JPS5849096B2

JPS5849096B2 - セイリユウシモ−タ

Info

Publication number: JPS5849096B2
Application number: JP48081797A
Authority: JP
Inventors: 快二佐々木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1973-07-18
Filing date: 1973-07-18
Publication date: 1983-11-01
Also published as: JPS5028614A

Description

【発明の詳細な説明】従来の整流子モータの一例として、電機子コイル数が３
コイル、２極永久磁石界磁のものを第１図について説明
する。

１は整流子でその断面が示してある。

２，３，４はそれぞれ銅合金の整流千片で、電機子コイ
ル接続用の突起５，６．７が、ブラシ８，９の摺動の妨
げとならない位置に設けられている。

また整流子片２，３．４は絶縁物でできた子片支持体１
３に各々を電気的に独立さぼるために、図示のように細
い空隙、１０，１１．１２を設けて、装着され、整流子
１を構威している。

整流子１はその子片支持体１３に設けられたロータ軸挿
入穴１４に、図示されていないロータ軸を挿入し、ロー
ク軸と整流子１のブラシ摺動面が同心になるようにロー
タ軸に装着されている。

またブラシ８，９は導電ばね板でできており、整流子の
ブラシ摺動面との接点が１８００の位置になるようにス
テーク部分に装着されている。

Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は電機子コイル、Ｅ１は電源で、これ
らは図示のごとく結線され、図示されない他の部品と共
に整流子モークを構成している。

この従来の整流子モークにおいては、ロータの回転に伴
い整流子１が回転し、それに伴いステータに装着された
ブラシ８，９は整流子１のブラシ摺動面を摺動する。

ブラシ８またはブラシ９がある整流子片上から、次の整
流子片上に移動する場合に電機子コイルＷ１，Ｗ２，Ｗ
３の電流が急激に変化し、整流子片とブラシの間に整流
火花が生ずるに十分な電圧が発生し、整流火花を生ずる
。

例えば第１図において、ブラシ８がロータの回転に伴い
整流千片２上から、整流子片３上に移動するものとすれ
ば、整流子片２、ブラシ８の間に整流火花を生ずる。

この整流火花がブラシ摩耗、整流子摩耗の大きい原因と
なり、長寿命の整流子モータの製造を困難にしている。

本発明は、整流子に設けた高抵抗の整流子片の働きによ
り電機子コイルの電流変化率を小さくし、整流火花の発
生を軽減または防止し、長寿命の整流子モータを提供し
ようとするものである。

本発明を２極永久磁石界磁を持ち、電機子コイル数が３
コイルの整流子モータに実施した例について図面により
説明する。

第２図において、１５，１６．１７は整流子でそれらの
ロータ軸１８に直角方向の断面は第３図に図示されるよ
うな構成になっており、整流子１５は低抵抗子片１９、
高抵抗千片２２、子片支持体２５により構成され、整流
子１６は同様に低抵抗子片２０、高抵抗子片２３、子片
支持体２６により構成され、整流子１７も同様に低抵抗
千片２１，高抵抗子片２４、子片支持体２７により構戒
される。

低抵抗子片１９，２０，２１は各々金属または炭素質材
料などの固有抵抗０低い材料でできた、第３図に図示す
るように、円弧角１２０゜の円弧形状の断面をもつ板で
ある。

高抵抗子片２２，２３，２４は、同様に、図示のよ
うに円弧角２４０゜の円弧形状の断面をもつ板で、炭素
質の抵抗体などの比較的高固有抵抗をもつ材料で構成さ
れる。

子片支持体２５，２６．２７は絶縁物で構戒され、図示
のような断面の円筒形状で、その各々にはロータ軸挿入
穴３４，３５，３６が設けられ、また各々２個のリード
線通し穴３７，４０．３Ｂ，４１，３９．４２が設けら
れている。

低抵抗子片１９，２０，２１および高抵抗子
片２２，２３．２４は各々子片支持体２５，２６
，２７上に図示のごとく装着され、低抵抗子片１９，２
０．２１と高抵抗子片２２，２３，２４は接触面
２８，３１，２９，３２，３０，３３でそれぞれ密着
し、電気的にもお互に接続され、凹凸のない円筒形状の
ブラシ摺動面を形威している。

また整流子１５．１６．１７はその各々の子片支持体２
５，２６．２７の中心に設けられたローク軸挿入穴
３４，３５，３６にロータ軸１８を挿入し、図示のごと
くロータ軸に所定の間隔で１２０°の角度差をもって装
着されている。

４３．４４はばね性をもつ導電性金属板でできたブラ
シで、図示のごとくブラシ４３には摺動部４５，４６，
４７、ブラシ４４ｔこは摺動部４８，４９，５０が設け
られ、摺動部４５および４８は整流子１５、摺動部４６
および４９は整流子１６、摺動部４７および５０は整流
子１７のブラシ摺動面を摺動するように、またブラシ４
３の各摺動部およびブラシ４４の各摺動部と各整流子の
ブラシ摺動面の接点が図示のようにお互に１８０゜の間
隔をなすように、ブラシ４３．４４は適当な方法で図示
されていないモータのステータ部分に装着されている。

Ｗ，，Ｗ５，Ｗ６は従来の整流子モークと同様の巻線お
よび結線がなされている電機子コイルで、図示されてい
ないロータ部分に装着されており、また各々図示のごと
く低抵抗片１９，２０．２１に接続されている。

Ｅ２は電源で図示のごとくブラシ４３，４４に接続さ
れている。

この動作を説明すると、第２図に図示される位置に各整
流子１５．１６．１７、ブラシ４３．４４が位置して０
るものとすれば、低抵抗子片１９，２０．２１はそれ
による抵抗が無視できる程度にその固有抵抗を小さくと
っており、また高抵抗子片２２，２３，２４は固有抵抗
を大きくとっているので、高抵抗千片を通じて流れる電
流は比較的小さく、電流は主として、電源Ｅ２、摺動部
４５、低抵抗片１９、電機子コイルＷ４およびＷ５とＷ
６、低抵抗千片２１，摺動部５０、電源Ｅ２の経路で流
れる。

電機子コイルＷ４，Ｗ５，Ｗ６、ブラシ４３，４４、整
流子１５，１６．１７は、この電機子コイルＷ４，Ｗ５
，Ｗ６内を流れる電流により所定の方向のトルクを生ず
るように装着してあるので、その流れる電流によりロー
タは所定の方向に回転する。

それにつれてロータ軸１８に装着されている整流子１５
，１６，１７も当然所定の方向に回転する。

第２図においてロータが左方向に回転するものとすれば
、ブラシ４３の摺動部４５が整流子１５の低抵抗子片１
９上にある間は、電流は主として低抵抗子片１９を通じ
て電機子コイルＷ４，Ｗ５，Ｗ６に供給されるが、ロー
タの回転に伴い整流子１５，１６，１７が回転し、摺動
部４５が接触面２８を越える位置に達すると、摺動部４
５は高抵抗子片２２上に乗り、接触面２８からの距離が
大きくなるにつれて、摺動部４５と低抵抗子片１９間の
抵抗値は大きくなり、低抵抗子片１９を通じて電機子コ
イルＷ４，Ｗ５，Ｗ６に供給される電流は減少する。

一方、整流子１６の高抵抗子片２３上にある摺動部４６
はロータの回転に伴い接触面３２に近すき、それにした
がい、摺動部４６と整流子１６の低抵抗子片２０間の抵
抗が減少し、それに応じ低抵抗子片２０を通じて電機子
コイルＷ４，Ｗ５，Ｗ６に供給される電流は増大する。

そして摺動部４６が接触面３２を超える位置に達し、低
抵抗片２０に接触するようになった時、低抵抗子片２０
と摺動部４６間の抵抗は最小となり、またその時は、当
然摺動部４５は接触而２８を超える位置すなわち高抵抗
子片２２に接触しているので、その時点以降は低抵抗子
片１９を通じ電機子コイルＷ４，Ｗ５，Ｗ６に供給され
る電流は減少し、電機子コイルＷ４，Ｗ５，Ｗ６には主
として低抵抗子片２０を通じて電流が供給されるように
なる。

その電流経路は、電源Ｅ２、摺動部４６、低抵抗子片２
０、電機子コイルＷ＠およびＷ５とＷ４、低抵抗子片２
１，摺動部５０、電源Ｅ２となる。

したがってロータの回転に伴い、電機子コイルＷ４，Ｗ
５，Ｗ，への電流の供給が、低抵抗子片１９から低抵抗
子片２０に移ると、当然、電機子コイルＷ４，Ｗ５，Ｗ
６内を流れる電流が変化し、その変化に応じ、その電流
変化を妨げる方向に起電力が生ずる。

ロータの回転に伴い、摺動部４５が低抵抗千片１９上か
ら高抵抗子片２２上に移動する時、電機子コイルＷ４
＋Ｗ５，Ｗｅ内を流れる電流の電流変化時間に対す
る電流変化量、すなわち電流変化率が所定の値よりも大
きい場合は、摺動部４５と低抵抗子片１９の間に電機子
コイルの起電力により整流火花が発生するが、電流変化
率を整流火花が発生する値よりも小さくなるように、高
抵抗子片２２，２３，２４の固有抵抗を選定してい
るので整流火花は生じない。

同様にロータ０回転により、電機子コイルに主として供
給される電流が或る低抵抗子片から別の低抵抗子片に替
わり、電機子コイルの電流が変化する場合も、高抵抗子
片２２，２３，２４の働きにより電流変化率が小さ
くなるので、整流火花は生じない。

したがって、本発明０モータは整流火花の発生がないの
で、ブラシ寿命および整流子寿命が長く長寿命の整流子
モータとなる。

また電機子コイルが３コイル以外のもの、界磁極数が４
極以上のものであっても、そのコイル数および極数に応
じ、整流子数、整流子子片数および子片角度、ブラシ数
および摺動部数を適当に選定すれば本発明は容易に実施
できる。

例えば、界磁極数が２極、電機子コイル数が６コイルの
モータにおいては、整流子数６、１個の整流子における
低抵抗子片数１、その子片角度６０゜高抵抗子片１、そ
の子片角度３００゜、ブラシ数２、１個のブラシの摺動
部数６のものを選定するか、整流子数３、１個の整流子
における低抵抗子片数２、その子片角度６０゜、高抵抗
子片数２、その子片角度１２０゜、ブラシ数２、１個の
ブラシの摺動部数３のものを選定すればよい。

さらに、低抵抗子片および高抵抗千片を１個の抵抗体で
構或し、低抵抗子片に相当する部分の固有抵抗を小さく
、高抵抗子片に相当する部分の固有抵抗を大きくして本
発明を実施することもできるし、低抵抗子片および高抵
抗子片の接触面附近の固有抵抗を他の部分よりも変化さ
せてより大きい効果を得ることも可能である。

更に、低抵抗子片と高抵抗千片を接触させずに低抵抗千
片を高抵抗子片の間に細い空隙を設け、別の手段で低抵
抗子片と高抵抗子片を接続し、ロータの回転に伴い、ブ
ラシの摺動部が低抵抗子片から高抵抗千片に移る時およ
び高抵抗子片から低抵抗千片に移る時、その細い空隙に
またがり、同時に低抵抗千片と高抵抗子片とに接触でき
るような形状の摺動部を持つブラシを使用すれば、同様
に同じ効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の整流子モークの構成図、第２図は本発明
の整流子モークの構成図、第３図は同整流子モータの整
流子の側面図である。１５，１６，１７・・・整流子、１９，２０，２１・・
・低抵抗子片、２２，２３，２４・・・高抵抗子片、４
３，４４・・・ブラシ、４５，４６，４７，４８，４
９，５０・・・摺動部、Ｗ４，Ｗ５，Ｗ６・・・電
機子コイル、Ｅ２・・・電源。

Claims

【特許請求の範囲】

１ロータ軸に整流子を電機子コイルの数ｎと同数取付
け、前記各整流子には２π／ｎの子片角度を有する低抵
抗片とこの低抵抗片と電気的に接続される２π−２π／
ｎの子片角度を有する高抵抗片とを環状にそれぞれ配置
すると共に、各整流子を２π／ｎづつずらせて配置し、
前記各整流子上を摺動する摺動部を有するブラシを少な
くとも一対設け、前記低抵抗片を電機子コイルに接続し
、前記ブラシに電源を印加することを特徴とした整流子
モータ。