JPH1155920A - Dc motor - Google Patents

Dc motor

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JPH1155920A
JPH1155920A JP20586897A JP20586897A JPH1155920A JP H1155920 A JPH1155920 A JP H1155920A JP 20586897 A JP20586897 A JP 20586897A JP 20586897 A JP20586897 A JP 20586897A JP H1155920 A JPH1155920 A JP H1155920A
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JP
Japan
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commutator
power supply
motor
supply brush
groove
Prior art date
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Pending
Application number
JP20586897A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akio Tanaka
昭男 田中
Yukihiro Nagabori
行宏 長堀
Kenji Matsui
賢二 松井
Hikoyuki Izumi
彦志 泉
Kenichi Sugiyama
賢一 杉山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SUGIYAMA SEISAKUSHO KK
Jeco Corp
Original Assignee
SUGIYAMA SEISAKUSHO KK
Jeco Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress noise and also, elongate the life. SOLUTION: A commutator 8 is composed of a brush sliding sleeve 12 made of conductive material where twelve pieces of terminals 14 for winding are made integrally and an inner sleeve 15 consisting of insulating material such as synthetic resin, or the like. At the center of the inner sleeve 15, a through hole 16 in which a rotary shaft 6 is to be press-fitted is made. Segments 17 made by the division with vertical splits 13 are made at the peripheral face of the brush sliding sleeve 12, and a power supply bush slides on these segments. Then, for the vertical split 13, both side faces are made in parallel viewed from the axial direction of the rotary shaft 6, and the bottom side is extended in the direction of advancing in the rotational direction of a commutator 8.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸に軸着され
た整流子とこの整流子に接触する給電ブラシとが備えら
れ、かつ回転方向が一方向に規制された直流モータに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC motor having a commutator axially mounted on a rotating shaft and a power supply brush for contacting the commutator, and having a rotational direction regulated in one direction.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3に示すように、一般にこの種の直流
モータ1は、有底円筒状のケース2と蓋体3とで構成さ
れるハウジング4と、このハウジング4内に軸受5を介
して回転自在に軸支された回転軸6と、この回転軸6に
軸着されたアーマチュア7および整流子8と、前記アー
マチュア7の外周を取り囲むように前記ケース2の内周
面に固定された複数個のマグネット9とを備えている。
また、前記整流子8の外周面に摺接する2つの給電ブラ
シ10を備え、この給電ブラシ10と整流子8との機械
的な摺接によって、アーマチュア7の巻線11に給電さ
れる電流の方向を切替えている。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 3, a DC motor 1 of this type generally has a housing 4 composed of a bottomed cylindrical case 2 and a lid 3, and a bearing 5 in the housing 4 via a bearing 5. A rotating shaft 6 rotatably supported by the armature 7, an armature 7 and a commutator 8 mounted on the rotating shaft 6, and fixed to an inner peripheral surface of the case 2 so as to surround an outer periphery of the armature 7. And a plurality of magnets 9.
The power supply brush 10 includes two power supply brushes 10 slidably contacting the outer peripheral surface of the commutator 8. Has been switched.

【0003】このような電流の方向の切替えのために、
整流子8は外周面が導電材によって形成されたブラシ摺
接筒体12によって構成され、またこのブラシ摺接筒体
12は、複数条の縦割り溝13が設けられることにより
複数のセグメントに分割されるとともに、これら各セグ
メントに、前記巻線11が接続される巻線用端子14が
一体的に突出して形成されている。
In order to switch the direction of such a current,
The commutator 8 is constituted by a brush sliding contact cylinder 12 having an outer peripheral surface formed of a conductive material. The brush sliding contact cylinder 12 is divided into a plurality of segments by providing a plurality of vertical grooves 13. At the same time, a winding terminal 14 to which the winding 11 is connected is integrally formed on each of the segments.

【0004】整流子8の構造を図4(a),(b)に基
づいてさらに詳述する。この図におては、金属片を使用
したインサート成形タイプの整流子組立体を示してい
る。すなわち、図中全体を符号8で示す整流子は、周方
向において30°間隔をおいた等角度位置に径方向の外
側へ突出形成された12個の巻線用端子14をアーマチ
ュア7側の端部に一体に形成してなる導電材製のブラシ
摺接筒体12と、このブラシ摺接筒体12内に一端部を
延設した状態でインサート成形により一体に形成されて
いる合成樹脂等の絶縁材からなる内筒体15とで構成さ
れている。内筒体15の中心には、回転軸6が圧入され
る貫通孔16が形成されている。
The structure of the commutator 8 will be described in more detail with reference to FIGS. This figure shows an insert-molded commutator assembly using a metal piece. That is, the commutator indicated by reference numeral 8 in its entirety in the figure has twelve winding terminals 14 projecting outward in the radial direction at equiangular positions spaced at an interval of 30 ° in the circumferential direction at the end on the armature 7 side. A brush sliding contact cylindrical body 12 made of a conductive material integrally formed with the portion, and a synthetic resin or the like integrally formed by insert molding with one end extending inside the brush sliding contact cylindrical body 12. And an inner cylindrical body 15 made of an insulating material. A through hole 16 into which the rotating shaft 6 is press-fitted is formed at the center of the inner cylindrical body 15.

【0005】ブラシ摺接筒体12は、両端部において径
方向の内側に折れ曲がったフック部12aにより内筒体
15から剥離し難い構造となっている。また、ブラシ摺
接筒体12の外周面には、周方向に30°の間隔をおい
て長手方向に延在する縦割り溝13が、内筒体15の外
周部の一部をも凹設した状態で設けられており、この縦
割り溝13によってブラシ摺接筒体12は、周方向にお
いて12個のセグメント17に分割されている。この縦
割り溝13は、回転軸6の軸線方向から視て、その底部
側が整流子8の回転中心に向かって延在するように放射
状に形成されている。また、このモータ1は回転軸6が
一方向にのみ、すなわち図中矢印A方向に回転するよう
に構成されている。
[0005] The brush sliding contact cylinder 12 has a structure in which it is difficult for the brush sliding contact cylinder 12 to be separated from the inner cylinder 15 by a hook portion 12a bent inward in the radial direction at both ends. On the outer peripheral surface of the brush sliding contact cylindrical body 12, a vertically dividing groove 13 extending in the longitudinal direction at an interval of 30 ° in the circumferential direction is also provided by recessing a part of the outer peripheral portion of the inner cylindrical body 15. The vertical sliding groove 13 divides the brush sliding contact cylinder 12 into twelve segments 17 in the circumferential direction. The vertical groove 13 is formed radially so that the bottom side extends toward the rotation center of the commutator 8 when viewed from the axial direction of the rotating shaft 6. The motor 1 is configured such that the rotating shaft 6 rotates in only one direction, that is, in the direction of arrow A in the figure.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】この種のモータにおい
ては、モータの回転中給電ブラシ10が縦割り溝13を
通過する際の衝撃による振動で、騒音の原因となる異音
が発生したり、電気的異常摩耗を引き起こすおそれのあ
る火花が発生する。この給電ブラシ10に発生する振動
は、縦割り溝13を通過する際に発生する給電ブラシ1
0の水平方向の振動、すなわちピッチング振動B(図5
(b)を参照)によるものである。このピッチング振動
Bの大きさは、給電ブラシ10に作用する水平方向の反
力Rに比例する。
In this type of motor, the vibration caused by the impact when the power supply brush 10 passes through the vertically dividing groove 13 during the rotation of the motor generates abnormal noise which causes noise. Sparks are generated that can cause abnormal electrical wear. The vibration generated in the power supply brush 10 is generated when the power supply brush 1
0, that is, pitching vibration B (FIG. 5)
(See (b)). The magnitude of the pitching vibration B is proportional to the horizontal reaction force R acting on the power supply brush 10.

【0007】この反力Rと、整流子8が給電ブラシ10
から受けるトルクTの関係について図5に基づいて説明
する。図5(a)は上述した従来のモータにおいて縦割
り溝13に給電ブラシ10が接触した状態を示す拡大
図、同図(b)はこの状態において整流子8と給電ブラ
シ10とに作用する力の関係を示すモデル図である。同
図(a)において、整流子8が矢印A方向に回転したと
きに、給電ブラシ10の端面10aと、この端面10a
が当接する縦割り溝13の一方の側面13aとのなす角
度を同図(b)に示すようにβとすると、反力Rは以下
のように表される。 R=Tca′×cosβ =T×cosβ×cosβ =T×cos2β で表され、 ここで、上述した従来のモータにおいては縦割り溝13
の底部側が、回転軸6の軸線方向から視て整流子8の中
心方向に延在するように放射状に形成されているので、
β=θとなる。このθは、給電ブラシ10とセグメント
17との間の接触面積を大きくし、絶縁抵抗を低くする
ために、小さくすることが望ましい。例えばθ=20°
とすると、R=0.88Tとなり、反力Rが大きくな
り、このためピッチング振動Bも大きくなり、給電ブラ
シ10に振動、衝撃が発生し、従来のモータにおいて
は、異音や火花による電気的異常摩耗を引き起こし易
く、寿命が短くなるといった問題があった。
The reaction force R and the commutator 8 are
The relationship of the torque T received from the motor will be described with reference to FIG. FIG. 5A is an enlarged view showing a state in which the power supply brush 10 is in contact with the vertical groove 13 in the above-described conventional motor, and FIG. 5B is a diagram showing a force acting on the commutator 8 and the power supply brush 10 in this state. FIG. 4 is a model diagram showing the relationship of FIG. In FIG. 1A, when the commutator 8 rotates in the direction of arrow A, the end face 10a of the power supply brush 10 and the end face 10a
As shown in FIG. 3B, when the angle between the vertical groove 13 and the one side surface 13a of the vertical groove 13 is β, the reaction force R is expressed as follows. R = Tca '× cosβ = T × cosβ × cosβ = T × cos 2 β Here, in the above-mentioned conventional motor, the vertical groove 13 is used.
Is formed radially so as to extend in the center direction of the commutator 8 when viewed from the axial direction of the rotating shaft 6.
β = θ. It is desirable to decrease θ in order to increase the contact area between the power supply brush 10 and the segment 17 and reduce the insulation resistance. For example, θ = 20 °
Then, R = 0.88T, the reaction force R increases, the pitching vibration B also increases, and the power supply brush 10 generates vibrations and impacts. There is a problem that abnormal wear is easily caused and the life is shortened.

【0008】これを解消するものとして、図6(a)に
示すように、給電ブラシ10の端面10aが当接する縦
割り溝13の一方の側面13aを、整流子8が回転する
方向、すなわち矢印A方向と反対方向に傾けるように形
成したものがある。このように形成することにより、上
述した角度βを大きくすることができるので、反力Rを
小さくすることができ、このため、給電ブラシ10に発
生する振動、衝撃を抑えることができるというものであ
る。しかしながら、この場合縦割り溝13を形成するた
めに、同図(b)に示すような複雑な形状のカッタ20
を必要とするため、カッタ20のコストが高くなるとと
もに、カッタ20の保守性が悪いといった問題がある。
To solve this problem, as shown in FIG. 6 (a), one side surface 13a of the vertical groove 13 with which the end face 10a of the power supply brush 10 abuts is moved in a direction in which the commutator 8 rotates, that is, an arrow. Some are formed so as to be inclined in the direction opposite to the direction A. By forming in this manner, the angle β described above can be increased, so that the reaction force R can be reduced, and therefore, the vibration and impact generated in the power supply brush 10 can be suppressed. is there. However, in this case, the cutter 20 having a complicated shape as shown in FIG.
Therefore, there is a problem that the cost of the cutter 20 increases and the maintainability of the cutter 20 is poor.

【0009】本発明は上記した従来の問題に鑑みなされ
たものであり、その目的とするところは、騒音が少な
く、かつ寿命を延ばしたモータを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has as its object to provide a motor with reduced noise and a longer life.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明に係るモータは、回転軸に軸着され溝で分割
されたセグメントが周面に形成された整流子と、この整
流子のセグメントに接触する給電ブラシとを備え、一方
向に回転する直流モータにおいて、回転軸の軸線方向か
ら視て、前記溝の両側面を平行に形成するとともに、底
部側を整流子の回転中心からずらし整流子の回転方向側
に延在させたものである。したがって、給電ブラシと整
流子の縦割り溝とが接触するそれぞれの端面によって形
成される角度が大きくなる。
In order to achieve this object, a motor according to the present invention comprises a commutator having a segment formed on a peripheral surface thereof, the segment being axially mounted on a rotating shaft and divided by grooves, and the commutator having the commutator. In a DC motor that rotates in one direction, the power supply brush is in contact with the segment, and when viewed from the axial direction of the rotating shaft, both side surfaces of the groove are formed in parallel, and the bottom side is from the rotation center of the commutator. The shift commutator extends in the rotation direction. Therefore, the angle formed by the respective end faces where the power supply brush and the vertically split groove of the commutator come into contact increases.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図1は本発明に係るモータの整流子
を示し、(a)は(b)におけるI(a)-I(a) 断面
図、(b)は平面図、図2(a)は同じく縦割り溝に給
電ブラシが接触した状態を拡大して示す平面図、(b)
はこの状態において整流子と給電ブラシとに作用する力
の関係を示すモデル図である。本発明に係るモータは、
上述した図3に示す従来技術において説明したモータと
は、回転軸6の軸線方向から視て、整流子8の縦割り溝
13の形成方向が異なるだけであり、その他の構成は同
一であり、これら同一の部材については同一の符号を付
して詳細な説明は適宜省略する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A and 1B show a commutator of a motor according to the present invention. FIG. 1A is a cross-sectional view taken along line I (a) -I (a) in FIG. 2B, FIG. 1B is a plan view, and FIG. FIG. 3B is an enlarged plan view showing a state in which the power supply brush is in contact with the groove, FIG.
FIG. 4 is a model diagram showing a relationship between forces acting on the commutator and the power supply brush in this state. The motor according to the present invention,
3 is different from the motor described in the related art shown in FIG. 3 only in the direction in which the longitudinal grooves 13 of the commutator 8 are formed when viewed from the axial direction of the rotating shaft 6, and the other configurations are the same. The same members are denoted by the same reference numerals, and a detailed description is omitted as appropriate.

【0012】本発明の特徴とするところは、回転軸6の
軸線方向から視て、縦割り溝13の両側面13a,13
bを平行に形成するとともに、その底部側を整流子8の
回転中心からずらし整流子8の回転方向であるA方向に
進む方向に延在させたことにある。すなわち、縦割り溝
13の形成方向と整流子8の回転中心方向とのなす角度
をΔとしたものである。
The feature of the present invention is that, when viewed from the axial direction of the rotating shaft 6, both side surfaces 13a, 13a of the vertical groove 13 are provided.
b is formed in parallel, and the bottom side thereof is shifted from the center of rotation of the commutator 8 and extends in the direction of the rotation of the commutator 8 in the direction A. That is, the angle between the direction in which the vertically dividing groove 13 is formed and the direction of the rotation center of the commutator 8 is defined as Δ.

【0013】このように縦割り溝13を形成すると、図
2に示すように、縦割り溝13の一方の側面13aと給
電ブラシ10の前端面10aとのなす角度αは、α=Δ
−θとなる。したがって、整流子8から給電ブラシ10
に作用する水平方向の反力Rは以下のように表される。 R=Tcb′×cosα =T×cosα×cosα =T×cos2α で表され、 ここで、Δ=65°、θ=20°とすると、α=45°
となり、R=0.5Tとなり、上述した従来技術におけ
る反力よりも小さくなるので、ピッチング振動Bも小さ
くなり、給電ブラシ10に発生する振動、衝撃を抑制す
ることができる。このため、騒音の原因となる異音の発
生を抑制できるとともに、火花による電気的異常摩耗が
引き起こされるのを防止でき、寿命を延ばすことができ
る。
When the vertical groove 13 is formed in this manner, as shown in FIG. 2, the angle α between one side surface 13a of the vertical groove 13 and the front end surface 10a of the power supply brush 10 is α = Δ
−θ. Therefore, from the commutator 8 to the power supply brush 10
Is expressed as follows. R = Tcb 'is represented by × cosα = T × cosα × cosα = T × cos 2 α, where, Δ = 65 °, when the θ = 20 °, α = 45 °
R = 0.5T, which is smaller than the reaction force in the above-described conventional technology, so that the pitching vibration B is also reduced, and the vibration and impact generated in the power supply brush 10 can be suppressed. For this reason, generation of abnormal noise which causes noise can be suppressed, electrical abnormal wear caused by sparks can be prevented, and the life can be extended.

【0014】なお、本実施例では、α=45°とした
が、これに限定されず、騒音あるいは火花の発生状況に
よってΔまたはθを適宜変更することによってαも適宜
変更できる。
In the present embodiment, α is set to 45 °. However, the present invention is not limited to this, and α can be changed as appropriate by changing Δ or θ as appropriate according to the noise or spark generation state.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、騒
音の発生を抑制できるとともに、モータの寿命を延ばす
ことができる。
As described above, according to the present invention, the generation of noise can be suppressed and the life of the motor can be extended.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係るモータの整流子を示し、(a)
は(b)における I(a)-I(a)断面図、(b)は平
面図である。
FIG. 1 shows a commutator of a motor according to the present invention, in which (a)
FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line I (a) -I (a) in FIG. 1B, and FIG.

【図2】 (a)は本発明に係るモータの整流子の縦割
り溝に給電ブラシが接触した状態を拡大して示す平面
図、(b)はこの状態において整流子と給電ブラシとに
作用する力の関係を示すモデル図である。
FIG. 2A is an enlarged plan view showing a state in which a power supply brush is in contact with a vertically divided groove of a commutator of the motor according to the present invention, and FIG. It is a model figure which shows the relationship of the force which performs.

【図3】 一般的な直流モータの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a general DC motor.

【図4】 従来のモータの整流子を示し、(a)は
(b)におけるIV(a)-IV(a) 線断面図断面図、
(b)は平面図である。
4A and 4B show a commutator of a conventional motor, wherein FIG. 4A is a cross-sectional view taken along line IV (a) -IV (a) in FIG.
(B) is a plan view.

【図5】 従来のモータの整流子の縦割り溝に給電ブラ
シが接触した状態を拡大して示す平面図、(b)はこの
状態において整流子と給電ブラシとに作用する力の関係
を示すモデル図である。
FIG. 5 is an enlarged plan view showing a state in which a power supply brush is in contact with a vertically divided groove of a commutator of a conventional motor, and FIG. 5 (b) shows a relationship between forces acting on the commutator and the power supply brush in this state. It is a model figure.

【図6】 従来のモータの整流子の平面図である。FIG. 6 is a plan view of a commutator of a conventional motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…モータ、4…ハウジング、6…回転軸、7…アーマ
チュア、8…整流子、9…マグネット、10…給電ブラ
シ、13…縦割り溝、17…セグメント。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Motor, 4 ... Housing, 6 ... Rotating shaft, 7 ... Armature, 8 ... Commutator, 9 ... Magnet, 10 ... Power supply brush, 13 ... Vertical groove, 17 ... Segment.

フロントページの続き (72)発明者 松井 賢二 埼玉県行田市富士見町1丁目4番地1 ジ ェコー株式会社内 (72)発明者 泉 彦志 埼玉県行田市富士見町1丁目4番地1 ジ ェコー株式会社内 (72)発明者 杉山 賢一 東京都目黒区目黒本町2丁目15番21号 株 式会社杉山製作所内Continuing on the front page (72) Inventor Kenji Matsui 1-4-1, Fujimi-cho, Gyoda-shi, Saitama Prefecture Jeco Corporation (72) Inventor Hikoshi 1-4-1, Fujimi-cho, Gyoda-shi, Saitama Jeco Corporation (72) Inventor Kenichi Sugiyama 2-15-21 Meguro Honcho, Meguro-ku, Tokyo Inside Sugiyama Manufacturing Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転軸に軸着され溝で分割されたセグメ
ントが周面に形成された整流子と、この整流子のセグメ
ントに接触する給電ブラシとを備え、一方向に回転する
直流モータにおいて、回転軸の軸線方向から視て、前記
溝の両側面を平行に形成するとともに、底部側を整流子
の回転中心からずらし整流子の回転方向側に延在させた
ことを特徴とする直流モータ。
1. A direct current motor comprising: a commutator formed on a peripheral surface thereof and having a segment formed by a groove and divided by a groove, and a power supply brush contacting the commutator segment. A DC motor characterized in that both sides of the groove are formed parallel when viewed from the axial direction of the rotating shaft, and the bottom side is shifted from the center of rotation of the commutator and extends in the direction of rotation of the commutator. .
JP20586897A 1997-07-31 1997-07-31 Dc motor Pending JPH1155920A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004084362A1 (en) * 2003-03-20 2004-09-30 Guangdong Zhaoqing L & V Co. Ltd Noise reduced electric power conversion device
JP2006060895A (en) * 2004-08-18 2006-03-02 Asmo Co Ltd Rotary electric machine, commutator, and manufacturing method for commutator

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