JP2005117795A - 電動機 - Google Patents

Abstract

【課題】ブラシを所定の位置に確実に取り付けできる電動機を提供する。
【解決手段】フレーム３にモータ本体部を収容する。モータ本体部の整流子に摺接するカーボンブラシ51を有するブラシ部33を固定板53でフレーム３に固定する。固定板53をフレーム３に対して位置決めする位置決め部29を、フレーム３に突設する。固定板53を位置決め部29によりフレーム３に対して位置決めすることで、フレーム３に対してカーボンブラシ51を所定の位置に確実に取り付けできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、導電性を有し整流子に摺接するブラシを備えた電動機に関する。

従来、例えば電動送風機などに使用されるこの種の電動機は、固定子としてのステータ、このステータに対して回転自在に設けられた電機子としてのアーマチュア、およびブラシ部としてのブラシ機構部を有する本体部を備えている。アーマチュアは、コイルが装着されるとともにこのコイルに電気的に接続される整流子を有している。この整流子の外周面には、ブラシ機構部のブラシとしてのカーボンブラシが摺接している。また、ブラシ機構部は、導電性を有するカーボンブラシの一端がブラシ保持器内に挿入されて構成されている。そして、ブラシ保持器を保持する固定板の螺子孔に螺子を挿入し、本体部を収容するフレームにこの螺子を螺子止めすることでこのフレームにブラシ機構部が固定されている（例えば、特許文献１参照。）。
特公平５−１１３９５号公報（第３−５頁、第３図）

しかしながら、上述の電動機では、フレーム、あるいは固定板の螺子孔の寸法などに余裕を持たせていることにより、固定板を螺子止めする際に、この固定板の位置がずれ、この固定板に保持されたブラシ機構部のブラシ保持器の位置がずれるおそれがあるため、カーボンブラシを所定の位置に確実に取り付けることが容易でないという問題点を有している。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ブラシを所定の位置に確実に取り付けできる電動機を提供することを目的とする。

本発明は、固定子、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電機子、および、導電性を有し整流子に摺接するブラシを有するブラシ部を備えた本体部を収容するフレームと、このフレームにブラシ部を固定する固定板と、この固定板をフレームに対して位置決めする位置決め部とを具備したものである。そして、フレームにブラシ部を固定する固定板を位置決め部によりフレームに対して位置決めすることで、フレームに対してブラシを所定の位置に確実に取り付け可能となる。

本発明によれば、フレームにブラシ部を固定する固定板を位置決め部によりフレームに対して位置決めすることで、フレームに対してブラシを所定の位置に確実に取り付けできる。

以下、本発明の一実施の形態の電動機の構成を図１ないし図４を参照して説明する。

図４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、電気で駆動する電動機２を備えている。この電動機２は、例えば合成樹脂からなる略円筒状の胴体ケースであるフレーム３と、このフレーム３内に収容された本体部としてのモータ本体部４とを有している。

フレーム３は、軸方向の一端である前端面に、開口部５が形成されている。この開口部５の周囲には、径方向に向けて全周に突出する断面略Ｌ字状のフランジ部６が一体に設けられている。

また、フレーム３の軸方向の他端である後端面には、この上端部を閉塞する後板部７が一体に設けられている。

後板部７の中央部には、モータヘッド部８が設けられている。このモータヘッド部８は、後板部７の中央部が後方に向けて略円筒状に突出しているとともに、内周面側にベアリング９をベアリングキャップ9aおよびスラストばね9bを介して収容している。

さらに、フレーム３の後部近傍の周面には、排気口としての複数の吹出口11が開口形成されている。

また、フレーム３の前端部には、取付体としての長手板状のブリッジ部14がフレーム３の径方向に架け渡して開口部５の一部を覆うように取り付けられている。このブリッジ部14は、長手方向の両端部がフランジ部６の図示しない切欠凹部の間に位置して設けられた複数の螺子孔15に、止め螺子16などにより取り付けられている。

そして、ブリッジ部14の略中央には、略円板状の取付板部17が設けられている。この取付板部17の略中央には、前方に向けて略円筒状に突出し内周側にベアリング18を嵌合保持する取付筒部19が設けられている。なお、ブリッジ部14にて覆われていないフレーム３の開口部５およびブリッジ部14に設けられた図示しない円形開口が通風口となっている。

また、フレーム３の側部には、図１および図２に示すように、ブラシ部33がそれぞれ取り付けられる一対のブラシ部取付台部21が設けられている。これらブラシ部取付台部21は、フレーム３の径方向に沿って設けられ、互いにフレーム３の中心について対称となるように位置している。

さらに、これらブラシ部取付台部21には、ブラシ部33の軸方向の一端部が挿入される挿入孔22がフレーム３の径方向に沿って穿設されている。この挿入孔22は、フレーム３の軸方向の後側であるモータヘッド部８側を切り欠いて形成されてフレーム３の外部に連通している。

挿入孔22の両側部には、この挿入孔22の周囲をコ字状に囲む外囲板部23がそれぞれ設けられている。外囲板部23には、ブラシ部33の一部が係合する四角形状の被係合部24，24が設けられている。これら被係合部24，24は、挿入孔22のフレーム３の径方向外側に位置して設けられている。

また、この外囲板部23には、ブラシ部33の一部が係合する係合段部25が設けられている。これら被係合部24，24および係合段部25は、ブラシ部取付台部21の一端側に設けられている。

さらに、ブラシ部取付台部21の後端側の外側面は、平面状に形成された平面部26，26となっている。これら平面部26，26は、挿入孔22の両側部に位置している。また、これら平面部26，26には、ブラシ部33のブラシホルダ52を固定する固定板53の螺子孔62に対応して設けられた螺子止め孔27がそれぞれ穿設されている。これら螺子止め孔27には、螺子28が螺子止めされて固定板53を介してブラシ部33をフレーム３に固定する。

そして、平面部26，26の螺子止め孔27よりもフレーム３の径方向外側の位置、すなわち螺子止め孔27よりもフレーム３の外周寄りの位置には、固定板53をフレーム３に対して位置決めする位置決め部29がそれぞれ設けられている。これら位置決め部29は、例えば略円柱状の突出部であり、平面部26，26から垂直に突設されている。また、これら位置決め部29は、ブラシ部33の軸方向に対して互いに略対称な位置に設けられ、固定板53の両端部近傍に位置している。

一方、モータ本体部４は、図４に示すように、固定子としてのフィールドであるステータ31、このステータ31に対して回転自在に設けられた電機子としての回転子であるアーマチュア32、および、フレーム３に固定された一対のブラシ部33を備えている。

ステータ31は、鉄板が多数積層されて板状に設けられた四角形枠状のステータコア34を有している。このステータコア34の中心部には、アーマチュア32が挿入されている。

また、ステータコア34には、コイル保持台としてのリテーナが取り付けられ、このリテーナには、図示しないコイルが巻装されている。そして、これらコイルに通電することにより、ステータコア34に周方向に沿って磁路が形成され、このステータコア34の内周部に、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、ステータコア34の後端面には、家庭用の商用交流電源に接続される図示しない端子を備えた図示しない端子台が固定されている。

アーマチュア32は、ステータ31のステータコア34の内周側に、このステータコア34と軸心を一致させて同軸状に設けられている。また、このアーマチュア32は、回転軸としてのロータ軸45を軸心に備えている。このロータ軸45は、両端部がベアリング９，18に回転自在に軸支され、フレーム３内にこのフレーム３と略同軸上に配設されている。また、ロータ軸45のモータヘッド部８側のステータ31から露出する外周面には、導電性を有する円筒状の整流子46がロータ軸45と軸心を一致させて配設されている。

さらに、アーマチュア32のロータ軸45には、略円筒状の積層鉄心である積層コア47が同軸状に設けられている。この積層コア47には、コイル48が巻装されている。このコイル48は、ステータコア34の内周面に外周面が対向して配設され、整流子46に電気的に接続されている。また、このコイル48は、通電によりステータ31の固定極に対向する複数の可動極、すなわちＮ極およびＳ極を外周部の所定の位置に形成する。

そして、ブラシ部33は、フレーム３の径方向に沿って位置している。また、これらブラシ部33は、図１および図３に示すように、アーマチュア32の整流子46の外周面に摺接するブラシとしてのカーボンブラシ51と、このカーボンブラシ51を保持するブラシ保持器としてのブラシホルダ52とを有し、固定板53によりフレーム３に固定されている。

カーボンブラシ51は、導電性を有し、略角柱状に形成されている。また、このカーボンブラシ51は、軸方向の一端部がブラシホルダ52内に挿入され、軸方向の他端部がブラシホルダ52から外部に突出している。さらに、このカーボンブラシ51の軸方向の一端部には、リード線54が電気的に接続され、ブラシホルダ52に導通している。そして、このカーボンブラシ51は、ブラシ部取付台部21の挿入孔22に軸方向の他端部が同軸状に挿入され、フレーム３内の中心軸近傍に位置し、整流子46の外周面に摺接している。

ブラシホルダ52は、導電性を有する金属などで略有底角筒状に形成され、長手方向がロータ軸45の軸方向に略直交する方向に沿い、かつ、一部がフレーム３の外側に突出した状態でフレーム３に支持されている。このブラシホルダ52の下面部52aには、固定板53の両側部を挟持してこの固定板53をブラシホルダ52に対して固定する一対の当接板部55，55がそれぞれ略垂直に突設されている。これら当接板部55，55は、幅方向に沿って長手状にそれぞれ設けられ、ブラシホルダ52の軸方向に互いに離間されている。

また、ブラシホルダ52の外側面部52bには、四角形状の係合突部56が切り起こし形成されている。この係合突部56は、ブラシホルダ52のカーボンブラシ51側から反対方向に向けて傾斜状に切り起こし形成されている。そして、この係合突部56は、先端部がブラシ部取付台部21の被係合部24に係合することでブラシホルダ52のフレーム３の径方向への挿入孔22からの抜けを防止している。

さらに、ブラシホルダ52の外側面部52bには、半球状の突出当接部57が複数設けられている。これら突出当接部57は、ブラシ部取付台部21の挿入孔22の周囲に設けられた外囲板部23に当接し、ブラシ部33を挿入孔22内に保持するものである。

そして、ブラシホルダ52の上面部52cには、ブラシ部取付台部21の係合段部25に係合する四角形板状の突出部58が略垂直に切り起こし形成されているとともに、嵌合突出部59が曲げ起こし形成されている。

また、ブラシホルダ52内には、付勢手段としてのスプリング61が収容されている。このスプリング61は、カーボンブラシ51を押圧して整流子46に摺接させるもので、このスプリング61の押圧によりカーボンブラシ51の軸方向の他端部が整流子46の外周面に摺接してこれらカーボンブラシ51と整流子46とが互いに電気的に導通するようになっている。すなわち、カーボンブラシ51は、軸方向の一端部が整流子46の外周面に摺接した状態で、スプリング61の付勢に抗してスプリング61を縮めている。さらに、ブラシホルダ52は、カーボンブラシ51を付勢するスプリング61の反作用により、フレーム３の径方向外側に向けて付勢される。

固定板53は、略四角形平板状に形成され、ブラシ部取付台部21の平面部26，26間に亘って取り付けられている。したがって、固定板53は、ブラシ部33に交差、例えば略直交する方向に沿って取り付けられ、両端部が平面部26，26上にそれぞれ位置している。

また、この固定板53の両端部には、螺子止め孔27に対応して設けられた一対の丸孔状の螺子孔62がそれぞれ穿設されている。これら螺子孔62には、ブラシ部取付台部21の螺子止め孔27に螺子止めされる螺子28が挿入される。ここで、これら螺子孔62は、螺子28の軸部の外径寸法よりも大きい内径寸法を有している。

また、固定板53のフレーム３の中心軸側に位置する一側部には、ブラシホルダ52の一方の当接板部55が嵌合する切欠部65が切り欠き形成されている。この切欠部65は、当接板部55の嵌合により固定板53をブラシホルダ52に対してこのブラシホルダ52の幅方向に位置決めする。

一方、ブリッジ部14の前側、すなわちモータ本体部４と反対側には、整流板としてのディフューザ71が設けられ、このディフューザ71の前方には、ファン72が回転可能に設けられている。

ディフューザ71は、フレーム３の開口部５を閉塞するように、ブリッジ部14の取付板部17に取り付けられている。また、このディフューザ71には、ファン72の外周よりも外方に、所定の間隙を介して位置する円弧壁状の上流整流板75が、平面渦巻き状に複数設けられている。これら上流整流板75は、案内風路76を区画形成する。そして、ディフューザ71には、上流整流板75と反対側の面に円弧壁状の下流整流板77が設けられている。この下流整流板77は、上流整流板75と逆向きに平面渦巻き状に複数設けられ、流過風路78を区画形成する。

一方、ファン72は、電動機２によるロータ軸45の回転により回転して通風口から空気を吸い込んで吹出口11へと送風させるものであり、フレーム３の径方向に沿って円板状に設けられた下部ファンプレート81と、この下部ファンプレート81に対してフレーム３の軸方向に所定の間隙を介して平行に対向する上部ファンプレート82とを備えている。

そして、フレーム３のフランジ部６の外周部には、略円筒状のファンカバー85が嵌合されている。このファンカバー85は、ファン72を覆うとともに、前面の中央部に、ファン72の中心部に穿設された通風孔84に対向する吸気口86が開口形成されている。また、このファンカバー85の後面には、後部開口部87が全面に開口形成されている。

次に、上記一実施の形態の組み立て動作を説明する。

まず、フレーム３内に、ステータコア34にリテーナを装着した後コイルを巻回し端子台を取り付けたステータ31をフレーム３内に挿入し、アーマチュア32をステータ31内に挿入し、このステータ31をフレーム３に圧入嵌合する。

次いで、ブラシホルダ52の当接板部55，55の間に固定板53を取り付け、この固定板53の切欠部65に当接板部55を嵌合させた状態で、ブラシホルダ52に取り付けたカーボンブラシ51の他端部をフレーム３の中心軸に向けて挿入孔22に挿入する。

そして、スプリング61の付勢に抗してカーボンブラシ51をロータ軸45に押し付けるように外力を加えてブラシホルダ52をフレーム３の中心軸方向に移動させつつ、ブラシホルダ52を上側に移動させて挿入孔22に嵌合させて外力を緩めると、スプリング61の反作用によりブラシホルダ52がフレーム３の径方向に自動的に付勢されて固定板53の他側部の両端部近傍が位置決め部29に当接し、固定板53がフレーム３に対して位置決めされる。

また、ブラシホルダ52の係合突部56および突出部58が、それぞれブラシ部取付台部21の被係合部24および係合段部25に係合してブラシ部33をフレーム３に対して、より確実に位置決めするとともに突出当接部57が外囲板部23に当接してブラシ部33をフレーム３に対して仮止めする。

このとき、固定板53の螺子孔62がフレーム３の螺子止め孔27に位置合わせされ、この状態で、作業者は、螺子28の軸部を固定板53の螺子孔62に挿通させて螺子止め孔27に螺子止めし、固定板53をフレーム３に取り付けてブラシ部33をフレーム３に固定し、電動機２を完成する。

さらに、ロータ軸45を取付筒部19に挿通させつつ、ブリッジ部14をフランジ部６に止め螺子16などで取り付け、ブリッジ部14の取付板部17にディフューザ71を圧入嵌合させて螺子止めし、ロータ軸45にファン72を取り付けて、ファンカバー85でこれらディフューザ71およびファン72を覆ってファンカバー85をフランジ部６の外周部に取り付け、電動送風機１を完成する。

上述したように、上記一実施の形態によれば、フレーム３にブラシ部33を固定する固定板53を位置決め部29によりフレーム３に対して位置決めすることで、フレーム３に対してブラシを所定の位置に確実に取り付けできる。

特に、ブラシ部33は、スプリング61によりフレーム３の径方向に付勢されるため、カーボンブラシをフレームに対して位置決めする手段を設けていない従来の場合では、ばねの付勢により固定板の位置がずれやすく、固定板53を所定の位置に位置決めすることが容易でなかったが、位置決め部29を固定板53の外側に位置した他側部に当接するようにフレーム３の外側寄りの位置に設けたことで、スプリング61によるブラシ部33のフレーム３の径方向への付勢を有効に利用して固定板53を介してブラシ部33を所定の位置に確実に位置決めできる。

さらに、フレーム３の平面部26，26に位置決め部29を突設するだけの比較的簡単な構成なので、製造コストが必要以上に高くなることをも防止できる。

そして、ブラシ部33を所定の位置に確実に取り付けできるため、ブラシ部33のカーボンブラシ51が整流子46に対して傾斜して取り付けられることなどをも防止できるので、カーボンブラシ51と整流子46との間でのスパークを抑制でき、電動機２の使用寿命が短縮されることを抑制できるとともに、製品としての信頼性をも向上できる。

しかも、固定板53を位置決め部29により位置決めすることで固定板53の螺子孔62とフレーム３の螺子止め孔27とが互いに位置合わせされるので、スプリングによるブラシ部の付勢に抗して固定板の螺子孔とフレームの螺子止め孔との位置合わせをする従来の場合と比較して、螺子28により固定板53を容易に固定でき、組み立ての作業効率を向上できる。

また、位置決め部29を、固定板53の両端部近傍、すなわちブラシ部33のスプリング61の中心軸からに比較的離れた互いに対称な位置にそれぞれ設けることで、固定板53の両端部をスプリング61の付勢に抗してバランスよく支持できるので、固定板53の両端部に固定板53を周方向に回転させるモーメントが働きにくく、固定板53をより確実に位置決めできる。

さらに、係合突部56を、ブラシホルダ52のカーボンブラシ51側から反対方向に向けて傾斜状に切り起こし形成することにより、カーボンブラシ51を挿入孔22からフレーム３の中心軸に向けて挿入する際に、被係合部24によりブラシホルダ52の外側面部52bへと押さえつけられるので、ブラシ部33の挿入の際に被係合部24に引っ掛かることなどを防止できる。

なお、上記一実施の形態において、図５に示すように、平面部26，26の螺子止め孔27よりもフレーム３の径方向外側の位置に位置決め部としての段差部91を設ける構成も可能である。

また、図６に示すように、ブラシ部取付台部21の側部に位置決め部としての突部92を設け、固定板53の両端部からブラシ部取付台部21の側部に沿って延設板93をそれぞれ延設して、これら延設板93に、突部92に嵌合する穴部94を設ける構成も可能である。

さらに、これら図５、あるいは図６に示す構成以外にも、位置決め部29は例えば凹状に設けることなども可能である。この場合には、固定板53のフレーム３の径方向内側の側部に、位置決め部29に係合する突出部などを、フレーム３側に突出させたり折り曲げたりして形成することにより、同様の効果を得ることができる。

そして、電動送風機１の細部は、上記構成に限定されるものではない。

また、電動機２は、電動送風機１以外のものにも対応させて使用することが可能である。

本発明の一実施の形態の電動機の一部を示す斜視図である。 同上電動機のフレームを示す斜視図である。 同上電動機のブラシを示す斜視図である。 同上電動機を備えた電動送風機を示す一部を切り欠いた側面図である。 同上電動機の他の実施の形態の一部を示す斜視図である。 同上電動機のさらに他の実施の形態の一部を示す斜視図である。

符号の説明

２ 電動機
３ フレーム
４ 本体部としてのモータ本体部
29 位置決め部
31 固定子としてのステータ
32 電機子としてのアーマチュア
33 ブラシ部
46 整流子
48 コイル
51 ブラシとしてのカーボンブラシ
53 固定板
91 位置決め部としての段差部
92 位置決め部としての突部

Claims (1)

1. 固定子、コイルが装着されるとともにこの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電機子、および、導電性を有し前記整流子に摺接するブラシを有するブラシ部を備えた本体部と、
   この本体部を収容するフレームと、
   このフレームに前記ブラシ部を固定する固定板と、
   この固定板を前記フレームに対して位置決めする位置決め部と
   を具備したことを特徴とした電動機。

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