JP2002536952A - 整流子からなっている電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電動機の整流子の周囲に必要とされる僅かな空間内に配設可能なブラシ装置を提供する。 【解決手段】 電動機は、整流子５およびこの整流子に弾力的に押圧しかつ枢軸１８、１９のまわりに枢動可能であるレバーブラシ６、７から成り、ブラシの接触面２４の中心点と枢軸との間で垂直方向に延びる接続線１６、１７が、整流子の外面に対して正接している。各レバーブラシは枢軸に対して同軸であるように回転可能に配置される支持ブッシュ２０、ならびに導電性材料から作られかつ前記支持ブッシュに堅固に接続されそして前記ブラシ接触面２４からなっている。前記レバーブラシを電気的に接続するために、ブラシ接触面と直接電気的に接触する端子耳片１４、１５に設けられたリード線１６、１７との接続点を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は、整流子およびこの整流子に対して弾力的に押圧しかつ枢軸のまわり
に枢動可能であるレバーブラシからなっており、前記ブラシの接触面の中心点と
前記枢軸との間で前記枢軸に対して垂直の方向に延びる接続線が前記整流子の外
面に対して正接している電動機に関する。

【０００２】 （発明の背景） 現在、かかる設計の電動機は多くの異なる用途に使用される小型モータである
。電動機の一般的なブラシ装置はドイツ連邦共和国実用新案第２９６０５１１４
号明細書に記載されている。この装置において、２つの対向レバーブラシがそれ
らのブラシの接触点を整流子に対して押圧する。レバーブラシは導電性の添加物
を備えたグラファトからなっているプレスされた成形体によって形成される。ブ
ラシカバー上に設けられたピン上に置かれる支持穴は、各ブラシが枢軸のまわり
に枢動し得るように保持されている。ブラシ接触面の接触点とレバーブラシの枢
軸との間の想像接続線は整流子の外面に正接している。その理由は、かかるブラ
シ装置が両回転方向に適合させられるということである。より特別な構成にする
ために、レバーブラシは、回転方向から独立して均一に摩滅される。対応する端
子接点と連通するピグテール（リード片）は製造またはプレス過程の間中レバー
ブラシに成形される。レバーブラシはこのレバーブラシの背部に押圧されるロー
ル型のばねによって整流子上に押圧されている。かかる構造は有用であることは
認められるが、その装置の大きさをさらに減少しかつ小型化を高めるような試み
が必要である。

【０００３】 それゆえ、本発明の目的は、上述した型の電動機において、とくに、必要とさ
れる小さな空間に配設可能な電動機のブラシ装置を提供することにある。

【０００４】 （発明の開示） 前記目的は、本発明によれば、各レバーブラシが枢軸に対して同軸であるよう
に回転可能に配置される支持ブッシュ、ならびに導電性材料から作られかつ前記
支持ブッシュに堅固に接続されそしてブラシ接触面を形成しかつ前記レバーブラ
シを電気的に接続するために前記ブラシ接触面と直接電気的に接触する接続点を
含んでいる成形体からなり、そして前記支持ブッシュが前記成形体より安定した
材料からなっていることによって達成される。

【０００５】 かくして、本発明は、回転方向がさらに独立しており、接続点がブラシ接触面
と直接の電気的連通にありそして支持ブッシュがより安定な材料からなって使用
されるという利点を提供する。より安定な材料は成形体の材料よりその支持特性
に関してより良好またはより耐久力のあるあらゆる材料を意味している。このこ
とは、支持ブッシュに付与された壁厚さが支持穴の区域においてプレスおよび成
形体に付与された従来の壁厚さよりかなり小さくし得るということを意味してい
る。結果として、支持点の枢軸は整流子に密接して配置されかつレバーアームの
長さは減少され得る。適宜な安定した材料からなっている支持ブッシュの使用の
ために、支持点に発生される磨耗は、また、かなり減少され得る。それにより、
できるだけ大きい磨耗長さが設けられかつレバーブラシが非常に長い期間にわた
って使用され得るようにブラシ接触面を形成する成形体の断面を切計することが
可能である。支持ブッシュは適宜の方法で製造過程の間中または次の押圧または
膠着によって成形体に接続され得る。

【０００６】 簡単なグラファイトピンがシート金属から屈曲されたレバーアームによって保
持される既知の構造があることも事実である。しかしながら、これらは、接続点
がシート金属上に配置されるという欠点を有している。それゆえ、レバーアーム
とグラファイトピン間の接続が確立されるとき、適切な電気的遷移を保証するた
めに特別な注意が払われねばならない。しかしながら、これは、構造全体をより
高価にするコストを引き起こす。安定な支持ブッシュの使用にも拘わらず、本発
明における接続点はさらに成形体上にかつしたがってブラシ接触面と直接電気的
接触に保持される。高価な半田付け点等は必要とされない。支持ブッシュは現在
中空の筒状形状を有するので、ブッシュは成形体が製造されていながら少なくと
も部分的に成形体に埋め込まれることができる。支持ブッシュは、可能ならば、
＞１８０°の周囲角度にわたって成形体に埋め込まれ、それにより安全な係留を
保証する。

【０００７】 好都合には、レバーブラシは枢軸のまわりに枢動可能でありかつその全面がブ
ラシ接触面によって形成されるウェブを有している。ウェブの高さはその場合に
、ブラシが通常ウェブがほとんど磨耗されるまで使用されるため、レバーブラシ
の磨耗長さを実質上決定する。

【０００８】 レバーブラシは支持ブッシュに隣接しかつ接続線を横切る方向に延びそして接
続点がその上に置かれる接続鼻部からなることも可能である。成形体はあらゆる
所望の方法で形成され得るので、かかる接続鼻部はそれに極めて容易に取り付け
られる得る。鼻部は接続線を横切る方向に配置されるので、また、空間が同様に
接続に関して節約され得るように整流子面の曲率に適合され得る。これは、接続
鼻部が、例えば、ブラシ接触面に対して、すなわち整流子に向かって反対である
枢軸の側で屈曲されることを意味している。

【０００９】 好ましくは、接続点は成形体に堅固に係留された柔軟なリード線によって形成
される。とくに、細い銅線から編まれている柔軟なリード線は十分な安定性で成
形体に極めて容易に埋め込まれることができる。そのうえ、それは十分に柔軟で
かつ例えば、電動機接続の接触耳片上に良好な接触を確立する。

【００１０】 レバーブラシに押圧力を印加するばね要素がレバーブラシに信頼し得るように
固定されるのを確実にするために、ばね要素の一端によって係合される切り込み
が成形体に設けられ得る。成形体の直接係合のために、装置をより高価にする追
加の構成要素はばねを係留するのに設けられる必要がない。

【００１１】 好都合には、レバーブラシは枢軸に同中心的であるように配置されかつ切り込
みに推移する円形の弓形背面を有し、そしてロール型の帯片ばねが前記背面に沿
う断面において案内されかつ前記切り込みへの広げられない端部と係合しそして
ハウジング部分のポケットにおいてその広げられた端部により配置される。捩じ
りばねのごとき他のばね要素を使用することも可能であるけれども、ロール型の
帯片ばねが、とくにブラシの磨耗により変化しているばね振幅のため、極めて良
好に適合されることが判った。とくに、レバーブラシの新規な状態において、ロ
ール型帯片ばねの広げられない端部分は実質上レバーブラシの背部に平らな方法
において載置し、かくして撤退された位置におけるより後で延長された位置にお
いてより多くの空間をほとんど占有しない。

【００１２】 ロール型帯片はレバーブラシの背部に沿って案内されるので、ロール型帯片ば
ねの広げられた端部は、また、非常に空間を節約している方法でかつ整流子に極
めて密接して配置されることができ、それは結果としてさらに大きさの減少ょ生
じる。

【００１３】 本発明の実施例を、以下で、図面を参照してより詳細に説明する。

【００１４】 （発明を実施するための最良の形態） 図１は電動機の外観に適合されかつ後でより詳細に説明されるブラシ装置をそ
の中に設けている成形された部分２および３からなっているブラシカバー１を示
している。ブラシカバー１の中央で回転しているのは、整流子に配置されかつ互
いに絶縁されている薄板５を備えた整流子の集電軸４である。薄板５はそれぞれ
薄板５間で遮断される筒状面を形成するように外周に成形されている。

【００１５】 ロール型の帯片ばね８および９を経由して薄板５上に各々弾力的に押圧される
２つのレバーブラシ６および７は、それぞれ、軸線Ａに対して直径的に対向した
方法で薄板５に対して押圧する。ロール型の帯片ばねは成形された部分２および
３のそれぞれのポケット１２および１３にそれらの広げられた端部１０および１
１により配置される。ポケット１２および１３は、関連のロール型帯片ばね８お
よび９が軸線Ａに対して平行な方向に単に挿入され得るように帯片ばね８および
９を取り囲んでいる。

【００１６】 柔軟なリード線１６および１７とともにレバーブラシ６および７の接続を保証
する直径的に対向した端子耳片１４および１５がブラシカバー１を貫通している
。柔軟なリード線１６および１７は、好ましくは、細い編まれた銅線からなりか
つ端子耳片１４および１５に溶接されている。リード線は−レバーブラシが磨耗
した状態においても同様に−十分な程度にレバーブラシ６または７を電気的に接
続するのに十分な長さを有している。

【００１７】 レバーブラシ６および７は各々、それぞれ、枢動ピン１８および１９のまわり
に、かつしたがって枢軸Ｂのまわりに枢動し得るように支持されている。枢動ピ
ン１８および１９は外方筒状支持面を有している。

【００１８】 図２ないし５を参照して、レバーブラシ６および７の構造および形状を次によ
り詳細に説明する。レバーブラシ６および７は、実質上、中空の筒状支持ブッシ
ュ２０、これに堅固に接続された成形体２１、およびこの成形体に埋め込まれた
柔軟なリード線１６，１７からなっている。成形体２１は銅および／または眼部
分を埋め込んだ圧縮されたグラファイト粉末からなっている。より固い材料から
なっている支持ブッシュ２０と成形体２１との間の接続は、成形体２１が製造さ
れるかまたは後で、例えば、膠着により確立され得る。図２においてとくに明瞭
に見られ得るように、成形体２１は１８０°以上まで支持ブッシュ２０を取り囲
んでおり、その結果支持ブッシュ２０の堅固な係留を生じている。支持ブッシュ
２０のかかる部分的な埋め込みはまったく十分であるけれども、支持ブッシュは
、また、完全にその中に埋め込まれてもよい。

【００１９】 レバーブラシ６，７は、これらのレバーブラシ６，７の新規な状態において約
１８０°の角度的範囲にわたって延びる外方筒状背面２２を有している。弓形ウ
ェブ２３が実質上均一な厚さからなり、このウェブの面２４はレバーブラシ６，
７の接触面を同時に形成しており、弓形ウェブ２３はほぼ９０°の角度にわたっ
て延びている。ウェブ２３はしたがって背面２２の１部分によってかつ同様な外
方筒状曲率の内面２５によって横方向に画成されている。それにより凹所２６が
ウェブ２３と支持ブッシュ２０との間に作られている。ウェブ２３の弓形の長さ
はレバーブラシ６，７がそれにより磨耗するように許容される量を定義する。そ
んな訳で、ウェブ２３は軸線Ｂのまわりに同中心的に枢動され得る。反対側で、
成形体２１はＶ−形状の切り込み２８に推移する第１の鼻部２７を有している。
図１での外観は、ロール型の帯片ばね８，９の広げられた端部２９，３０がフッ
ク形状の取着体３１，３２を備えた鼻部２７を取り囲みかつ切り込み２８に係留
されることを表している。まだ磨耗されてない左方のロール型帯片ばね８に関し
て、ばねが少なくとも９０°の角度的範囲にわたってレバーブラシ６の背面２２
にどのように載置するかが極めて明瞭に見られ得る。

【００２０】 凹所２８の次に、第２の鼻部３３が成形体２１に設けられる。鼻部３３は接続
点として役立つ。柔軟なリード線１６および１７は、それぞれ、前記鼻部に埋め
込まれる。柔軟なリード線１６，１７が追加の横方向の絶縁空間を要求する状態
を回避するために、第２の鼻部３３は段部３４を有し、それにより柔軟なリード
線１６，１７は空間節約方法において屈曲され得る。柔軟なリード線１６および
１７が、それぞれ、第２の鼻部３３に埋め込まれるので、リード線は成形体２１
を介して接触面２４との直接の電気的接触にある。第２の鼻部３３は下方に向か
って屈曲され、その結果この鼻部はレバーブラシ６，７の新規な状態においてブ
ラシ接触面２４に対して約１２５°を占有する。結果として、接続点は端子耳片
１５に密接して配置されることができ、それによりブラシの可動性についての柔
軟なリード線１６／１７の異議のある作用が減少されかつ利点が組み立ての間中
発生される。

【００２１】 また、図１に見られ得るように、想像の接続線Ｃが薄板５および炊事九Ｂとの
接触面２４の接触点において薄板５の外周に正接している（すなわち、割り当て
られた半径に対して垂直の方向に延びている）。これは、好適な方向がブラシに
関して付与されないため。回転方向を独立している。接触面２４は薄板５の外周
に極めて迅速に適合するので、薄板５との接触面２４の接触点がこの研究に取ら
れる。

【００２２】 本発明の作動方法を以下でより詳細に説明する。

【００２３】 ロール型の帯片ばね、それぞれ、８および９のばね作用、および広がるような
その傾向のために、レバーブラシ６，７はそれらの接触面２４により予め定めた
力で薄板５上に押圧される。レバーブラシ６，７は、それらの支持ブッシュ２０
により、それぞれ枢動ピン１８および１９上に枢動可能に配置されている。安定
な、例えば、金属材料のために、支持ブッシュ２０は前期の意図された用途に関
して高い安定性を呈する。そのうえ、ブッシユは薄板５を備えた集電軸４に比較
的密接して配置され得る。時間の経過において接触面２４は薄板５に嵌合するよ
うに磨耗し、そしてウェブ２３は電動機の集電軸４の回転により使用の間中磨耗
される。ロール型帯片ばね、それぞれ、８および９の賢明な配置のために、永続
的なばね力がレバーブラシ６および７に印加される。

【００２４】 比較的長いウェブ２３がレバーブラシ６および７の設計により形成されること
ができ、その結果より長い寿命かレバーブラシ６，７の減少された構造の大きさ
に拘わらず達成され得る。枢軸Ｂに対する接触面２４の距離はこの変形例におい
て減少されることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 左方のブラシがその新規な状態でかつ右方のブラシが磨耗された状態にで示さ
れている、電動機のブラシ装置を示す正面図である。

【図２】 レバーブラシを示す正面図である。

【図３】 線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って取られた、図２のレバーブラシを示す図である。

【図４】 図２のレバーブラシを示す斜視正面図である。

【図５】 図４のレバーブラシを示す斜視後面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H605 BB05 CC02 CC07 EA10 EA25 EC02 GG03 GG06 GG18 5H613 AA02 BB04 BB15 BB26 BB35 BB38 GA09 GA11 GA14 GA17 GB01 GB06 KK03 SS01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 整流子およびこの整流子に対して弾力的に押圧しかつ枢軸（
   Ｂ）のまわりに枢動可能であるレバーブラシ（６，７）からなっており、前記ブ
   ラシの接触面（２４）の中心点と前記枢軸（Ｂ）との間で前記枢軸（Ｂ）に対し
   て垂直の方向に延びる接続線（Ｃ）が前記整流子の外面に対して正接している電
   動機において、前記レバーブラシ（６，７）の各々が前記枢軸（Ｂ）に対して同
   軸であるように回転可能に配置される支持ブッシュ（２０）、ならびに導電性材
   料から作られかつ前記支持ブッシュ（２０）に堅固に接続されそしてブラシ接触
   面（２１）を形成しかつ前記レバーブラシ（６，７）を電気的に接続するために
   前記ブラシ接触面（２４）と直接電気的に接触する接続点（３３）を含んでいる
   成形体（２１）からなり、そして前記支持ブラシ（２０）が前記成形体（２１）
   より安定した材料からなっていることを特徴とする電動機。
2. 【請求項２】 前記レバーブラシ（６，７）が前記枢軸（Ｂ）のまわりに枢
   動可能でありかつその正面（４）が前記ブラシ接触面を形成するウェブ（２３）
   からなることを特徴とする請求項１に記載の電動機。
3. 【請求項３】 前記レバーブラシ（６，７）が前記支持ブッシュ（２０）に
   隣接しかつ前記接続線（Ｃ）を横切る方向に延びそして接続点がその上に置かれ
   る接続鼻部（３３）からなっていることを特徴とする請求項１または２に記載の
   電動機。
4. 【請求項４】 前記接続点が前記成形体（２１）内に堅固に係留された柔軟
   なリード線（１６，１７）によって形成されることを特徴とする請求項１ないし
   ３のいずれか１項に記載の電動機。
5. 【請求項５】 ばね要素（８，９）の一端（３１，３２）によって係合され
   る切り込み（２８）が前記成形体（２１）に成形されることを特徴とする請求項
   １ないし４のいずれか１項に記載の電動機。
6. 【請求項６】 前記レバーブラシ（６，７）が前記枢軸（Ｂ）に同中心的で
   あるように配置されかつ前記切り込み（２８）に推移する円形の弓形背面（２２
   ）を有し、そしてロール型の帯片ばね（８，９）が前記背面（２２）に沿う断面
   において案内されかつ前記切り込み（２８）への広げられない端部（２９，３１
   ；３０，３２）と係合しそしてハウジング部分のポケット（１２，１３）におい
   てその広げられた端部（１０，１１）と係合されることを特徴とする請求項５に
   記載の電動機。