JP3573812B2 - 電動機におけるブラシホルダ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は電動機におけるブラシホルダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ブラシと整流子により回転子に電力を供給する電動機では、ブラシは整流子の外周部に所定間隔を有して設けられるブラシホルダに保持されている。小型電動機の場合、図６，７に示すように、ブラシホルダ４１は、絶縁性の合成樹脂にてほぼ円板状に一体成形され、その中央部には整流子４２を貫挿するための孔４３が形成されている。このブラシホルダ４１は、その一面側に径方向に延びる複数の溝部４４が形成されている。この各溝部４４には、それぞれブラシ４５が孔４２の径方向に移動可能に保持されている。又、各溝部４４には、ブラシ４５を孔４３の中心側に付勢する図示しない付勢部材がそれぞれ設けられている。
【０００３】
ブラシホルダ４１の孔４３内に貫挿される整流子４２の外周面と孔４３の内周面４３ａとの間には比較的小さい隙間ｓが形成されている。そして、各ブラシ４５は、前記付勢部材にて孔４３の内周面４３ａから中心側に突出されることにより整流子４２の外周面に押圧されている。尚、ブラシ４５は、炭素又は金属等の導電性の材料で形成されている。そして、電動機の運転によりブラシ４５と整流子４２が摺動すると、ブラシ４５が摩耗するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ブラシ４５が摩耗すると導電性の摩耗粉ができる。この摩耗粉は、ブラシホルダ４１と整流子４２の間の隙間ｓに滞留する。そして、図８に示すように、摩耗粉Ｄは、整流子４２の遠心力、静電気等の要因により孔４３の内周面４３ａに付着する。摩耗粉Ｄが内周面４３ａに一定以上付着すると、ブラシ４５間が導電性の摩耗粉Ｄで電気的に連絡される。この結果、ブラシ４５間の絶縁抵抗が低下したり、さらにブラシ４５間が短絡する状態になるため、電動機の特性が悪化したり使用不能になる恐れがある。摩耗粉Ｄを除去することにより特性の悪化を防止することができるが、使用中の電動機を分解することは困難である。
【０００５】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的はブラシの摩耗粉の内周面への付着によるブラシ間の電気的連絡を長期間に渡り防止することができる電動機におけるブラシホルダを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項１に記載の発明は、絶縁性の合成樹脂にて成形され、その中心に整流子を収容する孔を備えるとともに、前記孔の中心側に移動可能に保持された複数のブラシを前記孔の内周面から整流子側に突出させて整流子の外周面に押圧し回転子に電力を供給するようにした電動機におけるブラシホルダにおいて、前記複数のブラシの隣り合うブラシ間において、前記整流子の回転方向に対して表面が下流側に向いた非付着面を、前記孔の上面と下面との間で連続するように前記孔の内周面に形成した。
【０００７】
又、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記非付着面は、前記孔のほぼ軸線方向に延びるように形成された溝に形成されたことを特徴とする。
又、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記非付着面は、前記孔に対して外側に向いて形成されたものであることを特徴とする。
【０００８】
【作用】
従って、請求項１に記載の発明によれば、整流子の回転に伴ってブラシが摩耗すると、その摩耗粉は整流子の回転により回転方向の下流側に移動する。そして、摩耗粉は下流側に移動しながら溝部間の内周面に徐々に付着する。内周面の溝部間には、回転方向の下流側に表面が向く非付着面が形成されているため、この非付着面への単位面積当たりの摩耗粉の付着量は、非付着面以外の内周面への単位面積当たりの摩耗粉の付着量に対して少なくなる。この結果、非付着面以外の内周面に付着する摩耗粉の量が電気的に連絡する量になっても、非付着面に付着する摩耗粉の量は電気的に連絡する量にならない。さらに、非付着面が孔の上面と下面との間で連続するように当該孔の内周面に形成されているため、ブラシ間が内周面に付着した摩耗粉により電気的に連絡されない。
【０００９】
又、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、非付着面が孔のほぼ軸線方向に延びるように形成された溝に形成されるため、摩耗粉が付着しにくくなる。
【００１０】
又、請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の作用に加えて、非付着面が孔に対して外側に向いて形成されているため、非付着面に一層摩耗粉が付着しにくくなる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜図３に従って説明する。
図２に示すように、ブラシホルダ１は、絶縁性の合成樹脂にてほぼ円板状に一体成形され、その中心には孔２が形成されている。ブラシホルダ１の上面（図２において）１ａには、径方向に延びる溝部３，４，５が３個形成されている。この各溝部３，４，５内には、それぞれブラシ６が摺動可能に収容されている。各ブラシ６には、ブラシ６とターミナル等とを接続するためのピグテール７が接合されている。
【００１２】
孔２の内周面側において各溝部３，４，５の間のほぼ中央には、孔２の軸線方向に延び、断面が逆テーパ状の溝８，９，１０がそれぞれ形成されている。即ち、この各溝８，９，１０の円周に沿った幅は、外周側になるほど広くなるように形成されている。この各溝８，９，１０は、ブラシホルダ１の上面１ａと下面１ｂとの間で連続するように形成されている。この各溝８，９，１０において、図示しない整流子の回転方向（図１に矢印で図示）の上流側の側面が非付着面８ａ，９ａ，１０ａになっている。従って、各非付着面８ａ，９ａ，１０ａは、回転方向の下流側に向いている。さらに、各非付着面８ａ，９ａ，１０ａは、各非付着面８ａ，９ａ，１０ａに垂直に立てた線が、この線と各非付着面８ａ，９ａ，１０ａとの交点を通る、孔２の中心を中心とする円の接線に対して外周側に鋭角をなすように形成されている。即ち、各非付着面８ａ，９ａ，１０ａは、孔２に対して外側に向いている。
【００１３】
ブラシホルダ１の上面１ａには、各溝部３，４に対応して補助板１１がそれぞれ取り付けられている。この各補助板１１は、各溝部３，４内に収容されたブラシ６を孔２の径方向にのみ移動可能に保持する。又、ブラシホルダ１の上面１ａには、溝部５に対応して補助板１２が取り付けられている。同様に、この補助板１２は、溝部５内に収容されたブラシ６を孔２の径方向にのみ移動可能に保持する。尚、各補助板１１，１２は、それぞれ１枚の金属板からプレス成形されている。
【００１４】
又、ブラシホルダ１には、各溝部３，４に対応してプラス側のターミナル１３，１４が設けられている。ターミナル１３，１４は、ブラシホルダ１の上面１ａに突設された隔壁１５の両側に設けられている。又、マイナス側のターミナルは、前記補助板１２と一体的に形成されている。尚、各ターミナル１３，１４は、１枚の金属板のプレス成形により形成されている。
【００１５】
両ターミナル１３，１４は、ブラシホルダ１の上下に貫通するように設けられている。ターミナル１３の一端部は、ブラシ６とターミナル１３とを接続するピグテール７を接合するための接合部１６になっている。接合部１６は、溶接片１７及び係合片１８を備えている。図３（ａ）に示すように、ターミナル本体部からは、支持片１６ａが隔壁１５と反対側に延びるように形成されている。溶接片１７は、支持片１６ａの先端から上方に伸びるように折り曲げ形成されている。又、溶接片１７は、孔２の径方向に配置され、隔壁１５側の面が溶接面１７ａになっている。係合片１８は、支持片１６ａの内側の先端から上方に延びるように折り曲げ形成されている。又、係合片１８は、孔２の接線方向に配置されている。従って、係合片１８は、前記溶接片１７にほぼ直交するように形成されている。係合片１８は、その左右幅方向のほぼ中央に上下方向に延びるとともに上端で開口するスリット１９が形成されている。このスリット１９は、前記ピグテール７を係止可能な幅に形成されている。又、係合片１８は、スリット１９が前記溶接片１７の溶接面１７ａとほぼ同一平面内に位置するように形成されている。又、ターミナル１３は、ターミナル１２と面対称な形状に形成されている。
【００１６】
前記補助板１２の側部には、接合部２０が形成されている。接合部２０は、溶接片２１及び係合片２２を備えている。図３（ｂ）に示すように、補助板１２からは、支持片１２ａが一旦上方に立ち上がった後、側方に延びるように折り曲げ形成されている。溶接片２１は、支持片１２ａの先端から上方に延びるように折り曲げ形成されている。又、溶接片２１は、孔２の径方向に配置され、補助板１２本体側の面が溶接面２１ａになっている。係合片２２は、支持片１２ａの内側の先端から上方に延びるように折り曲げ形成されている。又、係合片２２は、孔２の接線方向に配置されている。従って、係合片２２は、前記溶接片２１にほぼ直交するように形成されている。溶接片２１の溶接面２１ａと係合片２２の溶接片２１側の端部との間で、上下方向に延びるとともに上端で開口するスリット２３が形成されている。このスリット２３は、ピグテール７を係止可能な幅に形成されている。
【００１７】
次に、この各ターミナル１３，１４及びターミナルを兼ねた補助板１２が組み付けられたブラシホルダ１に、ブラシ６を組み付ける工程、及び、組み付けられたブラシ６のピグテール７をターミナル１２，１３又は補助板１２に接合する工程について説明する。尚、ブラシ６には、この工程の前までにピグテール７が接合されている。
【００１８】
先ず、ブラシホルダ１にブラシ６を組み付ける工程では、ブラシ６をブラシホルダ１の各溝部３，４に収容した後、そのブラシ６に接合されているピグテール７の端部をターミナル１３，１４の係合片１８のスリット１９に係合させる。この結果、各ピグテール７が各溶接片１７の溶接面１７ａにほぼ当接する状態で仮保持される。同様に、ブラシ６を溝部５に収容した後、そのピグテール７の端部を接合部２０のスリット２３に係合させる。この結果、ピグテール７が溶接片２１の溶接面２１ａにほぼ当接する状態で仮保持される。
【００１９】
次に、ピグテール７の接合工程では、ピグテール７の各溶接面１７ａ，２１ａに当接する部分を各溶接面１７ａ，２１ａに溶接する。図３（ａ），（ｂ）において、Ｍ１，Ｍ２はそれぞれ溶接面１７ａ，２１ａにおける溶接部を示す。この際、ピグテール７が各溶接面１７ａ，２１ａにほぼ当接する状態で保持されているため、改めてピグテール７を各溶接面１７ａ，２１ａに当接させることなく容易に溶接を行うことができる。
【００２０】
従って、本実施例のブラシホルダ１では、ターミナル１３，１４及び補助板１２にそれぞれ接合部１６，２０が設けられている。そして、各接合部１６は、溶接片１７及び係合片１８から構成されている。同様に、接合部２０は、溶接片２１及び係合片２２から構成されている。従って、図６に示すように、単に溶接片４６のみが設けられた従来のターミナル４７又は補助板４８にピグテール４９を接合する場合と異なり、接合時にピグテール７を溶接片１７，２１に当接させた状態で支持する必要がない。この結果、ピグテール７の接合工程での工数を削減し、タクトタイムを削減することができる。又、ブラシ組み付け時に、ピグテール７をスリット１９，２３にて係合するようにしたので、接合工程への移動時にブラシ６がブラシホルダ１から脱落することがなくなる。この結果、ブラシ取り付け工程の自動化が容易になる。
【００２１】
次に、上記のように構成されたブラシホルダ１の作用について説明する。
電動機が回転駆動するとブラシ６が整流子とが摺動してブラシ６が摩耗する。ブラシ６が摩耗するとその摩耗粉が整流子の回転に伴って回転方向の下流側に移動しながら、静電気等によりブラシホルダ１の孔２の内周面に付着する。この際、各溝８，９，１０内の非付着面８ａ，９ａ，１０ａは、摩耗粉が流れる方向に対して下流側に面している。従って、この非付着面８ａ，９ａ，１０ａの単位面積当たりに流れて来る摩耗粉の量は、非付着面８ａ，９ａ，１０ａ以外の内周面の単位面積当たりに流れて来る摩耗粉の量よりも少なくなる。この結果、図１に示すように、非付着面８ａ，９ａ，１０ａの単位面積当たりに付着する摩耗粉Ｄの量は、非付着面８ａ，９ａ，１０ａ以外の内周面の単位面積当たりに付着する摩耗粉Ｄの量よりも少なくなる。又、非付着面８ａ，９ａ，１０ａは、孔２の上面１ａと下面１ｂ間に連続している。従って、溝部３，４，５間の内周面に摩耗粉Ｄが切れ目無く付着し、この摩耗粉Ｄにより各溝部３，４，５に保持される各ブラシ６が電気的に連絡される状態になっても、ブラシ６間の連絡が摩耗粉Ｄの付着量が少ない非付着面８ａ，９ａ，１０ａにて寸断される。ゆえに、摩耗粉Ｄによるブラシ６間の連絡が長期間に渡り防止されるため、電動機の電気特性の悪化、機能停止を長期間に渡り防止することができる。
【００２２】
従って、本実施例のブラシホルダ１によれば、孔２の内周面の溝部３，４，５間へ摩耗粉Ｄが付着することにより生じるブラシ６間の電気的連絡を、摩耗粉Ｄが付着しにくい非付着面８ａ，９ａ，１０ａを設けたことにより長期間に渡り防止することができる。従って、電動機の性能を、電動機の分解掃除をすることなく長期間に渡り維持することができる。
【００２３】
又、本実施例によれば、溝８，９，１０が孔２の軸線方向に延びるように形成されているため、非付着面８ａ，９ａ，１０ａも軸線方向に延びるように形成されている。従って、非付着面８ａ，９ａ，１０ａへの摩耗粉Ｄの付着を効果的に防止することができるため、電動機の性能を一層長期に渡り維持することができる。
【００２４】
さらに、本実施例によれば、溝８，９，１０が断面逆テーパ状に形成されているため、非付着面８ａ，９ａ，１０ａの向きが孔２の接線に対して外周側に鋭角をなす向きになる。従って、非付着面８ａ，９ａ，１０ａへの摩耗粉の付着を一層効果的に防止することができるため、電動機の性能をさらに一層長期間に渡り維持することができる。
【００２５】
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、以下のように構成することもできる。
（１） 上記実施例で、各溝８〜１０を孔２の軸線方向に限らず、溝部（例えば、３と４）の間で、ブラシホルダ１の上面１ａと下面１ｂの間を斜めに走るように形成したり、又、蛇行するように形成してもよい。
【００２６】
（２） 非付着面８ａ，９ａ，１０ａに対して垂直に立てた線が、その線と非付着面８ａ，９ａ，１０ａとの交点を通る、孔２の中心を中心とする円の接線に対して外周側に鋭角をなすように非付着面８ａ，９ａ，１０ａを形成した。これを、溝８，９，１０の断面を四角形状に形成することにより、形成される非付着面８ａ，９ａ，１０ａに対して垂直に立てた線が、前記接線に重なるようにしてもよい。
【００２７】
又、同様に、溝８〜１０の断面を内周側がやや広がるようなテーパ状に形成することにより、垂直に立てた線が前記接線よりもやや内周側を向くようにしてもよい。
【００２８】
（３） 上記実施例では、各溝部３，４，５間にそれぞれ１個の溝８，９，１０を設ける構成とした。これに限らず、例えば、図４（ａ）に示すように、溝部３，４，５間において各溝部３，４，５の下流側（矢印が整流子の回転方向）となるそばに、段差面の向きが下流側になるように段差部３１を形成する。そして、この段差面を非付着面３２とする。この段差部３１は、孔２の軸線方向に延びてブラシホルダ１の上面１ａと下面１ｂと連続するように形成する。そして、内周面を回転方向の下流側ほど半径が小さくなるように形成してもよい。従って、段差部３１にて形成される非付着面３２には摩耗粉が付着しにくいため、上記実施例と同様に、ブラシ６間の摩耗粉による連絡を寸断することができる。
【００２９】
又、図４（ｂ）に示すように、溝部３，４，５間の内周面に孔２の軸線方向に延びる複数個の溝３３をそれぞれ設け、各溝３３の下流側に向く面を非付着面３４とする構成としても同様の効果を得ることができる。この構成では、溝３３の数を多くして非付着面３４の数を多くすることにより、ブラシ６間の摩耗粉による電気的連絡を確実に防止することができる。尚、溝３３の断面形状は、Ｕ字状に限らず、逆テーパ状、長方形状等の形状でもよい。この場合、整流子の回転方向は時計方向又は反時計方向のいずれでもよく、溝３３の下流側に向く側面が非付着面３４となる。
【００３０】
又、図５（ａ）に示すように、溝部３，４，５間の内周面全体を各溝部３，４，５の近傍を除いて外周側に後退させることにより、各溝部３，４，５の両側に段差部３５を形成し、その下流側の段差部３５の段差面を下流側に向く非付着面３６とする構成にしてもよい。この場合も、整流子の回転方向はいずれの方向でもよい。
【００３１】
さらに、図５（ｂ）に示すように、図５（ａ）の構成において、さらに外周側に後退した内周面にそれぞれ突起３７を設け、各突起３７の下流側の側面を非付着面３８とする構成としてもよい。この場合、各溝部３，４，５間に複数の非付着面３６，３８を形成することができる。尚、突起３７の断面形状は、逆Ｕ字状に限らず、逆テーパ状、長方形状等の形状としてもよい。
【００３２】
又、上記段差部３１，３５、溝３３及び突起３７の内の何れか１つ又は複数を任意に選択して組み合わせるように構成してもよい。その際に、溝３３及び突起３７の断面形状は上記各断面形状から任意に選択して組み合わせてもよい。
【００３３】
さらに、各溝部３，４，５間において、段差部３１，３５、溝３３及び突起３７の中から異なるものを選択して設けるようにしてもよい。
（４） 溝８〜１０、段差部３１，３５、溝３３及び突起３７等にて形成される非付着面は平面に限らず、曲面であってもよい。
【００３４】
（５） 溝部３，４，５間の間隔が他の溝部３，４，５間の間隔よりも短い間隔である箇所のみに、溝８，９、段差部３１，３５、溝３３又は突起３７等にて非付着面を設けるようにしてもよい。
【００３５】
（６） ブラシ６の数は、３つに限らず、２個、又は４個以上の電動機に実施してもよい。
（７） 電動機は、整流子を備えたものであれば、直流機、交流整流子機等のいずれの電動機であってもよい。
【００３６】
上記実施例から把握できる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
（１） 請求項３に記載の電動機におけるブラシホルダにおいて、非付着面は、孔２の内周面において軸線方向に延びるように形成される、断面が逆テーパ状の溝８，９，１０の側面にて形成されるものである電動機におけるブラシホルダ。この構成によれば、簡単な形状で、摩耗粉の付着しにくい非付着面を有するブラシホルダとすることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に記載の発明によれば、摩耗粉が流れる下流側に向くように非付着面が設けられているため、ブラシの摩耗粉の内周面への付着によるブラシ間の電気的連絡を長期間に渡り防止することができる。従って、電動機の電気特性の悪化、機能停止を長期間に渡り防止し、分解掃除をすることなく性能を維持することができる。
【００３８】
又、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、非付着面への摩耗粉の付着を効果的に防止することができるため、ブラシ間の電気的連絡をさらに長期間に渡り防止することができる。
【００３９】
又、請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加えて、非付着面への摩耗粉の付着を一層効果的に防止することができるため、ブラシ間の電気的連絡を一層長期間に渡り防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動機のブラシホルダを示す模式正面図。
【図２】ブラシホルダの斜視図。
【図３】（ａ）はターミナルの、（ｂ）は補助板の接合部の斜視図。
【図４】（ａ），（ｂ）共に別例のブラシホルダを示す模式正面図。
【図５】（ａ），（ｂ）共にブラシホルダを示す模式正面図。
【図６】従来例のブラシホルダを示す斜視図。
【図７】ブラシホルダにおけるブラシと整流子を示す模式正面図。
【図８】ブラシホルダの内周面への摩耗粉の付着を示す模式正面図。
【符号の説明】
２…孔、３，４，５…溝部、６…ブラシ、８ａ，９ａ，１０ａ…非付着面。

Claims (3)

1. 絶縁性の合成樹脂にて成形され、その中心に整流子を収容する孔（２）を備えるとともに、前記孔（２）の中心側に移動可能に保持された複数のブラシ（６）を前記孔（２）の内周面から整流子側に突出させて整流子の外周面に押圧し回転子に電力を供給するようにした電動機におけるブラシホルダにおいて、
   前記複数のブラシの隣り合うブラシ間において、前記整流子の回転方向に対して表面が下流側に向いた非付着面（８ａ，９ａ，１０ａ）を、前記孔（２）の上面（１ａ）と下面（１ｂ）との間で連続するように前記孔（２）の内周面に形成したことを特徴とする電動機におけるブラシホルダ。
2. 前記非付着面（８ａ，９ａ，１０ａ）は、前記孔（２）のほぼ軸線方向に延びるように形成された溝（８，９，１０）に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の電動機におけるブラシホルダ。
3. 前記非付着面（８ａ，９ａ，１０ａ）は、前記孔（２）に対して外側に向いて形成されたものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動機におけるブラシホルダ。

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