JP2007288840A - ブラシ付きモータ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ブラシ付きモータに関し、簡素な構成でブラシと整流子との摩擦により生ずる電気雑音を効果的に除去することにある。
【解決手段】先端部が整流子２０に接触するブラシ２６と、絶縁材質により構成され、ブラシ２６を整流子２０に対して移動可能に収容するブラシホルダ２８と、を備えるブラシ付きモータ１０において、ブラシホルダ２８の内面に設けられた導電性を有するプラス電極３６と、ブラシホルダ２８の外面に設けられた導電性を有するマイナス電極３４と、を設ける。そして、プラス電極３６とマイナス電極３４との間に挟まれるブラシホルダ２８を、ブラシ２６と整流子２０との間で発生する電気雑音を除去するコンデンサとして用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブラシ付きモータに係り、特に、先端部が整流子に接触するブラシと、ブラシを整流子に対して移動可能に収容するブラシホルダと、を備えるブラシ付きモータに関する。

従来から、モータの回転子に設けられた整流子に先端部が接触するブラシと、そのブラシを整流子に対して径方向に移動可能に収容するブラシホルダと、を備えるモータが知られている（例えば、特許文献１参照）。このモータにおいて、ブラシは、その後端部においてコイルスプリングなどの弾性部材により整流子側に付勢されることにより、その先端部において整流子の外面に接触する。そして、かかる状態で外部からブラシ及び整流子を介して回転子側の巻線に給電が行われることで、ブラシの先端部が整流子の外面に摺説しつつ回転子の回転駆動が実施される。

ところで、上記の如きブラシが整流子に接触・摺接しながら回転子が回転するブラシ付きモータにおいては、ブラシと整流子との間で電気雑音が発生する。そこで、かかる電気雑音がモータ外部へ漏れるのを防止すべく、上記従来のモータは、ブラシに導線であるピグテールを介して接続する２つのブラシターミナル間に設けられたコンデンサを備える。コンデンサの一端は電源端子に接続し、その他端は接地端子に接続している。
特開２００３−２４４９０１号公報

しかしながら、上記従来の如きモータ構成では、コンデンサが、電気雑音発生源であるブラシと整流子との摺接部位から遠く離れる可能性があり、また、ピグテールを通じてしかその雑音成分がコンデンサに流れないため、ブラシと整流子との間に生ずる電気雑音を効果的に除去することができないおそれがある。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、ブラシと整流子との摩擦により生ずる電気雑音を効果的に除去することが可能なブラシ付きモータを提供することを目的とする。

上記の目的は、先端部が整流子に接触するブラシと、絶縁材質により構成され、前記ブラシを前記整流子に対して移動可能に収容するブラシホルダと、を備えるブラシ付きモータであって、前記ブラシホルダの内面を覆う導電性を有する第１の電極と、前記ブラシホルダの外面を覆う導電性を有する第２の電極と、を備えるブラシ付きモータにより達成される。

この態様の発明において、ブラシを整流子に対して移動可能に収容するブラシホルダは、内面が第１の電極により覆われかつ外面が第２の電極により覆われることで、コンデンサとして機能する。ブラシホルダがコンデンサとして機能すれば、ブラシと整流子との間で発生する電気雑音成分がそのコンデンサに吸収されるので、その電気雑音の外部への拡散が防止される。

この場合、前記第１の電極と前記第２の電極との間に挟まれる前記ブラシホルダを電気雑音除去コンデンサとして用いることとすればよい。

また、上記したブラシ付きモータにおいて、前記第１の電極と前記第２の電極との絶縁距離が確保されるように前記ブラシホルダを構成することとすればよい。

更に、上記したブラシ付きモータにおいて、前記ブラシホルダの絶縁材質が樹脂又はセラミックであることとすればよい。

本発明によれば、簡素な構成でブラシと整流子との摩擦により生ずる電気雑音を効果的に除去することができる。

以下、図面を用いて、本発明の具体的な実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施例であるブラシ付きモータ１０の側断面図を示す。図２は、本実施例のブラシ付きモータ１０の備えるブラシホルダの斜視図を示す。また、図３は、図２に示すブラシ付きモータ１０のブラシホルダを平面III−IIIに沿って切断した際の断面図を示す。

図１に示す如く、ブラシ付きモータ（以下、単にモータと称す）１０は、直流の発電機又は電動機であり、モータハウジング１２と、回転可能な回転子アセンブリ１４と、を備えている。回転子アセンブリ１４は、軸受１６にてモータハウジング１２に対して回転可能に軸支されている。モータハウジング１２は、接地されている。回転子アセンブリ１４は、回転シャフト１８と、回転シャフト１８に設けられた円筒状の整流子２０と、回転シャフト１８に固定された電機子コア２２と、電機子コア２２に巻回する電機子巻線２４と、により構成されている。整流子２０は、電機子巻線２４に接続されており、電機子巻線２４に生じる交流を直流に変換する機能を有している。

モータ１０は、整流子２０に先端部が接触するブラシ２６を備えている。ブラシ２６は、例えば整流子２０の周方向に所定角度（例えば９０°）ごとに配置されており、複数（例えば４つ）設けられている。各ブラシ２６は、例えば長方形や正方形の四角柱状に形成されており、整流子２０の外周側でその整流子２０の径方向に延在するブラシホルダ２８内に収容・保持されている。

ブラシホルダ２８は、上記したモータハウジング１２のフランジ部１２ａのシャフト周方向に各ブラシ２６に対応して所定角度ごとに設けられ、フランジ部１２ａにボルトねじ等により取り付け固定されている。各ブラシホルダ２８は、絶縁性を有する樹脂材料により構成されており、図２及び図３に示す如く、断面形状が共に四角形となる外形及び内形を有する中空筒状の部材である。ブラシホルダ２８の内形は、ブラシ２６の形状に合致しつつ、収容するブラシ２６と僅かな隙間が形成されるように成形されている。

また、各ブラシホルダ２８は、その筒部材の軸方向の整流子２０側にある端面（先端面）が開口しかつその軸方向のモータハウジング１２側面側にある端面（後端面）が閉じた形状を有している。各ブラシホルダ２８は、その先端側が整流子２０の外面と所定の隙間を開けてシャフト径方向で対向するように配置される。各ブラシ２６はそれぞれ、ブラシホルダ２８内で整流子２０に対してその径方向に移動可能に保持されつつ、ブラシホルダ２８の整流子２０側の開口部近傍においてその開口部から突出してその整流子２０の外面に接触する。

ブラシホルダ２８内には、一端がそのブラシホルダ２８の後端面に固定されかつ他端がブラシ２６の後端部に固定されたコイルスプリング３０が配設されている。コイルスプリング３０は、ブラシホルダ２８ごとすなわちブラシ２６ごとに設けられている。コイルスプリング３０は、ブラシホルダ２８の後端面とブラシ２６の後端部との間の距離よりもある程度長い自然長を有しており、その組み付け後は、ブラシ２６の後端部に接触しつつその自然長よりも短い長さに弾性変形して、そのブラシ２６を外周側から整流子２０側（すなわち、整流子２０の軸中心方向）に付勢する。尚、コイルスプリング３０の自然長は、ブラシ２６と整流子２０との接触がそのブラシ２６が所定長さを摩耗するまで保持されるように定められる。

各ブラシ２６にはそれぞれ、外部配線としてのピッグテール３２が接続されている。ピッグテール３２は、また、ブラシホルダ２８の後端面に開けられた貫通穴２８ａを通じて、外部のモータ制御装置に接続されている。回転シャフト１８の軸中心を挟んで対向する一対のブラシ２６のうち一方はピッグテール３２を介して接地端子に接続され、また、その他方はピッグテール３２を介して電源電圧端子に接続されている。各ブラシ２６には、モータ制御装置からピッグテール３２を通じて給電が行われる。かかる給電が行われると、ブラシ２６から整流子２０を経由して電機子巻線２４に駆動電流が流れることで、モータ１０の回転シャフト１８が回転し得るものとなる。

また、ブラシホルダ２８には、絶縁された一対の電極３４，３６が取り付けられている。電極３４，３６は、樹脂製のブラシホルダ２８に対して例えば金属メッキ処理を施すことにより形成された金属箔であり、導電性の比較的高い金属物質により構成されている。電極３４は、ブラシホルダ２８の外面に設けられており、軸方向端面を除く四角形状の外周面全体を覆っている。一方、電極３６は、ブラシホルダ２８の内面に設けられており、軸方向端面を除く四角形状の内周面全体を覆っている。電極３４および電極３６は、例えばブラシホルダ２８全体がその軸方向端面がマスクされた状態でメッキ処理された後にそのマスク部分が取り除かれることにより形成される。

電極３４と電極３６とは、ブラシホルダ２８の肉厚の側壁部２８ａを介して互いに対向して、所定の電極面積を有する。外周側の電極３４は、接地されたモータハウジング１２のフランジ部１２ａに接しており、接地端子に接続されている。また、内周側の電極３６は、ブラシホルダ２８内に収容されるブラシ２６に接触し得るものとなっており、ブラシ２６及びそのピッグテール３２を介して外部端子に接続可能とされている。尚、ブラシ２６は、ブラシホルダ２８内に収容されてコイルスプリング３０により整流子２０側に付勢されているとき、ブラシホルダ２８の内面に接触しつつ保持されるのが一般的である。このため、電極３６は、通常、外部の電源端子に接続される。以下、電極３４をマイナス電極３４と、電極３６をプラス電極３６と、それぞれ称す。ブラシホルダ２８は、プラス電極３６とマイナス電極３４との絶縁距離が確保されるようにその側壁部２８ａの肉厚が構成されたものとなっている。

次に、本実施例のモータ１０における作用効果について説明する。

本実施例のモータ１０において、ブラシ２６は、コイルスプリング３０の発生する弾性力によりブラシホルダ２８内において整流子２０側に付勢される。ブラシ２６が整流子２０側に付勢されると、ブラシ２６の先端部が整流子２０の外面に接触する。かかる接触が実現されているときは、ブラシ２６から整流子２０への駆動電流および整流子２０からブラシ２６への電流の流通が許容されるので、回転シャフト１８が回転し得る状態或いはその回転を抑制する状態となる。

上記の如く回転シャフト１８が回転するとき、各ブラシ２６の先端部はそれぞれ、整流子２０の外面に摺接する。ブラシ２６の先端部が整流子２０の外面に摺接する際には、その間に摩擦が生じ、その結果、火花や高周波の電波に近いラジオノイズ等の電気的な雑音が発生する。

そこで、本実施例のモータ１０は、上記の如く発生する電気雑音がモータ外部へ漏れるのを防止する点に特徴的な構成を有している。すなわち、モータ１０は、ブラシ２６を移動可能に収容する誘電体としての樹脂製のブラシホルダ２８に、その外面にはその外周面全体を覆うように設けられた比較的高い導電性を有するマイナス電極３４と、その内面にはその内周面全体を覆うように設けられた比較的高い導電性を有するプラス電極３６と、を備えている。そして、マイナス電極３４とプラス電極３６とは、互いに絶縁されており、ブラスホルダ２８の側壁部２８ａを介して互いに対向している。

かかる構成においては、マイナス電極３４とプラス電極３６との間に挟まれるブラシホルダ２８（具体的には、その側壁部２８ａ）が、その絶縁性を有する樹脂材料の誘電率に応じた静電容量を有するコンデンサとして機能する。この場合には、マイナス電極３４とプラス電極３６との間に挟まれるブラシホルダ２８のコンデンサ機能により、ブラシ２６の先端部が整流子２０の外面に摺接する際にその摩擦により発生するラジオノイズなどの電気雑音成分が吸収され、電気雑音のモータ外部への拡散が防止される。この点、マイナス電極３４とプラス電極３６との間に挟まれるブラシホルダ２８からなるコンデンサは、ブラシ２６と整流子２０との摩擦による発生する電気雑音を除去する電気雑音除去コンデンサとなる。

従って、本実施例のモータ１０の構成によれば、ブラシホルダ２８が、ブラシ２６を整流子２０側に移動可能に収容する機能と共に、マイナス電極３４とプラス電極３６との間に挟まれることによって電気雑音除去コンデンサとしての機能を有することとなるため、電気雑音除去コンデンサとしてしか機能しない専用のコンデンサ（例えば、ブラシホルダ２８の外部においてピッグテール３２に電極が接続する専用の電気雑音除去コンデンサ）を別個独立に設けることは不要である。

このため、本実施例によれば、上記したブラシホルダ２８外の専用の電気雑音除去コンデンサを設けるための配線や端子は不要であり、それらを接続するための半田付け等は不要であるので、電気雑音除去コンデンサの部品点数やその組み付け工数を削減することができると共に、専用の電気雑音除去コンデンサを配置するスペースを無くすことができる。従って、本実施例によれば、モータ１０構成の簡素化および小型化を図ることが可能となっている。

また、上記の如く、ブラシホルダ２８は、その先端側が整流子２０の外面と所定の隙間を開けてシャフト径方向で対向するように配置される。この場合、マイナス電極３４とプラス電極３６との間に挟まれるブラシホルダ２８からなる電気雑音除去コンデンサは、電気雑音の発生源であるブラシ２６と整流子２０との摺接位置に極めて近接する。このため、本実施例のモータ１０の構成によれば、その摺接位置から電気雑音除去コンデンサに至るまでの配線から２字的な輻射ノイズが発生することはなく、ブラシ２６と整流子２０との間で発生する電気雑音（特にその高周波成分）を効果的かつ効率的に除去することが可能であり、その電気雑音がモータ外部に漏れるのを確実に防止することが可能となっている。

尚、上記の実施例においては、プラス電極３６が特許請求の範囲に記載した「第１の電極」に、マイナス電極３４が特許請求の範囲に記載した「第２の電極」に、それぞれ相当している。

ところで、上記の実施例においては、ブラシ２６を整流子２０に対して移動可能に収容するブラシホルダ２８を絶縁性を有する樹脂材料により構成することとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、絶縁性を有するセラミック材料により構成することとしてもよい。

また、上記の実施例においては、樹脂材質のブラシホルダ２８に対して金属メッキ処理を施すことにより電極３４，３６を形成することとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ブラシホルダ２８に対して金属の蒸着処理や焼き付け処理を施すことにより電極３４，３６を形成することとしてもよい。

また、上記の実施例においては、マイナス電極３４をブラシホルダ２８の外周面全体を覆うように、また、プラス電極３６をブラシホルダ２８の内周面全体を覆うように、それぞれ設けることとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ブラシホルダ２８の内面および外面のうち、ブラシ２６と整流子２０とが摺接する位置に比較的近い側にのみ、電気雑音除去コンデンサを構成する電極３４，３６を設けることとしてもよい。

更に、上記の実施例においては、一対のブラシ２６のうち接地端子に接続するものと電源電圧端子に接続するものとを区別することなく、それらのブラシ２６を収容するすべてのブラシホルダ２８をそれぞれ、外面に設けられたマイナス電極３４と内面に設けられたプラス電極３６とにより挟持することで、電気雑音除去コンデンサとして機能させることとしたが、特に、電源電圧端子に接続するブラシ２６を収容するブラシホルダ２８を電気雑音除去コンデンサとして機能させるものであればよい。

本発明の一実施例であるブラシ付きモータの側断面図である。 本実施例のブラシ付きモータの備えるブラシホルダの斜視図である。 図２に示すブラシ付きモータのブラシホルダを平面III−IIIに沿って切断した際の断面図である。

符号の説明

１０ ブラシ付きモータ
２０ 整流子
２６ ブラシ
２８ ブラシホルダ
３４ 電極（マイナス電極）
３６ 電極（プラス電極）

Claims (4)

1. 先端部が整流子に接触するブラシと、絶縁材質により構成され、前記ブラシを前記整流子に対して移動可能に収容するブラシホルダと、を備えるブラシ付きモータであって、
   前記ブラシホルダの内面に設けられた導電性を有する第１の電極と、
   前記ブラシホルダの外面に設けられた導電性を有する第２の電極と、
   を備えることを特徴とするブラシ付きモータ。
2. 前記第１の電極と前記第２の電極との間に挟まれる前記ブラシホルダを電気雑音除去コンデンサとして用いることを特徴とする請求項１記載のブラシ付きモータ。
3. 前記第１の電極と前記第２の電極との絶縁距離が確保されるように前記ブラシホルダを構成したことを特徴とする請求項１又は２記載のブラシ付きモータ。
4. 前記ブラシホルダの絶縁材質が樹脂又はセラミックであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載のブラシ付きモータ。

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