JP2010253605A - 発電機ブラシ用研削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度で効率よくブラシの摺動面を加工することができる発電機ブラシ用研削装置を提供する。
【解決手段】ブラシ固定部１１が、基準ブラシの基準面と交換用ブラシの摺動面とが同じ方向に向いて横に並ぶよう固定可能である。接触部３３が、ブラシ固定部１１に固定された基準ブラシの基準面に接した状態で、基準面に沿って移動するよう、基準ブラシに対して相対的に移動可能に設けられたローラ３３ａを有している。研削部３４が、ローラ３３ａと同一軸で回転する研削材３４ａを有している。研削材３４ａは、ブラシ固定部１１に固定された交換用ブラシの摺動面に接した状態で、交換用ブラシの摺動面を基準ブラシの基準面の形状に合わせて研削するよう、ローラ３３ａとともに交換用ブラシに対して相対的に移動可能になっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、発電機ブラシ用研削装置に関する。

発電機のブラシは、使用時間の経過とともに徐々に摩耗していく（例えば、特許文献
１参照）。このため、適宜、新しいブラシと交換する必要がある。ブラシ交換の際には、ブラシの接触状態を最適なものにするため、新しいブラシの摺動面を、摩耗したブラシの摺動面の形状に合わせて加工する必要がある。従来は、この加工を作業者による手作業で行っていた。

特開２００４−４８９０７号公報

しかしながら、手作業による加工では、労力を要し、時間もかかるという課題があった。また、作業者の熟練度により加工精度が異なり、未熟な作業者では加工精度が低いという課題もあった。

本発明は、このような課題に着目してなされたもので、高精度で効率よくブラシの摺動面を加工することができる発電機ブラシ用研削装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る発電機ブラシ用研削装置は、発電機の交換用ブラシの摺動面を基準ブラシの基準面の形状に合わせて研削するための発電機ブラシ用研削装置であって、前記基準ブラシと前記交換用ブラシとを固定するブラシ固定部と、前記ブラシ固定部に固定された前記基準ブラシの前記基準面に接した状態で前記基準面に沿って前記基準面に対し相対移動可能に設けられた接触部と、前記接触部の前記基準面に対する相対移動とともに前記交換用ブラシの前記摺動面に沿って前記摺動面に対し相対移動しながら前記摺動面を研削するよう設けられた研削部とを、有することを特徴とする。

本発明に係る発電機ブラシ用研削装置では、基準面に沿って相対移動する接触部とともに、研削部が交換用ブラシの摺動面に沿って相対移動することにより、交換用ブラシの摺動面を基準ブラシの基準面の形状に合わせて研削することができる。作業者の手作業によらず交換用ブラシの摺動面を研削することができるため、精度にバラツキが生じることなく、高精度で効率よく交換用ブラシの摺動面を加工することができる。

本発明に係る発電機ブラシ用研削装置は、基準ブラシと接触部、および、交換用ブラシと研削部とが互いに相対的に移動可能であればよく、ブラシ固定部が移動しても、接触部および研削部が移動してもよい。基準ブラシは、摩耗して交換されるブラシであることが好ましい。

本発明に係る発電機ブラシ用研削装置で、前記ブラシ固定部は、前記基準面と前記摺動面とを同じ方向に向けて前記基準ブラシと前記交換用ブラシとを並列に固定可能であり、前記接触部は前記基準面に周面を接触可能なローラを有し、前記研削部は前記ローラと軸線および直径が同一の円筒面上に研削刃を有し前記軸線を中心として回転して前記摺動面を研削可能な研削材を有することが好ましい。この場合、簡単な構造で、効率よく交換用ブラシの摺動面を研削することができる。研削材は、周囲に螺旋状の研削刃を有する直棒材から成ることが好ましい。

本発明に係る発電機ブラシ用研削装置で、前記ブラシ固定部は、水平にした前記ローラの軸線に対して水平方向に相対回転可能でかつねじれ方向に相対回転可能に設けられていることが好ましい。基準ブラシとして摩耗したブラシを使用するとき、基準面となる面が、発電機への取付状態によりさまざまな角度で摩耗されている。このとき、ブラシ固定部を、水平にしたローラの軸線に対して水平方向に相対回転したり、ねじれ方向に相対回転したりすることにより、そのさまざまな角度で摩耗された基準ブラシの基準面の角度を調整することができ、交換用ブラシの摺動面を高精度で研削することができる。また、この場合、基準ブラシおよび交換用ブラシをブラシ固定部に固定したときの誤差や、ブラシ固定部に対する接触部および研削部の据付誤差なども容易に調整することができる。このため、交換用ブラシの摺動面をより高精度で研削することができる。

本発明によれば、高精度で効率よくブラシの摺動面を加工することができる発電機ブラシ用研削装置を提供することができる。

本発明の実施の形態の発電機ブラシ用研削装置を示す（ａ）平面図、（ｂ）正面図である。 図１に示す発電機ブラシ用研削装置のブラシ固定部を示す（ａ）平面図、（ｂ）右側面図である。 図１に示す発電機ブラシ用研削装置の研削機構を示す（ａ）平面図、（ｂ）右側面図である。

以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図３は、本発明の実施の形態の発電機ブラシ用研削装置を示している。
図１に示すように、発電機ブラシ用研削装置１０は、交換用ブラシの摺動面を基準ブラシの基準面の形状に合わせて研削するための発電機ブラシ用研削装置１０であって、ブラシ固定部１１と研削機構１２と集塵部１３とを有している。

図１および図２に示すように、ブラシ固定部１１は、支持板２１とリニアガイドユニット２２とステージベース２３と固定金具２４とガススプリング２５とホルダーベース２６とゴニオステージ２７と回転ステージ２８と１対のブラシ押え具２９とシャフト３０と上部ストッパー３１とを有している。

支持板２１は、矩形板状を成している。リニアガイドユニット２２は、１対のレール部材２２ａと１対のスライド部材２２ｂとを有している。各レール部材２２ａは、支持板２１の両端に沿って、互いに平行に水平方向に伸びるよう支持板２１の上に固定されている。各レール部材２２ａは、上部が円形断面を成している。各スライド部材２２ｂは、レール部材２２ａの上部に嵌合して、レール部材２２ａに沿って水平方向にスライド可能に取り付けられている。

ステージベース２３は、矩形板状で、各レール部材２２ａの伸長方向に対して垂直方向に伸びて、各スライド部材２２ｂを連結するよう各スライド部材２２ｂの上部に水平に架け渡され、各スライド部材２２ｂに固定されている。ステージベース２３は、各スライド部材２２ｂとともに、レール部材２２ａに沿ってスライド可能になっている。固定金具２４は、支持板２１の一方の側部の中央に固定されており、上部に球状の固定部２４ａを有している。ガススプリング２５は、一端がステージベース２３の下部中央の、各スライド部材２２ｂの中間に固定され、他端が固定金具２４の固定部２４ａに着脱可能に嵌合されている。ガススプリング２５は、ほぼ水平に取り付けられ、レール部材２２ａの伸長方向に沿って伸縮可能に設けられている。これにより、各スライド部材２２ｂおよびステージベース２３は、ガススプリング２５を介して、支持板２１に対してスライド可能になっている。

ホルダーベース２６は、矩形板状で、ゴニオステージ２７および回転ステージ２８を介して、ステージベース２３の上部に、ほぼ水平に配置されている。ホルダーベース２６は、各レール部材２２ａの伸長方向に対して垂直方向に伸びて設けられている。ゴニオステージ２７は、ステージベース２３の上面中央に取り付けられ、ホルダーベース２６の両端をそれぞれ上下させて、ホルダーベース２６の傾斜を調整可能になっている。回転ステージ２８は、ゴニオステージ２７とホルダーべーとの間に取り付けられ、ホルダーベース２６を水平面内で回転可能になっている。このように、ホルダーベース２６は、ゴニオステージ２７および回転ステージ２８により、水平面内で回転可能でかつ水平面に対して任意の方向に傾斜可能であり、三次元での姿勢を調整可能になっている。このため、ホルダーベース２６は、後述する接触部３３のローラ３３ａの中心軸線に対して水平方向に相対回転可能でかつねじれ方向に相対回転可能である。

１対のブラシ押え具２９は、ホルダーベース２６の上部に、ホルダーベース２６の中心線に対して対称に設けられている。各ブラシ押え具２９は、ホルダーベース２６の中央側に立てて固定された固定板部材２９ａと、ホルダーベース２６の端部側に固定板部材２９ａと対向するよう立てて配置された移動板部材２９ｂと、移動板部材２９ｂと固定板部材２９ａとの距離を調整可能に、移動板部材２９ｂを移動させる調整ネジ２９ｃとを有している。各ブラシ押え具２９は、それぞれ基準ブラシおよび交換用ブラシを固定板部材２９ａと移動板部材２９ｂとの間のホルダーベース２６の上部に配置したとき、調整ネジ２９ｃで移動板部材２９ｂを移動させて、固定板部材２９ａと移動板部材２９ｂとの間に基準ブラシおよび交換用ブラシを固定するようになっている。

シャフト３０は、ホルダーベース２６の中央部に、垂直上方に伸びるよう取り付けられている。上部ストッパー３１は、シャフト３０に沿って上下動可能に、シャフト３０に貫通して水平に設けられた上部板３１ａと、上部板３１ａをシャフト３０の任意の位置で固定するための固定ネジ３１ｂとを有している。上部ストッパー３１は、ホルダーベース２６の上部に配置された基準ブラシおよび交換用ブラシを、上部板３１ａにより上部から押さえて、ホルダーベース２６との間に固定するようになっている。

このように、ブラシ固定部１１は、基準ブラシの基準面と交換用ブラシの摺動面とを同じ方向に向けて基準ブラシと交換用ブラシとを横に並列になるよう、それぞれ各ブラシ押え具２９の固定板部材２９ａと移動板部材２９ｂとの間のホルダーベース２６の上部に配置し、各ブラシ押え具２９および上部ストッパー３１で固定するようになっている。

図１および図３に示すように、研削機構１２は、昇降部３２と接触部３３と研削部３４とを有している。昇降部３２は、基板３２ａと、基板３２ａの上に設けられたリンク式の昇降機構３２ｂと、昇降機構３２ｂの上に設けられた矩形状の水平板３２ｃと、昇降機構３２ｂを昇降させるための回転ハンドル３２ｄとを有している。昇降部３２は、回転ハンドル３２ｄを正方向または逆方向に回転させることにより、昇降機構３２ｂを介して水平板３２ｃを昇降するようになっている。

接触部３３は、水平板３２ｃの一方の側部から突出し、中心軸線が水平板３２ｃの一方の側部に対して平行かつ水平になるよう配置された円筒状のローラ３３ａを有している。ローラ３３ａは、中心軸線を中心として回転可能に、両端が水平板３２ｃに支持されている。接触部３３は、ブラシ固定部１１に固定された基準ブラシの基準面に周面を接触可能となっている。

研削部３４は、研削材３４ａとタイミングベルト３４ｂと回転モータ３４ｃとを有している。研削材３４ａは、直棒状を成し、周面に螺旋状に設けられた６枚の研削刃を有している。研削部３４の各研削刃は、ローラ３３aと直径が同一の円筒面上に刃先が配置されている。研削材３４ａは、中心軸線がローラ３３ａの中心軸線と同一線上になるよう、水平板３２ｃの一方の側部から突出し、中心軸線が水平板３２ｃの一方の側部に対して平行かつ水平になるよう配置されている。研削材３４ａは、中心軸線を中心として回転可能に、一端が水平板３２ｃに支持されている。研削材３４ａは、ローラ３３ａと同一軸で回転するようになっている。回転モータ３４ｃは、水平板３２ｃに固定され、研削材３４ａを回転駆動可能に、タイミングベルト３４ｂを介して研削材３４ａに接続されている。

図１に示すように、研削機構１２は、基準ブラシの基準面と交換用ブラシの摺動面とを同じ方向に向け、横に並列にした状態で基準ブラシと交換用ブラシとをブラシ固定部１１に固定したとき、接触部３３のローラ３３ａが基準ブラシの基準面に接し、研削材３４ａが交換用ブラシの摺動面に接するよう、ブラシ固定部１１に隣接して配置されている。また、研削機構１２は、昇降部３２の水平板３２ｃを昇降させることにより、接触部３３および研削部３４がそれぞれ基準ブラシおよび交換用ブラシに対して相対的に昇降移動可能になっている。

発電機ブラシ用研削装置１０は、ガススプリング２５の付勢力により、基準ブラシの基準面および交換用ブラシの摺動面が、それぞれローラ３３ａおよび研削材３４ａに押し付けられるよう構成されている。このため、昇降部３２の水平板３２ｃを昇降させることにより、ローラ３３ａが基準ブラシの基準面に接した状態で基準面に沿って移動するとともに、研削材３４ａが交換用ブラシの摺動面に接した状態で摺動面に沿って移動し、摺動面を基準ブラシの基準面の形状に合わせて研削していくようになっている。なお、昇降部３２は、研削材３４ａが交換用ブラシの摺動面から外れないよう、昇降機構３２ｂによる昇降範囲を制限するためのメカニカルロック機構３２ｅを有している。メカニカルロック機構３２ｅは、昇降範囲の上限および下限を調整可能になっている。

図１（ｂ）に示すように、集塵部１３は、ブラシ固定部１１の下部に配置され、吸気装置３５と集塵ボックス３６と集塵ダクト３７とを有している。集塵ボックス３６は、吸気装置３５に連結して取り付けられ、吸気装置３５との間に設けられた除塵フィルタと、除塵フィルタから落ちる研削粉を受ける集塵皿とを有している。集塵ダクト３７は、集塵ボックス３６と連通しており、集塵ボックス３６から上方に伸びて、上部の吸気口３７ａが研削材３４ａの真下に配置されている。これにより、集塵部１３は、研削材３４ａの研削により発生した研削粉を、集塵ダクト３７を介して集塵ボックス３６に吸い込み、集塵皿に溜まった研削粉を容易に廃棄可能になっている。

なお、研削材３４ａは、研削粉が下方に向かって飛んで効率よく集塵ダクト３７の吸気口３７ａに吸い込まれるよう、交換用ブラシの摺動面側で、上から下に向かって回転するようになっている。

次に、作用について説明する。
発電機ブラシ用研削装置１０は、発電機のブラシを交換するとき、交換用ブラシの摺動面を、基準となる基準ブラシの基準面の形状に合わせて研削するのに使用される。発電機ブラシ用研削装置１０は、発電機から取り外した摩耗したブラシを基準ブラシとし、この基準ブラシの摩耗面を基準面として使用する。まず、基準ブラシを、ブラシ押え具２９の固定板部材２９ａと移動板部材２９ｂとの間のホルダーベース２６の上部に配置し、ブラシ押え具２９で固定する。回転ローラ３３ａが基準ブラシの基準面に密着するよう、ゴニオステージ２７および回転ステージ２８で角度調整を行う。次に、新品の交換用ブラシを、研削部材３４ａが摺動面に当たるよう、ブラシ押え具２９の固定板部材２９ａと移動板部材２９ｂとの間のホルダーベース２６の上部に配置し、ブラシ押え具２９で固定し、さらに基準ブラシとともに上部ストッパー３１で固定する。このとき、ガススプリング２５の付勢力により、基準ブラシの基準面および交換用ブラシの摺動面が、それぞれローラ３３ａおよび研削材３４ａに押し付けられた状態になっている。

回転モータ３４ｃで研削材３４ａを回転駆動するとともに、回転ハンドル３２ｄを回して水平板３２ｃを昇降させる。このとき、研削材３４ａとローラ３３ａとが同一軸で回転するため、ローラ３３ａが基準ブラシの基準面に接した状態で基準面に沿って回転しながら昇降するとともに、研削材３４ａが交換用ブラシの摺動面に接した状態で、摺動面を基準ブラシの基準面の形状に合わせて研削しながら昇降する。こうして、交換用ブラシの摺動面を基準ブラシの基準面の形状に合わせて研削することができる。

このように、発電機ブラシ用研削装置１０は、作業者の手作業によらず交換用ブラシの摺動面を研削することができるため、精度にバラツキが生じることなく、高精度で効率よく交換用ブラシの摺動面を加工することができる。基準ブラシの基準面が、発電機への取付状態によりさまざまな角度で摩耗されているため、ゴニオステージ２７および回転ステージ２８により、そのさまざまな角度で摩耗された基準ブラシの基準面の角度を調整することができ、交換用ブラシの摺動面を高精度で研削することができる。また、ゴニオステージ２７および回転ステージ２８により、基準ブラシおよび交換用ブラシをブラシ固定部１１に固定したときの誤差や、ブラシ固定部１１に対する接触部３３および研削部３４の据付誤差なども容易に調整することができる。このため、より高精度で交換用ブラシの摺動面を研削することができる。

ガススプリング２５の他端が固定金具２４に対して着脱可能であるため、ガススプリング２５の他端を外して付勢力を解除してから基準ブラシおよび交換用ブラシをホルダーベース２６の上部に設置することにより、基準ブラシおよび交換用ブラシを設置しやすい。集塵部１３により研削粉を吸い取りながら研削することができ、研削粉が周囲に飛散するのを防ぐことができる。

なお、具体的な一例では、発電機ブラシ用研削装置１０は、基準ブラシおよび交換用ブラシとして、基準面および摺動面の高さが２０〜５０ｍｍ、幅が１０〜３２ｍｍ、基準面からの奥行きが２５ｍｍ以上、摺動面からの奥行きが４０ｍｍ以上の大きさのもので研削可能である。

１０ 発電機ブラシ用研削装置
１１ ブラシ固定部
１２ 研削機構
１３ 集塵部
２１ 支持板
２２ リニアガイドユニット
２２ａ レール部材
２２ｂ スライド部材
２３ ステージベース
２４ 固定金具
２４ａ 固定部
２５ ガススプリング
２６ ホルダーベース
２７ ゴニオステージ
２８ 回転ステージ
２９ ブラシ押え具
２９ａ 固定板部材
２９ｂ 移動板部材
２９ｃ 調整ネジ
３０ シャフト
３１ 上部ストッパー
３１ａ 上部板
３１ｂ 固定ネジ
３２ 昇降部
３２ａ 基板
３２ｂ 昇降機構
３２ｃ 水平板
３２ｄ 回転ハンドル
３２ｅ メカニカルロック機構
３３ 接触部
３３ａ ローラ
３４ 研削部
３４ａ 研削材
３４ｂ タイミングベルト
３４ｃ 回転モータ
３５ 吸気装置
３６ 集塵ボックス
３７ 集塵ダクト
３７ａ 吸気口

Claims (3)

1. 発電機の交換用ブラシの摺動面を基準ブラシの基準面の形状に合わせて研削するための発電機ブラシ用研削装置であって、
   前記基準ブラシと前記交換用ブラシとを固定するブラシ固定部と、
   前記ブラシ固定部に固定された前記基準ブラシの前記基準面に接した状態で前記基準面に沿って前記基準面に対し相対移動可能に設けられた接触部と、
   前記接触部の前記基準面に対する相対移動とともに前記交換用ブラシの前記摺動面に沿って前記摺動面に対し相対移動しながら前記摺動面を研削するよう設けられた研削部とを、
   有することを特徴とする発電機ブラシ用研削装置。
2. 前記ブラシ固定部は、前記基準面と前記摺動面とを同じ方向に向けて前記基準ブラシと前記交換用ブラシとを並列に固定可能であり、
   前記接触部は前記基準面に周面を接触可能なローラを有し、
   前記研削部は前記ローラと軸線および直径が同一の円筒面上に研削刃を有し前記軸線を中心として回転して前記摺動面を研削可能な研削材を有することを、
   特徴とする請求項１記載の発電機ブラシ用研削装置。
3. 前記ブラシ固定部は、水平にした前記ローラの軸線に対して水平方向に相対回転可能でかつねじれ方向に相対回転可能に設けられていることを、特徴とする請求項２記載の発電機ブラシ用研削装置。
   
   

Images