JP2014007808A - 回転電機のブラシ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スリップリングに付着したブラシの摩耗粉を除去することのできる回転電機のブラシ装置を提供する。
【解決手段】モータ等の回転電機の回転軸１に、円環形状のスリップリング２が、その穴２ａに回転軸１を挿入するようにして設けられている。回転電機のケーシング３には、ブラシホルダ４が固定されており、ブラシホルダ４には、カーボン製のブラシ５がスリップリング２に接触するように固定されている。ブラシホルダ４には、誘電体である樹脂製の細長いファイバー部材６を複数束ねてハケ又は箒のような形状にした摩耗粉除去部材７が設けられている。摩耗粉除去部材７の先端部は、スリップリング２に接するように設けられている。
【選択図】図１

Description

この発明は、回転電機のブラシ装置に関する。

モータ等の回転電機は一般的に、ケーシングに固定されたステータと、ステータに対して相対回転可能なロータと、ロータに電力を供給するブラシ装置とを有している。ブラシ装置の一般的な構成は、例えば特許文献１に示されている。このブラシ装置は、回転軸の外周に複数個の電気絶縁体を挟んで交互にスリップリングを設けるとともにスリップリングにブラシを押し付けるように構成されている。ブラシはブラシホルダに固定されているのに対しスリップリングは回転軸とともに回転するので、回転電機の稼働中、ブラシとスリップリングとは擦れ合うこととなる。ブラシは一般的にカーボン製であり、スリップリングは金属であるので、両者が擦れ合うことにより、ブラシの摩耗粉が発生する。

特許文献１に記載のブラシ装置には、電気絶縁体の先端の一部が入る切り欠きが形成された集塵箱が設けられている。この切り欠きには、プラスチック等の可撓性繊維物を多数束ねて電気絶縁体に摺動接触する掃除具が設けられている。回転軸の回転とともに電気絶縁体も回転するので、電気絶縁体に付着した摩耗粉が可撓性繊維物によって取り払われる。

実開平１−９６７６５号公報

しかしながら、特許文献１に記載のブラシ装置では、電気絶縁体に付着した摩耗粉は除去できるものの、スリップリングに付着した摩耗粉は除去できないので、摩耗粉がブラシとスリップリングとの間に噛み込まれてブラシの摩耗が促進され、ブラシの寿命がさらに短くなってしまうといった問題点があった。

この発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、スリップリングに付着したブラシの摩耗粉を除去することのできる回転電機のブラシ装置を提供することを目的とする。

この発明に係る回転電機のブラシ装置は、回転電機の回転軸とともに回転するように設けられたスリップリングと、スリップリングに接するように設けられた少なくとも１つのブラシと、スリップリングに接するように設けられた少なくとも１つの摩耗粉除去部材とを備える。
ブラシを固定するブラシホルダを備え、摩耗粉除去部材は、ブラシホルダに設けられた複数のファイバー部材を束ねて構成されてもよい。ファイバー部材は誘電体材料から形成されてもよい。また、ファイバー部材は導電性材料から形成されてもよい。

この発明によれば、回転軸とともに回転するスリップリングに接するように摩耗粉除去部材が設けられているので、スリップリングに付着したブラシの摩耗粉を除去することができる。

この発明の実施の形態に係る回転電機のブラシ装置の概略構成図である。 この実施の形態に係る回転電機のブラシ装置の変形例の概略構成図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、モータ等の回転電機の回転軸１に、真鍮からなる円環形状のスリップリング２が、その穴２ａに回転軸１を挿入するようにして設けられている。回転電機のケーシング３には、ブラシホルダ４が固定されており、ブラシホルダ４には、カーボン製のブラシ５がスリップリング２に接触するように固定されている。ブラシホルダ４には、誘電体である樹脂製の細長いファイバー部材６を複数束ねてハケ又は箒のような形状にした摩耗粉除去部材７が設けられている。摩耗粉除去部材７の先端部は、スリップリング２に接するように設けられている。

次に、この発明の実施の形態に係る回転電機のブラシ装置の動作について説明する。
図示しない電源から供給された電力がブラシ５を介してスリップリング２に給電されることにより、回転軸１が回転する。回転軸１の回転とともにスリップリング２も矢印Ａの方向に回転する。ブラシ５はスリップリング２に接触しているので、スリップリング２が回転することによりブラシ５とスリップリング２とが擦れ合い、カーボン製のブラシ５が摩耗して摩耗粉が発生する。発生した摩耗粉の少なくとも一部は、スリップリング２に付着して、スリップリング２とともに回転し、摩耗粉がブラシ５とスリップリング２との接触面に噛み込まれて、ブラシ５の摩耗を促進してしまう。

しかしながら、この実施の形態では、スリップリング２の回転方向に対してブラシ５とスリップリング２との接触面の直前に摩耗粉除去部材７が設けられていることにより、スリップリング２に付着した摩耗粉を摩耗粉除去部材７が払い落とすので、摩耗粉がブラシ５とスリップリング２との接触面に噛み込まれるのを防ぐことができる。

また、摩耗粉除去部材７を構成する各ファイバー部材６は、スリップリング２の回転によって動き、互いに擦れ合う。ファイバー部材６は、誘電体である樹脂で形成されているので、互いに擦れ合うことにより静電気が帯電する。すると、スリップリング２に付着した摩耗粉を払い落すだけではなく、静電気によってファイバー部材６に吸着することによってもスリップリング２から摩耗粉を除去するようになるので、スリップリング２からの摩耗粉の除去効果を向上することができる。

このように、回転軸１とともに回転するスリップリング２に接するように摩耗粉除去部材７が設けられているので、スリップリング２に付着したブラシ５の摩耗粉を除去することができる。

この実施の形態では、ファイバー部材６は樹脂製であったが、これに限定するものではない。ファイバー部材６は、互いに擦れ合ったときに静電気を帯電する誘電体材料から形成されていればよく、セラミックや雲母、人や動物の毛等でであってもよい。
また、この実施の形態では、摩耗粉除去部材７は、細長いファイバー部材６を複数束ねたハケ又は箒のような形状を有していたが、この形態に限定するものではない。スリップリング２に付着した摩耗粉を拭き取るような構成であってもよく、例えば、スポンジや布等をスリップリング２に押し付けるように設けてもよい。

この実施の形態では、ファイバー部材６は誘電体材料から形成されていたが、この形態に限定するものではない。金属等の導電性材料からファイバー部材６を形成してもよい。ただし、具体的な導電性材料を選ぶに際しては、ファイバー部材６がスリップリング２を傷つけてスリップリングの摩耗粉を発生することがないように、スリップリング２よりも柔らかい材料を選ぶべきである。そのような材料としては例えば、銀等が挙げられる。この形態では、ブラシ５だけではなくファイバー部材６も介してスリップリング２に電力を給電することができる。そうすると、スリップリング２の回転時に、振動によってスリップリング２とブラシ５とが瞬間的に離れてしまい、スリップリング２への電力の供給が瞬間的に遮断される可能性があるが、ファイバー部材６を介してもスリップリング２に電力を給電することができるので、電力の供給の瞬間的な遮断を防ぐことができる。

また、図２に示されるように、スリップリング２に接するように２つのブラシ５を設け、各ブラシ５が固定された各ブラシホルダ４に、導電性材料からなるファイバー部材６を束ねて形成された摩耗粉除去部材７をスリップリング２に接するように設けてもよい。この形態では、各ブラシ５から並列に電流を供給することにより各ブラシ５から給電される電流値を下げることができるので、スリップリング２の回転によりブラシ５とスリップリング２とが擦れ合って発生するブラシ５の摩耗粉自体の量を減らすことができる。また、ファイバー部材６の先端ではなく、先端と他端との間でスリップリング２に接していることにより、スリップリングとファイバー部材６との接触が確実になるので、摩耗粉自体の量の減少の効果を確実に得ることができる。尚、ブラシ５の個数も２つに限定するものではなく、３つ以上であってもよい。

１ 回転軸、２ スリップリング、４ ブラシホルダ、５ ブラシ、６ ファイバー部材、７ 摩耗粉除去部材。

Claims (4)

1. 回転電機のブラシ装置であって、
   前記回転電機の回転軸とともに回転するように設けられたスリップリングと、
   該スリップリングに接するように設けられた少なくとも１つのブラシと、
   前記スリップリングに接するように設けられた少なくとも１つの摩耗粉除去部材と
   を備える回転電機のブラシ装置。
2. 前記ブラシを固定するブラシホルダを備え、
   前記摩耗粉除去部材は、前記ブラシホルダに設けられた複数のファイバー部材を束ねて構成される、請求項１に記載の回転電機のブラシ装置。
3. 前記ファイバー部材は誘電体材料からなる、請求項２に記載の回転電機のブラシ装置。
4. 前記ファイバー部材は導電性材料からなる、請求項２に記載の回転電機のブラシ装置。

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