JP3575509B2 - DC motor brush holding device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流モータの整流子に摺接するブラシを保持するためのブラシ保持装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、スタータモータに使用されるブラシは、ブラシホルダに収納されて、後端面がスプリングに付勢されることにより、先端面が常に整流子と当接している。また、整流子に摺接することでブラシが磨耗した際に、ブラシホルダ内をブラシが支障なく整流子側へ移行できる様に、ブラシホルダとブラシとの間には所定の隙間が確保されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ブラシは、スプリングによって整流子側へ付勢されているものの、整流子との接触部付近は、エンジンの振動に対して発生するブラシの動きを抑制することができず、ブラシがブラシホルダの内壁と衝突することによるブラシの側壁磨耗、ブラシの欠け及び割れ等が発生する恐れがあった。
また、整流子が回転する時でも、整流子との接触部付近でブラシが動き、前記同様の問題を起こす場合があった。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、ブラシの整流子接触部付近の動きを規制することで、ブラシの側壁磨耗、ブラシの欠け及び割れ等の問題を回避することのできる直流モータのブラシ保持装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明によれば、整流子とブラシ保持体との間に可撓性を有する薄板状のシートを配置し、そのシートに形成された開口部にブラシを通している。ここで、開口部の内周縁とブラシの外周面との隙間が、ブラシ保持体の内周面とブラシの外周面(ブラシの側面)との隙間より小さく設定されていることから、ブラシが整流子に対する所定の当接位置から整流子上を移動すると、ブラシの側面がブラシ保持体の内壁に当接する前にブラシの移動した方向にシートが撓むため、シートの持っている復元力がブラシに作用して、ブラシを所定位置に復帰させようとする。この結果、ブラシの整流子接触部付近の動きが規制されるため、ブラシがブラシ保持体の内壁に衝突することにより生じるブラシの側壁磨耗、ブラシの欠け及び割れ等を回避することができる。
【0005】
また、整流子との摺接によって発生するブラシの磨耗粉をある程度シートで受け止めることができるため、直流モータの内部にブラシの磨耗粉が局部的に堆積して電気的な短絡が生じる様な事態を回避できる。更には、シートがブラシと整流子との接触部を覆っていることは、ブラシの磨耗粉の発生箇所を覆っていることでもあるため、ブラシの磨耗粉の拡散を抑制する効果が生じる。これにより、ブラシの磨耗粉が直流モータの軸受部等の滑りを必要とする箇所に付着する機会が減るため、滑り不良の問題を回避できる。
【0006】
請求項2の発明によれば、整流子とブラシ保持体との間に可撓性を有する薄板状のシートを配置し、そのシートに形成された開口部の内周縁にブラシの外周面(ブラシの側面)が当接した状態で開口部にブラシを通している。これにより、ブラシが整流子に対する所定の当接位置から整流子上を移動すると、そのブラシの移動した方向にシートが撓むため、シートの持っている復元力がブラシに作用して、ブラシを所定位置に復帰させようとする。この結果、請求項1の場合と同様に、ブラシの整流子接触部付近の動きが規制されるため、ブラシがブラシホルダの内壁に衝突することにより生じるブラシの側壁磨耗、ブラシの欠け及び割れ等を回避することができる。
【0007】
また、請求項1と同様に、整流子との摺接によって発生するブラシの磨耗粉をある程度シートで受け止めることによって電気的な短絡が生じる様な事態を回避できる効果、及びブラシの磨耗粉の拡散を抑制することで直流モータの軸受部等の滑り不良の問題を回避できる効果を得ることもできる。
【0008】
請求項3の発明によれば、開口部の開口面積をブラシの断面積より小さく、且つ、例えば開口部の内周縁部に切り込みを形成することにより、開口部にブラシを挿通する際に、開口部の内周縁がブラシの外周形状に相応して変形できるため、容易にブラシの外周面を開口部の内周縁に当接させることができる。
【0009】
請求項4の発明によれば、シートに複数個のブラシを挿通できる複数の開口部を設けたことにより、1枚のシートによって複数のブラシの整流子接触部付近の動きを規制することができる。また、この場合、ブラシと整流子との接触部をより広範囲に覆うことができるため、ブラシの磨耗粉をシートで受け止めることによって電気的な短絡が生じる様な事態を回避できる効果、及びブラシの磨耗粉の拡散を抑制することで軸受部等の滑り不良の問題を回避できる効果をより確実に得ることができる。
【0010】
請求項5の発明によれば、シートは、芳香族ポリアミドから成る材料によって出来ている。これにより、芳香族ポリアミドから成る材料の特質である引裂強度、耐熱性、及び屈曲性に優れたシートを得ることができるため、シートの寿命を延ばすことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の直流モータのブラシ保持装置を図面に基づいて説明する。
(第1実施例)
図1は本発明のブラシ保持装置をスタータモータ(以下、モータと略す)に適用した場合のブラシ保持装置周辺の断面図である。
モータ1は、内周面にフィールドコイル2とポールコア3から成る界磁極を保持する円筒状のヨーク4、シャフト5の両端が軸受(図示しない)を介して回転自在に支持された(一端はエンドフレーム6に支持されている)アーマチャ7、シャフト5の一端側に円筒状に設けられた整流子8、この整流子8に摺接するブラシ9、及びブラシ9を保持するブラシ保持装置(後述する)等から構成されている。
【0012】
以下に、ブラシ保持装置について説明する。なお、ブラシ保持装置以外のモータ1構成部品は極めて周知であるため、その説明を省略する。
ブラシ保持装置は、ブラシ9を収納するブラシホルダ10(本発明のブラシ保持体)、ブラシ9を整流子8側へ付勢するスプリング11、及び整流子8とブラシホルダ10との間に配された薄板状のシート12から成る。
【0013】
ブラシホルダ10は、ブラシ9の外周を包囲する筒形状に設けられて、その筒方向(図1の上下方向)にブラシ9を移動可能な状態(即ち、ブラシ9の外周面とブラシホルダ10の内周面との間に所定の隙間を有した状態)で保持している。このブラシホルダ10は、図2に示すように、筒形状を成すブラシ保持部から二股に分岐した板状の取付け部10aを有し、この取付け部10aがホルダプレート13にリベット14で固定されている。また、ブラシホルダ10の一壁面には、ブラシ9に接続されたリード線15を取り出すための凹部10b(図1参照)が設けられている。
【0014】
ホルダプレート13は、モータ1の後部を覆うエンドフレーム6にビス等(図示しない)により固定されている。
スプリング11は、板ばねから成り、その板ばねの一端がブラシホルダ10の取付け部10aから延長された端部10c(図2参照)に支持されて、他端がブラシ9の後端面を押圧して、ブラシ9を整流子8側へ付勢している。
【0015】
シート12は、比較的に引裂強度、耐熱性、及び屈曲性に優れた芳香族ポリアミド繊維等から成る材料で出来ており、整流子8の外周面に沿って円環状に設けられている。このシート12は、図3に示すように、ブラシ9を通すための開口部12aを有する。その開口部12aは、ブラシ9の外周形状に相当する形状(本実施例では矩形)であり、その内周縁にブラシ9の外周面が当接する大きさに設けられている。あるいは、開口部12aの内周縁とブラシ9の外周面との間に微小な隙間を有していても良い。但し、その場合、開口部12aの内周縁とブラシ9の外周面との隙間の方が、ブラシ9の外周面とブラシホルダ10の内周面との隙間より小さくなるように設定されている。
【0016】
また、開口部12aが形成されたシート12の両辺には、整流子8とブラシホルダ10との間にシート12を保持するための支持片12b、12cが設けられている。1つだけ設けられた一方の支持片12bは、ブラシホルダ10の側面に設けられたカギ部10dに支持片12bに開けられた孔12dを引っ掛けることでブラシホルダ10に支持され、2つ設けられた他方の支持片12cは、ブラシホルダ10の取付け部10aとホルダプレート13との間に挟持され、予め開けられた丸孔12eに前記リベット14を通して固定されている。但し、電気絶縁を要する正極ブラシ9側では、ブラシホルダ10とホルダプレート13との間に絶縁板16が介在され、且つリベット14の外周に絶縁体のブッシュ17が嵌合されて、リベット14とホルダプレート13との電気絶縁を行っている(図1及び図2参照)。
【0017】
次に、本実施例の作用および効果を説明する。
ブラシ9は、整流子8との接離方向(ブラシホルダ10の筒方向)で移動できる様に、ブラシホルダ10に対して所定の隙間を有している。この隙間により、ブラシ9は、整流子8との接離方向のみならず、整流子8の回転方向にもブラシホルダ10内で動くことが可能である。このため、スタータが高振動を受ける場合、例えば、エンジンが高速で回転している様な場合には、エンジンの振動を受けてスタータが振動すると、それに合わせて、ブラシ9がブラシホルダ10内で整流子8上を滑る方向に動く様な挙動を示す。
【0018】
ここで、ブラシ9は、整流子8とブラシホルダ10との間でシート12の開口部12aに挿通されているため、ブラシ9が整流子8上を所定の位置から移動すると、そのブラシ9の移動した方向に、ブラシ9の移動量に応じてシート12に撓みが生じる。この時、シート12の復元力によってシート12自体が元の状態(撓みのない状態)に戻ろうとするため、そのシート12の復元力がブラシ9に作用して、ブラシ9を所定位置に復帰させようとする。この結果、ブラシ9の整流子接触部付近の動きが規制されて、ブラシ9がブラシホルダ10の内壁に衝突することにより生じるブラシ9の側壁磨耗、ブラシ9の欠け及び割れ等の不具合を回避することができる。
【0019】
また、スタータの作動中、ブラシ9は整流子面に当接しており、その回転時に摺接抵抗でブラシ9はブラシホルダ10との隙間分動き、また戻るというガタツキが発生し、整流悪化や音の原因になっていたが、本考案により、そのガタツキは低減され、整流性能も向上する。
【0020】
また、シート12がブラシ9と整流子8との接触部を覆っていることから、整流子8との摺接によって発生するブラシ9の磨耗粉をある程度シート12で受け止めることができる。このため、モータ1の内部にブラシ9の磨耗粉が局部的に堆積して、電気的な短絡が生じる様な事態を回避することができる。更には、シート12がブラシ9と整流子8との接触部を覆っていることは、ブラシ9の磨耗粉の発生箇所を覆っていることでもあるため、ブラシ9の磨耗粉の拡散を抑制する効果が生じる。これにより、ブラシ9の磨耗粉がモータ1の軸受部等の滑りを必要とする箇所に付着する機会が減るため、滑り不良の問題を回避できる効果も生じる。
【0021】
(第2実施例)
図4はシート12の斜視図である。
本実施例では、シート12に開けられた開口部12aの開口面積がブラシ9の断面積より小さく設定され、且つ開口部12aの四隅に切り込み12fが設けられている(図4参照)。この場合、開口部12aにブラシ9が挿通された際に、開口部12aの内周縁が、ブラシ9の外周形状に相応して図5の状態から図6の状態へ変形できるため、開口部12aの大きさをブラシ9の大きさ(外周形状)に合わせなくても、容易にブラシ9の外周面を開口部12aの内周縁に当接させることができる。
【0022】
(第3実施例)
図7はブラシ保持装置周辺の断面図である。
本実施例は、アーマチャ7のシャフト5に対して整流子8が略垂直な状態に配置されている場合の一例を示すものである。この場合でも、整流子8とブラシホルダ10との間にシート12が配されて、そのシート12に開けられた開口部12aにブラシ9が挿通されている。本実施例の構成においても、第1実施例と同様の効果を得ることができる。
【0023】
(変形例)
シート12は、可撓性を有する薄板状部材であれば、本実施例で説明した芳香族ポリアミド繊維から成る材料で出来ていなくても良い。
第1実施例では、整流子8の外周面に沿った円環状のシート12であることを説明したが、各ブラシ毎に独立したシート12を設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】ブラシ保持装置周辺の断面図である(第1実施例)。
【図2】図1のA視図である(第1実施例)。
【図3】シートの斜視図である(第1実施例)。
【図4】シートの斜視図である(第2実施例)。
【図5】シートの断面図である(第2実施例)。
【図6】ブラシが挿通された状態を示すシートの断面図である(第2実施例)。
【図7】ブラシ保持装置周辺の断面図である(第3実施例)。
【符号の説明】
1 モータ(直流モータ)
8 整流子
9 ブラシ
10 ブラシホルダ(ブラシ保持体)
12 シート
12a 開口部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a brush holding device for holding a brush that slides on a commutator of a DC motor.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a brush used for a starter motor is housed in a brush holder, and a front end surface thereof is always in contact with a commutator by a rear end surface being urged by a spring. In addition, a predetermined gap is secured between the brush holder and the brush so that when the brush is worn due to sliding contact with the commutator, the brush can move to the commutator side without trouble in the brush holder. .
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, although the brush is urged to the commutator side by a spring, the movement of the brush generated due to engine vibration cannot be suppressed in the vicinity of the contact portion with the commutator, and the brush is held in the brush holder. There is a possibility that the side wall of the brush may be worn and the brush may be chipped or broken due to collision with the inner wall of the brush.
In addition, even when the commutator rotates, the brush moves near the contact portion with the commutator, which may cause the same problem as described above.
The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to restrict the movement of a brush near a commutator contact portion, thereby avoiding problems such as brush side wall wear, brush chipping and cracking. And a brush holding device for a DC motor.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the invention, a thin sheet having flexibility is arranged between the commutator and the brush holder, and the brush is passed through the opening formed in the sheet. Here, the clearance between the inner peripheral edge of the opening and the outer peripheral surface of the brush is set smaller than the clearance between the inner peripheral surface of the brush holder and the outer peripheral surface of the brush (side surface of the brush). When the brush moves on the commutator from a predetermined contact position with respect to the brush, the sheet bends in the direction in which the brush moves before the side surface of the brush contacts the inner wall of the brush holder. To return the brush to a predetermined position. As a result, the movement of the brush in the vicinity of the commutator contact portion is restricted, so that it is possible to avoid abrasion of the side wall of the brush, chipping and cracking of the brush caused by the collision of the brush with the inner wall of the brush holder.
[0005]
Also, since the brush abrasion powder generated by the sliding contact with the commutator can be received by the sheet to some extent, the brush abrasion powder locally accumulates inside the DC motor, causing an electrical short circuit. Can be avoided. Furthermore, the fact that the sheet covers the contact portion between the brush and the commutator means that the sheet covers the location where the brush wear powder is generated, so that the effect of suppressing the diffusion of the brush wear powder is produced. As a result, the chance that the abrasion powder of the brush adheres to a portion of the DC motor that requires slippage, such as a bearing, is reduced, and the problem of poor slippage can be avoided.
[0006]
According to the invention of
[0007]
Further, similarly to the first aspect, an effect of avoiding a situation in which an electrical short circuit occurs by receiving abrasion powder of the brush generated by sliding contact with the commutator to some extent by a sheet, and diffusion of the abrasion powder of the brush. Thus, the effect of avoiding the problem of slippage of the bearing portion of the DC motor or the like can be obtained.
[0008]
According to the third aspect of the present invention, the opening area of the opening is smaller than the cross-sectional area of the brush, and, for example, by forming a cut in the inner peripheral edge of the opening, the opening is formed when the brush is inserted through the opening. Since the inner peripheral edge of the portion can be deformed according to the outer peripheral shape of the brush, the outer peripheral surface of the brush can be easily brought into contact with the inner peripheral edge of the opening.
[0009]
According to the fourth aspect of the present invention, since the plurality of openings through which the plurality of brushes can be inserted are provided in the sheet, the movement of the plurality of brushes near the commutator contact portion can be regulated by one sheet. . Also, in this case, the contact portion between the brush and the commutator can be covered over a wider area, so that a situation in which an electrical short circuit occurs by receiving the abrasion powder of the brush with the sheet can be avoided, and the brush can be protected. By suppressing the diffusion of the abrasion powder, the effect of avoiding the problem of poor sliding of the bearing portion or the like can be obtained more reliably.
[0010]
According to the invention of
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, a brush holding device for a DC motor according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view around the brush holding device when the brush holding device of the present invention is applied to a starter motor (hereinafter abbreviated as a motor).
The
[0012]
Hereinafter, the brush holding device will be described. Note that components of the
The brush holding device is provided with a brush holder 10 (brush holder of the present invention) for accommodating the
[0013]
The
[0014]
The
The
[0015]
The
[0016]
Supporting
[0017]
Next, the operation and effect of the present embodiment will be described.
The
[0018]
Here, since the
[0019]
Further, during operation of the starter, the
[0020]
Further, since the
[0021]
(Second embodiment)
FIG. 4 is a perspective view of the
In this embodiment, the opening area of the
[0022]
(Third embodiment)
FIG. 7 is a cross-sectional view around the brush holding device.
This embodiment shows an example in which the
[0023]
(Modification)
The
In the first embodiment, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view around a brush holding device (first embodiment).
FIG. 2 is a view as viewed from A in FIG. 1 (first embodiment).
FIG. 3 is a perspective view of a seat (first embodiment).
FIG. 4 is a perspective view of a seat (second embodiment).
FIG. 5 is a sectional view of a sheet (second embodiment).
FIG. 6 is a sectional view of a sheet showing a state in which a brush is inserted (second embodiment).
FIG. 7 is a sectional view around a brush holding device (third embodiment).
[Explanation of symbols]
1 Motor (DC motor)
8
12
Claims (5)
このブラシを保持するブラシ保持体と、
前記整流子と前記ブラシ保持体との間に介在されて、前記ブラシを通す開口部が形成された可撓性を有する薄板状のシートとを備え、
前記シートの開口部の内周縁と前記ブラシの外周面との隙間が、前記ブラシ保持体の内周面と前記ブラシの外周面との隙間より小さく設定されていることを特徴とする直流モータのブラシ保持装置。A brush whose tip surface is in sliding contact with the commutator,
A brush holder for holding the brush,
Interposed between the commutator and the brush holder, a thin sheet having flexibility formed with an opening through which the brush is provided,
The gap between the inner peripheral edge of the opening of the sheet and the outer peripheral surface of the brush is set smaller than the gap between the inner peripheral surface of the brush holder and the outer peripheral surface of the brush. Brush holding device.
このブラシを保持するブラシ保持体と、
前記整流子と前記ブラシ保持体との間に介在されて、前記ブラシを通す開口部が形成された可撓性を有する薄板状のシートとを備え、
前記シートの開口部の内周縁に前記ブラシの外周面が当接した状態で前記開口部に前記ブラシが挿通されていることを特徴とする直流モータのブラシ保持装置。A brush whose tip surface is in sliding contact with the commutator,
A brush holder for holding the brush,
Interposed between the commutator and the brush holder, a thin sheet having flexibility formed with an opening through which the brush is provided,
A brush holding device for a DC motor, wherein the brush is inserted through the opening with the outer peripheral surface of the brush abutting the inner peripheral edge of the opening of the sheet.
前記シートは、前記開口部の開口面積が前記開口部を通る前記ブラシの断面積より小さく、且つ前記開口部に前記ブラシを挿通する際に、前記開口部の内周縁が前記ブラシの外周形状に相応して変形できる様に形成されていることを特徴とする直流モータのブラシ保持装置。The brush holding device for a DC motor according to claim 1 or 2,
In the sheet, the opening area of the opening is smaller than the cross-sectional area of the brush passing through the opening, and when the brush is inserted into the opening, the inner peripheral edge of the opening has an outer peripheral shape of the brush. A brush holding device for a DC motor, which is formed so as to be deformable correspondingly.
前記シートは、前記直流モータに使用される複数個の前記ブラシを挿通できる複数の前記開口部を有していることを特徴とする直流モータのブラシ保持装置。The brush holding device for a DC motor according to any one of claims 1 to 3,
A brush holding device for a DC motor, wherein the sheet has a plurality of openings through which a plurality of brushes used for the DC motor can be inserted.
前記シートは、芳香族ボリアミドから成る材料によって出来ていることを特徴とする直流モータのブラシ保持装置。A brush holding device for a DC motor according to any one of claims 1 to 4,
The brush holding device for a DC motor, wherein the sheet is made of a material made of aromatic polyamide.
Priority Applications (3)
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JP09144496A JP3575509B2 (en) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | DC motor brush holding device |
US08/833,800 US5861691A (en) | 1996-04-12 | 1997-04-09 | Starter with thermal insulation cover |
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- 1996-04-12 JP JP09144496A patent/JP3575509B2/en not_active Expired - Lifetime
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