JP2008113497A - モータにおけるブラシ保持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ブラシを仮保持位置から使用位置に簡単かつ確実に移動させることができるようにする。
【解決手段】ブラシ保持部９に、外部から係止部材１３を抜き差し可能な挿入孔１２を設けるとともに、ブラシ８に、挿入孔１２に差し込まれたピン１３が係合可能な係合孔８ｅを設ける。ピン１３を係合孔８ｅに係合させることにより、ブラシ８を捩りばね１０の付勢力に抗して、整流子１に接触しない仮保持位置に固定する。また、ピン１３を係合孔８ｅから離脱させることにより、ブラシ８を捩りばね１０の付勢力により、整流子１に弾性的に押圧可能とする。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、モータにおけるブラシ保持構造に関する。

従来のモータにおけるブラシ保持構造においては、ブラシと、ブラシを摺動自在に保持するブラシ保持部を有するブラシ・ホールダ本体と、ブラシを回転軸と一体に回転する整流子の外周面に向けて付勢する捩りばねとを備え、捩りばねの一端から突出する係止アームは、ブラシ・ホールダ本体に係止され、また、同じく他端から突出する押圧アームは、ブラシを整流子の外周面に押圧するように、ブラシに係合されている。

また、ブラシを組み付けたブラシ・ホールダ本体を搬送する際、ブラシが妄りに移動することがないように、捩りばねの押圧アームを、ブラシ・ホールダ本体に設けたスプリング規制用突起に係止させることによって、ブラシを整流子の外周面に当接しない仮保持位置に固定するようにしている(例えば、特許文献１参照)。
実公平４−４１７４７号公報

上述のモータにおけるブラシ保持構造においては、例えば、棒状の治具を、ブラシ・ホールダ本体に設けたスプリング外し用孔に挿入し、捩りばねの押圧アームを押し上げて、押圧アームとスプリング規制用突起との係合状態を解除することにより、押圧アームの付勢力により、ブラシを整流子の外周面を押圧する使用位置に移動させるようにしている。しかし、このものにおいては、治具のスプリング外し用孔に対する差し込みが深すぎると、押圧アームが変形し、ブラシに対して確実に付勢力を付与することができなったり、押圧アームをブラシに係合させるときの衝撃でブラシが変形したり、破損したりする等の問題点を有している。

本発明は、上述のような従来の課題に鑑み、ブラシを仮保持位置から使用位置へ簡単かつ確実に移動させることができるようにした、モータにおけるブラシ保持構造を提供することを目的としている。

本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
（１）回転軸と一体に回転する整流子の外周面に摺接するブラシを、モータケースの一端を閉塞するエンドキャップに設けたブラシ保持部に摺動可能に保持するとともに、前記エンドキャップに組み付けた付勢手段により、前記ブラシを前記整流子の外周面に向けて弾性的に押圧させるようにしてなるモータにおけるブラシ保持構造において、前記ブラシ保持部に、係止部材を抜き差し可能な挿入孔を設けるとともに、前記ブラシに、前記挿入孔に差し込まれた前記係止部材が係合可能な係合部を設け、前記係止部材を前記係合部に係合させることにより、前記ブラシを前記付勢手段の付勢力に抗して、前記整流子に接触しない仮保持位置に固定し、また、前記係止部材を前記係合部から離脱させることにより、前記ブラシを前記付勢手段の付勢力により、前記整流子に弾性的に押圧させる。

（２）上記(１)項において、前記ブラシが摺動する前記ブラシ保持部の案内面を、前記回転軸の軸線に対して鋭角になるように傾斜させるとともに、捩りばねにより構成される前記付勢手段のコイルから延出する押圧アームを、前記ブラシを前記整流子の外周面に押圧する分力、及び前記ブラシを前記案内面に押圧する分力を付与するように、前記ブラシに当接係合させる。

（３）上記(１)または(２)項において、前記ブラシ保持部を、前記エンドキャップと一体に樹脂成形する。

（４）上記(１)〜(３)項のいずれかにおいて、前記挿入孔を、前記ブラシ保持部の前記案内面に設けるとともに、前記係合部を、前記案内面を摺動する前記ブラシの摺動部に、前記係止部材が係合し得るように、孔状とする。

本発明によると、次のような効果を奏することができる。
請求項１記載の発明によると、ブラシを整流子の外周面に接触しない仮保持位置に固定することができるため、エンドキャップの搬送中等、ブラシがブラシ保持部から脱落することを防止できる。

また、係止部材を挿入孔から引き抜くだけの簡単な作業によって、係止部材とブラシの係合孔との係合状態を解除し、付勢手段の付勢力により、ブラシを整流子の外周面に押圧させる使用位置へ確実に移動させることができる。

請求項２記載の発明によると、捩りばねにおける押圧アームが、ブラシに対して、整流子の外周面に押圧する分力と、ブラシ保持部の案内面に押圧する分力を付与するため、ブラシの振動を抑制して、電気的ノイズ特性、及び機械的ノイズ特性を向上させることができる。

請求項３記載の発明によると、ブラシ保持部はエンドキャップと一体的に樹脂成形されるため、部品点数を減らして、コストダウンを図ることができる。

請求項４記載の発明によると、ブラシを仮保持位置に確実に固定することができる。

図１〜図１０は、本発明の一実施形態を示すもので、図１は、モータの背面図、図２は、図１におけるII−II線縦断面図、図３は、図２におけるIII-III線縦断面図、図４は、図２におけるIV−IV線縦断面図、図５は、要部の拡大正面図、図６は、図５におけるVI−VI線横断面図、図７は、ブラシに加わる力を説明するための要部の断面図、図８は、要部の拡大斜視図、図９は、ブラシの正面図、図１０は、ブラシの組み付け方法を示す要部の断面図である。なお、以下の説明において、図２における左右を、前後または内外とし、図３、４における左右を、左右とする。

１は、モータケース３に枢支された回転軸２と一体に回転する整流子である。回転軸２の後端部は、モータケース３の後端を閉塞する合成樹脂製のエンドキャップ４の中央部に、軸受５を介して枢支されている。

エンドキャップ４の前面、すなわち内側面（モータケース３の内部に向く側）には、上下のブラシ保持部９、９が一体的に形成されている。さらに、エンドキャップ４の前面には、上下のブラシ保持部９、９に摺動自在に保持され、かつ整流子１の外周面に摺接可能な上下のブラシ８、８と、各ブラシ８を整流子１の外周面へ向けて付勢する付勢手段である捩りばね１０，１０と、雑音防止用のコンデンサ、チョークコイル及び整流器等の電気素子が実装されたプリント基板１１(図２、３及び図６参照)とが組み付けられている。

ブラシ８、８、捩りばね１０，１０及びプリント基板１１は、エンドキャップ４をモータケース３に取り付ける前に、予めエンドキャップ４に組み付けられる。

なお、ブラシ８、８、ブラシ保持部９，９及びその近傍は、上下ほぼ対称であるので、以下、上方におけるもののみについて説明する。

ブラシ保持部９は、前方（内方）を向く案内面９ａを有する基壁９ｂの左右両側から、前方へ突出する左右１対の側壁９ｃ、９ｃを設けてなり、平面視ほぼ前向コ字状をなしている。

主に図７、図１０に示すように、ブラシ保持部９の案内面９ａは、回転軸２の軸線に対して鋭角になるように、前方へ傾斜している。

ブラシ保持部９の基壁９ｂには、前後方向に貫通し、後方（外方）から、係止部材をなす円柱状のすピン１３（図１０参照）を抜き差ししうる挿入孔１２が穿設されている。なお、係止部材は、円柱状のピン１３に代えて、ボルトまたは角柱状のピンとしても良い。

各側壁９ｃ、９ｃには、段差状のストッパー部９ｄ、９ｄが設けられている。ストッパー部９ｄ、９ｄは、ブラシ保持部９に摺動自在に保持されたブラシ８が、予め定められた量、摩耗したとき、図５に二点鎖線で示すように、捩りばね１０の後述する押圧アーム１０ｂを当接させることによって、それ以上、ブラシ８を押圧できないように規制する。

これにより、整流子１の回転に伴い、ブラシ８が摩耗して、限界まで短くなった場合には、ブラシ８を整流子１の外周面に、それ以上、押し付けることがなくなるため、摩耗したブラシ８が破壊して、他の部品に衝突する等して、モータが破壊されるのを防止することができる。

ブラシ８は、その先端の摺接部８ａが整流子１の外周面に摺接し得るように、ブラシ保持部９の両側壁９ｃ、９ｃ間に摺動自在に保持され、かつその後面の摺動部８ｆが、ブラシ保持部９の案内面９ａに接触して、主に図７、図１０に示すように、上端が前方へ若干傾いた姿勢で保持される。

ブラシ８の外端部（摺接部８ａと反対側の端部）寄りの前面には、後方へ向けて凹入する係止溝８ｂが設けられている。係止溝８ｂの下側面には、正面視山形状の係合頂部８ｃが設けられ、また、係止溝８ｂの係合頂部８ｃに対向する上側面には、正面視ほぼ半円状の抑え部８ｄが設けられている。さらに、ブラシ保持部９の案内面９ａを摺動するブラシ８の摺動部８ｆには、挿入孔１２に差し込まれたピン１３が係合可能な係合部をなす円形の係合孔８ｅが凹設されている。

捩りばね１０は、導電材料からなり、図６に明示するように、コイル１０ａと、コイル１０ａの一端から、その接線方向へ延出された押圧アーム１０ｂと、コイル１０ａの他端から、コイル１０ａを径方向へ横切った後、その軸線方向の外方へ向けてほぼ直角に折り曲げられた係止アーム１０ｃとを有している。

コイル１０ａは、エンドキャップ４に前向突設された丸軸状のばね掛け軸１４の縮径部１４ｂに巻装されている。押圧アーム１０ｂは、ブラシ８の係止溝８ｂに係合して、係合頂部８ｃを押圧することにより、ブラシ８を整流子１の外周面に向けて押圧する。係止アーム１０ｃは、その一部がばね掛け軸１４の先端に設けられた引掛溝１５に係合されるとともに、プリント基板１１に設けた貫通孔１１ａに挿入されている。

なお、ばね掛け軸１４は、根元を捩りばね１０のコイル１０ａの内径より大径の拡径部１４ａとし、かつ先端側を、コイル１０ａの内径より小径の縮径部１４ｂとした段付き形状に形成されている。

プリント基板１１の貫通孔１１ａに挿入された捩りばね１０の係止アーム１０ｃの先端は、プリント基板１１の前面に突出し、回路の一部に半田付けされている。プリント基板１１の中央には、整流子１が前後に貫通する円形の開口１１ｂが設けられている。

図６に示すように、ばね掛け軸１４の拡径部１４ａの長さＬ１は、ブラシ８における係止溝８ｂの底部とエンドキャップ４の内面間の寸法Ｌ２よりも若干短く設定されている。これにより、捩りばね１０の押圧アーム１０ｂは、ブラシ８の摺動部８ｆをブラシ保持部９の案内面９ａに押し付けるように撓んだ状態で、ブラシ８の係止溝８ｂに係合して、係合頂部８ｃを押圧する。

これにより、図７に示すように、押圧アーム１０ｂが付与する力Ｆは、ブラシ８の摺接部８ａを整流子１の外周面に押圧する分力Ｆ１と、ブラシ８の摺動部８ｆを案内面９ａに押圧する分力Ｆ２とが作用する。

また、ブラシ８は、回転する整流子１から、整流子１の外周面と直交する方向の反力ｆを受ける。この反力ｆは、分力ｆ１、ｆ２として作用し、一方の分力ｆ１は、ブラシ８を整流子１の外周面から押し戻す力として作用し、また、他方の分力ｆ２は、ブラシ８の摺動部８ｆを案内面９ａに押し付ける力として作用する。

上述のように、捩りばね１０の押圧アーム１０ａの付勢力によって、ブラシ８のガタ付きは抑制され、ブラシ８の摺接部８ａと整流子１の外周面との接触を確実にして、電気性ノイズや機械性ノイズは低減させられる。

また、図９に示すように、捩りばね１０の押圧アーム１０ｂがブラシ８を押圧している状態においては、ブラシ８の係合頂部８ｃに、ほぼ点接触に近い状態で当接するため、係合頂部８ｃと押圧アーム１０ｂとの当接部位が安定し、押圧アーム１０ｂの付勢力により、ブラシ８は、整流子１の外周面に確実に押圧させられる。

さらに、図１０に示すように、ブラシ８の係合孔８ｅを挿入孔１２に合わせた状態で、ピン１３をエンドキャップ４の後側から挿入孔１２に差し込んで、係合孔８ｅに係合させることによって、ブラシ８を、捩りばね１０の付勢力に抗して、摺接部８ａが整流子１の外周面に接触しない仮保持位置に固定させることができる。これにより、エンドキャップ４の搬送中、ブラシ８が移動して、エンドキャップ４から脱落することがなくなる。

なお、ブラシ８を仮保持位置に固定する作業は、回転軸２をエンドキャップ４に設けられた軸受５に挿入する前に、及びエンドキャップ４をモータケース３に組み付ける前、予め行われる。

回転軸２を軸受５に挿入して、整流子１を上下のブラシ８、８の間に挿入する作業は、上下のブラシ８、８を、それぞれ仮保持位置に固定した状態で行われる。この場合、各ブラシ８の摺接部８ａが、整流子１の外周面に当接しない仮保持位置に固定されているため、整流子１を、上下のブラシ８、８の間に簡単に挿入することができる。

ピン１３は、回転軸２、ブラシ８、捩りばね１０、プリント基板１１等を組み付けたエンドキャップ４をモータケース３に取り付けた後、挿入孔１２から引く抜かれる。これにより、ピン１３とブラシ８の係合孔８ｅとの係合状態は解除され、仮保持位置に固定されていたブラシ８は、捩りばね１０の押圧アーム１０ｂの付勢力により、使用位置（図２〜図５及び図７参照）に移動して、整流子１の外周面に当接する。このようにすることにより、従来の技術のように、捩りコイルばねの押圧アームをブラシに係合させるとき、その衝撃で押圧アームが変形したり、ブラシが破損したりするようなことはない。

上述のように、この実施形態においては、ブラシ８を、仮保持位置から使用位置に移動させる際、従来のように、捩りばね１０の押圧アーム１０ｂを押上げて、その係合状態を解除させる作業を必要としないため、押圧アーム１０ｂがブラシ８から外れたりすることがなく、押圧アーム１０ｂの付勢力を、ブラシ８に確実に作用させることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲内で、上記実施形態に種々の変形や変更を施すことが可能である。

例えば、ブラシ８に設けられる係合部を、係合孔８ｅに代えて、段差状として、挿入孔１２に差し込まれたピン１３が、段差部に係合することによって、ブラシ８を仮保持位置に固定するようにすることもできる。

本発明の一実施形態を適用したモータの後面図である。 図１におけるII−II線縦断面図である。 図２におけるIII-III線縦断面図である。 図２におけるIV−IV線縦断面図である。 要部の拡大正面図である。 図５におけるVI−VI線横断面図である。 ブラシに加わる力を説明するための要部の断面図である。 要部の拡大斜視図である。 ブラシの正面図である。 ブラシの組み付け方法を示す要部の断面図である。

符号の説明

１ 整流子
２ 回転軸
３ モータケース
４ エンドキャップ
５ 軸受
８ ブラシ
８ａ 摺接部
８ｂ 係止溝
８ｃ 係合頂部
８ｄ 抑え部
８ｅ 係合孔（係合部）
８ｆ 摺動部
９ ブラシ保持部
９ａ 案内面
９ｂ 基壁
９ｃ 側壁
９ｄ ストッパー部
１０ 捩りばね
１０ａ コイル
１０ｂ 押圧アーム
１０ｃ 係止アーム
１１ プリント基板
１１ａ 貫通孔
１１ｂ 開口
１２ 挿入孔
１３ ピン
１４ ばね掛け軸
１４ａ 拡径部
１４ｂ 縮径部
１５ 引掛溝

Claims (4)

1. 回転軸と一体に回転する整流子の外周面に摺接するブラシを、モータケースの一端を閉塞するエンドキャップに設けたブラシ保持部に摺動可能に保持するとともに、前記エンドキャップに組み付けた付勢手段により、前記ブラシを前記整流子の外周面に向けて弾性的に押圧させるようにしてなるモータにおけるブラシ保持構造において、
   前記ブラシ保持部に、係止部材を抜き差し可能な挿入孔を設けるとともに、前記ブラシに、前記挿入孔に差し込まれた前記係止部材が係合可能な係合部を設け、前記係止部材を前記係合部に係合させることにより、前記ブラシを前記付勢手段の付勢力に抗して、前記整流子に接触しない仮保持位置に固定し、また、前記係止部材を前記係合部から離脱させることにより、前記ブラシを前記付勢手段の付勢力により、前記整流子に弾性的に押圧させるようにしたことを特徴とするモータにおけるブラシ保持構造。
2. 前記ブラシが摺動する前記ブラシ保持部の案内面を、前記回転軸の軸線に対して鋭角になるように傾斜させるとともに、捩りばねにより構成される前記付勢手段のコイルから延出する押圧アームを、前記ブラシを前記整流子の外周面に押圧する分力、及び前記ブラシを前記案内面に押圧する分力を付与するように、前記ブラシに当接係合させたことを特徴とする請求項１記載のモータにおけるブラシ保持構造。
3. 前記ブラシ保持部を、前記エンドキャップと一体に樹脂成形してなることを特徴とする請求項１または２記載のモータにおけるブラシ保持構造。
4. 前記挿入孔を、前記ブラシ保持部の前記案内面に設けるとともに、前記係合部を、前記案内面を摺動する前記ブラシの摺動部に、前記係止部材が係合し得るように、孔状としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のモータにおけるブラシ保持構造。

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