(57)【要約】【課題】コミュテータとブラシとの接点部分に気相潤滑剤を効率よく供給することのできるブラシ付きモータを提供すること。【解決手段】ブラシ付きモータ１において、ブラシ８の屈曲部８３より先端側８１には多孔性部材６が粘着材層を介して固定され、多孔性部材６には、多価アルコール等からなる気相潤滑剤６０が保持されている。このため、コミュテータ７とブラシ８との接点部分とが近接しているため、接点部分に気相潤滑剤の蒸気を効率よく供給することができる。また、多孔性部材６は、粘着材層６５によってブラシ８に接着されているため、ブラシ８に対する制振用のダンパーとして機能する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、該ロータと一体に回転するコミュテータと、該コミュテータの外周面に弾性をもって接するブラシと、を有するブラシ付きモータにおいて、
前記ブラシには、多孔性部材が保持され、
当該多孔性部材には、気相潤滑剤が保持されていることを特徴とするブラシ付きモータ。
【請求項２】
前記ブラシは、長さ方向の途中部分に屈曲部を有し、
前記多孔性部材は、前記ブラシの前記屈曲部より前記コミュテータとの接点が位置する側に保持されていることを特徴とする請求項１に記載のブラシ付きモータ。
【請求項３】
前記ブラシは、前記コミュテータと接する部分が櫛歯状に分割された櫛歯部になっており、
前記多孔性部材は、少なくとも一部が前記櫛歯部に保持されていることを特徴とする請求項１または２に記載のブラシ付きモータ。
【請求項４】
前記多孔性部材は、前記櫛歯部、および前記櫛歯部から前記ブラシの長さ方向の端部側に向けて張り出した領域で保持されていることを特徴とする請求項３に記載のブラシ付きモータ。
【請求項５】
前記多孔性部材は、該多孔性部材と前記ブラシとの間に介在する粘着材層によって前記ブラシに接着されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のブラシ付きモータ。
【請求項６】
前記多孔性部材において前記ブラシとは反対側の面には、シート状カバーが積層されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のブラシ付きモータ。
【請求項７】
前記多孔性部材は、前記ブラシに対する制振用のダンパーとして機能していることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のブラシ付きモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータと一体に回転するコミュテータの外周面に弾性をもって接するブラシを備えたブラシ付きモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ブラシ付きモータでは、ロータと一体に回転するコミュテータが設けられ、コミュテータの外周面にブラシが弾性をもって接する構造になっている。かかる構成のブラシ付きモータにおいては、ブラシやコミュテータが摩耗して導通障害が発生することがある。また、コミュテータとブラシとの摩擦熱等によってモータケース内の有機ガスが酸化してコミュテータやブラシに付着し、導通障害が発生することもある。そこで、モータケースの底部に設けた多孔性部材に多価アルコール等の気相潤滑剤を保持させておき、モータケース内で発生する気相潤滑剤の蒸気によって、コミュテータとブラシとの接点での摩耗や摩擦熱を低減することが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１３６７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されている構成では、気相潤滑剤の蒸気の供給源となる多孔性部材がモータケースの底部に配置されているため、気相潤滑剤の蒸気の供給源と接点とが離れている。このため、コミュテータとブラシとの接点部分に気相潤滑剤の蒸気が十分に供給されないため、気相潤滑剤を用いた効果が低いという問題点がある。
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、コミュテータとブラシとの接点部分に気相潤滑剤を効率よく供給することのできるブラシ付きモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、ロータと、該ロータと一体に回転するコミュテータと、該コミュテータの外周面に弾性をもって接するブラシと、を有するブラシ付きモータにおいて、前記ブラシには、多孔性部材が保持され、当該多孔性部材には、気相潤滑剤が保持されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、ブラシに多孔性部材が保持され、かかる多孔性部材に気相潤滑剤が保持されているため、気相潤滑剤の蒸気の供給源（多孔性部材）がコミュテータとブラシとの接点部分の近い位置にある。このため、接点部分に気相潤滑剤の蒸気を効率よく供給することができるので、コミュテータとブラシとの接点部分での摺動特性を向上することができる。
【０００８】
本発明において、前記ブラシは、長さ方向の途中部分に屈曲部を有し、前記多孔性部材は、前記ブラシの前記屈曲部より前記コミュテータとの接点が位置する側に保持されていることが好ましい。かかる構成によれば、気相潤滑剤の蒸気の供給源と、コミュテータとブラシとの接点部分とが近接しているため、接点部分に気相潤滑剤の蒸気を効率よく供給することができる。
【０００９】
本発明において、前記ブラシは、前記コミュテータと接する部分が櫛歯状に分割された櫛歯部になっており、前記多孔性部材は、少なくとも一部が前記櫛歯部に保持されていることが好ましい。かかる構成によれば、気相潤滑剤の蒸気の供給源がコミュテータとブラシとの接点部分の近傍に位置しているため、接点部分に気相潤滑剤の蒸気を効率よく供給することができる。
【００１０】
本発明において、前記多孔性部材は、前記櫛歯部、および前記櫛歯部から前記ブラシの長さ方向の端部側に向けて張り出した領域で保持されていることが好ましい。かかる構成によれば、多孔性部材を設ける面積が広いので、気相潤滑剤の保持量を増大することができる。それ故、コミュテータとブラシとの接点部分に対して気相潤滑剤の蒸気を長期間にわたって供給することができるので、ブラシ付きモータの信頼性等を向上することができる。
【００１１】
本発明において、前記多孔性部材は、該多孔性部材と前記ブラシとの間に介在する粘着材層によって前記ブラシに接着されている構成を採用することができる。
【００１２】
本発明において、前記多孔性部材において前記ブラシとは反対側の面には、シート状カバーが積層されていることが好ましい。かかる構成によれば、多孔性部材から気相潤滑剤の蒸発速度を低く抑えることができるので、コミュテータとブラシとの接点部分に対して気相潤滑剤の蒸気を長期間にわたって供給することができる。それ故、ブラシ付きモータの信頼性等を向上することができる。
【００１３】
本発明において、前記多孔性部材は、前記ブラシに対する制振用のダンパーとして機能していることが好ましい。かかる構成によれば、別部材を追加しなくても、多孔性部材によって制振用のダンパーを構成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、ブラシに多孔性部材が保持され、かかる多孔性部材に気相潤滑剤が保持されているため、気相潤滑剤の蒸気の供給源と、コミュテータとブラシとの接点部分とが近接している。このため、接点部分に気相潤滑剤の蒸気を効率よく供給することができるので、コミュテータとブラシとの接点部分での摺動特性を向上することができる。それ故、コミュテータとブラシとの摺動により機械摩耗や、通電切り換え時に発生する火花（アーク）による電気摩耗を低減することができ、ブラシ付きモータの信頼性等を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１に係るブラシ付きモータの全体構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るブラシ付きモータのブラシ等の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るブラシ付きモータに用いた多孔性部材等の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るブラシ付きモータからブラシおよびブラシホルダを抜き出して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図面を参照して、本発明を適用したモータの一例を説明する。なお、以下の説明において、モータ軸線方向Ｌのうち、回転軸がモータケースから突出している側を出力側Ｌ１とし、回転軸がモータケースから突出している側とは反対側を反出力側Ｌ２として説明する。
【００１７】
［実施の形態１］
（ブラシ付きモータの全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係るブラシ付きモータの全体構成を示す断面図である。図２は、本発明の実施の形態１に係るブラシ付きモータのブラシ等の説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）は、ブラシ付きモータからブラシ等を抜き出して示す平面図、および断面図である。なお、図２（ａ）では、ラジアル軸受等の図示を省略し、図２（ｂ）では、コミュテータや回転軸等の図示を省略してある。
【００１８】
図１において、本形態のブラシ付きモータ１は、ブラシ付きの小型直流モータであり、カップ状のモータケース３において出力側Ｌ１に位置する上端面３１からは回転軸５１の出力端側が突出している。モータケース３の内部には、回転軸５１のモータ軸線方向Ｌにおける略中央部分に積層枚の磁性板からなるコア５２が圧入等の方法で固定されている。コア５２の外周側には複数の突極が等角度間隔に形成されているとともに、複数の突極の各々にコイル５３が巻回されて電機子５０が構成されている。このようにして、電機子５０および回転軸５１は、一体に回転可能なロータ５を構成している。
【００１９】
モータケース３には、円筒状胴部３２の内周面に、複数の極に着磁された永久磁石２０が固着され、永久磁石２０はコア５２（突極）の外周面に所定の隙間を介して対峙している。モータケース３において反出力側Ｌ２で開口する開口端には、樹脂製のブラシホルダ４が取り付けられており、モータケース３およびブラシホルダ４は、ブラシ付きモータ１の固定側部材２を構成している。本形態において、モータ１は、モータ軸線方向Ｌからみたとき、対向する直線部分の両端が円弧部分を介して繋がった長円形状を有しており、かかる円弧部分の内周面に２つに分割された永久磁石２０が固着されている。
【００２０】
回転軸５１は、出力端側がモータケース３の上端面３１に保持されたラジアル軸受９１によって回転可能に支持されており、回転軸５１においてラジアル軸受９１によって支持されている部分と、コア５２が固着されている部分との間には、スリーブ状のスペーサ９２と、シール部材９３とが挿入されている。
【００２１】
回転軸５１の反出力側Ｌ２の端部は、ブラシホルダ４に形成された有底円筒部４２の底面によりスラスト方向に支持されているとともに、有底円筒部４２の内部に保持されたラジアル軸受９６によって回転可能に支持されている。また、回転軸５１の反出力側Ｌ２には、ラジアル軸受９６によって支持されている部分に隣接する位置にシール部材９７が挿入されている。
【００２２】
回転軸５１の反出力側Ｌ２寄りの部分には、回転軸５１と一体に回転するコミュテータ７が構成され、このコミュテータ７と隣接する位置にはバリスタ７５（消弧素子）が配置されている。コミュテータ７は、回転軸５１に固定された樹脂製のスリーブ７１と、このスリーブ７１の外周面において等角度間隔に配置されたセグメント７２とを備えている。
【００２３】
図２に示すように、コミュテータ７の外周面に対しては、一対のブラシ８の先端側８１が各々、弾性をもって接しており、これらのブラシ８の基端側８２は各々、ブラシホルダ４に保持されている。ここで、一対のブラシ８は各々、コミュテータ７に接する先端側８１が櫛歯状に３分割された櫛歯部８０を有している。
【００２４】
ブラシ８は、基端側８２から先端側８１に向かう途中部分で折れ曲がった屈曲部８３を備えた金属板から構成され、コミュテータ７の外周面に当接する先端側８１は、摺動部として、貴金属とのクラッド材で形成されている。
【００２５】
再び図１および図２において、ブラシホルダ４は、モータケース３の開放端に重なるフランジ部４１と、このフランジ部４１の内側でターミナル９９が固着された厚肉部４３と、コミュテータ７の周りにブラシ８を配置可能な空間を構成する凹部４４とが形成されており、この凹部４４の中央位置にラジアル軸受９６を保持する有底円筒部４２が形成されている。凹部４４は、その矩形の平面形状において、相対向する一対の対角部分４４１が厚肉部４３の切欠き部分４３１によって外側に開放状態にあるのに対して、他の相対向する一対の対角部分４４３では厚肉部４３に向けてスリット４５が延びている。これらのスリット４５は各々、ブラシ８の形状に対応して直線的に延びているとともに、スリット４５の入口部分の外側の壁面４５１は、ブラシ８の屈曲部８３の形状に沿うように湾曲している。
【００２６】
このように構成したブラシホルダ４に対して、一対のブラシ８の基端側８２は各々、スリット４５内に固定されている。スリット４５の内部では、ブラシ８の基端側８２とターミナル９９とが直接、あるいは基板やリード線等といった配線部材を介して電気的に接続されている。
【００２７】
（コミュテータ７とブラシ８０との摺動特性の向上対策）
図３は、本発明の実施の形態１に係るブラシ付きモータ１に用いた多孔性部材等の説明図であり、図３（ａ）、（ｂ）は、多孔性部材の表面が露出状態にある第１例の説明図、および多孔性部材の表面がシート状のカバーで覆われた第２例の説明図である。
【００２８】
このように構成したブラシ付きモータ１において、本形態では、図２に示すように、２本のブラシ８の各々に平板状の多孔性部材６が保持され、かかる多孔性部材６には、エチレングリコールやトリメチレングリコール等の多価アルコールからなる気相潤滑剤６０が含浸され、保持されている。ここで、多孔性部材６は、例えば、フェルト材であり、多孔性部材６には気相潤滑剤６０が液体の状態で保持されている。なお、気相潤滑剤としては、多価アルコールの他、パラフィン類、オレフィン類、モノアルコール類、エーテルアルコール類等を用いてもよく、また、比較的低沸点の溶剤と比較的高沸点の溶剤とを混合したものを気相潤滑剤６０として用いてもよい。
【００２９】
本形態において、多孔性部材６は、ブラシ８の屈曲部８３より先端側８１において、ブラシ８がコミュテータ７と接する側とは反対側の面８８に保持されている。また、多孔性部材６は、少なくとも一部がブラシ８の櫛歯部８０に保持されている。本形態において、多孔性部材６は、櫛歯部８０のうち、ブラシ８の長さ方向において屈曲部８３が位置する側の約１／２〜約１／３の領域にわたって配置され、多孔性部材６の全体が櫛歯部８０と重なっている。このため、多孔性部材６が設けられた位置は、ブラシ８の長さ方向においてコミュテータ７と接する位置から屈曲部８３が位置する側にずれており、ブラシ８とコミュテータ７とが接する位置（接点）と、多孔性部材６とは重なっていない。
【００３０】
このように多孔性部材６をブラシ８に固定するにあたっては、多孔性部材６に対する圧着等によって多孔性部材６とブラシ８とを直接固定した形態や、多孔性部材６とブラシ８とを接着剤によって固定した形態を採用できる他、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、多孔性部材６とブラシ８との間に介在する粘着材層６５によって、多孔性部材６とブラシ８とを固定した形態を採用することができる。その際、図３（ａ）に示すように、多孔性部材６のブラシ８側とは反対側の面が露出している構成を採用することができる他、図３（ｂ）に示すように、多孔性部材６のブラシ８側とは反対側の面に樹脂シート等のシート状カバー６６が積層されている構成を採用してもよい。
【００３１】
（本形態の主な効果）
本形態のブラシ付きモータ１においては、ロータ５が回転する際、コミュテータ７も回転し、コミュテータ７とブラシ８とが摺動する。ここで、ブラシ８には、多孔性部材６が保持されており、多孔性部材６には、多価アルコール等からなる気相潤滑剤６０が保持されている。このため、気相潤滑剤６０から発生した蒸気は、コミュテータ７とブラシ８との接点での摺動性を高める。従って、コミュテータ７とブラシ８との摺動による機械摩耗や、通電切り換え時に発生する火花（アーク）による電気摩耗を低減することができる。
【００３２】
また、気相潤滑剤６０の蒸気の発生源となる多孔性部材６がブラシ８に保持されているため、気相潤滑剤６０の蒸気の発生源がコミュテータ７とブラシ８との接点部分の近い位置にある。特に本形態において、多孔性部材６は、ブラシ８の屈曲部８３より先端側８１に保持されており、多孔性部材６は、櫛歯部８０に重なる位置で保持されている。このため、気相潤滑剤６０の蒸気の供給源と、コミュテータ７とブラシ８との接点部分とが近接しているので、接点部分に気相潤滑剤６０の蒸気を効率よく供給することができる。従って、コミュテータ７とブラシ８との接点部分での摺動特性を効果的に向上することができる。それ故、コミュテータ７やブラシ８の機械摩耗や電気摩耗を確実に低減することができるので、ブラシ付きモータ１の信頼性等を向上することができる。
【００３３】
また、本形態では、多孔性部材６は弾性変形可能な部材であって、ブラシ８の屈曲部８３より先端側８１に保持されている。このため、多孔性部材６は、ブラシ８に対する制振用のダンパーとして機能する。特に本形態では、多孔性部材６が粘着材層６５によってブラシ８に接着されているため、ブラシ８に対する制振用のダンパーとして効果的に機能する。このように本形態では、ダンパーを別途設けなくても、多孔性部材６が制振用のダンパーとして機能するため、ブラシ８の先端側８１が激しく振動することに起因する機械ノイズの発生を緩和することができる。また、ブラシ８の先端側８１が激しく振動することを緩和できる結果、コミュテータ７やブラシ８の磨耗や破損を防止することができる。すなわち、ブラシ８が振動しながらコミュテータ７に摺動して凝着物が発生すると、それに起因する凝着磨耗や、火花に起因する電気磨耗が発生するが、本形態によれば、かかる摩耗の発生を抑制することができる。
【００３４】
なお、図３（ａ）に示すように、多孔性部材６のブラシ８側とは反対側の面が露出している構成を採用すれば、多孔性部材６から気相潤滑剤６０の蒸発速度を高めることができ、接点部分に対する気相潤滑剤６０の蒸気の供給量を増大することができる。
【００３５】
これに対して、図３（ｂ）に示すように、多孔性部材６においてブラシ８とは反対側の面にシート状カバー６６を積層すれば、多孔性部材６からの気相潤滑剤６０の蒸発速度を低く抑えることができるので、接点部分に対して気相潤滑剤６０の蒸気を長期間にわたって供給することができる。それ故、ブラシ付きモータ１の信頼性等を向上することができる。また、多孔性部材６においてブラシ８とは反対側の面にシート状カバー６６を積層すれば、その分、質量が増大するので、制振用のダンパーとしての機能を高めることができる。
【００３６】
［実施の形態２］
図４は、本発明の実施の形態２に係るブラシ付きモータ１からブラシ８およびブラシホルダ４を抜き出して示す断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、対応する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【００３７】
実施の形態１では、ブラシ８のうち、櫛歯部８０のみに多孔性部材６を設けたが、本形態では、図４に示すように、多孔性部材６は、櫛歯部８０、および櫛歯部８０からブラシ８の長さ方向の端部側に向けて張り出した領域で保持されている。より具体的には、多孔性部材６は、櫛歯部８０、および櫛歯部８０からブラシ８の基端側８２に張り出した領域に保持されている。このため、多孔性部材６を設けた面積が実施の形態１より広いので、気相潤滑剤６０の保持量を増大することができる。それ故、コミュテータ７とブラシ８との接点部分に対して気相潤滑剤６０の蒸気を長期間にわたって供給することができるので、ブラシ付きモータ１の信頼性等を向上することができる。
【００３８】
［他の実施の形態］
上記実施の形態では、多孔性部材６としてフェルト材を例示したが、繊維状または粒状の活性炭、ゼオライト、モレキュラーシーブス等を板状に成形したものを用いてもよい。かかる構成の場合、多孔性部材６自身は弾性を有していないが、粘着材層６５を介してブラシ８に固定すれば、粘着材層６５の弾性変形を利用した制振用のダンパーとして機能することになる。
【００３９】
上記実施の形態では、多孔性部材６をブラシ８の櫛歯部８０に設けたが、櫛歯部８０と重ならない位置に多孔性部材６を設けてもよい。また、上記実施の形態では、ブラシ８のコミュテータ７との接点部分より基端側８２に多孔性部材６を設けたが、ブラシ８のコミュテータ７との接点部分より先端側８１に多孔性部材６を設けてもよい。また、上記実施の形態では、ブラシ８のコミュテータ７と接する側とは反対側の面８８に多孔性部材６を設けたが、ブラシ８のコミュテータ７と接する側の面側に多孔性部材６を設けてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１  ブラシ付きモータ
３  モータケース
４  ブラシホルダ
５  ロータ
６  多孔性部材
７  コミュテータ
８  ブラシ
５１  回転軸
５０  電機子
６０  気相潤滑剤
７２  セグメント
８１  ブラシの先端側
８２  ブラシの基端側
８３  屈曲部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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