[发明专利]DC电动机

说明书

技术领域

本发明涉及DC电动机，尤其是涉及在壳体内具备供电用的电刷的电动机。

背景技术

从机动车等的电气安装设备或音响、影像设备、或家电设备到玩具、模型，DC电动机(以下简称为“电动机”)用于各种领域及用途。通常，DC电动机从直流电源经由电刷及该电刷所滑动接触的整流子(commutator)向转子绕组供给电流。

另外，伴随着因自动化而产生的电气安装件的增加，要求在一个产品上搭载多个电动机，并且在确保各个电动机的特性的状态下实现其小型化。以往，在这种电动机中，其箱体为被称作圆筒状的圆形类型、椭圆形的扁平类型、长方形的方形类型的电动机成为主流。扁平类型或方形类型的磁化极数为两极，沿其箱体的长度方向对置地设置磁铁。另一方面，当成为四极以上时，为了在保持良好的平衡性的状态下配置磁极并减小其收容空间而采用圆形类型。

然而，在这样的圆形类型中，在沿周向相邻的磁铁之间会产生多余的空间。另一方面，为了维持作为磁铁的功能，确保该磁极的中心部的厚度即可。根据这种情况，提出有一种将箱体的形状形成为比该圆筒形小的多边形，以在该多边形的角部配置磁极的中心的方式设置磁铁而实现小型化的技术(例如，参照专利文献1)。

根据这样的形状，能够削减相邻的磁铁之间的多余的空间。另一方面，虽然磁铁其本身变小，但在其磁极的中心具有充分的厚度，因此能维持必要的特性。即，能够维持作为电动机的特性并实现其小型化。

【专利文献1】国际公开第09/118972号小册子

然而，当将如此实现了小型化的多边形形状的电动机安装在作为安装对象的装置或设备等上并在施加负载的状态下反复进行驱动时，存在电动机的噪声逐渐上升的倾向。而且，电动机的反复动作引起的噪声的上升程度存在偏差而未必恒定。因此，在某电动机中，存在到达当初设想的动作次数之前噪声就已超过噪声上限值的情况。关于这种噪声的产生或噪声的上升产生的主要原因，虽然考虑了各种情况，但本发明者经过刻苦的研究，想到了电刷与刷架(holder)的间隙的尺寸可能是噪声上升的一个原因。

发明内容

本发明是鉴于这样的状况而作出的，其目的在于提供一种高水平地实现小型化和低噪声性这两者的DC电动机。

为了解决上述课题，本发明的一形态的DC电动机具备：筒状的壳体；磁铁，其沿着壳体的内表面设置且具有在周向上空出间隔的多个磁极；轴，其沿着壳体的轴线穿过；电枢，其固定在轴上且与磁铁对置配置；整流子，其以与电枢成为同轴的方式安装在轴上；碳刷，其具有柱状的主体且其前端面与整流子的外周面滑动接触；碳刷架，其设置在壳体上，将碳刷支承为能够向整流子侧进行行程工作；施力部件，其配设在壳体上并对碳刷向整流子侧施力。整流子的直径小于10mm，在碳刷架与碳刷之间形成有能够供碳刷向整流子侧进行行程工作的间隙，将碳刷架的与整流子对置的一侧的端部上的间隙的两端和轴的中心连结的两条直线所成的角小于1.5度。

在碳刷与碳刷架之间设有某种程度的间隙，以便于即使在由于DC电动机的动作而碳刷发生磨损的情况下，确保与整流子接触的碳刷也能够滑动。该间隙是通过考虑碳刷架的加工和组装的公差而进行设定的。因此，在碳刷架的加工和组装的公差大时，需要较大地设定间隙，以免碳刷因尺寸不均而无法滑动。在截面积大的大型DC电动机的情况下，整流子的直径也大，因此间隙对电动机相位的影响小。然而，根据本发明者们的研讨，在要求小型化的截面积狭小的DC电动机的情况下，间隙对电动机相位的影响更为显著。

根据该形态，在小型化且截面积小的DC电动机中，尤其在整流子的直径小于10mm的情况下，将碳刷架的与整流子对置的一侧的端部上的间隙的两端和轴的中心连结的两条直线所成的角小于1.5度。即，因为对应于整流子的小型化而较小地设定碳刷与碳刷架的间隙，所以能减少间隙对电动机相位的影响，且能抑制噪声的产生和噪声的上升。例如，间隙可以为0.1mm以下。由此，在小型化的DC电动机中也能够实现低噪声。

壳体可以具有由相互正交的四个平坦部和将相邻的平坦部连结的四个连结部所构成的侧面。磁铁可以在四个连结部的内侧分别具有磁极。与两极的磁铁相比，在四极的磁铁的情况下，间隙的尺寸对电动机相位的影响大。因此，与磁铁为两极的DC电动机相比，对于磁铁为四极的DC电动机而言，其抑制噪声的产生或噪声的上升的效果更为显著。

碳刷沿着将连结部连结的两条对角线分别各配置一个。由此，与将一对碳刷隔着整流子的中心相互对置的情况相比，例如，在一对碳刷配置成使彼此的长度方向所成的角度为90°的情况下，其抑制噪声的产生或噪声的上升的效果更为显著。