JPH0538088A - 小型直流モータ - Google Patents

小型直流モータ

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JPH0538088A
JPH0538088A JP3189086A JP18908691A JPH0538088A JP H0538088 A JPH0538088 A JP H0538088A JP 3189086 A JP3189086 A JP 3189086A JP 18908691 A JP18908691 A JP 18908691A JP H0538088 A JPH0538088 A JP H0538088A
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JP
Japan
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case
rotor
internal space
motor
commutator
Prior art date
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Pending
Application number
JP3189086A
Other languages
English (en)
Inventor
Isao Shibuya
功 渋谷
Kenji Hagiwara
健児 萩原
Kazutoshi Yoshimura
和敏 吉村
Kenji Tsuyama
憲治 津山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mabuchi Motor Co Ltd
Original Assignee
Mabuchi Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 本発明は,構成部材の酸化および有害ガスの
内部空間への侵入を防止し,長期間に亘って安定した機
能を発揮し得る小型直流モータを提供する。 【構成】 内周面に永久磁石を固着したケース1と,電
機子と整流子とを備えた回転子と,ブラシと入力端子と
を設けたケースキャップ6とからなり,ケース1とケー
スキャップ6とに設けた軸受を介して回転子を支持した
小型直流モータを,回転子の出力軸側のケース端部に磁
性流体を内蔵する軸封手段14を設けることにより,ケ
ース1とケースキャップ6とによって形成される内部空
間13を外気と遮断された密閉構造とし,内部空間13
に脱酸素機能を有する機能部材19を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,例えば音響機器,精密
機器等に使用される小型直流モータに関するものであ
り,特にモータの内部空間を外気と遮断された密閉構造
に形成し,大気中に含有される酸素その他の物質による
モータ構成部材の機能劣化を防止するように改良された
小型直流モータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の小型直流モータの例を示す
要部縦断面正面図である。図3において,1はケースで
あり,例えば軟鉄のような金属材料により有底中空筒状
に形成され,内周面に例えばアークセグメント状に形成
された永久磁石2を固着する。このケース1内には前記
永久磁石2に対向する電機子3と整流子4とからなる回
転子5を介装し得るように構成する。次に6はケースキ
ャップであり,例えば合成樹脂その他の絶縁材料によっ
て,ケース1の開口部に嵌着し得るように形成する。7
はブラシアームであり,整流子4と摺動係合するように
設け,このブラシアーム7と電気的に接続されてなる入
力端子8と共にケースキャップ6に設けられる。9,1
0は軸受であり,各々ケース1の底部とケースキャップ
6の中央部に固着され,回転子5を構成する軸11,1
2を回転自在に支持する。
【0003】上記の構成により,入力端子8からブラシ
アーム7を介して回転子5を構成する整流子4を経由し
て電機子3に電流を供給することにより,ケース1の内
周面に固着された永久磁石2によって形成されている磁
界中に存在する電機子3に回転力が付与され,回転子5
を回転させることができ,出力側の軸11を介して外部
機器(図示せず)を駆動することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記構成の従来の小型
直流モータにおいては,ケース1およびケースキャップ
6によって形成される内部空間13の雰囲気は,軸受9
を介して通気性があるため一般に外部の大気雰囲気と同
様であり,完全に遮断することができない。従ってブラ
シアーム7の先端のブラシ(図示せず)と整流子4との
間における火花放電およびジュール熱等により,構成部
材が酸化するという問題点がある。このような構成部材
の酸化が起きると,摺動接点部における接触抵抗が増大
し,前記火花放電による損傷を更に加速させ,ブラシお
よび整流子の摩耗を促進することとなり,寿命を著しく
短縮させることとなる。
【0005】また上記従来の小型直流モータは,軸1
1,12を支持する軸受9,10として焼結含油軸受,
ボールベアリング等を使用するのが一般である。従って
ケースキャップ6側は密封可能であるが,出力側は軸受
9,または軸11と軸受9との間隙を完全に密封するこ
とができない。従って温度変化に伴う内部空間13の体
積変化が発生した場合に上記軸受9,または軸11と軸
受9との間隙を介して空気がモータの内外に流通するこ
ととなる。
【0006】上記のように通気性を有する構成のものに
おいては,内部空間13を清浄に保持することができ
ず,特に腐食性ガス,有機ガスを含有する環境において
使用する場合には,これらの有害ガスが外部からモータ
の内部空間13に侵入することとなる。これらの有害ガ
スは,内部空間13において前記火花放電,熱発生に伴
い構成部材と化学反応を惹起し,摺動摩耗粉と混合した
黒化物質を生成する。この黒化物質は一般に絶縁性を有
するため,整流子4とブラシとの間の接触状態を不安定
にすると共に,接触抵抗を増大させるという非所望な作
用がある。このように従来の小型直流モータにおいて
は,モータの内部空間13に腐食性ガス,有機ガスが外
部から侵入し,電気摺動接点や他の構成部材の機能を劣
化させ,モータの機能を著しく低下させるという問題点
がある。
【0007】本発明は上記従来技術に存在する問題点を
解決し,構成部材の酸化を防止すると共に,有害ガスの
内部空間への侵入を阻止し,長期間に亘って安定した機
能を発揮し得る小型直流モータを提供することを目的と
する。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に,まず第1の発明においては,金属材料により有底中
空筒状に形成されかつ内周面に永久磁石を固着してなる
ケースと,前記永久磁石に対向する電機子と整流子とか
らなる回転子と,前記ケースの開口部に嵌着されかつ前
記整流子と摺動係合されるブラシとこのブラシに電気的
に接続されてなる入力端子とを設けてなるケースキャッ
プとからなり,前記ケースの底部とケースキャップとに
設けられた軸受を介して前記回転子を回転自在に支持し
てなる小型直流モータにおいて,回転子の出力軸側のケ
ース端部に磁性流体を内蔵する軸封手段を設けることに
より,ケースとケースキャップとによって形成される内
部空間を外気と遮断された密閉構造とし,内部空間に脱
酸素機能を有する機能部材を設ける,という技術的手段
を採用した。
【0009】次に第2の発明においては,金属材料によ
り有底中空筒状に形成されかつ内周面に永久磁石を固着
してなるケースと,前記永久磁石に対向する電機子と整
流子とからなる回転子と,前記ケースの開口部に嵌着さ
れかつ前記整流子と摺動係合されるブラシとこのブラシ
に電気的に接続されてなる入力端子とを設けてなるケー
スキャップとからなり,前記ケースの底部とケースキャ
ップとに設けられた軸受を介して前記回転子を回転自在
に支持してなる小型直流モータにおいて,回転子の出力
軸側のケース端部に磁性流体を内蔵する軸封手段を設け
ることにより,ケースとケースキャップとによって形成
される内部空間を外気と遮断された密閉構造とし,内部
空間を不活性ガス雰囲気に形成する,という技術的手段
を採用した。
【0010】更に第3の発明においては,上記第2の発
明における技術的手段に,内部空間に調湿機能を有する
機能部材を設ける,という技術的手段を付加した。
【0011】
【作用】上記の構成により,モータの内部空間は外気と
完全に遮断され,外気の内部空間への侵入を完全に阻止
することができ,有害ガスによる構成部材の機能劣化を
防止し得る。なお内部空間に脱酸素機能を有する機能部
材を設け,若しくは内部空間を不活性ガス雰囲気に形成
することにより,内部空間における酸化作用を皆無にす
ることができ,構成部材の機能劣化防止作用が更に助長
される。更に内部空間に調湿機能を有する機能部材を設
けることにより,内部空間を最適湿度に保持し,水の単
分子膜の吸着により,摺動部材相互間の潤滑作用を促進
させ得る。
【0012】
【実施例】図1は本発明の第1実施例を示す要部縦断面
正面図であり。同一部分は前記図3と同一の参照符号で
示す。図1においてケース1を大径部1aと小径部1b
とによって形成し,小径部1bに軸受9を設けることに
より,出力側の軸11を回転自在に支持する。次に14
は軸封手段であり,磁性流体を内蔵して気体の流通をシ
ールするように形成され,小径部1bの外側端部近傍に
設ける。すなわち軸封手段14は,中空円筒状に形成さ
れかつ厚さ方向に着磁されてなる永久磁石15と,軟鉄
等の磁性材料によって中空円筒状に形成され永久磁石1
5の両端面に固着されるヨーク16と,ヨーク16と軸
11とによって形成されるリング状空間に介装される磁
性流体17とによって構成される。
【0013】上記軸封手段14は小径部1bの内周面に
嵌着されると共に,接着剤18を塗布することによって
気密保持構造に形成される。またケース1の大径部1a
の開口端とケースキャップ6との接合部および入力端子
8の突出部近傍にも接着剤18を塗布し,ケース1とケ
ースキャップ6とによって形成される内部空間13を,
外気と遮断された気密な密閉状態に形成する。次に19
は機能部材であり,例えば中空円筒状に形成し,内部空
間13内に設ける。この機能部材19は例えば純鉄粉を
通気性を有するフィルタ若しくは紙等に封入するか,樹
脂等と混合させて例えばリング状に形成し,内部空間1
3内のモータ機能に支障を生じない部位に接着剤を使用
し,若しくは圧着その他の手段によって固着する。
【0014】上記の構成により,内部空間13内の空気
中の酸素が機能部材19に吸収され,すなわち4Fe+
3O2 →2Fe2 O3の反応により,酸素濃度を大幅に
低下した状態,若しくは無酸素状態にすることができ
る。従って小型直流モータを構成するブラシ(図示せ
ず)と整流子4との間における火花放電および/または
ジュール熱等による構成部材の酸化を防止することがで
きるのである。
【0015】表1は寿命試験結果を示すものであり,同
一仕様によって製作した小型直流モータについて行った
ものである。
【0016】
【表1】
【0017】表1から明らかなように,No. 1〜No. 5
の従来の小型直流モータにおいては,モータ内部に空気
が存在し,構成部材の酸化が進行する結果,平均寿命は
134時間に留まる。これに対して図1に示すように内
部空間13に脱酸素機能を有する機能部材19を設けた
本発明のものNo. 6〜No. 10においては,平均寿命が
361時間に増大することがわかる。これは内部空間1
3内の酸素濃度が大幅に低下した結果,モータ構成部材
の酸化が防止されることに起因するものと認められる。
なお表1における「停止」とは構成部材の摩耗によるモ
ータ回転軸の停止を意味し,「中止」とはモータ回転軸
の回転が正常な状態のまま試験を中止したことを意味す
る。
【0018】本実施例においては機能部材19を純鉄粉
によって構成した例について記述したが,純鉄粉のみに
限定されず,Al,B,C,Cr,Mn,Si,Ti,
V,Zr等の他の元素からなるもの,若しくはそれらの
化合物,またはこれらの2種以上を混合して使用しても
よく,要するに空気中の酸素との親和力の大なる物質に
よって構成すればよい。また機能部材19の形状は内部
空間13内に設置可能であり,かつモータ機能に支障を
及ぼさない限り,適宜に選定できる。
【0019】図2は本発明の第2実施例を示す要部縦断
面正面図であり,同一部分は前記図1と同一の参照符号
で示す。本実施例のものにおいては,図1に示す構成の
ものから機能部材を削除した構成とする。そして図2に
示す内部空間13の内部空気を,高純度(99.9%以
上)の窒素ガスおよび炭酸ガスで置換した。このように
して構成した小型直流モータについて寿命試験を行った
結果を表2に示す。なお図3に示す同一仕様の従来の小
型直流モータについての結果も併せて記載した。また表
2における「停止」とは,構成部材の摩耗によるモータ
回転軸の停止を意味する。
【0020】
【表2】
【0021】表2から明らかなように,No. 1〜No. 4
の従来の小型直流モータにおいては,モータ内部に空気
が存在し,構成部材の酸化が進行する結果,平均寿命は
290時間に留まる。これに対して図2に示す内部空間
13の空気を窒素ガス若しくは炭酸ガスによって置換
し,不活性ガス雰囲気に形成した本発明のものNo. 5〜
No. 12においては,従来のものと比較して平均寿命が
3〜5倍に増大していることがわかる。これは内部空間
13が不活性雰囲気に形成されたことにより,モータ構
成部材の酸化が防止された結果と認められる。なお不活
性ガスとしては上記の他に,ヘリウムガス,アルゴンガ
ス等を使用してもよい。
【0022】次に本発明の第3実施例について,前記図
1を参照して説明する。図1において機能部材19をシ
リカゲル,ゼオライト,綿等のような調湿機能を有する
材料によって形成する。すなわちこれらの材料を通気性
を有するフィルタ若しくは紙等に封入するか,樹脂等と
混合させて例えばリング状に形成し,内部空間13内の
モータ機能に支障を生じない部位に接着剤を使用し,若
しくは圧着その他の手段によって固着する。そして内部
空間13の内部空気を,高純度(99.9%以上)の窒
素ガスによって置換した。
【0023】このようにして構成した小型直流モータ4
個について寿命試験を行った結果,何れも試験時間が5
900時間経過後においてもなお運転が継続され得るこ
とを確認した。なお本実施例の小型直流モータの仕様
は,前記第2実施例のものと同一である。従って従来の
ものと比較して平均寿命が10倍以上となること,およ
び第2実施例における表2のNo. 5〜No. 8のものと比
較しても5倍以上になることが確認された。これは内部
空間13内に調湿機能を有する機能部材19を設けたこ
とにより,内部空間13の温度20〜60℃の範囲にお
いて,相対湿度を40〜80%に保持できるため,前記
第2実施例における作用に加えて,水の単分子膜の吸着
により,モータ構成部材相互間の潤滑作用が促進される
結果であると推定される。なお不活性ガスを窒素ガス以
外の炭酸ガス,ヘリウムガス,アルゴンガス等に代えて
も同様の作用が期待できる。また機能部材19の形状
は,前記第1実施例におけるものと同様に,内部空間1
3内に設置可能であり,かつモータ機能に支障を及ぼさ
ない限り適宜に選定できる。
【0024】
【発明の効果】本発明は以上記述のような構成および作
用であるから,下記の効果を奏し得る。 (1) モータの内部空間を外気と遮断された気密な密閉構
造としたことにより,腐食性ガス若しくは有機ガスを含
有する環境においても長期間に亘って安定した機能を発
揮することができる。 (2) モータの内部空間の酸素濃度を著しく低減させ,若
しくは無酸素状態または不活性ガス雰囲気とすることが
できるため,構成部材の火花放電およびジュール熱によ
る酸化を防止することができ,寿命を大幅に増大させ得
る。 (3) モータの内部空間に調湿機能を有する部材を設ける
ことにより,内部空間の雰囲気を最適湿度に調湿するこ
とができ,水の単分子膜の吸着により摺動部材相互間の
潤滑作用を促進させ,寿命増大の効果を倍増させ得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す要部縦断面正面図で
ある。
【図2】本発明の第2実施例を示す要部縦断面正面図で
ある。
【図3】従来の小型直流モータの例を示す要部縦断面正
面図である。
【符号の説明】
1 ケース 6 ケースキャップ 13 内部空間 14 軸封手段 19 機能部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津山 憲治 千葉県松戸市松飛台430番地 マブチモー ター株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属材料により有底中空筒状に形成され
    かつ内周面に永久磁石を固着してなるケースと,前記永
    久磁石に対向する電機子と整流子とからなる回転子と,
    前記ケースの開口部に嵌着されかつ前記整流子と摺動係
    合されるブラシとこのブラシに電気的に接続されてなる
    入力端子とを設けてなるケースキャップとからなり,前
    記ケースの底部とケースキャップとに設けられた軸受を
    介して前記回転子を回転自在に支持してなる小型直流モ
    ータにおいて, 回転子の出力軸側のケース端部に磁性流体を内蔵する軸
    封手段を設けることにより,ケースとケースキャップと
    によって形成される内部空間を外気と遮断された密閉構
    造とし,内部空間に脱酸素機能を有する機能部材を設け
    たことを特徴とする小型直流モータ。
  2. 【請求項2】 金属材料により有底中空筒状に形成され
    かつ内周面に永久磁石を固着してなるケースと,前記永
    久磁石に対向する電機子と整流子とからなる回転子と,
    前記ケースの開口部に嵌着されかつ前記整流子と摺動係
    合されるブラシとこのブラシに電気的に接続されてなる
    入力端子とを設けてなるケースキャップとからなり,前
    記ケースの底部とケースキャップとに設けられた軸受を
    介して前記回転子を回転自在に支持してなる小型直流モ
    ータにおいて, 回転子の出力軸側のケース端部に磁性流体を内蔵する軸
    封手段を設けることにより,ケースとケースキャップと
    によって形成される内部空間を外気と遮断された密閉構
    造とし,内部空間を不活性ガス雰囲気に形成したことを
    特徴とする小型直流モータ。
  3. 【請求項3】 内部空間に調湿機能を有する機能部材を
    設けたことを特徴とする請求項2記載の小型直流モー
    タ。
JP3189086A 1991-07-30 1991-07-30 小型直流モータ Pending JPH0538088A (ja)

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