JP2002247826A - Dc motor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ブラシ付きリラク
タンス型直流モータに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reluctance type DC motor with a brush.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、ブラシ付き直流モータは、ヨー
クハウジング内周面に複数の永久磁石が固着され、その
永久磁石の内側においてロータが回転可能に収容されて
いる。ロータにはコイルとコンミテータが備えられてお
り、そのコンミテータにはブラシが摺接する。そして、
ブラシからコンミテータを介してコイルに電源を供給す
ることにより、ロータが回転するようになっている。2. Description of the Related Art In general, a brushed DC motor has a plurality of permanent magnets fixed to an inner peripheral surface of a yoke housing, and a rotor is rotatably accommodated inside the permanent magnets. The rotor is provided with a coil and a commutator, and a brush slides on the commutator. And
By supplying power to the coil from the brush via a commutator, the rotor rotates.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、永久磁石は
比較的高価な部材であるため、この永久磁石を用いた直
流モータはコスト高となっていた。Since a permanent magnet is a relatively expensive member, a DC motor using the permanent magnet has been expensive.
【0004】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、コストを低減できる
直流モータを提供することにある。[0004] The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a DC motor capable of reducing costs.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項1に記載の発明は、円筒状のヨークハウジン
グと、そのヨークハウジングの内周面に所定間隔を隔て
て配置された鉄片突極とを有するステータと、前記鉄片
突極の内側において回転可能に収容され、放射状に延び
るティースが形成されたコアと、そのコアのティースに
それぞれ巻回された複数のコイルとを有するロータと、
前記ロータとともに回転するように設けられ、対応した
前記各コイルの一端がそれぞれ接続された複数のセグメ
ントを有するコンミテータと、前記ロータとともに回転
するように設けられ、前記各コイルの他端が接続される
スリップリングと、前記コンミテータのセグメントに摺
接するように設けられ、プラス側駆動電源を供給するプ
ラス側ブラシと、前記スリップリングに対して前記ロー
タの回転位置に係わらず常に摺接するように設けられ、
マイナス側駆動電源を供給するマイナス側ブラシとを備
えた。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, a first aspect of the present invention is to provide a cylindrical yoke housing and an iron piece disposed at a predetermined interval on an inner peripheral surface of the yoke housing. A stator having salient poles, a rotor rotatably housed inside the iron piece salient poles, a core having radially extending teeth formed thereon, and a rotor having a plurality of coils wound around the core teeth, respectively. ,
A commutator that is provided to rotate with the rotor and has a plurality of segments to which one ends of the corresponding coils are respectively connected, and a commutator that is provided to rotate with the rotor and the other end of each of the coils is connected A slip ring, provided to be in sliding contact with a segment of the commutator, and a plus brush that supplies plus driving power, and provided to be always in sliding contact with the slip ring regardless of the rotational position of the rotor,
And a minus brush for supplying minus drive power.
【0006】請求項2に記載の発明は、円筒状のヨーク
ハウジングと、そのヨークハウジングの内周面に所定間
隔を隔てて配置された鉄片突極とを有するステータと、
前記鉄片突極の内側において回転可能に収容され、放射
状に延びるティースが形成されたコアと、そのコアのテ
ィースにそれぞれ巻回された複数のコイルとを有し、回
転角によって磁気抵抗が変化するロータと、前記ロータ
とともに回転するように設けられ、対応した前記各コイ
ルの一端がそれぞれ接続された複数のセグメントを有す
るコンミテータと、前記ロータとともに回転するように
設けられ、前記各コイルの他端が接続されるスリップリ
ングと、前記コンミテータのセグメントに摺接するよう
に設けられ、プラス側駆動電源を供給するプラス側ブラ
シと、前記スリップリングに対して前記ロータの回転位
置に係わらず常に摺接するように設けられ、マイナス側
駆動電源を供給するマイナス側ブラシとを備えた。According to a second aspect of the present invention, there is provided a stator having a cylindrical yoke housing, and iron piece salient poles arranged at predetermined intervals on an inner peripheral surface of the yoke housing.
A core rotatably housed inside the iron piece salient pole and having radially extending teeth formed thereon, and a plurality of coils wound around the core teeth, respectively, wherein a magnetic resistance changes according to a rotation angle. A rotor, a commutator that is provided to rotate with the rotor, and has a plurality of segments each connected to one end of the corresponding coil, and a commutator that is provided to rotate with the rotor, and the other end of each of the coils is A slip ring to be connected, a plus brush provided to be in sliding contact with a segment of the commutator, and for supplying a plus driving power, so as to always be in sliding contact with the slip ring regardless of the rotational position of the rotor. And a minus side brush for supplying minus side drive power.
【0007】請求項3に記載の発明は、請求項1又は2
に記載の直流モータにおいて、前記各コイルは、対応し
た1つの前記ティースに対して集中巻きにより巻回され
ている。[0007] The invention described in claim 3 is the first or second invention.
In the direct current motor described in the above, each of the coils is wound around the corresponding one of the teeth by concentrated winding.
【0008】請求項4に記載の発明は、請求項1〜3の
いずれか1項に記載の直流モータにおいて、前記各コイ
ルの両端間には、前記プラシ側ブラシが前記セグメント
を切り替わる時に各コイルの両端間で発生するサージ電
圧を除去するためのサージ吸収素子が備えられている。According to a fourth aspect of the present invention, in the DC motor according to any one of the first to third aspects, each coil is disposed between both ends of the coil when the brush on the plus side switches the segment. Is provided with a surge absorbing element for removing a surge voltage generated between both ends of the device.
【0009】(作用)請求項1に記載の発明によれば、
ステータは、ヨークハウジングの内周面に所定間隔を有
する鉄片突極を配置して構成され、ロータは、ティース
に複数のコイルがそれぞれ巻回されて構成され、鉄片突
極の内側において回転可能に収容される。コンミテータ
は、ロータとともに回転し、対応した各コイルの一端が
それぞれ接続された複数のセグメントを有し、プラス側
ブラシは、セグメントに摺接し、プラス側駆動電源を供
給する。スリップリングは、ロータとともに回転し、各
コイルの他端が接続され、マイナス側ブラシは、スリッ
プリングに対してロータの回転位置に係わらず常に摺接
するように設けられ、マイナス側駆動電源を供給する。
従って、このような構成の直流モータは、比較的高価な
部材である永久磁石の替わりに鉄片突極を使用している
ので、コストを低減することが可能である。しかも、永
久磁石は、組付け時の応力や振動による割れ、低温減磁
等の心配をする必要があるが、永久磁石の替わりに鉄片
突極を使用するこの直流モータはその心配をする必要が
ない。(Operation) According to the first aspect of the present invention,
The stator is configured by arranging salient poles having a predetermined interval on the inner peripheral surface of the yoke housing, and the rotor is configured by winding a plurality of coils around the teeth, and rotatable inside the salient poles of the iron. Will be accommodated. The commutator rotates with the rotor and has a plurality of segments each having one end of each of the corresponding coils connected thereto, and the plus brush slidably contacts the segments and supplies plus drive power. The slip ring rotates together with the rotor, the other end of each coil is connected, and the minus brush is provided so as to be always in sliding contact with the slip ring regardless of the rotational position of the rotor, and supplies minus drive power. .
Therefore, the DC motor having such a configuration uses salient iron poles instead of the permanent magnet, which is a relatively expensive member, so that the cost can be reduced. In addition, permanent magnets need to worry about cracking due to stress and vibration during assembly, low-temperature demagnetization, etc., but this DC motor that uses iron poles instead of permanent magnets needs to worry about it. Absent.
【0010】請求項2に記載の発明によれば、ステータ
は、ヨークハウジングの内周面に所定間隔を有する鉄片
突極を配置して構成され、ロータは、ティースに複数の
コイルがそれぞれ巻回されて構成され、鉄片突極の内側
において回転可能に収容され、回転角によって磁気抵抗
が変化する。コンミテータは、ロータとともに回転し、
対応した各コイルの一端がそれぞれ接続された複数のセ
グメントを有し、プラス側ブラシは、セグメントに摺接
し、プラス側駆動電源を供給する。スリップリングは、
ロータとともに回転し、各コイルの他端が接続され、マ
イナス側ブラシは、スリップリングに対してロータの回
転位置に係わらず常に摺接するように設けられ、マイナ
ス側駆動電源を供給する。従って、このような構成の直
流モータは、比較的高価な部材である永久磁石の替わり
に鉄片突極を使用しているので、コストを低減すること
が可能である。しかも、永久磁石は、組付け時の応力や
振動による割れ、低温減磁等の心配をする必要がある
が、永久磁石の替わりに鉄片突極を使用するこの直流モ
ータはその心配をする必要がない。According to the second aspect of the present invention, the stator is configured by disposing salient poles having a predetermined interval on the inner peripheral surface of the yoke housing, and the rotor has a plurality of coils wound around the teeth. It is rotatably accommodated inside the iron piece salient pole, and the magnetic resistance changes according to the rotation angle. The commutator rotates with the rotor,
One end of each of the corresponding coils has a plurality of segments connected to each other, and the positive brush slidably contacts the segments and supplies a positive drive power. The slip ring is
The other end of each coil is connected to the rotor, and the other end of each coil is connected. The minus brush is provided so as to always contact the slip ring regardless of the rotational position of the rotor, and supplies minus drive power. Therefore, the DC motor having such a configuration uses salient iron poles instead of the permanent magnet, which is a relatively expensive member, so that the cost can be reduced. In addition, permanent magnets need to worry about cracking due to stress and vibration during assembly, low-temperature demagnetization, etc., but this DC motor that uses iron poles instead of permanent magnets needs to worry about it. Absent.
【0011】請求項3に記載の発明によれば、各コイル
は、対応した1つのティースに対して集中巻きにより巻
回されるので、コイル巻線の占積率を高くでき、小型で
高トルクの直流モータとすることができる。According to the third aspect of the present invention, since each coil is wound around one corresponding tooth by concentrated winding, the space factor of the coil winding can be increased, and the coil is compact and has a high torque. DC motor.
【0012】請求項4に記載の発明によれば、各コイル
の両端間にはサージ吸収素子が備えられ、該サージ吸収
素子は、プラシ側ブラシがセグメントを切り替わる時に
各コイルの両端間で発生するサージ電圧を除去する。従
って、このサージ電圧はロータの回転に悪影響を与える
ので、このサージ電圧を吸収することで直流モータの効
率を向上することができる。According to the fourth aspect of the present invention, a surge absorbing element is provided between both ends of each coil, and the surge absorbing element is generated between both ends of each coil when the brush on the plus side switches the segment. Eliminate surge voltage. Therefore, the surge voltage has an adverse effect on the rotation of the rotor, and the efficiency of the DC motor can be improved by absorbing the surge voltage.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図面に従って説明する。図1は、本実施形態の直
流モータ1を示す。本実施形態の直流モータ1は、永久
磁石を使用しないリラクタンス型直流モータである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a DC motor 1 of the present embodiment. The DC motor 1 of the present embodiment is a reluctance DC motor that does not use a permanent magnet.
【0014】直流モータ1のステータ2は、ヨークハウ
ジング3及び6個の鉄片突極4a〜4fを備えている。
ヨークハウジング3は磁性金属材料にて円筒状に形成さ
れ、その内周面には各鉄片突極4a〜4fが固定されて
いる。鉄片突極4a〜4fは、周方向に30°の範囲で
円弧状に形成され、周方向の中心が60°等間隔となる
ように配置されている。そして、この鉄片突極4a〜4
fの内側には、ロータ5が回転可能に収容されている。The stator 2 of the DC motor 1 has a yoke housing 3 and six salient poles 4a to 4f.
The yoke housing 3 is formed in a cylindrical shape from a magnetic metal material, and the iron piece salient poles 4a to 4f are fixed to the inner peripheral surface thereof. The iron piece salient poles 4a to 4f are formed in an arc shape within a range of 30 ° in the circumferential direction, and are arranged such that the centers in the circumferential direction are equally spaced at 60 °. And this iron piece salient pole 4a-4
The rotor 5 is rotatably accommodated inside f.
【0015】ロータ5は、コア(鉄心)6、コイル7a
〜7h、コンミテータ8及びスリップリング12を備え
ている。コア6は、回転軸(図示略)に固定され、周方
向に45°等間隔に放射状に延びる8個のティース6a
〜6hを有している。各ティース6a〜6hには、それ
ぞれコイル7a〜7hが集中巻きにより巻回されてい
る。一方、コンミテータ8は、コア6と一体回転するよ
うに前記回転軸に固定されている。コンミテータ8は、
周方向に配設される24個のセグメント9を有してい
る。スリップリング12は、導電性金属材料よりなり、
コンミテータ8と一体回転するように該コンミテータ8
に設けられている。尚、これら各セグメント9には、本
実施形態では、ティース6gとティース6hとの間に位
置するセグメント9から反時計回り方向に、セグメント
番号「1」〜「24」を付すことにする。The rotor 5 includes a core (iron core) 6, a coil 7a
7 h, a commutator 8 and a slip ring 12. The core 6 is fixed to a rotating shaft (not shown) and has eight teeth 6a radially extending at regular intervals of 45 ° in the circumferential direction.
66h. Coils 7a to 7h are wound around the teeth 6a to 6h by concentrated winding, respectively. On the other hand, the commutator 8 is fixed to the rotation shaft so as to rotate integrally with the core 6. Commutator 8
It has 24 segments 9 arranged in the circumferential direction. The slip ring 12 is made of a conductive metal material,
The commutator 8 rotates integrally with the commutator 8.
It is provided in. In the present embodiment, segment numbers "1" to "24" are assigned to these segments 9 in a counterclockwise direction from the segment 9 located between the teeth 6g and the teeth 6h.
【0016】図1及び図2に示すように、ティース6a
に巻回されるコイル7aの一端は、セグメント番号
「5」のセグメント9に接続され、該コイル7aの他端
は、該ティース6aと180°対称位置にあるティース
6eに巻回されるコイル7eの一端に繋がっている。該
コイル7eの他端は、スリップリング12に接続されて
いる。As shown in FIGS. 1 and 2, the teeth 6a
One end of the coil 7a wound around the coil 7e is connected to the segment 9 of the segment number "5", and the other end of the coil 7a is wound around the tooth 6e 180 ° symmetrically with the tooth 6a. Connected to one end. The other end of the coil 7e is connected to the slip ring 12.
【0017】ティース6bに巻回されるコイル7bの一
端は、セグメント番号「8」のセグメント9に接続さ
れ、該コイル7bの他端は、該ティース6bと180°
対称位置にあるティース6fに巻回されるコイル7fの
一端に繋がっている。該コイル7fの他端は、スリップ
リング12に接続されている。One end of the coil 7b wound around the tooth 6b is connected to the segment 9 of the segment number "8", and the other end of the coil 7b is connected to the tooth 6b by 180 °.
It is connected to one end of a coil 7f wound around the tooth 6f at the symmetric position. The other end of the coil 7f is connected to the slip ring 12.
【0018】ティース6cに巻回されるコイル7cの一
端は、セグメント番号「11」のセグメント9に接続さ
れ、該コイル7cの他端は、該ティース6cと180°
対称位置にあるティース6gに巻回されるコイル7gの
一端に繋がっている。該コイル7gの他端は、スリップ
リング12に接続されている。One end of the coil 7c wound around the tooth 6c is connected to the segment 9 of the segment number "11", and the other end of the coil 7c is connected to the tooth 6c by 180 °.
It is connected to one end of a coil 7g wound around the tooth 6g at the symmetric position. The other end of the coil 7g is connected to the slip ring 12.
【0019】ティース6dに巻回されるコイル7dの一
端は、セグメント番号「14」のセグメント9に接続さ
れ、該コイル7dの他端は、該ティース6dと180°
対称位置にあるティース6hに巻回されるコイル7hの
一端に繋がっている。該コイル7hの他端は、スリップ
リング12に接続されている。One end of the coil 7d wound around the tooth 6d is connected to the segment 9 of the segment number "14", and the other end of the coil 7d is connected to the tooth 6d by 180 °.
It is connected to one end of a coil 7h wound around the tooth 6h at the symmetric position. The other end of the coil 7h is connected to the slip ring 12.
【0020】つまり、本実施形態では、各ティース6a
〜6h(コイル7a〜7h)の周方向の中心とロータ5
の回転中心Oとを通る直線La〜Lh上にその周方向の
中心が配置されるセグメント9に対してコイル7a〜7
hの端部がそれぞれ接続されている。尚、上記以外のセ
グメント番号「1〜4,6,7,9,10,12,1
3,15〜24」のセグメント9はコイルに接続されて
いない。That is, in this embodiment, each tooth 6a
6h (coils 7a to 7h) in the circumferential direction and the rotor 5
The coils 7a to 7h are arranged on the segments 9 whose centers in the circumferential direction are arranged on straight lines La to Lh passing through the rotation center O of
h are connected to each other. In addition, the segment numbers other than the above “1 to 4, 6, 7, 9, 10, 12, 1
The segment 9 of "3, 15 to 24" is not connected to the coil.
【0021】これら各コイル7a〜7hの両端間には、
サージ吸収素子10が接続されている。サージ吸収素子
10は、本実施形態では、1個のダイオードを用いて構
成されている。サージ吸収素子10は、後述するプラス
側ブラシ11a〜11fがセグメント9を切り替わる時
に各コイル7a〜7hの両端間で発生する逆起電力によ
るサージ電圧を除去するために設けられている。Between both ends of each of the coils 7a to 7h,
The surge absorbing element 10 is connected. In the present embodiment, the surge absorbing element 10 is configured using one diode. The surge absorbing element 10 is provided for removing a surge voltage due to a back electromotive force generated between both ends of each of the coils 7a to 7h when the plus side brushes 11a to 11f described later switch the segments 9.
【0022】前記コンミテータ8(各セグメント9)に
は、6個のプラス側ブラシ11a〜11fが摺接する。
プラス側ブラシ11a〜11fは、その周方向の幅がセ
グメント9の周方向の幅と略同じとなるように形成され
ている。プラス側ブラシ11a〜11fは、周方向に6
0°等間隔にブラシホルダ(図示略)により保持されて
いる。尚、プラス側ブラシ11a〜11fは、駆動電源
(図示略)のプラス側端子に接続される。Six commutator brushes 11a to 11f are in sliding contact with the commutator 8 (each segment 9).
The plus side brushes 11 a to 11 f are formed such that the circumferential width thereof is substantially the same as the circumferential width of the segment 9. The plus side brushes 11a to 11f are 6
It is held at equal intervals of 0 ° by a brush holder (not shown). Note that the plus side brushes 11a to 11f are connected to plus side terminals of a drive power supply (not shown).
【0023】前記スリップリング12には、マイナス側
ブラシ11gが摺接する。尚、マイナス側ブラシ11g
は、駆動電源(図示略)のマイナス側端子(グランド)
に接続される。そして、スリップリング12及びマイナ
ス側ブラシ11gは、ロータ5の回転位置に係わらず常
に接触状態を維持するように構成されている。A minus brush 11g is in sliding contact with the slip ring 12. In addition, minus brush 11g
Is the negative terminal (ground) of the drive power supply (not shown)
Connected to. The slip ring 12 and the minus brush 11g are configured to always maintain a contact state regardless of the rotational position of the rotor 5.
【0024】又、本実施形態では、プラス側ブラシ11
b,11eの周方向の中心とロータ5の回転中心Oとを
通る直線L1が鉄片突極4c,4fの時計回り方向の端
部を通過するように、各プラス側ブラシ11a〜11f
が配置されている。In the present embodiment, the plus side brush 11
Each of the plus side brushes 11a to 11f such that a straight line L1 passing through the circumferential centers of the b and 11e and the rotation center O of the rotor 5 passes through the clockwise ends of the iron piece salient poles 4c and 4f.
Is arranged.
【0025】次に、このように構成された直流モータ1
の動作を図2〜図5を参照しながら説明する。図2にお
いて、各プラス側ブラシ11a〜11fは、セグメント
番号「6」,「10」,「14」,「18」,「2
2」,「2」の各セグメント9とそれぞれ一対一で接触
する。従って、この場合、コイル7d,7hは、プラス
側ブラシ11c及びセグメント番号「14」のセグメン
ト9と、マイナス側ブラシ11g及びスリップリング1
2とを介して駆動電源が供給され、励磁される。する
と、ティース6d,6h(コイル7d,7h)には、ス
テータ2の鉄片突極4a,4dに対して吸引力が生じ
る。この吸引力は、ティース6d,6hと鉄片突極4
a,4dとの磁気抵抗を最も小さくし、相互間の磁束を
通り易くするようにロータ5を回転させる回転力とな
る。つまり、この吸引力がロータ5を反時計回り方向に
回転させる回転力となる。そして、この回転力によりロ
ータ5が同方向に回転する。Next, the DC motor 1 constructed as described above
Will be described with reference to FIGS. In FIG. 2, each of the plus side brushes 11a to 11f has a segment number "6", "10", "14", "18", "2".
2 "and" 2 "are in one-to-one contact with the segments 9 respectively. Accordingly, in this case, the coils 7d and 7h are composed of the plus side brush 11c and the segment 9 of the segment number "14", and the minus side brush 11g and the slip ring 1
The drive power is supplied via the power supply 2 and is excited. Then, the teeth 6 d and 6 h (coils 7 d and 7 h) generate an attractive force with respect to the salient poles 4 a and 4 d of the stator 2. This suction force is applied to the teeth 6d and 6h and the iron piece salient pole 4
Rotational force for rotating the rotor 5 so as to minimize the magnetic resistance of the rotor 5a and 4d and to facilitate the passage of magnetic flux between them. That is, this suction force becomes a rotation force for rotating the rotor 5 in the counterclockwise direction. Then, the rotor 5 rotates in the same direction by this rotational force.
【0026】図3は、ロータ5が図2の位置から反時計
回り方向に10°回転した位置である。同図3におい
て、プラス側ブラシ11aは、セグメント番号「6」,
「5」の両セグメント9に跨って接触する。プラス側ブ
ラシ11bは、セグメント番号「10」,「9」の両セ
グメント9に跨って接触する。プラス側ブラシ11c
は、セグメント番号「14」,「13」の両セグメント
9に跨って接触する。プラス側ブラシ11dは、セグメ
ント番号「18」,「17」の両セグメント9に跨って
接触する。プラス側ブラシ11eは、セグメント番号
「22」,「21」の両セグメント9に跨って接触す
る。プラス側ブラシ11fは、セグメント番号「2」,
「1」の両セグメント9に跨って接触する。FIG. 3 shows a position where the rotor 5 is rotated 10 degrees counterclockwise from the position shown in FIG. In FIG. 3, the plus side brush 11a has segment numbers "6",
It contacts across both segments 9 of “5”. The plus side brush 11b contacts both segments 9 of the segment numbers "10" and "9". Plus side brush 11c
Makes contact over both segments 9 of the segment numbers “14” and “13”. The plus side brush 11d is in contact with both segments 9 of the segment numbers "18" and "17". The plus side brush 11e contacts both segments 9 of the segment numbers "22" and "21". The plus side brush 11f has a segment number “2”,
A contact is made across both segments 9 of “1”.
【0027】従って、この場合、引き続きコイル7d,
7hは、プラス側ブラシ11c及びセグメント番号「1
4」のセグメント9と、マイナス側ブラシ11g及びス
リップリング12とを介して駆動電源が供給され、励磁
している。又、コイル7a,7eは、プラス側ブラシ1
1a及びセグメント番号「5」のセグメント9と、マイ
ナス側ブラシ11g及びスリップリング12とを介して
駆動電源が供給され、励磁される。Therefore, in this case, the coils 7d,
7h is the plus side brush 11c and the segment number “1”.
The drive power is supplied via the segment 9 of "4", the minus brush 11g, and the slip ring 12 to excite. The coils 7a and 7e are connected to the plus side brush 1
Drive power is supplied via the segment 9 having the segment number 1a and the segment number "5", the minus brush 11g, and the slip ring 12, and is excited.
【0028】すると、引き続きティース6d,6h(コ
イル7d,7h)にはステータ2の鉄片突極4a,4d
に対して上記のような吸引力が生じ、この吸引力がロー
タ5を反時計回り方向に回転させる回転力となる。又、
ティース6a,6e(コイル7a,7e)にもステータ
2の鉄片突極4b,4eに対して上記のような吸引力が
生じ、この吸引力がロータ5を反時計回り方向に回転さ
せる回転力となる。そして、これらの回転力によりロー
タ5が同方向に回転する。Then, the iron pieces salient poles 4a, 4d of the stator 2 are continuously applied to the teeth 6d, 6h (coils 7d, 7h).
, A suction force as described above is generated, and this suction force becomes a rotational force for rotating the rotor 5 in the counterclockwise direction. or,
The teeth 6a, 6e (coils 7a, 7e) also generate the above-described attraction force on the salient poles 4b, 4e of the stator 2, and the attraction force causes the rotor 5 to rotate in a counterclockwise direction. Become. Then, the rotor 5 rotates in the same direction by these rotational forces.
【0029】尚、図示しないが、ロータ5が図3の位置
から反時計回り方向に5°回転した位置になると、ティ
ース6d,6hの周方向の中心と鉄片突極4a,4dの
周方向の中心とが一致、即ちティース6d,6hと鉄片
突極4a,4dとの磁気抵抗が最も小さくなり、相互間
の磁束が通り易くなる位置となる。このとき、プラス側
ブラシ11cは、接触していたセグメント番号「14」
のセグメント9から離れ、コイル7d,7hへの駆動電
源の供給を停止するようになっている。Although not shown, when the rotor 5 comes to a position rotated counterclockwise by 5 ° from the position shown in FIG. 3, the center of the teeth 6d and 6h in the circumferential direction and the circumferential direction of the iron piece salient poles 4a and 4d. The centers coincide with each other, that is, the magnetic resistance between the teeth 6d and 6h and the iron piece salient poles 4a and 4d is minimized, and the magnetic flux between the teeth becomes easy to pass. At this time, the plus side brush 11c is in contact with the segment number “14”.
And the supply of drive power to the coils 7d and 7h is stopped.
【0030】図4は、ロータ5が図3の位置から反時計
回り方向に10°回転した位置である。同図4におい
て、プラス側ブラシ11aは、セグメント番号「5」,
「4」の両セグメント9に跨って接触する。プラス側ブ
ラシ11bは、セグメント番号「9」,「8」の両セグ
メント9に跨って接触する。プラス側ブラシ11cは、
セグメント番号「13」,「12」の両セグメント9に
跨って接触する。プラス側ブラシ11dは、セグメント
番号「17」,「16」の両セグメント9に跨って接触
する。プラス側ブラシ11eは、セグメント番号「2
1」,「20」の両セグメント9に跨って接触する。プ
ラス側ブラシ11fは、セグメント番号「1」,「2
4」の両セグメント9に跨って接触する。FIG. 4 shows a position where the rotor 5 is rotated 10 degrees counterclockwise from the position shown in FIG. In FIG. 4, the plus side brush 11a has segment numbers "5",
A contact is made across both segments 9 of “4”. The plus side brush 11b contacts both segments 9 of the segment numbers “9” and “8”. The plus side brush 11c is
A contact is made across both segments 9 of segment numbers "13" and "12". The plus side brush 11d is in contact with both segments 9 of the segment numbers "17" and "16". The plus side brush 11e has the segment number “2”.
The contact is made across both segments 9 of “1” and “20”. The plus side brush 11f has segment numbers "1" and "2".
4 ".
【0031】従って、この場合、引き続きコイル7a,
7eは、プラス側ブラシ11a及びセグメント番号
「5」のセグメント9と、マイナス側ブラシ11g及び
スリップリング12とを介して駆動電源が供給され、励
磁している。又、コイル7b,7fは、プラス側ブラシ
11b及びセグメント番号「8」のセグメント9と、マ
イナス側ブラシ11g及びスリップリング12とを介し
て駆動電源が供給され、励磁される。Therefore, in this case, the coils 7a,
7e, the drive power is supplied via the plus side brush 11a and the segment 9 of the segment number "5", and the minus side brush 11g and the slip ring 12 for excitation. Drive power is supplied to the coils 7b and 7f via the plus side brush 11b and the segment 9 having the segment number "8", and the minus side brush 11g and the slip ring 12 to be excited.
【0032】すると、引き続きティース6a,6e(コ
イル7a,7e)にはステータ2の鉄片突極4b,4e
に対して上記のような吸引力が生じ、この吸引力がロー
タ5を反時計回り方向に回転させる回転力となる。又、
ティース6b,6f(コイル7b,7f)にもステータ
2の鉄片突極4c,4fに対して上記のような吸引力が
生じ、この吸引力がロータ5を反時計回り方向に回転さ
せる回転力となる。そして、これらの回転力によりロー
タ5が同方向に回転する。Then, the iron pieces salient poles 4b, 4e of the stator 2 are successively applied to the teeth 6a, 6e (coils 7a, 7e).
, A suction force as described above is generated, and this suction force becomes a rotational force for rotating the rotor 5 in the counterclockwise direction. or,
The teeth 6b and 6f (coils 7b and 7f) also generate the above-described suction force on the iron salient poles 4c and 4f of the stator 2, and the suction force causes the rotor 5 to rotate in a counterclockwise direction. Become. Then, the rotor 5 rotates in the same direction by these rotational forces.
【0033】図5は、ロータ5が図4の位置から反時計
回り方向に10°回転した位置である。同図5におい
て、各プラス側ブラシ11a〜11fは、セグメント番
号「4」,「8」,「12」,「16」,「20」,
「24」の各セグメント9とそれぞれ一対一で接触す
る。従って、この場合、引き続きコイル7b,7fは、
プラス側ブラシ11b及びセグメント番号「8」のセグ
メント9と、マイナス側ブラシ11g及びスリップリン
グ12とを介して駆動電源が供給され、励磁している。
すると、引き続きティース6b,6f(コイル7b,7
f)にはステータ2の鉄片突極4c,4fに対して上記
のような吸引力が生じ、この吸引力がロータ5を反時計
回り方向に回転させる回転力となる。そして、この回転
力によりロータ5が同方向に回転する。FIG. 5 shows a position where the rotor 5 is rotated 10 degrees counterclockwise from the position shown in FIG. In FIG. 5, each of the plus side brushes 11a to 11f has a segment number “4”, “8”, “12”, “16”, “20”,
Each segment 9 of “24” is in one-to-one contact. Therefore, in this case, the coils 7b and 7f continue to be
Driving power is supplied and excited via the plus side brush 11b and the segment 9 of the segment number "8", and the minus side brush 11g and the slip ring 12.
Then, the teeth 6b, 6f (coils 7b, 7
In (f), the above-described suction force is applied to the iron piece salient poles 4c and 4f of the stator 2, and this suction force becomes a rotational force for rotating the rotor 5 in the counterclockwise direction. Then, the rotor 5 rotates in the same direction by this rotational force.
【0034】又、この場合、ティース6a,6eの周方
向の中心と鉄片突極4b,4eの周方向の中心とが一
致、即ちティース6a,6eと鉄片突極4b,4eとの
磁気抵抗が最も小さくなり、相互間の磁束が通り易くな
る位置となる。従って、プラス側ブラシ11aは、接触
していたセグメント番号「5」のセグメント9から離
れ、コイル7a,7eへの駆動電源の供給を停止するよ
うになっている。In this case, the center of the teeth 6a, 6e in the circumferential direction coincides with the center of the salient poles 4b, 4e in the circumferential direction, that is, the magnetic resistance between the teeth 6a, 6e and the salient poles 4b, 4e is reduced. This is the position where the magnetic flux becomes the smallest and the magnetic flux between them becomes easy to pass. Therefore, the plus side brush 11a is separated from the segment 9 of the segment number "5" with which it is in contact, and stops supplying drive power to the coils 7a and 7e.
【0035】そして、上記のようにロータ5(コンミテ
ータ8)の回転とともにプラス側ブラシ11a〜11f
が接触するセグメント9が切り替わることによって、各
コイル7a〜7hが所定のタイミングで順次励磁され、
ロータ5が反時計回り方向に回転するようになってい
る。Then, as described above, with the rotation of the rotor 5 (commutator 8), the plus side brushes 11a to 11f
Are switched, the respective coils 7a to 7h are sequentially excited at a predetermined timing,
The rotor 5 rotates counterclockwise.
【0036】上記したように、本実施形態の直流モータ
1は、以下に示すような特徴を有している。 (1)ステータ2は、ヨークハウジング3の内周面に所
定間隔を有する鉄片突極4a〜4fを配置して構成さ
れ、ロータ5は、ティース6a〜6hにコイル7a〜7
hがそれぞれ巻回されて構成され、鉄片突極4a〜4f
の内側において回転可能に収容される。コンミテータ8
は、ロータ5とともに回転し、対応した各コイル7a〜
7hの一端がそれぞれ接続されたセグメント9を有し、
プラス側ブラシ11a〜11fは、セグメント9に摺接
し、プラス側駆動電源を供給する。スリップリング12
は、ロータ5とともに回転し、各コイル7a〜7hの他
端が接続され、マイナス側ブラシ11gは、スリップリ
ング12に対してロータ5の回転位置に係わらず常に摺
接するように設けられ、マイナス側駆動電源を供給す
る。このような構成の本実施形態の直流モータ1は、比
較的高価な部材である永久磁石の替わりに鉄片突極4a
〜4fを使用しているので、コストを低減することがで
きる。しかも、永久磁石は、組付け時の応力や振動によ
る割れ、低温減磁等の心配をする必要があるが、永久磁
石の替わりに鉄片突極4a〜4fを使用する本実施形態
の直流モータ1はその心配をする必要がない。従って、
直流モータ1の不良率の低減、耐久性・耐環境性の向上
を図ることができる。As described above, the DC motor 1 of the present embodiment has the following features. (1) The stator 2 is configured by disposing salient poles 4 a to 4 f having a predetermined interval on the inner peripheral surface of the yoke housing 3, and the rotor 5 includes coils 6 a to 7 h on teeth 6 a to 6 h.
h are wound respectively, and the iron piece salient poles 4a to 4f
It is rotatably housed inside the. Commutator 8
Are rotated together with the rotor 5, and correspond to the respective coils 7a to 7a.
7h each have a segment 9 to which one end is connected,
The plus side brushes 11a to 11f are in sliding contact with the segment 9 and supply plus side drive power. Slip ring 12
Rotates with the rotor 5, the other end of each of the coils 7 a to 7 h is connected, and the minus brush 11 g is provided so as to always contact the slip ring 12 regardless of the rotational position of the rotor 5. Supply drive power. The DC motor 1 according to the present embodiment having such a configuration has a salient pole 4a instead of a permanent magnet which is a relatively expensive member.
Since 4f is used, the cost can be reduced. In addition, the permanent magnet needs to be concerned about cracking due to stress or vibration during assembly, low-temperature demagnetization, and the like. Don't have to worry about that. Therefore,
The failure rate of the DC motor 1 can be reduced, and the durability and environmental resistance can be improved.
【0037】(2)本実施形態の各コイル7a〜7h
は、対応した1つのティース6a〜6hに対して集中巻
きにより巻回されるので、コイル巻線の占積率を高くす
ることができる。従って、本実施形態の直流モータ1を
小型で高トルクのモータとすることができる。(2) Each coil 7a to 7h of the present embodiment
Is wound around the corresponding one of the teeth 6a to 6h by concentrated winding, so that the space factor of the coil winding can be increased. Therefore, the DC motor 1 of the present embodiment can be a small-sized and high-torque motor.
【0038】(3)本実施形態では、各コイル7a〜7
hの両端間に、プラス側ブラシ11a〜11fがセグメ
ント9を切り替わる時に各コイル7a〜7hの両端間で
発生するサージ電圧を除去するためのサージ吸収素子1
0が備えられる。従って、このサージ電圧はロータ5の
回転に悪影響を与えるので、このサージ電圧を吸収する
ことで本実施形態の直流モータ1の効率を向上すること
ができる。(3) In this embodiment, each of the coils 7a to 7a
h, a surge absorbing element 1 for removing a surge voltage generated between both ends of each of the coils 7a to 7h when the plus brushes 11a to 11f switch the segment 9.
0 is provided. Therefore, since the surge voltage has an adverse effect on the rotation of the rotor 5, the efficiency of the DC motor 1 of the present embodiment can be improved by absorbing the surge voltage.
【0039】(4)本実施形態では、各鉄片突極4a〜
4fとヨークハウジング3と別体で構成したので、鉄片
突極4a〜4fとヨークハウジング3とをそれぞれ容易
に形成することができる。(4) In the present embodiment, each iron piece salient pole 4a-
4F and the yoke housing 3 are formed separately, so that the iron piece salient poles 4a to 4f and the yoke housing 3 can be easily formed.
【0040】尚、本発明の実施形態は、以下のように変
更してもよい。 ○上記実施形態では、鉄片突極4a〜4fを6個、ティ
ース6a〜6hを8個、セグメント9を24個、プラス
側ブラシ11a〜11fを6個、マイナス側ブラシ11
gを1個でそれぞれ構成したが、これら各部材の個数は
これに限定されるものではなく、適宜変更して実施して
もよい。又、この場合、セグメント9を除く各部材の配
置を適宜変更して実施してもよい。The embodiment of the present invention may be modified as follows. In the above embodiment, six iron piece salient poles 4a to 4f, eight teeth 6a to 6h, 24 segments 9, six positive brushes 11a to 11f, and the negative brush 11
g is configured as one, but the number of each of these members is not limited thereto, and may be changed as appropriate. In this case, the arrangement of each member except for the segment 9 may be changed as appropriate.
【0041】○上記実施形態では、鉄片突極4a〜4f
を、周方向に30°の範囲で円弧状に形成したが、鉄片
突極4a〜4fを、この範囲より小さい円弧状に形成し
てもよい。In the above embodiment, the iron salient poles 4a to 4f
Is formed in an arc shape within a range of 30 ° in the circumferential direction, but the iron piece salient poles 4a to 4f may be formed in an arc shape smaller than this range.
【0042】○上記実施形態では、鉄片突極4a〜4f
とヨークハウジング3とを別体で構成したが、鉄片突極
4a〜4fをヨークハウジング3と一体に形成するよう
にしてもよい。このようにすれば、モータの部品点数を
少なくすることができる。In the above embodiment, the iron salient poles 4a to 4f
Although the yoke housing 3 and the yoke housing 3 are configured separately, the iron piece salient poles 4a to 4f may be formed integrally with the yoke housing 3. By doing so, the number of parts of the motor can be reduced.
【0043】○上記実施形態では、各コイル7a〜7h
を、対応した1つのティース6a〜6hに対して集中巻
きにより巻回したが、複数のティース6a〜6hに跨っ
て巻回する分布巻きとしてもよい。又、各コイル7a〜
7hの接続を適宜変更してもよい。In the above embodiment, each of the coils 7a to 7h
Is wound around the corresponding one of the teeth 6a to 6h by concentrated winding, but may be a distributed winding wound over a plurality of the teeth 6a to 6h. Moreover, each coil 7a ~
The connection of 7h may be appropriately changed.
【0044】○上記実施形態では、プラス側ブラシ11
a〜11fの周方向の幅がセグメント9の周方向の幅と
略同じとなるように該プラス側ブラシ11a〜11fを
形成したが、プラス側ブラシ11a〜11fの周方向の
幅がセグメント9の周方向の幅より若干小さくなるよう
に該プラス側ブラシ11a〜11fを形成してもよい。In the above embodiment, the plus side brush 11
The plus side brushes 11a to 11f are formed so that the circumferential width of the segments 9a to 11f is substantially the same as the circumferential width of the segment 9, but the circumferential width of the plus side brushes 11a to 11f is The plus side brushes 11a to 11f may be formed to be slightly smaller than the width in the circumferential direction.
【0045】○上記実施形態では、セグメント番号「1
〜4,6,7,9,10,12,13,15〜24」の
セグメント9はコイルに接続されていないが、これら接
続しないセグメント9を省略して実施してもよい。In the above embodiment, the segment number “1”
The segments 9 of “〜4, 6, 7, 9, 10, 12, 13, 15 to 24” are not connected to the coil, but the segments 9 that are not connected may be omitted.
【0046】○上記実施形態では、スリップリング12
を、コンミテータ8と一体回転するように該コンミテー
タ8に設けたが、コンミテータ8以外でロータ5と一体
回転する部材、例えばコア6や回転軸(図示略)に設け
るようにしてもよい。In the above embodiment, the slip ring 12
Is provided on the commutator 8 so as to rotate integrally with the commutator 8, but may be provided on a member other than the commutator 8 and integrally rotating with the rotor 5, for example, a core 6 or a rotating shaft (not shown).
【0047】○上記実施形態では、サージ吸収素子10
を1個のダイオードを用いて構成したが、2個以上のダ
イオードとしてもよく、又、その他の素子を用いて実施
してもよい。In the above embodiment, the surge absorbing element 10
Is configured using one diode, but may be configured as two or more diodes, or may be implemented using other elements.
【0048】上記各実施形態から把握できる請求項以外
の技術的思想を効果とともに以下に記載する。 (イ) 請求項1〜4のいずれか1項に記載の直流モー
タにおいて、前記鉄片突極は、前記ヨークハウジングと
別体で構成されていることを特徴とする直流モータ。こ
のようにすれば、鉄片突極とヨークハウジングとをそれ
ぞれ容易に形成することができる。The technical ideas other than the claims that can be grasped from the above embodiments are described below together with the effects. (A) The DC motor according to any one of claims 1 to 4, wherein the salient poles of the iron piece are formed separately from the yoke housing. With this configuration, the salient pole piece and the yoke housing can be easily formed.
【0049】[0049]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
コストを低減できる直流モータを提供することができ
る。As described in detail above, according to the present invention,
A DC motor that can reduce costs can be provided.
【図1】 本実施形態の直流モータの概略構成図であ
る。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a DC motor according to an embodiment.
【図2】 直流モータの動作を説明するための模式図で
ある。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the operation of a DC motor.
【図3】 直流モータの動作を説明するための模式図で
ある。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the operation of the DC motor.
【図4】 直流モータの動作を説明するための模式図で
ある。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the operation of the DC motor.
【図5】 直流モータの動作を説明するための模式図で
ある。FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the operation of the DC motor.
2…ステータ、3…ヨークハウジング、4a〜4f…鉄
片突極、5…ロータ、6…コア、6a〜6h…ティー
ス、7a〜7h…コイル、8…コンミテータ、9…セグ
メント、10…サージ吸収素子、11a〜11f…プラ
ス側ブラシ、11g…マイナス側ブラシ、12…スリッ
プリング。2 ... stator, 3 ... yoke housing, 4a-4f ... iron piece salient pole, 5 ... rotor, 6 ... core, 6a-6h ... teeth, 7a-7h ... coil, 8 ... commutator, 9 ... segment, 10 ... surge absorbing element , 11a to 11f: plus side brush, 11g: minus side brush, 12: slip ring.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江川 要 静岡県湖西市梅田390番地 アスモ 株式 会社内 Fターム(参考) 5H619 BB01 BB06 BB15 BB21 BB24 PP01 PP06 PP14 5H623 AA05 BB07 GG24 GG28 HH05 JJ01 JJ05 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Kaname Egawa 390 Umeda, Kosai-shi, Shizuoka Prefecture Asmo Co., Ltd. F-term (reference) 5H619 BB01 BB06 BB15 BB21 BB24 PP01 PP06 PP14 5H623 AA05 BB07 GG24 GG28 HH05 JJ01 JJ05
Claims (4)
クハウジングの内周面に所定間隔を隔てて配置された鉄
片突極とを有するステータと、 前記鉄片突極の内側において回転可能に収容され、放射
状に延びるティースが形成されたコアと、そのコアのテ
ィースにそれぞれ巻回された複数のコイルとを有するロ
ータと、 前記ロータとともに回転するように設けられ、対応した
前記各コイルの一端がそれぞれ接続された複数のセグメ
ントを有するコンミテータと、 前記ロータとともに回転するように設けられ、前記各コ
イルの他端が接続されるスリップリングと、 前記コンミテータのセグメントに摺接するように設けら
れ、プラス側駆動電源を供給するプラス側ブラシと、 前記スリップリングに対して前記ロータの回転位置に係
わらず常に摺接するように設けられ、マイナス側駆動電
源を供給するマイナス側ブラシとを備えたことを特徴と
する直流モータ。A stator having a cylindrical yoke housing, and iron piece salient poles arranged at predetermined intervals on an inner peripheral surface of the yoke housing; and a rotatably housed inside the iron piece salient poles, A rotor having a core formed with radially extending teeth and a plurality of coils wound around the teeth of the core, respectively, provided so as to rotate with the rotor, and one end of each of the corresponding coils connected to the rotor; A commutator having a plurality of segments, a slip ring provided so as to rotate with the rotor, and connected to the other end of each of the coils; a positive drive power source provided so as to slide on the segments of the commutator; A plus-side brush for supplying the slip ring, and always sliding with respect to the slip ring regardless of the rotational position of the rotor. Provided to the DC motor, characterized in that a negative brush supplies a negative driving power source.
クハウジングの内周面に所定間隔を隔てて配置された鉄
片突極とを有するステータと、 前記鉄片突極の内側において回転可能に収容され、放射
状に延びるティースが形成されたコアと、そのコアのテ
ィースにそれぞれ巻回された複数のコイルとを有し、回
転角によって磁気抵抗が変化するロータと、 前記ロータとともに回転するように設けられ、対応した
前記各コイルの一端がそれぞれ接続された複数のセグメ
ントを有するコンミテータと、 前記ロータとともに回転するように設けられ、前記各コ
イルの他端が接続されるスリップリングと、 前記コンミテータのセグメントに摺接するように設けら
れ、プラス側駆動電源を供給するプラス側ブラシと、 前記スリップリングに対して前記ロータの回転位置に係
わらず常に摺接するように設けられ、マイナス側駆動電
源を供給するマイナス側ブラシとを備えたことを特徴と
する直流モータ。2. A stator having a cylindrical yoke housing, and iron piece salient poles arranged at predetermined intervals on an inner peripheral surface of the yoke housing; and a rotatably housed inside the iron piece salient poles; A core having radially extending teeth formed thereon, and a plurality of coils wound around the core teeth, a rotor whose magnetic resistance changes according to a rotation angle, provided to rotate with the rotor, A commutator having a plurality of segments each connected to one end of each of the coils; a slip ring provided to rotate with the rotor and connected to the other end of each of the coils; A plus-side brush that is provided to be in contact with and supplies a plus-side drive power; Provided always regardless of the rotational position of the over data as sliding contact, direct current motor, characterized in that a negative brush supplies a negative driving power source.
いて、 前記各コイルは、対応した1つの前記ティースに対して
集中巻きにより巻回されていることを特徴とする直流モ
ータ。3. The DC motor according to claim 1, wherein each of the coils is wound around the corresponding one of the teeth by concentrated winding.
流モータにおいて、 前記各コイルの両端間には、前記プラシ側ブラシが前記
セグメントを切り替わる時に各コイルの両端間で発生す
るサージ電圧を除去するためのサージ吸収素子が備えら
れていることを特徴とする直流モータ。4. The DC motor according to claim 1, wherein a surge generated between both ends of each coil when the brush on the plus side switches the segment is provided between both ends of each coil. A DC motor comprising a surge absorbing element for removing voltage.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7227290B2 (en) * | 2002-10-18 | 2007-06-05 | Asmo Co., Ltd | Rotor core and direct-current motor |
-
2001
- 2001-02-22 JP JP2001046792A patent/JP3655202B2/en not_active Expired - Fee Related
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