JP2016007127A

JP2016007127A - ブラシホルダ装置およびシステム

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Publication number: JP2016007127A
Application number: JP2015113557A
Authority: JP
Inventors: アルバート・ユージーン・スタインバッハ; Eugene Steinbach Albert; エリック・スティーヴン・バスカーク; Eric Steven Buskirk; ベンジャミン・アルバ・マンキューソ; Alber Mancuso Benjamin; フランク・オースティン・スカルツォ、サード; Austin Scalzo Frank Iii; カーティス・モーリス・ヘバート; Curtis Maurice Hebert; マシュー・トーマス・プレストン; Thomas Preston Matthew
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2014-06-10
Filing date: 2015-06-04
Publication date: 2016-01-14
Anticipated expiration: 2035-06-04
Also published as: CN105305196A; CH709773B1; CN105305196B; JP6635684B2; US20150357780A1; DE102015107984A1; CH709773A2; US9762015B2

Abstract

【課題】作業員が発電電動機械のブラシを安全に取り外す／交換することを助けることができるブラシホルダ組立体のために提供する。
【解決手段】ブラシ保持部材１０４は、静止支持部材１０２に解放可能に取り付けられるように構成される。ブラシ保持部材１０４は、少なくとも１つの溝に沿って滑るように構成される少なくとも１つのレールを有する。ブラシ保持部材１０４は、フォーク形電気コネクタと嵌合するように構成されるナイフ形電気コネクタを有する。無線周波数認識装置（ＲＦＩＤ）タグは、ブラシ保持部材１０４に取り付けられ、ブラシの摩耗を監視して、ブラシの摩耗状態を監視システムに通信するように構成される。静止支持部材１０２は集電器取付台１１０に電気的に接続するように構成され、ブラシ保持部材１０４は少なくとも１つのブラシを保持するように構成される。
【選択図】図１

Description

本明細書に開示する主題は、ブラシホルダ装置およびシステムに関する。詳細には、本明細書に開示する主題は、発電電動機械（例えば、発電機、電動機など）および／または別の回転機械（例えば、回転クレーン）のブラシと回転要素との間に電流を導通させるように構成されるブラシホルダ装置およびシステムに関する。

従来の発電電動機械は、機械の運転中に電流が導通する巻線を有するロータを含む。ロータが回転するため、回転要素を用いてロータ外部の電源からロータ巻線へ電流を導通させる。集電リングまたは整流子などの回転要素をブラシと接触させて電流を導通させる。ブラシは回転要素に対して静止しているので、カーボン製のブラシは摩擦のため摩耗し、定期的に交換する必要がある。

発電電動機械の運転中のダウンタイムを削減する要望があるので、発電電動機械の運転中にブラシを交換するときがある。ブラシを安全に交換するために、（作業員の体を通って電流が流れるのを避けるため）作業員は片手を使う。従来のブラシホルダは重くて扱いにくく、ブラシの交換は困難で危険な場合がある。

米国特許出願公開第２０１４／００４５３４９号明細書

本発明の態様によれば、ブラシホルダシステムは、少なくとも１つの溝およびフォーク形電気コネクタを有する静止支持部材を含む。ブラシ保持部材は、静止支持部材に解放可能に取り付けられるように構成される。ブラシ保持部材は、少なくとも１つの溝に沿って滑るように構成される少なくとも１つのレールを有する。ブラシ保持部材は、フォーク形電気コネクタと嵌合するように構成されるナイフ形電気コネクタを有する。無線周波数認識装置（ＲＦＩＤ：ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグは、ブラシ保持部材に取り付けられ、ブラシの摩耗を監視して、ブラシの摩耗状態を監視システムに通信するように構成される。静止支持部材は集電器取付台に電気的に接続するように構成され、ブラシ保持部材は少なくとも１つのブラシを保持するように構成される。

本発明のこれらおよび他の特徴は、本発明の様々な態様の以下の詳細な説明を、本発明の様々な実施形態を示す添付図面と併せ読むことにより、より容易に理解されるであろう。

本発明の態様による、集電器馬蹄形部に取り付けられた単一のブラシホルダの部分斜視図である。本発明の様態による、静止支持部材の斜視図である。本発明の様態による、図２に示した静止支持部材１０２の背面斜視図である。本発明の態様による、ブラシ保持部材の前面斜視図である。本発明の態様による、ブラシ保持部材の背面斜視図である。本発明の態様による、ブラシを保持するために用いられるブラシ保持部材およびカム部材の底面図である。本発明の態様による、静止支持部材の斜視図である。本発明の態様による、ブラシホルダとともに用いることができるプランジャ式ブラシ制止具の概略図である。本発明の態様による、ブラシホルダとともに用いることができるプランジャ式ブラシ制止具の概略図である。本発明の態様による、ブラシの摩耗を検知するためのＲＦＩＤタグを組み込んだブラシホルダの斜視図である。本発明の態様による、図１０のＲＦＩＤタグの斜視図である。本発明の態様による、発電電動機械のシステムの簡易概略図である。本発明の態様による、２つの位置にあるカムの簡易側面図である。

本発明の図面は必ずしも原寸に比例したものではないことに留意されたい。図面は、本発明の典型的な態様のみを示すことを意図されており、したがって、本発明の範囲を限定するものと見なすべきではない。図面においては、同様の番号付けは図面間で同様の要素を表わす。

本発明の態様は、発電電動機械（例えば、発電機、電動機など）および／または別の回転機械（例えば、回転クレーン）のブラシと回転要素との間に電流を導通させるように構成されるブラシホルダ組立体（または装置）のために提供される。具体的には、本発明の態様は、作業員が発電電動機械および／または別の回転機械のブラシを安全に取り外す／交換することを助けることができるブラシホルダ組立体のために提供される。

本明細書で説明するように、従来の発電電動機械は、機械の運転中に電流が導通する巻線を有するロータを含む。ロータは回転するので、回転要素を用いてロータ外部の電源からロータ巻線へ電流を導通させる。集電リングまたは整流子などの回転要素をブラシと接触させて電流を導通させる。ブラシは回転要素に対して静止しているので、カーボン製のブラシは摩擦のため摩耗し、定期的に交換する必要がある。

従来のブラシホルダとは対照的に、本発明の態様は、回転カム式ブラシ保持器を含む発電電動機械用のブラシホルダ装置を含む。このカム式のブラシ保持器によって、効率的で安全にブラシを取り付ける、かつ／または、発電電動機械から取り外すことが可能となる。

図１は、本発明の態様による、集電器馬蹄形部に取り付けられた単一のブラシホルダの部分斜視図である。ブラシ取付台すなわち集電器馬蹄形部１１０は、集電リング１２０にかぶさって取り付けられる。集電リングはロータ（図示せず）とともに回転する。複数のブラシおよびそれらに対応するブラシホルダは集電器馬蹄形部に取り付けられ、集電リングの周りに少なくとも部分的に分配配置される。この例では、単一のブラシホルダ装置１００のみが集電器馬蹄形部１１０に取り付けられているのが示されている。ブラシホルダ装置１００は、集電器馬蹄形部にボルト締めまたはねじ留めされるか、あるいは任意の他の適切な方法を用いることができる。ブラシホルダ装置１００は静止支持部材１０２およびブラシ保持部材１０４を含む。静止支持部材１０２は、例えば、導電材料から作製する、または導電材料を含むことによって、集電器取付台（すなわち集電器馬蹄形部１１０）に電気的に接続するように構成される。ブラシ保持部材１０４は、（その中に含まれる）ブラシを少なくとも軸方向および周方向に保持するように構成される。

図２は、本発明の様態による、静止支持部材１０２の斜視図である。静止支持部材１０２は、少なくとも１つの溝２１０（図２では２つが示される）およびフォーク形電気コネクタ２２０を含む。フォーク形電気コネクタ２２０は、静止支持部材の一方の側または両側に延在することができる、あるいはその代りに、フォーク形電気コネクタは静止支持部材の側方へは延在せず中央にのみ配置することができる。テーパ付きスロット２３０は静止支持部材１０２の上部にあり、スロット２３０はブラシ保持部材の係止ピン４５０と協働するように構成される。係止ピンはまた、棒、留め具、突起、または傾斜面を有する円板で置き換えることができる。スロット２３０は、テーパ付きであることによって、係止ピン４５０を回転するとブラシ保持部材を下方にコネクタ２２０の中へ押す作用をする。棒２４０は、静止支持部材１０２の底端近くに配置することができ、この棒はブラシ保持部材１０４のカムに係合してカムを制止するように構成される。棒２４０はまた、ブラシ保持部材１０４を静止支持部材１０２内へ挿入することができる距離を制限するように働く。ブラシ保持部材１０４は、静止支持部材１０２に対して、上は係止ピン４５０と下は棒２４０の間で定位置に固定される。棒２４０は静止支持部材１０２の外形内に完全に入り込んで、外形からはみ出して突出しない。複数の穴２５０が設けられ、静止支持部材１０２を集電器取付台（すなわち集電器馬蹄形部１１０）に容易に取り付けることができるように構成される。穴２５０は、ボルトまたはねじなどの機械的締結具とともに使用するために雌ねじを切ることができる。さらに、穴２５０は、静止支持部材１０２の両側に設けることができ、その結果、複数の静止支持部材を一緒に積み重ねて、または並べて取り付けるように構成される。これは、複数のブラシを並べて積み重ねるときに望ましい場合がある。例えば、集電器馬蹄形部１１０の１つの周方向位置に３、４、５、６、７、またはそれより多くのブラシを配置することができる。導電間隔板（または棒）２６０は、静止支持部材１０２の１つまたは複数の側面に配置することができる。導電間隔板／棒２６０は、集電器取付台（集電器馬蹄形部１１０）および／または（例えば、第１の静止支持部材の側面に接続された）第２の静止支持部材に電気が導通するように構成される。

図３は、本発明の態様による、図２に示した静止支持部材１０２の背面斜視図である。導電棒２６０は、静止支持部材の本体１０３の一部を貫通して、集電器取付台１１０およびフォーク形電気コネクタ２２０に電気が導通するように構成される。この構成によって、静止支持体１０２は電気的に完全に絶縁することができ、電流は馬蹄形部１１０から導電棒２６０を通ってフォーク２２０へ流れることができる。馬蹄形部１１０に取り付けるための穴２５０は導電棒２６０に形成される。代替の実施形態では、導電棒２６０を長くして、複数の静止支持体１０２を同じ（より長い）導電棒２６０に取り付けることができる。静止支持体の底部を通り、導電棒２６０を通り、電気フォーク２２０および／あるいは１つまたは複数のタブ／ボス２７０の中を通るボルトによって、導電棒２６０は静止支持体１０２およびフォーク２２０に取り付けることができる。この例では、電気フォーク２２０の各側に１つのタブ／ボス２７０が示されている。フォーク形電気コネクタ２２０はまた、導電棒２６０に一体的に形成することができる。

静止支持部材１０２は、１つ、２つ（図示）、３つ、またはそれより多いブラシ保持部材を受け入れるように構成することができる。好ましい形態は、１つまたは２つのブラシを受け入れる静止支持部材であり、複数の支持部材は、集電器馬蹄形部の所与の周方向位置に特定の数のブラシを必要とする用途に対して、並べて配置することができる。静止支持部材１０２および／またはブラシ保持部材は、特定の用途での必要に応じて、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、あるいは任意の他の適切な導電性または非導電性の材料で実質的に形成する（または構成する）ことができる。単に１つの非限定的な例として、静止支持部材１０２およびブラシ保持部材１０４は、不動態化または陽極酸化されたアルミニウム、あるいは不動態化または陽極酸化されたアルミニウム合金で実質的に形成する（または構成する）ことができる。この材料は、電気的に絶縁性または半絶縁性の材料であるとともに良好な強度を有する。ブラシホルダ本体を通る電流の流れを最小限にして、ブラシおよびこの電流の流れのために設計されたブラシホルダの電路を通るように電流の流れを集中させることが望ましい。さらに、技術員が挿入または取り外し中に握る可能性のある部分を電流が流れることを最小限にする（または妨げることさえする）ことが望ましいと考えられる。また、ブラシ４３２がすり減って、もはや電流の経路の一部分とはなり得ないときに、集電リング１２０から直接ブラシ保持部材１０４へ、または静止支持部材１０２へ電流アークが発生する可能性を避けることが望ましい。静止支持部材およびブラシ保持部材のうちの少なくとも一方の表面の少なくとも一部が、実質的に電気的に絶縁性であるように構成される。例えば、ブラシ保持部材のハンドルは、運転中の機械のブラシホルダを挿入または取り外しをしている技術員を保護するために、実質的に電気的に絶縁性とすべきである。その代わりに、静止支持部材およびブラシ保持部材は、粉体被覆または塗布したアルミニウム、粉体被覆または塗布したアルミニウム合金、粉体被覆した金属材料または非金属材料、セラミック被覆した金属材料、あるいはセラミック被覆した非金属材料で実質的に形成する（または構成する）ことができる。

図４は、本発明の態様による、ブラシ保持部材１０４の前面斜視図である。図５は、本発明の態様による、ブラシ保持部材１０４の背面斜視図である。ブラシ保持部材１０４は、静止支持部材１０２に解放可能に取り付けられるように構成される。少なくとも１つのレール４１０は溝２１０に沿って滑るように構成される。図示の例では、ブラシ保持部材１０４は、ブラシ保持部材の各側に１つずつ、２つのレール４１０を含む。フォーク形電気コネクタ２２０と嵌合するように構成されたナイフ形電気コネクタ４２０は、ブラシ保持部材１０４の背面に配置される。ブラシ保持箱４３０は、１つまたは複数のブラシ４３２を軸方向および周方向に保持する。図示の例では、箱４３０は２つのブラシ４３２を保持する。ブラシ４３２はブラシばね４３４によって半径方向下方に付勢される。開口４３１は箱４３０に窓を形成して、ブラシ４３２を見ることができて、摩耗を視覚的に監視できるようになっている。

ブラシ保持部材１０４はハンドル組立体４４０を含み、ハンドル組立体４４０は、電気的に絶縁性のハンドル４４２、およびハンドル４４２とブラシコネクタ導線４３６との間に配置された電気的に絶縁性のガード４４４またはシールドを含む。ブラシコネクタ導線４３６には発電電動機械の運転中に高電圧、高電流が流れ、これらは危険であり、避けなければならない。電気的に絶縁性のハンドル４４２およびガード４４４は、通電しているブラシコネクタ導線４３６に技術員の手が接触するのを防ぐ。ハンドル４４２およびガード４４４は、プラスチック、ゴム、エポキシ／ガラス繊維積層物、ガラス繊維、または任意の他の適切な電気的に絶縁性の材料から構成することができる。

係止ピン４５０は、静止支持部材１０２のテーパ付きスロット２３０と協働するように構成される。ハンドル組立体は回転可能で、ハンドル組立体が回転すると、係止ピン４５０は回転して、テーパ付きスロット２３０に入る、またはスロットから出ることができる。図４および５では、係止位置に合わされた係止ピン４５０およびハンドル４４２が示されている。この係止位置では、係止ピン４５０は完全にスロット２３０の中に挿入され、係止ピンはテーパ付き面によって半径方向下方に動かされる。言い換えれば、ハンドル組立体４４０は約９０度回転するように構成され、０度位置では、係止ピン４５０がテーパ付きスロット２３０から外れて、ブラシ保持部材１０４を静止支持部材１０２から取り外すことができるように構成される。９０度位置（図４および５に示す）では、係止ピン４５０がテーパ付きスロット２３０内に係合してブラシ保持部材１０４が静止支持部材１０２に作動状態に完全に固定されるように構成される。ハンドル４４２が係止ピン４５０に平行な方向を向き、係止ピン４５０がテーパ付きスロット２３０を通って延在することによって、作業員は、ブラシ保持部材１０４が静止支持体１０２内に完全に挿入されて定位置に固定されているのを容易に確かめることができる。

ばね組立体４６０はハンドル組立体４４０の中に収容され、ばね組立体はブラシ端子圧縮板４７０（このうちの２つを図示）に機械的に結合される。ブラシ端子圧縮板は、ハンドルの軸を貫通して延在する１つの部品とすることができるが、２つの部品から作ることもできる。ブラシ４３２は、ブラシコネクタ導線（またはピグテイル）４３６を介してブラシ端子４３８に接続される。ブラシ端子４３８はナイフ形電気コネクタ４２０に電気的に接続される。例えば、ナイフ形電気コネクタは、各ブラシ端子４３８の下を延在する導電性のベース部材を含み、それによって導電経路が形成される。ばね組立体４６０は圧縮板４７０を下方に付勢し、この下向きの圧力によってブラシ端子は、ナイフ形電気コネクタ４２０のベース部材に押し付けられて定位置に保持される。これは、ブラシ保持部材１０４が静止支持部材１０２に挿入される（または静止支持部材１０２から取り外される）とき、特に有利である。手作業でブラシを挿入する、または取り外すときには片手だけを使うことが推奨され、ばね組立体によって、ブラシ端子４３８を定位置に保持するためにもう一方の手を全く必要としない。ブラシ保持部材１０４が静止支持部材の中に完全に挿入され、ハンドル４４２を９０度回転すると（係止位置に入れると）、テーパ付きスロット２３０によって係止ピン４５０は（ブラシ保持部材１０４も同様に）半径方向下向きに押され、ブラシ端子４３８に付加の力が加えられる。この設計の利点は、ブラシ端子４３８を端子圧縮板４７０とブラシ保持部材の対向する面（すなわち、ナイフ形電気コネクタ４２０の導電性ベース部材）との間で締めつけ、その結果、いかなる道具も用いずにブラシ端子を係合する、または解放するようにブラシ保持部材１０４が構成されることである。必要なことは、手作業で各部品を配置するだけである。特定の道具の使用を最小限にする、または使用しないことによって、特に発電電動機械の運転時および通電時に、発電電動機械周りの作業を非常に簡単にし、安全性を高めることができる。

図示のように、ブラシ箱４３０は２つのブラシ４３２を保持するように構成される。しかし、箱４３０は、（箱の幅を狭めて）１つのブラシ４３２、または（箱の幅を広げて個々のブラシの開口を追加して）３つ以上のブラシを保持するように構成することができる。ブラシ端子４３８は、その遠位端に配置された上向きの屈曲部を含む。この屈曲部は、ブラシ端子を圧縮板４７０の下の定位置に保持するのに役立つ。屈曲部はまた、リブまたはレールによって置き換えることができる。ブラシ端子には穴、または切り目も設けることができ、これらは、端子圧縮板４７０またはナイフ形電気コネクタ４２０の導電性ベース部材にある相補的な機構と協働する。例えば、ブラシ端子４３８がその中央に穴を含むならば、圧縮板４７０は、ブラシ端子の穴に係合するように配置される相補的なピンを有することができる。ブラシ保持部材のこの相補的な機構によって、ブラシ端子をブラシ保持部材に固定することが容易になる。ブラシ端子が相補的なピンを有し、圧縮板が穴を有するという逆の方法も用いることができる。この構成では、ブラシ保持部材１０４は、ナイフ形電気コネクタ４２０をブラシ端子４３８に電気的および機械的に接続するように構成され、一方、ナイフ形電気コネクタ４２０およびブラシ端子４３８はともにハンドル４４２から電気的に絶縁される。

ブラシ４３２は、ロータ集電リング１２０との摩擦接触によって摩滅するので、ブラシばね４３４は、ブラシ４３２の摩耗面とロータ集電リング１２０との接触を維持する。ブラシばね４３４は、それ自体が反発するように張力をもって設計されているので、ブラシばね４３４は、ブラシ４３２を半径方向下向きに集電リング１２０に押し付けるように構成される。このように、ばね４３４の頂部のコイルは締まろうとする、または下方に丸くなろうとし、それによって、半径方向下向きの力をブラシ４３２に加える。ブラシばね４３４は、コイルばね４３４のすぐ後ろおよび上にある屈曲支持板４３５を含む。ばね４３４は、屈曲支持板４３５の底部に固定することができる。屈曲支持板４３５はまた、ブラシ保持部材１０４の相補的な凹所の中へ挿入するために構成された角度の付いたタブを含むことができる。ブラシばね４３４および屈曲支持板４３５は、角度の付いたタブを、ブラシばねを挿入するために相補的な凹所の中に入れることができ、また、ブラシばねを取り外すために相補的な凹所から出すことができるように、可撓性がある。ブラシばね４３４および屈曲支持板４３５はまた、ブラシ保持部材またはブラシ保持箱４３０に押し付けてブラシ４３２を制止するために構成されたカム部材６１０と一列に配置されるように構成される。このように一列に配置すると、ばね４３４、ブラシ４３２およびカム部材６１０の間でひっかかる可能性が低減または排除され、滑らかな動作が可能となるような配置となる。

図６は、本発明の態様による、ブラシ４３２を保持するために用いられるブラシ保持部材１０４およびカム部材６１０の底面図である。カム部材６１０は、ブラシ保持部材１０４の底近くで軸６２０に動作可能に接続される。カム部材６１０は、ブラシ保持部材１０４が静止支持部材１０２の中に完全に挿入されるまで、ブラシ４３２をブラシ保持部材またはブラシ保持箱４３０に押し付けて保持するように構成される。カム部材６１０は、一定角度のカム形状をしており、ばね６１２（例えば、ねじりばね）で軸６２０に取り付けられる。一定角度のカム形状は対数螺旋形状に一致する。これは、カム部材６１０がブラシ４３２の表面に達するために回わる度合にかかわらず、カム６１０は同じ角度および同じ大きさの力でブラシ４３２に接触し、ブラシ保持部材１０４内をブラシが滑るのを妨げることを意味する。すべてのブラシが全く同じ寸法という訳ではないので、各カム部材６１０が自由に軸６２０上を独立して回転し、軸６２０と対応するブラシ４３２表面との間の実際の隙間を埋めることが重要である。

図１３は、本発明の態様による、２つの位置にあるカム６１０の簡易側面図である。ブラシ保持部材１０４が静止支持体１０２の中に完全には挿入されていないとき、カム６１０は下向きに回転し、ブラシ４３２と接触する。一旦、ブラシ保持部材１０４が静止支持体１０２の中に完全に挿入されると、カム６１０’（仮想線で示す）は棒２４０（仮想線で示す）によって押し上げられ、ブラシ４３２から離れる。

ばね６１２はカム部材６１０をブラシ４３２の方へ付勢する。ブラシ４３２が箱４３０を通って半径方向下方に動くと、カム部材６１０は（くさび作用によって）ブラシ４３２と接触し、ブラシ４３２がさらに下方に動かないようにする。事実上、カム部材６１０は、ブラシが箱４３０を通り抜けて落ちるのを防ぐ。カム部材６１０およびばね６１２は、カム６１０がブラシ４３２を傷つけないように、かつブラシ４３２の挿入および取り外しを道具を使用せずに（すなわち簡単に手作業で）行えるように構成される。使用時には、ブラシ４３２は箱４３０内に装着され、カム部材６１０はブラシ４３２を定位置に保持する。次に、ブラシ保持部材１０４は静止支持部材１０２の中に挿入することができる。カム部材６１０が棒２４０に接触すると（それは、ブラシ保持部材１０４が静止支持部材１０２の中に、完全ではなくても、ほとんど完全に挿入されたときに生じる）、カム部材は（棒２４０によって）上方へ押され、ブラシ４３２から後退する。この動作によって、ブラシ４３２は、続いて、集電リング１２０上に落ちる。逆に、ブラシ保持部材１０４が係止を解除され、静止支持部材１０２から引き出されるときは、各カム部材６１０は棒２４０との接触がなくなり、ブラシ４３２と再び接触する。これによって、ブラシ４３２は確実に集電リング１２０との接触がなくなり、ブラシ保持部材１０４とともに引き出される。さらに、ブラシ保持部材１０４が静止支持体１０２から引き出されるとき、本明細書で図示し説明したカム部材６１０によって、ブラシ４３２は、追加のブラシ交換工具を使用せずに、片手（例えば一人の作業員の手）で装着および／または交換することが可能となる。これによって、例えば、従来のシステムおよび手法を越える安全性および効率性の利点が得られる。

図７は、本発明の態様による、静止支持部材７０２の斜視図である。静止支持部材７０２は代替の実施形態であり、２つの対向する溝７１０およびフォーク形電気コネクタ７２０を含む。フォーク形電気コネクタ７２０は静止支持部材の片側または両側へ延在することができる、またはその代わりに、フォーク形電気コネクタ７２０は静止支持部材の側面へは延在せずに中央にのみ配置されることができる（図示）。テーパ付きスロット７３０は静止支持部材７０２の上部にあり、スロット７３０はブラシ保持部材の係止ピン４５０と協働するように構成される。スロット７３０の上部のテーパ付き面は、係止ピン４５０をスロットへ回転して入れると、ブラシ保持部材を下方にコネクタ７２０の中へ押す作用をする。棒７４０は、静止支持部材７０２の底端近くにあり、この棒７４０はブラシ保持部材１０４のカムに係合してカムを制止する。複数の穴７５０が設けられ、静止支持部材７０２を集電器取付台（すなわち集電器馬蹄形部１１０）に容易に取り付けることができるように構成される。穴７５０は、ボルトまたはねじなどの機械的締結具とともに使用するために雌ねじを切ることができる。さらに、穴７５０は、静止支持部材７０２の両側に設けることができ、その結果、複数の静止支持部材を一緒に積み重ねて、または並べて取り付けられるように構成される。フォーク形コネクタ７２０は、静止支持部材７０２を通じて馬蹄形部１１０に電気的に接続される。

図８および９は、本発明の態様による、ブラシホルダとともに用いることができるプランジャ式ブラシ制止具の概略図である。図８はブラシ４３２がプランジャ式ブラシ制止具によって制止されているのを示し、図９はプランジャ式制止具が引っ込んでブラシ４３２が集電リング１２０の上に落ちることができるのを示している。図８および９は、ホルダすなわち箱８３０内を滑らないようにブラシ４３２を保持するための代替の方法を示す。静止支持体は８０２で示し、ブラシ保持部材は８０４で示す。回転カム６１０（図５〜６参照）を用いるのではなく、ブラシ４３２に接触して制止するために、プランジャ式ブラシ制止具８１０を有するプランジャ式ブラシ制止装置を用いることができる。図８は、プランジャ式ブラシ制止具８１０がブラシ４３２に接触してブラシ４３２を制止するように構成されているのを示す。プランジャ式ブラシ制止具８１０は、枢動支持部８１４を介して回転棒または枢動棒８１２と輪郭フォロア８１３に結合される。枢動棒８１２の頂部は、プランジャばね８１６によってブラシホルダ箱（またはブラシ保持部材）８３０から離れるように枢動（または付勢）される。このようにして、ばね８１６はプランジャ８１０を付勢してブラシ４３２に押し付ける。図８では、ばね８１６は、ブラシ保持部材８０４の挿入および取り外しに対応する伸びた位置にある。輪郭フォロア８１３は、ブラシ保持部材８０４（すなわちブラシ箱８３０）からより遠くの静止支持体８０２の内壁の輪郭面８０３の一部を通ることに留意されたい。図９に示すように、ブラシ保持部材８０４が静止支持体８０２の中に完全に挿入された位置に達すると、輪郭面８０３はブラシ箱８３０に近くなり、その結果、輪郭フォロア８１３をブラシ箱８３０に近づける。この動作によってばね８１６は圧縮され、棒８１２を枢動支持部８１４の周りに回転／枢動させ、プランジャ式ブラシ制止具８１０を引っ込ませる。このように、枢動棒８１２および輪郭フォロア８１３は、静止支持部材８０２の輪郭面８０３に従動するように構成される。一旦、プランジャ８１０が（ブラシ４３２から）後退すると、ブラシ４３２はブラシ箱８３０の内部を自由に滑って、次いで集電リング１２０の上に落ちることができる。ブラシ保持部材８０４の挿入または取り外し中、ブラシ４３２はブラシ箱８３０に押し付けられ制止される。一旦、ブラシ保持部材８０４が静止支持部材８０２の中に完全に挿入されると、プランジャ８１０は引っ込み、ブラシは解放されて（ブラシばね８３４の力を借りて）集電器１２０の上に落ちることができる。

図１０は、本発明の態様による、ブラシホルダの斜視図である。ブラシ保持部材１００４は、ブラシ箱１０３０に取り付けられた（貼り付けられた）無線ＲＦＩＤ（無線周波数認識）タグ１０００を含む。個々のＲＦＩＤタグ１０００は、ブラシ箱１０３０内の各ブラシ１０３２を監視するために用いることができ、または１つのＲＦＩＤタグ１０００が、（図１０に示すように）単一のブラシ１０３２を監視して複数のブラシ１０３２の挙動を代表するフィードバックを与えるために用いることができる。ＲＦＩＤタグ１０００は、ブラシ１０３２の摩耗を監視して、ブラシの摩耗状態を監視システムに通信するように構成される。ＲＦＩＤタグ１０００は本体１００１を含み、本体１００１はブラシ箱１０３０に取り付けられるように構成される。ＲＦＩＤタグを所望の場所に確実に取り付けるために、本体１００１とブラシ箱１０３０とは接着剤（図示せず）で貼ることができる。あるいは、磁石、締結具（例えば、ボルトまたはねじ）、または面ファスナもまた、ＲＦＩＤタグをブラシホルダに取り付けるために用いることができる。ＲＦＩＤタグ１０００は、ブラシホルダ１０３０内に少なくとも部分的に配置されるブラシ１０３２の存在を検出するように構成される近接センサ１０１０を含む。ＲＦＩＤタグ１０００は、ブラシホルダ１０３０およびブラシホルダ１０３０近くの空気のうちの少なくとも一方の温度を検出するように構成される温度センサ１０２０を含む。近接センサ１０１０は、観察窓１０３１の中に、または観察窓１０３１にかぶさって配置される。

ＲＦＩＤタグ１０００は無線信号を伝送するように構成され、無線信号は、ブラシ１０３２の余寿命を代表し、または決定するために用いることができ、かつ／あるいは高すぎるもしくは低すぎる温度によってブラシの異常作動状態を代表する、または決定するために用いることができる。無線信号は、ブラシの正常作動状態または異常作動状態の示度に、またはブラシ１０３２の余寿命の示度に変換可能である。例えば、高すぎるまたは低すぎるブラシ温度はブラシの異常作動状態を示し、正常な作動パラメ−タ内の温度は正常作動状態を示す。近接センサ１０１０からの信号は、ブラシ１０３２の余寿命の示度に変換可能で、この示度は二値型の示度または表示（例えば、良好（ＧＯＯＤ）または交換（ＲＥＰＬＡＣＥ））とすることができ、あるいは、より詳しく特定することができる（例えば良好（ＧＯＯＤ）（または、最短時間よりも長い）、５週間残、４週間残、３週間残、２週間残など）。様々な量（例えば、年、月、週、日、時間など）の時間増分、または具体的なブラシの長さ（例えば、ｍｍ、ｃｍなど）は同様に、ブラシの余寿命量を決定するまたは示すために用いることができることを理解されたい。

図１１は、本発明の態様による、ＲＦＩＤタグ１０００の斜視図である。ＲＦＩＦタグ１０００は本体１００１の上の、または中の近接センサ１０１０を含む。近接センサ１０１０は、ブラシ箱１０３０内に配置されたブラシ１０３２の存在および／または位置を検出するように構成される。近接センサ１０１０は、誘導コイル回路、電気機械スイッチ、または任意の他の適切な近接検知装置とすることができる。例えば、誘導コイル回路は、後述のように、ブラシホルダの中のブラシの位置を示す信号を与えるように構成することができる。本体１００１はまた温度センサ１０２０を含むことができ、温度センサ１０２０はブラシ箱１０３０の温度および／またはブラシ箱１０３０近くの空気の温度を検出するように構成される。温度センサ１０２０は、抵抗体、測温抵抗体（ＲＴＤ）、サーミスタ、熱電対、または任意の他の適切な温度検知装置とすることができる。

ＲＦＩＤタグ１０００は、無線信号を離れた場所（例えば、１つまたは複数のアンテナ）へ伝送するように構成され、この無線信号はブラシ１０３２の余寿命を代表する。例えば、「代表する」は、ブラシ箱１０３０内のブラシ１０３２の状態および／または位置を決定するために用いることができるとして定義される。状態または位置は、合格（ＰＡＳＳ）（例えば良好）または不合格（ＦＡＩＬ）（例えば交換）とすることができる。あるいは、ブラシ１０３２の頂部の位置は、近接センサ１０１０を通過するときに、（誘導コイル回路または電気機械スイッチによって）検出することができ、また、この位置の変化を用いてブラシの余寿命の時間（例えば、交換が必要になるまで余寿命は２週間）を推定することができる。複数の近接センサ１０１０を、複数のブラシ長さに対応してＲＦＩＤタグ１０００の異なる位置に使用すると、摩耗の複数の段階を同定するために用いることができる。

ＲＦＩＤタグ１０００は、電力消費を低減するために、低電圧、低電流の構成部品から構成されるのが好ましい。これによって、ＲＦＩＤタグ１０００は、完全に受動的（アンテナ１２３０によって送信される呼掛け信号からの電力のすべてを受け取る）とするか、または各ＲＦＩＤタグ１０００内の電池が長寿命となるかのどちらかとすることができる。ＲＦＩＤタグ１０００は、ブラシ１０３２の電流または電圧からエネルギーを取らないので、装置およびシステム１２００は、発電電動機械が通電されていない、または運転中でなくとも、完全に作動可能な状態である。受動的または能動的ＲＦＩＤタグ１０００は低電力消費であるように構成することができ、また、各ブラシおよびすべてのブラシにつながる電線を必要としないので、これらの低電力消費レベルによって実質的に改良された結果が得られる。これらの結果は予想外であった。というのは、このような低電力装置が発電電動機械の環境で十分働くことは予想されなかったが、本明細書で説明したシステムおよび装置で正確で信頼できる結果が得られることが試験で証明されたからである。

ＲＦＩＤタグ１０００は無線周波数認識（ＲＦＩＤ）装置またはタグとして構成することができ、それは無線信号を受信アンテナへ伝送、および／または受信アンテナから受信することができる。ＲＦＩＤ装置は約８００ＭＨｚから約１ＧＨｚまたは約２．４ＧＨｚまでの周波数範囲、または任意の他の適切な周波数範囲で伝送することができる。ＲＦＩＤ装置は受動装置として構成することができ、その電力を、離れた場所の、または近くのアンテナ（例えば、図１２に示すような１つまたは複数のアンテナ１２３０）から受け取るように、呼掛け信号から受け取ることができる。ＲＦＩＤ装置はまた、それ自体の電源（例えば電池１０５０）を含む能動ＲＦＩＤ装置としても構成することができ、外部アンテナ１２３０へ出力を送るが、呼掛け信号を必要としない、またはＲＦＩＤ装置は電池で補助された受動ＲＦＩＤ装置として構成することができ、電力は内部電源から得て、呼掛け信号はアンテナ１２３０などの外部源から来る。

ＲＦＩＤタグ１０００は、様々な低電力回路および装置を含むことができる。単に非限定的な例として、ＲＦＩＤタグ１０００は、誘導コイルとすることができる近接センサ１０１０、温度センサ１０２０、アンテナ１０２５、およびＲＦＩＤチップ１０４０を含む。付加の、または異なる回路、構成部品、およびＩＣ（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ−ｃｉｒｃｕｉｔ：集積回路）チップを用いて同様に装置を構成することができることを理解されたい。

図１２は、本発明の態様による、発電電動機械のシステムの簡易概略図である。システム１２００は、それぞれが１つまたは複数のブラシ１２２０を保持するように構成された１つまたは複数のブラシホルダ１２１０を含み、ブラシホルダ１２１０は発電電動機械１２０５で用いるように構成される。例えば、発電電動機械は、回転直流電場または回転交流電機子を有する発電機、あるいは電動機とすることができる。ＲＦＩＤタグ１０００はブラシホルダ１２１０に取り付けられ、ＲＦＩＤタグ１０００は、ブラシホルダ１２１０内に少なくとも部分的に配置されるブラシ１２２０の存在を検出するように構成された１つまたは複数の近接センサを含む。ＲＦＩＤタグ１０００はまた、ブラシホルダ１２１０の温度および／またはブラシホルダ１２１０近くの空気の温度を検出するように構成された温度センサを含むことができる。ＲＦＩＤタグ１０００は、無線信号を発電電動機械１２０５内にまたは近くに配置される１つまたは複数のアンテナ１２３０へ伝送するように構成され、１つまたは複数のアンテナ１２３０は、ＲＦＩＤタグ１０００からの無線信号を受信するように構成される（ＲＦＩＤタグ１０００へエネルギーを伝送するように構成される実施形態もある）。無線信号はブラシ１２２０の余寿命を代表する、または余寿命を決定するために用いることができる。各ＲＦＩＤタグ１０００は、固有の識別コードを割り当てられるので、各ブラシ１２２０の状態を同定することができる。

システム１２００は、データを局所的に、または遠隔に配置された監視所または監視システム１２４０へ伝送することができる。技術員は、（無線信号からの）受信データを見て、発電電動機械１２０５の各ブラシの状態を監視することができる。各ブラシに関するデータは、グラフ形式または表形式で表示することができ、各ブラシの余寿命の示度、ブラシが損傷するまでの時間量、または交換が必要になるまでの時間量に変換することができる。

装置、ブラシホルダ、およびシステムは、温度、電磁気、圧力、歪み、加速度、抵抗、電気機械、磁気抵抗、ホール効果、電流測定および／または他の適切な装置を含むセンサの種類を用いてブラシおよび／またはブラシホルダの様々な状態を監視するように構成される。発電電動機械のブラシ／整流子装置の一般的な状態を評価するために、装置およびセンサ（複数可）は、ブラシホルダに（物理的に接触して）配置する、かつ／または近接して配置することができる。１つの特定の実施形態では、ブラシの位置の測定および／または温度測定は、ブラシを交換または調節すべきかどうかを決定、およびその時期を決定するための方法を提供する。

本発明によって提供される１つの利点は、ＲＦＩＤタグ１０００は既存のブラシホルダに追加することができ、その結果、ブラシ自体を変更する必要がないという点である。ブラシは「消耗品」であるので、ユーザは低コストで標準ブラシを購入、使用、および交換することができるので、ユーザは経済的利益を得る。本明細書で説明した装置およびシステムはまた、ブラシホルダまたはブラシ自体に取り付ける追加の電線を使用しないで済む。「追加の電線」を使用することは、短絡する経路が加わったり、隣接の通電された構成部品からの過剰な雑音が信号に入ったりする可能性がある。これはまた目視検査およびブラシ交換作業のじゃまになる。本発明はまた、センサをブラシに物理的に取り付ける、または組み込むことがないという利点を提供する。これによって、コストは低減され、また、ブラシに何かを取り付けると、ブラシがブラシホルダ内で動かなくなってしまう可能性があるので、ブラシがブラシホルダに沿って滑るときに悪影響を及ぼす可能性が除かれる。もしブラシが動かなくなり、ブラシホルダに沿って下方に滑らなくなると、ブラシと集電器との間に隙間が形成され、これによって望ましくないアーク発生およびその結果として機械の損傷が生じることがある。また、発電電動機械の残りが動作していないときも完全に作動することができる。

本発明の態様によるブラシホルダ、装置、およびシステムは任意の発電電動機械とともに用いることができ、あるいは任意の発電電動機械に適用することができる。単なる非限定的な例として、発電電動機械は、電動機、あるいは回転直流電場または回転交流電機子のどちらかを有する発電機を含むことができる。本発明のブラシホルダ、装置、およびシステムは、予想外の実質的に改良された結果を示す。というのは、いかなる道具も用いないで片手で挿入および取り外しが可能で、ユーザの手が運転中の発電電動機械の電気が流れている（通電されている）ブラシの導線と接触しないように絶縁および保護するブラシホルダを提供するからである。

本明細書で使用する用語は、特定の実施形態を説明する目的のためだけであり、本開示を限定することを意図したものではない。本明細書に使用されるとき、単数形「１つ（ａ）」、「１つ（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、文脈において特に明示しない限り、複数形も含むことを意図される。さらに、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、本明細書に使用されるとき、提示する特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素が存在することを特定するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらのグループが存在すること、あるいはそれらが付加されることを除外しないことが理解されるであろう。

本明細書では、最良の態様を含む例を用いて本発明を開示し、さらに、任意の装置またはシステムの作製および使用、ならびに任意の組み入れられた方法の実施を含め、当業者が本発明を実施できるように本発明を開示している。本発明の特許性を有する範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の例も含む。このような他の例は、特許請求の範囲の文言と相違ない構成要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言と実質的に相違ない等価の構成要素を有する場合、特許請求の範囲内であることを意図している。

１００ブラシホルダ装置
１０２静止支持部材
１０３本体
１０４ブラシ保持部材
１１０集電器馬蹄形部
１２０集電リング
２１０溝
２２０フォーク形電気コネクタ
２３０テーパ付きスロット
２４０棒
２５０穴
２６０導電間隔板
２７０タブ
４１０レール
４２０ナイフ形電気コネクタ
４３０ブラシ保持箱
４３１開口
４３２ブラシ
４３４ブラシばね
４３５屈曲支持板
４３６ブラシコネクタ導線
４３８ブラシ端子
４４０ハンドル組立体
４４２ハンドル
４４４絶縁性のガード
４５０係止ピン
４６０ばね組立体
４７０端子圧縮板
６１０カム部材
６１０’ カム部材
６１２ばね
６２０軸
７０２静止支持部材
７１０溝
７２０フォーク形電気コネクタ
７３０テーパ付きスロット
７４０棒
７５０穴
８０２静止支持部材
８０３輪郭面
８０４ブラシ保持部材
８１０プランジャ式ブラシ制止具
８１２枢動棒
８１３輪郭フォロア
８１４枢動支持部
８１６ばね
８３０ブラシホルダ箱
１０００ＲＦＩＤタグ
１００１本体
１００４ブラシ保持部材
１０１０近接センサ
１０２０温度センサ
１０２５アンテナ
１０３０ブラシ箱
１０３１観察窓
１０３２ブラシ
１０４０ＲＦＩＤチップ
１０５０電池
１２００システム
１２０５発電電動機械
１２１０ブラシホルダ
１２２０ブラシ
１２３０アンテナ
１２４０監視所

Claims

少なくとも１つの溝（２１０、７１０）を有する静止支持部材（１０２、７０２）であって、フォーク形電気コネクタ（２２０、７２０）を有する静止支持部材（１０２、７０２）と、
前記静止支持部材（１０２、７０２）に解放可能に取り付けられるように構成されるブラシ保持部材（１０４、１００４）であって、前記少なくとも１つの溝（２１０、７１０）に沿って滑るように構成される少なくとも１つのレール（４１０）を有し、前記フォーク形電気コネクタ（２２０、７２０）と嵌合するように構成されるナイフ形電気コネクタ（４２０）を有するブラシ保持部材（１０４）と、
前記ブラシ保持部材（１０４、１００４）に取り付けられる無線周波数認識装置（ＲＦＩＤ）タグ（１０００）であって、ブラシ（１０３２）の摩耗を監視して、ブラシの摩耗状態を監視システムに通信するように構成されるＲＦＩＤタグ（１０００）とを
を備えるブラシホルダシステムであって、
前記静止支持部材（１０２、７０２）が集電器取付台（１１０）に電気的に接続するように構成され、前記ブラシ保持部材（１０４、１００４）が少なくとも１つのブラシを保持するように構成される、
ブラシホルダシステム。
前記ＲＦＩＤタグ（１０００）が、
前記ブラシ保持部材（１００４）内に少なくとも部分的に配置される少なくとも１つのブラシ（１０３２）の存在を検出するように構成される近接センサ（１０１０）であって、前記ＲＦＩＤタグ（１０００）が無線信号を伝送するように構成される、近接センサ（１０１０）と、
発電電動機械（１２０５）内にまたは近くに配置される１つまたは複数のアンテナ（１２３０）であって、前記ＲＦＩＤタグ（１０００）からの前記無線信号を受信するように構成される１つまたは複数のアンテナ（１２３０）とを
さらに備える、請求項１記載のシステムであって、
前記無線信号が前記少なくとも１つのブラシ（１０３２）の余寿命の示度に変換可能である、
請求項１記載のシステム。
前記ＲＦＩＤタグ（１０００）が、
前記ブラシ保持部材（１００４）および前記ブラシ保持部材（１００４）の近くの空気のうちの少なくとも一方の温度を検出するように構成される温度センサ（１０２０）をさらに備え、
前記無線信号が、前記少なくとも１つのブラシ（１０３２）の正常作動状態または異常作動状態の示度に変換可能である、
請求項２記載のシステム。
前記近接センサ（１０１０）が、誘導コイル回路および電気機械スイッチのうちの少なくとも一方を備える、請求項２記載のシステム。
前記ＲＦＩＤタグ（１０００）が、前記無線信号を１つまたは複数のアンテナ（１２３０）へ伝送するように構成される能動無線周波数認識（ＲＦＩＤ）装置であって、その電力を電池（１０５０）から受け取るように構成される能動無線周波数認識（ＲＦＩＤ）装置をさらに備える、請求項３記載のシステム。
前記ＲＦＩＤタグ（１０００）が、約８００ＭＨｚから約１ＧＨｚまたは約２．４ＧＨｚまでの周波数範囲で伝送する、請求項２記載のシステム。
前記ブラシ保持部材（１０４）の底近くで軸（６２０）に動作可能に接続される少なくとも１つのカム部材（６１０）であって、前記ブラシ保持部材（１０４）が前記静止支持部材（１０２、７０２）の中に完全に挿入されるまで、ブラシ（４３２）を前記ブラシ保持部材（１０４）に押し付けることによって、前記ブラシ（４３２）が前記ブラシ保持部材（１０４）内を滑らないように保持するように構成されるカム部材（６１０）を、前記ブラシ保持部材（１０４）がさらに備える、請求項１記載のシステム。
前記静止支持部材（１０２、７０２）の底端近くに配置される棒（２４０、７４０）であって、一旦、前記ブラシ保持部材（１０４）が前記静止支持体（１０２、７０２）の中に実質的に完全に挿入されると、前記ブラシが自由に動いて発電電動機械の集電器に接触するように前記少なくとも１つのカム部材（６１０）に係合して制止するように構成される棒（２４０、７４０）を、前記静止支持部材（１０２、７０２）がさらに備える、請求項７記載のシステム。
前記静止支持部材（１０２、７０２）が、前記ブラシ保持部材（１０４）の係止ピン（４５０）と協働するように構成されるテーパ付きスロット（２３０、７３０）をさらに備える、請求項８記載のシステム。
前記静止支持部材（１０２、７０２）が、前記集電器取付台（１１０）への前記静止支持部材（１０２、７０２）の取付けを容易にするように構成される複数の穴（２５０、７５０）であって、複数の静止支持部材を一緒に取り付けられるように構成される複数の穴（２５０、７５０）をさらに備える、請求項８記載のシステム。
前記静止支持部材（１０２、７０２）および前記ブラシ保持部材（１０４）のうちの少なくとも一方が、アルミニウムまたはアルミニウム合金から構成される、請求項８記載のシステム。
前記静止支持部材（１０２、７０２）および前記ブラシ保持部材（１０４）のうちの少なくとも一方が、不動態化または陽極酸化されたアルミニウム、あるいは不動態化または陽極酸化されたアルミニウム合金から構成され、前記静止支持部材（１０２、７０２）および前記ブラシ保持部材（１０４）のうちの少なくとも一方の表面の少なくとも一部が、実質的に電気的に絶縁性であるように構成される、請求項８記載のシステム。
前記静止支持部材（１０２、７０２）および前記ブラシ保持部材（１０４）のうちの少なくとも一方が、粉体被覆または塗布したアルミニウム、粉体被覆または塗布したアルミニウム合金、セラミック被覆した金属材料、あるいはセラミック被覆した非金属材料から構成され、前記静止支持部材（１０２、７０２）および前記ブラシ保持部材（１０４）のうちの少なくとも一方の表面の少なくとも一部が、実質的に電気的に絶縁性であるように構成される、請求項８記載のシステム。
前記ブラシ保持部材（１０４）がハンドル組立体（４４０）をさらに備え、
前記ハンドル組立体（４４０）が、電気的に絶縁性のハンドル（４４２）を備え、前記ハンドル（４４２）とブラシコネクタ導線（４３６）との間に配置されるように構成される電気的に絶縁性のガード（４４４）を有し、前記静止支持部材のテーパ付きスロット（２３０、７３０）と協働するように構成される係止ピン（４５０）を含み、
前記ハンドル組立体（４４０）が、前記係止ピン（４５０）が回転して前記テーパ付きスロット（２３０、７３０）に入るように、または前記スロット（２３０、７３０）から出るように回転するように構成される、請求項８記載のシステム。
前記ハンドル組立体（４４０）が約９０度回転するように構成され、０度位置では、前記係止ピン（４５０）が前記テーパ付きスロット（２３０、７３０）から外れて、前記ブラシ保持部材（１０４）を前記静止支持部材（１０２）から取り外すことができるように構成され、９０度位置では、前記係止ピン（４５０）が前記テーパ付きスロット（２３０、７３０）内に係合して前記ブラシ保持部材（１０４）が前記静止支持部材（１０２）に完全に固定されて作動状態になるように構成される、請求項１４記載のシステム。
ブラシ端子圧縮板（４７０）に機械的に結合されるばね組立体（４６０）であって、前記電気的に絶縁性のハンドル（４４２）が少なくとも係止位置になるまで、１つまたは複数のブラシ端子（４３８）に圧力を加えるように構成されるばね組立体（４６０）を、前記ハンドル組立体（４４０）がさらに備える、請求項１４記載のシステム。
前記ブラシ保持部材（１０４）が、単一のブラシまたは複数のブラシを受け入れるように構成される、請求項８記載のシステム。
前記ブラシ保持部材（１０４）が、ブラシ端子（４３８）を端子圧縮板（４７０）と前記ブラシ保持部材（１０４）の対向する面との間で締めつけ、前記ブラシ端子（４３８）をいかなる道具も用いずに係合されるように構成される、請求項８記載のシステム。
前記ブラシ端子（４３８）が屈曲部、リブ、穴、切り目、または突起のうちの少なくとも１つを含み、
前記ブラシ保持部材（１０４）が、前記ブラシ端子（４３８）を前記ブラシ保持部材（１０４）に固定することを容易にするために、前記屈曲部、前記リブ、前記穴、前記突起、または前記切り目に対して相補的な機構を含む、請求項１８記載のシステム。
前記ブラシ保持部材（１０４）が、前記ナイフ形電気コネクタ（４２０）をブラシ端子（４３８）に電気的および機械的に接続するように構成され、前記ナイフ形電気コネクタ（４２０）および前記ブラシ端子（４３８）が前記ブラシ保持部材（１０４）のハンドル（４４２）から電気的に絶縁される、請求項８記載のシステム。