(57)【要約】【課題】本発明は、ブラシの摩耗量を低減し、ブラシの交換サイクル及びブラシの摩耗粉によるトラブル防止のための清掃サイクルを省力化することができる電動機を得ることを目的とするものである。【解決手段】回転軸８の一端部側（図１の左側）には、回転子接触装置１０が配置されている。回転子接触装置１０は、固定子３と回転子４とを電気的に接続して同電位にする働きをする。ブラシ１３は、フレーム１２に支持されている。ブラシ１３の長手方向の他端部（図３の右側）には、接触用突起部１３ｃが形成されている。接触用突起部１３ｃは、回転軸８の一端部側端面８ａの中心部に接触されている。【選択図】図１
2010187477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子、
回転軸と一体に回転可能な回転子、及び
上記回転軸の軸方向端面に対向して配置され、上記固定子に電気的に接続されているフレームと、上記フレームに設けられ、かつ上記回転軸の軸方向端面に接触しているブラシとを有し、上記固定子と上記回転子とを電気的に接続することで同電位にする回転子接触装置
を備えていることを特徴とする電動機。
【請求項２】
上記フレームには、上記回転軸の軸方向へ上記ブラシの変位を案内する案内部と、上記ブラシを上記回転軸の軸方向端面に押圧するためのばねとが設けられていることを特徴とする請求項１記載の電動機。
【請求項３】
上記フレームには、上記ブラシの摩耗量を確認するための摩耗量確認目盛りが設けられていることを特徴とする請求項１及び請求項２に記載の電動機。
【請求項４】
上記回転軸の軸方向端面の中心部には、上記回転軸の軸方向端面の中心部に対する上記ブラシの接触位置を確認するための位置決め部が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の電動機。
【請求項５】
上記ブラシには、上記フレームと上記ブラシとを電気的に接続するための接触子もしくは接続リード線が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軸受を流れる電流を排除する回転子接触装置を備えた電動機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動機では、ブラシを有し、軸受を流れる電流を排除する回転子接触装置が設置台に固定されている。さらに、このブラシの一端部は、ブレーキホイールの円周に近い側面に摺接されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
近年では、高周波スイッチングで制御されるインバータ駆動の交流電動機の適用が増えている。その理由として、インバータ駆動の交流電動機の制御特性及び省電力性が挙げられる。しかし、インバータ駆動の交流電動機の場合、交流電動機に電力を供給すると、浮遊容量を通じて固定子側と回転子側との間に電圧が生じる場合がある。電圧が発生すると、交流電動機の軸受の固定側と回転側とに高周波の漏れ電流が印加される。そして、電圧が絶縁破壊するレベルに達するとスパークし、ころや玉等の軸受構成部品の表面が局部的に溶融する結果となる。この状態で軸受が回転を続けると、軸受構成部品の表面の荒れが増大し、交流電動機の故障につながっていた。これに対して、上記のように構成された従来の電動機では、軸受に流れる電流を排除することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
回転する円板において、角速度が同じであれば中心から遠いほど速度が速くなるため、中心寄りにブラシを押圧させた場合よりもブレーキホイールの１回転あたりの摺動距離が大きくなってしまい、ブラシの摩耗量が大きくなってしまう。また、ブラシの交換周期及びブラシの摩耗粉によるトラブル防止のための清掃周期を短くする必要があった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ブラシの摩耗量を低減し、ブラシの交換周期及びブラシの摩耗粉によるトラブル防止のための清掃周期を長くすることができる電動機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る電動機は、固定子、回転軸と一体に回転可能な回転子、及び回転軸の軸方向端面に対向して配置され、固定子に電気的に接続されているフレームと、フレームに設けられ、かつ回転軸の軸方向端面に接触しているブラシとを有し、固定子と回転子とを電気的に接続することで同電位にする回転子接触装置を備えているものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の電動機では、固定子と回転子とを同電位にするための回転子接触装置を回転軸の軸方向端面に設け、回転軸の中心近傍にブラシを接触させることにより、ブラシの摩耗量を低減し、ブラシの交換周期及びブラシの摩耗粉によるトラブル防止のための清掃周期を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１による電動機を示す斜視図である。
【図２】図１の回転子接触装置を拡大して示す斜視図である。
【図３】図２のブラシを示す斜視図である。
【図４】図１の回転軸の一端部側端面に接触用突起部が接触している状態を示す正面図である。
【図５】円板が一定の角速度で回転する状態を示す説明図である。
【図６】図１の回転軸の一端部側端面に断面円形状の接触用突起部が接触している状態を示す正面図である。
【図７】この発明の実施の形態２による電動機を示す斜視図である。
【図８】この発明の実施の形態３による電動機を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による電動機を示す斜視図である。図１において、設置台１の上部には、電動機２が設けられている。電動機２は、固定子３と、回転子４とを有している。固定子３は、ハウジング５と、固定子鉄心（図示せず）と、固定子コイル（図示せず）とを有している。ハウジング５は、取付金具６を介して設置台１に設置されている。取付金具６は、設置台１の面上に複数の固定用ボルト７によって固定されている。固定子鉄心及び固定子コイルは、ハウジング５の内周面に支持されている。
【００１１】
回転子４は、回転軸８と、回転子本体（図示せず）とを有している。回転軸８は、ハウジング５の中心部分に回転可能に通されている。回転子本体は、回転軸８の外周面に設けられている。また、回転子本体は、回転軸８と一体に回転可能となっている。ハウジング５と回転軸８との間には、軸受９が設けられている。
【００１２】
回転軸８の一端部側（図１の左側）には、回転子接触装置１０が配置されている。また、回転軸８の他端部側（図１の右側）には、出力部（図示せず）が配置されている。回転子接触装置１０は、固定子３と回転子４とを電気的に接続して同電位にする働きをする。
【００１３】
ハウジング５の一端面５ａ（図１の左側）には、一対のサポータ１１が固定されている。各サポータ１１は、回転軸８の軸方向に平行に配置されている。各サポータ１１には、ねじ部（図示せず）が設けられている。回転子接触装置１０は、サポータ１１を介してハウジング５と電気的に接続されている。
【００１４】
図２は、図１の回転子接触装置１０を拡大して示す斜視図、図３は、図２のブラシを示す斜視図である。回転子接触装置１０は、フレーム１２と、導電性のブラシ１３と、ばね１４と、ばね押え１５とを有している。
【００１５】
フレーム１２は、サポータ１１に支持されている。フレーム１２のサポータ１１に対向している一対の側面１２ａには、フレーム取付孔１６がそれぞれ設けられている。フレーム１２は、ねじ部に固定用ねじ（図示せず）を螺着することによって、サポータ１１に固定されている。
【００１６】
フレーム１２の互いに対向している一対の側面１２ｂには、回転軸８の軸方向に沿ってブラシ案内用スリット１７がそれぞれ設けられている。フレーム１２の回転軸８の一端部側端面８ａに対向している側面１２ｃには、開口部１２ｄが設けられている。フレーム１２の設置台１に対向している一対の底面１２ｅには、フレーム取付孔１８がそれぞれ設けられている。なお、開口部１２ｄの役目については、後述にて説明する。
【００１７】
ブラシ１３は、フレーム１２に設けられている。ブラシ１３の長手方向の一端部（図３の左側）には、一対のばね取付部１３ａが形成されている。ばね取付部１３ａの間には、ばね押え案内用スリット１３ｂが形成されている。ブラシ１３の長手方向の他端部（図３の右側）には、接触用突起部１３ｃが形成されている。ブラシ１３の幅方向には、一対の案内用突起部１３ｄが形成されている。
【００１８】
接触用突起部１３ｃは、回転軸８の一端部側端面８ａの中心部に接触されている。即ち、固定子３と回転子４とは、低インピーダンスで接続することができる。各案内用突起部１３ｄは、ブラシ案内用スリット１７に沿って変位可能に支持されている。
【００１９】
ばね１４は、ばね取付部１３ａに設けられている。また、ばね１４は、ブラシ１３をばね力によって回転軸８の軸方向に押圧している。ばね押え１５は、ばね押え案内用スリット１３ｂに挿入され、フレーム１２に取付けられている。ばね押え１５は、ばね取付部１３ａに対するばね１４の設置位置を保持している。
【００２０】
ブラシ１３には、フレーム接触子１９が設けられている。フレーム接触子１９は、接触用突起部１３ｃ及び案内用突起部１３ｄの側面に渡って取付けられている。即ち、フレーム接触子１９は、ブラシ１３が軸方向に沿って変位した場合でも、フレーム１２とブラシ１３とを電気的に接続することができる。
【００２１】
フレーム１２の側面１２ｂには、摩耗量確認目盛り２０が設けられている。摩耗量確認目盛り２０は、案内用突起部１３ｄの位置関係が変化することにより接触用突起部１３ｃの摩耗量を測定することができる。
【００２２】
図４は、図１の回転軸８の一端部側端面８ａに接触用突起部１３ｃが接触している状態を示す正面図である。接触用突起部１３ｃは、断面長方形に形成されている。図４中の矢印に示すように、接触用突起部１３ｃには、短手方向にのみ対称の摩擦力が生じている。即ち、接触用突起部１３ｃは、回転軸８の一端部側端面８ａに対してばたつくことなく、接触することができる。回転軸８の一端部側端面８ａの中心部には、接触用突起部１３ｃの長手方向よりも大きい円形状の位置決め部としての凹部８ｂが形成されている。
【００２３】
凹部８ｂは、回転子接触装置１０の設置時に、接触用突起部１３ｃが回転軸８の一端部側端面８ａの中心部に接触していることを容易に確認することができる。また、凹部８ｂは、回転子接触装置１０の保守時に、回転軸８の一端部側端面８ａの中心部に対する接触用突起部１３ｃの摺動範囲を容易に確認することができる。
【００２４】
次に、回転する円板においての摺動速度について説明する。図５は、円板が一定の角速度で回転する状態を示す説明図である。ここで、円板２１は、回転軸８に相当している。また、摺接部材２２，２３は、ブラシ１３の接触用突起部１３ｃに相当している。
【００２５】
図において、円板２１は、一定の角速度で回転している。円板２１の中心部には、摺接部材２２が摺接されている。また、円板２１の中心部から遠い位置の側面には、摺接部材２２が摺接されている。
【００２６】
円板２１の中心部で摺接部材２２が接触したときの摺動速度Ｖ１（図中の矢印Ｖ１）は、円板２１の中心部から遠い位置の側面で摺接部材２３が接触したときの摺動速度Ｖ２（図中の矢印Ｖ２）よりも短くなっている。また、円板２１の中心部で摺接部材２２が接触したときの摺動距離は、円板２１の中心部から遠い位置の側面で摺接部材２３が接触したときの摺動距離よりも短くなっている。従って、摺接部材２２の摩耗量は、摺接部材２３の摩耗量と比べて少なくなる。
【００２７】
ここで、円板２１の中心点は、理論上静止状態となっている。即ち、摺接部材２２の円板２１に対する接触面積が極小であれば、円板２１が回転しても摺接部材２２は摩耗することなく円板２１に接触することができる。
【００２８】
以上のように、実施の形態１によれば、ブラシの摩耗量を低減し、ブラシの交換周期及びブラシの摩耗粉によるトラブル防止のための清掃周期を長くすることができる。
【００２９】
また、フレーム１２の回転軸８の一端部側端面８ａに対向している側面１２ｃには、開口部１２ｄが設けられているので、ブラシ１３の交換作業を容易に行うことができる。
【００３０】
なお、接触用突起部１３ｃは、断面長方形に形成されているが、必ずしも断面長方形でなくてもよい。例えば、図６に示すように、接触用突起部１３ｃは、断面円形状であってもよい。また、接触用突起部１３ｃは、断面正方形であってもよい。
【００３１】
実施の形態２．
次に、図７は、この発明の実施の形態２による電動機２を示す斜視図である。ハウジング５の一端面５ａには、一対の着脱可能な永久磁石２４が設けられている。各永久磁石２４には、サポータ１１が設けられている。取付金具６とフレーム１２との間には、接続線２５が接続されている。他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００３２】
以上のように、実施の形態２によれば、ハウジング５の表面塗装によってハウジング５とフレーム１２との間が電気的に接続されない場合でも、取付金具６を介して設置台１とフレーム１２とを接続線２５によって電気的に接続することができる。
【００３３】
また、ハウジング５の一端面５ａには、一対の着脱可能な永久磁石２４が設けられているので、回転子接触装置１０の設置位置を調整することができ、回転軸８の一端部側端面８ａの中心部に接触用突起部１３ｃをより確実に接触させることができる。
【００３４】
実施の形態３．
次に、図８は、この発明の実施の形態３による電動機２を示す斜視図である。設置台１には、一対の取付部材２６が設けられている。各取付部材２６の一端部には、ねじ部（図示せず）が設けられている。フレーム１２は、ねじ部に固定用ねじ（図示せず）を螺着することによって、取付部材２６に固定されている。他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００３５】
以上のように、実施の形態３によれば、ハウジング５の一端面５ａにサポータ１１が設置できない場合でも、設置台１とフレーム１２とを取付部材２６によって電気的に接続することができる。
【００３６】
なお、各上記実施の形態では、ブラシ１３全体を同じ材料で形成しているが、ブラシ１３は、摩耗部を他の材料で形成してもよい。
また、各上記実施の形態では、回転軸８の一端部側（図１の左側）に回転子接触装置１０が配置されているが、回転軸８の他端部側（図１の右側）に回転子接触装置１０を配置してもよい。
さらに、各上記実施の形態では、ブラシ１３に接触子１９が設けられているが、ブラシ１３に接続リード線を設けてもよい。
さらにまた、回転子接触装置１０は、エレベータ及び動く歩道用の電動機に適用してもよい。
【符号の説明】
【００３７】
２  電動機、３  固定子、４  回転子、８  回転軸、８ｂ  凹部（位置決め部）１０  回転子接触装置、１２  フレーム、１３  ブラシ、１４  ばね、１７  ブラシ案内用スリット（案内部）、１９  フレーム接触子、２０  摩耗量確認目盛り。
【図１】
2010187477.tif 000003
【図２】
2010187477.tif 000004
【図３】
2010187477.tif 000005
【図４】
2010187477.tif 000006
【図５】
2010187477.tif 000007
【図６】
2010187477.tif 000008
【図７】
2010187477.tif 000009
【図８】
2010187477.tif 000010