(57)【要約】      （修正有）【課題】ブラシホルダ装置を電解研磨および陽極酸化するための方法の提供。【解決手段】ブラシホルダ装置の表面を処理するための方法であって、ブラシホルダ装置は、ダイナモ電気機械に使用されるように構成されており、本方法は、ブラシホルダ装置の表面を電解研磨する電解研磨ステップを含む。陽極酸化するステップは、ブラシホルダ装置の表面を陽極酸化する。電解研磨するステップは、陽極酸化するステップの前に実施される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシホルダ装置（１００）の表面（９１０）を処理するための方法（８００）であって、前記ブラシホルダ装置（１００）は、ダイナモ電気機械に使用され、前記方法（８００）は、
前記ブラシホルダ装置（１００）の前記表面（９１０）を電解研磨するステップ（８２０）と、
前記ブラシホルダ装置（１００）の前記表面（９１０）を陽極酸化するステップ（８４０）と
を含み、
前記電解研磨するステップ（８２０）は、前記陽極酸化するステップ（８４０）の前に実施される、
方法（８００）。
【請求項２】
汚染物質（９０１）を除去するために前記表面（９１０）を洗浄するステップ（８１０）
をさらに含み、
前記洗浄するステップ（８１０）は、前記電解研磨するステップ（８２０）の前に実施される、
請求項１に記載の方法（８００）。
【請求項３】
汚染物質（９０１）を除去するために前記表面（９１０）を洗浄するステップ（８３０）
をさらに含み、
前記洗浄するステップ（８３０）は、前記陽極酸化するステップ（８４０）の前および前記電解研磨するステップ（８２０）の後に実施される、
請求項１に記載の方法（８００）。
【請求項４】
前記電解研磨するステップ（８２０）は、
１４０°Ｆ〜１７０°Ｆの温度と、
１２ボルト〜２４ボルトの電圧と、
１５アンペア／平方フィート〜５０アンペア／平方フィートのアンペア数と、
リン酸系電解質と、
４分〜８分の滞留時間と
のパラメータで実施される、請求項１に記載の方法（８００）。
【請求項５】
前記電解研磨するステップ（８２０）は、
前記電解研磨中に前記ブラシホルダ装置（１００）を攪拌するステップ
をさらに含む、請求項４に記載の方法（８００）。
【請求項６】
前記陽極酸化するステップ（８４０）は、
クロム酸浴と、
１００°Ｆ〜１３０°Ｆの浴温度と
約３アンペア／平方フィートの電流密度と、
１８ボルト〜２４ボルトの電圧と
のパラメータで実施される、請求項１に記載の方法（８００）。
【請求項７】
前記陽極酸化するステップ（８４０）は、０．０２ミル〜０．７ミルの厚さの陽極酸化被膜を形成する時間にわたって実施される、請求項６に記載の方法（８００）。
【請求項８】
前記陽極酸化するステップ（８４０）は、
硫酸浴と、
６０°Ｆ〜８０°Ｆの浴温度と、
５〜１８アンペア／平方フィートの電流密度と、
１８〜２４ボルトの電圧と
のパラメータで実施される、請求項１に記載の方法（８００）。
【請求項９】
前記陽極酸化するステップ（８４０）は、０．０７ミル〜１．０ミルの厚さの陽極酸化被膜を形成する時間にわたって実施される、請求項８に記載の方法（８００）。
【請求項１０】
前記陽極酸化するステップ（８４０）は、
硫酸浴と、
２５°Ｆ〜３５°Ｆの浴温度と、
２４〜４０アンペア／平方フィートの電流密度と、
１８〜７５ボルトの電圧と
のパラメータで実施される、請求項１に記載の方法（８００）。
【請求項１１】
前記陽極酸化するステップ（８４０）は、０．５ミル〜４．０ミルの厚さの陽極酸化被膜を形成する時間にわたって実施される、請求項１０に記載の方法（８００）。
【請求項１２】
ブラシホルダ装置（１００）の表面（９１０）を処理するための方法（８００）であって、
汚染物質（９０１）を除去するために前記表面（９１０）を洗浄するステップ（８１０，８３０）と、
前記ブラシホルダ装置（１００）の前記表面（９１０）を電解研磨するステップ（８２０）と、
前記ブラシホルダ装置（１００）の前記表面（９１０）を陽極酸化するステップ（８４０）と
を含み、
前記電解研磨するステップ（８２０）は、前記陽極酸化するステップ（８４０）の前に実施され、前記ブラシホルダ装置（１００）は、ダイナモ電気機械に使用するように構成されている、
方法（８００）。
【請求項１３】
前記洗浄するステップ（８１０，８３０）は、前記電解研磨するステップ（８２０）の前に１回、および前記陽極酸化するステップ（８４０）の前に１回の２回実施される、請求項１２に記載の方法（８００）。
【請求項１４】
前記電解研磨するステップ（８２０）は、
１４０°Ｆ〜１７０°Ｆの温度と、
１２ボルト〜２４ボルトの電圧と、
１５アンペア／平方フィート〜５０アンペア／平方フィートのアンペア数と、
リン酸系電解質と、
４分〜８分の滞留時間と
のパラメータで実施される、請求項１２に記載の方法（８００）。
【請求項１５】
前記陽極酸化するステップ（８４０）は、
クロム酸浴と、
１００°Ｆ〜１３０°Ｆの浴温度と
約３アンペア／平方フィートの電流密度と、
１８ボルト〜２４ボルトの電圧と
のパラメータで実施される、請求項１４に記載の方法（８００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する主題は、ブラシホルダ装置を電解研磨および陽極酸化するための方法に関する。具体的には、本明細書に開示する主題は、電解研磨が、その後のブラシホルダ装置の陽極酸化のための前処理として使用される方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のダイナモ電気機械は、機械の動作中に電流を伝導する巻線を有するロータを含む。ロータが回転すると、ロータの外部の供給源からロータ巻線に電流を導くために、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ので、カーボン製のブラシは摩擦により摩耗し、定期的な交換が必要である。
【０００３】
ダイナモ電気機械の動作中の停止時間を減少させることが望まれるため、ダイナモ電気機械の動作中にブラシおよびブラシホルダが時々交換される。ブラシとブラシホルダを安全に交換するために、オペレータは（オペレータの身体に電流が流れるのを避けるために）片手を使用する。従来のブラシホルダは重く扱いにくく、ブラシの交換は困難で危険である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１５／００３５７８０号明細書
【発明の概要】
【０００５】
本開示の一態様によれば、ブラシホルダ装置の表面を処理するための方法であって、ブラシホルダ装置は、ダイナモ電気機械に使用されるように構成されており、本方法は、ブラシホルダ装置の表面を電解研磨する電解研磨ステップを含む。陽極酸化するステップは、ブラシホルダ装置の表面を陽極酸化する。電解研磨するステップは、陽極酸化するステップの前に実施される。ブラシホルダ装置の表面を洗浄して汚染物質を除去するために洗浄するステップを使用することができ、洗浄するステップは電解研磨するステップの前に実施される。洗浄するステップは、陽極酸化するステップの前および電解研磨するステップの後に実施することもできる。電解研磨するステップは、１４０°Ｆ〜１７０°Ｆの温度と、１２ボルト〜２４ボルトの電圧と、１５アンペア／平方フィート〜５０アンペア／平方フィートのアンペア数と、リン酸系電解質と、４分〜８分の滞留時間とのパラメータで実施することができる。電解研磨するステップはまた、電解研磨するステップ中にブラシホルダ装置を攪拌する攪拌するステップを含むことができる。陽極酸化するステップは、クロム酸浴と、１００°Ｆ〜１３０°Ｆの浴温度と約３アンペア／平方フィートの電流密度と、１８ボルト〜２４ボルトの電圧とのパラメータで実施することができる。陽極酸化するステップは、０．０２ミル〜０．７ミルの厚さの陽極酸化被膜を形成する時間にわたって実施することができる。陽極酸化するステップはまた、硫酸浴と、６０°Ｆ〜８０°Ｆの浴温度と、５〜１８アンペア／平方フィートの電流密度と、１８〜２４ボルトの電圧とのパラメータで実施され、０．０７ミル〜１．０ミルの厚さの陽極酸化被膜を形成する時間にわたって実施することができる。陽極酸化するステップはまた、硫酸浴と、２５°Ｆ〜３５°Ｆの浴温度と、２４〜４０アンペア／平方フィートの電流密度と、１８〜７５ボルトの電圧とのパラメータで実施され、０．５ミル〜４．０ミルの厚さの陽極酸化被膜を形成する時間にわたって実施することができる。
【０００６】
本開示の別の態様によれば、ブラシホルダ装置の表面を処理するための方法は、汚染物質を除去するために表面を洗浄するための洗浄するステップを含む。電解研磨するステップは、ブラシホルダ装置の表面を電解研磨するために使用される。陽極酸化するステップは、ブラシホルダ装置の表面を陽極酸化するために使用される。電解研磨するステップは、陽極酸化するステップの前に実施され、ブラシホルダ装置は、ダイナモ電気機械に使用するように構成されている。
【０００７】
本開示のこれらのおよび他の特徴は、本開示の様々な実施形態を示す添付の図面と併せて、本開示の様々な態様の以下の詳細な説明から、より容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示の一態様による、コレクタ馬蹄に取り付けられた単一のブラシホルダの部分斜視図である。
【図２】本開示の一態様による固定支持部材の斜視図である。
【図３】本開示の一態様による、図２に示す固定支持部材の背面斜視図である。
【図４】本開示の一態様によるブラシホルダの正面斜視図である。
【図５】本開示の一態様によるブラシホルダの背面斜視図である。
【図６】本開示の一態様による、ブラシホルダと、ブラシを保持するために使用されるカム部材との底面図である。
【図７】本開示の一態様によるブラシホルダの側面図である。
【図８】本開示の一態様による、ブラシホルダ装置を電解研磨および陽極酸化するための方法を示す図である。
【図９】本開示の一態様による、ブラシホルダ装置の洗浄、電解研磨および陽極酸化するステップを示す図である。
【図１０】本開示の一態様による、ブラシホルダ装置の洗浄、電解研磨および陽極酸化するステップを示す図である。
【図１１】本開示の一態様による、ブラシホルダ装置の洗浄、電解研磨および陽極酸化するステップを示す図である。
【図１２】本開示の一態様による、ブラシホルダ装置の洗浄、電解研磨および陽極酸化するステップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の図面は必ずしも一定の比率ではないことに留意されたい。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すべきではない。図面では、図面間で類似する符号は類似する要素を示す。
【００１０】
本開示の態様は、ダイナモ電気機械（例えば、発電機または電気モータ）のブラシと回転要素との間で電流を伝導するように構成されたブラシホルダ装置を電解研磨および陽極酸化するための方法を提供する。特に、態様は、電解研磨が陽極酸化の前に行われる方法を提供する。
【００１１】
本明細書で説明するように、従来のダイナモ電気機械は、機械の動作中に電流を伝導する巻線を有するロータを含む。ロータが回転すると、ロータの外部の供給源からロータ巻線に電流を導くために、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ので、カーボン製のブラシは摩擦により摩耗し、定期的な交換が必要である。
【００１２】
ダイナモ電気機械の動作中の停止時間を減少させることが望まれるため、ダイナモ電気機械の動作中にブラシが時々交換される。ブラシを安全に交換するために、オペレータは（オペレータの身体に電流が流れるのを避けるために）片手を使用する。従来のブラシホルダは重く扱いにくく、ブラシの交換は困難で危険である。
【００１３】
従来のブラシホルダとは対照的に、本開示の態様は、電気的絶縁を提供する陽極酸化された外面を有するダイナモ電気機械用のブラシホルダ装置を含む。ブラシホルダ装置の絶縁され陽極酸化された表面は、ブラシホルダアセンブリの支持構成要素ではなく、ブラシを通って電流が流れることを確実にする。ブラシホルダアセンブリの支持部品（例えば、固定支持部材、ブラシホルダなど）がそれらを通って流れる電流を有する場合には、ブラシホルダアセンブリを操作しようとするオペレータに衝撃の危険が存在する。
【００１４】
図１は、本開示の一態様による、コレクタ馬蹄に取り付けられた単一のブラシホルダ装置の部分斜視図である。ブラシマウントまたはコレクタ馬蹄１１０が、コレクタリング１２０の上に取り付けられている。コレクタリングは、ロータ（図示せず）と共に回転する。複数のブラシおよび対応するブラシホルダが、コレクタ馬蹄に取り付けられ、コレクタリングの周りに少なくとも部分的に分布される。この例では、単一のブラシホルダ装置１００のみがコレクタ馬蹄１１０に取り付けられて示されている。ブラシホルダ装置１００は、コレクタ馬蹄にボルト締めまたはねじ止めされてもよいし、他の任意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とを含む。固定支持部材１０２は、例えば、導電性材料から製造されるか、または導電性材料を含むことによって、コレクタマウント（すなわち、コレクタ馬蹄１１０）に電気的接続するように構成される。ブラシホルダ１０４は、（その中に収容された）ブラシを少なくとも軸方向および円周方向に保持するように構成されている。
【００１５】
図２は、本開示の一態様による固定支持部材１０２の斜視図である。固定支持部材１０２は、少なくとも１つの溝２１０（図２では２つを示す）およびフォーク電気コネクタ２２０を含む。フォーク電気コネクタ２２０は、固定支持部材の片側または両側に延在してもよく、あるいは、フォーク電気コネクタは、固定支持部材の側面に延在せずに、中央だけに位置してもよい。テーパ付きスロット２３０は、固定支持部材１０２の上側部分に配置され、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、ロックピンは、傾斜した表面を有するバーまたはラッチまた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のテーパの性質は、ロックピン４５０が回転されるときにブラシホルダをコネクタ２２０内に押し下げるように作用する。バー２４０は、固定支持部材１０２の底端部近くに位置し、このバーは、ブラシホルダ１０４上のカムに係合してそれを拘束するように構成される。バー２４０はまた、ブラシホルダ１０４が固定支持部材１０２内に挿入され得る距離を制限するように働く。ブラシホルダ１０４は、上部のロックピン４５０と底部のバー２４０との間の固定支持部材１０２に対して所定の位置に固定される。バー２４０は、固定支持部材１０２の輪郭内に完全に収容され、その輪郭を越えて突出しない。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１１０）への取り付けを容易にするように構成されている。穴２５０は、ボルトまたはねじなどの機械的締結具と共に使用するために、内部がねじ切りされていてもよい。さらに、穴２５０は、固定支持部材１０２の両側に設けられてもよく、複数の固定支持部材を積層配置または並置配置で取り付けるように構成されてもよい。これは、複数のブラシが並べて積み重ねられている場合に望ましい可能性がある。例えば、３つ、４つ、５つ、６つ、７つまたはそれ以上のブラシをコレクタ馬蹄１１０上の１つの円周方向位置に配置することができる。導電性バー２６０は、固定支持部材１０２の１つまたは複数の側面に配置される。導電性バー２６０は、コレクタマウント（コレクタ馬蹄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）との電気伝導性を提供するように構成される。
【００１６】
図３は、本開示の一態様による、図２に示す固定支持部材１０２の背面斜視図である。導電性バー２６０は、固定支持部材の本体１０３の一部を貫通し、コレクタマウント１１０およびフォーク電気コネクタ２２０との電気伝導性を提供するように構成される。この構成は、固定支持部材１０２が完全に電気的に絶縁され、電流が馬蹄１１０から導電性バー２６０を通ってフォーク２２０に流れることを可能にする。馬蹄１１０に取り付けられる穴２５０は、導電性バー２６０内に形成される。代替的な実施形態では、導電性バー２６０を長くして、複数の固定支持体１０２を同じ（より長い）導電性バー２６０に取り付けることができる。導電性バー２６０は、タブ２７０を通って固定支持体内に入り、導電性バー２６０内またはそれを貫通するボルト（図示せず）を介して、固定支持体１０２およびフォーク電気コネクタ２２０に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の各側に示されている。フォーク電気コネクタ２２０は、導電性バー２６０と一体に形成されてもよい。
【００１７】
固定支持部材１０２は、１つ、２つ（図示するように）、３つ、またはそれ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。一態様は、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および複数の固定支持部材であり、コレクタ馬蹄上の所与の円周方向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できる。固定支持部材１０２および／またはブラシホルダは、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼または特定の用途において所望される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）されてもよい。１つの非限定的な例として、固定支持部材１０２およびブラシホルダ１０４は、不動態化または陽極酸化されたアルミニウム、または不動態化されたまたは陽極酸化されたアルミニウム合金で実質的に形成（または構成）されてもよい。この材料は、電気的絶縁性または電気的半絶縁性の材料を提供すると共に良好な強度を与える。ブラシホルダ本体を通る電流の流れを最小にし、この電流のために設計されたブラシおよびブラシホルダの電気経路に電流を集中させることが望ましい。さらに、挿入または除去中に技術者がつかむことができる部分への電流の流れを最小限に抑える（またはブロックする）ことが望ましい。また、ブラシ４３２が摩耗して電流の経路の一部になることができなくなった場合に、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に直接電流がアーク放電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は、実質的に電気的に絶縁するように構成されている。例えば、ブラシホルダのハンドルは、動作している機械でのブラシホルダの挿入または除去中に技術者を保護するために、実質的に電気的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は、粉末被覆もしくは塗装されたアルミニウムまたは粉末被覆もしくは塗装されたアルミニウム合金または粉末被覆された金属もしくは非金属材料、またはセラミック被覆された金属またはセラミック被覆された非金属材料から実質的に形成（または構成）されてもよい。
【００１８】
図４は、本開示の一態様によるブラシホルダ１０４の正面斜視図である。図５は、本開示の一態様によるブラシホルダ１０４の背面斜視図である。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ている。少なくとも１つのレール４１０は、溝２１０に沿って摺動するように構成されている。図示する例では、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。フォーク電気コネクタ２２０と嵌合するように構成されたナイフ電気コネクタ４２０（図５に示す）が、ブラシホルダ１０４の後部に配置されている。ブラシ保持ボックス４３０は、１つまたは複数のブラシ４３２を軸方向および円周方向に保持する。図示する例では、ボックス４３０は２つのブラシ４３２を保持している。ブラシ４３２は、ブラシばね４３４によって半径方向下方に付勢されている。開口部４３１は、ボックス４３０内に窓を形成し、ブラシ４３２を見て摩耗を視覚的に監視することを可能にする。
【００１９】
ブラシホルダ１０４は、電気絶縁ハンドル４４２と、ハンドル４４２とブラシコネクタリード４３６との間に位置する電気絶縁ガード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４３６は、ダイナモ電気機械が動作している間に高電圧および高電流を運ぶので、これらは避けるべき危険をもたらす。電気絶縁ハンドル４４２およびガード４４４は、技術者の手が付勢されたブラシコネクタリード４３６と接触することを防止する。ハンドル４４２およびガード４４４は、プラスチック、ゴム、エポキシ／ガラス繊維ラミネート、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。
【００２０】
ロックピン４５０は、固定支持部材１０２内のテーパ付きスロット２３０と協働するように構成される。ハンドルアセンブリ４４０は回転することができ、回転すると、ロックピン４５０がテーパ付きスロット２３０内に、またはその外に回転される。図４および図５の図は、ロックピン４５０およびハンドル４４２がロック位置に向いていることを示している。このロック位置では、ロックピン４５０がスロット２３０に完全に挿入され、テーパ面がロックピンを半径方向下方に駆動する。言い換えれば、ハンドルアセンブリ４４０は、約９０度回転されるように構成され、０度の位置は、ロックピン４５０がテーパ付きスロット２３０から外れて、ブラシホルダ１０４が固定支持部材１０２から取り外されるように構成される。９０度の位置（図４および図５に示す）は、ロックピン４５０がテーパ付きスロット２３０に係合されて、ブラシホルダ１０４が固定支持部材１０２上で動作状態に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と平行に向け、ロックピン４５０がテーパ付きスロット２３０を通って延在するようにすることにより、オペレータは、ブラシホルダ１０４が固定支持体１０２内の所定位置に完全に挿入され、ロックされていることが容易に分かる。
【００２１】
ばねアセンブリ４６０は、ハンドルアセンブリ４４０内に収容され、ばねアセンブリは、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在する一体部品であってもよいが、２つの部品から製造することもできる。ブラシ４３２は、ブラシコネクタリード（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、ナイフ電気コネクタは、各ブラシ端子４３８の下に延在する導電性ベース部材を含み、それによって導電性経路を形成する。ばねアセンブリ４６０は、圧縮プレート４７０を下方に付勢し、この下方への圧力は、ブラシ端子を定位置に、かつナイフ電気コネクタ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が固定支持部材１０２に挿入されている（または取り外されている）場合に特に有利である。手動でブラシを挿入または除去するときに片手のみを使用することが勧められるが、ばねアセンブリは、ブラシ端子４３８を定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。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９０度回転し（ロック位置に）、テーパ付きスロット２３０がロックピン４５０（ブラシホルダ１０４と同様に）を半径方向に押し下げて、ブラシ端子４３８にさらに力を加える。この設計の利点は、ブラシホルダ１０４が、端子圧縮プレート４７０とブラシホルダの対向面（すなわち、ナイフ電気コネクタ４２０の導電性ベース部材）との間にブラシ端子４３８をクランプするように構成されていることであり、このようにして、ブラシ端子は手だけで、または工具を使用せずに手動で係合または解放される。必要なのは、手動で各部品を手動で配置するだけである。特定の工具の使用を最小限に抑えるか、または排除することによって、特に動作中および通電中のときに、ダイナモ電気機械の周りの作業の安全性を大幅に単純化し、高めることができる。
【００２２】
図示するように、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、ボックス４３０は、１つのブラシ４３２（ボックスの幅を縮小することによって）または３つ以上のブラシ（ボックスの幅を広げ、追加の個々のブラシ開口部を設けることによって）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、その近位端に位置する下向きの屈曲部を含む。この屈曲部は、ブラシ端子を圧縮プレート４７０の下の定位置に保持するのに役立つ。ブラシ端子には、端子圧縮プレート４７０またはナイフ電気コネクタ４２０の導電性ベース部材の補完的な機構と協働する穴またはノッチを設けることもできる。例えば、ブラシ端子４３８がその中央に穴を含む場合には、圧縮プレート４７０は、ブラシ端子の穴に係合するように位置する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機構は、ブラシ端子をブラシホルダに固定することを容易にする。また、相補的なピンを有するブラシ端子と穴を有する圧縮プレートとを使用して、反転したものを用いることもできる。この構成では、ブラシホルダ１０４は、ナイフ電気コネクタ４２０をブラシ端子４３８に電気的および機械的に接続するように構成されるが、ナイフ電気コネクタ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ている。
【００２３】
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、ブラシばね４３４はブラシ４３２の侵食表面がロータコレクタリング１２０と接触するように保つ。ブラシばね４３４は、ブラシ４３２を半径方向下方に、かつコレクタリング１２０に対して押圧するように構成されているが、それは、ばね４３４がそれ自体を巻き戻す張力を有するように設計されているからである。このようにして、ばね４３４の上部にあるコイルは、下方に再び締め付け、または巻こうとするので、ブラシ４３２に半径方向の下向きの力を加える。ばね４３４は、ブラシホルダ１０４の底部に挟まれている。例えば、ブラシホルダの本体部分４１１の下側部分は、ブラシばね４３４がブラシホルダに取り付けられている部分である。ブラシばね４３４の底部はＵ字形であり、Ｕ字形部分は本体部分４１１の下側部分に嵌り込んでクリップする。ブラシばね４３４はまた、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とインラインに、または９０度だけオフセットされるように構成されている。このインライン配置は、潜在的な拘束が低減または除去され、ばね４３４とブラシ４３２とカム部材６１０との間で円滑な動作が可能となるように位置合わせされる。
【００２４】
図６は、本開示の一態様による、ブラシ４３２を保持するために使用されるブラシホルダ１０４およびカム部材６１０の底面図を示す。カム部材６１０は、ブラシホルダ１０４の底部近くのシャフト６２０に動作可能に接続されている。カム部材６１０は、ブラシホルダ１０４が固定支持部材１０２内に完全に挿入されるまで、ブラシホルダまたはボックス４３０に対してブラシ４３２を保持するように構成される。カム部材６１０は、一定角度のカム形状であってもよいし、円弧状の歯状の形状を有していてもよく、ばね６１２（例えば、ねじりばね）と共にシャフト６２０に取り付けられている。一定角度のカム形状および円弧状の歯状の形状は、対数螺旋形状と一致していてもよい。これは、カム部材６１０がブラシ４３２表面に達するためにどれだけ回転されても、カム６１０はブラシ４３２に同じ角度で同じ大きな力で接触し、ブラシホルダ１０４内のブラシの摺動に抵抗することを意味する。すべてのブラシが全く同じサイズであるわけではないので、各カム部材６１０がシャフト６２０上で独立して自由に回転し、シャフト６２０と対応するブラシ４３２表面との間の実際の隙間を満たすことが重要である。
【００２５】
図７は、本開示の一態様によるブラシホルダ１０４の側面図を示す。ナイフ電気コネクタ４２０は、フォーク電気コネクタ２２０内に摺動して電気的に接触するように構成されている。ナイフ電気コネクタ４２０は、ブラシホルダボックス４３０の上部の下の点まで下方に延在する。
【００２６】
図８は、本開示の一態様による、ブラシホルダ装置を電解研磨および陽極酸化するための方法８００を示す。任意の洗浄するステップ８１０は、ブラシホルダ装置１００の表面を洗浄して汚染物質を除去する。汚染物質は、粒子状物質、グリースもしくはオイル、または現在ブラシホルダ装置上にある他の任意の望ましくない物質であってもよい。ブラシホルダ装置は、液体の酸溶液で洗浄または脱水することができる。例えば、存在する酸化物層を苛性ソーダの浴中で洗浄し、苛性ソーダ浴の後に、アルミニウムを半分の水と半分の７０％硝酸で作られた浴中で洗浄する。
【００２７】
ステップ８２０において、ブラシホルダ装置の表面が電解研磨される。電解研磨では、ブラシホルダ装置（またはその一部）が陽極（正電圧）であり、陰極は負電圧端子に接続されている。ブラシホルダ装置および陰極を電解浴に浸漬し、浴を所定の温度範囲に維持した状態で所定時間電圧を印加する。この効果は、ブラシホルダ装置の表面から材料を除去し、表面を研磨し、バリ取りまたは不動態化する。得られた電解研磨された表面は、より少ない欠陥を有し、したがってより良好な電気絶縁性能を有する次の陽極酸化層の適用のためのより良好な表面を提供する。例示的な電解研磨パラメータは、リン酸系浴／電解質、約１４０°Ｆ〜約１７０°Ｆの浴温度、約１２〜２４ボルトのＤＣ整流電圧、約１５〜５０アンペア／平方フィートのアンペア数、および約４〜８分の滞留時間（すなわち、浴中でＤＣ電圧に曝露される時間）である。電解研磨するステップ８２０の後に、ブラシホルダ装置は、洗浄するステップ８１０と同様であってもよい、ステップ８３０で再び洗浄することができる。
【００２８】
ステップ８４０では、電解研磨されたブラシホルダ装置（またはその一部）が陽極酸化される。陽極酸化は、金属部品の表面上の自然酸化物層の厚さを増加させるために使用される電解パッシベーションプロセスである。陽極酸化では、ブラシホルダ装置（またはその一部）が陽極（正電圧）であり、陰極は負電圧端子に接続されている。ブラシホルダ装置および陰極を酸性浴に浸漬し、浴を所定の温度範囲に保ちながら所定時間電圧を印加する。その効果は、ブラシホルダ装置の表面上に絶縁酸化層を形成する。結果として陽極酸化された表面は、ブラシホルダ装置の望ましくない部分（例えば、固定支持部材、ブラシボックスまたはハンドル）を通ってではなく、電流がブラシおよび対応する電気的接続を通って流れることを保証するための絶縁層を提供する。タイプＩ、タイプＩＩおよびタイプＩＩＩの陽極酸化層について、例示的な陽極酸化パラメータが提供されている。タイプＩの陽極酸化処理では、クロム酸浴が、約１００°Ｆ〜約１３０°Ｆの浴温度、約１８〜２４ボルトのＤＣ整流電圧、約３アンペア／平方フィートのアンペア数、および約０．０２ミル（１ミルは０．００１インチに等しい）〜０．７ミルの厚さの陽極酸化被膜を生成するのに十分な滞留時間で用いられる。タイプＩＩの陽極酸化処理では、硫酸浴が、約６０°Ｆ〜約８０°Ｆの浴温度、約１８〜２４ボルトのＤＣ整流電圧、約５〜１８アンペア／平方フィートのアンペア数、および約０．０７ミル〜１．０ミルの厚さの陽極酸化被膜を生成するのに十分な滞留時間で用いられる。タイプＩＩＩの陽極酸化処理では、硫酸浴が、約２５°Ｆ〜約３５°Ｆの浴温度、約１８〜７５ボルトのＤＣ整流電圧、約２４〜４０アンペア／平方フィートのアンペア数、および約０．５ミル〜４．０ミルの厚さの陽極酸化被膜を生成するのに十分な滞留時間で用いられる。
【００２９】
図９〜図１２は、ブラシホルダ装置１００（またはその一部）の洗浄、電解研磨および陽極酸化するステップを示す。図９では、ブラシホルダ装置１００が選択され、除去される汚染物質９０１を含む。ブラシホルダは表面９１０を有する。汚染物質９０１は表面全体を覆って示されているが、汚染物質９０１は表面９１０上の選択された領域にのみ存在し、表面９１０の他の領域には汚染物質がなくてもよい。図１０は、洗浄後のブラシホルダ装置を示しており、汚染物質９０１は除去されている。図１１は、電解研磨後のブラシホルダ装置を示し、電解研磨された表面１１１０は、前の表面９１０よりも滑らかである。図１２は、陽極酸化後のブラシホルダ装置１００を示しており、陽極酸化された表面１２１０がブラシホルダ装置の表面に所望の厚さに形成されている。
【００３０】
本明細書で使用される専門用語は、単に特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、本開示を限定するものではない。本明細書で用いられるように、文脈で別途明確に指示しない限り、単数形「１つの（ａ、ａｎ）」および「前記（ｔｈｅ）」は複数形も含むものとする。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用される場合に、記載した特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成部品の存在を示すが、１つもしくは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成部品、および／またはこれらのグループの存在もしくは追加を排除するものではないことがさらに理解されるであろう。
【００３１】
本明細書および特許請求の範囲を通してここで使用される、近似する文言は、関連する基本的機能に変化をもたらすことなく、差し支えない程度に変動してもよい任意の量的表現を修飾するために適用することができる。したがって、「およそ」、「約」、および「実質的に」などの用語で修飾された値は、明記された厳密な値に限定されるものではない。少なくともいくつかの例では、近似する文言は、値を測定するための機器の精度に対応することができる。ここで、ならびに本明細書および特許請求の範囲を通して、範囲の限定は組み合わせおよび／または置き換えが可能であり、文脈および文言が特に指示しない限り、このような範囲は識別され、それに包含されるすべての部分範囲を含む。範囲の特定の値に適用される「およそ」および「約」という用語は、両方の値に適用され、値を測定する機器の精度に特に依存しない限り、記載された値の＋／−１０％を示すことができる。
【００３２】
本明細書は、最良の形態を含んだ本発明の開示のために、また、任意の装置またはシステムの製作および使用、ならびに任意の組み込まれた方法の実行を含んだ本発明の実施がいかなる当業者にも可能になるように、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義され、当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。このような他の実施例が特許請求の範囲の字義通りの文言と異ならない構造要素を有する場合、または、それらが特許請求の範囲の字義通りの文言と実質的な差がない等価な構造要素を含む場合には、このような他の実施例は特許請求の範囲内であることを意図している。
［実施態様１］
ブラシホルダ装置（１００）の表面（９１０）を処理するための方法（８００）であって、前記ブラシホルダ装置（１００）は、ダイナモ電気機械に使用され、前記方法（８００）は、
前記ブラシホルダ装置（１００）の前記表面（９１０）を電解研磨するステップ（８２０）と、
前記ブラシホルダ装置（１００）の前記表面（９１０）を陽極酸化するステップ（８４０）と
を含み、
前記電解研磨するステップ（８２０）は、前記陽極酸化するステップ（８４０）の前に実施される、
方法（８００）。
［実施態様２］
汚染物質（９０１）を除去するために前記表面（９１０）を洗浄するステップ（８１０）
をさらに含み、
前記洗浄するステップ（８１０）は、前記電解研磨するステップ（８２０）の前に実施される、
実施態様１に記載の方法（８００）。
［実施態様３］
汚染物質（９０１）を除去するために前記表面（９１０）を洗浄するステップ（８３０）
をさらに含み、
前記洗浄するステップ（８３０）は、前記陽極酸化するステップ（８４０）の前および前記電解研磨するステップ（８２０）の後に実施される、
実施態様１に記載の方法（８００）。
［実施態様４］
前記電解研磨するステップ（８２０）は、
１４０°Ｆ〜１７０°Ｆの温度と、
１２ボルト〜２４ボルトの電圧と、
１５アンペア／平方フィート〜５０アンペア／平方フィートのアンペア数と、
リン酸系電解質と、
４分〜８分の滞留時間と
のパラメータで実施される、実施態様１に記載の方法（８００）。
［実施態様５］
前記電解研磨するステップ（８２０）は、
前記電解研磨中に前記ブラシホルダ装置（１００）を攪拌するステップ
をさらに含む、実施態様４に記載の方法（８００）。
［実施態様６］
前記陽極酸化するステップ（８４０）は、
クロム酸浴と、
１００°Ｆ〜１３０°Ｆの浴温度と
約３アンペア／平方フィートの電流密度と、
１８ボルト〜２４ボルトの電圧と
のパラメータで実施される、実施態様１に記載の方法（８００）。
［実施態様７］
前記陽極酸化するステップ（８４０）は、０．０２ミル〜０．７ミルの厚さの陽極酸化被膜を形成する時間にわたって実施される、実施態様６に記載の方法（８００）。
［実施態様８］
前記陽極酸化するステップ（８４０）は、
硫酸浴と、
６０°Ｆ〜８０°Ｆの浴温度と、
５〜１８アンペア／平方フィートの電流密度と、
１８〜２４ボルトの電圧と
のパラメータで実施される、実施態様１に記載の方法（８００）。
［実施態様９］
前記陽極酸化するステップ（８４０）は、０．０７ミル〜１．０ミルの厚さの陽極酸化被膜を形成する時間にわたって実施される、実施態様８に記載の方法（８００）。
［実施態様１０］
前記陽極酸化するステップ（８４０）は、
硫酸浴と、
２５°Ｆ〜３５°Ｆの浴温度と、
２４〜４０アンペア／平方フィートの電流密度と、
１８〜７５ボルトの電圧と
のパラメータで実施される、実施態様１に記載の方法（８００）。
［実施態様１１］
前記陽極酸化するステップ（８４０）は、０．５ミル〜４．０ミルの厚さの陽極酸化被膜を形成する時間にわたって実施される、実施態様１０に記載の方法（８００）。
［実施態様１２］
ブラシホルダ装置（１００）の表面（９１０）を処理するための方法（８００）であって、
汚染物質（９０１）を除去するために前記表面（９１０）を洗浄するステップ（８１０，８３０）と、
前記ブラシホルダ装置（１００）の前記表面（９１０）を電解研磨するステップ（８２０）と、
前記ブラシホルダ装置（１００）の前記表面（９１０）を陽極酸化するステップ（８４０）と
を含み、
前記電解研磨するステップ（８２０）は、前記陽極酸化するステップ（８４０）の前に実施され、前記ブラシホルダ装置（１００）は、ダイナモ電気機械に使用するように構成されている、
方法（８００）。
［実施態様１３］
前記洗浄するステップ（８１０，８３０）は、前記電解研磨するステップ（８２０）の前に１回、および前記陽極酸化するステップ（８４０）の前に１回実施される、実施態様１２に記載の方法（８００）。
［実施態様１４］
前記電解研磨するステップ（８２０）は、
１４０°Ｆ〜１７０°Ｆの温度と、
１２ボルト〜２４ボルトの電圧と、
１５アンペア／平方フィート〜５０アンペア／平方フィートのアンペア数と、
リン酸系電解質と、
４分〜８分の滞留時間と
のパラメータで実施される、実施態様１２に記載の方法（８００）。
［実施態様１５］
前記電解研磨するステップ（８２０）は、
前記電解研磨するステップ（８２０）中に前記ブラシホルダ装置（１００）を攪拌するステップ
をさらに含む、実施態様１４に記載の方法（８００）。
［実施態様１６］
前記陽極酸化するステップ（８４０）は、
クロム酸浴と、
１００°Ｆ〜１３０°Ｆの浴温度と
約３アンペア／平方フィートの電流密度と、
１８ボルト〜２４ボルトの電圧と
のパラメータで実施される、実施態様１４に記載の方法（８００）。
［実施態様１７］
前記陽極酸化するステップ（８４０）は、０．０２ミル〜０．７ミルの厚さの陽極酸化被膜を形成する時間にわたって実施される、実施態様１６に記載の方法（８００）。
［実施態様１８］
前記陽極酸化するステップ（８４０）は、
硫酸浴と、
６０°Ｆ〜８０°Ｆの浴温度と、
５〜１８アンペア／平方フィートの電流密度と、
１８〜２４ボルトの電圧と
のパラメータで実施される、実施態様１４に記載の方法（８００）。
［実施態様１９］
前記陽極酸化するステップ（８４０）は、０．０７ミル〜１．０ミルの厚さの陽極酸化被膜を形成する時間にわたって実施される、実施態様１８に記載の方法（８００）。
［実施態様２０］
前記陽極酸化するステップ（８４０）は、
硫酸浴と、
２５°Ｆ〜３５°Ｆの浴温度と、
２４〜４０アンペア／平方フィートの電流密度と、
１８〜７５ボルトの電圧と
のパラメータで実施され、
前記陽極酸化するステップ（８４０）は、０．５ミル〜４．０ミルの厚さの陽極酸化被膜を形成する時間にわたって実施される、
実施態様１４に記載の方法（８００）。
【符号の説明】
【００３３】
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  コレクタマウント／コレクタ馬蹄
１２０  ロータコレクタリング
２１０  溝
２２０  フォーク電気コネクタ／電気フォーク
２３０  テーパ付きスロット
２４０  バー
２５０  穴
２６０  導電性バー
２７０  タブ／ボス
４１０  レール
４１１  本体部分
４２０  ナイフ電気コネクタ
４３０  ブラシボックス／ブラシ保持ボックス／ブラシホルダボックス
４３１  開口部
４３２  ブラシ
４３４  ブラシばね
４３６  ブラシコネクタリード
４３８  ブラシ端子
４４０  ハンドルアセンブリ
４４２  電気絶縁ハンドル
４４４  電気絶縁ガード
４５０  ロックピン
４６０  ばねアセンブリ
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
８００  方法
８１０  洗浄するステップ
８２０  電解研磨するステップ
８３０  洗浄するステップ
８４０  陽極酸化するステップ
９０１  汚染物質
９１０  表面
１１１０  電解研磨された表面
１２１０  陽極酸化された表面
【図１】
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【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】
2018188729.tif 000009
【図８】
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【図９】
2018188729.tif 000011
【図１０】
2018188729.tif 000012
【図１１】
2018188729.tif 000013
【図１２】
2018188729.tif 000014
【外国語明細書】
2018188729000001.pdf