(57)【要約】【課題】整流子との間で良好な整流作用を生じさせることができ、かつ整流子に所要の電流を供給することができるブラシ、回転電機を得る。【解決手段】ブラシ１０は、一端部が整流子のセグメントに摺接される摺接側端面１０Ａとされている。摺接側端面１０Ａは、特定のセグメントに対する接触開始点である頂部１０Ｂ側において該セグメントとの接触幅が徐々に大きくなると共に、特定のセグメントに対する接触終了点である頂部１０Ｃ側において該セグメントとの接触幅が徐々に小さくなる形状を有する。この摺接側端面１０Ａには、頂部１０Ｂと頂部１０Ｃとを結ぶように、他の部分よりも電気抵抗値が高い高抵抗部３５が設けられている。【選択図】図１
2009131120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部が整流子のセグメントに摺接される摺接側端面とされるブラシであって、
前記摺接側端面は、特定の前記セグメントに対する接触開始側において該セグメントとの接触幅が徐々に大きくなると共に、特定の前記セグメントに対する接触終了側において該セグメントとの接触幅が徐々に小さくなる形状を有し、
前記摺接側端面における前記セグメントに対する接触開始側の端部と接触終了側の端部とを含む一部には、他の部分よりも電気抵抗値が高い高抵抗部が設けられているブラシ。
【請求項２】
前記高抵抗部は、特定の前記セグメントに対する前記摺接側端面の接触開始から終了まで常に該特定のセグメントに対する接触が維持されるように設けられている請求項１記載のブラシ。
【請求項３】
前記高抵抗部は、前記摺接側端面における前記セグメントに対する接触開始側の端部と接触終了側の端部とを直線状に結ぶように設けられている請求項１又は請求項２記載のブラシ。
【請求項４】
前記摺接側端面は、前記整流子の周方向における両端が該整流子の軸線方向に沿って延在する長方形状の外縁形状を有し、前記整流子の軸線廻りの円筒面に沿って形成されると共に周方向の縁部が該整流子の軸線方向に対し傾斜されたセグメントに摺接されるようになっており、
前記高抵抗部は、前記整流子の軸線方向に対し前記セグメントの傾斜方向と反対向きに傾斜するように、前記摺接側端面の対角方向に沿って設けられている請求項１〜請求項３の何れか１項記載のブラシ。
【請求項５】
前記摺接側端面は、前記整流子の周方向における両端が該整流子の径方向に沿った長方形状の平面とされ、前記整流子の軸線方向を向いて放射状に配置された平面状のセグメントに摺接されるようになっており、
前記高抵抗部は、前記摺接側端面における前記整流子の軸線に近い２つの角部を結ぶように設けられている請求項１〜請求項３の何れか１項記載のブラシ。
【請求項６】
前記高抵抗部は、中間部が前記２つの角部を結ぶ前記摺接側端面の縁部から離間するように屈曲又は湾曲されている部分を含む請求項５記載のブラシ。
【請求項７】
前記摺接側端面における前記セグメントに対する接触開始側の一部と接触終了側の一部との間に、前記セグメント側に凹とされた凹部が形成されている請求項１〜請求項６の何れか１項記載のブラシ。
【請求項８】
整流子と、
前記整流子の周面に摺接されて該整流子に給電するための請求項１〜請求項７の何れか１項記載のブラシと、
を備えた正逆回転可能な回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、整流子に摺接されるブラシ、及び該ブラシを備えた回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
低抵抗部を高抵抗部で挟み、高抵抗部から接触子の特定のセグメントに対する接触が開始されると共に反対側の高抵抗部で特定のセグメントに対する接触が終了される３層構造のブラシが知られている（例えば、特許文献１参照）。この構成のブラシは、火花放電の抑制に寄与する。
【特許文献１】特開２００１−３５１７５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の如き従来の技術では、セグメントとの接触面における高抵抗部の占有面積が大きくなり易く、所要の電流を供給する観点では改善の余地があった。
【０００４】
本発明は上記事実を考慮して、整流子との間で良好な整流作用を生じさせることができ、かつ整流子に所要の電流を供給することができるブラシを得ることが目的である。また本発明は、上記ブラシを備え、良好に回転する回転電機を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明に係るブラシは、一端部が整流子のセグメントに摺接される摺接側端面とされるブラシであって、前記摺接側端面は、特定の前記セグメントに対する接触開始側において該セグメントとの接触幅が徐々に大きくなると共に、特定の前記セグメントに対する接触終了側において該セグメントとの接触幅が徐々に小さくなる形状を有し、前記摺接側端面における前記セグメントに対する接触開始側の端部と接触終了側の端部とを含む一部には、特定の前記セグメントに対する前記摺接側端面の接触開始から終了まで常に該特定のセグメントに対する接触が維持されるように、他の部分よりも電気抵抗値が高い高抵抗部が設けられている。
【０００６】
請求項１記載のブラシでは、特定のセグメントに対し、接触（摺接）開始に際して接触幅が徐々に増され、接触終了に際して接触幅が減じられる。このため、本ブラシでは、例えばセグメントとの接触幅が一定である構成と比較して特定のセグメントに対する接触（整流作用）の初期及び終期で接触面積が小さくなり、接触抵抗が大きくなる。しかも、本ブラシでは、摺接側端面における接触開始側の端部と接触終了側の端部とを含んで高抵抗部が設けられているので、特定のセグメントに対する接触開始時、終了時の接触抵抗が極めて高くなる。このため、本ブラシでは、急激な電流変化が抑制され、安定した整流が果たされる。
【０００７】
以上説明したように、本ブラシでは、特定のセグメントに対する接触幅（面積）が小さくなる接触開始側及び終了側の各端部を高抵抗部としたので、摺接側端面における高抵抗部の面積を小さく抑えつつ、安定した整流作用を得ることができる。そして、相対的に摺接側端面における低抵抗部分の面積を増すことができるので、整流子に所要の電流を供給することが可能になる。
【０００８】
このように、請求項１記載のブラシでは、整流子との間で良好な整流作用を生じさせることができ、かつ整流子に所要の電流を供給することができる。
【０００９】
請求項２記載の発明に係るブラシは、請求項１記載のブラシにおいて、前記高抵抗部は、特定の前記セグメントに対する前記摺接側端面の接触開始から終了まで常に該特定のセグメントに対する接触が維持されるように設けられている。
【００１０】
請求項２記載のブラシでは、特定のセグメントに対し高抵抗部の接触状態が常に維持されるので、急激な接触抵抗の変化が抑制され、一層良好な整流を得ることができる。
【００１１】
請求項３記載の発明に係るブラシは、請求項１又は請求項２記載のブラシにおいて、前記高抵抗部は、前記摺接側端面における前記セグメントに対する接触開始側の端部と接触終了側の端部とを直線状に結ぶように設けられている。
【００１２】
請求項３記載のブラシでは、摺接側端面における接触開始側の端部と接触終了側の端部とを高抵抗部が直線的に結んでいるため、該高抵抗部の面積を一層小さく抑えることができる。
【００１３】
請求項４記載の発明に係るブラシは、請求項１〜請求項３の何れか１項記載のブラシにおいて、前記摺接側端面は、前記整流子の周方向における両端が該整流子の軸線方向に沿って延在する長方形状の外縁形状を有し、前記整流子の軸線廻りの円筒面に沿って形成されると共に周方向の縁部が該整流子の軸線方向に対し傾斜されたセグメントに摺接されるようになっており、前記高抵抗部は、前記整流子の軸線方向に対し前記セグメントの傾斜方向と反対向きに傾斜するように、前記摺接側端面の対角方向に沿って設けられている。
【００１４】
請求項４記載のブラシでは、長方形状の外縁形状を有する摺接側端面に対し整流子が周方向に回転することで、特定のセグメントに対し、長方形の一角部を接触開始点とすると共に、該一角部と対角を成す角部を接触終了点として摺接する。このため、接触開始の際にはブラシとセグメントとの接触幅が徐々に増し、接触終了の際にはブラシとセグメントとの接触幅が徐々に減じられる。
【００１５】
本ブラシでは、この接触開始点と接触終了点と（対角を成す一対の角部）を直線的に結ぶように高抵抗部が形成されている。このため、本ブラシでは、特定のセグメントに対し高抵抗部の接触状態が常に維持されるので、接触開始点と接触終了点において、急激な接触抵抗の変化が抑制され、一層良好な整流を得ることができる。また、摺接側端面における接触開始側の端部と接触終了側の端部とを高抵抗部が直線的に結んでいるため、該高抵抗部の面積を一層小さく抑えることができる。
【００１６】
請求項５記載の発明に係るブラシは、請求項１〜請求項３の何れか１項記載のブラシにおいて、前記摺接側端面は、前記整流子の周方向における両端が該整流子の径方向に沿った長方形状の平面とされ、前記整流子の軸線方向を向いて放射状に配置された平面状のセグメントに摺接されるようになっており、前記高抵抗部は、前記摺接側端面における前記整流子の軸線に近い２つの角部を結ぶように設けられている。
【００１７】
請求項５記載のブラシでは、長方形状の外縁形状を有する摺接側端面に対し整流子が周方向に回転することで、特定のセグメントに対し、長方形における整流子の軸線に近い一角部を接触開始点とすると共に、整流子の軸線に近い他の一角部を接触終了点として摺接する。このため、接触開始の際にはブラシとセグメントとの接触幅が徐々に増し、接触終了の際にはブラシとセグメントとの接触幅が徐々に減じられる。
【００１８】
本ブラシでは、この接触開始点と接触終了点と（整流子の軸線に近い一辺（縁部）の両端に位置する一対の角部）を結ぶように高抵抗部が形成されている。このため、本ブラシでは、特定のセグメントに対し高抵抗部の接触状態が常に維持されるので、接触開始点と接触終了点において、急激な接触抵抗の変化が抑制され、一層良好な整流を得ることができる。
【００１９】
請求項６記載の発明に係るブラシは、請求項５記載のブラシにおいて、前記高抵抗部は、中間部が前記２つの角部を結ぶ前記摺接側端面の縁部から離間するように屈曲又は湾曲されている部分を含む。
【００２０】
請求項６記載のブラシでは、高抵抗部を屈曲形状、又は湾曲形状とすることで、高抵抗部の必要面積を確保することができる。
【００２１】
請求項７記載の発明に係るブラシは、請求項１〜請求項６の何れか１項記載のブラシにおいて、前記摺接側端面における前記セグメントに対する接触開始側の一部と接触終了側の一部との間に、前記セグメント側に凹とされた凹部が形成されている。
【００２２】
請求項７記載のブラシでは、摺接側端面における接触開始側の一部と接触終了側の一部との間に凹部が形成されているので、摺接側端面が磨耗する前の初期状態で、確実に摺接側端面における接触開始側の端部及び接触終了側の端部をセグメントに接触させることができる。すなわち、本ブラシでは、使用初期から良好な整流を得ることができる。
【００２３】
請求項８記載の発明に係る回転電機は、整流子と、前記整流子の周面に摺接されて該整流子に給電するための請求項１〜請求項７の何れか１項記載のブラシと、を備えた回転電機であって正逆回転可能である。
【００２４】
請求項８記載の回転電機では、請求項１〜請求項７の何れか１項記載のブラシが適用されているため、該ブラシと整流子とで良好な整流が果たされ、かつ所要の電流が整流子を介してコイルに供給され、ノイズ等が抑制されてスムースにかつ所要のトルクを発生しつつ回転される。
【００２５】
このように、請求項８記載の回転電機では、上記請求項１〜請求項７の何れか１項記載のブラシを備え、良好に回転する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の第１の実施形態に係るブラシ１０、及び該ブラシ１０が適用された回転電機としてのモータ１１について、図１乃至図７に基づいて説明する。先ず、モータ１１の概略全体構成について説明し、次いで、ブラシ１０について詳細に説明することとする。
【００２７】
（モータの全体構成）
図５（Ａ）には、モータ１１の概略全体構成が側断面図にて示されており、図５（Ｂ）には図５（Ａ）の３Ｂ−３Ｂ線に沿った軸直角断面図が示されている。これらの図に示される如く、モータ１１はヨーク１２を備えており、ヨーク１２は回転軸又は出力軸であるアーマチャシャフト１４を回転自在に軸支している。
【００２８】
具体的には、アーマチャシャフト１４は、その一端部がヨーク１２の軸線方向一端部に設けられた軸受１６によって、その他端側がヨーク１２の軸線方向他端部に設けられた軸受１８によって、それぞれヨーク１２に対し回転自在に軸支されている。このアーマチャシャフト１４は、その他端部がヨーク１２の外側に突出している。
【００２９】
このヨーク１２内には、電機子としてのアーマチャ２０が収容されている。アーマチャ２０は、アーマチャシャフト１４に同軸的に固着されたコア（鉄心）２２に巻線（コイル）２４が巻き回されて構成されている。また、ヨーク１２の内周面には、それぞれアーマチャ２０の外周面に対向する一対のマグネット２６が固着されている。この実施形態では、図５（Ｂ）に示される如く２極１２スロットの構成が例示されている。
【００３０】
また、アーマチャ２０には、整流子としてのコンミテータ２８が設けられている。詳細は後述するが、コンミテータ２８は、複数のセグメント３０が周方向に等間隔で配置されて全体として略円筒状又は環状に形成されており、アーマチャシャフト１４に同軸的に固着されている。周方向に隣り合うセグメント３０間には、絶縁部３１が配設されている。また、各セグメント３０は、アーマチャ２０の対応する巻線２４にそれぞれ電気的に接続されている（図示省略）。
【００３１】
この実施形態では、各セグメント３０は、コンミテータ２８の周方向における縁部（絶縁部３１）が該コンミテータ２８（アーマチャシャフト１４）の軸線方向に対し傾斜されたスキュータイプのセグメントとして構成されている。
【００３２】
そして、ヨーク１２内には、一対のブラシ１０が該ヨーク１２に対する回転不能に配設されている。具体的には、各ブラシ１０は、図５（Ａ）に示される如く、コンミテータ２８の軸線に対し対称に配置されたブラシホルダ３２内にコンミテータ２８の外周面に対する接離可能に収容されると共に、スプリング３４にてコンミテータ２８側（径方向内向き）に付勢されている。これにより、各ブラシ１０は、コンミテータ２８の外周面（セグメント３０）に常時接触するようになっている。なお、図５（Ｂ）では、ブラシホルダ３２の図示を省略している。
【００３３】
また、各ブラシ１０は、それぞれ図示しない給電配線に接続されている。これにより、モータ１１では、コンミテータ２８が軸心廻りに回転（ヨーク１２すなわちブラシ１０に対し相対回転）することで、該コンミテータ２８とブラシ１０とが摺接しつつ整流が行なわれ、アーマチャ２０に電機子電流が流れる構成とされている。
【００３４】
以上説明したように、この実施の形態に係るモータ１１は、マグネット式の直流モータとされている。この実施形態では、モータ１１は、正逆回転可能な構成とされている。
【００３５】
（ブラシの詳細構成）
次にコンミテータ２８及びブラシ１０の詳細構成を説明する。なお、各ブラシ１０は、コンミテータ２８の軸線に対し対称に形成される（同形状である場合を含む）ので、以下、単一のブラシ１０について説明することとする。また、各図に適宜示す矢印Ｐはコンミテータ２８の周（回転）方向を、矢印Ａはコンミテータ２８の軸線方向を、矢印Ｒはコンミテータ２８の径方向を示すものとする。
【００３６】
図１（Ａ）〜図１（Ｃ）には、ブラシ１０が平面図、正面図、側面図にて示されており、図２には、ブラシ１０が斜視図にて示されている。また、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）には、コンミテータ２８との摺接状態のブラシ１０が背面図（径方向外側から見た図又は断面図）にて示されている。これらの図に示される如く、ブラシ１０は、全体として略直方体のブロック状に形成されている。このブラシ１０は、矢印Ｒ方向の一端面がコンミテータ２８（を構成する各セグメント３０）との摺接側端面１０Ａとされている。
【００３７】
摺接側端面１０Ａは、矢印Ｒ方向視で略長方形状を成している。このブラシ１０は、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示される如く、摺接側端面１０Ａにおける矢印Ｐ方向の両縁部がコンミテータ２８の軸線方向に沿う姿勢で、ブラシホルダ３２を介してヨーク１２に支持されるようになっている（図３では、図示省略）。したがって、摺接側端面１０Ａは、上記の通りスキュータイプである特定のセグメント３０Ａに対し、図３（Ｂ）に示される如く頂部１０Ｂから接触を開始し、図３（Ｃ）に示される如く頂部１０Ｃで接触を終了する構成とされている。
【００３８】
そして、図１（Ｂ）及び図２に示される如く、ブラシ１０は、頂部１０Ｂと頂部１０Ｃとを所定幅で結ぶように摺接側端面１０Ａに露出する（摺接側端面１０Ａの一部を成す）高抵抗部３５を有する。高抵抗部３５は、摺接側端面１０Ａの対角線を挟む所定幅の直線状を成している。一方、ブラシ１０における高抵抗部３５以外の部分は、高抵抗部３５に対し電気抵抗の低い材料（一般的なブラシ材料）で構成された低抵抗部３６とされている。高抵抗部３５と低抵抗部３６とは、積層状態で固定されることで上記の如く略直方体状のブラシ１０を構成しており、かつ互いに電気的に導通されている。
【００３９】
以上により、図１（Ｂ）及び図２に示される如く、摺接側端面１０Ａでは、それぞれ略三角形状を成す一対の低抵抗部３６が高抵抗部３５を挟むように配置されている。また、図１（Ｂ）に示される如く、高抵抗部３５の幅Ｗ３５は、ブラシ１０の対角幅（対角線長さ）Ｗｄの１／３以下とされており、この実施形態では１／８程度とされている。
【００４０】
さらに、図１（Ａ）に示される如く、摺接側端面１０Ａは、矢印Ａ方向視でコンミテータ２８（セグメント３０）の外周面の曲率に一致した円弧状を成している。これにより、ブラシ１０は、摺接側端面１０Ａが使用に伴い摩耗される前から、該摺接側端面１０Ａを略全面に亘ってセグメント３０に接触させることができる構成とされている。
【００４１】
またさらに、図３（Ａ）に示される如くブラシ１０は、３つのセグメント３０に同時に接触しない（３つのセグメント３０に跨らない）ように、コンミテータ２８の周（矢印Ｐ）方向における幅Ｗｐが設定されている。具体的には、矢印Ａ方向におけるブラシ１０の長さをＬ、矢印Ｒ方向におけるセグメント３０の幅と２つの間の絶縁部３１の幅との和をＣ、矢印Ｐ方向に対するセグメント３０の傾斜角をθとすると、矢印Ｐ方向におけるブラシ１０の幅Ｗｐは、
Ｗｐ  ≦  Ｃ−（Ｌ／ｔａｎθ）
を満たすように設定されている。
【００４２】
次に、第１の実施形態の作用を説明する。
【００４３】
上記構成のブラシ１０が適用されたモータ１１では、各ブラシ１０がコンミテータ２８との相対回転によって該コンミテータ２８を構成する各セグメント３０と摺接することで、整流が行なわれる。これにより、アーマチャ２０の巻線２４に流れる電機子電流の方向が適宜切り替えられ、該巻線２４及びマグネット２６の磁力によるアーマチャ２０すなわちアーマチャシャフト１４の回転が維持される。
【００４４】
ここで、図４は、ブラシ１０とコンミテータ２８との摺接（整流）状態を模式的に示している。すなわち、モータ１１では、コンミテータ２８の回転に伴って、ブラシ１０のセグメント３０Ａへの接触（給電）状態から、該セグメント３０Ａに周方向に隣接するセグメント３０Ｂへの接触状態に移行することで、各巻線２４の電機子電流の方向がアーマチャ２０の回転（角位置）に依存することなく空間的に一定に維持される。以下、図４（Ａ）に示される如くブラシ１０のセグメント３０Ｂへの接触（整流）開始から、図４（Ｂ）に示される如くブラシ１０とセグメント３０Ｂとの接触面積が最大となる（セグメント３０Ａへの接触終了）までの区間を単位整流区間として、第１の実施形態の作用効果を説明する。
【００４５】
図６（Ａ）は、単位整流区間でのモータ回転角を横軸とし、ブラシ１０とセグメント３０Ａ及びセグメント３０Ｂとの接触面積を縦軸とした線図である。この図に太い実線及び細い実線にて示される如く、頂部１０Ｂからセグメント３０への接触が開始され、頂部１０Ｃでセグメント３０との接触が終了されるブラシ１０では、接触開始直後及び接触終了直前の各区間で接触面積の変化率が小さくなることが判る。一方、比較例として太い破線及び細い破線にて示す如く、ブラシ１０と同じ最大接触面積でかつ矢印Ｐ方向の各部でセグメント３０との接触幅が一定である（矢印Ｐ方向の縁部がセグメント３０の縁部と平行である）ブラシでは、単位整流区間で直線的に接触面積が変化することが判る。
【００４６】
このような比較例に係るブラシの場合、セグメント３０に対する接触初期及び終期で接触面積が大きいため、図６（Ｂ）に太い破線及び細い破線にて示される如く、単位整流区間の初期及び終期での接触抵抗が十分に大きくなく、不足整流が生じる場合がある。この不足整流に伴う接触（整流）終了時の残留電流により、比較例ブラシの２８との接触面からの火花（火花放電）の発生が懸念され、このような火花の発生は、耐久性の悪化、磁気音や電磁ノイズの発生の原因となる。
【００４７】
これに対してブラシ１０が適用されたモータ１１では、上記の通りセグメント３０との接触開始直後及び接触終了直前の各区間で接触面積の変化率が小さい。しかも、ブラシ１０では、単位整流区間の初期及び終期で主に高抵抗部３５がセグメント３０に接触するため、該単位整流区間の初期及び終期で接触抵抗がさらに大きくなる。さらに、ブラシ１０では、上記の通り高抵抗部３５が摺接側端面１０Ａの対角線に沿って設けられているので、整流開始の際には、摺接側端面１０Ａとセグメント３０との接触面積に占める高抵抗部３５の接触面積の比率が徐々に減り、整流終了の際には、摺接側端面１０Ａとセグメント３０との接触面積に占める高抵抗部３５の接触面積の比率が徐々に増す期間が生じる。これらにより、ブラシ１０では、図６（Ｂ）に太い実線及び細い実線にて示される如く、単位整流区間の初期及び終期で接触抵抗が十分に大きくなる。
【００４８】
特に、ブラシ１０では、摺接側端面１０Ａにおける頂部１０Ｂと頂部１０Ｃとを結ぶ対角線に沿って高抵抗部３５が形成されているので、単位整流区間で常に高抵抗部３５がセグメント３０Ｂに接触した状態が維持される。このため、高抵抗部３５による抵抗整流が行なわれる時間が長く確保される。
【００４９】
以上により、ブラシ１０では、図７（Ａ）に示される如く、良好（直線）整流の整流曲線（波形）が得られる。これにより、ブラシ１０が適用されたモータ１１では、火花の発生が効果的に防止又は抑制され、耐久性の向上、磁気音や電磁ノイズの防止が図られる。
【００５０】
そして、ブラシ１０では、上記の如く摺接側端面１０Ａにおける頂部１０Ｂと頂部１０Ｃとを結ぶ対角線に沿って高抵抗部３５を設けることで、良好整流が得られるので、摺接側端面１０Ａに占める低抵抗部３６の面積を相対的に増すことができる。これにより、ブラシ１０は、コンミテータ２８（を介してアーマチャ２０）に十分な電流を供給し得る低抵抗部３６の面積を確保することができる。
【００５１】
したがって、ブラシ１０を備えたモータ１１では、図７（Ｂ）に示される如く、回転速度と発生トルクとの適正な関係が得られる。なお、同図に破線で示す特性は、セグメント３０の矢印Ｐ方向縁部と平行な縁部を有し、かつ該縁部に平行に高抵抗部と低抵抗部とを積層して構成されたブラシ（セグメント３０に対する接触幅が一定であるブラシ）を用いたモータのものである。このようなブラシを用いて良好整流を得る場合、低抵抗部の面積が不足してトルク特性が低下することが解る。
【００５２】
これに対してブラシ１０では、整流開始、終了の際にセグメント３０に対する接触面積を減じると共に該接触部分を高抵抗部３５とすることで、上記の通り十分な電流を供給し得る低抵抗部３６の面積を確保することができ、適正なトルク特性を得ることができる。
【００５３】
このように、第１の実施形態に係るブラシ１０では、整流子との間で良好な整流作用を生じさせることができ、かつ整流子に所要の電流を供給することができる。しかも、ブラシ１０は、コンミテータ２８の回転方向である矢印Ｐ方向に対称に形成されているため、コンミテータ２８すなわちアーマチャ２０（アーマチャシャフト１４）の回転方向に依らず、上記の作用効果を奏する。そして、このようなブラシ１０が適用されたモータ１１では、良好な整流及び給電量確保によって十分なトルクでスムースに回転する。
【００５４】
（他の実施形態）
次に、本発明の他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態又は前出の構成と基本的に同一の部品・部分については、上記第１の実施形態又は前出の構成と同一の符号を付して説明を省略する。
【００５５】
（第２の実施形態）
図８（Ａ）〜図８（Ｃ）には、本発明の第２の実施形態に係るブラシ４０が図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に対応する平面図、正面図、側面図にて示されており、図９には、ブラシ４０が斜視図にて示されている。これらの図に示される如く、ブラシ４０は、摺接側端面４０Ａの矢印Ｐ方向中央部が他の部分に対し凹まされた凹部４２とされている点で、第１の実施形態に係るブラシ１０とは異なる。
【００５６】
より具体的には、凹部４２は、ブラシ４０における矢印Ｒ方向の一端面である摺接側端面４０Ａの矢印Ｐ方向中央部を、矢印Ａ方向の全長に亘って切り欠いた如く形成されている。この実施形態では、凹部４２は、図８（Ａ）に想像線で示すセグメント３０に対応する円弧形状部分を開口部とする三角溝状に形成されている。ブラシ４０の他の構成は、ブラシ１０の対応する構成と同じである。
【００５７】
したがって、第２の実施形態に係るブラシ４０、及び該ブラシ４０を備えたモータ１１によっても、第１の実施形態に係るブラシ１０、モータ１１と基本的に同様の作用によって同様の効果を得ることができる。また、ブラシ４０では、モータ１１への組付け初期においては、摺接側端面４０Ａにおける凹部４２を除く部分がセグメント３０に接触する。このため、摺接側端面４０Ａにおける高抵抗部３５が結ぶ頂部４０Ｂ（接触開始側の端部）及び頂部４０Ｃ（接触終了側の端部）を、組付け初期において確実にセグメント３０に接触させることができる。なお、凹部４２は、摺接側端面４０Ａの摩耗と共に徐々に消失される。
【００５８】
なお、上記した第１及び第２の実施形態では、高抵抗部３５が一定の幅Ｗ３５を有する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、高抵抗部３５の長手方向中央部を両端部に対し幅広にしたり幅狭にしたりしても良い。
【００５９】
また、上記した第１及び第２の実施形態では、スキュータイプのセグメント３０に接触して整流するためのブラシ１０、４０について例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、矢印Ｐ方向の両縁部がコンミテータ２８の軸線方向と一致したセグメントに対し、ブラシの摺接側端面を、矢印Ｐ方向が対角線方向に一致する菱形や六角形等に形成し、該対角線に沿って高抵抗部３５を形成することで本発明を実施するようにしても良い。
【００６０】
（第３の実施形態）
図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）には、本発明の第３の実施形態に係るブラシ５０が図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に対応する平面図、正面図、側面図にて示されており、図１１には、ブラシ５０が斜視図にて示されている。また、図１２には、コンミテータ２８に代えてモータ１１を構成するコンミテータ５２に対する摺接状態のブラシ１０が背面図（矢印Ａ方向から見た図）にて示されている。
【００６１】
図１２に示される如く、コンミテータ５２は、アーマチャシャフト１４との直交面に沿った円板状に形成されており、扇状（扇形の内径側を同軸の扇形にて切り取った如き形状）の複数のセグメント５４をアーマチャシャフト１４の軸心周りに放射状に配置することで構成されている。周方向に隣り合うセグメント５４間には、絶縁部５３が配設されている。したがって、セグメント５４におけるブラシ５０との摺接面は、矢印Ａ方向を向いている。
【００６２】
このコンミテータ５２に摺接するブラシ５０は、全体として略直方体のブロック状に形成されている。このブラシ５０は、矢印Ｒ方向の一端面がコンミテータ５２（を構成する各セグメント５４）との摺接側端面５０Ａとされている。この摺接側端面５０Ａは、矢印Ａ方向視で略長方形状を成している。このブラシ５０は、図１２に示される如く、摺接側端面５０Ａの幅方向中心線ＣＬがコンミテータ５２の直径方向に略一致する姿勢で、図示しないブラシホルダを介してヨーク１２に支持されるようになっている。
【００６３】
そして、セグメント５４の矢印Ｐ方向縁部は、上記中心線ＣＬに対し角度θだけ傾斜されている。したがって、摺接側端面５０Ａは、上記の通り扇状を成す特定のセグメント５４に対し、図１２に示される如くアーマチャシャフト１４に近い側の頂部５０Ｂから接触を開始し、アーマチャシャフト１４に近い側の他の頂部５０Ｃで接触を終了する構成とされている。
【００６４】
そして、図１（Ｂ）及び図２に示される如く、ブラシ５０は、頂部５０Ｂと頂部５０Ｃとを所定幅で結ぶように摺接側端面５０Ａに露出する（摺接側端面５０Ａの一部を成す）高抵抗部５５を有する。高抵抗部５５は、頂部５０Ｂと頂部５０Ｃとを結ぶブラシ５０の縁部を離れ、中間部が摺接側端面５０Ａの略中央に位置する「Ｖ」字状部分を含んで構成されている。この実施形態では、高抵抗部５５は、摺接側端面５０Ａの２つの対角線に沿った略「Ｘ」字状を成している。
【００６５】
一方、ブラシ５０における高抵抗部５５以外の部分は、高抵抗部５５に対し電気抵抗の低い材料（一般的なブラシ材料）で構成された低抵抗部５６とされている。高抵抗部５５と低抵抗部５６とは、組付（積層）状態で固定されることで上記の如く略直方体状のブラシ５０を構成しており、かつ互いに電気的に導通されている。
【００６６】
以上により、図１０（Ｂ）及び図１１に示される如く、摺接側端面５０Ａでは、それぞれ略三角形状を成す４つの低抵抗部５６が高抵抗部５５を幅（矢印Ｐ）方向及び長さ（矢印Ｒ）方向から挟むように配置されている。また、図１０（Ｂ）に示される如く、高抵抗部５５の幅Ｗ５５は、ブラシ５０の対角幅（対角線長さ）Ｗｄの１／３以下とされており、この実施形態では１／８程度とされている。
【００６７】
さらに、図１０（Ａ）に示される如く、摺接側端面５０Ａは、矢印Ｐ方向の両端が中央に対しコンミテータ５２側に突出する凹面（円筒面）とされている。これにより、摺接側端面５０Ａは、使用に伴う摩耗が生じる前は、矢印Ｐ方向の両縁部がセグメント５４に接触する構成とされている。なお、摺接側端面５０Ａは、摩耗前に、セグメント５４と面接触される平坦面として形成されても良い。摺接側端面５０Ａは、摩耗に伴いセグメント５４に倣った平面になる。
【００６８】
またさらに、図３（Ａ）に示される如くブラシ５０は、３つのセグメント５４に同時に接触しない（３つのセグメント３０に跨らない）ように、コンミテータ５２の周（矢印Ｐ）方向における幅Ｗｐが設定されている。具体的には、幅Ｗｐは、セグメント５４の矢印Ｐ方向の最小幅に略一致するように設定されている。
【００６９】
次に、第３の実施形態の作用を説明する。
【００７０】
上記構成のブラシ５０が適用されたモータ１１では、各ブラシ５０がコンミテータ５２との相対回転によって該コンミテータ５２を構成する各セグメント５４と摺接することで、整流が行なわれる。これにより、アーマチャ２０の巻線２４に流れる電機子電流の方向が適宜切り替えられ、該巻線２４及びマグネット２６の磁力によるアーマチャ２０すなわちアーマチャシャフト１４の回転が維持される。
【００７１】
このモータ１１においても、ブラシ５０は、特定のセグメント５４に対し頂部５０Ｂから接触が開始されると共に頂部５０Ｃで接触が終了され、かつ該頂部５０Ｂ及び頂部５０Ｃを含むように高抵抗部５５が形成されているので、上記したブラシ１０の場合と同様に、整流開始の際及び整流終了の際に図６（Ｂ）に示される如く接触抵抗が高くなる。
【００７２】
また、ブラシ５０では、頂部５０Ｂと頂部５０Ｃとを直接的に結ぶように高抵抗部５５が形成されているので、単位整流区間で常に高抵抗部５５がセグメント５４に接触した状態が維持される。このため、高抵抗部５５による抵抗整流が行なわれる時間が長く確保される。
【００７３】
以上により、ブラシ５０によっても、図７（Ａ）に示される如く、良好（直線）整流の整流曲線（波形）が得られる。これにより、ブラシ５０が適用されたモータ１１では、火花の発生が効果的に防止又は抑制され、耐久性の向上、磁気音や電磁ノイズの防止が図られる。
【００７４】
そして、ブラシ５０では、上記の如く摺接側端面５０Ａにおける頂部５０Ｂと頂部５０Ｃとを結ぶ対角線に沿って高抵抗部５５を設けることで、良好整流が得られるので、摺接側端面５０Ａに占める低抵抗部５６の面積を相対的に増すことができる。これにより、ブラシ５０は、コンミテータ５２（を介してアーマチャ２０）に十分な電流を供給し得る低抵抗部５６の面積を確保することができる。したがって、ブラシ５０を備えたモータ１１によっても、図７（Ｂ）に示される如く、適正なトルク特性が得られる。
【００７５】
このように、第３の実施形態に係るブラシ５０では、整流子との間で良好な整流作用を生じさせることができ、かつ整流子に所要の電流を供給することができる。しかも、ブラシ５０は、コンミテータ５２の回転方向である矢印Ｐ方向に対称に形成されているため、コンミテータ５２すなわちアーマチャ２０（アーマチャシャフト１４）の回転方向に依らず、上記の作用効果を奏する。そして、このようなブラシ５０が適用されたモータ１１では、良好な整流及び給電量確保によって十分なトルクでスムースに回転する。
【００７６】
（第４の実施形態）
図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）には、本発明の第４の実施形態に係るブラシ６０が図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）に対応する平面図、正面図、側面図にて示されており、図１４には、ブラシ４０が斜視図にて示されている。これらの図に示される如く、ブラシ６０は、摺接側端面６０Ａの矢印Ｐ方向中央部が他の部分に対し凹まされた凹部６２とされている点で、第３の実施形態に係るブラシ５０とは異なる。
【００７７】
より具体的には、凹部６２は、ブラシ６０における矢印Ｒ方向の一端面である摺接側端面６０Ａの矢印Ｐ方向中央部を、矢印Ａ方向の全長に亘って切り欠いた如く形成されている。この実施形態では、凹部６２は、図１３（Ａ）に想像線で示すセグメント５４に対応する円弧形状部分を開口部とする三角溝状に形成されている。ブラシ６０の他の構成は、ブラシ５０の対応する構成と同じである。
【００７８】
したがって、第４の実施形態に係るブラシ６０、及び該ブラシ６０を備えたモータ１１によっても、第２の実施形態に係るブラシ５０、モータ１１と基本的に同様の作用によって同様の効果を得ることができる。
【００７９】
また、例えば摺接側端面６０Ａにおける凹部６２を除く部分が平坦面とされたブラシ６０では、モータ１１への組付け初期においては、摺接側端面６０Ａにおける凹部６２を除く部分がセグメント５４に接触することとなる。このため、摺接側端面６０Ａにおける高抵抗部５５が結ぶ頂部６０Ｂ（接触開始側の端部）及び頂部６０Ｃ（接触終了側の端部）を、組付け初期において確実にセグメント５４に接触させることができる。なお、凹部６２は、摺接側端面６０Ａの摩耗と共に徐々に消失される。
【００８０】
（参考例）
図１５（Ａ）〜図１５（Ｃ）には、本発明の参考例に係るブラシ７０が図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）に対応する平面図、正面図、側面図にて示されており、図１６には、ブラシ４０が斜視図にて示されている。これらの図に示される如く、ブラシ７０は、摺接側端面７０Ａから突出された突状摺接部７２を有する。
【００８１】
より具体的には、突状摺接部７２は、矢印Ａ方向視で高抵抗部５５と同じ形状に形成されており、摺接側端面７０Ａの一般面７４に対し所定量だけ矢印Ａ方向のコンミテータ５２側に突出されている。この突状摺接部７２は、他の部分と同じ材料（一般的なブラシ材料）にて構成されている。すなわち、ブラシ７０は、全体が単一材料にて構成されている。ブラシ７０の他の構成は、ブラシ５０の対応する構成と同じである。
【００８２】
本参考例に係るブラシ７０、及び該ブラシ７０を備えたモータ１１では、摺接側端面７０Ａに摩耗が生じる前には、摺接側端面７０Ａは、突状摺接部７２においてのみセグメント５４と接触する。この場合でも、上記した各実施形態と同様に、整流の開始時、終了時には摺接側端面７０Ａとセグメント５４との接触面積が小さくなり、接触抵抗が高くなる。したがって、本ブラシ７０では、磁気音や電磁ノイズの原因となる火花発生が生じやすい使用初期において、該火花の発生抑制することができる。また、単一材料より成るブラシ７０では、電流の供給量が問題になることはない。なお、突状摺接部７２は、摺接側端面７０Ａの摩耗と共に徐々に消失される。
【００８３】
なお、上記した第３、第４の実施形態では、ブラシ５０、６０、７０が平板状のコンミテータ５２（セグメント５４）と摺接される例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、矢印Ａ方向と矢印Ｒ方向とを入れ替えて、ブラシ５０、６０、７０がコンミテータ２８と摺接されるようにしても良い。換言すれば、第１又は第２の実施形態において、直線状の高抵抗部３５に代えて、「Ｘ」字状の高抵抗部５５を採用しても良い。
【００８４】
また、上記した第３、第４の実施形態では、幅方向中心線がコンミテータ５２の直径方向に一致する長方形状の摺接側端面５０Ａ、６０Ａ、７０Ａを有するブラシ５０、６０、７０について例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、摺接側端面５０Ａ等を対角線方向が矢印Ｐ方向との接線方向と平行な菱形や六角形等に形成し、該対角線に沿って直線状の高抵抗部３５を形成することで本発明を実施するようにしても良い。
【００８５】
さらに、上記した第３、第４の実施形態では、ブラシ５０、６０、７０が「Ｘ」字状の高抵抗部５５を有する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、頂部５０Ｂと頂部５０Ｃとを直線状、「Ｖ」字状、「Ｕ」字状等に結ぶ高抵抗部５５を設けても良い。
【００８６】
またさらに、上記した第１〜第４の実施形態では、例えば頂部１０Ｂと頂部１０Ｃとを連続的に結ぶ高抵抗部３５、また例えば頂部５０Ｂと頂部５０Ｃとを連続的に結ぶ高抵抗部５５を備えた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、例えば頂部１０Ｂと頂部１０Ｃと断続的に結ぶ高抵抗部を設けた構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るブラシを示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るブラシを示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るブラシとコンミテータの接触状態を示す図であって、（Ａ）は接触面積が最大となる接触状態を示す模式図、（Ｂ）は特定のセグメントに対する接触開始直後の接触状態を示す模式図、（Ｃ）は特定のセグメントに対する接触終了直前の接触状態を示す模式図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るブラシとコンミテータとによる整流状態を、コンミテータを展開して示す図であって、（Ａ）は特定のセグメントへの接触開始時点の模式図、（Ｂ）は特定のセグメントとの接触面積が最大となる時点の模式図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るブラシが適用されたモータを示す図であって、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は、図５（Ａ）の５Ｂ−５Ｂ線に沿った軸直角断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るブラシとコンミテータとによる単位整流区間での特性を示す図であって、（Ａ）は、ブラシとコンミテータとの接触面積の単位整流区間での変化を示す線図、（Ｂ）は、ブラシとコンミテータとの接触抵抗の単位整流区間での変化を示す線図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るブラシの特性を示す図であって、（Ａ）は整流特性を模式的に示す線図、（Ｂ）はトルク特性を模式的に示す線図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るブラシを示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るブラシを示す斜視図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係るブラシを示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係るブラシを示す斜視図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係るブラシとコンミテータの接触状態を示す正面図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係るブラシを示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態に係るブラシを示す斜視図である。
【図１５】参考例に係るブラシを示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。
【図１６】参考例に係るブラシを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０・・・ブラシ、１０Ａ・・・摺接側端面、１０Ｂ・・・頂部（接触開始側の端部）、１０Ｃ・・・頂部（接触終了側の端部）、１１・・・モータ（回転電機）、２８・・・コンミテータ（整流子）、３０・・・セグメント、３５・・・高抵抗部、３６・・・低抵抗部（他の部分）、４０・５０・６０・・・ブラシ、４０Ａ・５０Ａ・６０Ａ・・・摺接側端面、４０Ｂ・５０Ｂ・６０Ｂ・・・頂部（接触開始側の端部）、４０Ｃ・５０Ｃ・６０Ｃ・・・頂部（接触終了側の端部）、４２・６２・・・凹部、５２・・・コンミテータ、５４・・・セグメント、５５・・・高抵抗部、５６・・・低抵抗部（他の部分）
【図１】
2009131120.tif 000003
【図２】
2009131120.tif 000004
【図３】
2009131120.tif 000005
【図４】
2009131120.tif 000006
【図５】
2009131120.tif 000007
【図６】
2009131120.tif 000008
【図７】
2009131120.tif 000009
【図８】
2009131120.tif 000010
【図９】
2009131120.tif 000011
【図１０】
2009131120.tif 000012
【図１１】
2009131120.tif 000013
【図１２】
2009131120.tif 000014
【図１３】
2009131120.tif 000015
【図１４】
2009131120.tif 000016
【図１５】
2009131120.tif 000017
【図１６】
2009131120.tif 000018