JP6609507B2 - ブラシ装置および電動モータ - Google Patents

Description

本発明は、ブラシ装置および電動モータに関するものである。

電動モータの中には、いわゆるブラシ付きモータと称するものがある。ブラシ付きモータは、例えば、有底円筒形状のヨークと、ヨーク内に回転自在に支持されたアーマチュアと、アーマチュアに給電を行うためのブラシ装置と、を備えている。
ヨークの内周面には、複数のマグネットが周方向に磁極が順番となるように配置されている。アーマチュアは、回転軸と、回転軸に外嵌固定されコイルが巻回されているアーマチュアコアと、回転軸にアーマチュアコアと隣接するように外嵌固定されたコンミテータと、を備えている。コンミテータは、絶縁体からなる円柱状のコンミテータ本体の外周面に複数のセグメントが周方向に並んで配置されたものである。そして、各セグメントにアーマチュアコアに巻回されたコイルの末端部が電気的に接続されている。

ブラシ装置は、コンミテータに摺接する複数のブラシと、これらブラシを出没自在に保持するブラシホルダと、ブラシをコンミテータ側に向かって付勢するブラシスプリングと、を備えている。各ブラシは、ピグテールを介して外部電源に電気的に接続されている。このように構成されたブラシが各セグメントに摺接することにより、ブラシおよびセグメントを介して各コイルに給電が行われる。
各コイルに給電が行われると、コイルに磁界が形成される。この磁界と、ヨークのマグネットとの間に生じる磁気的な吸引力や反発力によって、アーマチュアが回転する。この際、ブラシが摺接するセグメントが順次変更され、各コイルに流れる電流の向きが切替えられる、いわゆる整流が行われる。これにより、アーマチュアが継続的に回転する。

ここで、ブラシはブラシスプリングによってコンミテータに向けて付勢されているため、アーマチュア（コンミテータ）が回転することによってブラシが摺接するセグメントが順次切り替わる際に、セグメント間に存在するスリットや段差等の隙間の影響でブラシに振動や衝撃が加わる。この振動や衝撃によってブラシがブラシホルダ内壁に向けて衝突し、これを繰り返すことで騒音に繋がることがある。このため、ブラシホルダとブラシとの間のクリアランスを極力小さく設定し、ブラシホルダに対するブラシの衝突音を低減させることが望ましい。
例えば、特許文献１では、ブラシの形状を菱形状とすると共に、ブラシホルダのブラシ保持面を谷形状に形成する技術が開示されている。これによれば、ブラシとブラシホルダとの周方向（コンミテータの回転方向）のクリアランスが無くなるので、この分、ブラシに起因する騒音を低減できる。

特開２００３−７９１０７号公報

ところで、上述の特許文献１のように、単純にブラシの形状を菱形状とすると、レイアウトの都合上、ブラシのピグテールとの接続箇所が角部（稜線部）となってしまう。このため、ブラシとピグテールとの接続強度が確保しにくくなると共に、ブラシへのピグテールの接続作業も煩わしくなるという課題がある。

また、アーマチュア（コンミテータ）が回転することによって任意のセグメントからブラシが離間するとき、最終的にブラシの角部（稜線部）が任意のセグメントから離間することになる。つまり、任意のセグメントからブラシが離間する際のセグメントに対するブラシの接触面積が小さい。このため、電流密度が増大して火花放電が大きくなってしまうという課題がある。

そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ブラシとピグテールとの接続強度を確保できると共に、ブラシへのピグテールの接続作業を容易化でき、さらに、ブラシの火花放電も減少できるブラシ装置および電動モータを提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明に係るブラシ装置は、コイルが接続されているコンミテータに摺接し、該コンミテータを介して前記コイルに給電を行うためのブラシと、前記ブラシを保持するブラシホルダと、を備え、前記ブラシは、外部電源に電気的に接続されるピグテールが接続される本体部と、前記コンミテータに摺接する摺接部と、が一体化されており、前記本体部は、直方体状に形成された平坦面に前記ピグテールが接続されており、前記摺接部は、前記コンミテータの回転方向上流側の該コンミテータとの摺接面積に対し、前記コンミテータの回転方向下流側の該コンミテータとの摺接面積が大きくなるように形成されていることを特徴とする。

このように構成することで、ブラシの平坦面にピグテールを接続することができるので、ブラシとピグテールとの接続強度を確保できると共に、ブラシへのピグテールの接続作業を容易化できる。
また、コンミテータの任意のセグメントにブラシが接触し始める際のセグメントに対するブラシの接触面積を小さくできる。一方、任意のセグメントからブラシが離間する際のセグメントに対するブラシの接触面積を大きくできる。このため、この任意のセグメントへのブラシの接触し始めにおけるブラシの抵抗値を大きくできる。さらに、任意のセグメントからブラシが離間する直前におけるブラシの抵抗値を小さくできる。この結果、セグメントに供給される電流値を、急激に上昇することなく緩やかな上昇とさせることができる。これに加え、任意のセグメントからブラシが離間する直前におけるブラシの電流密度を小さくできる。よって、ブラシの火花放電を減少させることができる。

本発明に係るブラシ装置は、前記摺接部における前記回転方向下流側の前記コンミテータとの摺接面積が最大となるように設定されていることを特徴とする。

このように構成することで、任意のセグメントからブラシが離間する直前におけるブラシの抵抗値を最大限小さくできる。このため、ブラシの火花放電を確実に減少させることができる。

本発明に係るブラシ装置において、前記摺接部の前記摺接面積は、前記回転方向上流側から前記回転方向下流側に向かって徐々に大きくなるように設定されていることを特徴とする。

このように構成することで、セグメントに供給される電流値の上昇率を安定させることができる。このため、モータ性能を安定させることができる。

本発明に係るブラシ装置において、前記コンミテータは、一方向と他方向との両方向に回転させて使用するものであり、前記摺接部は、前記コンミテータの回転方向両端から中央に向かうに従って前記コンミテータとの摺接面積が大きくなるように形成されていることを特徴とする。

このように構成することで、両方向の回転で使用されるモータにおいて、ブラシとピグテールとの接続強度を確保できると共に、ブラシへのピグテールの接続作業を容易化でき、さらに、ブラシの火花放電も減少できる。

本発明に係るブラシ装置において、前記摺接部の前記コンミテータとの摺接面は、前記回転方向両端と前記中央とに頂点を持つ三角形状であり、前記摺接部の底面は、前記本体部の前記ピグテールが接続される前記平坦面と同一平面上に配置されていることを特徴とする。

このように構成することで、ブラシの製造を容易化でき、ブラシの製造コストを低減できる。

本発明に係るブラシ装置において、前記摺接部の前記コンミテータとの摺接面は、前記回転方向両端から前記中央に向かうに従って凹むように形成されていることを特徴とすることを特徴とする。

このように構成することで、コンミテータを回転させた際、この回転方向の下流側に向かってブラシを傾倒させやすくすることができる。よって、コンミテータにブラシの角部が引っ掛かる等してコンミテータの回転を阻害してしまうようなことがなく、コンミテータとブラシとの接触を滑らかにすることができる。

本発明に係るブラシ装置において、前記ブラシホルダの内側面には、前記摺接部における前記回転方向最外側に対応する位置に、溝部が形成されていることを特徴とする。

このように構成することで、溝部の深さによってブラシホルダに対するブラシの傾倒角度を調整することが可能になる。つまり、溝部の深さを深く設定すれば、ブラシホルダに対するブラシの傾倒角度を大きくすることができ、溝部の深さを浅く設定すれば、ブラシホルダに対するブラシの傾倒角度を小さくすることができる。このため、ブラシホルダに対するブラシの傾倒角度を、所望の角度に設定することが可能になる。

本発明に係る電動モータは、上記に記載のブラシ装置と、前記コンミテータに接続されている前記コイルが巻回されているアーマチュアコアと、前記アーマチュアコアの周囲を取り囲むように形成されており、内周面に磁極が設けられているヨークと、を備えたことを特徴とする。

このように構成することで、ブラシとピグテールとの接続強度を確保できると共に、ブラシへのピグテールの接続作業を容易化でき、さらに、ブラシの火花放電も減少できる電動モータを提供可能である。

本発明によれば、ブラシの平坦面にピグテールを接続することができるので、ブラシとピグテールとの接続強度を確保できると共に、ブラシへのピグテールの接続作業を容易化できる。
また、コンミテータの任意のセグメントにブラシが接触し始める際のセグメントに対するブラシの接触面積を小さくできる。一方、任意のセグメントからブラシが離間する際のセグメントに対するブラシの接触面積を大きくできる。このため、この任意のセグメントへのブラシの接触し始めにおけるブラシの抵抗値を大きくできる。さらに、任意のセグメントからブラシが離間する直前におけるブラシの抵抗値を小さくできる。この結果、セグメントに供給される電流値を、急激に上昇することなく緩やかな上昇とさせることができる。これに加え、任意のセグメントからブラシが離間する直前におけるブラシの電流密度を小さくできる。よって、ブラシの火花放電を減少させることができる。

本発明の実施形態における減速機付モータ装置の部分断面図である。 本発明の第１実施形態におけるブラシおよびブラシホルダの斜視図である。 本発明の第１実施形態におけるブラシを径方向内側からみた平面図である。 図３のＡ矢視図である。 本発明の第１実施形態におけるアーマチュアが回転した際のブラシの挙動を示し、（ａ）は、概略説明図、（ｂ）は（ａ）のＢ矢視図である。 本発明の第２実施形態におけるブラシホルダを径方向内側からみた平面図である。 本発明の第２実施形態におけるアーマチュアが回転した際のブラシの挙動を示す概略構成図である。 本発明のその他の実施形態におけるブラシの斜視図である。 本発明のその他の実施形態におけるブラシの斜視図である。 本発明のその他の実施形態におけるブラシの斜視図である。 本発明のその他の実施形態におけるブラシの斜視図である。 本発明のその他の実施形態におけるブラシの斜視図である。 本発明のその他の実施形態におけるブラシの斜視図である。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（減速機付モータ装置）
図１は、本発明に係る電動モータ４０を備えた減速機付モータ装置１の部分断面図である。
同図に示すように、減速機付モータ装置１は、例えば車両のシートを昇降させたり、前後方向にスライド移動させたりするためや、車両のウインドウを開閉させるために用いられる。減速機付モータ装置１は、主に減速機付モータ装置１の一方側（図１における左側）に配置された電動モータ４０と、他方側（図１における右側）に配置され電動モータ４０に連結された減速機構３０と、減速機構３０を収納するギヤケース１０と、を備えている。

（電動モータ）
電動モータ４０は、いわゆるブラシ付きモータであって、有底筒状のヨーク４１と、ヨーク４１内に回転自在に支持されているアーマチュア４３と、ヨーク４１内に収納されアーマチュア４３に給電を行うためのブラシ装置９０と、を備えている。
なお、以下の説明では、特に限定がない限り、アーマチュア４３の回転軸方向を単に軸方向、アーマチュア４３の軸方向に直交する径方向を単に径方向、アーマチュア４３の回転方向を周方向と称して説明する。

ヨーク４１は、鉄等の金属からなる部材であり、例えば深絞りによるプレス加工等により成型される。ヨーク４１は、その開口部４１ａが減速機構３０側を向くように取り付けられている。ヨーク４１の開口部４１ａの外周縁には、フランジ部４１ｂが形成されている。このフランジ部４１ｂが、ボルト８５によってギヤケース１０に締結固定されている。

ヨーク４１の内周面４１ｃには、複数のマグネット４２が周方向に磁極が順番となるように配置されて接着剤等により固定されている。ヨーク４１の底部には、一方側に突出したボス部４８が一体成形されている。ボス部４８の内側には、モータシャフト４４の一端を回転自在に支持するためのすべり軸受４５ａが嵌合されている。
さらに、ヨーク４１のボス部４８の底部には、スラストプレート４６が設けられている。スラストプレート４６は、スチールボール４６ａを介してモータシャフト４４のスラスト荷重を受けている。スチールボール４６ａは、モータシャフト４４とスラストプレート４６との間の摺動抵抗を減少すると共にモータシャフト４４の芯ズレを吸収し、モータシャフト４４のスラスト荷重をスラストプレート４６に確実に伝達するためのものである。

（アーマチュア）
アーマチュア４３は、回転軸としてのモータシャフト４４と、モータシャフト４４に外挿固定されるアーマチュアコア４３ａと、モータシャフト４４に外挿固定されアーマチュアコア４３ａよりも減速機構３０側に配置されたコンミテータ４７と、を有している。
モータシャフト４４は鉄等の金属からなる棒状部材である。モータシャフト４４の減速機構３０側端部は、ギヤケース１０に設けられた不図示の軸受に回転自在に支持されている。

アーマチュアコア４３ａは、例えば電磁鋼板等の磁性材を複数枚積層して形成された部材である。アーマチュアコア４３ａは、マグネット４２に対向する位置に配置される。アーマチュアコア４３ａには、このアーマチュアコア４３ａに装着された絶縁性のインシュレータ４９の上からコイル５０が巻回されている。このコイル５０の各端末部がコンミテータ４７の後述する複数のセグメント５２のそれぞれに電気的に接続されている。

コンミテータ４７は、樹脂により略円柱状に形成されたコンミテータ本体５１（図４参照）と、コンミテータ本体５１の外周面に周方向に沿って並んで配置された複数のセグメント５２と、により構成されている。
複数のセグメント５２は、金属板により軸方向に長く形成されたものであって、所定の隙間をあけて周方向に等間隔に配置されており、互いに絶縁されている。各セグメント５２のアーマチュアコア４３ａ側端には、それぞれ外径側に折り返すようにライザ５４が一体成形されている。このライザ５４にコイル５０の末端部が掛け回され、ヒュージング等により電気的に固定される。これにより、各セグメント５２とコイル５０とが接続される。このように、構成されたセグメント５２に、ブラシ装置９０を構成するブラシ９１が摺接される。

（第１実施形態）
（ブラシ装置）
図２は、ブラシ９１およびブラシホルダ９２の斜視図である。
図１、図２に示すように、ブラシ装置９０は、複数（本実施形態では２つ）のブラシ９１の他に、このブラシ９１が収納される複数（本実施形態では２つ）のブラシホルダ９２と、ブラシホルダ９２を支持するホルダステー９３と、を有している。ホルダステー９３は、樹脂によりヨーク４１の開口部４１ａの内周形状に対応するように、略有底筒状に形成されている。そして、ホルダステー９３は、開口部９３ａをヨーク４１側に向けた状態で、周壁９３ｂがヨーク４１の開口部４１ａの内周面に嵌合された形で配置されている。この結果、ホルダステー９３の周壁９３ｂが、コンミテータ４７の周囲を取り囲んだ状態になる。

また、ホルダステー９３の底壁９３ｃには、径方向中央の大部分に開口部９３ｄが形成されている。この開口部９３ｄは、モータシャフト４４の減速機構３０側端部を挿通可能とすると共に、ホルダステー９３とコンミテータ４７との接触を回避可能とする。
さらに、ホルダステー９３の底壁９３ｃに、ブラシホルダ９２が設けられている。ブラシホルダ９２は、樹脂により略四角筒状に形成されており、開口方向がホルダステー９３（コンミテータ４７）の径方向に沿うように配置されている。

図３は、複数のブラシ９１の１つを径方向内側からみた平面図、図４は、図３のＡ矢視図である。複数のブラシ９１は同一形状に形成されているので、以下、この１つのブラシ９１について説明する。
図２〜図４に示すように、ブラシ９１は、ブラシホルダ９２内にこのブラシホルダ９２の開口方向に沿ってスライド移動自在に収納されている。ブラシ９１は、導電性の金属により形成されたものであって、略四角柱状の本体部９４と、本体部９４の径方向内側（コンミテータ４７側）に一体成形され先端面がセグメント５２に摺接する摺接部９５と、により構成されている。

本体部９４の摺接部９５と反対側端は、円弧状に切除されて円弧面９４ａとされている。また、本体部９４には、軸方向アーマチュアコア４３ａ側の平坦面９４ｂにピグテール９６の一端が接続されている。この一端は、本体部９４の平坦面９４ｂのうち、円弧面９４ａの曲率半径のほぼ中心に位置している。ピグテール９６の他端は、ブラシホルダ９２に配設された不図示のターミナル部材に電気的に接続され、さらに、ギヤケース１０に設けられた後述のコネクタ部７０を介して外部電源に電気的に接続される。

一方、摺接部９５は、軸方向に沿う断面が略菱形状となるように形成されている。より具体的には、摺接部９５は、先端面であるセグメント５２との摺接面９７の面積が、周方向両端から周方向中央Ｃ１に向かうに従って徐々に大きくなるように形成されている。そして、摺接部９５の４つの稜線部９５ａ，９５ｂ，９５ｃ，９５ｄのうち、軸方向両端の稜線部９５ａ，９５ｂは、摺接部９５の周方向略中央Ｃ１に位置している。また、周方向両端の稜線部９５ｃ，９５ｄは、摺接部９５の軸方向略中央に位置している。

さらに、図４に詳示するように、摺接部９５の摺接面９７は、周方向両端から周方向中央Ｃ１に向かって徐々に凹み深さが深くなるように、円弧状に凹み形成されている。また、摺接面９７の円弧は、コンミテータ本体５１とほぼ同心円上に位置している。

このような構成のもと、図２に詳示するように、ブラシ９１は、トーションばね（ブラシスプリング）９８によって円弧面９４ａが弾性的に押圧され、コンミテータ４７側に向かって付勢されている。トーションばね９８は、ホルダステー９３の底壁９３ｃにおけるブラシホルダ９２の近傍に立設された支持ピン９９に支持されている。

ブラシホルダ９２には、トーションばね９８に対応する位置に、このトーションばね９８によるブラシ９１の付勢を許容する切欠き部９２ａが径方向に長くなるように形成されている。また、ブラシホルダ９２には、ピグテール９６を挿通可能な切り欠き部９２ｂが径方向に長くなるように形成されている。この切欠き部９２ｂによって、ブラシホルダ９２内でのブラシ９１のスライド移動が許容される。

さらに、ブラシホルダ９２の内側面９２ｃには、ブラシ９１の摺接部９５における周方向両端の稜線部９５ｃ，９５ｄに対応する位置に、ブラシホルダ９２の開口方向に沿って溝部９２ｄが形成されている。これら溝部９２ｄは、ブラシホルダ９２を樹脂成形する際のヒケによるブラシホルダ９２の変形を抑制する役割を有している。また、溝部９２ｄは、ブラシホルダ９２に対するブラシ９１の傾倒角度を調整（規制）する役割を有している。この傾倒角度の調整の役割についての詳細は、後述する。

（減速機構）
図１に戻り、ギヤケース１０内に収納されている減速機構３０は、電動モータ４０のモータシャフト４４と一体的に構成され、このモータシャフト４４と同軸上で回転する不図示のウォームと、このウォームと噛み合うウォームホイール３３と、このウォームホイール３３と噛み合う出力ホイール３５と、により構成されている。
不図示のウォーム、ウォームホイール３３および出力ホイール３５は、樹脂や金属等からなる部材であり、インジェクション成型や焼結、機械加工等により形成される。

ウォームホイール３３は、大径ギヤ３３ａと、小径ギヤ３３ｂと、を有している。大径ギヤ３３ａと小径ギヤ３３ｂは同芯に配置されている。そして、大径ギヤ３３ａは不図示のウォームと噛合し、小径ギヤ３３ｂは出力ホイール３５の出力ギヤ３５ａと噛合している。また、ウォームホイール３３は、ウォームホイール軸３４により軸支されている。ウォームホイール軸３４は、ギヤケース１０に回転自在に支持されている。

出力ホイール３５は、出力ギヤ３５ａを有している。出力ギヤ３５ａは、出力ホイール３５の外周に形成されており、ウォームホイール３３の小径ギヤ３３ｂと噛合されている。
出力ホイール３５の略中央には、外部に回転トルクを出力する出力取出部３５ｂが形成されている。出力取出部３５ｂは、出力ホイール３５の表裏を貫通する孔となって形成されており、不図示の出力軸が挿通される。出力取出部３５ｂの内周面には、周方向に沿って係合部３５ｃが形成されており、出力軸に形成される凹凸部と係合可能となっている。これにより、出力軸と出力取出部３５ｂとの相対回転が規制されるので、出力軸から回転トルクを出力することができる。

ギヤケース１０は、例えば樹脂等からなる部材であり、インジェクション成型等により形成される。ギヤケース１０は、電動モータ４０側（図１における左側）に形成されたモータ取付部１１と、このモータ取付部１１の電動モータ４０とは反対側に形成された減速機構収納部１３と、により構成されている。

モータ取付部１１は、電動モータ４０側が開口されており、この開口と減速機構収納部１３とは、モータシャフト４４が挿通される貫通孔（不図示）を介して連通している。そして、開口側から貫通孔にモータシャフト４４を挿通しつつ、ボルト８５を用いてモータ取付部１１にヨーク４１を固定する。これにより、ギヤケース１０に、電動モータ４０が取り付けられる。また、モータ取付部１１には、外部電源から延びる不図示の外部コネクタが嵌着可能なコネクタ部７０が一体成形されている。また、コネクタ部７０の内側には、ブラシ８１から延びるピグテール９６に電気的に接続されたターミナル部材の一端側が露出して、不図示のコネクタ端子を構成している。これにより、外部電源の電力がブラシ装置９０を介して電動モータ４０に供給される。

減速機構収納部１３は、収納壁部１４で囲まれた領域に形成されている。減速機構収納部１３は、ウォームを収容するウォーム収容部１３ａと、ウォームホイール３３を収容するウォームホイール収容部１３ｂと、出力ホイール３５を収容する出力ホイール収容部１３ｃと、を有している。
ウォーム収容部１３ａは、モータシャフト４４が挿通される貫通孔の一部として構成され、減速機構収納部１３の底面におけるウォームに対応した位置に臨むように形成される。ウォームホイール収容部１３ｂおよび出力ホイール収容部１３ｃは、収納壁部１４をウォームホイール３３および出力ホイール３５の外形に沿わせることで形成される。

ギヤケース１０の外周部には、複数（本実施形態では５つ）のタッピングネジ１８が締結される。タッピングネジ１８は、ギヤケース１０に取り付けられる不図示のカバーを固定するためのものである。
また、モータ取付部１１と減速機構収納部１３との間には、減速機付モータ装置１を車体等に固定するための取付孔１９が形成されている。取付孔１９に不図示のボルトを挿通し、このボルトを不図示の被固定部（例えば、車体）に締結することにより、減速機付モータ装置１を固定できる。取付孔１９には、金属製のカラー１９ａが内嵌されており、ボルトを締結した際、ギヤケース１０の取付孔１９の座屈変形が防止される。

（減速機付モータ装置の動作）
次に、減速機付モータ装置１の動作について説明する。
ギヤケース１０に設けられたコネクタ部７０に、不図示の外部電源から延びるコネクタを接続することにより、外部電源の電力が、ブラシ装置９０（不図示のターミナル部材、ピグテール９６およびブラシ９１）を介して各セグメント５２に供給される。さらに、セグメント５２を介し、コイル５０に電力が供給される。

コイル５０に電力が給電されると、アーマチュアコア４３ａに所定の磁界が発生する。この磁界とヨーク４１のマグネット４２との間に磁気的な吸引力や反発力が作用し、アーマチュア４３が回転する。この回転によって、ブラシ９１が摺接するセグメント５２が順次変更されコイル５０に流れる電流の向きが切り替えられる、いわゆる整流が行われる。これにより、アーマチュア４３が継続的に回転する。本実施形態において、アーマチュア４３は、一方向および他方向の両回転で使用される。

ここで、図５（ａ）、図５（ｂ）に基づいて、ブラシ９１の挙動、およびブラシ９１とセグメント５２との摺接状態について、詳述する。
図５は、アーマチュア４３（コンミテータ４７）が回転した際のブラシ９１の挙動を示し、（ａ）は、概略説明図、（ｂ）は（ａ）のＢ矢視図である。

ここで、ブラシ９１は、ブラシホルダ９２内にスライド移動自在に収納されているので、ブラシホルダ９２の内側面９２ｃとブラシ９１との間には、僅かなクリアランスが設定されている。このため、図５（ａ）に示すように、例えばコンミテータ４７が一方向（図５（ａ）における時計回り（矢印ＣＷ参照））に回転すると、このコンミテータ４７とブラシ９１との間に生じる摩擦によって、ブラシ９１の摺接部９５が一方向下流側に向かうように、ブラシ９１が僅かに傾倒する。

このため、初期摩耗後には、摺接部９５の摺接面９７において、実際にセグメント５２に摺接する箇所は、図５（ｂ）に示すように、摺接部９５の周方向一端の稜線部９５ｃから摺接部９５の軸方向両端の稜線部９５ａ，９５ｂに至る範囲Ｅ（図５（ｂ）における斜線部参照）となる。すなわち、摺接部９５の摺接面９７における摺接面積は、一方向上流側から下流側となる摺接部９５の中央に向かって徐々に大きくなっている。
なお、初期摩耗後とは、電動モータ４０の最初の駆動から所定時間経過後の摺接面９７の摩耗状態をいう。初期摩耗後は、摺接面９７の摩耗が極端に減り、ブラシ９１の交換時期までは、上記の範囲Ｅの摺接状態を維持する。

このことは、アーマチュア４３（コンミテータ４７）の回転方向が他方向（図５（ａ）における反時計回り）になった場合も同様である。この場合、ブラシ９１の摺接部９５が他方向下流側に向かうように、ブラシ９１が僅かに傾倒する。このため、摺接部９５の摺接面９７において、実際にセグメント５２に摺接する箇所は、摺接部９５の周方向他端の稜線部９５ｄから摺接部９５の軸方向両端の稜線部９５ａ，９５ｂに至る範囲となる。すなわち、摺接部９５の摺接面９７における摺接面積は、他方向上流側から下流側となる摺接部９５の中央に向かって徐々に大きくなる。

ここで、ブラシホルダ９２に対するブラシ９１の傾倒角度θ１（以下、単にブラシ９１の傾倒角度θ１という）は、ブラシホルダ９２に形成されている２つの溝部９２ｄによって調整される。すなわち、例えば、ブラシホルダ９２に溝部９２ｄが形成されていない場合、図５（ａ）に詳示するように、ブラシホルダ９２の内側面９２ｃの縁部９２ｅに、摺接部９５の稜線部９５ｃ，９５ｄが当接することになる（図５（ａ）における２点鎖線参照）。このような場合、ブラシ９１の傾倒角度θ１が所望の角度を得られず、セグメント５２に対する摺接部９５の摺接状態が不十分になってしまう場合がある。

しかしながら、ブラシホルダ９２に溝部９２ｄを形成することにより、ブラシ９１の傾倒角度θ１を所望の角度に調整（規制）することができるので、セグメント５２に対して摺接部９５を十分摺接させることが可能になる。
なお、ブラシ９１の傾倒角度θ１を所望の角度に調整するために、単純にブラシホルダ９２の内側面９２ｃとブラシ９１との間のクリアランスを大きく設定してしまうと、ブラシホルダ９２に対するブラシ９１のガタが大きくなりすぎてしまう。このため、ブラシ９１の姿勢が安定しなくなってしまう可能性がある。

ところで、ブラシ９１の摺接面９７における摺接面積の大きさは、ブラシ９１の電流密度の大きさに関係する。すなわち、摺接面積が小さければ、セグメント５２とブラシ９１との間の抵抗が大きくなる。このため、ブラシ９１からセグメント５２に電流が供給されにくくなり、ブラシ９１の電流密度が大きくなる。これに対し、摺接面積が大きくなると、セグメント５２とブラシ９１との間の抵抗が小さくなる。このため、ブラシ９１からセグメント５２に電流が供給され易くなり、ブラシ９１の電流密度が小さくなる。

このように、上述の第１実施形態では、ブラシ９１を、略四角柱状の本体部９４と、セグメント５２に摺接する摺接部９５と、により構成している。そして、本体部９４の平坦面９４ｂにピグテール９６の一端を接続しているので、ブラシ９１とピグテール９６との接続強度を確保できると共に、ブラシ９１へのピグテール９６の接続作業を容易化できる。

一方、摺接部９５は、軸方向に沿う断面が略菱形状となるように形成されている。このため、両方向で回転するアーマチュア４３（コンミテータ４７）の回転方向に関わらず、摺接部９５の摺接面９７における摺接面積を、回転方向上流側から下流側に向かって徐々に大きくなるように設定することができる。換言すれば、セグメント５２にブラシ９１が接触し始める際における摺接面９７の摺接面積を小さくできる一方、セグメント５２からブラシ９１が離間する際における摺接面９７の摺接面積を最大限大きくできる。この結果、セグメント５２に供給される電流値を、急激に上昇することなく緩やかな上昇とさせることができる。これに加え、セグメント５２からブラシ９１が離間する際におけるブラシ９１の電流密度を最大限小さくでき、ブラシ９１の火花放電を確実に減少させることができる。

また、摺接部９５を菱形状とすることにより、回転方向上流側から下流側に向かう摺接面９７の摺接面積が徐々に大きくなるので、摺接面積の増大率が安定する。すなわち、回転方向上流側から下流側に向かう途中において、摺接面９７の摺接面積が急激に増大することがない。このため、セグメント５２にブラシ９１が摺接してからの電流値の上昇率を安定させることができる。よって、電動モータ４０のモータ性能を安定させることができる。

さらに、摺接面９７は、周方向両端から周方向中央Ｃ１に向かって徐々に凹み深さが深くなるように、円弧状に凹み形成されている。
このように構成することで、摺接面９７における回転方向両端と、セグメント５２とが確実に接触すると、コンミテータ４７が回転した際、この回転方向の下流側に向かってブラシ９１が傾倒しやすくなる。このため、セグメント５２と摺接部９５との接触を滑らかにすることができる。

また、ブラシ８１の本体部９４には、摺接部９５と反対側端に円弧面９４ａが形成されている。このため、ブラシホルダ９２に対してブラシ９１が傾倒した場合であっても本体部９４へのトーションばね９８の押圧状態を安定させることができる。このため、ブラシ９１を、常に一定の押圧力でコンミテータ４７側に向かって付勢させることができる。
さらに、ブラシホルダ９２には、ブラシ９１の摺接部９５における周方向両端の稜線部９５ｃ，９５ｄに対応する位置に、ブラシホルダ９２の開口方向に沿って溝部９２ｄが形成されている。このため、ブラシ９１の傾倒角度θ１を所望の角度に設定することができるので、セグメント５２に対して摺接部９５を十分摺接させることが可能になる。

（第２実施形態）
次に、図６、図７に基づいて、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明する（以下の実施形態についても同様）。
図６は、第２実施形態におけるブラシホルダ２９２を径方向内側からみた平面図である。図７は、アーマチュア４３（コンミテータ４７）が回転した際のブラシ９１の挙動を示す概略構成図であって、前述の図５（ａ）に対応している。

図６、図７に示すように、前述の第１実施形態と第２実施形態との相違点は、第１実施形態のブラシホルダ９２と第２実施形態のブラシホルダ２９２との形状が異なる点にある。
より詳しくは、ブラシホルダ２９２の内側面２９２ｃには、ブラシ９１の摺接部９５における周方向両端の稜線部９５ｃ，９５ｄに対応する位置を避けるように、ブラシホルダ９２の開口方向に沿って溝部２９２ｄが４箇所形成されている。

このように溝部２９２ｄを、ブラシ９１の摺接部９５における周方向両端の稜線部９５ｃ，９５ｄに対応する位置を避けるように形成するのは、ブラシ９１の傾倒角度θ１が所望の角度を得られている場合である。すなわち、溝部２９２ｄは、ブラシホルダ２９２を樹脂成形する際のヒケによるブラシホルダ２９２の変形を抑制する役割のみを有している。このように、第１実施形態のブラシホルダ９２の溝部９２ｄや第２実施形態のブラシホルダ２９２の溝部２９２ｄは、ブラシ９１の所望の傾倒角度θ１に応じて溝深さを調整したり、溝部２９２ｄ自体をブラシ９１の稜線部９５ｃ，９５ｄを避けた位置に形成したりする。これにより、ブラシ９１の傾倒角度θ１を調整できる。

したがって、上述の第２実施形態によれば、前述の第１実施形態と同様の効果を奏する。

（その他実施形態）
次に、図８〜図１３に基づいて、本発明のその他の実施形態について説明する。
図８〜図１３は、それぞれその他の実施形態におけるブラシ２９１〜７９１の斜視図である。
ここで、前述の第１実施形態におけるブラシ９１と、その他の実施形態におけるブラシ２９１〜７９１との相違点は、第１実施形態におけるブラシ９１の摺接部９５の形状と、その他の実施形態におけるブラシ２９１〜７９１の摺接部２９５〜７９５の形状とが異なる点にある。

その他の実施形態における摺接部２９５〜７９５のうち、摺接部２９５〜６９５（図８〜図１２参照）は、各々摺接面２９７〜６９７の摺接面積が周方向両端から周方向中央Ｃ１（図８〜図１２における一点鎖線参照）に向かって徐々に大きくなるように形成されている。そして、各摺接面２９７〜６９７は、周方向中央Ｃ１で摺接面積が最大となるように形成されている。なお、各摺接面２９７〜６９７は、前述の第１実施形態における摺接面９７と同様に、円弧状に凹み形成されている。

より具体的には、図８に示すように、摺接部２９５の摺接面２９７は、周方向両端と周方向中央Ｃ１とに頂点を持つ三角形状に形成されている。そして、摺接部２９５の底面２９５ａは、本体部９４の平坦面９４ｂと同一平面上に配置されている。
ここで、一般的に、ブラシは上下型によって磁性粉を所定形状に圧縮しながら形成するが、上下型の合わせ面（パーティングライン）を成形品となるブラシのアンダーカットとなる位置には設定できないため、合わせ面部位は必然的に限定された位置になってしまう。前述の第１実施形態のブラシ９１を圧縮成形しようとすると、形状的に稜線部９５ｃ，９５ｄをこの合わせ面に設定することになるが、形状的にこの稜線部９５ｃ，９５ｄに所定量の磁性粉を位置させながら圧力を加えていくことが難しい（磁性粉が逃げてしまう）ため、成形後のブラシ９１におけるこの稜線部位の強度が得難いという課題がある。しかしながら、本第２実施形態のブラシ２９１の場合、稜線部２９５ｂ，２９５ｃが底面２９５ａと同一面上にあるため、合わせ面をこの底面部２９５ａ上に設定することが可能となる。したがって、磁性粉を圧縮する際に、下型側に所定量の磁性粉を配置し、上型によって上側から圧力を加える際に、この稜線部２９５ｂ，２９５ｃに磁性粉を位置させながら上から圧力を加えていくことが容易となる。よって、成形後のブラシ２９１におけるこの稜線部位の強度が得易くなるといった効果がある。 従って、このように構成することで、ブラシ２９１の製造も容易化でき、ブラシ２９１の製造コストを低減できる。

図９に示すように、摺接部３９５の摺接面３９７は、平行四辺形状に形成されている。この平行四辺形状の４つの頂点のうち、互いに対角線上に位置する２つの頂点が、摺接部３９５の周方向中央Ｃ１に位置している。このため、摺接面３９７の摺接面積は周方向両端から周方向中央Ｃ１に向かって徐々に大きくなる。

図１０に示すように、摺接部４９５の摺接面４９７は、軸方向に長い長円形状に形成されている。
図１１に示すように、摺接部５９５の摺接面５９７は、軸方向に長い六角形状に形成されている。この摺接部５９５の一つの平坦面５９５ａも、本体部９４の平坦面９４ｂと同一平面上に配置されている。
図１２に示すように、摺接部６９５の摺接面６９７は、略菱形状に形成されている。この摺接部６９５における菱形状は、各辺６９５ａが内側に向かって僅かに湾曲した形になっている。

このように、その他の実施形態における摺接部２９５〜７９５のうち、摺接部２９５〜６９５（図８〜図１２参照）は、アーマチュア４３（コンミテータ４７）を両方向回転で使用する電動モータ４０において、前述の第１実施形態と同様の効果を奏する。

これに対し、図１３に示すブラシ７９１は、アーマチュア４３（コンミテータ４７）を一方向回転で使用する電動モータ４０に好適である。すなわち、ブラシ７９１の摺接部７９５における摺接面７９７は、回転方向（図１３における矢印Ｙ１参照）上流側から回転方向下流側に向かって徐々に大きくなるように略直角三角形状に形成されている。
したがって、一方向回転で使用する電動モータ４０において、ブラシ７９１は、セグメント５２に供給される電流値を、急激に上昇することなく緩やかな上昇とさせることができる。これに加え、セグメント５２からブラシ７９１が離間する際におけるブラシ７９１の電流密度を小さくでき、ブラシ７９１の火花放電を減少させることができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、電動モータ４０は、車両のシートを昇降させたり、前後方向にスライド移動させたりするためや、車両のウインドウを開閉させるために用いられる減速機付モータ装置１に適用されるブラシ付きモータである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、電動モータ４０は、さまざまな用途に使用することが可能である。

また、上述の実施形態では、各ブラシ９１〜７９１の摺接部９５〜７９５において、摺接面９７〜７９７が円弧状に凹み形成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、摺接面９７〜７９７は、周方向両端から周方向中央に向かって徐々に凹み深さが深くなるように、凹み形成されていればよい。例えば、摺接面９７〜７９７がＶ溝状に形成されていてもよい。

さらに、上述の実施形態では、各ブラシ９１〜７９１は、コンミテータ４７の回転方向上流側におけるコンミテータ４７との摺接面積に対し、コンミテータ４７の回転方向下流側におけるコンミテータ４７との摺接面積が徐々に大きくなるように形成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、各ブラシ９１〜７９１のコンミテータ４７における摺接面積が徐々に大きくならなくてもよい。つまり、各ブラシ９１〜７９１は、コンミテータ４７の回転方向上流側におけるコンミテータ４７との摺接面積に対し、コンミテータ４７の回転方向下流側におけるコンミテータ４７との摺接面積が大きくなっていればよい。そして、望ましくは、コンミテータ４７の回転方向下流側におけるコンミテータ４７との摺接面積が最大となるように設定されているとよい。

１…減速機付モータ装置
４０…電動モータ
４１…ヨーク
４２…マグネット（磁極）
４３…アーマチュア
４３ａ…アーマチュアコア
４７…コンミテータ
５０…コイル
９０…ブラシ装置
９１〜７９１…ブラシ
９２，２９２…ブラシホルダ
９４…本体部
９４ｂ…平坦面
９５〜７９５…摺接部
９６…ピグテール
９７〜７９７…摺接面
２９５ａ…底面

Claims (8)

1. コイルが接続されているコンミテータに摺接し、該コンミテータを介して前記コイルに給電を行うためのブラシと、
   前記ブラシを保持するブラシホルダと、
   を備え、
   前記ブラシは、
   外部電源に電気的に接続されるピグテールが接続される本体部と、
   前記コンミテータに摺接する摺接部と、
   が一体化されており、
   前記本体部は、直方体状に形成された平坦面に前記ピグテールが接続されており、
   前記摺接部は、前記コンミテータの回転方向上流側の該コンミテータとの摺接面積に対し、前記コンミテータの回転方向下流側の該コンミテータとの摺接面積が大きくなるように形成されていることを特徴とするブラシ装置。
2. 前記摺接部における前記回転方向下流側の前記コンミテータとの摺接面積が最大となるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のブラシ装置。
3. 前記摺接部の前記摺接面積は、前記回転方向上流側から前記回転方向下流側に向かって徐々に大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のブラシ装置。
4. 前記コンミテータは、一方向と他方向との両方向に回転させて使用するものであり、
   前記摺接部は、前記コンミテータの回転方向両端から中央に向かうに従って前記コンミテータとの摺接面積が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のブラシ装置。
5. 前記摺接部の前記コンミテータとの摺接面は、前記回転方向両端と前記中央とに頂点を持つ三角形状であり、
   前記摺接部の底面は、前記本体部の前記ピグテールが接続される前記平坦面と同一平面上に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のブラシ装置。
6. 前記摺接部の前記コンミテータとの摺接面は、前記回転方向両端から前記中央に向かうに従って凹むように形成されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のブラシ装置。
7. 前記ブラシホルダの内側面には、前記摺接部における前記回転方向最外側に対応する位置に、溝部が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項に記載のブラシ装置。
8. 請求項１〜請求項７の何れか１項に記載のブラシ装置と、
   前記コンミテータに接続されている前記コイルが巻回されているアーマチュアコアと、
   前記アーマチュアコアの周囲を取り囲むように形成されており、内周面に磁極が設けられているヨークと、
   を備えたことを特徴とする電動モータ。

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