JP3940046B2

JP3940046B2 - ブラシ装置

Info

Publication number: JP3940046B2
Application number: JP2002211013A
Authority: JP
Inventors: 輝充高橋; 真史山村; 一敏伊藤; 彦志泉; 賢治松島; 飯塚　　誠
Original assignee: Asmo Co Ltd; Jeco Corp
Current assignee: Asmo Co Ltd; Jeco Corp
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2007-07-04
Anticipated expiration: 2022-07-19
Also published as: DE10332811A1; US6856066B2; JP2004056921A; DE10332811B4; US20040012295A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラシをモータのコンミテータに当接させるブラシ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＤＣモータには、給電用のブラシをアーマチャのコンミテータに当接させるブラシ装置が設けられている。ブラシ装置は、ヨークに固定されるブラシホルダ部材に形成されたコンミテータの径方向に延びる略４角筒状のブラシホルダ内にブラシを収容保持してなる。そして、このようなブラシ装置としては、ピッグテールを介してブラシに連結されたターミナルを、前記ブラシホルダ部材の所定の位置に予め保持させて組付けるものがある。即ち、細長いターミナルをブラシホルダ部材にコンミテータの軸方向から挿入して保持させてから、ブラシをブラシホルダに前記径方向外側から径方向内側に移動させて挿入して組付けるものがある。そして、このブラシは、その後端がばね等により付勢され、その先端がコンミテータに押圧接触される。
【０００３】
このように構成されたブラシ装置では、アーマチャの回転時、ブラシがコンミテータと摺接することから、外部からの駆動電流がアーマチャ、詳しくは電機子コアに巻着された巻線に、ターミナル、ピッグテール、ブラシ及びコンミテータを介して供給される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようなブラシ装置では、ブラシを単にブラシホルダの径方向外側端部から径方向内側に移動させて挿入するため、ピッグテールの長さを、ブラシをブラシホルダの径方向外側端部まで移動可能な長さに（組付けを可能とする長さに）予め設定しておく必要がある。よって、例えば、ターミナルがブラシホルダの径方向内側の近傍に予め保持される場合等、組付け後のピッグテールが大きく弛むことになる。このことは、組付け後には不必要となるピッグテールの長さ分材料費が高くなったり、振動等によりピッグテールが擦り切れる（断線する）原因となる。
【０００５】
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、所定の位置に予め保持されるターミナルとブラシを繋ぐピッグテールを短くすることができるブラシ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、所定の位置に予め保持されるターミナルにピッグテールを介して連結されたブラシを、コンミテータの径方向に延びる略４角筒状のブラシホルダ内に収容保持し、前記ブラシの先端部を前記コンミテータに押圧接触させるブラシ装置において、前記ブラシホルダの前記径方向外側には、該径方向の直交方向から前記ブラシの先端部を挿入可能とする開放部が形成され、前記ピッグテールは、前記ターミナルが所定の位置に保持され且つ前記ブラシの先端部が前記開放部に配置されたときに張った状態となる長さに設定されており、前記ブラシは、前記開放部を通じて前記径方向の直交方向から前記ブラシホルダ内に挿入された後に径方向内側に移動されその先端部が付勢手段により前記コンミテータに押圧接触される位置に配置されている。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のブラシ装置において、前記ブラシホルダにおける前記コンミテータの軸方向の一方の壁である上部には、前記ピッグテールを前記径方向に移動可能とすべく前記径方向に延びるピッグテールガイド孔が形成される。
【０００８】
そして、前記開放部は、前記ピッグテールガイド孔から前記径方向外側に向かうほど幅が広くなるテーパ部又はＲ部にて前記ピッグテールガイド孔から連続形成され、前記ブラシが前記コンミテータに圧接された際に、前記ピッグテールのブラシとの埋設部位が、前記径方向における、前記テーパ部若しくはＲ部にある。
請求項３に記載の発明では、前記ターミナルは、前記ブラシの径方向長さと同じである前記ブラシホルダの径方向中間部であって、該ブラシホルダを設けたブラシホルダ部材に形成された前記軸方向に貫通する固定孔に挿入されて固定されている。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のブラシ装置において、前記テーパ部又は前記Ｒ部は、前記コンミテータの軸方向に角のないＲ形状に形成された。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のブラシ装置において、前記付勢手段は捩りコイルばねであって、該捩りコイルばねは、そのコイル部が前記ブラシホルダ部材に形成された前記軸方向に延びる支柱に外嵌されて保持される。
【００１１】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、ブラシホルダの径方向外側には、該径方向の直交方向からブラシの先端部を挿入可能とする開放部が形成される。よって、径方向の直交方向からブラシの先端部を挿入し、そのブラシを径方向内側に移動させることでブラシを組付けることができる。このため、単にブラシホルダの径方向外側端部から径方向内側にブラシを挿入する従来のブラシ装置に比べて、所定の位置に予め保持されるターミナルとブラシを繋ぐピッグテールを短くすることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、開放部はピッグテールガイド孔と連続してブラシホルダの上部に形成されるため、異なる方向に貫通するピッグテールガイド孔と開放部を形成する場合に比べて、容易にブラシホルダを成形することができる。
【００１３】
また、開放部は、前記ピッグテールガイド孔から前記径方向外側に向かうほど幅が広くなるテーパ部又はＲ部にて前記ピッグテールガイド孔から連続形成されるため、ピッグテールが開放部からピッグテールガイド孔に移動する際に該ピッグテールが引っ掛かることが防止される。
請求項３に記載の発明によれば、ターミナルがブラシホルダの径方向内側の近傍に予め保持されるため、組付け後のピッグテールが大きく弛むことになる。このことは、組付け後には不必要となるピッグテールの長さ分材料費が高くなったり、振動等によりピッグテールが擦り切れる（断線する）原因となる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、前記テーパ部又は前記Ｒ部は、前記コンミテータの軸方向に角のないＲ形状に形成されるため、ピッグテールが開放部からピッグテールガイド孔に移動する際等に該ピッグテールに傷が付き難くなる。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、ブラシの先端部をコンミテータの軸方向からブラシホルダの径方向外側に挿入し、ターミナルを前記軸方向から固定孔に挿入し、捩りコイルばねのコイル部を前記軸方向から支柱に外嵌することで組付けるため、組付け方向が同じ（軸方向）となり組付け性が良好となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図１〜図６に従って説明する。図１に示すように、図示しないヨークの開口部に固定されるブラシホルダ部材１は、樹脂材にて略円盤形状に形成されている。
【００１７】
ブラシホルダ部材１の中央には、図示しないアーマチャのコンミテータ２（図中、２点鎖線で示す）が挿通される中央孔１ａが形成されている。又、ブラシホルダ部材１には１８０°間隔で一対のブラシホルダとしてのホルダ部３（図５参照）が立設されている。ホルダ部３は、コンミテータ２の径方向に延びる略４角筒状に形成されている（図５参照）。又、ブラシホルダ部材１において、前記ホルダ部３の前記径方向中間部の近傍（図１及び図２中、上側）には、コンミテータ２の軸方向に貫通する固定孔１ｂ（図３及び図４参照）が形成されている。又、ブラシホルダ部材１において、前記ホルダ部３の前記径方向中間部の近傍（前記固定孔１ｂの反対側であって、図１及び図２中、下側）には、コンミテータ２の軸方向に延びる支柱１ｃ（図６参照）が形成されている。
【００１８】
前記ホルダ部３には、ブラシ４が径方向に移動可能に収容保持される。
詳しくは、ブラシ４は、略４角柱状に形成されている。本実施の形態のブラシ４には、図５に示すように、前記４角柱状の１つの辺が面取りされることで面取り部４ａが形成されている。このブラシ４は、その後端部（径方向外側端部）に一端が埋設されたピッグテール５によりターミナル６（図３及び図４参照）に連結されて１つの部品とされている。このターミナル６は、図３及び図４に示すように、細長い板状のものであって、その中間部には、前記固定孔１ｂに圧入可能な圧入部６ａと前記固定孔１ｂからの抜け止めのための切り起し部６ｂが形成されている。
【００１９】
一方、ホルダ部３の上部には、前記ブラシ４と共に前記ピッグテール５を前記径方向に移動可能とすべく径方向に延びるピッグテールガイド孔３ａが形成されている。又、ホルダ部３の径方向外側には、前記径方向の直交方向（前記軸方向）からブラシ４の先端部を挿入可能とする開放部３ｂが形成されている。開放部３ｂはピッグテールガイド孔３ａと連続して形成されている。本実施の形態の開放部３ｂは、ピッグテールガイド孔３ａから径方向外側に向かうほど幅が広くなるテーパ部３ｃにてピッグテールガイド孔３ａから連続形成されている。又、このテーパ部３ｃは、図５に示すように、前記軸方向（図５中、上下方向）に角のないＲ形状である略半円形状に形成されている。又、ホルダ部３の内側の下部には、前記ブラシ４の面取り部４ａと対応し傾斜して隆起された傾斜部３ｄが形成されている。尚、本実施の形態では、図１に示すように、摩耗していない（新品の）ブラシ４の長さとホルダ部３の長さが略同じに設定され、ピッグテールガイド孔３ａ（開放部３ｂを除く）の長さが摩耗していないブラシ４より短くなるように設定されている。
【００２０】
そして、まず図３に示すように、ターミナル６を固定孔１ｂに前記軸方向から挿入し圧入部６ａを圧入することでターミナル６を保持させる。尚、このとき、図４に示すように、切り起し部６ｂが固定孔１ｂの開口部に係合することで、ターミナル６の抜け止めがなされる。又、このとき、ターミナル６の先端（図３及び図４中、下端）は、ブラシホルダ部材１の外部に突出し、後に図示しない制御装置（電源）に接続されることになる。
【００２１】
次に、図２に示すように、ブラシ４をコンミテータ２の軸方向（図２中、紙面直交方向）に移動させることでその先端部を開放部３ｂからホルダ部３内に挿入し、そのブラシ４を径方向内側に移動させることでホルダ部３内に収容させる。尚、このとき、ブラシ４は、図５に示すように、その面取り部４ａがホルダ部３の傾斜部３ｄと対応するようにホルダ部３内に収容される。又、前記ピッグテール５の長さは、図２に実線で示すように、ブラシ４の先端部を開放部３ｂの上方に配置可能な（図２の状態でピッグテール５が張った状態となるような）長さに予め設定されている。尚、ターミナル６は、ブラシ４に比べて遙かに長いため、ピッグテール５の長さが同じという条件で、ブラシ４を先に組付けた後にターミナル６を組付けることは不可能（ターミナル６を固定孔１ｂに挿入することが不可能）となっている。
【００２２】
次に、図１及び図６に示すように、捩りコイルばね７のコイル部７ａを前記軸方向から前記支柱１ｃに外嵌して保持させ、捩りコイルばね７の一端をブラシホルダ部材１の係止部１ｄに係止させ、同他端をブラシ４の後端に当接させる。このとき、捩りコイルばね７がブラシ４の後端部を押圧するように設定することで、ブラシ４の先端部がコンミテータ２に押圧接触される。
【００２３】
上記のように構成されたブラシ装置を備えたモータでは、図示しないアーマチャの回転時、ブラシ４がコンミテータ２と摺接することから、図示しない制御装置からの駆動電流がアーマチャ、詳しくは電機子コアに巻着された巻線に、ターミナル６、ピッグテール５、ブラシ４及びコンミテータ２を介して供給される。
【００２４】
次に、上記実施の形態の特徴的な効果を以下に記載する。
（１）ホルダ部３の径方向外側には、径方向の直交方向（前記軸方向であって、図２中、紙面直交方向）からブラシ４の先端部を挿入可能とする開放部３ｂが形成される。よって、径方向の直交方向（前記軸方向）からホルダ部３内にブラシ４の先端部を挿入し、そのブラシ４を径方向内側に移動させることでブラシ４を組付けることができる。このため、図２に２点鎖線で示すように単にホルダ部の径方向外側端部から径方向内側にブラシ１１を挿入する従来のブラシ装置に比べて、ターミナル６とブラシ４を繋ぐピッグテール５を短くすることができる。尚、図２では、単にホルダ部の径方向外側端部から径方向内側に挿入する従来のブラシ１１と、その従来のピッグテール１２とを２点鎖線で示し、ピッグテール１２が本実施の形態のピッグテール５より長くなることを図示している。よって、ピッグテール５の材料費を低減することができる。又、組付け後のピッグテール５の弛みを小さくすることができ、ひいては振動等による擦り切れ（断線）を低減することができる。
【００２５】
（２）単にブラシホルダの径方向外側端部から径方向内側にブラシ１１を挿入する従来のブラシ装置の場合、直交する２軸（図２中、上下方向と紙面直交方向）に対して精度良く位置決めしてからブラシ１１を径方向内側に移動させ挿入する必要がある。これに対し本実施の形態のブラシ装置のように径方向の直交方向（前記軸方向）から開放部３ｂにブラシ４の先端部を挿入する場合、その必要が無くなる（図２中、上下方向に対してのみ精度良く位置決めすればブラシ４の先端部を挿入することができる）。そして、その後ブラシ４の後端部を押すのみでブラシ４全体を挿入することができるため、組付けが容易となる。
【００２６】
（３）開放部３ｂはピッグテールガイド孔３ａと連続してホルダ部３の上部に形成されるため、異なる方向に貫通するピッグテールガイド孔と開放部を形成する場合に比べて、例えば金型のスライドコアを低減することができる等の理由により、容易にホルダ部３を成形することができる。又、開放部３ｂをコンミテータ２の軸方向の一方の壁である上部に形成したため、図示しないアーマチャが正逆両回転駆動されるものであっても、正逆でブラシ４の振動がばらつくことがない。
【００２７】
（４）開放部３ｂは、ピッグテールガイド孔３ａから径方向外側に向かうほど幅が広くなるテーパ部３ｃにてピッグテールガイド孔３ａから連続形成されるため、ピッグテール５が開放部３ｂからピッグテールガイド孔３ａに移動する際に該ピッグテール５が引っ掛かることが防止される。よって、ブラシ４の移動が妨げられることが防止される。
【００２８】
（５）テーパ部３ｃは、図５に示すように、前記軸方向（図５中、上下方向）に角のないＲ形状である略半円形状に形成されるため、ピッグテール５が開放部３ｂからピッグテールガイド孔３ａに移動する際等に該ピッグテール５に傷が付き難くなる。
【００２９】
（６）ターミナル６をコンミテータ２の軸方向から固定孔１ｂに挿入し、ブラシ４の先端部を前記軸方向からホルダ部３の径方向外側に挿入し、捩りコイルばね７のコイル部７ａを前記軸方向から支柱１ｃに外嵌することで組付けるため、組付け方向が同じ（軸方向）となり組付け性が良好となる。又、各部材が軸方向に組付けられるため、ブラシホルダ部材１の径方向の体格を小さくすることができる。
【００３０】
（７）ブラシ４に形成した面取り部４ａとホルダ部３に形成した傾斜部３ｄとにより、ブラシ４の後端部が径方向内側となるように組付けられること（誤組付け）が防止される。
【００３１】
上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、開放部３ｂを、ピッグテールガイド孔３ａから径方向外側に向かうほど幅が広くなるテーパ部３ｃにてピッグテールガイド孔３ａから連続形成したが、図７に示すように、径方向外側に向かうほど幅が広くなる流線形のＲ部２１にてピッグテールガイド孔３ａから連続形成してもよい。このようにしても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３２】
・上記実施の形態では、開放部３ｂをピッグテールガイド孔３ａと連続してホルダ部３の上部に形成したが、ブラシ４の先端部を径方向の直交方向から挿入可能であれば、開放部を例えばホルダ部３の周方向の一方の側壁に形成してもよい。尚、この場合、ブラシ４の先端部を挿入する挿入方向を（側方からに）変更する必要がある。このようにしても、上記実施の形態の効果（１）、（２）、（７）と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
・上記実施の形態では、テーパ部３ｃを、図５に示すように、前記軸方向（図５中、上下方向）に角のない略半円形状に形成したが、軸方向（図５中、上下方向）に角のないＲ形状であれば略半円形状以外の形状に変更してもよい。このようにしても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。又、テーパ部３ｃを軸線方向に角のある形状に変更してもよく、このようにしても、上記実施の形態の効果（１）〜（４）、（６）、（７）と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
・上記実施の形態では、ブラシ４の先端部をコンミテータ２に押圧接触させる付勢手段として捩りコイルばね７を用いたが、例えば圧縮コイルばね等、他の付勢手段に変更してもよい。尚、この場合、付勢手段に応じてブラシホルダ部材１の形状を適宜変更する必要がある。このようにしても、上記実施の形態の効果（１）〜（５）、（７）と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
・上記実施の形態のターミナル６は、ブラシ４を組付ける前に所定の位置に予め保持される（保持させる必要のある）ものであれば、軸方向に貫通する固定孔１ｂに挿入されて固定されるもの以外のものに変更してもよく、他の形状のものに変更してもよい。尚、この場合、ターミナルに応じてブラシホルダ部材１の形状を適宜変更する必要がある。このようにしても、上記実施の形態の効果（１）〜（５）、（７）と同様の効果を得ることができる。
【００３６】
・上記実施の形態のブラシ４の面取り部４ａを形成せず、且つホルダ部３の傾斜部３ｄを形成しない構成に変更してもよい。このようにしても上記実施の形態の効果（１）〜（６）と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
・上記実施の形態では、ホルダ部３をブラシホルダ部材１に一体成形したが、ホルダ部３が立設されていないブラシホルダ部材にホルダ部３と同様の形状となるように別部材を固定してブラシホルダを構成してもよい。
【００３８】
上記各実施の形態から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
（イ）請求項１乃至５のいずれか１項に記載のブラシ装置において、前記ブラシと前記ブラシホルダとに、前記ブラシの誤組付けを防止するための誤組付け防止部（４ａ，３ｄ）を形成したことを特徴とするブラシ装置。このようにすると、ブラシの誤組付けが防止される。
【００３９】
（ロ）請求項１乃至５、上記（イ）のいずれかに記載のブラシ装置を備えたモータ。このようにすると、モータが備えるブラシ装置のピッグテールを短くすることができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、所定の位置に予め保持されるターミナルとブラシを繋ぐピッグテールを短くすることができるブラシ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態におけるブラシホルダ部材の平面図。
【図２】本実施の形態のブラシの組付け方法を説明するための説明図。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図。
【図４】図１のＢ−Ｂ断面図。
【図５】図２のＣ−Ｃ断面図。
【図６】本実施の形態の支柱及び捩りコイルばねを説明するための説明図。
【図７】別例におけるホルダ部を説明するための説明図。
【符号の説明】
１…ブラシホルダ部材、１ｂ…固定孔、１ｃ…支柱、２…コンミテータ、３…ホルダ部（ブラシホルダ）、３ａ…ピッグテールガイド孔、３ｂ…開放部、３ｃ…テーパ部、４…ブラシ、５…ピッグテール、６…ターミナル、７…捩りコイルばね、７ａ…コイル部、２１…Ｒ部。

Claims

所定の位置に予め保持されるターミナル（６）にピッグテール（５）を介して連結されたブラシ（４）を、コンミテータ（２）の径方向に延びる略４角筒状のブラシホルダ（３）内に収容保持し、前記ブラシ（４）の先端部を前記コンミテータ（２）に押圧接触させるブラシ装置において、
前記ブラシホルダ（３）の前記径方向外側には、該径方向の直交方向から前記ブラシ（４）の先端部を挿入可能とする開放部（３ｂ）が形成され、前記ピッグテール（５）は、前記ターミナル（６）が所定の位置に保持され且つ前記ブラシ（４）の先端部が前記開放部（３ｂ）に配置されたときに張った状態となる長さに設定されており、前記ブラシ（４）は、前記開放部（３ｂ）を通じて前記径方向の直交方向から前記ブラシホルダ（３）内に挿入された後に径方向内側に移動されその先端部が付勢手段により前記コンミテータ（２）に押圧接触される位置に配置されていることを特徴とするブラシ装置。
請求項１に記載のブラシ装置において、
前記ブラシホルダ（３）における前記コンミテータ（２）の軸方向の一方の壁である上部には、前記ピッグテール（５）を前記径方向に移動可能とすべく前記径方向に延びるピッグテールガイド孔（３ａ）が形成され、
前記開放部（３ｂ）は、前記ピッグテールガイド孔（３ａ）から前記径方向外側に向かうほど幅が広くなるテーパ部（３ｃ）又はＲ部（２１）にて前記ピッグテールガイド孔（３ａ）から連続形成され、
前記ブラシが前記コンミテータに圧接された際に、前記ピッグテールのブラシとの埋設部位が、前記径方向における、前記テーパ部（３ｃ）若しくはＲ部（２１）にあることを特徴とするブラシ装置。
請求項１又は２に記載のブラシ装置において、
前記ターミナル（６）は、前記ブラシ（４）の径方向長さと同じである前記ブラシホルダ（３）の径方向中間部であって、該ブラシホルダ（３）を設けたブラシホルダ部材（１）に形成された前記軸方向に貫通する固定孔（１ｂ）に挿入されて固定されていることを特徴とするブラシ装置。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のブラシ装置において、
前記テーパ部（３ｃ）又は前記Ｒ部（２１）は、前記コンミテータ（２）の軸方向に角のないＲ形状に形成されたことを特徴とするブラシ装置。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のブラシ装置において、
前記付勢手段は捩りコイルばね（７）であって、該捩りコイルばね（７）は、そのコイル部（７ａ）が前記ブラシホルダ部材（１）に形成された前記軸方向に延びる支柱（１ｃ）に外嵌されて保持されることを特徴とするブラシ装置。