(57)【要約】【課題】ブラシを整流子に押し付けるためのブラシバネとしてトーションバネを用いた場合であっても、効率が低下することを抑制できるとともに長寿命かつ小型の電動機等を提供する。【解決手段】電動機２は、回転子１０と、回転子１０に固定されたシャフト３０と、シャフト３０に取り付けられた整流子４０と、整流子４０に摺接可能に配置されたブラシ５０と、ブラシ５０を整流子４０に押し付けるトーションバネ６０とを備え、トーションバネ６０は、トーションバネ６０が有するコイル部６１の巻回軸がシャフト３０の長手方向と略直交するように配置されている。【選択図】図２
2020156120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子と、
前記回転子に固定されたシャフトと、
前記シャフトに取り付けられた整流子と、
前記整流子に摺接可能に配置されたブラシと、
前記ブラシを前記整流子に押し付けるとともに、
コイル部と、
前記コイル部の巻回軸に対して各々がねじれの方向に向かって延伸する、一対のアーム部と、
を有するトーションバネと、
を備え、
前記トーションバネは、当該巻回軸が前記シャフトの長手方向と略直交するように配置されている、
電動機。
【請求項２】
前記トーションバネが有する前記コイル部と前記ブラシとは、前記シャフトの長手方向に沿って重なって配置されている、
請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記一対のアーム部のうち前記ブラシと接する第１アーム部の端部であって前記ブラシと接触する部分には、屈曲部が形成されており、
前記ブラシの外表面であって前記第１のアームと接触する部分には、前記屈曲部の少なくとも一部を受ける凹部が形成されている、
請求項１又は２に記載の電動機。
【請求項４】
さらに、前記トーションバネを保持するホルダを備え、
前記ホルダは、前記トーションバネが有する前記コイル部に係止する係止爪を含む、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項５】
前記ホルダと前記ブラシとは、前記シャフトの長手方向に沿って重なって配置されている、
請求項４に記載の電動機。
【請求項６】
前記ホルダが複数配置されており、
複数の前記ホルダは、一体物で構成されている、
請求項４又は５に記載の電動機。
【請求項７】
前記シャフトは、回転対象物が取り付けられる部位を有し、
前記トーションバネは、前記シャフトの長手方向において、前記回転子に対して前記部位が位置する側とは反対側に配置されている、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の電動機と、
前記電動機が備える前記シャフトに取り付けられる回転ファンと、
を備える、
電動送風機。
【請求項９】
前記トーションバネは、前記シャフトの長手方向において、前記回転子に対して前記回転ファンが位置する側とは反対側に配置されている、
請求項８に記載の電動送風機。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の電動送風機と、
前記電動送風機を制御する制御部と、
を備える、
掃除機。
【請求項１１】
シャフトに取り付けられた整流子に摺接可能に配置されたブラシを前記整流子に向けて付勢するトーションバネを保持する電動機用ホルダであって、
前記トーションバネを収納するバネ収納部と、
前記バネ収納部の内面に設けられ、前記トーションバネが有するコイル部の巻回軸が前記シャフトの長手方向と略直交するように前記コイル部を係止する係止爪と、
を含む、
電動機用ホルダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電動機、電動送風機、掃除機および電動機用ホルダに関し、特に、家庭用電気機器等に使用される電動機、この電動機を用いた電動送風機、この電動送風機を用いた掃除機、および、電動機に用いられる電動機用ホルダに関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭用の掃除機においては、世の中の省エネルギーの要求に伴う高効率化の実現とともに、掃除機本体の信頼性の向上に対しても要求が強くなってきている。掃除機本体の信頼性を向上させるには、掃除機本体に搭載される電動送風機の信頼性を向上させて電動送風機の長寿命化を図る必要がある。電動送風機の寿命は電動機の寿命に直結することになるので、電動送風機を長寿命化するには電動機の長寿命化を図る必要がある。
【０００３】
近年、電動機の長寿命化のために、家庭用の掃除機に使用される電動機としては、従来使用されてきたブラシ付きの整流子電動機から、ブラシを用いないブラシレス電動機を使用することが増えてきている。しかしながら、ブラシレス電動機は、その構造上、駆動用の電子部品および駆動回路が必要となり、電動機全体では高価になってしまう。そこで、ブラシレス電動機を用いるのではなく、ブラシ付きの整流子電動機を用いて、掃除機の長寿命化を図ることの要望が強くなっている。
【０００４】
ブラシ付きの整流子電動機の寿命は、整流子への給電のために取り付けられるブラシの摩耗時間に相当する。よって、ブラシ付きの整流子電動機の寿命を延ばすには、ブラシの摩耗をできるだけ少なくするような工夫が必要となる。ブラシの摩耗は、ブラシを整流子のセグメントへ押し付けるバネの押圧（バネ圧）により左右される。一般的に、ブラシを整流子のセグメントへ押さえ付けるバネの押圧が低下してくると、ブラシと整流子との接触が不安定になってしまい、ブラシと整流子との間で整流火花が発生しやすくなる。そこで、ブラシを整流子のセグメントに押し付ける押圧を安定させることを目的として、最近では、コイルバネよりも、トーションバネを採用する電動機が提案されている（特許文献１等）。
【０００５】
以下、図１０および図１１を用いて、トーションバネによりブラシが整流子に押し付けられた従来の整流子電動機を説明する。図１０は、ブラシバネとしてトーションバネ２６０を用いた従来の電動機２００が内蔵された電動送風機１００の半断面図である。図１１は、同電動送風機１００におけるトーションバネ２６０の配置位置を示す図である。
【０００６】
図１０および図１１に示すように、従来の電動送風機１００は、電動機２００と、電動機２００のシャフト２３０に取り付けられた回転ファン３００と、回転ファン３００により吸い込んだ空気を整流するエアガイド４００とを備える。電動機２００は、第１ブラケット５００ａと第２ブラケット５００ｂとで囲われた空間内に保持される。エアガイド４００は、第１ブラケット５００ａと接している。エアガイド４００は、第１ブラケット５００ａに対して、電動機２００が保持される空間とは反対側に位置する。エアガイド４００とファンケース３００ａとで囲われた空間内には、回転ファン３００が位置する。外殻を成すハウジング５００は、第２ブラケット５００ｂとファンケース３００ａとで形成される。
【０００７】
また、電動送風機１００に用いられる電動機２００は、ブラシ付きの整流子電動機であって、回転子２１０と、回転子２１０を回転させるための固定子２２０と回転子２１０のシャフト２３０に取り付けられた整流子２４０と、整流子２４０に対して摺接可能に配置されたブラシ２５０と、ブラシ２５０を整流子２４０に押し付けるトーションバネ２６０と、ブラシ２５０を保持するブラシホルダ２７０とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−４０９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の電動機２００では、図１１に示すように、トーションバネ２６０が整流子２４０およびブラシ２５０と同一平面上に配置されているため、トーションバネ２６０のアーム部２６２ａが稼動する稼動面は、整流子２４０およびブラシ２５０と同一面となる。
【００１０】
よって、ブラシ２５０には、ブラシ２５０がシャフト２３０に向かって移動しようとする力Ｆ１と、トーションバネ２６０のアーム部２６２ａがシャフト２３０の長手方向と直交する稼動面において、巻回軸Ｊを回転中心として回動する方向に作用する力Ｆ２とを合成した力Ｆが生じる。したがって、ブラシ２５０は、トーションバネ２６０から斜め方向の力Ｆ（押圧）を受けることになるので、整流子２４０とブラシ２５０との接触が不安定になったりブラシ２５０が傾いたりして、電動機２００の効率が低下したり電動機２００の寿命が短くなったりするという課題がある。なお、シャフト２３０の長手方向は、軸心Ｃ方向ともいう。
【００１１】
また、図１１に示すように、トーションバネ２６０が整流子２４０およびブラシ２５０と同一平面上に配置される場合、トーションバネ２６０を回転子２１０の回転ファン３００側に配置することになる。この結果、トーションバネ２６０を含めてブラシ２５０およびブラシホルダ２７０のレイアウトの自由度が小さくなり、小型の電動機を実現することが難しいという課題がある。
【００１２】
しかも、シャフト２３０の長手方向において、トーションバネ２６０を回転子２１０に対して回転ファン３００側に配置すると、回転ファン３００により吸い込まれてエアガイド４００を通って流れる空気の通り道が、トーションバネ２６０、ブラシ２５０およびブラシホルダ２７０によって塞がれることになる。よって、本構成は、電動送風機１００の空気出力の低下に繋がる。つまり、電動機２００の効率の低下を引き起こすという課題がある。
【００１３】
本開示は、このような課題を解決するためになされたものであり、ブラシを整流子に押し付けるためのブラシバネとしてトーションバネを用いた場合であっても、効率が低下することを抑制できるとともに長寿命かつ小型の電動機等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本開示に係る電動機の一態様は、回転子と、前記回転子に固定されたシャフトと、前記シャフトに取り付けられた整流子と、前記整流子に摺接可能に配置されたブラシと、前記ブラシを前記整流子に押し付けるとともに、コイル部と、前記コイル部の巻回軸に対して各々がねじれの方向に向かって延伸する、一対のアーム部と、を有するトーションバネと、を備え、前記トーションバネは、当該巻回軸が前記シャフトの長手方向と略直交するように配置されている。
【００１５】
また、本開示に係る電動送風機の一態様は、上記の電動機と、前記電動機が備える前記シャフトに取り付けられる回転ファンと、を備える。
【００１６】
また、本開示に係る掃除機の一態様は、上記の電動送風機と、前記電動送風機を制御する制御部と、を備える。
【００１７】
また、本開示に係る電動機用ホルダの一態様は、シャフトに取り付けられた整流子に摺接可能に配置されたブラシを前記整流子に向けて付勢するトーションバネを保持する電動機用ホルダであって、前記トーションバネを収納するバネ収納部と、前記バネ収納部の内面に設けられ、前記トーションバネが有するコイル部の巻回軸が前記シャフトの長手方向と略直交するように前記コイル部を係止する係止爪と、を含む。
【発明の効果】
【００１８】
本開示によれば、ブラシを整流子に押し付けるためのブラシバネとしてトーションバネを用いた場合であっても、効率が低下することを抑制できるとともに長寿命かつ小型の電動機等を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態に係る電動送風機の外観斜視図である。
【図２】実施の形態に係る電動送風機の判断面図である。
【図３】実施の形態に係る電動送風機における電動機の要部断面図である。
【図４】荷重をかける前のトーションバネの構成を示す図である。
【図５Ａ】実施の形態に係る電動機におけるホルダを上方から見たときの斜視図である。
【図５Ｂ】実施の形態に係る電動機におけるホルダを下方から見たときの斜視図である。
【図５Ｃ】実施の形態に係る電動機におけるホルダの断面図である。
【図６】トーションバネをホルダに収納する方法を説明するための図である。
【図７】実施の形態に係る電動機においてブラシの摩耗前後におけるトーションバネの挙動を示す図である。
【図８】実施の形態に係る電動送風機を用いた電気掃除機の一例を示す模式図である。
【図９】変形例に係る電動機の要部断面図である。
【図１０】ブラシバネとしてトーションバネを用いた従来の電動機が内蔵された電動送風機の半断面図である。
【図１１】従来の電動機が内蔵された電動送風機におけるトーションバネの配置位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態等は、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００２１】
なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する。
【００２２】
（実施の形態）
図１〜図３を用いて、実施の形態に係る電動送風機１および電動送風機１に用いられる電動機２について説明する。図１は、実施の形態に係る電動送風機１の外観斜視図であり、図２は、同電動送風機１の判断面図であり、図３は、同電動送風機１における電動機２の要部断面図である。なお、図２において、矢印は、回転ファン３の回転により吸引した空気の流れを示している。また、図３では、回転子１０の巻線コイル１２および固定子２０については図示していない。
【００２３】
図１〜図３に示すように、本実施の形態における電動送風機１は、電動機２（モータ）と、回転ファン３と、エアガイド４と、第１ブラケット５と、第２ブラケット６と、ファンケース７とを備える。
【００２４】
電動機２は、回転対象物（回転負荷）として回転ファン３を回転させる。電動機２の詳細な構成については後述する。
【００２５】
回転ファン３は、第２ブラケット６とファンケース７とにより構成される外郭筐体（ハウジング）内に空気を吸引する。回転ファン３は、電動機２が有するシャフト３０の所定の部位に取り付けられており、シャフト３０が回転することで回転する。本実施の形態において、回転ファン３は、第１ブラケット５から突出したシャフト３０の先端部に取り付けられている。一例として、回転ファン３は、遠心ファンであり、ファンケース７の吸気口７ａから空気を吸い込む。
【００２６】
エアガイド４は、回転ファン３の回転によってファンケース７の吸気口７ａから吸引した気体（空気）の流れを整流して、吸引した気体を電動機２側の空間（第２ブラケット６）へと滑らかに流し込む。一例として、エアガイド４は、リング状に形成されており、気体の流れを整流するための複数のガイド板を有する。
【００２７】
第１ブラケット５は、エアガイド４とともに第２ブラケット６の開口部を覆っている。第１ブラケット５は、第１軸受け部８１を覆うように配置されている。
【００２８】
第２ブラケット６は、電動機２を収納する第１筐体である。第２ブラケット６の底部には、回転ファン３の回転によって吸引した空気を排出する排気口が形成されている。
【００２９】
ファンケース７は、回転ファン３を収納する第２筐体である。ファンケース７は、回転ファン３、エアガイド４および第１ブラケット５を覆うように第２ブラケット６に固定されている。ファンケース７は、外気を吸引するための吸気口７ａを有している。
【００３０】
以下、電動機２の詳細な構成について説明する。本実施の形態における電動機２は、ブラシ付き整流子電動機であって、回転子１０と、固定子２０と、シャフト３０と、整流子４０と、ブラシ５０と、トーションバネ６０と、ホルダ７０とを備える。
【００３１】
回転子１０（ロータ）は、固定子２０による磁力によって回転する。本実施の形態において、回転子１０は、インナーロータであり、固定子２０の内側に配置されている。具体的には、回転子１０は、固定子２０との間に微小なエアギャップを介して固定子２０に囲まれている。
【００３２】
回転子１０は、例えば、コア１１（ロータコア）と、コア１１が有する複数のティースの各々に巻回された巻線コイル１２（ロータコイル）とによって構成されている。コア１１は、例えば、電磁鋼板が積層された積層体によって構成されているが、磁性材料のバルク体であってもよい。コア１１が有する各ティースに巻回された巻線コイル１２は、整流子４０およびブラシ５０を介して互いに電気的に接続されている。
【００３３】
固定子２０（ステータ）は、回転子１０に作用する磁力を発生させる。本実施の形態にいて、固定子２０は、回転子１０を囲むように配置されている。固定子２０は、例えば、Ｓ極およびＮ極を有する永久磁石によって構成されているが、鉄心（ステータコア）と巻線コイル（ステータコイル）とによって構成されていてもよい。固定子２０は、例えば、第２ブラケット６に固定されている。
【００３４】
シャフト３０は、回転子１０が回転する際の中心となる回転軸である。シャフト３０は、軸心Ｃ方向である長手方向に延伸している。シャフト３０は、例えば金属棒によって構成される。シャフト３０は、回転子１０に固定されている。具体的には、シャフト３０は、例えば回転子１０のコア１１の中心を貫いた状態でコア１１に固定されている。一例として、シャフト３０は、回転子１０のコア１１に圧入されている。
【００３５】
シャフト３０は、回転子１０を貫通しており、回転子１０の両側に延在するように配置されている。シャフト３０が有する一方の端部（回転ファン３側の端部）は、第１軸受け部８１に支持されている。一方、シャフト３０が有する他方の端部は、第２軸受け部８２に支持されている。一例として、第１軸受け部８１および第２軸受け部８２は、シャフト３０を支持するベアリングである。このように、シャフト３０は、第１軸受け部８１と第２軸受け部８２とによって、回転自在となるように両端部が保持されている。
【００３６】
シャフト３０が有する一方の端部は、第１軸受け部８１から突出するとともに、第１ブラケット５を貫通している。第１ブラケット５から突出したシャフト３０の一部分は、回転対象物が取り付けられる部位となる。本実施の形態において、第１ブラケット５から突出したシャフト３０の一部分の先端部に、回転対象物として回転ファン３が取り付けられる。
【００３７】
整流子４０は、シャフト３０に取り付けられている。本実施の形態において、整流子４０は、シャフト３０における回転子１０と第２軸受け部８２との間の部分に固定されている。整流子４０は、回転子１０が有する巻線コイル１２と電気的に接続されており、ブラシ５０と摺接する。整流子４０は、シャフト３０の回転方向に互いに絶縁分離された複数のセグメントによって構成されている。
【００３８】
ブラシ５０は、整流子４０に接触することで回転子１０に電力を供給するための給電ブラシである。ブラシ５０は、整流子４０に接触することで整流子４０に電機子電流を供給する。一例として、ブラシ５０は、カーボンブラシである。また、ブラシ５０は、長尺状の略直方体である。
【００３９】
ブラシ５０は、整流子４０に摺接可能に配置されている。ブラシ５０は、一対設けられており、一対のブラシ５０は、整流子４０を挟持するように配置されている。具体的には、一対のブラシ５０の内側の先端部は、整流子４０に当接している。本実施の形態において、ブラシ５０の長手方向の内側（シャフト３０側）の端面が整流子４０との接触面となっている。
【００４０】
また、一対のブラシ５０の各々は、トーションバネ６０によって整流子４０側に付勢された状態で第２ブラケット６内に配置されている。つまり、トーションバネ６０も２つ設けられている。各ブラシ５０の長手方向の外側に位置する端面が、トーションバネ６０との接触面である。
【００４１】
トーションバネ６０は、ブラシ５０を整流子４０に押し付ける弾性部材である。つまり、トーションバネ６０は、ブラシ５０を整流子４０に向けて付勢している。具体的には、トーションバネ６０は、荷重がかけられることによるバネ弾性力（バネ復元力）によってブラシ５０に押圧（バネ圧）を付与して、ブラシ５０を整流子４０に押し付けている。
【００４２】
トーションバネ６０は、ブラシ５０の個数に応じて配置されている。本実施の形態において、２つのブラシ５０が配置されているので、トーションバネ６０も２つ配置されている。２つのトーションバネ６０は、シャフト３０を挟んで対向する位置に配置されている。
【００４３】
ここで、トーションバネ６０の具体的な構成について、図４を用いて説明する。図４は、荷重をかける前（弾性変形する前）のトーションバネ６０の構成を示す図である。
【００４４】
図４に示すように、トーションバネ６０は、金属線材によって構成されており、金属線材が巻回された部分であるコイル部６１と、コイル部６１から直線状に延在する部分である、一対のアーム部６２とを有する。コイル部６１からは２つのアーム部６２が異なる方向に延在している。言い換えれば、一対のアーム部６２は、コイル部６１の巻回軸Ｊに対して、その各々がねじれの方向に向かって延伸している。詳細は後述するが、アーム部６２に荷重をかけてトーションバネ６０を変形させることによって、アーム部６２によるバネ弾性力をブラシ５０に付与することができる。
【００４５】
また、トーションバネ６０のブラシ５０と接触する部分の端部には、屈曲部６２ａが形成されている。本実施の形態において、屈曲部６２ａは、２つのアーム部６２のうちの一方のアーム部６２である第１アーム部６２ｂの先端部に形成されている。一例として、屈曲部６２ａは、アーム部６２の先端部を円弧状に湾曲させた形状である。なお、屈曲部６２ａは、２つのアーム部６２のそれぞれに形成されていてもよい。
【００４６】
トーションバネ６０は、ブラシ５０の長手方向の外側に位置する端面に押圧（バネ圧）を付与することで、ブラシ５０を整流子４０に押し付ける。具体的には、コイル部６１の巻回方向とは逆方向に生じる反発力によるバネ弾性力を利用することで、トーションバネ６０は、アーム部６２によってブラシ５０に押圧を付与している。
【００４７】
トーションバネ６０は、コイル部６１の巻回軸Ｊがシャフト３０の長手方向と略直交するように配置されている。つまり、トーションバネ６０は、シャフト３０の長手方向に対して縦置きの姿勢で配置されており、コイル部６１の巻回面（すなわち、２つのアーム部６２に平行な面）がシャフト３０の長手方向と略平行となるように配置されている。言い換えれば、トーションバネ６０は、巻回軸Ｊとシャフト３０の軸心方向Ｃとが交差するように配置されている。
【００４８】
これにより、トーションバネ６０が有するアーム部６２は、シャフト３０の長手方向を含む平面内で移動することになる。つまり、トーションバネ６０が有するアーム部６２が稼動する稼動面は、シャフト３０の長手方向を含む平面となる。
【００４９】
また、本実施の形態において、トーションバネ６０が有するコイル部６１とブラシ５０とは、シャフト３０の長手方向に沿って重なって配置されている。つまり、第２軸受け部８２側からシャフト３０の長手方向に沿って見たときに、トーションバネ６０が有するコイル部６１は、ブラシ５０に隠れて見えない。
【００５０】
２つのトーションバネ６０の各々は、ホルダ７０に保持されている。ホルダ７０は、トーションバネ６０を保持するバネホルダである。本実施の形態において、ホルダ７０は、２つのトーションバネ６０の配置位置にあわせて配置されている。具体的には、２つのホルダ７０は、シャフト３０を挟んで対向する位置に配置されている。
【００５１】
ここで、ホルダ７０の詳細な構成について、図５Ａ〜図５Ｂを用いて説明する。図５Ａは、ホルダ７０を上方から見たときの斜視図であり、図５Ｂは、ホルダ７０を下方から見たときの斜視図であり、図５Ｃは、ホルダ７０の断面図である。
【００５２】
図５Ａ〜図５Ｃに示すように、ホルダ７０は、トーションバネ６０を収納するバネ収納部７１（第１収納部）と、トーションバネ６０が有するコイル部６１に係止する係止爪７２とを有する。係止爪７２は、コイル部６１の巻回軸Ｊがシャフト３０の長手方向と略直交するようにコイル部６１を係止する。ホルダ７０は、例えば絶縁樹脂材料によって構成された樹脂成型品による一体物である。なお、ホルダ７０を成す材質は、樹脂材料に限るものではないし、ホルダ７０は複数の部品によって構成されていてもよい。
【００５３】
バネ収納部７１は、開口部７１ａと、開口部７１ａと対向する位置にある底部７１ｂとを有する。トーションバネ６０は、開口部７１ａから挿入されてバネ収納部７１に収納される。底部７１ｂは、バネ収納部７１の底面を構成している。
【００５４】
係止爪７２は、バネ収納部７１の内面に形成されている。具体的には、係止爪７２は、バネ収納部７１の底部７１ｂ近傍に設けられている。また、係止爪７２は、バネ収納部７１の対向する２つの側面の各々に設けられている。トーションバネ６０のコイル部６１は、一対の係止爪７２によって挟まれている。
【００５５】
また、ホルダ７０は、ブラシ５０を保持するブラシホルダとしても機能する。ブラシ５０、トーションバネ６０およびホルダ７０は、ブラシ保持器組立体として電動機２に配置されている。
【００５６】
具体的には、ホルダ７０は、ブラシ５０を収納するブラシ収納部７３（第２収納部）を有する。ブラシ収納部７３には、ブラシ５０をブラシ収納部７３に挿入するための開口部７３ａが形成されている。
【００５７】
また、図２、図３に示すように、ホルダ７０には、ブラシ５０を支持する支持板９０が取り付けられている。ブラシ５０は、ブラシ収納部７３と支持板９０との間に形成される空間領域に収納される。このように、ブラシ５０はホルダ７０に収納されているので、ホルダ７０とブラシ５０とは、シャフト３０の長手方向に沿って重なって配置されることになる。
【００５８】
本実施の形態において、図２に示すように、ブラシ５０、トーションバネ６０およびホルダ７０（ブラシ保持器組立体）は、シャフト３０の長手方向において、回転子１０に対して回転ファン３が位置する側とは反対側に配置されている。具体的には、ブラシ５０、トーションバネ６０およびホルダ７０は、回転子１０と第２軸受け部８２との間に配置されている。
【００５９】
ここで、トーションバネ６０をホルダ７０に収納する方法について、図６を用いて説明する。図６は、トーションバネ６０をホルダ７０に収納する方法を説明するための図である。
【００６０】
まず、図６（ａ）に示すように、トーションバネ６０を準備し、次に、図６（ｂ）に示すように、アーム部６２に荷重をかけてアーム部６２の根元を軸にしてアーム部６２をコイル部６１に巻き込む方向に移動させることでトーションバネ６０を弾性変形させる。
【００６１】
なお、コイル部６１に巻き込む方向にアーム部６２を移動させるように荷重をかけるのではなく、コイル部６１を巻き戻す方向にアーム部６２を移動させるように荷重をかけてもよい。
【００６２】
次に、図６（ｃ）に示すように、弾性変形させた状態のトーションバネ６０をホルダ７０の開口部７１ａから挿入して、ホルダ７０のバネ収納部７１にトーションバネ６０を収納する。このとき、図６（ｄ）に示すように、コイル部６１をバネ収納部７１の奥に押し込んで、バネ収納部７１の内面に形成された係止爪７２をコイル部６１に係止させる。
【００６３】
これにより、トーションバネ６０が弾性変形した状態でトーションバネ６０をホルダ７０に収納させることができる。つまり、トーションバネ６０は、アーム部６２に荷重がかけられた状態でホルダ７０に保持されている。
【００６４】
ホルダ７０に保持されたトーションバネ６０の一方のアーム部６２は、支持アームとなり、バネ収納部７１の内面に付勢された状態でバネ収納部７１に支持される。また、トーションバネ６０の他方のアーム部６２は、ブラシ接触アームとなり、バネ収納部７１からはみ出した状態となる。これにより、ホルダ７０にブラシ５０を挿入することで、トーションバネ６０の他方のアーム部６２（ブラシ接触アーム）によってブラシ５０に押圧を付与することができる。
【００６５】
図２に示すように、このように構成された電動送風機１では、電動機２に電力が供給されると、電機子電流が整流子４０およびブラシ５０を介して回転子１０の各巻線コイル１２に流れる。これにより、固定子２０と回転子１０との間でトルクが発生して回転子１０が回転する。回転子１０が回転すると、これに伴って回転ファン３が回転する。
【００６６】
そして、回転ファン３が回転することによって、ファンケース７の吸気口７ａからファンケース７の内部に空気が吸引され、ファンケース７の内部に吸入された空気は、ファンケース７の外周部へと導かれてエアガイド４とファンケース７との空隙部で旋回流となり、第２ブラケット６の排気口から電動送風機１の外に排出される。
【００６７】
このとき、図７（ａ）に示すように、電動送風機１（電動機２）の駆動時において、ブラシ５０は、トーションバネ６０による押圧によって整流子４０に押し付けられている。ブラシ５０の長手方向の内側（図７（ａ）中、右側）に位置する端面５０ｂは、整流子４０に摺接している。
【００６８】
そして、ブラシ５０の長手方向の内側の端面５０ｂ（整流子４０との接触面）は、回転子１０の回転によって整流子４０と摺接し続けることで摩耗していく。さらに、図７（ｂ）に示すように、トーションバネ６０による押圧によって回転子１０と接触し続ける。つまり、ブラシ５０の長手方向の内側に位置する端面５０ｂの摩耗にともなって、ブラシ５０の長手方向の外側に位置する端面５０ｃの位置が、内側に移動していく。
【００６９】
次に、本実施の形態に係る電動機２を用いた電動送風機１の作用効果について、本開示に至った経緯も含めて説明する。
【００７０】
上述のように、図１１に示すように、従来の電動機２００では、トーションバネ２６０が整流子２４０およびブラシ２５０と同一平面上に配置されている。つまり、トーションバネ２６０は横向きの姿勢で配置されており、トーションバネ２６０が有するコイル部２６１の巻回軸Ｊが、回転子２１０が有するシャフト２３０の長手方向と平行になっている。
【００７１】
このため、トーションバネ２６０が有するアーム部２６２ａが稼動する平面は、整流子２４０およびブラシ２５０と同一の平面となる。つまり、トーションバネ２６０が有するアーム部２６２ａは、シャフト２３０の長手方向を法線とする平面に対して平行な面内で移動することになる。
【００７２】
これにより、トーションバネ２６０は、アーム部２６２ａによってブラシ２５０を整流子２４０に向けて傾斜させた方向に押し付けることになる。よって、ブラシ２５０は、トーションバネ２６０から斜め方向の押圧（力Ｆ）を受けることになる。
【００７３】
この結果、整流子２４０とブラシ２５０との接触が不安定になったりブラシ２５０が傾いたりするため、電動機２００は、回転子２１０の回転方向が制限されるという課題がある。
【００７４】
特に、トーションバネ２６０の押圧方向と回転子２１０の回転方向とが相反した場合には、整流子２４０とブラシ２５０との接触が不安定になりやすく、また、ブラシ２５０が傾きやすくなる。これにより、電動機２００の効率が一層低下したり電動機２００の寿命がさらに短くなったりする。このため、回転子２１０の回転方向にあわせてトーションバネ２６０の配置を変更する必要がある。
【００７５】
また、図１１に示すように、トーションバネ２６０が整流子２４０およびブラシ２５０と同一平面上に配置されていると、ブラシ２５０、トーションバネ２６０およびブラシホルダ２７０を配置する際のハウジング５００内のスペースとしては、シャフト２３０の長手方向を法線とする平面（水平面）内において、ブラシ２５０の摺動範囲とトーションバネ２６０のアーム部２６２ａの稼動範囲とを含めた分の面積が必要になる。
【００７６】
このため、トーションバネ２６０、ブラシ２５０およびブラシホルダ２７０を、回転子２１０の回転ファン３００側（つまり回転子２１０と回転ファン３００との間）に配置しなければならない。つまり、トーションバネ２６０、ブラシ２５０およびブラシホルダ２７０のレイアウトの自由度が小さい。この結果、小型の電動機を実現することが難しいという課題がある。
【００７７】
しかも、トーションバネ２６０、ブラシ２５０およびブラシホルダ２７０を、回転子２１０の回転ファン３００側に配置すると、回転ファン３００により吸い込まれてエアガイド４００を通って流れる空気の通り道が、トーションバネ２６０、ブラシ２５０およびブラシホルダ２７０によって塞がれることになり、電動送風機１００の空気出力の低下に繋がる。つまり、電動機２００の効率の低下を引き起こすという課題がある。
【００７８】
本開示は、このような知見に基づいてなされたものであり、本発明者らが鋭意検討した結果、ブラシを整流子に押し付けるためのブラシバネとしてトーションバネを用いた場合であっても、トーションバネの配置の姿勢を変更することで、効率が低下することを抑制できるとともに長寿命かつ小型の電動機等を実現できることを見出した。
【００７９】
具体的には、図２、図３に示すように、本実施の形態に係る電動機２では、ブラシ５０を整流子４０に押し付けるトーションバネ６０が、コイル部６１の巻回軸（Ｊ）がシャフト３０の長手方向と略直交するように配置されている。つまり、トーションバネ６０は、シャフト３０の長手方向に対して縦置きの姿勢で配置されている。
【００８０】
この構成により、トーションバネ６０のアーム部６２は、シャフト３０の長手方向を含む平面内で移動することになる。つまり、トーションバネ６０のアーム部６２が稼動する稼動面は、シャフト３０の長手方向を含む平面となる。
【００８１】
これにより、ブラシ５０は、トーションバネ６０から斜め方向の押圧を受けるのではなく、トーションバネ６０からブラシ５０の長手方向の押圧を受けることになる。したがって、整流子４０とブラシ５０との接触が不安定になったりブラシ５０が傾いたりすることを抑制することができるので、本実施の形態における電動機２は、回転子１０の回転方向に制限されることを抑制できる。
【００８２】
しかも、トーションバネ６０が有するアーム部６２の稼動面は、回転子１０の径方向と同じになる。よって、トーションバネ６０の押圧方向は、回転子１０の回転方向に依存しない。これにより、回転子１０の回転方向にあわせてトーションバネ６０の配置を変更する必要もなくなる。つまり、トーションバネ６０のレイアウトの自由度が大きくなる。
【００８３】
また、コイル部６１の巻回軸（Ｊ）がシャフト３０の長手方向と略直交するように配置されていることで、トーションバネ６０が有するアーム部６２の稼動面と、整流子４０およびブラシ５０の平面とが平行にならない。これにより、ブラシ５０、トーションバネ６０およびホルダ７０を配置する際の第２ブラケット６内のスペースとしては、シャフト３０の長手方向に直交する方向（径方向）におけるブラシ５０の摺動範囲と、シャフト３０の長手方向（鉛直方向）におけるトーションバネ６０のアーム部６２の稼動範囲とを含めた分の面積だけを確保すればよい。
【００８４】
このため、トーションバネ６０、ブラシ５０およびホルダ７０のレイアウトの自由度が大きくなり、トーションバネ６０、ブラシ５０およびホルダ７０を、回転子１０の回転ファン３側に配置しなくてもよく、本実施の形態のように、回転子１０の回転ファン３側とは反対側に配置することが可能となる。これにより、小型の電動機２を容易に実現することができる。
【００８５】
また、シャフト３０の長手方向において、トーションバネ６０、ブラシ５０およびホルダ７０を、回転子１０に対して回転ファン３が位置する側とは反対側に配置する。本構成とすれば、回転ファン３により吸い込まれてエアガイド４に対してを通って流れる空気の通り道が、トーションバネ６０、ブラシ５０およびホルダ７０によって塞がれることを抑制できる。
【００８６】
これにより、電動機２の効率の低下を抑制することができ、電動送風機１の空気出力の低下を抑制することができる。
【００８７】
以上のように、本実施の形態における電動機２および電動送風機１によれば、ブラシ５０を整流子４０に押し付けるためのブラシバネとしてトーションバネ６０を用いた場合であっても、効率が低下することを抑制できるとともに長寿命かつ小型の電動機および電動送風機を実現することができる。
【００８８】
また、本実施の形態に係る電動機２および電動送風機１において、トーションバネ６０が有するコイル部６１とブラシ５０とは、シャフト３０の長手方向に沿って重なって配置されている。
【００８９】
この構成により、より小型の電動機および電動送風機を実現できる。また、トーションバネ６０およびブラシ５０によって空気の通り道が塞がれることをさらに抑制することができるので、効率が低下すること一層抑制することができる。
【００９０】
また、本実施の形態に係る電動機２および電動送風機１において、トーションバネ６０を保持するホルダ７０は、トーションバネ６０が有するコイル部６１に係止する係止爪７２を有する。
【００９１】
この構成により、トーションバネ６０の稼動中に、ホルダ７０に収納したトーションバネ６０がホルダ７０から飛び出すことを抑制することができる。また、ホルダ７０にトーションバネ６０を設置する際の作業性を簡略化することもできる。例えば、本実施の形態では、係止爪７２はバネ収納部７１に設けられているので、トーションバネ６０が有するコイル部６１をバネ収納部７１に押し込むだけでスナップインによりコイル部６１を係止爪７２に係止させることができ、トーションバネ６０をホルダ７０に容易に保持させることができる。
【００９２】
また、本実施の形態に係る電動機２および電動送風機１において、ホルダ７０とブラシ５０とは、シャフト３０の長手方向に沿って重なって配置されている。
【００９３】
この構成により、より小型の電動機および電動送風機を実現できる。また、トーションバネ６０およびブラシ５０だけではなくホルダ７０によっても空気の通り道が塞がれることを抑制することができるので、効率が低下することを一層抑制することができる。
【００９４】
また、本実施の形態におけるホルダ７０は、電動機用ホルダとして、他の電動機に用いることもできる。この場合、ホルダ７０は、トーションバネ６０を収納するバネ収納部７１と、バネ収納部７１の内面に設けられ、トーションバネ６０が有するコイル部６１に係止する係止爪７２を有するとよい。
【００９５】
これにより、バネ収納部７１に収納したトーションバネ６０がバネ収納部７１から飛び出すことを抑制することができる。
【００９６】
また、このように構成される電動送風機１は、例えば家庭用の電気掃除機に用いられる。以下、電動送風機１が用いられる電気掃除機８について、図８を用いて説明する。図８は、実施の形態に係る電動送風機１を用いた電気掃除機８の一例を示す模式図である。
【００９７】
図８に示すように、電気掃除機８は、電動機２を用いた電動送風機１と、電動送風機１（電動機２）を制御する制御部８ａとを備えている。電気掃除機８では、電動送風機１によって吸引して清掃する。制御部８ａは、電動送風機１（電動機２）を制御する。例えば、制御部８ａは、電動送風機１による吸引を停止したり開始したり吸引量を調整したりする。
【００９８】
このように、本実施の形態における電気掃除機８は、上記実施の形態における電動送風機１を用いているので、高い吸引力を有するとともに長寿命かつ小型の電気掃除機を実現することができる。
【００９９】
（変形例）
以上、本開示に係る電動機、電動送風機、電気掃除機および電動機用ホルダ等について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。
【０１００】
例えば、上記実施の形態では、ブラシ５０のトーションバネ６０と接触する面、つまり、ブラシ５０の長手方向の外側の端面が、平面であったが、これに限らない。具体的には、図９に示すように、ブラシ５０が有するトーションバネ６０と接触する面に、トーションバネ６０が有するアーム部６２に形成された屈曲部６２ａの少なくとも一部を受ける凹部５０ａが形成されていてもよい。すなわち、一対のアーム部６２のうちブラシ５０と接する第１アーム部６２ｂの端部であってブラシ５０と接触する部分には、屈曲部６２ａが形成されている。ブラシ５０の外表面であって第１アーム部６２ｂと接触する部分には、屈曲部６２ａの少なくとも一部を受ける凹部５０ａが形成されている。この場合、凹部５０ａは、屈曲部６２ａの形状に沿った形状であるとよい。上記実施の形態では、屈曲部６２ａは円弧状に湾曲する形状であるので、図９において、凹部５０ａは、断面形状が半円形の横溝である。このように、ブラシ５０に凹部５０ａを形成し、トーションバネ６０が有するアーム部６２に形成された屈曲部６２ａが凹部５０ａに嵌まるようにすることによって、トーションバネ６０による押圧を安定してブラシ５０に付与することができる。
【０１０１】
また、上記実施の形態において、２つのホルダ７０は、それぞれ独立した構造であって、分離されて配置されていたが、これに限らない。例えば、複数のホルダ７０は、一体物（一体構造）で構成されていてもよい。このようにホルダ７０を一体物にすることで、ホルダ７０の取り付け作業を簡素化することができる。なお、ホルダ７０の取り付け作業の観点では、複数のホルダ７０を一体物にする場合は、偶数個のホルダ７０を一体物にするとよい。
【０１０２】
また、上記実施の形態では、電動機２を電動送風機１に用いた例を説明したので、シャフト３０に取り付けられる回転対象物は回転ファン３であったが、これに限るものではない。例えば、電動機２のシャフト３０に取り付けられる回転対象物としては、回転ファン３に限るものではなく、プーリ等であってもよい。
【０１０３】
その他、上記実施の形態に対して当業者が思い付く各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本開示の技術は、電動機、電動送風機および電気掃除機等の種々の電気機器に利用することができ、特に、高速回転で運転される電気掃除機または自動車用機器に搭載される電動送風機等に有用である。
【符号の説明】
【０１０５】
１  電動送風機
２  電動機
３  回転ファン
４  エアガイド
５  第１ブラケット
６  第２ブラケット
７  ファンケース
７ａ  吸気口
８  電気掃除機
８ａ  制御部
１０  回転子
１１  コア
１２  巻線コイル
２０  固定子
３０  シャフト
４０  整流子
５０  ブラシ
５０ａ  凹部
５０ｂ、５０ｃ  端面
６０  トーションバネ
６１  コイル部
６２  アーム部
６２ａ  屈曲部
６２ｂ  第１アーム部
７０  ホルダ
７１  バネ収納部
７１ａ  開口部
７１ｂ  底部
７２  係止爪
７３  ブラシ収納部
７３ａ  開口部
８１  第１軸受け部
８２  第２軸受け部
９０  支持板
１００  電動送風機
２００  電動機
２１０  回転子
２２０  固定子
２３０  シャフト
２４０  整流子
２５０  ブラシ
２６０  トーションバネ
２６１  コイル部
２６２ａ  アーム部
２７０  ブラシホルダ
３００  回転ファン
３００ａ  ファンケース
４００  エアガイド
５００  ハウジング
５００ａ  第１ブラケット
５００ｂ  第２ブラケット
【図１】
2020156120.tif 000003
【図２】
2020156120.tif 000004
【図３】
2020156120.tif 000005
【図４】
2020156120.tif 000006
【図５Ａ】
2020156120.tif 000007
【図５Ｂ】
2020156120.tif 000008
【図５Ｃ】
2020156120.tif 000009
【図６】
2020156120.tif 000010
【図７】
2020156120.tif 000011
【図８】
2020156120.tif 000012
【図９】
2020156120.tif 000013
【図１０】
2020156120.tif 000014
【図１１】
2020156120.tif 000015