JP2006060996A - 電動工具 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構造であるにも拘らずブラシホルダを常に安定的かつ正確に担持可能とする電動工具を提案することにある。
【解決手段】 電動工具（２）のハウジング（４）内に配設された正逆転可能なモータ（６）は，その中心軸線（Ａ）を中心として回動可能な整流子（１２）に対して電気的に接触するブラシ（２０）を保持するためのブラシホルダ（１４）と，ハウジング（４）の外部から操作可能であり，ブラシホルダ（１４）をハウジング（４）に対して整流子（１２）の円周方向（Ｕ）で正転位置又は逆転位置まで旋回可能とする操作部材（２６）とを具える。本発明では，弾性素子（３２）により，ブラシホルダ（１４）に対し，整流子（１２）の円周方向（Ｕ）で正転位置及び逆転位置に向けて附勢すると共に，中心軸線（Ａ）方向にも弾性力を作用させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は，ハウジングと，該ハウジング内に配設された正逆転可能なモータと，モータの中心軸線を中心として回動可能な整流子に対して電気的に接触する少なくとも２個のブラシを保持するためのブラシホルダと，ハウジングの外部から操作可能であり，ブラシホルダをハウジングに対して整流子の円周方向で正転位置又は逆転位置まで旋回可能とする操作部材と，ブラシホルダを正転位置及び逆転位置に向けて附勢する附勢手段とを具える電動工具に関するものである。

上述した構成を有する電動工具において，ブラシホルダの旋回位置は最適な整流状態を実現するように決定される。ブラシホルダが正転位置又は逆転位置まで旋回すると，モータの極性が反転され，電動工具の回転方向が変更される。

ドイツ特許第１０１５２９６３号明細書（特許文献１）には，ブラシホルダに対して双安定型の弾性素子を作用させる電動機を開示している。この弾性素子は，円周方向で不安定中間位置を通過した後にブラシホルダを各安定位置に向けて附勢する。弾性素子はウェブばねとして構成されている。このウェブばねは，ブラシホルダとハウジングとの間に配置され，一方のウェブにおいてハウジングに係合し，他方のウェブをブラシホルダに作用させる。中心軸線方向では，ブラシホルダが両側でハウジングにより支持される。
ドイツ特許第１０１５２９６３号明細書

この既知の附勢手段によりブラシホルダが正転位置又は逆転位置に安定的に保持されるので，両回転方向について最適な整流状態が実現され，快適な切り替えが可能となる。

しかしながら，上述した構成の電動工具は，ブラシホルダを回転可動に担持するためにブラシホルダとハウジングとの間に設定される中心軸線方向の遊びが，ハウジングにより規定される点で不利である。すなわち，ハウジングの製造公差や，特に作動中の装置加熱に起因するハウジングの温度変形等により回転方向の切り替えに支障をきたし，又はブラシホルダが整流子に対して不完全位置を占める危惧があるからである。その場合に整流効率が低下し，電動工具の出力が低下することは，言うまでもない。

本発明の課題は，従来技術における上記の問題点を解消し，簡単な構造であるにも拘らずブラシホルダを常に安定的かつ正確に担持可能とする電動工具を提案することにある。

この課題を解決するため，本発明に係る電動工具は，附勢手段が，ブラシホルダに対し，整流子の円周方向のみならず，中心軸線方向にも弾性力を作用させる少なくとも１個の弾性素子を具えることを特徴とする。すなわち，本発明によれば，附勢手段がブラシホルダを円周方向でそれぞれに調整した作動位置に向けてのみならず，所望の中心軸線方向位置に向けても附勢力を作用させるものである。したがって，ハウジングとブラシホルダとの間における中心軸線方向遊びに起因する支障を回避することが可能である。この場合，製造コストを低減すると共に組立作業も容易化させるため，単一の弾性素子により，円周方向のみならず，中心軸線方向にも附勢力を生じさせることが可能である。

弾性素子は，好適には略鏡像対称的に互いに対向して結合された２個のアーチ部分を具える。この場合，簡単な形状を有する弾性素子が，アーチ部分に対して直交する方向のみならず，アーチ部分に対する接線方向においても弾性力を生じさせることができる。

特に好適な実施形態において，弾性素子は，略ループ形状を呈する縦長の基体を具える。例えば，金属製のワイヤ素材又はストリップ素材が基体として好適である。この場合には，弾性素子を低コストで製造することが可能である。

上記の基体を単一のばね板で構成するのが有利である。このような弾性素子によれば，十分に大きな弾性力を容易に発生させることが可能である。

弾性素子は，互いに対向する二つの側でそれぞれ係合部分を設け，各係合部分を同時にブラシホルダ側に設けられた対応係合部分と係合させる構成とするのが好適である。このような弾性素子は，特に容易に組み込むことができる。しかも，弾性素子とハウジング及びブラシホルダとの間の結合に必要とされる結合部を，特に低コストで実現することが可能である。

附勢手段は，少なくとも２個の弾性素子を具えるのが有利である。この場合，ブラシホルダは円周方向のみならず，中心軸線方向においても特に安定的に固定可能である。

前記少なくとも２個の弾性素子は，整流子の中心軸線に対して互いに対向する傾斜部を具えるのが特に好適である。この場合，ブラシホルダは，整流子の中心軸線に対しても附勢手段により付加的にセンタリング可能となる。

以下，本発明を図示の好適な実施形態について更に具体的に説明する。

図１は，ドライバ装置又はドリル装置として構成された電動工具２を示している。電動工具２はハウジング４を具え，ハウジング４内にはモータ６が配設されている。モータ６の出力軸７は，工具ホルダ８に対して一体回転可能に結合する（詳細には図示せず）。工具ホルダ８により，ドリルビット又はドライバビット等の工具１０を把持する。モータの出力軸７は，工具ホルダ８とは反対側の端部において，ハウジング４に固定されている軸受１１により回転可能に担持する。

モータ６は正逆転可能な形式とする。モータ６の整流子１２の外周側には，環状のブラシホルダ１４が配置されている。ブラシホルダ１４は，ハウジングに固定した軸受リング１６により限定的に旋回可能に保持されている。ブラシホルダ１４により２個のブラシガイド１８を担持し，ブラシガイド１８内には整流子１２と電気的に接触するカーボンブラシ２０を保持する。ブラシホルダ１４をモータ６又は整流子１２の中心軸線Ａを中心として旋回させるため，モータスイッチ２４における操作ノブ２２の上方でハウジング４内に操作部材２６を配置する。

図２に示すように，操作部材２６はアーチ状を呈し，中心軸線Ａを中心に変位できるようハウジング４で担持される。その際，ブラシホルダ１４に設けられた突部２８が操作部材２６の凹所３０内に係合する。その結果，ブラシホルダ１４は，ハウジング４から突出する操作部材１４の端部に作用する圧力により，図示の正転位置から整流子１２の円周方向Ｕに沿って逆転位置（破線で示す）まで変位する。

ブラシホルダ１４と軸受台１１との間には，ループ形状とした２個の弾性素子３２を有する附勢手段を配置する。両弾性素子３２は，それぞれブラシホルダ１４のキャリアカム３４と，軸受台１１から突出した支持カム３６により支持する。したがって，弾性素子３２は，ブラシホルダ１４を軸受リング１６に向けて中心軸線方向に押圧する機能を発揮する。

その際，キャリアカム３４は，正転位置のみならず逆転位置においても，軸受カム３６に対して円周方向Ｕで僅かにオフセットする。弾性素子３２は，中心軸線方向の押圧力以外にも，円周方向Ｕに作用する力成分を発生する。この力成分は，ブラシホルダ１４を，それぞれに調整した回転位置に向けて押圧する。

図３に示すように，弾性素子３２はブラシホルダ１４に向けて，中心軸線Ａに対して僅かに外向きに傾斜して配置される。ブラシホルダ１４は，整流子１２に対して付加的にセンタリングされる。

図４及び図５に示すように，弾性素子３２は略ループ状に湾曲した単一のばね板により構成されている。両弾性素子３２は，鏡像対称的に対向配置した２個のアーチ部分３８を具える。これらのアーチ部分３８は，結合部分４０において互いに結合する。ばね板３２の両端部を結合部分４０に対して重ねて重なり部分４２を形成する。結合部分４０及び重なり部分４２を凹ませて，キャリアカム３４及び軸受カム３６の形状に適合した係合部分４４を形成する。キャリアカム３４及び軸受カム３６は，それぞれに対応係合部分を形成する。これにより，組立て時に弾性素子３２を，簡単な差し込み操作により係合することが可能である。

弾性素子３２は，組立て時にブラシホルダ１４と軸受台１１との間に挿入される。アーチ部分３８は，図４及び図５に示した位置に対して外向きに永久変形させる。アーチ部分３８の変形反力が結合部分４０と重畳部分４２とを押し離すことにより，ブラシホルダ１４は軸受台１１から離れて中心軸線Ａ方向で軸受リング１６に対して持続的に押圧される。同時に，弾性素子３２は，ブラシホルダ１４を円周方向Ｕにおける調整された回転位置に向けて押し出す。

操作部材２６を操作すると，ブラシホルダ１４は，弾性素子３２の弾性力に抗して，これまでの安定な回転位置から不安定な死点に至るまで旋回する。この死点では，アーチ部分３８が最も強度に変形する。この死点を通過した後に，アーチ部分３８は復元変形しつつ，ブラシホルダ１４を新たな回転位置まで附勢する。

本発明に係る電動工具の要部を示す断面図である。 図１に示した電動工具における附勢手段の背面図である。 図２に示した附勢手段の平面図である。 図２及び図３に示した附勢手段における弾性素子の斜視図である。 図４に示した弾性素子の平面図である。

符号の説明

２ 電動工具
４ ハウジング
６ モータ
７ モータシャフト
８ 工具ホルダ
１０ 工具
１１ 軸受台
１２ 整流子
１４ ブラシホルダ
１６ 軸受リング
１８ ブラシガイド
２０ ブラシ
２２ ラッチ
２４ モータスイッチ
２６ 操作部材
２８ 突部
３０ 凹所
３２ 弾性素子
３４ キャリアカム
３６ 軸受カム
３８ アーチ部分
４０ 結合部分
４２ 重畳部分
４４ 係合部分

Claims (7)

1. ハウジング（４）と，
   該ハウジング（４）内に配設された正逆転可能なモータ（６）と，
   該モータ（６）の中心軸線（Ａ）を中心として回動可能な整流子（１２）に対して電気的に接触する少なくとも２個のブラシ（２０）を保持するためのブラシホルダ（１４）と，
   前記ハウジング（４）の外部から操作可能であり，ブラシホルダ（１４）をハウジング（４）に対して整流子（１２）の円周方向（Ｕ）で正転位置又は逆転位置まで旋回可能とする操作部材（２６）と，
   前記ブラシホルダ（１４）を前記正転位置及び逆転位置に向けて附勢する附勢手段とを具える電動工具（２）であって，
   該附勢手段が，ブラシホルダ（１４）に対し，整流子（１２）の円周方向（Ｕ）のみならず，中心軸線（Ａ）方向にも弾性力を作用させる少なくとも１個の弾性素子（３２）を具えることを特徴とする電動工具。
2. 請求項１記載の電動工具において，前記弾性素子（３２）が，互いに対向して結合された２個のアーチ部分（３８）を具えることを特徴とする電動工具。
3. 請求項１又は２に記載の電動工具において，前記弾性素子（３２）が，略ループ形状を呈する基体を具えることを特徴とする電動工具。
4. 請求項３記載の電動工具において，前記弾性素子（３２）の基体が，単一のばね板で構成されていることを特徴とする電動工具。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載の電動工具において，前記弾性素子（３２）が，互いに対向する二つの側でそれぞれ係合部分（４４）を有し，その一方が組立状態でハウジングに固定される対応係合部分と係合すると共に，他方がブラシホルダ（１４）の対応係合部分と係合することを特徴とする電動工具。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載の電動工具において，前記附勢手段が，少なくとも２個の前記弾性素子（３２）を具えることを特徴とする電動工具。
7. 請求項６記載の電動工具において，前記少なくとも２個の弾性素子（３２）が，整流子（１２）の中心軸線（Ａ）に対して互いに対向する傾斜部を有することを特徴とする電動工具。

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