(57)【要約】【課題】本願発明は、整流子電動機を組立てるにあたり、確認孔からブラシ内に挿入されるブラシバネの有無が確認できる。よって、ガイド内へブラシバネが挿入されていない整流子電動機が発生した場合、ブラシバネが不足していることを容易に検出できる整流子電動機を提供する。【解決手段】本発明の整流子電動機は、回転子２０と、一対のガイド４０と、各ガイド４０内にブラシ４３と弾性部材であるブラシバネ４４と、保持部４とを有する。ガイド４０は、通路４８と、確認孔４９と、を有する。通路４８は、その内部をブラシ４３が半径方向Ｒに沿って移動する。確認孔４９は、弾性部材であるブラシバネ４４が配設される位置であって、通路４８の中心線に沿って位置する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と整流子とを有し、前記回転軸を回転中心として回動する回転子と、
一対の正負極を成し、前記整流子と相対する位置へ開口部を有するとともに、前記回転軸と直交する前記回転子の半径方向に沿って前記回転子と対向して配設されるガイドと、
前記正負極の各々の前記ガイド内に配設され、前記半径方向に沿って移動可能であって、前記開口部を介して前記整流子とは摺動面で接触摺動するブラシと、
前記正負極の各々の前記ガイド内において、前記ブラシを前記整流子に対して押圧するように配設される弾性部材と、
前記ガイドを形成する保持部と、を含み、
前記ガイドは、
前記ブラシが前記半径方向に沿って移動する通路と、
前記弾性部材が配設される位置であって、前記通路の中心線に沿って位置する確認孔と、を有する、整流子電動機。
【請求項２】
前記ガイドは、
前記ブラシが移動する通路と、この通路を覆うガイドカバーと、を備え、前記ガイドカバーに前記確認孔を有する、請求項１に記載の整流子電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家庭用掃除機や電動工具、自動車用電装機器等に使用される整流子電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家庭用掃除機や電動工具、自動車用電装機器等に使用される整流子電動機は、高効率化と長寿命化、高信頼性化が進んでいる。これらの要求を満たすために、カーボンブラシ（以下、ブラシという）には、抵抗損失が小さくて摩耗も小さい、かつ、信頼性が高いものが求められる。
【０００３】
従来、ブラシは、ブラシ保持器（本願発明の「ガイド」に相当。以下「ガイド」と記す。）に挿入される。ガイドは、真鍮や樹脂材料などで箱型に形成される。ガイドは、一端に開口部を有する。ガイドは、側面に長孔を有する。開口部は、回転子に設けられた整流子と対向して設置される。ブラシは、ブラシバネとともにガイドへ挿入される。ブラシバネとともにブラシがガイドへ挿入されたものをブラシ部と称する。ブラシは、ブラシバネの弾性力により、開口部を経て整流子へ押し付けられる。
【０００４】
ブラシは、ピグテールを有する。ピグテールは、ガイドの側面に形成された長孔を介してガイド外部へ導き出される。整流子電動機の外部からピグテールを介して供給された電流は、ブラシを通して整流子へと導かれる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１−１０３１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されたガイドを用いた場合、次の課題があった。
【０００７】
すなわち、ブラシがガイドへ挿入される際、ブラシバネがガイドへ挿入されないことがあった。ブラシバネが挿入されることなく、ブラシ部が組立てられたとしても、ブラシは回転子に設けられた整流子へ押し付けられる。これは、ブラシが有するピグテールの弾性力により、ブラシが整流子へ押し付けられるためである。
【０００８】
整流子電動機が組立てられる現場において、ブラシバネが挿入されないブラシ部が用いられたとしても、このブラシ部が組み込まれた整流子電動機は、組立検査を合格することがある。これは、ブラシと整流子とが接するため、ブラシから整流子への通電に支障がないためである。
【０００９】
その後、組立現場から市場へ整流子電動機が出荷され、相応の期間、整流子電動機が使用される。整流子電動機が使用されると、ブラシは摩耗する。ブラシの摩耗が進んだときに、ピグテールの弾性力だけでは、ブラシを整流子へ押し付けることが困難となる。その結果、予め設定したブラシ寿命に達する前に、整流子電動機が動作しなくなる、という課題があった。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、整流子電動機を組立てる際、ガイドへブラシバネが挿入されていないことを検出する。よって、ブラシバネが挿入されていない整流子電動機が出荷されることを防止する。その結果、予め設定されたブラシ寿命に達するまで、整流子電動機を使用できる、というものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に関する整流子電動機は、回転子と、一対のガイドと、各ガイドの内部にブラシと弾性部材と、保持部とを有する。回転子は、回転軸と整流子とを有し、回転軸を回転中心として回動する。
【００１２】
ガイドは、一対の正負極を成す。ガイドは、整流子と相対する位置へ開口部を有する。ガイドは、回転軸と直交する回転子の半径方向に沿って回転子と対向して配設される。
【００１３】
ブラシは、正負極の各々のガイド内に配設される。ブラシは、ガイド内において、半径方向に沿って移動可能である。ブラシは、開口部を介して整流子と摺動面で接触摺動する。
【００１４】
弾性部材は、正負極の各々のガイド内に配設される。弾性部材は、ガイド内において、半径方向に沿ってブラシを整流子に対して押圧するように配設される。ガイドは、保持部に形成される。
【００１５】
また、ガイドは、通路と、確認孔と、を有する。通路は、その内部をブラシが半径方向に沿って移動する。確認孔は、弾性部材が配設される位置であって、通路の中心線に沿って位置する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の整流子電動機によれば、整流子電動機を組立てるにあたり、確認孔からブラシ内に挿入されるブラシバネの有無が確認できる。従って、ガイド内へブラシバネが挿入されていない整流子電動機が発生した場合、ブラシバネが不足していることを容易に検出できる。
【００１７】
その結果、ブラシバネが挿入されていない整流子電動機を市場へ出荷されることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１における整流子電動機の斜視組立図
【図２】本発明の実施の形態１における整流子電動機の保持部の説明図
【図３】本発明の実施の形態１におけるブラシの斜視図
【図４】本発明の実施の形態１におけるガイドの斜視組立図
【図５】本発明の実施の形態１におけるガイドの斜視概念図
【図６】本発明の実施の形態１における保持部の要部概念図
【図７】本発明の実施の形態１における保持部の要部断面図
【図８】本発明の実施の形態１における図６中のＡ−Ａ線断面図
【図９】本発明の実施の形態１における他の保持部の要部概念図
【図１０】本発明の実施の形態１における他の保持部の要部断面図
【図１１】本発明の実施の形態１における他のガイドの斜視説明図
【図１２】本発明の実施の形態１におけるさらに他のガイドの斜視説明図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態における整流子電動機について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における整流子電動機の斜視組立図である。図２は、本発明の実施の形態１における整流子電動機の保持部の説明図である。
【００２１】
図１、図２に示すように、整流子電動機１は、筐体２の内部に、回転子２０と、一対のガイド４０と、一対のブラシ４３と、一対の弾性部材であるブラシバネ４４とを有する。筐体２は、カバー３と保持部４とを有する。
【００２２】
図１を用いて、整流子電動機１について説明する。回転子２０は、回転軸２１と整流子２２とを有する。回転子２０は、回転軸２１に固定された電機子２３を有する。回転軸２１は、両端に軸受２４を有する。一方の軸受２４は、カバー３に保持される。他方の軸受２４は、保持部４に保持される。軸受２４は、回転軸２１を回転自在に保持する。回転子２０は、回転軸２１の軸心８０を回転中心として回動する。電機子２３は、鉄などで構成される。電機子２３は、周囲に巻線２５が巻き付けられる。巻線２５には、ガイド４０内に配設されたブラシから整流子２２を介して駆動電流が流される。
【００２３】
図２を用いて、保持部４について説明する。
【００２４】
保持部４には、一対のガイド４０が配設される。各ガイド４０内には、ブラシ４３とブラシバネ４４とが設けられる。図中、正極のガイド４０Ａは、ガイドベース４１Ａにガイドカバー４２Ａが施される。正極のガイド４０Ａは、ガイドカバー４２Ａの一部が切欠かれた状態で示される。負極のガイド４０Ｂは、ガイドベース４１Ｂにガイドカバー４２Ｂが施された状態で示される。詳細は後述する。また、説明の都合上、極性を問わない場合、ガイド４０、ブラシ４３、ブラシバネ４４と記すこともある。極性について触れる場合、正極に用いられるブラシ４３Ａ、負極に用いられるガイドカバー４２Ｂなどのように記すこともある。言うまでもないが、ブラシ４３等の極性は、下記説明に限定されるものではない。
【００２５】
ガイド４０は、一対の正負極を成す。正極のガイド４０Ａは、整流子２２と相対する位置へ開口部４５Ａを有する。ガイド４０Ａは、回転軸２１と直交する回転子２０の半径方向Ｒに沿って回転子２０と対向して配設される。
【００２６】
ブラシ４３は、正負極の各々のガイド４０内に配設される。ブラシ４３Ａは、ガイド４０Ａ内において、半径方向Ｒに沿って移動可能である。ブラシ４３Ａは、開口部４５Ａを介して整流子２２と接触摺動する。
【００２７】
弾性部材であるブラシバネ４４は、正負極の各々のガイド４０内に配設される。ブラシバネ４４Ａは、ガイド４０Ａ内において、半径方向Ｒに沿ってブラシ４３Ａを整流子２２に対して押圧するように配設される。弾性部材は、ブラシ４３Ａを押圧すれば、適度な弾性力を有するものであれば、他の部材でもよい。
【００２８】
ここで、正極に用いられるブラシ４３Ａとは、整流子電動機外から供給された駆動電流を整流子２２へ供給するものをいう。一方、負極に用いられるブラシとは、整流子２２を経た駆動電流が整流子電動機外へ戻る経路をいう。具体的には、整流子電動機外から端子４６Ａを介して駆動電流が供給される。供給された駆動電流は、ピグテール５４Ａを通ってブラシ４３Ａへ導かれる。ブラシバネ４４Ａにより、整流子２２へ押圧されたブラシ４３Ａを介して、駆動電流は整流子２２へ供給される。一方、整流子２２を経てガイド４０Ｂ内のブラシへ流されてきた駆動電流は、ピグテール５４Ｂを介して端子４６Ｂへ導かれる。駆動電流は、端子４６Ｂを経て、整流子電動機外へ設けられた電源へ戻る。
【００２９】
ガイド４０は、保持部４に形成される。
【００３０】
さらに、図３から図１０を用いて、詳細に説明する。
【００３１】
図３は、本発明の実施の形態１におけるブラシ４３の斜視図である。ブラシ４３は、直方体形状をなす。ブラシ４３は、摺動面５１で整流子と接する。ブラシ４３は、摺動面５１において、回転子が回動する方向５の両端に面取り５２が施される。ブラシ４３は、側面５０にピグテール５４を有する。ピグテール５４は、銅線を編む等して束ねたものであり、柔軟性を有する。ピグテール５４とは、ブラシ４３へ駆動電流を供給するリード線である。ピグテール５４は、側面５０に設けられた穴へ挿入され、その穴へ銅粉を詰める等して接続できる。ピグテール５４は、相応の長さを有する。この長さは、ブラシ４３がブラシバネの押圧によりガイドから押し出されても、ブラシ４３が継続して使用される程度の長さである。
【００３２】
図４は、本発明の実施の形態１におけるガイド４０の斜視組立図である。図５は、図４とは異なる角度から見たガイド４０の斜視概念図である。
【００３３】
図４、図５に示すように、ガイド４０は、ガイドベース４１とガイドカバー４２とを有する。ガイドベース４１は、保持部４とともに樹脂で一体成型される。ガイドベース４１は、一対の側面であるリブ７１と、底面７２と、を有する。一対のリブ７１と底面７２とで形成される空間は、通路４８を成す。ブラシ４３は、通路４８内を半径方向Ｒに沿って移動する。
【００３４】
ガイドカバー４２は、ガイドベース４１、特に通路４８を覆うように設けられる。ガイドカバー４２の一部が切欠かれることで、確認孔４９が、ガイドカバー４２に形成される。
【００３５】
図６は、本発明の実施の形態１における保持部の要部概念図である。図６は、特に、ガイド４０と整流子２２とが接している状態を示している。図７は、本発明の実施の形態１における保持部の要部断面図である。図７は、図６を中心線５５で切断した縦断面を示している。図８は、本発明の実施の形態１における図６中のＡ−Ａ線断面図である。図９は、本発明の実施の形態１における他の保持部の要部概念図である。図１０は、本発明の実施の形態１における他の保持部の要部断面図である。図９、図１０は、各々、図６、図７からの状態変化を示している。具体的には、ブラシ４３が、整流子２２との摩耗により短くなった結果、ブラシバネ４４が伸びた状態を示している。
【００３６】
図５、図６に示すように、ガイド４０内に、ブラシ４３とブラシバネ４４とが挿入される。このとき、ガイドカバー４２において、確認孔４９は、ブラシバネ４４が配設される場所に位置する。確認孔４９は、通路４８の中心線５５上ではなく、通路４８の中心線５５に沿って位置する。
【００３７】
本実施の形態１における弾性部材であるブラシバネ４４は、螺旋状のバネで構成される。図６、図７に示すように、ブラシバネ４４は、一端をブラシ４３の背面５３へ当接され、他端をガイド４０の背面４７へ当接される。ブラシバネ４４は、ガイド４０内において、開口部４５を介してブラシ４３を整流子２２へ押圧するよう配設される。
【００３８】
上記した構成要素を有する本実施の形態１における整流子電動機において、ガイドやブラシ、ブラシバネ等の作用について説明する。
【００３９】
図６乃至図８には、ブラシバネ４４が縮んだ状態が示される。図９、図１０には、ブラシバネ４４が伸びた状態が示される。
【００４０】
図６乃至図８に示すように、整流子電動機を組立てる際、ガイド４０内において、ブラシ４３は、ブラシバネ４４により整流子２２方向へ押圧される。ブラシバネ４４は弾性力を有する。この弾性力によってブラシバネ４４が撓む。このとき、ブラシバネ４４とガイド４０とは、接触部５６にて接する。本発明において、接触部５６とは、整流子電動機を組立てる際、ガイド４０内に挿入されたブラシバネ４４が、その弾性力により、ガイド４０内で撓んだ結果、ブラシバネ４４とガイド４０とが接する部分をいう。
【００４１】
図２、図６に示すように、ガイドカバー４２は、ブラシバネ４４が配設される位置に確認孔４９を有する。確認孔４９は、通路４８の中心線５５上ではなく、通路４８の中心線５５に沿って位置する。換言すれば、確認孔４９は、半径方向Ｒに沿ってガイド４０とブラシバネ４４とが接する接触部５６に隣接して位置する。また、確認孔４９は、ガイドカバー４２の開口部４５の反対側に位置する。
【００４２】
この整流子電動機は、回転子を回動させるために、整流子２２とブラシ４３とが接触して擦れ合う。その結果、ブラシ４３は、整流子２２との接触により摩耗する。図９、図１０に示すように、ブラシ４３が摩耗して短くなると、ブラシバネ４４は伸びる。ブラシバネ４４は、ブラシ４３を所定の押圧にて整流子２２へ押し続ける。
【００４３】
本構成とすれば、整流子電動機を組立てるにあたり、確認孔４９からブラシバネ４４の存在を確認できる。よって、ガイド４０内へブラシバネ４４が挿入されたことを容易に検出できる。
【００４４】
しかも、この確認孔４９が、通路４８の中心線５５上には位置しないため、ブラシバネ４４がガイド４０内を伸び縮みする際、ブラシバネ４４が確認孔４９へ引っ掛かるなどの不具合を生じることはない。
【００４５】
その結果、ガイド４０内にブラシバネ４４が挿入されることなく、整流子電動機が出荷されることを防止できる。よって、予め設定されたブラシ寿命に達するまで、整流子電動機は使用される。
【００４６】
特に、確認孔４９を、ガイドカバー４２の開口部４５の反対側へ設ければ、開口部４５から通路４８を介して確認孔４９へと通じる空気の流れが形成される。よって、整流子電動機が回動する際、ブラシ４３と整流子２２との摩擦で生じた熱を、この空気の流れを介して確認孔４９から放出できる。よって、放熱性にも優れた整流子電動機が提供される。
【００４７】
なお、図４、図５に示すように、確認孔４９は、ガイドカバー４２の開口部４５の反対側で、半径方向Ｒに沿ってガイドカバー４２の天面５７を成す辺の一部を切欠いて形成してもよい。ガイドカバー４２は、天面５７の一部から側面５８の一部を切欠いた形状となる。
【００４８】
本構成とすれば、ガイドカバー４２は、赤外線などの光学計測器を用いて、ブラシバネ４４の有無を検出する場合、確認孔４９の周囲を囲っていないため、ガイドカバー４２からの反射光を抑制することができる。よって、ブラシバネ４４の有無の検出精度が、高くなる。
【００４９】
その他の実施の形態について、図１１、図１２を用いて説明する。
【００５０】
図１１は、本発明の実施の形態１における他のガイドの斜視説明図を示す。図１２は、本発明の実施の形態１におけるさらに他のガイドの斜視説明図を示す。
【００５１】
まず、他の実施の形態として、図１１に示すように、確認孔４９Ａは、ガイドカバー４２の開口部４５の反対側で、通路４８の中心線５５上に沿って位置する貫通孔で形成してもよい。
【００５２】
本構成とすれば、次の一例を用いることで、ガイドカバー４２を作成する際、確認孔４９Ａを効率的に形成できる。例えば、ガイドカバー４２を形成する金型が、確認孔４９Ａを成型する形状を有する。あるいは、金属板等を打抜いてガイドカバー４２を形成する場合、確認孔４９Ａも併せて打抜く。これらの例を用いれば、確認孔４９Ａを形成するために、特別の工程を設ける必要はない。よって、ガイドカバー４２へ、効率的に確認孔４９Ａが形成される。
【００５３】
さらに、他の実施の形態として、図１２に示すように、確認孔４９Ｂは、箱型形状をなすガイド４０Ｃへ形成されてもよい。ガイド４０Ｃは、上述したガイドカバーとガイドベースとが一体となって形成される。ガイド４０Ｃは、保持部に保持される。
【００５４】
本発明における保持部は、前述した実施の形態に示すように、ガイドと一体形成としてもよい。あるいは、後述した実施の形態に示すように、保持部は、ガイドを保持する形態であってもよい。
【００５５】
このとき、確認孔４９Ｂは、ガイド４０Ｃの天面５７Ａであって、開口部４５の反対側で、通路４８の中心線５５上に沿って位置する。
【００５６】
本構成であっても、上記実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明における整流子電動機は、ブラシと共に弾性部材をガイド内へ含む整流子電動機に有用である。
【符号の説明】
【００５８】
１    整流子電動機
４    保持部
２０    回転子
２１    回転軸
２２    整流子
４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ    ガイド
４１，４１Ａ，４１Ｂ    ガイドベース
４２，４２Ａ，４２Ｂ    ガイドカバー
４３，４３Ａ    ブラシ
４４，４４Ａ    ブラシバネ（弾性部材）
４５，４５Ａ    開口部
４８    通路
４９，４９Ａ，４９Ｂ    確認孔
５１    摺動面
５５    中心線
５６    接触部
Ｒ    半径方向
【図１】
2014099951.tif 000003
【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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【図９】
2014099951.tif 000011
【図１０】
2014099951.tif 000012
【図１１】
2014099951.tif 000013
【図１２】
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