JPH05184104A - Brush for motor - Google Patents

Brush for motor

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JPH05184104A
JPH05184104A JP34624791A JP34624791A JPH05184104A JP H05184104 A JPH05184104 A JP H05184104A JP 34624791 A JP34624791 A JP 34624791A JP 34624791 A JP34624791 A JP 34624791A JP H05184104 A JPH05184104 A JP H05184104A
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brush
commutator
axis
force
rotation
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Eiji Mimura
栄二 三村
Toru Sekiguchi
徹 関口
Takio Oya
多喜雄 大矢
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Asmo Co Ltd
Denso Corp
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Asmo Co Ltd
NipponDenso Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to reliably suppress the self-oscillation which tends to occur in a brush. CONSTITUTION:A brush 44 is formed in a parallelogram when observed in the longitudinal direction. Its sides 44B and 44C are inclined at an angle theta, respectively. Also, a brush holder 46 is correspondingly inclined as the shape of the brush 44. As a result, the reactional friction is differentiated due to the inclinations when the commutator rotates, and then, the side 44C presses the side wall 46C while the bottom 44D presses an insulator plate to which the brush holder 46 is fitted, thus making it possible to suppress the self- oscillation effectively. Also, since the rear end 44F of the brush 44 is inclined at an angle theta, the differentiation of a brush spring 54 contributes to producing this effect.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、整流子の軸直角方向を
磨耗による長さ減少方向として配置されかつ付勢力で整
流子の周面に圧接される角柱形状のブラシと、このブラ
シを保持する保持手段と、を備えたモータのブラシ装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a prism-shaped brush which is arranged with the direction perpendicular to the axis of the commutator as a length decreasing direction due to wear and is pressed against the peripheral surface of the commutator by an urging force, and a brush which holds the brush. And a holding means for controlling the brush device of the motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、直流モータは、整流子とブラシ
とを備えており、これらの相互作用によって整流作用を
行っている。この整流作用を適正に行うため、ブラシを
所定位置に保持すべくブラシホルダ等が配設されてい
る。また、ブラシホルダにはブラシスプリングが配設さ
れており、このブラシスプリングの付勢力によって、ブ
ラシは整流子の周面に圧接されている。
2. Description of the Related Art Generally, a DC motor is equipped with a commutator and a brush, and the commutation is performed by the interaction of these. In order to properly perform this rectifying action, a brush holder or the like is arranged to hold the brush at a predetermined position. Further, a brush spring is arranged in the brush holder, and the brush is pressed against the peripheral surface of the commutator by the urging force of the brush spring.

【0003】ここで、整流子の回転状態において、ブラ
シに所謂自励振動が生じることが経験的に知られてい
る。この自励振動は、種々の要因によって起こり得る
が、基本的にはブラシ、ブラシスプリング、ブラシホル
ダ及び整流子といった系に生じている力のバランスが崩
れた場合に生じる。そして、ブラシに自励振動が生じる
と、整流作用が悪化すると共に異音が生じるため、自励
振動を抑制すべく従来から種々の対策が講じられてい
る。この対策の一例として、ブラシの後端面を傾斜面と
し、この傾斜面にブラシスプリングの付勢力を作用させ
たものがあり、以下図9及び図10を用いてこの構造を
説明する。
It is empirically known that so-called self-excited vibration occurs in the brush when the commutator is rotating. This self-excited vibration can occur due to various factors, but basically it occurs when the balance of the forces generated in the system such as the brush, the brush spring, the brush holder, and the commutator is lost. When self-excited vibration occurs in the brush, the rectifying action is deteriorated and abnormal noise is generated. Therefore, various measures have been conventionally taken to suppress the self-excited vibration. As an example of this measure, there is a structure in which the rear end surface of the brush is an inclined surface and the biasing force of the brush spring is applied to this inclined surface. This structure will be described below with reference to FIGS. 9 and 10.

【0004】図9(A)に示されるように、ブラシ10
0の後端面は傾斜面100Aとされて、この傾斜面10
0Aに図示しないブラシスプリングの付勢力Pが作用し
ている。このブラシスプリングの付勢力Pはブラシ10
0の長手方向(整流子102の軸直角方向)に作用し、
このため傾斜面100Aには水平分力P1 が生じてい
る。この水平分力P1 によって、ブラシ100の側面1
00Bがブラシホルダ104の側面104Aに強制的に
押し付けられるようになっている。
As shown in FIG. 9A, the brush 10
The rear end surface of 0 is an inclined surface 100A.
A biasing force P of a brush spring (not shown) acts on 0A. The biasing force P of this brush spring is the brush 10
Acting in the longitudinal direction of 0 (direction perpendicular to the axis of the commutator 102),
Therefore, a horizontal component P 1 is generated on the inclined surface 100A. Due to this horizontal component P 1 , the side surface 1 of the brush 100 is
00B is forcibly pressed against the side surface 104A of the brush holder 104.

【0005】従って、この構造によれば、ブラシ100
の側面100Bとブラシホルダ104の側面104Aと
が当接状態にあり、この状況下においてブラシ100に
自励振動を生じさせる外力が作用した場合、ブラシ10
0の側面100Bとブラシホルダ104の側面104A
とが摺動することにより発生する熱エネルギーに外部入
力を変換することで、ブラシ100の自励振動が増幅さ
れるのを抑制するものである。なお、この構造と類似す
る技術が、実開昭60−31153号公報に開示されて
いる。
Therefore, according to this structure, the brush 100
Side surface 100B of the brush holder 104 and the side surface 104A of the brush holder 104 are in contact with each other, and when an external force that causes self-excited vibration acts on the brush 100 under this condition, the brush 10
0 side surface 100B and brush holder 104 side surface 104A
By converting the external input into the thermal energy generated by the sliding of and, the amplification of the self-excited vibration of the brush 100 is suppressed. A technique similar to this structure is disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 60-31153.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構造はブラシスプリングの付勢力Pの水平分力P1
利用するものであるため、ブラシ100の後端面付近で
のブラシホルダ104の側面104Aへの押圧力(側
圧)はある程度得られても、ブラシ100の先端面10
0C付近でのブラシホルダ104の側面104Aへの押
圧力が不足する。このため、上述した構造は、外部入力
が比較的小さい所定条件下では成立するものの、外部入
力が比較的大きい場合には功を奏さない。
However, since the above-mentioned structure utilizes the horizontal component force P 1 of the urging force P of the brush spring, the side surface 104A of the brush holder 104 near the rear end surface of the brush 100 is moved to the side surface 104A. Even if some pressing force (side pressure) is obtained, the tip surface 10 of the brush 100 is
The pressing force on the side surface 104A of the brush holder 104 near 0C is insufficient. Therefore, the above-described structure is established under a predetermined condition where the external input is relatively small, but fails when the external input is relatively large.

【0007】以下、このことを図9(B)及び図9
(C)を用いて更に詳述する。なお、図9(B)及び図
9(C)は、ブラシ100の長手直角平面に対する傾斜
面100Aの傾斜角度θを横軸、ブラシ100のブラシ
ホルダ104の側面104Aへの側圧Rを縦軸にとり、
整流子102の回転状態でブラシスプリングの付勢力P
に起因した側圧Rを測定したグラフである。また、測定
対象部位はブラシ100のA点〜D点であり、得られた
グラフは測定値を代表する理論値に基づくものである。
Hereinafter, this will be described with reference to FIGS.
This will be described in more detail using (C). 9B and 9C, the horizontal axis represents the inclination angle θ of the inclined surface 100A with respect to the plane perpendicular to the longitudinal direction of the brush 100, and the vertical axis represents the lateral pressure R applied to the side surface 104A of the brush holder 104 of the brush 100. ,
The urging force P of the brush spring when the commutator 102 is rotating
It is a graph which measured side pressure R resulting from. Further, the measurement target sites are points A to D of the brush 100, and the obtained graph is based on theoretical values representing measured values.

【0008】図9(B)のグラフから判るように、ブラ
シ100の傾斜面100AのD点では、傾斜面100A
の傾斜角度θに拘わらず側圧Rはプラスである。一方、
ブラシ100の傾斜面100AのC点では、傾斜面10
0Aの傾斜角度θが約17°を境にして側圧Rがプラス
とマイナスとに分かれる。また、図9(C)のグラフか
ら判るように、ブラシ100の先端面100CのB点で
は、傾斜面100Aの傾斜角度θに拘わらず側圧Rはマ
イナスである。一方、ブラシ100の先端面100Cの
A点では、傾斜面100Aの傾斜角度θに拘わらず側圧
Rはプラスである。
As can be seen from the graph of FIG. 9B, at the point D of the inclined surface 100A of the brush 100, the inclined surface 100A is formed.
The lateral pressure R is positive regardless of the inclination angle θ of. on the other hand,
At point C of the inclined surface 100A of the brush 100, the inclined surface 10
The lateral pressure R is divided into plus and minus when the inclination angle θ of 0 A is about 17 °. Further, as can be seen from the graph of FIG. 9C, at the point B on the tip surface 100C of the brush 100, the lateral pressure R is negative regardless of the inclination angle θ of the inclined surface 100A. On the other hand, at the point A on the tip surface 100C of the brush 100, the lateral pressure R is positive regardless of the inclination angle θ of the inclined surface 100A.

【0009】例えば傾斜角度θが30°の場合、ブラシ
100の四隅に作用する側圧Rの正負は先端面100C
のB点を除いて+Rとなる(図10(A)参照)。ま
た、例えば傾斜角度θが10°の場合、ブラシ100の
傾斜面100AのD点が+R、C点が−Rとなり、ブラ
シ100の先端面100CのA点はプラスR、B点は−
Rとなる。
For example, when the inclination angle θ is 30 °, the positive / negative of the side pressure R acting on the four corners of the brush 100 is the tip surface 100C.
It becomes + R except for point B (see FIG. 10A). Further, for example, when the inclination angle θ is 10 °, the point D of the inclined surface 100A of the brush 100 is + R, the point C is −R, the point A of the tip surface 100C of the brush 100 is plus R, and the point B is −R.
It becomes R.

【0010】従って、傾斜角度θが30°、10°のい
ずれの場合においても共通していえることは、ブラシ1
00の先端面100Cの側圧Rの作用する方向が常に逆
であるということである。このことは、安定した所定の
側圧Rは、側面104Aにおける先端面100C付近で
は作用していないことを意味する。
Therefore, the same can be said when the inclination angle θ is 30 ° or 10 °.
This means that the direction in which the lateral pressure R of the front end surface 100C of 00 acts is always opposite. This means that the stable predetermined lateral pressure R does not act near the tip surface 100C on the side surface 104A.

【0011】しかも、実際には、この不安定な状況下に
おいて、ブラシ100の先端面100Cと整流子102
の周面との接触状況が摩擦等により変化して、整流子1
02の周面からの反力によるモーメントがブラシ100
に瞬間的に加わることがある。すなわち、傾斜面100
A付近でのブラシホルダ104の側面104Aへの側圧
Tは図9(B)のC点、D点のグラフを境界とする領域
R内で変動し、また先端面100C付近でのブラシホル
ダ104の側面104Aへの側圧Rは図9(C)のA
点、B点のグラフを境界とする領域S内で変動し得るの
で、より側圧Rの作用状況がより不安定になる。このた
め、ブラシ100の側面100Bとブラシホルダ104
の側面104Aとの面接触状況を安定的に維持すること
ができず、ブラシ100の先端面100Cと整流子10
2の周面との接触状況によっては点接触状態となる。こ
の場合、ブラシ100の側面100Bとブラシホルダ1
04の側面104Aとの面接触状況下における摺動によ
るエネルギー変換が適切に行われなくなるという不具合
が生じる。
In addition, actually, under this unstable condition, the tip surface 100C of the brush 100 and the commutator 102 are
The condition of contact with the peripheral surface of the
The moment due to the reaction force from the peripheral surface of 02 is 100
May be added to the moment. That is, the inclined surface 100
The lateral pressure T on the side surface 104A of the brush holder 104 in the vicinity of A fluctuates within a region R bounded by the graph of points C and D in FIG. 9B, and the lateral pressure T of the brush holder 104 near the tip surface 100C. The lateral pressure R on the side surface 104A is A in FIG. 9 (C).
Since it can fluctuate within the region S bounded by the graphs of the points B and B, the operating condition of the lateral pressure R becomes more unstable. Therefore, the side surface 100B of the brush 100 and the brush holder 104
The surface contact state with the side surface 104A of the brush cannot be stably maintained, and the tip surface 100C of the brush 100 and the commutator 10 are
Depending on the contact situation with the peripheral surface of No. 2, it becomes a point contact state. In this case, the side surface 100B of the brush 100 and the brush holder 1
There is a problem that energy conversion due to sliding is not properly performed in a surface contact state of 04 with the side surface 104A.

【0012】上述したことから、ブラシ100の後端面
を傾斜面100Aとしたことによっては、ブラシ100
に生じる自励振動を効果的に抑制できず、良好な整流作
用、低騒音効果を充分には得ることができない。
From the above, it is possible to set the rear end surface of the brush 100 to be the inclined surface 100A.
It is not possible to effectively suppress self-excited vibrations that occur, and it is not possible to sufficiently obtain good rectifying action and low noise effect.

【0013】本発明は上記事実を考慮し、ブラシに生じ
ようとする自励振動を確実に抑制することができるモー
タのブラシ装置を得ることが目的である。
In consideration of the above facts, an object of the present invention is to obtain a brush device for a motor, which can surely suppress self-excited vibration that is likely to occur in the brush.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、整流子の軸直
角方向を磨耗による長さ減少方向として配置されかつ付
勢力で前記整流子の周面に圧接され、前記整流子の回転
方向側に位置する回転方向側面と、前記整流子の軸直角
平面内に位置する軸直角側面と、を有する角柱形状のブ
ラシと、このブラシを前記減少方向へ移動可能に保持す
ると共に、前記回転方向側面に当接する回転方向当接側
面と、前記軸直角側面に当接する軸直角当接側面と、を
有する保持手段と、を備えたモータのブラシ装置であっ
て、前記回転方向側面及び前記回転方向当接側面を前記
軸直角側面及び前記軸直角当接側面に対して所定の角度
で傾斜させたことを特徴としている。
According to the present invention, the commutator is arranged such that the direction perpendicular to the axis of the commutator is reduced in length due to wear and is pressed against the peripheral surface of the commutator by an urging force so that the commutator rotates in the rotational direction. A prismatic brush having a rotation-direction side surface located in the direction of rotation, and a shaft-angled side surface located in the plane perpendicular to the axis of the commutator; and a side surface of the rotation-direction which holds the brush so as to be movable in the decreasing direction. A brush device for a motor, comprising: a holding means having a rotation-direction abutment side surface that abuts against the rotation-direction abutment surface, and a shaft-angled abutment side surface that abuts against the shaft-angled side surface. The contact side surface is inclined at a predetermined angle with respect to the axis-perpendicular side surface and the axis-perpendicular contact side surface.

【0015】[0015]

【作用】上記構成の本発明によれば、角柱形状のブラシ
は、整流子の軸直角方向を磨耗による長さ減少方向とし
て配置され、付勢力で整流子の周面に圧接されている。
従って、整流子の回転により、整流子の周面とこれに圧
接されたブラシの端面とが摺動し、整流作用が行われ
る。
According to the present invention having the above-described structure, the prismatic brush is arranged such that the direction perpendicular to the axis of the commutator is reduced in length due to wear and is pressed against the peripheral surface of the commutator by the urging force.
Therefore, due to the rotation of the commutator, the peripheral surface of the commutator slides against the end surface of the brush pressed against the commutator, and the commutation action is performed.

【0016】ここで、本発明によれば、ブラシにおける
整流子の回転方向側に位置する回転方向側面及び保持手
段における回転方向当接面が、ブラシにおける整流子の
軸直角平面内に位置する軸直角側面及び保持手段におけ
る軸直角当接面に対して所定の角度で傾斜されている。
[0016] According to the present invention, the shaft of which the rotation direction side surface of the brush located on the rotation direction side of the commutator and the rotation direction contact surface of the holding means are located in the plane perpendicular to the axis of the commutator of the brush. It is inclined at a predetermined angle with respect to the right-angled side surface and the axis-perpendicular contact surface of the holding means.

【0017】従って、整流子の回転により整流子の周面
とブラシの圧接端面との間に生じる動摩擦力の反作用と
しての力が、ブラシの回転方向側面、保持手段の回転方
向当接面間で分化される。この内、一方の分力がブラシ
の回転方向側面を保持手段の回転方向当接面に押し付け
る力として、また他方の分力がブラシの軸直角側面を保
持手段の軸直角当接面に押し付ける力として、それぞれ
作用する。このため、ブラシは保持手段を二面で押し付
けることになる。しかも、これらの押圧力は、相互に当
接する回転方向側面及び回転方向当接面、軸直角側面及
び軸直角当接側面全体に作用する。従って、二面による
面接触状態でブラシを保持手段に安定的に保持させるこ
とができ、これによりブラシに自励振動が生じるのを効
果的に抑制することができる。
Therefore, a force as a reaction of the dynamic frictional force generated between the peripheral surface of the commutator and the pressure contact end surface of the brush due to the rotation of the commutator is generated between the side surface in the rotational direction of the brush and the contact surface in the rotational direction of the holding means. Be differentiated. Of these, one component force acts as a force that pushes the rotation direction side surface of the brush against the rotation direction contact surface of the holding means, and the other component force forces the brush axis side surface of the brush that presses against the axis right angle contact surface of the holding means. Act as, respectively. Therefore, the brush presses the holding means on two sides. Moreover, these pressing forces act on the rotation-direction side surface and the rotation-direction contact surface, the axis-perpendicular side surface, and the axis-perpendicular contact side surface that abut each other. Therefore, the brush can be stably held by the holding means in the surface contact state of the two surfaces, and thus the self-excited vibration of the brush can be effectively suppressed.

【0018】[0018]

【実施例】以下、図1〜図6を用いて、本発明に係るモ
ータのブラシ装置が適用された一実施例について説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment to which a brush device for a motor according to the present invention is applied will be described below with reference to FIGS.

【0019】図3に示されるように、モータ10は筒状
のハウジング12内へ回転軸14が同軸的に挿入され、
ハウジング12の底部に設けた軸受16及びハウジング
12の入口部に取り付けられるブラケット18へ固定し
た軸受22を介して軸支されている。回転軸14にはコ
イル24が巻装され、ハウジング12の内周へ取り付け
られた磁石26と対応している。
As shown in FIG. 3, the motor 10 has a rotating shaft 14 coaxially inserted into a cylindrical housing 12.
It is pivotally supported via a bearing 16 provided at the bottom of the housing 12 and a bearing 22 fixed to a bracket 18 attached to the inlet of the housing 12. A coil 24 is wound around the rotary shaft 14 and corresponds to a magnet 26 attached to the inner circumference of the housing 12.

【0020】ハウジング12の入口部には、ブラケット
18へインシュレータプレート28が固着されている。
このインシュレータプレート28は、図2に示されるよ
うに、薄肉の合成樹脂から形成されており、その中央部
には貫通孔32が形成されている。インシュレータプレ
ート28の裏面には貫通孔32を取り囲む状態で固定脚
(図示省略)が突出され、この固定脚がスペーサ36を
介在させた状態でブラケット18に固着されている。イ
ンシュレータプレート28の貫通孔32には回転軸14
へ固着された整流子38が挿入状態で回転するようにな
っている。
An insulator plate 28 is fixed to the bracket 18 at the entrance of the housing 12.
As shown in FIG. 2, the insulator plate 28 is made of thin synthetic resin and has a through hole 32 formed in the center thereof. A fixed leg (not shown) projects from the back surface of the insulator plate 28 in a state of surrounding the through hole 32, and the fixed leg is fixed to the bracket 18 with a spacer 36 interposed. The rotary shaft 14 is inserted into the through hole 32 of the insulator plate 28.
The commutator 38 fixedly attached to is rotated in the inserted state.

【0021】また、インシュレータプレート28には貫
通孔32を挟む両側に平面視で矩形状の凹部40が形成
されており、その底面の四隅には係止孔42が形成され
ている。この凹部40へはブラシ44を保持するブラシ
ホルダ46が嵌着されている。このブラシホルダ46と
インシュレータプレート28とで本発明における保持手
段が構成されており、また凹部40は軸直角当接側面と
して、後述するブラシホルダ46の側壁部46Cは回転
方向当接側面として、それぞれ機能する。
Further, the insulator plate 28 is formed with rectangular recesses 40 in plan view on both sides of the through hole 32, and locking holes 42 are formed at the four corners of the bottom surface thereof. A brush holder 46 holding a brush 44 is fitted in the recess 40. The brush holder 46 and the insulator plate 28 constitute a holding means in the present invention, the concave portion 40 serves as an axially perpendicular contact side surface, and the side wall portion 46C of the brush holder 46 described below serves as a rotational direction contact side surface, respectively. Function.

【0022】図1に示されるように、ブラシホルダ46
は薄肉板材を屈曲させて形成されている。また、ブラシ
ホルダ46の長手直角断面は略コ字形とされており、頂
壁部46A、側壁部46B、46C及び後壁部46D
(図6参照)を備えている。ブラシホルダ46の頂壁部
46Aには、開口端と連通する長孔48がブラシホルダ
46の長手方向に沿って形成されており、後述するブラ
シ44のピグテイル50が貫通配置されている。また、
一対の側壁部46B、46Cからはインシュレータプレ
ート28の係止孔42へ挿入係止される脚部52が一体
形成されている。これらの脚部52が係止孔42へ挿入
係止された状態では、ブラシホルダ46の長手方向が整
流子38の軸線S(図3参照)に対して直交する方向と
なる。そして、上述したブラシホルダ46の両側壁部4
6B、46Cは互いに平行とされ、かつ頂壁部46Aに
対して所定角度θだけ傾斜されている。
As shown in FIG. 1, the brush holder 46
Is formed by bending a thin plate material. The longitudinal cross section of the brush holder 46 is substantially U-shaped, and includes a top wall portion 46A, side wall portions 46B and 46C, and a rear wall portion 46D.
(See FIG. 6). In the top wall portion 46A of the brush holder 46, a long hole 48 communicating with the open end is formed along the longitudinal direction of the brush holder 46, and a pigtail 50 of the brush 44, which will be described later, is penetratingly arranged. Also,
A leg portion 52 that is inserted and locked in the locking hole 42 of the insulator plate 28 is integrally formed from the pair of side wall portions 46B and 46C. When these leg portions 52 are inserted and locked in the locking holes 42, the longitudinal direction of the brush holder 46 is a direction orthogonal to the axis S (see FIG. 3) of the commutator 38. Then, both side wall portions 4 of the brush holder 46 described above.
6B and 46C are parallel to each other and are inclined by a predetermined angle θ with respect to the top wall portion 46A.

【0023】また、ブラシホルダ46内には、略緊密に
角柱形状のブラシ44が挿入されている。このブラシ4
4は、図1、図5及び図6に示されるように、頂部44
A、側部44B、44C、底部44D、先端部44E、
後端部44Fから成り、頂部44Aにはピグテイル50
が取り付けられている。なお、ブラシ44の側部44C
が本発明における回転方向側面として、また底部44D
が軸直角当接側面として、それぞれ機能する。
In addition, a prism-shaped brush 44 is inserted into the brush holder 46 in a substantially tight manner. This brush 4
4 has a top portion 44, as shown in FIGS. 1, 5 and 6.
A, side portions 44B and 44C, bottom portion 44D, tip portion 44E,
It consists of a rear end 44F and a pigtail 50 on the top 44A.
Is attached. Incidentally, the side portion 44C of the brush 44
Is the side surface in the rotation direction in the present invention, and the bottom portion 44D
Respectively function as side surfaces that are in contact with each other at right angles to the axis.

【0024】ブラシ44の後端部44Fは、頂部44A
に対して所定角度φだけ傾斜されている。この後端部4
4Fには、一端がブラシホルダ46の後壁部46Dに当
接係止されたブラシスプリング54の他端が係止されて
いる。従って、ブラシスプリング54は、ブラシ44を
整流子38の周面に押し付ける方向(図1の矢印A方
向)へ押圧付勢しており、この方向がブラシ44の磨耗
による長さ減少方向である。
The rear end portion 44F of the brush 44 has a top portion 44A.
Is inclined by a predetermined angle φ with respect to. This rear end 4
The other end of the brush spring 54, one end of which is abutted and locked to the rear wall portion 46D of the brush holder 46, is locked to 4F. Therefore, the brush spring 54 presses and urges the brush 44 against the circumferential surface of the commutator 38 (the direction of arrow A in FIG. 1), and this direction is the length reduction direction due to abrasion of the brush 44.

【0025】さらに、ブラシ44の側部44B、44C
は互いに平行とされ、かつブラシホルダ46の一対の側
壁部46B、46Cの傾斜角度と同一の所定角度θだけ
頂部44A及び底部44Dに対して傾斜されている。す
なわち、このブラシ44は長手方向に見た形状が平行四
辺形とされている。
Further, the side portions 44B and 44C of the brush 44 are provided.
Are parallel to each other and are inclined with respect to the top portion 44A and the bottom portion 44D by a predetermined angle θ which is the same as the inclination angle of the pair of side wall portions 46B and 46C of the brush holder 46. That is, the shape of the brush 44 as viewed in the longitudinal direction is a parallelogram.

【0026】以下に、本実施例の作用を説明する。図2
に示されるように、ブラシ44がブラシスプリング54
を介在させた状態でブラシホルダ46へ挿入されて、イ
ンシュレータプレート28の凹部40へ組付けられると
(図2には、ブラシ44及びブラシホルダ46の組付前
後の状態が各々図示されている)、ブラシ44の先端部
44Eはブラシスプリング54によって整流子38の周
面へ圧接される。この状態では、ブラシ44には、その
後端部44Fの傾斜面にブラシスプリング54の付勢力
Pが作用している。
The operation of this embodiment will be described below. Figure 2
As shown in FIG.
When the brush 44 and the brush holder 46 are inserted into the brush holder 46 and assembled in the recess 40 of the insulator plate 28 (the state before and after the assembly of the brush 44 and the brush holder 46 is shown in FIG. 2). The tip portion 44E of the brush 44 is pressed against the peripheral surface of the commutator 38 by the brush spring 54. In this state, the urging force P of the brush spring 54 acts on the inclined surface of the rear end portion 44F of the brush 44.

【0027】この状態でモータ10が駆動しこれに伴い
整流子38が図4の矢印B方向へ回転すると、ブラシ4
4の先端部44Eと整流子38の周面との間に動摩擦力
Q’に対する反作用の力(以下、「反動摩擦力」とい
う)Qが作用する。従って、モータ10の駆動状態で
は、ブラシ44には、反動摩擦力Qと前述した付勢力P
とが同時に作用することになる。以下、図5及び図6を
用いて、整流子38の回転状態においてブラシ44及び
ブラシホルダ46間に作用する力学的状態を説明する。
When the motor 10 is driven in this state and the commutator 38 is rotated in the direction of arrow B in FIG.
A reaction force Q (hereinafter, referred to as “reaction friction force”) Q with respect to the dynamic friction force Q ′ acts between the tip end portion 44E of 4 and the peripheral surface of the commutator 38. Therefore, in the driving state of the motor 10, the reaction frictional force Q and the urging force P described above are applied to the brush 44.
And will act at the same time. The mechanical state acting between the brush 44 and the brush holder 46 in the rotating state of the commutator 38 will be described below with reference to FIGS. 5 and 6.

【0028】〔反動摩擦力Qの作用状況〕図5に示され
るように、整流子38の回転状態では、反動摩擦力Qに
よってブラシ44は整流子38の回転方向へ追従して回
転しようとする。従って、この反動摩擦力Qによってブ
ラシ44の側部44Cが、ブラシホルダ46の側壁部4
6Cを押圧することになる。
[Operational Condition of Reaction Friction Force Q] As shown in FIG. 5, when the commutator 38 is rotating, the reaction frictional force Q causes the brush 44 to rotate following the rotation direction of the commutator 38. .. Therefore, the reaction frictional force Q causes the side portion 44C of the brush 44 to move to the side wall portion 4 of the brush holder 46.
6C will be pressed.

【0029】ここで、ブラシ44の側部44C及びブラ
シホルダ46の側壁部46Cは、共に頂部44A及び頂
壁部46Aに対して傾斜角度θで傾斜しているので、反
動摩擦力Qが分化される。すなわち、反動摩擦力Qは、
ブラシホルダ46の側壁部46Cの面直角方向の垂直分
力Q・cos θと、ブラシホルダ46の側壁部46Cの面
方向の水平分力Q・sin θと、に分化される。
Here, since the side portion 44C of the brush 44 and the side wall portion 46C of the brush holder 46 are both inclined at the inclination angle θ with respect to the top portion 44A and the top wall portion 46A, the reaction frictional force Q is differentiated. It That is, the reaction frictional force Q is
It is divided into a vertical component force Q · cos θ in the plane perpendicular direction of the side wall portion 46C of the brush holder 46 and a horizontal component force Q · sin θ in the plane direction of the side wall portion 46C of the brush holder 46.

【0030】この内、垂直分力Q・cos θは、そのまま
ブラシホルダ46の側壁部46Cを押圧する力として作
用する。一方、水平分力Q・sin θは、図5において仮
想したX−Y座標系で更にX軸方向の水平分力(Q・si
n θ)sin θと、Y軸方向の垂直分力(Q・sin θ)co
s θと、に分化される。この内、Y軸方向の垂直分力
(Q・sin θ)cos θが、インシュレータプレート28
の凹部40を押圧する力として作用する。なお、X軸方
向の水平分力(Q・sin θ)sin θは、前述した場合
(反動摩擦力Qを分化させた場合)と同様に分化させて
もよいが、ここでは反動摩擦力Qに比べ微小であるた
め、無視することにする。
Of these, the vertical component Q · cos θ acts as a force for pressing the side wall portion 46C of the brush holder 46 as it is. On the other hand, the horizontal component force Q · sin θ is the horizontal component force (Q · si) in the X-axis direction in the XY coordinate system imaginary in FIG.
n θ) sin θ and the vertical component force in the Y-axis direction (Q · sin θ) co
s θ and Of these, the vertical component force (Q · sin θ) cos θ in the Y-axis direction is the insulator plate 28.
It acts as a force for pressing the concave portion 40 of. Note that the horizontal component force (Q · sin θ) sin θ in the X-axis direction may be differentiated in the same manner as in the case described above (when the reaction frictional force Q is differentiated). Since it is minute compared to this, it will be ignored.

【0031】上述したことから、結果的には、ブラシ4
4の側部44C及びブラシホルダ46の側壁部46Cを
頂部44A及び頂壁部46Aに対して傾斜角度θだけ傾
斜させたことにより、反動摩擦力Qを利用して、ブラシ
44の側部44Cがブラシホルダ46の側壁部46Cを
垂直分力Q・cos θで押圧し、かつブラシ44の底部4
4Dがインシュレータプレート28の凹部40を垂直分
力(Q・sin θ)cosθで押圧している。
From the above, as a result, the brush 4
The side portion 44C of the brush 44 can be moved by utilizing the reaction frictional force Q by inclining the side portion 44C of No. 4 and the side wall portion 46C of the brush holder 46 by the inclination angle θ with respect to the top portion 44A and the top wall portion 46A. The side wall portion 46C of the brush holder 46 is pressed by the vertical component force Q · cos θ and the bottom portion 4 of the brush 44 is pressed.
4D presses the concave portion 40 of the insulator plate 28 with a vertical component force (Q · sin θ) cos θ.

【0032】〔付勢力Pの作用状況〕図6に示されるよ
うに、ブラシスプリング54の付勢力Pは、ブラシ44
の後端部44Fが頂部44A及び底部44Dに対して傾
斜角度φで傾斜しているので、前述した場合と同様にし
て分化される。すなわち、付勢力Pは、ブラシ44の後
端部44Fの傾斜面の面直角方向の垂直分力P・cos φ
と、ブラシ44の後端部44Fの傾斜面の面方向の水平
分力P・sin φと、に分化される。
[Operation Status of Energizing Force P] As shown in FIG. 6, the energizing force P of the brush spring 54 is equal to that of the brush 44.
Since the rear end portion 44F is inclined with respect to the top portion 44A and the bottom portion 44D at the inclination angle φ, the rear end portion 44F is differentiated in the same manner as the case described above. That is, the biasing force P is the vertical component force P · cos φ in the direction perpendicular to the inclined surface of the rear end portion 44F of the brush 44.
And a horizontal component force P · sin φ in the surface direction of the inclined surface of the rear end portion 44F of the brush 44.

【0033】ここで、水平分力P・sin φは、ブラシス
プリング54に作用している外的状況(例えば、ブラシ
スプリング54が伸縮する際に屈曲しないようにガイド
しているブラシホルダ46等の部材との摩擦力等)によ
ってキャンセルされる。従って、ブラシ44の後端部4
4Fには、垂直分力P・cos φのみが作用していると考
えられる。
Here, the horizontal component force P.sin.phi. Is an external condition acting on the brush spring 54 (for example, the brush holder 46 or the like which guides the brush spring 54 so as not to bend when expanding and contracting). It is canceled by the frictional force with the member). Therefore, the rear end 4 of the brush 44
It is considered that only vertical component force P · cos φ acts on 4F.

【0034】従って、垂直分力P・cos φを図6におい
て仮想したX−Y座標系で更に分化させると、X軸方向
の水平分力(P・cos φ)cos φと、Y軸方向の垂直分
力(P・cos φ)sin φと、が得られる。この内、水平
分力(P・cos φ)cos φがブラシ44を整流子38の
周面へ押圧する付勢力として作用し、垂直分力(P・co
s θ)sin θがインシュレータプレート28の凹部40
を押圧する力として作用する。
Therefore, if the vertical component force P · cos φ is further differentiated in the XY coordinate system imaginary in FIG. 6, the horizontal component force (P · cos φ) cos φ in the X axis direction and the Y component in the Y axis direction are obtained. The vertical component force (P · cos φ) sin φ is obtained. Of these, the horizontal component force (P · cos φ) cos φ acts as an urging force that presses the brush 44 against the circumferential surface of the commutator 38, and the vertical component force (P · co).
s θ) sin θ is the recess 40 of the insulator plate 28.
Acts as a force to press.

【0035】上述したことから、結果的には、ブラシ4
4の後端部44Fを頂部44A及び底部44Dに対して
傾斜角度φだけ傾斜させたことにより、付勢力Pを利用
して、ブラシ44の先端部44Eが整流子38の周面を
水平分力(P・cos φ)cosφで押圧し、かつブラシ4
4の底部44Dがインシュレータプレート28の凹部4
0を垂直分力(P・cos θ)sin θで押圧している。
From the above, as a result, the brush 4
By inclining the rear end portion 44F of the No. 4 with respect to the top portion 44A and the bottom portion 44D by the inclination angle φ, the tip end portion 44E of the brush 44 uses the biasing force P to make the horizontal component force on the peripheral surface of the commutator 38. (P ・ cos φ) Press with cos φ and brush 4
4 is the bottom portion 44D of the recess 4 of the insulator plate 28.
0 is pressed by vertical component force (P · cos θ) sin θ.

【0036】そして、全体としては、ブラシ44の側部
44Cがブラシホルダ46の側壁部46Cを垂直分力Q
・cos θで押圧し、ブラシ44の底部44Dがインシュ
レータプレート28の凹部40を垂直分力(Q・sin
θ)cos θと垂直分力(P・cos θ)sin θとの合力で
押圧し、更にブラシ44の先端部44Eが整流子38の
周面を水平分力(P・cos φ)cos φで押圧している。
As a whole, the side portion 44C of the brush 44 causes the side wall portion 46C of the brush holder 46 to have a vertical component force Q.
-Pressing with cos θ, the bottom portion 44D of the brush 44 causes the vertical component force (Q
θ) cos θ and vertical component force (P · cos θ) sin θ, and the tip portion 44E of the brush 44 applies a horizontal component force (P · cos φ) cos φ to the peripheral surface of the commutator 38. Pressing.

【0037】このように本実施例では、ブラシ44の側
部44C及びブラシホルダ46の側壁部46Cを共に頂
部44A及び頂壁部46Aに対して傾斜角度θで傾斜さ
せて反動摩擦力Qを分化させたので、各々の分力を用い
て、ブラシ44の側部44Cでブラシホルダ46の側壁
部46Cを、またブラシ44の底部44Dでインシュレ
ータプレート28の凹部40を押圧させることができ
る。このため、ブラシ44はブラシホルダ46及びイン
シュレータプレート28から成る保持手段に二面で押圧
するので、安定した面接触状態を維持することができ
る。従って、ブラシ44に生じようとする自励振動を効
果的に抑制することができる。この結果、ブラシ44及
び整流子38による良好な整流作用が得られると共にモ
ータ10に異音が生じるのを著しく低減することができ
る。
As described above, in this embodiment, both the side portion 44C of the brush 44 and the side wall portion 46C of the brush holder 46 are inclined with respect to the top portion 44A and the top wall portion 46A at the inclination angle θ to differentiate the reaction frictional force Q. Therefore, the side portions 44C of the brush 44 can press the side wall portion 46C of the brush holder 46, and the bottom portion 44D of the brush 44 can press the concave portion 40 of the insulator plate 28 using the respective component forces. For this reason, the brush 44 presses the holding means composed of the brush holder 46 and the insulator plate 28 on two sides, so that a stable surface contact state can be maintained. Therefore, the self-excited vibration that tends to occur in the brush 44 can be effectively suppressed. As a result, it is possible to obtain a good commutation action by the brush 44 and the commutator 38, and it is possible to remarkably reduce the generation of abnormal noise in the motor 10.

【0038】また、本実施例では、ブラシ44の後端部
44Fをも傾斜面として付勢力Pを分化させたので、こ
れによっても、ブラシ44の底部44Dでインシュレー
タプレート28の凹部40を押圧させることができ、上
述した効果がより一層得られる。
Further, in this embodiment, since the rear end portion 44F of the brush 44 is also used as the inclined surface to divide the biasing force P, the bottom portion 44D of the brush 44 also presses the concave portion 40 of the insulator plate 28. It is possible to obtain the above-mentioned effects.

【0039】なお、本実施例では、長手方向に見て平行
四辺形とされたブラシ44及びこれを略緊密に保持する
ブラシホルダ46を適用したが、これに限らず、整流子
38の回転方向側の側部44C及び側壁部46Cのみを
傾斜させた構成でもよい。
In the present embodiment, the parallelogram brush 44 and the brush holder 46 that holds the brush 44 substantially tightly in the longitudinal direction are used. However, the present invention is not limited to this, and the commutator 38 may be rotated in the rotational direction. Only the side portion 44C and the side wall portion 46C may be inclined.

【0040】また、本実施例では、ブラシスプリング5
4として圧縮コイルバネを適用したが、これに限らず、
トーションスプリングやぜんまいばね等の付勢手段を適
用してもよい。
Further, in the present embodiment, the brush spring 5
Although a compression coil spring is applied as 4, it is not limited to this,
A biasing means such as a torsion spring or a mainspring spring may be applied.

【0041】さらに、本実施例では、長手方向に見て平
行四辺形とされたブラシ44及びこれを略緊密に保持す
るブラシホルダ46を適用したが、これに限らず、図
7、図8に示されるような長手方向に見て傾斜角度がα
及びβの等脚台形とされたブラシ60を適用してもよ
い。なお、このブラシ60を適用する場合には、ブラシ
60を略緊密に保持すべくブラシホルダの形状も当然に
変更されることになる。
Further, in the present embodiment, the brush 44 formed into a parallelogram when viewed in the longitudinal direction and the brush holder 46 that holds the brush 44 substantially tightly are applied, but the present invention is not limited to this, and the brush holders shown in FIGS. When viewed in the longitudinal direction as shown, the tilt angle is α
Alternatively, a brush 60 having an isosceles trapezoid of β may be applied. When the brush 60 is applied, the shape of the brush holder is naturally changed so as to hold the brush 60 substantially tightly.

【0042】この構造によれば、整流子38にセグメン
ト段差があった場合や整流子38の真円度が悪化した場
合でも、ブラシ60が実線で示される位置(図8にC線
で示されるのがセグメント端である)から点線で示され
る位置(図8にC’線で示されるのが移動後のセグメン
ト端である)へ移動し、即ち整流子38の回転方向へ移
動し、ブラシホルダの側壁部及びインシュレータプレー
トに圧着されるというメリットがある。言い換えると、
この構造によれば、傾斜角度α、βの傾斜面を設けたこ
とにより、上述した実施例と同様に反動摩擦力を分化し
て押圧力に変換することに加え、セグメント段差等によ
りブラシ60が受けた瞬間的な反力をも分化して押圧力
に変換することができるという効果が有る。
According to this structure, even when the commutator 38 has a segment step or the roundness of the commutator 38 deteriorates, the brush 60 is at the position shown by the solid line (shown by the line C in FIG. 8). Is the end of the segment) to the position indicated by the dotted line (the end of the segment is indicated by the line C ′ in FIG. 8), that is, the direction of rotation of the commutator 38, and the brush holder There is an advantage that it is crimped to the side wall portion and the insulator plate. In other words,
According to this structure, since the inclined surfaces having the inclination angles α and β are provided, the reaction frictional force is differentiated and converted into the pressing force as in the above-described embodiment, and the brush 60 is formed by the segment step or the like. There is an effect that the momentary reaction force received can also be differentiated and converted into pressing force.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るモー
タのブラシ装置は、ブラシにおける整流子の回転方向側
に位置する回転方向側面及び保持手段における回転方向
当接面を、ブラシにおける整流子の軸直角平面内に位置
する軸直角側面及び保持手段における軸直角当接面に対
して所定の角度で傾斜させたので、ブラシに生じようと
する自励振動を確実に抑制することができるという優れ
た効果を有する。
As described above, in the brush device for a motor according to the present invention, the rotation direction side surface of the brush located on the rotation direction side of the commutator and the rotation direction contact surface of the holding means are the commutator of the brush. Since it is tilted at a predetermined angle with respect to the axis-perpendicular side surface located in the axis-perpendicular plane and the axis-perpendicular contact surface of the holding means, it is possible to reliably suppress self-excited vibration that tends to occur in the brush. Has excellent effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施例に係るブラシ及びブラシホルダを中心
に示す分解斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view mainly showing a brush and a brush holder according to this embodiment.

【図2】図1のブラシ、ブラシホルダがインシュレータ
プレートに組み付けられる前後の状態を示す斜視図であ
る。
FIG. 2 is a perspective view showing a state before and after the brush and the brush holder of FIG. 1 are assembled to an insulator plate.

【図3】図2のブラシ、ブラシホルダ等がモータに組み
込まれた状態をモータの回転軸を含む平面で切断した状
態で示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which the brush, the brush holder, and the like in FIG. 2 are incorporated in a motor, taken along a plane including a rotation shaft of the motor.

【図4】図4はブラシの傾斜状況を説明するための説明
図であり、図4(A)は整流子の周面にブラシが当接し
ている状態をブラシの後端部側から見た概略図、図4
(B)は整流子及びブラシを図4(A)の(B)線矢視
方向から見た概略図である。
FIG. 4 is an explanatory view for explaining a tilted state of the brush, and FIG. 4 (A) shows a state in which the brush is in contact with the peripheral surface of the commutator as seen from the rear end side of the brush. Schematic diagram, Figure 4
FIG. 4B is a schematic view of the commutator and the brush as viewed from the direction of the arrow in FIG.

【図5】図4(A)のブラシを拡大し、かつ反動摩擦力
による分力の作用状況を説明するための説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram for enlarging the brush of FIG. 4 (A) and for explaining a working state of a component force due to a reaction frictional force.

【図6】図4(B)のブラシを拡大し、かつ付勢力によ
る分力の作用状況を説明するための説明図である。
FIG. 6 is an explanatory view for expanding the brush of FIG. 4 (B) and for explaining a working state of a component force by an urging force.

【図7】図1のブラシの変形例に係り、長手方向に見て
等脚台形とされたブラシを示す斜視図である。
7 is a perspective view showing a brush having an isosceles trapezoidal shape when viewed in the longitudinal direction according to a modified example of the brush of FIG. 1. FIG.

【図8】図7のブラシを用いた場合の効果を説明するた
めの図4(A)に対応する概略図である。
FIG. 8 is a schematic diagram corresponding to FIG. 4A for explaining an effect when the brush of FIG. 7 is used.

【図9】後端部のみが傾斜された従来のブラシを示して
おり、図9(A)はこのブラシ及び整流子を示す概略
図、図9(B)は図9(A)においてブラシの後端に作
用する側圧を示すグラフ、図9(C)は図9(A)にお
いてブラシの先端に作用する側圧を示すグラフである。
FIG. 9 shows a conventional brush in which only a rear end portion is inclined, FIG. 9 (A) is a schematic view showing this brush and a commutator, and FIG. 9 (B) is a schematic view of the brush in FIG. 9 (A). FIG. 9C is a graph showing the lateral pressure acting on the rear end, and FIG. 9C is a graph showing the lateral pressure acting on the tip of the brush in FIG. 9A.

【図10】図10(A)は傾斜角度θが30°の場合に
おけるブラシに作用する側圧の状況を示す説明図、図1
0(B)は傾斜角度θが15°の場合におけるブラシに
作用する側圧の状況を示す説明図である。
FIG. 10 (A) is an explanatory view showing a state of lateral pressure acting on the brush when the inclination angle θ is 30 °, FIG.
0 (B) is an explanatory diagram showing a situation of lateral pressure acting on the brush when the inclination angle θ is 15 °.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 モータ 11 ブラシ装置 28 インシュレータプレート(保持手段) 38 整流子 40 凹部(軸直角当接側面) 44 ブラシ 44C 側部(回転方向側面) 44D 底部(軸直角側面) 46 ブラシホルダ(保持手段) 46C 側壁部(回転方向当接側面) 54 ブラシスプリング 60 ブラシ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Motor 11 Brush device 28 Insulator plate (holding means) 38 Commutator 40 Recessed part (side surface contacting at right angles to axis) 44 Brush 44C Side part (side surface in rotational direction) 44D Bottom part (side surface at right angles to axis) 46 Brush holder (holding means) 46C Side wall Part (rotation direction contact side surface) 54 brush spring 60 brush

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大矢 多喜雄 東京都武蔵野市境南町2丁目27番2号 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Takio Oya 2-27-2 Sakainancho, Musashino City, Tokyo

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 整流子の軸直角方向を磨耗による長さ減
少方向として配置されかつ付勢力で前記整流子の周面に
圧接され、前記整流子の回転方向側に位置する回転方向
側面と、前記整流子の軸直角平面内に位置する軸直角側
面と、を有する角柱形状のブラシと、 このブラシを前記減少方向へ移動可能に保持すると共
に、前記回転方向側面に当接する回転方向当接側面と、
前記軸直角側面に当接する軸直角当接側面と、を有する
保持手段と、 を備えたモータのブラシ装置であって、 前記回転方向側面及び前記回転方向当接側面を前記軸直
角側面及び前記軸直角当接側面に対して所定の角度で傾
斜させたことを特徴とするモータのブラシ装置。
1. A rotation-direction side surface which is arranged in a direction perpendicular to the axis of the commutator as a length reduction direction due to wear, is pressed against the peripheral surface of the commutator by an urging force, and is located on the rotation-direction side of the commutator. A prismatic brush having an axis-perpendicular side surface located in the axis-perpendicular plane of the commutator, and a rotation-direction contact side surface that holds the brush movably in the decreasing direction and contacts the rotation-direction side surface. When,
A brush device for a motor, comprising: a holding unit having an axis-perpendicular side surface that abuts the axis-perpendicular side surface, wherein the rotation-direction side surface and the rotation-direction contact side surface are the axis-perpendicular side surface and the shaft. A brush device for a motor, wherein the brush device is inclined at a predetermined angle with respect to a right-angled contact side surface.
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