(57)【要約】【課題】工具本体の過酷な使用条件下にあってもストップピース１とピグテール３の接合部境界５近傍からの疲労破壊が防止でき、長期間使用に耐え得るカーボンブラシを提供することである。【解決の手段】ストップピース１とピグテール３を固着した部分とピグテール３の自由変形部の境界に作用する局部応力を緩和するために、この部位を軟質樹脂９で被覆あるいはピグテール３固着部４の境界５から数ｍｍ離れた部位で、ストップピース１の一部を折り曲げた爪８によりピグテール３の自由変形部分の一部を保持するようにした。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピグテールを介してストップピースに取付けられ、ストップピースとの間に設けられたスプリングによりストップピースから離れる方向に押圧されるカーボンからなるカーボンブラシであって、
前記ストップピースとピグテールとの固着部及び固着部境界以外のピグテールの一部をストップピースの一部によって保持したことあるいは固着部境界とピグテール間の一部に樹脂被覆を施したことを特徴とするカーボンブラシ。
【請求項２】
前記ピグテールのストップピースとの固着部及び固着部境界以外を固定する手段として、ストップピースの一部に切り込みを入れ、この部分を折り曲げることによってピグテールの一部を保持あるいは固着部境界近傍を耐熱性軟質樹脂によって被覆したことを特徴とする請求項１記載のカーボンブラシ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はモータや発電機のカーボンブラシに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ピグテールをストップピースに固着させた従来のカーボンブラシを図３に示す。
この種のカーボンブラシは、多くの電動工具等に使用されており、位置決め用のフック２が付いたストップピース１とピグテール３は、多くの場合、電気抵抗溶接あるいは溶融ハンダを介して圧着により固着されており、他方はカーボン７に埋め込まれ銅紛等の溶融を介して結合され、ストップピース１とカーボン７の間には、カーボン７を整流子に押し付けるためのスプリング６が挿入された構成となっている。上記構成のカーボンブラシ７の動きは、使用初期段階では、ピグテール３とスプリング６は圧縮状態にあるが、モータの稼動によりカーボン７と整流子の接触部では、摺動あるいは電気摩耗が発生しカーボン７の摩耗と共に両者は徐々に自由長に近づいていく。また、ストップピース１とピグテール３の固着部分４は、電気抵抗接合法の場合、電極で加圧されるため、ピグテール３の材料である銅線が潰されて板状に変形すると共に加工硬化し、特に非固着部分との境界５では断面形状の変化と相俟ってピグテール３が振動した場合には、この部分が応力集中部となる。更に、この部分はピグテール３が直角方向に曲げられる部分であることから、必然的に加工硬化が促進され易く応力集中が加速される部分となることは避けられない。また、ストップピース１とピグテール３をハンダ接合しているものにあっては、ピグテール３の材質である銅線の潰れは回避できるが、ハンダにより強固に固着されているため、その境界はピグテール３の曲げ加工位置と重なってピグテール振動時の応力集中部とされていた。一方、近年の衝撃機構を有する電動工具は、高出力化になるにつれて、工具本体に作用する振動あるいは工具本体から発生する振動も大きくなる傾向にあり、カーボン７にも影響が顕著に表れるようになってきている。即ち、衝撃機構を介して発生した振動、工具本体の固有振動あるいは整流子とカーボン７との接触部分で発生した振動、更にはそれらの重畳した振動が前記ストップピース１とピグテール３の固着近傍のピグテール３の曲げ部分となる境界５に作用し、この部分で数十本から構成されている銅線が疲労によって徐々に破断し、また破断面同士が接触しスパークを発生することにより周囲の銅線も溶損させる現象が発生している。この対策としては、ピグテール３を構成する編み線あるいは縒り線の本数を多くしたり、太くしたりするなどの対策がとられているが、ピグテール３全体の剛性が向上し曲げ加工部分とほぼ同位置となる境界５への応力集中を緩和でき難いこと、ピグテール３の自重が増加するため振動も加速され易いこと、またピグテール３の剛性が上がることでカーボン７をスムースに移動させるためのスプリング６の改善も伴う等の問題があり、十分な改善策が得られていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記したストップピース１とピグテール３の固着部の境界５の部分からの振動等による疲労破壊を防止し、工具本体の過酷な使用条件下にあっても長期間使用に耐えうるカーボンブラシを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記した目的は、ストップピース１とピグテール３を固着した部分の境界５から数ｍｍ離れた部分でピグテールの自由変形部分の一部をストップピース１の一部を折り曲げた爪８によって保持あるいは固着した部分の境界５を含めたピグテール３の一部を耐熱軟質樹脂により被覆して、ストップピース１とピグテール３を固着させた境界５の部分に作用する応力集中を防止する形状とすることで達成される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明を実施形態を示す図面を参照して説明する。図１、図２は、ピグテール３のストップピース１への固着部の境界５に作用する応力を緩和するための図である。１はストップピース、２は位置決めフック、３はピグテール、４は固着部、５は境界、６はスプリング、７はカーボン、８は爪、９は樹脂を示す。
【０００６】
図１は発明品の一例でピグテール３とストップピース１の固着部分をストップピース１の内側より見た図である。固着部４は従来と同様の圧着により固着されているが境界５の部位でピグテール３を直角方向に曲げることを避け、ストップピース１内面に沿って這わせた後に、境界５より数ｍｍ離れた位置で直角方向に曲げたものであり，このピグテール３を這わせたストップピース１の一部分に切込みを入れて内側に折り曲げた爪８によって、ピグテール３を構成する銅線が潰れない程度の負荷によって保持させたものである。本構造とすることで、上記した固着するための圧着により生じる線の潰れとそれに伴い加工硬化部と境界５の形状変化部への応力集中は緩和でき、応力集中は爪８との接触部分とに分散される。また、爪８の部位で保持されるピグテール３は加工硬化が無く、完全な固定状態ではないため自由変形できる能力を持つことから、局部的に応力集中することは無く、従ってこの部分からの疲労破壊も回避できる。
【０００７】
図２は樹脂を用いる方法の一例で、従来同様にピグテール３をストップピース１に固着し境界５で折り曲げた後、境界５全体を含む境界近傍のピグテール３を耐熱性軟質樹脂９により被覆したものである。この方法によってカーボン７からの振動、ストップピース１を介してピグテール３伝達される振動の境界５に作用する応力集中を緩和するものである。即ち、固着部４の境界５の部位を軟質の樹脂９で被覆することによって樹脂９とピグテール３の境界付近では、ピグテール３の振動に対して樹脂９も追随して変形するため、両者の境界では高い応力集中の発生は無く、更にピグテール３の振動が軟質樹脂９で吸収されるため、上記した境界部５への応力集中は回避できる。なお、樹脂９で被覆する以外にピグテール３の寸法より大きな穴を有するプラスチック等の変形容易な有機材料のプレートを用いて、この穴にピグテール３を差し込んだ後、その穴位置が境界部５から数ｍｍ以上離れる位置でかかるプレートを固定し、この位置でピグテール３を曲げても同様の効果を得ることが可能である。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、カーボンブラシの組み込まれた工具本体の使用に際して、種々の原因に起因して発生する振動等によって生じたストップピースとピグテールの固着部境界からの疲労破壊を防止し、工具本体の過酷な使用条件下にあっても長期間使用に耐え得るカーボンブラシを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】固定フックを付与しピグテールを保持した本発明の一実施形態を示す底面図。
【図２】樹脂によりピグテールを固定した本発明の他の実施形態を示す断面側面図。
【図３】従来のカーボンブラシの一例を示す断面側面図。
【符号の説明】
１はストップピース、２は位置決めフック、３はピグテール、４は固着部、５は境界、６はスプリング、７はカーボン、８は爪、９は樹脂。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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