马达用刷握装置及搭载有该马达用刷握装置的有刷马达制造方法及图纸

提供在从初期到末期的马达寿命的整个区域中始终保持适当的电刷压力并由此能达到足够长的马达寿命的马达用刷握装置及搭载有该马达用刷握装置的有刷马达。在有刷马达用刷握装置中，利用由铜或铜按重量百分率计占50％以上的合金构成的电刷臂的与挠曲相伴的弹性，使电刷与换向器的外周面滑动接触，在将作为伴随挠曲而起到弹性作用的电刷臂的基端侧的区域的挠曲长度设为L1、将从电刷臂的基端到电刷的中心的电刷臂长度设为L2、将区域L1中的电刷臂的板宽设为B、将区域L1中的电刷臂的板厚设为T、将电刷臂的未受到载荷的状态与电刷全部磨损了的状态的角度差即末期挠曲角度设为θ时，L1、L2、B、T、θ的关系设定成同时满足：

【技术实现步骤摘要】
马达用刷握装置及搭载有该马达用刷握装置的有刷马达
本专利技术涉及为了向电枢(armature)供电而支承电刷并使该电刷与换向器(commutator)的外周面滑动接触的马达用刷握装置及搭载有该马达用刷握装置的有刷马达。
技术介绍
这种有刷马达由于是为了向电枢供电而使电刷与换向器的外周面滑动接触的构造，因此不可避免地产生碳制的电刷的磨损，一直以来迫切期望存在抑制磨损而延长电刷的寿命、进而延长马达的寿命的对策。电刷的磨损受电刷压力的影响，在电刷压力过剩的情况下，由与换向器的摩擦引起的所谓的机械磨损被促进，相反在电刷压力不足的情况下，由在与换向器之间产生的火花引起的所谓的电磨损被促进。因此，存在不容易受到任一现象的影响的最佳的电刷压力，作为着眼于这点的技术，可以列举专利文献1所记载的技术。专利文献1的技术是针对由于以旋转轴为中心的半径方向上的电枢的绕组与换向器之间的位置关系而致使电刷臂的长度受到限制的不良情况的对策。使旋转轴的轴心方向上的电刷臂的板宽比定子的磁铁的厚度小，在磁铁之间配设电刷臂，由此确保足够的长度，作为结果，谋求取决于电刷臂的长度、板厚的电刷压力的最佳化。随着由与换向器的滑动接触导致的电刷的磨损而电刷臂向接近换向器侧的方向发生角度变化，与此相应而电刷压力逐渐降低。于是，在包括专利文献1的技术在内的以往的马达用刷握装置中，以在电刷尚未磨损的初期状态下达到适当的电刷压力的方式设定电刷臂的长度、板厚等各要件。在先技术文献专利文献专利文献1：日本实开平2-41668号公报专利技术要解决的课题不过，作为用于扩大有刷马达的用途的方法之一，开发了高速旋转型的规格。然而，高速旋转型的有刷马达强烈地受到由火花引起的电磨损的影响，因此，产生了无法确保足够的马达寿命这样的问题。图10是表示以往的马达用刷握装置的实际工作时间和电刷压力的变化的试验结果的图。图中的磨损高度是指电刷的磨损量，与磨损高度的增加相应地电刷臂发生角度变化而电刷压力降低，因此，磨损高度与电刷压力之间存在相关性。并且，判明如下现象：与马达的实际工作时间的推移相应地，电刷压力随着磨损高度的增加而逐渐降低，从初期(新品)起在实际工作时间还没怎么经过的早期的阶段，电刷的磨损量急剧增加(电刷压力的降低率急剧增加)。认为该现象的原因在于，在电刷压力降低了一定程度的时刻由火花引起的电磨损的影响变得显著，作为结果，加快电刷的磨损、乃至电刷压力的降低。如此，在以往的马达用刷握装置中，由于电磨损的影响，无法确保足够的马达寿命，此倾向不仅在高速旋转型的马达显著地产生，而且在易于受到电磨损的影响的高电压、大电流的马达中也显著地产生，而且，即便对于通常的规格，在因电刷压力的降低而使马达寿命受到限制这点上也是同样的。为了有效地活用有限的电刷的磨损余量，在从初期到末期的马达寿命的整个区域中始终保持为适当的电刷压力是重要的。因此，如包括专利文献1的技术在内的现有技术那样仅着眼于初期状态下的电刷压力是不够的，一直以来迫切期望存在彻底的对策。
技术实现思路
本专利技术是为了解决这样的问题点而做成的，其目的在于提供一种在从初期到末期的马达寿命的整个区域中始终保持适当的电刷压力并由此能够达到足够长的马达寿命的马达用刷握装置及搭载有该马达用刷握装置的有刷马达。用于解决课题的方案为了达到上述的目的，在本专利技术的马达用刷握装置中，由铜或铜按重量百分率计占50％以上的合金构成的电刷臂的基端固定在电刷基座上，并且，在该电刷臂的前端侧固定有电刷，利用与所述电刷臂的挠曲相伴的弹性而使所述电刷能够与设置在转子的旋转轴上的换向器的外周面滑动接触，所述马达用刷握装置的特征在于，在将伴随挠曲而起到弹性作用的所述电刷臂的基端侧的区域的长度设为L1(mm)、将从所述电刷臂的基端到所述电刷的长度设为L2(mm)、将所述电刷臂的板宽设为B(mm)、将所述电刷臂的板厚设为T(mm)、将所述电刷臂的未受到载荷的状态θ0(°)与所述电刷臂的在所述电刷全部磨损了时的状态之间的角度差设为θ(°)时，该L1、L2、B、T、θ的关系设定成同时满足如下式子：(技术方案1)。鉴于上述现有技术所拥有的不良情况，本专利技术者获得如下见解：限制马达寿命的直接的主要原因在于与电刷压力的降低相伴的电磨损，因此与马达寿命的初期相比，倒不如说末期需要电刷压力的最佳化，而且为了防止由于末期的电刷压力的最佳化而初期的电刷压力变得过大，需要减少电刷压力的降低率。于是，本专利技术者首先实施了用于确定电刷压力的最佳值的试验。图3是表示对使电刷压力变化了时的电刷的磨损量进行测定得到的试验结果的图，在电刷压力较高的区域中，在由与换向器的摩擦引起的机械磨损的作用下，电刷磨损量随着电刷压力的增加而逐渐增加，在电刷压力较低的区域中，在由与换向器之间产生的火花引起的电磨损的作用下，电刷磨损量随着电刷压力的降低而逐渐增加。在双方之间形成有不容易受到任一现象的影响的区域，在该区域中包含电刷磨损量的极小值。极小值的电刷压力是170gf，因此，可视作马达寿命的末期的电刷压力的最佳值位于170gf附近。另一方面，电刷压力作为仅由电刷臂的形状决定的电刷压力指数而能够如下式(1)那样表现。如图5所示，L1是伴随挠曲而起到弹性作用的电刷臂的基端侧的区域的长度，L2是从电刷臂的基端到电刷的长度，B是电刷臂的板宽，T是电刷臂的板厚，θ是电刷臂的未受到载荷的状态θ0与电刷臂的在电刷全部磨损了时的状态之间的角度差。在上式(1)中，电刷压力指数以固有的值表现。在电刷磨损量的极小值时，电刷压力指数成为26，马达寿命的末期的电刷压力指数的最佳值可视作26附近。不过，决定马达寿命的真正的要素是从初期到末期的合计的电刷磨损量，将末期的电刷压力指数设定为比26低的做法也有时能够减少合计的电刷磨损量。相反，如根据图3的特性线可知，当使末期的电刷压力指数从极小值大幅度降低时，由于电磨损的影响，电刷磨损量急剧增加。考虑这些点而将末期的电刷压力指数设定为20。即，若以满足下式(2)的条件的方式设定电刷臂的各要件，则在马达寿命的末期也能够避免由于电磨损而电刷的磨损量急剧增加的事态。另外，电刷压力的降低率作为仅由电刷臂的形状决定的电刷压力常数而能够如下式(3)那样表现。该电刷压力常数越小，则电刷压力的降低率越小，因此，为了减少初期的电刷压力，需要限制式(3)的电刷压力常数的上限。于是，在满足了与电刷压力指数有关的式(2)的条件的基础上，作为基于此时的各要件能达到的现实的电刷压力常数的上限，设定了1.0。即，若以满足下式(4)的条件的方式设定电刷臂的各要件，则能够使电刷压力的降低率小而降低初期的电刷压力。以同时满足如以上那样设定的式(2)及式(4)的方式求出电刷臂的各要件，作为结果，在从初期到末期的马达寿命的整个区域中能够始终保持适当的电刷压力。另外，作为另一方案，基于规定L1、L2、B、T、θ的关系的所述式子(2)、(4)，作为初期的电刷压力，设定250gf以下，作为末期的电刷压力，设定140gf以上，从初期到末期为止期望是140gf以上且250gf以下(技术方案2)。根据如此构成的有刷马达，能够基于式(2)、(4)将初期及末期的电刷压力设定在最佳范围。另外，作为另一方案，期望的是搭载技术方案1或2所记载的马达用刷握装置而构成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种马达用刷握装置，在该马达用刷握装置中，由铜或铜按重量百分率计占50％以上的合金构成的电刷臂的基端固定在电刷基座上，并且，在该电刷臂的前端侧固定有电刷，利用与所述电刷臂的挠曲相伴的弹性而使所述电刷能够与设置在转子的旋转轴上的换向器的外周面滑动接触，所述马达用刷握装置的特征在于，在将伴随挠曲而起到弹性作用的所述电刷臂的基端侧的区域的长度设为L1(mm)、将从所述电刷臂的基端到所述电刷的长度设为L2(mm)、将所述电刷臂的板宽设为B(mm)、将所述电刷臂的板厚设为T(mm)、将所述电刷臂的未受到载荷的状态与所述电刷臂的在所述电刷全部磨损了时的状态之间的角度差设为θ(°)时，该L1、L2、B、T、θ的关系被设定成同时满足如下式子：

【技术特征摘要】
2017.06.09 JP 2017-114537;2018.01.18 JP 2018-006621.一种马达用刷握装置，在该马达用刷握装置中，由铜或铜按重量百分率计占50％以上的合金构成的电刷臂的基端固定在电刷基座上，并且，在该电刷臂的前端侧固定有电刷，利用与所述电刷臂的挠曲相伴的弹性而使所述电刷能够与设置在转子的旋转轴上的换向器的外周面滑动接触，所述马达用刷握装置的特征在于，在将伴随挠曲而起到弹性作用的所述电刷臂的基端侧的区域的...

【专利技术属性】
技术研发人员：筱崎康明，
申请(专利权)人：马渊马达株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP