JP4496415B2 - 回転電機およびそのブラシの製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、ブラシを備えた回転電機およびそのブラシの製造方法に関するものである。

ブラシとコンミテータ（整流子）の摺接音の低騒音化についての従来の回転電機およびそのブラシの製造方法に関するものとして、ブラシの内径側面に、コンミテータの外周面に沿う凹状曲面に形成された摺接面と、該摺接面がコンミテータの外周面から離間するように傾斜した傾斜面とを備えたブラシにおいて、該傾斜面を、摺接面の曲面にあわせた凹状曲面に形成して、摺接面のモータ軸方向の摺接幅が略一定に維持されるようにしたものがあった。そして、前記傾斜面の凹状曲面と前記摺接面の凹状曲面とは、等しい曲率で形成されたものがあった。
また、回転電機の組立後に整流子を回転させて、ブラシの摺接面が整流子の外周面に沿って馴染むように僅かに摩耗させ、ブラシと整流子との摺動状態が安定するようにランニング処理（慣らし）をして、組立直後の回転電機の摺接音の低騒音化を図るものがあった。

特開２００３−２５９６０７号公報（段落［０００４］、第４図） 特開２００５−１０２４１２号公報（段落［０００２］）

従来のものは、ブラシの軸方向の一端に摺接面を設けて摺接音の低騒音化を図るものであるが、該ブラシの軸方向について設けた傾斜面は、摺接面がコンミテータの外周面から軸方向に漸次離間するように、軸方向に対して直線状に傾斜させて形成しているために、傾斜させる角度が小さいブラシの場合、換言すれば傾斜面がコンミテータの外周面と平行に近い場合には、傾斜が少ない分だけブラシの体積が増加して、当該ブラシの摩耗に対する寿命については比較的長寿命にできるが、当該ブラシが組み付けられた回転電機においてはランニング処理の追加が必要となったり、ランニング処理に比較的長時間を要することになるといった問題があった。
一方、傾斜させる角度が大きいブラシの場合、換言すればコンミテータの外周面から比較的大きく離間するような傾斜面の場合には、傾斜が多い分だけブラシの体積が減少して、当該ブラシが組み付けられた回転電機においてはランニング処理の追加を不要にできたり、ランニング処理を比較的短時間とすることができるものの、当該ブラシの摩耗に対する寿命においては比較的短寿命になるといった問題があり、ブラシの摩耗寿命の向上と、ランニング処理時間の短縮化又はランニング処理の不要化とを両立することができないといった問題があった。
また、従来のものは、コンミテータの外周面から軸方向に漸次離間するように軸方向に直線状に傾斜させて設けた傾斜面の、コンミテータの回転方向側には、摺接面の曲面にあわせた凹状曲面を形成する構成であり、傾斜面がコンミテータと対向する面（内径側面）には、径方向外側に向かって回転方向側の中央が窪んだ凹状曲面を有しているため、このような凹状曲面を備えた傾斜面を、重ねて設置した複数個のブラシに対して、コンミテータの回転方向側に向かって連続的に切削加工して形成することは困難で、回転電機の回転軸又は傾斜面と略平行な軸を中心に回転する砥石を、ブラシ１個毎に押し当てて該凹状曲面を切削加工することとなるなど、傾斜面の形成にあたって比較的長い加工時間を要するなど、上記従来形状のブラシを得るためには、ブラシが比較的高価なものになってしまうといった問題があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、ブラシ寿命の長寿命化と、ランニング処理時間の短縮化又はランニング処理の不要化とを両立できると共に、安価なブラシを備えた回転電機およびそのブラシの製造方法を得ることを目的とするものである。

この発明に係る回転電機においては、ブラシの軸方向の一端に整流子の外周面に沿う凹状曲面で形成され、該凹状曲面の半径は、前記整流子の外周面の半径よりも１０％以下で大きく形成された摺接面と、該摺接面から該ブラシの軸方向の他端に向かって前記整流子の外周面から漸次離間するような軸方向に対して凹状曲面で形成されるとともに、前記整流子の回転方向側に対しては径方向に凹凸を有さない平滑面で形成された除肉部とを有したブラシを備えたものである。

この発明に係る回転電機のブラシの製造方法においては、ブラシの軸方向の一端に整流子の外周面に沿う凹状曲面で形成され、該凹状曲面の半径は、前記整流子の外周面の半径よりも１０％以下で大きく形成された摺接面と、該摺接面から該ブラシの軸方向の他端に向かって前記整流子の外周面から漸次離間する軸方向に対して凹状曲面で形成されるとともに、前記整流子の回転方向側に対しては径方向に凹凸を有さない平滑面で形成された除肉部とを備えたブラシの製造方法であって、該ブラシの成形金型に充填された材料粉末を圧縮成形する工程と、圧縮成形されたものを焼成する工程と、焼成された複数個の前記ブラシに対して前記整流子の回転方向側に向かって連続的に切削加工して前記除肉部を形成する工程とを備えたものである。

この発明によれば、ブラシ寿命の長寿命化と、ランニング処理時間の短縮化又はランニング処理の不要化とを両立できると共に、安価なブラシを備えた回転電機およびそのブラシの製造方法を得ることができる。

実施の形態１．
実施の形態１を図１〜図４に基づいて説明する。なお、各図において同一または相当部分には同一符号を付して説明する。図１は、電動パワーステアリング装置用のモータの断面図、図２は、図１のモータのブラシ形状の説明図、図３は、図２のブラシの除肉部と従来のブラシの傾斜面とを比較した説明図である。図４は、図２のブラシの除肉部形成の説明図である。

図１において、回転電機をなす電動パワーステアリング装置用のモータ１は、固定子をなす有底円筒状のヨーク２と、ヨーク２の内側に配設された回転子をなすアマチュア３と、アマチュア３に給電するブラシ４と、ヨーク２の開口部と嵌合しヨーク２と固定されるブラケット５と、アマチュア３の回転軸６の一端に固定され車両のステアリング側と連結するボス７を備えている。ヨーク２の内周面には、永久磁石からなる磁極８がＮＳ各２個固定されており、磁極８の内側に空隙を介してアマチュア３が配設されている。回転軸６は、ベアリング９及び１０によって回転自在に支持されている。回転軸６に固定された円筒状の整流子１１の外周面にブラシ４が摺接し、整流子１１に接続されたアマチュアコイル１２に給電される。

ブラシ４は、整流子１１の周囲に放射状に正負各２個が配設されており、各々のブラシ４は、回転軸６の軸心方向に向かって夫々スプリング１３で整流子１１の外周面に押圧されている。ブラシ４は、略直方体の形状であって、その整流子側の側面（内径側面）に、ブラシ４の軸方向の一端（図１においては、アマチュア３とは反対側）に摺接面１４を有しており、摺接面１４からブラシ４の軸方向の他端（図１においては、アマチュア３の方向）に向かって整流子１１の外周面から漸次離間するような、軸方向に対して凹状曲面で形成された除肉部１５を備えている。略直方体のブラシ４は、摺接面１４の側の軸方向端面とは反対側の軸方向端面（図１においては、アマチュア３の側の端面）から導出されたピグテール１６を備えており、ピグテール１６は、電動パワーステアリング装置用の制御装置に繋がるリード線２７と電気的に接続されている。

図２は、ブラシ４の形状の説明図であって、図２（ａ）は、整流子側から見た側面図、図２（ｂ）は、摺接面１４の側の軸方向端面とは反対側の軸方向端面から見た、即ち、図２（ａ）をアマチュア側から見た側面図、図２（ｃ）は、図１で示すブラシ４と同様の図であって、整流子１１の回転方向側から見たブラシ４の回転方向側の端面を示す正面図である。なお、図１及び図２（ｃ）のブラシの紙面の上下方向について、整流子の回転方向側と称している。また、略直方体のブラシの摺接面側から、それと対向する側の端面の方向について、径方向と称している。
ブラシ４は、その軸方向の一端に整流子１１の外周面に沿う凹状曲面で形成された摺接面１４と、摺接面１４からブラシ４の軸方向の他端に向かって、整流子１１の外周面から漸次離間するような、軸方向に対して凹状曲面で形成された除肉部１５とを備えている。
除肉部１５は、整流子１１の回転方向側に対しては径方向に凹凸を有さない平滑面で形成されている。即ち、除肉部１５の凹状曲面は、図１及び図２（ｃ）の除肉部１５を示す曲線が、図１及び図２（ｃ）の紙面下方向に紙面と直角に延びて形成されたもので、従来のブラシのように径方向外側に向かって中央が窪んだ凹状曲面を有しておらず、ブラシ４の回転方向側の端面に対して直角に形成された、径方向に凹凸を有さない平滑面で形成されている。

ブラシ４は、摺接面１４の側の軸方向端面とは反対側の軸方向端面から導出されたピグテール１６を備えている。
ブラシ４の軸方向の他端側（ピグテール１６の側）には、軸方向に対する凹状曲面からなる除肉部１５と軸方向で繋がって形成され、整流子１１の外周面から軸方向について漸次離間するような、該ブラシ４の成形金型によって形成された面取部１７を備えており、一端側の摺接面１４から軸方向の他端側に向かって、除肉部１５続いて面取部１７と繋がって形成されており、これらは共に軸方向の他端側に向かって、整流子１１の外周面から漸次離間するように構成されている。
なお、図２に示すように、ブラシ４の軸方向側の両端面の径方向に伸びた角部、及び摺接面１４の回転方向側の両端面の軸方向に伸びた角部には、該ブラシ４の成形金型によって形成された０．５（ｍｍ）〜１（ｍｍ）程度の面取を備えており、該面取はブラシ４の角部の損傷を防止すべく設けられている。該面取は、成形金型によって安価に形成されている。

摺接面１４の凹状曲面の半径は、整流子１１の外周面の半径よりも僅かに大きく形成されている。例えば、摺接面１４の凹状曲面の半径が１２．５（ｍｍ）、整流子１１の外周面の半径が１２．３（ｍｍ）で形成されているため、モータ１の組立初期には、摺接面１４の回転方向側の中央付近が最初に整流子１１の外周面と摺接し、該中央付近が整流子１１の外周面に沿って早期に摩耗して、早期に摺接音を低減することができて、ランニング処理の不要化又はランニング処理時間を短縮することができる。また、モータ１の組立初期に、整流子１１の外周面の隣接する整流子片の間に設けられたアンダーカットと、摺接面１４の回転方向側の両端面付近の角部などが干渉しないため、摺接音を低減することができる。なお、摺接面１４の凹状曲面の半径が、整流子１１の外周面の半径よりも大きくなればなるほど、前記中央付近で細い線状になって摺接することとなるため摺接する面積が減少して、通電される電流によるブラシ４の発熱が増加するため、摺接面１４の凹状曲面の半径は、整流子１１の外周面の半径よりも略１０％以下、望ましくは略５％程度、大きく形成することが望ましい。

図３は、図２のブラシ４の、軸方向に対して凹状曲面で形成された除肉部１５と、従来のブラシの軸方向に対して直線状に形成された傾斜面とを比較して説明するための説明図である。
除肉部１５は、軸方向の一端に形成された摺接面１４の部分に繋がって形成されており、軸方向の他端の方向に向かって、整流子１１の外周面との径方向の隙間寸法が次第に大きくなる（漸次離間する）ような曲面で形成されており、しかも、該曲面が軸方向に対して凹状曲面であるため、摺接面１４付近では整流子１１の外周面から比較的急激に離間するが、ブラシ４の軸方向の他端付近では比較的緩やかに離間させることができて、ブラシ寿命の長寿命化と、ランニング処理時間の短縮化又はランニング処理の不要化とを両立することができ、摺接面１４を、ブラシ４の摩耗に伴って、軸方向の一端から他端に向かって順次摺接させることができて、摺接音を低騒音とすることができる。
なお、前記曲面が、軸方向に対して凸状曲面の場合においては、次に説明する傾斜させる角度が小さい傾斜面１８ａの場合のように、ランニング処理の追加が必要となったり、ランニング処理に比較的長時間を要するものになり、しかも、該凸状曲面を通常の円形の砥石で形成できないなどの問題を生じるものになってしまう。
ブラシ４は、軸方向に対して凹状曲面であるため、該凹状曲面を砥石で容易に形成することができる。

これに対して従来のブラシの傾斜面１８ａ、１８ｂは軸方向に対して直線状となっている。傾斜させる角度が小さい傾斜面１８ａの場合、換言すれば傾斜面１８ａが整流子１１の外周面と平行に近い場合には、傾斜が少ない分だけブラシ摩耗に対するブラシの体積を比較的増加できるため、ブラシの摩耗寿命については比較的長寿命にできるが、該ブラシが組み付けられた回転電機のランニング処理においては、体積の増加によってランニング処理の追加が必要となったり、ランニング処理に比較的長時間を要するようになる。
一方、傾斜させる角度が大きい傾斜面１８ｂの場合、換言すれば傾斜面１８ｂが整流子１１の外周面から比較的大きく離間するような場合には、傾斜が多い分だけブラシ摩耗に対するブラシの体積が比較的減少するため、回転電機のランニング処理については、ランニング処理を不要とできたり、ランニング処理を比較的短時間とすることができるものの、ブラシの摩耗寿命においては比較的短寿命のものとなってしまう。
除肉部１５と傾斜面１８ａ、１８ｂはともに、摺接面１４が摩耗に伴って軸方向の一端側から他端側に向かって順次摺接していく構成のものであるが、従来の傾斜面１８ａ、１８ｂのものでは、ブラシ寿命の長寿命化とランニング処理時間の短縮化又は不要化とを両立することができなかった。

ブラシ４は、金属黒鉛質ブラシであって、該ブラシ４の成形金型の中に黒鉛や銅粉などの材料粉末を充填し圧縮成形して、これを高温で焼成することによってブラシ本体が作られる。成形金型内に充填された材料粉末及び該材料粉末内にその端部が埋め込まれたピグテール１６は、図２（ｃ）のＡ方向とＢ方向間で加圧され一体に圧縮成形される。圧縮成形の後に、図２（ｃ）のＡ方向に押圧されて成形金型から取り出され、これを焼成してブラシ本体が形成される。成形金型によって摺接面１４の凹状曲面が形成されるなど、図２のブラシ４の形状の内、除肉部１５を除いた各々形状は上記成形金型によって形成される。面取部１７も成形金型によって形成されている。ピグテール１６も、ブラシ本体に埋め込まれて一体に形成されている。

図４は、図２のブラシ４の除肉部１５の形成について説明する説明図である。焼成されたブラシ本体は、図４の一点鎖線で示すような余肉部１９を有した形状となっている。これは、余肉部１９を有さない形状で圧縮成形した場合では、図２（ｃ）のＡ方向（ピグテール１６の方向）に押圧してブラシ４を成形金型から取り出すときに、突出した摺接面１４が成形金型と干渉してブラシ４を成形金型から容易に取り出せないためであって、Ａ方向に押圧してブラシ４を成形金型から取り出せるような余肉部１９を設けた形状で圧縮成形してブラシ本体を形成しているものである。このように、摺接面１４とは反対側の軸方向端面から導出されるピグテール１６をブラシ本体と一体に圧縮成形したものであっても、余肉部１９を設けるとともに、軸方向に対する凹状曲面を切削加工によって形成するようにしたため、ブラシ本体を成形金型によって形成することができる。

焼成されたブラシ本体と、切削加工（研磨加工）によって除肉部１５を形成するための砥石２０とを図４のように配置して、余肉部１９を除去し、除肉部１５を形成してブラシ４を得ることができる。砥石２０は、モータ１の回転軸６の軸心と直交する軸を中心にして図４のＣ方向に回転しており、前記軸は、ブラシの軸方向の中央位置に対して他端側（ピグテール１６の側）に偏って配設されている。砥石２０は、図４の紙面下方向に尖った略円錐状の形状であって、図４の紙面下方向に複数個を重ねて配置したブラシ本体を、図４の紙面下方向から上方向に向かって、砥石２０に対して相対的に移動（スライド）させて、該複数個のブラシ本体を整流子１１の回転方向側（図４の紙面上下方向）に連続的に切削加工することによって、軸方向に対しては砥石２０の直径の最大部分に対応した凹状曲面が形成され、回転方向側に対しては図４の紙面上下方向に直角に形成された径方向に凹凸を有さない平滑面が形成された除肉部１５を備えたブラシ４を、連続的に形成することができる。
略円錐状の砥石２０であるため、加工代を漸増できて加工性が良く、しかも複数個を連続的に加工することができる。
ブラシ４の回転方向側の端面に対して、回転方向側に直角に形成された除肉部１５であるので、除肉部１５は整流子１１の回転方向に対して対称であり、回転方向に対する摺接音の差が生じにくく、両方向に回転する電動パワーステアリング装置用のモータ１に好適な回転電機とすることができる。

図４において、除肉部１５の一端側（摺接面１４の側）と他端側（ピグテール１６の側）との径方向についての段差寸法Ｓは、ブラシ４の径方向寸法Ｈに対して、２０％以下に形成されている。例えば、摺接面１４から、それと対向する径方向の端面との間の径方向寸法Ｈは１０（ｍｍ）であって、摺接面１４と除肉部１５の他端側との径方向の段差寸法Ｓは１．７（ｍｍ）で形成されており、段差寸法Ｓは径方向寸法Ｈに対して１７％となっている。
段差寸法Ｓが大きくなると加工代が大きくなるとともに、ＳとＨの比率（Ｓ／Ｈ）が大きくなるとブラシ４の固定が不十分となり、除肉部１５を連続的に形成することが困難となってブラシ４が高価となるとともに、ブラシ寿命も短くなる問題が生じるため、段差寸法Ｓは径方向寸法Ｈに対して２０％以下に形成することが重要である。また、段差寸法Ｓは、２（ｍｍ）以下とすることが望ましい。

次に、このように構成された実施の形態１の動作について説明する。車両のステアリング側に設けられた操舵トルクセンサーの信号や車速等の信号に基づいて、電動パワーステアリング装置用のモータ１を制御する制御装置を有し、この制御装置に繋がったリード線２７と接続されたピグテール１６を介してブラシ４に給電され、ブラシ４が摺接する整流子１１からアマチュアコイル１２に通電される。通電されたアマチュア３と磁極８との電磁作用によって回転軸６が回転し、その回転力がボス７を介してステアリング側に伝達されて、車両のステアリングホイールの操舵力を補助して、ドライバーの操舵力を軽減することができるものである。
電動パワーステアリング装置は、その省エネルギー性から排気量の大きな車両にも次第に適用されており、モータ１には、ブラシの摺接音等の低騒音化や小型で安価であることなどが求められている。

以上のように、実施の形態１のものでは、ブラシ４は、その整流子側の側面に、ブラシ４の軸方向の一端に整流子１１の外周面に沿う凹状曲面で形成された摺接面１４と、摺接面１４からブラシ４の軸方向の他端に向かって、整流子１１の外周面から漸次離間する軸方向に対して凹状曲面で形成された除肉部１５とを備えているため、ブラシ寿命の長寿命化と、ランニング処理時間の短縮化又はランニング処理の不要化とを両立できる回転電機を得ることができると共に、除肉部１５は、整流子１１の回転方向側に対しては径方向に凹凸を有さない平滑面で形成されたブラシ４であるため除肉部を安価に形成できて、安価なブラシを備えた回転電機を得ることができる。

ブラシ４は、摺接面１４の側の軸方向端面とは反対側の軸方向端面から導出されたピグテール１６と、整流子１１の外周面に沿う凹状曲面がブラシ４の成形金型によって形成された摺接面１４と、軸方向に対する凹状曲面が切削加工によって形成された除肉部１５とを備えているため、整流子１１の外周面に沿う凹状曲面などは成形金型によって安価に形成することができ、軸方向に対する凹状曲面は切削加工によって安価に形成することができるなど、安価なブラシ４を備えた回転電機を得ることができる。

ブラシ４の軸方向の他端には、軸方向に対する凹状曲面からなる除肉部１５と軸方向に繋がって形成され、整流子１１の外周面から軸方向について漸次離間し、該ブラシ４の成形金型によって形成された面取部１７を備えているため、面取部１７を成形金型によって安価に形成することができる。軸方向について漸次離間する面取部１７であるため、摺接面１４を、ブラシ４の摩耗に伴って、軸方向の一端から他端に向かって順次摺接させることができて、摺接音が安定して低騒音とすることができる。除肉部１５を研磨加工する砥石２０の直径寸法の上限等に制約がある場合においても、面取部１７を設けることで、除肉部１５を前記砥石２０で形成することができて、除肉部１５の加工装置の流用が図れるなど、安価なブラシ４を得ることができる。

摺接面１４の凹状曲面の半径は、整流子１１の外周面の半径よりも僅かに大きく形成されているため、早期に摺接音を低減することができて、ランニング処理の不要化又はランニング処理時間を短縮することができる。

除肉部１５の一端側と他端側との径方向の段差寸法Ｓは、ブラシの径方向寸法Ｈに対して２０％以下に形成されているので、安価なブラシ４を得ることができるとともに、ブラシ寿命についても比較的長寿命とすることができる。

実施の形態１のブラシ４の製造方法であって、ブラシ４の成形金型に充填された材料粉末を圧縮成形する工程と、圧縮成形されたものを焼成する工程と、焼成された複数個のブラシ４に対して整流子１１の回転方向側に向かって連続的に切削加工して除肉部１５を形成する工程とを備えたため、安価なブラシの製造方法を得ることができる。

実施の形態２．
実施の形態２を図５に基づいて説明する。なお、実施の形態１と同一または相当部分には同一符号を付して説明は省略する。図５は、図２（ｃ）に相当する図面であって、整流子１１の回転方向側から見たブラシ４の回転方向側の端面を示す正面図である。
ブラシ４は、整流子１１の回転方向側の端面から導出されたピグテール１６（図５では、ピグテール１６は紙面上方に導出されている。）と、整流子１１の外周面に沿う凹状曲面が切削加工によって形成された摺接面１４（図５では、破線で示されている。）と、軸方向に対する凹状曲面が該ブラシ４の成形金型によって形成された除肉部１５とを備えている。なお、摺接面１４、除肉部１５及び面取部１７の形状は、実施の形態１と同様のものである。

成形金型内に充填された材料粉末及び該材料粉末内にその端部が埋め込まれたピグテール１６は、図５の紙面上下方向に加圧され一体に圧縮成形される。圧縮成形の後に、図５の紙面下から上方向に押圧されてブラシ本体が成形金型から取り出され、これを焼成してブラシ本体が形成される。この実施の形態においては、成形金型によって除肉部１５は形成されるが、摺接面部の凹状曲面は切削加工によって形成される。面取部１７は、成形金型によって形成されている。
摺接面１４は、整流子１１の外周面に沿う凹状曲面で形成されるため、これを成形金型で形成した場合は、ブラシ４の内部（径方向外側）に向かって窪んだ凹状曲面が、圧縮成形後の取り出し時に成形金型と干渉してブラシ４を成形金型から容易に取り出せないためであって、該凹状曲面を有さない回転方向（図５の紙面上下方向）側に平滑な面で圧縮成形して、焼成後に、成形金型によって形成された摺接面１４の位置に相当する摺接面部の表皮を切削加工によって除去して、整流子１１の外周面に沿う凹状曲面からなる摺接面１４を形成する。
圧縮成形時に、成形金型の壁面によって材料粉末が引き伸ばされ緻密化してブラシ表面は比較的硬化するため、回転電機の運転初期の摺接音が大きくなることがあったが、摺接面部の表皮が切削加工によって除去されているために、比較的硬度が低く、材料組織も比較的均一な凹状曲面を備えた摺接面１４を得ることができて、早期に摺接音を低減することができる。

以上のように、実施の形態２のものでは、ブラシ４は、整流子１１の回転方向側の端面から導出されたピグテール１６と、整流子１１の外周面に沿う凹状曲面が切削加工によって形成された摺接面１４と、軸方向に対する凹状曲面が該ブラシ４の成形金型によって形成された除肉部１５とを備えているため、早期に摺接音を低減することができると共に、軸方向に対する凹状曲面は成形金型によって安価に形成することができるなど、安価な回転電機を得ることができる。
摺接面１４は、成形金型によって形成された摺接面部の表皮を切削加工によって除去して形成されるので、摺接面１４が早期に整流子１１の外周面に沿って摩耗して、早期に摺接音を低減できて、ランニング処理の不要化又はランニング処理時間を短縮することができる。

実施の形態３．
実施の形態３を図６に基づいて説明する。なお、実施の形態１又は実施の形態２と同一または相当部分には同一符号を付して説明は省略する。図６は、図２（ｃ）及び図５に相当する図面であって、整流子１１の回転方向側から見たブラシ４の回転方向側の端面を示す正面図である。

ブラシ４は、摺接面１４の側の軸方向端面から導出されたピグテール１６と、整流子１１の外周面に沿う凹状曲面が該ブラシ４の成形金型によって形成された摺接面１４と、軸方向に対する凹状曲面が前記成形金型によって形成された除肉部１５とを備えている。
なお、摺接面１４及び除肉部１５の形状は、実施の形態１又は実施の形態２のものと同様のものである。

成形金型内に充填された材料粉末及び該材料粉末内にその端部が埋め込まれたピグテール１６は、実施の形態１のＡ方向Ｂ方向と同様に図６の紙面左右方向に加圧されて、一体に圧縮成形される。圧縮成形の後に、図６の紙面右から左方向に押圧されて成形金型から取り出され、これを焼成してブラシ４が形成される。この実施の形態においては、摺接面１４及び除肉部１５がともに成形金型によって形成される。
除肉部１５に対して突出した摺接面１４はピグテール１６の側にあって、圧縮成形後に図６の紙面右から左方向（ピグテール１６の側）に押圧して取り出すために、摺接面１４が成形金型とは干渉せずにブラシ４を取り出せるため、成形金型によって摺接面１４及び除肉部１５を形成することができる。
なお、この実施の形態においては成形金型によって摺接面１４を形成することができるが、摺接面１４の凹状曲面に加工代を追加したような凹状の曲面の摺接面部を成形金型によって形成しておいて、焼成後に、成形金型によって形成された前記摺接面部の表皮を切削加工によって除去してブラシ４の摺接面１４の凹状曲面を形成しても良い。この場合は、実施の形態２と同様に、摺接面１４が早期に整流子１１に沿って摩耗して、ランニング処理の不要化又はランニング処理時間を短縮することができる。

以上のように、実施の形態３のものでは、ブラシ４は、摺接面１４の側の軸方向端面から導出されたピグテール１６と、整流子１１の外周面に沿う凹状曲面が該ブラシ４の成形金型によって形成された摺接面１４と、軸方向に対する凹状曲面が前記成形金型によって形成された除肉部１５とを備えているため、摺接面１４及び除肉部１５が共に成形金型によって形成されて安価なブラシ４を得ることができる。

なお、以上の実施の形態では、回転電機として電動パワーステアリング装置用のモータ１で説明したが、回転電機はこれに限定されるものではないことは言うまでもない。

本発明の実施の形態１のモータの断面図である。 本発明の実施の形態１のブラシの形状の説明図である。 本発明の実施の形態１のブラシの除肉部と従来のブラシの傾斜面とを比較した説明図である。 本発明の実施の形態１のブラシの除肉部形成の説明図である。 本発明の実施の形態２のブラシの正面図である。 本発明の実施の形態３のブラシの正面図である。

符号の説明

１ モータ、 ４ ブラシ、 １１ 整流子、 １４ 摺接面、 １５ 除肉部、 １６ ピグテール、 １７ 面取部。

Claims (8)

1. 回転軸に固定された円筒状の整流子と、該整流子の外周面に摺接するブラシとを備えた回転電機であって、前記ブラシは、前記整流子側の側面に、該ブラシの軸方向の一端に前記整流子の外周面に沿う凹状曲面で形成された摺接面と、該摺接面から前記ブラシの軸方向の他端に向かって、前記整流子の外周面から漸次離間する軸方向に対して凹状曲面で形成された除肉部とを備えており、該除肉部は、前記整流子の回転方向側に対しては径方向に凹凸を有さない平滑面で形成され、前記摺接面の凹状曲面の半径は、前記整流子の外周面の半径よりも１０％以下で大きく形成されたブラシであることを特徴とする回転電機。
2. ブラシは、摺接面の側の軸方向端面とは反対側の軸方向端面から導出されたピグテールと、整流子の外周面に沿う凹状曲面が該ブラシの成形金型によって形成された摺接面と、軸方向に対する凹状曲面が切削加工によって形成された除肉部とを備えていることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
3. ブラシは、整流子の回転方向側の端面から導出されたピグテールと、前記整流子の外周面に沿う凹状曲面が切削加工によって形成された摺接面と、軸方向に対する凹状曲面が該ブラシの成形金型によって形成された除肉部とを備えていることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
4. ブラシは、摺接面の側の軸方向端面から導出されたピグテールと、整流子の外周面に沿う凹状曲面が該ブラシの成形金型によって形成された摺接面と、軸方向に対する凹状曲面が前記成形金型によって形成された除肉部とを備えていることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
5. ブラシの摺接面の凹状曲面は、該ブラシの成形金型によって形成された摺接面部の表皮を切削加工によって除去して形成されていることを特徴とする請求項２または請求項４記載の回転電機。
6. ブラシの軸方向の他端には、軸方向に対する凹状曲面からなる除肉部と軸方向に繋がって形成され、整流子の外周面から軸方向について漸次離間し、該ブラシの成形金型によって形成された面取部を備えていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の回転電機。
7. 除肉部の一端側と他端側との径方向の段差寸法は、ブラシの径方向寸法に対して２０％以下に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の回転電機。
8. 回転電機の円筒状の整流子の外周面に摺接するブラシであって、前記整流子側の側面に、該ブラシの軸方向の一端に前記整流子の外周面に沿う凹状曲面で形成された摺接面と、該摺接面から該ブラシの軸方向の他端に向かって前記整流子の外周面から漸次離間する軸方向に対して凹状曲面で形成されるとともに、前記整流子の回転方向側に対しては径方向に凹凸を有さない平滑面で形成された除肉部とを備え、前記摺接面の凹状曲面の半径は、前記整流子の外周面の半径よりも１０％以下で大きく形成されたブラシの製造方法であって、該ブラシの成形金型に充填された材料粉末を圧縮成形する工程と、圧縮成形されたものを焼成する工程と、焼成された複数個の前記ブラシに対して前記整流子の回転方向側に向かって連続的に切削加工して前記除肉部を形成する工程とを備えたことを特徴とする回転電機のブラシの製造方法。

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