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

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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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