特許 7446070 回転電機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-29

(45)【発行日】2024-03-08

(54)【発明の名称】回転電機

(51)【国際特許分類】

   H02K 13/00 20060101AFI20240301BHJP

   H01R 39/24 20060101ALI20240301BHJP

【ＦＩ】

H02K13/00 Q

H02K13/00 G

H01R39/24

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2019166599

(22)【出願日】2019-09-12

(65)【公開番号】P2020068653

(43)【公開日】2020-04-30

【審査請求日】2022-05-19

(31)【優先権主張番号】P 2018198129

(32)【優先日】2018-10-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】清水 辰吾

(72)【発明者】

【氏名】野須 敬弘

(72)【発明者】

【氏名】足立 祥広

(72)【発明者】

【氏名】本多 哲也

【審査官】津久井 道夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－１７１７２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０２８８４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０５１９８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０５１２２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１９２２３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２２２５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０５４６９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２４２３８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－０４６５４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－００４５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０７０１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－００４５８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １３／００

Ｈ０１Ｒ ３９／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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）。

【請求項2】

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。

【請求項3】

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。

【請求項4】

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。

【請求項5】

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。

【請求項6】

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。

【請求項7】

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。

【請求項8】

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。

【請求項9】

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。

【請求項10】

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。

【請求項11】

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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転電機に関する。

【背景技術】

【0002】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００２－１７１７２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

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。

【0005】

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。

【0006】

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。

【課題を解決するための手段】

【0007】

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。

【発明の効果】

【0009】

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。

【0010】

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。

【0011】

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。

【0012】

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。

【0013】

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。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】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。

【図2】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。

【図3】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。

【図4】図３においてアーク放電時の様子を示す展開図。

【図5】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。

【図6】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。

【図7】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。

【図8】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。

【図9】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。

【図10】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。

【図11】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。

【図12】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。

【図13】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。

【図14】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。

【図15】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。

【図16】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。

【図17】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。

【図18】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。

【図19】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。

【図20】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。

【図21】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。

【図22】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。

【図23】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。

【図24】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。

【図25】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。

【図26】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。

【図27】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。

【図28】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。

【発明を実施するための形態】

【0015】

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。

【0016】

（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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

（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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

その他、実施形態１と同様の作用効果を奏する。

【0054】

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。

【0055】

（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。

【0056】

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。

【0057】

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。

【0058】

（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。

【0059】

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。

【0060】

（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。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

その他、実施形態１と同様の作用効果を奏する。

【0064】

（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。

【0065】

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。

【0066】

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。

【0067】

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。

【0068】

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。

【0069】

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。

【0070】

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。

【0071】

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。

【0072】

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。

【0073】

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。

【0074】

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。

【0075】

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。

【0076】

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。

【0077】

（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。

【0078】

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。

【0079】

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。

【0080】

その他、実施形態６と同様の作用効果を奏する。

【0081】

（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。

【0082】

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。

【0083】

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。

【0084】

その他、実施形態７と同様の作用効果を奏する。

【0085】

（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。

【0086】

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。

【0087】

その他、実施形態８と同様の作用効果を奏する。

【0088】

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。

【0089】

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。

【0090】

（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。

【0091】

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。

【0092】

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。

【0093】

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。

【0094】

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。

【0095】

その他の構成は、実施形態１と同様である。

【0096】

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。

【0097】

その他、実施形態１と同様の作用効果を奏する。

【0098】

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。

【0099】

（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。

【0100】

その他の構成は、実施形態１０と同様である。

【0101】

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。

【0102】

その他、実施形態１０と同様の作用効果を奏する。

【0103】

（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。

【0104】

その他の構成は、実施形態１１と同様である。

【0105】

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。

【0106】

その他、実施形態１１と同様の作用効果を奏する。

【0107】

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。

【0108】

（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。

【0109】

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。

【0110】

その他の構成は、実施形態１と同様である。

【0111】

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。

【0112】

その他、実施形態１と同様の作用効果を奏する。

【0113】

（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。

【0114】

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。

【0115】

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。

【0116】

その他の構成は、実施形態１と同様である。

【0117】

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。

【0118】

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。

【0119】

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。

【0120】

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。

【0121】

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。

【0122】

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。

【0123】

その他、実施形態１と同様の作用効果を奏する。

【0124】

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。

【0125】

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。

【0126】

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。

【0127】

（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。

【0128】

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。

【0129】

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。

【0130】

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。

【0131】

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。

【0132】

その他の構成は、実施形態１と同様である。

【0133】

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。

【0134】

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。

【0135】

その他、実施形態１と同様の作用効果を奏する。

【0136】

（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。

【0137】

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。

【0138】

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。

【0139】

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。

【0140】

その他の構成は、実施形態１５と同様である。

【0141】

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。

【0142】

その他、実施形態１５と同様の作用効果を奏する。

【0143】

（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。

【0144】

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。

【0145】

その他の構成は、実施形態１５と同様である。

【0146】

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。

【0147】

その他、実施形態１５と同様の作用効果を奏する。

【0148】

（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。

【0149】

その他の構成は、実施形態１５と同様である。

【0150】

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。

【0151】

その他、実施形態１５と同様の作用効果を奏する。

【0152】

（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。

【0153】

その他の構成は、実施形態１７と同様である。

【0154】

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。

【0155】

その他、実施形態１７と同様の作用効果を奏する。

【0156】

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。

【0157】

（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。

【0158】

その他の構成は、実施形態１５と同様である。

【0159】

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。

【0160】

その他、実施形態１５と同様の作用効果を奏する。

【0161】

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。

【0162】

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。

【0163】

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。

【符号の説明】

【0164】

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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】