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公開番号2021078195
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210520
出願番号2019201359
出願日20191106
発明の名称モータ
出願人ミネベアミツミ株式会社
代理人アインゼル・フェリックス=ラインハルト,個人,個人,個人
主分類H02K 13/00 20060101AFI20210423BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】騒音を低減することができるモータを提供する。
【解決手段】本発明のモータ1は、整流子9と、整流子9に接触する接触面53、整流子9の径方向において接触面53と背中合わせとなる第1の面51、及び、整流子9の周方向に向く第2の面を有するブラシ5と、ブラシ5を付勢するコイルバネ3と、を備え、コイルバネ3は、整流子9の径方向において第1の面51を押圧する第1のアーム31と、整流子9の周方向において第2の面52を押圧する第2のアーム32と、を備える。また、第1のアーム31及び第2のアーム32は共に、第1の面51と第2の面52とを押圧している。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
整流子と、
前記整流子に接触する接触面、前記整流子の径方向において当該接触面と背中合わせとなる第1の面、及び、前記整流子の周方向に向く第2の面を有するブラシと、
前記ブラシを付勢するコイルバネと、を備え、
前記コイルバネは、前記整流子の径方向において前記第1の押面を押圧する第1のアームと、前記整流子の周方向において前記第2の面を押圧する第2のアームと、を備える、モータ。
続きを表示(約 770 文字)【請求項2】
前記第1のアーム及び前記第2のアームは共に、前記第1の面と前記第2の面とを押圧している、請求項1に記載のモータ。
【請求項3】
前記第1のアームと、前記第2のアームとは、位置がねじれの関係にある、請求項1又は2に記載のモータ。
【請求項4】
前記コイルバネは、コイル状に形成された支持部と、当該支持部の一端に連なる前記第1のアームと、当該支持部の他端に連なる前記第2のアームと、を備える、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のモータ。
【請求項5】
前記第1のアーム及び前記第2のアームの復元力の方向は、前記第1のアーム及び前記第2のアームの前記支持部側において、互いに開く方向である、請求項4に記載のモータ。
【請求項6】
前記第1のアームの先端は、前記第1の面側が凸になるように湾曲しており、
前記第2のアームの先端は、前記第2の面側が凸になるように湾曲している、請求項1乃至5のいずれか1項に記載のモータ。
【請求項7】
前記コイルバネの軸方向において、前記第1のアームと前記第2のアームとの位置が異なる、請求項1乃至6のいずれか1項に記載のモータ。
【請求項8】
前記コイルバネの軸方向からの平面視で、第1のアームと第2のアームとが成す角度は鋭角である、請求項1乃至7のいずれか1項に記載のモータ。
【請求項9】
前記ブラシを収容するブラシホルダを備え、
前記ブラシホルダは、前記整流子の周方向において、前記第2の面と背中合わせの面に対向する側面を有し、
前記第2のアームは、前記ブラシホルダの側面に向けて前記第2の面を付勢している、請求項1乃至8のいずれか1項に記載のモータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、モータに関する。
続きを表示(約 5,200 文字)【背景技術】
【0002】
従来、モータとして、回転軸に固定された整流子と、整流子の周面に接触するブラシと、を備え、整流子にブラシが接触することにより回転軸を回転させるブラシモータが知られている(特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2013−138546号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述のようなブラシモータでは、モータの回転軸とともに回転する整流子によって、当該整流子と接触するブラシに回転方向への力が加わる。その際に、ブラシを収容するブラシホルダ内で、ブラシとブラシホルダとが接触したり離れたりすることで、騒音が発生するという懸念があった。
【0005】
したがって、本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、騒音を低減することができるモータを提供することを課題の一例とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的は、以下の本発明によって達成される。即ち、本発明のモータの一態様としては、整流子と、前記整流子に接触する接触面、前記整流子の径方向において当該接触面と背中合わせとなる第1の面、及び、前記整流子の周方向に向く第2の面を有するブラシと、前記ブラシを付勢するコイルバネと、を備え、前記コイルバネは、前記整流子の径方向において前記第1の面を押圧する第1のアームと、前記整流子の周方向に第2の面を押圧する第2のアームと、を備える。
【0007】
本発明のモータにおいて、前記第1のアーム及び前記第2のアームは共に、前記第1の面と前記第2の面とを押圧しているものとすることができる。また、前記第1のアームと、前記第2のアームとは、位置がねじれの関係にあるものとすることができる。
前記コイルバネとしては、コイル状に形成された支持部と、当該支持部の一端に連なる前記第1のアームと、当該支持部の他端に連なる前記第2のアームと、を備えるものとすることができる。
【0008】
前記第1のアーム及び前記第2のアームの復元力の方向は、前記第1のアーム及び前記第2のアームの前記支持部側において、互いに開く方向であるものとすることができる。
また、本発明のモータにおいて、前記第1のアームの先端は、前記第1の面側が凸になるように湾曲しており、前記第2のアームの先端は、前記第2の面側が凸になるように湾曲しているものとすることができる。
【0009】
本発明のモータにおいては、前記コイルバネの軸方向において、前記第1のアームと前記第2のアームとの位置が異なるものとすることができる。
また、前記コイルバネの軸方向からの平面視で、第1のアームと第2のアームとが成す角度は鋭角であるものとすることができる。
【0010】
本発明のモータにおいては、前記ブラシを収容するブラシホルダを備え、前記ブラシホルダは、前記整流子の周方向において、前記第2の面と背中合わせの面に対向する側面を有し、前記第2のアームは、前記ブラシホルダの側面に向けて前記第2の面を付勢しているものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
本発明の一例である実施形態にかかるモータの断面図である。
本発明の一例である実施形態にかかるモータにおいて、整流子及びブラシ、並びにこれらの周辺を抜き出して拡大した要部拡大斜視図である。
図1から、コイルバネ及びブラシ、並びにこれらの周辺を抜き出して拡大した要部拡大断面図である。
図1から、コイルバネのみを抜き出した平面図である。
図1から、コイルバネのみを抜き出した側面図であり、(a)は図4における矢印A方向からの側面図、(b)は図4における矢印B方向からの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態にかかるモータについて、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一例である実施形態にかかるモータ1の断面図である。当該図1は、後述する回転軸6の軸方向に対して垂直方向の断面にかかる断面図である。また、図2は、モータ1におけるケーシング8、軸受(不図示)及びステータ(不図示)を取り除き、整流子9及びブラシ5、並びにこれらの周辺を抜き出して拡大した要部拡大斜視図である。
【0013】
さらに、図1における右側のコイルバネ3及びブラシ5周辺の要部を図3に示す。図3は、図1から、右側のコイルバネ3及びブラシ5、並びにこれらの周辺を抜き出して拡大した要部拡大断面図である。なお、左側のコイルバネ3及びブラシ5周辺の要部については、図示はしないが、左右対称であることを除き、基本的に図3に示す態様と同様である。
【0014】
なお、本実施形態の説明において、上方乃至下方と云う時は、図2における上下関係を意味し、重力方向における上下関係とは、必ずしも一致しない。また、本実施形態の説明において、左乃至右と云う時は、図2における左右関係を意味する。
本実施形態において、回転駆動源を構成する部分のうち、ステータ(固定子)及び軸受については、図示と説明を基本的に省略している。
【0015】
モータ1は、ケーシング8内に不図示のステータが固定され、その内部にロータ4が、回転軸6を軸として回転可能に固定されて構成される。
ロータ4の中心に貫通して固定されている回転軸6の一端(図2における上側)の周囲には、整流子9が固定されている。整流子9は回転軸6の回転に連れ回る。
【0016】
整流子9は、円筒状で、その外周面に金属片や金属薄膜等からなる複数(一般的には偶数。本実施形態においては8個。)の導電層91が、相互間が絶縁された状態で回転対称に配されている。整流子9の各導電層91は、ロータ(不図示)におけるコイル7に電気的に接続されている。
【0017】
整流子9の外周面には、一対のブラシ5が接触している。一対のブラシ5は、回転軸6の軸を中心として点対称の位置で、整流子9を挟み込む状態で配されている。
ブラシ5は、略角柱状で、整流子9との接触面53が、整流子9の外周面に対応した形状の湾曲面となっている。ブラシ5は、その接触面53が導電部材としてのカーボンで形成された、いわゆるカーボンブラシである。なお、本発明において、ブラシとしては、特にカーボンブラシに限定されるわけではない。
【0018】
ブラシ5は、整流子9に形成された導電層91の何れか1つと接触して、電気的に導通するようになっている。即ち、整流子9に形成された導電層91のうち、回転軸6の軸を中心とする点対称の位置にある導電層91を一対として、これにそれぞれ一対のブラシ5が接触し、電気的に導通するようになっている。
【0019】
回転軸6の軸を中心として点対称の位置にある一対の導電層91は、それぞれ、コイル7の両端に電気的に接続されている。よって、外部からモータ1に印加された直流電流は、一対のブラシ5と整流子9の導電層91とを介して、コイル7に給電されるようになっている。
【0020】
整流子9の周方向において、隣り合う導電層91同士は、コイル7の異なる端部に電気的に接続されている。そのため、回転軸6並びに整流子9が回転し、一対のブラシ5が接触する導電層91が隣の導電層91に切り替わると、コイル7に給電される直流電流の流れの向きが反転するようになっている。
【0021】
外部の電源装置からモータ1に直流電流が印加されると、コイル7に給電されて、当該コイル7に磁界が発生する。このコイル7に生ずる磁気力と、ステータに配されているマグネット(図1において)による磁気力との間の引力乃至斥力により、ロータ4が回転方向に動き出す。
【0022】
ロータ4に固定された回転軸6とともに整流子9が連れ動き、一対のブラシ5の接触面53が接触する導電層91が隣の導電層91に切り替わると、コイル7に給電される直流電流の流れの向きが反転する。すると、コイル7によって生ずる磁界の向きも反転し、マグネットに対する引力及び斥力の作用が切り替わる。そしてまた、その引力乃至斥力により、ロータ4が回転方向に動く。これが断続的に繰り返されることにより、ロータ4が連続的に回転して、ブラシモータであるモータ1は回転駆動する。
【0023】
本実施形態において、一対のブラシ5が整流子9の外周面に安定した状態で接触するように、コイルバネ3によって、ブラシ5に整流子9の外周面に向けて押圧力が作用するように構成されている。詳しくは、コイルバネ3における第1のアーム31が、整流子9の径方向において、整流子9との接触面53と背中合わせの第1の面(以下、「第1の押圧面」と呼称する。)51を押圧している。
【0024】
ブラシ5は、角筒状のブラシホルダ2内に嵌挿され、ブラシホルダ2内でスライド移動できるようになっている。ブラシホルダ2は不図示の手段により、ケーシング8に固定されており、ブラシ5は、ブラシホルダ2内をスライド移動可能な状態でケーシング8に支持されている。
【0025】
ブラシホルダ2は、筒の内側がブラシ5の外形よりやや大きめの複数の角部を有する筒状の形状であり、整流子9の径方向において、筒の両端は開口している。そして、当該ブラシホルダ2における整流子9側の開口から、筒内に嵌挿されて収容されたブラシ5の接触面53側の端部が突出して、整流子9の外周面に接触面53が接触している。
【0026】
一方、ブラシホルダ2における整流子9側とは反対側(ケーシング8側)の開口からは、コイルバネ3における第2のアーム32の端部近傍(後述する「第2の湾曲部31c」)が入り込み、ブラシ5の第2の面(以下、「第2の押圧面」と呼称する。)52と接触してこれを押圧している。
また、ブラシホルダ2のコイルバネ3側の壁22には、両端の開口に連なるスリット(不図示)が形成されている。
【0027】
図1において、回転軸6乃至整流子9が、時計回り方向(矢印C方向)に回転する場合の図面上の右側のブラシ5に作用する力について説明する。
ブラシ5は、コイルバネ3における第1のアーム31の左方向への押圧力によって、第1の押圧面51が押圧され、接触面53が整流子9に押圧されている。その状態で矢印C方向に回転する整流子9の外周面がブラシ5の接触面53を摺擦するため、ブラシ5の接触面53には、矢印C方向の力が作用する。
【0028】
この矢印C方向の力は、ブラシホルダ2における矢印C方向の上流側の側面21からブラシ5を引き離す力として作用する。ブラシホルダ2には、ブラシ5がスライド移動できるように、ある程度の余裕があるため、矢印C方向の力によって、ブラシ5が側面21から引き離され得る。ブラシ5が側面21から引き離されて、また戻ったり、反対側(矢印C方向の下流側)の壁22で、同様に接触したり引き離されたりする動作が起こると、振動になってしまう。
【0029】
本実施形態では、第1の押圧面51と交差して(本実施形態では、さらに「垂直で」)整流子9の周方向に向く(矢印C方向に向く)ブラシ5の第2の押圧面52を、コイルバネ3の第2のアーム32により押圧している。第1の押圧面51を押圧するのと共に、コイルバネ3の第2のアーム32により第2の押圧面52を矢印C方向とは反対向きに押圧することで、ブラシ5の第2の押圧面52と背中合わせの面(以下、「固定面」と称する。)54を、当該固定面54に対向する側面21に押し付けている。
【0030】
即ち、コイルバネ3の第2のアーム32により、ブラシ5の固定面54を側面21に押し付けることで、整流子9の周方向(矢印C方向及びその反対方向)へのブラシ5の動きを、ブラシホルダ2内で押さえ付けて固定している。このように本実施形態のモータ1によれば、ブラシ5がブラシホルダ2内で固定されるため、ブラシ5とブラシホルダ2とが接触したり離れたりすることによる騒音の発生を抑制することができる。
(【0031】以降は省略されています)

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