JP3610049B2 - 回転電機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転電機のブラシの構造に係わり、特にブラシとコンミテータの摺動によって発生するブラシの自励振動及びこの振動により生ずる異音を抑制する改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回転電機においては、整流作用を得るためにブラシとコンミテータを有するものがある。すなわち、コンミテータ上にブラシが回転摺動することで外部から回転中のコイルに給電する。従来からブラシの保持装置としては、ブラシを収納するブラシホルダ及び上記ブラシをコンミテータへ弾性的に押圧するコイルスプリングが一般的である。
【０００３】
コンミテータの回転中、ブラシはブラシとコンミテータの間で作用する摺動抵抗力によって、ブラシホルダの回転方向側面に圧しつけられて作動している。コンミテータと接触するブラシは、ブラシ先端とコンミテータ面との摩擦力に連なって、回転方向に移動する。このときブラシの先端部はブラシホルダとコンミテータの間隙に巻き込まれていく。
【０００４】
ブラシは黒鉛と一部銅粉末の混合物で形成されているが、空気中の湿度が下がってくると、摺動抵抗が大きくなり、ブラシの回転方向先端部がブラシケースとコンミテータよって瞬間的に挟み込まれる状態になり、逆にその反動で勢いよくはじき返されて自励振動が発生し、チャープ音と呼ばれる騒音が発生している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図２７は従来のブラシとコンミテータの接触する様子を示す電機子コア側から見た回転電機の回転軸に直角な断面方向の要部断面図である。図２８は図２７のブラシとコンミテータの接触する部分の拡大図である。コンミテータ２は、回転軸１に貫通されて固定され概略円筒状を成している。ブラシ７は概略直方体状をなし、コンミテータ２側の第１面は、コンミテータ２の外周面にならって凹型にへこんでいる。尚、図において、ブラシ７をコンミテータ２方向に押圧するスプリングは省略している。
【０００６】
ここで、図２７，図２８に示されるように、ブラシホルダ８が仮にコンミテータ２の回転方向に対してΔｔだけずれた状態で組み付けられた場合、ブラシ７の摺動面は、コンミテータ２の外周面に面当たりすることができない。すなわち、図２８の点Ｓの部分のみで接触することとなり、所謂、片当り状態となる。このような片当り状態となると、自励振動やチャープ音が発生し、モータの特性が悪くなるばかりか、騒音・振動等の不具合が発生するので問題であった。
【０００７】
図２９は従来のブラシとコンミテータの接触する様子を示す回転電機の回転軸に平行な要部断面図である。図３０は図２９のブラシとコンミテータの接触する部分の拡大図である。ブラシ７は概略直方体状をなし、コンミテータ２側の第１は、回転電機の回転軸方向において先端部と後端部のみが接触するように中央部が大きくへこむ円弧状をなしている。尚、図において、ブラシ７をコンミテータ２方向に押圧するスプリングは省略されている。図２９，図３０に示されるように、ブラシホルダ８が仮にコンミテータ２の軸方向に対してΔｔ度だけ傾いた状態で組み付けられた場合、ブラシ７の摺動面は、コンミテータ２の外周面に正常に接触することができない。すなわち、図３０の点Ｔの部分のみで接触することとなり、所謂、片当り状態となる。このような片当り状態となると、自励振動やチャープ音が発生し、モータの特性が悪くなるばかりか、騒音・振動等の不具合が発生するので問題であった。
【０００８】
図３１は従来のブラシホルダが回転電機の回転軸に対してΔｔ度だけ傾いた状態で組み付けられた場合を示すブラシの摺動方向から見た要部断面図である。図３２は図３１のブラシとコンミテータの接触する部分を示している。図３１に示されるように、ブラシ７が回転電機の回転軸に対してΔｔ度だけ傾いた状態になると、ブラシ７の摺動面は、コンミテータ２の外周面に対し点接触することになる。このような状態となると、ブラシ７の摺動面は、コンミテータ２の外周面に正常に面当たりすることができない。このような状態においても、自励振動やチャープ音が発生し、モータの特性が悪くなるばかりか、騒音・振動等の不具合が発生するので問題であった。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するために考案されたものであり、ブラシの所定の部分の形状を特殊なものとし、ブラシをブラシホルダの中で所定の方向に回動できることにより、ブラシホルダやその他の回転電機を構成する部品の精度や組付け精度の影響による片当り状態を防止する。これにより、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合を改善することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る回転電機は、回転軸、該回転軸に軸方向に貫通して設けられコンミテータ、前記回転軸に固定された電機子コア、及び該電機子コアに巻装された巻線を有する回転子と、前記回転子を収納するヨーク、該ヨークに固定されるマグネット、前記コンミテータと接触する概略直方体形状のブラシ、前記コンミテータと隙間を有し前記ハウジングに固定され前記ブラシを収納し該ブラシを該コンミテータ方向にガイドするブラシホルダ、該ブラシホルダと前記ブラシとの間に縮設され前記ブラシを前記コンミテータ方向に押圧する弾性部材を有する固定子とを備えた回転電機であって、
前記ブラシの前記コンミテータに接触する第１の面が該コンミテータの外周面に接触するように、前記ブラシは、前記ブラシホルダ内において、前記コンミテータの回転軸と平行な軸回りに遊動可能に収納されているとともに、前記ブラシは、前記コンミテータの回転方向の両側面である第２の側面、第３の側面において、中央部に前記ブラシホルダの内面と平行な面を有し、この中央部に対して、コンミテータ側の先端部とコンミテータと反対側の後端側が前記中央部に対してそれぞれ先細りとなるように形成されている。
【００１１】
この発明に係る回転電機は、回転軸、該回転軸に軸方向に貫通して設けられコンミテータ、前記回転軸に固定された電機子コア、及び該電機子コアに巻装された巻線を有する回転子と、前記回転子を収納するヨーク、該ヨークに固定されるマグネット、前記コンミテータと接触する概略直方体形状のブラシ、前記コンミテータと隙間を有し前記ハウジングに固定され前記ブラシを収納し該ブラシを該コンミテータ方向にガイドするブラシホルダ、該ブラシホルダと前記ブラシとの間に縮設され前記ブラシを前記コンミテータ方向に押圧する弾性部材を有する固定子とを備えた回転電機であって、前記ブラシの前記コンミテータに接触する第１の面が該コンミテータの外周面に接触するように、前記ブラシは、前記ブラシホルダ内において、前記コンミテータの回転軸を含む面に対して直交する軸回りに遊動可能に収納されているとともに、前記ブラシは、前記コンミテータの軸方向の両側面である第４の側面、第５の側面において、中央部に対して、コンミテータ側の先端部とコンミテータと反対側の後端側が前記中央部に対してそれぞれ先細りとなるように形成されている。
【００１２】
この発明に係る回転電機は、回転軸、該回転軸に軸方向に貫通して設けられコンミテータ、前記回転軸に固定された電機子コア、及び該電機子コアに巻装された巻線を有する回転子と、前記回転子を収納するヨーク、該ヨークに固定されるマグネット、前記コンミテータと接触する概略直方体形状のブラシ、前記コンミテータと隙間を有し前記ハウジングに固定され前記ブラシを収納し該ブラシを該コンミテータ方向にガイドするブラシホルダ、該ブラシホルダと前記ブラシとの間に縮設され前記ブラシを前記コンミテータ方向に押圧する弾性部材を有する固定子とを備えた回転電機であって、前記ブラシの前記コンミテータに接触する第１の面が該コンミテータの外周面に接触するように、前記ブラシは、前記ブラシホルダ内において、前記コンミテータの回転軸と直交する軸回りに遊動可能に収納されているとともに、前記ブラシは、前記コンミテータの回転方向の両側面である第２の側面、第３の側面において、中央部に前記ブラシホルダの内面と平行な面を有し、この中央部に対して、コンミテータの軸方向の給電線が設けられている先端側と給電線が設けられていない後端側が前記中央部に対してそれぞれ先細りとなるように形成されている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の回転電機の実施の形態１を示す断面図である。図２は図１のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。図１において、回転電機の回転子１０は、回転軸１と、回転軸１に設けられたコンミテータ２と、回転軸１に設けられた電機子コア３と電機子コア３に巻装された巻線４とを有している。回転子１０は、軸受１２，１３によって支持されている。
【００１７】
一方、回転電機の固定子２０は、回転子１０を収納するヨーク５と、ヨーク５に固定されたマグネット６と、コンミテータ２と接触するブラシ１７と、ブラシ１７を収納しさらにブラシ１７をガイドするブラシホルダ８と、ブラシホルダ８に収納されブラシ１７をコンミテータ２方向に押圧する弾性部材としてのスプリング９を有している。１１はヨーク５の蓋となるハウジングである。マグネット６はヨーク５の内壁に固定されている。
【００１８】
ブラシホルダ８は、収納する概略直方体形状のブラシ１７の振動をハウジング１１に伝えないように外形部が樹脂で成型され、内部に概略箱型の箱体８ａを有している。箱体８ａはブラシ１７を収納し且つブラシ１７をガイドしている。スプリング９は、ブラシホルダ８内でブラシホルダの底壁とブラシ１７の後端との間に縮設され、ブラシ１７をコンミテータ２方向に押圧している。スプリング９は、ブラシ１７の振動を吸収し、ブラシ１７をブラシホルダ８内で安定させる働きがある。ブラシ１７から給電線１４が延びている。給電線１４は回転電機の外周部に設けられたコネクタ１５まで延び、コネクタ１５を介して図示しない外部電源につながっている。そして、ブラシ１７からを介して得られた電力は、コンミテータ２を介して、巻線４に供給される。
【００１９】
図３は本実施の形態のブラシの回転電機の電機子コア側から見た上面図である。図４は本実施の形態のブラシとコンミテータの接触する様子を示す電機子コア側から見た回転電機の回転軸に直角な断面方向の要部断面図である。図３において、ブラシ１７は、概略直方体状をなし、コンミテータ２側の第１面は、コンミテータ２の外周面にならって凹型にへこんでいる。そしてさらに、本実施の形態のブラシ１７は、コンミテータ２の回転方向の両側面である第２，第３の側面において、コンミテータ２と反対側の後端側が中央部に対して先細りとなるように、断面直線状のテーパ面１７ａ，１７ａが形成されている。
【００２０】
図４において、コンミテータ２は、回転軸１に貫通されて固定され概略円筒状を成している。円筒状の外周部には、回転軸に平行な方向に延びる電極２ａが全周にわたって設けられている。隣り合う電極２ａ間には、回転軸に平行な方向に延びる溝２ｂが形成されている。ブラシ１７は、ブラシホルダ８内に収納されている。ブラシホルダ８の箱体８ａは、ブラシ１７をコンミテータ２方向に移動可能にガイドしている。ブラシ１７と箱体８ａとの間には、所定の微少な隙間が形成されており、ブラシ１７は、箱体８ａ内に緩やかに収納されている。尚、図４において、ブラシ１７をコンミテータ２方向に押圧するスプリングは省略されている。
【００２１】
ここで、図４に示されるように、ブラシホルダ８が仮にコンミテータ２の回転方向に対してΔｔだけずれた状態で組み付けられた場合を想定する。ブラシ１７は、図示しないスプリングによってコンミテータ２方向に押圧するされている。本実施の形態のブラシ１７は、コンミテータ２と反対側の後端側にテーパ面１７ａ，１７ａが形成されているので、コンミテータ２側の一面に形成された凹部がコンミテータ２の外周面に係合しようとして、コンミテータ２の回転軸１と平行な軸回りに小さな角度で回動する。そのため、コンミテータ２側の第１面の凹部はコンミテータ２に密着する。すなわち、片当りしなくなる。
【００２２】
このように本実施の形態の回転電機においては、ブラシ１７は、ブラシホルダ８内に緩やかに収納され、コンミテータ２の回転軸１と平行な軸回りに小さな角度で回動可能なようにコンミテータ２の回転方向の第２，第３の両側面がコンミテータ２と反対側の後端側において、中央部よりも幅が狭くされている。そのため、ブラシ１７の片当りを防止することができ、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合を改善することができる。
【００２３】
実施の形態２．
図５は実施の形態２のブラシの回転電機の電機子コア側から見た上面図である。図６は実施の形態２のブラシとコンミテータの接触する様子を示す電機子コア側から見た回転電機の回転軸に直角な断面方向の要部断面図である。図５及び図６において、本実施の形態のブラシ２７は、コンミテータ２の回転方向の両側面である第２，第３の側面において、コンミテータ２側の先端側とコンミテータ２と反対側の後端側が中央部に対してそれそれ先細りとなるように、断面直線状のテーパ面２７ａ，２７ａ及び２７ｂ，２７ｂがそれぞれ形成されている。そのため、ブラシ２７はさらに回動しやすくなり、コンミテータ２側の第１面の凹部はさらに密着しやすくなるので、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合をさらに改善することができる。
【００２４】
尚、断面直線状のテーパ面２７ａ，２７ａ及び２７ｂ，２７ｂは、型によって形成されても切削等の追加工によって形成されても良いが、コンミテータ２側の凹部の両端に形成される凸部は、コンミテータ２の回転時に電極２ａ間の溝２ｂに引っかからないように滑らかな形状とされる必要がある。
【００２５】
実施の形態３．
図７は実施の形態３のブラシの回転電機の電機子コア側から見た上面図である。図８は実施の形態３のブラシとコンミテータの接触する様子を示す電機子コア側から見た回転電機の回転軸に直角な断面方向の要部断面図である。図７及び図８において、本実施の形態のブラシ３７は、コンミテータ２の回転方向の両側面である第２，第３の側面において、コンミテータ２側の先端側とコンミテータ２と反対側の後端側が中央部に対してそれそれ先細りとなるように、断面円弧状のテーパ面３７ａ，３７ａ及び３７ａ，３７ａがそれぞれ形成されている。そのため、ブラシ３７はさらに回動しやすくなり、コンミテータ２側の第１面の凹部はさらに密着しやすくなるので、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合をさらに改善することができる。
尚、断面円弧状のテーパ面３７ａ，３７ａ及び３７ｂ，３７ｂは、型によって形成されても切削等の追加工によって形成されても良いが、コンミテータ２側の凹部の両端に形成される凸部は、コンミテータ２の回転時に電極２ａ間の溝２ｂに引っかからないように滑らかな形状とされる必要がある。
【００２６】
実施の形態４．
図９は実施の形態４のブラシの形状を示す説明図である。図１０は実施の形態４のブラシとコンミテータの接触する様子を示す電機子コア側から見た回転電機の回転軸に直角な断面方向の要部断面図である。図９及び図１０において、本実施の形態のブラシ４７は、コンミテータ２の回転方向の幅が全体的に小さく形成されている。そして、コンミテータ２の回転方向の両側面である第２，第３の側面において、半球状の突起４７ａ，４７ａが設けられている。そのため、ブラシ４７は、箱体８ａ内で突起４７ａを支点として回動する。そのため、ブラシ４７の凹部はコンミテータ２にさらに密着しやすくなり、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合をさらに改善することができる。
【００２７】
実施の形態５．
図１１は実施の形態５のブラシの側面図である。図１２は実施の形態５のブラシとコンミテータの接触する様子を示す回転電機の回転軸に平行な要部断面図である。図１１において、ブラシ５７は、コンミテータ２側の第１面は、回転電機の回転軸方向において先端部と後端部のみが接触するように中央部が大きくへこむ円弧状をなしている。そしてさらに、本実施の形態のブラシ５７は、コンミテータ２の軸方向の両側面である第４，第５の側面において、コンミテータ２と反対側の後端側が中央部に対して先細りとなるように、断面直線状のテーパ面５７ａ，５７ａが形成されている。
【００２８】
図１２において、コンミテータ２は、回転軸１に貫通されて固定され概略円筒状を成している。円筒状の外周部には、回転軸に平行な方向に延びる電極２ａが全周にわたって設けられている。隣り合う電極２ａ間には、回転軸に平行な方向に延びる溝２ｂが形成されている。ブラシ５７は、ブラシホルダ８内に収納されている。ブラシホルダ８の箱体８ａは、ブラシ５７をコンミテータ２方向に移動可能にガイドしている。ブラシ５７と箱体８ａとの間には、所定の微少な隙間が形成されており、ブラシ５７は、箱体８ａ内に緩やかに収納されている。尚、図１２において、ブラシ５７をコンミテータ２方向に押圧するスプリングは省略されている。
【００２９】
ここで、図１２に示されるように、ブラシホルダ８が仮にコンミテータ２の回転方向に対して所定の角度だけずれた状態で組み付けられた場合を想定する。ブラシ５７は、図示しないスプリングによってコンミテータ２方向に押圧するされている。本実施の形態のブラシ５７は、コンミテータ２と反対側の後端側にテーパ面５７ａ，５７ａが形成されているので、軸方向の先端部と後端部が両方ともコンミテータ２に接触しようとして、コンミテータ２の回転軸１を含む面に対して直交する軸回りに小さな角度で回動する。そのため、コンミテータ２側の第１面の先端部と後端部は両方ともコンミテータ２に密着する。すなわち、片当りしなくなる。
【００３０】
このように本実施の形態の回転電機においては、ブラシ５７は、コンミテータ２の回転軸２を含む面に対して直交する軸回りに小さな角度で回動可能なように、コンミテータ２の軸方向の第４，第５の両側面がコンミテータ２と反対側の後端側において、中央部よりも幅が狭くされている。そのため、ブラシ５７の片当りを防止することができ、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合を改善することができる。
【００３１】
実施の形態６．
図１３は実施の形態６のブラシの側面図である。図１４は実施の形態６のブラシとコンミテータの接触する様子を示す回転電機の回転軸に平行な要部断面図である。図１３及び図１４において、本実施の形態のブラシ６７は、コンミテータ２の軸方向の両側面である第４，第５の側面において、コンミテータ２側の先端側とコンミテータ２と反対側の後端側が中央部に対してそれぞれ先細りとなるように、断面直線状のテーパ面６７ａ，６７ａ及び６７ｂ，６７ｂが形成されている。そのため、ブラシ６７はさらに回動しやすくなり、コンミテータ２側の第１面の先端部と後端部はさらに密着しやすくなり、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合をさらに改善することができる。
【００３２】
実施の形態７．
図１５は実施の形態７のブラシの側面図である。図１６は実施の形態７のブラシとコンミテータの接触する様子を示す回転電機の回転軸に平行な要部断面図である。図１５及び図１６において、本実施の形態のブラシ７７は、コンミテータ２の軸方向の両側面である第４，第５の側面において、コンミテータ２側の先端側とコンミテータ２と反対側の後端側が中央部に対してそれぞれ先細りとなるように、断面円弧状のテーパ面７７ａ，７７ａ及び７７ｂ，７７ｂが形成されている。そのため、ブラシ７７はさらに回動しやすくなり、コンミテータ２側の第１面の先端部と後端部はさらに密着しやすくなり、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合をさらに改善することができる。
【００３３】
実施の形態８．
図１７は実施の形態８のブラシの側面図である。図１８は実施の形態８のブラシとコンミテータの接触する様子を示す回転電機の回転軸に平行な要部断面図である。図１７及び図１８において、本実施の形態のブラシ８７は、コンミテータ２の軸方向の幅が全体的に小さく形成されている。そして、コンミテータ２の軸方向の両側面である第４，第５の側面において、半球状の突起８７ａ，８７ａが設けられている。そのため、ブラシ８７は、箱体８ａ内で突起８７ａを支点として回動する。ブラシ８７はさらに回動しやすくなり、コンミテータ２側の第１面の先端部と後端部はさらに密着しやすくなり、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合をさらに改善することができる。
【００３４】
実施の形態９．
図１９は実施の形態９のブラシの正面図である。図２０は実施の形態９のブラシが回転電機の回転軸に平行な方向に矯正される様子を示す要部断面図である。図１９において、本実施の形態のブラシ９７は、コンミテータ２の回転方向の両側面である第２，第３の側面において、コンミテータ２の軸方向の給電線１４が設けられてない後端側において、中央部に対して先細りとなるように、断面直線状のテーパ面９７ａ，９７ａが形成されている。
尚、断面直線状のテーパ面９７ａ，９７ａ及び９７ｂ，９７ｂは、型によって形成されても切削等の追加工によって形成されても良いが、コンミテータ２側の凹部の両端に形成される凸部は、コンミテータ２の回転時に電極２ａ間の溝２ｂに引っかからないように滑らかな形状とされる必要がある。
【００３５】
図２０において、コンミテータ２は、回転軸１に貫通されて固定され概略円筒状を成している。ブラシ９７は、ブラシホルダ８内に収納されている。ブラシホルダ８の箱体８ａは、ブラシ９７をコンミテータ２方向（すなわち、図２０の紙面に垂直な方向）に移動可能にガイドしている。ブラシ９７と箱体８ａとの間には、所定の微少な隙間が形成されており、ブラシ９７は、箱体８ａ内に緩やかに収納されている。
【００３６】
ここで、図２０に示されるように、ブラシホルダ８が仮に回転電機の回転軸に対してΔｔ度だけ傾いた状態で組み付けられた場合を想定する。ブラシ９７は、図示しないスプリングによってコンミテータ２方向に押圧するされている。本実施の形態のブラシ９７は、コンミテータ２の軸方向の給電線１４が設けられてない後端側に断面直線状のテーパ面９７ａ，９７ａが形成されているので、コンミテータ２の回転軸２と直交する軸回りに小さな角度で回動する。そのため、ブラシホルダ８が仮に回転電機の回転軸に対してΔｔ度だけ傾いた状態であっても、ブラシ９７は回転電機の回転軸に対して平行となり、摺動面が正常状態で接触する。
【００３７】
このように本実施の形態の回転電機においては、ブラシ９７は、コンミテータ２の回転軸と直交する軸回りに小さな角度で回動するように、コンミテータ２の回転方向の第２，第３の両側面がコンミテータ２軸方向の少なくとも給電線１４が設けられてない後端側において、中央部よりも幅が狭くされている。そのため、ブラシ５７の片当りを防止することができ、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合を改善することができる。
【００３８】
実施の形態１０．
図２１は実施の形態１０のブラシの正面図である。図２２は実施の形態１０のブラシが回転電機の回転軸に平行な方向に矯正される様子を示す要部断面図である。図２１及び図２２において、本実施の形態のブラシ１０７は、コンミテータ２の回転方向の両側面である第２，第３の側面において、コンミテータ２の軸方向の給電線１４が設けられている先端側と給電線１４が設けられていない後端側において、中央部に対してそれぞれ先細りとなるように、断面直線状のテーパ面１０７ａ，１０７ａ及び１０７ｂ，１０７ｂが形成されている。そのため、ブラシ１０７はさらに回動しやすくなり、ブラシ１０７の片当りを防止することができ、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合を改善することができる。
尚、断面直線状のテーパ面１０７ａ，１０７ａ及び１０７ｂ，１０７ｂは、型によって形成されても切削等の追加工によって形成されても良いが、コンミテータ２側の凹部の両端に形成される凸部は、コンミテータ２の回転時に電極２ａ間の溝２ｂに引っかからないように滑らかな形状とされる必要がある。
【００３９】
実施の形態１１．
図２３は実施の形態１１のブラシの正面図である。図２４は実施の形態１１のブラシが回転電機の回転軸に平行な方向に矯正される様子を示す要部断面図である。図２３及び図２４において、本実施の形態のブラシ１１７は、コンミテータ２の回転方向の両側面である第２，第３の側面において、コンミテータ２の軸方向の給電線１４が設けられている先端側と給電線１４が設けられていない後端側において、中央部に対してそれぞれ先細りとなるように、断面円弧状のテーパ面１１７ａ，１１７ａ及び１１７ｂ，１１７ｂが形成されている。そのため、ブラシ１１７はさらに回動しやすくなり、ブラシ１１７の片当りを防止することができ、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合を改善することができる。
尚、断面円弧状のテーパ面１１７ａ，１１７ａ及び１１７ｂ，１１７ｂは、型によって形成されても切削等の追加工によって形成されても良いが、コンミテータ２側の凹部の両端に形成される凸部は、コンミテータ２の回転時に電極２ａ間の溝２ｂに引っかからないように滑らかな形状とされる必要がある。
【００４０】
実施の形態１２．
図２５は実施の形態１２のブラシの正面図である。図２６は実施の形態１２のブラシが回転電機の回転軸に平行な方向に矯正される様子を示す要部断面図である。図２５及び図２６において、本実施の形態のブラシ１２７は、コンミテータ２の回転方向の幅が全体的に小さく形成されている。そして、コンミテータ２の回転方向の両側面である第２，第３の側面において、半球状の突起１２７ａ，１２７ａが設けられている。そのため、ブラシ１２７は、箱体８ａ内で突起１２７ａを支点として回動する。そのため、ブラシ１２７の片当りを防止することができ、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合を改善することができる。
【００４１】
尚、上述の実施の形態１〜４、５〜８、及び９〜１２のグループに各々述べられているテーパ面及び突起は、任意に組み合わされて形成されも良い。このような構成とすることにより、ブラシホルダ８がどの方向に傾いて取り付けられたとしても、ブラシはこの傾きを吸収して正常な方向に向くことができることとなる。
【００４２】
【発明の効果】
この発明に係る回転電機では、ブラシがブラシホルダの中で所定の方向に回動することができ、ブラシホルダが傾いて取り付けられたとしても、ブラシはこの傾きを吸収してブラシのコンミテータに接触する第１の面を該コンミテータの外周面に正しく接触させることができる。これによって、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合が改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の回転電機の実施の形態１を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。
【図３】実施の形態１のブラシの回転電機の電機子コア側から見た上面図である。
【図４】実施の形態１のブラシとコンミテータの接触する様子を示す電機子コア側から見た回転電機の回転軸に直角な断面方向の要部断面図である。
【図５】実施の形態２のブラシの回転電機の電機子コア側から見た上面図である。
【図６】実施の形態２のブラシとコンミテータの接触する様子を示す電機子コア側から見た回転電機の回転軸に直角な断面方向の要部断面図である。
【図７】実施の形態３のブラシの回転電機の電機子コア側から見た上面図である。
【図８】実施の形態３のブラシとコンミテータの接触する様子を示す電機子コア側から見た回転電機の回転軸に直角な断面方向の要部断面図である。
【図９】実施の形態４のブラシの形状を示す説明図である。
【図１０】実施の形態４のブラシとコンミテータの接触する様子を示す電機子コア側から見た回転電機の回転軸に直角な断面方向の要部断面図である。
【図１１】実施の形態５のブラシの側面図である。
【図１２】実施の形態５のブラシとコンミテータの接触する様子を示す回転電機の回転軸に平行な要部断面図である。
【図１３】実施の形態６のブラシの側面図である。
【図１４】実施の形態６のブラシとコンミテータの接触する様子を示す回転電機の回転軸に平行な要部断面図である。
【図１５】実施の形態７のブラシの側面図である。
【図１６】実施の形態７のブラシとコンミテータの接触する様子を示す回転電機の回転軸に平行な要部断面図である。
【図１７】実施の形態８のブラシの側面図である。
【図１８】実施の形態８のブラシとコンミテータの接触する様子を示す回転電機の回転軸に平行な要部断面図である。
【図１９】実施の形態９のブラシの正面図である。
【図２０】実施の形態９のブラシが回転電機の回転軸に平行な方向に矯正される様子を示す要部断面図である。
【図２１】実施の形態１０のブラシの正面図である。
【図２２】実施の形態１０のブラシが回転電機の回転軸に平行な方向に矯正される様子を示す要部断面図である。
【図２３】実施の形態１１のブラシの正面図である。
【図２４】実施の形態１１のブラシが回転電機の回転軸に平行な方向に矯正される様子を示す要部断面図である。
【図２５】実施の形態１２のブラシの正面図である。
【図２６】実施の形態１２のブラシが回転電機の回転軸に平行な方向に矯正される様子を示す要部断面図である。
【図２７】従来のブラシとコンミテータの接触する様子を示す電機子コア側から見た回転電機の回転軸に直角な断面方向の要部断面図である。
【図２８】図２７のブラシとコンミテータの接触する部分の拡大図である。
【図２９】従来のブラシとコンミテータの接触する様子を示す回転電機の回転軸に平行な要部断面図である。
【図３０】図２９のブラシとコンミテータの接触する部分の拡大図である。
【図３１】従来のブラシホルダが回転電機の回転軸に対してΔｔ度だけ傾いた状態で組み付けられた場合を示すブラシの摺動方向から見た要部断面図である。
【符号の説明】
１ 回転軸、２ コンミテータ、３ 電機子コア、４ 巻線、５ ヨーク、６マグネット、８ ブラシホルダ、９ スプリング（弾性部材）、１０ 回転子、１１ ハウジング、１２，１３ 軸受１２、１４ 給電線、１５ コネクタ、１７，２７，３７，４７，５７，６７，７７，８７，９７、１０７，１１７，１２７ ブラシ、２０ 固定子。
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転電機のブラシの構造に係わり、特にブラシとコンミテータの摺動によって発生するブラシの自励振動及びこの振動により生ずる異音を抑制する改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回転電機においては、整流作用を得るためにブラシとコンミテータを有するものがある。すなわち、コンミテータ上にブラシが回転摺動することで外部から回転中のコイルに給電する。従来からブラシの保持装置としては、ブラシを収納するブラシホルダ及び上記ブラシをコンミテータへ弾性的に押圧するコイルスプリングが一般的である。
【０００３】
コンミテータの回転中、ブラシはブラシとコンミテータの間で作用する摺動抵抗力によって、ブラシホルダの回転方向側面に圧しつけられて作動している。コンミテータと接触するブラシは、ブラシ先端とコンミテータ面との摩擦力に連なって、回転方向に移動する。このときブラシの先端部はブラシホルダとコンミテータの間隙に巻き込まれていく。
【０００４】
ブラシは黒鉛と一部銅粉末の混合物で形成されているが、空気中の湿度が下がってくると、摺動抵抗が大きくなり、ブラシの回転方向先端部がブラシケースとコンミテータよって瞬間的に挟み込まれる状態になり、逆にその反動で勢いよくはじき返されて自励振動が発生し、チャープ音と呼ばれる騒音が発生している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図２７は従来のブラシとコンミテータの接触する様子を示す電機子コア側から見た回転電機の回転軸に直角な断面方向の要部断面図である。図２８は図２７のブラシとコンミテータの接触する部分の拡大図である。コンミテータ２は、回転軸１に貫通されて固定され概略円筒状を成している。ブラシ７は概略直方体状をなし、コンミテータ２側の第１面は、コンミテータ２の外周面にならって凹型にへこんでいる。尚、図において、ブラシ７をコンミテータ２方向に押圧するスプリングは省略している。
【０００６】
ここで、図２７，図２８に示されるように、ブラシホルダ８が仮にコンミテータ２の回転方向に対してΔｔだけずれた状態で組み付けられた場合、ブラシ７の摺動面は、コンミテータ２の外周面に面当たりすることができない。すなわち、図２８の点Ｓの部分のみで接触することとなり、所謂、片当り状態となる。このような片当り状態となると、自励振動やチャープ音が発生し、モータの特性が悪くなるばかりか、騒音・振動等の不具合が発生するので問題であった。
【０００７】
図２９は従来のブラシとコンミテータの接触する様子を示す回転電機の回転軸に平行な要部断面図である。図３０は図２９のブラシとコンミテータの接触する部分の拡大図である。ブラシ７は概略直方体状をなし、コンミテータ２側の第１は、回転電機の回転軸方向において先端部と後端部のみが接触するように中央部が大きくへこむ円弧状をなしている。尚、図において、ブラシ７をコンミテータ２方向に押圧するスプリングは省略されている。図２９，図３０に示されるように、ブラシホルダ８が仮にコンミテータ２の軸方向に対してΔｔ度だけ傾いた状態で組み付けられた場合、ブラシ７の摺動面は、コンミテータ２の外周面に正常に接触することができない。すなわち、図３０の点Ｔの部分のみで接触することとなり、所謂、片当り状態となる。このような片当り状態となると、自励振動やチャープ音が発生し、モータの特性が悪くなるばかりか、騒音・振動等の不具合が発生するので問題であった。
【０００８】
図３１は従来のブラシホルダが回転電機の回転軸に対してΔｔ度だけ傾いた状態で組み付けられた場合を示すブラシの摺動方向から見た要部断面図である。図３２は図３１のブラシとコンミテータの接触する部分を示している。図３１に示されるように、ブラシ７が回転電機の回転軸に対してΔｔ度だけ傾いた状態になると、ブラシ７の摺動面は、コンミテータ２の外周面に対し点接触することになる。このような状態となると、ブラシ７の摺動面は、コンミテータ２の外周面に正常に面当たりすることができない。このような状態においても、自励振動やチャープ音が発生し、モータの特性が悪くなるばかりか、騒音・振動等の不具合が発生するので問題であった。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するために考案されたものであり、ブラシの所定の部分の形状を特殊なものとし、ブラシをブラシホルダの中で所定の方向に回動できることにより、ブラシホルダやその他の回転電機を構成する部品の精度や組付け精度の影響による片当り状態を防止する。これにより、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合を改善することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る回転電機は、回転軸、該回転軸に軸方向に貫通して設けられコンミテータ、前記回転軸に固定された電機子コア、及び該電機子コアに巻装された巻線を有する回転子と、前記回転子を収納するヨーク、該ヨークに固定されるマグネット、前記コンミテータと接触する概略直方体形状のブラシ、前記コンミテータと隙間を有し前記ハウジングに固定され前記ブラシを収納し該ブラシを該コンミテータ方向にガイドするブラシホルダ、該ブラシホルダと前記ブラシとの間に縮設され前記ブラシを前記コンミテータ方向に押圧する弾性部材を有する固定子とを備えた回転電機であって、
前記ブラシの前記コンミテータに接触する第１の面が該コンミテータの外周面に接触するように、前記ブラシは、前記ブラシホルダ内において、前記コンミテータの回転軸と平行な軸回りに遊動可能に収納されているとともに、前記ブラシは、前記コンミテータの回転方向の両側面である第２の側面、第３の側面において、中央部に前記ブラシホルダの内面と平行な面を有し、この中央部に対して、コンミテータ側の先端部とコンミテータと反対側の後端側が前記中央部に対してそれぞれ先細りとなるように形成されている。
【００１１】
この発明に係る回転電機は、回転軸、該回転軸に軸方向に貫通して設けられコンミテータ、前記回転軸に固定された電機子コア、及び該電機子コアに巻装された巻線を有する回転子と、前記回転子を収納するヨーク、該ヨークに固定されるマグネット、前記コンミテータと接触する概略直方体形状のブラシ、前記コンミテータと隙間を有し前記ハウジングに固定され前記ブラシを収納し該ブラシを該コンミテータ方向にガイドするブラシホルダ、該ブラシホルダと前記ブラシとの間に縮設され前記ブラシを前記コンミテータ方向に押圧する弾性部材を有する固定子とを備えた回転電機であって、前記ブラシの前記コンミテータに接触する第１の面が該コンミテータの外周面に接触するように、前記ブラシは、前記ブラシホルダ内において、前記コンミテータの回転軸を含む面に対して直交する軸回りに遊動可能に収納されているとともに、前記ブラシは、前記コンミテータの軸方向の両側面である第４の側面、第５の側面において、中央部に対して、コンミテータ側の先端部とコンミテータと反対側の後端側が前記中央部に対してそれぞれ先細りとなるように形成されている。
【００１２】
この発明に係る回転電機は、回転軸、該回転軸に軸方向に貫通して設けられコンミテータ、前記回転軸に固定された電機子コア、及び該電機子コアに巻装された巻線を有する回転子と、前記回転子を収納するヨーク、該ヨークに固定されるマグネット、前記コンミテータと接触する概略直方体形状のブラシ、前記コンミテータと隙間を有し前記ハウジングに固定され前記ブラシを収納し該ブラシを該コンミテータ方向にガイドするブラシホルダ、該ブラシホルダと前記ブラシとの間に縮設され前記ブラシを前記コンミテータ方向に押圧する弾性部材を有する固定子とを備えた回転電機であって、前記ブラシの前記コンミテータに接触する第１の面が該コンミテータの外周面に接触するように、前記ブラシは、前記ブラシホルダ内において、前記コンミテータの回転軸と直交する軸回りに遊動可能に収納されているとともに、前記ブラシは、前記コンミテータの回転方向の両側面である第２の側面、第３の側面において、中央部に前記ブラシホルダの内面と平行な面を有し、この中央部に対して、コンミテータの軸方向の給電線が設けられている先端側と給電線が設けられていない後端側が前記中央部に対してそれぞれ先細りとなるように形成されている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の回転電機の実施の形態１を示す断面図である。図２は図１のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。図１において、回転電機の回転子１０は、回転軸１と、回転軸１に設けられたコンミテータ２と、回転軸１に設けられた電機子コア３と電機子コア３に巻装された巻線４とを有している。回転子１０は、軸受１２，１３によって支持されている。
【００１７】
一方、回転電機の固定子２０は、回転子１０を収納するヨーク５と、ヨーク５に固定されたマグネット６と、コンミテータ２と接触するブラシ１７と、ブラシ１７を収納しさらにブラシ１７をガイドするブラシホルダ８と、ブラシホルダ８に収納されブラシ１７をコンミテータ２方向に押圧する弾性部材としてのスプリング９を有している。１１はヨーク５の蓋となるハウジングである。マグネット６はヨーク５の内壁に固定されている。
【００１８】
ブラシホルダ８は、収納する概略直方体形状のブラシ１７の振動をハウジング１１に伝えないように外形部が樹脂で成型され、内部に概略箱型の箱体８ａを有している。箱体８ａはブラシ１７を収納し且つブラシ１７をガイドしている。スプリング９は、ブラシホルダ８内でブラシホルダの底壁とブラシ１７の後端との間に縮設され、ブラシ１７をコンミテータ２方向に押圧している。スプリング９は、ブラシ１７の振動を吸収し、ブラシ１７をブラシホルダ８内で安定させる働きがある。ブラシ１７から給電線１４が延びている。給電線１４は回転電機の外周部に設けられたコネクタ１５まで延び、コネクタ１５を介して図示しない外部電源につながっている。そして、ブラシ１７からを介して得られた電力は、コンミテータ２を介して、巻線４に供給される。
【００１９】
図３は本実施の形態のブラシの回転電機の電機子コア側から見た上面図である。図４は本実施の形態のブラシとコンミテータの接触する様子を示す電機子コア側から見た回転電機の回転軸に直角な断面方向の要部断面図である。図３において、ブラシ１７は、概略直方体状をなし、コンミテータ２側の第１面は、コンミテータ２の外周面にならって凹型にへこんでいる。そしてさらに、本実施の形態のブラシ１７は、コンミテータ２の回転方向の両側面である第２，第３の側面において、コンミテータ２と反対側の後端側が中央部に対して先細りとなるように、断面直線状のテーパ面１７ａ，１７ａが形成されている。
【００２０】
図４において、コンミテータ２は、回転軸１に貫通されて固定され概略円筒状を成している。円筒状の外周部には、回転軸に平行な方向に延びる電極２ａが全周にわたって設けられている。隣り合う電極２ａ間には、回転軸に平行な方向に延びる溝２ｂが形成されている。ブラシ１７は、ブラシホルダ８内に収納されている。ブラシホルダ８の箱体８ａは、ブラシ１７をコンミテータ２方向に移動可能にガイドしている。ブラシ１７と箱体８ａとの間には、所定の微少な隙間が形成されており、ブラシ１７は、箱体８ａ内に緩やかに収納されている。尚、図４において、ブラシ１７をコンミテータ２方向に押圧するスプリングは省略されている。
【００２１】
ここで、図４に示されるように、ブラシホルダ８が仮にコンミテータ２の回転方向に対してΔｔだけずれた状態で組み付けられた場合を想定する。ブラシ１７は、図示しないスプリングによってコンミテータ２方向に押圧するされている。本実施の形態のブラシ１７は、コンミテータ２と反対側の後端側にテーパ面１７ａ，１７ａが形成されているので、コンミテータ２側の一面に形成された凹部がコンミテータ２の外周面に係合しようとして、コンミテータ２の回転軸１と平行な軸回りに小さな角度で回動する。そのため、コンミテータ２側の第１面の凹部はコンミテータ２に密着する。すなわち、片当りしなくなる。
【００２２】
このように本実施の形態の回転電機においては、ブラシ１７は、ブラシホルダ８内に緩やかに収納され、コンミテータ２の回転軸１と平行な軸回りに小さな角度で回動可能なようにコンミテータ２の回転方向の第２，第３の両側面がコンミテータ２と反対側の後端側において、中央部よりも幅が狭くされている。そのため、ブラシ１７の片当りを防止することができ、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合を改善することができる。
【００２３】
実施の形態２．
図５は実施の形態２のブラシの回転電機の電機子コア側から見た上面図である。図６は実施の形態２のブラシとコンミテータの接触する様子を示す電機子コア側から見た回転電機の回転軸に直角な断面方向の要部断面図である。図５及び図６において、本実施の形態のブラシ２７は、コンミテータ２の回転方向の両側面である第２，第３の側面において、コンミテータ２側の先端側とコンミテータ２と反対側の後端側が中央部に対してそれそれ先細りとなるように、断面直線状のテーパ面２７ａ，２７ａ及び２７ｂ，２７ｂがそれぞれ形成されている。そのため、ブラシ２７はさらに回動しやすくなり、コンミテータ２側の第１面の凹部はさらに密着しやすくなるので、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合をさらに改善することができる。
【００２４】
尚、断面直線状のテーパ面２７ａ，２７ａ及び２７ｂ，２７ｂは、型によって形成されても切削等の追加工によって形成されても良いが、コンミテータ２側の凹部の両端に形成される凸部は、コンミテータ２の回転時に電極２ａ間の溝２ｂに引っかからないように滑らかな形状とされる必要がある。
【００２５】
実施の形態３．
図７は実施の形態３のブラシの回転電機の電機子コア側から見た上面図である。図８は実施の形態３のブラシとコンミテータの接触する様子を示す電機子コア側から見た回転電機の回転軸に直角な断面方向の要部断面図である。図７及び図８において、本実施の形態のブラシ３７は、コンミテータ２の回転方向の両側面である第２，第３の側面において、コンミテータ２側の先端側とコンミテータ２と反対側の後端側が中央部に対してそれそれ先細りとなるように、断面円弧状のテーパ面３７ａ，３７ａ及び３７ａ，３７ａがそれぞれ形成されている。そのため、ブラシ３７はさらに回動しやすくなり、コンミテータ２側の第１面の凹部はさらに密着しやすくなるので、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合をさらに改善することができる。
尚、断面円弧状のテーパ面３７ａ，３７ａ及び３７ｂ，３７ｂは、型によって形成されても切削等の追加工によって形成されても良いが、コンミテータ２側の凹部の両端に形成される凸部は、コンミテータ２の回転時に電極２ａ間の溝２ｂに引っかからないように滑らかな形状とされる必要がある。
【００２６】
実施の形態４．
図９は実施の形態４のブラシの形状を示す説明図である。図１０は実施の形態４のブラシとコンミテータの接触する様子を示す電機子コア側から見た回転電機の回転軸に直角な断面方向の要部断面図である。図９及び図１０において、本実施の形態のブラシ４７は、コンミテータ２の回転方向の幅が全体的に小さく形成されている。そして、コンミテータ２の回転方向の両側面である第２，第３の側面において、半球状の突起４７ａ，４７ａが設けられている。そのため、ブラシ４７は、箱体８ａ内で突起４７ａを支点として回動する。そのため、ブラシ４７の凹部はコンミテータ２にさらに密着しやすくなり、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合をさらに改善することができる。
【００２７】
実施の形態５．
図１１は実施の形態５のブラシの側面図である。図１２は実施の形態５のブラシとコンミテータの接触する様子を示す回転電機の回転軸に平行な要部断面図である。図１１において、ブラシ５７は、コンミテータ２側の第１面は、回転電機の回転軸方向において先端部と後端部のみが接触するように中央部が大きくへこむ円弧状をなしている。そしてさらに、本実施の形態のブラシ５７は、コンミテータ２の軸方向の両側面である第４，第５の側面において、コンミテータ２と反対側の後端側が中央部に対して先細りとなるように、断面直線状のテーパ面５７ａ，５７ａが形成されている。
【００２８】
図１２において、コンミテータ２は、回転軸１に貫通されて固定され概略円筒状を成している。円筒状の外周部には、回転軸に平行な方向に延びる電極２ａが全周にわたって設けられている。隣り合う電極２ａ間には、回転軸に平行な方向に延びる溝２ｂが形成されている。ブラシ５７は、ブラシホルダ８内に収納されている。ブラシホルダ８の箱体８ａは、ブラシ５７をコンミテータ２方向に移動可能にガイドしている。ブラシ５７と箱体８ａとの間には、所定の微少な隙間が形成されており、ブラシ５７は、箱体８ａ内に緩やかに収納されている。尚、図１２において、ブラシ５７をコンミテータ２方向に押圧するスプリングは省略されている。
【００２９】
ここで、図１２に示されるように、ブラシホルダ８が仮にコンミテータ２の回転方向に対して所定の角度だけずれた状態で組み付けられた場合を想定する。ブラシ５７は、図示しないスプリングによってコンミテータ２方向に押圧するされている。本実施の形態のブラシ５７は、コンミテータ２と反対側の後端側にテーパ面５７ａ，５７ａが形成されているので、軸方向の先端部と後端部が両方ともコンミテータ２に接触しようとして、コンミテータ２の回転軸１を含む面に対して直交する軸回りに小さな角度で回動する。そのため、コンミテータ２側の第１面の先端部と後端部は両方ともコンミテータ２に密着する。すなわち、片当りしなくなる。
【００３０】
このように本実施の形態の回転電機においては、ブラシ５７は、コンミテータ２の回転軸２を含む面に対して直交する軸回りに小さな角度で回動可能なように、コンミテータ２の軸方向の第４，第５の両側面がコンミテータ２と反対側の後端側において、中央部よりも幅が狭くされている。そのため、ブラシ５７の片当りを防止することができ、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合を改善することができる。
【００３１】
実施の形態６．
図１３は実施の形態６のブラシの側面図である。図１４は実施の形態６のブラシとコンミテータの接触する様子を示す回転電機の回転軸に平行な要部断面図である。図１３及び図１４において、本実施の形態のブラシ６７は、コンミテータ２の軸方向の両側面である第４，第５の側面において、コンミテータ２側の先端側とコンミテータ２と反対側の後端側が中央部に対してそれぞれ先細りとなるように、断面直線状のテーパ面６７ａ，６７ａ及び６７ｂ，６７ｂが形成されている。そのため、ブラシ６７はさらに回動しやすくなり、コンミテータ２側の第１面の先端部と後端部はさらに密着しやすくなり、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合をさらに改善することができる。
【００３２】
実施の形態７．
図１５は実施の形態７のブラシの側面図である。図１６は実施の形態７のブラシとコンミテータの接触する様子を示す回転電機の回転軸に平行な要部断面図である。図１５及び図１６において、本実施の形態のブラシ７７は、コンミテータ２の軸方向の両側面である第４，第５の側面において、コンミテータ２側の先端側とコンミテータ２と反対側の後端側が中央部に対してそれぞれ先細りとなるように、断面円弧状のテーパ面７７ａ，７７ａ及び７７ｂ，７７ｂが形成されている。そのため、ブラシ７７はさらに回動しやすくなり、コンミテータ２側の第１面の先端部と後端部はさらに密着しやすくなり、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合をさらに改善することができる。
【００３３】
実施の形態８．
図１７は実施の形態８のブラシの側面図である。図１８は実施の形態８のブラシとコンミテータの接触する様子を示す回転電機の回転軸に平行な要部断面図である。図１７及び図１８において、本実施の形態のブラシ８７は、コンミテータ２の軸方向の幅が全体的に小さく形成されている。そして、コンミテータ２の軸方向の両側面である第４，第５の側面において、半球状の突起８７ａ，８７ａが設けられている。そのため、ブラシ８７は、箱体８ａ内で突起８７ａを支点として回動する。ブラシ８７はさらに回動しやすくなり、コンミテータ２側の第１面の先端部と後端部はさらに密着しやすくなり、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合をさらに改善することができる。
【００３４】
実施の形態９．
図１９は実施の形態９のブラシの正面図である。図２０は実施の形態９のブラシが回転電機の回転軸に平行な方向に矯正される様子を示す要部断面図である。図１９において、本実施の形態のブラシ９７は、コンミテータ２の回転方向の両側面である第２，第３の側面において、コンミテータ２の軸方向の給電線１４が設けられてない後端側において、中央部に対して先細りとなるように、断面直線状のテーパ面９７ａ，９７ａが形成されている。
尚、断面直線状のテーパ面９７ａ，９７ａ及び９７ｂ，９７ｂは、型によって形成されても切削等の追加工によって形成されても良いが、コンミテータ２側の凹部の両端に形成される凸部は、コンミテータ２の回転時に電極２ａ間の溝２ｂに引っかからないように滑らかな形状とされる必要がある。
【００３５】
図２０において、コンミテータ２は、回転軸１に貫通されて固定され概略円筒状を成している。ブラシ９７は、ブラシホルダ８内に収納されている。ブラシホルダ８の箱体８ａは、ブラシ９７をコンミテータ２方向（すなわち、図２０の紙面に垂直な方向）に移動可能にガイドしている。ブラシ９７と箱体８ａとの間には、所定の微少な隙間が形成されており、ブラシ９７は、箱体８ａ内に緩やかに収納されている。
【００３６】
ここで、図２０に示されるように、ブラシホルダ８が仮に回転電機の回転軸に対してΔｔ度だけ傾いた状態で組み付けられた場合を想定する。ブラシ９７は、図示しないスプリングによってコンミテータ２方向に押圧するされている。本実施の形態のブラシ９７は、コンミテータ２の軸方向の給電線１４が設けられてない後端側に断面直線状のテーパ面９７ａ，９７ａが形成されているので、コンミテータ２の回転軸２と直交する軸回りに小さな角度で回動する。そのため、ブラシホルダ８が仮に回転電機の回転軸に対してΔｔ度だけ傾いた状態であっても、ブラシ９７は回転電機の回転軸に対して平行となり、摺動面が正常状態で接触する。
【００３７】
このように本実施の形態の回転電機においては、ブラシ９７は、コンミテータ２の回転軸と直交する軸回りに小さな角度で回動するように、コンミテータ２の回転方向の第２，第３の両側面がコンミテータ２軸方向の少なくとも給電線１４が設けられてない後端側において、中央部よりも幅が狭くされている。そのため、ブラシ５７の片当りを防止することができ、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合を改善することができる。
【００３８】
実施の形態１０．
図２１は実施の形態１０のブラシの正面図である。図２２は実施の形態１０のブラシが回転電機の回転軸に平行な方向に矯正される様子を示す要部断面図である。図２１及び図２２において、本実施の形態のブラシ１０７は、コンミテータ２の回転方向の両側面である第２，第３の側面において、コンミテータ２の軸方向の給電線１４が設けられている先端側と給電線１４が設けられていない後端側において、中央部に対してそれぞれ先細りとなるように、断面直線状のテーパ面１０７ａ，１０７ａ及び１０７ｂ，１０７ｂが形成されている。そのため、ブラシ１０７はさらに回動しやすくなり、ブラシ１０７の片当りを防止することができ、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合を改善することができる。
尚、断面直線状のテーパ面１０７ａ，１０７ａ及び１０７ｂ，１０７ｂは、型によって形成されても切削等の追加工によって形成されても良いが、コンミテータ２側の凹部の両端に形成される凸部は、コンミテータ２の回転時に電極２ａ間の溝２ｂに引っかからないように滑らかな形状とされる必要がある。
【００３９】
実施の形態１１．
図２３は実施の形態１１のブラシの正面図である。図２４は実施の形態１１のブラシが回転電機の回転軸に平行な方向に矯正される様子を示す要部断面図である。図２３及び図２４において、本実施の形態のブラシ１１７は、コンミテータ２の回転方向の両側面である第２，第３の側面において、コンミテータ２の軸方向の給電線１４が設けられている先端側と給電線１４が設けられていない後端側において、中央部に対してそれぞれ先細りとなるように、断面円弧状のテーパ面１１７ａ，１１７ａ及び１１７ｂ，１１７ｂが形成されている。そのため、ブラシ１１７はさらに回動しやすくなり、ブラシ１１７の片当りを防止することができ、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合を改善することができる。
尚、断面円弧状のテーパ面１１７ａ，１１７ａ及び１１７ｂ，１１７ｂは、型によって形成されても切削等の追加工によって形成されても良いが、コンミテータ２側の凹部の両端に形成される凸部は、コンミテータ２の回転時に電極２ａ間の溝２ｂに引っかからないように滑らかな形状とされる必要がある。
【００４０】
実施の形態１２．
図２５は実施の形態１２のブラシの正面図である。図２６は実施の形態１２のブラシが回転電機の回転軸に平行な方向に矯正される様子を示す要部断面図である。図２５及び図２６において、本実施の形態のブラシ１２７は、コンミテータ２の回転方向の幅が全体的に小さく形成されている。そして、コンミテータ２の回転方向の両側面である第２，第３の側面において、半球状の突起１２７ａ，１２７ａが設けられている。そのため、ブラシ１２７は、箱体８ａ内で突起１２７ａを支点として回動する。そのため、ブラシ１２７の片当りを防止することができ、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合を改善することができる。
【００４１】
尚、上述の実施の形態１〜４、５〜８、及び９〜１２のグループに各々述べられているテーパ面及び突起は、任意に組み合わされて形成されも良い。このような構成とすることにより、ブラシホルダ８がどの方向に傾いて取り付けられたとしても、ブラシはこの傾きを吸収して正常な方向に向くことができることとなる。
【００４２】
【発明の効果】
この発明に係る回転電機では、ブラシがブラシホルダの中で所定の方向に回動することができ、ブラシホルダが傾いて取り付けられたとしても、ブラシはこの傾きを吸収してブラシのコンミテータに接触する第１の面を該コンミテータの外周面に正しく接触させることができる。これによって、回転電機の特性の悪化や騒音・振動等の不具合が改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の回転電機の実施の形態１を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。
【図３】実施の形態１のブラシの回転電機の電機子コア側から見た上面図である。
【図４】実施の形態１のブラシとコンミテータの接触する様子を示す電機子コア側から見た回転電機の回転軸に直角な断面方向の要部断面図である。
【図５】実施の形態２のブラシの回転電機の電機子コア側から見た上面図である。
【図６】実施の形態２のブラシとコンミテータの接触する様子を示す電機子コア側から見た回転電機の回転軸に直角な断面方向の要部断面図である。
【図７】実施の形態３のブラシの回転電機の電機子コア側から見た上面図である。
【図８】実施の形態３のブラシとコンミテータの接触する様子を示す電機子コア側から見た回転電機の回転軸に直角な断面方向の要部断面図である。
【図９】実施の形態４のブラシの形状を示す説明図である。
【図１０】実施の形態４のブラシとコンミテータの接触する様子を示す電機子コア側から見た回転電機の回転軸に直角な断面方向の要部断面図である。
【図１１】実施の形態５のブラシの側面図である。
【図１２】実施の形態５のブラシとコンミテータの接触する様子を示す回転電機の回転軸に平行な要部断面図である。
【図１３】実施の形態６のブラシの側面図である。
【図１４】実施の形態６のブラシとコンミテータの接触する様子を示す回転電機の回転軸に平行な要部断面図である。
【図１５】実施の形態７のブラシの側面図である。
【図１６】実施の形態７のブラシとコンミテータの接触する様子を示す回転電機の回転軸に平行な要部断面図である。
【図１７】実施の形態８のブラシの側面図である。
【図１８】実施の形態８のブラシとコンミテータの接触する様子を示す回転電機の回転軸に平行な要部断面図である。
【図１９】実施の形態９のブラシの正面図である。
【図２０】実施の形態９のブラシが回転電機の回転軸に平行な方向に矯正される様子を示す要部断面図である。
【図２１】実施の形態１０のブラシの正面図である。
【図２２】実施の形態１０のブラシが回転電機の回転軸に平行な方向に矯正される様子を示す要部断面図である。
【図２３】実施の形態１１のブラシの正面図である。
【図２４】実施の形態１１のブラシが回転電機の回転軸に平行な方向に矯正される様子を示す要部断面図である。
【図２５】実施の形態１２のブラシの正面図である。
【図２６】実施の形態１２のブラシが回転電機の回転軸に平行な方向に矯正される様子を示す要部断面図である。
【図２７】従来のブラシとコンミテータの接触する様子を示す電機子コア側から見た回転電機の回転軸に直角な断面方向の要部断面図である。
【図２８】図２７のブラシとコンミテータの接触する部分の拡大図である。
【図２９】従来のブラシとコンミテータの接触する様子を示す回転電機の回転軸に平行な要部断面図である。
【図３０】図２９のブラシとコンミテータの接触する部分の拡大図である。
【図３１】従来のブラシホルダが回転電機の回転軸に対してΔｔ度だけ傾いた状態で組み付けられた場合を示すブラシの摺動方向から見た要部断面図である。
【符号の説明】
１ 回転軸、２ コンミテータ、３ 電機子コア、４ 巻線、５ ヨーク、６マグネット、８ ブラシホルダ、９ スプリング（弾性部材）、１０ 回転子、１１ ハウジング、１２，１３ 軸受１２、１４ 給電線、１５ コネクタ、１７，２７，３７，４７，５７，６７，７７，８７，９７、１０７，１１７，１２７ ブラシ、２０ 固定子。
Claims (3)
- 回転軸、該回転軸に軸方向に貫通して設けられコンミテータ、前記回転軸に固定された電機子コア、及び該電機子コアに巻装された巻線を有する回転子と、
前記回転子を収納するヨーク、該ヨークに固定されるマグネット、前記コンミテータと接触する概略直方体形状のブラシ、前記コンミテータと隙間を有し前記ハウジングに固定され前記ブラシを収納し該ブラシを該コンミテータ方向にガイドするブラシホルダ、該ブラシホルダと前記ブラシとの間に縮設され前記ブラシを前記コンミテータ方向に押圧する弾性部材を有する固定子と
を備えた回転電機であって、
前記ブラシの前記コンミテータに接触する第１の面が該コンミテータの外周面に接触するように、
前記ブラシは、前記ブラシホルダ内において、前記コンミテータの回転軸と平行な軸回りに遊動可能に収納されているとともに、
前記ブラシは、前記コンミテータの回転方向の両側面である第２の側面、第３の側面において、中央部に前記ブラシホルダの内面と平行な面を有し、この中央部に対して、コンミテータ側の先端部とコンミテータと反対側の後端側が前記中央部に対してそれぞれ先細りとなるように形成されていることを特徴とする回転電機。 - 回転軸、該回転軸に軸方向に貫通して設けられコンミテータ、前記回転軸に固定された電機子コア、及び該電機子コアに巻装された巻線を有する回転子と、
前記回転子を収納するヨーク、該ヨークに固定されるマグネット、前記コンミテータと接触する概略直方体形状のブラシ、前記コンミテータと隙間を有し前記ハウジングに固定され前記ブラシを収納し該ブラシを該コンミテータ方向にガイドするブラシホルダ、該ブラシホルダと前記ブラシとの間に縮設され前記ブラシを前記コンミテータ方向に押圧する弾性部材を有する固定子と
を備えた回転電機であって、
前記ブラシの前記コンミテータに接触する第１の面が該コンミテータの外周面に接触するように、
前記ブラシは、前記ブラシホルダ内において、前記コンミテータの回転軸を含む面に対して直交する軸回りに遊動可能に収納されているとともに、
前記ブラシは、前記コンミテータの軸方向の両側面である第４の側面、第５の側面において、中央部に対して、コンミテータ側の先端部とコンミテータと反対側の後端側が前記中央部に対してそれぞれ先細りとなるように形成されていることを特徴とする回転電機。 - 回転軸、該回転軸に軸方向に貫通して設けられコンミテータ、前記回転軸に固定された電機子コア、及び該電機子コアに巻装された巻線を有する回転子と、
前記回転子を収納するヨーク、該ヨークに固定されるマグネット、前記コンミテータと接触する概略直方体形状のブラシ、前記コンミテータと隙間を有し前記ハウジングに固定され前記ブラシを収納し該ブラシを該コンミテータ方向にガイドするブラシホルダ、該ブラシホルダと前記ブラシとの間に縮設され前記ブラシを前記コンミテータ方向に押圧する弾性部材を有する固定子と
を備えた回転電機であって、
前記ブラシの前記コンミテータに接触する第１の面が該コンミテータの外周面に接触するように、
前記ブラシは、前記ブラシホルダ内において、前記コンミテータの回転軸と直交する軸
回りに遊動可能に収納されているとともに、前記ブラシは、前記コンミテータの回転方向の両側面である第２の側面、第３の側面において、中央部に前記ブラシホルダの内面と平行な面を有し、この中央部に対して、コンミテータの軸方向の給電線が設けられている先端側と給電線が設けられていない後端側が前記中央部に対してそれぞれ先細りとなるように形成されていることを特徴とする回転電機。
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