(57)【要約】【課題】  整流状態をよくすると共に、火花により生じるブラシと整流子との接触面の摺動性の悪化を低減し、モータの長寿命化を図ることが可能なブラシモータを提供する。【解決手段】  低抵抗材２Ａと高抵抗材２Ｂとを有するセグメント２をアンダーカット４を介してシャフト５の周方向に複数個配設して構成された整流子１と、この整流子１と一体的に設けられ集中巻が施されたアーマチュア１１とを有するロータＢ及び上記整流子１の端面に摺接されたブラシ３並びに上記ロータＢに対向して配設されたステータＡを備えたブラシモータにおいて、上記整流子１の各セグメント２は、上記ロータＢの回転方向に対して前端側に低抵抗材２Ａ、後端側に高抵抗材２Ｂを配設した構成とする。【選択図】図２
2005130617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低抵抗材と高抵抗材とを有するセグメントをアンダーカットを介してシャフトの周方向に複数個配設して構成された整流子と、この整流子と一体的に設けられ集中巻が施されたアーマチュアとを有するロータ及び上記整流子の端面に摺接されたブラシ並びに上記ロータに対向して配設されたステータを備えたブラシモータにおいて、上記整流子の各セグメントは、上記ロータの回転方向に対して前端側に低抵抗材、後端側に高抵抗材を配設したことを特徴とするブラシモータ。
【請求項２】
上記ブラシの上記回転方向の前端から後端までの上記シャフトに対する角度をａ、上記セグメントの高抵抗材及び上記アンダーカットの回転方向の前端から後端までの上記シャフトに対する角度をそれぞれｂ及びｃとした時、
ａ≦  ｂ＋ｃ
となるようにしたことを特徴とする請求項１記載のブラシモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ブラシモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のブラシモータは、ロータの一端に設けられた整流子に摺接するブラシを高抵抗材と低抵抗材の２種類のカーボンを積層した２層ブラシとして構成すると共に、ロータの回転方向に対して低抵抗材を前端側に、高抵抗材を後端側に配設していた。（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１９９６６４号公報（段落０００２、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のブラシモータは、そのブラシを上記のように構成し、火花の発生量を低下させるようにしていたが、火花による整流子面の荒れが原因で新たな火花が発生するという問題点があり、また、ブラシと整流子との接触状態の悪化によってモータの寿命が低下するという問題点があった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、整流状態をよくすると共に、火花により生ずるブラシと整流子との接触面の摺動性の悪化を低減し、モータの長寿命化を図ることが可能なブラシ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】
この発明に係るブラシモータは、低抵抗材と高抵抗材とを有するセグメントをアンダーカットを介してシャフトの周方向に複数個配設して構成された整流子と、この整流子と一体的に設けられ集中巻が施されたアーマチュアとを有するロータ及び上記整流子の端面に摺接されたブラシ並びに上記ロータに対向して配設されたステータを備えたブラシモータにおいて、上記整流子の各セグメントは、上記ロータの回転方向に対して前端側に低抵抗材、後端側に高抵抗材を配設したものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係るブラシモータは、上記のように構成されているため、ブラシが整流子のセグメント間に跨っている時にのみ高抵抗材と接触する結果、整流作用が改善されるのに加えて、火花によって生じる整流子の摩耗の速度を低減し、ブラシと整流子との接触面の摺動性を安定化することができ、モータの寿命を延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。
図１は、実施の形態１を燃料ポンプに適用した場合の構成を例示する概略図である。
燃料ポンプの本体を構成する容器１０内にブラシモータのステータＡと、ロータＢが設けられている。
【０００９】
ステータＡは、バックヨークの外径が例えば４０ｍｍとされ、その内側に４極のネオジウム磁石を固定している。また、ステータＡ内に挿入されたロータＢは、シャフト５に支承されたアーマチュア１１と、アーマチュア１１の一端部（図１では上端部）に固定され、アーマチュア１１と一体的に構成されたカーボン材からなる整流子１と、アーマチュア１１の他端部（図１では下端部）に設けられたインペラ６とを有し、シャフト５がベアリング９によって支承されている。
【００１０】
また、整流子１の端面には２個のカーボンブラシ３が摺動し得るように９０度間隔でブラシホルダに保持され、容器１０の下端部にはガソリンの吸引口８が設けられ、上端部にはガソリンの吐出口７が設けられている。
アーマチュア１１は、６スロットで磁極集中巻が施され、外径が例えば３０ｍｍ、１スロット当りのターン数は１５０とされている。
【００１１】
また、整流子１は、図２に詳細構造を示すように、低抵抗材２Ａ及び高抵抗材２Ｂからなる複数のセグメント２を、絶縁部であるアンダーカット４を介してシャフト５の周囲に全体として円板状となるように配設して形成され、整流子１の外径は例えば２０ｍｍとされている。なお、セグメント２は図示のように、ロータの回転方向に対して前端側に低抵抗材２Ａ、後端側に高抵抗材２Ｂが位置するように形成されている。
【００１２】
集中巻モータは、コイルのインダクタンスが大きいため、整流特性を図示すると、図３（ａ）に示すように、不足整流となり、ブラシ３が整流子１から離れる時に火花を発生しやすい。なお、図中、Ｉはコイル電流、Ｔは整流周期（ブラシ幅を整流子の周速で割ったもの）、Ｕはブラシ３が高抵抗材２Ｂと接触している期間、ｔは時間をそれぞれ示している。
【００１３】
火花の発生に対処するためには、整流子１の抵抗を大きくし、図３（ｂ）に示すように、正弦波整流特性とすることにより整流特性を改善する方法が採用されることがあるが、単に整流子の抵抗を大きくするだけでは必要以上にコイル電流が小さくなり、トルクの低下を引き起こすのに加えて、整流子における損失が増加し、効率も低下するという問題点がある。
【００１４】
しかし、この発明の実施の形態１のように、整流子１のセグメント２を低抵抗材２Ａと高抵抗材２Ｂとで上述のように構成すれば、図３（ｃ）に示すような整流特性となり、火花を低減させることができる。
また、火花により生じる整流子の摩耗の速度を低減し、摺動性を安定させ、モータの寿命を延ばすことができる。
【００１５】
なお、集中巻モータにおいて、回転数が高い場合には、火花が発生しやすくなるため、整流子１のセグメント２の高抵抗材２Ｂの範囲が狭過ぎると、図３（ｄ）に示すように、不足整流特性を緩和する効果が十分に得られず、火花を有効に低減させることができない。
【００１６】
これに対する対処策検討のため、回転数が高く火花の発生が顕著な時に、高抵抗材２Ｂと低抵抗材２Ａの割合が異なる整流子１を用いて耐久試験を行なったところ、ブラシ３がアンダーカット４を跨ぎ、更に、ブラシ３の回転方向の両端が低抵抗材２Ａに接触している時、回転方向に対してブラシ３の前端側と接触している低抵抗材２Ａに火花の跡が見られた。
【００１７】
逆に、高抵抗材２Ｂの範囲を大きくし過ぎると、図３（ｅ）に示すように、火花低減に必要な範囲以上にコイル電流が低下するため、効率が低下してしまう結果になった。
【００１８】
従って、火花を低減し、かつ、高効率モータにするためには、ブラシ３の回転方向の前端から後端までのシャフト５に対する角度をａ、セグメント２の高抵抗材２Ｂの同じく回転方向の前端から後端までのシャフト５に対する角度をｂ、アンダーカット４の同じく回転方向の前端から後端までのシャフト５に対する角度をｃとした時、
ａ≦  ｂ＋ｃ
を満足するようにブラシ３及び整流子１を構成すればよいことが判明した。
【００１９】
なお、今回の耐久試験では、ステータＡに４極のネオジボンド磁石を使用したが、他の磁石を用いても同様な効果を得ることができる。
また、ステータ及びアーマチュアの寸法並びにブラシの材質（抵抗率）についても上述のものに限られるものではなく、他の寸法や材質（抵抗率）であっても請求項記載の構成とすることにより、同様な効果を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態１を燃料ポンプに適用した場合の構成を示す概略図である。
【図２】実施の形態１の整流子及びブラシの詳細構造を示す図である。
【図３】ブラシモータの整流特性を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
Ａ  ステータ、      Ｂ  ロータ、      ａ  ブラシの角度、      ｂ  高抵抗材の角度、      ｃ  アンダーカットの角度、      １  整流子、      ２  セグメント、    
２Ａ  低抵抗材、      ２Ｂ  高抵抗材、      ３  ブラシ、      ４  アンダーカット、      ５  シャフト、      ６  インペラ、      ７  ガソリン吐出口、      ８  
ガソリン吸入口、      ９  ベアリング、      １０  容器、      １１  アーマチュア。
【図１】
2005130617.tif 000003
【図２】
2005130617.tif 000004
【図３】
2005130617.tif 000005