(57)【要約】【課題】本発明の目的は、簡易な構成で、ブラシ組付けの際に、ブラシが整流子及び周辺部品に干渉することを防止すると共に、回転電機作動時に、異音及びブラシ摺動不良を生じることのない、ブラシ保持装置及び回転電機を提供することにある。【解決手段】本発明は、整流子９３に摺接するブラシ４０と、ブラシ４０を整流子９３側へ付勢するブラシ付勢手段５０と、ブラシ付勢手段５０及びブラシ４０を収容するブラシホルダ３０とを備えたブラシ保持装置に関する。ブラシホルダ３０には、ブラシ付勢手段５０のブラシ４０との接触側端部を係止する係止部３０ａが形成され、ブラシ付勢手段５０には、係止部３０ａと係合する係止手段５１が形成され、この係止手段５１が、係止部３０ａに係止されることにより、ブラシ４０の整流子９３側への付勢が一時的に阻止される。【選択図】  図３
2004153982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
整流子に摺接するブラシと、該ブラシを前記整流子側へ付勢するブラシ付勢手段と、該ブラシ付勢手段及び前記ブラシを収容するブラシホルダと、を備え、
前記ブラシホルダには、前記ブラシ付勢手段の前記ブラシとの接触側端部を係止する係止部が形成され、
前記ブラシ付勢手段には、前記係止部と係合する係止手段が形成され、
該係止手段が前記係止部に係止されることにより、前記ブラシの整流子側への付勢が一時的に阻止されることを特徴とするブラシ保持装置。
【請求項２】
前記ブラシ付勢手段はコイルスプリングからなり、
前記係止手段は前記コイルスプリング径より外側に突出して形成されたことを特徴とする請求項１に記載のブラシ保持装置。
【請求項３】
前記係止手段が前記コイルスプリングの周方向に回動されて前記係止部よりはずれることにより、前記ブラシが前記コイルスプリングによって付勢されることを特徴とする請求項２に記載のブラシ保持装置。
【請求項４】
前記係止部は、外部電源供給装置より前記ブラシに電流を供給するピッグテールが移動する案内孔端部に形成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のブラシ保持装置。
【請求項５】
前記係止部は、外部電源供給装置より前記ブラシに電流を供給するピッグテールが移動する案内孔端部に形成され、
前記係止部より係止解除された前記係止手段は、前記案内孔内を移動可能となることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のブラシ保持装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のブラシ保持装置を用いたことを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラシ保持装置及び回転電機に係り、特に、ブラシ付勢手段によってブラシが整流子側に付勢されることを、一時的に阻止するブラシ付勢手段仮保持手段を有するブラシ保持装置及び回転電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、直流型の回転電機には、整流子に摺接するブラシと、このブラシを整流子側へ付勢するブラシ付勢手段としてのコイルスプリングと、ブラシ及びコイルスプリングを収容するブラシホルダが配設されたブラシ保持装置が用いられている。
【０００３】
かかるブラシ保持装置においては、コイルスプリングがブラシを整流子側へ付勢することによって、ブラシが整流子に摺接し、回転電機の作動を可能としている。
【０００４】
ところが、ブラシは、コイルスプリングにより、整流子が取付けられる側に常に付勢されている。従って、ブラシをブラシホルダに組付ける際、コイルスプリングによる整流子方向への加圧によって、ブラシが整流子及び周辺部品に干渉し、ブラシの先端が欠ける等の不具合が生じていた。
また、このブラシの先端の欠けが生じると、ブラシが整流子との摺接により振動し、これによってブラシ異音が発生するという問題があった。
【０００５】
そこで、ブラシ組付けの際、ブラシ付勢手段による加圧によって、ブラシが整流子及び周辺部品と干渉するという不具合を防止するために、ブラシをブラシホルダに一時的に保持するブラシ仮保持手段及びコイルスプリングをブラシホルダに一時的に保持するブラシ付勢手段仮保持手段が知られている。
【０００６】
ブラシ仮保持手段としては、ブラシホルダ外部にピッグテールを引掛けるための治具を装着し、その治具とピッグテールを係合させることにより、ブラシを仮保持するものが知られている。
【０００７】
また、ブラシ仮保持手段としては、ブラシホルダ内面に凸部を形成し、ブラシの外側面には、ブラシホルダ内面の凸部に係合する凹部を設けて、両者を係合させ、ブラシを仮保持する手段が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
また、ブラシ付勢手段仮保持手段としては、コイルスプリングの加圧が、ブラシに伝達されることを阻止するため、ブラシホルダ内壁のブラシとコイルスプリングとの間に、コイルスプリングを保持するための係止爪を立設し、コイルスプリングを仮保持して、コイルスプリングがブラシを押圧することを一時的に阻止する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
【特許文献１】
実願昭６１−１７６７９５号（実開昭６３−８３９６６号公報）の全文明細書および図面（第５頁、第６頁、図３）
【特許文献２】
特開２００２−５１５０９（第５頁、図７）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のブラシ仮保持手段のうち、治具を使用するものにおいては、治具設置作業及び仮保持作業工程が必要であり、また、治具とピッグテールの係合による、ピッグテールの細線の引掛りが発生し、ブラシの摺動不良を生じさせる原因となっていた。
【００１１】
また、上記ブラシ仮保持手段のうち、ブラシホルダ内壁及びブラシに凹凸部を加工するものにおいては、回転電機作動時にブラシがブラシ内壁加工部と接触し、摺動不良を生じさせる原因となっていた。
【００１２】
また、上記ブラシ付勢手段仮保持手段においては、ブラシホルダ内部のブラシとコイルスプリングとの間に係止爪を立設するため、ブラシホルダの構造が複雑になり、ブラシホルダ製造コストが高いものとなっていた。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡易な構成で、ブラシ組付けの際に、ブラシが整流子及び周辺部品と干渉することを防止すると共に、回転電機作動時に、異音及びブラシ摺動不良を生じることのない、ブラシ保持装置及び回転電機を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の他の目的は、ブラシ付勢手段の仮保持状態を、簡易にかつ確実に解除でき、解除後は、仮保持手段がブラシの摺動に影響を与えない、ブラシ保持装置及び回転電機を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、請求項１に記載のブラシ保持装置によれば、整流子に摺接するブラシと、該ブラシを前記整流子側へ付勢するブラシ付勢手段と、該ブラシ付勢手段及び前記ブラシを収容するブラシホルダと、を備え、前記ブラシホルダには、前記ブラシ付勢手段の前記ブラシとの接触側端部を係止する係止部が形成され、前記ブラシ付勢手段には、前記係止部と係合する係止手段が形成され、該係止手段が前記係止部に係止されることにより、前記ブラシの整流子側への付勢が一時的に阻止されること、により解決される。
【００１６】
このように、ブラシホルダに、ブラシ付勢手段のブラシ接触側端部を係止する係止部を形成し、ブラシ付勢手段を係止することにより、ブラシ付勢手段からブラシに、整流子側への付勢力が加わることを防止できるため、ブラシ組付け時等における、ブラシの整流子及び周辺部品への干渉を防止することができる。
【００１７】
また、ブラシ組付けの際に、ブラシの整流子及び周辺部品への干渉を防止することによって、ブラシが整流子及び周辺部品に干渉することにより生じるブラシ欠け等の不具合を防止する事ができる。
【００１８】
このとき、請求項２に記載のブラシ保持装置のように、請求項１に記載のブラシ保持装置において、前記ブラシ付勢手段はコイルスプリングからなり、前記係止手段は前記コイルスプリング径より外側に突出して形成されていると、係止手段であるコイルスプリングの突出部をブラシホルダの係止部に容易に係止させることができ、ブラシ付勢手段を治具を用いて仮保持する等の処置が不必要となるので好適である。
【００１９】
また、請求項３に記載のブラシ保持装置のように、請求項２に記載のブラシ保持装置において、前記係止手段が前記コイルスプリングの周方向に回動されて前記係止部よりはずれることにより、前記ブラシが前記コイルスプリングによって付勢されると、係止解除の際に、使用した治具を取り除く等の処置が不要となり、治具の置き忘れ等の懸念もなくなるので好適である。
【００２０】
また、請求項４に記載のブラシ保持装置のように、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のブラシ保持装置において、前記係止部は、外部電源供給装置より前記ブラシに電流を供給するピッグテールが移動する案内孔端部に形成されていると、ブラシホルダに複雑な係止部を成型することが不要となり好適である。
【００２１】
また、請求項５に記載のブラシ保持装置のように、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のブラシ保持装置において、前記係止部は、外部電源供給装置より前記ブラシに電流を供給するピッグテールが移動する案内孔端部に形成され、前記係止部より係止解除された前記係止手段が、前記案内孔内を移動可能であると、係止手段としてのコイルスプリング突出部が係止解除された後においても、係止部に係止するコイルスプリング突出部が、コイルスプリング及びブラシの摺動を阻害することがないので好適である。
【００２２】
また、請求項６に記載の回転電機は、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のブラシ保持装置を用いているので、ブラシ組付け時において、ブラシ付勢手段を一時的に係止させることができ、これによりブラシが整流子及び周辺部品に干渉することを防止できるため、ブラシの欠けを防止することが可能となる。
また、ブラシ組付け時において、ブラシの欠けを防止できるので、回転電機作動時における異音を防止することが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
【００２４】
図１乃至図７は本発明の一実施形態を示す図で、図１は回転電機の構成を示す側面断面図、図２はブラシ付勢手段仮保持状態時のブラシ保持装置周辺の構成を示す上面図、図３はブラシ付勢手段仮保持状態時のブラシホルダ周辺を示す説明図、図４はブラシ付勢手段仮保持状態時のブラシホルダの後端視図、図５はブラシ付勢手段仮保持状態時のブラシホルダの係止部付近を立体的に示した概略説明図、図６はブラシ付勢手段仮保持状態解除時のブラシ保持装置周辺の構成を示す上面図、図７はブラシ付勢手段仮保持状態解除時のブラシホルダの後端視図である。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態に係る回転電機１００は、ヨーク６０と、フロントフレーム７０と、ハウジング８０と、電機子９０と、ブラシホルダプレート１０を有して構成されている。
【００２６】
ヨーク６０は、円筒状の中空体で形成されており、電機子９０等を収容するものである。ヨーク６０の内周面には、断面略扇形状からなる磁石で形成された固定子６１が周設されている。
【００２７】
フロントフレーム７０は、上述のブラシホルダプレート１０を保持する。
フロントフレーム７０の出力側には、軸受７２を収容するための凹状の軸受収容部７１が形成されている。
【００２８】
ハウジング８０は、有底円筒形状に形成されており、ヨーク６０を収容する。ハウジング８０の底部には、軸受収容部８１が膨出するように形成され、この軸受収容部８１には、軸受８２が収容されている。
【００２９】
電機子９０は、回転軸９１を有し、軸受７２、８２によって回転自在に軸支されている。回転軸９１の中央部分には、コア鉄心９２が固設され、回転軸９１のブラシホルダプレート１０側の部分には、整流子９３が配設されている。
【００３０】
コア鉄心９２には、巻線９４が巻回されており、この巻線９４の端部は、整流子９３と電気的に接続されている。整流子９３は、ブラシホルダプレート１０に保持されたブラシ４０と摺接可能に配設され、ブラシ４０から供給された電流を整流して巻線９４に供給するように構成されている。
【００３１】
ブラシホルダプレート１０は、図２に示すように、プレート部材２０と、ブラシホルダ３０を有して構成され、ブラシホルダ３０にはブラシ４０と、ブラシ付勢手段としてのコイルスプリング５０が配設されている。フロントフレーム７０にこれらブラシホルダプレート１０，ブラシ４０等が組み付けられることによりブラシ保持装置が構成されている。
【００３２】
プレート部材２０は、板状体で形成され、回転電機１００に配設されたフロントフレーム７０に固定されるものである。プレート部材２０の中央部には、整流子９３が挿入される貫通孔２１が形成されており、この貫通孔２１を挟んだ両側の部分には、一対のブラシホルダ３０が対向配置されている。
【００３３】
ブラシホルダ３０は、プレート部材２０と一体に成形加工されることにより形成されており、図３、図４に示すように断面四角形状からなる中空部３１が整流子９３の半径方向外側へ向けて形成されてなる中空体で構成されている。
【００３４】
ブラシホルダ３０の中空部３１には、整流子９３側から順に、ブラシ４０と、コイルスプリング５０が収容されており、図３に示すように、ブラシホルダ３０の整流子９３と反対側の開口部３２には、ストッパ部材３３が装着されている。
【００３５】
ブラシホルダ３０の上面には、ブラシ４０の摺動方向に沿って、ピッグテール４１が移動する案内孔としてのスリット３４が形成されている。このピッグテール４１は、図示しない外部電源供給装置からブラシ４０へ電流を供給する。
【００３６】
スリット３４の開口部側端部には、図３に示すように、スリット３４に対して略垂直に曲折した段差からなる係止部３０ａが形成されている。
この係止部３０ａのブラシホルダ側面側端部は、略垂直に曲折して、ストッパ部材３３方向へ伸びている。
なお、この段差は、スリット３４に対して略垂直に曲折した段差に限らず、鋭角に曲折した段差として構成されていてもよい。
【００３７】
ブラシ４０は、略矩形形状からなる電極部材で形成され、図３に示すブラシホルダ３０の中空部３１内に移動可能に収容されている。ブラシ４０の上面には、ピッグテール４１が配設されている。
【００３８】
ブラシ４０の整流子９３と反対側の部分には、整流子９３のＲ方向への回転によってブラシ４０が力を受ける方向に向かうに従って、整流子９３の半径方向外側へ向かう傾斜面４２が形成されている。このブラシ４０が力を受ける方向とは、図３に矢印で示すＸ方向である。
【００３９】
コイルスプリング５０は、ワイヤをらせん状に形成した一般的なコイルスプリングであって、ブラシ加圧側の最初の１ターンの端部が、コイルスプリング５０外径より突出した、係止手段としての突出部５１を備えている。
【００４０】
図４は、突出部５１が係止部３０ａに係止された状態を、ブラシホルダの後端より見た図であり、図５は、突出部５１が係止部３０ａに係止された状態を立体的に記した概略説明図である。
【００４１】
図４及び図５に示すように、係止部３０ａは、突出部５１を係止することによってコイルスプリング５０を固定し、ブラシ４０へのコイルスプリング５０からの付勢を断ち、ブラシ４０に整流子９３方向への付勢力が付加されるのを阻止する。
【００４２】
また、係止部３０ａにより仮保持されたコイルスプリング５０の仮保持解除は、突出部５１を回動させ、ブラシホルダ３０のスリット３４内へ位置させることにより行われる。
【００４３】
仮保持が解除された突出部５１は、ブラシホルダ３０のスリット３４中を通過可能であり、ブラシの摺動に付随してスリット３４中を移動する。
【００４４】
このとき、図６に示すように、突出部５１は、ブラシホルダ３０のスリット３４内に解放された状態となる。
図７に、突出部５１がスリット３４内に解放されたブラシホルダ３０の後端視を示す。図７では、スリット３４内に、突出部５１が解放された状態を実線で示している。また、突出部５１が係止部３０ａに係止され、仮保持された状態を破線で示している。
このように、ブラシ仮保持が解除されることにより、コイルスプリング５０が整流子９３方向へと伸長し、ブラシ４０の傾斜面４２にコイルスプリング５０が圧接することが可能となる。
【００４５】
コイルスプリング５０がブラシ４０の傾斜面４２に圧接すると、ブラシ４０はコイルスプリング５０により整流子９３方向へと付勢され、ブラシの整流子９３側先端部は、整流子９３と摺接する。
【００４６】
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（イ）  図３に示すように、本実施形態に係るコイルスプリング５０において、突出部５１をコイルスプリング５０の外径より突出させた。
【００４７】
これにより、突出部５１を、係止部３０ａに係止して、一時的にコイルスプリング５０を仮保持することが可能となるので、ブラシホルダ３０内部に特別な構造を形成することなく、ブラシホルダ３０に係止部３０ａを設けるという非常に簡易な構成で、ブラシ組付け時にブラシ４０が整流子９３及び周辺部品に干渉することを防止することが可能となる。
【００４８】
（ロ）また、上述のように、ブラシホルダ３０にコイルスプリング５０を係止できる係止部３０ａが形成されるため、コイルスプリング５０を係止するための特別な治具を必要とせず、治具の設置及び取外し及び置き忘れ等無く、ブラシ組付けを実施することが可能となる。
【００４９】
（ハ）また、従来のように、治具にピッグテール４１を引掛けてブラシ４０を仮保持することを行わないため、ピッグテール４１の細線の引掛りによるブラシ摺動不良を回避することが可能となる。
【００５０】
（ニ）また、ブラシ付勢手段仮保持を解除し、整流子９３方向への付勢力をブラシに付加するためには、突出部５１を、ブラシホルダ３０のスリット３４方向へ回動させればよいので、非常に簡易な方法により、確実に仮保持解除することが可能となる。
【００５１】
（ホ）また、ブラシ付勢手段仮保持を解除すると、図６に示すように、突出部５１は、ブラシホルダ３０のスリット３４内に解放されるため、スリット３４内をブラシの摺動に付随して移動することができる。従って、コイルスプリング５０を仮保持するために設けられた突出部５１によって、コイルスプリング５０及びブラシ４０が摺動不良を起こすことなく、コイルスプリング５０及びブラシ４０を摺動させることが可能となる。
【００５２】
（へ）また、本実施形態の回転電機１００は、上記係止部３０ａが配設されたブラシホルダプレート１０を用いて構成されているので、ブラシ組付け時に発生する、ブラシ４０の欠けを防止することができ、ブラシ４０の摺動不良による異音を防止することが可能となる。
また、ブラシノイズを低減させることが可能となる。
【００５３】
なお、本発明の実施の形態は、以下のように改変することができる。
（ａ）本実施形態では、突出部５１を、コイルスプリング５０の１ターンに形成したが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００５４】
例えば、２ターン以降に、コイルスプリング５０に係止部３０ａと係止するための棒状の突起部を形成してもよい。
その際、ブラシ４０がコイルスプリング５０により付勢されない位置に、係止部３０ａと係止するための突起部を形成する必要がある。
【００５５】
このように形成されていても、ブラシ４０は、コイルスプリング５０より整流子９３方向に付勢力を付加されることはないので、ブラシ組付け時に、ブラシ４０が整流子９３及び周辺部品に干渉することを防止することが可能である。
【００５６】
（ｂ）本実施形態では、突出部５１を直線状に形成したが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００５７】
例えば、突出部５１を鉤状に直角に曲げて形成し、係止部３０ａ上部に、鉤状の先端部を引掛けて固定するような形状としてもよい。
【００５８】
このように形成されている場合、突出部５１が、係止部３０ａに、より確実に係止するため、突出部５１の滑り等によって、コイルスプリング５０の仮保持が解除されることを防ぐことが可能である。
【００５９】
（ｃ）本実施形態では、係止部３０ａと突出部５１との係止部位面は平面に形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６０】
例えば、突出部５１を係合させるための溝を、係止部３０ａに形成してもよいし、突出部５１の可動を防止するためのストッパとしての突起を設けてもよい。
その際、ブラシ付勢手段仮保持解除のためのコイルスプリング５０の回動を阻害しない溝及びストッパを形成することが必要である。
【００６１】
このように形成されている場合、突出部５１が、係止部３０ａに、より確実に係合するため、突出部５１の滑り等によって、コイルスプリング５０の仮保持が解除されることを防ぐことが可能である。
【００６２】
上記各実施の形態から把握できる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
【００６３】
（１）前記ブラシ付勢手段に形成された前記係止手段は、先端部が鉤状に直角に湾曲した形状であることを特徴とする請求項１に記載のブラシ保持装置。
【００６４】
このように形成されていると、係止手段が、係止部により確実に係止し、係止手段の滑り等によりブラシ付勢手段の仮保持が解除されることを防止することが可能となる。
【００６５】
（２）前記係止部は、前記ブラシ付勢手段に形成された前記係止手段と係合する溝を備えたことを特徴とする請求項１のブラシ保持装置。
【００６６】
このように形成されていると、係止手段としての突出部が、係止部により確実に係合し、突出部の滑り等によりブラシ付勢手段の仮保持が解除されることを防止することが可能となる。また、ブラシ付勢手段の突出部に改変を加えていないため、ブラシ摺動時に、摺動不良を起こす可能性もない。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のブラシ保持装置によれば、ブラシ付勢手段を簡易な構造で仮保持することができ、ブラシ取付け時等に、ブラシが整流子及び周辺部品に干渉することを防止する事ができる。これにより、ブラシ取付け時等に生じるブラシの欠け等の不具合を防止できる。
【００６８】
また、上述のように、ブラシ保持装置のブラシ付勢手段仮保持手段が、簡易なものであり、治具等の特別な部材を必要としないため、ブラシ取付け等を容易に実施できる。
【００６９】
また、本発明のブラシ保持装置によれば、上記ブラシ付勢手段仮保持手段を用いているので、ブラシホルダ内部に特殊な加工を施さずに、ブラシ付勢手段を仮保持することができる。これにより、ブラシ及びブラシ付勢手段の仮保持手段として、ブラシ及びブラシホルダに特殊な構造を付与したために起こりうるブラシの摺動不良等が生じることがなくなり、特殊な構造を付与するためのコストも削減できる。
【００７０】
また、本発明の回転電機によれば、上記ブラシ保持装置を用いているので、ブラシの欠け等の不具合が防止され、ブラシ摺動時の不良を起こすこともないので、ブラシ摺動時の異音を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る回転電機の構成を示す側面断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るブラシ付勢手段仮保持状態時のブラシ保持装置周辺の上面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るブラシ付勢手段仮保持状態時のブラシホルダ周辺の説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るブラシ付勢手段仮保持状態時のブラシホルダの後端視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るブラシ付勢手段仮保持状態時のブラシホルダの係止部付近の概略説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るブラシ付勢手段仮保持状態解除時のブラシ保持装置周辺の上面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るブラシ付勢手段仮保持状態解除時のブラシホルダの後端視図である。
【符号の説明】
１０  ブラシホルダプレート、２０  プレート部材、２１  貫通孔、３０  ブラシホルダ、３０ａ  係止部、３１  中空部、３２  開口部、３３  ストッパ部材、３４  スリット、４０  ブラシ、４１  ピッグテール、４２  傾斜面、５０  コイルスプリング、５１  突出部、６０  ヨーク、６１  固定子、７０  フロントフレーム、７１，８１  軸受収容部、７２，８２  軸受、８０  ハウジング、９０  電機子、９１  回転軸、９２  コア鉄心、９３  整流子、９４  巻線、１００  回転電機
【図１】
2004153982.tif 000003
【図２】
2004153982.tif 000004
【図３】
2004153982.tif 000005
【図４】
2004153982.tif 000006
【図５】
2004153982.tif 000007
【図６】
2004153982.tif 000008
【図７】
2004153982.tif 000009