JP3511513B2 - ブラシ装置 - Google Patents
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- JP3511513B2 JP3511513B2 JP2001139731A JP2001139731A JP3511513B2 JP 3511513 B2 JP3511513 B2 JP 3511513B2 JP 2001139731 A JP2001139731 A JP 2001139731A JP 2001139731 A JP2001139731 A JP 2001139731A JP 3511513 B2 JP3511513 B2 JP 3511513B2
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
- H01R39/02—Details for dynamo electric machines
- H01R39/18—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush
- H01R39/20—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush characterised by the material thereof
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- Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば電動パワ
ーステアリング装置に組み込まれたブラシ装置に関する
ものである。
ーステアリング装置に組み込まれたブラシ装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は従来の電動パワーステアリング装
置の側断面図、図７は電動パワーステアリング装置に組
み込まれたブラシ装置４０の正面図である。この電動パ
ワーステアリング装置は、回転トルクを発生する電動モ
ータ３０と、この電動モータ３０に連結され回転トルク
を伝達または遮断する電磁クラッチ２とを備えている。
置の側断面図、図７は電動パワーステアリング装置に組
み込まれたブラシ装置４０の正面図である。この電動パ
ワーステアリング装置は、回転トルクを発生する電動モ
ータ３０と、この電動モータ３０に連結され回転トルク
を伝達または遮断する電磁クラッチ２とを備えている。
【０００３】電動モータ３０は、円筒状のヨーク３と、
このヨーク３内に対向して固定された４極の界磁永久磁
石４と、ヨーク３内で第１の軸受け５と第２の軸受け６
とにより回転自在に支持されたシャフト７と、このシャ
フト７に固定されたアマチュア８と、シャフト７の一端
部に固定され複数のセグメント９ａを有する整流子９
と、この整流子９の表面にスプリング１０の弾性力によ
り当接したブラシ３２およびこのブラシ３２を保持した
ブラシホルダ３１を有するブラシ装置４０と、このブラ
シホルダ３１がブラシホルダ用締付ねじ１３により磁気
シールド板４１を介して固定されているとともに締付ね
じ１９によりヨーク３に連結された非磁性であるアルミ
ニウム製のハウジング１４と、線１５が貫通したグロメ
ット１６とを備えている。磁気シールド板４１は、例え
ば厚み１ｍｍの圧延鋼板をプレス加工により打ち抜いて
ドーナツ状に形成された平板である。アマチュア８は、
軸線方向に延びた複数のスロットを有するコア１７と、
スロットに導線が重巻方式で巻回されて構成された巻線
１８とを備えている。
このヨーク３内に対向して固定された４極の界磁永久磁
石４と、ヨーク３内で第１の軸受け５と第２の軸受け６
とにより回転自在に支持されたシャフト７と、このシャ
フト７に固定されたアマチュア８と、シャフト７の一端
部に固定され複数のセグメント９ａを有する整流子９
と、この整流子９の表面にスプリング１０の弾性力によ
り当接したブラシ３２およびこのブラシ３２を保持した
ブラシホルダ３１を有するブラシ装置４０と、このブラ
シホルダ３１がブラシホルダ用締付ねじ１３により磁気
シールド板４１を介して固定されているとともに締付ね
じ１９によりヨーク３に連結された非磁性であるアルミ
ニウム製のハウジング１４と、線１５が貫通したグロメ
ット１６とを備えている。磁気シールド板４１は、例え
ば厚み１ｍｍの圧延鋼板をプレス加工により打ち抜いて
ドーナツ状に形成された平板である。アマチュア８は、
軸線方向に延びた複数のスロットを有するコア１７と、
スロットに導線が重巻方式で巻回されて構成された巻線
１８とを備えている。
【０００４】上記電磁クラッチ２は、クラッチ用締付ね
じ２１によりハウジング１４に固定されたクラッチステ
ータ２０と、クラッチステータ２０の内部に設けられた
クラッチコイル２２と、シャフト７の端部に第２の軸受
け６を介して回転自在に設けられたボス２３と、シャフ
ト７に固定されたドライブロータ２４と、スプリング部
材２６を介してボス２３に固定されたドーナツ状の円板
２５とを備えている。
じ２１によりハウジング１４に固定されたクラッチステ
ータ２０と、クラッチステータ２０の内部に設けられた
クラッチコイル２２と、シャフト７の端部に第２の軸受
け６を介して回転自在に設けられたボス２３と、シャフ
ト７に固定されたドライブロータ２４と、スプリング部
材２６を介してボス２３に固定されたドーナツ状の円板
２５とを備えている。
【０００５】上記ブラシ装置４０は、インサートモール
ドで導体３６が埋設されたベース３５と、このベース３
５に固定された金属製の４個のブラシホルダ３１と、こ
のブラシホルダ３１内に保持されスプリング１０の弾性
力により整流子９に当接する４個のブラシ３２と、各ブ
ラシ３２に一端部が接続され他端部が導体３６の接続部
３４にそれぞれ接続された複数のリード線３３とを備え
ている。ブラシ３２及び接続部３４は、シャフト７の中
心点を通る径方向に延びた中心線Ａ，Ｂの線対称位置に
ある。
ドで導体３６が埋設されたベース３５と、このベース３
５に固定された金属製の４個のブラシホルダ３１と、こ
のブラシホルダ３１内に保持されスプリング１０の弾性
力により整流子９に当接する４個のブラシ３２と、各ブ
ラシ３２に一端部が接続され他端部が導体３６の接続部
３４にそれぞれ接続された複数のリード線３３とを備え
ている。ブラシ３２及び接続部３４は、シャフト７の中
心点を通る径方向に延びた中心線Ａ，Ｂの線対称位置に
ある。
【０００６】上記構成の電動パワーステアリング装置で
は、整流子９のセグメント９ａに当接するブラシ３２を
介して電流を巻線１８に供給することにより、アマチュ
ア８は電磁作用により、シャフト７とともに回転する。
一方、クラッチコイル２２に通電することにより、磁性
材料であるクラッチステータ２０、ドライブロータ２４
及び円板２５間では磁気回路イが構成される。この磁気
回路イの作用により、スプリング部材２６はクラッチス
テータ２０側に撓み、円板２５はドライブロータ２４に
吸引、固着されて、ドライブロータ２４はボス２３と一
体となる。従って、ドライブロータ２４はシャフト７に
固着されているので、シャフト７の回転力は、ドライブ
ロータ２４、ボス２３、及びボス２３にスプライン結合
されたウォームシャフト（図示せず）に伝達され、ハン
ドルの操舵力のアシストに供される。
は、整流子９のセグメント９ａに当接するブラシ３２を
介して電流を巻線１８に供給することにより、アマチュ
ア８は電磁作用により、シャフト７とともに回転する。
一方、クラッチコイル２２に通電することにより、磁性
材料であるクラッチステータ２０、ドライブロータ２４
及び円板２５間では磁気回路イが構成される。この磁気
回路イの作用により、スプリング部材２６はクラッチス
テータ２０側に撓み、円板２５はドライブロータ２４に
吸引、固着されて、ドライブロータ２４はボス２３と一
体となる。従って、ドライブロータ２４はシャフト７に
固着されているので、シャフト７の回転力は、ドライブ
ロータ２４、ボス２３、及びボス２３にスプライン結合
されたウォームシャフト（図示せず）に伝達され、ハン
ドルの操舵力のアシストに供される。
【０００７】図８および図９はブラシ装置４０のブラシ
３２の導電配向性を説明するための説明図である。ブラ
シ３２に含まれた例えば銅粉である導電体粒子４１は、
ブラシ３２のプレス成型の圧縮応力によりプレス方向に
対して垂直な方向に平板状に変形した、積層構造になる
ので、ブラシ３２の導電性に配向性が生じる。図９のブ
ラシ３２のＺ方向はプレス成型方向であり、この矢印Ｚ
方向のブラシ３２の電気抵抗は矢印Ｘ方向（シャフト７
の回転方向）および矢印Ｙ方向（シャフト９の径方向）
のそれよりも高い値を示し、通常、（Ｚ方向抵抗）/
（Ｘ方向抵抗もしくはＹ方向抵抗）＝４〜５程度であ
る。
３２の導電配向性を説明するための説明図である。ブラ
シ３２に含まれた例えば銅粉である導電体粒子４１は、
ブラシ３２のプレス成型の圧縮応力によりプレス方向に
対して垂直な方向に平板状に変形した、積層構造になる
ので、ブラシ３２の導電性に配向性が生じる。図９のブ
ラシ３２のＺ方向はプレス成型方向であり、この矢印Ｚ
方向のブラシ３２の電気抵抗は矢印Ｘ方向（シャフト７
の回転方向）および矢印Ｙ方向（シャフト９の径方向）
のそれよりも高い値を示し、通常、（Ｚ方向抵抗）/
（Ｘ方向抵抗もしくはＹ方向抵抗）＝４〜５程度であ
る。
【０００８】図１０は上記Ｚ方向にプレス成型されたブ
ラシ３２が整流子９に当接した様子を示す図であり、ブ
ラシ３２は、両縁部で整流子の回転方向に平行で先細り
に形成された接触部３２ａ、３２ｂが整流子９のセグメ
ント９ａの表面に当接している。リード線３３の先端部
はブラシ３２の中程まで埋設している。
ラシ３２が整流子９に当接した様子を示す図であり、ブ
ラシ３２は、両縁部で整流子の回転方向に平行で先細り
に形成された接触部３２ａ、３２ｂが整流子９のセグメ
ント９ａの表面に当接している。リード線３３の先端部
はブラシ３２の中程まで埋設している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記構成のブラシ装置
４０では、図１０においてブラシ３２を流れる電流経路
のうち矢印ｍ０と矢印ｍ２とを比較した場合、矢印ｍ２
で示される電流経路は、矢印ｍ０で示される電流経路に
対して矢印Ｚ方向に傾いており、それだけ電気抵抗が大
きくなり、電動モータ３０の通電によりブラシ３２の温
度が上昇し、例えば合成樹脂製のベース３５が溶けてブ
ラシ３２の摺動不良が生じ、最悪、電動パワーステアリ
ング装置の電動モータ３０がロックして操舵不能の重大
モードになる虞がある。そこで、この事態を防止するた
めに、一般に車庫入れ時等で比較的頻度として少ないに
も拘わらず、この時には電動モータ３０に大電流が流
れ、ブラシ３２の温度が上がるため電動モータ１の最大
電流値や連続通電時間を制限したり、熱容量の増大、放
熱効果のために、ブラシ３２を含めてブラシ装置４０の
各構成部品の各寸法を増大させる等の対策を講じなけれ
ばならないという問題点があった。
４０では、図１０においてブラシ３２を流れる電流経路
のうち矢印ｍ０と矢印ｍ２とを比較した場合、矢印ｍ２
で示される電流経路は、矢印ｍ０で示される電流経路に
対して矢印Ｚ方向に傾いており、それだけ電気抵抗が大
きくなり、電動モータ３０の通電によりブラシ３２の温
度が上昇し、例えば合成樹脂製のベース３５が溶けてブ
ラシ３２の摺動不良が生じ、最悪、電動パワーステアリ
ング装置の電動モータ３０がロックして操舵不能の重大
モードになる虞がある。そこで、この事態を防止するた
めに、一般に車庫入れ時等で比較的頻度として少ないに
も拘わらず、この時には電動モータ３０に大電流が流
れ、ブラシ３２の温度が上がるため電動モータ１の最大
電流値や連続通電時間を制限したり、熱容量の増大、放
熱効果のために、ブラシ３２を含めてブラシ装置４０の
各構成部品の各寸法を増大させる等の対策を講じなけれ
ばならないという問題点があった。
【００１０】この発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題とするものであって、ブラシでの電力ロス
を低減し、温度上昇を抑制したブラシ装置を得ることを
目的とするものである。
ることを課題とするものであって、ブラシでの電力ロス
を低減し、温度上昇を抑制したブラシ装置を得ることを
目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明に係るブラシ装
置は、シャフトに固定される整流子の表面に３つの先細
りに形成された接触部が接触するブラシと、このブラシ
に先端部が埋設されているリード線とを備え、前記ブラ
シの成型プレス方向が前記整流子の前記表面の法線に対
して垂直であり、また前記接触部が前記成型プレス方向
のブラシの両縁部および両縁部の中間部にあるブラシ装
置であって、前記成型プレス方向から前記ブラシに挿入
された前記リード線の先端部は、前記リード線の挿入側
から数えて第３番目の前記接触部の深さまで埋め込まれ
ており、各前記接触部と前記リード線とのそれぞれの径
方向における距離はほぼ等しくなっている。
置は、シャフトに固定される整流子の表面に３つの先細
りに形成された接触部が接触するブラシと、このブラシ
に先端部が埋設されているリード線とを備え、前記ブラ
シの成型プレス方向が前記整流子の前記表面の法線に対
して垂直であり、また前記接触部が前記成型プレス方向
のブラシの両縁部および両縁部の中間部にあるブラシ装
置であって、前記成型プレス方向から前記ブラシに挿入
された前記リード線の先端部は、前記リード線の挿入側
から数えて第３番目の前記接触部の深さまで埋め込まれ
ており、各前記接触部と前記リード線とのそれぞれの径
方向における距離はほぼ等しくなっている。
【００１２】この発明に係るブラシ装置は、シャフトに
固定される整流子の表面に２つの先細りに形成された接
触部が接触するブラシと、このブラシに先端部が埋設さ
れているリード線とを備え、前記ブラシの成型プレス方
向が前記整流子の前記表面の法線に対して垂直であり、
また前記接触部が前記成型プレス方向のブラシの両縁部
のみにあるブラシ装置であって、前記成型プレス方向か
ら前記ブラシに挿入された前記リード線の先端部は、リ
ード線の挿入側から奥側の前記接触部の深さまで埋め込
まれており、２つの各前記接触部と前記リード線とのそ
れぞれの径方向における距離はほぼ等しくなっている。
固定される整流子の表面に２つの先細りに形成された接
触部が接触するブラシと、このブラシに先端部が埋設さ
れているリード線とを備え、前記ブラシの成型プレス方
向が前記整流子の前記表面の法線に対して垂直であり、
また前記接触部が前記成型プレス方向のブラシの両縁部
のみにあるブラシ装置であって、前記成型プレス方向か
ら前記ブラシに挿入された前記リード線の先端部は、リ
ード線の挿入側から奥側の前記接触部の深さまで埋め込
まれており、２つの各前記接触部と前記リード線とのそ
れぞれの径方向における距離はほぼ等しくなっている。
【００１３】この発明に係るブラシ装置では、リード線
は、ブラシのプレス成型時に先端部が埋め込まれ固着さ
れたものである。
は、ブラシのプレス成型時に先端部が埋め込まれ固着さ
れたものである。
【００１４】この発明に係るブラシ装置では、ブラシは
偏平状である黒鉛を有している。
偏平状である黒鉛を有している。
【００１５】この発明に係るブラシ装置では、ブラシに
含まれる銅量は３０〜７０％である。
含まれる銅量は３０〜７０％である。
【００１６】この発明に係るブラシ装置では、リード線
はシャフトの軸線方向に沿って挿入されている。
はシャフトの軸線方向に沿って挿入されている。
【００１７】この発明に係るブラシ装置は、電動パワー
ステアリング装置の電動モータに組み込まれている。
ステアリング装置の電動モータに組み込まれている。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、この発明の各実施の形態に
ついて説明するが、図６ないし図１０と同一、または同
等部材、部位については、同一符号を付して説明する。参考例１ ． 図１はこの発明の参考例１のブラシ装置５０の部分側断
面図である。シャフト７の軸線方向に沿った上記Ｚ方向
にプレス成型されたブラシ３２は、両縁部で整流子９の
回転方向に平行で先細りに形成された接触部３２ａ、３
２ｂが整流子９のセグメント９ａの表面に当接してい
る。リード線３３の先端部はブラシ３２の軸線方向の長
さＬに対して２/３程度まで埋め込まれている。ブラシ
３２と整流子９とは部分的に接触しているので、ブラシ
３２の整流子９に対する摺動抵抗は小さい。このブラシ
３２は成型プレス方向に対して垂直に偏平状である黒鉛
中に、同じく成型プレス方向に対して垂直に偏平状であ
る銅粉が３０〜７０％の割合で含有している。リード線
３３はブラシ３２の成型時に先端部が埋め込まれて接続
される。
ついて説明するが、図６ないし図１０と同一、または同
等部材、部位については、同一符号を付して説明する。参考例１ ． 図１はこの発明の参考例１のブラシ装置５０の部分側断
面図である。シャフト７の軸線方向に沿った上記Ｚ方向
にプレス成型されたブラシ３２は、両縁部で整流子９の
回転方向に平行で先細りに形成された接触部３２ａ、３
２ｂが整流子９のセグメント９ａの表面に当接してい
る。リード線３３の先端部はブラシ３２の軸線方向の長
さＬに対して２/３程度まで埋め込まれている。ブラシ
３２と整流子９とは部分的に接触しているので、ブラシ
３２の整流子９に対する摺動抵抗は小さい。このブラシ
３２は成型プレス方向に対して垂直に偏平状である黒鉛
中に、同じく成型プレス方向に対して垂直に偏平状であ
る銅粉が３０〜７０％の割合で含有している。リード線
３３はブラシ３２の成型時に先端部が埋め込まれて接続
される。
【００１９】このブラシ装置５０では、ブラシ３２を流
れる電流経路のうちリード線３３の先端部から電流が流
れる矢印ｍ１で示される電流経路は、図１０に示した従
来のものと比較してＹ方向（整流子９の径方向）により
傾いている。即ち、電流経路ｍ１の抵抗は、ブラシ３２
の導電配行性によりそれだけ小さくなる。なお、図中ｍ
０はブラシ３２の成型プレス方向に対して垂直方向の電
流経路を示す。この結果、ブラシ３２での電力ロスが低
減され、ブラシ３２の温度上昇を抑えることができる。
これにより、ブラシ３２の熱による整流子９のセグメン
ト９ａ表面の劣化を低減できるので、電動パワーステア
リング装置の電動モータの性能の高出力化が図れる。ま
た、従来の電動パワーステアリング装置の電動モータ３
０と比較して電動モータの最大電流値を上げることがで
き、また連続通電時間を延長することができ、熱による
抑制されていた電動モータの性能を十分に向上させるこ
とができる。さらに、ブラシ３２からの発熱量の低減に
より、ブラシ３２を含めてブラシ装置５０の構成部品の
各寸法、表面積を小さくできる。特に設置スペースに制
約がある電動パワーステアリング装置での効果は大であ
る。さらにまた、ブラシ３２の寸法を小さくすることが
できるので、ブラシ音が低減され、またブラシ３２の小
形化により整流子９も小形化でき、電動モータのロスト
ルク、イナーシャの減少にもつながり、電動パワーステ
アリング装置での効果は特に大である。また、リード線
３３はシャフト７の軸線方向に沿って挿入されているの
で、ブラシ３２は、時計方向および反時計方向の何れの
方向にも回転する整流子９と、回転方向によらず安定し
て接触している。
れる電流経路のうちリード線３３の先端部から電流が流
れる矢印ｍ１で示される電流経路は、図１０に示した従
来のものと比較してＹ方向（整流子９の径方向）により
傾いている。即ち、電流経路ｍ１の抵抗は、ブラシ３２
の導電配行性によりそれだけ小さくなる。なお、図中ｍ
０はブラシ３２の成型プレス方向に対して垂直方向の電
流経路を示す。この結果、ブラシ３２での電力ロスが低
減され、ブラシ３２の温度上昇を抑えることができる。
これにより、ブラシ３２の熱による整流子９のセグメン
ト９ａ表面の劣化を低減できるので、電動パワーステア
リング装置の電動モータの性能の高出力化が図れる。ま
た、従来の電動パワーステアリング装置の電動モータ３
０と比較して電動モータの最大電流値を上げることがで
き、また連続通電時間を延長することができ、熱による
抑制されていた電動モータの性能を十分に向上させるこ
とができる。さらに、ブラシ３２からの発熱量の低減に
より、ブラシ３２を含めてブラシ装置５０の構成部品の
各寸法、表面積を小さくできる。特に設置スペースに制
約がある電動パワーステアリング装置での効果は大であ
る。さらにまた、ブラシ３２の寸法を小さくすることが
できるので、ブラシ音が低減され、またブラシ３２の小
形化により整流子９も小形化でき、電動モータのロスト
ルク、イナーシャの減少にもつながり、電動パワーステ
アリング装置での効果は特に大である。また、リード線
３３はシャフト７の軸線方向に沿って挿入されているの
で、ブラシ３２は、時計方向および反時計方向の何れの
方向にも回転する整流子９と、回転方向によらず安定し
て接触している。
【００２０】実施の形態１．
図２はこの発明の実施の形態１のブラシ装置５１の部分
側断面図であり、シャフト７の軸線方向であるＺ方向に
プレス成型されたブラシ３２は、両縁部で整流子９に対
して先細りに形成された接触部３２ａ、３２ｂが整流子
９のセグメント９ａの表面に当接している。リード線３
３の先端部は整流子９のフック９ｂ側の接触部３２ｂの
径方向上部まで埋め込まれている。即ち、成型プレス方
向からブラシ３２に挿入されたリード線３３の先端部
は、リード線３３の挿入側から接触部３２ｂの深さまで
埋め込まれており、２つの各接触部３２ａ、３２ｂとリ
ード線３３とのそれぞれの径方向における距離はほぼ等
しくなっている。
側断面図であり、シャフト７の軸線方向であるＺ方向に
プレス成型されたブラシ３２は、両縁部で整流子９に対
して先細りに形成された接触部３２ａ、３２ｂが整流子
９のセグメント９ａの表面に当接している。リード線３
３の先端部は整流子９のフック９ｂ側の接触部３２ｂの
径方向上部まで埋め込まれている。即ち、成型プレス方
向からブラシ３２に挿入されたリード線３３の先端部
は、リード線３３の挿入側から接触部３２ｂの深さまで
埋め込まれており、２つの各接触部３２ａ、３２ｂとリ
ード線３３とのそれぞれの径方向における距離はほぼ等
しくなっている。
【００２１】このブラシ装置５１では、ブラシ３２を流
れる電流経路のうちリード線３３の先端部から電流が流
れる矢印ｍ０で示される電流経路は、電気抵抗の小さい
上記Ｙ方向であり、参考例１のものと比較してさらにブ
ラシ３２の電力ロスが低減される。
れる電流経路のうちリード線３３の先端部から電流が流
れる矢印ｍ０で示される電流経路は、電気抵抗の小さい
上記Ｙ方向であり、参考例１のものと比較してさらにブ
ラシ３２の電力ロスが低減される。
【００２２】参考例２．
図３はこの発明の参考例２のブラシ装置５２の部分側断
面図であり、シャフト７の軸線方向であるＺ方向にプレ
ス成型されたブラシ５３は、両縁部および中間部で整流
子９に対して先細りに形成された接触部５３ａ、５３
ｂ、５３ｃが整流子９のセグメント９ａの表面に当接し
ている。リード線３３の先端部は接触部５３ｃの径方向
上部まで埋め込まれている。
面図であり、シャフト７の軸線方向であるＺ方向にプレ
ス成型されたブラシ５３は、両縁部および中間部で整流
子９に対して先細りに形成された接触部５３ａ、５３
ｂ、５３ｃが整流子９のセグメント９ａの表面に当接し
ている。リード線３３の先端部は接触部５３ｃの径方向
上部まで埋め込まれている。
【００２３】このブラシ装置５２では、ブラシ５３を流
れる電流経路のうちリード線３３の先端部から流れる電
流の多くは矢印ｍ０で示される電流経路を流れる。この
電流経路の方向は電気抵抗の小さい上記Ｙ方向であり、
参考例１のものと比較してブラシ５３の電力ロスが低減
される。
れる電流経路のうちリード線３３の先端部から流れる電
流の多くは矢印ｍ０で示される電流経路を流れる。この
電流経路の方向は電気抵抗の小さい上記Ｙ方向であり、
参考例１のものと比較してブラシ５３の電力ロスが低減
される。
【００２４】参考例３．
図４はこの発明の参考例３のブラシ装置５４の部分側断
面図であり、シャフト７の軸線方向であるＺ方向にプレ
ス成型されたブラシ５３は、両縁部および中間部で整流
子９に対し先細りに形成された接触部５３ａ、５３ｂ、
５３ｃが整流子９のセグメント９ａの表面に当接してい
る。リード線３３の先端部はブラシ５３の軸線方向の長
さＬに対して２/３程度まで埋め込まれている。このブ
ラシ装置５４では、リード線３３の先端部から電流が流
れる矢印ｍ１で示される電流経路は、参考例２のものと
比較して電気抵抗の小さい上記Ｙ方向により傾斜してお
り、参考例２のものと比較してブラシ５３の電力ロスが
低減される。
面図であり、シャフト７の軸線方向であるＺ方向にプレ
ス成型されたブラシ５３は、両縁部および中間部で整流
子９に対し先細りに形成された接触部５３ａ、５３ｂ、
５３ｃが整流子９のセグメント９ａの表面に当接してい
る。リード線３３の先端部はブラシ５３の軸線方向の長
さＬに対して２/３程度まで埋め込まれている。このブ
ラシ装置５４では、リード線３３の先端部から電流が流
れる矢印ｍ１で示される電流経路は、参考例２のものと
比較して電気抵抗の小さい上記Ｙ方向により傾斜してお
り、参考例２のものと比較してブラシ５３の電力ロスが
低減される。
【００２５】実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２のブラシ装置５５の部分
側断面図であり、ブラシ５３は、その両側縁部５３ａ、
５３ｂおよび両側縁部５３ａ、５３ｂの中間部５３ｃの
３箇所で整流子９の表面に当接している。また、リード
線３３の先端部はブラシ５３の接触部５３ｂの径方向上
部まで埋め込まれている。即ちリード線３３の挿入側か
ら数えて第３番目の接触部５３ｂの深さまで埋め込まれ
ており、各接触部５３ａ、５３ｂ、５３ｃとリード線３
３とのそれぞれの径方向における距離はほぼ等しくなっ
ている。ブラシ５３を流れる電流経路のうちリード線３
３の先端部から流れる電流は矢印ｍ０で示される電流経
路を流れる。この電流経路の方向は電気抵抗の小さい上
記Ｙ方向であり、参考例３のものと比較してさらにブラ
シ５３の電力ロスが低減される。
側断面図であり、ブラシ５３は、その両側縁部５３ａ、
５３ｂおよび両側縁部５３ａ、５３ｂの中間部５３ｃの
３箇所で整流子９の表面に当接している。また、リード
線３３の先端部はブラシ５３の接触部５３ｂの径方向上
部まで埋め込まれている。即ちリード線３３の挿入側か
ら数えて第３番目の接触部５３ｂの深さまで埋め込まれ
ており、各接触部５３ａ、５３ｂ、５３ｃとリード線３
３とのそれぞれの径方向における距離はほぼ等しくなっ
ている。ブラシ５３を流れる電流経路のうちリード線３
３の先端部から流れる電流は矢印ｍ０で示される電流経
路を流れる。この電流経路の方向は電気抵抗の小さい上
記Ｙ方向であり、参考例３のものと比較してさらにブラ
シ５３の電力ロスが低減される。
【００２６】なお、上記各実施の形態では、電動パワー
ステアリング装置の電動モータに組み込まれたブラシ装
置について説明したが、勿論ブラシから整流子に給電す
る整流子モータであれば何れにも適用できる。また、上
記各実施の形態では、円柱形状の整流子９の周面にブラ
シの接触部が接触しているが、この発明は、シャフトに
固定された整流子が円板形状で、その平側面にブラシの
接触部が接触するブラシ装置でも適用できる。
ステアリング装置の電動モータに組み込まれたブラシ装
置について説明したが、勿論ブラシから整流子に給電す
る整流子モータであれば何れにも適用できる。また、上
記各実施の形態では、円柱形状の整流子９の周面にブラ
シの接触部が接触しているが、この発明は、シャフトに
固定された整流子が円板形状で、その平側面にブラシの
接触部が接触するブラシ装置でも適用できる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係るブ
ラシ装置によれば、成型プレス方向からブラシに挿入さ
れたリード線の先端部は、リード線の挿入側から数えて
第３番目の接触部の深さまで埋め込まれており、各前記
接触部と前記リード線とのそれぞれの径方向における距
離はほぼ等しくなっているので、ブラシでの電力ロスが
低減され、ブラシの温度上昇を抑えることができ、これ
により、ブラシの熱による整流子の劣化を低減できる。
また、ブラシからの発熱量の低減により、ブラシを含め
てブラシ装置の構成部品の各寸法、表面積を小さくでき
る。さらにまた、ブラシの寸法を小さくすることができ
るので、ブラシ摺動音が低減され、またブラシの小形化
により整流子も小形化できる。
ラシ装置によれば、成型プレス方向からブラシに挿入さ
れたリード線の先端部は、リード線の挿入側から数えて
第３番目の接触部の深さまで埋め込まれており、各前記
接触部と前記リード線とのそれぞれの径方向における距
離はほぼ等しくなっているので、ブラシでの電力ロスが
低減され、ブラシの温度上昇を抑えることができ、これ
により、ブラシの熱による整流子の劣化を低減できる。
また、ブラシからの発熱量の低減により、ブラシを含め
てブラシ装置の構成部品の各寸法、表面積を小さくでき
る。さらにまた、ブラシの寸法を小さくすることができ
るので、ブラシ摺動音が低減され、またブラシの小形化
により整流子も小形化できる。
【００２８】また、この発明に係るブラシ装置によれ
ば、成型プレス方向からブラシに挿入されたリード線の
先端部は、リード線の挿入側から奥側の接触部の深さま
で埋め込まれており、２つの各前記接触部と前記リード
線とのそれぞれの径方向における距離はほぼ等しくなっ
ているので、ブラシでの電力ロスが低減され、ブラシの
温度上昇を抑えることができ、これにより、ブラシの熱
による整流子の劣化を低減できる。また、ブラシからの
発熱量の低減により、ブラシを含めてブラシ装置の構成
部品の各寸法、表面積を小さくできる。さらにまた、ブ
ラシの寸法を小さくすることができるので、ブラシ摺動
音が低減され、またブラシの小形化により整流子も小形
化できる。
ば、成型プレス方向からブラシに挿入されたリード線の
先端部は、リード線の挿入側から奥側の接触部の深さま
で埋め込まれており、２つの各前記接触部と前記リード
線とのそれぞれの径方向における距離はほぼ等しくなっ
ているので、ブラシでの電力ロスが低減され、ブラシの
温度上昇を抑えることができ、これにより、ブラシの熱
による整流子の劣化を低減できる。また、ブラシからの
発熱量の低減により、ブラシを含めてブラシ装置の構成
部品の各寸法、表面積を小さくできる。さらにまた、ブ
ラシの寸法を小さくすることができるので、ブラシ摺動
音が低減され、またブラシの小形化により整流子も小形
化できる。
【００２９】また、この発明に係るブラシ装置によれ
ば、リード線は、ブラシのプレス成型時に先端部が埋め
込まれ固着されたものであるので、リード線を簡単に、
かつ強固にブラシに接続、固定することができる。
ば、リード線は、ブラシのプレス成型時に先端部が埋め
込まれ固着されたものであるので、リード線を簡単に、
かつ強固にブラシに接続、固定することができる。
【００３０】また、この発明に係るブラシ装置によれ
ば、ブラシは偏平状である黒鉛を有しているので、ブラ
シの導電性の配向性がより強くなり、ブラシの成型プレ
ス方向に対して垂直方向の通電抵抗がより小さくなる。
ば、ブラシは偏平状である黒鉛を有しているので、ブラ
シの導電性の配向性がより強くなり、ブラシの成型プレ
ス方向に対して垂直方向の通電抵抗がより小さくなる。
【００３１】また、この発明に係るブラシ装置によれ
ば、ブラシに含まれる銅量の割合は３０〜７０％である
ので、銅量が少なすぎてブラシの通電抵抗が大きくなり
過ぎたり、銅量が多すぎて整流子との接触部に傷等が生
じ易いといった不具合が生じにくい。
ば、ブラシに含まれる銅量の割合は３０〜７０％である
ので、銅量が少なすぎてブラシの通電抵抗が大きくなり
過ぎたり、銅量が多すぎて整流子との接触部に傷等が生
じ易いといった不具合が生じにくい。
【００３２】また、この発明に係るブラシ装置によれ
ば、リード線はシャフトの軸線方向に沿って挿入されて
いるので、整流子の回転方向の影響を受けることなくブ
ラシは整流子と安定して接触しており、ブラシ特性がよ
い。
ば、リード線はシャフトの軸線方向に沿って挿入されて
いるので、整流子の回転方向の影響を受けることなくブ
ラシは整流子と安定して接触しており、ブラシ特性がよ
い。
【００３３】また、この発明に係るブラシ装置は電動パ
ワーステアリング装置に組み込まれているので、静音化
等の高性能が求められ、また設置スペースの関係上小形
化が求められる電動パワーステアリング装置には好適で
ある。
ワーステアリング装置に組み込まれているので、静音化
等の高性能が求められ、また設置スペースの関係上小形
化が求められる電動パワーステアリング装置には好適で
ある。
【図１】 この発明の参考例１のブラシ装置の要部側断
面図である。
面図である。
【図２】 この発明の実施の形態１のブラシ装置の要部
側断面図である。
側断面図である。
【図３】 この発明の参考例２のブラシ装置の要部側断
面図である。
面図である。
【図４】 この発明の参考例３のブラシ装置の要部側断
面図である。
面図である。
【図５】 この発明の実施の形態２のブラシ装置の要部
側断面図である。
側断面図である。
【図６】 従来の電動パワーステアリング装置の側断面
図である。
図である。
【図７】 図６のブラシ装置の正面図である。
【図８】 ブラシの導電配向性を説明するための図であ
る。
る。
【図９】 ブラシの導電配向性を説明するための図であ
る。
る。
【図１０】 従来のブラシ装置の要部側断面図である。
７ シャフト、９ 整流子、３２，５３ ブラシ、３３
リード線、５０，５１，５２，５４，５５ ブラシ装
置。
リード線、５０，５１，５２，５４，５５ ブラシ装
置。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 松井 佑介
東京都千代田区大手町二丁目６番２号
三菱電機エンジニアリング株式会社内
(72)発明者 山本 京平
東京都千代田区大手町二丁目６番２号
三菱電機エンジニアリング株式会社内
(56)参考文献 特開2000−48927（ＪＰ，Ａ)
特開2000−4562（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−184356（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−303742（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−133500（ＪＰ，Ａ)
実開 昭59−69490（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭57−146775（ＪＰ，Ｕ)
特公 昭35−15156（ＪＰ，Ｂ１)
特表 平４−500580（ＪＰ，Ａ)
特許178682（ＪＰ，Ｃ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02K 13/00
B62D 5/04
H01R 39/20
H01R 39/36
Claims (7)
- 【請求項１】 シャフトに固定される整流子の表面に３
つの先細りに形成された接触部が接触するブラシと、こ
のブラシに先端部が埋設されているリード線とを備え、
前記ブラシの成型プレス方向が前記整流子の前記表面の
法線に対して垂直であり、また前記接触部が前記成型プ
レス方向のブラシの両縁部および両縁部の中間部にある
ブラシ装置であって、 前記成型プレス方向から前記ブラシに挿入された前記リ
ード線の先端部は、前記リード線の挿入側から数えて第
３番目の前記接触部の深さまで埋め込まれており、各前
記接触部と前記リード線とのそれぞれの径方向における
距離はほぼ等しくなっているブラシ装置。 - 【請求項２】 シャフトに固定される整流子の表面に２
つの先細りに形成された接触部が接触するブラシと、こ
のブラシに先端部が埋設されているリード線とを備え、
前記ブラシの成型プレス方向が前記整流子の前記表面の
法線に対して垂直であり、また前記接触部が前記成型プ
レス方向のブラシの両縁部のみにあるブラシ装置であっ
て、 前記成型プレス方向から前記ブラシに挿入された前記リ
ード線の先端部は、前記リード線の挿入側から奥側の前
記接触部の深さまで埋め込まれており、２つの各前記接
触部と前記リード線とのそれぞれの径方向における距離
はほぼ等しくなっているブラシ装置。 - 【請求項３】 リード線は、ブラシのプレス成型時に先
端部が埋め込まれ固着されたものである請求項１または
請求項２に記載のブラシ装置。 - 【請求項４】 ブラシは偏平状である黒鉛を有している
請求項１ないし請求項３の何れかに記載のブラシ装置。 - 【請求項５】 ブラシに含まれる銅量は３０〜７０％で
ある請求項１ないし請求項４の何れかに記載のブラシ装
置。 - 【請求項６】 リード線はシャフトの軸線方向に沿って
挿入されている請求項１ないし請求項５の何れかに記載
のブラシ装置。 - 【請求項７】 電動パワーステアリング装置の電動モー
タに組み込まれている請求項１ないし請求項６の何れか
に記載のブラシ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001139731A JP3511513B2 (ja) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | ブラシ装置 |
| US09/993,686 US6787963B2 (en) | 2001-05-10 | 2001-11-27 | Brush assembly |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001139731A JP3511513B2 (ja) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | ブラシ装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002335652A JP2002335652A (ja) | 2002-11-22 |
| JP3511513B2 true JP3511513B2 (ja) | 2004-03-29 |
Family
ID=18986457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001139731A Expired - Fee Related JP3511513B2 (ja) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | ブラシ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3511513B2 (ja) |
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| US7498712B2 (en) * | 2006-09-01 | 2009-03-03 | Energy Conversion Systems Holdings, Llc | Grain orientation control through hot pressing techniques |
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| DE202015000936U1 (de) * | 2014-04-10 | 2015-03-10 | Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg | Elektromotor sowie Bürste hierfür |
| CN108233583B (zh) * | 2016-12-14 | 2021-11-30 | 德昌电机(深圳)有限公司 | 电机及其电刷 |
| CN109904994A (zh) * | 2017-12-07 | 2019-06-18 | 日本永磁有限公司 | 燃料泵用dc电机和碳刷 |
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|---|---|---|---|---|
| US1093614A (en) * | 1913-01-29 | 1914-04-21 | Gen Electric | Brush for dynamo-electric machines. |
| US1629875A (en) * | 1921-04-20 | 1927-05-24 | Nat Carbon Co Inc | Pigtail connection for brushes |
| US3590300A (en) * | 1969-09-22 | 1971-06-29 | Westinghouse Electric Corp | Commutating brush having improved resistance and riding characteristics |
| JPS6027528B2 (ja) | 1978-07-07 | 1985-06-29 | 東芝電気器具株式会社 | 茶葉等の交換装置 |
| JPS57146775U (ja) | 1981-03-11 | 1982-09-14 | ||
| JPS5969490U (ja) | 1982-11-01 | 1984-05-11 | 株式会社富士カ−ボン製造所 | リ−ド線付ブラシ |
| DE8815801U1 (de) | 1988-12-20 | 1989-02-23 | Hoffmann & Co. Elektrokohle KG, Steeg | Kohleschleifstück |
| JP3333296B2 (ja) | 1993-12-24 | 2002-10-15 | アスモ株式会社 | 双方向回転用ブラシ装置およびその製造方法 |
| JPH06133500A (ja) | 1992-10-14 | 1994-05-13 | Mabuchi Motor Co Ltd | 小型モータ |
| JP3316029B2 (ja) | 1993-04-14 | 2002-08-19 | 日本黒鉛工業株式会社 | 回転電機用ブラシ |
| US5414319A (en) * | 1994-03-02 | 1995-05-09 | Lucas Aerospace Power Equipment Corporation | Dynamoelectric machine with brush having slanted core |
| DE19533031A1 (de) * | 1995-01-03 | 1996-07-04 | Teves Gmbh Alfred | Kohlebürste |
| DE19725082A1 (de) * | 1997-06-13 | 1999-01-07 | Itt Mfg Enterprises Inc | Kohlebürste für eine elektrische Maschine |
| JP2000004562A (ja) | 1998-06-12 | 2000-01-07 | Mitsubishi Electric Corp | Ｄｃブラシ付モータ |
| JP2000048927A (ja) | 1998-07-28 | 2000-02-18 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 摺動ブラシの製造装置 |
| DE19962363A1 (de) * | 1999-12-23 | 2001-06-28 | Pierburg Ag | Naßlaufender Gleichstrommotor |
-
2001
- 2001-05-10 JP JP2001139731A patent/JP3511513B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2001-11-27 US US09/993,686 patent/US6787963B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| US6787963B2 (en) | 2004-09-07 |
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