(57)【要約】【課題】、ブラシホルダとカーボンブラシとの間でのスパークを防止できるモータを提供する。【解決手段】コイルに電気的に接続するコンミュテータに先端が摺接するカーボンブラシ35を、ブラシホルダ36の内部に摺動可能に収容する。カーボンブラシ35のブラシホルダ36との接触面を絶縁部材I1でコーティングする。ブラシホルダ36に流れる電流を遮断し、カーボンブラシ35とブラシホルダ36との間でスパークが発生することを防止できる。【選択図】図１
2007325473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、
コイルに電気的に接続される整流子を有し前記固定子に対して回転自在に設けられた回転子と、
ブラシ装置とを具備し、
前記ブラシ装置は、
先端が前記整流子に摺接するカーボンブラシと、
このカーボンブラシを摺動可能に内部に収容するブラシホルダとを備え、
前記カーボンブラシは、前記ブラシホルダとの接触面が絶縁部材でコーティングされている
ことを特徴とした電動機。
【請求項２】
ブラシホルダは、少なくとも内面が絶縁部材で形成されている
ことを特徴とした請求項１記載の電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、整流子に摺接するカーボンブラシを摺動可能に内部に収容するブラシホルダを備えた電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば電動送風機などに用いられる電動機は、筒状の固定子と、回転軸および整流子を有し固定子に対して回転自在に設けられた回転子としての電機子と、整流子に先端が弾性的に押圧されてこの整流子に摺接する細長角柱状のカーボンブラシおよびこのカーボンブラシの一端部が挿入されこのカーボンブラシの他端部すなわち先端部が突出する細長角筒状のブラシホルダを有するブラシ装置とを備えている（例えば、特許文献１および２参照。）。
【特許文献１】特開平１０−２３７１８号公報（第３頁、図２）
【特許文献２】特開平１０−２５７７３５号公報（第３−４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述のような電動機においては、成形精度および耐熱性の面から、ブラシホルダが金属により形成されている。
【０００４】
このため、ブラシホルダの抵抗値がカーボンブラシの抵抗値よりも小さくなり、ブラシホルダに電流が流れて、ブラシホルダとカーボンブラシとの間でスパークが発生するおそれがあるという問題点を有している。
【０００５】
そして、このようにスパークが発生すると、カーボンブラシの劣化が促進されて整流不良が発生しやすくなるという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ブラシホルダとカーボンブラシとの間でのスパークを防止できる電動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】
【０００７】
本発明は、固定子と、コイルに電気的に接続される整流子を有し固定子に対して回転自在に設けられた回転子と、ブラシ装置とを具備し、ブラシ装置は、先端が整流子に摺接するカーボンブラシと、このカーボンブラシを摺動可能に内部に収容するブラシホルダとを備え、カーボンブラシは、ブラシホルダとの接触面が絶縁部材でコーティングされているものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ブラシホルダに流れる電流を遮断し、ブラシホルダとカーボンブラシとの間でのスパークを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施の形態の電動機の構成を図１および図２を参照して説明する。
【００１０】
図２は、電動送風機１を示し、この電動送風機１は、例えば図示しない電気掃除機、あるいは産業用ブロワなどに用いられるものである。また、この電動送風機１は、電動機としてのモータ２と、このモータ２に設けられた遠心ファン３とを備えている。
【００１１】
なお、以下、モータ２側を後側、遠心ファン３側を前側として説明する。
【００１２】
モータ２は、ケース体としてのフレーム４と、このフレーム４に取り付けられたモータ本体部５と、フレーム４に設けられた一対のブラシ装置としてのカーボンブラシ組立６とを有している。
【００１３】
フレーム４は、略有底円筒状のフレーム本体７と、このフレーム本体７の前端の開口部８に取り付けられたブリッジ部９とを有している。
【００１４】
フレーム本体７は、軸方向の一端である後端面すなわち底面の中心部に、円筒状のモータヘッド部11が後方に突出して設けられている。また、フレーム本体７には、モータヘッド部11の前方の両側部にカーボンブラシ組立６が取り付けられる一対のブラシ部取付孔12が設けられている。さらに、フレーム本体７には、排気用の排気開口部13が開口形成されている。
【００１５】
モータヘッド部11には、モータ本体部５の回転軸14の軸方向の一端部である後端部を回転可能に軸支する軸受としてのベアリング15が接着固定されているとともに、このベアリング15の後部に設けられたベアリングキャップ16およびスラストばね17がそれぞれ収容されている。
【００１６】
ベアリング15は、内輪に回転軸14が圧入され、外輪の側面である外側面、すなわち外周面がモータヘッド部11の内周面に接着剤により固定されている。
【００１７】
ベアリングキャップ16は、ベアリング15内への粉塵、あるいは接着剤などの侵入を防止するもので、例えば金属板などにより平面視で円形状に形成されている。
【００１８】
スラストばね17は、ベアリング15に予圧を加えるもので、ベアリングキャップ16の後側に配置されている。
【００１９】
ブラシ部取付孔12は、フレーム４の両側部を中心軸方向に貫通してそれぞれ設けられている。
【００２０】
ブリッジ部９は、長手板状に形成され、フレーム本体７の前端部にフレーム本体７の径方向に架け渡して開口部８の一部を覆うように図示しない螺子などにより取り付けられている。さらに、ブリッジ部９の中央部には、前側に突出した円筒状の取付凹部19が設けられ、この取付凹部19内には、回転軸14の前端側を回転自在に軸支するベアリング21が取り付けられている。
【００２１】
モータ本体部５は、フレーム４の中心軸に沿って配置された回転軸14と、この回転軸14の外周面に設けられた円筒状の整流子としてのコンミュテータ22および回転子としての電機子であるアーマチュア23と、固定子としてのステータ24とを備えている。
【００２２】
回転軸14は、軸方向の他端部である前端部が、ディフューザである整流板25に挿通され、この前端部に遠心ファン３が設けられている。
【００２３】
コンミュテータ22は、導電性を有し、ベアリング15よりも前方の回転軸14の外周面に固定されてこの回転軸14と一体に回転するもので、外周面にカーボンブラシ組立６の先端部が弾性的に押圧されて摺接している。
【００２４】
アーマチュア23は、コンミュテータ22と電気的に接続されるコイル26が装着されてコンミュテータ22よりも前方の回転軸14の外周面に固定されるとともに、ステータ24の内周側に配置されている。
【００２５】
ステータ24は、平面視四角形状のステータコア31を有し、フレーム４の軸方向の中心域に配置されている。
【００２６】
ステータコア31は、鉄板が多数積層されて板状に設けられ、中心部に、アーマチュア23が挿入される略四角形状の挿入孔部33が穿設されている。すなわち、この挿入孔部33は、内周部がアーマチュア23の外周面に所定の間隙を介して対向している。また、ステータコア31の内周部には、複数の固定極すなわちＮ極およびＳ極が形成される。さらに、このステータコア31の後側には、挿入孔部33の周囲に設けられた図示しない巻線部に電気的に接続された端子金具34aを固定する端子台34が設けられている。
【００２７】
各カーボンブラシ組立６は、カーボンブラシ35、このカーボンブラシ35を収容するブラシホルダ36、このブラシホルダ36が取り付けられるホルダ絶縁37、カーボンブラシ35に電気的に接続された端子部38、および、カーボンブラシ35を軸方向に付勢するばね39を備え、フレーム４の中心軸方向に向けてブラシ部取付孔12，12に先端部が挿入されて例えば螺子40で固定されている。
【００２８】
カーボンブラシ35は、図１に示すように、細長角柱状に形成され、基端部がブラシホルダ36に挿入され、先端部がブラシホルダ36から突出する。そして、このカーボンブラシ35は、カーボンブラシ組立６をフレーム本体７に取り付けた状態で、軸方向が回転軸14に対して略直交する方向に沿うように配設され、コンミュテータ22に電気的および機械的に接続される摺動面35aが先端部に形成されている。
【００２９】
カーボンブラシ35の少なくともブラシホルダ36との接触面、本実施の形態では摺動面35aを除く表面全体には、絶縁部材I1がコーティングされている。この絶縁部材I1としては、例えばフェノール樹脂などの、耐熱性を有する合成樹脂などを用いることが好ましい。さらに、この絶縁部材I1によるコーティングは、例えばカーボンブラシ35を液状の絶縁部材I1にどぶ浸けした後、摺動面35aのみを削ることなどにより形成される。
【００３０】
カーボンブラシ35のブラシホルダ36内に挿入された基端部には、端子部38に一端部が接続された通電用のピッグテール42の他端部が埋め込まれて電気的に接続されている。
【００３１】
ブラシホルダ36は、カーボンブラシ35を摺動可能に収容する角筒状に形成され、基端側がホルダ絶縁37に固定されている。さらに、このブラシホルダ36は、少なくとも内面、本実施の形態では表面全体が絶縁部材I2によりコーティングされている。この絶縁部材I2としては、絶縁部材I1と同様に、例えばフェノール樹脂などの、耐熱性を有する合成樹脂などを用いることが好ましい。
【００３２】
ホルダ絶縁37は、絶縁性の部材、例えば絶縁性を有する合成樹脂などで形成され、フレーム本体７の外側に位置するブラシホルダ36の外側部を絶縁するものであり、ブラシホルダ36の基端側が挿入されて固定される略角筒状の筒部37aと、この筒部37aと平行に隣接した貫通孔37bと、筒部37aに略直交する方向へと突設された螺子止め部37cとをそれぞれ有している。
【００３３】
筒部37aは、カーボンブラシ組立６をフレーム本体７に取り付けた状態で、ブラシホルダ36の先端部が突出する先端側がフレーム本体７に挿入され、かつ、基端側がフレーム本体７の外部に位置している。また、この筒部37aは、貫通孔37bと反対側の部分が、ブラシホルダ36の側面に折り曲げ形成された一対の係合片部45，45により両端から挟持されることにより、ブラシホルダ36をホルダ絶縁37に一体的に固定する。
【００３４】
貫通孔37bは、カーボンブラシ組立６をフレーム本体７に取り付けた状態で先端側がフレーム本体７内に位置し、端子金具34aが先端側から挿入される。
【００３５】
螺子止め部37cは、フレーム本体７の外周部に螺子40にて螺子止めされる部分であり、螺子40が挿入される螺子孔46が穿設されている。
【００３６】
端子部38は、家庭用商用交流電源、あるいは電池などの図示しない電源部に電気的に接続されるもので、ブラシキャップ部38aと、このブラシキャップ部38aから屈曲された取付部38bとを有し、この取付部38bがホルダ絶縁37の貫通孔37bに挿入されることによりホルダ絶縁37に取り付けられる。
【００３７】
ブラシキャップ部38aは、ホルダ絶縁37の筒部37aの基端側を閉塞するものであり、カーボンブラシ35との間でばね39を挟持している。また、このブラシキャップ部38aには、ピッグテール42が電気的に接続されている。
【００３８】
取付部38bは、ブラシキャップ部38a側から、半球状の凸部47と、側面視で略へ字状に屈曲された端子接続部48とが順次設けられ、この端子接続部48の先端側には、切起し片49が切り起こし形成されている。
【００３９】
凸部47は、端子部38をホルダ絶縁37に取り付けた状態で貫通孔37bの内面に弾性的に密接されている。
【００４０】
端子接続部48は、端子部38をホルダ絶縁37に取り付けた状態で、貫通孔37b内に挿入される端子金具34aと弾性的に接触してこの端子金具34aと電気的に接続される。
【００４１】
切起し片49は、端子部38をホルダ絶縁37に取り付けた状態で、貫通孔37bの先端側の開口端に係合している。
【００４２】
ばね39は、カーボンブラシ組立６をブラシ部取付孔12，12に取り付けた状態でブラシホルダ36の先端から突出したカーボンブラシ35の先端部をコンミュテータ22の外周面に弾性的に押圧するもので、ブラシキャップ部38aと電気的に接続されたピッグテール42が内部に挿通されている。
【００４３】
そして、上記カーボンブラシ35、端子部38、ばね39およびピッグテール42により、ブラシユニット51が一体的に構成されている。
【００４４】
一方、図２に示すように、整流板25は、遠心ファン３からの風を整流してモータ２側へと流すもので、モータ２と遠心ファン３との間に位置してブリッジ部９に取り付けられている。そして、この整流板25は、円板状の整流板本体54と、この整流板本体54に突設された固定翼としての複数のブレード55とを有している。
【００４５】
整流板本体54は、フレーム４の中心軸と同軸状に設けられ、回転軸14の前端部が挿通されブリッジ部９の取付凹部19の外周側が嵌合する挿通孔57が中心部に穿設されている。
【００４６】
各ブレード55は、整流板25の中心部から外周方向に向かうように平面渦巻き状に設けられ、整流板本体54の周方向に互いに離間されて、整流板本体54の外周部に連続する案内風路62がそれぞれの間に区画形成されている。これら案内風路62は、整流板本体54に穿設された図示しない流通孔により整流板25の前部である遠心ファン３側に連通している。
【００４７】
そして、遠心ファン３は、回転軸14の前端部に設けられ、この回転軸14と一体的に回転する。また、遠心ファン３は、フレーム本体７の径方向に沿って円板状に設けられた後部ファンプレート66、この後部ファンプレート66に対してフレーム本体７の軸方向に所定の間隙を介して略平行に対向する前部ファンプレート67、および、これらファンプレート66，67の間に一体に設けられたファン翼68を備えている。
【００４８】
後部ファンプレート66は、モータ２の回転軸14が嵌挿される嵌挿孔71が中心部に穿設されている。また、この後部ファンプレート66の後部には、回転軸14が挿通される円環状の座金である後部ファンワッシャ72が取り付けられている。さらに、この後部ファンプレート66の前部には、回転軸14が挿通される円環状の座金である前部ファンワッシャ73が取り付けられている。
【００４９】
一方、前部ファンプレート67には、丸孔状の通風孔77が中心部に穿設されている。この通風孔77は、各ファンワッシャ72，73の外径寸法と略等しい径寸法に形成されている。そして、この前部ファンプレート67は、通風孔77の周囲から、後部ファンプレート66に向けて拡径されている。
【００５０】
ファン翼68は、平面視で通風孔77の周縁部近傍から遠心ファン３の外周方向に向かうように渦巻き状に設けられ、複数の吸気風路78を区画形成する壁状に形成されている。
【００５１】
そして、遠心ファン３は、略筒状のファンカバー80により前側が覆われている。
【００５２】
このファンカバー80は、フレーム本体７の開口部８の周縁に設けられたフランジ部81に後端部が嵌合されている。また、このファンカバー80は、前面の中心部に、遠心ファン３の通風孔77に連通する吸込口82が開口形成されている。
【００５３】
次に、上記一実施の形態の動作を説明する。
【００５４】
電源部から端子金具34aへと電力が供給されると、この端子金具34aから、端子接続部48および端子部38を経由し、さらにピッグテール42およびカーボンブラシ35を介してコンミュテータ22へと直線状に電力が伝達される。
【００５５】
そして、供給された電力によりモータ２が駆動し、回転軸14が遠心ファン３などと一体に回転すると、この遠心ファン３の回転により生じる負圧により吸込口82から電動送風機１内へと空気が吸い込まれる。この吸い込まれた空気は、通風孔77を介して遠心ファン３の前部ファンプレート67と後部ファンプレート66との間の吸気風路78に流入した後、ファン翼68に沿って遠心ファン３の外周方向へと吹き出される。
【００５６】
遠心ファン３から吹き出された空気は、整流板25の流通孔から案内風路62へと流れ込み、整流板25のディフューザ効果によりブレード55に沿って整流されて静圧化され、モータ２側へと吹き出される。
【００５７】
そして、このモータ２側へと吹き出された空気は、ステータ24の外周面に沿って流れてこのステータ24を冷却するとともに、カーボンブラシ組立６の切欠部36b，36bを介してカーボンブラシ35を冷却しつつ、排気開口部13から外部へと排気される。
【００５８】
上述したように、上記一実施の形態では、カーボンブラシ35のブラシホルダ36との接触面を含む表面全体を絶縁部材I1でコーティングする構成とした。
【００５９】
このため、カーボンブラシを絶縁部材でコーティングしない従来の場合と比較して、ブラシホルダ36に流れる電流を遮断し、カーボンブラシ35とブラシホルダ36との間でスパークが発生することを防止できる。
【００６０】
そして、このスパークの発生の防止により、このスパークによるカーボンブラシ35の劣化を抑制してカーボンブラシ35の使用寿命を確保し、カーボンブラシ35の劣化による整流不良をも抑制でき、モータ２の品質を向上できる。
【００６１】
また、カーボンブラシ35は、絶縁部材I1をどぶ浸けして摺動面35aを削ることで、必要な箇所を容易にコーティングできる。
【００６２】
さらに、ブラシホルダ36の表面全体を絶縁部材I2でコーティングすることにより、ブラシホルダ36の表面に電流が流れることをより確実に防止でき、カーボンブラシ35とブラシホルダ36との間でのスパークの発生を、より確実に防止できる。
【００６３】
なお、上記一実施の形態において、ブラシホルダ36自体を、例えばポリカーボンなどの絶縁部材により形成することも可能である。
【００６４】
また、カーボンブラシ35およびブラシホルダ36のコーティングは、少なくとも互いの接触面にのみ形成されていればよい。
【００６５】
さらに、ブラシホルダ36の絶縁部材I2のコーティングは、必ずしも必要なものではない。
【００６６】
そして、モータ２は、電動送風機１に用いるものに限らず、他の様々なものに適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施の形態の電動機のブラシ装置を示す縦断面図である。
【図２】同上電動機を備えた電動送風機を一部を切り欠いて示す側面図である。
【符号の説明】
【００６８】
２    電動機としてのモータ
６    ブラシ装置としてのカーボンブラシ組立
22    整流子としてのコンミュテータ
23    回転子としてのアーマチュア
24    固定子としてのステータ
26    コイル
35    カーボンブラシ
36    ブラシホルダ
I1，I2    絶縁部材
【図１】
2007325473.tif 000003
【図２】
2007325473.tif 000004