JP6308369B2 - ブラシホルダアセンブリ、およびブラシを取り付ける方法および交換する方法 - Google Patents

Description

[0001]本出願は、２０１４年４月１６日に出願された米国特許仮出願第６１／９８０，３６８号の優先権を主張するものであり、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれるものとする。

[0002]本開示は、回転電気機械装置と相互作用するブラシの取付けおよび交換を容易にするアセンブリ（ａｓｓｅｍｂｌｉｅｓ）に関する。より詳細には、本開示は、ロック機構（ｌｏｃｋｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）を使用して互いに連結したり切り離したりするハンドル（ｈａｎｄｌｅ）、ブラシホルダ（ｂｒｕｓｈ ｈｏｌｄｅｒ）、および支持体（ｓｕｐｐｏｒｔ）を有するアセンブリに関する。

[0003]整流子やスリップリングなどの回転電気機械装置ならびに関連する炭素ブラシおよびホルダは、発電などの多くの産業状況で使用される。ブラシと回転電気機械装置との間の常時接触を維持するためにばねが通常使用される。いずれは、ブラシの摩耗が、ブラシホルダにおけるブラシの常時接触または確実な位置決めの妨げとなり、したがってブラシは交換されなければならない。

[0004]一般的な実施形態では、本開示は、ある長さを有する柱状部を備える支持体と、ブラシホルダであって、（i）ブラシホルダの表面から外方に延びる連結部材、および（ii）連結部材の開口から連結部材に対して表面の反対側の開口まで延びる穴を備え、穴の長さが柱状部の長さより短い、ブラシホルダと、（i）連結部材を受容するように構成されたシェル、および（ii）柱状部を受容するように構成されたコアを備えるハンドルと、を備えるブラシホルダアセンブリを提供する。

[0005]本開示の一利点は、改良されたブラシホルダアセンブリを提供することである。

[0006]本開示の別の利点は、ブラシの取付けおよび交換の安全性および容易性を高めることである。

[0007]本開示の別の利点は、支持体に対するブラシホルダのロッキングを改善することである。

[0008]本開示の別の利点は、ロック表示器の可視性を向上させることである。

[0009]本開示の別の利点は、ブラシホルダが支持体に完全に着座するまでハンドルがホルダから解放されないようにする改良型ハンドルインターロック機構を提供することである。

[0010]本開示の別の利点は、ブラシ下の保持（ｕｎｄｅｒ−ｔｈｅ−ｂｒｕｓｈ ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ）を使用して必要なブラシホルダ挿入力を著しく、例えば約５０％低減することである。

[0011]付加的な特徴および利点が本明細書に記述されており、下記の「詳細な説明」および各図から明らかになるであろう。

本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態の背面斜視図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態の正面斜視図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態でのブラシホルダの正面斜視図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態でのブラシホルダの背面斜視図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態でのブラシホルダの側面断面図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態での支持体の背面斜視図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態での支持体の背面平面図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態での支持体の側面平面図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態でのブラシ箱内にブラシを拘束するリテーナ（ｒｅｔａｉｎｅｒ）の側面断面図である。 図４Ａの拡大図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態でのブラシ箱からブラシを解放するリテーナの側面断面図である。 図４Ｃの拡大図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態でのハンドルの正面斜視図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態でのハンドルの正面斜視図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態でのハンドルの分解図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態でのハンドルの底面図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態でのハンドルの側面断面図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態でのハンドルの側面断面図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態でのロック位置にあるハンドルの、ブラシホルダの前部から見た断面図である。 図５Ｇに示されているハンドルのロック位置の底面断面図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態でのロック解除位置にあるハンドルの、ブラシホルダの前部から見た断面図である。 図５Ｉに示されているハンドルのロック解除位置の底面断面図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態での支持体によって設けられる柱状部の側面平面図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態での支持体によって設けられる柱状部の上部平面図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態での支持体によって設けられる柱状部の分解図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態での、支持体およびブラシホルダが連結される前の支持体およびブラシホルダの背面断面図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態での支持体に部分的に着座したブラシホルダの背面断面図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態での支持体に完全に着座したブラシホルダの背面断面図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態での、支持体およびブラシホルダが連結された後の支持体およびブラシホルダの側面断面図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態の背面断面図である。 図８Ａに示されているブラシホルダアセンブリの実施形態の構成の底面断面図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態の背面断面図である。 図８Ｃに示されているブラシホルダアセンブリの実施形態の構成の底面断面図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態の背面断面図である。 図８Ｅに示されているブラシホルダアセンブリの実施形態の構成の底面断面図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態の背面断面図である。 図８Ｇに示されているブラシホルダアセンブリの実施形態の構成の底面断面図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態の背面断面図である。 図８Ｉに示されているブラシホルダアセンブリの実施形態の構成の底面断面図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態の背面断面図である。 図８Ｋに示されているブラシホルダアセンブリの実施形態の構成の底面断面図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態の背面断面図である。 図９Ａに示されているブラシホルダアセンブリの実施形態の構成の底面断面図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態の背面断面図である。 図９Ｃに示されているブラシホルダアセンブリの実施形態の構成の底面断面図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態の背面断面図である。 図９Ｅに示されているブラシホルダアセンブリの実施形態の構成の底面断面図である。 本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリの一実施形態の背面断面図である。 図９Ｇに示されているブラシホルダアセンブリの実施形態の構成の底面断面図である。

[0061]本開示および添付の特許請求の範囲で用いられているように、単数形の「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」および「その（ｔｈｅ）」は、文脈上、そうでないとする明確な指示がない限り、複数の指示対象を含む。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」、および「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という語は、排他的にではなく包括的に解釈されるべきである。同様に、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「または（ｏｒ）」という用語はすべて、かかる解釈が文脈から明確に禁じられていない限り、包括的なものと解釈されるべきである。しかし、本明細書で開示される装置およびアセンブリは、具体的に開示されていない要素が全くなくてもよい。したがって、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語を用いた実施形態の開示は、特定される構成要素「から実質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」実施形態および特定される構成要素「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」実施形態の開示を含む。

[0062]数値に対する「実質的に同じ（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｔｈｅ ｓａｍｅ）」および「約（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」は、１０％以内、好ましくは５％以内、より好ましくは１％以内、さらに好ましくは０．１％以内、最も好ましくは０．０１％以内を意味する。

[0063]本開示によって提供されるブラシホルダアセンブリ１０の一実施形態が図１Ａおよび図１Ｂに示されている。アセンブリ１０はブラシホルダ２０および支持体４０を備える。アセンブリ１０は、ブラシ１００を受容しかつ保持するとともに、ブラシ１００を整流子やスリップリングなどの回転装置の表面の方に付勢するように構成される。

[0064]ブラシホルダ２０は、ブラシ箱２２、ばね２４、およびブラシ箱２２と一体でもよい背板３０を備えることができる。ブラシ箱２２は、ブラシ１００の少なくとも一部を受容するとともに、運転中にブラシ１００の移動を少なくとも部分的に支持しかつ拘束するように構成される。ブラシホルダ２０は、ブラシ１００の移動を少なくとも部分的に支持しかつ拘束するするリテーナ２６を備えていてもよい。

[0065]ばね２４は、リボンばねまたは別の付勢部材でもよく、ブラシ箱２２または背板３０の側面のうちの少なくとも１つに装着されてもよい。ばね２４はリベットを使用して装着されてもよい。追加的にまたは代替的に、ばね２４は、図２Ｃに示されているように、ばね２４を着脱可能にすることができる、ばね２４の端部のループによって装着されてもよい。

[0066]背板３０は、支持体４０を受容するように構成された延長部３２を備えていてもよい。上記図は延長部３２のうちの２つを示しているが、任意の数の延長部３２を使用することができる。背板３０は上部外面３４を備え、上部外面３４上に連結部材５０が配置されてもよい。連結部材５０は、背板３０の上部外面３４と一体でもよくかつ／または背板３０の上部外面３４に固定して連結されてもよい。

[0067]図２Ｃに示されているように、中心穴３６が、連結部材５０内の開口５２と背板３０の上部内面３５内の開口３９とを形成することができる。中心穴３６は、連結部材５０内の開口５２から連結部材５０および背板３０を貫通して背板３０の上部内面３５内の開口３９まで延びることができる。連結部材５０は、連結部材５０の両側面から水平方向に延びるロックフランジ５４を備えていてもよい。ボス５５が、連結部材５０の他の側面の一方から水平方向に延びていてもよい。

[0068]図１Ｂおよび図２Ａに示されているように、背板３０は電気コネクタ３８を備えていてもよい。電気コネクタ３８は端子ねじとして描かれているが、ブラシ１００のリード線への電気的接続を可能にするクイック接続タイプの端子（ｑｕｉｃｋ−ｃｏｎｎｅｃｔ ｔｙｐｅ ｔｅｒｍｉｎａｌ）または別の適切な構成要素でもよい。

[0069]図３Ａおよび図３Ｂに示されているように、支持体４０は、支持体４０を所望の位置に固定して連結するためにボルトまたは別の締結体を受容し得る１つまたは複数の穴４２を備えていてもよい。支持体４０が新しいブラシまたは替えブラシを設置するために使用される場合、１つまたは複数の穴４２はボルトまたは締結体の代わりにブラシ交換用ハンドル（図示せず）を受容することができる。

[0070]図３Ａ〜図３Ｃに示されているように、支持体４０は本体４４を備えていてもよい。１つまたは複数の穴４２は本体４４を貫通して延びていてもよい。支持体４０は本体４４の両側面から延びる支持フランジ４６を備えていてもよく、支持フランジ４６および本体４４は、上または下から見たときにＴ字形断面を形成していてもよい（図３Ａ参照）。

[0071]再び図１Ａおよび図２Ｂを参照すると、支持体４０はブラシホルダ２０によって受容されてもよい。背板３０の上部内面３５、背板３０の後部内面３７、背板３０の内部側面３３、および延長部３２は、支持体４０を受容するチャンバを形成していてもよい。支持体４０は、支持体４０の上面４１が背板３０の上部内面３５に当接および／または近接した状態で、かつ／または、支持体４０の前面４３が背板３０の後部内面３７に当接および／または近接した状態で受容されてもよい。延長部３２および後部内面３７は、延長部３２と後部内面３７との間の支持体４０のこの位置を保っていてもよい。支持体４０と背板３０との間の静止はまりを確実にするために、背板３０の延長部３２相互間の距離は本体４４の幅と実質的に同じでもよく、かつ／または、支持フランジ４６の幅は背板３０の後部内面３７の幅と実質的に同じでもよい。

[0072]図３Ｂおよび図３Ｃに示されているように、支持フランジ４６は、１つまたは複数の接触ばね４８、例えば１対のばねを、１つのばねが本体４４の各側面に接触した状態で備えていてもよい。１つまたは複数の接触ばね４８は、支持体４０が背板３０の中にかつ／または背板３０に接して配置されると、延長部３２に当たって付勢することができる。１つまたは複数の接触ばね４８は、背板３０の中でかつ／または背板３０に接して支持体４０上の位置を保ち得るとともに、ブラシホルダ２０と支持体４０との間に安定した電気的接触をもたらし得る。付加的にまたは代替的に、背板３０は、１つまたは複数の接触ばね４８が支持体４０に当たって付勢するように１つまたは複数の接触ばね４８を備えていてもよい。背板３０は、１つまたは複数の接触ばね４８の付勢力（ｂｉａｓ ｆｏｒｃｅ）より大きい外力によって、例えばユーザが背板３０を支持体４０に対して上方に摺動させるかまたは引っ張ることによって支持体４０から取り外されてもよい。この実施形態は限定するものではなく、支持体４０は、当業者に知られている任意の機構を使用して背板３０に連結されてもよい。

[0073]図３Ｂおよび図３Ｃに示されているように、支持体４０は、支持体４０の上面４１と一体でありかつ／または支持体４０の上面４１に固定して連結される柱状部４９を備える。図３Ａは、支持体４０のＴ字形断面がはっきりと分かるように柱状部４９を示していないが、この図は支持体４０の別の実施形態として解釈されるべきでない。

[0074]中心穴３６の長さ（連結部材５０の開口５２から背板３０の上部内面３５の開口３９までの距離）は柱状部４９の長さより短い。したがって、柱状部４９は、図１Ａおよび図１Ｂに示されているように中心穴３６を貫通して完全に延びることができる。好ましい一実施形態では、中心穴３６の少なくとも一部および柱状部４９の少なくとも一部が相補的円筒形を有する。例えば、中心穴３６の半径および／または円周はそれぞれ柱状部４９の半径および／または円周と実質的に同じであることが好ましい。柱状部４９は、以下でより詳細に論じるようにハンドル６０と相互作用することができる。

[0075]図４Ａおよび図４Ｂに示されているように、リテーナ２６は、静止状態でブラシ箱２２の中へ水平方向に延びる脚２７を備えることができ、ブラシ箱２２の底と同一平面上にありかつ／またはブラシ箱２２の底に近接する。ブラシ１００がブラシ箱２２によって受容されているとき、リテーナ２６の脚２７は、ブラシ１００の底面と接触することによりブラシ箱２２内にブラシ１００を保持する。リテーナ２６は、設置または取り外し時の望まれない移動に対してブラシ１００を確実に保持し得る。リテーナ２６は、脚２７に対してリテーナ２６の反対側から延びる１つまたは複数の延長部２３を備えていてもよい。

[0076]図４Ｃおよび図４Ｄに示されているように、リテーナ２６の１つまたは複数の延長部２３は支持体４０上のカム４５によって持ち上げられてもよい。カム４５は支持フランジ４６の一部でもよい。１つまたは複数の延長部２３が支持体４０によって持ち上げられると、リテーナ２６の脚２７が背板３０に隣接するブラシ箱２２の壁から離れる向きにわずかに後方へ回転して、ブラシ１００がブラシ箱２２から解放される。

[0077]図５Ａ〜図５Ｆに示されているように、ハンドル６０はステム６２を備えていてもよく、ハンドル６０の基部を形成するシェル６４を備えていてもよい。ステム６２は、ステム６２の回転がシェル６４を回転させるように、シェル６４に固定して連結されてもよい。例えば、ステム６２上のねじ山６１がシェル６４上の相補的ねじ山６３と対合してもよいが、当業者に知られている任意の連結が使用されてもよい。ステム６２は、回転装置が通電されるかまたは回転している間にハンドル６０を装着し、使用しかつ取り外せるようにし得る絶縁体６５を備えていてもよい。

[0078]ハンドル６０はシェル６４内に空洞６６を備えることができ、空洞６６内に移動可能に配置されるコア７０をさらに備えることができる。シェル６４の底にシェル歯（ｓｈｅｌｌ ｔｅｅｔｈ）７８を含むシェル６４、およびコア７０により、以下で詳細に論じるように、ハンドル６０がブラシホルダ２０の背板３０の一部である連結部材５０を受容しかつ連結部材５０に連結することが可能になる。好ましくは、空洞６６の内径はコア７０の外径と実質的に同じである。空洞６６の高さは、コア７０とロックフランジ５４との選択的な係合を容易にするためにコア７０が空洞６６内を移動することができるような高さである。

[0079]ハンドル６０のシェル６４は、シェル６４から下方に延びるストッパ７９を備えることができる。ストッパ７９は、ハンドル６０が背板３０に連結されたときにブラシホルダ２０の背板３０の後部外面３１に当接することができる。

[0080]コア７０は、コア７０の底面上に凹所８０を備えていてもよく、凹所８０は、コア７０の垂直軸線および／またはハンドル６０の垂直軸線に沿って中心軸線を有する垂直円筒形凹所でよい。凹所８０の半径および／または円周はそれぞれ柱状部４９の半径および／または円周と実質的に同じであることが好ましい。凹所８０は、ハンドル６０がハンドル６０の回転移動の限界になるまで、ブラシホルダアセンブリ１０およびハンドル６０を支持体４０にロックできるようにするために円周の一部に沿ってより大きい半径でローブを有していてもよい。コア７０は、凹所８０の両側にコア７０の底面から下方に延びるコア歯（ｃｏｒｅ ｔｅｅｔｈ）７４をさらに備えていてもよい。好ましくは、コア歯７４相互間の距離はロックフランジ５４の幅と実質的に同じである。

[0081]シェル歯７８は、シェル６４の対向内側から実質的に水平方向内側に延びることができる。シェル歯７８は、コア歯７４と垂直方向に重ならないことが好ましい。好ましくは、シェル歯７８の内径および幅は、ロックフランジ５４の外のり寸法と実質的に同じである。

[0082]圧縮ばね７２が空洞６６内に少なくとも部分的に配置されてもよく、コア７０の上面に当接するようにステム６２から延びていてもよい。コア７０の底にかかる力がコア７０を空洞６６内で上方に摺動させてもよいが、圧縮ばね７２は、名目上、静止状態でコア７０を空洞６６内でシェル歯７８の上部に対して下方に付勢する。一実施形態では、圧縮ばね７２は、名目上、シェル歯７８がコア歯７４と実質的に同じ水平面内にあるようにコア７０を下方に付勢する。

[0083]コア７０は、コア７０からシェル６４のスロット８１の中にまで水平方向外方に延びるピン７６を備えることができる。図５Ｂおよび図５Ｆに示されている一実施形態では、ピン７６は、スロット８１を通ってシェル６４の外側にあるトリガ８２の中にまで延びていてもよい。このような実施形態では、ピン７６がトリガ８２に入り込み、したがってユーザがトリガ８２を上方に引っ張ってピン７６をスロット８１内で上方に摺動させ、それによって圧縮ばね７２の付勢に抗してコア７０を空洞６６内で上方に摺動させる。図５Ａおよび図５Ｅに示されているように、トリガ８２はオプション機能であり、ハンドル６０の一実施形態はトリガ８２を有していない。

[0084]図５Ｇおよび図５Ｈは、ブラシホルダ２０の前部から見た向きでのハンドル６０を示し、この向きではハンドル６０をブラシホルダ２０にロックするはずである。一実施形態では、ハンドル６０のロック位置では、コア歯７４はブラシホルダ２０の前部に対して空洞６６の前部および後部にあり、シェル歯７８は空洞６６の外側面上にある。図５Ｉおよび図５Ｊは、ブラシホルダ２０の前部から見たロック解除された向きでのハンドル６０を示し、ハンドル６０は、この図ではブラシホルダ２０に取り付けられて示されている。一実施形態では、ハンドル６０のロック解除位置では、シェル歯７８はブラシホルダ２０の前部に対して空洞６６の前部および後部にあり、コア歯７４は空洞６６の外側面上にある。好ましくは、ハンドル６０は、約９０度回転させられてロック解除位置からロック位置に移動し、反対方向に約９０度回転させられてロック解除位置に戻る。ロック位置とロック解除位置との間のハンドル６０の移動については、図８Ａ〜図８Ｌおよび図９Ａ〜図９Ｈを参照してこの後より詳細に論じる。

[0085]図６Ａ〜図６Ｃに示されているように、柱状部４９はロッカアセンブリ９０を備えることができる。支持体４０がブラシホルダ２０に連結されると柱状部４９の一部が連結部材５０から外へ延びることができ、柱状部４９のこの部分はスロット８９を備えることができ、スロット８９内にはロッカアセンブリ９０を配置することができる。例えば、ロッカアセンブリ９０の底は、支持体４０の上面４１から少なくとも中心穴３６の長さに等しい距離を置いて柱状部４９上に配置することができる。

[0086]ロッカアセンブリ９０は、ロッカアーム９２と、ロッカアーム９２を柱状部４９に連結するピン９４と、柱状部４９とロッカアーム９２との間に少なくとも部分的に配置されるロッカばね９６とを備えることができる。ロッカアーム９２はピン９４を中心に回転することができ、ロッカばね９６は、名目上、ロッカアーム９２の下端部が静止状態でスロット８９から外方に延びるようにロッカアーム９２の下端部を外方に付勢することができる。

[0087]図７Ａ〜図７Ｄは、一般に、ハンドル６０なしに支持体４０をブラシホルダ２０の背板３０に装着するのを示す。図７Ａに示されているように、支持体４０の柱状部４９は、支持体４０を背板３０に連結する準備をするために、ブラシホルダ２０の背板３０の中心穴３６に位置合せすることができる。ロッカアーム９２の下端部は、ロッカアセンブリ９０のこの静止状態でロッカばね９６によって柱状部４９のスロット８９から外方に回転させられる。

[0088]図７Ｂに示されているように、支持体４０の柱状部４９は、支持体４０が背板３０に連結するときに中心穴３６の中に挿入される。ロッカアーム９２の下端部は、柱状部４９のスロット８９の中へ内方に中心穴３６の限定的な円周分だけ回転させられ、それによってロッカばね９６が圧縮される。

[0089]図７Ｃおよび図７Ｄに示されているように、支持体４０が背板３０に完全に連結された後、柱状部４９の一部が中心穴３６から延出する。ロッカアーム９２の下端部は、中心穴３６からロッカアーム９２が出現することにより柱状部４９から外方に回転させられ、このことは、ロッカアセンブリ９０を中心穴３６の限定的な円周から解放し、ロッカばね９６が延長することを可能にする。ロッカアーム９２が柱状部４９から外方に延出すると、ブラシホルダ２０が支持体４０に完全に着座しブラシホルダ２０を支持体４０にロックしたという視覚表示を提供する。

[0090]図８Ａ〜図８Ｌは、支持体４０とブラシホルダ２０とハンドル６０との相互連結を全体的に示す。これらの図は、本開示によって提供される第１の方法も示している。以下で開示される各ステップは任意の順序で実行することができるが、図に示されている特定の順序に限定されるものではない。これらの図では、外側の破線はロックフランジ５４の外周であり、内側の円形破線は連結部材５０の外周である。

[0091]第１の方法のステップ（１）を示す図８Ａおよび図８Ｂに示されているように、ユーザがハンドル６０を連結部材５０に位置合せし、かつ／または、支持体４０をブラシホルダ２０の背板３０に位置合せすることができる。次いで、背板３０を支持体４０上に移動させることができる。第１の方法のステップ（２）を示す図８Ｃおよび図８Ｄに示されているように、ブラシホルダ２０を支持体４０に連結して、柱状部４９内のロッカアセンブリ９０を連結部材５０から外方に延出させる。付加的にまたは代替的に、このステップの前および／または間にハンドル６０をブラシホルダ２０上に取り付けることができる。

[0092]第１の方法のステップ（３）を示す図８Ｅおよび図８Ｆに示されているように、ユーザは、ロッカアセンブリ９０がハンドル６０のコア７０の凹所８０に入り込むように、ハンドル６０を連結部材５０の直上の位置に移動させることができる。好ましい一実施形態では、シェル歯７８の一方が側面切込み８４を備える。ハンドル６０は、ハンドル６０上の「ロック解除」マーキングが背板３０の側面上のしるし（マーキングや構造など）と一致するまで、かつ／または、側面切込み８４が背板３０上のボス５５と一致するまで回転させられてもよい。この位置は、ハンドル６０が適切な垂直軸線上に配置されること、およびブラシホルダ２０に連結するために回転することを確実にする。好ましくは、ストッパ７９は背板３０の後部外面３１に隣接して配置することができる。第１の方法のステップ（４）を示す図８Ｇおよび図８Ｈに示されているように、ユーザは、連結部材５０がハンドル６０のシェル歯７８によって受容されるように、ハンドル６０を背板３０の上部外面３４上に移動させてもよい／押し付けてもよい。

[0093]一実施形態では、アセンブリ１０は、シェル６４が連結部材５０を受容するために必要なシェル６４の単一の向きを有する。例えば、図８Ｈに示されているように、連結部材５０をシェル６４内に挿入するには、好ましくは、シェル６４は、シェル歯７８がロックフランジ５４と垂直方向に重ならないように、シェル歯７８がロックフランジ５４に対してオフセットされた状態で配置される必要がある。連結部材５０をシェル６４内に挿入するには、好ましくは、シェル６４は、図８Ｈに示されているように側面切込み８４がロックフランジ５４のボス５５に位置合せされた状態で配置される必要がある。

[0094]ハンドル６０のシェル６４が、必要に応じてシェル６４が連結部材５０を受容するために配置された後、ハンドル６０は背板３０の上部外面３４上に移動させられ、それによって、連結部材５０がシェル６４によって受容されるときにシェル歯７８を摺動させてロックフランジ５４を通り過ぎてもよい。シェル歯７８を摺動させてロックフランジ５４を通り過ぎると、ロックフランジ５４はシェル歯７８の水平面の上の水平面内に配置される。シェル歯７８を摺動させてロックフランジ５４を通り過ぎると側面切込み８４を通ってボス５５を摺動させて、ロックフランジ５４およびボス５５はシェル歯７８の水平面の上の水平面内にまで移動することができる。

[0095]連結部材５０がシェル６４によって受容されて柱状部４９を凹所８０内に挿入し、それによって、コア７０を柱状部４９からの力により圧縮ばね７２の付勢に抗して上方に押してもよい。例えば、柱状部４９は、コア７０が移動してシェル歯７８と非接触状態になるように、コア７０を上方に押すことができる。コア７０はこの場合、コア歯７４がシェル歯７８の水平面の上にあるロックフランジ５４の水平面の上の水平面内にあるように配置されることが好ましい。

[0096]第１の方法のステップ（５）を示す図８Ｉおよび図８Ｊに示されているように、ハンドル６０は、ハンドル６０がブラシホルダ２０に連結されるように回転させることができる。ハンドル６０をブラシホルダ２０の背板３０に連結するには、ユーザがハンドル６０をブラシホルダ２０に対して回転させてもよい。例えば、ハンドル６０をブラシホルダ２０に対して回転させて、シェル歯７８を、ロックフランジ５４の真下のかつロックフランジ５４に垂直方向に位置合せされた位置にまで回転させることができる。この回転は、シェル歯７８をロックフランジ５４とブラシホルダ２０の上部外面３４との間に垂直方向に位置付けることができる。一実施形態では、ハンドル６０は約９０度回転することができ、さらなる回転は、ストッパ７９が背板３０の後部外面３１と接触することによって阻止される。この回転位置はロック位置である。

[0097]この回転はまた、ボス５５をコア歯７４の一方にある相補的溝８６に垂直方向に位置合せする。一実施形態では、ボス５５および相補的溝８６は、実質的に同じ形状、好ましくは長方形を有し、かつ／または実質的に同じサイズを有する。コア７０がロックフランジ５４によって上方に押されている状態で、相補的溝８６は、ロックフランジ５４およびボス５５が配置されている水平面の上の、コア歯７４と同じ水平面内に配置される。

[0098]第１の方法のステップ（６）を示す図８Ｋおよび図８Ｌに示されているように、次いで、ハンドル６０に連結されたブラシホルダ２０は支持体４０から取り外されてハンドル６０をブラシホルダ２０にロックすることができる。例えば、ユーザがハンドル６０を上方に引っ張って、支持体４０がブラシホルダ２０の背板３０から滑り出るようにしてもよい。

[0099]この動きにより、柱状部４９がコア７０の凹所８０から取り外されてコア７０はロックフランジ５４上に落下することが可能になる。コア歯７４はロックフランジ５４と同じ水平面内に移動して、コア歯７４の内側がロックフランジ５４の側面に当接し、溝８６がボス５５を受容する。この動きはハンドル６０をブラシホルダ２０に効果的にロックする。というのは、圧縮ばね７２がコア７０を下方に連結部材５０上にまで付勢して、溝８６内のボス５５およびコア歯７４がロックフランジ５４の回転を阻止するからである。一実施形態では、ハンドル６０をブラシホルダ２０にロックすることで、ブラシホルダ２０を支持体４０に完全に着座させることによるかまたはユーザがトリガ８２を引き上げること（トリガ８２が設けられている場合）による場合（共に以下でより詳細に論じる）を除いて、ハンドル６０がブラシホルダ２０から切り離されるのを阻止する。

[00100]ブラシホルダ２０からハンドル６０を切り離す一方法は、ユーザがトリガ８２を上方に引っ張ることによるものである。トリガ８２の上方への移動は、ピン７６をシェル６４に対して上方に摺動させ、それによって圧縮ばね７２の付勢に抗してコア７０を空洞６６内で上方に摺動させる。この動きは、溝８６をボス５５から上方に遠ざけるとともに、コア歯７４をロックフランジ５４から上方に遠ざける。したがって、次いで、ハンドル６０は、シェル歯７８がロックフランジ５４の真下にある位置（図８Ｋおよび図８Ｌに示されているロック位置）から回転させられてシェル歯７８がロックフランジ５４からオフセットされた位置に戻ることができる。このロック解除位置は、背板３０の上部外面３４からハンドル６０を持ち上げることによりハンドル６０がブラシホルダ２０の背板３０から取り外されることを可能にすることが好ましい。

[00101]ハンドル６０は、ハンドル６０をロック解除位置からロック位置に移動させた回転に対して逆の方向に、ブラシホルダ２０に対して約９０度回転させられてロック位置からロック解除位置に移動して戻ることが好ましい。例えば、一実施形態では、ハンドル６０は、時計回り方向に約９０度回転させられてロック解除位置からロック位置に移動し、次いで反時計回り方向に約９０度回転させられてロック解除位置に戻る。別の実施形態では、ハンドル６０は、反時計回り方向に約９０度回転させられてロック解除位置からロック位置に移動し、次いで時計回り方向に約９０度回転させられてロック解除位置に戻る。

[00102]図９Ａ〜図９Ｈに示されているように、背板３０からハンドル６０を切り離す別の方法は、ブラシホルダ２０を支持体４０に完全に着座させることによるものである。これらの図は、図８Ａ〜図８Ｌに示されている方法に続いて実行され得るか、図８Ａ〜図８Ｌに示されている方法の前に実行され得るか、または独立して実行され得る、本開示によって提供される第２の方法も示す。以下で開示される各ステップは任意の順序で実行することができるが、図に示されている特定の順序に限定されるものではない。これらの図では、外側の破線はロックフランジ５４の外周であり、内側の円形破線は連結部材５０の外周である。

[00103]第２の方法のステップ（１）を示す図９Ａおよび図９Ｂに示されているように、ハンドル６０が連結されているブラシホルダ２０は支持体４０の柱状部４９に位置合せすることができる。第２の方法のステップ（２）を示す図９Ｃおよび図９Ｄに示されているように、ハンドル６０が連結されているブラシホルダ２０は支持体４０に着座することができる。ハンドル６０が連結されているブラシホルダ２０を支持体４０に着座させることにより、柱状部４９をコア７０の凹所８０内に挿入することができる。柱状部４９は、圧縮ばね７２の付勢に抗してコア７０を空洞６６内で上方に押すことができる。

[00104]この動きは、溝８６をボス５５から上方に遠ざけるとともに、コア歯７４をロックフランジ５４から上方に遠ざける。したがって、次いで、ハンドル６０は、シェル歯７８がロックフランジ５４の真下にあるロック位置からシェル歯７８がロックフランジ５４からオフセットされた図９Ｅおよび図９Ｆに示されているロック解除位置まで回転させることができる（第２の方法のステップ（３））。このロック解除位置は、第２の方法のステップ（４）を示す図９Ｇおよび図９Ｈに示されているように、背板３０の上部外面３４からハンドル６０を持ち上げることによりハンドル６０がブラシホルダ２０の背板３０から取り外されることを可能にすることが好ましい。上述したように、ハンドル６０は、ブラシホルダ２０に対して約９０度回転させられてロック解除位置からロック位置に移動し、逆方向に約９０度回転させられてロック解除位置に戻ることが好ましい。

[00105]この動きは、ロッカアセンブリ９０を凹所８０の限定的な円周から解放して、ロッカばね９６が延長しロッカアーム９２を柱状部４９に対して外方に付勢することを可能にする。ロッカアーム９２が柱状部４９から外方に延出すると、ブラシホルダ２０が支持体４０に完全に着座したという視覚表示を提供する。

[00106]ブラシホルダアセンブリ１０は、回転装置と共に使用されるブラシを交換するプロセスおよび／または回転装置と共に使用されるブラシホルダを交換するプロセスに使用することができる。上記に開示された第１の方法および第２の方法の一方または両方は、回転装置と共に使用されるブラシを交換するプロセスおよび／または回転装置と共に使用されるブラシホルダを交換するプロセスで実施することができる。

[00107]したがって、本開示は操作装置上のブラシを交換する方法を提供し、この方法は、（ａ）ブラシホルダが柱状部を備える支持体に連結される間にブラシが少なくとも部分的に配置されているブラシホルダ上にハンドルを配置することであって、ブラシホルダ／支持体アセンブリ上にハンドルを配置することが、ハンドルの空洞内に移動可能に配置されたコア内の凹所内に柱状部を挿入すること、（ｂ）ハンドルをブラシホルダに対して時計回り方向または反時計回り方向である第１のハンドル回転方向に回転させてハンドルをブラシホルダに連結すること、（ｃ）ハンドルがブラシホルダに装着された状態でハンドルを引っ張ることにより支持体からブラシホルダを取り外すこと、（ｄ）ハンドルがブラシホルダに装着されていても装着されていなくてもよい間にブラシを取り外すこと、（ｅ）ハンドルがブラシホルダに装着されていても装着されていなくてもよい間に替えブラシをブラシホルダ内に少なくとも部分的に配置すること、（ｆ）ハンドルおよび替えブラシが装着された状態でハンドルを使用してブラシホルダを支持体上に配置すること、（ｇ）次いで、ハンドルを第１の方向とは逆の第２の方向に回転させてブラシホルダからハンドルを解放すること、（ｈ）次いで、ブラシホルダからハンドルを取り外すこと、を含む。

[00108]ステップ（ａ）は、（i）ブラシホルダ上に配置された連結部材を、ハンドルの基部を形成するシェル内に受容すること、（ii）ハンドルの内向き水平歯をブラシホルダ上のロックフランジの両側に配置すること、（iii）連結部材上に配置されたボスをハンドル内の切込みに位置合せすること、または（iv）凹所が柱状部上に配置されたロッカアームを押し下げること、のうちの１つまたは複数を含むことができる。

[00109]ステップ（ｂ）は、（i）ハンドルをブラシホルダに対して約９０度回転させること、（ii）ハンドルの回転を約９０度に制限すること、（iii）ハンドルの内向き水平歯をブラシホルダ上のロックフランジに対してオフセットされた位置からロックフランジの真下の位置まで垂直方向に回転させること、（iv）ハンドル内の内向き歯をブラシホルダ上に配置されたロックフランジと垂直方向に重なる位置からロックフランジに対してオフセットされた位置まで回転させること、または（v）ブラシホルダ上に配置された連結部材上のボスをコアによって設けられた相補的溝に垂直方向に位置合せすること、のうちの１つまたは複数を含むことができる。

[00110]ステップ（ｃ）は、（i）柱状部からブラシホルダを取り外すこと、（ii）コア内の凹所から柱状部を取り外すこと、（iii）コアによって設けられた相補的溝を、連結部材上に配置されたボスのそばを通るように位置合せすること、（iv）コアを空洞内で下方に摺動させること、または（v）コアの凹所が取り外されるときに柱状部上のロッカアームを解放すること、のうちの１つまたは複数を含むことができる。

[00111]ステップ（ｅ）は、（i）ブラシ交換用固定具／支持カムが、ブラシがリテーナの端部の上に保持された状態でリテーナの端部をブラシ箱から外へ変位させて、ブラシ箱内へのブラシの挿入を可能にすること、または（ii）ブラシホルダが固定具から取り外されたときにリテーナの端部を解放して、リテーナがブラシ箱内にブラシを保持できるようにすること、のうちの１つまたは複数を含むことができる。

[00112]ステップ（ｆ）は、（i）ブラシホルダを柱状部上に摺動させること、（ii）柱状部をコアの凹所内に受容すること、または（iii）凹所が柱状部上に配置されたロッカアームを押し下げること、のうちの１つまたは複数を含むことができる。

[00113]ステップ（ｇ）は、（i）ハンドルをブラシホルダに対して約９０度回転させること、（ii）ハンドルの内向き水平歯をブラシホルダ上のロックフランジの真下の位置から垂直方向にブラシホルダ上に配置されたロックフランジに対してオフセットされた位置まで回転させること、（iii）ハンドル内の下向き歯をロックフランジに対してオフセットされた位置からブラシホルダ上のロックフランジと垂直方向に重なる位置まで回転させること、（iv）ハンドルの回転を約９０度に制限すること、または（v）ブラシホルダ上の連結部材を、コアによって設けられた相補的溝との垂直方向の配置から移動させること、のうちの１つまたは複数を含むことができる。

[00114]ステップ（ｈ）は、（i）コア内の凹所から柱状部を取り外すこと、（ii）コアを空洞内で下方に摺動させること、（iv）凹所が柱状部上のロッカアームを解放すること、または（v）ブラシホルダが支持体に完全に着座するまでハンドルが取り外せないようにハンドルを連動させること、のうちの１つまたは複数を含むことができる。

[00115]本開示は、ブラシホルダを交換する方法も提供し、この方法は、（ａ）ブラシホルダが柱状部を備える支持体に連結されている間にブラシホルダ上にハンドルを配置することであって、ブラシホルダ上にハンドルを配置することが、ハンドルの空洞内に移動可能に配置されたコア内の凹所の中に柱状部を挿入すること、（ｂ）ハンドルをブラシホルダに対して時計回り方向または反時計回り方向である第１の方向に回転させてハンドルをブラシホルダに連結すること、（ｃ）ハンドルがブラシホルダに装着されている間にハンドルを引っ張ることにより支持体からブラシホルダを取り外すこと、（ｄ）コアを空洞内で上方に移動させるハンドル上のトリガを引っ張る間にハンドルをブラシホルダに対して回転させること、（ｅ）ブラシホルダからハンドルを取り外すこと、（ｆ）ハンドルを替えブラシホルダ上に配置すること、（ｇ）ハンドルを替えブラシホルダに対して回転させてハンドルを替えブラシホルダに連結すること、（ｈ）ハンドルを使用して替えブラシホルダを支持体上に配置すること、（ｉ）次いで、ハンドルを第１の方向とは逆の第２の方向に回転させること、および（ｊ）次いで、替えブラシホルダからハンドルを取り外すこと、を含む。

[00116]本明細書に記述されている現時点で好ましい諸実施形態に対する様々な変更および修正が当業者に明らかになることが理解されるべきである。このような変更および修正は、本開示の主題の精神および範囲から逸脱することなくかつ本開示の所期の利点を減らすことなくなされ得る。したがって、このような変更および修正は、添付の特許請求の範囲で網羅されるものとする。

１０…ブラシホルダアセンブリ、２０…ブラシホルダ、２２…ブラシ箱、２３…延長部、２４…ばね、２６…リテーナ、２７…脚、３０…背板、３１…後部外面、３２…延長部、３３…内部側面、３４…上部外面、３５…上部内面、３６…中心穴、３７…後部内面、３８…電気コネクタ、３９…開口、４０…支持体、４１…上面、４２…穴、４３…前面、４４…本体、４５…カム、４６…支持フランジ、４８…接触ばね、４９…柱状部、５０…連結部材、５２…開口、５４…ロックフランジ、５５…ボス、６０…ハンドル、６１…ねじ山、６２…ステム、６３…相補的ねじ山、６４…シェル、６５…絶縁体、６６…空洞、７０…コア、７２…圧縮ばね、７４…コア歯、７６…ピン、７８…シェル歯、７９…ストッパ、８０…凹所、８１…スロット、８２…トリガ、８４…側面切込み、８６…相補的溝、８９…スロット、９０…ロッカアセンブリ、９２…ロッカアーム、９４…ピン、９６…ロッカばね、１００…ブラシ。

Claims (13)

1. ブラシを交換する方法であって、
   柱状部を備える支持体にブラシホルダが連結されている間に前記ブラシホルダ上にハンドルを配置するステップであり、前記ブラシが前記ブラシホルダ内に少なくとも部分的に配置されており、前記ブラシホルダ上に前記ハンドルを配置する前記ステップは、前記ハンドルの空洞内に移動可能に配置されたコア内の凹所の中に前記柱状部を挿入する、ステップと、
   前記ハンドルを前記ブラシホルダに対して、時計回り方向または反時計回り方向である第１の方向に回転させて、前記ハンドルを前記ブラシホルダに連結するステップと、
   前記ハンドルが前記ブラシホルダに装着された状態で前記ハンドルを引っ張ることにより前記支持体から前記ブラシホルダを取り外すステップであり、前記支持体から前記ブラシホルダを取り外す前記ステップは、前記コア内の前記凹所から前記柱状部を取り外す、ステップと、
   前記ブラシホルダから前記ブラシを取り外すステップと、
   を含む方法。
2. 替えブラシを前記ブラシホルダ内に少なくとも部分的に配置するステップと、
   前記替えブラシが前記ブラシホルダ内に少なくとも部分的に配置されている間に前記ハンドルを使用して前記ブラシホルダを前記支持体上に配置するステップと、
   前記ハンドルを前記ブラシホルダに対して前記第１の方向とは逆の第２の方向に回転させるステップと、
   前記ブラシホルダから前記ハンドルを取り外すステップと、
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記ブラシホルダ上に前記ハンドルを配置する前記ステップは、前記ブラシホルダ上の連結部材を前記ハンドル内に受容する、請求項１に記載の方法。
4. 前記ブラシホルダ上に前記ハンドルを配置する前記ステップは、前記柱状部上のロッカアームを押し下げる、請求項１に記載の方法。
5. 前記ハンドルを前記ブラシホルダに対して前記第１の方向に回転させる前記ステップは、前記ブラシホルダ上の連結部材上のボスを、前記コアによって設けられた相補的な溝と垂直方向に位置合せする、請求項１に記載の方法。
6. 前記支持体から前記ブラシホルダを取り外す前記ステップは、前記柱状部上のロッカアームを回転させる、請求項１に記載の方法。
7. ブラシを交換する方法であって、
   柱状部を備える支持体にブラシホルダが連結されている間に前記ブラシホルダ上にハンドルを配置するステップであり、前記ブラシが前記ブラシホルダ内に少なくとも部分的に配置されており、前記ブラシホルダ上に前記ハンドルを配置する前記ステップは、前記ハンドルの空洞内に移動可能に配置されたコア内の凹所の中に前記柱状部を挿入する、ステップと、
   前記ハンドルを前記ブラシホルダに対して、時計回り方向または反時計回り方向である第１の方向に回転させて、前記ハンドルを前記ブラシホルダに連結するステップと、
   前記ハンドルが前記ブラシホルダに装着された状態で前記ハンドルを引っ張ることにより前記支持体から前記ブラシホルダを取り外すステップであり、前記支持体から前記ブラシホルダを取り外す前記ステップは、前記コアを前記空洞内で下方に摺動させる、ステップと、
   前記ブラシホルダから前記ブラシを取り外すステップと、
   を含む方法。
8. 前記支持体から前記ブラシホルダを取り外す前記ステップは、前記コア内の前記凹所から前記柱状部を取り外すことを含む、請求項７に記載の方法。
9. 替えブラシを前記ブラシホルダ内に少なくとも部分的に配置するステップと、
   前記替えブラシが前記ブラシホルダ内に少なくとも部分的に配置されている間に前記ハンドルを使用して前記ブラシホルダを前記支持体上に配置するステップと、
   前記ハンドルを前記ブラシホルダに対して、前記第１の方向とは逆の第２の方向に回転させるステップと、
   前記ブラシホルダから前記ハンドルを取り外すステップと、
   をさらに含む、請求項７に記載の方法。
10. 前記ブラシホルダ上に前記ハンドルを配置する前記ステップは、前記ブラシホルダ上の連結部材を前記ハンドル内に受容することを含む、請求項７に記載の方法。
11. 前記ブラシホルダ上に前記ハンドルを配置する前記ステップは、前記柱状部上のロッカアームを押し下げることを含む、請求項７に記載の方法。
12. 前記ハンドルを前記ブラシホルダに対して前記第１の方向に回転させる前記ステップは、前記ブラシホルダ上の連結部材上のボスを、前記コアによって設けられた相補的な溝と垂直方向に位置合せすることを含む、請求項７に記載の方法。
13. 前記支持体から前記ブラシホルダを取り外す前記ステップは、前記柱状部上のロッカアームを回転させることを含む、請求項７に記載の方法。

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