整流子研磨装置、整流子研磨方法および整流子研磨部材
【課題】整流子の外周面を短時間で研磨することができる技術を提供する。
【解決手段】整流子研磨部材２４０は、本体部２４１に間隔をあけた状態で設けられている第１の支持ローラー２４２および第２の支持ローラー２４３によって支持されているサンドペーパー２４４を有しており、取付部材２１０に移動可能に取り付けられる。そして、整流子１５０を覆うカバーに取付部材２１０を取り付けた状態で、サンドペーパー２４４の研磨面２４４ａを整流子１５０の外周面（整流子片１５２の外周面１５２ａ）に当接させる。この時、サンドペーパー２４４は、サンドペーパー２４４を挟んで研磨面２４４ａと整流子１５０の外周面との当接箇所と対向する箇所では第１の支持ローラー２４２および第２の支持ローラー２４３がサンドペーパー２４４に当接しないように配置される。
【解決手段】整流子研磨部材２４０は、本体部２４１に間隔をあけた状態で設けられている第１の支持ローラー２４２および第２の支持ローラー２４３によって支持されているサンドペーパー２４４を有しており、取付部材２１０に移動可能に取り付けられる。そして、整流子１５０を覆うカバーに取付部材２１０を取り付けた状態で、サンドペーパー２４４の研磨面２４４ａを整流子１５０の外周面（整流子片１５２の外周面１５２ａ）に当接させる。この時、サンドペーパー２４４は、サンドペーパー２４４を挟んで研磨面２４４ａと整流子１５０の外周面との当接箇所と対向する箇所では第１の支持ローラー２４２および第２の支持ローラー２４３がサンドペーパー２４４に当接しないように配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機の整流子の外周面を研磨する整流子研磨技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
軌道に沿って走行する鉄道車両の車輪を駆動する駆動用電動機（「主電動機」と呼ばれている）として、整流子と刷子を有する直流電動機が用いられている。整流子は、回転子とともに回転し、外周側に、周方向に沿って複数の整流子片が設けられている。刷子は、各整流子片の外周面によって形成される整流子の外周面に摺動接触するように設けられている。このような直流電動機では、刷子と整流子の外周面との摺動接触により刷子や整流子の外周面が摩耗し、整流不良が発生するため、刷子や整流子の外周面の摩耗に対する保守が必要である。ここで、刷子の交換は容易に行うことができるが、整流子の交換は容易に行うことができない。このため、定期的あるいは整流子の外周面の摩耗を検出した時に、整流子の外周面を研磨している。
従来、整流子の外周面を研磨する整流子研磨方法として、回転している整流子の外周面に砥石を当接させる（押し付ける）ことにより、整流子の外周面が真円形状となるように研磨する整流子研磨方法が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３５３６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている整流子研磨方法では、堅い砥石を整流子の外周面に当接させることで整流子の外周面を真円形状に研磨するため、研磨時間が長い。また、砥石の摩耗粉が発生するため、研磨後に摩耗粉を除去するのに時間がかかる。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、整流子の外周面を短時間で研磨することができる整流子研磨技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一つの発明は、複数の整流子片が周方向に沿って配置されている整流子の外周面を研磨する整流子研磨装置に関する。
本発明の整流子研磨装置は、整流子を回転させる整流子回転装置と、整流子研磨部材を備えている。整流子研磨部材は、本体部と、整流子の外周面を研磨する研磨布紙と、研磨布紙を支持する第１および第２の支持部材を有している。第１および第２の支持部材は、本体部に、間隔をあけた状態で設けられている。そして、整流子研磨部材は、研磨布紙を挟んで研磨面と整流子の外周面との当接箇所と対向する箇所では、研磨布紙と第１の支持部材および第２の支持部材が当接しないように配置される。
「整流子の外周面」は、刷子が摺動接触する部分を表し、周方向に沿って配置されている複数の整流子片の外周面によって形成される。
「研磨布紙」は、紙や布等の基材に砥粒（研磨素材）が接着剤によって接着されており、砥粒が配置されている研磨面を整流子の外周面に沿って配置可能な柔軟性を有しているシート状部材である。研磨布紙としては、典型的には、サンドペーパーが用いられる。なお、一方側にのみ研磨面を有する研磨布紙あるいは両側に研磨面を有する研磨布紙を用いることができる。両側に研磨面を有する研磨布紙を用いる場合には、整流子の外周面と当接する研磨面が、本発明の「整流子の外周円を研磨する研磨面」に対応する。
第１及び第２の支持部材は、一体に形成されていてもよいし、別体に形成されていてもよい。また、第１および第２の支持部材は、本体部と一体に形成されていてもよい。典型的には、研磨布紙は、第１および第２の支持部材に跨って配置される。この時、整流子の外周面と当接する部分（当たり面）の変更作業（リフレッシュ作業）を容易に行うことができるように、第１及び第２の部材としてローラーを用いるのが好ましい。なお、支持部材の数は３以上であってもよい。２以上の支持部材を用いる場合には、いずれかの隣接する２つの支持部材が本発明の「第１の支持部材」および「第２の支持部材」に対応する。
「整流子回転装置」は、整流子を回転させることができればよく、整流子を直接回転させるものであってもよいし、整流子を間接的に回転させるものであってもよい。例えば、鉄道車両の場合には、駆動電動機の回転軸と連結されている車輪を回転させる車輪回転装置を用いることができる。
研磨布紙は、研磨面が整流子の外周面と面接触するように配置するのが好ましいが、線接触するように配置してもよい。
本発明では、研磨布紙を引っ張ることで研磨面を整流子の外周面に当接させることにより、整流子の外周面を、従来技術のように真円形状に研磨するのではなく、周方向に沿って滑らかな起伏形状に研磨する。すなわち、整流子の外周面の偏芯量（外周面に外接する外接円と外周面に内接する内接円の間隔）を「０」にするのではなく、低減（改善）する。このように、整流子の外周面の偏芯量が低減するように整流子の外周面を研磨した場合でも、整流不良の発生を防止することができる。
なお、本発明の整流子研磨装置を用いて整流子の外周面の偏芯量が低減するように（「０」にするのではなく）整流子の外周面を研磨する場合には、整流子片の材質等に応じて、研磨布紙の粒度や整流子の周速度等が適切な範囲内に設定される。
本発明では、整流子の外周面を真円形状に研磨する必要がないため、短時間で整流子の外周面を研磨することができる。また、研磨布紙を用いて研磨するため、砥石を用いて研磨する場合に比べて安価であり、さらに、研磨後の清掃時間が短い。
【０００６】
本発明の整流子研磨装置の他の形態では、第１の支持部材と第２の支持部材は、整流子の外周面の周方向に沿って離れた位置に配置される。典型的には、研磨布紙の研磨面が整流子の外周面に当接している領域において、研磨布紙の縁部が整流子の外周面の縁部と平行（略平行を含む）になるように、第１の支持部材と第２の支持部材が配置される。
本形態では、研磨布紙を効率よく使用することができる。
【０００７】
通常、整流子を覆うカバーが設けられている。例えば、電動機の固定子と整流子を覆うカバーが設けられている。
本発明の整流子研磨装置の異なる他の形態では、整流子を覆うカバーに着脱自在に取り付けられる取付部材を備えている。そして、整流子研磨部材は、移動案内部により、取付部材に対して移動可能に設けられている。整流子研磨部材の移動方向は、取付部材がカバーに取り付けられた状態において、研磨布紙の研磨面が整流子の外周面に当接する方向および整流子の外周面から離間する方向、典型的には、整流子の回転中心を通る方向（径方向）に設定される。整流子研磨部材を取付部材に対して所定方向に移動させる移動案内部としては、リニアスライダ等の種々の移動案内部を用いることができる。典型的には、整流子を覆うカバーに、整流子の外周面と対向する箇所に開口が形成され、通常時には、開口が形成されている箇所に蓋部材が取り付けられ、整流子の外周面を研磨する時には、蓋部材が取り外されて取付部材が取り付けられる。
本形態では、整流子研磨部材を、研磨布紙の研磨面が整流子の外周面に当接する位置に容易に配置することができる。
【０００８】
本発明の整流子研磨装置のさらに異なる他の形態では、研磨布紙の研磨面を周方向に隣接する整流子片の間に押し込むように作用する弾性力を研磨布紙に印加する弾性力印加部材を備えている。
弾性力印加部材は、典型的には、整流子の軸方向に直角な断面でみて、整流子の回転中心を通る線に沿って（径方向に沿って）移動可能に設けられている押圧部材と、押圧部材を整流子の回転中心方向に移動させる弾性力を発生するバネ等の弾性力発生部材により構成される。押圧部材の先端側（研磨布紙と当接する側）は、周方向に隣接する整流子片の間に挿入可能な形状を有している。
研磨布紙の、弾性力印加部材によって弾性力が印加されている箇所が整流子片の間に位置すると、弾性力印加部材により発生している弾性力によって研磨面が整流子片の間に挿入される。これにより、整流子片の外周面の周方向両端部に面取り部が形成され、整流子片の外周面の周方向両端部にバリが発生するのを防止することができる。
本形態では、研磨布紙によって整流子の外周面が研磨される際に整流子片の外周面の周方向両端部にバリが発生するのを防止することができる。これにより、整流子片の外周面の周方向両端部のバリによる整流不良の発生を防止することができる。
【０００９】
他の発明は、鉄道車両用の整流子研磨装置に関する。
鉄道車両は、軌道に沿って転動する車輪と、車輪を駆動する駆動電動機を備えている。電動機は、整流子を有している。
本発明の鉄道車両用の整流子研磨装置は、車輪移動装置と、車輪回転装置と、整流子研磨部材を備えている。
車輪移動装置は、車輪が軌道と当接している当接位置と車輪が軌道と当接してない非当接位置（車輪が浮いた状態）の間で車輪を移動させる。車輪移動装置としては、例えば、車輪を軌道に対して上下方向に移動させる車輪昇降装置（ジャッキ）、典型的には、車輪を回転可能に支持している軸箱を軌道に対して上下方向に昇降させる車輪昇降装置が用いられる。
車輪回転装置は、車輪移動装置によって車輪が非当接位置に移動されている状態で、車輪を回転させる。車輪は駆動電動機の回転軸に連結されているため、車輪回転装置によって車輪を回転させることによって、駆動電動機の回転軸および整流子が回転する。
整流子研磨部材としては、前述した整流子研磨部材と同様の構成のものを用いることができる。
本発明では、鉄道車両の駆動電動機の整流子の外周面を短時間で研磨することができる。また、研磨布紙を用いて整流子の外周面を研磨しているため、砥石を用いて整流子の外周面を研磨する場合に比べて安価であり、さらに、研磨後の清掃時間が短い。
【００１０】
異なる他の発明は、複数の整流子片が周方向に沿って配置されている整流子の外周面を研磨する整流子研磨方法に関する。
本発明の整流子研磨方法は、整流子を回転させるとともに、研磨面を有し、間隔をあけて配置されている第１および第２の支持部材によって支持されている研磨布紙を、研磨布紙を挟んで研磨面と整流子の外周面との当接箇所と対向する箇所では研磨布紙と第１および第２の支持部材が当接しないように配置する。
研磨布紙としては、前述した研磨布紙が用いられる。
本発明では、前述した整流子研磨装置と同様に、整流子の外周面を短時間で研磨することができ、また、砥石を用いて研磨する場合に比べて安価であり、さらに、研磨後の清掃時間が短い。
【００１１】
さらに異なる他の発明は、複数の整流子片が周方向に沿って配置されている整流子を研磨する際に用いられる整流子研磨部材に関する。
本発明の整流子研磨部材は、本体部と、研磨面を有する研磨布紙と、研磨布紙を支持する第１および第２の支持部材を備えている。第１および第２の支持部材は、本体部に間隔をあけた状態で設けられている。
「研磨布紙」は、紙や布等の基材に砥粒（研磨素材）が接着剤によって接着されており、砥粒が配置されている研磨面を整流子の外周面に沿って配置可能な柔軟性を有しているシート状部材である。研磨布紙としては、典型的には、サンドペーパーが用いられる。研磨布紙は、好適には、第１および第２の支持部材の間に跨るように配置される。なお、研磨面の異なる部分で整流子の外周面を研磨することができるように、研磨布紙を移動可能に取り付けるのが好ましい。例えば、第１および第２の支持部材として、研磨布紙の移動を容易にするローラーを用いる。
そして、整流子研磨部材は、研磨布紙を挟んで研磨面と整流子の外周面との当接箇所と対向する箇所では、研磨布紙と第１および第２の支持部材が当接しないように配置される。
本発明では、構成が簡単であり、整流子の外周面を短時間で研磨することができる。また、研磨布紙を用いて整流子の外周面を研磨するため、砥石を用いて整流子の外周面を研磨する場合に比べて安価であり、研磨後の清掃時間が短く、交換も容易である。
なお、本発明の整流子研磨部材は、整流子を囲むカバーに、カバーに対して移動可能に取り付けて使用するのが好ましい。この場合、整流子研磨部材を、研磨布紙の研磨面が整流子の外周面に当接する位置に容易に配置することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の整流子研磨装置、整流子研磨方法および整流子研磨部材を用いることにより、整流子の外周面を、短時間で整流不良を防止することができるように研磨することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の整流子研磨装置の一実施の形態の概略構成図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】本発明の整流子研磨装置の一実施の形態の整流子研磨動作を説明する図である。
【図４】摩耗状態の整流子の外周面を測定した図の一例である。
【図５】従来の整流子研磨装置を用いて研磨した後の整流子の外周面を測定した図の一例である。
【図６】本発明の整流子研磨装置の一実施の形態を用いて研磨した後の整流子の外周面を測定した図の一例である。
【図７】本発明の整流子研磨装置の他の実施の形態の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下では、本発明の整流子研磨装置を、鉄道車両の駆動電動機（主電動機）の整流子の外周面を研磨する鉄道車両用の整流子研磨装置として構成した場合について説明する。
本発明の整流子研磨装置の一実施の形態（鉄道車両用の整流子研磨装置）が図１、図２に示されている。図１は、本実施の形態の整流子研磨装置の概略構成図であり、図２は、図１の要部拡大図である。
【００１５】
軌道（レール）１０に沿って走行する鉄道車両１００は、車体（図示省略）、台車（図示省略）等を有している。車体は、バネ等の弾性部材によって台車に取り付けられている。また、台車は、台車枠（図示省略）、車輪１１０、車軸１２０、軸箱１３０、駆動電動機(主電動機)１４０、駆動力伝達部１６０等を有している。左右の車輪１１０は、車軸１２０によって連結され、輪軸を構成している。軸箱１３０には、車軸１１０を回転可能に支持する軸受等が設けられているとともに、バネ等の弾性部材によって台車枠に取り付けられている。駆動力伝達部１６０は、駆動電動機１４０の回転軸を車軸１２０に連結して駆動力を車軸１２０に伝達するものであり、歯車やギヤ等により構成される。なお、駆動力伝達部１６０は、駆動電動機１４０の回転軸を車輪１１０に連結し、駆動力を車輪１１０に伝達するものであってもよい。
車輪１０は、フランジ１１１と、フランジ１１１より外側方向に傾斜している踏面１１２を有している。鉄道車両１００は、車輪１０の踏面１１２が軌道１０の上面に当接した状態で、軌道１０に沿って走行する。
駆動電動機１４０は、固定子（図示省略）、固定子に対して回転可能に支持されている回転軸（図示省略）、回転軸に設けられた回転子（図示省略）、回転子とともに回転する整流子１５０（図２参照）、カバー１４１等を有している。回転軸は、駆動力伝達部１６０を介して車軸１２０に連結されている。本実施の形態では、カバー１４１は、円筒形状を有し、駆動電動機１４０の固定子および整流子１５０を覆っている。
整流子１５０は、図２に示されているように、基部１５１、複数の整流子片１５２を有している。整流子片１５２は、基部１５１の外周側に、周方向に沿って間隔をあけて（互いに絶縁された状態で）配置されている。基部１５１は、絶縁特性を有する材料により形成され、整流子片１５２は、導電性を有する材料により形成される。整流子片１５２の外周面１５２ａによって、刷子が摺動接触する整流子１５０の外周面が形成されている。整流子片１５２の形状、数や配置態様等は適宜変更可能である。整流子片１５２の外周面１５２ａが、本発明の「整流子の外周面」に対応する。
なお、固定子側には、整流子１５０の外周面（整流子片１５２の外周面１５２ａ）に摺動接触する刷子（図示省略）が設けられている。
刷子や整流子等を有する駆動電動機１４０の構成や動作は、公知であるため、詳細な説明は省略する。
【００１６】
前述したように、特許文献１に開示されている従来技術は、整流子の外周面を真円形状に研磨するものであるため、整流子の外周面を研磨するのに長時間を要する。
本発明は、整流子の外周面の偏芯量（整流子の外周面に外接する外接円と整流子の外周面に内接する内接円との間隔）に着目し、従来技術のように整流子の外周面を真円形状（偏芯量＝「０」）に研磨するのでなく、偏芯量を低減することによって、整流子の外周面の摩耗による整流不良の発生を防止している。具体的には、研磨材として柔軟性を有する研磨布紙を用いるとともに、間隔をあけて配置されている第１の支持部材と第２の支持部材によって研磨布紙を支持し、研磨布紙を挟んで研磨面と整流子の外周面との当接箇所と対向する箇所（反対側の箇所）に第１の支持部材および第２の支持部材が当接しないように研磨布紙を配置することにより、整流子の外周面を周方向に沿って滑らかに変化する起伏形状に研磨している。すなわち、本発明は、研磨布紙を引っ張ることで研磨布紙の研磨面を整流子の外周面に当接させる（押し付ける）ことにより、整流子の外周面を周方向に沿って滑らかに変化する起伏形状に研磨している。
「研磨布紙」は、紙や布等の基材に砥粒（研磨素材）が接着剤によって接着されており、砥粒が配置されている研磨面を整流子の外周面に沿って配置可能な柔軟性を有しているシート状部材である。研磨布紙としては、典型的には、サンドペーパーが用いられる。
なお、研磨布紙を挟んで研磨面と整流子の外周面との当接箇所と対向する箇所（反対側の箇所）に第１の支持部材あるいは第２の支持部材が当接するように研磨布紙を配置した場合には、研磨材として砥石を用いた場合と同様に、堅い第１の支持部材および第２の支持部材によって研磨布紙が整流子の外周面に押し付けられるため、整流子の外周面を真円形状に研磨することはできるが、整流子の外周面を周方向に沿って滑らかに変化する起伏形状に研磨することは困難である。
本発明では、従来技術のように、整流子の外周面を真円形状に研磨する必要がないため、整流子の外周面を短時間に研磨することができる。また、研磨材として研磨布紙を用いているため、研磨材として砥石を用いた場合に比べて、安価であり、研磨後の清掃時間も短い。なお、本発明を用いて整流子の外周面を研磨した場合でも、整流子の外周面の摩耗による整流不良を防止することができた。
以下で説明する実施の形態では、第１の支持部材と第２の支持部材（研磨布紙）は、研磨布紙を挟んで研磨面と整流子の外周面との当接箇所と反対側の箇所に第１および第２の支持部材が当接しないように配置される。
【００１７】
本発明の整流子研磨装置の一実施の形態は、車輪昇降装置２２０、車輪回転装置２３０、整流子研磨部材２４０、取付部材２６０等により構成されている。
【００１８】
車輪昇降装置２２０は、車軸１１０を回転可能に支持する軸箱１３０を、軌道１０に対して上下方向に昇降（移動）させる。すなわち、車輪１１０を、車輪１１０が軌道１０と当接する当接位置（図１で破線で示されている位置）と車輪１１０が軌道１０と当接していない非当接位置（図１で実線で示されている位置）の間で移動させる。車輪昇降装置２２０としては、油圧式、空気式、電気式等の種々の構成のものを用いることができる。車輪昇降装置２２０によって車輪１１０が軌道１０に対して上方向に上昇する（車輪が非当接位置に移動する）と、車輪１１０と軌道１０との当接状態が解除され（車輪１１０が浮き）、外力によって車輪１１０を回転させることが可能となる。
車輪昇降装置２２０が本発明の「車輪移動装置」に対応する。
【００１９】
車輪回転装置２３０は、車輪１１０が浮いている状態（車輪１１０が非当接位置に移動している状態）で車輪１１０を回転させる。本実施の形態では、車輪回転装置２３０は、電動機等の駆動源と、駆動源の駆動力によって回転する駆動ローラー２３１を有している。駆動ローラー２３１は、駆動ローラー２３１と車輪１１０との間の摩擦力によって車輪１１０を回転させることができる材料、例えば硬質ウレタンにより形成される。車輪１１０が浮いている状態で、駆動ローラー２３１の外周面を車輪１１０の踏面１１２に当接させて駆動ローラー２３１を回転させると、駆動ローラー２３１と車輪１１０との間の摩擦力によって車輪１１０が回転し、駆動電動機１４０の回転軸および整流子１５０が回転する。
車輪回転装置２３０が本発明の「整流子回転装置」に対応する。
【００２０】
整流子研磨部材２４０は、整流子１５０の外周面（整流子片１５２の外周面１５２ａ）を研磨する。
整流子研磨部材２４０は、図２に示されているように、本体部２４１、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３、サンドペーパー２４４、把持部（ハンドル）２４８等を有している。
第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３は、好適には同じ半径の外周面を有し、間隔をあけた状態で本体部２４１に回転可能に設けられている。本実施の形態では、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３は、回転中心線（軸線）が平行（略平行を含む）となるように、本体部２４１に回転可能に設けられている。
サンドペーパー２４４は、紙や布等の基材に砥粒（研磨素材）が接着剤によって接着されており、砥粒が配置されている研磨面を整流子１５０の外周面に沿って配置可能な柔軟性を有している。サンドペーパー２４４としては、公知の種々のサンドペーパーを用いることができる。サンドペーパー２４４の幅（軸方向に沿った長さ）は、好適には、整流子１５０の外周面の軸方向の長さ以上に設定される。
サンドペーパー２４４は、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３により支持されている。本実施の形態では、長尺状のサンドペーパー２４４が、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に跨って配置された状態で、両端側が固定手段によって本体部２４１に固定されている。固定手段は、固定プレート２４５、本体部２４１に設けられている固定部２４６、固定ネジ２４７により構成されている。サンドペーパー２４４を本体部２４１に固定する際には、サンドペーパー２４４を第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に跨るように配置した状態で、両端側を本体部２４１と固定プレート２４５の間に挟み、固定プレート２４５と固定部２４６を固定ネジ２４７によって締め付ける。この時、整流子１５０の外周面を研磨する研磨面２４４ａと反対側の面（支持面）２４４ｂが第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の外周面に当接するようにサンドペーパー２４４を配置する。両側に研磨面を有するサンドペーパー２４４を用いる場合には、一方側の研磨面を整流子１５０の外周面を研磨する研磨面とし、他方側の研磨面を支持面とする。本実施の形態では、サンドペーパー２４４の研磨面２４４ａのうち、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間の部分が、整流子１５０の外周面を研磨する部分（当たり部）として用いられる。サンドペーパー２４４の両端側を本体部２４１に固定する固定手段としては、他の種々の固定手段を用いることができる。
サンドペーパー２４４が本発明の「研磨布紙」に対応し、サンドペーパー２４４の研磨面２４４ａが本発明の「整流子の外周面を研磨する研磨面」に対応し、サンドペーパー２４４の支持面２４４ｂが本発明の「支持面」に対応する。また、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の一方が本発明の「第１の支持部材」に対応し、他方が本発明の「第２の支持部材」に対応する。
【００２１】
本実施の形態の整流子研磨装置の整流子研磨部材２４０を用いて整流子１５０の外周面を研磨する動作を図３に示す。なお、図３は、整流子１５０の軸方向に直角な方向から見た図である。
本実施の形態の整流子研磨装置では、第１の支持ローラー２４２および第２の支持ローラー２４３によりサンドペーパー２４４を整流子１５０の外周面に直接押し付けることよって研磨面２２４ａを整流子１５０の外周面に当接させているのではなく、サンドペーパー２４４の研磨面２４４ａのうち、第１の支持ローラー２４２および第２の支持ローラー２４３の間の部分を整流子１５０の外周面に押し付けることによって（サンドペーパー２４４を長手方向両側に引っ張ることによって）研磨面２４４ａを整流子１５０の外周面に当接させている。
すなわち、図３に示されているように、支持面２２４ｂと第１の支持ローラー２４２との当接箇所ｒ１とサンドペーパー２４４を挟んで対向する（反対側の）箇所では研磨面２２４ａと整流子１５０の外周面が当接しないようにサンドペーパー２４４（第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３）が配置される。同様に、支持面２２４ｂと第２の支持ローラー２４３との当接箇所ｒ２とサンドペーパー２４４を挟んで対向する（反対側の）箇所では研磨面２２４ａと整流子１５０の外周面が当接しないようにサンドペーパー２４４（第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３）が配置される。この時、サンドペーパー２４４の研磨面２４４ａは、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間の当接領域２４９（当接箇所ｓ１とｓ２の間の当接領域）において整流子１５０の外周面に当接する。
なお、図３において、当接箇所ｒ１は、サンドペーパー２４４の支持面２４４ｂと第１の支持ローラー２４２との当接箇所のうち、第２の支持ローラー２４３側（長手方向に沿って第２の支持ローラー２４３側）の当接箇所を示している。当接箇所ｒ２は、サンドペーパー２４４の支持面２４４ｂと第２の支持ローラー２４３との当接箇所のうち、第１の支持ローラー２４３側（長手方向に沿って第１のローラー２４２側）の当接箇所を示している。また、当接箇所ｓ１は、当接領域２４９内のサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａと整流子１５０の外周面との当接箇所のうち、第１の支持ローラー２４２側（周方向に沿って第１の支持ローラー２４２側）の当接箇所を示している。当接箇所ｓ２は、当接領域２４９内のサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａと整流子１５０の外周面との当接箇所のうち、第２の支持ローラー２４３側（周方向に沿って第２の支持ローラー２４３側）の当接箇所を示している。本実施の形態の整流子研磨装置を用いて整流子１５０の外周面を研磨する際には、整流子１５０の回転中心Ｐと当接領域２４９の周方向両側の当接箇所ｓ１およびｓ２を結ぶ線Ｓ１およびＳ２で囲まれる領域は、整流子１５０の回転中心Ｐと当接箇所ｒ１およびｒ２を結ぶ線Ｒ１およびＲ２で囲まれる領域に含まれる。
【００２２】
ここで、サンドペーパー２４４の研磨面２４４ａを整流子１５０の外周面に斜めに当接させると（例えば、第１の支持ローラー２４２の回転中心Ｐ１と第２の支持ローラー２４３の回転中心Ｐ２を結ぶ線ｔが、第１の支持ローラー２４２の回転中心Ｐ１と第２の支持ローラー２４３の回転中心Ｐ２との中心Ｐ３と整流子１５０の回転中心Ｐを結ぶ線ｕに対して傾斜していると）、その傾斜角度に応じて整流子１５０の外周面が研磨され、整流子１５０の外周面の偏芯量を効果的に低減することができない。
このため、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に配置されているサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａが整流子１５０の外周面に平行（略平行を含む）に当接するように第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３を配置するのが好ましい。具体的には、図３に示されているように、第１の支持ローラー２４２の回転中心Ｐ１と第２の支持ローラー２４３の回転中心Ｐ２を結ぶ線ｔ（あるいは、研磨面２２４ａが整流子１５０の外周面に当接していない状態において、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に支持されているサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａの長手方向）が、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間の中心Ｐ３（あるいは第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に支持されているサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａの長手方向の中心Ｗ）と整流子１５０の回転中心Ｐを結ぶ線ｕに直交（略直交を含む）するように配置するのが好ましい。
第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３をこのように配置する方法としては、例えば、線ｔが線ｕに直交（略直交を含む）している状態で、中心Ｐ３（あるいは長手方向中心Ｗ）が線ｕに沿って移動するように整流子研磨部材２４０（第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３）を移動させる方法を用いることができる。
例えば、整流子研磨部材２４０を移動させる移動装置を用いることが考えられる。しかしながら、このような移動装置は高価である。
【００２３】
そこで、本実施の形態では、整流子研磨部材２４０を安価に簡単に移動させることができるようにするために取付部材２６０が設けられている。
駆動電動機１４０のカバー１４１には、整流子１５０の外周面に対向する箇所に、周方向に沿って開口が形成されている。例えば、円筒形状のカバー１４１が用いられる場合には、カバー１４１の外周面に沿って円弧形状の開口が形成される。通常時には、この開口は蓋部材（図示省略）によって塞がれており、整流子の保守・点検作業時には、蓋部材が取り外される。
本実施の形態の取付部材２６０は、ケース１４１の、開口が形成されている箇所に着脱自在に取り付けられる。取付部材２６０および蓋部材をケース１４１に着脱自在に取り付ける取付方法としては、公知の種々の取付方法を用いることができる。例えば、周方向に沿った一方側に、ケース１４１に設けられている被係止部に係止可能な係止部を設け、他方側をネジ等によってケース１４１に固定する方法、周方向に沿った両側をネジ等によってケース１４１に固定する方法等を用いることができる。
取付部材２６０の形状は、ケース１４１に形成されている開口の形状に応じて設定される。本実施の形態では、図２に示されているように、軸方向（整流子１５０の軸方向）に直角な断面が、ケース１４１の外周面に対応する円弧形状を有し、ケース１４１に形成されている開口の内周形状に対応する外周形状（例えば、ケース１４１に形成されている開口の内周形状と略等しい外周形状）を有している。なお、図３では、取付部材２６０をケース１４１に着脱自在に取り付ける取付手段が図示されていない。
【００２４】
取付部材２６０は、周方向中央に開口２６１が形成されているとともに、周方向に沿って開口２６１の両側に開口２６２、２６３が形成されている。開口２６１は、整流子研磨部材２４０を外周面側（整流子１５０と反対側）から内周面側（整流子１５０側）に通すためのものである。開口２６１は、少なくとも整流子研磨部材２４０の先端側（第１の支持ローラー２４２および第２の支持ローラー２４３）を通すことができる形状に形成される。開口２６２、２６３は、サンドペーパー２４４の研磨面２４４ａと整流子１５０の外周面との当接状態や整流子１５０の外周面の研磨状態等を観察するためのものである。
【００２５】
また、整流子研磨部材２４０を、サンドペーパー２４４の研磨面２４４ａが整流子１５０の外周面に当接する（押し付けられる）方向および整流子１５０の外周面との当接状態が解除される（整流子１５０の外周面から離間する）方向に移動させる移動案内部が設けられている。本実施の形態では、取付部材２６０の外周面側に枠部材２６４が設けられ、枠部材２６４に移動案内部２６５が設けられている。
ここで、本実施の形態では、図２および図３に示されているように、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３は、整流子１５０の外周面の周方向に沿って離れた位置に（第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に配置されているサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａが整流子の外周面に当接している領域において、研磨面２４４ａの縁部が整流子１５０の外周面の縁部と平行（略平行を含む）になるように）配置される。そして、サンドペーパー２４４は、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に跨って配置された状態で、両端側が本体部２４１の周方向に沿った両側で固定される。このため、移動案内部２６５は、サンドペーパー２４４との干渉を避けるために本体部２４１の軸方向両側に設けられている。
移動案内部２６５としては、公知の種々の移動案内部を用いることができる。例えば、枠部材２６４（取付部材２６０）側と本体部２４１（整流子研磨部材２４０）側のいずれか一方に設けられている部材により構成される移動案内部あるいは両方に設けられている部材により構成される移動案内部等を用いることができる。本実施の形態では、移動案内部２６５としてリニアスライダが用いられている。
なお、移動案内部２６５は、取付部材２６０がケース１４１に取り付けられている状態において、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に支持されているサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａが整流子１５０の外周面に当接する方向および整流子１５０の外周面から離間する方向（整流子１５０の回転中心Ｐを通る線に沿った径方向）に移動するよう構成される。好適には、前述したように、第１の支持ローラー２４２の回転中心Ｐ１と第２の支持ローラー２４３の回転中心Ｐ２を結ぶ線ｔ（あるいは、研磨面２２４ａが整流子１５０の外周面に当接していない状態において、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に支持されているサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａの長手方向）が、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間の中心Ｐ３（あるいは第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に支持されているサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａの長手方向の中心Ｗ）と整流子１５０の回転中心Ｐを結ぶ線ｕに直交（略直交を含む）している状態で、中心Ｐ３（あるいは中心Ｗ）が線ｕに沿って移動するように構成される（図３参照）。なお、移動案内部２６５による整流子研磨部材２４０の移動を規制するストッパを設けるのが好ましい。
本実施の形態では、取付部材２６０をケース１４１に取り付けた状態で、作業員が把持部（ハンドル）２４８を掴み、図２に示されている矢印の方向に力を加えるだけで、整流子研磨部材２４０が移動案内部２６５により案内されて移動し、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に支持されているサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａを所望の状態で整流子１５０の外周面に当接させることができる。なお、本実施の形態では、整流子研磨部材２４０の移動量の調整は作業員が行う。例えば、作業員は、把持部２４８を掴んでいる手に加わる反力に基づいて移動量を調整し、あるいは、開口２６２、２６３を介して研磨面２４４ａと整流子１５０の外周面との当接状態を確認しながら移動量を調整する。
【００２６】
次に、本実施の形態の整流子研磨装置を用いて鉄道車両１００の駆動電動機１４０の整流子１５０の外周面を研磨する動作を説明する。鉄道車両１００の駆動電動機１４０の整流子１５０の外周面を研磨する作業は、鉄道車両１００を車輪昇降装置２２０等が設けられている作業場所に移送して行われる。なお、以下で説明する各作業の順番は、適宜変更可能である。
【００２７】
（サンドペーパーの取り付け）
サンドペーパー２４４を、整流子研磨部材２４０の第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に跨るように配置する。この時、サンドペーパー２４４の一方側の端部を引っ張ることによって、サンドペーパー２４４の研磨面２４４ａの所望の部分が第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に配置されるように設定する。そして、サンドペーパー２４４の両端側を、固定プレート２４５、固定部２４６、固定ネジ２４７からなる固定手段を用いて本体部２４１に固定する。
（取付部材の取り付け）
ケース１４１に取り付けられている蓋部材を取り外し、整流子研磨部材２４０が移動案内部２６５により移動可能に支持されている取付部材２６０をケース１４１に取り付ける（蓋部材を取付部材２６０に交換する）。
（車輪の上昇）
車輪昇降装置２２０により軸箱１３０をレール１０に対して上方向に上昇させ、車輪１１０がレール１０と当接していない非当接位置に車輪１１０を移動させる（車輪１１０を浮かせる）。この時、車輪１１０のフランジ１１１がレール１０の上面より上昇しないようにするのが好ましい。
（車輪の回転）
車輪１１０が浮いている状態で、車輪回転装置２３０を、駆動ローラー２３１の外周面が車輪１１０の踏面１１２に当接するように配置する。そして、車輪回転装置２３０を作動させ、駆動ローラー２３１を介して車輪１１０を回転させる。車輪１１０が回転すると、車輪１１０に車軸１２０、駆動力伝達装置１６０を介して連結されている駆動電動機１４０の回転軸および整流子１５０が回転する。
（サンドペーパーによる研磨）
整流子研磨部材２４０の把持部２４８を掴んで押し、整流子研磨部材２４０を取付部材２６０の外周面側（整流子１５０と反対側）から内周面側（整流子１５０側）の方向に移動させて、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に配置されているサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａを整流子１５０の外周面に当接させる（押し付ける）。整流子研磨部材２４０の移動は、移動案内部２６５によって案内される。なお、この時、サンドペーパー２４４を挟んで支持面２４４ｂと第１の支持ローラー２３２との当接箇所および支持面２４４ｂと第２の支持ローラー２４３との当接箇所と対向する箇所で研磨面２４４ａが整流子１５０の外周面が当接しないように整流子研磨部材２４０の移動量を調整する。
（研磨終了）
整流子１５０の外周面の研磨が終了すると、把持部２４８を引っ張り、整流子研磨部材２４０を取付部材２６０の内周側から外周側の方向（研磨面２４４ａが整流子１５０の外周面から離間する方向）に移動させる。次に、車輪回転装置２３０を停止させ、車輪１１０の回転を停止させる。次に、車輪昇降装置２２０により軸箱１３０を下降させ、車輪１１０がレール１０と当接する当接位置（図１に破線で示されている位置）に車輪１１０を移動させる。そして、取付部材２６０をケース１４１から取り外し、蓋部材をケース１４１に取り付ける（取付部材２６０を蓋部材に交換する）。
【００２８】
以上により、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に配置されているサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａによって、整流子１５０の外周面が研磨される。
本実施の形態では、サンドペーパー２４４を挟んで研磨面２４４ａと整流子１５０の外周面との当接箇所と対向する箇所（反対側の箇所）に第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３が当接しないように配置されているため、従来技術のように整流子１５０の外周面を真円形状（偏芯量が「０」）に研磨することはできない。しかしながら、整流子１５０の外周面を周方向に沿ってなめらかに変化する起伏形状に研磨することができ、整流子１５０の外周面の偏芯量を低減することができる。
これを図４〜図６を参照して説明する。図４は、摩耗状態の整流子１５０の外周面を測定した図の一例である。図５は、図４に示されている整流子１５０の外周面を、従来の整流子研磨装置を用いて研磨した後の整流子の外周面を測定した図の一例である。図６は、図４に示されている整流子１５０の外周面を、本実施の形態の整流子研磨装置を用いて研磨した後の整流子の外周面を測定した図の一例である。
なお、図４〜６において、［Ｍ］は、整流子１５０の外周側に測定装置を配置し、測定装置と整流子１５０の外周との距離を周方向に沿って測定した波形である。波形［Ｍ］の外周側の先端は、整流子片１５２の外周面１５２ａと測定装置との距離を表し、波形［Ｍ］の内周側の先端は、本体部１５１の外周面と測定装置との距離を表している。また、［Ｎ］は、波形［Ｍ］の外周側の先端の包絡線であり、整流子片１５２の外周面１５２ａ（整流子１５０の外周面）の周方向に沿った形状を表している。また、［Ｃ］は、包絡線［Ｎ］に外接する外接円であり、［Ｄ］は、包絡線［Ｎ］に内接する内接円である。外接円［Ｃ］と内接円［Ｄ］の間隔が整流子１５０の外周面（整流子片１５２の外周面１５２ａ）の偏芯量を表している。この偏芯量が大きいと、整流不良が発生する。
【００２９】
図４に示されている形状（波形Ｍ１、包絡線Ｎ１、外接円Ｃ１、内接円Ｄ１）を有する整流子１５０の外周面を従来の整流子研磨装置を用いて研磨すると、整流子１５０の外周面は、図５に示されている形状（波形Ｍ２、包絡線Ｎ２）に研磨される。従来の整流子研磨装置を用いて研磨した場合には、整流子１５０の外周面が真円形状に研磨されるため、波形Ｍ２の外周側の先端の包絡線Ｎ２は円形形状となる。すなわち、包絡線Ｎ２に外接する外接円および内接する内接円は、同じ半径を有する。この場合、整流子１５０の外周面の偏芯量は「０」である。
一方、図４に示されている形状（波形Ｍ１、包絡線Ｎ１、外接円Ｃ１、内接円Ｄ１）を有する整流子１５０の外周面を本実施の形態の整流子研磨装置を用いて研磨すると、整流子１５０の外周面は、図６に示されている形状（波形Ｍ３、包絡線Ｎ３、外接円Ｃ３、内接円Ｄ３）に研磨される。本実施の形態の整流子研磨装置を用いて研磨した場合には、整流子１５０の外周面は真円形状に研磨されないため、波形Ｍ３の外周側の先端の包絡線Ｎ３は円形形状にならない。このため、包絡線Ｎ３に外接する外接円Ｃ３と包絡線Ｎ３に内接する内接円Ｄ３は、異なる半径を有している。しかしながら、本実施の形態の整流子研磨装置を用いて整流子１５０の外周面を研磨した場合の整流子１５０の外周面の偏芯量（図６に示されている外接円Ｃ３と内接円Ｄ３の間隔）は、研磨前の整流子１５０の外周面の偏芯量（図４に示されている外接円Ｃ１と内接円Ｄ１の間隔）に比べて十分に低減されている。すなわち、整流子１５０の外周面の偏芯量は改善されている。
そして、図６に示されている形状の外周面を有する整流子１５０を用いて試験を行ったところ、整流不良の発生を十分に防止することができることが判明した。
【００３０】
以上のように、本実施の形態の整流子研磨装置を用いることにより、整流子の外周面を真円形状に研磨する従来の整流子研磨装置に比べて、短時間で、整流不良の発生を防止することができる形状に研磨することができる。また、研磨材としてサンドペーパーを用いているため、砥石を用いた場合に比べて、安価であり、摩耗粉の発生も少ない。
なお、研磨材としてサンドペーパーを用いた場合、サンドペーパーの研磨面の同じ部分を用いて整流子の外周面を研磨し続けると（同じ当たり面を使用し続けると）、当たり面の砥粒が剥れ、サンドペーパーの粒度が細かくなる。サンドペーパーの粒度が細かくなると、整流子の外周面が鏡面化し、チャタリングの要因となる。このため、サンドペーパーの当たり面を適宜切り替える（リフレッシュする）必要がある。
本実施の形態では、サンドペーパー２４４の両端側の固定を解除し、サンドペーパー２４４の一方側あるいは他方側を引っ張ってサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａの所望の部分を第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に配置することにより、当たり面のリフレッシュを容易に行うことができる。
【００３１】
本実施の形態の整流子研磨装置を用いて整流子１５０の外周面を研磨する際におけるサンドペーパー２４４の粒度や整流子１５０の外周面の周速度（車輪１１０の回転速度）等についても実験を行った。
その結果、サンドペーパーの粒度は、小さすぎても大きすぎてもても効果が低く、適切な範囲の粒度を有するサンドペーパーを使用することで効果的な研磨を行うことができることが判明した。サンドペーパーの粒度の適切な範囲は、整流子片１５２の材質や整流子１５０の外周面の周速度等に応じて定まる。
また、整流子１５０の外周面の周速度（整流子１５０の外周面がサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａと当接する速度）に関しても、遅すぎても早すぎても効果が低く、適切な範囲の周速度に設定することで効果的な研磨を行うことができることが判明した。整流子１５０の外周面の周速度（車輪１１０あるいは整流子１５０の回転速度）の適切な範囲は、整流子片１５２の材料やサンドペーパー２４４の粒度等に応じて定まる。
【００３２】
前述した実施の形態では、サンドペーパー２４４によって整流子片１５２の外周面１５２ａを周方向に沿って研磨している。このため、整流子片１５２の外周面１５２ａの周方向両端部にバリが発生し、バリに起因する整流不良が発生するおそれがある。整流子片１５２の外周面１５２ａの周方向両端部にバリが発生するのを防止することができる本発明の整流子研磨装置の他の実施の形態を、図７を参照して説明する。本実施の形態では、整流子片１５２の外周面１５２ａの周方向端部にバリが発生するのを防止する方法として、整流子片１５２の外周面１５２ａの周方向両端部に面取り部を形成する方法を用いている。
本実施の形態では、図７に示されているように、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に配置されているサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａを周方向に隣接する整流子片１５２の間に挿入する弾性力を印加する弾性力印加部材２５０が設けられている。
弾性力印加部材２５０は、サンドペーパー２４４の支持面２４４ｂを押圧する押圧部材２５１と、押圧部材２５１を整流子片１５２の外周面１５２ａから整流子１５０の回転中心Ｐ方向（整流子１５０の径方向）に移動させる弾性力を発生するバネ等の弾性力発生部材（図示省略）により構成されている。
押圧部材２５１の先端部（支持面２４４ｂに当接している先端部）は、周方向に隣接する整流子片１５２の間に挿入可能な形状を有している。また、押圧部材２５１の先端部をサンドペーパー２４４の支持面２４４ｂに当接させる箇所は適宜設定可能であるが、本実施の形態では、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の中央に設定している。
本実施の形態では、周方向に隣接する整流子片１５２の間の部分が、押圧部材２５１の先端部が当接しているサンドペーパー２４４の箇所に到来すると、弾性力発生部材の弾性力により付勢されている押圧部材２５１によって、サンドペーパー２４４の研磨面２４４ａの、押圧部材２５１と対向する部分２４４ｃが整流子片１５２の間に挿入される。これにより、整流子片１５２の外周面１５２ａの周方向両端部１５２ｂがサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａにより研磨され、面取り部１５２ｃが形成される。したがって、整流子片１５２の外周面１５２ａの周方向両端部にバリが発生するのを防止することができる。
【００３３】
本発明は、実施の形態で説明した構成に限定されず、種々の変更、追加、削除が可能である。
整流子の外周面を研磨する整流子研磨装置について説明したが、本発明は、整流子の外周面を研磨する整流子研磨方法あるいは整流子の外周面を研磨する際に用いられる整流子研磨部材として構成することもできる。
整流子の外周面を研磨する研磨材としてサンドペーパーを用いた場合について説明したが、研磨材としては、サンドペーパーに限定されず、研磨面が整流子の外周面に沿って変形可能な柔軟性を有している種々の構成の研磨布紙を用いることができる。
サンドペーパー（研磨布紙）を第１の支持ローラーと第２の支持ローラー（第１の支持部材と第２の支持部材）によって支持したが、サンドペーパーを支持する支持部材は、サンドペーパーを支持することができればよく、ローラーに限定されない。また、３以上の支持部材によってサンドペーパーを支持してもよい。この場合には、３以上の支持部材のうちのいずれかの隣接する２つの支持部材が、「第１の支持部材」と「第２の支持部材」に対応する。
サンドペーパー（研磨布紙）を支持する第１の支持ローラーと第２の支持ローラー（第１の支持部材と第２の支持部材）を整流子の外周面の周方向に沿ってはなれた位置に配置したが、第１の支持部材と第２の支持部材は、第１の支持部材と第２の支持部材の間に配置されている研磨布紙の研磨面を整流子の外周面に当接させることができる種々の位置に配置することができる。例えば、整流子の外周面の周方向と交差する方向（例えば、整流子の軸線に平行な方向）にはなれた位置に配置することもできる。
整流子を回転させる整流子回転装置を車輪昇降装置と車輪回転装置により構成したが、整流子回転装置の構成は種々変更可能である。例えば、車輪昇降装置に代えて、軌道の間に配置されているローラーを有する車輪支持装置を設け、ローラー上で車輪を回転させている状態で整流子の外周面を研磨してもよい。あるいは、車輪昇降装置と車輪回転装置を省略し、駆動電動機を駆動している状態（鉄道車両の場合には、軌道に沿って車両を移動させている状態）で整流子の外周面を研磨してもよい。
鉄道車両の駆動電動機の整流子の外周面を研磨する鉄道車両用の整流子研磨装置について説明したが、本発明は、種々の用途に用いられている電動機の整流子を研磨する整流子研磨装置として構成することができる。
整流子を覆うカバーに、整流子研磨部材が移動案内部により移動可能に支持されている取付部材を取り付け、手動で整流子研磨部材を移動させることで研磨布紙の研磨面を整流子の外周面に当接させたが、研磨布紙の研磨面を整流子の外周面に当接させる方法は適宜変更可能である。例えば、整流子研磨部材を移動させる移動装置を設け、整流子研磨部材を自動で移動させるように構成することができる。あるいは、整流子研磨部材を移動可能に支持する支持装置を設け、駆動装置あるいは手動で整流子研磨部材を移動させる方法を用いることができる。
本発明は、直流電動機の整流子に限定されず、種々の型式の回転機の整流子を研磨する際に用いることができる。
実施の形態で説明した各構成は単独で用いることもできるし、適宜選択した複数を組み合わせて構成することもできる。
【符号の説明】
【００３４】
１０ 軌道（レール）
１００ 鉄道車両
１１０ 車輪
１１１ フランジ
１１２ 踏面
１２０ 車軸
１３０ 軸箱
１４０ 駆動電動機（主電動機）
１４１ カバー
１５０ 整流子
１５１ 基部
１５２ 整流子片
１５２ａ 外周面
１６０ 駆動力伝達部
２２０ 車輪昇降装置
２３０ 車輪回転装置
２３１ 駆動ローラー
２４０ 整流子研磨部材
２４１ 本体部
２４２、２４３ 支持ローラー
２４４ サンドペーパー（研磨布紙）
２４４ａ 研磨面
２４４ｂ 支持面
２４５ 固定プレート
２４６ 固定部
２４７ 固定ネジ
２４８ 把持部（ハンドル）
２５０ 外力印加部材
２５１ 押圧部材
２６０ 取付部材
２６１、２６２、２６３ 開口
２６４ 枠部材
２６５ 移動案内部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機の整流子の外周面を研磨する整流子研磨技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
軌道に沿って走行する鉄道車両の車輪を駆動する駆動用電動機（「主電動機」と呼ばれている）として、整流子と刷子を有する直流電動機が用いられている。整流子は、回転子とともに回転し、外周側に、周方向に沿って複数の整流子片が設けられている。刷子は、各整流子片の外周面によって形成される整流子の外周面に摺動接触するように設けられている。このような直流電動機では、刷子と整流子の外周面との摺動接触により刷子や整流子の外周面が摩耗し、整流不良が発生するため、刷子や整流子の外周面の摩耗に対する保守が必要である。ここで、刷子の交換は容易に行うことができるが、整流子の交換は容易に行うことができない。このため、定期的あるいは整流子の外周面の摩耗を検出した時に、整流子の外周面を研磨している。
従来、整流子の外周面を研磨する整流子研磨方法として、回転している整流子の外周面に砥石を当接させる（押し付ける）ことにより、整流子の外周面が真円形状となるように研磨する整流子研磨方法が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３５３６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている整流子研磨方法では、堅い砥石を整流子の外周面に当接させることで整流子の外周面を真円形状に研磨するため、研磨時間が長い。また、砥石の摩耗粉が発生するため、研磨後に摩耗粉を除去するのに時間がかかる。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、整流子の外周面を短時間で研磨することができる整流子研磨技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一つの発明は、複数の整流子片が周方向に沿って配置されている整流子の外周面を研磨する整流子研磨装置に関する。
本発明の整流子研磨装置は、整流子を回転させる整流子回転装置と、整流子研磨部材を備えている。整流子研磨部材は、本体部と、整流子の外周面を研磨する研磨布紙と、研磨布紙を支持する第１および第２の支持部材を有している。第１および第２の支持部材は、本体部に、間隔をあけた状態で設けられている。そして、整流子研磨部材は、研磨布紙を挟んで研磨面と整流子の外周面との当接箇所と対向する箇所では、研磨布紙と第１の支持部材および第２の支持部材が当接しないように配置される。
「整流子の外周面」は、刷子が摺動接触する部分を表し、周方向に沿って配置されている複数の整流子片の外周面によって形成される。
「研磨布紙」は、紙や布等の基材に砥粒（研磨素材）が接着剤によって接着されており、砥粒が配置されている研磨面を整流子の外周面に沿って配置可能な柔軟性を有しているシート状部材である。研磨布紙としては、典型的には、サンドペーパーが用いられる。なお、一方側にのみ研磨面を有する研磨布紙あるいは両側に研磨面を有する研磨布紙を用いることができる。両側に研磨面を有する研磨布紙を用いる場合には、整流子の外周面と当接する研磨面が、本発明の「整流子の外周円を研磨する研磨面」に対応する。
第１及び第２の支持部材は、一体に形成されていてもよいし、別体に形成されていてもよい。また、第１および第２の支持部材は、本体部と一体に形成されていてもよい。典型的には、研磨布紙は、第１および第２の支持部材に跨って配置される。この時、整流子の外周面と当接する部分（当たり面）の変更作業（リフレッシュ作業）を容易に行うことができるように、第１及び第２の部材としてローラーを用いるのが好ましい。なお、支持部材の数は３以上であってもよい。２以上の支持部材を用いる場合には、いずれかの隣接する２つの支持部材が本発明の「第１の支持部材」および「第２の支持部材」に対応する。
「整流子回転装置」は、整流子を回転させることができればよく、整流子を直接回転させるものであってもよいし、整流子を間接的に回転させるものであってもよい。例えば、鉄道車両の場合には、駆動電動機の回転軸と連結されている車輪を回転させる車輪回転装置を用いることができる。
研磨布紙は、研磨面が整流子の外周面と面接触するように配置するのが好ましいが、線接触するように配置してもよい。
本発明では、研磨布紙を引っ張ることで研磨面を整流子の外周面に当接させることにより、整流子の外周面を、従来技術のように真円形状に研磨するのではなく、周方向に沿って滑らかな起伏形状に研磨する。すなわち、整流子の外周面の偏芯量（外周面に外接する外接円と外周面に内接する内接円の間隔）を「０」にするのではなく、低減（改善）する。このように、整流子の外周面の偏芯量が低減するように整流子の外周面を研磨した場合でも、整流不良の発生を防止することができる。
なお、本発明の整流子研磨装置を用いて整流子の外周面の偏芯量が低減するように（「０」にするのではなく）整流子の外周面を研磨する場合には、整流子片の材質等に応じて、研磨布紙の粒度や整流子の周速度等が適切な範囲内に設定される。
本発明では、整流子の外周面を真円形状に研磨する必要がないため、短時間で整流子の外周面を研磨することができる。また、研磨布紙を用いて研磨するため、砥石を用いて研磨する場合に比べて安価であり、さらに、研磨後の清掃時間が短い。
【０００６】
本発明の整流子研磨装置の他の形態では、第１の支持部材と第２の支持部材は、整流子の外周面の周方向に沿って離れた位置に配置される。典型的には、研磨布紙の研磨面が整流子の外周面に当接している領域において、研磨布紙の縁部が整流子の外周面の縁部と平行（略平行を含む）になるように、第１の支持部材と第２の支持部材が配置される。
本形態では、研磨布紙を効率よく使用することができる。
【０００７】
通常、整流子を覆うカバーが設けられている。例えば、電動機の固定子と整流子を覆うカバーが設けられている。
本発明の整流子研磨装置の異なる他の形態では、整流子を覆うカバーに着脱自在に取り付けられる取付部材を備えている。そして、整流子研磨部材は、移動案内部により、取付部材に対して移動可能に設けられている。整流子研磨部材の移動方向は、取付部材がカバーに取り付けられた状態において、研磨布紙の研磨面が整流子の外周面に当接する方向および整流子の外周面から離間する方向、典型的には、整流子の回転中心を通る方向（径方向）に設定される。整流子研磨部材を取付部材に対して所定方向に移動させる移動案内部としては、リニアスライダ等の種々の移動案内部を用いることができる。典型的には、整流子を覆うカバーに、整流子の外周面と対向する箇所に開口が形成され、通常時には、開口が形成されている箇所に蓋部材が取り付けられ、整流子の外周面を研磨する時には、蓋部材が取り外されて取付部材が取り付けられる。
本形態では、整流子研磨部材を、研磨布紙の研磨面が整流子の外周面に当接する位置に容易に配置することができる。
【０００８】
本発明の整流子研磨装置のさらに異なる他の形態では、研磨布紙の研磨面を周方向に隣接する整流子片の間に押し込むように作用する弾性力を研磨布紙に印加する弾性力印加部材を備えている。
弾性力印加部材は、典型的には、整流子の軸方向に直角な断面でみて、整流子の回転中心を通る線に沿って（径方向に沿って）移動可能に設けられている押圧部材と、押圧部材を整流子の回転中心方向に移動させる弾性力を発生するバネ等の弾性力発生部材により構成される。押圧部材の先端側（研磨布紙と当接する側）は、周方向に隣接する整流子片の間に挿入可能な形状を有している。
研磨布紙の、弾性力印加部材によって弾性力が印加されている箇所が整流子片の間に位置すると、弾性力印加部材により発生している弾性力によって研磨面が整流子片の間に挿入される。これにより、整流子片の外周面の周方向両端部に面取り部が形成され、整流子片の外周面の周方向両端部にバリが発生するのを防止することができる。
本形態では、研磨布紙によって整流子の外周面が研磨される際に整流子片の外周面の周方向両端部にバリが発生するのを防止することができる。これにより、整流子片の外周面の周方向両端部のバリによる整流不良の発生を防止することができる。
【０００９】
他の発明は、鉄道車両用の整流子研磨装置に関する。
鉄道車両は、軌道に沿って転動する車輪と、車輪を駆動する駆動電動機を備えている。電動機は、整流子を有している。
本発明の鉄道車両用の整流子研磨装置は、車輪移動装置と、車輪回転装置と、整流子研磨部材を備えている。
車輪移動装置は、車輪が軌道と当接している当接位置と車輪が軌道と当接してない非当接位置（車輪が浮いた状態）の間で車輪を移動させる。車輪移動装置としては、例えば、車輪を軌道に対して上下方向に移動させる車輪昇降装置（ジャッキ）、典型的には、車輪を回転可能に支持している軸箱を軌道に対して上下方向に昇降させる車輪昇降装置が用いられる。
車輪回転装置は、車輪移動装置によって車輪が非当接位置に移動されている状態で、車輪を回転させる。車輪は駆動電動機の回転軸に連結されているため、車輪回転装置によって車輪を回転させることによって、駆動電動機の回転軸および整流子が回転する。
整流子研磨部材としては、前述した整流子研磨部材と同様の構成のものを用いることができる。
本発明では、鉄道車両の駆動電動機の整流子の外周面を短時間で研磨することができる。また、研磨布紙を用いて整流子の外周面を研磨しているため、砥石を用いて整流子の外周面を研磨する場合に比べて安価であり、さらに、研磨後の清掃時間が短い。
【００１０】
異なる他の発明は、複数の整流子片が周方向に沿って配置されている整流子の外周面を研磨する整流子研磨方法に関する。
本発明の整流子研磨方法は、整流子を回転させるとともに、研磨面を有し、間隔をあけて配置されている第１および第２の支持部材によって支持されている研磨布紙を、研磨布紙を挟んで研磨面と整流子の外周面との当接箇所と対向する箇所では研磨布紙と第１および第２の支持部材が当接しないように配置する。
研磨布紙としては、前述した研磨布紙が用いられる。
本発明では、前述した整流子研磨装置と同様に、整流子の外周面を短時間で研磨することができ、また、砥石を用いて研磨する場合に比べて安価であり、さらに、研磨後の清掃時間が短い。
【００１１】
さらに異なる他の発明は、複数の整流子片が周方向に沿って配置されている整流子を研磨する際に用いられる整流子研磨部材に関する。
本発明の整流子研磨部材は、本体部と、研磨面を有する研磨布紙と、研磨布紙を支持する第１および第２の支持部材を備えている。第１および第２の支持部材は、本体部に間隔をあけた状態で設けられている。
「研磨布紙」は、紙や布等の基材に砥粒（研磨素材）が接着剤によって接着されており、砥粒が配置されている研磨面を整流子の外周面に沿って配置可能な柔軟性を有しているシート状部材である。研磨布紙としては、典型的には、サンドペーパーが用いられる。研磨布紙は、好適には、第１および第２の支持部材の間に跨るように配置される。なお、研磨面の異なる部分で整流子の外周面を研磨することができるように、研磨布紙を移動可能に取り付けるのが好ましい。例えば、第１および第２の支持部材として、研磨布紙の移動を容易にするローラーを用いる。
そして、整流子研磨部材は、研磨布紙を挟んで研磨面と整流子の外周面との当接箇所と対向する箇所では、研磨布紙と第１および第２の支持部材が当接しないように配置される。
本発明では、構成が簡単であり、整流子の外周面を短時間で研磨することができる。また、研磨布紙を用いて整流子の外周面を研磨するため、砥石を用いて整流子の外周面を研磨する場合に比べて安価であり、研磨後の清掃時間が短く、交換も容易である。
なお、本発明の整流子研磨部材は、整流子を囲むカバーに、カバーに対して移動可能に取り付けて使用するのが好ましい。この場合、整流子研磨部材を、研磨布紙の研磨面が整流子の外周面に当接する位置に容易に配置することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の整流子研磨装置、整流子研磨方法および整流子研磨部材を用いることにより、整流子の外周面を、短時間で整流不良を防止することができるように研磨することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の整流子研磨装置の一実施の形態の概略構成図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】本発明の整流子研磨装置の一実施の形態の整流子研磨動作を説明する図である。
【図４】摩耗状態の整流子の外周面を測定した図の一例である。
【図５】従来の整流子研磨装置を用いて研磨した後の整流子の外周面を測定した図の一例である。
【図６】本発明の整流子研磨装置の一実施の形態を用いて研磨した後の整流子の外周面を測定した図の一例である。
【図７】本発明の整流子研磨装置の他の実施の形態の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下では、本発明の整流子研磨装置を、鉄道車両の駆動電動機（主電動機）の整流子の外周面を研磨する鉄道車両用の整流子研磨装置として構成した場合について説明する。
本発明の整流子研磨装置の一実施の形態（鉄道車両用の整流子研磨装置）が図１、図２に示されている。図１は、本実施の形態の整流子研磨装置の概略構成図であり、図２は、図１の要部拡大図である。
【００１５】
軌道（レール）１０に沿って走行する鉄道車両１００は、車体（図示省略）、台車（図示省略）等を有している。車体は、バネ等の弾性部材によって台車に取り付けられている。また、台車は、台車枠（図示省略）、車輪１１０、車軸１２０、軸箱１３０、駆動電動機(主電動機)１４０、駆動力伝達部１６０等を有している。左右の車輪１１０は、車軸１２０によって連結され、輪軸を構成している。軸箱１３０には、車軸１１０を回転可能に支持する軸受等が設けられているとともに、バネ等の弾性部材によって台車枠に取り付けられている。駆動力伝達部１６０は、駆動電動機１４０の回転軸を車軸１２０に連結して駆動力を車軸１２０に伝達するものであり、歯車やギヤ等により構成される。なお、駆動力伝達部１６０は、駆動電動機１４０の回転軸を車輪１１０に連結し、駆動力を車輪１１０に伝達するものであってもよい。
車輪１０は、フランジ１１１と、フランジ１１１より外側方向に傾斜している踏面１１２を有している。鉄道車両１００は、車輪１０の踏面１１２が軌道１０の上面に当接した状態で、軌道１０に沿って走行する。
駆動電動機１４０は、固定子（図示省略）、固定子に対して回転可能に支持されている回転軸（図示省略）、回転軸に設けられた回転子（図示省略）、回転子とともに回転する整流子１５０（図２参照）、カバー１４１等を有している。回転軸は、駆動力伝達部１６０を介して車軸１２０に連結されている。本実施の形態では、カバー１４１は、円筒形状を有し、駆動電動機１４０の固定子および整流子１５０を覆っている。
整流子１５０は、図２に示されているように、基部１５１、複数の整流子片１５２を有している。整流子片１５２は、基部１５１の外周側に、周方向に沿って間隔をあけて（互いに絶縁された状態で）配置されている。基部１５１は、絶縁特性を有する材料により形成され、整流子片１５２は、導電性を有する材料により形成される。整流子片１５２の外周面１５２ａによって、刷子が摺動接触する整流子１５０の外周面が形成されている。整流子片１５２の形状、数や配置態様等は適宜変更可能である。整流子片１５２の外周面１５２ａが、本発明の「整流子の外周面」に対応する。
なお、固定子側には、整流子１５０の外周面（整流子片１５２の外周面１５２ａ）に摺動接触する刷子（図示省略）が設けられている。
刷子や整流子等を有する駆動電動機１４０の構成や動作は、公知であるため、詳細な説明は省略する。
【００１６】
前述したように、特許文献１に開示されている従来技術は、整流子の外周面を真円形状に研磨するものであるため、整流子の外周面を研磨するのに長時間を要する。
本発明は、整流子の外周面の偏芯量（整流子の外周面に外接する外接円と整流子の外周面に内接する内接円との間隔）に着目し、従来技術のように整流子の外周面を真円形状（偏芯量＝「０」）に研磨するのでなく、偏芯量を低減することによって、整流子の外周面の摩耗による整流不良の発生を防止している。具体的には、研磨材として柔軟性を有する研磨布紙を用いるとともに、間隔をあけて配置されている第１の支持部材と第２の支持部材によって研磨布紙を支持し、研磨布紙を挟んで研磨面と整流子の外周面との当接箇所と対向する箇所（反対側の箇所）に第１の支持部材および第２の支持部材が当接しないように研磨布紙を配置することにより、整流子の外周面を周方向に沿って滑らかに変化する起伏形状に研磨している。すなわち、本発明は、研磨布紙を引っ張ることで研磨布紙の研磨面を整流子の外周面に当接させる（押し付ける）ことにより、整流子の外周面を周方向に沿って滑らかに変化する起伏形状に研磨している。
「研磨布紙」は、紙や布等の基材に砥粒（研磨素材）が接着剤によって接着されており、砥粒が配置されている研磨面を整流子の外周面に沿って配置可能な柔軟性を有しているシート状部材である。研磨布紙としては、典型的には、サンドペーパーが用いられる。
なお、研磨布紙を挟んで研磨面と整流子の外周面との当接箇所と対向する箇所（反対側の箇所）に第１の支持部材あるいは第２の支持部材が当接するように研磨布紙を配置した場合には、研磨材として砥石を用いた場合と同様に、堅い第１の支持部材および第２の支持部材によって研磨布紙が整流子の外周面に押し付けられるため、整流子の外周面を真円形状に研磨することはできるが、整流子の外周面を周方向に沿って滑らかに変化する起伏形状に研磨することは困難である。
本発明では、従来技術のように、整流子の外周面を真円形状に研磨する必要がないため、整流子の外周面を短時間に研磨することができる。また、研磨材として研磨布紙を用いているため、研磨材として砥石を用いた場合に比べて、安価であり、研磨後の清掃時間も短い。なお、本発明を用いて整流子の外周面を研磨した場合でも、整流子の外周面の摩耗による整流不良を防止することができた。
以下で説明する実施の形態では、第１の支持部材と第２の支持部材（研磨布紙）は、研磨布紙を挟んで研磨面と整流子の外周面との当接箇所と反対側の箇所に第１および第２の支持部材が当接しないように配置される。
【００１７】
本発明の整流子研磨装置の一実施の形態は、車輪昇降装置２２０、車輪回転装置２３０、整流子研磨部材２４０、取付部材２６０等により構成されている。
【００１８】
車輪昇降装置２２０は、車軸１１０を回転可能に支持する軸箱１３０を、軌道１０に対して上下方向に昇降（移動）させる。すなわち、車輪１１０を、車輪１１０が軌道１０と当接する当接位置（図１で破線で示されている位置）と車輪１１０が軌道１０と当接していない非当接位置（図１で実線で示されている位置）の間で移動させる。車輪昇降装置２２０としては、油圧式、空気式、電気式等の種々の構成のものを用いることができる。車輪昇降装置２２０によって車輪１１０が軌道１０に対して上方向に上昇する（車輪が非当接位置に移動する）と、車輪１１０と軌道１０との当接状態が解除され（車輪１１０が浮き）、外力によって車輪１１０を回転させることが可能となる。
車輪昇降装置２２０が本発明の「車輪移動装置」に対応する。
【００１９】
車輪回転装置２３０は、車輪１１０が浮いている状態（車輪１１０が非当接位置に移動している状態）で車輪１１０を回転させる。本実施の形態では、車輪回転装置２３０は、電動機等の駆動源と、駆動源の駆動力によって回転する駆動ローラー２３１を有している。駆動ローラー２３１は、駆動ローラー２３１と車輪１１０との間の摩擦力によって車輪１１０を回転させることができる材料、例えば硬質ウレタンにより形成される。車輪１１０が浮いている状態で、駆動ローラー２３１の外周面を車輪１１０の踏面１１２に当接させて駆動ローラー２３１を回転させると、駆動ローラー２３１と車輪１１０との間の摩擦力によって車輪１１０が回転し、駆動電動機１４０の回転軸および整流子１５０が回転する。
車輪回転装置２３０が本発明の「整流子回転装置」に対応する。
【００２０】
整流子研磨部材２４０は、整流子１５０の外周面（整流子片１５２の外周面１５２ａ）を研磨する。
整流子研磨部材２４０は、図２に示されているように、本体部２４１、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３、サンドペーパー２４４、把持部（ハンドル）２４８等を有している。
第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３は、好適には同じ半径の外周面を有し、間隔をあけた状態で本体部２４１に回転可能に設けられている。本実施の形態では、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３は、回転中心線（軸線）が平行（略平行を含む）となるように、本体部２４１に回転可能に設けられている。
サンドペーパー２４４は、紙や布等の基材に砥粒（研磨素材）が接着剤によって接着されており、砥粒が配置されている研磨面を整流子１５０の外周面に沿って配置可能な柔軟性を有している。サンドペーパー２４４としては、公知の種々のサンドペーパーを用いることができる。サンドペーパー２４４の幅（軸方向に沿った長さ）は、好適には、整流子１５０の外周面の軸方向の長さ以上に設定される。
サンドペーパー２４４は、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３により支持されている。本実施の形態では、長尺状のサンドペーパー２４４が、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に跨って配置された状態で、両端側が固定手段によって本体部２４１に固定されている。固定手段は、固定プレート２４５、本体部２４１に設けられている固定部２４６、固定ネジ２４７により構成されている。サンドペーパー２４４を本体部２４１に固定する際には、サンドペーパー２４４を第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に跨るように配置した状態で、両端側を本体部２４１と固定プレート２４５の間に挟み、固定プレート２４５と固定部２４６を固定ネジ２４７によって締め付ける。この時、整流子１５０の外周面を研磨する研磨面２４４ａと反対側の面（支持面）２４４ｂが第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の外周面に当接するようにサンドペーパー２４４を配置する。両側に研磨面を有するサンドペーパー２４４を用いる場合には、一方側の研磨面を整流子１５０の外周面を研磨する研磨面とし、他方側の研磨面を支持面とする。本実施の形態では、サンドペーパー２４４の研磨面２４４ａのうち、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間の部分が、整流子１５０の外周面を研磨する部分（当たり部）として用いられる。サンドペーパー２４４の両端側を本体部２４１に固定する固定手段としては、他の種々の固定手段を用いることができる。
サンドペーパー２４４が本発明の「研磨布紙」に対応し、サンドペーパー２４４の研磨面２４４ａが本発明の「整流子の外周面を研磨する研磨面」に対応し、サンドペーパー２４４の支持面２４４ｂが本発明の「支持面」に対応する。また、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の一方が本発明の「第１の支持部材」に対応し、他方が本発明の「第２の支持部材」に対応する。
【００２１】
本実施の形態の整流子研磨装置の整流子研磨部材２４０を用いて整流子１５０の外周面を研磨する動作を図３に示す。なお、図３は、整流子１５０の軸方向に直角な方向から見た図である。
本実施の形態の整流子研磨装置では、第１の支持ローラー２４２および第２の支持ローラー２４３によりサンドペーパー２４４を整流子１５０の外周面に直接押し付けることよって研磨面２２４ａを整流子１５０の外周面に当接させているのではなく、サンドペーパー２４４の研磨面２４４ａのうち、第１の支持ローラー２４２および第２の支持ローラー２４３の間の部分を整流子１５０の外周面に押し付けることによって（サンドペーパー２４４を長手方向両側に引っ張ることによって）研磨面２４４ａを整流子１５０の外周面に当接させている。
すなわち、図３に示されているように、支持面２２４ｂと第１の支持ローラー２４２との当接箇所ｒ１とサンドペーパー２４４を挟んで対向する（反対側の）箇所では研磨面２２４ａと整流子１５０の外周面が当接しないようにサンドペーパー２４４（第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３）が配置される。同様に、支持面２２４ｂと第２の支持ローラー２４３との当接箇所ｒ２とサンドペーパー２４４を挟んで対向する（反対側の）箇所では研磨面２２４ａと整流子１５０の外周面が当接しないようにサンドペーパー２４４（第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３）が配置される。この時、サンドペーパー２４４の研磨面２４４ａは、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間の当接領域２４９（当接箇所ｓ１とｓ２の間の当接領域）において整流子１５０の外周面に当接する。
なお、図３において、当接箇所ｒ１は、サンドペーパー２４４の支持面２４４ｂと第１の支持ローラー２４２との当接箇所のうち、第２の支持ローラー２４３側（長手方向に沿って第２の支持ローラー２４３側）の当接箇所を示している。当接箇所ｒ２は、サンドペーパー２４４の支持面２４４ｂと第２の支持ローラー２４３との当接箇所のうち、第１の支持ローラー２４３側（長手方向に沿って第１のローラー２４２側）の当接箇所を示している。また、当接箇所ｓ１は、当接領域２４９内のサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａと整流子１５０の外周面との当接箇所のうち、第１の支持ローラー２４２側（周方向に沿って第１の支持ローラー２４２側）の当接箇所を示している。当接箇所ｓ２は、当接領域２４９内のサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａと整流子１５０の外周面との当接箇所のうち、第２の支持ローラー２４３側（周方向に沿って第２の支持ローラー２４３側）の当接箇所を示している。本実施の形態の整流子研磨装置を用いて整流子１５０の外周面を研磨する際には、整流子１５０の回転中心Ｐと当接領域２４９の周方向両側の当接箇所ｓ１およびｓ２を結ぶ線Ｓ１およびＳ２で囲まれる領域は、整流子１５０の回転中心Ｐと当接箇所ｒ１およびｒ２を結ぶ線Ｒ１およびＲ２で囲まれる領域に含まれる。
【００２２】
ここで、サンドペーパー２４４の研磨面２４４ａを整流子１５０の外周面に斜めに当接させると（例えば、第１の支持ローラー２４２の回転中心Ｐ１と第２の支持ローラー２４３の回転中心Ｐ２を結ぶ線ｔが、第１の支持ローラー２４２の回転中心Ｐ１と第２の支持ローラー２４３の回転中心Ｐ２との中心Ｐ３と整流子１５０の回転中心Ｐを結ぶ線ｕに対して傾斜していると）、その傾斜角度に応じて整流子１５０の外周面が研磨され、整流子１５０の外周面の偏芯量を効果的に低減することができない。
このため、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に配置されているサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａが整流子１５０の外周面に平行（略平行を含む）に当接するように第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３を配置するのが好ましい。具体的には、図３に示されているように、第１の支持ローラー２４２の回転中心Ｐ１と第２の支持ローラー２４３の回転中心Ｐ２を結ぶ線ｔ（あるいは、研磨面２２４ａが整流子１５０の外周面に当接していない状態において、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に支持されているサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａの長手方向）が、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間の中心Ｐ３（あるいは第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に支持されているサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａの長手方向の中心Ｗ）と整流子１５０の回転中心Ｐを結ぶ線ｕに直交（略直交を含む）するように配置するのが好ましい。
第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３をこのように配置する方法としては、例えば、線ｔが線ｕに直交（略直交を含む）している状態で、中心Ｐ３（あるいは長手方向中心Ｗ）が線ｕに沿って移動するように整流子研磨部材２４０（第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３）を移動させる方法を用いることができる。
例えば、整流子研磨部材２４０を移動させる移動装置を用いることが考えられる。しかしながら、このような移動装置は高価である。
【００２３】
そこで、本実施の形態では、整流子研磨部材２４０を安価に簡単に移動させることができるようにするために取付部材２６０が設けられている。
駆動電動機１４０のカバー１４１には、整流子１５０の外周面に対向する箇所に、周方向に沿って開口が形成されている。例えば、円筒形状のカバー１４１が用いられる場合には、カバー１４１の外周面に沿って円弧形状の開口が形成される。通常時には、この開口は蓋部材（図示省略）によって塞がれており、整流子の保守・点検作業時には、蓋部材が取り外される。
本実施の形態の取付部材２６０は、ケース１４１の、開口が形成されている箇所に着脱自在に取り付けられる。取付部材２６０および蓋部材をケース１４１に着脱自在に取り付ける取付方法としては、公知の種々の取付方法を用いることができる。例えば、周方向に沿った一方側に、ケース１４１に設けられている被係止部に係止可能な係止部を設け、他方側をネジ等によってケース１４１に固定する方法、周方向に沿った両側をネジ等によってケース１４１に固定する方法等を用いることができる。
取付部材２６０の形状は、ケース１４１に形成されている開口の形状に応じて設定される。本実施の形態では、図２に示されているように、軸方向（整流子１５０の軸方向）に直角な断面が、ケース１４１の外周面に対応する円弧形状を有し、ケース１４１に形成されている開口の内周形状に対応する外周形状（例えば、ケース１４１に形成されている開口の内周形状と略等しい外周形状）を有している。なお、図３では、取付部材２６０をケース１４１に着脱自在に取り付ける取付手段が図示されていない。
【００２４】
取付部材２６０は、周方向中央に開口２６１が形成されているとともに、周方向に沿って開口２６１の両側に開口２６２、２６３が形成されている。開口２６１は、整流子研磨部材２４０を外周面側（整流子１５０と反対側）から内周面側（整流子１５０側）に通すためのものである。開口２６１は、少なくとも整流子研磨部材２４０の先端側（第１の支持ローラー２４２および第２の支持ローラー２４３）を通すことができる形状に形成される。開口２６２、２６３は、サンドペーパー２４４の研磨面２４４ａと整流子１５０の外周面との当接状態や整流子１５０の外周面の研磨状態等を観察するためのものである。
【００２５】
また、整流子研磨部材２４０を、サンドペーパー２４４の研磨面２４４ａが整流子１５０の外周面に当接する（押し付けられる）方向および整流子１５０の外周面との当接状態が解除される（整流子１５０の外周面から離間する）方向に移動させる移動案内部が設けられている。本実施の形態では、取付部材２６０の外周面側に枠部材２６４が設けられ、枠部材２６４に移動案内部２６５が設けられている。
ここで、本実施の形態では、図２および図３に示されているように、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３は、整流子１５０の外周面の周方向に沿って離れた位置に（第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に配置されているサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａが整流子の外周面に当接している領域において、研磨面２４４ａの縁部が整流子１５０の外周面の縁部と平行（略平行を含む）になるように）配置される。そして、サンドペーパー２４４は、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に跨って配置された状態で、両端側が本体部２４１の周方向に沿った両側で固定される。このため、移動案内部２６５は、サンドペーパー２４４との干渉を避けるために本体部２４１の軸方向両側に設けられている。
移動案内部２６５としては、公知の種々の移動案内部を用いることができる。例えば、枠部材２６４（取付部材２６０）側と本体部２４１（整流子研磨部材２４０）側のいずれか一方に設けられている部材により構成される移動案内部あるいは両方に設けられている部材により構成される移動案内部等を用いることができる。本実施の形態では、移動案内部２６５としてリニアスライダが用いられている。
なお、移動案内部２６５は、取付部材２６０がケース１４１に取り付けられている状態において、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に支持されているサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａが整流子１５０の外周面に当接する方向および整流子１５０の外周面から離間する方向（整流子１５０の回転中心Ｐを通る線に沿った径方向）に移動するよう構成される。好適には、前述したように、第１の支持ローラー２４２の回転中心Ｐ１と第２の支持ローラー２４３の回転中心Ｐ２を結ぶ線ｔ（あるいは、研磨面２２４ａが整流子１５０の外周面に当接していない状態において、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に支持されているサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａの長手方向）が、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間の中心Ｐ３（あるいは第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に支持されているサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａの長手方向の中心Ｗ）と整流子１５０の回転中心Ｐを結ぶ線ｕに直交（略直交を含む）している状態で、中心Ｐ３（あるいは中心Ｗ）が線ｕに沿って移動するように構成される（図３参照）。なお、移動案内部２６５による整流子研磨部材２４０の移動を規制するストッパを設けるのが好ましい。
本実施の形態では、取付部材２６０をケース１４１に取り付けた状態で、作業員が把持部（ハンドル）２４８を掴み、図２に示されている矢印の方向に力を加えるだけで、整流子研磨部材２４０が移動案内部２６５により案内されて移動し、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に支持されているサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａを所望の状態で整流子１５０の外周面に当接させることができる。なお、本実施の形態では、整流子研磨部材２４０の移動量の調整は作業員が行う。例えば、作業員は、把持部２４８を掴んでいる手に加わる反力に基づいて移動量を調整し、あるいは、開口２６２、２６３を介して研磨面２４４ａと整流子１５０の外周面との当接状態を確認しながら移動量を調整する。
【００２６】
次に、本実施の形態の整流子研磨装置を用いて鉄道車両１００の駆動電動機１４０の整流子１５０の外周面を研磨する動作を説明する。鉄道車両１００の駆動電動機１４０の整流子１５０の外周面を研磨する作業は、鉄道車両１００を車輪昇降装置２２０等が設けられている作業場所に移送して行われる。なお、以下で説明する各作業の順番は、適宜変更可能である。
【００２７】
（サンドペーパーの取り付け）
サンドペーパー２４４を、整流子研磨部材２４０の第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に跨るように配置する。この時、サンドペーパー２４４の一方側の端部を引っ張ることによって、サンドペーパー２４４の研磨面２４４ａの所望の部分が第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に配置されるように設定する。そして、サンドペーパー２４４の両端側を、固定プレート２４５、固定部２４６、固定ネジ２４７からなる固定手段を用いて本体部２４１に固定する。
（取付部材の取り付け）
ケース１４１に取り付けられている蓋部材を取り外し、整流子研磨部材２４０が移動案内部２６５により移動可能に支持されている取付部材２６０をケース１４１に取り付ける（蓋部材を取付部材２６０に交換する）。
（車輪の上昇）
車輪昇降装置２２０により軸箱１３０をレール１０に対して上方向に上昇させ、車輪１１０がレール１０と当接していない非当接位置に車輪１１０を移動させる（車輪１１０を浮かせる）。この時、車輪１１０のフランジ１１１がレール１０の上面より上昇しないようにするのが好ましい。
（車輪の回転）
車輪１１０が浮いている状態で、車輪回転装置２３０を、駆動ローラー２３１の外周面が車輪１１０の踏面１１２に当接するように配置する。そして、車輪回転装置２３０を作動させ、駆動ローラー２３１を介して車輪１１０を回転させる。車輪１１０が回転すると、車輪１１０に車軸１２０、駆動力伝達装置１６０を介して連結されている駆動電動機１４０の回転軸および整流子１５０が回転する。
（サンドペーパーによる研磨）
整流子研磨部材２４０の把持部２４８を掴んで押し、整流子研磨部材２４０を取付部材２６０の外周面側（整流子１５０と反対側）から内周面側（整流子１５０側）の方向に移動させて、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に配置されているサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａを整流子１５０の外周面に当接させる（押し付ける）。整流子研磨部材２４０の移動は、移動案内部２６５によって案内される。なお、この時、サンドペーパー２４４を挟んで支持面２４４ｂと第１の支持ローラー２３２との当接箇所および支持面２４４ｂと第２の支持ローラー２４３との当接箇所と対向する箇所で研磨面２４４ａが整流子１５０の外周面が当接しないように整流子研磨部材２４０の移動量を調整する。
（研磨終了）
整流子１５０の外周面の研磨が終了すると、把持部２４８を引っ張り、整流子研磨部材２４０を取付部材２６０の内周側から外周側の方向（研磨面２４４ａが整流子１５０の外周面から離間する方向）に移動させる。次に、車輪回転装置２３０を停止させ、車輪１１０の回転を停止させる。次に、車輪昇降装置２２０により軸箱１３０を下降させ、車輪１１０がレール１０と当接する当接位置（図１に破線で示されている位置）に車輪１１０を移動させる。そして、取付部材２６０をケース１４１から取り外し、蓋部材をケース１４１に取り付ける（取付部材２６０を蓋部材に交換する）。
【００２８】
以上により、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に配置されているサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａによって、整流子１５０の外周面が研磨される。
本実施の形態では、サンドペーパー２４４を挟んで研磨面２４４ａと整流子１５０の外周面との当接箇所と対向する箇所（反対側の箇所）に第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３が当接しないように配置されているため、従来技術のように整流子１５０の外周面を真円形状（偏芯量が「０」）に研磨することはできない。しかしながら、整流子１５０の外周面を周方向に沿ってなめらかに変化する起伏形状に研磨することができ、整流子１５０の外周面の偏芯量を低減することができる。
これを図４〜図６を参照して説明する。図４は、摩耗状態の整流子１５０の外周面を測定した図の一例である。図５は、図４に示されている整流子１５０の外周面を、従来の整流子研磨装置を用いて研磨した後の整流子の外周面を測定した図の一例である。図６は、図４に示されている整流子１５０の外周面を、本実施の形態の整流子研磨装置を用いて研磨した後の整流子の外周面を測定した図の一例である。
なお、図４〜６において、［Ｍ］は、整流子１５０の外周側に測定装置を配置し、測定装置と整流子１５０の外周との距離を周方向に沿って測定した波形である。波形［Ｍ］の外周側の先端は、整流子片１５２の外周面１５２ａと測定装置との距離を表し、波形［Ｍ］の内周側の先端は、本体部１５１の外周面と測定装置との距離を表している。また、［Ｎ］は、波形［Ｍ］の外周側の先端の包絡線であり、整流子片１５２の外周面１５２ａ（整流子１５０の外周面）の周方向に沿った形状を表している。また、［Ｃ］は、包絡線［Ｎ］に外接する外接円であり、［Ｄ］は、包絡線［Ｎ］に内接する内接円である。外接円［Ｃ］と内接円［Ｄ］の間隔が整流子１５０の外周面（整流子片１５２の外周面１５２ａ）の偏芯量を表している。この偏芯量が大きいと、整流不良が発生する。
【００２９】
図４に示されている形状（波形Ｍ１、包絡線Ｎ１、外接円Ｃ１、内接円Ｄ１）を有する整流子１５０の外周面を従来の整流子研磨装置を用いて研磨すると、整流子１５０の外周面は、図５に示されている形状（波形Ｍ２、包絡線Ｎ２）に研磨される。従来の整流子研磨装置を用いて研磨した場合には、整流子１５０の外周面が真円形状に研磨されるため、波形Ｍ２の外周側の先端の包絡線Ｎ２は円形形状となる。すなわち、包絡線Ｎ２に外接する外接円および内接する内接円は、同じ半径を有する。この場合、整流子１５０の外周面の偏芯量は「０」である。
一方、図４に示されている形状（波形Ｍ１、包絡線Ｎ１、外接円Ｃ１、内接円Ｄ１）を有する整流子１５０の外周面を本実施の形態の整流子研磨装置を用いて研磨すると、整流子１５０の外周面は、図６に示されている形状（波形Ｍ３、包絡線Ｎ３、外接円Ｃ３、内接円Ｄ３）に研磨される。本実施の形態の整流子研磨装置を用いて研磨した場合には、整流子１５０の外周面は真円形状に研磨されないため、波形Ｍ３の外周側の先端の包絡線Ｎ３は円形形状にならない。このため、包絡線Ｎ３に外接する外接円Ｃ３と包絡線Ｎ３に内接する内接円Ｄ３は、異なる半径を有している。しかしながら、本実施の形態の整流子研磨装置を用いて整流子１５０の外周面を研磨した場合の整流子１５０の外周面の偏芯量（図６に示されている外接円Ｃ３と内接円Ｄ３の間隔）は、研磨前の整流子１５０の外周面の偏芯量（図４に示されている外接円Ｃ１と内接円Ｄ１の間隔）に比べて十分に低減されている。すなわち、整流子１５０の外周面の偏芯量は改善されている。
そして、図６に示されている形状の外周面を有する整流子１５０を用いて試験を行ったところ、整流不良の発生を十分に防止することができることが判明した。
【００３０】
以上のように、本実施の形態の整流子研磨装置を用いることにより、整流子の外周面を真円形状に研磨する従来の整流子研磨装置に比べて、短時間で、整流不良の発生を防止することができる形状に研磨することができる。また、研磨材としてサンドペーパーを用いているため、砥石を用いた場合に比べて、安価であり、摩耗粉の発生も少ない。
なお、研磨材としてサンドペーパーを用いた場合、サンドペーパーの研磨面の同じ部分を用いて整流子の外周面を研磨し続けると（同じ当たり面を使用し続けると）、当たり面の砥粒が剥れ、サンドペーパーの粒度が細かくなる。サンドペーパーの粒度が細かくなると、整流子の外周面が鏡面化し、チャタリングの要因となる。このため、サンドペーパーの当たり面を適宜切り替える（リフレッシュする）必要がある。
本実施の形態では、サンドペーパー２４４の両端側の固定を解除し、サンドペーパー２４４の一方側あるいは他方側を引っ張ってサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａの所望の部分を第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に配置することにより、当たり面のリフレッシュを容易に行うことができる。
【００３１】
本実施の形態の整流子研磨装置を用いて整流子１５０の外周面を研磨する際におけるサンドペーパー２４４の粒度や整流子１５０の外周面の周速度（車輪１１０の回転速度）等についても実験を行った。
その結果、サンドペーパーの粒度は、小さすぎても大きすぎてもても効果が低く、適切な範囲の粒度を有するサンドペーパーを使用することで効果的な研磨を行うことができることが判明した。サンドペーパーの粒度の適切な範囲は、整流子片１５２の材質や整流子１５０の外周面の周速度等に応じて定まる。
また、整流子１５０の外周面の周速度（整流子１５０の外周面がサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａと当接する速度）に関しても、遅すぎても早すぎても効果が低く、適切な範囲の周速度に設定することで効果的な研磨を行うことができることが判明した。整流子１５０の外周面の周速度（車輪１１０あるいは整流子１５０の回転速度）の適切な範囲は、整流子片１５２の材料やサンドペーパー２４４の粒度等に応じて定まる。
【００３２】
前述した実施の形態では、サンドペーパー２４４によって整流子片１５２の外周面１５２ａを周方向に沿って研磨している。このため、整流子片１５２の外周面１５２ａの周方向両端部にバリが発生し、バリに起因する整流不良が発生するおそれがある。整流子片１５２の外周面１５２ａの周方向両端部にバリが発生するのを防止することができる本発明の整流子研磨装置の他の実施の形態を、図７を参照して説明する。本実施の形態では、整流子片１５２の外周面１５２ａの周方向端部にバリが発生するのを防止する方法として、整流子片１５２の外周面１５２ａの周方向両端部に面取り部を形成する方法を用いている。
本実施の形態では、図７に示されているように、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の間に配置されているサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａを周方向に隣接する整流子片１５２の間に挿入する弾性力を印加する弾性力印加部材２５０が設けられている。
弾性力印加部材２５０は、サンドペーパー２４４の支持面２４４ｂを押圧する押圧部材２５１と、押圧部材２５１を整流子片１５２の外周面１５２ａから整流子１５０の回転中心Ｐ方向（整流子１５０の径方向）に移動させる弾性力を発生するバネ等の弾性力発生部材（図示省略）により構成されている。
押圧部材２５１の先端部（支持面２４４ｂに当接している先端部）は、周方向に隣接する整流子片１５２の間に挿入可能な形状を有している。また、押圧部材２５１の先端部をサンドペーパー２４４の支持面２４４ｂに当接させる箇所は適宜設定可能であるが、本実施の形態では、第１の支持ローラー２４２と第２の支持ローラー２４３の中央に設定している。
本実施の形態では、周方向に隣接する整流子片１５２の間の部分が、押圧部材２５１の先端部が当接しているサンドペーパー２４４の箇所に到来すると、弾性力発生部材の弾性力により付勢されている押圧部材２５１によって、サンドペーパー２４４の研磨面２４４ａの、押圧部材２５１と対向する部分２４４ｃが整流子片１５２の間に挿入される。これにより、整流子片１５２の外周面１５２ａの周方向両端部１５２ｂがサンドペーパー２４４の研磨面２４４ａにより研磨され、面取り部１５２ｃが形成される。したがって、整流子片１５２の外周面１５２ａの周方向両端部にバリが発生するのを防止することができる。
【００３３】
本発明は、実施の形態で説明した構成に限定されず、種々の変更、追加、削除が可能である。
整流子の外周面を研磨する整流子研磨装置について説明したが、本発明は、整流子の外周面を研磨する整流子研磨方法あるいは整流子の外周面を研磨する際に用いられる整流子研磨部材として構成することもできる。
整流子の外周面を研磨する研磨材としてサンドペーパーを用いた場合について説明したが、研磨材としては、サンドペーパーに限定されず、研磨面が整流子の外周面に沿って変形可能な柔軟性を有している種々の構成の研磨布紙を用いることができる。
サンドペーパー（研磨布紙）を第１の支持ローラーと第２の支持ローラー（第１の支持部材と第２の支持部材）によって支持したが、サンドペーパーを支持する支持部材は、サンドペーパーを支持することができればよく、ローラーに限定されない。また、３以上の支持部材によってサンドペーパーを支持してもよい。この場合には、３以上の支持部材のうちのいずれかの隣接する２つの支持部材が、「第１の支持部材」と「第２の支持部材」に対応する。
サンドペーパー（研磨布紙）を支持する第１の支持ローラーと第２の支持ローラー（第１の支持部材と第２の支持部材）を整流子の外周面の周方向に沿ってはなれた位置に配置したが、第１の支持部材と第２の支持部材は、第１の支持部材と第２の支持部材の間に配置されている研磨布紙の研磨面を整流子の外周面に当接させることができる種々の位置に配置することができる。例えば、整流子の外周面の周方向と交差する方向（例えば、整流子の軸線に平行な方向）にはなれた位置に配置することもできる。
整流子を回転させる整流子回転装置を車輪昇降装置と車輪回転装置により構成したが、整流子回転装置の構成は種々変更可能である。例えば、車輪昇降装置に代えて、軌道の間に配置されているローラーを有する車輪支持装置を設け、ローラー上で車輪を回転させている状態で整流子の外周面を研磨してもよい。あるいは、車輪昇降装置と車輪回転装置を省略し、駆動電動機を駆動している状態（鉄道車両の場合には、軌道に沿って車両を移動させている状態）で整流子の外周面を研磨してもよい。
鉄道車両の駆動電動機の整流子の外周面を研磨する鉄道車両用の整流子研磨装置について説明したが、本発明は、種々の用途に用いられている電動機の整流子を研磨する整流子研磨装置として構成することができる。
整流子を覆うカバーに、整流子研磨部材が移動案内部により移動可能に支持されている取付部材を取り付け、手動で整流子研磨部材を移動させることで研磨布紙の研磨面を整流子の外周面に当接させたが、研磨布紙の研磨面を整流子の外周面に当接させる方法は適宜変更可能である。例えば、整流子研磨部材を移動させる移動装置を設け、整流子研磨部材を自動で移動させるように構成することができる。あるいは、整流子研磨部材を移動可能に支持する支持装置を設け、駆動装置あるいは手動で整流子研磨部材を移動させる方法を用いることができる。
本発明は、直流電動機の整流子に限定されず、種々の型式の回転機の整流子を研磨する際に用いることができる。
実施の形態で説明した各構成は単独で用いることもできるし、適宜選択した複数を組み合わせて構成することもできる。
【符号の説明】
【００３４】
１０ 軌道（レール）
１００ 鉄道車両
１１０ 車輪
１１１ フランジ
１１２ 踏面
１２０ 車軸
１３０ 軸箱
１４０ 駆動電動機（主電動機）
１４１ カバー
１５０ 整流子
１５１ 基部
１５２ 整流子片
１５２ａ 外周面
１６０ 駆動力伝達部
２２０ 車輪昇降装置
２３０ 車輪回転装置
２３１ 駆動ローラー
２４０ 整流子研磨部材
２４１ 本体部
２４２、２４３ 支持ローラー
２４４ サンドペーパー（研磨布紙）
２４４ａ 研磨面
２４４ｂ 支持面
２４５ 固定プレート
２４６ 固定部
２４７ 固定ネジ
２４８ 把持部（ハンドル）
２５０ 外力印加部材
２５１ 押圧部材
２６０ 取付部材
２６１、２６２、２６３ 開口
２６４ 枠部材
２６５ 移動案内部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の整流子片が周方向に沿って配置されている整流子の外周面を研磨する整流子研磨装置であって、
前記整流子を回転させる整流子回転装置と、
整流子研磨部材を備え、
前記整流子研磨部材は、
本体部と、
研磨面を有する研磨布紙と、
前記本体部に間隔をあけた状態で設けられ、前記研磨布紙を支持する第１の支持部材および第２の支持部材を有しており、
前記整流子研磨部材は、前記研磨布紙を挟んで前記研磨面と前記整流子の外周面との当接箇所と対向する箇所では、前記研磨布紙と前記第１の支持部材および前記第２の支持部材が当接しないように配置されることを特徴とする整流子研磨装置。
【請求項２】
請求項１に記載の整流子研磨装置であって、
前記第１の支持部材と前記第２の支持部材は、前記整流子の外周面の周方向に沿って離れた位置に配置されることを特徴とする整流子研磨装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の整流子研磨装置であって、
前記整流子を覆うカバーが設けられており、
前記カバーに着脱自在に取り付けられる取付部材を備え、
前記整流子研磨部材は、前記取付部材が前記カバーに取り付けられている状態において前記研磨面が前記整流子の外周面に当接する方向および前記整流子の外周面から離間する方向に移動可能に前記取付部材に支持されていることを特徴とする整流子研磨装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の整流子研磨装置であって、
前記研磨面を周方向に隣接する前記整流子片の間に押し込むように作用する弾性力を前記研磨布紙に印加する弾性力印加部材を備えていることを特徴とする整流子研磨装置。
【請求項５】
軌道に沿って転動する車輪と、整流子を有し、前記車輪を駆動する駆動電動機を備える鉄道車両の前記整流子の外周面を研磨する鉄道車両用の整流子研磨装置であって、
前記車輪が前記軌道と当接している当接位置と前記車輪が前記軌道と当接してない非当接位置の間で前記車輪を移動させる車輪移動装置と、
前記車輪を回転させる車輪回転装置と、
整流子研磨部材を備え、
前記整流子研磨部材は、
本体部と、
研磨面を有する研磨布紙と、
前記本体部に間隔をあけた状態で取り付けられ、前記研磨布紙を支持する第１の支持部材および第２の支持部材を有しており、
前記整流子研磨部材は、前記研磨布紙を挟んで前記研磨面と前記整流子の外周面との当接箇所と対向する箇所では、前記研磨布紙と前記第１の支持部材および前記第２の支持部材が当接しないように配置されることを特徴とする鉄道車両用の整流子研磨装置。
【請求項６】
複数の整流子片が周方向に沿って配置されている整流子の外周面を研磨する整流子研磨方法であって、
前記整流子を回転させるとともに、研磨面を有し、間隔をあけて配置されている第１の支持部材と第２の支持部材によって支持されている研磨布紙を、前記研磨布紙を挟んで前記研磨面と前記整流子の外周面との当接箇所と対向する箇所では、前記研磨布紙と前記第１の支持部材および前記第２の支持部材が当接しないように配置することを特徴とする整流子研磨方法。
【請求項７】
複数の整流子片が周方向に沿って配置されている整流子の外周面を研磨する際に用いられる整流子研磨部材であって、
本体部と、
研磨面を有する研磨布紙と、
前記本体部に間隔をあけた状態で取り付けられ、前記研磨布紙を支持する第１の支持部材および第２の支持部材を備えており、
前記整流子研磨部材は、前記研磨布紙を挟んで前記研磨面と前記整流子の外周面との当接箇所と対向する箇所では、前記研磨布紙と前記第１の支持部材および前記第２の支持部材が当接しないように配置されることを特徴とする整流子研磨部材。
【請求項１】
複数の整流子片が周方向に沿って配置されている整流子の外周面を研磨する整流子研磨装置であって、
前記整流子を回転させる整流子回転装置と、
整流子研磨部材を備え、
前記整流子研磨部材は、
本体部と、
研磨面を有する研磨布紙と、
前記本体部に間隔をあけた状態で設けられ、前記研磨布紙を支持する第１の支持部材および第２の支持部材を有しており、
前記整流子研磨部材は、前記研磨布紙を挟んで前記研磨面と前記整流子の外周面との当接箇所と対向する箇所では、前記研磨布紙と前記第１の支持部材および前記第２の支持部材が当接しないように配置されることを特徴とする整流子研磨装置。
【請求項２】
請求項１に記載の整流子研磨装置であって、
前記第１の支持部材と前記第２の支持部材は、前記整流子の外周面の周方向に沿って離れた位置に配置されることを特徴とする整流子研磨装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の整流子研磨装置であって、
前記整流子を覆うカバーが設けられており、
前記カバーに着脱自在に取り付けられる取付部材を備え、
前記整流子研磨部材は、前記取付部材が前記カバーに取り付けられている状態において前記研磨面が前記整流子の外周面に当接する方向および前記整流子の外周面から離間する方向に移動可能に前記取付部材に支持されていることを特徴とする整流子研磨装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の整流子研磨装置であって、
前記研磨面を周方向に隣接する前記整流子片の間に押し込むように作用する弾性力を前記研磨布紙に印加する弾性力印加部材を備えていることを特徴とする整流子研磨装置。
【請求項５】
軌道に沿って転動する車輪と、整流子を有し、前記車輪を駆動する駆動電動機を備える鉄道車両の前記整流子の外周面を研磨する鉄道車両用の整流子研磨装置であって、
前記車輪が前記軌道と当接している当接位置と前記車輪が前記軌道と当接してない非当接位置の間で前記車輪を移動させる車輪移動装置と、
前記車輪を回転させる車輪回転装置と、
整流子研磨部材を備え、
前記整流子研磨部材は、
本体部と、
研磨面を有する研磨布紙と、
前記本体部に間隔をあけた状態で取り付けられ、前記研磨布紙を支持する第１の支持部材および第２の支持部材を有しており、
前記整流子研磨部材は、前記研磨布紙を挟んで前記研磨面と前記整流子の外周面との当接箇所と対向する箇所では、前記研磨布紙と前記第１の支持部材および前記第２の支持部材が当接しないように配置されることを特徴とする鉄道車両用の整流子研磨装置。
【請求項６】
複数の整流子片が周方向に沿って配置されている整流子の外周面を研磨する整流子研磨方法であって、
前記整流子を回転させるとともに、研磨面を有し、間隔をあけて配置されている第１の支持部材と第２の支持部材によって支持されている研磨布紙を、前記研磨布紙を挟んで前記研磨面と前記整流子の外周面との当接箇所と対向する箇所では、前記研磨布紙と前記第１の支持部材および前記第２の支持部材が当接しないように配置することを特徴とする整流子研磨方法。
【請求項７】
複数の整流子片が周方向に沿って配置されている整流子の外周面を研磨する際に用いられる整流子研磨部材であって、
本体部と、
研磨面を有する研磨布紙と、
前記本体部に間隔をあけた状態で取り付けられ、前記研磨布紙を支持する第１の支持部材および第２の支持部材を備えており、
前記整流子研磨部材は、前記研磨布紙を挟んで前記研磨面と前記整流子の外周面との当接箇所と対向する箇所では、前記研磨布紙と前記第１の支持部材および前記第２の支持部材が当接しないように配置されることを特徴とする整流子研磨部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−６２９８３（Ｐ２０１３−６２９８３Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２００８８１（Ｐ２０１１−２００８８１）
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（３９１０１６２９９）名古屋鉄道株式会社 (4)
【出願人】（５１１２２４２７６）株式会社ニートレックス (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（３９１０１６２９９）名古屋鉄道株式会社 (4)
【出願人】（５１１２２４２７６）株式会社ニートレックス (2)
【Ｆターム（参考）】
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