(57)【要約】【課題】チャタリングを低減させるようにしたモータを提供する。【解決手段】このモータ１において、シャフト７の回転方向Ｓにおける整流子片本体部１４の外周の前端１４ａは、回転中心Ｓを基準にした基準円Ａ上に位置し、シャフト７の回転方向Ｓにおける整流子片本体部１４の外周の後端１４ｂは、板バネからなるブラシ片２０が整流子片本体部１４の前端１４ａに当接したときにブラシ片２０に当接するように配置されている。【選択図】図５
2008136276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトに固定された鉄心に電線が巻かれたコイルを有する回転子と、前記シャフトに固定されるスリーブと前記スリーブの周面に配置される断面円弧状の整流子片本体部をもった複数の整流子片とを有する整流子と、回転中心を基準にした基準円に対し接線方向に延在する板バネからなるブラシ片と、前記回転子を包囲するように配置されたマグネットとを備えたモータにおいて、
前記シャフトの回転方向において、前記整流子片本体部の外周の前端は、前記回転中心を基準にした前記基準円上に配置され、下流側の前記整流子片本体部の外周の略後端は、前記ブラシ片が上流側の前記整流子片本体部の外周の前記前端に当接したときに前記ブラシ片に当接する位置に配置されていることを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記整流子片本体部の前記前端及び前記後端は、前記スリーブの周面から突出していることを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項３】
前記スリーブの周面には、前記回転中心からの半径が回転方向において連続的に小さくなるように変化する整流子片装着面が複数設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に小型モータに係り、回転子のコイルに流れる電流を反転させるための整流子を有するモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図９に示しように、整流子片１００は、均一な厚みをもった３枚の整流子片１０１がスリーブ１０２の周囲に等間隔で配置され、各整流子片１０１は、シャフト１０４に固定されたスリーブ１０２の表面に密着するように固定されている。そして、各整流子片１０１の外周面は、回転中心に対して略真円を描くように配置されている。また、板バネ状のブラシ片１０３は、整流子片１０１に接触するように接線方向に延在している。整流子片１０１のこのような配置によって、整流子片１０１の移動に対するブラシ片１０３の追従性を高めている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−６４５７号公報
【特許文献２】特開平６−８６５０９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、略真円の外周面をもったスリーブ１０２の表面に各整流子片１０１を固定すると、隣接する整流子片１０１同士の間にスリット部１０５が形成されるが、スリット部１０５がブラシ片１０３を通過する際、ブラシ片１０３は、スリット部１０５で一旦落ち込んだ後、次位の整流子片１０１上に乗り上げる。図１０では、整流子１００が設けられたスリーブの回転角度に対するブラシ片１０３の変位を表している。横軸に回転角、縦軸にブラシ位置を表す。回転角−１１度から１１度までがスリット１０５に相当し、ブラシ片は、スリット１０５の中間点(回転角０度)において変位の方向が突然反転する。この変位方向の反転によって、スリット部１０５でチャタリングが発生する虞が高い。さらには、このチャタリングによってアークが発生すると、ブラシ片１０３や整流子片１０１に損傷を与え、モータの寿命を短くする。そして、このチャタリングは、周辺機器に対する輻射ノイズの原因にもなっている。
【０００５】
本発明は、特に、チャタリングを低減させるようにした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】
【０００６】
本発明に係るモータは、シャフトに固定された鉄心に電線が巻かれたコイルを有する回転子と、シャフトに固定されるスリーブとスリーブの周面に配置される断面円弧状の整流子片本体部をもった複数の整流子片とを有する整流子と、回転中心を基準にした基準円に対し接線方向に延在する板バネからなるブラシ片と、回転子を包囲するように配置されたマグネットとを備えたモータにおいて、シャフトの回転方向において、整流子片本体部の外周の前端は、回転中心を基準にした基準円上に配置され、下流側の整流子片本体部の外周の略後端は、ブラシ片が上流側の整流子片本体部の外周の前端に当接したときにブラシ片に当接する位置に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
このモータにおいて、シャフトの回転方向における整流子片本体部の外周の前端は、回転中心を基準にした基準円上に位置し、シャフトの回転方向における整流子片本体部の外周の後端は、板バネからなるブラシ片が整流子片本体部の前端に当接したときにブラシ片に当接するように配置されている。そして、このような位置関係をもって整流子片本体部の外周が湾曲すると、整流子片本体部の外周面の曲率半径は、回転中心を基準にして、整流子片本体部の前端から後端にかけて連続的に大きくなる。このような整流子片本体部を採用することで、隣接する整流子片本体部の間がブラシ片を通過する際、ブラシ片は、隣接する整流子片本体部間で落ち込むことなく、スムーズに次位の整流子片本体部上に乗り上げるので、隣接する整流子片本体部間でブラシ片を跳ね上げる方向への急激なブラシ片の変動を回避させて、チャタリングを発生し難くしている。そして、チャタリングを低減させる結果として、アークが発生し難くなり、ブラシ片や整流子片本体部が損傷し難くなり、モータの長寿命化を達成できる。また、チャタリングの低減により、周辺機器に対する輻射ノイズの原因をも改善することができる。
【０００８】
また、整流子片本体部の前端及び後端は、スリーブの周面から突出していると好適である。このように整流子片本体部をスリーブ上に設置すると、スリーブとブラシ片との当接を防止し、整流子片本体部の前端及び後端とブラシ片とを確実に当接させることができる。
【０００９】
また、スリーブの周面には、回転中心からの半径が回転方向において連続的に小さくなるように変化する整流子片装着面が複数設けられていると好適である。このような整流子片装着面を採用することで、均一な板材によってプレス成形された整流子片本体部を利用することができる。そして、整流子片本体部にプレス成形を利用することができるので、製造コストの低減が可能になる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、チャタリングを低減させることで、このチャタリングに伴うアークの発生、ブラシや整流子片に対する損傷を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ本発明に係るモータの好適な一実施形態について詳細に説明する。
【００１２】
図１〜図３に示すように、モータ１は、コアードモータからなると共に、円筒状の金属製ハウジング２を有し、ハウジング２の後端部には、一対のブラシ片２０（図４参照）が組み付けられた樹脂製のブラケット（図示せず）が固定されている。このモータ１は、小型のモータに属するものであり、ハウジング２は、直径１０ｍｍ以下（例えば３〜６ｍｍ）で長さ約１ｃｍ程度の円筒形を有し、このような小さなハウジング２内に固定子３や回転子６が収容されている。
【００１３】
ハウジング２の内壁面２ａには、Ｎ，Ｓ極が交互に着磁された永久磁石からなる固定子（マグネット）３が固定され、ハウジング２の内部には、三本の鉄心溝（スロット）をもった鉄心５のポール５ａに電線Ｗが巻かれたコイルＣを有する回転子６が収容されている。そして、回転子６の鉄心５は、厚さ０．２〜０．５ｍｍ程度の珪素鋼板を打ち抜き加工することにより作り出された薄板状のコア９をシャフト７の軸線方向に積層して構成され、積層コアとも呼ばれている。また、このような回転子６の中心にはシャフト７が固定され、シャフト７は、ハウジング２の前端を貫通するように延在すると共に、前後一対の軸受（図示せず）によって軸支されている。
【００１４】
更に、シャフト７の後端には、回転子６のコイルＣに流れる電流を反転させる整流子１０が固定され、この整流子１０には、一対の平板状のブラシ片２０（図４参照）が摺動接触し、各ブラシ片２０と整流子１０との協働によってコイルＣへの適切な給電を図っている。また、シャフト７の先端には、略半円柱状の分銅（図示せず）が圧入され、シャフト７の回転力で分銅を高速に回転させることで、ハウジング２自体が振動する。このような分銅は、携帯用小型無線呼出器（例えば携帯電話等）で機器自体の筺体を振動させる場合に採用されている。
【００１５】
さらに、整流子１０は、シャフト７に固定されると共に、円形の鍔部１２ａを有する樹脂製のスリーブ１２と、銅製薄板のプレス成形によって作られた３枚の整流子片１１と、整流子片１１をスリーブ１２に固定させるための固定リング１３とからなる。さらに、各整流子片１１は、スリーブ１２の筒部１２ｂの表面に沿って配置される断面円弧状の整流子片本体部１４と、整流子片本体部１４の端部から起立すると共に、円形の鍔部１２ａの外周面１２ｃから先端部分が突出するライザ部１５とからなる。そして、ライザ部１５は鍔部１２ａのライザ収容凹部１２ｄ内に収容されるので、切り込み部１６をスリーブ１２の鍔部１２ａの外周面１２ｃに隣接して配置させることができる。
【００１６】
さらに、ライザ部１５に設けられた切り込み部１６は、電線Ｗの引っ掛けを良好にするためにＪ字状に形成されている。そして、鍔部１２ａの円形の外周面１２ｃと整流子片１１のＪ字状の切り込み部１６との協働により、電線Ｗを切り込み部１６に引っ掛ける際の電線Ｗの引っ掛かり精度が向上し、整流子片１１に電線Ｗを半田付けＨ（図１参照）によって連結させる際の半田不良の発生が適切に防止される。
【００１７】
このような整流子片１１にあっては、図４及び図５に示すように、シャフト７の回転方向Ｓにおいて、整流子片本体部１４の外周の前端１４ａは、シャフト７の回転中心Ｐを基準にした基準円Ａ（破線参照）上に配置され、下流側の整流子片本体部１４の外周の後端１４ｂは、ブラシ片２０が上流側の整流子片本体部１４の外周の前端１４ａに当接したときにブラシ片２０に当接する位置に配置されている。換言すれば、下流側の整流子片本体部１４の外周の後端１４ｂは、上流側の整流子片本体部１４の外周の前端１４ａを通る平板状のブラシ片２０の平坦な摺接面２０ａ上に位置している。なお、この場合、整流子片本体部１４の外周の後端は、最端に限らず、符合１４ｂ近傍であってもよい。
【００１８】
この関係を式で表すと、
【数１】
2008136276.tif 000003
である。
なお、
【数２】
2008136276.tif 000004
である。
【００１９】
この場合、平板状の各ブラシ片２０は、スリーブ１２を挟むように整流子片本体部１４上に配置されると共に、回転中心Ｐを基準にした基準円Ａ（破線参照）に対し接線方向に延在する板バネからなる。
【００２０】
このような位置関係をもって整流子片本体部１４の外周を湾曲させると、整流子片本体部１４の外周面の曲率半径は、回転中心Ｐを基準にして、整流子片本体部１４の前端から後端にかけて連続的に大きくなる。従って、隣接する整流子片本体部１４，１４の間がブラシ片２０を通過する際、ブラシ片２０は、隣接する整流子片本体部１４，１４の間で落ち込むことなく、スムーズに次位の整流子片本体部１４上に乗り上げるので、隣接する整流子片本体部１４間でブラシ片２０を跳ね上げる方向の急激なブラシ片２０の変動を回避させて、チャタリングを発生し難くしている。
【００２１】
図６では、整流子片本体部１４が設けられたスリーブ１２の回転角度に対するブラシ片２０の変位を表している。横軸に回転角、縦軸にブラシ位置を表す。回転角−１１度から１１度までが整流子片本体部１４，１４の間に相当し、回転角−１１度で整流子片本体部１４の外周の後端１４ｂがブラシ片２０に当接し、回転角１１度で整流子片本体部１４の外周の前端１４ａ及び後端１４ｂにブラシ片２０が当接する。回転角１１度以上では、緩やかにブラシ片２０の変位が増加していく。つまり、ブラシ片２０の変位において、変位方向が反転することがないので、チャタリングを発生し難くしている。
【００２２】
そして、チャタリングを低減させる結果として、アークが発生し難くなり、ブラシ片２０や整流子片本体部１４が損傷し難くなり、モータの長寿命化を可能にする。また、チャタリングの低減により、周辺機器に対する輻射ノイズの原因をも改善することができる。
【００２３】
さらに、図５及び図７に示すように、スリーブ１２の周面には３つの整流子片装着面２２が設けられ、この整流子片装着面２２は、整流子片収容凹部２２Ａの底面として形成されている。この整流子片装着面２２は、回転中心Ｐからの半径Ｂが回転方向Ｓにおいて後端２２ｂから前端２２ａに渡って連続的に変化して所定の湾曲をもつように、つまり、回転方向Ｓにおいて後端２２ｂから前端２２ａに渡って半径Ｂが連続的に小さくなるように形成されている。さらに、整流子片本体部１４，１４間において、樹脂製のスリーブ１２のブラシ片２０による削れを防止し且つ摩耗粉の発生を防止するために、スリーブ１２の表面は、整流子片本体部１４から突出しないようになっている。さらに、整流子片装着面２２は、回転軸線方向に延在すると共に、スリーブ１２の周方向で等間隔に配置されている。このような形状の整流子片装着面２２は、均一な厚みの板材によって整流子片本体部１４を形成する際に適している。そして、このような形状の整流子片装着面２２は、一対の平行な２枚の平板状のブラシ片２０に最適である。
【００２４】
従って、整流子片装着面２２の採用により、整流子片本体部１４を均一な厚みの板材のプレスによって成形することができ、整流子片本体部１４をスリーブ１２上で確実に位置決め配置させることができる。そして、整流子片本体部１４の成形にプレスを利用することができるので製造コストの低減が可能になる。
【００２５】
他の実施形態を図８に示す。これまでの説明と同一の部材については同一の符合を付し、重複した説明は省略する。スリーブ１２’の周面には、３つの整流子片装着面２２’が設けられている。この整流子片装着面２２’は、回転中心Ｐからの半径Ｂが回転方向Ｓにおいて後端２２ｂ’から前端２２ａ’に渡って連続的に変化して所定の湾曲をもつように、つまり、回転方向Ｓにおいて後端２２ｂ’から前端２２ａ’に渡って半径Ｂが連続的に小さくなるように形成されている。
【００２６】
さらに、整流子片本体部１４，１４間において、スリーブ１２’の表面には段差部２５が形成され、樹脂製のスリーブ１２’のブラシ片２０による削れを防止し且つ摩耗粉の発生を防止するために、この段差部２５は、整流子片本体部１４から突出しないようになっている。さらに、整流子片装着面２２’は、回転軸線方向に延在すると共に、スリーブ１２’の周方向で等間隔に配置されている。このような形状の整流子片装着面２２’は、均一な厚みの板材によって整流子片本体部１４を形成する際に適している。そして、このような形状の整流子片装着面２２は、一対の平行な２枚の平板状のブラシ片２０に最適である。
【００２７】
従って、整流子片装着面２２’の採用により、整流子片本体部１４を均一な厚みの板材のプレスによって成形することができる。そして、整流子片本体部１４の成形にプレスを利用することができるので製造コストの低減が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係るモータの一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示したモータの要部拡大斜視図である。
【図３】整流子を示す分解斜視図である。
【図４】本発明に係るモータに適用される整流子を示す断面図である。
【図５】図４の要部拡大断面図である。
【図６】本発明のモータに関するブラシ片の変位を示すグラフである。
【図７】スリーブの要部拡大断面図である。
【図８】本発明に係るモータの他の実施形態を示す断面図である。
【図９】従来の整流子を示す断面図である。
【図１０】従来のモータに関するブラシ片の変位を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２９】
１…モータ、３…マグネット、５…鉄心、６…回転子、７…シャフト、１１…整流子片、１２，１２’…スリーブ、１４…整流子片本体部、１４ａ…整流子片本体部の前端、１４ｂ…整流子片本体部の後端、２０…ブラシ片、２２，２２’…整流子片装着面、Ａ…基準円、Ｂ…整流子片装着面の半径、Ｃ…コイル、Ｐ…回転中心、Ｓ…回転方向。
【図１】
2008136276.tif 000005
【図２】
2008136276.tif 000006
【図３】
2008136276.tif 000007
【図４】
2008136276.tif 000008
【図５】
2008136276.tif 000009
【図６】
2008136276.tif 000010
【図７】
2008136276.tif 000011
【図８】
2008136276.tif 000012
【図９】
2008136276.tif 000013
【図１０】
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