JPH0652371U - 回転電機の給電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 積層されたブラシに設けられた低抵抗体に充
分な電流を流すことができると共に、整流時に発生する
火花を抑制し、且つ電圧降下による電気損失を低減でき
る回転電機の給電装置を提供することを目的とする。 【構成】 整流子２０の外周面には、巻線６０が接続さ
れた給電部を成すセグメント２４ａと接続されない非給
電部を成すセグメント２４ｂとが交互に配設されてい
る。また、該セグメント２４ｂは絶縁部２６の絶縁間隔
ｔ3 の中央に配設されている。そして、ブラシ３０の低
抵抗体ｔ1 と高抵抗体ｔ2 とを加えた幅ｔ1＋ｔ2 は、
前記絶縁間隔ｔ3 よりも狭く形成されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、回転電機の給電装置に係わり、詳しくは、整流時に発生する火花を 抑制し、且つ電圧降下による回転電機の電気損失を低減できる回転電機の給電装 置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、直流モータ等の回転電機の給電装置について整流時にブラシと整流 子との間に発生する火花を抑制することが必要とされている。この火花は高電圧 によるこのであり、隣接するセグメントの各々に結線されたコイルが電気的に短 絡されたり、短絡された状態から短絡電流が遮断される瞬間に発生する。一方、 給電時には電圧降下を低減し効率低下を抑止することが必要である。そこで、整 流時に発生する火花を抑制し、且つ給電時の電気損失を低減するために、従来か らブラシに様々な工夫が成されている。例えば、特開昭５５─１３９０５７号公 報に示すように、ブラシの整流子との摺接面において、両側を高抵抗材料から成 る高抵抗体とし、該高抵抗材体に挟まれたブラシの中央を低抵抗材料から成る低 抵抗体とした、所謂積層ブラシが公知である。そして、この積層ブラシは、隣接 するセグメント間を跨いだ状態にあるとき、積層ブラシの中央に設けられた低抵 抗体が、隣接する前記セグメント間を跨がないように積層されている。即ち、図 １に示すように、ピグテール５０が接続された低抵抗体３０ａおよび高抵抗体３ ０ｂ，３０ｃから成るブラシ３０の前記低抵抗体３０ａの幅をｔ1 とし、巻線６ ０が接続された各セグメント２４の相互間に介在する絶縁部２６の幅をｔ3 とす ると、常にｔ1 ＜ｔ3 の関係が成り立つように積層されている。

【０００３】 しかし、整流子において、各セグメントの相互間に介在する絶縁部の幅ｔ3 は 、概して狭く設定されているため、低抵抗体の幅ｔ1 も必然と狭くなってしまう のが現状であり、その結果、積層ブラシに流す電流の量も制約されてしまうとい う問題がある。そして、高出力が要求される回転電機に使用する場合、充分な電 流を流すことができないという欠点がある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

そこで本考案は、ブラシに設けられた低抵抗体に充分な電流を流すことができ ると共に、整流時に発生する火花を抑制し、且つ電気損失を低減して回転電機の 効率低下を抑止できる回転電機の給電装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記問題を解決するために、本考案は、整流子と該整流子に押圧されたブラシ とを具備した回転電機の給電装置であって、前記整流子は、回転軸に取り付けら れた絶縁体から成る円筒部材、該円筒部材の外周面の周方向に絶縁間隔（ｔ3 ） をおいて設けられ前記回転電機の巻線が接続された給電部を成す複数の第１のセ グメント、および該第１のセグメント相互間にそれぞれ形成され前記絶縁間隔（ ｔ3 ）に等しい幅を有する複数の絶縁部を有し、前記ブラシは、前記円筒部材の 前記外周面に設けられた前記第１のセグメントに摺接すると共に、中央部に設け られた低抵抗材料から成る低抵抗体、および該低抵抗体の両側を挟持するように 設けられた高抵抗材料から成る一対の高抵抗体を有し、前記ブラシの前記低抵抗 体の前記円筒部材の前記周方向に沿った幅（ｔ1 ）と前記高抵抗体の片側の幅（ ｔ2 ）とを加えた幅（ｔ1 ＋ｔ2 ）は前記絶縁間隔（ｔ3 ）より狭く形成されて いることを特徴としている。

【０００６】 請求項２記載に係る回転電機の給電装置は、前記整流子は前記第１のセグメン トおよび前記巻線が接続されていない複数の第２のセグメントを有し、該第２の セグメントは、それぞれ前記絶縁間隔（ｔ3 ）内に配設され、非給電部を成すこ とを特徴としている。

【０００７】

【作用】

請求項１記載の本考案によれば、整流子の外周面には、複数の第１のセグメン トと複数の絶縁部とが交互に設けられている。また、ブラシは、一対の高抵抗体 および該高抵抗体に挟持された低抵抗体によって構成されており、所謂積層ブラ シを形成している。そして、前記低抵抗体の幅（ｔ1 ）と前記高抵抗体の片側の 幅（ｔ2 ）とを加えた幅（ｔ1 ＋ｔ2 ）は、絶縁間隔（ｔ3 ）より狭く形成され ている。そのため、給電時に前記低抵抗体から直接前記第１のセグメントに給電 されるため、ブラシによる電圧降下を低減することができる。また、前記低抵抗 体の幅（ｔ1 ）と前記絶縁間隔（ｔ3 ）とは、常にｔ1 ＜ｔ3 の関係が成り立ち 、前記低抵抗体が隣合う前記第１のセグメント相互間を跨ぎ電気的に短絡させる ことはない。一方、整流時に前記低抵抗体の両側に設けられた一対の前記高抵抗 体が、隣合う前記第１のセグメント相互間を跨ぐ。即ち、前記第１のセグメント 相互間が電気的に短絡されるとき、常に一対の前記高抵抗体を介して短絡される ため、短絡された瞬間および短絡された状態から短絡電流が遮断される瞬間に発 生する高電圧による火花の発生を抑止することができる。さらに、本考案によれ ば、前記絶縁間隔（ｔ3 ）の範囲内で（ｔ1 ）と（ｔ2 ）との割合を変えること よって、前記低抵抗体の幅（ｔ1 ）を広げることが可能となり、前記ブラシに流 す電流を増加することができる。

【０００８】 また、請求項２記載の本考案によれば、請求項１記載の本考案において、前記 絶縁間隔（ｔ3 ）内に前記巻線が接続されていない複数の第２のセグメントがそ れぞれ配設されている。即ち、前記第２のセグメントは、非給電部を構成し、な お且つ表面の粗さが比較的小さい金属によって形成されているため、前記非給電 部および前記第１のセグメントを構成する給電部に摺接するブラシの磨耗を低減 することができる。

【０００９】

【考案の効果】

上記構成とすることにより、ブラシに設けられた低抵抗体に充分な電流を流す ことができ、回転電機を高出力で駆動することができる。また、整流時に発生す る火花を抑制し、且つ電圧降下による回転電機の効率低下を抑止することもでき る。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の回転電機の給電装置に関する一実施例を図面に基づいて説明す る。

【００１１】 本考案の一実施例における回転電機の給電装置１０は、例えば、ブロアモータ 、ワイパモータ等の直流モータに内蔵され、図２に示すように、整流子２０およ びブラシ３０によって構成されている。整流子２０は、絶縁体から成る円筒部材 ２２と該円筒部材２２の外周面に設けられた複数のセグメント２４とから成り、 円筒部材２２は回転軸４０に挿嵌されている。

【００１２】 ブラシ３０は、図３に示すように、略直方体形状を成しており、ブラシ３０の 長手方向に伸び抵抗値がそれぞれ異なる２種類の抵抗材料が三層に積層されて形 成されている。つまり、ブラシ３０の断面は、回転軸４０の軸方向に沿って（図 ２参照）、中央が低抵抗材料から成る低抵抗体３０ａによって構成されており（ 図３参照）、また、該低抵抗体３０ａの両側は、一対の高抵抗材料から成る高抵 抗体３０ｂおよび高抵抗体３４ｃによって挟持された形で構成されている。さら に、低抵抗体３０ａの反整流子側の端面にはピグテール５０が取り付けられてお り、図示しない電源からブラシ３０に給電している。

【００１３】 次に、本実施例のブラシ３０と整流子２０との関係を説明する。

【００１４】 図４に示すように、ブラシ３０は図示しないブラシスプリングによって整流子 ２０の外周面に常に押圧されている。整流子２０の外周面には、 複数のセグメント２４と一定の絶縁間隔ｔ3 を有する絶縁部２６とが交互に設 けられている。そして、セグメント２４には１セグメントおきに巻線６０が接続 されている。つまり、セグメント２４は、巻線６０が接続された複数のセグメン ト２４ａと接続されない複数のセグメント２４ｂとで構成され、それぞれ交互に 整流子２０の外周面に配設されていることになる。また、セグメント２４ｂは絶 縁部２６の絶縁間隔ｔ3 の範囲内の中央にそれぞれ配設されている。そして、給 電部と成るセグメント２４ａは、本考案の第１のセグメントを構成し、電流が供 給されないセグメント２４ｂは本考案の第２のセグメントを構成している。つま り第２のセグメントは、本考案の非給電部を成している。

【００１５】 ここで、ｔ4 はセグメント２４ｂの前記整流子２０の周方向の幅であり、セグ メント２４ａの前記整流子２０の周方向の幅ｔ5 は、セグメント２４ｂの幅ｔ4 に等しい。

【００１６】 そして、高抵抗体３０ｂ、低抵抗体３０ａおよび高抵抗体３０ｃが積層して形 成されたブラシ３０において、低抵抗体３０ａの前記整流子２０の周方向の幅ｔ 1 と高抵抗体３０ｂの前記整流子２０の周方向の幅ｔ2 とを加えた幅ｔ1 ＋ｔ2 は、前記絶縁間隔ｔ3 よりも狭く形成されている。

【００１７】 一方、高抵抗体３０ｃの前記整流子２０の周方向の幅は、高抵抗体３０ｂの幅 ｔ2 に等しい。よって、上述したように、低抵抗体３０ａの前記整流子２０の周 方向の幅ｔ1 と高抵抗体３０ｃの前記整流子２０の周方向の幅ｔ2 とを加えた幅 ｔ1 ＋ｔ2 は前記絶縁間隔ｔ3 よりも狭い。

【００１８】 この中で、低抵抗体３０ａの幅ｔ1 は、ｔ1 ＋ｔ2 ＜ｔ3 の範囲内で任意に変 えることができる。

【００１９】 ここで、本実施例の回転電機の給電装置１０の作用を説明する。

【００２０】 図５は、巻線６０が接続されたセグメント２４ａ上にブラシ３０の低抵抗体３ ０ａが位置している状態を示し、ピグテール５０から低抵抗体３０ａを介してセ グメント２４ａに給電されている。この時、低抵抗体３０ａは低抵抗材料で構成 されているためブラシ３０による電圧降下を少なくすることができる。その後、 整流子２０は回転方向Ａに移動し、整流子２０とブラシ３０は図４に示すような 位置関係となる。

【００２１】 そして、さらに整流子２０が回転方向Ａに移動し、整流子２０とブラシ３０は 図６に示す位置関係となる。この時、絶縁間隔ｔ3 の範囲内に低抵抗体３０ａが 位置している。そして、隣合うセグメント２４ａの相互間が高抵抗体３０ｂおよ び高抵抗体３０ｃを介して電気的に短絡されているが、高抵抗体３０ｂおよび高 抵抗体３０ｃは、高抵抗材料によって構成されているため短絡された瞬間および 短絡された状態から短絡電流が遮断される瞬間に発生する高電圧による火花の発 生を抑止することができる。

【００２２】 一方、上述したように低抵抗体３０ａの幅ｔ1 は、ｔ1 ＋ｔ2 ＜ｔ3 の範囲内 で任意に変えることができることから、回転電機を高出力で駆動させるのに充分 な電流をブラシ３０の低抵抗体３０ａに流すことができる。

【００２３】 したがって、本実施例の給電装置は、ブラシに設けられた低抵抗体に充分な電 流を流すことができ、回転電機を高出力で駆動させることができる。また、整流 時に発生する火花を抑制し、且つ電圧降下による回転電機の電気損失を低減する こともできる。

【００２４】 さらに、上記実施例では、給電部となる第１のセグメントの幅は、非給電部の 一部となる第２のセグメントの幅と同じ寸法に設定したが、これに限らず、図７ に示すように、給電部となる第１のセグメントの幅を第２のセグメントの幅より も広いものとし、整流子１回転当たりの給電時間を増やすことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の給電装置における整流子とブラシとの関
係を示す展開図である。

【図２】本考案に係わる給電装置の一実施例を示す概略
斜視図である。

【図３】上記一実施例のブラシを示す斜視図である。

【図４】上記一実施例の整流子とブラシとの関係を示す
展開図である。

【図５】上記一実施例の給電時における整流子とブラシ
との関係を示す展開図である。

【図６】上記一実施例の整流時における整流子とブラシ
との関係を示す展開図である。

【図７】本考案の他の実施例を示す展開図である。

【符号の説明】

１０ 回転電機の給電装置 ２０ 整流子 ２２ 円筒部材 ２４ａ 第１のセグメント（給電部） ２４ｂ 第２のセグメント（非給電部） ２６ 絶縁部 ３０ ブラシ ３０ａ 低抵抗体 ３０ｂ，３０ｃ 高抵抗体 ４０ 回転軸 ５０ 巻線 ｔ3 絶縁間隔

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 整流子と該整流子に押圧されたブラシと
   を具備した回転電機の給電装置であって、 前記整流子は、回転軸に取り付けられた絶縁体から成る
   円筒部材、該円筒部材の外周面の周方向に絶縁間隔（ｔ
   3 ）をおいて設けられ前記回転電機の巻線が接続された
   給電部を成す複数の第１のセグメント、および該第１の
   セグメント相互間にそれぞれ形成され前記絶縁間隔（ｔ
   3 ）に等しい幅を有する複数の絶縁部を有し、 前記ブラシは、前記円筒部材の前記外周面に設けられた
   前記第１のセグメントに摺接すると共に、中央部に設け
   られた低抵抗材料から成る低抵抗体、および該低抵抗体
   の両側を挟持するように設けられた高抵抗材料から成る
   一対の高抵抗体を有し、 前記ブラシの前記低抵抗体の前記円筒部材の前記周方向
   に沿った幅（ｔ1 ）と前記高抵抗体の片側の幅（ｔ2 ）
   とを加えた幅（ｔ1 ＋ｔ2 ）は前記絶縁間隔（ｔ3 ）よ
   り狭く形成されていることを特徴とする回転電機の給電
   装置。
2. 【請求項２】 前記整流子は、前記第１のセグメントお
   よび前記巻線が接続されていない複数の第２のセグメン
   トを有し、 該第２のセグメントは、それぞれ前記絶縁間隔（ｔ3 ）
   内に配設され、非給電部を成すことを特徴とする請求項
   １記載の回転電機の給電装置。