(57)【要約】    【課題】  駆動電圧が高くても整流機構で発生する火花放電を低減し得るロータ、及びモータを提供する。    【解決手段】  隣接するコミュテータ４間に、それぞれチップコンデンサ１を接続する。【選択図】      図３
2006197754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコミュテータを有するロータにおいて、前記コミュテータ間にコンデンサを接続したことを特徴とするロータ。
【請求項２】
前記コンデンサに並列に抵抗器を接続したことを特徴とする請求項１に記載のロータ。
【請求項３】
ロータの磁極数のｎ（ｎ＝正の整数）倍の数のコミュテータを有することを特徴とするロータ。
【請求項４】
前記コミュテータに対応する各コイルの巻数は、前記ロータの磁極数と同数のコミュテータを有する場合の巻数の１／ｎであることを特徴とする請求項３に記載のロータ。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載のロータを有するモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータ、及びモータに関し、特に整流機構を有するロータ、及びモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＣモータは、大きな起動トルク、印加電圧の変化に対するリニアな回転特性、入力電流に対する出力トルクの直線性など、制御用モータとして優れた回転特性を有しているが、機械的接点としてのブラシとコミュテータがあるため、整流時にブラシとコミュテータの間で火花放電が発生していた。
【０００３】
この火花放電を除去するため、従来は、図６のようなリングバリスタ９を、図７（ａ）〜（ｄ）のようにコミュテータ４に半田５で接続していた（特許文献１参照）。この場合、電機子（ロータ）の等価回路は、図８のようになる。なお、リングバリスタ９を使用しない場合、ロータの等価回路は図９のようになる。
【特許文献１】特開平０９−３０８１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、リングバリスタの定格電圧は、その材料の物性により１００Ｖ以下が一般的であり、駆動電圧がＤＣ１００Ｖ以上のＤＣモータには使用できなかった。
【０００５】
また、駆動電圧がＤＣ１００Ｖ以上のＤＣモータでは、駆動電圧がＤＣ１００Ｖ未満のＤＣモータより巻線のインダクタンスが大きくなるため、火花放電が発生し易くなっていた。さらに、駆動電圧が高くなるに従って火花放電量が多くなり、コミュテータのセグメント同士が短絡してしまう場合もあった。
【０００６】
そこで、本発明は、駆動電圧が高くても整流機構で発生する火花放電を低減し得るロータ、及び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】
上記目的を達成するため、本発明は、複数のコミュテータを有するロータにおいて、前記コミュテータ間にコンデンサを接続している。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、駆動電圧が高くても整流機構で発生する火花放電を低減し得るロータ、及びモータを提供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】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、第１〜第３の実施の形態では、ロータのスロット数（すなわち、磁極数）が「５」の場合を想定しているが、本発明は、これに限定されるものではない。また、第１〜第３の実施の形態では、整流子（コミュテータ）付きのＤＣモータのロータを想定しているが、整流子（コミュテータ）付きの交流直流両用のユニバーサルモータ等に適用することも可能である。
【００１０】
［第１の実施の形態］
第１の実施の形態に係るロータでは、図１〜図３に示したように、回転軸８に嵌合されたコミュテータ４の隣接するセグメントを、それぞれチップコンデンサ１で接続している。
【００１１】
すなわち、図１に示したように、５個のチップコンデンサ１を回路基板２に半田３で半田付けし、この回路基板２を図２（ａ）〜（ｄ）のようにコミュテータ４に半田５で半田付けすることにより、図３に示したように、コミュテータ４の隣接するセグメント同士をそれぞれチップコンデンサ１で接続する。
【００１２】
なお、上記の説明では、複数のセグメントからなるコミュテータ４を１つのコミュテータとして捉えているが、これらセグメントを１つのコミュテータとして捉えた場合は、コミュテータ４は、複数のコミュテータにより構成されていることとなる。
【００１３】
上記のようにコミュテータ４の隣接するセグメント同士をチップコンデンサ１で接続した場合、整流機構、すなわちブラシ６とコミュテータ４のセグメント間（スリット部）で放電しようとする電荷は、チップコンデンサ１に蓄電されるので、火花放電や電気ノイズが低減されることとなる。
【００１４】
この場合、駆動電圧が大きくなるに従って放電しようとする電荷が大きくなるが、駆動電圧に応じた静電容量のチップコンデンサ１を選択することにより、駆動電圧が高くても整流機構で発生する火花放電や電気ノイズを低減することが可能となる。
【００１５】
なお、チップコンデンサ１は、定格電圧１５０Ｖ以上、静電容量０．００１〜０．１μＦであることが望ましい。
【００１６】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態に係るロータでは、図４に示したように、コミュテータ４の隣接するセグメントを、互いに並列接続されたチップコンデンサ１とチップ抵抗器７でそれぞれ接続している。
【００１７】
このようにチップコンデンサ１とチップ抵抗器７を用いた場合、チップ抵抗器７の電圧降下作用により、第１の実施の形態のようにチップコンデンサ１だけを用いた場合よりも火花放電や電気ノイズの低減効果が大きくなる。
【００１８】
［第３の実施の形態］
従来のモータでは、コミュテータのセグメント数（すなわち、整流子の数）は、ロータのスロット数（すなわち、磁極数）と同数であり、例えばロータのスロット数が「５」の場合は、図１０に示したように、コミュテータのセグメント数も「５」となっていた。
【００１９】
これに対し、第３の実施の形態では、コミュテータのセグメント数をロータのスロット数の２倍にしている。すなわち、図５に示したように、ロータのスロット数が「５」の場合は、コミュテータのセグメント数を「１０」にしている。
【００２０】
また、第３の実施の形態では、ロータの１つのコイルの巻数を「１／２」にしている。すなわち、ロータのスロット数とコミュテータのセグメント数が共に「５」の場合（図１０の従来の場合）のロータの１つのコイルの巻数が「Ｔ」であったとすると、ロータのスロット数が「５」でコミュテータのセグメント数が「１０」の場合（図５の第３の実施の形態の場合）は、１つのコイルの巻数を「Ｔ／２」としている。
【００２１】
換言すれば、第３の実施の形態では、コミュテータのセグメント数、すなわちロータのコイルの数を２倍にしたのに応じて各コイルの巻数を「１／２」にすることにより、１つの磁極当たりのコイルの巻数が変化しないようにして、モータ回転特性を変更しないようにしている。
【００２２】
コイルのインダクタンスは、巻数の２乗に比例するため、第３の実施の形態のようにロータの１つのコイルの巻数を「１／２」にした場合、１つのコイルのインダクタンスは、１／４となる。すなわち、図１０の場合の１つのコイルのインダクタンスがＨであったとすると、図５の場合の１つのコイルのインダクタンスはＨ／４となる。
【００２３】
このように、第３の実施の形態では、１つのコイルのインダクタンスが低減するため、駆動電圧が高くても整流機構で発生する火花放電や電気ノイズが低減することとなる。
【００２４】
以上説明したように、第１〜第３の実施形態に係るロータでは、駆動電圧が高くても整流機構で発生する火花放電や電気ノイズを低減することができる。従って、モータの駆動電圧が高い場合でもコミュテータ同士が短絡するのを防止して、ロータやこのロータを使用したモータの信頼性を高めると共に寿命を延ばすことが可能となる。
【００２５】
なお、本発明は、上記第１〜第３の実施の形態に限定されることなく、例えば、スロットを有しないスロットレスのロータや当該ロータを用いたモータに適用することも可能である。また、チップコンデンサ以外のコンデンサ、チップ抵抗器以外の抵抗器を使用することも可能である。
【００２６】
さらに、第３の実施の形態において、コミュテータのセグメント数、すなわちコミュテータの数を、ロータの磁極数の３倍、４倍、５倍…等の２倍以外の正の整数倍にすることも可能である。この場合は、各コミュテータに対応する１つのコイルの巻数を、それぞれ１／３、１／４、１／５、…とすることにより、モータ回転特性が変化しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】回路基板にチップコンデンサを取り付けた状態を示す図である（第１の実施の形態）。
【図２】図１の回路基板を取り付けたロータを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るロータの等価回路を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るロータの等価回路を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係るロータのコイル配線状態を示す図である。
【図６】従来使用されていたリングバリスタを示す図である。
【図７】従来のリングバリスタを使用したロータを示す図である。
【図８】従来のリングバリスタを使用した場合のロータの等価回路を示す図である。
【図９】従来のリングバリスタを使用しない場合のロータの等価回路を示す図である。
【図１０】従来のロータのコイル配線状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…チップコンデンサ
４…コミュテータ
６…ブラシ
７…チップ抵抗器
【図１】
2006197754.tif 000003
【図２】
2006197754.tif 000004
【図３】
2006197754.tif 000005
【図４】
2006197754.tif 000006
【図５】
2006197754.tif 000007
【図６】
2006197754.tif 000008
【図７】
2006197754.tif 000009
【図８】
2006197754.tif 000010
【図９】
2006197754.tif 000011
【図１０】
2006197754.tif 000012