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JP6512981B2 - Rectification device and rotating electric machine - Google Patents
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Description

本発明は、整流子,ブラシ,整流ブラシを有する整流装置と、当該整流装置を含む回転電機に関する。   The present invention relates to a rectifying device having a commutator, a brush, and a rectifying brush, and a rotating electrical machine including the rectifying device.

従来では、簡素な構造で火花防止を目的とするブラシ付きモータの整流装置に関する技術の一例が開示されている(例えば特許文献1を参照)。火花は放電と同義であり、電極間にある気体に持続的に発生する絶縁破壊である。特許文献1の整流装置は、整流子が複数のセグメントを有し、複数のセグメントは主ブラシ部と補助ブラシ部を有し、主ブラシ部と補助ブラシ部との間に絶縁層が接合され、補助ブラシ部はセグメントが主ブラシ部から離れた後の所定期間だけセグメントとの接触を維持する。一対の補助ブラシ部は、電力回生用の2つのダイオードを通じてバッテリの両端に個別に電気的に接続される。また一対の補助ブラシ部は、キャパシタにより接続される。   Heretofore, an example of a technology relating to a rectifier for a brushed motor aiming to prevent sparks with a simple structure has been disclosed (see, for example, Patent Document 1). Sparks are synonymous with discharges, and are breakdowns that occur continuously in the gas between the electrodes. In the rectification device of Patent Document 1, the commutator has a plurality of segments, the plurality of segments have a main brush portion and an auxiliary brush portion, and an insulating layer is joined between the main brush portion and the auxiliary brush portion, The auxiliary brush portion maintains contact with the segment for a predetermined period after the segment is separated from the main brush portion. The pair of auxiliary brush portions are individually electrically connected to both ends of the battery through two diodes for power regeneration. The pair of auxiliary brush portions are connected by a capacitor.

特開2011−004582号公報JP, 2011-004582, A

しかし、特許文献1の整流装置では、一対の補助ブラシ部とバッテリとの間に電気的に接続すべきダイオードが2つ必要になる。ダイオードの大きさを一定と仮定すれば、ダイオードの数が増えるにつれて、ダイオードを収容するスペースが大きくなり、ダイオードを電気的に接続するための導電線も増える。そのため、整流装置の体格が大きくならざるを得ないという問題がある。   However, in the rectifying device of Patent Document 1, two diodes to be electrically connected are required between the pair of auxiliary brush portions and the battery. Assuming that the size of the diodes is constant, as the number of diodes increases, the space for accommodating the diodes increases and the number of conductive lines for electrically connecting the diodes also increases. Therefore, there is a problem that the size of the rectifier must be increased.

また、一対の補助ブラシ部の相互間に接続されるキャパシタは、補助ブラシ部の電位変化を抑制するために大容量にする必要がある。容量が大きくなるにつれてキャパシタの体格も大きくなるので、整流装置の体格も大きくならざるを得ないという問題がある。   In addition, a capacitor connected between the pair of auxiliary brush portions needs to have a large capacity in order to suppress the potential change of the auxiliary brush portion. Since the size of the capacitor also increases as the capacity increases, there is a problem that the size of the rectifier must be increased.

一方、整流子とブラシとの間に絶縁破壊が生じるのは、所要の電圧(すなわち電位差)が印加される場合である。以下では、整流子とブラシとの間に絶縁破壊が生じる電圧を「絶縁破壊電圧」と呼ぶことにする。ブラシ(例えば主ブラシ部および補助ブラシ部)には直接的または間接的にバッテリに電気的に接続されるため、バッテリの供給電圧(すなわちプラス端子とマイナス端子との電位差)が影響する。   On the other hand, dielectric breakdown occurs between the commutator and the brush when a required voltage (i.e., a potential difference) is applied. Hereinafter, the voltage at which the dielectric breakdown occurs between the commutator and the brush will be referred to as the "dielectric breakdown voltage". The brush (for example, the main brush portion and the auxiliary brush portion) is directly or indirectly electrically connected to the battery, and therefore, the supply voltage of the battery (that is, the potential difference between the plus terminal and the minus terminal) influences.

バッテリは、例えば過充電や新品への交換等のような要因によって、供給電圧が定格電圧を超える場合がある。定格電圧を超えてブラシに印加される供給電圧と、ブラシから離れた直後に整流子に生じる逆起電力との和は、絶縁破壊電圧を超え易い。特許文献1の整流装置は、主ブラシ部および補助ブラシ部の双方がバッテリと電気的に接続されているので、キャパシタの容量によっては補助ブラシ部の電位変動を吸収できない場合もある。この場合には、供給電圧と逆起電力との和が絶縁破壊電圧を超えるので、火花が生じる可能性があるという問題がある。   The supply voltage of the battery may exceed the rated voltage due to factors such as overcharge and replacement with a new one. The sum of the supply voltage applied to the brush above the rated voltage and the back electromotive force generated in the commutator immediately after leaving the brush tends to exceed the breakdown voltage. In the rectifying device of Patent Document 1, since both the main brush portion and the auxiliary brush portion are electrically connected to the battery, there are cases where the potential fluctuation of the auxiliary brush portion can not be absorbed depending on the capacity of the capacitor. In this case, there is a problem that spark may occur because the sum of the supply voltage and the back electromotive force exceeds the dielectric breakdown voltage.

本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、体格を小さく抑制しながらも、従来よりも絶縁破壊を防止できる整流装置および回転電機を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of these points, and it is an object of the present invention to provide a rectifier and a rotating electrical machine that can prevent dielectric breakdown more than ever while suppressing the physique small.

上記課題を解決するためになされた第1の発明は、巻線(13a)と電気的に接続され、回転軸(11)に周方向(Ci)に並べて設けられる複数の整流子片(22g)を含む整流子(22)と、前記整流子と接触する一対以上のブラシ(23)と、前記整流子と接触する一対以上の整流ブラシ(21,21a〜21d)とを有する整流装置(20)において、一対の前記ブラシに対して二対の前記整流ブラシを備え、一対以上の前記ブラシは、直接的または間接的に電力源(E)と電気的に接続され、一対の前記ブラシに対応する二対の前記整流ブラシは、一方の一対の前記整流ブラシが前記整流子の正回転方向(AR1)に対して前記ブラシの後方側に配置されるとともに、前記ブラシの軸方向(Ax)の一方側に配置され、他方の一対の前記整流ブラシが前記整流子の逆回転方向(AR2)に対して前記ブラシの後方側に配置されるとともに、前記ブラシの軸方向の他方側に配置され、一対の前記整流ブラシの相互間に電気的に接続されるダイオード(D,D1,D2)を備えることを特徴とする。 The first invention for solving the above problems is a plurality of commutator pieces (22g ) electrically connected to the winding (13a) and arranged in the circumferential direction (Ci) on the rotation shaft (11) Device including a commutator including the pair, a pair or more brushes contacting the commutator, and a pair or more commutating brushes contacting the commutator (21, 21a to 21d ) And the pair of straightening brushes for the pair of brushes, wherein the pair or more of brushes are directly or indirectly electrically connected to the power source (E) and correspond to the pair of brushes Two pairs of the commutating brushes are arranged such that one pair of the commutating brushes is on the rear side of the brush with respect to the positive rotation direction (AR1) of the commutator, and one of the brush axial directions (Ax) Placed on the side, Wherein with commutation brush is arranged on the rear side of the brush with respect to the reverse rotational direction (AR2) of the commutator, it is arranged on the other side in the axial direction of the brush, between each other pair of the rectifying brush It is characterized in that it comprises diodes (D, D1, D2) electrically connected.

この構成によれば、一対以上のブラシは電力源と電気的に接続される。一対の整流ブラシの相互間にはダイオードが電気的に接続されるものの、整流ブラシは電力源と電気的に接続されない。一対の整流ブラシの相互間には一のダイオードを電気的に接続すればよいので、ダイオードの数を低減でき、さらに導電線の数も低減できる。したがって、整流装置の体格を小さく抑制することができる。   According to this configuration, the pair or more brushes are electrically connected to the power source. Although a diode is electrically connected between the pair of rectifying brushes, the rectifying brushes are not electrically connected to the power source. Since one diode may be electrically connected between the pair of rectifying brushes, the number of diodes can be reduced, and the number of conductive lines can also be reduced. Therefore, the size of the rectifier can be reduced.

また、ブラシが離れた直後の整流子片は、対をなす整流ブラシの一方側が接触するので、一対の整流ブラシの相互間に電気的に接続されるダイオードの電圧降下分だけ変化する電圧になる。整流子片の電圧と、電源の電圧との電位差は絶縁破壊電圧未満になるので、従来よりも絶縁破壊を防止することができる。
さらに、整流ブラシとブラシは、軸方向に位置をずらして配置されている。そのため、整流ブラシはブラシとは無関係に形状や大きさ等を設計することができるので、設計の自由度が高まる。
加えて、一対のブラシに対して二対の整流ブラシを備えている。一対のブラシに対応する二対の整流ブラシは、一方の一対の整流ブラシが整流子の正回転方向に対してブラシの後方側に配置されるとともに、他方の一対の整流ブラシが整流子の逆回転方向に対してブラシの後方側に配置される。そのため、回転軸が双方向に回転する回転電機でも、体格を小さく抑制しながらも、従来よりも絶縁破壊を防止できる。
In addition, since the commutator pieces immediately after the brushes are separated come into contact with one side of the pair of rectifying brushes, the voltage changes by the voltage drop of the diode electrically connected between the pair of rectifying brushes. . Since the potential difference between the voltage of the commutator piece and the voltage of the power supply is less than the dielectric breakdown voltage, dielectric breakdown can be prevented more than in the past.
Furthermore, the flow straightening brush and the brush are arranged offset in the axial direction. Therefore, since the straightening brush can be designed in shape, size, etc. independently of the brush, the degree of freedom in design is enhanced.
In addition, two pairs of flow straightening brushes are provided for one pair of brushes. The two pairs of commutating brushes corresponding to the pair of brushes have one pair of commutating brushes disposed on the rear side of the brush with respect to the forward rotation direction of the commutator, and the other pair of commutating brushes is the reverse of the commutator It is disposed on the rear side of the brush with respect to the rotation direction. Therefore, even with the rotating electrical machine in which the rotating shaft rotates in both directions, it is possible to prevent the dielectric breakdown more than ever while suppressing the physique to be small.

第2の発明は、回転電機(10)において、請求項1から7のいずれか一項に記載の整流装置(20)と、前記整流子が設けられる回転軸(11)と、前記回転軸に直接的または間接的に固定される回転子(13)と、前記回転子とギャップ(G)を介して設けられる固定子(14)とを有することを特徴とする。   A second aspect of the invention relates to a rectifying device (20) according to any one of claims 1 to 7, a rotating shaft (11) on which the commutator is provided, and the rotating shaft in a rotating electrical machine (10). It has a rotor (13) fixed directly or indirectly, and a stator (14) provided via the rotor and a gap (G).

この構成によれば、体格を小さく抑制しながらも、従来よりも絶縁破壊を防止できる回転電機を提供することができる。   According to this configuration, it is possible to provide a rotating electrical machine capable of preventing dielectric breakdown more than ever while suppressing the physique to be small.

なお、コイルを含む巻線の相数は、三相以上であれば任意である。「電力源」には、電力源(例えばバッテリや商用電源等)自体でもよく、さらに電力を変換して出力する電力変換装置を含めてもよい。「回転電機」は、回転する部材(例えば軸やシャフト等)を有する機器であれば任意である。例えば、発電機,電動機,電動発電機等が該当する。発電機には電動発電機が発電機能機の場合を含み、電動機には電動発電機が電動機の場合を含む。「回転子」は、円形状(円環形状や円筒形状等を含む)に成形される。   The number of phases of the winding including the coil is arbitrary as long as it has three or more phases. The “power source” may be a power source (for example, a battery or a commercial power source) itself, and may further include a power conversion device that converts and outputs power. The “rotating electric machine” is optional as long as it is a device having a rotating member (for example, a shaft, a shaft, etc.). For example, a generator, an electric motor, a motor generator, etc. correspond. The generator includes the case where the motor generator is a generator function machine, and the motor includes the case where the motor generator is an electric motor. The “rotor” is formed in a circular shape (including an annular shape, a cylindrical shape, and the like).

回転電機の構成例を模式的に示す一部断面図である。It is a partial cross section figure which shows the structural example of a rotary electric machine typically. 整流装置の構成例を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of a rectification device typically. 整流装置の構成例を模式的に示す回路図である。It is a circuit diagram showing typically the example of composition of a rectifier. ブラシ,整流ブラシ,整流子片の第1配置例を示す周方向展開図である。It is the circumferential direction expanded view which shows the 1st example of arrangement | positioning of a brush, a rectification | straightening brush, and a commutator piece. 第1配置例における整流子片の電圧変化を示すタイムチャート図である。It is a time-chart figure which shows the voltage change of the commutator piece in a 1st example of arrangement | positioning. ブラシ,整流ブラシ,整流子片の第2配置例を示す周方向展開図である。It is the circumferential direction expanded view which shows the 2nd example of arrangement | positioning of a brush, a rectification | straightening brush, and a commutator piece. 第2配置例における整流子片の電圧変化を示すタイムチャート図である。It is a time-chart figure which shows the voltage change of the commutator piece in a 2nd example of arrangement | positioning. ブラシ,整流ブラシ,整流子片の第3配置例を示す周方向展開図である。It is the circumferential direction expanded view which shows the 3rd example of arrangement | positioning of a brush, a rectification brush, and a commutator piece. ブラシ,整流ブラシ,整流子片の第4配置例を示す周方向展開図である。It is the circumferential direction expanded view which shows the 4th example of arrangement | positioning of a brush, a rectification | straightening brush, and a commutator piece. ブラシ,整流ブラシ,整流子片の第5配置例を示す周方向展開図である。It is the circumferential direction expanded view which shows the 5th example of arrangement | positioning of a brush, a rectification | straightening brush, and a commutator piece. ブラシ,整流ブラシ,整流子片の第6配置例を示す周方向展開図である。It is the circumferential direction expanded view which shows the 6th example of arrangement | positioning of a brush, a rectification brush, and a commutator piece.

以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、特に明示しない限り、「接続する」という場合には電気的に接続することを意味する。各図は、本発明を説明するために必要な要素を図示し、実際の全要素を図示しているとは限らない。上下左右等の方向を言う場合には、図面の記載を基準とする。   Hereinafter, an embodiment for carrying out the present invention will be described based on the drawings. In addition, unless otherwise specified, in the case of "connect" means to electrically connect. The figures illustrate the elements that are necessary to illustrate the invention and may not depict all actual elements. When saying directions such as top, bottom, left, and right, the description in the drawings is used as a reference.

英数字の連続符号は記号「〜」を用いて略記する。例えば、「コイルL1〜L6」は「コイルL1,L2,L3,L4,L5,L6」を意味する。符号の英文字は大文字と小文字とで別の要素を意味する。例えば、図4に示す整流子22Aと整流子片22aは別の要素である。部材間の固定方法は問わない。磁性材は、主に軟磁性材であるが、磁束が流れることを条件として材料や構成などを問わない。   The alphanumeric serial code is abbreviated using the symbol "~". For example, "coils L1 to L6" mean "coils L1, L2, L3, L4, L5, L6". The alphabet of the code means different elements in upper and lower case. For example, the commutator 22A and the commutator piece 22a shown in FIG. 4 are separate elements. There is no limitation on the method of fixing the members. The magnetic material is mainly a soft magnetic material, but the material, the configuration, etc. may be any, provided that the magnetic flux flows.

参考の形態1〕
参考の形態1は図1〜図7を参照しながら説明する。図1に示す回転電機10は、インナーロータ型の一例である。この回転電機10は、回転軸11,回転子13,固定子14,整流装置20などをハウジング12内に有する。
[Form 1 of reference ]
Reference Embodiment 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 7. The rotary electric machine 10 shown in FIG. 1 is an example of an inner rotor type. The rotary electric machine 10 has a rotary shaft 11, a rotor 13, a stator 14, a rectifying device 20 and the like in a housing 12.

ハウジング12は、「フレーム」や「筐体」などとも呼ばれ、上述した要素を収容できれば任意の形状で成形してよい。図示しないが、プーリ,回転角検出センサ,半導体素子等のうちで一以上を収容する構成としてもよい。   The housing 12 is also referred to as a “frame” or a “housing”, and may be formed in any shape as long as the above-described elements can be accommodated. Although not shown, one or more of a pulley, a rotation angle detection sensor, a semiconductor element, etc. may be accommodated.

「シャフト」とも呼ばれる回転軸11は、図示しない軸受を介してハウジング12に回転自在に支持される。回転子13は、直接的または間接的に回転軸11に固定される。すなわち、回転軸11と回転子13は一体に回転する。回転子13は、巻線13aや回転子鉄心13bなどを有する。巻線13aは、三相以上の巻線であり、回転子鉄心13bに巻き付けられる。回転子鉄心13bは主に磁性材で成形される。   The rotating shaft 11, which is also referred to as a "shaft", is rotatably supported by the housing 12 via a bearing (not shown). The rotor 13 is fixed to the rotating shaft 11 directly or indirectly. That is, the rotating shaft 11 and the rotor 13 rotate integrally. The rotor 13 has a winding 13a, a rotor core 13b, and the like. The winding 13a is a winding of three or more phases, and is wound around the rotor core 13b. The rotor core 13b is mainly formed of a magnetic material.

固定子14は、ハウジング12に固定される。固定子14の構成は任意であり、複数の磁石を含めてもよい。例えば、回転子13と対面する径方向端面は、N極とS極の極性が交互になるように周方向に配置して構成する。固定子14と回転子13の間は、径方向RaにギャップGが設けられる。   The stator 14 is fixed to the housing 12. The configuration of the stator 14 is optional and may include a plurality of magnets. For example, the radial end faces facing the rotor 13 are arranged circumferentially so that the polarities of the N pole and the S pole alternate. A gap G is provided between the stator 14 and the rotor 13 in the radial direction Ra.

整流装置20は、一対以上の整流ブラシ21,整流子22,一対以上のブラシ23,ダイオードDなどを有する。整流ブラシ21とブラシ23は、それぞれ図示しない絶縁性のブラシホルダに収容される。ブラシホルダはハウジング12に設けられ、整流ブラシ21とブラシ23がそれぞれ整流子22に接触するように弾性部材(例えばバネやゴム等)によって付勢される。整流子22は、図2に示すように回転軸11に設けられる。整流子22の構成例については後述する(図2,図3等を参照)。   The rectifying device 20 includes a pair or more of rectifying brushes 21, a commutator 22, a pair of more than brushes 23, a diode D, and the like. The flow straightening brush 21 and the brush 23 are respectively accommodated in insulating brush holders (not shown). The brush holder is provided on the housing 12 and is biased by an elastic member (for example, a spring, rubber or the like) so that the rectifying brush 21 and the brush 23 contact the commutator 22 respectively. The commutator 22 is provided on the rotating shaft 11 as shown in FIG. A configuration example of the commutator 22 will be described later (see FIG. 2, FIG. 3 and the like).

一対の整流ブラシ21は、例えば整流ブラシ21aと整流ブラシ21bが該当する。整流ブラシ21aと整流ブラシ21bの間には、回転方向ARの先端側(すなわち整流ブラシ21a側)がカソードとなるように、ダイオードDが接続される。一対のブラシ23は、例えば正極ブラシ23aと負極ブラシ23bが該当する。正極ブラシ23aは電力源Eのプラス端子に接続され、負極ブラシ23bは電力源Eのマイナス端子に接続される。電力源Eは、回転電機10を稼働(すなわち回転や停止等)する電力を供給できれば任意であり、例えば二次電池,燃料電池,太陽電池などが該当する。回生ブレーキ等によって回転電機10で発電した電力を充電するには、二次電池が望ましい。   For example, the straightening brush 21a and the straightening brush 21b correspond to the pair of straightening brushes 21. The diode D is connected between the rectifying brush 21a and the rectifying brush 21b such that the tip end side (that is, the rectifying brush 21a side) of the rotational direction AR is a cathode. The pair of brushes 23 correspond to, for example, the positive electrode brush 23 a and the negative electrode brush 23 b. The positive electrode brush 23 a is connected to the positive terminal of the power source E, and the negative electrode brush 23 b is connected to the negative terminal of the power source E. The power source E is optional as long as it can supply power for operating (i.e., rotating, stopping, etc.) the rotary electric machine 10, and, for example, a secondary battery, a fuel cell, a solar cell or the like corresponds. In order to charge the electric power generated by the rotating electrical machine 10 by a regenerative brake or the like, a secondary battery is desirable.

回転電機10(具体的にはブラシ23)と電力源Eの間には、二点鎖線で示す電力変換装置INVを介在させてもよい。電力変換装置INVは、例えばPWM(Pulse Width Modulation)などにより、電力源Eから供給される電力を変換して回転電機10に出力する制御を行う。電力変換装置INVは、例えばECU(Electronic Control Unit)やコンピュータなどが該当する。電力変換装置INVが行う電力変換制御によって、回転軸11の回転速度やトルクなどを制御できる。   Between the rotating electrical machine 10 (specifically, the brush 23) and the power source E, a power conversion device INV indicated by a two-dot chain line may be interposed. The power conversion device INV performs control to convert the power supplied from the power source E and output it to the rotating electrical machine 10, for example, by PWM (Pulse Width Modulation). The power converter INV corresponds to, for example, an electronic control unit (ECU) or a computer. The power conversion control performed by the power conversion device INV can control the rotational speed, torque, and the like of the rotating shaft 11.

図2に示す整流子22は、回転方向ARに回転する回転軸11に固定される。この整流子22は、図示するように周方向Ciに並べて設けられる複数の整流子片22aを有する。整流子22を構成する整流子片22aの数は任意に設定してよく、図3では6つの整流子片22aを設定した例を示す。周方向Ciに隣り合う整流子片22aの相互間は、絶縁が確保される。例えば図3に示すように整流子片22aの相互間に空隙を設けてもよく、整流子片22aの相互間を絶縁部材で埋めてもよい。   The commutator 22 shown in FIG. 2 is fixed to the rotating shaft 11 that rotates in the rotation direction AR. The commutator 22 has a plurality of commutator pieces 22 a arranged in the circumferential direction Ci as illustrated. The number of commutator segments 22a constituting the commutator 22 may be set arbitrarily, and FIG. 3 shows an example in which six commutator segments 22a are set. Insulation is secured between the commutator pieces 22a adjacent in the circumferential direction Ci. For example, as shown in FIG. 3, an air gap may be provided between the commutator segments 22a, and an insulating member may be filled between the commutator segments 22a.

一対の整流ブラシ21は、整流子22Aの回転方向AR(図2では右回転)に対して、一対のブラシ23の後方側に配置される。すなわち整流ブラシ21aは、整流子22Aの回転方向ARに対して、対応する正極ブラシ23aの後方側(図2では左側)に配置される。同様にして整流ブラシ21bは、整流子22Aの回転方向ARに対して、対応する負極ブラシ23bの後方側(図2では左側)に配置される。   The pair of commutating brushes 21 is disposed on the rear side of the pair of brushes 23 with respect to the rotation direction AR (right rotation in FIG. 2) of the commutator 22A. That is, the rectifying brush 21a is disposed on the rear side (left side in FIG. 2) of the corresponding positive electrode brush 23a with respect to the rotational direction AR of the commutator 22A. Similarly, the rectifying brush 21b is disposed on the rear side (left side in FIG. 2) of the corresponding negative electrode brush 23b with respect to the rotation direction AR of the commutator 22A.

また、周方向Ciに隣り合う整流子片22aの相互間は、図3に一点鎖線で示す巻線13aで接続される。巻線13aに含まれるコイルの数は任意に設定してよく、図3では6つのコイルL1〜L6で設定した例を示す。コイルL1〜L6の各コイルは、周方向Ciに隣り合う整流子片22aの相互間に接続される。なお図3では、図1に示す電力変換装置INVや回転軸11等の図示を省略している。   Moreover, between the commutator pieces 22a adjacent to each other in the circumferential direction Ci are connected by a winding 13a indicated by an alternate long and short dash line in FIG. The number of coils included in the winding 13a may be set arbitrarily, and FIG. 3 shows an example set by six coils L1 to L6. Each coil of the coils L1 to L6 is connected between the commutator pieces 22a adjacent in the circumferential direction Ci. In FIG. 3, the power converter INV shown in FIG. 1 and the rotary shaft 11 etc. are not shown.

上述した整流装置20による整流作用について、図4〜図7を参照しながら説明する。正極ブラシ23aが整流子片22aから離れる例を図4,図5に示し、負極ブラシ23bが整流子片22aから離れる例を図6,図7に示す。説明の都合により、図4,図6では、接触していた正極ブラシ23aや負極ブラシ23bから離れる整流子片22aにはハッチ線を付すとともに、コイルL6の図示を省略する。図4,図6に示すダイオードD1は、図1〜図3に示すダイオードDに相当する。   The rectifying action of the above-described rectifying device 20 will be described with reference to FIGS. 4 to 7. FIGS. 4 and 5 show an example in which the positive electrode brush 23a is separated from the commutator piece 22a, and FIGS. 6 and 7 show an example in which the negative electrode brush 23b is separated from the commutator piece 22a. For convenience of explanation, in FIGS. 4 and 6, hatching lines are attached to the commutator pieces 22a separated from the positive electrode brush 23a and the negative electrode brush 23b which have been in contact, and the illustration of the coil L6 is omitted. The diode D1 shown in FIGS. 4 and 6 corresponds to the diode D shown in FIGS.

ハッチ線を付した整流子片22aは、以下では便宜的に「離脱整流子片22ax」と呼ぶことにする。図1,図3に示す電力源Eのマイナス端子の電位を基準(以下では単に「基準電位」と呼ぶ。)とし、図5,図7では0[V]として示す。ただし、基準電位は、接地電位(いわゆるアース)と同じ電位とは限らない。よって、離脱整流子片22axの整流子片電圧V22aは、基準電位との間の電位差である。なお、厳密にはブラシ,整流ブラシ,導電線の各抵抗による電圧降下が生じるが、これらの要素は従来と変わらないので、以下では考慮しない。導電線は、要素間を接続する「接続線」に相当し、巻線の一部を利用する場合を含む。   The hatched commutator 22a is hereinafter referred to as "disengaged commutator 22ax" for the sake of convenience. The potential of the negative terminal of the power source E shown in FIGS. 1 and 3 is referred to as a reference (hereinafter simply referred to as “reference potential”), and is shown as 0 [V] in FIGS. 5 and 7. However, the reference potential is not limited to the same potential as the ground potential (so-called ground). Therefore, the commutator piece voltage V22a of the separation commutator piece 22ax is a potential difference between it and the reference potential. In addition, although the voltage drop by each resistance of a brush, a rectification brush, and a conductive wire arises strictly, since these elements are not different from before, they are not considered below. The conductive wire corresponds to a "connecting wire" connecting elements to each other, including the case of using a part of the winding.

図4において、正極ブラシ23aが離脱整流子片22axから離れる際には、コイルL2に生じる逆起電力によって矢印で示すアーク放電A1(すなわち絶縁破壊)が生じる可能性がある。すなわち、正極ブラシ23aと離脱整流子片22axとの間に絶縁破壊電圧Vthが生じた場合である。整流子片電圧V22aは、例えば図5のように変化する。   In FIG. 4, when the positive electrode brush 23a is separated from the separation commutator piece 22ax, there is a possibility that an arc discharge A1 (that is, dielectric breakdown) indicated by an arrow may occur due to the back electromotive force generated in the coil L2. That is, the dielectric breakdown voltage Vth is generated between the positive electrode brush 23a and the separation commutator piece 22ax. The commutator piece voltage V22a changes, for example, as shown in FIG.

図5において、整流子片電圧V22aは、離脱整流子片22axは正極ブラシ23aと接触している時刻t11まで電源電圧Ve(つまり電力源Eのプラス端子の電位)と同じである。離脱整流子片22axが正極ブラシ23aから離れたとき、コイルL2による逆起電力が生じて、二点鎖線で示す電圧V13(ただしV13<0)になり得る。電圧V13が0[V]を下回るのは、コイルL2による逆起電力に加えて、整流ブラシ21a,ダイオードD1,整流ブラシ21b,整流子片22a,負極ブラシ23bを介して電力源Eのマイナス端子(つまり基準電位の0[V])に接続されているためである。電源電圧Veと電圧V13の電位差である電圧V15が絶縁破壊電圧Vth以上(V15≧Vth)になると、アーク放電A1が生じる。   In FIG. 5, the commutator-piece voltage V22a is the same as the power supply voltage Ve (that is, the potential of the positive terminal of the power source E) until time t11 when the separation rectifier piece 22ax is in contact with the positive electrode brush 23a. When the separation commutator piece 22ax is separated from the positive electrode brush 23a, a back electromotive force is generated by the coil L2, and a voltage V13 (where V13 <0) indicated by a two-dot chain line can be obtained. The voltage V13 is lower than 0 [V] in addition to the back electromotive force by the coil L2, the negative terminal of the power source E via the rectifying brush 21a, the diode D1, the rectifying brush 21b, the commutator 22a, and the negative electrode brush 23b. This is because it is connected to (that is, 0 [V] of the reference potential). When the voltage V15 which is a potential difference between the power supply voltage Ve and the voltage V13 becomes equal to or higher than the dielectric breakdown voltage Vth (V15 ≧ Vth), an arc discharge A1 is generated.

ここで、正極ブラシ23aから離れたときの離脱整流子片22axは、上述したように整流ブラシ21a,ダイオードD1,整流ブラシ21b,整流子片22a,負極ブラシ23bを介して電力源Eのマイナス端子に接続される。すなわち、整流子片電圧V22aは0[V](つまり基準電位)からダイオードD1の電圧降下分だけ低い電圧V12(例えば−0.7[V])になる。電圧V12はダイオードD1のカソード側電圧でもある。よって、電源電圧Veと電圧V12の電位差である電圧V14は絶縁破壊電圧Vth未満(V14<Vth)になり、アーク放電A1の発生を抑えることができる。電圧V12は、電源電圧Veの変動とは無関係に維持されるので、電圧V14が絶縁破壊電圧Vth以上になる事態を抑制できる。   Here, as described above, the separated commutator piece 22ax when separated from the positive electrode brush 23a is the negative terminal of the power source E via the rectifying brush 21a, the diode D1, the rectifying brush 21b, the commutator piece 22a, and the negative electrode brush 23b. Connected to That is, the commutator piece voltage V22a becomes a voltage V12 (for example, -0.7 [V]) lower than 0 [V] (that is, the reference potential) by the voltage drop of the diode D1. The voltage V12 is also the cathode side voltage of the diode D1. Therefore, the voltage V14 which is a potential difference between the power supply voltage Ve and the voltage V12 becomes less than the dielectric breakdown voltage Vth (V14 <Vth), and the occurrence of the arc discharge A1 can be suppressed. The voltage V12 is maintained independently of the fluctuation of the power supply voltage Ve, so that the situation where the voltage V14 becomes higher than the dielectric breakdown voltage Vth can be suppressed.

その後、コイルL2による逆起電力が収まる時刻t12には、整流子片電圧V22aが電圧V11になる。電圧V11は、図2に示すコイルL1〜L6において、コイルL2に印加される分圧である。回転軸11に固定された整流子22が1回転し、再び離脱整流子片22axが正極ブラシ23aに接触する時刻t13には、電源電圧Veと同じになる。   After that, at time t12 when the back electromotive force by the coil L2 is settled, the commutated piece voltage V22a becomes the voltage V11. The voltage V11 is a partial pressure applied to the coil L2 in the coils L1 to L6 shown in FIG. At time t13 when the commutator 22 fixed to the rotating shaft 11 makes one rotation and the separated commutating piece 22ax contacts the positive electrode brush 23a again, the same as the power supply voltage Ve.

図6において、負極ブラシ23bが離脱整流子片22axから離れる際には、コイルL4に生じる逆起電力によって矢印で示すアーク放電A2(すなわち絶縁破壊)が生じる可能性がある。すなわち、負極ブラシ23bと離脱整流子片22axとの間に絶縁破壊電圧Vthが生じた場合である。整流子片電圧V22aは、例えば図7のように変化する。   In FIG. 6, when the negative electrode brush 23b is separated from the separation commutator piece 22ax, there is a possibility that an arc discharge A2 (that is, dielectric breakdown) indicated by an arrow may occur due to the back electromotive force generated in the coil L4. That is, the dielectric breakdown voltage Vth is generated between the negative electrode brush 23b and the separation commutator piece 22ax. The commutator piece voltage V22a changes, for example, as shown in FIG.

図7において、整流子片電圧V22aは、離脱整流子片22axは負極ブラシ23bと接触している時刻t21まで0[V](つまり基準電位)と同じである。離脱整流子片22axが負極ブラシ23bから離れたとき、コイルL4による逆起電力が生じて、二点鎖線で示す電圧V21(ただしV21>Ve)になり得る。電圧V21が電源電圧Veを超えるのは、コイルL4による逆起電力に加えて、離脱整流子片22axが整流ブラシ21b,ダイオードD1,整流ブラシ21a,整流子片22a,正極ブラシ23aを介して電力源Eのプラス端子に接続されているためである。0[V]と電圧V21の電位差である電圧V25が絶縁破壊電圧Vth以上(V25≧Vth)になると、アーク放電A2が生じる。   In FIG. 7, the commutator-piece voltage V22a is the same as 0 [V] (that is, the reference potential) until time t21 when the separation commutator piece 22ax is in contact with the negative electrode brush 23b. When the separation commutator piece 22ax is separated from the negative electrode brush 23b, a back electromotive force is generated by the coil L4, and a voltage V21 (V21> Ve) indicated by a two-dot chain line can be obtained. The voltage V21 exceeds the power supply voltage Ve because, in addition to the back electromotive force by the coil L4, the separated commutator piece 22ax is supplied with electric power via the rectifying brush 21b, the diode D1, the rectifying brush 21a, the commutating piece 22a, and the positive electrode brush 23a. It is because it is connected to the positive terminal of the source E. When the voltage V25 which is a potential difference between 0 [V] and the voltage V21 becomes equal to or higher than the dielectric breakdown voltage Vth (V25 ≧ Vth), an arc discharge A2 is generated.

ここで、負極ブラシ23bから離れたときの離脱整流子片22axは、上述したように整流ブラシ21b,ダイオードD1,整流ブラシ21a,整流子片22a,正極ブラシ23aを介して電力源Eのプラス端子に接続される。すなわち、整流子片電圧V22aは電源電圧Ve(つまり電力源Eのプラス端子の電位)からダイオードD1の電圧降下分だけ高い電圧V22(例えば12.7[V])になる。電圧V22はダイオードD1のカソード側電圧でもある。よって、0[V]と電圧V22の電位差である電圧V24は絶縁破壊電圧Vth未満(V24<Vth)になり、アーク放電A2の発生を抑えることができる。電圧V22は、電源電圧Veの変動とは無関係に維持されるので、電圧V24が絶縁破壊電圧Vth以上になる事態を抑制できる。   Here, as described above, the separated commutator piece 22ax when separated from the negative electrode brush 23b is the positive terminal of the power source E through the rectifying brush 21b, the diode D1, the rectifying brush 21a, the commutator piece 22a, and the positive electrode brush 23a. Connected to That is, the commutator piece voltage V22a becomes a voltage V22 (for example, 12.7 [V]) higher than the power supply voltage Ve (that is, the potential of the positive terminal of the power source E) by the voltage drop of the diode D1. The voltage V22 is also a cathode side voltage of the diode D1. Therefore, the voltage V24 which is a potential difference between 0 [V] and the voltage V22 becomes less than the dielectric breakdown voltage Vth (V24 <Vth), and the occurrence of the arc discharge A2 can be suppressed. The voltage V22 is maintained regardless of the fluctuation of the power supply voltage Ve, so that the situation where the voltage V24 becomes higher than the dielectric breakdown voltage Vth can be suppressed.

その後、コイルL4による逆起電力が収まる時刻t22には、整流子片電圧V22aが電圧V23になる。電圧V23は、図2に示すコイルL1〜L6において、コイルL4に印加される分圧である。回転軸11に固定された整流子22が1回転して、再び離脱整流子片22axが負極ブラシ23bに接触する時刻t23には、0[V]と同じになる。   After that, at time t22 when the back electromotive force by the coil L4 is settled, the commutated piece voltage V22a becomes the voltage V23. The voltage V23 is a partial pressure applied to the coil L4 in the coils L1 to L6 shown in FIG. At time t23 when the commutator 22 fixed to the rotating shaft 11 makes one rotation, and the separated commutating piece 22ax comes in contact with the negative electrode brush 23b again, it becomes the same as 0 [V].

上述した参考の形態1によれば、以下に示す各作用効果を得ることができる。 According to the first above-mentioned reference, it is possible to obtain the respective functions and effects described below.

(1)整流装置20において、一対のブラシ23(すなわち正極ブラシ23aと負極ブラシ23b)は電力源Eと接続され、一対の整流ブラシ21(すなわち整流ブラシ21a,21b)は整流子22Aの回転方向ARに対してブラシ23の後方側に配置され、一対の整流ブラシ21の相互間に接続されるダイオードD1を備える構成とした(図1〜図4,図6を参照)。この構成によれば、一対のブラシ23は電力源Eと接続される。一対の整流ブラシ21の相互間にはダイオードD1が接続されるものの、整流ブラシ21は電力源Eと接続されない。一対の整流ブラシ21の相互間には一のダイオードD1を接続すればよいので、ダイオードD1の数を低減でき、さらに導電線の数も低減できる。したがって、整流装置20の体格を小さく抑制することができる。図示を省略するが、二対以上のブラシ23を電力源Eと接続してもよく、この場合も同様の作用効果が得られる。   (1) In the rectifying device 20, the pair of brushes 23 (i.e., the positive brush 23a and the negative brush 23b) are connected to the power source E, and the pair of rectifying brushes 21 (i.e., the rectifying brushes 21a and 21b) are in the rotating direction of the commutator 22A. The diode D1 is disposed on the rear side of the brush 23 with respect to the AR and connected between the pair of rectifying brushes 21 (see FIGS. 1 to 4 and 6). According to this configuration, the pair of brushes 23 is connected to the power source E. Although the diode D 1 is connected between the pair of rectifying brushes 21, the rectifying brush 21 is not connected to the power source E. Since one diode D1 may be connected between the pair of rectifying brushes 21, the number of diodes D1 can be reduced, and the number of conductive lines can also be reduced. Therefore, the physique of the rectifier 20 can be reduced. Although not shown, two or more pairs of brushes 23 may be connected to the power source E, and in this case, the same effect can be obtained.

また、ブラシ23が離れた直後の整流子片22a(すなわち離脱整流子片22ax)は、対をなす整流ブラシ21の一方側(図4では整流ブラシ21a、図6では整流ブラシ21b)が接触するので、一対の整流ブラシ21a,21bの相互間に電気的に接続されるダイオードD1の電圧降下分だけ変化する電圧V12,V22になる。整流子片22aの電圧V12,V22と、電力源Eの電源電圧Veとの電位差は絶縁破壊電圧Vth未満になる(図5,図7を参照)。こうしてダイオードD1のカソード側電圧である電圧V12,V22が高められ、従来よりも絶縁破壊を防止することができる。   Further, one side (a straightening brush 21a in FIG. 4 and a straightening brush 21b in FIG. 6) of the straightening brush 21 forming a pair is in contact with the commutator piece 22a immediately after the brush 23 is separated (that is, the separated commutating piece 22ax). Thus, the voltages V12 and V22 change by the voltage drop of the diode D1 electrically connected between the pair of rectifying brushes 21a and 21b. The potential difference between the voltages V12 and V22 of the rectifier piece 22a and the power supply voltage Ve of the power source E is less than the dielectric breakdown voltage Vth (see FIGS. 5 and 7). Thus, the voltages V12 and V22 which are the cathode side voltages of the diode D1 are increased, and the dielectric breakdown can be prevented more than in the prior art.

(8)回転電機10は、整流装置20と、整流子22Aが設けられる回転軸11と、回転軸11に直接的または間接的に固定される回転子13と、回転子13とギャップGを介して設けられる固定子14とを有する構成とした(図1を参照)。この構成によれば、体格を小さく抑制しながらも、従来よりも絶縁破壊を防止できる回転電機10を提供することができる。   (8) The rotating electrical machine 10 includes the rectifying device 20, the rotating shaft 11 provided with the commutator 22A, the rotor 13 fixed directly or indirectly to the rotating shaft 11, the rotor 13 and the gap G. And the stator 14 provided (see FIG. 1). According to this configuration, it is possible to provide the rotary electric machine 10 capable of preventing the dielectric breakdown more than ever while suppressing the physique to be small.

(9)回転電機10の回転子13は、コイルL1〜L6を含む巻線13aが設けられる構成とした(図1,図3を参照)。この構成によれば、巻線13aが設けられる回転子13を有する回転電機10でも、体格を小さく抑制しながらも、従来よりも絶縁破壊を防止できる回転電機10を提供することができる。   (9) The rotor 13 of the rotary electric machine 10 is configured to be provided with the winding 13a including the coils L1 to L6 (see FIGS. 1 and 3). According to this configuration, even with the rotary electric machine 10 having the rotor 13 provided with the winding 13a, it is possible to provide the rotary electric machine 10 capable of preventing the dielectric breakdown more than ever while suppressing the physique small.

参考の形態2〕
参考の形態2は図8を参照しながら説明する。なお図示および説明を簡単にするため、特に明示しない限り、参考の形態1で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。よって、参考の形態1と相違する点を中心に説明する。
[Form 2 of reference ]
Reference Embodiment 2 will be described with reference to FIG. Note for ease of illustration and description, unless otherwise specified, the same elements and units used in Reference Embodiment 1 will not be described are denoted by the same reference numerals. Accordingly, it will be mainly described differences from the Embodiment 1 of reference.

図8には、整流子22の一例であるとともに、整流子22Aの変形例である整流子22Bを示す。この整流子22Bは、整流子22Aと同様に、複数の整流子片22bを有する。整流子22Bが整流子22Aと異なるのは、各整流子片22bの外周面形状である。   FIG. 8 shows a commutator 22B which is an example of the commutator 22 and is a modification of the commutator 22A. Like the commutator 22A, the commutator 22B includes a plurality of commutator pieces 22b. The commutator 22B differs from the commutator 22A in the shape of the outer peripheral surface of each commutator piece 22b.

整流子22Bの各整流子片22bは、第1接触部位22dと第2接触部位22cとを有する。第1接触部位22dは、ブラシ23(すなわち正極ブラシ23aや負極ブラシ23b)と接触する部位であり、周方向Ciの幅を第1接触幅W1とする。第2接触部位22cは、整流ブラシ21と接触する部位であり、周方向Ciの幅を第2接触幅W2とする。第2接触幅W2は第1接触幅W1と異ならせて設定し、図示するように第2接触幅W2は第1接触幅W1よりも小さく設定するとよい(W2<W1)。   Each commutator piece 22b of the commutator 22B has a first contact portion 22d and a second contact portion 22c. The first contact portion 22d is a portion that contacts the brush 23 (that is, the positive electrode brush 23a and the negative electrode brush 23b), and the width in the circumferential direction Ci is a first contact width W1. The second contact portion 22c is a portion in contact with the rectifying brush 21 and has a width in the circumferential direction Ci as a second contact width W2. The second contact width W2 may be set to be different from the first contact width W1, and as illustrated, the second contact width W2 may be set smaller than the first contact width W1 (W2 <W1).

整流ブラシ21(すなわち整流ブラシ21a,21b)は、それぞれ複数の整流子片22bと同時に接触するのを回避する形状で形成される。図8の構成例では、整流ブラシ21a,21bの周方向Ciの幅を周方向幅WRとし、周方向Ciに隣り合う第2接触部位22cの間隔を相互間幅WMとするとき、周方向幅WRは相互間幅WMよりも小さく設定する(WR<WM)。   The flow straightening brushes 21 (i.e., the flow straightening brushes 21a and 21b) are formed in a shape that avoids simultaneous contact with the plurality of commutator pieces 22b. In the configuration example of FIG. 8, assuming that the width in the circumferential direction Ci of the rectifying brushes 21 a and 21 b is the circumferential width WR and the interval between the second contact portions 22 c adjacent in the circumferential direction Ci is the mutual width WM, the circumferential width WR is set smaller than the mutual width WM (WR <WM).

整流ブラシ21aは、整流子22Bの回転方向ARに対して、対応する正極ブラシ23aの後方側(図8では左側)に配置される。整流ブラシ21aの前方側端面と正極ブラシ23aの後方側端面は、図示する境界線B1に合わせてもよい。   The rectifying brush 21a is disposed on the rear side (left side in FIG. 8) of the corresponding positive electrode brush 23a with respect to the rotational direction AR of the commutator 22B. The front end face of the straightening brush 21a and the rear end face of the positive electrode brush 23a may be aligned with the illustrated boundary line B1.

整流ブラシ21bは、整流子22Bの回転方向ARに対して、対応する負極ブラシ23bの後方側(図8では左側)に配置される。整流ブラシ21cの前方側端面と負極ブラシ23bの後方側端面は、図示する境界線B2に合わせてもよい。   The rectifying brush 21b is disposed on the rear side (left side in FIG. 8) of the corresponding negative electrode brush 23b with respect to the rotation direction AR of the commutator 22B. The front end face of the straightening brush 21c and the rear end face of the negative electrode brush 23b may be aligned with the illustrated boundary line B2.

図8に示すブラシ23(すなわち正極ブラシ23aや負極ブラシ23b)と整流ブラシ21(すなわち整流ブラシ21a,21b)は、参考の形態1(図4,図6を参照)と比べて位置が異なる。すなわちブラシ23と整流ブラシ21は、軸方向Axに位置をずらして配置される。言い換えると、ブラシ23は整流子片22bの第1接触部位22dに限って接触し、整流ブラシ21は整流子片22bの第2接触部位22cに限って接触する。 Brush 23 shown in FIG. 8 (i.e. the positive electrode brushes 23a and negative brushes 23b) and the rectifying brush 21 (i.e. rectified brushes 21a, 21b) is a reference of the first position compared (FIG. 4, FIG. 6 reference) is different. That is, the brushes 23 and the flow straightening brushes 21 are disposed at different positions in the axial direction Ax. In other words, the brush 23 contacts only the first contact portion 22d of the commutator bar 22b, and the rectifying brush 21 contacts only the second contact portion 22c of the commutator bar 22b.

上述した構成においても、第1接触部位22d(離脱整流子片22axに相当する整流子片22b)から正極ブラシ23aが離れる際には図5のように電位が変化し、同じく第1接触部位22dから負極ブラシ23bが離れる際には図7のように電位が変化する。   Also in the above-described configuration, when the positive electrode brush 23a is separated from the first contact portion 22d (the commutator bar 22b corresponding to the separated commutator bar 22ax), the potential changes as shown in FIG. When the negative electrode brush 23b is separated from the above, the potential changes as shown in FIG.

上述した参考の形態2によれば、参考の形態1に示す作用効果のほかに、以下に示す各作用効果を得ることができる。 According to the second of the above-mentioned reference, in addition to the operational effect as in Reference Embodiment 1, it is possible to obtain the respective actions and effects described below.

(2)整流ブラシ21(すなわち整流ブラシ21a,21b)とブラシ23(すなわち正極ブラシ23aと負極ブラシ23b)は、軸方向Axに位置をずらして配置される構成とした(図8を参照)。この構成によれば、整流ブラシ21はブラシ23とは無関係に形状や大きさ等を設計することができるので、設計の自由度が高まる。   (2) The flow straightening brushes 21 (i.e., the flow straightening brushes 21a and 21b) and the brushes 23 (i.e., the positive polarity brush 23a and the negative polarity brush 23b) are arranged offset in the axial direction Ax (see FIG. 8). According to this configuration, since the shape and size of the rectifying brush 21 can be designed independently of the brush 23, the degree of freedom in design is enhanced.

(3)整流子片22bは、ブラシ23と接触する周方向Ciの第1接触幅W1と、整流ブラシ21と接触する周方向Ciの第2接触幅W2とが異なるように設けられる構成とした(図8を参照)。この構成によれば、ブラシ23と接触するタイミングと、整流ブラシ21と接触するタイミングとをきめ細かく設計できる。そのため、設計の自由度が高まるとともに、短絡電流の発生を確実に防止し、絶縁破壊によるアーク放電A1,A2(図4,図6を参照)を抑制することができる。   (3) The commutator piece 22b is configured to be provided such that the first contact width W1 in the circumferential direction Ci in contact with the brush 23 and the second contact width W2 in the circumferential direction Ci in contact with the rectifying brush 21 are different. (See Figure 8). According to this configuration, the timing of contact with the brush 23 and the timing of contact with the rectifying brush 21 can be finely designed. Therefore, the degree of freedom in design is enhanced, and the occurrence of a short circuit current can be reliably prevented, and arc discharges A1 and A2 (see FIGS. 4 and 6) due to dielectric breakdown can be suppressed.

(4)整流ブラシ21a,21bは、それぞれ複数の整流子片22b(具体的には第2接触部位22c)と同時に接触するのを回避する形状で形成される構成とした(図8を参照)。この構成によれば、整流ブラシ21は複数の整流子片22bと同時に接触しないので、さらに短絡電流の発生を確実に防止できる。   (4) The flow straightening brushes 21a and 21b are formed in such a shape as to avoid simultaneous contact with the plurality of commutator pieces 22b (specifically, the second contact portions 22c) (see FIG. 8). . According to this configuration, since the rectifying brush 21 does not contact with the plurality of commutator segments 22b simultaneously, the generation of the short circuit current can be reliably prevented.

(5)整流子22Bはブラシ23と接触する第1接触部位22dと整流ブラシ21と接触する第2接触部位22cとを有し、整流ブラシ21の周方向幅WRは周方向Ciに隣り合う第2接触部位22cの相互間幅WMよりも小さく設定される構成とした(WR<WM;図8を参照)。この構成によれば、周方向幅WRは相互間幅WMよりも小さいので、整流ブラシ21は複数の整流子片22b(具体的には第2接触部位22c)と同時に接触することがない。よって、さらに短絡電流の発生を確実に防止できる。   (5) The commutator 22B has a first contact portion 22d in contact with the brush 23 and a second contact portion 22c in contact with the flow straightening brush 21. The circumferential width WR of the flow straightening brush 21 is adjacent to the circumferential direction Ci The configuration is set to be smaller than the mutual width WM of the two contact portions 22c (WR <WM; see FIG. 8). According to this configuration, since the circumferential width WR is smaller than the mutual width WM, the rectifying brush 21 does not contact with the plurality of commutator pieces 22b (specifically, the second contact portions 22c) simultaneously. Therefore, the generation of the short circuit current can be reliably prevented.

参考の形態3〕
参考の形態3は図9を参照しながら説明する。なお図示および説明を簡単にするため、特に明示しない限り、参考の形態1,2で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。よって、参考の形態1,2と相違する点を中心に説明する。
[Form 3 of reference ]
The reference mode 3 will be described with reference to FIG. In addition, in order to simplify the illustration and the description, unless otherwise specified, the same elements as the elements used in the reference embodiments 1 and 2 will be assigned the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted. Therefore, points different from the reference modes 1 and 2 will be mainly described.

図9には、整流子22の一例であるとともに、整流子22Aの変形例である整流子22Cを示す。この整流子22Cは、複数の整流子片22eや、複数の独立整流子片22fなどを有する。整流子片22eの数と、複数の独立整流子片22fの数は、いずれも任意に設定してよい。本形態では、整流子片22eの数と独立整流子片22fの数が一致する。   FIG. 9 shows a commutator 22C which is an example of the commutator 22 and is a modification of the commutator 22A. The commutator 22C includes a plurality of commutator segments 22e, a plurality of independent commutator segments 22f, and the like. The number of commutator segments 22e and the number of the plurality of independent commutator segments 22f may be set arbitrarily. In the present embodiment, the number of commutator segments 22e matches the number of independent commutator segments 22f.

整流子片22eは、図8に示す整流子片22bと同様に、第1接触部位22dと第2接触部位22cを有する。整流子片22eは、図8に示す整流子片22bとは形状が異なり、例えばL字形状に成形される。整流子片22eについて、第1接触部位22dにかかる周方向Ciの幅を第1接触幅W3とし、第2接触部位22cにかかる周方向Ciの幅を第2接触幅W4とする。第2接触幅W4は第1接触幅W3と異ならせて設定し、図示するように第2接触幅W4は第1接触幅W3よりも小さく設定するとよい(W4<W3)。   The commutator piece 22e has a first contact portion 22d and a second contact portion 22c, similarly to the commutator piece 22b shown in FIG. The commutator piece 22e is different in shape from the commutator piece 22b shown in FIG. 8 and is formed, for example, in an L shape. The width of the commutator piece 22e in the circumferential direction Ci applied to the first contact portion 22d is referred to as a first contact width W3, and the width of the circumferential direction Ci applied to the second contact portion 22c is referred to as a second contact width W4. The second contact width W4 may be set to be different from the first contact width W3, and as illustrated, the second contact width W4 may be set smaller than the first contact width W3 (W4 <W3).

独立整流子片22fは、整流子片22eの第2接触部位22cに相当する位置に配置され、巻線13aを含めて他の要素と接続されない。よって、独立整流子片22fは整流ブラシ21a,21bと接触しない場合に浮遊電位となる。   The independent commutator piece 22f is disposed at a position corresponding to the second contact portion 22c of the commutator piece 22e, and is not connected to other elements including the winding 13a. Therefore, the independent commutator segments 22f have a floating potential when they do not contact the rectifying brushes 21a and 21b.

上述した構成においても、第1接触部位22d(離脱整流子片22axに相当する整流子片22e)から正極ブラシ23aが離れる際には図5のように電位が変化し、同じく第1接触部位22dから負極ブラシ23bが離れる際には図7のように電位が変化する。   Also in the configuration described above, when the positive electrode brush 23a is separated from the first contact site 22d (the commutator tab 22e corresponding to the separated commutator tab 22ax), the potential changes as shown in FIG. When the negative electrode brush 23b is separated from the above, the potential changes as shown in FIG.

上述した参考の形態3によれば、参考の形態1,2に示す作用効果のほかに、下記の作用効果を得ることができる。 According to Reference Embodiment 3 described above, in addition to the operational effect as in Reference mode 1, it is possible to obtain the advantageous effects described below.

(6)整流子22Cは、整流ブラシ21と接触しない場合に浮遊電位となる独立整流子片22fを含む構成とした(図9を参照)。この構成によれば、独立整流子片22fは巻線13aに接続されないので、ブラシ23や整流ブラシ21と接触しない時に浮遊電位状態が保持される。よって、ブラシ23や整流ブラシ21との間で絶縁破壊電圧Vth以上にはならず、さらに絶縁破壊によるアーク放電A1,A2(図4,図6を参照)を抑制することができる。   (6) The commutator 22C includes the independent commutator segments 22f that have a floating potential when they do not contact the rectifying brush 21 (see FIG. 9). According to this configuration, since the independent commutator piece 22f is not connected to the winding 13a, the floating potential state is maintained when it does not contact the brush 23 or the rectifying brush 21. Therefore, the voltage does not reach the dielectric breakdown voltage Vth or more between the brush 23 and the rectifying brush 21, and arc discharges A1 and A2 (see FIGS. 4 and 6) due to dielectric breakdown can be suppressed.

参考の形態4〕
参考の形態4は、参考の形態2(図8を参照)の変形例であり、図10を参照しながら説明する。なお図示および説明を簡単にするため、特に明示しない限り、参考の形態1〜3で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。よって、参考の形態1〜3と相違する点を中心に説明する。
[Form 4 of reference ]
Embodiment 4 Reference is a modification of Reference Embodiment 2 (see FIG. 8) will be described with reference to FIG. 10. Note for ease of illustration and description, unless otherwise specified, the same elements and units used in Reference Embodiment 1-3 will not be described are denoted by the same reference numerals. Therefore, points different from the reference embodiments 1 to 3 will be mainly described.

図10に示す構成は、さらに整流ブラシ21c,21dとダイオードD2を備える点で、図8に示す構成と相違する。整流ブラシ21c,21dは、整流ブラシ21a,21bと同様に、一対の整流ブラシ21に相当する。整流ブラシ21a〜21dは、ブラシ23と軸方向Axに位置をずらして配置される。図10に示す正回転方向AR1は、図8に示す回転方向ARに相当する。逆回転方向AR2は正回転方向AR1と逆方向である。   The configuration shown in FIG. 10 is different from the configuration shown in FIG. 8 in that rectifying brushes 21c and 21d and a diode D2 are further provided. The straightening brushes 21c and 21d correspond to the pair of straightening brushes 21 similarly to the straightening brushes 21a and 21b. The flow straightening brushes 21a to 21d are arranged offset from the brush 23 in the axial direction Ax. The forward rotation direction AR1 shown in FIG. 10 corresponds to the rotation direction AR shown in FIG. The reverse rotation direction AR2 is reverse to the normal rotation direction AR1.

整流ブラシ21cは、整流子22Bの逆回転方向AR2に対して、対応する正極ブラシ23aの後方側(図10では右側)に配置される。整流ブラシ21cの前方側端面と正極ブラシ23aの後方側端面は、図示する境界線B3に合わせてもよい。   The rectifying brush 21c is disposed on the rear side (right side in FIG. 10) of the corresponding positive electrode brush 23a with respect to the reverse rotation direction AR2 of the commutator 22B. The front end face of the straightening brush 21c and the rear end face of the positive electrode brush 23a may be aligned with the illustrated boundary line B3.

整流ブラシ21dは、整流子22Bの逆回転方向AR2に対して、対応する負極ブラシ23bの後方側(図10では右側)に配置される。整流ブラシ21dの前方側端面と負極ブラシ23bの後方側端面は、図示する境界線B4に合わせてもよい。   The rectifying brush 21d is disposed on the rear side (right side in FIG. 10) of the corresponding negative electrode brush 23b with respect to the reverse rotation direction AR2 of the commutator 22B. The front end face of the straightening brush 21d and the rear end face of the negative brush 23b may be aligned with the illustrated boundary line B4.

整流ブラシ21c,21dの周方向Ciの幅を周方向幅WRとし、周方向Ciに隣り合う第2接触部位22cの間隔を相互間幅WMとするとき、周方向幅WRは相互間幅WMよりも小さく設定する(WR<WM)。   Assuming that the width in the circumferential direction Ci of the rectifying brushes 21c and 21d is the circumferential width WR, and the distance between the second contact portions 22c adjacent in the circumferential direction Ci is the mutual width WM, the circumferential width WR is greater than the mutual width WM Also set smaller (WR <WM).

ダイオードD2は、図1〜図3に示すダイオードDに相当する。このダイオードD2は、回転方向AR2の先端側(すなわち整流ブラシ21d側)がカソードとなるように、整流ブラシ21cと整流ブラシ21dの間に接続される。言い換えると、ダイオードD1,D2は図示するように互いに逆方向となるように接続される。   The diode D2 corresponds to the diode D shown in FIGS. The diode D2 is connected between the rectifying brush 21c and the rectifying brush 21d such that the tip end side (that is, the rectifying brush 21d side) of the rotation direction AR2 is a cathode. In other words, the diodes D1 and D2 are connected in opposite directions to each other as illustrated.

回転軸11の回転に伴って整流子22Bが正回転方向AR1に回転するときは、参考の形態2と同様に、整流ブラシ21a,21bとダイオードD1を用いる。この場合は、第1接触部位22d(離脱整流子片22axに相当する整流子片22b)から正極ブラシ23aが離れる際には図5のように電位が変化し、同じく第1接触部位22dから負極ブラシ23bが離れる際には図7のように電位が変化する。 When the commutator 22B with rotation of the rotary shaft 11 is rotated in the normal rotation direction AR1 is in the same manner as in Reference Embodiment 2, the rectifying brush 21a, using 21b and the diode D1. In this case, when the positive electrode brush 23a is separated from the first contact portion 22d (the commutator bar 22b corresponding to the separated commutator bar 22ax), the potential changes as shown in FIG. When the brush 23b is separated, the potential changes as shown in FIG.

回転軸11の回転に伴って整流子22Bが逆回転方向AR2に回転するときは、整流ブラシ21c,21dとダイオードD2を用いる。この場合も、第1接触部位22d(離脱整流子片22axに相当する整流子片22b)から正極ブラシ23aが離れる際には図5のように電位が変化し、同じく第1接触部位22dから負極ブラシ23bが離れる際には図7のように電位が変化する。   When the commutator 22B rotates in the reverse rotation direction AR2 with the rotation of the rotating shaft 11, the rectifying brushes 21c and 21d and the diode D2 are used. Also in this case, when the positive electrode brush 23a is separated from the first contact portion 22d (the commutator bar 22b corresponding to the separated commutator bar 22ax), the potential changes as shown in FIG. When the brush 23b is separated, the potential changes as shown in FIG.

上述した参考の形態4によれば、参考の形態1,2に示す作用効果のほかに、下記の作用効果を得ることができる。 According to Reference Mode 4 described above, in addition to the operational effect as in Reference mode 1, it is possible to obtain the advantageous effects described below.

(7)一対のブラシ23に対して二対の整流ブラシ21(すなわち整流ブラシ21a,21bと整流ブラシ21c,21d)を備える構成とした。二対の整流ブラシ21は、一方の一対の整流ブラシ21(すなわち整流ブラシ21a,21b)が整流子22Bの正回転方向AR1に対してブラシ23の後方側に配置されるとともに、他方の一対の整流ブラシ21(すなわち整流ブラシ21c,21d)が整流子22Bの逆回転方向AR2に対してブラシ23の後方側に配置される(図10を参照)。この構成によれば、回転軸11が双方向に回転する回転電機10でも、体格を小さく抑制しながらも、従来よりも絶縁破壊を防止できる。   (7) Two pairs of flow straightening brushes 21 (i.e. flow straightening brushes 21a and 21b and flow straightening brushes 21c and 21d) are provided for the pair of brushes 23. The two pairs of commutating brushes 21 have one pair of commutating brushes 21 (i.e., commutating brushes 21a and 21b) disposed on the rear side of the brush 23 with respect to the forward rotation direction AR1 of the commutator 22B, and the other pair The straightening brush 21 (i.e., straightening brushes 21c and 21d) is disposed on the rear side of the brush 23 with respect to the reverse rotation direction AR2 of the commutator 22B (see FIG. 10). According to this configuration, even with the rotary electric machine 10 in which the rotary shaft 11 rotates in both directions, it is possible to prevent the dielectric breakdown more than ever while suppressing the physique to be small.

〔実施の形態〕
実施の形態は参考の形態3(図9を参照)の変形例であり、図11を参照しながら説明する。なお図示および説明を簡単にするため、特に明示しない限り、参考の形態1〜4で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。よって、参考の形態1〜4と相違する点を中心に説明する。
Embodiment
Embodiment is a modification of Reference Embodiment 3 (see FIG. 9) will be described with reference to FIG. 11. Note for ease of illustration and description, unless otherwise specified, the same elements and units used in Reference Embodiment 1-4 will not be described are denoted by the same reference numerals. Therefore, points different from the reference embodiments 1 to 4 will be mainly described.

図11に示す構成は、次の点で図9に示す構成と相違する。第1に、さらに整流ブラシ21c,21dとダイオードD2を備える。第2に、軸方向Axの一方側(図11では上側)に設けられる独立整流子片22fに加えて、軸方向Axの他方側(図11では下側)に設けられる独立整流子片22hを備える。第3に、独立整流子片22hに設けるに伴って、複数の整流子片22gの形状を変える。   The configuration shown in FIG. 11 is different from the configuration shown in FIG. 9 in the following points. First, it further includes rectifying brushes 21c and 21d and a diode D2. Second, in addition to the independent commutator pieces 22f provided on one side (the upper side in FIG. 11) of the axial direction Ax, the independent commutator pieces 22h provided on the other side (the lower side in FIG. 11) of the axial direction Ax Prepare. Third, as the independent commutator segments 22h are provided, the shapes of the plurality of commutator segments 22g are changed.

図11には、整流子22の一例であるとともに、整流子22Cの変形例である整流子22Dを示す。この整流子22Dは、複数の整流子片22gや、複数の独立整流子片22f、複数の独立整流子片22hなどを有する。整流子片22gの数と、複数の独立整流子片22fの数と、複数の独立整流子片22hの数は、いずれも任意に設定してよい。本形態では、整流子片22e,独立整流子片22f,独立整流子片22hの数が一致する。   FIG. 11 shows a commutator 22D which is an example of the commutator 22 and is a modification of the commutator 22C. The commutator 22D includes a plurality of commutator segments 22g, a plurality of independent commutator segments 22f, a plurality of independent commutator segments 22h, and the like. The number of commutator segments 22g, the number of the plurality of independent commutator segments 22f, and the number of the plurality of independent commutator segments 22h may be set arbitrarily. In the present embodiment, the numbers of the commutator segments 22e, the independent commutator segments 22f, and the independent commutator segments 22h are the same.

整流子片22gは、第1接触部位22dや、軸方向Axにおける第1接触部位22dの両側に設けられる第2接触部位22cなどを有する。軸方向Axの一方側に設けられる第2接触部位22cは、整流ブラシ21a,21bが接触可能である。軸方向Axの他方側に設けられる第2接触部位22cは、整流ブラシ21c,21dが接触可能である。   The commutator bar 22g has a first contact portion 22d, a second contact portion 22c provided on both sides of the first contact portion 22d in the axial direction Ax, and the like. The second contact portions 22c provided on one side of the axial direction Ax can be in contact with the rectifying brushes 21a and 21b. The second contact portions 22c provided on the other side in the axial direction Ax can be in contact with the rectifying brushes 21c and 21d.

整流ブラシ21c,21dは、ブラシ23(すなわち正極ブラシ23aと負極ブラシ23b)だけでなく、整流ブラシ21a,21bに対しても、軸方向Axに位置をずらして配置される。整流ブラシ21a,21bは、軸方向Axの一方側に配置される独立整流子片22fに対応する位置に設けられる。整流ブラシ21c,21dは、軸方向Axの他方側に設けられる独立整流子片22hに対応する位置に設けられる。   The flow straightening brushes 21c and 21d are disposed at positions shifted in the axial direction Ax with respect to the flow straightening brushes 21a and 21b as well as the brush 23 (that is, the positive polarity brush 23a and the negative polarity brush 23b). The rectifying brushes 21a and 21b are provided at positions corresponding to the independent commutator pieces 22f disposed on one side in the axial direction Ax. The flow straightening brushes 21c and 21d are provided at positions corresponding to the independent commutator segments 22h provided on the other side in the axial direction Ax.

独立整流子片22hは、独立整流子片22fと同様に、巻線13aを含めて他の要素と接続されない。よって、独立整流子片22hは整流ブラシ21c,21dと接触しない場合に浮遊電位となる。   The independent commutator segments 22h, like the independent commutator segments 22f, are not connected to other elements including the winding 13a. Therefore, the independent commutator segments 22h have a floating potential when they do not contact the rectifying brushes 21c and 21d.

回転軸11の回転に伴って整流子22Dが正回転方向AR1に回転するときは、参考の形態2と同様に、整流ブラシ21a,21bとダイオードD1を用いる。この場合は、第1接触部位22d(離脱整流子片22axに相当する整流子片22g)から正極ブラシ23aが離れる際には図5のように電位が変化し、同じく第1接触部位22dから負極ブラシ23bが離れる際には図7のように電位が変化する。 When the commutator 22D with rotation of the rotary shaft 11 is rotated in the normal rotation direction AR1 is in the same manner as in Reference Embodiment 2, the rectifying brush 21a, using 21b and the diode D1. In this case, when the positive electrode brush 23a is separated from the first contact portion 22d (the commutator bar 22g corresponding to the separated commutator bar 22ax), the potential changes as shown in FIG. When the brush 23b is separated, the potential changes as shown in FIG.

回転軸11の回転に伴って整流子22Dが逆回転方向AR2に回転するときは、整流ブラシ21c,21dとダイオードD2を用いる。この場合も、第1接触部位22d(離脱整流子片22axに相当する整流子片22g)から正極ブラシ23aが離れる際には図5のように電位が変化し、同じく第1接触部位22dから負極ブラシ23bが離れる際には図7のように電位が変化する。   When the commutator 22D rotates in the reverse rotation direction AR2 with the rotation of the rotating shaft 11, the rectifying brushes 21c and 21d and the diode D2 are used. Also in this case, when the positive electrode brush 23a is separated from the first contact portion 22d (the commutator bar 22g corresponding to the separated commutator bar 22ax), the potential changes as shown in FIG. When the brush 23b is separated, the potential changes as shown in FIG.

上述した実施の形態によれば、参考の形態1,2,4に示す作用効果を得ることができる。また、ダイオードD1とダイオードD2が軸方向Axに位置をずらして配置されるので、一箇所に部品や線材等が集中するのを回避できる。 According to the embodiment described above, it is possible to obtain the advantageous effects as in Reference form 1,2,4. In addition, since the diode D1 and the diode D2 are disposed while being displaced in the axial direction Ax, it is possible to avoid concentration of components, wires, and the like at one place.

〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための形態について参考の形態1〜4および実施の形態に従って説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。
Other Embodiments
Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above in accordance with the reference embodiments 1 to 4 and the embodiment , the present invention is not limited to the embodiments. In other words, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, the following embodiments may be realized.

上述した参考の形態1〜3では、一対の整流ブラシ21と一対のブラシ23を備える構成とした(図2〜図4,図6,図8,図9を参照)。この形態に代えて、二対以上の整流ブラシ21を備える構成としてもよく、二対以上のブラシ23を備える構成としてもよい。整流ブラシ21やブラシ23の対数が相違するに過ぎず、図5や図7に示す特性が得られるので、参考の形態1〜4および実施の形態と同様の作用効果が得られる。 In Reference Embodiment 1-3 described above, and configured to include a pair of rectifying brush 21 and a pair of brushes 23 (see FIGS. 2 to 4, 6, 8, 9). Instead of this configuration, two or more pairs of rectifying brushes 21 may be provided, or two or more pairs of brushes 23 may be provided. Only the logarithms of the straightening brush 21 and the brush 23 are different, and the characteristics shown in FIG. 5 and FIG. 7 can be obtained. Therefore, the same effects as those of the reference embodiments 1 to 4 and the embodiment can be obtained.

上述した参考の形態1〜4および実施の形態では、一対の整流ブラシ21(整流ブラシ21a,21bや整流ブラシ21c,21d)の相互間にダイオードD(D1,D2)を接続する構成とした(図1〜図4,図6,図8〜図11を参照)。この形態に代えて、整流作用をする半導体素子(例えばトランジスタやサイリスタ等)を接続してもよく、ダイオードDの端子間電圧に相当する電位差が生じる抵抗器を接続してもよい。これらの場合でも、図5や図7に示す特性が得られるので、参考の形態1〜4および実施の形態と同様の作用効果が得られる。 In the above-described reference embodiments 1 to 4 and the embodiment , the diode D (D1, D2) is connected between the pair of rectifying brushes 21 (rectifying brushes 21a, 21b and rectifying brushes 21c, 21d) 1 to 4, 6 and 8 to 11). Instead of this form, a semiconductor element (for example, a transistor, a thyristor or the like) having a rectifying function may be connected, or a resistor that causes a potential difference corresponding to the voltage between the terminals of the diode D may be connected. Even in these cases, since the characteristics shown in FIG. 5 and FIG. 7 can be obtained, the same effects as in the reference embodiments 1 to 4 and the embodiment can be obtained.

上述した参考の形態1〜4および実施の形態では、固定子14を周方向に複数の磁石を配置して構成した(図1を参照)。この形態に代えて、主に磁性材で成形される固定子鉄心や、当該固定子鉄心に巻き付けられる固定子巻線などを有する構成としてもよい。さらには固定子鉄心に磁石を埋め込む構成としてもよい。固定子14の構成が相違するに過ぎず、図5や図7に示す特性が得られるので、参考の形態1〜4および実施の形態と同様の作用効果が得られる。 In the reference embodiments 1 to 4 and the embodiment described above, the stator 14 is configured by arranging a plurality of magnets in the circumferential direction (see FIG. 1). Instead of this configuration, a stator core mainly formed of a magnetic material, a stator winding wound around the stator core, or the like may be provided. Furthermore, a magnet may be embedded in the stator core. Only the configuration of the stator 14 is different, and the characteristics shown in FIG. 5 and FIG. 7 can be obtained, so the same effects as those of the reference embodiments 1 to 4 and the embodiment can be obtained.

上述した参考の形態1〜4および実施の形態では、回転電機10とは別体に電力変換装置INVを備える構成とした(図1を参照)。この形態に代えて、回転電機10と一体に電力変換装置INVを備える構成としてもよい。すなわち回転電機10の内部に電力変換装置INVを備えてもよく、回転電機10の外部に電力変換装置INVを固定して備えてもよい。電力変換装置INVの形態が相違するに過ぎず、図5や図7に示す特性が得られるので、参考の形態1〜4および実施の形態と同様の作用効果が得られる。 In the reference embodiments 1 to 4 and the embodiment described above, the power conversion device INV is provided separately from the rotary electric machine 10 (see FIG. 1). Instead of this form, the power conversion device INV may be integrated with the rotary electric machine 10. That is, the power converter INV may be provided inside the rotary electric machine 10, or the power converter INV may be fixed outside the rotary electric machine 10. Only the form of the power conversion device INV is different, and the characteristics shown in FIG. 5 and FIG. 7 can be obtained. Therefore, the same function and effect as the reference embodiments 1 to 4 and the embodiment can be obtained.

上述した参考の形態1〜4および実施の形態では、インナーロータ型の回転電機10に適用する構成とした(図1を参照)。この形態に代えて、アウターロータ型の回転電機10に適用する構成としてもよい。回転子13と固定子14の位置が相違するに過ぎず、図5や図7に示す特性が得られるので、参考の形態1〜4および実施の形態と同様の作用効果が得られる。 In the reference embodiments 1 to 4 and the embodiment described above, the configuration is applied to the inner rotor type rotating electrical machine 10 (see FIG. 1). Instead of this configuration, the configuration may be applied to an outer rotor type rotating electrical machine 10. Only the positions of the rotor 13 and the stator 14 are different, and the characteristics shown in FIG. 5 and FIG. 7 can be obtained, so the same effects as those of the reference embodiments 1 to 4 and the embodiment can be obtained.

10 回転電機
11 回転軸
13a 巻線
20 整流装置
21(21a〜21d) 整流ブラシ
22(22A〜22D) 整流子
22a,22b,22e,22g 整流子片
23 ブラシ
23a 正極ブラシ
23b 負極ブラシ
D(D1,D2) ダイオード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 rotary electric machine 11 Rotation shaft 13a Winding wire 20 Rectification device 21 (21a-21d) Rectifying brush 22 (22A-22D) Commutator 22a, 22b, 22e, 22g Commutator piece 23 Brush 23a Positive electrode brush 23b Negative electrode brush D (D1, D D2) Diode

Claims (7)

巻線(13a)と電気的に接続され、回転軸(11)に周方向(Ci)に並べて設けられる複数の整流子片(22g)を含む整流子(22)と、
前記整流子と接触する一対以上のブラシ(23)と、
前記整流子と接触する一対以上の整流ブラシ(21,21a〜21d)とを有する整流装置(20)において、
一対の前記ブラシに対して二対の前記整流ブラシを備え、
一対以上の前記ブラシは、直接的または間接的に電力源(E)と電気的に接続され、
一対の前記ブラシに対応する二対の前記整流ブラシは、一方の一対の前記整流ブラシが前記整流子の正回転方向(AR1)に対して前記ブラシの後方側に配置されるとともに、前記ブラシの軸方向(Ax)の一方側に配置され、他方の一対の前記整流ブラシが前記整流子の逆回転方向(AR2)に対して前記ブラシの後方側に配置されるとともに、前記ブラシの軸方向の他方側に配置され、
一対の前記整流ブラシの相互間に電気的に接続されるダイオード(D,D1,D2)を備えることを特徴とする整流装置。
A commutator (22) including a plurality of commutator pieces (22g ) electrically connected to the winding (13a) and arranged in the circumferential direction (Ci) on the rotation shaft (11);
A pair of brushes (23) in contact with the commutator;
In a rectifying device (20) having a pair of rectifying brushes (21, 21a to 21d ) in contact with the commutator,
Comprising a pair of said commutating brushes for a pair of said brushes,
The pair or more of the brushes are electrically connected directly or indirectly to the power source (E),
The two pairs of commutating brushes corresponding to the pair of brushes have one pair of the commutating brushes disposed on the rear side of the brush with respect to the positive rotation direction (AR1) of the commutator, and The other pair of the commutating brushes disposed on one side of the axial direction (Ax) are disposed on the rear side of the brush with respect to the reverse rotation direction (AR2) of the commutator, and the axial direction of the brush Placed on the other side,
A rectifying device comprising a diode (D, D1, D2) electrically connected between a pair of the rectifying brushes.
前記整流子片は、前記ブラシと接触する周方向の第1接触幅(W1,W3)と、前記整流ブラシと接触する周方向の第2接触幅(W2,W4)とが異なるように設けられることを特徴とする請求項1に記載の整流装置。 The commutator pieces are provided such that a first circumferential contact width (W1, W3) in contact with the brush and a second circumferential contact width (W2, W4) in contact with the rectifying brush are different. rectifier device according to claim 1, characterized in that. 前記整流ブラシは、複数の前記整流子片と同時に接触するのを回避する形状で形成されることを特徴とする請求項1または2に記載の整流装置。 The rectifying device according to claim 1 or 2, wherein the rectifying brush is formed in a shape that avoids simultaneous contact with a plurality of the commutator pieces. 前記整流子は、前記ブラシと接触する第1接触部位(22d)と、前記整流ブラシと接触する第2接触部位(22c)とを有し、
前記整流ブラシの周方向幅(WR)は、周方向に隣り合う前記第2接触部位の相互間幅(WM)よりも小さく設定されることを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載の整流装置。
The commutator includes a first contact portion (22d) in contact with the brush and a second contact portion (22c) in contact with the rectifying brush.
The rectifying brush circumferential width (WR) is any one of claims 1 to 3, characterized in that it is smaller than the circumferentially adjacent second contact portion of mutual width (WM) The rectifier as described in.
前記整流子は、前記整流ブラシと接触しない場合に浮遊電位となる独立整流子片(22f,22h)を含むことを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載の整流装置。 The rectifier according to any one of claims 1 to 4 , wherein the commutator includes an independent commutator piece (22f, 22h) which has a floating potential when not contacting the rectifying brush. 請求項1からのいずれか一項に記載の整流装置(20)と、
前記整流子が設けられる前記回転軸(11)と、
前記回転軸に直接的または間接的に固定される回転子(13)と、
前記回転子とギャップ(G)を介して設けられる固定子(14)と、
を有することを特徴とする回転電機(10)。
Rectifier device according to any one of claims 1 to 5 and (20),
Said rotary shaft, wherein the commutator is provided with (11),
A rotor (13) fixed directly or indirectly to the rotating shaft;
A stator (14) provided via the rotor and a gap (G);
A rotary electric machine (10) characterized by having:
前記回転子は前記巻線(13a)が設けられることを特徴とする請求項に記載の回転電機。 The electric rotating machine according to claim 6 , wherein the rotor is provided with the winding (13a).
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