JP2002165414A - ブラシ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ブラシの振動を防止しながら、ブラシの高寿命
化、及び低コスト化を図ることができるブラシ装置を提
供する。 【解決手段】ブラシ装置７は、先端がコンミテータに当
接されるブラシ１３と、ブラシ１３の側部を略覆い、該
ブラシ１３を保持するブラシホルダ１１と、ブラシ１３
の後端側に配置され、圧縮力により該ブラシ１３をコン
ミテータ側に付勢するコイルスプリング１２とを備え
る。ブラシ１３の一側面１３ｅは、コイルスプリング１
２の捩り力によりブラシホルダ１１の内側面１５ｄに押
圧される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブラシをモータの
コンミテータに摺接させるブラシ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、直流モータの回転軸にはコンミテ
ータ（整流子）が設けられ、そのコンミテータには給電
用のブラシが当接されている。ブラシは、例えばモータ
ハウジング等に形成された回転軸と交差する方向に延び
るブラシホルダ内に収容され、その後端がコイルスプリ
ングの加圧力（圧縮力）にてコンミテータ側に付勢され
て保持されている。このように保持されたブラシは、コ
ンミテータの回転中においても、同コンミテータの外周
面（整流子セグメント）と摺接する。従って、直流モー
タでは、回転軸と一体回転する図示しないコイルにブラ
シ及びコンミテータを介して駆動電源を供給することが
できる。

【０００３】ところで、上記のようなブラシ装置では、
ブラシがブラシホルダ内で振動してしまい、一般的にチ
ャープ音と言われる騒音が発生してしまう。そこで、ブ
ラシの後端面を傾斜したテーパ面としたものがある。こ
のブラシ装置では、ブラシをコンミテータ側に押圧する
ためのコイルスプリングの加圧力をテーパ面によりブラ
シホルダの一側面側にも働かせ、ブラシをブラシホルダ
の一内側面に押し付けることで、該ブラシのブラシホル
ダ内での振動を抑制することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ブ
ラシ装置では、ブラシの後端面がテーパ面とされるた
め、ブラシ長さ（ブラシ全体の長さ）に対してブラシ有
効長さ（コンミテータに摺接させ実際使用できる長さ）
が短くなってしまう。よって、ブラシ長さをテーパ面が
形成されていないものと同じとすると（装置の体格を同
じとすると）、ブラシ寿命が短くなるという問題があ
る。又、テーパ面を形成する箇所に無駄な材料費等が掛
かり、コストが高くなるという問題がある。

【０００５】又、上記ブラシ装置では、コイルスプリン
グの加圧力の分力でブラシをブラシホルダの一内側面に
押し付けるため、ブラシが磨耗して短くなると、コイル
スプリングの加圧力と共に分力、即ちブラシをブラシホ
ルダの一内側面に押し付ける力（側圧荷重）も低下して
しまう。よって、ブラシが短くなっても側圧荷重を確保
するためには、予めコイルスプリングの初期（ブラシが
磨耗していないとき）の加圧力を大きく設定する必要が
ある。これにより、コイルスプリングが大型化し、装置
の体格を同じとすると更にブラシ有効長さを短くしてし
まう原因となり、更にブラシ寿命が短くなるという問題
がある。又、コイルスプリングのコストが高くなるとい
う問題がある。

【０００６】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、ブラシの振動を防止
しながら、ブラシの高寿命化、及び低コスト化を図るこ
とができるブラシ装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、先端がコンミテータに当接されるブラシと、前記ブ
ラシの側部を略覆い、該ブラシを保持するブラシホルダ
と、前記ブラシの後端側に配置され、圧縮力により該ブ
ラシをコンミテータ側に付勢するコイルスプリングとを
備えたブラシ装置において、前記ブラシを、前記コイル
スプリングの捩り力によりブラシホルダの内側面に押圧
した。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のブラシ装置において、前記ブラシの後端部には、前記
コイルスプリングの先端部と捩り方向に係合可能な係合
凸部が形成され、該係合凸部に該コイルスプリングの先
端部を係合させて捩り力を伝達した。

【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載のブラシ装置において、前記コイルスプリングの
後端部には、該コイルスプリングの外周より外側に突出
する突出部が形成され、該突出部を前記ブラシホルダに
係合させて該コイルスプリングの後端部の回転を抑止し
た。

【００１０】（作用）請求項１に記載の発明によれば、
ブラシはコイルスプリングの捩り力によりブラシホルダ
の内側面に押圧されるため、ブラシが磨耗により短くな
った場合も含め、ブラシホルダ内での振動が抑制され
る。しかも、従来技術のようにブラシの後端面をテーパ
面としなくてよいため、従来技術に比べてブラシ長さ
（ブラシ全体の長さ）に対するブラシ有効長さ（コンミ
テータに摺接させ実際使用できる長さ）を長くすること
ができる。

【００１１】請求項２に記載の発明によれば、ブラシの
後端部には、コイルスプリングの先端部と捩り方向に係
合可能な係合凸部が形成され、該係合凸部に該コイルス
プリングの先端部が係合されて捩り力が伝達される。よ
って、コイルスプリングの捩り力を簡単な構成で伝達す
ることができる。

【００１２】請求項３に記載の発明によれば、コイルス
プリングの後端部には、該コイルスプリングの外周より
外側に突出する突出部が形成され、該突出部がブラシホ
ルダに係合されて該コイルスプリングの後端部の回転が
抑止される。よって、コイルスプリングの後端部の回転
を簡単な構成で抑止することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明をモータに具体化し
た一実施の形態を図１〜図５に従って説明する。

【００１４】図２に示すように、モータのハウジング１
には、アーマチャ２及びコンミテータ３を装着した回転
軸４が軸受５を介して回転可能に支持されている。又、
ハウジング１のアーマチャ２と対向した位置には、複数
のマグネット６が固着されている。さらに、ハウジング
１のコンミテータ３と隣接した位置には、一対（図中、
１つのみ図示する）のブラシ装置７が配設されている。

【００１５】ブラシ装置７は、図１に示すように、ブラ
シホルダ１１と、コイルスプリング１２と、ブラシ１３
とを備えている。ブラシホルダ１１は、ホルダプレート
１４と、ホルダ本体１５と、ホルダカバー１６とを備え
ている。

【００１６】ホルダプレート１４は、絶縁性の樹脂材料
よりなり、その平面が回転軸４と直交するようにハウジ
ング１に固定されている。ホルダ本体１５は、金属材料
よりなり図４及び図５に示すように、断面略コ字形状に
形成され、その開口部がホルダプレート１４の平面上に
塞がれるように、ホルダプレート１４に固定されてい
る。尚、本実施の形態のホルダ本体１５は、図５に示す
ように、断面略コ字形状の開口端部に固定用突出部１５
ａが形成され、該突出部１５ａがホルダプレート１４に
形成された固定用孔１４ａに嵌挿されて内側に折り曲げ
られることによりホルダプレート１４に固定されてい
る。又、このときホルダ本体１５は、コンミテータ３の
径方向に延びるように配設される。又、本実施の形態で
は、ホルダ本体１５の３つの内側面と、該ホルダ本体１
５に覆われたホルダプレート１４の上面が、ブラシホル
ダ１１の内側面を構成している。

【００１７】ホルダ本体１５の一側壁（図１、図４及び
図５において右側の側壁）１５ｂには、図４に示すよう
に、コンミテータ３の径方向に延びるスリット１５ｃが
形成されている。

【００１８】ホルダカバー１６は、樹脂材料よりなり、
ホルダ本体１５の後端開口部（反コンミテータ３側開口
部）を塞ぐように、ホルダ本体１５に固定されている。
コイルスプリング１２は、その外径がブラシホルダ１１
の４つの内側面にて構成される四角形の一辺と略同じに
形成されている。

【００１９】コイルスプリング１２の先端部（コンミテ
ータ３側端部）には、図４に示すように、該コイルスプ
リング１２の軸中心側に折り曲げられ、更にその先端部
が内側に折り曲げられてなる伝達部１２ａが形成されて
いる。この伝達部１２ａは、捩り力が加えられていない
状態で、図４の二点鎖線で示すように、中心より右側に
位置する。

【００２０】コイルスプリング１２の後端部（反コンミ
テータ３側端部）には、図５に示すように、該コイルス
プリング１２の外周より外側に突出する突出部１２ｂが
形成されている。突出部１２ｂは、ブラシホルダ１１の
内側面と線接触するように、コイルスプリング１２の接
線方向に延びて形成されている。詳しくは、コイルスプ
リング１２の後端部には、ホルダプレート１４の上方か
らコイルスプリング１２の軸中心を通ってホルダプレー
ト１４上面まで延びる直線部１２ｃが形成され、その先
端からホルダプレート１４の上面と線接触するように、
直角方向（図５中、右方向）に延びる突出部１２ｂが形
成されている。

【００２１】即ち、コイルスプリング１２は、図１及び
図５に示すように、突出部１２ｂがブラシホルダ１１の
内側面であるホルダプレート１４の上面と線接触するよ
うに、且つ突出部１２ｂがホルダカバー１６と接触する
ようにブラシホルダ１１内に収容されている。

【００２２】ブラシ１３は、ブラシホルダ１１の４つの
内側面にて構成される四角形より若干小さい略四角柱に
形成されている。ブラシ１３の先端部（コンミテータ３
側端部）には、コンミテータ３の外周に沿った弧状の当
接部１３ａが形成されている。ブラシ１３の後端部（反
コンミテータ３側端部）には、コイルスプリング１２の
伝達部１２ａと係合可能な係合凸部１３ｂが形成されて
いる。本実施の形態の係合凸部１３ｂは、コンミテータ
３の回転軸線方向を上下方向として左右対称に設けられ
ている。又、係合凸部１３ｂの突出量は、前記コイルス
プリング１２の線材の径と略同じに設定されている。
又、係合凸部１３ｂの内側面１３ｃは、上下方向に延び
る平面状に形成されている。又、係合凸部１３ｂの外側
面１３ｄは、コイルスプリング１２の内周に略沿った弧
状に形成されている。又、ブラシ１３の一側（図１及び
図４において右側）には、ピッグテール１７が埋没結線
されている。

【００２３】そして、ブラシ１３は、図１及び図４に示
すように、ピッグテール１７がスリット１５ｃを介して
外部に突出するように、且つ、当接部１３ａがコンミテ
ータ３の外周面（整流子セグメント）と当接するよう
に、且つ係合凸部１３ｂ（図４中、右側の係合凸部１３
ｂ）の内側面１３ｃがコイルスプリング１２の伝達部１
２ａと係合するようにブラシホルダ１１内に略収容され
ている。

【００２４】ここで、コイルスプリング１２の伝達部１
２ａは、捩り力が加えられていない状態で、図４の二点
鎖線で示すように、中心より右側に位置するため、図４
に実線で示すように、コイルスプリング１２に捩り力が
加えられて（コイルスプリング１２が捩られて）、該コ
イルスプリング１２及びブラシ１３が組み付けられてい
る。よって、ブラシ１３の一側面（図１及び図４におい
て右側面）１３ｅは、コイルスプリング１２の捩り力に
より、ブラシホルダ１１の一内側面であって、ホルダ本
体１５の一内側面（図１、図４及び図５において右側の
内側面）１５ｄに押圧される。尚、コイルスプリング１
２は、コンミテータ３の径方向にも圧縮力が加えられて
（圧縮されて）配設され、その圧縮力によりブラシ１３
をコンミテータ３側に付勢する。

【００２５】このように構成されたモータ（ブラシ装
置）では、ブラシ１３の当接部１３ａがコンミテータ３
の回転中においても、同コンミテータ３の外周面（整流
子セグメント）と摺接する。よって、外部電源から図示
しない外部端子、ピッグテール１７、ブラシ１３、コン
ミテータ３を介してアーマチャ２に駆動電源が供給され
る。

【００２６】次に、上記実施の形態の特徴的な効果を以
下に記載する。 （１）ブラシ１３は、コイルスプリング１２の捩り力に
よりブラシホルダ１１の一内側面１５ｄに押圧されるた
め、ブラシホルダ１１内での振動が抑制される。よっ
て、本実施の形態のモータ（ブラシ装置７）では、ブラ
シ１３の振動に基づく騒音（チャープ音）が抑制され
る。しかも、従来技術のようにブラシの後端面をテーパ
面としなくてよいため、従来技術に比べてブラシ長さ
（ブラシ全体の長さ）に対するブラシ有効長さ（コンミ
テータに摺接させ実際使用できる長さ）を長くすること
ができる。よって、装置の体格を同じとすると、従来技
術（ブラシの後端面がテーパ面のもの）に比べてブラシ
寿命が長くなる。又、従来技術（ブラシの後端面がテー
パ面のもの）のようにテーパ面を形成する箇所に無駄な
材料費が掛からないため、そのコストが安くなる。逆
に、ブラシ寿命（ブラシ有効長さ）を同じとすると、従
来技術（ブラシの後端面がテーパ面のもの）に比べて装
置の体格が小さくなる。

【００２７】（２）ブラシ１３は、コイルスプリング１
２の捩り力によりブラシホルダ１１の一内側面１５ｄに
押圧されるため、ブラシ１３の長さに関わらず（磨耗し
て短くなっても）、側圧荷重が常に略一定となる。よっ
て、従来技術（コイルスプリングの加圧力（圧縮力）の
分力でブラシをブラシホルダの一内側面に押圧するも
の）のように、側圧荷重を確保するために、予めコイル
スプリングの初期（ブラシが磨耗していないとき）の加
圧力を大きく設定しておく必要がない。これにより、コ
イルスプリングを小型化することができ、装置の体格を
同じとすると、ブラシ有効長さを更に長くすることがで
き、ブラシ寿命が長くなる。

【００２８】（３）ブラシ１３の後端部に、コイルスプ
リング１２の伝達部１２ａと係合可能な係合凸部１３ｂ
を形成し、該係合凸部１３ｂの内側面１３ｃにコイルス
プリング１２の伝達部１２ａを係合させて捩り力を伝達
するようにしたため、捩り力を簡単な構成で伝達するこ
とができる。

【００２９】（４）ブラシ１３の係合凸部１３ｂをコン
ミテータ３の回転軸線方向を上下方向として左右対称に
設けたため、同一のブラシ１３で、本実施の形態とは逆
回転のコンミテータ３に使用が可能となる。よって、部
品の共通化を図ることができ、ひいてはその製造コスト
を低減することができる。

【００３０】（５）ブラシ１３の係合凸部１３ｂの突出
量を前記コイルスプリング１２の線材の径と略同じに設
定したため、ブラシ長さ（ブラシ全体の長さ）を僅かに
長くするのみでブラシ１３にコイルスプリング１２の捩
り力を伝達することができる。

【００３１】（６）コイルスプリング１２の後端部に、
該コイルスプリング１２の外周より外側に突出する突出
部１２ｂを形成し、該突出部１２ｂをブラシホルダ１１
に係合させて該コイルスプリング１２の後端部の回転を
抑止するようにしたため、コイルスプリング１２の後端
部の回転を簡単な構成で抑止することができる。

【００３２】（７）コイルスプリング１２の突出部１２
ｂを、ブラシホルダ１１の内側面と線接触するように、
コイルスプリング１２の接線方向に延ばして形成したた
め、ブラシホルダ１１に特別な係合部を必要とせず、簡
単な構成で、コイルスプリング１２の後端部の回転を抑
止することができる。

【００３３】上記実施の形態は、以下のように変更して
実施してもよい。 ・上記実施の形態では、ブラシ１３の後端部に係合凸部
１３ｂを形成し、該係合凸部１３ｂにコイルスプリング
１２の伝達部１２ａを係合させて捩り力を伝達するよう
にしたが、ブラシにコイルスプリングの捩り力を伝達で
きれば他の構成に変更してもよく、例えば、ブラシの後
端部とコイルスプリングの先端部を接着して捩り力を伝
達するようにしてもよい。このようにしても、上記実施
の形態の効果（１）、（２）、（６）、（７）と同様の
効果を得ることができる。

【００３４】・上記実施の形態では、係合凸部１３ｂを
コンミテータ３の回転軸線方向を上下方向として左右対
称に設けたが、左右対称に設けなくてもよく、例えば、
図４中の右側の係合凸部１３ｂのみを設けた構成として
もよい。このようにしても、上記実施の形態の効果
（１）〜（３）、（５）〜（７）と同様の効果を得るこ
とができる。

【００３５】・上記実施の形態では、係合凸部１３ｂの
突出量をコイルスプリング１２の線材の径と略同じに設
定したが、コイルスプリング１２の伝達部１２ａが係合
可能であれば、係合凸部１３ｂの突出量を適宜変更して
もよい。このようにしても、上記実施の形態の効果
（１）〜（４）、（６）、（７）と同様の効果を得るこ
とができる。

【００３６】・上記実施の形態では、コイルスプリング
１２の後端部に突出部１２ｂを形成し、該突出部１２ｂ
をブラシホルダ１１に係合させて該コイルスプリング１
２の後端部の回転を抑止するようにしたが、コイルスプ
リングの後端部の回転を抑止できれば他の構成に変更し
てもよく、例えば、コイルスプリングの後端部とブラシ
ホルダ１１を接着して回転を抑止するようにしてもよ
い。このようにしても、上記実施の形態の効果（１）〜
（５）と同様の効果を得ることができる。

【００３７】・上記実施の形態では、コイルスプリング
１２の突出部１２ｂをブラシホルダ１１の内側面と線接
触するように、コイルスプリング１２の接線方向に延ば
して形成したが、突出部を接線方向に延設しなくてもよ
く、例えば、突出部をコイルスプリングの径方向に延設
するとともに、ブラシホルダ１１に係合部を形成し、該
突出部と該係合部を係合させてコイルスプリングの後端
部の回転を抑止するようにしてもよい。このようにして
も、上記実施の形態の効果（１）〜（６）と同様の効果
を得ることができる。

【００３８】・上記実施の形態では、ブラシホルダ１１
を、ホルダプレート１４と、ホルダ本体１５と、ホルダ
カバー１６とにより構成したが、ブラシ１３の側部を略
覆い、該ブラシ１３を保持するものであれば他の構成に
変更してもよく、例えば、樹脂材料にて一体成形された
ブラシホルダに変更してもよい。このようにしても、上
記実施の形態の効果と同様の効果を得ることができる。

【００３９】上記実施の形態から把握できる請求項以外
の技術思想について、以下にその効果とともに記載す
る。 （イ）請求項２に記載のブラシ装置において、前記係合
凸部は、前記コンミテータの回転軸線方向を上下方向と
して左右対称に設けられ、いずれか一方の前記係合凸部
に前記コイルスプリングの先端部を係合させて捩り力を
伝達したことを特徴とするブラシ装置。このようにする
と、同一のブラシで、正回転及び逆回転の両方のコンミ
テータに使用が可能となる。

【００４０】（ロ）請求項２又は上記（イ）に記載のブ
ラシ装置において、前記係合凸部（１３ｂ）の突出量
は、前記コイルスプリング（１２）の線材の径と略同じ
としたことを特徴とするブラシ装置。このようにする
と、ブラシ長さ（ブラシ全体の長さ）が僅かに長くなる
のみでブラシにコイルスプリングの捩り力を伝達するこ
とができる。

【００４１】（ハ）請求項３に記載のブラシ装置におい
て、前記ブラシホルダ（１１）の内側面は四角形に形成
され、前記突出部（１２ｂ）は、前記ブラシホルダ（１
１）の少なくとも一つの内側面と線接触するように、前
記コイルスプリング（１２）の接線方向に延びたことを
特徴とするブラシ装置。このようにすると、ブラシホル
ダに特別な係合部を必要とせず、簡単な構成で、コイル
スプリングの後端部の回転を抑止することができる。

【００４２】（ニ）請求項１乃至３、及び上記（イ）〜
（ハ）のいずれかに記載のブラシ装置（７）を備えた直
流モータ。このようにすると、モータの騒音を防止しな
がら、高寿命化、及び低コスト化を図ることができる。

【００４３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ブラシの振動を防止しながら、ブラシの高寿命化、及び
低コスト化を図ることができるブラシ装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態のブラシ装置を示す一部断面図。

【図２】本実施の形態のモータを示す一部断面図。

【図３】（ａ）本実施の形態のブラシの平面図。（ｂ）
同じく、ブラシの背面図。

【図４】図１のＡ−Ａ断面図。

【図５】本実施の形態のブラシ装置を説明するための説
明図。

【符号の説明】

３…コンミテータ、１１…ブラシホルダ、１２…コイル
スプリング、１３…ブラシ、１２ｂ…突出部、１３ｂ…
係合凸部、１５ｄ…内側面。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端がコンミテータ（３）に当接される
   ブラシ（１３）と、 前記ブラシ（１３）の側部を略覆い、該ブラシ（１３）
   を保持するブラシホルダ（１１）と、 前記ブラシ（１３）の後端側に配置され、圧縮力により
   該ブラシ（１３）をコンミテータ（３）側に付勢するコ
   イルスプリング（１２）とを備えたブラシ装置におい
   て、 前記ブラシ（１３）を、前記コイルスプリング（１２）
   の捩り力によりブラシホルダ（１１）の内側面（１５
   ｄ）に押圧したことを特徴とするブラシ装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のブラシ装置において、 前記ブラシ（１３）の後端部には、前記コイルスプリン
   グ（１２）の先端部と捩り方向に係合可能な係合凸部
   （１３ｂ）が形成され、該係合凸部（１３ｂ）に該コイ
   ルスプリング（１２）の先端部を係合させて捩り力を伝
   達したことを特徴とするブラシ装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のブラシ装置にお
   いて、 前記コイルスプリング（１２）の後端部には、該コイル
   スプリング（１２）の外周より外側に突出する突出部
   （１２ｂ）が形成され、該突出部（１２ｂ）を前記ブラ
   シホルダ（１１）に係合させて該コイルスプリング（１
   ２）の後端部の回転を抑止したことを特徴とするブラシ
   装置。