JPH0923627A - モータのブラシ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特定のブラシの早期摩耗を複雑な通電制御装
置を用いることなく防止して、各ブラシの摩耗の均等化
を図ることができるモータのブラシ構造を提供する。 【解決手段】 ４個のブラシの内、Ｌｏモード及びＭｅ
モードでともに通電されるブラシ７は、整流子に摺接す
る摺接面積がＨｉモードの時にのみ通電されるブラシ５
に対して大きく形成されている。Ｌｏモード及びＭｅモ
ードにおけるブラシ７内の電流密度は、Ｈｉモードにお
ける電流密度よりも小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータのブラシ構
造に係り、詳しくは、通電ブラシ数の変更により回転数
の制御を行うモータのブラシ構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車等のラジエータの冷却ファ
ンの駆動はバッテリを電源とする直流電動モータにて行
われている。冷却ファンは、エンジンの加熱程度に応じ
て回転数を変更するようにしている。従って、モータの
速度を制御するための簡単な構成の制御方法が必要とな
っている。

【０００３】直流電動モータの簡単な速度制御方法とし
ては、いわゆる直列抵抗制御がある。この制御方法は、
バッテリと電機子回路との間に直列に抵抗を設け、この
抵抗の値を変更することにより電機子に印加される電圧
を調整するものである。この制御方法を実際に行うに
は、モータの制御回路内に抵抗値の異なる複数の抵抗を
設け、この各抵抗を切り換えて電機子回路に接続するだ
けでよい。従って、簡単な構成でモータの速度と数段階
に切換制御できる。

【０００４】しかし、この直列抵抗制御では、直列に接
続された抵抗の電力損失が大きいため、運転効率が悪く
なり、特に、バッテリを電源とする場合には無駄な電力
消費が問題になる。又、電力損失に伴い発熱量が大きく
なるため、制御回路においては発熱に配慮した大きなス
ペースを専有することになる。従って、制御回路が大型
化し、自動車の限られたスペースにおいては問題があ
る。

【０００５】このような問題を解消する簡単な構成のモ
ータの回転数制御方法が、特公平４−５６５５７号公報
にて提案されている。この制御方法では、モータを多極
多ブラシ構造とし、必要とする回転数に応じて電源に接
続するブラシの数を変更するようにしている。電力が供
給されるブラシの数が変化すると、電機子巻線を構成す
る各電機子コイルにて形成され同ブラシにて導通される
回路構成が変化する。従って、導通されるブラシの数に
応じて、形成される電機子コイル回路抵抗（電機子抵
抗）が変化することになる。そして、直流モータにおい
ては、トルクと回転数の関係が負の比例関係にあるが、
その比例定数は電機子抵抗に比例している。従って、導
通されるブラシの数により電機子抵抗が変更されると、
トルク−回転数特性が変化する。即ち、通電されるブラ
シの数が多くなるほど電機子抵抗が低減し、トルクに対
する回転数が増大する。その結果、通電するブラシ数を
変更することにより、冷却ファン等の回転数を段階的に
切り換えることが可能となる。

【０００６】この回転数制御方法によれば、各ブラシと
電源との間にそれぞれスイッチを設け、この各スイッチ
を必要な回転数に応じて段階的に開閉制御するだけの比
較的簡単な構成により、容易に回転数の制御を行うこと
ができる。そして、電機子に印加される電圧を調整する
ための抵抗を設けないため、無駄な電力消費を無くすこ
とができ、発熱による問題も発生しない。

【０００７】ところが、上記の制御方法では、通電する
ブラシの数を減少させた場合、通電された特定のブラシ
に流れる電流が、全てのブラシに通電した場合に流れる
電流に対して大きくなる。例えば、４ブラシの場合、最
大回転数時における電流値に対して、３ブラシのみを通
電した状態では、そのブラシに流れる電流値が１．６倍
程度、又、２ブラシのみを通電した状態では、１．４倍
程度にもなる。その結果、そのブラシを流れる電流の電
流密度が大きくなり、電力損失によりそのブラシの温度
が最大回転数時における温度よりも上昇する。すると、
そのブラシの摩耗が最大回転数時よりも促進されるた
め、そのブラシの摩耗速度が最大回転数時においてのみ
通電されるブラシに対して大きくなる。従って、ブラシ
が全て同じものである場合には、モータが最大回転数以
下の回転数で運転される割合が大きいと、特定のブラシ
の摩耗によりモータが早期に使用不能になる可能性があ
る。

【０００８】ところで、自動車においては、モータの寿
命を自動車自体の寿命以上に設定して、モータの交換、
修理等のコストがユーザにかからないようにしている。
一方、モータは、自動車の寿命に応じたものとし、各部
品に必要以上の機能を持たせず無駄なコストがかからな
いように適性に設計する必要がある。従って、特定のブ
ラシの早期摩耗によるモータ寿命の短命化を防止すると
ともに、各ブラシの寿命を均等にする必要がある。

【０００９】同公報ではこのような問題を回避するた
め、ブラシの数を限定して通電する度に、通電する必要
数のブラシをランダムに選択することにより、特定のブ
ラシの早期摩耗を防止する方法が提案されている。即
ち、ブラシを限定して運転する際に、通電する必要数の
ブラシをランダムに選択する開閉制御装置を設け、この
開閉制御装置により選択したブラシのスイッチを開閉制
御するというものである。その結果、ブラシ数の限定時
に通電されるブラシが特定されないため、特定のブラシ
の早期摩耗が防止されるようになっている。

【００１０】このような方法は、ＵＳパテント５３１１
６１５にても提案されている。即ち、ブラシの数を限定
して通電する場合において、通電するブラシをロジック
コントロールユニットで順繰りに変更するようにしてい
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような開閉制御装置、ロジックコントロールユニットは
比較的高度な制御を行う必要があるため、マイコン等を
使用した複雑な構成になる。従って、冷却ファンの回転
数を制御する制御装置としては高級過ぎるため、コスト
上実際に実施することはできなかった。

【００１２】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、特定のブラシの早期
摩耗を複雑な通電制御装置を用いることなく防止して、
各ブラシの摩耗の均等化を図ることができるモータのブ
ラシ構造を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、モータの回転時に電源に
接続される第１のブラシと選択的に接続される複数の第
２のブラシとを備え、電源に接続する第２のブラシの数
を変更して、第１のブラシと接続された第２のブラシと
の間において複数の電機子コイルにて形成される並列回
路を変化させ、その並列回路よりなる電機子回路の電機
子抵抗を変化させることにより回転数の制御を行うモー
タに使用されるモータのブラシ構造において、第１のブ
ラシの摺接面積、又は、第１のブラシ及び選択される数
が制限されるときに接続される第２のブラシの摺接面積
を、全ての第２のブラシが接続されるときにのみ接続さ
れる第２のブラシの摺接面積に対して大きくした。

【００１４】従って、請求項１に記載の発明によれば、
電源に接続される第２のブラシの数が変更されると、第
１のブラシと接続された第２のブラシとの間に複数の電
機子コイルにて形成される並列回路が変化し、その並列
回路よりなる電機子回路の電機子抵抗が変化する。その
結果、モータの回転数が制御される。そこで、第１のブ
ラシの摺接面積、又は、第１のブラシ及び選択される数
が制限されるときに接続される第２のブラシの摺接面積
を、全ての第２のブラシが接続されるときにのみ接続さ
れる第２のブラシの摺接面積に対して大きくする。する
と、第１のブラシ、又は、第１のブラシ及び選択される
数が制限されるときに接続される第２のブラシの電流密
度が、全ての第２のブラシが接続されるときにのみ接続
される第２のブラシの電流密度に対して小さくなる。そ
の結果、第１のブラシの温度、又は、第１のブラシ及び
選択される数が制限されるときに接続される第２のブラ
シの温度が、全ての第２のブラシが接続されるときにの
み接続される第２のブラシに同じ電流が流れたときの温
度に対して低くなる。ゆえに、その摩耗速度が全ての第
２のブラシが接続されるときにのみ接続される第２のブ
ラシの摩耗速度に対して抑制されるため、第１のブラ
シ、又は、第１のブラシ及び選択される数が制限される
ときに接続される第２のブラシの寿命が全ての第２のブ
ラシが接続されるときにのみ接続される第２のブラシの
寿命よりも長くなる。従って、接続する第２のブラシの
数を制限するときと、制限しないときとを含むモータの
使用において、第１のブラシ、又は、第１のブラシ及び
選択される数が制限されるときに接続される第２のブラ
シの寿命と、選択される数が制限されないときにのみ接
続される第２のブラシの寿命が均等化される。

【００１５】又、請求項２に記載の発明は、モータの回
転時に電源に接続される第１のブラシと選択的に接続さ
れる複数の第２のブラシとを備え、電源に接続する第２
のブラシの数を変更して、第１のブラシと接続された第
２のブラシとの間において複数の電機子コイルにて形成
される並列回路を変化させ、その並列回路よりなる電機
子回路の電機子抵抗を変化させることにより回転数の制
御を行うモータに使用されるモータのブラシ構造におい
て、第１のブラシの有効摩耗長、又は、第１のブラシ及
び選択される数が制限されるときに接続される第２のブ
ラシの有効摩耗長を、全ての第２のブラシが接続される
ときにのみ接続される第２のブラシの有効摩耗長に対し
て大きく。

【００１６】従って、請求項２に記載の発明によれば、
第１のブラシの有効摩耗長、又は、第１のブラシ及び選
択される数が制限されるときに接続される第２のブラシ
の有効摩耗長を、全ての第２のブラシが接続されるとき
にのみに接続される第２のブラシの有効摩耗長に対して
大きくする。その結果、第１のブラシの寿命、又は、第
１のブラシ及び選択される数が制限されるときに接続さ
れる第２のブラシの寿命が、全ての第２のブラシが接続
されるときにのみに接続される第２のブラシの寿命より
も長くなる。従って、接続する第２のブラシの数を制限
するときと、制限しないときとを含むモータの使用にお
いて、第１のブラシ、又は、第１のブラシ及び選択され
る数が制限されるときに接続される第２のブラシの寿命
と、選択される数が制限されないときにのみ接続される
第２のブラシの寿命が均等化される。

【００１７】又、請求項３に記載の発明は、モータの回
転時に電源に接続される第１のブラシと選択的に接続さ
れる複数の第２のブラシとを備え、電源に接続する第２
のブラシの数を変更して、第１のブラシと接続された第
２のブラシとの間において複数の電機子コイルにて形成
される並列回路を変化させ、その並列回路よりなる電機
子回路の電機子抵抗を変化させることにより回転数の制
御を行うモータに使用されるモータのブラシ構造におい
て、第１のブラシの比抵抗、又は、第１のブラシ及び選
択される数が制限されるときに接続される第２のブラシ
の比抵抗を、全ての第２のブラシが接続されるときにの
み接続される第２のブラシの比抵抗に対して大きくし
た。

【００１８】従って、請求項３に記載の発明によれば、
第１のブラシの比抵抗、又は、第１のブラシ及び選択さ
れる数が制限されるときに接続される第２のブラシの比
抵抗を、全ての第２のブラシが接続されるときにのみに
接続される第２のブラシの比抵抗に対して大きくする。
その結果、第１のブラシと整流子との接触抵抗、又は、
第１のブラシ及び選択される数が制限されるときに接続
される第２のブラシと整流子との接触抵抗が、全ての第
２のブラシが接続されるときにのみに接続される第２の
ブラシと整流子との接触抵抗に対して大きくなる。従っ
て、通電される整流子において抵抗整流が行われ、第１
のブラシ、又は、第１のブラシ及び選択される数が制限
されるときに接続される第２のブラシとの間で発生する
火花が、全ての第２のブラシが接続されるときにのみに
接続される第２のブラシと整流子との間で発生する火花
よりも少なくなる。このため、第１のブラシ、又は、第
１のブラシ及び選択される数が制限されるときに接続さ
れる第２のブラシの火花による摩耗速度が、全ての第２
のブラシが接続されるときにのみに接続される第２のブ
ラシの摩耗速度に対して小さくなる。その結果、第１の
ブラシの寿命、又は、第１のブラシ及び選択される数が
制限されるときに接続される第２のブラシの寿命が、全
ての第２のブラシが接続されるときにのみに接続される
第２のブラシの寿命よりも長くなる。従って、接続する
第２のブラシの数を制限するときと、制限しないときと
を含むモータの使用において、第１のブラシ、又は、第
１のブラシ及び選択される数が制限されるときに接続さ
れる第２のブラシの寿命と、選択される数が制限されな
いときにのみ接続される第２のブラシの寿命が均等化さ
れる。

【００１９】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）以下、本実施例を具体化した第１
の実施の形態を図１〜図３に従って説明する。図１は、
自動車の冷却ファンを駆動する図示しない直流モータの
エンドプレート１の上面を示している。このエンドプレ
ート１は合成樹脂で一体成形され、中央には図示しない
電機子に連結される整流子を挿通するための軸孔２が形
成されている。軸孔２の外周側には、軸孔２に対向する
ように４個のブラシホルダ３が形成されている。各ブラ
シホルダ３内には、それぞれ第２のブラシ４，５，６及
び第１のブラシ７が軸孔２側に付勢された状態で保持さ
れている。各ブラシ４〜７にはそれぞれワイヤ８が接続
され、各ワイヤ８はエンドプレート１外部に導出されて
いる。

【００２０】図２（ａ）に示すように、第２のブラシ４
〜６は、整流子に摺接する各摺接面積（本実施の形態で
は、長手方向に垂直な断面）が同一に形成され、第１の
ブラシ７のみその摺接面積が他の３個のブラシ４〜６の
摺接面積のほぼ２倍の大きさに形成されている。尚、図
２（ａ）では、３個のブラシ４〜６の平面内での大きさ
を２点鎖線で図示しており、この大きさに対してブラシ
７の大きさが大きくなっていることが分かる。

【００２１】ここで、各ブラシ４〜６を保持するブラシ
ホルダ３の形状を説明する。図４は、エンドプレート１
の１個のブラシホルダ３の斜視状態を示している。この
ブラシホルダ３内には、第１のブラシ７を保持するため
のブラシ孔９が形成されている。このブラシ孔９の長手
方向に垂直な断面は、第１のブラシ７の長手方向に垂直
な断面にほぼ合致する形状に形成されている。従って、
ブラシ孔９に第１のブラシ７が収容されると、第１のブ
ラシ７はその長手方向のみに移動が可能になる。他の各
ブラシホルダ３も全て同じ形状に形成されている。

【００２２】このブラシホルダ３に、第１のブラシ７以
外の各第２のブラシ４〜６を収容する場合は、各第２の
ブラシ４〜６の長手方向に垂直な断面がブラシ孔９の断
面よりも小さいため、各第２のブラシ４〜６とブラシ孔
９との間に形成される隙間を埋めるスペーサ１０ａ，１
０ｂを配置する。その結果、ブラシホルダ３の形状を共
通化することができ、スペーサ１０ａ，１０ｂを介在さ
せるだけで摺接面積が異なるブラシ４〜７を保持させる
ことができる。

【００２３】図３は、電機子巻線１１、各ブラシ４〜
７、スイッチ制御部１２及びバッテリＥとの接続状態を
示している。スイッチ制御部１２には、スイッチＳＷ
１，ＳＷ２，ＳＷ３が備えられている。バッテリＥのマ
イナス側にはスイッチＳＷ１が接続され、その他端に第
２のブラシ４が接続されている。又、同じくマイナス側
にはスイッチＳＷ２が接続され、その他端には第２のブ
ラシ６が接続されている。バッテリＥのプラス側にはス
イッチＳＷ３が接続され、その他端には第２のブラシ５
が接続されている。又、プラス側には第１のブラシ７が
常時接続されている。各ブラシ４〜７は整流子１３に接
続されている。

【００２４】整流子１３には電機子巻線１１が接続され
ている。電機子巻線１１は環状に接続された４個の電機
子コイル１４，１５，１６，１７から構成され、各電機
子コイル１４〜１７の接続部が整流子１３に接続されて
いる。従って、各ブラシ４〜７には、各電機子コイル１
４〜１７にて構成される電機子回路が接続される。

【００２５】スイッチ制御部１２は、モータの回転速度
を最低速度モード、中間速度モード及び最高速度モード
の３段階に切り換え制御するようになっている。即ち、
スイッチ制御部１２は、最低速度モード（以下、Ｌｏモ
ードという）では、スイッチＳＷ１のみをオンとし、Ｓ
Ｗ２及びＳＷ３をオフに制御する。その結果、第２のブ
ラシ４と第１のブラシ７との間で各電機子コイル１４〜
１７が導通される。即ち、電機子コイル１４と、直列接
続された電機子コイル１５，１６，１７とが並列接続さ
れた並列回路にて電機子回路が形成される。従って、こ
の電機子回路の電機子抵抗は、各電機子コイル１４〜１
７の各抵抗をｒとすると、３・ｒ／４になる。

【００２６】又、スイッチ制御部１２は、中間速度モー
ド（以下、Ｍｅモードという）では、スイッチＳＷ１及
びＳＷ２をオンとし、スイッチＳＷ３のみをオフに制御
する。その結果、プラス側の第１のブラシ７とマイナス
側の第２のブラシ４，６との間で、電機子コイル１４と
電機子コイル１７とが並列接続された並列回路にて電機
子回路が形成される。従って、この電機子回路の電機子
抵抗は、ｒ／２になる。

【００２７】又、スイッチ制御部１２は、最高速度モー
ド（以下、Ｈｉモードという）では、スイッチＳＷ１，
ＳＷ２，ＳＷ３を全てオンに制御する。その結果、プラ
ス側の第２のブラシ５及び第１のブラシ７とマイナス側
の第２のブラシ４，６との間で、電機子コイル１４〜１
７が全て並列接続された並列回路にて電機子回路が形成
される。従って、この電機子回路の電機子抵抗は、ｒ／
４になる。

【００２８】次に、以上のように構成されたモータのブ
ラシ構造の作用を説明する。冷却ファンを最高速度で運
転するために、スイッチ制御部１２がＨｉモードを実行
すると、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３が全てオンに
制御される。その結果、モータが次式で決定されるトル
ク−回転数特性で回転制御される。

【００２９】Ｎ＝（Ｖ／Ｋ1 ）−Ｋ2 ・（ｒ／４）・Ｔ 但し、Ｎは回転数、Ｖはバッテリ電圧、Ｔはトルク、Ｋ
1 ，Ｋ2 は定数である。

【００３０】又、冷却ファンを中間速度で運転するため
に、スイッチ制御部１２がＭｅモードを実行すると、ス
イッチＳＷ１及びＳＷ２がオンに、スイッチＳＷ３がオ
フに制御される。その結果、モータが次式で決定される
トルク−回転数特性で回転制御される。

【００３１】Ｎ＝（Ｖ／Ｋ1 ）−Ｋ2 ・（ｒ／２）・Ｔ さらに、冷却ファンを最低速度で運転するために、スイ
ッチ制御部１２がＬｏモードを実行すると、スイッチＳ
Ｗ１のみがオンに、スイッチＳＷ２，ＳＷ３がオンに制
御される。その結果、モータが次式で決定されるトルク
−回転数特性で回転制御される。

【００３２】 Ｎ＝（Ｖ／Ｋ1 ）−Ｋ2 ・（３ｒ／４）・Ｔ 即ち、回転数が高いモードになるほど電機子抵抗が低く
なり、トルクに対する回転数が大きくなる。そして、各
モードにおけるモータの動作点が各式を満たす範囲で決
定され、そのときに電機子回路に流れる電流が決定され
る。そして、モータは、Ｈｉモードでは最高速度で、Ｍ
ｅモードでは中間速度で、さらに、Ｌｏモードでは最低
速度でそれぞれ駆動される。

【００３３】Ｍｅモード又はＬｏモードにおいては、第
１のブラシ７に流れる電流の大きさがＨｉモードにおい
て第２のブラシ５に流れる電流値に対して増加する。し
かし、第１のブラシ７の摺接面積が第２のブラシ４，
５，６の摺接面積の２倍に形成されているため、第１の
ブラシ７内における電流密度はＨｉモード時よりも小さ
くなる。その結果、Ｍｅモード又はＬｏモードにおいて
電力損失により第１のブラシ７内の単位体積で発生する
熱量は、Ｈｉモードにおいて発生する熱量よりも大きく
なることはない。その結果、Ｍｅモード又はＬｏモード
における第１のブラシ７の温度が、Ｈｉモードにおける
第２のブラシ４，５，６の温度よりも高くなることはな
い。従って、Ｍｅモード又はＬｏモードにおける第１の
ブラシ７の摩耗速度が、Ｈｉモードにおける第２のブラ
シ４，５，６の摩耗速度よりも低くなる。

【００３４】以上のように、本実施の形態によれば、Ｌ
ｏモード及びＭｅモードにおいて通電される第１のブラ
シ７の摺接面積を、Ｈｉモードのみに通電される第２の
ブラシ５の摺接面積に対して大きく形成した。従って、
Ｌｏモード又はＭｅモードにおいて、第１のブラシ７に
流れる電流が大きくなっても、その電流密度は低い状態
で維持される。その結果、Ｌｏモード及びＭｅモードに
おける第１のブラシ７の温度をＨｉモードにおける第２
のブラシ５の温度以下に抑制することができるため、Ｌ
ｏモード及びＭｅモードにおける第１のブラシ７の摩耗
速度をＨｉモードにおける第２のブラシ５の摩耗速度以
下に抑制することができる。従って、Ｈｉモードに加え
てＬｏモード及びＭｅモードで通電される第１のブラシ
７の寿命を、Ｈｉモードのみで通電される第２のブラシ
５の寿命に近づけることができるため、ブラシ４〜７全
体のコストを最小にしながら各ブラシ４〜７の寿命の均
等化を図ることができる。

【００３５】尚、本実施の形態では、Ｌｏモード及びＭ
ｅモードに共に通電される第１のブラシ７のみ摺接面積
を大きく設定したが、これを、図２（ｂ）に示すよう
に、大きな電流が流れるＬｏモードで通電される両ブラ
シ４，７を摺接面積の大きなものにするようにしてもよ
い。又、図２（ｃ）に示すように、Ｈｉモードにのみ通
電される第２のブラシ５以外のブラシ４，６，７の摺接
面積を大きく設定するようにしてもよい。このような構
成によれば、各ブラシ４〜７の寿命を一層均等化するこ
とができる。

【００３６】（第２の実施の形態）次に、本発明を具体
化した第２の実施の形態を図５に従って説明する。尚、
本実施の形態は、前記第１の実施の形態の第１のブラシ
７を第１のブラシ２１に代えた点のみが異なる。従っ
て、第１の実施の形態と同じ構成については、符号を同
じにしてその説明を省略する。

【００３７】図５（ａ）に示すように、第１のブラシ２
１は、その摺接面積が他の３個の第２のブラシ４〜６の
摺接面積と同じである。一方、第１のブラシ２１は、そ
の有効摩耗長（即ち、ブラシの全長において、実際に使
用することができる長さ）が第２のブラシ４〜６の有効
摩耗長に対して長く設定されている。尚、図５（ａ）に
おいて、二点鎖線は第２のブラシ４〜６の有効摩耗長を
示している。従って、同じ摩耗速度で使用する場合、第
１のブラシ２１が使用不能になる時間は第２ののブラシ
４〜６が使用不能になる時間よりも長くなる。

【００３８】そして、モータがＭｅモード又はＬｏモー
ドで運転されると、第１のブラシ２１にはＨｉモードに
おいて流れる電流よりも大きな電流が流れる。その結
果、電力損失により第１のブラシ２１の温度がＨｉモー
ドにおける第２のブラシ４〜６の温度よりも上昇するた
め、その摩耗が促進される。しかしながら、第１のブラ
シ２１の有効摩耗長が大きくされているため、第２のブ
ラシ４〜６が摩耗して使用不能になる時点まで使用可能
になる。その結果、ブラシ４〜６，２１全体のコストを
最小にしながら、その各ブラシ４〜６，２１のそれぞれ
の寿命の均等化を図ることができる。

【００３９】従って、本実施の形態においても、第１の
実施の形態と同じ効果を得ることができる。尚、本実施
の形態では、第１のブラシ２１のみの摩耗有効長を第２
のブラシ４〜６の有効摩耗長よりも長く設定したが、第
１の実施の形態と同様に、図５（ｂ）に示すように、Ｌ
ｏモードで通電されるブラシ２２の有効摩耗長、さら
に、図５（ｃ）に示すように、Ｍｅモードで通電される
ブラシ２３の有効摩耗長を大きく設定するようにしても
よい。この場合、各ブラシの寿命を一層均等化すること
ができる。

【００４０】（第３の実施の形態）次に、本発明を具体
化した第３の実施の形態を図６に従って説明する。尚、
本実施の形態は、前記第１の実施の形態の第１のブラシ
７を第１のブラシ３１に代えた点のみが異なる。従っ
て、第１の実施の形態と同じ構成については、その説明
を省略する。

【００４１】図６（ａ）に示すように、第１のブラシ３
１は、他の第２のブラシ４〜６と同じ摺接面積及び摩耗
有効長で形成され、一方、第１のブラシ３１は第２のブ
ラシ４〜６よりも比抵抗が大きい材質で形成されてい
る。従って、この第１のブラシ３１と整流子１３との間
の接触抵抗は、第２のブラシ４〜６の整流子１３との接
触抵抗よりも大きくなる。

【００４２】さて、モータがＭｅモード又はＬｏモード
で運転されると、第１のブラシ３１にはＨｉモードにお
いて流れる電流よりも大きな電流が流れる。しかし、第
１のブラシ３１の比抵抗が大きくなっているため、第１
のブラシ３１と整流子１３との間の接触抵抗が第２のブ
ラシ４〜６の接触抵抗よりも大きくなっている。その結
果、第２のブラシ４と第１のブラシ３１とで短絡された
電機子コイルにおいていわゆる抵抗整流が行われるた
め、第１のブラシ３１と整流子１３との接触及び離反時
におけるブラシ火花の発生が抑制される。その結果、ブ
ラシ火花による第１のブラシ３１の摩耗が抑制されるた
め、第１のブラシ３１の早期摩耗が防止される。

【００４３】従って、本実施の形態によっても第１の実
施の形態と同じ効果を得ることができる。尚、本実施の
形態では、Ｌｏモード及びＭｅモードで通電される第１
のブラシ３１のみの比抵抗を第２のブラシ４〜６の比抵
抗よりも大きく設定したが、第１の実施の形態と同様
に、図６（ｂ）に示すように、Ｌｏモードで通電される
ブラシ３２の比抵抗、さらに、図６（ｃ）に示すよう
に、Ｍｅモードで通電されるブラシ３３の比抵抗を大き
く設定するようにしてもよい。この場合、各ブラシの寿
命を一層均等化することができる。

【００４４】尚、本発明は上記実施の形態に限定される
ものではなく、以下のように構成することもできる。 （１） 第１の実施の形態において、各ブラシ４〜６の
寿命を一層均等化するために、ブラシ４，６の摺接面積
をブラシ７の摺接面積とブラシ５の摺接面積との間の大
きさに設定してもよい。さらに、ブラシ４の摺接面積と
ブラシ６の摺接面積とをそれぞれ異なる大きさに形成し
てもよい。

【００４５】（２） 第２の実施の形態において、各ブ
ラシ５，２１〜２３の寿命を一層均等化するために、ブ
ラシ２２，２３の有効摩耗長をブラシ２１の有効摩耗長
とブラシ５の有効摩耗長の間の大きさに設定してもよ
い。さらに、ブラシ２２の有効摩耗長とブラシ２３の有
効摩耗長とをそれぞれ異なる大きさにしてもよい。

【００４６】（３） 第３の実施の形態において、各ブ
ラシ５，３１〜３３の寿命を一層均等化するために、ブ
ラシ３２，３３の比抵抗をブラシ３１の比抵抗とブラシ
５の比抵抗の間の大きさに設定してもよい。さらに、ブ
ラシ３２の比抵抗とブラシ３３の比抵抗とを異なる大き
さにしてもよい。

【００４７】（４） ブラシ７（２１，３１）の摺接面
積を他のブラシ４〜６よりも大きく設定するとともに、
比抵抗を大きく設定したり、有効摩耗長を大きく設定す
ることにより、ブラシ７（２１，３１）の寿命を他のブ
ラシ４〜６の寿命と同じにするようにしてもよい。

【００４８】（５） ４極４ブラシのモータのみなら
ず、６ブラシ以上のモータに実施してもよい。この場
合、モータの回転速度を４段階以上に調整することがで
きる。上記各実施の形態から把握できる請求項以外の技
術的思想について、以下にその効果とともに記載する。

【００４９】（１） 請求項１〜３に記載のモータのブ
ラシ構造において、モータは自動車の冷却ファン駆動用
モータであるモータのブラシ構造。このような構成によ
れば、交換、修理が望ましくない自動車用のモータにお
いてそのコストを小さくするとともにモータ寿命を適性
にすることができる。

【００５０】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜３に記
載の発明によれば、特定のブラシの早期摩耗を複雑な通
電制御装置を用いることなく防止して、各ブラシの摩耗
の均等化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ブラシホルダを形成したモータのエンドプレ
ートを示す模式平面図。

【図２】 （ａ），（ｂ），（ｃ）共にブラシ構成を示
す模式平面図。

【図３】 スイッチ制御回路及び電機子巻線等を示す電
気回路図。

【図４】 ブラシホルダを示す斜視図。

【図５】 （ａ），（ｂ），（ｃ）共にブラシ構成を示
す模式平面図。

【図６】 （ａ），（ｂ），（ｃ）共にブラシ構成を示
す模式平面図。

【符号の説明】

４〜６…第２のブラシ、７…第１のブラシ、１４〜１７
…電機子コイル、２１…第１のブラシ、３１…第１のブ
ラシ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータの回転時に電源に接続される第１
   のブラシと選択的に接続される複数の第２のブラシとを
   備え、電源に接続する第２のブラシの数を変更して、第
   １のブラシと接続された第２のブラシとの間において複
   数の電機子コイルにて形成される並列回路を変化させ、
   その並列回路よりなる電機子回路の電機子抵抗を変化さ
   せることにより回転数の制御を行うモータに使用される
   モータのブラシ構造において、 第１のブラシの摺接面積、又は、第１のブラシ及び選択
   される数が制限されるときに接続される第２のブラシの
   摺接面積を、全ての第２のブラシが接続されるときにの
   み接続される第２のブラシの摺接面積に対して大きくし
   たモータのブラシ構造。
2. 【請求項２】 モータの回転時に電源に接続される第１
   のブラシと選択的に接続される複数の第２のブラシとを
   備え、電源に接続する第２のブラシの数を変更して、第
   １のブラシと接続された第２のブラシとの間において複
   数の電機子コイルにて形成される並列回路を変化させ、
   その並列回路よりなる電機子回路の電機子抵抗を変化さ
   せることにより回転数の制御を行うモータに使用される
   モータのブラシ構造において、 第１のブラシの有効摩耗長、又は、第１のブラシ及び選
   択される数が制限されるときに接続される第２のブラシ
   の有効摩耗長を、全ての第２のブラシが接続されるとき
   にのみ接続される第２のブラシの有効摩耗長に対して大
   きくしたモータのブラシ構造。
3. 【請求項３】 モータの回転時に電源に接続される第１
   のブラシと選択的に接続される複数の第２のブラシとを
   備え、電源に接続する第２のブラシの数を変更して、第
   １のブラシと接続された第２のブラシとの間において複
   数の電機子コイルにて形成される並列回路を変化させ、
   その並列回路よりなる電機子回路の電機子抵抗を変化さ
   せることにより回転数の制御を行うモータに使用される
   モータのブラシ構造において、 第１のブラシの比抵抗、又は、第１のブラシ及び選択さ
   れる数が制限されるときに接続される第２のブラシの比
   抵抗を、全ての第２のブラシが接続されるときにのみ接
   続される第２のブラシの比抵抗に対して大きくしたモー
   タのブラシ構造。