JPH10201203A - 直流機、整流子片、及び、ブラシ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】整流子に摺接するブラシの振動を確実に抑制す
るとともに、部品点数、組み付け工数を低減することが
できる直流機、整流子片、及び、ブラシを提供する。 【解決手段】直流機１には、摺動面３ａを凹設した整流
子３と、該整流子３の凹設した摺動面３ａに嵌合して摺
接するブラシ８とが備えられる。そして、整流子３の回
転時において、ブラシ８は整流子３の凹設した摺動面３
ａに沿って摺動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は直流機に係り、詳し
くは、ブラシを整流子に対して安定した状態で摺接させ
る直流機、該直流機に使用される整流子片、及び、該直
流機に使用されるブラシに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来の直流機を示す。収容ケー
ス５１内部に回転可能に支持された回転軸５２には、円
筒形状の整流子５３が固着されている。又、該ケース５
１には、ブラシホルダ５４の基端部５４ａが固定されて
いる。ブラシホルダ５４には、その先端寄りに板状の板
ばね片５５が形成されている。この板ばね片５５には、
整流子５３に摺接するブラシ５６が取着されている。板
ばね片５５は、組み付け時において、図５に２点鎖線で
示した位置から弾性力に抗して配置される。つまり、こ
の板ばね片５５に取着されたブラシ５６は、その弾性力
によって整流子５３に圧接される。

【０００３】ここで、板ばね片５５が形成された部分の
ブラシホルダ５４は、整流子５３に対してブラシ５６を
圧接する方向に弾性力を発生させる構造のために、回転
軸５２の軸線方向に対して剛性を増すことができない。
従って、ブラシホルダ５４の板ばね片５５部分におい
て、回転軸５２の軸線方向に振動が発生してしまう。そ
こで、板ばね片５５には、その振動を抑制するために防
振ゴム５７が接着剤等によって貼り付けられている。そ
して、この防振ゴム５７によって、板ばね片５５の振動
を吸収し、この振動に基づくブラシホルダ５４からの騒
音が低減されている。

【０００４】又、実開平２−１４３１１号公報に記載の
直流機も上記同様に、整流子に摺接するブラシが取着さ
れたブラシ板に対して導電性ゴムが貼り付けられ、該ゴ
ムによってブラシ板の振動の吸収がなされている。

【０００５】又、実公昭６３−１３７５６８号公報に記
載の直流機も上記同様に、板状のブラシに紫外線硬化樹
脂が取着され、該樹脂にてブラシの振動の吸収がなされ
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した直
流機の使用時において、整流子５３とブラシ５６との間
には摺接摩擦によって熱が発生し、この熱がブラシ５３
を取着するブラシホルダ５４に伝導する。この熱によっ
て、防振ゴム５７は、熱硬化及びブラシホルダ５４から
剥離する問題があり、長期に亘り該ホルダ５４の振動を
吸収できない虞がある。そのため、防振ゴム５７及びゴ
ム５７を貼り付けるための接着剤は、耐熱性の高い材料
が要求される。従って、防振ゴム５７及び接着剤を耐熱
性の高い材料で形成するのは、直流機のコスト高につな
がる。又、防振ゴム５７を使用する分の部品点数、組み
付け工数等が増加する問題がある。又、これらの問題点
は、実開平２−１４３１１号公報及び実公昭６３−１３
７５６８号公報についても同様である。

【０００７】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、整流子に摺接するブ
ラシの振動を確実に抑制するとともに、部品点数、組み
付け工数を低減することができる直流機、整流子片、及
び、ブラシを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、摺動面を凹設した整流子
と、前記整流子の凹設した摺動面に嵌合して摺接するブ
ラシとを備えたことを要旨とする。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の直流機において、前記整流子の凹設した摺動面は、断
面Ｖ字状に形成したことを要旨とする。請求項３に記載
の発明は、長手方向の内側から両端に向かって内側部分
よりも両端部分が厚み方向に突出するように形成した摺
動面を有することを要旨とする。

【００１０】請求項４に記載の発明は、厚み方向に対し
て直交する方向の両端から内側に向かって両端部分より
も内側部分が厚み方向に、且つ、摺動方向に突出するよ
うに形成した摺動面を有することを要旨とする。

【００１１】従って、請求項１に記載の発明によれば、
ブラシは、整流子の凹設した摺動面に嵌合して摺接す
る。従って、整流子に対してブラシを位置決めすること
ができるため、ブラシの振動を確実に抑制することがで
きる。

【００１２】請求項２に記載の発明によれば、整流子の
凹設した摺動面は、断面Ｖ字状に形成される。従って、
整流子の摺動面及び該摺動面に嵌合して摺接するブラシ
には複雑な曲面はなく、その形成を容易にすることがで
きる。

【００１３】請求項３に記載の発明によれば、整流子片
は、長手方向の内側から両端に向かって内側部分よりも
両端部分が厚み方向に突出するように形成した摺動面を
有する。従って、各整流子片を備えた整流子の摺動面を
凹設することができる。

【００１４】請求項４に記載の発明によれば、ブラシ
は、厚み方向に対して直交する方向の両端から内側に向
かって両端部分よりも内側部分が厚み方向に、且つ、摺
動方向に突出するように形成した摺動面を有する。従っ
て、凹設された摺動面を有する整流子に嵌合して摺接す
ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施の
一形態を図１〜図３に従って説明する。図１は、ブラシ
を有する直流機を示す。直流機１の収容ケース２内部に
は、整流子３を装着したロータ４の回転軸４ａがベアリ
ング５を介して回転可能に支持されている。この整流子
３は、その軸線方向の両端から中心に向かって徐々に径
が小さくなる所謂鼓型に形成されている。つまり、整流
子３には、断面略Ｖ字状の摺動面としてのガイド溝３ａ
が周方向に形成されている。収容ケース２の内周面に
は、ロータ４を回転させるための磁界を発生する複数個
のマグネット６が固着されている。収容ケース２の一側
には、板状のブラシホルダ７の基端部が固定されてい
る。ブラシホルダ７は、幅方向を直流機１の軸線方向と
平行となるように配置されている。

【００１６】ブラシホルダ７は、図２（ａ），（ｂ）に
示すように、その先端部に前記整流子３に摺接するブラ
シ８が取着されている。このブラシ８は、整流子３に形
成されたガイド溝３ａに嵌合すべく該溝３ａに対応し
て、その先端部分が軸線方向の両端から中心に向かって
厚み方向、即ちブラシホルダ７と離間する方向に徐々に
突出する突出部８ａが形成されている。又、ブラシホル
ダ７は、組み付け時において、図２（ａ）に２点鎖線で
示した位置から弾性力に抗して撓んだ状態で配置され
る。即ち、該ホルダ７は、板ばねの機能も有し、その付
勢力によってブラシ８を整流子３に対して圧接する。そ
して、ブラシ８は、ガイド溝３ａによって軸線方向への
移動が規制され、整流子３の回転時においては、該溝３
ａに沿って確実にブラシ８の摺動面８ｂが摺接するよう
になっている。

【００１７】従って、前記ブラシ８を取着するブラシホ
ルダ７は、整流子３の回転に伴う軸線方向への振動がな
く、該ホルダ７からの騒音は確実に抑制される。又、上
記したように構成すると、整流子３に対するブラシ８の
摺接面積は、一般的な円筒形の整流子に摺接する同じ断
面積のブラシの摺接面積と比較して大きいためにブラシ
８の電流密度が小さくなり、ブラシ８と整流子３との接
触電圧降下を低減できる。その結果、直流機１の効率を
向上することができる。

【００１８】尚、前記ガイド溝３ａは、整流子の外周面
に加工具を当てて切削し、該整流子の外周の真円度を向
上させる一般的な切削加工具（図示しない）を使用する
ことによって比較的簡単に形成される。ちなみに、前記
整流子３は、回転軸４ａに固着された絶縁材料よりなる
円筒形の整流子本体３ｂと、該本体３ｂの外周面に固着
された複数個の整流子片Ｓ１〜Ｓｎとから構成される。
そして、回転する整流子３の外周面に加工具を当て、該
加工具を整流子３の軸線方向の一端から他端に向かって
軸線方向と平行な方向に移送する動きに加えて、整流子
３の軸線方向の一端から中心まで該加工具を軸心方向に
徐々に移送させ、軸線方向の中心を過ぎると該加工具を
軸心方向と離反する方向に徐々に移送させることによっ
て、該整流子３の各整流子片Ｓ１〜Ｓｎに対してガイド
溝３ａが形成される。

【００１９】すると、図３に示すように、整流子３に備
えられる複数個の整流子片Ｓ１〜Ｓｎは、軸線方向（図
３において上下方向）の中心に向かって、その幅が狭く
なる形状となる。従って、整流子３の回転時において、
ブラシ８が今当接している整流子片Ｓ１から次の整流子
片Ｓ２に移るとき、該ブラシ８は、次の整流子片Ｓ２に
軸線方向の中心から両端に向かって徐々に当接してい
く。このように、ブラシ８を次の整流子片に徐々に当接
させると、ブラシ８と整流子３とによる整流作用が向上
される。

【００２０】図１〜図３は、整流子３のガイド溝３ａの
理解を容易にするために若干誇張して表現している。ち
なみに、本実施の形態では、各整流子片Ｓ１〜Ｓｎの軸
線方向の長さは約１０ｍｍ、各整流子片Ｓ１〜Ｓｎの厚
みは約１ｍｍ、ガイド溝３ａの谷部の深さは約０．５ｍ
ｍである。尚、整流子片Ｓ１〜Ｓｎの軸線方向の長さ及
び厚み、ガイド溝３ａの谷部の深さは、これらの寸法に
限定されるものではない。

【００２１】上記したように、本実施の形態によれば、
以下の特徴を有する。 （１）ブラシ８は、整流子３に形成されたガイド溝３ａ
によって軸線方向への移動が規制され、該整流子３の回
転時にはガイド溝３ａに沿って摺接する。従って、ブラ
シ８を取着するブラシホルダ７は、整流子３の回転に伴
う軸線方向への振動がなく、該ホルダ７からの騒音を確
実に抑制することができる。

【００２２】又、整流子３に対するブラシ８の摺接面積
が、一般的な円筒形の整流子に摺接する同じ断面積のブ
ラシの摺接面積と比較して大きくすることができるため
にブラシ８の電流密度が小さくなり、ブラシ８と整流子
３との接触電圧降下を低減できる。その結果、直流機１
の効率を向上することができる。

【００２３】（２）整流子３に備えられる各整流子片Ｓ
１〜Ｓｎの幅は、そのガイド溝３ａの谷部に向かってほ
ど狭く形成され、整流子３の回転時において、該ブラシ
８は、今当接している整流子片から次の整流子片に摺接
する際徐々に当接する。従って、ブラシ８が次の整流子
片に徐々に当接していくことによって、該ブラシ８と整
流子３とによる整流作用を向上することができる。

【００２４】（３）ガイド溝３ａは、断面略Ｖ字状に形
成される。従って、ガイド溝３ａ及びガイド溝３ａに嵌
合するブラシ８の突出部８ａには複雑な曲面がなく、そ
の形成を容易にすることができる。

【００２５】尚、実施形態は上記に限定されることはな
く、次のように変更してもよい。 （１）上記実施の形態では、鼓型の整流子３を使用し、
該整流子３のガイド溝３ａにブラシ８の突出部８ａを嵌
合させるようにしたが、整流子３の回転時においてブラ
シ８を位置決めすべくブラシ８の軸線方向への移動を規
制できれば、整流子３及びブラシ８の形状はこれに限定
されるものではない。例えば、図４に示すように、回転
軸４ａにフランジ状に固定された円盤状の整流子９を使
用し、該整流子９の中心から所定の半径で摺動面として
のガイド溝９ａを形成し、該溝９ａに対してブラシホル
ダ１０に取着したブラシ１１の厚み方向に突出する突出
部１１ａを嵌合させようにしてもよい。このように構成
すると、整流子９が円盤状であっても、その回転時にお
いてブラシ１１はガイド溝９ａに沿ってブラシ１１の摺
動面１１ｂが摺動するため、該ブラシ１１の径方向の移
動が規制される。つまり、該ブラシ１１を支持するブラ
シホルダ１０の振動は抑制される。尚、ガイド溝９ａ
は、円盤状の整流子本体９ｂに各整流子片Ｓ１〜Ｓｎを
固着した状態で整流子９を回転させ、各整流子片Ｓ１〜
Ｓｎの表面に加工具を当てて切削して形成される。

【００２６】（２）上記実施の形態では、ブラシホルダ
７を板状に形成し、該ホルダ７の撓みを利用してブラシ
８を整流子３に対して付勢するようにしたが、これに限
定されるものではなく、例えば、特別にブラシ８を整流
子３に対して付勢する弾性部材を備えたブラシホルダを
用いてもよい。

【００２７】（３）上記実施の形態では、ブラシホルダ
７の基端部を収容ケース２に固定したが、他の部材に該
ホルダ７を固定してもよい。 （４）上記実施の形態では、ガイド溝３ａを円筒形の整
流子本体３ｂに各整流子片Ｓ１〜Ｓｎを固着した状態で
整流子３を回転させ、各整流子片Ｓ１〜Ｓｎの表面に加
工具を当てて切削して形成したが、整流子本体に整流子
片を固着するよりも前に予めＶ字状のガイド溝３ａに相
当する溝を形成し、該溝が形成された整流子本体に対し
てＶ字状に屈曲形成された各整流子片を固着して前記ガ
イド溝３ａを形成してもよい。

【００２８】上記実施の各形態から把握できる請求項以
外の技術思想について、以下にその効果とともに記載す
る。 （イ）ブラシが嵌合して摺接すべく該ブラシの摺動面を
凹設したことを特徴とする整流子。このように構成すれ
ば、整流子に対してブラシを位置決めすることができる
ため、ブラシの振動を確実に抑制することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
整流子に摺接するブラシの振動を確実に抑制するととも
に、部品点数、組み付け工数を低減することができる直
流機、整流子片、及び、ブラシ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直流機の断面図。

【図２】 （ａ）は、整流子に対するブラシの摺接状態
を示す斜視図。（ｂ）は、ブラシの拡大斜視図。

【図３】 整流子に対するブラシの摺接状態を示す説明
図。

【図４】 別例の整流子に対するブラシの摺接状態を示
す斜視図。

【図５】 従来の直流機の要部断面図。

【符号の説明】

３，９…整流子、３ａ，９ａ…摺動面としてのガイド
溝、８，１１…ブラシ、８ｂ，１１ｂ…摺動面。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 摺動面（３ａ，９ａ）を凹設した整流子
   （３，９）と、 前記整流子（３，９）の凹設した摺動面（３ａ，９ａ）
   に嵌合して摺接するブラシ（８，１１）とを備えたこと
   を特徴とする直流機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の直流機において、 前記整流子（３，９）の凹設した摺動面（３ａ，９ａ）
   は、断面Ｖ字状に形成したことを特徴とする直流機。
3. 【請求項３】 長手方向の内側から両端に向かって内側
   部分よりも両端部分が厚み方向に突出するように形成し
   た摺動面（３ａ，９ａ）を有することを特徴とする整流
   子片。
4. 【請求項４】 厚み方向に対して直交する方向の両端か
   ら内側に向かって両端部分よりも内側部分が厚み方向
   に、且つ、摺動方向に突出するように形成した摺動面
   （８ｂ，１１ｂ）を有することを特徴とするブラシ。