(57)【要約】【課題】耐久性や信頼性の高い電動送風機を提供する。【解決手段】シャフト（図示せず）に整流子（図示せず）を挿入し電機子巻線（図示せず）を施したロータ（図示せず）と、前記整流子に（図示せず）電力を供給する略直方体のカーボンブラシ１３とをブラケット（図示せず）に内包してなる電動機（図示せず）と、シャフトに取り付けられ電動機内部に冷却風を供給するインペラ（図示せず）とを具備し、カーボンブラシ１３には、整流子との当接面からカーボンブラシ１３の終端に向かってスリット４０が設けられるとともに、整流子と当接する面以外の面に鍍金が施され、前記カーボンブラシ１３の終端に埋め込まれ、電力を供給するひも状の導体２８は、カーボンブラシ１３の終端面からスリット４０の底面にまで到達しているもので、スリット４０と、鍍金面積増加分で、温度上昇が抑えられ、電動送風機の耐久性や信頼性が向上する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトに電機子コアと整流子と軸受とを挿入し、電機子巻線を施してなるロータと、その外側に配置され、界磁コアに界磁巻線を施したステータと、前記整流子に電力を供給する略直方体のカーボンブラシとをブラケットに内包してなる電動機と、前記シャフトに取り付けられ前記電動機内部に冷却風を供給するインペラとを具備した電動送風機において、前記カーボンブラシには、前記整流子との当接面から前記カーボンブラシの終端に向かって空間が設けられるとともに、前記整流子と当接する面以外の面に鍍金が施され、前記カーボンブラシの終端に電力を供給するひも状の導体が埋め込まれ、前記導体は、前記カーボンブラシの終端面から、前記空間の底面にまで到達していることを特徴とする電動送風機。
【請求項２】
空間を、シャフトと平行または、垂直以外の角度をもったスリットで形成した請求項１に記載の電動送風機。
【請求項３】
スリットによって略コの字型に２分されたカーボンブラシの回転方向進行側のブロックにのみ鍍金を施した請求項２に記載の電動送風機。
【請求項４】
空間を、断面略丸形状の孔で形成した請求項１に記載の電動送風機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動送風機を備えた電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気掃除機等に使用される電動送風機及び電気掃除機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気掃除機用の電動送風機として、図５、図６に示されるようなものがあった（例えば、特許文献１参照）。図５は、上記特許文献１に記載された従来の電動送風機の片側断面図、図６は、同電動送風機のカーボンブラシ周辺の構造図である。
【０００３】
図５において、従来の電動送風機１は、界磁コア３に界磁巻線（図示せず）を施してなるステータ２と、シャフト６に通された電機子コア７に電機子巻線８を施し、整流子９を同軸上に配置してシャフト６の両端に設けられた軸受１０によって回転自在に固定されたロータ５を備えている。ステータ２及びロータ５はブラケット１２に固定され、前記ブラケット１２に一対のカーボンブラシ１３をブラシホルダー１４を介して挿入することで電動機１５を形成している。
【０００４】
ブラケット１２には、排気口１９が設けられている。また、シャフト６にはインペラ１６が備えられ、吸気口２４を有するファンケース１８がこれらを覆うように取り付けられて電動送風機１となる。また、整流子９は、複数の整流子片２０からなり、フェノール等の樹脂モールド材２１で固定されている。整流子片２０のロータ５側には、電機子巻線８を接続する接続部２５が配されている。
【０００５】
次にカーボンブラシ１３の周辺構造について、図６を用いて説明する。
【０００６】
ブラシホルダー１４を固定すると共に熱硬化性樹脂からなる保持器２６は、ブラケット１２に対してビス止めされる。トッププレート２７は、ピッグテールと呼ばれるひも状の導体２８を介して、カーボンブラシ１３と接続されている。トッププレート２７とカーボンブラシ１３の間にはコイルバネ２９が配され、カーボンブラシ１３を整流子９側に付勢するようになっている。
【０００７】
カーボンブラシ１３より電気抵抗が小さい銅粉末等の材質で形成された電気導体３０は、カーボンブラシ１３の中心部に埋め込まれ、導体２８が同部に埋め込まれている。
【０００８】
以上のように構成された従来の電動送風機１の動作を説明すると、電力が供給されると界磁巻線（図示せず）を伝導した電流が、トッププレート２７を通り、導体２８を経由して、電気導体３０に到達する。電気導体３０は、カーボンブラシ１３よりも電気抵抗が小さいので、電流の大半は、電気導体３０を流れ、カーボンブラシ１３の先端に達し、整流子９に伝わり、界磁コア３で発生した磁束と電機子巻線８を通る電流との間で力が発生し、ロータ５が回転する。次にロータ５が回転することにより、ロータ５のシャフト６に固定されたインペラ１６が回転し、インペラ１６内の空気を増速し、増速された空気は、電動機１５へと導かれる。
【０００９】
電動機１５内部へと導かれた気流は、その後、ロータ５、ステータ２、カーボンブラシ１３を冷却しながら、ブラケット１２の排気口１９より排出される。よって、カーボンブラシ１３内部での抵抗損失が少なく、電動送風機１の効率を向上できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平５−２３４６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたような従来の電動送風機１のカーボンブラシ１３では、カーボンブラシ１３に孔を設けて、その中に電気導体３０が埋め込まれているので、カーボンブラシ１３の中心部に電流が集中し、カーボンブラシ１３の温度上昇が高くなる。また、生産工程が複雑になり、コストもかかる。
【００１２】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、より簡単な方法で、カーボンブラシ１３の温度上昇を抑え、さらには、スパークの抑制を図り、耐久性や信頼性が向上した電動送風機および電気掃除機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】
【００１３】
上記従来の課題を解決するために本発明の電動送風機は、シャフトに電機子コアと整流子と軸受とを挿入し、電機子巻線を施してなるロータと、その外側に配置され、界磁コアに界磁巻線を施したステータと、前記整流子に電力を供給する略直方体のカーボンブラシとをブラケットに内包してなる電動機と、前記シャフトに取り付けられ前記電動機内部に冷却風を供給するインペラとを具備した電動送風機において、前記カーボンブラシには、前記整流子との当接面から前記カーボンブラシの終端に向かって空間が設けられるとともに、前記整流子と当接する面以外の面に鍍金が施され、前記カーボンブラシの終端に電力を供給するひも状の導体が埋め込まれ、前記導体は、前記カーボンブラシの終端面から、前記空間の底面にまで到達しているもので、カーボンブラシに設けられた空間と、鍍金面積増加分で、温度上昇が抑えられ、電動送風機の耐久性や信頼性向上に貢献するものである。
【００１４】
また、本発明の電気掃除機は、第１〜４のいずれか１項に記載の電動送風機を備えたもので、高い耐久性と信頼性を備えた電気掃除機を提供できるものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の電動送風機は、カーボンブラシでの温度上昇の低減およびスパークの抑制が図れることから、耐久性や信頼性の高い電動送風機を実現するもので、その電動送風機を電気掃除機に搭載することで、同様に耐久性や信頼性の高い電気掃除機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１における電動送風機の片側断面図
【図２】（ａ）同電動送風機のカーボンブラシ周辺の部分断面図、（ｂ）図２（ａ）のＡ−Ａ断面図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態２における電動送風機のカーボンブラシ周辺の部分断面図、（ｂ）図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態３における電動送風機のカーボンブラシ周辺の部分断面図、（ｂ）図４（ａ）のＣ−Ｃ断面図
【図５】従来の電動送風機の片側断面図
【図６】同電動送風機のカーボンブラシ周辺の構造図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
第１の発明は、シャフトに電機子コアと整流子と軸受とを挿入し、電機子巻線を施してなるロータと、その外側に配置され、界磁コアに界磁巻線を施したステータと、前記整流子に電力を供給する略直方体のカーボンブラシとをブラケットに内包してなる電動機と、前記シャフトに取り付けられ前記電動機内部に冷却風を供給するインペラとを具備した電
動送風機において、前記カーボンブラシには、前記整流子との当接面から前記カーボンブラシの終端に向かって空間が設けられるとともに、前記整流子と当接する面以外の面に鍍金が施され、前記カーボンブラシの終端に電力を供給するひも状の導体が埋め込まれ、前記導体は、前記カーボンブラシの終端面から、前記空間の底面にまで到達しているもので、カーボンブラシに設けられた空間と、鍍金面積増加分で、温度上昇が抑えられ、電動送風機の耐久性や信頼性向上に貢献するものである。
【００１８】
第２の発明は、特に、第１の発明の空間を、シャフトと平行または、垂直以外の角度をもったスリットで形成したもので、そのスリットと、鍍金面積増加分で、温度上昇が抑えられ、電動送風機の耐久性や信頼性向上に貢献するものである。
【００１９】
第３の発明は、特に、第２の発明のスリットによって略コの字型に２分されたカーボンブラシの回転方向進行側のブロックにのみ鍍金を施したもので、スリットと、鍍金面積増加分で温度上昇が抑えられるとともに、スパークの抑制にもつながり、電動送風機の耐久性や信頼性向上に貢献するものである。
【００２０】
第４の発明は、特に、第１の発明の空間を、断面略丸形状の孔で形成したもので、孔と、鍍金面積増加分で、温度上昇が抑えられ、電動送風機の耐久性や信頼性向上に貢献するものである。
【００２１】
第５の発明に係る電気掃除機は、第１〜４のいずれか１項に記載の電動送風機を備えたもので、高い耐久性と信頼性を備えた電気掃除機を提供できるものである。
【００２２】
以下、本発明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、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電動送風機の片側断面図、図２（ａ）は、同電動送風機のカーボンブラシ周辺の部分断面図（図１のＡ矢視図）、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。なお上記従来の電動送風機と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００２４】
ブラシホルダー１４を固定する熱硬化性樹脂からなる保持器２６は、ブラケット１２に対してビス止めされる。
【００２５】
トッププレート２７は、ピッグテールと呼ばれるひも状の導体２８を介して、カーボンブラシ１３と接続されている。コイルバネ２９は、トッププレート２７とカーボンブラシ１３の間に配され、カーボンブラシ１３を整流子９の方向へ付勢している。
【００２６】
カーボンブラシ１３には、整流子９との当接面からカーボンブラシ１３の終端に向かって、かつ電動送風機１のシャフト６と平行に空間を形成するスリット４０が設けられている。このスリット４０は、シャフト６と角度を持たせて設置してもよい。また、カーボンブラシ１３には、整流子９と接触する凹状の面を除く全ての面に銅鍍金が施されている。導体２８は、カーボンブラシ１３の終端から埋め込まれ、スリット４０の底面にまで到達している。
【００２７】
以上のように構成された本実施の形態における電動送風機１の動作、作用は以下の通りである。
【００２８】
電力が供給されると界磁巻線を伝導した電流が、トッププレート２７を通り、導体２８
を経由して、カーボンブラシ１３から整流子９に伝わり、界磁コア３で発生した磁束と電機子巻線８を通る電流との間で力が発生し、ロータ５が回転する。次にロータ５が回転することにより、ロータ５のシャフト６に固定されたインペラ１６が回転し、インペラ１６内の空気を増速し、増速された空気は、電動機１５へと導かれる。電動機１５内部へと導かれた気流は、その後、ロータ５、ステータ２、カーボンブラシ１３を冷却しながら、ブラケット１２の排気口１９より排出される。
【００２９】
このとき、導体２８から流入した電流は、カーボンブラシ１３の表面および、スリット４０の内面に到達する。カーボンブラシ１３の表面には、銅鍍金が施されているので、電流は、より電気抵抗が小さい鍍金部を集中して流れる。これはスリット４０内部の鍍金面も同様である。また、スリット４０が存在することにより、銅鍍金の面積が大きくなり、電流密度が小さくなり、電流による抵抗発熱が抑えられる。さらに、スリット４０によって、カーボンブラシ１３の内部の熱が逃げやすく、放熱性が増し、カーボンブラシ１３の温度は下がる。
【００３０】
このように本実施の形態における電動送風機１によれば、カーボンブラシ１３内部での抵抗損失が少なく、電動送風機１の効率を向上できるとともに、カーボンブラシ１３での温度上昇低減が図れるので、耐久性と信頼性の高い電動送風機１を提供できるものである。
【００３１】
（実施の形態２）
図３（ａ）は、本発明の実施の形態２における電動送風機のカーボンブラシ周辺の部分断面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。なお、上記実施の形態１における電動送風機と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３２】
図３において、本実施の形態における電動送風機１においては、ブラシホルダー１４を固定するとともに熱硬化性樹脂からなる保持器２６はブラケット１２にビス止めされる。トッププレート２７は、ピッグテールと呼ばれるひも状の導体２８を介して、カーボンブラシ１３と接続されている。トッププレート２７とカーボンブラシ１３の間にコイルバネ２９が配され、カーボンブラシ１３を整流子９の方向へ付勢している。
【００３３】
カーボンブラシ１３には、整流子９との当接面からカーボンブラシ１３の終端に向かって、かつ電動送風機１のシャフト６と平行に空間を形成するスリット４０が設けられている。このスリット４０は、シャフト６と角度を持たせて設置してもよい。
【００３４】
特に本実施の形態における電動送風機１のカーボンブラシ１３は、スリット４０で区切られた２つの部分のうち、整流子９の回転方向進行側（網掛け部）のみに銅鍍金が施されている。導体２８は、カーボンブラシ１３の終端から埋め込まれ、カーボンブラシ１３の外側の鍍金部およびスリット４０の底面の鍍金部に触れている。
【００３５】
以上のように構成された本実施の形態における電動送風機１の動作、作用は以下の通りである。
【００３６】
電力が供給されると界磁巻線を伝導した電流が、トッププレート２７を通り、導体２８を経由して、カーボンブラシ１３の表面および、スリット４０の内面に到達する。カーボンブラシ１３の表面には、銅鍍金が施されているので、電流は、より電気抵抗が小さい鍍金部を集中して流れる。これはスリット４０内部の鍍金面も同様である。また、スリット４０によって、カーボンブラシ１３の内部の熱が逃げやすく、放熱性が増し、カーボンブラシ１３の温度は下がる。
【００３７】
さらに、スリット４０を境にして、回転進行側のカーボンブラシ１３片には鍍金が施され、回転下流側のカーボンブラシ片には、鍍金が施されていないので、電流の大半は電気抵抗が小さい鍍金されている側のブラシ片を流れる。そのため、整流子９と回転下流側のカーボンブラシ１３片の間で生じる短絡電流が切り離されたときに発生するスパークは、短絡電流が少ないために小さくなる。
【００３８】
このように本実施の形態における電動送風機１によれば、カーボンブラシ１３内部での抵抗損失が少なく、電動送風機１の効率を向上できるとともに、カーボンブラシ１３での温度上昇低減が図れる。さらには、スパークも抑制できるので、耐久性と信頼性の高い電動送風機１を提供できるものである。
【００３９】
（実施の形態３）
図４（ａ）は、本発明の実施の形態３における電動送風機のカーボンブラシ周辺の部分断面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。なお、上記実施の形態における電動送風機と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００４０】
図４において、本実施の形態における電動送風機１では、ブラシホルダー１４を固定する熱硬化性樹脂からなる保持器２６がブラケット１２に対してビス止めされる。
【００４１】
トッププレート２７は、ピッグテールと呼ばれるひも状の導体２８を介して、カーボンブラシ１３と接続されている。トッププレート２７とカーボンブラシ１３の間にコイルバネ２９が配され、カーボンブラシ１３を整流子９の方向へ付勢している。
【００４２】
特に、本実施の形態では、カーボンブラシ１３に、整流子９との当接面からカーボンブラシ１３の終端に向かって、空間を形成する断面略丸形状の丸孔４１が設けられている。導体２８は、カーボンブラシ１３の終端から埋め込まれ、カーボンブラシ１３の外側の鍍金部および、丸孔４１の底面の鍍金部に触れている。
【００４３】
以上のように構成された本実施の形態における電動送風機１の動作、作用は以下の通りである。
【００４４】
電力が供給されると界磁巻線を伝導した電流が、トッププレート２７を通り、導体２８を経由して、カーボンブラシ１３の表面および、丸孔４１の内面に到達する。カーボンブラシ１３の表面には、銅鍍金が施されているので、電流は、より電気抵抗が小さい鍍金部を集中して流れる。これは丸孔４１内部の鍍金面も同様である。また、丸孔４１によって、カーボンブラシ１３の内部の熱が逃げやすく、放熱性が増し、カーボンブラシ１３の温度は下がる。さらに上記実施の形態におけるスリット４０よりもカーボンブラシ１３の強度が向上する。
【００４５】
このように本実施の形態における電動送風機１によれば、カーボンブラシ１３の強度を維持しつつ、カーボンブラシ１３の内部での抵抗損失が少なく、電動送風機１の効率を向上できるとともに、カーボンブラシ１３での温度上昇低減が図れるので、耐久性と信頼性の高い電動送風機１を提供できるものである。
【００４６】
また、上記実施の形態１〜３に記載されたいずれかの電動送風機１を電気掃除機に搭載すれば、耐久性と信頼性の高い電気掃除機を提供できることは、言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上のように、本発明にかかる電動送風機は、耐久性、信頼性の向上、さらには安全性の向上が図れるので、電気掃除機に限らず、電動送風機を用いる各種家庭用電化機器、産
業機器等の用途にも幅広く適用できる。
【符号の説明】
【００４８】
１  電動送風機
２  ステータ
３  界磁コア
５  ロータ
６  シャフト
７  電機子コア
８  電機子巻線
９  整流子
１０  軸受
１２  ブラケット
１３  カーボンブラシ
１４  ブラシホルダー
１５  電動機
１６  インペラ
１８  ファンケース
１９  排気口
２０  整流子片
２１  樹脂モールド材
２４  吸気口
２５  接続部
２６  保持器
２７  トッププレート
２８  導体
２９  コイルバネ
３０  電気導体
４０  スリット（空間）
４１  丸孔（空間）
【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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