JP2005530466A - ブラシ組立体 - Google Patents

Abstract

ブラシ組立体は、基部をモータ端部キャップ組立体に固定するための部材を有する基部を具備する。ブラシハウジングは基部と関連付けられる。ブラシハウジングは第１および第２の開口端を含む。軸線を画定するブラシは、ハウジング内で摺動可能に支持される。ブラシは第１および第２の開口端の一方から延在する。ブラシは、ばね保持プランジャを有する表面を含む。ばね保持プランジャは、軸線に対し角度が付けられた円弧面を画定する。付勢部材は円弧面に直接的に力を及ぼして、ブラシを付勢し、整流子と接触させる。電気接続は整流子と電源との間で行われる。

Description

本発明は、電動機、より詳しくは、ブラシおよびそれに実装されたブラシ組立体に関する。

電動機は、電動工具を含む様々な用途に使用されている。このような電動機は、一般に、モータシャフト、モータ電機子、界磁極、界磁巻線、整流子組立体、ブラシホルダおよび電気リード線を含む。電気リード線はブラシを動力源に選択的に連結する。モータ電機子はモータシャフトとの回転のために固定され、また一連の銅製導電ワイヤが周辺スリットの周りに様々なパターンで巻回される。ワイヤの端部は整流子に融合される。整流子はモータシャフトとの回転のために固定され、回転電機子と静止ブラシとの間の電気接続を行う。ブラシホルダの各々は、整流子と摺動接触するカーボンブラシを摺動可能に支持する。一般に、静止ブラシはばね張力によって整流子の外面と接触保持され、回転整流子と動力源との間の電気回路を完成する。

ブラシと整流子との接触を維持するために、ばね付勢式の様々な装着構造が開発されてきた。ブラシがアーキングを受けるとき、ブラシの有効性および摩耗耐久性が低下される。アーキングは、一般に、整流子の粗い点および凹凸がブラシの下を通過するときにブラシが整流子から跳ね返る結果生じる。従来技術のブラシは、ブラシを有効に付勢して整流子と接触させるための付勢ばねの端部を保持するために、その内部に形成された凹部を含む。しかし、従来技術のこれらの凹部は過度に複雑である傾向があり、したがって製造がより困難である。さらに、従来技術の凹部は、付勢ばねの横方向運動の防止に成功していない。

したがって、当業界では、単純化した凹部を有する改良されたブラシを提供することが望ましい。同時に、凹部は、アーキングおよび他の有害な事象を回避するために、ブラシを十分に付勢して整流子と接触させるべきである。

ブラシ組立体は、電動機に実装するために提供される。ブラシ組立体は、基部をモータに固定するための部材を有する基部を含む。ブラシハウジングは基部と関連付けられ、第１および第２の開口端を有する。軸線を画定するブラシは、前記第１および第２の開口端の間のハウジング内に摺動可能に支持される。ブラシは第１および第２の開口端の一方から延在する。ブラシは、ばね保持プランジャを有する表面を含む。ばね保持プランジャは、軸線に対して角度が付けられた円弧面を有する。ブラシ組立体は、ハウジング内のブラシを付勢して整流子と接触させるために、円弧面に直接的に力を及ぼす付勢部材をさらに含む。電気コネクタはブラシと電気的に結合されて、整流子と電源との間を電気的に接続する。

本発明のさらなる適用範囲は、以下に提供する詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明および特定の実施例は、本発明の好ましい実施態様を示しているが、説明目的のみのために意図されるに過ぎず、本発明の範囲を限定するようには意図されないことを理解すべきである。

本発明は、詳細な説明および添付図からより完全に理解されるであろう。

好ましい実施態様の以下の説明は本質的に模範的なものに過ぎず、決して、本発明、その適用、または使用を限定するようには意図されない。

図１を特に参照すると、モータ１０が設けられ、モータはフレーム１２、巻線（図示せず）、整流子１４、ブラシ組立体１６および端部キャップ１８を含む。ブラシ組立体１６は端部キャップ１８と結合するように示されており、基部２０、ハウジング２２、ばね２４、ブラシ２６および電気接続部２８を含む。基部２０は非金属または非導電性材料から形成されることが好ましく、またブラシ組立体１６を端部キャップ１８に固定するための１対のアーム３０を有する。さらに、基部２０は、２つのアーム３０を接続するウェブ３２を含む。ウェブ３２は、ハウジング２２を収容する凹部３４を有する。ハウジング２２は、基部２０の下に曲げられるタブ３６によって凹部３４に固定される。

ハウジング２２は、長方形断面を有する開口管状部材４０を含む。管状部材４０は第１および第２の開口端４２、４４を有する。第１の開口端４２は、ブラシ組立体１６がモータ１０上に組み立てられるときに整流子１４に隣接して位置決めされる。第１および第２のスロット４６、４８は管状部材４０のそれぞれの側面に位置決めされ、第２の開口端４４から延在する。スロット４６、４８それぞれは、ばね２４および電気コネクタ２８がブラシ２６と共に移動することを可能にする。同様に、一体の分流接続部およびコネクタ５０がハウジング２２に形成される。コネクタ５０は、電気接点５２とハウジング２２との結合を可能にする。分流接続部５０は、タブ５５と相互作用して、基部２０におけるハウジング２２の位置決めを可能にするカットアウト５４を有する。

ばね２４は、基部２０から延在する支柱５６の回りに巻回される。支柱５６には、基部２０の軸線に対し中心から外れて角度を付けてもよい。ばね２４は、管状部材４０を通してブラシ２６を付勢する。電気コネクタ５０は関連技術で公知であり、ピグテールコネクタ５１を含む。ピグテールコネクタ５１の端部は、接続部材に超音波溶接または抵抗溶接される。

ブラシ２６は、第１および第２の端部６２、６４それぞれを有する長方形断面の本体部分６０を含む。第１の端部６２は、一連のリブ６８を有する円弧面６６を有する（図６参照）。リブ６８は、ブラシ組立体がモータ１０上に組み立てられるときに整流子１４と摺動接触する。第２の端部６４はばね保持プランジャ７０を含む。ばね保持プランジャ７０は略円錐状の凹みであり、傾斜円弧面７２は壁部７４を形成する。同様に、凹部７６が設けられ、凹部は、ピグテール５０がブラシ２６と相互接続する表面を含む。

ばね保持プランジャ７０の円弧面７２の傾斜Ｓ（図４参照）は、０度よりも大きく１５度以下であることが好ましい。しかし、設計要件の指定に応じて、この範囲の偏差が可能であることが理解される。ばね２４の接触端部７３を保持するために、ばね保持プランジャ７０が形成される。接触端部７３は、ブラシ２６の横方向軸線Ａ（図６参照）に沿った移動を妨げられる。同様に、接触端部７３は、ブラシ２６の横断方向軸線Ｂ（図４参照）に沿った移動を限定する。より具体的には、壁部７４は、当該方向において横断方向軸線Ｂに沿った接触端部７３の過度の移動を妨げる。ばね保持プランジャ７０の傾斜により、ばね２４の接触端部７３は、ばね保持プランジャ７０内に乗り、ブラシ２６との一定の接触を行うことができる。通常、接触端部７３は円弧の底部に乗る。この一定の接触は、傾斜の故に、ブラシ２６の磨耗中にほぼ一定である力を提供する。一定の力はブラシ２６の跳ね返りを排除し、したがって、ブラシの摩耗耐久性を増し、整流子１４に対する損傷を妨げる。

ブラシ２６のばね保持プランジャ７０は、従来技術の形態よりも一層容易に製造されるという他の利点を提供する。より詳しくは、プランジャ７０を形成するために、単一のステップ工程が実施可能であり、この場合、研削ホイールまたは丸形ミルが、ブラシ２６の頂面に対しある角度でブラシ２６に押し込まれる。研削ホイールの直径、傾斜角および切削深さを変更して、最適なプランジャ７０を提供できる。最適化のため、プランジャ７０の幅および傾斜は、ブラシ２６をなお付勢している間にばね２４が有する遊び量のために考慮される。このようにして、ブラシ２６の製造が可変でありかつ単純化され、またサイクル時間および機械コストの両方の節減が達成可能である。

図７を特に参照すると、電動ドリルのような模範的な電動工具８０が示されている。電動工具８０は、内部に装着されたモータ１０を有するハウジング８２と、モータ１０と駆動係合される出力部材８４とを含む。同様に、遠隔的または局所的な駆動動力をモータ１０にそれぞれ供給するために、電源コードまたはバッテリのような電源が含まれる。

本発明の説明は本質的に単に模範的なものであり、したがって、本発明の要旨から逸脱しない別形態は、本発明の範囲内にあると意図される。このような別形態は、本発明の精神と範囲からの逸脱とは見なすべきでない。

本発明によるブラシ組立体を含むモータの斜視図である。 ブラシ組立体の斜視図である。 ブラシ組立体の分解図である。 仮想線で示した整流子に対し非磨耗状態のブラシ組立体の平面図である。 整流子に対し磨耗状態のブラシ組立体の平面図である。 ブラシ組立体のブラシの斜視図である。 図１のモータを実装する電動工具の斜視図である。

Claims (11)

1. 端部キャップ組立体と整流子とを有する電動機用のブラシ組立体であって、
   基部であって、基部を前記電動機の端部キャップ組立体に固定するための部材を有する基部と、
   前記基部と関連付けられかつ第１および第２の開口端を有するブラシハウジングと、
   前記第１および第２の開口端の間の前記ハウジング内に摺動可能に支持された、軸線を画定するブラシであって、該ブラシが、前記第１および第２の開口端の一方から延在し、該ブラシが、ばね保持プランジャを有する表面を含み、前記ばね保持プランジャが、０°よりも大きく最大１５°の角度で前記軸線に対し角度が付けられた円弧面を画定するブラシと、
   前記整流子と接触するため前記ハウジング内の前記ブラシを付勢するために前記円弧面に直接的に力を及ぼす接触端部を有する付勢部材であって、前記ブラシ軸線に対し横断方向の軸線に沿った前記接触端部の過度の移動を妨げるために、前記円弧面にわたって延在する線に沿って前記接触端部が前記円弧面に当接するように、前記接触端部が前記線を画定する付勢部材と、
   前記整流子と電源との間の電気接続のために前記ブラシと電気的に結合された電気コネクタと、
   を具備するブラシ組立体。
2. 前記ブラシが、前記付勢部材と前記ばね保持プランジャとの接触を保持するために前記表面に形成された壁部をさらに含む、請求項１に記載のブラシ組立体。
3. 前記ばね保持プランジャの傾斜が前記ばねの横断方向の保持を可能にする、請求項１のブラシ組立体。
4. 電動機用のブラシであって、
   ハウジング内に嵌合するための所望の構造を有する、軸線を画定する本体と、
   前記本体の表面に形成されたばね保持プランジャであって、該プランジャが、前記軸線に対し横断方向の面に対して角度が付けられた円弧面を画定し、前記表面が前記本体の終端部にあり、前記円弧面の傾斜がゼロ度よりも大きく最大１５°であり、前記本体が磨耗するときに前記円弧面に対し及ぼされるばね力がほぼ一定であるようにするために、ばねが線に沿って前記円弧面に接触して前記円弧面における前記ばねの過度の移動を妨げるように、前記円弧面が、前記ばねを収容するように寸法決めされた湾曲部を有する、ばね保持プランジャと、
   を具備するブラシ。
5. 前記プランジャが、付勢部材と前記ばね保持プランジャとの接触を保持するために前記表面に壁部をさらに形成する、請求項４に記載のブラシ。
6. 前記ばね保持プランジャの前記傾斜が付勢部材の横断方向の保持を可能にする、請求項４に記載のブラシ。
7. 電動機用のブラシを製造する方法であって、
   前記ブラシの軸線を画定しかつ頂面を有するブラシブランクを設けるステップと、
   前記軸線に対し傾斜を有する前記頂面に円弧状ばね保持プランジャを形成するステップと、
   を含む方法。
8. 円弧状保持プランジャを形成する前記ステップが、研削ディスクおよび切削ホイールの一方を前記頂面に押し込むステップを含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記軸線に対しある角度で研削ディスクおよび切削ホイールの前記一方に角度を付けるステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記軸線に対し垂直に前記円弧状ばね保持プランジャの直径を設けて、付勢部材の横方向保持を可能にするステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
11. 付勢部材の横断方向保持を可能にする程度に十分な前記ばね保持プランジャの前記傾斜の角度を設けるステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。

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