JP4417589B2

JP4417589B2 - ブラシ装置の支持構造

Info

Publication number: JP4417589B2
Application number: JP2001224674A
Authority: JP
Inventors: 輝充高橋; 一敏伊藤
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2001-07-25
Filing date: 2001-07-25
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2021-07-25
Also published as: JP2003037963A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は直流電動モータにおけるブラシ装置に係り、詳しくはブラシ装置の支持構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来の直流電動モータの要部平面図であり、図８は図７のＣ−Ｃ線要部断面図である。図９は、ブラシ及びブラシホルダを外した従来のブラシ装置の要部平面図であり、図１０は図９のＤ−Ｄ線要部断面図である。
【０００３】
電動モータのブラシ装置５０は、モータ整流子（コンミテータ）５１に摺接するブラシ５２と、該ブラシ５２の収容保持するブラシホルダ５３と、該ブラシホルダ５３を固定する基板５４とを備えている。前記基板５４は、絶縁材（樹脂等）にて形成され、モータハウジング５５に固定されている。この場合、コンミテータ５１が回転したとき、ブラシ５２とコンミテータ５１間の摩擦力が不安定であることや、コンミテータ５１のセグメント間段差とブラシ５２との衝突等により、ブラシ５２が自励振動を起こし、この自励振動が基板５４を介してモータハウジング５５に伝達される。その振動がさらにモータヨーク５６（図８に示す）に伝達され、モータヨーク５６がいわゆるスピーカとなって異音が発生するという問題点があった。
【０００４】
そこで、電動パワーステアリングモータなどのような車室内に配置されるモータでは、ブラシ５２からモータハウジング５５への振動伝達を抑制する（つまりモータの異音発生を防止する）ために、基板５４をゴム等の防振部材５７を介してモータハウジング５５にフローティング支持する。つまり、図８及び図１０に示すように、前記基板５４は、２つの防振部材５７内に配置された円筒形のカラー５８を介してネジ５９にて二箇所Ｋ４、Ｋ５でモータハウジング５５に固定されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来例は、ネジ５９とカラー５８が遊貫通状態であり、ネジとカラーの間に隙間が生じており、ブラシ装置の中心位置がロータの軸中心からずれる場合がある。従って、コンミテータとブラシの接触位置がずれ、モータに安定した通電状態を確保できずトルクの出力が不安定になるという問題があった。そして、この問題は特に双方向回転モータの場合に回転特性が変わるため大きくあらわれていた。
【０００６】
また、図７及び図９に示すように、基板の二つの固定箇所Ｋ４、Ｋ５は基板の中心を通る直線（中心線）Ｌ０上に設置されている。つまり、固定箇所Ｋ４、Ｋ５は、基板５４の中心に対して互いに１８０°をなして対向するように設置されている。従って、対向方向の直交方向で傾斜しやすく、コンミテータとブラシの接触位置がずれるためモータは安定な出力を得られなかった。また、この固定箇所Ｋ４、Ｋ５を結ぶ直線に直交する方向の傾斜を防ぐためには、基板５４とモータハウジング５５との間に例えば下ゴムのようなものを設けて基板を保持しなければならなかった。
【０００７】
本発明は、上記のような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、低コストでブラシ装置の位置ずれを防ぐことができるブラシ装置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、ブラシ装置とハウジングの径方向間に常に圧縮された複数の弾性部材をハウジングの円周方向に沿って略均等配置したことにより構成されている。また、弾性部材は、ブラシ装置に設けられた基板との当接部がＲ形状をなしており、ハウジングに取着され、弾性部材を基板の軸方向に挟持する固定部材と、固定部材が弾性部材を挟持する間隔を所定値に保持する間隔保持部材とを有し、弾性部材の基板径方向の圧縮代が、弾性部材のＲ形状面の中心軸からハウジングの中心軸までの距離と、固定部材の中心軸からハウジングの中心軸までの距離の差よりも大きくなるように固定部材の位置径と弾性部材の位置径が設定されていることにより構成されている。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、間隔保持部材は円筒形のカラーであり、弾性部材は、カラーの外周面上に円環状に形成され、弾性部材の圧縮代が、カラーの内周面と固定部材の間に形成される隙間よりも大きくなるように弾性部材の位置径と固定部材の位置径が設定されていることにより構成されている。
請求項３に記載の発明は、ブラシ装置とハウジングの径方向間に常に圧縮された複数の弾性部材をハウジングの円周方向に沿って略均等配置したことにより構成されている。また、弾性部材は、ブラシ装置に設けられた基板との当接部がＲ形状をなしており、ハウジングに取着され、弾性部材を基板の軸方向に挟持する固定部材と、固定部材が弾性部材を挟持する間隔を所定値に保持する間隔保持部材とを有し、間隔保持部材はハウジングに一体形成され、弾性部材の基板径方向の圧縮代が、弾性部材の位置径と、間隔保持部材の位置径の差よりも大きくなるように間隔保持部材の位置径と弾性部材の位置径が設定されていることにより構成されている。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の発明において、弾性部材は径方向の圧縮抵抗が同一であることにより構成されている。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の発明において、弾性部材は三箇所以上の位置に配置されることにより構成されている。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、弾性部材は、三箇所に配置されていることにより構成されている。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、ブラシ装置にはブラシと、ブラシを保持するためのブラシホルダがそれぞれ四つずつ設けられており、弾性部材の一つは二つのブラシ間の中央、他の二つは他の二つのブラシの側部近接位置に配設されていることにより構成されている。
【００１１】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の発明において、ブラシ装置にはブラシと、該ブラシを保持するブラシホルダが複数対設けられており、弾性部材は、ブラシホルダの側部近接位置に配置されていることにより構成されている。
【００１５】
（作用）
各請求項に記載の発明によれば、ブラシ装置は圧縮された複数の弾性部材によりハウジングの中心に向かって働く付勢力によって、ハウジングに保持される。
請求項１に記載の発明によれば、固定部材と弾性部材の位置径の差によって複数の弾性部材が常に圧縮され、ブラシ装置に基板の径方向内側に向かう付勢力が働く。
請求項２に記載の発明によれば、カラー内で固定部材の位置が揺動しても常に弾性部材による付勢力がブラシ装置に働く。
請求項３に記載の発明によれば、間隔保持部材と弾性部材の位置径の差によって複数の弾性部材が常に圧縮され、ブラシ装置に基板の径方向内側に向かう付勢力が働く。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、複数の弾性部材から同じ付勢力がブラシ装置に働き、弾性部材の略中央となる位置にブラシ装置が保持される。
請求項５に記載の発明によれば、ブラシ装置がハウジングの軸方向に傾斜することなく安定して保持される。
【００１７】
請求項６に記載の発明によれば、弾性部材のみでブラシ装置が基板の軸線方向へ傾斜するのを防ぐ。
請求項７に記載の発明によれば、ブラシホルダの側壁の近接位置に弾性部材が配設されることになり有効に振動が吸収される。
【００１８】
請求項８に記載の発明によれば、弾性部材はブラシがブラシホルダの壁を叩くことにより引き起こされるブラシホルダの振動を効率よく吸収する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３に従って説明する。図１はブラシ装置の要部平面図である。図２はブラシ及びブラシホルダを外したブラシ装置の要部平面図である。図３は図２のＡ−Ａ線断面図である。
【００２１】
図１に示すようにブラシ装置１１は、コンミテータ（図示せず）に摺接する複数（四個）のブラシ１２と、各ブラシ１２の収容保持する複数（四個）のブラシホルダ１３と、各ブラシホルダ１３を固定する基板１４とを備えている。基板１４は、樹脂等の絶縁材にて形成され、支持部に設けられた弾性部材としてのフローティングゴム１５を介してネジ１６にてハウジング１７にフローティング支持されている。
【００２２】
図１及び図２に示すように、基板１４にはフローティング支持部として三つの固定箇所Ｋ１〜Ｋ３が設定され、各固定箇所Ｋ１〜Ｋ３において三つのネジ１６にて三つのフローティングゴム１５及び間隔保持部材としてのカラー１９を介してハウジング１７に支持されている。
【００２３】
第一〜第三のフローティング支持部は、円周方向に沿って略等間隔に設定されている。第一のフローティング支持部としての固定箇所Ｋ１は、二本の外部電力供給線としてのリード線２１が接続された二つの接続片２２の間に設定され、接続片２２は基板１４に固着されている。また、固定箇所Ｋ１は二つのブラシ１２の間略中央に位置するように形成されている。第二及び第三フローティング支持部としての固定箇所Ｋ２、Ｋ３は、固定箇所Ｋ１の中心及び基板１４の中心を通る直線（中心線）Ｌ１の両側に、その中心線Ｌ１に対して対称的に設置されている。この固定箇所Ｋ２、Ｋ３の側部近接位置には残り二つのブラシ１２が位置するように形成されている。
【００２４】
各フローティング支持部について詳述する。
図４（ａ）に示すように、各支持部において、基板１４の外縁部は径方向内側に向かってＵ字状の切り欠き部２３が形成されており、各切り欠き部２３にはフローティングゴム１５が嵌め込まれている。各切り欠き部２３は、嵌め込まれた各フローティングゴム１５の中心が、基板１４の中心（コンミテータの軸中心）から等距離であるように形成されている。すなわち、各フローティングゴム１５は、それらの中心がコンミテータの軸中心を中心とする第一の円２４の周上に配置されている。
【００２５】
各フローティングゴム１５には円筒形をなす金属製のカラー１９が内装されている。各カラー１９は、その軸線方向の高さによって、ネジ１６の締め込み量を均一にしている。ネジ１６によるフローティングゴム１５の基板１４軸線方向への挟持が、一定状態で行われる。その外周面がフローティングゴム１５の内周面内径と略密着し、軸方向の長さがフローティングゴム１５のそれとほぼ同じ長さに形成されている。
【００２６】
各ネジ１６は、その中心が、基板１４の中心（コンミテータの軸中心）から等距離であるように取着されている。つまり、ハウジング１７には、コンミテータの軸中心を中心とする第二の円２５の周上にネジ１６を螺入するネジ孔が形成されている。そして、各ネジ１６の位置径、すなわちネジ穴の位置を通る第二の円２５の直径は各フローティングゴム１５の位置径、すなわち第一の円２４の直径よりも小さく設定されている。
【００２７】
図４（ｂ）に示すように、ネジ１６の径は、カラー１９の径よりも小径に形成されているため、カラー１９の内周面とネジ１６の外周面との間には隙間２０が形成される。そして、第一及び第二の円２４、２５の直径は、隙間２０（カラー１９の内径とネジ１６の直径の差）が、フローティングゴム１５の径方向の圧縮代よりも小さくなるように設定されている。従って、基板１４は、各フローティングゴム１５の中心を径方向内側に向かって移動させる。すなわち各フローティングゴム１５の側部を圧縮することで、ハウジング１７に取着される。その結果、各フローティングゴム１５は、その弾性力によって基板１４を基板１４の径方向内側へ付勢している。
【００２８】
次に、上記のように構成されたブラシ装置の支持構造の作用を図１、図２、及び図４に従って説明する。
ネジ１６及びカラー１９の位置は、ネジ１６の外周面及びカラー１９の内周面に形成される隙間２０がフローティングゴム１５の径方向の圧縮代よりも小さくなるように設置されている。従って、フローティングゴム１５は常に圧縮され、それにより基板１４をハウジング１７の中心に向かって付勢している。
【００２９】
各フローティングゴム１５は円周方向に沿って略等間隔に配置されている。すなわち、フローティングゴム１５の反発力は基板１４を向いている。従って、基板１４は、各フローティングゴム１５が第二の円２５の円周上に配置されたネジ１６により固定されるため、各フローティングゴム１５は径方向の圧縮代が同等となるように移動する。この構成により、基板１４はブラシ装置１１の位置中心がロータの中心となるように保持される。
【００３０】
各カラー１９は、その軸線方向の高さによって、ネジ１６の締め込み量を均一にしている。従って、ネジ１６とハウジング１７の間でフローティングゴム１５の基板１４の軸線方向への挟持が一定状態で行われ、各フローティングゴム１５は一定の弾性力を持つ。
【００３１】
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）ハウジング１７の円周方向に沿って略等間隔に配置された複数のフローティングゴム１５は、ブラシ装置１１の位置中心がロータの中心となるように常に基板１４の径方向内側に向かって付勢しているので、ブラシ装置１１をロータの中心に保持することができる。
【００３２】
（２）基板１４はブラシ装置１１の位置中心がロータの中心となるように保持される。従って、コンミテータとブラシ１２の接触位置がずれないため、安定したモータ出力を得ることができる。また、ロータの軸方向へのズレに伴う振動及び騒音を防ぐことができる。
【００３３】
（３）ブラシホルダ１３の壁の近くにフローティングゴム１５が配設されているので、回転方向の切り替え時などにブラシ１２がブラシホルダ１３の壁に衝突することによっておこる振動を吸収することができる。
【００３４】
（４）円周方向に略等間隔に配置した第一〜第三のフローティング支持部にて基板１４を支持するようにした。その結果、ブラシ装置１１がロータの軸方向へ傾斜するのを防ぐことができる。従って、従来ブラシ装置１１がロータの軸方向へ傾斜を防ぐために配設されていた下ゴムを設ける必要がなくなり、部品点数の低減によるコストダウンを図ることができる。
【００３５】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
○上記実施形態では、フローティングゴム１５をカラー１９の周面上を覆うように形成したが、ブラシ装置１１をその径方向に向かって付勢することができればよい。従って、図５（ａ）、図５（ｂ）及び図６に示すようにハウジング１７にネジ１６を螺入する凸部２６を形成し、その周囲にフローティングゴム２７を平断面略Ｕ字状に形成する。詳述すると、図５（ａ）及び、図５（ｂ）に示すように凸部２６は、ハウジング１７からその中心方向へ向けて突設されており、その凸部２６の先端中央部にはネジ１６が螺入されている。ネジ１６は、基板１４の軸線方向でフローティングゴム２７を挟持しており、フローティングゴム２７が基板１４の径方向への一定の弾性力を持つ状態に保っている。フローティングゴム２７のＲ曲面を形成する中心点は、基板１４の中心（コンミテータの軸中心）から等距離であるように基板１４の切り欠き部２３が形成されている。すなわち、フローティングゴム２７のＲ曲面を形成する中心点が第一の円２８上に略等間隔に配置されている。
【００３６】
各凸部２６は、その先端のＲ面の円中心が、ハウジング１７の中心（コンミテータの軸中心）から等距離に取着されている。つまり、ハウジング１７には、コンミテータの軸中心を中心とする第二の円２９上に各凸部２６の先端のＲ面の円中心が形成されている。そして、各凸部２６の位置径、すなわち先端のＲ面の円中心を通る第二の円２９の直径は第一の円２８の直径（フローティングゴム２７の位置径）よりも小さく設定されている。更に、第一の円２８、２９は、フローティングゴム２７の圧縮代が第一の円２８と第二の円２９それぞれの半径の差よりも大きくなるように設定されている。従って、フローティングゴム２７は常に圧縮され、それにより基板１４に等しく働く付勢力がハウジングの中心を向いているため、基板１４はブラシ装置１１の位置中心がロータの中心となるように保持される。このように構成すると、上記実施形態の効果に加え、フローティングゴム２７の軸線方向におけるネジ１６の締め込み量の調整はハウジングの凸部によって行われるためカラーが不要となり、更に部品点数が低減できる。
【００３７】
○上記実施形態では弾性部材としてフローティングゴム１５を用いたが、ブラシ装置１１を径方向に付勢できればよく、例えばバネのようなもので付勢力をブラシ装置１１に与えてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、低コストでハウジングとブラシ装置の位置ずれを防ぎ、振動及び騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブラシ装置要部の平面図。
【図２】ブラシ及びブラシホルダを外したブラシ装置要部の平面図。
【図３】ブラシ装置の図２におけるＡ−Ａ線の断面図。
【図４】フローティング支持部の説明図。
【図５】フローティング支持部の別例の説明図。
【図６】フローティング支持部の別例の図５におけるＢ−Ｂ線の断面図。
【図７】従来のブラシ装置の要部の平面図。
【図８】従来のブラシ装置の図７におけるＣ−Ｃ線の断面図。
【図９】ブラシ及びブラシホルダを外した従来のブラシ装置要部の平面図。
【図１０】従来のブラシ装置の図９におけるＤ−Ｄ線の断面図。
【符号の説明】
１１…ブラシ装置、１２…ブラシ、１３…ブラシホルダ、１４…基板、１５…弾性部材としてのフローティングゴム、１６…固定部材としてのネジ、１７…ハウジング、１９…間隔保持部材としてのカラー

Claims

弾性部材を介してハウジングにフローティング支持されるブラシ装置の支持構造において、
前記ブラシ装置と前記ハウジングの径方向間に常に圧縮された複数の弾性部材を前記ハウジングの円周方向に沿って略均等配置し、
前記弾性部材は、前記ブラシ装置に設けられた基板との当接部がＲ形状をなしており、
前記ハウジングに取着され、前記弾性部材を前記基板の軸方向に挟持する固定部材と、
前記固定部材が前記弾性部材を挟持する間隔を所定値に保持する間隔保持部材と、を有し、
前記弾性部材の前記基板径方向の圧縮代が、前記弾性部材のＲ形状面の中心軸から前記ハウジングの中心軸までの距離と、前記固定部材の中心軸から前記ハウジングの中心軸までの距離の差よりも大きくなるように前記固定部材の位置径と前記弾性部材の位置径が設定されていることを特徴とするブラシ装置の支持構造。
前記間隔保持部材は円筒形のカラーであり、
前記弾性部材は、前記カラーの外周面上に円環状に形成され、
前記弾性部材の圧縮代が、前記カラーの内周面と前記固定部材の間に形成される隙間よりも大きくなるように前記弾性部材の位置径と前記固定部材の位置径が設定されていることを特徴とする請求項１に記載のブラシ装置の支持構造。
弾性部材を介してハウジングにフローティング支持されるブラシ装置の支持構造において、
前記ブラシ装置と前記ハウジングの径方向間に常に圧縮された複数の弾性部材を前記ハウジングの円周方向に沿って略均等配置し、
前記弾性部材は、前記ブラシ装置に設けられた基板との当接部がＲ形状をなしており、
前記ハウジングに取着され、前記弾性部材を前記基板の軸方向に挟持する固定部材と、
前記固定部材が前記弾性部材を挟持する間隔を所定値に保持する間隔保持部材と、を有し、
前記間隔保持部材は前記ハウジングに一体形成され、前記弾性部材の前記基板径方向の圧縮代が、前記弾性部材の位置径と、前記間隔保持部材の位置径の差よりも大きくなるように前記間隔保持部材の位置径と前記弾性部材の位置径が設定されていることを特徴とするブラシ装置の支持構造。
前記弾性部材は径方向の圧縮抵抗が同一であることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のブラシ装置の支持構造。
前記弾性部材は、三箇所以上の位置に配置されることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のブラシ装置の支持構造。
前記弾性部材は、三箇所に配置されていることを特徴とする請求項５に記載のブラシ装置の支持構造。
前記ブラシ装置には前記ブラシと、前記ブラシを保持するためのブラシホルダがそれぞれ四つずつ設けられており、前記弾性部材の一つは二つのブラシ間の中央、他の二つは他の二つのブラシの側部近接位置に配設されていることを特徴とする請求項６に記載のブラシ装置の支持構造。
前記ブラシ装置にはブラシと、該ブラシを保持するブラシホルダが複数対設けられており、前記弾性部材は、前記ブラシホルダの側部近接位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか一項に記載のブラシ装置の支持構造。