(57)【要約】【課題】本発明の目的は、樹脂一体型のブラシ装置において、ブラシを大型化することなく、また回転電機の出力を低下させることなく、安価な構成でブラシの発熱を抑制し、ブラシの長寿命化を図ることが可能なブラシ装置及び該ブラシ装置を用いた回転電機を提供することにある。【解決手段】コンミテータに対してブラシ２を摺動可能に保持するブラシホルダ１と、ブラシ２をコンミテータに押圧する押圧手段３とを備えたブラシ装置Ｓであって、ブラシホルダ１は樹脂製のブラシ保持部とこのブラシ保持部が配設されるプレート１ｄからなり、ブラシ保持部は所定距離をおいて対向する平行な面を少なくとも備えた立設部１ａ，１ａからなり、立設部１ａ，１ａの回転電機軸線方向の端部の厚さが、立設部１ａ，１ａの基部の厚さ以下とされる。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンミテータに対してブラシを摺動可能に保持するブラシホルダと、前記ブラシを前記コンミテータに押圧する押圧手段と、を備えたブラシ装置であって、
前記ブラシホルダは樹脂製のブラシ保持部と該ブラシ保持部が配設されるプレートからなり、
前記ブラシ保持部は所定距離をおいて対向する平行な面を少なくとも備えた立設部からなり、前記立設部の回転電機軸線方向の端部の厚さが、前記立設部の基部の厚さ以下とされたことを特徴とするブラシ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のブラシ装置であって、
前記立設部は端部に向けて内側から次第に薄くなるテーパー状に形成されたことを特徴とするブラシ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のブラシ装置であって、
前記立設部の前記コンミテータ側には前記立設部の連接部が形成されたことを特徴とするブラシ装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のブラシ装置であって、前記ブラシの前記コンミテータ側とは反対側の端面には、前記押圧手段に係合する係合部が設けられたことを特徴とするブラシ装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載のブラシ装置を備えた回転電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はブラシ装置及び該ブラシ装置を用いた回転電機に係り、特にコンミテータに摺接するブラシの長寿命化を図ったブラシ装置及び該ブラシ装置を用いた回転電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブラシ及びコンミテータを備えた回転電機において、ブラシ１０２はブラシ装置１００に保持されている。従来のブラシ装置１００は、図７に示すように、ブラシホルダ１０１として、箱型のブラシボックス１０１ａと、ブラシボックス１０１ａが載置される樹脂プレート１０１ｂを備え、またブラシ１０２をコンミテータ側に押圧する押圧手段１０３を備えて構成されている。このブラシ装置１００において、ブラシ１０２はブラシボックス１０１ａに摺動可能に保持され、押圧手段１０３により付勢されることによりコンミテータに摺接している。
【０００３】
ブラシボックス１０１ａとしては、金属製のブラシボックスと、樹脂製のブラシボックスとがある。金属製のブラシボックスは、樹脂製のブラシボックスと比べて放熱性が良好であるため、高入力の回転電機においては、ブラシの長寿命化のために、金属製のブラシホルダが使用されることが一般的になっている。
【０００４】
しかし、上記のように金属製のブラシボックスを備えたブラシ装置は、ブラシボックスと、このブラシボックスが載置される樹脂プレートとが別部品であるため、部品点数が増加し、部品管理や組付工数に手間がかかるという不都合があった。
【０００５】
一方、樹脂製のブラシボックスは、ブラシボックス１０１ａと樹脂プレート１０１ｂとが一体形成されているため、部品点数と組付工数を削減することができ、コストを低減できるという利点を有している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、通常、樹脂製のブラシボックスは、回転電機作動時に発生する作動熱を外部に放出する放熱性があまり良好ではない。したがって、樹脂一体型のブラシ装置を高入力回転電機に使用する場合は、ブラシ１０２を発熱させないために、ブラシ１０２を大型化して電流密度を下げる等の手段をとらざるを得なかった。
【０００７】
本発明の目的は、ブラシ保持部を樹脂製としたブラシ装置において、ブラシを大型化することなく、また回転電機の出力を低下させることなく、安価な構成でブラシの発熱を抑制し、ブラシの長寿命化を図ることが可能なブラシ装置及び該ブラシ装置を用いた回転電機を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、ブラシの長寿命化を図り、結果として回転電機の寿命を延ばすことが可能なブラシ装置を用いた回転電機を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、請求項１に記載のブラシ装置によれば、コンミテータに対してブラシを摺動可能に保持するブラシホルダと、前記ブラシを前記コンミテータに押圧する押圧手段と、を備えたブラシ装置であって、前記ブラシホルダは樹脂製のブラシ保持部と該ブラシ保持部が配設されるプレートからなり、前記ブラシ保持部は所定距離をおいて対向する平行な面を少なくとも備えた立設部からなり、前記立設部の回転電機軸線方向の端部の厚さが、前記立設部の基部の厚さ以下とする、ことにより解決される。
【００１０】
上記構成によれば、安価な樹脂一体型のブラシホルダを備えたブラシ装置において、ブラシ保持部が従来のような箱型ではなく、所定距離をおいて対向する平行な面を少なくとも備えた立設部から構成されているので、ブラシ保持部の開口が、少なくともブラシの幅と同一幅、またはそれより広い幅となり、ブラシの外部に露出する面積を大きく確保することができる。よって、ブラシに冷却風が好適に当たるようになり、ブラシの温度上昇が抑えられて、ブラシの寿命を延ばすことが可能となる。
【００１１】
また、ブラシ保持部は、立設部の回転電機軸線方向の端部の厚さが、前記立設部の基部の厚さ以下とされているので、立設部とブラシとの間に間隙を形成することが可能となり、立設部が冷却風の流通を妨げることなく、ブラシへの通気を確保することができる。
【００１２】
なお、請求項２に記載のように、前記立設部について、端部に向けて内側から次第に薄くなるテーパー状に形成することにより、テーパー状に導かれて冷却風がブラシ側へさらに流れやすくなり、ブラシへのより高い通気性を確保することが可能となる。
【００１３】
また、請求項３に記載のように、前記立設部の前記コンミテータ側において、前記立設部の連接部が形成された構成とすることにより、立設部として形成されているブラシ保持部の強度を確保するとともに、ブラシ保持部からのブラシの脱落を防止することができるので好適である。
【００１４】
また、請求項４に記載のように、前記ブラシの前記コンミテータ側とは反対側の端面には、前記押圧手段に係合する係合部が設けられた構成とされているので、ブラシは押圧手段に保持される。このような構成により、ブラシはコンミテータへ向けて安定的に摺動されるとともに、押圧手段によっても保持されるので、ブラシ保持部からの脱落が防止される。
【００１５】
また、前記課題は、請求項５に記載の回転電機によれば、請求項１から４のいずれかに記載のブラシ装置を備えたことにより解決できる。本発明のブラシ装置を採用することにより、ブラシの寿命が確保され、結果として長寿命の回転電機を得ることが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係るブラシ装置を備えた回転電機の断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３はブラシホルダの正面図、図４は図３のＢ−Ｂ線断面図、図５は図３のＣ−Ｃ線断面図、図６はブラシの説明図である。以下に説明する配置、形状等は、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。
【００１７】
図１に示すように、本発明の実施例に係る回転電機としてのモータＭは、例えばブロワモータであり、ブラシ２を保持するブラシ装置Ｓと、固定子１１と、巻線１２ａを備えた回転子１２と、回転子１２に挿着された回転軸１３と、回転軸１３を軸支する軸受１４、１５と、回転軸１３の一端側に配設されたコンミテータ１６と、モータケーシング１７、１８とを備えて構成されている。
【００１８】
ブラシ装置Ｓは、図２に示すように、ブラシホルダ１と、ブラシ２と、ブラシ２をコンミテータ１６へ付勢する押圧手段としてのスプリング３と、を備えて構成されている。ブラシホルダ１は、ブラシ２を摺動可能に保持する樹脂製のブラシ保持部と、ブラシ保持部が配設される絶縁体からなるプレートとから構成されている。本例ではプレートとして樹脂プレート１ｄを用いている。
【００１９】
本例のブラシホルダ１は、樹脂一体型のブラシホルダであり、ブラシ保持部が樹脂からなり、樹脂プレート１ｄと一体成形されている。ブラシ保持部は、樹脂プレート１ｄの開口部を挟んで一対に設けられている。なお、ブラシ保持部とプレートを樹脂一体成形するものでない場合には、プレートは必ずしも樹脂に限定するものではない。
【００２０】
ブラシ保持部は、所定距離をおいて対向する平行な面を少なくとも備えた立設部として、樹脂プレート１ｄ上から二列に突出する壁状の立設部１ａ，１ａから形成されている。立設部１ａ，１ａは、その間にブラシ２を配設可能な間隔を開けて形成されている。また、立設部１ａ，１ａのモータ軸線方向の高さは、ブラシ２の軸線方向の高さよりも大きくなるように形成されている。
【００２１】
さらに、立設部１ａ，１ａは、モータ軸線方向の端部側の厚さが、基部側の厚さより薄くなるように形成されている。本例では、立設部１ａ，１ａの基部側では、対向面が平行であり、端部側では内側面が傾斜面となるようにされ、これにより、立設部１ａ，１ａの基部側の厚さよりも、端部側の方が薄くなるように構成されている。
【００２２】
このように、立設部１ａ，１ａの基部側の厚さよりも、端部側の方が薄くなるように構成されているので、モータＭ内に冷却風が導入されたとき、冷却風が立設部１ａ，１ａの端部にぶつかって通風を妨げられることがない。よって、立設部１ａ，１ａの間に保持されたブラシ２に向けて冷却風が好適に通り、ブラシ２が効率良く冷却される。なお、冷却風は、図１に示すように、回転子１２側から導入されており、ブラシ２に直角に当たるように構成されている。
【００２３】
上記したように、立設部１ａ，１ａは、基部側の厚さよりも、端部側の方が薄くなるように構成されているが、このとき、図３及び図４に示されるように、立設部１ａ，１ａの軸線方向の端部側、すなわち開放側の端部側にテーパー部１ｃを設けて、端部側に向けて次第に薄くなるテーパー形状にすると良い。
【００２４】
立設部１ａ，１ａの端部側をテーパー状にすることにより、冷却風がガイドされ、冷却風がさらにスムーズに立設部１ａ，１ａに囲まれた空間へ通風され、ブラシ２をより効率的に冷却することができる。
【００２５】
なお、図４に示すように、ブラシ保持部の立設部１ａ，１ａのコンミテータ側の位置には、立設部１ａ，１ａの連接部１ｂが形成されている。連接部１ｂは、立設部１ａ，１ａにブリッジ状に架設されるように設けられている。連接部１ｂは、立設部１ａ，１ａと同様に樹脂製であり、立設部１ａ，１ａと一体に形成されている。
【００２６】
立設部１ａ，１ａに連接部１ｂを設けることにより、立設部１ａ，１ａの強度を向上させることが可能となる。また、立設部１ａ，１ａの間に配設されたブラシ２が、摩耗により短くなってからでも、連接部１ｂにより立設部１ａ，１ａの間から飛び出さないように保持され、ブラシ２の脱落が防止される。
【００２７】
上記構成からなる立設部１ａ，１ａ間に配設されたブラシ２は、先端部がコンミテータ１６に当接し、後端部がスプリング３により押圧される。ブラシ２の後端部の全面は斜めのテーパー部として形成されている。
【００２８】
スプリング３によりブラシ２の後端部にコンミテータ１６側に向かう弾性力が付与されると、ブラシ２の後端部の全面が斜めのテーパー部として形成されているので、分力の作用により、ブラシ２は立設部１ａ，１ａのうち一方に押し付けられる。
【００２９】
このようにして、ブラシの回転方向の振動が抑制される。また、ブラシ２が立設部１ａ，１ａのうち一方に押し付けられるので、立設部１ａ，１ａ間の幅が、ブラシ２の幅より大きくされている場合には、立設部とブラシ２との間に隙間が形成され、この隙間にも冷却風が流通する。
【００３０】
このようにして、ブラシ２が効率良く冷却される。さらに本例では、立設部１ａ，１ａのうち、ブラシ２との間に隙間を有する側の立設部に、スプリング３を配設するためのスリットが設けられているので、このスリットからも冷却風が導入され、ブラシ２が好適に冷却される。
【００３１】
符号４は、給電用電源線としてブラシ２に取り付けられるピグテールである。このピグテール４は、モータ作動によってブラシ２が磨耗していくと、コンミテータ１６方向へブラシ２と共に移動するように構成されている。ピグテール４は給電部１９と接続されている。
【００３２】
スプリング３は、例えば捩りコイルばねから形成されている。スプリング３の先端側には、ブラシ２側を向いて突起した加圧部３ａが設けられており、この加圧部３ａがブラシ２を押圧するように構成されている。
【００３３】
スプリング３は、一端が係止部３ｂとなっており、この係止部３ｂが樹脂プレート１ｄ上に設けられたボス部３ｃに保持されている。なお、押圧手段に関しては、公知，周知の技術を用いることができる。
【００３４】
なお、本例では、ブラシ２に、図６に示すように、スプリング３との係合部２ａが形成されている。係合部２ａは、ブラシ２のコンミテータ１６を向いた側とは反対側の端部に設けられており、スプリング３の加圧部３ａが嵌合可能な溝部として形成されている。
【００３５】
このように、ブラシ２にスプリング３との係合部２ａが設けられているので、ブラシ２はスプリング３と確実に係合され、ブラシ２の安定的な摺動動作が確保される。また、ブラシ２は、ブラシホルダ１に固定されたスプリング３により保持されるので、ブラシ保持部としての立設部１ａ，１ａからのブラシ２の脱落を、さらに確実に防止することが可能となる。
【００３６】
上記したように、本実施の形態によれば、以下の効果を有する。
（１）樹脂から構成されたブラシ保持部を備えたブラシ装置Ｓにおいて、ブラシ保持部を従来のような箱型とするのではなく、突起形状の立設部１ａ，１ａとしたので、ブラシ保持部の開口が、少なくともブラシの幅と同一幅、またはそれより広い幅となり、ブラシ２において冷却風の当たる面積を大きく確保することができ、ブラシ２が好適に冷却され、ブラシ２の高寿命化を図ることが可能となる。
【００３７】
（２）また、ブラシ保持部の立設部１ａ，１ａには、連接部１ｂが架設されているので、立設部１ａ，１ａの強度を向上させることができるとともに、ブラシ２の脱落を防止することができる。
【００３８】
（３）また、ブラシ２に、押圧手段であるスプリング３との係合部２ａが形成されているので、この係合部２ａにおいて、ブラシ２はスプリング３により保持され、ブラシ２の安定的な摺動動作が確保される。また、ブラシ保持部からのブラシ２の脱落が防止される。
【００３９】
（４）なお上記例において、樹脂一体型のブラシホルダ１を備えたブラシ装置Ｓとすると、ブラシ保持部と樹脂プレート１ｄが一体に形成されているので、ブラシ保持部と樹脂プレート１ｄとを組み付ける工程が不要となり、モータ組み付け工数、部品管理の手間を削減することができ、低コスト化を図ることが可能となる。
【００４０】
また、本発明の実施の形態は、以下のように変更してもよい。
○上記実施例では、立設部１ａ，１ａの形状として、基部側では平行な対向面を有し、端部側では内側面が傾斜面とされた構成を示したが、外側面も傾斜面として、さらに端部側が薄くなる構成としても良い。
【００４１】
○また、上記実施例では、立設部１ａ，１ａの端部においてテーパー部１ｃを設けた構成としたが、テーパー形状ではなく、基部から端部へ向けて段階的に薄くなる構成であっても良い。
【００４２】
○上記実施例では、立設部１ａ，１ａの形状として、基部側の厚さよりも、端部側の厚さの方が薄くされた構成を示したが、基部側と端部側が同じ厚さであっても良い。
【００４３】
○上記実施例では、連接部１ｂは、立設部１ａ，１ａと一体に形成されているが、連接部１ｂと立設部１ａ，１ａを一体成形するのではなく、連接部１ｂを立設部１ａ，１ａと別体として形成し、立設部１ａ，１ａの間に後付けで取着する構成としても良い。
【００４４】
○上記実施例では、立設部１ａ，１ａを壁状にした構成を示したが、樹脂プレート１ｄから複数の突起が連なって突出した構成としても良い。また、立設部１ａ，１ａの高さが、ブラシ２の高さよりも大きくなるようにしたが、立設部１ａ，１ａの高さをブラシ２の高さよりも小さくしても良い。このときは、連接部１ｂがブラシ２に接しないように、連接部１ｂをアーチ状にすると良い。或いは、連接部１ｂが設けられる部分のみ、立設部１ａ，１ａの高さをブラシ２の高さよりも大きくなるようにしても良い。
【００４５】
○上記実施例では、ブラシ２の係合部２ａを溝部として形成したが、押圧手段が係合可能な構成であればどのような形状でも良く、例えば凹部であっても良い。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、本発明のブラシ装置によれば、樹脂からなるブラシ保持部を備えたブラシ装置において、ブラシ保持部が所定距離をおいて対向する平行な面を少なくとも備えた立設部から構成され、ブラシへの冷却風の当たる面積が大きく確保されているので、ブラシを大型化することなく、また回転電機の出力を低下させることなく、ブラシの発熱を抑制し、ブラシを長寿命化することが可能となる。
【００４７】
そして、上記ブラシ装置を回転電機に用いることにより、安価に、長寿命の回転電機を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るブラシ装置を備えた回転電機の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】ブラシホルダの正面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図３のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】ブラシの説明図である。
【図７】従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
１　ブラシホルダ、　１ａ　立設部、　１ｂ　連接部、　１ｃ　テーパー部、１ｄ　樹脂プレート、　２　ブラシ、　３　スプリング、　４　ピグテール、１１　固定子、　１２　回転子、　１２ａ　巻線、　１３　回転軸、　１４、１５　軸受、　１６　コンミテータ、　１７，１８　モータハウジング、　１９　給電部、　Ｍ　モータ、　Ｓ　ブラシ装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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