JPS6149633A - 電動機の熱動過負荷保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は整流子電動機又はスリップリンゲイ・１き電
動機のための熱動過負荷保護装置に関する。

［従来の技術］ 熱動開閉器を備え、温度目標値を超過した際に−・力で
は整流子又はスリップリングと他方では接触するブラシ
との間の電流がこの開閉器により遮断ｉ＋）能であるよ
うな、整流子電動機又はスリップリンゲイ・１き電動機
のための熟動過負荷保護装魔は、ドイツ連邦共和田特許
出願公告第３３０８６６３号明Ｍｕ　ｉ！；により知ら
れている。

特に電動機のアーム形ブラシ保持器の温度監視のために
設けられたこの公知の装置は、アーム形ブラシ保持器の
ブラシ支持アームの側面のポケットの中にそれぞれバイ
メタル要素又は半導体素子を有する温度スイッチを収容
し、過瓜の加熱したがって足められた温度を超過した際
に電動機がこのスイッチにより電流供給を中断されて遮
断される。

［発り１が解決しようとする問題点コ この発明は、　ｒｉｆｊ記の公知の温度監視装置に比べ
て簡単に加工及び組み立てできると共に、あらかじめ与
えられた温度・目ＪｅＡ値に到達又はそれを超過した際
に明確な遮断点を維持することにより高い四軸信頼性を
保証する過負荷保護装置を提供することを目的とする。

動過負荷保護装置において、熱動開閉器としてそ［問題
点を解決するための手段］ この目的はこの光１９１にノ、（づき１１０記の種類の
熱れぞれ温度１１標イ〆１を超過した際にブラシを整流
子又はスリップリングから引き上げる形状記憶合金（記
ｔα素子）から成るレバー要素が設けられていることに
より達成される。

この発明の右利な実施態様は特許請求の範囲第２イ１以
下に記載したとおりである。

いわゆる形状記憶合金の作動Ｄ；（理と適用は文献（例
えば専門誌゛°材料及び技術（Ｍａｔｅｒｉａｌ　ｕｎ
ｄＴｅｃｈｎｉｋ）　”　、１９７８年、第２号、第５
９ページないし第６５ページ）により知られている。形
状記ｔ〔！合金は、低温度におけるそ性交形の後にそれ
か限界温度を超えて暖められるとｔ＋ｒびその初期の形
状に回復する（記憶効果）ような材料である。いわゆる
非可逆形状効果を有する記憶図書ばかりでなくいわゆる
可逆形状効果をイー１する記憶要素もまた詳細に述へら
れている。非可逆形状効果では加熱の際に１回だけ初期
の形状を再び採るに過ぎないが、可逆形状効果の場合に
は加熱過程によって変形が完全には打ち消されず、引き
続いて冷却されると再び初期の変形の方向に形状変化が
起こり得る温度に依存する可逆の形状変化挙動が存在す
る。非可逆形状効果ばかりでなく可逆形状効果もまたそ
れぞれそれ自体で任意に繰り返すことができる。

ブラシ保持器のこの発明に基づく構成により、補助の力
増幅手段を用いずブラシ自身を整流子又はスリップリン
グのしゅう動部から突然且つ大きな力でもって引き上げ
ることと、従って過度の加熱から保護すべき電動機の回
路の中断つまり遮断を確実に保＋ｌｌｔすることがｔ＋
（能となる。かかる過負６Ｘ７保護装置のための費用は
、整流子電動機又はスリップリング伺き電動機のアーム
形ブラシ保持器システムに夕シしては、可逆形状効果を
イ■する形状記憶合金が用いられることにより更に低減
できる。補助のバイメタル温度スイッチ又は半導体温度
スイッチとそれらの機械的保持機構と電気接続とのため
の別個の設計費、加工費及び組み立て費はここでは不要
である。

開閉要素のために必要な特殊合金の量をできるだけ少な
く保つために、この発明の別の実施態様に）１（づきレ
バー要素がブラシ支持アームの分離された部分を形成し
、その際形状記憶合金から成る各レバー要素自身がブラ
シ支持板に強固に支持されたブラシ支持アームの一部分
（第１の部分）だけを形成し、ブラシ支持アームの残り
の部分は第１の部分に取り付けられた弾性的なばね要素
から成り、このばね要素はその自由端に保持したブラシ
を整流子又はスリップリングのしゅう動面に押し刊ける
のが合理的である。

この発明に基づく理論を加重技術及び組みＸ′／こて技
術に適用するために、箱の中でほぼ半径方向に整流子に
向かって導かれ１」−っばねによりそのしゅう動面に押
し付けられたブラシを侑する箱形ブラシ保持器システム
を備えた′電動機において、レバー要素かその・端によ
りブラシ箱の外壁に固定されるとノ（に、温度目標６ｔ
ｉを超過した際にその別の自由端か力結合及び／又は形
状結合によりばねの押しく−Ｊけ力と反対方向にブラシ
を整流子のしゅう動面から引きＬげるブラシとの結合を
形成するように、この自由端が間接又は直接にブラシに
曲げて近づけられている。箱形ブラシ保持器システムの
ためのこの発明に）、（づ〈特殊な二つの実施態様は、
し八−要素がねじり−＃！〃Ｊ振れ又は屈曲−伸１１？
振れによりブラシを整流子のしゅう動面から引き上げる
ブラシとの結合を形成することを特徴とする。

［実施例］ 次にこの発明に基づく熱動過負荷保護装置の四つの実施
例を／１＜す図面により、この発明の詳細な説明する。

第１９図はアーム形ブラシ保持器システムのブラシ支持
板１６に強固に支持された−っの部品から成る二つのブ
ラシ支持アームを示す、可逆形状効果を有する形状記憶
合金から成るーっの部品でできたブラシ支持アームは、
その上部においてそれぞれ本来のレバー要素２（記ｔ［
要素）として成形、されると共にその残りの部分はばね
要素２１として構成され、通常の運転状態においてはブ
ラシ支持アームのＦ側の自由端にそれぞれ取り付けられ
たブラシ６が整流子１のしゅう動面上に押し付けられて
いる。＋ｒｆ逆形状効果を有する形状記ｔ（ｙ合金から
成るし八−要素２は、温度ｌ−１標値例えば１６０°Ｃ
の固定された温度に到達又はそれを超過したＶＡｌｏ’
ｃないし１５°Ｃの温度範囲内で、実際ヒ突然に比較的
大きく且つ温度に依存するアーム運動を起こすように作
られており、レバー要素の大きい運動能力のためにこの
アーム運動により両ブラシ６．６は破線で輪郭を示した
位１コ；に動き、それにより突然整流子のしゅう動部か
ら引きＬげられて整流子への電流が遮断される。

両ブラシ６．６は形状記憶合金から成るレバー要素の温
度が再び許容の温度目標イメ１以下に冷却されるまで引
き上げ位置に留まる。その後ブラシ支持アームはｌすび
突然その初期位置に戻り整流子への電流供給が再開され
る。

第２図は構造変形例が示され、ここでは可逆形状効果を
有する形状記憶合金から成るレバー要素３がそれぞれ各
ブラシ支持アームの分離された部分として構成され、こ
の部分にブラシ７をその下側の自由端に取り付けたばね
要素３１が別個に固定されている。第２図においてもま
た温度目標値に到達又はこれを超過した際に、同時に整
流子１への電流供給を遮断しながらブラシ支持アームか
形状記憶合金から成るレバー要素により突然移動される
位１１′ｊが１１）ひ破線により示されている。

第３図はブラシ支持＆１４に固定されたブラシ箱１０を
有する箱形ブラシ保持器システムを別の実施例としてノ
１ぺし、ブラシ箱の中ではブラシ８か案内されるとノ（
にその頂部に載せられたブラシ押えばね１１により整流
子ｌのしゅう動部に向かって押されている。右側ではブ
ラシ８は刻み込まれた歯形のに４＋＋ａｔを備え、温度
目標値に到達又はこれを超過した際に可逆形状効果を有
する形状記憶合金から成るレバーｇ；ｌｉ’４がねじり
一傾動振れにより実線で輪郭を示した位置から破線で輪
郭を示した位置へ突然動かされ、その際ブラシ８の歯形
の縞［１の歯の内の対応する南部４１に係合し、ブラシ
押えばね１１の押え力と反対力向にブラシを破線で示し
た位置にまで少しだけ引き上げ、そしてその際同様にブ
ラシ８と整流子１との間の電流を遮断する。

第４図はブラシ支持板１５に固定された箱形ブラシ保持
器システムを有するこの発明に基づく別の実施例を示す
、この場合には温度Ｌ１標値を超過したときに、ブラシ
箱の整流子１に近い外壁端部に固定されたレバー要素５
がその別の自由端のｈｉｉ曲−伸展振れにより箱１２の
中に案内されたブラシ９を整流子のしゅう動面から引き
−ヒげる。そのためにレバー要素全体は箱１２の外壁の
その固定点のＬ方にまず著しい形状記憶特性を有する範
囲Ａにおいて箱の外壁から離れるように曲げられ。

ｈ′ｄいてばね特性を有するのが合理的である範囲Ｂに
おいてその自由端を箱１２の外壁の方に戻すように曲げ
られ、温度１」標値に到達又はこれを超過した際にこの
自由端が範囲Ａにおけるレバー要素の形状回復によりブ
ラシ９の方へ押され、ブラシ押えばね１３の押え力に逆
らって働く分力によりブラシ９を整流子ｌのしゅう動部
から引き上げる。ブラシ９の方に押されたレバー要素の
端部とブラシ９との間の引っ［」トかりをよくするため
に、このブラシ９は第３図に示す実施例と同様に少なく
とも自由端が係合する範囲に好ましくは掘り込′まれだ
歯形のしまｌ“１９１を備えている。更に第４図から分
かるように１箱１２はレバー要素の自由端の抑圧範囲に
聞【」を有し、整流子電動機の過度の加熱によるレバー
要素の形状回復運動の際にレバー要素の自１１１端がこ
の開口を通り抜けることができる。可逆形状効果を有す
る形状記憶合金が用いられているならば、ブラシ９を整
流子１のしゅう動面から引きＬげるレバー要素の自由端
は、温度」−昇が温度１目′：！ｆ〆１に下降した後に
ＣｋＩ形のしま［」９１から引き戻されてブラシ９を開
放し、そしてブラシはブラシ押えばね１３により再び整
流子１のしゅう動面に押し付けられそして電動機への電
流供給が可能になる。′

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に基づく過負荷保護装置の実施例１の
軸方向から見た正ｉｉ’ｉｉ図、第２図は実施例２の１
］゛面図、第３図は実施例３の部分破断した正面図、第
４図は実施例４の部分破断した正面図である６ １働・・整流子、　　　２，３，４．５・・・レバー−
政素、　　６，７，８，９．−φψブラシ、１０．１２
・Φ・ブラシ箱、　　１１．１３＠働−ばね、　　１４
，１５．１６−−・ブラシ支持板、２１．３１−−φば
ね黄素、　　８１，９１・・嗜歯形のしま目。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）熱動開閉器を備え、温度目標値を超過した際に一方
   では整流子又はスリップリングと他方では接触するブラ
   シとの間の電流がこの開閉器により遮断可能であるよう
   な、整流子電動機又はスリップリング付き電動機のため
   の熱動過負荷保護装置において、熱動開閉器としてそれ
   ぞれ温度目標値を超過した際にブラシ（６又は７又は８
   又は９）を整流子（１）又はスリップリングから引き上
   げる形状記憶合金（記憶素子）から成るレバー要素（２
   又は３又は４又は５）が設けられていることを特徴とす
   る電動機の熱動過負荷保護装置。 ２）可逆形状効果を有する形状記憶合金が用いられるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３）アーム形ブラシ保持器システム付きの整流子電動機
   又はスリップリング付き電動機用であって、それぞれ形
   状記憶合金から成る１個の部品でできたブラシ支持アー
   ムを備え、ブラシ支持板（１６）に強固に支持されたア
   ームの一端がレバー要素（２）として成形さ れると共にアームの残りの部分がばね要素 （２１）として構成され、このばね要素がその自由端に
   保持したブラシ（６）を整流子 （１）又はスリップリングのしゅう動面に押し付けるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   装置。 ４）形状記憶合金から成るレバー要素（３）がブラシ支
   持アームの分離された部分を形成することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項又は第２項記載の装置。 ５）形状記憶合金から成る各レバー要素（３）自身がブ
   ラシ支持板（１６）に強固に支持されたブラシ支持アー
   ムの一部分だけを形成 し、ブラシ支持アームの残りの部分は第１ の部分に取り付けられた弾性的なばね要素 （３１）から成り、このばね要素はその自由端に保持し
   たブラシ（７）を整流子（１）又はスリップリングのし
   ゅう動面に押し付けることを特徴とする特許請求の範囲
   第３項記載の装置。 ６）箱の中でほぼ半径方向に整流子に向かって導かれ且
   つばねによりそのしゅう動面に押し付けられたブラシを
   有する箱形ブラシ保持器システムを備え、レバー要素（
   ４又は５）がその一端によりブラシ箱（１０；１２）の
   外壁に固定されると共に、温度目標値を超過した際にそ
   の別の自由端が力結合及び／又は形状結合によりばね（
   １１；１３）の押し付け力と反対方向にブラシ（８；９
   ）を整流子 （１）のしゅう動部から引き上げるブラシとの結合を形
   成するように、この自由端が間接又は直接にブラシ（８
   ；９）に曲げて近づけられていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の装置。 ７）レバー要素（４）がねじり−傾動振れによりブラシ
   （８）を整流子（１）のしゅう動面から引き上げるブラ
   シとの結合を形成することを特徴とする特許請求の範囲
   第６項記載の装置。 ８）レバー要素（５）が屈曲−伸展振れによりブラシ（
   ９）を整流子（１）のしゅう動面から引き上げるブラシ
   との結合を形成することを特徴とする特許請求の範囲第
   ６項記載の装置。 ９）ブラシ（８又は９）が少なくともレバー要素（４又
   は５）の係合範囲に歯形のしま目 （８１又は９１）を備え、温度目標値を超過した際ブラ
   シ長軸の方向に相前後して配置されたその歯の間にレバ
   ー要素（４又は５）の自由端が係合可能であることを特
   徴とする特許請求の範囲第６項ないし第８項のいずれか
   １項に記載の装置。