(57)【要約】【課題】コイルから発生する熱を効率よく放熱させることを可能とする直流ブラシモータを提供する。【解決手段】直流ブラシモータ１０は、シャフト１２と前記シャフト１２表面に設けられた２つの永久磁石１４ａ、１４ｂとを備えたインナロータ１６と、前記インナロータ１６の外側にエアギャップ１８を介して永久磁石１４ａ、１４ｂに対向配置された略円筒状のアウタステータ２０と、前記アウタステータ２０の内側表面に形成された複数のスロット２２に各々配置され、且つ表面が樹脂２４でモールドされたコイル２６（第１及び第２コイル２６ａ、２６ｂ）とを有する。【選択図】図２
2006060982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と一体的に回転する永久磁石が設けられたインナロータと、
所定距離を隔てて前記永久磁石を囲繞する外部側に設けられ、且つ前記永久磁石と対向する表面に複数のスロットが形成されるアウタステータと、
前記アウタステータの前記各スロットに各々配置された複数のステータコイルと、
前記インナロータと同軸に配設された整流部と、
前記整流部の一方の端部に接触すると共に、前記各ステータコイルにそれぞれ電気的に接続された複数のコイル接続用ブラシと、
前記整流部の他方の端部に接触すると共に、前記整流部に直流電流を流す２つの電流供給用ブラシと、
を有することを特徴とする直流ブラシモータ。
【請求項２】
請求項１記載の直流ブラシモータにおいて、
前記整流部は、前記各電流供給用ブラシに電気的に接続され且つ複数の整流子片を有する整流子を含み、
前記整流子片は、前記インナロータが前記アウタステータに対して相対的な回転運動を行う場合、前記インナロータの回転角度に対応して、前記直流電流を流す前記コイル接続用ブラシを切り換える
ことを特徴とする直流ブラシモータ。
【請求項３】
請求項１記載の直流ブラシモータにおいて、
前記整流部は、前記各コイル接続用ブラシに電気的に接続され且つ複数の整流子片を有する整流子を含み、
前記整流子片は、前記インナロータが前記アウタステータに対して相対的な回転運動を行う場合、前記インナロータの回転角度に対応して、前記直流電流を流す前記電流供給用ブラシを切り換える
ことを特徴とする直流ブラシモータ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の直流ブラシモータにおいて、
前記アウタステータは、珪素を含む炭素鋼板から構成されている
ことを特徴とする直流ブラシモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシとコイルとを有する直流ブラシモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術に係る直流ブラシモータでは、インナロータのスロット内にコイルが配置され、前記インナロータの外側に、永久磁石を有するアウタステータが前記インナロータから所定距離を隔てて配置されている（特許文献１、２参照）。前記インナロータの中心軸であるシャフトの表面には整流子が設けられ、前記コイルは前記整流子に電気的に接続されている。また、外部から前記コイルに直流電流を供給するためのブラシが、前記整流子の表面に接触している。
【０００３】
この場合、外部から前記ブラシを介して前記整流子に直流電流を流すと、前記整流子を介して前記コイルに前記直流電流が流れる。前記直流電流により前記コイルから発生する磁束と、前記永久磁石から前記インナロータに鎖交する磁束との作用により、前記インナロータにトルクが発生し、前記インナロータは前記シャフトを中心軸として回転する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１６９４３７号公報
【特許文献２】特開２００３−２３０２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術に係る直流ブラシモータでは、例えば、高温多湿の環境下で前記直流ブラシモータを使用する場合、あるいはシャフトを介して他の装置に回転駆動力を伝達するときに、前記シャフトの回転を停止させた状態で推力を得ようとする場合、通常の使用状態と比較して、前記コイルから大量の熱が発生して前記インナロータを加熱する。この場合、従来技術に係る直流ブラシモータでは、前記インナロータとアウタステータとの間に存在するエアギャップ及び前記アウタステータを構成する永久磁石により、前記インナロータで発生する熱を効率よく外部に放熱することができないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、コイルから発生する熱を効率よく放熱させることを可能とする直流ブラシモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る直流ブラシモータは、回転軸と一体的に回転する永久磁石が設けられたインナロータと、所定距離を隔てて前記永久磁石を囲繞する外部側に設けられ且つ前記永久磁石と対向する表面に複数のスロットが形成されるアウタステータと、前記アウタステータの前記各スロットに各々配置された複数のステータコイルと、前記インナロータと同軸に配設された整流部と、前記整流部の一方の端部に接触すると共に前記各ステータコイルにそれぞれ電気的に接続された複数のコイル接続用ブラシと、前記整流部の他方の端部に接触すると共に前記整流部に直流電流を流す２つの電流供給用ブラシと、を有することを特徴とする。
【０００８】
この場合、前記アウタステータに前記各ステータコイルを配置することにより、前記各ステータコイルの放熱面積は、従来技術に係る直流ブラシモータにおけるコイルの放熱面積よりも大きくなる。従って、前記各ステータコイルに対して前記直流電流を流す際に、前記各ステータコイルから発生する熱を前記アウタステータを介して外部に効率よく放熱することができる。
【０００９】
また、本発明に係る直流ブラシモータでは、放熱を妨げるエアギャップや永久磁石を介さずに、前記各ステータコイルから発生する熱を前記アウタステータから外部に放熱するので、従来技術に係る直流ブラシモータと比較して、放熱作用を妨げるものがなく効率よく放熱することができる。
【００１０】
さらに、前記インナロータに前記永久磁石を配置することにより、前記インナロータの慣性力が低減されると共に、前記インナロータの回転運動を利用してシリンダ、クランプ、歯車等を駆動することが容易となる。従って、本発明に係る直流ブラシモータでは、これらの装置を迅速に加速あるいは減速することが可能なサーボモータとして利用することができる。
【００１１】
ここで、前記整流部は、前記各電流供給用ブラシに電気的に接続され且つ複数の整流子片を有する整流子を含み、前記整流子片は、前記インナロータが前記アウタステータに対して相対的な回転運動を行う場合、前記インナロータの回転角度に対応して、前記直流電流を流す前記コイル接続用ブラシを切り換えるように設けられるとよい。
【００１２】
例えば、前記インナロータの回転運動により、前記永久磁石が１８０°回転してＮ極及びＳ極の位置が逆転した場合、前記整流子を構成する前記各整流子片の位置も変化するので、前記各電流供給用ブラシは、これまで前記整流子片を介して前記直流電流を流していたコイル接続用ブラシから別のコイル接続用ブラシに前記直流電流を流す。これにより、前記別のコイル接続用ブラシを介して他のステータコイルに前記直流電流が流れる。そのため、前記インナロータが回転運動を行っても、前記インナロータに発生するトルクの時間的な変動を抑制することが可能となる。
【００１３】
また、前記整流部は、前記各コイル接続用ブラシに電気的に接続され且つ複数の整流子片を有する整流子を含み、前記整流子片は、前記インナロータが前記アウタステータに対して相対的な回転運動を行う場合、前記インナロータの回転角度に対応して、前記直流電流を流す前記電流供給用ブラシを切り換えるように設けられるとよい。この場合、前記インナロータの回転運動により、前記永久磁石のＮ極及びＳ極の位置が変化した場合、前記各整流子片が、前記位置の変化に対応して前記直流電流を流す前記電流供給用ブラシを切り換える。これにより、前記インナロータが回転運動を行っても、前記インナロータに発生するトルクの時間的な変動を抑制することが可能となる。
【００１４】
さらに、前記アウタステータは、珪素を含む炭素鋼板から構成されていることが好ましい。これにより、前記アウタステータの熱伝導性がさらに向上し、前記各ステータコイルから発生する熱をより一層放熱することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
上述したように、本発明に係る直流ブラシモータによれば、アウタステータにステータコイルが配置されているので、前記ステータコイルの放熱面積は、従来の直流ブラシモータにおけるコイルの放熱面積と比較して大きくなる。そのため、本発明に係る直流ブラシモータでは、ステータコイルから熱が発生しても、前記アウタステータを介して外部に効率よく放熱することができる。
【００１６】
また、本発明に係る直流ブラシモータでは、放熱を妨げるエアギャップや永久磁石を介さずに、ステータコイルから発生する熱をアウタステータから外部に放熱するので、従来技術に係る直流ブラシモータと比較して、放熱作用を妨げる邪魔部材がなく効率よく放熱することができる。
【００１７】
さらに、前記インナロータに前記永久磁石を配置することにより、前記インナロータの慣性力が低減され、前記インナロータの回転運動を利用してシリンダ、クランプ、歯車等を駆動することが容易となり、これらの装置を迅速に加速あるいは減速することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係る直流ブラシモータについて、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下に説明する。
【００１９】
図１は、本実施の形態に係る直流ブラシモータ１０の軸線方向に沿った縦断面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った概略構成断面図であり、図３は、整流部を示す概略構成断面図であり、図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った概略構成断面図である。
【００２０】
直流ブラシモータ１０は、シャフト１２とシャフト１２表面に配置された２つの永久磁石１４ａ、１４ｂ（Ｎ極及びＳ極）とを備えたインナロータ１６と、前記インナロータ１６の外側にエアギャップ１８を介して永久磁石１４ａ、１４ｂに対向配置された略円筒状のアウタステータ２０と、前記アウタステータ２０の内側表面に形成された２つのスロット２２に各々配置され、且つ表面が樹脂２４でモールドされたステータコイル２６（第１及び第２コイル２６ａ、２６ｂ）と、永久磁石１４ａ、１４ｂから離間してシャフト１２表面に配置された略円筒状の整流部２８と、アウタステータ２０を収容する略円筒状のモータハウジング３０と、一端がスプリング３２を介してモータハウジング３０の内表面に接続され、且つ他端が整流部２８表面に接触する電流供給用ブラシ３４（第１及び第２電流供給用ブラシ３４ａ、３４ｂ）及びコイル接続用ブラシ３６（第１及び第２コイル接続用ブラシ３６ａ、３６ｂ）とを有する。
【００２１】
シャフト１２は導電材料で構成されているが、図示しない絶縁材料でシャフト１２を構成してもよいし、絶縁材料で被覆された図示しない導電材料でシャフト１２を構成してもよい。
【００２２】
永久磁石１４ａ、１４ｂは、半円弧状の磁性体をＮ極及びＳ極に各々着磁させて永久磁石を形成し、さらにシャフト１２の切欠部分に配置したものである。この場合、シャフト１２の一部分について、径方向にＮ極及びＳ極に各々着磁させて永久磁石１４ａ、１４ｂを形成してもよいし、あるいは直流ブラシモータ１０の極数に対応した複数の磁性体を各々Ｎ極又はＳ極に着磁させて永久磁石を構成してもよい。
【００２３】
アウタステータ２０は、珪素を含む炭素鋼の鋼板（図２に示す形状を有する珪素鋼板）をシャフト１２の長手方向に複数積層して構成され、アウタステータ２０の内側表面からインナロータ１６に向って略Ｙ字状の第１及び第２ティース部３８ａ、３８ｂが延在している。この場合、第１及び第２ティース部３８ａ、３８ｂはシャフト１２の中心軸に対して１８０°間隔で配置され、第１ティース部３８ａと第２ティース部３８ｂとの間のギャップにより複数のスロット２２が形成されている。これらのスロット２２に対して第１及び第２コイル２６ａ、２６ｂが配置される。
【００２４】
ステータコイル２６を構成する第１及び第２コイル２６ａ、２６ｂは、絶縁物で被覆された丸形断面形状又は平角断面形状を有する銅線４０を第１及び第２ティース部３８ａ、３８ｂに各々巻回し、さらに巻回された銅線４０全体を樹脂２４（図１参照）でモールドすることにより形成される。
【００２５】
また、図３及び図４に示すように、第１コイル２６ａは第１コイル接続用ブラシ３６ａに接続され、第２コイル２６ｂは第２コイル接続用ブラシ３６ｂに接続されている。
【００２６】
整流部２８は、略円弧状の導電材料からなる整流子片４２（第１及び第２整流子片４２ａ、４２ｂ）と、略円環状の導電材料からなり且つシャフト１２の外周面に嵌合するスリップリング４５（第１及び第２電流供給用リング４５ａ、４５ｂ）とから構成される。
【００２７】
この場合、第１整流子片４２ａと第２整流子片４２ｂとの間は２つの絶縁部４３により絶縁され、第１及び第２整流子片４２ａ、４２ｂ並びに各絶縁部４３の両端は、シャフト１２表面に配置した状態で、締付リング４４によってシャフト１２上に固定され、これにより整流子が構成される。また、締付リング４４と第１電流供給用リング４５ａと第２電流供給用リング４５ｂとの間は、複数の円環状の絶縁部４７によって各々絶縁されている。さらに、各リング４５ａ、４５ｂの内周面と各絶縁部４７の内周面とには、シャフト１２の軸線方向に図示しない２つの切欠が互いに離間して形成され、前記各切欠に表面が絶縁物で被覆された銅線４９ａ、４９ｂ（図３参照）が配置されている。銅線４９ａは、第１電流供給用リング４５ａと第１整流子片４２ａとを接続し、銅線４９ｂは、第２電流供給用リング４５ｂと第２整流子片４２ｂとを接続している。
【００２８】
これにより、略円筒状の整流部２８がシャフト１２表面に構成される。
【００２９】
また、第１及び第２整流子片４２ａ、４２ｂの個数は、第１及び第２コイル２６ａ、２６ｂの個数と一致しており、第１及び第２整流子片４２ａ、４２ｂは、シャフト１２の中心軸に対して１８０°間隔で配置されている。
【００３０】
モータハウジング３０は、表面が被覆された導電材料で構成されているが、図示しない絶縁材料で構成してもよい。また、モータハウジング３０の内側は、アウタステータ２０及びステータコイル２６が収容される部分と、整流部２８が収容される部分とで構成されている。また、モータハウジング３０の側面には、前記モータハウジング３０の内周面から外周面に貫通する孔４６が設けられ、モータハウジング３０の外周面には、図４に示す直流電源４８に接続されるコネクタ５０が、孔４６を外部から覆うようにして設けられている。
【００３１】
第１及び第２電流供給用ブラシ３４ａ、３４ｂ並びに第１及び第２コイル接続用ブラシ３６ａ、３６ｂは、炭素質、黒鉛質、電気黒鉛質あるいは金属黒鉛質等の導電性材料から構成され、第１及び第２電流供給用ブラシ３４ａ、３４ｂはピグテール５２を介してコネクタ５０に各々接続されている。この場合、第１及び第２電流供給用ブラシ３４ａ、３４ｂは、シャフト１２の中心軸に対して１８０°間隔で配置され、第１電流供給用ブラシ３４ａは第１電流供給用リング４５ａの表面に接触し、第２整流子片４２ｂは第２電流供給用リング４５ｂの表面に接触している。
【００３２】
一方、第１及び第２コイル接続用ブラシ３６ａ、３６ｂも、ピグテール５４を介して第１及び第２コイル２６ａ、２６ｂに各々接続されている。この場合、第１及び第２コイル接続用ブラシ３６ａ、３６ｂは、シャフト１２の中心軸に対して１８０°間隔で配置され、第１及び第２コイル接続用ブラシ３６ａ、３６ｂは第１及び第２整流子片４２ａ、４２ｂ又は絶縁部４３の表面に接触している。さらに、スプリング３２は、絶縁材料から構成されたスプリング、あるいは絶縁材料で被覆されたスプリングである。
【００３３】
また、直流ブラシモータ１０では、モータハウジング３０両端における開口を、絶縁材料又は表面が絶縁材料で被覆された導電材料からなる蓋体５６、５８で被蓋させ、さらに複数のボルト６０を介して前記蓋体５６、５８をモータハウジング３０両端に各々固定するようにしている。蓋体５６、５８の中心部には、シャフト１２と軸一に孔６１、６３が設けられ、これらの孔６１、６３には、シャフト１２の直径と略同一の内径となる孔部を有するベアリング６２、６４が、シャフト１２と軸一に配置されている。これにより、シャフト１２は前記各孔部を貫通して外部に突出することができる。
【００３４】
また、本実施の形態に係る直流ブラシモータ１０では、図５に示すように、変形例に係る整流部２８ａについて、整流子片４２ａ、４２ｂを第１及び第２電流供給用ブラシ３４ａ、３４ｂに接触させて配置し、且つ、第１電流供給用リング４５ａを第１コイル接続用ブラシ３６ａに接触させて配置すると共に、第２電流供給用リング４５ｂを第２コイル接続用ブラシ３６ｂに接触させて配置するとよい。
【００３５】
本実施の形態に係る直流ブラシモータ１０の構成は上述した通りであるが、次に、その動作及び作用効果について説明する。
【００３６】
ここでは、永久磁石１４ａがＮ極に着磁し、永久磁石１４ｂがＳ極に着磁した状態で、第１及び第２コイル２６ａ、２６ｂに直流電流を流した場合について説明する。なお、便宜的に、永久磁石１４ａをＮ極磁石１４ａ、永久磁石１４ｂをＳ極磁石１４ｂと称して以下において説明する。
【００３７】
図１及び図２において、Ｎ極磁石１４ａが図面上、シャフト１２の上側に配置され、Ｓ極磁石１４ｂがシャフト１２の下側に配置されている場合、コネクタ５０及びピグテール５２を介して直流電源４８（図３参照）の正極から第１電流供給用ブラシ３４ａに直流電流を流すと、図４に示すように、前記直流電流は第１電流供給用リング４５ａ及び銅線４９ａ（図３参照）を介して第１整流子片４２ａを流れる。さらに、前記直流電流は、第１整流子片４２ａを介して第１コイル接続用ブラシ３６ａから第１コイル２６ａに流れる。
【００３８】
第１コイル２６ａに流れた前記直流電流は、第１コイル２６ａから第２コイル２６ｂに流れ、第２コイル接続用ブラシ３６ｂを介して第２整流子片４２ｂに流れる。さらに、第２整流子片４２ｂを流れる前記直流電流は、銅線４９ｂ及び第２電流供給用リング４５ｂを介して第２電流供給用ブラシ３４ｂに流れ、ピグテール５２及びコネクタ５０を介して直流電源４８の負極に流れる。
【００３９】
前記直流電流により第１及び第２コイル２６ａ、２６ｂから磁束が発生し、前記各磁束はアウタステータ２０の第１及び第２ティース部３８ａ、３８ｂ（図２参照）からエアギャップ１８を介してＮ極磁石１４ａ及びＳ極磁石１４ｂに鎖交する。鎖交する前記磁束と、Ｎ極磁石１４ａ及びＳ極磁石１４ｂにより発生する磁束とにより、インナロータ１６にトルクが発生し、シャフト１２を図１及び図４に示す矢印方向に回転させる。
【００４０】
シャフト１２の回転により、Ｎ極磁石１４ａの位置は図６に示すシャフト１２の左側に変位する一方、Ｓ極磁石１４ｂの位置はシャフト１２の右側に変位する。また、第１及び第２整流子片４２ａ、４２ｂの位置もシャフト１２の回転に対応して変位する。すなわち、図６中、左側に第１整流子片４２ａが変位し、右側に第２整流子片４２ｂが変位する。
【００４１】
この場合、第１及び第２整流子片４２ａ、４２ｂは、第１及び第２コイル接続用ブラシ３６ａ、３６ｂを介して導通するので、直流電源４８に対して第１及び第２整流子片４２ａ、４２ｂは電気的にショートした状態になる。これにより、直流電源４８から第１及び第２コイル２６ａ、２６ｂに対する直流電流の供給は停止するに至る。
【００４２】
さらに、シャフト１２がさらに回転し、Ｎ極磁石１４ａの位置が図６に示すシャフト１２の下側に変位する一方、Ｓ極磁石１４ｂの位置がシャフト１２の上側に変位すると、第１整流子片４２ａの位置はシャフト１２の下側に変位し、第２整流子片４２ｂの位置はシャフト１２の上側に変位する。
【００４３】
ここで、直流電源４８の正極からコネクタ５０（図１参照）、ピグテール５２、第１電流供給用ブラシ３４ａ、第１電流供給用リング４５ａ及び銅線４９ａ（図３参照）を介して第１整流子片４２ａを流れる直流電流は、第１コイル接続用ブラシ３６ａに流れる。前記直流電流は、第１コイル接続用ブラシ３６ａから第２コイル２６ｂに流れ、さらに第１コイル２６ａに流れる。第１コイル２６ａに流れた前記直流電流は、第２コイル接続用ブラシ３６ｂから銅線４９ｂ、第２電流供給用リング４５ｂ、第２電流供給用ブラシ３４ｂ、ピグテール５２及びコネクタ５０を介して直流電源４８の負極に流れる。
【００４４】
これにより、第１及び第２コイル２６ａ、２６ｂから磁束が発生し、前記磁束がアウタステータ２０の第１及び第２ティース部３８ａ、３８ｂ（図１及び図２参照）からエアギャップ１８を介してＮ極磁石１４ａ及びＳ極磁石１４ｂに鎖交する。鎖交する前記磁束と、Ｎ極磁石１４ａ及びＳ極磁石１４ｂにより発生する磁束との作用により、インナロータ１６にトルクが発生し、シャフト１２をさらに回転させる。
【００４５】
なお、上述した説明では、第１及び第２コイル接続用ブラシ３６ａ、３６ｂに第１及び第２コイル２６ａ、２６ｂを接触させた状態で、直流電源４８から整流部２８に直流電流を流した場合について説明したが、例えば、第１及び第２整流子片４２ａ、４２ｂの代わりに３つ以上の複数の整流子片を配置し、前記各整流子片に３つ以上のコイルを接触させた状態で、直流電源４８から前記各整流子片に前記直流電流を流してもインナロータ１６が回転することは勿論である。
【００４６】
また、整流部２８ａが図５に示す構成である場合、シャフト１２の回転によってＮ極磁石１４ａ及びＳ極磁石１４ｂ（図１及び図２参照）の位置が変化すれば、第１及び第２整流子片４２ａ、４２ｂは、前記位置の変化に対応して、接触する第１及び第２電流供給用ブラシ３４ａ、３４ｂを切り換える。これにより、直流電源４８（図３参照）から第１及び第２整流子片４２ａ、４２ｂに直流電流を流せばインナロータ１６を回転させることができる。また、インナロータ１６が回転運動を行っている際に、このインナロータ１６に発生するトルクの時間的な変動を抑制することが可能となる。
【００４７】
さらに、第１及び第２整流子片４２ａ、４２ｂに対する第１及び第２コイル接続用ブラシ３６ａ、３６ｂの接触位置を、図示しないバネや空気圧や油圧による加圧、あるいは各ブラシ３６ａ、３６ｂの重力で移動可能とすることによって、第１及び第２整流子片４２ａ、４２ｂが第１及び第２コイル接続用ブラシ３６ａ、３６ｂに各々接触して発生するショート状態（図６参照）を回避することが可能となり、インナロータ１６に発生するトルクの時間的変動を抑制することができる。
【００４８】
さらにまた、上述した直流ブラシモータ１０について、コイル接続用ブラシ及びコイルの個数を偶数個増加させて４極以上のモータとして構成することにより、２極間でショート状態が発生しても、他の２極間で直流電流が流れて前記ショート状態が補償されるので、この場合でも、インナロータ１６に発生するトルクの時間的変動を抑制することができる。
【００４９】
次に、本実施の形態に係る直流ブラシモータ１０を電動クランプ及び電動アクチュエータに組み込んだ応用例について、図８〜図１０を参照しながら説明する。
【００５０】
図８は、電動クランプ７０（例えば、特開２００１−３１０２２５号公報参照）に直流ブラシモータ１０を組み込んだ例を示す。この場合、電動クランプ７０の内部には、直流ブラシモータ１０のシャフト１２に接続され、且つ複数のギヤ７２とトグルリンク機構７４とから構成される回転駆動機構７６が設けられ、前記トグルリンク機構にクランプアーム７８が接続されている。この場合、シャフト１２の回転により回転駆動機構７６が駆動されて、前記クランプアーム７８は矢印方向に回動自在となる。
【００５１】
図９及び図１０は、電動アクチュエータ８０、８１（例えば、特開平７−２８４２４２号公報参照）の内部に直流ブラシモータ１０を組み込んだ例を示す。この場合、電動アクチュエータ８０の内部には、回転駆動源として直流ブラシモータ１０が配置され、前記シャフト１２はボールネジ８２と一体化されている。また、ボールネジ８２には、シャフト１２の回転運動を直線運動に変換するボールネジブッシュ８４が係合し、ボールネジブッシュ８４の側部はテーブルブロック８６ａ、８６ｂに接続されている。
【００５２】
この場合、直流ブラシモータ１０によってボールネジ８２が回転すると、ボールネジブッシュ８４によってボールネジ８２の回転運動が直線運動に変換され、テーブルブロック８６ａ、８６ｂはガイドレール８８に沿って矢印方向に摺動する。
【００５３】
このように、本実施の形態に係る直流ブラシモータ１０では、アウタステータ２０に第１及び第２コイル２６ａ、２６ｂを配置することにより、第１及び第２コイル２６ａ、２６ｂから発生する熱に対する放熱面積を、従来技術に係る直流ブラシモータにおけるコイルの放熱面積よりも大きくとることができる。従って、第１及び第２コイル２６ａ、２６ｂに対して直流電源４８から直流電流を流す際に、第１及び第２コイル２６ａ、２６ｂから発生する熱を、樹脂２４及びアウタステータ２０に伝達し、さらにアウタステータ２０からモータハウジング３０を介して外部に効率よく放熱することができる。
【００５４】
また、直流ブラシモータ１０では、第１及び第２コイル２６ａ、２６ｂから発生する熱を外部に放熱する場合、放熱を妨げるエアギャップ１８や永久磁石１４ａ、１４ｂ等が放熱経路に含まれていないので、前記熱をエアギャップ１８や永久磁石１４ａ、１４ｂを介することなく外部に放熱することができる。従って、直流ブラシモータ１０は、従来技術に係る直流ブラシモータと比較して、放熱作用を妨げるものがなく効率よく放熱することができる。
【００５５】
さらに、インナロータ１６に永久磁石１４ａ、１４ｂを配置することにより、インナロータ１６の慣性力が低減されると共に、インナロータ１６の回転運動を利用してシリンダ、クランプ、歯車等を駆動することが容易となる。従って、直流ブラシモータ１０では、これらの装置を迅速に加速あるいは減速することが可能となる。
【００５６】
ここで、インナロータ１６がアウタステータ２０に対して相対的な回転運動を行う場合、整流部２８の整流子片４２ａ、４２ｂは、永久磁石１４ａ、１４ｂの回転角度に対応して直流電流を流す第１及び第２コイル接続用ブラシ３６ａ、３６ｂを切り換えるようにしているので、インナロータ１６が回転運動を行っても、インナロータ１６に発生するトルクの時間的な変動を抑制することが可能となる。
【００５７】
また、アウタステータ２０は、珪素を含む炭素鋼板の積層体から構成されているので、アウタステータ２０の熱伝導が向上し、第１及び第２コイル２６ａ、２６ｂから発生する熱をより効率よくモータハウジング３０に伝達し、モータハウジング３０から外部に放熱することが可能となる。
【００５８】
さらに、インナロータ１６に永久磁石１４ａ、１４ｂを設けることにより、シャフト１２の慣性が低下する。これにより、直流ブラシモータ１０を電動クランプ７０や電動アクチュエータ８０、８１に組み込んだ場合、第１及び第２コイル２６ａ、２６ｂから発生する熱を効率よく放熱しながら、シャフト１２を介して上述した装置内の移動子に回転駆動力が伝達される。そのため、前記直流ブラシモータ１０では、その内部における発熱が抑制され、前記シャフト１２の回転を停止させた状態で所望の推力を得ることができる。従って、前記推力により、例えば、図８に示すクランプアーム７８を矢印方向に回動させたり、あるいは図９及び図１０に示すテーブルブロック８６ａ、８６ｂを矢印方向に摺動させることができる。
【００５９】
なお、本発明に係る直流ブラシモータは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本実施の形態に係る直流ブラシモータの断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】図１の整流部を示す構成図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った概略構成断面図である。
【図５】図３の整流部の変形例を示す構成図である。
【図６】直流電流の流れを示す説明図である。
【図７】直流電流の流れを示す説明図である。
【図８】図１の直流ブラシモータを電動クランプに設けたことを示す斜視図である。
【図９】図１の直流ブラシモータを電動アクチュエータに設けたことを示す斜視図である。
【図１０】図１の直流ブラシモータを電動アクチュエータに設けたことを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０…直流ブラシモータ                    １２…シャフト
１４ａ、１４ｂ…永久磁石                  １６…インナロータ
１８…エアギャップ                        ２０…アウタステータ
２２…スロット                            ２４…樹脂
２６、２６ａ、２６ｂ…コイル              ２８、２８ａ…整流部
３０…モータハウジング                    ３２…スプリング
３４、３４ａ、３４ｂ…電流供給用ブラシ
３６、３６ａ、３６ｂ…コイル接続用ブラシ  ３８ａ、３８ｂ…ティース部
４０、４９ａ、４９ｂ…銅線                ４２、４２ａ、４２ｂ…整流子片
４３、４７…絶縁部                        ４４…締付リング
４５…スリップリング                      ４５ａ、４５ｂ…電流供給用リング
４６、６１、６３…孔                      ４８…直流電源
５０…コネクタ                            ５２、５４…ピグテール
５６、５８…蓋体                          ６０…ボルト
６２、６４…ベアリング                    ７０…電動クランプ
７２…ギヤ                                ７４…トグルリンク機構
７６…回転駆動機構                        ７８…クランプアーム
８０…電動アクチュエータ                  ８２…ボールネジ
８４…ボールネジブッシュ                  ８６ａ、８６ｂ…テーブルブロック      ８８…ガイドレール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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