(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気子巻線に連結された銅子片を複数個有する整流子を備えた電機子と、前記整流子に接しながら電力を前記電機子に供給する一対のブラシと、銅子片間に埋め込まれた前記整流子とブラシが離れるときに発生するスパークを吸収するスパーク抑制手段と、前記整流子に固定され銅子片を固定する固定手段と、前記固定手段の少なくとも一方の端部に外部に露出して設けられた放熱手段とを備え、前記固定手段を前記スパーク抑制手段と兼ねた電動送風機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気掃除機等に用いられる電動送風機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、家庭用あるいは産業用電気掃除機は、吸込仕事率のハイパワー化と長寿命化、及び小型化が要求されている。
【０００３】
以下に従来の電動送風機を図７、８を用いて説明する。
【０００４】
電動送風機１９は図７に示すように、一般的には電動送風機１９に電圧が供給されると、界磁１８、ブラシ７、整流子１、ブラシ７、界磁１８の順で電流が流れ、これによって整流子１が回転し、ファン１４も同回転を行う。
【０００５】
このファン１４の回転によってファン１４の上部より、空気を吸引し放出する。この放出された空気をエアガイド１６で整流や、高くなっている気圧を徐々に大気圧に戻しながら、界磁１８の方向へ排出し、前記界磁１８や整流子１、ブラシ７は、電流が流れるための発熱を生じており、エアガイド１６からの排出空気によって冷却させている。
【０００６】
従来の電動送風機１９は、スパークを抑えるためにブラシ７の材質を検討し変更したりされていたが、スパークは多少緩和されてきてはいるが、依然多く発生するため、電源ラインにノイズが重畳していた。
【０００７】
図８に示すように、電機子巻線２にはブラシ７と銅子片３を通じて電流Ｉが流れ、電機子１３が回転する。電機子１３が回転すると、電機子巻線２には誘導起電力が発生し、この誘導起電力による誘導電流ｉが電機子巻線２と銅子片３とブラシ７で構成される閉ループを流れる。回転により、銅子片３がブラシ７から離れるとき、今まで電機子巻線２と銅子片３とブラシ７の閉ループに流れていた誘導電流ｉは断ち切られるが、このとき誘導電流ｉを流し続けようとする電機子巻線２のインダクタンスに蓄えられたエネルギーにより、銅子片３と、ブラシ７の間にスパークが発生する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の電動送風機１９では、整流子１とブラシ７が離れるときに発生するスパークによって、ブラシ７の温度上昇や、ブラシの異常磨耗による短寿命、さらには性能低下等の要因でもあった。
【０００９】
寿命を延ばすために長さの長いブラシ７を用いれば良いのだが、長いブラシ７は電動送風機１９の外形を大きくし、小型化に逆行する。また、長寿命化のために前記スパークの発生を抑制するためにブラシ７に固有値抵抗の高い材質を用いて、磨耗を抑える方法では、電力供給時にブラシ７部分での発熱による損失が大きくなり電動送風機の性能を低下させる。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するもので、電動送風機１７において、整流子１の銅子片３がブラシ７から離れる際のスパークを抑制し、ブラシ７の減少を抑制し、ブラシ７の材質を代えること無く、また、ブラシ７を長くすること無く、長寿命化を図り、小型で、高効率で、長寿命の電動送風機１７を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明は、電気子巻線に連結された銅子片を複数個有する整流子を備えた電機子と、前記整流子に接しながら電力を前記電機子に供給する一対のブラシと、銅子片間に埋め込まれた前記整流子とブラシが離れるときに発生するスパークを吸収するスパーク抑制手段と、前記整流子に固定され銅子片を固定する固定手段と、前記固定手段の少なくとも一方の端部に外部に露出して設けられた放熱手段とを備え、前記固定手段を前記スパーク抑制手段と兼ねて、整流子とブラシ間のスパークを抑制し、ブラシの高寿命化を図ったものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、電気子巻線に連結された銅子片を複数個有する整流子を備えた電機子と、前記整流子に接しながら電力を前記電機子に供給する一対のブラシと、銅子片間に埋め込まれた、前記整流子とブラシが離れるときに発生するスパークを吸収するスパーク抑制手段と、前記整流子に固定され銅子片を固定する固定手段と、前記固定手段の少なくとも一方の端部に外部に露出して設けられた放熱手段とを備え、前記固定手段を前記スパーク抑制手段と兼ねる電動送風機としたもので、ブラシと整流子の間で発生していたスパークを、抑えることができる。
【００１３】
また、固定手段をスパーク抑制手段と兼ねた事を特徴とし、発生するスパークを吸収しつつ、整流子強度を維持するといった２種の役割を兼ねることが可能になる。
【００１４】
また、整流子の温度上昇を抑制することができる。
【００１５】
【実施例】
（参考例１）
以下に、本発明の第１の参考例を図１、図２を参照しながら説明する。
【００１６】
図１に示すように、整流子１の外周には電機子巻線２の端部を接続した銅子片３が複数配されており、この銅子片３は互いに隣接する他の銅子片３と電気的絶縁を保ちながら樹脂４でモールドされている。ブラケット５に固定された異形管６に挿入され、異形管６内を摺動するブラシ７は、反整流子１側の端面に導電線８が接続されており、異形管６の一部に連結されている。導電線８の周囲にはバネ９があり、このバネ９の弾力で、常にブラシ７の端部を銅子片３に密着させている。
【００１７】
次に図２（ａ）（ｂ）を参照しながら説明すると、２は電気子巻線であり、３はこの電気子巻線２に連結された銅子片、１は電機子巻線２、銅子片３を複数個有する整流子、７は前記整流子１に接しながら電力を前記電機子１３に供給する一対のブラシ、１０は、銅子片３間の溝に埋め込まれた、前記整流子１とブラシ７が離れるときに発生するスパークを吸収するスパーク抑制手段であり、比誘電率が４以上のセラミック等の誘電体で形成されている。
【００１８】
次に、本発明の動作について説明すると、図８を用いて従来の例で説明したように、スパークは誘導電流ｉを流し続けようとするなかで、閉ループから開ループことによっておこるものである。そこで、銅子片３間の同一円周上にスパーク抑制手段１０をそれぞれ設けることにより、開ループになった状態で前記スパーク抑制手段１０が、その急峻なスパーク（電流）を吸収することによって、スパークの発生、又このスパークにとって発生する電気的なノイズを抑えることができる。
【００１９】
また、このスパーク抑制手段１０は銅子片３の外周にあった寸法になっており、ブラシ７と銅子片３の摺動時に発生するバウンジング（銅子片３間に隙間があるために微少なガタ発生）をなくし、スムーズな回転を得ることができる。
【００２０】
発生したスパークは、銅子片３間に設けられたスパーク制御手段１０を介し閉ループが存在するためこの閉ループで蓄積されたエネルギーを放電させることで、スパークの発生を抑えられまた、スパークによるノイズ発生・摩耗をなくすことができる。
【００２１】
（参考例２）
以下に本発明の第２の参考例について、図３、４を参照しながら説明する。
【００２２】
なお、上記参考例１と同一の部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００２３】
銅子片３間の溝部ａでブラシ７が摺動する範囲外の部分にスパーク抑制手段１１を設けたものである。
【００２４】
上記構成において動作を説明すると、参考例１にも記したように、スパークは誘導電流ｉを流し続けようとするなかで、閉ループから開ループことによっておこるものである。そこで、銅子片３間にスパーク抑制手段１１（ここでは仮にコンデンサとする）をそれぞれ設け、開ループの発生を抑えることで、スパークをなくすことができるわけであるが、さらに、このスパーク抑制手段１１はブラシ７の銅子片３との摺動部分以外（図３では摺動部の上部に配置）に配することで銅子片３とスパーク抑制手段１１のブラシ７との摩擦による削れのアンバランスをなくし、（スパーク抑制手段１１をブラシ７の摺動部に設けると、スパーク抑制手段１１の材料が銅子片３の材料より柔らかい等、強度が異なる場合に、微妙が摺動部の段差が生じる場合がある。また、図３のように上部に位置させると、銅子片３とブラシ７の摺動によるブラシ７の削れかすが下方に飛ばされる効果もある）さらにスパークを抑えノイズの発生をなくすことができる。
【００２５】
発生したスパークは、銅子片３間に設けられたスパーク制御手段１１を介し閉ループが存在するためこの閉ループで蓄積されたエネルギーを放電させる。このことがスパークの発生を抑えることになる。
【００２６】
（参考例３）
以下に本発明の第３の参考例について、図５を参照しながら説明する。
【００２７】
なお、上記参考例１、２と同一の部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００２８】
２は電気子巻線、３は電機子巻線２に連結された銅子片、１は銅子片３を複数個有する整流子、７は、前記銅子片３に接しながら電力を前記電機子１３に供給する一対のブラシ、１２は、前記整流子１の回転力が加わっても銅子片３を安定して固定するために整流子１に内蔵され、整流子１とブラシ７が離れるときに発生するスパークを吸収するスパーク抑制手段である。
【００２９】
上記構成において動作を説明すると、整流子１は回転を行うために銅子片３に遠心力（Ｐ）が働く。樹脂４によって銅子片３は固定されているが、この遠心力（Ｐ）によって銅子片３の固定が甘くなり、他の銅子片３表面とのアンバランスが生じる。そこで、従来銅子片３間に固定用の固定手段（ピン）が設けられているわけであるが、このピンによって整流子１の外側への力による銅子片３表面のアンバランスをなくしている。
【００３０】
ここで本参考例は、このスパーク抑制手段１２を従来のピンの形状と同じ形状にして、同じ場所に配置させることで、前記銅子片３の固定と、隣接した銅子片３間に接触させて第１及び第２の参考例に記したようにスパーク抑制機能（たとえばコンデンサ）とすることで、２つの効果を有することになる。
【００３１】
（実施例１）
以下に本発明の第１の実施例について、図６を参照しながら説明する。
【００３２】
なお、上記参考例１〜３と同一の部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００３３】
上記構成において動作を説明すると、２は電気子巻線、３は電機子巻線２に連結された銅子片、１は銅子片３を複数個有する整流子、７は前記整流子１に接しながら電力を前記電機子に供給する一対のブラシ、２０は前記整流子１の回転時の温度を放熱させるために、整流子１の外郭に位置する部分に放熱手段２０ａを有した固定手段（スパーク抑制手段）で構成されている。
【００３４】
次に動作について説明する。
【００３５】
参考例３における固定手段（スパーク抑制手段）１２は上下を樹脂４で覆われているが、本実施例では固定手段（スパーク抑制手段）２０は上下面が樹脂４で覆われておらず、固定手段（スパーク抑制手段）２０の上下端面に位置している放熱手段２０ａが樹脂４の表面に現れている。この放熱手段２０ａは、前記銅子片３とブラシ７の摺動や、電流による発熱を抑える働きを行う。つまり、ブラシ７の摺動や電流の発熱が銅子片３及びブラシ７から伝わってきて、これを銅子片３からこれに接している固定手段（スパーク抑制手段）２０に伝わる。この伝わった熱を固定手段（スパーク抑制手段）２０から放熱手段２０ａを経て雰囲気に放熱する。
【００３６】
ここで、ブラシ７や整流子１・銅子片３の温度が高い場合には、ブラシ７寿命の時間が短くなったり、樹脂４の微妙な変形によるスパークの発生等、品質面が非常に低下する。
【００３７】
本発明は、この固定手段（スパーク抑制手段）２０は隣接した銅子片３間に接触しているため、更に銅子片３等の温度を抑制することで、寿命の安定やスパークの発生要因をなくし、品質向上できる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、ブラシと銅子片間で発生するスパークを抑え、長寿命で高効率、高品質の電動送風機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の参考例を示す電動送風機の構成を示す図
【図２】  同電動送風機の整流子の構成図
【図３】  本発明の第２の参考例を示す電動送風機の整流子の構成図
【図４】  同電動送風機の整流子とブラシの位置関係を示す構成図
【図５】  本発明の第３の参考例を示す電動送風機の整流子とブラシの位置関係を示す構成図
【図６】  本発明の第１の実施例を示す電動送風機の整流子とブラシの位置関係を示す構成図
【図７】  従来の電動送風機の構成図
【図８】  同電動送風機の整流子部の部分断面図
【符号の説明】
１  整流子
２  電機子巻線
３  銅子片
７  ブラシ
１０  スパーク抑制手段
１３  電機子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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