JP2005269780A - Motor feeding brush, motor and electric power steering motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はコンミテータに押圧接触されるモータ給電用ブラシ、及び該モータ給電用ブラシを備えたモータ並びに電動パワーステアリング用モータに関するものである。 The present invention relates to a motor power supply brush pressed against a commutator, a motor including the motor power supply brush, and an electric power steering motor.
従来、直流モータに備えられるブラシ装置には、特許文献1にて開示されているようなものがある。このブラシ装置は、略四角筒状のブラシホルダと、該ブラシホルダに収容される略直方体状のモータ用給電ブラシ(以下単にブラシとする)と、該ブラシをコンミテータ側に押圧するコイルばねとから構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there are brush devices that are disclosed in
ところで、このようなブラシ装置を有する直流モータが長時間駆動される場合、ブラシとコンミテータとの接触抵抗によってブラシは高温となり熱膨張する。このため、ブラシホルダはブラシの熱膨張を考慮して設計されている。即ち、ブラシホルダ内の収容空間は、膨張前のブラシよりも若干大きく、ブラシホルダとブラシとの間に間隙を有する。この間隙を設けることで、ブラシが高温となり熱膨張したとしても、ブラシホルダの側壁によりブラシの前後方向の移動が妨げられることが防止される。
一方、直流モータの駆動時においては、ブラシホルダとブラシとの間には間隙があるため、コンミテータの外周面とブラシの摺動面との間の摩擦により、該ブラシはブラシホルダ内で傾いたり平行に移動したりする。すると、コンミテータの外周面とブラシの摺動面とがうまく当接することができず、給電が不安定となり良好な性能を得ることが困難になる虞がある。 On the other hand, when the DC motor is driven, there is a gap between the brush holder and the brush, so that the brush is inclined in the brush holder due to friction between the outer peripheral surface of the commutator and the sliding surface of the brush. Move in parallel. As a result, the outer peripheral surface of the commutator and the sliding surface of the brush cannot be in good contact with each other, and power feeding becomes unstable and it may be difficult to obtain good performance.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、コンミテータ回転時に、モータ用給電ブラシがコンミテータにつられて移動することにより生じる性能の低下を抑制することができるモータ給電用ブラシ、及び、該モータ用給電ブラシを備えたモータ並びに電動パワーステアリング用モータを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is for motor power feeding that can suppress a decrease in performance caused by the motor power brush being moved by the commutator during rotation of the commutator. An object of the present invention is to provide a brush, a motor including the power feeding brush for the motor, and an electric power steering motor.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、ブラシホルダに該ブラシホルダの側壁との間に間隙を有して収容され、前記ブラシホルダ内でコンミテータに向かって付勢されて先端部を前記コンミテータの外周面に摺接させる略直方体状のモータ用給電ブラシであって、前記モータ用給電ブラシの先端部には、前記コンミテータの外周面に摺接し、前記コンミテータの外周面に沿う円弧状の摺動面が形成され、前記摺動面は、前記モータ用給電ブラシの周方向幅の中心を通る中心線に対して、前記モータ用給電ブラシが摺接時に前記ブラシホルダ内で傾く角度分、前記モータ用給電ブラシが傾く方向と逆方向にずらした中心の円弧状に形成されている。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
請求項2に記載の発明は、ブラシホルダに該ブラシホルダの側壁との間に間隙を有して収容され、前記ブラシホルダ内でコンミテータに向かって付勢されて先端部を前記コンミテータの外周面に摺接させる略直方体状のモータ用給電ブラシであって、前記モータ用給電ブラシの先端部には、前記コンミテータの外周面に摺接し、前記コンミテータの外周面に沿う円弧状の摺動面が形成され、前記摺動面は、前記モータ用給電ブラシの周方向幅の中心を通る中心線から、前記モータ用給電ブラシが摺接時に前記ブラシホルダ内で前記中心線と直交する方向に平行移動する方向とは逆方向に前記間隙の分だけずらした中心の円弧円弧状に形成されている。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載のモータ用給電ブラシにおいて、前記モータ用給電ブラシは、モータの駆動電流を該モータ用給電ブラシに供給する給電用リード線を備え、前記給電用リード線は、前記モータ用給電ブラシの周方向幅の中心を通る前記中心線上に設けられている。 According to a third aspect of the present invention, in the motor power supply brush according to the first aspect, the motor power supply brush includes a power supply lead wire for supplying a motor drive current to the motor power supply brush. The lead wire is provided on the center line passing through the center of the circumferential width of the motor power supply brush.
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のモータ用給電ブラシにおいて、前記摺動面は、前記モータ用給電ブラシの周方向幅の前記中心線に対して線対称に2つ形成されている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the motor power supply brush according to any one of the first to third aspects, the sliding surface is located on the center line of the circumferential width of the motor power supply brush. Two lines are formed symmetrically with respect to the line.
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のモータ用給電ブラシにおいて、前記モータ用給電ブラシの先端部は、前記摺動面と、前記摺動面における前記コンミテータの軸方向の端部から軸方向に沿って前記コンミテータから遠ざかるテーパ面とから構成されている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the motor power supply brush according to any one of the first to fourth aspects, the tip portion of the motor power supply brush includes the sliding surface and the sliding surface. And a tapered surface away from the commutator along the axial direction from the axial end of the commutator.
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のモータ用給電ブラシにおいて、前記モータ用給電ブラシの先端部には、該先端部における前記コンミテータの軸方向の中央部に凹部が形成されている。 According to a sixth aspect of the present invention, in the motor power supply brush according to any one of the first to fourth aspects, the tip of the motor power supply brush has an axial direction of the commutator at the front end. A concave portion is formed in the central portion.
請求項7に記載の発明は、モータに請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のモータ用給電ブラシを備えた。
請求項8に記載の発明は、電動パワーステアリング用モータに請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のモータ用給電ブラシを備えた。
In a seventh aspect of the present invention, the motor includes the motor power supply brush according to any one of the first to sixth aspects.
According to an eighth aspect of the present invention, the electric power steering motor includes the motor power supply brush according to any one of the first to sixth aspects.
(作用)
請求項1に記載の発明によれば、コンミテータの外周面と摺接する摺動面は、モータ用給電ブラシの周方向幅の中心を通る中心線に対して、モータ用給電ブラシが摺接時にブラシホルダ内で傾く角度分、モータ用給電ブラシが傾く方向と逆方向にずらした中心の円弧状に形成されている。コンミテータが回転すると、コンミテータの外周面と摺動面との間の摩擦によりモータ用給電ブラシがコンミテータにつられて傾き、摺動面の円弧の中心が予めずらして形成された角度分移動する。その結果、摺動面は、コンミテータの外周面に対して正面で向き合うようになり、コンミテータの外周面とモータ用給電ブラシの摺動面とが良好に摺接する。よって、コンミテータ回転時に、モータ用給電ブラシがコンミテータにつられて移動することにより生じる性能の低下を抑制することができる。
(Function)
According to the first aspect of the present invention, the sliding surface that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the commutator is brushed when the motor power supply brush is in sliding contact with the center line that passes through the center of the circumferential width of the motor power supply brush. It is formed in a central arc shape shifted in the direction opposite to the direction in which the motor power supply brush is inclined by the angle of inclination in the holder. When the commutator rotates, the motor power supply brush is tilted by the commutator due to friction between the outer peripheral surface of the commutator and the sliding surface, and the center of the arc of the sliding surface moves by an angle formed by shifting in advance. As a result, the sliding surface faces the outer peripheral surface of the commutator in front, and the outer peripheral surface of the commutator and the sliding surface of the motor power supply brush are in good sliding contact. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in performance caused by the motor power supply brush being moved by the commutator during rotation of the commutator.
請求項2に記載の発明によれば、コンミテータの外周面と摺接する摺動面は、モータ用給電ブラシの周方向幅の中心を通る中心線から、モータ用給電ブラシが摺接時にブラシホルダ内で前記中心線と直交する方向に平行移動する方向とは逆方向に間隙の分だけずらした中心の円弧状に形成されている。コンミテータが回転すると、コンミテータの外周面と摺動面との間の摩擦によりモータ用給電ブラシがコンミテータにつられて平行移動し、摺動面の円弧の中心が予めずらして形成された分だけ平行移動する。その結果、摺動面は、コンミテータの外周面に対して正面で向き合うようになり、コンミテータの外周面とモータ用給電ブラシの摺動面とが良好に摺接する。よって、コンミテータ回転時に、モータ用給電ブラシがコンミテータにつられて移動することにより生じる性能の低下を抑制することができる。 According to the second aspect of the present invention, the sliding surface that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the commutator is located in the brush holder when the motor power supply brush slides from the center line passing through the center of the circumferential width of the motor power supply brush. Thus, it is formed in a circular arc shape with a center shifted by a gap in the direction opposite to the direction parallel to the direction perpendicular to the center line. When the commutator rotates, the power supply brush for the motor is moved in parallel by the friction between the outer peripheral surface of the commutator and the sliding surface, and the parallel movement is made by shifting the arc center of the sliding surface in advance. To do. As a result, the sliding surface faces the outer peripheral surface of the commutator in front, and the outer peripheral surface of the commutator and the sliding surface of the motor power supply brush are in good sliding contact. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in performance caused by the motor power supply brush being moved by the commutator during rotation of the commutator.
請求項3に記載の発明によれば、給電用リード線は小さいながらも剛性を有するため、モータ用給電ブラシは、コンミテータ回転時に給電用リード線を中心軸として傾きやすい。そして、摺動面の円弧の中心は、給電用リード線が接続されている前記中心線を基準として、摺動時にモータ給電用ブラシが傾く角度分だけ、傾く角度とは逆方向に形成されていることから、摺動時において、モータ用給電ブラシの摺動面は、より良好にコンミテータの外周面に摺接される。 According to the third aspect of the present invention, since the power supply lead wire is small but rigid, the motor power supply brush is easily inclined with the power supply lead wire as the central axis when the commutator rotates. The center of the arc of the sliding surface is formed in a direction opposite to the tilting angle by an amount corresponding to the tilt angle of the motor power supply brush when sliding, with reference to the centerline to which the power supply lead wire is connected. Therefore, during sliding, the sliding surface of the motor power supply brush is slidably contacted with the outer peripheral surface of the commutator.
請求項4に記載の発明によれば、摺動面は、モータ用給電ブラシの周方向幅の中心線に対して線対称に2つ形成されていることから、正逆回転するモータにおいて、正転と逆転とのどちらの場合においてもコンミテータの外周面とモータ用給電ブラシの摺動面とが良好に摺接される。特に、請求項3に記載の発明のように、給電用リード線がモータ用給電ブラシの周方向幅の中心線上に設けられている場合には、モータ用給電ブラシがコンミテータにつられて移動する量が正転と逆転とでほぼ均等となるため、正転時と逆転時とで同等の性能を得ることができる。
According to the invention described in
請求項5に記載の発明によれば、モータ用給電ブラシの先端部において、コンミテータの外周面と摺接する摺動面はコンミテータの軸方向に一部分となることから、モータ用給電ブラシは、コンミテータにつられて移動しやすく、コンミテータの外周面と摺動面とが更に良好に摺接することができる。また、モータ用給電ブラシの先端部は、摺動面と、コンミテータの軸方向に沿ったテーパ面とから構成されているため、コンミテータの外周面とモータ用給電ブラシの摺動面とが当接する面積が小さい。従って、先端部の全面が摺動面となるモータ用給電ブラシに比べて摺動騒音が小さい。 According to the fifth aspect of the present invention, since the sliding surface that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the commutator is a part in the axial direction of the commutator at the tip of the motor power supply brush, the motor power supply brush is attached to the commutator. Accordingly, the outer peripheral surface of the commutator and the sliding surface can be in sliding contact with each other more satisfactorily. Further, since the tip of the motor power supply brush is composed of a sliding surface and a tapered surface along the axial direction of the commutator, the outer peripheral surface of the commutator and the sliding surface of the motor power supply brush come into contact with each other. The area is small. Therefore, the sliding noise is smaller than that of the motor power supply brush in which the entire tip is a sliding surface.
請求項6に記載の発明によれば、モータ用給電ブラシの先端部において、コンミテータの外周面と摺接する摺動面は、コンミテータの軸方向に沿った先端部の両端側の2箇所である。従って、モータ用給電ブラシは、特にコンミテータの軸方向に長いモータ用給電ブラシは、コンミテータの外周面に対して摺動面を安定して摺接させることができる。また、先端部におけるコンミテータの軸方向の中央部に凹部が形成されているため、コンミテータの外周面とモータ用給電ブラシとが当接する面積が小さい。従って、先端部の全面が摺動面として当接するモータ用給電ブラシに比べて摺動騒音が小さい。 According to the sixth aspect of the present invention, in the front end portion of the motor power supply brush, there are two sliding surfaces in sliding contact with the outer peripheral surface of the commutator at both ends of the front end portion along the axial direction of the commutator. Therefore, the motor power supply brush, especially the motor power supply brush that is long in the axial direction of the commutator, can stably slide the sliding surface against the outer peripheral surface of the commutator. Moreover, since the recessed part is formed in the center part of the axial direction of the commutator in a front-end | tip part, the area which the outer peripheral surface of a commutator and the electric power supply brush for motors contact is small. Accordingly, the sliding noise is smaller than that of the motor power supply brush in which the entire front end portion is in contact as a sliding surface.
請求項7に記載の発明によれば、請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の作用を有するモータを得る。
請求項8に記載の発明によれば、請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の作用を有する電動パワーステアリング用モータを得る。
According to the invention described in
According to the invention described in claim 8, an electric power steering motor having the function described in any one of
本発明によれば、コンミテータ回転時に、モータ用給電ブラシがコンミテータにつられて移動することにより生じる性能の低下が抑制されるモータ給電用ブラシ、及び、該モータ用給電ブラシを備えたモータ並びに電動パワーステアリング用モータを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, at the time of rotation of a commutator, the motor power supply brush by which the fall of the performance produced by a motor power supply brush being moved by a commutator is suppressed, a motor provided with this motor power supply brush, and electric power A steering motor can be provided.
(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図1及び図2に従って説明する。
図1に示すように、モータとしての電動パワーステアリング用モータ(以下EPSモータとする)1は、略有底円筒状のヨークハウジング2と、エンドフレーム3と、ヨークハウジング2の内周面に固定される複数のマグネット4と、ヨークハウジング2及びエンドフレーム3とで囲まれた空間に収容される電機子5及びブラシ装置6とを備えている。
(First embodiment)
A first embodiment embodying the present invention will be described below with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, an electric power steering motor (hereinafter referred to as EPS motor) 1 as a motor is fixed to a substantially bottomed
ヨークハウジング2の開口部には、径方向外側に延びるフランジ部2aが形成され、該フランジ部2aには、ねじ挿通孔2bが複数形成されている。
エンドフレーム3は、略円盤状に形成され、その中央部には中央孔3aが形成されている。また、エンドフレーム3の外周縁には、ヨークハウジング2側に延びると共に径方向外側に延びる固定部3bが形成されており、該固定部3bには前記ねじ挿通孔2bと対応した位置にねじ孔3cが複数形成されている。そして、エンドフレーム3は、ねじ挿通孔2bを貫通するとともにねじ孔3cに螺合されるねじ7によって、ヨークハウジング2に対して固定される。
A
The
電機子5は、回転軸8と、該回転軸8に固定されるコア9と、該コア9に巻回される巻線10と、エンドフレーム3側で回転軸8に固定されるコンミテータ11とを備えている。回転軸8は、その上端をヨークハウジング2の底部中央に設けられた軸受12に支持されると共に、下端側をエンドフレーム3の中央孔3aの内周に固定された軸受13に支持されて回転可能に保持されている。因みに、回転軸8の下端側は、軸受13によって回転可能に支持されながら中央孔3aから外部に突出している。そして、突出した回転軸8の下端部には、図示しない外部の被回転軸(本実施形態ではステアリングシャフト)と回転方向に係合するように嵌合するための二面幅凹部14aを有する嵌合部材14が固定される。
The
コンミテータ11は、略円筒状をなし、その外周面に複数のセグメント11aが備えられている。各セグメント11aには、前記巻線10が接続されている。
ブラシ装置6は、エンドフレーム3上で、コンミテータ11に隣接した位置に配設されている。このブラシ装置6は、コンミテータ11の周方向に沿って、180度間隔に一対設けられている。図2(a)(b)に示すように、各ブラシ装置6は、ブラシホルダ15と、ブラシ16と、コイルばね17とを備えている。尚、図2(a)〜(c)では、理解を促すために、ブラシ装置6を構成するブラシホルダ15、及びブラシ16等の形状を誇張して示している。
The
The
図2(a)(b)に示すように、ブラシホルダ15は有底略四角筒状をなし、その開口部15aをコンミテータ11側に向けてエンドフレーム3に固定されている。ブラシホルダ15の上側面15bには、その長手方向(ブラシホルダ15におけるコンミテータ11径方向)に沿って取出溝15cが形成されている。
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the
ブラシ16は略直方体状を成している。ブラシ16は、ブラシホルダ15の両側壁15d,15eの間に、該側壁15d,15eと一定の間隙を有して該ブラシホルダ15内に収容されている。この間隙は、EPSモータ1が長時間駆動される場合に、ブラシ16とコンミテータ11との接触抵抗により起こるブラシ16の熱膨張を考慮して設けられるものである。ブラシ16の長手方向一端の後端面16aとブラシホルダ15の底部15fとの間には付勢手段としてのコイルばね17が圧縮された状態で配設されており、ブラシ16の長手方向他端の先端部16bがコンミテータ11の外周面(セグメント11a)に当接するように該ブラシ16をコンミテータ11側へ付勢している。
The
ブラシ16の先端部16bは、摺動面としての正転用摺動面16c及び逆転用摺動面16dと、テーパ面16eとから構成されている。正転用摺動面16cは、EPSモータ1が正転する際にコンミテータ11の外周面に備えられたセグメント11aと摺接する。また、逆転用摺動面16dは、EPSモータ1が逆転する際にコンミテータ11のセグメント11aと摺接する。尚、本実施形態では、図2(a)に示される矢印Xの方向を正転方向とし、矢印Xと逆方向を逆転方向とする。正転用摺動面16c及び逆転用摺動面16dは、ブラシ16の短手方向に並んで、先端部16bにおけるコンミテータ11の軸方向上端側に形成されている。各摺動面16c,16dの下部には、各摺動面16c,16dの下端部からコンミテータ11の軸方向下方に向かうに連れて、次第にコンミテータ11から遠ざかるテーパ面16eが形成されている。
The
ブラシ16は、ブラシホルダ15の両側壁15d,15eとの間に間隙を有して配設されているため、コンミテータ11が回転し該コンミテータ11と摺接した際に、セグメント11aと該セグメント11aに当接する先端部16b(正転用摺動面16c,逆転用摺動面16d)との間に生じる摩擦により、両側壁15d,15eに当接するまで傾く。従って、正転用摺動面16c及び逆転用摺動面16dは、ブラシ16が傾く量を考慮して形成されている。詳しくは、正転用摺動面16cは、コンミテータ11の外周円と同様の曲率の円弧状を成している。ここで、EPSモータ1が矢印X方向に正転すると、ブラシ16は、コンミテータ11につられて、ブラシホルダ15の両側壁15d,15eに当接する位置(図2(a)に二点鎖線で示す位置)まで若干回転して傾く。この時、ブラシ16におけるコンミテータ11の周方向の中心(周方向幅の中心)を通る中心線L1は、ブラシホルダ15の周方向幅の中心を通ると共にコンミテータ11の外周円の中心O1を通る中心線L0に対して、ブラシ16が回転した角度αだけ傾く。そこで、前記正転用摺動面16cを成す円弧の中心である正転時円弧中心O2は、予め、角度αと等しい大きさ且つ角度αとは中心線L1に対して逆方向に進む角度βだけずらした位置に位置される。言い換えると、正転用摺動面16cは、中心線L1に対して、EPSモータ1正転時にブラシ16がブラシホルダ15内で傾く角度α分、ブラシ16が傾く方向と逆方向にずらした正転時円弧中心O2の円弧状に形成されている。従って、EPSモータ1が矢印X方向に正転すると、コンミテータ11につられてブラシ16が角度αだけ回転するために、正転時円弧中心O2は角度βだけ中心線L0の方へ移動してコンミテータ11の外周円の中心O1と略一致する。それにより、正転用摺動面16cは、コンミテータ11の外周面に対して正面で向き合って当接し、面接触する(図2(c)参照)。
Since the
前記逆転用摺動面16dも正転用摺動面16cと同様に、コンミテータ11の外周円と同様の曲率の円弧状を成している。ここで、EPSモータ1が逆転すると、ブラシ16は、コンミテータ11につられて側壁15d,15eに当接する位置まで若干回転して傾く。この時、ブラシ16の周方向幅の中心線L1は、ブラシホルダ15の周方向幅の中心線L0に対してブラシ16が回転した角度βだけ傾く。そこで、逆転用摺動面16dを成す円弧の中心である逆転時円弧中心O3は、予め、角度βと等しい大きさ且つ角度βとは中心線L1に対して逆方向に進む角度αだけずらした位置に位置される。言い換えると、逆転用摺動面16dは、中心線L1に対して、EPSモータ1逆転時にブラシ16がブラシホルダ15内で傾く角度β分、ブラシ16が傾く方向と逆方向にずらした逆転時円弧中心O3の円弧状に形成されている。従って、EPSモータ1が逆転すると、コンミテータ11につられてブラシ16が角度βだけ回転するために、逆転時円弧中心O3は角度αだけ中心線L0の方へ移動してコンミテータ11の外周円の中心O1と略一致する。それにより、逆転用摺動面16dは、コンミテータ11の外周面に対して正面で向き合って当接し、面接触する。
The
尚、本実施形態では、正転用摺動面16cと逆転用摺動面16dとは中心線L1に対して線対称に形成されている。
ブラシ16の上面16fにおいて、前記中心線L1上に給電用リード線としてのピグテール18が接続されており、ブラシホルダ15に形成された前記取出溝15cからブラシホルダ15の外部へ突出している。このピグテール18は、図示しない給電端子を介して電源に接続される。そして、ピグテール18及びブラシ16を介してコンミテータ11に駆動電流が供給されて、EPSモータ1の電機子5が正転若しくは逆転される。
In the present embodiment, the forward sliding
On the
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)コンミテータ11の外周面と摺接する正転用摺動面16cは、中心線L1に対してブラシホルダ15内で傾く角度α分、ブラシ16が傾く方向と逆方向にずらした正転時円弧中心O2の円弧状に形成されている。コンミテータ11が正転すると、コンミテータ11の外周面と先端部16bとの間の摩擦によりブラシ16がコンミテータ11につられて傾き、正転時円弧中心O2が予めずらして形成された角度β分移動する。すると、正転用摺動面16cの円弧の曲率は、コンミテータ11の外周円の曲率と同様であるため、正転時円弧中心O2はコンミテータ11の外周円の中心O1と重なる。従って、正転用摺動面16cは、コンミテータ11の外周面と正面で向き合うようになり、コンミテータ11の外周面と正転用摺動面16cとが良好に摺接することができる。その結果、コンミテータ11正転時に、ブラシ16がコンミテータ11につられて移動することにより生じる性能の低下を抑制することができる。また、逆転用摺動面16dに関しても、コンミテータ11が逆転する際に、正転用摺動面16cが正転時に有する効果と同様の効果を得ることができる。このように、コンミテータ11につられてブラシ16が移動する現象は、とりわけEPSモータ1が新品でコンミテータ11の外周面と馴染んでいない場合に生じやすいため、ブラシ16摩耗の初期において特に上記のような効果を得やすい。
As described above, the present embodiment has the following effects.
(1) The forward
(2)ブラシ16の上面16fにおいて、中心線L1上にピグテール18が接続されている。一般的に、ピグテール18は小さいながらも剛性を有するため、ピグテール18を中心軸として傾きやすい。本実施形態では、角度α,βは中心線L1を基準にして取られており、そのような角度α,βだけ各摺動面16c,16dの円弧の中心をずらして各摺動面16c,16dを形成している。従って、コンミテータ11回転時において、各摺動面16c,16dはより良好にコンミテータ11の外周面に摺接される。
(2) On the
(3)正転用摺動面16c及び逆転用摺動面16dは、ブラシ16の周方向幅の中心を通る中心線L1に対して線対称に形成されていることから、正逆回転する本実施形態のEPSモータ1において、正転と逆転とのどちらの場合においてもコンミテータ11の外周面と各摺動面16c,16dとが良好に摺接される。特に、本実施形態のように、ピグテール18がブラシ16の上面16fにおいて中心線L1上に形成されている場合には、ブラシ16がコンミテータ11につられて傾く量(角度α,β)が正転と逆転とでほぼ均一となるため、正転時と逆転時とで同等の性能を得ることができる。
(3) Since the sliding surface for
(4)先端部16bは正転用摺動面16c及び逆転用摺動面16dと、テーパ面16eとから構成されている。従って、コンミテータ11の外周面と摺接する部分は、コンミテータ11の軸方向には、正転用摺動面16c及び逆転用摺動面16dのいずれか一方、即ち軸方向には一部分であるため、ブラシ16はコンミテータ11につられて移動しやすく、コンミテータ11の外周面と正転用摺動面16c及び逆転用摺動面16dとが更に良好に摺接することができる。また、先端部16bは正転用摺動面16c及び逆転用摺動面16dと、テーパ面16eとから構成されているため、コンミテータ11の外周面と正転用摺動面16c及び逆転用摺動面16dとが当接する面積が小さい。従って、先端部16bの軸方向の全面が正転用摺動面16c及び逆転用摺動面16dとなり当接するブラシに比べて摺動騒音が小さい。
(4) The
(第2実施形態)
上記第1実施形態では、ブラシ16がコンミテータ11につられて回転する場合について述べた。しかしながら、ブラシがコンミテータ11につられてブラシホルダ15の側壁15d若しくは側壁15eに当接するまで平行移動する場合もある。そこで、本実施形態では、後者の場合において、本発明を具体化した第2実施形態を図3に従って説明する。尚、上記第1実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the case where the
図3(a)(b)では、理解を促すために、ブラシ装置21を構成するブラシホルダ15,及びブラシ22等の形状を誇張して示している。本実施形態のブラシ装置21は、上記第1実施形態のブラシ装置6に代えてEPSモータ1に配設されるものである。ブラシ装置21に備えられるブラシ22は、上記第1実施形態のブラシ16において、正転用摺動面16c及び逆転用摺動面16dを変更したものである。図3(a)に示すように、ブラシ22及びブラシホルダ15は、該ブラシ22をブラシホルダ15の両側壁15d,15e間の中心に配置した時に、該側壁15d,15eとブラシ22との間にそれぞれ等しい間隙G1,G2が生じるようになっている。
In FIGS. 3A and 3B, the shapes of the
ブラシ22の先端部22bは、摺動面としての正転用摺動面22c及び逆転用摺動面22dと、前記第1実施形態と同様のテーパ面16eとから構成されている。正転用摺動面22cは、EPSモータ1が正転する際に、コンミテータ11の外周面に備えられたセグメント11aと摺接する。また、逆転用摺動面22dは、EPSモータ1が逆転する際にコンミテータ11のセグメント11aと摺接する。正転用摺動面22c及び逆転用摺動面22dは、ブラシ22の短手方向に並んで、先端部22bにおけるコンミテータ11軸方向上端側に形成されている。
The
正転用摺動面22cは、コンミテータ11の外周円と同様の曲率の円弧状を成している。ここで、EPSモータ1が矢印X方向に正転すると、ブラシ22は、コンミテータ11につられて、ブラシホルダ15の側壁15d(図3(a)において下側)にブラシ22の側面22fを当接させる位置(図3(a)に二点鎖線で示す位置)まで、ブラシ22におけるコンミテータ11の周方向の中心を通る中心線L2と直交する方向に平行移動する。この時、ブラシ22の周方向幅の中心線L2は、ブラシホルダ15の周方向幅の中心を通る中心線L0に対して、ブラシ22が平行移動した間隙G1分、即ち距離Y1分だけ側壁15d側へ平行移動する。そこで、正転用摺動面22cをなす円弧の中心である正転時円弧中心O4は、予め、間隙G1と等しく且つ間隙G1とは中心線L2に対して逆方向に進む距離Y2だけずらした位置に位置される。言い換えると、正転用摺動面22cは、中心線L2から、EPSモータ1正転時にブラシ22がブラシホルダ15内で中心線L2と直交する方向に平行移動する方向とは逆方向に間隙G1分だけ、即ち距離Y2だけずらした正転時円弧中心O4の円弧状に形成されている。従って、図3(b)に示すように、EPSモータ1が矢印X方向に正転すると、コンミテータ11につられてブラシ22が距離Y1だけ平行移動するために、正転時円弧中心O4は距離Y2だけ中心線L0の方へ移動してコンミテータ11の外周円の中心O1と略一致する。それにより、正転用摺動面22cは、コンミテータ11の外周面に対して正面で向き合って当接し、面接触する。
The forward
前記逆転用摺動面22dも正転用摺動面22cと同様に、コンミテータ11の外周円と同様の曲率の円弧状を成している。ここで、EPSモータ1が逆転すると、ブラシ22は、コンミテータ11につられて、ブラシホルダ15の側壁15e(図3(a)において上側)にブラシ22の側面22gを当接させる位置まで、前記中心線L2と直交する方向に平行移動する。この時、ブラシ22の前記中心線L2は、前記中心線L0に対して、ブラシ22が平行移動した間隙G2分、即ちY2分だけ側壁15e側へ平行移動する。そこで、逆転用摺動面22dを成す円弧の中心である逆転時円弧中心O5は、予め、間隙G2と等しく且つ間隙G2とは中心線L2に対して逆方向に進む距離Y1だけずらした位置に位置される。言い換えると、逆転用摺動面22dは、中心線L2から、EPSモータ1逆転時にブラシ22がブラシホルダ15内で中心線L2と直交する方向に平行移動する方向とは逆方向に間隙G2分だけ、即ち距離Y1だけずらした逆転時円弧中心O5の円弧状に形成されている。従って、EPSモータ1が逆転すると、コンミテータ11につられてブラシ22が距離Y2だけ平行移動するために、逆転時円弧中心O5は距離Y1だけ中心線L0の方向へ移動してコンミテータ11の外周円の中心O1と略一致する。それにより、逆転用摺動面22dは、コンミテータ11の外周面に対して正面で向き合って当接し、面接触する。
The
尚、本実施形態では、正転用摺動面22cと逆転用摺動面22dとは中心線L2に対して線対称に形成されている。
上記したように、本実施形態によれば、前記第1実施形態の効果の(4)と同様の効果に加えて、以下の効果を有する。
In this embodiment, the forward sliding
As described above, according to this embodiment, in addition to the same effect as the effect (4) of the first embodiment, the following effect is obtained.
(1)正転用摺動面22cは、中心線L2から、ブラシ22がブラシホルダ15内で中心線L2と直交する方向に平行移動する方向とは逆方向に間隙G1分だけ、即ち距離Y2だけずらした正転時円弧中心O4の円弧状に形成されている。コンミテータ11が正転すると、コンミテータ11の外周面と先端部22bとの間の摩擦によりブラシ22がコンミテータ11につられて側壁15e側へ平行移動し、正転用摺動面22cの正転時円弧中心O4が予めずらして形成された距離Y2分だけ平行移動する。すると、正転用摺動面22cの円弧の曲率は、コンミテータ11の外周円の曲率と同様であるため、正転時円弧中心O4はコンミテータ11の外周円の中心O1と重なる。従って、正転用摺動面22cは、コンミテータ11の外周面と正面で向き合うようになり、コンミテータ11の外周面と正転用摺動面22cとが良好に摺接することができる。その結果、コンミテータ11正転時に、ブラシ22がコンミテータ11につられて移動することにより生じる性能の低下を抑制することができる。また、逆転用摺動面22dに関しても、コンミテータ11が逆転する際に、正転用摺動面22cが正転時に有する効果と同様の効果を得ることができる。このように、コンミテータ11につられてブラシ22が移動する現象は、とりわけEPSモータ1が新品でコンミテータ11の外周面と馴染んでいない場合に生じやすいため、ブラシ22の摩耗の初期において特に上記のような効果を得やすい。
(1) The
(2)正転用摺動面22c及び逆転用摺動面22dは、ブラシ22の周方向幅の中心を通る中心線L2に対して線対称に形成されていることから、正逆転する本実施形態のEPSモータ1において、正転と逆転とのどちらの場合に置いてもコンミテータ11の外周面と各摺動面22c,22dとが良好に摺接される。
(2) Since the
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1実施形態では、先端部16bにおけるコンミテータ11の軸方向上側(ピグテール18が接続される側)に正転用摺動面16c及び逆転用摺動面16dが形成され、正転用摺動面16c及び逆転用摺動面16dの下部にテーパ面16eが形成されているが、これに限らない。コンミテータ11の軸方向下側(ピグテール18が接続される側の反対側)に正転用摺動面16c及び逆転用摺動面16dが形成され、正転用摺動面16c及び逆転用摺動面16dの上部にテーパ面16eが形成される構成としてもよい。また、上記第2実施形態においても、正転用摺動面22c及び逆転用摺動面22dの上部(ピグテール18が接続される側)にテーパ面16eが形成される構成としてもよい。
In addition, you may change embodiment of this invention as follows.
In the first embodiment, the forward
○上記第1実施形態では、先端部16bにおけるコンミテータ11の軸方向上側に正転用摺動面16c及び逆転用摺動面16dが形成され、正転用摺動面16c及び逆転用摺動面16dの下部にテーパ面16eが形成されているが、正転用摺動面16c及び逆転用摺動面16dの上下両側にテーパ面16eが形成される構成としてもよい。また、上記第2実施形態においても、正転用摺動面22c及び逆転用摺動面22dの軸方向上下両側にテーパ面16eが形成される構成としてもよい。
In the first embodiment, the forward
○上記各実施形態では、先端部16b,22bには、ブラシ16,22におけるコンミテータ11の軸方向の上端側に正転用摺動面16c,22c及び逆転用摺動面16d,22dが形成され、各摺動面16c,16d,22c,22dの軸方向の下部にテーパ面16eが形成されているが、この限りでない。先端部16b,22bの全面をテーパ面16eとし、そのテーパ面16eに摺動面16c,16d若しくは摺動面22c,22dを形成しても良い。その際、各摺動面16c,16d,22c,22dは、テーパ面16eにおけるコンミテータ軸方向の上端から下端まで連続的に形成される。
In each of the embodiments described above, the forward
○上記第1実施形態では、先端部16bは正転用摺動面16c及び逆転用摺動面16dとテーパ面16eとから構成されている。また、上記第2実施形態では、先端部22bは正転用摺動面22c及び逆転用摺動面22dとテーパ面16eとから構成されている。しかしながら、これに限らず図4及び図5に示す形状のブラシ31,41としてもよい。
In the first embodiment, the
図4に示すブラシ31の先端部31bは、コンミテータ11の軸方向に該コンミテータ11の外周面と平行に形成されている。そして、軸方向の上端から下端まで連続的に正転用摺動面16c及び逆転用摺動面16d、若しくは正転用摺動面22c及び逆転用摺動面22dが形成されている。
A
図5に示すブラシ41の先端部41bには、ブラシ41におけるコンミテータ11の軸方向の中央部に2つの傾斜面よりなる凹部41cが形成されている。そして、ブラシ41におけるコンミテータ11の軸方向の両端部には、上記第1実施形態と同様の正転用摺動面16c及び逆転用摺動面16d、若しくは上記第2実施形態と同様の正転用摺動面22c及び逆転用摺動面16dが形成されている。このように構成すると、先端部41bにおいて、コンミテータ11の外周面と摺接する摺動面16c,16d(22c,22d)は、コンミテータ11の軸方向に沿った両端側の2箇所となる。従って、ブラシ41は、コンミテータ11の外周面に対して(ブラシ41がコンミテータ11の軸方向に長い場合は特に)各摺動面16c,16d(22c,22d)を安定して摺接させることができる。また、先端部41bにおけるコンミテータ11の軸方向の中央部に凹部41cが形成されているため、コンミテータ11の外周面と先端部41bとが当接する面積が小さい。従って、先端部の全面が摺動面として当接するブラシに比べて摺動騒音が小さい。尚、図4に示すブラシ41は、ブラシ41におけるコンミテータ11の軸方向の両端部に各摺動面16c,16d(22c,22d)が設けられているが、これに限らない。先端部41bを、凹部41cを形成する2つの斜面から構成し、各斜面の全面にそれぞれ正転用摺動面16c及び逆転用摺動面16d、若しくは正転用摺動面22c及び逆転用摺動面16dを形成してもよい。
The
○上記各実施形態では、ピグテール18は、ブラシ16(22)の上面16f上において、ブラシ16(22)の周方向幅の中心を通る中心線L1(L2)上に接続されているが、これに限らない。尚、上面16f上で、中心線L1(L2)を通らない場所に接続する場合には、正転用摺動面16c及び逆転用摺動面16d、若しくは正転用摺動面22c及び逆転用摺動面22dは、中心線L1(L2)と平行且つピグテール18の接続部分を通る直線に対して線対称に形成されるとよい。
In each of the above embodiments, the
○上記各実施形態では、正転用摺動面16c,22c及び逆転用摺動面16d,22dはどれもコンミテータ11の外周円の曲率と同様に形成されているが、同様でなくてもよい。
In each of the above embodiments, the normal
○上記各実施形態では、ブラシ16,22をコンミテータ11側へ付勢する付勢手段としてコイルばね17が用いられているが、コイルばね17に限らない。その他、竹の子ばね等、ブラシ16をコンミテータ11側へ付勢することができるものであればよい。
In each of the above embodiments, the
○上記各実施形態では、ブラシ16,22はEPSモータ1に備えられているが、これに限らずその他のブラシを有するモータに備えてもよい。その際、モータは正転と逆転との両回転をするモータではなく、いずれか一方向のみに回転するモータであってもよい。
In the above embodiments, the
○上記各実施形態では、ブラシ16,22にそれぞれ正転用摺動面16c,22c、及び逆転用摺動面16d,22dが形成されているが、一方向のみに回転するモータに備える場合には、正転用摺動面16c,22c及び逆転用摺動面16d,22dのいずれか
一方のみを形成するものであってもよい。
In each of the above embodiments, the
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1に記載のモータ用給電ブラシにおいて、前記モータ用給電ブラシは、その上面にモータの駆動電流を該モータ用給電ブラシに供給する給電用リード線を備え、前記摺動面は、前記モータ用給電ブラシの周方向幅の前記中心線と平行且つ前記給電用リード線を通る直線に対して線対称に2つ形成されていることを特徴とするモータ用給電ブラシ。このようにすると、給電用リード線は小さいながらも剛性を有するため、モータ用給電ブラシは給電用リード線を中心軸として傾きやすい。従って、2つの摺動面はより良好にコンミテータの外周面に当接される。
The technical idea that can be grasped from each of the above embodiments will be described below.
(A) The motor power supply brush according to
(ロ)略円筒状のコンミテータの外周面に先端部が摺接されるモータ給電用ブラシと、前記モータ用給電ブラシの側面との間に間隙を有して該モータ用給電ブラシを収容するブラシホルダと、前記ブラシをコンミテータに向かって付勢する付勢手段と、モータの駆動電流を前記ブラシに供給する給電用リード線とを備えたブラシ装置であって、前記モータ用給電ブラシの先端部には、前記コンミテータの外周面に摺接し、前記コンミテータの外周面に沿う円弧状の摺動面が形成され、前記摺動面は、前記モータ用給電ブラシの周方向幅の中心を通る中心線に対して、前記モータ用給電ブラシが摺接時に前記ブラシホルダ内で傾く角度分、前記モータ用給電ブラシが傾く方向と逆方向にずらした中心の円弧状に形成されていることを特徴とするブラシ装置。 (B) A brush for housing the motor power supply brush with a gap between the motor power supply brush whose tip is in sliding contact with the outer peripheral surface of the substantially cylindrical commutator and the side surface of the motor power supply brush. A brush device comprising a holder, an urging means for urging the brush toward the commutator, and a power supply lead wire for supplying a drive current of the motor to the brush, wherein the tip of the power supply brush for the motor Is formed in an arcuate sliding surface that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the commutator and extends along the outer peripheral surface of the commutator, and the sliding surface is a center line that passes through the center of the circumferential width of the motor power supply brush. On the other hand, the motor power supply brush is formed in a central arc shape shifted in the direction opposite to the direction in which the motor power supply brush is inclined by an angle inclined in the brush holder at the time of sliding contact. Brush apparatus.
(ハ)略円筒状のコンミテータの外周面に先端部が摺接されるモータ給電用ブラシと、前記モータ用給電ブラシの側面との間に間隙を有して該モータ用給電ブラシを収容するブラシホルダと、前記ブラシをコンミテータに向かって付勢する付勢手段と、モータの駆動電流を前記ブラシに供給する給電用リード線とを備えたブラシ装置であって、前記モータ用給電ブラシの先端部には、前記コンミテータの外周面に摺接し、前記コンミテータの外周面に沿う円弧状の摺動面が形成され、前記摺動面は、前記モータ用給電ブラシの周方向幅の中心を通る中心線から、前記モータ用給電ブラシが摺接時に前記ブラシホルダ内で前記中心線と直交する方向に平行移動する方向とは逆方向に前記間隙の分だけずらした中心の円弧状に形成されていることを特徴とするブラシ装置。 (C) A brush that houses the motor power supply brush with a gap between the motor power supply brush whose tip is in sliding contact with the outer peripheral surface of the substantially cylindrical commutator and the side surface of the motor power supply brush. A brush device comprising a holder, an urging means for urging the brush toward the commutator, and a power supply lead wire for supplying a drive current of the motor to the brush, wherein the tip of the power supply brush for the motor Is formed in an arcuate sliding surface that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the commutator and extends along the outer peripheral surface of the commutator, and the sliding surface is a center line that passes through the center of the circumferential width of the motor power supply brush. Thus, the motor power supply brush is formed in a central arc shape shifted by the gap in the direction opposite to the direction parallel to the direction perpendicular to the center line in the brush holder at the time of sliding contact. Brush and wherein.
1…モータとしての電動パワーステアリング用モータ(EPSモータ)、11…コンミテータ、15…ブラシホルダ、16,22,31,41…モータ用給電ブラシとしてのブラシ、15d,15e…側壁、16b,22b,31b,41b…先端部、16c,22c…摺動面としての正転用摺動面、16d,22d…摺動面としての逆転用摺動面、16e…テーパ面、16f…上面、18…給電用リード線としてのピグテール、41c…凹部、L1,L2…中心線、α,β…角度、O2,O4…摺動面の円弧の中心としての正転時円弧中心、O3,O5…摺動面の円弧の中心としての逆転時円弧中心、G1,G2…間隙。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記モータ用給電ブラシの先端部には、前記コンミテータの外周面に摺接し、前記コンミテータの外周面に沿う円弧状の摺動面が形成され、
前記摺動面は、前記モータ用給電ブラシの周方向幅の中心を通る中心線に対して、前記モータ用給電ブラシが摺接時に前記ブラシホルダ内で傾く角度分、前記モータ用給電ブラシが傾く方向と逆方向にずらした中心の円弧状に形成されていることを特徴とするモータ用給電ブラシ。 A substantially rectangular parallelepiped motor which is accommodated in the brush holder with a gap between the brush holder side wall and is urged toward the commutator in the brush holder so that the tip end portion is in sliding contact with the outer peripheral surface of the commutator. Power feeding brush for
The tip of the motor power supply brush is slidably contacted with the outer peripheral surface of the commutator, and an arcuate sliding surface is formed along the outer peripheral surface of the commutator.
The sliding surface is inclined with respect to a center line passing through the center of the circumferential width of the motor power supply brush by an angle that the motor power supply brush is inclined in the brush holder when slidingly contacted. A motor power supply brush characterized by being formed in a central arc shape shifted in the opposite direction to the direction.
前記モータ用給電ブラシの先端部には、前記コンミテータの外周面に摺接し、前記コンミテータの外周面に沿う円弧状の摺動面が形成され、
前記摺動面は、前記モータ用給電ブラシの周方向幅の中心を通る中心線から、前記モータ用給電ブラシが摺接時に前記ブラシホルダ内で前記中心線と直交する方向に平行移動する方向とは逆方向に前記間隙の分だけずらした中心の円弧状に形成されていることを特徴とするモータ用給電ブラシ。 A substantially rectangular parallelepiped motor which is accommodated in the brush holder with a gap between the brush holder side wall and is urged toward the commutator in the brush holder so that the tip end portion is in sliding contact with the outer peripheral surface of the commutator. Power feeding brush for
The tip of the motor power supply brush is slidably contacted with the outer peripheral surface of the commutator, and an arcuate sliding surface is formed along the outer peripheral surface of the commutator.
The sliding surface is parallel to a direction perpendicular to the center line in the brush holder when the motor power supply brush slides from a center line passing through the center of the circumferential width of the motor power supply brush. Is formed in a circular arc shape with a center shifted in the opposite direction by the gap.
前記モータ用給電ブラシは、モータの駆動電流を該モータ用給電ブラシに供給する給電用リード線を備え、
前記給電用リード線は、前記モータ用給電ブラシの周方向幅の前記中心線上に設けられていることを特徴とするモータ用給電ブラシ。 The power supply brush for motor according to claim 1,
The motor power supply brush includes a power supply lead wire that supplies a motor drive current to the motor power supply brush.
The motor power supply brush, wherein the power supply lead wire is provided on the center line of the circumferential width of the motor power supply brush.
前記摺動面は、前記モータ用給電ブラシの周方向幅の前記中心線に対して線対称に2つ形成されていることを特徴とするモータ用給電ブラシ。 The motor power supply brush according to any one of claims 1 to 3,
Two of the sliding surfaces are formed in line symmetry with respect to the center line of the circumferential width of the motor power supply brush.
前記モータ用給電ブラシの先端部は、前記摺動面と、前記摺動面における前記コンミテータの軸方向の端部から軸方向に沿って前記コンミテータから遠ざかるテーパ面とから構成されていることを特徴とするモータ用給電ブラシ。 The power supply brush for motor according to any one of claims 1 to 4,
The front end portion of the motor power supply brush is configured by the sliding surface and a tapered surface that moves away from the commutator along the axial direction from the axial end of the commutator on the sliding surface. A power supply brush for a motor.
前記モータ用給電ブラシの先端部には、該先端部における前記コンミテータの軸方向の中央部に凹部が形成されていることを特徴とするモータ用給電ブラシ。 The power supply brush for motor according to any one of claims 1 to 4,
The motor power supply brush is characterized in that a concave portion is formed at a tip portion of the motor power supply brush at a central portion of the tip portion in the axial direction of the commutator.
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JP2011151919A (en) * | 2010-01-20 | 2011-08-04 | Jtekt Corp | Power feed brush, dc motor, and electric power steering device |
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- 2004-03-18 JP JP2004078421A patent/JP2005269780A/en active Pending
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