JP2020533941A - 励起ロータ電気機械用のブラシ保持アセンブリ - Google Patents

Abstract

励起ロータ電気機械用のブラシ保持アセンブリは、互いに対して相互に側面に位置し且つ第１の端部（３ａ）と第２の端部（３ｂ）との間で優先方向（Ａ）に沿って展開する少なくとも２つのダクト（３）を備えたケーシング（２）と、各々が対応するダクト（３）に収容され、当該対応するダクト（３）内で摺動でき且つ第２の端部（３ｂ）から外部に突出する少なくとも２つのブラシ（５）と、少なくとも２つのダクト（３）の第１の端部（３ａ）でケーシング（２）に関連付けられた電流生成ユニットと接続するように構成された接続部材（４）と、を備える。当該アセンブリは、また、少なくとも２つのブラシ（５）に関連付けられ且つ少なくとも２つのブラシ（５）を第２の端部（３ｂ）の方向に押して少なくとも２つのブラシ（５）をロータの回転マニホルド（１００）の各トラックに押し付けた状態に保つように構成された押さえ部材（６）と、優先方向（Ａ）に沿って展開する少なくとも２つの導電性要素（７）であって、各々が対応するブラシ（５）と接続部材（４）との間に動作可能に配置され且つ押さえ部材（６）によって与えられる前記ブラシ（５）の動きに追従するために優先方向（Ａ）に沿って変形するように構成される、少なくとも２つの導電性要素（７）と、を備える。

Description

本発明の対象は、励起ロータ電気機械用のブラシ保持アセンブリデバイスである。

本発明は、したがって、好ましくは自動車の牽引の使用のための、励起ロータ電気機械の製造に特定の用途を有する。

これらのタイプの電気機械は、実際、両方が電流発生器により給電されるロータおよびステータを備える。発生器とロータとの間の接続を可能にするために、通常、マニホルド係合（manifold engagement）の使用が提供される。

一般に、実際には、（スリップリングと呼ばれる）スリーブがロータ回転軸に取り付けられ、当該ロータ回転軸に２つの円周方向導電トラックが互いに平行に固定され且つ銅線によってロータ巻線に順番に接続される。

機械ケーシングには、ブラシ保持アセンブリ用のハウジングがあり、その内部には、電流を伝達するためにトラックと摺動接触するように配置された少なくとも２つのブラシ（または当接要素）がある。

不都合なことに、摺動接触の存在によって、時間が経つにつれてそれらのブラシが磨耗し、トラック上の接触圧力が低下し、したがって機械の信頼性の問題が生じ得ることが決定される。

本発明の目的は、前述の従来技術の欠点を克服することができる励起ロータ電気機械用のブラシリギング（brush rigging）を提供することである。

より正確には、本発明の目的は、信頼性が高く且つ製造が容易な励起ロータ電気機械用のブラシリギングを提供することである。

前記目的は、請求項の１つ以上の特徴を有する励起ロータ電気機械用のブラシ保持アセンブリによって達成され、当該ブラシ保持アセンブリは、特に、互いに対して側面に位置し且つ第１の端部と、開いており且つアクセス可能である第２の端部との間に優先方向に沿って展開する少なくとも２つのダクトを備えたケーシングと、対応するそれぞれのダクト内に収容され且つ当該ダクト内で各々が摺動可能であり、第２の端部から外部に突出する一対のブラシと、一対のダクトの第１の端部でケーシングに関連付けられた電流生成ユニットと接続するように配置された接続部材と、を含む。

本発明の一態様によれば、ブラシ保持アセンブリは、一対のブラシに関連付けられ且つ当該ブラシをロータの回転マニホルドの対応するそれぞれのトラックに押し付けられた状態に維持するために当該ブラシを第２の端部の方向に押すように構成された押さえ部材と、少なくとも２つの導電性要素であって、各々が対応するダクトの優先方向に沿って展開し、対応するブラシと接続部材との間に配置され、押さえ部材によって与えられるブラシの動きに追従するために優先方向に沿って変形するように構成された少なくとも２つの導電性要素とを備える。

有利なことに、このようにして、信頼性を低下させることなく且つ接続効率を維持しながらブラシの摩耗を補償することが可能である。

好ましくは、さらに、導電性要素の各々は、対応するブラシと接続部材との間に展開するワイヤまたはロープ（銅製）によって規定される。

代替的に（または一緒に）、導電性要素の各々は、優先方向に沿ったばね形状の弾性変形可能な部分を含む。

これらおよび他の特徴は、関連する利点とともに、添付図面に示されたものによる励起ロータ電気機械用のブラシ保持アセンブリの好ましい、したがって排他的ではない実施形態の、後続の例示的な、したがって限定的ではない説明からより明らかになる。
本発明によるブラシ保持アセンブリを概略的に示す。 図１のブラシ保持アセンブリを備える励起ロータ電気機械用の接触チャンバ１０１を概略的に示す。 本発明によるブラシ保持アセンブリのさらなる実施形態の斜視図を示す。 図３のブラシ保持アセンブリの縦断面図を示す。

添付の図面を参照すると、番号１で、本発明による励起ロータ電気機械用のブラシ保持アセンブリが参照される。

ブラシ保持アセンブリ１は、互いに対して相互に側面に位置し且つ第１の端部３ａと第２の端部３ｂとの間で優先方向「Ａ」に沿って展開する少なくとも２つのダクト３を備えるケーシング２を備える。

好ましくは、第２の端部３ｂは開いており、優先方向「Ａ」に沿ってアクセス可能である。

より好ましくは、第１の端部３ａも開いており、電気接続部材４に接続されている。

接続部材４は、したがって、各ダクト３の第１の端部３ａでケーシング２と関連付けられており、電流生成ユニット（図示せず）と接続するように配置される。

この観点から、接続部材４は、好ましくは、生成ユニットによって生成された電流エネルギーを伝達するように構成された少なくとも１つの（好ましくは２つの）導電性要素４ｂを含む。

導電性要素４ｂは、例えば、絶縁支持体４ａに固定されたプレートによって規定されてもよい。

あるいは（図３および４）、導電性要素は一対のプレートコネクタによって規定される。

好ましい実施形態では、実際、電気接続部材４は、プラグ（または同様のもの）のような形状の絶縁支持体４ａを備え、好ましくは高速接続手段で、ダクトの第１の端部３ａに選択的に結合されてそれを閉塞する。

各ダクト３の内側に、接続部材４から来る電流を摺動接触によりロータマニホルド１００に伝達するのに適したブラシ５が設けられている。

「ブラシ」という用語は、長方形の断面を持ち且つ高導電性金属を含浸させた例えば高密度カーボンまたはグラファイトなどの材料でできた、好ましくは、棒状ブラシと、フィラメントブラシと、の両方を指すことに留意すべきである。

各ブラシ５は、ケーシング２の対応するダクト３内に（優先方向「Ａ」に沿って）摺動可能に収容され、マニホルド１００に摺動接触するために（マニホルドに接触している場合にわずかでさえも）第２の端部３ｂから外部に突出するように配置される。

好ましくは、ケーシング２は、熱交換を増大させるために、各ダクト３の側壁３ｃに形成された少なくとも１つの貫通開口部１１を有する。

より好ましくは、貫通開口部１１は、優先方向に沿って長手方向に展開し且つブラシ５に沿って走る。

図示の実施形態では、ケーシングは各ダクト３用に２つの貫通開口部１１を有する。

本発明の一態様によれば、ブラシ保持アセンブリ１は、各ブラシ５に関連付けられ且つ各ブラシ５を回転マニホルドの対応するトラックに押し付けられた状態に保つために各ブラシ５を第２の端部３ａに向かって押すように構成された押さえ部材６を備える。

押さえ部材６は、したがって、好ましくは、第１の端部３ａとブラシ５との間に動作可能に配置されるようにダクト３内に収容される。

好ましくは、支持体はまた、ダクト３内のブラシの動きを線形に保つのに適したガイド手段を備え、押さえ部材６の動作を促進する。

好ましい実施形態では、押さえ部材６は、ダクトの第１の端部３ａとブラシ５との間に展開する、好ましくは螺旋状の、より好ましくは予め組み込まれたばね６ａを含む。

本発明によれば、さらに、ブラシ保持アセンブリ１は、各ダクト３の優先方向「Ａ」に沿って展開する少なくとも２つの導電性要素７を含み、各々が対応するブラシ５と接続部材４との間に配置される。

そのような導電性要素７は、（摩耗の結果として）押さえ部材６によって与えられるブラシ５の動きに追従するために、前記優先方向「Ａ」に沿って変形するように構成される。

有利には、この方法では、ブラシ５が、ダクト３内で並進して、接続を損傷したり接続部材４との接続を遮断したりするリスクがない。

好ましくは、導電性要素７の各々は、対応するブラシ５と接続部材４との間に展開する緩いワイヤまたはロープ７ａによって規定される。

あるいは（または一緒に）、導電性要素７は、優先方向「Ａ」に沿って（例えば、ばね形状の）弾性変形可能な部分８を備える。

いくつかの実施形態では、導電性要素７はダクト３内に収容することができる。

好ましくは、ただし、ケーシング２は、互いに対して側面に位置し且つ対応するそれぞれのダクト３に接続された一対の補助チャンバ９を含む。

導電性要素７は、押さえ部材６との干渉を回避するために、少なくとも部分的に補助チャンバ９内に収容されている。

より正確には、導電性要素７は（ダクト３内の）対応するそれぞれのブラシから展開し、ダクトから逃がれ続け、補助チャンバ９に入り、その後、接続部材４に接続する。

この点に関して、ダクト３と補助チャンバ９との間の移行領域の形状は、導電性要素７（銅線またはロープなど）を損傷することなく摺動させるために適切な形状であり且つ鋭利な縁がない。

さらに、いくつかの実施形態では、損失を低減する接続を最適化するために、導電性要素７は、圧力係合１０によって、より好ましくは可逆に（reversible）接続部材４に固定される。

好ましくは、ただし、ケーシング２、２つのブラシ５、接続部材４、押さえ部材６および導電性要素７は、一体成形される。

これに関して、好ましくは補助チャンバ９に収容される補償チャンバ１０が好ましくは設けられ、ワイヤまたはロープ７ａの変形可能な部分を収容する。

本発明の好ましい変形例によれば、２つの導電性要素７は、２つの予め組み立てられた導電性カートリッジ１２によって規定される。

各カートリッジ１２は、優先方向「Ａ」に沿って長手方向に展開し且つ内部に収容容積を含む。

より正確には、カートリッジ１２は逆形状（counter-shaped）であり且つそれぞれのダクト３に係合する。

特に、各カートリッジ１２は、接続部材４に拘束された端部１２ａを有し且つ（容積内に）対応するブラシ５、対応する押さえ部材６、およびカートリッジ１２の壁とブラシ５との間に展開する少なくとも１つの可撓性要素１３を収容する。

好ましい実施形態では、カートリッジの端部１２ａは、接続部材４の端子と結合することができるピン（または突起）を有する。

より好ましくは、カートリッジ１２の端部１２ａは、溶接によって接続部材４に拘束される。

これにより、ブラシ保持アセンブリ１の取り付け方法を容易にすることができる。

実際、ブラシ５とそれぞれの押さえ部材６とを収容するカートリッジ１２の配置のおかげで、以下によって簡単にアセンブリ１を取り付けることが可能である。すなわち、
ケーシング２の配置と、
カートリッジ１２の配置と、
カートリッジ１２の一つの端部１２ａが少なくとも１つの接続部材４に当接するように、各ダクト３内で各カートリッジ１２を係合することと、
溶接によって端部１２ａを接続部材４に結合することと、によって簡単にアセンブリ１を取り付けることが可能である。

好ましくは、さらに、ケーシング２には、その外側に面し且つケーシング２自体とマニホルド１００のハウジングとの可逆的な結合を可能にする形状の固定手段２ａが設けられている。

これに関して、好ましくは、本発明によるブラシ保持アセンブリ１は、そのような形状の励起ロータ電気機械用の接触チャンバ１０１の内部で使用される。

チャンバ１０１は、前述のように、摺動リングマニホルド１００用の環状ハウジング１０２と、摺動リングマニホルド１００とを備える。

好ましくは、環状ハウジング１０２は、ブラシ保持アセンブリ１のための収容空間１０３を含む。

（例えば、インターロックまたはねじ留めによる）固定手段２ａのおかげで、ブラシ保持ユニット１（特にケーシング２）は、収容空間１０１と可逆的に結合することができる。

したがって、そのようなブラシ保持アセンブリ１は、その固定手段２ａによって、解放構成と結合構成との間で選択的に切り替えることができ、ブラシ５は、環状ハウジング１０２内において内面に面し且つマニホルド１００に当接することになる。

本発明は、意図された目的を達成して重要な利点を達成する。

実際、変形可能な導電性要素を備えたブラシ保持アセンブリの配置は、マニホルドとの接触を維持できる押さえ部材の存在とともに、接続の効率と信頼性を最大化する。

Claims (10)

1. 励起ロータ電気機械用のブラシ保持アセンブリであって、
   互いに対して相互に側面に位置し且つ第１の端部（３ａ）と第２の端部（３ｂ）との間で優先方向（Ａ）に沿って展開する少なくとも２つのダクト（３）を備えたケーシング（２）であって、前記第２の端部（３ｂ）が開いていてアクセス可能である、ケーシング（２）と、
   それぞれのダクト（３）に収容され、前記それぞれのダクト（３）内で各々が摺動でき且つ前記第２の端部（３ｂ）から外部に突出する少なくとも２つのブラシ（５）と、
   前記少なくとも２つのダクト（３）の前記第１の端部（３ａ）で前記ケーシング（２）に関連付けられた電流生成ユニットと接続するように構成された接続部材（４）と、を備え、
   前記ブラシ保持アセンブリは、
   前記少なくとも２つのブラシ（５）に関連付けられ且つ前記少なくとも２つのブラシ（５）を前記第２の端部（３ｂ）の方向に押して前記少なくとも２つのブラシ（５）をロータの回転マニホルド（１００）の各トラックに押し付けた状態に保つように構成された押さえ部材（６）と、
   前記優先方向（Ａ）に沿って展開する少なくとも２つの導電性要素（７）であって、各々が対応するブラシ（５）と前記接続部材（４）との間に動作可能に配置され且つ前記押さえ部材（６）によって与えられる前記ブラシ（５）の動きに追従するために前記優先方向（Ａ）に沿って変形するように構成される、少なくとも２つの導電性要素（７）と、を備え、
   前記ケーシング（２）は、前記ケーシング（２）に外部から面し且つ前記ケーシング（２）と前記マニホルド（１００）の前記ハウジングとの可逆的結合を可能にする形状の固定手段（２ａ）を備える、ブラシ保持アセンブリ。
2. 前記少なくとも２つの導電性要素（７）は、前記それぞれのブラシ（５）と前記接続部材（４）との間に展開する緩いワイヤまたはロープ（７ａ）によって規定される、請求項１に記載のブラシ保持アセンブリ。
3. 前記少なくとも２つの導電性要素（７）は、前記優先方向（Ａ）に沿ってばね形状の弾性変形可能な部分（８）を含む、請求項１に記載のブラシ保持アセンブリ。
4. 前記少なくとも２つの導電性要素（７）が、圧力係合（１０）によって前記接続部材（４）に固定される、請求項１から３のいずれか１項に記載のブラシ保持アセンブリ。
5. 前記ケーシング（２）は、各々が側面に位置し且つ対応するダクト（３）に接続された一対の補助チャンバ（９）を含み、前記少なくとも２つの導電性要素（７）は、前記押さえ部材（６）との干渉を回避するために、少なくとも部分的に前記一対の補助チャンバ（９）内に収容される、請求項１から４のいずれか１項に記載のブラシ保持アセンブリ。
6. 前記ケーシング（２）、前記２つのブラシ（５）、前記接続部材（４）、前記押さえ部材（６）および前記少なくとも２つの導電性要素（７）が一体成型されている、請求項１から５のいずれか１項に記載のブラシ保持アセンブリ。
7. 前記ケーシング（２）は、熱交換を増大させるために各ダクト（３）の側壁（３ｃ）に形成された少なくとも１つの貫通開口部（１１）を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載のブラシ保持アセンブリ。
8. 前記２つの導電性要素（７）の各々が、前記接続部材（４）に拘束された端部を有する導電性カートリッジ（１２）であって、前記それぞれのブラシ（５）、前記それぞれの押さえ部材（６）、および当該カートリッジ（１２）の壁と前記ブラシ（５）との間に展開する少なくとも１つの可撓性要素（１３）を収容する導電性カートリッジ（１２）を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載のブラシ保持アセンブリ。
9. 励起ロータ電気機械用の接触チャンバ（１０１）であって、
   摺動リングマニホルド用の環状ハウジング（１０２）と、
   前記ハウジング（１０２）内で回転する可能性をもって挿入された摺動リングマニホルド（１００）と、を備え、
   前記環状ハウジング（１０２）は、請求項７に記載のブラシ保持アセンブリ（１）の収容空間（１０３）と、固定手段（２ａ）を介して、解放構成と結合構成との間で選択的に切り替えられるように、前記収容空間（１０３）に可逆的に結合することができる前記ブラシ保持アセンブリ（１）と、を含み、前記少なくとも２つのブラシ（５）は、前記環状ハウジング（１０２）に内部から面し且つ前記マニホルド（１００）に当接する、接触チャンバ（１０１）。
10. 励起ロータ電気機械用のブラシ保持アセンブリを取り付けるための方法であって、
    互いに対して相互に側面に位置し且つ第１の端部（３ａ）と第２の端部（３ｂ）との間で優先方向（Ａ）に沿って展開する少なくとも２つのダクト（３）を備えるケーシング（２）を配置するステップであって、前記ケーシング（２）が、電流生成ユニットと接続するように配置され且つ前記少なくとも２つのダクト（３）の前記第１の端部（３ａ）に少なくとも部分的に配置された少なくとも１つの接続部材（４）をさらに含む、ステップと、
    一対の導電性カートリッジ（１２）であって、各々が対応するブラシ（５）、対応する押さえ部材（６）、および前記カートリッジ（１２）の壁と前記ブラシ（５）との間に展開する少なくとも１つの可撓性要素（１３）を収容する一対の導電性カートリッジ（１２）を配置するステップと、
    前記カートリッジ（１２）の一つの端部（１２ａ）が前記少なくとも１つの接続部材（４）に当接するように、前記対応するダクト（３）内で各カートリッジ（１２）を係合するステップと、
    溶接によって、前記端部（１２ａ）を前記接続部材（４）に結合するステップと、を含む方法。

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