JPH073280U - 軸方向空隙型電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブラシを形成したブラケット面に円環状の界
磁々極を固定しても，界磁々極が傾かないようにして，
界磁々極と偏平形電機子との間の空隙長を均一なものと
することで，トラブル原因を解消する。 【構成】 薄膜絶縁体（８）を介して上記界磁々極（１
５）をブラケット（１０）面に固設した場合，上記界磁
々極（１５）と上記偏平形電機子（６）間の軸方向の空
隙長が均一空隙長となるように上記電源供給用導電体
（１２−１，１２−２）と隔離されたブラケット（１
０）の別の位置にも界磁々極（１５）を平行に保つ空隙
長調整用導電体（３２）を形成し，上記電源供給用導電
体（１２−１，１２−２）及び空隙長調整用導電体（３
２）を形成したブラケット（１０）面に上記薄膜絶縁体
（８）を形成して上記界磁々極（１５）を固定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

【０００２】 本考案は，極めて軸方向に薄い軸方向空隙型電動機に関する。

【０００３】

【従来技術】

従来，この種の軸方向の厚みが３ｍｍと極めて薄い軸方向空隙型電動機では、 ブラケット１０’面に図８に示すように円環状の４極の界磁々極１５が接着剤な どを用いて固定されているが，界磁々極１５をブラケット１０’に固定する前に ，ブラケット１０’面に一対の導電体でできた図８に示すブラシ１３−１，１３ −２を固着形成する必要がある。

【０００４】 ブラシ１３−１，１３−２の刷子部７−１，７−２は，整流子と摺接して電機 子コイル３−１，・・・，３−３の整流を行う部分で，図１０に示すように山形 状に形成されている。

【０００５】 このブラシ１３−１，１３−２を固定形成したブラケット１０’面には，界磁 々極１５との電気的ショ−トを防ぐ目的で，刷子部７−１，７−２を有する点線 囲い部２（図９参照）を除き図１１に示すように薄膜絶縁体８で覆い，その薄膜 絶縁体８の上面に界磁々極１５を固定している。

【０００６】 図８乃至図１０において，ブラシ１３−１，１３−２の刷子部７−１，７−２ は，各々正側電源端子１４−１側，負側電源端子１４−２側に電気的に接続する ための一対の正・負の電源供給用導電体１２−１，１２−２を一体形成している 。

【０００７】 該電源供給用導電体１２−１，１２−２は，ブラケット１０’の一部を半径外 側方向に延長して形成した電源供給用リ−ド線取付片１７の端部まで延びて形成 され，薄膜絶縁体８から露出した電源供給用導電体１２−１，１２−２の端部に 正側電源端子１４−１側，負側電源端子１４−２側と電気的接続するためのリ− ド線１８−１，１８−２とを半田１９を用いて電気的接続している。

【０００８】

【従来技術の問題点】

上記した軸方向の厚みが３ｍｍと極めて薄い軸方向空隙型電動機の界磁々極１ ５を有するブラケット１０’の場合，該ブラケット１０’面に図８に示すように フラットな円環状の界磁々極１５を接着剤などを用いて固定すると，図９の点線 囲い部２０で示す導電体１２−１，１２−２の上に界磁々極１５が乗ることにな るため，該導電体１２−１，１２−２の厚み分だけ界磁々極１５が上記導電体１ ２−１，１２−２の上に乗っかっていない部分に比較して高くなるため，図１２ に示すように界磁々極１５は傾いて固定される。

【０００９】 導電体１２−１，１２−２は，ミクロン単位の厚みしかないが，軸方向空隙型 電動機は軸方向の厚みが３ｍｍと非常に薄い。軸方向空隙型電動機の厚みはブラ ケット１０’，界磁々極１５など後記する種々の構成要素を考慮して厚みが決定 されたもので，余分な空隙長が無く，界磁々極１５の傾きは後記する偏平形電機 子６の破損，大きな接触音の発生，ブラシ１３−１，１３−２の著しい摩耗，起 動不良を招いたり，寿命を著しく短いものにしたり，軸方向空隙型電動機そのも のを破損したりするトラブル原因となる。

【００１０】

【考案の課題】

本考案は，ブラシを形成したブラケット面に円環状の界磁々極を固定しても， 界磁々極が傾かないようにして，界磁々極と偏平形電機子との間の空隙長を均一 なものとすることで，トラブル原因を解消した軸方向に極めて厚みの薄い軸方向 空隙型電動機を得ることを課題になされたものである。

【００１１】

【考案の課題を達成するための手段】

かかる本考案の課題は，回転自在に支持された偏平形電機子と軸方向の空隙を 介して対向するブラケット面に隣り配置の磁極が異極となるようにＮ極，Ｓ極の 磁極を２Ｐ（Ｐは１以上の整数）個備えて形成したフラットな円環状の界磁々極 を備え，上記偏平形電機子と軸方向の空隙を介して対向するブラケット面に当該 ブラケットの外周部位置から上記界磁々極の内周面部のブラケット位置まで延び る一対のブラシへの電源供給用導電体を形成し，整流子と摺設する一対の上記電 源供給用導電体と電気的に接続するブラシを設けて該ブラシを上記界磁々極の内 周位置に位置させ，上記電源供給用導電体面に薄膜絶縁体を施し，その上面に上 記界磁々極を固設した軸方向空隙型電動機の界磁々極を有するブラケットにおい て，上記薄膜絶縁体を介して上記界磁々極をブラケット面に固設した場合，上記 界磁々極と上記偏平形電機子間の軸方向の空隙長が均一空隙長となるように上記 電源供給用導電体と隔離されたブラケットの別の位置にも界磁々極を平行に保つ 空隙長調整用導電体を形成し，上記電源供給用導電体及び空隙長調整用導電体を 形成したブラケット面に上記薄膜絶縁体を形成して上記界磁々極を固定した軸方 向空隙型電動機を提供することで達成できる。

【００１２】

【作用】

ブラケット１０の上面の界磁々極１５を載せて固定する部分にブラシ１３−１ ，１３−２を構成する電源供給用導電体１２−１，１２−２と同じ厚みの空隙長 調整用導電体３０を形成しているので，薄膜絶縁体８を介して界磁々極１５を固 定した場合でも，電源供給用導電体１２−１，１２−２及び空隙長調整用導電体 ３０によって界磁々極１５がブラケット１０の上面部に平行に固定され，界磁々 極１５と上記偏平形電機子６間の軸方向の空隙長が均一空隙長となり，上記界磁 々極１５と上記偏平形電機子６との接触などによるトラブル原因を解消できる。

【００１３】

【考案の実施例】

以下，図１乃至図７を参照して，本考案の一実施例について説明する。

【００１４】 図１は，界磁々極１５は４極のものを用い，３個の空心型電機子コイル３−１ ，・・・，３−３を互いに重ならないように１２０度の等間隔ピッチの３相配置 として樹脂４で回転軸５にモ−ルドして形成した偏平形電機子６を軸方向の空隙 を介して上記界磁々極１５と面対向させた軸方向に厚みの薄い軸方向空隙型電動 機１の分解斜視図で，図２は同軸方向空隙型電動機１の縦断面図である。以下， 図１及び図２の軸方向空隙型電動機１は，軸方向の厚みが３ｍｍ，直径が２０ｍ ｍに形成してある。

【００１５】 軸方向の厚みが，３ｍｍ，直径が２０ｍｍの磁性体でできた偏平カップ形のケ −ス９の開口端部（図面上，下部開口端部）を磁性体でできた円板状のブラケッ ト１０で閉じることで，軸方向空隙型電動機本体１１を形成している。ケ−ス９ ，ブラケット１０はステ−タヨ−クを兼ねている。ブラケット１０は，鉄基板を 用いて形成している。ブラケット１０の上面に上記した弓状の一対のブラシ１３ −１，１３−２が円環状を形成するように１８０度対称に固着形成している。

【００１６】 ブラシ１３−１，１３−２は，刷子部７−１，７−２と該刷子部７−１，７− ２への電源供給するための電源供給用導電体１２−１，１２−２を厚みの薄い導 電体からなる板バネなどで一体形成してもよい。しかし，ここではブラケット１ ０面に形成するための当該電源供給用導電体１２−１，１２−２は当該ブラケッ ト１０の外周部位置から上記界磁々極１５の内周面部のブラケット１０位置まで 延びて形成し，該電源供給用導電体１２−１，１２−２の端部に半田付けして図 １０のように上方に山形状になった後記する整流子２８と摺接する一対の板バネ 状の刷子部７−１，７−２を半田３１にて電気的に接続する。このようにするこ とで，ブラシ１３−１，１３−２の刷子部７−１，７−２を上記界磁々極１５の 内周位置に位置させている。この結果，図９のブラシ１３−１，１３−２に示す 点線囲い部２０とその外側部分が図１に示すように界磁々極１５の内周部に位置 しなくて済むようにしている（図１及び図５参照）。尚，刷子部７−１，７−２ は，図９に示すように櫛歯状に形成している。

【００１７】 ２つの電源供給用導電体１２−１，１２−２は，各々リ−ド線１８−１，１８ −２を介して正側電源端子１４−１側，負側電源端子１４−２側に電気的に接続 されることで，正側電源端子１４−１側に接続されたブラシ１３−１と負側電源 端子１４−２（図１参照）側に接続されたブラシ１３−２とは，後記で詳細に説 明するように整流子２８に電気的に摺接して導通する。

【００１８】 整流子２８は，図３に示すように６個の整流子片２８−１，・・・，２８−６ から構成され，該整流子片２８−１，・・・，２８−６と電気的に摺動される上 記ブラシ１３−１，１３−２の刷子部７−１，７−２は界磁々極１５の一磁極数 幅の開角に配置している。この実施例では，２つのブラシ１３−１と１３−２は ，後記する界磁々極１５のほぼ一磁極幅（機械角で９０度，電気角で１８０度） の開角幅で配置形成している（図１及び図７参照）。

【００１９】 このブラシ１３−１，１３−２を形成したブラケット１０の状態のままで，こ の上に薄膜絶縁体８を形成し，界磁々極１５を固設したのでは，従来の欠点を何 等解消しないことになる。

【００２０】 そこで，この考案では，上記薄膜絶縁体８を介して上記界磁々極１５をブラケ ット１０面に固設した場合，上記界磁々極１５と上記偏平形電機子６間の軸方向 の空隙長が均一空隙長となるように上記電源供給用導電体１２−１，１２−２と 隔離されたブラケット１０の別の位置にも上記点線囲い部２０を含んで形成され る界磁々極１５の配設される円環状軌跡位置のブラケット１０面にも当該電源供 給用導電体１２−１，１２−２をブラケット１０面にエッチング等の手段で形成 する際に当該電源供給用導電体１２−１，１２−２と同じ厚みの図４に示す空隙 長調整用導電体３０を同時形成して図６に示すように界磁々極１５を平行に保つ ように形成し，上記電源供給用導電体１２−１，１２−２及び空隙長調整用導電 体３０を形成したブラケット１０面に上記薄膜絶縁体８を形成し（図５及び図６ 参照では図面の都合上，薄膜絶縁体８を描いていない）て上記界磁々極１５を固 定した場合でも当該界磁々極１５と上記偏平形電機子６間の空隙長が均一空隙長 になるようにしている。尚，上記薄膜絶縁体８は，刷子部７−１，７−２，半田 ３１部及びリ−ド線１８−１，１８−２と半田付けする電源供給用導電体１２− １，１２−２の端部面には，当然のことながら形成されない。

【００２１】 上記ブラケット１０は，電源供給用導電体１２−１，１２−２及びブラシ１３ −１，１３−２面側を内側に向けて磁性体でできた偏平カップ形のケ−ス９の開 口端部を閉じ，軸方向空隙型電動機本体１１を形成している。

【００２２】 上記ケ−ス９の側面部を切欠して透孔１６を形成し，該透孔１６と対向するブ ラケット１０の外周を半径外側方向に延長形成して電源供給用リ−ド線取付片１ ７を形成している。該取付片１７にまで延びて延長形成した上記導電体１２−１ ，１２−２に正側電源端子１４−１側に接続するためのリ−ド線１８−１，負側 電源端子１４−２側に接続するためのリ−ド線１８−２を半田１９によって電気 的接続を行っている（図１参照）。

【００２３】 回転軸５には，後記するように偏平形電機子６が樹脂４にて固定されている。

【００２４】 回転軸５の上下両端は，ケ−ス９及びブラケット１０の中心部に設けたオイル レスメタル等の軸受２１，２２によって回動自在に軸支することで，回転子を構 成する偏平形電機子６を回動自在に支持している。

【００２５】 該偏平形電機子６と軸方向の空隙を介して隣接する磁極が異極となるように， 周方向に沿って交互にＮ極，Ｓ極の磁極を着磁した平板円環状の界磁々極１５が 回転軸５と同心状配置にブラケット１０の上面に接着剤によって固定されている 。

【００２６】 偏平形電機子６は，滑らかに回転するように又効率の良いものとするために互 いに重ならないように図１に示すように３個の空心型電機子コイル３−１，・・ ・，３−３を１２０度の等間隔ピッチの３相配置の電機子とし，樹脂４でモ−ル ドし，偏平形状に形成としている（図１参照）が，樹脂４によるモ−ルドを不要 にしても良い。

【００２７】 電機子コイル３−１，・・・，３−３は，半径方向の有効導体部３ａ，３ａ’ が発生トルクに寄与し，周方向の導体部３ｂ，３ｃは発生トルクに寄与しないも のとなっている。また各電機子コイル３−１，・・・，３−３は，効率良好な軸 方向空隙型電動機６を形成するために，有効導体部３ａと３ａ’との開角を，界 磁々極１５（４極となっている）の一磁極の幅と等しい幅，すなわち機械角で９ ０度の扇枠状のものに形成している。

【００２８】 偏平形電機子６の下面部には，回転軸５と同心状に整流子基板２７が固定され ている。整流子基板２７は，プリント基板などの絶縁基板２９の下面にブラシ１ ３−１，１３−２と摺接する整流子片２８−１，・・・，２８−６群からなる整 流子２８をエッチング手段などにて形成している（図３及び図７参照）。

【００２９】 整流子片２８−１と２８−４は，絶縁基板２９の下面においてエッチング手段 などで形成したプリント配線パタ−ンによって電気的接続しており，同じく絶縁 基板２９の上面においてはエッチング手段などで形成したプリント配線パタ−ン によって図７に示すように整流子片２８−２と２８−５，２８−３と２８−６と を電気的接続し，電機子コイル３−１の一方の端子を整流子片２８−１に電気的 に接続し，電機子コイル３−２の一方の端子を整流子片２８−３に電気的に接続 し，電機子コイル３−３の一方の端子を整流子片２８−２に電気的に接続し，電 機子コイル３−１，・・・，及び３−３の他方の端子同士を電気的に共通接続す るように半田付けなどの手段で接続している。

【００３０】 尚，電機子コイル３−１，３−２は接着剤によって整流子基板２７に接着して 固定するのみでもよいが，堅固なものにするために樹脂４にてモ−ルドしている 。

【００３１】 本考案の実施例の軸方向空隙型電動機１によれば，電源端子１４−１，１４− ２，ブラシ１３−１，１３−２，整流子２８等を介して３個の電機子コイル３− １，・・・，３−３に電源を供給することで，フレミングの左手の法則に従って 所定方向に回転するトルクが発生するので，偏平形電機子６が所定方向に回転す る。

【００３２】 偏平形電機子６が所定方向に回転すると，順次所定方向の回転トルクが得られ るように，ブラシ１３−１及び１３−２と整流子片２８−１，・・・，２８−６ の摺接位置が切り変わり，継続した所定方向の回転トルクが発生する。

【００３３】

【効果】

本考案によれば，ブラシを取り付けた面に界磁々極を固定しても該界磁々極を 平行に固定できるので，軸方向に厚みの薄い軸方向空隙型電動機を極めて容易に 組み立てることができる。

【図面の簡単な説明】

図１ 本考案を適用した１実施例の軸方向空隙型電動機
の分解斜視図である。 図２ 同軸方向空隙型電動機の縦断面図である。 図３ 同偏平形電機子の底面図である。 図４ ブラシ及び空隙長調整用導電体を形成したブラケ
ットの上面図である。 図５ 図４のブラケット面へ界磁々極を固定した場合の
平面図である。 図６ 図４のブラケット面へ界磁々極を固定した場合の
縦断面図である。 図７ 界磁々極，偏平形電機子，整流子及びブラシとの
展開図である。 図８ 従来のブラシ，界磁々極を固定したブラケットの
上面斜視図である。 図９ ブラシの説明用平面図である。 図１０ 図９におけるＸ−Ｘ’線縦断面図である。 図１１ ブラケット面にブラシを形成し，その上に薄膜
絶縁体を形成した場合の縦断面図である。 図１２ 図１１のブラケット面に界磁々極を固定した場
合の問題点の説明をするための縦断面図である。

【符号の説明】

１ 軸方向空隙型電動機， ２ 点線囲い部 ３−１，３−２ コアレス電機子コイル ３ａ，３ａ’ 発生トルクに寄与する有効導体部 ３ｂ，３ｃ 発生トルクに寄与しない導体部 ４ 樹脂 ５ 回転軸 ６ 偏平形電機子 ７−１，７−２ 刷子部 ８ 薄膜絶縁体 ９ ケ−ス １０，１０’ ブラケット １１ 軸方向空隙型電動機本体 １２−１，１２−２ 電源供給用導電体 １３−１，１３−２ ブラシ １４−１ 正側電源端子 １４−２ 負側電源端子 １５ 界磁々極 １６ 透孔 １７ 電源供給用リ−ド線取付片 １８−１，１８−２ リ−ド線 １９ 半田 ２０ 点線囲い部 ２１，２２ 軸受 ２７ 平板状整流子基板 ２８ 整流子 ２８−１，・・・，２８−６ 整流子片 ２９ 絶縁基板 ３０ 空隙長調整用導電体 ３１ 半田

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転自在に支持された偏平形電機子
   （６）と軸方向の空隙を介して対向するブラケット（１
   ０）面に隣り配置の磁極が異極となるようにＮ極，Ｓ極
   の磁極を２Ｐ（Ｐは１以上の整数）個備えて形成したフ
   ラットな円環状の界磁々極（１５）を備え，上記偏平形
   電機子（６）と軸方向の空隙を介して対向するブラケッ
   ト（１０）面に当該ブラケット（１０）の外周部位置か
   ら上記界磁々極（１５）の内周面部のブラケット（１
   ０）位置まで延びる一対のブラシ（１３−１，１３−
   ２）への電源供給用導電体（１２−１，１２，２）を形
   成し，整流子（２８）と摺設する一対の上記電源供給用
   導電体（１２−１，１２−２）と電気的に接続するブラ
   シ（１３−１，１３−２）を設けて該ブラシ（１３−
   １，１３−２）を上記界磁々極（１５）の内周位置に位
   置させ，上記電源供給用導電体（１２−１，１２−２）
   面に薄膜絶縁体（８）を施し，その上面に上記界磁々極
   （１５）を固設した軸方向空隙型電動機（１）の界磁々
   極（１５）を有するブラケット（１０）において，上記
   薄膜絶縁体（８）を介して上記界磁々極（１５）をブラ
   ケット（１０）面に固設した場合，上記界磁々極（１
   ５）と上記偏平形電機子（６）間の軸方向の空隙長が均
   一空隙長となるように上記電源供給用導電体（１２−
   １，１２−２）と隔離されたブラケット（１０）の別の
   位置にも界磁々極（１５）を平行に保つ空隙長調整用導
   電体（３０）を形成し，上記電源供給用導電体（１２−
   １，１２−２）及び空隙長調整用導電体（３０）を形成
   したブラケット（１０）面に上記薄膜絶縁体（８）を形
   成して上記界磁々極（１５）を固定したことを特徴とす
   る軸方向空隙型電動機。