JPH079579Y2 - ブラシアセンブリ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】この考案は、円筒形整流子を有する電気モ
ータに関するものであり、より特定的にはこのようなモ
ータのためのブラシアセンブリに関するものである。

【０００２】１９５１年３月１３日付の米国特許第２５
４５３６５号は、主としてカーボンまたは他の適当な導
電性ブラシ材料から作られたディスク型本体を含む型式
のブラシアセンブリを開示する。そのディスク型本体
は、中央スタッド上で回転するように装着されかつ整流
子に対抗して回転的に強いられる。動作中に、ブラシは
その円周のあたりで整流子の円周に対して接線方向に徐
々に摩耗される。

【０００３】しかしながら、この既知の構成は、その基
本的利点にもかかわらず、産業的にこのようなアセンブ
リの導入を実際に妨げた重要な欠点を有するように思わ
れた。したがって、その基本的利点は有効に活用され得
なかった。このような基本的利点は、コンパクトな構造
のブラシを実現し、かつ接触表面とピボット軸との間の
長いアームを避け、したがって接触表面を支えるアーム
振動および一般にカーボンから作られたアームの破損の
危険を避ける可能性である。

【０００４】より特定的には、上記の米国特許に示され
たような以前提案されたブラシアセンブリはスパークを
生じ、したがって整流子上にカーボンを析出し、劣悪な
電気的接触特性、さらにモータ動作の中断を生じた。こ
の問題は、今まで解決されないままであった。

【０００５】この考案の主たる目的は、整流子の失敗の
ない動作およびブラシアセンブリの長寿命を許容する、
上記の型式のブラシアセンブリを提供することである。
より特定的には、この考案の目的は、スパークの発生を
避けかつブラシの寿命期間を通じてブラシと整流子との
間に非常に優れた電気的接触を達成しかつ整流子のベア
リングに対するブラシ動作のいかなる妨害をも避けるこ
とである。

【０００６】これらの目的に鑑みて、この考案によるブ
ラシアセンブリは、少なくとも１つの円筒形接触表面を
有する導電性材料のカム形状のブラシ本体と、ピボット
軸のまわりに前記ブラシ本体を枢軸的に装着するための
手段と、その接触表面を前記整流子に対抗する状態に前
記ブラシ本を回転的に強いるためのばね手段とを含み、
前記ブラシ本体は、ピボット軸に関して実質的に円筒形
でかつ同軸である間隔をおかれた２つの表面により形成
された実質的に円筒形のスロットを有し、前記スロット
が、前記ピボット軸を包囲する前記ブラシ本体の内側部
分から、前記接触表面を形成する前記ブラシ本体の外側
部分を分離する。

【０００７】既知の装置の上記の欠点は、以前の構造に
おいて、モータおよびブラシピボット軸の方向に見る
と、円筒形整流子表面とブラシ本体との間の接触表面部
分が、前記軸を表わす点を結ぶ直線との交差点に位置さ
れるという事実の結果であるという認識に、この考案は
基づく。この部分には整流子に対抗してブラシを強いる
半径方向の力が当然存在せず、したがって対応するゾー
ンでは優れた電気的接触がなされない。これにより、上
記のようにスパークを生じかつ結果的に整流子表面上に
カーボンを析出することがわかった。さらに、２つのブ
ラシは一般に直径方向に反対の関係で用いられるので、
整流子の前記直径方向に反対のゾーンにおけるブラシの
接触表面が固定した距離にあるために整流子軸の半径方
向のベアリング隙間により機械的問題が生じる。また、
そのときそのゾーンで摩耗が発生し、これはさらに整流
子の劣悪な動作を増大させる。

【０００８】この考案に従って提供された円筒形スロッ
トにより、ブラシ本体の中心位置は常に整流子からある
距離にあり、かつその外側部分でのブラシ本体の実際の
接触または摩耗部分は、ブラシの摩耗がいかなる程度で
あっても、ばねの圧力を連続的に受ける。

【０００９】この考案のブラシアセンブリの付加的目的
および利点は、添付の図面で例示されたその好ましい実
施例の以下の説明から明らかになる。

【００１０】図１は、整流子軸の方向に見た円筒形整流
子を有する電気モータの端部の内側部分の正面図であ
る。この図は、上記の先行技術によるカム形状のブラシ
本体を含むブラシアセンブリの場合におけるブラシと整
流子との間の関係を示す。

【００１１】図２は、この考案を具体化するブラシアセ
ンブリの好ましい実施例の場合を例示する、図１と同じ
正面図である。

【００１２】図面において、図１は直流モータの端部す
なわちブラシ保持ユニット１の一部を示す。ブラシ保持
ユニット１は、一般に円筒形状を有しかつ硬いプラスチ
ック成型から作られる。中央の開口２は、モータの回転
軸（図示せず）を収容するように設計される。ブラシ保
持ユニット１の側壁３の内側表面とその円形内側表面４
との間に設けられた空間は、２つのブラシ５を収容する
室を形成する。それらのブラシ５は、ユニット１に装着
されまたはそれと一体になるそれぞれのピボット軸６り
のまわりに各々枢軸的に装着される。ピボット軸６は、
優れた導電性特性を有する金属、たとえば真鍮から作ら
れ、またはこのような金属から作られた部分により包囲
されるかのいずれかであり、それらは各々一方側で銅ま
たは銅の合金から適当に作られた導電性ワイヤ１１によ
り対応するブラシ本体５に電気的に接続され、他方の側
で銅または銅の合金から適当に作られた導電性ワイヤ１
２により導電性ブレード１３に電気的に接続される。ブ
レード１３は、端部壁面の外側表面上に装着されたモー
タ入力端子（図示せず）のいずれか１つとの電気的接続
を与えるために、ブラシ保持ユニット１の前記端部壁面
を通って延びる。

【００１３】ブレード１３およびワイヤ１２の対応する
端部は、ユニット１と一体になるプラグ１４の直径スロ
ット内でともに固定される。

【００１４】２つのブラシ５および２つの対応するプラ
グ１４がユニット１の軸に関して対称的に配置されると
いう事実により、１つのブラシ５および対応するプラグ
１４を保持するこのユニット１の一部分のみが図面に例
示される。

【００１５】ユニット１の内側表面４は、各々ブラシ５
にそれぞれ関連する２つの突出成型７を含み、その上
に、対応する回転バイアスコイルばね（図示せず）がも
たれかかり、このばねは、対応するブラシのピボット軸
６上にセンタリングされ、かつその接触表面８を整流子
９に対抗する状態にブラシを強いるように前記ブラシに
逆時計回転を与えようとする。電気モータの回転軸に関
する整流子９の垂直断面が、図に示される。

【００１６】整流子９の端部を収容するように、円形端
縁１０により範囲を定められた凹所が、開口２と同軸に
ユニット１の表面４内に設けられる。ブラシ５の接触表
面８は、コイルばねの力による実質的圧力で整流子９の
表面に対抗して常に強いられ、かつ接触表面８における
ブラシ材料が前記接触表面の形の変化なしに摩耗される
ように、整流子９の回転によりブラシ５の漸進的摩耗が
生じる。しかしながらブラシの摩耗が進行するにつれ
て、参照番号１５から始まる矢印で示されるラインに沿
って、整流子９と接しながら、ブラシ５の外側表面の一
般的な円筒形部分１６が、延びる傾向がある。このライ
ンは、ブラシ５の外側表面の円筒形部分１６と接触表面
８との間に境界を形成する。整流子とブラシとの間のこ
の領域にスパークが発生されるように前記ラインのすぐ
近くに位置するブラシ外側表面部分１６の領域が整流子
９から非常にわずかな距離におかれることが容易に明ら
かになる。これらのスパークにより整流子の表面上に絶
縁カーボン層の析出物が生じ、それは上記の欠点を生じ
る。

【００１７】さらに、ブラシ５の外側表面の円筒形部分
１６が整流子９と接するという事実により、もし単に２
つのブラシ５の回転軸から等しい距離で完全にセンタリ
ングされ、かつまたその周囲表面が完全な円筒形を有す
るならば、整流子の回転は可能である。このような条件
は、産業上の製造の場合に実施不可能な非常に厳密な構
造上の規準を遵守することのみにより満たされ得る。こ
れは、整流子の表面上の絶縁カーボン層の上記の析出物
とともに、この型式のブラシアセンブリの産業上の利用
を妨げてきたさらなる欠点である。

【００１８】さて図２を参照すると、そこでは図１のブ
ラシアセンブリと同一の部分がそれぞれ同じ参照数字に
より同一であるとして扱われ、ブラシ５′の一般的構成
およびこの考案を具体化したブラシアセンブリにおける
整流子９に関するその相対的な配置が図１で例示された
既知のブラシアセンブリの場合と同じであることがわか
る。

【００１９】しかしながら、この考案を具体化するブラ
シアセンブリでは、ブラシ本体５′が、そのピボット軸
６に関して同軸である間隔をおかれた２つの曲線を描い
た表面により形成された実質的に円筒形のスロット１７
を有する。このように、スロット１７は、ピボット軸６
を包囲する内側部分５ｂからブラシ本体５′の外側部分
５ａを分離し、その自由端は整流子９とのブラシ接触表
面８′を形成する。このように、スロット１７が存在す
る限り、すなわち接触表面８′におけるブラシ材料がブ
ラシ本体５′の部分５ａおよび５ｂの融合ゾーンに到達
するように摩耗されない限り、ブラシの摩耗がいかなる
程度であっても、接触表面８′はスロット１７によりブ
ラシ５′の外側表面の円筒形部分１６′から分離され
る。ブラシ本体５′が整流子９と接する（図１のライン
１５と同じ）ラインを円筒形部分１６′が有さず、かつ
ブラシ５′の外側表面のこの部分１６′のすべての領域
が、ブラシ本体と整流子との間のスパーキングの危険を
回避するに足るだけ、十分に大きい距離だけ整流子９か
ら間隔をおかれることが、容易に明らかとなる。

【００２０】このような結果は、産業上の利用条件にお
いて、たとえば次のような周辺表面を有するブラシ本体
５′の場合に達成され得る。すなわち、周辺表面は、そ
のピボット軸６から最大距離にあるその部分、特に部分
５ａにおいて４ｍｍの半径を有し、かつスロット１７に
約０．４ｍｍの幅を与えることによりその内側部分５ｂ
の表面の円筒形部分１６′において２ｍｍの半径を有す
る。

【００２１】この考案を具体化するブラシアセンブリの
利用がブラシ本体と整流子との間のスパーキングの危険
の実質的限界を許すことが、明らかである。

【００２２】さらに、ブラシ本体の周辺部分５ａの端部
で範囲を定められた接触表面８′において整流子がブラ
シと単に接触するのみであるという事実により、前記部
分５ａが幾分撓み性を有するので、たとえ完全にはセン
タリンズされず、円筒形に一致しないとしても、整流子
の回転は決して妨げられない。

【図面の簡単な説明】

【図１】整流子軸の方向に見た円筒形整流子を有する電
気モータの端部の内側部分の正面図である。

【図２】この考案を実施するブラシアセンブリの好まし
い実施例の場合を例示する、図１と同じ正面図である。

【符号の説明】

１ ブラシ保持ユニット ２ 開口 ３ 側壁 ４および８ 表面 ５ ブラシ ６ ピボット軸 ７ 突出成型 ９ 整流子 １０ 端縁 １１および１２ ワイヤ １３ ブレード １４ プラグ １６ 円筒形部分 １７ スロット

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒形整流子を有する電気モータのため
   のブラシアセンブリであって、少なくとも１つの円筒形
   接触表面を有する導電性材料のカム形状のブラシ本体
   と、ピボット軸のまわりに前記ブラシ本体を枢軸的に装
   着するための手段と、その接触表面を前記整流子に対抗
   する状態に前記ブラシ本体を回転的に強いるためのばね
   手段とを含み、 前記ブラシ本体が、前記ピボット軸に関して実質的に円
   筒形でかつ同軸である間隔をおかれた２つの表面により
   形成された実質的に円筒形のスロットを有し、前記スロ
   ットが、前記接触表面を形成する前記ブラシ本体の外側
   部分を、前記ピボット軸を包囲する前記ブラシ本体の内
   側部分から分離する、ブラシアセンブリ。
2. 【請求項２】 前記ブラシ本体がカーボンから作られ
   る、請求項１に記載のブラシアセンブリ。