JP2906777B2 - 電動機の異常検出用一体型素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はバッテリフォークリフト
等の電気自動車に使用される電動機の異常検出用一体型
素子に関し、特にブラシの摩耗および電動機の温度上昇
を検出する異常検出用一体型素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の電動機には、ブラシの摩耗
を検出するため種々の摩耗検出素子が取り付けられてい
る。この種の摩耗検出素子としては例えば、ブラシに設
けた斜溝或いは段差にピックアップ部を圧接させ、この
ピックアップ部他端でマイクロスイッチを動作させる摩
耗検出素子が知られている。

【０００３】またこの種の電動機では電動機の焼き付き
を防止するため、サーミスタ等の温度検出素子を取り付
けて電動機の温度上昇を検出することも行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところがこの種の摩耗
検出素子や温度検出素子が出力する検出信号は、互いに
独立して処理されているので、各検出素子に個々に導線
を接続しなければならなかった。このためブラシ周辺の
結線や電動機の構造が複雑になり、製造コストが上昇し
たり点検作業が複雑になったりすることがあった。

【０００５】そこで本発明は、簡単な構成にして電動機
のブラシの摩耗および温度上昇を共に検出することので
きる素子を提供することを目的としてなされた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本発明は、電動機のブラシを摺動自在に保持
するブラシホルダに取り付けられ、上記電動機のブラシ
の摩耗と、上記電動機の温度上昇とを検出する電動機の
異常検出用一体型素子であって、上記ブラシが所定量以
上摩耗したときに導通する摩耗検出手段と、該摩耗検出
手段と電気的に並列に接続され、上記電動機の温度が所
定値以上に達したとき導通する温度検出手段と、上記ブ
ラシホルダに取り付けられ、上記温度検出手段および上
記摩耗検出手段を保持する保持手段と、上記温度検出手
段および上記摩耗検出手段からなる並列回路の両端に接
続され、上記保持手段外に導出される一対の導線と、を
備えたことを特徴とする電動機の異常検出用一体型素子
を要旨としている。

【０００７】

【作用】このように構成された本発明の異常検出用一体
型素子では、温度検出手段および摩耗検出手段は保持手
段に保持された状態で同時にブラシホルダに取り付ける
ことができる。

【０００８】温度検出手段は電動機の温度が所定値以上
に達したとき導通し、摩耗検出手段はブラシが所定量以
上摩耗したときに導通する。従って温度検出手段および
摩耗検出手段からなる並列回路は、電動機の温度が所定
値以上に達するかブラシが所定量以上摩耗するか、少な
くとも何れか一方の事態が発生したときに導通する。

【０００９】また該並列回路の両端には保持手段外に導
出される一対の導線が接続されている。このため温度が
所定値以上に達するかブラシが所定量以上摩耗するかし
た場合、この一対の導線間が導通状態となる。即ち保持
手段外に導出された導線間の導通状態に基づいて電動機
の温度上昇およびブラシの摩耗を共に検出することがで
きるので、ブラシ周辺の結線や電動機の構成が複雑化さ
れることもない。

【００１０】

【実施例】次に本発明の実施例を図面と共に説明する。
図３は本発明が適用された実施例の直流電動機の全体構
成を表す部分断面図である。尚本実施例の直流電動機は
バッテリフォークリフト等の電気自動車に使用される周
知の直流電動機である。

【００１１】図に示すように本実施例の直流電動機本体
１はハウジング３内に収納されている。直流電動機の整
流子５にはカーボンブラシ（以下単にブラシと略記）７
が常時圧接される。ブラシ７はハウジング３に固定され
たブラシホルダ９によって整流子５の半径方向に摺動自
在に支承され、かつ図示しないブラシスプリングによっ
て整流子５の回転軸方向に付勢されている。

【００１２】またハウジング３側面には直流電流が供給
される電力端子１１が突設され、電力端子１１に供給さ
れた直流電流は電力線１３および整流子５を介して図示
しない回転子巻線に伝送される。このため回転子１５が
連続的に回転する。またこのとき整流子５がブラシ７と
接触しながら回転するため、ブラシ７は徐々に摩耗す
る。

【００１３】一方ブラシホルダ９にはブラシ７の摩耗と
直流電動機本体１の温度上昇とを検出する異常検出用一
体型素子（以下異常検出素子と略記）２１が取り付けら
れている。次に図４のＡ部拡大図に基づき異常検出素子
２１の構成を説明する。先ずブラシホルダ９はブラシ７
の三側面を包囲するコの字状に形成され、その開放端に
固定される平板状のロッカリング２３と共にブラシ７を
包囲して摺動自在に保持することができる。ブラシホル
ダ９の両開放端にはロッカリング２３表面に沿ってブラ
シ７とは反対方向に突出した平板状の固定片２５が各々
形成され、各固定片２５およびそれと対向するロッカリ
ング２３には、固定穴２５ａおよび２３ａが夫々形成さ
れている。一方異常検出素子２１のブラシ７側端面に
は、各固定穴２５ａ，２３ａに挿入可能な一対のピン２
７が突設されている。ピン２７を固定穴２３ａ，２５ａ
に挿入し、固定穴２５ａを貫通したピン２７をプッシュ
ナット２９にて固定することにより、ブラシホルダ９，
ロッカリング２３，および異常検出素子２１が一体に固
定される。

【００１４】次に図１は異常検出素子２１を図４の矢印
Ｂ方向からみた正面図である。前述のピン２７は異常検
出素子２１の枠組みを形成する固定プレート３１と共に
樹脂等の絶縁材料にて一体形成されている。また固定プ
レート３１の中央には角穴３３が形成され、角穴３３の
背後にはブラシ７の摩耗を検出する摩耗検出部３５が設
けられている。摩耗検出部３５は固定接点３７と可動接
点３９とからなり、後述するようにブラシ７が所定量以
上摩耗したときに固定接点３７と可動接点３９とが閉じ
るように構成されている。

【００１５】また固定プレート３１の角穴３３下方には
長溝４１が設けられ、その長溝４１内に温度検出手段と
してのサーモスイッチ４３が固定されている。即ち固定
プレート３１は保持手段に相当する。サーモスイッチ４
３は周囲温度が所定値以上のとき導通状態となるもの
で、例えばサーマルリードスイッチ（商品名：株式会社
トーキン製）が使用できる。

【００１６】サーモスイッチ４３の両端電極４３ａ，４
３ｂは夫々固定接点３７，可動接点３９に接続され、更
に固定接点３７，可動接点３９には、固定プレート３１
外に導出される導線４５，４７が夫々接続されている。
即ち導線４５と導線４７との間には、摩耗検出部３５と
サーモスイッチ４３とが電気的に並列に接続されること
になる。

【００１７】次に図２のＣ−Ｃ線断面図を用いて摩耗検
出部３５の構成を詳細に説明する。可動接点３９は、角
穴３３を通って固定プレート３１のピン２７側端面より
突出した屈曲部３９ａと、固定接点３７に接触する接触
部３９ｂとを有している。またピン２７とは反対側の固
定プレート３１端面には溝部４９が形成されている。固
定接点３７と接触部３９ｂとは先端が溝４９内に折れ曲
がり、この溝部４９内で互いに接触する。

【００１８】更に可動接点３９はベリリウム鋼等の導電
性ばね材料にて形成されており、屈曲部３９ａをブラシ
７の方向から押圧すると、接触部３９ｂもこれと一体に
変位して固定接点３７から離れる。一方ピン２７とは反
対側の固定プレート３１端面は樹脂等の絶縁材料にて構
成されたカバー５１にて被覆されている。

【００１９】次にこのように構成された異常検出素子２
１の動作を図５を用いて説明する。尚図５はブラシホル
ダ９およびロッカリング２３に固定した異常検出素子２
１を図１のＣ−Ｃ線で切断した断面図である。図に示す
ようにブラシ７が摩耗していない状態では、可動接点３
９の屈曲部３９ａはブラシ７側面に当接し、ブラシ７と
反対方向に変位している。このため接触部３９ｂもブラ
シ７と反対方向に変位し、固定接点３７と離れている。

【００２０】一方上述したように、ブラシ７はブラシス
プリングによって整流子５の回転軸方向に付勢されてい
るので、ブラシ７は摩耗にともなって徐々に整流子５の
回転軸方向、即ち図中下方向に移動する。ブラシ７が所
定量以上摩耗してブラシ７の上端面が所定位置Ｄに達す
ると、ブラシ７側面と屈曲部３９ａとの係合が外れる。
すると屈曲部３９ａはブラシ７方向に変位し、これに伴
い接触部３９ｂも同方向に変位して、図２に示したよう
に固定接点３７と接触する。従ってブラシ７が上記所定
量以上摩耗すると導線４５，４７間が導通状態となる。

【００２１】また上述したように、サーモスイッチ４３
の両端電極４３ａ，４３ｂも固定接点３７，可動接点３
９を介して導線４５，４７に接続されているので、直流
電動機本体１の温度が所定値以上に上昇した場合も導線
４５，４７間が導通状態となる。

【００２２】即ち直流電動機本体１の正常時には導線４
５，４７間は不導通であり、ブラシ７等を介して伝導さ
れる直流電動機本体１の温度が所定値以上に上昇する
か、ブラシ７が所定量以上摩耗した場合、導線４５，４
７間が導通状態となる。このように本実施例の異常検出
素子２１では、固定プレート３１外に導出された導線４
５，４７間の導通状態に基づいて直流電動機本体１の温
度上昇およびブラシ７の摩耗を共に検出することができ
る。従ってブラシ７周辺の結線や直流電動機の構成を複
雑化することなく、コンパクトな一体型素子として直流
電動機本体１の温度上昇およびブラシ７の摩耗を検出す
ることができる。

【００２３】また上記実施例の異常検出用一体型素子２
１は、ピン２７を固定穴２３ａ，２５ａに挿入すること
によりブラシホルダ９に固定される。ここで固定穴２３
ａ，２５ａは、ロッカリング２３をブラシホルダ９に固
定するために元々穿設されている。このため異常検出用
一体型素子２１を固定するために新たに固定手段を設け
る必要がなく直流電動機の構成を一層簡略化することが
できる。

【００２４】一方固定接点３７および可動接点３９の接
触部３９ｂは、固定プレート３１に形成された溝部４９
内で接触する。固定プレート３１およびカバー５１は樹
脂等の絶縁材料で構成され固定接点３７，接触部３９ｂ
を包囲するので、この部分に導電性物質が飛来して摩耗
検出部３５が誤動作するのを防止することができる。

【００２５】また上記実施例では異常検出用一体型素子
２１をブラシホルダ９の直流電動機本体１とは反対側の
端面に固定している。この部分はブラシ７等が発生する
磁場の影響を受け難いので、サーモスイッチ４３が誤動
作するのを良好に防止することができる。本発明は異常
検出用一体型素子２１をこの部分に設けるものに限定し
ないが、本実施例のサーモスイッチ４３ように磁気の影
響を受ける恐れのある温度検出手段を磁気の影響が大き
い場所に設ける場合は、温度検出手段周囲を鉄板等で包
囲し、磁気の影響を除去することが望ましい。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の電動機の異
常検出用一体型素子では、温度検出手段と摩耗検出手段
が並列に接続されているので、電動機の温度が所定値以
上に達するかブラシが所定量以上摩耗するかした場合、
一対の導線間が導通状態となる。更に一対の導線は保持
手段外に導出されており、この導線間の導通状態に基づ
いて電動機の温度上昇およびブラシの摩耗を共に簡単に
検出することができる。

【００２７】従って本発明の異常検出用一体型素子を用
いれば、ブラシ周辺の結線や電動機の構成を複雑化する
ことなく、電動機の温度上昇およびブラシの摩耗を共に
検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の異常検出用一体型素子の構成を表す正
面図である。

【図２】実施例の異常検出用一体型素子の構成を表す断
面図である。

【図３】実施例の直流電動機の全体構成を表す部分断面
図である。

【図４】実施例の異常検出用一体型素子の構成を表す拡
大図である。

【図５】実施例の異常検出用一体型素子の動作を表す断
面図である。

【符号の説明】 １…直流電動機本体 ５…整流子
７…カーボンブラシ ９…ブラシホルダ ２１…異常検出用一体型素子
３１…固定プレート ３５…摩耗検出部 ３７…固定接点
３９…可動接点 ４３…サーモスイッチ ４５…導線
４７…導線

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動機のブラシを摺動自在に保持するブ
   ラシホルダに取り付けられ、上記電動機のブラシの摩耗
   と、上記電動機の温度上昇とを検出する電動機の異常検
   出用一体型素子であって、 上記ブラシが所定量以上摩耗したときに導通する摩耗検
   出手段と、 該摩耗検出手段と電気的に並列に接続され、上記電動機
   の温度が所定値以上に達したとき導通する温度検出手段
   と、 上記ブラシホルダに取り付けられ、上記温度検出手段お
   よび上記摩耗検出手段を保持する保持手段と、 上記温度検出手段および上記摩耗検出手段からなる並列
   回路の両端に接続され、上記保持手段外に導出される一
   対の導線と、 を備えたことを特徴とする電動機の異常検出用一体型素
   子。