特許 6984436 回転電機

(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】6984436

(24)【登録日】2021年11月29日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】回転電機

(51)【国際特許分類】

   H02K 13/00 20060101AFI20211213BHJP

   H01R 39/00 20060101ALI20211213BHJP

【ＦＩ】

   H02K13/00 R

   H01R39/00 F

【請求項の数】4

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2018-9797(P2018-9797)

(22)【出願日】2018年1月24日

(65)【公開番号】特開2019-129599(P2019-129599A)

(43)【公開日】2019年8月1日

【審査請求日】2020年9月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】内田 尚克

【審査官】 宮崎 賢司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１３８５２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１１０８８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／１５７２５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０４−２００２５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０２３６６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３６９４５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １３／００

Ｈ０１Ｒ ３９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

整流子を有する電機子と、
先端が前記整流子に摺接するブラシと、
一対の側壁部及び上壁部を有し、前記ブラシを収容するブラシホルダと、
前記ブラシの後端面を前記整流子の側かつ前記上壁部の側に押圧する押圧部材と、
前記一対の側壁部のうち前記電機子の回転方向の下流側に位置する第一側壁部の内壁面の下部に突出して形成され、前記ブラシの第一側面の下部と接触する突起部と、
前記突起部の上側において、前記第一側壁部の内壁面と、前記ブラシの第一側面の上部との間に形成された間隙と、
を備える回転電機。

【請求項2】

前記突起部は、前記ブラシの第一側面の先端側下部と接触し、
前記間隙は、前記第一側壁部の内壁面と、前記ブラシの第一側面の先端側上部との間に形成されている、
請求項１に記載の回転電機。

【請求項3】

前記押圧部材は、前記ブラシの後端面を前記第一側壁部の側に押圧し、
前記ブラシは、前記第一側面の先端側下部が前記突起部と接触する第一接触点と、前記第一側面の後端が前記第一側壁部の内壁面と接触する第二接触点で、前記第一側壁部に支持され、
前記ブラシの中心軸線は、前記ブラシホルダの上面視で前記ブラシホルダの中心軸線に対して傾斜し、
前記ブラシホルダの中心軸線に沿った前記第一接触点と前記第二接触点との間の距離をＬ、前記ブラシホルダの上面視で前記ブラシホルダの中心軸線と直交する方向に沿った前記第一接触点と前記第二接触点との間の距離をＨとした場合に、前記整流子との摺接により前記ブラシの先端が摩耗しても、ａｒｃｔａｎ（Ｈ／Ｌ）が一定に保たれるように、前記第一側壁部の内壁面は、前記ブラシホルダの上面視で前記ブラシホルダの中心軸線に対して傾斜している、
請求項２に記載の回転電機。

【請求項4】

整流子を有し、双方向に回転する電機子と、
先端が前記整流子に摺接するブラシと、
一対の側壁部及び上壁部を有し、前記ブラシを収容するブラシホルダと、
前記ブラシの後端面を前記整流子の側かつ前記上壁部の側に押圧する押圧部材と、
前記一対の側壁部のうちの第一側壁部の内壁面の下部に突出して形成され、前記電機子が第一方向に回転して前記ブラシが前記第一側壁部の側に押圧された場合に、前記ブラシの第一側面の下部と接触する第一突起部と、
前記第一突起部が前記ブラシの第一側面の下部と接触した状態で、前記第一突起部の上側において、前記第一側壁部の内壁面と、前記ブラシの第一側面の上部との間に形成される第一間隙と、
前記一対の側壁部のうちの第二側壁部の内壁面の下部に突出して形成され、前記電機子が第二方向に回転して前記ブラシが前記第二側壁部の側に押圧された場合に、前記ブラシの第二側面の下部と接触する第二突起部と、
前記第二突起部が前記ブラシの第二側面の下部と接触した状態で、前記第二突起部の上側において、前記第二側壁部の内壁面と、前記ブラシの第二側面の上部との間に形成される第二間隙と、
を備える回転電機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転電機に関する。

【背景技術】

【0002】

回転電機としては、整流子を有する電機子と、先端が整流子に摺接するブラシと、ブラシを収容するブラシホルダと、ブラシの後端面を整流子の側に押圧する押圧部材とを備えるブラシ付き直流モータが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３６５３０３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような回転電機では、ブラシが整流子に摺接することに伴い、ブラシに振動が生じると、ブラシがブラシホルダに衝突し、異音が発生する虞がある。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、ブラシがブラシホルダに衝突することによる異音の発生を抑制できる回転電機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題を解決するために、請求項１に記載の回転電機は、整流子を有する電機子と、先端が前記整流子に摺接するブラシと、一対の側壁部及び上壁部を有し、前記ブラシを収容するブラシホルダと、前記ブラシの後端面を前記整流子の側かつ前記上壁部の側に押圧する押圧部材と、前記一対の側壁部のうち前記電機子の回転方向の下流側に位置する第一側壁部の内壁面の下部に突出して形成され、前記ブラシの第一側面の下部と接触する突起部と、前記突起部の上側において、前記第一側壁部の内壁面と、前記ブラシの第一側面の上部との間に形成された間隙と、を備える。

【0007】

この回転電機では、押圧部材によってブラシの後端面がブラシホルダの上壁部の側に押圧されることにより、ブラシの上面がブラシホルダの上壁部に接触する。また、電機子の回転時には、押圧部材によってブラシの後端面が整流子の側に押圧されることにより、ブラシの先端が整流子に摺接し、また、ブラシに作用する整流子の接線方向への摩擦力により、ブラシホルダに形成された一対の側壁部のうち電機子の回転方向の下流側に位置する第一側壁部の側にブラシが押圧される。

【0008】

ここで、第一側壁部の側にブラシが押圧されても、ブラシの製造時の形状誤差等により、第一側壁部の内壁面の全面にブラシの第一側面が接触せずに、ブラシの第一側面の上部が第一側壁部の内壁面に接触し、第一側壁部の内壁面と、ブラシの第一側面の下部との間に間隙が形成される場合が想定される。この場合には、ブラシの上面がブラシホルダの上壁部に支持されると共にブラシの第一側面の上部が第一側壁部の内壁面に支持された状態で、ブラシの下端側が自由状態となる。このため、ブラシが整流子から接線方向への摩擦力を受けた場合に、ブラシの下端側が整流子の接線方向に大きく振動することになり、ブラシがブラシホルダに衝突することで、異音が大きくなる虞がある。

【0009】

しかしながら、この回転電機によれば、一対の側壁部のうち電機子の回転方向の下流側に位置する第一側壁部の内壁面には、ブラシの第一側面の下部と接触する突起部が形成されている。したがって、ブラシの上面がブラシホルダの上壁部に支持されると共に、ブラシの第一側面の下部が第一側壁部の内壁面に支持された状態となる。また、第一側壁部の内壁面と、ブラシの第一側面の上部との間には間隙が形成されるので、ブラシの第一側面の下部が第一側壁部の内壁面に確実に支持される。これにより、電機子が回転しても、ブラシの下端側が第一側壁部の内壁面に支持されるため、ブラシの下端側が整流子の接線方向に振動することを抑制できる。この結果、ブラシがブラシホルダに衝突することによる異音の発生を抑制できる。

【0010】

ところで、ブラシの第一側面と第一側壁部の内壁面との接触部である突起部（支点）が整流子から遠ざかるほど、突起部からのブラシの先端のモーメント長が長くなる。この場合には、ブラシの先端の振動が大きくなり、このブラシの第一側面の先端側下部が第一側壁部と衝突することによって大きな異音が発生する虞がある。

【0011】

そこで、請求項２に記載のように、請求項１に記載の回転電機において、前記突起部が、前記ブラシの第一側面の先端側下部と接触し、前記間隙が、前記第一側壁部の内壁面と、前記ブラシの第一側面の先端側上部との間に形成されていると好適である。

【0012】

この回転電機によれば、突起部が、ブラシの第一側面の先端側下部と接触することにより、突起部からのブラシの先端のモーメント長が短くなるので、ブラシの先端の振動をより一層効果的に抑制できる。これにより、ブラシの第一側面の先端側下部が第一側壁部と衝突することによる大きな異音の発生を抑制することができる。

【0013】

なお、請求項３に記載のように、請求項２に記載の回転電機において、前記押圧部材は、前記ブラシの後端面を前記第一側壁部の側に押圧し、前記ブラシは、前記第一側面の先端側下部が前記突起部と接触する第一接触点と、前記第一側面の後端が前記第一側壁部の内壁面と接触する第二接触点で、前記第一側壁部に支持され、前記ブラシの中心軸線は、前記ブラシホルダの上面視で前記ブラシホルダの中心軸線に対して傾斜し、前記ブラシホルダの中心軸線に沿った前記第一接触点と前記第二接触点との間の距離をＬ、前記ブラシホルダの上面視で前記ブラシホルダの中心軸線と直交する方向に沿った前記第一接触点と前記第二接触点との間の距離をＨとした場合に、前記整流子との摺接により前記ブラシの先端が摩耗しても、ａｒｃｔａｎ（Ｈ／Ｌ）が一定に保たれるように、前記第一側壁部の内壁面は、前記ブラシホルダの上面視で前記ブラシホルダの中心軸線に対して傾斜していても良い。

【0014】

この回転電機によれば、整流子との摺接によりブラシの先端が摩耗しても、ａｒｃｔａｎ（Ｈ／Ｌ）が一定に保たれるように、第一側壁部の内壁面が、ブラシホルダの上面視でブラシホルダの中心軸線に対して傾斜している。したがって、整流子との摺接によりブラシの先端が摩耗しても、ブラシホルダの中心軸線に対するブラシの傾斜角度が維持される。これにより、ブラシの摩耗が進行しても、整流子に対するブラシの接触角度を維持することができる。

【0015】

また、前記課題を解決するために、請求項４に記載の回転電機は、整流子を有し、双方向に回転する電機子と、先端が前記整流子に摺接するブラシと、一対の側壁部及び上壁部を有し、前記ブラシを収容するブラシホルダと、前記ブラシの後端面を前記整流子の側かつ前記上壁部の側に押圧する押圧部材と、前記一対の側壁部のうちの第一側壁部の内壁面の下部に突出して形成され、前記電機子が第一方向に回転して前記ブラシが前記第一側壁部の側に押圧された場合に、前記ブラシの第一側面の下部と接触する第一突起部と、前記第一突起部が前記ブラシの第一側面の下部と接触した状態で、前記第一突起部の上側において、前記第一側壁部の内壁面と、前記ブラシの第一側面の上部との間に形成される第一間隙と、前記一対の側壁部のうちの第二側壁部の内壁面の下部に突出して形成され、前記電機子が第二方向に回転して前記ブラシが前記第二側壁部の側に押圧された場合に、前記ブラシの第二側面の下部と接触する第二突起部と、前記第二突起部が前記ブラシの第二側面の下部と接触した状態で、前記第二突起部の上側において、前記第二側壁部の内壁面と、前記ブラシの第二側面の上部との間に形成される第二間隙と、を備える。

【0016】

この回転電機によれば、押圧部材によってブラシの後端面がブラシホルダの上壁部の側に押圧されることにより、ブラシの上面がブラシホルダの上壁部に接触する。また、一対の側壁部のうちの第一側壁部の内壁面には、第一突起部が形成されており、電機子が第一方向に回転してブラシが第一側壁部の側に押圧された場合には、第一突起部がブラシの第一側面の下部と接触することにより、ブラシの上面がブラシホルダの上壁部に支持されることに加えて、ブラシの第一側面の下部が第一側壁部の内壁面に支持された状態となる。また、このときには、第一側壁部の内壁面と、ブラシの第一側面の上部との間には間隙が形成されるので、ブラシの第一側面の下部が第一側壁部の内壁面に確実に支持される。これにより、電機子が第一方向に回転しても、ブラシの下端側が第一側壁部の内壁面に支持されるため、ブラシの下端側が整流子の接線方向に振動することを抑制できる。

【0017】

また、一対の側壁部のうちの第二側壁部の内壁面には、第二突起部が形成されており、電機子が第二方向に回転してブラシが第二側壁部の側に押圧された場合には、第二突起部がブラシの第二側面の下部と接触することにより、ブラシの上面がブラシホルダの上壁部に支持されることに加えて、ブラシの第二側面の下部が第二側壁部の内壁面に支持された状態となる。また、このときには、第二側壁部の内壁面と、ブラシの第二側面の上部との間には間隙が形成されるので、ブラシの第二側面の下部が第二側壁部の内壁面に確実に支持される。これにより、電機子が第二方向に回転しても、ブラシの下端側が第二側壁部の内壁面に支持されるため、ブラシの下端側が整流子の接線方向に振動することを抑制できる。以上より、電機子が第一方向及び第二方向のいずれの方向に回転する場合にも、ブラシがブラシホルダに衝突することによる異音の発生を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の第一実施形態に係る回転電機の斜視図である。

【図2】図１の回転電機の縦断面図である。

【図3】図２のブラシホルダ及びその周辺部を模式的に示す図である。

【図4】図３のブラシホルダによるブラシの支持位置を模式的に示す図である。

【図5】図２のフロントハウジングを具体的に示す下面図である。

【図6】図５のＦ５−Ｆ５線断面図である。

【図7】本発明の第二実施形態において電機子が第一方向に回転する場合のブラシホルダ及びその周辺部を模式的に示す図である。

【図8】本発明の第二実施形態において電機子が第二方向に回転する場合のブラシホルダ及びその周辺部を模式的に示す図である。

【図9】本発明の第三実施形態を比較例と共に説明する図である。

【図10】本発明の第三実施形態の効果を説明するグラフである。

【図11】比較例に係るブラシホルダ及びその周辺部を模式的に示す図である。

【図12】図１１のブラシホルダによるブラシの支持位置の違いを模式的に示す図である。

【図13】ブラシからブラシホルダの第一側壁部に伝わる振動の測定箇所を説明する図である。

【図14】図１３の測定による結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

［第一実施形態］
はじめに、本発明の第一実施形態について説明する。

【0020】

図１に示される本発明の第一実施形態に係る回転電機１０は、ブラシ付き直流モータである。なお、図１及び以下の各図において、矢印Ｚ１は、回転電機１０の軸方向一方側を示し、矢印Ｚ２は、回転電機１０の軸方向他方側を示している。図２（図１も適宜参照）に示されるように、回転電機１０は、電機子１２と、ヨーク１４と、マグネット１６と、エンドハウジング１８と、ブラシ装置２０とを備えている。

【0021】

電機子１２は、回転子であり、シャフト２２と、コア２４と、整流子２６と、巻線２８とを有している。コア２４及び整流子２６は、シャフト２２に固定されている。シャフト２２の先端側は、後述するフロントハウジング４０に設けられた軸受３０によって回転可能に支持されており、シャフト２２の後端側は、後述するエンドハウジング１８に設けられた軸受３２によって回転可能に支持されている。巻線２８は、コア２４に巻装されると共に、整流子２６に接続されている。第一実施形態では、一例として、電機子１２が第一方向にのみ回転する仕様とされている。

【0022】

ヨーク１４は、筒状に形成されており、このヨーク１４の内側には、電機子１２が回転可能に収容されている。マグネット１６は、ヨーク１４の内周面に固定されており、コア２４の径方向外側にコア２４と対向して配置されている。エンドハウジング１８は、ヨーク１４におけるブラシ装置２０と反対側に設けられており、ヨーク１４におけるブラシ装置２０と反対側の開口部を塞いでいる。

【0023】

ブラシ装置２０は、複数のブラシ３４と、押圧部材３６と、保持部材３８と、フロントハウジング４０とを有している。フロントハウジング４０は、樹脂製とされており、ハウジング本体４２と複数のブラシホルダ４４（ブラシ収容部）とを有している。ハウジング本体４２は、ヨーク１４の軸方向一方側に設けられており、ヨーク１４における軸方向一方側の開口部を塞いでいる。

【0024】

ハウジング本体４２の軸芯部には、上述の軸受３０を収容する凹状の軸受収容部４６が形成されている。また、このハウジング本体４２には、軸受収容部４６の周囲に拡がる傾斜部４８が形成されている。傾斜部４８は、フロントハウジング４０の縦断面視においてハウジング本体４２の径方向外側に向かうに従ってヨーク１４側に向かうようにハウジング本体４２の径方向に対して傾斜している。

【0025】

ブラシホルダ４４は、ハウジング本体４２の周方向の一部に形成されると共に、ハウジング本体４２からヨーク１４と反対側に膨出している。このブラシホルダ４４は、一対の側壁部としての第一側壁部５０及び第二側壁部５２と、第一側壁部５０及び第二側壁部５２の上端部を繋ぐ上壁部５４とを有している（図１参照）。このブラシホルダ４４は、ハウジング本体４２の径方向に沿って延びている。

【0026】

このブラシホルダ４４における軸受収容部４６側であって後述するブラシ３４の先端が位置する側は、ブラシホルダ４４の先端側であり、このブラシホルダ４４の先端は、軸受収容部４６の周壁部に接続されている。また、このブラシホルダ４４は、フロントハウジング４０の縦断面視においてハウジング本体４２の径方向外側に向かうに従ってヨーク１４側に向かうようにハウジング本体４２の径方向に対して全体的に傾斜している（図１参照）。

【0027】

このブラシホルダ４４における軸受収容部４６と反対側であって後述するブラシ３４の後端面が位置する側は、ブラシホルダ４４の後端側であり、このブラシホルダ４４の後端は、フロントハウジング４０の外縁部に位置している。

【0028】

ブラシ３４は、その先端側から後端側に亘ってブラシホルダ４４に収容されている。ブラシ３４は、整流子２６に対する径方向外側に配置されており、このブラシ３４の先端は、整流子２６の外周面に接触している。このブラシ３４の先端は、電機子１２の回転に伴い整流子２６と摺接される。

【0029】

保持部材３８は、ブラシホルダ４４に組み付けられており、ブラシホルダ４４の後端開口部を塞ぐ蓋部５６を有している。押圧部材３６は、一例として、コイルスプリングである。この押圧部材３６は、ブラシ３４と蓋部５６との間に介在しており、蓋部５６に対してブラシ３４を整流子２６の側に押圧している。

【0030】

ところで、冒頭で説明した通り、このような回転電機１０では、ブラシ３４が整流子２６に摺接することに伴い、ブラシ３４に振動が生じると、ブラシ３４がブラシホルダ４４に衝突し、異音が発生する虞がある。そこで、本発明の第一実施形態では、以下のブラシ制振構造が採用される。先ず、本発明の第一実施形態に係るブラシ制振構造の優位性を明確にするために、そのブラシ制振構造を発明するに至った経緯について説明する。

【0031】

図１１は、比較例に係るブラシホルダ４４及びその周辺部を模式的に示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は下面図、（Ｃ）は背面図である。この図１１（Ａ）〜（Ｃ）では、ブラシホルダ４４が断面で示されている。この比較例において、本発明の第一実施形態から後述するブラシ制振構造が省かれた以外は本発明の第一実施形態と同様の構成である。

【0032】

なお、整流子２６を含む電機子１２は、第一方向の一例として、第二側壁部５２から第一側壁部５０の側へ向けて回転する。このため、第一側壁部５０は、第二側壁部５２に対して電機子１２の回転方向の下流側に位置する。

【0033】

また、ブラシ３４は、第一側面３４Ａ、第二側面３４Ｂ、上面３４Ｃ、下面３４Ｄ、及び、後端面３４Ｅを有する。ブラシ３４の後端面３４Ｅには、押圧部材３６によってブラシ３４が上壁部５４の側かつ第一側壁部５０の側に押圧される向きに傾斜する傾斜面３４Ｆが形成されている。

【0034】

傾斜面３４Ｆは、下面視で第二側壁部５２の側に向かうに従ってブラシ３４の先側に向かうようにブラシ３４の前後方向（矢印Ａ方向）に対して傾斜すると共に、側面視で上壁部５４の側に向かうに従ってブラシ３４の後側に向かうようにブラシ３４の上下方向（矢印Ｂ方向）に対して傾斜している。このため、ブラシ３４は、押圧部材３６によって傾斜面３４Ｆが押圧されることにより、上壁部５４の側かつ第一側壁部５０の側に押圧される。

【0035】

図１２は、図１１のブラシホルダ４４によるブラシ３４の支持位置の違いを模式的に示す図であり、（Ａ）は設計思想を示し、（Ｂ）はブラシ３４に製造時の形状誤差が生じた場合の例を示す。なお、以下の説明において、ブラシ３４の上側は、矢印Ｚ１側に相当し、ブラシ３４の下側は、矢印Ｚ２側に相当する。

【0036】

図１２（Ａ）の背面視で示されるように、設計思想としては、第一側壁部５０の内壁面５０Ａの全面にブラシ３４の第一側面３４Ａが接触するようにしている。しかしながら、実際には、ブラシ３４に製造時の形状誤差が生じる。図１２（Ｂ）に示される例では、ブラシ３４に製造時の形状誤差が生じることにより、第一側壁部５０の内壁面５０Ａの全面にブラシ３４の第一側面３４Ａが接触せずに、ブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側上部３４Ｇが第一側壁部５０の内壁面５０Ａに接触し、第一側壁部５０の内壁面５０Ａと、ブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側下部３４Ｈとの間に間隙５８が形成される。

【0037】

この場合には、ブラシ３４の上面３４Ｃがブラシホルダ４４の上壁部５４に支持されると共にブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側上部３４Ｇが第一側壁部５０の内壁面５０Ａに支持された状態で、ブラシ３４の下端側が自由状態となる。このため、ブラシ３４が整流子２６から接線方向への摩擦力を受けた場合に、ブラシ３４の下端側が整流子２６の接線方向に大きく振動することになり、ブラシ３４がブラシホルダ４４に衝突することで、異音が大きくなる虞がある。

【0038】

また、図１２の下面視で示されるように、ブラシ３４の第一側面３４Ａと第一側壁部５０の内壁面５０Ａとの接触部６０（支点）が整流子２６から遠ざかるほど、接触部６０からのブラシ３４の先端のモーメント長Ｌ_Ｍが長くなる。この場合には、ブラシ３４の先端の振動が大きくなり、図１２（Ｂ）の背面視で示される先端側下部３４Ｈが第一側壁部５０と衝突することによって大きな異音が発生する虞がある。

【0039】

続いて、ブラシ３４の振動を測定した結果について説明する。図１３は、ブラシ３４からブラシホルダ４４の第一側壁部５０に伝わる振動の測定箇所を示す図である。本測定では、一例として、非接触式（レーザ式）振動計測器を用いて振動を測定する。測定箇所Ｐ１は、ブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側上部に対応し、測定箇所Ｐ２は、ブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側下部に対応し、測定箇所Ｐ３は、ブラシ３４の第一側面３４Ａの後端側上部に対応し、測定箇所Ｐ４は、ブラシ３４の第一側面３４Ａの後端側下部に対応する。

【0040】

図１４は、図１３の測定による結果を示す図である。図１４に示されるように、測定箇所Ｐ２、すなわち、ブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側下部の振動が大きいことが分かる。

【0041】

そこで、本発明の第一実施形態では、以下のブラシ制振構造が採用される。図３は、本発明の第一実施形態におけるブラシホルダ４４及びその周辺部を模式的に示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は下面図、（Ｃ）は背面図である。この図３（Ａ）〜（Ｃ）では、ブラシホルダ４４が断面で示されている。

【0042】

図３に示されるように、本発明の第一実施形態において、第一側壁部５０の内壁面５０Ａには、ブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側下部３４Ｈと対応する位置に突起状の突起部６６が突出して形成されている。そして、この突起部６６は、ブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側下部３４Ｈと接触している。また、突起部６６がブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側下部３４Ｈと接触することにより、第一側壁部５０の内壁面５０Ａと、ブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側上部３４Ｇとの間には、間隙６８が形成されている。

【0043】

図４は、図３のブラシホルダ４４によるブラシ３４の支持位置を模式的に示す図である。図４に示されるように、本発明の第一実施形態では、ブラシ３４の上面３４Ｃがブラシホルダ４４の上壁部５４に支持されると共に、ブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側下部３４Ｈが第一側壁部５０の内壁面５０Ａ（突起部６６）に支持される。また、第一側壁部５０の内壁面５０Ａと、ブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側上部３４Ｇとの間には間隙６８が形成され、これにより、ブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側下部３４Ｈが第一側壁部５０の内壁面５０Ａに確実に支持される。

【0044】

また、上述のように、突起部６６が、ブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側下部３４Ｈと接触することにより、図４の下面視で示される如く、接触部６０（突起部６６）からのブラシ３４の先端のモーメント長Ｌ_Ｍが短くなっている。

【0045】

図５は、図２のフロントハウジング４０を具体的に示す下面図であり、図６は、図５のＦ５−Ｆ５線断面図である。図５、図６に示されるように、第一側壁部５０の内壁面５０Ａには、突起状の突起部６６が形成されている。第一側壁部５０の内壁面５０Ａに対する突起部６６の突出高さＨは、例えば、０．１５ｍｍ程度である。

【0046】

次に、本発明の第一実施形態の作用及び効果について説明する。

【0047】

以上詳述したように、本発明の第一実施形態に係る回転電機１０では、押圧部材３６によってブラシ３４の後端面３４Ｅがブラシホルダ４４の上壁部５４の側に押圧されることにより、ブラシ３４の上面３４Ｃがブラシホルダ４４の上壁部５４に接触する。また、電機子１２の回転時には、押圧部材３６によってブラシ３４の後端面３４Ｅが整流子２６の側に押圧されることにより、ブラシ３４の先端が整流子２６に摺接し、また、ブラシ３４に作用する整流子２６の接線方向への摩擦力及び押圧部材３６による第一側壁部５０の側への押圧力により、電機子１２の回転方向の下流側に位置する第一側壁部５０の側にブラシ３４が押圧される。

【0048】

ここで、電機子１２の回転方向の下流側に位置する第一側壁部５０の内壁面５０Ａには、ブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側下部３４Ｈと接触する突起部６６が形成されている。したがって、ブラシ３４の上面３４Ｃがブラシホルダ４４の上壁部５４に支持されることに加え、ブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側下部３４Ｈが第一側壁部５０の内壁面５０Ａに支持された状態となる。また、第一側壁部５０の内壁面５０Ａと、ブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側上部３４Ｇとの間には間隙６８が形成されるので、ブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側下部３４Ｈが第一側壁部５０の内壁面５０Ａに確実に支持される。

【0049】

これにより、電機子１２が回転しても、ブラシ３４の下端側が第一側壁部５０の内壁面５０Ａに支持されるため、ブラシ３４の下端側が整流子２６の接線方向に振動することを抑制できる。この結果、ブラシ３４がブラシホルダ４４に衝突することによる異音の発生を抑制できる。

【0050】

特に、突起部６６が、ブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側下部３４Ｈと接触することにより、突起部６６（接触部６０）からのブラシ３４の先端のモーメント長Ｌ_Ｍが短くなるので、ブラシ３４の先端の振動をより一層効果的に抑制できる。これにより、ブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側下部３４Ｈが第一側壁部５０と衝突することによる大きな異音の発生を抑制することができる。

【0051】

次に、本発明の第一実施形態の変形例について説明する。

【0052】

上記第一実施形態において、より好ましくは、全てのブラシホルダ４４の第一側壁部５０の内壁面５０Ａに突起部６６が形成されるが、複数のブラシホルダ４４には、第一側壁部５０の内壁面５０Ａに突起部６６が形成されていないブラシホルダ４４が含まれていても良い。

【0053】

また、上記第一実施形態において、ブラシ３４の後端面３４Ｅに形成された傾斜面３４Ｆは、より好ましくは、押圧部材３６によってブラシ３４が上壁部５４の側かつ第一側壁部５０の側に押圧される向きに傾斜する。しかしながら、傾斜面３４Ｆは、押圧部材３６によってブラシ３４が上壁部５４の側にのみ押圧される向きに傾斜しても良い。

【0054】

また、上記第一実施形態において、より好ましくは、突起部６６が、ブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側下部３４Ｈと対応して、第一側壁部５０の整流子２６側の端部に形成され、間隙６８が、第一側壁部５０の内壁面５０Ａと、ブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側上部３４Ｇとの間に形成される。しかしながら、突起部６６は、ブラシ３４の第一側面３４Ａの下部と対応していれば、第一側壁部５０の前後方向のどの位置に形成されても良い。また、間隙６８も、突起部６６の位置に対応して、第一側壁部５０の内壁面５０Ａと、ブラシ３４の第一側面３４Ａの上部との間に形成されても良い。

【0055】

なお、上記複数の変形例は、適宜、組み合わされて実施されても良い。

【0056】

［本発明の第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について説明する。

【0057】

図７、図８に示される本発明の第二実施形態では、一例として、電機子１２が第一方向及び第二方向の双方向に回転する仕様とされている。図７は、本発明の第二実施形態において電機子１２が第一方向に回転する場合のブラシホルダ４４及びその周辺部を模式的に示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は下面図、（Ｃ）は背面図である。また、図８は、本発明の第二実施形態において電機子１２が第二方向に回転する場合のブラシホルダ４４及びその周辺部を模式的に示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は下面図、（Ｃ）は背面図である。図７（Ａ）〜（Ｃ）及び図８（Ａ）〜（Ｃ）では、ブラシホルダ４４が断面で示されている。

【0058】

本発明の第二実施形態では、上述の本発明の第一実施形態に対し、次のように構成が変更されている。すなわち、本発明の第二実施形態では、電機子１２が双方向に回転することに対応して、ブラシホルダ４４の第二側壁部５２が、第一側壁部５０と対称に構成されている。そして、この第二側壁部５２には、第一側壁部５０の突起部６６と同様の突起部７６が形成されている。

【0059】

第一側壁部５０の突起部６６は、本発明における「第一突起部」の一例であり、第二側壁部５２の突起部７６は、本発明における「第二突起部」の一例である。図７に示されるように、突起部６６は、第一側壁部５０の内壁面５０Ａに突出して形成され、ブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側下部３４Ｈと接触可能となっている。また、図８に示されるように、突起部７６は、第二側壁部５２の内壁面５２Ａに突出して形成され、ブラシ３４の第二側面３４Ｂの先端側下部３４Ｉと接触可能となっている。

【0060】

この第一変形例では、図７に示されるように、電機子１２が第一方向に回転すると、ブラシ３４に作用する整流子２６の接線方向への摩擦力及び押圧部材３６による第一側壁部５０の側への押圧力により、ブラシ３４が第一側壁部５０の側に押圧され、突起部６６が、ブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側下部３４Ｈと接触する。また、このように突起部６６がブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側下部３４Ｈと接触した状態において、第一側壁部５０の内壁面５０Ａと、ブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側上部３４Ｇとの間には、間隙６８が形成される。

【0061】

一方、図８に示されるように、電機子１２が第二方向に回転すると、ブラシ３４に作用する整流子２６の接線方向への摩擦力により、ブラシ３４が第二側壁部５２の側に押圧され、突起部７６が、ブラシ３４の第二側面３４Ｂの先端側下部３４Ｉと接触する。また、このように突起部７６がブラシ３４の第二側面３４Ｂの先端側下部３４Ｉと接触した状態において、第二側壁部５２の内壁面５２Ａと、ブラシ３４の第二側面３４Ｂの先端側上部３４Ｊとの間には、間隙７８が形成される。間隙６８は、本発明における「第一間隙」の一例であり、間隙７８は、本発明における「第二間隙」の一例である。

【0062】

この本発明の第二実施形態によれば、図７に示されるように、電機子１２が第一方向に回転してブラシ３４が第一側壁部５０の側に押圧された場合には、突起部６６がブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側下部３４Ｈと接触することにより、ブラシ３４の上面３４Ｃがブラシホルダ４４の上壁部５４に支持されることに加え、ブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側下部３４Ｈが第一側壁部５０の内壁面５０Ａに支持された状態となる。また、このときには、第一側壁部５０の内壁面５０Ａと、ブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側上部３４Ｇとの間には間隙６８が形成されるので、ブラシ３４の第一側面３４Ａの先端側下部３４Ｈが第一側壁部５０の内壁面５０Ａに確実に支持される。これにより、電機子１２が第一方向に回転しても、ブラシ３４の下端側が第一側壁部５０の内壁面５０Ａに支持されるため、ブラシ３４の下端側が整流子２６の接線方向に振動することを抑制できる。

【0063】

また、図８に示されるように、電機子１２が第二方向に回転してブラシ３４が第二側壁部５２の側に押圧された場合には、突起部７６がブラシ３４の第二側面３４Ｂの先端側下部３４Ｉと接触することにより、ブラシ３４の上面３４Ｃがブラシホルダ４４の上壁部５４に支持されることに加え、ブラシ３４の第二側面３４Ｂの先端側下部３４Ｉが第二側壁部５２の内壁面５２Ａに支持された状態となる。また、このときには、第二側壁部５２の内壁面５２Ａと、ブラシ３４の第二側面３４Ｂの先端側上部３４Ｊとの間には間隙７８が形成されるので、ブラシ３４の第二側面３４Ｂの先端側下部３４Ｉが第二側壁部５２の内壁面５２Ａに確実に支持される。これにより、電機子１２が第二方向に回転しても、ブラシ３４の下端側が第二側壁部５２の内壁面５２Ａに支持されるため、ブラシ３４の下端側が整流子２６の接線方向に振動することを抑制できる。以上より、電機子１２が第一方向及び第二方向のいずれの方向に回転する場合にも、ブラシ３４がブラシホルダ４４に衝突することによる異音の発生を抑制できる。

【0064】

なお、本発明の第二実施形態では、上記第一実施形態の変形例が適用されても良い。

【0065】

［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態について説明する。

【0066】

図９（Ａ）は、本発明の第三実施形態に対する比較例を示す上面図である。この比較例では、第一側壁部５０及び第二側壁部５２の内壁面５０Ａ、５２Ａがストレート状に形成されている。第一側壁部５０及び第二側壁部５２は、対称に構成されている。電機子１２が第一方向に回転する場合、ブラシ３４は、第一側面３４Ａの先端側下部３４Ｈが突起部６６と接触する第一接触点９０と、第一側面３４Ａの後端が第一側壁部５０の内壁面５０Ａと接触する第二接触点９２で、第一側壁部５０に支持される。この場合、ブラシ３４の中心軸線Ａ１は、ブラシホルダ４４の上面視でブラシホルダ４４の中心軸線Ａ２に対して傾斜する。

【0067】

この比較例において、ブラシ３４の使用初期の段階では、ブラシホルダ４４の中心軸線Ａ２に沿った第一接触点９０と第二接触点９２との間の距離ＬはＬ０である。また、ブラシホルダ４４の上面視でブラシホルダ４４の中心軸線Ａ２と直交する方向に沿った第一接触点９０と第二接触点９２との間の距離は、第一側壁部５０の内壁面５０Ａに対する突起部６６の突出高さに相当するので、距離Ｈで一定である。そして、ブラシ３４の使用初期の段階では、ブラシホルダ４４の上面視でブラシホルダ４４の中心軸線Ａ２に対するブラシ３４の中心軸線Ａ１の傾斜角度θ０は、以下の式（１）で算出される。
θ０＝ａｒｃｔａｎ（Ｈ／Ｌ０）・・・（１）

【0068】

一方、ブラシ３４の寿命末期の段階では、ブラシホルダ４４の中心軸線Ａ２に沿った第一接触点９０と第二接触点９２との間の距離ＬはＬ１（Ｌ０＞Ｌ１）となる。そして、ブラシ３４の寿命末期の段階では、ブラシホルダ４４の上面視でブラシホルダ４４の中心軸線Ａ２に対するブラシ３４の中心軸線Ａ１の傾斜角度θ１は、以下の式（２）で算出される。
θ１＝ａｒｃｔａｎ（Ｈ／Ｌ１）・・・（２）

【0069】

しかしながら、この比較例のように、第一側壁部５０及び第二側壁部５２の内壁面５０Ａ、５２Ａをストレート状にした場合には、ブラシ３４の摩耗に伴って、ブラシホルダ４４の中心軸線Ａ２に沿った第一接触点９０と第二接触点９２との間の距離Ｌが短くなることにより、傾斜角度がθ０からθ１に増加する（θ０＜θ１）。つまり、ブラシ３４の摩耗が進行すると、整流子２６に対するブラシ３４の接触角度が変化する。

【0070】

これに対し、本発明の第三実施形態では、次のように構成される。図９（Ｂ）は、本発明の第三実施形態を示す上面図である。本発明の第三実施形態において、第一側壁部５０及び第二側壁部５２の内壁面５０Ａ、５２Ａは、第一側壁部５０及び第二側壁部５２の後端側に向かうに従って内壁面５０Ａ、５２Ａの間隔が拡がるようにテーパ状に形成されている。第一側壁部５０及び第二側壁部５２は、対称に構成されている。

【0071】

また、本発明の第三実施形態では、ブラシ３４の使用初期の段階と、ブラシ３４の寿命末期の段階で傾斜角度θが同じになるように、第一側壁部５０及び第二側壁部５２の内壁面５０Ａ、５２Ａが、ブラシホルダ４４の上面視でブラシホルダ４４の中心軸線Ａ２に対して傾斜している。

【0072】

つまり、本発明の第三実施形態では、ブラシ３４の使用初期の段階では距離Ｌ＝Ｌ０、距離Ｈ＝Ｈ０となり、ブラシ３４の寿命末期の段階では距離Ｌ＝Ｌ１、距離Ｈ＝Ｈ１となるが、整流子２６との摺接によりブラシ３４の先端が摩耗しても、式（３）で示される傾斜角度θが一定に保たれるように、第一側壁部５０及び第二側壁部５２の内壁面５０Ａ、５２Ａは、ブラシホルダ４４の上面視でブラシホルダ４４の中心軸線Ａ２に対して傾斜している。
θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｈ／Ｌ）・・・（３）

【0073】

ここで、図１０は、本発明の第三実施形態の効果を説明するグラフである。図１０において、縦軸はブラシ３４の傾斜角度、横軸はブラシ３４の摩耗量を示している。また、グラフＧ１は、図９（Ａ）のように第一側壁部５０及び第二側壁部５２の内壁面５０Ａ、５２Ａがストレート状である場合を示し、グラフＧ２は、図９（Ｂ）のように第一側壁部５０及び第二側壁部５２の内壁面５０Ａ、５２Ａがテーパ状である場合を示している。

【0074】

図１０に示されるように、第一側壁部５０及び第二側壁部５２の内壁面５０Ａ、５２Ａがストレート状である場合には、ブラシ３４の摩耗に伴い傾斜角度が増加するが、第一側壁部５０及び第二側壁部５２の内壁面５０Ａ、５２Ａが上述のようにテーパ状である場合には、ブラシ３４の先端が摩耗しても、ブラシ３４の傾斜角度がほぼ一定に維持される。

【0075】

このように、第三実施形態によれば、整流子２６との摺接によりブラシ３４の先端が摩耗しても、ブラシホルダ４４の中心軸線Ａ２に対するブラシ３４の傾斜角度が維持される。これにより、ブラシ３４の摩耗が進行しても、整流子２６に対するブラシ３４の接触角度を維持することができる。

【0076】

なお、本発明の第三実施形態では、第一側壁部５０及び第二側壁部５２にそれぞれ突起部６６、７６が形成されているが、電機子１２が第一方向にのみ回転する場合には、この第一方向に対応する第一側壁部５０にのみ突起部６６が形成されていても良い。

【0077】

また、電機子１２が第一方向にのみ回転する場合に、この第一方向に対応する第一側壁部５０のみが上記式（３）を満たすように傾斜していても良い。

【0078】

また、第三実施形態では、上記第一実施形態の変形例が適用されても良い。

【0079】

以上、本発明の第一乃至第三実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0080】

１０…回転電機，１２…電機子、１４…ヨーク、１６…マグネット、１８…エンドハウジング、２０…ブラシ装置、２２…シャフト、２４…コア、２６…整流子、２８…巻線、３０、３２…軸受、３４…ブラシ、３４Ａ…第一側面、３４Ｂ…第二側面、３４Ｃ…上面、３４Ｄ…下面、３４Ｅ…後端面、３４Ｆ…傾斜面、３４Ｇ…先端側上部、３４Ｈ…先端側下部、３４Ｉ…先端側下部、３４Ｊ…先端側上部、３６…押圧部材、３８…保持部材、４０…フロントハウジング、４２…ハウジング本体、４４…ブラシホルダ、４６…軸受収容部、４８…傾斜部、５０…第一側壁部、５０Ａ…内壁面、５２…第二側壁部、５２Ａ…内壁面、５４…上壁部、５６…蓋部、５８…間隙、６０…接触部、６６…突起部（「突起部」及び「第一突起部」の一例）、６８…間隙（「間隙」及び「第一間隙」の一例）、７６…突起部（「第二突起部」の一例）、７８…間隙（「第二間隙」の一例）、９０…第一接触点、９２…第二接触点、Ａ１…ブラシの中心軸線、Ａ２…ブラシホルダの中心軸線

【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】

【図14】