(57)【要約】【課題】ブラシ本体の磨耗度合いを問わずに、良好な整流を実現して火花放電を抑制しつつ、モータの性能を安定させることである。【解決手段】  本発明のブラシ装置は、一方向に回転する整流子と厚み方向前端の当接面にて当接するように付勢されるブラシ本体を備え、ブラシ本体は、互いに抵抗値が異なる複数のブラシ本体片を層状に重ねて構成されており、当接面が厚み方向に沿って後退するように磨耗する。ブラシ本体の構成は、当接面において、抵抗値がより高いブラシ本体片が、抵抗値がより低いブラシ本体片よりも整流子の回転方向から見て下流側に現れ、かつ、当接面が後退するにしたがって、当接面において、抵抗値がより低いブラシ本体片が現れている領域が増加し、抵抗値がより高いブラシ本体片が現れている領域が減少する構成となっている。【選択図】図３
2012175760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に回転する整流子と当接する当接面を厚み方向の前端に有し、該当接面にて前記整流子と当接するように付勢されるブラシ本体を、備えたブラシ装置であって、
前記ブラシ本体は、互いに抵抗値が異なる複数のブラシ本体片を層状に重ねて構成されており、前記当接面が前記厚み方向に沿って後退するように磨耗し、
前記ブラシ本体の構成は、前記当接面において、前記抵抗値がより高い前記ブラシ本体片が、前記抵抗値がより低い前記ブラシ本体片よりも前記整流子の回転方向から見て下流側に現れ、かつ、前記当接面が後退するにしたがって、前記当接面において、前記抵抗値がより低い前記ブラシ本体片が現れている領域が増加し、前記抵抗値がより高い前記ブラシ本体片が現れている領域が減少する構成となっていることを特徴とするブラシ装置。
【請求項２】
前記ブラシ本体は、複数の前記ブラシ本体片として、第１ブラシ本体片と、該第１ブラシ本体片よりも前記抵抗値が大きい第２ブラシ本体片と、該第２ブラシ本体片よりも前記抵抗値が大きい第３ブラシ本体片を層状に重ねて構成され、
前記ブラシ本体が消費され始めてから消費され終わるまでの期間の初期では、前記当接面において前記回転方向から見て上流側に前記第２ブラシ本体片が現れ、下流側に前記第３ブラシ本体片が現れ、前記当接面が後退するにしたがって、前記当接面において、前記第２ブラシ本体片が現れている領域が増加し、前記第３ブラシ本体片が現れている領域が減少し、
前記期間の後期では、前記当接面において前記回転方向から見て上流側に前記第１ブラシ本体片が現れ、下流側に前記第２ブラシ本体片が現れ、前記当接面が後退するにしたがって、前記当接面において、前記第１ブラシ本体片が現れている領域が増加し、前記第２ブラシ本体片が現れている領域が減少することを特徴とする請求項１に記載のブラシ装置。
【請求項３】
前記第３ブラシ本体片の層は、前記ブラシ本体において、前記回転方向から見て下流側であって前記厚み方向の前端側に位置する角部に形成され、
前記第２ブラシ本体片の層は、前記ブラシ本体において、前記第３ブラシ本体片の層に隣接し、前記回転方向から見て上流側であって前記厚み方向の前端側に位置する角部から、下流側であって前記厚み方向の中央部に位置する部分に向かって斜めに形成され、
前記第１ブラシ本体片の層は、前記ブラシ本体において、前記厚み方向の後端側で前記第２ブラシ本体片の層に隣接し、前記回転方向から見て上流側から下流側に向かうほど前記厚み方向の長さが短くなるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載のブラシ装置。
【請求項４】
前記第３ブラシ本体片の層と前記第２ブラシ本体片の層との境界面、及び、前記第２ブラシ本体片の層と前記第１ブラシ本体片の層との境界面は、前記回転方向から見て下流側の端が上流側の端よりも前記厚み方向において後側に位置するように傾いており、
前記第３ブラシ本体片の層と前記第２ブラシ本体片の層との境界面の下流側の端と、前記第２ブラシ本体片の層と前記第１ブラシ本体片の層との境界面の上流側の端とは、前記厚み方向において同じ位置に位置していることを特徴とする請求項３に記載のブラシ装置。
【請求項５】
一方向に回転する整流子と、
該整流子と当接する当接面を厚み方向の前端に有し、該当接面にて前記整流子と当接するように付勢されるブラシ本体を、備えたブラシ装置と、
を備えたモータであって、
前記ブラシ本体は、互いに抵抗値が異なる複数のブラシ本体片を層状に重ねて構成されており、前記当接面が前記厚み方向に沿って後退するように磨耗し、
前記ブラシ本体の構成は、前記当接面において、前記抵抗値がより高い前記ブラシ本体片が、前記抵抗値がより低い前記ブラシ本体片よりも前記整流子の回転方向から見て下流側に現れ、かつ、前記当接面が後退するにしたがって、前記当接面において、前記抵抗値がより低い前記ブラシ本体片が現れている領域が増加し、前記抵抗値がより高い前記ブラシ本体片が現れている領域が減少する構成となってい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、ブラシ装置及びモータに係り、特に、厚み方向に沿って付勢されて整流子と当接するブラシ本体を備えたブラシ装置、及び、当該ブラシ装置を有するモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に直流モータなどでは、ブラシ装置を用いて整流子への整流を行っている。ブラシ装置には、厚み方向に沿って付勢されて整流子と当接するブラシ本体が備わっており、かかるブラシ本体が整流子と当接することによって整流が行われる。
ところで、従来の直流モータでは、電機子コイルのインダクタンス等により整流時の電流変化が非常に遅れて整流不足となることがあった。この場合、整流終了時において電流変化が大きくなる結果、大きなリアクタンス電圧が発生し、ブラシ本体と整流子との間に火花放電が発生してしまう。この火花放電は、整流子表面を粗くし、凹凸面を形成し、ブラシ本体の磨耗量が大きくなり機器寿命を著しく減少させることに加え、ブラシ本体の振動音が大きくなり、モータの品質に関わる問題となっている。
【０００３】
火花放電を抑制する方法としては、ブラシ本体の抵抗を高くする抵抗整流が一般的であるが、高抵抗のブラシ本体を用いるとモータの効率が低下してしまう。この対策として、整流子の回転方向に高抵抗の部分と低抵抗の部分を層状に重ねてブラシ本体を構成し、整流不足が生じる整流後期には、ブラシ本体のうち、高抵抗の部分を整流子と接触させるブラシ装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。このブラシ装置であれば、モータの効率低下を抑えながら整流不足による火花放電を抑制することが可能になる。
【０００４】
但し、モータの使用時間の経過に伴ってブラシ本体が徐々に磨耗すると、磨耗量に応じて、整流子に向けてブラシ本体に作用する付勢力が小さくなる。この結果、ブラシ本体と整流子間の接触抵抗が大きくなり、モータの効率が次第に低下していくことになる。かかる問題点は、特許文献１に記載のブラシ装置においても発生する。
【０００５】
一方、ブラシ本体の磨耗に伴う接触抵抗の増大を考慮して、抵抗値が異なる層を厚み方向に複数重ねて構成されたブラシ本体を採用したブラシ装置が開発されている（例えば、特許文献２参照）。このブラシ装置であれば、ブラシ本体が磨耗したときに低抵抗の層が整流子に当接する結果、接触抵抗が大きくなったとしてもモータの効率の低下を抑えることが可能になる。
【０００６】
但し、特許文献２に記載のブラシ装置では、整流子の回転方向において抵抗値の分布が一様であることから、整流不足となってしまう可能性がある。また、各層間の境界付近で抵抗値が急激に変わる構成であるため、整流子に当接する層が切り替わるタイミングで整流子に流れる電流の大きさが急激に変化し、結果として、モータの性能が急激に変化するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３５１７５８号公報
【特許文献２】特開２００８−９９４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の目的は、ブラシ本体の磨耗度合いを問わずに、良好な整流を実現して火花放電を抑制しつつ、モータの性能を安定させることが可能なブラシ装置、及び、当該ブラシ装置を備えたモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題は、本発明のブラシ装置によれば、一方向に回転する整流子と当接する当接面を厚み方向の前端に有し、該当接面にて前記整流子と当接するように付勢されるブラシ本体を、備えたブラシ装置であって、前記ブラシ本体は、互いに抵抗値が異なる複数のブラシ本体片を層状に重ねて構成されており、前記当接面が前記厚み方向に沿って後退するように磨耗し、前記ブラシ本体の構成は、前記当接面において、前記抵抗値がより高い前記ブラシ本体片が、前記抵抗値がより低い前記ブラシ本体片よりも前記整流子の回転方向から見て下流側に現れ、かつ、前記当接面が後退するにしたがって、前記当接面において、前記抵抗値がより低い前記ブラシ本体片が現れている領域が増加し、前記抵抗値がより高い前記ブラシ本体片が現れている領域が減少する構成となっていることにより解決される。
【００１０】
上記のブラシ装置では、高抵抗のブラシ本体片が低抵抗のブラシ本体片よりも整流子の回転方向から見て下流側に位置することにより、整流後期における不足整流を回避し、火花の発生を抑制することができる。また、当接面が後退すると、当該当接面において低抵抗のブラシ本体片が現れている領域が増加し、高抵抗のブラシ本体片が現れている領域が減少するので、接触抵抗の増加によるモータ効率の低下を抑制することが可能になる。さらに、当接面の後退度合い（換言すると、ブラシ本体の磨耗度合い）にしたがって、当接面において低抵抗のブラシ本体片が現れている領域が徐々に増加するので、接触抵抗値を漸次的に変化させて、モータの性能の急激な変化を抑制することが可能になる。
以上の結果、ブラシ本体の磨耗度合いを問わずに、良好な整流を実現して火花放電を抑制しつつ、モータの性能を安定させることが可能なブラシ装置が提供されることになる。
【００１１】
また、上記のブラシ装置において、前記ブラシ本体は、複数の前記ブラシ本体片として、第１ブラシ本体片と、該第１ブラシ本体片よりも前記抵抗値が大きい第２ブラシ本体片と、該第２ブラシ本体片よりも前記抵抗値が大きい第３ブラシ本体片を層状に重ねて構成され、前記ブラシ本体が消費され始めてから消費され終わるまでの期間の初期では、前記当接面において前記回転方向から見て上流側に前記第２ブラシ本体片が現れ、下流側に前記第３ブラシ本体片が現れ、前記当接面が後退するにしたがって、前記当接面において、前記第２ブラシ本体片が現れている領域が増加し、前記第３ブラシ本体片が現れている領域が減少し、前記期間の後期では、前記当接面において前記回転方向から見て上流側に前記第１ブラシ本体片が現れ、下流側に前記第２ブラシ本体片が現れ、前記当接面が後退するにしたがって、前記当接面において、前記第１ブラシ本体片が現れている領域が増加し、前記第２ブラシ本体片が現れている領域が減少する方が好適である。
【００１２】
また、上記のブラシ装置において、前記第３ブラシ本体片の層は、前記ブラシ本体において、前記回転方向から見て下流側であって前記厚み方向の前端側に位置する角部に形成され、前記第２ブラシ本体片の層は、前記ブラシ本体において、前記第３ブラシ本体片の層に隣接し、前記回転方向から見て上流側であって前記厚み方向の前端側に位置する角部から、下流側であって前記厚み方向の中央部に位置する部分に向かって斜めに形成され、前記第１ブラシ本体片の層は、前記ブラシ本体において、前記厚み方向の後端側で前記第２ブラシ本体片の層に隣接し、前記回転方向から見て上流側から下流側に向かうほど前記厚み方向の長さが短くなるように形成されている方が好適である。
かかる構成は、ブラシ本体の磨耗度合いを問わずに、良好な整流を実現して火花放電を抑制しつつモータの性能を安定させるための構成として比較的簡易なものである。つまり、上記の構成であれば、比較的簡易な構成により、本発明の効果を得ることが可能になる。
【００１３】
また、上記のブラシ装置において、前記第３ブラシ本体片の層と前記第２ブラシ本体片の層との境界面、及び、前記第２ブラシ本体片の層と前記第１ブラシ本体片の層との境界面は、前記回転方向から見て下流側の端が上流側の端よりも前記厚み方向において後側に位置するように傾いており、前記第３ブラシ本体片の層と前記第２ブラシ本体片の層との境界面の下流側の端と、前記第２ブラシ本体片の層と前記第１ブラシ本体片の層との境界面の上流側の端とは、前記厚み方向において同じ位置に位置している方が好適である。
かかる構成であれば、より簡易な構成により本発明の効果を得ることが可能になる。
【００１４】
さらに、前述した課題は、一方向に回転する整流子と、該整流子と当接する当接面を厚み方向の前端に有し、該当接面にて前記整流子と当接するように付勢されるブラシ本体を備えたブラシ装置と、を備えたモータであって、前記ブラシ本体は、互いに抵抗値が異なる複数のブラシ本体片を層状に重ねて構成されており、前記当接面が前記厚み方向に沿って後退するように磨耗し、前記ブラシ本体の構成は、前記当接面において、前記抵抗値がより高い前記ブラシ本体片が、前記抵抗値がより低い前記ブラシ本体片よりも前記整流子の回転方向から見て下流側に現れ、かつ、前記当接面が後退するにしたがって、前記当接面において、前記抵抗値がより低い前記ブラシ本体片が現れている領域が増加し、前記抵抗値がより高い前記ブラシ本体片が現れている領域が減少する構成となっていることにより解決される。
【００１５】
上記構成のモータであれば、ブラシ本体の磨耗度合いを問わずに、良好な整流を実現して火花放電を抑制しつつ、モータの性能を安定させることが可能になる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のブラシ装置によれば、高抵抗のブラシ本体片が低抵抗のブラシ本体片よりも整流子の回転方向から見て下流側に位置することにより、整流後期における不足整流を回避し、火花の発生を抑制することができる。また、当接面が後退すると、当該当接面において低抵抗のブラシ本体片が現れている領域が増加し、高抵抗のブラシ本体片が現れている領域が減少するので、接触抵抗の増加によるモータ効率の低下を抑制することが可能になる。さらに、当接面の後退度合いにしたがって、当接面において低抵抗のブラシ本体片が現れている領域が徐々に増加するので、接触抵抗値が漸次的に変化し、モータの性能の急激な変化を抑制することが可能になる。以上の結果より、ブラシ本体の磨耗度合いを問わずに、良好な整流を実現して火花放電を抑制しつつ、モータの性能を安定させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係るモータの概略構成を示す断面図である。
【図２】本実施形態に係るブラシ装置の説明図である。
【図３】ブラシ本体をその高さ方向の上側から見たときの図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｄ）は、ブラシ本体をその厚み方向の前方側から見たときの図である。
【図５】本実施形態に係るブラシ装置についての整流曲線を示す図である。
【図６】ブラシ本体の磨耗量と接触抵抗値との変化を示す図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態に係るブラシ本体の製造方法の一例を示す図である。
【図８】各ブラシ本体片１５を３次元的に分布させたブラシ本体１１の構成図である（その１）。
【図９】各ブラシ本体片１５を３次元的に分布させたブラシ本体１１の構成図である（その２）。
【図１０】各ブラシ本体片１５を３次元的に分布させたブラシ本体１１の構成図である（その３）。
【図１１】各ブラシ本体片１５を３次元的に分布させたブラシ本体１１の構成図である（その４）。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜＜本実施形態に係るブラシ装置及びモータについて＞＞
以下、本発明の一実施形態（以下、本実施形態という）について、図１、図２、図３、図４（ａ）〜（ｄ）、図５、図６、及び、図７（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るモータの概略構成を示す断面図である。図２は、本実施形態に係るブラシ装置の説明図である。図３は、ブラシ本体をその高さ方向の上側から見たときの図（平面図）である。図４（ａ）〜（ｄ）は、ブラシ本体をその厚み方向の前方側から見たときの図（正面図）である。なお、同図は、ブラシ本体の厚み方向前端が変化する状況を表しており、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の順に変化する。図５は、本実施形態に係るブラシ装置（従来品）についての整流曲線を示す図であり、図中には比較対象として通常のブラシ装置についての整流曲線が併せて示されている。図６は、ブラシ本体の磨耗量と接触抵抗値との変化を示す図であり、図中には比較対照として通常のブラシ装置（従来品）における接触抵抗の変化が併せて示されている。図７（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態に係るブラシ本体の製造方法の一例を示す図であり、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の順で製造工程が進行する。
【００１９】
先ず、本実施形態に係るモータ（以下、単にモータＭという）の概略構成について説明する。
本実施形態に係るモータＭは、ブラシ装置Ｓを除いて、公知の構成を採用したものである。すなわち、モータＭは、図１に示すように、後述する構成のブラシ装置Ｓに加え、出力軸となるシャフト１と、コイル２が形成された鉄心３と、整流子４と、界磁機構としての磁石５と、これらを内部に収納するハウジング６とを主たる構成要素として有する。
【００２０】
シャフト１は、軸受７を介して回転自在にハウジング６に支持されており、本実施形態では一方向に回転する。シャフト１には鉄心３が固定されており、その周囲には鉄心３の外周を囲むように磁石５が配置されている。また、シャフト１には整流子４も固定されている。整流子４は、シャフト１と一体的に一方向に回転する円筒状の部材であり、その回転方向に沿って一定間隔毎に配置された複数の整流子片４ａを有する。そして、整流子４は、回転に伴って、ブラシ装置Ｓのブラシ本体１１と当接する整流子片４ａが切り替わることにより、コイル２を流れる電流の向きを切り替える（整流する）。
【００２１】
次に、本実施形態に係るブラシ装置Ｓ（以下、単にブラシ装置Ｓという）について説明する。
ブラシ装置Ｓは、整流子４を通じてコイル２に電流を流すものであり、図１及び図２に示すように、ブラシ本体１１と、収納ボックス１２と、付勢バネ１３と、給電用のリード線であるピグテール１４とを主たる構成要素として有する。ブラシ本体１１は、銅を含有した黒鉛から構成された直方体状の部材であり、その厚み方向は整流子４の径方向に沿い、その高さ方向はシャフト１の軸方向に沿っている。また、ブラシ本体１１の厚み方向の前端面（当接面Ｔ）は、整流子４の外周に沿った弧状の湾曲面を形成している。
【００２２】
上記形状のブラシ本体１１は、その一部が収納ボックス１２に収納された状態で、同じく収納ボックス１２内に収納された付勢バネ１３によって、厚み方向に沿って付勢される。これにより、ブラシ本体１１は、その厚み方向の前端に位置する当接面Ｔにて回転状態の整流子４と当接する。換言すると、整流子４は、その外周面にてブラシ本体１１の前端面（当接面Ｔ）に接しながら同面上を摺動することになる。この結果、ブラシ本体１１は、当接面Ｔが上記の厚み方向に沿って後退するように磨耗することになる。すなわち、ブラシ本体１１は、未消費の状態からモータＭの利用時間の経過に伴って徐々に厚み方向に磨耗し、ブラシ本体１１として適当に機能することができなくなるまで消費される。
【００２３】
なお、本実施形態において、ブラシ本体１１が消費され始めてから消費され終わるまでの期間（つまり、ブラシ本体１１の寿命）は、モータＭが使用され始めた時点から、当接面Ｔが所定位置（例えば、ピグテール１４の接続位置から幾分手前の位置）まで後退した時点までの期間である。
【００２４】
さらに、本実施形態に係るブラシ本体１１は、互いに抵抗値が異なる複数のブラシ本体片１５を層状に重ねて構成されている。具体的に説明すると、第１ブラシ本体片としての低抵抗片１５ａ、第２ブラシ本体片としての中抵抗片１５ｂ、及び、第３ブラシ本体片としての高抵抗片１５ｃが層状に重なってブラシ本体１１を構成している。ここで、各ブラシ本体片１５の抵抗値は、低抵抗片１５ａ、中抵抗片１５ｂ、高抵抗片１５ｃの順に大きくなっている。なお、ブラシ本体片１５の抵抗値は、その構成成分である黒鉛に対する銅含有率が低いほど大きくなり、例えば、中抵抗片１５ｂの銅含有率は、低抵抗片１５ａの銅含有率よりも低くなっている。
【００２５】
以下、本実施形態に係るブラシ本体１１の構成について、図３及び図４を参照しながら詳述する。
既述のように、本実施形態に係るブラシ本体１１では、３つのブラシ本体片１５の各々が層を成している。
【００２６】
具体的に説明すると、図３に示すように、先ず、高抵抗片１５ｃの層が、ブラシ本体１１において、整流子４の回転方向から見て下流側であって厚み方向の前端側に位置する角部（下流側前端部）に形成されている。次に、中抵抗片１５ｂの層が、ブラシ本体１１において、高抵抗片１５ｃの層に後側で隣接し、整流子４の回転方向から見て上流側であって厚み方向の前端側に位置する角部（上流側前端部）から、下流側であって厚み方向の中央部に位置する部分（下流側中央部）に向かって斜めに形成されている。最後に、低抵抗片１５ａの層は、ブラシ本体１１において、厚み方向の後端側で中抵抗片１５ｂの層に隣接し、回転方向から見て上流側から下流側に向かうほど厚み方向の長さが短くなるように形成されている。
【００２７】
また、高抵抗片１５ｃの層と中抵抗片１５ｂの層との境界面Ｂ１、及び、中抵抗片１５ｂの層と低抵抗片１５ａの層との境界面Ｂ２は、整流子４の回転方向から見て下流側の端が上流側の端よりもブラシ本体１１の厚み方向において後側に位置するように傾いている。
さらに、高抵抗片１５ｃの層と中抵抗片１５ｂの層との境界面Ｂ１の下流側の端（図３中、ｘ１と表記）と、中抵抗片１５ｂの層と低抵抗片１５ａの層との境界面Ｂ２の上流側の端（図３中、ｘ２と表記）とは、ブラシ本体１１の厚み方向において同じ位置に位置している。
【００２８】
以上のような構成により、本実施形態に係るブラシ本体１１では、当接面Ｔにおいて、抵抗値がより高いブラシ本体片１５が、抵抗値がより低いブラシ本体片１５よりも整流子４の回転方向から見て下流側に現れるようになる。換言すると、ブラシ本体１１の構成は、当接面Ｔにおいて、抵抗値がより高いブラシ本体片１５が、抵抗値がより低いブラシ本体片１５よりも整流子４の回転方向から見て下流側に現れるような構成となっている。
【００２９】
より具体的に説明すると、上述の構成により、ブラシ本体１１が消費され始めてから消費され終わるまでの期間の初期（以下、単に初期という）では、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、当接面Ｔにおいて、整流子４の回転方向から見て上流側に中抵抗片１５ｂが現れ、下流側に高抵抗片１５ｃが現れる。一方、ブラシ本体１１が消費され始めてから消費され終わるまでの期間の後期（以下、単に後期という）では、図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、当接面Ｔにおいて、整流子４の回転方向から見て上流側に低抵抗片１５ａが現れ、下流側に中抵抗片１５ｂが現れる。なお、初期から後期に切り替わる瞬間には、当接面Ｔに中抵抗片１５ｂのみが現れる。
【００３０】
ここで、初期とは、ブラシ本体１１が消費され始めた時点から、予め設定していた位置（設定位置）に当接面Ｔが到達した時点までの期間を意味する。設定位置については、任意に設定することが可能であるが、例えば、各ブラシ本体片１５の抵抗値やモータＭの性能曲線等に基づいて数値計算により算出した、当接面Ｔに現れるブラシ本体片１５の種類を切り替えるのに最適な位置とするのが望ましい。また、後期とは、当接面Ｔが上述の設定位置に到達した時点から、ブラシ本体１１が消費され終わる時点までの期間を意味する。
【００３１】
さらに、本実施形態に係るブラシ本体１１では、上述の構成により、当接面Ｔが後退するほど、当接面Ｔにおいて抵抗値がより低いブラシ本体片１５が現れている領域が増加し、抵抗値がより高いブラシ本体片１５が現れている領域が減少するようになる。すなわち、本実施形態において、ブラシ本体１１の構成は、当接面Ｔが後退するにしたがって、当接面Ｔにおいて、抵抗値がより低いブラシ本体片１５が現れている領域が増加し、抵抗値がより高いブラシ本体片１５が現れている領域が減少するような構成となっている。ここで、領域とは、当接面Ｔにおいて各ブラシ本体片１５が占める範囲である。
【００３２】
より具体的に説明すると、上述の構成により、初期では、当接面Ｔが後退するにしたがって、当接面Ｔにおいて、中抵抗片１５ｂが現れている領域が増加する一方で、高抵抗片１５ｃが現れている領域が減少する。つまり、初期中、ある時点では当接面Ｔが図４（ａ）に示す状態にあり、かかる時点から当接面Ｔが幾分後退すると図４（ｂ）に示す状態に遷移する。
同様に、後期では、当接面Ｔが後退するにしたがって、当接面Ｔにおいて、低抵抗片１５ａが現れている領域が増加する一方で、中抵抗片１５ｂが現れている領域が減少する。つまり、後期中、ある時点では当接面Ｔが図４（ｃ）に示す状態にあり、かかる時点から当接面Ｔが幾分後退すると図４（ｄ）に示す状態に遷移する。
【００３３】
以上までに説明してきた当接面Ｔにおける変化は、上述したブラシ本体１１における各ブラシ本体片１５の配置パターン（すなわち、図３に示された各ブラシ本体片１５の配置パターン）によって実現されるものである。
【００３４】
次に、上記構成のブラシ本体１１を製造する方法の一例について図７（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。
上記構成のブラシ本体１１を製造する際には成形型８を用いる（例えば、図７（ａ）参照）。この成形型８には投入溝８ａが形成されており、投入溝８ａにはブラシ本体１１の材料であるブラシ粉が投入される。また、投入溝８ａには、上側押圧ピース９ａ〜９ｃと下側押圧ピース１０とが挿入され、ピース間でブラシ粉が加圧されてブラシ本体片１５が形成される。なお、上側押圧ピース９ａ〜９ｃは、ブラシ本体片１５の種類分（本実施形態では３種類）用意され、それぞれの上側押圧ピース９ａ〜９ｃは、各ブラシ本体片１５が成す層に応じた形状を有している。また、下側押圧ピース１０の上端面は円弧状に湾曲している。
【００３５】
ブラシ本体１１の製造手順について説明すると、投入溝８ａの下側口から下側押圧ピース１０を挿入した状態で、投入溝８ａの上側口から高抵抗片１５ｃ用のブラシ粉を投入する（図７（ａ）参照）。ブラシ粉を投入した後には、高抵抗片１５ｃの層を形成するための上側押圧ピース９ａを投入溝８ａに挿入し、ピース間でブラシ粉を加圧して高抵抗片１５ｃの層を形成する（図７（ｂ）参照）。その後、上側押圧ピース９ａを引き出して、高抵抗片１５ｃの層の上に中抵抗片１５ｂ用のブラシ粉を投入する。以降、同手順により、中抵抗片１５ｂの層、及び、低抵抗片１５ａの層を形成する（図７（ｃ）、（ｄ）参照）。これにより、３層構造をなすブラシ本体１１が完成し、最終的に成形型８から外された後にピグテール１４が取り付けられる。
【００３６】
＜＜本実施形態に係るブラシ装置Ｓの有効性について＞＞
本実施形態に係るブラシ装置Ｓでは、ブラシ本体１１が、互いに抵抗値が異なる複数のブラシ本体片１５を層状に重ねて構成されている。そして、ブラシ本体１１の構成は、当接面Ｔにおいて、抵抗値がより高いブラシ本体片１５が、抵抗値がより低いブラシ本体片１５よりも整流子４の回転方向から見て下流側に現れ、かつ、当接面Ｔが後退するにしたがって、当接面Ｔにおいて、抵抗値がより低いブラシ本体片１５が現れている領域が増加し、抵抗値がより高いブラシ本体片１５が現れている領域が減少する構成となっている。かかる構成により、ブラシ本体１１の磨耗度合いを問わずに、良好な整流を実現して火花放電を抑制しつつ、モータＭの性能を安定させることが可能になる。
【００３７】
より詳しく説明すると、本実施形態に係るブラシ装置Ｓでは、ブラシ本体１１の構成が、当接面Ｔにおいて、抵抗値がより高いブラシ本体片１５が、抵抗値がより低いブラシ本体片１５よりも整流子４の回転方向から見て下流側に現れるような構成となっている。かかる構成により、整流初期にはモータ性能を優先して、ブラシ本体１１が、より低抵抗の部分にて各整流子片４ａに当接し、整流後期には、火花発生の抑制を優先して、ブラシ本体１１が、より高抵抗の部分にて当接する。すなわち、整流後期には抵抗整流となり、図５に示すように、従来のブラシ本体（整流子４の回転方向から見て抵抗値の分布が一様なブラシ本体）と比較して、電流の変化が緩やかになる。したがって、急激な電流変化によって発生する火花放電が抑制され、良好な整流が実現されることになる。さらに、良好な整流が実現される結果、ブラシ本体１１の耐久性が向上し、騒音や電磁ノイズが低減する等、二次的な効果も奏されることになる。
【００３８】
一方、ブラシ本体１１の磨耗が進行すると、付勢バネ１３による不勢力（弾性力）が徐々に小さくなることによって、整流子４に対するブラシ本体１１の接触圧が小さくなり、ブラシ本体１１と整流子４との接触抵抗が増加する。従来のブラシ装置では、そのような接触抵抗の増加に応じてモータ性能（具体的には、出力特性）が低下してしまう。これに対し、本実施形態に係るブラシ装置Ｓでは、当接面Ｔが後退するにしたがって、当接面Ｔにおいて、抵抗値がより低いブラシ本体片１５が現れている領域が増加し、抵抗値がより高いブラシ本体片１５が現れている領域が減少する。つまり、本実施形態に係るブラシ装置Ｓでは、ブラシ本体１１の磨耗によって整流子４に対するブラシ本体１１の接触圧が低下することの影響を、ブラシ本体１１のうち、整流子４と当接する部位の抵抗を下げることによって相殺することが可能になる。
【００３９】
さらに、本実施形態では、当接面Ｔの後退量（換言すると、ブラシ本体１１の磨耗量）に応じて、当接面Ｔにおいて抵抗値がより低いブラシ本体片１５が現れている領域が徐々に増加し、抵抗値がより高いブラシ本体片１５が現れている領域が徐々に減少するようにブラシ本体１１が構成されている。すなわち、従来のブラシ装置（例えば、厚み方向において抵抗値が階段状に変化するブラシ装置）では、ブラシ本体１１の中で当接面Ｔに現れている部分の抵抗値（つまり、接触抵抗値）が離散的に変化するのに対し、本実施形態に係るブラシ装置Ｓでは、当接面Ｔの後退量に応じて連続的に変化する。これにより、図６に示すように、ブラシ本体１１の磨耗量を問わず、接触抵抗値が一定に維持されるようになる。したがって、本実施形態では、モータの性能の急激な変化を回避することが可能になる。
以上の結果、本実施形態では、ブラシ本体１１の磨耗度合いを問わずに、良好な整流を実現して火花放電を抑制しつつ、モータＭの性能を安定させることが可能になる。
【００４０】
＜＜その他の実施形態＞＞
上記の実施形態では、主として本発明のブラシ装置及びモータについて説明した。しかし、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【００４１】
例えば、上記の実施形態では、各ブラシ本体片１５は、銅を含有した黒鉛を成分として構成されることとした。ただし、これに限定されるものではなく、各ブラシ本体片１５は、フェノール樹脂やエポキシ樹脂等の合成樹脂、カーボンナノチューブやカーボンファイバー等の炭素系材料、亜鉛、マンガン、ニッケル、モリブデン化合物（例えば、二硫化モリブデン）等を適宜使用して構成することが可能である。
【００４２】
また、上記の実施形態では、３層構造のブラシ本体１１について説明した。すなわち、上記の実施形態に係るブラシ本体１１は、低抵抗片１５ａと中抵抗片１５ｂと高抵抗片１５ｃとが層状に重なって構成されて４層以上の多層構造のブラシ本体１１であってもよい。
２層構造のブラシ本体１１であれば、上記の実施形態（３層構造のブラシ本体１１）よりも構成が簡略化できる反面、接触抵抗値の調整が粗くなってしまう。一方で、ブラシ本体１１を構成するブラシ本体片１５の層の数が増えるほど、接触抵抗値の調整を細やかに行うことが可能になる反面、製造が困難になってしまう。接触抵抗値の調整の精度と構造の簡易性を比較考量すると、ブラシ本体１１に形成される層の数を３層程度とするのが好適である。
【００４３】
また、上記の実施形態では、ブラシ本体１１が消費され始めてから消費され終わるまでの期間の初期では、当接面Ｔにおいて高抵抗片１５ｃと中抵抗片１５ｂとが現れ、後期では、当接面Ｔにおいて中抵抗片１５ｂと低抵抗片１５ａとが現れることとした。つまり、上記の実施形態では、初期及び後期の各期間中、当接面Ｔに現れるブラシ本体片１５は２種類であることとしたが、これに限定されるものではなく、３種類以上のブラシ本体片１５が当接面Ｔに現れることとしてもよい。
なお、上記の実施形態では、当接面Ｔに２種類のブラシ本体片１５が現れるように、高抵抗片１５ｃの層と中抵抗片１５ｂの層との境界面Ｂ１の下流側の端と、中抵抗片１５ｂの層と低抵抗片１５ａの層との境界面Ｂ２の上流側の端とが、ブラシ本体１１の厚み方向において同じ位置に位置していることとした。但し、これに限定されるものではなく、境界面Ｂ１の下流側の端と、境界面Ｂ２の上流側の端とが、厚み方向において異なる位置に位置していることとしてもよい。
【００４４】
また、上記の実施形態では、図３に示すブラシ本体片１５の配置パターンを採用した。すなわち、高抵抗片１５ｃの層は、ブラシ本体１１において、整流子４の回転方向から見て下流側であって厚み方向の前端側に位置する角部に形成されていることとした。中抵抗片１５ｂの層は、高抵抗片１５ｃの層に隣接し、回転方向から見て上流側であって厚み方向の前端側に位置する角部から、下流側であって厚み方向の中央部に位置する部分に向かって斜めに形成されていることとした。低抵抗片１５ａの層は、厚み方向の後端側で中抵抗片１５ｂの層に隣接し、回転方向から見て上流側から下流側に向かうほど厚み方向の長さが短くなるように形成されていることとした。当該構成は、ブラシ本体の磨耗度合いを問わずに良好な整流を実現して火花放電を抑制しつつモータの性能を安定させるための構成として比較的簡易なものである。つまり、上記の構成であれば、比較的簡易な構成により本発明の効果を得ることが可能になる。但し、上記の配置パターンはあくまでも一例に過ぎず、他の配置パターンであってもよい。
【００４５】
また、上記の実施形態では、整流子４の回転方向及びブラシ本体１１の厚み方向における各ブラシ本体片１５の配置パターンについて説明した。すなわち、上記の実施形態では、上記の２方向にてブラシ本体１１における各ブラシ本体片１５の分布を規定することとした。ただし、これに限定されるものではなく、図８〜１１に示すように、上記の２方向にブラシ本体１１の高さ方向を加えた３方向にて各ブラシ本体片１５の分布を規定することとしてもよい（すなわち、３次元的に各ブラシ本体片１５の配置パターンを決定してもよい）。なお、図８〜図１１は、各ブラシ本体片１５を３次元的に分布させたブラシ本体１１の構成図であり、図８は、ブラシ本体１１を高さ方向の上側から見たときの図であり、図９は、厚み方向の前方側から見たときの図であり、図１０は、整流子４の回転方向の上流側から見たときの図であり、図１１は、回転方向の下流側から見たときの図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  シャフト、２  コイル、３  鉄心、４  整流子、４ａ  整流子片、
５  磁石、６  ハウジング、
７  軸受、８  成形型、８ａ  投入溝、９ａ，９ｂ，９ｃ  上側押圧ピース、
１０  下側押圧ピース、１１  ブラシ本体、１２  収納ボックス、
１３  付勢バネ、１４  ピグテール、
１５  ブラシ本体片、１５ａ  低抵抗片、１５ｂ  中抵抗片、１５ｃ  高抵抗片、
Ｂ１，Ｂ２  境界面、Ｍ  モータ、Ｓ  ブラシ装置、Ｔ  当接面
【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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