JP2023166194A

JP2023166194A - ブラシ装置

Info

Publication number: JP2023166194A
Application number: JP2022077072A
Authority: JP
Inventors: 貴弘大庭; Takahiro Oba
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2022-05-09
Filing date: 2022-05-09
Publication date: 2023-11-21

Abstract

【課題】磁気音増大を抑制することができるブラシ装置を提供する。【解決手段】ブラシ装置１０は、整流子８７に接触するブラシ３０と、ブラシ３０を収容しているブラシホルダ２０と、ブラシ３０を整流子８７に向けて付勢しているスプリング５０と、ブラシ３０をブラシホルダ２０に押し付けている押付部材６０とを備える。ブラシホルダ２０は、ブラシ３０の周方向一方側の第１側面３６に接触している第１側壁部２２と、ブラシ３０の周方向他方側の第２側面３７との間に周方向クリアランス７０を隔てて配置された第２側壁部２３とを有する。押付部材６０は、ブラシ３０を第１側壁部２２に押し付けることで当該ブラシ３０を理想位置に配置している。【選択図】図３

Description

本発明は、ブラシ装置に関する。

従来、整流子に接触するブラシと、ブラシを収容するブラシホルダと、ブラシを整流子に向けて付勢するスプリングとを備えるブラシ装置が知られている。特許文献１に開示されたブラシは、コイルスプリング当接面からコイルスプリングの内側に向けて突出する先窄まりの係合突起部を有する。

特開２０１６－１９３８０号公報

特許文献１では、ブラシとブラシホルダとの間のクリアランス、および給電線の剛性の影響によりブラシがブラシホルダ内で周方向の一方へ偏ることが考慮されていない。上記のようにブラシが偏ると、ブラシの周方向の片側だけが整流子に接触する片当たり状態となり、整流時の整流区間が短くなって磁気音が大きくなる問題があった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、磁気音増大を抑制することができるブラシ装置を提供することである。

本発明のブラシ装置は、整流子（８７）に接触するブラシ（３０）と、ブラシを収容しているブラシホルダ（２０）と、ブラシを整流子に向けて付勢しているスプリング（５０）と、ブラシをブラシホルダに押し付けている押付部材（６０）とを備える。整流子の回転軸心（Ｏ）まわりの方向を周方向とする。ブラシの周方向中央を通る仮想的な面をブラシ中央面（Ｓ）とする。ブラシ中央面が回転軸心を通るように配置されたブラシの位置を理想位置とする。

ブラシホルダは、ブラシの周方向一方側の第１側面（３６）に接触している第１側壁部（２２）と、ブラシの周方向他方側の第２側面（３７）との間に周方向クリアランスを隔てて配置された第２側壁部（２３）とを有する。押付部材は、ブラシを第１側壁部に押し付けることで当該ブラシを理想位置に配置している。

このようにブラシを理想位置に配置して整流子に接触させることで、ブラシの片当たり状態を抑制することができる。そのためブラシの整流子への当たり方を安定させ、磁気音増大を抑制することができる。

第１実施形態のブラシ装置が適用されたモータの縦断面図。図１のＩＩ－ＩＩ線断面図。図２のＩＩＩ部のブラシホルダ、ブラシおよび押圧部材の拡大図。図３のＶＩ－ＶＩ線断面図。図３のＶ－Ｖ線断面図。第２実施形態のブラシ装置の断面図であって、第１実施形態における図２に対応する図。

以下、ブラシ装置の実施形態を図面に基づき説明する。

［第１実施形態］
先ず、第１実施形態のブラシ装置が適用された、電動パワーステアリング装置に用いられるモータについて説明する。図１～図２に示すように、モータ８０は有底筒状のモータヨーク８１を備える。モータヨーク８１の内壁面には、２対の永久磁石８２が固定されている。モータヨーク８１の開放端には、モータハウジング８３が固定されている。

モータヨーク８１内には、アーマチャ８４が設けられている。アーマチャ８４は、回転軸８５、アーマチャコア８６、および整流子８７を有する。回転軸８５は、モータヨーク８１と同軸上に配置されている。回転軸８５の一端部は、軸受８８を介してモータヨーク８１の底部により回転自在に支持されている。回転軸８５の他端部は、軸受８９を介してモータハウジング８３により回転自在に支持されている。

アーマチャコア８６および整流子８７は、回転軸８５に固定されている。アーマチャコア８６は、複数のティース９１を有する。ティース９１のまわりには、導電性の巻線からなる図示しないアーマチャコイルが形成されている。整流子８７は、同心状に配置された複数の整流子片９２を有する。各整流子片９２間は、電気的に絶縁された状態となっている。整流子片９２には、対応するアーマチャコイルが電気的に接続されている。

整流子８７の外側には、２対のブラシ装置１０が設けられている。ブラシ装置１０のブラシホルダ２０は、軸方向を厚み方向とする円板状のベース部材９３と一体に形成されている。ベース部材９３は、モータハウジング８３に固定されている。

（ブラシ装置）
次に、ブラシ装置１０について説明する。以下、単に軸方向、径方向、周方向と記載した場合、特に断りのない限り、整流子８７の軸方向、径方向、周方向であるものとする。

図２～図５に示すように、ブラシ装置１０は、整流子８７に対して径方向外側に配置されている。ブラシ装置１０は、電気絶縁性を有する材料からなるブラシホルダ２０と、ブラシホルダ２０内に設けられたブラシ３０およびスプリング５０とを備える。

ブラシホルダ２０は、ベース部材９３の一部からなる底壁部２１と、底壁部２１から軸方向一方に突出する第１側壁部２２および第２側壁部２３と、第１側壁部２２および第２側壁部２３の突出方向の先端を繋ぐ頂壁部２４とを有する。第１側壁部２２および第２側壁部２３は、径方向に沿って互いに平行に配置されている。ブラシホルダ２０の径方向外側の端部には、キャップ２５が取付けられている。ブラシホルダ２０は、底壁部２１、第１側壁部２２、第２側壁部２３および頂壁部２４により囲まれた矩形筒状の空間内にブラシ３０およびスプリング５０を収容している。

ブラシ３０は、整流子８７に接触するように配置されている。スプリング５０は、コイルスプリングであり、圧縮された状態でブラシホルダ２０内に設けられ、ブラシ３０を整流子８７に向けて付勢している。

ブラシ３０は、略矩形ボックス状となっている。ブラシ３０の径方向内側の端面は、整流子８７に当接する整流子当接面３１となっている。整流子当接面３１は、先端面３２と、先端面３２に対して傾斜する傾斜面３３とを有して構成されている。先端面３２と傾斜面３３との境目には、段部３４が形成されている。ブラシ３０の径方向外側の端面は、スプリング５０に当接するスプリング当接面３５となっている。第１実施形態では、スプリング当接面３５と先端面３２とが互いに平行に延在している。

ブラシ３０の周方向の両端面は、周方向において第１側壁部２２または第２側壁部２３と対向する第１側面３６および第２側面３７となっている。第１側面３６と第２側面３７とは互いに平行に延在している。ブラシ３０の軸方向の両端面は、軸方向において頂壁部２４または底壁部２１と対向する頂面３８および底面３９となっている。頂面３８と底面３９とは互いに平行に延在している。

第１側壁部２２と第２側壁部２３との間の間隙は、第１側面３６と第２側面３７との距離よりもわずかに大きくなっている。また、頂壁部２４と底壁部２１との間の間隙は、頂面３８と底面３９との距離よりもわずかに大きくなっている。これによりブラシ３０をブラシホルダ２０内に組付け可能とすると共に、ブラシ３０をブラシホルダ２０内で径方向にスムーズに移動可能とすることができる。

ここで、ブラシ３０の周方向中央を通る仮想的な面をブラシ中央面Ｓとする。また、ブラシ中央面Ｓが整流子８７の回転軸心Ｏを通るように配置されたブラシの位置を理想位置とする。ブラシ装置１０は、ブラシ３０が理想位置に位置するように当該ブラシをブラシホルダ２０に押し付けている押付部材６０をさらに備える。

第１側壁部２２は、ブラシ３０の第１側面３６に面接触している。第２側壁部２３は、ブラシ３０の第２側面３７との間に周方向クリアランス７０を隔てて配置されている。押付部材６０は、ブラシ３０を第１側壁部２２に押し付けることで当該ブラシ３０を理想位置に配置している。

押付部材６０は、導電性を有する材料からなり、ブラシ３０を電源に接続する給電線を兼ねる。第１実施形態では、押付部材６０は、周方向において隣り合う２つのブラシ装置１０のうち一方のブラシ３０から他方のブラシ３０まで周方向に延びるように設けられた押付部６１と、押付部６１の中央に接続する端子部６２とを有する。押付部６１は、第２側壁部２３の通孔２６を通じてブラシホルダ２０内からブラシホルダ２０外まで延びている。

第２側壁部２３と周方向に対向するブラシ３０の第２側面３７には、径方向へ延びる係合溝４１が形成されている。押付部材６０は、係合溝４１の底部に接触するブラシ接触部６３を有する。ブラシ接触部６３は凸曲面に形成されている。

（効果）
以上説明したように、第１実施形態では、ブラシホルダ２０は、ブラシ３０の周方向一方側の第１側面３６に接触している第１側壁部２２と、ブラシ３０の周方向他方側の第２側面３７との間に周方向クリアランス７０を隔てて配置された第２側壁部２３とを有する。押付部材６０は、ブラシ３０を第１側壁部２２に押し付けることで当該ブラシ３０を理想位置に配置している。このようにブラシ３０を理想位置に配置して整流子８７に接触させることで、ブラシ３０の片当たり状態を抑制することができる。そのためブラシ３０の整流子８７への当たり方を安定させて整流区間を十分に確保し、磁気音増大を抑制することができる。

第１実施形態では、押付部材６０は、導電性を有する材料からなり、ブラシ３０を電源に接続する給電線を兼ねる。そのため従来の給電線に代えて押付部材６０を設けることで、部品点数増加を防ぐことができる。また、給電線の剛性に起因したブラシ３０の整流子８７への接触位置ずれを抑制することができる。

第１実施形態では、第２側面３７には、径方向へ延びる係合溝４１が形成されている。押付部材６０は、係合溝４１の底部に接触するブラシ接触部６３を有する。ブラシ接触部６３は凸曲面に形成されている。そのためブラシ３０が磨耗してもブラシ接触部６３が係合溝４１内を径方向へスムーズに相対移動することで、ブラシ３０の径方向内側への移動を妨げることなく、ブラシ３０の第１側壁部２２への押し付けを継続することができる。

［第２実施形態］
第２実施形態では、図６に示すように押付部６１からなる例えば樹脂製などの押付部材６０を端子部６２とは別に設けてもよい。押付部材６０がブラシ３０を第１側壁部２２に押し付けてブラシ３０を理想位置に配置することで、第１実施形態と同等の効果を得ることができる。

［他の実施形態］
他の実施形態では、１つのブラシ装置ごとに１つの押付部材が設けられてもよい。他の実施形態では、押付部材は、円弧状の形に限らず、例えばコイル状または板バネ状などの他の形であってもよい。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１０ブラシ装置、２０ブラシホルダ、２２第１側壁部、２３第２側壁部、
３０ブラシ、３６第１側面、３７第２側面、５０スプリング、６０押付部材、
８７整流子、Ｏ回転軸心、Ｓブラシ中央面。

Claims

整流子（８７）に接触するブラシ（３０）と、
前記ブラシを収容しているブラシホルダ（２０）と、
前記ブラシを前記整流子に向けて付勢しているスプリング（５０）と、
前記ブラシを前記ブラシホルダに押し付けている押付部材（６０）と、
を備え、
前記整流子の回転軸心（Ｏ）まわりの方向を周方向とし、前記ブラシの周方向中央を通る仮想的な面をブラシ中央面（Ｓ）とし、前記ブラシ中央面が前記回転軸心を通るように配置された前記ブラシの位置を理想位置とすると、
前記ブラシホルダは、前記ブラシの周方向一方側の第１側面（３６）に接触している第１側壁部（２２）と、前記ブラシの周方向他方側の第２側面（３７）との間に周方向クリアランス（７０）を隔てて配置された前記第２側壁部（２３）とを有し、
前記押付部材は、前記ブラシを前記第１側壁部に押し付けることで当該ブラシを前記理想位置に配置している、ブラシ装置。
前記押付部材は、導電性を有する材料からなり、前記ブラシを電源に接続する給電線を兼ねる、請求項１に記載のブラシ装置。
前記回転軸心に直交する方向を径方向とすると、
前記第２側面には、径方向へ延びる係合溝（４１）が形成され、
前記押付部材は、凸曲面に形成されて前記係合溝の底部に接触するブラシ接触部（６３）を有する、請求項１または２に記載のブラシ装置。