(57)【要約】  【課題】ブラシホルダの先端側部分の振動、及び該振動に伴って生ずる整流子とブラシ間の摺動騒音を低減させる。  【解決手段】ブラシ付きモータは、整流子１の外周面にブラシ２を所定の弾性力で圧接させるための帯状ブラシホルダ３を備える。該ブラシホルダ３のブラシ保持部４よりも先端部には、動吸振器性能を有する振動子１３を設ける。この振動子１３は、ブラシホルダ３の長さ方向に延びる弾性体１４と、該弾性体１４の先端部に固着された略サイコロ型の錘１５とから成る。弾性体１４の固着位置は錘１５の厚み方向の中央部に設定する。【選択図】  図１
2006211758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
整流子の外周面にブラシを所定の弾性力で圧接させるためのブラシホルダを有するブラシ付きモータにおいて、前記ブラシホルダのブラシ保持部よりも先端部に、該ブラシホルダの長さ方向に延びる弾性体と、該弾性体の先端部に固着された錘とから成る振動子を設けたことを特徴とするブラシ付きモータ。
【請求項２】
上記弾性体は、上記錘の厚さ方向の中央部に固着されていることを特徴とする請求項１記載のブラシ付きモータ。
【請求項３】
上記振動子の固有振動数が上記ブラシ保持部の固有振動数と異なることを特徴とする請求項１又は２記載のブラシ付きモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はブラシ付きモータに関するものであり、特に、ブラシに整流子を所定の弾性力で圧接させるためのブラシホルダを有するブラシ付きモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブラシ付きモータにあっては、モータ軸の端部に整流子（コンミュテータ）が設けられていると共に、該整流子の外周面にブラシを圧接させるためのブラシ機構を備えている。このブラシ機構は、例えば板ばね材により形成されたブラシホルダを有し、該ブラシホルダにより保持されたブラシは、ブラシホルダのばね弾性力で整流子の外周面に押圧接触している。
【０００３】
此種のブラシ機構を図に基づいて説明すると、図５は、従来モータのブラシ機構の部分を示す模式的斜視図であり、図６は図５のブラシ機構をブラシ付きモータに取り付けた状態を示す模式的正面図である。
【０００４】
図中、１はモータ軸と一体に回転する整流子である。該整流子１の外周面には２個のブラシ２が圧接し、各ブラシ２は夫々、ブラシ機構の各ブラシホルダ３に保持されている。又、２個のブラシホルダ３は板状の弾性材により形成され、各ブラシホルダ３の基端部には取付け部４が屈曲形成されている。
【０００５】
各ブラシホルダ３は取付け部４により、モータケース側のブラシホルダ固定部５に取り付けられている。又、ブラシホルダ３の先端部分にはブラシ保持部６が設けられ、該ブラシ保持部６の表面にブラシ２が支持固定されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】実開平５−２５９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、従来のブラシ付きモータに係るブラシ機構は、ブラシ保持部６を有するブラシホルダ３と、該ブラシ保持部６に固定されたブラシ２との２つの部品から成っており、このブラシ２は、モータ軸上の整流子１の外周面に所定の弾性力で圧接している。
【０００７】
ところで、この種ブラシ付きモータにあっては、モータの高速化・高出力化に伴い、モータ駆動時に、整流子１とブラシ２との摺動部において騒音が発生しやすく、このことが大きな問題となっている。
【０００８】
また、ブラシ２は整流子１との接触圧が所定値以下になると、電気的にアークが発生しやすくなり、ブラシ２及び整流子１の接触表面が劣化して導通不良の原因となる。このようなことから、整流子１に対するブラシ２の接触圧を適度な値に管理する必要がある。
【０００９】
特にモータの高速回転域では、ブラシ２の機械的磨耗が大きくなることは避けられず、ブラシ２の先端部（ブラシ保持部）４が整流子１の回転方向に大きく振られやすくなる。従って、ブラシ２と整流子１との摺動音が大きくなり、その分だけモータ騒音も増大するという不都合を生じる。
【００１０】
図７は、上記従来のモータのブラシ部における周波数応答特性を示す波形図であり、横軸に周波数Ｆをとり、縦軸に振動強度（振動エネルギーの大きさ）Ａをとっている。この波形図から明らかなように、前記振動強度は、特定の１つの周波数ｆ２において高いピー
ク値ｐ２を発生している。これは、モータ回転時に、１つの周波数ｆ２でブラシホルダ３の先端部が大きく振られたことを示し、整流子１とブラシ２との間で大きな摺動音が発生する。
【００１１】
以上要するに、図５及び図６に示すような従来のブラシ機構を有するブラシ付きモータにおいては、ブラシホルダ３の先端部がモータ軸回転方向、すなわち整流子１の回転方向に大きく振られやすく、この挙動を十分に抑制することが困難になっている。
【００１２】
その結果、モータの高速・高出力化に伴って、整流子１とブラシ２との摺擦（接触）がより頻繁に起こることになり、結局、ブラシ２自体が前記回転方向に大きく振られるという挙動が一層過度に発生する。従って、ブラシ２の振れ挙動が増々大きく不安定になり、それに伴い、モータ駆動時における騒音、即ち、整流子１とブラシ２間で生ずる摺動音が更に大きくなるという問題があった。
【００１３】
そこで、モータ駆動時におけるブラシの振動を抑制して騒音を小さくするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は該課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、整流子の外周面にブラシを所定の弾性力で圧接させるためのブラシホルダを有するブラシ付きモータにおいて、前記ブラシホルダのブラシ保持部よりも先端部に、該ブラシホルダの長さ方向に延びる弾性体と、該弾性体の先端部に固着された錘とから成る振動子を設けたブラシ付きモータを提供する。
【００１５】
この構成によれば、前記ブラシホルダのブラシ保持部よりも先端部に振動子を設けたので、該振動子は動吸振器理論に基づき、ブラシホルダの振動、特に該ホルダ先端側のブラシ保持部の振動が抑制される。即ち、モータ回転時に、ブラシホルダに生じる振動は、弾性体を介して錘に伝搬されて、振動エネルギーが消費され、これにより、ブラシホルダ自体の振動が低減される。
【００１６】
請求項２記載の発明は、上記弾性体は、上記錘の厚さ方向の中央部に固着されている請求項１記載のブラシ付きモータを提供する。
【００１７】
この構成によれば、上記錘の厚さ方向の中央部に弾性体が固着されているので、振動子が前記厚さ方向の両側に同等の振幅で振動し、振動エネルギーの消費効率が向上する。
【００１８】
請求項３記載の発明は、上記振動子の固有振動数が上記ブラシホルダの固有振動数と異なる請求項１又は２記載のブラシ付きモータを提供する。
【００１９】
この構成によれば、前記振動子の固有振動数とブラシホルダの固有振動数とが互いに異なるので、前記振動子とブラシホルダとでは振動周波数特性が異なり、ブラシホルダに対する振動減衰作用が広い周波数領域で行われる。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１記載の発明は、前記振動子により振動エネルギーが消費されることにより、ブラシホルダに対して制振作用が呈されるので、モータの高速・高出力化に伴って、整流子とブラシとの摺擦が頻繁に起こった場合でも、ブラシホルダに保持されたブラシの振動を効率的に抑止することができると共に、該ブラシホルダの振動に伴うブラシと整流子間の摺動騒音を低減させることができる。
【００２１】
又、ブラシと整流子との接触圧の変動が従来に比べて小さくなることにより、該接触圧を最適範囲に容易に設定管理できる。従って、ブラシと整流子間におけるアーク発生を防止して、導通不良等の不具合を未然に解消することができる。加えて、ブラシの機械的磨耗が小さくなり、製品寿命が長くなるという優れた効果を奏する。
【００２２】
請求項２記載の発明は、上記振動子による振動エネルギーの消費効率が向上するので、請求項１記載の効果に加えて、上記ブラシホルダに対する振動減衰効果を一層効率良く行なえるメリットがある。
【００２３】
請求項３記載の発明は、ブラシホルダに対する振動減衰作用が広範な周波数領域で行われるので、請求項１又は２記載の効果に加えて、モータの回転速度領域が広い場合でも、急峻な共振ピークを抑制して、ブラシ部の振動強度及び摺動騒音をより効果的に低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明は、整流子の外周面にブラシを所定の弾性力で圧接させるためのブラシホルダを有するブラシ付きモータにおいて、前記ブラシホルダのブラシ保持部よりも先端部に、該ブラシホルダの長さ方向に延びる弾性体と、該弾性体の先端部に固着された錘とから成る振動子を設けたことにより、ブラシホルダの振動、及び該振動に伴う騒音の低減を可能にするという目的を達成した。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明の一実施の形態を図１乃至図４に従って説明する。本実施例は、ブラシホルダのブラシ保持部よりも先端側部分に設けた振動子（ブラシホルダ振動吸収部材）を、ブラシホルダの長さ方向に延びる弾性体と、該弾性体の先端部に固着された錘とから構成したことにより、動吸振器理論に基づいて、モータ駆動時におけるブラシホルダの振動、特に、該ブラシホルダの先端側ブラシ保持部の振動の抑制、並びに、該ブラシ保持部の振動に伴うブラシと整流子間における摺動異音の低減及び導通不良の防止を図るようにしたものである。尚、上記従来例と同一の部材にはそれと同一の符号を付して説明する。
【００２６】
図１は、本発明を適用するのに好適なブラシ付きモータに係るブラシ機構の部分を示す模式的斜視図であり、図２は図１のブラシ機構をブラシ付きモータに取り付けた状態を示す模式的正面図である。
【００２７】
図において、ブラシ付きモータのケース外枠部は、一端開放のカップ状を呈したモータケース８と、該モータケース８の開放端面に固着されたエンドブラケット９とを備える。該エンドブラケット９の相対向する２箇所には、ブラシホルダ固定部５がそれぞれ設けられている。
【００２８】
前記２個のブラシホルダ固定部５にはそれぞれ、帯状のブラシホルダ３が固定具１０により固定され、該２個のブラシホルダ３は、整流子１の外周面にブラシ２を所定の弾性力で圧接させるためのブラシ機構を構成する。より詳しくは、前記ブラシホルダ３は、図２に示すように、各ブラシホルダ３の基端部にそれぞれ取付け部４が屈曲形成され、該取付け部４にてブラシホルダ３がブラシホルダ固定部５に取り付けられている。さらに、ブラシホルダ３は板状の弾性材により形成され、該ブラシホルダ３の先端側部分にはブラシ保持部６が設けられている。
【００２９】
前記ブラシホルダ３の先端側ブラシ保持部６の内側表面には夫々、凹状の湾曲面を有するブラシ２が固定され、２個の各ブラシ２の湾曲面は、整流子１の外周面に所要の弾性力で圧接している。この整流子１は、モータ駆動時にモータ軸１１と一体に回転する。
【００３０】
さらに、ブラシホルダ３のブラシ保持部６よりも先端側箇所には、ブラシホルダ３の振動、特に、その先端側のブラシ保持部６の振動を吸収減衰させるための振動子１３が設けられている。この振動子１３は、ブラシホルダ３と略同幅の帯状の可撓性弾性体１４と、所要の重量を有する略サイコロ型の錘１５とから構成されている。前記弾性体１４の基端部は、ブラシ保持部６の先端部背面に固着され、前記ブラシホルダ３の長さ方向に延びている。また、錘１５は弾性体１４の先端部に取り付けられている。この場合、弾性体１４の先端部は、錘１５の厚さ方向の中央部に固定して取着されている。
【００３１】
上記ブラシ機構を有するブラシ付きモータによれば、弾性体１４と錘１５から成る振動子１３が、ブラシホルダ３のブラシ保持部６の先端側に設けられていることにより、動吸振器理論に基づき、モータ駆動時に、ブラシ保持部６よりも振動子１３が大きく振られることになる。その点、従来のブラシ付きモータでは、ブラシホルダ３の先端側ブラシ保持部６が大きく振られてしまうという不都合な挙動（図７参照）を生じていたが、本実施例のブラシ付きモータでは、ブラシ保持部６に大きな振れ挙動が生じることを効果的に抑制できる。
【００３２】
本実施例では、振動子１３の固有振動数とブラシホルダ３の固有振動数とは互いに異なっている。従って、ブラシホルダ３に対する振動減衰作用が広い周波数領域で行われ、モータの回転速度領域が広い場合でも、急峻な共振ピークを効果的に抑制して、ブラシ２の振動強度を低減できる。
【００３３】
図３は、本発明におけるブラシ部分の周波数応答特性を示す波形図であり、振動強度の大きさは、従来例における図７の波形図のピーク値Ｂの大きさを１．００として示している。図３から判るように、モータ回転時にブラシ部の振動強度は、特定の２つの周波数ｆ１，ｆ３（但し、ｆ１＜ｆ２＜ｆ３）においてそれぞれピーク値Ｐ１，Ｐ３を発生しており、ピーク値Ｐ１の大きさはとピーク値Ｐ３の大きさは約３：１である。これは、ブラシ保持部６の周波数ｆ１領域での振れと周波数ｆ３領域での振れ強度が、約３：１の大きさに分散して挙動したことを示す。
【００３４】
すなわち、ブラシ保持部６の先端側に、弾性体１４と錘１５から成る振動子１３を設けたことにより、動吸振器理論に基づき、振動子１３が大きく振られたために、その分だけブラシ保持部６の振れが減衰されたことを示す。この場合、ブラシ保持部６に対する振動が減衰することにより、整流子１とブラシ２との間で発生する摺動音も小さくなる。
【００３５】
図４は、本発明及び従来のモータの周波数応答特性を比較して示す波形図である。この図から判るように  従来のモータによる周波数ｆ２でのピーク値Ｐ２を１．００とした場合、本発明モータによる周波数ｆ１でのピーク値Ｐ１の大きさは０．８０弱に低くなった。これは、ブラシホルダ３の振動強度が従来に比べ２０％以上減衰したことを示す。
【００３６】
本発明の周波数応答特性では、周波数ｆ１において振動強度０．８０弱のピーク値Ｐ１を生じた他に、高周波数ｆ３において振動強度約０．２５のピーク値Ｃを生じるが、これは動吸振器理論に従い、ブラシ保持部６の発生振動が分散して低減されたことを実証する。つまり、弾性体１４として振動減衰部材を用いることで、急峻な共振ピークを良好に減衰させることが可能となり、ブラシ保持部６の振れ挙動が、従来に比べて広い周波数領域範囲で効率良く分散吸収される。
【００３７】
以上の如く本実施例は、高い動吸振器性能を有する振動子１３が設けられていることにより、ブラシホルダ３の振動エネルギー、特にブラシ保持部６の振動エネルギーが振動子１３により減衰され、ブラシ保持部６に保持されたブラシ２自体の振動を効果的に低減させることが可能になった。即ち、モータ駆動時にブラシ保持部６が大きく振らされるという挙動を低減でき、ブラシ保持部６の振動に伴って生じるブラシ２と整流子１間の摺動異音を抑制することができた。
【００３８】
また、ブラシ保持部６の振動により従来過度に発生していたブラシ２と整流子１との摺接摩擦についても、本発明によればこれを良好に緩和でき、その結果、ブラシ２圧接面の磨耗によるブラシ寿命の低下も同時に改善される。斯くして、ブラシ２及び整流子１がアークを発生して磨耗劣化するという従来の問題も解消される。
【００３９】
上記実施例では、錘の形状を略サイコロ型としたが、球型等の他の形状に形成することができるのは言うまでもない。
【００４０】
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施の形態を示し、ブラシ付きモータのブラシ機構の模式的斜視図。
【図２】図１のブラシ機構をブラシ付きモータに取り付けた状態を示す模式的正面図。
【図３】一実施の形態に係るブラシ付きモータの周波数応答特性を示す波形図。
【図４】一実施の形態に係るブラシ付きモータ及び従来例の双方の周波数応答特性を対比して示す波形図。
【図５】従来例のブラシ機構を示す模式的斜視図。
【図６】図５のブラシ機構をブラシ付きモータに取り付けた状態を示す模式的正面図。
【図７】従来例の周波数応答特性を示す波形図。
【符号の説明】
【００４２】
１  整流子
２  ブラシ
３  ブラシホルダ
４  取付け部
５  ブラシホルダ固定部
６  ブラシ保持部
８  モータケース
９  エンドブラケット
１０  固定具
１１  モータ軸
１３  振動子（動吸振器）
１４  弾性体
１５  錘
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006211758.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006211758.tif 000008
【図７】
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