JPH01142474A - カーボンブラシの性能評価法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車両主電動機、圧延電動機等１％に可逆運転
する回転電機に用いるカーボンブラシの性能評価法に関
するものである。

カーボンブラシ（以下、ブラシと呼σ）に要求される特
性は火花の発生がなく、長期間安定に作動することでる
る。その特性を満足するためＫは。

ブラシの摩擦係数及び摩擦変動が小さく、大電流を集電
する能力があり、整流子の荒損及び摩耗の小さいことが
要求される。これらのブラシ基礎特性を実機を用いず、
評価するための試験方法で現在までに知られているもの
は整流子片間に電圧を印加し、ブラシで短絡させながら
摺礫悶士沖モ秤午摺動させる方法、電動機に直結した整
流子又は銅リング等にブラシを摺動させ、その時の電動
機の入力とブラシを摺動させないときの電動機入力の差
から摩慄係数を算出する方法等がある。

（発明が解決しようとする問題点） 第１図に示すように、ブラシ１はブラシ保持器２内にあ
る隙間をもって装着され、ばね４によりブラシｌを加圧
してブラシを整流子３に接触させる。整流子を回転させ
ると、ブラシは整流子との摩擦力によってブラシ保持器
内で傾き、摺動面が摩耗し１時間をかければ充分な摺り
合せがりく。

前記した従来の試験方法は、上記のようにして充分な摺
シ合せをつけた後に、整流子、銅リング等を常に一方向
に回転させてブラシと整流子等との接触を安定させた状
態で行うものであるため。

特別に摺動特性の悪いブラシを除いてはブラシの評価が
適確にできない問題があった。

本発明の目的は、上記した問題を解消し、ブラシを実機
で使用した場合とほぼ同等の性能を、短時間で適確に行
う評価法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、ブラシとブラシ保持器との摺動方向における
隙間を０．２〜０．４　ｆｆＩｍにして９両者を試験機
の整流子にと９つけ、整流子を正転してブラシの摺シ合
せをりけた後、直ちに整流子を逆転し。

回転数を上昇次いで下降させたときのブラシー整流子間
の接触電圧の降下及びその変動を測定するブラシの性能
評価法に関する。

詳述すれば、整流子を正転させてブラシの摺シ合せをつ
け友後に整流子の回転を中止し１次いで直ちに逆転させ
たときのブラシは、摺シ合せをつけたときと反対方向に
摩擦力が働くために第２図のように傾き、整流子に対し
て線接触となり非常に小さい接触面積で摺動することに
なる。本発明ではこの過渡時の特性即ちブラシー整流子
間の接触電圧降下及びその変動を測定するものである。

ブラシの摩擦係数及び摩擦変動が大きい、ブラシの集電
能力が小さい等の場合は、接触電圧降下及びその変動が
大きな値を示すことになる。

ブラシ性能の良否を判断する接触電圧降下及びその変動
の値は、使用する回転電機、使用条件等によって相違す
るが、車両用主電動機の場合は。

接触電圧降下が２ｖ以下、その変動値が１ｖ以下のもの
が良好なブラシと言える。

ブラシとブラシ保持器との摺動方向における隙間が、０
．２ｍｍ未満の場合にはブラシの傾きが小さくなって摺
動状態が安定し易くなり、ブラシの性能に差異があって
も接触電圧降下及びその変動は良いブラシでも火花が発
生し易くなシ、接触電圧降下及びその変動が大きくなり
、この場合も良否の判断が困難になる。

試験機は、正逆回転可能及び回転数を自由に変換できる
電動機の軸に整流子を取付けたものであればよい。整流
子の代シに鋼リング等の回転環でもブラシの種類によっ
ては使用可能である。

接触電圧降下及びその変動の測定は、整流子を逆転させ
た時点から実機（例えば車両用主電動機）の最大周速付
近着で回転数を上昇させ９次いで下降させ停止するまで
行う。回転数を上昇及び下降させる速さは、あらかじめ
良否のブラシについて差の出易い条件を求めておくこと
が好ましい。

（実施例） 次に本発明の詳細な説明する。

実施例１ 第３図は本発明の実施例になるブラシの性能評価法にお
ける試験機の回路を示し、１，１′は供試７は接触電圧
降下及びその変動を測定し記録するための電圧計である
。試験機は１回転数可変範囲０〜３８２０　ｒ、ｐ、ｍ
、Ｉ整流子直径３５０ｍｍ、ブラシ寸法（１０＋１０　
）ｘ５０Ｘ５０（ｍｍ）、ばね加圧力３８０　ｇ　７０
ｍ”のものを用いた。ブラシ材は第１表に示す物理特性
のものを用いた。この２種類のブラシは物理特性はほぼ
同じ値であるが、電車の主電動機に取付けて運転した結
果（実機試験）、ブラシ材Ｂけ火花も少なく非常に良好
に摺動した。

前記２つのブラシ材を各々前記寸法に加工して二分割の
ブラシを作成し、試験を行った。この場合ブラシ保持器
との摺動方向における隙間を０，２胴とじ九。まずφ４
００のサンドペーパーをブラシと整流子の間に挾み、整
流子表面に沿って手で正転方向に複数口利いて概略の摺
り合せをつけた次にサンドペーパーを抜き去’）　２０
００　ｒ、ｐ、ｍ、で２０時間整流子を正転させて充分
に摺り合せた後整流子を停止し、直ちに逆転し１分半で
３８２゜ｒ、ｐｏｍ、　（周速７Ｑｍ／ａ）まで回転数
を上げ１次いで回転数を下げ３分半で０とした。この５
分間におけるブラシー整流子間の接触電圧降下及びその
変動を電圧記録計に記録した。結果を第４図（ブラシ材
Ａ）及び第５図（ブラシ材Ｂ）に示す。

図からブラシ材ＡはＢに比較して接触電圧降下及びその
変動は共に大きく、接触電圧降下が２ｖを越えると火花
を発生するが、その頻度が高く、障害を起こし易いブラ
シ材であることがわかる。

た以外は実施例１と同様にして接触電圧降下及びその変
動を自動記録した。その結果を第６図（ブラシ材Ａ）及
び第７図（ブラシ材Ｂ）に示す。この従来法ではブラシ
材Ａ、Ｂ共に接触電圧降下及びその変動が小さく、安定
な摺動状態を示す結果であり、適確な評価が不可能であ
った。

実施例２及び実施例３ ブラシとブラシ保持器との摺動方向における隙間を０．
４　ｍｍ　（実施例２）及び０．５　ｍｍ　（実施例３
）とした以外は実施例１と全く同様にして試験を行った
。実施例２の結果を第８図及び第９図に、実施例３の結
果を第１０図及び第１１図に示した。

実施例２の場合はブラシ材Ａ、Ｂの差が図から明確でる
ると共に、実機試、験の結果と同様にブラシ材ＢがＡに
比較して火花発生頻度が少なかった。

実施例３では図から接触電圧降下及びその変動はブラシ
材Ａ、Ｂで若干の差はあるものの大きな値を示し、また
火花は共に大きく適確な評価はできなかった。

このほか、隙間を０．１　ｍｍにしたものについても試
験を行ったが、接触電圧降下及びその変動が小さく（図
示せず）ブラシ材Ａ、Ｂに差が見られなかった。

（発明の効果） 本発明によれば、ブラシを実機で使用した場合とほぼ同
等の性能を、比較的簡単な試験機により短時間で適確に
評価することができる。更にブラシ材の開発、改良に要
する期間を短縮し、費用を低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はブラシの摺り合せ状態を説明する図。 第２図は整流子を逆転させた場合の状態を説明する図、
第３図は本発明の実施例になるブラシの性能評価法にお
ける試験機の回路図、第４〜１１図は整流子の周速と接
触電圧降下及びその変動との関係を示すグラフである。 符号の説明 １・・・ブラシ　　　　　　　２・・・ブラシ保持器３
・・・整流子　　　　　　　４・・・加圧ばね５・・・
補助ブラシ　　　　　６・・・電源７・・・電圧計 一■−□□□ 代理人　弁理士　若　林　邦　彦 石１区　　　　　　　類２図 系３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、カーボンブラシとブラシ保持器との摺動方向におけ
   る隙間を０．２〜０．４ｍｍにして、両者を試験機の整
   流子にとりつけ、整流子を正転してカーボンブラシの摺
   り合せをつけた後、直ちに整流子を逆転し、回転数を上
   昇次いで下降させたときのカーボンブラシ−整流子間の
   接触電圧降下及びその変動を測定することを特徴とする
   カーボンブラシの性能評価法。