(57)【要約】【課題】ブラシの損傷を防ぐと共に、ブラシ寿命を長くし、モータの効率を向上させることができる。【解決手段】整流子１１に電力供給する高抵抗の材質でブラシ材１５を形成し、このブラシ材１５の外周に低抵抗の皮膜１６を形成し、この皮膜１６の外周を更に高抵抗の材質からなる被覆部材１７によって覆って構成した回転機用ブラシ。【効果】火花が発生しにくく、被覆部材によって皮膜を保護できるため、ブラシの損傷を防ぐと共に、ブラシ寿命を長くし、電動機の効率を向上させることができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
整流子に電力供給する高抵抗の材質で形成したブラシ材と、該ブラシ材の外周に形成した低抵抗の皮膜と、該皮膜の外周に設けられ高抵抗の材質で構成した被覆部材によって構成したことを特徴とする回転機用ブラシ。
【請求項２】
前記被覆部材は、前記皮膜の外周を覆ったことを特徴とする請求項１記載の回転機用ブラシ。
【請求項３】
前記被覆部材は、５００００μΩ・ｃｍ〜１０００００μΩ・ｃｍであることを特徴とする請求項１記載の回転機用ブラシ。
【請求項４】
整流子に電力供給する低抵抗の材質で形成したブラシ材と、該ブラシ材の外周に形成した高抵抗の被覆部材によって構成したことを特徴とする回転機用ブラシ。
【請求項５】
前記被覆部材は、前記ブラシ材の外周を覆ったことを特徴とする請求項４記載の回転機用ブラシ。
【請求項６】
前記被覆部材は、前記ブラシ材よりも硬度の高い材料によって形成されることを特徴とする請求項４記載の回転機用ブラシ。
【請求項７】
前記ブラシ材は、５０００μΩ・ｃｍ〜１００００μΩ・ｃｍであることを特徴とする請求項４記載の回転機用ブラシ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、整流子と回転機用ブラシの摺動接触を行って、電機子、即ちロータへの電力供給を行うことができるモータに用いられる回転機用ブラシに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の回転機用ブラシは、ブラシ側面からブラシホルダーへ流れる電流を抑制すると共にブラシへの損傷が発生しないようにし、且つ高効率でブラシ寿命を向上できるようにするために、ブラシの摺動面を除く五面に低抵抗皮膜を設け、低抵抗皮膜の露出面を酸化させて高抵抗層を形成したものが知られている。（例えば、特許文献１）
しかしながら、上述するような構成であれば、外周には膜厚の薄い高抵抗の皮膜が設けられているため、ブラシをブラシホルダー等に組み込む際に皮膜が剥がれてしまったり、剥がれることによって初期の抵抗値が得られず、効率が低下したり、ブラシからの火花が発生する原因になっていた。
また、低抵抗層が外周にあるため、大部分の電流が外周に流れてしまい、ブラシによって短絡するコイル間で電位差が発生する事による短絡電流の増加や、整流子とブラシが離れる際に発生する火花が増大するという問題により、ブラシ寿命の悪化や効率の低下があるという問題があった。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２２３８６９号公報（図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ブラシの損傷を防ぐと共に、ブラシ寿命を長くし、モータの効率を向上させることができる回転機用ブラシを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、整流子に電力供給する高抵抗の材質で形成したブラシ材と、該ブラシ材の外周に形成した低抵抗の皮膜と、該皮膜の外周に設けられ高抵抗の材質で構成した被覆部材によって構成したことを特徴とする。
【０００６】
また、前記被覆部材は、前記皮膜の外周を覆ったことを特徴とする。
【０００７】
更に、前記被覆部材は、５００００μΩ・ｃｍ〜１０００００μΩ・ｃｍであることを特徴とする。
【０００８】
また、更なる上記課題を解決するために、整流子に電力供給する低抵抗の材質で形成したブラシ材と、該ブラシ材の外周に形成した高抵抗の被覆部材によって構成したことを特徴とする。
【０００９】
更に、前記被覆部材は、前記ブラシ材の外周を覆ったことを特徴とする。
【００１０】
そして、前記被覆部材は、前記ブラシ材よりも硬度の高い材料によって形成されることを特徴とする。
【００１１】
このブラシ材は、５０００μΩ・ｃｍ〜１００００μΩ・ｃｍであることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、電気掃除機等に用いられるモータに関する回転機用ブラシについて、第１の実施の形態を図１乃至図４に基づき説明する。
１は、掃除機等に使用されるモータ本体で、該モータ本体１は、ケーシング２内に設けられたステータ３と電機子、即ちロータ４とによって構成されている。
５は、ロータ４に設けられた回転軸となるモータ軸で、該モータ軸５は、前記ケーシング２内に回転自在に保持されて固定してある。
６は、前記モータ軸５に固定され、前記ロータ４の回転によって回転するファンで、該ファン６のロータ側にはディフューザ７が設けられている。そして、前記ファン６によって吸気口８から空気を吸い込み、前記ディフューザ７で整流してケーシング２に形成した開口（図示せず）より排気するようになっている。
【００１３】
９は、前記ケーシング２上部に設けられ、前記ファン６と前記ディフューザ７を覆うファンケーシングである。
【００１４】
１０は、前記ロータ４に設けられた整流子１１に通電するためのカーボンからなるブラシで、該ブラシ１０は、図２に示す如く、ブラシホルダー１２に設けられた金属製のスリーブ１２ａに収納されており、スリーブ１２ａからバネ１３によって前記整流子１１側に押圧されて突出可能に設けられている。また、前記ブラシ１０の整流子１１と接触する側とは反対側の側面にはブラシ１０に給電するためのピグテール１４が設けられている。
【００１５】
次に、前記ブラシ１０の構成について、図１に基づいて説明する。
前記ブラシ１０は、中央にカーボンを主成分とする材質で構成される高抵抗のブラシ材１５からなり、該ブラシ材１５の外周には金属薄膜等からなる低抵抗の皮膜１６を形成している。更に、前記皮膜１６の外周にはカーボンを主成分とする材質からなる高抵抗の被覆部材１７によって覆って構成されている。前記皮膜１６と前記被覆部材１７は、前記ブラシ材１５の少なくとも前記ブラシホルダー１２と摺動する四面に形成してある。前記皮膜１６と前記被覆部材１７は、前記ピグテール１４が設けてある側面にも設けても構わない。
また、前記ブラシ材１５と前記被覆部材１７は、５００００μΩ・ｃｍから１０００００μΩ・ｃｍ程度の高抵抗から構成されている。また、前記皮膜１６は、金、銀、銅などの金属薄膜等からなる低抵抗の材質から構成されている。
本実施の形態では、ブラシ材１５、被覆部材１７をカーボンからなる高抵抗で、また、皮膜１６を金属薄膜等からなる低抵抗によって構成したが、いずれの構成も、すべりを良くするために樹脂を配合したり、強度を高くするために油煙を主成分としたカーボンを使用したりしても構わず、高抵抗のブラシ材１５と被覆部材１７との間に、電流が流れやすい低抵抗の皮膜１６が設けられていれば良い。このように、一般的に強度が高く、磨耗が少ない高抵抗と、電流が流れやすい低抵抗とを組み合わせることで、ブラシ１０の寿命を長くすることができ、且つ所定の電流を流すことによってモータ効率を向上させることができる。
また、本実施の形態では、モータを例に説明したが、発電機に採用しても構わない。
次に、第２の実施の形態について、図５に基づいて説明をする。
モータ本体の全体構成については、第１の実施の形態と同一であるため説明を省略する。また、第１の実施の形態と同一部品については図番を同一にして説明を省略する。
【００１６】
次に、前記ブラシ１０の構成について、図５に基づいて説明する。
前記ブラシ１０は、中央に金属紛などを配合したカーボンから構成される低抵抗のブラシ材２１からなり、該ブラシ材２１の外周には黒鉛質からなる一般的なカーボンからなる高抵抗の被覆部材２２によって覆われており、低抵抗のブラシ材２１を補強するために設けられている。
前記被覆部材２２は、前記ブラシ材２１の少なくとも前記ブラシホルダー１２と摺動する四面に形成してある。前記被覆部材２２は、前記ピグテール１４が設けてある側面にも設けても構わない。
また、前記ブラシ材２１は、５０００μΩ・ｃｍから１００００μΩ・ｃｍ程度の低抵抗、前記被覆部材２２は、５００００μΩ・ｃｍから１０００００μΩ・ｃｍ程度の高抵抗から構成されている。
本実施の形態では、ブラシ材２１を、金属紛を配合したカーボンからなる低抵抗で構成し、また、被覆部材２２を強度の高いカーボン等によって構成したが、いずれの構成も、すべりを良くするために樹脂を配合したり、強度を高くするために油煙を主成分としたカーボンを使用したりしても構わず、低抵抗のブラシ材２１を高抵抗の被覆部材２２で包囲し、ブラシ材２１の強度を向上させれば良い。このように、一般的に強度が高く、磨耗が少ない高抵抗と、電流が流れやすい低抵抗とを組み合わせることで、ブラシ１０の寿命を長くすることができ、且つ所定の電流を流すことによってモータ効率を向上させることができる。
また、本実施の形態では、モータを例に説明したが、発電機に採用しても構わない。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、整流子に電力供給する高抵抗の材質で形成したブラシ材と、該ブラシ材の外周に形成した低抵抗の皮膜と、該皮膜の外周に設けられ高抵抗の材質で構成した被覆部材によって構成したので、低抵抗の皮膜を高抵抗の被覆部材によって覆って皮膜を保護し、ブラシの初期抵抗値を維持することができ、効率を維持することができる等の効果を奏する。また、外周には高抵抗の被覆部材を設けたので、電機子と離れる部分に電流が流れ難くなり、火花の発生を抑制することができる等の効果を奏する。
【００１８】
また、前記被覆部材は、前記皮膜の外周を覆ったので、確実に皮膜を保護することができる等の効果を奏する。
【００１９】
更に、整流子に電力供給する低抵抗の材質で形成したブラシ材と、該ブラシ材の外周に形成した高抵抗の被覆部材によって構成したので、充分な面積がとれる中央部分に電流を流すことで電流密度を低減でき、ブラシの発熱を抑えることができる等の効果を奏する。また、高抵抗の被覆部材で覆っているため、組み込み時に損傷することがなく、所期の抵抗値が保てることによって効率を下げることがない等の効果を奏する。更に、外周に高抵抗の被覆部材を設けたので、整流子と離れる部分に電流が流れ難くなり、火花の発生を抑制することができる等の効果を奏する。
【００２０】
更に、前記被覆部材は、前記ブラシ材の外周を覆ったので、確実にブラシ材の損傷を防ぐことができる等の効果を奏する。
【００２１】
そして、前記被覆部材は、前記ブラシ材よりも硬度の高い材料によって形成したので、強度の低いブラシ材を強度の高い高抵抗のブラシ材で覆うことにより、強度を上げることができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すブラシの全体斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態を示すブラシの側面断面図である。
【図３】同モータ本体の側面断面図である。
【図４】同モータ本体の底面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示すブラシの全体斜視図である。
【符号の説明】
１１        整流子
１５，２１  ブラシ材
１６        皮膜
１７，２２  被覆部材
【図１】
2004304865.tif 000003
【図２】
2004304865.tif 000004
【図３】
2004304865.tif 000005
【図４】
2004304865.tif 000006
【図５】
2004304865.tif 000007