JP2000197317A - モータにおけるブラシ保持構造、ブラシ保持ハウジング及びモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブラシの寿命をできるだけ長くしながらモー
タを偏平化する。 【解決手段】 断面形状が一対の平坦部１３と左右円弧
部１４からなるヨーク１１に対し、先端側に固定したブ
ラシ４０が整流子に当接する状態で弾性変位部３９が両
平坦部１３に対しほぼ平行に延びるとともに、その基端
が両平坦部１３の間の外側に位置するように板バネ状部
材２７を設ける。又、板バネ状部材２７の基部３８を両
平坦部１３に対し直交する方向に延びるように形成し、
外部から給電側端子が接続される雌側端子部３０を基部
３８の内周側に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータにおけるブ
ラシの保持構造、同ブラシ保持構造が設けられたブラシ
保持ハウジング、及び、同ブラシ保持ハウジングを備え
たモータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、小型の直流モータにおけるブラシ
の保持構造として、例えば、実開昭６１−４３７６８号
公報、実開平６−５２３７０号公報に開示されるよう
に、基端を出力軸から離れた外周側に固定し、ブラシを
固定した先端側を整流子側に延出した板バネ状保持部材
を用いたブラシ保持構造が提案されている。

【０００３】ブラシを板バネ状部材で保持するブラシ保
持構造は、例えば、実開平４−１１１２６３号公報にて
開示されるように、モータのケーシングに設けた案内部
によりブラシを回転軸に対し径方向に移動可能に保持す
るとともに、案内部の外側に設けたバネ部材でブラシを
整流子側に付勢するようにしたブラシ保持構造と異な
り、構造を簡素化することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ブラシに起
因するモータの損失、即ち、ブラシ抵抗損及びブラシ摩
擦損を抑制するために、ブラシをその摩耗量に拘らず適
正な範囲内の付勢力で整流子に押圧する必要がある。即
ち、ブラシの摩耗に伴う板バネ状部材の変位に対する付
勢力の変化がなるべく小さくする必要がある。このため
には、ばね部材の変位部分の長さをできるだけ長くし
て、ブラシに当接する部分が、その変位量に対してブラ
シに与える付勢力の変化量が小さくなるようにする必要
がある。

【０００５】しかしながら、実開昭６１−４３７６８号
公報、実開平６−５２３７０号公報が開示するブラシの
保持構造では、板バネ状部材の変位部分の長さが十分に
大きく取られていない。従って、ブラシが摩耗するにつ
れて、ブラシを整流子に押圧する付勢力が比較的大きく
変化する。このため、ブラシによる損失が大きくならな
い範囲でブラシを使用できる摩耗量の変化分、即ち、ブ
ラシの使用可能時間、即ち、寿命が短くなっている。

【０００６】又、別の問題として、上記のような板バネ
状支持部材を用いたブラシ保持構造では、モータをさら
に偏平化することができない。即ち、直流モータには、
出力軸を挟んで設けた一対の界磁極を磁気的に連結する
ヨークを平坦状にし、モータの断面形状を偏平化したも
のがある。このような断面形状の偏平化はトルクを低下
させることなくモータが占める空間部を小さくすること
ができる。しかしながら、板バネ状支持部材を用いたブ
ラシ保持構造では、弾性変位部の長さをできるだけ長く
する必要があることから、モータをさらに偏平化しよう
とするときの障害になっている。

【０００７】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、板バネ状部材でブラ
シを保持するとともに整流子に付勢するようにしたモー
タのブラシ保持構造において、ブラシの寿命をできるだ
け長くしながらモータを偏平化することができるように
することにある。

【０００８】又、同ブラシ保持構造を備えたブラシ保持
ハウジング、及び、同ブラシ保持ハウジングを備えたモ
ータを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、ブラシを保持する板バネ
状部材を備え、該板バネ状部材の基部がモータの固定子
側に固定されるとともに、前記基部に一体で設けられた
弾性変位部が出力軸に垂直な平面内で延びるように形成
されて先端側に前記ブラシが固定され、前記弾性変位部
が前記基部を固定端として前記平面内で変位可能に前記
板バネ状部材が支持されているモータにおけるブラシ保
持構造において、前記モータのヨークは筒状に形成され
るとともに断面が一対の平坦部及び一対の円弧部とから
なる偏平形状であって、前記弾性変位部は、該ヨークの
両平坦部にほぼ平行に延びるように設けられるとともに
その基端が少なくとも前記平坦部の端部に相対する位置
から外側に配置されている。尚、「その基端が少なくと
も前記平坦部の端部に相対する位置から外側に配置され
ている」とは、弾性変位部の基端が、平坦部の端部に相
対する位置に配置されているか、あるいは、平坦部に相
対しない両平坦部間の外側に配置されていることを意味
する。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記弾性変位部は、その基端が前記両
平坦部に相対しない位置に配置されている。請求項３に
記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明にお
いて、前記基部は前記両平坦部に対しほぼ直交する方向
に延びるように設けられ、前記ブラシに電気的に接続さ
れるとともに該ブラシに給電するための給電側端子を外
部から接続可能な受電側端子が、該基部の内周側に、前
記整流子の外周側に配置されるように設けられている。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求
項３のいずれか一項に記載のブラシ保持構造を備え、前
記板バネ状部材又は前記受電側端子が電気的に非導通の
状態で設けられた金属体にて形成されるとともに、前記
ヨークの開口部に該ヨークに電気的に導通する状態で固
定されている。

【００１２】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の発明において、前記出力軸の一方の端部を前記金属体
に当接させた状態で回転可能に支持するように軸支持部
が設けられている。

【００１３】請求項６に記載の発明は、請求項４又は請
求項５に記載の発明において、前記ヨークの開口部に固
定されたときに、前記界磁磁石が所定の位置から前記開
口部側に移動しないように該界磁磁石に当接する位置決
め部が設けられている。

【００１４】請求項７に記載の発明は、請求項４〜請求
項６のいずれか一項に記載のブラシ保持ハウジングを備
えている。 （作用）請求項１に記載の発明によれば、偏平形状であ
るヨークの断面の範囲内で、ブラシの摩耗量に対する付
勢力の変化に大きく関係する弾性変位部の長さができる
だけ確保されるとともに、弾性変位部の長さをできるだ
け確保したままでヨークの偏平化が可能となる。従っ
て、ブラシの摩耗量に対する付勢力の変化量が大きくな
らないままでモータ全体の偏平化が可能となる。

【００１５】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の作用に加えて、弾性変位部の基端が平坦
部に相対しない位置に配置されるので、弾性変位部の長
さが最大限確保されるとともに、弾性変位部の長さを最
大限確保したままでブラシ保持部のさらなる偏平化が可
能となる。

【００１６】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
又は請求項２に記載の発明の作用に加えて、モータの偏
平化を妨げることなく、外部から給電側端子が接続され
る受電側端子が設けられる。

【００１７】請求項４に記載の発明によれば、ヨークと
ブラシ保持ハウジングとにより形成されるケーシングに
よりモータの内部の磁気回路全体が電磁遮蔽される。請
求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明の
作用に加えて、モータ全体を電磁遮蔽するケーシングに
出力軸が導通される。

【００１８】請求項６に記載の発明によれば、請求項４
又は請求項５に記載の発明の作用に加えて、ブラシ保持
ハウジングをヨークの開口部に組み付けると、ブラシ保
持ハウジングに設けられた位置決め部により界磁磁石が
開口部側に移動しないように位置決めされる。

【００１９】請求項７に記載の発明によれば、モータを
形成するブラシ保持ハウジングが請求項４〜請求項６の
いずれか一項に記載の発明の作用をなす。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図１〜図６に従って説明する。図２はモータ１
０の中心軸における平断面である。図２に示すように、
モータ１０は、ヨーク１１と、ブラシ保持ハウジングと
しての蓋体１２とを備えている。ヨーク１１は、一方が
閉塞され他方に開口部１１ａが設けられた筒体に形成さ
れ、開口部１１ａが蓋体１２によって閉塞されている。

【００２１】図３は、図２のＡ−Ａ線における断面図で
ある。図３に示すように、ヨーク１１は、中心軸に垂直
な平断面における形状が、平行な一対の平坦部１３と、
左右円弧部１４とから形成されている。ヨーク１１の内
部には、各円弧部１４の内側面に密着するように形成さ
れた一対の界磁磁石１５が収容されている。

【００２２】図２に示すように、各界磁磁石１５は、ヨ
ーク１１の底壁１１ｂとの間に介在された位置決め部１
６によって同底壁１１ｂから所定距離だけ離れた所定の
固定位置に位置決めされている。ヨーク１１と蓋体１２
とによって支持された出力軸１７には、電機子（電機子
鉄心及び巻線）１８が固定されている。出力軸１７に
は、電機子１８よりも蓋体１２側に整流子１９が設けら
れている。

【００２３】図１は、蓋体１２を示す斜視図である。図
１に示すように、蓋体１２は、ヨーク１１の開口部１１
ａに合致する形状の金属体としての基板２０を備えてい
る。基板２０は金属板からなり、その外側面に合成樹脂
からなるコネクタ部２１（図２に図示）が設けられ、内
側面に同じく絶縁部２２が設けられている。基板２０
は、例えば金属板からプレス打ち抜き加工で形成し、コ
ネクタ部２１及び絶縁部２２はアウトサート成形により
一体で形成する。

【００２４】絶縁部２２上には、例えばメタルからなる
軸支持部としての軸受２３が設けられている。軸受２３
は、図２に示すように、出力軸１７の端部が基板２０に
接触する状態で、即ち、出力軸１７と基板２０とを電気
的に導通させた状態で支持するように設けられている。

【００２５】又、絶縁部２２上には、軸受２３の両側に
ブラシ保持体２４が設けられている。ブラシ保持体２４
は、図２に示すように、絶縁部２２上に設けられた固定
用凸部２５にかしめ固定されている。

【００２６】図４はブラシ保持体２４を示す。ブラシ保
持体２４は、絶縁部２２に固定される基板２６と、基板
２６に支持された板バネ状部材２７とからなる。基板２
６は、図５に示すように、絶縁部２２上に接する基部２
８、板バネ状部材２７を支持する支持部２９、及び、受
電側端子としての雌側端子部３０とを備えている。基板
２６は、ばね性のある金属板材から形成されている。

【００２７】基部２８には固定用突部２５が嵌合する孔
３１が設けられている。支持部２９は、軸受２３の中心
軸に平行に配置される平面部３２を備えている。平面部
３２の上側には、板バネ状部材２７を平面部３２の表側
に当接させた状態で押圧保持するための保持片３３が設
けられている。保持片３３は、支持部２９に一体で形成
され、そのばね性で板バネ状部材２７を平面部３２の表
側に押圧するように形成されている。平面部３２には、
板バネ状部材２７を保持していないときに保持片３３が
弾性変形した状態とならないように、その先端を逃がす
ための孔３４が設けられている。

【００２８】又、図５に示すように、平面部３２には、
Ｘ軸方向における左側に、平面部３２に当接した状態で
保持された板バネ状部材２７をＺ軸方向に位置決めする
とともに−Ｘ側への移動を規制するための上下一対の凸
部３５が形成されている。同じく平面部３２のＸ軸方向
における右側には、板バネ状部材２７をＺ軸方向に位置
決めするための上下一対の切り起こし部３６が形成され
ている。さらに、平面部３２には、一対の凸部３５の間
に、両凸部３５に当接してＸ軸方向で位置決めされた板
バネ状部材２７が、＋Ｘ側に移動しないように係止する
ための突状係止部３７が設けられている。

【００２９】雌側端子部３０は、図２に示すように、コ
ネクタ部２１及び絶縁部２２を貫通して設けられた孔４
２を挿通して外部から差し込まれる平板状の給電用端子
Ｔを挟持可能に形成されている。

【００３０】一方、板バネ状部材２７は、図６に示すよ
うに、基板２６の平面部３２に固定される基部３８、該
基部３８の端部からＹ軸方向における＋Ｙ側に延びるよ
うに設けられた弾性変位部３９、及び、弾性変位部３９
の先端側に固定されたブラシ４０からなる。板バネ状部
材２７は、ばね性のある金属板材を曲げ加工して形成さ
れている。

【００３１】基部３８は、Ｘ軸方向に延びるとともに平
面部３２に密着する平板状に形成されている。基部３８
は、Ｚ軸方向の幅が両凸部３５間及び両切り起こし部３
６間にそれぞれ嵌合する形状に形成されるとともに、−
Ｘ方向への移動が両凸部３５によって規制される形状に
形成されている。又、基部３８には、凸状係止部３７が
係合する係合孔４１が設けられている。

【００３２】弾性変位部３９は、基端側が基部３８の端
部からＹ軸方向における＋Ｙ側に延びるように形成さ
れ、先端側が基端側に対しＸ軸方向における−Ｘ側に向
かう状態で＋Ｙ側に延びるように形成されている。

【００３３】図４に示すように、板バネ状部材２７は、
支持部２９に対し、基部２６の平面部３２に基部３８が
当接する状態で、両凸部３５及び両切り起こし部３６に
よってＺ軸方向に位置決めされるとともに、両凸部３５
及び凸状係止部３７によってＸ軸方向に位置決めされた
状態で支持されている。

【００３４】図１に示すように、板バネ状部材２７は、
ブラシ４０が整流子１９の外周面に当接した状態で、弾
性変位部３９がヨーク１１の平坦部１３にほぼ平行に延
びるように設けられている。又、板バネ状部材２７は、
弾性変位部３９の基端が両平坦部１３の間よりも外側に
配置されるように設けられている。

【００３５】又、板バネ状部材２７は、基部３８が両平
坦部１３にほぼ直交する方向に延びるように設けられ、
基部３８の内周側に雌側端子部３０が配置されている。
又、図１に示すように、蓋体１２には、各ブラシ保持体
２４毎に、軸受２３の中心軸方向に延びる一対の支持部
４３が絶縁部２２に一体で設けられている。この両支持
部４３は、基板２６の支持部２９に内側から当接して平
面部３２の整流子１９側への倒れを防止するように設け
られている。

【００３６】又、蓋体１２には、各ブラシ保持体２４毎
に、軸受２３の中心軸方向に延びる位置決め部４４が絶
縁部２２に一体で設けられている。位置決め部４４は、
図２に示すように、位置決め部材１６によってヨーク１
１の中心軸方向における所定の位置に位置決めされる各
界磁磁石１５が開口部１１ａ側に移動しないように各界
磁磁石１５に当接するように設けられている。

【００３７】以上詳述したように、本実施の形態によれ
ば、以下に記載の作用及び効果を得ることができる。 （ａ） ブラシ４０を保持する板バネ状部材２７の弾性
変位部３９を、両平坦部１３に対しほぼ平行に延びるよ
うに設けるとともに、その基端が両平坦部１３間よりも
外側に位置するようにした。従って、偏平に形成された
ヨーク１１の断面の範囲内で、ブラシ４０の摩耗量に対
する付勢力の変化に大きく関係する弾性変位部３９の長
さが最大限確保されるとともに、弾性変位部３９の長さ
を最大限確保した状態でモータ１１の偏平化が可能とな
る。その結果、ブラシ４０の寿命をできるだけ長くしな
がらモータ１０を偏平化することが可能になる。

【００３８】（ｂ） 板バネ状部材２７の基部３８を平
坦部１３に対しほぼ直交する方向に延びるように設け、
雌側端子部３０を基部３８の内周側に設けた。従って、
モータ１０の偏平化を妨げることなく雌側端子３０が設
けることができ、モータ１０への給電線の接続を容易に
行うことができる。

【００３９】（ｃ） ブラシ保持構造を備えた蓋体１２
の基板２０を金属板とし、ヨーク１１の開口部１１ａに
組み付けた状態でヨーク１１に電気的に導通するように
した。従って、ヨーク１１と蓋体１２とにより形成され
るケーシングによりモータ１０の内部の磁気回路全体が
電磁遮蔽されるので、モータ１０からの電磁ノイズの漏
洩を少なくすることができる。

【００４０】（ｄ） モータ１０を電磁遮蔽するケーシ
ング（ヨーク１１、蓋体１２）に出力軸１７を導通させ
たので、出力軸１７から電磁ノイズが漏れ難いようにす
ることができる。

【００４１】（ｅ） 蓋体１２をヨーク１１に組み付け
ると、蓋体１２に設けた位置決め部４４が界磁磁石１５
を所定の固定位置に位置決めするようにしたので、ヨー
ク１１に対する界磁磁石１５の組み付け固定を容易に行
うことができる。

【００４２】尚、実施の形態は上記実施の形態に限らず
以下に記載の各別例のように変更してもよい。 ・ 弾性変位部３９の基端が、ヨーク１１の平坦部１３
の端部に相対する位置に配置されるように、板状ばね部
材２７を設けてもよい。この場合であっても、には、ブ
ラシ４０の寿命をできるだけ長くしながらモータ１０を
偏平化することができる。

【００４３】・ 各ブラシ保持体２４に雌側端子部３０
を設ける代りに、蓋体１２から外部に突出する半田付け
用端子を設けてもよい。この場合、板バネ状部材２７の
基部３８は、両平坦部１３に直交する方向でなく、例え
ば、弾性変位部３９の基端から整流子１９側に向かうよ
うに設けられてもよい。

【００４４】・ ヨーク１１を両側が開口する筒体と
し、両側に蓋体を固定する構成であってもよい。この場
合、ブラシ保持構造を、出力軸１７が外部に延出される
側の蓋体に設けてもよい。

【００４５】・ ブラシ保持体２４を、基板２６と板バ
ネ状部材２７とが一体化されたものとしてもよい。 ・ 板バネ状部材２７を、基板２６に代えて絶縁部２２
に一体で設けた構造部で支持するようにしてもよい。

【００４６】又、受電側端子を絶縁部２２に一体で設け
た構造部に支持し、配線パターン等で板バネ状部材２７
と導通させてもよい。 ・ 軸支持部の軸受は、メタル軸受２３に限らず、ころ
がり軸受（ベアリング）であってもよい。

【００４７】・ 蓋体１２を形成する金属体は、プレス
打ち抜き加工された金属板に限らず、例えば、鋳造、鍛
造等により形成されたものであってもよい。 ・ ケーシングを構成する蓋体１２をブラシ保持ハウジ
ングとする代りに、ヨークと、ブラシ保持構造が設けら
れていない蓋体とでケーシングを構成し、蓋体と別に設
けられケーシングに収容されるようにしたブラシ保持体
におけるブラシ保持構造に実施してもよい。尚、この場
合、電磁遮蔽が不要なので、金属体でなく合成樹脂によ
り形成することができる。

【００４８】・ ヨークにてケーシングが構成されるモ
ータに限らず、ヨークとは別に設けられたケーシングを
備えたモータであってもよい。 以下、前述した実施の形態及び各別例から把握される、
特許請求の範囲に記載した発明以外の技術的思想をその
効果とともに記載する。

【００４９】（１） 請求項５に記載のブラシ保持ハウ
ジングを備え、前記位置決め部によって前記界磁磁石が
前記開口部側へ移動しないように規制したモータ。この
ような構成によれば、ヨークに対する界磁磁石の組み付
け固定を容易に行うことができる。

【００５０】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜請求項
７に記載の発明によれば、ブラシの寿命をできるだけ長
くしながらモータを偏平化することができる。

【００５１】請求項２〜請求項７に記載の発明によれ
ば、ブラシの寿命をより一層長くしながらモータを偏平
化することができる請求項３〜請求項７に記載の発明に
よれば、外部から給電側端子を接続することができ、モ
ータへの給電線の接続を容易に行うことができる。

【００５２】請求項４〜請求項７に記載の発明によれ
ば、モータ全体を電磁遮蔽することができ、電磁ノイズ
の漏洩を少なくすることができる。請求項５〜請求項７
に記載の発明によれば、モータ全体を電磁遮蔽するケー
シングに導通して、出力軸から電磁ノイズが漏れ難いよ
うにすることができる。

【００５３】請求項６及び請求項７に記載の発明によれ
ば、ヨークにブラシ保持体を組み付けることで界磁磁石
が位置決めされるので、組み付けが容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ブラシ保持構造を備えた蓋体を示す斜視図。

【図２】 モータを示す模式平断面図。

【図３】 図２におけるＡ−Ａ線断面図。

【図４】 ブラシ保持体を示す斜視図。

【図５】 基板を示す斜視図。

【図６】 板バネ状部材を示す斜視図。

【符号の説明】

１０…モータ、１１…ヨーク、１１ａ…開口部、１２…
ブラシ保持ハウジングとしての蓋体、１３…平坦部、１
４…円弧部、１５…界磁磁石、１７…出力軸、１９…整
流子、２０…金属体としての基板、２３…軸支持部とし
ての軸受、２７…板状バネ部材、３０…受電側端子とし
ての雌側端子部、３８…基部、３９…弾性変位部、４０
…ブラシ、４５…位置決め部、Ｔ…給電側端子。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブラシを保持する板バネ状部材を備え、
   該板バネ状部材の基部がモータの固定子側に固定される
   とともに、前記基部に一体で設けられた弾性変位部が出
   力軸に垂直な平面内で延びるように形成されて先端側に
   前記ブラシが固定され、前記弾性変位部が前記基部を固
   定端として前記平面内で変位可能に前記板バネ状部材が
   支持されているモータにおけるブラシ保持構造におい
   て、 前記モータのヨークは筒状に形成されるとともに断面が
   一対の平坦部及び一対の円弧部とからなる偏平形状であ
   って、前記弾性変位部は、該ヨークの両平坦部にほぼ平
   行に延びるように設けられるとともにその基端が少なく
   とも前記平坦部の端部に相対する位置から外側に配置さ
   れているモータにおけるブラシ保持構造。
2. 【請求項２】 前記弾性変位部は、その基端が前記両平
   坦部に相対しない位置に配置されている請求項１に記載
   のモータにおけるブラシ保持構造。
3. 【請求項３】 前記基部は前記両平坦部に対しほぼ直交
   する方向に延びるように設けられ、前記ブラシに電気的
   に接続されるとともに該ブラシに給電するための給電側
   端子を外部から接続可能な受電側端子が、該基部の内周
   側に、前記整流子の外周側に配置されるように設けられ
   ている請求項１又は請求項２に記載のモータにおけるブ
   ラシ保持構造。
4. 【請求項４】 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記
   載のブラシ保持構造を備え、前記板バネ状部材又は前記
   受電側端子が電気的に非導通の状態で設けられた金属体
   にて形成されるとともに、前記ヨークの開口部に該ヨー
   クに電気的に導通する状態で固定されるブラシ保持ハウ
   ジング。
5. 【請求項５】 前記出力軸の一方の端部を前記金属体に
   当接させた状態で回転可能に支持するように軸支持部が
   設けられている請求項４に記載のブラシ保持ハウジン
   グ。
6. 【請求項６】 前記ヨークの開口部に固定されたとき
   に、前記界磁磁石が所定の位置から前記開口部側に移動
   しないように該界磁磁石に当接する位置決め部が設けら
   れている請求項４又は請求項５に記載のブラシ保持ハウ
   ジング。
7. 【請求項７】 請求項４〜請求項６のいずれか一項に記
   載のブラシ保持ハウジングを備えたモータ。