JP2019009976A

JP2019009976A - ブラシ摩耗インジケータを有するブラシホルダ装置

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Publication number: JP2019009976A
Application number: JP2018075791A
Authority: JP
Inventors: フランク・オースティン・スカルゾ・ザサード; Austin Scalzo Frank Iii; マシュー・トーマス・プレストン; Thomas Preston Matthew; ノーラン・グレッグ・カーウェン; Gregg Curwen Nolan
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2017-04-13
Filing date: 2018-04-11
Publication date: 2019-01-17
Anticipated expiration: 2038-04-11
Also published as: DE102018108707A1; JP7154802B2; CN108736628A; US20180301861A1; US10658806B2

Abstract

【課題】多くのブラシが他の機械部品によって隠れ、見えにくくなるため、確認するための適切な物理的アクセスまたは視野角を提供する。【解決手段】ブラシホルダ１０４が、固定支持部材に取り外し可能に取り付けられるように構成され、溝に沿ってスライドするように構成された２つのレール４１０を有する。ブラシホルダ１０４は、フォーク状電気コネクタと嵌合するように構成されたナイフ状電気コネクタを有する。ブラシスプリング４３４が、ブラシホルダ１０４に留められ、ブラシスプリング４３４は、ブラシ４３２をダイナモ電気機械のコレクタに押し付ける。ブラシリード線４３６が、ブラシ４３２およびブラシ端子４３８に接続されている。ブラシリード線４３６は、細長い導電性部材であり、ブラシ摩耗インジケータ４３７が、ブラシリード線４３６を覆って配置される。【選択図】図４

Description

本明細書に開示される主題は、ブラシホルダ装置に関する具体的には、本明細書に開示される主題は、ブラシの摩耗の監視を容易にするブラシ摩耗インジケータを有するブラシホルダ装置に関する。

従来からのダイナモ電気機械は、機械の動作時に電流を通す巻線を有するロータを含むロータは回転するため、ロータの外部の供給源からロータの巻線へと電流を通すために、回転要素が使用されるコレクタリングまたはコミュテータなどの回転要素が、ブラシに接触して電流を通すブラシは回転要素に対して静止しているため、カーボンで製作されたブラシは、摩擦によって摩耗し、定期的な交換を必要とする。

多数の市販のシステムにおいて、ブラシの摩耗限界は、ブラシの上部がブラシボックスの壁に機械加工された開口、切り欠き、または窓と同じ高さにあると確認されることによって示される。この状態となっていることを確認するための適切な物理的アクセスまたは視野角を提供することが、機械の構成およびサイズに応じて、ブラシがコレクタリングの円周の少なくとも一部分を巡って広がり、多くのブラシが他の機械部品によって隠れ、あるいは見えにくくなるため、きわめて困難となる可能性がある。

米国特許出願公開第２０１５／０３５７８０号明細書

本開示の一態様によれば、ブラシホルダ装置が、対向する２つの溝を有する固定支持部材を含む。固定支持部材は、フォーク状電気コネクタを有する。固定支持部材は、固定支持部材の本体の一部分を通過するように構成された導電バーを有する。導電バーは、コレクタマウントおよびフォーク状電気コネクタとの（あるいは、コレクタマウントとフォーク状電気コネクタとの間の）導電性をもたらすように構成される。ブラシホルダが、固定支持部材に取り外し可能に取り付けられるように構成される。ブラシホルダは、溝に沿ってスライドするように構成された２つのレールを有し、ブラシホルダは、フォーク状電気コネクタと嵌合するように構成されたナイフ状電気コネクタを有する。ブラシスプリングが、ブラシホルダに留められるように構成され、ブラシスプリングは、ダイナモ電気機械のコレクタにブラシを押し付けるようにさらに構成される。ブラシリード線が、ブラシおよびブラシ端子に接続される。ブラシリード線は、ワイヤまたはケーブルなどの細長い導電性部材であり、ブラシ摩耗インジケータが、ブラシリード線を覆って配置される。固定支持部材は、コレクタマウントに電気的につながるように構成され、ブラシホルダは、ブラシを保持するように構成される。ブラシ摩耗インジケータは、ブラシボックスと協働してブラシの摩耗を示す。

本開示の別の態様によれば、ブラシホルダ装置が、ブラシとブラシ端子とに接続されたブラシリード線を有するブラシホルダを有する。ブラシリード線は、細長い導電性部材である。ブラシ摩耗インジケータが、ブラシリード線を覆って配置される。ブラシ摩耗インジケータは、熱収縮チューブであってよく、ブラシリード線と熱収縮チューブとの間に接着剤を位置させることができる。ブラシ摩耗インジケータは、ブラシホルダの色に対する対比色を有することができる。ブラシ摩耗インジケータは、複数のゾーンを有することができ、複数のゾーンの各々は、残りのブラシ寿命範囲あるいは使用されたブラシの百分率または残りのブラシの百分率に対応する異なる色またはパターンを有する。ブラシ摩耗インジケータを、ブラシの交換を指示または推奨するときにブラシ摩耗インジケータの上端がブラシボックスの上端またはブラシボックスの上端よりも下方に位置するように構成することができる。ブラシ摩耗インジケータは、ブラシの交換を指示するときにブラシ摩耗インジケータがブラシボックスの上端またはブラシボックスの上端よりも下方に位置するように構成および配置されたバンドを有することができる。ブラシ摩耗インジケータは、ブラシのおおよその残り寿命を示すしるしを有することができる。しるしは、各々が特定のブラシ残り寿命値においてブラシボックスの上端に位置するように構成および配置された複数のバンド、および／または残りのブラシ寿命をパーセント値で示す数値によるしるしであってよい。

本開示のこれらの特徴および他の特徴は、本開示の種々の態様の以下の詳細な説明を、本開示の種々の実施形態を示す添付の図面と併せて検討することで、より容易に理解されよう。

本開示の一態様によるコレクタ馬蹄型金具に設置された単一のブラシホルダの部分斜視図を示している。本開示の一態様による固定支持部材の斜視図を示している。本開示の一態様による図２に示した固定支持部材の背面斜視図を示している。本開示の一態様によるブラシホルダの斜視正面図を示している。本開示の一態様によるブラシホルダの斜視背面図を示している。本開示の一態様によるブラシの保持に使用されるブラシホルダおよびカム部材の底面図を示している。本開示の一態様による、ブラシホルダの側面図を示している。本開示の一態様によるブラシ摩耗インジケータの側面図を示している。本開示の一態様によるブラシ摩耗インジケータの側面図を示している。本開示の一態様によるブラシ摩耗インジケータの側面図を示している。

本発明の図面が、必ずしも比例尺ではないことに注意すべきである図面は、本発明の典型的な態様だけを示すことを目的としており、したがって、本発明の範囲を限定するものとみなされるべきではない図面において、図面間で類似する符号は類似する要素を示す。

本明細書において説明したとおり、従来からのダイナモ電気機械は、機械の動作時に電流を導く巻線を有するロータを含むロータは回転するため、ロータの外部の供給源からロータの巻線へと電流を導くために、回転要素が使用されるコレクタリングまたはコミュテータなどの回転要素が、ブラシに接触して電流を導くブラシは回転要素に対して静止しているため、カーボンで製作されたブラシは、摩擦によって摩耗し、定期的な交換を必要とする。

ダイナモ電気機械の稼働時の停止時間を少なくするという要望ゆえに、ブラシが、ダイナモ電気機械の運転中に交換されることがあるブラシを安全に交換するために、作業者は（電流が作業者の身体を通って流れることを避けるために）片手を使用する従来からのブラシホルダは、重くかつ扱いにくく、ブラシの交換が困難かつ危険になり得る。

従来からのブラシホルダとは対照的に、本開示の態様は、ブラシ摩耗インジケータをブラシリード線上に配置して有するダイナモ電気機械のためのブラシホルダ装置を含む。ブラシが摩耗するにつれ、ブラシおよびリード線は、ロータの中心軸に対して半径方向下方へと降下する。ブラシ摩耗インジケータは、ブラシボックスの最上部の高さと比較することができる１つ以上のセクションを有し、ブラシボックスに対するブラシ摩耗インジケータの位置が、ブラシの摩耗量またはブラシの残存寿命を示す。

図１は、本開示の一態様によるコレクタ馬蹄型金具（ｃｏｌｌｅｃｔｏｒｈｏｒｓｅｓｈｏｅ）に設置された単一のブラシホルダ装置１００の部分斜視図を示している。ブラシマウントまたはコレクタ馬蹄型金具１１０が、コレクタリング１２０を覆って取り付けられている。コレクタリングは、ロータ（図示せず）と一緒に回転する。複数のブラシおよび対応するブラシホルダが、コレクタ馬蹄型金具に取り付けられ、コレクタリングの周囲の少なくとも一部分に分布する。この例では、ただ１つのブラシホルダ装置１００だけが、コレクタ馬蹄型金具１１０に取り付けられて図示されているブラシホルダ装置１００を、コレクタ馬蹄型金具にボルトで固定、またはねじ込むことができる。ブラシホルダ装置１００は、固定支持部材１０２とブラシホルダ１０４とを備える。固定支持部材１０２は、例えば導電性材料から製造され、あるいは導電性材料を含むことによって、コレクタマウント１１０（すなわち、コレクタ馬蹄型金具１１０）に電気的につながるように構成される。ブラシホルダ１０４は、（ブラシホルダ１０４内に収容された）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が、本開示の一態様による固定支持部材１０２の斜視図を示している。固定支持部材１０２は、少なくとも１つの溝２１０（図２には２つの対向する溝２１０が図示されている）と、フォーク状電気コネクタ２２０とを含む。フォーク状電気コネクタ２２０は、固定支持部材の片側または両側へと延びることができ、あるいはフォーク状電気コネクタは、固定支持部材の側面へ延びることなく、中央にのみ位置してもよい。テーパ状のスロット２３０が、固定支持部材１０２の上部に配置され、スロット２３０は、ブラシホルダ上のロックピン４５０と協働するように構成される。また、ロックピンを、傾斜した表面を有するバーまたはラッチあるいは突起またはディスクと置き換えることもできる。スロット２３０の先細りの性質は、ロックピン４５０が回転させられるときにブラシホルダをコネクタ２２０へと押し下げるように作用する。バー２４０が、固定支持部材１０２の下端の近くに配置され、このバーは、ブラシホルダ１０４上のカムに係合して拘束するように構成される。さらに、バー２４０は、固定支持部材１０２へのブラシホルダ１０４の挿入可能距離を制限するように機能するブラシホルダ１０４は、上部のロックピン４５０と下部のバー２４０との間の固定支持部材１０２に対する所定の位置に固定されるバー２４０は、固定支持部材１０２の輪郭の内側に完全に収容され、この輪郭を越えて突出することがない複数の穴２５０が設けられ、固定支持部材１０２のコレクタマウント１１０への取り付けを容易にす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な締結具と共に使用するために、内部にねじ山を有してもよい。さらに、穴２５０は、固定支持部材１０２の両側に設けられ、複数の固定支持部材を積み重ねまたは横並びの配置にて一体に取り付けるように構成されてもよい。これは、複数のブラシが横並びにて積み重ねられる場合に、望ましいかもしれない。例えば、３つ、４つ、５つ、６つ、または７つ以上のブラシを、コレクタ馬蹄型金具１１０上の周方向における１つの位置に配置することができる。導電バー２６０が、固定支持部材１０２の１つ以上の側面に配置される。導電バー２６０は、コレクタマウント（コレクタ馬蹄型金具１１０）および／または第２の固定支持部材（例えば、第１の固定支持部材の側面に接続される）との導電性をもたらすように構成される。

図３は、本開示の一態様による図２に示した固定支持部材１０２の背面斜視図を示している。導電バー２６０は、固定支持部材の本体１０３の一部を通過し、コレクタマウント１１０およびフォーク状電気コネクタ２２０との導電性をもたらすように構成されるこの構成は、固定支持部材１０２を完全に電気的に絶縁し、電流を馬蹄型金具１１０から導電バー２６０を通ってフォーク２２０へと通すことを可能にする馬蹄型金具１１０への取り付けのための穴２５０は、導電バー２６０に形成されている代案の実施形態においては、導電バー２６０を長くして、複数の固定支持体１０２を同じ（より長い）導電バー２６０に取り付けることができる導電バー２６０を、タブ２７０を通って固定支持体へと延び、さらに導電バー２６０へと延び、あるいは導電バー２６０を貫いて延びるボルト（図示せず）によって、固定支持体１０２およびフォーク状電気コネクタ２２０へと取り付けることができるこの例では、１つのタブ／ボス２７０が、電気フォーク２２０の各側に図示されている。フォーク状電気コネクタ２２０は、導電バー２６０と一体に形成されてもよい。

固定支持部材１０２を、１つ、２つ（図示のとおり）、または３つ以上のブラシホルダを受け入れるように構成することができる。１つの態様は、１つ、２つ、または３つのブラシを受け入れる固定支持部材、ならびに複数の固定支持部材であり、コレクタ馬蹄型金具上の周方向における所与の位置に特定の数のブラシを必要とする用途のために並べて配置することが可能である。固定支持部材１０２および／またはブラシホルダを、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、または個々の用途において所望されるとおりの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（または、構成）することができる。あくまでもこれに限られるわけではない一例として、固定支持部材１０２およびブラシホルダ１０４を、不動態化され、もしくは陽極酸化処理されたアルミニウム、あるいは不動態化され、もしくは陽極酸化処理されたアルミニウム合金で実質的に形成（または、構成）することができる。この材料は、良好な強度を与えつつ、電気絶縁性または電気的に半絶縁性の材料をもたらす。ブラシホルダ本体を通る電流を最小にし、ブラシおよびこの電流のために設計されたブラシホルダの電気経路を通るように電流を集中させることが望まれる。さらに、挿入または取り外しの際に技術者が把持する可能性がある部分への電流の流れを最小限に抑える（あるいは、阻止する）ことが望ましいと考えられる。また、ブラシ４３２が摩耗し、もはや電流の経路の一部であることができなくなったときに、コレクタリング１２０からブラシホルダ１０４または固定支持部材１０２へと直接的に電流がアークを形成する可能性を回避することが望ましい固定支持部材およびブラシホルダの少なくとも一方の表面の少なくとも一部分が、実質的に電気絶縁性であるように構成される。例えば、ブラシホルダのハンドルが、稼働中の機械におけるブラシホルダの挿入または取り外しの際に技術者を保護するために、実質的に電気絶縁性でなければならない。あるいは、固定支持部材およびブラシホルダを、粉末で被覆され、もしくは塗装されたアルミニウム、粉末で被覆され、もしくは塗装されたアルミニウム合金、粉末で被覆された金属または非金属材料、あるいはセラミックで被覆された金属またはセラミックで被覆された非金属材料で実質的に形成（または、構成）することができる。

図４は、本開示の一態様によるブラシホルダ１０４の斜視正面図を示している。図５は、本開示の一態様によるブラシホルダ１０４の斜視背面図を示している。ブラシホルダ１０４は、固定支持部材１０２に取り外し可能に固定されるように構成される。少なくとも１つのレール４１０が、溝２１０に沿ってスライドするように構成される。図示の例において、ブラシホルダ１０４は、ブラシホルダの各側に１つずつ、２つのレール４１０を含む。フォーク状電気コネクタ２２０と嵌合するように構成されたナイフ状電気コネクタ４２０（図５に示されている）が、ブラシホルダ１０４の後部に位置する。ブラシ保持ボックス４３０が、１つ以上のブラシ４３２を軸方向および周方向に保持する。図示の例において、ボックス４３０は、２つのブラシ４３２を保持する。ブラシ４３２は、ブラシスプリング４３４によって半径方向下方へと付勢される。開口部４３１が、ボックス４３０に窓を形成し、ブラシ４３２を目視し、摩耗を視覚的に監視することを可能にする。

ブラシホルダ１０４は、電気絶縁性のハンドル４４２と、ハンドル４４２とブラシコネクタリード線４３６との間に位置する電気絶縁性のガード４４４またはシールドとを含むハンドルアセンブリ４４０を含む。ブラシコネクタリード線４３６は、ダイナモ電気機械が稼働しているときに高い電圧および大きな電流を伝えるがゆえに、回避すべき危険を呈する。電気絶縁性のハンドル４４２およびガード４４４は、技術者の手が通電中のブラシコネクタリード線４３６に接触することを防止する。ハンドル４４２およびガード４４４を、プラスチック、ゴム、エポキシ／ガラス繊維積層品、ガラス繊維、または任意の他の適切な電気絶縁材料で構成することができる。

ブラシリード線４３６は、ワイヤまたはケーブルなどの細長い導電性部材であり、ブラシ４３２およびブラシ端子４３８に電気的および物理的に接続されている。ブラシ摩耗インジケータ４３７が、ブラシリード線４３６を覆って配置される。一例において、ブラシ摩耗インジケータ４３７は、熱収縮チューブであってよく、ブラシリード線と熱収縮チューブとの間に接着剤を位置させることができる。接着剤は、ブラシ摩耗インジケータ４３７とブラシリード線４３６との間の追加の結合力を提供する。さらに、ブラシ摩耗インジケータ４３７は、ブラシホルダの色に対する対比色を有することができる。対比とは、「見た目の非類似または相違を示すための比較」という一般的に受け入れられた意味によって定義される。例えば、ブラシボックス４３０が灰色である場合、ブラシ摩耗インジケータ４３７は、赤色であってよい。赤色および灰色は、対比色であり、赤色のブラシ摩耗インジケータは、ブラシボックスの灰色に対して目立ち、容易に識別可能であると考えられる。さらに、ブラシ摩耗インジケータ４３７を、ブラシの交換が指示、推奨、または所望されるときに、ブラシ摩耗インジケータ４３７の上端４３９がブラシボックス４３０の上端４３３に位置し、あるいは上端４３３よりも下方に位置するように、構成または配置することもできる。

ロックピン４５０は、固定支持部材１０２のテーパ状のスロット２３０と協働するように構成される。ハンドルアセンブリ４４０は、回転可能であり、回転時にロックピン４５０が回転してテーパ状のスロット２３０に出入りする図４および図５の図は、ロック位置に位置したロックピン４５０およびハンドル４４２を示している。このロック位置において、ロックピン４５０は、スロット２３０に完全に挿入され、テーパ状の表面がロックピンを半径方向下方へと駆動する換言すると、ハンドルアセンブリ４４０は、約９０度回転させられるように構成され、０度の位置が、ロックピン４５０がテーパ状のスロット２３０から外れ、ブラシホルダ１０４を固定支持部材１０２から取り外すことができるように構成される。９０度の位置（図４および図５に示されるとおり）が、ロックピン４５０がテーパ状のスロット２３０に係合し、ブラシホルダ１０４が固定支持部材１０２上で稼働状態へと完全にロックされるように構成される。ハンドル４４２をロックピン４５０に平行に配置し、ロックピン４５０をテーパ状のスロット２３０を通って延ばすことにより、作業者は、ブラシホルダ１０４が固定支持体１０２内の所定の位置に完全に挿入されてロックされていることを、容易に見て取ることができる。

スプリングアセンブリ４６０が、ハンドルアセンブリ４４０内に収容され、スプリングアセンブリは、ブラシ端子圧縮プレート４７０（そのうちの２つが図示されている）に機械的に接続される。ブラシ端子圧縮プレートは、ハンドルのシャフトを通って延びる１つの部品であってよいが、２つの部品から製造されてもよい。ブラシ４３２は、ブラシコネクタリード線（または、ピグテール）４３６を介してブラシ端子４３８に接続される。ブラシ端子４３８は、ナイフ状電気コネクタ４２０に電気的に接続されている。例えば、ナイフ状電気コネクタは、各々のブラシ端子４３８の下方を延びる導電性のベース部材を含むことで、それによって導電経路を形成する。スプリングアセンブリ４６０は、圧縮プレート４７０を下方に付勢し、この下方への圧力が、ブラシ端子を所定の位置に、ナイフ状電気コネクタ４２０のベース部材に対して保持する。これは、ブラシホルダ１０４の固定支持部材１０２への挿入時（または、固定支持部材１０２からの取り外し時）にとくに有利である。手作業にてブラシを挿入し、あるいは取り外すとき、一方の手だけを使用することが推奨され、スプリングアセンブリは、ブラシ端子４３８を所定の位置に保持するために第２の手を必要としないことを保証する。ひとたびブラシホルダ１０４が固定支持部材に完全に挿入されると、ハンドル４４２が（ロック位置へと）９０度回転させられ、テーパ状のスロット２３０がロックピン４５０（ならびに、ブラシホルダ１０４）を半径方向下方へと押し、ブラシ端子４３８へとさらなる力を加える。この設計の利点は、ブラシホルダ１０４が、ブラシ端子４３８を端子圧縮プレート４７０とブラシホルダの対向面（すなわち、ナイフ状電気コネクタ４２０の導電性のベース部材）との間に固定するように構成されているため、ブラシ端子が、手のみで、あるいはいかなる工具も必要とせずに、手動で係合させられ、あるいは解放される点にある。用語「工具」は、「機械的操作を実行または容易にするための道具、とりわけハンマー、のこぎり、レンチ、またはやすりなどの手で持つ道具」と定義される。それぞれの部品を手によって手動で配置するだけでよい。特定の工具の使用を最小限にし、あるいは排除することで、とりわけ稼働中および通電中のダイナモ電気機械の周りの作業の大幅な単純化および安全性の向上が可能になる。

図示のように、ブラシボックス４３０は、２つのブラシ４３２を保持するように構成される。しかしながら、ボックス４３０を、（ボックスの幅を減らすことによって）１つのブラシ４３２を保持するように構成でき、あるいは（ボックスの幅を広げ、追加の個々のブラシ開口を設けることによって）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、ブラシ端子４３８の近位端に位置する下向きの曲がり部を含む。この曲がり部は、ブラシ端子を圧縮プレート４７０の下方の所定の位置に保持する役に立つ。ブラシ端子に、端子圧縮プレート４７０またはナイフ状電気コネクタ４２０の導電性のベース部材に位置する相補的な特徴と協働する穴または切り欠きを設けることもできる。例えば、ブラシ端子４３８が中央に穴を含む場合、圧縮プレート４７０は、ブラシ端子の穴に係合するように配置された相補的なピンを有することができる。ブラシホルダのこの相補的な特徴は、ブラシ端子のブラシホルダへの固定を容易にする。また、ブラシ端子に相補的なピンを持たせ、圧縮プレートに穴を持たせることで、逆もまた使用可能である。この構成により、ブラシホルダ１０４が、ナイフ状電気コネクタ４２０をブラシ端子４３８へと電気的および機械的に接続するように構成される一方で、ナイフ状電気コネクタ４２０とブラシ端子４３８の両方が、ハンドル４４２から電気的に絶縁される。

ブラシ４３２がロータコレクタリング１２０との摩擦接触によって摩耗するとき、ブラシスプリング４３４は、ブラシ４３２の摩滅する表面をロータコレクタリング１２０に接触した状態に保つ。ブラシスプリング４３４は、丸まろうとする（ｒｅ−ｃｏｉｌｉｔｓｅｌｆ）傾向の張力を有するように設計されることで、ブラシ４３２を半径方向下方へとコレクタリング１２０に押し付けるように構成されている。このようにして、スプリング４３４の上部に位置するコイルが、再び締まり、あるいは下方へと丸まろうとすることで、ブラシ４３２に半径方向の下向きの力を加える。スプリング４３４は、ブラシホルダ１０４の底部に留められる。例えば、ブラシホルダの本体部４１１の下部が、ブラシスプリング４３４がブラシホルダへと取り付けられる場所である。ブラシスプリング４３４の底部は、Ｕ字形であり、このＵ字形部分が、本体部４１１の下部へと被せられて留められる。さらに、ブラシスプリング４３４は、ブラシホルダまたはボックス４３０に対してブラシ４３２を拘束するように構成されたカム部材６１０に対して一列に位置するように構成され、あるいは９０度だけオフセットされるように構成される。この一列配置は、スプリング４３４、ブラシ４３２、およびカム部材６１０の間について、拘束の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に調整される。

図６は、本開示の一態様によるブラシ４３２の保持に使用されるブラシホルダ１０４およびカム部材６１０の底面図を示している。カム部材６１０は、ブラシホルダ１０４の底部の付近のシャフト６２０に動作可能に接続される。カム部材６１０は、ブラシホルダ１０４が固定支持部材１０２に完全に挿入されるまで、ブラシ４３２をブラシホルダまたはボックス４３０に対して保持するように構成される。カム部材６１０は、角度一定のカム形状であっても、あるいは弓形の歯付きの形状を有してもよく、ばね６１２（例えば、ねじりばね）によってシャフト６２０へと取り付けられる。角度一定のカム形状および弓形の歯付きの形状は、対数らせん形状に一致してもよいこれは、カム部材６１０がブラシ４３２の表面に達するためにどれだけ回転しても、カム６１０が、同じ角度およびブラシホルダ１０４におけるブラシの滑りに抵抗するための同じ大きな力で、ブラシ４３２に接触することを意味する必ずしも全てのブラシが正確に同じサイズであるわけではないため、シャフト６２０とそれぞれのブラシ４３２の表面との間の実際のすき間を満たすために、各々のカム部材６１０がシャフト６２０上で自由に独立して回転できることが重要である。

図７が、本開示の一態様による、ブラシホルダ１０４の側面図を示している。ナイフ状電気コネクタ４２０が、フォーク状電気コネクタ２２０へと滑り込み、フォーク状電気コネクタ２２０に電気的に接触するように構成されている。ナイフ状電気コネクタ４２０は、ブラシホルダボックス４３０の最上部よりも下方の地点まで下方へと延びている。

図８が、本開示の一態様によるブラシ摩耗インジケータ４３７の側面図を示しているブラシ摩耗インジケータ４３７は、複数のゾーン８０１，８０２，８０１を有することができ、これらのゾーンの各々は、残りのブラシ寿命の値または範囲に対応する異なる色またはパターンを有することができる。一例として、ゾーン８０１を緑色に着色して、ブラシの寿命について時間がより長く、あるいは値がより大きいことを示すことができ、ゾーン８０２を黄色に着色して、ブラシの摩耗が生じているが、充分なブラシ寿命が残っていることを示すことができ、ゾーン８０３を赤色に着色して、ブラシの寿命が終わりに近づいており、すぐにブラシの交換が必要になることを示すことができる。各々のゾーンは、異なるパターンを有することができ、例えば、ゾーン８０１が明るく陰影付けされ、ゾーン８０２がより暗い色に陰影付けされ、ゾーン８０３がゾーン８０２よりもさらに暗い陰影を有する。パターンは、さまざまな平行線模様（ｃｒｏｓｓ−ｈａｔｃｈｉｎｇ）、異なる角度の線、または或るゾーンを次のゾーンと区別する他の適切なパターンの違いを含むこともできる。ブラシ４３２が摩耗するにつれて、ブラシ４３２は半径方向に下方または内側（発電機に対して）へと移動し、ブラシ摩耗インジケータの上部がブラシボックス４３０の上端４３３に向かって移動する。ブラシが新品であるとき、ブラシ摩耗インジケータの全体が技術者にとって視認可能であるが、使用によってブラシが摩耗するにつれて、上端４３３からのブラシ摩耗インジケータの突出量が、次第に小さくなる。

図９が、本開示の一態様によるブラシ摩耗インジケータ４３７の側面図を示しているブラシ摩耗インジケータ４３７は、残りのおおよそのブラシ寿命を示すしるしを含む。ゾーン９０１の下部に、１００％という値が印刷されており、これは、最大のブラシ寿命を示している。ゾーン９０２に７５％が印刷されており、７５％の下方の線がブラシボックス４３０の上端４３３と同じ高さにあるとき、ブラシの寿命の７５％が残っている。ゾーン９０３の下部には５０％が印刷されており、５０％の下方の線がブラシボックス４３０の上端４３３と同じ高さにあるとき、ブラシの寿命の半分が残っている。ゾーン９０４の下部には２５％が印刷されており、２５％の下方の線がブラシボックス４３０の上端４３３と同じ高さにあるとき、ブラシの寿命の２５％が残っている。ゾーン９０４の上部には０％が印刷されており、０％の上方の線がブラシボックス４３０の上端４３３と同じ高さにあるとき、ブラシ寿命は終わりまたは終わり近くにあり、ブラシを交換する必要がある。さらに、ゾーン９０１〜９０４は、残りのブラシ寿命またはブラシの状態の迅速な評価を助けるために異なるパターンまたは色を有してもよい。

図１０が、本開示の一態様によるブラシ摩耗インジケータ４３７の側面図を示しているブラシ摩耗インジケータ４３７は、残りのおおよそのブラシ寿命を示す複数のバンド１００１、１００２、１００３、１００４、１００５を含む。バンド１００１は、１００％のブラシ寿命が残っていること、または新しいブラシが取り付けられていることを示す。バンド１００１は、特定のパターンまたは色（例えば、緑色）を有してもよい。バンド１００２は、７５％のブラシ寿命が残っていることを示し、特定のパターンまたは色（例えば、緑色）を有することができる。バンド１００３は、５０％のブラシ寿命が残っていることを示し、特定のパターンまたは色（例えば、黄色）を有することができる。バンド１００４は、２５％のブラシ寿命が残っていることを示し、特定のパターンまたは色（例えば、オレンジ色）を有することができる。バンド１００５は、０％のブラシ寿命が残っていることを示し、特定のパターンまたは色（例えば、赤色）を有することができ、これに達すると、ブラシを交換する必要がある。本明細書において説明されるブラシ残り寿命インジケータ４３７の全ては、ブラシボックス４３０の上端４３３またはブラシボックスの壁に形成された開口部４３１に整列する特定の領域を有するように構成することができる。

本発明の技術的効果は、ブラシの摩耗の目視検査をより容易にすることができるブラシ摩耗インジケータであって、ブラシ摩耗インジケータ４３７がブラシボックス４３０の縁部に引っ掛かって動かなくなる可能性がないブラシ摩耗インジケータである。ブラシ摩耗インジケータ４３７は、ブラシボックス４３０におけるブラシ４３２の自由なスライドを保証すると同時に、ブラシの摩耗またはブラシの残り寿命の視覚的表示を提供する。

本明細書において使用される用語は、あくまでも特定の実施の形態を説明する目的のためのものにすぎず、本開示を限定しようとするものではない本明細書において使用されるとき、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「前記（ｔｈｅ）」は、文脈がそのようでないことを明らかに示していない限り、複数形も含むように意図されるさらに、用語「・・・を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「・・・を含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」が、本明細書において使用される場合に、記載される特徴、完全体、工程、動作、要素、および／または構成部品が存在することを指定するが、１つ以上の他の特徴、完全体、工程、動作、要素、構成部品、および／またはこれらの組み合わせの存在または追加を排除するものではないことを、理解できるであろう。

概略を表す表現（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｎｇｌａｎｇｕａｇｅ）は、ここで本明細書および特許請求の範囲のあらゆる場所において使用されるとき、該当の基本的機能に変化を生じることなく差し支えない程度に変動できる任意の量的表現を修飾するために適用可能であるしたがって、「およそ」、「約」、および「実質的に」などの用語で修飾された値は、明記された厳密な値に限定されるものではない少なくともいくつかの場合に、概略を表す表現は、値を測定するための機器の精度に対応することができるここで、本明細書および特許請求の範囲の全体を通して、範囲の限定は、組み合わせおよび／または入れ換えが可能であり、文脈および文言がとくに示していない限り、そのような範囲は識別され、そのような範囲に含まれる全ての部分的範囲を含む範囲の特定の値に適用される用語「およそ」および「約」は、両方の値に適用され、値を測定する機器の精度への依存を除き、記載された値の＋／−１０％を示すことができる。

本明細書は、本発明を最良の態様を含めて開示するとともに、あらゆる装置またはシステムの製作および使用ならびにあらゆる関連の方法の実行を含む本発明の実施を当業者にとって可能にするために、いくつかの実施例を用いている本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定められ、当業者が想到するその他の実施例を含むことができるそのような他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言から相違しない構造要素を有しており、あるいは特許請求の範囲の文言から実質的には相違しない同等の構造要素を含むならば、特許請求の範囲の技術的範囲に包含される。
［実施態様１］
２つの対向する溝（２１０）を有している固定支持部材（１０２）であって、該固定支持部材（１０２）は、フォーク状電気コネクタ（２２０）を有し、該固定支持部材（１０２）は、該固定支持部材（１０２）の本体（１０３）の一部分を通過するように構成された導電バー（２６０）を有し、前記導電バー（２６０）は、コレクタマウント（１１０）および前記フォーク状電気コネクタ（２２０）との導電性をもたらすように構成されている固定支持部材（１０２）と、
前記固定支持部材（１０２）に取り外し可能に取り付けられるように構成されたブラシホルダ（１０４）であって、該ブラシホルダ（１０４）は、前記溝（２１０）に沿ってスライドするように構成された２つのレール（４１０）を有し、該ブラシホルダ（１０４）は、前記フォーク状電気コネクタ（２２０）に噛み合うように構成されたナイフ状電気コネクタ（４２０）と、該ブラシホルダ（１０４）に留められるように構成されたブラシスプリング（４３４）とを有し、前記ブラシスプリング（４３４）は、ブラシ（４３２）をダイナモ電気機械のコレクタ（１２０）に押し付けるように構成され、ブラシリード線（４３６）が、前記ブラシ（４３２）およびブラシ端子（４３８）へと接続され、前記ブラシリード線（４３６）は、細長い導電性部材と、該ブラシリード線（４３６）を覆って配置されたブラシ摩耗インジケータ（４３７）とを備えているブラシホルダ（１０４）と
を備えており、
前記固定支持部材（１０２）は、前記コレクタマウント（１１０）に電気的につながるように構成され、前記ブラシホルダ（１０４）は、前記ブラシ（４３２）を保持するように構成されている、ブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様２］
前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）は、熱収縮チューブであり、前記ブラシリード線（４３６）と前記熱収縮チューブとの間に接着剤が位置する、実施態様１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様３］
前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）は、前記ブラシホルダ（１０４）の色に対する対比色を有する、実施態様１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様４］
前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）は、複数のゾーン（８０１、８０２、８０３；９０１、９０２、９０３、９０４）を有し、前記複数のゾーン（８０１、８０２、８０３；９０１、９０２、９０３、９０４）の各々は、残りのブラシ寿命範囲に対応する異なる色またはパターンを有する、実施態様３に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様５］
前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）は、ブラシ（４３２）の交換を指示するときに前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）の上端（４３９）がブラシボックス（４３０）の上端（４３３）またはブラシボックス（４３０）の上端（４３３）よりも下方に位置するように構成されている、実施態様１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様６］
前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）は、ブラシ（４３２）の交換を指示するときに前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）がブラシボックス（４３０）の上端（４３３）またはブラシボックス（４３０）の上端（４３３）よりも下方に位置するように構成および配置されたバンド（１００１、１００２、１００３、１００４、１００５）を備える、実施態様１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様７］
前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）は、残りのおおよそのブラシ寿命を示すしるしを備える、実施態様１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様８］
前記しるしは、
各々が特定のブラシ残り寿命値においてブラシボックス（４３０）の上端（４３３）に位置するように構成および配置された複数のバンド、または
残りのブラシ寿命をパーセント値で示す数値によるしるし、
ブラシ（４３２）の交換を指示するときに前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）がブラシボックス（４３０）の上端（４３３）またはブラシボックス（４３０）の上端（４３３）よりも下方に位置するように構成および配置されたバンド（１００１、１００２、１００３、１００４、１００５）
のうちの１つ以上を備える、実施態様７に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様９］
前記ブラシホルダ（１０４）は、
電気絶縁性のハンドル（４４２）を備えるハンドルアセンブリ（４４０）をさらに備え、前記ハンドル（４４２）は、該ハンドル（４４２）とブラシコネクタリード線（４３６）との間に位置するように構成された電気絶縁性のガード（４４４）を有し、前記ハンドルアセンブリ（４４０）は、ブラシ端子圧縮プレート（４７０）に機械的に接続されたスプリングアセンブリ（４６０）を有し、前記スプリングアセンブリ（４６０）は、少なくとも前記電気絶縁性のハンドル（４４２）がロック位置にあるまで、１つ以上のブラシ端子（４３８）へと圧力を加えるように構成されている、実施態様１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様１０］
前記ブラシホルダ（１０４）は、端子圧縮プレート（４７０）と前記ブラシホルダ（１０４）の対向面との間に前記ブラシ端子（４３８）を固定するように構成され、前記ブラシ端子（４３８）は、手動で係合させられ、あるいはいかなる工具も使用することなく係合させられる、実施態様１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様１１］
ブラシ（４３２）とブラシ端子（４３８）とに接続されたブラシリード線（４３６）を有しており、前記ブラシリード線（４３６）は、細長い導電性部材と、該ブラシリード線（４３６）を覆って配置されたブラシ摩耗インジケータ（４３７）とを備えているブラシホルダ（１０４）
を備えるブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様１２］
前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）は、熱収縮チューブであり、前記ブラシリード線（４３６）と前記熱収縮チューブとの間に接着剤が位置する、実施態様１１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様１３］
前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）は、前記ブラシホルダ（１０４）の色に対する対比色を有する、実施態様１２に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様１４］
前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）は、複数のゾーン（８０１、８０２、８０３；９０１、９０２、９０３、９０４）を有し、前記複数のゾーン（８０１、８０２、８０３；９０１、９０２、９０３、９０４）の各々は、残りのブラシ寿命範囲に対応する異なる色またはパターンを有する、実施態様１３に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様１５］
前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）は、ブラシ（４３２）の交換を指示するときに前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）の上端（４３９）がブラシボックス（４３０）の上端（４３３）またはブラシボックス（４３０）の上端（４３３）よりも下方に位置するように構成されている、実施態様１１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様１６］
前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）は、ブラシ（４３２）の交換を指示するときに前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）がブラシボックス（４３０）の上端（４３３）またはブラシボックス（４３０）の上端（４３３）よりも下方に位置するように構成および配置されたバンド（１００１、１００２、１００３、１００４、１００５）を備える、実施態様１１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様１７］
前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）は、残りのおおよそのブラシ寿命を示すしるしを備える、実施態様１１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様１８］
前記しるしは、
各々が特定のブラシ残り寿命値においてブラシボックス（４３０）の上端（４３３）に位置するように構成および配置された複数のバンド（１００１、１００２、１００３、１００４、１００５）、または
残りのブラシ寿命をパーセント値で示す数値によるしるし
のうちの１つ以上を備える、実施態様１７に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様１９］
前記ブラシホルダ（１０４）は、端子圧縮プレート（４７０）と前記ブラシホルダ（１０４）の対向面との間に前記ブラシ端子（４３８）を固定するように構成され、前記ブラシ端子（４３８）は、手動で係合させられ、あるいはいかなる工具も使用することなく係合させられる、実施態様１１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
［実施態様２０］
前記ブラシホルダ（１０４）は、
電気絶縁性のハンドル（４４２）を備えるハンドルアセンブリ（４４０）をさらに備え、前記ハンドル（４４２）は、該ハンドル（４４２）とブラシコネクタリード線（４３６）との間に位置するように構成された電気絶縁性のガード（４４４）を有し、前記ハンドルアセンブリ（４４０）は、ブラシ端子圧縮プレート（４７０）に機械的に接続されたスプリングアセンブリ（４６０）を有し、前記スプリングアセンブリ（４６０）は、少なくとも前記電気絶縁性のハンドル（４４２）がロック位置にあるまで、１つ以上のブラシ端子（４３８）へと圧力を加えるように構成されている、実施態様１１に記載のブラシホルダ装置（１００）。

１００ブラシホルダ装置
１０２固定支持部材／固定支持体
１０３本体
１０４ブラシホルダ
１１０ブラシマウント／コレクタ馬蹄型金具／コレクタマウント
１２０コレクタリング
２１０溝
２２０フォーク状電気コネクタ／電気フォーク
２３０テーパ状のスロット
２４０バー
２５０穴
２６０導電バー
２７０タブ／ボス
４１０レール
４１１本体部
４２０ナイフ状電気コネクタ
４３０ブラシボックス／ブラシホルダボックス／ブラシ保持ボックス
４３１開口部
４３２ブラシ
４３３上端
４３４ブラシスプリング
４３６ブラシコネクタリード線
４３７ブラシ摩耗インジケータ／ブラシ残り寿命インジケータ
４３８ブラシ端子
４３９上端
４４０ハンドルアセンブリ
４４２ハンドル
４４４ガード
４５０ロックピン
４６０スプリングアセンブリ
４７０ブラシ端子圧縮プレート
６１０カム部材
６１２ばね
６２０シャフト
８０１−８０３ゾーン
９０１−９０４ゾーン
１００１−１００５バンド

Claims

２つの対向する溝（２１０）を有している固定支持部材（１０２）であって、該固定支持部材（１０２）は、フォーク状電気コネクタ（２２０）を有し、該固定支持部材（１０２）は、該固定支持部材（１０２）の本体（１０３）の一部分を通過するように構成された導電バー（２６０）を有し、前記導電バー（２６０）は、コレクタマウント（１１０）および前記フォーク状電気コネクタ（２２０）との導電性をもたらすように構成されている固定支持部材（１０２）と、
前記固定支持部材（１０２）に取り外し可能に取り付けられるように構成されたブラシホルダ（１０４）であって、該ブラシホルダ（１０４）は、前記溝（２１０）に沿ってスライドするように構成された２つのレール（４１０）を有し、該ブラシホルダ（１０４）は、前記フォーク状電気コネクタ（２２０）に噛み合うように構成されたナイフ状電気コネクタ（４２０）と、該ブラシホルダ（１０４）に留められるように構成されたブラシスプリング（４３４）とを有し、前記ブラシスプリング（４３４）は、ブラシ（４３２）をダイナモ電気機械のコレクタ（１２０）に押し付けるように構成され、ブラシリード線（４３６）が、前記ブラシ（４３２）およびブラシ端子（４３８）へと接続され、前記ブラシリード線（４３６）は、細長い導電性部材と、該ブラシリード線（４３６）を覆って配置されたブラシ摩耗インジケータ（４３７）とを備えているブラシホルダ（１０４）と
を備えており、
前記固定支持部材（１０２）は、前記コレクタマウント（１１０）に電気的につながるように構成され、前記ブラシホルダ（１０４）は、前記ブラシ（４３２）を保持するように構成されている、ブラシホルダ装置（１００）。
前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）は、熱収縮チューブであり、前記ブラシリード線（４３６）と前記熱収縮チューブとの間に接着剤が位置する、請求項１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）は、前記ブラシホルダ（１０４）の色に対する対比色を有する、請求項１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）は、複数のゾーン（８０１、８０２、８０３；９０１、９０２、９０３、９０４）を有し、前記複数のゾーン（８０１、８０２、８０３；９０１、９０２、９０３、９０４）の各々は、残りのブラシ寿命範囲に対応する異なる色またはパターンを有する、請求項３に記載のブラシホルダ装置（１００）。
前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）は、ブラシ（４３２）の交換を指示するときに前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）の上端（４３９）がブラシボックス（４３０）の上端（４３３）またはブラシボックス（４３０）の上端（４３３）よりも下方に位置するように構成されている、請求項１に記載のブラシホルダ装置（１００）。
ブラシ（４３２）とブラシ端子（４３８）とに接続されたブラシリード線（４３６）を有しており、前記ブラシリード線（４３６）は、細長い導電性部材と、該ブラシリード線（４３６）を覆って配置されたブラシ摩耗インジケータ（４３７）とを備えているブラシホルダ（１０４）
を備えるブラシホルダ装置（１００）。
前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）は、熱収縮チューブであり、前記ブラシリード線（４３６）と前記熱収縮チューブとの間に接着剤が位置する、請求項６に記載のブラシホルダ装置（１００）。
前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）は、前記ブラシホルダ（１０４）の色に対する対比色を有する、請求項７に記載のブラシホルダ装置（１００）。
前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）は、複数のゾーン（８０１、８０２、８０３；９０１、９０２、９０３、９０４）を有し、前記複数のゾーン（８０１、８０２、８０３；９０１、９０２、９０３、９０４）の各々は、残りのブラシ寿命範囲に対応する異なる色またはパターンを有する、請求項８に記載のブラシホルダ装置（１００）。
前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）は、ブラシ（４３２）の交換を指示するときに前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）の上端（４３９）がブラシボックス（４３０）の上端（４３３）またはブラシボックス（４３０）の上端（４３３）よりも下方に位置するように構成されている、請求項６に記載のブラシホルダ装置（１００）。
前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）は、ブラシ（４３２）の交換を指示するときに前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）がブラシボックス（４３０）の上端（４３３）またはブラシボックス（４３０）の上端（４３３）よりも下方に位置するように構成および配置されたバンド（１００１、１００２、１００３、１００４、１００５）を備える、請求項６に記載のブラシホルダ装置（１００）。
前記ブラシ摩耗インジケータ（４３７）は、残りのおおよそのブラシ寿命を示すしるしを備える、請求項６に記載のブラシホルダ装置（１００）。
前記しるしは、
各々が特定のブラシ残り寿命値においてブラシボックス（４３０）の上端（４３３）に位置するように構成および配置された複数のバンド（１００１、１００２、１００３、１００４、１００５）、または
残りのブラシ寿命をパーセント値で示す数値によるしるし
のうちの１つ以上を備える、請求項１２に記載のブラシホルダ装置（１００）。
前記ブラシホルダ（１０４）は、端子圧縮プレート（４７０）と前記ブラシホルダ（１０４）の対向面との間に前記ブラシ端子（４３８）を固定するように構成され、前記ブラシ端子（４３８）は、手動で係合させられ、あるいはいかなる工具も使用することなく係合させられる、請求項６に記載のブラシホルダ装置（１００）。
前記ブラシホルダ（１０４）は、
電気絶縁性のハンドル（４４２）を備えるハンドルアセンブリ（４４０）をさらに備え、前記ハンドル（４４２）は、該ハンドル（４４２）とブラシコネクタリード線（４３６）との間に位置するように構成された電気絶縁性のガード（４４４）を有し、前記ハンドルアセンブリ（４４０）は、ブラシ端子圧縮プレート（４７０）に機械的に接続されたスプリングアセンブリ（４６０）を有し、前記スプリングアセンブリ（４６０）は、少なくとも前記電気絶縁性のハンドル（４４２）がロック位置にあるまで、１つ以上のブラシ端子（４３８）へと圧力を加えるように構成されている、請求項６に記載のブラシホルダ装置（１００）。