JPH07115752A - 形状記憶樹脂による極小モータのブラシ分け方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 極小モータ組立時のブラシ分けを容易に、か
つ確実に最小のスペースで行える構造、及び組立方法を
提供する。 【構成】 ブラシ分け構造の一部に熱変形可能な形状記
憶樹脂６を用い、ブラシ材に軟らかいスプリング系の材
質を用い、ブラシ３をブラシ台１へセッティングする際
に外力を加えて一時的にブラシ３を大きく撓ませ、開口
させて前記形状記憶樹脂6aで弾性変形したブラシ３を支
えてセットし、ロータ部コミュテータ８を挿入後、形状
記憶樹脂6aを熱により復元変形させて形状記憶樹脂6bの
形状にし、ブラシ３をコミュテータ８外周面に摺接させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、極小モータのブラシ分
け方法に関するものである。さらに詳しくは、極小モー
タのステータ部とロータ部の組込み工程におけるブラシ
分けのセッティング、及び組立方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術及び課題】従来、極小モータの組立工程に
おけるブラシ分けの技術としては、モータハウジングケ
ースの一端側に取付ける樹脂製ブラシ台端面軸方向に、
ブラシを一時的に開口させるためのブラシ分け棒が挿入
できる円弧状の孔を成形し、組込み時にブラシ台端面外
部側からブラシ分け棒を挿入し、回転方向に捻ってブラ
シを撓ませてブラシを開口させ、ロータ部コミュテータ
を挿入した後、ブラシの撓みを解放し、コミュテータと
の接触を図るブラシ分け方法が知られていた。

【０００３】また、この他には樹脂製ブラシ台端面軸方
向に明けた細孔に、あらかじめブラシ分け用の挿入ピン
を刺しておき、ブラシをブラシ台に取付ける時に撓ませ
てセットし、ブラシを分けておいてからロータ部コミュ
テータを挿入し、その後挿入ピンを抜き去るというブラ
シ分け方法も一般的に用いられていた。

【０００４】これら従来方法をさらに詳しく説明する
と、例えば図２に示したような樹脂製ブラシ台端面の各
種孔形状があり、図２(a),(b),(c)は各々のブラシと孔
との位置関係を示す略図である。図において１はブラシ
台、２はブラシ台１に固定されるブラシ端子、３はその
ブラシ端子２に固着されるブラシ、また７はロータ部中
心に位置するシャフト、８はシャフト７外周に位置する
コミュテータであり、５はブラシ台端面に成形されたブ
ラシ分け棒挿入用の孔をそれぞれ示している。

【０００５】図２において(a)は、ブラシ台１の端面軸
方向にブラシ分け棒が挿入できる円弧状の孔５が配置さ
れており、その孔５に先端が二股形状に分かれたブラシ
分け棒を双方二つの孔に合わせて挿入し、軸を中心に時
計方向（右回り）に回転させてブラシ３を一時的に撓ま
せて破線形状に開口させ、ロータ部コミュテータを挿入
した後、ブラシ３の撓みを解放させるものである。

【０００６】同様に(b)は、ブラシ端子２のブラシ台１
への取付位置を同一方向にし、ブラシ台１端面軸方向に
細長の孔５を配置したもので、細孔形状に合わせたブラ
シ分け棒を差込んで、その棒先端のテーパー面を利用し
てブラシ３を破線形状に開口させるものであり、さらに
また(c)においては、ブラシ台１端面軸方向に明けた小
径孔５に、あらかじめブラシ分け用の挿入ピンを刺して
おき、ブラシ３をブラシ台１に取付ける時に破線形状に
撓ませてブラシ分けをしておいてからロータ部のコミュ
テータを挿入し、その後挿入ピンを抜き去るという方法
のものである。

【０００７】しかしながら、このような従来の極小モー
タのブラシ分け方法では、モータの軽薄短小化が進むに
つれて自ずとブラシ寸法が小さく、かつブラシの薄型化
によりバネ性が弱くなり、仮に硬い材質のブラシを用い
たとしても、極小サイズのモータという限定された空間
の中で、小型化されたブラシに対しフックの法則の成立
する範囲を越え、塑性変形を起こす領域まで変位をかけ
ざるを得ないという大きな問題があった。

【０００８】この為、従来方法では限られた空間の中で
ブラシ分けを行う為のブラシ台端面の挿入孔、及びブラ
シ分け棒挿入間隙（ブラシとブラシとの空間）を確保し
つつ、かつロータ部コミュテータへのブラシ圧が十分得
られるような角度にブラシを配置することは構造上難し
く、よってスプリング系材質のブラシを用いて、ブラシ
をあまり撓ませることなくブラシ圧を得る方法を取って
いた。

【０００９】また一方では、上記のブラシ分け棒を挿入
する方法とは別に、ロータ部のコミュテータの先端部に
テーパー面をつけた円錐状の樹脂を取付け、ロータ部組
込みの際、そのテーパー面でブラシを押し分けながらコ
ミュテータ部分を挿入するブラシ分け方法もあったが、
ブラシも軽薄短小化が進み、強度的にブラシの変形が発
生してしまう恐れがあり、挿入時のキズ等の問題も含
め、ブラシ分け方法としては十分な効果が得られていな
かった。

【００１０】以上のように従来のブラシ分け方法では、
ブラシ台端面軸方向にブラシ分け用の孔が必ず必要であ
り、超小型化が望まれるペンシル型極小モータにおいて
は、ブラシ台にブラシ分け用の孔を明けるスペースが取
りにくく、なおかつ構造上ブラシ圧の向上が望めず、さ
らにまた前記の理由によりテーパー面を付けたものでは
コミュテータ挿入時にブラシの変形が起こり、接触面に
キズが付く等の問題もあり、回転動作不良の原因となる
さまざまな問題を抱えていた。このため極小モータ組立
時のブラシ分けを容易に、かつ確実に最小のスペースで
行える構造、及び組立方法を開発することが従来からの
課題であった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明はこれら課題を解
決するため、ブラシ分け構造の一部に熱変形可能な形状
記憶樹脂を用い、ブラシ材に比較的軟らかいスプリング
系の材質を用い、ブラシをブラシ台へセッティングする
際に外力を加えて一時的にブラシを大きく撓ませ、開口
させて前記形状記憶樹脂で弾性変形したブラシを支えて
セットし、ロータ部コミュテータを挿入後、形状記憶樹
脂を熱により復元変形させてブラシをコミュテータ面に
摺接させるものである。

【００１２】以下に本発明のブラシ分け方法を図１を用
いて説明する。図１において６は形状記憶樹脂、３はブ
ラシ端子２に固着されたブラシであり、形状記憶樹脂６
及びブラシ端子２はそれぞれ図１に示すブラシ台１の所
定の位置に取付けられている。このときブラシ端子２
は、先端に固着した対向するブラシがロータ軸中心方向
からオフセットされる位置、即ちロータ軸中心方向から
平行移動して角度付けして取付けられ、先端のブラシ３
は熱処理前の形状記憶樹脂６aの破線形状により開口さ
れ、弾性変形して撓んだ状態で図１に示す破線Ａの位置
に保持されている。この時ブラシ３の弾性エネルギーは
最大値となるが、この値はブラシ３のバネ容量範囲内の
ものである。

【００１３】このように取り付けたブラシ３（破線Ａ）
は、ロータ部シャフト７、コミュテータ８が接触せずに
挿入されて組込まれた後、熱処理により形状記憶樹脂６
aが復元変形されて形状記憶樹脂６b（ハッチング部）の
形状になることにより、ブラシ３の弾性変形（弾性エネ
ルギー）の一部が解放されて実線Ｂの位置、つまりロー
タ部のコミュテータ８の外周面とブラシ圧を保ちながら
摺接することになる。以下、実施例を基に、さらに詳し
く本発明のブラシ分け方法について説明する。

【００１４】

【実施例】図３は本発明のブラシ分け方法を用いた円筒
変形型（厚み５mm）の極小モータの実施例であり、図３
(a)はモータのシャフト中心軸方向から見たブラシ分け
構造、図３(b)はそのモータの側断面構造を示すもので
ある。図３におけるモータを組み込む為、まずステータ
部ブラシ台側としてブラシ台１に形状記憶樹脂６、及び
ブラシ３を固着したブラシ端子２、ベアリング４をそれ
ぞれブラシ台１の所定の位置に取り付けた。この時ブラ
シ３は、形状記憶樹脂６aの支持により弾性変形した状
態で、一時的に開口させて破線Ａの位置にセットした。

【００１５】次にステータ部ハウジングケース９内に界
磁磁石10を固着し、さらにフランジ11をハウジングケー
ス９の一端側に固着した後、ロータ部を挿入し、ハウジ
ングケース９開口部出力軸側から前記ブラシ台１を嵌合
させて蓋をし、ハウジングケース９に固着してモータ外
装ケースとして一体化した。組み込み時、ロータ部シャ
フト７は一端側をフランジ11側に配置したベアリング４
で、また他端側をブラシ台１中心に配置したベアリング
４で軸支させた。

【００１６】こうして組み込まれた前記モータは、ブラ
シ３の間隙にロータ部コミュテータ８が挿入されている
が、この時点ではブラシ３とコミュテータ８とは全く接
触していない状態である。次に、この組み込んだモータ
を温風乾燥機内で80℃、約10分間加熱保持し、形状記憶
樹脂６aが復元変形して形状記憶樹脂６bの形状になって
から冷却し、常温になるまで放置した。これによりブラ
シ３は弾性変形の一部が解放され実線Ｂの位置、つまり
コミュテータ８の外周面と摺接する位置でロータ回転軸
中心方向にブラシ圧（弾性エネルギー）を保持しながら
支持することが可能となった。

【００１７】この時、形状記憶樹脂６aは80℃の加熱に
より成形品の形状を任意形状に変形させることができる
特殊な樹脂を用い、変形後冷却すると結晶化して形状記
憶樹脂６bの形状で硬化するので、温度等の環境変化に
より再度回復しブラシ３に影響しない性質のものであ
る。

【００１８】この寸法形状の極小モータにおいて、従来
のブラシ台端面にブラシ分け棒の挿入孔を形成する構造
でブラシ分けを行う場合、スペース的に挿入孔を設ける
ことは難しく、実質的に不可能であったが、本考案の形
状記憶樹脂を用いたブラシ分け構造の場合は、限られた
スペースの中で容易に、かつ確実に組立てることができ
た。

【００１９】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明はブ
ラシ分け構造の一部に熱変形可能な形状記憶樹脂を用
い、ブラシ材に軟らかいスプリング系の材質を用い、ブ
ラシをブラシ台へセッティングする際に外力を加えて一
時的にブラシを大きく撓ませ、開口させて前記形状記憶
樹脂で弾性変形したブラシを支えてセットし、ロータ部
コミュテータを挿入後、形状記憶樹脂を熱により復元変
形させてブラシをコミュテータ面に摺接させるものであ
る。

【００２０】この本発明の形状記憶樹脂を用いた極小モ
ータのブラシ分け方法により、従来ブラシ分けに必要と
されていたブラシ台端面軸方向のブラシ分け用の挿入孔
が不要になり、極小モータの限定された空間・最小のス
ペースで、コミュテータにキズを付けること無く、安定
したブラシ圧を保てるようにブラシ角度を設定できるブ
ラシ分け方法が可能になった。

【００２１】また組立・組み込み時のブラシ分け工程に
おける個々モータのブラシ分け作業が不要となり、ロッ
トごとの加熱処理による一括したブラシ分けが行えるた
め、ブラシ分け工程が容易に、かつ量産性良く行うこと
ができた。さらにまた、従来のブラシ分け構造上の欠点
であったブラシ圧アップの改善が可能となったため、モ
ータの回転動作がスムーズになり、特性が向上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の形状記憶樹脂を用いたブラシ分け方法
を示す概略図。

【図２】従来のブラシ分け方法に用いられたブラシ台端
面の各種孔形状を示す概略図。

【図３】本発明のブラシ分け方法を用いた変形型極小モ
ータの断面図。

【符号の説明】

１ ブラシ台 ２ ブラシ端子 ３ ブラシ ４ ベアリング ５ 孔 ６ 形状記憶樹脂 6a 形状記憶樹脂（処理前） 6b 形状記憶樹脂（処理後） ７ シャフト ８ コミュテータ ９ ハウジングケース 10 界磁磁石 11 フランジ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 極小モータのステータ部とロータ部の組
   込み工程におけるブラシ分け方法において、ブラシ分け
   構造の一部に熱変形可能な形状記憶樹脂を用い、ブラシ
   をブラシ台へセッティングする際に外力を加えて一時的
   にブラシを撓ませ、前記形状記憶樹脂で弾性変形したブ
   ラシを支え、開口させたブラシの間隙にロータ部コミュ
   テータを挿入した後、前記形状記憶樹脂を熱により復元
   変形させてブラシをロータ部コミュテータ面に摺接させ
   ることを特徴とした極小モータのブラシ分け方法。
2. 【請求項２】 極小モータのステータ部とロータ部の組
   込み工程におけるブラシ分け方法において、ブラシ分け
   構造の一部に不可逆性素材からなる形状記憶材料を用い
   た請求項１記載の極小モータのブラシ分け構造。