WO2004077646A1 - ブラシ装置及びブラシ付きモータ - Google Patents

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WO2004077646A1
WO2004077646A1 PCT/JP2004/002197 JP2004002197W WO2004077646A1 WO 2004077646 A1 WO2004077646 A1 WO 2004077646A1 JP 2004002197 W JP2004002197 W JP 2004002197W WO 2004077646 A1 WO2004077646 A1 WO 2004077646A1
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WO
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brush
support shaft
spring
commutator
brush holder
Prior art date
Application number
PCT/JP2004/002197
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English (en)
French (fr)
Inventor
Atsushi Okamoto
Original Assignee
Namiki Seimitsu Houseki Kabushikikaisha
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Namiki Seimitsu Houseki Kabushikikaisha filed Critical Namiki Seimitsu Houseki Kabushikikaisha
Priority to DE602004032111T priority Critical patent/DE602004032111D1/de
Priority to EP04714429A priority patent/EP1598922B1/en
Priority to US10/545,966 priority patent/US7242127B2/en
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02Details for dynamo electric machines
    • H01R39/38Brush holders
    • H01R39/40Brush holders enabling brush movement within holder during current collection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/14Means for supporting or protecting brushes or brush holders
    • H02K5/143Means for supporting or protecting brushes or brush holders for cooperation with commutators
    • H02K5/146Pivotally supported brushes or brush holders

Definitions

  • the present invention relates to a brush structure for a motor with a brush using a carbon brush, and in particular, the brush is formed by a coiled spring.
  • the present invention relates to a brush device for biasing a commutator and a brushed motor provided with the brush device.
  • FIG. 16 shows a conventional brush device provided with a spring means for urging the brush toward the commutator (for example, see Patent Document 1).
  • the brush 19 is formed in a substantially arc shape, and a part of the outer peripheral surface of the brush 19 is supported by being in contact with the inner wall of the holding portion 22.
  • the outer peripheral surface of the end of the brush 19 on the commutator 2 side is brought into contact with the inner wall of the holding portion 22 by the frictional force with the commutator 2, and the brush 19 is twisted by the biasing force of the torsion spring 23.
  • the inner peripheral edge of the spring 23 side end is brought into contact with the inner wall of the holding portion 22. Therefore, the brush 19 is supported with a gap g provided between the brush 19 and the inner wall of the holding portion 22 to improve the followability of the brush 19 to the commutator 2.
  • the brush 19 in an arc shape, it is possible to reduce the size of the entire brush device in the radial direction while securing a brush wear allowance due to sliding.
  • the brush device 24 shown in FIG. 16 still has a problem in ensuring reliable electrical continuity between the commutator and the brush.
  • the brush 19 is merely supported with a gap g on the inner wall of the holding portion 22, and the commutator 2 is formed by a plurality of commutator pieces 2 a in an actual product. . Therefore, when the brush 19 moves between the commutator pieces 2a, the support of the brush 19 becomes unstable, and vibration is likely to occur.
  • the commutator may be driven while rotating in the clockwise / counterclockwise direction.
  • the brush device shown in Fig. 16 when the commutator 2 is driven in the reverse direction in the clockwise direction, the brush 19 fluctuates due to the gap g between the two locations, and the support of the brush 19 becomes unstable. Vibration easily occurs.
  • a brush device 14 as shown in FIGS. 17 and 18 has been commercialized.
  • This brush device 14 forms a commutator 2 by equipping a plurality of commutator pieces 2 a at equal intervals on the outer peripheral surface of the motor shaft 1, and fits a carbon brush 10 on a support shaft 7 on the brush holder 4 side. It is composed by holding together.
  • This brush device 14 forms a commutator 2 by equipping a plurality of commutator pieces 2 a at equal intervals on the outer peripheral surface of the motor shaft 1, and fits a carbon brush 10 on a support shaft 7 on the brush holder 4 side. It is composed by holding together.
  • the brush arm 10a has a sliding surface that makes electrical conduction by contacting the commutator piece 2a, and is formed in an arc shape, as shown in FIG. And a brush base 10 b having a hole 8 for attaching the brush 10 to the brush holder 4.
  • a biasing means such as a coil spring 5 is provided on the support shaft 7 concentrically with the support shaft 7 so that the sliding surface of the brush 10 contacts and slides while biasing the commutator piece 2a.
  • the brush device 14 has a biasing means (shown only on one brush 10) such as a coil spring 5, so that the contact force to the commutator 2 due to wear of the brush 10 changes. By preventing this, the stability of the electrical conduction between the commutator 2 and the brush 10 is excellent. Further, a brush arm 10a corresponding to the brush 19 in FIG. 16 is supported by a relatively large brush base 10b, and the brush base 10b is fitted to the support shaft 7, so that the brush device in FIG. In comparison with this, there is an advantage in that the support of the brush is more stable and vibration during motor driving is less likely to occur.
  • the brush device 14 has a structure in which the brush 10 is placed on the coil-shaped spring 5 serving as an urging means, the thickness of the brush device 14 increases in the direction of the motor shaft 1 accordingly, and as a result, the brush-equipped motor has Motor shaft If miniaturization in the direction is hindered, there is a problem.
  • a guide 15 is provided in a part of the brush base 3b, and a recess 6 is provided in the brush holder 14, and in the recess 6, a coiled portion of the coil spring 5 is provided.
  • the other end is locked to the locking surface 3c of the brush base 3b, the other end is locked to the step 4a of the brush holder 4, and the longitudinal direction of the coiled spring 5 is
  • the coiled spring 5 is aligned with the surface direction (the direction of arrow C in FIG. 20), and the winding part is along at least a part of the inner peripheral shape of the guide part 15 and the recessed part 6.
  • a brush device 11 in which the brushes 3 and 3 are arranged on substantially the same plane.
  • the longitudinal direction of the coiled spring 5 is mounted on substantially the same plane as the surface direction of the brush holder 14, so that the brush device is thinner than the conventional brush device. Can be formed. Further, by applying the brush device 11 to a motor with a brush, the length in one direction of the motor shaft can be reduced without deteriorating the characteristics of the motor with a brush. is there.
  • the brush device 11 of the above application also has the following disadvantages. Since the brush device 11 mounts the coiled spring 5 in substantially the same direction as the surface direction of the brush holder 14, the brush device 11 has a structure in which the spring 5 is exposed when the brush holder 4 is viewed from a direction perpendicular to the plane of the brush holder 4. Become. Accordingly, the winding portion gradually rises from the inside of the depression 6 as the brush device 11 is driven, and as a result, the force of the spring 5 for urging the brush 3 is reduced, and The desired urging force of the contact surface against the commutator piece 2a gradually becomes unavailable.
  • the support shaft 7 ' is fitted and fixed to the recess 6 of the brush holder 4, whereas on the arrow a side, the support shaft 7' is a small ring member 7'a.
  • the structure is merely fitted and fixed. Therefore, when the fixing strength of the arrow a side and the fixing strength of the arrow b side are compared, the fixing strength of the arrow a side is remarkably low, and the support shaft 7 ′ has substantially the fixing strength such as cantilever support.
  • the brush holder 4 is fixed to the recess 6. Therefore, wobble is likely to occur in the support shaft 7 ′ due to the sliding between the commutator piece 2 a and the brush sliding surface, and the support of the brush 3 cannot be firm because the support shaft 7 ′ vibrates.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to improve the contact between a brush of a brush device and a commutator, thereby assuring more reliable electrical conduction.
  • An object of the present invention is to provide a brush device that can achieve the above.
  • the invention according to claim 1 of the present invention is based on a carbon brush arm having a sliding surface formed in a substantially arcuate shape and having a conductive surface in contact with a commutator and a support shaft.
  • a brush composed of a brush base that is attached so as to rotate, and a brush attached to the brush holder so that the sliding surface comes into contact with the commutator by rotation about the support shaft.
  • the end of the support shaft on the flat side of the brush base is formed in a hollow cylindrical shape, and the overhang is formed on the other end. Then, the overhang is fixed to the brush holder 1 with an insert mold, and a guide part is provided in a part of the brush base, and a recess is provided in the brush holder 1, and in the recess, Attach one end of the coiled spring to the brush base And the other end of the coil spring is aligned with the brush holder, and the longitudinal direction of the coil spring is aligned with the surface of the brush holder.
  • An object of the present invention is to provide a brush device characterized in that one end of a support shaft is fixed.
  • the invention according to claim 2 of the present invention is characterized in that a brush arm made of a carbon fiber and having a sliding surface formed in a substantially circular arc shape and having a sliding surface for contacting a rectifier to conduct electricity is provided.
  • the brush consists of a brush base that is attached so that it rotates around the shaft, and the brush holder is held so that the sliding surface contacts the commutator by rotation about the support shaft.
  • a spring for urging the brush toward the commutator, the end of the support shaft is formed in a hollow cylindrical shape, and the other end side is stretched.
  • An extension is formed, the overhang is fixed to the brush holder with an insert model, and the brush holder is provided with a recess, and the support shaft is inserted into the brush base made of a flat member.
  • a guide for accommodating the coiled spring The provided by the Recessed portion, a brush mounted on the brush holder in the inner Sasuruko the support shaft to the inner ⁇ , further, Koi One end of the wound part of the spring is locked to the brush arm, the other end to the brush holder, and the longitudinal direction of the coil panel is aligned with the plane of the brush holder.
  • the coiled spring and brush are arranged on substantially the same plane with the winding part following at least part of the shape of the guide part and the depressed part, and the hollow cylindrical end of the support shaft is provided.
  • the present invention provides a brush device characterized in that one end of a support shaft is fixed to one end of an insertion tube by pushing and expanding the end.
  • the invention according to claim 3 of the present invention provides a brush arm made of carbon having a substantially arcuate shape and having a sliding surface that comes into contact with the rectifier to conduct electrical conduction,
  • the brush is attached to the brush holder so that the brush consisting of a brush base attached to rotate around the shaft and the commutator, so that the sliding surface comes into contact with the commutator by rotation about the support shaft.
  • a brush device provided with a spring for urging the brush toward the commutator, an end of the support shaft is formed in a hollow cylindrical shape, and a projecting portion is formed on the other end.
  • the overhang is fixed to the brush holder by an insert mold, and the spring is a torsion coil spring.
  • An inner cylinder for inserting the support shaft is installed integrally.
  • the brush is attached to the brush holder by inserting the inner cylinder into the support shaft, and the torsion coil spring is further fitted into the outer peripheral surface of the inner cylinder to form the torsion coil spring.
  • the longitudinal direction is perpendicular to the surface direction of the brush holder, and the end of the spring wire extending from one end of the winding part of the torsion coil spring is engaged with the brush holder.
  • the end of the spring wire rod extending from the other end is locked with a brush, and the hollow cylindrical end of the support shaft is pushed and expanded, so that one end of the support shaft is connected to one end of the insertion tube.
  • the present invention provides a brush device characterized by fixing the side.
  • the invention according to claim 4 of the present invention provides a brush arm made of carbon having a substantially arcuate shape and having a sliding surface that comes into contact with the rectifier and performs electrical conduction, Brush attached to rotate around A brush composed of a base and a brush is mounted on a brush holder so that a sliding surface comes into contact with a commutator by rotation about a support shaft, and the brush is urged toward the commutator.
  • a brush device provided with a spring
  • a guide part is provided in a part of the brush base, and a recess is provided in the brush holder, and one of the winding portions of the coil-shaped spring is provided in the recess.
  • the end is locked to the brush base, the other end is locked to the brush holder, the longitudinal direction of the coil spring is aligned with the surface of the brush holder, and the winding part is guided.
  • the coiled spring and brush are arranged on substantially the same plane with at least a part of the shape of the recess, and the coiled shape when viewed from a direction perpendicular to the surface direction of the brush holder Cover cover to cover the winding part of the spring
  • the invention according to claim 5 of the present invention provides a brush arm made of carbon and a support shaft, which is formed in a substantially circular arc shape and has a sliding surface which comes into contact with the rectifier and conducts electricity electrically.
  • a brush composed of a brush base that is attached so that it rotates around the center, and a brush that fits into the brush holder so that the sliding surface contacts the commutator by rotation around the support shaft.
  • the brush device which is mounted and has a spring for urging the brush toward the commutator, a recess is provided in the brush holder and the brush is supported by a brush base formed of a plate-like member.
  • An insertion tube for inserting the shaft and a guide portion for accommodating the coiled spring are provided integrally, and the brush is brushed by inserting the support shaft into the inner tube in the recess. Attach it to the holder, and then insert one end of the coiled spring In addition to engaging the brush arm with the brush arm, the other end is also engaged with the brush holder, and the longitudinal direction of the coil spring is aligned with the surface direction of the brush holder.
  • a coiled spring and a brush are arranged on a substantially same surface along a part of the shape, and a winding portion of the coiled spring when viewed from a direction perpendicular to a surface direction of the brush holder.
  • the present invention provides a brush device characterized in that a cover plate is provided so as to cover the brush. Further, the invention according to claim 6 of the present invention provides a brush arm made of carbon having a sliding surface formed in a substantially circular arc shape and having a conductive surface in contact with a rectifier. Attach the brush to the brush holder so that the sliding surface comes into contact with the commutator by rotating the brush around the spindle And a spring for urging the brush toward the commutator, wherein the end of the support shaft on the flat side of the brush base is formed in a hollow cylindrical shape, and the other end is formed.
  • An overhang is formed on the side, the overhang is fixed to the brush holder by insert molding, and a guide part is provided at a part of the brush base, and a fall part is attached to the brush holder.
  • a guide part is provided at a part of the brush base, and a fall part is attached to the brush holder.
  • one end of the coiled spring winding is closed.
  • the base is locked to the base, the other end is locked to the brush holder, and the longitudinal direction of the coiled spring is aligned with the surface of the brush holder.
  • a coiled spring and brush are arranged on a substantially same plane along a part of the shape, and a step is provided on the support shaft, and the step is received by the step and a part of the brush holder.
  • a cover plate is provided so as to cover the winding part of the coil spring when viewed from the direction perpendicular to the surface direction of the brush holder, and the hollow cylindrical end of the support shaft is pushed and expanded.
  • This provides a brush device characterized in that one end of the support shaft is fixed on the plane of the cover plate.
  • the invention according to claim 7 of the present invention relates to a carbon brush arm portion and a support shaft which are formed in a substantially circular arc shape and have a sliding surface which comes into contact with the rectifier to conduct electric conduction.
  • the brush is attached to the brush holder so that it rotates around the brush.
  • the brush is attached to the brush holder so that the sliding surface contacts the commutator by rotation around the support shaft.
  • a spring for biasing the brush toward the commutator wherein the end of the support shaft is formed in a hollow cylindrical shape, and the overhang is provided at the other end.
  • the overhang portion is fixed to the brush holder 1 by an insert model, and the brush holder 1 is provided with a recess, and is formed of a plate-like member.
  • the insertion tube for inserting the support shaft into the brush base and the guide portion for accommodating the coiled spring are integrally provided, and the support shaft is inserted into the inner cylinder in the recess. Then, the brush is attached to the brush holder, and one end of the coiled spring is locked to the brush arm, and the other end is locked to the brush holder.
  • the longitudinal direction is aligned with the surface direction of the brush holder, and the coil-shaped spring and brush are arranged on substantially the same surface with the winding part following at least a part of the shape of the guide part and the notch.
  • a step portion is provided on the support shaft, and covers the winding portion of the coil-shaped spring when viewed from a direction perpendicular to the surface direction of the brush holder while receiving the step portion and a part of the brush holder.
  • Cover plate as well as the hollow shaft
  • the invention according to claim 8 of the present invention provides a brushed motor including the brush device.
  • FIG. 1 is a plan view showing a brush device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing a portion covered with the cover plate in FIG. 1 by a broken line.
  • FIG. 3 is a plan view showing an appearance of a cover plate provided in the brush device.
  • FIG. 4 is a partial side sectional view of the brush device of FIG. 2 taken along a dashed line A—A.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a support shaft.
  • FIG. 6A is a schematic plan view showing the end face 7d of FIG.
  • FIG. 6 (b) is a side view of the support shaft of FIG.
  • Figure 7 (a) shows the end face 7 d when the end face 7 d is expanded by caulking.
  • FIG. 7 (b) is a side view of the support shaft when the end face 7d is pushed out by caulking.
  • FIG. 8 is a perspective view of a brush used in the brush device of FIGS.
  • FIG. 9 is a perspective view of a coil spring.
  • FIG. 10 is a plan view showing a brush device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a plan view showing a portion covered with the cover plate in FIG. 10 by a broken line.
  • FIG. 12 is a perspective view of a brush used in the brush device of FIGS. 10 and 11.
  • FIG. 13 is a plan view showing a brush device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a partial side cross-sectional view of FIG. 7 taken along a dashed line DD.
  • FIG. 15 is a perspective view showing another embodiment of the brush used in the brush device according to the present invention.
  • FIG. 16 is a plan view showing a conventional brush structure.
  • FIG. 17 is a plan view showing another conventional brush device.
  • FIG. 18 is a schematic partial cross-sectional side view of FIG. 17 partially cut along a dashed-dotted line FF.
  • FIG. 19 is a plan view showing the content of an application for a brush device by the present applicant.
  • FIG. 20 is a schematic partial cross-sectional side view of FIG. 19 partially cut along a dashed line AA.
  • FIGS. 1 and 2 are plan views of the brush device 11 according to the first embodiment
  • FIG. 3 is a plan view showing the appearance of a cover plate 30 provided in the brush device 11
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the brush holder 4 of the brush device 11 of FIG. 2 taken along a chain line A--A.
  • FIGS. 5 to 7 are views showing a support shaft 7 for fixing the brush 3;
  • FIG. 8 is a perspective view of the brush 3, and
  • FIG. 9 is a perspective view of a coiled spring 5 used in the brush device 11.
  • the brush base 3b of the brush 3 is provided with a hole 8 for inserting the support shaft 7, and a part of the outer shape is formed in an arc shape, so that a coil spring 5 is formed.
  • the guide part 15 retains at least a part of the winding part of.
  • Reference numeral 1 denotes a motor shaft rotatably mounted on a motor body with a brush (not shown).
  • a plurality of commutator pieces 2a are provided at equal intervals on an outer peripheral surface of the motor shaft 1. Thus, the commutator 2 is formed.
  • the brush 3 has a brush arm 3 a having a sliding surface in contact with the commutator 2 and the brush base 3 b continuously and integrally formed.
  • it is formed in a substantially U-shape. It is sufficient that at least only the brush arm 3a of the brush 3 is made of carbon, but in the present embodiment, an example in which the entire brush 3 is formed with a force pad will be described.
  • the brush arm 3a is formed in a gentle, substantially circular arc shape.
  • an overhang 7b formed on the other end of the support shaft 7 is inserted into the brush holder 14 by insert molding. Then, the hole 8 of the brush 3 is fitted to the support shaft 7 shown in FIGS.
  • the support shaft 7 is formed of a metal material such as brass.
  • the fixed support shaft 7 is formed such that an end 7d located on the side of the plane 31b of the brush base 3b has a hollow cylindrical shape. . That is, the support shaft 7 is formed in a substantially columnar shape having an inner diameter portion 7a in the length direction (the direction of arrow D in FIGS. 5 and 6) halfway.
  • one end 5a of a coil-shaped spring 5 winding portion shown in FIG. 9 is locked on a locking surface 3c formed on the brush 3 in advance, and a shape forming a recess 6 is formed.
  • the other end 5b is engaged with the step 4a provided as the above.
  • a part of the winding part is formed with the guide part 15.
  • a coil spring 5 is loaded into the recess 6 along at least a part of the inner peripheral shape of the recess 6.
  • the coil-shaped spring 5 extends along the inner peripheral shape of the guide portion 15 and the recessed portion 6, so that each of the two brushes 3 moves in the direction of the rectifier 2 around the support shaft 7. Rotation causes the sliding surface at the tip of the brush arm 3a to come into contact with the commutator piece 2a while being urged.
  • a cover plate 30 as shown in FIGS. 1 to 4 is further attached to the support shaft 7.
  • the force plate 30 is provided with a hole 30 a for fitting to the support shaft 7, and the cover plate 30 is provided on the brush holder 4 by fitting the hole 30 a to the support shaft 7.
  • the flat portion of the cover plate 30 near the hole 30a is received by a step 7c (see FIGS. 4 to 6) provided on the outer periphery of the support shaft 7.
  • the flat portions of the peripheral portions 30b and 30c of the cover plate 30 are received by a step 4b which is a part of the brush holder 4, as shown in FIGS.
  • the stepped portion 7c and the stepped portion 4b are configured to have the same height when viewed from a direction perpendicular to the surface direction of the brush holder 4 (the direction of arrow C in FIG. 4).
  • the height of the step 7c and the step 4b is determined by the distance (dimension G in FIG. 4) from the plane 31b to the bottom of the recess 6 when the brush 3 is fitted on the support shaft 7, and the winding of the spring 5 It is preferable that the height is set to be 0.1 to 0.2 mm higher than the height of the turning part (dimension H in Fig. 4). As shown in FIGS.
  • the size of the cover plate 30 is set in the brush holder 14 in a direction perpendicular to the surface direction of the brush holder 4 (the direction of arrow C in FIG. 4). It shall be set so as to cover the wound part of the spring 5 when viewed. More preferably, even if the winding part is extended due to wear of the brush arm part 3a, the winding part is set to be covered.
  • one end of the support shaft 7 is fixed on the flat surface of the cover plate 30 by pressing and expanding the end 7d by caulking as shown in FIGS. 4 and 7. Is done. Since the cover plate 30 is received by the stepped portion 7c and the stepped portion 4b at the time of fixing by caulking, the cover plate 30 is prevented from being pressed against the brush 3 by excessive pressure. Therefore, the brush 3 can be smoothly rotated by the bias of the spring 5.
  • the commutator 2 and the brush 3 slide and the electric conduction is performed by rotating the motor shaft 1 which is a rotor.
  • the motor can be driven.
  • the sliding surface of the brush 3 is worn away by the friction with the commutator 2, and the brush arm 3a is gradually shortened.
  • 3 is constantly biased toward the commutator 2 side, so that the electrical continuity between the commutator 2 and the brush 3 is constantly maintained.
  • the other end of the support shaft 7 supporting the brush 3 is fixed to the brush holder 14 by insert molding, and the other end is fixed by pushing and expanding by caulking.
  • the fixing means at both ends of the support shaft 7 is a means whose fixing strength does not change even if it receives heat accompanying motor driving, both ends are firmly fixed for a long time when the motor is driven. Therefore, since the brush 3 and the commutator piece 2a are always in contact with each other, it is possible to improve the electrical and mechanical reliability of the brush 3 and the commutator 2 for a long period of motor driving.
  • both ends of the support shaft 7 can be firmly fixed, so that the brush 3 can be supported firmly.
  • the brush 3 and the commutator piece 2a can always be brought into contact with each other, thereby improving the electrical and mechanical reliability of the motor-driven brush 3 and the rectifier 2 for a long time. You can do this.
  • the cover plate 30 is fixed to the support shaft 7 so as to cover the winding portion of the spring 5, the upward movement of the spring 5 can be restricted. Therefore, it is possible to keep the brush contact surface in sliding contact with the commutator piece 2a with a desired urging force.
  • the present embodiment can be variously modified based on the technical idea.
  • the cover plate 30 may be omitted, and the end portion 7d may be pushed and spread on the flat surface 31b and fixed by caulking.
  • the support shaft 7 may be formed of a solid column having no inner diameter portion 30a, and the column may be inserted into the hole 30a to provide the cover plate 30 on the brush device 11.
  • the present embodiment is most suitable in that it has both effects of improving the electrical and mechanical reliability and preventing the spring 5 from rising.
  • FIGS. 10 and 11 are plan views of a brush device 13 according to the second embodiment
  • FIG. 12 is a perspective view of a brush 3 ′ in the brush device 13 of FIGS. 10 and 11. is there.
  • the same components as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted, or It is described simply.
  • the brush base 3 ′ b of the brush 3 ′ is made of a metal plate-like member, and a support shaft 7 is provided at a predetermined position with a hole 8 for inserting the shaft. , And insert the insertion tube 9 inside the support shaft 7 so as to extend from the hole 8.
  • a brush arm 3′a having a sliding surface that comes into contact with the commutator 2 is provided as a separate member, and a clamper 3′c provided on the brush base 3′b is used to separate the brush arm 3′a from the sliding surface.
  • the brush arm 3'a is made of carbon and is formed in a gentle and substantially arcuate shape.
  • the hole 8, the inner cylinder 9, and the clamper 3'c provided in the brush base 3'b are integrally formed by pressing a metal plate.
  • the support shaft 7 is fixed to the brush holder 4 with an insert mold in the same manner as in the first embodiment, the support shaft 7 is inserted into the hole 8 and inserted into the inner cylinder 9.
  • the brush 3 ′ is mounted in the recess 6 so as to be rotatable about the support shaft 7.
  • the step 7 c of the support shaft 7 is configured to be higher than the end surface 9 a of the insertion tube 9 (see FIG. 12).
  • one end 5a (see FIG. 9) of a coiled spring 5 winding part is locked to the end face on the clamper fastening side of the brush arm part 3'a, and the recess 6 is formed.
  • the other end 5b is engaged with the stepped portion 4a provided in the above manner.
  • the coiled spring 5 A guide portion 16 in which a part of the winding portion is provided integrally with the brush base portion 3'b, and a coil-shaped spring 5 along at least a part of the inner peripheral shape of the recess portion 6 are provided. Load inside.
  • the two brushes 3 ′ are respectively arranged in the two directions of the commutator around the support shaft 7. rotates, the sliding surface of the distal end of the brush arm portion 3'a is brought into contact while being urged to the commutator segments 2a, 0
  • the cover plate 30 is attached.
  • the size of the cover plate 30 is such that when the cover plate 30 is provided in the brush holder 4 and viewed from a direction perpendicular to the surface direction of the brush holder 4, the spring 5 is wound. It shall be set so as to cover the turning part. More preferred In other words, the setting is made so as to cover the wound portion even if the wound portion is extended due to wear of the brush arm portion 3a. Further, when provided in the recess 6, the flat portion of the cover plate 30 near the hole 30a is received by a step 7c (see FIGS.
  • the stepped portion 7c and the stepped portion 4b have the same height when viewed from a direction perpendicular to the surface direction of the brush holder 4 (the direction of arrow C in FIGS. 10 and 11). It is configured so that The height of the stepped portion 7c and the stepped portion 4b is determined by the height of the end surface 9a of the inner tube 9 and the winding portion of the spring 5 when the inner tube 9 is fitted to the support shaft 7 (see FIG. 4). It is preferably set to be higher than the dimension H) by about 0:! ⁇ 0.2 mm.
  • the end 7 d is pushed and spread by a force crimp as shown in FIG. 7 so that one end of the support shaft 7 is positioned on the plane of the cover plate 30. Fixed.
  • the cover plate 30 is fixed by swaging, the cover plate 30 is received by the step 7c and the step 4b of the force-par holder 4, so that the cover plate 30 is pressed against the brush 3 'by excessive pressure. Is prevented. Therefore, the brush 3 'can be smoothly rotated by the bias of the spring 5.
  • the fixing means at both ends of the support shaft 7 are the means for which the fixing strength does not change even when receiving the heat accompanying the motor driving, so that the motor driving can be performed at both ends for a long time. Is firmly fixed, and the brush 3 and the rectifier piece 2a are always in contact. Therefore, it is possible to improve the electrical and mechanical reliability of the motor driven brush 3 and commutator 2 for a long period of time.
  • the fixing of one end of the support shaft 7 is performed by caulking, it is possible to secure a sufficient fixing strength, and it is possible to firmly fix both ends of the support shaft 7 and the brush 3 Support can also be strengthened. As a result, the brush 3 and the commutator piece 2a can be brought into contact with each other at all times, so that the electrical and mechanical Reliability can be improved.
  • the cover plate 30 is fixed to the support shaft 7 so as to cover the winding portion of the spring 5, the rising of the spring 5 can be restricted. Therefore, it is possible to keep the brush contact surface in sliding contact with the commutator piece 2a with a desired urging force.
  • the brush base 3 ′ b is formed of a plate-shaped member to reduce the thickness, and the coil-shaped spring 5 is wound around the brush 3 ′ by utilizing the reduced thickness. In order not to protrude from the thickness, it is possible to load the coil-shaped spring 5 in the longitudinal direction substantially on the same plane as the brush holder 4.
  • the brush arm 3'a is made separate from the brush base 3'b, so that only the worn brush arm can be replaced. Therefore, it is necessary to replace the entire brush 3. Therefore, the brush device is also easier to maintain.
  • the present embodiment can be variously modified based on the technical concept.
  • the cover plate 30 is omitted, the end portion 7d is pushed to the end face 9a of the inner cylinder 9, and is swaged and fixed.
  • the support shaft 7 may be constituted by a solid column having no inner diameter portion 30a, and the column may be inserted into the hole 8 to provide the force bar plate 30 on the brush device 11.
  • this embodiment is the most suitable in that it has both effects of improving the electrical and mechanical reliability and preventing the spring 5 from rising.
  • FIG. 13 is a plan view of a brush device 12 according to the third embodiment.
  • FIG. 14 is a partial cross-sectional side view of the brush holder 4 of the brush device 12 of FIG. It is.
  • the description of the third embodiment will be made only for points different from the first or second embodiment, and the same components as those of the above embodiment will be the same. Numbers are given and duplicate descriptions are omitted or simplified.
  • the brush base 3 ′ b of the brush 3 ′ is formed of a metal plate-like member, and a hole for inserting the support shaft 7 is provided at a predetermined position of the brush base 3 ′ b (not shown). ) And an inner cylinder (not shown) for inserting the support shaft 7 is integrally provided so as to extend from the hole.
  • the brush arm 3'a is provided as a separate member and fastened by the clamper 3'c, thereby forming a substantially U-shaped brush 3 'as a whole.
  • the brush arm portion 3′a is formed of carbon, and is formed in a gentle and substantially circular arc shape.
  • the support shaft 7 is inserted into the hole and the inside thereof is inserted.
  • the brush 3 ′ is mounted in the recess 6 so as to be rotatable about the support shaft 7.
  • the torsion coil spring 5 ′ is fitted into the outer peripheral surface of the inner cylinder, and the end 5 ′ c of the spring wire rod extending from one end of the winding portion of the torsion coil spring 5 ′ is attached to the brush holder. 4 and the end 5'd of the spring wire extending from the other end is locked to the end face on the clamper fastening side of the brush arm 3'a constituting the brush 3 '.
  • each of the two brushes 3 ′ rotates in the direction of the commutator 2 around the support shaft 7, and a sliding surface at the tip end of the brush arm 3 ′ a. Contact the commutator piece 2a while being urged.
  • the fixing means at both ends of the support shaft 7 is a means whose fixed strength does not change even if it receives heat accompanying motor driving, so that both ends are fixed firmly even when the motor is driven for a long time.
  • the brush 3 'and the commutator piece 2a are always in contact. Thus, it is possible to improve the electrical and mechanical reliability of the motor-driven brush 3 and the commutator 2 for a long time.
  • the fixing of one end of the support shaft 7 is caulked, so that sufficient fixing strength is provided.
  • both ends of the support shaft 7 can be firmly fixed, and the brush 3 ′ can be firmly supported.
  • the brush 3 'and the commutator piece 2a can always be in contact with each other, so that the electrical and mechanical reliability of the motor-driven brush 3' and the commutator 2 for a long time can be improved. Can be improved.
  • the brush base 3 ′ b of the brush 3 ′ is formed of a flat member to reduce the thickness. Therefore, even if the longitudinal direction of the torsion coil spring 5 'is perpendicular to the surface direction (arrow C) of the brush holder 4 and the torsion coil spring 5' is mounted, the winding part of the torsion coil spring 5 'is It does not extend beyond the thickness of the arm 3'a. Therefore, a thin brush device can be formed as compared with the conventional brush device.
  • the brush arm 3 ′ a is formed as a separate member, so that only the worn brush arm 3 ′ a can be replaced. Therefore, it is not necessary to replace the entire brush 3 ′. The maintainability of the brush device is excellent.
  • the present invention is not limited to this.
  • the brush of the brush 3 of the first embodiment The arm 3a and the brush base 3b may be separate villages, and only the brush arm 3a may be made of carbon.
  • INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to the present invention, the support shaft for supporting the brush and the brush hood are fixed with an insert mold, and the other end of the support shaft is caulked. Since the means of pushing and expanding is used to fix, it is possible to prevent a situation in which the fixing strength is reduced due to the action of heat generated by driving the motor, such as when the fitting is fixed.
  • the fixing of the both ends of the support shaft can be firmly held, and the brush can be stably supported. Therefore, the brush can be always in contact with the commutator, and the brush for long-term motor drive can be adjusted. It is possible to improve the electrical and mechanical reliability of the gang.
  • by fixing the end surface of the support shaft by crimping as described above it is possible to secure a sufficient fixing strength as compared with fixing by the insert mold at the other end. Therefore, since both ends of the spindle can be firmly fixed, the brush can be firmly supported. As a result, the brush and the commutator can always be brought into contact with each other, so that the electrical and mechanical reliability of the motor-driven brush and the commutator can be improved over a long period of time.
  • a cover plate is provided so as to cover the wound portion of the spring, so that it is possible to restrict the rising of the spring accompanying the driving of the brush device. I can do it. Therefore, it is possible to keep the brush contact surface in sliding contact with the commutator piece 2a with a desired urging force.
  • a step is provided on the spindle, and the cover plate is provided while receiving the step and a part of the brush holder. Since the plate is prevented from being pressed against the brush, the brush can be smoothly rotated by the bias of the spring.

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Description

ブラシ装置及びブラシ付きモータ 技術分野 '
本発明は、カーボン製のブラシを用いたブラシ付きモータ用のブラ シ構造に関する ものであり、 特に、 前記ブラシをコイル状のばねによ 明
つて整流子に付勢するブラシ装置及びそのブラシ装置を備えたブラ シ付きモータに関するものである。
田 背景技術
ブラシを整流子に向かって付勢するばね手段を備えた従来のブラ シ装置 (例えば特許文献 1参照。) を図 1 6 に示す。 このブラシ装置 24は、 ブラシ 19 を略円弧状に形成する と共に、 そのブラ シ 19 の外 周面の一部を保持部 22の内壁に当接させて支持するものである。
ブラシ 19 の整流子 2側端部外周面を、 整流子 2 との摩擦力によつ て、 保持部 22 の内壁に当接させる と共に、 ねじ り ばね 23 の付勢力 によって、 ブラ シ 19のねじり ばね 23側端部内周縁を保持部 22 の内 壁に当接させる。 よってブラシ 19 を保持部 22 の内壁との間に隙間 g を設けて支持して、 整流子 2 に対するブラ シ 19 の追従性向上を図る ものである。 更にブラシ 19を円弧状に形成する こ とによって、 摺動 によるブラシ摩耗代を確保しつつ、ブラシ装置全体の径方向の小型化 も果たせる。
しかし、 図 1 6 に示すブラシ装置 24でも、 整流子とブラシ間の確 実な電気的導通の確保という点では依然と して問題点がある。図 1 6 では、 ブラシ 19 は保持部 22 の内壁に隙間 g を設けて支持されてい るに過ぎず、 更に、 整流子 2 は実際の製品では複数の整流子片 2 a に よって形成されている。 従ってブラシ 19 が各整流子片 2a の間をま たぐ時に、 ブラシ 19 の支持が不安定にな り振動が発生しやすい。 また、 ブラシ付きモータの用途によっては、 整流子を時計方向 · 反 時計方向に逆転させながら駆動するこ と もある。 しかし図 1 6 のブラ シ装置では、 整流子 2 を時計方向に逆回転駆動させる と、 2箇所の隙 間 g があるためブラシ 19 がふらつきを起こ し、 ブラシ 19 の支持が 不安定になって振動が発生しやすい。
以上のよ う な問題点を解決するブラシ装置と して、図 1 7及び図 1 8 に示すよ う なブラシ装置 14が製品化されている。 このブラシ装置 14 は、 モータ軸 1 の外周面に整流子片 2 a を等間隔に複数備え付け て整流子 2 を形成する と共に、ブラシホルダー 4側の支軸 7 にカーボ ン製のブラシ 10 を嵌合保持するこ とで構成されている。 このブラシ
10は、 図 1 7で示すよ う に、 整流子片 2a と接触して電気的な導通を 行う摺動面を有し、 且つ円弧状に形成されるブラシ腕部 10 a と、 支 軸 7 を揷通してブラ シ' 10をブラシホルダー 4 に取り付ける穴 8 を有 するブラシ基部 10 b とから構成されている。 このブラシ腕部 10 a と ブラシ基部 10b とが一体成形されるこ とによ り 、 ブラシ 10は略く の 字状に形成されている。 更に、 ブラシ 10 の摺動面を整流子片 2a に 付勢しながら接触 ·摺動するよ う に、 コイル状のばね 5等の付勢手段 が支軸 7 と同心支軸上に設けられる。
ブラシ装置 14は、 コイル状のばね 5 のよ う な付勢手段 (一方のブ ラシ 10 にのみ図示) を設けるこ とによって、 ブラシ 10 の摩耗によ る整流子 2への接触力が変化する こ とを防止して、整流子 2 とブラシ 10間の電気的な導通の安定性に優れる。 更に、 図 1 6 のブラシ 19 に 相当するブラシ腕部 10a を、 比較的大型のブラシ基部 10b で支持す る と共に、 そのブラシ基部 10b を支軸 7 に嵌合するため、 図 1 6 の ブラシ装置に比べ、ブラシの支持が安定してモータ駆動時の振動が発 生しにく いとレヽぅ利点を有している。
しかしながら、 ブラシ装置 14は付勢手段である コイル状のばね 5 の上にブラシ 10 を載せる構造であるため、 その分ブラシ装置 14 の 厚みがモータ軸 1 方向に増し、結果的にブラシ付きモータ のモータ軸 方向の小型化が阻害される とレヽ ぅ 問題点がある。
そこで本出願人は以前に、特願 2 0 0 1 — 3 6 7 2 6 5 で図 1 9及 び図 2 0 に示すよ う なブラシ装置 11 を出願した。 この出願は主に、 ブラシ基部 3b の一部にガイ ド部 15 を設ける と共に、 ブラシホルダ 一 4 に陥部 6 を設け、 その陥部 6 内で、 コイル状のばね 5 の卷回部の —方の端部をブラシ基部 3b の係止面 3c に係止する と共に、 他方の 端部をブラシホルダー 4の段部 4aに係止し、 更にコイル状のばね 5 の長手方向をブラシホルダー 4 の面方向 (図 2 0の矢印 C方向) に合 わせる と共に、 卷回部がガイ ド部 15 と陥部 6 の少なく と も一部の内 周形状に沿った状態で、コイル状のばね 5 とブラシ 3 を略同一面上に 配置したブラシ装置 11 に関するものである。
ブラシ装置 11 を上記構成とするこ と によ り 、 コイル状のばね 5 の 長手方向をブラ シホルダ一 4 の面方向と略同一面上に搭載するので、 従来のブラシ装置に比べ薄型のブラシ装置を形成できる。 更に、 この ブラ シ装置 11 をブラシ付きモータに適用するこ とによ り 、 ブラシ付 きモータの特性を低下させるこ と無く 、モータ軸 1方向の長さを小型 化する こ とができるものである。
【特許文献 1 】
特開平 0 7 — 2 1 3 0 2 3号公報 (第 3 — 4頁、 第 2図) 発明の開示
しかしながら、 上記出願のブラシ装置 11 にも次のよ う な欠点があ つた。 ブラシ装置 11 はコイル状のばね 5 をブラ シホルダ一 4 の面方 向と略同一方向に搭载するため、ブラシホルダー 4 をその平面方向 と 直角な方向から見たときにばね 5 が露出する構造と なる。 従って、 ブ ラシ装置 11 の駆動に伴い卷回部が徐々 に陥部 6 内からせり上がって く る よ う にな り 、この結果ばね 5がブラシ 3 を付勢する力が弱ま り ブ ラシ接触面の整流子片 2aに対する所望の付勢力が徐々に得られなく なるのである。
又、 この出願の内容を基にブラシ装置 11 を製品化するに当たり 、 ブラシ 3 の穴に支軸 7 'を揷入し リ ング部材 7 ' aを嵌合固定する こ と に よって、 ブラシホルダー 4 の陥部 6 内でブラ シ 3 を支軸 7 'を中心に 回転可能に装着したので、 図 2 0 に示すよ う にブラシ基部 3b の平面 3 1b 側の支軸 7 'と平面 31b との固定強度 (図中、 矢印 a側) が、 反 対側の固定強度、 即ち、 支軸 7 'と陥部 6 との固定強度 (図中、 矢印 b 側) と比べて低下十るこ とが不可避であった。
とい う のは、 前記矢印 b側では支軸 7 'はブラシホルダー 4 の陥部 6 に嵌合固定されるのに対し、 前記矢印 a側では支軸 7 'は小さな リ ング部材 7'aで嵌合固定されるだけの構造だからである。 従って、 前 記矢印 a側と前記矢印 b側の固定強度を比較した場合、前記矢印 a側 の固定強度が著しく低いため、 支軸 7 'は実質的に片持ち支持のよ う な固定強度の様相でブラシホルダー 4 の陥部 6 に固定される こ と に なる。 よって整流子片 2a とブラシ摺動面との摺動に伴って支軸 7 'に ぐらつきが発生し易く 、 支軸 7 'が振動するためブラシ 3 の支持も堅 固なものとは成り えなかった。
更に、 ブラシ付きモータの駆動に伴って発生する熱が、 支軸 7 'と 平面 31b との嵌合固定箇所と、 支軸 7'と陥部 6 との嵌合固定箇所に 作用する と、嵌合は応力を利用 して部品を圧入しているに過ぎないた め熱の作用によってその応力が弱ま り 、両箇所の固定強度が共に低下 するこ とになる。 従ってよ り一層、 支軸 7 'がぐらついてブラシ 3 の 支持が不安定となる。
このよ う な状態で、整流子 2の回転に伴う振動がブラシ 3 に伝わる と、 ブラシ 3 の支持は不安定になっているために整流子片 2 a とブラ シ摺動面との間で接触 ·非接触を絶え間なく繰り返すこ と と な り 、 電 気的 · 機械的な信頼性が著しく低下する とい う 問題点があった。
本発明は、 上記各課題に鑑みて為されたものであ り 、 その目的とす る と ころはブラシ装置のブラシと整流子の接触性の向上を図る こ と でよ り確実な電気的導通が得られるブラ シ装置を提供する こ とであ る。 本発明の請求項 1記載の発明は、略円弧状に形成され且つ整流子に 接触 して電気的な導通を行う摺動面を備えたカーボン製のブラシ腕 部と、支軸を中心にして回転する よ う に取り付けられるブラシ基部と から構成されたブラシと、 支軸を中心と した回転によって、 摺動面が 整流子に接触する よ う にブラシをブラシホルダーに装着し、 且つ、 ブ ラシを整流子に向かって付勢するばねと を備えたブラシ装置におい て、ブラシ基部の平面側の支軸の端部が中空筒状に形成される と共に、 他端側には張出部が形成され、張出部をブラシホルダ一にイ ンサー ト モール ドで固定し、更にブラシ基部の一部にはガイ ド部を設ける と共 に、 ブラシホルダ一に陥部を設け、 その陥部内で、 コイル状のばねの 巻回部の一方の端部をブラシ基部に係止する と共に、他方の端部をブ ラシホルダーに係止し、更にコィル状のばねの長手方向をブラ シホル ダ一の面方向に合わせる と共に、卷回部がガイ ドと陥部の少なく と も 一部の形状に沿つた状態でコィル状のばねと ブラ シを略同一面上に 配置し、 支軸の中空筒状の端部を押し拡げるこ とによって、 ブラシ基 部の平面上に支軸の一端側を固定するこ と を特徴とするブラ シ装置 を提供するものである。
更に、 本発明の請求項 2記載の発明は、 略円弧状に形成され且つ整 流子に接触して電気的な導通を行う摺動面を備えた力一ボン製のブ ラシ腕部と支軸を中心にして回転する よ う に取 り付けられるブラシ 基部とから構成されたブラシと、 支軸を中心と した回転によって、 摺 動面が整流子に接触する よ う にブラシをブラシホルダ一に装着し、且 つ、ブラ シを整流子に向かつて付勢するばねと を備えたブラシ装置に おいて、 支軸の端部が中空筒状に形成される と共に、 他端側には張出 部が形成され、張出部をブラシホルダーにイ ンサ一 トモ一ル ドで固定 し、 更にブラシホルダーには陥部を設ける と共に、 平板状部材で構成 されたブラシ基部に支軸を挿入するための内揷筒と コイル状のばね を収納するためのガイ ド部と を一体に設け、 前記陥部内で、 支軸を内 揷筒に内挿するこ とでブラシをブラシホルダーに装着し、 更に、 コィ ル状のばねの巻回部の一方の端部をブラシ腕部に係止する と共に、他 方の端部をブラシホルダーに係止し、更にコイルパネの長手方向をブ ラシホルダーの面方向に合わせる と共に、卷回部がガイ ド部と陥部の 少なく と も一部の形状に沿つた状態でコイル状のばねと ブラ シを略 同一面上に配置し、支軸の中空筒状の端部を押し拡げる こ と によって、 内挿筒の一端に支軸の一端側を固定するこ と を特徴とするブラシ装 置を提供するものである。
更に、 本発明の請求項 3記載の発明は、 略円弧状に形成され且つ整 流子に接触して電気的な導通を行う摺動面を備えたカーボン製のブ ラシ腕部と、支軸を中心にして回転するよ う に取り付けられるブラシ 基部とから構成されたブラシと、支軸を中心と した回転によって摺動 面が整流子に接触する よ う に、 ブラシをブラシホルダーに装着し、 且 つ、ブラシを整流子に向かって付勢するばねを備えたブラシ装置にお いて、 支軸の端部が中空筒状に形成される と共に、 他端側には張出部 が形成され、張出部をブラシホルダ一にィ ンサー トモール ドで固定し、 更にばねをねじ り コイルばねと し、ブラシホルダーに陥部を設ける と 共に、 ブラシ基部を平板状部材で構成し、 そのブラシ基部に支軸を揷 入するための内揷筒を一体に設けて、 前記陥部内で、 支軸に内揷筒を 内挿する こ とでブラシをブラシホルダーに装着し、更にねじ り コイル ばねを内揷筒の外周面に嵌め込んでねじ り コイルばねの長手方向を ブラシホルダーの面方向と垂直にして配置する と共に、そのねじ り コ ィルばねの卷回部の一方の端部よ り延出するばね線材の端部をブラ シホルダ一に係止 し、他方の端部よ り延出するばね線材の端部をブラ シに係止 し、 前記支軸の中空筒状の端部を押し拡げる こ とによって、 内挿筒の一端に支軸の一端側を固定する こ と を特徴とするブラシ装 置を提供するものである。
更に、 本発明の請求項 4記載の発明は、 略円弧状に形成され且つ整 流子に接触して電気的な導通を行う摺動面を備えたカーボン製のブ ラシ腕部と、支軸を中心にして回転する よ う に取 り付けられるブラシ 基部とから構成されたブラシと、 支軸を中心と した回転によって、 摺 動面が整流子に接触する よ う にブラシをブラシホルダーに装着し、且 つ、ブラシを整流子に向かって付勢するばねと を備えたブラシ装置に おいて、 ブラシ基部の一部にガイ ド部を設ける と共に、 ブラシホルダ —に陥部を設け、 その陥部内で、 コイル状のばねの卷回部の一方の端 部をブラシ基部に係止する と共に、他方の端部をブラシホルダ一に係 止し、更にコイル状のばねの長手方向をブラシホルダーの面方向に合 わせる と共に、卷回部がガイ ドと陥部の少なく と も一部の形状に沿つ た状態でコイル状のばねとブラシを略同一面上に配置し、ブラシホル ダ一の面方向に対し直角な方向から見たと きにコイル状のばねの卷 回部を覆う よ う にカバープレー トを設けるこ と を特徴とするブラシ 装置を提供するものである。
更に、 本発明の請求項 5記載の発明は、 略円弧状に形成され且つ整 流子に接触して電気的な導通を行う摺動面を備えたカーボン製のブ ラシ腕部と支軸を中心に して回転する よ う に取 り付け られるブラシ 基部とから構成されたブラシと、 支軸を中心と した回転によって、 摺 動面が整流子に接触するよ う にブラシをブラシホルダ一に装着し、且 つ、ブラシを整流子に向かって付勢するばねと を備えたブラシ装置に おいて、 ブラシホルダ一に陥部を設ける と共に、 平板状部材で構成さ れたブラ シ基部に支軸を揷入するための内挿筒と コイル状のばねを 収納するためのガイ ド部と を一体に設け、 前記陥部内で、 支軸を内揷 筒に内挿するこ とでブラシをブラシホルダ'一に装着し、 更に、 コイル 状のばねの卷回部の一方の端部をブラシ腕部に係止する と共に、他方 の端部をブラシホルダ一に係止し、更にコィルバネの長手方向をブラ シホルダーの面方向に合わせる と共に、卷回部がガイ ド部と陥部の少 なく と も一部の形状に沿つた状態でコイル状のばねと ブラシを略同 一面上に配置し、ブラシホルダーの面方向に対し直角な方向から見た と きにコイル状のばねの卷回部を覆う よ う にカバープレー ト を設け る こ と を特徴とするブラシ装置を提供するものである。 更に、 本発明の請求項 6記載の発明は、. 略円弧状に形成され且つ整 流子に接触して電気的な導通を行う摺動面を備えたカーボン製のブ ラシ腕部と、支軸を中心に して回転する よ う に取り付けられるブラシ 基部とから構成されたブラシと、 支軸を中心と した回転によって、 摺 動面が整流子に接触するよ う にブラシをブラシホルダーに装着し、且 つ、ブラシを整流子に向かって付勢するばねと を備えたブラシ装置に おいて、ブラシ基部の平面側の支軸の端部が中空筒状に形成される と 共に、 他端側には張出部が形成され、 張出部をブラシホルダーにイ ン サー トモ一ル ドで固定し、更にブラシ基部の一部にはガイ ド部を設け る と共に、 ブラシホルダーに陷部を設け、 その陥部内で、 コイル状の ばねの卷回部の一方の端部をブラシ基部に係止する と共に、他方の端 部をブラシホルダーに係止し、更にコイル状のばねの長手方向をブラ シホルダーの面方向に合わせる と共に、卷回部がガィ ドと陥部の少な く と も一部の形状に沿つた状態でコイル状のばねとブラシを略同一 面上に配置し、 更に、 支軸に段部を設け、 この段部とブラシホルダー の一部とで受け止めながらブラシホルダーの面方向に対し直角な方 向から見たと きにコィル状のばねの卷回部を覆う よ う にカバ一プレ ー トを設ける と共に、支軸の中空筒状の端部を押し拡げるこ とによつ て、カバープレー トの平面上に支軸の一端側を固定するこ と を特徴と するブラシ装置を提供する ものである。
更に、 本発明の請求項 7記載の発明は、 略円弧状に形成され且つ整 流子に接触して電気的な導通を行う摺動面を備えたカーボン製のブ ラ シ腕部と支軸を中心に して回転する よ う に取り 付け られるブラシ 基部とから構成されたブラシと、 支軸を中心と した回転によって、 摺 動面が整流子に接触するよ う にブラシをブラシホルダーに装着し、且 つ、ブラシを整流子に向かって付勢するばねと を備えたブラシ装置に おいて、 支軸の端部が中空筒状に形成される と共に、 他端側には張出 部が形成され、張出部をブラシホルダ一にイ ンサ一トモ一ル ドで固定 し、 更にブラシホルダ一に陥部を設ける と共に、 平板状部材で構成さ れたブラシ基部に支軸を挿入するための内挿筒と コイル状のばねを 収納するためのガイ ド部と を一体に設け、 前記陥部内で、 支軸を内揷 筒に内挿する こ とでブラシをブラシホルダーに装着し、 更に、 コイル 状のばねの卷回部の一方の端部をブラシ腕部に係止する と共に、他方 の端部をブラシホルダーに係止し、更にコイルパネの長手方向をブラ シホルダーの面方向に合わせる と共に、卷回部がガイ ド部と陥部の少 なく と も一部の形状に沿つた状態でコイル状のばねとブラシを略同 一面上に配置し、 更に、 支軸に段部を設け、 この段部とブラシホルダ 一の一部とで受け止めながらブラシホルダーの面方向に対し直角な 方向から見たと きにコイル状のばねの卷回部を覆う よ う にカバープ レー トを設ける と共に、支軸の中空筒状の端部を押し拡げるこ とによ つて、カバープレー トの平面上に支軸の一端側を固定するこ と を特徴 とするブラシ装置を提供するものである。
又、 本発明の請求項 8記載の発明は、 前記ブラシ装置を備えたブラ シ付きモータを提供する ものである。 図面の簡単な説明
図 1 は 、本発明に係る第 1 の実施形態のブラ シ装置を示す平面図で ある
図 2 は 、図 1 のカバープレー トで覆われた箇所を破線で示した平面 図である
図 3 は 、ブラ シ装置に設けられるカバープ レー ト の外観を示す平面 図である
図 4 は 、 図 2 のブラシ装置を一点鎖線 A— Aで切断した部分側断面 図である
図 5 は 、 支軸を示す斜視図である。
図 6 ( a ) は、 図 5 の端面 7 d を示す概略平面図である。
図 6 ( b ) は、 図 5 の支軸の側面図である。
図 7 ( a ) は、 端面 7 d をカシメ によ り押し拡げたときの端面 7 d を示す概略平面図である。
図 7 ( b ) は、 端面 7 d をカシメ によ り 押し拡げたと きの支軸の側 面図である。
図 8 は、 図 1 、 2及び 4 のブラシ装置に用いられるブラシの斜視図 である。
図 9 は、 コイル状のばねの斜視図である。
図 1 0 は、本発明に係る第 2 の実施形態のブラシ装置を示す平面図 である。
図 1 1 は、図 1 0 のカバープレー トで覆われた箇所を破線で示した 平面図である。
図 1 2 は、 図 1 0 、 1 1 のブラシ装置に用いられるブラシの斜視図 である。
図 1 3 は、本発明に係る第 3 の実施形態のブラシ装置を示す平面図 である。
図 1 4は、 図 7 を一点鎖線 D _ Dで切断した部分側断面図である。 図 1 5 は、本発明に係るブラシ装置に用いられるブラシの別形態を 示す斜視図である。
図 1 6 は、 従来のブラシ構造を示す平面図である。
図 1 7 は、 他の従来のブラシ装置を示す平面図である。
図 1 8 は、図 1 7 を一点鎖線 F— Fで部分的に切断した概略部分断 側面図である。
図 1 9 は、本出願人によるブラシ装置の出願の内容を示す平面図で ある。
図 2 0 は、 図 1 9 を一点鎖線 A— Aで部分的に切断した概略部分断 側面図である。 発明を実施するための最良の形態
<第 1 の実施形態 >
以下に、 本発明に係るブラシ装置の第 1 の実施形態について、 図 1 〜 9 を参照しなが ら説明する。なお従来例と同一部品については同一 番号を付す。 図 1 及び図 2 は第 1 の実施形態に係るブラシ装置 11 の 平面図であ り 、 図 3 はブラシ装置 11 に設け られるカバープレー ト 30 の外観を示す平面図であ り 、 図 4 は図 2 のブラシ装置 11 のブラシホ ルダー 4 を一点鎖線 A— Aで切断した部分側断面図であ り 、 図 5〜図 7はブラシ 3 を固定するための支軸 7 を示す各図であ り 、図 8 はブラ シ 3 の斜視図であ り 、 図 9 はブラシ装置 11 に用いられるコイル状の ばね 5 の斜視図である。
図 1及び図 2 に示すよ う に、 プラシホルダー 4 の平面には、 ブラシ 3 と図 2 に破線で示されるコィル状のばね 5 と を格納する陥部 6 が ブラシホルダー 4の中心を通る軸 B— B を中心にして、 180度反転し て対称に設けられている。 —方、 ブラシ 3 のブラシ基部 3b には、 図 8 に示すよ う に支軸 7 を揷入する穴 8 を設ける と共に、外形形状の一 部を円弧状に形成して、コイル状のばね 5 の卷回部の少なく と も一部 を保持するガイ ド部 15 とする。 符号 1 は、 図示しないブラシ付きモ ータ本体に、 回転可能に取り付けられたモータ軸を表し、 このモータ 軸 1 の外周面に等間隔に複数の整流子片 2 aを備え付けるこ と によつ て整流子 2 が構成されている。
図 1 、 2及び図 8 に示すよ う に、 ブラシ 3 は、 整流子 2 と接触する 摺動面を有するブラシ腕部 3 a と、 前記ブラシ基部 3b とを連続して 一体に形成する こ とによって、 略く の字状に形成される。 ブラシ 3 の う ち少なく と もブラシ腕部 3 a のみをカーボンで形成すれば良いが、 本実施形態ではブラ シ 3全体を力一ボンで形成した例を説明する。な お、 ブラシ腕部 3 aは緩やかな略円弧形状に形成する。
ブラシ 3 を陥部 6 内に装着するには図 4及び図 5 〜図 6 に示すよ う に、 支軸 7 の他端側に形成された張出部 7b をブラシホルダ一 4 に イ ンサー トモール ド した後、図 5〜図 6 に示す支軸 7 にブラシ 3 の穴 8 を嵌め合わせる こ とによって行う。支軸 7 は真鍮などの金属材料に よって形成される。ブラシホルダー 4 にィ ンサー トモール ドによって 固定される支軸 7 は、 図 4及び図 5〜図 6 に示すよ う に、 ブラシ基部 3b の平面 3 1b 側に位置する端部 7 d が、 中空筒状になるよ う に形成 される。 即ち、 支軸 7 の長さ方向 (図 5 と図 6 の矢印 D 方向) に途 中まで内径部 7 a を有する略円柱状に構成される。
更に、 予めブラシ 3 に形成しておいた係止面 3c に、 図 9 に示すコ ィル状のばね 5卷回部の一方の端部 5a を係止させる と共に、 陥部 6 を構成する形状と して設けられた段部 4a には、 他方の端部 5b を係 止させる。 次に、 コイル状のばね 5 の長手方向(図 9 の矢印 E 方向) をブラシホルダー 4 の面方向(図 4 の矢印 C 方向)に合わせながら、 卷回部の一部をガイ ド部 15 と陥部 6 の少なく と も一部の内周形状に 沿わせてコイル状のばね 5 を陥部 6 内に装填する。
このコイル状のばね 5 が、 ガイ ド部 15 と陥部 6 の内周形状に沿つ て伸長するこ とによ り 、 2つのブラシ 3 はそれぞれ支軸 7 を中心に整 流子 2方向に回転して、 ブラシ腕部 3aの先端の摺動面が、 整流子片 2 aに付勢されながら接触する。
前記支軸 7 に穴 8 を嵌め合わせた後、支軸 7 には更に図 1 〜図 4 に 示すよ う なカバープレー ト 30が取り付けられる。力パープレー ト 30 には支軸 7 に嵌め合わせるための穴 30a が設けられ、 支軸 7 にこの 穴 30aを嵌め合わせる こ とによってカバープレー ト 30はブラ シホル · ダー 4 に設けられる。 その際、 穴 30a付近のカバープレー ト 30平面 部は、 支軸 7外周に設けた段部 7c (図 4〜図 6参照) で受け止めら れる。 一方、 カバープレー ト 30 の周縁部 30b 及び 30c の平面部は、 図 2 と図 4 に示すよ う にブラシホルダー 4 の一部である段部 4bで受 け止められる。 段部 7c と段部 4b とはブラ シホルダー 4 の面方向(図 4 の矢印 C方向)に対し直角な方向から見たと きに、 同 じ高さになる よ う に構成する。 且つ、 段部 7c と段部 4b の高さは、 ブラシ 3が支 軸 7 に嵌め合わされたと きの前記平面 31b から陥部 6 の底面までの 距離 (図 4の寸法 G ) 及びばね 5 の卷回部の高さ (図 4 の寸法 H ) よ り も 0. 1〜 0.2mm ほど高く なるよ う に設定される こ とが好ま しい。 カバープレー ト 30の大き さは図 1及び図 2 に示すよ う に、 ブラシ ホルダ一 4 に設けられた状態で、 ブラシホルダー 4 の面方向(図 4 の 矢印 C方向)に対し直角な方向から見たと きに、 ばね 5 の巻回部を覆 い隠すほどに設定される もの とする。 よ り 好ま しく は、 ブラ シ腕部 3 a の摩耗に伴い卷回部が伸びても、 卷回部を覆い隠すよ う に設定す る こ とである。
カバープレー ト 30 を取り付けた後に、 端部 7 d を図 4及ぴ図 7 に 示すよ う に、カシメ によって押し拡げるこ とによ り支軸 7 の一端側が カバープレー ト 30の平面上に固定される。 カシメ 固定の際にカバー プレー ト 30 は前記段部 7c と段部 4b とで受け止められているため、 過度な圧力でカバープレー ト 30がブラシ 3 に押し付けられるこ とが 防止される。 従って、 ばね 5 の付勢によってブラシ 3 を滑らかに回転 可能とするこ とが出来る。
上記のブラシ装置 11 を搭載したブラシ付きモータを起動する と、 ロータであるモータ軸 1 が回転するこ とによ り 、整流子 2 とブラシ 3 が摺動して電気的な導通が行なわれてモータを駆動する こ とができ る。 モータを長時間駆動する と、 ブラシ 3 の摺動面は整流子 2 との摩 擦によって磨り減り 、 ブラシ腕部 3 aは徐々に短く なるが、 前記の通 り コイル状のばね 5が、ブラシ 3 を整流子 2側に向かって常時付勢し ているため整流子 2 とブラシ 3 の電気的な導通は絶えず維持される。 更に、ブラシ 3 を支持している支軸 7 の他端側はブラシホルダ一 4 にイ ンサー トモール ドで固定されており 、も う一端はカシメ による押 し拡げによ り 固定されている。 即ち、 支軸 7の両端の固定手段を、 モ ータ駆動に伴う熱を受けても固定強度が変化しない手段にしたので、 モータ駆動が長時間にわたっても両端が堅固に固定される。 従って、 ブラシ 3 と整流子片 2 aは常に接触するため、 長期にわたるモータ駆 動のブラシ 3 と整流子 2 との電気的 ·機械的な信頼性を向上させる こ とが可能となる。
又、 ブラ シ基部 3b の平面 3 lb側の支軸 7 の固定をカシメ とする こ とによ り 、他端のイ ンサー トモ一ル ドによる固定と比べても十分な固 定強度を確保する こ とが可能となる。 従って、 支軸 7 の両端を堅固に 固定する こ とが出来るので、ブラシ 3 の支持も堅固なものとするこ と が可能である。 この結果、 常時、 ブラシ 3 と整流子片 2a と を接触さ せるこ とが可能となるので、長期にわたるモータ駆動のブラシ 3 と整 流子 2 との電気的 · 機械的な信頼性を向上させるこ とが出来る。
更に、 ばね 5 の卷回部を覆う よ う にカバープレー ト 30が支軸 7 に 固定されるため、 ばね 5 のせり上が り を規制するこ とが出来る。 従つ て、 所望の付勢力で整流子片 2aにブラシ接触面を摺接させ続ける こ とが可能となる。
なお、本実施形態はその技術的思想に基づいて種々変更可能であ り 、 例えばカバープレー ト 30 を省略して、 前記端部箇所 7d を前記平面 31b 上に押し拡げてカシメ 固定しても良いし、 支軸 7 を内径部 30a を有さない中実の柱で構成して前記穴 30a にその柱を揷入してカバ 一プレー ト 30 をブラシ装置 11 に設けても良い。 しかしながら、 電 気的 ·機械的な信頼性向上とばね 5 のせり 上がり 防止の 2つの効果を 共に有する とい う点で、本実施形態が最も好適であるこ とは云 う まで もない。
<第 2 の実施形態 >
次に、 本発明に係るブラシ装置の第 2 の実施形態について、 図 1 0 〜図 1 2 を参照しながら説明する。図 1 0及び図 1 1 は第 2 の実施形 態に係るブラシ装置 13 の平面図であ り 、 図 1 2 は図 1 0及び図 1 1 のブラシ装置 13 内のブラシ 3 'の斜視図である。 なお第 2の実施形態 の説明については、 第 1 の実施形態と異なる点についてのみと し、 第 1 の実施形態と 同 じ構成部品については同一番号を付し、重複する記 載は省略、 又は簡略して記述する。
図 1 1及び図 1 2 に示すよ う に、 ブラシ 3 'のブラシ基部 3 'b は金属 製の平板状部材で構成し、その所定位置に支軸 7揷入用の穴 8 を設け る と共に、支軸 7 を内揷する内挿筒 9 を穴 8 から延びるよ う に一体に 設ける。 更に、 整流子 2 と接触する摺動面を有するブラシ腕部 3'a を 別部材と して設け、 前記ブラシ基部 3'b に設けたク ランパ 3'c によつ て、 摺動面と他端側のブラシ腕部 3'a端部を締結する こ と によ り 、 全 体と して略く の字形状のブラシ 3'を形成する。 本実施形態では、 ブ ラシ腕部 3'a をカーボン製にする と共に緩やかな略円弧形状に形成 する。 また、 ブラシ基部 3'b に設ける穴 8 と内揷筒 9 と ク ランパ 3'c は、 金属板をプレス加工する こ と によって一体に形成して設ける。 支軸 7が第 1 の実施形態と同様に、ブラシホルダー 4 にィ ンサー ト モール ドで固定された後、前記穴 8 に支軸 7 を挿入して内揷筒 9 に内 揷する こ とによ り 、 ブラシ 3'が支軸 7 を中心に回転可能に陥部 6 内 に装着される。 ブラシ 3'を陥部 6 内に装着したと き、 支軸 7 の段部 7cが内挿筒 9 の端面 9a (図 1 2参照) よ り も高く なる よ う に構成す る。 更に、 ブラシ腕部 3'aのク ランパ締結側端面に、 コイル状のばね 5卷回部の一方の端部 5a (図 9参照) を係止させる と共に、 陥部 6 を構成する形状と して設けられた段部 4a には、 他方の端部 5b を係 止させる。
次に、 コィル状のばね 5 の長手方向(図 9 の矢印 E 方向)をブラシ ホルダー 4の面方向(図 1 0及び図 1 1 の矢印 C 方向)に合わせなが ら、 コイル状のばね 5卷回部の一部をブラシ基部 3'b に一体に設けた ガイ ド部 16 と、 陥部 6 の少なく と も一部の内周形状に沿わせてコィ ル状のばね 5 を陥部 6 内に装填する。
このコイル状のばね 5 が、 ガイ ド部 16 と陥部 6 の内周形状に沿つ て伸長する こ と によ り 、 2つのブラ シ 3'はそれぞれ支軸 7 を中心に 整流子 2方向に回転して、 ブラシ腕部 3'a の先端の摺動面が、 整流子 片 2aに付勢されながら接触する ,0
次に、 カバープレー ト 30が取り付けられる。 第 1 の実施形態と同 様にカバープレー ト 30の大き さはブラシホルダー 4 に設けられた状 態でブラシホルダー 4 の面方向に対レ直角な方向から見たと きに、ば ね 5 の卷回部を覆い隠すほどに設定される ものとする。よ り好ま しく は、 ブラシ腕部 3 aの摩耗に伴い卷回部が伸びても、 卷回部を覆い隠 すよ う に設定する こ とである。 更に、 陥部 6 内に設け られる際、 穴 30a 付近のカバープレー ト 30 平面部は支軸 7外周に設けた段部 7c (図 5 〜図 7参照) で受け止められ、 周縁部 30b 及び 30c はブラシ ホルダー 4 の一部である段部 4b で受け止められる。 第 1 の実施形態 と同様に、段部 7c と段部 4b と はブラシホルダー 4 の面方向(図 1 0、 図 1 1 の矢印 C方向)に対し直角な方向から見たと きに、 同じ高さに なる よ う に構成する。 且つ、 段部 7c と段部 4b の高さは、 内揷筒 9 が支軸 7 に嵌め合わされたと きに、 内揷筒 9 の端面 9a及びばね 5 の 巻回部の高さ (図 4の寸法 H ) よ り も 0.:!〜 0.2mm ほど高く なるよ う に設定されるこ とが好ま しい。
カバープレー ト 30 を取り付けた後に、 前記端部 7 d を図 7 に示す よ う に力シメ によつて押し拡げるこ とによ り 、支軸 7 の一端側がカバ 一プレー ト 30の平面上に固定される。 カシメ 固定の際にカバープレ 一ト 30は前記段部 7c と力パーホルダー 4の段部 4b とで受け止めら れているため、 過度な圧力でカバープレー ト 30がブラシ 3 'に押し付 けられる こ とが防止される。 従って、 ばね 5 の付勢によってブラ シ 3'を滑らかに回転可能とするこ とが出来る。
従って、 第 1 の実施形態と同様に、 支軸 7 の両端の固定手段をモー タ駆動に伴う熱を受けても固定強度が変化しない手段と したので、モ ータ駆動が長時間にわたっても両端は堅固に固定され、ブラシ 3 と整 流子片 2 aが常に接触される。 よって長期にわたるモータ駆動のブラ シ 3 と整流子 2 との電気的 ·機械的な信頼性を向上させるこ とが可能 となる。
又、 支軸 7 の一端側の固定をカシメ と したので、 十分な固定強度を 確保するこ とが可能とな り 、支軸 7 の両端を堅固に固定する こ とがで き、ブラシ 3 の支持も堅固なものとするこ とが可能と なる。この結果、 常時、ブラシ 3 と整流子片 2 a と を接触させるこ とが可能と なるので、 長期にわたるモータ駆動のブラシ 3 と整流子 2 との電気的 ·機械的な 信頼性を向上させる こ とが出来る。
更に、 ばね 5 の巻回部を覆う よ う にカバープレー ト 30が支軸 7 に 固定されるため、 ばね 5 のせ り上が り を規制する こ とが出来る。 従つ て、 所望の付勢力で整流子片 2 a にブラシ接触面を摺接させ続けるこ とが可能となる。
本実施形態では上記効果に加えて、 ブラシ基部 3 'b を平板状部材で 形成して厚みを抑える と共に、 その抑えた厚みを活かして、 コイル状 のばね 5 の巻回部がブラシ 3'の厚みから張り 出さないよ う に、 コィ ル状のばね 5 の長手方向をブラシホルダ― 4 の面方向と略同一面上 に装填するこ とが可能となる。
更に、 本実施形態は、 ブラシ腕部 3'aをブラシ基部 3'b と別部材と するこ とによ り摩耗したブラシ腕部のみを交換可能と したため、ブラ シ 3, 全体を交換する必要が無く 、 その分ブラシ装置の整備性にも優 れる。
なお、本実施形態はその技術的思想に基づいて種々変更可能であ り 、 例えばカバープレー ト 30 を省略して、 前記端部箇所 7d を内揷筒 9 の端面 9a に押 し拡げてカシメ 固定しても良いし、 支軸 7 を内径部 30a を有さない中実の柱で構成して前記穴 8 にその柱を挿入して力 バープレー ト 30 をブラシ装置 11 に設けても良い。 しかしながら、 電気的 ·機械的な信頼性向上とばね 5 のせり 上が り 防止の 2つの効果 を共に有する という点で、本実施形態が最も好適であるこ とは云う ま でもない。
<第 3 の実施形態 >
次に、 本発明に係るブラシ装置の第 3 の実施形態について、 図 1 3 と図 1 4 を参照 しながら説明する。図 1 3 は第 3 の実施形態に係るブ ラシ装置 12 の平面図であ り 、 図 1 4は図 7 のブラシ装置 12 のブラ シホルダー 4 を、 一点鎖線 D— Dで切断した部分側断面図である。 な お第 3 の実施形態の説明については、第 1 又は第 2 の実施形態と異な る点についてのみと し、前記実施形態と 同 じ構成部品については同一 番号を付し、 重複する記載は省略、 又は簡略して記載する。
図 1 3 に示すよ う に、ブラシ 3 'のブラシ基部 3 'b は金属製の平板状 部材で構成し、 そのブラシ基部 3 'b の所定位置に支軸 7揷入用の穴 (図示しない) を設ける と共に、 支軸 7 を内挿する内揷筒 (図示しな い) を穴から延びる よ う に一体に設ける。 更に、 ブラシ腕部 3 ' a を別 部材と して設け、 ク ランパ 3 'c によって締結する こ とによ り 、 全体と して略く の字形状のブラシ 3 'を形成する。 更に、 本実施形態では、 ブラシ腕部 3 'a をカーボンで形成する と共に、 緩やかな略円弧形状に 形成する。
支軸 7 の他端側に形成される張出部 7bが図 1 4に示すよ う にブラ シホルダー 4 にイ ンサー トモール ドで固定された後、前記穴に支軸 7 を揷入して内挿筒に内挿するこ とによ り 、 ブラシ 3'が支軸 7 を中心 に回転可能に陥部 6 内に装着される。 更に、 ねじ り コイルばね 5 'を 内揷筒の外周面に嵌め込み、 そのねじり コイルばね 5 'の卷回部の一 方の端部よ り延出するばね線材の端部 5'cをブラシホルダー 4 に係止 し、他方の端部よ り延出するばね線材の端部 5 'd をブラシ 3'を構成す るブラシ腕部 3 'aのク ランパ締結側端面に係止する。
このねじ り コイルばね 5 'の弾性力によって、 2つのブラシ 3 'はそ れぞれ支軸 7 を中心に整流子 2方向に回転して、 ブラシ腕部 3 'aの先 端の摺動面が、 整流子片 2 aに付勢されながら接触する。
次に、 中空筒状の支軸 7 の端部 7d (図 5〜図 7参照) を力シメ に よって押し拡げる こ と によ り 、 支軸 7 の一端側が前記内挿筒の端面 9a (図 1 2参照) に固定される。 従って、 前記各実施形態と 同様に、 支軸 7 の両端の固定手段をモータ駆動に伴う熱を受けても固定強度 が変化しない手段と したので、モータ駆動が長時間にわたっても両端 は堅固に固定され、 ブラシ 3 'と整流子片 2aが常に接触される。 よつ て長期にわたるモータ駆動のブラシ 3 と整流子 2 との電気的 '機械的 な信頼性を向上させる こ とが可能と なる。
又、 支軸 7 の一端側の固定をカシメ と したので、 十分な固定強度を 確保する こ とが可能と な り 、支軸 7 の両端を堅固に固定する こ とがで き、 ブラシ 3 'の支持も堅固なものとする こ とが可能と なる。 この結 果、 常時、 ブラシ 3 'と整流子片 2a と を接触させるこ とが可能となる ので、 長期にわたるモータ駆動のブラ シ 3 'と整流子 2 との電気的 ' 機械的な信頼性を向上させるこ とが出来る。
本実施形態では上記各効果に加えて、ブラシ 3 'のブラシ基部 3 'b を 平板状部材で形成して厚みを抑えた。 よって、 ねじ り コイルばね 5 ' の長手方向をブラシホルダー 4 の面方向 (矢印 C ) と垂直にしてねじ り コイルばね 5'を搭載しても、 ねじ り コイルばね 5 'の卷回部がブラ シ腕部 3 'a の厚み以上に延出するこ とが無い。 従って、 従来のブラシ 装置に比べ、 薄型のブラシ装置を形成するこ とができる。
更に、 本実施例はブラシ腕部 3 'a を別部材とするこ とによ り 、 摩耗 したブラシ腕部 3 'aのみを交換可能と したため、 ブラシ 3 ' 全体を交 換する必要が無く 、 その分ブラシ装置の整備性にも優れる。
以上、 本発明の代表的な実施形態 3例を説明 したが、 本発明はこれ に限定されるこ とは無く 、例えば図 1 5 に示すよ う に第 1 の実施形態 のブラ シ 3 のブラシ腕部 3a とブラシ基部 3b を別部村と して、 ブラ シ腕部 3 aのみをカーボン製にしても良い。 産業上の利用可能性 以上のよ う に、 本発明に依れば、 ブラ シを支持する支軸とブラシホ ノレダ一と をィ ンサー トモール ドで固定する と共に、支軸のも う一端側 をカシメ によ り押し拡げて固定する とい う手段を用いるので、嵌合固 定のよ う にモータ駆動に伴って発生する熱の作用で固定強度が低下 する とい う事態を防止するこ とが出来る。 従って、 モータ駆動が長時 間にわたっても支軸両端の固定を堅固に保持するこ とができ、ブラシ の支持に安定性を持たせるこ とが可能となる。 よって、 整流子にブラ シを常に接触させられるため、長期にわたるモータ駆動のブラ シと整 流子との電気的 · 機械的な信頼性を向上させる こ とが可能と なる。 又、 前記の通り 支軸端面の固定をカシメ とする こ とによ り 、 他端の ィ ンサー トモール ドによる固定と比べても固定強度を十分に確保す るこ とが可能となる。 従って、 支軸の両端を堅固に固定するこ とが出 来るので、 ブラシの支持も堅固なものとする こ とが可能である。 この 結果やはり 常時、ブラシと整流子と を接触させるこ とが可能となるの で、 長期にわたるモータ駆動のブラシと整流子との電気的 ·機械的な 信頼性を向上させる こ とが出来る。
更に、 コイル状のばねを使用するブラシ装置において、 ばねの卷回 部を覆う よ う にカバープレー トを設けるこ と によって、ブラシ装置の 駆動に伴う ばねのせり 上が り を規制するこ とが出来る。 従って、 所望 の付勢力で整流子片 2aにブラシ接触面を摺接させ続けるこ とが可能 となる。
カバープレー トを設ける際に、 支軸に段部を設け、 この段部とブラ シホルダーの一部と で受け止めながらカバープレー トを設ける よ う にすれば、カシメ 固定の際に過度な圧力でカバープレー トがブラシに 押し付けられる こ とが防止されるため、ばねの付勢によってブラシを 滑らかに回転可能とするこ とが出来る。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 略円弧状に形成され且つ整流子に接触して電気的な導通を行 う 摺動面を備えたカーボン製のブラシ腕部と、支軸を中心にして回転す る よ う に取り付けられるブラシ基部とから構成されたブラシと、支軸 を中心と した回転によって、摺動面が整流子に接触する よ う にブラシ をブラシホルダーに装着し、 且つ、 ブラシを整流子に向かって付勢す るばねとを備えたブラシ装置において、
ブラシ基部の平面側の支軸の端部が中空筒状に形成される と共に、 他端側には張出部が形成され、張出部をブラ シホルダ一にィ ンサ一ト モール ドで固定し、更にブラシ基部の一部にはガィ ド部を設ける と共 に、 ブラ シホルダ一に陥部を設け、 その陥部内で、 コイル状のばねの 卷回部の一方の端部をブラシ基部に係止する と共に、他方の端部をブ ラシホルダーに係止し、更にコイル状のばねの長手方向をブラシホル ダ一の面方向に合わせる と共に、卷回部がガイ ドと陥部の少なく と も —部の形状に沿つた状態でコイル状のばねとブラ シを略同一面上に 配置し、 支軸の中空筒状の端部を押し拡げる こ とによって、 ブラ シ基 部の平面上に支軸の一端側を固定する こ と を特徴とするブラシ装置。
2 . 略円弧状に形成され且つ整流子に接触して電気的な導通を行 う 摺動面を備えたカーボン製のブラシ腕部と支軸を中心に して回転 する よ う に取り付けられるブラシ基部とから構成されたブラシと、支 軸を中心と した回転によって、摺動面が整流子に接触するよ う にブラ シをブラシホルダーに装着し、 且つ、 ブラシを整流子に向かって付勢 するばねとを備えたブラシ装置において、
支軸の端部が中空筒状に形成される と共に、他端側には張出部が形 成され、 張出部をブラシホルダーにイ ンサー トモ一ル ドで固定し、 更 にブラシホルダ一には陥部を設ける と共に、平板状部材で構成された ブラ シ基部に支軸を挿入するための内揷筒と コイル状のばねを収納 するためのガイ ド部と を一体に設け、 前記陥部内で、 支軸を内揷筒に 内揷する こ とでブラシをブラシホルダーに装着し、 更に、 コィル状の ばねの巻回部の一方の端部をブラシ腕部に係止する と共に、他方の端 部をブラシホルダーに係止し、更にコイルパネの長手方向をブラシホ ルダ一め面方向に合わせる と共に、卷回部がガイ ド部と陥部の少なく と も一部の形状に沿つた状態でコイル状のばねとブラシを略同一面 上に配置し、 支軸の中空筒状の端部を押し拡げる こ とによって、 内揷 筒の一端に支軸の一端側を固定するこ と を特徴とするブラシ装置。
3 . 略円弧状に形成され且つ整流子に接触して電気的な導通を行 う摺動面を備えたカーボン製のブラシ腕部と、支軸を中心にして回転 する よ う に取り付けられるブラシ基部とから構成されたブラシと、支 軸を中心と した回転によって摺動面が整流子に接触するよ う に、ブラ シをブラシホルダ一に装着し、 且つ、 ブラシを整流子に向かって付勢 するばねを備えたブラシ装置において、
支軸の端部が中空筒状に形成される と共に、他端側には張出部が形 成され、 張出部をブラシホルダ一にィ ンサー トモール ドで固定し、 更 にばねをねじり コィルばねと し、ブラシホル'ダ一に陥部を設ける と共 に、 ブラシ基部を平板状部材で構成し、 そのブラシ基部に支軸を挿入 するための内揷筒を一体に設けて、 前記陥部内で、 支軸に内挿筒を内 挿するこ とでブラシをブラシホルダーに装着し、更にねじり コイルば ねを内挿筒の外周面に嵌め込んでねじ り コイルばねの長手方向をブ ラシホルダーの面方向と垂直に して配置する と共に、そのねじ り コィ ルばねの卷回部の一方の端部よ り延出するばね線材の端部をブラシ ホルダーに係止し、他方の端部よ り延出するばね線材の端部をブラシ に係止し、 前記支軸の中空筒状の端部を押し拡げる こ とによって、 内 揷筒の一端に支軸の一端側を固定するこ と を特徴とするブラシ装置。
4. 略円弧状に形成され且つ整流子に接触して電気的な導通を行 う 摺動面を備えたカーボン製のブラシ腕部と、支軸を中心に して回転す る よ う に取り 付けられるブラシ基部とから構成されたブラシと、支軸 を中心と した回転によって、摺動面が整流子に接触する よ う にブラシ をブラシホルダーに装着し、 且つ、 ブラシを整流子に向かって付勢す るばねと を備えたブラ シ装置において、
ブラシ基部の一部にガイ ド部を設ける と共に、ブラシホルダ一に陥 部を設け、 その陥部内で、 コイル状のばねの巻回部の一方の端部をブ ラシ基部に係止する と共に、 他方の端部をブラシホルダーに係止し、 更にコイル状のばねの長手方向をプラシホルダーの面方向に合わせ る と共に、卷回部がガイ ドと陥部の少なく と も一部の形状に沿つた状 態でコイル状のばねとブラシを略同一面上に配置し、ブラシホルダー の面方向に対し直角な方向から見たと きにコイル状のばねの卷回部 を覆う よ う にカバープレー トを設けるこ と を特徴とするブラシ装置。
5 . 略円弧状に形成され且つ整流子に接触 して電気的な導通を行 ' う摺動面を備えたカーボン製のブラシ腕部と支軸を中心に して回転 する よ う に取り付けられるブラシ基部とから構成されたブラシと、支 軸を中心と した回転によって、摺動面が整流子に接触するよ う にブラ シをブラシホルダーに装着し、 且つ、 ブラシを整流子に向かって付勢 するばねとを備えたブラシ装置において、
ブラシホルダ一に陥部を設ける と共に、平板状部材で構成されたブ ラシ基部に支軸を挿入するための内揷筒と コイル状のばねを収納す るためのガイ ド部とを一体に設け、 前記陥部内で、 支軸を内挿筒に内 挿する こ とでブラシをブラシホルダーに装着 し、 更に、 コィル状のば ねの卷回部の一方の端部をブラ シ腕部に係止する と共に、他方の端部 をブラシホルダーに係止 し、更にコイルパネの長手方向をブラ シホル ダ一の面方向に合わせる と共に、卷回部がガイ ド部と陥部の少なく と も一部の形状に沿つた状態でコイル状のばねと ブラシを略同一面上 に配置し、ブラシホルダーの面方向に対し直角な方向から見たと きに コイル状のばねの卷回部を覆う よ う に力パープレー ト を設ける こ と を特徴とするブラシ装置。
6 . 略円弧状に形成され且つ整流子に接触して電気的な導通を行う 摺動面を備えたカーボン製のブラシ腕部と、支軸を中心にして回転す る よ う に取り付けられるブラシ基部とから構成されたブラシと、支軸 を中心と した回転によって、摺動面が整流子に接触するよ う にブラシ をブラシホルダーに装着し、 且つ、 ブラシを整流子に向かって付勢す るばねと を備えたブラ シ装置において、
ブラシ基部の平面側の支軸の端部が中空筒状に形成される と共に、 他端側には張出部が形成され、張出部をブラシホルダーにイ ンサー ト モール ドで固定し、更にブラシ基部の一部にはガイ ド部を設ける と共 に、 ブラシホルダ一に陥部を設け、 その陥部内で、 コイル状のばねの 卷回部の一方の端部をブラシ基部に係止する と共に、他方の端部をブ ラシホルダーに係止し、更にコイル状のばねの長手方向をブラシホル ダ一の面方向に合わせる と共に、巻回部がガイ ドと陥部の少なく と も 一部の形状に沿つた状態でコィル状のばねとブラシを略同一面上に 配置し、 更に、 支軸に段部を設け、 この段部とブラ シホルダーの一部 と で受け止めながらブラ シホルダーの面方向に対し直角な方向から 見たと きにコイル状のばねの卷回部を覆う よ う にカバープレー トを 設ける と共に、 支軸の中空筒状の端部を押し拡げるこ とによって、 力 バープ レー 卜の平面上に支軸の一端側を固定する こ と を特徴とする ブラシ装置。
7 . 略円弧状に形成され且つ整流子に接触して電気的な導通を行 う 摺動面を備えたカーボン製のブラシ腕部と支軸を中心に して回転 する よ う に取り 付けられるブラシ基部とから構成されたブラシと、支 軸を中心と した回転によって、摺動面が整流子に接触する よ う にブラ シをブラシホルダーに装着し、 且つ、 ブラシを整流子に向かって付勢 するばねとを備えたブラシ装置において、支軸の端部が中空筒状に形 成される と共に、 他端側には張出部が形成され、 張出部をブラシホル ダ一にイ ンサー トモール ドで固定し、更にブラシホルダ一に陥部を設 ける と共に、平板状部材で構成されたブラシ基部に支軸を挿入するた めの内挿筒と コイル状のばねを収納するためのガイ ド部と を一体に 設け、 前記陥部内で、 支軸を内揷筒に内揷するこ とでブラシをブラシ ホルダーに装着し、 更に、 コイル状のばねの卷回部の一方の端部をブ ラシ腕 ¾に係止する と共に、 他方の端部をブラシホルダ一に係止 し、 更にコイルパネの長手方向をブラシホルダーの面方向に合わせる と。 共に、卷回部がガイ ド部と陥部の少なく と も一部の形状に沿つた状態 でコイル状のばねとブラシを略同一面上に配置し、 更に、 支軸に段部 を設け、この段部とブラシホルダーの一部とで受け止めながらブラシ ホルダーの面方向に対し直角な方向から見たと きにコイル状のばね の卷回部を覆う よ う にカバープレー トを設ける と共に、支軸の中空筒 状の端部を押し拡げるこ とによって、カバープレー ト の平面上に支軸 の一端側を固定するこ とを特徴とするブラシ装置。
8. 請求項 1 乃至 7 のいずれかに記載のブラシ装置を備えたブラシ 付きモータ。 .
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