DCモータの電機子

質問

マブチモータの電機子の鉄心をはさんでいる白いプラスチックは何のためにあるのでしょうか？

回答No.5

eiectron · ベストアンサー

回答に満足されていない様ですので、まぶちモーターは分解した事はありませんが、電機子（通常電流を流す巻線を施した鉄心入りの回転子部分の名前）を持つ構造の電動機や発電機を設計する際の、科学的基本知識をお話します。
　電動機（モーター）は、電流が磁界（物理学では磁場と訳して使う）と反応して、フレミングの左手３指の法則（暗記文の事、別名ローレンツの法則とも言う）の方向に動かされる力を受ける自然現象を、英国のフレミング工学博士が、その記憶法を言い当てたものです。他の理屈はありません。
　この力を有効に、回転力として利用した構造の一つが、モーターです。

　界磁巻線に電流を流して磁力線を作るにしても、或いは永久磁石で磁界を作るにしても、できる限り、回転する電機子巻線に流れる電流部分を通過する磁界＝磁力線の強さが強い程、回転力が大きくなります。

　トランスの鉄心の中を通る磁力線が１番強いのですが、回転子を入れて回転させる事が出来ないので、鉄心の１部をくり抜いて回転子を挿入したのが、モーターや発電機です。
　次が大事な要点です。
　磁力線の通り道（磁気回路）の鉄心の１部が切り取られ、空気の部分が入ると、磁気回路の抵抗が大きくなり、磁力線密度が減ります＝磁界の強さが弱まります。
　専門の方では、空気部分は磁力線が通りにくい事実が分かっています。気抵抗が大きいと言います。
　磁気回路の磁気抵抗を小さくするには、空気部分を小さくすると良いのです。
　つまり、空気部分は、電機子巻線と、巻線部分が回転して動ける部分だけにすると良い。そのためには、回転子を鉄にすると良いのです。
　電機子を鉄にするのは、空気部分を少なくし、磁界を強くする目的のためです。その他は、鉄部分をニスなどで絶縁した成層鉄心にするのは、磁力線を切る事で（電磁誘導で）発生する渦電流を少なくして、鉄心による無駄な発熱損を少なくするためです（トランスの鉄心も同じ）。
　鉄心にしたため、回転時の慣性の大きさを大きくする利点もあります。
　この構造で、もしも電機子巻線と鉄心の間の絶縁が悪く、巻線の２箇所が接触して、電機子巻線から電流が鉄心に流れ出ると、電気子巻線の２点間が鉄で並列に短絡（英語でショート、仕事をするのをサボって、近道する事の意味）されて２点間のコイル部分に電流が流れず、電機子巻線の巻き数が短くなったのと同じですから、巻線抵抗が少なくなり、電機子巻線電流が増え、温度上昇し、過熱し、焼く事につながります。鉄芯部分も電流により発熱するほか、余計な電流により、通過する磁力線に良い影響がないでしょう。
　電機子巻線と、電機子鉄心は、電気的に絶縁しないといけないのです。
　・・・・・という、基本知識で考えましょう。

お礼

ありがとうございました。勉強になりました。

回答No.4

ikkyu3

＞電流が鉄心に流れるとなぜいけないのでしょうか？
正確にいうと巻き線と鉄心との接触が1箇所だけなら電流は流れませんね。これは問題ありません。
しかし、巻き線の2箇所以上の接触となると、その接触した点と点の間には電圧があるのでコイルをショートし循環電流が流れます。
このショートにより、電機子は正常に働かなくなり、軽微な場合は力が出なくなり、最悪は巻き線が焼損したりします。

回答No.3

・・・・ リナ（@engelrina）

＃１です。間違えていたようです。

鉄心にコイルが直接当たらないように絶縁するためのようです。

補足

絶縁することはわかりましたが、なぜ絶縁する必要があるのでしょうか？よろしくお願いします。

回答No.2

ikkyu3

早速、マブチモーターを開けて見ました。
これでは、モデルが古いのか電機子の鉄心をはさんでいるものは、白いプラスティックは見当たらず、見えたのは電機子鉄心と同じ形をした赤色の厚さ0.5ミリほどのファイバー板でした。
もしこれと同じ働きのプラスティック板でしたら、エンドプレートです。
エンドプレートは、電機子積層鉄心の押さえ板です。
もっと大きなモーターの場合には、積層鉄心を強く抑える必要がありますが、この場合は、主に絶縁が目的と思います。
マグネットワイヤ（巻き線）が鉄心の角に当たり絶縁皮膜が破れ電流が鉄心に漏れるのを防いでいるようです。

もし違う部分のお話でしたら色のほかに形や位置なども詳細に補足してください。

補足

電流が鉄心に流れるとなぜいけないのでしょうか？よろしくお願いします。

回答No.1

・・・・ リナ（@engelrina）

鉄心と、ハウジングおよびブラシを絶縁するためです。

参考URL
http://www.mabuchi-motor.co.jp/product/index.html

個人ユーザー様向け製品情報⇒モーターの基礎知識

参考URL：

http://www.mabuchi-motor.co.jp/product/index.html