JPH0479223B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は扁平整流子電気機械変換器のガイドス
リーブ付きブラシホルダーに係わる。

〔背景技術〕

主として回転子を扁平に構成したためにその容
積が極めて小さいことを特徴とし円板形回転子を
備えたモータはすでに公知である。このモータの
整流子は円筒状または平形である（“コンストラ
クシヨン・アンド・デザイン”1978年第５号、第
31及び32頁）。扁平整流子の場合、整流子を回転
子の一方の側面に固定することによりモータの長
さをさらに短縮することができる。扁平整流子を
回転子の長いモータに使用することもあり、この
場合にもモータの長さが短縮される。この場合、
ブラシホルダーは、一般に固定子の一方の側板に
固定された環と、環と一体に形成されかつモータ
シヤフトと平行に配置されたプリズム形ガイドス
リーブとから成る。

スリーブのこのような形状及び配置には２つの
欠点がある。第１に、寸法を最小限に抑える必要
上、ガイドスリーブ、従つてこれに収納されるブ
ラシの長さが制限される。なぜなら、整流子と、
ブラシホルダーの環を支持する固定子側板、との
軸方向間隔が比較的短かくなると共に、スリーブ
を限度以上に固定子外部に突出させることができ
ないからである。この限度はモータ及びこれに結
合される装置（例えば回転計用発電機、パルス発
生器など）の所期の全長に応じて異なる。第２
に、ブラシが比較的短かいため、その取替えがひ
んぱんになる。このため、ブラシを交換したり場
合によつては接触圧を調節するため、モータ固定
子外部にあるガイドスリーブ端に接近できるよう
に前記装置を取外さねばならない。この取外しが
モータ停止及びブラシ交換または調整に要する作
業のため多大の時間空費を伴なうことは明らかで
ある。

ブラシはガイドスリーブ内で摺動可能でなけれ
ばならず、そのためブラシとスリーブ内壁との間
には遊びがあることから、ブラシが比較的短かい
ことによる第３の問題が生ずる。即ち、変換器の
回転子が一方向に回転する時、整流子と摩擦する
ブラシの自由端は摩擦点における接線に沿つて回
転方向に変位しようとするのであるが、上記遊び
が存在するため、ブラシはその長手軸上の点を中
心に旋回しながらスリーブ内でやや変位し、その
結果、整流子平面と直交する平面内にあるべきそ
の長手軸はもはや整流子に対して直角ではなくや
や斜めになる。この旋回はブラシに作用する２つ
の力の合力、即ち、ブラシを常時整流子と接触状
態に保つために設けたばねの、整流子平面に対し
て直角に作用する力と、整流子とブラシの摩擦力
（即ち、第１の力と直交しかつ整流子回転方向に
作用する力）との合力によるものである。この２
つの力の合力はブラシ摩擦面に対して斜めの方向
に作用し、その結果、ブラシの長手軸上の一点を
中心にブラシを旋回させる。従つて、整流子と接
触するブラシ端の面がブラシ軸線に対して傾斜す
ると共に、摩耗によりブラシが短かくなるに従つ
てブラシ軸線の傾斜角度が増大し、ばね圧の作用
によりブラシが詰まり状態となり進まなくなる。
即ち、ブラシがこのように傾斜状態になると、ブ
ラシが整流子と接触しなくなつて変換器の正しい
機能をそこなうおそれがあり、また、回転子の、
従つて整流子の回転方向が変わるとブラシ軸線の
傾斜も変わる。この場合、ブラシ端の傾斜面はも
はや整流子の平面と平行ではなく傾斜状態とな
り、ブラシと整流子とは角部に沿つて接触するか
ら、変換器の正しい機能を得るには不充分な接触
となる。接触が正しい状態に戻るためには摩耗に
よつて新しい面が形成されるまで待たねばならな
い。回転方向が絶えず変わる制御モータの場合こ
の問題は特に深刻である。なぜなら、この場合に
はブラシ端がねじ回し状に削られ、ブラシと整流
子との接触が完全になることはあり得ないからで
ある。

これらの問題を解消するため、整流子平面に対
して斜めにプリズム形ガイドスリーブを設ける試
みがなされたが、この場合にはブラシにねじり力
が作用するため充分な成果は得られなかつた。

〔発明の概要〕

本発明の目的は、第１に、電気機械変換器ブラ
シの交換または調整に当り変換器に一体に結合し
た他の装置を取外さなくてもガイドスリーブに容
易に接近できるようにすること、第２に、変換器
（および、これと一体に他の装置を並置すること
で形成される集合体も含む）の長さ寸法を増大さ
せることなくブラシを長くできるようにし、さら
に、スリーブ内で長手軸上の点を中心に旋回する
ことによるブラシの横断方向変位を制限すること
にある。

本発明のブラシホルダーは、彎曲したブラシを
収納できるようにガイドスリーブを彎曲させると
共に、ガイドスリーブの第１端が整流子と対面す
ると共に変換器シヤフトと同心の仮想円上に位置
し、第２端が前記シヤフトから離れかつ前記シヤ
フトと同心的で前記第１仮想円よりも半径の大き
な第２仮想円上に位置するようにガイドスリーブ
を配置したことを特徴とする。

本発明の利点はガイドスリーブの形状及び配置
に依る。即ち、スリーブを彎曲形状としたので、
ブラシを長くして短かいブラシの欠点を解消する
一方、自由端が接近し易く、変換器側板に取付け
た他の装置を取外さなくてもブラシの交換または
調整ができるようにブラシを配置することができ
る。即ち、ガイドスリーブの自由端には直接接近
することができる。なぜなら、ガイドスリーブは
ブラシホルダーを支持する変換器側板に隣接する
装置の筐体を貫通しているからである。また、ス
リーブ自由端がこの筐体の内部にある場合には、
ねじをゆるめるか栓を抜くだけで接近できる。ガ
イドスリーブ及びブラシを彎曲形状としたから、
ブラシ自由端に作用するばね力の作用によりブラ
シはスリーブの（モータシヤフト側）内面の内壁
と常時当接する。また、整流子に対するブラシの
摩擦により、ブラシはスリーブのいずれか一方の
側面と当接する。この２つの効果の組合わせがブ
ラシの旋回を、従つて整流子に対するブラシ接触
面の傾斜を防止するとと共に、少なくともばね力
とガイドスリーブに対するブラシ摩擦力との偶力
により前記接触面がねじ回し状に削られるのを防
止する。換言すると、接触面はスリーブの（モー
タシヤフト側）内面と直交するばね力とこのばね
力と直交しかつブラシ／整流子摩擦から生ずる力
との合成力の作用下にある。接触面の平面内にあ
るこの２つの力の合成力はこの同一平面内にあつ
てバラシをブリーブの内面及び側面に圧接させ、
旋回を阻止しようとする力である。さらに、強調
するすべきことは旋回中心がもはやブラシの中心
軸上にはなく曲率中心の側にあつて旋回偶力を弱
めるということである。整流子平面と直交するば
ね力の合成力効果はスリーブ及びブラシを彎曲形
状としたことで弱められ、これに反して直線的な
スリーブの場合にはばね力ははとんど整流子と直
交する方向にだけ作用する。

本発明の一実施例ではガイドスリーブは円弧状
を呈する。

他の実施例ではブラシホルダーは変換器側板に
設けたガイドスリーブ支持環から成る。

好ましい実施例では変換器は円板回転子形モー
タ、好ましく直流モータであり、回転計用発電機
やパルス発生器などがこのモータに結合される。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を示す添付の図面に沿つて
本発明を詳細に説明する。

第１図に示す電気機械変換器は円板形回転子及
び永久磁石を有する直流モータである。

モータの固定子部分は２枚の側板１，２、及び
冷却ヒレ４のある環状筐体３から成る。

モータ回転子５は成形合成樹脂製でコイルを巻
着した円板であり、多層薄板を有する偏平整流子
６が組込まれている。回転子５は玉軸受８を介し
て固定子側板１，２に取付けられたモータシヤフ
ト７と一体的である。この側板１，２は軸方向に
配置された永久磁石９，１０をそれぞを具備す
る。モータ側板２には、支持環１２及びブラシ１
４のガイドスリーブ１３から成るブラシホルダー
をねじ１１を介して固定する。ねじ１１は支持環
１２の円弧状のスロツト２０を通して側板２に螺
着される。このスロツト２０はねじ１１をゆるめ
て環１２を回動させ、整流角度を修正することを
可能にする。ブラシ１４はこれを整流子６に圧接
させるコイルばね１９に連結される。環１２及び
スリーブ１３は例えばプラスチツクのような絶縁
材から成る。ガイドスリーブ１３は円弧状である
がその横断面（第２図）は矩形である。

モータ固定子筐体の外部に位置するスリーブ自
由端はモータに結合された装置（例えば、回転計
用発電機または回転子の回転位置を知らせるパル
ス発生器など）の筐体１６の、栓１７によつて塞
がれた開口部１５と対向している。栓１７を抜け
ば、スリーブ１３にねじ込まれかつばね１９に固
定されたカバー１８により閉鎖されたスリーブ１
３の端部に接近することができ、カバー１８を取
外すことにより整流子６に対するブラシ１４の接
触圧を調整したり、摩耗したブラシを取外すこと
ができる。カバー１８をスリーブ内にねじ込める
ようにするため、各スリーブ１３の端部１４の端
部内側にねじ部分を設ける。スリーブ１３は支持
環１２内に鋳込んである。

スリーブ１３をもつと長くし、筺体１６の開口
部１５を貫通させてもよいことはいうまでもな
い。

スリーブ同様に彎曲したブラシ１４とガイドス
リーブとの間には、ブラシの摺動を許す例えば
0.2mm程度の僅かな遊びがあるが、ブラシの形状
及び長さを前述の様にすれば転動によつてブラシ
が隅部に詰まるのが防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のブラシホルダーを示すため一
部切り欠いて示した変換器の平面図、第２図は第
１図の−線に沿つた部分断面図である。 １，２……側板、３……筐体、５……回転子、
６……偏平整流子、７……モータシヤフト、８…
…玉軸受、９，１０……永久磁石、１２……支持
環、１３……ガイドスリーブ、１４……ブラシ、
１６……付属装置の筐体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 扁平整流子を備えた電気機械変換器のガイド
   スリーブ付きブラシホルダーにおいて、彎曲した
   ブラシを収納できるようにガイドスリーブを彎曲
   させると共に、前記ガイドスリーブの第１端が整
   流子と対面すると共に変換器シヤフトと同心の仮
   想円上に位置し、第２端が前記シヤフトから離れ
   かつ前記シヤフトと同心的で前記第１仮想円より
   も半径の大きな第２仮想円上に位置するようにガ
   イドスリーブを配置したことを特徴とする。扁平
   整流子を備えた電気機械変換器のブラシホルダ
   ー。 ２ ガイドスリーブ及びブラシは円弧状を呈する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のブ
   ラシホルダー。 ３ ガイドスリーブは変換器シヤフトと同心の支
   持環に一体的に連結されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項または第２項に記載のブラ
   シホルダー。 ４ 変換器は円板形回転子を有し、整流子は回転
   子側面のいずれか一方の一部を形成することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項から第３項までの
   いずれかに記載のブラシホルダー。