直流電動機用電刷子
【課題】小型の電刷子に対しても好適に採用可能であり、摩耗粉の除去専用の付帯装置を不要としつつも、電刷子の磨耗粉が保持器内に侵入した場合であっても、保持器内に浸入した磨耗粉による電刷子の固着を防止または抑制し得る直流電動機用電刷子を提供する。
【解決手段】この電刷子２０は、保持器側に摺接する表面２０ｆに、焼成時に一体形成された複数の凸球面２２を有する。
【解決手段】この電刷子２０は、保持器側に摺接する表面２０ｆに、焼成時に一体形成された複数の凸球面２２を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保持器と、この保持器内にスライド移動可能に保持される電刷子とを有する直流電動機に好適に用い得る直流電動機用電刷子に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、直流電動機の電刷子の保持構造としては、例えば真鍮製でポケット状の保持器内に電刷子をスライド移動可能に装入し、この電刷子を上部より押付ける構造が採用されている。
この種の構造としては、図４に一例を示す保持器１１０のように、直方体状の電刷子１２０が、ポケット状の保持器本体１８内に上下移動自在とされ、電刷子１２０の下端部１２０ｔ（図４および５参照）が、不図示の整流子に摺接するようになっている。
【０００３】
ところで、電刷子１２０は消耗部品であり、電刷子１２０の磨耗粉は、電刷子１２０が整流子６に摺動する下端部１２０ｔから発生する。そして、発生した磨耗粉は、電刷子１２０の下方から保持器本体１８内面と電刷子１２０外面との間に侵入する。そのため、保持器１１０に浸入した磨耗粉によって電刷子１２０の上下移動が阻害されるおそれがある。
【０００４】
そこで、電刷子の磨耗粉の保持器１１０内への侵入防止の方策として、図６に一例を示す電刷子１２１のように、電刷子１２１の側面に切削加工によって複数の凹面１２１ｕを設けることが行なわれている（同図の例では、一側面に対して斜めに３箇所の切削加工がなされている。）。また、他の方策として、例えば特許文献１には、保持器にその外部から圧縮気体を噴出させる通気孔を穿設して、この通気孔から電刷子に対向する部位に空気を吹き込むようにした直流電動機の清掃方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２９１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、電刷子側に切削加工によって凹面をつける方策は、小型の電刷子に対しては切削加工が困難であり、その製造コストが高いものとなる。また、保持器にその外部から圧縮気体を噴出させる通気孔を穿設して、この通気孔から電刷子に対向する部位に空気を吹き込む清掃方法は、摩耗粉の除去専用の付帯装置を別途に用意して、これを付設しなければ実施できないので、やはり設備のコストやランニングコストが高くなる。よって、いずれの方策においても未だ検討の余地がある。
【０００７】
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、小型の電刷子に対しても好適に採用可能であり、摩耗粉の除去専用の付帯装置を不要としつつも、電刷子の磨耗粉が保持器内に侵入した場合であっても、保持器内に浸入した磨耗粉による電刷子の固着を防止または抑制し得る直流電動機用電刷子を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、保持器と、該保持器内にスライド移動可能に保持される電刷子とを有する直流電動機に用いられる電刷子であって、当該電刷子は、保持器側に摺接する面に、焼成時に一体形成された複数の凸球面を有することを特徴とする。
ここで、前記複数の凸球面が、隣接する他の凸球面との並びの位置が千鳥状に斜めの位置に配列されていることは好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電刷子は、保持器側に摺接する面に、焼成時に一体形成された複数の凸球面（以下、「逆ディンプル形状」ともいう）を有するので、切削加工によらずに、電刷子の表面に凹凸形状を形成することができる。そのため、小型の電刷子に対してもその表面に凹凸形状を形成する上で好適である。そして、この「逆ディンプル形状」によれば、複数の凸球面の頂点と保持器内壁面との間で摺接がなされることになるので、凸球面周囲が凹部として機能する。これにより、摩耗粉の除去専用の付帯装置を設けなくても、摩耗粉を凸球面周囲の凹部から保持器外部に逃がすことができる。したがって、電刷子の磨耗粉が保持器内に侵入した場合であっても、保持器内に浸入した磨耗粉による電刷子の固着を防止または抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る電刷子を有する直流電動機の一実施形態を説明する斜視図であり、同図では一部を破断して示している。
【図２】本発明に係る電刷子を有する直流電動機の保持器部分の一実施形態を説明する斜視図である。
【図３】図２の電刷子を説明する図であり、同図（ａ）はその正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は平面図であり、同図（ａ）および（ｂ）では保持器本体（破断した図）を併せて示している。
【図４】従来の電刷子を有する直流電動機の保持器部分の一例を説明する斜視図である。
【図５】従来の電刷子の第一の例を説明する図であり、同図（ａ）はその正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は平面図である。
【図６】従来の電刷子の第二の例を説明する図であり、同図（ａ）はその正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１に示すように、この直流電動機１は、カバー７内に固定子２および回転子３を有する。回転子３は、シャフト４、電機子５および整流子６を有してなり、これらが一体的に回転するようにカバー７内に支持されている。そして、整流子６の外周面に対向して複数の保持器１０が配置されている。
【００１２】
各保持器１０は、図２に示すように、電刷子２０を内部にスライド移動可能に保持しており、その保持した電刷子２０を対向する整流子６と摺動させている。そして、直流電動機１は、電刷子２０を通して給電される直流電流を整流子６で受電することで、コイルを形成した電機子５に磁界を発生させ、その周囲に形成した固定子２側の磁石との作用によりシャフト４の回転力を得るようになっている。
【００１３】
次に、上記保持器１０について詳しく説明する。
この保持器１０は、図２に示すように、ベース部１２、本体部１４、および押さえ腕１６、並びに、ポケット状（平面視が矩形状の枠体）をなす真鍮製の保持器本体１８を有する。ベース部１２は、直流電動機１に保持器１０全体を取り付けている。可撓性の板バネからなる押さえ腕１６は、その基端部１６ａが取付ピン１６ｂによって、本体部１４に回動自在に取り付けられている。保持器本体１８の内部には、電刷子２０が収納されている。電刷子２０は、直方体状をなすカーボン製の部材であり、保持器本体１８の内面１８ｎと摺接しており、保持器本体１８内部において上下移動自在とされている。さらに、電刷子２０は、押さえ腕１６によって上記整流子６と下端部２０ｔが摺接するように、図２の矢印Ｄの方向に付勢されている。
【００１４】
より詳しくは、電刷子２０は、押さえ腕１６の先端部１６ｃに取り付けられている。押さえ腕１６は、支持ピン１６ｄにより本体部１４に回動自在に取り付けられた押さえバネ１７によって、電刷子２０を整流子６側に向け整流子６に摺接するように付勢している。なお、電刷子２０には、電刷子２０に接合されたケーブル２１の先端に取り付けられたケーブル端子２１ａから給電される。
【００１５】
ここで、この電刷子２０は、図３に示すように、その直方体状の４つの側面である表面２０ｆに、焼成時に一体形成された複数の凸球面２２が形成されている。これら複数の凸球面２２は、隣接する他の凸球面２２との並びの位置が千鳥状に斜めの位置に配列されており、全体として、いわば「逆ディンプル形状」をなすように配置されている。なお、本実施形態の例では、各凸球面２２の形状や隣接する他の凸球面２２に対する離間寸法は全て同一であり、各凸球面２２の高さは、保持器本体１８との摺動に支障の無い範囲で可及的に高い寸法となっている。本実施形態の例では、凸球面２２の高さは、０．５ｍｍ程度である。
【００１６】
次に、上述した電刷子２０の作用・効果について説明する。
この電刷子２０は、保持器本体１８内部において、上述のように上下移動自在とされており、下端部２０ｔが整流子６に摺接するようになっている。ここで、この電刷子２０は消耗部品であり、電刷子２０の磨耗粉は、整流子６に摺動する、電刷子２０の下端部２０ｔから発生する。そして、発生した磨耗粉は、電刷子２０の下方から保持器本体１８内面１８ｎと電刷子２０外面との間に侵入し得る。そのため、磨耗粉が排除されなければ、電刷子２０の上下移動が、保持器本体１８に浸入した磨耗粉によって固着してしまうおそれがある。
【００１７】
しかし、この電刷子２０によれば、電刷子２０の表面に、「逆ディンプル形状」様に配置され、焼成時に一体形成された複数の凸球面２２を有しており、これら複数の凸球面２２の頂点と保持器本体１８内壁面との間で摺接がなされるので、凸球面２２周囲が凹部として機能する。これにより、摩耗粉の除去専用の付帯装置を設けなくても、摩耗粉を凸球面２２周囲の凹部から保持器本体１８の外部に逃がすことができる。したがって、電刷子２０の磨耗粉が保持器本体１８内に侵入した場合であっても、保持器本体１８内に浸入した磨耗粉による電刷子２０の固着を防止または抑制することができる。
【００１８】
そして、この複数の凸球面２２は、焼成時に一体形成されたものなので、切削加工によらずに、電刷子２０の表面に凹凸形状を形成することができる。そのため、電刷子２０が小型のものであっても、その表面に凹凸形状を形成する上で好適である。
さらに、この電刷子２０によれば、複数の凸球面２２が、隣接する他の凸球面２２との並びの位置が千鳥状に斜めの位置に配列されているので、例えば単に縦横に伸びる格子状の交点の位置に凸球面２２を配置した場合と比べて、摩耗粉を掻き出す効果がより有利に生じる。そのため、浸入した磨耗粉による電刷子の固着を防止または抑制する上で好適であり、また、千鳥状に斜めの位置に配列されていることにより、保持器本体１８側との摺接位置を均等配分して保持器本体１８内壁面の局部的な摩耗を防止する上でも好適である。
【００１９】
以上説明したように、この電刷子２０によれば、小型の電刷子２０に対してもその表面に凹凸形状を形成する上で好適であり、また、摩耗粉の除去目的の専用の付帯装置を不要としつつも、電刷子２０の磨耗粉が保持器１０内に侵入した場合であっても、保持器１０内に浸入した磨耗粉による電刷子２０の固着を防止または抑制することができる。
なお、本発明に係る直流電動機用電刷子は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００２０】
１ 直流電動機
２ 固定子
３ 回転子
４ シャフト
５ 電機子
６ 整流子
１０ 保持器
１２ ベース部
１４ 本体部
１６ 押さえ腕
１７ 押さえバネ
１８ 保持器本体
２０ 電刷子
２１ ケーブル
２２ 凸球面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保持器と、この保持器内にスライド移動可能に保持される電刷子とを有する直流電動機に好適に用い得る直流電動機用電刷子に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、直流電動機の電刷子の保持構造としては、例えば真鍮製でポケット状の保持器内に電刷子をスライド移動可能に装入し、この電刷子を上部より押付ける構造が採用されている。
この種の構造としては、図４に一例を示す保持器１１０のように、直方体状の電刷子１２０が、ポケット状の保持器本体１８内に上下移動自在とされ、電刷子１２０の下端部１２０ｔ（図４および５参照）が、不図示の整流子に摺接するようになっている。
【０００３】
ところで、電刷子１２０は消耗部品であり、電刷子１２０の磨耗粉は、電刷子１２０が整流子６に摺動する下端部１２０ｔから発生する。そして、発生した磨耗粉は、電刷子１２０の下方から保持器本体１８内面と電刷子１２０外面との間に侵入する。そのため、保持器１１０に浸入した磨耗粉によって電刷子１２０の上下移動が阻害されるおそれがある。
【０００４】
そこで、電刷子の磨耗粉の保持器１１０内への侵入防止の方策として、図６に一例を示す電刷子１２１のように、電刷子１２１の側面に切削加工によって複数の凹面１２１ｕを設けることが行なわれている（同図の例では、一側面に対して斜めに３箇所の切削加工がなされている。）。また、他の方策として、例えば特許文献１には、保持器にその外部から圧縮気体を噴出させる通気孔を穿設して、この通気孔から電刷子に対向する部位に空気を吹き込むようにした直流電動機の清掃方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２９１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、電刷子側に切削加工によって凹面をつける方策は、小型の電刷子に対しては切削加工が困難であり、その製造コストが高いものとなる。また、保持器にその外部から圧縮気体を噴出させる通気孔を穿設して、この通気孔から電刷子に対向する部位に空気を吹き込む清掃方法は、摩耗粉の除去専用の付帯装置を別途に用意して、これを付設しなければ実施できないので、やはり設備のコストやランニングコストが高くなる。よって、いずれの方策においても未だ検討の余地がある。
【０００７】
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、小型の電刷子に対しても好適に採用可能であり、摩耗粉の除去専用の付帯装置を不要としつつも、電刷子の磨耗粉が保持器内に侵入した場合であっても、保持器内に浸入した磨耗粉による電刷子の固着を防止または抑制し得る直流電動機用電刷子を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、保持器と、該保持器内にスライド移動可能に保持される電刷子とを有する直流電動機に用いられる電刷子であって、当該電刷子は、保持器側に摺接する面に、焼成時に一体形成された複数の凸球面を有することを特徴とする。
ここで、前記複数の凸球面が、隣接する他の凸球面との並びの位置が千鳥状に斜めの位置に配列されていることは好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電刷子は、保持器側に摺接する面に、焼成時に一体形成された複数の凸球面（以下、「逆ディンプル形状」ともいう）を有するので、切削加工によらずに、電刷子の表面に凹凸形状を形成することができる。そのため、小型の電刷子に対してもその表面に凹凸形状を形成する上で好適である。そして、この「逆ディンプル形状」によれば、複数の凸球面の頂点と保持器内壁面との間で摺接がなされることになるので、凸球面周囲が凹部として機能する。これにより、摩耗粉の除去専用の付帯装置を設けなくても、摩耗粉を凸球面周囲の凹部から保持器外部に逃がすことができる。したがって、電刷子の磨耗粉が保持器内に侵入した場合であっても、保持器内に浸入した磨耗粉による電刷子の固着を防止または抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る電刷子を有する直流電動機の一実施形態を説明する斜視図であり、同図では一部を破断して示している。
【図２】本発明に係る電刷子を有する直流電動機の保持器部分の一実施形態を説明する斜視図である。
【図３】図２の電刷子を説明する図であり、同図（ａ）はその正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は平面図であり、同図（ａ）および（ｂ）では保持器本体（破断した図）を併せて示している。
【図４】従来の電刷子を有する直流電動機の保持器部分の一例を説明する斜視図である。
【図５】従来の電刷子の第一の例を説明する図であり、同図（ａ）はその正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は平面図である。
【図６】従来の電刷子の第二の例を説明する図であり、同図（ａ）はその正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１に示すように、この直流電動機１は、カバー７内に固定子２および回転子３を有する。回転子３は、シャフト４、電機子５および整流子６を有してなり、これらが一体的に回転するようにカバー７内に支持されている。そして、整流子６の外周面に対向して複数の保持器１０が配置されている。
【００１２】
各保持器１０は、図２に示すように、電刷子２０を内部にスライド移動可能に保持しており、その保持した電刷子２０を対向する整流子６と摺動させている。そして、直流電動機１は、電刷子２０を通して給電される直流電流を整流子６で受電することで、コイルを形成した電機子５に磁界を発生させ、その周囲に形成した固定子２側の磁石との作用によりシャフト４の回転力を得るようになっている。
【００１３】
次に、上記保持器１０について詳しく説明する。
この保持器１０は、図２に示すように、ベース部１２、本体部１４、および押さえ腕１６、並びに、ポケット状（平面視が矩形状の枠体）をなす真鍮製の保持器本体１８を有する。ベース部１２は、直流電動機１に保持器１０全体を取り付けている。可撓性の板バネからなる押さえ腕１６は、その基端部１６ａが取付ピン１６ｂによって、本体部１４に回動自在に取り付けられている。保持器本体１８の内部には、電刷子２０が収納されている。電刷子２０は、直方体状をなすカーボン製の部材であり、保持器本体１８の内面１８ｎと摺接しており、保持器本体１８内部において上下移動自在とされている。さらに、電刷子２０は、押さえ腕１６によって上記整流子６と下端部２０ｔが摺接するように、図２の矢印Ｄの方向に付勢されている。
【００１４】
より詳しくは、電刷子２０は、押さえ腕１６の先端部１６ｃに取り付けられている。押さえ腕１６は、支持ピン１６ｄにより本体部１４に回動自在に取り付けられた押さえバネ１７によって、電刷子２０を整流子６側に向け整流子６に摺接するように付勢している。なお、電刷子２０には、電刷子２０に接合されたケーブル２１の先端に取り付けられたケーブル端子２１ａから給電される。
【００１５】
ここで、この電刷子２０は、図３に示すように、その直方体状の４つの側面である表面２０ｆに、焼成時に一体形成された複数の凸球面２２が形成されている。これら複数の凸球面２２は、隣接する他の凸球面２２との並びの位置が千鳥状に斜めの位置に配列されており、全体として、いわば「逆ディンプル形状」をなすように配置されている。なお、本実施形態の例では、各凸球面２２の形状や隣接する他の凸球面２２に対する離間寸法は全て同一であり、各凸球面２２の高さは、保持器本体１８との摺動に支障の無い範囲で可及的に高い寸法となっている。本実施形態の例では、凸球面２２の高さは、０．５ｍｍ程度である。
【００１６】
次に、上述した電刷子２０の作用・効果について説明する。
この電刷子２０は、保持器本体１８内部において、上述のように上下移動自在とされており、下端部２０ｔが整流子６に摺接するようになっている。ここで、この電刷子２０は消耗部品であり、電刷子２０の磨耗粉は、整流子６に摺動する、電刷子２０の下端部２０ｔから発生する。そして、発生した磨耗粉は、電刷子２０の下方から保持器本体１８内面１８ｎと電刷子２０外面との間に侵入し得る。そのため、磨耗粉が排除されなければ、電刷子２０の上下移動が、保持器本体１８に浸入した磨耗粉によって固着してしまうおそれがある。
【００１７】
しかし、この電刷子２０によれば、電刷子２０の表面に、「逆ディンプル形状」様に配置され、焼成時に一体形成された複数の凸球面２２を有しており、これら複数の凸球面２２の頂点と保持器本体１８内壁面との間で摺接がなされるので、凸球面２２周囲が凹部として機能する。これにより、摩耗粉の除去専用の付帯装置を設けなくても、摩耗粉を凸球面２２周囲の凹部から保持器本体１８の外部に逃がすことができる。したがって、電刷子２０の磨耗粉が保持器本体１８内に侵入した場合であっても、保持器本体１８内に浸入した磨耗粉による電刷子２０の固着を防止または抑制することができる。
【００１８】
そして、この複数の凸球面２２は、焼成時に一体形成されたものなので、切削加工によらずに、電刷子２０の表面に凹凸形状を形成することができる。そのため、電刷子２０が小型のものであっても、その表面に凹凸形状を形成する上で好適である。
さらに、この電刷子２０によれば、複数の凸球面２２が、隣接する他の凸球面２２との並びの位置が千鳥状に斜めの位置に配列されているので、例えば単に縦横に伸びる格子状の交点の位置に凸球面２２を配置した場合と比べて、摩耗粉を掻き出す効果がより有利に生じる。そのため、浸入した磨耗粉による電刷子の固着を防止または抑制する上で好適であり、また、千鳥状に斜めの位置に配列されていることにより、保持器本体１８側との摺接位置を均等配分して保持器本体１８内壁面の局部的な摩耗を防止する上でも好適である。
【００１９】
以上説明したように、この電刷子２０によれば、小型の電刷子２０に対してもその表面に凹凸形状を形成する上で好適であり、また、摩耗粉の除去目的の専用の付帯装置を不要としつつも、電刷子２０の磨耗粉が保持器１０内に侵入した場合であっても、保持器１０内に浸入した磨耗粉による電刷子２０の固着を防止または抑制することができる。
なお、本発明に係る直流電動機用電刷子は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００２０】
１ 直流電動機
２ 固定子
３ 回転子
４ シャフト
５ 電機子
６ 整流子
１０ 保持器
１２ ベース部
１４ 本体部
１６ 押さえ腕
１７ 押さえバネ
１８ 保持器本体
２０ 電刷子
２１ ケーブル
２２ 凸球面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持器と、該保持器内にスライド移動可能に保持される電刷子とを有する直流電動機に用いられる電刷子であって、当該電刷子は、保持器側に摺接する面に、焼成時に一体形成された複数の凸球面を有することを特徴とする直流電動機用電刷子。
【請求項２】
前記複数の凸球面は、隣接する他の凸球面との並びの位置が千鳥状に斜めの位置に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の直流電動機用電刷子。
【請求項１】
保持器と、該保持器内にスライド移動可能に保持される電刷子とを有する直流電動機に用いられる電刷子であって、当該電刷子は、保持器側に摺接する面に、焼成時に一体形成された複数の凸球面を有することを特徴とする直流電動機用電刷子。
【請求項２】
前記複数の凸球面は、隣接する他の凸球面との並びの位置が千鳥状に斜めの位置に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の直流電動機用電刷子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−４６５３０（Ｐ２０１３−４６５３０Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８４０８６（Ｐ２０１１−１８４０８６）
【出願日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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