(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と、この皮膜１６の外周を高抵抗の材質からなる被覆部材１７とによって積層して覆って構成した回転機用ブラシ。【効果】低抵抗の皮膜の面積を大きく取ることができ、充分な電流を流せ、また電流を分散させて流すことができることで効率を向上させることができる。また、皮膜と被覆部材を積層しているので、剥がれ難く強度も向上する。【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、該皮膜の外周に形成した高抵抗の被覆部材とによって構成し、前記皮腹部材の外周に前記皮膜と前記被覆部材とを交互に設けたことを特徴とする回転機用ブラシ。
【請求項２】
前記皮膜には、凹凸を形成し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】
前記皮膜に形成した凹凸は、整流子の回転方向と同方向に凹凸を形成したことを特徴とする請求項２記載の回転機用ブラシ。
【請求項４】
前記皮膜は、夫々の形状を異ならせて形成し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５】
前記皮膜は、塗布やメッキによって形成されてい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６】
前記ブラシ材に凹凸を形成したことを特徴とする請求項５記載の回転機用ブラシ。
【請求項７】
前記皮膜は、整流子と接する面が同一形状になるよう構成されることを特徴とする請求項１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、強度を所定以上に保ち、且つ所定の電流が流れるように、高抵抗の外周にメッキなどによる低抵抗層を設け、その外周を酸化させた構成になっている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、ブラシ材の表面にメッキ等を行って抵抗値を下げたとしても、ブラシ材の表面積には限度があり、電気抵抗を下げることによる効率の向上は限界があった。
このような問題点を解決するために、ブラシ材の外周に複数回のメッキ層を形成したり、外周面に凹凸を形成して低抵抗の表面積を増やすことが考えられるが、薄膜で構成されるために剥がれが生じて全体の抵抗値が変わってしまったり、凹凸を形成することでブラシホルダーとの摺動性が悪化したり、凹凸部分が破損したりす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、該皮膜の外周に形成した高抵抗の被覆部材とによって構成し、前記皮腹部材の外周に前記皮膜と前記被覆部材とを交互に設けたことを特徴とする。
【０００６】
また、前記皮膜には、凹凸を形成したことを特徴とする。
【０００７】
そして、前記皮膜に形成した凹凸は、整流子の回転方向と同方向に凹凸を形成したことを特徴とする。
【０００８】
更に、前記皮膜は、夫々の形状を異ならせて形成したことを特徴とする。
【０００９】
また、前記皮膜は、塗布やメッキによって形成されていることを特徴とする。
【００１０】
そして、前記ブラシ材に凹凸を形成したことを特徴とする。
【００１１】
また、前記皮膜は、整流子と接する面が同一形状になるよう構成され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。
更に、前記被覆部材１７の外周には、前記皮膜１６と同一の材料からなるもう一つの皮膜１６によって覆われており、その外周に前記皮腹部材１７と同一の材料からなるもう一つの被覆部材１７で覆われている。そして、更に前記皮膜１６と同一の材料からなる皮膜１６によってブラシ１０の外周を覆っている。このように、前記ブラシ材１５の外周を、低抵抗である皮膜１６と高抵抗の被覆部材１７とによって順に覆うことによって電流が流れやすい低抵抗の表面積を大きくすることができ、また、強度も向上させることができる。本実施例の前記皮膜１６は、金、銀、銅などによるメッキや塗布によって構成されている。また、本実施例では、外周に積層される皮膜１６と被覆部材１７は、同一の材料を使用する必要は無く、皮膜１６を低抵抗の材料、被覆部材１７を高抵抗の材料で構成すれば良い。
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。
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が複数層設けられ、低抵抗の面積を多くとれれば良い。
このように、低抵抗の皮膜１６の層を複数層設けることで、電流が流れやすくモータ効率を向上させることができると共に、その間に高抵抗の被覆部材１７によって覆っているため、強度を向上させてブラシ寿命を長くすることができる。
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、中央にカーボンから構成される高抵抗のブラシ材１５からなり、該ブラシ材１５の表面にはブラシ材１５の長手方向、即ち整流子１１との接触面と垂直方向に凹凸を延設している。また、この凹凸は、整流子１１との接触面の長手辺に形成されており、短手辺には凹凸が形成されず直線になっている。そして、前記ブラシ材１５の外周には金、銀、銅などによるメッキによる皮膜１６によって覆われており、更にその外周にブラシ材１５と同様の材質で形成した被覆部材１７が設けられている。また、この被覆部材１７の外周は、前記ブラシ材１５の表面と同様、ブラシ１０の長手方向に凹凸が延設してある。更に、この凹凸の表面には金、銀、銅などのメッキによる皮膜１６が形成されている。そして、この皮膜１６の表面には、外周を矩形状にした被覆部材１７によって覆われており、更に皮膜１６が覆われている。
これらの積層される皮膜１６及び被覆部材１７は、皮膜１６が低抵抗、被覆部材１７が高抵抗であれば特に材質や抵抗値を限定する必要は無い。
また、整流子１１は、整流子片と絶縁片とが互いに並べて円周状に配列されており、配列する方向は、当接するブラシ１０の短手方向になっている。
上述するように、凹凸は、整流子１１との接触面の長手辺に形成され、短手辺には凹凸が形成されず直線になっているのは、ブラシ１０の皮膜１６が整流子に接触する際、複数の整流子片に確実に接触させるためで、短手方向に凹凸が形成されていないのは、短手方向の皮膜１６は回転方向と同一方向であるため、凹凸を形成しなくても複数の整流子片と接触するためである。
次に、第３の実施の形態について、図６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。
【００１７】
次に、前記ブラシ１０の構成について、図６に基づいて説明する。
前記ブラシ１０は、中央にカーボンから構成される高抵抗のブラシ材１５からなり、該ブラシ材１５の表面にはブラシ材１５の長手方向、即ち整流子１１との接触面と垂直方向に凹凸を延設している。また、この凹凸は、整流子１１との接触面の長手辺に形成されており、短手辺には凹凸が形成されず直線になっている。そして、前記ブラシ材１５の外周には金、銀、銅などによるメッキによる皮膜１６によって覆われており、更にその外周にブラシ材１５と同様の材質で形成した被覆部材１７が設けられている。また、この被覆部材１７の外周は、矩形状に形成し、その外周に皮膜１６が覆われている。
これらの積層される皮膜１６及び被覆部材１７は、皮膜１６が低抵抗、被覆部材１７が高抵抗であれば特に材質や抵抗値を限定する必要は無い。
また、整流子１１は、整流子片と絶縁片とが互いに並べて円周状に配列されており、配列する方向は、当接するブラシ１０の短手方向になっている。
上述するように、凹凸は、整流子１１との接触面の長手辺に形成され、短手辺には凹凸が形成されず直線になっているのは、ブラシ１０の皮膜１６が整流子に接触する際、複数の整流子片に確実に接触させるためで、短手方向に凹凸が形成されていないのは、短手方向の皮膜１６は回転方向と同一方向であるため、凹凸を形成しなくても複数の整流子片と接触するためである。
本実施の形態では、ブラシ材１５を高抵抗からなるカーボンから、皮膜１６を導電性の良いメッキからなる低抵抗で構成し、また、被覆部材１７を強度の高いカーボン等によって構成したが、ブラシ材１５、被覆部材１７は、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、所定の電流を流すことができ、且つ所定の強度があれば良い。
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。
【００１８】
【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、該皮膜の外周に形成した高抵抗の被覆部材とによって構成し、前記皮腹部材の外周に前記皮膜と前記被覆部材とを交互に設けたので、低抵抗の皮膜の面積を大きく取ることができ、充分な電流を流せ、また電流を分散させて流すことができることで効率を向上させることができる。また、皮膜と被覆部材を積層しているので、剥がれ難く強度も向上する等の効果を奏する。
【００１９】
また、前記皮膜には、凹凸を形成したので、限られた面積内での皮膜の表面積を大きくすることができ、充分な電流を流すことで効率を向上させることができる等の効果を奏する。
【００２０】
そして、前記皮膜に形成した凹凸は、整流子の回転方向と同方向に凹凸を形成したので、整流子とブラシとを確実に当接させることができ、供給漏れがない等の効果を奏する。
【００２１】
更に、前記皮膜は、夫々の形状を異ならせて形成したので、整流子とブラシとを確実に当接させることができ、供給漏れがない等の効果を奏する。
【００２２】
また、前記皮膜は、塗布やメッキによって形成されているので、簡単な構成で電力供給することができる等の効果を奏する。
【００２３】
そして、前記ブラシ材に凹凸を形成したので、簡単に構成することができる等の効果を奏する。
【００２４】
また、前記皮膜は、整流子と接する面が同一形状になるよう構成されるので、常に安定した電力供給を行う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。
【図６】本発明の第３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        ブラシ材
１６        皮膜
１７        被覆部材
【図１】
2004304864.tif 000003
【図２】
2004304864.tif 000004
【図３】
2004304864.tif 000005
【図４】
2004304864.tif 000006
【図５】
2004304864.tif 000007
【図６】
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