(57)【要約】【課題】整流子の偏心や凹凸によりブラシに加わる振動を十分に抑制し、振動によるブラシの火花の発生をなくし、火花によるブラシの摩耗、荒損、破損を抑制した長寿命な電刷子を提供する。【解決手段】電刷子は、分割されたブラシと、このブラシが取り付けられた防振ゴムと、この防振ゴムに取り付けられ、かつ、ブラシに各々対向するように配置され、分割された当て板とを有し、防振ゴムの硬度は、ＪＩＳ  Ｋ  ７２１５−１９８６  デュロメータ硬さＨＤＡが２０〜５５である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分割されたブラシと、このブラシが取り付けられた防振ゴムと、この防振ゴムに取り付けられ、かつ、前記ブラシに各々対向するように配置され、分割された当て板とを有し、前記防振ゴムの硬度は、ＪＩＳ  Ｋ  ７２１５−１９８６  デュロメータ硬さＨＤＡが２０〜５５であることを特徴とする電刷子。
【請求項２】
上記防振ゴムと当て板間に、伸縮性クロスを介在させることを特徴とする請求項１に記載の電刷子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電動機に使用する電刷子に係わり、特に整流子の支持構造を改良した電刷子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動機に用いられる電刷子は、電動機の用途に応じて耐震構造が要求される。図３に示すように、従来の電刷子１１は、分割された２個のブラシ１２ａ、１２ａの頭部に、振動によるブラシ１２ａ、１２ａの破損、整流悪化を防止するためにゴムなどの防振体１３を取り付け、さらに、振動による防振体１３の劣化を防止するために当て板１４を設けている。このような当て板１４や防振体１３が、２個のブラシ１２ａ、１２ａの全体に渡り一体に接着されており、また、防振体１３に使用されるゴムは、ＪＩＳ  Ｋ  ７２１５−１９８６  デュロメータ硬さＨＤＡが６０〜９０のハイパロン（クロロスルホン化ポリエチレン）等であり、硬度が比確的硬質であるため、各ブラシ１２ａ、１２ａが自由に動くことができず、防振体１３による防振効果が阻害される。このため、整流子の偏心や凹凸によりブラシ１２ａ、１２ａに加わる振動が大きく、この振動によるブラシ１２ａ、１２ａの火花の発生が多くなり、この火花によるブラシ１２ａ、１２ａの摩耗、荒損を少なくする必要があった。
【０００３】
そこで特許文献１に記載されるように、２個のブラシを防振体に取り付け、この防振体を２分割された当て板で支持し、ブラシの動きを自由にし、防振効果を向上させ、整流子の偏心や凹凸によりブラシに加わる振動を抑制し、振動によるブラシの火花の発生を低減し、火花によるブラシの摩耗、荒損を少なくする電刷子が提案されている。
【０００４】
しかしながら、この特許文献１に記載の電刷子の防振体は、ニトリルゴムなどが用いられるが、適正な硬さのゴムが用いられていないので、十分な防振効果が期待できず、ブラシの摩耗、荒損、破損などにより、電刷子の寿命が短かった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平４−３０４１４７号公報（第２頁段落番号［００１５］、［００１７］、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、整流子の偏心や凹凸によりブラシに加わる振動を十分に抑制し、振動によるブラシの火花の発生をなくし、火花によるブラシの摩耗、荒損、破損を抑制した長寿命な電刷子が要望されていた。
【０００７】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、整流子の偏心や凹凸によりブラシに加わる振動を十分に抑制し、振動によるブラシの火花の発生をなくし、火花によるブラシの摩耗、荒損、破損を抑制した長寿命な電刷子を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の１つの態様によれば、分割されたブラシと、このブラシが取り付けられた防振ゴムと、この防振ゴムに取り付けられ、かつ、前記ブラシに各々対向するように配置され、分割された当て板とを有し、前記防振ゴムの硬度は、ＪＩＳ  Ｋ  ７２１５−１９８６  デュロメータ硬さＨＤＡが２０〜５５であることを特徴とする電刷子が提供される。これにより、整流子の偏心や凹凸によりブラシに加わる振動を十分に抑制し、振動によるブラシの火花の発生をなくし、火花によるブラシの摩耗、荒損、破損を抑制した長寿命な電刷子が実現される。
【０００９】
好適な一例では、上記防振ゴムと当て板間に、伸縮性クロスを介在させる。これにより、ゴムによる硬さ調整に加えて、硬さの微妙な調整が可能となり、ブラシ摺動面側のズレが抑制され、破損がなくなり、また、分割部からゴム剥離が発生せず、ブラシが欠損することもなく、ブラシの摩耗の均一化が実現される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる電刷子の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は本発明に係わる電刷子の断面を示す概念図である。
【００１２】
図１に示すように、本発明に係わる電刷子１は、電動機の整流子に当接し、２分割されたブラシ２ａ、２ａと、このブラシ２ａ、２ａが接着された防振ゴム３と、この防振ゴム３が伸縮性クロス４を介して接着され、かつ、ブラシ２ａ、２ａに各々対向するように配置され、２分割された当て板５ａ、５ａとを有している。
【００１３】
上記ブラシ２ａ、２ａは、目的に応じて、スート、コークス、黒鉛などを主原料とし、これらに結合材としてタール、ピッチまた、場合によっては、添加物として硫黄、珪素、レジンその他の溶剤などを加えて、混ねつし、焼成し、その後、粉砕、粒度をそろえ、さらに、圧縮、成形、焼成し、黒鉛化し、さらに、含浸、焼成、切断、加工を経て製造される。
【００１４】
また、防振ゴム３は、シリコン系ゴム等が用いられ、その硬度は、ＪＩＳ  Ｋ  ７２１５−１９８６  デュロメータ硬さＨＤＡが２０〜５５であることが好ましい。デュロメータ硬さＨＤＡが２０より小さいと、ゴム変形位量が大きくなり過ぎて、ブラシ摺動面側のズレが大きくなり、破損につながりやすくなり、また、分割部からゴム剥離を生じ、ブラシが欠損し、ブラシが均一に摩耗しないなどの問題が発生する。デュロメータ硬さＨＤＡが５５を超えると、各ブラシが自由に動くことができず、防振ゴムによる防振効果が阻害され、整流子の偏心や凹凸によりブラシに加わる振動が大きく、この振動によるブラシの火花の発生が多くなり、この火花によりブラシが摩耗し、荒損する。
【００１５】
伸縮性クロス４は、化学繊維製を用いるのが好ましい。この伸縮性クロス４は、必ずしも介在させる必要はないが、介在させることにより、ゴムによる硬さ調整に加えて、硬さの微妙な調整が可能となり、ブラシ摺動面側のズレが抑制され、破損がなくなり、また、分割部からゴム剥離が発生せず、ブラシ３ａ、３ａが欠損することもなく、ブラシ３ａ、３ａが均一に摩耗することがなくなる。具体的には、プラスチック等の有機化学繊維やカーボン等の無機化学繊維であるが、通常のカーボン製クロス以上の電気抵抗を有する材料を用いるのが好ましい。
【００１６】
また、当て板５ａ、５ａは、ベークライト板のような絶縁物で作られており、２分割されていることにより、ローバー・ハイバー等上下動に追従しやすくなり、火花摩耗を低減できる。
【００１７】
次に本発明に係わる電刷子の使用方法について説明する。
【００１８】
図２に示すように、本発明に係わる電刷子１は、電動機に組み込まれ、整流子Ｒに接触するように配置される。このような状態で、整流子Ｒが回転され、回転子に給電される。
【００１９】
この給電時、整流子Ｒの偏心や凹凸により、ブラシ２ａ、２ａに加わる振動が大きくなるが、当て板５ａ、５ａは、２分割されており、ローバー・ハイバー等上下動に追従しやすくなり、火花摩耗を低減できる。また、防振ゴム３は、その硬度が、ＪＩＳ  Ｋ  ７２１５−１９８６  デュロメータ硬さＨＤＡが２０〜５５であるので、各ブラシ２ａ、２ａは自由に動くことができ、防振ゴム３による防振効果が発揮され、その振動が抑制され、ブラシの火花の発生も低減され、火花によりブラシ２ａ、２ａが摩耗し、荒損することがない。さらに、伸縮性クロス４を介在させることにより、ゴムによる硬さ調整に加えて、硬さの微妙な調整が可能となり、ブラシ摺動面側のズレが抑制され、破損がなくなり、また、分割部からゴム剥離が発生せず、ブラシ２ａ、２ａが欠損することもなく、ブラシ２ａ、２ａが均一に摩耗し、電刷子の長寿命化が図れる。
【００２０】
【実施例】
図１に示すような本発明に係わる電刷子を直流モータに組み込み、表１に示すような条件で直流モータを運転し、ブラシの摩耗量及び電刷子の状態を調べた。
【００２１】
なお、直流モータの電圧は７５０Ｖ、電流密度８Ａ／ｃｍ、周速４５ｍ／ｓ。ブラシはセミコークス系、防振ゴムはシリコン系、当て板はベークライト板、また、伸縮性クロスは、カーボン製のものを使用した。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
表１からもわかるように、ゴムの硬度が小さくなるほど、ブラシ摩耗が少なくなるが、ゴムの亀裂が短時間で発生する。防振ゴム硬度（ＨＤＡ）１０では、ブラシ欠けが発生し、実用上問題があることが確認された。また、防振ゴム硬度（ＨＤＡ）が５５を超える従来例、比較例２では摩耗量が各実施例の１．５倍以上であり、実用性に乏しいことが確認された。よって、硬度２０〜５５が良好であることがわかった。
【００２４】
【発明の効果】
本発明に係わる電刷子によれば、整流子の偏心や凹凸によりブラシに加わる振動を十分に抑制し、振動によるブラシの火花の発生をなくし、火花によるブラシの摩耗、荒損、破損を抑制した長寿命な電刷子を提供するを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる電刷子の断面を示す概念図。
【図２】本発明に係わる電刷子の使用状態の断面を示す概念図。
【図３】従来の電刷子の断面を示す概念図。
【符号の説明】
１  電刷子
２ａ、２ａ  ブラシ
３  防振ゴム
４  伸縮性クロス
５ａ、５ａ  当て板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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