JP4866986B2 - モータ用のブラシ及びそれを備えたモータ並びにブラシ製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ用のブラシ及びそれを備えたモータ並びにブラシ製造方法に関し、特に、モータ用のブラシと整流子との接触抵抗及び材料コストを改善したモータ用のブラシ及びそれを備えたモータ並びにブラシ製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロモータには、図４に示すように、従来から金属ブラシ２１が用いられている。この金属ブラシ２１は、モータ２５の回転中に整流子２３から離れたり接触したりの運動を繰り返す。このため、金属ブラシ２１は、整流子２３との接触性を向上させるために、板バネ状に形成される等種々の工夫がなされている。また、良好な転流のためには、金属同士の接触は好ましくないので、金属ブラシ２１の材料として高価な貴金属が用いられたり、金属ブラシ表面に貴金属がクラッドされたりしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の金属ブラシは、図４に示すように、金属ブラシの接触面と整流子の接触面積が大きいため、接触抵抗が大きくなり、ブラック・ブラウンパウダー発生時に非導通になりやすいという問題点があった。また、金属ブラシは、高価な貴金属材料を使用するため、従来のように金属ブラシ表面全体に貴金属材料をクラッドすると、材料コストがかかるという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記に課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、接触抵抗を小さくして整流子に対する導通性を向上させると共に、材料コストを低減できるモータ用のブラシ及びそれを備えたモータ並びにブラシ製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、整流子に給電するモータ用のブラシにおいて、金属からなるブラシ本体が「く」の字型をしており、前記ブラシ本体の一部に、貴金属メッキが施された断面円弧状の凸部が、前記整流子と接触するように前記整流子の軸方向に対して前記凸部の軸方向が略直角に配設されていることを特徴とする。
【０００６】
凸部のメッキには、例えば、金、銀、あるいはこれら金属を含む合金が用いられる。また、整流子の軸方向に対して凸部の軸方向が略直角に配設されているため、円筒状に形成された整流子の円周面と、断面円弧状の凸部の円周面が互いに略直角に接触する。このため、整流子と凸部が点接触状態となる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、前記凸部は、前記整流子の軸方向に複数個並列に配設されていることを特徴とする。
【０００８】
凸部が整流子の軸方向に複数個並列に配設されているため、モータの回転によって、モータ用のブラシが振動しても、いずれかの凸部が整流子との接触状態を確保できる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項2記載の発明の構成に加えて、前記凸部が、第１メッキ部と、前記第1メッキ部を覆う第2メッキ部とを備えることを特徴とするモータ用のブラシである。
【００１０】
第1メッキ部は、貴金属メッキで形成されてもよいが、金属メッキで形成されるのが好ましい。また、第2メッキ部は、整流子と直接接触するため、貴金属メッキで形成される。
【００１１】
請求項４記載の発明は、整流子に給電するモータ用のブラシにおいて、金属からなるブラシ本体が「く」の字型をしており、前記ブラシ本体の一部に、前記整流子と接触するように貴金属メッキにより形成される断面円弧状の凸部を備えることを特徴とするモータ用のブラシである。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のブラシを備えたモータである。
【００１３】
請求項６記載の発明は、モータ用のブラシ製造方法において、板材に所定幅のスリットパターンのレジスト印刷を施す第1工程と、前記スリットパターンに金属メッキを施し、整流子と接触する断面円弧状の凸部を形成する第2工程と、前記金属メッキを覆うように貴金属メッキを施す第3工程と、前記板材を所定のブラシ形状に打ち抜く第4工程と、を含むブラシ製造方法である。
【００１４】
所定幅のスリットパターンは、第2工程で複数のブラシの金属メッキを一度に施すことができるようになっている。また、第2工程の金属メッキは、銅などの金属が好ましいが、貴金属でもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本実施形態に係る金属ブラシは、図１に示すように、凸部２が整流子３に接触するように、ブラシ台４に固定されている。金属ブラシ本体１は、図２に示すように、板状体を略「く」の字型に曲げて弾性を有するように形成されている。これは、整流子３との接触性を向上させるためである。この金属ブラシ本体1の表面1aは、凸部２を除いて絶縁処理されている。金属ブラシ本体１の表面1aには、整流子３と接触する2個の凸部２が整流子３の軸方向に並列に設けられている。
【００１６】
凸部２は、図１及び図２に示すように、断面円弧状に形成されており、整流子３の軸方向に沿うように半円柱状に形成されている。凸部２が2個並列に設けられているのは、モータの振動により一方の凸部２が整流子３と接点不良を起こした場合でも、もう一方の凸部２と整流子３が接触状態を保つようにするためである。この凸部２は、図３（b）に示すように、第1メッキ部２aと第2メッキ部2bからなる。
【００１７】
第1メッキ部2aは、金属ブラシ本体1の表面1aに、例えば銅メッキを施すことにより断面円弧状に形成される。このように、第1メッキ部2aを例えば銅のように安価な金属で形成することにより材料コストを低減することができる。なお、第1メッキ部2aは、整流子3との導通が可能な金属メッキで形成されていればよいので、銅メッキに限定されるものではなく、他の金属又は貴金属で形成されていてもよい。
【００１８】
第2メッキ部2bは、第1メッキ部2aを覆うように、例えば硬質金メッキを施すことにより形成されている。硬質金メッキの厚さは、整流子3との摩擦を考慮して形成される。なお、第２メッキ部2bは、整流子3との導通が可能な貴金属メッキで形成されていればよいので、硬質金メッキに限定されるものではなく、金、銀、白金などの貴金属で形成されていてもよい。
【００１９】
本実施形態に係るモータ用のブラシ１は、整流子３との接触抵抗が小さくなるように、整流子３と接触する凸部２が形成されているものであればよいので、金属ブラシ本体１自体の形状は、略「く」の字型に限定されるものではない。従って、例えば、金属ブラシの裏側から金属ブラシ本体を押圧するような場合には、平板状の金属ブラシ本体でもよい。
【００２０】
以上のように形成された金属ブラシ１を小型モータ５のブラシとして用いることにより、整流子３に対する導通性が向上すると共に、安価なモータを製造できる。
【００２１】
次に、本実施形態に係るブラシ製造方法について図３を参照しつつ説明する。図３（a）は金属ブラシの製造工程を上から見た図であり、図３（b）は金属ブラシの断面図である。
【００２２】
第1工程
▲１▼に示すように、金属ブラシ本体となる金属平板を用意し、▲２▼に示すように、この金属平板の表面に所定幅のスリットパターンのレジスト印刷を施す。このスリットパターンは、上記の凸部をメッキで形成するために、凸部を形成する部分となるスリット部分にだけ絶縁物がつかないようになっている。このように、所定幅のスリットパターンのレジスト印刷を施すことにより金属平板に複数のスリット部分が並列に形成される。
【００２３】
第2工程
▲３▼に示すように、複数のスリット部分に例えば銅メッキを施し、整流子と接触する断面円弧状の第1メッキ部を形成する。メッキの方法は、所定高さの凸部を形成するために、例えば、肉もりにて行なうのが好ましい。なお、金属メッキの例として、銅を使用する場合を説明したが、第2工程で使用されるメッキの材料は銅に限定されるものではない。従って、整流子との導通状態を確保でき、かつ、安価な金属材料であれば、銅以外の金属や貴金属を用いてもよい。
【００２４】
第3工程
次に、▲４▼に示すように、第2工程で施された銅メッキを覆うように硬質金メッキを施す。この硬質金メッキにより形成される部分は、直接整流子と接触する部分であるため、摩擦との関係上所定の厚さに形成されていることを要するため、第2工程と同様に、肉もりにて行なうのが好ましい。なお、貴金属メッキの例として、硬質金を使用する場合を説明したが、第2工程で使用されるメッキの材料は硬質金に限定されるものではない。従って、整流子との導通状態を確保でき、かつ、化学変化しない安定な貴金属材料であれば、硬質金以外の貴金属を用いてもよい。
【００２５】
第4工程
次に、▲５▼に示すように、複数の凸部が形成された板材を所定の金属ブラシ形状に打ち抜く。
【００２６】
以上のように、整流子と接触する断面円弧状の凸部を、金属ブラシ本体にメッキにて形成することにより、接触抵抗が小さく導通性に優れ、かつ、材料コストを低減したモータ用のブラシを製造することができる。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明は、接触抵抗を小さくして整流子に対する導通性を向上させることができるという効果を奏する。接触抵抗が小さくなるのは、従来のような線接触ではなく、整流子の軸方向と凸部の軸方向が略直角に配設されているため、円筒状に形成された整流子の円周面と、断面円弧状の凸部の円周面が互いに略直角に点接触するからである。また、従来の金属ブラシのように、金属ブラシ表面全体に貴金属をクラッドしないで、凸部のみを貴金属で形成するため、使用される貴金属を減らすことができるので、材料コストを低減できるという効果を奏する。
【００２８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、より導通性を向上させることができるという効果を奏する。これは、凸部が整流子の軸方向に複数個並列に配設されているため、モータの回転によって、モータ用のブラシが振動しても、いずれかの凸部が整流子との接触状態を確保できるためである。
【００２９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、より材料コストを低減できるという効果を奏する。第1メッキ部を安価な金属メッキで形成し、その上に貴金属メッキを施すため、高価な貴金属が使用される量をより減少させることができるためである。
【００３０】
請求項４記載の発明は、接触抵抗を小さくして整流子に対する導通性を向上させることができるという効果を奏する。また、材料コストを低減できるという効果を奏する。
【００３１】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の金属ブラシを小型モータのブラシとして用いるため、整流子に対する導通性を向上させることができると共に、安価なモータを提供できるという効果を奏する。
【００３２】
請求項６記載の発明は、接触抵抗を小さくして整流子に対する導通性が向上すると共に、材料コストを低減したモータ用のブラシを製造できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る金属ブラシと整流子との接触状態を説明する図である。
【図２】本発明の実施形態に係る金属ブラシを説明する図である。
【図３】本発明の実施形態に係る金属ブラシの製造工程を説明する図である。
【図４】従来の金属ブラシと整流子との接触状態を説明する図である。
【符号の説明】
１ モータ用のブラシ
２ 凸部
２a 第1メッキ部
２b 第2メッキ部
３ 整流子
４ ブラシ台
５ モータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ用のブラシ及びそれを備えたモータ並びにブラシ製造方法に関し、特に、モータ用のブラシと整流子との接触抵抗及び材料コストを改善したモータ用のブラシ及びそれを備えたモータ並びにブラシ製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロモータには、図４に示すように、従来から金属ブラシ２１が用いられている。この金属ブラシ２１は、モータ２５の回転中に整流子２３から離れたり接触したりの運動を繰り返す。このため、金属ブラシ２１は、整流子２３との接触性を向上させるために、板バネ状に形成される等種々の工夫がなされている。また、良好な転流のためには、金属同士の接触は好ましくないので、金属ブラシ２１の材料として高価な貴金属が用いられたり、金属ブラシ表面に貴金属がクラッドされたりしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の金属ブラシは、図４に示すように、金属ブラシの接触面と整流子の接触面積が大きいため、接触抵抗が大きくなり、ブラック・ブラウンパウダー発生時に非導通になりやすいという問題点があった。また、金属ブラシは、高価な貴金属材料を使用するため、従来のように金属ブラシ表面全体に貴金属材料をクラッドすると、材料コストがかかるという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記に課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、接触抵抗を小さくして整流子に対する導通性を向上させると共に、材料コストを低減できるモータ用のブラシ及びそれを備えたモータ並びにブラシ製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、整流子に給電するモータ用のブラシにおいて、金属からなるブラシ本体が「く」の字型をしており、前記ブラシ本体の一部に、貴金属メッキが施された断面円弧状の凸部が、前記整流子と接触するように前記整流子の軸方向に対して前記凸部の軸方向が略直角に配設されていることを特徴とする。
【０００６】
凸部のメッキには、例えば、金、銀、あるいはこれら金属を含む合金が用いられる。また、整流子の軸方向に対して凸部の軸方向が略直角に配設されているため、円筒状に形成された整流子の円周面と、断面円弧状の凸部の円周面が互いに略直角に接触する。このため、整流子と凸部が点接触状態となる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、前記凸部は、前記整流子の軸方向に複数個並列に配設されていることを特徴とする。
【０００８】
凸部が整流子の軸方向に複数個並列に配設されているため、モータの回転によって、モータ用のブラシが振動しても、いずれかの凸部が整流子との接触状態を確保できる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項2記載の発明の構成に加えて、前記凸部が、第１メッキ部と、前記第1メッキ部を覆う第2メッキ部とを備えることを特徴とするモータ用のブラシである。
【００１０】
第1メッキ部は、貴金属メッキで形成されてもよいが、金属メッキで形成されるのが好ましい。また、第2メッキ部は、整流子と直接接触するため、貴金属メッキで形成される。
【００１１】
請求項４記載の発明は、整流子に給電するモータ用のブラシにおいて、金属からなるブラシ本体が「く」の字型をしており、前記ブラシ本体の一部に、前記整流子と接触するように貴金属メッキにより形成される断面円弧状の凸部を備えることを特徴とするモータ用のブラシである。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のブラシを備えたモータである。
【００１３】
請求項６記載の発明は、モータ用のブラシ製造方法において、板材に所定幅のスリットパターンのレジスト印刷を施す第1工程と、前記スリットパターンに金属メッキを施し、整流子と接触する断面円弧状の凸部を形成する第2工程と、前記金属メッキを覆うように貴金属メッキを施す第3工程と、前記板材を所定のブラシ形状に打ち抜く第4工程と、を含むブラシ製造方法である。
【００１４】
所定幅のスリットパターンは、第2工程で複数のブラシの金属メッキを一度に施すことができるようになっている。また、第2工程の金属メッキは、銅などの金属が好ましいが、貴金属でもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本実施形態に係る金属ブラシは、図１に示すように、凸部２が整流子３に接触するように、ブラシ台４に固定されている。金属ブラシ本体１は、図２に示すように、板状体を略「く」の字型に曲げて弾性を有するように形成されている。これは、整流子３との接触性を向上させるためである。この金属ブラシ本体1の表面1aは、凸部２を除いて絶縁処理されている。金属ブラシ本体１の表面1aには、整流子３と接触する2個の凸部２が整流子３の軸方向に並列に設けられている。
【００１６】
凸部２は、図１及び図２に示すように、断面円弧状に形成されており、整流子３の軸方向に沿うように半円柱状に形成されている。凸部２が2個並列に設けられているのは、モータの振動により一方の凸部２が整流子３と接点不良を起こした場合でも、もう一方の凸部２と整流子３が接触状態を保つようにするためである。この凸部２は、図３（b）に示すように、第1メッキ部２aと第2メッキ部2bからなる。
【００１７】
第1メッキ部2aは、金属ブラシ本体1の表面1aに、例えば銅メッキを施すことにより断面円弧状に形成される。このように、第1メッキ部2aを例えば銅のように安価な金属で形成することにより材料コストを低減することができる。なお、第1メッキ部2aは、整流子3との導通が可能な金属メッキで形成されていればよいので、銅メッキに限定されるものではなく、他の金属又は貴金属で形成されていてもよい。
【００１８】
第2メッキ部2bは、第1メッキ部2aを覆うように、例えば硬質金メッキを施すことにより形成されている。硬質金メッキの厚さは、整流子3との摩擦を考慮して形成される。なお、第２メッキ部2bは、整流子3との導通が可能な貴金属メッキで形成されていればよいので、硬質金メッキに限定されるものではなく、金、銀、白金などの貴金属で形成されていてもよい。
【００１９】
本実施形態に係るモータ用のブラシ１は、整流子３との接触抵抗が小さくなるように、整流子３と接触する凸部２が形成されているものであればよいので、金属ブラシ本体１自体の形状は、略「く」の字型に限定されるものではない。従って、例えば、金属ブラシの裏側から金属ブラシ本体を押圧するような場合には、平板状の金属ブラシ本体でもよい。
【００２０】
以上のように形成された金属ブラシ１を小型モータ５のブラシとして用いることにより、整流子３に対する導通性が向上すると共に、安価なモータを製造できる。
【００２１】
次に、本実施形態に係るブラシ製造方法について図３を参照しつつ説明する。図３（a）は金属ブラシの製造工程を上から見た図であり、図３（b）は金属ブラシの断面図である。
【００２２】
第1工程
▲１▼に示すように、金属ブラシ本体となる金属平板を用意し、▲２▼に示すように、この金属平板の表面に所定幅のスリットパターンのレジスト印刷を施す。このスリットパターンは、上記の凸部をメッキで形成するために、凸部を形成する部分となるスリット部分にだけ絶縁物がつかないようになっている。このように、所定幅のスリットパターンのレジスト印刷を施すことにより金属平板に複数のスリット部分が並列に形成される。
【００２３】
第2工程
▲３▼に示すように、複数のスリット部分に例えば銅メッキを施し、整流子と接触する断面円弧状の第1メッキ部を形成する。メッキの方法は、所定高さの凸部を形成するために、例えば、肉もりにて行なうのが好ましい。なお、金属メッキの例として、銅を使用する場合を説明したが、第2工程で使用されるメッキの材料は銅に限定されるものではない。従って、整流子との導通状態を確保でき、かつ、安価な金属材料であれば、銅以外の金属や貴金属を用いてもよい。
【００２４】
第3工程
次に、▲４▼に示すように、第2工程で施された銅メッキを覆うように硬質金メッキを施す。この硬質金メッキにより形成される部分は、直接整流子と接触する部分であるため、摩擦との関係上所定の厚さに形成されていることを要するため、第2工程と同様に、肉もりにて行なうのが好ましい。なお、貴金属メッキの例として、硬質金を使用する場合を説明したが、第2工程で使用されるメッキの材料は硬質金に限定されるものではない。従って、整流子との導通状態を確保でき、かつ、化学変化しない安定な貴金属材料であれば、硬質金以外の貴金属を用いてもよい。
【００２５】
第4工程
次に、▲５▼に示すように、複数の凸部が形成された板材を所定の金属ブラシ形状に打ち抜く。
【００２６】
以上のように、整流子と接触する断面円弧状の凸部を、金属ブラシ本体にメッキにて形成することにより、接触抵抗が小さく導通性に優れ、かつ、材料コストを低減したモータ用のブラシを製造することができる。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明は、接触抵抗を小さくして整流子に対する導通性を向上させることができるという効果を奏する。接触抵抗が小さくなるのは、従来のような線接触ではなく、整流子の軸方向と凸部の軸方向が略直角に配設されているため、円筒状に形成された整流子の円周面と、断面円弧状の凸部の円周面が互いに略直角に点接触するからである。また、従来の金属ブラシのように、金属ブラシ表面全体に貴金属をクラッドしないで、凸部のみを貴金属で形成するため、使用される貴金属を減らすことができるので、材料コストを低減できるという効果を奏する。
【００２８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、より導通性を向上させることができるという効果を奏する。これは、凸部が整流子の軸方向に複数個並列に配設されているため、モータの回転によって、モータ用のブラシが振動しても、いずれかの凸部が整流子との接触状態を確保できるためである。
【００２９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、より材料コストを低減できるという効果を奏する。第1メッキ部を安価な金属メッキで形成し、その上に貴金属メッキを施すため、高価な貴金属が使用される量をより減少させることができるためである。
【００３０】
請求項４記載の発明は、接触抵抗を小さくして整流子に対する導通性を向上させることができるという効果を奏する。また、材料コストを低減できるという効果を奏する。
【００３１】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の金属ブラシを小型モータのブラシとして用いるため、整流子に対する導通性を向上させることができると共に、安価なモータを提供できるという効果を奏する。
【００３２】
請求項６記載の発明は、接触抵抗を小さくして整流子に対する導通性が向上すると共に、材料コストを低減したモータ用のブラシを製造できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る金属ブラシと整流子との接触状態を説明する図である。
【図２】本発明の実施形態に係る金属ブラシを説明する図である。
【図３】本発明の実施形態に係る金属ブラシの製造工程を説明する図である。
【図４】従来の金属ブラシと整流子との接触状態を説明する図である。
【符号の説明】
１ モータ用のブラシ
２ 凸部
２a 第1メッキ部
２b 第2メッキ部
３ 整流子
４ ブラシ台
５ モータ
Claims (6)
- 整流子に給電するモータ用のブラシにおいて、
金属からなるブラシ本体が「く」の字型をしており、
前記ブラシ本体の一部に、
貴金属メッキが施された断面円弧状の凸部が、前記整流子と接触するように前記整流子の軸方向に対して前記凸部の軸方向が略直角に配設されていることを特徴とするモータ用のブラシ。 - 前記凸部は、前記整流子の軸方向に複数個並列に配設されていることを特徴とする請求項１記載のモータ用のブラシ。
- 前記凸部は、第１メッキ部と、前記第1メッキ部を覆う第2メッキ部とを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のモータ用のブラシ。
- 整流子に給電するモータ用のブラシにおいて、
金属からなるブラシ本体が「く」の字型をしており、
前記ブラシ本体の一部に、
前記整流子と接触するように貴金属メッキにより形成される断面円弧状の凸部を備えることを特徴とするモータ用のブラシ。 - 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のブラシを備えたモータ。
- モータ用のブラシ製造方法において、
板材に所定幅のスリットパターンのレジスト印刷を施す第1工程と、
前記スリットパターンに金属メッキを施し、整流子と接触する断面円弧状の凸部を形成する第2工程と、
前記金属メッキを覆うように貴金属メッキを施す第3工程と、
前記板材を所定のブラシ形状に打ち抜く第4工程と、を含むブラシ製造方法。
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| JP2001116193A Expired - Fee Related JP4866986B2 (ja) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | モータ用のブラシ及びそれを備えたモータ並びにブラシ製造方法 |
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