機器の使用雰
囲気温度は、−１ＯＣ〜＋６０℃で使用するものが多い
。

発明の目的本発明は、コミュテータしゅう動部とコミュテータ・セ
グメントのしゅう動性の改善を図り、コミュテータ・セ
グメント表面の擦過黒損によるモータ寿命の短縮を防止
し、また、テープレコーダなどの機器へ組み込まれたば
あいのワウ・フラノター、の低減が得られる高性能の小
型モータを提供するものである。

発明の構成前記目的を達成するために、本発明は薄板状あるいは線
状金属弾性体からなるブラシ基部および、このブラシ基
部から延設され、あるいはこのブラシ基部の一部に固設
されたコミュテータしゅう動部を有するブラシを備えた
小型モータにおいて、モータケース内の一部、例えばブ
ラケット上のコミュテータしゅう動部の近傍に、吸湿剤（シリカゲル、ゼオライト、アクリル酸。

アクリル酸・ビニルアルコール系、澱粉系吸湿ポリマー
）・・・・・・以下（本発明の吸湿剤）と略す。

全ブレンドした部材、例えば樹脂を接着剤で固着あるい
は圧着方式などの手段で着設する。この、（本発明の吸
湿剤）が雰囲気温度により保持している水分を数品する
ため、モータケース内の相対湿度が上昇するように構成
する。

実施例の説明第、１図および第２図は、それぞれ本発明の一実施例を
示したものである。ここで第４図のものと同一名称部分
には同一符号を付してあり、また１４はブラシなど全保
持するブラケット、１５はモータハウジング、１６は（
本発明の吸湿剤）をブレンドした樹脂である。第１図の
実施例では樹脂１６はブラケット１４上のコミュテータ
しゅう動部３の近傍に配置されており、また第２図の実
施例ではブラシ基部２上に樹脂１６を取り付けである。

なお、これらの実施例ではいずれもブラシ基部２の先端
部にコミュテータしゅう動部３ｔ−固着した構成になっ
ているが第４図のようにブラシ基部２から曲げ延設され
たコミュテータしゅう動部を有し、そのしゅう動部の上
に樹脂１６を着設してもよい。いずれの場合の実施例も
、モータケース内の雰囲気が（本発明の吸湿剤）による
水蒸気雰囲気になり水分子がブラシおよびコミュテータ
・セグメント表面に吸着する事を目的としたものであり
、その手段はこの限りではない。

ところで、これまでの文献や実験などでコミュテータし
ゅう動部とコミュテータ・セグメントの溶着し易い状態
、あるいは溶着や異常摩耗や導通不良の起こり易い状態
が解明されつつある。異常の起こり易い状態は、ブラシ
しゅう動部とコミュテータ・セグメントがしゅう動する
部位の雰囲気か、またはコミュテータ・セグメント自体
へ不飽和環状炭化水素が存在したり、吸着したりしてい
る場合である。このとき黒化物（カーボンおよびブラシ
とコミュテータ・セグメント間で生ずるしゅう動摩耗粉
が混じり合ったもの）と言われる異常現象全促進する異
物が生成する。

この異物は、不飽和環状炭化水素がしゅう動部とコミュ
テータ・セグメント間のアークによって燃焼するとき単
位体積当たりのカーボン量が多く、不完全燃焼すること
と、またその分子構造に起因するものであるが、生成カ
ーボンの結合状態が密となるため、硬質のカーボンがで
きる苑めと思われる。

また、相対湿度が高い（４０％以上）の雰囲気、および
コミュテータ・セグメントへの水分の吸着が充分である
場合は、カーボンが生成しに〈〈コミュテータ・セグメ
ントやブラシの摩耗も少なく異常現象につながらぬ事が
解明されている。これらの現象をもとにして、相対湿度
を４０係以上とし水分の吸着したコミュテータ・セグメ
ント’２用いて長期間の運転実験を行った。

この実験で（１）高温・低湿の場合のコミュテータ・セグメントに
異常摩耗の発生する確率が高い（２）コミュテータ・セグメントに水分の吸着がある場
合、コミュテータ・セグメントの異常が緩和され、小型
モータの長寿命化がはかれるとの結果が得られた。

実験結果全第６図に示す。

そこで、本発明では上記現象を考慮して、第１図、第２
図の実施例で示したように、モータハウジング１６とブ
ラケット１４で囲まれた内部の、コミュテータしゅう動
部近傍に（本発明の吸湿剤）をブレンドした樹脂１６を
配置したものである。

この（本発明の吸湿剤）は、水分を放出することにより
コミュテータ・セグメントやブラシ表面へ水分全吸着さ
せるため異常現象の一つである硬質の黒化物生成に対し
て最も遠い存在となり、コミュテータしゅう動部とコミ
ュテータ・セグメントのしゅう動抵抗を減するものであ
る。

上記構成において異常現象の発生する確率の高い高温・
低湿では（本発明の吸湿剤）の放出する水分による蒸気
圧にみあった雰囲気がモータケース内に見られる。この
水分を放出する（本発明の吸湿剤）は、水分がそ゛の極
性基により金属表面に強力に吸着する。この吸着は、フ
ァンデアワールスの引力により吸着する有機ガスに比べ
て強力に吸着しており安定な吸着状態と言える。

（本発明の吸湿剤）の水分放出による水分子の吸着で、
Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｇ等で出来た触媒作用の強いコミ
ュテータ・セグメントおよびブラシは勿論のこと、Ｃｕ
で出来たそれ、また焼結カーボンブラシの表面およびそ
れ以外の金属表面へも吸着し、表面へ反応性の高いガス
（スチレンモノマー。

トルエン等）が付着することを防止する。これは、（本
発明の吸湿剤）が、例えばスチレンモノマー。

トルエン等のフ７ンデアワールスの引力より吸着する有
機ガスに比べて吸強力に吸着するためである。第７図に
、（１）従来品、（２）スチレンモノマー雰囲気中での
テスト品、（３）（本発明の吸湿剤）の水分放出による
４０％以上の湿度雰囲気中でのテスト品、の結果を示す
。

本発明の吸湿剤の成分を示すと、吸湿剤（１）　　シリカゲル（２）　　ゼオライト（３）アクリル酸系吸湿ポリマー（４）アクリル酸・ビニルアルコール系吸湿ポリ（５）
澱粉系吸湿ポリマー（６）その他の吸湿剤である。

前述の（本発明の吸湿剤）の水分放出による水分子は、
ブラシ、コミュテータ・セグメント表面へ吸着し、単分
子膜を形成するため、潤滑性も極めて向上し、接触部分
の摩耗も著しく減少する。

（実験の結果を第６図に示す。）実験の結果を示す実施例？、第３図のモータで説明する
と、４．２ｖで運転するこの直流モータは外径３０朋、
高さ２５ｍｍのもので２５ｍ人の電流がその回路を流れ
るものである。なお、第３図の構成においては、モータ
ハウジング１６に（本発明の吸湿剤）を含む樹脂１６を
装備したものである。第３図において、１７は回転子鉄
心、１８はマグネットワイヤー、１９はマグネット、２
０゜２１はメタル自由受である。

このモータの内部に設けた樹脂１６に、（本発明の吸湿
剤）をブレンドしたものは、（本発明の吸湿剤）が徐々
に水分全放出し著しい効果を得ることが出来た。この樹
脂１６は、その材料を選択することによって水分の放出
スピードのコントロールが可能である。

なお、プラスチック製のブラケット４にブレンドしたも
のは、著しい効果を得ることが出来た。

また、同じように、プラスチック製の整流子基台にブレ
ンドしたもの、第５図に示す防根ゴム９にブレンドした
もの、第５図に示す防振ゴム貼付用接着剤８にブレンド
したものも（本発明の吸湿剤）を保持する力があり著し
い効果を得ることが出来た。

゛なお、第６図において、人、Ｂは不飽和環状炭化水素
を有するスチレンモノマー雰囲気中の整流波形’ｘ示し
、人は６０℃、５％ＲＨテスト前の整流波形、Ｂは６０
”Ｑ、５％ＲＨ１００時間テスト後の整流波形である。

さらに、Ｃ，Ｄは（本発明の薬品）雰囲気中の確認結果
を示し、ｃＨｅｏ’Ｃ。

６％Ｒ）ｔテスト前の整流波形、ＤＵ６０″Ｃ，５％Ｒ
Ｈ１５００時間テスト後の整流波形である。

また第７図の人はテスト前の整流子の表面の状態を示し
、Ｂは不飽和環状炭化水素（スチレンモノマー）雰囲気
による１００Ｈｒテスト後の状態を示し、Ｃば（本発明
の薬品）の雰囲気による１５００Ｈｒテスト後の状態を
示す。

発明の効果以上の説明から明らかなよＸうに本発明によれば、下記
の効果を奏する。

（１）（本発明の吸湿剤）の数品した水分がブラシ。

コミュテータ・セグメント表面へ吸着することにより、
潤滑作用がはたらき、しゅう動部の異常摩耗や擦過損傷
が防止できる効果がある。

（２）　　スチレンモノマーやトルエンなどのベンゼン
環を有する有機ガスがあってもブラシ、コミュテータ・
セグメント表面へ吸着した水分子の単分子膜で保護され
、黒化物の生成も微少となりブラシ、コミュテータ・セ
グメント間の接触不良を防止できる。また接触不良を起
こさないため、電気ノイズの発生も減少し、接触不安定
に伴う小型モータの速度の安定化も図られ、結果的には
、１〜３０”／程度の比較的低電圧用の小型モータが使
用される機器のワウ・フラノターの低減が得られる効果
がある。

（３）前記（１）および（２）結果、小型モータの品質
が向上し、寿命全大幅に延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ本発明の実施例にかかる
小製モータの構成図、第３図は本発明の他の実施例にか
かる小型モータの断面図、第４図は従来例の構成図、第
５図ａ　−ｃは、それぞれ従来例のコミュテータレゆう
動部の構成を示す図、第６図は本発明の効果を確認した
小型モータの整流波形の結果をあられす図、第７図は従
来例及び本発明にかかる整流子のテスト後の状態を写真
で示す説明図である。２・・・・・・ブラシ基部、３・・・・・・コミュテー
タしゅう動部、４・・・・・・コミュテータ・セグメン
ト、１４・・・・・・ブラケット、１５・・・・・・モ
ータハウジング、１６・・・・・・（本発明の吸湿剤）
をブレンドした樹脂。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図第３図第４図　′ 第５図（αンｔｂ）第６図Ｖ第７図手続補正書（方式）％式％２発明の名称小型モータ３補正をする者事件との関係　　　　　　特　　許　　出　　願人性　
所　　大阪府門真市大字門真１００６番地名　称　（５
８２）松下電器産業株式会社代表者　　　　山　　下　
　俊　　彦４代理人　〒５７１住　所　　大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器
産業株式会社内゛５補正命令の日付７、補正の内容（１）明細書第１６頁第１２行〜第１４行目に記載の「
第７図は従来例及び本発明にかかる整流子のテスト後の
状態を写真で示す説明図である。」を「第７図は従来例
及び本発明のコミュテータ・セグメント表面の状態を示
す説明図である。」と補正します。（２）添付図面の第７図を別紙の通り補正します。第７図（Ｃし）　　　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）＜
Ｃ）　　　　　　　　（ｄ）

Claims

【特許請求の範囲】

ブラシ機構部とコミュテータを有し、ブラシとコミュテ
ータがしゅう動する構造の小型直流モータにおいて、モ
ータケース内に吸湿剤を配した小型モータ。