(57)【要約】【課題】従来よりもブラシの摩耗粉の排出を促進させることが可能なスリップリング装置を提供する。【解決手段】入力軸３の外周に同軸に設けられたリング部材５と、リング部材５の外周面に押し付けられるブラシ６とを備えたスリップリング装置２において、入力軸３は軸線Ａｘが水平になるように配置され、ブラシ６は、角柱状の基部６ａを有するとともに軸線Ａｘよりも上ｎ配置され、基部６ａの外面のうち入力軸３の回転方向前方を向いている前面６ｂには、回転方向前方に突出する凸部９と、凸部９から前面６ｂの一端まで設けられた第１傾斜面１０及び凸部９から前面６ｂの他端まで設けられた第２傾斜面１１とが設けられている。【選択図】図２
2014117032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転する回転軸の外周に同軸に設けられた導電性のリング部材と、前記リング部材の外周面に接触する導電性のブラシ部材と、を備えたスリップリング装置において、
前記回転軸は、前記軸線が水平になるように配置され、
前記ブラシ部材は、角柱状の基部を有するとともに前記回転軸の前記軸線よりも上に配置され、
前記基部の外面のうち前記回転軸の回転方向前方を向いている前面には、前記回転方向前方に突出する凸部と、前記凸部から前記前面の前記軸線方向の一端まで設けられ、かつ前記凸部から前記一端に向かうに従って前記回転方向後方に後退する後退面と、が設けられているスリップリング装置。
【請求項２】
前記凸部が、前記前面の中央部分に設けられ、
前記後退面として、前記中央部分から前記一端まで延びる第１傾斜面と、前記中央部分から前記前面の前記軸線方向の他端まで延びる第２傾斜面と、が前記前面に設けられている請求項１に記載のスリップリング装置。
【請求項３】
前記凸部が、前記前面の中央部分に設けられ、
前記後退面として、前記ブラシを径方向から見た場合に、前記凸部を先端とし、かつ前記前面の前記軸線方向の両端まで延びる凸曲線を描く曲面が前記前面に設けられている請求項１に記載のスリップリング装置。
【請求項４】
前記凸部が、前記前面の前記軸線方向の他端に設けられ、
前記後退面として、前記他端から前記一端まで延びる傾斜面が前記前面に設けられている請求項１に記載のスリップリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性のリング部材と、そのリング部材の表面に接触する導電性のブラシ部材とを備えたスリップリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リング部材が回転軸に設けられるとともにブラシが回転不能に固定され、ブラシをリング部材に押し付けてこれらの間で電力又は電気信号等の電気のやり取りを行うスリップリング装置が知られている。このようなスリップリング装置が設けられた回転電機において、リング部材が設けられた回転軸に冷却ファンを設け、その冷却ファンにてブラシホルダ内に空気の流れを発生させてブラシ摩耗粉がブラシホルダ内に蓄積することを抑制するものが知られている（特許文献１参照）。また、円盤の軸線方向の側面に円柱状の摺動接触体を接触させ、これらの間で電気のやり取りを行う装置が知られている（特許文献２参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献３が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０６３２５０号公報
【特許文献２】特開２００２−２９１２０１号公報
【特許文献３】特開２０１０−２６２９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置では、回転軸が回転するとその回転によって回転軸の周囲に回転方向に流れる空気の流れが発生する。ブラシの摩耗粉がこの空気の流れに乗ると、ブラシの外面のうち回転方向前方を向いている前面に衝突する。ブラシの外面のうち回転方向前方を向いている前面がフラットの場合には、ブラシに衝突した空気がその前面で渦を巻くため、摩耗粉がその渦に捕まり排出され難くなる。
【０００５】
そこで、本発明は、従来よりもブラシの摩耗粉の排出を促進させることが可能なスリップリング装置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】
【０００６】
本発明のスリップリング装置は、軸線回りに回転する回転軸の外周に同軸に設けられた導電性のリング部材と、前記リング部材の外周面に接触する導電性のブラシ部材と、を備えたスリップリング装置において、前記回転軸は、前記軸線が水平になるように配置され、前記ブラシ部材は、角柱状の基部を有するとともに前記回転軸の前記軸線よりも上に配置され、前記基部の外面のうち前記回転軸の回転方向前方を向いている前面には、前記回転方向前方に突出する凸部と、前記凸部から前記前面の前記軸線方向の一端まで設けられ、かつ前記凸部から前記一端に向かうに従って前記回転方向後方に後退する後退面と、が設けられている（請求項１）。
【０００７】
本発明のスリップリング装置によれば、基部の前面に衝突した空気の流れを後退面によって前面の一端、すなわちブラシ部材の一方の側方に導くことができる。そのため、その空気の流れに含まれている摩耗粉をブラシ部材の一方の側方に排出することができる。これによりリング部材上に摩耗粉が堆積することを抑制できる。従って、従来よりも摩耗粉の排出を促進させることができる。また、このように摩耗粉の堆積を抑制することにより、ブラシ部材とリング部材との間に摩耗粉が噛み込むことを抑制できる。さらに本発明では、ブラシ部材が角柱状の基部を有しているので、円柱状のブラシ部材と比較してリング部材への接触面積を十分に確保することができる。そして、これによりブラシ部材とリング部材との間の導電性能を確保することができる。
【０００８】
本発明のスリップリング装置の一形態においては、前記凸部が、前記前面の中央部分に設けられ、前記後退面として、前記中央部分から前記一端まで延びる第１傾斜面と、前記中央部分から前記前面の前記軸線方向の他端まで延びる第２傾斜面と、が前記前面に設けられていてもよい（請求項２）。この形態によれば、空気の流れをブラシ部材の両側に導くことができる。そのため、摩耗粉をブラシ部材の両側に排出できる。
【０００９】
本発明のスリップリング装置の一形態においては、前記凸部が、前記前面の中央部分に設けられ、前記後退面として、前記ブラシを径方向から見た場合に、前記凸部を先端とし、かつ前記前面の前記軸線方向の両端まで延びる凸曲線を描く曲面が前記前面に設けられていてもよい（請求項３）。この形態によれば、空気の流れをブラシ部材の両側に導くことができるので、摩耗粉をブラシ部材の両側に排出できる。また、曲面の場合には外側に向かって尖る部分が無い。そのため、ブラシ部材が欠けることを抑制できる。
【００１０】
本発明のスリップリング装置の一形態においては、前記凸部が、前記前面の前記軸線方向の他端に設けられ、前記後退面として、前記他端から前記一端まで延びる傾斜面が前記前面に設けられていてもよい（請求項４）。この形態によれば、空気の流れの殆どを前面の一端側に導くことができる。そのため、摩耗粉の殆どをブラシ部材の一方の側方に導くことができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上に説明したように、本発明のスリップリング装置によれば、後退面によって空気の流れをブラシ部材の一方の側方に導くことができるので、摩耗粉をブラシ部材の一方の側方に排出することができる。そのため、リング部材上に摩耗粉が堆積することを抑制できる。従って、従来よりも摩耗粉の排出を促進させることができる。また、本発明では、ブラシ部材が角柱状の基部を有しているので、リング部材への接触面積を十分に確保できる。そのため、ブラシ部材とリング部材との間の導電性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の形態に係るスリップリング装置が組み込まれた複合モータの一部を示した斜視図。
【図２】スリップリング装置の第１層ユニットの斜視図。
【図３】軸線方向から見た第１層ユニットを概略的に示す図。
【図４】図３の矢印IV方向から見た第１層ユニットを示す図。
【図５】本発明の第２の形態に係るスリップリング装置の第１層ユニットを概略的に示す図。
【図６】図５の矢印VI方向から見た第１層ユニットを示す図。
【図７】本発明の第３の形態に係るスリップリング装置の第１層ユニットを概略的に示す図。
【図８】図７の矢印VIII方向から見た第１層ユニットを示す図。
【図９】ブラシ及びブラシホルダを拡大して示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の形態）
図１〜図４を参照して本発明の第１の形態に係るスリップリング装置について説明する。図１は、第１の形態に係るスリップリング装置が組み込まれた回転電機としての複合モータ１の一部を示している。この複合モータ１は自動車等の車両の駆動装置（不図示）に組み込まれる。図示を省略したが、複合モータ１は互いに相対回転可能な巻線ロータ及び磁石ロータを有している。そして、複合モータ１は駆動装置に設けられたエンジンと自動変速機との間に搭載され、巻線ロータに入力されたエンジンのトルクを増幅して自動変速機に伝達する機能を有する。図１に示されたスリップリング装置２は、３相交流式のスリップリング装置であり、巻線ロータと不図示のインバータとを通電させるために使用される。スリップリング装置２は巻線ロータと一体回転する回転軸としての入力軸３の外周に装着されている。入力軸３は、軸線Ａｘが水平になるように配置される。
【００１４】
スリップリング装置２は、入力軸３の軸線Ａｘ方向に関して３層に重ねられ巻線ロータの３相に対応する３つのユニットＵ１〜Ｕ３を含む。各ユニットＵ１〜Ｕ３は、同じ構造をしているため、図２において左側に配置された第１層ユニットＵ１について説明し、他の第２層ユニットＵ２及び第３層ユニットＵ３の説明を省略する。第１層ユニットＵ１は、入力軸３の外周に同軸に装着されたリング部材５、リング部材５の外周面と接触するブラシ６、ブラシ６を保持するブラシホルダ７、及びブラシホルダ７に接続されたアウターバスバー８を含んでいる。ブラシ６は、一部が図面に現れていないが、一つのブラシホルダ７に対して軸線Ａｘを中心として６０°毎に一つずつ合計６個設けられている。もっとも、ブラシ６の個数は任意である。各ブラシ６は、不図示のスプリングにてリング部材５の外周面に押し付けられている。このスリップリング装置２では、６個のブラシ６のうちの３個が入力軸３の軸線Ａｘより上に配置される。これら３個のブラシ６が本発明ブラシ部材に相当する。
【００１５】
図２は、第１層ユニットＵ１の斜視図を示している。図３は、第１層ユニットＵ１を軸線方向から見た図を概略的に示している。図４は、第１層ユニットＵ１を図３の矢印IV方向から見た図を示している。なお、これらの図では６個のブラシ６のうちの１つのみを示している。図２及び図４に示すようにブラシ６は、角柱状の基部６ａを備えている。基部６ａの外面のうち回転方向前方を向いている前面６ｂには回転方向前方に突出する凸部９が設けられている。この凸部９は、前面６ｂの中央部分に設けられている。そして、前面６ｂには、凸部９から前面６ｂの軸線方向の一端（図３の上側の端）まで延びる第１傾斜面１０と、凸部９から前面６ｂの軸線方向の他端（図３の下側の端）まで延びる第２傾斜面１１とが設けられている。なお、これら傾斜面１０、１１が本発明の後退面に相当する。
【００１６】
入力軸３が回転した場合、その回転に伴って入力軸３の周囲に回転方向に流れる空気の流れＦ１が発生する。なお、図３に示すように入力軸３はこの図において左回り（反時計回り）に回転する。この空気の流れは、ブラシ６の前面６ｂに衝突すると図４に矢印Ｆ２、Ｆ３で示したように各傾斜面１０、１１に沿ってブラシ６の軸線方向の両側に導かれる。
【００１７】
以上に説明したように、第１の形態のスリップリング装置２では、基部６ａの前面６ｂに衝突した空気がブラシ６の両側に導かれる。そのため、その空気の流れに含まれているブラシ６の摩耗粉をブラシ６の両側に排出することができる。これによりリング部材５上に摩耗粉が堆積することを抑制できるので、摩耗粉がブラシ６とリング部材５との間に噛み込むことを抑制できる。また、このように摩耗粉を排出することにより、ブラシ６とブラシホルダ７との間に摩耗粉が進入することを抑制できる。これにより摩耗粉がブラシ６とブラシホルダ７との間に噛み込むことを抑制できるので、ブラシ６をリング部材５に押し付ける力が弱くなることを抑制できる。ブラシ６は、角柱状の基部６ａを備えているので、円柱状のブラシと比較してリング部材５との接触面積を確保することができる。そのため、ブラシ６とリング部材５との間の導電性能を確保することができる。
【００１８】
（第２の形態）
図５及び図６を参照して本発明の第２の形態に係るスリップリング装置について説明する。図５は、第２の形態に係るスリップリング装置の第１層ユニットＵ１を概略的に示している。図６は、第１層ユニットＵ１を図５の矢印VI方向から見た図を示している。これらの図に示したようにこの形態では、基部６ａの前面６ｂの形状が異なり、それ以外は第１の形態と同じである。そのため、この形態において第１の形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００１９】
図６に示したように、この形態では前面６ｂの軸線方向の他端に凸部２０が設けられている。そして、前面６ｂにはその他端から一端まで延びる傾斜面２１が設けられている。なお、この傾斜面２１が本発明の後退面に相当する。この形態では、前面６ｂに衝突した空気の流れは、図６に矢印Ｆ４で示したように傾斜面２１に沿ってブラシ６の他端側から一端側に向かうように、すなわち図６の紙面下方から紙面上方に向かうように導かれる。そのため、摩耗粉の殆どは他端側の側方に排出される。
【００２０】
第２の形態のスリップリング装置２によれば、前面６ｂの他端から一端まで延びる傾斜面２１を前面６ｂに設けたので、摩耗粉の殆どをブラシ６の一方の側方に排出することができる。また、これにより摩耗粉がブラシ６とリング部材５との間に噛み込むことを抑制できる。さらに、摩耗粉がブラシ６とブラシホルダ７との間に噛み込むことを抑制できるので、ブラシ６をリング部材５に押し付ける力が弱くなることを抑制できる。
【００２１】
（第３の形態）
図７〜図９を参照して本発明の第３の形態に係るスリップリング装置について説明する。図７は、第３の形態に係るスリップリング装置の第１層ユニットＵ１を概略的に示している。図８は、第１層ユニットＵ１を図７の矢印VIII方向から見た図を示している。図９はブラシ６及びブラシホルダ７を拡大して示している。これらの図に示したようにこの形態では、基部６ａの前面６ｂの形状が異なり、それ以外は第１の形態と同じである。そのため、この形態において第１の形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２２】
図８に示したように、この形態では前面６ｂの中央部分に凸部３０が設けられている。そして、前面６ｂには曲面３１が設けられている。この図に示すように曲面３１は、ブラシ６を径方向外側から見た場合に、凸部３０を先端とし、かつ前面６ｂの軸線方向の両側まで延びる凸曲線を描くように形成されている。なお、この曲面３１が本発明の後退面に相当する。この形態では、前面６ｂに空気の流れが衝突すると、図８に矢印Ｆ５、Ｆ６で示したように空気の流れは曲面３１に沿ってブラシ６ａの軸線方向の両側に導かれる。
【００２３】
この第３の形態によれば、曲面３１により前面６ｂに衝突した空気の流れをブラシ６の両側に導くことができるので、摩耗粉をブラシ６の両側に排出できる。そのため、摩耗粉がブラシ６とリング部材５との間に噛み込むことを抑制できる。また、摩耗粉がブラシ６とブラシホルダ７との間に噛み込むことを抑制できるので、ブラシ６をリング部材５に押し付ける力が弱くなることを抑制できる。
【００２４】
また、図８や図９に示すように曲面３１の場合には外側に向かって尖る部分が無い。そのため、図９に示すようにブラシ６にブラシホルダ７を装着した場合に、ブラシ６がブラシホルダ７に当たって欠けることを抑制できる。
【００２５】
本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明が適用されるスリップリング装置は、リング部材が３個のものに限定されない。本発明は、リング部材が１個以上設けられているスリップリング装置に適用できる。また、本発明のスリップリング装置におけるブラシの数は、１個のリング部材に対して６個に限定されない。１個のリング部材に対して設けるブラシの数は１個〜５個であってもよい。また、１個のリング部材に対して７個以上のブラシを設けてもよい。ただし、この場合でもブラシのうちの少なくとも１つは回転軸の軸線よりも上に配置される。
【００２６】
本発明が適用されるスリップリング装置は、複合モータ等の回転電機に設けられたスリップリング装置に限定されない。種々の装置に設けられたスリップリング装置に本発明を適用してよい。
【００２７】
ブラシの前面に設ける凸部の位置は、上述した各形態で示した形状に限定されない。中央よりも一端側又は他端側に少し寄った位置に設けてもよい。また、後退面も、上述した各形態で示した傾斜面や曲面に限定されない。後退面は、凸部からブラシの前面の一端まで設けられており、かつ凸部からその一端に向かうに従って回転方向後方に後退するように形成されていればよい。
【符号の説明】
【００２８】
２  スリップリング装置
３  入力軸（回転軸）
５  リング部材
６  ブラシ（ブラシ部材）
６ａ  基部
６ｂ  前面
９  凸部
１０  第１傾斜面（後退面）
１１  第２傾斜面（後退面）
２０  凸部
２１  傾斜面（後退面）
３０  凸部
３１  曲面（後退面）
Ａｘ  軸線
【図１】
2014117032.tif 000003
【図２】
2014117032.tif 000004
【図３】
2014117032.tif 000005
【図４】
2014117032.tif 000006
【図５】
2014117032.tif 000007
【図６】
2014117032.tif 000008
【図７】
2014117032.tif 000009
【図８】
2014117032.tif 000010
【図９】
2014117032.tif 000011