JP2006166698A - 力を付与するための付勢部材を含むブラシ組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】動力工具出力を改善するために、電気を整流子に伝えることができるブラシ組立体を持つこと。
【解決手段】ブラシ組立体は、支持部材、第一端部及び第二端部を持ち、第１端部が支持部材に取り付けられた導電性アーム、導電性アームの第二端部に取り付けられたブラシ、及び導電性アームに力を付与するように構成された付勢部材を含む。
【選択図】なし

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２００４年１１月１０日付けの「力を付与するためのばねを含むブラシ組立体」という名称の米国特許仮出願６０／６２７，０１５号の利益を主張するものであり、この出願は、引用によりここに組み入れられる。

本発明は、モーターに関し、更に特定的には、整流子に対してブラシを適用する付勢部材を含むブラシ組立体に関する。

電動モーターは、様々な用途において、更に関連分野の多くの製品において使用される。モーターが利用される１つの分野には、動力工具産業がある。動力工具出力を改善するために、電気を整流子に伝えることができるブラシ組立体を持つことが重要である。

ブラシがアークに曝されると、ブラシの効率及びブラシの磨耗は減少する。作動中にブラシが不規則面又は荒れた点にあたった時のように、ブラシが弾んだり、或いは整流子から離れる方向に移動する傾向をもつ時に、アークが発生する。

米国特許仮出願６０／６２７，０１５号

１つの一般的態様においては、ブラシ組立体は、支持部材、第一端部及び第二端部を持ち、第１端部が該支持部材に取り付けられた導伝性アーム、該導伝性アームの第二端部に取り付けられたブラシ、及び導伝性アームに力を付与するように構成された付勢部材から成るものとすることができる。

実施においては、以下の特徴の１つ又はそれ以上を含むことができる。例えば、付勢部材は、ばねを含むことができる。付勢部材及び導電性アームは、別個に支持部材に取り付けることができる。支持部材はポストを含み、付勢部材はこのポストに取り付けることができる。

支持部材はポストを含み、導電性アームの第一端部をこのポストに取り付けることができる。導電性アームの第一端部は、ポストの周囲に少なくとも部分的に適合するような形状とすることができる。ポストは、ポスト上の導電性アームの第一端部を保持するための突出部材を含むことができる。１つの例示的実施においては、導電性アームの第一端部及びポストは、各々が実質的に円形とする。

支持部材は、付勢部材に取り付けられた第一ポスト及び導電性アームに取り付けられた第二ポストを含むことができ、この場合第一ポストと第二ポストは異なるものとする。付勢部材は、少なくとも一部を部分的に導電性アームの下に配置することができる。

１つの実施においては、ブラシは、導電性アームの第二端部に溶接することができる。別の例示的実施においては、導電性アームの第二端部はブラシの周りに巻きつけることができる。

ブラシ組立体は、導電性コネクタ及び導電性アームを該導電性コネクタに連結するワイヤを含むことができる。導電性アーム及び付勢部材は、各々がブラシに力を付与するものとすることができる。導電性アーム及び／又はブラシは、銅を含むことができる。ブラシは、実質的にすべてのブラシが使用できるように、導電性アームの第二端部に取り付けることができる。導電性アームは、付勢部材を受けるための傾斜表面を含むことができる。ブラシは円弧状とすることができる。

別の一般的態様においては、電動モーターは、巻き線、整流子、及びブラシ組立体を含むことができる。ブラシ組立体は、支持部材、第一端部及び第二端部を持ち、第１端部が該支持部材に取り付けられた導電性アーム、導電性アームの第二端部に取り付けられたブラシ、及び導電性アームに力を付与するように構成された付勢部材を含むことができる。実施においては、上記した特徴の１つ又はそれ以上を含むことができる。

別の一般的態様においては、動力工具は、ハウジング、該ハウジングに取り付けられた電動モーター、及び該電動モータに取り付けられた出力部材を含むことができる。電動モーターは、巻き線、整流子、及びブラシ組立体を含むことができる。ブラシ組立体は、支持部材、第一端部、及び第二端部を持ち、第１端部が支持部材に取り付けられた導電性アーム、該導電性アームの第二端部に取り付けられたブラシ、及び導電性アームに力を付与するように構成された付勢部材を含むことができる。実施においては、上記した特徴の１つ又はそれ以上を含むことができる。

他の特徴は、説明、図面、及び特許請求の範囲から明らかになるであろう。

様々な図面の中の同じ参照番号は、同じ要素を示す。

以下の説明は単なる例示であり、用途或いは述べられた特徴の使用を限定するものではない。

図１を参照すると、動力工具１はモーター１０を含み、動力工具ハウジング１２の中に配置されている。カッターである動力工具１が示されているが、これは単に例示であり、本発明の範囲を限定する意味ではない。例えば、動力工具１は、ドリル、ハンマー、ハンマードリル、釘打ち機、スクリュードライバー、レンチ、のこぎり、砂吹付け機、ルータ、プレーナー、グラインダー、又は他の動力工具とすることができる。動力工具１は又、この例においてはカッターである出力部材２を含むことができる。動力工具１は又、動力工具１に力を与えるために動力源３に結合される。動力源３は、電気動力を外部供給源から動力工具１に付与するようなバッテリー及び／又は動力コードを含むことができる。

図２を参照すると、モーター１０は又、ハウジング１４、巻き線１５、整流子１６及び動力工具ハウジング１２の中のモーターを支持するための支持構造１８（例えばスパイダー構造）を含むことができる。ブラシ組立体２０が、支持構造１８に取り付けられた状態で示されている。

図３を参照すると、ブラシ組立体２０は、導電性アーム２４及び該導電性アーム２４に取り付けられたブラシ２６を備えた非導電性環状リング２２を含むことができる。１つの例示的実施においては、ブラシ２６は円弧状ブラシである。付勢部材２８は、導電性アーム２４に力を付与する。１つの例示的実施においては、環状リング２２は、導電性アーム２４、ブラシ２６及び付勢部材２８の支持部材として機能する。一つのブラシセットの例が示されるが、説明はブラシ組立体に含まれることができる各々のブラシセットに適用されるものである。

１つの例示的実施においては、導電性アーム２４は、第一端部３０及び第二端部３２を含むことができる。導電性アーム２４の第一端部３０は、環状リング２２に取り付けられることができる。導電性アーム２４の第一端部３０は、コネクタ部材３４を含むことができ、モーター１０の電気配線３６で導電性アーム２４に電気的に結合される。第一端部３０は又、環状リング２２の溝内に固定することができる蛇行部分３３を含むことができる。

導電性アーム２４の第二端部３２は、ブラシ２６に電気的に取り付けられる。１つの例示的実施においては、導電性アーム２４の第二端部３２は、ブラシ２６に電気的に取り付けるために、該ブラシ２６の周りに巻きつけることができる。ブラシ２６の周りに導電性アーム２４を巻きつけることにより、ブラシが摩滅するにしたがって、実質的にすべてのブラシ２６が使用されるようにすることができる。

別の例示的実施においては、ブラシ２６を導電性アーム２４に固定し、更にブラシ２６と導電性アーム２４の間に電気的結合を形成するために、ブラシ２６は導電性アーム２４に溶接することができる。例えば、ブラシ２６は、粉末金属材料から製造することができる。ブラシ２６は、整流子１６上への力を高めるために、円弧形状を持つことができる。ブラシ２６は、導電性アーム２４の近位端部に、大量の銅のような粉末導電性材料を含むことができる。これは、ブラシ２６を、同様に銅材料から製造されている導電性アーム２４に直接溶接することを可能にする。ブラシ２６を導電性アーム２４に電気的に結合することは、ピグテール状コネクタの必要性を除去させることになる。ブラシ２６を導電性アーム２４に溶接することにより、ブラシ２６が摩滅するにしたがって、実質的にすべてのブラシ２６を使用することができる。ブラシ２６を導電性アーム２４に溶接することは、ブラシをアームに取り付け更に実質的にすべてのブラシが使用されることを典型的に妨げることになるブラシボックス又は締結用具の使用の必要性を排除する。溶接を使用することにより、ブラシ２６全体を実質的に使用することができる。更に、この例示的実施におけるピグテール状コネクタの排除除去は、整流子１６とピグテール配線の係合のために起きる損失を防止するものとなる。

１つの例示的実施においては、導電性アーム２４の第一端部３０は、モーターの配線３６に電気的に取り付けることができる。このことは、ブラシ２６がアーム２４に対して片持ち支持され、電気配線（図３参照）と結合できるようにするものである。導電性アーム２４は、付勢部材２８が導電性アーム２４上に直接力を付与することが可能なように、ブラシ２６に対向する表面４０を含む。円弧状ブラシ２８に沿って付勢部材２８は、整流子１６上に一定した力を提供することができる。これは、ブラシ２６が整流子１６に載ることを可能にし、アークの原因となる整流子１６の弾みを実質的に排除することを可能にする。

１つの実施においては、付勢部材２８は、コイルを含むばねとすることができ、この付勢部材２８は、環状リング２２上のポスト４２に取り付けてその位置を固定することができる。付勢部材２８は、例えば捩りばね、二重ばね、及び他の一定力ばねなどを含むばねと同様の付勢作用を付与する、異なる型のばね又は他の構造とすることができる。付勢部材２８は、整流子１６に対してブラシ２６を維持するために十分な力を与えるのに望ましい力を付与する。更に、ばねの端部ができるだけブラシに近いと、ブラシ２６の力の付与が増強される。付勢部材２８は、ブラシ磨耗率を減少させるために、ブラシが使用されている間中、実質的に一定した力を付与するように構成することができる。

図４を参照すると、ブラシ組立体の別の例示的実施２０′が示されている。導電性アーム２４′に対して傾斜表面５０が傾斜しているので、付勢部材２８′は傾斜表面５０を滑ることができる。傾斜表面５０は、付勢部材２８′が、整流子上にブラシ２６′を介して実質的に一定した力を付与させることを可能にする。付勢部材２８′は、傾斜表面５０に載る端部５２を持つ。この一定した接触は、表面５０の傾斜により、ブラシ２６′の磨耗の間、ブラシ２６′に実質的に一定した力を与える。一定した力はブラシ２６′の弾みを減少し、したがってブラシの磨耗を増加し、整流子の損耗を防止する。

導電性アーム２４′は、環状リング２２′上の部材５６に取り付けられた端部３０′を含むことができる。この端部３０′は、説明したように、電気的配線（示されていない）に取り付けられることができる。導電性アーム２４′は、上記したように片持ち支持することができる。ブラシ２６′は、実質的に縦方向側部に直線状平面を持つ直方体形態とすることができる。

図５及び図６を参照すると、ブラシ組立体の別の例示的実施５２０が示されている。ブラシ組立体５２０は、導電性アーム５２４及び付勢部材５２８の支持部材として機能する非導電性環状リング５２２を含むことができる。環状リング５２２は、第一ポスト部材５８０及び第二ポスト部材５４２を含むことができる。導電性アーム５２４は、第一端部５３０を第一ポスト部材５８０に取り付けることができる。１つの実施においては、第一端部５３０は、第一ポスト部材５８０の周りに少なくとも部分的に適合する形状とすることができる。例えば、第一端部５３０は、実質的に円形である第一ポスト部材５８０の周りに適合する円形形状とすることができる。第一ポスト部材５８０は、第一端部５３０が、第一ポスト部材５８０から滑り落ちないように突出部材５８２を含むことができる。

導電性アーム５２４は、ブラシ５２６に取り付けられた第二端部５３２を含むことができる。第二端部５３２は、上記したように、第二端部５３２とブラシ５２６の間に電気的結合が形勢されるようにブラシ５２６に取り付けることができる。

付勢部材５２８は、第二ポスト部材５４２に取り付けることができる。１つの例示的実施においては、付勢部材５２８は、ばねとする。付勢部材の少なくとも一部分は、導電性アーム５２４の下に位置させることができる。付勢部材５２８は、ブラシ５２６を付勢するために、整流子５１６に向かって実質的に一定した力を付与するように、導電性アーム５２４に取り付けられる。１つの実施においては、付勢部材５２８及び導電性アーム５２４のどちらも、ブラシ５２６を付勢するために、整流子に向かって各々が力を付与する。

ブラシ組立体５２０は又、導電性コネクタ５９０及び導電性アーム５２４と導電性コネクタ５９０を電気的に取り付けるワイヤ５９２（例えば編組型分岐ワイヤ）を含むことができる。導電性コネクタ５９０は、電気的結合、例えば１つ又はそれより多いワイヤでモーターに取り付けられるような方法でモーターに取り付けることができる。

様々な修正及び変更が、本発明の範囲及び思想から外れることなく、ブラシ組立体の例示的実施形態においてなされ得ることが、当業者には明らかであろう。このように、特許請求の範囲及び均等手段の範囲内である限り、本説明はこれらの修正及び変更を含むことを意図する。

ブラシ組立体を含むモーターを切り取って描いた動力工具の斜視図である。 ブラシ組立体を持つモーターの斜視図である。 図２のブラシ組立体の斜視図である。 ブラシ組立体の例示的実施の斜視図である。 ブラシ組立体の別の例示的実施の斜視図である。 ブラシ組立体の別の例示的実施の斜視図である。

符号の説明

１ 動力工具
１０ モーター
１４ ハウジング
１５ 巻き線
１６ 整流子
１８ 支持構造
２０ ブラシ組立体
２２ 非導電性環状リング
２４ 導電性アーム
２６ ブラシ
２８ 付勢部材
３４ コネクタ部材
３６ 電気配線
５０ 傾斜表面

Claims (23)

1. 支持部材と、
   前記支持部材に取り付けられた第一端部及び第二端部を持つ導電性アームと、
   前記導電性アームの前記第二端部に取り付けられたブラシと、
   前記導電性アームに力を付与するように構成された付勢部材と、
   からなることを特徴とするブラシ組立体。
2. 前記付勢部材は、ばねを含むことを特徴とする請求項１に記載のブラシ組立体。
3. 前記付勢部材及び前記導電性アームは、前記支持部材に別個に取り付けられたことを特徴とする請求項１に記載のブラシ組立体。
4. 前記支持部材はポストを含み、前記付勢部材は前記ポストに取り付けられたことを特徴とする請求項１に記載のブラシ組立体。
5. 前記支持部材はポストを含み、前記導電性アームの前記第一端部は前記ポストに取り付けられたことを特徴とする請求項１に記載のブラシ組立体。
6. 前記導電性アームの前記第一端部は、前記ポストの周りに少なくとも部分的に適合する形状であることを特徴とする請求項５に記載のブラシ組立体。
7. 前記ポストは、前記ポスト上の前記導電性アームの前記第一端部を保持するための突出部材を含むことを特徴とする請求項６に記載のブラシ組立体。
8. 前記導電性アームの前記第一端部及び前記ポストは、各々が実質的に円形であることを特徴とする請求項６に記載のブラシ組立体。
9. 前記支持部材は、
   前記付勢部材に取り付けられた第一ポストと、
   前記導電性アームに取り付けられた第二ポストと、
   を含み、前記第一ポストと前記第二ポストは異なるものであることを特徴とする請求項１に記載のブラシ組立体。
10. 前記付勢部材は、少なくとも一部が前記導電性アームの下に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のブラシ組立体。
11. 前記ブラシは、前記導電性アームの前記第二端部に溶接されていることを特徴とする請求項１に記載のブラシ組立体。
12. 前記導電性アームの前記第二端部は、前記ブラシの周りに巻きつけられていることを特徴とする請求項１に記載のブラシ組立体。
13. 導電性コネクタと、
    前記導電性アームを前記導電性コネクタに結合するワイヤと、
    を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のブラシ組立体。
14. 前記導電性アーム及び前記付勢部材は、各々が前記ブラシに力を付与することを特徴とする請求項１に記載のブラシ組立体。
15. 前記導電性アームは、銅を含むことを特徴とする請求項１に記載のブラシ組立体。
16. 前記ブラシは、銅を含むことを特徴とする請求項１に記載のブラシ組立体。
17. 前記ブラシは、実質的に前記ブラシ全体が使用可能なように、前記導電性アームの前記第二端部に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のブラシ組立体。
18. 前記導電性アームは、前記付勢部材を受け取るための傾斜表面を含むことを特徴とする請求項１に記載のブラシ組立体。
19. 前記ブラシは、円弧状であることを特徴とする請求項１に記載のブラシ組立体。
20. 電動モーター
    巻き線と、
    整流子と、
    ブラシ組立体と、
    から成り、前記ブラシ組立体は、
    支持部材と、
    第一端部及び第二端部を持ち、前記第１端部が前記支持部材に取り付けられた導電性アームと、
    前記導電性アームの前記第二端部に取り付けられたブラシと、
    前記導電性アームに力を付与するように構成された付勢部材と、
    を含むことを特徴とする電動モーター。
21. 請求項２から請求項１９までのいずれか１項に記載の特徴を含むことを特徴とする請求項２０に記載の電動モーター。
22. 動力工具であって、
    ハウジングと、
    前記ハウジングに取り付けられた電動モーターと、
    前記電動モーターに取り付けられた出力部材と、
    から成り、前記電動モーターは、
    巻き線と、
    整流子と、
    ブラシ組立体と、
    を含み、前記ブラシ組立体は、
    支持部材と、
    第一端部及び第二端部を有し、前記第１端部が前記支持部材に取り付けられた導電性アームと、
    前記導電性アームの前記第二端部に取り付けられたブラシと、
    前記導電性アームに力を付与するように構成された付勢部材と、
    を含むことを特徴とするモーター。
23. 請求項２から請求項１９までのいずれか１項に記載した特徴を含むことを特徴とする請求項２２に記載の動力工具。

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