(57)【要約】【課題】  摺動時のブラシからの荷重やブラシとの摩擦を分散し、摺動痕による表面の荒れ、ノイズの悪化およびカッパードラッギングの発生を抑制することのできる金属黒鉛質ブラシおよびこれを用いたモータを提供する。【解決手段】  金属黒鉛質からなり、回転子１０を介し相対向して配置される正極ブラシ２と負極ブラシ３であって、前記回転子１０上を摺動する前記正極ブラシ２と負極ブラシ３の摺動面に凸部２ｂ、３ｂが形成されると共に、前記正極ブラシ２の凸部２ｂと負極ブラシ３の凸部３ｂとが非対称に形成され、前記正極ブラシ２の凸部２ｂによる摺動痕と前記負極ブラシ３の凸部３ｂによる摺動痕が、前記回転子１０上に重複して形成されない。【選択図】  図１
2005278228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属黒鉛質からなり、回転子を介し相対向して配置される正極ブラシと負極ブラシであって、
前記回転子上を摺動する前記正極ブラシと負極ブラシの摺動面に凸部が形成されると共に、前記正極ブラシの凸部と負極ブラシの凸部とが非対称に形成され、前記正極ブラシの凸部による摺動痕と前記負極ブラシの凸部による摺動痕が、前記回転子上に重複して形成されないことを特徴とする金属黒鉛質ブラシ。
【請求項２】
請求項１に記載された金属黒鉛質ブラシと、前記金属黒鉛質ブラシが摺動する回転子とを備えることを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に小型モータに適した金属黒鉛質ブラシおよびこのブラシを用いたモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機や発電機等において、回転子（例えば整流子）と固定子の摺動部にブラシが用いられる。ブラシは一般に、電気抵抗が小さく、しかも耐摩擦性に優れた材料で形成される。従来、様々な種類のブラシが用いられているが、小型モータ用のブラシとしては黒鉛に銅や銀等の良導電性金属粉を含有させた金属黒鉛質ブラシが多く用いられている。
【０００３】
この金属黒鉛質ブラシは、前記したように良導電性金属粉を含有することによって、ブラシの抵抗を小さくし、通電時の昇温を抑制する性質を有している。
しかしながら、小型モータに適用した場合には、ブラシ自体も小型になるため、長時間にわたって連続的にまたは間欠的にモータを使用すると、ブラシが摩擦・発熱することにより、ブラシの相手部材である回転子が摩擦して、寿命が短くなる等の不具合が生じることがあった。
【０００４】
このような課題に対し、特許文献１には、ブラシの摺動面以外の表面にコーティング膜を形成し、それ以外の部分の金属粉含有量を０〜５０重量％とすることで耐用耐命を長くし、相手部材との摩擦を低減するブラシが開示されている。
すなわち、前記コーティング膜を銅と銀の少なくとも一方により形成することで優れた導電性を得ると共に、それ以外の部分で良好な摺動性を確保するようになされている。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３３５２０６号公報（第２頁右欄第６行乃至第３５行、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで従来から、前記のようなブラシは、例えば図４に示すように、回転子である整流子１０を介して相対向して配置された正極ブラシ１１と負極ブラシ１２とで構成される。
そして、図４に示すように、前記正極ブラシ１１と負極ブラシ１２は同形状であるため、整流子１０に対する摺動面１１ａ、１２ａは、前記整流子１０を介して対称に形成される。具体的には、ブラシの摺動面１１ａ、１２ａには、整流子１０の回転方向に延設された凸部１１ｂ、１２ｂが形成されており、その先端部分が整流子１０の同一周面上に接触するようになされている。
【０００７】
この構成において、整流子１０が矢印Ａ方向に回転すると、正極ブラシ１１および負極ブラシ１２が整流子１０上を摺動し、前記ブラシの凸部１１ｂ、１２ｂによって整流子１０の周面に摺動痕１０ａが生じる。
しかも、前記凸部１１ｂ、１２ｂが整流子１０に対して対称形状であるため、この摺動痕１０ａは、整流子１０の同一周面上に重複して生じる。
【０００８】
このように、従来のブラシは、前記正極ブラシ１１と負極ブラシ１２とが同形状であり、且つ、整流子１０に対して、摺動面１１ａ、１２ａが対称形状であるため、整流子１０の同一周面上に、前記両ブラシ１１，１２の荷重が作用すると共に、両ブラシ１１、１２との摩擦が生じる。
その結果、整流子１０の摺動痕部分の表面が荒れ、ノイズやカッパードラッギング等の不具合が生じる虞があった。このような不具合は、特に回転子である整流子、ひいてはモータの耐用寿命を短くする原因とするものであった。
なお、前記のようにブラシ摺動面に凸部がある形状の場合、摺動初期の段階においては、凸部のみが回転子と接触するため、接触面での単位面積あたりの荷重が大きく、前記の不具合が特に生じ易い。
【０００９】
本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、摺動時のブラシからの荷重やブラシとの摩擦を分散し、摺動痕による表面の荒れ、ノイズの悪化およびカッパードラッギングの発生を抑制することのできる金属黒鉛質ブラシおよびこれを用いた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】
【００１０】
前記した課題を解決するためになされた本発明に係る金属黒鉛質ブラシは、金属黒鉛質からなり、回転子を介し相対向して配置される正極ブラシと負極ブラシであって、前記回転子上を摺動する前記正極ブラシと負極ブラシの摺動面に凸部が形成されると共に、前記正極ブラシの凸部と負極ブラシの凸部とが非対称に形成され、前記正極ブラシの凸部による摺動痕と前記負極ブラシの凸部による摺動痕が、前記回転子上に重複して形成されないことに特徴を有する。
また、前記した課題を解決するためになされた本発明に係るモータは、前記金属黒鉛質ブラシと、前記金属黒鉛質ブラシが摺動する回転子とを備えることに特徴を有する。
このように、正極ブラシと負極ブラシの摺動面に形成された凸部が、非対称な位置に形成されているため、摺動時のブラシからの荷重やブラシとの摩擦を分散することができる。しかも、正極ブラシによる摺動痕と前記負極ブラシによる摺動痕が、前記回転子上に重複して形成されないため、摺動痕による表面の荒れ、ノイズの悪化およびカッパードラッギングの発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、摺動時のブラシからの荷重やブラシとの摩擦を分散し、摺動痕による表面の荒れ、ノイズの悪化およびカッパードラッギングの発生を抑制することのできる金属黒鉛質ブラシおよびこれを用いたモータを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明にかかる実施の形態につき、図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る金属黒鉛質ブラシの斜視図である。図１に示すブラシ１は、黒鉛に良導電性金属粉を含有させた正極ブラシ２と負極ブラシ３とから構成され、これらブラシ１は回転子である整流子１０を介して相対向して配置される。前記整流子１０は、矢印Ａに示す方向に回転動作するように構成され、この回転により正極ブラシ２および負極ブラシ３が、整流子１０に対して相対的に摺動するようになされている。
【００１３】
また、前記正極ブラシ２の摺動面２ａの両端には、整流子１０の径方向（整流子１０の軸線方向と垂直な方向）に延設された凸部２ｂが形成されており、これら凸部２ｂが整流子１０の周面に接触するように構成されている。
一方、前記負極ブラシ３の摺動面３ａの長手方向の約１／３，約２／３の部分には、整流子１０の径方向（整流子１０の軸線方向と垂直な方向）に延設された２つの凸部３ｂが形成されている。また、これら凸部３ｂも、前記凸部２ｂと同様に、整流子１０の周面に接触するように構成されている。
このように、前記正極ブラシ２の摺動面２ａと前記負極ブラシ３の摺動面３ａには、前記凸部２ｂおよび凸部３ｂが、整流子１０に対して非対称に形成されている。
【００１４】
このため、整流子１０が矢印Ａ方向に回転した際には、正極ブラシ２によって形成される整流子１０上の摺動痕１０ｂと、負極ブラシ３によって形成される整流子１０上の摺動痕１０ｃとは、整流子１０の別の周面上に形成される。即ち、前記摺動痕１０ｂと摺動痕１０ｃとは、重複して生じることはない。
このように、前記正極ブラシ２の凸部２ｂと負極ブラシ３の凸部３ｂとが非対称に形成されるため、摺動時におけるブラシ２、３による荷重や摩擦を分散でき、摺動痕による表面の荒れ等の不具合を抑制することができる。
また、特に摺動初期の段階においては、ブラシ２、３の摺動面に形成された凸部２ｂ、３ｂのみが整流子１０の周面と接触し、接触面での単位面積あたりの荷重が大きくなる。しかしながら、本実施の形態によれば、前記凸部２ｂ、３ｂが非対称に形成されているため、前記のようにブラシ２、３による摩擦が分散され、摺動痕による整流子表面の荒れ、ノイズの悪化、およびカッパードラッギングの発生等の不具合を抑制することができる。
【００１５】
なお、前記したように、正極ブラシと負極ブラシによる摺動痕が重複しないようなすことによって摺動時の荷重や摩擦を分散できればよく、ブラシの形状は図１に示すもの限定されるものではない。
例えば、図２に示すように、摺動面４ａに多数の凸部４ｂが形成された正極ブラシ４を用い、一方、前記凸部４ｂの谷部に対向する位置に、凸部５ｂが形成された摺動面５ａを有する負極ブラシ５を用いても良い。
このように、凸部４ｂ、５ｂの数を増加させることによりブラシ４、５による荷重がより分散され、摺動痕による整流子表面の荒れ、ノイズの悪化、およびカッパードラッギングの発生等の不具合をより抑制することができる。
【００１６】
また、図３に示すように、摺動面６ａに複数（図では３つ）の大きな凸部６ｂが形成された正極ブラシ６を用い、一方、前記凸部６ｂの谷部に対向する位置に、複数の凸部７ｂ（図では２つ）が形成された摺動面７ａを有する負極ブラシ７を用いても良い。
これによっても、前記摺動面６ａと摺動面７ａとを、整流子１０に対して非対称形状となすことができる。
したがって、この場合においても、正極ブラシ６による摺動痕１０ｂと、負極ブラシ７による摺動痕１０ｃとが重複しないため、摺動時のブラシ６、７からの荷重やブラシ６、７との摩擦を分散することができ、整流子１０（回転子）の摺動痕による表面の荒れ、ノイズの悪化およびカッパードラッギングの発生を抑制することができる。
【実施例】
【００１７】
（実施例１）
図１に示した構成の金属黒鉛質ブラシ（正極ブラシと負極ブラシ）を作成し、モータを作成した。
このときのブラシの組成は、銅含有量：４０重量％、黒鉛及びバインダー炭化物のカーボン含有量：６０重量％とした。
そして、このモータを１００時間使用した後の整流子（回転子）の摺動痕の表面粗さ、ノイズ、およびカッパードラッギングを測定した。その結果を表１に示す。
（比較例１）
図４に示した構成の金属黒鉛質ブラシ（正極ブラシと負極ブラシ）を作成し、モータを作成した。このときのブラシの組成は実施例１と同一とした。また、実験条件を実施例１と同一とし、整流子（回転子）の摺動痕の表面粗さ、ノイズ、およびカッパードラッギングを測定した。その結果を表１に示す。
【００１８】
【表１】
2005278228.tif 000003
【００１９】
表１の実施例１の結果に示されるように、表面の粗さＲａ，Rmaxともに略半分程度に軽減され、またノイズも低減された。さらに、カッパードラッギングの発生頻度が軽減された。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、電動機や発動機等において好適に用いられることができ、特に小型モータに好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る金属黒鉛質ブラシの斜視図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る金属黒鉛質ブラシの別の形態を示す斜視図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る金属黒鉛質ブラシのさらに別の形態を示す斜視図である。
【図４】図４は、従来の金属黒鉛質ブラシの一形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２２】
１      ブラシ
２      正極ブラシ
２ａ    摺動面
２ｂ    凸部
３      負極ブラシ
３ａ    摺動面
３ｂ    凸部
１０      整流子（回転子）
【図１】
2005278228.tif 000004
【図２】
2005278228.tif 000005
【図３】
2005278228.tif 000006
【図４】
2005278228.tif 000007