(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータハウジングに固定される絶縁性樹脂基板と、該基板にその下部が固定されブラシ及び該ブラシをコンミテータに押圧させるスプリングを収容するための収容凹部を有する金属製のブラシホルダとを備えたブラシ保持装置であって、
前記ブラシホルダには、弾性力を有して基板又はハウジングに弾圧当接する当接片が一体形成されており、
前記当接片は、前記ブラシホルダの側壁の上部から下方かつブラシホルダの外側に向かって延びるように形成され、ブラシホルダの外側において前記基板又は前記ハウジングに弾圧当接することを特徴とするブラシ保持装置。
【請求項２】
請求項１に記載のブラシ保持装置において、
前記当接片は、前記ブラシホルダの径方向外側の側壁上部の所定部位から下方かつ径方向外側に向かって延びるように形成され、径方向外側において前記基板又は前記ハウジングに弾圧当接することを特徴とするブラシ保持装置。
【請求項３】
モータハウジングに固定される絶縁性樹脂基板と、該基板にその下部が固定されブラシ及び該ブラシをコンミテータに押圧させるスプリングを収容するための収容凹部を有する金属製のブラシホルダとを備えたブラシ保持装置であって、
前記ブラシホルダと前記基板又は前記ハウジングとのいずれか一方には、ブラシホルダと基板又はハウジングとを弾圧当接させる当接部が一体形成されており、
前記当接部は、前記ブラシホルダにおける前記コンミテータの回転方向下側の所定部位と前記基板又は前記ハウジングとを弾圧当接させることを特徴とするブラシ保持装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のブラシ保持装置を備えたことを特徴とするモータ。
【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モータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
直流モータは、外部からの直流電源を機械的に整流してアーマチャに供給すべくブラシ及びコンミテータが備えられており、そのブラシはブラシ保持装置によって保持されてコンミテータと摺接するように構成されている。
【０００３】
図１２〜図１４は、従来のブラシ保持装置５０の一例を示す。ブラシ保持装置５０は、基板５１及びブラシホルダ５２を備えている。基板５１は、モータハウジング（図示略）に固定される。ブラシホルダ５２は、耐熱性に優れ、熱による寸法変動の小さい真鍮等の金属材料により、径方向内側（コンミテータ５３側）が開口し、径方向外側（反コンミテータ５３側）が閉鎖された略四角筒状に形成されている。ブラシホルダ５２は、その下部５２ａが基板５１に固定されている。又、ブラシホルダ５２は、コンミテータ５３側が開口した収容凹部５２ｂが形成され、該収容凹部５２ｂにはブラシ５４及び該ブラシ５４をコンミテータ５３に押圧させるスプリング５５が収容される。
【０００４】
ところで、コンミテータ５３が回転したとき、ブラシ５４とコンミテータ５３間の摩擦力が不安定であることや、コンミテータ５３のセグメント間段差とブラシ５４との衝突等により、ブラシ５４が自励振動を起こし、この自励振動によりブラシ５４とブラシホルダ５２とが衝突し共振して異音（騒音）が発生することが知られている。
【０００５】
そこで、上記した問題点を解決すべく、第１の解決策として、前記ブラシ５４を軟らかい材質のもので構成することが考えられる。このようにすることで、コンミテータ５３のセグメント間段差との衝突力が和らげられるので、ブラシ５４の自励振動が小さくなる。
【０００６】
又、第２の解決策として、特開平１０−３０４６２５号公報で開示された技術がある。この公報では、ブラシ側面に切欠きが形成され、その切欠きにピッグテールと結合した防振板が差込固定され、その防振板と基板との間に振動吸収材が介在されている。このようにすることで、ブラシの自励振動が防振板及び振動吸収材で減衰される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第１の解決策では、ブラシの磨耗が早く、寿命が短くなるという問題があった。
【０００８】
第２の解決策では、防振板及び振動吸収材を使用しなければならず、部品数が増加してコストが上昇してしまう。
又、低速回転時においては、ブラシ５４とコンミテータ５３とが静摩擦状態に近い高摩擦状態となるため、ブラシ５４の自励振動が大きく、比較的大きな異音が発生していた。
【０００９】
ここで、図１５（ａ）は、前記ブラシホルダ５２を使用した場合における異音の大きさを示し、図１５（ｂ）は、その異音の周波数分析を示している。尚、この場合、コンミテータ５３の回転数は１５［ｒｐｍ］と低回転に設定されている。
【００１０】
図１５（ａ）中のＢ矢印部分に示されているように、従来のブラシホルダ５２を使用した場合では、比較的大きなレベルの異音が発生していることがわかる。又、図１５（ｂ）中のＣ矢印部分に示されているように、その異音の中でも特に６〜７［ｋＨｚ］間のレベルが大きいことがわかる。従って、このような低速回転時に発生する異音を抑制することが切望されていた。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ブラシの材質を変更することなく、しかも部品数を増加しないで、異音を抑制することができるブラシ保持装置及びモータを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項１に記載の発明は、モータハウジングに固定される絶縁性樹脂基板と、該基板にその下部が固定されブラシ及び該ブラシをコンミテータに押圧させるスプリングを収容するための収容凹部を有する金属製のブラシホルダとを備えたブラシ保持装置であって、前記ブラシホルダには、弾性力を有して基板又はハウジングに弾圧当接する当接片が一体形成されており、前記当接片は、前記ブラシホルダの側壁の上部から下方かつブラシホルダの外側に向かって延びるように形成され、ブラシホルダの外側において前記基板又は前記ハウジングに弾圧当接する。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のブラシ保持装置において、前記当接片は、前記ブラシホルダの径方向外側の側壁上部の所定部位から下方かつ径方向外側に向かって延びるように形成され、径方向外側において前記基板又は前記ハウジングに弾圧当接する。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、モータハウジングに固定される絶縁性樹脂基板と、該基板にその下部が固定されブラシ及び該ブラシをコンミテータに押圧させるスプリングを収容するための収容凹部を有する金属製のブラシホルダとを備えたブラシ保持装置であって、前記ブラシホルダと前記基板又は前記ハウジングとのいずれか一方には、ブラシホルダと基板又はハウジングとを弾圧当接させる当接部が一体形成されており、前記当接部は、前記ブラシホルダにおける前記コンミテータの回転方向下側の所定部位と前記基板又は前記ハウジングとを弾圧当接させる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のブラシ保持装置を備える。
【００１７】
（作用）
各請求項に記載の発明によれば、コンミテータの回転時にブラシが自励振動を起こし、その自励振動がブラシホルダに伝達されるが、ブラシホルダは当接片（請求項３では当接部）により基板又はハウジングに弾圧当接しているので、ブラシホルダの共振が抑制され、異音の発生が抑制される。つまり、ブラシホルダに当接片を形成するだけで（請求項３ではブラシホルダ、基板又はハウジングのいずれかに当接部を形成するだけで）異音の発生を抑制できるので、ブラシの材質を変更する必要はなく、しかも部品数が増加しない。
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、当接片は、ブラシホルダの側壁の上部と基板又はハウジングとを弾圧当接させる。従って、ブラシホルダの上部は自由端であるので振動し易いが、その上部に当接片を設けたので、ブラシホルダの振動を確実に抑制できる。
また、当接片は、ブラシホルダに一体形成され弾性力を有するものであって、基板又はハウジングに弾圧当接する。従って、ブラシホルダは金属製であるので、弾性力を有する当接片を作り易い。また、当接片が基板に弾圧当接する構成では、基板が樹脂製であるので、ヤング率の異なる部材の当接により、ブラシホルダの振動を確実に抑制できる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、当接片は、ブラシホルダの径方向外側の側壁上部の所定部位と基板又はハウジングとを弾圧当接させる。従って、当接片はブラシを保持する部分と離れた箇所に設けられるので、ブラシのクリアランスを特別考慮する必要なない。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、当接部は、ブラシホルダにおけるコンミテータの回転方向下側の所定部位と基板又はハウジングとを弾圧当接させる。従って、ブラシホルダにおけるコンミテータの回転方向下側は該コンミテータの回転によりブラシが変位するため該ブラシが衝突し振動し易いが、その回転方向下側の所定部位に当接部を設けたので、ブラシホルダの振動を確実に抑制できる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、ブラシの材質を変更することなく、しかも部品数を増加しないで、異音を抑制することができるモータを提供することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
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。
図１〜図３は、本実施形態のブラシ保持装置１を示す。ブラシ保持装置１は、直流モータのモータハウジング２内に装着される。直流モータは、外部からの直流電源を機械的に整流してアーマチャ（図示略）に供給すべくブラシ３及びコンミテータ４が備えられており、そのブラシ３はブラシ保持装置１によって保持されてコンミテータ４と摺接するように構成されている。
【００２３】
前記ブラシ保持装置１は、基板１１及びブラシホルダ１２を備えている。
基板１１は、絶縁性の樹脂材料よりなり、モータハウジング２に固定される。基板１１は、コンミテータ４の軸方向に直交する平面を有する平面部１１ａと、該平面部１１ａの外周縁から軸方向のブラシホルダ１２側にのびる外周壁１１ｂとを備えている。
【００２４】
ブラシホルダ１２は、耐熱性に優れ、熱による寸法変動の小さい真鍮等の金属材料により、径方向内側（コンミテータ４側）が開口し、径方向外側（反コンミテータ４側）が閉鎖された略四角筒状に形成されている。尚、このブラシホルダ１２は、一枚の板材を所定形状にプレスにより打ち抜き、折り曲げることにより構成されている。ブラシホルダ１２は、その下部１２ａが基板１１の平面部１１ａに固定されている。ブラシホルダ１２は、コンミテータ４側が開口した収容凹部１２ｂが形成され、該収容凹部１２ｂにはブラシ３及び該ブラシ３をコンミテータ４に押圧させるスプリング５が収容される。
【００２５】
又、ブラシホルダ１２の径方向外側（ブラシ３後端側）の側壁１２ｃには、その側壁１２ｃ上部中央から下方かつ径方向外側に向かってのびる矩形状の当接片１２ｄが切り起こされて形成されている。当接片１２ｄは弾性力を有し、その先端側（下方側）が前記基板１１の外周壁１１ｂ内周に弾圧当接するようになっている。
【００２６】
ところで、上記したように、コンミテータ４が回転したとき、ブラシ３とコンミテータ４間の摩擦力が不安定であることや、コンミテータ４のセグメント間段差とブラシ３との衝突等により、ブラシ３が異音（騒音）発生の要因となる自励振動を起こす。特に低速回転時においては、ブラシ３とコンミテータ４とが静摩擦状態に近い高摩擦状態となるため、ブラシ３の自励振動が大きく、比較的大きな異音が発生し易い。
【００２７】
ここで、図４（ａ）は、当接片１２ｄを設けた本実施形態のブラシホルダ１２を使用した場合における異音の大きさを示し、図４（ｂ）は、その異音の周波数分析を示している。尚、本実施形態のブラシホルダ１２は、当接片１２ｄを有する側壁１２ｃ以外の形状は従来のブラシホルダ５２と同形状とした。尚、この場合も従来と同様に、コンミテータ４の回転数は１５［ｒｐｍ］と低回転に設定されている。又、本実施形態のブラシ３、コンミテータ４及び基板１１は、従来のそれらと同様のものを使用している。
【００２８】
図４（ａ）に示されているように、本実施形態のブラシホルダ１２を使用した場合では、図１５（ａ）に示す従来のブラシホルダ５２を使用した場合と比べて、発生する異音のレベルが極めて小さく抑えられていることがわかる。又、図４（ｂ）に示されているように、図１５（ｂ）と比べて、その異音の中でも特に６〜７［ｋＨｚ］間のレベルが効率よく抑制されていることがわかる。従って、本実施形態では、当接片１２ｄによりブラシホルダ１２の振動（共振）が減衰され、異音が抑制されるようになっている。
【００２９】
更に、本出願人は、図５に示すように、従来のブラシホルダ５２の径方向外側（ブラシ５４後端側）の側壁５２ｃにおいてどの部分が特に振動するかを測定した。図５（ａ）はその測定箇所を示し、図５（ｂ）は測定結果を示す。尚、この場合、コンミテータ５３の回転方向は時計回り方向（Ａ矢印方向）であって、その回転数は上記と同様に１５［ｒｐｍ］と低回転に設定されている。
【００３０】
図５（ａ）に示すように、前記側壁５２ｃにおいて、幅Ｗ方向（回転方向）に略等間隔に３箇所、高さＨ方向に略等間隔に４箇所、合計１２箇所の測定点Ｐ１〜Ｐ１２で振動を測定した。
【００３１】
図５（ｂ）に示されているように、低回転時には、前記側壁５２ｃにおいて、上部で左側（回転方向の下側）の測定点Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７の振動が他の測定点Ｐ２，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ８〜Ｐ１２と比べて大きくなることがわかった。これは、側壁５２ｃの上部、即ちブラシホルダ５２の上部５２ｄは自由端であって振動し易いためと考えられる。又、低回転時には、側壁５２ｃの左側（回転方向下側）、即ちブラシホルダ５２の左側（回転方向下側）の側壁５２ｅは、右側（回転方向上側）の側壁５２ｆと比べて、前記コンミテータ５３の回転によりブラシ５４が左側（回転方向下側）の側壁５２ｅ側に変位するため該ブラシ５４が衝突し振動し易いためと考えられる。
【００３２】
そこで、本実施形態のブラシホルダ１２は、当接片１２ｄを側壁１２ｃの上部中央から延出するようにした。従って、この当接片１２ｄにより、振動の比較的大きい上部１２ｅの振動が効率よく減衰され、異音が抑制される。又、当接片１２ｄを左側の側壁１２ｆ及び右側の側壁１２ｇの等距離にある中央としたことで、コンミテータ４の両方向の回転時に発生するブラシホルダ１２の振動が平均的に減衰され、両方向の回転時に発生する異音がともに小さく抑えられる。
【００３３】
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）本実施形態では、ブラシホルダ１２の径方向外側（ブラシ３後端側）の側壁１２ｃに対し、基板１１の外周壁１１ｂ内周に弾圧当接する当接片１２ｄを形成した。従って、コンミテータ４の回転時にブラシ３が自励振動を起こし、その自励振動がブラシホルダ１２に伝達されるが、ブラシホルダ１２は当接片１２ｄにより基板１１に弾圧当接しているので、ブラシホルダ１２の共振が抑制され、異音の発生が抑制される。つまり、ブラシホルダ１２の形状を変更するだけで異音の発生を抑制できるので、ブラシ３の材質を変更する必要はなく、しかも部品数が増加しない。
【００３４】
（２）当接片１２ｄは側壁１２ｃ上部中央から延出されている。従って、側壁１２ｃ上部（ブラシホルダ１２の上部）側は自由端であるので振動し易いが、その部位に当接片１２ｄを設けたので、ブラシホルダ１２の振動を確実に抑制することができる。
【００３５】
（３）当接片１２ｄはブラシホルダ１２の径方向外側（ブラシ３後端側）の側壁１２ｃに設けられる。従って、当接片１２ｄはブラシ３を保持する径方向内側部分と離れた箇所に設けられるので、ブラシ３のクリアランスを特別考慮する必要はない。
【００３６】
（４）当接片１２ｄはブラシホルダ１２に一体形成される。従って、ブラシホルダ１２は金属製であるので、弾性力を有する当接片１２ｄを作り易い。
（５）当接片１２ｄが当接する基板１１は樹脂製であるので、ヤング率の異なる部材の当接により、ブラシホルダ１２の振動を確実に抑制することができる。
【００３７】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
○上記実施形態のブラシ保持装置１では、ブラシホルダ１２の径方向外側（ブラシ３後端側）の側壁１２ｃに対し、基板１１の外周壁１１ｂ内周に弾圧当接する当接片１２ｄを形成したが、この構成に限定されるものではなく、基板及びブラシホルダの形状を適宜変更してもよい。
【００３８】
例えば、図６及び図７に示すように、それぞれ上記実施形態と同材料よりなる基板１３及びブラシホルダ１４を備えたブラシ保持装置１ａとしてもよい。詳しくは、ブラシホルダ１４は、従来のブラシホルダ５２と同形状をなし、その下部１４ａが基板１３の平面部１３ａに固定されている。ブラシホルダ１４は、ブラシ３を収容する収容凹部１４ｂを有し、径方向外側（ブラシ３後端側）の側壁１４ｃは閉鎖されている。一方、基板１３は、上記と同様の平面部１３ａ及び外周壁１３ｂを備え、その外周壁１３ｂの前記側壁１４ｃと対向する部位には該側壁１４ｃの略全面と弾圧当接すべく弾性力を有する当接部１３ｃが一体形成されている。そして、この当接部１３ｃによりブラシホルダ１４の振動（共振）を抑制するようになっている。従って、このようにしても上記実施形態と同様に、ブラシの材質を変更することなく、しかも部品数を増加しないで、異音を抑制することができる。
【００３９】
又、図８及び図９に示すように、前記基板１１及びブラシホルダ１５を備えたブラシ保持装置１ｂとしてもよい。このブラシホルダ１５は、その下部１５ａが基板１１の平面部１１ａに固定されている。ブラシホルダ１５は、ブラシ３を収容する収容凹部１５ｂを有し、径方向外側（ブラシ３後端側）の側壁１５ｃは閉鎖されている。この側壁１５ｃには、左右両側部からそれぞれブラシホルダ１５と略同じ高さの当接片１５ｄが延出形成されている。各当接片１５ｄは、弾性力を有し、基板１１の外周壁１１ｂ内周に弾圧当接する。そして、この当接片１５ｄによりブラシホルダ１５の振動（共振）を抑制するようになっている。従って、このようにしても上記実施形態と同様に、ブラシの材質を変更することなく、しかも部品数を増加しないで、異音を抑制することができる。
【００４０】
又、図１０及び図１１に示すように、それぞれ上記実施形態と同材料よりなる基板１６及びブラシホルダ１７を備えたブラシ保持装置１ｃとしてもよい。尚、このブラシ保持装置１ｃは、コンミテータ４が時計回り方向（Ａ矢印方向）の一方向の回転駆動のみ行われるモータに使用される。詳しくは、ブラシホルダ１７は、その下部１７ａが基板１６の平面部１６ａに固定されている。ブラシホルダ１７は、ブラシ３を収容する収容凹部１７ｂを有し、径方向外側（ブラシ３後端側）の側壁１７ｃは閉鎖されている。又、ブラシホルダ１７の左側（回転方向下側）の側壁１７ｄには、その上部かつ径方向外側（ブラシ３後端側）寄りの部位から下方かつホルダ１７の外側に向かってのびる矩形状の当接片１７ｅが切り起こされて形成されている。この当接片１７ｅは弾性力を有している。一方、基板１６は、上記と同様の平面部１６ａ及び外周壁１６ｂを備え、その平面部１６ａには前記当接片１７ｅが弾圧当接する立設片１６ｃが一体形成されている。そして、この当接片１７ｅによりブラシホルダ１７の振動（共振）を抑制するようになっている。特に、コンミテータ４が時計回り方向（Ａ矢印方向）に回転する場合、図５に示されているように、ブラシホルダ１７の上部で左側（回転方向の下側）の振動が大きくなるので、その位置に応じて当接片１７ｅを設けることで、ブラシホルダ１７の振動を確実に抑制することができる。従って、このようにしても上記実施形態と同様に、ブラシの材質を変更することなく、しかも部品数を増加しないで、異音を抑制することができる。
【００４１】
又、上記実施形態では当接片１２ｄを基板１１に当接したが、ハウジング２に当接させるようにしてもよい。この場合、ハウジング２側に当接部を設けてもよい。
【００４２】
更に、上記した各形態をそれぞれ組み合わせてもよい。
○上記実施形態のブラシホルダを真鍮以外の金属材料で構成してもよい。
○上記実施形態のスプリング５の形状を適宜変更してもよい。
【００４３】
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）ブラシ保持装置を備えたことを特徴とするモータ。このようにすれば、ブラシの材質を変更することなく、しかも部品数を増加しないで、異音を抑制することができるモータを提供することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、ブラシの材質を変更することなく、しかも部品数を増加しないで、異音を抑制することができるブラシ保持装置及びモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施形態のブラシ保持装置の平面図である。
【図２】  本実施形態のブラシ保持装置の断面図である。
【図３】  本実施形態のブラシ保持装置の斜視図である。
【図４】  本実施形態のブラシ保持装置を使用した場合の騒音の大きさ及び周波数分析を説明するための図である。
【図５】  ブラシホルダの各部位に対する振動の大きさを説明するための図である。
【図６】  別例のブラシ保持装置の平面図である。
【図７】  別例ののブラシ保持装置の断面図である。
【図８】  別例のブラシ保持装置の平面図である。
【図９】  別例ののブラシ保持装置の断面図である。
【図１０】  別例のブラシ保持装置の平面図である。
【図１１】  別例ののブラシ保持装置の断面図である。
【図１２】  従来のブラシ保持装置の平面図である。
【図１３】  従来のブラシ保持装置の断面図である。
【図１４】  従来のブラシ保持装置の斜視図である。
【図１５】  従来のブラシ保持装置を使用した場合の騒音の大きさ及び周波数分析を説明するための図である。
【符号の説明】
２…モータハウジング、３…ブラシ、４…コンミテータ、５…スプリング、１１，１３，１６…絶縁性樹脂基板、１２，１４，１５，１７…ブラシホルダ、１２ａ，１４ａ，１５ａ，１７ａ…下部、１２ｂ，１４ｂ，１５ｂ，１７ｂ…収容凹部、１２ｄ，１５ｄ，１７ｅ…当接部としての当接片、１３ｃ…当接部。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0004459416.tif 000013
【図１３】
0004459416.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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