WO2022202274A1 - Electric motor and electric blower - Google Patents
Electric motor and electric blower Download PDFInfo
- Publication number
- WO2022202274A1 WO2022202274A1 PCT/JP2022/009909 JP2022009909W WO2022202274A1 WO 2022202274 A1 WO2022202274 A1 WO 2022202274A1 JP 2022009909 W JP2022009909 W JP 2022009909W WO 2022202274 A1 WO2022202274 A1 WO 2022202274A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- electric motor
- brush
- commutator
- constant force
- force spring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K23/00—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
Definitions
- the present disclosure relates to electric motors and electric blowers.
- Electric motors are widely used in the field of electrical equipment mounted on vehicles such as automobiles.
- two-wheeled or four-wheeled vehicles use electric motors to drive cooling fans for cooling radiators and batteries.
- the brushed motor consists of a stator, a rotor rotated by the magnetic force of the stator, a commutator attached to the rotating shaft of the rotor, brushes in sliding contact with the commutator, and brushes pushed against the commutator. and a spring for applying (see, for example, Patent Document 1).
- the brushes wear and reduce in length as they operate.
- the constant load spring pushes the brush against the commutator as the length of the brush decreases. It is trying to suppress the fluctuation of the force applied.
- the constant force spring described in Patent Document 1 is made of a strip-shaped wire rod.
- This strip-shaped wire is made of a non-magnetic material so as not to be affected by the magnetic flux generated by the armature winding.
- the constant load spring is made of austenitic stainless steel, which is one of non-magnetic materials, it becomes magnetized due to processing stress when winding the strip-shaped wire rod.
- the constant force spring since the constant force spring has a belt-like shape, its surface area is large. Therefore, when the constant force spring is magnetized, the force received by the magnetic flux cannot be ignored. Therefore, the constant force spring is attracted toward the armature winding by the magnetic flux generated by the armature winding. As a result, the direction in which the constant force spring pushes the brush may vary, and the load may vary.
- the present disclosure has been made to solve such problems, and aims to provide an electric motor and an electric blower equipped with the electric motor that can suppress the influence of the magnetic flux generated by the armature winding on the constant force spring. aim.
- one aspect of the electric motor according to the present disclosure includes a rotor having a rotating shaft, a commutator attached to the rotor, brushes in contact with the commutator, and connections with the commutator. a plurality of armature windings, a constant force spring configured by a strip-shaped wire and pressing the brush against the commutator, and disposed between the plurality of armature windings and the constant force spring, and a soft magnetic member that shields magnetic flux generated by the plurality of armature windings.
- one aspect of an electric blower according to the present disclosure includes the above electric motor and a fan attached to the rotating shaft.
- an electric motor that can suppress the influence of the magnetic flux generated by the armature winding on the constant force spring, and an electric blower equipped with the electric motor.
- FIG. 1 is an external perspective view of the electric motor according to the embodiment when viewed from below.
- FIG. 2 is an external perspective view of the electric motor according to the embodiment when viewed from above.
- FIG. 3 is a cross-sectional view of the electric motor according to the embodiment.
- FIG. 4 is a perspective view showing the internal structure of the brush holder in the electric motor according to the embodiment.
- FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the constant force spring according to the embodiment.
- FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of part of the electric motor according to the embodiment.
- FIG. 7 is a plan view showing a modification of the arrangement of the constant force spring 110 and the brush 40.
- FIG. 8 is a perspective view showing a fan attached to the electric motor according to the embodiment.
- FIG. 9 is a schematic diagram of an electric blower including a fan attached to an electric motor.
- each figure is a schematic diagram and is not necessarily strictly illustrated. Moreover, in each figure, the same code
- FIG. 1 is an external perspective view of an electric motor 1 according to the present embodiment when viewed from below.
- FIG. 2 is an external perspective view of the electric motor 1 viewed from above.
- FIG. 3 is a cross-sectional view of the electric motor 1. As shown in FIG. Specifically, FIG. 3 is a III-III cross-sectional view when the electric motor 1 shown in FIG. be.
- 4 is a perspective view showing the internal structure of the brush holder 50 in the electric motor 1. FIG. 3, only the portion appearing in the cross section of the electric motor 1 is illustrated. 4 shows a perspective view of the brush holder 50 from below with the cover plate 131 removed.
- the electric motor 1 includes a stator 10 (stator) and a rotor 20 (rotor) rotated by the magnetic force of the stator 10 .
- the electric motor 1 according to the present embodiment is a brushed electric motor, and as shown in FIG. It has two brushes 40 in contact with 30 .
- the electric motor 1 further includes a brush holder 50 that holds the brushes 40 and a constant force spring 110 that presses the brushes 40 against the commutator 30 .
- the electric motor 1 also includes a bearing 91 , a first bracket 101 and a second bracket 102 .
- the electric motor 1 is a type of direct-current electric motor (DC motor) driven by direct current, and uses a magnet 11 as a stator 10 and an armature winding 22 as a rotor 20 . child is used.
- the electric motor 1 is a flat type brushed coreless motor (flat motor) mounted on a two-wheeled or four-wheeled vehicle. Therefore, the stator 10 and the rotor 20 do not have a core (iron core), and the electric motor 1 as a whole is thin and light.
- the thickness of the electric motor 1 (that is, the dimension in the direction of the axis C of the rotating shaft 21) is smaller than the outer diameter (the dimension in the direction perpendicular to the direction of the axis C).
- electric motor 1 according to the present embodiment is a small motor used as a cooling fan for a radiator in a vehicle, and the outer diameter (diameter) of electric motor 1 is 120 mm or less.
- the outer diameter of the electric motor 1 is 62 mm.
- the electric motor 1 is driven by an input voltage of DC 12V.
- the stator 10 is arranged with a minute air gap 12 between itself and the rotor 20 .
- the stator 10 generates magnetic force acting on the rotor 20 .
- the stator 10 is configured to generate magnetic flux on an air gap surface 12a with the rotor 20, and forms a magnetic circuit together with the rotor 20, which is an armature.
- the stator 10 is generally donut-shaped as a whole, and N poles and S poles are alternately and evenly present on the air gap surface 12a with the rotor 20 along the circumferential direction of the rotating shaft 21.
- the stator 10 is a magnetic field that creates magnetic flux for generating torque, and in the present embodiment, is composed of a plurality of magnets 11 (magnets).
- Magnet 11 is, for example, a permanent magnet having an S pole and an N pole.
- the plurality of magnets 11 that constitute the stator 10 are arranged so that N poles and S poles are alternately and evenly distributed over the circumferential direction.
- the direction of the main magnetic flux generated by stator 10 is along the direction in which rotating shaft 21 extends.
- the direction of the main magnetic flux is generated in the direction corresponding to the magnetic poles of the magnet 11 .
- the stator 10 is fixed to the first bracket 101 .
- the rotor 20 has a rotating shaft 21 and rotates around the axis C of the rotating shaft 21 .
- Rotor 20 generates a magnetic force acting on stator 10 .
- the direction of the main magnetic flux generated by rotor 20 is along the direction in which rotating shaft 21 extends.
- the direction of the main magnetic flux is generated in the direction corresponding to the direction of the current flowing through the armature winding 22 .
- the rotor 20 is arranged facing the stator 10 .
- rotor 20 faces stator 10 in the direction of axis C of rotating shaft 21 .
- the rotating shaft 21 is a shaft having an axis C, and is a long rod-shaped member such as a metal rod.
- the axis C of the rotating shaft 21 is the center of rotation of the rotor 20 .
- the longitudinal direction of the rotating shaft 21, that is, the direction in which the rotating shaft 21 extends (stretching direction) is also referred to as the direction of the axis C (axis direction).
- the rotating shaft 21 is supported by bearings 91 .
- the bearing 91 is a bearing such as a ball bearing.
- the first end 21 a of the rotating shaft 21 is the output-side end (output shaft) and protrudes from the first bracket 101 and the bearing 91 .
- a load such as a fan is attached to the first end 21a.
- a second end 21 b of the rotary shaft 21 is an end (counter-output shaft) on the non-output side and protrudes from the second bracket 102 .
- the bearing 91 is held by the first bracket 101 . Specifically, the bearing 91 is fixed to a recess provided in the first bracket 101 .
- the first bracket 101 is a member that forms a housing together with the second bracket 102 .
- a stator 10 and a rotor 20 are arranged in a housing composed of a first bracket 101 and a second bracket 102 .
- the first bracket 101 is an outer shell member of the electric motor 1, and is formed in a bottomed tubular shape having a bottom portion and a cylindrical side wall portion.
- a magnet 11 forming the stator 10 is fixed to the bottom of the first bracket 101 .
- the armature winding 22 of the rotor 20 is surrounded by the side wall portion of the first bracket 101 .
- the first bracket 101 is made of, for example, a metal material.
- the first bracket 101 is made of iron-based material such as cold-rolled steel plate (SPC material) or metal such as aluminum.
- the material of the first bracket 101 is not limited to a metal material, and may be a resin material. I hope it is.
- the second bracket 102 is a member that forms the housing together with the first bracket 101 .
- the second bracket 102 is made of a plate-like soft magnetic material.
- the second bracket 102 is an example of a soft magnetic member that is arranged between the multiple armature windings 22 and the constant force spring 110 and shields the magnetic flux generated by the multiple armature windings 22 .
- second bracket 102 is made of an iron plate.
- the soft magnetic material forming the second bracket 102 is not limited to iron. For example, permalloy, silicon iron, etc. can be used as the soft magnetic material.
- the rotor 20 has a rotating shaft 21, a plurality of armature windings 22, and a mold resin 23 covering the plurality of armature windings 22.
- Each of the plurality of armature windings 22 is composed of an electric wire, and is wound so as to generate magnetic force acting on the stator 10 when current flows.
- the direction of the main magnetic flux generated by each armature winding 22 is the direction of the axis C of the rotating shaft 21 . That is, the magnets 11 of the stator 10 and the armature windings 22 of the rotor 20 are aligned in the direction of the axis C of the rotating shaft 21 .
- Each armature winding 22 is composed of an insulating coated wire having a core wire made of metal such as copper or aluminum and an insulating film covering the core wire.
- each of the plurality of armature windings 22 is a thin winding coil having a coil layer in which conductive wires are wound in a plane.
- each of the plurality of armature windings 22 is composed of, for example, one layer or a plurality of coil layers in which an insulated wire is wound in a generally fan shape in a plan view.
- a plurality of armature windings 22 configured in this way are arranged so as to surround the rotating shaft 21 when viewed from the direction of the axis C of the rotating shaft 21 .
- Each of the multiple armature windings 22 is connected to the commutator 30 . Specifically, each of the armature windings 22 is electrically connected to one of the commutator segments 31 of the commutator 30 .
- the plurality of armature windings 22 are integrally molded together with the molding resin 23 by being covered with the molding resin 23 .
- the mold resin 23 is made of an insulating resin material such as phenol resin or unsaturated polyester (BMC).
- the commutator 30 is attached to the rotary shaft 21. Therefore, the commutator 30 rotates together with the rotating shaft 21 as the rotor 20 rotates.
- a commutator 30 attached to the rotating shaft 21 may be part of the rotor 20 .
- the commutator 30 has a plurality of commutator pieces 31 (commutator segments) provided along the rotating direction of the rotating shaft 21 .
- the plurality of commutator segments 31 are annularly arranged along the rotation direction of the rotation shaft 21 so as to surround the rotation shaft 21 .
- Each commutator piece 31 is an elongated member extending in the longitudinal direction of the rotating shaft 21 .
- Each of the multiple commutator segments 31 is a conductive terminal made of a metal material such as copper, and is electrically connected to the armature winding 22 of the rotor 20 .
- the plurality of commutator segments 31 are arranged insulated from each other, but are electrically connected by the armature winding 22 of the rotor 20 .
- two adjacent commutator segments 31 are electrically connected by the armature winding 22 .
- the commutator 30 is a molded commutator, and has a configuration in which a plurality of commutator segments 31 are molded with a mold resin 32 .
- the plurality of commutator segments 31 are embedded in the mold resin 32 so that their surfaces are exposed.
- the mold resin 32 is a commutator main body, and is a substantially cylindrical member having a through hole into which the rotating shaft 21 is inserted.
- the mold resin 32 is, for example, a resin molded body made of an insulating resin material such as a thermosetting resin.
- each of the two brushes 40 is in contact with the commutator segment 31 of the commutator 30 . Since the commutator 30 rotates as the rotating shaft 21 rotates, the brush 40 keeps contacting all the commutator segments 31 sequentially.
- the number of brushes 40 is not limited to two, and may be four, for example.
- each of the two brushes 40 is arranged in the brush holder 50 such that its longitudinal direction is perpendicular to the axis C of the rotating shaft 21 (that is, the radial direction of rotation of the rotating shaft 21).
- the angle formed by the longitudinal directions of the two brushes 40 is 180°.
- the angle formed by the longitudinal directions of the two brushes 40 may be less than 180°.
- Each of the brushes 40 is a power supply brush (energization brush) that supplies power to the armature winding 22 by coming into contact with the commutator segment 31 .
- the brush 40 includes a first end 41 in contact with the commutator 30 and a second end 42 opposite the first end 41 .
- the brush 40 is a conductor having conductivity.
- the brush 40 is a long, substantially rectangular parallelepiped carbon brush made of carbon.
- the brush 40 is preferably a carbon brush containing metal such as copper.
- Such a brush 40 can be produced, for example, by pulverizing a kneaded product obtained by kneading graphite powder, copper powder, a binder resin, and a curing agent, compressing and molding the product into a rectangular parallelepiped, and firing the product.
- the brush holder 50 is provided with the same number of constant force springs 110 as the number of brushes 40 .
- two constant force springs 110 are arranged.
- the brush 40 is attached so as to always be in contact with the commutator segments 31 of the commutator 30 under the pressure of the constant force spring 110 . That is, the brush 40 is pressed against the commutator 30 by the constant force spring 110 .
- FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the constant force spring 110 according to this embodiment.
- the constant force spring 110 is a spring that is made of a strip-shaped wire and presses the brush 40 against the commutator 30 .
- the constant force spring 110 is made of an elongated thin plate.
- the constant force spring 110 is positioned between the spiral portion 111 at one end, which is wound with a strip-shaped wire rod, and the fixed portion 112, which is located at the other end, between the spiral portion 111 and the fixed portion 112. , and a planar portion 113 in which the strip-shaped wire rod has a planar shape.
- the spiral portion 111 contacts the second end 42 of the brush 40 .
- the fixed part 112 is fixed to the hooked part 60 of the brush holder 50 .
- the fixing portion 112 is fixed to the brush holder 50 by hooking the hook-shaped portion 60 on the opening 117 (see FIG. 5) formed in the fixing portion 112 .
- a hook-shaped portion 60 to which the fixed portion 112 of the constant force spring 110 is hooked is arranged near the first end portion 41 of the brush 40 .
- the spiral portion 111 of the constant force spring 110 pushes the second end portion 42 of the brush 40 in a direction to approach the vicinity of the first end portion 41 of the brush 40 where the fixing portion 112 is arranged. Therefore, the pressing force of the constant force spring 110 keeps the first end 41 of the brush 40 in constant contact with the commutator segments 31 . Since the brushes 40 continue to be in contact with the commutator segments 31 in this manner, the brushes 40 wear due to friction as the commutator segments 31 rotate.
- constant force spring 110 is made of austenitic stainless steel, which is a non-magnetic material.
- Electric power is supplied to the brushes 40 from an external power supply arranged outside the electric motor 1 .
- the external power supply is a power supply that exists outside the electric motor 1 and supplies the electric motor 1 with a predetermined input voltage.
- the external power supply is a DC power supply that supplies the electric motor 1 with an input voltage of DC 12V.
- the DC power supply is not particularly limited as long as it outputs DC power, and examples thereof include a generator, a converter, and a battery.
- the current supplied to each of the two brushes 40 flows through the armature winding 22 via the commutator segment 31 of the commutator 30 as an armature current (driving current).
- armature current driving current
- magnetic flux is generated in the rotor 20 (armature winding 22).
- the magnetic force generated by the interaction between the magnetic flux generated in the rotor 20 and the magnetic flux generated from the stator 10 becomes the torque that rotates the rotor 20 .
- the direction in which the current flows is switched depending on the positional relationship when the commutator segments 31 of the commutator 30 and the two brushes 40 are in contact with each other.
- the brush holder 50 is a holding member that holds two brushes 40 .
- the brush holder 50 is made of, for example, an insulating resin material.
- the brush holder 50 is a resin molded product formed by integral molding using a resin material.
- the brush holder 50 is an outer shell member forming the outer shell of the electric motor 1 and covers the second bracket 102 from the outside.
- the brush holder 50 has a holder main body 50a and a hook-shaped portion 60.
- the holder main body 50a is a portion where the brushes of the brush holder 50 are arranged.
- the holder main body 50a is a portion of the brush holder 50 other than the hook-shaped portion 60.
- the holder body 50a of the brush holder 50 has two brush storage portions 51.
- a brush 40 is housed in each of the two brush housing portions 51 .
- the brush housing portion 51 is formed in a concave shape on the inner surface side of the brush holder 50 .
- the brush housing portion 51 has a concave shape, but may have a box-like shape in which the brush housing portion 51 and the cover plate 131 are integrated.
- the hook-shaped portion 60 is a portion that protrudes from the holder main body 50a along the rotating shaft 21 and is used to fix the constant force spring 110. As shown in FIG.
- the brush housing portion 51 is elongated in a direction perpendicular to the axis C of the rotating shaft 21 (that is, in the radial direction of rotation of the rotating shaft 21) and has a concave cross-sectional shape. .
- each of the two brush housings 51 housing the brushes 40 is covered with a cover plate 131 .
- the two cover plates 131 are made of brass plates, for example, and are arranged so as to cover the brush housing portion 51 respectively.
- the constant force spring 110 is housed in the brush housing portion 51 together with the brush 40 .
- FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of part of the electric motor 1 according to this embodiment.
- the constant force spring 110, the armature winding 22, and their surroundings are shown in an enlarged manner in the cross section of the electric motor 1.
- FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of part of the electric motor 1 according to this embodiment.
- the constant force spring 110, the armature winding 22, and their surroundings are shown in an enlarged manner in the cross section of the electric motor 1.
- FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of part of the electric motor 1 according to this embodiment.
- the armature winding 22 generates magnetic flux in the direction indicated by the block arrows in FIG.
- the constant force spring 110 is made of austenitic stainless steel, which is a non-magnetic material.
- the spiral portion 111 of the constant load spring 110 is formed from the strip-shaped wire rod made of austenitic stainless steel, the constant load spring 110 becomes magnetized due to processing stress. Therefore, if a member that shields magnetic flux is not interposed between the constant force spring 110 and the armature winding 22, the magnetic flux generated by the armature winding 22 causes the constant force spring 110 to become armature winding.
- a force is received in a direction approaching the line 22 (that is, the direction indicated by the dashed arrow in FIG. 6). That is, the constant force spring 110 is attracted to the armature winding 22 . In this case, the direction in which the constant force spring 110 pushes the brush 40 may vary, or the load may vary.
- the second bracket 102 made of a soft magnetic material is arranged between the constant force spring 110 and the armature winding 22, the magnetic flux generated by the armature winding 22 is 2 bracket 102 shields. Therefore, the magnetic flux generated by the armature winding 22 and reaching the constant force spring 110 can be reduced. Thereby, the influence of the magnetic flux generated by the armature winding 22 on the constant force spring can be suppressed. In other words, it is possible to suppress fluctuations in the direction in which the constant force spring 110 pushes the brush 40 and fluctuations in the load.
- the fixed portion 112 and the flat portion 113 of the constant force spring 110 are arranged on the opposite side of the brush 40 to the side on which the plurality of armature windings 22 are arranged. , are placed.
- the plurality of armature windings 22 are arranged below the brushes 40, whereas the fixed portion 112 and the flat portion 113 of the constant force spring 110 are arranged above. be done.
- the closer the plane portion 113 of the constant force spring 110 is to the armature windings 22 the greater the force that the plane portion 113 receives from the magnetic flux generated by the armature windings 22 .
- Arranging on the side opposite to the side on which the plurality of armature windings 22 are arranged can reduce the force that the plane portion 113 receives from the magnetic flux generated by the plurality of armature windings 22 . Therefore, the influence of the magnetic flux generated by the armature winding 22 on the constant force spring 110 can be further suppressed.
- the second bracket 102 is a soft magnetic member. It may be a magnetic member.
- the cover plate 131 may be a soft magnetic member.
- the flat portion 113 of the constant force spring 110 is arranged on the side opposite to the side where the plurality of armature windings 22 are arranged with respect to the brush 40, but the arrangement of the flat portion 113 is not limited to this.
- the planar portion 113 may be arranged in the circumferential direction around the axial center C direction of the rotating shaft 21 with respect to the brush 40 as shown in FIG. 7 .
- the arrow in FIG. 7 indicates the circumferential direction centering on the axial center C direction of the rotating shaft 21 .
- 7 is a plan view showing a modification of the arrangement of the constant force spring 110 and the brush 40. FIG.
- Such an arrangement can also prevent the planar portion 113 of the constant force spring 110 from being attracted by the magnetic flux generated by the armature winding 22 .
- the stator 10 is composed only of permanent magnets, but it is not limited to this.
- the stator 10 may be a stator composed of permanent magnets and an iron core, or may be a stator composed of stator windings and an iron core without using permanent magnets.
- the electric motor 1 is a vehicle motor used in a vehicle, but it is not limited to this.
- the technology of the present disclosure can also be applied to electric motors used in various other electric devices, such as electric motors used in electric blowers and the like mounted on electric vacuum cleaners and the like.
- FIG. 8 is a perspective view showing fan 190 attached to electric motor 1 according to the above embodiment.
- FIG. 9 is a schematic diagram of an electric blower 600 including a fan 190 attached to the electric motor 1.
- FIG. Electric blower 600 can be realized by attaching fan 190 as shown in FIG. 8 to rotating shaft 21 of electric motor 1 according to the above embodiment.
- the electric blower according to the present disclosure includes the electric motor 1 of the above embodiment and the fan 190 attached to the rotation shaft 21 of the electric motor 1 . Note that the fan 190 shown in FIG.
- a fan or the like having another shape and structure may be attached to the electric motor 1 according to the above embodiment. Since such an electric blower includes the electric motor 1 according to the above embodiment, it has the same effects as the electric motor 1 according to the above embodiment.
- the technology of the present disclosure can be widely used in various products equipped with electric motors, including products in the field of electric equipment such as automobiles and the field of household electric appliances.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
Abstract
Description
本開示は、電動機及び電動送風機に関する。 The present disclosure relates to electric motors and electric blowers.
電動機は、自動車等の車両に搭載される電装分野等に広く用いられている。例えば、二輪又は四輪の車両には、ラジエータやバッテリーを冷却する冷却ファンを駆動するために電動機が用いられている。 Electric motors are widely used in the field of electrical equipment mounted on vehicles such as automobiles. For example, two-wheeled or four-wheeled vehicles use electric motors to drive cooling fans for cooling radiators and batteries.
電動機としては、ブラシを用いるブラシ付き電動機、及び、ブラシを用いないブラシレス電動機が知られている。このうち、ブラシ付き電動機は、固定子と、固定子の磁力によって回転する回転子と、回転子の回転軸に取り付けられた整流子と、整流子に摺接するブラシと、ブラシを整流子に押し当てるためのバネと、を備える(例えば、特許文献1など参照)。このような電動機においては、動作時間に応じて、ブラシが摩耗し、その長さが減少する。特許文献1に記載された電動機においては、ブラシを整流子に押し当てるためのバネとして定荷重バネを用いることで、ブラシの長さの減少に伴って、定荷重バネがブラシを整流子に押し当てる力が変動することを抑制しようとしている。
As electric motors, brushed electric motors that use brushes and brushless electric motors that do not use brushes are known. Among them, the brushed motor consists of a stator, a rotor rotated by the magnetic force of the stator, a commutator attached to the rotating shaft of the rotor, brushes in sliding contact with the commutator, and brushes pushed against the commutator. and a spring for applying (see, for example, Patent Document 1). In such motors, the brushes wear and reduce in length as they operate. In the electric motor described in
特許文献1に記載された定荷重バネは、帯状の線材からなる。この帯状の線材は、電機子巻線が生成する磁束の影響を受けないように、非磁性材料で形成される。しかしながら、例えば、定荷重バネが、非磁性材料の一つであるオーステナイト系ステンレスで形成されても、帯状の線材を巻回する際の加工応力によって磁性を帯びる。特に、定荷重バネは、帯状の形状を有するため、その表面積が大きい。したがって、定荷重バネが磁性を帯びる場合、磁束によって受ける力を無視できない。このため、電機子巻線によって生成される磁束によって、定荷重バネが電機子巻線側に引き寄せられる。これにより、定荷重バネがブラシを押す方向が変動したり、荷重が変動したりし得る。
The constant force spring described in
本開示は、このような問題を解決するためになされたものであり、電機子巻線が生成する磁束が定荷重バネに与える影響を抑制できる電動機及びそれを備えた電動送風機を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made to solve such problems, and aims to provide an electric motor and an electric blower equipped with the electric motor that can suppress the influence of the magnetic flux generated by the armature winding on the constant force spring. aim.
上記目的を達成するために、本開示に係る電動機の一態様は、回転軸を有する回転子と、前記回転子に取り付けられた整流子と、前記整流子に接するブラシと、前記整流子と接続される複数の電機子巻線と、帯状の線材により構成されかつ前記ブラシを前記整流子に押し当てる定荷重バネと、前記複数の電機子巻線と前記定荷重バネとの間に配置され、前記複数の電機子巻線によって生成される磁束を遮蔽する軟磁性部材とを備える。 To achieve the above object, one aspect of the electric motor according to the present disclosure includes a rotor having a rotating shaft, a commutator attached to the rotor, brushes in contact with the commutator, and connections with the commutator. a plurality of armature windings, a constant force spring configured by a strip-shaped wire and pressing the brush against the commutator, and disposed between the plurality of armature windings and the constant force spring, and a soft magnetic member that shields magnetic flux generated by the plurality of armature windings.
上記目的を達成するために、本開示に係る電動送風機の一態様は、上記電動機と、前記回転軸に取り付けられるファンと、を備える。 In order to achieve the above object, one aspect of an electric blower according to the present disclosure includes the above electric motor and a fan attached to the rotating shaft.
本開示によれば、電機子巻線が生成する磁束が定荷重バネに与える影響を抑制できる電動機及びそれを備えた電動送風機を実現できる。 According to the present disclosure, it is possible to realize an electric motor that can suppress the influence of the magnetic flux generated by the armature winding on the constant force spring, and an electric blower equipped with the electric motor.
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. It should be noted that each of the embodiments described below is a specific example of the present disclosure. Therefore, numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions of constituent elements, connection forms, and the like shown in the following embodiments are examples and are not intended to limit the present disclosure. Therefore, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in independent claims representing the highest concept of the present disclosure will be described as optional constituent elements.
なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。また、本明細書において、「上」及び「下」という用語は、必ずしも、絶対的な空間認識における上方向(鉛直上方)及び下方向(鉛直下方)を指すものではない。 It should be noted that each figure is a schematic diagram and is not necessarily strictly illustrated. Moreover, in each figure, the same code|symbol is attached|subjected to the substantially same structure, and the overlapping description is abbreviate|omitted or simplified. Also, in this specification, the terms "upper" and "lower" do not necessarily indicate upward (vertically upward) and downward (vertically downward) directions in absolute spatial recognition.
(実施の形態)
[1.全体構成]
まず、実施の形態に係る電動機1の全体の構成について、図1~図4を用いて説明する。図1は、本実施の形態に係る電動機1を下方側から見たときの外観斜視図である。図2は、同電動機1を上方側から見たときの外観斜視図である。図3は、同電動機1の断面図である。具体的には、図3は、図2に示す電動機1を、回転軸21の中心を通りかつ線分III-IIIを通り回転軸21に平行な平面で切ったときのIII-III断面図である。図4は、同電動機1におけるブラシホルダ50の内部構造を示す斜視図である。なお、図3では、電動機1の断面に現れる部分のみが図示されている。また、図4には、カバープレート131を外した状態のブラシホルダ50を下方側から見たときの斜視図が示されている。
(Embodiment)
[1. overall structure]
First, the overall configuration of an
図3に示すように、電動機1は、固定子10(ステータ)と、固定子10の磁力により回転する回転子20(ロータ)と、を備える。本実施の形態に係る電動機1は、ブラシ付き電動機であり、さらに、図3に示すように、回転子20に設けられた回転軸21に取り付けられた整流子30を備えているとともに、整流子30に接する二つのブラシ40を備えている。
As shown in FIG. 3 , the
図3及び図4に示すように、電動機1は、さらに、ブラシ40を保持するブラシホルダ50と、ブラシ40を整流子30に押し当てる定荷重バネ110と、を備える。電動機1は、その他に、軸受け91と、第1ブラケット101と、第2ブラケット102と、を備える。
As shown in FIGS. 3 and 4 , the
本実施の形態に係る電動機1は、直流により駆動する直流電動機(DCモータ)の一種であり、固定子10として磁石11が用いられているとともに、回転子20として電機子巻線22を有する電機子が用いられている。また、本実施の形態において、電動機1は、二輪又は四輪等の車両に搭載される扁平型(フラット型)のブラシ付きコアレスモータ(フラットモータ)である。したがって、固定子10及び回転子20は、コア(鉄心)を有しておらず、電動機1は、全体として厚みが薄くて軽い構成になっている。本実施の形態では、電動機1の厚み(つまり、回転軸21の軸心Cの方向における寸法)が外径(軸心Cの方向に垂直な方向の寸法)より小さい。具体的には、本実施の形態に係る電動機1は、車両におけるラジエータの冷却ファンに用いられる小型モータであり、電動機1の外径(直径)は、120mm以下である。一例として、電動機1の外径は、62mmである。なお、電動機1は、DC12Vの入力電圧により駆動する。
The
以下、電動機1の各構成部材について詳細に説明する。
Each component of the
図3に示すように、固定子10は、回転子20との間に微小なエアギャップ12を介して配置されている。固定子10は、回転子20に作用する磁力を発生させる。固定子10は、回転子20とのエアギャップ面12aに磁束を生成する構成になっており、電機子である回転子20とともに磁気回路を構成している。具体的には、固定子10は、全体として略ドーナツ状であり、回転軸21の周方向に沿って回転子20とのエアギャップ面12aにN極とS極とが交互に均等に存在するように構成されている。固定子10は、トルクを発生するための磁束を作る界磁であり、本実施の形態では、複数の磁石11(マグネット)によって構成されている。磁石11は、例えばS極及びN極を有する永久磁石である。
As shown in FIG. 3, the
固定子10を構成する複数の磁石11は、周方向に亘ってN極とS極とが交互に均等に存在するように配置されている。本実施の形態において、固定子10(磁石11)が発生する主磁束の向きは、回転軸21が延伸する方向に沿った方向である。主磁束の向きは、磁石11の磁極に応じた方向に発生する。固定子10は、第1ブラケット101に固定されている。
The plurality of
図3に示すように、回転子20は、回転軸21を有しており、回転軸21の軸心Cを中心として回転する。回転子20は、固定子10に作用する磁力を発生させる。本実施の形態において、回転子20が発生する主磁束の向きは、回転軸21が延伸する方向に沿った方向である。主磁束の向きは、電機子巻線22に流れる電流の向きに応じた方向に発生する。
As shown in FIG. 3 , the
回転子20は、固定子10と対向して配置されている。本実施の形態において、回転子20は、回転軸21の軸心Cの方向において固定子10と対向している。
The
回転軸21は、軸心Cを有するシャフトであり、金属棒等の長尺状の棒状部材である。回転軸21の軸心Cは、回転子20が回転する際の中心となる。回転軸21の長手方向、すなわち、回転軸21が延伸する方向(延伸方向)は、軸心Cの方向(軸心方向)ともいう。
The rotating
回転軸21は、軸受け91に支持されている。一例として、軸受け91は、ボールベアリング等のベアリングである。
The rotating
本実施の形態において、回転軸21の第1端部21aは、出力側の端部(出力軸)であり、第1ブラケット101及び軸受け91から突出している。第1端部21aには、例えばファン等の負荷が取り付けられる。なお、回転軸21の第2端部21bは、反出力側の端部(反出力軸)であり、第2ブラケット102から突出している。
In the present embodiment, the
軸受け91は、第1ブラケット101に保持されている。具体的には、軸受け91は、第1ブラケット101に設けられた凹部に固定されている。
The
第1ブラケット101は、第2ブラケット102とともに筐体を構成する部材である。第1ブラケット101及び第2ブラケット102で構成される筐体の中に固定子10と回転子20とが配置されている。本実施の形態において、第1ブラケット101は、電動機1の外郭部材であり、底部及び円筒状の側壁部を有する有底筒形状に形成されている。固定子10を構成する磁石11は、第1ブラケット101の底部に固定されている。また、回転子20の電機子巻線22は、第1ブラケット101の側壁部に囲まれている。第1ブラケット101は、例えば、金属材料によって構成されている。例えば、第1ブラケット101は、冷間圧延鋼板(SPC材)等の鉄系材料又はアルミニウム等の金属によって構成されている。なお、第1ブラケット101の材質は、金属材料に限るものではなく、樹脂材料であってもよいが、電動機1から発生するノイズを抑制するとの観点では、第1ブラケット101は、金属材料によって構成されているとよい。
The
第2ブラケット102は、第1ブラケット101とともに筐体を構成する部材である。第2ブラケット102は、板状の軟磁性体で構成される。第2ブラケット102は、複数の電機子巻線22と、定荷重バネ110との間に配置され、複数の電機子巻線22によって生成される磁束を遮蔽する軟磁性部材の一例である。本実施の形態では、第2ブラケット102は、鉄板で構成される。なお、第2ブラケット102を構成する軟磁性材料は、鉄に限らない。軟磁性材料として、例えば、パーマロイ、けい素鉄などを用いることができる。
The
図3に示すように、回転子20は、回転軸21とともに、複数の電機子巻線22と、複数の電機子巻線22を覆うモールド樹脂23と、を有する。
As shown in FIG. 3, the
複数の電機子巻線22の各々は、電線によって構成されており、電流が流れることで固定子10に作用する磁力を発生するように巻回されている。本実施の形態において、各電機子巻線22が発生する主磁束の向きは、回転軸21の軸心Cの方向である。つまり、固定子10の磁石11と回転子20の電機子巻線22とは、回転軸21の軸心Cの方向に並んでいる。
Each of the plurality of
各電機子巻線22は、銅又はアルミニウム等の金属からなる芯線と芯線を被膜する絶縁膜と、を有する絶縁被覆線によって構成されている。本実施の形態において、複数の電機子巻線22の各々は、導電線が平面状に巻回されたコイル層を有する薄形の巻線コイルである。具体的には、複数の電機子巻線22の各々は、例えば、絶縁被覆線が平面視で略扇状に巻回された1層又は複数のコイル層によって構成されている。このように構成された複数の電機子巻線22は、回転軸21の軸心Cの方向から見たときに、回転軸21を囲むように配置されている。
Each armature winding 22 is composed of an insulating coated wire having a core wire made of metal such as copper or aluminum and an insulating film covering the core wire. In the present embodiment, each of the plurality of
複数の電機子巻線22の各々は、整流子30と接続されている。具体的には、複数の電機子巻線22の各々は、整流子30の複数の整流子片31のいずれかと電気的に接続されている。
Each of the
複数の電機子巻線22は、モールド樹脂23で覆われることでモールド樹脂23とともに一体に成形されている。モールド樹脂23は、例えばフェノール樹脂又は不飽和ポリエステル(BMC)等の絶縁性樹脂材料によって構成されている。
The plurality of
図3に示すように、整流子30は、回転軸21に取り付けられている。したがって、整流子30は、回転子20が回転することで回転軸21とともに回転する。回転軸21に取り付けられた整流子30は、回転子20の一部であってもよい。
As shown in FIG. 3, the
整流子30は、回転軸21の回転方向に沿って設けられた複数の整流子片31(整流子セグメント)を有する。具体的には、複数の整流子片31は、回転軸21を囲むように回転軸21の回転方向に沿って円環状に配列されている。なお、各整流子片31の形状は、回転軸21の長手方向に延在する長尺状部材である。
The
複数の整流子片31の各々は、銅等の金属材料によって構成された導電端子であり、回転子20が有する電機子巻線22と電気的に接続されている。複数の整流子片31は、互いに絶縁分離されて配置されているが、回転子20の電機子巻線22によって電気的に接続されている。例えば、隣り合う2つの整流子片31は、電機子巻線22によって電気的に接続されている。
Each of the
一例として、整流子30は、モールド整流子であり、複数の整流子片31がモールド樹脂32によってモールドされた構成になっている。この場合、複数の整流子片31は、表面が露出するようにモールド樹脂32に埋め込まれている。モールド樹脂32は、整流子本体であり、回転軸21が挿入される貫通孔を有する略筒状部材である。モールド樹脂32は、例えば、熱硬化性樹脂等の絶縁性樹脂材料によって構成された樹脂成形体である。
As an example, the
図3に示すように、整流子30には、二つのブラシ40が接している。具体的には、二つのブラシ40の各々は、整流子30の整流子片31に接している。ブラシ40は、回転軸21の回転により整流子30が回転するため、全ての整流子片31と順次接触し続ける。なお、ブラシ40の個数は、二つに限定されず、例えば、四つであってもよい。
As shown in FIG. 3, two
図4に示すように、二つのブラシ40は、ブラシホルダ50に配置されている。具体的には、二つのブラシ40の各々は、その長手方向が回転軸21の軸心Cと直交する方向(つまり回転軸21の回転の径方向)となるようにブラシホルダ50に配置されている。
As shown in FIG. 4, the two
本実施の形態において、二つのブラシ40の長手方向のなす角は、180°である。なお、二つのブラシ40の長手方向のなす角は180°未満であってもよい。
In the present embodiment, the angle formed by the longitudinal directions of the two brushes 40 is 180°. The angle formed by the longitudinal directions of the two
ブラシ40の各々は、整流子片31に接することで電機子巻線22に電力を供給する給電ブラシ(通電ブラシ)である。ブラシ40は、整流子30に接する第1端部41及び第1端部41とは反対側に位置する第2端部42を含む。ブラシ40は、導電性を有する導電体である。一例として、ブラシ40は、カーボンによって構成された長尺状の略直方体のカーボンブラシである。本実施の形態において、ブラシ40は、銅等の金属を含むカーボンブラシであるとよい。これにより、ブラシ40と整流子片31との接触抵抗を小さくすることができる。このようなブラシ40は、例えば、黒鉛粉と銅紛とバインダー樹脂と硬化剤と、を混錬した混錬物を粉砕して直方体に圧縮成形して焼成することで作製することができる。
Each of the
図3及び図4に示すように、ブラシホルダ50には、ブラシ40の個数と同数の定荷重バネ110が配置されている。本実施の形態では、二つの定荷重バネ110が配置されている。ブラシ40は、定荷重バネ110からの押圧力を受けて、整流子30の整流子片31と常に接するように取り付けられている。つまり、ブラシ40は、定荷重バネ110によって整流子30に押し付けられている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
定荷重バネ110は、図3に示すように、バネ弾性力(バネ復元力)によってブラシ40に押圧(バネ圧)を付与し、ブラシ40を整流子30に向けて付勢している。定荷重バネ110の構成について、図5も用いて説明する。図5は、本実施の形態に係る定荷重バネ110の構成を示す斜視図である。図5に示すように、本実施の形態において、定荷重バネ110は、帯状の線材により構成され、ブラシ40を整流子30に押し当てるバネである。言い換えると、定荷重バネ110は、長尺状の薄い板材により構成される。定荷重バネ110は、一方の端部に位置する帯状の線材が巻回された渦巻部111と、他方の端部に位置する固定部112と、渦巻部111及び固定部112の間に位置し、帯状の線材が平面状の形状を有する平面部113と、を有する。図4に示すように、渦巻部111は、ブラシ40の第2端部42と接する。固定部112は、ブラシホルダ50の鉤状部60に固定される。本実施の形態では、固定部112に形成された開口117(図5参照)を鉤状部60に引っ掛けることで、固定部112がブラシホルダ50に固定される。
As shown in FIG. 3 , the
定荷重バネ110の固定部112が引っ掛けられる鉤状部60は、ブラシ40の第1端部41付近に配置される。これにより、定荷重バネ110の渦巻部111は、固定部112が配置されるブラシ40の第1端部41付近に近づく向きにブラシ40の第2端部42を押す。したがって、定荷重バネ110による押圧力によって、ブラシ40の第1端部41が整流子片31に常に接することになる。このように、ブラシ40は、整流子片31と接触し続けるため、整流子片31が回転することで、摩擦によって摩耗していく。このため、定荷重バネ110からの押圧力により回転軸21の軸心Cに向かう方向(径方向)に移動していく。定荷重バネ110を構成する材料として、例えば金属材料を用いることができる。本実施の形態では、定荷重バネ110は、非磁性材料であるオーステナイト系ステンレスで形成される。
A hook-shaped
ブラシ40には、電動機1の外部に配置された外部電源から電力が供給される。外部電源は、電動機1の外部に存在する電源であり、電動機1に所定の入力電圧を供給する。本実施の形態において、外部電源は、電動機1にDC12Vの入力電圧を供給する直流電源である。なお、直流電源は、直流電力を出力する電源であれば特に限定されず、例えば、発電機、コンバータ、バッテリーなどである。
Electric power is supplied to the
以上のように構成される電動機1では、二つのブラシ40の各々に供給される電流が電機子電流(駆動電流)として整流子30の整流子片31を介して電機子巻線22に流れる。これにより、回転子20(電機子巻線22)に磁束が発生する。そして、この回転子20に生じた磁束と固定子10から生じる磁束との相互作用によって生じた磁気力とが回転子20を回転させるトルクとなる。このとき、整流子30の整流子片31と二つのブラシ40の各々とが接する際の位置関係によって電流が流れる方向が切り替えられる。このように、電流が流れる方向が切り替えられることで、固定子10と回転子20との間に発生する磁力の反発力と吸引力とで一定方向の回転力が生成され、回転子20が回転軸21を中心として回転する。
In the
ブラシホルダ50は、二つのブラシ40を保持する保持部材である。ブラシホルダ50は、例えば、絶縁性の樹脂材料によって構成されている。本実施の形態において、ブラシホルダ50は、樹脂材料を用いた一体成形により形成された樹脂成形品である。図3に示すように、本実施の形態において、ブラシホルダ50は、電動機1の外郭を構成する外郭部材であり、第2ブラケット102を外側から覆っている。
The
ブラシホルダ50は、ホルダ本体50aと、鉤状部60と、を有する。ホルダ本体50aは、ブラシホルダ50のブラシが配置される部分である。言い換えると、ホルダ本体50aは、ブラシホルダ50の鉤状部60以外の部分である。図4に示すように、ブラシホルダ50のホルダ本体50aは、二つのブラシ収納部51を有する。二つのブラシ収納部51の各々には、ブラシ40が収納される。ブラシ収納部51は、ブラシホルダ50の内面側に凹状に形成されている。なお、本実施の形態では、ブラシ収納部51は、凹状の形状を有するが、ブラシ収納部51とカバープレート131とが一体化されたようなボックス状の形状を有してもよい。鉤状部60は、ホルダ本体50aから回転軸21に沿って突出する部分であり、定荷重バネ110を固定するために用いられる。
The
本実施の形態において、ブラシ収納部51は、回転軸21の軸心Cと直交する方向(つまり回転軸21の回転の径方向)に長尺で、かつ、断面形状が凹状に形成されている。
In the present embodiment, the
図4に示すように、各々にブラシ40が収納された二つのブラシ収納部51の各々は、カバープレート131によって覆われている。二つのカバープレート131は、例えば、真鍮板によって構成されており、各々がブラシ収納部51に蓋をするように配置される。
As shown in FIG. 4 , each of the two
なお、図4に示すように、ブラシ収納部51には、ブラシ40とともに定荷重バネ110が収納されている。
In addition, as shown in FIG. 4, the
[2.効果]
次に、本実施の形態に係る電動機1の効果について図6を用いて説明する。図6は、本実施の形態に係る電動機1の一部の拡大断面図である。図6においては、電動機1の断面のうち、定荷重バネ110及び電機子巻線22とその周辺を拡大して示している。
[2. effect]
Next, the effects of
電機子巻線22は、図6のブロック矢印に示されるような方向に磁束を生成する。また、上述のとおり、定荷重バネ110は、非磁性材料であるオーステナイト系ステンレスで形成される。しかしながら、オーステナイト系ステンレスで構成される帯状の線材から、定荷重バネ110の渦巻部111を形成する際に、加工応力によって、定荷重バネ110が磁性を帯びる。このため、定荷重バネ110と電機子巻線22との間に、磁束を遮蔽する部材が介在しない場合には、電機子巻線22によって生成される磁束によって、定荷重バネ110が電機子巻線22に近づく向き(つまり、図6の破線矢印で示す向き)に力を受ける。つまり、定荷重バネ110が電機子巻線22に引き寄せられる。この場合、定荷重バネ110がブラシ40を押す方向が変動したり、荷重が変動したりし得る。
The armature winding 22 generates magnetic flux in the direction indicated by the block arrows in FIG. Further, as described above, the
本実施の形態では、定荷重バネ110と電機子巻線22との間に軟磁性体で構成される第2ブラケット102が配置されているため、電機子巻線22によって生成された磁束が第2ブラケット102によって遮蔽される。したがって、電機子巻線22によって生成され、定荷重バネ110に到達する磁束を低減できる。これにより、電機子巻線22によって生成される磁束が定荷重バネに与える影響を抑制できる。つまり、定荷重バネ110がブラシ40を押す方向が変動したり、荷重が変動したりすることを抑制できる。
In this embodiment, since the
また、本実施の形態では、図6に示すように、定荷重バネ110の固定部112及び平面部113は、ブラシ40に対して複数の電機子巻線22が配置される側の反対側に、配置される。言い換えると、図6において、ブラシ40に対して、複数の電機子巻線22は、下側に配置されるのに対して、定荷重バネ110の固定部112及び平面部113は、上側に配置される。定荷重バネ110の平面部113が複数の電機子巻線22に近い方が、複数の電機子巻線22が生成する磁束によって平面部113が受ける力が大きくなる。このため、定荷重バネ110の平面部113を、ブラシ40と、複数の電機子巻線22との間(つまり、図6におけるブラシ40の下方)に配置する場合より、ブラシ40に対して、複数の電機子巻線22が配置される側の反対側に配置する方が、複数の電機子巻線22が生成する磁束によって平面部113が受ける力を低減できる。したがって、電機子巻線22によって生成される磁束が定荷重バネ110に与える影響をより一層抑制できる。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the fixed
(変形例)
以上、本開示に係る電動機について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。
(Modification)
As described above, the electric motor according to the present disclosure has been described based on the embodiment, but the present disclosure is not limited to the above embodiment.
例えば、上記実施の形態に係る電動機1では、第2ブラケット102が軟磁性部材であったが、定荷重バネ110と、複数の電機子巻線22との間に配置される他の部材が軟磁性部材であってもよい。例えば、カバープレート131が軟磁性部材であってもよい。
For example, in the
また、定荷重バネ110の平面部113は、ブラシ40に対して複数の電機子巻線22が配置される側の反対側に配置されたが、平面部113の配置はこれに限らない。例えば、平面部113は、図7に示すようにブラシ40に対して、回転軸21の軸心C方向を中心とする円周方向に配置されてもよい。なお、図7の矢印は回転軸21の軸心C方向を中心とする円周方向である。なお、図7は定荷重バネ110とブラシ40との配置の変形例を示す平面図である。このような配置によっても、定荷重バネ110の平面部113が、電機子巻線22が生成する磁束によって引き寄せられることを抑制できる。
Also, the
また、上記実施の形態において、固定子10は、永久磁石のみによって構成されていたが、これに限らない。例えば、固定子10は、永久磁石と鉄心とによって構成された固定子であってもよいし、永久磁石を用いずに固定子巻線と鉄心とからなる固定子であってもよい。
Also, in the above embodiment, the
また、上記実施の形態において、電動機1は、車両に用いられる車両用モータであったが、これに限らない。本開示の技術は、例えば、電気掃除機等に搭載される電動送風機等に用いられる電動機など、その他の種々の電気機器に用いられる電動機にも適用することができる。
Also, in the above embodiment, the
ここで、上記実施の形態に係る電動機1を電動送風機に適用する例について図7を用いて説明する。図8は、上記実施の形態に係る電動機1に取り付けられるファン190を示す斜視図である。図9は、電動機1に取り付けられたファン190を含む電動送風機600の模式図である。図8に示されるようなファン190を上記実施の形態に係る電動機1の回転軸21に取り付けることで、電動送風機600を実現できる。つまり、本開示に係る電動送風機は、上記実施の形態の電動機1と、電動機1の回転軸21に取り付けられるファン190と、を備える。なお、図8に示すファン190は、一例であり、他の形状及び構造を有するファンなどが上記実施の形態に係る電動機1に取り付けられてもよい。このような電動送風機は、上記実施の形態に係る電動機1を備えるため、上記実施の形態に係る電動機1と同様の効果を奏する。
Here, an example of applying the
その他、上記実施の形態に対して当業者が思い付く各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態及び変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。 In addition, it is realized by arbitrarily combining the constituent elements and functions of the embodiments and modifications without departing from the spirit of the present disclosure, as well as the forms obtained by applying various modifications that a person skilled in the art can think of to the above embodiments. Any form is also included in the present disclosure.
本開示の技術は、自動車等の電装分野及び家庭用電気機器分野の製品をはじめとして、電動機が搭載される種々の製品に広く利用することができる。 The technology of the present disclosure can be widely used in various products equipped with electric motors, including products in the field of electric equipment such as automobiles and the field of household electric appliances.
1 電動機
10 固定子
11 磁石
12 エアギャップ
12a エアギャップ面
20 回転子
21 回転軸
21a 第1端部
21b 第2端部
22 電機子巻線
23、32 モールド樹脂
30 整流子
31 整流子片
40 ブラシ
41 第1端部
42 第2端部
50 ブラシホルダ
50a ホルダ本体
51 ブラシ収納部
60 鉤状部
91 軸受け
101 第1ブラケット
102 第2ブラケット
110 定荷重バネ
111 渦巻部
112 固定部
113 平面部
117 開口
131 カバープレート
190 ファン
600 電動送風機
Claims (6)
前記回転子に取り付けられた整流子と、
前記整流子に接するブラシと、
前記整流子と接続される複数の電機子巻線と、
帯状の板材により構成され、かつ前記ブラシを前記整流子に押し当てる定荷重バネと、
前記複数の電機子巻線と、前記定荷重バネとの間に配置され、前記複数の電機子巻線によって生成される磁束を遮蔽する軟磁性部材とを備える、
電動機。 a rotor having a rotating shaft;
a commutator attached to the rotor;
a brush in contact with the commutator;
a plurality of armature windings connected to the commutator;
a constant force spring configured by a strip-shaped plate material and pressing the brush against the commutator;
A soft magnetic member disposed between the plurality of armature windings and the constant force spring and shielding magnetic flux generated by the plurality of armature windings,
Electric motor.
前記平面部は、前記ブラシからみて前記複数の電機子巻線とは逆の位置、又は、前記ブラシに対して前記回転軸の軸心方向を中心とする円周方向に、配置される、
請求項1に記載の電動機。 The constant force spring has a spiral portion on which the plate-shaped wire rod is wound, positioned at one end, a fixed portion positioned at the other end, and positioned between the spiral portion and the fixed portion. , and a planar portion in which the strip-shaped plate material has a planar shape,
The planar portion is arranged in a position opposite to the plurality of armature windings when viewed from the brush, or in a circumferential direction centered on the axial direction of the rotating shaft with respect to the brush,
The electric motor according to claim 1.
請求項1又は2に記載の電動機。 The soft magnetic member is composed of an iron plate,
The electric motor according to claim 1 or 2.
請求項1~3のいずれか1項に記載の電動機。 Further comprising a mold resin covering the plurality of armature windings,
The electric motor according to any one of claims 1 to 3.
請求項1~4のいずれか1項に記載の電動機。 The thickness of the electric motor is smaller than the outer diameter of the electric motor,
The electric motor according to any one of claims 1 to 4.
前記回転軸に取り付けられるファンと、を備える、
電動送風機。 The electric motor according to any one of claims 1 to 5;
a fan attached to the rotating shaft;
electric blower.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202280019726.2A CN116998098A (en) | 2021-03-25 | 2022-03-08 | Electric motors and electric fans |
| JP2023508935A JPWO2022202274A1 (en) | 2021-03-25 | 2022-03-08 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021-052462 | 2021-03-25 | ||
| JP2021052462 | 2021-03-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2022202274A1 true WO2022202274A1 (en) | 2022-09-29 |
Family
ID=83397062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2022/009909 Ceased WO2022202274A1 (en) | 2021-03-25 | 2022-03-08 | Electric motor and electric blower |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPWO2022202274A1 (en) |
| CN (1) | CN116998098A (en) |
| WO (1) | WO2022202274A1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000159129A (en) * | 1998-11-27 | 2000-06-13 | Mitsubishi Electric Corp | Electric power steering device |
| JP2007253139A (en) * | 2006-03-27 | 2007-10-04 | Alps Electric Co Ltd | Vibration generator |
| WO2015076106A1 (en) * | 2013-11-21 | 2015-05-28 | マブチモーター株式会社 | Motor |
-
2022
- 2022-03-08 JP JP2023508935A patent/JPWO2022202274A1/ja active Pending
- 2022-03-08 CN CN202280019726.2A patent/CN116998098A/en active Pending
- 2022-03-08 WO PCT/JP2022/009909 patent/WO2022202274A1/en not_active Ceased
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000159129A (en) * | 1998-11-27 | 2000-06-13 | Mitsubishi Electric Corp | Electric power steering device |
| JP2007253139A (en) * | 2006-03-27 | 2007-10-04 | Alps Electric Co Ltd | Vibration generator |
| WO2015076106A1 (en) * | 2013-11-21 | 2015-05-28 | マブチモーター株式会社 | Motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116998098A (en) | 2023-11-03 |
| JPWO2022202274A1 (en) | 2022-09-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7238318B2 (en) | Rotating electric machine | |
| JP6556354B2 (en) | Electric motor and air conditioner | |
| JP3571695B2 (en) | Reciprocating motor | |
| JP2018011501A (en) | Permanent magnet direct current motor and hvac system using the same | |
| EP3989418A1 (en) | Electric motor and electric blower | |
| US20170346350A1 (en) | Permanent Magnet Motor and Home Appliance Having the Same | |
| JP2021058000A (en) | Motor and transmission device | |
| WO2023119924A1 (en) | Electric motor and electric blower | |
| WO2022202274A1 (en) | Electric motor and electric blower | |
| US6838801B2 (en) | Rectifying structure and rotary machine employing the same | |
| JPWO2022215369A5 (en) | ||
| CN116998099A (en) | Electric motors and electric fans | |
| WO2023188590A1 (en) | Electric motor and method for manufacturing electric motor | |
| JPWO2022202274A5 (en) | ||
| WO2023119839A1 (en) | Electric motor and component housing box | |
| JPH11103552A (en) | Motor | |
| JPWO2022137890A5 (en) | ||
| WO2022202272A1 (en) | Electric motor and electric air blower | |
| CN114631251B (en) | Motor with a motor housing having a motor housing with a motor housing | |
| WO2023248586A1 (en) | Electric motor | |
| JPWO2022202272A5 (en) | ||
| JP2022167013A (en) | Rotor and electric motor | |
| JP2025114891A (en) | electric motor | |
| WO2024236951A1 (en) | Electric power supply terminal and electric motor | |
| US20250300517A1 (en) | Electric motor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 22775068 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 202280019726.2 Country of ref document: CN |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2023508935 Country of ref document: JP |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 202347068964 Country of ref document: IN |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 22775068 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |