JP2500180Y2 - 回転電機のブラシ摩耗量検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は回転電気のブラシ摩耗量検出装置に関する。

B.考案の概要 本考案は回転電気のブラシ摩耗量を検出するためのブ
ラシ摩耗量検出装置に係り、板ばねとブラシ押圧部材と
の間に弾性部材を介装させるあるいは板ばねに断面減少
部を設けるという手段により板ばねの歪みゲージ張付部
の撓み変形を少なくし、もって歪みゲージの耐久性向上
や検出範囲の拡大などを図った。

Ｃ従来の技術 回転電気、特に直流機には、回転子に電気を供給した
りあるいは回転子から電気を取り出したりするために、
ブラシが設けられている。

第３図には、直流電動機の判断面を示してある。図中
１はアーマチュア２が一体的に形成された回転軸であ
り、ステータ３が内面に形成されたフレーム４にベアリ
ング５を介して回転自在に支持されている。回転軸１に
はアーマチュア２の他に整流子６が形成されており、こ
の整流子６にブラシホルダ７に納められたブラシ８が押
圧される。

第４図に示すように、ブラシホルダ７はフレーム４に
固定されブラシ８を摺動自在に保持するブラシホルダ本
体（以下、ホルダ本体）9,ホルダ本体９の一端に揺動自
在に取り付けられたアーム支持金具10,アーム支持金具1
0の端部に一体化されたブラシ押圧部材たるアーム11,ホ
ルダ本体９とアーム支持金具10間に介装されアーム11に
付勢力を与えるブラシスプリング（以下、スプリング）
12とから構成されている。そして、ホルダ本体９にはブ
ラシ摩耗検出装置の構成部材たる板ばね13の一端がスク
リュウ14により固定されており、この板ばね13の他端が
アーム支持金具10の下面に当接している。板ばね13は略
Ｓ字形状を有しており、その中央部付近には歪みゲージ
15が接着されている。図中、16は歪みゲージからの出力
信号を取り出すためのリード線である。

このブラシホルダ７では、回転する整流子６と摺接す
ることによりブラシ８が磨耗しても、スプリング12のば
ね力によりアーム11がアーム支持金具10と共に図中矢印
で示す方向に揺動し、ブラシ８と整流子６間の接触力が
所定の範囲に保たれる。一方、板ばね13はアーム支持金
具10の揺動に伴い第３図中に二点鎖線で示すように弾性
変形し、その変形量（歪みゲージ張り付け部の変形量）
が歪みゲージ15によって検出される。そして、その検出
信号を図示しない演算手段を用いて処理することにより
ブラシ８の摩耗量が算出され、ブラシ８を新品に交換す
る時期が認識されるのである。

D.考案が解決しようとする課題 上述したブラシホルダ７に取り付けられた従来のブラ
シ摩耗量検出装置には、以下の不具合があった。

歪みゲージ15は板ばねとともに撓むが、アーム支持金
具10の揺動に伴う板ばね13の変形量が大きい一方、板ば
ね15に比べ歪みゲージ15の弾性変形域が小さいため、長
期の使用により破断などを起こしたり、あるいは張り付
け部の接着強度が低下し、耐久性が悪かった。

アーム支持金具10の揺動量に対する板ばね13の撓み量
が一定であり、ブラシ摩耗量の検出感度を必要に応じて
調整することができなかった。

回転する整流子６と摺接するブラシ８には微振動が生
じるが、これが歪みゲージ15に伝わってノイズとなり、
精度の高い測定ができなかった。

本考案は上記状況に鑑みなされたもので、上記各不具
合を比較的簡単な構造変更で解消したブラシ摩耗量検出
装置を提供することを目的とする。

E.課題を解決するための手段 そこで、本考案ではこの課題を解決するために、 一端がブラシホルダ本体に取り付けられると共に他端
がブラシ押圧部材に当接し、ブラシの摩耗による前記ブ
ラシ押圧部材の変位により押圧されて撓み変形する板ば
ねと、 前記板ばねに固着され、当該板ばねの撓み変形量を電
気信号により出力する歪みゲージと、 当該歪みゲージの出力信号から前記ブラシの摩耗量を
算出する演算装置と からなるブラシ摩耗量検出装置において、 前記ブラシ押圧部材と前記板ばねとの間に当該板ばね
よりばね定数の低い弾性部材を介装させる、あるいは当
該板ばねの一部に断面減少部を形成したのである。

F.作用 ブラシ押圧部材の変位による板ばねの撓みの内多くの
部分がブラシホルダ本体とブラシ押圧部材間に介装され
た弾性部材や板ばねに形成された断面減少部により吸収
され、歪みゲージが固着された部位の変形が相対的に少
なくなる。

G.実施例 本考案の一実施例を図面に基づき具体的に説明する。
尚、実施例の説明にあたっては前述した従来の例におけ
る部材と同一の部材に同一の符号を付し、重複する説明
を省略する。

第１図には本考案に係る回転電気のブラシ摩耗量検出
装置の第１実施例を示し、第２図には同第２実施例を示
してある。

第１図に示すように、第１実施例はアーム支持金具10
と板ばね13との間にコイルスプリング17を介装させたも
のである。このコイルスプリング17のばね定数は板ばね
13と比較して十分低く、同一の荷重が作用した場合には
板ばね13より大きく撓み変形する。

そのため、本実施例ではアーム支持金具10が揺動する
際に板ばね13が負担する変形分は従来のものに比べ遥か
に小さくなり、歪みゲージ15の弾性変形量も当然に小さ
くなった。その結果、歪みゲージ15自体の破損や接着面
の剥がれなどがなくなり、耐久性が大幅に向上した。ま
た、コイルスプリング17を適宜交換することにより、板
ばね13の変形分を変えることができ、ブラシ摩耗量の検
出感度を調整することが可能となった。更に、前述した
ブラシ８からの微振動は、その大部分がばね定数の低い
コイルスプリング17により吸収され、歪みゲージ15のノ
イズが減少した。

一方、第２図に示すように、第２実施例は板ばね13に
断面減少部13aを形成したものである。この断面減少部1
3aはアーム支持金具10との当接部近傍に設けられてお
り、その断面積は他の部位の数分の１に形成されてい
る。したがって、荷重が作用した場合における該部の変
形率は他の部位に比べ数倍大きくなり、その結果、アー
ム支持金具10の揺動に伴う歪みゲージ張り付け部の変形
が従来のものに比べ遥かに小さくなった。

第２実施例では、第１実施例のようにコイルスプリン
グのような部材を介装させていないため歪みゲージ張り
付け部の変形率を変更する際には板ばね自体を交換する
必要があるが、部品点数は従来のものと同一となる。

以上で実施例の説明を終えるが、本考案はこの実施例
に限るものではなく、例えば第１実施例における弾性部
材として弦巻きばねや合成ゴムなどコイルスプリング以
外の弾性部材を用いるようにしてもよい。また、第２実
施例における断面減少部をアーム支持金具側でなくブラ
シホルダ側に形成するようにしてもよい。

H.考案の効果 本考案に係る回転電気のブラシ摩耗量検出装置によれ
ば、ブラシ押圧部材と板ばねとの間に板ばねよりばね定
数の低い弾性部材を介装させる、あるいは板ばねの一部
に断面減少部を形成するという方法により、ブラシ押圧
部材に伴う歪みゲージ張り付け部の撓み変形率を小さく
したため、歪みゲージの破断や接着強度の低下がなくな
って耐久性が向上する他、整流子とブラシとが摺接する
ことにより発生する微振動が摩耗量の検出感度が向上す
るなどの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は、本考案に係る回転電気のブラシ摩耗
量検出装置の第１実施例と第２実施例を示すそれぞれ斜
視図である。また、第３図は直流電動機を示す半断面図
である。そして、第４図は従来のブラシ摩耗量検出装置
を取り付けたブラシホルダの正面図であり、第５図は従
来のブラシ摩耗検出装置における板ばねの撓み状態を示
す斜視図である。 図中、 １は回転軸、６は整流子、７ブラシホルダ、８はブラ
シ、９はブラシホルダ本体、10はアーム支持金具、11は
アーム、12はブラシスプリング、13は板ばね、13aは断
面減少部、15は歪みゲージ、17はコイルスプリングであ
る。

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一端がブラシホルダ本体に取り付けられる
   と共に他端がブラシ押圧部材に当接し、ブラシの摩耗に
   よる前記ブラシ押圧部材の変位により押圧されて撓み変
   形する板ばねと、 前記板ばねに固着され、当該板ばねの撓み変形量を電気
   信号により出力する歪みゲージと、 当該歪みゲージの出力信号から前記ブラシの摩耗量を算
   出する演算装置と からなるブラシ摩耗量検出装置において、 前記ブラシ押圧部材と前記板ばねとの間に当該板ばねよ
   りばね定数の低い弾性部材を介装させたことを特徴とす
   る回転電気のブラシ摩耗量検出装置。
2. 【請求項２】一端がブラシホルダ本体に取り付けられる
   と共に他端がブラシ押圧部材に当接し、ブラシの摩耗に
   よる前記ブラシ押圧部材の変位により押圧されて撓み変
   形する板ばねと、 前記板ばねに固着され、当該板ばねの撓み変形量を電気
   信号により出力する歪みゲージと、 当該歪みゲージの出力信号から前記ブラシの摩耗量を算
   出する演算装置と からなるブラシ摩耗量検出装置において、 前記板ばねの一部に断面減少部を形成したことを特徴と
   する回転電気のブラシ摩耗量検出装置。