JPH10191607A - 直流機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コンミテータに摺接するブラシの無用ながたつ
きを確実に抑制し得る直流機を提供する。 【解決手段】ブラシホルダ６は、ロータの径方向にの
び、かつ該ロータの径方向に対して直交する方向の断面
Ｐで、対向する一対の辺７ａが該ロータの軸線方向Ａの
一側に向かって収束するように収容凹部７が形成され
る。ブラシ８は、ロータに固着されたコンミテータに摺
接し、収容凹部７に径方向に摺動可能にかつロータの軸
線方向Ａの両側に間隙Ｄを以って嵌挿されるとともに、
該ロータの径方向に対して直交する方向の断面Ｐで、収
容凹部７に対応して対向する一対の辺８ａが該ロータ３
の軸線方向Ａの一側に向かって収束するように形成され
る。そして、板ばね１０は、ブラシ８を前記収束する方
向に付勢する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は直流機に係り、詳し
くは、ブラシをコンミテータに対して安定させた状態で
摺接させる直流機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、コンミテータに摺接するブラ
シと該ブラシを収容するブラシホルダ間には、温度変化
や寸法誤差等による寸法変化に対応するためにクリアラ
ンスが設けられている。しかしながら、このクリアラン
スによって、ブラシは該ホルダ内でがたつき、このブラ
シのがたつきが直流機の騒音の発生源となる。そこで、
この問題点を考慮した直流機が種々提案されている。

【０００３】図５及び図６は、その直流機を示す。コン
ミテータ５１に摺接するブラシ５２は、対向する辺が平
行な断面四角形状であって、ブラシホルダ５３に形成さ
れた該ブラシ５２と断面同形状の収容凹部５３ａに収容
されている。ブラシホルダ５３とブラシ５２との間には
クリアランスがあり、ブラシ５２はブラシホルダ５３に
対して摺動可能に支持される。ブラシ５２の後端は、該
ブラシ５２の摺動方向と直交する方向に対して斜状に形
成されたテーパ面５２ａを有している。このブラシ５２
のテーパ面５２ａと収容凹部５３ａの底面との間にはコ
イルスプリング５４が介在され、このコイルスプリング
５４の付勢力によってブラシ５２はコンミテータ５１に
対して確実に摺接するようになっている。

【０００４】このとき、ブラシ５２のテーパ面５２ａに
よって、コイルスプリング５４の付勢力の一部が、ブラ
シ５２を収容凹部５３ａの一方の内壁面（図５及び図６
において右側面）に押さえつける力となる。そして、ブ
ラシ５２は、コイルスプリング５４の付勢力の分力によ
って収容凹部５３ａの内壁面に押さえつけられるため、
該ブラシ５２のがたつきは低減される。

【０００５】又、図７に示すように、前記ブラシホルダ
５３の幅方向の中心軸線Ｌをコンミテータ５１の中心点
Ｏより偏位した位置となるように、該ホルダ５３をコン
ミテータ５１に対して配設し、ブラシ５２を意図的に収
容凹部５３ａの一方の内壁面に押さえつける所謂トレー
リングがある。この場合においてもブラシ５２は、図６
に示すように収容凹部５３ａの内壁面に押さえつけられ
るため、該ブラシ５２のがたつきは低減される。

【０００６】又、実公平１−１２０７６６号公報では、
ブラシは、ブラシホルダの側面に設けられた板バネ部の
付勢力によって、上記と同様に収容凹部の一方の内壁面
に押さえつけられる。従って、ブラシは、収容凹部の内
壁面に押さえつけられるため、該ブラシのがたつきは低
減される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図５に示す
ブラシ５２は、コイルスプリング５４の付勢力を利用し
て収容凹部５３ａの一方の内壁面に押さえつけることに
よって該凹部５３ａとのがたつきを低減しているが、確
実にがたつきが抑制されるわけではない。又、ブラシ５
２には、その後端に摺動方向と直交する方向に対して斜
状に形成されたテーパ面５２ａを有しているため、該ブ
ラシ５２の有効摩耗長さが小さくなり直流機の寿命が低
下する。

【０００８】図７に示すブラシ５２は、上記同様に収容
凹部５３ａの一方の内壁面に押さえつけることによって
該凹部５３ａとのがたつきを低減しているが、確実にが
たつきが抑制されるわけではない。又、トレーリング方
式を用いてブラシ５２のがたつきを低減する方法は、コ
ンミテータ５１の一方向Ｚの回転のみに有効であるた
め、両方向回転可能な直流機には適応できず使用範囲が
狭い。

【０００９】実公平１−１２０７６６号公報に開示され
たブラシのがたつきを低減する方法は、上記同様に確実
にがたつきが抑制されず、又、コンミテータの一方向の
回転のみに有効であるため、両方向回転可能な直流機に
は適応できず使用範囲が狭い。

【００１０】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、コンミテータに摺接
するブラシの無用ながたつきを確実に抑制し得る直流機
を提供することにある。

【００１１】

【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、ロータの径方向にのび、
かつ該ロータの径方向に対して直交する方向の断面で、
対向する一対の辺が該ロータの軸線方向の一側に向かっ
て収束するように収容凹部が形成されたブラシホルダ
と、前記ロータに固着されたコンミテータに摺接し、前
記収容凹部に径方向に摺動可能にかつ前記ロータの軸線
方向の両側に間隙を以って嵌挿されるとともに、該ロー
タの径方向に対して直交する方向の断面で、前記収容凹
部に対応して対向する一対の辺が該ロータの軸線方向の
一側に向かって収束するように形成したブラシと、前記
ブラシを前記収束する方向に付勢する付勢手段とを備え
たことを要旨とする。

【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の直流機において、前記付勢手段は、前記ブラシホルダ
に取着された弾性部材であることを要旨とする。請求項
３に記載の発明は、請求項１に記載の直流機において、
前記付勢手段は、前記ブラシの各辺が収束する方向に向
かって収束するように形成された前記コンミテータに対
して前記ブラシを圧接するように押圧する押圧手段によ
って構成されることを要旨とする。

【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の直流機において、前記付勢手段は、前記ブラシの各辺
が収束する方向と対向する方向に向かって前記コンミテ
ータに近接するように斜状に形成されたブラシの後端面
と、該後端面に当接して前記ブラシを圧接するように押
圧する押圧手段とによって構成されることを要旨とす
る。

【００１４】従って、請求項１に記載の発明によれば、
ブラシホルダには、ロータの径方向にのび、かつ該ロー
タの径方向に対して直交する方向の断面で、対向する一
対の辺が該ロータの軸線方向の一側に向かって収束する
ように収容凹部が形成される。ブラシは、ロータに固着
されたコンミテータに摺接し、収容凹部に径方向に摺動
可能にかつロータの軸線方向両側に間隙を以って嵌挿さ
れるとともに、該ロータの径方向に対して直交する方向
の断面で、収容凹部に対応して対向する一対の辺が該ロ
ータの軸線方向の一側に向かって収束するように形成さ
れる。付勢手段は、ブラシを前記収束する方向に付勢す
る。従って、収容凹部に嵌挿されたブラシは、付勢手段
によって該ブラシの各辺が収束する方向に付勢されるた
め、該凹部内でがたつくことはない。

【００１５】請求項２に記載の発明によれば、ブラシホ
ルダに取着された弾性部材は、その弾性力によって、ブ
ラシを該ブラシの各辺が収束する方向に付勢する。従っ
て、付勢手段を簡単に構成することができる。

【００１６】請求項３に記載の発明によれば、押圧手段
は、ブラシを該ブラシの各辺が収束する方向に向かって
収束するように形成されたコンミテータに対して圧接す
るように押圧する押圧力の分力を利用して、ブラシを該
ブラシの各辺が収束する方向に付勢する。従って、部品
点数及び組み付け工数を少なくすることができる。

【００１７】請求項４に記載の発明によれば、ブラシの
後端面は、ブラシの各辺が収束する方向と対向する方向
に向かってコンミテータに近接するように斜状に形成さ
れる。押圧手段は、ブラシの後端面に当接しコンミテー
タに対して圧接するように押圧する押圧力の分力を利用
して、ブラシを該ブラシの各辺が収束する方向に付勢す
る。従って、部品点数及び組み付け工数を少なくするこ
とができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施の
一形態を図１及び図２に従って説明する。図１は、ブラ
シを有する直流機を示す。直流機１の収容ケース２内部
には、ロータ３がベアリング４を介して回転可能に支持
されている。収容ケース２の内周面には、ロータ３を回
転させるための磁界を発生する複数個のマグネット５が
固着されている。収容ケース２の一側には、円環状のブ
ラシホルダ６が配設されている。このブラシホルダ６に
は、ロータ３の径方向にのびる収容凹部７が形成されて
いる。

【００１９】前記ブラシホルダ６の収容凹部７は、図２
に示すように、径方向に対して直交する方向の断面Ｐに
おいて、前記直流機１の外側（図１及び図２において左
側）に向かって対向する一対の辺としての斜辺７ａが収
束するように傾斜された台形状に形成されている。一
方、ロータ３に固着された円筒状のコンミテータ３ａに
摺接する一対のブラシ８は、収容凹部７に対応して同じ
く断面台形状に形成され、該凹部７に対して径方向に摺
動可能に嵌挿されている。ブラシ８は、対向する一対の
辺としての斜辺８ａが収容凹部７の各斜辺７ａにそれぞ
れ当接する。

【００２０】前記ブラシ８は、図１に示すように、その
後端が収容凹部７の底部を支点とするコイルスプリング
９の付勢力によってコンミテータ３ａに圧接され、該コ
ンミテータ３ａに確実に摺接するようになっている。
又、前記ブラシホルダ６には、図１及び図２に示すよう
に、その内側壁にロータ３側と収容凹部７とを連通する
貫通孔６ａが形成されている。ブラシホルダ６の内側壁
における前記ロータ３側の面には、付勢手段及び弾性部
材としての板ばね１０の基端部が固定されている。板ば
ね１０は、貫通孔６ａを介して収容凹部７側にのぞいて
いる。ブラシ８は、貫通孔６ａからのぞく板ばね１０の
付勢力によって、ブラシ８の対向する一対の斜辺８ａが
収束する方向（図１及び図２において左側方向）に付勢
される。従って、ブラシ８は、板ばね１０の付勢力によ
って、その斜辺８ａが収容凹部７の斜辺７ａに確実に当
接するため、該凹部７内でがたつくことなく安定した状
態でコンミテータ３ａに摺接する。

【００２１】又、前記収容凹部７とブラシ８との間に
は、ロータ３の軸線方向Ａの両側に該ブラシ８等の断面
Ｐにおける外形寸法変化を考慮した間隙Ｄが設けられて
いる。例えば、温度変化や寸法誤差等による外形寸法変
化によって、ブラシ８の対向する各斜辺８ａの幅方向
（図２において上下方向）の寸法が収容凹部７に対して
相対的に大きくなった場合には、該ブラシ８は、該凹部
７に対して直流機１の内側（図１及び図２において右
側）に移動した位置となる。

【００２２】逆に、ブラシ８の対向する各斜辺８ａの幅
方向（図２において上下方向）の寸法が収容凹部７に対
して相対的に小さくなった場合には、該ブラシ８は、該
凹部７に対して直流機１の外側（図１及び図２において
左側）に移動した位置となる。そして、両場合において
も、ブラシ８は、常に板ばね１０の付勢力によって、そ
の斜辺８ａが収容凹部７の斜辺７ａに確実に当接する。
つまり、ブラシホルダ６の収容凹部７及びブラシ８の寸
法が相対的に変化してもブラシ８の斜辺８ａが収容凹部
７の斜辺７ａに確実に当接するため、該凹部７内でがた
つかない。

【００２３】又、前記ブラシ８におけるロータ３の正
（逆）回転に基づくコンミテータ３ａの摺接方向Ｂ１
（Ｂ２）は、軸線方向Ａと直交する方向である。従っ
て、ロータ３が両方向に回転しても、ブラシ８は、収容
凹部７内でがたつかない。

【００２４】上記したように、本実施の形態によれば、
以下の特徴を有する。 （１）ブラシホルダ６の収容凹部７は、図２に示すよう
に、径方向に対して直交する方向の断面Ｐにおいて、直
流機１の外側（図１及び図２において左側）に向かって
対向する一対の斜辺７ａが収束するように傾斜された台
形状に形成される。又、ブラシ８は、収容凹部７に対応
して同じく断面台形状に形成され、該凹部７に摺動可能
に嵌挿される。そして、ブラシ８は、ブラシホルダ６に
その基端部が固定された板ばね１０の付勢力によって、
ブラシ８の対向する一対の斜辺８ａが収束する方向に付
勢される。従って、ブラシ８は、板ばね１０の付勢力に
よって、その斜辺８ａが収容凹部７の斜辺７ａに確実に
当接するため、該凹部７内でのがたつきを確実に抑制す
ることができる。又、付勢力を得るために板ばね１０を
使用するため、簡単に構成することができる。

【００２５】（２）ロータ３の軸線方向Ａにおける収容
凹部７とブラシ８との間には、該ブラシ８等の寸法変化
を考慮した間隙Ｄが設けられている。従って、ブラシホ
ルダ６の収容凹部７及びブラシ８の外形寸法が相対的に
変化しても容易に対応することができる。尚、外形寸法
が変化しても、ブラシ８は、板ばね１０の付勢力によっ
てブラシ８の斜辺８ａが収容凹部７の斜辺７ａに確実に
当接するため、該凹部７内でがたつかない。

【００２６】（３）ブラシ８に対するロータ３の正
（逆）回転に基づくコンミテータ３ａの摺接方向Ｂ１
（Ｂ２）は、軸線方向Ａと直交する方向である。従っ
て、ロータ３が両方向に回転しても、ブラシ８は収容凹
部７内でがたつかないため、両方向に回転する直流機で
あっても容易に適応することができる。

【００２７】尚、実施形態は上記に限定されることはな
く、次のように変更してもよい。 （１）上記実施の形態では、円筒形のコンミテータ３ａ
に摺接するブラシ８を、板ばね１０の付勢力によって、
該ブラシ８の対向する一対の斜辺８ａが収束する方向に
付勢したが、該ブラシ８を各斜辺８ａが収束する方向に
付勢できれば、これに限定されるものではない。例え
ば、図３に示すように、軸線方向Ａ外側、即ちブラシ８
の各斜辺８ａが収束する方向に向かって収束する円錐台
形の付勢手段を構成するコンミテータ３ｂとし、該コン
ミテータ３ｂに対して圧接すべく付勢する付勢手段を構
成する押圧手段としてのコイルスプリング９の付勢力の
分力を利用して、ブラシ８を各斜辺８ａの収束する方向
（図３において左側方向）に付勢するようにしてもよ
い。尚、この場合、板ばね１０を省略することができる
ため、部品点数及び組み付け工数を少なくすることがで
きる。

【００２８】又、図４に示すように、コイルスプリング
９が当接するブラシ８の付勢手段を構成する後端面８ｂ
をブラシ８の各斜辺８ａが収束する方向と対向する方向
（図４において右側方向）に向かってコンミテータ３ａ
に近接するように斜状に形成し、コイルスプリング９の
付勢力の分力を利用して、ブラシ８を各斜辺８ａの収束
する方向（図４において左側方向）に付勢するようにし
てもよい。尚、この場合、板ばね１０を省略することが
できるため、部品点数及び組み付け工数を少なくするこ
とができる。

【００２９】（２）上記実施の形態では、図２に示すよ
うに断面Ｐにおける収容凹部７及びブラシ８の形状を対
向する一対の斜辺７ａ，８ａがともに直流機１の外側
（図２において左側）に向かって収束するように傾斜さ
れた台形状に形成したが、少なくとも一辺が斜状に形成
されていれば、断面Ｐにおける収容凹部７及びブラシ８
の形状は、これに限定されるものではない。

【００３０】又、収容凹部７及びブラシ８の各斜辺７
ａ，８ａの収束する方向を直流機１の外側（図２におい
て左側）方向としたが、直流機１の内側（図２において
右側）方向であってもよい。尚、この場合、ブラシ８を
直流機１の内側方向に付勢する必要がある。

【００３１】（３）上記実施の形態では、板ばね１０を
使用したが、これに限定されず、他の弾性部材、例えば
コイルスプリングであってもよい。上記実施の各形態か
ら把握できる請求項以外の技術思想について、以下にそ
の効果とともに記載する。

【００３２】（イ）請求項２に記載の直流機において、
前記弾性部材は、板ばねであることを特徴とする直流
機。このように構成すれば、弾性部材を簡単に構成する
ことができる。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
コンミテータに摺接するブラシの無用ながたつきを確実
に抑制し得る直流機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施の形態における直流機の断面図。

【図２】 図１におけるＸ−Ｘ要部断面図。

【図３】 別例における直流機の断面図。

【図４】 別例における直流機の断面図。

【図５】 従来における直流機の要部断面図。

【図６】 図５（図７）におけるＹ−Ｙ断面図。

【図７】 従来の別の直流機の要部断面図。

【符号の説明】

３…ロータ、３ａ…コンミテータ、３ｂ…付勢手段を構
成するコンミテータ、６…ブラシホルダ、７…収容凹
部、７ａ，８ａ…辺としての斜辺、８…ブラシ、８ｂ…
付勢手段を構成する後端面、９…付勢手段を構成する押
圧手段としてのコイルスプリング、１０…付勢手段及び
弾性部材としての板ばね、Ａ…ブラシホルダ、Ｐ…断
面。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータ（３）の径方向にのび、かつ該ロ
   ータ（３）の径方向に対して直交する方向の断面（Ｐ）
   で、対向する一対の辺（７ａ）が該ロータ（３）の軸線
   方向（Ａ）の一側に向かって収束するように収容凹部
   （７）が形成されたブラシホルダ（６）と、 前記ロータ（３）に固着されたコンミテータ（３ａ，３
   ｂ）に摺接し、前記収容凹部（７）に径方向に摺動可能
   にかつ前記ロータ（３）の軸線方向（Ａ）の両側に間隙
   （Ｄ）を以って嵌挿されるとともに、該ロータ（３）の
   径方向に対して直交する方向の断面（Ｐ）で、前記収容
   凹部（７）に対応して対向する一対の辺（８ａ）が該ロ
   ータ（３）の軸線方向（Ａ）の一側に向かって収束する
   ように形成したブラシ（８）と、 前記ブラシ（８）を前記収束する方向に付勢する付勢手
   段（３ｂ，８ｂ，９，１０）とを備えたことを特徴とす
   る直流機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の直流機において、 前記付勢手段（１０）は、前記ブラシホルダ（６）に取
   着された弾性部材（１０）であることを特徴とする直流
   機。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の直流機において、 前記付勢手段（３ｂ，９）は、前記ブラシ（８）の各辺
   （８ａ）が収束する方向に向かって収束するように形成
   された前記コンミテータ（３ｂ）に対して前記ブラシ
   （８）を圧接するように押圧する押圧手段（９）によっ
   て構成されることを特徴とする直流機。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の直流機において、 前記付勢手段（８ｂ，９）は、前記ブラシ（８）の各辺
   （８ａ）が収束する方向と対向する方向に向かって前記
   コンミテータ（３ａ）に近接するように斜状に形成され
   たブラシ（８）の後端面（８ｂ）と、該後端面（８ｂ）
   に当接して前記ブラシ（８）を圧接するように押圧する
   押圧手段（９）とによって構成されることを特徴とする
   直流機。