(57)【要約】【課題】回転電機の回転子と共に回転する電気接続部とブラシとの接触部におけるアークの飛散を抑えるブラシ装置を提供する。【解決手段】ブラシ装置１０１は、スリップリング３に接触面２０ａｓで接触するように配置されたブラシ２０ａと、ブラシ２０ａにおける接触面２０ａｓに隣接する側面２０ａｔの周りの少なくとも一部を囲むようにして設けられた磁性体からなるグリッド板３２とを備える。そして、ブラシ２０ａでは、グリッド板３２におけるブラシ２０ａの側面２０ａｔを囲む領域であるグリッド開口部３３と交差する方向に、電流が流れる。【選択図】図２
2014103799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機の回転子と共に回転する前記回転子の電気接続部に接触面で接触するように配置されたブラシと、
前記ブラシにおける前記接触面に隣接する側部の周りの少なくとも一部を囲むようにして設けられた磁性体からなる消弧グリッドと
を備え、
前記ブラシでは、前記消弧グリッドにおける前記側部を囲む領域と交差する方向に、電流が流れるブラシ装置。
【請求項２】
前記消弧グリッド及び前記ブラシの間に設けられる永久磁石をさらに備え、
前記消弧グリッドは、前記ブラシを挟んで互いに対向して延在する第１の部位及び第２の部位と、前記第１の部位及び前記第２の部位を連結する第３の部位とを有し、
前記永久磁石は、前記消弧グリッドの前記第１の部位と前記ブラシとの間、及び前記消弧グリッドの前記第２の部位と前記ブラシとの間に設けられ、前記第１の部位から前記第２の部位に向かう磁界を形成するように配置される請求項１に記載のブラシ装置。
【請求項３】
前記消弧グリッドは、前記ブラシの前記接触面の周りを囲むように延在する請求項１または２に記載のブラシ装置。
【請求項４】
前記消弧グリッドは、前記ブラシを挟んで対向する複数の前記第３の部位を有し、
前記消弧グリッドにおける前記第１の部位、前記第２の部位及び前記第３の部位は、前記ブラシの前記側部の全周にわたって連続して延在して前記側部を囲む閉じた形状を形成する請求項１〜３のいずれか一項に記載のブラシ装置。
【請求項５】
前記消弧グリッドは、複数の板状のグリッド板を含み、
前記グリッド板は、前記接触面からの前記ブラシの延在方向に沿って、互いに間隔をあけて積層するように配置される請求項１〜４のいずれか一項に記載のブラシ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機の回転子の電気接続部に接触するブラシ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機の回転子は、回転電機の外部との間で電力の需給を行うが、この電力の需給は、回転子に備えられた整流子、スリップリング等の電気接続部に、外部のインバータ、バッテリ等の電気機器と電気的に接続されたブラシを接触させることによって行われる。ブラシは、回転子と共に回転する電気接続部と摺動しつつ接触状態を常に維持するように、電気接続部に押圧される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、整流子に弾性的に押圧しつつブラシを保持するブラシ保持器が記載されている。このブラシ保持器では、ベースとなるホルダープレートの側面において、ホルダープレート中央の開口部の周りに９０度間隔で、４つの四角筒状のブラシホルダが設けられている。ホルダープレートの開口部には整流子が通されるように構成され、ブラシホルダは、内側の四角筒状の貫通穴が整流子の外周円筒面に対向するように、放射状に配置されている。さらに、ブラシが、ブラシホルダ内側の貫通穴に四角筒の軸方向に移動可能に挿入される。そして、各ブラシホルダの側部近傍に、渦巻状のブラシスプリングが設けられ、ブラシスプリングは、ブラシホルダによって保持されたブラシを、整流子側と反対側となるブラシホルダの外周側から整流子に向かって押圧する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２０４５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のブラシ保持器では、ブラシは、ブラシスプリングによって弾性的に押圧されながら整流子（電気接続部）上で摺動するが、ブラシ保持器やブラシ保持器が設けられた回転電機に振動が与えられると、ブラシは、整流子上で円滑に摺動せずに跳ねるような挙動を起こすことがある。特に、回転電機は、車載される場合に振動を受けやすいため、このようなブラシの挙動が起こりやすい。ブラシが跳ねたとき、ブラシと整流子の表面との間に隙間が生じ、隙間内ではブラシ及び整流子の電荷によってアークが発生して飛散し、飛散したアークは、ブラシにおける整流子との接触面及びその周辺の構成粒子を剥離、脱落させる。これにより、ブラシの接触面が乱れるため、整流子上で摺動する際のブラシの摩耗速度が増加し、ブラシの耐久性が低下するという問題がある。また、接触面が乱れたブラシと接触することによって、整流子の摩耗も早まるという問題がある。
【０００６】
この発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、回転電機の回転子と共に回転する電気接続部とブラシとの接触部におけるアークの飛散を抑えるブラシ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】
【０００７】
上記の課題を解決するために、この発明に係るブラシ装置は、回転電機の回転子と共に回転する回転子の電気接続部に接触面で接触するように配置されたブラシと、ブラシにおける接触面に隣接する側部の周りの少なくとも一部を囲むようにして設けられた磁性体からなる消弧グリッドとを備え、ブラシでは、消弧グリッドにおける上記側部を囲む領域と交差する方向に、電流が流れる。
【０００８】
上記ブラシ装置は、消弧グリッド及びブラシの間に設けられる永久磁石をさらに備え、消弧グリッドは、ブラシを挟んで互いに対向して延在する第１の部位及び第２の部位と、第１の部位及び第２の部位を連結する第３の部位とを有し、永久磁石は、消弧グリッドの第１の部位とブラシとの間、及び消弧グリッドの第２の部位とブラシとの間に設けられ、第１の部位から第２の部位に向かう磁界を形成するように配置される。
消弧グリッドは、ブラシの接触面の周りを囲むように延在してもよい。
消弧グリッドは、ブラシを挟んで対向する複数の第３の部位を有し、消弧グリッドにおける第１の部位、第２の部位及び第３の部位は、ブラシの側部の全周にわたって連続して延在して側部を囲む閉じた形状を形成してもよい。
消弧グリッドは、複数の板状のグリッド板を含み、グリッド板は、接触面からのブラシの延在方向に沿って、互いに間隔をあけて積層するように配置されてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係るブラシ装置によれば、回転電機の回転子と共に回転する電気接続部とブラシとの接触部におけるアークの飛散を抑えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係るブラシ装置の構成を示す模式的な斜視図である。
【図２】図１のｘ−ｘ線及びｙ−ｙ線を含む断面をｚ−ｚ線に平行な方向ＩＩからみた断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係るブラシ装置の構成を図２と同様にして示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
まず、この発明の実施の形態１に係るブラシ装置１０１の構成を説明する。なお、本実施の形態１では、ブラシ装置１０１及びブラシ装置１０１に電気的に接続される回転電機は、三相交流電流が流れるものであるとする。
図１を参照すると、ブラシ装置１０１は、中央にプレート貫通穴１ｂを同心状に有する円板状のベースプレート１の平坦な表面１ａに取り付けられている。プレート貫通穴１ｂの中心には、図示しない回転電機の回転シャフト２がプレート貫通穴１ｂと同軸に挿入されている。回転シャフト２の円筒状の外周面上には、円環板状のスリップリング３が、回転シャフト２と一体に回転するように取り付けられている。回転シャフト２は、回転電機の内部に延び、回転電機内のコイル等の導体を含む回転子に一体に回転するように連結されている。スリップリング３は、導電性を有する材料から形成されており、回転電機の回転子に対して、回転シャフト２内に軸方向に沿って設けられた導電体を介して電気的に接続されている。
ここで、スリップリング３は、回転電機の回転子の電気接続部を構成している。
【００１２】
ブラシ装置１０１は、回転シャフト２の中心軸を中心として同心円上に配置された３つのブラシ装置１０１ａ、１０１ｂ及び１０１ｃによって構成されている。ブラシ装置１０１ａ、１０１ｂ及び１０１ｃは、回転シャフト２の中心軸を中心として中心角１２０°の回転対称の関係で配置されている。
ブラシ装置１０１（１０１ａ、１０１ｂ及び１０１ｃ）はそれぞれ、ベースプレート１の表面１ａに取り付けられたブラシホルダ部１０（１０ａ、１０ｂ及び１０ｃ）と、ブラシホルダ部１０における回転シャフト２側の端部に取り付けられた消弧装置３０（３０ａ、３０ｂ及び３０ｃ）とを備えている。
【００１３】
ブラシホルダ部１０ａ、１０ｂ及び１０ｃはそれぞれ、３つの矩形板から形成されたコの字状の断面を有する部材であり、その内側に、ベースプレート１の表面１ａと共に四角筒状のブラシ保持穴１１ａ、１１ｂ及び１１ｃを形成する。各ブラシ保持穴１１ａ、１１ｂ及び１１ｃは、その中心軸を回転シャフト２の中心軸に向けるようにして形成されている。そして、ブラシホルダ部１０ａ、１０ｂ及び１０ｃのそれぞれにおいて、ブラシ保持穴１１ａ、１１ｂ及び１１ｃの回転シャフト２側の開口端部に消弧装置３０ａ、３０ｂ及び３０ｃが取り付けられている。また、ブラシホルダ部１０ａ、１０ｂ及び１０ｃの回転シャフト２側の開口は、スリップリング３の円筒状の外周面３ａと対向している。ブラシホルダ部１０ａ、１０ｂ及び１０ｃは、電気的な絶縁性を有する材料から形成されている。
【００１４】
さらに、ブラシホルダ部１０ａ、１０ｂ及び１０ｃのブラシ保持穴１１ａ、１１ｂ及び１１ｃにはそれぞれ、直方体状のブラシ２０（２０ａ、２０ｂ及び２０ｃ）が、摺動自在に挿入されている。ブラシ２０ａ、２０ｂ及び２０ｃはそれぞれ、図示しないバネ等の弾性部材によってスリップリング３の外周面３ａに押し付けられている。
なお、ブラシ２０ａ、２０ｂ及び２０ｃにはそれぞれ、図示しないリード線が接続されており、リード線は、外部のインバータ、バッテリ等の電気機器に電気的に接続されている。
【００１５】
また、消弧装置３０ａ、３０ｂ及び３０ｃはそれぞれ、同様の構成を有しており、さらに、一つの面が開口した直方体状の外形を有するカバー３１ａ、３１ｂ及び３１ｃを備えている。
カバー３１ａ、３１ｂ及び３１ｃはそれぞれ、ブラシホルダ部１０ａ、１０ｂ及び１０ｃと同様に、ブラシ２０ａ、２０ｂ及び２０ｃの側方周囲を囲み且つ四角筒状をした側壁部３１ａａ、３１ｂａ及び３１ｃａと、回転シャフト２と反対側の側壁部３１ａａ、３１ｂａ及び３１ｃａの端部とブラシホルダ部１０ａ、１０ｂ及び１０ｃとの間を塞ぐ端壁部３１ａｂ、３１ｂｂ及び３１ｃｂとを備えている。よって、カバー３１ａ、３１ｂ及び３１ｃではそれぞれ、回転シャフト２側に開口する開口部３１ａｃ、３１ｂｃ及び３１ｃｃが形成されている。また、カバー３１ａ、３１ｂ及び３１ｃは、電気的な絶縁性を有する材料から形成されている。
【００１６】
図２及び図３をあわせて参照して、同様の構成を有する消弧装置３０ａ、３０ｂ及び３０ｃのうちの消弧装置３０ａの詳細な構成を説明する。
なお、図１において、回転シャフト２の中心軸に平行であり且つ消弧装置３０ａを通るｙ〜−ｙ方向のｙ軸、回転シャフト２の中心軸及びｙ軸に対して垂直に交差し且つ消弧装置３０ａを通るｚ〜−ｚ方向のｚ軸、並びに、ｙ軸及びｚ軸に垂直であり且つ消弧装置３０ａを通るｘ〜−ｘ方向のｘ軸を設定している。図２は、図１において、ｘ軸及びｙ軸を含む消弧装置３０ａの断面を、ｚ〜−ｚ方向に向かう方向ＩＩからみた図である。
カバー３１ａの四角筒状の側壁部３１ａａの内側には、周縁が側壁部３１ａａの内表面３１ａａ１に整合する形状を有する複数のグリッド板３２が、取り付けられている。
ここで、グリッド板３２は、消弧グリッドを構成している。
【００１７】
グリッド板３２はそれぞれ、磁性を有する材料から形成されて矩形板状の形状を有し、その中央に、ブラシ２０ａを通すことが可能な大きさをした矩形状のグリッド開口部３３を有している。各グリッド板３２は、グリッド開口部３３をスリップリング３の外周面３ａに対向させ、スリップリング３の径方向に沿って互いに一定の間隔をあけて積層するようにして配置されている。そして、各グリッド板３２の周縁は、カバー３１ａの側壁部３１ａａによって囲まれ、側壁部３１ａａに固定されている。これにより、カバー３１ａ内に設けられたグリッド板３２は、ブラシホルダ部１０ａ側でカバー３１ａの端壁部３１ａｂによって覆われ、スリップリング３側で外部に露出している。さらに、各グリッド板３２のグリッド開口部３３は、ブラシホルダ部１０ａのブラシ保持穴１１ａに連続して延在し且つブラシホルダ部１０ａ内のブラシ２０ａを通過させてスリップリング３の外周面３ａに接触させることができる穴を形成している。なお、各グリッド板３２のグリッド開口部３３は、ブラシ保持穴１１ａ及びグリッド開口部３３内に通されて配置されたブラシ２０ａが各グリッド板３２と接触しないように配置されている。
【００１８】
さらに、カバー３１ａの側壁部３１ａａ及びグリッド板３２は、ブラシ２０ａとスリップリング３との接触部分、つまりブラシ２０の接触面２０ａｓを囲む位置まで、スリップリング３に向かって延在している。そして、側壁部３１ａａ及びグリッド板３２は、ブラシ２０ａにおける接触面２０ａｓに隣接する４つの側面２０ａｔの全周を、ブラシホルダ部１０ａ及びベースプレート１と共に囲繞している。
ここで、側面２０ａｔは、ブラシの側部を構成し、グリッド開口部３３は、グリッド板３２におけるブラシ２０ａの側面２０ａｔを囲む領域を構成している。
【００１９】
各グリッド板３２は、矩形状のグリッド開口部３３の４つの辺を囲む４つの帯状の部位３２ａ、３２ｂ、３２ｃ及び３２ｄによって構成されている。部位３２ａは、スリップリング３の一方の平坦な側部３ｂ１に対向するように位置し、部位３２ａに対向する部位３２ｃは、スリップリング３の他方の平坦な側部３ｂ２に対向するように位置している。部位３２ａ及び３２ｃに垂直な部位３２ｂは、スリップリング３の回転方向Ｐと反対側に位置し、部位３２ｂに対向し部位３２ａ及び３２ｃに垂直な部位３２ｄは、スリップリング３の回転方向Ｐ側に位置している。
【００２０】
さらに、各グリッド板３２のグリッド開口部３３における部位３２ａ側の縁部３３ａには、第一永久磁石３４が設けられている。第一永久磁石３４は、各グリッド板３２の部位３２ａにわたって延在し各部位３２ａと接触している。また、各グリッド板３２のグリッド開口部３３における部位３２ｃ側の縁部３３ｂには、第二永久磁石３５が設けられている。第二永久磁石３５は、各グリッド板３２の部位３２ｃにわたって延在し各部位３２ｃと接触している。さらにまた、第一永久磁石３４及び第二永久磁石３５は、ブラシ２０の接触面２０ａｓに隣接する位置まで、スリップリング３に向かって延在している。
【００２１】
これにより、第一永久磁石３４及び第二永久磁石３５は、スリップリング３をその回転中心軸方向に沿って両側から挟むような配置で設けられている。さらに、第一永久磁石３４及び第二永久磁石３５は、互いの間の空間に第一永久磁石３４から第二永久磁石３５に向かう方向Ｍに沿う一様で直線的な磁界を形成するような極性を有している。このため、グリッド開口部３３内では、方向Ｍの強い磁界が強制的に印加されている。なお、各グリッド板３２内では、第二永久磁石３５から第一永久磁石３４に向かう磁界、つまり、部位３２ｃから、部位３２ｂ及び３２ｄを通り、部位３２ａに至る磁界が生じる。
そして、第一永久磁石３４及び第二永久磁石３５は、ブラシ２０ａがブラシホルダ部１０ａ及び各グリッド板３２のグリッド開口部３３内に通して配置されたとき、ブラシ２０ａとの間に間隙を有し接触しないように設けられている。
また、消弧装置３０ｂ及び３０ｃにおいても、上述の消弧装置３０ａと同様に、各カバー３１ｂ及び３１ｃ、グリッド板３２、第一永久磁石３４及び第二永久磁石３５が構成されている。
【００２２】
次に、この発明の実施の形態１に係るブラシ装置１０１の動作を説明する。
図１を参照すると、外部のインバータ、バッテリ等の電気機器からの三相交流電流が、リード線を介してブラシ２０ａ、２０ｂ及び２０ｃに供給されると、供給された電流は、各ブラシ２０ａ、２０ｂ及び２０ｃを通ってスリップリング３に流れ、さらに、回転シャフト２内の導電体を通って図示しない回転電機の回転子に供給される。これにより、回転子の導体を流れる電流が形成する磁界と、回転子に対向して配置されている界磁が形成する磁界との相互作用によって、回転子が回転シャフト２と共に回転する。一方、動力によって回転シャフト２が強制的に回転させられると、回転に伴い変化する周囲の界磁の磁界によって回転子の導体に交流の誘導電流が発生し、誘導電流は、回転シャフト２内の導電体、スリップリング３、並びにブラシ２０ａ、２０ｂ及び２０ｃを通って、外部の電気機器に供給される。
【００２３】
図２をあわせて参照すると、消弧装置３０ａ内では、ブラシ２０ａ内をスリップリング３に向かって正電荷を帯びた電流が流れると、電荷は、第一永久磁石３４及び第二永久磁石３５が形成する方向Ｍの磁界によって、電流の流通方向及び磁界の方向Ｍに垂直である、グリッド板３２の部位３２ｄから部位３２ｂに向かう方向Ｅ１へのローレンツ力を受ける。反対に、ブラシ２０ａ内をスリップリング３に向かって負電荷を帯びた電流が流れると、方向Ｍの磁界によって、電荷はグリッド板３２の部位３２ｂから部位３２ｄに向かう方向Ｅ２へのローレンツ力を受ける。
【００２４】
このため、交流電流が流れるブラシ２０ａの接触面２０ａｓ（図３参照）において、スリップリング３の外周面３ａとの間に隙間が生じ、アークが発生した場合、又はブラシ２０ａの側面２０ａｔ（図３参照）における接触面２０ａｓの近傍でアークが発生した場合、アークは、正電荷又は負電荷を帯びているかに応じて方向Ｅ１又はＥ２に駆動される。これにより、アークは、引き伸ばされ、複数のグリッド板３２の部位３２ｂ又は３２ｄに分断されて導入され、さらに各グリッド板３２において冷却されてアーク抵抗を増大させ、電圧を維持できなくなって消弧する。
よって、ブラシ２０ａに発生するアークは、ブラシ２０ａの接触面２０ａｓ、スリップリング３の外周面３ａ及びその近傍に飛散することが抑制され、それによりブラシ２０ａの表面及びスリップリング３を傷つけることが抑えられる。
また、消弧装置３０ｂ及び３０ｃにおいても、ブラシ２０ｂ及び２０ｃに発生するアークは、上述の消弧装置３０ａと同様の挙動を示す（図１参照）。
【００２５】
このように、この発明の実施の形態１に係るブラシ装置１０１は、回転電機の回転子と共に回転する回転子のスリップリング３に接触面２０ａｓで接触するように配置されたブラシ２０ａと、ブラシ２０ａにおける接触面２０ａｓに隣接する側面２０ａｔの周りの少なくとも一部を囲むようにして設けられた磁性体からなるグリッド板３２とを備える。そして、ブラシ２０ａでは、グリッド板３２における側面２０ａｔを囲む領域であるグリッド開口部３３と交差する方向に、電流が流れる。さらに、実施の形態１では、ブラシ装置１０１は、グリッド板３２及びブラシ２０ａの間に設けられる第一永久磁石３４及び第二永久磁石３５を備える。グリッド板３２は、ブラシ２０ａを挟んで互いに対向して延在する第１の部位３２ａ及び第２の部位３２ｃと、第１の部位３２ａ及び第２の部位３２ｃを連結する第３の部位３２ｂ，３２ｄとを有している。第一永久磁石３４及び第二永久磁石３５はそれぞれ、グリッド板３２の第１の部位３２ａとブラシ２０ａとの間、及びグリッド板３２の第２の部位３２ｃとブラシ２０ａとの間に設けられ、第１の部位３２ａから第２の部位３２ｃに向かう方向Ｍの磁界を形成するように配置される。
【００２６】
これにより、ブラシ２０ａ内をスリップリング３に向かって流れる電流は、第一永久磁石３４及び第二永久磁石３５が強制的に形成する磁界によって、電流の流通方向及び磁界の方向に垂直な方向のローレンツ力を受けるため、グリッド板３２の第３の部位３２ｂ又は３２ｄに向かって駆動される。このため、ブラシ２０ａからアークが発生した場合でも、アークは、第３の部位３２ｂ又は３２ｄに向かって駆動されてグリッド板３２内に導入され、グリッド板３２内で消弧される。よって、ブラシ２０ａから発生したアークが、ブラシ２０ａの接触面２０ａｓ及びスリップリング３に飛散してこれらを損傷させることを抑えることが可能になる。
【００２７】
また、ブラシ装置１０１において、グリッド板３２は、ブラシ２０ａの接触面２０ａｓの周りを囲むように延在してもよい。これによって、スリップリング３との間に隙間ができることでアークが発生しやすいブラシ２０ａの接触面２０ａｓにおいて発生するアークは、グリッド板３２に導入されて消弧されやすくなるため、接触面２０ａｓ及びスリップリング３がアークによって受ける影響を大きく低減することができる。
【００２８】
また、ブラシ装置１０１において、グリッド板３２は、ブラシ２０ａを挟んで対向する複数の第３の部位３２ｂ及び３２ｄを有し、グリッド板３２における第１の部位３２ａ、第２の部位３２ｃ並びに第３の部位３２ｂ及び３２ｄは、ブラシ２０ａの４つの側面２０ａｔの全周にわたって連続して延在して４つの側面２０ａｔを囲む閉じた形状を形成する。これによって、ブラシ２０ａを流れる電流が交流電流であっても、ブラシ２０ａで発生するアークは、第３の部位３２ｂ又は３２ｄに向かって駆動され、グリッド板３２に導入されて消弧する。
【００２９】
また、ブラシ装置１０１において、複数の板状のグリッド板３２が設けられ、複数のグリッド板３２は、接触面２０ａｓからのブラシ２０ａの延在方向に沿って、互いに間隔をあけて積層するように配置されている。これによって、ブラシ２０ａからグリッド板３２の第３の部位３２ｂ又は３２ｄに向かって駆動されるアークは、複数のグリッド板３２に分散されて導入され、さらに、放熱性がよい板状の形状をしたグリッド板３２において冷却される。よって、グリッド板３２内でのアークの消弧効率が向上する。
【００３０】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係るブラシ装置２０１は、実施の形態１に係るブラシ装置１０１において、ブラシ２０の４つの側面を囲んでいたグリッド板３２を、３つの側面のみを囲むようにしたものである。
なお、実施の形態２において、前出した図における参照符号と同一の符号は、同一または同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
【００３１】
図４を参照すると、ブラシ装置２０１は、実施の形態１のブラシ装置１０１と同様にして、ブラシ２０と、ブラシ２０のブラシホルダ部（図示せず）と、ブラシホルダ部に取り付けられた消弧装置２３０とを備えている。
消弧装置２３０は、電気絶縁性を有するカバー２３１と、カバー２３１内に取り付けられた複数のグリッド板２３２と、第一永久磁石３４と、第二永久磁石３５とを有しており、カバー２３１及びグリッド板２３２の構成は、実施の形態１のブラシ装置１０１の消弧装置３０の場合と異なっている。
【００３２】
複数のグリッド板２３２は、ブラシ２０のスリップリング３との接触面２０ｓからブラシ２０の延在方向に沿って一定の間隔をあけて積層配置されている。グリッド板２３２はそれぞれ、ブラシ２０の４つの側面２０ｔのうちの３つを囲む形状を有している。具体的には、各グリッド板２３２は、スリップリング３の側部３ｂ１に対向する部位２３２ａと、スリップリング３の側部３ｂ２に対向する部位２３２ｃと、スリップリング３の回転方向Ｐと反対側に位置して部位２３２ａ及び２３２ｃを連結する部位２３２ｂとによって、構成されている。そして、各グリッド板２３２は、部位２３２ａ、２３２ｂ及び２３２ｃの内側にスリップリング３の回転方向Ｐ側に開放した凹部２３３を形成している。
【００３３】
第一永久磁石３４は、各グリッド板２３２に対して、ブラシ２０と間隔をあけるようにして、凹部２３３の部位２３２ａ側の縁部２３３ａに取り付けられ、第二永久磁石３５は、ブラシ２０と間隔をあけるようにして、各グリッド板２３２に対して、凹部２３３の部位２３２ｃ側の縁部２３３ｂに取り付けられている。そして、第一永久磁石３４及び第二永久磁石３５は、部位２３２ａから部位２３２ｃに向かう方向Ｍの磁界を形成する。
カバー２３１において、側壁部２３１ａは、各グリッド板２３２を外側から囲み、凹部２３３の開放側と同じ側で開放している。さらに、図示しない端壁部は、実施の形態１のカバー３１と同様に、側壁部２３１ａとブラシホルダ部との間を塞ぐ。なお、側壁部２３１ａは、実施の形態１のように、ブラシ２０の４つの側面２０ｔの全周わたって各グリッド板２３２を外側から囲むように設けられてもよい。
そして、グリッド板２３２及びカバー２３１の側壁部２３１ａは、ブラシ２０の接触面２０ｓを囲む位置までスリップリング３に向かって延在している。
また、この発明の実施の形態２に係るブラシ装置２０１のその他の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００３４】
よって、スリップリング３に直流型の回転電機が接続されている場合、この回転電機を作動させるためにブラシ２０からスリップリング３に向かって直流電流が流されると、ブラシ２０から発生するアークは、正電荷を帯びているため、方向Ｍの磁界によって部位２３２ｂに向かう方向Ｅ１のローレンツ力を受ける。よって、発生したアークは、方向Ｅ１に向かって引き伸ばされ、複数のグリッド板２３２の部位２３２ｂに分断されて導入されて冷却され、それにより電圧を低下させ消弧する。このため、ブラシ２０から発生したアークが、ブラシ２０の接触面２０ｓ及びスリップリング３の外周面３ａに飛散することが抑えられる。
また、この発明の実施の形態２に係るブラシ装置２０１のその他の動作は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
そして、実施の形態２におけるブラシ装置２０１によれば、上記実施の形態１のブラシ装置１０１と同様な効果が得られる。
【００３５】
また、実施の形態１及び２のブラシ装置１０１及び２０１では、消弧装置３０，２３０内に第一永久磁石３４及び第二永久磁石３５を設けて方向Ｍに沿った直線的な強い磁界を強制的に形成していたが、これに限定されるものでなく、第一永久磁石３４及び第二永久磁石３５を省略してもよい。
このとき、図２を参照すると、ブラシ２０ａ内をスリップリング３に向かって正電荷を帯びた電流が流れる場合、流れる電流によって磁界が形成される。この磁界は、第一永久磁石３４及び第二永久磁石３５を設けた場合よりも弱いが、ブラシ２０ａからグリッド板３２の部位３２ｃに至り、さらに部位３２ｂ及び３２ｄを通って部位３２ａに至った後、ブラシ２０ａに戻るように形成される。これにより、ブラシ２０ａの接触面２０ａｓ又はその近傍で正電荷を帯びたアークが発生した場合、このアークは、電流が形成した磁界によるローレンツ力によって方向Ｅ１に駆動されて、グリッド板３２に導入され消弧される。また、ブラシ２０ａ内をスリップリング３に向かって負電荷を帯びた電流が流れる場合も、電流が形成する磁界によるローレンツ力によって、ブラシ２０ａの接触面２０ａｓ又はその近傍で発生する正電荷を帯びたアークが、方向Ｅ２に駆動されてグリッド板３２に導入され消弧される。
また、図４を参照すると、ブラシ２０ａ内をスリップリング３に向かって正電荷を帯びた電流が流れるが、この電流は、ブラシ２０からグリッド板２３２の部位２３２ｃに至り、部位２３２ｂを通って部位２３２ａに至った後、ブラシ２０に戻る磁界を、第一永久磁石３４及び第二永久磁石３５を設けた場合よりも弱いが、形成する。よって、電流が形成する磁界によるローレンツ力によって、ブラシ２０の接触面２０ｓ又はその近傍で発生する正電荷を帯びたアークが、方向Ｅ１に駆動されてグリッド板２３２に導入され消弧される。
【００３６】
また、実施の形態１のブラシ装置１０１では、各グリッド板３２は、１つの連続した部材によってブラシ２０ａの側面２０ａｔの全周を囲んでいたが、これに限定されるものでなく、部位３２ａ及び３２ｃにおいて２分割された２つの部材から構成されていてもよい。
また、実施の形態１及び２のブラシ装置１０１及び２０１では、３つのブラシ２０、ブラシホルダ部１０及び消弧装置３０，２３０を備える構成であったが、これに限定されるものでなく、これらは２つ以下、又は４つ以上であってもよい。
また、実施の形態１及び２のブラシ装置１０１及び２０１では、ブラシ２０、ブラシホルダ部１０及び消弧装置３０，２３０は、スリップリング３に対して設けられていたが、回転電機の整流子に対して設けられてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
３  スリップリング（電気接続部）、２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ  ブラシ、２０ａｓ，２０ｓ  接触面、２０ａｔ，２０ｔ  側面（側部）、３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ２３０  消弧装置、３２，２３２  グリッド板（消弧グリッド）、３２ａ，２３２ａ  第１の部位、３２ｂ，３２ｄ，２３２ｂ  第３の部位、３２ｃ，２３２ｃ  第２の部位、３４  第一永久磁石、３５  第二永久磁石、１０１，１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，２０１  ブラシ装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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