説明

ブラシ付きモータ

【課題】 ブラシとコミュテータとの摩擦によって発生した摩耗粉を除去することができるブラシ付きモータを提供する。
【解決手段】 セグメント間の溝の底面に接するように、溝の長手方向に移動する摩耗粉除去素子を備える。各セグメントには、他のセグメントに向かい合う面に、セグメント間の溝の長手方向に第2の溝が設けられ、摩耗粉除去素子には、第2の溝に嵌合する凸部が設けられている。また、セグメント間の溝の底面に、溝の長手方向に第2の溝が設けられ、摩耗粉除去素子には、第2の溝に嵌合する凸部が設けられていてもよい。そのように構成すると、摩耗粉除去素子はセグメント間の底面に沿って移動し、摩耗粉を除去する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ブラシと整流子とが接触するブラシ付きモータに関する。
【背景技術】
【0002】
図7は、一般的なブラシ付きモータの構成を示す斜視図である。図7には、回転軸の円周上に設置された複数のコミュテータ(整流子、以下、セグメントという。)1a間に溝(空間)が設けられ、各セグメント1a間が絶縁されていることが示されている。
【0003】
しかし、モータが駆動されて回転軸5の長手方向を中心軸としてセグメント1aが回転すると、セグメント1aとブラシ2a,2bとの間に摩擦が発生してセグメント1aおよびブラシ2a,2bが摩耗し、図8に示すように、摩耗粉7が発生する。
【0004】
摩耗粉7は、導体であるセグメント1aおよびブラシ2a,2bから発生するので導体である。そのため、摩耗粉7がセグメント1a間に設けられている溝に堆積すると、図9に示すように、セグメント1a間で絶縁不良が発生する。なお、図9には、直流電源9とインダクタ8とが示されている。
【0005】
そこで、セグメント間の溝に摩耗粉が堆積しないように絶縁材を充填したモータが提案されている(例えば、特許文献1および特許文献2参照。)。
【0006】
【特許文献1】実開平6−211376号公報(図1)
【特許文献2】特開2002−335651号公報(段落0010〜0012、図1)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、特許文献1および特許文献2に記載されているモータは、セグメント間の溝に充填された絶縁材がブラシと接触して摩耗粉が発生する。そのため、絶縁材から発生した導電性がない摩耗粉がブラシとセグメントとの間に挟まると、ブラシとセグメントとの間を絶縁してしまうという問題がある。
【0008】
そこで、本発明は、ブラシとセグメントとの摩擦によって発生した摩耗粉を除去することができるブラシ付き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】
【0009】
本発明によるブラシ付きモータは、導電性の一対のブラシと、ブラシに接触する整流子とを有し、整流子のセグメント間に溝が設けられたブラシ付きモータにおいて、セグメント間の溝の底面に接しながら、溝の長手方向に移動する摩耗粉除去部を備えたことを特徴とする。
【0010】
各セグメントにおける他のセグメントに向かい合う壁部に、セグメント間の溝の長手方向に平行な凹部が設けられ、摩耗粉除去部が、凹部に嵌合する凸部を有するように構成されていてもよい。
【0011】
セグメント間の溝の底面に、セグメント間の溝の長手方向に平行な凹部が設けられ、摩耗粉除去部が、凹部に嵌合する凸部を有するように構成されていてもよい。
【0012】
摩耗粉除去部は、例えば、与えられた加速度に応じて移動する。
【0013】
セグメント間の溝は長手方向の一端からの距離に応じて浅くなるように形成され、凹部の内部で、摩耗粉除去部における凸部を牽引するばねが設けられていてもよい。
【0014】
摩耗粉除去部は、絶縁物であることが好ましい。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、摩耗粉除去部が摩耗粉を除去し、セグメント間の絶縁不良の発生を防ぐことができる。
【0016】
セグメント間の溝の長手方向に凹部が設けられ、凹部に嵌合する凸部が摩耗粉除去部に設けられている場合には、摩耗粉除去部がセグメント間の溝の長手方向に移動して、摩耗粉を除去することができる。
【0017】
セグメント間の溝の底面に凹部が設けられ、凹部に嵌合する凸部が摩耗粉除去部に設けられている場合には、摩耗粉除去部がセグメント間の溝の長手方向に移動して、摩耗粉を除去することができる。
【0018】
摩耗粉除去部が、与えられた加速度に応じて移動するように構成されている場合には、ブラシ付きモータが携帯機器に搭載されると、使用者の使用等によって与えられた加速度に応じて摩耗粉除去部が移動し、摩耗粉を除去することができる。
【0019】
セグメント間の溝が長手方向の一端からの距離に応じて浅くなるように形成され、凹部の内部で、摩耗粉除去部における凸部を牽引するばねが設けられている場合には、摩耗粉除去部は、回転速度に応じた遠心力と、ばねの牽引力とに応じて移動し、摩耗粉を除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
実施の形態1.
本発明の第1の実施の形態について、図面を参照して説明する。図1は、本発明によるブラシ付きモータの第1の実施の形態を示す斜視図である。
【0021】
第1の実施の形態のブラシ付きモータは、回転軸5の円周上に設けられている整流子片であるセグメント1a,1b,1c、一対のブラシ2a,2b、セグメント1aとセグメント1bとの間の溝に設置されている摩耗粉除去素子(摩耗粉除去部)3a、セグメント1bとセグメント1cとの間の溝に設置されている摩耗粉除去素子3b、およびセグメント1cとセグメント1aとの間の溝に設置されている摩耗粉除去素子3cを含む。
【0022】
各セグメントの他のセグメントと向かいあう壁部には、回転軸5の長手方向に平行して形成された凹部10が設けられている。
【0023】
図2は、第1の実施の形態の摩耗粉除去素子3aの形状を示す説明図である。図2に示す摩耗粉除去素子3aは、セグメント間の溝の底面に接する面11を有し、各セグメントの壁部に設けられた凹部10に嵌合する凸部12を有する。なお、摩耗粉除去素子3b,3cの形状も、摩耗粉除去素子3aと同様な形状である。各セグメントに設けられた凹部10と摩耗粉除去素子3a,3b,3cの凸部12とが嵌合して、各摩耗粉除去素子3a,3b,3cは、凹部10に沿って移動する。よって、摩耗粉除去素子3a,3b,3cの面11が、セグメント間の溝の底面に沿って移動する。そして、セグメント間の溝の摩耗粉を除去する。
【0024】
なお、各摩耗粉除去素子3a,3b,3cは、摩耗粉を除去できる程度の質量の絶縁物によって実現される。
【0025】
本発明の第1の実施の形態の動作について説明する。ブラシ2a,2bに電流が供給されると、一方のブラシが接触している一のセグメントと、他方のブラシが接触している他の一のセグメントとに電流が流れる。すると、磁界が発生して回転軸5の長手方向を中心軸として、回転軸5と回転軸5に固定されているセグメント1a,1b,1cとが回転する。
【0026】
セグメント1a,1b,1cが回転すると、各ブラシ2a,2bとセグメント1a,1b,1cとの間に摩擦が発生して、各ブラシ2a,2bおよびセグメント1a,1b,1cが摩耗して、摩耗粉が発生することがある。発生した摩耗粉は、セグメント間の溝を含むモータ内に堆積する。
【0027】
モータがセグメント間の溝の長手方向に揺らされる等して、各摩耗粉除去素子3a,3b,3cが移動可能な方向に加速度が与えられると、各摩耗粉除去素子3a,3b,3cは、セグメント間の溝の底面に沿って移動し、セグメント間の溝に堆積した摩耗粉を除去する。
【0028】
具体的には、摩耗粉除去素子3aはセグメント1aとセグメント1bとの間の溝に堆積した摩耗粉を除去し、摩耗粉除去素子3bはセグメント1bとセグメント1cとの間の溝に堆積した摩耗粉を除去し、摩耗粉除去素子3cはセグメント1cとセグメント1aとの間の溝に堆積した摩耗粉を除去する。
【0029】
以上に述べたように、この実施の形態によれば、各摩耗粉除去素子がセグメント間の溝に堆積した摩耗粉を除去するため、セグメント間の絶縁不良の発生を防ぐことができる。また、セグメント間で発生した絶縁不良を解消することができる。
【0030】
なお、一般に、セグメント1a,1b,1cや回転軸5等の回転部分や電流が流れている部分は、安全のために覆われている。そのため、従来のブラシ付きモータのセグメント間の溝に堆積した摩耗粉を除去するためには、セグメント1a,1b,1cや回転軸5等の回転部分や電流が流れている部分の覆いを外さなければならない。しかし、この実施の形態によれば、そのような覆いを外すことなく、セグメント間の溝に堆積した摩耗粉を除去することができる。
【0031】
また、例えば、この実施の形態のブラシ付きモータが携帯電話機に搭載され、使用者が歩行したりすると各摩耗粉除去素子に加速度が与えられ、セグメント間の摩耗粉が除去される。したがって、使用者は、意識することなく摩耗粉を除去することができる。
【0032】
実施の形態2.
本発明の第2の実施の形態について、図面を参照して説明する。図3は、本発明によるブラシ付きモータの第2の実施の形態を示す斜視図である。
【0033】
第2の実施の形態のブラシ付きモータは、セグメント間の溝の底面の長手方向に平行して形成された凹部13が設けられている。
【0034】
図4は、第2の実施の形態の摩耗粉除去素子4aの形状を示す説明図である。図4に示す摩耗粉除去素子4aは、セグメント間の溝の底面に接する面11を有し、凹部13に嵌合し回転軸5が回転しても脱落しないような凸部14を有する。なお、摩耗粉除去素子4b,4cの形状も、摩耗粉除去素子4aと同様な形状である。
【0035】
図5は、摩耗粉除去素子4a移動の様子を模式的に示す断面図である。モータがセグメント間の溝の長手方向に揺らされる等して、摩耗粉除去素子4aが移動可能な方向に加速度が与えられると、摩耗粉除去素子4aは、セグメント間の溝の底面に沿って移動して、セグメント間の溝に堆積した摩耗粉を除去する。なお、他の摩耗粉除去素子も、摩耗粉除去素子4aと同様に移動して摩耗粉を除去する。
【0036】
この実施の形態でも、第1の実施の形態と同様に、各摩耗粉除去素子がセグメント間の溝に堆積した摩耗粉を除去するため、セグメント間の絶縁不良の発生を防ぐことができる。
【0037】
実施の形態3.
本発明の第3の実施の形態について、図面を参照して説明する。図6は、第3の実施の形態を示す説明図である。第3の実施の形態でも、セグメント間の溝の底面の長手方向に凹部13が設けられている。
【0038】
第3の実施の形態では、セグメント間の溝の深さが、セグメント間の溝の長手方向の一端からの距離に応じて浅くなっている。また、摩耗粉除去素子4aにおいて凹部13に嵌合している部分は、凹部13の内部において、セグメント間の溝の深さが深い方の端部に、ばね6を介して接続されている。なお、他の摩耗粉除去素子およびそれに対応する回転軸5の溝も、図6に例示した構成と同様の構成になっている。
【0039】
次に、第3の実施の形態の動作について説明する。ブラシ2a,2bに電流が供給されると、一方のブラシが接触している一のセグメントと、他方のブラシが接触している他の一のセグメントとに電流が流れる。すると、磁界が発生して回転軸5の長手方向を中心軸として、回転軸5とセグメント1a,1b,1cとが回転する。
【0040】
セグメント1a,1b,1cが回転すると、各ブラシ2a,2bとセグメント1a,1b,1cとの間に摩擦が発生して、各ブラシ2a,2bおよびセグメント1a,1b,1cが摩耗して、摩耗粉が発生することがある。発生した摩耗粉は、モータ内に、特にセグメント間の溝に堆積する。
【0041】
また、回転軸5が回転すると、各摩耗粉除去素子には回転の中心から離れる方向に遠心力が発生する。その結果、各摩耗粉除去素子は、セグメント間の溝の深さが深い方から浅い方に、セグメント間の溝の底面に沿って移動する。図6において、「遠心力」と記されている矢印は、遠心力にもとづいて各摩耗粉除去素子が移動する方向を示す。
【0042】
各摩耗粉除去素子がセグメント間の溝の底面に沿って移動すると、セグメント間の溝に堆積している摩耗粉は除去される。
【0043】
さらに、ブラシ2aおよび2bへの電力の供給が停止すると、回転軸5の回転が停止し、遠心力がなくなる。すると、各摩耗粉除去素子はばね5に牽引され、セグメント間の溝の深さが浅い方から深い方に(図6において、左から右の方向に)、セグメント間の溝の底面に沿って移動する。
【0044】
摩耗粉除去素子がセグメント間の溝の底面に沿って移動すると、セグメント間の溝に堆積している摩耗粉は除去される。
【0045】
以上に述べたように、この実施の形態によれば、回転軸5の回転開始および回転停止に応じて摩耗粉除去素子が移動するので、セグメント間の溝に堆積した摩耗粉を除去し、セグメント間の絶縁不良の発生を防ぐことができる。
【0046】
また、摩耗粉除去素子にかかる遠心力は、回転軸5の回転速度に応じて変化するので、回転軸5の回転速度に応じて移動し、セグメント間の溝に堆積した摩耗粉を除去することができる。
【0047】
なお、本発明は、以上に述べた各実施の形態に限定されるものではなく、例えば、第1の実施の形態と第3の実施の形態とを組み合わせて実現してもよい。
【0048】
また、本発明を、ブラシ付きモータと同様の構成のブラシ付き発電機に適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0049】
本発明は、携帯電話機のバイブレータ等に用いられるモータに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0050】
【図1】本発明によるブラシ付きモータの第1の実施の形態を示す斜視図である。
【図2】第1の実施の形態の摩耗粉除去素子の形状を示す説明図である。
【図3】本発明によるブラシ付きモータの第2の実施の形態を示す斜視図である。
【図4】第2の実施の形態の摩耗粉除去素子の形状を示す説明図である。
【図5】第2の実施の形態のブラシ付きモータを模式的に示す断面図である。
【図6】第3の実施の形態を示す説明図である。
【図7】従来のブラシ付きモータの構成を示す斜視図である
【図8】摩耗粉がセグメント間の溝に堆積した場合を示す説明図である。
【図9】セグメント間で絶縁不良が発生した場合を示す説明図である。
【符号の説明】
【0051】
1a,1b,1c セグメント
2a,2b ブラシ
3a,3b,3c,4a,4b,4c 摩耗粉除去素子
5 回転軸
6 ばね

【特許請求の範囲】
【請求項1】
導電性の一対のブラシと、ブラシに接触する整流子とを有し、整流子のセグメント間に溝が設けられたブラシ付きモータにおいて、
前記セグメント間の溝の底面に接しながら、前記溝の長手方向に移動する摩耗粉除去部を備えた
ことを特徴とするブラシ付きモータ。
【請求項2】
各セグメントにおける他のセグメントに向かい合う壁部に、セグメント間の溝の長手方向に平行に形成された凹部が設けられ、
摩耗粉除去部は、前記凹部に嵌合する凸部を有する
請求項1記載のブラシ付きモータ。
【請求項3】
セグメント間の溝の底面に、セグメント間の溝の長手方向に平行に形成された凹部が設けられ、
摩耗粉除去部は、前記凹部に嵌合する凸部を有する
請求項1記載のブラシ付きモータ。
【請求項4】
摩耗粉除去部は、与えられた加速度に応じて移動する
請求項1から請求項3のうちいずれか1項記載のブラシ付きモータ。
【請求項5】
セグメント間の溝は長手方向の一端からの距離に応じて浅くなるように形成され、
凹部の内部で、摩耗粉除去部における凸部を牽引するばねが設けられた
請求項2または請求項3記載のブラシ付きモータ。
【請求項6】
摩耗粉除去部は、絶縁物である
請求項1から請求項5のうちいずれか1項記載のブラシ付きモータ。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate

【図9】
image rotate