(57)【要約】【課題】ブラシとブラシホルダとが固着することを防止する回転電機用ブラシ及びブラシホルダを提供する。【解決手段】回転電機における回転軸に設けられるスリップリング２４に対し、底面１１ｂが摺接して通電し、セレーション加工が施された側面１１ｃ，１１ｄを有するブラシ１１、あるいは、ブラシ１１（２１）を囲うように互いに接する側板１５ａ，１５ｂ，１５ｃを備え、側板１５ａの角部が、隣接する他の側板１５ｂ，１５ｃから離間するように形成されるブラシホルダ１５により、ブラシとブラシホルダとが固着することを防止することができる。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機における回転軸に設けられるスリップリングに対し、底面が摺接し通電する回転電機用ブラシであって、
セレーション加工が施された側面を１つ以上有する
ことを特徴とする回転電機用ブラシ。
【請求項２】
前記側面とは、前記回転電機用ブラシの熱膨張方向を向く１つまたは２つの面である
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機用ブラシ。
【請求項３】
前記１つまたは２つの面は、前記回転軸の軸方向を向く
ことを特徴とする請求項２に記載の回転電機用ブラシ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の回転電機用ブラシを把持する回転電機用ブラシホルダであって、
前記回転電機用ブラシを囲うように互いに接する複数の側板を備え、
前記複数の側板のうち１枚以上の側板の角部が、隣接する他の側板から離間するように形成される
ことを特徴とする回転電機用ブラシホルダ。
【請求項５】
前記１枚以上の側板とは、前記回転電機用ブラシホルダの変形時に前記回転電機用ブラシの角部から力が加わる側板である
ことを特徴とする請求項４に記載の回転電機用ブラシホルダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻線形三相誘導電動機等の回転電機に用いられるブラシ及びブラシホルダの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
巻線形三相誘導電動機等の回転電機には、回転子への通電のため、例えば下記特許文献１に記載されるように、回転電機用ブラシ（以下、単にブラシと記載）が設けられている。
【０００３】
図３は、従来のブラシ及びブラシホルダの位置関係を説明する模式図である。ブラシ２１は、ブラシホルダ２２の内側に把持されており、図示しない外部の電気回路に接続している。
【０００４】
ブラシ２１の上面２１ａには、バネ２３が設けられており、このバネ２３のバネ力によって、回転子に接続する回転軸（図示略）に取り付けられたスリップリング２４に対し、ブラシ２１の底面２１ｂが押圧された状態で通電する。なお、図３中の一点鎖線矢印は、回転軸（図示略）を中心としたスリップリング２４の回転方向を示している。
【０００５】
図４は、従来のブラシ及びブラシホルダの形状を表す斜視図である。ブラシホルダ２２は、ブラシ２１の４つの側面２１ｃ〜２１ｆに接する４枚の側板を有しており、その内側にブラシ２１が把持される。また、ブラシホルダ２２は、上部及び底部が開口しており、ブラシ２１の底面２１ｂは、スリップリング２４に対応した円弧状に形成され、ブラシホルダ２２の底部開口から突出して、スリップリング２４に接している。
【０００６】
また、例えば中大形の電動機において複数のブラシが設けられる場合、図５に実線で表すような梯子形状のブラシホルダ２５が用いられる。なお、図５には２つのブラシ２１がブラシホルダ２５に把持された状態が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５‐１２９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ブラシ２１の材料としては、大電流でも使用できるよう、カーボンに銅や銀等の金属を添加することが一般的である。しかしながら、これらの金属のなかには酸化を起こしやすいものもある。
【０００９】
運転中の回転電機においては、回転状態のスリップリング２４がブラシ２１の底面２１ｂに対して摺動しつつ、ブラシ２１によって通電状態となる。このとき、ブラシ２１はスリップリング２４との摩擦及び接触電圧降下によって発熱する。
【００１０】
この発熱により、上記材料で構成されたブラシ２１は、分子構造の変化による永久膨張が発生する。そして永久膨張したブラシ２１は、ブラシホルダ２２に対して固着する虞がある。
【００１１】
さらに、ブラシホルダ２２に固着したブラシ２１は、スリップリング２４に押し付けにくくなり、スリップリング２４から離間してしまい、不摺動通電によるアークが発生する原因となる。
【００１２】
一方、梯子形状のブラシホルダ２５の場合、回転電機の運転中に発生する振動によって、例えば図５に破線で示すように変形し、上面視において、ブラシ２１の四方を囲む側板のなす形状が、長方形から略平行四辺形となる。
【００１３】
図６は、図５のブラシ２１部分周辺の部分拡大図である。ブラシホルダ２５が変形すると、例えば角部Ａ，Ｂにおいて、ブラシ２１がブラシホルダ２５の側板（仕切板）２５ａ，２５ｄに食い込み（図６中の破線）固着し、やはりスリップリング２４から離間、そしてアークが発生する原因となる。
【００１４】
本発明は、上記技術的課題に鑑み、ブラシとブラシホルダとが固着することを防止することを可能とする、回転電機用ブラシ及びブラシホルダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するための第１の発明に係る回転電機用ブラシは、
回転電機における回転軸に設けられるスリップリングに対し、底面が摺接し通電する回転電機用ブラシであって、
セレーション加工が施された側面を１つ以上有する
ことを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決するための第２の発明に係る回転電機用ブラシは、
上記第１の発明に係る回転電機用ブラシにおいて、
前記側面とは、前記回転電機用ブラシの熱膨張方向を向く１つまたは２つの面である
ことを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決するための第３の発明に係る回転電機用ブラシは、
上記第１または２の発明に係る回転電機用ブラシにおいて、
前記１つまたは２つの面は、前記回転軸の軸方向を向く
ことを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決するための第４の発明に係る回転電機用ブラシホルダは、
上記第１から３のいずれか１つの回転電機用ブラシを把持する回転電機用ブラシホルダであって、
前記回転電機用ブラシを囲うように互いに接する複数の側板を備え、
前記複数の側板のうち１枚以上の側板の角部が、隣接する他の側板から離間するように形成される
ことを特徴とする。
【００１９】
上記課題を解決するための第５の発明に係る回転電機用ブラシホルダは、
上記第４の発明に係る回転電機用ブラシホルダおいて、
前記１枚以上の側板とは、前記回転電機用ブラシホルダの変形時に前記回転電機用ブラシの角部から力が加わる側板である
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る回転電機用ブラシ及びブラシホルダによれば、ブラシとブラシホルダとが固着することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１Ａ】本発明の実施例１に係るブラシの形状を表す斜視図である。
【図１Ｂ】本発明の実施例１に係るブラシの形状を表す上面図である。
【図１Ｃ】本発明の実施例１に係るブラシの形状を表す側面図である。
【図２】本発明の実施例２に係るブラシホルダの形状の一部を表す斜視図である。
【図３】従来のブラシ及びブラシホルダの位置関係を説明する模式図である。
【図４】従来のブラシ及びブラシホルダの形状を表す斜視図である。
【図５】従来の梯子形状のブラシホルダの形状を表す上面図である。
【図６】図５のブラシ部分周辺の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る回転電機用ブラシ及びブラシホルダについて、実施例にて図面を用いて説明する。
【００２３】
［実施例１］
本実施例では、回転電機の運転中におけるブラシが、その製造方法の影響により１方向にのみ著しく膨張する点に着目した。以下では、本実施例に係る回転電機用ブラシについて、図１Ａ〜１Ｃを用いて説明する。
【００２４】
なお、図１Ａは本実施例に係るブラシ（ブラシ１１）の形状を表す斜視図、図１Ｂは上面図、図１Ｃは側面図であり、図１Ｃには、ブラシ１１がスリップリング２４と接している状態を表している。
【００２５】
ブラシ１１は、セレーション加工が施された側面を１つ以上有するものである。殊に、ブラシ１１は主に図１Ａに付された両矢印の方向に膨張し、この膨張方向を向く１つまたは２つの側面に、セレーション加工が施される。
【００２６】
より具体的に説明する。ブラシ１１は、略直方体形状であり、図１Ｃに示すように、底面１１ｂがスリップリング２４の周面に対応する円弧状に形成されている。そして本実施例では、ブラシ１１における４つの側面１１ｃ〜１１ｆのうち、回転子に接続する回転軸（図示略）の軸方向を向く側面１１ｃ，１１ｄを、セレーション加工された形状、すなわち、山谷の曲面が連続する波板形状の面とする。なお、ここでの回転軸の軸方向は、ブラシ１１の膨張方向となる。
【００２７】
なお、図１Ａ，１Ｃにおける４本の一点鎖線は、この山の先端部を示すものであるが、本実施例では、側面１１ｃ，１１ｄにおける山及び谷の数は任意であるものとする。
【００２８】
また、側面１１ｃ，１１ｄの、セレーション加工が施される方向、すなわち、山（谷）の延伸方向（一点鎖線の延伸方向）は、ブラシ１１がスリップリング２４に押圧される方向、すなわち、上面１１ａから底面１１ｂに向けての方向であるものとする。
【００２９】
このようにして、本実施例では、ブラシとブラシホルダとの接触面積を減らし、セレーションの山の先端部に振動荷重がかかるようにする（ブラシは回転状態のスリップリングに常に摺接しているため、振動が必ず存在する）。これにより山の先端部が摩滅してブラシホルダとの隙間を回復する。これにより、ブラシが膨張してもブラシホルダに固着することがなくなる。なお、摩滅した粉は谷底とブラシホルダとの隙間から外部へ排出される。
【００３０】
さらに、セレーション構造によって通風空間（谷底とブラシホルダとの隙間）が形成されることになり、通風による冷却が行われ、かつ、セレーション構造によって側面の表面積が増加し、冷却効率が向上することにより、発熱によるブラシの膨張自体を緩和することができる。
【００３１】
［実施例２］
本実施例は、回転電機用ブラシホルダについてのものである。以下、本実施例に係る回転電機用ブラシホルダについて説明する。
【００３２】
回転電機の運転中に発生する振動によって、梯子形状のブラシホルダが変形した場合、図６に示す従来のブラシホルダ２５では、Ａ，Ｂにおいて側板（仕切板）２５ａ，２５ｄにブラシ２１が食い込み、固着の原因となっていた。
【００３３】
図２は、本実施例に係る回転電機用ブラシホルダ（梯子形状のブラシホルダ１５）のブラシ２１部分周辺のみを表す斜視図である。
【００３４】
ブラシホルダ１５は、互いに接する側板１５ａ，１５ｂ、１５ｃによりブラシ２１の側面を四方から囲むようにして把持するものである。このうち、側板１５ｂ，１５ｃは、ブラシホルダ１５の外壁を形成する長手方向の側板である（図２ではその一部のみを表しており、実際には図５の上面図に示すように長手方向に延伸している）。そして、側板１５ａは、仕切板としての側板であり、図示していないが、ブラシホルダ１５の中に複数枚設けられている。
【００３５】
このうち、側板１５ａの角部１５ａａ，１５ａｂ，１５ａｃ，１５ａｄは、四角形の四つ角から三角形を切り落としたような形状である。これにより、角部１５ａａ，１５ａｂ，１５ａｃ，１５ａｄは、それぞれ側板１５ａに隣接する側板１５ｂ，１５ｃから離間するように形成されている。
【００３６】
換言すれば、ブラシホルダ１５の側板１５ａは、側板１５ｂ，１５ｃ側の側面１５ａｅ，１５ａｆのみが側板１５ｂ，１５ｃに接している正面視六角形状の板体となっている。
【００３７】
また、図示していないが、側板１５ａと平行に設けられ、ブラシ２１に接する側板（仕切り板）は全て同様の形状とする。
【００３８】
すなわち、ブラシホルダ１５は、従来は変形時にブラシ２１から食い込みの力が最もかかる位置であった側板１５の四つ角が切り落とされたことで、角部１５ａａ，１５ａｂ，１５ａｃ，１５ａｄには、ブラシ２１からの食い込みが少なくなる。よって、ブラシとブラシホルダとの固着を防止することができる。
【００３９】
なお、本実施例は、梯子形状のブラシホルダを前提として説明したが、従来技術や実施例１で挙げたブラシホルダ（ブラシホルダ２２）に対しても、さらに、実施例１に係るブラシ（ブラシ１１）を把持するブラシホルダに対しても、適用可能である。
【００４０】
また本実施例では、ブラシホルダ１５のうち側板１５ａの角部１５ａａ，１５ａｂ，１５ａｃ，１５ａｄの形状のみについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ブラシを囲うように互いに接する複数の側板のうち１枚以上の側板の角部が、隣接する他の側板から離間するように形成されるようにすればよい。ただし、ここでの１枚以上の側板とは、ブラシホルダの変形時にブラシの角部から力が加わる側板である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、巻線形三相誘導電動機等の回転電機のブラシ及びブラシホルダとして好適である。
【符号の説明】
【００４２】
１１  ブラシ
１１ａ  上面
１１ｂ  底面
１１ｃ，１１ｄ  （セレーション加工の施された）側面
１１ｅ，１１ｆ  側面
１５  格子形状のブラシホルダ
１５ａ  側板（仕切板）
１５ａａ〜１５ａｄ  角部
１５ａｅ，１５ａｆ  側面
１５ｂ，１５ｃ  （長手方向）側板
２１  （従来の）ブラシ
２１ａ  上面
２１ｂ  底面
２１ｃ〜２１ｆ  側面
２２  （従来の）ブラシホルダ
２３  バネ
２４  スリップリング
２５  （従来の）梯子形状のブラシホルダ
２５ａ，２５ｄ  側板（仕切板）
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
2020043678.tif 000006
【図３】
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【図４】
2020043678.tif 000008
【図５】
2020043678.tif 000009
【図６】
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