(57)【要約】      （修正有）【課題】ブラシ交換を簡易で安全に実施できるダイナモ電気機械を提供する。【解決手段】ブラシホルダ装置が、固定支持部材（１０２）を含み、固定支持部材は、溝と、フォーク状電気コネクタと、固定支持部材の本体の一部分を貫通するように構成された導電バーとを有する。導電バーは、コレクタマウント（１１０）およびフォーク状電気コネクタとの導電性をもたらす。ブラシホルダ（１０４）が、固定支持部材に取り外し可能に取り付けられ、溝に沿ってスライドするレールを有する。ブラシホルダは、フォーク状電気コネクタと嵌合するナイフ状電気コネクタを有する。ブラシスプリングが、ブラシホルダに留められ、ダイナモ電気機械のコレクタにブラシを押し付ける。ブラシスプリングは、ブラシホルダ内で交換可能である。ブラシスプリングまたはブラシホルダは、ブラシスプリングのブラシホルダへの取り付けの領域に添えられた摩擦強化材料を有する。【選択図】図１
2018198522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの溝（２１０）を有している固定支持部材（１０２）であって、該固定支持部材（１０２）は、フォーク状電気コネクタ（２２０）を有し、該固定支持部材（１０２）は、該固定支持部材（１０２）の本体（１０３）の一部分を通過するように構成された導電バー（２６０）を有し、前記導電バー（２６０）は、コレクタマウント（１１０）および前記フォーク状電気コネクタ（２２０）との導電性をもたらすように構成されている固定支持部材（１０２）と、
前記固定支持部材（１０２）に取り外し可能に取り付けられるように構成されたブラシホルダ（１０４）であって、該ブラシホルダ（１０４）は、前記少なくとも１つの溝（２１０）に沿ってスライドするように構成された少なくとも１つのレール（４１０）を有し、該ブラシホルダ（１０４）は、前記フォーク状電気コネクタ（２２０）に噛み合うように構成されたナイフ状電気コネクタ（４２０）と、該ブラシホルダ（１０４）に留められるように構成されたブラシスプリング（４３４）とを有し、前記ブラシスプリング（４３４）は、ブラシ（４３２）をダイナモ電気機械のコレクタ（１２０）に押し付けるように構成され、前記ブラシスプリング（４３４）は、該ブラシホルダ（１０４）において交換可能であるように構成され、前記ブラシスプリング（４３４）または該ブラシホルダ（１０４）の少なくとも一方は、前記ブラシスプリング（４３４）の該ブラシホルダ（１０４）への取り付けの領域（４１１）に添えられた摩擦強化材料（４３５）を有しているブラシホルダ（１０４）と
を備えており、
前記固定支持部材（１０２）は、前記コレクタマウント（１１０）に電気的につながるように構成され、前記ブラシホルダ（１０４）は、前記ブラシ（４３２）を保持するように構成されている、ブラシホルダ装置（１００）。
【請求項２】
前記摩擦強化材料（４３５）は、前記ブラシスプリング（４３４）の前記ブラシホルダ（１０４）への取り付けの領域（４１１）において前記ブラシスプリング（４３４）上に位置する、請求項１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
【請求項３】
前記摩擦強化材料（４３５）は、前記ブラシホルダ（１０４）の前記ブラシスプリング（４３４）への取り付けの領域（４１１）において前記ブラシホルダ（１０４）上に位置する、請求項１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
【請求項４】
前記摩擦強化材料（４３５）は、
ゴム、天然ゴム、合成ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ネオプレン、ポリスルフィドゴム、ブチルゴム、またはシリコーン
のうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
【請求項５】
前記ブラシホルダ（１０４）は、
電気絶縁性のハンドル（４４２）を備えるハンドルアセンブリ（４４０）をさらに備え、前記ハンドル（４４２）は、該ハンドル（４４２）とブラシコネクタリード線（４３６）との間に位置するように構成された電気絶縁性のガード（４４４）を有し、前記ハンドルアセンブリ（４４０）は、ブラシ端子圧縮プレート（４７０）に機械的に接続されたスプリングアセンブリ（４６０）を有し、前記スプリングアセンブリ（４６０）は、少なくとも前記電気絶縁性のハンドル（４４２）がロック位置にあるまで、１つ以上のブラシ端子（４３８）へと圧力を加えるように構成されている、請求項１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
【請求項６】
前記ハンドルアセンブリ（４４０）は、
前記固定支持部材（１０２）内のテーパ状のスロット（２３０）と協働するように構成されたロックピン（４５０）
をさらに備え、
前記ハンドルアセンブリ（４４０）は、前記ロックピン（４５０）を回転させて前記テーパ状のスロット（２３０）に出入りさせるように回転するように構成されている、請求項５に記載のブラシホルダ装置（１００）。
【請求項７】
前記ハンドルアセンブリ（４４０）は、約９０度回転させられるように構成され、０度の位置が、前記ロックピン（４５０）が前記テーパ状のスロット（２３０）から外れることで、前記ブラシホルダ（１０４）が前記固定支持部材（１０２）から取り外されるように構成され、９０度の位置が、前記ロックピン（４５０）が前記テーパ状のスロット（２３０）に係合することで、前記ブラシホルダ（１０４）が前記固定支持部材（１０２）上での動作状態へと完全にロックされるように構成されている、請求項６に記載のブラシホルダ装置（１００）。
【請求項８】
前記ブラシホルダ（１０４）は、
該ブラシホルダ（１０４）の底部の付近のシャフト（６２０）に動作可能に接続された少なくとも１つのカム部材（６１０）をさらに備え、前記カム部材（６１０）は、前記ブラシホルダ（１０４）が前記固定支持部材（１０２）に完全に挿入されるまで前記ブラシ（４３２）を前記ブラシホルダ（１０４）に押し付けることによって、前記ブラシ（４３２）の前記ブラシホルダ（１０４）におけるスライドを抑えるように構成されている、請求項１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
【請求項９】
前記固定支持部材（１０２）は、
該固定支持部材（１０２）の下端の付近に位置するバー（２４０）をさらに備え、前記バー（２４０）は、ひとたび前記ブラシホルダ（１０４）が前記固定支持部材（１０２）へと実質的に完全に挿入されたならば前記ブラシ（４３２）が自由に移動してダイナモ電気機械のコレクタ（１２０）に接触するように、前記少なくとも１つのカム部材（６１０）に係合して前記少なくとも１つのカム部材（６１０）を抑止するように構成されている、請求項８に記載のブラシホルダ装置（１００）。
【請求項１０】
前記ブラシスプリング（４３４）は、前記カム部材（６１０）に対して一列に位置し、あるいは９０度だけオフセットされるように構成されている、請求項９に記載のブラシホルダ装置（１００）。
【請求項１１】
前記固定支持部材（１０２）は、
前記ブラシホルダ（１０４）上のロックピン（４５０）と協働するように構成されたテーパ状のスロット（２３０）をさらに備える、請求項１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
【請求項１２】
前記導電バー（２６０）は、
前記固定支持部材（１０２）の前記コレクタマウント（１１０）への取り付けを容易にするように構成された複数の穴（２５０）をさらに備える、請求項１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
【請求項１３】
前記導電バー（２６０）は、複数の固定支持部材（１０２）を一緒に取り付けるように構成されている、請求項１２に記載のブラシホルダ装置（１００）。
【請求項１４】
前記ブラシホルダ（１０４）は、端子圧縮プレート（４７０）と前記ブラシホルダ（１０４）の対向面との間にブラシ端子（４３８）を固定するように構成され、前記ブラシ端子（４３８）は、手動で係合させられ、あるいはいかなる工具も使用することなく係合させられる、請求項１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
【請求項１５】
ダイナモ電気機械のためのブラシスプリング（４３４）であって、
当該ブラシスプリング（４３４）は、ブラシホルダ（１０４）に留められるように構成され、当該ブラシスプリング（４３４）は、ブラシ（４３２）をダイナモ電気機械のコレクタ（１２０）に押し付けるように構成され、当該ブラシスプリング（４３４）は、前記ブラシホルダ（１０４）において交換可能であるように構成され、当該ブラシスプリング（４３４）は、前記ブラシスプリング（４３４）の前記ブラシホルダ（１０４）への取り付けの領域（４１１）に位置する摩擦強化材料（４３５）を有しており、
前記摩擦強化材料（４３５）は、ゴム、天然ゴム、合成ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ネオプレン、ポリスルフィドゴム、ブチルゴム、またはシリコーンのうちの少なくとも１つである、ブラシスプリング（４３４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される主題は、ブラシホルダ装置およびシステムに関する。具体的には、本明細書で開示される主題は、摩擦把持材料と組み合わせられたブラシスプリングを有するブラシホルダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からのダイナモ電気機械は、機械の動作時に電流を通す巻線を有するロータを含む。ロータは回転するため、ロータの外部の供給源からロータの巻線へと電流を通すために、回転要素が使用される。コレクタリングまたはコミュテータなどの回転要素が、ブラシに接触して電流を通す。ブラシは回転要素に対して静止しているため、カーボンで製作されたブラシは、摩擦によって摩耗し、定期的な交換を必要とする。
【０００３】
ダイナモ電気機械の稼働時の停止時間を少なくするという要望ゆえに、ブラシが、ダイナモ電気機械の運転中に交換されることがある。ブラシを安全に交換するために、作業者は（電流が作業者の身体を通って流れることを避けるために）片手を使用する。従来からのブラシホルダは、重くかつ扱いにくく、ブラシの交換が困難かつ危険になり得る。
【発明の概要】
【０００４】
本開示の一態様によれば、ブラシホルダ装置が、少なくとも１つの溝を有する固定支持部材を含む。固定支持部材は、フォーク状電気コネクタを有する。固定支持部材は、固定支持部材の本体の一部分を通過するように構成された導電バーを有し、導電バーは、コレクタマウントおよびフォーク状電気コネクタとの導電性をもたらすように構成される。ブラシホルダが、固定支持部材に取り外し可能に取り付けられるように構成され、ブラシホルダは、少なくとも１つの溝または２つの溝に沿ってスライドするように構成された少なくとも１つのレールを有する。ブラシホルダは、フォーク状電気コネクタと嵌合するように構成されたナイフ状電気コネクタを有する。ブラシスプリングが、ブラシホルダに留められるように構成される。ブラシスプリングは、ブラシをダイナモ電気機械のコレクタに押し付けるように構成され、ブラシスプリングは、ブラシホルダにおいて交換可能であるように構成される。ブラシスプリングまたはブラシホルダの少なくとも一方は、ブラシスプリングのブラシホルダへの取り付けの領域に添えられた摩擦強化材料を有する。固定支持部材は、コレクタマウントに電気的につながるように構成され、ブラシホルダは、ブラシを保持するように構成される。
【０００５】
本開示の別の態様によれば、ダイナモ電気機械のためのブラシスプリングが提供される。ブラシスプリングは、ブラシホルダに留められるように構成される。ブラシスプリングは、ブラシをダイナモ電気機械のコレクタに押し付けるように構成される。ブラシスプリングは、ブラシホルダ内で交換可能であるように構成される。ブラシスプリングは、ブラシスプリングのブラシホルダへの取り付けの領域に位置する摩擦強化材料を有する。摩擦強化材料は、ゴム、天然ゴム、合成ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ネオプレン、ポリスルフィドゴム、ブチルゴム、またはシリコーンのうちの少なくとも１つである。
【０００６】
本開示のこれらの特徴および他の特徴は、本開示の種々の態様の以下の詳細な説明を、本開示の種々の実施形態を示す添付の図面と併せて検討することで、より容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示の一態様によるコレクタ馬蹄型金具に設置された単一のブラシホルダの部分斜視図を示している。
【図２】本開示の一態様による固定支持部材の斜視図を示している。
【図３】本開示の一態様による図２に示した固定支持部材１０２の背面斜視図を示している。
【図４】本開示の一態様によるブラシホルダの斜視正面図を示している。
【図５】本開示の一態様によるブラシホルダの斜視背面図を示している。
【図６】本開示の一態様によるブラシの保持に使用されるブラシホルダおよびカム部材の底面図を示している。
【図７】本開示の一態様によるブラシスプリングが取り付けられたブラシホルダの部分断面図を示している。
【図８】本開示の一態様による摩擦強化材料がクリップ端に配置されたブラシスプリングの概略図を示している。
【図９】本開示の一態様による摩擦強化材料が塗布されたブラシスプリングの断面図を示している。
【図１０】本開示の一態様による摩擦強化材料が塗布されたブラシホルダのタブの断面図を示している。
【図１１】本開示の一態様による２つの位置におけるカムの概略の側面図を示している。
【０００８】
本発明の図面が、必ずしも比例尺ではないことに注意すべきである。図面は、本発明の典型的な態様だけを示すことを目的としており、したがって、本発明の範囲を限定するものとみなされるべきではない。図面において、図面間で類似する符号は類似する要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示の態様は、ブラシとダイナモ電気機械（例えば、発電機、電気モータ、など）および／または他の回転機械（例えば、回転クレーン）の回転要素との間で電流を導くように構成されたブラシホルダアセンブリ（または、装置）を提供する。とくに、いくつかの態様は、ダイナモ電気機械および／または他の回転機械におけるブラシスプリングの安全な尾取り外し／交換において作業者の助けとなる摩擦把持材料を有するブラシスプリングを有するブラシホルダアセンブリを提供する。
【００１０】
本明細書において説明したとおり、従来からのダイナモ電気機械は、機械の動作時に電流を導く巻線を有するロータを含む。ロータは回転するため、ロータの外部の供給源からロータの巻線へと電流を導くために、回転要素が使用される。コレクタリングまたはコミュテータなどの回転要素が、ブラシに接触して電流を導く。ブラシは回転要素に対して静止しているため、カーボンで製作されたブラシは、摩擦によって摩耗し、定期的な交換を必要とする。
【００１１】
ダイナモ電気機械の稼働時の停止時間を少なくするという要望ゆえに、ブラシが、ダイナモ電気機械の運転中に交換されることがある。ブラシを安全に交換するために、作業者は（電流が作業者の身体を通って流れることを避けるために）片手を使用する。従来からのブラシホルダは、重くかつ扱いにくく、ブラシの交換が困難かつ危険になり得る。
【００１２】
従来からのブラシホルダとは対照的に、本開示の態様は、回転するカムブラシ保持器を含むダイナモ電気機械のためのブラシホルダ装置を含む。このカム式のブラシ保持器は、ダイナモ電気機械におけるブラシの効率的かつ安全な取り付けおよび／または取り外しを可能にすることができる。さらに、ブラシホルダは、ブラシホルダへの取り付けの領域においてブラシスプリングに添えられた取り付けられた摩擦強化材料を有する交換可能なクリップ式のブラシスプリングを有する。あるいは、ブラシホルダが、ブラシホルダのブラシスプリングへの取り付けの領域に添えられた摩擦強化材料を有する。
【００１３】
図１は、本開示の一態様によるコレクタ馬蹄型金具（ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ  ｈｏｒｓｅｓｈｏｅ）に設置された単一のブラシホルダ装置１００の部分斜視図を示している。ブラシマウントまたはコレクタ馬蹄型金具１１０が、コレクタリング１２０を覆って取り付けられている。コレクタリングは、ロータ（図示せず）と一緒に回転する。複数のブラシおよび対応するブラシホルダが、コレクタ馬蹄型金具に取り付けられ、コレクタリングの周囲の少なくとも一部分に分布する。この例では、ただ１つのブラシホルダ装置１００だけが、コレクタ馬蹄型金具１１０に取り付けられて図示されている。ブラシホルダ装置１００は、コレクタ馬蹄型金具にボルトで固定されても、ねじ込まれてもよく、あるいは任意の他の適切な方法が採用されてもよい。ブラシホルダ装置１００は、固定支持部材１０２とブラシホルダ１０４とを備える。固定支持部材１０２は、例えば導電性材料から製造され、あるいは導電性材料を含むことによって、コレクタマウント１１０（すなわち、コレクタ馬蹄型金具１１０）に電気的につながるように構成される。ブラシホルダ１０４は、（ブラシホルダ１０４内に収容された）ブラシを少なくとも軸方向および周方向に保持するように構成される。
【００１４】
図２が、本開示の一態様による固定支持部材１０２の斜視図を示している。固定支持部材１０２は、少なくとも１つの溝２１０（図２には２つ示されている）と、フォーク状電気コネクタ２２０とを含む。フォーク状電気コネクタ２２０は、固定支持部材の片側または両側へと延びることができ、あるいはフォーク状電気コネクタは、固定支持部材の側面へ延びることなく、中央にのみ位置してもよい。テーパ状のスロット２３０が、固定支持部材１０２の上部に配置され、スロット２３０は、ブラシホルダ上のロックピン４５０と協働するように構成される。また、ロックピンを、傾斜した表面を有するバーまたはラッチあるいは突起またはディスクと置き換えることもできる。スロット２３０の先細りの性質は、ロックピン４５０が回転させられるときにブラシホルダをコネクタ２２０へと押し下げるように作用する。バー２４０が、固定支持部材１０２の下端の近くに配置され、このバーは、ブラシホルダ１０４上のカムに係合して拘束するように構成される。さらに、バー２４０は、固定支持部材１０２へのブラシホルダ１０４の挿入可能距離を制限するように機能する。ブラシホルダ１０４は、上部のロックピン４５０と下部のバー２４０との間の固定支持部材１０２に対する所定の位置に固定される。バー２４０は、固定支持部材１０２の輪郭の内側に完全に収容され、この輪郭を越えて突出することがない。複数の穴２５０が設けられ、固定支持部材１０２のコレクタマウント（または、コレクタ馬蹄型金具１１０）への取り付けを容易にするように構成される。穴２５０は、ボルトまたはねじなどの機械的な締結具と共に使用するために、内部にねじ山を有してもよい。さらに、穴２５０は、固定支持部材１０２の両側に設けられ、複数の固定支持部材を積み重ねまたは横並びの配置にて一体に取り付けるように構成されてもよい。これは、複数のブラシが横並びにて積み重ねられる場合に、望ましいかもしれない。例えば、３つ、４つ、５つ、６つ、または７つ以上のブラシを、コレクタ馬蹄型金具１１０上の周方向における１つの位置に配置することができる。導電バー２６０が、固定支持部材１０２の１つ以上の側面に配置される。導電バー２６０は、コレクタマウント（コレクタ馬蹄型金具１１０）および／または第２の固定支持部材（例えば、第１の固定支持部材の側面に接続される）との導電性をもたらすように構成される。
【００１５】
図３は、本開示の一態様による図２に示した固定支持部材１０２の背面斜視図を示している。導電バー２６０は、固定支持部材の本体１０３の一部を通過し、コレクタマウント１１０およびフォーク状電気コネクタ２２０との導電性をもたらすように構成される。この構成は、固定支持部材１０２を完全に電気的に絶縁し、電流を馬蹄型金具１１０から導電バー２６０を通ってフォーク２２０へと通すことを可能にする。馬蹄型金具１１０への取り付けのための穴２５０は、導電バー２６０に形成されている。代案の実施形態においては、導電バー２６０を長くして、複数の固定支持体１０２を同じ（より長い）導電バー２６０に取り付けることができる。導電バー２６０を、タブ２７０を通って固定支持体へと延び、さらに導電バー２６０へと延び、あるいは導電バー２６０を貫いて延びるボルト（図示せず）によって、固定支持体１０２およびフォーク状電気コネクタ２２０へと取り付けることができる。この例では、１つのタブ／ボス２７０が、電気フォーク２２０の各側に図示されている。フォーク状電気コネクタ２２０は、導電バー２６０と一体に形成されてもよい。
【００１６】
固定支持部材１０２を、１つ、２つ（図示のとおり）、または３つ以上のブラシホルダを受け入れるように構成することができる。１つの態様は、１つ、２つ、または３つのブラシを受け入れる固定支持部材、ならびに複数の固定支持部材であり、コレクタ馬蹄型金具上の周方向における所与の位置に特定の数のブラシを必要とする用途のために並べて配置することが可能である。固定支持部材１０２および／またはブラシホルダを、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、または個々の用途において所望されるとおりの任意の他の適切な導電性または非導電性の材料で実質的に形成（または、構成）することができる。あくまでもこれに限られるわけではない一例として、固定支持部材１０２およびブラシホルダ１０４を、不動態化され、もしくは陽極酸化処理されたアルミニウム、あるいは不動態化され、もしくは陽極酸化処理されたアルミニウム合金で実質的に形成（または、構成）することができる。この材料は、良好な強度を与えつつ、電気絶縁性または電気的に半絶縁性の材料をもたらす。ブラシホルダ本体を通る電流を最小にし、ブラシおよびこの電流のために設計されたブラシホルダの電気経路を通るように電流を集中させることが望まれる。さらに、挿入または取り外しの際に技術者が把持する可能性がある部分への電流の流れを最小限に抑える（あるいは、阻止する）ことが望ましいと考えられる。また、ブラシ４３２が摩耗し、もはや電流の経路の一部であることができなくなったときに、コレクタリング１２０からブラシホルダ１０４または固定支持部材１０２へと直接的に電流がアークを形成する可能性を回避することが望ましい。固定支持部材およびブラシホルダの少なくとも一方の表面の少なくとも一部分が、実質的に電気絶縁性であるように構成される。例えば、ブラシホルダのハンドルが、稼働中の機械におけるブラシホルダの挿入または取り外しの際に技術者を保護するために、実質的に電気絶縁性でなければならない。あるいは、固定支持部材およびブラシホルダを、粉末で被覆され、もしくは塗装されたアルミニウム、粉末で被覆され、もしくは塗装されたアルミニウム合金、粉末で被覆された金属または非金属材料、あるいはセラミックで被覆された金属またはセラミックで被覆された非金属材料で実質的に形成（または、構成）することができる。
【００１７】
図４は、本開示の一態様によるブラシホルダ１０４の斜視正面図を示している。図５は、本開示の一態様によるブラシホルダ１０４の斜視背面図を示している。ブラシホルダ１０４は、固定支持部材１０２に取り外し可能に固定されるように構成される。少なくとも１つのレール４１０が、溝２１０に沿ってスライドするように構成される。図示の例において、ブラシホルダ１０４は、ブラシホルダの各側に１つずつ、２つのレール４１０を含む。フォーク状電気コネクタ２２０と嵌合するように構成されたナイフ状電気コネクタ４２０（図５に示されている）が、ブラシホルダ１０４の後部に位置する。ブラシ保持ボックス４３０が、１つ以上のブラシ４３２を軸方向および周方向に保持する。図示の例において、ボックス４３０は、２つのブラシ４３２を保持する。ブラシ４３２は、ブラシスプリング４３４によって半径方向下方へと付勢される。開口部４３１が、ボックス４３０に窓を形成し、ブラシ４３２を目視し、摩耗を視覚的に監視することを可能にする。
【００１８】
ブラシホルダ１０４は、電気絶縁性のハンドル４４２と、ハンドル４４２とブラシコネクタリード線４３６との間に位置する電気絶縁性のガード４４４またはシールドとを含むハンドルアセンブリ４４０を含む。ブラシコネクタリード線４３６は、ダイナモ電気機械が稼働しているときに高い電圧および大きな電流を伝えるがゆえに、回避すべき危険を呈する。電気絶縁性のハンドル４４２およびガード４４４は、技術者の手が通電中のブラシコネクタリード線４３６に接触することを防止する。ハンドル４４２およびガード４４４を、プラスチック、ゴム、エポキシ／ガラス繊維積層品、ガラス繊維、または任意の他の適切な電気絶縁材料で構成することができる。
【００１９】
ロックピン４５０は、固定支持部材１０２のテーパ状のスロット２３０と協働するように構成される。ハンドルアセンブリ４４０は、回転可能であり、回転時にロックピン４５０が回転してテーパ状のスロット２３０に出入りする。図４および図５の図は、ロック位置に位置したロックピン４５０およびハンドル４４２を示している。このロック位置において、ロックピン４５０は、スロット２３０に完全に挿入され、テーパ状の表面がロックピンを半径方向下方へと駆動する。換言すると、ハンドルアセンブリ４４０は、約９０度回転させられるように構成され、０度の位置が、ロックピン４５０がテーパ状のスロット２３０から外れ、ブラシホルダ１０４を固定支持部材１０２から取り外すことができるように構成される。９０度の位置（図４および図５に示されるとおり）が、ロックピン４５０がテーパ状のスロット２３０に係合し、ブラシホルダ１０４が固定支持部材１０２上で稼働状態へと完全にロックされるように構成される。ハンドル４４２をロックピン４５０に平行に配置し、ロックピン４５０をテーパ状のスロット２３０を通って延ばすことにより、作業者は、ブラシホルダ１０４が固定支持体１０２内の所定の位置に完全に挿入されてロックされていることを、容易に見て取ることができる。
【００２０】
スプリングアセンブリ４６０が、ハンドルアセンブリ４４０内に収容され、スプリングアセンブリは、ブラシ端子圧縮プレート４７０（そのうちの２つが図示されている）に機械的に接続される。ブラシ端子圧縮プレートは、ハンドルのシャフトを通って延びる１つの部品であってよいが、２つの部品から製造されてもよい。ブラシ４３２は、ブラシコネクタリード線（または、ピグテール）４３６を介してブラシ端子４３８に接続される。ブラシ端子４３８は、ナイフ状電気コネクタ４２０に電気的に接続されている。例えば、ナイフ状電気コネクタは、各々のブラシ端子４３８の下方を延びる導電性のベース部材を含むことで、それによって導電経路を形成する。スプリングアセンブリ４６０は、圧縮プレート４７０を下方に付勢し、この下方への圧力が、ブラシ端子を所定の位置に、ナイフ状電気コネクタ４２０のベース部材に対して保持する。これは、ブラシホルダ１０４の固定支持部材１０２への挿入時（または、固定支持部材１０２からの取り外し時）にとくに有利である。手作業にてブラシを挿入し、あるいは取り外すとき、一方の手だけを使用することが推奨され、スプリングアセンブリは、ブラシ端子４３８を所定の位置に保持するために第２の手を必要としないことを保証する。ひとたびブラシホルダ１０４が固定支持部材に完全に挿入されると、ハンドル４４２が（ロック位置へと）９０度回転させられ、テーパ状のスロット２３０がロックピン４５０（ならびに、ブラシホルダ１０４）を半径方向下方へと押し、ブラシ端子４３８へとさらなる力を加える。この設計の利点は、ブラシホルダ１０４が、ブラシ端子４３８を端子圧縮プレート４７０とブラシホルダの対向面（すなわち、ナイフ状電気コネクタ４２０の導電性のベース部材）との間に固定するように構成されているため、ブラシ端子が、手のみで、あるいはいかなる工具も必要とせずに、手動で係合させられ、あるいは解放される点にある。それぞれの部品を手によって手動で配置するだけでよい。特定の工具の使用を最小限にし、あるいは排除することで、とりわけ稼働中および通電中のダイナモ電気機械の周りの作業の大幅な単純化および安全性の向上が可能になる。
【００２１】
図示のように、ブラシボックス４３０は、２つのブラシ４３２を保持するように構成される。しかしながら、ボックス４３０を、（ボックスの幅を減らすことによって）１つのブラシ４３２を保持するように構成でき、あるいは（ボックスの幅を広げ、追加の個々のブラシ開口を設けることによって）３つ以上のブラシを保持するように構成することができる。ブラシ端子４３８は、ブラシ端子４３８の近位端に位置する下向きの曲がり部を含む。この曲がり部は、ブラシ端子を圧縮プレート４７０の下方の所定の位置に保持する役に立つ。ブラシ端子に、端子圧縮プレート４７０またはナイフ状電気コネクタ４２０の導電性のベース部材に位置する相補的な特徴と協働する穴または切り欠きを設けることもできる。例えば、ブラシ端子４３８が中央に穴を含む場合、圧縮プレート４７０は、ブラシ端子の穴に係合するように配置された相補的なピンを有することができる。ブラシホルダのこの相補的な特徴は、ブラシ端子のブラシホルダへの固定を容易にする。また、ブラシ端子に相補的なピンを持たせ、圧縮プレートに穴を持たせることで、逆もまた使用可能である。この構成により、ブラシホルダ１０４が、ナイフ状電気コネクタ４２０をブラシ端子４３８へと電気的および機械的に接続するように構成される一方で、ナイフ状電気コネクタ４２０とブラシ端子４３８の両方が、ハンドル４４２から電気的に絶縁される。
【００２２】
ブラシ４３２がロータコレクタリング１２０との摩擦接触によって摩耗するとき、ブラシスプリング４３４は、ブラシ４３２の摩滅する表面をロータコレクタリング１２０に接触した状態に保つ。ブラシスプリング４３４は、丸まろうとする（ｒｅ−ｃｏｉｌ  ｉｔｓｅｌｆ）傾向の張力を有するように設計されることで、ブラシ４３２を半径方向下方へとコレクタリング１２０に押し付けるように構成されている。このようにして、スプリング４３４の上部に位置するコイルが、再び締まり、あるいは下方へと丸まろうとすることで、ブラシ４３２に半径方向の下向きの力を加える。スプリング４３４は、ブラシホルダ１０４の底部に留められる。例えば、ブラシホルダの本体部４１１の下部が、ブラシスプリング４３４がブラシホルダへと取り付けられる場所である。ブラシスプリング４３４の底部は、Ｕ字形であり、このＵ字形部分が、本体部４１１の下部へと被せられて留められる。さらに、ブラシスプリング４３４は、ブラシホルダまたはボックス４３０に対してブラシ４３２を拘束するように構成されたカム部材６１０に対して一列に位置するように構成され、あるいは９０度だけオフセットされるように構成される。この一列配置は、スプリング４３４、ブラシ４３２、およびカム部材６１０の間について、拘束の可能性が低減または排除され、滑らかな動作が可能となるように調整される。
【００２３】
図６は、本開示の一態様によるブラシ４３２の保持に使用されるブラシホルダ１０４およびカム部材６１０の底面図を示している。カム部材６１０は、ブラシホルダ１０４の底部の付近のシャフト６２０に動作可能に接続される。カム部材６１０は、ブラシホルダ１０４が固定支持部材１０２に完全に挿入されるまで、ブラシ４３２をブラシホルダまたはボックス４３０に対して保持するように構成される。カム部材６１０は、角度一定のカム形状であっても、あるいは弓形の歯付きの形状を有してもよく、ばね６１２（例えば、ねじりばね）によってシャフト６２０へと取り付けられる。角度一定のカム形状および弓形の歯付きの形状は、対数らせん形状に一致してもよい。これは、カム部材６１０がブラシ４３２の表面に達するためにどれだけ回転しても、カム６１０が、同じ角度およびブラシホルダ１０４におけるブラシの滑りに抵抗するための同じ大きな力で、ブラシ４３２に接触することを意味する。必ずしもすべてのブラシが正確に同じサイズであるわけではないため、シャフト６２０とそれぞれのブラシ４３２の表面との間の実際のすき間を満たすために、各々のカム部材６１０がシャフト６２０上で自由に独立して回転できることが重要である。
【００２４】
図７は、本開示の一態様によるブラシスプリング４３４が取り付けられたブラシホルダ４３０の部分断面図を示している。ブラシスプリング４３４は、タブ４１１においてブラシホルダ４３０に取り付けられている。タブ４１１は、ブラシスプリング４３４のクリップ端がブラシホルダへと取り付けられるブラシホルダの領域または部位である。ブラシスプリング４３４は、ブラシスプリングの一端に位置する巻かれたスプリングと、ブラシスプリングの他端に位置するＵ字形のクリップ部とを有する。ブラシスプリングのＵ字形のクリップ部が、ブラシホルダ用のタブ４１１に被せて配置される。摩擦強化材料４３５が、ブラシスプリングのクリップ部に配置または形成され、ブラシスプリングのブラシホルダへの取り付けの領域に位置する。摩擦強化材料４３５は、ゴム、天然ゴム、合成ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ネオプレン、ポリスルフィドゴム、ブチルゴム、またはシリコーンのうちの少なくとも１つであってよい。摩擦強化材料を、ブラシスプリングのクリップ端を液体または流動可能な量の摩擦強化材料に浸漬することによって適用することができ、あるいは摩擦強化材料を、ブラシスプリングへと接着し、もしくはブラシスプリングに塗装することができる。摩擦強化材料４３５は、ブラシスプリングとブラシホルダとの間の動きに抵抗する大きな摩擦または把持可能な表面を提供することにより、ブラシスプリングをブラシホルダ上に取り付けられた状態に保持し、とくにはブラシホルダの領域４１１上に取り付けられた状態に保持する。
【００２５】
図８が、摩擦強化材料４３５がクリップ端に配置されたブラシスプリング４３４の概略図を示している。図９は、摩擦強化材料４３５が塗布されたブラシスプリング４３４の断面図を示している。図１０は、摩擦強化材料４３５が塗布されたブラシホルダ４３０のタブ４１１の断面図を示している。図８〜図１１において、摩擦強化材料４３５は、ブラシホルダ４３０、とくにはブラシホルダのタブ４１１、あるいはブラシスプリング４３４のクリップ部または端部のいずれかに適用されて示されている。いずれの構成も、摩擦強化材料４３５がブラシスプリングとブラシホルダとの間の境界面に位置し、とくにはこれらの２つの構成要素が互いに取り付けられる場所に位置するがゆえ、有効に機能する。摩擦強化材料４３５は、ブラシスプリングとブラシホルダとの間の確実な取り付けを提供するが、必要な場合のブラシスプリング４３４の交換を妨げることはない。
【００２６】
図１１は、本開示の一態様による２つの位置におけるカム６１０の概略の側面図を示している。ブラシホルダ１０４が固定支持体１０２に完全には挿入されていないとき、カム６１０は、下方に回転して、ブラシ４３２に接触する。ひとたびブラシホルダ１０４が固定支持体１０２に完全に挿入されると、カム６１０’（破線で示されている）は、ロッド２４０（破線で示されている）によって押し上げられ、ブラシ４３２から離れる。
【００２７】
ばね６１２が、カム部材６１０をブラシ４３２に向けて付勢している。ブラシ４３２がボックス４３０を通って半径方向下方に移動するとき、カム部材６１０は（くさび作用を介して）ブラシ４３２に接触し、ブラシ４３２のさらなる下方移動を防止する。実際に、カム部材６１０は、ブラシがボックス４３０を通ってまさに落下することを防止する。カム部材６１０およびばね６１２は、カム６１０がブラシ４３２を傷めることがなく、ブラシ４３２の挿入および取り外しを工具を用いることなく達成できる（すなわち、手によって容易に行うことができる）ように構成される。使用時に、ブラシ４３２はボックス４３０に設置され、カム部材６１０がブラシ４３２を所定の位置に保持する。ここで、ブラシホルダ１０４を固定支持部材１０２へと挿入することができる。カム部材６１０がバー２４０に接触する（これは、ブラシホルダ１０４が固定支持部材１０２へと完全にではないがほぼ充分に挿入されたときに生じる）と、カム部材は（バー２４０）によって上方へと押され、ブラシ４３２から引っ込められる。この動作により、ブラシ４３２は、コレクタリング１２０へと落下することができる。反対に、ブラシホルダ１０４のロックが解除され、ブラシホルダ１０４が固定支持部材１０２から引き抜かれると、各々のカム部材６１０は、バー２４０との接触を失い、それぞれのブラシ４３２との接触を回復する。これにより、ブラシ４３２がコレクタリング１２０との接触を失い、ブラシホルダ１０４と一緒に引き抜かれることが保証される。さらに、ブラシホルダ１０４が固定支持体１０２から引き抜かれたとき、本明細書おいて図示および説明したカム部材６１０は、追加のブラシ交換ツールを使用することなく、ただ１つの手（例えば、作業者の片手）を使用してブラシ４３２を挿入および／または交換することを可能にすることができる。これは、従来からのシステムおよび手法に対して、例えば安全性および効率の利点などの利点を提供する。
【００２８】
本明細書において使用される用語は、あくまでも特定の実施の形態を説明する目的のためのものにすぎず、本開示を限定しようとするものではない。本明細書において使用されるとき、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「前記（ｔｈｅ）」は、文脈がそのようでないことを明らかに示していない限り、複数形も含むように意図される。さらに、用語「・・・を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「・・・を含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」が、本明細書において使用される場合に、記載される特徴、完全体、工程、動作、要素、および／または構成部品が存在することを指定するが、１つ以上の他の特徴、完全体、工程、動作、要素、構成部品、および／またはこれらの組み合わせの存在または追加を排除するものではないことを、理解できるであろう。
【００２９】
本明細書は、本発明を最良の態様を含めて開示するとともに、あらゆる装置またはシステムの製作および使用ならびにあらゆる関連の方法の実行を含む本発明の実施を当業者にとって可能にするために、いくつかの実施例を用いている。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定められ、当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言から相違しない構造要素を有しており、あるいは特許請求の範囲の文言から実質的には相違しない同等の構造要素を含むならば、特許請求の範囲の技術的範囲に包含される。
［実施態様１］
少なくとも１つの溝（２１０）を有している固定支持部材（１０２）であって、該固定支持部材（１０２）は、フォーク状電気コネクタ（２２０）を有し、該固定支持部材（１０２）は、該固定支持部材（１０２）の本体（１０３）の一部分を通過するように構成された導電バー（２６０）を有し、前記導電バー（２６０）は、コレクタマウント（１１０）および前記フォーク状電気コネクタ（２２０）との導電性をもたらすように構成されている固定支持部材（１０２）と、
前記固定支持部材（１０２）に取り外し可能に取り付けられるように構成されたブラシホルダ（１０４）であって、該ブラシホルダ（１０４）は、前記少なくとも１つの溝（２１０）に沿ってスライドするように構成された少なくとも１つのレール（４１０）を有し、該ブラシホルダ（１０４）は、前記フォーク状電気コネクタ（２２０）に噛み合うように構成されたナイフ状電気コネクタ（４２０）と、該ブラシホルダ（１０４）に留められるように構成されたブラシスプリング（４３４）とを有し、前記ブラシスプリング（４３４）は、ブラシ（４３２）をダイナモ電気機械のコレクタ（１２０）に押し付けるように構成され、前記ブラシスプリング（４３４）は、該ブラシホルダ（１０４）において交換可能であるように構成され、前記ブラシスプリング（４３４）または該ブラシホルダ（１０４）の少なくとも一方は、前記ブラシスプリング（４３４）の該ブラシホルダ（１０４）への取り付けの領域（４１１）に添えられた摩擦強化材料（４３５）を有しているブラシホルダ（１０４）と
を備えており、
前記固定支持部材（１０２）は、前記コレクタマウント（１１０）に電気的につながるように構成され、前記ブラシホルダ（１０４）は、前記ブラシ（４３２）を保持するように構成されている、ブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様２］
前記摩擦強化材料（４３５）は、前記ブラシスプリング（４３４）の前記ブラシホルダ（１０４）への取り付けの領域（４１１）において前記ブラシスプリング（４３４）上に位置する、実施態様１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様３］
前記摩擦強化材料（４３５）は、前記ブラシホルダ（１０４）の前記ブラシスプリング（４３４）への取り付けの領域（４１１）において前記ブラシホルダ（１０４）上に位置する、実施態様１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様４］
前記摩擦強化材料（４３５）は、
ゴム、天然ゴム、合成ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ネオプレン、ポリスルフィドゴム、ブチルゴム、またはシリコーン
のうちの少なくとも１つを備える、実施態様１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様５］
前記ブラシホルダ（１０４）は、
電気絶縁性のハンドル（４４２）を備えるハンドルアセンブリ（４４０）をさらに備え、前記ハンドル（４４２）は、該ハンドル（４４２）とブラシコネクタリード線（４３６）との間に位置するように構成された電気絶縁性のガード（４４４）を有し、前記ハンドルアセンブリ（４４０）は、ブラシ端子圧縮プレート（４７０）に機械的に接続されたスプリングアセンブリ（４６０）を有し、前記スプリングアセンブリ（４６０）は、少なくとも前記電気絶縁性のハンドル（４４２）がロック位置にあるまで、１つ以上のブラシ端子（４３８）へと圧力を加えるように構成されている、実施態様１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様６］
前記ハンドルアセンブリ（４４０）は、
前記固定支持部材（１０２）内のテーパ状のスロット（２３０）と協働するように構成されたロックピン（４５０）
をさらに備え、
前記ハンドルアセンブリ（４４０）は、前記ロックピン（４５０）を回転させて前記テーパ状のスロット（２３０）に出入りさせるように回転するように構成されている、実施態様５に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様７］
前記ハンドルアセンブリ（４４０）は、約９０度回転させられるように構成され、０度の位置が、前記ロックピン（４５０）が前記テーパ状のスロット（２３０）から外れることで、前記ブラシホルダ（１０４）が前記固定支持部材（１０２）から取り外されるように構成され、９０度の位置が、前記ロックピン（４５０）が前記テーパ状のスロット（２３０）に係合することで、前記ブラシホルダ（１０４）が前記固定支持部材（１０２）上での動作状態へと完全にロックされるように構成されている、実施態様６に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様８］
前記ブラシホルダ（１０４）は、
該ブラシホルダ（１０４）の底部の付近のシャフト（６２０）に動作可能に接続された少なくとも１つのカム部材（６１０）をさらに備え、前記カム部材（６１０）は、前記ブラシホルダ（１０４）が前記固定支持部材（１０２）に完全に挿入されるまで前記ブラシ（４３２）を前記ブラシホルダ（１０４）に押し付けることによって、前記ブラシ（４３２）の前記ブラシホルダ（１０４）におけるスライドを抑えるように構成されている、実施態様１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様９］
前記固定支持部材（１０２）は、
該固定支持部材（１０２）の下端の付近に位置するバー（２４０）をさらに備え、前記バー（２４０）は、ひとたび前記ブラシホルダ（１０４）が前記固定支持部材（１０２）へと実質的に完全に挿入されたならば前記ブラシ（４３２）が自由に移動してダイナモ電気機械のコレクタ（１２０）に接触するように、前記少なくとも１つのカム部材（６１０）に係合して前記少なくとも１つのカム部材（６１０）を抑止するように構成されている、実施態様８に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様１０］
前記ブラシスプリング（４３４）は、前記カム部材（６１０）に対して一列に位置し、あるいは９０度だけオフセットされるように構成されている、実施態様９に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様１１］
前記固定支持部材（１０２）は、
前記ブラシホルダ（１０４）上のロックピン（４５０）と協働するように構成されたテーパ状のスロット（２３０）をさらに備える、実施態様１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様１２］
前記導電バー（２６０）は、
前記固定支持部材（１０２）の前記コレクタマウント（１１０）への取り付けを容易にするように構成された複数の穴（２５０）をさらに備える、実施態様１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様１３］
前記導電バー（２６０）は、複数の固定支持部材（１０２）を一緒に取り付けるように構成されている、実施態様１２に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様１４］
前記フォーク状電気コネクタ（２２０）は、前記導電バー（２６０）と一体に形成されている、実施態様１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様１５］
前記固定支持部材（１０２）および前記ブラシホルダ（１０４）の少なくとも一方は、不動態化され、もしくは陽極酸化処理されたアルミニウム、あるいは不動態化され、もしくは陽極酸化処理されたアルミニウム合金で構成され、前記固定支持部材（１０２）および前記ブラシホルダ（１０４）のうちの少なくとも一方の表面の少なくとも一部分は、実質的に電気絶縁性であるように構成されている、実施態様１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様１６］
前記固定支持部材（１０２）および前記ブラシホルダ（１０４）の少なくとも一方は、粉末で被覆され、もしくは塗装されたアルミニウム、粉末で被覆され、もしくは塗装されたアルミニウム合金、あるいはセラミックで被覆された金属またはセラミックで被覆された非金属材料で構成され、前記固定支持部材（１０２）および前記ブラシホルダ（１０４）のうちの少なくとも一方の表面の少なくとも一部分は、実質的に電気絶縁性であるように構成されている、実施態様１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様１７］
前記ブラシホルダ（１０４）は、ただ１つのブラシ（４３２）または複数のブラシ（４３２）を受け入れるように構成されている、実施態様１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様１８］
前記ブラシホルダ（１０４）は、端子圧縮プレート（４７０）と前記ブラシホルダ（１０４）の対向面との間にブラシ端子（４３８）を固定するように構成され、前記ブラシ端子（４３８）は、手動で係合させられ、あるいはいかなる工具も使用することなく係合させられる、実施態様１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様１９］
前記ブラシホルダ（１０４）は、前記ナイフ状電気コネクタ（４２０）をブラシ端子（４３８）へと電気的および機械的に接続するように構成され、
前記ナイフ状電気コネクタ（４２０）および前記ブラシ端子（４３８）は、前記ブラシホルダ（１０４）のハンドル（４４２）から電気的に絶縁されている、実施態様１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様２０］
ダイナモ電気機械のためのブラシスプリング（４３４）であって、
当該ブラシスプリング（４３４）は、ブラシホルダ（１０４）に留められるように構成され、当該ブラシスプリング（４３４）は、ブラシ（４３２）をダイナモ電気機械のコレクタ（１２０）に押し付けるように構成され、当該ブラシスプリング（４３４）は、前記ブラシホルダ（１０４）において交換可能であるように構成され、当該ブラシスプリング（４３４）は、前記ブラシスプリング（４３４）の前記ブラシホルダ（１０４）への取り付けの領域（４１１）に位置する摩擦強化材料（４３５）を有しており、
前記摩擦強化材料（４３５）は、ゴム、天然ゴム、合成ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ネオプレン、ポリスルフィドゴム、ブチルゴム、またはシリコーンのうちの少なくとも１つである、ブラシスプリング（４３４）。
【符号の説明】
【００３０】
１００  ブラシホルダ装置
１０２  固定支持部材／固定支持体
１０３  本体
１０４  ブラシホルダ
１１０  ブラシマウント／コレクタ馬蹄型金具／コレクタマウント
１２０  コレクタリング
２１０  溝
２２０  フォーク状電気コネクタ／電気フォーク
２３０  テーパ状のスロット
２４０  バー／ロッド
２５０  穴
２６０  導電バー
２７０  タブ／ボス
４１０  レール
４１１  タブ／本体部／領域
４２０  ナイフ状電気コネクタ
４３０  ブラシボックス／ブラシホルダ／ブラシ保持ボックス
４３１  開口部
４３２  ブラシ
４３４  ブラシスプリング
４３５  摩擦強化材料
４３６  ブラシコネクタリード線
４３８  ブラシ端子
４４０  ハンドルアセンブリ
４４２  ハンドル
４４４  ガード
４５０  ロックピン
４６０  スプリングアセンブリ
４７０  ブラシ端子圧縮プレート
６１０  カム部材
６１２  ばね
６２０  シャフト
【図１】
2018198522.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018198522.tif 000009
【図８】
2018198522.tif 000010
【図９】
2018198522.tif 000011
【図１０】
2018198522.tif 000012
【図１１】
2018198522.tif 000013
【外国語明細書】
2018198522000001.pdf