JPH11299183A - ブラシ摺接装置及び当接部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 摺接時の振動を低減することができ、ひいて
は騒音の発生を防止することができるブラシ摺接装置及
び当接部材を提供する。 【解決手段】 ブラシ摺接装置は、モータの回転軸１と
一体回転するコンミテータ２と、コンミテータ２に摺接
される給電体３と、給電体３をコンミテータ２の回転方
向に保持するために、該コンミテータ２の回転方向に壁
面７ｂを有するホルダ７と、給電体３をコンミテータ２
側に付勢するコイルスプリング８とを備える。給電体３
は、コンミテータ２に直接接触されるブラシ４と、ブラ
シ４に連結され、弾性及びダンピング特性を有した結合
体５と、結合体５に連結される錘体６とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブラシを備えた当
接部材をモータのコンミテータに摺接させるブラシ摺接
装置に係り、詳しくは当接部材の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図１１に示すように、直流モータ
の回転軸５１にはコンミテータ（回転体）５２が設けら
れ、そのコンミテータ５２には給電用ブラシ（当接部
材）５３が当接されている。このブラシ５３は、例えば
モータハウジング等に形成されたブラシホルダ５４内に
収容され、スプリング５５にてコンミテータ５２側に押
圧されて保持されている。このように保持されたブラシ
５３は、コンミテータ５２の回転中においても、同コン
ミテータ５２の外周面と摺接する。従って、この直流モ
ータでは、前記回転軸５１と一体回転する図示しないコ
イルに前記ブラシ５３及びコンミテータ５２を介して駆
動電源を供給することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記コンミ
テータ５２の回転中における前記ブラシ５３は、コンミ
テータ５２とブラシ５３との間で生じる摺動抵抗力によ
って、コンミテータ５２の回転方向（図中、Ａ矢印方
向）に位置するブラシホルダ５４の一壁面５４ａに押し
付けられ、その状態でコンミテータ５２と摺接する。
又、ブラシ５３は、一般的に黒鉛と銅の混合物で構成さ
れ、空気中の湿度が低下すると、摺動抵抗力が大きくな
ることが知られている。従って、例えば空気中の湿度が
低下して、前記摺動抵抗力が大きくなると、ブラシ５３
が前記一壁面５４ａに押し付けられる力が大きくなる。
すると、ブラシ５３の先端５３ａが同壁面５４ａとコン
ミテータ５２との間に入り込むように引き込まれ、該一
壁面５４ａがコンミテータ５２の回転方向に弾性変形す
る。すると、該一壁面５４ａが元の形状に戻ろうとする
力が、ブラシ５３に働き、ブラシ５３は同壁面５４ａに
はじき返されることになる。そして、このような動作が
連続することによりブラシ５３がブラシホルダ５４内で
振動して、一般的にチャープ音と言われる騒音が発生し
てしまうという問題がある。

【０００４】本発明の目的は、ブラシを備えた当接部材
をコンミテータに摺接させるブラシ摺接装置おいて、そ
の摺接時の振動を低減することができ、ひいては騒音の
発生を防止することができるブラシ摺接装置及び当接部
材を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、モータの回転軸と一体回転するコンミテータと、前
記コンミテータに摺接される当接部材と、前記当接部材
を前記コンミテータの回転方向に保持するために、該コ
ンミテータの回転方向に壁面を有するホルダと、前記当
接部材を前記コンミテータ側に付勢する付勢手段とを備
えたブラシ摺接装置において、前記当接部材は、前記回
転体に直接接触されるブラシと、前記回転体に前記ブラ
シが摺接するときに発生する同ブラシの振動を相殺する
ための振動抑制部とを備えたことを要旨とする。

【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のブラシ摺接装置において、前記振動抑制部は、前記ブ
ラシに連結され、弾性及びダンピング特性を有した結合
部と、前記結合部に連結される錘部とからなることを要
旨とする。

【０００７】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載のブラシ摺接装置において、前記付勢手段は、前
記ブラシを前記コンミテータ側の反対側から付勢するコ
イルスプリングであり、前記振動抑制部は、前記コイル
スプリングの内側に配置されることを要旨とする。

【０００８】請求項４に記載の発明は、請求項２又は３
に記載のブラシ摺接装置において、前記結合部は、ゴム
チューブにて形成されることを要旨とする。請求項５に
記載の発明は、コンミテータの回転方向に壁面を有する
ホルダにて該コンミテータの回転方向に保持されるとと
もに、付勢手段にてコンミテータ側に付勢され、回転体
に摺接される当接部材において、前記コンミテータに直
接接触されるブラシと、前記コンミテータに前記ブラシ
が摺接するときに発生する同ブラシの振動を相殺するた
めの振動抑制部とを備えたことを要旨とする。

【０００９】請求項１及び５に記載の発明によれば、コ
ンミテータに摺接した当接部材は、コンミテータとブラ
シとの摺動抵抗力にてホルダの壁面に押し付けられる。
そして、例えばブラシの先端部が該壁面とコンミテータ
との間に入り込むように引き込まれ、該ブラシにてホル
ダの壁面が変形されると、該壁面が元に戻ろうとする力
が同ブラシに働き、同ブラシは同壁面にはじき返される
ことになる。そして、はじき返されたブラシは、前記摺
動抵抗力にてコンミテータの回転方向に変位され、ホル
ダの壁面に再度押し付けられる。従って、ブラシは振動
する。このとき、当接部材に備えられた振動抑制部は該
振動を相殺するため、ブラシの振動が低減される。

【００１０】請求項２に記載の発明によれば、例えばブ
ラシの先端部がホルダの壁面と回転体との間に入り込む
ように引き込まれ、該ブラシにてホルダの壁面が変形さ
れると、該壁面が元に戻ろうとする力が同ブラシに働
き、同ブラシは同壁面にはじき返されることになる。こ
のとき、ブラシの変位する力は、結合部を介して錘部を
変位させようとするが、該結合部の弾性及びダンピング
特性により、瞬時には伝達されず僅かに遅れて伝達され
る。そして、錘部が変位するときには、前記摺動抵抗力
によりブラシがコンミテータの回転方向に変位する。従
って、ブラシの変位、即ち振動は、錘部の変位と干渉し
て略相殺される。その結果、このブラシ摺接装置では、
ブラシが摺接しているときの振動を低減することができ
る。

【００１１】請求項３に記載の発明によれば、付勢手段
は、コイルスプリングであり、振動抑制部は、そのコイ
ルスプリングの内側に配置されるため、ブラシ摺接装置
が大型化してしまうことがない。

【００１２】請求項４に記載の発明によれば、結合部は
ゴムチューブにて形成されるため、弾性及びダンピング
特性を有した結合部を安価に構成することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を給電用ブラシ摺接
装置に具体化した一実施の形態を図１〜図３に従って説
明する。

【００１４】図１に示すように、直流モータの回転軸１
には給電用のコンミテータ２が設けられ、そのコンミテ
ータ２には当接部材としての給電体３が当接されてい
る。前記給電体３は、給電用のブラシ４と、結合部とし
ての結合体５と、錘部としての錘体６とを備えている。
前記ブラシ４は、黒鉛と銅の混合物にて構成され、図２
に示すように、略直方体に形成されている。錘体６は、
結合体５を介してブラシ４の基端面４ａに連結固定され
ている。詳述すると、ブラシ４の基端面４ａには円柱形
状の凸部４ｂが形成されている。結合体５は、内周円が
前記凸部４ｂと対応した円筒状のゴムチューブにて構成
されている。尚、結合体５は、ゴムチューブでなくて
も、ゴム又はこれに相当する粘性及び弾性を有する高分
子体であればよい。錘体６は、金属製である。錘体６
は、略円柱形状に形成され、その一端面には前記凸部４
ｂと同形状の凸部６ａが形成されている。そして、結合
体５の一端にブラシ４の凸部４ｂを嵌着するとともに、
結合体５の他端に錘体６の凸部６ａを嵌着することによ
り、ブラシ４と錘体６とが結合体５を介して連結固定さ
れている。尚、本実施の形態では、前記結合体５及び錘
体６が振動抑制部を構成している。

【００１５】図３は、前記給電体３（ブラシ４、結合体
５及び錘体６）をモデル的に示すものである。即ち、本
実施の形態では、結合体５が、ダンピング特性を有する
ダンピング素子５ａ、及び弾性を有する弾性変形素子５
ｂの機能を備えている。尚、前記ダンピング特性とは、
結合体５が変形したとき、即ち錘体６に対してブラシ４
の位置が変位したとき、その変形（変位）速度に比例し
た反力を発生するという特性である。

【００１６】前記給電体３は、図示しないモータハウジ
ングに形成されたブラシホルダ７内に収容されている。
このブラシホルダ７は、コンミテータ２側の端面が開口
した有底箱形状に形成されている。そして、給電体３
は、ブラシホルダ７内の底面７ａにその一端が支持され
た付勢手段としてのコイルスプリング８にて付勢され、
コンミテータ２に押圧接触した状態で保持されている。
詳述すると、給電体３は、そのブラシ４の基端面４ａが
コイルスプリング８にてコンミテータ２側に付勢され、
コンミテータ２側の先端部４ｃがブラシホルダ７の開口
端から突出して、その先端面４ｄがコンミテータ２に押
圧接触された状態で保持されている。

【００１７】尚、本実施の形態では、前記結合体５及び
前記錘体６は、前記コイルスプリング８の内側に配置さ
れている。又、本実施の形態では、コンミテータ２、給
電体３、ブラシホルダ７及びコイルスプリング８がブラ
シ摺接装置を構成している。

【００１８】前述したように保持された給電体３は、コ
ンミテータ２の回転中において、そのコンミテータ２に
摺接する。従って、この直流モータでは、回転軸１と一
体回転する図示しないコイルにブラシ４及びコンミテー
タ２を介して駆動電源を供給することができる。尚、こ
のとき、給電体３はコンミテータ２とブラシ４との間で
生じる摺動抵抗力によって、コンミテータ２の回転方向
（図中、Ａ矢印方向）に位置するブラシホルダ７の一壁
面７ｂに押し付けられ、その状態でコンミテータ２と摺
接する。

【００１９】次に、上記実施の形態の特徴的な作用効果
について説明する。 （１）上記実施の形態では、例えば空気中の湿度が低下
して、前記摺動抵抗力が大きくなると、給電体３がブラ
シホルダ７の一壁面７ｂに押し付けられる力が大きくな
る。すると、ブラシ４の先端部４ｃが同壁面７ｂとコン
ミテータ２との間に入り込むように引き込まれ、該一壁
面７ｂがコンミテータ２の回転方向に弾性変形する。す
ると、該一壁面７ｂが元の形状に戻ろうとする力が、ブ
ラシ４に働き、ブラシ４は同壁面７ｂにはじき返される
ことになる。このとき、ブラシ４の変位する力は、結合
体５を介して錘体６を変位させようとするが、結合体５
の弾性及びダンピング特性により、瞬時には伝達されず
僅かに遅れて伝達される。即ち、ブラシ４がコンミテー
タ２の回転反対方向（図中、Ｂ矢印方向）に変位する
と、錘体６は僅かに遅れて変位する。そして、錘体６が
変位するときには、前記摺動抵抗力によりブラシ４がコ
ンミテータ２の回転方向に変位する。従って、ブラシ４
の変位、即ち振動は、錘体６の変位と干渉して略相殺さ
れる。その結果、ブラシ４がブラシホルダ７内で振動し
てしまうことは低減され、ひいては騒音の発生を低減す
ることができる。

【００２０】（２）上記実施の形態では、結合体５及び
錘体６をコイルスプリング８の内側に配置したため、こ
のブラシ摺接装置が大型化してしまうことがない。 （３）上記実施の形態では、結合体５をゴムチューブに
て形成したため、弾性及びダンピング特性を有した結合
体５を安価に構成することができる。

【００２１】上記実施の形態は以下のように変更しても
よい。 ・上記実施の形態の給電体３は、コンミテータ２に直接
接触されるブラシ４と、該ブラシ４に連結され、弾性及
びダンピング特性を有する結合部（結合体５）と、該結
合部と連結される錘部（錘体６）とを備えていれば、ど
のような形状としてもよいし、どのように配置してもよ
いし、どのように連結してもよい。

【００２２】・例えば、図４に示すような給電体１０に
変更してもよい。給電体１０は、ブラシ１１と、前記結
合体５と、前記錘体６と、埋め込み体１２とを備えてい
る。ブラシ１１の基端面１１ａには円柱形状にくり貫か
れた凹部１１ｂが形成されている。埋め込み体１２は、
円柱形状に形成され、前記凹部１１ｂに埋め込まれて固
定されている。そして、前記結合体５の一端にブラシ１
１の基端面１１ａから突出した埋め込み体１２を嵌着す
るとともに、結合体５の他端に錘体６の凸部６ａを嵌着
することにより、ブラシ４と錘体６とが結合体５を介し
て連結固定されている。このようにしても、上記実施の
形態の効果と同様の効果を得ることができる。

【００２３】・又、前記ブラシ１１を、図５に示すよう
に、その基端面１１ｃが傾斜しているものとしてもよ
い。詳述すると、基端面１１ｃは、コンミテータ２の回
転方向（図中、Ａ矢印方向）側が高く、反対方向側が低
く傾斜している。このようにすると、基端面１１ｃがコ
イルスプリング８にて付勢されるブラシ１１は、コンミ
テータ２に押圧されるとともに、ブラシホルダ７の一壁
面７ｂに押し付けられる。従って、ブラシ１１はブラシ
ホルダ７の壁面７ｂにはじき返されるとき、はじき返さ
れる量が低減される。そして、そのブラシ１１の変位
は、前述したように錘体６の変位と干渉して略相殺され
るため、ブラシ１１がブラシホルダ７内で振動してしま
うことはさらに低減される。

【００２４】・例えば、図６に示すような給電体２０に
変更してもよい。給電体２０は、給電用ブラシ２１と、
結合錘体２２とを備えている。ブラシ２１の基端面２１
ａには円柱形状の凸部２１ｂが形成されている。結合錘
体２２は、ゴム製である。又、結合錘体２２は、内周円
が前記凸部２１ｂと対応した円筒状の結合部２２ａと、
結合部２２ａの一端から略円柱状に延びる錘部２２ｂと
から構成されている。そして、ブラシ２１と結合錘体２
２とは、前記結合部２２ａの一端にブラシ２１の凸部２
１ｂを嵌着することにより連結固定されている。

【００２５】このようにすると、ブラシ２１の変位する
力は、結合部２２ａを介して錘部２２ｂを変位させよう
とするが、結合部２２ａの弾性及びダンピング特性によ
り、瞬時には伝達されず僅かに遅れて伝達される。即
ち、ブラシ２１がコンミテータ２の回転反対方向（図
中、Ｂ矢印方向）に変位すると、錘部２２ｂは僅かに遅
れて変位する。そして、錘部２２ｂが変位するときに
は、前記摺動抵抗力によりブラシ２１がコンミテータ２
の回転方向に変位する。従って、ブラシ２１の変位、即
ち振動は、錘部２２ｂの変位と干渉して略相殺される。
その結果、ブラシ２１がブラシホルダ７内で振動してし
まうことは低減され、ひいては騒音の発生を低減するこ
とができる。

【００２６】・又、前記結合錘体２２は、図７に示すよ
うに、錘部２２ｂ内にゴムより比重の大きい例えば金属
性の錘２３を適宜備えたものとしてもよい。このよにす
ると、錘部２２ｂは全体がゴム製であるのに比べて重く
なる。従って、錘部２２ｂの体積を大きくすることな
く、錘部２２ｂをブラシ２１の振動数に応じた重さとす
ることができる。即ち、錘部２２ｂの体積を大きくする
ことなく、ブラシ２１の変位、即ち振動を錘部２２ｂの
変位にて略相殺させることができる。

【００２７】・例えば、図８に示すような給電体３０に
変更してもよい。給電体３０は、給電用ブラシ３１と、
結合錘体３２とを備えている。ブラシ３１の基端面３１
ａには円柱形状にくり貫かれた凹部３１ｂが形成されて
いる。結合錘体３２は、ゴム製である。又、結合錘体３
２は、前記凹部３１ｂと対応した円筒状の固定部３２ａ
と、固定部３２ａより径の小さい円筒状で固定部３２ａ
の一端面から延びる結合部３２ｂと、結合部３２ｂより
径の大きい円筒状で結合部３２ｂからさらに延びる錘部
３２ｃとから構成されている。そして、ブラシ３１と結
合錘体３２とは、前記凹部３１ｂに固定部３２ａを嵌着
することにより固定されている。

【００２８】このようにすると、ブラシ３１の変位する
力は、結合部３２ｂを介して錘部３２ｃを変位させよう
とするが、結合部３２ｂの弾性及びダンピング特性によ
り、瞬時には伝達されず僅かに遅れて伝達される。従っ
て、前述したように、ブラシ３１の変位、即ち振動は、
錘部３２ｃの変位と干渉して略相殺される。その結果、
ブラシ３１がブラシホルダ７内で振動してしまうことは
低減され、ひいては騒音の発生を低減することができ
る。

【００２９】・又、前記結合錘体３２は、図９に示すよ
うに、錘部３２ｃ内にゴムより比重の大きい例えば金属
性の錘３３を適宜備えたものとしてもよい。このよにす
ると、錘部３２ｃは全体がゴム製であるのに比べて重く
なる。従って、錘部３２ｃの体積を大きくすることな
く、錘部３２ｃをブラシ３１の振動数に応じた重さとす
ることができる。即ち、錘部３２ｃの体積を大きくする
ことなく、ブラシ３１の変位、即ち振動を錘部３２ｃの
変位にて略相殺させることができる。

【００３０】・上記実施の形態では、給電体３に備えら
れる結合部（結合体５）及び錘部（錘体６）をコイルス
プリング８の内側に配置したが、コイルスプリング８の
内側に配置しなくてもよい。例えば、図１０に示すよう
に、前記ブラシホルダ７の底部７ｃに貫通孔７ｄを設
け、前記結合錘体２２の錘部２２ｂが該貫通孔７ｄから
貫通するように配置してもよい。このようにしても、ブ
ラシ２１の変位、即ち振動を錘部２２ｂの変位にて略相
殺させることができる。

【００３１】・上記実施の形態では、給電体３をコンミ
テータ２側に付勢するためにコイルスプリング８を使用
したが、例えば、板ばね等の他の付勢手段を使用して付
勢してもよい。

【００３２】上記実施の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）請求項１乃至４のいずれか１項に記載のブラシ摺
接装置を備えたモータ。このようにすれば、ブラシがコ
ンミテータに摺接しているときの振動を低減することが
でき、モータの騒音を低減することができる。

【００３３】（ロ）請求項５に記載の当接部材におい
て、前記振動抑制部（５，２２ａ，３２ｂ，６，２２
ｂ，３２ｃ）は、前記ブラシ（４，１１，２１，３１）
に連結され、弾性及びダンピング特性を有した結合部
（５，２２ａ，３２ｂ）と、前記結合部（５，２２ａ，
３２ｂ）に連結される錘部（６，２２ｂ，３２ｃ）とか
らなる。

【００３４】このようにすれば、ブラシの変位する力
は、結合部を介して錘部を変位させようとするが、該結
合部の弾性及びダンピング特性により、瞬時には伝達さ
れず僅かに遅れて伝達される。従って、ブラシが摺接し
ているときの振動は、錘部の変位と干渉して略相殺され
る。その結果、ブラシが摺接しているときの振動を低減
することができる。

【００３５】（ハ）上記（ロ）に記載の当接部材におい
て、前記結合部（５）は、ゴムチューブ（５）にて形成
される当接部材。このようにすれば、結合部はゴムチュ
ーブにて形成されるため、弾性及びダンピング特性を有
した結合部を安価に構成することができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、ブラシを備えた当接部
材をコンミテータに摺接させるブラシ摺接装置おいて、
その摺接時の振動を低減することができ、ひいては騒音
の発生を防止することができるブラシ摺接装置及び当接
部材を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態のブラシ摺接装置を示す要部断面
図。

【図２】本実施の形態の給電体を説明するための分解斜
視図。

【図３】本実施の形態の給電体をモデル的に示す説明
図。

【図４】別例のブラシ摺接装置を示す要部断面図。

【図５】別例のブラシ摺接装置を示す要部断面図。

【図６】別例のブラシ摺接装置を示す要部断面図。

【図７】別例のブラシ摺接装置を示す要部断面図。

【図８】別例のブラシ摺接装置を示す要部断面図。

【図９】別例のブラシ摺接装置を示す要部断面図。

【図１０】別例のブラシ摺接装置を示す要部断面図。

【図１１】従来のブラシ摺接装置を示す要部断面図。

【符号の説明】 １…回転軸、２…コンミテータ、３，１０，２０，３０
…給電体、４，１１，２１，３１…ブラシ、５…結合
体、６…錘体、７…ブラシホルダ、８…コイルスプリン
グ、７ｂ…壁面、２２ａ，３２ｂ…結合部、２２ｂ，３
２ｃ…錘部。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータの回転軸（１）と一体回転するコ
   ンミテータ（２）と、 前記コンミテータ（２）に摺接される当接部材（３，１
   ０，２０，３０）と、前記当接部材（３，１０，２０，
   ３０）を前記コンミテータ（２）の回転方向に保持する
   ために、該コンミテータ（２）の回転方向に壁面（７
   ｂ）を有するホルダ（７）と、 前記当接部材（３，１０，２０，３０）を前記コンミテ
   ータ（２）側に付勢する付勢手段（８）とを備えたブラ
   シ摺接装置において、 前記当接部材（３，１０，２０，３０）は、 前記回転体（２）に直接接触されるブラシ（４，１１，
   ２１，３１）と、 前記回転体（２）に前記ブラシ（４，１１，２１，３
   １）が摺接するときに発生する同ブラシ（４，１１，２
   １，３１）の振動を相殺するための振動抑制部（５，２
   ２ａ，３２ｂ，６，２２ｂ，３２ｃ）とを備えたことを
   特徴とするブラシ摺接装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のブラシ摺接装置におい
   て、 前記振動抑制部（５，２２ａ，３２ｂ，６，２２ｂ，３
   ２ｃ）は、 前記ブラシ（４，１１，２１，３１）に連結され、弾性
   及びダンピング特性を有した結合部（５，２２ａ，３２
   ｂ）と、 前記結合部（５，２２ａ，３２ｂ）に連結される錘部
   （６，２２ｂ，３２ｃ）とからなることを特徴とするブ
   ラシ摺接装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のブラシ摺接装置
   において、 前記付勢手段（８）は、前記ブラシ（４，１１，２１，
   ３１）を前記コンミテータ（２）側の反対側から付勢す
   るコイルスプリング（８）であり、 前記振動抑制部（５，２２ａ，３２ｂ，６，２２ｂ，３
   ２ｃ）は、前記コイルスプリングの内側に配置されるこ
   とを特徴とするブラシ摺接装置。
4. 【請求項４】 請求項２又は３に記載のブラシ摺接装置
   において、 前記結合部（５）は、ゴムチューブ（５）にて形成され
   ることを特徴とするブラシ摺接装置。
5. 【請求項５】 コンミテータ（２）の回転方向に壁面
   （７ｂ）を有するホルダ（７）にて該コンミテータ
   （２）の回転方向に保持されるとともに、付勢手段
   （８）にてコンミテータ（２）側に付勢され、回転体
   （２）に摺接される当接部材において、 前記コンミテータ（２）に直接接触されるブラシ（４，
   １１，２１，３１）と、 前記コンミテータ（２）に前記ブラシ（４，１１，２
   １，３１）が摺接するときに発生する同ブラシ（４，１
   １，２１，３１）の振動を相殺するための振動抑制部
   （５，２２ａ，３２ｂ，６，２２ｂ，３２ｃ）とを備え
   たことを特徴とする当接部材。