(57)【要約】【課題】慣らし運転にかかる時間を短縮することにより製造時間を短縮すると共に、特別な機構及び部品を必要とすることなく、整流子の外周面に均一な厚さのカーボン膜を形成することができる回転電動機、電動パワーステアリング用モータ、及びその製造方法を提供する。【解決手段】直流モータは、回転可能に支持される電機子に備えられる整流子１１と、コイルばねによって後端部を付勢されて先端部２１を整流子１１の外周面に摺接させるブラシ１８とを備えている。組付け直後の直流モータには、慣らし運転が行われる。この慣らし運転は、負荷電流を通電して行った後、無負荷電流を通電して行われる。無負荷電流を通電する慣らし運転により、整流子１１の外周面にカーボン膜１６が形成され、無負荷電流を通電する慣らし運転により、カーボン膜１６の厚さが周方向に均一化される。【選択図】      図５
2005304257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に支持される電機子に備えられた整流子と、
付勢手段により前記整流子に向かって付勢されて先端部が前記整流子の外周面に摺接されるブラシと
を備え、
前記整流子は、その外周面に、負荷電流を通電する第１の慣らし運転と、無負荷電流を通電する第２の慣らし運転とにより形成されたカーボン膜を有することを特徴とする回転電動機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電動機において、
前記ブラシの先端部は、前記整流子の軸方向の幅を狭めるように尖らせて形成されていることを特徴とする回転電動機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の回転電動機において、
前記ブラシの先端部は、前記整流子の外周面に沿って円弧状に形成されると共に、該整流子の半径よりも大きい曲率半径を有する摺動面を備えていることを特徴とする回転電動機。
【請求項４】
回転可能に支持される電機子に備えられた整流子と、付勢手段により前記整流子に向かって付勢されて先端部が前記整流子の外周面に摺接されるブラシとを備えた回転電動機の製造方法であって、
前記整流子の外周面と前記ブラシの先端部とをなじませるための慣らし運転を行う慣らし工程を備え、
前記慣らし工程は、負荷電流を通電して前記回転電動機を運転することにより前記整流子の外周面にカーボン膜を形成するカーボン膜形成工程と、無負荷電流を通電して前記回転電動機を運転することにより前記カーボン膜の厚さを均一にするカーボン膜均一化工程とを含むことを特徴とする回転電動機の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の回転電動機の製造方法において、
前記ブラシの先端部は、前記整流子の軸方向の幅を狭めるように尖らせて形成されていることを特徴とする回転電動機の製造方法。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の回転電動機の製造方法において、
前記ブラシの先端部は、前記整流子の外周面に沿って円弧状に形成されると共に、該整流子の半径よりも大きい曲率半径を有する摺動面を備えていることを特徴とする回転電動機の製造方法。
【請求項７】
請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の回転電動機の製造方法を用いて製造された電動パワーステアリング用モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転電動機の製造方法に係り、詳しくは該回転電動機に備えられる整流子とブラシとの摺動性を良好にする慣らし運転の方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、組立て直後の直流モータは、ブラシと整流子との摺動状態が安定せず、整流子の回転に伴って摺動騒音が発生したり、整流が不安定となったりする。そこで、従来は、組立て直後の直流モータにおいて、比較的小電流を通電して電機子を回転させ、ブラシと整流子との摺動状態の安定化を図る慣らし運転が行われている。しかしながら、近年では、製造時間の短縮という観点から、慣らし運転にかかる時間を短縮することが望まれている。
【０００３】
ブラシと整流子との摺動状態の安定化を図りつつ慣らし運転にかかる時間を短縮する方法としては、整流子の外周面にカーボン膜を形成する方法がある。そのカーボン膜を形成する方法には、直流モータの組立工程内にて形成する方法と、組立後の慣らし運転中に形成する方法とがある。
【０００４】
組立工程内でカーボン膜を形成する方法には、例えば、特許文献１にて開示されている回転電動機の製造方法がある。この方法では、まず、ヨーク内に、整流子を備えた電機子、カーボンよりなるブラシを備えたブラシ装置、及びブラケット等を組付けて直流モータの基本構造を形成する。その後、ブラシに通電しつつ、電機子を外部から回転させる。これにより、ブラシと整流子とが通電状態で摺接されることになる。ブラシと整流子とが摺接されることにより、ブラシが磨耗して、磨耗したブラシのカーボンが整流子の外周面に付着してカーボン膜が形成される。また、特許文献１には、電機子を外部の機構に回転自在に支持し、整流子に処理黒鉛棒を当接させた状態で電機子を回転させてカーボン膜を形成する方法も開示されている。上記のようにカーボン膜を形成することにより、慣らし運転にかかる時間を短縮している。
【０００５】
また、組立工程内でカーボン膜を形成する別の方法には、特許文献２にて開示されている回転電動機の製造方法がある。この方法では、整流を行うブラシとは別の、銅及びカーボンよりなるカーボン膜形成用のなじみ用ブラシを用いて整流子にカーボン膜が形成される。このなじみ用ブラシは、電機子に備えられる整流子の外周面に向けて押圧される。そして、通電しない状態で電機子が回転されて、なじみ用ブラシと整流子の外周面とが摺動する。なじみ用ブラシと整流子の外周面とが摺動することにより、整流子の外周面にはカーボン膜が形成される。その後、なじみ用ブラシを取り外し、ヨーク及びブラケットにより形成される空間に電機子を収容して直流モータが完成される。このようにしてカーボン膜を形成することにより、特許文献１と同様に、慣らし運転にかかる時間を短縮している。
【０００６】
組立後の慣らし運転中にカーボン膜を形成する方法には、その慣らし運転を短時間で行うために、ブラシを介して整流子に大電流を供給する方法がある。この方法によれば、整流子に供給する電流によって短時間でカーボン膜を形成することで、慣らし運転の時間を短縮している。
【特許文献１】特開２００３−２５０２５０号公報
【特許文献２】特開２００３−１３４７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１や特許文献２にて開示されている回転電動機の製造方法では、組立工程において整流子の外周面にカーボン膜を形成することにより、慣らし運転にかかる時間の短縮を図っているが、カーボン膜形成のための工程が追加されているため、全体的な製造時間の短縮が見込み難い。また、カーボン膜を形成する際、電機子を外部から回転させるための機構や、電機子を回転自在に支持する機構等が必要となるため、カーボン膜を形成するために別途機構を設けなければならない。
【０００８】
また、特許文献２にて開示されている回転電動機の製造方法では、整流用のブラシとは別に、整流子の外周面にカーボン膜を形成するためのなじみ用ブラシが必要となる。従って、直流モータの製造に必要となる部品が増えて製造コストが増大する。また、なじみ用ブラシは、整流子の外周面にカーボン膜を形成した後、取り外さなければならないため、製造工程が増え、製造時間が長くなってしまう。
【０００９】
一方、慣らし運転中にカーボン膜を形成する方法では、短時間でカーボン膜を形成するために、直流モータに大きな負荷電流を供給している。この大きな負荷電流によって形成されるカーボン膜は、厚さが周方向に不均一であるため、却ってブラシの摺動状態が悪化する虞がある。
【００１０】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、慣らし運転にかかる時間を短縮することにより製造時間を短縮すると共に、特別な機構及び部品を必要とすることなく、整流子の外周面に均一な厚さのカーボン膜を形成することができる回転電動機、電動パワーステアリング用モータ、及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、回転可能に支持される電機子に備えられた整流子と、付勢手段により前記整流子に向かって付勢されて先端部が前記整流子の外周面に摺接させるブラシとを備え、前記整流子は、その外周面に、負荷電流を通電する第１の慣らし運転と、無負荷電流を通電する第２の慣らし運転とにより形成されたカーボン膜を有する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の回転電動機において、前記ブラシの先端部は、前記整流子の軸方向の幅を狭めるように尖らせて形成されている。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の回転電動機において、前記ブラシの先端部は、前記整流子の外周面に沿って円弧状に形成されると共に、該整流子の半径よりも大きい曲率半径を有する摺動面を備えている。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、回転可能に支持される電機子に備えられた整流子と、付勢手段により前記整流子に向かって付勢されて先端部が前記整流子の外周面に摺接されるブラシとを備えた回転電動機の製造方法であって、前記整流子の外周面と前記ブラシの先端部とをなじませるための慣らし運転を行う慣らし工程を備え、前記慣らし工程は、負荷電流を通電して前記回転電動機を運転することにより前記整流子の外周面にカーボン膜を形成するカーボン膜形成工程と、無負荷電流を通電して前記回転電動機を運転することにより前記カーボン膜の厚さを均一にするカーボン膜均一化工程とを含む。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の回転電動機の製造方法において、前記ブラシの先端部は、前記整流子の軸方向の幅を狭めるように尖らせて形成されている。
請求項６に記載の発明は、請求項４又は請求項５に記載の回転電動機の製造方法において、前記ブラシの先端部は、前記整流子の外周面に沿って円弧状に形成されると共に、該整流子の半径よりも大きい曲率半径を有する摺動面を備えている。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の回転電動機の製造方法を用いて電動パワーステアリング用モータを製造した。
（作用）
請求項１，４に記載の発明によれば、整流子の外周面に形成されるカーボン膜は、慣らし運転により形成されるため、カーボン膜形成のためだけの工程を必要としない上、別途カーボン膜形成のための機構及び部品を必要としない。また、慣らし運転は、まず、回転電動機に負荷電流を通電して行い、その後無負荷電流を通電して行われる。負荷電流を通電する慣らし運転においては、ブラシの摩耗が促進されるために、整流子の外周面にはカーボン膜が形成され易く、短時間でカーボン膜を形成することができる。そして、無負荷電流を通電する慣らし運転においては、負荷電流を通電して慣らし運転を行うことにより形成されたカーボン膜の厚さが均一化される。従って、回転電動機の慣らし運転を、負荷電流を通電して行った後、無負荷電流を通電することにより、慣らし運転の時間を短縮して製造時間を短縮すると共に、整流子の外周面に均一な厚さのカーボン膜を形成してブラシと整流子との摺動状態の安定化を図ることができる。
【００１６】
請求項２，５に記載の発明によれば、ブラシの先端部は、整流子の軸方向の幅を狭めるように尖らせて形成されていることから、整流子の外周面と摺接する面積が狭い。従って、軸方向の幅が狭く形成された先端部に付勢手段による付勢荷重が集中するためにブラシの先端部がより摩耗し易く、整流子の外周面にカーボン膜が形成され易い。その結果、より早くカーボン膜が形成されて、慣らし運転にかかる時間が更に短縮される。また、ブラシが整流子の外周面に摺接する面積が狭いことから、ブラシの先端部と整流子の外周面とがなじみ易い。
【００１７】
請求項３，６に記載の発明によれば、ブラシの先端部は、整流子の外周面に沿って円弧状に形成されると共に、該整流子の半径よりも大きい曲率半径を有する摺動面を備えていることから、ブラシの先端部と整流子の外周面とは、周方向には摺動面の一点で摺接することになる。従って、付勢手段による付勢荷重が周方向には一点に集中するためにブラシの先端部がより摩耗し易く、整流子の外周面にカーボン膜がより形成され易い。また、請求項２，５に記載の発明の場合は、ブラシの先端部において、整流子の軸方向にも整流子と摺接する面積が狭いため、より一層先端部の摩耗が促進され、整流子の外周面にカーボン膜が形成され易い。その結果、更に早くカーボン膜が形成されて、慣らし運転にかかる時間がより一層短縮される。また、ブラシが整流子に当接する面積が狭いことから、ブラシの先端部と整流子の外周面とがなじみ易い。
【００１８】
請求項７に記載の発明によれば、請求項４乃至請求項６の作用を有して形成され、ブラシと整流子との摺動状態が安定化され、製造時間が短い電動パワーステアリング用モータが得られる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、慣らし運転にかかる時間を短縮することにより製造時間を短縮すると共に、特別な機構及び部品を必要とすることなく、整流子の外周面に均一な厚さのカーボン膜が形成される回転電動機、電動パワーステアリング用モータ、及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
まず、本実施形態の直流モータ１の構成を説明する。図１は、回転電動機としての直流モータ１を示す。この直流モータ１は、所謂パワーステアリング装置（図示しない）に使用される電動パワーステアリング用モータであり、ステアリングコラム（図示しない）に取着されるものである。
【００２１】
直流モータ１は、有底筒状のヨークハウジング２と、エンドフレーム３と、ヨークハウジング２の内周面に固定されるマグネット４と、ヨークハウジング２及びエンドフレーム３とで囲まれた空間に収容される電機子５及びブラシ装置６とを備えている。
【００２２】
エンドフレーム３は、略円盤状に形成され、その中央部には中央孔３ａが形成されている。このようなエンドフレーム３は、ヨークハウジング２の開口部を閉塞するように、ねじ７によってヨークハウジング２に対して固定されている。
【００２３】
電機子５は、回転軸８と、該回転軸８に固定されるコア９と、該コア９に巻回される巻線１０と、エンドフレーム３側で回転軸８に固定される整流子１１とを備えている。回転軸８は、その上端をヨークハウジング２の底部中央に設けられた軸受１２に支持されると共に、下端側をエンドフレーム３の中央孔３ａの内周に固定された軸受１３に支持されて回転可能に保持されている。因みに、回転軸８の下端側は、軸受１３によって回転可能に支持されながら中央孔３ａから外部に突出している。そして、突出した回転軸８の下端部には、略円筒状のジョイント１４が固定されている。そして、該ジョイント１４には連結穴１４ａが形成されており、該連結穴１４ａには、図示しない被駆動装置の被駆動軸１５（本実施形態ではステアリングシャフト）の上端部が圧入固定される。
【００２４】
整流子１１は、略円筒状を成し、その外周面に複数のセグメント１１ａが備えられている。各セグメント１１ａには、前記巻線１０が接続されている。整流子１１の外周面、即ちセグメント１１ａの外側面には、カーボンよりなるカーボン膜１６が形成されている。カーボン膜１６は、後述のブラシ１８が摺接する部分に形成されている。
【００２５】
ブラシ装置６は、エンドフレーム３上で、整流子１１に隣接した位置に配設されている。図２に示すように、ブラシ装置６は、ブラシホルダ１７と、ブラシ１８と、付勢手段としてのコイルばね１９とを備えている。
【００２６】
ブラシホルダ１７は有底筒状を成している。このブラシホルダ１７は、その開口部を整流子１１側に向けて配設され、ねじ２０にてエンドフレーム３に固定されている（図１参照）。このようなブラシホルダ１７の内部には、ブラシ１８が収容されている。
【００２７】
ブラシ１８はカーボン及び銅よりなる。図３に示すように、ブラシ１８は略直方体状を成している。ブラシ１８の先端部２１は、整流子１１の外周面と対向する面が、摺動面２１ａとテーパ面２１ｂとから構成されている。摺動面２１ａは、先端部２１における整流子１１の軸方向の下端側に形成されている。図４に示すように、摺動面２１ａは、整流子１１の外周面に沿って円弧状に形成されると共に、整流子１１の半径Ｒ１よりも大きい曲率半径Ｒ２の円弧状に形成されている。図２に示すように、前記テーパ面２１ｂは、摺動面２１ａの上端部から、整流子１１の軸方向上方に向かうに連れて、次第に整流子１１の外周面から遠ざかるように傾斜している。即ち、先端部２１は、整流子１１の軸方向の幅を狭めるように尖らせて形成されている。このようなブラシ１８は、図２に示すように、ブラシ１８の後端部２２と前記ブラシホルダ１７の底部１７ａとの間に圧縮された状態で配設されたコイルばね１９によって付勢されて、先端部２１が整流子１１の外周面（セグメント１１ａ）に摺接される。この時、ブラシ１８は、ブラシホルダ１７内で、後端部２２をエンドフレーム３から遠ざけるように傾いた状態となっている。即ち、ブラシ１８の先端部２１は、軸方向には摺動面２１ａの上端にて整流子１１の外周面に摺接し、周方向には摺動面２１ａにおける１点で外周面と摺接する。
【００２８】
尚、ブラシ１８の上面２３には、ピグテール２４が接続されている。図１に示すように、エンドフレーム３には給電部２５が組付けられている。給電部２５は、ブラシ１８に対し、ピグテール２４を介して外部から電源供給を行っている。そして、給電部２５からブラシ１８及び整流子１１を介して電機子５に電源が供給されることにより、電機子５が回転し、回転軸８が回転するようになっている。
【００２９】
次に、上記のように構成された直流モータ１の製造方法について説明する。
まず、ヨークハウジング２に、整流子１１を備えた電機子５、ブラシ装置６、及びエンドフレーム３等を組付けて、直流モータ１を形成する。この時、整流子１１の外周面にはカーボン膜１６は形成されていない。本実施形態の直流モータ１は、例えば、無負荷電流１［Ａ］、無負荷回転数２０００［ｒｐｍ］、拘束トルク１０［Ｎｍ］、拘束電流１００［Ａ］の直流モータである。
【００３０】
次に、組立てられた直流モータ１にて慣らし運転を行う（慣らし工程）。この工程は、直流モータ１に負荷電流を通電するカーボン膜形成工程と、その後直流モータ１に無負荷電流を通電するカーボン膜均一化工程とを含む。
【００３１】
カーボン膜形成工程において、直流モータ１に通電される負荷電流は、該直流モータ１使用時に加わる最大の負荷が加えられた時に、直流モータ１に通電される電流と同じ大きさの電流である。本実施形態では、負荷電流は、無負荷電流１［Ａ］と拘束電流１００［Ａ］との略中央の値である５０［Ａ］としている。このような負荷電流を直流モータ１に通電して慣らし運転（第１の慣らし運転）を行うと、図５に示すように、ブラシ１８の先端部２１が摩耗され、摩耗された部分のカーボンが整流子１１の外周面に付着して整流子１１の外周面にカーボン膜１６が形成される。この時、直流モータ１には、大きな電流が供給されているため、ブラシ１８の先端部２１の摩耗が促進され、整流子１１の外周面に形成されるカーボン膜１６が短時間で形成される。
【００３２】
カーボン膜形成工程終了後の直流モータ１に、無負荷電流を通電してカーボン膜均一化工程を行う。カーボン膜形成工程では、大きな値の負荷電流を通電して直流モータ１を運転していたため、整流子１１の外周面に形成されたカーボン膜１６は、その厚さが周方向に不均一となっている。そこで、無負荷電流を通電して慣らし運転（第２の慣らし運転）を行うことによって、カーボン膜の厚さを周方向に均一化する。カーボン膜均一化工程において、直流モータ１に通電される無負荷電流は、本実施形態では１［Ａ］である。また、直流モータ１は、直流モータ１使用時に印加される電圧のうちで最大の電圧、若しくは限界回転数となる場合の電圧が印加されることにより、高速回転で運転される。このような条件で直流モータ１にて慣らし運転を行うと、供給される電流の値が小さいためにカーボン膜１６の形成は抑えられ、ブラシ１８の先端部２１（摺動面２１ａ）と整流子１１の外周面とが機械的に慣らされる。その結果、厚さが周方向に不均一であったカーボン膜１６の凸部が削り取られ、カーボン膜１６はその厚さが周方向に均一にされる。カーボン膜形成工程が終了すると、直流モータ１が完成する。
【００３３】
上記の製造方法にて製造された直流モータ１について、磁気音を測定した結果を図６に、ブラシ１８による摺動音を測定した結果を図７に示す。図６において、磁気音は、負荷電流１０［Ａ］、回転数１０００［ｒｐｍ］の条件で直流モータ１を運転して測定している。また、図７において、ブラシ１８による摺動音は、無負荷電流１［Ａ］、印加電圧１１［Ｖ］、回転数２０００［ｒｐｍ］の条件で直流モータ１を運転して測定している。図６に示すように、直流モータ１の磁気音は、組付け直後から、負荷電流を通電して慣らし運転を行うとその値が小さくなり改善されている。そして、更に無負荷電流を通電して慣らし運転を行っても、負荷電流を通電して慣らし運転を行うことにより改善された値は保たれている。従って、カーボン膜形成工程を行った後、カーボン膜均一化工程を行うことにより、磁気音が改善された状態が保たれることがわかる。また、図７に示すように、ブラシ１８による摺動音は、組付け直後から、直流モータ１に負荷電流を通電して慣らし運転を行うとその値は大きくなってしまう。しかしながら、更に無負荷電流を通電して慣らし運転を行うことにより、ブラシ１８による摺動音は小さく改善されて、組付け直後の直流モータ１と同程度、若しくはそれ以下に小さい値となる。従って、カーボン膜形成工程を行った後、カーボン膜均一化工程を行うことにより、ブラシ１８による摺動音が小さく改善されていることがわかる。
【００３４】
尚、図８，９には、負荷電流を通電する慣らし運転のみを行って製造した直流モータについて、磁気音及びブラシ１８による摺動音を測定した結果を示している。また、図１０，１１には、無負荷電流を通電して慣らし運転を行った後、負荷電流を通電して慣らし運転を行って製造した直流モータについて、磁気音及びブラシ１８による摺動音を測定した結果を示している。図８及び図１０において、磁気音は、負荷電流１０［Ａ］、回転数１０００［ｒｐｍ］の条件で直流モータを運転して測定している。また、図９及び図１１において、ブラシ１８による摺動音は、無負荷電流１［Ａ］、印加電圧１１［Ｖ］、回転数２０００［ｒｐｍ］の条件で直流モータを運転して測定している。
【００３５】
負荷電流を通電する慣らし運転のみを行った場合、慣らし運転を行うことにより、図８に示すように磁気音は小さく改善されているが、図９に示すようにブラシ１８による摺動音はその値が大きくなり、悪化してしまう。また、無負荷電流を通電して慣らし運転を行った後、負荷電流を通電して慣らし運転を行った場合、図１０に示すように磁気音は小さく改善されているが、図１１に示すように、ブラシ１８による摺動音は悪化していることがわかる。以上の測定結果から、磁気音及びブラシ１８による摺動音を改善するためには、慣らし運転は、負荷電流を通電して行った後、無負荷電流を通電して行うと最適であることがわかる。
【００３６】
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）整流子１１の外周面に形成されるカーボン膜１６は、慣らし運転中に形成されるため、カーボン膜１６形成のためだけの工程を必要としない上、別途カーボン膜形１６形成のための構成及び部品を必要としない。また、慣らし運転は、まず、直流モータ１に負荷電流を通電して行い、その後無負荷電流を通電して行われる。負荷電流を通電する慣らし運転（カーボン膜形成工程）においては、大きな値の電流を通電するためにブラシ１８の先端部２１の摩耗が促進されて、整流子１１の外周面にカーボン膜１６が形成され易く、短時間でカーボン膜１６を形成することができる。そして、無負荷電流を通電する慣らし運転においては、通電される電流が小さく、直流モータ１は高速で回転される。そのため、カーボン膜形成工程で形成されたカーボン膜１６の厚さを均一化することができる。従って、慣らし運転にかかる時間を短縮することにより製造時間を短縮すると共に、特別な機構及び部品を必要とすることなく、整流子１１の外周面に均一な厚さのカーボン膜１６を形成することができる。そして、このようなカーボン膜１６を形成することにより、ブラシ１８と整流子１１との摺動状態の安定化を図ることができる。
【００３７】
（２）先端部２１は、摺動面２１ａとテーパ面２１ｂとから形成されている。即ち、ブラシ１８の先端部２１は、整流子１１の軸方向の幅を狭めるように尖らせて形成されているため、整流子の外周面と摺接する面積が狭い。従って、コイルばね１９による付勢加重が、軸方向の幅が狭く形成された摺動面２１ａに集中するために、ブラシ１８の先端部２１がより摩耗し易く、整流子１１の外周面にカーボン膜１６が形成され易い。その結果、より早くカーボン膜１６が形成され、慣らし運転にかかる時間がより短縮される。また、ブラシ１８が整流子１１の外周面に摺接する面積が狭いことから、ブラシ１８の先端部２１と整流子１１の外周面とがなじみ易い。
【００３８】
（３）先端部２１は、整流子１１の外周面に沿って形成されると共に、該整流子の半径Ｒ１よりも大きい曲率半径Ｒ２を有する摺動面２１ａを備えていることから、ブラシ１８の先端部２１と整流子１１の外周面とは、周方向には摺動面２１ａにおける一点で摺接することになる。従って、コイルばね１９による付勢加重が、周方向には一点に集中するためにブラシ１８の先端部２１がより摩耗し易く、整流子１１の外周面にカーボン膜１６がより形成され易い。特に、本実施形態においては、先端部２１が整流子１１の軸方向の幅を狭めるように尖らせて形成されているため、先端部２１においてブラシ１８の外周面と摺接する面積が更に狭く、更に先端部２１の摩耗が促進される。その結果、更に早くカーボン膜１６を形成することができ、慣らし運転にかかる時間をより一層短縮することができる。また、ブラシ１８が整流子１１の外周面に摺接する面積がより狭いことから、ブラシ１８の先端部２１と整流子１１の外周面とが更になじみ易い。
【００３９】
（４）慣らし工程では、負荷電流を通電して慣らし運転を行うカーボン膜形成工程を行った後、無負荷電流を通電して慣らし運転を行うカーボン膜均一化工程が行われる。従って、負荷電流を通電して慣らし運転を行うことにより早くカーボン膜１６を形成し、無負荷電流を通電して慣らし運転を行うことによりカーボン膜形成工程にて形成されたカーボン膜１６の凸部を削り落としてカーボン膜１６の厚さを周方向に均一に再形成する。このような順序で慣らし運転を行うことにより、磁気音、及びブラシ１８による摺動音を改善することができる。
【００４０】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
○上記実施形態では、ブラシ１８の先端部２１は、摺動面２１ａとテーパ面２１ｂとから構成されているが、図１２及び図１３に示すような構成としてもよい。図１２に示すブラシ３０は、略直方体状を成している。そして、ブラシ３０の先端部３１は、突起部３１ａとテーパ面３１ｂとから構成されている。突起部３１ａは、先端部３１の軸方向上端側において、整流子１１の周方向に沿って延びている。尚、突起部３１ａの先端は、図１３においては整流子１１の外周面に沿った円弧状に形成されているが、直線状に形成されていてもよい。そして、テーパ面３１ｂは、突起部３１ａの下端部から、整流子１１の軸方向下方に向かうに連れて、次第に整流子１１の外周面から遠ざかるように傾斜している。
【００４１】
図１３に示すブラシ４０は、略直方体状を成している。そして、ブラシ４０の先端部４１は、突起部４１ａとテーパ面４１ｂとから構成されている。突起部４１ａは、先端部４１における整流子１１の軸方向の上端側において、周方向の幅を狭めるように尖らせて形成されている。言い換えると、先端部４１における軸方向の上端側において、軸方向に沿って伸びている。そして、テーパ面４１ｂは、突起部４１ａの下端側から、整流子１１の軸方向下方に向かうに連れて、次第に整流子１１の外周面から遠ざかるように傾斜している。尚、図１３において、先端部４１は、テーパ面４１ｂを備えた構成となっているが、テーパ面４１ｂを備えず、軸方向の上端から下端まで突起部４１ａが形成された構成としてもよい。
【００４２】
このように構成しても、ブラシ３０，４０の摩耗が促進され、カーボン膜１６をより早く形成することができ、慣らし運転にかかる時間を短縮することができる。尚、ブラシ３０，４０において、突起部３１ａ，４１ａが軸方向下端側に形成されていても同様の効果を得ることができる。
【００４３】
○上記実施形態では、摺動面２１ａは、先端部２１において整流子１１の軸方向下端側に形成されているが、上端側に形成されていてもよい。この場合、テーパ面２１ｂは、摺動面２１ａの下端側から軸方向下方に向かうに連れて次第に整流子１１の外周面から遠ざかるように形成される。
【００４４】
○上記実施形態では、摺動面２１ａは、整流子１１の半径Ｒ１よりも大きい曲率半径Ｒ２の円弧状に形成されているが、これに限らない。例えば、摺動面２１ａは、整流子１１の半径Ｒ１と等しい曲率半径Ｒ２の円弧状に形成されていてもよい。また、摺動面２１ａは、整流子１１の半径Ｒ１よりも小さい曲率半径Ｒ２の円弧状に形成されていてもよい。
【００４５】
○上記実施形態では、摺動面２１ａは、整流子１１の外周面に沿った円弧状に形成されているが、整流子１１の外周面とは逆向きに湾曲して形成される円弧状に形成されていてもよい。このように構成すると、ブラシ１８は、摺動面２１ａにおける一点で整流子１１の外周面と摺接するため、ブラシ１８の摩耗が促進される。その結果、より早く整流子１１の外周面にカーボン膜１６を形成することができる。
【００４６】
○上記実施形態では、ブラシ１８の先端部２１は、テーパ面２１ｂを形成することにより、軸方向の幅を狭めて形成されている。しかしながら、これに限らず、先端部２１は、円弧状の摺動面２１ａが軸方向の上端から下端まで形成された構成としてもよい。
【００４７】
○上記実施形態では、ブラシ１８の先端部２１が、軸方向の幅を狭めて尖らせて形成されているため、軸方向には摺動面２１ａの１箇所で整流子１１の外周面と摺接しているが、これに限らない。例えば、円弧状の摺動面２１ａが軸方向の上端側と下端側の２箇所に形成された構成としてもよい。
【００４８】
○上記実施形態では、カーボン膜形成工程における慣らし運転は、５０［Ａ］の負荷電流を通電して行われる。また、カーボン膜均一化工程における慣らし運転は、１［Ａ］の無負荷電流を通電して行われる。しかしながら、負荷電流及び無負荷電流の電流値は、これに限らず、製造する直流モータに応じて、適宜設定することが望ましい。
【００４９】
○上記実施形態では、直流モータ１は、電動パワーステアリング用モータであるが、電動パワーステアリング用モータ以外の直流モータであってもよい。その他、直流モータ１以外に、ブラシ１８及び整流子１１を備えた回転電動機に本発明を応用してもよい。
【００５０】
上記各実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（イ）請求項１又は請求項２に記載の回転電動機において、前記ブラシの先端部は、前記整流子の周方向に沿って形成された突起部を備えていることを特徴とする回転電動機。このように構成すると、突起部においては、整流子の外周面と摺接する面積が狭い。従って、ブラシの摩耗が促進されて、カーボン膜の形成が短時間で行われ、慣らし運転にかかる時間をより短縮することができる。
【００５１】
（ロ）請求項１に記載の回転電動機において、前記ブラシの先端部は、前記整流子の軸方向に沿って形成された突起部を備えていることを特徴とする回転電動機。このように構成すると、突起部においては、整流子の外周面を摺接する面積が狭い。従って、ブラシの摩耗が促進されて、カーボン膜の形成が短時間で行われ、慣らし運転にかかる時間をより短縮することができる。
【００５２】
（ハ）請求項１乃至請求項３、及び前記（イ）（ロ）のいずれか１項に記載の回転電動機において、前記ブラシの先端部は、前記整流子の軸方向一方に向かうに連れて前記整流子の外周面から遠ざかるテーパ面を備えていることを特徴とする回転電動機。このように構成すると、テーパ面が形成されていることにより、ブラシの先端部において、整流子の外周面と摺接する面積が狭くなる。従って、テーパ面を形成するだけの簡単な構成で、ブラシの摩耗が促進されて、カーボン膜形成にかかる更に時間を短縮することができる。
【００５３】
（ニ）請求項４又は請求項３に記載の回転電動機の製造方法において、前記ブラシの先端部は、前記整流子の周方向に沿って形成された突起部を備えていることを特徴とする回転電動機の製造方法。
【００５４】
（ホ）請求項４に記載の回転電動機の製造方法において、前記ブラシの先端部は、前記整流子の軸方向に沿って形成された突起部を備えていることを特徴とする回転電動機の製造方法。
【００５５】
（へ）請求項４乃至請求項６、及び前記（ニ）（ホ）のいずれか１項に記載の回転電動機の製造方法において、前記ブラシの先端部は、前記整流子の軸方向一方に向かうに連れて前記整流子の外周面から遠ざかるテーパ面を備えていることを特徴とする回転電動機の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本実施形態の直流モータを示す断面図。
【図２】ブラシの組付け状態を示す模式図。
【図３】本実施形態のブラシを示す斜視図。
【図４】ブラシと整流子との摺接状態を示す模式図。
【図５】カーボン膜が形成される工程を示す模式図。
【図６】負荷電流を通電して慣らし運転を行った後、無負荷電流を通電して慣らし運転を行って製造した直流モータについて、磁気音を測定した結果を示すグラフ。
【図７】負荷電流を通電して慣らし運転を行った後、無負荷電流を通電して慣らし運転を行って製造した直流モータについて、ブラシの摺動音を測定した結果を示すグラフ。
【図８】負荷電流を通電する慣らし運転のみを行って製造した直流モータについて、磁気音を測定した結果を示すグラフ。
【図９】負荷電流を通電する慣らし運転のみを行って製造した直流モータについて、ブラシの摺動音を測定した結果を示すグラフ。
【図１０】無負荷電流を通電して慣らし運転を行った後、負荷電流を通電して慣らし運転を行って製造した直流モータについて、磁気音を測定した結果を示すグラフ。
【図１１】無負荷電流を通電して慣らし運転を行った後、負荷電流を通電して慣らし運転を行って製造した直流モータについて、ブラシの摺動音を測定した結果を示すグラフ。
【図１２】別例のブラシを示す斜視図。
【図１３】別例のブラシを示す斜視図。
【符号の説明】
【００５７】
１…回転電動機としての直流モータ、５…電機子、１１…整流子、１６…カーボン膜、１８，３０，４０…ブラシ、１９…付勢手段としてのコイルばね、２１、３１，４１…先端部、２１ａ…摺動面、Ｒ１…半径、Ｒ２…曲率半径。
【図１】
2005304257.tif 000003
【図２】
2005304257.tif 000004
【図３】
2005304257.tif 000005
【図４】
2005304257.tif 000006
【図５】
2005304257.tif 000007
【図６】
2005304257.tif 000008
【図７】
2005304257.tif 000009
【図８】
2005304257.tif 000010
【図９】
2005304257.tif 000011
【図１０】
2005304257.tif 000012
【図１１】
2005304257.tif 000013
【図１２】
2005304257.tif 000014
【図１３】
2005304257.tif 000015