JP2552059B2 - 回転電機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転電機に関し、一層詳
細にはロータ軸にコイルを形成して成ると共に、ケーシ
ング内で回転可能に設けられたロータと、ロータ軸に設
けられ、コイルの巻線端部と接続された複数のブラシ端
子と、コイルへ給電、またはコイルから電力を取り出す
べく各ブラシ端子と接触可能な複数のブラシとを具備す
る回転電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の回転電機について図２と共に説明
する。１０２はロータであり、ロータ軸１０４と、その
ロータ軸１０４に固定されたコイル１０６とから成る。
この回転電機１００をモータとして使用する場合にコイ
ル１０６へ給電し、またはこの回転電機１００を発電機
１００として使用する場合にコイル１０６から電力を取
り出すためのリング状ブラシ端子１０８、１１０がロー
タ軸１０４の外周に外嵌、固定されている。ブラシ端子
１０８、１１０はコイル１０６の巻線端部とそれぞれ接
続されている。１１２、１１４はブラシであり、ケーシ
ング１１６内の所定位置に固定されている。ブラシ１１
２、１１４は電線１１８、１２０を介してコイル１０６
へ給電、またはコイル１０６から電力を取り出すべく各
ブラシ端子１０８、１１０と接触可能になっている。回
転電機１００をモータとして使用する場合、電線１１
８、１２０を介して供給された電力はブラシ１１２、１
１４からブラシ端子１０８、１１０へ送られ、コイル１
０６へ流れる。すると、コイル１０６が磁化し、ステー
タマグネット１２２との磁力バランスが崩れ、ロータ１
０２はロータ軸１０４を中心に回転する。一方、回転電
機１００を発電機として使用する場合、適宜な手段でロ
ータ１０２をロータ軸１０４を中心に回転させる。する
と、ステータマグネット１２２の磁力によりコイル１０
６に誘導電力が発生する。この誘導電力はブラシ端子１
０８、１１０に供給される。ブラシ端子１０８、１１０
に供給された誘導電力はブラシ１１２、１１４を介して
電線１１８、１２０から取り出すことができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の回転電機１００には次のような課題がある。ブラ
シ端子１０８、１１０はロータ軸１０４の外周に固定さ
れているため、ブラシ端子１０８、１１０の外周の長さ
はロータ軸１０４の円周を超える長さである。従って、
外周の長さが比較的長いブラシ端子１０８、１１０と常
時接触しているブラシ１１２、１１４は摩耗が著しいと
いう課題がある。摩耗が著しいとブラシ１１２、１１４
の交換頻度が高くなり不経済である。また、図２に示す
従来例の場合、ブラシ１１２、１１４がケーシング１１
６内に位置しているため、摩耗程度が視認できないた
め、ブラシ１１２、１１４の交換時期を的確に知ること
が不可能である。さらに、ブラシ１１２、１１４の交換
に際しても分解する必要があり、作業が煩雑になるとい
う課題もある。従って、本発明の第１の目的は、ブラシ
端子の外周の長さをロータ軸の外周より短寸化すること
により、ブラシの摩耗を抑制した回転電機を提供するこ
とにある。 また、第２の目的は、ブラシ端子及びブラシ
をケーシングの外側に配置することにより、ブラシの摩
耗状態を直接視認識可能な回転電機を提供することにあ
る。 また、第３の目的は、ブラシ端子やブラシ等の交換
作業が容易な回転電機を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明に係る第１の構成は、ロータ軸にコイルを形成
して成ると共に、ケーシング内で回転可能に設けられた
ロータと、前記ロータ軸に設けられ、前記コイルの巻線
端部と接続された複数のブラシ端子と、前記コイルへ給
電、または前記コイルから電力を取り出すべく前記各ブ
ラシ端子と接触可能な複数のブラシとを具備する回転電
機において、前記複数のブラシ端子は、互いに絶縁手段
を介して前記ロータ軸より小径の同心の棒状に形成され
ると共に、前記ロータ軸の中心に軸線方向へ穿設された
取付孔へロータ軸と同軸に嵌入されていることを特徴と
する。また、第２の構成として、前記同心の棒状に形成
された複数のブラシ端子は、前記ロータ軸の一方の端面
側に嵌入され、内側に位置するブラシ端子は隣接する外
側のブラシ端子より外側へ露出するようにしても良い。
また、第３の構成として、前記ブラシ端子は前記ケーシ
ングの外側に位置すると共に、前記複数のブラシもケー
シングの外側に位置するようにしても良い。

【０００５】

【作用】作用について説明する。上記第１の構成によれ
ば、複数のブラシ端子は、互いに絶縁手段を介してロー
タ軸より小径の同心の棒状に形成されると共に、前記ロ
ータ軸の中心に軸線方向へ穿設された取付孔へロータ軸
と同軸に嵌入されているので、ブラシ端子の外周の長さ
はロータ軸の外周の長さより短寸化可能となる。また、
上記第２の構成によれば、ブラシ端子はケーシングの外
側に位置すると共に、複数のブラシもケーシングの外側
に位置するようにすると、ブラシを直接視認することが
できる。更には、上記第３の構成によれば、ブラシ及び
／又はブラシ端子の交換をケーシングを取り外すことな
く行うことができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について添付図
面と共に詳述する。図１において、１２はケーシングで
あり、磁性材料（例えば鉄）で形成されている。例えば
ケーシング１２は１対の半円筒状のケーシング構成部材
を合わせて１個の円筒体に形成されている。ケーシング
１２の両端面の中央に透孔１４、１６が設けられてい
る。１８はステータマグネットであり、ケーシング１２
の内周面に２Ｎ（Ｎは自然数）個設けられている。ステ
ータマグネット１８はＮ、Ｓ極交互に周方向へ並設され
ている。

【０００７】２０はロータであり、コイル２２と、コイ
ル２２の軸線に沿って貫挿されたロータ軸２４とから成
る。ロータ２０はケーシング１２内に収容され、ロータ
軸２４の両端部はケーシング１２内に配設されている軸
受２６で回転可能に支持されている。ロータ軸２４の左
端部は透孔１４から外側へ突出すると共に、左端面は露
出している。コイル２２は導電線を巻回して成ると共
に、磁極部（不図示）が周方向へ２Ｎ（Ｎは自然数）個
形成されている。２Ｎ個の磁極部は複数のステータマグ
ネット１８と対向している。

【０００８】２６ａ、２６ｂ、２６ｃはブラシ端子であ
り、導電材料（例えば銅）で形成されている。棒状のブ
ラシ端子２６ａおよび筒状のブラシ端子２６ｂ、２６ｃ
は互いに絶縁フィルム（不図示）を介して同心の棒状に
形成されている。ブラシ端子２６ａ、２６ｂ、２６ｃは
ロータ軸２４の中心に軸線方向へ穿設された取付孔２８
へ、ロータ軸２４と同軸に嵌入、固定されている。な
お、ブラシ端子２６ａ、２６ｃとロータ軸２４との電気
的絶縁を図るため、両者の間には絶縁層３０が形成され
ている。また、ブラシ端子２６ａ、２６ｂ、２６ｃの左
端部は、ロータ軸２４の左端面から突出すると共に、ケ
ーシング外に位置している。さらに、ブラシ端子２６
ａ、２６ｂ、２６ｃの左端部は、ブラシ端子２６ａが一
番突出しており、外側のブラシ端子２６ｃの突出量が一
番少ない。すなわち、内側に位置するブラシ端子は隣接
する外側のブラシ端子より外側へ露出する構成になって
いる。

【０００９】各ブラシ端子２６ａ、２６ｂ、２６ｃは導
電線３２を介してコイル２２巻線と電気的に接続されて
いる。導電線３２はロータ軸２４の外周と取付孔２８と
を連絡する放射状孔３４を経由して接続されている。放
射状孔３４を経由することにより、ロータ２０が回転し
ても導電線３２がロータ軸２４の外周に絡むことがな
い。３６ａ、３６ｂ、３６ｃはブラシであり、例えばカ
ーボンブラシが用いられている。ブラシ３６ａ、３６
ｂ、３６ｃはケーシング１２の外側に取り付けられてい
る。ブラシ３６ａ、３６ｂ、３６ｃはコイル２２へ給
電、またはコイル２２から電力を取り出すべく、対応す
るブラシ端子２６ａ、２６ｂ、２６ｃと接触可能な位置
に配設されている。

【００１０】このように構成された回転電機１０をモー
タとして使用する場合、電線３８を介して供給された電
力はブラシ３６ａ、３６ｂ、３６ｃからブラシ端子２６
ａ、２６ｂ、２６ｃへ送られ、コイル２２へ流れる。す
ると、コイル２２が磁化し、ステータマグネット１８と
の磁力バランスが崩れ、ロータ２０はロータ軸２４を中
心に回転する。一方、回転電機１０を発電機として使用
する場合、適宜な手段でロータ２０をロータ軸２４を中
心に回転させる。すると、ステータマグネット１８の磁
力によりコイル２２に誘導電力が発生する。この誘導電
力はブラシ端子２６ａ、２６ｂ、２６ｃに供給される。
ブラシ端子２６ａ、２６ｂ、２６ｃに供給された誘導電
力はブラシ３６ａ、３６ｂ、３６ｃを介して電線３８か
ら取り出すことができる。

【００１１】本実施例の回転電機１０においては、ブラ
シ端子２６ａ、２６ｂ、２６ｃは、互いに絶縁フィルム
を介して同心の棒状に形成されると共に、ロータ軸２４
の中心に穿設された取付孔２８へロータ軸２４と同軸に
嵌入、固定されているので、ブラシ端子２６ａ、２６
ｂ、２６ｃの外周の長さはロータ軸２４の外周の長さよ
り短寸化可能となる。従って、常時接触しているブラシ
３６ａ、３６ｂ、３６ｃの接触量（接触距離）を抑制す
ることができ、ブラシ３６ａ、３６ｂ、３６ｃの摩耗量
が抑制され、ブラシ３６ａ、３６ｂ、３６ｃの交換頻度
を低下させることができ経済的である。また、ブラシ端
子２６ａ、２６ｂ、２６ｃとブラシ３６ａ、３６ｂ、３
６ｃをケーシング１２の外側に位置するようにしたの
で、ブラシ３６ａ、３６ｂ、３６ｃを直接視認でき、摩
耗状況が直ちに把握することができる。さらに、ブラシ
端子２６ａ、２６ｂ、２６ｃやとブラシ３６ａ、３６
ｂ、３６ｃを交換する際も従来のようにケーシング１２
を取り外すことなく行うことができる。

【００１２】本実施例において、ブラシ端子２６ａ、２
６ｂ、２６ｃとブラシ３６ａ、３６ｂ、３６ｃをケーシ
ング１２の外側に位置させたが、ロータ軸２４の径が大
きい場合、同心円状のブラシ端子２６ａ、２６ｂ、２６
ｃは、必ずしも内側に位置するブラシ端子は隣接する外
側のブラシ端子より外側へ露出する構成にする必要はな
い。各ブラシ端子にブラシが短絡することなく接触する
ことができれば複数のブラシ端子の端面が面一でもよ
い。また、複数のブラシ端子の取付位置もロータ軸の端
面ではなく、ロータ軸の中間に設けるようにしてもよ
い。さらに、ブラシ等の交換作業の手間を考慮しなけれ
ば、ブラシ等をケーシング内に設けてもよい。以上、本
発明の好適な実施例について種々述べてきたが、本発明
は上述の実施例に限定されるのではなく、発明の精神を
逸脱しない範囲で多くの改変を施し得るのはもちろんで
ある。

【００１３】

【発明の効果】本発明の第１の構成に係る回転電機を用
いると、ブラシ端子は、互いに絶縁手段を介してロータ
軸より小径の同心の棒状に形成されると共に、ロータ軸
の中心に穿設された取付孔へロータ軸と同軸に嵌入され
ているので、ブラシ端子の外周の長さはロータ軸の外周
の長さより短寸化可能となる。従って、常時接触してい
るブラシの接触量（接触距離）を抑制することができ、
ブラシの摩耗量が抑制され、ブラシの交換頻度を低下さ
せることができ経済的である。また、複数のブラシ端子
はロータ軸に比べて小径に構成されているので、各ブラ
シ端子の周速が小さいためブラシの耐摩耗性に優れ、寿
命を長く維持することができる。また、各ブラシ端子に
微妙な凹凸があっても、これに摺接する各ブラシの接触
信頼性が高い。また、第２の構成によれば、ブラシ端子
とブラシをケーシングの外側に位置するようにしたの
で、ブラシを直接視認でき、摩耗状況が直ちに把握する
ことができる。更に、第３の構成によれば、ブラシ端子
及び／又はブラシを交換する際も従来のようにケーシン
グを取り外すことなく行うことができるのでメンテナン
スの作業性を向上させ得る等の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る回転電機の実施例の断面図。

【図２】従来の回転電機の断面図。

【符号の説明】

１０ 回転電機 １２ ケーシング ２０ ロータ ２２ コイル ２４ ロータ軸 ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ ブラシ端子 ２８ 取付孔 ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ ブラシ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータ軸にコイルを形成して成ると共
   に、ケーシング内で回転可能に設けられたロータと、前
   記ロータ軸に設けられ、前記コイルの巻線端部と接続さ
   れた複数のブラシ端子と、前記コイルへ給電、または前
   記コイルから電力を取り出すべく前記各ブラシ端子と接
   触可能な複数のブラシとを具備する回転電機において、 前記複数のブラシ端子は、互いに絶縁手段を介して前記
   ロータ軸より小径の同心の棒状に形成されると共に、前
   記ロータ軸の中心に軸線方向へ穿設された取付孔へロー
   タ軸と同軸に嵌入されていることを特徴とする回転電
   機。
2. 【請求項２】 前記同心の棒状に形成された複数のブラ
   シ端子は、前記ロータ軸の一方の端面側に嵌入され、内
   側に位置するブラシ端子は隣接する外側のブラシ端子よ
   り外側へ露出していることを特徴とする請求項１記載の
   回転電機。
3. 【請求項３】 前記ブラシ端子は前記ケーシングの外側
   に位置すると共に、前記複数のブラシもケーシングの外
   側に位置することを特徴とする請求項２記載の回転電
   機。