(57)【要約】【課題】  ブラシとコミュテータとの摩擦によって発生した摩耗粉を除去することができるブラシ付きモータを提供する。【解決手段】  セグメント間の溝の底面に接するように、溝の長手方向に移動する摩耗粉除去素子を備える。各セグメントには、他のセグメントに向かい合う面に、セグメント間の溝の長手方向に第２の溝が設けられ、摩耗粉除去素子には、第２の溝に嵌合する凸部が設けられている。また、セグメント間の溝の底面に、溝の長手方向に第２の溝が設けられ、摩耗粉除去素子には、第２の溝に嵌合する凸部が設けられていてもよい。そのように構成すると、摩耗粉除去素子はセグメント間の底面に沿って移動し、摩耗粉を除去する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性の一対のブラシと、ブラシに接触する整流子とを有し、整流子のセグメント間に溝が設けられたブラシ付きモータにおいて、
前記セグメント間の溝の底面に接しながら、前記溝の長手方向に移動する摩耗粉除去部を備えた
ことを特徴とするブラシ付きモータ。
【請求項２】
各セグメントにおける他のセグメントに向かい合う壁部に、セグメント間の溝の長手方向に平行に形成された凹部が設けられ、
摩耗粉除去部は、前記凹部に嵌合する凸部を有する
請求項１記載のブラシ付きモータ。
【請求項３】
セグメント間の溝の底面に、セグメント間の溝の長手方向に平行に形成された凹部が設けられ、
摩耗粉除去部は、前記凹部に嵌合する凸部を有する
請求項１記載のブラシ付きモータ。
【請求項４】
摩耗粉除去部は、与えられた加速度に応じて移動する
請求項１から請求項３のうちいずれか１項記載のブラシ付きモータ。
【請求項５】
セグメント間の溝は長手方向の一端からの距離に応じて浅くなるように形成され、
凹部の内部で、摩耗粉除去部における凸部を牽引するばねが設けられた
請求項２または請求項３記載のブラシ付きモータ。
【請求項６】
摩耗粉除去部は、絶縁物である
請求項１から請求項５のうちいずれか１項記載のブラシ付きモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシと整流子とが接触するブラシ付きモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、一般的なブラシ付きモータの構成を示す斜視図である。図７には、回転軸の円周上に設置された複数のコミュテータ（整流子、以下、セグメントという。）１ａ間に溝（空間）が設けられ、各セグメント１ａ間が絶縁されていることが示されている。
【０００３】
しかし、モータが駆動されて回転軸５の長手方向を中心軸としてセグメント１ａが回転すると、セグメント１ａとブラシ２ａ，２ｂとの間に摩擦が発生してセグメント１ａおよびブラシ２ａ，２ｂが摩耗し、図８に示すように、摩耗粉７が発生する。
【０００４】
摩耗粉７は、導体であるセグメント１ａおよびブラシ２ａ，２ｂから発生するので導体である。そのため、摩耗粉７がセグメント１ａ間に設けられている溝に堆積すると、図９に示すように、セグメント１ａ間で絶縁不良が発生する。なお、図９には、直流電源９とインダクタ８とが示されている。
【０００５】
そこで、セグメント間の溝に摩耗粉が堆積しないように絶縁材を充填したモータが提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献１】実開平６−２１１３７６号公報（図１）
【特許文献２】特開２００２−３３５６５１号公報（段落００１０〜００１２、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１および特許文献２に記載されているモータは、セグメント間の溝に充填された絶縁材がブラシと接触して摩耗粉が発生する。そのため、絶縁材から発生した導電性がない摩耗粉がブラシとセグメントとの間に挟まると、ブラシとセグメントとの間を絶縁してしまうという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、ブラシとセグメントとの摩擦によって発生した摩耗粉を除去することができるブラシ付き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】
【０００９】
本発明によるブラシ付きモータは、導電性の一対のブラシと、ブラシに接触する整流子とを有し、整流子のセグメント間に溝が設けられたブラシ付きモータにおいて、セグメント間の溝の底面に接しながら、溝の長手方向に移動する摩耗粉除去部を備えたことを特徴とする。
【００１０】
各セグメントにおける他のセグメントに向かい合う壁部に、セグメント間の溝の長手方向に平行な凹部が設けられ、摩耗粉除去部が、凹部に嵌合する凸部を有するように構成されていてもよい。
【００１１】
セグメント間の溝の底面に、セグメント間の溝の長手方向に平行な凹部が設けられ、摩耗粉除去部が、凹部に嵌合する凸部を有するように構成されていてもよい。
【００１２】
摩耗粉除去部は、例えば、与えられた加速度に応じて移動する。
【００１３】
セグメント間の溝は長手方向の一端からの距離に応じて浅くなるように形成され、凹部の内部で、摩耗粉除去部における凸部を牽引するばねが設けられていてもよい。
【００１４】
摩耗粉除去部は、絶縁物であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、摩耗粉除去部が摩耗粉を除去し、セグメント間の絶縁不良の発生を防ぐことができる。
【００１６】
セグメント間の溝の長手方向に凹部が設けられ、凹部に嵌合する凸部が摩耗粉除去部に設けられている場合には、摩耗粉除去部がセグメント間の溝の長手方向に移動して、摩耗粉を除去することができる。
【００１７】
セグメント間の溝の底面に凹部が設けられ、凹部に嵌合する凸部が摩耗粉除去部に設けられている場合には、摩耗粉除去部がセグメント間の溝の長手方向に移動して、摩耗粉を除去することができる。
【００１８】
摩耗粉除去部が、与えられた加速度に応じて移動するように構成されている場合には、ブラシ付きモータが携帯機器に搭載されると、使用者の使用等によって与えられた加速度に応じて摩耗粉除去部が移動し、摩耗粉を除去することができる。
【００１９】
セグメント間の溝が長手方向の一端からの距離に応じて浅くなるように形成され、凹部の内部で、摩耗粉除去部における凸部を牽引するばねが設けられている場合には、摩耗粉除去部は、回転速度に応じた遠心力と、ばねの牽引力とに応じて移動し、摩耗粉を除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
実施の形態１．
本発明の第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明によるブラシ付きモータの第１の実施の形態を示す斜視図である。
【００２１】
第１の実施の形態のブラシ付きモータは、回転軸５の円周上に設けられている整流子片であるセグメント１ａ，１ｂ，１ｃ、一対のブラシ２ａ，２ｂ、セグメント１ａとセグメント１ｂとの間の溝に設置されている摩耗粉除去素子（摩耗粉除去部）３ａ、セグメント１ｂとセグメント１ｃとの間の溝に設置されている摩耗粉除去素子３ｂ、およびセグメント１ｃとセグメント１ａとの間の溝に設置されている摩耗粉除去素子３ｃを含む。
【００２２】
各セグメントの他のセグメントと向かいあう壁部には、回転軸５の長手方向に平行して形成された凹部１０が設けられている。
【００２３】
図２は、第１の実施の形態の摩耗粉除去素子３ａの形状を示す説明図である。図２に示す摩耗粉除去素子３ａは、セグメント間の溝の底面に接する面１１を有し、各セグメントの壁部に設けられた凹部１０に嵌合する凸部１２を有する。なお、摩耗粉除去素子３ｂ，３ｃの形状も、摩耗粉除去素子３ａと同様な形状である。各セグメントに設けられた凹部１０と摩耗粉除去素子３ａ，３ｂ，３ｃの凸部１２とが嵌合して、各摩耗粉除去素子３ａ，３ｂ，３ｃは、凹部１０に沿って移動する。よって、摩耗粉除去素子３ａ，３ｂ，３ｃの面１１が、セグメント間の溝の底面に沿って移動する。そして、セグメント間の溝の摩耗粉を除去する。
【００２４】
なお、各摩耗粉除去素子３ａ，３ｂ，３ｃは、摩耗粉を除去できる程度の質量の絶縁物によって実現される。
【００２５】
本発明の第１の実施の形態の動作について説明する。ブラシ２ａ，２ｂに電流が供給されると、一方のブラシが接触している一のセグメントと、他方のブラシが接触している他の一のセグメントとに電流が流れる。すると、磁界が発生して回転軸５の長手方向を中心軸として、回転軸５と回転軸５に固定されているセグメント１ａ，１ｂ，１ｃとが回転する。
【００２６】
セグメント１ａ，１ｂ，１ｃが回転すると、各ブラシ２ａ，２ｂとセグメント１ａ，１ｂ，１ｃとの間に摩擦が発生して、各ブラシ２ａ，２ｂおよびセグメント１ａ，１ｂ，１ｃが摩耗して、摩耗粉が発生することがある。発生した摩耗粉は、セグメント間の溝を含むモータ内に堆積する。
【００２７】
モータがセグメント間の溝の長手方向に揺らされる等して、各摩耗粉除去素子３ａ，３ｂ，３ｃが移動可能な方向に加速度が与えられると、各摩耗粉除去素子３ａ，３ｂ，３ｃは、セグメント間の溝の底面に沿って移動し、セグメント間の溝に堆積した摩耗粉を除去する。
【００２８】
具体的には、摩耗粉除去素子３ａはセグメント１ａとセグメント１ｂとの間の溝に堆積した摩耗粉を除去し、摩耗粉除去素子３ｂはセグメント１ｂとセグメント１ｃとの間の溝に堆積した摩耗粉を除去し、摩耗粉除去素子３ｃはセグメント１ｃとセグメント１ａとの間の溝に堆積した摩耗粉を除去する。
【００２９】
以上に述べたように、この実施の形態によれば、各摩耗粉除去素子がセグメント間の溝に堆積した摩耗粉を除去するため、セグメント間の絶縁不良の発生を防ぐことができる。また、セグメント間で発生した絶縁不良を解消することができる。
【００３０】
なお、一般に、セグメント１ａ，１ｂ，１ｃや回転軸５等の回転部分や電流が流れている部分は、安全のために覆われている。そのため、従来のブラシ付きモータのセグメント間の溝に堆積した摩耗粉を除去するためには、セグメント１ａ，１ｂ，１ｃや回転軸５等の回転部分や電流が流れている部分の覆いを外さなければならない。しかし、この実施の形態によれば、そのような覆いを外すことなく、セグメント間の溝に堆積した摩耗粉を除去することができる。
【００３１】
また、例えば、この実施の形態のブラシ付きモータが携帯電話機に搭載され、使用者が歩行したりすると各摩耗粉除去素子に加速度が与えられ、セグメント間の摩耗粉が除去される。したがって、使用者は、意識することなく摩耗粉を除去することができる。
【００３２】
実施の形態２．
本発明の第２の実施の形態について、図面を参照して説明する。図３は、本発明によるブラシ付きモータの第２の実施の形態を示す斜視図である。
【００３３】
第２の実施の形態のブラシ付きモータは、セグメント間の溝の底面の長手方向に平行して形成された凹部１３が設けられている。
【００３４】
図４は、第２の実施の形態の摩耗粉除去素子４ａの形状を示す説明図である。図４に示す摩耗粉除去素子４ａは、セグメント間の溝の底面に接する面１１を有し、凹部１３に嵌合し回転軸５が回転しても脱落しないような凸部１４を有する。なお、摩耗粉除去素子４ｂ，４ｃの形状も、摩耗粉除去素子４ａと同様な形状である。
【００３５】
図５は、摩耗粉除去素子４ａ移動の様子を模式的に示す断面図である。モータがセグメント間の溝の長手方向に揺らされる等して、摩耗粉除去素子４ａが移動可能な方向に加速度が与えられると、摩耗粉除去素子４ａは、セグメント間の溝の底面に沿って移動して、セグメント間の溝に堆積した摩耗粉を除去する。なお、他の摩耗粉除去素子も、摩耗粉除去素子４ａと同様に移動して摩耗粉を除去する。
【００３６】
この実施の形態でも、第１の実施の形態と同様に、各摩耗粉除去素子がセグメント間の溝に堆積した摩耗粉を除去するため、セグメント間の絶縁不良の発生を防ぐことができる。
【００３７】
実施の形態３．
本発明の第３の実施の形態について、図面を参照して説明する。図６は、第３の実施の形態を示す説明図である。第３の実施の形態でも、セグメント間の溝の底面の長手方向に凹部１３が設けられている。
【００３８】
第３の実施の形態では、セグメント間の溝の深さが、セグメント間の溝の長手方向の一端からの距離に応じて浅くなっている。また、摩耗粉除去素子４ａにおいて凹部１３に嵌合している部分は、凹部１３の内部において、セグメント間の溝の深さが深い方の端部に、ばね６を介して接続されている。なお、他の摩耗粉除去素子およびそれに対応する回転軸５の溝も、図６に例示した構成と同様の構成になっている。
【００３９】
次に、第３の実施の形態の動作について説明する。ブラシ２ａ，２ｂに電流が供給されると、一方のブラシが接触している一のセグメントと、他方のブラシが接触している他の一のセグメントとに電流が流れる。すると、磁界が発生して回転軸５の長手方向を中心軸として、回転軸５とセグメント１ａ，１ｂ，１ｃとが回転する。
【００４０】
セグメント１ａ，１ｂ，１ｃが回転すると、各ブラシ２ａ，２ｂとセグメント１ａ，１ｂ，１ｃとの間に摩擦が発生して、各ブラシ２ａ，２ｂおよびセグメント１ａ，１ｂ，１ｃが摩耗して、摩耗粉が発生することがある。発生した摩耗粉は、モータ内に、特にセグメント間の溝に堆積する。
【００４１】
また、回転軸５が回転すると、各摩耗粉除去素子には回転の中心から離れる方向に遠心力が発生する。その結果、各摩耗粉除去素子は、セグメント間の溝の深さが深い方から浅い方に、セグメント間の溝の底面に沿って移動する。図６において、「遠心力」と記されている矢印は、遠心力にもとづいて各摩耗粉除去素子が移動する方向を示す。
【００４２】
各摩耗粉除去素子がセグメント間の溝の底面に沿って移動すると、セグメント間の溝に堆積している摩耗粉は除去される。
【００４３】
さらに、ブラシ２ａおよび２ｂへの電力の供給が停止すると、回転軸５の回転が停止し、遠心力がなくなる。すると、各摩耗粉除去素子はばね５に牽引され、セグメント間の溝の深さが浅い方から深い方に（図６において、左から右の方向に）、セグメント間の溝の底面に沿って移動する。
【００４４】
摩耗粉除去素子がセグメント間の溝の底面に沿って移動すると、セグメント間の溝に堆積している摩耗粉は除去される。
【００４５】
以上に述べたように、この実施の形態によれば、回転軸５の回転開始および回転停止に応じて摩耗粉除去素子が移動するので、セグメント間の溝に堆積した摩耗粉を除去し、セグメント間の絶縁不良の発生を防ぐことができる。
【００４６】
また、摩耗粉除去素子にかかる遠心力は、回転軸５の回転速度に応じて変化するので、回転軸５の回転速度に応じて移動し、セグメント間の溝に堆積した摩耗粉を除去することができる。
【００４７】
なお、本発明は、以上に述べた各実施の形態に限定されるものではなく、例えば、第１の実施の形態と第３の実施の形態とを組み合わせて実現してもよい。
【００４８】
また、本発明を、ブラシ付きモータと同様の構成のブラシ付き発電機に適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、携帯電話機のバイブレータ等に用いられるモータに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明によるブラシ付きモータの第１の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態の摩耗粉除去素子の形状を示す説明図である。
【図３】本発明によるブラシ付きモータの第２の実施の形態を示す斜視図である。
【図４】第２の実施の形態の摩耗粉除去素子の形状を示す説明図である。
【図５】第２の実施の形態のブラシ付きモータを模式的に示す断面図である。
【図６】第３の実施の形態を示す説明図である。
【図７】従来のブラシ付きモータの構成を示す斜視図である
【図８】摩耗粉がセグメント間の溝に堆積した場合を示す説明図である。
【図９】セグメント間で絶縁不良が発生した場合を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ａ，１ｂ，１ｃ  セグメント
２ａ，２ｂ  ブラシ
３ａ，３ｂ，３ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃ  摩耗粉除去素子
５  回転軸
６  ばね
【図１】
2007006618.tif 000003
【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】
2007006618.tif 000009
【図８】
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【図９】
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