JP2019022254A - 回転電機 - Google Patents
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Abstract
【課題】高抵抗部によるアーク抑制効果を維持しつつ、ブラシ寿命の低下を回避する回転電機を提供する。【解決手段】回転電機の主ブラシ33は、ハウジングに保持され、回転子の回転時に整流子80の径方向外側で整流子80に摺接される。補助ブラシ31は、主ブラシ33に対し回転方向のエンド側に配置され、整流子80に摺接される。補助ブラシ31は、整流子80の周上における主ブラシ33との間隔L1が整流子片81、83、85の周方向の長さL2未満となるように配置される。高抵抗部41は、整流子80から離間して配置され、主ブラシ33及び補助ブラシ31に対し抵抗率の高い材質で形成され、対応する主ブラシ33と補助ブラシ31との間に電気的に接続される。これにより、高抵抗部41の摩耗を生じることなく、アークの発生を抑制し、ノイズを低減することができる。【選択図】図5
Description
本発明は、ブラシ付き回転電機に関する。
従来、整流子に通電するブラシとして、相対的に抵抗率の低い材質で形成された低抵抗部と、相対的に抵抗率の高い材質で形成された高抵抗部とを組み合わせたブラシを用いる回転電機が知られている。この構成では、コイル短絡時、高抵抗部にてアークエネルギーを消費することによりノイズを低減する。
例えば特許文献1に開示された回転電機は、低抵抗部のCu含有率、低抵抗部と高抵抗部との抵抗比、低抵抗部と高抵抗部との厚さ比を所定範囲に設定することで、アーク(火花)の抑制、ブラシ寿命の向上、及び、回転電機性能の両立を図っている。
例えば特許文献1に開示された回転電機は、低抵抗部のCu含有率、低抵抗部と高抵抗部との抵抗比、低抵抗部と高抵抗部との厚さ比を所定範囲に設定することで、アーク(火花)の抑制、ブラシ寿命の向上、及び、回転電機性能の両立を図っている。
特許文献1によると、単純にCu含有量の少ない高抵抗部は摩耗量が少ないと考えられている。しかし、高抵抗部が低抵抗物質を含む合金や複合材料で構成される場合、高抵抗部が整流子と摺動しながら接触すると、低抵抗物質部分の電流密度が高くなり、高抵抗部全体の摩耗量が増大する場合がある。その結果、寿命が低下するという問題があった。
本発明は上述の課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、高抵抗部によるアーク抑制効果を維持しつつ、ブラシ寿命の低下を回避する回転電機を提供することにある。
本発明は上述の課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、高抵抗部によるアーク抑制効果を維持しつつ、ブラシ寿命の低下を回避する回転電機を提供することにある。
本発明の回転電機は、回転軸であるシャフト(75)と、回転子(70)と、電機子コイル(77)と、整流子(80)と、ハウジング(20)と、磁石(21、22)と、一対以上の主ブラシ(33)と、一対以上の補助ブラシ(31、35)と、高抵抗部(41、42、45)と、を備える。
回転子は、シャフトに接続されている。電機子コイルは、回転子に巻回されている。整流子は、シャフトの周方向に固定される複数の整流子片(81、83、85)を含む。ハウジングは、回転子及び整流子を収容する。磁石は、ハウジングに固定され、電機子コイルに界磁を与える。
回転子は、シャフトに接続されている。電機子コイルは、回転子に巻回されている。整流子は、シャフトの周方向に固定される複数の整流子片(81、83、85)を含む。ハウジングは、回転子及び整流子を収容する。磁石は、ハウジングに固定され、電機子コイルに界磁を与える。
主ブラシは、ハウジングに保持され、回転子の回転時に整流子の径方向外側で整流子に摺接される。
回転子の回転方向について、「スタート側からエンド側に回転する」と定義する。補助ブラシは、各主ブラシに対し回転方向のエンド側に配置され、整流子に摺接される。補助ブラシは、整流子の周上における対応する主ブラシとの間隔(L1)が整流子片の周方向の長さ(L2)未満となるように配置される。
回転子の回転方向について、「スタート側からエンド側に回転する」と定義する。補助ブラシは、各主ブラシに対し回転方向のエンド側に配置され、整流子に摺接される。補助ブラシは、整流子の周上における対応する主ブラシとの間隔(L1)が整流子片の周方向の長さ(L2)未満となるように配置される。
高抵抗部は、整流子から離間して配置され、主ブラシ及び補助ブラシに対し抵抗率の高い材質で形成され、対応する主ブラシと補助ブラシとの間に電気的に接続されている。
正逆両方向に回転可能な回転電機の場合、補助ブラシ及び高抵抗部は、各主ブラシに対し回転方向の両側に設けられていてもよい。
正逆両方向に回転可能な回転電機の場合、補助ブラシ及び高抵抗部は、各主ブラシに対し回転方向の両側に設けられていてもよい。
本発明では、高抵抗部が整流子から離間して配置されるため、高抵抗部の摩耗による寿命の低下が回避される。また、整流子に摺接する主ブラシと補助ブラシとの間に介在する高抵抗部は、コイル短絡時にアークエネルギーを消費してアークの発生を抑制し、ノイズを低減することができる。
主ブラシ、補助ブラシ及び高抵抗部は、別部材で構成されてもよい。また、主ブラシ及び補助ブラシは、間に絶縁層(52)を介して積層された積層ブラシとして一体に形成されてもよい。或いは、主ブラシ及び補助ブラシは、間に高抵抗部(42)を介して積層され、高抵抗部の整流子側の端面が主ブラシ及び補助ブラシの端面に対して凹んだ積層ブラシとして一体に形成されてもよい。積層ブラシを用いることで、ハウジングに固定されてブラシを保持するブラシホルダの数を減らすことができる。
以下、回転電機の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
第1実施形態の回転電機について、図1〜図6を参照して説明する。最初に回転電機の全体構成について、各実施形態に共通の軸方向断面図である図1を参照する。本実施形態の回転電機10はブラシ付きDCモータであり、ハウジング20、磁石21、22、ブラシホルダ23、回転子70、シャフト75、電機子コイル77、整流子80等を備える。
以下、説明の便宜上、図1の上側を「上」、図1の下側を「下」と表す。ただし、現実の回転電機10は、鉛直方向に限らず、水平方向又は斜め方向に設置されてもよい。
(第1実施形態)
第1実施形態の回転電機について、図1〜図6を参照して説明する。最初に回転電機の全体構成について、各実施形態に共通の軸方向断面図である図1を参照する。本実施形態の回転電機10はブラシ付きDCモータであり、ハウジング20、磁石21、22、ブラシホルダ23、回転子70、シャフト75、電機子コイル77、整流子80等を備える。
以下、説明の便宜上、図1の上側を「上」、図1の下側を「下」と表す。ただし、現実の回転電機10は、鉛直方向に限らず、水平方向又は斜め方向に設置されてもよい。
回転子70は、回転軸であるシャフト75に接続されている。電機子コイル77は、回転子70に巻回され、電源から通電される。
筒状のハウジング20は、軸方向の下部で回転子70を収容し、軸方向の上部で整流子80を収容する。磁石21、22は、ハウジング20の下部内壁に固定され、電機子コイル77に界磁を与える。ハウジング20の上部内壁にはブラシホルダ23が設けられる。
筒状のハウジング20は、軸方向の下部で回転子70を収容し、軸方向の上部で整流子80を収容する。磁石21、22は、ハウジング20の下部内壁に固定され、電機子コイル77に界磁を与える。ハウジング20の上部内壁にはブラシホルダ23が設けられる。
続いて図2の径方向断面模式図において、第1実施形態のブラシ部301の構成以外は各実施形態に共通の構成が示される。回転子70は、対向するN極磁石21及びS極磁石22の間に収容され、放射状に配置された複数(例えば5つ)のティース76に電機子コイル77が巻回されている。整流子80は、シャフト75の周方向に固定される複数の整流子片を含む。電機子コイル77の一端及び他端は、それぞれ隣接する整流子片に接続される。
一対以上の主ブラシ33は、互いに対向して配置される。ブラシ33は、回転子70の回転時に整流子80に摺接される
回転電機10は、ブラシ33と整流子80との接触により電機子コイル77に流れる電流の向きが切り替わることにより、回転子70が磁石21、22に対して連続的に回転する。このようなブラシ付きDCモータの動作原理は周知技術であるため、詳しい説明を省略する。
回転電機10は、ブラシ33と整流子80との接触により電機子コイル77に流れる電流の向きが切り替わることにより、回転子70が磁石21、22に対して連続的に回転する。このようなブラシ付きDCモータの動作原理は周知技術であるため、詳しい説明を省略する。
第1実施形態では、各主ブラシ33に対応する補助ブラシ31及び高抵抗部41がさらに設けられ、ブラシ部301が構成される。以下、各実施形態のブラシ部の符号として、「30」に続く3桁目に実施形態の番号を付す。
図3に、一つのブラシ部301を拡大して示す。ここで、回転子70の回転方向について、「スタート側からエンド側に回転する」と定義する。補助ブラシ31は、各主ブラシ33に対し回転方向のエンド側に配置され、整流子80に摺接される。
図3に、一つのブラシ部301を拡大して示す。ここで、回転子70の回転方向について、「スタート側からエンド側に回転する」と定義する。補助ブラシ31は、各主ブラシ33に対し回転方向のエンド側に配置され、整流子80に摺接される。
高抵抗部41は、整流子80から離間して配置され、主ブラシ33及び補助ブラシ31に対し抵抗率の高い材質で形成される。なお、例えば特許文献1(特開平4−46546号公報)には、通常ブラシを構成する低抵抗部に対する高抵抗部の抵抗比を5倍以上に設定することが記載されている。具体的な抵抗比は、これらの知見に基づいて適宜設定すればよい。
高抵抗部41は、対応する主ブラシ33と補助ブラシ31との間に電気的に接続されている。詳しくは、高抵抗部41は、配線62により主ブラシ33と電気的に接続され、配線61により補助ブラシ31と電気的に接続されている。また、主ブラシ33は、配線63により電源端子から給電される。
高抵抗部41は、対応する主ブラシ33と補助ブラシ31との間に電気的に接続されている。詳しくは、高抵抗部41は、配線62により主ブラシ33と電気的に接続され、配線61により補助ブラシ31と電気的に接続されている。また、主ブラシ33は、配線63により電源端子から給電される。
整流子80の整流子片について、周方向一部の3個のみを図示し、回転方向のエンド側からスタート側に向かう順に「81」、「83」、「85」の符号を付す。また、電機子コイルについて、整流子片81に対し整流子片83とは反対側に隣接する整流子片から整流子片81に跨るもの、整流子片81、83に跨るもの、整流子片83、85に跨るものに、それぞれ「771」、「773」、「775」の符号を付す。
ここで、高抵抗部及び補助ブラシを備えない比較例を図12、図13に示す。比較例のブラシ部300は主ブラシ33のみを含む。図12に示す回転位置では、主ブラシ33は、整流子片81、83に跨って接触する。このとき、電流は、主ブラシ33、整流子片81、電機子コイル773及び整流子片83を経由して流れる。
図13に示す回転位置では、整流子片81が主ブラシ33から離れる。このとき、電流経路が遮断され、主ブラシ33と整流子片81との近接部位においてアークエネルギーによるアークが発生する。このアークは、回転電機10のノイズの原因となる。
図13に示す回転位置では、整流子片81が主ブラシ33から離れる。このとき、電流経路が遮断され、主ブラシ33と整流子片81との近接部位においてアークエネルギーによるアークが発生する。このアークは、回転電機10のノイズの原因となる。
このアークを抑制するため、特許文献1等に開示された従来技術では、相対的に抵抗率の低い材質で形成された低抵抗部と、相対的に抵抗率の高い材質で形成された高抵抗部とを組み合わせたブラシを用いている。
図14に示すように、従来技術のブラシ部309は、低抵抗部としての主ブラシ33に対し回転方向のエンド側に高抵抗部49が接続されている。これにより、整流子片81が主ブラシ33から離れた回転位置において、電流は、主ブラシ33、高抵抗部49、整流子片81、電機子コイル773及び整流子片83を経由して流れる。電流が高抵抗部49を通ることによりアークエネルギーが消費されるため、アークの発生が抑制され、ノイズが低減される。
図14に示すように、従来技術のブラシ部309は、低抵抗部としての主ブラシ33に対し回転方向のエンド側に高抵抗部49が接続されている。これにより、整流子片81が主ブラシ33から離れた回転位置において、電流は、主ブラシ33、高抵抗部49、整流子片81、電機子コイル773及び整流子片83を経由して流れる。電流が高抵抗部49を通ることによりアークエネルギーが消費されるため、アークの発生が抑制され、ノイズが低減される。
ところで従来技術の高抵抗部49は、主ブラシ33と同様に整流子80に摺接される。高抵抗部49が低抵抗物質を含む合金や複合材料で構成される場合、高抵抗部49が整流子80と摺動しながら接触すると、低抵抗物質部分の電流密度が高くなり、高抵抗部49全体の摩耗量δが増大する場合がある。その結果、寿命が低下するという問題があった。
つまり、特許文献1に記載されているようにCu含有量が相対的に大きい低抵抗部の摩耗ももちろん発生するが、現実には、特許文献1で着目されていない高抵抗部の摩耗の方がより影響が大きな場合がある。そこで本実施形態は、高抵抗部によるアーク抑制効果を維持しつつ、ブラシ寿命の低下を防止することを目的とする。
つまり、特許文献1に記載されているようにCu含有量が相対的に大きい低抵抗部の摩耗ももちろん発生するが、現実には、特許文献1で着目されていない高抵抗部の摩耗の方がより影響が大きな場合がある。そこで本実施形態は、高抵抗部によるアーク抑制効果を維持しつつ、ブラシ寿命の低下を防止することを目的とする。
続いて、上記課題を解決するための各実施形態のブラシ部の構成、及び作用効果について詳しく説明する。以下、ブラシ部と整流子80との接触状態を説明するに当たり、整流子80の周方向に展開した展開図を便宜上、参照する。例えば第1実施形態では、図3の展開図である図4、図5を参照する。展開図において直線で図示される整流子片81、83、85の外面は、現実には円弧曲面を表すものと解釈される。
図4、図5において、整流子80の周上における対応する主ブラシ33と補助ブラシ31との間隔L1は、整流子片81、83、85の周方向の長さL2未満となるように設定されている。すなわち、式(1)の関係が成立する。これにより、主ブラシ33及び補助ブラシ31は、図4に示すように、一つの整流子片81に同時に接触可能である。
L1<L2 ・・・(1)
L1<L2 ・・・(1)
また、整流子片81、83、85の周方向の長さをL2、間隔をL3とする。移行時を除き、一つのブラシから一つの整流子片に通電することを原則とすると、周方向の主ブラシ33の厚さBm、及び、補助ブラシ31の厚さBsは、(L2+L3)より小さく設定される必要がある。本実施形態では、周方向の主ブラシ33の厚さBm、及び、補助ブラシ31の厚さBsは、いずれも長さL2以下に設定されている。すなわち、式(2)の関係が成立する。
Bm≦L2、Bs≦L2 ・・・(2)
Bm≦L2、Bs≦L2 ・・・(2)
ここで、補助ブラシ31の厚さBsは、式(3)の通り、主ブラシ33の厚さBmより小さいことが好ましい。
Bs<Bm ・・・(3)
各ブラシの厚さBm、Bsは、通電時の接触面積や、摺接による機械的な抵抗等を考慮して適宜設定可能である。補助ブラシ31の厚さBsはなるべく小さいことが好ましい。
Bs<Bm ・・・(3)
各ブラシの厚さBm、Bsは、通電時の接触面積や、摺接による機械的な抵抗等を考慮して適宜設定可能である。補助ブラシ31の厚さBsはなるべく小さいことが好ましい。
また、図4、図5において、破線矢印は、整流子片81、83に跨がる電機子コイル773を経由する電流を示す。実線矢印は、電機子コイル773に隣接する他の電機子コイル771、775に流れる電流を示す。
図4に示す回転位置では、主ブラシ33は、整流子片81、83に跨って接触する。このとき、電流は、主ブラシ33、整流子片81、電機子コイル773及び整流子片83を経由して流れる。
図4に示す回転位置では、主ブラシ33は、整流子片81、83に跨って接触する。このとき、電流は、主ブラシ33、整流子片81、電機子コイル773及び整流子片83を経由して流れる。
図5に示す回転位置では、整流子片81が主ブラシ33から離れる。このとき、図13に示す比較例と同様に主ブラシ33から整流子片81への電流経路が遮断されるため、アークエネルギーが生成される。しかし、本実施形態では、電流は、主ブラシ33、高抵抗部41、補助ブラシ31、整流子片81、電機子コイル773及び整流子片83を経由して流れる。電流が高抵抗部41を通ることによりアークエネルギーが消費されるため、アークの発生が抑制され、ノイズが低減される。
また、本実施形態では高抵抗部41が整流子80と接触しないため、図5における整流子80との接触部における摩耗量δは、図14に示す従来技術の摩耗量δに比べて少なくなる。具体的には図6に示すように、100Hr運転後のブラシ摩耗量δが、従来技術の1.5mmに対し、本実施形態では、従来技術の40%に相当する0.6mmであった。
つまり、本実施形態では、従来技術に対し摩耗量δが60%低減する。また、この割合で摩耗が進行すると仮定すると、2.5倍の時間(すなわち250Hr)での摩耗量δが1.5mmになると想定されるため、従来技術に比べ寿命が2.5倍になる、と言える。
つまり、本実施形態では、従来技術に対し摩耗量δが60%低減する。また、この割合で摩耗が進行すると仮定すると、2.5倍の時間(すなわち250Hr)での摩耗量δが1.5mmになると想定されるため、従来技術に比べ寿命が2.5倍になる、と言える。
次に、第2〜第5実施形態のブラシ部の構成について、第1実施形態の図4、図5と同様の展開図を参照して説明する。以下の実施形態の説明で、第1実施形態と実質的に同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
いずれの実施形態でも、高抵抗部は整流子80から離間して配置されるため、高抵抗部の摩耗による寿命の低下が回避される。また、高抵抗部は、コイル短絡時にアークエネルギーを消費してアークの発生を抑制し、ノイズを低減することができる。その他、各実施形態は、それぞれの構成に応じた特有の作用効果を奏する。
いずれの実施形態でも、高抵抗部は整流子80から離間して配置されるため、高抵抗部の摩耗による寿命の低下が回避される。また、高抵抗部は、コイル短絡時にアークエネルギーを消費してアークの発生を抑制し、ノイズを低減することができる。その他、各実施形態は、それぞれの構成に応じた特有の作用効果を奏する。
(第2実施形態)
第2実施形態について、図7を参照して説明する。
第2実施形態では、主ブラシ33及び補助ブラシ31は、間に絶縁層52を介して積層された積層ブラシ502として一体に形成されている。絶縁層52の材料として、例えばエンプラ等の樹脂材料が用いられる。高抵抗部41は、積層ブラシ502とは別部材で構成され、整流子80から離間して配置される。高抵抗部41は、配線62により主ブラシ33と電気的に接続され、配線61により補助ブラシ31と電気的に接続されている。つまり、主ブラシ33と補助ブラシ31とは、高抵抗部41を介して電気的に接続されている。こうして、ブラシ部302が構成される。
第2実施形態について、図7を参照して説明する。
第2実施形態では、主ブラシ33及び補助ブラシ31は、間に絶縁層52を介して積層された積層ブラシ502として一体に形成されている。絶縁層52の材料として、例えばエンプラ等の樹脂材料が用いられる。高抵抗部41は、積層ブラシ502とは別部材で構成され、整流子80から離間して配置される。高抵抗部41は、配線62により主ブラシ33と電気的に接続され、配線61により補助ブラシ31と電気的に接続されている。つまり、主ブラシ33と補助ブラシ31とは、高抵抗部41を介して電気的に接続されている。こうして、ブラシ部302が構成される。
第2実施形態では、主ブラシ33及び補助ブラシ31が積層ブラシ502として一体に形成されるため、ブラシホルダ23の数を少なくし、組み付け工数を低減することができる。また、高抵抗部41は別部材であるため、主ブラシ33及び補助ブラシ31との抵抗比の調整がしやすい。
(第3実施形態)
第3実施形態について、図8を参照して説明する。
第3実施形態では、主ブラシ33及び複合層51は、間に絶縁層52を介して積層された積層ブラシ503として一体に形成されている。複合層51は、整流子80側に配置された補助ブラシ31と、整流子80とは反対側に配置された高抵抗部41とが直接接続された層をなしている。高抵抗部41と主ブラシ33とは、配線62により電気的に接続されている。こうして、ブラシ部303が構成される。
第3実施形態について、図8を参照して説明する。
第3実施形態では、主ブラシ33及び複合層51は、間に絶縁層52を介して積層された積層ブラシ503として一体に形成されている。複合層51は、整流子80側に配置された補助ブラシ31と、整流子80とは反対側に配置された高抵抗部41とが直接接続された層をなしている。高抵抗部41と主ブラシ33とは、配線62により電気的に接続されている。こうして、ブラシ部303が構成される。
第3実施形態では、主ブラシ33、高抵抗部41及び補助ブラシ31が積層ブラシ503として一体に形成されるため、ブラシホルダ23の数を少なくし、組み付け工数を低減することができる。また、第2実施形態に対し、高抵抗部41と補助ブラシ31との間の配線61を無くすことができる。
(第4実施形態)
第4実施形態について、図9、図10を参照して説明する。
第4実施形態では、主ブラシ33及び補助ブラシ31は、間に絶縁層52を介して積層された積層ブラシ504として一体に形成されている。ここで、高抵抗部42の整流子80側の端面は、主ブラシ33及び補助ブラシ31の端面に対して凹んでおり、整流子80とは接触しない。例えば図10に示すように、積層ブラシ504は、各層の端面を揃えた状態で積層された後、高抵抗部42の層を整流子80側から途中まで削ることによって形成される。この積層ブラシ504単独でブラシ部304が構成される。
第4実施形態について、図9、図10を参照して説明する。
第4実施形態では、主ブラシ33及び補助ブラシ31は、間に絶縁層52を介して積層された積層ブラシ504として一体に形成されている。ここで、高抵抗部42の整流子80側の端面は、主ブラシ33及び補助ブラシ31の端面に対して凹んでおり、整流子80とは接触しない。例えば図10に示すように、積層ブラシ504は、各層の端面を揃えた状態で積層された後、高抵抗部42の層を整流子80側から途中まで削ることによって形成される。この積層ブラシ504単独でブラシ部304が構成される。
第4実施形態では、主ブラシ33、高抵抗部42及び補助ブラシ31が積層ブラシ504として一体に形成されるため、ブラシホルダ23の数を少なくし、組み付け工数を低減することができる。また、第3実施形態に対し、さらに、高抵抗部41と主ブラシ33との間の配線62を無くすことができる。
(第5実施形態)
第5実施形態について、図11を参照して説明する。
第5実施形態のブラシ部305は、第1実施形態のブラシ部301を基本として、正逆両方向に回転可能な回転電機に対応するため、補助ブラシ31、35及び高抵抗部41、45が主ブラシ33に対し回転方向の両側に設けられている。補助ブラシ35、高抵抗部45、配線64、65は、それぞれ、補助ブラシ31、高抵抗部41、配線62、61と同等の構成である。第1実施形態による図4、図5の回転方向を正転方向と仮定すると、図11には、逆転方向の回転時に流れる電流が図5と略対称に示される。
第5実施形態について、図11を参照して説明する。
第5実施形態のブラシ部305は、第1実施形態のブラシ部301を基本として、正逆両方向に回転可能な回転電機に対応するため、補助ブラシ31、35及び高抵抗部41、45が主ブラシ33に対し回転方向の両側に設けられている。補助ブラシ35、高抵抗部45、配線64、65は、それぞれ、補助ブラシ31、高抵抗部41、配線62、61と同等の構成である。第1実施形態による図4、図5の回転方向を正転方向と仮定すると、図11には、逆転方向の回転時に流れる電流が図5と略対称に示される。
この構成により、正転時及び逆転時のいずれにおいても、高抵抗部41、45の摩耗による寿命低下を回避しつつ、高抵抗部41、45によりコイル短絡時にアークエネルギーを消費してアークの発生を抑制し、ノイズを低減することができる。
(その他の実施形態)
正逆両方向の回転に対応するためのブラシ部の構成は、第1実施形態を基本とするものの他、第2、第3、第4実施形態のいずれを基本として、主ブラシ33に対し補助ブラシ及び高抵抗部を回転方向の両側に設けるようにしてもよい。
例えば、第2実施形態の「主ブラシ33−絶縁層52−補助ブラシ31」の3層の積層ブラシ502を基本とする「補助ブラシ31−絶縁層52−主ブラシ33−絶縁層52−補助ブラシ31」の5層の積層ブラシを用いることができる。正逆両方向の回転に対応する構成では、積層ブラシを用いることによるブラシホルダの数や組み付け工数を低減する効果がより顕著となる。
正逆両方向の回転に対応するためのブラシ部の構成は、第1実施形態を基本とするものの他、第2、第3、第4実施形態のいずれを基本として、主ブラシ33に対し補助ブラシ及び高抵抗部を回転方向の両側に設けるようにしてもよい。
例えば、第2実施形態の「主ブラシ33−絶縁層52−補助ブラシ31」の3層の積層ブラシ502を基本とする「補助ブラシ31−絶縁層52−主ブラシ33−絶縁層52−補助ブラシ31」の5層の積層ブラシを用いることができる。正逆両方向の回転に対応する構成では、積層ブラシを用いることによるブラシホルダの数や組み付け工数を低減する効果がより顕著となる。
また、正転側と逆転側の構成は、必ずしも対称でなくてもよい。例えば第1〜第4実施形態のうち一つの構成を正転側に採用し、他の構成を逆転側に採用してもよい。
さらに、整流子80の周方向における複数のブラシ部において、各ブラシの周方向の厚さBm、Bsや高抵抗部の抵抗比を部位に応じて調整してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
さらに、整流子80の周方向における複数のブラシ部において、各ブラシの周方向の厚さBm、Bsや高抵抗部の抵抗比を部位に応じて調整してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
10・・・回転電機、
20・・・ハウジング、21、22・・・磁石、
31、35・・・補助ブラシ、 33・・・主ブラシ、
41、42、45・・・高抵抗部、
502、503、504・・・積層ブラシ、
70・・・回転子、 75・・・シャフト、 77・・・電機子コイル、
80・・・整流子、 81、83、85・・・整流子片。
20・・・ハウジング、21、22・・・磁石、
31、35・・・補助ブラシ、 33・・・主ブラシ、
41、42、45・・・高抵抗部、
502、503、504・・・積層ブラシ、
70・・・回転子、 75・・・シャフト、 77・・・電機子コイル、
80・・・整流子、 81、83、85・・・整流子片。
Claims (5)
- 回転軸であるシャフト(75)と、
前記シャフトに接続された回転子(70)と、
前記回転子に巻回された電機子コイル(77)と、
前記シャフトの周方向に固定される複数の整流子片(81、83、85)を含む整流子(80)と、
前記回転子及び前記整流子を収容するハウジング(20)と、
前記ハウジングに固定され、前記電機子コイルに界磁を与える磁石(21、22)と、
前記ハウジングに保持され、前記回転子の回転時に前記整流子の径方向外側で前記整流子に摺接される一対以上の主ブラシ(33)と、
前記回転子の回転方向について、スタート側からエンド側に回転すると定義すると、各前記主ブラシに対し回転方向のエンド側に配置され、前記整流子に摺接される一対以上の補助ブラシ(31、35)であって、前記整流子の周上における対応する前記主ブラシとの間隔(L1)が前記整流子片の周方向の長さ(L2)未満となるように配置される補助ブラシと、
前記整流子から離間して配置され、前記主ブラシ及び前記補助ブラシに対し抵抗率の高い材質で形成され、対応する前記主ブラシと前記補助ブラシとの間に電気的に接続された高抵抗部(41、42、45)と、
を備える回転電機。 - 前記主ブラシ及び前記補助ブラシは、間に絶縁層(52)を介して積層された積層ブラシ(502)として一体に形成されており、前記主ブラシと前記補助ブラシとは、前記高抵抗部(41)を介して電気的に接続されている請求項1に記載の回転電機。
- 前記整流子側に配置された前記補助ブラシと、前記整流子とは反対側に配置された前記高抵抗部(41)とが直接接続された複合層(51)が設けられ、かつ、前記主ブラシ及び前記複合層は、間に絶縁層(52)を介して積層された積層ブラシ(503)として一体に形成されており、前記主ブラシと前記高抵抗部とは電気的に接続されている請求項1に記載の回転電機。
- 前記主ブラシ及び前記補助ブラシは、間に前記高抵抗部(42)を介して積層され、前記高抵抗部の前記整流子側の端面が前記主ブラシ及び前記補助ブラシの端面に対して凹んだ積層ブラシ(504)として一体に形成されている請求項1に記載の回転電機。
- 正逆両方向に回転可能な回転電機であって、
前記補助ブラシ及び前記高抵抗部は、各前記主ブラシに対し回転方向の両側に設けられている請求項1〜4のいずれか一項に記載の回転電機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017135917A JP2019022254A (ja) | 2017-07-12 | 2017-07-12 | 回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2017135917A JP2019022254A (ja) | 2017-07-12 | 2017-07-12 | 回転電機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019022254A true JP2019022254A (ja) | 2019-02-07 |
Family
ID=65354457
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017135917A Pending JP2019022254A (ja) | 2017-07-12 | 2017-07-12 | 回転電機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019022254A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020068653A (ja) * | 2018-10-22 | 2020-04-30 | 株式会社Soken | 電気接点装置及び回転電機 |
WO2021049453A1 (ja) * | 2019-09-10 | 2021-03-18 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 電動機及び電気機器 |
US11670901B2 (en) | 2018-10-22 | 2023-06-06 | Denso Corporation | Electrical contact device and rotating electric machine including the electrical contact device |
-
2017
- 2017-07-12 JP JP2017135917A patent/JP2019022254A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020068653A (ja) * | 2018-10-22 | 2020-04-30 | 株式会社Soken | 電気接点装置及び回転電機 |
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JP7446070B2 (ja) | 2018-10-22 | 2024-03-08 | 株式会社Soken | 回転電機 |
WO2021049453A1 (ja) * | 2019-09-10 | 2021-03-18 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 電動機及び電気機器 |
JP7499468B2 (ja) | 2019-09-10 | 2024-06-14 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 電動機及び電気機器 |
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A521 | Written amendment |
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