JP2002233111A - 小型モータのブラシ保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価な部材を使用することを可能にして、低
コストで製造しつつ、ブラシで発生した熱の放熱効果を
向上させることを目的としている。 【解決手段】 本発明の小型モータのブラシ保持装置
は、ブラシ嵌合部を一体に形成したブラシと、該ブラシ
のブラシ嵌合部の形状に略一致する形状の取付穴を有
し、かつ、該取付穴の左右両側にブラシ接点部を有する
ブラシアームと、ホルダとから構成される。このホルダ
は、ブラシのブラシ取付部の形状に略一致する形状の取
付穴を有すると共に、この取付穴をブラシアームの取付
穴と一致させた状態でブラシアームに固着される。固着
されたホルダとブラシアームの取付穴に、ブラシのブラ
シ嵌合部が圧入して固定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動工具等の駆動
用に使用される小型モータのブラシ保持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明のブラシ保持装置は、通常の小型
モータに用いることができるが、このような小型モータ
の一例を、図５を参照して説明する。

【０００３】図５は、従来構成の小型モータの全体を上
半分断面図で最左側に示し、また、その右の方には、ケ
ースから取り外した状態の合成樹脂製のエンドベル、そ
して最右側にケース蓋を示している。金属材料により有
底中空筒状に形成されたケース９の内周面に、マグネッ
ト１２が取り付けられている。このケース９の開口部
は、ケース蓋１５が嵌着されてそれによって閉じられて
いる。ケース蓋１５の中央部には、シャフト１７のため
の軸受け１６が収容される。シャフト１７の他端は、有
底中空筒状のケース９の底部中央に設けられた軸受け１
３によって支持されている。

【０００４】このシャフト１７には、積層コア１８と、
該積層コア１８上に巻いた巻線１９と、整流子１０とが
備えられて、小型モータの回転子を構成している。そし
て、この整流子１０に接触するブラシはブラシアームに
接続され、このブラシアームに接続された入力端子１１
が電気的接続のためにケース蓋１５を貫通して外部に突
出している。

【０００５】このように、小型モータのブラシ保持装置
は、ブラシと、このブラシを支持するブラシアームとか
ら構成され、そしてこのブラシアームは、エンドベル１
４に支持される入力端子に機械的及び電気的に接続され
る。このようなブラシの従来技術のブラシ保持につい
て、さらに、図３及び図４を参照して説明する。

【０００６】図３は、従来技術のブラシアームのブラシ
の取付部位を示す図であり、図３（ａ）は、ブラシの整
流子接触側とは反対側から見た図であり、図３（ｂ）は
側面からみた図である。また、図４は、図３に示した構
成を個々に分解して、ブラシアームの先端部側を図４
（ａ）に、そしてブラシを図４（ｂ）に示している。

【０００７】ブラシ７は、整流子に接触する側の反対側
で、ブラシアーム１に取り付けられる。ブラシアーム１
は、長手方向の剛性を増すために、両側面を折り曲げて
いる（図４（ａ）参照）。また、ブラシアーム１は、そ
の先端部にブラシ７を取り付けるため、ブラシ嵌合部の
形状に一致する取付穴を有すると共に、その取付穴の両
側面から折り返したブラシ接点部４を有している。な
お、ブラシアーム１は、先端部側を除いて、図示を省略
している。ブラシ接点部４は、ブラシアーム１の取付穴
にブラシ７を挿入して組み付ける際に、ブラシ７を機械
的、及び電気的に接触して支持する。

【０００８】このようにして、ブラシ７はブラシアーム
１に組み付けた後、図３に示すように導電性の接着剤
８、例えば銀を混ぜたエポキシ接着剤を用いて接着され
る。これによって、ブラシ保持装置の組み立ては完成す
る。

【０００９】しかし、従来のこのようなブラシ保持装置
の組み立ては、導電性の接着剤８が高価なため、コスト
アップの要因となる。加えて、導電性接着剤は乾燥が必
要なこと等、作業性も劣る。また、ブラシアーム１は、
ブラシ７への電流経路となるだけでなく、特にブラシ７
と整流子との摺動接触により発生した熱の放熱器として
作用するが、この観点からは、ブラシアーム１の板厚を
厚くする方が有利である。しかし、一方、ブラシアーム
１は、各整流子片の間に存在する隙間のために平滑面と
はいえない整流子面に接触するブラシ７から生じる振動
を吸収しつつ、回転する整流子に一定のブラシテンショ
ンでブラシ７を接触させる必要があるために、ブラシア
ーム１の板厚にも自ずと制限が生じる。このような理由
で、従来のブラシアーム１は、その放熱効果の点で十分
とはいえなかった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、か
かる問題点を解決して、安価な部材を使用することを可
能にして、低コストで製造しつつ、ブラシで発生した熱
の放熱効果を向上させた小型モータのブラシ保持装置を
提供することを目的としている。

【００１１】また、本発明は、ブラシをブラシアームに
対して、機械的、電気的、熱的に確実に接触させて支持
することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の小型モータのブ
ラシ保持装置は、外部からの電気的接続のための入力端
子に一端側で接続されると共に、他端側でブラシを支持
するブラシアームを有する。このブラシ保持装置は、ブ
ラシ嵌合部を一体に形成したブラシと、該ブラシのブラ
シ嵌合部の形状に略一致する形状の取付穴を有し、か
つ、該取付穴の左右両側にブラシ接点部を有するブラシ
アームと、ホルダとから構成される。このホルダは、ブ
ラシのブラシ取付部の形状に略一致する形状の取付穴を
有すると共に、この取付穴をブラシアームの取付穴と一
致させた状態でブラシアームに固着される。固着された
ホルダとブラシアームの取付穴に、ブラシのブラシ嵌合
部が圧入して固定される。

【００１３】また、ホルダの取付穴の上下両側におい
て、折り曲げにより形成したブラシ接点部を備えること
ができる。さらに、ホルダの上下端を折り曲げることに
より形成した冷却用のフィンを備えることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の小型モータのブラシ保持
装置は、ブラシと、このブラシを支持するブラシアーム
とから構成され、さらに、このブラシアームは、エンド
ベルに支持される入力端子にかしめ固定等の周知の手段
で機械的及び電気的に接続される。本発明は、以下に説
明するブラシのブラシアームに対する支持の点を除い
て、前述した従来技術と同じであるので、ブラシ保持以
外に関して、これ以上の説明は省略する。

【００１５】図１は、ブラシアームの入力端子接続側を
図示上省略して、ブラシ取付部位のみを示す本発明のブ
ラシ保持装置の斜視図である。図２は、図１に示したブ
ラシ保持装置を分解して示す図であり、図２（ａ）はホ
ルダを、図２（ｂ）はブラシアームの入力端子接続側の
図示を省略した先端部側を、そして、図２（ｃ）はブラ
シをそれぞれ示している。

【００１６】ブラシ７自体は、従来通常に使用されてい
るものと同じ材料（例えばカーボン）及び同じ形状のも
のを使用することができる。ブラシは、図２（ｃ）に図
示したように、整流子接触側の反対側に、段差部を設け
たブラシ嵌合部を有している。ブラシアーム１は、長手
方向の剛性を増すために、両側面を折り曲げている。そ
して、ブラシアーム１は、その先端部側にブラシ７を取
り付けるため、ブラシ嵌合部の形状に一致する取付穴を
有すると共に、その取付穴の側面から折り返したブラシ
接点部４を有している。このブラシ接点部４は、ブラシ
アーム１の取付穴にブラシ７を挿入して組み付ける際
に、その弾性によりブラシ７を機械的に支持するだけで
なく、電気的にも接触してブラシ７に電流を流すための
経路となる。勿論、ブラシ保持装置として動作する際に
は、ブラシ嵌合部の段差部とブラシアーム裏面とが接触
して、電気的及び熱的な主経路となる。以上説明したブ
ラシアーム１の構成は、前述した従来技術と同じように
構成することができる。

【００１７】本発明は、このような構成のブラシアーム
１に対して、直接ブラシ７を取り付けるのではなく、こ
のブラシアーム１には、最初に、図２（ａ）に示すホル
ダ２が一体に組み付けられる。ブラシアーム１自体は、
所定のばね性を有して所定のブラシテンションを維持す
るためにベリリウム銅等の若干高価な材料が用いられ
る。これに対して、ホルダ２に強いばね性は必要でない
ので、安価な燐青銅などの材料を用いることができる。
なお、入力端子には、例えば黄銅を用いることができ
る。

【００１８】ホルダ２には、図２（ａ）に示すように、
ブラシ嵌合部を嵌合するためのブラシ取付穴を、略中央
部に有している。この取付穴は、ブラシアーム１に設け
られている取付穴と略同一の大きさであるが、厳密に言
えば、ブラシ嵌合部に加えて、ブラシアーム１のブラシ
接点部４を圧入することのできる大きさである。ホルダ
２には、ブラシアーム１に設けられているブラシ接点部
４と同様な機能を果たすブラシ接点部５を、ホルダ２の
長手方向のブラシ取付穴の側面において折り曲げて形成
することができる。また、ホルダ２の長手方向両側に
は、折り返しにより形成した冷却用のフィン６を備える
ことができる。このような構成のホルダ２は、ブラシ７
を取り付ける前に、ブラシアーム１の先端部に、ブラシ
アーム１のブラシ取付穴と、ホルダ２のブラシ取付穴と
をそろえた状態で一体に、例えばかしめ固定により固着
される。かしめ固定は、例えばホルダ２のブラシアーム
１に面する取付面に複数（例えば４個）のボスを設ける
一方、対応するボス穴をブラシアーム１に設け、両者を
嵌合後、ブラシアーム１の背面からボス先端に力を加え
てつぶすことにより行うそれ自体周知の固着取付方法で
ある。

【００１９】このようにホルダ２を一体に固着したブラ
シアーム１に対して、次にブラシ７が取り付けられる。
ホルダ２は、前述したように強いばね性は必要でないの
で、若干厚さの厚い板を加工することにより構成して、
剛性を持たせることができる。例えば、０．１５ｍｍ以
下の厚さのブラシアーム１に対して、０．３ｍｍのホル
ダ２を用いることができる。また、ブラシアーム１は、
その両側に折り曲げ部を設けることにより長手方向の剛
性を増すことができたが、本発明は、さらに、ホルダ２
に設けたブラシ接点部５及び冷却のためのフィン６によ
り、ブラシ保持装置として完成した際に、その幅方向の
剛性も増すことが可能になる。

【００２０】ホルダ２を一体に固着したブラシアーム１
は、取付穴の左右上下側の全てにブラシ接点部４，５を
有することになり、しかも、ホルダ２のブラシ接点部５
は、大きな剛性を有しているので、その取付穴にブラシ
７を圧入した際には、その弾性により強固に固定され
る。ホルダ２自体が、放熱器として作用するだけでな
く、ホルダ２の長手方向両側に折り返しにより形成した
フィン６を備えることにより、高い放熱効果を得ること
ができる。

【００２１】図６及び図７は、それぞれ従来技術と本発
明の放熱効果を示す図である。図６に示される従来技術
は、導電性接着剤を用いない図４に示すブラシ保持装置
である。図６及び図７はそれぞれ、ブラシ背面部（整流
子接触側の反対側）で測定されたブラシカーボン部の温
度と、ブラシアーム先端部で測定されたブラシアームの
温度とを、時間の経過と共に表示したものである。図６
及び図７から分かるように、従来技術は、本発明と比較
して相対的に温度自体が高いだけでなく、時間の経過に
つれての温度上昇勾配も大きい。即ち、本発明の放熱効
果は、従来技術と比較すれば良好であることが分かる。

【００２２】また、以下の表１は、導電性接着剤を用い
る従来技術のブラシ保持装置と、導電性接着剤を用いな
い従来技術のブラシ保持装置と、本発明のブラシ保持装
置との耐久性を比較したものである。それぞれ同一構成
の小型モータに取り付けた、それぞれ３つ又は５つのサ
ンプルについて、ブラシアームのブラシ取付部に生じる
亀裂等の何らかの障害が生じるまでの寿命を対比した。
ブラシ取付部の寿命は、モータを１秒動作させ、その後
１９秒の間停止するサイクルを、１サイクルとして、こ
れを繰り返し、サイクル数として表示している。

【００２３】 本発明によれば、表１に見られるように、ブラシ保持装
置の寿命を改善することができる。これは、弾性ブラシ
アームに、剛体のホルダを一体に固着することにより強
度が向上し、ブラシ保持部のねじれを防止することが可
能になったためである。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、ブラシアームに固着されるホ
ルダを備え、この固着された状態のホルダとブラシアー
ムの取付穴に、ブラシのブラシ嵌合部を圧入して固定す
るよう構成したことにより、安価な部材を使用すること
を可能にして、低コストで製造しつつ、ブラシで発生し
た熱の放熱効果を向上させることができる。

【００２５】また、本発明は、ブラシをブラシアームに
対して、機械的、電気的、熱的に確実に接触させて支持
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ブラシアームの入力端子接続側を図示上省略し
て、ブラシ取付部位のみを示す本発明のブラシ保持装置
の斜視図である。

【図２】図１に示したブラシ保持装置を分解して示す図
であり、（ａ）はホルダを、（ｂ）はブラシアームの入
力端子接続側の図示を省略した先端部側を、そして、
（ｃ）はブラシをそれぞれ示している。

【図３】従来技術のブラシアームのブラシの取付部位を
示す図である。

【図４】図３に示した構成を個々に分解して示す図であ
り、ブラシアームの先端部側を（ａ）に、そしてブラシ
を（ｂ）に示している。

【図５】本発明のブラシ保持装置を用いることのできる
通常の小型モータの一例を示す図であり、その最左側に
小型モータの全体を上半分断面図で示し、その右の方に
は、ケースから取り外した状態の合成樹脂製のエンドベ
ル、そして最右側にケース蓋を示している。

【図６】従来技術のブラシ保持装置に基づく放熱効果を
示す図である。

【図７】本発明のブラシ保持装置に基づく放熱効果を示
す図である。

【符号の説明】

１ ブラシアーム ２ ホルダ ４ ブラシ接点部 ５ ブラシ接点部 ６ フィン ７ ブラシ ８ 導電性接着剤 ９ ケース １０ 整流子 １１ 入力端子 １２ マグネット １３ 軸受け １４ エンドベル １５ ケース蓋 １６ 軸受け １７ シャフト １８ 積層コア １９ 巻線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部からの電気的接続のための入力端子
   に一端側で接続されると共に、他端側でブラシを支持す
   るブラシアームを有する小型モータのブラシ保持装置に
   おいて、 ブラシ嵌合部を一体に形成したブラシと、 該ブラシのブラシ嵌合部の形状に略一致する形状の取付
   穴を有し、かつ、該取付穴の左右両側にブラシ接点部を
   有するブラシアームと、 前記ブラシのブラシ取付部の形状に略一致する形状の取
   付穴を有すると共に、この取付穴を前記ブラシアームの
   取付穴と一致させた状態で前記ブラシアームに固着され
   るホルダと、 から構成され、固着された前記ホルダと前記ブラシアー
   ムの取付穴に前記ブラシのブラシ嵌合部を圧入して固定
   した小型モータのブラシ保持装置。
2. 【請求項２】 前記ブラシアームの長手方向を上下方向
   として、前記ホルダの取付穴の上下両側において、折り
   曲げにより形成したブラシ接点部を備えた請求項１に記
   載の小型モータのブラシ保持装置。
3. 【請求項３】 前記ブラシアームの長手方向を上下方向
   として、前記ホルダの上下端を折り曲げることにより形
   成したフィンを備えた請求項１に記載の小型モータのブ
   ラシ保持装置。