JP2000278916A - 整流子及びその成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 補強繊維の配向方向を調整することにより、
耐久性を向上させた整流子及びその成形方法を提供す
る。 【解決手段】 筒状の整流子本体８１に、２種の整流子
片８２，８３を交互に繰り返して埋設させた整流子８０
にあって、各整流子片８２，８３は、摺接部８４，８５
と、整流子本体８１に埋め込まれる係止部７１，７２と
を有し、係止部７１，７２は互いに長さが異なる突出部
７１ａ，７２ａとこの突出部７１ａ，７２ａの両側に膨
出した頭部７１ｂ，７２ｂとを有するものとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電気掃除機の電
動送風機等に備えられる整流子モータに使用される整流
子と、その成形方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】家庭用電化製品などには、各種のモータ
が使用されている。このようなモータの一つとして整流
子モータが一般に知られており、例えば、家庭用の電気
掃除機の電動送風機に用いられている。

【０００３】電動送風機１は、図４に示すように、本体
ケース２内に軸受け３，４を介して回転可能に両端部が
支持されているロータ５と、ロータ５の一端に固定され
た送風ファン６と、送風ファン６を覆うようにケース本
体２に取り付けらたファンカバー８と、ケース本体２の
内部に固定されたステータ９とを備えている。ロータ５
の後部（図において左側）には整流子１０が取り付けら
れている。ケース本体２の後部には整流子１０に対向す
るカーボンブラシ１１が取り付けられ、その先端部に備
えたブラシ体１１ａが整流子１０に弾設している。な
お、１２はケース本体２の開口を閉成するように設けら
れるとともに軸受４を保持した区画板、１３は送風ファ
ン６の後部周縁に近接するように取り付けられ送風ファ
ン６によって取り入れられる空気を整流する整流板であ
る。

【０００４】整流子モータは、上記のロータ５とステー
タ９とカーボンブラシ１１とから構成されるものであ
る。そして、カーボンブラシ１１から整流子１０を介し
てロータ５の有するロータコイル１４に給電すると、ロ
ータ５が回転し、これに伴って送風ファン６が回転す
る。すなわち、電動送風機１が駆動する。

【０００５】整流子１０は、図５に示すように、筒状の
整流子本体２１の外周面に、軸方向（図において左右方
向）へ延びる複数の銅製の整流子片２２を、筒状の整流
子本体２１の円周方向に沿って等間隔に植設した構成を
備えている。そして、この整流子片２２の表面にカーボ
ンブラシ１１のブラシ体１１ａが弾接するようになって
いる。

【０００６】整流子片２２は、図６に示すように、その
表面を含む摺接部３１と、筒状の整流子本体２１を構成
する樹脂内に埋め込まれる係止部３２とからなり、この
係止部３２はくびれ部３３を有するとともに両側に膨出
した頭部３４を有しており、このくびれ部３３および頭
部３４によって整流子片２２が整流子本体２１から抜け
てしまうことが防止されている。

【０００７】また、筒状の整流子本体２１の外周面の各
整流子片２２間の位置には、軸方向へ延びる分離溝３５
がそれぞれ形成されている。

【０００８】さらに、必要に応じて、筒状の整流子本体
２１を構成する樹脂の内周部には、ロータ５に圧入させ
る際の変形を阻止し整流子１０を真円に保持させるため
の金属製のスリーブ３６が設けられる。

【０００９】上記整流子１０は、従来、以下のようにし
て製造されている。

【００１０】まず、金属製のスリーブ３６と整流子シェ
ル４０とを、図７に示すように、下型４１の内部に同心
状に配置する。

【００１１】ここで、整流子シェル４０は、図８に示す
ように、平滑な外周面４０ａを有する筒状体であり、そ
の内周側には所定間隔ごとに係止部３２・・・を複数形
成している。整流子シェル４０の外周面４０ａは、後述
の処理（分離溝３５の形成）によって整流子片２２の摺
動部３１となる部分である。

【００１２】次に、下型４１に上型４２を取り付ける。
上型４２の上側４２ａには樹脂を注入するゲート４３を
形成しており、このゲート４３から下型４１及び上型４
２の内部に形成された成型空間４４へ樹脂４５を射出
し、整流子本体２１を成形する。樹脂４５の硬化後、下
型４１及び上型４２から成型品を取り出す。

【００１３】この射出成形により、整流子シェル４０の
内周側に形成された係止部３２が筒状の整流子本体２１
に埋設され、整流子シェル４０が整流子本体２１に埋強
固に固定される。

【００１４】整流子本体２１の成形後、図８中の点線で
示す部分４０ｃをアンダーカットして分離溝３５を形成
することにより、整流子本体２１の外周に配置される各
整流子片２２が形成され、図５、図６に示す整流子１０
となる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の整流子１０には、以下のような問題があった。

【００１６】即ち、上記整流子１０は、図９に示すよう
に、各整流子片２２の係止部３２の頭部３４間における
整流子本体２１の部分２１Ａがくびれた状態となってい
る。このため、ロータ５の回転によってカーボンブラシ
１１のブラシ体１１ａが整流子片２２の摺接部３１を摺
動していくと、この摺接部３１に周方向の力が加わり、
この力によって上記のくびれた部分２１Ａに応力集中が
生じて、また、整流子片２２に加わる遠心力によって、
図９に示すように、クラック５０が発生してしまう虞が
あった。

【００１７】そこで、整流子本体２１の耐久性を向上さ
せるために、樹脂４５にガラス繊維などの補強繊維を混
入させるなどの対策が取られている。しかし、上記の整
流子１０の成形方法だと、整流子シェル４０の係止部３
２の頭部３４間が狭くなっているので、樹脂４５が図９
の矢印Ｐで示す方向から係止部３２間へ注入されていか
ずに、図７に示すように、係止部３２間の上端３２ａや
下端３２ｂから樹脂が注入されていく状態となる。

【００１８】このため、ガラス繊維などの補強繊維は、
整流子１０の軸方向（図９において紙面と垂直する方
向）へ向けて配向されてしまうため、上記の部分につい
ては、補強繊維による補強効果が十分に得られないとい
う問題があった。

【００１９】本発明は、上述の実情に鑑み、補強繊維の
配向方向を調整することにより、耐久性を向上させた整
流子及びその成形方法を提供することを目的とするもの
である。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、樹脂からなる筒状の整流子本体
と、ブラシが摺接する摺接部と前記整流子本体に埋設さ
れる係止部とを有し前記整流子本体の円周方向に沿って
所定間隔毎に植設される複数の整流子片とを備え、前記
整流子片の係止部は、前記整流子本体の内部に所定長さ
突出する突出部とこの突出部の先端に設けられこの突出
部の両側に膨出した形状に形成された頭部とからなる整
流子であって、前記各整流子片の係止部の突出部の長さ
が隣り合う他の整流子片の係止部の突出部の長さと異な
るようにし、少くとも、前記整流子片の係止部間の整流
子本体の部分に、整流子本体の半径方向へ向けて配向さ
れる補強繊維を埋設したことを特徴とする。

【００２１】請求項２の発明は、ブラシが摺接する複数
の摺接部を形成する筒部と、この筒部内に設けられ内方
に所定長さ分だけ突出する複数の突出部とこれらの突出
部の先端に設けられ両側に膨張した形状に形成された頭
部とを有する係止部を備えた整流子シェルを射出成形用
の成型金型内にセットし、あるいは、前記摺接部と係止
部とを有する複数の整流子片を、前記整流子シェルと同
様に環状となるように射出成形用の成型金型内に環状に
セットし、前記筒部の一方の開口を臨む位置に樹脂を注
入するゲートを配置し、このゲートから補強繊維を混入
した樹脂を前記筒部内や環状内へ注入して前記整流子本
体を成形することにより前記係止部を整流子本体に埋設
させる整流子の成形方法であって、前記整流子シェル
は、各係止部の突出部の長さを隣り合う他の係止部の突
出部の長さと異なるものとし、あるいは、環状にセット
した各整流子片の係止部の突出部の長さが、隣り合う他
の整流子片の係止部の突出部の長さと異なるようにした
ことを特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る整流子の成
形方法の実施形態を図面に基づいて説明する。

【００２３】図１において、６０は下金型６１と上金型
６２とを有する射出成形用金型である。この下金型６１
には、整流子シェル６３を配置する円形状の凹部６４が
形成され、この凹部６４の中央部には、整流子シェル６
３と同心状にスリーブ６５を取り付ける柱状突起６６が
形成されている。

【００２４】上金型６２には、下金型６１に配置した整
流子シェル６３やスリーブ６５の上半分が入る円形状の
凹部６６が形成されている。

【００２５】上金型６２の上面６２ａの中央部には樹脂
６７を射出するゲート６８が形成されている。また、こ
の凹部６６の上面には、ゲート６８を囲むように環状溝
６９が形成されていて樹脂６７を流しやすくなってい
る。

【００２６】整流子シェル６３は、図２に示すように、
平滑な外周面７０を有する筒状体であり、その内周側に
は所定間隔ごとに２種の係止部７１，７２が交互に繰り
返すようにして形成されている。これら２種の係止部７
１，７２は整流子シェル６３の内周側に向かって突出す
る突出部７１ａ，７２ａと、各突出部７１ａ，７２ａの
先端からこの突出部７１ａ，７２ａの両側方向に膨張す
る頭部７１ｂ，７２ｂとから形成されている。そして、
突出部７１ａ，７２ａは互いに異なる長さに、頭部７１
ｂ，７２ｂは、同じ大きさ、形状に形成されている。

【００２７】なお、スリーブ６５は従来のものと全く同
一なのでその説明は省略する。

【００２８】いま、ゲート６８からガラス繊維などの補
強繊維を混入させた樹脂６７を射出する。

【００２９】ゲート６８から樹脂６７を射出すると、金
型６０内では矢印Ｓの方向に樹脂が充填されていく。上
記整流子シェル６３では、各係止部７１，７２の頭部７
１ｂ，７２ｂが両側に膨出しているものの、各係止部７
１，７２の突出部７１ａ，７２ａの長さが異なり、頭部
７１ｂ，７２ｂの位置がずれているので、頭部７１ｂま
たは頭部７２ｂがある位置で各係止部７１，７２間の間
隔が広くなっており、樹脂６７が半径方向から充填する
ためのスペースが確保されている。樹脂６７が半径方向
から充填されると樹脂６７に混入された補助繊維が半径
方向に配向することとなる。

【００３０】樹脂６７の硬化後、図２中の点線で示す部
分６３ａをアンダーカットして分離溝３５を形成するこ
とにより、整流子シェル６３は各整流子片８２，８３に
分離され、図３に示す整流子８０となる。

【００３１】このようにして成形された整流子８０は、
図３に示すように、筒状の整流子本体８１に、２種の整
流子片８２，８３を交互に繰り返して埋設させた構造と
なる。各整流子片８２，８３は、その表面を含む摺接部
８４，８５と、整流子本体２１に埋め込まれる係止部７
１，７２とからなる。この係止部７１，７２は突出部７
１ａ，７２ａとこの突出部７１ａ，７２ａの両側に膨出
した頭部７１ｂ，７２ｂとを有している。この整流子８
０では、各整流子片８２，８３の係止部７１，７２の突
出部７１ａ，７２ａの長さが異なるものとしたことを特
徴としているが、他の構成及び作用については、従来の
ものと同じであるので説明は省略する。

【００３２】上記に示す整流子８０の成形方法によれ
ば、樹脂６７が半径方向から充填されやすく補強繊維の
配向方向が整流子８０の半径方向に向くようにしたの
で、整流子８０の整流子本体８１に含有される補強繊維
は、ロータ５の回転によって整流子片８２，８３に加わ
る周方向の力に対して補強効果を有効に発揮し得るよう
になり、整流子本体８１の強度が向上する。これによ
り、係止部７１，７２間におけるクラックの発生を防止
することができ、整流子８０の耐久性が向上する。

【００３３】この実施形態では、整流子シェル６３を金
型６０内に配置して射出成形を行っているが、予め作成
した複数の整流子片８２，８３を金型６０内に、等間隔
に交互に配置して射出成形してもよいことは勿論であ
る。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、樹脂からなる筒状の整流子本体と、ブラシが摺
接する摺接部と前記整流子本体に埋設される係止部とを
有し前記整流子本体の円周方向に沿って所定間隔毎に植
設される複数の整流子片とを備え、前記整流子片の係止
部は、前記整流子本体の内部に所定長さ突出する突出部
とこの突出部の先端に設けられこの突出部の両側に膨出
した形状に形成された頭部とからなる整流子であって、
前記各整流子片の係止部の突出部の長さが隣り合う他の
整流子片の係止部の突出部の長さと異なるようにし、少
くとも、前記整流子片の係止部間の整流子本体の部分
に、整流子本体の半径方向へ向けて配向される補強繊維
を埋設したので、補強繊維の配向方向が整流子本体に向
くことにより整流子の耐久性が向上する。

【００３５】請求項２の発明によれば、ブラシが摺接す
る複数の摺接部を形成する筒部と、この筒部内に設けら
れ内方に所定長さ分だけ突出する複数の突出部とこれら
の突出部の先端に設けられ両側に膨張した形状に形成さ
れた頭部とを有する係止部を備えた整流子シェルを射出
成形用の成型金型内にセットし、あるいは、前記摺接部
と係止部とを有する複数の整流子片を、前記整流子シェ
ルと同様に環状となるように射出成形用の成型金型内に
環状にセットし、前記筒部の一方の開口を臨む位置に樹
脂を注入するゲートを配置し、このゲートから補強繊維
を混入した樹脂を前記筒部内や環状内へ注入して前記整
流子本体を成形することにより前記係止部を整流子本体
に埋設させる整流子の成形方法であって、前記整流子シ
ェルは、各係止部の突出部の長さを隣り合う他の係止部
の突出部の長さと異なるものとし、あるいは、環状にセ
ットした各整流子片の係止部の突出部の長さが、隣り合
う他の整流子片の係止部の突出部の長さと異なるように
したことを特徴とするので、補強繊維の配向方向が整流
子の配向方向に向くので、耐久性を向上させた整流子を
成形することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の概略側方断面図である。

【図２】本発明の実施の形態の整流子シェルの平面であ
る。

【図３】本発明の実施の形態の整流子の断面図である。

【図４】電動送風機の一部破断した側面図である。

【図５】整流子の一部破断した側面図である。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ矢視図である。

【図７】従来の整流子を製造する方法を示す概略側方断
面図である。

【図８】従来の整流子シェルの平面図である。

【図９】図７の方法により製造された整流子の各整流子
片間部分の拡大図である。

【符号の説明】

７１ 係止部 ７１ａ 突出部 ７１ｂ 頭部 ７２ 係止部 ７２ａ 突出部 ７２ｂ 頭部 ８０ 整流子 ８１ 整流子本体 ８２ 整流子片 ８３ 整流子片 ８４ 摺接部 ８５ 摺接部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】樹脂からなる筒状の整流子本体と、ブラシ
   が摺接する摺接部と前記整流子本体に埋設される係止部
   とを有し前記整流子本体の円周方向に沿って所定間隔毎
   に植設される複数の整流子片とを備え、前記整流子片の
   係止部は、前記整流子本体の内部に所定長さ突出する突
   出部とこの突出部の先端に設けられこの突出部の両側に
   膨出した形状に形成された頭部とからなる整流子であっ
   て、 前記各整流子片の係止部の突出部の長さが隣り合う他の
   整流子片の係止部の突出部の長さと異なるようにし、 少くとも、前記整流子片の係止部間の整流子本体の部分
   に、整流子本体の半径方向へ向けて配向される補強繊維
   を埋設したことを特徴とする整流子。
2. 【請求項２】ブラシが摺接する複数の摺接部を形成する
   筒部と、この筒部内に設けられ内方に所定長さ分だけ突
   出する複数の突出部とこれらの突出部の先端に設けられ
   両側に膨張した形状に形成された頭部とを有する係止部
   を備えた整流子シェルを射出成形用の成型金型内にセッ
   トし、あるいは、前記摺接部と係止部とを有する複数の
   整流子片を、前記整流子シェルと同様に環状となるよう
   に射出成形用の成型金型内に環状にセットし、 前記筒部の一方の開口を臨む位置に樹脂を注入するゲー
   トを配置し、このゲートから補強繊維を混入した樹脂を
   前記筒部内や環状内へ注入して前記整流子本体を成形す
   ることにより前記係止部を整流子本体に埋設させる整流
   子の成形方法であって、 前記整流子シェルは、各係止部の突出部の長さを隣り合
   う他の係止部の突出部の長さと異なるものとし、あるい
   は、環状にセットした各整流子片の係止部の突出部の長
   さが、隣り合う他の整流子片の係止部の突出部の長さと
   異なるようにしたことを特徴とする整流子の成形方法。