(57)【要約】      （修正有）【課題】ブラシに対する付勢力の調節のための付勢力調節体が不用意に外れないようにし、かつ、付勢力の調節に伴う動作不良を抑制する。【解決手段】ブラシホルダ32に、付勢力調節体51と、コイルばね58を配設する。付勢力調節体51はピッグテール挿通部54が形成されたばね受け部52を有する。ばね受け部をブラシ本体と接続部34との間に配置するとともに、ばね受け部の接続部34に対する離間距離が複数段階に調節できるように調節体51をホルダ32に取付ける。ばね58をそれにピッグテールが通された状態でばね受け部52とブラシ本体42とで挟持して、ばね58でブラシ本体42を本体33の一端開口から突出する方向に付勢する。付勢力調節体51の位置調節でばね58の付勢力を変えることを特徴としている。【選択図】図２
2009291010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が開口された筒状のホルダ本体の他端にピッグテール接続部が配設されたブラシホルダと、
前記ホルダ本体に移動自在に収容されたブラシ本体、及びこのブラシ本体の前記ピッグテール接続部側の端部と前記ピッグテール接続部にわたって設けられて前記ピッグテール接続部と前記ブラシ本体を電気的に接続するピッグテールを有したブラシと、
前記ホルダ本体の内部で前記ブラシ本体と前記ピッグテール接続部との間に配置されるばね受け部を有し、このばね受け部の前記ピッグテール接続部に対する離間距離が複数段階に調節できるように前記ホルダ本体に移動可能に配設されているとともに、前記ばね受け部にピッグテール挿通部が形成された付勢力調節体と、
前記ピッグテールが通されるとともに、前記ばね受け部とブラシ本体とで挟持されて前記ブラシ本体を前記ホルダ本体の一端開口から突出する方向に付勢するコイルばねと、
を具備したことを特徴とするブラシ装置。
【請求項２】
前記付勢力調節体が、前記ばね受け部と、これから折れ曲がって前記ホルダ本体の側壁の内面に接するベース部とからなるとともに、前記ベース部がつまみ部と係合爪を有しており、前記側壁に、前記つまみ部の操作を許す孔と、前記ブラシ本体の移動方向に間隔的に並べられて前記係合爪が選択的に係合される複数の係合孔が夫々設けられていることを特徴とする請求項１に記載のブラシ装置。
【請求項３】
固定子と、整流子を有して前記固定子の内側に配設された電機子と、前記整流子に押付けられるブラシを有したブラシ装置とを具備する整流子電動機において、前記ブラシ装置が請求項１又は２に記載のブラシ装置であることを特徴とする整流子電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電機子の整流子にブラシを押付けるコイルばねの付勢力を調節できるブラシ装置及びこのブラシ装置を備えた整流子電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、整流子電動機の大きさに応じてカーボンブラシの全長を変更する場合に、夫々の整流子電動機に合わせた長さのブラシホルダを用意するのではなく、カーボンブラシホルダの全長にあわせてブラシホルダの長さを調節できるブラシ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この特許文献１のブラシ装置は、ブラシホルダの反整流子側端部の開口部と対向するように配設されるカバー体を備え、ブラシホルダの反整流子側端部の両側面に外方に突出する突起部を設けるとともに、この突起部に係合する複数の被係止部をカバー体の両側面に設けている。そのため、カーボンブラシの長さに応じた位置の突起部に被係止部を係止してカバー体をブラシホルダに取付けることで、カーボンブラシの長さの変化に対応することができる。
【特許文献１】特開平１０−１７４４０１号公報（段落０００５−０００６、段落００１７−００２９、図３−図１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、ブラシホルダに対するカバー体の係止位置を変えることで、ブラシホルダの長さを実質的に変えて、カーボンブラシの長さの変化に対応する技術を開示している。この技術では、カーボンブラシとカバー体とに挟持されてカーボンブラシを付勢するコイルばねの付勢力は、カーボンブラシの長さに拘らず、同じに保持される。
【０００５】
ところで、特許文献１には記載されていないが、この特許文献１のブラシ装置で、カーボンブラシの長さを一定とすれば、このブラシホルダへのカバー体の係止位置を変えることで、コイルばねの付勢力を変えることが可能となる。このようにする場合には、一種類のコイルばねを、付勢力が異なるブラシ装置に対する共通部品とすることが可能となる。
【０００６】
しかし、特許文献１のブラシ装置では、カバー体が、ブラシホルダの外側からブラシホルダの突起部に引っ掛った状態に係止されている。このため、ブラシ装置を電動機フレームに組み付ける場合等の取扱いの際などに、カバー体がブラシホルダから外れる恐れがある。
【０００７】
更に、特許文献１のブラシ装置で、コイルばねの付勢力を強くする場合、コイル全体が折り畳まれるように自在に変形すると同時に、このばねの内部に通されているピッグテール全体も同様に自在に変形する。それに伴ってピッグテールがコイルばねの素線間に挟まってコイルばねに絡まる恐れがある。このような状態になると、カーボンブラシの摩耗に伴うコイルばねの伸び変形をピッグテールが妨げてしまうので、コイルばねの付勢力がカーボンブラシに適正に作用し難くなって、整流不良の原因となることがある。
【０００８】
本発明の目的は、ブラシを付勢するコイルばねの付勢力を調節でき、かつ、この調節のために用いた付勢力調節体が不用意に外れないようにするとともに、付勢力の調節に伴う動作不良を抑制できるブラシ装置及びこれを用いた整流子電動機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ブラシホルダが有した筒状のホルダ本体に、このホルダ本体内を移動自在なブラシ本体及びブラシホルダに設けられたピッグテール接続部とブラシ本体を電気的に接続するピッグテールを有したブラシと、ブラシ本体をホルダホルダの一端開口から突出する方向に付勢するコイルばねと、ピッグテール挿通部が形成されたばね受け部を有した付勢力調節体とを配設し、ばね受け部をブラシ本体とピッグテール接続部との間に配置するとともに、ピッグテール接続部に対するばね受け部の離間距離が複数段階に調節できるように付勢力調節体をホルダ本体に設けて、この付勢力調節体の位置調節により、ばね受け部とブラシ本体とで挟持されるとともにピッグテールが通されたコイルばねの付勢力を変えるようにしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のブラシ装置及びこれを用いた整流子電動機によれば、付勢力調節体の位置調節によりブラシを付勢するコイルばねの付勢力を調節でき、かつ、付勢力調節体のばね受け部がブラシホルダのホルダ本体内に配置されていることによって、付勢力調節体が不用意に外れないようにできるとともに、付勢力を強く調節した場合に、ピッグテール挿通部を通って中間部がばね受け部で支持されたピッグテールの自由変形する長さを短くできるに伴い、このピッグテールが圧縮されるコイルばねに絡まり難いので、付勢力の調節に伴う動作不良を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図１〜図４を参照して本発明の一実施形態を説明する。
【００１２】
図１中符号１は図示しない電気掃除機の掃除機本体に内蔵されて吸塵用の送風動作を営む電動送風機を示している。この電動送風機１は、電動機フレーム２、固定子１１、電機子１５、一対のブラシ装置３１、ファン、ディフューザ、及びファンカバーなどを備えている。電動機フレーム２、固定子１１、電機子１５、及び一対のブラシ装置３１は、整流子電動機をなす電動機部Ｍを形成している。
【００１３】
金属製の電動機フレーム２は、フレーム本体３と、通気孔を有するフレーム端面板４を連結して形成されている。フレーム本体３は有底円筒状に形成され、その開口縁３ａは円環状をなして外側に張り出している。フレーム端面板４はフレーム本体３の開口を横切っていて、その両端部が開口縁３ａにねじ止めされている。フレーム端面板４の長手方向中央部に形成された軸受け支え部４ａに軸受５が収容されている。フレーム本体３の開口と反対側に位置した端板部３ｂの中央部に軸受け支え部３ｃが形成され、この軸受支え部３ｃに軸受６が収容されている。
【００１４】
固定子１１は、平面的に見た外形形状が略四角な固定子鉄心と、これに巻き付けられた固定子巻線を有している。固定子１１は、その四隅をフレーム本体３の円筒形周壁の内面に圧接させて電動機フレーム２内に固定されている。固定子鉄心の外面とこれに対向した前記円筒形周壁の内面との間にフレーム内風路１２（図１に一つのみ図示する）が形成されている。このフレーム内風路１２の下流側、つまり、固定子１１と端板部３ｂとの間に位置して円筒形周壁に複数の排気孔１３（図１に一つのみ図示する）が開けられている。
【００１５】
電機子１５は、回転軸１６に、電機子巻線１７ａが巻かれた電機子鉄心１７、及び電機子巻線１７ａの巻線端末が接続された整流子１８を取付けて形成されている。電機子１５は、その回転軸１６を軸受５，６に回転自在に支持させることによって、固定子１１の内側を貫通して電動機フレーム２に取付けられている。この取付けによって、整流子１８は、電機子鉄心１７と軸受６との間に配設されているとともに、回転軸１６は軸受５を貫通して電動機フレーム２の外部に突出されている。
【００１６】
図１に示すように整流子１８の配置に対応して一対のブラケット２１が電動機フレーム２にねじ止めされている。これらのブラケット２１は、電気絶縁材製であり、電動機フレーム２の円筒形周壁にこの周壁の周方向に１８０度隔たって配設されていて、前記円筒形周壁を貫通している。ブラケット２１は筒状部２２とこれに平行な通孔２３を有している。
【００１７】
ブラケット２１の夫々にブラシ装置３１が支持されている。図２に示すようにブラシ装置３１は、筒状のブラシホルダ３２、ブラシ４１と、付勢力調節体５１と、コイルばね５８を具備している。
【００１８】
図２に示すようにブラシホルダ３２は、金属製であって、四角筒状に形成されたホルダ本体３３と、ピッグテール接続部３４と、端子接続部３７を備えている。
【００１９】
ホルダ本体３３は、前記筒状部２２より長く、その長手方向の一端３３ｃは開口されている。ピッグテール接続部３４はホルダ本体３３の一側壁３３ａから折り曲げられてホルダ本体３３の長手方向の他端を閉じるように設けられている。図２及び図３に示すように一側壁３３ａには、ピッグテール接続部３４側に寄せて孔３５が開けられているとともに、この孔３５に対してホルダ本体３３の開口された一端３３ｃに寄せて複数例えば３個の係合孔３６ａ〜３６ｃが開けられている。孔３５は例えば長孔からなりホルダ本体３３の長手方向に延びている。係合孔３６ａ〜３６ｃは、ホルダ本体３３の長手方向、言い換えれば、後述するブラシ４１の移動方向に所定間隔ごとに並べて設けられている。
【００２０】
図２に示すように端子接続部３７はピッグテール接続部３４からホルダ本体３３の一端３３ｃに向けて折り曲げられている。この端子接続部３７はホルダ本体３３の他側壁３３ｂに対向している。他側壁３３ｂはホルダ本体３３の一側壁３３ａと平行な壁である。端子接続部３７は、他側壁３３ｂから遠ざかるように突出する半球状の圧入部３７ａと、緩い傾斜でＶ字状に曲げられてその長部が他側壁３３ｂから遠ざかるように突出した端子接触部３７ｂと、この端子接触部３７ｂの先端部から他側壁３３ｂ側に切起こされた係止片３７ｃを有している。
【００２１】
図１に示すようにブラシホルダ３２は、そのホルダ本体３３を筒状部２２に挿通させるとともに、端子接続部３７を通孔２３に挿通させることによって、ブラケット２１に取付けられている。この取付け状態でホルダ本体３３の一端３３ｃは整流子１８に接近して配置されている。ブラケット２１にブラシホルダ３２が取付けられた状態は、通孔２３内面への圧入部３７ａの圧接と、通孔２３の電動機フレーム２内に臨んだ開口縁に係止片３７ｃが引っ掛かることによって、保持されている。端子接触部３７ｂは弾性変形した状態では通孔２３内面に圧接するように設けられていて、これと通孔２３内面との間に前記固定子１１から通孔２３内に挿入された端子金具１４を挟持し、それにより、ブラシ装置３１と固定子１１とが電気的に接続されている。
【００２２】
図２に示すようにブラシ４１は、ブラシ本体４２及びピッグテール４３を有している。ブラシ本体４２は、カーボンを主成分としていて、ホルダ本体３３の内径に見合った断面を有して棒状に形成されている。ピッグテール４３は、多数の金属細線を撚って形成され柔軟性を有していて、自在に変形ができる。このピッグテール４３は、ピッグテール接続部３４とブラシ本体４２を電気的に接続するために、ブラシ本体４２のピッグテール接続部３４側の後端部とピッグテール接続部３４にわたって設けられている。具体的には、ピッグテール４３の一端部は前記後端部に埋め込まれて、ピッグテール４３の他端部はピッグテール接続部３４に半田付け等で接続されている。このブラシ４１はホルダ本体３３にこの本体の長手方向に沿って移動自在に収容されている。
【００２３】
付勢力調節体５１は、例えば金属製であって、図４（Ａ）に示すようにばね受け部５２と、これから略直角に折れ曲がったベース部５３とからなる。なお、本実施形態の場合、ベース部５３が単一であるので、付勢力調節体５１をＬ字形なしているが、互いに平行な一対のベース部５３をばね受け部５２から折り曲げることによって、コの字形とした付勢力調節体５１を用いることも可能である。
【００２４】
図２に示すように付勢力調節体５１は、ブラシホルダ３２に収容されて、このホルダの長手方向に移動可能に設けられている。具体的には、ばね受け部５２をブラシ本体４２とピッグテール接続部３４との間に配置させるとともに、ベース部５３をホルダ本体３３の一側壁３３ａの内面に摺動可能に接触させた状態で、付勢力調節体５１がブラシホルダ３２に配設されている。これにより、図２に示すようにベース部５３は一側壁３３ａとブラシ本体４２とに挟まれるように配置されている。
【００２５】
図４（Ａ）（Ｂ）に示すようにばね受け部５２は例えば切り欠き溝（通孔でも良い）からなるピッグテール挿通部５４を有している。このピッグテール挿通部５４にピッグテール４３が通されている。
【００２６】
図４（Ａ）（Ｂ）に示すようにベース部５３はこれから直角に切起こされたつまみ部５５を有している。つまみ部５５は、前記孔３５を通ってホルダ本体３３外に突出されている。それにより、孔３５を露出させたブラケット２１の開放部（図１参照）２４からつまみ部５５を人為的に操作することが可能である。この操作によって、付勢力調節体５１をピッグテール接続部３４から離れる方向に移動させることができる。
【００２７】
図４（Ａ）（Ｂ）に示すようにベース部５３はこれから斜めに切起こされた係合爪５６を有している。この係合爪５６は、弾性変形が可能であるとともに、付勢力調節体５１の移動により係合孔３６ａ〜３６ｃのいずれかに選択的に係合可能である。この選択的係合により、ピッグテール接続部３４に対するばね受け部５２の離間距離が複数段階例えば三段階に調節できるようになっている。
【００２８】
コイルばね５８は、その両端をばね受け部５２とこれに対向したブラシ本体４２の後端面と接触させて、これらで挟持された状態にブラシホルダ３２の内側に配設されている。これにより、コイルばね５８は弾性変形した状態に保持されていて、その弾性力でブラシ本体４２がホルダ本体３３の開口された一端３３ｃから突出する方向に付勢している。したがって、図１に示すようにブラシ本体４２が整流子１８の外周面に押付けられている。このコイルばね５８の内側にはピッグテール４３が通されている。
【００２９】
前記ファン６１、ディフューザ６５、及びファンカバー７１はファン部Ｆを形成している。
【００３０】
詳しくは、図１に示すようにファン６１は回転軸１６に連結されている。ファン６１は、その前面シュラウドの中央部に吸気口６１ａを有し、かつ、周面に吐出し口６１ｂを有した遠心型のものである。吐出し口６１ｂから吐出された気流を静圧化して電動機フレーム２のフレーム内風路１２に案内するディフューザ６５は、ファン６１と電動機フレーム２との間に配置されていて、フレーム端面板４及びフレーム本体３の開口縁３ａにねじ止めされている。ファンカバー７１はその周部７１ａを電動機フレーム２の開口縁３ａに嵌合して取付けられていてディフューザ６５の周部及びファン６１を覆っている。ファンカバー７１はその中央部に吸気口６１ａに対向する吸込み口７１ｂを有している。
【００３１】
したがって、電動送風機１は、その電動機部Ｍへの通電により、電機子１５とともにファン６１を回転させることができる。それにより、気流が、吸込み口７１ｂ、ファン６１、ディフューザ６５、フレーム内風路１２、及び排気孔１３を、この記載順に流通して、電気掃除機の吸塵用の送風動作が営まれる。
【００３２】
ところで、電動機部Ｍは、それが用いられる電動送風機１の仕様に応じて、大きさが異なる等種々用意される。この場合、種類毎に電動機部Ｍの整流子１８の径が異なり、或いは、整流子１８の径は同じでも電動機フレーム２の径が異なっている。そのため、それら異種の電動機部Ｍに同一仕様のブラシ装置３１を組み込んで電動機部Ｍを製造する場合には、コイルばね５８で付勢されたブラシ本体４２の整流子１８に対する押付け力が異なってしまい、整流子１８とブラシ本体４２との間での適正な整流を期待し難くなる。
【００３３】
しかし、本実施形態のブラシ装置３１は、電動機部Ｍの種類に応じてばね力が異なるコイルばねを選択して採用することなく、同じコイルばね５８を用いるにも拘らず、このコイルばね５８のブラシ本体４２に対する付勢力を電動機部Ｍの種類に適合させて変更できるので、異種の電動機部Ｍに対して共通して使用できる。
【００３４】
即ち、ブラシ装置３１の付勢力調節体５１は、それがブラケット２１に組み込まれる前の状態で、図２中二点鎖線で示すようにばね受け部５２がピッグテール接続部３４に最も接近して配置されている。この配置は、付勢力調節体５１の係合爪５６が、ホルダ本体３３の第１の係合孔３６ａに引っ掛かった係合状態にあることで維持されていて、この状態でブラシ本体４２に対するコイルばね５８の付勢力は「弱」の状態にある。
【００３５】
そのため、電動機部Ｍの種類に応じてブラシ本体４２に対するコイルばね５８の付勢力を強くするには、付勢力調節体５１をピッグテール接続部３４から離れる方向に移動させて、その係合爪５６を、第２の係合孔３６ｂ又は第３の係合孔３６ｃに係合させればよい。係合爪５６を第２の係合孔３６ｂに係合させた場合「中」の付勢力を得ることができ、図２に示すように係合爪５６を第３の係合孔３６ｃに係合させた場合「強」の付勢力を得ることができる。又、こうし手ぶら視４１に対する相対的な付勢力調節体５１の位置調節が行われた場合、ばね受け部５２はそのピッグテール挿通部５４を通っているピッグテール４３の中間部を支持する。
【００３６】
以上のような付勢力調節体５１の位置調節によりブラシ４１のブラシ本体４２を付勢するコイルばね５８の付勢力を調節できる。それにより、ブラシ装置３１を異種の電動機部Ｍに対する共通部品とでき、部品管理がし易くなる。これとともに、係合爪５６が第１の係合孔３６ａ又は第２の係合孔３６ｂに係合して使用された条件下で、ブラシ本体４２が整流子１８の回転に伴い摩耗して短くなるに従い、コイルばね５８の付勢力が低下した場合、前記位置調節を行うことによってブラシ本体４２に対するコイルばね５８の付勢力を強くすることも可能である。
【００３７】
そして、付勢力調節体５１の位置調節は、ホルダ本体３３の孔３５を貫通してブラケット２１の開放部２４に突出しているつまみ部５５を整流子１８側に押すことで、付勢力調節体５１をそのばね受け部５２がピッグテール接続部３４から離れるように移動させて行うことができる。この場合、係合爪５６が付勢力調節体５１の移動方向について順方向に傾いているとともに、この係合爪５６は弾性変形可能であるので、つまみ部５５を介して付勢力調節体５１が移動されるに伴い、係合爪５６は、それまで係合していた係合孔から抜け出して、移動方向前側に位置された係合孔に節度感をもって係合される。したがって、単純につまみ部５５を押すだけで付勢力を簡単に調節できるとともに、この場合、節度により調節位置を知覚し得るので、より簡単に調節作業ができる。
【００３８】
更に、以上の調節では、ブラシ本体４２の後端面とばね受け部５２との間の距離が短くなることで、コイルばね５８が圧縮されてその付勢力が強められる。この場合、ホルダ本体３３のピッグテール接続部３４とブラシ本体４２の後端面との距離は変わらない。そのため、ピッグテール挿通部５４とばね受け部５２にわたるピッグテール４３の部位が、図２に示すようにコイルばね５８の外部に配設されるに伴い、前記付勢力を強く調節するに伴ってコイルばね５８内で自由変形する長さが短くなる。したがって、前記調節に伴ってピッグテール４３がコイルばね５８に絡まり難くなるので、付勢力の調節を原因としてブラシ装置３１の動作不良を生じることを抑制できる。
【００３９】
又、前記構成のブラシ装置３１は、その付勢力調節体５１全体がブラシホルダ３２のホルダ本体３３内に配置されている。そのため、ブラシ装置３１を電動機フレーム２に組み付ける場合等の取扱いの際などに、付勢力調節体５１が不用意にブラシホルダ３２から外れる恐れがなお。なお、このことは、付勢力調節体５１全体がホルダ本体３３に収容された形態だけではなく、少なくとも付勢力調節体５１のばね受け部５２がホルダ本体３３内に配置されておれば、同様に実現可能である。このような形態として、ホルダ本体３３を横切るようにばね受け部５２を配置するとともにベース部５３をホルダ本体３３の側壁外面に重なるように配置して付勢力調節体５１をホルダ本体３３に組み合わせた形態を挙げることができる。
【００４０】
なお、本発明は電動送風機陽の電動機部としての実施に制約されるものではなく、整流子電動機単体として実施できる。又、電動機フレームに対するブラシ装置の取付けも、前記一実施形態で説明した構成の以外の構成を採用できる。更に、本発明において、ピッグテール接続部は、ホルダ本体とは別に形成された部品で、かつ、ホルダ本体に取付けられたものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る整流子電動機を電動機部として備えた電動送風機を一部切り欠いて示す側面図。
【図２】図１の整流子電動機が備える本発明の第１実施形態に係るブラシ装置を示す断面図。
【図３】図２のブラシ装置が有したブラシホルダを図２中矢印Ｆ３方向から見て示した側面図。
【図４】（Ａ）は図２のブラシ装置が有した付勢力調節体を示す断面図。（Ｂ）は付勢力調節体を図４（Ａ）中矢印Ｆ４Ｂ方向から見て示した図。
【符号の説明】
【００４２】
Ｍ…電動機部（整流子電動機）、１１…固定子、１５…電機子、１８…整流子、３１…ブラシ装置、３２…ブラシホルダ、３３…ホルダ本体、３３ａ…ホルダ本体の一側壁、３３ｃ…ホルダ本体の開口された一端、３４…ピッグテール接続部、３５…孔、３６ａ〜３６ｃ…係止孔、４１…ブラシ、４２…ブラシ本体、４３…ピッグテール、５１…付勢力調節体、５２…ばね受け部、５３…ベース部、５４…ピッグテール挿通部、５５…つまみ部、５６…係合爪、５８…コイルばね
【図１】
2009291010.tif 000003
【図２】
2009291010.tif 000004
【図３】
2009291010.tif 000005
【図４】
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