(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電動モータが：
固定子アセンブリと；
該固定子アセンブリ内部で回転可能なアーマチュアと；
チタングラファイト材料で形成された外表面層を有していて、該アーマチュアと共に回転可能で、かつ該アーマチュアにシャフトを介して接続された整流子と；
エンドプレートに保持され、チタングラファイト材料から形成されている、該整流子に係合するブラッシと；を具備していて、
該チタングラファイト材料が、チタンとケイ素と炭素とを含んでいる、
直流電動モータ。
【請求項２】
該チタングラファイト材料がＴｉ3 ＳｉＣ2 であるところの、請求項１に記載の直流電動モータ。
【請求項３】
該チタングラファイト材料が自己潤滑式であるところの、請求項１に記載の直流電動モータ。
【請求項４】
電動工具が：
ハウジングと；
固定子アセンブリと；
該固定子アセンブリ内部で回転可能なアーマチュアと；
チタングラファイト材料で形成された外表面層を有していて、該アーマチュアと共に回転可能で、かつ該アーマチュアにシャフトを介して接続された整流子と；
エンドプレートに保持され、チタングラファイト材料から形成されている、該整流子に係合するブラッシと；を具備していて、
該チタングラファイト材料が、チタンとケイ素と炭素とを含んでいる、
電動工具。
【請求項５】
該チタングラファイト材料がＴｉ3 ＳｉＣ2 であるところの、請求項４に記載の電動工具。
【請求項６】
該チタングラファイト材料が自己潤滑式であるところの、請求項４に記載の電動工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明の背景及び概要
本発明は電動工具、特にチタングラファイトから形成された、整流子とブラシとを有する、電動工具に使用される小型直流電動モータに関する。
【０００２】
電動工具は日曜大工と同様に専門職人により使用される。すべての電動工具は工具に対して所望のアウトプットを提供する電動モータを使用している。通常電動モータは、ブラシ及び整流子が保守又は交換又は補修を要するまでに、約１５０時間の寿命を有している。
【０００３】
現在電動モータに使用されているブラシは、銅炭素材料から形成されている。これらのブラシは通常重量で３０〜４０％の炭素を含んでいて所定の目的を満たすものである。銅製整流子は、適切なモータ寿命を提供するために、同じく銅１トン当り約２８３．５〜７０８．７ｇ（１０〜２５oz）の銀を含有した高電導性無酸素銅である。通常整流子は、摩耗し交換を必要とするまでに、二セットのブラシにもちこたえるようになっている。この整流子は所定の目的に対して十分に作動しているが、設計者はブラシと整流子との寿命を改善するべく努力している。
【０００４】
従って、本発明の目的は寿命の長い電動モータを提供することである。電動工具における電動モータは、チタングラファイトから製作されたブラシと整流子とを備えている。好ましくはチタングラファイト材料は、自己潤滑作用を提供するチタンケイ素グラファイトであって、長い耐用年数を維持し、かつ電気的性質を保持している。
【０００５】
本発明における第一の実施の形態において、直流電動モータは固定子アセンブリと固定子内で回転可能なアーマチュアとを備えている。整流子は、アーマチュアと共に回転可能であって、シャフトを介してアーマチュアに接続されている。整流子はチタングラファイト材料から形成された外表面層を有している。ブラシは整流子に係合している。ブラシはエンドプレートに保持されている。ブラシは同様にチタングラファイト材料から形成されている。チタングラファイト材料はチタンとケイ素と炭素とを含んでいる。好ましくはその材料はＴｉ3 ＳｉＣ2 である。一般にチタングラファイト材料は自己潤滑作用がある。
【０００６】
本発明における第二の実施の形態において、電動工具が電動モータを備えている。電動モータは固定子アセンブリと固定子アセンブリ内で回転可能なアーマチュアとを含んでいる。整流子は、アーマチュアと共に回転可能であって、シャフトを介してアーマチュアに接続されている。整流子はチタングラファイト材料から形成された外表面層を有している。ブラシは整流子に係合していて、エンドプレートに把持されている。ブラシは同様にチタングラファイト材料から形成されている。チタングラファイト材料はチタンとケイ素と炭素とを含んでいる。好適な材料はＴｉ3 ＳｉＣ2 である。チタングラファイト材料は好ましくは自己潤滑作用がある。
【０００７】
本発明におけるさらなる目的及び利点は、好適な実施の形態の詳細な説明、並びに前述の特許請求の範囲及び添付図面明瞭となるであろうし、あるいは本発明を実施することにより教示されるであろう。
【０００８】
好適な実施の形態の詳細な説明
図１において、本発明による電動工具が示めされ、参照番号１０で付番されている。電動工具ドリルとして例示されているけれど；ねじ回し、研摩機、回転式工具、クリッパ、のこぎり等のような、電動モータを使用する、どのような種類の電動工具でも、本発明による電動モータを使用してもよい。電動工具１０がモータ１４を囲むハウジング１２を有している。作動部材１６が、モータ１４と電源１８とに接続している。電源１８は、バッテリ（直流）でもよくて、又は電動工具が図示するように電気コード（交流）を有していてもよい。モータ１４は工具（図示されていない）を把持するために、チャック２２とトランスミッション２４とを含んでいてもよいアウトプット２０にも連結している。
【０００９】
モータ１４は、ハウジング３２とマグネット３４及び３６とを含んでいる固定子アセンブリ３０を有している。アーマチュア４０は、シャフト４２とプレート４６付きロータ４４と巻線４８と、さらにシャフト４２に連結された整流子５０とを含んでいる。モータはエンドプレート５２及び５４も含んでいる。エンドプレート５２は動力伝動装置６０に連結したシャフトにおいて、シャフト５８の一方の端部と釣合のとれた軸受５６を含んでいる。
【００１０】
エンドキャップ５４は整流子５０に係合するブラシ６２及び６４を含んでいる。エンドキャップ５４は単体軸受ハウジング７０を含んでいる。軸受ハウジング７０は円筒状キャビティ全体７４を画成している。キャビティは段付き肩７６を含んでいる。軸受ハウジング７０は軸受８０を収納している。
【００１１】
整流子５０は第一環状部材５１と、外部環状部材５３と、巻線４８に接続する複数の接点５５とを含んでいる。第一環状部材５１は、一般にフェノール絶縁材のような非電導性材料であり、シャフト４２に圧入される。リング５１を形成するフェノール材料は第二環状リング５３内面に形作られる。環状部材５１の端部は機械仕上される。第二環状部材５３は、フェノール材料５１によりアーマチュアシャフトから絶縁されているチタングラファイト材料である。チタングラファイト材料は、チタンとケイ素と炭素とを含んでいる。好適な材料はＴｉ3 ＳｉＣ2 である。この材料は優れた圧縮強度と電気伝導度とを有している。チタングラファイト材料は、従来技術における銅に比較してより耐性があり、非常に強い摩耗耐性を提供している。
【００１２】
ブラシ６２及び６４はチタングラファイト材料から同様に製作されている。チタングラファイト材料におけるケイ素と炭素との使用は、自己潤滑性を示めす材料を提供している。従ってブラシ及び整流子は、ブラシ６２及び６４に接触した整流子の回転中に潤滑される。強化された強度特性を有することにより、ブラシと整流子とは、従来技術における銅と炭素とのように早期の摩耗はなくて、従って優れた摩耗耐性を提供していて、モータの全体的な耐性及び摩耗寿命を延長している。
【００１３】
ブラシ６２及び６４は、第二環状部材５３と同様にチタンと炭素と炭化ケイ素との粉末混合体から圧粉操作により成形されてもよい。粉末混合体は所望する形状に形作られ、前述したモータに使用されてもよい。チタングラファイト材料は、モータの耐性を強化する一方で、優れた電気的、熱的性質を提供する。さらにこのことがブラシ及び整流子の交換又は補修を必要とするまでのモータにおける余命を延長している。
【００１４】
軸受８０はアーマチュアシャフト４２に釣合のとれた寸法の中心ボア８２を有している。中心ボア８２は、その一方の端部において拡大した直径部分を有している。肩８６が二つのボア部分の接合部に形成されている。軸受８０は、一対の同心のシリンダ９０，９２により画成される外表面８８を有している。シリンダは、軸受ハウジング７０内部に形成されていて、ハウジング７０の肩に接する肩９４を有している。
【００１５】
リテナ１００がシャフト４２に圧入されている。リテナ１００は所望する潤滑特性を有している圧縮メタル材料から形成された環状部材である。リテナ１００は軸受８０の拡大ボア部分８４の中に取りつけられている。従ってリテナ１００と軸受８０とはシャフト４２の端部１０２と同一の高さである。リテナ１００は軸受肩８６に載置されていて、軸受８０の位置決めを提供している。リテナ１００は、整流子５０及びロータ４４の位置決めも提供している。リテナ１００をシャフト４２の端部１０２と同一高さにし、かつ軸受８０と同一高さにすることにより、整流子５０はロータ４４と同様に、シャフト４２と固定子アセンブリ３０とに容易に位置決めできる。従って、このことがモータ内部部品の位置決めと同様に組立を容易にしている。リテナ１００は、固定子アセンブリ３０内部における整流子５０及びロータ４４の位置決めを強めることにより、固定子３０内におけるシャフト４２の軸方向移動の最小化もしている。
【００１６】
前述の詳細な説明は、本発明における好適な実施の形態を説明しているが、本発明は、前述の特許請求の範囲及び正しい内容を逸脱することなく、修正し、変更しさらに代替可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明による電動工具の断面図である。
【図２】  図２は、図１における円２の拡大断面図である。
【図１】
0003857586.tif 000002
【図２】
0003857586.tif 000003