JP2001037166A

JP2001037166A - 電動モータ

Info

Publication number: JP2001037166A
Application number: JP11205962A
Authority: JP
Inventors: Naoto Seshimo; 直人瀬下
Original assignee: IGARASHI DENKI SEISAKUSHO KK; Igarashi Electric Works Ltd
Current assignee: IGARASHI DENKI SEISAKUSHO KK; Igarashi Electric Works Ltd
Priority date: 1999-07-21
Filing date: 1999-07-21
Publication date: 2001-02-09
Anticipated expiration: 2019-07-21
Also published as: JP4425375B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ブラシの寿命を短くすることなく、小型、軽
量化を図り、かつ構造を簡素化して、製造コストを低く
抑えることができるとともに、組み立てを簡単に行える
ようにした電動モーターを提供する。【解決手段】ロータ４に設けた整流子３に内端部を接
触させるようにしたブラシ３２を、整流子３に向かって
進退しうるようにしてケース１に装着し、かつばね２４
により、ブラシ３２を整流子３に向かって付勢するよう
にした電動モータにおいて、ばね２４を、導電性材料よ
りなるねじりコイルばねとし、その巻回部２５より延出
する一方の延出部２６の遊端部を、ブラシ３２の外端部
に係止して、ブラシ３２を整流子３に向かって付勢する
とともに、巻回部２５より延出する他方の延出部２７の
遊端部を、ケース１に装着した配線基板３３の配線に接
続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、家電用品やその他
の電気機器、または玩具等に内蔵される小型の電動モー
タに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の電動モータは、ほぼ円筒
形のケースの内面に、全体として円筒形をなすような形
状もしくは配置とした１個または複数個の永久磁石を固
着し、ケースの中央にロータを回転自在に枢支し、ロー
タに設けた整流子に接触するように、通常１対の導電性
のブラシを、求心方向に進退しうるようにしてケース内
に装着し、各ブラシを、ケースの求心方向を向く圧縮コ
イルばねや板ばね等のばねにより、整流子に向かって付
勢し、ブラシまたはその保持枠にリード線を接続して、
ブラシから整流子に給電するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
従来の電動モータでは、ケースと整流子との間に、ブラ
シだけでなく、圧縮コイルばね等を設けなければならな
いため、ケースの外径を小さくして、電動モータ全体を
小型化しようとすると、圧縮コイルばね等の収容スペー
ス分だけ、ブラシの長さを短くしなければならず、ブラ
シの寿命が短くなる。

【０００４】一方、ブラシを長くして寿命を延ばそうと
すると、ケースの径を大きくしなければならないため、
モータを小型化することはできない。

【０００５】ところで、例えば、電気掃除機の回転ブラ
シ駆動用の電動モータは、通常、吸込口の近くにおい
て、回転ブラシと並べて配設されるため、小型、軽量
化、及び高寿命化が要求される。特に、このような電動
モータを、回転ブラシの内部に配設する場合には、回転
ブラシと並設する場合に比して、さらなる小径化が要求
される。

【０００６】また、上述のような従来の電動モータにお
いては、配線基板からブラシへ電流を流すために、配線
基板とブラシとの間に、リード線を接続しなければなら
ず、その接続作業が繁雑であるだけでなく、部品点数が
多く、構造が複雑となるため、製造コストが高くつく。

【０００７】本発明は、従来の技術が有する上記のよう
な問題点に鑑みてなされたもので、ブラシの寿命を短く
することなく、小型、軽量化を図ることができるととも
に、構造を簡素化して、製造コストを低く抑えることが
でき、しかも組み立てを簡単に行えるようにした電動モ
ーターを提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題は、次のようにして解決される。 (１) ロータに設けた整流子に内端部を接触させるよう
にしたブラシを、整流子に向かって進退しうるようにし
てケースに装着し、かつばねにより、前記ブラシを整流
子に向かって付勢するようにした電動モータにおいて、
前記ばねを、導電性材料よりなるねじりコイルばねと
し、その巻回部より延出する一方の延出部の遊端部を、
前記ブラシの外端部に係止して、ブラシを整流子に向か
って付勢するとともに、前記巻回部より延出する他方の
延出部の遊端部を、前記ケースに装着した配線基板の配
線に接続する。

【０００９】(２) 上記(１)項において、ブラシを、ロ
ータの回転軸に対して半径方向に進退しうるようにし、
かつばねの巻回部を、ブラシの側方に並置する。

【００１０】(３) 上記(１)または(２)項において、ば
ねの前記他方の延出部を、巻回部より一旦その接線方向
に延出させ、中間部においてロータの回転軸と平行とな
るように折曲し、かつその遊端部を、ケースの一端に装
着した配線基板に貫通させ、その先端部を配線基板に半
田付けする。

【００１１】(４) 上記(１)〜(３)項のいずれかにおい
て、ブラシの外端部に、ばねの一方の延出部の遊端部が
係合する溝を設ける。

【００１２】(５) 上記(１)〜(４)項のいずれかにおい
て、ブラシを、整流子側の端面とそれと反対側の端面と
が開口する保持枠に挿入し、ばねの一方の延出部の遊端
部を、保持枠における整流子と反対の端面側からブラシ
に接触させる。

【００１３】(６) 上記(５)項において、保持枠におけ
る整流子と反対側の端部に、前記整流子側に向かうとと
もに、ばねの一方の延出部が進入しうる切込みを設る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、電気掃除機の回
転ブラシに内蔵される電動モータ(Ｍ)に適用した一実施
形態について、添付図面を参照しながら説明する。なお
以下の説明では、図１の左上方を「前方」とし、右下方
を「後方」とする。

【００１５】後部が開口する金属製の円筒状のケース
(１)の内周面には、全体として円筒状をなす永久磁石
(２)が固定されており、永久磁石(２)の内側には、後端
部に円筒状の整流子(３)が設けられたロータ(４)が回転
自在に嵌合されており、図６に示すように、ロータ(４)
の中央を挿通する回転軸(５)の前端部は、ケース(１)の
前端部に設けられた軸受(６)により軸受され、かつケー
ス(１)の前端面に設けられた円形の孔(７)からケース
(１)の前方に突出している。ケース(１)の前端面には複
数の通風口(８)が穿設されている。回転軸(５)の後端部
は、整流子(３)の中央を貫通して、この後方に突出して
いる。

【００１６】硬質合成樹脂材により一体成型されたエン
ドキャップ(９)は、中空の円筒部(10)の内部を円盤状の
仕切板(11)によって仕切ったものであり、仕切板(11)の
中心部には、後向きに膨出するボス部(12)が形成され、
ボス部(12)の中央には、円形の通孔(13)が穿設されてい
る。仕切板(11)におけるボス部(12)の上下２カ所には、
ほぼＴ字状(上部のものは逆Ｔ字状)の通風口(14)が形成
され、ボス部(12)の内部には軸受(15)が嵌合されてい
る。

【００１７】円筒部(10)の左右両側面には、ほぼ方形の
窓孔(16)が設けられ、窓孔(16)を通して円筒部(10)の内
部と外部とは連通している。

【００１８】仕切板(11)の前面における左右２カ所に
は、短寸の角柱状の前向き突部(17)が突設され、仕切板
(11)の後面における前向き突部(17)と対応する部分に
は、後向き突部(18)が突設されている。仕切板(11)の前
面における左側の前向き突部(17)の直上及び右側の前向
き突部(17)の直下には、その前端が円筒部(10)の前端近
傍まで延出する円柱状の巻付軸部(19)が突設されてい
る。

【００１９】窓孔(16)の前縁部における巻付軸部(19)の
近傍には、後述するばね(24)の一方の延出部(26)を仮止
めするための係止部(20)が後向きに突設されている。図
２、図６及び図８に示すように、左右の前向き突部(17)
の前面には、後方を向く長方形断面の挿入孔(21)が穿設
され、左側の前向き突部(17)の上面及び右側の前向き突
部(17)の下面には、挿入孔(21)に連通するスリット(22)
が形成され、仕切板(11)と後側突部(18)とには、挿入孔
(21)及びスリット(22)と連通する後向きの貫通孔(23)が
形成されている。

【００２０】図７に拡大して示すリード線兼用のばね(2
4)は、導電性の金属製線材の中間部をコイル状に巻回し
て巻回部(25)としたねじりコイルばねをなし、その巻回
部(25)が巻付軸部(19)に遊嵌され、巻回部(25)の前端よ
りその接線方向に延出する一方の延出部(26)におけるロ
ータ(４)の回転軸(５)に向かってほぼＶ字状に折曲した
遊端部が、後述するブラシ(32)の外端部に係止されるこ
とにより、ブラシ(32)を整流子(３)に向かって求心方向
に付勢している。

【００２１】巻回部(25)の後端よりその接線方向に延出
する他方の延出部(27)は、その中間部で後方を向くよう
にＬ字状に折曲され、その折曲された部分が、エンドキ
ャップ(９)のスリット(22)及び挿入孔(21)を通り、さら
に貫通孔(23)を貫通している。

【００２２】エンドキャップ(９)の中心部側の端面とそ
れと反対側の端面とが開口する、断面形状が方形をなす
保持枠(28)の後面には、後向きの脚片(29)が突設され、
その脚片(29)を前向き突部(17)の挿入孔(21)に圧嵌する
ことにより、前向き突部(17)の前面に固定されている。
この固定により、ばね(24)の後方の延出部(27)は、スリ
ット(22)、挿入孔(21)及び貫通孔(23)から抜け止めされ
ている。保持枠(28)の外端部の上縁と下縁には、エンド
キャップ(９)の中心方向に向かう切込み(30)が形成され
ている。

【００２３】エンドキャップ(９)の前側の開口部は、図
１及び図２に示すように、ばね(24)の前方の延出部(26)
を係止部(20)に仮止めした状態で、ケース(１)の後端部
に嵌合され、ケース(１)の後端部に形成された係止片(1
a)を、エンドキャップ(９)の前端部の周面に形成された
凹部(9a)にかしめることにより、ケース(１)とエンドキ
ャップ(９)は強固に結合されている。

【００２４】ケース(１)とエンドキャップ(９)を結合す
ると、ロータ(４)の回転軸(５)の後端部は軸受(15)によ
って回転自在に支持され、かつボス部(12)の通孔(13)に
遊嵌される(図６参照)。

【００２５】保持枠(28)には、導電性の素材からなり、
ほぼ直方体状に成形されるとともに、整流子(３)と反対
側の端面にＶ字形の溝(31)が形成されたブラシ(32)が挿
入されている。

【００２６】ブラシ(32)は、ばね(24)の前方の延出部(2
6)を係止部(20)から外し、延出部(26)のＶ字状の遊端部
をブラシ(32)の溝(31)に係合させることにより、求心方
向に付勢され、かつ保持枠(28)の開口部から抜け出さな
いようになっている。図７及び図８に示すように、ブラ
シ(32)の内側の端面は、整流子(３)の周面に接触してい
る。

【００２７】(33)は、上下２カ所がほぼ半円形に切り欠
かれ、表面にプリント配線(図示略)が施されたプリント
配線基板である。プリント配線基板(33)には、２本の給
電コード(34)が接続され、かつ左右の２カ所には小径孔
(35)が穿設され、ほぼ中心部には円形の通風口(36)が穿
設されている。

【００２８】プリント配線基板(33)は、小径孔(35)にば
ね(24)の後方の延出部(27)の先端部を挿入した状態で、
エンドキャップ(９)の後端開口部に嵌合され、プリント
配線基板(33)の後面側より突出する延出部(27)の先端部
を、プリント配線基板(33)に半田付けすることにより、
エンドキャップ(９)に装着され、プリント配線を介し
て、給電コード(34)とばね(24)とが電気的に接続されて
いる。

【００２９】図５に示す完成品の電動モータ(Ｍ)におけ
る給電コード(34)を電源につなぐと、電流は、プリント
配線を介してばね(24)からブラシ(32)へ流れ、かつブラ
シ(32)と整流子(３)との接触部から整流子(３)に流れる
ため、ロータ(４)はケース(１)内で回転し、回転軸(５)
も回転する。

【００３０】電動モータ(Ｍ)を長期間運転すると、ブラ
シ(32)における整流子(３)との接触部は、整流子(３)と
の摩擦によってすり減り、ブラシ(32)は徐々に短くなる
が、ばね(24)の前方の延出部(26)がブラシ(32)を整流子
(３)側に常時付勢しているので、ブラシ(32)と整流子
(３)は常に接触し、運転が長期に亘っても、ブラシ(32)
から整流子(３)へ確実に電流が流れる。

【００３１】なお、図１０に示すように、ブラシ(32)が
短くなると延出部(26)が切込み(30)から保持枠(28)の内
部に嵌入するので、延出部(26)はブラシ(32)が相当短く
なるまでブラシ(32)を整流子(３)に付勢することができ
る。

【００３２】以上説明した本実施形態によれば、ねじり
コイルばねとしたばね(24)の一方の延出部(26)の付勢力
を利用して、ブラシ(32)を整流子(３)に接触させている
ので、エンドキャップ(９)の径を小さくしても、長寸の
ブラシ(32)を用いることができる。そのため、電動モー
タ(Ｍ)を小型化しつつ、ブラシ(32)の寿命を長くするこ
とができる。

【００３３】また、ばね(24)がリード線の役割を果たし
ているので、リード線の接続が不要であり、従来のモー
タに比べて、部品点数を少なくし、かつ構造を簡素化で
きる。そのため、製造コストは低くなり、かつ組み立て
作業は容易となる。

【００３４】さらに、ブラシ(32)が短くなった場合に
は、延出部(26)を係止部(20)に仮止めした状態で、保持
枠(28)の開口部からブラシ(32)を抜き出すとともに、新
しいブラシ(32)を保持枠(28)の内部に入れて、延出部(2
6)を再びブラシ(32)の溝(31)に弾性係合させることによ
り、ブラシ(32)を簡単に交換することができる。

【００３５】また、本実施形態の電動モータ(Ｍ)は、電
気掃除機の回転ブラシ等に内蔵されて使用されるもので
あるが、ケース(１)とエンドキャップ(９)とプリント配
線基盤(33)に、それぞれ通風口(８)(14)(36)を設けて空
気の通り道を形成してあるので、電動モータ(Ｍ)の使用
中に、電動モータ(Ｍ)の内部が高温化するのが防止され
る。

【００３６】

【発明の効果】請求項１記載の発明によると、ケースの
径が小さい小型のモータに、長寸のブラシを用いること
ができるので、モータを小型化し、しかもブラシの寿命
を長くすることができる。また、従来は、ばねとは別体
のリード線により、給電コードとブラシとを電気的に接
続していたものを、ねじりコイルばねを利用して、電気
的に接続するようにしたので、煩雑なリード線の接続作
業が不要になるとともに、部品点数の減少及び構造の簡
素化を図ることができ、結果的に、製造コストを低く抑
え、かつ簡単に組立てることができる。

【００３７】請求項２記載の発明によると、ケースの内
面とブラシの外端との間隔を著しく小さくすることがで
き、ケースの小径化を図ることができる。

【００３８】請求項３記載の発明によると、ばねの他方
の端末を、配線基板に半田付けすることにより、配線基
板がケースから外れるのを防止することができ、配線基
板をケースにねじ止めるする等の作業を省略することが
できる。

【００３９】請求項４記載の発明によると、ばねの一方
の延出部がブラシに確実に弾性係合するので、ブラシを
整流子に確実に圧接させることができる。

【００４０】請求項５記載の発明によると、ブラシのモ
ータへの取付け及び取外しを、簡単に行うことができ
る。

【００４１】請求項６記載の発明によると、ばねの一方
の延出部が切り込みに嵌入しながら、ブラシの端面に接
触するので、ブラシが相当短くなっても、ばねの一方の
延出部によりブラシを確実に整流子に付勢し接触させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電動モータの一実施形態の分解斜視図
である。

【図２】同じくエンドキャップの拡大側面図である。

【図３】同じくエンドキャップの拡大正面図である。

【図４】同じくエンドキャップの拡大背面図である。

【図５】同じくモータの組立完了後の状態を示す斜視図
である。

【図６】同じくモータの右半部を破断した拡大底面図で
ある。

【図７】同じくばねの拡大斜視図である。

【図８】同じく図６のVIII−VIII線に沿う拡大縦断正面
図である。

【図９】同じく図６のIX−IX線に沿う拡大縦断正面図で
ある。

【図１０】同じくブラシがすり減って短くなった状態の
図９と同様の拡大縦断正面図である。

【符号の説明】

(１)ケース (1a)係止片 (２)永久磁石 (３)整流子 (４)ロータ (５)回転軸 (６)軸受 (７)孔 (８)通風口 (９)エンドキャップ(ケース) (9a)凹部 (10)円筒部 (11)仕切板 (12)ボス部 (13)通孔 (14)通風口 (15)軸受 (16)窓孔 (17)前向き突部 (18)後向き突部 (19)巻付軸部 (20)係止部 (21)挿入孔 (22)スリット (23)貫通孔 (24)ばね (25)巻回部 (26)(27)延出部 (28)保持枠 (29)脚片 (30)切込み (31)溝 (32)ブラシ (33)プリント配線基板 (34)給電コード (35)小径孔 (36)通風口 (Ｍ)電動モータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータに設けた整流子に内端部を接触さ
せるようにしたブラシを、整流子に向かって進退しうる
ようにしてケースに装着し、かつばねにより、前記ブラ
シを整流子に向かって付勢するようにした電動モータに
おいて、前記ばねを、導電性材料よりなるねじりコイルばねと
し、その巻回部より延出する一方の延出部の遊端部を、
前記ブラシの外端部に係止して、ブラシを整流子に向か
って付勢するとともに、前記巻回部より延出する他方の
延出部の遊端部を、前記ケースに装着した配線基板の配
線に接続したことを特徴とする電動モータ。
【請求項２】ブラシを、ロータの回転軸に対して半径
方向に進退しうるようにし、かつばねの巻回部を、ブラ
シの側方に並置した請求項１記載の電動モータ。
【請求項３】ばねの前記他方の延出部を、巻回部より
一旦その接線方向に延出させ、中間部においてロータの
回転軸と平行となるように折曲し、かつその遊端部を、
ケースの一端に装着した配線基板に貫通させ、その先端
部を配線基板に半田付けした請求項１または２記載の電
動モータ。
【請求項４】ブラシの外端部に、ばねの一方の延出部
の遊端部が係合する溝を設けた請求項１〜３のいずれか
に記載の電動モータ。
【請求項５】ブラシを、整流子側の端面とそれと反対
側の端面とが開口する保持枠に挿入し、ばねの一方の延
出部の遊端部を、保持枠における整流子と反対の端面側
からブラシに接触させた１〜４のいずれかに記載の電動
モータ。
【請求項６】保持枠における整流子と反対側の端部
に、前記整流子側に向かうとともに、ばねの一方の延出
部が進入しうる切込みを設けた請求項５記載の電動モー
タ。