JP7446070B2

JP7446070B2 - rotating electric machine

Info

Publication number: JP7446070B2
Application number: JP2019166599A
Authority: JP
Inventors: 辰吾清水; 敬弘野須; 祥広足立; 哲也本多
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-10-22
Filing date: 2019-09-12
Publication date: 2024-03-08
Anticipated expiration: 2039-09-12
Also published as: JP2020068653A; DE102019127719A1

Description

本発明は、回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electric machine.

下記の特許文献１には、回転電機としての整流子モータにおいて、整流子片とブラシ間で発生するアーク放電に伴う電磁ノイズの中で、特にアーク消滅時に発生するインパルス性の電磁ノイズを低減しようとする技術が開示されている。この技術では、整流子片に、亜鉛または亜鉛を含む合金の層を設けることによって、アーク電圧を上昇させるようにしている。 Patent Document 1 listed below describes how to reduce the impulsive electromagnetic noise that occurs when the arc disappears, especially among the electromagnetic noise that accompanies the arc discharge that occurs between the commutator pieces and the brushes in a commutator motor as a rotating electric machine. A technology has been disclosed. In this technique, the arc voltage is increased by providing a layer of zinc or a zinc-containing alloy on the commutator bar.

特開２００２－１７１７２４号公報Japanese Patent Application Publication No. 2002-171724

しかしながら、特許文献１に開示の技術を使用した場合には、例えば１００ＭＨｚを超えるような高周波帯域で得られる電磁ノイズの低減効果が、低周波帯域で得られる電磁ノイズの低減効果に比べて小さいという問題がある。そこで、回転電機の設計に際しては、低周波帯域のみならず高周波帯域までの広い周波帯域で電磁ノイズの十分な低減効果を得る技術が望まれている。 However, when the technology disclosed in Patent Document 1 is used, the electromagnetic noise reduction effect obtained in a high frequency band exceeding 100 MHz, for example, is smaller than the electromagnetic noise reduction effect obtained in a low frequency band. There's a problem. Therefore, when designing a rotating electrical machine, there is a need for a technology that can sufficiently reduce electromagnetic noise not only in a low frequency band but also in a wide frequency band up to a high frequency band.

また、上記のような問題は、整流子モータのような回転電機のみならず、電磁継電器のようにアーク放電に伴う電磁ノイズが発生する電気接点装置を有する各種の機器においても同様に生じ得る。 Further, the above-mentioned problems can occur not only in rotating electric machines such as commutator motors, but also in various devices having electrical contact devices such as electromagnetic relays that generate electromagnetic noise due to arc discharge.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、電気接点装置においてアーク放電時に生じる電磁ノイズの低減効果を広い周波帯域で得ることができる技術を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of this problem, and aims to provide a technique that can reduce electromagnetic noise generated during arc discharge in an electrical contact device over a wide frequency band.

本発明の一態様は、
回転軸であるシャフト（１０）と、
上記シャフトに固定された回転子（２０）と、
上記回転子の鉄心（２１）に巻かれた電機子コイル（２２）と、
上記電機子コイルに電気的に接続された整流子（３１）と、
上記整流子において上記シャフトの周方向（Ｚ）に配置された複数の整流子片（３２）と、
上記電機子コイルに界磁を与える磁石（４０）と、
電源（Ｅ）に電気的に接続され且つ上記整流子の回転に伴って上記複数の整流子片に摺接する複数のブラシ（３５，３６）と、
電気接点装置（３０，１３０，２３０，３３０，４３０，５３０，６３０，７３０，８３０）と、
を備え、
上記電気接点装置は、互いに電位が異なる高電位側接点（３２，３５，１０４ａ）及び低電位側接点（３２，３６，１０５ａ）を有し、上記高電位側接点と、上記高電位側接点に対して接触及び開離が可能な上記低電位側接点と、の少なくとも一方は、沸点が２５６２℃よりも低い低沸点材を含む混合材によって構成されており、
上記混合材における上記低沸点材の割合が２５重量パーセント以上であり、
上記電気接点装置の上記高電位側接点及び上記低電位側接点は、上記複数の整流子片及び上記複数のブラシによって構成されており、
上記複数のブラシのうちの少なくとも１つが研磨材を含有しこの研磨材を介して上記複数の整流子片のそれぞれに摺接するように構成されており、
上記研磨材は、炭化ケイ素、メソカーボン粉末、銅－マンガン合金の少なくとも１つの材料からなり、
上記研磨材の含有比率が１０重量パーセント以下であり、
上記混合材は、上記低沸点材としての亜鉛と、潤滑剤である炭素と、を主体に構成されている、回転電機（１）、
にある。 One aspect of the present invention is
a shaft (10) that is a rotation axis;
a rotor (20) fixed to the shaft;
an armature coil (22) wound around the iron core (21) of the rotor;
a commutator (31) electrically connected to the armature coil;
a plurality of commutator pieces (32) arranged in the circumferential direction (Z) of the shaft in the commutator;
a magnet (40) that applies a field to the armature coil;
a plurality of brushes (35, 36) electrically connected to the power source (E) and slidingly contacting the plurality of commutator pieces as the commutator rotates;
an electrical contact device (30, 130, 230, 330, 430, 530, 630, 730, 830);
Equipped with
The electrical contact device has a high potential side contact (32, 35, 104a) and a low potential side contact (32, 36, 105a) having different potentials from each other, and the high potential side contact and the high potential side contact are connected to each other. At least one of the low-potential side contact that can be brought into contact with and separated from the other is made of a mixed material containing a low-boiling point material whose boiling point is lower than 2562°C,
The proportion of the low boiling point material in the mixed material is 25% by weight or more,
The high potential side contact and the low potential side contact of the electrical contact device are constituted by the plurality of commutator pieces and the plurality of brushes,
At least one of the plurality of brushes contains an abrasive and is configured to come into sliding contact with each of the plurality of commutator pieces through the abrasive,
The abrasive material is made of at least one material of silicon carbide, mesocarbon powder, and copper-manganese alloy,
The content ratio of the abrasive material is 10% by weight or less,
The mixed material is mainly composed of zinc as the low boiling point material and carbon as a lubricant, a rotating electric machine (1),
It is in.

上記の電気接点装置において、高電位側接点と低電位側接点との間で接触及び開離が行われるときのアーク放電時に、低沸点材の蒸気によってアークが形成される。このとき、高電位側接及び低電位側接点の両方もしくは一方は、一般的に接点の材料に使用される銅の沸点である２５６２℃よりも沸点が低い低沸点材を含んでいる。このため、接点の材料に銅を使用する場合に比べて、アーク放電時の蒸気密度を高めて電子の速度変化を小さく抑えることで、アークを長く維持し、アーク電圧の時間変化率を小さく抑えることができる。 In the above electrical contact device, an arc is formed by the vapor of the low boiling point material during arc discharge when contact and separation are made between the high potential side contact and the low potential side contact. At this time, both or one of the high potential side contact and the low potential side contact includes a low boiling point material whose boiling point is lower than 2562° C., which is the boiling point of copper generally used as a material for the contact. For this reason, compared to using copper as the contact material, by increasing the vapor density during arc discharge and suppressing changes in electron velocity, the arc can be maintained for a long time and the rate of change in arc voltage over time can be kept small. be able to.

また、本発明者は、アーク放電の開始時及び終了時に生じるインパルス性の電磁ノイズと、アーク放電時に継続的に生じるバースト性の電磁ノイズのうち、１００ＭＨｚを超えるような高周波帯域で特にバースト性の電磁ノイズが増加し易いことに着目し、この電磁ノイズを低減するための技術について鋭意検討した。 In addition, the present inventor has discovered that among the impulsive electromagnetic noise that occurs at the start and end of arc discharge, and the burst electromagnetic noise that continuously occurs during arc discharge, bursty electromagnetic noise is particularly important in a high frequency band exceeding 100 MHz. Focusing on the fact that electromagnetic noise tends to increase, we conducted extensive research into techniques to reduce this electromagnetic noise.

その結果、本発明者は、接触及び開離にかかる高電位側接点と低電位側接点の両方もしくは一方に、上記の低沸点材或いは混合材を使用することによって、特に高周波帯域ではアーク放電の開始から終了までの放電継続区間においてアーク電圧の時間変化率が小さく抑えられた状態を維持することができ、これによりバースト性の電磁ノイズを低減するのに有効であることを見出すことに成功した。従って、低周波帯域のみならず高周波帯域までの広い周波帯域でアーク放電時に生じる電磁ノイズの十分な低減効果が得られる。 As a result, the inventors of the present invention have found that by using the above-mentioned low boiling point material or mixed material for both or one of the high-potential side contact and the low-potential side contact involved in contact and separation, arc discharge can be reduced, especially in the high frequency band. We succeeded in finding that the rate of change in arc voltage over time can be kept small during the continuous discharge period from start to finish, and that this is effective in reducing burst electromagnetic noise. . Therefore, the effect of sufficiently reducing electromagnetic noise generated during arc discharge can be obtained not only in a low frequency band but also in a wide frequency band up to a high frequency band.

以上のごとく、上記の各態様によれば、電気接点装置においてアーク放電時に生じる電磁ノイズの低減効果を広い周波帯域で得ることができる技術を提供できる。 As described above, according to each of the above aspects, it is possible to provide a technique that can obtain the effect of reducing electromagnetic noise generated during arc discharge in an electrical contact device over a wide frequency band.

なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 Note that the numerals in parentheses described in the claims and means for solving the problem indicate correspondence with specific means described in the embodiments described later, and do not limit the technical scope of the present invention. It's not a thing.

実施形態１にかかる回転電機についてシャフトの軸方向に沿った断面図。1 is a sectional view taken along the axial direction of a shaft of the rotating electric machine according to the first embodiment; FIG. 実施形態１の電気接点装置の構成を模式的に示す断面図。1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an electrical contact device of Embodiment 1. FIG. 図２において整流子の複数の整流子片が平面状に展開された状態を示す展開図。FIG. 3 is an exploded view showing a state in which a plurality of commutator pieces of the commutator in FIG. 2 are expanded into a planar shape. 図３においてアーク放電時の様子を示す展開図。FIG. 4 is a developed view showing the state during arc discharge in FIG. 3; 実施形態２の電気接点装置の構成を模式的に示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an electrical contact device according to a second embodiment. 実施形態３の電気接点装置の構成を模式的に示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an electrical contact device according to a third embodiment. 実施形態４の電気接点装置の構成を模式的に示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an electrical contact device according to a fourth embodiment. 実施形態５の電気接点装置について整流子の複数の整流子片が平面状に展開された状態を示す展開図。FIG. 7 is a developed view showing a state in which a plurality of commutator pieces of a commutator are developed into a planar shape for the electrical contact device of Embodiment 5; 実施形態６にかかる電磁継電器についてシャフトの軸方向に沿った断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view of the electromagnetic relay according to Embodiment 6 taken along the axial direction of the shaft. 実施形態６の電気接点装置の構成を模式的に示す断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an electrical contact device according to a sixth embodiment. 実施形態７の電気接点装置の構成を模式的に示す断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an electrical contact device according to a seventh embodiment. 実施形態８の電気接点装置の構成を模式的に示す断面図。FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an electrical contact device according to an eighth embodiment. 実施形態９の電気接点装置の構成を模式的に示す断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an electrical contact device according to a ninth embodiment. 実施形態１０の電気接点装置の構成を模式的に示す断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an electrical contact device according to a tenth embodiment. 実施形態１１の電気接点装置の構成を模式的に示す断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an electrical contact device according to an eleventh embodiment. 実施形態１２の電気接点装置の構成を模式的に示す断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an electrical contact device according to a twelfth embodiment. 実施形態１３の電気接点装置の構成を模式的に示す断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an electrical contact device according to a thirteenth embodiment. 実施形態１４の電気接点装置の構成を模式的に示す断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an electrical contact device according to a fourteenth embodiment. 実施形態１５の電気接点装置の構成を模式的に示す断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an electrical contact device according to a fifteenth embodiment. 図１９において整流子の複数の整流子片が平面状に展開された状態を示す展開図。FIG. 20 is an exploded view showing a state in which a plurality of commutator pieces of the commutator in FIG. 19 are expanded into a planar shape. 図２０を正ブラシ側でのアーク発生抑制時について示す展開図。FIG. 21 is a developed view showing FIG. 20 when arc generation is suppressed on the positive brush side. 実施形態１６の電気接点装置の構成を模式的に示す断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an electrical contact device according to a sixteenth embodiment. 図２２において整流子の複数の整流子片を平面状に展開した状態を正ブラシ側でのアーク発生抑制時について示す展開図。FIG. 23 is an exploded view showing a state in which the plurality of commutator pieces of the commutator in FIG. 22 are expanded into a planar shape at the time of suppressing arc generation on the positive brush side. 実施形態１７の電気接点装置の構成を模式的に示す断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an electrical contact device according to a seventeenth embodiment. 図２４において整流子の複数の整流子片を平面状に展開した状態を正ブラシ側でのアーク発生抑制時について示す展開図。FIG. 25 is an exploded view showing a state in which the plurality of commutator pieces of the commutator in FIG. 24 are expanded into a planar shape when arc generation is suppressed on the positive brush side. 実施形態１８の電気接点装置の構成を模式的に示す断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an electric contact device according to an eighteenth embodiment. 実施形態１９の電気接点装置の構成を模式的に示す断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an electrical contact device according to a nineteenth embodiment. 実施形態２０の電気接点装置の構成を模式的に示す断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an electrical contact device according to a twentieth embodiment.

以下、電気接点装置の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the electrical contact device will be described with reference to the drawings.

（実施形態１）
図１に示されるように、実施形態１にかかる回転電機１は、インナーロータ型のモータとして構成されている。この回転電機１は、車載装置の駆動用モータ、家庭用電気の駆動用モータ、一般産業用機械の駆動用モータをはじめ、各種の機器の駆動用モータに使用可能である。このとき、回転電機１は、電動機として構成されてもよいし、或いは電動機と発電機の２つの機能を併せ持つ電動発電機として構成されてもよい。 (Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the rotating electric machine 1 according to the first embodiment is configured as an inner rotor type motor. The rotating electrical machine 1 can be used as a drive motor for a variety of devices, including a drive motor for a vehicle-mounted device, a drive motor for household electricity, and a drive motor for general industrial machinery. At this time, the rotating electric machine 1 may be configured as an electric motor, or may be configured as a motor generator that has both the functions of an electric motor and a generator.

この実施形態１では、特に断わらない限り、回転電機１を構成するシャフト１０の軸方向を矢印Ｘで示し、このシャフト１０の径方向を矢印Ｙで示し、このシャフト１０の周方向を矢印Ｚで示すものとする。また、周方向Ｚのうちの一方向である回転方向を矢印Ｚａで示すものとする。 In this first embodiment, unless otherwise specified, the axial direction of the shaft 10 constituting the rotating electric machine 1 is indicated by an arrow X, the radial direction of this shaft 10 is indicated by an arrow Y, and the circumferential direction of this shaft 10 is indicated by an arrow Z. shall be indicated. Further, the rotation direction, which is one direction in the circumferential direction Z, is indicated by an arrow Za.

回転電機１は、回転軸である円柱状のシャフト１０を備え、電源Ｅから供給される電力によってこのシャフト１０が回転駆動されるように構成されている。この回転電機１は、ケース３とカバー４とによって構成されたハウジング２と、シャフト１０を回転駆動するための複数の構成要素と、を備え、ハウジング２内にこれら複数の構成要素が収容されている。 The rotating electric machine 1 includes a cylindrical shaft 10 that is a rotating shaft, and is configured such that the shaft 10 is rotationally driven by electric power supplied from a power source E. This rotating electric machine 1 includes a housing 2 constituted by a case 3 and a cover 4, and a plurality of components for rotationally driving a shaft 10, and these plurality of components are housed in the housing 2. There is.

複数の構成要素には、シャフト１０を回転可能に支持する複数の支持部５と、ロータとしての回転子２０と、電気接点装置３０と、ステーターとしての磁石４０と、が含まれている。 The plurality of components include a plurality of support parts 5 that rotatably support the shaft 10, a rotor 20 as a rotor, an electric contact device 30, and a magnet 40 as a stator.

回転子２０は、シャフト１０に固定されている。回転子２０は、複数の電磁鋼板が積層されてなる鉄心２１と、電機子コイル２２と、を有し、鉄心２１に電機子コイル２２が巻かれている。 The rotor 20 is fixed to the shaft 10. The rotor 20 has an iron core 21 made of a plurality of laminated electromagnetic steel sheets and an armature coil 22, and the armature coil 22 is wound around the iron core 21.

磁石４０は、ハウジング２を構成するケース３の内面に回転子２０との間に隙間を隔てて固定されている。この磁石４０は、電機子コイル２２に界磁を与える機能を有するものであり、互いに極性の異なる界磁用の永久磁石（Ｓ極及びＮ極）として構成されている。 The magnet 40 is fixed to the inner surface of the case 3 constituting the housing 2 with a gap spaced between the magnet 40 and the rotor 20. This magnet 40 has a function of applying a field to the armature coil 22, and is configured as a field permanent magnet (S pole and N pole) having mutually different polarities.

電気接点装置３０は、整流子３１と、２つのブラシ３５，３６と、によって構成されている。 The electrical contact device 30 includes a commutator 31 and two brushes 35 and 36.

整流子３１は、複数の整流子片３２を有し、電機子コイル２２に電気的に接続されている。図２に示されるように、この整流子３１において複数の整流子片３２はシャフト１０の周方向Ｚに並べて配置されている。隣接する２つの整流子片３２，３２は、周方向Ｚに互いに離間しており、且つ電機子コイル２２によって互いに電気的に接続されている。 The commutator 31 has a plurality of commutator pieces 32 and is electrically connected to the armature coil 22. As shown in FIG. 2, in this commutator 31, a plurality of commutator pieces 32 are arranged side by side in the circumferential direction Z of the shaft 10. The two adjacent commutator pieces 32, 32 are spaced apart from each other in the circumferential direction Z, and are electrically connected to each other by the armature coil 22.

なお、この整流子片３２の数は限定されるものではなく、必要に応じて適宜の値に設定される。図２では、説明の便宜上、整流子片３２の数を３つとしている。 Note that the number of commutator pieces 32 is not limited, and is set to an appropriate value as necessary. In FIG. 2, for convenience of explanation, the number of commutator pieces 32 is three.

図２に示されるように、複数の整流子片３２はいずれも、整流子３１の回転時において２つのブラシ３５，３６のそれぞれに対する摺接開始部３３及び摺接終了部３４を有する。 As shown in FIG. 2, each of the plurality of commutator pieces 32 has a sliding contact start part 33 and a sliding contact end part 34 with respect to each of the two brushes 35 and 36 when the commutator 31 rotates.

摺接開始部３３は、整流子片３２が最初に第１ブラシ３５或いは第２ブラシ３６と摺接する部位であり、図２では、整流子片３２のうち回転方向Ｚａの前端部３２ａによって摺接開始部３３が構成されている。 The sliding contact start part 33 is a part where the commutator piece 32 first comes into sliding contact with the first brush 35 or the second brush 36, and in FIG. A starting section 33 is configured.

摺接終了部３４は、整流子片３２が第１ブラシ３５或いは第２ブラシ３６との摺接を解除する部位であり、図２では、整流子片３２のうち回転方向Ｚａの後端部３２ｂによって摺接終了部３４が構成されている。 The sliding contact end portion 34 is a portion where the commutator piece 32 releases sliding contact with the first brush 35 or the second brush 36, and in FIG. 2, the rear end portion 32b of the commutator piece 32 in the rotation direction Za. The sliding contact end portion 34 is constituted by.

２つのブラシ３５，３６はいずれも、電源Ｅに電気的に接続され且つ整流子３１の回転に伴って複数の整流子片３２に摺接する略矩形のブラシである。一方の第１ブラシ３５は、電源Ｅの正極端子に電気的に接続されている。他方の第２ブラシ３６は、電源Ｅの負極端子に電気的に接続されて第１ブラシ３５と対をなすように構成されている。２つのブラシ３５，３６は、周方向Ｚに１８０°ずれた位置に配置されている。このため、第１ブラシ３５を「正ブラシ」といい、第２ブラシ３６を「負ブラシ」ということもできる。 Both of the two brushes 35 and 36 are approximately rectangular brushes that are electrically connected to the power source E and come into sliding contact with the plurality of commutator pieces 32 as the commutator 31 rotates. One first brush 35 is electrically connected to the positive terminal of the power source E. The other second brush 36 is electrically connected to the negative terminal of the power source E and is configured to form a pair with the first brush 35 . The two brushes 35 and 36 are arranged at positions shifted by 180° in the circumferential direction Z. For this reason, the first brush 35 can also be called a "positive brush" and the second brush 36 can also be called a "negative brush."

第１ブラシ３５は、複数の整流子片３２に対して接触及び開離が可能であり、接触或いは開離するときに、低電位側接点となる複数の整流子片３２に対して相対的に電位が高い高電位側接点となる。第２ブラシ３６は、複数の整流子片３２に対して接触及び開離が可能であり、接触或いは開離するときに、高電位側接点となる複数の整流子片３２に対して相対的に電位が低い低電位側接点となる。このように、複数の整流子片３２のそれぞれは、２つのブラシ３５，３６との摺接関係に応じて高電位側接点或いは低電位側接点に成り得る。この場合、高電位側接点及び低電位側接点が、複数の整流子片３２及び２つのブラシ３５，３６によって構成されている。 The first brush 35 is capable of contacting and separating from the plurality of commutator pieces 32, and when making contact or separating, the first brush 35 has a relative contact with the plurality of commutator pieces 32 that serve as low-potential side contacts. It becomes a high potential side contact with a high potential. The second brush 36 is capable of contacting and separating from the plurality of commutator pieces 32, and when making contact or separating, the second brush 36 has a contact with the plurality of commutator pieces 32, which is a high potential side contact. It becomes a low potential side contact with a low potential. In this way, each of the plurality of commutator pieces 32 can serve as a high potential side contact or a low potential side contact depending on the sliding relationship with the two brushes 35 and 36. In this case, the high potential side contact and the low potential side contact are constituted by a plurality of commutator pieces 32 and two brushes 35 and 36.

本実施形態において、複数の整流子片３２の全てと２つのブラシ３５，３６の両方のいずれも、低沸点材としての亜鉛によって構成されている。これらは、亜鉛のみによって構成されてもよいし、或いは亜鉛を含む混合材によって構成されてもよい。亜鉛は、その沸点が９０７℃であり、一般的にブラシの材料に使用される銅の沸点である２５６２°よりも低い低沸点材である。 In this embodiment, all of the plurality of commutator pieces 32 and both of the two brushes 35 and 36 are made of zinc as a low boiling point material. These may be composed of zinc only, or may be composed of a mixed material containing zinc. Zinc is a low boiling point material whose boiling point is 907°C, which is lower than 2562°, which is the boiling point of copper, which is generally used as a material for brushes.

ここで、図３を参照しつつ、アーク放電時の様子について説明する。なお、この図では、説明の便宜上、図面の左右方向が周方向Ｚとなるように、整流子３１の複数の整流子片３２を平面状に展開した状態で示している。 Here, the state during arc discharge will be described with reference to FIG. 3. In addition, in this figure, for convenience of explanation, a plurality of commutator pieces 32 of the commutator 31 are shown in a state where they are expanded into a planar shape so that the left-right direction of the figure corresponds to the circumferential direction Z.

図３に示されるように、隣接する２つの整流子片３２Ａ，３２Ｂがともに第１ブラシ３５に摺接した状態では、これら２つの整流子片３２Ａ，３２Ｂの電位は電源Ｅの正極端子の電位に一致する。また、隣接する２つの整流子片３２Ｃ，３２Ｄがともに第２ブラシ３６に摺接した状態では、これら２つの整流子片３２Ｃ，３２Ｄの電位は電源Ｅの負極端子の電位に一致する。 As shown in FIG. 3, when two adjacent commutator pieces 32A, 32B are both in sliding contact with the first brush 35, the potential of these two commutator pieces 32A, 32B is equal to the potential of the positive terminal of the power source E. matches. Furthermore, when the two adjacent commutator pieces 32C and 32D are both in sliding contact with the second brush 36, the potentials of these two commutator pieces 32C and 32D match the potential of the negative terminal of the power source E.

その後、図４に示されるように、整流子３１の回転方向Ｚａの回転によって、摺接していた２つの整流子片３２Ａ，３２Ｂのうちの一方の整流子片３２Ａが第１ブラシ３５から開離するとき、整流子片３２Ａと第１ブラシ３５との間にアークＡが生じる。このアークＡについては、第１ブラシ３５が陽極となり、整流子片３２Ａが陰極となる。このため、第１ブラシ３５が陽極ブラシ３７Ｐとなる。 Thereafter, as shown in FIG. 4, due to the rotation of the commutator 31 in the rotational direction Za, one commutator piece 32A of the two commutator pieces 32A, 32B that was in sliding contact is separated from the first brush 35. At this time, an arc A is generated between the commutator piece 32A and the first brush 35. Regarding this arc A, the first brush 35 serves as an anode, and the commutator piece 32A serves as a cathode. Therefore, the first brush 35 becomes the anode brush 37P.

また、整流子３１の回転方向Ｚａの回転によって、摺接していた２つの整流子片３２Ｃ，３２Ｄのうちの一方の整流子片３２Ｃが第２ブラシ３６から開離するとき、整流子片３２Ｃと第２ブラシ３６との間にアークＡが生じる。このアークＡについては、第２ブラシ３６が陰極となり、整流子片３２Ｃが陽極となる。このため、第２ブラシ３６が陰極ブラシ３７Ｎとなる。 Further, when one commutator piece 32C of the two commutator pieces 32C, 32D that was in sliding contact with each other is separated from the second brush 36 due to the rotation of the commutator 31 in the rotation direction Za, the commutator piece 32C and An arc A is generated between the second brush 36 and the second brush 36 . Regarding this arc A, the second brush 36 becomes a cathode, and the commutator piece 32C becomes an anode. Therefore, the second brush 36 becomes the cathode brush 37N.

このとき、複数の整流子片３２の全てと２つのブラシ３５，３６の両方はいずれも、上述のように、銅よりも沸点が低い亜鉛によって構成されている。このため、銅を使用する場合に比べて、アーク放電時の蒸気密度を高めて電子の速度変化を小さく抑えることで、アークＡを長く維持し、アーク電圧の時間変化率を小さく抑えることができる。特に、銅の沸点を大幅に下回る沸点を有する亜鉛を使用することによって、アーク放電時に亜鉛の金属蒸気を高密度化する効果を高めることができる。 At this time, all of the plurality of commutator pieces 32 and both of the two brushes 35 and 36 are made of zinc, which has a boiling point lower than that of copper, as described above. Therefore, compared to the case of using copper, by increasing the vapor density during arc discharge and suppressing the change in electron velocity, it is possible to maintain arc A for a longer time and to suppress the rate of change in arc voltage over time. . In particular, by using zinc having a boiling point significantly lower than that of copper, the effect of densifying the metal vapor of zinc during arc discharge can be enhanced.

また、本発明者は、１００ＭＨｚを超えるような高周波帯域で特にバースト性の電磁ノイズが増加し易いことに着目して研究を実施したところ、接触及び開離にかかる高電位側接点と低電位側接点の両方としての、複数の整流子片３２の全てと２つのブラシ３５，３６の両方のいずれも、亜鉛によって構成することによって、高周波帯域ではアーク放電の開始から終了までの放電継続区間においてアーク電圧の時間変化率が小さく抑えられた状態を維持することができ、これによりバースト性の電磁ノイズを低減するのに有効であることを確認できた。 In addition, the inventor conducted research focusing on the fact that burst electromagnetic noise tends to increase particularly in high frequency bands exceeding 100 MHz, and found that the high potential side contact and the low potential side contact involved in contact and disconnection. All of the plurality of commutator pieces 32 and both of the two brushes 35 and 36, which serve as both contacts, are made of zinc, so that in the high frequency band, arcing does not occur in the continuous discharge period from the start to the end of arc discharge. It was possible to maintain a state in which the time rate of change in voltage was kept small, and it was confirmed that this was effective in reducing bursty electromagnetic noise.

上記の電気接点装置３０によれば、複数の整流子片３２と２つのブラシ３５，３６との間の摺接について、摺接（「接触」ともいう。）及び摺接解除（「開離」ともいう。）するときのアーク放電時に生じる電磁ノイズの十分な低減効果を低周波帯域のみならず高周波帯域までの広い周波帯域で得ることが可能にある。 According to the electrical contact device 30 described above, sliding contact (also referred to as "contact") and release of sliding contact ("separation") between the plurality of commutator pieces 32 and the two brushes 35 and 36 are performed. It is possible to obtain a sufficient effect of reducing electromagnetic noise generated during arc discharge in a wide frequency band not only in a low frequency band but also in a high frequency band.

また、電磁ノイズ対策として、コイルやコンデンサなどによって構成されるフィルター、金属製の電磁シールド、ロータアースなどの電磁ノイズ低減素子を省略することが可能になり、装置コストを下げることができる。 Furthermore, as a measure against electromagnetic noise, it is possible to omit electromagnetic noise reduction elements such as filters made of coils and capacitors, metal electromagnetic shields, and rotor earths, thereby reducing device costs.

なお、上述のように、陽極ブラシ３７Ｐと陰極ブラシ３７Ｎの両方に亜鉛を含ませることが好ましいが、必要に応じては、放電継続中のバースト性の電磁ノイズを低減する効果が相対的に高い陰極ブラシ３７Ｎのみに亜鉛を含ませて、陽極ブラシ３７Ｐは亜鉛を含まない銅によって構成するようにしてもよい。即ち、アークＡについての極性が陰極になる陰極ブラシ３７Ｎのみに亜鉛を含ませた場合には、アークについての極性が陽極になる陽極ブラシ３７Ｐのみに亜鉛を含ませた場合に比べて、放電継続中のバースト性の電磁ノイズを低減する効果が高くなる。 As mentioned above, it is preferable to include zinc in both the anode brush 37P and the cathode brush 37N, but if necessary, it is relatively effective in reducing burst electromagnetic noise during continuous discharge. Only the cathode brush 37N may contain zinc, and the anode brush 37P may be made of copper that does not contain zinc. That is, when zinc is contained only in the cathode brush 37N, which has a negative polarity with respect to the arc A, the discharge can be continued more easily than when zinc is contained only in the anode brush 37P, which has a positive polarity with respect to the arc. This increases the effectiveness of reducing bursty electromagnetic noise inside.

また、混合材の場合には、この混合材に含まれる亜鉛の割合が２５重量パーセント以上であるのが好ましい。これにより、アーク放電時に低沸点材の蒸気を高密度化する効果を高めることができる。
勿論、所望の効果が得られる場合には、亜鉛の割合が２５重量パーセントを下回るような混合材を使用することもできる。 Further, in the case of a mixed material, it is preferable that the proportion of zinc contained in this mixed material is 25% by weight or more. Thereby, the effect of increasing the density of the vapor of the low boiling point material during arc discharge can be enhanced.
Of course, it is also possible to use admixtures with a proportion of zinc below 25 weight percent if the desired effect is achieved.

また、複数の整流子片３２の全てと２つのブラシ３５，３６の両方のいずれにも亜鉛を含ませる電気接点装置に比べて効果は下がるが、許容される効果が得られる場合には、複数の整流子片３２の少なくとも１つに亜鉛を含ませ、且つ２つのブラシ３５，３６の両方に亜鉛を含ませる構造や、複数の整流子片３２の少なくとも１つに亜鉛を含ませ、且つ２つのブラシ３５，３６のいずれか一方に亜鉛を含ませる構造や、複数の整流子片３２のいずれも亜鉛を含ませずに２つのブラシ３５，３６のいずれか一方に亜鉛を含ませる構造を採用することもできる。 Although the effect is lower than that of an electrical contact device in which all of the plurality of commutator pieces 32 and both of the two brushes 35 and 36 contain zinc, if an acceptable effect is obtained, it is possible to A structure in which at least one of the plurality of commutator pieces 32 contains zinc and both of the two brushes 35 and 36 contain zinc, or a structure in which at least one of the plurality of commutator pieces 32 contains zinc and two A structure is adopted in which either one of the two brushes 35, 36 contains zinc, or a structure in which none of the plurality of commutator pieces 32 contains zinc but one of the two brushes 35, 36 contains zinc. You can also.

なお、上述の実施形態１では、インナーロータ型のモータである回転電機１について例示したが、この回転電機におけるブラシ配置構造を、アウターロータ型のモータに適用することもできる。 In addition, in the above-mentioned Embodiment 1, although the rotating electric machine 1 which is an inner rotor type motor was illustrated, the brush arrangement structure in this rotating electric machine can also be applied to an outer rotor type motor.

以下、上述の実施形態１に関連するその他の実施形態について図面を参照しつつ説明する。他の実施形態において、上述の実施形態１の要素と同一の要素には同一の符号を付しており、当該同一の要素についての説明は省略する。 Other embodiments related to the first embodiment described above will be described below with reference to the drawings. In other embodiments, the same elements as those in the first embodiment described above are given the same reference numerals, and explanations of the same elements will be omitted.

（実施形態２）
図５に示されるように、実施形態２の電気接点装置１３０は、複数の整流子片３２の全ての構成と、２つのブラシ３５，３６の両方の構成について、実施形態１の電気接点装置３０のものと相違している。この相違点についてのみ以下に説明する。
その他の構成は、実施形態１と同様である。 (Embodiment 2)
As shown in FIG. 5, the electrical contact device 130 of the second embodiment has the same structure as the electrical contact device 30 of the first embodiment for all the configurations of the plurality of commutator pieces 32 and the configurations of both the two brushes 35 and 36. It is different from that of. Only this difference will be explained below.
The other configurations are the same as in the first embodiment.

複数の整流子片３２はいずれも、後端部３２ｂであり且つ摺接終了部３４である部位のみが低沸点材である亜鉛によって構成されており、残りの部位が亜鉛よりも電気抵抗率の低い銅によって構成されている。 In each of the plurality of commutator pieces 32, only the portion that is the rear end portion 32b and the sliding contact end portion 34 is made of zinc, which is a low boiling point material, and the remaining portion has an electrical resistivity lower than that of zinc. Consisting of low copper.

２つのブラシ３５，３６はいずれも、低沸点材である亜鉛と、炭素と、を主体とした混合材によって構成されている。２つのブラシ３５，３６はいずれも、周方向Ｚについて混合材が２つの領域に区画されており、一方の領域３５ａ，３６ａに亜鉛が配置され、且つ他方の領域３５ｂ，３６ｂに炭素が配置されている。 Both of the two brushes 35 and 36 are made of a mixed material mainly consisting of zinc, which is a low boiling point material, and carbon. In both of the two brushes 35 and 36, the mixed material is divided into two regions in the circumferential direction Z, and zinc is arranged in one region 35a and 36a, and carbon is arranged in the other region 35b and 36b. ing.

ここでいう「主体」とは、混合材を構成する材料に混入している微量成分や不純物などを除く主旨である。このため、本実施形態の混合材は、微量成分や不純物などを除いた場合、実質的に亜鉛と炭素のみによって構成されている。 The "substance" here refers to the main content excluding trace components and impurities mixed in the materials constituting the mixed material. Therefore, the mixed material of this embodiment is substantially composed only of zinc and carbon, excluding trace components and impurities.

炭素は、２つのブラシ３５，３６のそれぞれと複数の整流子片３２との間の摺動抵抗を下げることができる潤滑剤としての機能を果たす。この場合、２つのブラシ３５，３６のそれぞれにおいて、整流子３１の回転方向Ｚａの前側に炭素を配置して、炭素が最初に整流子片３２に接触するように構成するのが好ましい。 Carbon functions as a lubricant that can reduce the sliding resistance between each of the two brushes 35, 36 and the plurality of commutator pieces 32. In this case, in each of the two brushes 35 and 36, it is preferable to arrange carbon on the front side in the rotational direction Za of the commutator 31 so that the carbon contacts the commutator piece 32 first.

実施形態２の電気接点装置１３０によれば、２つのブラシ３５，３６の両方を低沸点材である亜鉛と潤滑剤である炭素を主体に構成して、それ以外の材料が含まれないようにすることによって、アーク放電時に低沸点材の蒸気を高密度化する効果を高い状態に維持できる。 According to the electrical contact device 130 of the second embodiment, both of the two brushes 35 and 36 are mainly composed of zinc, which is a low boiling point material, and carbon, which is a lubricant, so that no other materials are included. By doing so, the effect of densifying the vapor of the low boiling point material during arc discharge can be maintained at a high level.

また、整流子片３２の各部位のうち、亜鉛を使用する部位を摺接終了部３４のみとして最小限に抑えることができ、製造コストを低く抑えるのに有効である。また、整流子片３２のうち摺接終了部３４以外の部位を亜鉛よりも電気抵抗率の低い銅によって構成することによって、回転電機１の効率を向上させるのに有効である Further, among the parts of the commutator piece 32, the part using zinc can be minimized by setting only the sliding contact end part 34, which is effective in keeping manufacturing costs low. Further, by forming the parts of the commutator piece 32 other than the sliding contact end part 34 with copper, which has a lower electrical resistivity than zinc, it is effective to improve the efficiency of the rotating electric machine 1.

更に、潤滑剤として比較的安価な炭素を使用することによって装置コストを低く抑えることができる。 Furthermore, by using relatively inexpensive carbon as a lubricant, equipment costs can be kept low.

なお、潤滑剤は炭素に限定されるものではなく、必要に応じて炭素以外の潤滑剤を使用することもできる。また、摺接終了部３４以外の部位は、亜鉛よりも電気抵抗率の低い材料であれば、銅以外の材料を使用することもできる。 Note that the lubricant is not limited to carbon, and lubricants other than carbon can also be used if necessary. Further, for the parts other than the sliding contact end portion 34, materials other than copper may be used as long as the material has an electrical resistivity lower than that of zinc.

その他、実施形態１と同様の作用効果を奏する。 Other than that, the same effects as in the first embodiment are achieved.

なお、この実施形態２の電気接点装置１３０に特に関連する変更例として、亜鉛を使用する部位を摺接開始部３３のみとした構造や、亜鉛を使用する部位を摺接開始部３３と摺接終了部３４の両方とした構造を採用することもできる。 In addition, examples of modifications particularly related to the electrical contact device 130 of the second embodiment include a structure in which the part using zinc is only the sliding contact starting part 33, and a structure in which the part using zinc is in sliding contact with the sliding contact starting part 33. It is also possible to adopt a structure in which the end portion 34 has both ends.

（実施形態３）
図６に示されるように、実施形態３の電気接点装置２３０は、複数の整流子片３２の全ての構成について、実施形態２の電気接点装置１３０のものと相違している。この相違点についてのみ以下に説明する。
その他の構成は、実施形態２と同様である。 (Embodiment 3)
As shown in FIG. 6, the electrical contact device 230 of the third embodiment is different from the electrical contact device 130 of the second embodiment in all configurations of the plurality of commutator pieces 32. Only this difference will be explained below.
The other configurations are the same as in the second embodiment.

複数の整流子片３２はいずれも、後端部３２ｂの径方向の長さが後端面に向かうにつれて漸減するように構成されている。このため、複数の整流子片３２のそれぞれにおいて、摺接終了部３４が後端部３２ｂよりも前端部３２ａ側に移動した位置に配置されている。このような構成によっても、実施形態２と同様の作用効果を奏する。 Each of the plurality of commutator pieces 32 is configured such that the radial length of the rear end portion 32b gradually decreases toward the rear end surface. For this reason, in each of the plurality of commutator pieces 32, the sliding contact end portion 34 is disposed at a position moved closer to the front end portion 32a than the rear end portion 32b. Such a configuration also provides the same effects as the second embodiment.

なお、この実施形態３の電気接点装置２３０に特に関連する変更例として、亜鉛を使用する部位を摺接開始部３３のみとした構造や、亜鉛を使用する部位を摺接開始部３３と摺接終了部３４の両方とした構造を採用することもできる。 Note that examples of modifications particularly related to the electrical contact device 230 of Embodiment 3 include a structure in which the part using zinc is only the sliding contact starting part 33, and a part in which zinc is used in sliding contact with the sliding contact starting part 33. It is also possible to adopt a structure in which the end portion 34 has both ends.

（実施形態４）
図７に示されるように、実施形態４の電気接点装置３３０は、複数の整流子片３２の全ての構成について、実施形態２の電気接点装置１３０のものと相違している。この相違点についてのみ以下に説明する。
その他の構成は、実施形態２と同様である。 (Embodiment 4)
As shown in FIG. 7, the electrical contact device 330 of the fourth embodiment is different from the electrical contact device 130 of the second embodiment in all configurations of the plurality of commutator pieces 32. Only this difference will be explained below.
The other configurations are the same as in the second embodiment.

複数の整流子片３２はいずれも、前端部３２ａの径方向の長さが前端面に向かうにつれて漸減するように構成されており、且つ後端部３２ｂの径方向の長さが後端面に向かうにつれて漸減するように構成されている。このため、複数の整流子片３２のそれぞれにおいて、摺接開始部３３が前端部３２ａよりも後端部３２ｂ側に移動した位置に配置され、且つ摺接終了部３４が後端部３２ｂよりも前端部３２ａ側に移動した位置に配置されている。このような構成によっても、実施形態２と同様の作用効果を奏する。 Each of the plurality of commutator pieces 32 is configured such that the radial length of the front end portion 32a gradually decreases toward the front end surface, and the radial length of the rear end portion 32b decreases toward the rear end surface. It is configured to gradually decrease over time. Therefore, in each of the plurality of commutator pieces 32, the sliding contact start portion 33 is disposed at a position that is moved closer to the rear end portion 32b than the front end portion 32a, and the sliding contact end portion 34 is positioned further than the rear end portion 32b. It is arranged at a position moved toward the front end portion 32a side. Such a configuration also provides the same effects as the second embodiment.

（実施形態５）
図８に示されるように、実施形態５の電気接点装置４３０は、複数の均圧線３８を備える点について、またブラシ３５，３６の数及び配置について、実施形態１の電気接点装置３０のものと相違している。この相違点についてのみ以下に説明する。
その他の構成は、実施形態１と同様である。 (Embodiment 5)
As shown in FIG. 8, the electrical contact device 430 of the fifth embodiment is similar to the electrical contact device 30 of the first embodiment in that it includes a plurality of pressure equalizing wires 38 and in terms of the number and arrangement of the brushes 35 and 36. There is a difference between Only this difference will be explained below.
The other configurations are the same as in the first embodiment.

複数の均圧線３８のそれぞれは、複数の整流子片３２のうちの２つずつを電気的に接続するように構成されている。本構成によれば、電圧を細かく切り替えて脈動を小さくすることによって、トルク変動の低く抑えることができる。 Each of the plurality of pressure equalizing lines 38 is configured to electrically connect two of the plurality of commutator pieces 32 each. According to this configuration, by finely switching the voltage to reduce pulsation, torque fluctuations can be suppressed to a low level.

ブラシ３５，３６は、２つずつ設けられている。これらの中で、アークＡが発生する直前に整流子片３２との摺接が終了する２つのブラシ３５，３６が低沸点材としての亜鉛によって構成されている。このような構成は、アーク放電時の蒸気密度を高め、電子の速度変化を小さく抑えることによって、バースト性の電磁ノイズを低減するのに有効である。 Two brushes 35 and 36 are provided. Among these, two brushes 35 and 36 that come into sliding contact with the commutator piece 32 immediately before the arc A is generated are made of zinc as a low boiling point material. Such a configuration is effective in reducing burst electromagnetic noise by increasing vapor density during arc discharge and suppressing changes in electron velocity.

（実施形態６）
図９に示されるように、実施形態６の電気接点装置５３０は、リレーとしての電磁継電器１０１に設けられている点で、実施形態１の電気接点装置３０と相違している。この相違点についてのみ以下に説明する。 (Embodiment 6)
As shown in FIG. 9, the electrical contact device 530 of the sixth embodiment is different from the electrical contact device 30 of the first embodiment in that it is provided in an electromagnetic relay 101 as a relay. Only this difference will be explained below.

この実施形態６では、特に断わらない限り、電磁継電器１０１を構成するシャフト１１０の軸方向を矢印Ｘで示し、このシャフト１１０の径方向を矢印Ｙで示すものとする。 In this sixth embodiment, unless otherwise specified, the axial direction of a shaft 110 constituting the electromagnetic relay 101 is indicated by an arrow X, and the radial direction of this shaft 110 is indicated by an arrow Y.

電磁継電器１０１のケース１０２は、第１ケース１０２ａと、第２ケース１０２ｂと、第１ケース１０２ａと第２ケース１０２ｂとの間に介装された第３ケース１０２ｃと、によって構成されている。第３ケース１０２ｃは、後述の可動コア１０６の及びシャフト１１０のそれぞれの一部が挿通可能な貫通孔１０３を有する。 The case 102 of the electromagnetic relay 101 includes a first case 102a, a second case 102b, and a third case 102c interposed between the first case 102a and the second case 102b. The third case 102c has a through hole 103 through which a portion of a movable core 106 and a portion of a shaft 110, which will be described later, can be inserted.

第１ケース１０２ａと第３ケース１０２ｃで囲まれた空間には、２つの可動接点１０４ａを有する可動子１０４と、固定接点１０５ａを有する２つの固定端子１０５と、磁性体金属材料からなる可動コア１０６と、が収容されている。 In the space surrounded by the first case 102a and the third case 102c, there are a movable element 104 having two movable contacts 104a, two fixed terminals 105 having fixed contacts 105a, and a movable core 106 made of a magnetic metal material. and are accommodated.

２つの可動接点１０４ａのうちの一方が、２つの固定接点１０５ａのうちの一方に軸方向Ｘについて対向して配置され、２つの可動接点１０４ａのうちの他方が、２つの固定接点１０５ａのうちの他方に軸方向Ｘについて対向して配置されている。 One of the two movable contacts 104a is arranged to face one of the two fixed contacts 105a in the axial direction X, and the other of the two movable contacts 104a is arranged opposite to one of the two fixed contacts 105a. The other is disposed opposite to the other in the axial direction X.

ここで、電気接点装置５３０は、高電位側接点としての２つの可動接点１０４ａと、２つの可動接点１０４ａに対して接触及び開離が可能な低電位側接点としての２つの固定接点１０５ａと、によって構成されている。 Here, the electrical contact device 530 includes two movable contacts 104a as high-potential side contacts, two fixed contacts 105a as low-potential side contacts that can contact and separate from the two movable contacts 104a, It is made up of.

第２ケース１０２ｂと第３ケース１０２ｃで囲まれた空間には、通電時に磁界を形成する励磁コイル１０７と、径方向Ｙについて励磁コイル１０７の内方に配置され磁性体金属材料からなる固定コア１０８と、可動コア１０６と固定コア１０８との間に介装された復帰ばね１０９と、が収容されている。 In the space surrounded by the second case 102b and the third case 102c, there is an excitation coil 107 that forms a magnetic field when energized, and a fixed core 108 made of a magnetic metal material and arranged inside the excitation coil 107 in the radial direction Y. and a return spring 109 interposed between the movable core 106 and the fixed core 108.

復帰ばね１０９は、可動コア１０６を軸方向Ｘについて固定コア１０８から離間するように常時に弾性付勢している。 The return spring 109 always elastically biases the movable core 106 away from the fixed core 108 in the axial direction X.

シャフト１１０は、可動子１０４及び可動コア１０６に固定されており、可動コア１０６を挟んで可動子１０４とは反対側の端部が、固定コア１０８の内側を励磁コイル１０７の付近まで延びている。 The shaft 110 is fixed to the movable element 104 and the movable core 106, and the end opposite to the movable element 104 with the movable core 106 in between extends inside the fixed core 108 to the vicinity of the excitation coil 107. .

励磁コイル１０７に通電されていない状態では、可動子１０４は、復帰ばね１０９の弾性付勢力にしたがって軸方向Ｘについて固定端子１０５から離間した位置に配置される。このとき、可動子１０４が２つの固定端子１０５から離間しており、２つの可動接点１０４ａと２つの固定接点１０５ａとが開離しているため通電遮断状態になる。 When the excitation coil 107 is not energized, the movable element 104 is disposed at a position spaced apart from the fixed terminal 105 in the axial direction X according to the elastic biasing force of the return spring 109. At this time, the movable element 104 is separated from the two fixed terminals 105, and the two movable contacts 104a and the two fixed contacts 105a are separated, so that the current is cut off.

一方で、励磁コイル１０７に通電されると、可動コア１０６が電磁吸引力によって復帰ばね１０９の弾性付勢力に抗して固定コア１０８側に吸引される。このとき、可動子１０４が２つの固定端子１０５に向けて図９中の下向きに動いて、２つの可動接点１０４ａと２つの固定接点１０５ａとが接触することによって通電状態になる。 On the other hand, when the excitation coil 107 is energized, the movable core 106 is attracted toward the fixed core 108 by electromagnetic attraction force against the elastic biasing force of the return spring 109. At this time, the movable element 104 moves downward in FIG. 9 toward the two fixed terminals 105, and the two movable contacts 104a and the two fixed contacts 105a come into contact with each other, thereby becoming energized.

図１０に示されるように、電気接点装置５３０の２つの可動接点１０４ａと２つの固定接点１０５ａの全ては、低沸点材としての亜鉛によって構成されている。なお、図１０では、説明の便宜上、可動接点１０４ａ及び固定接点１０５ａを１つずつのみ示している。この構造も、上記の電気接点装置３０の構造と同様に、「高電位側接点と低電位側接点との両方は、沸点が２５６２℃よりも低い低沸点材によって構成されている。」という構造に相当する。 As shown in FIG. 10, the two movable contacts 104a and the two fixed contacts 105a of the electrical contact device 530 are all made of zinc as a low boiling point material. In addition, in FIG. 10, for convenience of explanation, only one movable contact 104a and one fixed contact 105a are shown. This structure is similar to the structure of the electrical contact device 30 described above, in which "both the high potential side contact and the low potential side contact are made of a low boiling point material whose boiling point is lower than 2562°C." corresponds to

電気接点装置５３０によれば、実施形態１の電気接点装置３０の場合と同様に、接触及び開離にかかる高電位側接点と低電位側接点の両方としての、可動接点１０４ａ及び固定接点１０５ａの両方のいずれも、亜鉛によって構成することによって、可動接点１０４ａと固定接点１０５ａとの間で接触及び開離が行われるときのアーク放電時に、亜鉛の金属蒸気によってアークＡが形成される。このとき、接点の材料に銅を使用する場合に比べて、アーク電圧の時間変化率を小さく抑えることができる。これにより、放電継続中のバースト性の電磁ノイズを低減することが可能になる。 According to the electrical contact device 530, as in the case of the electrical contact device 30 of the first embodiment, the movable contact 104a and the fixed contact 105a serve as both the high potential side contact and the low potential side contact involved in contact and disconnection. Since both of them are made of zinc, an arc A is formed by the metal vapor of zinc during arc discharge when contact and separation are made between the movable contact 104a and the fixed contact 105a. At this time, the rate of change in arc voltage over time can be suppressed to a lower level than when copper is used as the contact material. This makes it possible to reduce bursty electromagnetic noise while discharge continues.

（実施形態７）
図１１に示されるように、実施形態７の電気接点装置６３０は、２つの固定接点１０５ａの構成について、実施形態６の電気接点装置５３０のものと相違している。この相違点についてのみ以下に説明する。
その他の構成は、実施形態６と同様である。 (Embodiment 7)
As shown in FIG. 11, the electrical contact device 630 of the seventh embodiment is different from the electrical contact device 530 of the sixth embodiment with respect to the configuration of the two fixed contacts 105a. Only this difference will be explained below.
The other configurations are the same as in the sixth embodiment.

２つの固定接点１０５ａはいずれも、接点表面に亜鉛によって構成された被覆層１０５ｂを備えており、それ以外の部位は銅によって構成されている。 Both of the two fixed contacts 105a are provided with a coating layer 105b made of zinc on the surface of the contact, and the other parts are made of copper.

上記の電気接点装置６３０によれば、２つの固定接点１０５ａにおいて、使用する亜鉛の量を減らすことによって装置コストを低く抑えることができる。 According to the electrical contact device 630 described above, device cost can be kept low by reducing the amount of zinc used in the two fixed contacts 105a.

その他、実施形態６と同様の作用効果を奏する。 Other than that, the same effects as in the sixth embodiment are achieved.

（実施形態８）
図１２に示されるように、実施形態８の電気接点装置７３０は、２つの可動接点１０４ａ及び２つの固定接点１０５ａの構成について、実施形態６の電気接点装置５３０のものと相違している。この相違点についてのみ以下に説明する。 (Embodiment 8)
As shown in FIG. 12, the electrical contact device 730 of the eighth embodiment is different from the electrical contact device 530 of the sixth embodiment in the configuration of two movable contacts 104a and two fixed contacts 105a. Only this difference will be explained below.

２つの可動接点１０４ａはいずれも、接点表面に亜鉛によって構成された被覆層１０４ｂを備えており、それ以外の部位は銅によって構成されている。また、２つの固定接点１０５ａはいずれも、接点表面に亜鉛によって構成された被覆層１０５ｂを備えており、それ以外の部位は銅によって構成されている。 Both of the two movable contacts 104a are provided with a coating layer 104b made of zinc on the surface of the contact, and the other parts are made of copper. Further, both of the two fixed contacts 105a are provided with a coating layer 105b made of zinc on the surface of the contact, and the other parts are made of copper.

上記の電気接点装置７３０によれば、２つの可動接点１０４ａ及び２つの固定接点１０５ａの両方において、使用する亜鉛の量を減らすことによって装置コストを低く抑えることができる。 According to the electrical contact device 730 described above, device cost can be kept low by reducing the amount of zinc used in both the two movable contacts 104a and the two fixed contacts 105a.

その他、実施形態７と同様の作用効果を奏する。 In other respects, the same effects as in the seventh embodiment are achieved.

（実施形態９）
図１３に示されるように、実施形態９の電気接点装置８３０は、２つの固定接点１０５ａに対して１つの可動接点１０４ａを割り当てる点で、実施形態８の電気接点装置７３０のものと相違している。この相違点についてのみ以下に説明する。 (Embodiment 9)
As shown in FIG. 13, the electrical contact device 830 of the ninth embodiment differs from the electrical contact device 730 of the eighth embodiment in that one movable contact 104a is assigned to two fixed contacts 105a. There is. Only this difference will be explained below.

上記の電気接点装置８３０によれば、可動接点１０４ａの数を減らすことによって装置コストを低く抑えることができる。 According to the electrical contact device 830 described above, device cost can be kept low by reducing the number of movable contacts 104a.

その他、実施形態８と同様の作用効果を奏する。 Other than that, the same effects as in the eighth embodiment are achieved.

上述の実施形態１の電気接点装置３０においては、複数の整流子片３２の全てと２つのブラシ３５，３６の両方のいずれも、低沸点材としての亜鉛によって構成することによって、アーク放電時に亜鉛の金属蒸気を高密度化して電磁ノイズの低減を図ることが可能であるが、回転電機１を大電流で運転する場合には、電磁ノイズの低減効果が下がるという問題が生じ得る。そこで、大電流の条件下で電磁ノイズの低減効果が下がるのを抑制する技術が求められている。 In the electrical contact device 30 of the above-described first embodiment, all of the plurality of commutator pieces 32 and both of the two brushes 35 and 36 are made of zinc as a low boiling point material, so that zinc is removed during arc discharge. It is possible to reduce electromagnetic noise by increasing the density of the metal vapor, but when the rotating electric machine 1 is operated with a large current, a problem may arise that the electromagnetic noise reduction effect is reduced. Therefore, there is a need for a technology that suppresses the deterioration of the electromagnetic noise reduction effect under conditions of large current.

本発明者は、大電流の条件下で電磁ノイズの低減効果が下がる要因について鋭意検討した結果、低沸点材が溶融して、各整流子片３２の摺接面としての表面に低沸点材の酸化物である固着物（例えば、低沸点材が亜鉛の場合には亜鉛酸化物）が固着することにあり、この問題を解決するのに、以下の実施形態１０～１４が有効であることを見出した。 As a result of intensive study on the factors that reduce the electromagnetic noise reduction effect under large current conditions, the inventor found that the low boiling point material melts and the low boiling point material is applied to the sliding surface of each commutator piece 32. The problem lies in the sticking of oxides (for example, zinc oxide when the low boiling point material is zinc), and the following embodiments 10 to 14 are effective in solving this problem. I found it.

（実施形態１０）
図１４に示されるように、実施形態１０の電気接点装置３０Ａは、実施形態１の電気接点装置３０の変更例として、図１の回転電機１に適用される。この電気接点装置３０Ａは、各整流子片３２の表面に固着した固着物を物理的に除去する機能を２つのブラシ３５，３６に付与することによって、大電流の条件下で電磁ノイズの低減効果が下がるのを抑制するように構成されている。 (Embodiment 10)
As shown in FIG. 14, the electrical contact device 30A of the tenth embodiment is applied to the rotating electrical machine 1 of FIG. 1 as a modification of the electrical contact device 30 of the first embodiment. This electrical contact device 30A has the effect of reducing electromagnetic noise under large current conditions by giving the two brushes 35 and 36 the function of physically removing stuck substances stuck to the surface of each commutator piece 32. It is configured to suppress the decline in

本構成を達成するために、電気接点装置３０Ａでは、２つのブラシ３５，３６が亜鉛とともに研磨材を含有している。この電気接点装置３０Ａは、２つのブラシ３５，３６が研磨材を介して複数の整流子片３２のそれぞれに摺接する摺接構造（以下、「第１摺接構造」という。）を有する。 In order to achieve this configuration, in the electrical contact device 30A, the two brushes 35 and 36 contain an abrasive material as well as zinc. This electrical contact device 30A has a sliding contact structure (hereinafter referred to as "first sliding contact structure") in which two brushes 35 and 36 slide on each of the plurality of commutator pieces 32 via an abrasive material.

研磨材として、各整流子片３２の表面で固着する固着物よりも硬度の高い材料を使用するのが好ましい。本実施形態の場合、典型的には、固形物である亜鉛酸化物よりも硬度の高い材料として、炭化ケイ素、メソカーボン粉末、銅－マンガン合金などを使用することができる。炭化ケイ素は、研磨性能が相対的に高いため、亜鉛酸化物の固着を防ぐ効果を高めるためには炭化ケイ素を使用するのが好ましい。これに対して、使用寿命を延ばすためには、メソカーボン粉末や銅－マンガン合金を使用するのが好ましい。 As the abrasive material, it is preferable to use a material that is harder than the solid matter that adheres to the surface of each commutator piece 32. In the case of this embodiment, silicon carbide, mesocarbon powder, copper-manganese alloy, etc. can typically be used as a material harder than solid zinc oxide. Since silicon carbide has relatively high polishing performance, it is preferable to use silicon carbide in order to enhance the effect of preventing fixation of zinc oxide. On the other hand, in order to extend the service life, it is preferable to use mesocarbon powder or copper-manganese alloy.

２つのブラシ３５，３６のそれぞれにおける研磨材の含有比率は１０重量パーセント以下であるのが好ましい。研磨材の含有比率が１０重量パーセントを超えると、亜鉛の量が相対的に減るため、亜鉛を使用することによる本来の電磁ノイズの低減効果を得るのが難しい。 It is preferable that the content ratio of the abrasive material in each of the two brushes 35 and 36 is 10 weight percent or less. When the content ratio of the abrasive exceeds 10% by weight, the amount of zinc is relatively reduced, making it difficult to obtain the original electromagnetic noise reduction effect of using zinc.

また、研磨材の含有比率が高い場合（例えば、１０重量パーセントを超えるような場合）には、研磨材による研磨で生じる摩擦熱が相対的に増加することになる。そして、このことが、亜鉛の溶融量が増加すること（即ち、亜鉛酸化物が増加すること）や、各整流子片３２にダメージを与えることなどの要因に成り得る。そこで、研磨材による研磨で生じる摩擦熱を考慮しつつ、研磨材の含有比率を低く抑えるのが好ましい。 Furthermore, when the content ratio of the abrasive is high (for example, exceeding 10% by weight), the frictional heat generated by polishing with the abrasive increases relatively. This may cause an increase in the amount of melted zinc (that is, an increase in zinc oxide) and damage to each commutator segment 32. Therefore, it is preferable to keep the content ratio of the abrasive to a low level while taking into account the frictional heat generated by polishing with the abrasive.

その他の構成は、実施形態１と同様である。 The other configurations are the same as in the first embodiment.

上記の電気接点装置３０Ａによれば、シャフト１０の回転方向Ｚａへの回転時に２つのブラシ３５，３６に対して各整流子片３２が周方向Ｚに摺動するとき、２つのブラシ３５，３６に含まれている研磨材は、各整流子片３２に固着した亜鉛酸化物を物理的に掻き取るように研削する。このため、各整流子片３２の表面に形成される亜鉛酸化物の量を少なく抑えることができる。これにより、アーク放電時に亜鉛の金属蒸気を高密度化することができるとともに、回転電機１を大電流で運転する場合であっても、電磁ノイズの低減効果を向上させることができる。 According to the above electrical contact device 30A, when each commutator piece 32 slides in the circumferential direction Z with respect to the two brushes 35, 36 when the shaft 10 rotates in the rotation direction Za, the two brushes 35, 36 The abrasive contained in the commutator pieces 32 is ground to physically scrape off the zinc oxide adhered to each commutator piece 32. Therefore, the amount of zinc oxide formed on the surface of each commutator piece 32 can be kept small. Thereby, the density of zinc metal vapor can be increased during arc discharge, and even when the rotating electrical machine 1 is operated at a large current, the effect of reducing electromagnetic noise can be improved.

上記の電気接点装置３０Ａに特に関連する変更例では、２つのブラシ３５，３６のいずれか一方のみが研磨材を含有するようにしてもよい。 In a modification specifically related to the electrical contact device 30A described above, only one of the two brushes 35, 36 may contain an abrasive.

（実施形態１１）
図１５に示されるように、実施形態１１の電気接点装置３０Ｂは、実施形態１０の電気接点装置３０Ａの変更例である。この電気接点装置３０Ｂにおいて、複数の整流子片３２はいずれも銅によって構成されており、２つのブラシ３５，３６はいずれも、周方向Ｚについて２つの領域に区画されており、一方の領域３５ａ，３６ａが亜鉛を含有する亜鉛含有部であり、且つ他方の領域３５ｂ，３６ｂが亜鉛以外の銅や炭素を含有する亜鉛非含有部である。そして、亜鉛含有部である領域３５ａ，３６ａが電気接点装置３０Ａの場合と同様の研磨材を含有している。 (Embodiment 11)
As shown in FIG. 15, the electrical contact device 30B of the eleventh embodiment is a modification of the electrical contact device 30A of the tenth embodiment. In this electrical contact device 30B, the plurality of commutator pieces 32 are all made of copper, and the two brushes 35 and 36 are both divided into two regions in the circumferential direction Z, one region 35a , 36a are zinc-containing parts containing zinc, and the other regions 35b and 36b are zinc-free parts containing copper and carbon other than zinc. The regions 35a and 36a, which are zinc-containing portions, contain the same abrasive material as in the electrical contact device 30A.

その他の構成は、実施形態１０と同様である。 The other configurations are the same as in the tenth embodiment.

上記の電気接点装置３０Ｂによれば、電気接点装置３０Ａの場合と同様に、２つのブラシ３５，３６が各整流子片３２に摺接するとき、２つのブラシ３５，３６の領域３５ａ，３６ａに含まれている研磨材によって、各整流子片３２に固着した亜鉛酸化物を物理的に掻き取るように研削することができる。 According to the above electrical contact device 30B, when the two brushes 35, 36 come into sliding contact with each commutator piece 32, as in the case of the electrical contact device 30A, the areas 35a, 36a of the two brushes 35, 36 include With the abrasive material provided, it is possible to physically scrape off the zinc oxide adhered to each commutator piece 32 by grinding.

その他、実施形態１０と同様の作用効果を奏する。 In other respects, the same effects as in the tenth embodiment are achieved.

（実施形態１２）
図１６に示されるように、実施形態１２の電気接点装置３０Ｃは、実施形態１１の電気接点装置３０Ｂの変更例である。この電気接点装置３０Ｃにおいて、各整流子片３２は、摺接終了部３４が後端部３２ｂよりも前端部３２ａ側に移動した位置に配置されており、摺接終了部３４が亜鉛によって構成されており、残りの部位が銅によって構成されている。 (Embodiment 12)
As shown in FIG. 16, the electrical contact device 30C of the twelfth embodiment is a modification of the electrical contact device 30B of the eleventh embodiment. In this electrical contact device 30C, each commutator piece 32 is arranged at a position where the sliding contact end portion 34 is moved closer to the front end portion 32a side than the rear end portion 32b, and the sliding contact end portion 34 is made of zinc. The remaining parts are made of copper.

その他の構成は、実施形態１１と同様である。 The other configurations are the same as in the eleventh embodiment.

上記の電気接点装置３０Ｃによれば、電気接点装置３０Ｂの場合と同様に、２つのブラシ３５，３６が各整流子片３２に摺接するとき、２つのブラシ３５，３６の領域３５ａ，３６ａに含まれている研磨材によって、各整流子片３２に固着した亜鉛酸化物を物理的に掻き取るように研削することができる。 According to the above electrical contact device 30C, when the two brushes 35, 36 come into sliding contact with each commutator piece 32, as in the case of the electrical contact device 30B, the areas 35a, 36a of the two brushes 35, 36 include With the abrasive material provided, it is possible to physically scrape off the zinc oxide adhered to each commutator piece 32 by grinding.

その他、実施形態１１と同様の作用効果を奏する。 In addition, the same effects as in the eleventh embodiment are achieved.

上記の電気接点装置３０Ｂ，３０Ｃに特に関連する変更例では、２つのブラシ３５，３６の領域３５ａ，３６ａのいずれか一方のみが研磨材を含有するようにしてもよい。
In a modification specifically related to the electrical contact devices 30B, 30C described above, only one of the regions 35a, 36a of the two brushes 35, 36 may contain abrasive material.

（実施形態１３）
図１７に示されるように、実施形態１３の電気接点装置３０Ｄは、実施形態１の電気接点装置３０の変更例である。この電気接点装置３０Ｄは、各整流子片３２の表面にめっき層３２ｄを設けて固着物が固着しにくくすることによって、大電流の条件下で電磁ノイズの低減効果が下がるのを抑制するように構成されている。 (Embodiment 13)
As shown in FIG. 17, the electrical contact device 30D of the thirteenth embodiment is a modification of the electrical contact device 30 of the first embodiment. This electrical contact device 30D provides a plating layer 32d on the surface of each commutator piece 32 to make it difficult for stuck objects to stick, thereby suppressing the deterioration of the electromagnetic noise reduction effect under large current conditions. It is configured.

本構成を達成するために、電気接点装置３０Ｄでは、各整流子片３２の摺接面に、銀、ニッケル、パラジウムのうちの少なくとも１つの材料を使用しためっき処理が施されている。この電気接点装置３０Ｄは、複数の整流子片３２のそれぞれの摺接面に銀、ニッケル、パラジウムのうちの少なくとも１つの材料からなるめっき層３２ｄが形成されてなる摺接構造（以下、「第２摺接構造」という。）を有する。 In order to achieve this configuration, in the electrical contact device 30D, the sliding contact surface of each commutator piece 32 is plated using at least one material selected from silver, nickel, and palladium. This electrical contact device 30D has a sliding contact structure (hereinafter referred to as "sliding contact structure") in which a plating layer 32d made of at least one material selected from silver, nickel, and palladium is formed on the sliding contact surface of each of the plurality of commutator pieces 32. 2-slide contact structure).

上記の電気接点装置３０Ｄによれば、めっき層３２ｄによって各整流子片３２の耐腐食性（耐酸化性）を高めることができ、各整流子片３２の摺接面に亜鉛酸化物が生成するのを防ぐことが可能になる。これにより、回転電機１を大電流で運転する場合であっても、電磁ノイズの低減効果を向上させることができる。 According to the electrical contact device 30D described above, the corrosion resistance (oxidation resistance) of each commutator piece 32 can be increased by the plating layer 32d, and zinc oxide is generated on the sliding contact surface of each commutator piece 32. It becomes possible to prevent Thereby, even when the rotating electrical machine 1 is operated with a large current, the effect of reducing electromagnetic noise can be improved.

（実施形態１４）
図１８に示されるように、実施形態１４の電気接点装置３０Ｅは、実施形態１の電気接点装置３０の変更例である。この電気接点装置３０Ｅは、低沸点材である亜鉛の溶融量を減らして各整流子片３２の表面に固着物が固着しにくくすることによって、大電流の条件下で電磁ノイズの低減効果が下がるのを抑制するように構成されている。 (Embodiment 14)
As shown in FIG. 18, the electrical contact device 30E of the fourteenth embodiment is a modification of the electrical contact device 30 of the first embodiment. This electrical contact device 30E reduces the amount of melted zinc, which is a low-boiling point material, to make it difficult for solid matter to stick to the surface of each commutator piece 32, thereby reducing the effect of reducing electromagnetic noise under large current conditions. is configured to suppress

本構成を達成するために、電気接点装置３０Ｅでは、各整流子片３２に対する２つのブラシ３５，３６の摺接面積を増やして通電時の電気抵抗を抑えるようにしている。この電気接点装置３０Ｅは、ブラシ３５が軸方向Ｘの対向長さＬａの１０分の１以上の摺接長さＬｂで複数の整流子片３２のそれぞれに摺接する摺接構造（以下、「第３摺接構造」という。）を有する。 In order to achieve this configuration, in the electrical contact device 30E, the sliding contact area of the two brushes 35 and 36 with respect to each commutator piece 32 is increased to suppress electrical resistance during energization. This electrical contact device 30E has a sliding contact structure (hereinafter, referred to as "sliding contact structure") in which the brush 35 slidingly contacts each of the plurality of commutator pieces 32 with a sliding contact length Lb that is one-tenth or more of the opposing length La in the axial direction 3-slide contact structure.)

なお、特に図示しないものの、ブラシ３６にもブラシ３５と同様の第３摺接構造が採用されている。以下では、ブラシ３５に対して設けられた第３摺接構造についてのみ説明する。 Although not particularly shown in the drawings, the brush 36 also employs a third sliding contact structure similar to the brush 35. Below, only the third sliding contact structure provided for the brush 35 will be explained.

第３摺接構造について、対向長さＬａは、ブラシ３５が各整流子片３２と摺接可能に対向する、軸方向Ｘの長さである。これに対して、摺接長さＬｂは、ブラシ３５の対向面３５ｃが各整流子片３２の対向面３２ｃに実際に摺接しているときの、軸方向Ｘの長さである。このため、ブラシ３５の対向面３５ｃと各整流子片３２の対向面３２ｃが実質的に平行な関係にあるときに、摺接長さＬｂが対向長さＬａと一致する。そして、対向面３２ｃに対する対向面３５ｃの傾斜角度が小さいほど摺接長さＬｂが大きくなり、対向面３２ｃに対する対向面３５ｃの傾斜角度が大きいほど摺接長さＬｂが小さくなる。 Regarding the third sliding contact structure, the opposing length La is the length in the axial direction X at which the brush 35 faces each commutator piece 32 so as to be able to come into sliding contact. On the other hand, the sliding contact length Lb is the length in the axial direction X when the opposing surface 35c of the brush 35 is actually in sliding contact with the opposing surface 32c of each commutator piece 32. Therefore, when the facing surface 35c of the brush 35 and the facing surface 32c of each commutator piece 32 are in a substantially parallel relationship, the sliding contact length Lb matches the facing length La. The sliding contact length Lb becomes larger as the inclination angle of the opposing surface 35c with respect to the opposing surface 32c becomes smaller, and the sliding contact length Lb becomes smaller as the inclination angle of the opposing surface 35c with respect to the opposing surface 32c becomes larger.

ブラシ３５を径方向Ｙにスライド可能に収容するブラシホルダ３０ａの内部には、押し付けばね３９が設けられている。この押し付けばね３９は、ブラシ３５を各整流子片３２に押し付ける弾性機能を有する。この押し付けばね３９として、コイルばねや板ばね等のばね部材を使用するのが好ましい。この押し付けばね３９によれば、ブラシ３５の対向面３５ｃが各整流子片３２の対向面３２ｃに押し付けられる。押し付けばね３９と同様の弾性機能を発揮することができれば、必要に応じてばね部材に代わる弾性部材を使用してもよい。 A pressing spring 39 is provided inside the brush holder 30a that accommodates the brush 35 so as to be slidable in the radial direction Y. This pressing spring 39 has an elastic function to press the brush 35 against each commutator piece 32. As this pressing spring 39, it is preferable to use a spring member such as a coil spring or a leaf spring. According to this pressing spring 39, the facing surface 35c of the brush 35 is pressed against the facing surface 32c of each commutator piece 32. If necessary, an elastic member may be used in place of the spring member as long as it can exhibit the same elastic function as the pressing spring 39.

ブラシ３５の対向面３５ｃの周方向Ｚの長さが一定である場合には、各整流子片３２の対向面３２ｃと対向面３５ｃとの接触面積は摺接長さＬｂに比例する。摺接長さＬｂが大きくなるにつれて各整流子片３２の対向面３２ｃと対向面３５ｃとの接触面積が増加し、摺接長さＬｂが小さくなるにつれて各整流子片３２の対向面３２ｃと対向面３５ｃとの接触面積が減少する。 When the length of the facing surface 35c of the brush 35 in the circumferential direction Z is constant, the contact area between the facing surface 32c of each commutator piece 32 and the facing surface 35c is proportional to the sliding contact length Lb. As the sliding contact length Lb increases, the contact area between the facing surfaces 32c and 35c of each commutator piece 32 increases, and as the sliding contact length Lb decreases, the contact area between the facing surfaces 32c and 35c of each commutator piece 32 increases. The contact area with surface 35c is reduced.

摺接長さＬｂが対向長さＬａの１０分の１以上であるという条件は、電気接点装置３０Ｅの最終的な組付け時に成立しているのが好ましい。このため、上記の条件が成立していない場合には、各整流子片３２の対向面３２ｃに対する対向面３５ｃの片当たりを解消するための処理をブラシ３５に施す必要がある。ここでいう「片当たり」とは、ブラシ３５の対向面３５ｃの一部のみが対向面３２ｃの対する摺接面となる状態をいう。 The condition that the sliding contact length Lb is one-tenth or more of the facing length La is preferably satisfied at the time of final assembly of the electrical contact device 30E. Therefore, if the above conditions are not satisfied, it is necessary to perform a process on the brush 35 to eliminate uneven contact between the facing surface 35c and the facing surface 32c of each commutator piece 32. The term "uneven contact" as used herein refers to a state in which only a portion of the facing surface 35c of the brush 35 becomes a sliding surface with respect to the facing surface 32c.

そこで、例えば、切削治具などの工具を使用してブラシ３５の対向面３５ｃに切削加工を施したり、回転電機１を実際に運転したりして、上記の条件を満たすまでブラシ３５の対向面３５ｃを摩耗させて対向長さＬａに対する摺接長さＬｂを増やすことができる。 Therefore, for example, the opposing surface 35c of the brush 35 is cut using a tool such as a cutting jig, or the rotating electric machine 1 is actually operated until the opposing surface 35c of the brush 35 is satisfied. 35c can be worn to increase the sliding contact length Lb with respect to the opposing length La.

上記の電気接点装置３０Ｅによれば、摺接長さＬｂを対向長さＬａの１０分の１以上にすることによって、２つのブラシ３５，３６のそれぞれと各整流子片３２との接触面積を大きくして、通電時の電気抵抗を抑えることができる。この場合、ジュール熱を下げて、各整流子片３２の対向面３２ｃに固着し得る亜鉛酸化物の生成を抑制することができる。これにより、回転電機１を大電流で運転する場合であっても、電磁ノイズの低減効果を向上させることができる。 According to the above electrical contact device 30E, the contact area between each of the two brushes 35 and 36 and each commutator piece 32 is reduced by making the sliding contact length Lb one-tenth or more of the opposing length La. By increasing the size, electrical resistance during energization can be suppressed. In this case, it is possible to reduce the Joule heat and suppress the generation of zinc oxide that may adhere to the facing surface 32c of each commutator piece 32. Thereby, even when the rotating electrical machine 1 is operated with a large current, the effect of reducing electromagnetic noise can be improved.

上記の電気接点装置３０Ｅに特に関連する変更例では、２つのブラシ３５，３６のいずれか一方のみについて上記第３摺接構造を採用するようにしてもよい。 In a modification particularly related to the electrical contact device 30E described above, the third sliding contact structure may be adopted for only one of the two brushes 35, 36.

また、別の変更例では、上記第１摺接構造と上記第２摺接構造と上記第３摺接構造のうちの少なくとも２つを組み合わせた構造を採用することもできる。 In another modification, a structure may be adopted in which at least two of the first sliding contact structure, the second sliding contact structure, and the third sliding contact structure are combined.

上述の実施形態１０～１４では、各整流子片３２の表面に固着物が固着するのを防ぐことによって、大電流の条件下で電磁ノイズの低減効果が下がるのを抑制する場合について例示したが、本発明者は、これとは別の観点に基づいて、各整流子片３２表面に固着物が固着したとしても、以下の実施形態１５～２０に記載のように、アークの発生自体を抑制することが電磁ノイズの低減に有効であることを見出した。 In the above-described Embodiments 10 to 14, examples have been given of cases in which the electromagnetic noise reduction effect is suppressed from decreasing under large current conditions by preventing stuck objects from sticking to the surface of each commutator piece 32. Based on a different point of view, the present inventor has proposed a method to suppress the generation of arc itself, as described in Embodiments 15 to 20 below, even if a fixed object adheres to the surface of each commutator piece 32. We have found that this is effective in reducing electromagnetic noise.

（実施形態１５）
図１９及び図２０に示されるように、実施形態１５の電気接点装置３０Ｆは、実施形態１の電気接点装置３０の変更例である。この電気接点装置３０Ｆは、アーク吸収部５０を備えている。アーク吸収部５０は、２つのブラシ３５，３６のうち、電源Ｅの正極に電気的に接続された正ブラシ３５が摺接している整流子片３２との摺接が解除されるときに生じる正ブラシ３５側のアークエネルギーを吸収するためのものである。 (Embodiment 15)
As shown in FIGS. 19 and 20, the electrical contact device 30F of the fifteenth embodiment is a modification of the electrical contact device 30 of the first embodiment. This electrical contact device 30F includes an arc absorbing section 50. The arc absorbing section 50 absorbs the positive voltage generated when the positive brush 35, which is electrically connected to the positive electrode of the power source E, is released from sliding contact with the commutator piece 32, which is one of the two brushes 35 and 36. This is for absorbing arc energy on the brush 35 side.

正ブラシ３５は銅によって構成されており、負ブラシ３６は亜鉛によって構成されている。なお、必要に応じて、正ブラシ３５を亜鉛によって構成してもよい。この場合、各整流子片３２の表面には、溶融した亜鉛が亜鉛酸化物Ｓとして固着する。 The positive brush 35 is made of copper, and the negative brush 36 is made of zinc. Note that, if necessary, the positive brush 35 may be made of zinc. In this case, molten zinc adheres to the surface of each commutator piece 32 as zinc oxide S.

アーク吸収部５０は、複数の整流子片３２のうち正ブラシ３５が摺接している整流子片３２とは別の整流子片３２（回転方向Ｚａの前方側に隣接する整流子片３２）に摺接する補助ブラシ５１と、正ブラシ３５と補助ブラシ５１とを電気的に接続するバイパス経路５２に設けられた通電部材５３と、を有する。 The arc absorber 50 is connected to a commutator piece 32 (an adjacent commutator piece 32 on the front side in the rotation direction Za) different from the commutator piece 32 with which the positive brush 35 is in sliding contact among the plurality of commutator pieces 32. It has an auxiliary brush 51 that is in sliding contact with each other, and a current-carrying member 53 that is provided in a bypass path 52 that electrically connects the normal brush 35 and the auxiliary brush 51.

補助ブラシ５１は、正ブラシ３５に対して整流子３１の回転方向Ｚａの前方側に配置されるとともに正ブラシ３５との間の周方向Ｚの間隔Ｄが複数の整流子片３２の周方向Ｚの幅寸法の最小値Ｃｍｉｎを下回るように構成されている。 The auxiliary brush 51 is arranged on the front side in the rotation direction Za of the commutator 31 with respect to the normal brush 35, and the distance D in the circumferential direction Z between the auxiliary brush 51 and the normal brush 35 is equal to the circumferential direction Z of the plurality of commutator pieces 32. It is configured so that the width dimension is less than the minimum value Cmin.

通電部材５３は、正ブラシ３５よりも抵抗の高い高抵抗体をはじめ、既知のダイオード、コンデンサ（キャパシタ）、スナバ、バリスタのうちの少なくとも１つによって構成されている。 The current-carrying member 53 includes at least one of a known diode, a capacitor, a snubber, and a varistor, as well as a high-resistance body having a higher resistance than the positive brush 35.

この電気接点装置３０Ｆにおいて、整流子３１の回転方向Ｚａの回転によって、正ブラシ３５と複数の整流子片３２との間の摺接関係が図２０から図２１のように変化する。図２１に示されるように、正ブラシ３５に摺接していた２つの整流子片３２Ａ，３２Ｂのうちの一方の整流子片３２Ａが正ブラシ３５から開離すると、本来であれば正ブラシ３５と整流子片３２Ａとの間にアークＡが発生する（図２１では、説明の便宜上、正ブラシ３５側で発生し得るアークＡを破線で示している）。一方で、負ブラシ３６に摺接していた２つの整流子片３２Ｃ，３２Ｄのうちの一方の整流子片３２Ｃが負ブラシ３６から開離すると、負ブラシ３６と整流子片３２Ｃとの間にアークＡが発生する。 In this electrical contact device 30F, the sliding relationship between the positive brush 35 and the plurality of commutator pieces 32 changes as shown in FIG. 20 to FIG. 21 as the commutator 31 rotates in the rotational direction Za. As shown in FIG. 21, when one commutator piece 32A of the two commutator pieces 32A, 32B that was in sliding contact with the positive brush 35 separates from the positive brush 35, the normal brush 35 is An arc A is generated between the commutator piece 32A (in FIG. 21, for convenience of explanation, the arc A that can occur on the positive brush 35 side is shown by a broken line). On the other hand, when one of the two commutator pieces 32C and 32D that was in sliding contact with the negative brush 36 separates from the negative brush 36, an arc occurs between the negative brush 36 and the commutator piece 32C. A occurs.

ここで、アーク吸収部５０によれば、正ブラシ３５が整流子片３２Ａから開離する直前に、正ブラシ３５側から通電部材５３及び補助ブラシ５１を通じて整流子片３２Ａへとバイパス電流が流れるため、アークＡの発生要因である正ブラシ３５側のアークエネルギーを逃がすことによってアークＡの発生を防ぐことができる。このため、各整流子片３２に表面に亜鉛酸化物Ｓが固着した状態で回転電機１を大電流で運転する場合であっても、アークＡの発生自体を抑制することで電磁ノイズの低減効果を向上させることができる。 Here, according to the arc absorbing unit 50, a bypass current flows from the positive brush 35 side to the commutator piece 32A through the current-carrying member 53 and the auxiliary brush 51 immediately before the normal brush 35 separates from the commutator piece 32A. The generation of arc A can be prevented by releasing the arc energy on the side of the positive brush 35, which is the cause of arc A generation. Therefore, even when the rotating electric machine 1 is operated at a large current with the zinc oxide S adhered to the surface of each commutator piece 32, electromagnetic noise can be reduced by suppressing the generation of the arc A itself. can be improved.

（実施形態１６）
図２２に示されるように、実施形態１６の電気接点装置３０Ｇは、実施形態１５の電気接点装置３０Ｆの変更例である。この電気接点装置３０Ｇは、アーク吸収部５０Ａを備えている。アーク吸収部５０Ａは、実施形態１５のアーク吸収部５０と同様に、正ブラシ３５が摺接している整流子片３２との摺接が解除されるときに生じる正ブラシ３５側のアークエネルギーを吸収するためのものである。 (Embodiment 16)
As shown in FIG. 22, the electrical contact device 30G of the sixteenth embodiment is a modification of the electrical contact device 30F of the fifteenth embodiment. This electrical contact device 30G includes an arc absorbing section 50A. Similar to the arc absorbing section 50 of the fifteenth embodiment, the arc absorbing section 50A absorbs arc energy on the side of the positive brush 35 that occurs when the sliding contact between the positive brush 35 and the commutator piece 32 with which the positive brush 35 is in sliding contact is released. It is for the purpose of

アーク吸収部５０Ａは、複数の整流子片３２のうち正ブラシ３５が摺接している整流子片３２を挟んで回転方向Ｚａの両側に位置する２つの整流子片３２，３２に摺接する一対の補助ブラシ５１Ａ，５１Ｂと、一対の補助ブラシ５１Ａ，５１Ｂを電気的に接続するバイパス経路５２に設けられたダイオード５４と、を有する。ダイオード５４は、アノードが一対の補助ブラシ５１Ａ，５１Ｂのうち回転方向Ｚａの後方側の後方側補助ブラシ５１Ａに電気的に接続され且つカソードが一対の補助ブラシ５１Ａ，５１Ｂのうち回転方向Ｚａの前方側の前方側補助ブラシ５１Ｂに電気的に接続されている。 The arc absorbing section 50A includes a pair of commutator pieces 32, which are in sliding contact with two commutator pieces 32, 32 located on both sides of the rotation direction Za across the commutator piece 32 with which the positive brush 35 is in sliding contact among the plurality of commutator pieces 32. It has auxiliary brushes 51A, 51B, and a diode 54 provided in a bypass path 52 that electrically connects the pair of auxiliary brushes 51A, 51B. The diode 54 has an anode electrically connected to the rear auxiliary brush 51A on the rear side in the rotation direction Za of the pair of auxiliary brushes 51A and 51B, and a cathode on the front side in the rotation direction Za of the pair of auxiliary brushes 51A and 51B. It is electrically connected to the front side auxiliary brush 51B on the side.

また、アーク吸収部５０Ａは、前方側補助ブラシ５１Ｂと正ブラシ３５との間の周方向Ｚの間隔Ｄ１が複数の整流子片３２の周方向Ｚの幅寸法の最小値Ｃｍｉｎを下回り、後方側補助ブラシ５１Ａと正ブラシ３５との間の周方向Ｚの間隔Ｄ２が複数の整流子片３２の周方向Ｚの幅寸法の最大値Ｃｍａｘを上回るように構成されている。 Further, in the arc absorbing portion 50A, the distance D1 in the circumferential direction Z between the front side auxiliary brush 51B and the normal brush 35 is less than the minimum value Cmin of the width dimension in the circumferential direction Z of the plurality of commutator pieces 32, and the rear side The distance D2 between the auxiliary brush 51A and the positive brush 35 in the circumferential direction Z is configured to exceed the maximum value Cmax of the width dimension of the plurality of commutator pieces 32 in the circumferential direction Z.

ここで、整流子３０１全ての整流子片３２についての周方向Ｚの幅寸法の中で最も小さい値が「最小値Ｃｍｉｎ」として定義され、最も大きい値が「最大値Ｃｍａｘ」として定義される。 Here, the smallest value among the width dimensions in the circumferential direction Z of all the commutator pieces 32 of the commutator 301 is defined as the "minimum value Cmin", and the largest value is defined as the "maximum value Cmax".

その他の構成は、実施形態１５と同様である。 The other configurations are the same as in the fifteenth embodiment.

図２３に示されるように、アーク吸収部５０Ａによれば、正ブラシ３５が整流子片３２Ａから開離する直前に、正ブラシ３５側から後方側補助ブラシ５１Ａ、ダイオード５４及び前方側補助ブラシ５１Ｂを通じて整流子片３２Ａへとバイパス電流が流れるため、アークＡの発生要因である正ブラシ３５側のアークエネルギーを逃がすことによってアークＡの発生を防ぐことができる。このため、各整流子片３２に表面に亜鉛酸化物Ｓが固着した状態で回転電機１を大電流で運転する場合であっても、アークＡの発生自体を抑制することで電磁ノイズの低減効果を向上させることができる。 As shown in FIG. 23, according to the arc absorbing section 50A, immediately before the normal brush 35 separates from the commutator piece 32A, the rear auxiliary brush 51A, the diode 54, and the front auxiliary brush 51B are connected from the normal brush 35 side. Since a bypass current flows to the commutator piece 32A through the commutator bar 32A, the arc energy on the positive brush 35 side, which is the cause of the arc A, is released, thereby preventing the arc A from occurring. Therefore, even when the rotating electric machine 1 is operated at a large current with zinc oxide S adhered to the surface of each commutator piece 32, electromagnetic noise can be reduced by suppressing the generation of the arc A itself. can be improved.

その他、実施形態１５と同様の作用効果を奏する。 In addition, the same effects as in the fifteenth embodiment are achieved.

（実施形態１７）
図２４に示されるように、実施形態１７の電気接点装置３０Ｈは、実施形態１５の電気接点装置３０Ｆの変更例である。この電気接点装置３０Ｈは、アーク吸収部５０Ｂを備えている。アーク吸収部５０Ｂは、実施形態１５のアーク吸収部５０と同様に、正ブラシ３５が摺接している整流子片３２との摺接が解除されるときに生じる正ブラシ３５側のアークエネルギーを吸収するためのものである。 (Embodiment 17)
As shown in FIG. 24, the electrical contact device 30H of the seventeenth embodiment is a modification of the electrical contact device 30F of the fifteenth embodiment. This electrical contact device 30H includes an arc absorbing section 50B. The arc absorbing section 50B, like the arc absorbing section 50 of the fifteenth embodiment, absorbs arc energy on the side of the positive brush 35 that occurs when the sliding contact between the positive brush 35 and the commutator piece 32 with which the positive brush 35 is in sliding contact is released. It is for the purpose of

アーク吸収部５０Ｂは、アーク吸収部５０と同様の補助ブラシ５１と、正ブラシ３５と補助ブラシ５１とを電気的に接続するバイパス経路５２に設けられたツェナーダイオード５５と、を有する。ツェナーダイオード５５は、アノードが補助ブラシ５１に電気的に接続され且つカソードが正ブラシ３５に電気的に接続されている。このツェナーダイオード５５は、予め設定された電圧を超えるとカソード側からアノード側に電流が流れるように構成されている。 The arc absorbing section 50B includes an auxiliary brush 51 similar to the arc absorbing section 50, and a Zener diode 55 provided in a bypass path 52 that electrically connects the normal brush 35 and the auxiliary brush 51. The Zener diode 55 has an anode electrically connected to the auxiliary brush 51 and a cathode electrically connected to the positive brush 35. This Zener diode 55 is configured such that a current flows from the cathode side to the anode side when a preset voltage is exceeded.

図２５に示されるように、アーク吸収部５０Ｂによれば、正ブラシ３５が整流子片３２Ａから開離する直前に、正ブラシ３５側からツェナーダイオード５５及び補助ブラシ５１を通じて整流子片３２Ａへとバイパス電流が流れるため、アークＡの発生要因である正ブラシ３５側のアークエネルギーを逃がすことによってアークＡの発生を防ぐことができる。このため、各整流子片３２に表面に亜鉛酸化物Ｓが固着した状態で回転電機１を大電流で運転する場合であっても、アークＡの発生自体を抑制することで電磁ノイズの低減効果を向上させることができる。 As shown in FIG. 25, according to the arc absorbing section 50B, immediately before the positive brush 35 separates from the commutator piece 32A, from the positive brush 35 side to the commutator piece 32A through the Zener diode 55 and the auxiliary brush 51. Since the bypass current flows, arc energy on the positive brush 35 side, which is the cause of arc A, is released, thereby preventing arc A from occurring. Therefore, even when the rotating electric machine 1 is operated at a large current with zinc oxide S adhered to the surface of each commutator piece 32, electromagnetic noise can be reduced by suppressing the generation of the arc A itself. can be improved.

（実施形態１８）
図２６に示されるように、実施形態１８の電気接点装置３０Ｉは、実施形態１５の電気接点装置３０Ｆの変更例である。この電気接点装置３０Ｉは、アーク吸収部５０Ｃを備えている。アーク吸収部５０Ｃは、補助ブラシ５１が電気絶縁層５６を介して正ブラシ３５に接合されて一体化されるように構成されている。即ち、電気絶縁層５６が周方向Ｚについて補助ブラシ５１と正ブラシ３５とによって挟み込まれている。 (Embodiment 18)
As shown in FIG. 26, the electrical contact device 30I of the eighteenth embodiment is a modification of the electrical contact device 30F of the fifteenth embodiment. This electrical contact device 30I includes an arc absorbing section 50C. The arc absorbing section 50C is configured such that the auxiliary brush 51 is joined to the main brush 35 via the electrical insulating layer 56 and integrated therewith. That is, the electrical insulating layer 56 is sandwiched between the auxiliary brush 51 and the normal brush 35 in the circumferential direction Z.

上記の電気接点装置３０Ｉによれば、補助ブラシ５１と正ブラシ３５を一体化することで、ブラシ自体の数を少なくでき、またブラシに付随するブラシホルダやばね部材の数を少なくできるため、コスト低減を図ることができる。また、周方向Ｚについて補助ブラシ５１と正ブラシ３５を互いに近づけることでアーク吸収部５０Ｃを小型化できる。 According to the above electrical contact device 30I, by integrating the auxiliary brush 51 and the main brush 35, the number of brushes themselves can be reduced, and the number of brush holders and spring members attached to the brushes can be reduced, resulting in cost savings. It is possible to reduce the Furthermore, by bringing the auxiliary brush 51 and the normal brush 35 closer to each other in the circumferential direction Z, the arc absorbing section 50C can be made smaller.

（実施形態１９）
図２７に示されるように、実施形態１９の電気接点装置３０Ｊは、実施形態１７の電気接点装置３０Ｈの変更例である。この電気接点装置３０Ｊは、アーク吸収部５０Ｄを備えている。アーク吸収部５０Ｄは、一対の補助ブラシ５１Ａ，５１Ｂのそれぞれが電気絶縁層５６を介して正ブラシ３５に接合されて一体化されるように構成されている。即ち、一方の電気絶縁層５６が周方向Ｚについて後方側補助ブラシ５１Ａと正ブラシ３５とによって挟み込まれており、且つ他方の電気絶縁層５６が周方向Ｚについて前方側補助ブラシ５１Ｂと正ブラシ３５とによって挟み込まれている。 (Embodiment 19)
As shown in FIG. 27, the electrical contact device 30J of the nineteenth embodiment is a modification of the electrical contact device 30H of the seventeenth embodiment. This electrical contact device 30J includes an arc absorbing section 50D. The arc absorbing section 50D is configured such that each of the pair of auxiliary brushes 51A, 51B is joined to the main brush 35 via the electrical insulating layer 56 and integrated. That is, one electrical insulating layer 56 is sandwiched between the rear auxiliary brush 51A and the positive brush 35 in the circumferential direction Z, and the other electrical insulating layer 56 is sandwiched between the front auxiliary brush 51B and the positive brush 35 in the circumferential direction Z. It is sandwiched between.

その他の構成は、実施形態１７と同様である。 The other configurations are the same as in the seventeenth embodiment.

上記の電気接点装置３０Ｊによれば、一対の補助ブラシ５１Ａ，５１Ｂと正ブラシ３５を一体化することで、ブラシ自体の数を少なくでき、またブラシに付随するブラシホルダやばね部材の数を少なくできるため、コスト低減を図ることができる。また、周方向Ｚについて一対の補助ブラシ５１Ａ，５１Ｂと正ブラシ３５を互いに近づけることでアーク吸収部５０Ｄを小型化できる。 According to the above electrical contact device 30J, by integrating the pair of auxiliary brushes 51A, 51B and the main brush 35, the number of brushes themselves can be reduced, and the number of brush holders and spring members attached to the brushes can be reduced. Therefore, it is possible to reduce costs. Further, by bringing the pair of auxiliary brushes 51A, 51B and the normal brush 35 closer to each other in the circumferential direction Z, the arc absorbing portion 50D can be made smaller.

その他、実施形態１７と同様の作用効果を奏する。 In other respects, the same effects as in the seventeenth embodiment are achieved.

なお、上記の電気接点装置３０Ｆ，３０Ｇ，３０Ｈ，３０Ｉ，３０Ｊにおいては、アーク吸収部５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄを正ブラシ３５側に加えて負ブラシ３６側に設けることもできる。これにより、電磁ノイズの低減効果を更に向上させることができる。一方で、負ブラシ３６側で生じるアークＡによる電磁ノイズは、正ブラシ３５側で生じるアークＡによる電磁ノイズよりも小さいことが知られており、電気接点装置３０Ｆ，３０Ｇ，３０Ｈ，３０Ｉ，３０Ｊのコスト低減を図るためには、正ブラシ３５側のみにアーク吸収部５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄを設けるのが好ましい。 In addition, in the above electric contact devices 30F, 30G, 30H, 30I, and 30J, the arc absorbing portions 50, 50A, 50B, 50C, and 50D may be provided on the negative brush 36 side in addition to the positive brush 35 side. Thereby, the effect of reducing electromagnetic noise can be further improved. On the other hand, it is known that the electromagnetic noise caused by the arc A generated on the negative brush 36 side is smaller than the electromagnetic noise caused by the arc A generated on the positive brush 35 side. In order to reduce costs, it is preferable to provide the arc absorbers 50, 50A, 50B, 50C, and 50D only on the side of the positive brush 35.

（実施形態２０）
図２８に示されるように、実施形態２０の電気接点装置３０Ｋは、実施形態１５の電気接点装置３０Ｆの変更例である。この電気接点装置３０Ｋは、アーク吸収部５０Ｅを備えている。アーク吸収部５０Ｅは、正ブラシ３５の周方向Ｚの摺接長さＭａが負ブラシ３６の周方向Ｚの摺接長さＭｂを上回るように構成されている。 (Embodiment 20)
As shown in FIG. 28, the electrical contact device 30K of the 20th embodiment is a modification of the electrical contact device 30F of the 15th embodiment. This electrical contact device 30K includes an arc absorbing section 50E. The arc absorbing portion 50E is configured such that the sliding contact length Ma of the positive brush 35 in the circumferential direction Z exceeds the sliding contact length Mb of the negative brush 36 in the circumferential direction Z.

上記の電気接点装置３０Ｋによれば、正ブラシ３５の摺接長さＭａを負ブラシ３６の摺接長さＭｂよりも長くすることによって、正ブラシ３５が２つの整流子片３２に摺接してコイルをショートする時間を延ばし、熱として消費されるアークエネルギー量を増やすことができる。このため、各整流子片３２に表面に亜鉛酸化物Ｓが固着した状態で回転電機１を大電流で運転する場合であっても、アークＡの発生自体を抑制することで電磁ノイズの低減効果を向上させることができる。 According to the above electrical contact device 30K, by making the sliding contact length Ma of the positive brush 35 longer than the sliding contact length Mb of the negative brush 36, the positive brush 35 can slide into two commutator pieces 32. It is possible to extend the time the coil is shorted and increase the amount of arc energy dissipated as heat. Therefore, even when the rotating electric machine 1 is operated at a large current with the zinc oxide S adhered to the surface of each commutator piece 32, electromagnetic noise can be reduced by suppressing the generation of the arc A itself. can be improved.

本発明は、上述の典型的な実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の応用や変形が考えられる。例えば、上述の実施形態を応用した次の各形態を実施することもできる。 The present invention is not limited to the typical embodiments described above, and various applications and modifications are possible without departing from the purpose of the present invention. For example, the following embodiments that apply the above-described embodiments can also be implemented.

上述の実施形態では、低沸点材として亜鉛を使用する場合について例示したが、これに代えて、銅の沸点を下回る沸点を有する材料（例えば、マグネシウムなど）を使用することもできる。 In the above-described embodiment, zinc is used as the low-boiling point material, but instead of this, a material (for example, magnesium) having a boiling point lower than the boiling point of copper can also be used.

上述の実施形態では、亜鉛と潤滑剤とを主体に構成された混合材について例示したが、亜鉛に加えて混合される材料は潤滑剤に限定されるものではなく、必要に応じて潤滑剤以外の材料を加えることもできる。 In the above embodiment, a mixed material mainly composed of zinc and a lubricant was exemplified, but the materials mixed in addition to zinc are not limited to the lubricant, and materials other than the lubricant may be used as necessary. You can also add other ingredients.

１…回転電機、１０…シャフト、２０…回転子、２１…鉄心、２２…電機子コイル、３０，１３０，２３０，３３０，４３０，５３０，６３０，７３０，８３０…電気接点装置、３１…整流子、３２，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ…整流子片（高電位側接点、低電位側接点）、３２ｄ…めっき層、３３…摺接開始部、３４…摺接終了部、３５…第１ブラシ（高電位側接点、正ブラシ）、３６…第２ブラシ（低電位側接点、負ブラシ）、３７Ｎ…陰極ブラシ、４０…磁石、５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ，５０Ｅ…アーク吸収部、５１…補助ブラシ、５１Ａ…後方側補助ブラシ（補助ブラシ）、５１Ｂ…前方側補助ブラシ（補助ブラシ）、５２…バイパス経路、５３…通電部材、５４…ダイオード、５５…ツェナーダイオード、５６…電気絶縁層、１０４ａ…可動接点（高電位側接点）、１０５ａ…固定接点（低電位側接点）、Ａ…アーク、Ｃｍｉｎ…最小値、Ｃｍａｎ…最大値、Ｄ，Ｄ１，Ｄ２…間隔、Ｅ…電源、Ｌａ…対向長さ、Ｌｂ…摺接長さ、Ｍａ，Ｍｂ…摺接長さ、Ｘ…軸方向、Ｚ…周方向、Ｚａ…回転方向 1... Rotating electric machine, 10... Shaft, 20... Rotor, 21... Iron core, 22... Armature coil, 30, 130, 230, 330, 430, 530, 630, 730, 830... Electric contact device, 31... Commutator , 32, 32A, 32B, 32C, 32D... Commutator piece (high potential side contact, low potential side contact), 32d... Plating layer, 33... Sliding contact start part, 34... Sliding contact end part, 35... First brush (High potential side contact, positive brush), 36... Second brush (low potential side contact, negative brush), 37N... Cathode brush, 40... Magnet, 50, 50A, 50B, 50C, 50D, 50E... Arc absorption part, 51... Auxiliary brush, 51A... Rear side auxiliary brush (auxiliary brush), 51B... Front side auxiliary brush (auxiliary brush), 52... Bypass path, 53... Current carrying member, 54... Diode, 55... Zener diode, 56... Electrical insulation layer, 104a...movable contact (high potential side contact), 105a...fixed contact (low potential side contact), A...arc, Cmin...minimum value, Cman...maximum value, D, D1, D2...interval, E...power supply, La...Opposing length, Lb...Sliding contact length, Ma, Mb...Sliding contact length, X...Axis direction, Z...Circumferential direction, Za...Rotation direction

Claims

回転軸であるシャフト（１０）と、
上記シャフトに固定された回転子（２０）と、
上記回転子の鉄心（２１）に巻かれた電機子コイル（２２）と、
上記電機子コイルに電気的に接続された整流子（３１）と、
上記整流子において上記シャフトの周方向（Ｚ）に配置された複数の整流子片（３２）と、
上記電機子コイルに界磁を与える磁石（４０）と、
電源（Ｅ）に電気的に接続され且つ上記整流子の回転に伴って上記複数の整流子片に摺接する複数のブラシ（３５，３６）と、
電気接点装置（３０，１３０，２３０，３３０，４３０，５３０，６３０，７３０，８３０）と、
を備え、
上記電気接点装置は、互いに電位が異なる高電位側接点（３２，３５，１０４ａ）及び低電位側接点（３２，３６，１０５ａ）を有し、上記高電位側接点と、上記高電位側接点に対して接触及び開離が可能な上記低電位側接点と、の少なくとも一方は、沸点が２５６２℃よりも低い低沸点材を含む混合材によって構成されており、
上記混合材における上記低沸点材の割合が２５重量パーセント以上であり、
上記電気接点装置の上記高電位側接点及び上記低電位側接点は、上記複数の整流子片及び上記複数のブラシによって構成されており、
上記複数のブラシのうちの少なくとも１つが研磨材を含有しこの研磨材を介して上記複数の整流子片のそれぞれに摺接するように構成されており、
上記研磨材は、炭化ケイ素、メソカーボン粉末、銅－マンガン合金の少なくとも１つの材料からなり、
上記研磨材の含有比率が１０重量パーセント以下であり、
上記混合材は、上記低沸点材としての亜鉛と、潤滑剤である炭素と、を主体に構成されている、回転電機（１）。 a shaft (10) that is a rotation axis;
a rotor (20) fixed to the shaft;
an armature coil (22) wound around the iron core (21) of the rotor;
a commutator (31) electrically connected to the armature coil;
a plurality of commutator pieces (32) arranged in the circumferential direction (Z) of the shaft in the commutator;
a magnet (40) that applies a field to the armature coil;
a plurality of brushes (35, 36) electrically connected to the power source (E) and slidingly contacting the plurality of commutator pieces as the commutator rotates;
an electrical contact device (30, 130, 230, 330, 430, 530, 630, 730, 830);
Equipped with
The electrical contact device has a high potential side contact (32, 35, 104a) and a low potential side contact (32, 36, 105a) having different potentials from each other, and the high potential side contact and the high potential side contact are connected to each other. At least one of the low-potential side contact that can make contact with and break from the other is made of a mixed material containing a low-boiling point material whose boiling point is lower than 2562°C,
The proportion of the low boiling point material in the mixed material is 25% by weight or more,
The high potential side contact and the low potential side contact of the electrical contact device are constituted by the plurality of commutator pieces and the plurality of brushes,
At least one of the plurality of brushes contains an abrasive and is configured to come into sliding contact with each of the plurality of commutator pieces through the abrasive,
The abrasive material is made of at least one material of silicon carbide, mesocarbon powder, and copper-manganese alloy,
The content ratio of the abrasive material is 10% by weight or less,
A rotating electric machine (1) in which the mixed material is mainly composed of zinc as the low boiling point material and carbon as a lubricant .

上記複数のブラシの全てが上記低沸点材または上記混合材によって構成されている、請求項１に記載の回転電機。 The rotating electric machine according to claim 1, wherein all of the plurality of brushes are made of the low boiling point material or the mixed material.

上記複数の整流子片はいずれも、上記整流子の回転時において上記複数のブラシのそれぞれに対する摺接開始部（３３）及び摺接終了部（３４）を有し、上記摺接開始部及び上記摺接終了部の少なくとも一方が上記低沸点材または上記混合材によって構成されている、請求項１または２に記載の回転電機。 Each of the plurality of commutator pieces has a sliding contact start part (33) and a sliding contact end part (34) with respect to each of the plurality of brushes during rotation of the commutator, and the sliding contact start part and the The rotating electrical machine according to claim 1 or 2 , wherein at least one of the sliding contact end portions is made of the low boiling point material or the mixed material.

上記複数の整流子片のそれぞれの摺接面に銀、ニッケル、パラジウムのうちの少なくとも１つの材料からなるめっき層（３２ｄ）が形成されている、請求項１に記載の回転電機。 The rotating electric machine according to claim 1, wherein a plating layer (32d) made of at least one material selected from silver, nickel, and palladium is formed on the sliding contact surface of each of the plurality of commutator pieces.

上記複数のブラシのうちの少なくとも１つが上記複数の整流子片のそれぞれと摺接可能に対向する軸方向（Ｘ）の対向長さ（Ｌａ）の１０分の１以上の摺接長さ（Ｌｂ）で上記複数の整流子片のそれぞれに摺接するように構成されている、請求項１または４に記載の回転電機。 At least one of the plurality of brushes has a sliding contact length (Lb) that is 1/10 or more of the opposing length (La) in the axial direction (X) where at least one of the plurality of brushes is slidably opposed to each of the plurality of commutator pieces. 5. The rotating electrical machine according to claim 1 , wherein the rotary electric machine is configured to be in sliding contact with each of the plurality of commutator pieces at a position of .

上記複数のブラシのうち上記電源の正極に電気的に接続されたブラシを正ブラシ（３５）としたとき、上記複数の整流子片のうち上記正ブラシが摺接している整流子片との摺接が解除されるときに生じる上記正ブラシ側のアークエネルギーを吸収するアーク吸収部（５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ，５０Ｅ）を備える、請求項１に記載の回転電機。 When the brush electrically connected to the positive electrode of the power supply among the plurality of brushes is defined as a positive brush (35), sliding contact between the positive brush and the commutator piece with which the positive brush is in sliding contact among the plurality of commutator pieces The rotating electrical machine according to claim 1, further comprising an arc absorbing section (50, 50A, 50B, 50C, 50D, 50E) that absorbs arc energy on the positive brush side that occurs when contact is released.

上記アーク吸収部は、上記複数の整流子片のうち上記正ブラシが摺接している整流子片とは別の整流子片に摺接する補助ブラシ（５１）と、上記正ブラシと上記補助ブラシとを電気的に接続するバイパス経路（５２）に設けられた通電部材（５３）と、を有し、
上記補助ブラシは、上記正ブラシに対して上記整流子の回転方向（Ｚａ）の前方側に配置されるとともに上記正ブラシとの間の上記周方向の間隔（Ｄ）が上記複数の整流子片の上記周方向の幅寸法の最小値（Ｃｍｉｎ）を下回るように構成され、
上記通電部材は、上記正ブラシよりも抵抗の高い高抵抗体、ダイオード、コンデンサ、スナバ、バリスタのうちの少なくとも１つによって構成されている、請求項６に記載の回転電機。 The arc absorbing section includes an auxiliary brush (51) that is in sliding contact with a commutator piece other than the commutator piece that the positive brush is in sliding contact with among the plurality of commutator pieces, and the positive brush and the auxiliary brush. a current-carrying member (53) provided in a bypass path (52) that electrically connects the
The auxiliary brush is arranged on the front side in the rotation direction (Za) of the commutator with respect to the normal brush, and the distance (D) in the circumferential direction between the auxiliary brush and the normal brush is the same as that of the plurality of commutator pieces. is configured to be less than the minimum value (Cmin) of the width dimension in the circumferential direction,
The rotating electrical machine according to claim 6 , wherein the current-carrying member is constituted by at least one of a high-resistance element having a higher resistance than the positive brush, a diode, a capacitor, a snubber, and a varistor.

上記通電部材は、アノードが上記補助ブラシに電気的に接続され且つカソードが上記正ブラシに電気的に接続された、上記ダイオードとしてのツェナーダイオード（５５）によって構成されている、請求項７に記載の回転電機。 According to claim 7, the current-carrying member is constituted by a Zener diode (55) as the diode, the anode of which is electrically connected to the auxiliary brush, and the cathode of which is electrically connected to the positive brush. rotating electric machine.

上記補助ブラシは、電気絶縁層（５６）を介して上記正ブラシに接合されて一体化されている、請求項７または８に記載の回転電機。 The rotating electric machine according to claim 7 or 8 , wherein the auxiliary brush is joined and integrated with the main brush via an electrically insulating layer (56).

上記アーク吸収部は、上記複数の整流子片のうち上記正ブラシが摺接している整流子片を挟んで上記整流子の回転方向（Ｚａ）の両側に位置する２つの整流子片に摺接する一対の補助ブラシ（５１Ａ，５１Ｂ）と、上記一対の補助ブラシを電気的に接続するバイパス経路（５２）に設けられアノードが上記一対の補助ブラシのうち上記回転方向の後方側の後方側補助ブラシ（５１Ａ）に電気的に接続され且つカソードが上記一対の補助ブラシのうち上記回転方向の前方側の前方側補助ブラシ（５１Ｂ）に電気的に接続されたダイオード（５４）と、を有し、
上記前方側補助ブラシと上記正ブラシとの間の上記周方向の間隔（Ｄ１）が上記複数の整流子片の上記周方向の幅寸法の最小値（Ｃｍｉｎ）を下回り、上記後方側補助ブラシと上記正ブラシとの間の上記周方向の間隔（Ｄ２）が上記複数の整流子片の上記周方向の幅寸法の最大値（Ｃｍａｘ）を上回るように構成されている、請求項６に記載の回転電機。 The arc absorber is in sliding contact with two commutator pieces located on both sides of the commutator in the rotation direction (Za) of the plurality of commutator pieces with the commutator piece in sliding contact with the positive brush interposed therebetween. A pair of auxiliary brushes (51A, 51B) and a rear auxiliary brush that is provided in a bypass path (52) that electrically connects the pair of auxiliary brushes and whose anode is on the rear side in the rotational direction of the pair of auxiliary brushes. (51A), and a diode (54) whose cathode is electrically connected to the front side auxiliary brush (51B) on the front side in the rotational direction of the pair of auxiliary brushes,
The circumferential distance (D1) between the front auxiliary brush and the normal brush is less than the minimum width (Cmin) of the circumferential width of the plurality of commutator pieces, and the rear auxiliary brush and 7. The circumferential distance (D2) with respect to the normal brush is configured to exceed the maximum value (Cmax) of the circumferential width dimensions of the plurality of commutator pieces. Rotating electric machine.

上記複数のブラシのうち上記電源の負極に電気的に接続されたブラシを負ブラシ（３６）としたとき、上記アーク吸収部は、上記正ブラシの上記周方向の摺接長さ（Ｍａ）が上記負ブラシの上記周方向の摺接長さ（Ｍｂ）を上回るように構成されている、請求項６～１０のいずれか一項に記載の回転電機。 When the brush electrically connected to the negative electrode of the power supply among the plurality of brushes is defined as a negative brush (36), the arc absorbing portion has a sliding contact length (Ma) of the positive brush in the circumferential direction. The rotating electric machine according to any one of claims 6 to 10 , wherein the sliding contact length (Mb) of the negative brush in the circumferential direction is larger than the sliding contact length (Mb) of the negative brush.