直流馬達的制作方法
【專利摘要】一種直流馬達，具有階梯部(4a)的帶階梯形狀的電刷(4)被彈簧(5)推壓，而與以旋轉軸(X)為中心進行旋轉的換向器(3)的外周面接觸地進行滑動。最初，電刷(4)的前端部與換向器(3)的電刷滑動面(A)接觸。若因老化而使電刷(4)磨損，則階梯部(4a)與換向器(3)接觸，并隨著磨損而使接點從電刷滑動面(A)向未滑動的電刷滑動面(B)位移。
【專利說明】
直流馬達
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及通過連接電源的電刷與旋轉的換向器接觸并滑動而進行供電的直流馬達。
【背景技術】
[0002]在現有的換向器與轉子形成為一體構造的帶刷直流馬達中，從外部電源接受直流電流的供給的電刷與換向器接觸而進行通電，從而從換向器向轉子的線圈進行供電。該換向器形成為如下構造，即，外周面形成為扇形化，由通過轉子的旋轉而進行電刷與各扇形部的接觸通電的切換、以及從各扇形部向線圈的通電的切換。
[0003]在這種直流馬達中，將立方體狀的電刷向換向器側進行推壓而使之與該換向器的外周面接觸，并始終在同一外周面上滑動。因此，電刷的前端形狀隨著時間流逝而逐漸磨損，在初始狀態與老化后的全磨損狀態之間發生變化。這樣，若在初始狀態下，與噪聲等級能夠降低最大的最佳設計點接觸的電刷由于老化而磨損，則會在與最佳設計點偏移的位置進行接觸，從而產生整流的擾動。為了解決該問題，例如在專利文獻I中，將電刷的形狀形成為具有在轉子的旋轉方向的兩端朝換向器側突出的突起部以及在突起部之間朝與換向器相反的一側凹陷的凹部的形狀。由此，在初始狀態與全磨損狀態之間的任一狀態的情況下均使突起部與換向器接觸，從而不會產生位置偏移，進而能夠抑制整流的擾動。
[0004]專利文獻1:日本特開2011 - 72050號公報
[0005]在包含上述專利文獻I的現有的直流馬達中，由于電刷在換向器的同一外周面上滑動，所以在換向器的外周面逐漸產生糙面以及污損，從而隨著時間流逝而使電刷與換向器的接觸狀態變差。并且存在如下課題:由于電刷與換向器接觸通電，因此若接觸狀態變差，則因導通性的降低而使馬達性能降低、促進電刷的磨損。
實用新型內容
[0006]本實用新型是為了解決上述那樣的課題而產生的，其目的在于提供一種能夠防止接觸狀態變差來改善馬達性能的降低以及電刷磨損的促進的直流馬達。
[0007]本實用新型的直流馬達具備:換向器，其以旋轉軸為中心并與轉子一體旋轉；電刷，其與換向器的外周面接觸地進行滑動；施力部件，其對電刷朝換向器側施力，電刷為如下形狀:隨著與換向器的外周面接觸的端部因磨損而引起的形狀變化，而使電刷相對于換向器的接點在該外周面上沿旋轉軸方向位移，并形成為沿旋轉軸方向具有階梯部的帶階梯形狀。
[0008]根據本實用新型，隨著與換向器的外周面接觸的電刷端部因磨損而引起的形狀變化，而使接點在外周面上沿旋轉軸方向位移，由此能夠使接點從產生了糙面以及污損等的劣化的外周面區域向未產生劣化的外周面區域移動，從而能夠防止接觸狀態變差。因此，能夠提供改善了馬達性能的降低以及電刷磨損的促進的直流馬達。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是表示本實用新型的實施方式I所涉及的直流馬達的結構的縱剖視圖。
[0010]圖2是表示用于實施方式I所涉及的直流馬達的整流部的結構的圖，表示初始狀態。圖2(a)是整流部的俯視圖，圖2(b)是整流部的主視圖。
[0011]圖3是表示用于實施方式I所涉及的直流馬達的整流部的結構的圖，表示接點位移狀態。
[0012]圖4是表示用于實施方式I所涉及的直流馬達的整流部的結構的圖，表示全磨損狀態。
[0013]圖5是表示用于實施方式I所涉及的直流馬達的整流部的變形例的圖。
[0014]圖6是表示用于實施方式I所涉及的直流馬達的整流部的變形例的圖。
[0015]圖7是表示用于實施方式I所涉及的直流馬達的整流部的變形例的圖。
【具體實施方式】
[0016]以下，為了對本實用新型更詳細地進行說明，根據附圖對用于實施本實用新型的方式進行說明。
[0017]實施方式1.
[0018]圖1所示的直流馬達I具有整流部，該整流部包括:固定于轉子2的一端側并與轉子2 —體旋轉的換向器3 ;在換向器3的外周面上滑動的電刷4 ;以及朝換向器3的方向推壓電刷4的彈簧(施力部件)5。上述電刷4以及彈簧5收容于刷握6。
[0019]雖在圖1中被遮擋而不可見，但在直流馬達I設置有正極側以及負極側的兩個電刷4。若經由供電端子8從外部電源供給的直流電流經由導線7向正極側的電刷4流入，并從電刷4向換向器3通電，則在換向器3被整流，進而被供給至轉子2的線圈9。若由于向線圈9通電而產生磁通，則由于固定于殼體10的永久磁鐵11的磁極的作用而在轉子2產生旋轉力，從而使轉子2與換向器3以旋轉軸X為中心進行旋轉。另外，流動至線圈9的電流從換向器3向負極側的電刷4流動。
[0020]接下來，對整流部的詳細情況進行說明。
[0021]圖2 (a)中示出了整流部的俯視圖，圖2(b)、圖3以及圖4中示出了整流部的主視圖。該圖2表示電刷4未磨損的初始狀態，圖3表示電刷4磨損至階梯部4a而使接點向旋轉軸X的方向位移的接點位移狀態，圖4表示電刷4磨損直到彈簧5延伸至最長的全磨損狀態。
[0022]在換向器3的外周面沿周向配置有導電性的扇形部3a?3f。各扇形部3a?3f與轉子2的線圈9電連接。
[0023]正極側以及負極側的各電刷4不形成為現有的立方體形狀，而形成為具有階梯部4a的帶階梯形狀。在以使其長度方向沿旋轉軸X的正交方向的方式設置電刷4的情況下，階梯部4a沿旋轉軸X的方向形成階梯差。此外，在圖示例中，使階梯部4a形成為相對于換向器3的外周面傾斜的形狀。通過使階梯部4a形成為傾斜形狀，從而與現有的立方體形狀的電刷相比，能夠延長電刷4的全長。該電刷4與彈簧5設置于刷握6內，彈簧5推壓電刷4的后端部，由此將刷4的前端部壓接于換向器3的外周面。因此，電刷4的前端部隨著換向器3的旋轉而依次與扇形部3a?3f接觸并導通,從而向與各扇形部3a?3f連接的轉子2的線圈9通電。
[0024]刷握6為收容電刷4與彈簧5的大致立方體形狀的孔，在其內壁面與電刷4抵接而保持電刷4的姿態。另外，在刷握6的一面形成有切口部6a，將電刷4與供電端子8電連接的導線7在切口部6a被拉出。
[0025]在圖2所示的初始狀態下，電刷4的前端部與換向器3的外周面中的斜線所示的區域接觸地進行滑動。將該區域作為電刷滑動面A。電刷4被彈簧5朝換向器3側推壓，因此隨著前端部的磨損而逐漸向換向器3側移動。
[0026]若電刷4因老化而磨損而如圖3所示處于階梯部4a與換向器3的外周面接觸地進行滑動的接點位移狀態，則由于階梯部4a相對于換向器3的外周面傾斜，因此電刷4與換向器3的接點伴隨磨損而向旋轉軸X的方向，即從電刷滑動面A逐漸向未滑動的電刷滑動面B位移。在該接點位移狀態下，由于階梯部4a相對于換向器3的外周面傾斜，因此圖3中斜線所示的換向器3與電刷4的滑動區域的面積，相比圖2中斜線所示的電刷滑動面A(以及后述的圖4中斜線所示的電刷滑動面B)的面積而增加。因此，即便在換向器3的電刷滑動面A產生糙面以及污損等的劣化而使接觸狀態變差，也會在接點位移狀態下使接觸面積增加，從而能夠提高導通性以及抑制馬達性能的降低。另外，在該接點位移狀態下，由于在彈簧5的作用力相同的狀態下而使接觸面積增加，因此表面壓力減小，從而使得電刷4難以磨損。
[0027]若電刷4因老化而進一步磨損，并處于圖4所示的全磨損狀態，則電刷4的后端部與換向器3的外周面中的斜線所示的區域接觸地進行滑動。將該區域作為電刷滑動面B。這樣，利用因老化而引起的電刷4的磨損，使換向器3與電刷4的接點從電刷滑動面A向電刷滑動面B位移。由此，在直流馬達I的壽命前半段，即便因老化而在電刷滑動面A產生糙面以及污損等的劣化，也能在壽命后半段，使電刷4在未劣化的電刷滑動面B上滑動。因此，能夠防止因老化而引起的接觸狀態變差，從而能夠改善導通性的變差以及馬達性能降低。另外，通過防止接觸狀態變差，而使刷4難以磨損，從而能夠實現直流馬達I的長壽命化。
[0028]以上，根據實施方式I，直流馬達I具備:以旋轉軸X為中心并與轉子2 —體旋轉的換向器3 ;與換向器3的外周面接觸地進行滑動的電刷4 ;以及朝換向器3側推壓電刷4的彈簧5，電刷4形成為沿旋轉軸X的方向具有階梯部4a的帶階梯形狀，并構成為隨著與換向器3的外周面接觸的端部因磨損而引起的形狀變化，而使電刷4相對于換向器3的接點在外周面上沿旋轉軸X的方向位移。因此，能夠使電刷4與換向器3的接點隨著老化而從電刷滑動面A向未滑動的電刷滑動面B移動。其結果是，能夠防止電刷4與換向器3的接觸狀態變差，從而能夠提高導通性、抑制馬達性能的降低、以及抑制電刷4的磨損。
[0029]另外，根據實施方式1，電刷4的階梯部4a形成為相對于換向器3的外周面傾斜的形狀。因此，與現有的立方體形狀的電刷相比，能夠延長電刷4的全長。其結果是，能夠得到針對電刷4的磨損的壽命延續效果，從而能夠實現直流馬達I的長壽命化。
[0030]此外，電刷4也可以形成為圖1?圖4所示的以外的形狀。以下，使用圖5?圖7對電刷4的變形例進行說明。
[0031]圖5所示的電刷4形成為具有階梯部4a的帶階梯形狀，但除此以外，還使電刷4的后端部形成為相對于換向器3的外周面傾斜的傾斜面4b。彈簧5推壓該傾斜面4b，由此使推壓方向為斜向下。
[0032]在圖3所示的接點位移狀態下，由于刷握6無法保持電刷4的上表面，所以存在電刷4向上方抖振的可能性。與此相對，通過圖5所示那樣使推壓方向為斜向下，從而即便在接點變化狀態下也具有將電刷4的下表面向刷握6進行按壓而抑制抖振的效果。
[0033]圖6所示的電刷4形成為具有階梯部4a的帶階梯形狀，但將該階梯部4a形成為與換向器3的外周面平行。在形成為該結構的情況下，也與圖1?圖4所示的電刷4同樣，能夠隨著電刷4的磨損而使換向器3與電刷4的接點位移。因此，能夠防止電刷4與換向器3的接觸狀態變差，從而能夠提高導通性、抑制馬達性能的降低、以及抑制電刷4的磨損。
[0034]此外，在形成為圖6所示的形狀的電刷4的情況下，由于初始狀態以及全磨損狀態下的接觸面積與接點位移狀態下的接觸面積之差較大，所以存在向線圈9的通電特性變化的可能性。因此，為了降低特性的變化，優選使階梯部4a的寬度W變窄，從而縮短階梯部4a與換向器3接觸的期間。
[0035]圖7所示的電刷4未形成為帶階梯形狀，而形成為大致立方體形狀，并設置為相對于換向器3的外周面傾斜的狀態。在形成為該結構的情況下，也與圖1?圖4所示的電刷4同樣，能夠隨著電刷4的磨損而使換向器3與電刷4的接點位移，從而能夠抑制因接觸狀態變差而引起的導通性的變差以及馬達性能的降低。
[0036]另外，通過將電刷4設置為傾斜的狀態，從而與如以往那樣將立方體形狀的電刷設置為相對于換向器3的外周面垂直的情況相比，能夠延長電刷4的全長，從而能夠實現針對電刷4的磨損的壽命延續以及直流馬達I的長壽命化。
[0037]此外，本申請實用新型在其實用新型的范圍內能夠進行實施方式的任意的構成要素的變形、或省略實施方式的任意的構成要素。
[0038]例如，在圖1?圖7中作為推壓電刷4的部件的一個例子而使用了彈簧5，但不限定于此，也能夠使用板簧等任意的施力部件。
[0039]另外，例如，應用本實施方式I的電刷4的直流馬達I不限定于圖1所示的結構。
[0040]工業上的利用可行性
[0041]如以上那樣，本實用新型所涉及的直流馬達防止電刷與換向器的接觸狀態變差，提高耐久性，因此適用于電刷與換向器的外周面接觸地進行滑動的帶刷直流馬達。
[0042]附圖標記說明:
[0043]I…直流馬達；2…轉子；3…換向器；3a?3f…扇形部；4…電刷；4a...階梯部；4b…傾斜面；5…彈簧；6…刷握；6a...切口部；7…導線；8…供電端子；9…線圈；10...殼體；11…永久磁鐵。
【權利要求】
1.一種直流馬達，其特征在于，具備: 換向器，其以旋轉軸為中心，并與轉子一體旋轉； 電刷，其與所述換向器的外周面接觸地進行滑動；以及 施力部件，其對所述電刷朝所述換向器側施力， 所述電刷為如下形狀:隨著與所述換向器的外周面接觸的端部因磨損而引起的形狀變化，使所述電刷相對于所述換向器的接點在該外周面上沿所述旋轉軸方向位移，并形成為沿所述旋轉軸方向具有階梯部的帶階梯形狀。
2.根據權利要求1所述的直流馬達，其特征在于， 所述階梯部為相對于所述換向器的外周面傾斜的形狀。
【文檔編號】H02K13/00GK204089503SQ201290001194
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2012年6月29日 優先權日:2012年6月29日
【發明者】山本仁史 申請人:三菱電機株式會社