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使用了带刷电机的驱动机构

申请号 CN201710478822.4 申请日 2017-06-21 公开(公告)号 CN107546944A 公开(公告)日 2018-01-05
申请人 美蓓亚三美株式会社; 发明人 大田雅巳; 宫回博志; 田中诚; 中村太一; 高山昭夫;
摘要 一种抑制由包含对于带刷 电机 有害的成分的气体引起的带刷电机的动作不良的使用了带刷电机的驱动机构。包括:带刷电机,其包括具有分离的多个换向器片(120A、120B、120C)的换向器(120)以及能够与所述多个换向器片(120A、120B、120C) 接触 的电刷(121);可动构件,其通过该带刷电机驱动;和止挡构件,其通过与所述可动构件接触而使所述带刷电机的旋转停止;在所述带刷电机的旋转通过所述可动构件与所述止挡构件接触而静止的状态下,电刷(121)仅与换向器片(120A、120B、120C)的相邻的2个的一方接触。
权利要求

1.一种使用了带刷电机的驱动机构,其特征在于,包括:带刷电机,其包括具有多个换向器片的换向器以及能够与所述多个换向器片接触的电刷;

可动构件,其由所述带刷电机驱动;和

止挡构件,其通过与所述可动构件接触,使所述带刷电机的旋转停止;

在所述带刷电机的旋转通过所述可动构件与所述止挡构件接触而静止的状态下,所述电刷仅与所述多个换向器片的相邻的2个的一方接触。

2.根据权利要求1所述的使用了带刷电机的驱动机构,其中:在所述带刷电机旋转、所述带刷电机的旋转通过所述可动构件与所述止挡构件接触而静止的状态下,驱动电压的向所述电刷的外加持续特定的期间。

3.根据权利要求1或2所述的使用了带刷电机的驱动机构,其中:

所述多个换向器片分别隔着缝隙相邻;

在所述带刷电机的旋转通过所述可动构件与所述止挡构件接触而静止的状态下,所述缝隙的开口部与所述电刷处于从与旋转轴垂直的方向观察不重叠的位置关系。

4.根据权利要求1至3的任意一项所述的使用了带刷电机的驱动机构,其中:

所述电刷具有被配置于夹着所述换向器的位置的一对电刷片;

在将通过所述换向器的旋转中心和所述一对电刷片的中央的直线与连结所述缝隙的周向上的中央和所述换向器的旋转中心的直线的一个正交的状态设为第1状态的情况下,在所述带刷电机的旋转通过所述可动构件与所述止挡构件接触而静止的状态下,所述换向器位于将所述第1状态设为基准而相对于所述电刷以度θ°以下的角度旋转的位置;

所述角度θ的值通过

θ=30°-60°×(X/2)

计算出,其中,

所述换向器的半径:r

所述缝隙的假想圆弧长度:La

所述电刷与所述换向器的接触圆弧长度:Lb

θs=(Lb-La)/r

在旋转1/6圈的旋转角中包含有θs的比例X为,

X=θs/(1/3)π=3(Lb-La)/πr。

5.根据权利要求1至3的任意一项所述的使用了带刷电机的驱动机构,其中:

所述电刷具有被配置于夹着所述换向器的位置的一对电刷片;

在将通过所述换向器的旋转中心和所述一对电刷片的中央的直线与连结所述缝隙的周向上的中央和所述换向器的旋转中心的一条直线正交的状态设为第1状态的情况下,在所述带刷电机的旋转通过所述可动构件与所述止挡构件接触而静止的状态下,所述换向器位于将所述第1状态设为基准而相对于所述电刷以10°以下的角度旋转的位置。

6.根据权利要求1至3的任意一项所述的使用了带刷电机的驱动机构,其中:

在所述带刷电机的旋转通过所述可动构件与所述止挡构件接触而静止的状态下,所述换向器的位置位于从所述缝隙与所述电刷不重叠的临界位置向将该重叠消除的方向旋转5°以上的位置。

说明书全文

使用了带刷电机的驱动机构

技术领域

[0001] 本发明涉及使用了带刷电机的驱动机构。

背景技术

[0002] 作为电动后视镜储存装置和/或开闭装置等电气设备的驱动单元使用带 刷电机的技术众所周知(例如,参照专利文献1)。但是,由芳香剂和/或化妆 品等所含的烷引起的带刷电机的动作不良众所周知(例如,参照专利文献 2)。通过在带刷电机的电刷与换向器之间产生的放电(火花),作为有机硅的 硅氧烷被分解而生成二氧化硅(SiO2),其附着于电刷以及换向器的表面而产生 该现象。众所周知二氧化硅具有电绝缘性,所以通过在电刷以及换向器的表面 上形成有二氧化硅膜,电刷与换向器之间的导通电阻上升,其成为带刷电机的 动作不良的要因。
[0003] 在先技术文献
[0004] 专利文献1:特开2008-167537号公报
[0005] 专利文献2:特开2009-077520号公报
[0006] 作为抑制由硅氧烷引起的带刷电机的动作不良的方法,可考虑将带刷电机 设为完全密封构造。然而,如果将带刷电机设为完全密封构造,则产生大型化、 构造的复杂化、重量的增加、成本增加等问题,在适用于实际的产品时有问题。

发明内容

[0007] 这样的在背景下,本发明的目的在于提供一种抑制带刷电机的动作不良的 技术。
[0008] 本发明是一种使用了带刷电机的驱动机构,其特征在于,包括:带刷电机, 其包括具有多个换向器片的换向器以及能够与所述多个换向器片接触的电刷; 可动构件,其通过所述带刷电机驱动;和止挡构件,其通过与所述可动构件接 触,使所述带刷电机的旋转停止;在所述带刷电机的旋转通过所述可动构件与 所述止挡构件接触而静止的状态下,所述电刷仅与所述多个换向器片的相邻的2 个的一方接触。
[0009] 在本发明中,可列举如下的技术方案:在所述带刷电机旋转、所述带刷电 机的旋转通过所述可动构件与所述止挡构件接触而静止的状态下,驱动电压的 向所述电刷的外加持续特定(预定)的期间。
[0010] 在本发明中,优选为如下的技术方案:所述多个换向器片分别隔着缝隙相 邻;在所述带刷电机的旋转通过所述可动构件与所述止挡构件接触而静止的状 态下,所述缝隙的开口部与所述电刷处于从与旋转轴垂直的方向观察不重叠的 位置关系。
[0011] 在本发明中,优选为如下的技术方案:所述电刷具有被配置于夹着所述换 向器的位置的一对电刷片;在将通过所述换向器的旋转中心和所述一对电刷片 的中央的直线与连结所述缝隙的周向上的中央和所述换向器的旋转中心的直线 的一个(一条直线)正交的状态设为第1状态的情况下,在所述带刷电机的旋 转通过所述可动构件与所述止挡构件接触而静止的状态下,所述换向器位于将 所述第1状态设为基准而相对于所述电刷以度θ°以下的角度旋转的位置;
[0012] 设所述换向器的半径:r
[0013] 所述缝隙的假想圆弧长度:La
[0014] 所述电刷与所述换向器的接触圆弧长度:Lb
[0015] θs=(Lb-La)/r
[0016] 在旋转1/6圈的旋转角中包含有θs的比例X为,
[0017] X=θs/(1/3)π=3(Lb-La)/πr
[0018] 所述角度θ的值通过,
[0019] θ=30°-60°×(X/2)(备注:也可以是θ=30°×(1-X))
[0020] 计算出。
[0021] 在本发明中,优选为如下的技术方案:所述电刷具有被配置于夹着所述换 向器的位置的一对电刷片;在将通过所述换向器的旋转中心和所述一对电刷片 的中央的直线与连结所述缝隙的周向上的中央和所述换向器的旋转中心的直线 的一个正交的状态设为第1状态的情况下,在所述带刷电机的旋转通过所述可 动构件与所述止挡构件接触而静止的状态下,所述换向器位于将所述第1状态 设为基准而相对于所述电刷以10°以下的角度旋转的位置。
[0022] 在本发明中,优选为如下的构造:在所述带刷电机的旋转通过所述可动构 件与所述止挡构件接触而静止的状态下,将所述换向器的位置设为从缝隙与电 刷不重叠的临界位置向将该重叠消除的方向旋转5°以上、优选为7°以上的位 置。
[0023] 根据本发明,可得到抑制带刷电机的动作不良的技术。附图说明
[0024] 图1是实施方式的立体图。
[0025] 图2是对由带刷电机驱动的机构进行说明的图。
[0026] 图3是带刷电机的局部剖视图。
[0027] 图4是表示换向器与电刷的位置关系的说明图。
[0028] 图5是表示换向器与电刷的位置关系的说明图。
[0029] 图6是在带刷电机中流动的电流波形图。
[0030] 图7是表示耐久试验的结果的曲线图表。
[0031] 图8是表示换向器与电刷的位置关系的说明图。
[0032] 图9是表示耐久试验的结果的曲线图表。
[0033] 图10是表示换向器与电刷的位置关系的说明图。
[0034] 图11是表示换向器与电刷的位置关系的说明图。
[0035] 图12是表示换向器的缝隙不跨过电刷的条件的图。
[0036] 附图标记说明
[0037] 101…带刷电机,102…轴,103…蜗杆,104…蜗轮,105…小齿轮,106… 锁定齿轮,107…卡合部,108…旋转轴,109…止挡,110…止挡,111…外侧壳 体,112…盖构件,113…磁体,114…转子,115…电枢心,116…绝缘体,117… 绕组,118…轴承,119…轴承,120…换向器,120A…换向器片,120B…换向器 片,120C…换向器片,121…电刷,121A…电刷片,
121B…电刷片,123…缝隙。

具体实施方式

[0038] (概要)
[0039] 在图1以及图2中,记载了使用了实施方式的带刷电机的驱动机构的一部 分。在该机构中,在带刷电机101的轴(输出轴)102上安装有蜗杆103,蜗轮 104啮合于蜗杆103。蜗轮104以同轴构造与小齿轮105一体化。小齿轮105啮 合于图2的锁定齿轮106,锁定齿轮106啮合于卡合部107。
[0040] 卡合部107具有扇型,将位于扇型的重要的位置的旋转轴108设为轴而摆 动(左右转动)。在卡合部107上的圆弧状的外周,形成有与锁定齿轮106啮 合的齿。卡合部107通过止挡109、110限制其摆动范围。在带刷电机101旋转 时,由蜗杆103驱动,蜗轮104旋转,同时小齿轮105旋转。通过小齿轮105 旋转,与小齿轮105啮合的锁定齿轮106旋转,卡合部107将旋转轴108设为 轴而转动。该卡合部107的转动范围由止挡109、110限制,仅能在特定的范围 内进行。
[0041] 接下来,对带刷电机101进行说明。在图3中,表示带刷电机101。带刷电 机101具有有底筒型的外侧壳体111。在外侧壳体111的开放部,结合有盖构件 112。在外侧壳体111的内侧,固定有磁体113。磁体113有2个,一方将轴中 心侧(后述的转子114侧)磁化为N极,另一方将轴中心侧磁化为S极。磁体 113的构造与通常的带刷电机的情况相同。
[0042] 在磁体113的内侧,隔着间隙配置有能够相对于外侧壳体111旋转的状态 的转子114。转子114具有与通常的带刷电机同样的构造,具有电枢铁心115、 被装设于电枢铁心
115的树脂制的绝缘体116、隔着绝缘体116卷绕于电枢铁心 115的绕组117。电枢铁心115包括从轴中心向半径方向延伸的3极的凸极,具 有将电磁板等软磁性材料的薄板层叠的构造。
[0043] 在电枢铁心115的旋转中心,固定有作为旋转轴的轴102。在轴102,安装 有换向器120。在图4、5中表示从轴方向观察换向器120的概念图。换向器120 具有沿着周向配置的换向器片120A、120B、120C,以能够滑动的状态与电刷 121接触。3个换向器片120A、120B、120C通过缝隙123分离。电刷121具有 被配置于将换向器120夹在中间的位置的电刷片121A、
121B。
[0044] 轴102通过轴承118以旋转自如的状态保持于外侧壳体111,通过轴承119 以旋转自如的状态保持于盖构件112。在该构造中,在电枢铁心115旋转时,轴 102与电枢铁心115一起旋转。
[0045] 绕组117构成被卷绕于各凸极的转子线圈。绕组117被连接于换向器120。 绕组117与换向器120的连线的方法与通常的带刷电机的情况相同。在图4、图 5中表示从轴方向观察的换向器120与电刷121的位置关系。换向器120在周向 上的等角的位置配置有换向器片120A、120B、120C,在各换向器片上连接有绕 组117。电刷121包括2个电刷片121A与121B,各电刷片被固定于盖构件112。 另外,电刷片121A被连接于图1中的电极端子122A,电刷片
121B被连接于电 极端子122B。通过向电极端子122A与122B中的一方外加+电压并向另一方外 加负电压,电枢铁心115旋转。驱动动作时的换向器120与电刷121的功能与 通常的带刷电机的情况相同。
[0046] (构造上的特征)
[0047] 在图1、2所示的机构中,形成为在换向器120(转子114)不旋转的情况 下仅能取卡合部107(图2)与止挡109接触的第1状态和卡合部107与止挡110 接触的第2状态2个状态的设计。换而言之,只要不是故障,在换向器120停 止的状态下,卡合部107肯定与止挡109或110中的某一个接触。
[0048] 另外,在上述第1状态以及第2状态、即换向器120静止的状态下,电刷 片121A、121B分别仅与换向器片120A、换向器片120B、换向器片120C的任 意一个接触。即,被设计为,在第1状态以及第2状态、即换向器120静止的 状态下,2个换向器片不同时与电刷片接触。
[0049] 以下,进而对上述的第1以及第2状态进行说明。在本实施方式中,被设 定为,在换向器120(转子114)静止的状态下,被设置于在周向上相邻的换向 器片之间的3个部位的缝隙123均不与电刷片121A以及电刷片121B对向。换 而言之,被设定为,在换向器120静止的状态下,从与旋转轴垂直的方向观察, 被设置于在周向上相邻的换向器片之间的3个部位的缝隙123均不与电刷片 121A以及电刷片121B重叠。该情况下的一例表示于图4。该设定通过调整图1、 2所示的齿轮机构的齿数比和/或止挡109、110的位置而实现。
[0050] 另外,在图5中,表示在电枢铁心115静止的状态下、换向器片120A和换 向器片120B与电刷片121A同时接触、另外缝隙123的一个与电刷片121A对 向的状态。
[0051] (放电现象的解析)
[0052] 在这里,对到达图4中的构成的过程进行说明。如前所述,电刷与换向器 之间的接触不良由在包含硅氧烷的气氛中在电刷与换向器之间产生放电而引 起。由此只要能够抑制放电的产生,便能够抑制由硅氧烷引起的二氧化硅膜的 生成,抑制上述的接触不良的问题。
[0053] 从该观点,本发明者们对在电刷与换向器之间产生的放电进行解析。图6 是对在带刷电机101中流动的电流值进行计测的图表。在图6中,t1为电源变 为接通的时刻。t2是卡合部107与止挡109(或110)接触的时刻。即使在t2、 卡合部107与止挡109(或110)接触,由构成齿轮的构件的弹性引起,轴102 (转子114)也反复几次反转与正转,可观察到摆动的现象。该轴102的摆动产 生的期间是t2与t3之间的期间。t3以后的期间为轴102的摆动停止、转子114 的运动停止且外加了驱动电压的状态。
[0054] 在图6中,在波形中可见胡须。在该胡须产生的定时,在换向器120与电 刷121之间产生放电。放电在时刻t1与时刻t2之间的期间以及时刻t2与时刻t3 之间的期间产生。本发明者们准备在盖构件112上形成了孔的样本,通过高速 照相机从该孔对在换向器120与电刷121之间产生的放电进行拍摄。结果,相 比在时刻t1与时刻t2之间的期间产生的放电,可观察到在时刻t2与时刻t3之 间的期间产生的放电较大的(观察到更大的火花)样子。
[0055] 制作多个样本,进行了上述的观察,如图6所示,判明具有在时刻t2与时 刻t3之间的期间明确产生放电的第1样本组和几乎不产生放电的(即使产生也 难以观察的平)的第2样本组。另外,在时刻t1-时刻t2之间产生的火花在 第1样本组与第2样本组没有观察到显眼的差异。
[0056] 因此,在对第1样本组与第2样本组的不同进行解析时,判明了以下的事 实。
[0057] (1)第1样本组(在时刻t2-时刻t3间产生了显著的放电的样本组) 在第1样本组中,在换向器120(转子114)静止的状态、即卡合构件107与止 挡109或110接触的状态下,换向器120与电刷121的位置关系处于图5的状 态(或接近图5的状态)。
[0058] (2)第2样本组(在时刻t2-时刻t3间放电不显眼的样本组) 在第2样本组中,在换向器120(转子114)静止的状态、即卡合构件107与止 挡109或110接触的状态下,换向器120与电刷121的位置关系处于图4的状 态(或接近图4的状态)。
[0059] 在图7中表示第1样本组的代表性例子与第2样本组的代表性例子的耐久 试验的结果。在该耐久试验中,在硅氧烷为饱和状态的湿度100%的气氛中以图 7所示的耐久试验条件反复进行电机的驱动。图7的纵轴为在驱动时流动的电流 值。在电刷与换向器的电接触变差时,电枢铁心(转子)的向绕组117的电流 供给路径的电阻升高,所以图7的纵轴的电流值的值下降。
[0060] 如从图7明确,相对于第1样本组,第2样本组的耐久性非常高。着眼于 放电现象的情况下的第1样本组与第2样本组的不同为在上述的图6的时刻t2 -时刻t3间产生的放电的有无(显著或不显眼)。由此,结论为在图6的时刻 t2-时刻t3间产生的放电为耐久性的恶化的主要的要因。
[0061] 另外,代表性例子1与代表性例子2的不同为组装于电源系统的电流限制 器件的有无(代表性例子1为有,代表性例子2为无)。有电流限制器件的类 型的耐久性较低的原因不明。
[0062] (放电产生的机理)
[0063] 以下,对在图6的时刻t2-时刻t3间产生的放电向电刷与换向器的电接触 给予坏影响的机理进行说明。如前所述,在时刻t2-时刻t3间,换向器120进 行反复正转与反转的摆动。该摆动主要由齿轮系统的弹性变形引起。
[0064] 如果在图5的状态下产生上述的摆动(换向器120的与电刷121相对的摆 动),则换向器片120A与换向器片120B的与电刷片121A相对的接触状态变 动。在该过程产生变动的不稳定的接触。但是,在该阶段向换向器片120A与换 向器片120B之间外加有电压,所以由上述的不稳定的接触引起,在产生了电位 差的部分产生放电。该放电由驱动电压引起,而且在设置得比通常的旋转时慢 的上述的换向器120的摆动时产生,所以放电的间隔比时刻t1-时刻t2间(图 6)的间隔长,因此所放电的能量比时刻t1-时刻t2间的能量大。该情况从图6 的波形也可看清。因此,容易通过该放电将硅氧烷高效率地分解,容易在换向 器120与电刷121的接触面形成由硅氧烷引起的二氧化硅膜。因此,如图7所 示,第1样本组的耐久性变得比第2样本组低。
[0065] 另一方面,第2组样本,在停止时,相邻的换向器片间的3个缝隙123全 都从电刷片离开,所以不会产生图6的时刻t2-时刻t3间的缝隙123的附近一 边摆动一边与电刷片121A以及电刷片121B接触的现象。因此,不会产生较强 的放电,由硅氧烷引起的二氧化硅膜的形成得到抑制,可得到图7所示的较高 的耐久性。
[0066] (实验数据)
[0067] 对于对图4、5所示的缝隙123和电刷片121A、121B的位置关系与耐久性 的相关关系进行调查的结果进行说明。在图8(A)以及(B)中,表示转子114 将旋转停止的状态(图2的卡合部107与止挡109或110接触的状态)下的换 向器120与电刷121的关系。图8(A)与图8(B)的不同为转子114不旋转的 状态下的换向器120与电刷121的位置关系。
[0068] 在图8(A)中,表示通过转子114(换向器120)的旋转中心和缝隙123 的一个中心的直线A与通过电刷片121A和121B的中心的直线B正交的状态。 图8(A)的状态为3个缝隙123与电刷片121A、121B位于离开最远的位置的 情况。
[0069] 在图8(B)中,表示从图8(A)的状态使转子114向顺时针方向旋转30 °的状态。在图8(B)中,缝隙123的一个与电刷片121A对向(电刷片121A 跨过缝隙123)。图8(B)中的直线C为使图8(A)的直线A向顺时针方向 旋转了30°的直线。在图8的情况下,直线A与直线C所成的角度θ为30°。
[0070] 在这里,制作将角度θ的值在0~30°之间变动的样本,进行与图7的情况 同样的耐久性试验。将结果表示于图9。如从图9明确,在角度θ与耐久性之间, 具有明确的相关关系。总之,可明确看清,角度θ较小的样本长寿命,角度θ较大 的样本短寿命。
[0071] 该结果印证了在角度θ接近30°时变为接近图8(B)的状态,产生前述的 “(放电产生的机理)”的部分所述的对耐久性给予较大的坏影响的放电的可 能性增大。但是,a56与a34的样本的角度θ为较近的值(a56:θ=16°,a34:θ =18°),但前者为长寿命品,后者为短寿命品。这暗示在θ=16~18°附近, 可能具有产生“(放电产生的机理)”的部分所述的对耐久性给予较大的坏影 响的放电的阈值
[0072] (考察模型)
[0073] 以下,对于理论性对成为角度θ的阈值的值进行考察的结果进行说明。通过 图10以及图11所示的模型对电刷片121A或121B跨过缝隙123的条件进行调 查。在这里,如下所述那样导出求出X的式子。
[0074] 作为前提,设为换向器120与电刷121在圆弧上线接触。
[0075] 而且,换向器的半径:r
[0076] 缝隙的假想圆弧长度:La
[0077] 缝隙的假想圆弧的中心角:θa
[0078] 电刷/换向器的接触圆弧长度:Lb
[0079] 电刷/换向器的接触圆弧的中心角:θb
[0080] 通过弧度的公式,
[0081] La=rθa,Lb=rθb
[0082] 某一电刷跨过某一缝隙的角度θs为,
[0083] θs=θb-θa=(Lb-La)/r
[0084] 在旋转1/6圈的旋转角包含有θs的比例X为,
[0085] X=θs/(1/3)π=3(Lb-La)/πr
[0086] 假设,在换向器120与电刷121的接触面没有磨损的情况下,换向器120 与电刷121的接触变为线接触。此时,变为θb=2θa。得到了图9的数据的样本 为r=1.75mm,La=0.80mm,Lb=1.6mm,所以在60°的范围内、电刷片跨过 缝隙123的角度范围θs根据上述的式子变为θs=26°。
[0087] 在图12中,表示从上述的考察模型得到的寿命与图8的角度θ的关系。从 图12可知θ=17°附近为长寿命与短寿命的阈值。这与暗示长寿命与短寿命的 转折点存在于θ=16~18°附近的图9的数据一致。另外,在图12中,θ=30°, 耐久性变得最低,该结果也与“放电产生的机理”所述的内容一致。另外,在 磨损在换向器120与电刷121的接触面上进展时,两者的接触变为表面接触,X 的值变大。
[0088] (优选的技术方案)
[0089] 对从上述的实验数据以及考察的内容得到的优选的θ的范围进行说明。图8 的θ的允许值(最大值)通过图12的关系,通过θ=30°-60°×(X/2)求出。 如果将磨损的影响估计为10%左右,则预估了θ的磨损安全系数(余量)的角度 范围θ’变为0.9θ即θ’=0.9×(30°-60°×(X/2))。
[0090] 一般,如果从图12的关系以θ≦10°(在以正负把握的情况下,-10°≦θ ≦10°)为目标设计整体的机构,则即使产生电极的磨损,在转子114静止的 状态下,电刷121也不跨过缝隙123,能够抑制前述的“(放电产生的机理)” 的部分所述的较强的放电的产生。而且,由该较强的放电引起的二氧化硅膜的 向电极表面的成膜得到抑制,能够提高带刷电机的耐久性。
[0091] 优选的技术方案如以下那样表达。首先,将图8(A)的状态、即通过换向 器120的旋转中心和一对电刷片121A、121B的中央的直线(通过旋转中心并与 直线A正交的直线)与连结缝隙123的周向上的中央和换向器120的旋转中心 的直线的一个(直线A)正交的状态设为第1状态(图8(A)的状态)。在这 里,考虑可动构件(卡合部107)与止挡构件109或110接触由此带刷电机101 的旋转静止的状态。在该状态下,换向器120位于以所述第1状态(图8(A) 的状态)为基准相对于电刷121以角度θ°以下的角度旋转的位置。
[0092] 换向器120的半径:r
[0093] 缝隙123的假想圆弧长度:La
[0094] 电刷121与换向器120的接触圆弧长度:Lb
[0095] θs=(Lb-La)/r
[0096] 在旋转1/6圈的旋转角中包含有θs的比例X为,
[0097] X=θs/(1/3)π=3(Lb-La)/πr
[0098] 角度θ的优选的值通过,
[0099] θ=30°-60°×(X/2)
[0100] 计算出。
[0101] 一般,看余量优选为将角度θ设为10°以下的构造。
[0102] 另外,也优选为下述的构造:在换向器120静止的状态下,将换向器120 的位置设为从缝隙123与电刷121不重叠的临界位置(使换向器120从该处再 运动则产生重叠的位置)向使该重叠消除的方向旋转5°以上、优选为7°以上 的位置。如果取该程度的安全系数,则可避免图6的时刻t2以后电刷片121A 或121B跨过缝隙123的状态,能够抑制换向器120与电刷121之间的放电。
[0103] (适用例)
[0104] 例如,图1、2所示的机构被利用于机动车的门锁机构。在该情况下,设计 为:在卡合部107与止挡109接触的状态下,门锁变为锁定(ON);在卡合部 107与止挡110接触的状态下,门锁变为解锁(OFF)。具体地说,卡合部107 卡合于进行门锁定的执行器构件,该执行器跟随卡合部107的转动而进退。例 如,在该执行器前进时,门锁的可动部被推动从而门锁从解锁变为锁定;在该 执行器后退时,门锁的可动部被拉动从而门锁从锁定变为解锁。
[0105] 在上述的门锁机构的情况下,在带刷电机101的静止状态下,仅能取门锁 的锁定与解锁这2阶段的状态,在带刷电机101的静止状态下一直仅存在于锁 定或解锁的一方。即,卡合部107的静止位置一直位于卡合部107与止挡109 接触的第1状态(门锁锁定的状态)或卡合部107与止挡110接触的第2状态 (门锁解锁的状态)的任意一个。
[0106] 在这里,将整体的机构设计为,在卡合部107与止挡109接触的状态以及 卡合部107与止挡110接触的状态下,换向器120与电刷121变为图4(图8(A)) 的位置关系。卡合部
107与止挡109接触的状态以及卡合部107与止挡110接 触的状态下的换向器120与电刷121的相对位置关系也可以从图4(图8(A)) 的状态错位。在该情况下,将图8(B)的角度θ所示的从图8(A)的状态错位 的错位角设为通过前述的θ=30°-60°×(X/2)计算的角度,更简易地为设 为10°以下。或者,在换向器120静止的状态下,将换向器120的位置设为从 缝隙123与电刷121不重叠的临界位置(使换向器120从该处再运动则产生重 叠的位置)向将该重叠消除的方向旋转5°以上、优选为7°以上的位置。
[0107] 重要的是,设为在换向器120停止的状态下、电刷片121A或121B不跨过 缝隙123的状态,或者从与旋转轴垂直的方向观察、缝隙123与电刷片121A或 121B位于不重叠的位置。另外,在图8(B)的情况下,为从图8(A)的状态 错位的错位角θ为30°、缝隙123与电刷片121A对向、电刷片121A跨过缝隙 123的状态。在卡合部107与止挡109接触的状态以及卡合部107与止挡110接 触的状态下,重要的是不变为图8(B)的位置关系。另外,也能够为错位角θ 的旋转方向与图8的情况相反、即从图8(A)的状态使换向器120向逆时针方 向旋转(错位)例如10°以下的构造。
[0108] 以下,对门锁机构的具体的动作的一例进行说明。首先,考虑门锁开关为 关闭的状态(卡合部107与止挡110接触的状态)。在该状态下,在将门锁开 关设为打开时,带刷电机101以卡合部107向图2的逆时针的方向转动的方式 旋转,从卡合部107与止挡110接触的状态向止挡109开始转动。而且,在卡 合部107与止挡109接触的阶段,卡合部107的向逆时针方向的转动停止。在 该卡合部107的运动的过程中,通过卡合部107的运动进行门锁的从解锁向锁 定的机械性切换。另外,通过使带刷电机101与上述相反地旋转,进行门锁的 从锁定向解锁的机械性切换。
[0109] 在该机构中,为了可靠地进行门锁的切换,以带刷电机101在某种程度的 期间之间继续进行动作的方式,进行驱动电压的向带刷电机101的外加(施加)。 因此,卡合部107从止挡109向止挡110转动,与止挡110接触后,驱动电压 的向带刷电机101的外加也继续。另外,卡合部107从止挡110向止挡109转 动,与止挡109接触后,驱动电压的向带刷电机101的外加也继续。
[0110] 当然,驱动电压的外加期间是预先设定的,另外通过过电流限制元件等的 工作,使得在卡合部107变得不能动的状态下不会长时间继续外加驱动电压。 然而,从卡合部107变得不能动的时间点,还继续进行驱动电压的向带刷电机 101的外加几十~几百m秒单位的期间。
[0111] 因此,在在卡合部107的停止时变为图5和/或图8(B)的状态的构造中, 在图6所示的时刻t2以后不可避免会产生换向器与电刷之间的放电。与此相对, 在在卡合部107的停止时变为图4和/或图8(A)的状态的构造中,可抑制图6 的时刻t2以后产生放电。在该情况下,如图7和/或图9所示,能够提高带刷电 机的耐久性。
[0112] 例如,乘用车等的车内由芳香剂和/或化妆品引起容易变为包含硅氧烷的气 氛,或者具有变为包含硅氧烷的气氛的情况,所以利用了本发明的使用了带刷 电机的驱动机构有用。
[0113] (其他)
[0114] 本发明并不限定于适用于车的门锁的驱动机构。本发明能够作为抑制使用 了带刷电机的各种驱动机构中的该带刷电机的换向器与电刷之间的放电的技术 而利用。另外,只要是由该放电引起的不良,不良的要因并不限定于硅氧烷。