(57)【要約】【課題】高強度で、保持具への高い取付強度が得られると共に、整流子片間を跨ぐ際に生ずる波形変動（リップル）を防止できるブラシを提供する。【解決手段】加圧成形された導電性粉末で構成され、保持具６に取り付けられる係合部３や中間部２２の厚さが、整流子と摺動接触する突条５や突条５が形成される前部２１の厚さより厚く形成されると共に、係合部３や中間部２２の前部２１より厚さ方向上側へ突出する上突出部分と前部２１より厚さ方向下側へ突出する下突出部分とにそれぞれ前後方向へ延びるＶ溝１０が形成されるブラシであり、Ｖ溝１０の形成で係合部３や中間部２２の強度が高められる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持具に取り付けられる後部の厚さが、整流子と摺動接触する摺動接触部及びその近傍の前部の厚さより厚く形成されることを特徴とするブラシ。
【請求項２】
加圧成形された導電性粉末で構成され、後部の前部より厚さ方向へ突出する突出部に前後方向へ延びる溝が形成されることを特徴とする請求項１記載のブラシ。
【請求項３】
後部の前部より厚さ方向上側へ突出する上突出部と厚さ方向下側へ突出する下突出部とにそれぞれ前後方向へ延びる溝が形成されることを特徴とする請求項２記載のブラシ。
【請求項４】
保持具に取り付けられる後部の厚さが、整流子と摺動接触する摺動接触部及びその近傍の前部の厚さより厚く形成され、後部の前部より厚さ方向へ突出する部分に前後方向へ延びる溝が形成されるブラシの製造方法であって、ダイ孔に導電性粉末を充填し、該後部の溝に対応する位置に形成された突条を有する上パンチ若しくは下パンチ若しくは上下パンチを用いて、該ダイ孔内の導電性粉末を上パンチ及び下パンチで加圧成形する工程を備えることを特徴とするブラシの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、整流子面と摺動接触するブラシ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
整流子面と摺動接触するブラシとして、例えば図５、図６に示すブラシ１がある。ブラシ１は、略直方体形である基体２の背面中央に、基体２と同一厚さで基体２より幅狭である略直方体形の係合部３が上下方向へ一体的に延設されている。基体２の摺動面に相当する前面には、上下方向へ延びる断面視弧状の凹溝４が２箇所に形成されていると共に、各凹溝４の両側、即ち、左右と中央の３箇所に、略同一間隔を開けて上下方向へ延びる突条５が形成されている。前記突条５の内、中央の突条５は断面視山形であり、左右両側の突条５は断面視で前記中央の突条５の山形の半分の形状になっている。
【０００３】
また、ブラシ１の保持具６の先端箇所には係合孔７が形成され、係合孔７の左右両側には保持片８がそれぞれ起立して形成されており、ブラシ１は、その係合部３を保持片８の起立側と反対側から係合孔７に係入され、係合孔７から突出した係合部３が左右両側からバネ状に当接する保持片８・８で保持されることにより、保持具６に取り付けられる。
【０００４】
そして、保持具６で保持されたブラシ１は、摺動接触部である各突条５を整流子面９と摺動接触する。前記構成では、ブラシ１の整流子面９との摺動接触部を幅が細い突条５とすることにより、摺動接触部の接触面積を小さくして接触圧を高め、整流不良の発生を防止している。
【０００５】
尚、特許文献１には、ブラシ摺動面の左右両側に摺動接触部として突条を形成し、前記突条の接触により、摺動接触部の接触面積を小さくして接触圧を高め、整流不良の発生を回避するブラシが記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１００４１１号公報（２頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ブラシが整流子片間を跨ぐ際に波形変動（リップル）を生ずることが知られており、波形変動は、ブラシ１の摺動接触部の厚さ（図５（ｄ）の上下方向に相当）を薄くすることで低減することが可能である。しかし、ブラシ１全体の厚さを薄くすると、ブラシ１自体の強度が低下する、係合部３の厚さが薄くなって保持片８で保持される面積が減少し、ブラシ１の保持具６への取付強度が低下する等の不具合が生ずる。そのため、高強度で、保持具への高い取付強度が得られ、且つ波形変動を防止できるブラシが求められている。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、高強度で、保持具への高い取付強度が得られると共に、整流子片間を跨ぐ際に生ずる波形変動（リップル）を防止することができるブラシ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のブラシは、保持具に取り付けられる後部の厚さが、整流子と摺動接触する摺動接触部及びその近傍の前部の厚さより厚く形成されることを特徴とし、摺動接触部及びその近傍の前部の厚さを薄く、後部の厚さを厚くするものである。前記ブラシは、例えば厚さが異なる前部から後部へ厚さが急激に増加する構成等とするが、好ましくは、前部と後部との間に前部から後部へ厚さが漸次増加する中間部を設ける構成とすると、応力集中を抑制して一層強度を高められるので好適である。
【００１０】
更に、本発明のブラシは、加圧成形された導電性粉末で構成され、後部の前部より厚さ方向へ突出する突出部に前後方向へ延びる溝が形成されることを特徴とし、より好ましくは、後部の前部より厚さ方向上側へ突出する上突出部と厚さ方向下側へ突出する下突出部とにそれぞれ前後方向へ延びる溝が形成される。尚、突出部は上側若しくは下側の一方だけに設ける構成とすることも可能である。
【００１１】
前記突出部の溝は、例えば断面視略Ｖ字形或いは略Ｕ字形等で、ある程度の幅を有するものとし、又、前記溝の深さは、突出部の突出長さと略同一の深さか、或いは前記突出部の突出長さより若干浅い程度の深さとすると好適である。更に、前記溝は、例えば上突出部に一条など突出部に一条設ける構成以外に、例えば上突出部と下突出部にそれぞれ平行な二条、三条など複数条の溝を設ける等、突出部に複数条の溝を設ける構成としてもよい。更に、突出部の突出長さは、例えば上突出部と下突出部のそれぞれの突出長さを０．５ｍｍ以上とする等、０．５ｍｍ以上とすると良好である。
【００１２】
また、本発明のブラシの製造方法は、保持具に取り付けられる後部の厚さが、整流子と摺動接触する摺動接触部及びその近傍の前部の厚さより厚く形成され、後部の前部より厚さ方向へ突出する部分に前後方向へ延びる溝が形成されるブラシの製造方法であって、ダイ孔に導電性粉末を充填し、該後部の溝に対応する位置に形成された突条を有する上パンチ若しくは下パンチ若しくは上下パンチを用いて、該ダイ孔内の導電性粉末を上パンチ及び下パンチで加圧成形する工程を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、ブラシの摺動接触部及びその近傍の前部の厚さを薄くすることにより、ブラシが整流子片間を跨ぐ際に生ずる波形変動（リップル）を防止することができ、他方に於いて、後部の厚さを厚くすることにより、ブラシ自体の高強度を確保し、且つ保持具への高い取付強度を得ることができる。
【００１４】
また、本発明は、ブラシ後部の厚さが厚いままで摺動接触部や前部の厚さを薄くするものであるから、前部と後部の厚さが厚い従来のブラシに用いていた保持具をそのまま本発明の保持具として使用することができる。従って、本発明のブラシ用に新たな保持具やそれを製造するための金型等の製造設備を設ける必要がなく、小型モータ等の低コスト化に資する。
【００１５】
また、本発明は、前部と後部とで厚さが異なる所要強度のブラシを、後部の突出部に前後方向へ延びる溝を形成することにより、切削加工等を要さずに、導電性粉末の加圧成形で得ることができる。即ち、ダイ孔の導電性粉末を上下パンチで加圧する際に、前記溝を設けない場合には、厚さが異なる前部と後部の圧力差により、クラックが発生する、薄い前部の密度が高くなる一方で厚い後部の密度が低くなって強度が低くなるという問題を生ずるが、前記パンチの突条で溝を形成しながら前記圧力差を抑制することにより、クラックの発生などブラシの損傷を防止できると共に、厚い後部の密度を増加して強度を高めることができる。更に、切削加工等の別途の整形加工を行わずに、加圧成形で前部と後部の厚さが異なるブラシを得られることから、効率的な製造工程で且つ低コストでの製造が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のブラシ及びその製造方法の実施形態について説明する。
【００１７】
本実施形態のブラシ１は、図１、図２に示すように、厚さが薄い略直方体形の前部２１と、前部２１と同幅で、前部２１の後端から後方へ向かってテーパ状に漸次厚さを増加する側面視略台形の中間部２２とで構成される基体２を有する。中間部２２の背面中央には、中間部２２の背面と同一厚さで基体２より幅狭である略直方体形の係合部３が上下方向へ一体的に延設され、係合部３は後部に相当する。
【００１８】
前部２１の摺動面に相当する前面には、上下方向へ延びる断面視弧状の凹溝４が２箇所に形成されていると共に、各凹溝４の両側、即ち、左右と中央の３箇所に、略同一間隔を開けて上下方向へ延びる突条５が形成されている。摺動接触部に相当する前記突条５の内、中央の突条５は断面視山形であり、左右両側の突条５は断面視で前記中央の突条５の山形の半分の形状になっている。
【００１９】
係合部３と中間部２２は、前部２１より厚さ方向の上側に突出する上突出部分と、前部２１より厚さ方向の下側へ突出する下突出部分とを有し、前記上突出部分と下突出部分には、それぞれ前後方向へ延びる正面視Ｖ字形のＶ溝１０が前記突出部分を貫いて形成されている。Ｖ溝１０の深さは、係合部３や中間部２２の前記上突出部分や下突出部分の突出量に対応する深さになっており、Ｖ溝２０の底部は前部２１の上面や下面と略同一平面内に位置するようになっている。尚、Ｖ溝１０の開口端の幅は例えば係合部３の幅の略半分程度とし、Ｖ字の切込角度は例えば３０度〜８０度程度とする。
【００２０】
また、図２に示すように、ブラシ１の保持具６の先端箇所には係合孔７が形成され、係合孔７の左右両側には保持片８がそれぞれ起立して形成されており、ブラシ１は、その係合部３を保持片８の起立側と反対側から係合孔７に係入され、係合孔７から突出した係合部３が左右両側からバネ状に当接する保持片８・８で保持されることにより、保持具６に取り付けられる。
【００２１】
そして、保持具６で保持されたブラシ１は、摺動接触部である各突条５を図に省略した回転する整流子の整流子面９と摺動接触する。
【００２２】
上記ブラシ１は、ブラシ１の突条５や突条５が形成された前部２１の厚さを薄くすることにより、ブラシ１が整流子片間を跨ぐ際に生ずる波形変動（リップル）を防止することができる。更に、係合部３や中間部２２の厚さを前部２１より厚くすることにより、ブラシ１の高強度を確保し、且つ保持片８による保持面積の確保等で保持具６への高い取付強度を得ることができる。更に、既存の保持具６に取付可能であるから、低コスト化に資する。
【００２３】
次に、上記ブラシ１の製造方法について説明する。
【００２４】
ブラシ１を製造する際には、例えば図３に示すダイス１０１と上パンチ１０３、下パンチ１０４を用いる。ダイス１０１の中央に設けられたダイ孔１０２、及び上パンチ１０３、下パンチ１０４の平面視の外形形状は、ブラシ１の平面視の外形と同一形状であり、また、上パンチ１０３と下パンチ１０４の押圧面には、ブラシ１の中間部２２に対応する傾斜面や、Ｖ溝１０を形成するための山形の突条１０５が形成されている。
【００２５】
そして、ダイス１０１のダイ孔１０２に下方から下パンチ１０４を挿入して所定位置で固定し、下パンチ１０４の押圧面を下面とするダイ孔１０２内に上側から導電性粉末を充填する。前記導電性粉末には、適宜のものを用いることが可能であり、例えば銅、アルミニウム、錫、銀、鉄、ニッケル等の金属粉末と、カーボンブラック、天然黒鉛、コークス類等の黒鉛粉末とに、合成樹脂類などのバインダーを加え、更に必要に応じて二硫化モリブデン、窒化硼素などの潤滑剤を加えて混連し造粒したものを用いる。
【００２６】
その後、上方から上パンチ１０３をダイ孔１０２に挿入し、図４に示すように、ダイ孔１０２内に於いて、上パンチ１０３の押圧面と下パンチ１０４の押圧面で導電性粉末を加圧成形する。前記導電性粉末の加圧成形では、加圧成形体１ａの前部２１の厚さが、後部に相当する係合部３や中間部２２の厚さよりも薄くなっているため、通常は、加圧によって、薄い前部２１の導電性粉末の密度が高く、厚い係合部３や中間部２２の導電性粉末の密度が低くなり、密度差に起因するクラック等の損傷が生じたり、強度が低下する。しかし、本製造方法では、上パンチ１０３、下パンチ１０４の押圧面の突条１０５で加圧成形時に加圧成形体１ａにＶ溝１０を形成することにより、Ｖ溝１０の両側に位置する厚い係合部３や中間部２２に導電性粉末を寄せて密度を高めることが可能であり、前部２１の導電性粉末の密度と係合部３や中間部２２の導電性粉末の密度を平準化する、換言すれば加圧成形体１ａの各部により平準化した圧力を加えて成形することができる。従って、密度差に起因する損傷の発生や強度低下を防止することができる。
【００２７】
その後、前記加圧成形体１ａをダイ孔１０２内から取り出して焼成し、ブラシ１を完成する。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、例えばＯＡ機器等で用いる小型モータのブラシ等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態のブラシの正面図、（ｂ）は同図（ａ）のブラシの平面図、（ｃ）は同図（ａ）のブラシの側面図、（ｄ）は同図（ａ）のブラシの背面図。
【図２】（ａ）は本発明の実施形態のブラシを保持具に取り付けた状態を示す側面図、（ｂ）は同図（ａ）のブラシ及びその周辺領域の平面図。
【図３】本実施形態のブラシを成形するダイス及び上下パンチの斜視説明図。
【図４】（ａ）は図３のＡ方向から視たブラシの成形状態を示す断面図、（ｂ）は図３のＢ方向から視たブラシの成形状態を示す断面図、（ｃ）は図３のＣ方向から視たブラシの成形状態を示す断面図。
【図５】（ａ）は従来例のブラシの正面図、（ｂ）は同図（ａ）のブラシの平面図、（ｃ）は同図（ａ）のブラシの側面図、（ｄ）は同図（ａ）のブラシの背面図。
【図６】（ａ）は従来例のブラシを保持具に取り付けた状態を示す側面図、（ｂ）は同図（ａ）のブラシ及びその周辺領域の平面図。
【符号の説明】
【００３０】
１  ブラシ
１ａ  加圧成形体
２  基体
２１  前部
２２  中間部
３  係合部
４  凹溝
５  突条
６  保持具
７  係合孔
８  保持片
９  整流子面
１０  Ｖ溝
１０１  ダイス
１０２  ダイ孔
１０３  上パンチ
１０４  下パンチ
１０５  突条
【図１】
2006204018.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006204018.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006204018.tif 000007
【図６】
2006204018.tif 000008