马达及移动限制构造的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种以简易的结构来抑制电刷的摇晃的马达。马达具备与换向器接触的电刷和对电刷的移动进行限制的移动限制构造(30)。移动限制构造(30)具有：允许电刷的向换向器径向的移动且同时收容电刷的碳支架(34)；对电刷的向换向器周向的移动进行限制的周向限制部(36)。周向限制部(36)具有供电刷通过的通过口(36a)，通过口36a通过冲裁加工而形成。
【专利说明】马达及移动限制构造的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种马达，尤其是涉及一种具有供电用的电刷的马达。
【背景技术】
[0002]机动车等的电装设备、音响.影像设备、或从家电设备到玩具.模型，DC马达(以下，仅称“马达”)在所有的领域及用途中使用。一般来讲，DC马达从直流电源经由电刷及供电刷滑动接触的整流子(换向器)而向旋转件绕组供给电流。
[0003]另外，电刷被收容保持于在与换向器的旋转轴正交的方向上设有移动空间的电刷支架，且其后端部被施力构件施力而使前端部按压换向器。在电刷与电刷支架之间，考虑到各构件的热膨胀、部件的尺寸精度而以具有一定程度的间隙的方式设定。因此，当换向器开始旋转时，电刷有时因与换向器之间的摩擦力而在换向器的旋转方向上摇晃。
[0004]为了抑制上述的电刷的摇晃，提出了如下所述的马达，即该马达具备设有按压片的电刷装置，该按压片朝向电刷支架的内壁中的换向器旋转方向侧的侧壁而按压电刷(参照专利文献I)。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2002-369457号公报
[0008]发明概要
[0009]发明要解决的课题
[0010]上述的电刷支架为树脂制且形成有切口部。另外，按压部是使金属材料弯曲的具有弹性的构件，且固定于电刷支架的形成有切口部的位置的前端部。此外，上述的电刷装置为具有弹性的金属材料，由此通过将电刷靠压于电刷支架的一方的侧壁，从而实现抑制电刷的摇晃。然而，利用金属材料的弹性来抑制电刷的摇晃存在限度，因电刷与电刷支架之间的间隙而导致产生电刷的摇晃。
[0011]另外，作为其他电刷支架的类型，存在通过对金属材料进行弯曲加工来形成电刷支架的情况。然而，即便是上述的类型，基于弯曲加工的加工精度也存在限度，由于电刷与电刷支架之间的间隙变得比较大，因此产生电刷的摇晃。
【发明内容】
[0012]本发明是鉴于上述状况而完成的，其目的在于提供一种以简易的结构来抑制电刷的摇晃的马达。
[0013]解决方案
[0014]为了解决上述课题，本发明的一方式的马达具备与换向器接触的电刷和对电刷的移动进行限制的移动限制构造。移动限制构造具有:允许电刷的向换向器径向的移动且同时收容该电刷的支架；对电刷的向换向器周向的移动进行限制的周向限制部。周向限制部具有供电刷通过的通过口，该通过口通过冲裁加工而形成。
[0015]根据该方式，通过冲裁加工，周向限制部的尺寸精度高，因此能够抑制电刷的摇晃。另外，冲裁加工与弯曲加工相比，由于能够相对于多个构件一次性地进行，因此有助于生产性的提高。在此，冲裁加工包括例如冲切、冲孔等冲压加工。另外，周向限制部的材料只要能实现所希望的精度即可，并没有特别地限定，例如，举出黄铜、铜等的金属板。另外，作为电刷的材质而举出碳、贵金属、这些的合金等。另外，作为电刷的形状而举出被倒角后的长方体。
[0016]通过口也可以是周围被封闭的形状。由此，与在通过口的周围的一部分嵌入狭缝的情况相比较，包围通过口的构件整体的刚性变高，从而抑制因外力而导致的变形。另外，冲裁加工时的变形小，能够形成尺寸精度高的通过口。
[0017]也可以为，支架为筒状的构件，周向限制部是具有定位支架的定位部的构件。
[0018]支架与周向限制部也可以由一个构件构成。由此，能够减少部件件数，并且无需考虑组装的位置精度。
[0019]也可以具有将支架与周向限制部连结起来的折弯部。折弯部也可以与支架的侧壁连结。
[0020]周向限制部是形成有通过口的板状的构件，支架也可以以使通过口位于电刷所移动的内部空间的方式形成有供该周向限制部插入的插入孔。由此，周向限制部本身的位移得以抑制，因此电刷的摇晃得以进一步抑制。
[0021]本发明的另一方式也是马达。该马达具备与换向器接触的电刷和对电刷的移动进行限制的移动限制构造。移动限制构造具有:允许电刷的向换向器径向的移动且同时收容该电刷的支架；对电刷的向换向器周向的移动进行限制的周向限制部。周向限制部与电刷之间的换向器周向的间隙比支架与电刷之间的换向器周向的间隙小。
[0022]根据该方式，由于无需使支架与电刷之间的换向器周向的间隙比周向限制部与电刷之间的换向器周向的间隙小，因此即便不进一步提高支架的加工精度也没有问题，从而能够提高部件的合格率。
[0023]本发明的另一方式是移动限制构造的制造方法。该方法是具有允许马达的与换向器接触的电刷的向换向器径向的移动且同时收容该电刷的支架、及对电刷的向换向器周向的移动进行限制的周向限制部的移动限制构造的制造方法，包括:通过金属板的弯曲加工来形成支架的工序；通过冲裁加工来形成周向限制部中的电刷的通过口的工序。
[0024]根据该方式，由于能够通过冲裁加工来提高周向限制部的尺寸精度，因此能够制造进一步抑制电刷的摇晃的移动限制构造。
[0025]发明效果
[0026]根据本发明，能够以简易的结构抑制电刷的摇晃。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是第一实施方式所涉及的DC马达的剖视图。
[0028]图2中，图2(a)是不具备参考例所涉及的移动限制构造的碳支架构造的立体图，图2(b)是不具备参考例所涉及的移动限制构造的电刷支架的立体图。
[0029]图3是示意性地表示第一实施方式所涉及的移动限制构造的概要的图。
[0030]图4中，图4(a)是第一实施方式所涉及的碳支架的立体图，图4(b)是包括第一实施方式所涉及的周向限制部的底板的立体图，图4(c)是第一实施方式所涉及的移动限制构造的立体图。
[0031]图5是具备第一实施方式所涉及的移动限制构造的电刷支架的立体图。
[0032]图6中，图6(a)是第二实施方式所涉及的移动限制构造的立体图，图6 (b)是具备第二实施方式所涉及的移动限制构造的电刷支架的立体图。
[0033]图7中，图7(a)是第三实施方式所涉及的移动限制构造的立体图，图7 (b)是第三实施方式所涉及的移动限制构造的俯视图，图7(c)是具备第三实施方式所涉及的移动限制构造的电刷支架的立体图。
[0034]图8中，图8(a)是第四实施方式所涉及的移动限制构造的立体图，图8 (b)是具备第四实施方式所涉及的移动限制构造的电刷支架的立体图。
[0035]图9中，图9(a)是第五实施方式所涉及的移动限制构造的立体图，图9 (b)是第五实施方式所涉及的移动限制构造的俯视图，图9(c)是具备第五实施方式所涉及的移动限制构造的电刷支架的立体图。
[0036]图10中，图10(a)是第六实施方式所涉及的碳支架的立体图，图10(b)是具备第六实施方式所涉及的移动限制构造的电刷支架的立体图。
[0037]图11中，图11(a)是第七实施方式所涉及的周向限制部的立体图，图11(b)是具备第七实施方式所涉及的移动限制构造的电刷支架的立体图。
[0038]附图标记说明如下:
[0039]10:马达、12:壳体、14:转子、16:组装箱、18:磁铁、20:转轴、22:换向器、30:移动限制构造、32:电刷、34:碳支架、34a:支腿、36:周向限制部、36a:通过口、36b:贯通孔、40:底板、42:电刷支架、111:收容部。
【具体实施方式】
[0040]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，在附图的说明中，对相同的要素标注相同的附图标记，并适当地省略重复的说明。另外，以下说明的结构仅是例示，并不对本发明的范围作任何限定。
[0041](第一实施方式)
[0042]图1是第一实施方式所涉及的DC马达的剖视图。DC马达(仅称“马达”)10具备:一方被闭塞的有底筒状的壳体12 ;收容于壳体12的内部的转子14 ;装配于壳体12的开口部的组装箱16。壳体12为金属构件,在其内周面固定有励磁磁铁18。
[0043]转子14在成为旋转轴的转轴20的一部分设有换向器22。组装箱16具备电刷支架，该电刷支架具有与换向器22对置配置的一对碳电刷。电刷支架具有对电刷的移动进行限制的移动限制构造。
[0044]图2(a)是不具备参考例所涉及的移动限制构造的碳支架构造200的立体图，图2(b)是不具备参考例所涉及的移动限制构造的电刷支架的立体图。图2(a)所示的碳支架构造200具有收容能够滑动的电刷的碳支架202、和载置碳支架202的底板204。碳支架202在设为弓型的空间的内部收容电刷。另外，碳支架202设有多个支腿202a，底板204形成有多个贯通孔204a。
[0045]而且，碳支架202通过将各支腿202a插入底板204的对应的贯通孔204a而相对于底板204定位。如此构成的碳支架构造200借助底板204而载置于电刷支架206的规定的位置。
[0046]在碳支架构造200中，碳支架202的前端侧的开口部202b的宽度Wl的精度决定电刷的摇晃的程度。换句话说，当电刷本身的宽度公差为恒定时，若能够减小开口部202b的宽度Wl的公差，便能够抑制电刷的摇晃。然而，如图2(a)所示，在对板状的构件进行弯曲加工而形成碳支架202的开口部202b的情况下，其尺寸精度存在极限。尤其是对于兼做引导电刷的移动的部分和抑制电刷的向换向器周向的摇晃的部分的碳支架202而言，难以进一步抑制电刷的摇晃。
[0047]在上述情况下，因电刷的摇晃而产生电刷与换向器接触的位置向滞后角侧偏移的状况。其结果是，除了导致马达的转矩、最高转速等马达性能降低以外，由于在电刷与换向器之间产生火花而促进电刷的损耗，因此可能成为减低电刷寿命、以及马达寿命的一个因素。同时，还产生马达驱动时的噪声的增大、电流波形的紊乱。
[0048]因此，本申请的
【发明者】深入研究，通过将引导电刷的移动的部分和抑制电刷的向换向器周向的摇晃的部分进行功能性分离，想到各种能够改进的方面。图3是示意性地表示第一实施方式所涉及的移动限制构造的概要的图。
[0049]如图3所示，第一实施方式所涉及的移动限制构造30具有:允许电刷32的向换向器径向X的移动且同时收容该电刷的作为支架的碳支架34 ;对电刷32的向换向器周向Z的移动进行限制的周向限制部36。周向限制部36与电刷32之间的换向器周向的间隙(gl+gl，)比碳支架34与电刷32之间的换向器周向的间隙(g2+g2’ )小。
[0050]如此，由于无需使碳支架34与电刷32之间的换向器周向的间隙比周向限制部36与电刷32之间的换向器周向的间隙小，因此即便不进一步提高碳支架34的加工精度也没有问题。
[0051]图4(a)是第一实施方式所涉及的碳支架的立体图，图4(b)是包括第一实施方式所涉及的周向限制部的底板的立体图，图4(c)是第一实施方式所涉及的移动限制构造的立体图。图5是具备第一实施方式所涉及的移动限制构造的电刷支架的立体图。需要说明的是，对于与参考例相同的结构，适当地省略说明。
[0052]如图4(a)所示，第一实施方式所涉及的碳支架34通过弯曲加工将由金属板冲压加工成规定的形状的构件形成为弓状(筒状)。
[0053]另外，在碳支架34形成有多个支腿34a。如图4(b)所示，第一实施方式所涉及的底板40通过弯曲加工将由金属板冲压加工成规定的形状的构件的一部分折弯。折弯后的门状的部分即周向限制部36具有供电刷通过的通过口 36a。换句话说，该通过口 36a通过冲裁加工而形成。
[0054]而且，碳支架34通过将各支腿34a插入底板40的对应的贯通孔36b而相对于底板40定位。换句话说，底板40具有定位碳支架34的定位部。如此构成的移动限制构造30借助底板40而载置于电刷支架42的规定的位置。
[0055]如此，移动限制构造30通过冲裁加工而使周向限制部36的尺寸精度高，因此能够抑制电刷的摇晃。另外，伴随着电刷的摇晃的抑制，除了抑制马达性能的降低以外，还能够减小火花损耗并延长马达的寿命。因振动而产生的噪声、电气噪声的产生得以抑制。另外，冲裁加工与弯曲加工相比，由于相对于多个构件而一次性地进行，因此有助于生产性的提高。在此，冲裁加工包括例如冲切、冲孔等冲压加工。另外，周向限制部36的材料只要能够实现所希望的精度即可，并没有特别地限定，例如举出黄铜、铜等的金属板。另外，作为电刷的材质，除了碳以外，还举出贵金属、这些的合金等。另外，作为电刷的形状而举出被倒角后的长方体。
[0056]需要说明的是，如图4(b)所示，周向限制部36的通过口 36a呈周围被封闭的形状。由此，与在通过口 36a的周围的一部分嵌入狭缝的情况相比较，包围通过口 36a的构件整体的刚性变高，从而能抑制因外力而导致的变形。另外，冲裁加工时的变形小，能够形成尺寸精度高的通过口 36a。另外，在电刷与通过口 36a的内缘抵接时所施加的力在马达向任一方向旋转的情况下都相同，因此即便是任一旋转方向，也能够以简易的结构抑制电刷的摇晃。
[0057]另外，作为移动限制构造的制造方法而掌握上述的工序，该方法是具有允许马达的与换向器接触的电刷的向换向器径向的移动且同时收容电刷的碳支架34、和对电刷的向换向器周向的移动进行限制的周向限制部36的移动限制构造30的制造方法。而且，该方法包括:通过金属板的弯曲加工来形成碳支架34的工序；及通过冲裁加工来形成周向限制部36中的电刷的通过口 36a的工序。根据该制造方法，由于能够通过冲裁加工来提高周向限制部36的尺寸精度，因此能够制造进一步抑制电刷的摇晃的移动限制构造30。
[0058]此外，周向限制部36与底板40形成为一体，并且以底板40的换向器侧端部、换句话说周向限制部36的与底板40之间的连结部为中心而将周向限制部36向上侧进行弯曲加工，由此形成周向限制部36。因而，即便弯曲加工的精度稍微降低，弯曲加工后的周向限制部36的、换向器轴向位置与所希望的位置相比稍微存在偏差，对换向器周向的位置造成的影响较小。因此，能够期待高精度的电刷摇晃抑制效果。
[0059](第二实施方式)
[0060]图6(a)是第二实施方式所涉及的移动限制构造的立体图，图6(b)是具备第二实施方式所涉及的移动限制构造的电刷支架的立体图。需要说明的是，对与上述的实施方式相同的结构、作用效果适当地省略说明。
[0061]图6(a)所示的移动限制构造50具有碳支架52及底板54。如图6(a)所示,碳支架52通过弯曲加工将由金属板冲压加工成规定的形状的构件形成为弓状，并且具有通过弯曲加工将一部分折弯的门状的周向限制部58。周向限制部58具有供电刷通过的通过口58a。换句话说，该通过口 58a通过冲裁加工而形成。
[0062]而且，碳支架52通过将各支腿插入底板54的对应的贯通孔而相对于底板54定位。如此构成的移动限制构造50借助底板54而载置于电刷支架60的规定的位置。
[0063]如此，移动限制构造50通过冲裁加工而使周向限制部58的尺寸精度高，因此能够抑制电刷的摇晃，除了抑制马达性能的降低以外，还能够减轻火花损耗并延长马达的寿命。另外，因振动而产生的噪声、电气噪声的产生得以抑制。另外，冲裁加工与弯曲加工相比，由于相对于多个构件而一次性地进行，因此有助于生产性的提高。另外，周向限制部58的弯曲加工通过以周向限制部58与碳支架52之间的连结部为中心而向下侧弯曲加工,与第一实施方式的效果相同地，即便弯曲加工的精度多少降低，也能够期待高精度的电刷摇晃抑制效果。另外，周向限制部58与碳支架52形成为一体。由此，能够减少部件件数，并且无需考虑组装的位置精度。
[0064](第三实施方式)
[0065]图7(a)是第三实施方式所涉及的移动限制构造的立体图，图7(b)是第三实施方式所涉及的移动限制构造的俯视图，图7(c)是具备第三实施方式所涉及的移动限制构造的电刷支架的立体图。本实施方式所涉及的移动限制构造与第二实施方式所涉及的移动限制构造相比较，其显著不同之处在于，碳支架的侧壁与周向限制部经由折弯部而连结。需要说明的是，对与上述的实施方式相同的结构、作用效果适当地省略说明。
[0066]图7 (a)所示的移动限制构造64具有碳支架70及底板68。如图7 (a)所示，具有通过弯曲加工将由金属板冲压加工成规定的形状的构件形成为弓状的碳支架70、经由折弯部71而与碳支架70的侧壁70a的一部分连结的四边形的周向限制部72。周向限制部72具有供电刷通过的四边形的通过口 72a。而且，该通过口 72a通过冲裁加工而形成。
[0067]而且，碳支架70通过将各支腿插入底板68的对应的贯通孔而相对于底板68定位。如此构成的移动限制构造64借助底板68而载置于电刷支架74的规定的位置。
[0068]如此，移动限制构造64通过冲裁加工而使周向限制部72的尺寸精度高，因此能够抑制电刷的摇晃，除了能够抑制马达性能的降低以外，还能够减少火花损耗并延长马达的寿命。另外，因振动而产生的噪声、电气噪声的产生得以抑制。另外，由于周向限制部72具有供电刷通过的四边形的通过口 72a，因此能够高精度地抑制电刷向四方的摇晃。
[0069]另外，周向限制部72以折弯部71为中心而将周向限制部72向换向器的周向折弯形成。因而，与将周向限制部72向换向器轴向折弯加工的情况相比，周向限制部72的周向的强度变强，因此起到抑制伴随着电刷的摇晃的、周向限制部72的振动和噪声这样的效果O
[0070](第四实施方式)
[0071]图8(a)是第四实施方式所涉及的移动限制构造的立体图，图8(b)是具备第四实施方式所涉及的移动限制构造的电刷支架的立体图。本实施方式所涉及的移动限制构造与第二实施方式所涉及的移动限制构造相比较，其显著不同之处在于，不经由底板而直接将移动限制构造载置于电刷支架。需要说明的是，对与上述的实施方式相同的结构、作用效果适当地省略说明。
[0072]图8 (a)所示的移动限制构造76由碳支架80的一个构件构成。如图8 (a)所示，碳支架80具有:通过弯曲加工将由金属板冲压加工成规定的形状的构件形成为弓状，并且通过弯曲加工将一部分折弯的门状的周向限制部82 ;及多个支腿84。周向限制部82具有供电刷通过的通过口 82a。换句话说，该通过口 82a通过冲裁加工而形成。
[0073]而且，碳支架80通过将各支腿84插入于在电刷支架86形成的孔86a而相对于电刷支架86定位。
[0074](第五实施方式)
[0075]图9(a)是第五实施方式所涉及的移动限制构造的立体图，图9(b)是第五实施方式所涉及的移动限制构造的俯视图，图9(c)是具备第五实施方式所涉及的移动限制构造的电刷支架的立体图。本实施方式所涉及的移动限制构造与第三实施方式所涉及的移动限制构造相比较，其显著不同之处在于，不经由底板而直接将移动限制构造载置于电刷支架。需要说明的是，对与上述的实施方式相同的结构、作用效果适当地省略说明。
[0076]图9(a)所示的移动限制构造88由碳支架92的一个构件构成。如图9(a)所示，碳支架92具有四边形的周向限制部96，周向限制部96通过弯曲加工将由金属板冲压加工成规定的形状的构件形成为弓状，并且经由折弯部94而与碳支架92的侧壁92a的一部分连结。周向限制部96具有供电刷通过的四边形的通过口 96a。而且，该通过口 96a通过冲裁加工而形成。
[0077]而且，碳支架92通过将各支腿98插入于在电刷支架100形成的孔10a而相对于电刷支架100定位。
[0078](第六实施方式)
[0079]图10(a)是第六实施方式所涉及的碳支架的立体图，图10(b)是具备第六实施方式所涉及的移动限制构造的电刷支架的立体图。本实施方式所涉及的移动限制构造的特征之一是由电刷支架的一部分和碳支架构成。需要说明的是，对与上述的实施方式相同的结构、作用效果适当地省略说明。
[0080]如图10(a)所示，碳支架102具有:通过弯曲加工将由金属板冲压加工成规定的形状的构件折弯的门状的周向限制部104 ;及多个支腿106。周向限制部104具有供电刷通过的通过口 104a。
[0081]另一方面，图10(b)所示的电刷支架108形成有两对形成槽部109的两个侧壁110。另外，在各侧壁110的上表面形成有供碳支架102的支腿106插入的孔110a。而且，碳支架102通过将各支腿106插入于在侧壁110形成的孔IlOa而以覆盖槽部109的上部的方式相对于电刷支架108定位。
[0082]其结果是，第六实施方式所涉及的移动限制构造112由碳支架102和槽部109构成，具有收容能够滑动的电刷的收容部111和周向限制部104。需要说明的是，在第六实施方式中，碳支架102、槽部109、收容部111作为支架而发挥功能。
[0083](第七实施方式)
[0084]图11(a)是第七实施方式所涉及的周向限制部的立体图，图11(b)是具备第七实施方式所涉及的移动限制构造的电刷支架的立体图。本实施方式所涉及的移动限制构造的特征之一是电刷支架构成收容部。需要说明的是，对与上述的实施方式相同的结构、作用效果适当地省略说明。
[0085]如图11(a)所示，周向限制部114是7冲裁四边形的金属板的中心部而成的构件。周向限制部114具有供电刷通过的四边形的通过口 114a。
[0086]另一方面，图11(b)所示的电刷支架116预先形成有两个收容部118。收容部118以使通过口 114a位于供电刷移动的内部空间118a的方式形成有供周向限制部114插入的作为插入孔的狭缝118b。由此，由于周向限制部114本身的位移得以抑制，因此能进一步抑制电刷的摇晃。
[0087]以上，参照上述的实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不局限于上述的实施方式，适当地组合、置换实施方式的结构的实施方式也包含在本发明内。另外，还可以基于本领域技术人员的知识而适当地变更各实施方式中的组合、处理的顺序，或者对实施方式加以各种设计变更等变形，加以上述的变形的实施方式也包含在本发明的范围内。
【权利要求】
1.一种马达，其特征在于，具备: 与换向器接触的电刷； 对所述电刷的移动进行限制的移动限制构造， 所述移动限制构造具有: 允许所述电刷的向换向器径向的移动且同时收容该电刷的支架； 对所述电刷的向换向器周向的移动进行限制的周向限制部， 所述周向限制部具有供所述电刷通过的通过口，该通过口通过冲裁加工而形成。
2.根据权利要求1所述的马达，其特征在于， 所述通过口呈周围被封闭的形状。
3.根据权利要求1所述的马达，其特征在于， 所述支架是筒状的构件， 所述周向限制部是具有对所述支架进行定位的定位部的构件。
4.根据权利要求1所述的马达，其特征在于， 所述支架与所述周向限制部由一个构件构成。
5.根据权利要求4所述的马达，其特征在于， 所述马达还具有将所述支架与所述周向限制部连结的折弯部。
6.根据权利要求5所述的马达，其特征在于， 所述折弯部与所述支架的侧壁连结。
7.根据权利要求1所述的马达，其特征在于， 所述周向限制部是形成有所述通过口的板状的构件， 所述支架以使所述通过口位于电刷所移动的内部空间的方式形成有供该周向限制部插入的插入孔。
8.根据权利要求1所述的马达，其特征在于， 所述周向限制部与所述电刷之间的换向器周向的间隙比所述支架与所述电刷之间的换向器周向的间隙小。
9.一种移动限制构造的制造方法，其特征在于， 该制造方法是权利要求1所述的马达中的所述移动限制构造的制造方法， 所述移动限制构造的制造方法包括: 通过金属板的弯曲加工来形成所述支架的工序； 通过冲裁加工来形成所述周向限制部中的电刷的通过口的工序。
【文档编号】H02K13/10GK104184247SQ201410213346
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年5月20日 优先权日:2013年5月23日
【发明者】吉田笃, 荻野久史 申请人:马渊马达株式会社