JP2003023756A - ブラシ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】整流子の回転に伴って起こるブラシの振動を抑
制し、ブラシがブラシホルダに衝突することにより引き
起こされるたたき音を抑制すること。 【解決手段】ブラシ装置７は、ブラシ１０と、ブラシホ
ルダ１１と、後板１２と、バネとしてのコイルスプリン
グ１３及び、弾性部材１４とを備えている。ブラシ１０
は、その周囲をブラシホルダ１１に略覆われており、ブ
ラシ１０の後端面（反整流子側端面）はコイルスプリン
グ１３により、整流子３の方向に向かって付勢されてい
る。ブラシホルダ１１の上面には整流子３の径方向に延
びるピッグテール２０の案内溝としてのスリット２３が
成形されている。弾性部材１４はブラシ１０と一体とな
るように固定されており、そのＣ字状をなす弾性部２４
が縮径状態となって、ブラシホルダ１１のスリット２３
に嵌め込まれており、弾性部２４はその弾性力によって
スリット２３の両側壁と圧接している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直流電動モータに
おけるブラシ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、直流電動モータの回転軸には、整
流子が設けられ、その整流子には、給電用のブラシが当
接されている。ブラシは、回転軸と直交する方向に延び
るブラシホルダ内に収容され、その後端がスプリングの
付勢力にて整流子側に付勢されている。

【０００３】このように保持されたブラシは、整流子の
回転中においても、整流子の外周面（整流子セグメン
ト）と摺接する。従って、直流電動モータでは、回転軸
と一体回転する図示しないコイルにブラシ及び整流子を
介して駆動電源を供給することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なブラシ装置では、モータ作動時にブラシは円周方向に
振動し、一般的にチャープ音と言われる騒音が発生して
しまうといった問題が発生する。この問題は、本発明実
施例に係る双方向回転モータの場合、回転方向が変わる
ときにブラシがブラシホルダの壁を叩き少なからず音を
発生するので特に顕著であるといえる。

【０００５】ピッグテールがブラシに一体に固定される
ことによって、ピッグテールの反力により、ブラシはブ
ラシホルダ内で偏在し、整流性の低下などにより、回転
むらを発生するという問題が知られている。

【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、整流子の回転に伴っ
て起こるブラシの振動を抑制し、ブラシがブラシホルダ
に衝突することにより引き起こされるたたき音を抑制す
ることである。

【０００７】また、ピッグテールの成形状態に関わら
ず、ブラシをブラシホルダ内の略中央で保持することに
より、ブラシの偏在状態からの通電による回転むらの発
生を抑制することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、ブラシを前記ブラシホル
ダの両側壁の中央側に向けて付勢する弾性部材を備えた
ことにより構成されている。

【０００９】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、弾性部材の付勢力は両側同等であるこ
とにより構成されている。請求項３に記載の発明は、請
求項１又は２に記載の発明において、弾性部材の弾性力
が、前記案内溝の両側に働くことにより構成されてい
る。

【００１０】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
うちいずれか一項に記載の発明において、弾性部材はブ
ラシに取り付けられるための基部を備え、その基部がブ
ラシに一体にインサート固定されていることにより構成
されている。

【００１１】請求項５に記載の発明は、請求項３又は４
に記載の発明において、弾性部材はピッグテールの基端
部を略囲むように形成されていることにより構成されて
いる。

【００１２】（作用）請求項１に記載の発明によれば、
ブラシはブラシホルダ内でブラシホルダ両側壁の中央側
に向けて付勢され、円周方向振動が抑制される。

【００１３】請求項２に記載の発明によれば、ブラシは
ブラシホルダ内でブラシホルダ両側壁の略中央で保持さ
れる。請求項３に記載の発明によれば、ピッグテールの
成形状態ではなく、案内溝の位置によってブラシの保持
位置が定められる。

【００１４】請求項４に記載の発明によれば、ブラシと
弾性部材の固定状態が得られる。また固定位置も正確に
定められる。請求項５に記載の発明によれば、ピッグテ
ールの取り付け状態による応力がブラシに及ばなくな
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】（第一実施形態）以下、本発明を
ブラシ装置に具体化した第一実施形態を図１〜図４に従
って説明する。

【００１６】図１に示すように、モータのハウジング１
には、アーマチャ２及び整流子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には、アーマチャ２と対向した位置に複数のマグ
ネット６が固着されている。さらに、ハウジング１内に
は、整流子３と隣接した位置に一対（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。

【００１７】図２に示すようにブラシ装置７は、ブラシ
１０と、ブラシホルダ１１と、後板１２と、バネとして
のコイルスプリング１３及び、弾性部材１４とを備えて
いる。

【００１８】ブラシ１０は、その周囲をブラシホルダ１
１に略覆われている。ブラシ１０の上面には、ピッグテ
ール２０と弾性部材１４が取り付けられている。ピッグ
テール２０は、基端部２１がブラシ１０の上面に取着さ
れ、先端部は外部給電端子２２に接続されている。

【００１９】ブラシホルダ１１は金属材料よりなり、そ
の上面には整流子３の回転方向中央にピッグテール２０
の案内溝としてのスリット２３が成形されている。スリ
ット２３は、整流子３の径方向に沿って整流子側開口部
から延びるように形成されており、ブラシホルダ１１の
後端開口部（反整流子側開口部）は、ブラシホルダ１１
に一体に形成された後板１２によって塞がれている。

【００２０】コイルスプリング１３はブラシホルダ１１
内のブラシ１０の後端面（反整流子側端面）と後板１２
の間に圧縮して収容されている。従って、コイルスプリ
ング１３はブラシ１０を整流子３に向かって付勢してい
る。

【００２１】図３に示すように、ブラシ１０には、後端
部（反整流子側端部）近傍の上面に弾性部材１４が固定
されている。図４に示すように、弾性部材１４は平断面
Ｃ字状に形成された弾性部２４と、弾性部２４の下端中
央部からその軸線方向へと延設された基部２５とを備え
ている。尚、図４（ａ）は弾性部材１４の上面図、図４
（ｂ）は正面図、図４（ｃ）は側面図をあらわしてい
る。

【００２２】弾性部材１４は、Ｃ字状に形成されている
弾性部２４がピッグテール２０の基端部２１を略取り囲
むように、また弾性部２４の切り欠き部分が整流子３方
向を向くように、ブラシ１０の上面に固定されている。
弾性部材１４は、基部２５がブラシ１０に挿入され、ブ
ラシ１０と一体成形されている。

【００２３】弾性部２４は、整流子３の回転方向の外形
寸法が、スリット２３の幅よりも大きく形成されてい
る。従って、弾性部材１４は、弾性部２４が縮径状態と
なって、ブラシホルダ１１のスリット２３に嵌め込まれ
ており、弾性部２４はその弾性力によってスリット２３
の両側壁と圧接している。

【００２４】以上のように構成されたブラシ装置７で
は、ブラシ１０の当接部が整流子３の回転中において
も、整流子３の外周面（整流子セグメント）と摺接す
る。従って、外部給電端子２２、ピッグテール２０、ブ
ラシ１０、整流子３を介してアーマチャ２に駆動電源が
供給される。

【００２５】次に、上記のように構成されたブラシ装置
７の作用を図２に従って説明する。弾性部材１４はその
基部２５がブラシ１０に挿入されているため一体化され
た状態となる。その弾性部２４はスリット２３に縮径状
態で嵌め込まれているため、弾性部２４とスリット２３
の両側壁間で弾性力が働き、ブラシ１０はブラシホルダ
１１の両側壁の中央に保持される。

【００２６】ブラシホルダ１１内のブラシ１０の位置
は、弾性部材１４の取り付け場所及び、弾性力によって
コントロールされている。従って、ピッグテール２０の
成形状態による応力などによってブラシホルダ１１内で
ブラシ１０が偏在することがない。

【００２７】弾性部２４がスリット２３に嵌め込まれる
とき、弾性部２４は縮径状態となって、スリット２３の
両側壁中央へと弾性変形する。この時基部２５はブラシ
１０に挿入されブラシ１０と一体成形されているので、
弾性部２４は基部を支点としてブラシ１０の上で相対的
に整流子３方向へと変位することとなり、整流子３の軸
線方向へは変位しない。

【００２８】さて、本実施形態では、上記のようにブラ
シ装置７を構成したことにより、次のような効果を得る
ことができる。 （１）ブラシ１０がブラシホルダ１１の両側壁中央側に
向けて付勢された状態で保持されるため、整流子３の回
転に伴うブラシ１０の円周方向への振動を抑制すること
ができる。従って、整流子３の回転時においてもブラシ
１０がブラシホルダ１１に接触することにより引き起こ
される騒音を抑えることができる。

【００２９】（２）ブラシホルダ１１内でブラシ１０が
偏在しないので、常に整流子３に一定の位置で当接する
ことができる。従って、整流子３への安定した通電が行
われ、モータの回転むらを抑制することができる。

【００３０】（３）弾性部材１４はピッグテール２０の
基端部２１を囲むように取着されているので、ピッグテ
ール２０の成形状態がどのようなものであっても安定し
たブラシ１０の位置を保持することができる。

【００３１】（４）弾性部２４の縮径状態において弾性
部２４の腕部は整流子３の径方向へ変位し、軸方向へは
変位しない。従って、弾性部材１４の整流子３の軸方向
への突出を防ぐことができる。

【００３２】（第二実施形態）以下、本発明をブラシ装
置に具体化した第二実施形態を図５に従って説明する。

【００３３】尚、第二実施形態は、上記第一実施形態の
ブラシ装置７において、ブラシ１０の形状及び、弾性部
材１４の形状を変更したものであり、その他の構成は同
一である。従って、第一実施形態と同様の構成部分には
同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

【００３４】図５は、第二実施形態のブラシ装置におけ
るブラシ３０及び弾性部材３３を示したものである。
尚、図５（ａ）はブラシ３０の上面図、図５（ｂ）は側
面図、図５（ｃ）は弾性部材３３の斜視図をあらわして
いる。ブラシ３０の後端部（反整流子側端部）近傍の上
面には円柱状の凸部３１が形成されている。凸部３１の
先端には全周にわたるフランジ部３２が形成されてお
り、そのフランジ部３２とブラシ３０の上面に挟まれた
部位によって嵌合溝３４が形成されており、その嵌合溝
３４には弾性部材３３が嵌め込まれる。フランジ部３２
の上面の中心には、ピッグテール２０の基端部２１が取
着されており、その他端は外部給電端子２２（図２参
照）に接続されている。

【００３５】弾性部材３３は平断面略Ｃ字状をなしてお
り、その弾性部３３ａは外周方向に向かって湾曲してい
る。弾性部材３３の略Ｃ字状の部分は、半径が嵌合溝３
４の半径よりやや小さめに形成されている。弾性部３３
ａは、整流子３の回転方向の外形寸法がスリット２３の
幅及び、フランジ部３２の外形寸法よりも大きく形成さ
れている。

【００３６】弾性部材３３は嵌合溝３４に、Ｃ字状の切
り欠かれている部位が整流子３の方向となるよう嵌合さ
れている。次に、上記のように構成されたブラシ装置の
作用を図５に従って説明する。

【００３７】凸部３１に形成された嵌合溝３４の半径が
弾性部材３３の略Ｃ字部の半径よりも大きく形成されて
いるので、弾性部材３３は嵌合溝３４に嵌め込まれた際
に嵌合溝３４との間に隙間を形成しない。従って弾性部
材３３とブラシ３０が一体化される。

【００３８】嵌合溝３４に弾性部材３３を嵌合すると弾
性部３３ａはフランジ部３２よりも整流子３の周方向に
突出する。そのため、フランジ部３２がスリット２３の
側壁に当接しないように保持される。

【００３９】また、弾性部３３ａは、整流子３の回転方
向の外形寸法がスリット２３の幅よりも大きく形成され
ている。そのため、ブラシ３０をブラシホルダ１１内で
保持する際、弾性部材３３の弾性部３３ａは縮径状態と
なって、ブラシホルダ１１のスリット２３に嵌め込まれ
ることとなる。縮径状態となった弾性部３３ａは、その
弾性力によってスリット２３の両側壁と圧接する。

【００４０】弾性部３３ａがスリット２３の間におい
て、圧接状態にされると、弾性部材３３とスリット２３
の両側壁間で弾性力が働き、ブラシ３０は凸部３１を介
してブラシホルダ１１の両側壁の中央側に向けて付勢さ
れた状態となる。

【００４１】従って、本実施形態によれば、上記第一実
施形態の（１）〜（３）と同様な効果を奏するととも
に、以下の効果を奏する （１）ブラシ３０の凸部３１に形成された嵌合溝３４に
弾性部材３３を嵌め込むことでブラシ３０と弾性部材３
３の一体化を行うため、ブラシ３０と弾性部材３３の一
体化を容易に行うことができる。

【００４２】（２）フランジ部３２がスリット２３の両
側壁に当接しないように保持されるため、フランジ部３
２がスリット２３の両側壁に衝突することによる騒音を
防ぐことができる。

【００４３】尚、本発明の実施形態は、以下のように変
更してもよい。 ○上記第一実施形態ではＣ字状の弾性部材１４を用いた
が、弾性部材１４とスリット２３の両側壁間で弾性力を
得られれば良い。従って、図６に示すように、ピッグテ
ール２０の基端部２１を挟む二枚の湾曲した金属製の板
と、それら二枚の板を連結するコ字状の板からなる弾性
部材４０を用いても良い。以下図７を基に詳述する。
尚、図７（ａ）は弾性部材４０の上面図、図７（ｂ）は
正面図、図７（ｃ）側面図をあらわしている。

【００４４】この弾性部材４０はブラシ１０に一体成形
するコ字状の基部４１と、弾性力を生み出す弾性部４２
からなっている。コ字状をなす基部４１の上面には、平
行位置に二つの弾性部４２が連結されており、基部４１
と弾性部４２は一体成形されている。弾性部４２は湾曲
面をもって形成されており、その凹面どうしが向かい合
うように基部４１に一体形成されている。基部４１はそ
のコ字部でピッグテール２０の基端部２１（図６参照）
を囲むように、また弾性部４２が整流子３の径方向と平
行となるようにブラシ１０に一体成形される。

【００４５】このような弾性部材４０によれば弾性変形
時において弾性部材４０が整流子３の径方向に変位せ
ず、ブラシ１０の有効摩耗長を維持することができる。 ○上記実施形態ではブラシ１０に設けられたスリット２
３の両側面によって弾性部２４及び３３ａは弾性力を得
ていたが、ブラシホルダ１１の上面にバーリングを設け
てもよい。この構成により、スリット２３の両側面から
バーリングへとスリット２３の側面が平面でつながり、
弾性部２４及び３３ａの当接面が広くなるので、より確
実な弾性部２４及び３３ａによる弾性力を得ることがで
きる。

【００４６】○上記第一実施形態ではＣ字状の弾性部材
１４をブラシ１０に一体成形したが、スリット２３の両
側壁と弾性状態で当接できる弾性部をもっているもので
あればよく、例えば略Ｖ字状や、略Ｕ字状の弾性部を持
つものでもよい。

【００４７】○上記実施形態では弾性部材１４及び３３
は、ともにＣ字状の切り欠き部が整流子３の方を向くよ
うにブラシに一体成形されていていたが、弾性部２４及
び３３ａがスリット２３の両側面に弾性状態で当接でき
ればよい。従って、弾性部材１４及び３３のＣ字状の切
り欠き部が反整流子方向を向くようにブラシに一体成形
されているものでもよい。

【００４８】上記各実施形態から把握できる技術的思想
を以下に記載する。 （イ）請求項４に記載のブラシ装置において、前記弾性
部材は前記整流子の径方向に弾性変形することを特徴と
するブラシ装置。この構成により弾性部材は軸線方向に
突出せず、ブラシ装置を小型化することができる。

【００４９】（ロ）請求項４に記載のブラシ装置におい
て、前記弾性部材は前記整流子の軸線方向に弾性変形す
ることを特徴とするブラシ装置。この構成により弾性部
材は径方向に突出せず、ブラシの有効摩耗長を維持する
ことができる。

【００５０】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜５に記
載の発明によれば、整流子の回転に伴って起こるブラシ
の振動を抑制し、ブラシがブラシホルダに衝突すること
により引き起こされるたたき音を抑制することができ
る。

【００５１】また、ピッグテールの成形状態に関わら
ず、ブラシをブラシホルダ内の略中央で保持することに
より、ブラシの偏在状態からの通電による回転むらの発
生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 モータの概略図。

【図２】 ブラシ装置の概略図。

【図３】 第一実施形態の弾性部材の取付図。

【図４】 第一実施形態の弾性部材の説明図。

【図５】 第二実施形態のブラシ及び弾性部材の説明
図。

【図６】 別例の弾性部材の取付図。

【図７】 別例の弾性部材の説明図。

【符号の説明】

１…ブラシ、３…整流子、１１…ブラシホルダ、１４…
弾性部材、２０…ピッグテール、２３…案内溝としての
スリット、２５…基部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H605 AA04 AA05 CC07 EA02 EA09 FF08 5H613 AA08 BB15 BB27 BB29 GA15 GA16 GB09 GB18 SS06 SS12

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 整流子に摺接するブラシと、 前記ブラシを前記整流子の径方向に移動可能に収容する
   ブラシホルダと、を備えたブラシ装置において、 前記ブラシを前記ブラシホルダの両側壁の中央側に向け
   て付勢する弾性部材を備え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、 前記弾性部材の付勢力は両側同等であることを特徴とす
   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、 前記ブラシホルダには、前記ブラシに接続されたピッグ
   テールを挿通する案内溝が形成され、前記弾性部材の弾
   性力が、前記案内溝の両側に働くことを特徴とするブラ
   シ装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項に記載のブ
   ラシ装置において、 前記弾性部材は前記ブラシに取り付けられるための基部
   を備え、その基部が前記ブラシに一体にインサート固定
   されていることを特徴とするブラシ装置。
5. 【請求項５】 請求項３又は４に記載のブラシ装置にお
   いて、 前記弾性部材は前記ピッグテールの基端部を略囲むよう
   に形成されていることを特徴とするブラシ装置。