(57)【要約】【課題】巻線形電動機を構成するスリップリングの外周面に押し付けて使用されるブラシの研磨を、一人で簡単にでき、誰が行っても同じ研磨面が得られるようにする。【解決手段】環状部材１と、アーム２と、ブラシホルダ３と、紙やすり４を有するブラシ研磨器を使用する。環状部材１の外周面に紙やすり４が固定され、紙やすり４の外周円がスリップリングの外周円と同じにしてある。環状部材１の中心にアーム２の回転軸２１が固定されている。アーム２の先端部２２にブラシホルダ３が固定されている。この研磨器のブラシホルダ３に古いブラシを取り付け、ボルト８１，８２を締めてその先端を古いブラシに当てることで、新しいブラシ５の挿入角度を設定する。次に、新しいブラシ５をブラシホルダ３に取り付け、環状部材１を作業台に固定した状態でアーム２を回転することにより、紙やすり４でブラシ５の先端面を研磨する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する環状体の外周面に押し付けて使用されるブラシを研磨する器具であって、
前記外周面に対応する外周面を有する環状部材と、
この環状部材に対して、この環状部材の中心軸を回転中心として回転自在に取り付けられ、先端部がこの環状部材の外周円より外側まで延びているアームと、
このアームの先端部に固定され、保持したブラシを弾性力で前記環状部材の外周面に押し付ける構造のブラシホルダと、
前記環状部材の外周面の前記ブラシホルダが対向する位置に設けたやすり面と、
を有することを特徴とするブラシ研磨器。
【請求項２】
前記ブラシホルダは、前記環状部材の外周面に対するブラシの保持角度を設定する角度設定機構を有する請求項１記載のブラシ研磨器。
【請求項３】
前記角度設定機構は、ブラシが挿入される空間を形成する部材に対して、ブラシの挿入方向に複数配置されたネジ部材で構成されている請求項２記載のブラシ研磨器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載されたブラシ研磨器を、前記やすり面の外径が巻線形電動機用のスリップリングの外径と同じになるように構成して使用し、巻線形電動機を構成するスリップリングの外周面に押し付けて使用されるブラシを研磨することを特徴とする巻線形電動機用ブラシの研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ブラシ研磨器およびこれを用いた巻線形電動機用ブラシの研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
巻線形電動機は、ロータの軸で回転するスリップリングの外周面に、ブラシをブラシホルダで押し付けながら接触させることにより、ロータの３相巻線に電流を供給するように構成されている。
巻線形電動機のブラシは、定格分の電流を安定的に流すために、スリップリングの外周面に対して全面で接触するのが好ましい。そのため、ブラシの先端面（スリップリングに接触させる面）をスリップリングの外周面に沿った湾曲形状とする必要がある。よって、すり減った古いブラシを新品のものと交換する際に、新品のブラシの先端面を研磨する作業を行っている。
【０００３】
従来、この研磨作業は、巻線形電動機の稼働を停止し、古いブラシを外したブラシホルダに新品のブラシを装着し、新品のブラシとスリップリングの間に紙やすりを挟み、二人の作業員がそれぞれ紙やすりの端部を持って往復運動させることで行っている。
しかしながら、従来の方法では、二人の作業員でスリップリングの外周面を二つに分けて行っているため、手間がかかるだけでなく、熟練者と初心者とで得られる研磨面に大きな差が生じる。また、紙やすりがスリップリングの外側に配置されることから、紙やすりの外径がスリップリングの外径より大きくなるため、スリップリングの外周面の形状と研磨後のブラシの先端面の形状との間に差が生じる。
【０００４】
下記の特許文献１には、巻線形電動機のブラシを研磨する研磨器として、ブラシの軸方向がスリップリングの外周面に対して垂直の向きとなるように前記ブラシを保持する保持部と、前記保持部に設けられ、前記保持部を前記スリップリングの外周面上に沿って周方向に移動可能とする移動部と、を有するものが記載されている。この研磨器によれば、ブラシの先端面（当り面）をスリップリングの外周に密着可能な形状に簡易に研磨できると記載されている。また、この研磨器を用い、スリップリングの外周面に貼り付けた紙やすりにブラシの先端面を押し当てて、研磨作業を行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−９０４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された研磨方法では、スリップリングの外周面に貼り付けた紙やすりにブラシの先端面を押し当てているため、スリップリングの外周面の形状と研磨後のブラシの先端面の形状との間に差が生じることへの対策はなされていない。また、実機のスリップリングの外周面に紙やすりを貼り付けてブラシの研磨を行うため、スリップリングに傷を付ける恐れがあるし、研磨をしている間は巻線形電動機を稼働できない。
【０００７】
この発明の課題は、巻線形電動機を構成するスリップリングの外周面に押し付けて使用されるブラシを研磨する方法として、実機のスリップリングを使用しない方法であって、従来の方法と比較して手間がかからず、誰が行っても得られる研磨面に大きな差が生じず、スリップリングの外周面の形状と研磨後のブラシの先端面の形状との間の差を小さくできる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、この発明のブラシ研磨器は、回転する環状体の外周面に押し付けて使用されるブラシを研磨する器具であって、前記外周面に対応する外周面を有する環状部材と、この環状部材に対して、この環状部材の中心軸を回転中心として回転自在に取り付けられ、先端部がこの環状部材の外周円より外側まで延びているアームと、このアームの先端部に固定され、保持したブラシを弾性力で前記環状部材の外周面に押し付ける構造のブラシホルダと、前記環状部材の外周面の前記ブラシホルダが対向する位置に設けたやすり面と、を有することを特徴とする。
【０００９】
この発明のブラシ研磨器は、前記ブラシホルダでブラシを保持し、このブラシを前記環状部材の外周面に弾性力で押し付け、前記環状部材を固定した状態で前記アームを回転することにより、前記ブラシが前記やすり面で研磨される。したがって、この発明のブラシ研磨器を、前記やすり面の外径が巻線形電動機用のスリップリングの外径と同じになるように構成し、前記ブラシホルダに巻線形電動機用ブラシを保持して使用すれば、巻線形電動機用ブラシの先端面を、簡単に、スリップリングの外周面と同じ形状に研磨することができる。
【００１０】
すなわち、この発明のブラシ研磨器を使用して巻線形電動機用ブラシを研磨する方法によれば、従来の方法と比較して手間がかからず、誰が行っても得られる研磨面に大きな差が生じず、スリップリングの外周面の形状と研磨後のブラシの先端面の形状との間の差を小さくできる。また、ブラシ研磨の際に実機のスリップリングを使用しないため、巻線形電動機の稼働を停止して研磨を行う必要がない。よって、予め新品のブラシを研磨しておくことで、古いブラシを外した後、研磨後の新品のブラシを直ぐに取り付けて巻線形電動機を稼働することができる。
【００１１】
なお、巻線形電動機用のブラシを保持するブラシホルダは、ブラシを弾性力でスリップリングの外周面に押し付ける構造となっているため、ブラシの先端面は、巻線形電動機毎の癖に応じて、ブラシの軸方向がスリップリングの外周円の法線方向に対して傾いた状態で削れていく。したがって、すり減った古いブラシを新品のものと交換する際には、新品のブラシの先端面の形状を古いブラシと同じになるように研磨する必要がある。
【００１２】
この発明のブラシ研磨器は、スリップリングの代わりに前記環状部材を用いてブラシの研磨を行うものであるため、前記ブラシホルダとして、前記環状部材の外周面に対するブラシの保持角度（保持されたブラシの軸方向と前記環状部材の外周円の法線方向がなす角度）を設定する角度設定機構を有するものを用いることで、ブラシの先端面の巻線形電動機毎の癖に応じた傾きを容易に再現することができる。
前記角度設定機構は、ブラシが挿入される空間を形成する部材に対して、ブラシの挿入方向に複数配置されたネジ部材で構成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明のブラシ研磨器を使用して、巻線形電動機を構成するスリップリングの外周面に押し付けて使用されるブラシを研磨することにより、従来の方法と比較して手間がかからず、誰が行っても得られる研磨面に大きな差が生じず、スリップリングの外周面の形状と研磨後のブラシの先端面の形状との間の差を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の一実施形態に相当するブラシ研磨器を示す平面図である。
【図２】図１のブラシ研磨器を矢印Ａ方向から見た図である。
【図３】図１のブラシ研磨器の一部を拡大した図であって、アームの先端部にブラシホルダが固定されている部分を示す。
【図４】図３を矢印Ｂ方向から見た図である。
【図５】図１のブラシ研磨器のブラシホルダの構造を説明する図である。
【図６】図１のブラシ研磨器のブラシホルダにブラシを取り付ける手順を説明する図であって、すり減った古いブラシを取り付けて、角度設定機構でブラシの保持角度を設定している状態を示す。
【図７】図１のブラシ研磨器のブラシホルダにブラシを取り付ける手順を説明する図であって、すり減った古いブラシが外されても、設定されたブラシの保持角度が保持されていることを示す。
【図８】図１のブラシ研磨器のブラシホルダにブラシを取り付ける手順を説明する図であって、新しいブラシが、設定された保持角度で取り付けられた状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明の実施形態について説明する。
図１は、この実施形態のブラシ研磨器を示す平面図である。図２は図１のブラシ研磨器を矢印Ａ方向から見た図である。このブラシ研磨器は、環状部材１と、アーム２と、ブラシホルダ３と、紙やすり４を備えている。図１は、ブラシホルダ３にブラシ５が保持された状態を示している。
【００１６】
環状部材１の材質および外径以外の寸法は、研磨対象である巻線形電動機用ブラシを接触させるスリップリングと同じである。環状部材１の外周面に紙やすり４が固定されている。紙やすり４は、環状部材１の軸方向の２／３程度の幅を有し、幅方向一端を環状部材１の上端と合わせ、やすり面４ａを外側に向けて環状部材１の外周面に両面テープで貼り付けてある。環状部材１の外径は、紙やすり４とこれを固定する両面テープの厚さ分だけ小さい。これにより、環状部材１に固定されている紙やすり４の外周面を、前記スリップリングの外周面と同じ寸法にしてある。
【００１７】
環状部材１の内部には、補強材１１，１２が、環状部材１をなす円の中心で互いに直交するように配置され、各補強材１１，１２の両端が環状部材１の内周面に固定されている。補強材１１，１２が交差している環状部材１の中心に、アーム２の回転軸２１が固定されている。
回転軸２１の上端が環状部材１の上端面とほぼ同じ位置にあり、この回転軸２１の上にアーム２の基端が固定されている。アーム２の先端部２２は環状部材１の外周円より外側まで延びている。この先端部２２にブラシホルダ３が固定されている。図３は、この部分の拡大図であって、ブラシホルダ３にブラシ５が保持されていない状態を示している。アーム２の上面には、環状部材１の内周面より少し内側となる位置に、把手２３が固定されている。図４は、図３を矢印Ｂ方向から見た図である。ブラシホルダ３は、板材６，６１と締結部材７１〜７３により、アーム２の先端部２２に固定されている。
【００１８】
ブラシホルダ３は、巻線形電動機用のブラシ５を保持するブラシホルダとほぼ同じ構造になっていて、ブラシ５が挿入される空間３１を有し、この空間３１を４つの部材３２〜３５で形成している。部材３２，３３は所定間隔を空けて平行に配置された板材であり、部材３４は両板材３２，３３の間に配置されている。この部材３４にコイルバネ３６の一端が固定されている。図５は、ブラシホルダ３の構造を説明する図であって、ブラシホルダ３から板材３２の一部を破断した状態を示している。
【００１９】
部材３５は、両板材３２，３３の先端開口部を塞ぐ板材であって、両板材３２，３３の端面に固定されている。両板材３２，３３の部材３４側は上側に立ち上がる形状になっていて、その上端部に、くの字状の上部材３７が枢軸３７ａで取り付けられている。この上部材３７の上面に板バネ３８が固定されている。この板バネ３８の弾性力で、空間３１に挿入されたブラシ５が、環状部材１の外周面に押し付けられる。コイルバネ３６の他端は、上部材３７の上端屈曲部を貫通して、上部材３７の外側に配置された摘み３９に固定されている。
【００２０】
板材３５には、ブラシが挿入される空間３１の上下方向の中間位置と、環状部材１に近い位置に、雌ねじ３５ａ，３５ｂが形成されている。各雌ねじ３５ａ，３５ｂに、各ボルト８１，８２の先端が螺合されている。各ボルト８１，８２の軸部にナット９１，９２が螺合されている。これらの雌ねじ３５ａ，３５ｂ、ボルト８１，８２、およびナット９１，９２が、環状部材１の外周面に対する空間３１に挿入されたブラシの保持角度を設定する角度設定機構を構成する。
【００２１】
このブラシ研磨器を用いて巻線形電動機のブラシを研磨する際には、先ず、環状部材１を作業台に対して固定した後、巻線形電動機から外したすり減ったブラシ５Ａを、ブラシホルダ３に取り付ける。ブラシ５Ａの先端面は、取り付けていた巻線形電動機の癖に応じた傾きを有する円周面になっている。
具体的には、図５の状態から、ブラシホルダ３の上部材３７を枢軸３７ａを中心に回転させて上に開き、空間３１に上側からブラシ５Ａを挿入し、上部材３７を下ろして板バネ３８をブラシ５Ａの上に当てる。これにより、ブラシ５Ａの先端面が環状部材１の紙やすり４の面に接触する。また、ブラシ５Ａは、その軸方向のラインＪが環状部材１の外周円の法線Ｈに対して角度θだけ傾いた状態で、ブラシホルダ３に保持される。
【００２２】
次に、ボルト８１，８２を締めて、その先端をブラシ５Ａに当てる。次に、各ナット９１，９２を回して板材３５に当てる。図６はこの状態を示す。これにより、ブラシ５Ａの先端面の巻線形電動機の癖に応じた傾きθが、ボルト８１，８２に対するナット９１，９２の位置によって特定され、環状部材１の外周面に対するブラシの保持角度としてブラシホルダ３に設定される。
次に、ナット９１，９２は動かさずにボルト８１，８２を緩めて、上部材３７を上げて空間３１からブラシ５Ａを外す。図７はこの状態を示す。このように、すり減った古いブラシ５Ａが外されても、設定されたブラシの保持角度が、ボルト８１，８２に対するナット９１，９２の位置で保持されている。
【００２３】
次に、新しいブラシ５をブラシホルダ３の空間３１に挿入し、上部材３７を下ろして板バネ３８をブラシ５の上に当てる。次に、ボルト８１，８２を、各ナット９１，９２が板材３５に当たるまで締める。図８はこの状態を示す。これにより、新しいブラシ５は、設定された保持角度θでブラシホルダ３に保持される。この保持角度θは、古いブラシ５Ａの先端面の巻線形電動機毎の癖に応じた傾きと同じである。
【００２４】
この状態で、把手２３を持ってアーム２を回すことにより、新しいブラシ５の先端面を、スリップリングの外周面が再現されている紙やすり４で研磨する。この研磨を、新しいブラシ５の先端面がやすり面４ａに全て接触するまで行う。これにより、新しいブラシ５の先端面が古いブラシ５Ａの先端面と同じ面に研磨される。すなわち、新しいブラシ５の研磨面が、対応する巻線形電動機のスリップリングの外周面とぴったり接触し、巻線形電動機毎の癖に応じた傾きθが再現された面となる。
したがって、このブラシ研磨器を用いて巻線形電動機用のブラシを研磨することで、ブラシの先端面の巻線形電動機毎の癖に応じた傾きが容易に再現され、スリップリングの外周面の形状と研磨後のブラシの先端面の形状との間の差を小さくすることができる。
【００２５】
また、このブラシ研磨器を用いた方法では、作業員一人でアーム２を回転させて研磨を行うため、二人の作業員が、それぞれ紙やすりの端部を持って往復運動させる従来の研磨方法と比較して、手間がかからず、誰が行っても得られる研磨面に大きな差が生じないようにすることができる。なお、アーム２の回転を機械で行うようにすれば、さらなる人件費の削減につながる。
【００２６】
また、ブラシ研磨の際に実機のスリップリングを使用しないため、巻線形電動機の稼働を停止して研磨を行う必要がない。また、予め、巻線形電動機から外して保存しておいた古いブラシを使って、巻線形電動機毎の癖に応じたブラシ先端面の傾きをブラシ研磨器に再現し、新品のブラシを研磨しておくことができる。よって、ブラシ交換の際には、古いブラシを外した後、予め研磨された新品のブラシを直ぐに取り付けて巻線形電動機を稼働することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１  環状部材
１１，１２  補強材
２  アーム
２１  アームの回転軸
２２  アームの先端部
２３  把手
３  ブラシホルダ
３１  ブラシが挿入される空間
３２〜３５  ブラシが挿入される空間を形成する部材
３５ａ，３５ｂ  雌ねじ（角度設定機構）
３７  上部材
３７ａ  枢軸
３８  板バネ
３９  摘み
４  紙やすり
４ａ  やすり面
５  ブラシ
８１，８２  ボルト（角度設定機構）
９１，９２  ナット（角度設定機構）
【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】
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【図８】
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