特許 5936982 ブラシ装置及びこれを備えた直流モータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5936982

(24)【登録日】2016年5月20日

(45)【発行日】2016年6月22日

(54)【発明の名称】ブラシ装置及びこれを備えた直流モータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 13/00 20060101AFI20160609BHJP

【ＦＩ】

   H02K13/00 T

【請求項の数】8

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-223391(P2012-223391)

(22)【出願日】2012年10月5日

(65)【公開番号】特開2013-258890(P2013-258890A)

(43)【公開日】2013年12月26日

【審査請求日】2015年6月19日

(31)【優先権主張番号】特願2012-113697(P2012-113697)

(32)【優先日】2012年5月17日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000101352

【氏名又は名称】アスモ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088580

【弁理士】

【氏名又は名称】秋山 敦

(74)【代理人】

【識別番号】100111109

【弁理士】

【氏名又は名称】城田 百合子

(72)【発明者】

【氏名】原田 博幸

【審査官】 宮地 将斗

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−２０１１８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２６１０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１２４５２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １３／００−１３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

整流子の径方向に延出するブラシ本体と、
該ブラシ本体の径方向側端面を径方向内側へ向かって押圧して、前記ブラシ本体を前記整流子に圧接させる付勢手段と、を少なくとも備えたブラシ装置であって、
前記付勢手段は、径方向以外の方向から前記ブラシ本体を前記整流子方向へと押圧するものであるとともに、前記付勢手段のブラシ本体側端部には、長さ調整機構が備えられており、
前記長さ調整機構は、
前記付勢手段の前記ブラシ本体側端部と分離して、前記ブラシ本体側に配設される調整部と、
該調整部の前記ブラシ本体側に形成された係合押圧部と、
前記付勢手段の前記ブラシ本体側端部と、前記調整部のうち前記係合押圧部が形成された側と反対側の一端部と、を被覆する被覆部と、を有して構成されており、
前記係合押圧部は、前記被覆部内を前記ブラシ本体方向へ移動可能に構成されていることを特徴とするブラシ装置。

【請求項2】

前記ブラシ本体が収納される収納ボックスを備え、
前記付勢手段は、トーションスプリングであり、
前記長さ調整機構は、前記収納ボックスの側面であって前記ブラシ本体の径方向側端面よりも前記整流子から径方向に離隔する位置から前記収納ボックス内部に進入して、前記係合押圧部が前記ブラシ本体の径方向側端面に接していることを特徴とする請求項１に記載のブラシ装置。

【請求項3】

前記長さ調整機構は、前記付勢手段の前記ブラシ本体側端部及び前記調整部の前記一端部双方の間に配置され、前記双方の端面に当接する弾性部材を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のブラシ装置。

【請求項4】

前記弾性部材は、ゴム又はばねから形成されていることを特徴とする請求項３に記載のブラシ装置。

【請求項5】

前記ブラシ本体の径方向側端面には、前記係合押圧部の形状に整合し、前記係合押圧部を係止する係合凹部が形成されており、
前記係合押圧部は、前記係合凹部に係合し、
前記ブラシ本体の磨耗により、前記ブラシ本体の径方向側端面が前記整流子方向に移動した際、前記長さ調整機構の前記係合押圧部が、前記被覆部内を移動して前記ブラシ本体方向へ引出されることにより、前記係合押圧部と前記係合凹部との係合状態は維持されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のブラシ装置。

【請求項6】

前記係合押圧部は、前記調整部の前記一端部の延出方向を基準として前記ブラシ本体側に膨出するように湾曲して形成されており、
前記係合凹部は、前記係合押圧部に係合する、断面略Ｖ字形状、断面略Ｕ字形上、断面略円弧形状、のいずれかに形成された溝若しくは孔部であることを特徴とする請求項５に記載のブラシ装置。

【請求項7】

前記係合凹部は、前記ブラシ本体の重心点の径方向線上に形成されることを特徴とする請求項５又は６に記載のブラシ装置。

【請求項8】

前記整流子と、該整流子を有する回転子と、前記請求項１乃至７のいずれか１項に記載のブラシ装置と、を少なくとも備えた直流モータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ブラシ装置及びこれを備えた直流モータに係り、特に、整流時においてブラシと整流子との安定的接触を実現することが可能なブラシ装置及びこれを備えた直流モータに関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に直流モータなどでは、ブラシを用いて整流子への整流を行っている。
ブラシは通常ブラシ装置に収められており、このブラシが厚み方向に沿って付勢されて整流子と当接することによって整流が実行される。そして、コイルに通電している電流の方向が切替ることにより回転子が回転する。
ところで、従来のブラシ付き直流モータにおいては、電流の方向が切替る際（以下、「整流時」と記す）、ブラシと整流子との接触の影響でチャタリングが起きると、ブラシと整流子間に火花が発生し、この火花によりブラシ寿命が短縮するという問題があった。
更に、騒音や電磁ノイズ等の原因となることが知られている。

【0003】

小型モータでは、一般的に、ブラシと整流子との接触性を保持するために、ねじり方向（回転方向）の荷重に対して有効性のあるトーションスプリング（ねじりばね）が使用される。
このトーションスプリングは、組付け性及びコスト面において有利であるため、現在、多く使用されている（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

特許文献１には、直流モータが開示されている。
この特許文献１に記載の直流モータには、ブラシボックスとその中に保持されたブラシが開示されており、このブラシを整流子に圧接させるための捩りコイルばね（トーションスプリング）が配設されている。
そして、ブラシの外側端面（整流子と圧接する面と反対側の面）は、緩やかな断面円弧状の曲面として形成されており、捩りコイルばねの自由端は、この外側端面を押圧するよう構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−２６１０９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

このように、特許文献１のようにトーションスプリングを使用した技術であると、確かに、圧縮コイルばねや引張コイルばねのように直線方向に押圧力を付加するものに比して、ブラシと整流子の接触性を良好に保持することができる。
また、この技術を採用すると、組付け性や、コスト面においても有利である。
しかし、特許文献１のように、トーションスプリングを使用すると、このトーションスプリングの足長は一定であるため、ブラシが磨耗するに従い、トーションスプリングとブラシ被押圧面との接点位置が移動するという問題が生じる。

【0007】

つまり、図１１乃至図１３に示すように、ブラシが磨耗するに従い、トーションスプリングからの押圧力を受ける接点位置が変わり、ブラシの接触が片当りとなって不安定になるという問題が生じる。
簡単に説明すると、図１１に示すように、ブラシが磨耗する前では、トーションスプリングの先端は、ブラシの重心位置Ｍ１１の直上に位置しており、トーションスプリングは、ブラシをその重心位置Ｍ１１に向って押圧することができる。

【0008】

しかし、整流子との摺接によりブラシが磨耗すると、図１２に示すように、トーションスプリングの先端は、ブラシの重心位置Ｍ１１の直上から外れ、重心位置Ｍ１１に向ってブラシを押圧することができなくなる。
このため、ブラシの接触が片当りとなって不安定となる。
図１３に押圧位置の軌跡を示す。
上記のような状態が起きると、整流時間も短くなり、不足整流による火花発生も懸念される。

【0009】

なお、特許文献１では、ブラシの押圧面が緩やかな断面円弧状（中心に向かい深くなる円弧状）の曲面として形成されており、トーションスプリングの自由端は、この押圧面を押圧するように形成されているが、トーションスプリングの自由端部が押圧面に固定されているわけではないので、ブラシの磨耗に伴いスプリングの押圧位置が変わり、ブラシと整流子との接触安定性の面で懸念が払拭されないものであった。

【0010】

本発明の目的は、上記各問題点を解決することにあり、ブラシ装置におけるブラシ周りの構造を変更して、ブラシが使用に伴い磨耗した場合であっても、ブラシと整流子との接触を恒常的に安定化させることが可能なブラシ装置及びこれを備えた直流モータを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題は、本発明に係るブラシ装置によれば、整流子の径方向に延出するブラシ本体と、該ブラシ本体の径方向側端面を径方向内側へ向かって押圧して、前記ブラシ本体を前記整流子に圧接させる付勢手段と、を少なくとも備えたブラシ装置であって、前記付勢手段は、径方向以外の方向から前記ブラシ本体を前記整流子方向へと押圧するものであるとともに、前記付勢手段のブラシ本体側端部には、長さ調整機構が備えられており、前記長さ調整機構は、前記付勢手段の前記ブラシ本体側端部と分離して、前記ブラシ本体側に配設される調整部と、該調整部の前記ブラシ本体側に形成された係合押圧部と、前記付勢手段の前記ブラシ本体側端部と、前記調整部のうち前記係合押圧部が形成された側と反対側の一端部と、を被覆する被覆部と、を有して構成されており、前記係合押圧部は、前記被覆部内を前記ブラシ本体方向へ移動可能に構成されていることにより解決される。

【0012】

このように構成されていることにより、本発明に係るブラシ装置に備えられた付勢手段は、その長さを可変とすることができる。
つまり、係合押圧部をブラシ本体方向に移動させる（引出す）ことができる。
ブラシ本体は整流を行うことにより磨耗すると、その径方向側端面（押圧面）は、整流子側へと後退することとなる。
つまり、径方向側端面（押圧面）は移動することとなる。

【0013】

しかし、本発明では、係合押圧部をブラシ本体方向に移動させる（引出す）ことができるため、径方向側端面（押圧面）の磨耗による移動に追随することが可能となり、よって、付勢手段によるブラシ本体の押圧を確実に行い、ブラシ本体と整流子との接触を恒常的に安定化させることができる。

【0014】

また、このとき、具体的には、前記ブラシ本体が収納される収納ボックスを備え、前記付勢手段は、トーションスプリングであり、前記長さ調整機構は、前記収納ボックスの側面であって前記ブラシ本体の径方向側端面よりも前記整流子から径方向に離隔する位置から前記収納ボックス内部に進入して、前記係合押圧部が前記ブラシ本体の径方向側端面に接していると好適である。

【0015】

このようにトーションスプリングを使用することにより、圧縮コイルばねや引張コイルばねのように直線方向に押圧力を付加するものに比して、ブラシ本体と整流子の接触性を良好に保持することができるとともに、組付け性や、コスト面においても有利となる。
そして、トーションスプリングにおける問題点であった、ブラシ本体と整流子との接触安定性の問題は上記（請求項１）のように解消され、トーションスプリングの利点とともに、ブラシ本体と整流子との接触を恒常的に安定化させることも可能となる。

【0016】

さらに、前記長さ調整機構は、前記付勢手段の前記ブラシ本体側端部及び前記調整部の前記一端部双方の間に配置され、前記双方の端面に当接する弾性部材を備えるようにしてもよい。

【0017】

このように弾性部材を備えることにより、その弾性力によって、付勢手段による付勢力が調整部から係合押圧部を介してブラシ本体に確実に伝わり、ブラシ本体と整流子との接触を安定させることができる。

【0018】

例えば、前記弾性部材は、ゴム又はばねから形成されているものでもよい。

【0019】

さらに、前記ブラシ本体の径方向側端面には、前記係合押圧部の形状に整合し、前記係合押圧部を係止する係合凹部が形成されており、前記係合押圧部は、前記係合凹部に係合し、前記ブラシ本体の磨耗により、前記ブラシ本体の径方向側端面が前記整流子方向に移動した際、前記長さ調整機構の前記係合押圧部が、前記被覆部内を移動して前記ブラシ本体方向へ引出されることにより、前記係合押圧部と前記係合凹部との係合状態は維持されると好ましい。

【0020】

このように構成されていると、係合押圧部と係合凹部が係合して、ブラシ本体の押圧位置がずれることを確実に回避することができる。
また、係合押圧部と係合凹部が係合しているため、長さ調整機構における係合押圧部の引出し（つまり、長さ調整）が容易かつ確実に行える。
よって、より確実に、ブラシ本体と整流子との接触を恒常的に安定化させることが可能となる。

【0021】

また、具体的な適用において、前記係合押圧部は、前記調整部の前記一端部の延出方向を基準として前記ブラシ本体側に膨出するように湾曲して形成されており、前記係合凹部は、前記係合押圧部に係合する、断面略Ｖ字形状、断面略Ｕ字形上、断面略円弧形状、のいずれかに形成された溝若しくは孔部であると、係合押圧部と係合凹部とが確実に係合するので、確実にブラシ本体を押圧できることとなり好適である。

【0022】

更に、具体的には、前記係合凹部は、前記ブラシ本体の重心点の径方向線上に形成されると、ブラシ本体を好ましい方向に押圧することが可能となるため好適である。

【0023】

更に、本発明に係る直流モータは、前記整流子と、該整流子を有する回転子と、前記ブラシ装置と、を少なくとも備える。

【発明の効果】

【0024】

本発明に係るブラシ装置は、ブラシ装置におけるブラシ周りの構造を変更したことにより、ブラシが使用に伴い磨耗した場合であっても、ブラシと整流子との接触を恒常的に安定化させることが可能となる。
このため、ブラシが磨耗するに従い、トーションスプリングからの押圧力を受ける接点位置が変わることなく、このため押圧位置は一定範囲となり、ブラシの接触が片当りとなって不安定になることが回避される。
また、整流時間を長く維持し、不足整流による火花発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の一実施形態に係るモータの概略構成を示す断面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るブラシ装置周りを示す説明図である。

【図3】本発明の一実施形態に係るスプリングの構成を示す説明図である。

【図4】本発明の一実施形態に係るスプリングのブラシ押圧状態を示す説明図である。

【図5】本発明の一実施形態に係るスプリングによるブラシ押圧状態（使用初期）を示す説明図である。

【図6】本発明の一実施形態に係るスプリングによるブラシ押圧状態（ブラシ磨耗時）を示す説明図である。

【図7】本発明の一実施形態に係る係合押圧部の移動状態を示す説明図である。

【図8】本発明の変形例に係る長さ調整機構の例を示す説明図である。

【図9】本発明の変形例に係る長さ調整機構の例を示す説明図である。

【図10】本発明の変形例に係る長さ調整機構の例を示す説明図である。

【図11】従来例に係るトーションスプリングによるブラシ押圧状態（使用初期）を示す説明図である。

【図12】従来例に係るトーションスプリングによるブラシ押圧状態（ブラシ磨耗時）を示す説明図である。

【図13】従来例に係るスプリングの押圧位置軌跡を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下に説明する構成は本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
本実施形態は、ブラシ装置におけるブラシ周りの構造を変更して、ブラシが使用に伴い磨耗した場合であっても、ブラシと整流子との接触を恒常的に安定化させることが可能なブラシ装置及びこれを備えた直流モータに関するものである。

【0027】

図１乃至図７は、本発明の一実施形態を示すものであり、図１はモータの概略構成を示す断面図、図２はブラシ装置周りを示す説明図、図３はスプリングの構成を示す説明図、図４はスプリングのブラシ押圧状態を示す説明図、図５はスプリングによるブラシ押圧状態（使用初期）を示す説明図、図６はスプリングによるブラシ押圧状態（ブラシ磨耗時）を示す説明図、図７は係合押圧部の移動状態を示す説明図である。また、図８乃至図１０は、本発明の変形例に係る長さ調整機構を示す説明図である。

【0028】

図１により、本実施形態に係るモータＭの構成の一例について説明する。
本実施形態に係るモータＭは、ブラシ装置Ｓを除いて、公知のブラシ付き直流モータの構成を採用したものである。
本実施形態に係るモータＭは、図１に示すように、出力軸となるシャフト１と、コイル２が形成された鉄心３と、整流子４と、界磁機構としての磁石５と、ブラシ装置Ｓと、これらを内部に収納するハウジング６とを主たる構成要素として構成されている。

【0029】

シャフト１は、軸受７を介して回転自在にハウジング６に支持されている。
なお、本実施形態においてはモータＭとして一方向回転モータを例示しているため、シャフト１は一方向に回転する構成となる。
シャフト１には鉄心３が固定されており、その周囲には鉄心３の外周を囲むように磁石５が配置されている。
また、シャフト１には整流子４もまた固定されている。

【0030】

整流子４は、シャフト１と一体的に一方向に回転する円筒状の部材であり、その回転方向に沿って一定間隔毎に配置された複数の整流子片４ａを備える。
この整流子４は、回転に伴って、ブラシ装置Ｓのブラシ本体１１と当接する整流子片４ａが切り替わることにより、コイル２を流れる電流の向きを切り替える。

【0031】

また、ブラシ装置Ｓは、整流子４を通じてコイル２に電流を流すものであり、ブラシ本体１１と、収納ボックス１２と、付勢手段としてのスプリング１３と、図示しない給電用のリード線から給電されるピグテール１４とを主たる構成要件として構成されている。
このブラシ装置Ｓは、エンドブラケット１０に、整流子４の径方向に延びるように一対取付けられており、本実施形態においては、シャフト１を中心として略９０°離隔して配設されている。

【0032】

本実施形態に係るブラシ本体１１は、主成分として銅粉を含有した黒鉛（ブラシ粉）から構成された略直方体形状の部材である。
このブラシ本体１１の外側端面（整流子４と摺接する面と反対側の端面）には、係合凹部１１ａが形成されている。

【0033】

この係合凹部１１ａは、本実施形態においては、断面略Ｖ字形状に切り込まれた孔若しくは溝として構成されるが、これに限られるものでははく、断面略Ｕ時形状、断面円弧形状の孔若しくは溝として形成されていてもよい。
なお、このブラシ本体１１の構成は、本発明の主要構成の一つであるため、後に詳述する。

【0034】

ブラシ本体１１は、摺接面１１Ｂ側の端部を突出させた状態で、その他部分が収納ボックス１２に収納されており、同じく収納ボックス１２内に収納されたスプリング１３によって、その押圧面１１Ａ（摺接面１１Ｂと反対側に対向する面）から整流子４側へ向けて付勢されている。
なお、このスプリング１３の構成もまた、本発明の主要構成の一つであるため、後にブラシ本体１１の構成と併せて詳述する。

【0035】

このように、スプリング１３が付加する付勢力によって、ブラシ本体１１は、その厚み方向（整流子４の径方向に沿う方向）の前端に位置する摺接面１１Ｂにて回転状態の整流子４と当接することとなる。
換言すると、整流子４は、その外周面においてブラシ本体１１の前端面（摺接面１１Ｂ）に接しながら同面上を摺動することとなる。

【0036】

この結果、ブラシ本体１１は、摺接面１１Ｂが上記の厚み方向（整流子４の径方向に沿う方向）に沿って後退するように磨耗することになる。
すなわち、ブラシ本体１１は、未消費の状態からモータＭの利用時間の経過に伴って徐々に厚み方向に磨耗し、ブラシ本体１１として適当に機能することができなくなるまで消費される。

【0037】

なお、本実施形態において、ブラシ本体１１が消費され始めてから消費され終わるまでの期間（つまり、ブラシ本体１１の寿命）は、モータＭが使用され始めた時点から、摺接面１１Ｂが所定位置（例えば、ピグテール１４の接続位置から幾分手前の位置）まで後退した時点までの期間である。

【0038】

次いで、図２乃至図４により、本実施形態に係るスプリング１３とブラシ本体１１の構成について詳述する。
図２及び図３には、本実施形態に係るブラシ装置Ｓ及びスプリング１３が示されている。
図２に示すように、エンドブラケット１０には、スプリング支持柱１０ａが、ブラシ装置Ｓが配設される側に凸となるように突設されている。

【0039】

収納ボックス１２は、前述の通り、その内部にブラシ本体１１が内蔵される中空略四角柱形状の部材であり、その上面には、径方向に切り欠かれたピグテール突出孔１２ａが形成されており、このピグテール突出孔１２ａよりピグテール１４が突出するように構成されている。

【0040】

また、収納ボックス１２の側面には、スプリング貫通孔１２ｂが形成されており、スプリング１３の長さ調整機構１３Ａ（後述する）は、このスプリング貫通孔１２ｂを貫通して収納ボックス１２内部に進入している。

【0041】

スプリング１３は、長さ調整機構１３Ａ、ブラシ側端部１３Ｂ、螺旋部１３Ｃ、固定側端部１３Ｄを有して構成されたトーションスプリングである。
螺旋部１３Ｃは螺旋状に旋回されたバネ部であり、その中空部には、スプリング支持柱１０ａが嵌合する。

【0042】

固定側端部１３Ｄは、螺旋部１３Ｃの接線方向に延出した棒状の一端部であり、エンドブラケット１０に突設されたスプリング支持片１０ｂに固定されている。
また、ブラシ側端部１３Ｂは、螺旋部１３Ｃの接線方向に延出した棒状の他端部であり、その先端部は、後述する長さ調整機構１３Ａに接続されている。

【0043】

なお、ブラシ側端部１３Ｂの先端部（ブラシ本体１１側の端部）を以下、「本体側端部１３ｅ」と記す。
この本体側端部１３ｅは、特許請求の範囲の「付勢手段のブラシ本体側端部」に相当する。

【0044】

図３に示すように、長さ調整機構１３Ａは、略直線棒状の調整部１３ａと、この調整部１３ａの先端部（ブラシ本体１１側先端部）に形成された係合押圧部１３ｂと、チューブ１３ｃと、を有して構成されている。

【0045】

この係合押圧部１３ｂは、先端が略円弧形状に湾曲するように形成されており、その湾曲形状は、ブラシ本体１１の押圧面１１Ａに形成された係合凹部１１ａに整合するように構成されている。
つまり、スプリング１３の係合押圧部１３ｂは、ブラシ本体１１の係合凹部１１ａに係止されるよう構成されている。

【0046】

なお、係合押圧部１３ｂは略円弧形状に限られるものではなく、係合凹部１１ａの形状に合わせてこれに係合する形状であれば、どのような形状であってもよい。
以下、調整部１３ａの端部（係合押圧部１３ｂが形成されている側と反対側の端部）を「調整部端部１３ｄ」と記す。
この調整部端部１３ｄは、特許請求の範囲の「調整部のうち係合押圧部が形成された側と反対側の一端部」に相当する。

【0047】

チューブ１３ｃは、円筒状の部材であり、本体側端部１３ｅと調整部端部１３ｄを内部に被覆するとともに、少なくとも調整部端部１３ｄを移動可能とするものである。
前述の通り、本体側端部１３ｅは、ブラシ側端部１３Ｂの先端部であり、調整部端部１３ｄは、調整部１３ａの一端部（係合押圧部１３ｂが形成されている側と反対側の一端部）である。
具体的には、スプリング１３のブラシ本体１１側に延びる側の端片を略中央部付近で切断して使用するとよい。

【0048】

チューブ１３ｃは、本体側端部１３ｅと調整部端部１３ｄがその内孔に嵌合するとともに、一定の力により調整部端部１３ｄがブラシ本体１１方向に引き出されるように構成されているとよい。

【0049】

素材等は特に限定されることはないが、具体的には、例えば、ある程度硬度のある素材（例えば、ある程度の硬度を有する合成樹脂等）で形成し、外力が特にかからない状態では嵌合状態を維持して両端部を不動とし、ブラシ本体１１が磨耗し後退する程度の力で調整部端部１３ｄが引出されるよう構成されるとともに、スプリング１３がブラシ本体１１を押す力によって変形しない程度の硬度を有するとよい。

【0050】

また、チューブ１３ｃの内孔壁面を粗面としたり、弾性体を貼付する等の処理を行うことにより調整部端部１３ｄ及び本体側端部１３ｅとチューブ１３ｃの内孔壁面との摩擦係数を高めると、これが重力落下に対する抜け止めとなり、組付け性が向上する。

【0051】

このように構成されたブラシ本体１１とスプリング１３は、図４に示すように組付けられる。
つまり、ブラシ本体１１は、前述の通り、摺接面１１Ｂ側の端部を突出させた状態で、その他部分が収納ボックス１２に収納されており、この状態において、摺接面１１Ｂは整流子４と圧接している。

【0052】

そして、スプリング１３の長さ調整機構１３Ａは、収納ボックス１２の側面に形成されたスプリング貫通孔１２ｂを貫通して収納ボックス１２内部に進入し、その先端に配設された係合押圧部１３ｂが、押圧面１１Ａに形成された係合凹部１１ａに係止されることとなる。
よって、ブラシ本体１１は、この係止点（係合凹部１１ａの位置）からスプリング１３によりブラシ重心Ｍ１方向へと押圧されることとなる。

【0053】

次いで、図５及び図６により、スプリング１３がブラシ本体１１の磨耗に追随する様子を説明する。
図５に示すように、初期状態では、ブラシ本体１１は、摺接面１１Ｂ側の端部を突出させた状態で、その他部分が収納ボックス１２に収納される。そして、この状態において、摺接面１１Ｂは整流子４と圧接しており、押圧面１１Ａに形成された係合凹部１１ａにスプリング１３の係合押圧部１３ｂが係止されていることとなる。
よって、ブラシ本体１１は、この係止点からスプリング１３によりブラシ重心Ｍ１方向へと確実に押圧されている。

【0054】

この状態でブラシ本体１１が磨耗すると、図６に示すようにブラシ本体１１の押圧面１１Ａが整流子４方向へと近接、換言すると、係合押圧部１３ｂから離間する方向に移動する。このとき、スプリング１３の本体側端部１３ｅには、螺旋部１３Ｃを略中心とした係合凹部１１ａに向かうばねの復元力が内在している。このため、本体側端部１３ｅに係る復元力が、チューブ１３ｃを介して調整部１３ａの係合押圧部１３ｂに付加されることで、係合押圧部１３ｂは、螺旋部１３Ｃを略中心とした略円弧方向に移動する。このようにして、押圧面１１Ａに形成された係合凹部１１ａとスプリング１３の係合押圧部１３ｂとの接触が維持される。更に、長さ調整機構１３Ａによって、調整部端部１３ｄ（調整部１３ａ）がブラシ本体１１方向に引き出され、係合押圧部１３ｂは、整流子４方向に移動する係合凹部１１ａに追従して移動することで、係止点はそのまま維持される。
つまり、押圧点は、ブラシ重心Ｍ１の直上（係合凹部１１ａの位置）であることは変わらず、よって、ブラシ本体１１と整流子４とは安定的に圧接することとなる。

【0055】

図７に係合押圧部１３ｂ側が引出された状態を示す。
図７（ａ）には、初期状態（ブラシ本体１１が磨耗していない状態）を示す。
この状態においては、調整部１３ａの露出部分はｔ１である。
この状態からブラシ本体１１が磨耗すると、図７（ｂ）に示す状態となる。

【0056】

前述の通り、係合押圧部１３ｂはブラシ本体１１に形成された係合凹部１１ａに係合しているので、係合押圧部１３ｂは矢印方向に引出されて、調整部１３ａの露出部分はｔ２となる。
つまり、ｔ２−ｔ１分の距離だけ引出されることとなる。
換言すれば、ｔ２−ｔ１分の距離だけ長くなったこととなり、係合押圧部１３ｂは係合凹部１１ａ部分を押し、つまり、ブラシ重心Ｍ１に向ってブラシ本体１１を押圧することとなる。

【0057】

換言すれば、本実施形態の構成によれば、従来技術のように、押圧点がずれて、ブラシ重心Ｍ１の直上位置から外れることによりブラシ本体１１が傾くことがない。
以上のように、ブラシ本体１１が使用に伴い磨耗した場合であっても、ブラシ本体１１と整流子４との接触を恒常的に安定化させることが可能となる。
このため、ブラシ本体１１が磨耗するに従い、スプリング１３からの押圧力を受ける接点位置が変わることなく、このため押圧位置は一定範囲となり、ブラシの接触が片当りとなって不安定になることが回避される。
また、整流時間を長く維持し、不足整流による火花発生を抑制することができる。

【0058】

（変形例）
上記の実施形態に係る長さ調整機構１３Ａにおいては、チューブ１３ｃに覆われた部位である本体側端部１３ｅと調整部端部１３ｄとの間には何も設けられていないものとして説明した。このような構成であっても、チューブ１３ｃが調整部端部１３ｄを一定の力で押し出すことが可能な素材で形成し、チューブ１３ｃの内孔面と調整部端部１３ｄの外面との相互の摩擦力が最適なものとなるように、チューブ１３ｃの内孔面又は調整部端部１３ｄの外面の表面性状を選定することで、上記のように、調整部端部１３ｄは、チューブ１３ｃの内孔からブラシ本体１１方向に引き出される。このようにすれば、次に説明する変形例に係る長さ調整機構１３Ａｘ，１３Ａｙよりも簡単な構成で、ブラシ本体１１に、整流子４に向かう方向の応力を付加することができる。

【0059】

本発明は、上記構成に限定されず、チューブ１３ｃに覆われた部位である本体側端部１３ｅと調整部端部１３ｄとの間に、弾性部材を備える構成であってもよい。次に、変形例に係る長さ調整機構１３Ａｘ，１３Ａｙ，１３Ａｚについて、図８乃至図１０を参照して説明する。

【0060】

長さ調整機構１３Ａｘは、図８（ａ），図８（ｂ）に示すように、チューブ１３ｃの内部であって調整部端部１３ｄと本体側端部１３ｅとの間に、弾性を有する例えば合成ゴムから成りリング状に形成されたゴム１５ａを備える。具体的には、本変形例に係るゴム１５ａは、そのリング状の中心貫通孔が本体側端部１３ｅと調整部端部１３ｄとを延長方向に向くように、換言すると、ゴム１５ａの外面が本体側端部１３ｅの外面と調整部端部１３ｄの外面とに略並行となる向きであり、ゴム１５ａの端面が本体側端部１３ｅと調整部端部１３ｄの双方に当接する向きで、チューブ１３ｃの内部に配設されている。なお、本発明は、ゴム１５ａの配設向きを、この向きに限定するものではない。つまり、ブラシ本体１１の磨耗後においても、調整部端部１３ｄに安定して弾性力（復元力）が伝わればよく、具体的には、リング状のゴム１５ａの外周面に、調整部端部１３ｄ及び本体側端部１３ｅ双方の端面が当接するように配設するようにしてもよい。

【0061】

更に、ゴム１５ａは、ブラシ本体１１が磨耗によって小さくなることにより係合凹部１１ａが整流子４側に移動し、ゴム１５ａの弾性力によって係合押圧部１３ｂが引き出されると、ゴム１５ａが伸長することによってその復元力が弱まる。ゴム１５ａは、このような場合であっても、所定の弾性力を内在する状態、換言すると、弾性変形した状態となるように、チューブ１３ｃの内部に配設されている。つまり、ゴム１５ａは、自然長よりも長くならない範囲で、調整部端部１３ｄと本体側端部１３ｅとのギャップに応じて伸縮するように配設されている。

【0062】

このように構成された長さ調整機構１３Ａｘによれば、磨耗することによってブラシ本体１１が小さくなると、係合凹部１１ａは係合押圧部１３ｂから離間しようとするが、ゴム１５ａの弾性力によって、係合凹部１１ａに追従するように調整部端部１３ｄが引き出されることとなる。このように調整部端部１３ｄが引き出されて、係合凹部１１ａと係合押圧部１３ｂとが係合することによる押圧力が、ブラシ本体１１が磨耗した場合であっても重心Ｍ１を通る方向に安定的に付加され、ブラシ本体１１と整流子４との接触を安定して維持することができる。

【0063】

上述の効果は、ゴム１５ａを用いる代わりにばねを用いても奏することができる。次に、弾性部材としての板ばね１５ｂを備える長さ調整機構１３Ａｙについて説明する。

【0064】

長さ調整機構１３Ａｙは、図９（ａ），図９（ｂ）に示すように、チューブ１３ｃの内部であって調整部端部１３ｄと本体側端部１３ｅとの間に、断面Ｕ字状に形成された板ばね１５ｂを備える。具体的には、本変形例に係る板ばね１５ｂは、そのＵ字状の並行する部位が、調整部端部１３ｄの端面及び本体側端部１３ｅの端面の双方にそれぞれ当接する向きで、チューブ１３ｃの内部に設けられている。

【0065】

更に、板ばね１５ｂは、ブラシ本体１１が磨耗によって小さくなることにより係合凹部１１ａが整流子４側に移動し、板ばね１５ｂの弾性力によって係合押圧部１３ｂが引き出されると、板ばね１５ｂが伸長することによってその弾性力が弱まる。板ばね１５ｂは、このような場合であっても、所定の弾性力を内在する状態、換言すると、弾性変形した状態となるように、チューブ１３ｃの内部に配設されている。つまり、板ばね１５ｂは、自然長よりも長くならない範囲で、調整部端部１３ｄと本体側端部１３ｅとのギャップに応じて伸縮するように配設されている。

【0066】

このように構成された長さ調整機構１３Ａｙによれば、磨耗することによってブラシ本体１１が小さくなると、係合凹部１１ａは係合押圧部１３ｂから離間しようとするが、板ばね１５ｂの弾性力によって、係合凹部１１ａに追従するように調整部端部１３ｄが引き出されることとなる。このように調整部端部１３ｄが引き出されて、係合凹部１１ａと係合押圧部１３ｂとが係合することによる押圧力が、ブラシ本体１１が磨耗した場合であっても重心Ｍ１を通る方向に安定的に付加され、ブラシ本体１１と整流子４との接触を安定して維持することができる。

【0067】

なお、上記のゴム１５ａ及び板ばね１５ｂは、弾性部材の一例であり、磨耗によって小さくなったブラシ本体１１に対して、調整部端部１３ｄの引き出しが自動でなされる程度の所定の押し出し力を調整部端部１３ｄに付与可能な弾性部材であれば、その形状は任意である。例えば、弾性部材は、板ばね１５ｂのように断面Ｕ字状のものに限定されず、長さ調整機構１３Ａｚが備えるものとして図１０（ａ），図１０（ｂ）に示すように、断面Ｎ字状に形成された板ばね１５ｃであってもよい。板ばね１５ｃは、そのＮ字状の並行する部位が、調整部端部１３ｄの端面及び本体側端部１３ｅの端面の双方にそれぞれ当接する向きで、チューブ１３ｃの内部に設けられている。

【0068】

板ばね１５ｃは、このように形成され、チューブ１３ｃ内に配設されていることで、上記構成の板ばね１５ｂと同様に、その弾性力で調整部端部１３ｄを略均一に押し出すことができ、ブラシ本体１１が磨耗した場合であっても、調整部端部１３ｄから係合押圧部１３ｂを介して係合凹部１１ａに押圧力を安定的に付加することができ、ブラシ本体１１と整流子４との接触を安定して維持することができる。

【0069】

その他、ゴム１５ａは、リング状ではなく、多角筒状、円柱状、多角柱状又は板状等で形成されるものであってもよい。また、板ばね１５ｂの代わりに、トーションばね、押しばね等から成るもの、その他合成樹脂から成るものを用いるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0070】

１‥シャフト、２‥コイル、３‥鉄心、４‥整流子、４ａ‥整流子片、５‥磁石、６‥ハウジング、７‥軸受、
１０‥エンドブラケット、１０ａ‥スプリング支持柱、１０ｂ‥スプリング支持片、
１１‥ブラシ本体、１１Ａ‥押圧面、１１Ｂ‥摺接面、１１ａ‥係合凹部、
１２‥収納ボックス、１２ａ‥ピグテール突出孔、１２ｂ‥スプリング貫通孔、
１３‥スプリング（付勢手段）、１３Ａ，１３Ａｘ，１３Ａｙ，１３Ａｚ‥長さ調整機構、１３Ｂ‥ブラシ側端部、１３Ｃ‥螺旋部、１３Ｄ‥固定側端部、１３ａ‥調整部、１３ｂ‥係合押圧部、１３ｃ‥チューブ（被覆部）、１３ｄ‥調整部端部、１３ｅ‥本体側端部、
１４‥ピグテール、
１５ａ‥ゴム、１５ｂ，１５ｃ‥板ばね
Ｍ‥モータ（直流モータ）、Ｓ‥ブラシ装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】