JPH1080107A - 回転機のブラシ装置 - Google Patents

回転機のブラシ装置

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Publication number
JPH1080107A
JPH1080107A JP23385096A JP23385096A JPH1080107A JP H1080107 A JPH1080107 A JP H1080107A JP 23385096 A JP23385096 A JP 23385096A JP 23385096 A JP23385096 A JP 23385096A JP H1080107 A JPH1080107 A JP H1080107A
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JP
Japan
Prior art keywords
brush
commutator
hole
rotating machine
rotating
Prior art date
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Pending
Application number
JP23385096A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiro Akojima
一浩 阿子嶋
Fumio Joraku
文夫 常楽
Hisanori Toyoshima
久則 豊島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1080107A publication Critical patent/JPH1080107A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】特公昭35−15156 号公報に記載の技術において
は、メッキを施した面の電気抵抗を下げることができる
ものの、一般に整流子への通電はブラシの中心と整流子
の接触面を基準として設計されるため、前記メッキによ
る方法では整流子とブラシ中心の接触面での電気抵抗を
下げることはできなかった。 【解決手段】回転する整流子に端面が摺接すると共に、
該整流子と電気的に接続されたブラシを有し、該ブラシ
の前記整流子との摺動面に少なくとも一つの穴あるいは
凹部を設け、該穴あるいは凹部の内面に金属メッキを施
した。また、回転する整流子に端面が摺接すると共に、
該整流子と電気的に接続されたブラシを有し、該ブラシ
の前記整流子との摺動面に少なくとも一つの穴あるいは
凹部を設け、該穴あるいは凹部の内部に導電性ペースト
を充填した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は回転機の整流子に摺
接するブラシ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】整流子とブラシを摺接させ、回転機内部
の回転子との電気的接続を行うものについては、その摺
接面での接触抵抗による電気的損失を低減するために特
公昭35−15156 号公報に記載のように、ブラシ表面にブ
ラシ本体の材料よりも電気抵抗の少ない材料をメッキす
る、あるいはブラシと外部電極を接続する導線(主に銅
より線)を整流子との接触面まで延ばすなどしてブラシ
の電気抵抗を低減して電気的損失を低減させる方法が知
られている。
【0003】また、特開平5−234654 号公報に記載のよ
うに、ブラシと外部電極を接続する導線を差し込むため
に、ブラシ端面に設ける穴を整流子との接触面まで貫通
させ、その穴にブラシ本体よりも導電性の高い粉体を充
填することで同様の効果を得る方法も知られている。
【0004】さらに整流子とブラシは、電気的な接続を
行うため、常に機械的に接触しており、その接触面の摩
擦による機械的損失を低減するために、主にブラシ本体
の材質の改良を行ってきた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
公昭35−15156 号公報に記載の技術においては、メッキ
を施した面の電気抵抗を下げることができるものの、一
般に整流子への通電はブラシの中心と整流子の接触面を
基準として設計されるため、前記メッキによる方法では
整流子とブラシ中心の接触面での電気抵抗を下げること
はできなかった。また、特開平5−234654 号公報に記載
のようにブラシ内に粉体を充填する方法では、ブラシと
外部を電気的に接続する導体を接続するための穴の延長
線上に粉体を充填するのみであり、材料が粉体であるこ
とから回転機の運転中に充填された穴から粉体がぬけ落
ちるため整流子との接触抵抗が不安定であり、また充填
される粉体は前記ブラシと外部を電気的に接続するため
の導体をブラシ本体に固定する必要が有るため、その材
料を自由に選択することができなかった。
【0006】さらに、ブラシと整流子の接触面における
損失のうち電気的なものは先のメッキによるものや、粉
体の充填などにより改善することは可能であるが、機械
的損失を低減することは出来なかった。
【0007】本発明の目的は上記課題を解決し、ブラシ
中心付近での整流子との接触抵抗を低下させるブラシ装
置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の特徴とするところは、回転する整流子に端面
が摺接すると共に、該整流子と電気的に接続されたブラ
シを有し、該ブラシの前記整流子との摺動面に少なくと
も一つの穴あるいは凹部を設け、該穴あるいは凹部の内
面に金属メッキを施したことにある。
【0009】また、本発明の特徴とするところは、回転
する整流子に端面が摺接すると共に、該整流子と電気的
に接続されたブラシを有し、該ブラシの前記整流子との
摺動面に少なくとも一つの穴あるいは凹部を設け、該穴
あるいは凹部の内部に導電性ペーストを充填したことに
ある。
【0010】さらに、本発明の特徴とするところは、上
記第1の手段または第2の手段において、前記穴あるい
は凹部のうち少なくとも一つはブラシの中央部、または
ブラシの整流子回転方向の辺、あるいは回転子の軸方向
の辺の垂直2等分線に対して対称に設けたことにある。
【0011】さらにまた、本発明の特徴とするところ
は、回転する整流子に端面が摺接すると共に、該整流子
と電気的に接続されたブラシを有し、該ブラシの前記整
流子との摺動面に対して垂直方向に、前記整流子との摺
動面からブラシの他の面へ向かって少なくとも一つの非
貫通の穴を設け、該穴の内面に導電性ペーストを充填し
たことにある。
【0012】さらにまた、本発明の特徴とするところ
は、回転する整流子に端面が摺接すると共に、該整流子
と電気的に接続されたブラシを有し、該ブラシの前記整
流子との摺動面に対して垂直方向に少なくとも一つの穴
を設け、この穴の内部にブラシ本体と摩擦係数の異なる
材料を充填したことにある。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る発明の実施の
形態を添付の図面を用いて説明する。
【0014】図1は回転機(電動送風機)1の内部構造
を示したものである。
【0015】図1において、回転機1は外枠2と外枠2
に固定された固定子3,外枠2に設けられた軸受4a,
4bによって支持される回転軸5,回転軸5に固定され
た回転子6,回転軸5に固定された整流子7,整流子7
との電気的接続を行うブラシ8とそれを保持するととも
に外枠2に固定するためのホルダ9によって構成され
る。
【0016】整流子7は、その円周面に整流子片を有
し、各整流子片は回転子6内のコイルと接続されてい
る。
【0017】ブラシ8はホルダ9内に格納され、ばね1
0により整流子7に押し付けられ、整流子7に摺接して
いる。11はブラシ8と外部電極を接続するためブラシ
8と電気的に接続されたリード線であり、ホルダ11に
設けられた端子(図示せず)と接続されている。
【0018】回転機1が運転を開始すると回転子6が回
転し、回転子6と同軸に設けられた整流子7も回転す
る。整流子7は複数の整流子片をその円周面を有すると
ともにホルダ9内に格納された、ばね10により整流子
7に押し付けられているブラシ8と接触しており、整流
子7の回転によりブラシ8と接触する整流子片も変わ
る。
【0019】このブラシ8と整流子7は機械的に接触し
ている上、ブラシ8はばね10により整流子7に押し付
けられているため、その摺動面である整流子7の回転、
すなわち回転機1の運転とともに摩耗していく。
【0020】ところで、回転機の効率は入力電力と出力
される機械的出力の割合で表され、入力電力と機械的出
力との差が損失となる。この損失はおもに、回転機内の
コイルの電気抵抗による銅損,回転子,固定子のコイル
から発生する磁界による回転子,固定子での鉄損,軸受
けなどでの機械損である。
【0021】回転機のうち、整流子とブラシを有するも
のではブラシ、及びブラシと整流子の接触面の電気抵抗
による電気的損失,ブラシと整流子の接触(摩擦)によ
る機械損がある。
【0022】図2は本実施例におけるブラシ8の外観で
ある。このブラシ8は、図2中に示す面12が整流子と
接する面であり、ブラシ8の整流子7との接触面は整流
子7の外形にあわせてある。
【0023】ブラシ8と整流子7の接触面である面12
には穴13a,13bが設けられ、これら穴13a,1
3bの内面には金属メッキ(本実施例では銅)を施して
ある。
【0024】この金属メッキを施した穴13a,13b
は、整流子7に設けられた整流子片と隣り合う別の整流
子片の空隙の整流子の円周方向の長さよりも直径が小さ
く、また、軸5の方向に並んでいる。
【0025】穴13a,13bの直径を整流子片の整流
子7の円周方向の長さよりも小さくすることで、整流子
片が整流子7の回転とともに移動したとき、接触してい
た整流子片と穴13a,13bの電気的接続が完全に断
たれた後に隣の整流子片と接触するため、隣り合う整流
子片同士の短絡による短絡電流が穴13a,13bにメ
ッキされた金属に流れ、前記短絡電流により穴にメッキ
された金属膜が劣化・損傷するのを防ぐことができる。
【0026】また、図3,図4のように穴を数多く並べ
ることで、従来のブラシ表面にメッキするものと比べ、
ブラシと整流子片の電気的中心での電気抵抗を小さくす
ることが出来る。もちろん、前記穴の内部のメッキとブ
ラシ表面への金属メッキを併用することも可能である。
【0027】その他の実施例として、前記実施例の金属
メッキかえて穴13a,13bには導電性ペーストとし
て、銀ペーストなどの電気の良導体であり、比較的やわ
らかい材料が充填されている。ここで充填する材料は、
従来用いられていた金属の粉体ではなく、金属粒子と樹
脂などを溶剤に拡散したものを用いる。こうすることで
充填量なども容易に管理することが出来る。
【0028】また、図3,図4のように穴を数多く並べ
ることで、穴に充填された電気的良導体と整流子片の接
触面積を増加させることができ、従来のブラシ表面にメ
ッキするものと比べ、整流子片との接触面積を飛躍的に
増加させることができるとともに、ブラシと整流子片の
電気的中心での電気抵抗を小さくすることが出来る。無
論、従来のブラシ表面への金属メッキを併用することも
可である。
【0029】さらに、先の2つの実施例を併用し、ブラ
シと整流子の接触面に設けた穴の内部に金属メッキを行
った上で、導電性ペーストを充填することも可能であ
る。
【0030】ところで、従来、ブラシ8と回転子6の摩
擦による損失,電気抵抗による損失は回転機1の運転に
よるブラシ8の摩耗とともに図5のように変化する。運
転初期は外部端子からブラシ8と整流子7の接触面まで
の距離が遠いため、電気抵抗も大きく損失が大きくなっ
ている。また、ブラシの摩耗がほとんどないため、ブラ
シを整流子に押し付けているばねからの力も大きく摩擦
による損失も大きい。そこで、先の実施例における穴の
深さをブラシが摩耗して電気抵抗が目標値に近づく位の
深さとすることでブラシの寿命末期まで電気抵抗による
損失の低い安定したブラシとすることができる。
【0031】その他の実施例として、穴13a,13b
に電気的良導体ではなく、潤滑性に富んだ物質を充填す
ることで、回転機1の運転によるブラシ8の摩耗ととも
に前記潤滑性物質がブラシ8と整流子7の接触面に付着
し、ブラシ8と整流子7の摩擦を低減させることができ
る。さらに、ブラシ8と整流子7の接触面に近い部分に
は研磨性の高い物質、その他は潤滑性の高い物質を充填
しておくことで、回転機の運転初期には研磨性の高い物
質の働きによりブラシ8の整流子7との接触面の形状を
短時間で整流子7の表面と同じにすることで、なじみ特
性を向上させることが出来る。
【0032】もちろん、ブラシに複数の穴を設け、各穴
に異なる物質を充填することも可である。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ブ
ラシの電気的中心に少なくとも一つの穴あるいは凹部を
設け、その穴あるいは凹部の内面に金属メッキを施す、
あるいは導電性ペーストを充填するようにしたので、ブ
ラシと整流子の接触による電気的損失を低減させること
ができ、効率のよい回転機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る回転機(電動送風
機)1の断面図である。
【図2】本発明一実施形態に係るブラシ8の斜視図であ
る。
【図3】本発明の他の実施形態に係るブラシ8の斜視図
である。
【図4】本発明の他の実施形態に係るブラシ8の斜視図
である。
【図5】回転機1におけるブラシ8の運転時間−損失特
性を示す図である。
【符号の説明】
14…ねじ、15…ブラケット、16…整流板、17…
ファンケーシング、18…ファン、19…ファン固定用
ねじ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊島 久則 茨城県日立市東多賀町一丁目1番1号 株 式会社日立製作所電化機器事業部多賀本部 内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転する整流子に端面が摺接すると共に、
    該整流子と電気的に接続されたブラシを有し、該ブラシ
    の前記整流子との摺動面に少なくとも一つの穴あるいは
    凹部を設け、該穴あるいは凹部の内面に金属メッキを施
    したことを特徴とする回転機のブラシ装置。
  2. 【請求項2】回転する整流子に端面が摺接すると共に、
    該整流子と電気的に接続されたブラシを有し、該ブラシ
    の前記整流子との摺動面に少なくとも一つの穴あるいは
    凹部を設け、該穴あるいは凹部の内部に導電性ペースト
    を充填したことを特徴とする回転機のブラシ装置。
  3. 【請求項3】請求項1または2において、 前記穴あるいは凹部のうち少なくとも一つはブラシの中
    央部、またはブラシの整流子回転方向の辺、あるいは回
    転子の軸方向の辺の垂直2等分線に対して対称に設けた
    ことを特徴とする回転機のブラシ装置。
  4. 【請求項4】回転する整流子に端面が摺接すると共に、
    該整流子と電気的に接続されたブラシを有し、該ブラシ
    の前記整流子との摺動面に対して垂直方向に、前記整流
    子との摺動面からブラシの他の面へ向かって少なくとも
    一つの非貫通の穴を設け、該穴の内面に導電性ペースト
    を充填したことを特徴とする回転機のブラシ装置。
  5. 【請求項5】回転する整流子に端面が摺接すると共に、
    該整流子と電気的に接続されたブラシを有し、該ブラシ
    の前記整流子との摺動面に対して垂直方向に少なくとも
    一つの穴を設け、この穴の内部にブラシ本体と摩擦係数
    の異なる材料を充填したことを特徴とする回転機のブラ
    シ装置。
JP23385096A 1996-09-04 1996-09-04 回転機のブラシ装置 Pending JPH1080107A (ja)

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JP23385096A JPH1080107A (ja) 1996-09-04 1996-09-04 回転機のブラシ装置

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JP23385096A JPH1080107A (ja) 1996-09-04 1996-09-04 回転機のブラシ装置

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JPH1080107A true JPH1080107A (ja) 1998-03-24

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ID=16961558

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JP23385096A Pending JPH1080107A (ja) 1996-09-04 1996-09-04 回転機のブラシ装置

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JP (1) JPH1080107A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7129615B2 (en) 2003-04-09 2006-10-31 Totankako Co., Ltd. Metal coated carbon brush
JP2014230346A (ja) * 2013-05-21 2014-12-08 パナソニック株式会社 電動送風機とそれを用いた電気掃除機

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7129615B2 (en) 2003-04-09 2006-10-31 Totankako Co., Ltd. Metal coated carbon brush
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