JPS6010499B2 - 整流装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は整流装置に関するものである。

従来例を第１図および第２図に示す。

第１図はロータの平面図であり、１，２，３はサージ電
圧抑制用のコンデンサ、４，５，６はロータ巻線、７は
ロータ鉄心、８はシャフトである。第２図は第１図のロ
ータおよび整流装置の回路図であり、９，１０，１１は
整流子セグメント、１２，１３は刷子、１４は電源を示
している。この従釆例は、三又のｏ−タ鉄心７に巻装し
たロータ巻線４，５，６の外側にサージ電圧吸収用のコ
ンデンサ１，２，３を挿入したもので、ロータ鉄心７の
ステータ対向面を含む円周より外側に突出してはならず
、コンデンサの容量および形状に制約があり、また形状
が大きくなるとダイナミックが悪くなる欠点がある。ま
た、部品点数が多いという欠点もある。したがって、こ
の発明の目的はダイナミックバランスがよく、部品点数
が少く、しかもサージ電圧およびアークの発生を抑制す
ることがきる整流装置を提供することである。

この発明の一実施例を第３図に示す。

図において、３１，３２，３３はロータ巻線、３４，３
５は嵐Ｕ子、３４ａ，３５ａは第１刷子片、３４ｂ，３
５ｂは第２刷子片、３４ｃ，３５ｃは第３刷子片、３６
，３７，３８は整流子セグメント、３９，４０，４１は
スリット、４２，４３，４４は分岐スリット、４５，４
６，４７は各分岐スリット間に設けられたランドである
。４８はシャフト、４９，５０，５１はロータ巻線の中
点タップで、ランド４５，４６，４７に接続されている
。

ロータが図示の時計方向に回転するとき、まず第４図ａ
に示すように、刷子３４が整流周期中に位置していると
き、すなわち、第１刷子片３４ａが整流子セグメント３
８上にあり、第２刷子片３４ｂ、第３刷子片３４ｃが整
流子セグメント３６上にあるときに橘Ｕ子３４は整流子
セグメント３６，３８を短絡して（ロータ巻線３３と刷
子３４とで閉回路をつくる）整流状態に入り、つぎに第
４図ｂにすように、刷子３４が整流子セグメント３８と
ランド４６の上にあるとき、すなわち、第１嵐山子片３
４ａ、第２刷子片３４ｂが整流子セグメント３８上にあ
り、第３刷子片３４ｃがランド４６上にあるときに刷子
３４は整流子セグメント３６を離れランド４６と整流子
セグメント３８を短絡し、徐々にロータ巻線３３の電流
の向きを変え、整流を円滑に行う。つぎに、ロータ巻線
３３の電流変化を第６図ａ〜ｄにより詳細に説明する。

具体的には時間経過（回転）に応じて下記風→脚→‘Ｃ
｝→帆のように変化することになる。風 榊子片３４の
第１嵐山子片３４ａ、第２刷子片３４ｂ、第３刷子片３
４ｃが整流子セグメント３６に弾接し、刷子３５が整流
子セグメント３７に弾接している時（ロータ巻線３３の
整流開始前）は、第３図は第６図ａのような等価回路で
表わされ、ロー夕巻線３３に流れる電流ｉの方向は図中
の矢印で示すとおりである。

‘Ｂ｝ 刷子３４の第１刷子片３４ａが整流子セグメン
ト３８上にあり、第２刷子片３４ｂ、第３刷子片３４ｃ
が整流子セグメント３６上にあり、刷子３５が整流子セ
グメント３７に弾接している時（整流周期中）は第３図
は第６図ｂのような等価回路で表わされ、ロータ巻線３
３に流れる電流ｉの方向は図中の矢印で示すとおりであ
る。

‘Ｃ’刷子３４の第１刷子片３４ａ、第２刷子片３４ｂ
が整流子セグメント３８に弾接し、第３刷子片３４ｃが
ランド４６に弾接し、刷子３５が整流子セグメント３７
に弾接している時（整流周期中）は、第３図は第６図ｃ
のような等価回路で表わされ、電流ｉの方向は図中の矢
印で示すとおりである。

○’ 刷子３４の第１刷子片３４ａ、第２荊子片３４ｂ
、第３刷子片３４ｃが整流子セグメント３８に弾接し、
刷子３５が整流子セグメント３７に弾接している時（ロ
ータ巻線３３の整流完了）は、第３図は第６図ｄのよう
な等価回路で表わされ、電流ｉの方向は図中の矢印で示
すとおりであり、整流前と逆向きになっている。

第５図は整流周期中のロー夕巻線、例えば３３に流れる
電流ｉの変化を示している。第５図において、電流ｉの
イ点までは上記風項の状態を示し、イ点は整流（周期）
が開始された直後で凶項の状態へ移る境界点である。イ
ーロ間は、‘Ｂ’項の状態を示しており、ロータ巻線３
３は刷子３４によって短絡されるから、この開回路によ
り。ータ巻線３３に流れる電流ｉは減少していく。口点
は曲項の状態から‘Ｃ｝項の状態へ移る境界点である。
ローハ間は、【Ｃー項の状態を示しており、ロータ巻線
３３の中点より電流ｊは方向を逆転して流れ始める。ハ
点じ非蜂はモータが整流された後の状態である。ここで
、整流が円滑にゆるやかに行われる理由、すなわち電流
ｉがゆるやかに変化する理由について説明する。

すなわち、整流（〇ータ巻線３３に流れる電流方向が反
転させること）が急激に行われると、巻線が有している
残留エネルギーが吸収されないうちに反転されるので、
刷子片３４が次の整流子セグメント３８に移るときに火
花が発生する。このため、整流周期（巻線短絡期間）を
充分とり、電流ｉの変化を緩和してＫ墓（Ｋは巻数に比
例する）で発生する電圧を火花が起こらない範囲にしな
ければならない。

このため、前記‘Ｂ｝項の状態で残留エネルギーを刷子
３４を通じて逃し、さらに【Ｃ’項の状態のようにロー
タ巻線３３の中点タップ５０よりロータ巻線３３の一側
半分について残留エネルギーを逃し、他脚半分について
は電流ｉの反転を開始させている。

このように、整流が円滑にゆるやかに行われると、整流
時に発生するサージ電圧およびアークが抑制され、モー
タ寿命を延ばすことができるとともに、電波障害を軽減
することができ、さらにコンデンサ等の別部品をロータ
に取付ける必要はなくなり、ダイナミックバランスがよ
く、部品点数も少し、。

なお、実施例は直流３極モータについて述べたが、５極
モータについても同様であり、整流子も平板型でも円筒
型でも適用することができる。

以上のように、この発明の整流装置は、スリットと、こ
のスリットの長さ方向の中央付近からセグメント回転方
向の後方へ向かって分岐して前記スリットの一端方向に
のびる分岐スリットと、前記スリットおよび分岐スリッ
トにより分離された前側および後側のセグメントと、前
記スリットおよび分岐に囲まれて前記前側および後側の
セグメントと独立したランドとからなる整流子と、両端
が前記前脚および後側のセグメントにそれぞれ接続され
中点タップが前記ランドに接続されたロータ巻線と、基
端を一体化した第１および第２脚子片の先端が前記前側
および後側のセグメントの回転にしたがって前記前側の
セグメントから前記スリットを渡って前記後側のセグメ
ントに乗り移り基端を前記第１および第２のセグメント
と一体化した第３刷子片の先端が前記て前記前側のセグ
メントから前記スリットを渡って前記ランド‘こ乗り移
りさらに前記分岐スリットを渡って前記後例のセグメン
トに乗り移る刷子とを備え、前記荊子の第１、第２およ
び第３の刷子片が順次前記スＩＪットを渡るようにした
ので、整流時のロータ巻線に流れる電流の向きをゆるや
かに切換えることができ、その結果サージ電圧およびア
ークを抑制でき、モータの寿命が長くなり電波障害も軽
減できる。しかもダイナミックバランスがよく、部品点
数も少し、ｏ

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来例の説明図、第３図はこの発
明の一実施例の構成図、第４図はその動作説明図、第５
図はロータ巻線に流れる電流波形図、第６図ａ〜ｄは動
作説明のための等価回路図である。 ３１〜３３・・・・・・ロータ巻線、３４，３５・…・
・刷子、３６〜３８・・・・・・整流子セグメント、３
９〜４１…・・・スリット、４２〜４４……分岐スリッ
ト、４５〜４７……ランド、４９〜６１……中点タップ
、３４ａ，３５ａ・・・・・・第１刷子片、３４ｂ，３
５ｂ・・・・・・第２刷子片、３４ｃ，３５ｃ・・・・
・・第３刷子片。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スリツトと、このスリツトの長さ方向の中央付近か
   らセグメント回転方向後方へ向かって分岐して前記スリ
   ツトの一端方向にのびる分岐スリツトと、前記スリツト
   および分岐スリツトにより分離された前側および後側の
   セグメントと、前記スリツトおよび分岐スリツトに囲ま
   れて前記前側および後側のセグメントと独立したランド
   とからなる整流子と、両端が前記前側および後側のセグ
   メントにそれぞれ接続され中点タツプが前記ランドに接
   続されたロータ巻線と、基端を一体化した第１および第
   ２刷子片の先端が前記前側および後側のセグメントの回
   転にしたがって前記前側のセグメントから前記スリツト
   を渡って前記後側のセグメントに乗り移り基端を前記第
   １および第２のセグメントと一体化した第３刷子片の先
   端が前記前側および後側のセグメントの回転にしたがっ
   て前記前側のセグメントから前記スリツトを渡って前記
   ランドに乗り移りさらに前記分岐スリツトを渡って前記
   前側のセグメントに乗り移る刷子とを備え、前記刷子の
   第１、第２および第３の刷子片が順次前記スリツトを渡
   るようにした整流装置。