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JP2599778B2 - 直流機 - Google Patents

直流機

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Publication number
JP2599778B2
JP2599778B2 JP63316915A JP31691588A JP2599778B2 JP 2599778 B2 JP2599778 B2 JP 2599778B2 JP 63316915 A JP63316915 A JP 63316915A JP 31691588 A JP31691588 A JP 31691588A JP 2599778 B2 JP2599778 B2 JP 2599778B2
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JP
Japan
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brush
commutator
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JP63316915A
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則行 田中
宏幸 森兼
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02Details for dynamo electric machines
    • H01R39/18Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush
    • H01R39/26Solid sliding contacts, e.g. carbon brush
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K13/00Structural associations of current collectors with motors or generators, e.g. brush mounting plates or connections to windings; Disposition of current collectors in motors or generators; Arrangements for improving commutation
    • H02K13/10Arrangements of brushes or commutators specially adapted for improving commutation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
    • H02K23/02DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting
    • H02K23/18DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting having displaceable main or auxiliary brushes
    • HELECTRICITY
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    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/14Means for supporting or protecting brushes or brush holders
    • H02K5/143Means for supporting or protecting brushes or brush holders for cooperation with commutators
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    • H02K2213/00Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は直流機に関し、更に詳細には直流機のコンミ
テータに摺接するブラシの改良に関する。
(従来の技術) 従来、例えば機関始動用電動機に用いられる直流機に
おいて、コンミテータに摺接させてアマチュアに電流を
通電するブラシ1は第3図に示されるように半径rが約
30〜40mmのコンミテータ2の周囲にブラシホルダ3で保
持されてその中心線4がコンミテータ2の中心点を通る
ような位置に配置されていた。
ブラシ1は通常コンミテータ2に当接する端部とは反
対側の端部からスプリングなどにより押圧力が付与さ
れ、当接面が摩擦するに従ってブラシホルダ3内を摺動
する。このブラシ1のブラシホルダ2内での摺動性を高
め且つ組付け性を考慮してブラシ1のコンミテータ周方
向側の両端面とブラシホルダ2との間には一般に0.05〜
0.30mmの隙間5が形成されている。なお、ブラシ1の幅
Wは一般的に4〜7mmである。
ところで、ブラシ1のコンミテータ2周面に当接する
端面1aは初期には第4図に示されるように平坦面であっ
た。しかし、当接面1aが平坦面であると、コンミテータ
2に対しては幅方向に線接触となるためブラシ1が不安
定で、その結果ブラシ1が踊って整流が悪くなったり又
は摺接音が大きくなったりするという欠点があった。そ
のため、ブラシ1の当接面1aは第3図に示されるように
コンミテータ2の周面と同じ曲率で形成された曲面とさ
れていた。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、直流機において、一般的に、前述した
ようにブラシ1の両端面とブラシホルダ3との間には隙
間5が形成されているため、ブラシ1をブラシホルダ3
に取付ける時にブラシ1が傾くことがある。この場合、
従来のブラシ1であるとその当接面1aがコンミテータ2
の周面の曲率と同じに形成されているため、第5図に示
されるようにブラシ当接面1aの角部1bがコンミテータ2
の周面に摺接することになり、その結果接触点が大きく
ずれてブラシ角が実質的に変更した状態となり、初期特
性が著しく不安定になるという問題があった。
本発明の目的は、ブラシをブラシホルダに組付ける際
ブラシが該ブラシホルダ内で傾いても初期特性に変動が
生じにくい直流機を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明は、コンミテータとブラシホルダに摺動可能に
保持され端面を前記コンミテータの周面に当接させてア
マチュアに電流を通電するブラシとを有する直流機にお
いて、前記ブラシの前記コンミテータ周面への当接面
が、前記コンミテータの周面の直径(D1)に対して、1.
2×D1≦D2≦2.5×D1の関係を有する直径(D2)の曲面で
形成されていることを特徴とする。
(作 用) 本発明の直流機によると、ブラシのコンミテータ周面
への当接面がコンミテータの当該周面の直径(D1)に対
して、1.2×D1≦D2≦2.5×D1の関係を有する直径(D2
の曲面で形成されているため、ブラシをブラシホルダに
組付けた際に傾いたとしてもブラシ当接面におけるコン
ミテータ周面への接触部は該当接面の中央寄りに位置
し、位置ずれの程度は直流機の初期特性に影響の与え方
が少ない。
(実施例) 以下、本発明の直流機を添付図面に示された実施例に
ついて更に詳細に説明する。
第1図には本発明の一実施例に係る機関始動用電動機
に用いる直流機のコンミテータとブラシが示されてい
る。コンミテータは第3図で説明されたものと同じであ
るので同一の符号2で示す。他方、ブラシ10はコンミテ
ータ2の周面に接触する端面即ち当接面10aを除いては
大きさ或いは形状など従来のものと同じであり、従って
ブラシホルダも第3図で説明したものと同様であるので
同一の符号3で示す。
このブラシ10の当接面10aは、コンミテータ2の直径
よりも大きな直径の曲面で形成されている。すなわち、
コンミテータ2の周面の直径をD1とすると、このD1より
大きな直径D2の曲率で形成される曲面とされている。こ
こで、ブラシ10の当接面10aの半径のコンミテータ2の
周面2aの半径に対する比k=(D2/2)/(D2/2)を変化
させて、組付け時にブラシ10の傾きにより発生するブラ
シ10の当接面10aにおけるコンミテータ2の周面2aへの
接触部の当たり角度θおよびブラシ振動Gを測定し、そ
の結果を第6図に示す。なお、ブラシとコンミテータと
の当たり角度θは、傾きのない場合のブラシ10の中心線
と、傾いた場合のブラシ10の周面2aへの当接部とコンミ
テータ2の中心点とを結ぶ直線とで形成される角度を表
している。そして、当たり角度θと比kとの関係は、第
6図に曲線Aで示され、θは当接面10aが平坦面であ
る場合に、θは当接面10aの曲率が周面2aの曲率と等
しい場合にそれぞれ相当している。また、ブラシ振動G
は摺接音の代替値であり、直流機を駆動させた際のブラ
シ10の振動加速度を表している。そして、ブラシ振動G
と比kとの関係は、第6図に曲線Bで示され、縦軸のブ
ラシ振動Gは当接面10aを平坦面とした場合のブラシ振
動G(100%)に対する相対値を表している。
第6図から、当たり角度θは、kが1より大きくなる
と急激に小さくなり、kが1.2を過ぎるとその傾斜が緩
やかになり、さらにkが2.5を過ぎるとその傾斜がほぼ
飽和するのがわかる。この結果から、1.2≦kであれ
ば、組付け時にブラシホルダ3内でブラシ10が傾いたと
しても、当接面10aにおけるコンミテータ2の周面2aへ
の接触部10bは当接面10aの中央寄りに位置し、接触点の
ずれが小さくなり、直流機の初期特性が安定する。
また、第6図から、ブラシ振動Gは、kが小さくなる
につれ小さくなることがわかる。そして、k≦2.5であ
れば、異常摺接音の発生がなくなることが確認できた。
したがって、ブラシ10における当接面10aの曲面に係
る半径D2/2は、コンミテータ2の周面の半径r即ちD1/2
の約1.2〜2.5倍程度とすることが好ましい。換言すれ
ば、ブラシの当接面10aは、D2/2=(1.2〜2.5)×D1/2
によって形成される曲面とされることが好ましいのであ
る。
このようなブラシ10によると、ブラシホルダ3への組
付け時に該ホルダ3内で第2図に示される如く傾いたと
しても、ブラシ当接面10aにおけるコンミテータ2の周
面2aへの接触部10bは当該当接面10aの中央寄りに位置
し、第5図に示される如く従来のブラシの場合のように
角部になることはない。そのため、接触点のずれは非常
に小さく、ブラシ角が実質的な変更するような状態とは
ならず、従って直流機の初期特性が安定するとともに、
異常摺接音の発生を抑えることができる。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明の直流機によれば、ブラ
シのコンミテータ周面に接触する当接面をコンミテータ
の直径(D1)に対して、1.2×D1≦D2≦2.5×D1の関係を
有する直径(D2)の曲面で形成したことにより、ブラシ
ホルダへのブラシの組付け時に傾きが生じても、ブラシ
とコンミテータとの当りが均一になり直流機の特性変動
が少なく、かつ、異常摺接音の発生が抑えられるという
優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における直流機のコンミテー
タとブラシとの正常な接触状態を示す構成説明図、第2
図は第1図に示されたブラシをブラシホルダに傾いた状
態で組付けたときのコンミテータとの接触状態を示す構
成説明図、第3図は当接面がコンミテータの周面と同じ
曲率の曲面で形成された従来のブラシのコンミテータへ
の正常な接触状態を示す構成説明図、第4図は当接面が
平坦面である従来のブラシのコンミテータへの正常な接
触状態を示す構成説明図、第5図は第3図に示されたブ
ラシをブラシホルダに傾いた状態で組付けたときのコン
ミテータとの接触状態を示す構成説明図、第6図は当た
り角度およびブラシ振動Gと比kとの関係を示すグラフ
である。 2……コンミテータ、2a……周面、3……ブラシホル
ダ、5……隙間、10……ブラシ、10a……当接面。 なお、図中同一符号は同一部分又は相当部分を示す。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】コンミテータとブラシホルダに摺動可能に
    保持され端面を前記コンミテータの周面に当接させてア
    マチュアに電流を通電するブラシとを有する直流機にお
    いて、前記ブラシのコンミテータ周面への当接面が、前
    記コンミテータの周面の直径(D1)に対して、1.2×D1
    ≦D2≦2.5×D1の関係を有する直径(D2)の曲面で形成
    されているとを特徴とする直流機。
JP63316915A 1988-12-14 1988-12-14 直流機 Expired - Lifetime JP2599778B2 (ja)

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EP19890312999 EP0373902A3 (en) 1988-12-14 1989-12-12 Electrical brush assembly
US07/450,103 US4983873A (en) 1988-12-14 1989-12-13 Electrical brush assembly

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