(57)【要約】【課題】コンミテータとブラシとの摺接において当接する位置を安定させることができるブラシ装置および電動モータを提供する。【解決手段】ブラシ装置は、コンミテータに摺接する摺接方向に対し略直角の方向にて互いに隣接して直列的に配置された第１および第２ブラシ（４１，４２）を有するブラシユニット４０を備える。そして、第１ブラシ４１において、コンミテータと摺接する摺接４１ａ面は、後端部４１ｃに対し前端部４１ｂがコンミテータに向けて突出している。また、第２ブラシ４２において、コンミテータと摺接する摺接面４２ａは、前端部４２ｂに対し後端部４２ｃがコンミテータに向けて突出している。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータに備わるコンミテータに摺接し、前記コンミテータを介して前記電動モータに電力を供給するブラシ装置において、
前記ブラシ装置は、前記コンミテータに摺接する摺接方向に対し略直角の方向にて互いに隣接して直列的に配置された第１および第２ブラシを有するブラシユニットを備え、
前記第１ブラシにおいて、前記コンミテータと摺接する摺接面は、後端部に対し前端部が突出し、
前記第２ブラシにおいて、前記コンミテータと摺接する摺接面は、前端部に対し後端部が突出していることを特徴とするブラシ装置。
【請求項２】
前記ブラシ装置は、前記ブラシユニットが立設されるとともに、前記第１および第２ブラシに備わる各ピグテールがともに接続され、前記電動モータに供給される電力が通電される導電部材が一体的に設けられている本体部、を備えていることを特徴とする請求項１に記載のブラシ装置。
【請求項３】
前記ブラシユニットは、前記第１および第２ブラシを内包するブラシホルダと、前記ブラシホルダ内に配置され、前記第１および第２ブラシの双方に対し付勢力を与えるバネ部材と、を備えることを特徴とする請求項２に記載のブラシ装置。
【請求項４】
前記ブラシ装置に備わる前記本体部は略平板状に形成され、前記第１ブラシのピグテールは前記本体部の上面側から前記導電部材に接続され、前記第２ブラシのピグテールは前記本体部の下面側から前記導電部材に接続されることを特徴とする請求項３に記載のブラシ装置。
【請求項５】
電動モータに備わるコンミテータに対し径方向から摺接し、前記コンミテータを介して前記電動モータに電力を供給するブラシを有するブラシ装置において、
前記ブラシ装置は、上下方向に隣接して配置された第１および第２ブラシを有するブラシユニットを備え、
前記第１ブラシにおいて、前記コンミテータと摺接する摺接面は、周方向の後端部に対し前端部が径方向内側に向けて突出し、
前記第２ブラシにおいて、前記コンミテータと摺接する摺接面は、周方向の前端部に対し後端部が径方向内側に向けて突出していることを特徴とするブラシ装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載されたブラシ装置を備える電動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ブラシ装置および電動モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、図１１に示すようにブラシ付電動モータ１００は、内壁にマグネットが取り付けられているモータハウジングと、モータハウジング内に回転自在に配置されているアーマチュア１０１と、アーマチュア１０１に電力を供給するブラシ装置１１０と、を備えている。アーマチュア１０１は、モータ軸１０２が嵌挿されているアーマチュアコアと、アーマチュアコアに巻装される巻線と、モータ軸１０２に取り付けられるとともに巻線が接続されているコンミテータ１０４と、を備えている。そして、ブラシ装置１１０に備えられているブラシ１１１がコンミテータ１０４に摺接し、ブラシ１１１からコンミテータ１０４を介してアーマチュア１０１の巻線に電力が供給される（例えば、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２００６−３０４４２８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、上述の従来技術にあっては、コンミテータ１０４に摺接するブラシ１１１の端面である摺接面１１２が、コンミテータの回転方向である摺接方向において、全体的に接触しない場合がある。図１２は、図１１において破線Dにて示されるコンミテータ１０４とブラシ１１１との摺接部分を示す拡大図である。電動モータ１００においては、ブラシホルダステー１１５およびブラシホルダ１１６の形状、並びにブラシ１１１の摺接面１１２の形状および精度にバラツキが生じてしまうことがある。そのため、コンミテータ１０４とブラシ１１１の摺接状態が、上記のバラツキのために変化してしまうことがある。
【０００５】
すなわち、例えば、図１２（ａ）に示されるように、コンミテータ１０４とブラシ１１１とが、ブラシ１１１の摺接面１１２において摺接方向の全体に渡り当接する場合のみならず、同図（ｂ）に示されるように、コンミテータ１０４とブラシ１１１とが、ブラシ１１１の摺接面１１２において摺接方向の前端部１１３のみで当接する場合、または、同図（ｃ）に示されるように、コンミテータ１０４とブラシ１１１とが、ブラシ１１１の摺接面１１２において摺接方向の後端部１１４のみで当接する場合がある。なお、このように、コンミテータ１０４とブラシ１１１との当接する位置が変化し易いのは、特に、コンミテータ１０４とブラシ１１１との摺接状態が安定しない電動モータ１００の駆動初期においてである。
【０００６】
上記のように、コンミテータ１０４とブラシ１１１の当接する位置が変化してしまうことにより、進角ズレや電磁バランスが崩れてしまい、電動モータ１００の出力性能が安定しないという課題がある。
【０００７】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、コンミテータとブラシとの摺接において当接する位置を安定させることができるブラシ装置および電動モータを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明のブラシ装置は、電動モータに備わるコンミテータに摺接し、前記コンミテータを介して前記電動モータに電力を供給するブラシ装置において、前記ブラシ装置は、前記コンミテータに摺接する摺接方向に対し略直角の方向にて互いに隣接して直列的に配置された第１および第２ブラシを有するブラシユニットを備え、前記第１ブラシにおいて、前記コンミテータと摺接する摺接面は、所定の摺接方向の後端部に対し前端部が突出し、前記第２ブラシにおいて、前記コンミテータと摺接する摺接面は、前記所定の摺接方向の前端部に対し後端部が突出していることを特徴とする。また、上記のブラシ装置を備えた電動モータであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、コンミテータが回転する摺接方向に対し、略直角の方向に第１および第２ブラシが直列的に配置される。そして、第１ブラシは摺接面の前端部が後端部に対して突出し、前端部がコンミテータに確実に当接するとともに、第２ブラシは摺接面の後端部が前端部に対して突出し、後端部がコンミテータに確実に当接する。このように構成することで、ブラシの前端部と後端部がコンミテータに確実に当接することにより、コンミテータとブラシの当接位置を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態における電動モータの断面図である。
【図２】本発明の実施形態におけるブラシ装置の斜視図である。
【図３】図２において示されるブラシ装置の裏面を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態におけるホルダーステーの斜視図である。
【図５】本発明の実施形態における第１ブラシを示す正面図である。
【図６】本発明の実施形態における第２ブラシを示す正面図である。
【図７】本発明の実施形態におけるブラシユニットの構成を示す展開斜視図である。
【図８】本発明の実施形態におけるブラシユニットの斜視図である。
【図９】本発明のブラシ装置の正面図である。
【図１０】図９にて「Ａ」にて示される部分の拡大図である。
【図１１】従来の電動モータを示す図である。
【図１２】図１１にて「Ｄ」にて示される部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、この発明の電動モータ１の実施形態を図１に基づいて説明する。図１に示されるように、電動モータ１は、第１および第２ハウジング（7，８）と、第１および第２ハウジング（7，８）にそれぞれ取り付けられている軸受（１０，１１）と、第１ハウジング７の内壁に取り付けられている複数のマグネット９と、ハウジング（７，８）内に配置され、軸受（１０，１１）により回転自在に軸支されているアーマチュア２と、アーマチュア２に電力を供給するブラシ装置２０とを備える。なお、第１および第２ハウジング（7，８）は互いにネジ（１２，１３）により嵌合している。
【００１２】
アーマチュア２は、モータ軸３が嵌挿されているアーマチュアコア４と、アーマチュアコア４に巻装されている巻線６と、モータ軸３に取り付けられているとともに巻線６が接続されているコンミテータ５と、を備える。ブラシ装置２０は、本体部としてのホルダーステー３０と、ホルダーステー３０に立設して取り付られている正極および負極ブラシユニット（４０，５０）とを備える。そして、正極および負極ブラシユニット（４０，５０）は、ブラシ（４１，４２，５１，５２）をそれぞれ備えており、これらのブラシ（４１，４２，５１，５２）がそれぞれコンミテータ５に摺接している。
【００１３】
以下、ブラシ装置２０の詳細について、図２から図４に基づき説明する。図２は、本発
明の実施形態におけるブラシ装置を上面側から見た斜視図であり、図３は、本発明の実施形態におけるブラシ装置を下面側から見た斜視図である。図２および図３に示されるように、ブラシ装置２０は、平板状のホルダーステー３０と、ホルダーステー３０に互いに対向した位置にてホルダーステー３０に取り付けられている正極および負極ブラシユニット（４０，５０）を備えている。
【００１４】
正極ブラシユニット４０は、第１および第２ブラシ（４１，４２）と、第１および第２ブラシ（４１，４２）の双方にコンミテータ５に向けて付勢力を与えるバネ４４と、第１および第２ブラシ（４１，４２）並びにバネ４４を内包するとともに、ホルダーステー３０に取り付けられるブラシホルダ４３と、を備える。同様に、負極ブラシユニット５０は、第１および第２ブラシ（５１，５２）と、第１および第２ブラシ（５１，５２）の双方にコンミテータ５に向けて付勢力を与えるバネ５４と、第１および第２ブラシ（５１，５２）並びにバネ５４を内包するとともに、ホルダーステー３０に取り付けられるブラシホルダ５３と、を備える。
【００１５】
また、図４に示されるように、ホルダーステー３０は、樹脂からなるステー本体３１と、導電性材料から形成され、ステー本体３１においてそれぞれ対向した位置に内包配置されている導電部材としての正極および負極バスバー（３２，３３）と、を備える。そして、正極および負極バスバー（３２，３３）の端部であるフック部（３２ａ，３３ａ）はそれぞれステー本体３１から突出配置されており、外部電源からの電力線（図示せず）が接続される。また、正極および負極バスバー（３２，３３）の一部である接続部（３２ｂ，３２ｃ，３３ｂ，３３ｃ）は、ステー本体３１から外部に露出されている。
【００１６】
図２および図３に示されるように、正極ブラシユニット４０に備わる第１および第２ブラシ（４１，４２）には、それぞれピグテール（４１d，４２ｄ）が設けられている。そして、第１ブラシ４１のピグテール４１ｄは、ステー本体３１の上方側に向けて突出するとともに屈曲し、ホルダーステー３０の上面３０ａ側からホルダーステー３０に内包されている正極バスバー３２の接続部３２ｂにハンダにより接続されている。そして、第２ブラシ４２のピグテール４２ｄは、ステー本体３１の下方側に向けて突出するとともに屈曲し、ホルダーステー３０の下面３０ｂ側からホルダーステー３０に内包されている正極バスバー３２の接続部３２ｃにハンダにより接続されている。
【００１７】
同様に、負極ブラシユニット５０に備わる第１および第２ブラシ（５１，５２）には、それぞれピグテール（５１d，５２ｄ）が設けられている。そして、第１ブラシ５１のピグテール５１ｄは、ステー本体３１の上方側に向けて突出するとともに屈曲し、ホルダーステー３０の上面３０ａ側からホルダーステー３０に内包されている負極バスバー３３の接続部３３ｂにハンダにより接続されている。そして、第２ブラシ５２のピグテール５２ｄは、ステー本体３１の下方側に向けて突出するとともに屈曲し、ホルダーステー３０の下面３０ｂ側からホルダーステー３０に内包されている負極バスバー３３の接続部３３ｃにハンダにより接続されている。
【００１８】
上記のように、正極ブラシユニット４０に備わる第１および第２ブラシ（４１，４２）および負極ブラシユニット５０に備わる第１および第２ブラシ（５１，５２）が、正極および負極バスバー（３２，３３）に接続されることにより、正極および負極バスバー（３２，３３）のフック部（３２ａ，３３ａ）から供給される電力が、順に、正極および負極バスバー（３２，３３）、正極ブラシユニット４０に備わる第１および第２ブラシ（４１，４２）または負極ブラシユニット５０に備わる第１および第２ブラシ（５１，５２）を経由してアーマチュア２に供給される。
【００１９】
次に、図５および図６に基づき第１および第２ブラシ（４１，５１，４２，５２）の詳
細について説明する。図５および図６により、正極ブラシユニット４０に配置されている第１ブラシ４１および第２ブラシ４２の構造が示される。なお、負極ブラシユニット５０に配置されている第１ブラシ５１および第２ブラシ５２の構造は、正極ブラシユニット４０に配置されている第１ブラシ４１および第２ブラシ４２と略同一である。そのため、正極ブラシユニット４０に配置されている第１ブラシ４１および第２ブラシ４２についてのみ説明し、負極ブラシユニット５０に配置されている第１ブラシ５１および第２ブラシ５２については説明を省略する。
【００２０】
図５は、第１ブラシ４１を上方から見たときの正面図である。図５に示すように、第１ブラシ４１は、上面４１ｅから引き出されるようにピグテール４１ｄが取り付け配置されている。そして、コンミテータ５と摺接する第１ブラシ４１の摺接面４１ａは、オフセット線Ｚ１を曲率中心とする半径Ｒ１の円弧面となるように加工形成されている。ここで、オフセット線Ｚ１は、第１ブラシ４１の中心線Ｗ１から所定の摺接方向Ｘに長さＬ１オフセットした仮想線である。このように摺接面４１ａが加工形成されているため、所定の摺接方向において先にコンミテータ５の所定部位に当接する摺接面４１ａの前端部４１ｄは、前端部４１ｄの後にコンミテータ５の所定部位に当接する後端部４１ｃに対して長さｄ１だけ長手方向に突出している。なお、上記においては、便宜上、所定の方向を摺接方向Ｘとして、前後端部（４１ｄ，４１ｃ）を示している。そのため、上記に対し反対の方向を摺接方向とした場合には、前後端部（４１ｄ，４１ｃ）の位置は反対となる。
【００２１】
図６は、第２ブラシ４２を上方から見たときの正面図である。図６に示すように、第２ブラシ４２は、下面４２ｅから引き出されるようにピグテール４２ｄが取り付け配置されている。そして、コンミテータ５と摺接する第２ブラシ４２の摺接面４２ａは、オフセット線Ｚ２を曲率中心とする半径Ｒ２の円弧面となるように加工形成されている。ここで、オフセット線Ｚ２は、第２ブラシ４２の中心線Ｗ２から所定の摺接方向Ｘに長さＬ２オフセットした仮想線である。このように摺接面４２ａが加工形成されているため、所定の摺接方向において後にコンミテータ５の所定部位に当接する摺接面４２ａの後端部４２ｃは、後端部４２ｃより先にコンミテータ５の所定部位に当接する前端部４２ｂに対して長さｄ１だけ長手方向に突出している。なお、上記において所定の方向を摺接方向Ｘとして、前後端部（４２ｄ，４２ｃ）を示している。そのため、上記に対し反対の方向を摺接方向とした場合には、前後端部（４２ｄ，４２ｃ）の位置は反対となる。
【００２２】
次に、図７および図８に基づき正極ブラシユニット４０の詳細について説明する。なお、負極ブラシユニット５０は、正極ブラシユニット４０と略同一の構造であるため、正極ブラシユニット４０について以下説明し、負極ブラシユニット５０については説明を省略する。図７に示されるように、正極ブラシユニット４０は、コンミテータ５と摺接する摺接方向Ｘに対し、直角する方向に隣接して配置された第１および第２ブラシ（４１，４２）を備えている。
【００２３】
本実施の形態では、円筒型（シリンダータイプ）のコンミテータ５が用いられている。そのため、第１および第２ブラシ（４１，４２）は、直角する方向として上下方向に隣接して配置されている。このように、上下方向に配置されることにより円筒型のコンミテータ５に対して、コンミテータ５の略同じ部位に第１および第２ブラシ（４１，４２）を摺接させることができる。なお、円盤型（ディスクタイプ）のコンミテータが用いられる電動モータにおいては、第１および第２ブラシは、直角する方向として径方向に隣接して配置される。このように、径方向に配置されることにより円盤型のコンミテータに対して、コンミテータの略同じ部位に第１および第２ブラシを摺接させることができる。
【００２４】
また、正極ブラシユニット４０は、第１および第２ブラシ（４１，４２）の双方にコンミテータ５に対して付勢力を与えるバネ部材４４を備えており、第１および第２ブラシ（
４１，４２）およびバネ部材４４は、ブラシホルダ４３内に内包される。
【００２５】
上記のように構成される正極ブラシユニット４０は、図８に示されるように、上側に第１ブラシ４１が配置され、下側に第２ブラシ４２が配置される。このとき、第１ブラシ４１においては、コンミテータ５と摺接する摺接面４１ａにおいて、所定の摺接方向Ｘに対し後端部４１ｃに対し前端部４１ｂがコンミテータ５に向けて突出する。また、第２ブラシ４２においては、コンミテータ５と摺接する摺接面４２ａにおいて、所定の摺接方向Ｘに対し前端部４２ｂに対し後端部４２ｃがコンミテータ５に向けて突出する。
【００２６】
次に、本発明の実施形態におけるブラシ装置２０およびこのブラシ装置２０が用いられている電動モータ１が有する効果について、図９および図１０に基づき説明する。図９は、ブラシ装置２０の第１および第２ブラシ（４１，４２，５１，５２）とコンミテータ５との摺接状態を示す図であり、図１０は、図９にて「Ａ」にて示される部分（正極ブラシユニット４０とコンミテータ５）の拡大図である。
【００２７】
上記に示すように、第１ブラシ４１においては、コンミテータ５と摺接する摺接面４１ａにおいて、所定の摺接方向Ｘに対し後端部４１ｃに対し前端部４１ｂがコンミテータ５に向けて突出する。また、第２ブラシ４２においては、コンミテータ５と摺接する摺接面４２ａにおいて、所定の摺接方向Ｘに対し前端部４２ｂに対し後端部４２ｃがコンミテータ５に向けて突出する。そのため、第１ブラシ４１の前端部４１ｂと第２ブラシ４２の後端部４２ｃは、常に、確実にコンミテータ５に当接することとなる。これにより、コンミテータとブラシの当接位置を安定させることができる。
【符号の説明】
【００２８】
１  電動モータ
２  アーマチュア
５  コンミテータ
２０  ブラシ装置
３０  ホルダーステー（本体部）
３１  ステー本体
３２  正極バスバー（導電部材）
３３  負極バスバー（導電部材）
４０  正極ブラシユニット
４１  第１ブラシ
４１ａ  摺接面
４１ｂ  前端部
４１ｃ  後端部
４１ｄ  ピグテール
４２  第２ブラシ
４２ａ  摺接面
４２ｂ  前端部
４２ｃ  後端部
４２ｄ  ピグテール
４３  ブラシホルダ
４４  バネ
５０  負極ブラシユニット
５１  第１ブラシ
５１ａ  摺接面
５１ｂ  前端部
５１ｃ  後端部
５１ｄ  ピグテール
５２  第２ブラシ
５２ａ  摺接面
５２ｂ  前端部
５２ｃ  後端部
５２ｄ  ピグテール
５３  ブラシホルダ
５４  バネ
【図１】
2011182507.tif 000003
【図２】
2011182507.tif 000004
【図３】
2011182507.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011182507.tif 000009
【図８】
2011182507.tif 000010
【図９】
2011182507.tif 000011
【図１０】
2011182507.tif 000012
【図１１】
2011182507.tif 000013
【図１２】
2011182507.tif 000014