(57)【要約】【課題】  構造の小型化に伴う高回転化においても整流子での油膜を維持し、長寿命化が可能な整流子モータを提供する。【解決手段】  整流子とブラシとをハウジング内部で独立して密閉し、潤滑油を封入することで、常に接点部が潤滑油に浸っている状態となる。このような構造を用いたことで、高回転での駆動に際して遠心力による油膜の剥離を防止すると共に、非駆動時に於ける接点部の防錆、密閉による潤滑油の酸化防止等の効果を得ることが可能となり、モータの長寿命化を通じて地球環境に配慮した構造とすることができた。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内部に設けた密閉空間に潤滑油を封入し、ブラシと整流子の接点を配置した整流子モータ。
【請求項２】
前記密閉空間の内壁の一部がブラシ台によって構成されている請求項１記載の整流子モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシを介してロータに給電する整流子モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、モータに代表される電動機は各種工業分野で利用されており、用途に合わせた構造と特性により、各種駆動源に用いられている。このようなモータの中で、代表的な構造としては実開平０１−１４６７６９（以下引用文献１として記載）があり、ハウジング側に設けたマグネットと、ロータ側に設けたコイルとの間に働く磁気力によってロータを回転させる駆動方法を用いた整流子モータとなっている。
【０００３】
また、これとは逆の配置でマグネット外周にロータコイルを配置したコアレスモータとして特開平０５−０７６１５８（以下引用文献２として記載）が出願後、公開されている。  従来、上記引用文献１及び２に記載された整流子モータはその構造上、長時間の駆動によってモータ内部に設けられたブラシ−整流子間の摩擦によってブラシ表面に酸化膜が形成されてしまうという課題があった。引用文献１及び２に記載の構造では、この課題に関して、引用文献１ではブラシ基部に気相潤滑剤の保持溝を、引用文献２に記載の構造ではブラシ−整流子間に油膜を、それぞれ設けたことでブラシ−整流子間に生じる摩擦軽減という効果を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平０１−１４６７６９
【特許文献２】特開平０５−０７６１５８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した効果を有している反面、引用文献１に記載の整流子モータは、モータ本体の振動に対する耐久性が低下してしまうという課題があった。これは、ブラシ本体を保持するブラシ基部に空隙部を設けた構造によるもので、ブラシ本体の保持面積が低くなる為、モータの正逆回転時のブラシ保持力が弱くなることが原因となっている。
【０００６】
また、引用文献２に記載の発明では近年進んでいるモータの小型化に於いて、整流子に形成した油膜を保持することが難しいという課題を有している。これは、小型化によって低下するトルクを回転数の増加によって補う為で、高回転に対応した低粘性のオイルが出力軸の回転に伴ってハウジング内に飛散してしまうことが原因となっている。
【０００７】
加えて、引用文献２に記載の整流子モータはその構造上、ハウジング内部に飛散したオイルを補充する構造を持たない。この為、小型化したモータでは駆動と同時に整流子の油膜が飛散していき、引用文献２に記載された効果を得ることは難しくなる。
【０００８】
本願記載の発明では上記述べた課題を解決するべく、構造の小型化に伴う高回転化においても整流子の油膜を維持し、長寿命化が可能な整流子モータを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的のため、請求項１記載の発明では、モータのハウジング内部で駆動時に接触摩擦の生じるブラシ及び整流子の接点をハウジング内部に独立して密閉し、潤滑油を封入した構造を用いている。このような構造を用いたことで、請求項１記載の発明では前記密閉した空間にオイルを封入し、高速回転時に於いても整流子表面の潤滑を維持することができる。
【００１０】
また、駆動時に於いて接点部を潤滑油に浸した構造とする事で、モータ駆動時にブラシ−整流子間で生じるスパークと、それによるブラックパウダーの発生を低減させ、ブラシ−整流子間で良好な通電状態を維持することが可能となる。加えて、ブラシ−整流子間で生じる摩擦が潤滑油によって低減される為、ブラシの摩耗によって生じるデッドポイントを低減させることができる。
【００１１】
また、潤滑油によって上記スパークの発生が抑えられる為、従来のモータで同目的のために設けていたコンデンサを設ける必要が無くなる。この為、制御系も含めた装置全体を小型化することができる。
【００１２】
また、オイルを封入することによってブラシ及び整流子が常に潤滑油で覆われた内部構造となる。この為、時間経過に伴う接点部の酸化を防ぎ、停止時に於ける信頼性を向上させることができる。また、オイルに関して密閉された構造となる為、前記ブラシ部分だけではなく、封入したオイル自体の酸化を抑制することが可能となる。
【００１３】
また、請求項２に記載の構造では、請求項１記載の密閉空間の内壁がブラシ台によって構成された構造を用いている。この為、ハウジング内部という制限された空間の中で、オイル溜りとなる密閉空間の体積を最大限確保することができる。
【００１４】
また、ブラシ基部を保持するブラシ台を密閉空間の一部として組み込む事で、ブラシと給電端子との距離が短縮される。この為、モータの給電部分を小さく構成することが可能となる。
【００１５】
また、ブラシ台を密閉に使用することで、ブラシ台がパッキンとして機能する構造となる。この為、モータの構造を簡略化し、別途パッキンを設けて密閉する場合と比較して少ない部品点数でモータを構成することが可能となる。
【００１６】
以上述べたように、本発明に記載の構造を用いることで、構造の小型化に伴う高回転化においても整流子の油膜を維持し、長寿命化が可能な整流子モータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例に於いて用いる整流子モータの斜視図
【図２】図１に示した整流子モータのＡ−Ａ’断面での断面図
【図３】図２に示したＡ−Ａ’断面での密閉空間
【図４】本発明の実施例に於いて用いる整流子モータの分解斜視図
【図５】本発明の実施例に於いて用いる第一のブラシ変更例の斜視図
【図６】本発明の実施例に於いて用いる第二のブラシ変更例の斜視図
【図７】本発明の実施例に於いて用いる第三のブラシ変更例の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、図１〜図６を用いて、本発明に於ける最良の実施例を示す。
【００１９】
図１に本実施例に於いて用いる整流子モータの斜視図を、図２及び図３に図１に於いて用いる整流子モータのＡ−Ａ’断面での断面図を、そして図４に分解斜視図をそれぞれ示す。
【００２０】
図１及び図２、図３から解るように、本実施例に於いて用いる整流子モータはコアレス構造を用いている。より具体的には、ハウジング１２に固定されたベアリングハウス２にマグネット１３を固定し、コイル１４と電気的に接続された整流子５にブラシ８を通じて電圧を印加することで、整流子５を固定したシャフト３が回転する構造となっている。この為、 慣性モーメントが小さくなり良好な即応性を得ることができた。
【００２１】
また、本実施例ではブラシ８と整流子５との接点をハウジング１２内部で密閉空間Ｄに設置し、接点用潤滑油を封入している。この為、ブラシ−整流子間の通電時のスパークとそれによって発生するブラックパウダーを低減することができる。
【００２２】
これは、接点部が常に油膜で覆われている為で、従来の接点構造ではモータの高回転化によって接点部の温度が上がり、粘性の低くなった潤滑油が整流子に発生する遠心力で除去されるという課題を有していた。本実施例の構造では、潤滑油に接点部を浸すことで、常に接点部を油膜で保護することを可能としている。
【００２３】
また、従来のモータは別途コンデンサを接続することで前記ブラシ−整流子間に生じるスパークを低減していたが、本発明では上述した構造によってスパークが発生しない構造となる。この為、従来設けていたコンデンサを設ける必要が無くなり、モータ全体の部品点数を減らすことができる。
【００２４】
また、接点部を潤滑油に浸した構造としたことで、接点部に対する酸化膜の生成を抑えることが可能となった。この為、駆動時の摩擦による接点の劣化だけではなく、非駆動時に於ける接点の防錆性向上という効果をも得ている。加えて、本実施例では封入した潤滑油に関しても密閉した構造となっている。この為、前記効果に加えて封入した潤滑油自体の酸化を抑制することも可能となった。
【００２５】
また、図２、図３及び図４から解るように、本実施例では整流子側のベアリング６をブラシ８及び整流子５の密閉空間Ｄの一部として使用している。この為、密閉した接点用潤滑油を駆動用の潤滑油として共有する構造となった。このような構造を用いたことで、本実施例記載のモータはブラシ−整流子間の接点保護だけではなく、接点側の駆動部に潤滑油を供給することも可能な構造となった。
【００２６】
また、ハウジング１２の整流子側開口部に関して、本実施例ではブラシ台９をパッキンとして用いることで開口部を塞ぎ、その上から開閉可能な蓋部１１を設けた構造を用いている。この為、前記密閉空間Ｄの体積を最大限確保すると共に、別途密閉用の部品を設けた場合よりも少ない部品点数で密閉空間を構成することができた。加えて、ブラシ台内壁を密閉空間の内壁とすることでブラシ８とキャップ１０外部に設ける給電端子との距離を短縮し、モータの給電部分を小さく構成することが可能となった。
【００２７】
図５に本実施例で使用するブラシに於いて、整流子との接点部裏側に含浸メタルＢを設けた構造を、図６に同接点部裏側に独立した凹凸部Ｃを設けた構造を、そして図７にブラシ自体の同接点部裏側を凹凸にした構造をそれぞれ示す。
【００２８】
図５から図７の拡大斜視図に示すように、本実施例ではブラシに関して、整流子との接点部裏側で含浸メタルＢや凹凸部Ｃによって前記潤滑油を保持する構造とすることもできる。このような構造を用いる事によって、本実施例に記載の整流子モータでは封入した潤滑油が何らかの理由によって少量になった場合でも、前記裏側に保持した潤滑油によって接点部の潤滑を維持することができる。
【００２９】
以上述べたように、本実施例に記載の構造を用いることで、構造の小型化に伴う高回転化においても整流子での潤滑を維持し、長寿命化が可能な整流子モータを得ることができた。
【符号の説明】
【００３０】
１  ベアリング
２  ベアリングハウス
３  シャフト
４  ライナー
５  整流子
６  整流子側ベアリング
７  内側キャップ
８  ブラシ
９  ブラシ台
１０  外側キャップ
１１  蓋部
１２  ハウジング
１３  マグネット
１４  コイル
Ｂ  含浸メタル
Ｃ  凹凸部
Ｄ  密閉空間
【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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