JPH0642776B2

JPH0642776B2 - 直流モータ

Info

Publication number: JPH0642776B2
Application number: JP59130605A
Authority: JP
Inventors: 展輝前川; 康幸高木; 和久青木; 信泰久保
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1984-06-25
Filing date: 1984-06-25
Publication date: 1994-06-01
Anticipated expiration: 2009-06-01
Also published as: JPS6110959A

Description

【発明の詳細な説明】［技術分野］本発明は直流モータ、殊にコイルへの通電タイミングを
制御するためのロータの回転位置検出センサーの配置に
関するものである。

［背景技術］直流モータにおいては、コイルへの通電タイミングを制
御するために、ロータの回転位置を検出する回転位置検
出センサーが必要であるが、このロータの回転位置検出
センサーとしては、磁気感応素子等を用いて非接触で行
うものと、機械的に行うものとがある。そして後者の回
転位置検出センサーとしては、ロータの軸に取り付けら
れてロータと共に回転する回転体と、この回転体に設け
られたセグメントに摺接する刷子とからなる整流装置が
一般に使用されているわけであるが、従来はロータと、
このロータの軸の一端を支持する軸受との間に回転位置
検出センサーを配置していた。

この場合、ロータの収容部にはロータの回転や停止に伴
って外気が流入するとともに、この時粉塵も吸い込まれ
てしまうが、この粉塵が回転位置検出センサーに付着し
て、セグメントと刷子との間の機械的接触に影響を与え
て動作不良を生じさせることがあった。

［発明の目的］本発明はこのような点に鑑みなされたものであり、その
目的とするところは、ロータの収容室に侵入する粉塵が
回転位置検出センサーに付着することがなくて、上記粉
塵による動作不良を招くことがない直流モータを提供す
るにある。

［発明の開示］しかして本発明は、コイル７を備えたステータＳと磁石
１を備えたロータＲとからなる磁気回路形成部を有する
とともに、ロータＲの軸２に取り付けられてロータＲと
共に回転する回転体Ｃと、この回転体Ｃに設けられたセ
グメント１９，２０に摺接する刷子１３，１４とからな
るロータＲの回転位置検出センサーを有して、回転位置
検出センサーによって上記コイル７への通電タイミング
を制御している直流モータにおいて、磁気回路形成部の
ロータＲと、回転位置検出センサーとの間をロータ支持
用の軸受台８からなる仕切壁で仕切っているとともに、
回転位置検出センサーは、軸受台８におけるロータＲと
反対側の面に形成されて回路ブロックＰで蓋がなされた
凹所１２内に収容されていることに特徴を有して、軸受
台や回路ブロックを利用して回転位置検出センサーをロ
ータから隔離したものである。

以下本発明を図示の２極直流モータの実施例に基づいて
詳述すると、軸方向両端が軸受台ブロックＢａ，Ｂｂで
支持され、周囲にステータＳが配されているロータＲ
は、軸２に固着した磁石１で構成されている。この磁石
１と軸２との結合は磁石１の強度に応じて選択されるも
のであって、磁石１がプラスティック磁石であるなら圧
入、鋳造磁石ではダイキャスト又は同時成形、焼結磁石
では接着又はポッティング、同時成形、ダイキャスト等
の手段によりなされるが、図示例の場合はエポキシ樹脂
のような接着性を有する樹脂のポッティングによりなさ
れている。第３図中４１は磁石１内周面と軸２との間に
充填されたポッティング樹脂である。また図中３はポッ
ティング樹脂４１の流出防止部材であって、磁石１の両
端に一対設けられており、ポッティングと同時に接着固
定されることにより、ポッティング樹脂の流出を防いで
いるとともに、ロータＲの軸方向の寸法精度をだせるよ
うにしているものである。３６はファンのような負荷部
材を軸２に取り付けるためのブッシュである。

ロータＲの外周を囲むステータＳは、一対のステータブ
ロックＳａ，Ｓｂで構成されている。両ステータブロッ
クＳａ，Ｓｂは軸２に対して点対称となる形状を有する
ものであって、いずれも鉄芯４とコイル７とから形成さ
れている。両鉄芯４は積層型のものであって、かしめピ
ン５によりかしめ固定されている。そして両鉄芯４の外
面にはロータＲの軸方向に長い溝４７が、対向面中央に
はロータＲの配置空間となる半円状凹溝４５が、対向面
左右にはコイル７の配置空間となる凹溝４６，４６が夫
々設けられている。コイル７は絶縁紙６が挿入された上
記凹溝４６に配置されるわけであるが、ここで両コイル
７は長方形ループ状のものの長手方向両端を同一方向に
略９０度屈曲させることで正面形状が方形、端面形状及
び側面形状がコ字型となるようにしたものであり、両側
片部が上記凹溝４６内に配設され、両端が鉄芯４の両端
面に配設されるものである。尚、絶縁紙６とかしめピン
５とを廃止して鉄芯４を同時成形で固定することも、製
作数量との関係で任意に選択することができる。

ロータＲの軸２の一端に配される軸受台ブロックＢｂ
は、両端からロータＲの軸方向に突出片４８，４８を突
設している軸受台８と、含油フェルト（図示せず）、軸
受９、軸受９を押さえるばね１１、衝撃荷重を受けた際
の軸２の変位をばね１１の弾性限界以下に抑えるストッ
パ１０等から構成されている。他方の軸受台ブロックＢ
ａは、同様に突出片４８，４８を備えた軸受台８とこれ
のロータＲ側の面に配されている含油フェルト、軸受９
等から構成されている。第２図中の３２はロータＲと軸
受９との間のスラスト方向の摩擦を低減させるための間
座、３３は軸受９の油がロータＲなどに付着することを
防止するための油間座である。そしてこの軸受台ブロッ
クＢａにおける軸受台８は、そのロータＲ側とは反対側
の面に凹所１２が形成されるとともに、コイル端子１
７、ボス１６等が設けられており、上記凹所１２にロー
タＲの回転位置検出センサーが配されている。

このセンサーは機械的に検出を行なうものであって、ロ
ータＲの軸２の端部に取り付けられる回転体Ｃと、この
回転体Ｃの外周面に設けられている一対の軸方向に並ぶ
セグメント１９，２０に夫々接触する各一対の刷子１
３，１４とを用いている。上記両セグメント１９，２０
は一体で互いにつながっているものの、両者の間にはこ
れらセグメント１９，２０とともに一体に成形されてい
る樹脂１８による絶縁部が位置しており、そしてセグメ
ント１９は連続する外周面を有しているものの、セグメ
ント２０は途中にスリットが形成されて周方向において
分断されたものとなっており、更にはセグメント２０の
一部はセグメント１９からも切り離されたものとなって
いる。はとめ状の刷子固定リング１５により軸受台８に
固定されている各刷子１３，１４は線ばねで形成された
ものであり、これらのうち、陽極に接続される一対の刷
子１３は、回転体Ｃにおけるセグメント１９外周面に、
陰極に接続される一対の刷子１４はセグメント２０の外
周面に接触する。

そして両軸受台ブロックＢａ，Ｂｂは、ステータＳにお
ける鉄芯４の端部外面で且つこの端部外面に位置してい
る両コイル７，７間の空間に配されて、各突出片４８を
鉄芯４の外面の溝４７に嵌合させるとともに、各軸受台
８，８及び鉄芯４を貫通する固定ボルト３１とナット３
５とにより組み立てられ、更にセンサーが配されている
軸受台ブロックＢａにおける軸受台８には、センサーが
配された凹所１２を回路基板２９で蓋するようにして、
回路ブロックＰが取り付けられる。この回路ブロックＰ
は、軸受台８のボス１６との嵌合及びボス１６の熱かし
めで固定される回路基板２９、そしてトライアック２
８、整流スタック２７、パワートランジスタ２１、サー
ジ吸収用のコンデンサ２２及びバリスタ２３、電源の平
滑用コンデンサ２６等の回路部品から構成されたもので
あり、電源との接続用リード線３０や速度制御用可変抵
抗器との接続用のリード線４０等が引き出されている。
前記軸受台Ｂａのコイル端子１７はプリント基板２９に
直結される。

さてこのように形成された図示例のモータにおいては、
上記センサーとロータＲとの間に軸受９を有する軸受台
８が位置して、ロータＲとセンサーとの間が軸受台８に
よって仕切られているために、ロータＲの回転や停止に
伴う空気の流れによってロータＲの収容部に外部から粉
塵が侵入しても、この粉塵がセンサー側に至ることがな
く、コイル７，７への通電タイミングを制御している回
転体Ｃのセグメント１９，２０に付着してセグメント１
９，２０と刷子１３，１４との接触が粉塵で妨害されて
しまったりすることがないものであり、しかも上記セン
サーは、前述のように、軸受台８における回路基板２９
で蓋される凹所１２に配されるために、他の方向から粉
塵がセンサーの部分に達することもないものである。

また、上記実施例のモータでは、各コイル７の両端部が
夫々鉄芯４の両端外部に、すなわちスラスト方向に突出
して露出しているわけであるが、組み合わされた時の端
面形状が長方形状をなしている鉄芯４に対して、各コイ
ル７の両端はラジアル方向、すなわち夫々鉄芯４の短手
方向に屈曲させられて、一部が鉄芯４の外面よりも外側
にまで突出し、端面からステータＳを見た時、第４図及
び第５図に示すようにコイル７の両端における内面と、
鉄芯４の外面との間に空隙Ｋが生じるようにされている
ものであり、そしてステータＳ全体の端面形状として
は、長方形状の鉄芯４とこの鉄芯４の短手方向において
外面に突出しているコイル７とで、ほぼ正方形状をなす
ものである。

尚、ロータＲにおける磁石１であるが、これはステータ
Ｓとの組み立て前に着磁するのではなく、ステータＳと
組み合わせた後に、着磁を行なうようにしている。着磁
した後のロータＲをステータＳに組み付けるのでは、磁
石１と鉄芯４との間に働く吸引力で磁石１が鉄芯４に当
たったりして磁石１が欠けたりする上に、軸２と軸受９
との嵌め合わせが困難となってしまうことに鑑みたもの
であり、ロータＲとステータＳ及び軸受台８，８を組み
立てた後、第６図に示すように励磁コイル５６が巻かれ
た着磁ヨーク５５間に配置し、そして鉄芯４を介して磁
石１の着磁を行なうのである。この場合、磁石１はほぼ
ステータＳの磁極と対向した形でＮＳ極が形成されるも
のであり、また着磁磁界を除去した後には、磁石１のＮ
Ｓ極はステータＳの磁極のギャップの小さいところを向
いた状態で停止する。この状態で軸２の一端を支持し、
そして鉄芯４の外側を基準として、軸２の他端に前記回
転体Ｃを圧入にて取り付けるものである。このように組
み立て後に着磁を行なうと、ロータＲとステータＳとの
組み立てが容易となるばかりか、ロータＲのバーミアン
スが大きくなるので磁石１の減磁も少なくなり、従って
保磁力の小さい磁石材の使用も可能となるために、コス
ト的にも有利となる。また、回転体Ｃの取り付けを上記
のように行なうと、ロータＲの停止位置（始動位置）を
基準に回転体Ｃを取り付けることになるものであって、
磁極と回転体Ｃとの位置のばらつきが小さくなるととも
に、回転体Ｃの調整が容易となるものである。

第７図乃至第９図は、上記ロータＲの回転位置検出用セ
ンサーにおける刷子１３，１４の他の例を示すものであ
って、線ばねで刷子１３，１４を形成した場合、回転体
Ｃのセグメント１９，２０との接触が１点接触となり、
導通に対する信頼性があまりないことから、線ばねから
なる各刷子１３，１４の先端部にＵ字型線材５７を溶接
により固着して、この線材５７の一対の先端がセグメン
ト１９，２０に接触するように、つまり多点接触となる
ようにして、導通の信頼性を高めたものである。

以上のように本発明においては、ロータの回転や停止に
伴って外気がロータの収容室に流入する時に粉塵が吸い
込まれてしまっても、回転位置検出センサーは軸受台か
らなる仕切壁でロータから仕切られたところに位置する
上に、軸受台におけるロータと反対側に設けられて回路
ブロックで蓋がなされた凹所内に収容されているため
に、上記粉塵が回転位置検出センサーに付着することは
なく、従ってモータ内に吸い込まれた粉塵が回転位置検
出センサーに付着することによる動作不良の発生のおそ
れがきわめて小さいものであり、しかも回転位置検出セ
ンサーにおける回転体は軸受台の外側から装着すること
になるために、回転体の取着はもちろん位置決めも行い
やすくて品質向上を図りやすく、更には仕切壁として軸
受台を、蓋として回路ブロックを利用するために、防塵
用の別途部材を必要とすることがなく、回転位置検出セ
ンサーに対する確実な防塵を行えるものの、部品点数が
少なくてすむものである。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明一実施例の斜視図、第２図は同上の分解
斜視図、第３図は同上の破断正面図、第４図は同上の回
路ブロックを外した状態の平面図、第５図は同上の軸受
台を外した状態の破断平面図、第６図は同上の着磁状態
を示す破断正面図、第７図は同上の他の刷子を用いた例
の分解斜視図、第８図は同上の斜視図、第９図(a)(b)は
同上の刷子の平面図及び側面図であって、４は鉄芯、７
はコイル、８は軸受台、１３，１４は刷子、１９，２０
はセグメント、Ｃは回転体を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者青木和久大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者久保信泰大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (56)参考文献実開昭54−81407（ＪＰ，Ｕ) 実開昭55−178277（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コイル(7)を備えたステータ(S)と磁石(1)
を備えたローラ(R)とからなる磁気回路形成部を有する
とともに、ロータ(R)の軸(2)に取り付けられてロータ
(R)と共に回転する回転体(C)と、この回転体(C)に設け
られたセグメント(19,20)に摺接する刷子(13,14)とから
なるロータ(R)の回転位置検出センサーを有して、回転
位置検出センサーによって上記コイル(7)への通電タイ
ミングを制御している直流モータにおいて、磁気回路形
成部のロータ(R)と、回転位置検出センサーとの間をロ
ータ支持用の軸受台(8)からなる仕切壁で仕切っている
とともに、回転位置検出センサーは、軸受台(8)におけ
るロータ(R)と反対側の面に形成されて回路ブロック(P)
で蓋がなされた凹所(12)内に収容されていることを特徴
とする直流モータ。
【請求項２】刷子(13,14)は線ばねで形成されており、
多条とされた先端がセグメント(19,20)への摺接部とな
っていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
直流モータ。