JP2000324765A - ブラシ交換作業が容易化された整流子電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】整流子電動機のブラシ交換作業時に、作業者が
蓋を閉める際に渦巻きばねのブラシ押圧用端部の位置に
注意を払う必要をなくし、しかもその上で、充分な押圧
力が得られる構造を実現する。 【解決手段】この発明の整流子電動機は、ブラシ収容位
置の近傍に開口を持つハウジング、その開口を開閉する
蓋、その蓋に取り付けられたブラシ押圧用の渦巻きば
ね、その渦巻きばねのブラシ押圧用端部近傍に当接して
その渦巻きばねが自然形状に復帰するのを規制する戻り
規制手段とを有する。蓋を閉めるさいに大きくばねを変
形させる必要がなく、しかも、十分な押圧力が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、整流子電動機に関す
る。特に、消耗したブラシの交換作業が容易化されるよ
うに改良された整流子電動機に関する。本発明はまた、
その整流子電動機を用いた電動工具にも関する。

【０００２】

【従来の技術】整流子電動機の場合、ブラシが消耗する
ために、消耗したブラシを交換する作業が必要とされ
る。その交換作業が容易化されるように改良された整流
子電動機の構造が実公平５−２１９６２号公報に記載さ
れている。この公報に記載の構造では、整流子電動機の
ハウジングのブラシ収容位置の近傍に開口を設け、この
開口を通して、消耗したブラシの取出作業と新しいブラ
シの挿入作業を可能とし、ブラシ交換作業に際してハウ
ジング自体を分解しなくてすむようにしている。その上
で、この開口を開放したり閉塞したりする蓋を設け、こ
の蓋にブラシ押圧用の渦巻きばねを取り付ける。かかる
構造によると、ブラシ交換時に蓋を開けると、蓋ととも
にブラシ押圧用の渦巻きばねがブラシの後端を押圧する
位置から取り除かれる。このために、ブラシと干渉する
ことなく、消耗したブラシをブラシホルダから取り出
し、新しいブラシをブラシホルダに挿入する作業をする
ことが可能となる。その後に蓋を閉めると、渦巻きばね
はブラシ後端を押圧する位置に復帰する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この従来の構造は、ブ
ラシ交換作業を容易化する優れたものであるが、新しい
ブラシをセットした後に蓋を閉める作業に、なお問題を
残している。すなわち、蓋とともに取り外された渦巻き
ばねは、外力を受けていないときの形状（以下自然形状
という）に復帰しており、蓋が閉められたときにも渦巻
きばねが自然形状をしていては、その渦巻きばねでブラ
シを整流子に押圧することができない。また、押圧力は
渦巻きばねの自然形状からの変形量に依存しており、充
分に押圧しようとすると、充分に変形した状態で蓋を閉
める必要がある。従来の構造では、自然形状にあるばね
を予め作業者が手動で変形させて押圧時の形状に近づ
け、この状態を保ちながら蓋を閉じる必要があり、この
操作を不注意に行うと、蓋は閉められたものの渦巻きば
ねの押圧用端部がブラシ後端から外れてブラシを押圧し
ていない状態が生じた。また、かかる誤操作を防止しよ
うとすると、ばねの自然形状を元々ブラシ押圧時の形状
に近付け、蓋を閉める過程で渦巻きばねがわずかに変形
するだけですむようにしておく必要があるが、それでは
渦巻きばねによる押圧力が不足してしまう。本発明はか
かる従来の問題を解決するためのものであり、作業者が
蓋を閉める際に渦巻きばねのブラシ押圧用端部の位置に
注意を払う必要をなくし、しかもその上で、充分な押圧
力が得られる構造を実現するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では請求項１に記載の構造を創作した。この
構造によると、従来の構造にプラスしてばねが自然形状
に復帰することを規制する手段が設けられているため
に、蓋を閉める際に自然形状にあるばねを大きく変形さ
せながら蓋を閉める必要がなく、それ以上の戻りが規制
された形状からわずかに変形させるだけでよいことか
ら、格別にばねの形状に注意を払うことなく蓋を閉める
ことができる。また、セットされた状態で充分な押圧力
が得られる。この構造において、蓋をハウジングに回動
可能とし、さらに、戻り規制手段に当接して自然形状に
戻ることが規制された渦巻きばねのブラシ押圧用端部の
前記蓋の回動動作に伴う移動軌跡が、前記ブラシの後端
位置を通過する構造とすることが極めて好ましい。この
好ましい構造によると、ブラシ交換作業時に蓋が紛失す
ることがなく、作業者による蓋の開閉作業が容易化さ
れ、しかも、蓋を回動して閉める作業によって、渦巻き
ばねはブラシ後端に当接してブラシを整流子側に押しつ
ける正常位置に自動的にセットされる。この整流子電動
機は特に好適に電動工具に用いられ、整流子電動機のハ
ウジングと電動工具のハウジングを兼用することで、電
動工具のブラシ交換作業が容易化される。

【０００５】

【実施の形態】以下に本発明の実施の形態の一例を図面
を参照して説明する。図１は電動工具の一種であるグラ
インダに組み込まれた整流子電動機に本発明を適用した
実施の形態を示しており、整流子とブラシが存在する部
位の半断面を示している。図８〜１２はその部位を構成
する部品の外観を示している。

【０００６】図１中１は整流子を示し、整流子１ととも
に回転する回転軸１ａに図示されていない砥石が固定さ
れている。図中７はハウジングを示し、この場合、整流
子電動機のハウジングとグラインダのハウジングを兼用
している。このハウジングは開口７ｂを有している。図
中３は金属板が折り曲げられて形成されたブラシホルダ
を示し、図８に模式的に良く示されているように、ブラ
シを収容する断面ほぼ方形の筒部３ａと、２つの端子３
ｂ、３ｃを有している。図１中２はブラシを示し、図
９，１０に模式的に良く示されているように、ピッグテ
イル２ａとそのピッグテイル２ａの先端に設けられた端
子２ｂを有している。図１に示すように、開口７ｂはブ
ラシホルダ３の近傍にあって、ブラシ２の取出しと挿入
が可能な位置に設けられている。図中４は樹脂で一体成
形された蓋を示し、図１１に模式的に良く示されている
ように、ヒンジ４ａとロックねじ通過口４ｂと渦巻きば
ね取り付け部４ｃが一体成形されている。ヒンジ４ａは
ハウジング７に取り付けられ、蓋４が開口７ｂを開閉す
る。渦巻きばね取り付け部４ｃは、蓋４から内部に突出
する平板部４ｄとその平板部４ｄから直立するスリット
４ｅを有する棒状部４ｆとその平板部４ｄから直立する
戻り規制用突起４ｇを有している。図１中５は渦巻きば
ねを示し、図１２に模式的に良く示されているように、
中心の開口５ａが棒状部４ｆに挿入されて位置が固定さ
れ、中心側の端部５ｂがスリット４ｅに挿入されて回り
止めされている。渦巻きばね５は蓋４に回り止めされた
状態で取り付けられている。渦巻きばね５は蓋４に取り
付けられた状態で、図４に示す仮想線５ｘに示す自然形
状を有する。戻り規制用突起４ｇは自然形状に復帰しよ
うとする渦巻きばね５のアーム部５ｄに当接して自然形
状に復帰することを規制し、図４中５ｙに示す形状以上
には自然形状５ｘに復帰することを規制する。図１中６
はロックねじを示し、その軸部は閉められた状態の蓋４
のロックねじ通過口４ｂを通過し、ハウジング７に形成
されているねじ穴７ａにねじ込まれる。このロックねじ
６がねじ穴７ａにねじ込まれた状態は蓋４を閉めた状態
である。

【０００７】図８〜１０に模式的に良く示されているよ
うに、ブラシホルダ３の筒部３ａの一方の側面には、長
手方向に伸びるスリット３ｄが形成され、このスリット
３ｄを渦巻きばね５の押圧用端部５ｃ若しくはアーム部
５ｄが通過する。ブラシホルダ３の筒部３ａの他方の側
面には、長手方向に伸びるスリット３ｅが形成され、こ
のスリット３ｅをピッグテイル２ａが通過する。ピッグ
テイル２ａの先端の端子２ｂはブラシホルダ３の端子３
ｂに接続され、他の端子３ｃには電源線の端子が接続さ
れる。ピッグテイル２ａの先端の端子２ｂと端子３ｂの
接続位置は、ブラシホルダ３の筒部３ａの長手方向Ｌの
ほぼ中央に位置している。

【０００８】また、図９，１０に模式的に良く示されて
いるように、端子２ｂはほぼ直角に曲げられ、斜め上方
向に蓋４側を向いている端子３ｂに対して蓋４側から端
子２ｂが抜き差し可能であり、しかもピッグテイル２ａ
は反蓋４側に伸びる構造となっている。ピッグテイル２
ａは使用中高温になるために、通常ならば蓋４に耐熱性
樹脂を用いる必要があるのに、この実施の形態ではピッ
グテイル２ａが蓋４から遠ざかる方に伸びるようにして
蓋４に高温が伝熱されないようにしている。このため
に、この実施の形態ではハウジング６と同種の樹脂で蓋
４が成形されている。

【０００９】次にブラシ交換時の手順、現象を図１〜７
を参照して説明する。

【００１０】図１は新しいブラシ２をブラシホルダ３に
挿入して蓋４を閉めた状態を示している。蓋４に回り止
めされた渦巻きばね５の押圧用端部５ｃがブラシ２の後
端に当接してブラシ２を整流子１側に押しつけている。
ピッグテイル２ａがブラシホルダ３の側面に形成された
スリット３ｅを通過しており、そのピッグテイル２ａの
先端のほぼ直角に曲げられた端子２ｂがブラシホルダ３
の斜めに蓋側を向いている端子３ｂに接続されている。
そのピッグテイル２ａは蓋４から遠ざかる方に伸びてい
る。

【００１１】図２はブラシ２が使用限界まで消耗した状
態を示している。渦巻きばね５のアーム部５ｄがブラシ
ホルダ３の側面に形成されたスリット３ｄを通過してい
る。この状態では、そのアーム部５ｄは戻り規制用突起
４ｇに当接しておらず、わずかに離間しており、渦巻き
ばね５の押圧用端部５ｃがブラシ２後端に当接してブラ
シ２を整流子１側に押しつけている。ブラシホルダ３の
端子３ｂに接続されているピッグテイル２ｂは蓋４から
遠ざかる方に伸びている。本実施例の場合、図２の状態
での押圧力が充分に確保されるようにしている。ブラシ
の長短にかかわらず、常時安定した押圧力が得られる。

【００１２】図３は消耗したブラシ２を交換するため蓋
４を途中まで開けた状態を示している。渦巻きばね５が
戻り規制用突起４ｇにより自然形状に復帰することを規
制されている。その渦巻きばね５の押圧用端部５ｃがブ
ラシ２の後端から離れている。

【００１３】図４は消耗したブラシ２を交換するために
蓋４をブラシ２の取出作業位置まで開けた状態を示して
いる。渦巻きばね５は蓋４に取り付けられた状態では仮
想線５ｘに示す自然形状を有するが、戻り規制用突起４
ｇによって実線５ｙに示す形状以上には自然形状に復帰
することを規制されている。すなわち渦巻きばね５には
予圧が与えられている。

【００１４】図５は蓋４を開けてその開口７ｂから消耗
したブラシ２のピッグテイル２ａの端子２ｂを端子３ｂ
から外して消耗したブラシ２をブラシホルダ３から取出
した後に、新しいブラシ２をブラシホルダ３に挿入し、
その新しいブラシ２が有するピッグテイル２ａの端子２
ｂを端子３ｂに取付けた後の状態を示している。渦巻き
ばね５が戻り規制用突起４ｇによって規制されているの
で、渦巻きばね５との干渉が無く、ブラシ２の交換が可
能である。ブラシホルダ３の端子３ｂに接続されている
ピッグテイル２ｂは蓋４から遠ざかる方に伸びている。

【００１５】図６は渦巻きばね５が、戻り規制用突起４
ｇにより自然形状に復帰することを規制されて予圧が与
えられながら、その渦巻きばね５の押圧用端部５ｃがブ
ラシ２の後端に当接している状態を示している。蓋４が
ハウジング７に回動可能であり、その蓋４の回動動作に
伴う押圧用端部５ｃの移動軌跡５ｚがそのブラシ２の後
端位置を通過することから、蓋４を閉めることで自然と
押圧用端部５ｃはブラシ２の後端を押圧することにな
る。

【００１６】図７はブラシ交換作業を完了した状態を示
している。蓋４に回り止めされた渦巻きばね５の押圧用
端部５ｃがブラシ２後端に当接してブラシ２を整流子１
側に押しつけている。仮想線５ｘで示した渦巻きばね５
の自然形状５ｘから大きく変形した形状で押圧用端部５
ｃがブラシ２の後端に当接してブラシ２を整流子１側に
押しつけているので、その渦巻きばね５が充分な押圧力
を発揮している。又前記ピッグテイル２ａがスリット３
ｅを通過しており、そのピッグテイル２ａの先端のほぼ
直角に曲げられた端子２ｂがブラシホルダ３の斜めに蓋
４側を向いている端子３ｂに接続されている。そのピッ
グテイル２ａは蓋４から遠ざかる方に伸びている。

【００１７】ところで、渦巻きばね５の材質を硬いもの
とすることで、ばねの変形量を小さくして、しかも充分
な押圧力を得ることは可能である。しかしこの技術で
は、図２に示すブラシの消耗時と、図７に示す交換直後
とで、ばねによる押圧力が異なりすぎてしまう。本実施
例では、図２のブラシ消耗時にも充分な押圧力を確保す
ることができる。この実施の形態では特に下記の技術が
用いられている。即ち、整流子電動機のハウジングにブ
ラシ交換用の開口部を設け、その開口部を通してブラシ
が交換される整流子電動機において、電動機側のピッグ
テイル接続用端子が開口部側を指向しているためにその
開口部側からピッグテイル先端端子を抜き差しすること
が可能であり、そのピッグテイル先端端子はピッグテイ
ルの伸びる方向と他の端子に挿入する方向が１８０度未
満の角度をなしているために、他の端子に接続したとき
にピッグテイルが挿入方向の延長線から外れ、ピッグテ
イルが開口部を閉塞する蓋ないしハイジングに接近する
ことが防止されている。特にこの角度が９０度である
と、市販の端子が利用可能であり、ピッグテイルは効果
的に蓋等から遠ざけられる。この角度は９０度未満であ
ることが、ピッグテイルを蓋ないしハウジングからさら
に効果的に遠ざけるには好ましい。

【００１８】

【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載する効果を奏する。

【００１９】請求項１の整流子電動機の構造によると、
渦巻きばねが自然形状に復帰するのを規制することがで
きるので、その渦巻きばねに充分な押圧力を得させるこ
とができる。また、蓋を閉める際に、ばねの形状に注意
を払う必要が無い。

【００２０】請求項２の整流子電動機の構造によると、
蓋を閉める作業によって、渦巻きばねはブラシ後端に当
接してブラシを整流子側に押しつける位置に自動的にセ
ットされるので、ブラシ交換作業が容易化される。

【００２１】請求項３の電動工具によると、電動工具の
ブラシ交換作業が容易化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態に係わるグラインダの、整流子とブ
ラシが存在する部位の半断面図であり、新しいブラシを
ブラシホルダに挿入して蓋を閉めた状態を示している。

【図２】図１と同部位の半断面図であり、ブラシが使用
限界まで消耗した状態を示している。

【図３】図１と同部位の半断面図であり、消耗したブラ
シを交換するため蓋を途中まで開けた状態を示してい
る。

【図４】図１と同部位の半断面図であり、消耗したブラ
シを交換するため蓋をブラシ取出作業位置まで開けた状
態を示している。

【図５】図１と同部位の半断面図であり、消耗したブラ
シを取出し、新しいブラシを挿入した後の状態を示して
いる。

【図６】図１と同部位の半断面図であり、渦巻きばね押
圧部端部がブラシ後端に当接するまで蓋を閉めた状態を
示している。

【図７】図１と同部位の半断面図であり、ブラシ交換作
業を完了した状態を示している。

【図８】ブラシホルダの斜視図である。

【図９】図１，７の状態でのブラシホルダ近傍の斜視図
である。

【図１０】図２の状態でのブラシホルダ近傍の斜視図で
ある。

【図１１】蓋の断面図である。

【図１２】渦巻きばねの平面図である。

【符号の説明】

２ ブラシ ２ａ ピッグテイル ２ｂ 端子 ３ ブラシホルダ ３ｂ 端子 ４ 蓋 ４ｇ 戻り規制用突起 ５ 渦巻きばね ５ｃ ブラシ押圧用端部 ７ ハウジング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ブラシ収容位置の近傍に開口を持つハウジ
   ング、その開口を開閉する蓋、その蓋に取り付けられた
   ブラシ押圧用の渦巻きばね、その渦巻きばねのブラシ押
   圧用端部近傍に当接してその渦巻きばねが自然形状に復
   帰するのを規制する戻り規制手段とを有する整流子電動
   機。
2. 【請求項２】請求項１に記載の整流子電動機において、
   前記蓋は前記ハウジングに回動可能であり、前記戻り規
   制手段に当接して戻りが規制された前記渦巻きばねのブ
   ラシ押圧用端部の前記蓋の回動動作に伴う移動軌跡が、
   前記ブラシの後端位置を通過することを特徴とする整流
   子電動機。
3. 【請求項３】請求項１又は２に記載の整流子電動機を用
   い、前記ハウジングを工具のハウジングに兼用した電動
   工具。