JP2010541174A - ブラシ装置及び電気機械、特に家電機器 - Google Patents

Abstract

電気機械（１）、特に家電機器に設けられたブラシ装置（４）は、炭素ブラシ（７）を収容するブラシスリーブ（６）を有しており、該ブラシスリーブ（６）は、使用位置で、前記電気機械（１）のケーシング（２）に固定可能である。本発明によれば、ブラシ装置（４）が捕捉手段を有しており、該捕捉手段によって、ブラシスリーブ（６）が使用位置から離れる際に、ブラシスリーブ（６）を安全位置にロックすることができる。本発明により有利には、ブラシ装置が故障により外れる場合に、ブラシ装置が安全位置を越えてずれることが阻止される。特に本発明によれば、故障時でも所定の電気的安全間隔が維持されることが保証される。

Description

本発明は、電気機械、特に家電機器に設けられたブラシ装置であって、炭素ブラシを収容するブラシスリーブを有しており、該ブラシスリーブは、使用位置で、前記電気機械のケーシングに固定可能であるブラシ装置及び該ブラシ装置を備えた電気機械に関する。

背景技術
冒頭で述べた形式のブラシ装置は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７１７５９４号明細書により公知である。

このような機械は、導電材料から成るポット状のケーシングを有しており、該ケーシング内には整流子が回転可能に支承されている。ケーシングの端面の領域には保持手段が一体成形されており、この保持手段は、炭素ブラシを収容するブラシスリーブを保持するために働く。炭素ブラシは、ブラシスリーブ内に摺動可能に支承されており、圧縮コイルばねによって整流子の方向にプレロードをかけられている。ブラシスリーブも導電的に形成されているので、ブラシスリーブはそれぞれ、電気絶縁材料、特にプラスチックから成る支持部分に堅固に固定されていなければならない。各支持部分は、組み付けの際に、半径方向外側から内側に、整流子の方向で保持手段内に、ブラシスリーブがその使用位置に到るまで摺動されて挿入される。この場合、ステータのコンタクトばねは、ブラシスリーブの半径方向面で当接する。この位置では、係止・当接手段が支持部分を固定し、さらにはこの支持部分に所属のブラシスリーブも全ての方向で固定している。支持部分とブラシスリーブとを後から交換するのは基本的に、係止結合を機械的に解消し、半径方向外側に向かって摺動されることによって可能である。しかしごく例外的に、故障の際に、電気機械における温度が異常に上昇し、支持部分の材料強度が失われた場合に特に、係止結合が意図せず解除されることもある。

本発明の課題
本発明の根底を成す課題は、故障に際してもこのような電気機械の安全性をさらに改善することにある。

課題を解決するための手段
この課題は、冒頭で述べた形式のブラシ装置において、ブラシ装置が捕捉手段を有しており、該捕捉手段によって、ブラシスリーブが使用位置から離れる際に、ブラシスリーブを安全位置にロックすることができることにより解決される。

本発明によれば有利には、故障時に解除された場合、ブラシスリーブが安全位置を越えて摺動することが阻止される。このようにして本発明によれば、故障の際でも、前記の電気的な安全間隔を、特にブラシとブラシスリーブとに関して維持することができる。

発明の有利な構成
個々に又は互いに組み合わせて使用可能な有利な別の構成は、従属請求項に記載されている。

本発明の有利な構成によれば、捕捉手段が少なくとも１つの係止装置を有しており、該係止装置は、ブラシスリーブを安全位置で係止するように把持する。このような係止装置により、特に簡単かつ安価に、本発明による捕捉手段を実現することができる。特に有利には、捕捉手段は、ブラシスリーブを、整流子から離れる方向に、特に、機械の別の導電的な構成部分の方向にずれないように保持する。これにより、ブラシ装置と、ブラシ装置を取り囲む別の導電的な構成部分との間の安全間隔が、故障発生の際も維持される。本発明のこのような構成は、特に、ブラシスリーブが、ブラシにプレロードをかけるために圧縮ばね又は別の適当な手段を備えている場合に有利である。このような手段は、ブラシスリーブを外す場合に、ブラシスリーブを整流子から離れるようにずらすのに有利である。

この場合、有利には、係止装置が、ブラシスリーブの半径方向面に設けられた少なくとも１つの切欠を有しており、該切欠内に、使用位置では半径方向面に当接している係止突起が、安全位置に達した際に進入して係止し、形状接続により、さらにずれるのは阻止される。このような構成により、本発明はブラシスリーブに関して製造技術的に特に簡単かつ、実質的に軽量かつ安価に実現される。

この場合、切欠が円形又は矩形、特に正方形に形成されていて良い。このような形式の輪郭は、切欠の穿孔若しくは特に打ち抜き成形により問題なく、いずれにせよ行われる製造ステップの範囲で、既に製造過程で使用されている工具と装置を使用して形成することができる。

本発明は特に有利には、ブラシスリーブが導電的に形成されている、従って、特別に、その他の導電的な構成部分との意図しないコンタクトを防止しなければならないブラシ装置において使用可能である。

安全位置に達した際に、切欠に係合するために適した係止突起は、有利にはステータのコンタクトばねによって形成され、このコンタクトばねは、ブラシスリーブを固定するために十分な強度を有している。さらに、捕捉手段の構成はこの場合、先行技術に対して、適合するブラシスリーブ以外は付加的な構成部分又は変更すべき構成部分を必要とせず、これによりコスト及び重量も実質的に変化しない。さらに、基本的には、ブラシスリーブを交換する際、既存の電気機器に本発明による捕捉手段を、例えばいずれにせよ必要な摩耗交換の範囲で後から装備することができる。

ブラシスリーブの半径方向面に設けられた切欠はブラシスリーブの使用位置で、有利には半径方向で、電気機械の整流子とステータとの間に配置されていて、意図しない解除の際にコンタクトばねの方向に移動する。このような構成により、機械の故障の際にしばしば生じる、ブラシスリーブの誤移動が防止される。

有利には、ステータのコンタクトばねがブラシスリーブの使用位置で、整流子の方向で傾けられて、ブラシスリーブの半径方向面に当接している。当該コンタクトばねは、対応する切欠に重なる際に切欠内に突入し、使用位置から離れるように半径方向でブラシスリーブにさらなる力が作用すると、ロックする輪郭の方向で変形する。これにより、故障に基づくブラシスリーブの、別の導電的な構成部分と電気的に接触する方向での意図しないずれは確実に阻止される。しかしながら障害を解消するためのブラシスリーブを再度スライド挿入することは、力を増大させることなく可能である。

本発明はさらに特に有利には、電気機械の係止装置も導電的に形成されているブラシ装置で使用することができる。このような形式の電気機械ではまさに、ブラシスリーブとケーシングとの間のコンタクトが確実に防止される。ブラシスリーブは、このような形式の構成では有利には、電気絶縁性の支持部分に固定され、この支持部分は、ケーシングに設けられた保持手段に挿入可能、特にスライドにより挿入可能である。

この場合、支持部分は、組み付けの過程で、有利には整流子の方向で、即ち一般的なブラシスリーブの通常の組み付け方向で、ケーシングの保持手段内にスライドにより挿入可能である。ブラシスリーブの交換を行う専門家には、この場合、組み付けに関しても、通常の過程とは異なる方法を教授する必要はない。

本発明の別の有利な構成によれば、ブラシ装置の捕捉手段は、ブラシスリーブから突出する突起を有していて、この突起は安全位置で、安全エレメントに、特にコンタクトばねに当接する。このような形式の突起は例えば僅かな製造の手間で、スリーブ壁を局所的に塑性変形させることにより形成することができ、実質的に重量もコストも変更ない。

ブラシスリーブを機械のケーシングの使用位置に固定するために適した手段は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７１７５９４号明細書により公知であり、この明細書のこれに関する内容の全ては、本発明の部分でもある。

本発明により形成されたブラシ装置を有する電気機械のケーシングを示す平面図である。 使用位置にあるブラシスリーブを有する、図１に示したケーシングのＩ−Ｉ線に沿った断面図である。 安全位置にあるブラシスリーブを有する、Ｉ−Ｉ線に沿った断面図である。 ブラシスリーブと、炭素ブラシと、支持部分とから成る構成群を示した斜視図である。 ケーシングに挿入された後の使用位置にある図４の構成群を示した斜視図である。 上記斜視図の構成群を安全位置で示した図である。 本発明の別の構成によるブラシ装置を示した図である。

次に本発明の２つの実施例を図面につき詳しく説明する。

実施例の詳細な説明
図１に示した電気機械１は、ポット状のケーシング２を有しており、ポット状のケーシング２の端面３には２つの同形式のブラシ装置４が収容されている。これらのブラシ装置４は、ロータの回転軸線５に交差する平面に関して互いに鏡像対称的に配置されている。図面には簡単にするために、一方のブラシ装置４だけが図示されており、ケーシング２の反対側（図示せず）に相応のものが存在している。

ブラシ装置４の構造は図２に詳しく示した。

ブラシ装置４はブラシスリーブ６から成っており、ブラシスリーブ６内には炭素ブラシ７が、矢印Ａの方向で摺動可能に配置されている。炭素ブラシ７は、螺旋状の圧縮ばね８によって、ロータ５に結合された整流子９の方向にプレロードをかけられている。この場合、圧縮ばね８の、炭素ブラシ７とは反対側の端部は、ブラシスリーブ６の背壁１０に支持されている。整流子９における摩擦により炭素ブラシ７が摩耗した場合には、炭素ブラシ７が、圧縮ばね８によって整流子９の方向に摺動され、これにより摩耗は、摩滅限界に到るまでは補償される。

ブラシスリーブ６とケーシング２とはそれぞれ薄板状の導電材料、例えば黄銅薄板若しくは鋼板から製造されている。これらの材料は強度が高いが、問題なく、プレス加工、打ち抜き加工、穿孔により、複雑な成形部品に加工することができる。

ブラシスリーブ６はアングル状に突出した脚１１によって解離不能かつ形状接続的に、プレート状の支持部分１２に結合されている。この支持部分１２は、非導電材料から成っていて、ブラシスリーブ６をケーシング２に対して電気的に絶縁している。支持部分１２自体は、組み付けの際に、ブラシスリーブ６と一緒に矢印Ｂの方向で、ケーシング２に一体成形された舌片状の保持手段１３内に、支持部分１２から突出したストッパ１４がケーシング２に当接するまで挿入される。保持手段１３は図１に平面図でも示されている。

使用位置では（図２参照）、支持部分１２に一体成形された係止突起１５が端面３に設けられた切欠１６内に突入していて、ブラシスリーブ６と支持部分１２とから成る構成ユニットを、通常の運転時に、矢印Ｂとは逆方向の意図しないずれが生じないように固定している。このような構成ユニットの固定のために適した装置の構造については再度、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７１７５９４号明細書の、特に図示した実施例の説明を参照されたい。

支持部分１２とは反対側の半径方向面１７には、ステータ１９のコンタクトばね１８がばね弾性的に当接している。コンタクトばね１８は、半径方向面１７に対して、整流子９の方向に傾斜した当接領域２０を有しており、この当接領域２０はプレロードをかけられて半径方向面１７に当接している。コンタクトばね１８は、この電気機械にはいずれにせよ設けられるべき構成部分であって、その形状に関しては、公知の適当な手段と基本的には変更なく構成されていて良い。この場合、最初の組み付け時には本発明のように構成された電気機器でなくても、後から、例えば保守整備の過程で、本発明による相応の捕捉手段を設けることができる。

ブラシスリーブ６にはさらに、整流子９に面した端部とコンタクトばね１８との間に、この実施例では円形の切欠２１が設けられている。この切欠２１は、電気機械１が障害なく運転されている場合には（図５にも同様に示されている）機能しない。切欠２１は、円形とは異なる輪郭を有していても良い。この輪郭は例えば、ブラシスリーブ６又はコンタクトばね１８の形状に有利な製造方法により影響される。

これに対し、図３及び図６に示したような障害発生時には、ある所定の状況で、図４に別個に示した、ブラシスリーブ６と支持部分１２とから成る構成ユニットが、矢印Ｃの方向で、即ち、圧縮ばね８のプレロードによって最適にされた組み付け方向に反して、不都合にもずれてしまう。ブラシスリーブ６が大きくずれてしまうと、ブラシスリーブ６は、電気機械の別の導電的な構成部分と電気的に接触してしまう恐れがある。しかしながら、このような不都合な電気接続が生じる前に、コンタクトばね１８の当接領域２０が切欠２１に重なって、コンタクトばね１８の応力により落下し、切欠２１内に進入する。このような安全位置では、ブラシスリーブ６と支持部分１２とから成る構成ユニットが矢印Ｃの方向にさらに摺動することはなく、電気的な短絡も阻止される。しかしながら基本的には、この障害は、ブラシスリーブ６と支持部分１２とから成る構成ユニットが矢印Ｂの方向で、即ち整流子９に向かって新たに摺動されることにより再び除去される。

図７の実施例では、安全位置でブラシスリーブ６を固定するための捕捉手段は、ブラシスリーブ６の半径方向面１７から、炭素ブラシ７から離れる方向で突出する突起２２から成っている。この突起２２は、その傾斜路状の構成により、ブラシスリーブ６と支持部分１２とから成る構成ユニットの組み付け（矢印Ｂ）は殆ど妨害することはないが、固定位置に達した後、矢印Ｃの方向でのずれには大きな抵抗を与える。この場合も基本的には、ブラシスリーブ６以外は先行技術により公知のあらゆる構成部分を変更なく使用することができる。ブラシスリーブ６は、通常の製造の範囲内で、本発明を構成するために必要な特徴を、大きな付加的なコストや重量の増加なしに製造することができる。図７の実施例の場合も、既存の電気機械に本発明による捕捉手段を後から装備することは可能である。

以上の説明、請求項、図面に開示した特徴は、個々であっても、組み合わせた状態であっても、種々様々な形で本発明を実現するために重要である。

Claims (13)

1. 電気機械（１）、特に家電機器に設けられたブラシ装置（４）であって、炭素ブラシ（７）を収容するブラシスリーブ（６）を有しており、該ブラシスリーブ（６）は、使用位置で、前記電気機械（１）のケーシング（２）に固定可能である形式のものにおいて、
   ブラシ装置（４）が捕捉手段を有しており、該捕捉手段によって、ブラシスリーブ（６）が使用位置から離れる際に、ブラシスリーブ（６）を安全位置にロックすることができることを特徴とする、電気機械に設けられたブラシ装置。
2. 捕捉手段が少なくとも１つの係止装置を有しており、該係止装置は、ブラシスリーブ（６）を安全位置に係止するように把持する、請求項１記載のブラシ装置。
3. 前記係止装置が、ブラシスリーブ（６）の半径方向面（１７）に設けられた少なくとも１つの切欠（２１）を有しており、該切欠（２１）内に、使用位置では半径方向面に当接している係止突起が、安全位置に達した際に進入して係止する、請求項２記載のブラシ装置。
4. 前記切欠（２１）が円形又は矩形、特に正方形に形成されている、請求項３記載のブラシ装置。
5. ブラシスリーブ（６）が導電的に形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のブラシ装置。
6. 係止突起が、ステータ（１９）のコンタクトばね（１８）によって形成されている、請求項５記載のブラシ装置。
7. 切欠（２１）が使用位置で、半径方向で、電気機械の整流子（９）とステータ（１９）との間に配置されている、請求項６記載のブラシ装置。
8. コンタクトばね（１８）がブラシスリーブ（６）の使用位置で、整流子（９）の方向で傾けられて、ブラシスリーブの半径方向面（１７）に当接している、請求項７記載のブラシ装置。
9. 電気機械（１）のケーシング（２）が導電的に形成されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のブラシ装置。
10. ブラシスリーブ（６）が電気絶縁性の支持部分（１２）に固定されていて、該支持部分は、ケーシング（２）に設けられた保持手段（１３）に挿入可能、特にスライドにより挿入可能である、請求項９記載のブラシ装置。
11. 支持部分（１２）が整流子（９）の方向で、ケーシング（２）の保持手段（１３）内にスライドにより挿入可能である、請求項１０記載のブラシ装置。
12. 捕捉手段がブラシスリーブ（６）において突起（２２）を有しており、該突起が安全位置で、安全エレメントに、特にコンタクトばね（１８）に当接する、請求項１記載のブラシ装置。
13. 請求項１から１２までのいずれか１項記載のブラシ装置（４）を有した電気機械（１）、特に家電機器。

Images