Braking device for electric motor

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電動機のためのブレーキ装置及びブレーキ装置内の使用に適合したスイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】電動機はその運動エネルギーによる供給電圧の遮断後に惰性で回転する時間が長引く。 主にアングルサンダー、チエンソー、電動かんな等の電動工具内に使用する場合、電動機の停止時に、電動機の急ブレーキ即ち電動手工具の急ブレーキを提供することが、ユーザーの傷害を防ぐので望ましい。 通常、開路時に即ち電動機動作からブレーキ動作への切り換え時に電機子巻線と界磁巻線とがブレーキ電流回路へ接続されるブレーキ装置を介して電動機のブレーキは行われる。 その場合にブレーキ装置内で運動エネルギーが熱に変換されて大気中へ放出される。

【０００３】電動機の電機子がスイッチオフ状態では界磁を介して短絡していることによって、ブレーキ電流回路が形成される交直両用電動機のためのブレーキ装置がＤＥ−ＰＳ ３５ ４６ ７１９から公知である。 このブレーキ装置は２個の切り換えスイッチＳ１、Ｓ２から成るブレーキスイッチを備え、切り換えスイッチＳ１、
Ｓ２の端子はスイッチングコンタクトのために界磁巻線の両端子に接続されている。 電動機のスイッチオフ状態では電機子巻線の極性が界磁巻線を基準にして電動機のスイッチオンの極性と逆になるように、スイッチＳ１、
Ｓ２の接点のための端子が電源極と電機子巻線の両側とに接続されている。

【０００４】電動機のスイッチオフ時のブレーキ電流回路内の高電流による又は電源短絡によるブレーキスイッチの接点の破壊を回避するために、スイッチング動作がブレーキスイッチ内で時間的にずれて行われる。 電動機動作からブレーキ動作への切り換え時には最初に電源に近い切り換えスイッチＳ１が操作され、次に電源に遠い切り換えスイッチＳ２が操作される。 ブレーキ動作から電動機動作への切り換え時には最初に電源に遠い切り換えスイッチＳ２が操作され、次に電源に近い切り換えスイッチＳ１が操作される。

【０００５】更にブレーキ装置のブレーキ電流回路内に配設され且つ電動機のブレーキの制御に使われる電子回路が公知である。 それらのブレーキ電子装置は例えばＤ
Ｅ−ＯＳ ３５ ３９ ８４１、ＤＥ−ＯＳ ３６ ３
６ ５５５に記載されている。 ２個の切り換えスイッチから成るブレーキスイッチ及び主に両切り換えスイッチのスイッチング動作の順序については、これらの公開公報には詳細に記載されていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のブレーキスイッチを用いたブレーキ装置の場合、電動機動作からブレーキ動作への切り換え時に、主にブレーキ電子装置の使用時にミスブレーキが生じ得ることが明らかである。 この事例では電動機が制動されずに惰性で回転する。 ミスのないブレーキ性能が完全に保証されないブレーキスイッチを有するこのような回路は、安全性の理由からブレーキ装置として不適当であることはすぐ分かる。

【０００７】更にＤＥ−ＰＳ ３５ ４６ ７１９に記載されたブレーキスイッチは、接点焼損によって短い使用期間で故障しやすくなることがすでに判明している。
特に高電力、例えば１２００Ｗ以上の電動機に使用すると最短期間内で接点の溶着が生じて、ブレーキスイッチが使用不能になる。 電動機の停止が期待されないのに、
ブレーキ動作から直接電動機動作にスイッチバックされるという問題がしばしば発生する。

【０００８】本発明は、動作の確実なブレーキ装置並びにそのブレーキ装置に適合したブレーキスイッチを提供すること、特に高電力の電動機の場合でも早期の破壊が心配されないブレーキスイッチを提供することを目的とする。 また主にブレーキ電子装置を用いた使用にも適したブレーキ装置並びにブレーキスイッチを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】これらの目的は、同類のブレーキ装置の場合に、電動機動作からブレーキ動作への切り換え時に電源に近い切り換えスイッチのスイッチングコンタクトが電源から遠い切り換えスイッチのスイッチングコンタクトに比べて遅延して動かされ、電源に近い切り換えスイッチのブレーキ電流回路を遅れてスイッチオンし、ブレーキ動作から電動機動作への切り換え時に両切り換えスイッチが実質的に同期開路し、切り換えスイッチのスイッチングコンタクトが遅延せずに動かされ、実質的に同時に電動機回路をスイッチオンすることを特徴とするブレーキ装置により解決される。

【００１０】さらに、ブレーキ装置内に使用のための独自のスイッチの場合に、少なくとも接点から接点への切り換え時にスイッチングコンタクトの接触面が接点から実質的に少なくとも同期的に持ち上げられるように、ばね要素が揺動部材及びスイッチングコンタクトに配設されていることと、コンタクトシステムが遅延装置に係合し、第一接点から接触面が持ち上げられた後の第一接点から第二接点への切り換え時に係属スイッチングコンタクトの運動が前記遅延装置によって遅延され、その場合に該スイッチングコンタクトの接触面が他方のコンタクトシステムのスイッチングコンタクトより遅れて第二接点に当接し、第二接点から第一接点への切り換え時に遅延装置がスイッチングコンタクトに全く実質的な遅延を生じさせないことを特徴とするスイッチにより解決される。

【００１１】本発明のその他の効果的な形成は従属請求項の事項である。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。 図１には、例えばボール盤、アングルサンダー、電動かんな、電動刈り込み鋏等といった電動手工具に使用される交直両用電動機の回路が電動機動作の状態で示されている。

【００１３】電動機は界磁巻線１を有し、その界磁巻線１の端子に２個の切り換えスイッチＳ１とＳ２が接続されている。 切り換えスイッチＳ１は２個の接点ａ１、ｂ
１間で切り換え、その場合に接点ａ１は電動機回路のための供給電圧の端子２との第一接続を構成する。 その供給電圧は電源の交流電圧によって作られる。 他の接点ｂ
１はブレーキ電流回路の第一端子である。 切り換えスイッチＳ２は２個の接点ａ２、ｂ２間で切り換えられ、ａ
２が電動機回路のための第二接続であり、ｂ２がブレーキ電流回路の第二端子である。 従ってこの実施例では切り換えスイッチＳ１が電源に近い切り換えスイッチであり、切り換えスイッチＳ２が電源から遠い切り換えスイッチである。 電動機回路内で接点ａ２に抵抗器４が接続されていて、その抵抗器４が別のスイッチＳ３を介してバイパスされる。 更に電機子巻線５が直列に接続され、
その電機子巻線５に供給電圧の他の端子３が接続されている。 当然ながら電機子巻線５と端子３との間又は第一界磁巻線１とスイッチＳ２との間に別の界磁巻線を接続することもできる。

【００１４】電動機動作中の回路の機能を以下に説明する。 端子２から出る供給電圧のプラス半波について述べるが、電流方向がその逆であるだけのため、そのマイナス半波について詳細な説明は省略する。 電動機動作の起動段階では、スイッチＳ３がまだ開路しているので、電流が端子２から切り換えスイッチＳ１の接点ａ１と界磁巻線１と切り換えスイッチＳ２の接点ａ２とを介して抵抗器４へ流れる。 そこから電流は更に電機子巻線５へ流れ、最終的に供給電圧の端子３へ流れる。 従って起動段階では抵抗器４は起動電流の限定のための保護抵抗として作用する。 起動段階の終了後スイッチＳ３は閉路され、それにより抵抗器４がバイパスされるので、電流が切り換えスイッチＳ２と接点ａ２から直接、電機子巻線５へ限定無く抵抗器４を通って流れる。

【００１５】電機子巻線５に並列にコンデンサ６がダイオード７を介して接続されている。 このコンデンサ６
は、後述するように、ブレーキ動作の起動のための起動コンデンサとして使われる。 ダイオード７のカソードがコンデンサ６に接続しているので、コンデンサ６は図１
に示した極性で電動機動作中に充電される。 また供給電圧のマイナス半波におけるコンデンサ６の放電はダイオード７によって阻止される。

【００１６】図２に示すように切り換えスイッチＳ１及びＳ２が接点ｂ１、ｂ２に各々、接続されると、界磁巻線１及び電機子巻線５はブレーキ電流回路内に存在する。 この切り換えスイッチＳ１及びＳ２のブレーキ動作の状態では電動機が発電機として動作する。 その場合にブレーキ動作中の電流は界磁巻線１と電機子巻線５とを互いに逆方向に流れ、また電動機動作中には界磁巻線１
及び電機子巻線５を同一方向に流れる。 更にまたブレーキ動作中にはスイッチＳ３が開路しているので、抵抗器４も同じくブレーキ電流回路内に存在している。 場合により、更にブレーキ電子装置８を図２に示すようにブレーキ電流回路内に配設してもよい。

【００１７】ブレーキ動作への切り換え直後にコンデンサ６が放電されると、電流が切り換えスイッチＳ１の接点ｂ１の接続を介して界磁巻線１及び切り換えスイッチＳ２を通って接点ｂ２に流れる。 そこから電流はブレーキ電子装置８を介してコンデンサ６に還流する。 それにより界磁巻線１は供給電圧の各位相に無関係にブレーキ開始時に一定の極性で励磁される。 また、界磁巻線１内の残留磁気が励磁には不十分、又は誤った極性を有する場合でも、界磁巻線１は励磁される。 電動機の発電機動作により作られるブレーキ直流電流は同じく正しい極性を有し、電機子巻線５を基準にして前述の極性において更に界磁巻線１は自己励磁する。 電機子巻線５内の誤った方向性によりミスブレーキを生じる可能性のある、接点ｂ２から抵抗４及び電機子巻線５を介したコンデンサ６の放電は、コンデンサ６のマイナス極と抵抗４とは反対側の電機子巻線５の端子との間に接続されたダイオード９によって阻止される。 この目的のためにダイオード９のアノードがコンデンサ６に接続されている。

【００１８】自己励磁開始後、発電機として動作する電動機の電機子巻線５内に誘導される電圧によって、電流が電機子巻線５からダイオード７を介して接点ｂ１に流れ、さらに切り換えスイッチＳ１を介して界磁巻線１内に流れる。 次に界磁巻線１から電流が切り換えスイッチＳ２を介して接点ｂ２に流れ、さらに導通接続されたブレーキ電子装置８に流れた後、電機子巻線５に還流する。 このブレーキ動作中のブレーキ電流回路の第一分岐の電流流れ方向が図４に詳細に示されている。 図示されているように、界磁巻線１及び電機子巻線５は正しい極性を持ち、即ち電流は発電機動作中に必要なため電機子巻線５とは逆に界磁巻線１内を流れる。

【００１９】発電機動作によって界磁巻線１内の電流は上昇する。 電流が一定の上限に達するとブレーキ電子装置８は非導通状態に置かれ、即ち遮断される。 従って接点ｂ２の電流は図３に詳細に示すようにブレーキ電流回路の他の第二分岐内へ流れる。 図示されているように、
電流はダイオード１０を介して抵抗器４を通り、さらにダイオード７を介して接点ｂ１及び切り換えスイッチＳ
１を流れた後、界磁巻線１に還流する。

【００２０】従ってダイオード７、９及び１０は、ブレーキ電流回路の各分岐内の電流が発電機動作に必要な極性を有するようにも配慮されている。 ブレーキ電子装置８が遮断されている場合に電流が流れるブレーキ電流回路の第二分岐はフリーホイーリング分岐とも呼称される。 フリーホイーリング分岐内に配設されたダイオード７及び１０は即ち所謂フリーホイーリングダイオードである。 即ちフリーホイーリング分岐内の電流は抵抗器４
を介して流れるので、そこで電力が熱に変換され且つ電流が減少する。 従って抵抗器４はブレーキ動作中、電子装置８が遮断されている場合にはブレーキ抵抗器として動作する。 電流がある限界を下回るか、又は所定の時間枠を超えると、電子装置８が再度導通状態におかれ、それにより電流が再度ブレーキ電流回路の第一分岐内へ流れる。 次にブレーキ電子装置８が新たに遮断するまで、
自己励磁によってブレーキ電流回路内の電流が再度上昇する。

【００２１】これでブレーキ電子装置８は導通状態と非導通状態間で切り換えられ、即ちブレーキ電子装置８はタイミング動作し、言わばブレーキ電流回路内の抵抗損により電動機の運動エネルギーが消費されるまで作動する。 従って一方では電動機を非常に急速にブレーキすることができ、他方でブレーキ電子装置が無ければ生じるかも知れないような、電動機の突然のブレーキが回避されることになる。

【００２２】このようなタイミングブレーキ電子装置のための回路構成は、例えばＤＥ−ＯＳ ３６ ３６ ５
５５又はＤＥ−ＯＳ ４０ ２２ ６３７から公知であり、従ってここでは詳細に解説しない。 タイミング動作するブレーキ電子装置の代わりに、ブレーキ電流回路内を流れる電流がほぼ一定に保たれるようになされた連続動作するブレーキ電子装置が使用されてもよい。 またこのようなブレーキ電子装置も例えばＤＥ−ＯＳ ３５
３９ ８４１から公知である。

【００２３】主に例えば１２００Ｗ以上の高電力の電動機が使用される場合に、電動機動作中に電動機回路内を高電流が流れることによって、電動機動作からブレーキ動作への切り換え時に両切り換えスイッチＳ１、Ｓ２のスイッチングコンタクトにアークが生じることがある（図１又は図２参照）。 このアークは電源との短絡を生じさせることがある。 アークが切り換えスイッチＳ１、
Ｓ２の１つのスイッチングコンタクトにのみ生じる場合は、全エネルギーがその接点全体に流れ、過負荷により接点焼損が生じるので特に有害である。 結局それが切り換えスイッチＳ１又はＳ２の接点の破壊、即ち切り換えスイッチＳ１及びＳ２の早期の故障となる。 更に電源短絡時にコンデンサ６が接点ｂ１及びそこに生じるアークを介して端子２の電源内へ放電する危険が存在する。 それにより界磁巻線１内の自己励磁の起動のためのエネルギーが全く使えず、電動機が制動されずに惰性で回転するミスブレーキとなる。

【００２４】そのような有害な結果を回避するために両切り換えスイッチＳ１、Ｓ２のスイッチングコンタクトは本発明による方式でスイッチングされる。 最初に電動機動作からブレーキ動作への切り換え時に、両切り換えスイッチＳ１、Ｓ２のスイッチングコンタクトが、実質的に同時に接点ａ１、ａ２から離間運動されることによって、両切り換えスイッチＳ１、Ｓ２が電動機回路を実質的に同期開路する。 次に電源に近い切り換えスイッチＳ１のスイッチングコンタクトが、電源に遠い切り換えスイッチのスイッチングコンタクトＳ２から遅延して動かされ、即ち両切り換えスイッチＳ１、Ｓ２が時間のずれを伴って切り換えられる。 それにより電源に近い切り換えスイッチＳ１のブレーキ電流回路は遅れて閉路される電動機動作中に電動機回路を通って流れる高電流によって、切り換えスイッチＳ１、Ｓ２の接点ａ１、ａ２とスイッチングコンタクトとの部分溶着が生じることがある。 その場合に切り換えスイッチＳ１又はＳ２のスイッチングコンタクトが開路にならず、接点ａ１又はａ２との溶着によって電気接続したままになることが起こるかも知れない。 さらにブレーキ動作が起動できなくなる場合、切り換えスイッチＳ１のスイッチングコンタクトの即時の遅延時には必ずしも当てはまらないかもしれないが、電動機動作からブレーキ動作への切り換え時の両スイッチングコンタクトの同期開路によって、スイッチングコンタクトのための充分な剥離力が生じ、スイッチングコンタクトの分離が行われる。

【００２５】切り換えスイッチＳ１のスイッチングコンタクトの遅延が行われる以前に、効果的に切り換えスイッチＳ１及びＳ２のスイッチングコンタクトの同期開路が少なくとも５〜１０ｍｍの間隔で遅延せずに行われるので、接点ａ１、ａ２からのスイッチングコンタクトの分離及び切り換えスイッチＳ１、Ｓ２の開路が実際に確実に行われることになる。

【００２６】アークが発生する場合には、更に切り換えスイッチＳ１、Ｓ２の両スイッチングコンタクトの同期開路によって、各々２つのアークが同時に作られ、即ち切り換えスイッチＳ１及びＳ２に各１つ作られることになる。 それによりアークを介し電流が２つの接点間の間隔に分けられて、接点焼損の有害な結果を伴う個々の接点の過負荷が確実に回避される。 仮に切り換えスイッチＳ１、Ｓ２の両スイッチングコンタクトが同期開路しない場合には、最初に接続された接点にのみアークが生じ、全電力がその接点開路間隔を介して流れるであろう。 その場合に両接点は各々倍の電力に設計されなければならなくなり、それは配置及び経費の問題となるかもしれない。

【００２７】供給電圧が交流電圧の場合、スイッチングコンタクトに生じるアークは一定時間がたつと自然に消滅し、即ち電源電圧の位相が零通過すると消滅する。 更に公知の火花消滅室等の追加手段を切り換えスイッチＳ
１又はＳ２に配設することも可能で、この手段によりアークが消滅される。 従って同期開路後に続く切り換えスイッチＳ１のスイッチングコンタクトの遅延によって、
スイッチングコンタクトが接点ｂ１に達する前に、切り換えスイッチＳ１のスイッチングコンタクトと接点ａ１
との間でアークは消滅していることになる。 従って電源内へのコンデンサ６の放電の可能性のある電源短絡に至るかもしれないようなアークによる両接点ａ１及びｂ１
の電気接続は阻止されるため、ミスブレーキは回避されることになる。

【００２８】主に通常の５０Ｈｚ交流電圧の供給電圧の場合には、遅くとも１０ｍｓｅｃ後に結果として起こるアークの消滅を伴う零通過が生じる。 従って本発明によれば、接点ｂ１に当接するまで少なくとも１０ｍｓｅｃ
の切り換えスイッチＳ１のスイッチングコンタクトの遅延が保証される。

【００２９】ブレーキ動作中にブレーキ電流回路内に生じるブレーキ電流は同じく非常に高くなりうる。 その場合に電動機電力に応じて２４Ａ及びそれ以上の直流電流が生じることがあり、その直流電流はまずブレーキ動作の経過中に零まで減少される。 ユーザーが電動機動作からブレーキ動作へ切り換え、再び電動機動作へスイッチバックすると、高ブレーキ電流がしばしば未だ減衰されていなくて、切り換えスイッチＳ１又はＳ２の接点ａ
１、ｂ１又はａ２、ｂ２間でアークが生じることがある。 またアークは激しい接点焼損及びそれにより切り換えスイッチの早期の破壊をもたらす。 これは、電動機動作からブレーキ動作への切り換え直後に再びスイッチバックされる場合に、通常ブレーキ抵抗によるブレーキ電流の大きな減少が全く行われないので、特に不利である。

【００３０】このような有害な結果を回避するために、
ブレーキ動作から電動機動作への切り換え時に両切り換えスイッチＳ１、Ｓ２のスイッチングコンタクトが実質的に同期開路することによって、両切り換えスイッチＳ
１、Ｓ２が実質的に同時に接点ｂ１、ｂ２から離間運動される。 次に両スイッチングコンタクトは遅延せずに起動された後に実質的に同時に電動機回路が接続され、即ち両スイッチングコンタクトは実質的に同時に接点ａ１
及びａ２に当接する。

【００３１】また前述のごとくアークが生じる場合には、同期開路によって各々１つのアークが切り換えスイッチＳ１及びＳ２で作られる。 このようにブレーキ電流は２つの接点間の間隔に分けられることによって、両切り換えスイッチＳ１、Ｓ２のどちらも過負荷されない。
従って接点焼損による破壊は回避される。 しかし更にブレーキ電流は直流電流であるため、位相零通過によるアークの自己消滅が行われないかもしれないという問題が起こる。 この場合にスイッチングコンタクトが接点ｂ１
又はｂ２から一定の間隔、離間するとアークの消滅が起こる。 従って両スイッチングコンタクトは、短時間内に大きな間隔を移動するため且つアークを最短時間内に消滅させるために、開路後に遅滞無く動かされる。 それによりユーザーが電動機動作からブレーキ動作への切り換え直後に再び電動機動作にスイッチバックするという極端な場合にも、切り換えスイッチＳ１、Ｓ２の破壊が効果的に阻止される。

【００３２】切り換えスイッチＳ１及びＳ２の各スイッチングコンタクトは、本発明による一定のスイッチング順序を有する。 従って両切り換えスイッチＳ１、Ｓ２のための共通の操作部のみを設ければよく、この操作部はユーザーによって電動機動作からブレーキ動作及びその逆に操作されるという利点がある。 従って操作部は機械装置に作用し、機械装置が両切り換えスイッチＳ１及びＳ２を係合させることによって両切り換えスイッチＳ１
及びＳ２のスイッチングコンタクトが前記スイッチング順序に従って運動する。

【００３３】抵抗器４はブレーキ動作中にブレーキ抵抗として使われる。 ブレーキ動作から電動機動作への切り換え時にはブレーキ動作中に開路したスイッチＳ３は一定時間更に開路したままの状態で起動段階の抵抗器４
は、上述したように保護抵抗として使用される。 起動段階の間、決定される両切り換えスイッチＳ１及びＳ２を基準にした時間の遅延を伴って、起動段階の終了後に、
スイッチＳ３は閉路される。 逆に電動機動作からブレーキ動作への切り換え時にスイッチＳ３は実質的に両切り換えスイッチＳ１及びＳ２と同時に開路され、抵抗器４
は直ちにブレーキ抵抗として使われる。 スイッチＳ３と両切り換えスイッチＳ１及びＳ２とのこのような相互関係に基づいて、スイッチＳ３も同様に、このスイッチング順序を実現する機械装置を介して切り換えスイッチＳ
１及びＳ２に係合され、共通の操作部を介して操作することができる。

【００３４】特に小電力の電動機である場合には、経費の理由からブレーキ電子装置を省略してもよい。 また、
電流限定機能を受け持つ制御されない抵抗器をブレーキ電流回路内に配設するだけでもよい。 本発明によるブレーキスイッチはこの点においても適合している。

【００３５】本発明によるブレーキスイッチへの使用に適したスイッチ２０が図５及び図６に示されている。 このスイッチ２０はケース２１を有し、そのケース内部に切り換えスイッチとして形成された２個のコンタクトシステム３１、３２が引込線に対応するプラグ４０とともに設けられている。 本実施例では電動機への引込線とプラグ４０との接続は、コンタクトシステム３１がブレーキ装置の切り換えスイッチＳ１に関係し、コンタクトシステム３２が切り換えスイッチＳ２に関係していることにより行われる（図１も参照）。 両コンタクトシステム３１、３２は各々第一接点３３、３５及び第二接点３
４、３６並びにスイッチングコンタクト３７、３８から成る。 スイッチングコンタクト３７、３８はプラグ４０
を介して図１に示すブレーキ装置内の界磁巻線１の端子に各々接続されている。 更にスイッチ２０内の電気接続は、接点３３が切り換えスイッチＳ１の接点ａ１に対応し、接点３４が接点ｂ１に対応するようになされている。 切り換えスイッチＳ２の場合、接点ａ２が接点３５
により、接点ｂ２が接点３６により形成される。 従ってスイッチングコンタクト３７、３８は接点３３、３５と共に電動機回路のための接続であり、接点３４、３６と共にブレーキ電流回路のための接続である。

【００３６】両接点３３、３４又は３５、３６間でスイッチングコンタクト３７又は３８の切り換えのために、
ケース２１に操作部２２が存在し、その操作部２２がジャーナル２３を介して復帰ばね２４の力に抗して揺動可能に支持されている。 操作部２２にヒンジ結合した押し棒２５は、弾性ベローズ２６を介して密閉された穴２７
を通りケース２１の内部に達する。 押し棒２５はケース２１の内部で凹部２８を有し、凹部２８へケース２１の内部にて揺動可能に支持された揺動部材２９の第一レバーアームが嵌入する。 各スイッチングコンタクト３７、
３８のためのばね要素として、初期張力下にある板ばね３０の一端部が揺動部材２９の第二レバーアームに固定され、板ばね３０の他端部が接触面６１に近いスイッチングコンタクト３７、３８に固定されている。 接触面６
１と反対側でスイッチングコンタクト３７、３８がケース２１の内部にある刃受３９内に支持されている。

【００３７】操作部２２が操作されない状態では、スイッチングコンタクト３７、３８の接触面６１が接点３
４、３６に当接していることによって、ブレーキ電流回路のための接続が形成され、供給電圧と電動機との接続が断たれる。 操作部２２がユーザーにより操作されると揺動部材２９が押し棒２５を介して揺動される。 その場合に両スイッチングコンタクト３７、３８の板ばね３０
が変形する。 共通の揺動部材２９の両板ばね３０の対称配置に基づき、一定の変形時に接点３４、３６から両スイッチングコンタクト３７、３８の接触面６１は実質上、同期的に持ち上げられ、このような持ち上げは、ばね力によって瞬発的に行われる。 逆に操作部２２から手が離され、再び操作されない状態に戻ると、接点３３、
３５から、スイッチングコンタクト３７、３８の別の接触面６４が持ち上げられる。 本発明では切り換えスイッチＳ１に関連したコンタクトシステム３１が遅延装置４
１を有し、その遅延装置４１によって、電動機動作からブレーキ動作への切り換え時、第一接点３３から接触面６４が持ち上げられた後、スイッチングコンタクト３７
の運動が遅延され、スイッチングコンタクト３７の接触面６１は、第二接点３６への別のコンタクトシステム３
２のスイッチングコンタクト３８の対応する接触面６１
の当接よりも遅れて第二接点３４に当接する。 この遅延装置４１は、逆の切り換え方向に、即ちブレーキ動作から電動機動作への切り換え時に、動作しないか又は極く無意味なものとなり、従ってスイッチングコンタクト３
７は、第二接点３４から第一接点３３への切り換え時には何ら実質的な遅延を生じない。 切り換えスイッチＳ２
に関連した他のコンタクトシステム３２のスイッチングコンタクト３８は、両切り換え方向に動かされ、即ち第一接点３５から第二接点３６へ、また逆に遅延せずに動かされ、即ちスナップ動作をする板ばね３０のばね力により動かされる。

【００３８】遅延装置４１の詳細な構成は同じく図５及び図６に示されている。 遅延装置４１はスイッチングコンタクト３７に係合した部材から成り、その部材が第一接点３３から第二接点３４への切り換え時に動きを阻止する要素への嵌入を可能にする。

【００３９】このような部材がスイッチングレバー４５
であり、そのスイッチングレバー４５の一端側がスイッチングコンタクト３７にヒンジ結合され、他端側に係止要素４４が設けられている。 運動阻止要素は本実施例においてケース２１内に揺動可能に支持された筒形ドラム４２から成り、その筒形ドラム４２内に、主に図６に示すように、別の内部ドラム６０が配設されている。 ドラム４２は内部ドラム６０に相対して動かされる。 ドラム４２の内部でドラム４２と内部ドラム６０との間に、粘性の液体、例えば適切に選定された粘度のシリコーン油が存在する。 従ってドラム４２の回転運動は粘性の液体によって抑制される。 このドラム４２の外被面には、コンタクトシステム３１に対向した側に歯車４３（図５参照）が配設され、その歯車４３へスイッチングレバー４
５に設けられている係止要素４４が嵌入できる。 この係止要素４４の歯車４３への嵌入は、ケース２１内に配設された摺動案内部４６によって行われ、両接点３３、３
４間のスイッチングコンタクト３７の切り換え時に、スイッチングレバー４５がその摺動案内部４６に沿って案内される。 そのために図７に詳細に示されているスイッチングレバー４５のばね要素４７が摺動案内部４６による案内方向の力によってそのスイッチングレバー４５を付勢する。

【００４０】第一接点３３から第二接点３４への切り換え時の遅延装置４１の動作は、図７から図９に詳細に示されている。 図７ではスイッチングコンタクト３７の接触面６４が第一接点３３に当接しており、即ち電動機の電動機動作が行われている。 スイッチングレバー４５が摺動案内部４６の下の引込んだ面５０に当接しており、
従って係止要素４４は歯車４３と歯合していない。 次に電動機をスイッチオフするために、即ち電動機動作からブレーキ動作へ切り換えるために、操作部２２（図５参照）をユーザーが放すと、スイッチングコンタクト３７
は板ばね３０のばね力により接点３３から持ち上げられ、その際に電動機回路が開路される。 同時にスイッチングコンタクト３７にヒンジ結合したスイッチングレバー４５が連動される。 この運動時にスイッチングレバー４５は、ばね要素４７の力により摺動案内部４６に沿って案内され、下の引込んだ面５０から張り出し面４９へ移動する。 そこで図８に示すように、係止要素４４はドラム４２の歯車４３に歯合する。 スイッチングレバー４
５が摺動案内部４６の中間の張り出し面４９に沿って摺動している間、ドラム４２により、スイッチングレバー４５のそれ以上の運動が阻止され、またスイッチングコンタクト３７の切り換え運動も遅延される。 摺動案内部４６が中間の張り出し面４９から上の引込んだ面４８へ移動する時に、図９に示すように、係止要素４４が再び歯車４３から離脱する。 この状態でスイッチングコンタクト３７の接触面６１が第二接点３４に当接し、ブレーキ電流回路、即ち電動機のブレーキ動作がスイッチオンされる。

【００４１】スイッチングコンタクト３７の接触面６４
が遅延せずに第一接点３３から約５〜１０ｍｍの間隔持ち上がるように、摺動案内部４６の下の引込んだ面５０
は設計されている。 更にドラム４２及び中間の張り出し面４９は、スイッチングコンタクト３７の接触面６１が少なくとも１０ｍｓｅｃの遅延時間で接点３４に当接するように設計されている。 また所望の遅延時間は更にドラム４２内の液体の粘度を適切に選定することによっても調節できる。

【００４２】第二接点３４から第一接点３３へのスイッチングコンタクト３７の切り換え時に、即ち電動機のスイッチオン又はブレーキ動作から電動機動作への切り換え時に、ドラム４２の歯車４３への係止要素４４の嵌入は全く行われないか又は無意味な嵌入が行われ、従ってスイッチングコンタクト３７の実質的な遅延は何ら生じない。 これは、ヒンジ結合されたスイッチングレバー４
５による第一接点３３へのスイッチングコンタクト３７
の運動時に、歯車４３及び係止要素４４の協働によって、歯車４３から脱する方向を持つ分力が係止要素４４
に作用するように、ドラム４２の歯車４３が形成されていることによって達成される。 そのために歯車４３の歯６２は２つのフランク面、即ち図１０又は図１１に示すように、傾斜フランク面５１及び急傾斜フランク面５２
を有する。

【００４３】摺動案内部４６の上の引込んだ面４８に沿ったスイッチングレバー４５の運動時に、係止要素４４
は摺動案内部４６の中間の張り出し面４９に到達するとばね要素４７の力により再び歯車４３内へ動かされ、その際にドラム４２が逆時計方向に回転運動する。 即ち切り換え運動は第二接点３４から第一接点３３へ行われるので、図１１に示すように、傾斜フランク面５１は係止要素４４と協働し、その場合に係止要素４４と傾斜フランク面５１との間の角度によって、歯車４３から脱する分力が生じる。 これらの分力によって、スイッチングレバー４５がばね要素４７の力に逆らって摺動案内部４６
の中間の張り出し面４９から離間され、係止要素４４が歯車４３から離脱する。 スイッチングレバー４５は従って実質的に遅延せずにスイッチングコンタクト３７と一緒に第一接点３３へ移動され、その場合にドラム４２の回転運動による歯車４３への係止要素４４の嵌入はこの運動中には行われない。

【００４４】この効果は、第二接点３４から第一接点３
３への切り換え時に逆の運動方向におけるよりもより大きなばね力が作用するように、板ばね３０の初期張力が選定されることによって強化されうる。 それによりブレーキ動作から電動機動作への切り換え時、歯車４３への係止要素４４の嵌入は、ヒンジ結合されたスイッチングレバー４５によるスイッチングコンタクト３７のより大きな運動速度によって追加的に阻止される。 ブレーキ動作から電動機動作への切り換え方向に逆方向よりも約５
倍大きなばね力が特に適していることが判明している。

【００４５】逆に電動機動作からブレーキ動作への切り換え時には、歯車４３への係止要素４４の嵌入、即ち先に説明した遅延が確保されている。 図１０に示すように、ドラム４２はスイッチングレバー４５によって時計方向に動かされ、急傾斜フランク面５２は係止要素４４
に実質的に平行に当接している。 従って歯車４３から脱する分力は生じず、寧ろ係止要素４４から歯車４３へ加えられた力がスイッチングレバー４５の運動方向に実質的に平行に作用することによって、ばね要素４７が歯車４３への係止要素４４の嵌入に促進的に作用する。 いずれにせよドラム４２の運動阻止により生じる力は、その係止要素４４から歯車４３へ加えられるスイッチングレバー４５の運動方向の力とは反対に作用するので、スイッチングレバー４５の運動が遅延される。

【００４６】図１により上述したように、ブレーキ装置内には更に別のスイッチＳ３を保護抵抗及びブレーキ抵抗として動作する抵抗器４のバイパスのために配設してもよい。 このスイッチＳ３は同じくスイッチ２０内へ一体に設ければ効果的である。 接点として形成されたスイッチＳ３は、主に図６に示すように、別のコンタクトシステム５３としてスイッチ２０のケース２１内に配設されている。 コンタクトシステム５３は接点５４及びスイッチングコンタクト５５のみを有する。 ブレーキ動作においてスイッチングコンタクト５５が接点５４から持ち上げられることによって、コンタクトシステム５３が開路している。 操作部２２を介してブレーキ動作から電動機動作へ切り換えられ、電動機がスイッチオンされると、遅延装置を介してスイッチングコンタクト５５の運動が阻止される。 他方で電動機回路をスイッチオンするスイッチングコンタクト３７又は３８が第二接点３４又は３６から第一接点３３又は３５へ遅延せずに切り換えられる間、電動機の起動段階がその時間内に完了するように適切に選定された遅延時間が経過した後に初めて、
スイッチングコンタクト５５が接点５４に当接し、抵抗器４がバイパスされる（図１参照）。 逆に電動機動作からブレーキ動作への切り換え時には、スイッチングコンタクト５５が接点５４から遅延せずに持ち上げられ、コンタクトシステム５３は遅延せずに開路される。

【００４７】別のコンタクトシステム５３の遅延装置として、コンタクトシステム３１のために予め存在する運転阻止要素が効果的な方式で共用されうる。 そのためにドラム４２はコンタクトシステム５３の領域内に同じく歯車５６を有し、接点５４方向へスイッチングコンタクト５５が運動する時に、更に図１２に示すように、スイッチングコンタクト５５に配設された部材が歯車５６へ嵌入する。 この部材はスイッチングコンタクト５５にヒンジ結合されたレバー５７から成り、そのレバー５７は係止歯５９を有する係止レバー５８にヒンジ結合している。 係止レバー５８は、別にドラム４２の軸にて揺動可能に支持された連結レバー６３に配設されている。 ブレーキ動作から電動機動作への切り換え時には、係止レバー５８の係止歯５９がスイッチングコンタクト５５の運動によりレバー５７を介して歯車５６に歯合され、スイッチングコンタクト５５の運動が上述した原理により遅延される。 電動機動作からブレーキ動作への切り換え時には、係止レバー５８がレバー５７を介してドラム４２
から瞬発的に持ち上げられることによって、係止レバー５８の係止歯５９は直ちに歯車５６から離脱し、その結果、コンタクトシステム５３の開路時には何らの遅延も生じない。

【００４８】本実施例では液体により抑制されるドラム４２及びスイッチレバー４５から成る遅延装置４１が説明されている。 本発明の構造では他の動作原理に基づく遅延装置もブレーキ装置に適合したスイッチに使用できるようになっている。 例えば遅延装置はピストン−シリンダー装置によっても動作可能で、その場合、気体圧力によって抑制される。

【００４９】

【発明の効果】本発明により達成される効果は、特に故障しない非常に確実なブレーキ装置が提供されることにある。 ミスブレーキによるユーザーの危険性は排除されうる。 本発明によるブレーキ装置は汎用可能であり、高電力の電動機にも使用できる。 ブレーキスイッチの溶着又は接点焼損による早期の故障が生じない。 同時にブレーキ動作中の電動機の過負荷が回避され、電動機は広範囲に保護され、結果的に電動機の寿命が向上される。

【図面の簡単な説明】

【図１】電動機動作の状態にある、電動機のブレーキ電子装置を有するブレーキ装置の原理回路図である。

【図２】ブレーキ動作の状態にあるブレーキ装置の回路図である。

【図３】ブレーキ電子装置が遮断されている場合のブレーキ動作中のブレーキ電流回路内の電流の流れを示す回路図である。

【図４】ブレーキ電子装置が導通状態である場合のブレーキ動作中のブレーキ電流回路内の電流の流れを示す回路図である。

【図５】ブレーキ装置内にて使用されるスイッチの断面図である。

【図６】図５の線６−６に沿った断面図である。

【図７】図５に示すスイッチの詳細図であり、電動機動作にある遅延装置を示す。

【図８】図５に示すスイッチの詳細図であり、切り換え状態の遅延装置を示す。

【図９】図５に示すスイッチの詳細図であり、ブレーキ動作にある遅延装置を示す。

【図１０】電動機動作からブレーキ動作への切り換え中の遅延装置の拡大図である。

【図１１】ブレーキ動作から電動機動作への切り換え中の遅延装置の拡大図である。

【図１２】図６の線１２−１２に沿った断面図である。

【符号の説明】

１ 界磁巻線 ２、３ 供給電圧の端子 ４ 抵抗器 ５ 電機子巻線 ６ コンデンサ ８ ブレーキ電子装置 ７、９、１０ ダイオード ２０ スイッチ ２１ ケース ２２ 操作部 ２３ ジャーナル ２４ 復帰ばね ２５ 押し棒 ２６ 弾性ベローズ ２７ 穴 ２８ 凹部 ２９ 揺動部材 ３０ 板ばね ３１、３２ コンタクトシステム ３３、３５ 第一接点 ３４、３６ 第二接点 ３７、３８ スイッチングコンタクト ３９ 刃受 ４０ プラグ ４１ 遅延装置 ４２ ドラム ４３ 歯車 ４４ 係止要素 ４５ スイッチングレバー ４６ 摺動案内部 ４７ ばね要素 ４８ 上の引込んだ面 ４９ 中間の張り出し面 ５０ 下の引込んだ面 ５１ 傾斜フランク面 ５２ 急傾斜フランク面 ５３ コンタクトシステム（接点） ５４ 接点 ５５ スイッチングコンタクト ５６ 歯車 ５７ レバー ５８ 係止レバー ５９ 係止歯 ６０ 内部ドラム ６１、６４ （スイッチングコンタクトの）接触面 ６２ （歯車の）歯 ６３ 連結レバー

フロントページの続き (72)発明者 アレクサンダ クナパ ドイツ連邦共和国 78604 リートハイム −ヴァイルハイム アム−ツィマープラッ ツ 11 (72)発明者 ミヒャエル ブーフェ ドイツ連邦共和国 78604 リートハイム −ヴァイルハイム アム−ツィマープラッ ツ 13