JPH04312339A - 電動機ブラシの変位計測装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は鉄道会社の電車区や検
車区、及び鉄鋼ライン等の一般工場の直流電動機のブラ
シの摩耗保守点検作業の合理化に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来の直流電動機のブラシの摩耗
保守点検作業を示す図である。図において１は直流電動
機のブラシ、２は直流電動機の整流子、３は直流電動機
のケース、４は直流電動機のカバー、５は点検作業者、
６はスケール、ｈはブラシ高さである。

【０００３】従来の直流電動機のブラシ点検作業は、電
車の場合には電車区や検車区において、停車車両の床下
に点検作業者５が潜り込み、電動機カバー４を取外した
後に直流電動機のブラシ１をそのままの状態でスケール
６を用いてブラシ高さｈを測定するか、又はブラシ１を
１個づつ直流電動機のケース３の外に取り出してスケー
ル６を用いてブラシ高さｈを測定していた。上記ブラシ
１は整流子２に直接接触しており、整流子２の回転によ
りブラシ１は経時的に摩耗するため、定期的にブラシ１
の摩耗量を点検測定し、不良品と次の点検時期までに不
良品となる可能性のあるブラシを交換していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の直
流電動機のブラシ１の点検作業は、作業環境や作業効率
が悪く、点検に要する費用も多く発生し、測定したブラ
シ高さｈの統計的な管理が十分にできないという課題が
あった。

【０００５】この発明は、かかる課題を解決するために
なされたものであり、直流電動機のブラシ点検作業を遠
隔自動で行い、計測摩耗データは車両や電動機ごとに記
憶保存し、計算機を用いた統計管理を行うことにより、
ブラシの摩耗予測、交換時期予測を行い、保守検査の最
適化を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明における電動機
ブラシの変位計測装置においては、電動機内部のブラシ
上部の空間部に超音波センサを保持機構部とともに取り
付けたものである。

【０００７】また、超音波センサの保持機構部は超音波
センサに接続される送信部、及び受信部の電気回路と絶
縁するために、電気絶縁材料を用いている。

【０００８】また、各車両ごと、及び各電動機ごとの計
測データを管理できるように車両ごとに接続箱を備えて
いる。

【０００９】そして、各車両ごと、及び各電動機ごとの
計測データを遠隔自動で集中管理できるように運転室に
集中計測部を備えたものである。

【００１０】

【作用】この発明は電動機内部のブラシ上部の空間部に
超音波センサを保持機構部とともに取り付けているため
、電動機カバーを取外さないで遠隔操作により各ブラシ
の摩耗計測を行う事ができ、さらに、車両運転室の集中
計測部において、各ブラシの交換時期予測を含めた統計
的管理ができる。

【００１１】

【実施例】実施例１．図１はこの発明の一実施例を示す
断面図であり、１〜３及びｈは上記従来装置とまったく
同一のものである。７はブラシの整流子接触面と反対側
の昇降軸Ａ上の空間部に取付けられた超音波センサ、８
は電気絶縁材料から成る超音波センサの保持機構部、９
は超音波センサ７に電気信号を供給する送信部、１０は
超音波センサ７からの信号を受信増幅する受信部、１１
は送信信号から受信信号までの時間を計測して上記超音
波センサ７とブラシ１間の空間距離に変換してブラシの
高さｈを計測・記憶・表示する計測記憶表示部、１２は
超音波センサ７と送信部９及び受信部１０間のセンサケ
ーブル、１３は超音波センサ７とブラシ１間を伝搬する
超音波信号、Ｌ１は超音波センサ７とブラシ１間の空間
距離、Ｌ２は超音波センサ７と整流子２間の空間距離で
ある。

【００１２】上記のように構成された電動機ブラシの変
位計測装置においては送信部９から超音波センサ７にセ
ンサケーブル１２を介して電気信号を送ることにより超
音波センサ７から超音波信号１３が発生する。上記超音
波信号１３は空間中を伝搬しブラシ１の頭部で反射して
再び超音波センサ７に戻る。この時に、超音波センサ７
と整流子２間の距離Ｌ２をあらかじめ求めておくことに
より、超音波センサ７とブラシ１間の距離Ｌ１を計測す
ることによりブラシ高さｈの変位量を算出できる。超音
波センサ７で受信された超音波信号１３は再びセンサケ
ーブル１２を介して受信部１０に伝送され、ここで十分
な振幅レベルまで増幅され、さらに計測記憶表示部１１
に伝送されて超音波センサ７とブラシ１間の空間距離に
変換されてブラシの高さｈを計測・記憶・表示する。ま
た、電動機には駆動電圧として数百Ｖから２ＫＶ程度の
電圧が印加されるため、超音波センサ７をブラシ１や整
流子２から絶縁するために保持機構部８は所定の耐圧を
維持できる絶縁体から構成されている。

【００１３】実施例２．図２は電車に搭載した電動機ブ
ラシの変位計測装置の図を示すもので、１４は電車、１
５は超音波センサ７が内臓された電動機、１６はセンサ
ケーブル１２を車両ごとに１ヶ所で集中結束するための
接続箱、１７は全車両の電動機ブラシ１の摩耗を集中計
測する集中計測部、１８は各車両に設けられた接続箱１
６と集中計測部１７を接続する接続ケーブル、１９は鉄
道の軌道レール、２０は電気供給用の架線である。

【００１４】上記のように構成された電動機ブラシの変
位計測装置においては各車両ごとに超音波センサ７が内
臓された電動機１５と接続箱１６を備え、かつ、電車１
４の運転室内に集中計測部１７を備えている。図１では
ブラシ１を１個しか図示していないが、一般には実際の
電動機１５内には８個のブラシ１が取付けられおり、さ
らに１車両１４に電動機１５を４台取付けてあることか
ら最大で超音波センサ７が１車両１４に３２個必要とな
るため、センサケーブル１２を１ヶ所に集中結束させる
接続箱１６が必要となる。また、集中計測部１７は図１
に示した送信部９と受信部１０と計測記憶表示部１１に
加えて統計処理機能を有し、各車両１４ごとの電動機１
５、及びブラシ１番号ごとにブラシ高さｈを集中計測部
１７から遠隔自動で計測し、ブラシ１の摩耗管理データ
からブラシ１の交換時期や点検周期等を算出し、出力す
る機能を有するものである。

【００１５】ところで上記説明では、この発明を電車の
電動機に利用する場合について述べたが、一般の工場で
使用されている電動機等にも利用できることは言うまで
もない。

【００１６】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果を有する。

【００１７】電動機内部に超音波センサを取付けている
ため、点検作業として車両の床下に潜って、かつ、電動
機カバーを取外し、さらにブラシを１個づつ取出してブ
ラシ高さを測定する作業を完全に省略できる。

【００１８】超音波センサの保持機構部が電気絶縁材料
から構成されているため、電動機駆動用の高電圧により
超音波センサ、送信部、及び受信部が損傷を受けるのを
防止できる。

【００１９】１車両１ヶ所に集中結束用の接続箱が備え
られているため、１車両１ヶ所でブラシの摩耗計測を短
時間で行うことができる。

【００２０】集中計測部が備えられているため、１編成
に保有される電動機の全てのブラシの摩耗データを集中
的に統計管理することができ、上記統計管理データから
ブラシの交換時期や点検周期を算出でき、保全作業の大
幅な改善ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す断面図である。

【図２】この発明の実施例２を示す図である。

【図３】従来の電動機のブラシ点検作業を示す図である
。

【符号の説明】

１　　ブラシ ７　　超音波センサ ８　　保持機構部 ９　　送信部 １０　　受信部 １１　　計測記憶表示部 １６　　接続箱 １７　　集中計測部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電動機内の回転する電機子の整流子と
   接触して摺動するブラシの整流子接触面と反対側の昇降
   軸上に空間を介して配置した超音波センサと、上記超音
   波センサの保持機構部と、上記超音波センサに電気信号
   を供給する送信部と、上記超音波センサからの信号を受
   信して増幅する受信部と、送信信号から受信信号までの
   時間を計測して上記超音波センサとブラシ間の空間距離
   に変換してブラシの高さ変位を計測・記憶・表示する計
   測記憶表示部とを備えたことを特徴とする電動機ブラシ
   の変位計測装置。
2. 【請求項２】　　超音波センサと超音波センサの保持機
   構部を電動機内に収納し、センサケーブルを１ヶ所で集
   中結束するための接続箱を電車の車両毎に設けたことを
   特徴とする請求項第１項記載の電動機ブラシの変位計測
   装置。
3. 【請求項３】　　電車１編成の運転室内に編成車両毎の
   ブラシの高さ変位を計測したデータを伝送し、集中計測
   を行う集中計測部を備えたことを特徴とする請求項第１
   項記載の電動機ブラシの変位計測装置。