モータ
【課題】 ブラシの軸方向への振動を抑制し、ブラシの径方向への作動が良好なモータを提供する。
【解決手段】 第２スプリングの第２アーム部２７２は、ブラシ２２をホルダ２５の第１案内面２５３側に傾けつつ整流子１８に押し付ける。ブラシ２２は、径外角部２２２がホルダ２５の第１案内面２５３に線接触で当接し、径内角部２２３が第２案内面２５４に線接触で当接する。これにより、ブラシ２２は、ホルダ２５の第１案内面２５３と第２案内面２５４との間で軸方向のガタ無く保持される。そのため、ブラシ２２を軸方向へ振動しないように安定して保持することができる。また、ブラシ２２とホルダ２５との接触面積が少ないため、ブラシ２２が径方向へ円滑に移動可能である。よって、整流子１８の径方向変位に対してブラシ２２が追従可能である。
【解決手段】 第２スプリングの第２アーム部２７２は、ブラシ２２をホルダ２５の第１案内面２５３側に傾けつつ整流子１８に押し付ける。ブラシ２２は、径外角部２２２がホルダ２５の第１案内面２５３に線接触で当接し、径内角部２２３が第２案内面２５４に線接触で当接する。これにより、ブラシ２２は、ホルダ２５の第１案内面２５３と第２案内面２５４との間で軸方向のガタ無く保持される。そのため、ブラシ２２を軸方向へ振動しないように安定して保持することができる。また、ブラシ２２とホルダ２５との接触面積が少ないため、ブラシ２２が径方向へ円滑に移動可能である。よって、整流子１８の径方向変位に対してブラシ２２が追従可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシ付きのモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブラシ付きモータは、電源に電気的に接続されているブラシがコイルと共に回転する整流子に接触してコイルに電流が供給される。ブラシが整流子に接触する面は、モータの耐久使用により摩耗する。そこで一般にブラシは、例えばスプリング等で整流子に押し付けられ、整流子との接触で摩耗した分だけ整流子側に送り出されるようになっている。このブラシは、ホルダにより整流子側に移動可能に案内される。
ところで、電機子の軸方向のガタの影響で整流子が回転中に軸方向へ振動する。この整流子の軸方向への振動に起因してブラシが軸方向へ振動すると異音が発生する。そのため、軸方向へ振動しないようにブラシを保持することが要求される。
【０００３】
特許文献１に開示されたホルダは、整流子に対し径外方向へ延びるガイドレールを形成する。ブラシは、整流子とは反対側の端部に、径外方向へ向かうほどガイドレール側に傾くスプリング押圧面を形成する。スプリングは、ブラシのスプリング押圧面に当接し、ブラシの整流子とは反対側の端部をガイドレールに押し付ける。
特許文献２に開示されたホルダは、整流子の径外方向へ向かうほどブラシ側に傾くブラシ摺動面を形成する。スプリングは、ブラシをホルダのブラシ摺動面に押し付ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１３６０６１号公報
【特許文献２】特開２００８−０９２６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、整流子の複数の電極板間にスリットが形成されることや整流子の径外面の真円度が低いこと等の影響で、ブラシに対する整流子の径外面の径寸法は、回転位相に応じて変化する。この整流子の径外面の径寸法の変化に起因してブラシが整流子から離れると、ブラシと整流子との間で放電が発生する。ブラシと整流子との間で放電が発生すると、ブラシおよび整流子が放電摩耗を起こし、ブラシと整流子との接触不良を引き起こすおそれがある。そのため、整流子側への作動が良好となるようブラシを保持することが要求される。
【０００６】
これに対し、特許文献１に開示されたモータでは、ブラシがホルダのガイドレールに面接触する。また、特許文献２に開示されたモータでは、ブラシがホルダのブラシ摺動面に面接触する。したがって、ブラシとホルダとの摩擦抵抗が大きいので、ブラシの径方向の動きがホルダに阻害されるという問題がある。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転する電極板に当接するブラシの軸方向への振動を抑制し、ブラシの径方向への作動が良好な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】
【０００７】
請求項１に記載の発明によるモータは、ハウジング、シャフト、電機子、複数の電極板、複数のホルダおよび付勢部材を備える。シャフトは、ハウジングに回転可能に取り付けられる。電機子は、シャフトと共に回転する。シャフトの回転方向に互いに離間する複数の電極板は、電機子と共に回転し、電機子に供給される電流を整流する。複数の電極板と摺動可能な複数のブラシは、電機子の回転に伴い複数の電極板と順に接触する。
ホルダは、複数のブラシのうち少なくとも一つの特定ブラシに対応して設けられる。このホルダは、シャフトの回転軸に垂直な第１案内面と、第１案内面に平行で且つ特定ブラシに対し第１案内面とは反対側に位置する第２案内面とを有する。またホルダは、特定ブラシをシャフトの径内外方向へ移動可能に案内する。
【０００８】
付勢部材は、特定ブラシのうち径外方向に位置する径外角部がホルダの第１案内面に線接触または点接触で当接し、特定ブラシのうち径内方向に位置する径内角部がホルダの第２案内面に線接触または点接触で当接し、且つ、特定ブラシのうち径内方向に位置する径内端が電極板に当接するように、特定ブラシを付勢する。
この構成によれば、特定ブラシは、軸方向でガタが無いように第１案内面と第２案内面との間で保持される。そのため、特定ブラシを軸方向へ振動しないように安定して保持することができる。
また、第１案内面および第２案内面には特定ブラシの角部が線接触または点接触で当接するため、特定ブラシとホルダとの接触面積が少ない。そのため、特定ブラシが径方向へ円滑に移動可能である。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、付勢部材は、一端がハウジングに係止され、他端が特定ブラシに係止されるねじりばね或いは板ばねから構成される。これによれば、付勢部材の構造が簡易となる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、特定ブラシに対する付勢部材の付勢力は、特定ブラシのうち径外方向に位置する径外端部に作用し、且つ、軸方向で特定ブラシの径内端より第１案内面側に向かう方向へ作用する。これにより、ホルダの第１案内面と第２案内面との間で特定ブラシを傾け、特定ブラシの径外角部を第１案内面に当接させ、特定ブラシの径内角部を第２案内面に当接させることができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、特定ブラシの径内端は、第２案内面に対し第１案内面側ほど電極板から離間するテーパ面状である。これにより、使用初期でのブラシと電極板と摺動を円滑にし、振動等の発生を抑制することができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明では、ホルダは、第１規制面および第２規制面を有する。第１規制面は、特定ブラシに対し回転方向前方で第１案内面と第２案内面とを接続し、ブラシの回転方向前方への移動を規制する。第２規制面は、特定ブラシに対し回転方向後方で第１案内面と第２案内面とを接続し、ブラシの回転方向後方への移動を規制する。これにより、ホルダはブラシをより安定的に保持することができる。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のモータが適用される電子スロットル装置である。モータは、エンジンの吸入空気通路を開閉可能な弁部材を駆動するアクチュエータとして用いられる。電子スロットル装置は、車両の中でも特に、他の装置等で発生する振動が伝わる。本発明によれば、電子スロットル装置に適用されるモータでブラシをホルダに安定して保持させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態によるモータが適用された電子スロットル装置の断面図である。
【図２】図１の電子スロットル装置のカバーを外してＩＩ矢印方向から見た図である。
【図３】図１のモータのＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図３のモータのハウジングを外してＩＶ矢印方向から見た図である。
【図５】図４のＶ矢印方向から見た図である。
【図６】図３のモータのブラシと整流子とホルダとを示す模式図であって、ブラシの使用初期段階を示す図である。
【図７】図３のモータのブラシと整流子とホルダとを示す模式図であって、ブラシの使用中期段階を示す図である。
【図８】図３のモータのブラシと整流子とホルダとを示す模式図であって、ブラシの使用末期段階を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態のモータのブラシと整流子とホルダとを示す模式図であって、ブラシの使用初期段階を示す図である。
【図１０】図８のモータのブラシと整流子とホルダとを示す模式図であって、ブラシの使用中期段階を示す図である。
【図１１】図８のモータのブラシと整流子とホルダとを示す模式図であって、ブラシの使用末期段階を示す図である。
【図１２】本発明の第３実施形態のモータのブラシと整流子とホルダとを示す模式図であって、ブラシの使用初期段階を示す図である。
【図１３】図１１のモータのブラシと整流子とホルダとを示す模式図であって、ブラシの使用中期段階を示す図である。
【図１４】図１１のモータのブラシと整流子とホルダとを示す模式図であって、ブラシの使用末期段階を示す図である。
【図１５】本発明の第４実施形態のモータのブラシと整流子とホルダとを示す模式図であって、ブラシの使用初期段階を示す図である。
【図１６】本発明の第５実施形態のモータのブラシ、ホルダ、付勢部材としての板ばねを軸方向から見た模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるモータが適用された電子スロットル装置を図１および図２に示す。電子スロットル装置１は、スロットルボディ４０、スロットルシャフト４２、スロットルバルブ４５、スロットルギア５１、第１スプリング５５、モータ１０、及び、アクセル操作量に応じてスロットルバルブ４５の回転角度を制御するＥＣＵ（エンジン制御ユニット）２等を備えている。
【００１６】
スロットルボディ４０は、エンジンの各気筒に連通する空気通路４１を有する。スロットルボディ４０には、軸受４３および軸受４４が取り付けられている。スロットルシャフト４２は、軸受４３および軸受４４に回転可能に支持されている。
スロットルバルブ４５は、円板状に形成され、スロットルシャフト４２に固定されている。スロットルバルブ４５は、スロットルシャフト４２と一体に回転し、空気通路４１内を流れる吸入空気量を調整する。
【００１７】
スロットルギア５１は、減速ギア５２やモータギア１１等と共にスロットルボディ４０のギア室４９に収容されている。スロットルボディ４０のギア室４９側の開口は、カバー４８で覆われている。スロットルギア５１は、スロットルシャフト４２の一端部に固定されており、スロットルシャフト４２と一体に回転する。
第１スプリング５５は、一端部がスロットルボディ４０に固定され、他端部が、スロットルギア５１と一体に設けられる係止部材５４に固定されている。第１スプリング５５の付勢力は、スロットルバルブ４５を閉弁させるように係止部材５４に作用する。
【００１８】
モータ１０は、スロットルボディ４０のモータ室４７に収容されている。モータ１０は、ＥＣＵ２からの指令に基づきモータギア１１を回転させる。減速ギア５２は、モータギア１１とスロットルギア５１との間に設けられ、モータギア１１から伝達された回転力を減速してスロットルギア５１に伝達する。モータギア１１の回転力は、第１スプリング５５の付勢力に抗してスロットルバルブ４５の開弁させるようにスロットルギア５１に作用する。
【００１９】
次に、モータ１０の構成を図３、図４および図５に基づき詳しく説明する。
モータ１０は、ブラシ付きの直流モータであり、電機子１２、永久磁石１３、ハウジング１４、シャフト１５、整流子１８、ブラシ２２、ホルダ２５、第２スプリング２７等から構成されている。
ハウジング１４は、鉄等の磁性材料で有底筒状に形成されている。ハウジング１４の開口端部は、円板状のエンドベル２１で塞がれている。ハウジング１４およびエンドベル２１は、モータ１０の外郭を構成する。ハウジング１４の筒部の内壁面には、周方向に複数の永久磁石１３が取り付けられている。これら永久磁石１３は、径内方向に位置する径内壁の磁極が周方向に交互に異なるように配置されている。ハウジング１４は、永久磁石１３が発生する磁束を伝達し、永久磁石１３とともに磁気回路を構成する。
【００２０】
ハウジング１４の底部の中心部には軸受１７が取り付けられ、エンドベル２１の中心部には軸受１６が取り付けられている。シャフト１５は、軸受１６、１７に回転可能に支持されている。シャフト１５の一端部は、エンドベル２１を貫通し、ハウジング１４外に突き出している。モータギア１１は、シャフト１５の一端部に固定されている。
【００２１】
電機子１２は、コア１２１およびコイル１２２から構成されている。コア１２１は、磁性鋼板を軸方向に積層して形成される。コア１２１は、シャフト１５の外周に圧入されており、シャフト１５と共に回転する。コア１２１は、径外方向へ延びる複数のティースを形成する。コイル１２２は、絶縁皮膜を施した導線３０がコア１２１のティースに巻回されて成る。
【００２２】
整流子１８は、電機子１２とエンドベル２１との間に設けられている。整流子１８は、円筒状の軸本体部１９と、軸本体部１９の径外壁に固定され周方向に互いに離間する複数の電極板２０とから構成されている。軸本体部１９は、樹脂で成形され、シャフト１５に圧入されている。電極板２０は、銅板等の導電性材料で形成される。第１実施形態では、６枚の電極板２０が周方向に等間隔に配置されている。電極板２０は、電機子１２のコイル１２２の導線３０と電気的に接続している。整流子１８は、電機子１２と共に回転し、電機子１２に供給される電流を整流する。
【００２３】
整流子１８の径外方向には、周方向に互いに離間するブラシ２２、２３が設けられている。各ブラシ２２、２３の径内端は、軸受１６に対し軸受１７側ほど、すなわち後述のホルダ２５の第２案内面２５４に対し第１案内面２５３側ほど電極板２０から離間するテーパ面状に形成される。各ブラシ２２、２３は、複数の電極板２０と摺動可能であり、電機子１２の回転に伴い複数の電極板２０と断続的に接触する。
一方のブラシ２２には、給電用の導電部材２４の一端が接続されている。この導電部材２４の他端は、エンドベル２１に取り付けられている正極端子２８に接続している。また、他方のブラシ２３には、給電用の導電部材２６の一端が接続されている。この導電部材２６の他端は、エンドベル２１に取り付けられている負極端子２９に接続している。ブラシ２２、２３は、特許請求の範囲の「特定ブラシ」に相当する。
図示しない電源から正極端子２８に供給される直流電流は、導電部材２４、ブラシ２２および、ブラシ２２当接する電極板２０を経由して電機子１２のコイル１２２に流れる。
【００２４】
ホルダ２５は、整流子１８の軸受１６側でシャフト１５の径外側に設けられた円板状の基部２５１と、基部２５１から整流子１８側に突き出すホルダ部２５２とを形成する。ホルダ部２５２は、ブラシ２２とブラシ２３とに対応して２つ設けられる。この２つのホルダ部２５２は、設置される位相が異なるのみで形状は同じである。以下、ブラシ２２を保持するホルダ部２５２に関して説明する。
【００２５】
ホルダ部２５２は、整流子１８の軸方向で対向しブラシ２２が遊嵌する一対のブラシ支持面、すなわち第１案内面２５３および第２案内面２５４を有する。第１案内面２５３は、シャフト１５の軸に垂直な面である。第２案内面２５４は、第１案内面２５３に平行で且つブラシ２２に対し第１案内面２５３とは反対側に位置する。ホルダ２５は、第１案内面２５３と第２案内面２５４との間でブラシ２２を整流子１８の径方向へ移動可能に保持している。
またホルダ部２５２は、ブラシ１１に対し回転方向前方で第１案内面２５３と第２案内面２５４とを接続する第１規制面２５７と、ブラシ１１に対し回転方向後方で第１案内面２５３と第２案内面２５４とを接続する第２規制面２５８とを有している。第１規制面２５７は、ブラシ２２の回転方向前方への移動を規制する。第２規制面２５８は、ブラシ２２の回転方向後方への移動を規制する。
【００２６】
ホルダ２５は、基部２５１から電機子１２側に突き出すスプリング保持部２５５を形成する。「付勢部材」としての第２スプリング２７は、ホルダ２５のスプリング保持部２５５に嵌合するねじりばねである。第２スプリング２７の第１アーム部２７１は、ホルダ２５が形成するばね固定部２５６に固定されている。第２スプリング２７の第２アーム部２７２は、ブラシ２２の整流子１８とは反対側の端部に係合している。
ブラシ２２は、径外端に第２スプリング２７の第２アーム部２７２が係合するスプリング係合溝２２１を有している。第１実施形態では、スプリング係合溝２２１は、ブラシ２２の整流子１８とは反対側の端部のうち、整流子１８の軸方向の中央に形成されている。
【００２７】
第２スプリング２７は、第２アーム部２７２が第１案内面２５３に対し第２案内面２５４側に撓まされた状態でモータ１０に組み付けられている。これにより、図６に示すように、整流子１８の軸を通る縦断面内で第２アーム部２７２のブラシ２２への押付力Ｆの作用線Ｌａは、ブラシ２２と整流子１８との当接点ａよりも第１案内面２５３側に向けられている。つまり、第２スプリング２７は、図６に示す断面内で、ブラシ２２への押付力Ｆの作用線Ｌａが、ブラシ２２と整流子１８との当接点ａと第２アーム部２７２の荷重点ｂとを結ぶ仮想線Ｌｖに対し第１案内面２５３側に向くように設けられている。そのため、第２アーム部２７２は、第１アーム部２７１側に巻き戻るように且つ第１案内面２５３側に撓みを戻すように力を作用し、ブラシ２２を第１案内面２５３側に傾けつつ電極板２０に押し付ける。押付力Ｆは、図６に示すように、ブラシ２２を電極板２０に押し付ける分力Ｆｃと、ブラシ２２を第１案内面２５３に押し付ける分力Ｆｍとに分解できる。
【００２８】
これにより、ブラシ２２の径内端は電極板２０に押し付けられる。また、第１案内面２５３と第２案内面２５４との間に遊嵌されているブラシ２２は、図６に矢印Ｍで示すように当接点ａを支点とする回転モーメントを受けて第１案内面２５３側に傾く。ほぼ直方体状に形成されるブラシ２２は、径外方向に位置する径外角部２２２が第１案内面２５３に線接触で当接し、径内方向に位置する径内角部２２３が第２案内面２５４に線接触で当接する。これによりブラシ２２はホルダ２５に軸方向のガタ無く保持される。
【００２９】
次に、モータ１０および電子スロットル装置１の作動を説明する。
電源から正極端子２８に供給される直流電流は、ブラシ２２、整流子１８を経由して電機子１２のコイル１２２に供給される。これにより、コイル１２２は磁界を発生する。コイル１２２の磁界と永久磁石１３の磁界との吸引および反発の作用により、電機子１２およびシャフト１５は回転する。シャフト１５の回転に伴い整流子１８の電極板２０がブラシ２２、２３と断続的に接触すると、導線３０を流れる電流の向きが連続的に逆転し、コイル１２２の発生磁界が連続的に変化するため、電機子１２は回転し続ける。
【００３０】
電機子１２の回転により、シャフト１５に固定されたモータギア１１が回転し、減速ギア５２を経由してスロットルギア５１が駆動されてスロットルバルブ４５が開弁方向へ回転する。
一方、モータ１０への電流供給が停止すると、第１スプリング５５の付勢力によってスロットルバルブ４５が閉弁方向へ回転する。このようにスロットルバルブ４５を所定の開度に動かすことにより、電子スロットル装置１は、空気通路４１内を流れる吸入空気量を調整する。
【００３１】
ここで、電機子１２の回転に伴い電極板２０に断続的に接触するブラシ２２は、第２スプリング２７により電極板２０に押し付けられ、電極板２０との接触で摩耗した分だけ電極板２０側に送り出される。ブラシ２２の径内端は、モータ１０の使用初期段階では図６に示すようにテーパ状に形成されているが、摩耗が進行するにしたがって中期段階では図７に示すようにテーパ状の部分が減少し、末期段階では図８に示すように電極板２０の径外面と略平行になる。いずれの段階であっても、ブラシ２２は整流子１８との当接点ａを支点として第１案内面２５３側に傾く。その結果、ブラシ２２は、第１案内面２５３との当接点ｃおよび第２案内面２５４との当接点ｄの二点でホルダ２５により軸方向のガタなく支持される。このことに関しては、ブラシ２３も同様である。
【００３２】
第１実施形態によるモータ１０では、第２スプリング２７がブラシ２２をホルダ２５の第１案内面２５３側に傾けつつ整流子１８に押し付ける。これにより、ブラシ２２は、ホルダ２５の第１案内面２５３と第２案内面２５４との間で軸方向のガタ無く保持される。ブラシ２３も同様である。そのため、ブラシ２２、２３を軸方向へ振動しないように安定して保持することができる。
また、第１案内面２５３および第２案内面２５４には、ブラシ２２のうち径外角部２２２および径内角部２２３が線接触で当接するため、ブラシ２２とホルダ２５との接触面積が少ない。ブラシ２３も同様である。そのため、ブラシ２２、２３が径方向へ円滑に移動可能である。よって、整流子１８の径方向変位に対してブラシ２２、２３が追従可能である。
【００３３】
また、第１実施形態では、ブラシ２２、２３の径内端は、第２案内面２５４に対し第１案内面２５３側ほど電極板２０から離間するテーパ面状である。これにより、使用初期でのブラシ２２、２３と電極板２０と摺動を円滑にし、振動等の発生を抑制することができる。
以下の第２実施形態および第３実施形態の説明では、第１実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３４】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるモータのブラシを図９〜図１１に基づき説明する。第２実施形態のブラシ６０は、径外端に第２アーム部２７２が係合するスプリング係合溝６０１を有している。スプリング係合溝６０１は、ブラシ６０の径外端のうち第１案内面２５３側に形成されている。
【００３５】
図９に示すように、整流子１８の軸を通る縦断面内で第２アーム部２７２のブラシ６０への押付力Ｆの作用線Ｌａは、ブラシ６０の整流子１８との当接点ａよりも第１案内面２５３側に向けられている。つまり、第２アーム部２７２は、図９に示す断面内で、ブラシ６０への押付力Ｆの作用線Ｌａが、ブラシ６０の整流子１８への当接点ａと第２アーム部２７２の荷重点ｂとを結ぶ仮想線Ｌｖに対し第１案内面２５３側に向くように設けられている。そのため、第２アーム部２７２は、ブラシ６０を第１案内面２５３側に傾けつつ電極板２０に押し付ける。
【００３６】
これにより、ブラシ６０の径内端は電極板２０に押し付けられる。また、第１案内面２５３と第２案内面２５４との間に遊嵌されているブラシ６０は、図９に矢印Ｍで示すように当接点ａを支点とする回転モーメントを受けて第１案内面２５３側に傾く。ほぼ直方体状に形成されるブラシ６０は、整流子１８とは反対側の端部のうち第１案内面２５３側の径外角部６０２と、整流子１８側の端部のうち第２案内面２５４側の径内角部６０３とでホルダ２５に軸方向のガタ無く線接触で当接する。よって第２実施形態のモータでも第１実施形態と同様、ブラシ６０は、第１案内面２５３との当接点ｃおよび第２案内面２５４との当接点ｄの二点でホルダ２５により軸方向のガタなく支持される。そのため、ブラシ６０は、ホルダ２５により軸方向に振動しないように安定して保持される。
【００３７】
また、第１案内面２５３および第２案内面２５４には、ブラシ６０のうち径外角部６０２および径内角部６０３が線接触で当接するため、ブラシ６０とホルダ２５との接触面積が少ない。そのため、ブラシ６０が径方向へ円滑に移動可能である。
また、第２アーム部２７２の荷重点ｂは、ブラシ６０の径外端のうち第１案内面２５３側に位置するので、第１実施形態や後述の第３実施形態と比べ押付力Ｆの傾きを小さくしてもブラシ６０を傾けることができる。
【００３８】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態によるモータのブラシを図１２〜図１４に基づき説明する。第３実施形態のブラシ７０は、径外端に第２アーム部２７２が係合するスプリング係合溝７０１を有している。スプリング係合溝７０１は、ブラシ７０の径外端のうち第１案内面２５３側に形成されている。
【００３９】
図１２に示すように、整流子１８の軸を通る縦断面内で第２アーム部２７２のブラシ７０への押付力Ｆの作用線Ｌａは、ブラシ７０の整流子１８との当接点ａよりも第１案内面２５３側に向けられている。つまり、第２アーム部２７２は、図９に示す断面内で、ブラシ７０への押付力Ｆの作用線Ｌａが、ブラシ７０の整流子１８への当接点ａと第２アーム部２７２の荷重点ｂとを結ぶ仮想線Ｌｖに対し第１案内面２５３側に向くように設けられている。そのため、第２アーム部２７２は、ブラシ７０を第１案内面２５３側に傾けつつ電極板２０に押し付ける。
【００４０】
これにより、ブラシ７０の径内端は電極板２０に押し付けられる。また、第１案内面２５３と第２案内面２５４との間に遊嵌されているブラシ７０は、図１２に矢印Ｍで示すように当接点ａを支点とする回転モーメントを受けて第１案内面２５３側に傾く。ほぼ直方体状に形成されるブラシ７０は、整流子１８とは反対側の端部のうち第１案内面２５３側の径外角部７０２と、整流子１８側の端部のうち第２案内面２５４側の径内角部７０３とでホルダ２５に軸方向のガタ無く線接触で当接する。よって第３実施形態のモータでも第１実施形態と同様、ブラシ７０は、第１案内面２５３との当接点ｃおよび第２案内面２５４との当接点ｄの二点でホルダ２５により軸方向のガタなく支持される。そのため、ブラシ７０は、ホルダ２５により軸方向に振動しないように安定して保持される。
【００４１】
また、第１案内面２５３および第２案内面２５４には、ブラシ７０のうち径外角部７０２および径内角部７０３が線接触で当接するため、ブラシ７０とホルダ２５との接触面積が少ない。そのため、ブラシ７０が径方向へ円滑に移動可能である。
【００４２】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態によるモータのブラシを図１５に基づき説明する。第４実施形態のブラシ８０は、径外端に第２アーム部２７２が係合するスプリング係合溝８０１を有している。スプリング係合溝８０１は、ブラシ８０の径外端のうち第１案内面２５３側に形成されている。
図１５に示すように、整流子１８の軸を通る縦断面内で第２アーム部２７２のブラシ８０への押付力Ｆは、径内方向へ向けられている。そのため、ブラシ８０の摩耗が点ｅに達するまでは、ブラシ８０は第１案内面２５３側に傾きつつ電極板２０に押し付けられる。
【００４３】
これにより、第１案内面２５３と第２案内面２５４との間に遊嵌されているブラシ８０は、図１５に矢印Ｍで示すように当接点ａを支点とする回転モーメントを受けて第１案内面２５３側に傾く。ブラシ８０は、整流子１８とは反対側の端部のうち第１案内面２５３側の径外角部８０２と、整流子１８側の端部のうち第２案内面２５４側の径内角部８０３とでホルダ２５に軸方向のガタ無く線接触で当接する。よって第４実施形態のモータでも第１実施形態と同様、ブラシ８０は、第１案内面２５３との当接点ｃおよび第２案内面２５４との当接点ｄの二点でホルダ２５により軸方向のガタなく支持される。そのため、ブラシ８０は、ホルダ２５により軸方向に振動しないように安定して保持される。
【００４４】
また、第１案内面２５３および第２案内面２５４には、ブラシ８０のうち径外角部８０２および径内角部８０３が線接触で当接するため、ブラシ８０とホルダ２５との接触面積が少ない。そのため、ブラシ８０が径方向へ円滑に移動可能である。
【００４５】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態によるモータのブラシを図１６の模式図に基づき説明する。第５実施形態では、ブラシ２２、２３は、「付勢部材」としての板ばね９０によりホルダ２５の第１案内面側に傾けられつつ整流子１８に押し付けられる。板ばね９０の一端部９０１は、ホルダ２５の基部に形成される固定部材９１に固定される。また板ばね９０の他端部９０２は、ブラシ２２、２３の径外端に係合する。
【００４６】
（他の実施形態）
第１実施形態から第３実施形態では、モータは電子スロットル装置に適用されていた。これに対し、モータは、電子スロットル装置以外の装置に適用されてもよい。特に、振動や衝撃がかかる環境で使用される場合、本発明は大きな効果を発揮する。
本発明の他の実施形態では、電極板２０の数は６枚以外であってもよい。
【００４７】
以上、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１０ ・・・モータ
１２ ・・・電機子
１４ ・・・ハウジング
１５ ・・・シャフト
２０ ・・・電極板
２２，２３，６０，７０・・・ブラシ
２２２，６０２，７０２・・・径外角部
２２３，６０３，７０３・・・径内角部
２５ ・・・ホルダ
２５３・・・第１案内面
２５４・・・第２案内面
２７ ・・・スプリング（付勢部材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシ付きのモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブラシ付きモータは、電源に電気的に接続されているブラシがコイルと共に回転する整流子に接触してコイルに電流が供給される。ブラシが整流子に接触する面は、モータの耐久使用により摩耗する。そこで一般にブラシは、例えばスプリング等で整流子に押し付けられ、整流子との接触で摩耗した分だけ整流子側に送り出されるようになっている。このブラシは、ホルダにより整流子側に移動可能に案内される。
ところで、電機子の軸方向のガタの影響で整流子が回転中に軸方向へ振動する。この整流子の軸方向への振動に起因してブラシが軸方向へ振動すると異音が発生する。そのため、軸方向へ振動しないようにブラシを保持することが要求される。
【０００３】
特許文献１に開示されたホルダは、整流子に対し径外方向へ延びるガイドレールを形成する。ブラシは、整流子とは反対側の端部に、径外方向へ向かうほどガイドレール側に傾くスプリング押圧面を形成する。スプリングは、ブラシのスプリング押圧面に当接し、ブラシの整流子とは反対側の端部をガイドレールに押し付ける。
特許文献２に開示されたホルダは、整流子の径外方向へ向かうほどブラシ側に傾くブラシ摺動面を形成する。スプリングは、ブラシをホルダのブラシ摺動面に押し付ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１３６０６１号公報
【特許文献２】特開２００８−０９２６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、整流子の複数の電極板間にスリットが形成されることや整流子の径外面の真円度が低いこと等の影響で、ブラシに対する整流子の径外面の径寸法は、回転位相に応じて変化する。この整流子の径外面の径寸法の変化に起因してブラシが整流子から離れると、ブラシと整流子との間で放電が発生する。ブラシと整流子との間で放電が発生すると、ブラシおよび整流子が放電摩耗を起こし、ブラシと整流子との接触不良を引き起こすおそれがある。そのため、整流子側への作動が良好となるようブラシを保持することが要求される。
【０００６】
これに対し、特許文献１に開示されたモータでは、ブラシがホルダのガイドレールに面接触する。また、特許文献２に開示されたモータでは、ブラシがホルダのブラシ摺動面に面接触する。したがって、ブラシとホルダとの摩擦抵抗が大きいので、ブラシの径方向の動きがホルダに阻害されるという問題がある。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転する電極板に当接するブラシの軸方向への振動を抑制し、ブラシの径方向への作動が良好な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】
【０００７】
請求項１に記載の発明によるモータは、ハウジング、シャフト、電機子、複数の電極板、複数のホルダおよび付勢部材を備える。シャフトは、ハウジングに回転可能に取り付けられる。電機子は、シャフトと共に回転する。シャフトの回転方向に互いに離間する複数の電極板は、電機子と共に回転し、電機子に供給される電流を整流する。複数の電極板と摺動可能な複数のブラシは、電機子の回転に伴い複数の電極板と順に接触する。
ホルダは、複数のブラシのうち少なくとも一つの特定ブラシに対応して設けられる。このホルダは、シャフトの回転軸に垂直な第１案内面と、第１案内面に平行で且つ特定ブラシに対し第１案内面とは反対側に位置する第２案内面とを有する。またホルダは、特定ブラシをシャフトの径内外方向へ移動可能に案内する。
【０００８】
付勢部材は、特定ブラシのうち径外方向に位置する径外角部がホルダの第１案内面に線接触または点接触で当接し、特定ブラシのうち径内方向に位置する径内角部がホルダの第２案内面に線接触または点接触で当接し、且つ、特定ブラシのうち径内方向に位置する径内端が電極板に当接するように、特定ブラシを付勢する。
この構成によれば、特定ブラシは、軸方向でガタが無いように第１案内面と第２案内面との間で保持される。そのため、特定ブラシを軸方向へ振動しないように安定して保持することができる。
また、第１案内面および第２案内面には特定ブラシの角部が線接触または点接触で当接するため、特定ブラシとホルダとの接触面積が少ない。そのため、特定ブラシが径方向へ円滑に移動可能である。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、付勢部材は、一端がハウジングに係止され、他端が特定ブラシに係止されるねじりばね或いは板ばねから構成される。これによれば、付勢部材の構造が簡易となる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、特定ブラシに対する付勢部材の付勢力は、特定ブラシのうち径外方向に位置する径外端部に作用し、且つ、軸方向で特定ブラシの径内端より第１案内面側に向かう方向へ作用する。これにより、ホルダの第１案内面と第２案内面との間で特定ブラシを傾け、特定ブラシの径外角部を第１案内面に当接させ、特定ブラシの径内角部を第２案内面に当接させることができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、特定ブラシの径内端は、第２案内面に対し第１案内面側ほど電極板から離間するテーパ面状である。これにより、使用初期でのブラシと電極板と摺動を円滑にし、振動等の発生を抑制することができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明では、ホルダは、第１規制面および第２規制面を有する。第１規制面は、特定ブラシに対し回転方向前方で第１案内面と第２案内面とを接続し、ブラシの回転方向前方への移動を規制する。第２規制面は、特定ブラシに対し回転方向後方で第１案内面と第２案内面とを接続し、ブラシの回転方向後方への移動を規制する。これにより、ホルダはブラシをより安定的に保持することができる。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のモータが適用される電子スロットル装置である。モータは、エンジンの吸入空気通路を開閉可能な弁部材を駆動するアクチュエータとして用いられる。電子スロットル装置は、車両の中でも特に、他の装置等で発生する振動が伝わる。本発明によれば、電子スロットル装置に適用されるモータでブラシをホルダに安定して保持させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態によるモータが適用された電子スロットル装置の断面図である。
【図２】図１の電子スロットル装置のカバーを外してＩＩ矢印方向から見た図である。
【図３】図１のモータのＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図３のモータのハウジングを外してＩＶ矢印方向から見た図である。
【図５】図４のＶ矢印方向から見た図である。
【図６】図３のモータのブラシと整流子とホルダとを示す模式図であって、ブラシの使用初期段階を示す図である。
【図７】図３のモータのブラシと整流子とホルダとを示す模式図であって、ブラシの使用中期段階を示す図である。
【図８】図３のモータのブラシと整流子とホルダとを示す模式図であって、ブラシの使用末期段階を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態のモータのブラシと整流子とホルダとを示す模式図であって、ブラシの使用初期段階を示す図である。
【図１０】図８のモータのブラシと整流子とホルダとを示す模式図であって、ブラシの使用中期段階を示す図である。
【図１１】図８のモータのブラシと整流子とホルダとを示す模式図であって、ブラシの使用末期段階を示す図である。
【図１２】本発明の第３実施形態のモータのブラシと整流子とホルダとを示す模式図であって、ブラシの使用初期段階を示す図である。
【図１３】図１１のモータのブラシと整流子とホルダとを示す模式図であって、ブラシの使用中期段階を示す図である。
【図１４】図１１のモータのブラシと整流子とホルダとを示す模式図であって、ブラシの使用末期段階を示す図である。
【図１５】本発明の第４実施形態のモータのブラシと整流子とホルダとを示す模式図であって、ブラシの使用初期段階を示す図である。
【図１６】本発明の第５実施形態のモータのブラシ、ホルダ、付勢部材としての板ばねを軸方向から見た模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるモータが適用された電子スロットル装置を図１および図２に示す。電子スロットル装置１は、スロットルボディ４０、スロットルシャフト４２、スロットルバルブ４５、スロットルギア５１、第１スプリング５５、モータ１０、及び、アクセル操作量に応じてスロットルバルブ４５の回転角度を制御するＥＣＵ（エンジン制御ユニット）２等を備えている。
【００１６】
スロットルボディ４０は、エンジンの各気筒に連通する空気通路４１を有する。スロットルボディ４０には、軸受４３および軸受４４が取り付けられている。スロットルシャフト４２は、軸受４３および軸受４４に回転可能に支持されている。
スロットルバルブ４５は、円板状に形成され、スロットルシャフト４２に固定されている。スロットルバルブ４５は、スロットルシャフト４２と一体に回転し、空気通路４１内を流れる吸入空気量を調整する。
【００１７】
スロットルギア５１は、減速ギア５２やモータギア１１等と共にスロットルボディ４０のギア室４９に収容されている。スロットルボディ４０のギア室４９側の開口は、カバー４８で覆われている。スロットルギア５１は、スロットルシャフト４２の一端部に固定されており、スロットルシャフト４２と一体に回転する。
第１スプリング５５は、一端部がスロットルボディ４０に固定され、他端部が、スロットルギア５１と一体に設けられる係止部材５４に固定されている。第１スプリング５５の付勢力は、スロットルバルブ４５を閉弁させるように係止部材５４に作用する。
【００１８】
モータ１０は、スロットルボディ４０のモータ室４７に収容されている。モータ１０は、ＥＣＵ２からの指令に基づきモータギア１１を回転させる。減速ギア５２は、モータギア１１とスロットルギア５１との間に設けられ、モータギア１１から伝達された回転力を減速してスロットルギア５１に伝達する。モータギア１１の回転力は、第１スプリング５５の付勢力に抗してスロットルバルブ４５の開弁させるようにスロットルギア５１に作用する。
【００１９】
次に、モータ１０の構成を図３、図４および図５に基づき詳しく説明する。
モータ１０は、ブラシ付きの直流モータであり、電機子１２、永久磁石１３、ハウジング１４、シャフト１５、整流子１８、ブラシ２２、ホルダ２５、第２スプリング２７等から構成されている。
ハウジング１４は、鉄等の磁性材料で有底筒状に形成されている。ハウジング１４の開口端部は、円板状のエンドベル２１で塞がれている。ハウジング１４およびエンドベル２１は、モータ１０の外郭を構成する。ハウジング１４の筒部の内壁面には、周方向に複数の永久磁石１３が取り付けられている。これら永久磁石１３は、径内方向に位置する径内壁の磁極が周方向に交互に異なるように配置されている。ハウジング１４は、永久磁石１３が発生する磁束を伝達し、永久磁石１３とともに磁気回路を構成する。
【００２０】
ハウジング１４の底部の中心部には軸受１７が取り付けられ、エンドベル２１の中心部には軸受１６が取り付けられている。シャフト１５は、軸受１６、１７に回転可能に支持されている。シャフト１５の一端部は、エンドベル２１を貫通し、ハウジング１４外に突き出している。モータギア１１は、シャフト１５の一端部に固定されている。
【００２１】
電機子１２は、コア１２１およびコイル１２２から構成されている。コア１２１は、磁性鋼板を軸方向に積層して形成される。コア１２１は、シャフト１５の外周に圧入されており、シャフト１５と共に回転する。コア１２１は、径外方向へ延びる複数のティースを形成する。コイル１２２は、絶縁皮膜を施した導線３０がコア１２１のティースに巻回されて成る。
【００２２】
整流子１８は、電機子１２とエンドベル２１との間に設けられている。整流子１８は、円筒状の軸本体部１９と、軸本体部１９の径外壁に固定され周方向に互いに離間する複数の電極板２０とから構成されている。軸本体部１９は、樹脂で成形され、シャフト１５に圧入されている。電極板２０は、銅板等の導電性材料で形成される。第１実施形態では、６枚の電極板２０が周方向に等間隔に配置されている。電極板２０は、電機子１２のコイル１２２の導線３０と電気的に接続している。整流子１８は、電機子１２と共に回転し、電機子１２に供給される電流を整流する。
【００２３】
整流子１８の径外方向には、周方向に互いに離間するブラシ２２、２３が設けられている。各ブラシ２２、２３の径内端は、軸受１６に対し軸受１７側ほど、すなわち後述のホルダ２５の第２案内面２５４に対し第１案内面２５３側ほど電極板２０から離間するテーパ面状に形成される。各ブラシ２２、２３は、複数の電極板２０と摺動可能であり、電機子１２の回転に伴い複数の電極板２０と断続的に接触する。
一方のブラシ２２には、給電用の導電部材２４の一端が接続されている。この導電部材２４の他端は、エンドベル２１に取り付けられている正極端子２８に接続している。また、他方のブラシ２３には、給電用の導電部材２６の一端が接続されている。この導電部材２６の他端は、エンドベル２１に取り付けられている負極端子２９に接続している。ブラシ２２、２３は、特許請求の範囲の「特定ブラシ」に相当する。
図示しない電源から正極端子２８に供給される直流電流は、導電部材２４、ブラシ２２および、ブラシ２２当接する電極板２０を経由して電機子１２のコイル１２２に流れる。
【００２４】
ホルダ２５は、整流子１８の軸受１６側でシャフト１５の径外側に設けられた円板状の基部２５１と、基部２５１から整流子１８側に突き出すホルダ部２５２とを形成する。ホルダ部２５２は、ブラシ２２とブラシ２３とに対応して２つ設けられる。この２つのホルダ部２５２は、設置される位相が異なるのみで形状は同じである。以下、ブラシ２２を保持するホルダ部２５２に関して説明する。
【００２５】
ホルダ部２５２は、整流子１８の軸方向で対向しブラシ２２が遊嵌する一対のブラシ支持面、すなわち第１案内面２５３および第２案内面２５４を有する。第１案内面２５３は、シャフト１５の軸に垂直な面である。第２案内面２５４は、第１案内面２５３に平行で且つブラシ２２に対し第１案内面２５３とは反対側に位置する。ホルダ２５は、第１案内面２５３と第２案内面２５４との間でブラシ２２を整流子１８の径方向へ移動可能に保持している。
またホルダ部２５２は、ブラシ１１に対し回転方向前方で第１案内面２５３と第２案内面２５４とを接続する第１規制面２５７と、ブラシ１１に対し回転方向後方で第１案内面２５３と第２案内面２５４とを接続する第２規制面２５８とを有している。第１規制面２５７は、ブラシ２２の回転方向前方への移動を規制する。第２規制面２５８は、ブラシ２２の回転方向後方への移動を規制する。
【００２６】
ホルダ２５は、基部２５１から電機子１２側に突き出すスプリング保持部２５５を形成する。「付勢部材」としての第２スプリング２７は、ホルダ２５のスプリング保持部２５５に嵌合するねじりばねである。第２スプリング２７の第１アーム部２７１は、ホルダ２５が形成するばね固定部２５６に固定されている。第２スプリング２７の第２アーム部２７２は、ブラシ２２の整流子１８とは反対側の端部に係合している。
ブラシ２２は、径外端に第２スプリング２７の第２アーム部２７２が係合するスプリング係合溝２２１を有している。第１実施形態では、スプリング係合溝２２１は、ブラシ２２の整流子１８とは反対側の端部のうち、整流子１８の軸方向の中央に形成されている。
【００２７】
第２スプリング２７は、第２アーム部２７２が第１案内面２５３に対し第２案内面２５４側に撓まされた状態でモータ１０に組み付けられている。これにより、図６に示すように、整流子１８の軸を通る縦断面内で第２アーム部２７２のブラシ２２への押付力Ｆの作用線Ｌａは、ブラシ２２と整流子１８との当接点ａよりも第１案内面２５３側に向けられている。つまり、第２スプリング２７は、図６に示す断面内で、ブラシ２２への押付力Ｆの作用線Ｌａが、ブラシ２２と整流子１８との当接点ａと第２アーム部２７２の荷重点ｂとを結ぶ仮想線Ｌｖに対し第１案内面２５３側に向くように設けられている。そのため、第２アーム部２７２は、第１アーム部２７１側に巻き戻るように且つ第１案内面２５３側に撓みを戻すように力を作用し、ブラシ２２を第１案内面２５３側に傾けつつ電極板２０に押し付ける。押付力Ｆは、図６に示すように、ブラシ２２を電極板２０に押し付ける分力Ｆｃと、ブラシ２２を第１案内面２５３に押し付ける分力Ｆｍとに分解できる。
【００２８】
これにより、ブラシ２２の径内端は電極板２０に押し付けられる。また、第１案内面２５３と第２案内面２５４との間に遊嵌されているブラシ２２は、図６に矢印Ｍで示すように当接点ａを支点とする回転モーメントを受けて第１案内面２５３側に傾く。ほぼ直方体状に形成されるブラシ２２は、径外方向に位置する径外角部２２２が第１案内面２５３に線接触で当接し、径内方向に位置する径内角部２２３が第２案内面２５４に線接触で当接する。これによりブラシ２２はホルダ２５に軸方向のガタ無く保持される。
【００２９】
次に、モータ１０および電子スロットル装置１の作動を説明する。
電源から正極端子２８に供給される直流電流は、ブラシ２２、整流子１８を経由して電機子１２のコイル１２２に供給される。これにより、コイル１２２は磁界を発生する。コイル１２２の磁界と永久磁石１３の磁界との吸引および反発の作用により、電機子１２およびシャフト１５は回転する。シャフト１５の回転に伴い整流子１８の電極板２０がブラシ２２、２３と断続的に接触すると、導線３０を流れる電流の向きが連続的に逆転し、コイル１２２の発生磁界が連続的に変化するため、電機子１２は回転し続ける。
【００３０】
電機子１２の回転により、シャフト１５に固定されたモータギア１１が回転し、減速ギア５２を経由してスロットルギア５１が駆動されてスロットルバルブ４５が開弁方向へ回転する。
一方、モータ１０への電流供給が停止すると、第１スプリング５５の付勢力によってスロットルバルブ４５が閉弁方向へ回転する。このようにスロットルバルブ４５を所定の開度に動かすことにより、電子スロットル装置１は、空気通路４１内を流れる吸入空気量を調整する。
【００３１】
ここで、電機子１２の回転に伴い電極板２０に断続的に接触するブラシ２２は、第２スプリング２７により電極板２０に押し付けられ、電極板２０との接触で摩耗した分だけ電極板２０側に送り出される。ブラシ２２の径内端は、モータ１０の使用初期段階では図６に示すようにテーパ状に形成されているが、摩耗が進行するにしたがって中期段階では図７に示すようにテーパ状の部分が減少し、末期段階では図８に示すように電極板２０の径外面と略平行になる。いずれの段階であっても、ブラシ２２は整流子１８との当接点ａを支点として第１案内面２５３側に傾く。その結果、ブラシ２２は、第１案内面２５３との当接点ｃおよび第２案内面２５４との当接点ｄの二点でホルダ２５により軸方向のガタなく支持される。このことに関しては、ブラシ２３も同様である。
【００３２】
第１実施形態によるモータ１０では、第２スプリング２７がブラシ２２をホルダ２５の第１案内面２５３側に傾けつつ整流子１８に押し付ける。これにより、ブラシ２２は、ホルダ２５の第１案内面２５３と第２案内面２５４との間で軸方向のガタ無く保持される。ブラシ２３も同様である。そのため、ブラシ２２、２３を軸方向へ振動しないように安定して保持することができる。
また、第１案内面２５３および第２案内面２５４には、ブラシ２２のうち径外角部２２２および径内角部２２３が線接触で当接するため、ブラシ２２とホルダ２５との接触面積が少ない。ブラシ２３も同様である。そのため、ブラシ２２、２３が径方向へ円滑に移動可能である。よって、整流子１８の径方向変位に対してブラシ２２、２３が追従可能である。
【００３３】
また、第１実施形態では、ブラシ２２、２３の径内端は、第２案内面２５４に対し第１案内面２５３側ほど電極板２０から離間するテーパ面状である。これにより、使用初期でのブラシ２２、２３と電極板２０と摺動を円滑にし、振動等の発生を抑制することができる。
以下の第２実施形態および第３実施形態の説明では、第１実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３４】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるモータのブラシを図９〜図１１に基づき説明する。第２実施形態のブラシ６０は、径外端に第２アーム部２７２が係合するスプリング係合溝６０１を有している。スプリング係合溝６０１は、ブラシ６０の径外端のうち第１案内面２５３側に形成されている。
【００３５】
図９に示すように、整流子１８の軸を通る縦断面内で第２アーム部２７２のブラシ６０への押付力Ｆの作用線Ｌａは、ブラシ６０の整流子１８との当接点ａよりも第１案内面２５３側に向けられている。つまり、第２アーム部２７２は、図９に示す断面内で、ブラシ６０への押付力Ｆの作用線Ｌａが、ブラシ６０の整流子１８への当接点ａと第２アーム部２７２の荷重点ｂとを結ぶ仮想線Ｌｖに対し第１案内面２５３側に向くように設けられている。そのため、第２アーム部２７２は、ブラシ６０を第１案内面２５３側に傾けつつ電極板２０に押し付ける。
【００３６】
これにより、ブラシ６０の径内端は電極板２０に押し付けられる。また、第１案内面２５３と第２案内面２５４との間に遊嵌されているブラシ６０は、図９に矢印Ｍで示すように当接点ａを支点とする回転モーメントを受けて第１案内面２５３側に傾く。ほぼ直方体状に形成されるブラシ６０は、整流子１８とは反対側の端部のうち第１案内面２５３側の径外角部６０２と、整流子１８側の端部のうち第２案内面２５４側の径内角部６０３とでホルダ２５に軸方向のガタ無く線接触で当接する。よって第２実施形態のモータでも第１実施形態と同様、ブラシ６０は、第１案内面２５３との当接点ｃおよび第２案内面２５４との当接点ｄの二点でホルダ２５により軸方向のガタなく支持される。そのため、ブラシ６０は、ホルダ２５により軸方向に振動しないように安定して保持される。
【００３７】
また、第１案内面２５３および第２案内面２５４には、ブラシ６０のうち径外角部６０２および径内角部６０３が線接触で当接するため、ブラシ６０とホルダ２５との接触面積が少ない。そのため、ブラシ６０が径方向へ円滑に移動可能である。
また、第２アーム部２７２の荷重点ｂは、ブラシ６０の径外端のうち第１案内面２５３側に位置するので、第１実施形態や後述の第３実施形態と比べ押付力Ｆの傾きを小さくしてもブラシ６０を傾けることができる。
【００３８】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態によるモータのブラシを図１２〜図１４に基づき説明する。第３実施形態のブラシ７０は、径外端に第２アーム部２７２が係合するスプリング係合溝７０１を有している。スプリング係合溝７０１は、ブラシ７０の径外端のうち第１案内面２５３側に形成されている。
【００３９】
図１２に示すように、整流子１８の軸を通る縦断面内で第２アーム部２７２のブラシ７０への押付力Ｆの作用線Ｌａは、ブラシ７０の整流子１８との当接点ａよりも第１案内面２５３側に向けられている。つまり、第２アーム部２７２は、図９に示す断面内で、ブラシ７０への押付力Ｆの作用線Ｌａが、ブラシ７０の整流子１８への当接点ａと第２アーム部２７２の荷重点ｂとを結ぶ仮想線Ｌｖに対し第１案内面２５３側に向くように設けられている。そのため、第２アーム部２７２は、ブラシ７０を第１案内面２５３側に傾けつつ電極板２０に押し付ける。
【００４０】
これにより、ブラシ７０の径内端は電極板２０に押し付けられる。また、第１案内面２５３と第２案内面２５４との間に遊嵌されているブラシ７０は、図１２に矢印Ｍで示すように当接点ａを支点とする回転モーメントを受けて第１案内面２５３側に傾く。ほぼ直方体状に形成されるブラシ７０は、整流子１８とは反対側の端部のうち第１案内面２５３側の径外角部７０２と、整流子１８側の端部のうち第２案内面２５４側の径内角部７０３とでホルダ２５に軸方向のガタ無く線接触で当接する。よって第３実施形態のモータでも第１実施形態と同様、ブラシ７０は、第１案内面２５３との当接点ｃおよび第２案内面２５４との当接点ｄの二点でホルダ２５により軸方向のガタなく支持される。そのため、ブラシ７０は、ホルダ２５により軸方向に振動しないように安定して保持される。
【００４１】
また、第１案内面２５３および第２案内面２５４には、ブラシ７０のうち径外角部７０２および径内角部７０３が線接触で当接するため、ブラシ７０とホルダ２５との接触面積が少ない。そのため、ブラシ７０が径方向へ円滑に移動可能である。
【００４２】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態によるモータのブラシを図１５に基づき説明する。第４実施形態のブラシ８０は、径外端に第２アーム部２７２が係合するスプリング係合溝８０１を有している。スプリング係合溝８０１は、ブラシ８０の径外端のうち第１案内面２５３側に形成されている。
図１５に示すように、整流子１８の軸を通る縦断面内で第２アーム部２７２のブラシ８０への押付力Ｆは、径内方向へ向けられている。そのため、ブラシ８０の摩耗が点ｅに達するまでは、ブラシ８０は第１案内面２５３側に傾きつつ電極板２０に押し付けられる。
【００４３】
これにより、第１案内面２５３と第２案内面２５４との間に遊嵌されているブラシ８０は、図１５に矢印Ｍで示すように当接点ａを支点とする回転モーメントを受けて第１案内面２５３側に傾く。ブラシ８０は、整流子１８とは反対側の端部のうち第１案内面２５３側の径外角部８０２と、整流子１８側の端部のうち第２案内面２５４側の径内角部８０３とでホルダ２５に軸方向のガタ無く線接触で当接する。よって第４実施形態のモータでも第１実施形態と同様、ブラシ８０は、第１案内面２５３との当接点ｃおよび第２案内面２５４との当接点ｄの二点でホルダ２５により軸方向のガタなく支持される。そのため、ブラシ８０は、ホルダ２５により軸方向に振動しないように安定して保持される。
【００４４】
また、第１案内面２５３および第２案内面２５４には、ブラシ８０のうち径外角部８０２および径内角部８０３が線接触で当接するため、ブラシ８０とホルダ２５との接触面積が少ない。そのため、ブラシ８０が径方向へ円滑に移動可能である。
【００４５】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態によるモータのブラシを図１６の模式図に基づき説明する。第５実施形態では、ブラシ２２、２３は、「付勢部材」としての板ばね９０によりホルダ２５の第１案内面側に傾けられつつ整流子１８に押し付けられる。板ばね９０の一端部９０１は、ホルダ２５の基部に形成される固定部材９１に固定される。また板ばね９０の他端部９０２は、ブラシ２２、２３の径外端に係合する。
【００４６】
（他の実施形態）
第１実施形態から第３実施形態では、モータは電子スロットル装置に適用されていた。これに対し、モータは、電子スロットル装置以外の装置に適用されてもよい。特に、振動や衝撃がかかる環境で使用される場合、本発明は大きな効果を発揮する。
本発明の他の実施形態では、電極板２０の数は６枚以外であってもよい。
【００４７】
以上、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１０ ・・・モータ
１２ ・・・電機子
１４ ・・・ハウジング
１５ ・・・シャフト
２０ ・・・電極板
２２，２３，６０，７０・・・ブラシ
２２２，６０２，７０２・・・径外角部
２２３，６０３，７０３・・・径内角部
２５ ・・・ホルダ
２５３・・・第１案内面
２５４・・・第２案内面
２７ ・・・スプリング（付勢部材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに回転可能に取り付けられるシャフトと、
前記シャフトと共に回転する電機子と、
前記シャフトの回転方向に互いに離間し、前記電機子と共に回転し、前記電機子に供給される電流を整流する複数の電極板と、
前記複数の電極板と摺動可能であり、前記電機子の回転に伴い前記複数の電極板と順に接触する複数のブラシと、
前記複数のブラシのうち少なくとも一つの特定ブラシに対応して設けられ、前記シャフトの回転軸に垂直な第１案内面と、前記第１案内面に平行で且つ前記特定ブラシに対し前記第１案内面とは反対側に位置する第２案内面とを有し、前記特定ブラシを前記シャフトの径内外方向へ移動可能に案内するホルダと、
前記特定ブラシのうち径外方向に位置する径外角部が前記第１案内面に当接し、前記特定ブラシのうち径内方向に位置する径内角部が前記第２案内面に当接し、且つ、前記特定ブラシのうち径内方向に位置する径内端が前記電極板に当接するように、前記特定ブラシを付勢する付勢部材と、
を備えるモータ。
【請求項２】
前記付勢部材は、一端が前記ハウジングに係止され、他端が前記特定ブラシに係止されるねじりばね或いは板ばねから構成されることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記特定ブラシに対する前記付勢部材の付勢力は、前記特定ブラシのうち径外方向に位置する径外端部に作用し、且つ、軸方向で前記特定ブラシの径内端より前記第１案内面側に向かう方向へ作用することを特徴とする請求項１または２に記載のモータ。
【請求項４】
前記特定ブラシの径内端は、前記第２案内面に対し前記第１案内面側ほど前記電極板から離間するテーパ面状であることを特徴とする請求項１、２または３に記載のモータ。
【請求項５】
前記ホルダは、
前記特定ブラシに対し回転方向前方で前記第１案内面と前記第２案内面とを接続し、前記ブラシの回転方向前方への移動を規制する第１規制面と、
前記特定ブラシに対し回転方向後方で前記第１案内面と前記第２案内面とを接続し、前記ブラシの回転方向後方への移動を規制する第２規制面と、
をさらに有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項６】
エンジンの吸入空気通路を開閉可能な弁部材と、
請求項１〜５のいずれか一項に記載のモータによって構成され、前記弁部材を駆動する駆動部と、
を備えることを特徴とする電子スロットル装置。
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに回転可能に取り付けられるシャフトと、
前記シャフトと共に回転する電機子と、
前記シャフトの回転方向に互いに離間し、前記電機子と共に回転し、前記電機子に供給される電流を整流する複数の電極板と、
前記複数の電極板と摺動可能であり、前記電機子の回転に伴い前記複数の電極板と順に接触する複数のブラシと、
前記複数のブラシのうち少なくとも一つの特定ブラシに対応して設けられ、前記シャフトの回転軸に垂直な第１案内面と、前記第１案内面に平行で且つ前記特定ブラシに対し前記第１案内面とは反対側に位置する第２案内面とを有し、前記特定ブラシを前記シャフトの径内外方向へ移動可能に案内するホルダと、
前記特定ブラシのうち径外方向に位置する径外角部が前記第１案内面に当接し、前記特定ブラシのうち径内方向に位置する径内角部が前記第２案内面に当接し、且つ、前記特定ブラシのうち径内方向に位置する径内端が前記電極板に当接するように、前記特定ブラシを付勢する付勢部材と、
を備えるモータ。
【請求項２】
前記付勢部材は、一端が前記ハウジングに係止され、他端が前記特定ブラシに係止されるねじりばね或いは板ばねから構成されることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記特定ブラシに対する前記付勢部材の付勢力は、前記特定ブラシのうち径外方向に位置する径外端部に作用し、且つ、軸方向で前記特定ブラシの径内端より前記第１案内面側に向かう方向へ作用することを特徴とする請求項１または２に記載のモータ。
【請求項４】
前記特定ブラシの径内端は、前記第２案内面に対し前記第１案内面側ほど前記電極板から離間するテーパ面状であることを特徴とする請求項１、２または３に記載のモータ。
【請求項５】
前記ホルダは、
前記特定ブラシに対し回転方向前方で前記第１案内面と前記第２案内面とを接続し、前記ブラシの回転方向前方への移動を規制する第１規制面と、
前記特定ブラシに対し回転方向後方で前記第１案内面と前記第２案内面とを接続し、前記ブラシの回転方向後方への移動を規制する第２規制面と、
をさらに有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項６】
エンジンの吸入空気通路を開閉可能な弁部材と、
請求項１〜５のいずれか一項に記載のモータによって構成され、前記弁部材を駆動する駆動部と、
を備えることを特徴とする電子スロットル装置。
【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】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【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】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−９５２２（Ｐ２０１３−９５２２Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４０７４５（Ｐ２０１１−１４０７４５）
【出願日】平成２３年６月２４日（２０１１．６．２４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【出願人】（０００１０１３５２）アスモ株式会社 (1,622)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２４日（２０１１．６．２４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【出願人】（０００１０１３５２）アスモ株式会社 (1,622)
【Ｆターム（参考）】
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