(57)【要約】【課題】整流子に対する各ブラシの接触圧の偏差を抑制し、ブラシの磨耗を均等化する。【解決手段】電動モータ１は、ハウジング２、整流子３、ブラシ４、可動ホルダ５、加圧部材６及びホルダ案内部７を備える。２個のブラシ４は、整流子３を挟んで直径方向の両側に配置し、それぞれ整流子３の外周面に接触させる。可動ホルダ５は、各ブラシ４を変位可能に支持する２個のブラシ支持部５Ａと、これらのブラシ支持部５Ａを連結した連結部５Ｂとを備える。可動ホルダ５は、ハウジング２の各ホルダ案内部７により変位可能に支持する。これにより、回転中心の位置ずれ、加圧部材６の特性ばらつき等が存在する場合でも、これらの要因を可動ホルダ５の変位により吸収し、整流子３に対する各ブラシ４の接触圧を均等化することができる。【選択図】図１
2015133876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
軸線を有する円形状に形成され、前記ハウジングにより前記軸線を中心として回転可能に支持された整流子と、
互いに離間した位置で前記整流子の外周面に接触する複数のブラシと、
前記ハウジングにより前記整流子の径方向に変位可能に支持されると共に、前記各ブラシをそれぞれ前記整流子の径方向に変位可能に支持する可動ホルダと、
前記可動ホルダに設けられ、前記各ブラシをそれぞれ前記整流子の外周面に向けて加圧する加圧部材と、
を備えた電動モータ。
【請求項２】
前記可動ホルダは、
前記整流子を挟んで直径方向の両側に配置され、それぞれ前記ブラシを変位可能に支持する２個のブラシ支持部と、
前記各ブラシ支持部を連結した連結部と、
を備えてなる請求項１に記載の電動モータ。
【請求項３】
前記可動ホルダの各ブラシ支持部は、前記加圧部材を兼ねる弾性材料により形成し、前記ブラシを弾性力により前記整流子に向けて加圧する構成としてなる請求項２に記載の電動モータ。
【請求項４】
前記ハウジングには、前記可動ホルダを変位可能に支持すると共に前記可動ホルダの変位方向を前記整流子の径方向のみに制限するホルダ案内部を設けてなる請求項１から３のうち何れか１項に記載の電動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシと整流子とを備えた電動モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、例えば特許文献１に記載されているように、ブラシと整流子とを備えた電動モータが知られている。従来技術では、回転体であるロータに電流を流すために、ステータ側のブラシとロータ側の整流子とを摺動可能に接触させ、複数個所に配置したバネ等の加圧部材によりブラシを整流子に押し付ける構成としている。また、従来技術では、個々の加圧部材がそれぞれ独立した状態でブラシを加圧することにより、各加圧部材の加圧力が他の加圧部材に影響しないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６２‐１５９１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来技術の電動モータには、各部品の寸法及び形状の誤差に起因する回転中心のずれ、加圧部材の特性ばらつき等が存在する。このため、整流子に対する各ブラシの接触圧には偏差が生じ易くなり、接触力を同じ大きさに揃えるのは難しい。この結果、従来技術では、接触圧が相対的に大きなブラシの磨耗が他のブラシよりも進行し易くなるので、特定のブラシのみが早期に磨耗することがあり、電動モータの製品寿命が短くなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、整流子に対する各ブラシの接触圧の偏差を抑制し、ブラシの磨耗を均等化することができ、製品寿命を延ばすことが可能な電動モータ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】
【０００６】
本発明に係る電動モータは、ハウジングと、軸線を有する円形状に形成され、ハウジングにより軸線を中心として回転可能に支持された整流子と、互いに離間した位置で整流子の外周面に接触する複数のブラシと、ハウジングにより整流子の径方向に変位可能に支持されると共に、各ブラシをそれぞれ整流子の径方向に変位可能に支持する可動ホルダと、可動ホルダに設けられ、各ブラシをそれぞれ整流子の外周面に向けて加圧する加圧部材と、を備えている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ハウジングに対して変位可能な可動ホルダを設け、各ブラシを可動ホルダにより変位可能に支持する構成としたので、回転中心の位置ずれ、加圧部材の特性ばらつき等が存在する場合でも、これらの要因を可動ホルダの変位により吸収し、整流子に対する各ブラシの接触圧を均等化することができる。従って、特定のブラシのみが早期に磨耗するのを抑制し、各ブラシの磨耗状態を揃えることができ、電動モータの製品寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１による電動モータを中心軸線と垂直な平面で破断した断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１において、整流子の回転中心がずれた場合に、各ブラシの接触圧に偏差が生じる状態を示す動作説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１において、可動ホルダの変位により回転中心のずれが吸収され、各ブラシの接触圧が均等化される状態を示す動作説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１において、可動ホルダの変位が制限されている状態を示す動作説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２による電動モータを図１と同様位置からみた断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２において、整流子の回転中心がずれた場合に、各ブラシの接触圧に偏差が生じる状態を示す動作説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２において、可動ホルダの変位により回転中心のずれが吸収され、各ブラシの接触圧が均等化される状態を示す動作説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２において、可動ホルダの変位が制限されている状態を示す動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、図１から図４を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。なお、本明細書で使用する各図においては、共通する要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略するものとする。まず、図１は、本発明の実施の形態１による電動モータを中心軸線と垂直な平面で破断した断面図である。この図に示すように、本実施の形態の電動モータ１は、ハウジング２、整流子３、ブラシ４、可動ホルダ５、加圧部材６及びホルダ案内部７を備えている。
【００１０】
ハウジング２は、電動モータ１の外郭を構成するもので、円筒状の横断面を有している。ハウジング２の内部には、図示しないステータ、ロータ及び回転軸が収容され、回転軸は、ロータに固定された状態でハウジング２により回転可能に支持されている。整流子３は、例えば円弧状をなす２個の電極により構成され、全体として円形状または円筒状に形成されると共に、回転軸に同軸に固定されている。即ち、整流子３は、その軸線を中心として回転軸と共に回転するように構成されている。
【００１１】
ブラシ４は、整流子３の各電極に通電するもので、例えば導電性材料により円柱状に形成され、互いに離間した位置でハウジング２側に固定されている。各ブラシ４は、整流子３を挟んで直径方向の両側に配置されると共に、それぞれ整流子３の外周面に接触し、整流子３と電気的に接続されている。電動モータ１の作動時には、整流子３が２個のブラシ４と接触しながら、回転軸と共に回転する。これにより、整流子３の個々の電極と接触するブラシ４が交互に入替わり、ブラシ４及び整流子３を介してロータに通電される電流の極性が周期的に反転するようになっている。
【００１２】
可動ホルダ５は、各ブラシ４を変位可能に支持しつつ、自らもハウジング２に対して変位するもので、略コ字状の横断面形状を有する部材により形成されている。また、可動ホルダ５は、例えば略筒状に形成された２個のブラシ支持部５Ａと、これらのブラシ支持部５Ａを連結した連結部５Ｂとを備えている。２個のブラシ支持部５Ａは、整流子３を挟んで直径方向の両側に配置され、それぞれ整流子３に面して開口する凹部を備えている。これらの凹部には、ブラシ４が整流子３の直径方向に変位可能な状態で収容されると共に、ブラシ４を整流子３の外周面に向けて加圧するバネ等の加圧部材６が収容されている。これにより、各ブラシ４は、可動ホルダ５により支持された状態で、整流子３との位置関係及び加圧部材６の加圧力に応じて整流子３の直径方向に変位することができる。
【００１３】
ホルダ案内部７は、可動ホルダ５を変位可能に支持しつつ、当該可動ホルダ５の変位方向を整流子３の特定の直径方向のみに制限するものである。なお、特定の直径方向とは、整流子３の任意の直径方向のうち、各ブラシ支持部５Ａが対向する方向を意味している。ホルダ案内部７は、整流子３の直径方向の両側となる位置でハウジング２に設けられ、それぞれ整流子３の直径方向に沿って筒状に延びている。そして、各ホルダ案内部７には、可動ホルダ５の各ブラシ支持部５Ａが変位可能に嵌合されている。これにより、可動ホルダ５は、ハウジング２に対して前記特定の直径方向のみに変位することができる。
【００１４】
本実施の形態による電動モータ１は上述のような構成を有するもので、次に、図２から図４を参照しつつ、可動ホルダ５の作動について説明する。図２は、整流子の回転中心がずれた場合に、各ブラシの接触圧に偏差が生じる状態を示す動作説明図である。図３は、可動ホルダの変位により回転中心のずれが吸収され、各ブラシの接触圧が均等化される状態を示す動作説明図である。
【００１５】
まず、電動モータ１の作動時には、図２に示すように、例えば回転軸の軸倒れ等のような想定外の要因により、整流子３の回転中心が規定の位置から矢示方向にずれることがある。この場合には、一方（例えば、右側）のブラシ４と比較して、他方（左側）のブラシ４がブラシ支持部５Ａから突出した状態となり、整流子３に対する各ブラシ４の接触圧に偏差が生じ易い。この状態では、ブラシ４から加圧部材６を介して可動ホルダ５に作用する接触圧の反力が各ブラシ４間で不均等となる。これにより、可動ホルダ５は、図３に示すように、ハウジング２に対してブラシ４及び加圧部材６と共に変位する。このときの変位方向は、接触圧の偏差を減少させる方向（矢示方向）となる。
【００１６】
この結果、回転中心の位置ずれは、可動ホルダ５の変位により吸収され、各ブラシ４は、ブラシ支持部５Ａから同等に突出した状態で、互いに等しい接触圧をもって整流子３に接触するようになる。一方、図４は、可動ホルダの変位が制限されている状態を示す動作説明図である。可動ホルダ５は、整流子３の直径方向以外の方向に変位する動作がホルダ案内部７により制限されている。このため、図４に示すように、可動ホルダ５の変位方向と異なる方向に回転中心の位置ずれが生じた場合には、可動ホルダ５の変位は生じない。
【００１７】
上述したように、本実施の形態によれば、ハウジング２に対して変位可能な可動ホルダ５を設け、各ブラシ４を可動ホルダ５により変位可能に支持する構成としている。これにより、回転中心の位置ずれ、加圧部材６の特性ばらつき等が存在する場合でも、これらの要因を可動ホルダ５の変位により吸収し、整流子３に対する各ブラシ４の接触圧を均等化することができる。従って、特定のブラシ４のみが早期に磨耗するのを抑制し、各ブラシ４の磨耗状態を揃えることができ、電動モータ１の製品寿命を延ばすことができる。
【００１８】
また、可動ホルダ５は、２個のブラシ支持部５Ａと連結部５Ｂとを備えているので、整流子３の両側に位置する各ブラシ４を簡単な構造で変位可能に支持することができる。また、ハウジング２のホルダ案内部７により、可動ホルダ５の変位方向を整流子３の特定の直径方向のみに制限する構成としたので、ブラシ支持部５Ａ及びブラシ４が想定外の方向に変位したり、これらの部材にがたつきが生じるのを抑制し、整流子３とブラシ４との接触状態を安定させることができる。
【００１９】
実施の形態２．
次に、図５から図８を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態は、可動ホルダの一部が加圧部材を兼ねる構成としたことを特徴としている。図５は、本発明の実施の形態２による電動モータを図１と同様位置からみた断面図である。この図に示すように、本実施の形態の電動モータ１１は、前記実施の形態１とほぼ同様に構成されているものの、可動ホルダ５、加圧部材６及びホルダ案内部７に代えて、可動ホルダ１５及びホルダ案内部１６を備えている。
【００２０】
可動ホルダ１５は、各ブラシ４を変位可能に支持しつつ、自らもハウジング２に対して変位するもので、ばね性を有する金属材料、樹脂材料等を用いて略コ字状に形成されている。また、可動ホルダ１５は、整流子３を挟んで直径方向の両側に配置された２個のブラシ支持部１５Ａと、これらのブラシ支持部１５Ａを連結した連結部１５Ｂとを備えている。各ブラシ支持部１５Ａは、連結部１５Ｂの両端側から直角に近い角度で屈曲して整流子３の両側位置まで延在しており、各ブラシ支持部１５Ａの先端部には、それぞれ整流子３と対面する位置にブラシ４が固定されている。
【００２１】
そして、可動ホルダ１５は、各ブラシ支持部１５Ａが互いに離間する方向に弾性変形した状態でハウジング２に取付けられ、２個のブラシ４は、各ブラシ支持部１５Ａが互いに近接する方向の弾性力（弾性復元力）により整流子３に向けて加圧されている。即ち、本実施の形態では、可動ホルダ１５のうち少なくとも各ブラシ支持部１５Ａが加圧部材を兼ねる構成となっている。
【００２２】
ホルダ案内部１６は、実施の形態１と同様に、可動ホルダ１５を変位可能に支持しつつ、当該可動ホルダ１５の変位方向を整流子３の特定の直径方向のみに制限するものである。ホルダ案内部１６は、可動ホルダ１５の連結部１５Ｂに対応する位置でハウジング２に設けられ、前記特定の直径方向と平行に延びた溝または穴を有している。可動ホルダ１５の連結部１５Ｂは、ホルダ案内部１６の溝または穴に嵌合された状態で、前記特定の直径方向のみに変位することができる。
【００２３】
このように構成される本実施の形態でも、図６から図８に示すように、実施の形態１と同様の作用効果を得ることができる。ここで、図６から図８は、それぞれ前記図２から図４と同様の状態を示している。詳しく述べると、まず、図６に示すように、整流子３の回転中心がずれて各ブラシ４の接触圧に偏差が生じた場合には、図７に示すように、可動ホルダ１５が偏差を減少させる方向（矢示方向）に変位する。この結果、回転中心の位置ずれは、可動ホルダ１５の変位により吸収され、整流子３に対する各ブラシ４の接触圧を均等化することができる。
【００２４】
また、ホルダ案内部１６は、図８に示すように、ブラシ支持部１５Ａ及びブラシ４が想定外の方向に変位したり、これらの部材にがたつきが生じるのを抑制し、整流子３とブラシ４との接触状態を安定させることができる。さらに、本実施の形態によれば、可動ホルダ１５のうち少なくとも各ブラシ支持部１５Ａが加圧部材を兼ねる構成としたので、電動モータ１１の部品点数を削減し、その構造を簡略化することができる。なお、可動ホルダ１５のうち加圧部材を兼ねる部分は、ブラシ支持部１５Ａのみとしてもよいし、可動ホルダ１５の全体を弾性材料により構成し、この全体が加圧部材を兼ねる構成としてもよい。
【符号の説明】
【００２５】
１，１１  電動モータ，２  ハウジング，３  整流子，４  ブラシ，５，１５  可動ホルダ，５Ａ  ブラシ支持部，１５Ａ  ブラシ支持部（加圧部材），５Ｂ，１５Ｂ  連結部，６  加圧部材，７，１６  ホルダ案内部
【図１】
2015133876.tif 000003
【図２】
2015133876.tif 000004
【図３】
2015133876.tif 000005
【図４】
2015133876.tif 000006
【図５】
2015133876.tif 000007
【図６】
2015133876.tif 000008
【図７】
2015133876.tif 000009
【図８】
2015133876.tif 000010