JPS6155333B2 - - Google Patents
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- JPS6155333B2 JPS6155333B2 JP53142407A JP14240778A JPS6155333B2 JP S6155333 B2 JPS6155333 B2 JP S6155333B2 JP 53142407 A JP53142407 A JP 53142407A JP 14240778 A JP14240778 A JP 14240778A JP S6155333 B2 JPS6155333 B2 JP S6155333B2
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Classifications
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
- H01R39/02—Details for dynamo electric machines
- H01R39/42—Devices for lifting brushes
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/28—Cooling of commutators, slip-rings or brushes e.g. by ventilating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
- H01R39/02—Details for dynamo electric machines
- H01R39/38—Brush holders
- H01R39/40—Brush holders enabling brush movement within holder during current collection
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- Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は回転電気機械の導電性ブラシ、更に
具体的に云えば、回転電気機械の集電環の近くに
ブラシを支持し且つ操作する装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention relates to electrically conductive brushes for rotating electrical machines, and more particularly to apparatus for supporting and manipulating brushes proximate a current collection ring of a rotating electrical machine.
最近、回転電気機械の電力定格が大幅に増加し
たのにつれ、機械の通電導体中に発生される大量
の熱を正しく処理することが重大な問題になつて
来た。或る部品が非常に大きな寸法である為、並
びにそれに伴つて或る単位部分を組立てたり輸送
するのが困難になつて来た為に、機械の或る部品
をこれ以上寸法を大きくしないで、定格を高くす
ることが望ましくなつて来たので、過熱を避ける
という問題は特に重要である。 Recently, as the power ratings of rotating electrical machines have increased significantly, properly handling the large amounts of heat generated in the machine's current-carrying conductors has become a significant problem. Due to the very large dimensions of certain parts, and the consequent difficulty in assembling and transporting certain unit parts, it has been decided not to increase the size of certain parts of the machine any further. The problem of avoiding overheating is particularly important as higher ratings become desirable.
電流容量を増やすことが必要な機械の1つの部
品は、集電子集成体であり、この場合、回転電気
機械の回転子の長さ又は直径を増大せずに定格を
高くすることが望まれる。この部分では、黒鉛の
様な導電材料のブラシを使つて、機械の不動部分
から回転する集電環に電流を伝え、回転子の界磁
巻線に対する磁化電力を供給するのが典型的であ
る。この領域に発生する熱が過剰になると、ブラ
シの温度が高いレベルに上昇することがあり、そ
の為にブラシが急速に損耗し、それを頻繁に取替
えることが必要になると共に、集電環に損傷を招
くこともある。 One component of a machine that requires increased current carrying capacity is the current collector assembly, where it is desired to increase the rating without increasing the length or diameter of the rotor of the rotating electrical machine. This section typically uses brushes of conductive material, such as graphite, to carry current from the stationary parts of the machine to a rotating collector ring, which provides magnetizing power to the rotor's field windings. . Excessive heat generated in this area can cause the temperature of the brushes to rise to high levels, causing rapid wear and tear on the brushes, requiring their frequent replacement, and causing damage to the current collection ring. It may cause damage.
従来、回転電気機械にブラシを取付ける幾つか
の装置があり、例えば米国特許第3387155号、同
第3432708号、同第3710478号及び同第3864803号
に記載されている。この他のブラシ集成体が米国
特許第3628051号、同第3968391号及び同第
3983432号に記載されている。上に挙げたいずれ
の特許も、回転電気機械の運転を停止せずに、集
電環又は機械のその他の回転部品から、ブラシを
取外すことが出来る様な装置を記載している。更
にいずれの特許でも、ブラシが集電環に安定にの
つかる様にブラシを収容し且つ支持する箱形構造
を記載している。 In the prior art, there are several devices for attaching brushes to rotating electrical machines, such as those described in U.S. Pat. No. 3,387,155, U.S. Pat. Other brush assemblies are disclosed in US Pat. Nos. 3,628,051, 3,968,391 and US Pat.
Described in No. 3983432. Both of the patents mentioned above describe devices by which brushes can be removed from a current collector ring or other rotating parts of a rotating electrical machine without stopping the operation of the machine. Further, both patents describe a box-shaped structure that houses and supports the brushes so that they rest stably on the current collection ring.
従来のこういう装置によつて、擦り減つたブラ
シを取替える際の労力を減少し、機械の回転子を
停止し且つ再び始動させることに伴う停電並びに
時間のむだを避けることが出来るが、或る用途で
は、こういう装置がブラシの周りに構成している
箱形構造により、ブラシから熱を運び去ることが
妨げられることがある。この箱形構造がブラシの
大部分を周囲のガス、普通は空気から遮蔽する様
に作用する。1974年9月にジ・インステイチユー
ト・オブ・エレクトリカル・アンド・エレクトロ
ニクス・エンジニアース及びアメリカン・ソサイ
エテイ・オブ・メカニカル・エンジニアーズの合
同電力会議で発表されたJ.S.ビシヨツプ他の論文
「大形タービン発電機に対するオールターレツク
ス励磁の試み」に記載されている様な励磁装置を
持つタービン発電機の様な或る機械は、ブラシ及
び集電環の近くに空気を循環させる為のフアンを
用いているが、特に定格が高くなつた時、フアン
はブラシ箱の遮蔽効果に打ち勝つものでなければ
ならない為、こういう構成は思う程効率がよくな
いことがある。その結果、空気の圧送に過大な電
力が消費されたり、或いはブラシが高い温度で動
作し、急速に損耗することがある。典型的な大形
回転電気機械にある100個以上のブラシを頻繁に
検査して取替えることは、保守の上で相当の費用
のかゝることである。 While such conventional devices can reduce the labor involved in replacing worn brushes and avoid power outages and wasted time associated with stopping and restarting the rotor of a machine, in certain applications However, the box-like structure that these devices create around the brushes can prevent heat from being carried away from the brushes. This box-shaped structure acts to shield most of the brush from the surrounding gas, usually air. JS Bischop et al.'s paper ``Large Turbine Power Generation'' presented at the Joint Power Conference of the Institute of Electrical and Electronics Engineers and the American Society of Mechanical Engineers in September 1974. Some machines, such as turbine generators with excitation systems such as those described in ``Attempts at Alterex Excitation for Machines'', use fans to circulate air near the brushes and current collector rings. However, especially at higher ratings, this arrangement may not be as efficient as it would like, since the fan must overcome the shielding effects of the brush box. As a result, too much power may be consumed to pump the air, or the brushes may operate at high temperatures and wear out quickly. Frequent inspection and replacement of the 100 or more brushes on a typical large rotating electrical machine is a significant maintenance expense.
従つて、この発明の目的は、ブラシの略全ての
側面区域が露出していて、ブラシから熱を運び去
るのを妨げない様に、回転電気機械の回転子の近
くに導電性ブラシを支持し且つ操作する改良され
た装置を提供することである。 It is therefore an object of the present invention to support a conductive brush near the rotor of a rotating electrical machine such that substantially all lateral areas of the brush are exposed and do not impede the carrying away of heat from the brush. and to provide an improved apparatus for operating the same.
この発明の別の目的は、ブラシの面からの熱伝
達を改善すると共にブラシの損耗を少なくする様
に、ブラシを内部に支持したブラシホルダー装置
を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a brush holder apparatus with internally supported brushes to improve heat transfer from the face of the brush and to reduce wear and tear on the brush.
この発明の別の目的は、ブラシの近くに冷却ガ
スを正しく送込む保持器を含むと共に、回転電気
機械の運転を停止しなくても、損耗したブラシを
安全に取外し、取替えることが出来る様にする手
段をも含むブラシホルダー装置を提供することで
ある。 Another object of the invention is to include a retainer that properly directs the cooling gas near the brushes and that allows worn brushes to be safely removed and replaced without having to take the rotating electrical machine out of service. Another object of the present invention is to provide a brush holder device that also includes means for.
この発明では、回転電気機械の回転子の近くに
導電性ブラシを支持して操作する装置を提供す
る。この発明の好ましい実施例では、ブラシホル
ダー集成体が1対の略平行なピン又は脚を持つて
おり、このピン又は脚がブラシの縦孔にはまると
共に、ブラシが回転電気機械の集電環にのつかる
時、ブラシを支持し、こうしてブラシの略全ての
外面を露出したまゝの状態にしてブラシから熱を
運び去ることが出来る様にする。好ましい実施例
では、回転子と同心の円筒形ケーシングがブラシ
ホルダー集成体に対する支持手段になる。ブラシ
ホルダー集成体はケーシングに設けられた開口を
通つて集電環に向つて内向きに突出する。ケーシ
ングはフアンによつて循環させられる冷却ガスを
正しく向ける通風用外被になると共に、幾つかの
ブラシホルダー集成体と電流源との間の共通の電
気的な結合部になる。着脱自在の絶縁把手が、回
転電気機械の運転を停止しなくても、ブラシホル
ダー集成体を取外したり挿入したりすることが出
来る様にする。こういう作業の間、ブラシ保持て
こがブラシホルダー集成体によつてブラシが確実
に保持される様にする。 The present invention provides an apparatus for supporting and operating a conductive brush near the rotor of a rotating electrical machine. In a preferred embodiment of the invention, the brush holder assembly has a pair of generally parallel pins or legs which fit into the longitudinal holes of the brush and which are connected to the current collecting ring of the rotating electrical machine. It supports the brush when it is worn, thus leaving substantially all of the outer surface of the brush exposed so that heat can be carried away from the brush. In a preferred embodiment, a cylindrical casing concentric with the rotor provides support for the brush holder assembly. The brush holder assembly projects inwardly through an opening in the casing toward the current collection ring. The casing provides a ventilation envelope that properly directs the cooling gas circulated by the fan, as well as a common electrical connection between the several brush holder assemblies and the current source. A removable insulating handle allows the brush holder assembly to be removed and inserted without stopping the operation of the rotating electrical machine. During these operations, the brush retention lever ensures that the brush is retained by the brush holder assembly.
この発明の要旨は特許請求の範囲に具体的に且
つ明確に記載してあるが、この発明は以下図面に
ついて説明する所から更によく理解されよう。 Although the gist of the invention is specifically and clearly described in the claims, the invention will be better understood from the following description of the drawings.
第1図にこの発明の好ましい実施例にとつて典
型的な動作環境を表わす回転電気機械の一部分を
示す。図示の構成では、界磁巻線31を持つ回転
子30が積層固定子鉄心32の中で回転する様に
配置されており、固定子鉄心が気密な主ハウジン
グ34に囲まれている。回転子30は主ハウジン
グ34を通越して伸び、集電子集成体36の内側
に配置されている。集電子集成体の主な作用は、
励磁源(図に示してない)から回転する界磁巻線
31に電流を伝えることである。集電子集成体3
6は、回転子30の外周に取付けられた集電環3
8を含み、複数個の導電性ブラシ40がブラシホ
ルダー集成体42によつて集電環38の近くに又
はそれを接触する様に支持されている。集電子集
成体は、空気の様な冷却ガスをブラシ40及び集
電環38の近くに循環させる為、回転子30に装
着した半径流フアン43の様なフアンを含んでい
てもよい。従来公知の様に、集電環38が、半径
方向に伸びる端子ボルト44及び大体軸方向に配
置された接続棒46の様な手段によつて、回転電
気機械の回転子の界磁巻線31に電気接続され
る。ボルト44も接続棒46も、絶縁リング47
によつて回転子30から適当に絶縁されている。
典型的な回転電気機械がフアン43の反対側に別
の集電子集成体を持つていて、界磁巻線31から
励磁源(図に示してない)へ流れる電流の帰路を
作ることは云う迄もない。第1図に示した各々の
ブラシ列には、集電環38に沿つて相隔たる幾つ
かのブラシがあるのが普通であり、ブラシの列の
数は集電子の電流定格、ブラシの寸法及びその他
の因子に関係する。 FIG. 1 depicts a portion of a rotating electrical machine representing a typical operating environment for a preferred embodiment of the invention. In the illustrated configuration, a rotor 30 having a field winding 31 is arranged to rotate within a laminated stator core 32, which is surrounded by an airtight main housing 34. The rotor 30 extends past the main housing 34 and is located inside the current collector assembly 36. The main action of the current collector assembly is
The purpose of this is to convey current from an excitation source (not shown) to the rotating field winding 31. Current collector assembly 3
6 is a current collecting ring 3 attached to the outer periphery of the rotor 30;
8, a plurality of conductive brushes 40 are supported by a brush holder assembly 42 near or in contact with the current collection ring 38. The current collector assembly may include a fan, such as radial fan 43 mounted on the rotor 30, to circulate a cooling gas, such as air, near the brushes 40 and current collection ring 38. As is known in the art, the current collector ring 38 connects the field winding 31 of the rotor of the rotating electrical machine by means such as radially extending terminal bolts 44 and generally axially disposed connecting rods 46. electrically connected to. Both the bolt 44 and the connecting rod 46 have an insulating ring 47
It is suitably insulated from the rotor 30 by.
It goes without saying that a typical rotating electric machine has another current collector assembly on the opposite side of the fan 43 to provide a return path for the current flowing from the field winding 31 to the excitation source (not shown). Nor. Each brush row shown in FIG. 1 typically has several brushes spaced apart along the collector ring 38, with the number of brush rows depending on the current rating of the collector, the size of the brushes, and the brush size. related to other factors.
第1図に示したこの発明の好ましい構成では、
ブラシホルダー集成体42と励磁源との間の共通
の電気的な結合部になる不動の導体又は母線リン
グが、好ましくは円筒形であつて且つ回転子30
の同心のケーシング48によつて構成される。ケ
ーシング48はブラシホルダー集成体42を堅固
に支持すると共に、ブラシ40及び集電環38の
近くのガス速度を高くし且つ熱伝達率を高くする
ことが出来る様に、フアン43によつて循環させ
られる冷却ガスに対する流路を構成する。 In a preferred configuration of the invention shown in FIG.
A stationary conductor or busbar ring that provides a common electrical connection between the brush holder assembly 42 and the excitation source is preferably cylindrical and connected to the rotor 30.
It is constituted by a concentric casing 48 of. The casing 48 firmly supports the brush holder assembly 42 and is circulated by a fan 43 to provide high gas velocity and heat transfer near the brush 40 and current collector ring 38. This provides a flow path for the cooling gas.
ブラシホルダー集成体42の好ましい実施例を
第2図、第3図及び第4図に詳しく示してある
が、これは略平行な1対の細長い部材又は円柱形
ブラシ・ピン50を持ち、これがブロツク52の
開口51に入つていて、ピン54等を用いてブロ
ツク52に堅固に取付けられている。ブラシ・ピ
ン50の下部はブラシ40に設けられた相手の縦
孔55の中に摺動自在に挿入することが出来、ブ
ラシが集電環38にのつかる時、ブラシを安定に
支持する。従来の装置が箱形で外部から支持する
のと異なり、ブラシ・ピン50がブラシ40を内
側から支持することにより、ブラシの側面(典型
的には矩形の4つの側面)は、ブラシの近くを循
環する冷却ガスに自由に露出したまゝになり、こ
うして対流による熱伝達を著しく改善する。 The preferred embodiment of the brush holder assembly 42, shown in more detail in FIGS. 2, 3 and 4, has a pair of generally parallel elongated members or cylindrical brush pins 50 which are connected to the block. 52 and is firmly attached to the block 52 using a pin 54 or the like. The lower part of the brush pin 50 can be slidably inserted into a mating vertical hole 55 provided in the brush 40 to stably support the brush when it rests on the current collector ring 38. Brush pin 50 supports brush 40 from the inside, unlike conventional devices which are box-shaped and supported externally, so that the sides of the brush (typically four sides of a rectangular shape) are close to the brush. It remains freely exposed to the circulating cooling gas, thus significantly improving convective heat transfer.
ブラシ保持てこ56は、溝形部材(断面形状が
溝形、即ちコの字形の部材)であつてよいが、枢
軸ピン58等により、ブラシホルダー集成体42
のブロツク52に枢着されていて、てこがブラシ
ホルダー集成体42に支持されたブラシ40と接
触しない第1の位置と、てこ56の自由端がブラ
シ40の側面に接し且つ係合して、ケーシング4
8の適当な孔60から挿入し又は取外する際にブ
ラシホルダー集成体42によつてブラシ40を保
持することが出来る様にする第2の位置(第2図
に破線で示す)との間で回転出来る様に(後で説
明する手段によつて)なつている。コイルばね6
2をリベツト64等によつててこ56の自由端に
取付けることが出来る。従来公知の様に、このば
ねがブラシ40を集電環38に押付ける力を加
え、損耗によるブラシ40の高さの変化に対処す
る。 The brush holding lever 56 may be a channel member (a member having a channel or U-shaped cross section), but may be attached to the brush holder assembly 42 by a pivot pin 58 or the like.
a first position in which the lever 56 is pivotally connected to the block 52 of the brush holder assembly 42 so that the lever does not contact the brush 40 supported on the brush holder assembly 42; Casing 4
8 and a second position (shown in phantom in FIG. 2) that allows the brush 40 to be retained by the brush holder assembly 42 during insertion or removal from the appropriate hole 60 in FIG. (by means to be explained later). coil spring 6
2 can be attached to the free end of lever 56 by rivets 64 or the like. As is known in the art, this spring applies a force pressing the brush 40 against the current collector ring 38 to account for changes in the height of the brush 40 due to wear and tear.
第2図、第3図及び第4図に示す様に、下側本
体部材68が一対のさらねじ66等により、ブラ
シホルダー集成体42のブロツク52の頭部に装
着され且つ堅固に取付けられている。下側本体部
材68が1対のねじ72によつて上側本体部材7
0に取付けられる。ねじ72はキヤツプ73を上
側本体部材70に取付ける。下側本体部材68は
ケーシング48に設けられた相手の孔(図に示し
てない)に入れることの出来る1対の位置ぎめピ
ン74を持つていてよい。位置ぎめピン74は、
ブラシホルダー集成体42をケーシング48に挿
入する際、この集成体を正しい向きにするのに役
に立つ。 As shown in FIGS. 2, 3, and 4, the lower body member 68 is mounted and firmly attached to the head of the block 52 of the brush holder assembly 42 by a pair of countersunk screws 66 or the like. There is. The lower body member 68 is attached to the upper body member 7 by a pair of screws 72.
Attached to 0. Screws 72 attach cap 73 to upper body member 70. Lower body member 68 may have a pair of locating pins 74 that can be inserted into mating holes (not shown) in casing 48. The positioning pin 74 is
This helps orient the brush holder assembly 42 when inserting it into the casing 48.
ブロツク52はねじ孔75及びそれに係合する
ボルト76の様な手段をも持つていて、ブラシ4
0からの可撓性の1本の導線又は1対の導線77
をブラシホルダー集成体42に取付け、ブラシ4
0とブラシホルダー集成体42との間に適当な電
気接続が得られる様に保証する。 The block 52 also has means such as a threaded hole 75 and a bolt 76 for engaging the brush 4.
A flexible conductor or pair of conductors 77 from 0
is attached to the brush holder assembly 42, and the brush 4 is attached to the brush holder assembly 42.
0 and the brush holder assembly 42.
ブラシホルダー集成体42の上側部分に回転自
在の棒78がある。この棒は、キヤツプ73の開
口79(第2図及び第5図参照)及び上側本体部
材70の孔80を通抜ける円柱形部分と、直径が
一層小さくて、下側本体部材68の孔82を通抜
けて、ブロツク52の孔84に入る下側円柱形部
分とを含む。棒78の下側部分がカム部分86を
持ち、これが、ブロツク52の凹部90に配置さ
れたピン88の1端に接する。ピン88の他端が
ブラシ保持てこ56の側面に接触するので、棒7
8のカム部分86が回転すると、ピン88が横方
向に移動し、保持てこ56が枢軸ピン58の周り
に、てこ56がブラシ40と接触していない第1
の位置から、てこ56の下端がブラシ40の側面
に係合する第2の位置へ回転する。ブロツク52
の孔96に配置されたばね94が枢軸ピン58の
下方でてこ56の側面に接し、ピン88とてこ5
6とを接触状態に保つと共に、棒78がその最初
の位置に戻る時、てこ56をブラシ40と接触し
ない第1の位置へ戻す復帰モーメントを加える。 In the upper portion of the brush holder assembly 42 is a rotatable rod 78. The rod has a cylindrical portion that passes through an opening 79 in cap 73 (see FIGS. 2 and 5) and a hole 80 in upper body member 70, and a cylindrical portion that is smaller in diameter and extends through hole 82 in lower body member 68. and a lower cylindrical portion extending therethrough and into hole 84 in block 52. The lower portion of rod 78 has a cam portion 86 which abuts one end of a pin 88 located in a recess 90 in block 52. Since the other end of the pin 88 contacts the side surface of the brush holding lever 56, the rod 7
As the cam portion 86 of
position, the lever 56 is rotated to a second position in which the lower end of the lever 56 engages the side of the brush 40. block 52
A spring 94 disposed in the hole 96 contacts the side of the lever 56 below the pivot pin 58, and the pin 88 and the lever 56
6 is maintained in contact with brush 40, and when rod 78 returns to its initial position, it applies a return moment that returns lever 56 to its first position out of contact with brush 40.
棒78の内、下側本体部材68を通抜ける部分
を複数個のベルビル(Belleville)ワツシヤ97
が取巻いており、これらのワツシヤが棒78の上
側円柱形部分及び下側円柱形部分の間の交わる所
に形成された棒78のカラーに接し、ブラシホル
ダー集成体42をケーシング48に取付けたり或
いはそこから取外す際、棒78を若干軸方向に撓
ませることが出来る様にする。 The portion of the rod 78 that passes through the lower body member 68 is covered with a plurality of Belleville washers 97.
The washers abut a collar on the rod 78 formed at the intersection between the upper and lower cylindrical portions of the rod 78 to attach the brush holder assembly 42 to the casing 48. Alternatively, the rod 78 may be allowed to flex slightly in the axial direction when removed from there.
固定ピン98が棒78の上側部分から伸び、上
側本体部材70の両側にある1対の溝孔100を
通抜ける。各々の溝孔100は上方から見ると大
体直角3角形の形であつて(図4参照)、棒78
を廻した時、限られた範囲で固定ピン98を回転
させることが出来る様になつている。ケーシング
48の開口60内に取付けられたブラシホルダー
集成体42の開口60を通して見た平面図を第5
図に、並びに固定ピン98と1対の突起101と
の関係を示す側面図を第6図に示す。開口60内
のケーシング48の肩(図に示してない)に、ボ
ルト102,103等によつて1対の突起101
が取付けられている。突起101は、固定ピン9
8を受入れる1対の凹部を形成し、こうしてブラ
シホルダー集成体42をケーシング48に固定す
る。 A locking pin 98 extends from the upper portion of rod 78 and passes through a pair of slots 100 on opposite sides of upper body member 70 . Each slot 100 is generally in the shape of a right triangle when viewed from above (see FIG. 4), and the rod 78
When the fixing pin 98 is turned, the fixing pin 98 can be rotated within a limited range. A top view of the brush holder assembly 42 mounted within the opening 60 of the casing 48 is shown in FIG.
FIG. 6 is a side view showing the relationship between the fixing pin 98 and the pair of protrusions 101. A pair of protrusions 101 are attached to the shoulders (not shown) of the casing 48 within the opening 60 by bolts 102, 103, etc.
is installed. The protrusion 101 is connected to the fixing pin 9
8 and thus secure the brush holder assembly 42 to the casing 48.
ブラシホルダー集成体42並びにそれに関連し
たブラシ40をケーシング48に挿入し易くする
と共に取外し易くする為、着脱自在の把手104
が設けられている。把手104の少なくとも上側
部分はブラシホルダー集成体42から絶縁されて
いて、回転電気機械の運転中、電撃を受ける惧れ
を伴わずに、損耗したブラシの検査並びに取替え
が出来る様になつている。第3図及び第4図に示
す実施例では、把手104がいずれも非金属材料
又は非導電性材料で作られた上側軸105及び横
部材106と、ピン108等によつて上側軸10
6の内側に保持された下側軸107と、下側軸1
07に取付けられた透明な防禦円板110とを持
つている。下側軸107は防禦円板110の下方
に孔112を持つており、これがばね114及び
ワツシヤ116を摺動自在に受入れる。把手10
4が集成体42と接触していない時、ばね114
及びワツシヤ116は横ピン118によつて孔1
12内に保持される。横ピン118は、ブラシホ
ルダー集成体42の回転自在の棒78の凹部12
0にはまると共に、第5図に示す様に棒78を第
1の位置即ち固定位置(即ち切欠き122及び凹
部120が整合した位置)で把手104及び棒7
8を押下げた時、キヤツプ73の切欠き122
(第5図参照)を通抜ける様な寸法になつてい
る。 A removable handle 104 is provided to facilitate insertion and removal of the brush holder assembly 42 and associated brush 40 into the casing 48.
is provided. At least the upper portion of the handle 104 is insulated from the brush holder assembly 42 so that worn brushes can be inspected and replaced without risk of electrical shock during operation of the rotating electrical machine. In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the handle 104 is connected to the upper shaft 105 and the transverse member 106, both of which are made of non-metallic or non-conductive material, and the upper shaft 108 by means of a pin 108 or the like.
The lower shaft 107 held inside the lower shaft 1
07 and a transparent protection disk 110 attached to it. The lower shaft 107 has a hole 112 below the shielding disc 110 that slidably receives a spring 114 and a washer 116. Handle 10
4 is not in contact with assembly 42, spring 114
and washer 116 is connected to hole 1 by horizontal pin 118.
12. The transverse pin 118 is inserted into the recess 12 of the rotatable rod 78 of the brush holder assembly 42.
0, and as shown in FIG.
When 8 is pressed down, the notch 122 of the cap 73
(See Figure 5) The dimensions are such that it can be passed through.
ケーシング48がある為に、ブラシホルダー集
成体42をケーシング48から取外さなければ、
ブラシの損耗を直接目で検査するのは困難である
から、各々のブラシに損耗表示器又は目盛124
(第2図参照)を取付け、本体部材68,70に
接近ポート(損耗表示器が通り抜ける開口)12
6を設けて、損耗表示器124がブラシホルダー
集成体42を通抜けて、ケーシング48の外側か
ら見ることが出来る様にすることが望ましい。 Because of the casing 48, unless the brush holder assembly 42 is removed from the casing 48,
Since it is difficult to visually inspect brushes for wear directly, each brush is provided with a wear indicator or scale 124.
(see FIG. 2), and the access port (opening through which the wear indicator passes) 12 is attached to the main body members 68, 70.
6 is preferably provided so that the wear indicator 124 passes through the brush holder assembly 42 and is visible from the outside of the casing 48.
次にこの発明の装置の作用を説明する。ブラシ
ホルダー集成体42及びブラシ40をケーシング
48から取外すには、把手104をブラシホルダ
ー集成体42の回転自在の棒78の凹部120に
挿入し、棒78の頭部と把手104のワツシヤ1
16とを接触させることによつて、棒78に下向
きの圧力を加える。これによつてばね114及び
ワツシヤ97が圧縮され、横ピン118がキヤツ
プ73の切欠き122を通過出来る様になる。次
に把手104を約45゜廻すと、固定ピン98と上
側本体部材70の溝孔100の側面とが接触する
ことによつてこの回転が停められる。把手104
及び棒78の回転により、横ピン118がキヤツ
プ73の下に押え込まれ、横ピン118がばね1
14及びワツシヤ97の力によつてキヤツプにし
つかりと押えつけられる。この為、把手104及
びブラシホルダー集成体42が固着される。前述
の把手104を廻すことにより、また固定ピン9
8が突起101から離脱することにより、ブラシ
ホルダー集成体42がケーシング48から解放さ
れると共に、ブラシ保持てこ56をブラシ40と
しつかり接触する様に移動させる。この点で、把
手104、ブラシホルダー集成体42及びブラシ
40は一体としてケーシング48から持上げるこ
とが出来る。次に、希望によつて、把手104を
先程とは反対方向に廻すことにより、ブラシ40
をブラシホルダー集成体42から取外すことが出
来る。新しいブラシを所定位置に固定し、上に述
べた工程を逆に行なうことにより、ブラシホルダ
ー集成体42及びブラシを動作位置に取付けるこ
とが出来る。 Next, the operation of the device of this invention will be explained. To remove brush holder assembly 42 and brush 40 from casing 48, handle 104 is inserted into recess 120 in rotatable rod 78 of brush holder assembly 42, and the head of rod 78 and washer 1 of handle 104 are removed.
16 applies downward pressure to rod 78. This compresses the spring 114 and washer 97, allowing the transverse pin 118 to pass through the notch 122 in the cap 73. Next, when the handle 104 is rotated approximately 45 degrees, this rotation is stopped by the contact between the fixing pin 98 and the side surface of the slot 100 of the upper body member 70. Handle 104
By the rotation of the rod 78, the horizontal pin 118 is pressed under the cap 73, and the horizontal pin 118 is pressed against the spring 1.
14 and washer 97, it is firmly pressed against the cap. Therefore, the handle 104 and the brush holder assembly 42 are fixed. By turning the aforementioned handle 104, the fixing pin 9
8 disengages from protrusion 101, thereby releasing brush holder assembly 42 from casing 48 and moving brush holding lever 56 into firm contact with brush 40. At this point, handle 104, brush holder assembly 42, and brush 40 can be lifted from casing 48 as a unit. Next, if desired, rotate the handle 104 in the opposite direction to the brush 40.
can be removed from the brush holder assembly 42. With a new brush in place, the brush holder assembly 42 and brush can be installed in the operative position by reversing the steps described above.
以上、回転電気機械のブラシ及び集電環から熱
を逃し易くすると共に、機械の運転中、ブラシの
保守作業を容易に行なうことが出来る様にする、
ブラシホルダー集成体、ケーシング及び着脱自在
の把手を含む装置を説明した。以上説明した装置
の好ましい構成を試験した所、最高平均ブラシ動
作温度が約1/4に下がり、ブラシの有効寿命が約
2倍延びることが判つた。 As described above, it is possible to easily dissipate heat from the brushes and current collecting ring of a rotating electrical machine, and also to easily perform maintenance work on the brushes while the machine is operating.
An apparatus has been described that includes a brush holder assembly, a casing, and a removable handle. The preferred configuration of the apparatus described above has been tested and found to reduce the maximum average brush operating temperature by about a factor of four and to extend the useful life of the brush by about a factor of two.
これ迄この発明の好ましい実施例を図示し且つ
説明したが、種々の変更が可能であることは云う
迄もない。例えば、個別のブラシ又は単独のブラ
シについて装置の説明をしたが、米国特許第
3387155号に記載されている様な連動形又はマガ
ジン形ブラシホルダー装置にこの発明を適用する
のも容易である。更に、この発明が判つていれ
ば、有効な熱伝達が行なわれる様に略全ての側面
を露出した状態で、ブラシを密閉又は半密閉区域
内に取付ける他の手段も当業者には容易に考えら
れよう。この様な全ての変更は、この発明の範囲
内に含まれることを承知されたい。 While the preferred embodiments of the invention have been illustrated and described, it will be appreciated that various modifications may be made thereto. For example, although the device has been described with respect to individual brushes or a single brush, U.S. Pat.
It is also easy to apply the invention to interlocking or magazine type brush holder devices such as those described in No. 3,387,155. Additionally, knowing the invention, other means of mounting the brush in an enclosed or semi-enclosed area with substantially all sides exposed so as to provide effective heat transfer will be readily apparent to those skilled in the art. I can think of it. It is understood that all such modifications are included within the scope of this invention.
第1図は回転電気機械の一部分の側面図で、内
部を示す為に一部分を破断してあり、集電子集成
体と、この発明に従つてケーシングに取付けられ
た幾つかのブラシホルダー集成体とを示してお
り、ブラシホルダー集成体は機械の集電環の近く
にブラシを支持する。第2図はこの発明のブラシ
ホルダー集成体と、その内部に支持されていて、
集電環の近くに配置されたブラシとの側面図であ
るが、ブラシの側面に係合する位置にあるブラシ
保持てこをも破線で示してある。第3図はブラシ
ホルダー集成体、関連したブラシ、及び集成体及
びブラシをケーシングに挿入し、或いはそこから
取外す為に使われる着脱自在の絶縁把手の正面
図、第4図はブラシホルダー集成体及び関連した
ブラシの斜視図で、着脱自在の把手は取外した状
態を示す。第5図はケーシングの開口を通して見
たブラシホルダー集成体の平面図、第6図は固定
ピンと一対の突起との関係を示す側面図で、集成
体を支持するケーシングに対する好ましい取付け
方を示す。
主な符号の説明、30:回転子、38:集電
環、40:ブラシ、42:ブラシホルダー集成
体、43:フアン、48:ケーシング、50:ブ
ラシ・ピン、56:ブラシ保持てこ、60:開
口、62:コイルばね、78:回転自在の棒、9
8:固定ピン、101:突起、104:着脱自在
の把手、124:損耗表示器。
FIG. 1 is a side view of a portion of a rotating electrical machine, partially cut away to show the interior, showing a current collector assembly and several brush holder assemblies mounted in a casing in accordance with the invention; , the brush holder assembly supports the brushes near the current collector ring of the machine. FIG. 2 shows the brush holder assembly of the present invention and the brush holder assembly supported therein.
FIG. 3 is a side view of the brush disposed near the current collector ring, with the brush retaining lever positioned to engage the side of the brush also shown in broken lines. Figure 3 is a front view of the brush holder assembly, associated brushes, and removable insulating handle used to insert and remove the assembly and brushes from the casing; Figure 4 is a front view of the brush holder assembly and associated brushes; FIG. 3 is a perspective view of the associated brush, with the removable handle removed; FIG. 5 is a plan view of the brush holder assembly seen through the opening in the casing, and FIG. 6 is a side view showing the relationship between the fixing pin and the pair of protrusions, showing a preferred method of attachment to the casing that supports the assembly. Explanation of main symbols, 30: rotor, 38: current collector ring, 40: brush, 42: brush holder assembly, 43: fan, 48: casing, 50: brush pin, 56: brush holding lever, 60: Opening, 62: Coil spring, 78: Rotatable rod, 9
8: Fixing pin, 101: Projection, 104: Detachable handle, 124: Wear indicator.
Claims (1)
電性ブラシとの間の電流のやり取りを容易にする
電気導電性ブラシを支持して操作する装置に於
て、ブラシが摺動自在に保持され、ブラシ近くの
冷却ガスで熱を運び去ることが妨げられないよう
にブラシの略全ての側面が露出する様に、ブラシ
の縦穴に挿入する一対の細長い部材を持つブラシ
ホルダー集成体を含んでいて、更に前記集電環と
同心で、該集電環の半径方向外側に配置されてい
て、ブラシホルダー集成体を取外し自在に所定の
位置に保持し、集電環と当該ケーシングの間の冷
却ガスの流れがブラシの表面を通過するよう向け
る、開放端を持つケーシングを含んでいる装置。 2 特許請求の範囲1に記載した装置に於て、前
記ブラシホルダー集成体が、該集成体に枢着され
ていて当該てこが前記ブラシと接触しない第1の
位置と前記ケーシングに挿入し又は取外す際にブ
ラシをブラシ集成体に保持するためブラシに接し
且つ係合する第2の位置との間で回転できるブラ
シ保持てこを有する装置。 3 特許請求の範囲2に記載した装置に於て、前
記ブラシホルダー集成体を前記ケーシングに固定
する手段を有し、該手段が前記ブラシホルダー集
成体に装着しており、前記ブラシホルダー集成体
が前記ケーシングに固定される第1の位置と前記
ブラシホルダー集成体が前記ケーシングに挿入又
は取外し自在な第2の位置との間で回転自在の棒
と、該棒の軸に対して略直角に通抜ける固定ピン
と、更に前記ケーシングに取付けられており前記
棒が前記第1の位置に回転した時、前記固定ピン
を受入れる凹部を形成した突起とを有する装置。 4 特許請求の範囲3に記載した装置に於て、更
に前記ブラシに取付けられ、ブラシと共に移動自
在でありブラシの損耗を表示する距離が目盛られ
た目盛を有するブラシ損耗表示器を有する装置。 5 特許請求の範囲2に記載した装置に於て、前
記ブラシホルダー集成体が、前記ブラシ保持てこ
と前記ブラシの間で作動する様に配置され該ブラ
シを前記集電環に接触する様に押付けるばねを含
む装置。 6 特許請求の範囲1に記載した装置に於て、回
転電気機械の回転子にフアンを装着して、開放端
を持つ円筒形ケーシングの一端に連結したガス取
入れ口を有し、ブラシ及び集電環の近くに冷却ガ
スを循環させる様にした装置。[Scope of Claims] 1. An apparatus for supporting and operating an electrically conductive brush that facilitates the exchange of current between the electrically conductive brush and a current collecting ring of a rotor of a rotating electrical machine, comprising: having a pair of elongated members inserted into the longitudinal holes of the brush so that the brush is slidably held and substantially all sides of the brush are exposed so that heat is carried away by the cooling gas near the brush; a brush holder assembly disposed concentrically with and radially outwardly of the current collector ring for removably retaining the brush holder assembly in position; Apparatus including a casing having an open end for directing a flow of cooling gas between the casing and the casing past the surface of the brush. 2. The apparatus according to claim 1, wherein the brush holder assembly is inserted into or removed from the casing and into a first position in which the brush holder assembly is pivotally attached to the assembly and the lever does not come into contact with the brush. Apparatus having a brush retaining lever rotatable between a second position abutting and engaging the brush for retaining the brush in the brush assembly. 3. The apparatus according to claim 2, further comprising means for fixing the brush holder assembly to the casing, the means being attached to the brush holder assembly, and the brush holder assembly being attached to the casing. a rod rotatable between a first position fixed to the casing and a second position where the brush holder assembly can be inserted into or removed from the casing; and a rod extending substantially perpendicularly to the axis of the rod. A device having a removable fixing pin and a protrusion further attached to the casing and defining a recess for receiving the fixing pin when the rod is rotated to the first position. 4. The device according to claim 3, further comprising a brush wear indicator attached to the brush, movable together with the brush, and having a scale graduated with a distance indicating wear of the brush. 5. The apparatus according to claim 2, wherein the brush holder assembly is arranged to operate between the brush holding lever and the brush and pushes the brush into contact with the current collecting ring. A device containing a spring that attaches. 6. The apparatus according to claim 1, wherein a fan is attached to the rotor of a rotating electric machine, and the apparatus has a gas inlet connected to one end of a cylindrical casing having an open end, and has a brush and a current collector. A device that circulates cooling gas near the ring.
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