JP2595647Y2 - ブラシ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、電動機および発電機な
どのような回転機械などの整流子およびスリップリング
などに接触して給電／集電を行うブラシ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼帯を、塩酸などを用いて酸洗する酸洗
設備で浸漬ロール、ブライドルロールおよびペイオフロ
ールなどを駆動する直流電動機は、塩素系ガス雰囲気の
悪環境下で使用される。直流電動機の整流子に接触する
ブラシは、ブラシホルダによってその整流子に近接、離
反方向に円滑に変位可能に案内され、ばねによってブラ
シが整流子に圧接され、こうしてブラシの摩耗にかかわ
らず、ブラシは整流子と常に接触した状態に保たれる。
ブラシホルダのブラシを案内するブラシホルダ本体は真
鍮で製作されており、前記悪環境下ではそのブラシホル
ダ本体に錆が発生し、そのためブラシホルダ本体のブラ
シを案内する表面が錆および電蝕によってブラシを円滑
に変位案内することができなくなり、ブラシホルダとブ
ラシが固定状態となってしまうことがある。これによっ
てブラシと整流子との間に隙間が生じ、そのため火花が
発生し、さらにはフラッシュオーバーと呼ばれるように
整流子全体に火花が走り、整流子面は火花で荒れ、運転
不可能となってしまう。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】本考案の目的は、ブラ
シを円滑に案内してブラシと整流子およびスリップリン
グとの接触を確実にし、寿命を長くすることができるよ
うにしたブラシ装置を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本考案は、（ａ）ブラシ
１０，１１と、 （ｂ）ブラシホルダ６であって、 （ｂ１）ブラシ１０，１１をそれぞれ案内する案内部２
４，２５を有し、表面にポリテトラフルオロエチレンか
ら成る被覆層が形成されるブラシホルダ本体２３と、 （ｂ２）基端部１７は第１ピン２０によってブラシホル
ダ本体２３に角変位可能に支持され、先端部２１がブラ
シ１０，１１の頂部を押圧するアーム１６と、 （ｂ３）一端部は第２ピン１４によってブラシホルダ本
体２３に係止され、他端部はアーム１６の基端部１７付
近で、アーム１６の第１ピン２０と前記先端部２１との
間に連結されるばね手段１３，１５，１８，１９とを有
し、 （ｂ４）第２ピン１４とばね手段１３，１５，１８，１
９の前記他端部とを結ぶ直線が、第１ピン２０の軸線に
関して、アーム１６の前記先端部２１側にあって、ばね
手段１３，１５，１８，１９のばね力によって前記先端
部２１がブラシ１０，１１の頂部を弾発的に押圧する第
１の状態と、前記直線が、第１ピン２０の軸線に関し
て、アーム１６の前記先端部２１と反対側にあって、前
記先端部２１がブラシ１０，１１の頂部から離間した第
２の状態を保つブラシホルダ６とを含むことを特徴とす
るブラシ装置である。

【０００５】また本考案は、被覆層は、厚み１０〜１０
０μｍを有することを特徴とする。

【０００６】

【作用】本考案に従えば、後述の図１および図６に示さ
れるように、第２ピン１４とばね手段１３，１５，１
８，１９の前記他端部とを結ぶ直線が、第１ピン２０の
軸線に関してアーム１６の先端部２１側にあるとき、ば
ね力によってアーム１６の先端部２１がブラシ１０，１
１の頂部を弾発的に押圧する。また後述の図５に示され
るように、前記直線が、第１ピン２０の軸線に関して、
アーム１６の前記先端部２１とは反対側にあるとき、ア
ーム１６の先端部２１はブラシ１０，１１の頂部から離
間して第２の状態となり、これによってブラシ１０，１
１を案内部２４，２５から取外すなどして交換すること
ができ、保守が容易である。さらに本考案に従えば、ブ
ラシホルダ本体２３のブラシ１０，１１を案内する案内
部２４，２５の表面にテフロン（商品名）を被覆する。
テフロンはポリテトラフルオロエチレンであり、耐薬品
性、耐摩耗性が優れており、その摩擦係数が小さい。し
たがって前述の酸洗設備の塩素系ガス雰囲気における悪
環境下においても、金属製ブラシホルダ本体が腐食して
錆を発生することが防がれ、またブラシを円滑に整流子
に案内することができる。

【０００７】さらに本考案に従えば、テフロンから成る
被覆層の厚みは、１０〜１００μｍに選ばれ、これによ
って強度が向上され、またその厚みが薄いので、既存の
ブラシホルダにおいて被覆層が形成されたときにおいて
もブラシを案内する案内部によって円滑にブラシを案内
することが可能である。このように被覆層は薄いので、
従来から案内部内周面とブラシ外周面との間のわずかな
隙間によって、ブラシをできるだけ円滑に変位可能とし
ている既存の構成において、そのようなテフロンから成
る被覆層を形成したとき、案内部内周面とブラシ外周面
との隙間は小さくなるけれども、ブラシを円滑に移動す
ることができる。

【０００８】テフロンは、前述のように耐薬品性、耐摩
耗性が優れており、さらに耐熱性に優れており、また非
粘着性が優れており、そのためブラシを円滑に移動可能
に保つことができるようになる。

【０００９】

【実施例】図１は、本考案の一実施例のブラシ装置１の
側面図である。このブラシ装置１は図２に示される直流
電動機２において用いられる。本考案に従うブラシ装置
１は、図２において図解の簡略化のために１つだけ示さ
れているけれども、仮想線で示されるように複数個、整
流子３の軸線方向に配置される。直流電動機の金属製で
ある導電性支持部材４の側部には、整流子３の軸線方向
に延びる多数の平行な位置決め突起５が形成され、この
位置決め突起５に、ブラシ装置１を構成するブラシホル
ダ６の位置決め突起７が係止し、ボルト８およびナット
９の組合せによって、そのブラシホルダ６が支持部材４
に固定される。ブラシホルダ６のブラシホルダ本体２３
は、この実施例では２つのブラシ１０，１１を各案内部
２４，２５内でそれぞれ案内し、これらのブラシ１０，
１１には可撓性のリード線１２を介して支持部材４と電
気的に接続される。

【００１０】ブラシ１０，１１は炭素から成り、あるい
は炭素粉と金属粉との混合物が形成されて成る。これら
のブラシ１０，１１は、ばね１３のばね力によって整流
子３に圧接される。

【００１１】図３は、ブラシ装置１の平面図である。ば
ね１３の一端部はピン１４によってブラシホルダ本体２
３に係止され、そのばね１３の他端部はねじ棒１５の端
部にピン１６ａによって係止される。このねじ棒１５は
アーム１６の基端部１７付近にピン１８によってピン結
合される。ねじ棒１５には圧力調整用ナット１９が螺合
する。アーム１６の基端部１７はピン２０によってブラ
シホルダ本体２３に角変位可能に支持される。アーム１
６の先端部２１はブラシ１０，１１の頂部を弾発的に押
圧する。

【００１２】図４は、図３のセクションＩＶの拡大した
水平断面図である。ブラシホルダ本体２３は、前述のよ
うに真鍮の鋳造品であり、そのブラシホルダ本体２３の
全表面には、テフロンから成る被覆層２２が形成され
る。ブラシホルダ本体２３に被覆層２２が形成されてブ
ラシホルダ６が構成される。この被覆層２２の厚みは、
１０〜１００μｍ、好ましくは２０〜３０μｍである。
被覆層２２を形成するにあたっては、テフロン塗膜をブ
ラシホルダ本体６にハケによってまたは吹付けによって
塗布して塗膜を形成し、テフロンは、たとえば熱硬化形
であり、たとえば１２０〜１８０℃、あるいは２００〜
３００℃の焼付け乾燥を行う。これによって強固な被覆
層２２が形成される。

【００１３】被覆層２２の厚みは、前述のように薄いの
で、その被覆層２２が形成されていない既存のブラシホ
ルダ本体６にそのまま本考案に従って被覆層２２を形成
することができる。アーム１６、ピン１４，１６ａ，１
８，２０、ねじ棒１５およびナット１９などもまた、テ
フロンの被覆層が形成される。ばね１３にもまたテフロ
ンの被覆層が形成されてもよいけれども、焼付け乾燥時
のばね鋼の焼きなましが行われることを防ぐために、ば
ね１３にはテフロンの被覆層を形成する代りにクロムめ
っきまたは銅めっきを行い、酸洗設備などの悪環境下で
の腐食を防ぐ。このようなテフロンの被覆層２２は、耐
熱性、耐薬品性、非粘着性および耐摩耗性が優れてお
り、また摩擦係数が小さく、ブラシ１０，１１を案内部
２４，２５において円滑に案内することができる。

【００１４】ブラシ１０の交換時には図５に示されるよ
うに、アーム１６をその基端部１７のピン２０まわりに
図５の反時計方向に角変位し、これによってピン１４，
１８を結ぶ直線がピン２０の軸線よりも図５の下方（す
なわちアーム１６の先端部２１とは反対側）に位置して
アーム１６が開いた安定な状態を保つことができる。ピ
ン１４，１８を結ぶ直線が２０の軸線よりも図１の上方
（すなわちアーム１６の先端部２１側）にある状態に、
アーム１６の先端部２１は、ブラシ１０，１１の頂部を
弾発的に押圧する。

【００１５】図６は、本考案の他の実施例のブラシ装置
１ａの側面図である。この実施例は前述の実施例に類似
し、対応する部分には同一の参照符を付す。この実施例
においてもまた、ブラシホルダ２３の真鍮製ブラシホル
ダ本体６の外周面にテフロンの被覆層を形成する。その
他の構成は前述の実施例に類似する。

【００１６】

【００１７】図７は本考案のさらに他の実施例の連続電
気めっき設備３０の縦断面図であり、図８はそのめっき
設備３０の水平断面図である。めっきされるべき鋼帯３
１は、めっき槽３２の硫酸銅などの電解液３３に導電性
ロール３４，３５，３６によって案内され、この電解液
３３に浸漬されている電極３７と導電性ロール３４との
間に直流電源３８を接続し、鋼帯３１のめっきが行われ
る。導電性ロール３４はスリップリングであるコレクタ
リング３９に電気的に導通した状態で固定されており、
このコレクタリング３９には本考案に従うブラシ装置１
が設けられる。ブラシ装置１は電源３８の負極に接続さ
れ、電極３７は陽極に接続される。

【００１８】図９は、コレクタリング３９の側面図であ
る。コレクタリング３９の回転軸線４０はロール３４の
軸線４１からずれており、したがってコレクタリング３
９は導電性ロール３４が回転されるとき、偏心運動を行
い、このコレクタリング３９の周方向に間隔をあけて設
けられている複数のブラシ装置１のブラシ１０がコレク
タリング３９の周面にばねによって弾発的に圧接されな
がら軸線４１の近接方向および離反方向に往復変位し、
こうしてブラシ１０の円滑な変位が可能となり、ブラシ
１０をばね力でコレクタリング３９に常時圧接させるこ
とが可能になる。このブラシ装置１は、前述の図１〜図
５に示される構成と同一であってもよく、あるいはまた
図６に示されるブラシ装置１ａと同一構成であってもよ
い。

【００１９】本考案は、直流電動機だけでなく、直流発
電機、同期電動機、巻線形誘導電動機、その他の発電
機、連続電気めっき設備３０などの集電／給電のための
スリップリング、さらにその他の用途において広範囲に
実施することができる。

【００２０】

【考案の効果】以上のように本考案によれば、アーム１
６を第１ピン２０の回りに角変位し第２ピン１４とばね
手段１３，１５，１８，１９の前記他端部とを結ぶ直線
が、第１ピン２０の軸線に関してアーム１６の先端部２
１側にあるとき、そのばね力によって先端部２１がブラ
シ１０，１１の頂部を弾発的に押圧する第１の状態が保
たれるとともに、前記直線が、第１ピン２０の軸線に関
してアーム１６の先端部２１と反対側にあるとき、先端
部２１がブラシ１０，１１の頂部から離間した第２の状
態に保たれ、これによってブラシ１０，１１をブラシホ
ルダ本体２３の案内部２４，２５からたとえば取外すな
どして保守が容易になる。さらに本考案によれば、ブラ
シホルダ本体２１の表面にポリテトラフルオロエチレン
から成る被覆層を形成することによって、ブラシホルダ
本体全体の錆の発生を防止することができ、したがって
酸洗設備などの悪環境下での寿命の延長を図ることがで
きる。従来ではたとえば酸洗設備ではブラシ装置は２年
毎に総替えしたのに対して、本考案のブラシ装置では、
その３倍程度の寿命延長をすることが可能となる。

【００２１】またブラシが案内部で円滑に移動すること
ができ、そのためブラシを整流子およびスリップリング
などに常時接触させることが可能となり、これによって
火花の発生、さらにはフラッシュオーバーの現象を防ぐ
ことができる。こうして日常点検周期の延長が可能にな
り、たとえば従来では酸洗設備における電動機のメンテ
ナンス点検が毎週行う必要があったけれども、本考案に
よれば、ブラシの摩耗の点検のためにのみ月１回の点検
を行えばよくなり、メンテナンスに要する労力および費
用が軽減されることになる。

【００２２】さらに従来、ブラシホルダの材料として、
比較的耐蝕性の高い真鍮を使用していたが、本考案を実
施すれば、安価な鉄系材料を使用することも可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例のブラシ装置１の側面図であ
る。

【図２】ブラシ装置１が用いられる直流電動機２の一部
の構成を示す斜視図である。

【図３】ブラシ装置１の平面図である。

【図４】図３のセクションＩＶの拡大断面図である。

【図５】ブラシ装置１のメンテナンス時の状態を示す断
面図である。

【図６】本考案の他の実施例のブラシ装置１ａの側面図
である。

【図７】本考案のブラシ装置１が関連して実施される連
続電気めっき設備３０の簡略化した縦断面図である。

【図８】図７に示される連続電気めっき設備３０の一部
の水平断面図である。

【図９】図７および図８に示される連続電気めっき設備
３０のコレクタリング３９付近の簡略化した側面図であ
る。

【符号の説明】

１，１ａ ブラシ装置 ２ 直流電動機 ３ 整流子 ５ 支持部材 ６ ブラシホルダ １０，１１ ブラシ １３ ばね １６ アーム ２２ テフロンの被覆層 ２３ ブラシホルダ本体 ３０ 連続電気めっき設備 ３４，３５，３６ 導電性ロール ３７ 電極 ３８ 直流電源 ３９ コレクタリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01R 39/18

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）ブラシ１０，１１と、 （ｂ）ブラシホルダ６であって、 （ｂ１）ブラシ１０，１１をそれぞれ案内する案内部２
   ４，２５を有し、表面にポリテトラフルオロエチレンか
   ら成る被覆層が形成されるブラシホルダ本体２３と、 （ｂ２）基端部１７は第１ピン２０によってブラシホル
   ダ本体２３に角変位可能に支持され、先端部２１がブラ
   シ１０，１１の頂部を押圧するアーム１６と、 （ｂ３）一端部は第２ピン１４によってブラシホルダ本
   体２３に係止され、他端部はアーム１６の基端部１７付
   近で、アーム１６の第１ピン２０と前記先端部２１との
   間に連結されるばね手段１３，１５，１８，１９とを有
   し、 （ｂ４）第２ピン１４とばね手段１３，１５，１８，１
   ９の前記他端部とを結ぶ直線が、第１ピン２０の軸線に
   関して、アーム１６の前記先端部２１側にあって、ばね
   手段１３，１５，１８，１９のばね力によって前記先端
   部２１がブラシ１０，１１の頂部を弾発的に押圧する第
   １の状態と、前記直線が、第１ピン２０の軸線に関し
   て、アーム１６の前記先端部２１と反対側にあって、前
   記先端部２１がブラシ１０，１１の頂部から離間した第
   ２の状態を保つブラシホルダ６とを含むことを特徴とす
   るブラシ装置。
2. 【請求項２】 被覆層は、厚み１０〜１００μｍを有す
   ることを特徴とする請求項１記載のブラシ装置。