(57)【要約】【課題】  第１モータハウジング部分に回転整流子が設けられた電動モータ用ブラシホルダシステム（１０）を提供する。【解決手段】  組立体は、第１モータハウジング部分に連結された第２モータハウジング部分（７２、７４）、及び少なくとも一つのブラシ保持ポケット（４６）を含む。ポケットは、一方の側に支持面を画成する第２モータハウジング部分の構造及び反対側に設けられたブリッジ部分によって形成される。システムは、更に、押圧部材に連結されるように形成された第１端及びモータ整流子と接触するように形成された第２端を持つ細長いブラシ（３４）、及びブラシを内部に受け入れ且つポケットに嵌着するように形成された第１開放端及びブラシを外に延ばしてモータ整流子と接触できるようにする第２開放端を持つ少なくとも一つの取り外し自在のブラシホルダ（１２）を含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転整流子が第１モータハウジング部分に支承された形式の電動モータ用のブラシホルダシステム（１０）において、
前記第１モータハウジング部分に噛み合い連結されるように形成された第２モータハウジング部分（７２、７４）であって、少なくとも一つのブラシ保持ポケット（４６）を持ち、前記ポケットは、一方の側に支持面を画成する前記第２モータハウジング部分の構造及び反対側に設けられたブリッジ部分によって形成される、第２モータハウジング部分と、
押圧部材に連結されるように形成された第１端及び前記モータ整流子と接触するように形成された第２端を持つ細長いブラシ（３４）と、
前記ブラシを内部に受け入れ且つ前記ポケットに嵌着するように形成された第１開放端及び前記ブラシを外に延ばして前記モータ整流子と接触できるようにする第２開放端を持つ少なくとも一つの取り外し自在のブラシホルダ（１２）と、
前記ブラシに連結された押圧部材（８０）、及び
前記第１開放端に連結されており、前記押圧部材と衝合して前記ブラシを前記モータ整流子に向かって押圧するように形成された端部キャップを含む、ブラシホルダシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のブラシホルダシステムにおいて、更に、取り外し自在の二つのブラシホルダを含み、これらの取り外し自在のブラシホルダの各々はその中にブラシを受け入れるように形成されている、ブラシホルダシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のブラシホルダシステムにおいて、前記ブラシの前記第１端部分は、更に、円筒形であるように形成されている、ブラシホルダシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のブラシホルダシステムにおいて、前記第２ハウジング部分は電気絶縁体でできている、ブラシホルダシステム。
【請求項５】
請求項１に記載のブラシホルダシステムにおいて、前記少なくとも一つのブラシホルダは、絶縁性ベース部分を更に含む、ブラシホルダシステム。
【請求項６】
請求項５に記載のブラシホルダシステムにおいて、前記絶縁性ベース部分は、挿入中の前記ブラシホルダの移動を制限するための一対の肩部を含む、ブラシホルダシステム。
【請求項７】
請求項１に記載のブラシホルダシステムにおいて、前記押圧部材は、前記端部キャップと前記第１端部分との間に配置された、前記ブラシを前記整流子に向かって押圧するための圧縮ばねを含む、ブラシホルダシステム。
【請求項８】
請求項３に記載のブラシホルダシステムにおいて、前記押圧部材は、前記円筒形端部分に連結されている、ブラシホルダシステム。
【請求項９】
請求項１に記載のブラシホルダシステムにおいて、前記ブラシホルダは、前記第２モータハウジング部分の前記ブリッジ部分と係合するために上面から上方に押圧された係止タブを更に含む、ブラシホルダシステム。
【請求項１０】
請求項１に記載のブラシホルダシステムにおいて、前記ブラシホルダは、第１及び第２の係止タブを更に含む、ブラシホルダシステム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のブラシホルダシステムにおいて、前記第１係止タブは上方に延びて前記ブリッジと係合し、前記第２係止タブは上方に延びて前記モータと電気的に係合する、ブラシホルダシステム。
【請求項１２】
全体に円筒形のモータ整流子、少なくとも一つのブラシ組立体保持ポケットを画成する構造を持つモータハウジング、及び各ポケットに亘って延びるブリッジ部分を含む、電動モータ用の取り外し自在のブラシ組立体において、
押圧部材に連結されるように形成された第１端及び前記モータ整流子と接触するように形成された第２端を持つ細長いブラシ、
前記ブラシを内部に受け入れ且つ前記ポケットに嵌着するように形成された第１開放端及び前記ブラシを前記モータ整流子と接触できるようにする第２開放端を持つ取り外し自在のブラシホルダ、
前記ブラシに連結された押圧部材、及び
前記第１開放端に連結されており、前記押圧部材と衝合して前記ブラシを前記モータ整流子に向かって押圧するように形成された端部キャップを含む、ブラシ組立体。
【請求項１３】
請求項１２に記載の取り外し自在のブラシ組立体において、前記ブラシの前記第１端は、円筒形部分を含むように形成されている、取り外し自在のブラシ組立体。
【請求項１４】
請求項１２に記載の取り外し自在のブラシ組立体において、前記ブラシホルダは絶縁ベースを更に含む、取り外し自在のブラシ組立体。
【請求項１５】
請求項１２に記載の取り外し自在のブラシ組立体において、前記ブラシ組立体保持ポケットの開口部を画成する構造及び電気絶縁体でできたブリッジ部分を含む、取り外し自在のブラシ組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体として電動モータに関し、更に詳細には電動モータ用ブラシホルダシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動工具並びに他の用途で使用される電動モータは、代表的には、モータ整流子との電気的相互接続を提供するためにブラシを使用する。モータの技術で周知のように、電動モータで使用されるブラシは、消耗部品であり、ブラシを使用するモータの寿命に亘って定期的に交換しなければならない。電動ドリルや電動鋸等の手持ち式工具に動力を提供するのに使用されるモータは、モータで使用されるブラシを保持するためのシステムを備えている必要がある。モータブラシの有効寿命は、これらのブラシを使用する工具の寿命よりも遙かに短いため、磨耗したブラシを定期的に交換する必要がある。ブラシの交換による使用者の費用負担は、工具全体を交換するよりも遙かに低い。
【０００３】
モータ及びそのブラシホルダシステムには多くの様々な設計がなされてきたが、従来のシステムでは、ブラシを、モータハウジングに組み込んだブラシホルダによって支持し、ゴム製のパッド、ねじ、端部キャップ、等で固定するのが一般的であった。ブラシの交換を比較的容易に行うことができるという点で使用者に比較的優しい設計があるけれども、多くの従来技術の形体は便利でなく、モータの作動に必要なモータブラシを交換する定期的保守に適合できない。
【０００４】
従来技術の設計は、例えば、多くの場合においてモータ端部キャップに取り付けられるブラシホルダを使用したが、この種の設計は、ブラシホルダの交換を容易にすることに関して従来の設計を越える幾つかの利点を提供する。しかしながら、ブラシが端部キャップに取り付けられた手持ち式電動工具は、こうした工具を落としたり一つの又は別の態様で衝撃が加わったりしがちであるため、性能が不均等になり易い。これは、場合によっては、何らかの機能不全や性能低下をもたらす。これは、どのような原因にせよ、衝撃力がブラシホルダ組立体又はブラシ自体に加わるためである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、工具を落としたり酷使したりすることによる衝撃からブラシを保護する設計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の好ましい実施例は、ねじ、ゴムパッド、端部キャップ、等を使用せずにモータのブラシの設置及び交換を容易に行うことができる統合（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ）ブラシホルダシステムを提供する。更に、ブラシホルダは端部キャップとは別個であり、及び従って、端部キャップに加わることのある何らかの衝撃から比較的保護される。これにより、衝撃力が端部キャップからブラシホルダ及びブラシ自体に伝達しないようにする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の好ましい実施例は、ブラシをその内部に受け入れるように形成されたブラシホルダを有する。ブラシホルダの交換は特殊な工具なしで容易に行われる。ブラシホルダは、ポケット構造に挿入するだけでモータに組み込むことができ、ブラシホルダはポケット構造と相互作用し、ブラシホルダをしっかりと保持する。ブラシ並びにブラシホルダ自体を特殊な工具なしで容易に交換できる。これにより、ブラシホルダ又はブラシ自体の交換を容易にする。モータハウジングの構造的特徴は、ブラシホルダをモータハウジングに挿入したときにブラシホルダが正確に配置されるように、ブラシホルダの構造と相互作用する。更に、必要であれば、ブラシを、関連したブラシホルダを取り外すことなく、交換することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の統合ブラシホルダシステムの望ましい実施形態は、少なくとも一つの及び好ましくは一対のブラシホルダを受け入れるように形成されたモータハウジングを含む。ブラシホルダの各々は、モータブラシをその内部に含む。ブラシホルダは、好ましくは、電動モータの整流子の両側で互いに直径方向反対側に位置決めされている。
【０００９】
次に添付図面を参照すると、図１は、全体に参照番号１０を付したモータハウジングの一部の斜視図を示す。この図には、全体に参照番号１２を付したブラシホルダが示してある。ブラシホルダ１２にはブラシ組立体が設けられている。図１には、一つのブラシ組立体１２が示してあるが、第２ブラシホルダ組立体が設けられており、図１に示す整流子１４の反対側に設けられているということは理解されるべきである。第２ブラシホルダには、図２で参照番号１６が付してある。
【００１０】
図１に戻ると、モータハウジング１０は全体に円筒形の外部分１８を有し、この外部分から４個の構造フレーム部材２０、２２、２４、及び２６が上方に所定の角度で全体に平らな円形の端部２８まで延びている。この端部は、モータが配置される外構造を提供する。部材２４及び２６は一対の平らなボス３０を含み、これらのボスの各々にはねじ山を備えたボア３２が設けられており、モータハウジング１０の端プレートを設置するため、端プレート（図示せず）のねじ（図示せず）をこれらのボアに挿入できる。ブラシホルダ１２、１６は端プレートに直接連結されておらず、従って、好ましい実施例が設置された工具を落としたり酷使したときに起こるように端プレート自体をぶつけた場合でも損傷しないということは理解されるべきである。
【００１１】
次に図３、図４、図５及び図６を参照すると、ブラシホルダ１２は、全体に矩形のブラシ３４をブラシホルダの受け入れ端３６に受け入れるように形成された全体に矩形の構造である。側壁３８が上部分４０から下方に延びており、下方に延びる脚部４２が下構造４４内に受け入れられる。下構造４４は、好ましくは、例えばベークライト等の電気絶縁体でできており、下方に延びる脚部４２は、好ましくは、下構造４４の形成前に所定の場所に配置される。ブラシホルダ１２の残りの部分は、下構造４４とは異なり、好ましくは金属製導電体で形成されている。
【００１２】
ブラシホルダ１２は、好ましくは、図９で全体に参照番号４６を付したブラシホルダポケット内にぴったりと噛み合った係合状態をもたらす特徴を更に含む。図３乃至図６に戻ると、ブラシホルダ下構造４４は、好ましくは、一対の側部レール４８を含む。好ましくは、下構造の下側での側部レール４８間の間隔は、全体に矩形のチャンネル（図示せず）を画成する。ブラシホルダ１２の受け入れ端３６に向かう下構造４４の端部では、下構造は、好ましくは、下方に垂下した端フランジ５２を含む。かくして、下構造４４の下側には端フランジ５２によって肩部５２ａが形成される。
【００１３】
上部分４０は、好ましくは、少なくとも一つの係止タブ５４を含む。このタブは全体に薄い矩形形状の構造であり、上部分から少なくとも僅かに上方に延びるように押圧されており、三つの側部が全体にＵ形状の凹所５６によって境界付けられている。更に、好ましくは、ブラシが交換を必要とする程磨耗するまで確実に連続的に作動するための接触タブが上部分４０に更に設けられている。この接触タブもまた、少なくとも僅かに上方に押圧されるように形成されており、三つの側部が全体にＵ形状の凹所６０によって境界付けられている。接触タブ５８は、随意であるが、モータ、又は速度制御装置又は他の端子等の別の電気的に制御される装置との電気的接続を確立するために設けられていてもよい。
【００１４】
これと対応して、図９に示すように、ブラシホルダポケット４６は、モータハウジング１０の円筒形外部分１８の周囲から半径方向内方に延びる側壁６２によってその側部が画成されている。ブラシホルダポケット４６の下面６４は、側壁の長さの少なくとも一部に沿って側壁６２間を延びている。下面の内縁部のところには、円弧状の凹所６８が配置された盛り上がった棚板(shelf)６６が画成されている。全体に円形のオリフィス７０が下面６４内に盛り上がった棚板(shelf)６６と隣接して配置されている。ブリッジ７２が下面６４の所定距離上方に配置されており、側壁６２からブリッジまで上方に延びる側部分７４によって支持されている。好ましくは、更に、後支持体７６がブラシホルダポケット４６の内部分のところに設けられている。この後支持体は、ブラシホルダポケット４６の下面６４と同一平面内にあるが離間されている。
【００１５】
かくして、ブラシホルダ１２の大きさ及び形体は、全体に、ブラシ３４をぴったりと受け入れるようになっていると同時に、ハウジング１０に配置されたブラシホルダポケット４６内にぴったりと受け入れられるように定められている。好ましくは、ブラシホルダ１２をブラシホルダポケット４６に挿入し、受け入れ端３６とは反対側のブラシホルダの整流子端７７がブラシホルダポケット内への進入を案内する。ブリッジ７２の高さは、ブリッジの下側が上部分４０と摺動自在に係合し、下構造４４の下側がブラシホルダポケット４６の下面６４と摺動自在に係合するように定められている。ブラシホルダ１２をブラシホルダポケット４６内に摺動させ続けると係止タブ５４に抵抗が加わり、ブリッジ７２に対して力を上方に及ぼし、ブリッジが固定されているため、ブリッジが係止タブを下方に圧縮する。更に、端部肩部５２ａが盛り上がった棚板(shelf)６６と衝合したとき、これ以上の移動が阻止され、その位置でブリッジ７２が係止タブ５４の端部とほぼ衝合する。後支持体７６は、好ましくは、整流子端７７を下構造４４の下側で支持する。
【００１６】
図１０に示すように、本発明と関連して説明する例示のブラシ３４は、全体に矩形のブラシホルダ１２の断面よりもほんの僅かに小さい矩形断面の細長いブラシである。ブラシホルダ１２に挿入されるブラシ３４の端部は、押圧エレメント、好ましくは圧縮ばね８０が連結された円形の円筒形突出部７８を含む。圧縮ばねは、ブラシホルダ１２の受け入れ端部３６に向かって延びる。圧縮ばね８０をブラシ３４と接触した状態に維持するため、本発明は、ブラシホルダ１２の受け入れ端３６と係合するように大きさ及び形体が定められた端部ピース８４を含む。
【００１７】
詳細には、端部ピース８４は、好ましくは、下方に垂下したフランジ８６を持つ矩形のプレートである。フランジ８６は、下構造４４の対応する形体の部分と噛み合い係合するように形成されている。更に、端部ピース８４は、好ましくは、ブラシホルダ１２の側壁３６の少なくとも一部に沿って端部ピース８４の平面に対してほぼ垂直方向に延びる側部係止タブ８８を含む。側部係止タブ８８の各々は、好ましくは、ブラシホルダ１２の側壁３６に向かって内方に向けられた係止突出部９０を含む。係止突出部９０が設けられている場合、側壁３６は対応する係止オリフィス９２を含む。かくして、端部ピース８４をブラシホルダ１２の接触端８２に連結すると、下方に垂下したフランジ８６が下構造４４と係合し、これと同時に側部係止タブ８８の各々に設けられた係止突出部９０がブラシホルダのいずれかの側壁３６に配置された係止オリフィス９２と夫々係止係合する。
【００１８】
従って、ブラシ３４をブラシホルダ１２に連結したとき、円筒形突出部７８が圧縮ばね８０の一端と噛み合い係合し、圧縮ばね８０の他端がブラシホルダの端部ピース８４と衝合する。かくして、ブラシホルダ１２と係止係合している限り端部ピース８４が動かないため、圧縮ばね８０がブラシ３４をブラシホルダの整流子端７７の方向に押圧する。このようにして、ブラシ３４は整流子１４に押し付けられる。更に、ブラシ３４が磨耗するにつれて圧縮ばね８０が伸び、これによってブラシを整流子１４の方向に常に押圧し、ブラシが交換を必要とする程磨耗するまで、連続した作動を保証する。
【００１９】
更に、ブラシをモータに電気的に且つ物理的に連結するため、好ましくは銅製の編成ワイヤ９４がブラシ３４並びに端部ピース８４に取り付けられ、好ましくは絶縁体を備えたワイヤ９６がコネクタ９８まで延びている。導電性タブ１００が端部ピース８４の上端から上方にブラシホルダ１２の整流子端７７に向かって所定角度で延びている（図４参照）。接触タブ５８と同様に、導電性タブ１００は、随意であるが、モータ、又は速度制御装置等の他の電気的に制御される装置、又は他の端子との電気的接触を維持するために設けられる。接触タブ５８及び導電性タブ１００のうちの一方又は他方だけが設けられていてもよいが、好ましい実施例では、少なくとも二つの電気連結部を提供するため、両方が設けられているのが好ましい。
【００２０】
本発明は、ブラシホルダ１２をハウジング１０から手早く且つ容易に取り外すことができ、次いで、ブラシホルダ内に配置されたブラシ３４の取り外し及び交換を手早く且つ容易に行うことができるという点で特に有利である。ブラシホルダ１２をブラシホルダポケット４６と係合した状態から外すため、オペレータは、係止タブ５４をネジ回し又は他の工具で押し、ブラシホルダをブラシホルダポケットから外方に引っ張る。係止タブ５４を押し込むことにより、ブラシホルダ１２をブラシホルダポケット４６から摺動により取り外すことができる。
【００２１】
ブラシ３４をブラシホルダ１２から取り出すため、ネジ回し（又は他の工具）を側壁３８と端部ピースの側部係止タブ８８との間に挿入するだけで端部ピース８４をブラシホルダ１２から取り外すことができる。かくして、端部ピース８４及びブラシホルダ１２を互いから容易に分離でき、これによりブラシを容易に交換できる。例示の好ましい実施形態では、端プレート８４は導電性タブ１００を含み、このタブに絶縁されたワイヤ９６を好ましくはハンダ付けで取り付けることができるが、取り付けはクリンプ止め等によって行ってもよい。同様に、絶縁されたワイヤ９６は端プレート８４に対してクリンプ止め又はハンダ付けされる。ブラシの組成は従来のものであり、当業者に周知である。
【００２２】
本発明の様々な実施例を図示し且つ説明したけれども、この他の変更、交換、及び変形は当業者に明らかであるということは理解されるべきである。このような変更、交換、及び変形は、特許請求の範囲から決定されるべき本発明の精神及び範囲から逸脱することなく行うことができる。
【００２３】
本発明の様々な特徴は、特許請求の範囲に記載してある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】モータハウジングをモータ構成要素及びブラシホルダとともに示す平面図である。
【図２】本発明の好ましい実施例による一対のブラシホルダを持つモータの軸線を通る概略断面図である。
【図３】図２に示す好ましい実施例の一部の拡大図である。
【図４】図３に示すブラシホルダの側面図である。
【図５】図３及び図４に示すブラシホルダの平面図である。
【図６】図３に示すブラシホルダの端面図である。
【図７】本発明の好ましい実施例のモータハウジングの平面図である。
【図８】本実施例のモータハウジングの側面図である。
【図９】ブラシホルダ及びブラシが組み立てられるモータハウジングのブラシホルダポケットを示す、モータハウジングの一部の斜視図である。
【図１０】ブラシホルダの部分を本発明の好ましい実施例によるブラシ組立体とともに示す斜視図である。
【図１１】本発明の好ましい実施例によるブラシ組立体の部分の斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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