JP2002051508A - 液冷式交流発電機のブラシ・ホルダ・リブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブラシの寿命全体を通じてブラシの位置を維
持することが可能なブラシ・ホルダを提供すること。 【解決手段】 交流発電機（１０）などの回転式電気機
械用のブラシ・ホルダ・アセンブリ（１２）は、その内
部にキャビティ（５６）を有する。キャビティ（５６）
は、第１の壁（６０）、第２の壁（６２）、第３の壁
（６４）、および第４の壁（６６）によって画定され
る。キャビティ（５６）は、回転式電気機械のブラシ
（４２）を受容するように寸法決めされる。壁（６
０）、（６２）、（６４）、および（６６）の１つは、
第１の抜き面を含む。位置決めリブ（７０）は、ブラシ
（４２）がキャビティ（５６）の長軸線（５８）にほぼ
平行に位置決めされるように、少なくとも抜き面上に設
けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、回転式電
気機械に関し、より詳細には、回転式電気機械用のブラ
シ・ホルダに関する。

【０００２】

【従来の技術】モータや、交流発電機のような発電機な
どの電気機械は、通常、この機械の回転子に電力を提供
するために、炭素などの導電性材料で作製されたブラシ
を使用する。典型的な場合、２つのブラシが設けられ、
その一方は入力として、他方は帰還路として設けられ
る。ブラシ・ホルダは、回転子上のスリップ・リングに
対してこれらのブラシの位置を維持するものである。

【０００３】ブラシは炭素で作製されているので摩耗す
る。ブラシが摩耗したら、そのブラシを交換しなければ
ならない。ブラシの摩耗を向上させるため、ブラシの位
置は、スリップ・リングに対して垂直な方向に維持され
るべきである。

【０００４】しかし、既知のブラシ・ホルダは、一般に
プラスチック材料で成形されている。このようなブラシ
・ホルダでは、ブラシ・ホルダのキャビティがブラシ・
ホルダの周囲に緊密に形成されている。しかし、この成
形プロセスは、緊密性に対する公差を制限する。ブラシ
・ホルダのキャビティは、ちょうど９０°の角度からわ
ずかに傾いた抜き面で形成されている。このため、金型
をより容易に取り外すことが可能である。ブラシが摩耗
し始めて、ブラシの端部が回転子に向かってさらに移動
し始めると、抜き面が原因となってブラシが横方向に移
動する可能性があり、したがってブラシは、スリップ・
リングに対して垂直な方向に維持されない。このためブ
ラシの摩耗が早めに生じる可能性がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって、ブラシの
寿命全体を通じてブラシの位置を維持することが可能な
ブラシ・ホルダを提供することが望ましい。

【０００６】

【課題を解決するための手段】したがって、１つの目的
は、スリップ・リングに対してほぼ垂直な方向にブラシ
を維持することによってブラシの摩耗を向上させる、回
転式電気機械用のブラシ・ホルダを提供することであ
る。

【０００７】本発明の一態様では、ブラシを有する回転
式電気機械用のブラシ・ホルダ・アセンブリは、内部に
細長いキャビティを有するブラシ・ホルダ・ハウジング
を含む。キャビティは、第1の壁、第２の壁、第３の
壁、および第４の壁によって画定される。キャビティ
は、ブラシを受容するように寸法決めされている。この
ブラシ・キャビティは、ブラシの運動方向に一致する長
軸線を有する。第１の壁、第２の壁、第３の壁、および
第４の壁の少なくとも１つは、第１の抜き面を含む。こ
の抜き面上には第１のリブが位置決めされる。リブは、
長軸線にほぼ平行である。

【０００８】本発明の別の態様では、長軸線が、回転式
電気機械の回転子のスリップ・リングに対して垂直であ
る。本発明の１つの利点とは、リブでブラシを所望の方
向に維持しながら、ブラシ・ホルダを容易に成形できる
ことである。

【０００９】本発明のその他の目的および特徴は、添付
図面および上記特許請求の範囲と共に、好ましい実施形
態の詳細な説明に照らして見ることにより、明らかにさ
れよう。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下の図では、これらの様々な図
において同じ構成要素を識別するために、同じ符号を使
用する。本発明は、交流発電機または発電機に関して記
述する。しかし本発明は、ワイパ・モータや始動電動
機、あるいはブラシを使用するその他の回転式電気機械
など、他の回転式電気機械にも等しく適用可能であるこ
とが、当業者に理解されよう。

【００１１】まず図１を参照すると、本発明によるブラ
シ・ホルダ・アセンブリ１２を有する交流発電機１０が
示されている。交流発電機１０の構成と、この交流発電
機に対するブラシ・アセンブリ１２の位置は、交流発電
機１０の様々な構成に応じて変化させることができる。
交流発電機１０は、交流発電機の固定子鉄心１８を包封
するための第１のハウジング部分１４と第２のハウジン
グ部分１６を有する。第１のハウジング部分１４と第２
のハウジング部分１６は、固定具２０を使用して共に連
結されている。第１のハウジング部分１４と第２のハウ
ジング部分１６は、それぞれのハウジング部分１４、１
６内で、軸受２４により回転子２２を支持する。図示さ
れるように、回転子２２はＬｕｎｄｅｌタイプの回転子
である。回転子２２はシャフト２６を有し、このシャフ
トが、一対の平行な、間隔を空けて配置されたスリップ
・リング２８を支持している。スリップ・リング２８
は、回転子２２内のコイル（図示せず）に電気的に結合
されている。スリップ・リング２８は、以下にさらに述
べるように、電源への電気的な接続をもたらす。シャフ
ト２６には、ナット３２によってプーリ３０が連結され
ている。プーリ３０は、エンジンまたはエンジンの付属
駆動ベルトに連結されており、その結果、エンジンのク
ランク軸が駆動付属ベルトを回転させる際、回転子が回
転するようになり、この回転子が固定子１８内に交流電
気を発生させる。

【００１２】第１のハウジング１４は、固定子１８に対
向する凹部３４を有する。凹部３４は、整流ブリッジ３
６とブラシ・ホルダ・アセンブリ１２を収容するために
使用される。カバー３８は、ブラシ・ホルダ・アセンブ
リ１２と整流ブリッジ３６を凹部３４内に包封する。ブ
ラシ・ホルダ・アセンブリ１２は、ナット４０などの固
定具によって凹部３４内に固定される。

【００１３】次に図２を参照すると、ブラシ・ホルダ・
アセンブリ１２は２つのブラシ４２（図にはその一方の
み示す）とばね４４を含み、これらは共にブラシ・ホル
ダ・アセンブリ１２内に固定されている。ばね４４は、
ブラシ４２をブラシ・ホルダ・アセンブリから外側に向
けて回転子のスリップ・リング２８へと偏倚させてい
る。ブラシ・ホルダ・アセンブリ１２内には電圧調整器
部分４６も形成することができる。電圧調整器部分４６
は、従来の手法で、ブラシ４２への電力を調節する。電
圧調整器部分４６は、ブラシ・ホルダ・アセンブリ１２
と共に成形されることが好ましい。

【００１４】ブラシ４２は、一般に、炭素などの導電性
材料で形成された長方形のブラシである。ブラシ４２
は、その内部に穴４８を有する。穴４８は、ブラシ・ホ
ルダ・アセンブリ１２の穴５０に一致する。オプション
であるが、組立て中にブラシ４２がブラシ・ホルダ・ア
センブリ１２内に維持されるように、穴４８、５０はピ
ン５２を受容する。ブラシ・ホルダ・アセンブリ１２が
凹部３４内に挿入され、回転子２２のスリップ・リング
２８がブラシ４２に隣接して位置決めされた後、ピン５
２を取り外して、ばね４４でブラシ４２をスリップ・リ
ング２８に押し付けるようにすることができる。凹部３
４内にブラシ・ホルダ・アセンブリを固定する固定具を
受容するため、様々な連結用の穴５４を使用することが
できる。

【００１５】次に図３を参照すると、キャビティ５６を
有するブラシ・ホルダ・アセンブリ１２であって、その
内部にブラシが無い状態のものが示されている。キャビ
ティ５６は、長軸線５８を有する細長いキャビティであ
り、その長軸線を端面から見た状態が示されている。キ
ャビティ５６のそれぞれは、他のキャビティの鏡像であ
ることが好ましく、したがって、１つのキャビティの構
成についてのみ記述する。キャビティ５６は、第１の壁
６０と、この第１の壁に対向する第２の壁６２と、第３
の壁６４と、第４の壁６６によって画定される。第１の
壁６０と第２の壁６２は、互いに対向しており、互いに
ほぼ平行である。第３の壁６４と第４の壁６６は、互い
に対向して位置決めされており、互いにほぼ平行であ
る。図示されるように、第３の壁６４は、丸みの付いた
部分６８を有するが、第１の壁６０と第２の壁６２は、
第３の壁６４と第４の壁６６に対してほぼ垂直である。
キャビティ５６の断面積は、ブラシ４２の断面にほぼ相
当する。以下にさらに述べるように、第１の壁６０、第
２の壁６２、第３の壁６４、および第４の壁６６は、成
形が容易になるように内側に向かって抜けこう配を付け
ることができる。すなわち、キャビティの断面積は減少
する。すなわち、第１の壁６０と、第２の壁６２と、第
３の壁６４と、第４の壁６６は、抜き面を有して共に延
びている。

【００１６】抜き面を設けることは、ブラシがキャビテ
ィ５６に対して動くことを許すと判明したので、複数の
位置決めリブ７０を、第１の壁６０と第２の壁６２に設
けている。図示するように、２つの位置決めリブが、第
１の壁６０と第２の壁６２に設けられている。位置決め
リブ７０の位置は、スリップ・リング２８の回転方向に
相当する。当業者なら、位置決めリブ７０は、第３の壁
６４と第４の壁６６にも設けることができることを理解
するであろう。

【００１７】次に図４を参照すると、第１の壁６０上に
２つの位置決めリブ７０を備えるキャビティ５６が示さ
れている。図示するように、位置決めリブ７０は、キャ
ビティ５６に向かって３分の２程度まで、ブラシ開口７
２に隣接して延びている。当然ながら、位置決めリブ７
０の深さは、スリップ・リングに対してブラシの位置が
維持されるように設けられる。位置決めリブ７０の深さ
は、キャビティ５６の抜き面の角度とブラシの長さを含
む、様々なファクタに依存する。図示するように、様々
な面に抜けこう配が付けられ、概ねそれぞれに対して符
号７４が付されている。リブ７０の外面さえも抜き面７
４を有することができる。抜き面７４の抜けこう配の量
は、変化させることができる。抜き面７４は、真っ直ぐ
な壁に対してある角度７６をなすものでもよい。角度７
６は、約０．５度から約２．０度まで変化させることが
できる。キャビティ５６は、その内部に開口７８を有
し、その内部を通ってブラシへの電気的な接続が提供さ
れる。

【００１８】次に図５を参照すると、キャビティ５６の
内部を覗いたときの状態が示されている。第１の壁６
０、第２の壁６２、第３の壁６４、第４の壁６６、およ
び位置決めリブ７０の抜き面が明らかにされる。２つの
位置決めリブ７０を使用する場合、これらの位置決めリ
ブは、ブラシの横方向の運動を防止するために間隔を空
けて配置されるべきである。

【００１９】次に図６を参照すると、図５の線６−６に
沿った断面図が示されており、第１の壁６０と第２の壁
６２上に位置決めされたリブ７０が示されている。リブ
は、長軸線５８にほぼ平行に延びている。長軸線５８
は、ブラシが摩耗するときのブラシの移動方向に相当す
る。リブ７０は、第１の壁６０と第２の壁６２の抜き面
７４にもかかわらず、ブラシの位置を保持する。したが
って、抜けこう配７６は第１の壁６０と位置決めリブ７
０との間に示される。この角度７６は上述の角度と同じ
でよく、すなわち約０．５度から約２．０度の間でよ
い。ブラシ・ホルダ・アセンブリは、圧縮成形または射
出成形によって成形することができる。抜き面７４は、
金型の取外しが容易にできるように、キャビティ５６内
に設けられる。位置決めリブ７０は、キャビティ５６内
にブラシ４２を位置決めするために使用され、その結
果、ブラシはスリップ・リングに対してほぼ垂直に維持
され、ブラシの摩耗が均一になり、摩耗が早めに生じる
のを防止する。

【００２０】本発明の特定の実施形態について図示し、
述べてきたが、当業者には、多数の様々な代替の実施形
態が考えられるであろう。したがって、本発明は、上記
特許請求の範囲においてのみ限定されるものであること
を意図している。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】本発明によるブラシ・ホルダを有する交流発
電機の、分解立体図である。

【図１Ｂ】本発明によるブラシ・ホルダを有する交流発
電機の、分解立体図である。

【図２】ブラシとばねが部分的に分解された状態を示
す、調整器部分を有するブラシ・ホルダ・ハウジングの
上面図である。

【図３】図２の線３−３に沿った断面図である。

【図４】図２の線４−４に沿った断面図である。

【図５】図２の線５−５に沿った図である。

【図６】図５の線６−６に沿った断面図である。

【符号の説明】

１０ 交流発電機 １２ ブラシ・ホルダ・アセンブリ １４ 第１のハウジング部分 １６ 第２のハウジング部分 １８ 固定子鉄心 ２０ 固定具 ２２ 回転子 ２４ 軸受 ２６ シャフト ２８ スリップ・リング ３０ プーリ ３２ ナット ３４ 凹部 ３６ 整流ブリッジ ４０ ナット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード ケネス ハリス アメリカ合衆国 ミシガン、アンアーバ ー、 ランチェロ ドライブ 3630 アパ ートメント 19−103 Ｆターム(参考） 5H613 AA03 BB05 BB11 BB15 BB27 BB31 GA13 GB09 GB12 GB17 KK03 PP03

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブラシを有する回転式電気機械用のブラ
   シ・ホルダ・アセンブリであって、 第１の壁、第２の壁、第３の壁、および第４の壁によっ
   て画定され、ブラシを受容するように寸法決めされ、長
   軸線を有した、細長いキャビティを内部に有するブラシ
   ・ホルダ・ハウジングを有し、 前記第１の壁、前記第２の壁、前記第３の壁、および前
   記第４の壁の少なくとも１つが第１の抜き面を有し、さ
   らに前記抜き面上に位置決めされた第１のリブであっ
   て、前記長軸線にほぼ平行な第１のリブを有するブラシ
   ・ホルダ・アセンブリ。
2. 【請求項２】 前記第１のリブから離隔して配置され
   た、前記第１の抜き面上に位置決めされた第２のリブを
   さらに含む、請求項１に記載のブラシ・ホルダ。
3. 【請求項３】 第２の抜き面を含み、前記第２の抜き面
   上に位置決めされた第２のリブをさらに含む請求項１に
   記載のブラシ・ホルダ。
4. 【請求項４】 前記第２の抜き面が前記第１の抜き面に
   対向する請求項３に記載のブラシ・ホルダ・アセンブ
   リ。
5. 【請求項５】 前記ブラシ・ホルダ・ハウジングが調整
   器部分をさらに含む請求項１に記載のブラシ・ホルダ・
   アセンブリ。
6. 【請求項６】 前記長軸線が、電気機械上のスリップ・
   リングに対して直角をなす請求項１に記載のブラシ・ホ
   ルダ・アセンブリ。
7. 【請求項７】 ピンをさらに含み、前記第１の壁、第２
   の壁、第３の壁、第４の壁の内の１つがその内部に第１
   の穴を有し、前記ブラシがその内部に第２の穴を有し、
   前記第１の穴および前記第２の穴が前記ピンを受容する
   ように寸法決めされている請求項１に記載のブラシ・ホ
   ルダ・アセンブリ。
8. 【請求項８】 第１の抜き面が、約０．５度から約２．
   ０度までの抜けこう配を有する請求項１に記載のブラシ
   ・ホルダ・アセンブリ。