(57)【要約】【課題】回転方向の検知を可能とする。【解決手段】ブラシ付モータ１は、ハイ電圧及びロー電圧のうちの一方であるロー電圧が入力されるＧＮＤブラシ２と、ＧＮＤブラシ２と導通可能な位置に設けられた第１検知ブラシ３と、ＧＮＤブラシ２と導通可能な位置に設けられた第２検知ブラシ４とを有する。ブラシ付モータ１では、ＧＮＤブラシ２と第１検知ブラシ３との導通開始タイミングが、ＧＮＤブラシ２と第２検知ブラシ４との導通開始タイミングと異なる。【選択図】図１
2020124089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイ電圧及びロー電圧のうちの一方が入力されるブラシと、
前記ブラシと導通可能な位置に設けられた第１検知ブラシと、
前記ブラシと導通可能な位置に設けられた第２検知ブラシと、
を有し、
前記ブラシと前記第１検知ブラシとの導通開始タイミングが、前記ブラシと前記第２検知ブラシとの導通開始タイミングと異なる、
ことを特徴とするブラシ付モータ。
【請求項２】
請求項１に記載のブラシ付モータであって、
軸方向から視たときに、前記第１検知ブラシ及び前記第２検知ブラシの一部が前記ブラシとオーバーラップしている、
ことを特徴とするブラシ付モータ。
【請求項３】
請求項１に記載のブラシ付モータであって、
軸方向から視たときに、前記第１検知ブラシ及び前記第２検知ブラシが互いにオーバーラップしている、
ことを特徴とするブラシ付モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシ付モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、整流子片との接触・非接触を繰り返す検出用ブラシと給電用ブラシとを有し、これらのブラシ間の導通・非導通の繰り返し回数を計数することで、回転の有無を含め、回転速度を検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３８１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、モータの回転方向を検知することはできず、特に外からの力等によりモータが意図せずに逆回転してしまうような事態の検知ができない。このため、回転方向の検知を可能とする技術が望まれる。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、回転方向の検知を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様のブラシ付モータは、ハイ電圧及びロー電圧のうちの一方が入力されるブラシと、前記ブラシと導通可能な位置に設けられた第１検知ブラシと、前記ブラシと導通可能な位置に設けられた第２検知ブラシと、を有し、前記ブラシと前記第１検知ブラシとの導通開始タイミングが、前記ブラシと前記第２検知ブラシとの導通開始タイミングと異なる構成とされる。
【発明の効果】
【０００７】
上記態様によれば、導通開始タイミングの異なる２つの検知ブラシを設けることにより、２つの検知ブラシの出力波形を回転方向に応じて異ならせることができる。このため、上記態様によれば、回転方向の検知が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態のブラシ付モータの要部を示す図である。
【図２Ａ】実施形態の検知ブラシ出力波形の説明図の第１図である。
【図２Ｂ】実施形態の検知ブラシ出力波形の説明図の第２図である。
【図３】第１変形例のブラシ付モータの要部を示す図である。
【図４Ａ】第１変形例の検知ブラシ出力波形の説明図の第１図である。
【図４Ｂ】第１変形例の検知ブラシ出力波形の説明図の第２図である。
【図５】第２変形例のブラシ付モータの要部を示す図である。
【図６】第３変形例のブラシ付モータの要部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
図１は、ブラシ付モータ１の要部を示す図である。ブラシ付モータ１は、ＧＮＤブラシ２と、第１検知ブラシ３と、第２検知ブラシ４と、複数の整流子５と、絶縁材６とを有する。
【００１１】
ＧＮＤブラシ２は給電ブラシであり、一対の給電ブラシのうちロー電圧が入力される側の第１ブラシである。ブラシ付モータ１は、一対の給電ブラシのうちハイ電圧が入力される側の第２ブラシをさらに含む。第２ブラシは、周方向において第１ブラシであるＧＮＤブラシ２から１８０°ずれた位置に配置される。
【００１２】
ＧＮＤブラシ２の周方向の幅は、複数の整流子片からなる複数の整流子５の各整流子の周方向の幅よりも狭くなっている。このため、ＧＮＤブラシ２には、モータ回転に応じて複数の整流子５が個別に接触する。複数の整流子５は、隣り合う整流子５間の絶縁材６の周方向の幅がＧＮＤブラシ２の周方向の幅よりも広くなるように設けられる。
【００１３】
第１検知ブラシ３と第２検知ブラシ４とは、モータ回転に応じて複数の整流子５の各整流子と順次接触するように設けられる。第１検知ブラシ３と第２検知ブラシ４とはともに、電機子コイルを介して互いに接続された複数の整流子５の各整流子を介してＧＮＤブラシ２と導通する。
【００１４】
第１検知ブラシ３と第２検知ブラシ４とは、このように構成されることにより、複数の整流子５の各整流子を介してＧＮＤブラシ２と導通可能な位置に設けられる。第１検知ブラシ３及び第２検知ブラシ４は、複数の整流子５のうち一つの整流子つまり共通する整流子を介してＧＮＤブラシ２と導通可能な位置に配置される。
【００１５】
第１検知ブラシ３と第２検知ブラシ４とは、周方向においてＧＮＤブラシ２の中心の両側に配置される。第１検知ブラシ３と第２検知ブラシ４とは、周方向においてＧＮＤブラシ２が配置される側に偏って配置される。
【００１６】
従って、第１検知ブラシ３と第１ブラシであるＧＮＤブラシ２との距離（例えば、電機子に沿った周方向最短距離）は、第１検知ブラシ３と第２ブラシとの距離よりも短い。また、第２検知ブラシ４と第１ブラシであるＧＮＤブラシ２との距離は、第２検知ブラシ４と第２ブラシとの距離よりも短い。第１検知ブラシ３と第２検知ブラシ４とはさらに、軸方向から視たときにＧＮＤブラシ２とオーバーラップして配置される。
【００１７】
絶縁材６は、複数の整流子５のうち隣り合う整流子同士の間に介在する。このため、モータが回転すると、第１検知ブラシ３と第２検知ブラシ４とは、全体としての複数の整流子５と接触、非接触を繰り返す。結果、第１検知ブラシ３と第２検知ブラシ４とからは、パルス電圧が出力される。
【００１８】
図２Ａ、図２Ｂは、本実施形態の検知ブラシ出力波形の説明図である。図２Ａは、正転時の出力波形の説明を示す。図２Ｂは、逆転時の出力波形の説明を示す。電圧Ｖ１は、第１検知ブラシ３の出力電圧であり、電圧Ｖ２は、第２検知ブラシ４の出力電圧である。
【００１９】
まず正転時について説明すると、図２Ａ上図に示す状態では、ＧＮＤブラシ２は絶縁材６により絶縁されている。このため、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２はともにハイ電圧となる。
【００２０】
この状態から電機子が正転方向に回転すると、第１検知ブラシ３がＧＮＤブラシ２とともに整流子５と接触する。結果、電圧Ｖ１がロー電圧になる。この状態は、図２Ａ下図の区間Ａに対応する。
【００２１】
電機子がさらに回転すると、第２検知ブラシ４がＧＮＤブラシ２とともに整流子５と接触する。結果、電圧Ｖ２もロー電圧になる。この状態は、図２Ａ下図の区間Ｂに対応する。
【００２２】
この状態から電機子がさらに回転すると、第１検知ブラシ３が絶縁材６により絶縁される。結果、電圧Ｖ１がハイ電圧になる。この状態は、図２Ａ下図の区間Ｃに対応する。
【００２３】
その後は電機子がさらに回転することにより、ＧＮＤブラシ２が絶縁材６により絶縁される。結果、電圧Ｖ２もハイ電圧になる。
【００２４】
このように、正転時の検知ブラシ出力波形では、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２がともにロー電圧の状態から電圧Ｖ１がハイ電圧になる。電圧Ｖ１がハイ電圧になるタイミングは、電圧Ｖ２がハイ電圧になるタイミングと異なっている。
【００２５】
つまり、ブラシ付モータ１では、例えば正転時においてＧＮＤブラシ２と第１検知ブラシ３との導通開始タイミングが、ＧＮＤブラシ２と第２検知ブラシ４との導通開始タイミングと異なる。結果、逆転時には次のように検知ブラシ出力波形の変化に違いが現れる。
【００２６】
図２Ｂ上図に示す状態で、ＧＮＤブラシ２は絶縁材６により絶縁されている。このため、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２はともにハイ電圧になる。
【００２７】
この状態から電機子が逆転方向に回転すると、第２検知ブラシ４がＧＮＤブラシ２とともに整流子５と接触する。結果、電圧Ｖ２がロー電圧になる。この状態は、図２Ｂ下図の区間Ｄに対応する。
【００２８】
電機子がさらに回転すると、第１検知ブラシ３がＧＮＤブラシ２とともに整流子５と接触する。結果、電圧Ｖ１もロー電圧になる。この状態は、図２Ｂ下図の区間Ｅに対応する。
【００２９】
この状態から電機子がさらに回転すると、第２検知ブラシ４が絶縁材６により絶縁される。結果、電圧Ｖ２がハイ電圧になる。この状態は、図２Ｂ下図の区間Ｆに対応する。
【００３０】
その後は電機子がさらに回転することにより、ＧＮＤブラシ２が絶縁材６により絶縁される。結果、電圧Ｖ１もハイ電圧になる。
【００３１】
このように、逆転時の検知ブラシ出力波形では、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２がともにロー電圧の状態から電圧Ｖ２がハイ電圧になる。つまり、図２Ａ下図及び図２Ｂ下図からわかるように、逆転時には正転時と比較して出力波形の変化に違いが現れる。このため、ブラシ付モータ１では、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２に基づき回転方向を検知することが可能になる。
【００３２】
次に、本実施形態の主な作用効果について説明する。
【００３３】
ブラシ付モータ１は、ハイ電圧及びロー電圧のうちの一方であるロー電圧が入力されるＧＮＤブラシ２と、ＧＮＤブラシ２と導通可能な位置に設けられた第１検知ブラシ３と、ＧＮＤブラシ２と導通可能な位置に設けられた第２検知ブラシ４とを有する。ブラシ付モータ１では、ＧＮＤブラシ２と第１検知ブラシ３との導通開始タイミングが、ＧＮＤブラシ２と第２検知ブラシ４との導通開始タイミングと異なる。
【００３４】
このような構成によれば、導通開始タイミングが互いに異なる第１検知ブラシ３及び第２検知ブラシ４の２つのブラシを設けることにより、検知ブラシ出力波形を回転方向に応じて異ならせることができる。このため、このような構成によれば、回転方向の検知が可能となる（請求項１に対応する効果）。
【００３５】
第１検知ブラシ３及び第２検知ブラシ４の２つのブラシの導通タイミングの違いから回転方向の検知を行うにあたっては、検知判定までの速度が速いことが好ましい。このためには、第１検知ブラシ３及び第２検知ブラシ４の２つのブラシ同士の周方向の距離を近づけることが好ましい。
【００３６】
ブラシ付モータ１では、軸方向から視たときに、第１検知ブラシ３及び第２検知ブラシ４それぞれがＧＮＤブラシ２とオーバーラップすることにより、第１検知ブラシ３及び第２検知ブラシ４の一部がＧＮＤブラシ２とオーバーラップしている。
【００３７】
このような構成によれば、第１検知ブラシ３及び第２検知ブラシ４の２つのブラシの導通開始タイミングを異ならせつつも、２つのブラシ同士の周方向の距離を近づけることが可能になるので、素早い検知判定が可能になる（請求項２に対応する効果）。
【００３８】
ブラシ付モータ１は、次のように構成されてもよい。
【００３９】
図３は、ブラシ付モータ１の第１変形例の要部を示す図である。第１変形例にかかるブラシ付モータ１では、第１検知ブラシ３及び第２検知ブラシ４のうち第１検知ブラシ３が軸方向から視たときにＧＮＤブラシ２とオーバーラップしており、第２検知ブラシ４はＧＮＤブラシ２とオーバーラップしていない。
【００４０】
第２検知ブラシ４は、正転時において第１検知ブラシ３よりも手前側に配置されている。第２検知ブラシ４は、第１検知ブラシ３と共通の整流子５を介してＧＮＤブラシ２と導通可能な位置に配置される。第１検知ブラシ３及び第２検知ブラシ４は、隣り合う整流子５間の絶縁材６であって共通の絶縁材６により絶縁されるように設けられる。
【００４１】
図４Ａ、図４Ｂは、第１変形例の検知ブラシ出力波形の説明図である。図２Ａは、正転時の出力波形の説明を示す。図２Ｂは、逆転時の出力波形の説明を示す。図４Ａ上図に示す状態で、ＧＮＤブラシ２は絶縁材６により絶縁されている。このため、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２はともにハイ電圧となる。
【００４２】
この状態から電機子が正転方向に回転し、整流子５がＧＮＤブラシ２と接触すると、第１検知ブラシ３、第２検知ブラシ４がともにＧＮＤブラシ２と導通する。結果、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２がともにロー電圧となる。この状態は、図４Ａ下図の区間Ａに対応する。
【００４３】
電機子がさらに回転すると、第２検知ブラシ４が絶縁材６により絶縁される。結果、電圧Ｖ２がハイ電圧となる。この状態は、図４Ａ下図の区間Ｂに対応する。
【００４４】
この状態から電機子がさらに回転すると、第１検知ブラシ３が絶縁材６により絶縁される。結果、電圧Ｖ１もハイ電圧になる。このように、第２検知ブラシ４は、正転時に第１検知ブラシ３と共通の絶縁材６により絶縁される。この状態は、図４Ａ下図の区間Ｃに対応する。
【００４５】
正転時の検知ブラシ出力波形では、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２がともにハイ電圧の状態からロー電圧になる。図４Ａ下図からわかるように、この例でも、電圧Ｖ１がハイ電圧になるタイミングは、電圧Ｖ２がハイ電圧になるタイミングと異なっている。
【００４６】
逆転の場合は、次の通りである。図４Ｂ上図に示す状態で、ＧＮＤブラシ２は絶縁材６により絶縁されている。このため、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２はともにハイ電圧となる。この状態から電機子が逆転方向に回転すると、ＧＮＤブラシ２が整流子５と接触するが、ＧＮＤブラシ２は、逆転時に第２検知ブラシ４が絶縁材６により絶縁されてから整流子５と接触するように設けられる。このため、ＧＮＤブラシ２が整流子５と接触しても、電圧Ｖ２はハイ電圧のままである。
【００４７】
この状態から電機子がさらに回転すると、第１検知ブラシ３がＧＮＤブラシ２とともに整流子５と接触する。結果、電圧Ｖ１がロー電圧になる。この状態は、図４Ｂ下図の区間Ｄに対応する。
【００４８】
電機子がさらに回転すると、第２検知ブラシ４が整流子５と接触する。結果、電圧Ｖ２もロー電圧になる。この状態は、図４Ｂ下図の区間Ｅに対応する。
【００４９】
この状態から電機子がさらに回転すると、ＧＮＤブラシ２が絶縁材６により絶縁される。結果、電圧Ｖ１、Ｖ２がともにハイ電圧になる。この状態は、図４Ｂ下図の区間Ｆに対応する。
【００５０】
このように、逆転時の検知ブラシ出力波形では、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２がともにロー電圧の状態からハイ電圧になる。つまり、図４Ａ下図及び図４Ｂ下図からわかるように、この例においても、逆転時には正転時と比較して出力波形の変化に違いが現れる。
【００５１】
従って、この例でも上述した実施形態と同様、回転方向の検知が可能となる（請求項１に対応する効果）。
【００５２】
この例では、軸方向から視たときに、第１検知ブラシ３及び第２検知ブラシ４のうち第１検知ブラシ３がＧＮＤブラシ２とオーバーラップすることにより、第１検知ブラシ３及び第２検知ブラシ４の一部がＧＮＤブラシ２とオーバーラップする。
【００５３】
この場合も、２つのブラシ同士の周方向の距離を近づけることが可能になるので、素早い検知判定が可能になる（請求項２に対応する効果）。
【００５４】
第１検知ブラシ３及び第２検知ブラシ４は、次のようにして周方向においてＧＮＤブラシ２が配置される側に偏って配置されてもよい。
【００５５】
図５は、第２変形例にかかるブラシ付モータ１の要部を示す図である。この例では、第１検知ブラシ３及び第２検知ブラシ４が、軸方向から視てＧＮＤブラシ２とオーバーラップしない位置でＧＮＤブラシ２の両側に配置される。
【００５６】
この場合でも、導通開始タイミングが互いに異なる第１検知ブラシ３及び第２検知ブラシ４の２つのブラシを設けることにより、検知ブラシ出力波形を回転方向に応じて異ならせることができるので、回転方向の検知が可能となる（請求項１に対応する効果）。
【００５７】
図６は、第３変形例にかかるブラシ付モータ１の要部を示す図である。この例では、第１検知ブラシ３及び第２検知ブラシ４が、軸方向から視てＧＮＤブラシ２とオーバーラップしない位置でＧＮＤブラシ２の周方向一方側に配置される。
【００５８】
この例では、第１検知ブラシ３及び第２検知ブラシ４が、軸方向において異なる位置に配置されるとともに、第１検知ブラシ３及び第２検知ブラシ４が、軸方向から視て互いにオーバーラップするように配置される。
【００５９】
この場合でも、導通開始タイミングが互いに異なる第１検知ブラシ３及び第２検知ブラシ４の２つのブラシを設けることにより、検知ブラシ出力波形を回転方向に応じて異ならせることができるので、回転方向の検知が可能となる（請求項１に対応する効果）。
【００６０】
この場合、第１検知ブラシ３及び第２検知ブラシ４を軸方向から視て互いにオーバーラップするように配置することにより、２つのブラシ同士の周方向の距離をより近づけることが可能になるので、より素早い検知判定が可能になる（請求項３に対応する効果）。
【００６１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００６２】
上述した実施形態では、ＧＮＤブラシ２が、ハイ電圧及びロー電圧の一方が入力されるブラシを構成する場合について説明した。しかしながら、当該ブラシは、ハイ電圧が入力される前述の第２ブラシであってもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１：ブラシ付モータ
２：ＧＮＤブラシ（ブラシ）
３：第１検知ブラシ
４：第２検知ブラシ
５：整流子
６：絶縁材
【図１】
2020124089.tif 000003
【図２Ａ】
2020124089.tif 000004
【図２Ｂ】
2020124089.tif 000005
【図３】
2020124089.tif 000006
【図４Ａ】
2020124089.tif 000007
【図４Ｂ】
2020124089.tif 000008
【図５】
2020124089.tif 000009
【図６】
2020124089.tif 000010