(57)【要約】【課題】整流子片の外周部に樹脂成型体で一体的に保持する新規な構造を具備させることによって、新たな抗遠心力構造を具備する樹脂成型体を含む整流子を得ることを目的とするものである。【解決手段】整流子２１０は、整流子片２３０と、樹脂成型体２４０と、を備える。整流子２１０は、軸心に沿って延伸する、複数の整流子片２３０が、軸心２２０を囲う周方向に亘って、所定の間隔を空けて位置し、そのそれぞれが樹脂成型体２４０によって保持されている。樹脂成型体２４０は、絶縁性の樹脂で構成される。例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を採用する。また、整流子２１０は、隣接する複数の整流子片２３０間のそれぞれに、スリット部２５０が位置する。【選択図】図５
2018074764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
界磁部と、非摺動面に複数の立片部を有する複数の整流子片と、前記複数の整流子片各々の前記非摺動面及び前記複数の立片部と密着する樹脂成型体とを含む整流子と、
前記整流子を軸止する回転軸と、
前記回転軸に軸止される電機子コアと、
前記電機子コアに絶縁電線の巻装体群からなる電機子巻線を含む電機子と、
前記巻装体群の各巻装体の巻始め部分の配線である巻き始め側渡り線と、
前記巻装体群の各巻装体の巻き終わり部分の配線である巻き終わり側渡り線と、
前記回転軸の長手方向であり且つ前記電機子コアから前記回転軸の長手方向に沿って離間して位置する前記整流子の前記整流子片と電気的に接続される前記巻き始め側渡り線及び前記巻き終わり側渡り線とを含む電機子構成体と、
前記整流子と接触摺動するブラシと、を含む整流子電動機要素であり、
前記複数の立片部の各々は互いに平行な列状の配置の立片部群を構成し且つ前記立片部群の列の方向と前記回転軸の長手方向とが同方向であり、
更に、
前記複数の立片部各々の基部と前記複数の立片部の各々の先端部との間に位置する中間部には、前記複数の立片部の各々の基部の位置及び前記複数の立片部の各々の先端部の位置よりも前記回転軸の回転方向に対して後進方向側に突出する構成を含む整流子電動機要素。
【請求項２】
請求項１記載の整流子電動機要素において、
前記複数の立片部の各々の基部と前記複数の立片部の各々の先端部との間に位置する中間部には、前記複数の立片部の各々の基部の位置及び前記複数の立片部の各々の先端部の位置よりも前記回転軸の回転方向に対して後進方向側に突出する構成に換えて、
前記複数の立片部の各々の基部と前記複数の立片部の各々の先端部との間に位置する中間部には、前記複数の立片部の各々の基部の位置及び前記複数の立片部の各々の先端部の位置よりも前記回転軸の回転方向と同方向の側に突出する構成を含む整流子電動機要素。
【請求項３】
請求項１記載の整流子電動機要素において、前記回転軸の長手方向に対して垂直な面における前記複数の立片部の各々の断面形状が円弧状又は屈曲形状である構成を含む整流子電動機要素。
【請求項４】
請求項１記載の整流子電動機要素において、前記回転軸の長手方向に対して垂直な面における前記複数の立片部の各々の断面形状が波状である構成を含む整流子電動機要素。
【請求項５】
請求項１記載の整流子電動機要素において、前記回転軸の長手方向に対して垂直な面における前記複数の立片部の各々の断面形状が波状であり且つ前記波状の波頂部の形状には曲線形状を少なくとも含む整流子電動機要素。
【請求項６】
請求項１記載の整流子電動機要素において、前記回転軸の長手方向に対して垂直な面における前記複数の立片部の各々の断面形状が波状であり且つ前記波状の波頂部の形状には屈曲形状を少なくとも含む整流子電動機要素。
【請求項７】
請求項１記載の整流子電動機要素において、前記複数の立片部の各々は互いに平行な列状の配置の立片部群を構成し且つ前記立片部群の列の方向と前記回転軸の長手方向とが同方向である構成を含み、更に前記立片部群を複数有し、前記立片部群各々は、互いに前記回転軸の長手方向において離間する構成を含む整流子電動機要素。
【請求項８】
請求項１記載の整流子電動機要素において、前記複数の立片部の各々の基部の厚み寸法よ
りも前記複数の立片部の各々の先端部の厚み寸法の方が大きい構成を含む整流子電動機要素。
【請求項９】
請求項１記載の整流子電動機要素において、前記複数の立片部の各々の基部の厚み寸法よりも前記複数の立片部の各々の先端部の厚み寸法の方が小さい構成を含む整流子電動機要素。
【請求項１０】
請求項１記載の整流子電動機要素において、前記複数の立片部の各々の基部の厚み寸法と、前記複数の立片部の各々の先端部の厚み寸法とは、互いに略等しい寸法である構成を含む整流子電動機要素。
【請求項１１】
請求項１記載の整流子電動機要素を含む整流子電動機において、界磁部には、界磁コアと、前記界磁コアに絶縁電線を巻装してなる一対の界磁巻線とを含む整流子電動機。
【請求項１２】
請求項１記載の整流子電動機要素を含む整流子電動機において、界磁部には永久磁石を含む整流子電動機。
【請求項１３】
請求項１記載の整流子電動機要素を含む電動送風機。
【請求項１４】
請求項１記載の整流子電動機要素を含む掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家庭用掃除機に搭載される電動送風機に含む整流子電動機要素や電装分野に用いられる整流子電動機に含む整流子電動機要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭用掃除機等に用いる整流子電動機要素の回転数は、約４万ｒｐｍ〜約５万ｒｐｍであり、電動機分野においては、最も高速回転駆動が為される分野の一つである。そして、この高速回転駆動に起因して、当該整流子電動機要素における整流子の課題は、従来から多々提起されている。
【０００３】
それら課題のうち、代表的なものは、高速回転による遠心力によって整流子の整流子片が剥離することへの対策技術である。
【０００４】
そして、特許文献１に記される技術は、高速回転に耐え得る整流子の構造に関する。なお、この特許文献１に記される技術による整流子は、１９９０年頃から現在に至るまで、大量に生産され、性能や、信頼性に過不足は無く、高い評価を得て、産業的価値の大いなるものである。
【０００５】
しかし、特許文献１に記される技術による整流子は、整流子の各整流子片間に円筒状のセラミック材による円柱体を埋設して、各円柱体の円筒面の相互作用によって逆アーチ作用を生み出して遠心力に抗する効果を活用するもので、その構造は複雑であった。
【０００６】
図１０は、特許文献１に記される技術による整流子を簡便に説明する模式図である。図に示すように、整流子４５において、整流子片４５ａは樹脂成型体５０で保持固定される。また、電機子巻線において、その巻き始め部分と巻き終わり部分とが渡り線となり、この渡り線の途中部分が巻線締結部（フック部）４５ｂと電気的に接続され、接続点４８を構成する。πの字状外形の整流子片の埋設部４９は整流子片の離脱を抑制する構造体であり、整流子電動機の高速回転に抗し得る構造である。また、整流子とそれに通電するブラシ間で発生するスパーク熱によって樹脂成型体５０が劣化しても、整流子片が剥離することは抑制され、整流子電動機の高速回転化と長寿命化とに対応する構造体でもある。そして、隣り合う整流子片４５ａに狭持される様態にて、セラミック材による円柱体５３を配置する。このセラミック材による円柱体５３の円筒面の相互作用によって逆アーチ作用を生み出して遠心力に抗する効果を更に高めている。しかし、従来例の整流子４５の構造は複雑な点が難点であり、その構造の簡便化、合理化を希求された。
【０００７】
一方、簡便な構造の整流子は、特許文献２等に記されるものが広く知られている。この特許文献２等に記される整流子は、各整流子片の内面にモールド材との結合保持力を向上するためのローレット加工による粗面を形成し、整流子片の剥離を抑制する構造であり、簡便な構造を特徴とするものである。しかし、遠心力に関しては、特許文献２に記載の整流子は、簡便な構造であるため、特許文献２等に記されるような堅牢な構造の整流子の、回転数が約４万ｒｐｍ〜約５万ｒｐｍに達する家庭用掃除機等の高速回転動作には適さない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特公平５−３８５４４号公報
【特許文献２】特開平８−３０８１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、例えば、特許文献１に記される整流子の構成において、セラミック材による円柱体を除くことで、簡便な構造を得られる。しかし、セラミック材による円柱体を除くことによって、セラミック材による円柱体の配置によって得られていた逆アーチ作用による抗遠心力構造は、損なわれるため、何らかの新たな抗遠心力構造を要する。
【００１０】
新たな抗遠心力構造としては、特許文献２等に記されている、整流子片の表面をローレット加工によるアヤ目と呼称されるローレットを設けて粗面化することで、整流子の構成材料の樹脂部との密着度を高める構成が容易に想起される。しかし、アヤ目と呼称されるローレットの凸凹形状のピッチは、最小でも約０．６ｍｍ程であり、細密さに限界がある。その為、整流子の構成材料の樹脂部と整流子片との密着度も限界があり、特許文献２等に記されるローレット加工による粗面化の構成は、特許文献１に記される整流子の構成に対して換わり得る抗遠心力構造では無い。
【００１１】
また、特許文献１等に記される整流子片は、楔形状の立体物であり、ローレット加工に好適な平板状の金属板ではないことから、ローレット加工を施すこと自体が課題となる。
【００１２】
以上の課題等に鑑み、本発明は、生産性に富み且つ整流子片の非摺動面に、新規な係合部を具備させることによって、新たな抗遠心力構造を具備する整流子電動機要素を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述の課題を解決するために、本件出願の発明者らは、試行錯誤を重ね且つ鋭意検討を行った。そして、整流子の樹脂成型体と整流子片の非摺動面に設ける複数の立片部（フィン）とによる構成が好適であることを見出した。その詳細を下記に述べる。
【００１４】
課題を解決するための第１の発明は、界磁部と、非摺動面に複数の立片部（フィン）を有する複数の整流子片と、前記複数の整流子片各々の前記非摺動面及び前記複数の立片部（フィン）と密着する樹脂成型体とを含む整流子と、
前記整流子を軸止する回転軸と、
前記回転軸に軸止される電機子コアと、
前記電機子コアに絶縁電線の巻装体群からなる電機子巻線を含む電機子と、
前記巻装体群の各巻装体の巻始め部分の配線である巻き始め側渡り線と、
前記巻装体群の各巻装体の巻き終わり部分の配線である巻き終わり側渡り線と、
前記回転軸の長手方向であり且つ前記電機子コアから前記回転軸の長手方向に沿って離間して位置する前記整流子の記整流子片と電気的に接続される前記巻き始め側渡り線及び前記巻き終わり側渡り線とを含む電機子構成体と、
前記整流子と接触摺動するブラシと、を含む整流子電動機要素であり、
前記複数の立片部（フィン）各々は互いに平行な列状の配置の立片部（フィン）群を構成し且つ前記立片部（フィン）群の列の方向と前記回転軸の長手方向とが同方向であり、
更に、
前記複数の立片部（フィン）各々の基部と前記複数の立片部（フィン）各々の先端部との間に位置する中間部には、前記複数の立片部（フィン）各々の基部の位置及び前記複数の立片部（フィン）各々の先端部の位置よりも前記回転軸の回転方向に対して後進方向側に突出する構成を含む整流子電動機要素である。
【００１５】
また、第２の発明は、第１の発明の整流子電動機要素において、
前記複数の立片部（フィン）各々の基部と前記複数の立片部（フィン）各々の先端部との
間に位置する中間部には、前記複数の立片部（フィン）各々の基部の位置及び前記複数の立片部（フィン）各々の先端部の位置よりも前記回転軸の回転方向に対して後進方向側に突出する構成に換えて、
前記複数の立片部（フィン）各々の基部と前記複数の立片部（フィン）各々の先端部との間に位置する中間部には、前記複数の立片部（フィン）各々の基部の位置及び前記複数の立片部（フィン）各々の先端部の位置よりも前記回転軸の回転方向と同方向の側に突出する構成を含む整流子電動機要素である。
【００１６】
また、第３の発明は、第１の発明の整流子電動機要素において、前記回転軸の長手方向に対して垂直な面における前記複数の立片部（フィン）各々の断面形状が円弧状又は屈曲形状である構成を含む整流子電動機要素である。
【００１７】
また、第４の発明は、第１の発明の整流子電動機要素において、前記回転軸の長手方向に対して垂直な面における前記複数の立片部（フィン）各々の断面形状が波状である構成を含む整流子電動機要素である。
【００１８】
また、第５の発明は、第１の発明の整流子電動機要素において、前記回転軸の長手方向に対して垂直な面における前記複数の立片部（フィン）各々の断面形状が波状であり且つ前記波状の波頂部の形状には曲線形状を少なくとも含む整流子電動機要素である。
【００１９】
また、第６の発明は、第１の発明の整流子電動機要素において、前記回転軸の長手方向に対して垂直な面における前記複数の立片部（フィン）各々の断面形状が波状であり且つ前記波状の波頂部の形状には屈曲形状を少なくとも含む整流子電動機要素である。
【００２０】
また、第７の発明は、第１の発明の整流子電動機要素において、前記複数の立片部（フィン）各々は互いに平行な列状の配置の立片部（フィン）群を構成し且つ前記立片部（フィン）群の列の方向と前記回転軸の長手方向とが同方向である構成を含み、更に前記立片部（フィン）群を複数有し、前記立片部（フィン）群各々は、互いに前記回転軸の長手方向において離間する構成を含む整流子電動機要素である。
【００２１】
また、第８の発明は、第１の発明の整流子電動機要素において、前記複数の立片部（フィン）各々の基部の厚み寸法よりも前記複数の立片部（フィン）各々の先端部の厚み寸法の方が大きい構成を含む整流子電動機要素である。
【００２２】
また、第９の発明は、第１の発明の整流子電動機要素において、前記複数の立片部（フィン）各々の基部の厚み寸法よりも前記複数の立片部（フィン）各々の先端部の厚み寸法の方が小さい構成を含む整流子電動機要素である。
【００２３】
また、第１０の発明は、第１の発明の整流子電動機要素において、前記複数の立片部（フィン）各々の基部の厚み寸法と、前記複数の立片部（フィン）各々の先端部の厚み寸法とは、互いに略等しい寸法である構成を含む整流子電動機要素である。
【００２４】
また、第１１の発明は、第１の発明の整流子電動機要素を含む整流子電動機において、界磁部には、界磁コアと、前記界磁コアに絶縁電線を巻装してなる一対の界磁巻線とを含む整流子電動機である。
【００２５】
また、第１２の発明は、第１の発明の整流子電動機要素を含む整流子電動機において、界磁部には永久磁石を含む整流子電動機である。
【００２６】
また、第１３の発明は、第１の発明の整流子電動機要素を含む電動送風機である。
【００２７】
また、第１４の発明は、第１の発明の整流子電動機要素を含む掃除機である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の整流子電動機要素によれば、整流子片は、樹脂成型体に保持される力が向上する。よって、本発明の整流子を用いれば、高速回転で回転される整流子電動機の信頼性が向上する。
【００２９】
上記の効果により、整流子電動機要素の高速回転、及び長寿命を果たすことが可能であり、産業的価値の大いなるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例１の整流子電動機要素を備える電動送風機の構成を示す部分断面図
【図２】本発明の実施例１の図１におけるＡ−Ａで示す箇所の断面図
【図３】本発明の実施例１の整流子電動機要素の要部を示す側面図
【図４】本発明の実施例２における整流子電動機要素の概要を示す断面図
【図５】（ａ）実施の態様１に示す整流子の軸心に沿った方向の断面図、（ｂ）実施の態様１に示す整流子の軸心に垂直方向の断面図の立片部（フィン）を示す模式図
【図６】（ａ）円弧形状の立片部（フィン）を示す模式図、（ｂ）波状の複数の円弧形状を有する立片部（フィン）を示す模式図、（ｃ）屈曲形状の立片部（フィン）を示す模式図、（ｄ）波状の複数の屈曲形状を有する立片部（フィン）を示す模式図
【図７】（ａ）立片部（フィン）の製造工程１の概要を示す模式図、（ｂ）立片部（フィン）の製造工程２の概要を示す模式図、（ｃ）立片部（フィン）の製造工程３の概要を示す模式図
【図８】実施の態様２に示す整流子の概要を示す軸心に沿った方向の断面図
【図９】実施の態様３に示す整流子の立片部（フィン）の形状を示す模式図
【図１０】（ａ）従来例の整流子の一例を示す回転軸方向の半断面図、（ｂ）従来例の整流子の一例を示す回転軸方向に対して垂直な面の断面図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。本実施例では一例として、電気掃除機に具備される本整流子電動機要素を用いた電動送風機及び界磁部に永久磁石を具備する整流子電動機を事例に挙げて説明する。なお、以下の各実施例及び各実施の態様によって本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００３２】
図１は、本実施例における整流子電動機要素１１を備えた電動送風機１０の構成を示す部分断面図である。なお、以下の説明における、電動送風機１０の電源には、交流電源を通常用いる。
【００３３】
電動送風機１０は、一方を開口した略カップ状のブラケット１２内に、本実施例の整流子電動機要素１１を設けた構成である。整流子電動機要素１１は、図１に示すように、界磁であるステータ３０と、電機子であるロータ４０と、ブラシ部２０とを含み構成されている。
【００３４】
ステータ３０は、電磁鋼板の積層体などで構成された界磁コア３１に絶縁電線などを巻装して界磁巻線３２を構成している。界磁コア３１は、例えば所定形状の電磁鋼板を複数枚積層して形成されている。また、界磁コア３１は、その内側に、磁極となる磁極部３１ａを有するとともに、ロータ４０を配置するための空間部を有している。このようなステ
ータ３０がブラケット１２の内側に固定されている。
【００３５】
一方、ロータ４０は、電機子コア４１と、この電機子コア４１に具備するスロットに絶縁電線を巻装してなる電機子巻装体群からなる電機子巻線４２と、回転軸４３と、整流子４５とを含み構成されている。上述のとおり、電機子コア４１には、電機子巻線４２が巻回されている。整流子４５には、電機子コア４１から引き出された電機子巻線４２の一部が接続される。電機子コア４１および整流子４５は円筒状を成し、電機子コア４１および整流子４５の中心を貫通するように回転軸４３が結合されている。この回転軸４３の両端が、それぞれ軸受１３によって回転自在に支承されている。このように構成されたロータ４０は、電機子コア４１と界磁コア３１に形成された磁極部３１ａとが対面した状態で、ステータ３０の内周側に配置されている。
【００３６】
そして、ブラケット１２には、ブラシ部２０に含まれるブラシ保持器２５が固定されている。ブラシ部２０は、このブラシ保持器２５とブラシ２１とブラシバネ２７とを含む構成である。ブラシ２１は、人造黒鉛等のカーボンブラシ材へ固体潤滑剤を含む組成で構成される。このようなブラシ２１が、ブラシ保持器２５内に保持されるとともに、ブラシバネ２７によって整流子４５へと押圧されている。整流子電動機要素１１は、一対のこのようなブラシ部２０を有しており、その一対のブラシ２１がそれぞれに、整流子４５に当接している。以上のようにして、整流子電動機要素１１が構成されている。
【００３７】
また、電動送風機１０において、ブラケット１２の開口した側を覆うように、ファンケース１５が取り付けられている。ロータ４０の回転軸４３は、ブラケット１２の開口からファンケース１５内へと延伸し、その回転軸４３の先端部には、遠心ファン１６が取り付けられている。さらに、遠心ファン１６とブラケット１２の開口との間には、エアガイド１７が取り付けられている。このように、ファンケース１５内には遠心ファン１６およびエアガイド１７が配置されている。
【００３８】
以上のように構成された電動送風機１０において、外部から整流子電動機要素１１に電力が供給されると、電機子電流がブラシ２１および整流子４５を介して電機子巻線４２に流れるとともに、ステータ３０の界磁巻線３２には界磁電流が流れる。そして、界磁電流によって界磁コア３１で発生した磁束と、電機子巻線４２を流れる電機子電流との間で力が発生し、ロータ４０が回転する。このロータ４０の回転に伴って、遠心ファン１６が回転する。この回転によって、吸気口１８から空気が吸入されて遠心ファン１６の中に流れ込み、ブラケット１２内を経て、電動送風機１０の外に排出される。
【００３９】
次に、整流子電動機要素１１のさらに詳細な構成について説明する。
【００４０】
図２は、図１における、Ａ−Ａで示した箇所の断面図である。すなわち、回転軸４３の延伸方向から見た整流子４５およびブラシ部２０の主要な構成を示している。
【００４１】
図２に示すように、整流子４５は、その周囲に等間隔で複数の整流子片４５ａが形成されている。各々の整流子片４５ａは、金属で形成され、ブラシ２１と接触することで電機子巻線４２の電流を供給する。
【００４２】
また、一対のブラシ部２０において、ブラシ保持器２５は、回転軸４３と直交する径方向に沿って整流子４５と対向して配設される。また、ブラシ保持器２５は、筒状を成し、整流子４５と相対する位置に開口部２９を有する。そして、ブラシ保持器２５内には、ブラシ２１とブラシバネ２７とが配設される。
【００４３】
ブラシバネ２７は、螺旋状のバネで構成される。ブラシバネ２７は、一端をブラシ２１
の反接触面へと当接され、他端をブラシ保持器２５外周側の壁面へと当接される。ブラシバネ２７は、ブラシ保持器２５において、開口部２９を介してブラシ２１を整流子４５へ押圧するよう配設される。すなわち、ブラシ２１は、ブラシバネ２７の弾性力によって、その接触面が整流子４５へと押圧され、これによって、ブラシ２１と整流子４５に形成された整流子片４５ａとが電気的に接続される。
【００４４】
このようにして、ブラシ２１は、ブラシ保持器２５内でブラシバネ２７により径方向に移動して整流子４５と接触摺動する。また、ブラシ２１には、ブラシ２１に電流を供給するための接続線（ピグテール）２８が接続されている。接続線（ピグテール）２８は、ブラシバネ２７の螺旋状内部を通って、一端がブラシ２１の反接触面に接合され、他端がブラシ保持器２５外周側の壁面に溶着される。
【００４５】
図３は、本実施例における整流子電動機要素１１の要部を示す側面図である。
【００４６】
図３に示すように、電機子コア４１と整流子４５が、回転軸４３に圧入、焼バメ等の方法で接合されている。電機子コア４１には、絶縁電線の巻装体である電機子巻線４２を具備する。巻回された電機子巻線４２は、部分的に複数の渡り線４２ａとして整流子４５側に引出されている。一方、各々の整流子片４５ａの電機子コア４１側の端部には、折曲形状の巻線締結部（フック部）４５ｂが形成されている。この巻線締結部（フック部）４５ｂに、渡り線４２ａそれぞれが接合され、これによって、ブラシ２１から整流子片４５ａを介して電機子巻線４２へと電気的に接続される。また、隣り合う整流子片４５ａの間には、スリット４７を配置し、隣り合う整流子片４５ａ同士を絶縁する。
【００４７】
なお、渡り線４２ａの詳細な構成であるが、各電機子巻装体の巻始め部分の配線である巻き始め側渡り線と、各電機子巻装体の巻き終わり部分の配線である巻き終わり側渡り線との２種類からなるものである。
【００４８】
電機子コア４１と整流子４５とは、回転軸４３に圧入される。電機子コア４１と整流子４５とは、回転軸４３に対して焼バメ等の方法で接合される。電機子巻線４２は、電機子コア４１に巻き回されている。電機子巻線４２が電機子コア４１に巻き回され、回転軸４３の軸心方向に沿って電機子コア４１からはみ出した部分が、コイルエンド３５となる。
【００４９】
電機子コア４１には、複数のティース部４４を具備し、隣り合うティース部４４との間にスロット４６を備えている。本実施例における電機子４１ａは、１２個の電機子コア４１を有するため、１２個のスロット４６を有する。電機子巻装体群からなる電機子巻線４２は、いわゆる分布巻で巻き回される。整流子４５は２４個の整流子片４５ａを備える。それぞれの整流子片４５ａは、巻線締結部（フック部）４５ｂを備える。巻線締結部（フック部）４５ｂは、渡り線４２ａの端末が接続される。
【００５０】
電機子巻線４２をなす絶縁電線は、その巻き始め部分と巻き終わり部分とが渡り線となる。渡り線は、整流子４５の巻線締結部（フック部）４５ｂに接合される。コイルエンド３５と整流子４５との間には、電機子巻線４２と整流子４５の巻線締結部（フック部）４５ｂとの間をつなぐ渡り線の集合体が存在する。この渡り線の集合体は、過密に巻き回された電機子巻線４２を配線するものである。なお、これ以降、この渡り線の集合体を渡り線群４２ｂという。
【実施例２】
【００５１】
図４は、実施例２における整流子電動機１１００の概要を示す断面図である。
【００５２】
図４に示すように、本発明の実施例２における整流子は、整流子電動機１１００の内部
に用いられる。以下の説明における、整流子電動機１１００の電源には、直流電源を用いる。
【００５３】
整流子電動機１１００は、回転子１１２０と、永久磁石１１４０と、フレーム１１５０と、ブラシ１１６０と、整流子１１００ａとを備える。図４に示すように、整流子電動機１１００は、円筒状に形成されたフレーム１１５０の内周面に沿って、永久磁石１１４０が取り付けられ、永久磁石１１４０の内周側に、回転子１１２０が位置する。
【００５４】
回転子１１２０は、整流子１１００ａと、回転軸１１１０と、電機子１１３０と、を有する。
【００５５】
なお、整流子については、後ほど詳細に説明する。
【００５６】
電機子１１３０は、電機子コア１１２２と、インシュレータ１１２３と、電機子巻線１１２４と、を有する。本実施例２において、電機子コア１１２２は、鋼板を積層して構成される。電機子コア１１２２は、積層された鋼板と同様の作用効果を得ることができれば、他の構成で形成できる。電機子コア１１２２には、インシュレータ１１２３を介して、電機子巻線１１２４が巻き回される。インシュレータ１１２３は、電機子コア１１２２と電機子巻線１１２４とを電気的に絶縁する。インシュレータ１１２３は、樹脂にて形成する。
【００５７】
回転軸１１１０には、電機子１１３０と、整流子１１００ａと、が取り付けられる。回転軸１１１０の中心軸は、整流子１１００ａの軸心と同じ位置である。回転軸１１１０は、中心軸を回転中心として、回転自在である。
【００５８】
整流子１１００ａには、複数の整流子片が形成される。図４に示すように、本実施例２において、整流子は、複数の整流子片によって構成され、一対のブラシ１１６０と接する。一対のブラシ１１６０は、軸心と直交する方向から複数の整流子片と接する。軸心と直交する方向は、ラジアル方向ともいう。複数の整流子片のそれぞれと、一対のブラシ１１６０のそれぞれとが摺れ合う面を摺動面ともいう。一対のブラシ１１６０のそれぞれは、カーボン材料を用いる。
【００５９】
複数の整流子片のそれぞれには、摺動面を介して、一対のブラシ１１６０のそれぞれから駆動電流が供給される。整流子片とブラシ１１６０とが接する際の位置関係により、駆動電流が流れる向きが切り替わる。永久磁石１１４０によって印加される磁界中で、駆動電流が流れる向きが切り替わるため、電機子１１３０が回転する。駆動電流が流れる向きが切り替わることは、転流ともいう。
【００６０】
実施例１及び実施例２においては、後述する整流子を搭載する。
【００６１】
（実施の態様１）
図５には、実施例１及び実施例２における整流子の概要を示す。図５（ａ）は、軸心２２０に沿った方向の断面図を示す。図５（ｂ）は、軸心２２０に垂直方向の断面図を示す。整流子２１０は、整流子片２３０と、樹脂成型体２４０と、を備える。
【００６２】
図５に示す整流子は、軸心に沿って延伸する、複数の整流子片２３０が、軸心２２０を囲う周方向に亘って、所定の間隔を空けて位置し、そのそれぞれが樹脂成型体２４０によって保持される。樹脂成型体２４０は、絶縁性の樹脂で構成する。例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を採用する。
【００６３】
整流子２１０は、隣接する複数の整流子片２３０間のそれぞれに、スリット部２５０が位置する。なお、整流子片２３０間の絶縁が得られれば、必ずしもスリット部２５０は必要ではなく、整流子片２３０間に樹脂成型体２４０を構成する樹脂が位置する構成であってもよい。
【００６４】
整流子片２３０は、立片部（フィン）２３１と、巻線締結部（フック部）２３２と、を備える。
【００６５】
立片部（フィン）２３１は、整流子片２３０と樹脂成型体２４０とを互いに固定する。詳細に関しては後述する。
【００６６】
巻線締結部（フック部）２３２は、整流子片２３０と電機子巻線とを電気的に接続するために使用する。巻線締結部（フック部）２３２に電機子巻線を絡め、電流を流しながら押しつぶすことで、電気的な接続を形成する。なお、整流子片２３０と電機子巻線との電気的な接続が得られれば、スリットを使用する方法やはんだを使用する方法など、種々の手段で代用可能である。
【００６７】
本実施の態様における立片部（フィン）２３１は、軸心２２０に向かう方向に凸となり、軸心２２０に垂直方向の断面（図５（ｂ））において、軸心２２０に向かう方向の中央部が、軸心２２０に向かう方向の端部と軸心２２０から離れる方向の端部を結ぶ直線に対して、軸心２２０を囲う周方向のどちらか一方向に向かって凸となる。例えば、図５（ｂ）では、立片部（フィン）２３１は円弧状の形状を有している。
【００６８】
本実施の態様の構成によれば、立片部（フィン）２３１が１本であっても、特定の一方向だけでなく、複数の方向に対して、樹脂成型体２４０による保持力が得られる。
【００６９】
例えば、平板状の立片部（フィン）の場合は、互いに方向を向いた複数の立片部（フィン）を形成しなければ、整流子片２３０と樹脂成型体２４０との接合力は向上は図れない。一方、本実施の態様の構成によれば、立片部（フィン）２３１を同一方向に複数整列させても、立片部（フィン）２３１の形状が、円弧状に曲面を具備するため、整流子片２３０と樹脂成型体２４０との接合力の向上が図れるのである。
【００７０】
なお、立片部（フィン）２３１の中央部が、整流子電動機１１００が回転する方向の反対側に向かって凸となる構成が、整流子片２３０と樹脂成型体２４０との接合力が高まり、特に好ましい態様である。すなわち、ブラシ１１６０と整流子片２３０との摩擦によって発生する摩擦力と、立片部（フィン）２３１の軸心２２０から離れる方向の端部（立片部（フィン）２３１の付け根）が対向する。そのため、摩擦力を立片部（フィン）２３１によって、効率よく受け止めることが可能となり、整流子２１０の耐久性が向上する。
【００７１】
特に、顕著な作用効果を奏する立片部（フィン）２３１の種々の形状を図６に示す。
【００７２】
図６（ａ）には、図５（ｂ）にて例示したとおり、軸心に垂直方向の断面形状が円弧状である。
【００７３】
また、図６（ｂ）に示すように、立片部（フィン）２３１は、軸心に垂直方向の断面に複数の円弧形状を含む。すなわち、回転軸の長手方向に対して垂直な面における複数の立片部（フィン）各々の断面形状が波状である構成を含む。具体的には、回転軸の長手方向に対して垂直な面における複数の立片部（フィン）各々の断面形状が波状であり且つ波状の波頂部の形状には曲線形状を含む。
【００７４】
また、図６（ｃ）に示すように、立片部（フィン）２３１は、軸心に垂直方向の断面形状がＶ字状である。すなわち、回転軸の長手方向に対して垂直な面における複数の立片部（フィン）各々の断面形状が屈曲形状である構成を含む。
【００７５】
また、図６（ｄ）に示すように、立片部（フィン）２３１は、軸心に垂直方向の断面に複数のＶ字形状を含む。具体的には、回転軸の長手方向に対して垂直な面における複数の立片部（フィン）各々の断面形状が波状であり且つ波状の波頂部の形状には屈曲形状を含む。
【００７６】
本発明に係る立片部（フィン）２３１の製造方法を、図７を用いて説明する。図７は、軸心に垂直方向の断面形状が弧状の立片部（フィン）２３１を新たに形成する手順を示している。立片部（フィン）２３１の製造には、原材料である金属板２２００と、加工用刃２２１０と、を用いる。金属板２２００は、整流子片２３０を構成する原材料の板である。一般的に、銅や銅合金などを使用する。加工用刃２２１０は、金属板２２００を加工し、立片部（フィン）２３１を形成するための工具である。タングステンカーバイドなどの超硬合金が使用できる。弧状の立片部（フィン）２３１を形成するために、刃先が円弧状に加工されている。
【００７７】
図７（ａ）に示すように、まず金属板２２００の表面に、金属板２２００に対して斜め方向に加工用刃２２１０を押し込む。
【００７８】
図７（ｂ）に示すとおり、そのまま加工用刃２２１０を押し込んでいくと、加工用刃２２１０の円弧状の刃先に沿って、金属板２２００の一部が、円弧状に切り出されていく。
【００７９】
所定の深さまで、加工用刃２２１０を押し込んだ後、図７（ｃ）に示すとおり、加工用刃２２１０を、金属板２２００と反対方向に起こすことで、切り出された金属板２２００の一部が起こされ、新しい立片部（フィン）２３１となる。
【００８０】
この作業を繰り返すことで、立片部（フィン）２３１を、同一方向に複数形成することが可能である。
【００８１】
複数の立片部（フィン）２３１を形成した金属板２２００から、一般的な整流子製造方法を用いることで、整流子２１０を製造できる。
【００８２】
以上の製造方法を用いることで、整流子片２３０の母材である金属板２２００を一切無駄にすることなく、立片部（フィン）２３１を形成することが可能であり、原材料費を抑制することが可能である。
【００８３】
（実施の態様２）
図８は、本実施の態様における整流子２１１の概要を示す軸心に沿った方向の断面図である。
【００８４】
なお、本実施例２における整流子２１０と同様の構成については、同じ符号を付して、説明を援用する。
【００８５】
図８に示すように、本実施の態様における整流子２１１の立片部（フィン）２３１は、軸心に沿った方向の断面において、立片部（フィン）２３１を２群以上に分割する離間部２３３を有する。
【００８６】
本実施の態様に示す構成とすることで、立片部（フィン）２３１は軸心２２０に沿った
方向にも、樹脂成型体２４０との保持力の向上が可能である。
【００８７】
さらに、樹脂成型体２４０をトランスファ成形、射出成形などの種々の樹脂成形手法で製造する際、離間部２３３が樹脂を効率よく充填するための流路として機能する。そのため、樹脂成形における不具合を抑制し、製造工程のバラつきも低減可能である。
【００８８】
（実施の態様３）
図９は、本実施の態様における立片部（フィン）２３１の形状を示す模式図である。
【００８９】
なお、本実施例２における整流子２１０と同様の構成については、同じ符号を付して、説明を援用する。
【００９０】
図９に示すように、本実施の態様における立片部（フィン）２３１は、軸心２２０に垂直方向の断面において、軸心２２０に向かう方向の端部に位置する部分の厚みが、軸心２２０から離れる方向の端部に位置する部分の厚みよりも薄い構成となっている。
【００９１】
本実施の態様に示す構成とすることで、整流子２１０が回転するときに、立片部（フィン）２３１において遠心力が最も大きくなる軸心２２０から離れる方向の端部の厚みが厚くなり、遠心力による応力が緩和される。そのため、整流子２１２の耐久性が向上する。
【００９２】
また、本実施の態様における立片部（フィン）２３１は、軸心２２０に垂直方向の断面において、隣接する立片部（フィン）２３１の間隔が、軸心２２０から離れる方向の端部に位置する部分よりも軸心２２０に向かう方向の端部に位置する部分のほうが広い構成となっている。
【００９３】
本実施の態様に示す構成とすることで、樹脂成型体２４０をトランスファ成形、射出成形などの種々の樹脂成形手法で製造する際、立片部（フィン）２３１間に樹脂が入り込むための入り口が広がる。そのため、樹脂成形が容易となり、製造工程のバラつきが抑制される。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
以上のように、本発明によれば、樹脂成型体を含む整流子は、高速回転と長寿命化を両立させることが可能であり、整流子電動機要素及びこれを用いた各種電気機器に有用であり、産業的価値の大いなるものである。
【符号の説明】
【００９５】
１０  電動送風機
１１  整流子電動機要素
１２  ブラケット
１３  軸受
１５  ファンケース
１６  遠心ファン
１７  エアガイド
１８  吸気口
２０  ブラシ部
２１  ブラシ
２５  ブラシ保持器
２７  ブラシバネ
２８  接続線（ピグテール）
２９  開口部
３０  ステータ
３１  界磁コア
３１ａ  磁極部
３２  界磁巻線
３５  コイルエンド
４０  ロータ
４１  電機子コア
４１ａ  電機子
４２  電機子巻線
４２ａ  渡り線
４２ｂ  渡り線群
４３  回転軸
４４  ティース部
４５  整流子
４５ａ  整流子片
４５ｂ  巻線締結部（フック部）
４６  スロット
４７  スリット
４８  接続点
４９  πの字状外形の整流子片の埋設部
５０  樹脂成型体
５３  セラミック材による円柱体
２１０  整流子
２１１  整流子
２１２  整流子
２２０  軸心
２３０  整流子片
２３１  立片部（フィン）
２３２  巻線締結部（フック部）
２３３  離間部
２４０  樹脂成型体
２５０  スリット部
１１００  整流子電動機
１１００ａ  整流子
１１１０  回転軸
１１２０  回転子
１１２２  電機子コア
１１２３  インシュレータ
１１２４  電機子巻線
１１３０  電機子
１１４０  永久磁石
１１５０  フレーム
１１６０  ブラシ
２２００  金属板
２２１０  加工用刃
【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】
2018074764.tif 000009
【図８】
2018074764.tif 000010
【図９】
2018074764.tif 000011
【図１０】
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