JP2007037374A - Brush motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はブラシモータに関するものであり、特に、ブラシ磨耗による不具合を解消して、使用寿命特性が向上する新規有用なブラシモータに関するものである。 The present invention relates to a brush motor, and more particularly to a novel and useful brush motor that eliminates problems due to brush wear and improves the service life characteristics.
従来のDCブラシモータにおけるブラシ構造を図7乃至図10を参照しながら説明する。図において、コイルが巻回された鉄心1を中間部に有するロータ軸2は、ケース3に軸受け4,5を介して回転自在に取り付けられ、ケース3内側にはステータ側マグネット6が固定されている。又、ロータ軸2の一側部には、導通部である整流子(コンミュテータ)7と、これに弾発的に摺接するカーボンブラシ8が設けられ、このカーボンブラシ8は、図8に示すように、カーボンブラシホルダ9の先端部10に固定保持されている。カーボンブラシホルダ9は、ブラケット11を介してケース3側に固定されている。その他、12はブラケットカバーである(例えば特許文献1を参照)。
前記カーボンブラシ8は、図9に示すように、全体形状が矩形に形成され、整流子7に摺接する側に平坦面を有している。また、カーボンブラシ8の基端側ホルダ固着端部と先端側接触端部(摺接部)とは、互いに同幅の寸法を有している。このブラシ構造によると、カーボンブラシ8は、新品時の初期状態、即ち、先端部平坦面が磨耗していない状態では、カーボンブラシ8の摺接部と整流子7の外周面とは、互いに線接触している。しかし、カーボンブラシ8の摺接部は、使用に伴う整流子7外周面との回転摩耗によって、図10に示すように、整流子7の外周面に倣った凹状湾曲面を呈するようになる。
As shown in FIG. 9, the
その結果、カーボンブラシ8の摺接部は、初期状態の線接触から湾曲状面接触に変化する。従って、カーボンブラシ8は、摺接部の接触面積が拡大し、端子13,13に対する接触圧が変化することと相まって、特に、整流子7の隣接する端子13,13間を渡る際に発生するパルス状の電気信号の発生率が低減する。
As a result, the sliding contact portion of the
以上のように、従来のブラシ構造にあっては、カーボンブラシ8の寿命性は、カーボンブラシ8と整流子7間の摩擦状態により大きく影響されるが、カーボンブラシ8の摩擦損耗量は、ブラシ使用期間が長くなるに伴って増大する。
As described above, in the conventional brush structure, the lifespan of the
特に、カーボンブラシ8の先端面は、整流子7の外周面の粗さなどに依って、磨耗量を早める傾向があり、カーボンブラシ8の磨耗量が一定値以上になると、磨耗面の整流子7に対する接触面積が広くなり、単位面積当たりの接触圧が低下する。従って、整流子7に対しカーボンブラシ8は、初期状態の線接触から面接触に変わるので、カーボンブラシ8が端子13,13間を渡る際に生ずる電気信号、即ち、コイル励磁用のパルス状信号の発生率が低減して、ブラシモータの性能を低下させるという問題があった。
In particular, the tip surface of the
そこで、簡単な形状でブラシの使用寿命を高め、磨耗による前記電気信号の発生率低下を防止するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は該課題を解決することを目的とする。 Therefore, there is a technical problem to be solved in order to increase the service life of the brush with a simple shape and prevent a decrease in the generation rate of the electrical signal due to wear, and the present invention solves the problem. Objective.
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項1記載の発明は、複
数の端子を有しロータ軸と一体回転する整流子と、該整流子の外周面に接触するブラシとを備えたブラシモータにおいて、前記ブラシの摺接端部の幅寸法は、前記整流子の端子同士間の間隙寸法よりも若干大に形成されているブラシモータを提供する。
The present invention has been proposed to achieve the above object, and the invention according to claim 1 is in contact with a commutator having a plurality of terminals and rotating integrally with a rotor shaft, and an outer peripheral surface of the commutator. The brush motor provided with the brush WHEREIN: The width dimension of the sliding contact edge part of the said brush is provided slightly larger than the gap | interval dimension between the terminals of the said commutator.
この構成によれば、ブラシの摺接端部の幅寸法は、整流子の端子(整流子片)同士間の間隙寸法よりも若干大きいので、ブラシの摺接端部が摩擦により損耗を増大させても、接触面積及び接触圧力が殆ど変わらず、新品時の初期状態の線接触と同等の接触状態が保たれる。 According to this configuration, since the width dimension of the sliding contact end portion of the brush is slightly larger than the gap size between the commutator terminals (commutator pieces), the brush sliding contact end portion increases wear due to friction. However, the contact area and the contact pressure are hardly changed, and the contact state equivalent to the line contact in the initial state when new is maintained.
請求項2記載の発明では、上記ブラシの摺接端部は、帯状に形成された部分の先端部に設けられている請求項1記載のブラシモータを提供する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the brush motor according to the first aspect, wherein the sliding contact end portion of the brush is provided at a tip end portion of a portion formed in a band shape.
この構成によれば、ブラシの摺接端部は、帯状に細幅化された先端部に設けられているので、磨耗量が帯状部分の長さに増大するまで、新品時の初期特性と同等の接触状態が保たれる。 According to this configuration, since the sliding contact end portion of the brush is provided at the tip portion narrowed in a band shape, the initial characteristics at the time of a new article are equivalent until the amount of wear increases to the length of the band portion. The contact state is maintained.
請求項3記載の発明では、上記ブラシの摺接端部は、先細り状に形成された部分の先端部に設けられている請求項1記載のブラシモータを提供する。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the brush motor according to the first aspect, wherein the sliding contact end portion of the brush is provided at a tip end portion of a tapered portion.
この構成によれば、ブラシの摺接端部は、先細り状に細幅化された先端部に設けられているので、前記同様に、磨耗量が先細り状部分の長さに増大するまで、初期特性と同等の接触状態が保たれる。 According to this configuration, since the sliding contact end portion of the brush is provided at the tip portion narrowed in a tapered shape, the initial amount of wear is increased until the wear amount increases to the length of the tapered portion. A contact state equivalent to the characteristics is maintained.
請求項4記載の発明は、上記ブラシはL字型、T字型又は台形型に形成されている請求項1,2又は3記載のブラシモータを提供する。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the brush motor according to the first, second or third aspect, wherein the brush is formed in an L shape, a T shape or a trapezoidal shape.
この構成によれば、ブラシの摺接端部はL型、T型又は台形状の細幅部先端もしくは幅狭部先端に形成される。この場合、ブラシの基端側固着部の幅は、所要値以上に寸法設定され、かつ、摺接端部の幅は、整流子の隣接する端子間の距離よりも若干大に寸法設定される。 According to this configuration, the sliding contact end portion of the brush is formed at the tip of the narrow portion or the narrow portion of the L shape, the T shape, or the trapezoidal shape. In this case, the width of the proximal end side fixing portion of the brush is set to a size larger than a required value, and the width of the sliding contact end portion is set to be slightly larger than the distance between adjacent terminals of the commutator. .
請求項1記載の発明は、ブラシの有効長が実質的に長くなることにより、良好な整流作用が長期間維持される。すなわち、使用に伴い摺接端部の磨耗量が増大しても、初期状態の線接触と同等の接触状態が保たれることにより、従来に比べて、ブラシの寿命特性が良くなり、特に、接触面積及び接触圧力が殆ど変わらないので、励磁用電気信号の発生率や大きさの低下を未然に防止できるという優れた効果を奏する。 According to the first aspect of the present invention, the effective rectifying action is maintained for a long period of time by substantially increasing the effective length of the brush. That is, even if the wear amount of the sliding contact end portion increases with use, the contact property equivalent to the initial line contact is maintained, so that the life property of the brush is improved compared to the conventional one, Since the contact area and the contact pressure are hardly changed, an excellent effect of preventing a decrease in the generation rate and size of the excitation electrical signal can be obtained.
請求項2記載の発明では、ブラシの摺接端部は、磨耗により帯状の細幅部分が無くなるまで、初期状態と同等の接触状態が保たれるので、請求項1記載の発明の効果に加えて、摺接端部の磨耗量がかなり増大しても、これに伴う信号特性低下などの整流作用の不具合を確実に防止できるという特有のメリットがある。
In the invention described in
請求項3記載の発明では、ブラシの摺接端部は、磨耗により先細り状の細幅部分が無くなるまで、初期状態と同等の接触状態が保たれるので、前記同様に、ブラシ磨耗量がかなり増大しても、これに伴う信号特性低下などの整流作用の不具合を確実に防止できる。
In the invention according to
請求項4記載の発明では、L字型、T字型又は台形型のブラシは、基端側幅を必要値以上に設定でき、且つ、先端側部分を細幅に形成できるので、請求項1,2又は3記載の発明の効果に加えて、ブラシ形状がシンプルでありながら、ブラシ寿命性の向上と固定強度
の確保を同時に実現することができる。
In the invention of
本発明による最良の実施形態は、ブラシの摺接端部の幅寸法を、ブラシの固定端部の幅寸法よりも小さく、且つ、整流子の端子同士間の間隙寸法よりも若干大にすることにより、ブラシの使用寿命特性が大幅に改善し、ブラシ磨耗に起因する電気信号発生の不具合を確実に防止できるという目的を達成した。 In the best mode of the present invention, the width of the sliding contact end of the brush is smaller than the width of the fixed end of the brush and slightly larger than the gap between the terminals of the commutator. As a result, the service life characteristics of the brush were greatly improved, and the purpose of reliably preventing defects in the generation of electrical signals due to brush wear was achieved.
上記ブラシをL字型、T字型又は台形型の形状に形成し、その帯状の細幅形状部分もしくは先細り状の幅狭形状部分の先端に摺接端部を設けることにより、構造が簡単でありながら、ブラシ寿命性向上とブラシ固定強度確保の双方を満足し、長い使用期間に亘り、初期状態と同等の信号特性を確保する。 The structure is simple by forming the brush in an L-shape, T-shape or trapezoidal shape, and providing a sliding contact end at the tip of the strip-shaped narrow-width portion or the tapered narrow-width portion. However, both the improvement of the brush life and the securing of the brush fixing strength are satisfied, and the signal characteristics equivalent to the initial state are ensured over a long period of use.
以下、本発明の一実施例を図1乃至図6に従って説明する。図1は、本実施例に係るDCブラシモータを示す説明図、図2はL字型ブラシ部分を示す詳細図、図3及び図4は前記ブラシの形状を示す正面図及び側面図である。尚、本実施例は、上記従来例と同じタイプのDCブラシモータに適用したものであり、図8の部材と同一のものには、それと同一の符号を付して説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is an explanatory view showing a DC brush motor according to the present embodiment, FIG. 2 is a detailed view showing an L-shaped brush portion, and FIGS. 3 and 4 are a front view and a side view showing the shape of the brush. This embodiment is applied to the same type of DC brush motor as the conventional example described above, and the same members as those shown in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals.
図1において、2はコイルが巻回された鉄心を中間部に有するロータ軸であり、ロータ軸2は、モータケース(図示省略)に軸受け5を介して回転自在に取り付けられている。モータケース内側面における鉄心と対応する個所には、図示せぬステータ側マグネットが固定されている。
In FIG. 1,
ロータ軸2の一側部には、導通部である整流子7と、この外周面に両側から挟むように弾接する一対のカーボンブラシ15が設けられている。整流子7は、外周面に3個の端子(整流子片)13を有し、ロータ軸2と一体に回転する。また、該カーボンブラシ15は、一対のカーボンブラシホルダ9の先端部10に固着して取り付けられ、各カーボンブラシホルダ9は所要のバネ性を有している。カーボンブラシホルダ9はブラケット11を介して、モータケース側に固定されている。
On one side of the
図1及び図2の構成例では、カーボンブラシ15の正面視形状は、L字型に形成されているが、図5、図6にそれぞれ例示するT字型、台形型に形成してもよい。又、カーボンブラシ15における整流子7と弾接する側の摺接部16は、L字型、T字型又は台形状の帯状細幅形状部分(又は先細り状幅狭形状部分)の先端に形成されている。この先端側摺接部16の幅寸法W1は、ホルダ固定端(基端)部17の幅寸法W2よりも設計値だけ小さくなるように設定されている。しかも、前記摺接部16の幅寸法W1は、整流子7の近接する端子13同士間の間隙寸法W3よりも、若干大きくなるように設定されている。
In the configuration example of FIGS. 1 and 2, the front view shape of the
次に、実施例の作用について説明する。カーボンブラシ15の先端側摺接部16は、新品の時の初期状態では平坦面を呈しているので、図1に示すように、カーボンブラシ15の摺接部16と整流子7の外周面とは互い線接触している。しかし、カーボンブラシ15の使用に伴い、摺接部16の先端面は、整流子7外周面との回転摩擦に起因して損耗が生じ、整流子7の外周面に倣った凹状湾曲面を呈するようになる。そして、摺接部16の磨耗が進むと、従来構造のブラシ形状では、電気信号の発生率が低減するという問題があったが、本実施例のブラシ形状では、かかる問題が解決される。
Next, the operation of the embodiment will be described. Since the tip side sliding
すなわち、本実施例によるL字型、T字型又は台形状のカーボンブラシ15は、帯状の細幅形状部分の先端に摺接部16を形成し、この摺接部16の細幅寸法W1は、整流子7
の端子13同士間の間隙寸法W3よりも若干広くなるよう寸法設定されている。このため、摺接部16が磨耗により凹状湾曲形状に変化しても、初期状態の線接触と同様な接触状態が良好に保たれる。したがって、カーボンブラシ15の寿命特性が頗る良くなり、初期状態の時と同様に、正常な電気信号が確実に発生する。
That is, the L-shaped, T-shaped or
The dimension is set to be slightly larger than the gap dimension W3 between the
また、カーボンブラシ15の摺接部16は、帯状の細幅先端部に設けられているので、摺接部16の磨耗量が細幅部分の長さ(長手方向の寸法)Lまで進展しない限り、初期状態の線接触と同様な接触状態、即ち、特に接触面積及び接触圧力が初期特性と殆ど変わらない状態が維持される。これにより、従来に比較して、カーボンブラシ15をかなり長期間使用した場合でも、導通部における電気信号特性は初期特性と殆ど同じになり、信号発生率の低減はみられない。
Further, since the sliding
さらに、カーボンブラシ15のL字型、T字型又は台形状の形状部分では、基端部17、先端側摺接部16がそれぞれ幅広部、幅細部に形成される。すなわち、基端部17側の幅寸法W2は所要値以上に設定され、且つ、先端側摺接部16の幅寸法W1は、整流子7の隣り合う端子13間の距離寸法W3よりも若干大に設定される。従って、ブラシ形状が極めて簡単でありながら、カーボンブラシ15の固着強度を必要設計値に設定しつつ、カーボンブラシ15の整流子7に対する接触状態が長期間良好になり、カーボンブラシ15の寿命性が著しく向上する。
Further, in the L-shaped, T-shaped, or trapezoidal shape portion of the
本発明において、カーボンブラシ15の摺接部16は、図6中の想像線18で例示するように、富士山型の先細り形状を呈する幅狭部先端に設けてもよい。この構成によれば、前記同様、ブラシ磨耗量がかなり進んでも、初期状態の線接触と同等な接触状態が安定して維持される。従って、カーボンブラシ15を長期間使用しても、電気信号発生率を低減せることなく、信頼性の高いDCブラシモータが得られる。又、カーボンブラシ15の有効長が長くなり、その分だけブラシ交換を行う時間間隔が長くなり、長時間にわたり、初期特性と同等の良好な整流作用を確保しつつ、メンテナンスフリーで運転できる。
In the present invention, the
以上説明したように、本発明では、カーボンブラシ15の段差状の細幅部分、あるいは、先端方向にいくにつれて漸次幅狭となる部分に摺接部16を設けたことにより、カーボンブラシ15を長期間使用しても、摺接部16が整流子7の外周形状に沿って広がるように磨耗することがなく、磨耗における接触面積の広がりが効果的に低減される。又、摺接部16の整流子7に対する単位面積当たりの接触圧の変化が少なくなり、磨耗に伴うカーボンブラシ15と整流子7間における初期特性、例えば、電気信号の発生頻度特性などの変化が少なくなる。
As described above, in the present invention, the
尚、本発明は、整流子7の径を大きくしたものと同様な作用を有するが、整流子7の径の変更は、モータの製品サイズに拘束されて設計上困難になる。その点、本発明に係るカーボンブラシ15の上記形状は、モータ製品の形状寸法に拘束されることがなく、高い設計自由度を有するというメリットがある。
The present invention has the same effect as that of the
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。 It should be noted that the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified ones.
2 ロータ軸
7 整流子
9 カーボンブラシホルダ
11 ブラケット
12 ブラケットカバー
13 端子
15 カーボンブラシ
16 摺接部(先端側接触部)
17 ホルダ側固定端部(基端側固着部)
2
17 Holder side fixed end (base end side fixing part)
Claims (4)
4. The brush motor according to claim 1, wherein the brush is formed in an L shape, a T shape, or a trapezoidal shape.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005221344A JP2007037374A (en) | 2005-07-29 | 2005-07-29 | Brush motor |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2005221344A JP2007037374A (en) | 2005-07-29 | 2005-07-29 | Brush motor |
Publications (1)
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---|---|
JP2007037374A true JP2007037374A (en) | 2007-02-08 |
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ID=37795923
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005221344A Pending JP2007037374A (en) | 2005-07-29 | 2005-07-29 | Brush motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007037374A (en) |
-
2005
- 2005-07-29 JP JP2005221344A patent/JP2007037374A/en active Pending
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