JP2014068533A - Brush device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主に小型の家庭用掃除機などの送風機に利用される整流子とカーボンブラシを用いた整流子電動機に使用されるブラシ装置に関する。 The present invention relates to a brush device used for a commutator motor mainly using a commutator and a carbon brush used for a blower such as a small household vacuum cleaner.
近年、家庭用掃除機においては、使い勝手のよい商品が好まれるようになり、それに搭載される整流子電動機においても小型・軽量でありながら、高速回転による高出力・高効率な整流子電動機が求められてきている。 In recent years, household vacuum cleaners have come to be favored by easy-to-use products, and the commutator motors mounted on them have been demanded for high-speed, high-efficiency commutator motors that are small and lightweight. It has been.
そこで、従来の整流子電動機は、弾性線材をコイル状に積層した圧縮コイルバネによりカーボンブラシを押接する構成が一般的であったため、コイルバネを納めるためのスペースが必要となり、結果的にカーボンブラシを納めるブラシ保持器組立体が径方向に長くなるという課題を抱えていた(例えば特許文献1参照)。 Therefore, the conventional commutator motor generally has a configuration in which the carbon brush is pressed by a compression coil spring in which elastic wires are laminated in a coil shape. Therefore, a space for housing the coil spring is required, and as a result, the carbon brush is accommodated. There has been a problem that the brush cage assembly becomes longer in the radial direction (see, for example, Patent Document 1).
その課題を克服すべく圧縮コイル収納スペースを必要としない捻りコイルスプリングを利用したブラシ装置が発明されているが、カーボンブラシとの接触点が点接触となるためにカーボンブラシの振動が発生し易く、ブラシの後端部を傾斜形状としトーションブラシバネ接触部を折り曲げて線接触の構成とした発明や、板バネによる複数の接触点を有したブラシ装置が発明されている(例えば特許文献2参照)。 In order to overcome the problem, a brush device using a torsion coil spring that does not require a compression coil storage space has been invented. However, since the contact point with the carbon brush is a point contact, the vibration of the carbon brush is likely to occur. An invention has been invented in which the rear end portion of the brush is inclined and the torsion brush spring contact portion is bent to form a line contact, or a brush device having a plurality of contact points by a leaf spring (see, for example, Patent Document 2). ).
しかしながら、前者の従来の技術においては、ブラシ後端部を傾斜(テーパ)状に形成する必要があり、カーボンブラシがコストアップしてしまうばかりでなく、カーボンブラシに接触する直線部の接点部が傾斜してしまい、加圧の荷重バラツキが発生してしまうという課題を有していた。 However, in the former conventional technique, it is necessary to form the rear end of the brush in an inclined (tapered) shape, which not only increases the cost of the carbon brush, but also has a linear contact portion that contacts the carbon brush. It has the subject that it will incline and the load variation of pressurization will generate | occur | produce.
また、後者の従来技術においては、ブラシバネに板材を用いることにより、カーボンブラシとの接触部分が増加し、安定した加圧を確保できる一方で、カーボンブラシを加圧する稼動範囲が狭く、無理な稼動範囲で使用した場合に変形や折損を生じやすいという不具合があるだけでなく、コストアップになってしまうという課題を有していた。 In the latter prior art, the use of a plate material for the brush spring increases the contact area with the carbon brush, ensuring stable pressurization, while the operating range for pressurizing the carbon brush is narrow and unreasonable operation. When used in a range, there is a problem that deformation and breakage are likely to occur, and cost is increased.
更には、30000r/min以上の高速回転を有する整流子電動機に採用するに際しては、高速回転中のカーボンブラシの振動による座乗性の低下を改善すべく、比較的硬度を軟らかくした樹脂結合系のカーボンブラシを採用したブラシ装置が過去検討されているが、カーボンブラシ材質が樹脂結合系カーボンブラシであるため、過負荷時にカーボンブラシの硬度が低下してしまい、カーボンブラシ自体が加圧力により破断してしまうという課題を抱えていた。 Furthermore, when employed in a commutator motor having a high speed rotation of 30000 r / min or more, a resin-bonded system with a relatively soft hardness is used to improve the decrease in seating property due to vibration of the carbon brush during high speed rotation. Although brush devices using carbon brushes have been studied in the past, the carbon brush material is a resin-bonded carbon brush, so the hardness of the carbon brush is reduced when overloaded, and the carbon brush itself breaks due to the applied pressure. I had the problem of end up.
上記課題を解決するために本発明のブラシ装置におけるトーションブラシバネは、円筒形状した複数の巻数を有するコイル部と、コイル部の一端より伸延したブラシバネ荷重支
持受部と、コイル部の他端より伸延しカーボンブラシを加圧する加圧接触部を有するトーションコイルバネであって、カーボンブラシを加圧する作用接触部が、複数の接点部を有するコイル形状としたものである。
In order to solve the above problems, the torsion brush spring in the brush device of the present invention includes a cylindrical coil portion having a plurality of turns, a brush spring load support receiving portion extending from one end of the coil portion, and the other end of the coil portion. A torsion coil spring having a pressure contact portion that extends and pressurizes the carbon brush, and the action contact portion that pressurizes the carbon brush has a coil shape having a plurality of contact portions.
本発明のブラシ装置によれば、ブラシバネの加圧荷重を複数巻したコイル形状により分割・分散させることができるため、加圧荷重の局部集中を防止することができ、過負荷時に強度低下が発生する樹脂結合系カーボンブラシにおいてもブラシの破断現象を防ぐことができ、安定した信頼性の高いブラシ装置を得ることができる。 According to the brush device of the present invention, the pressure load of the brush spring can be divided and dispersed by a coil shape in which a plurality of windings are wound, so that localized concentration of the pressure load can be prevented, and a decrease in strength occurs during overload. In the resin-bonded carbon brush, the brush breaking phenomenon can be prevented, and a stable and reliable brush device can be obtained.
図1は、本発明の実施の形態におけるブラシ装置を備えた整流子電動機10の一部断面の側面図であり、図2、図3は、本発明の実施の形態におけるブラシ装置を示す外観図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional side view of a
整流子電動機10は、一方を開口した略カップ上の形状を成す鋼板製のブラケットB12と、ブラケットB12の開口部に配設した合成樹脂製のブラケットA11の2つのブラケットを備えており、前記ブラケットA11は複数の固定ネジによりブラケットB12に締め付け固定されている。
The
ブラケットBには内部に界磁13を保持固定しており、前記界磁13の中心部を貫通するように配置され、一対の軸受15により回転自在に保持固定された整流子16を有した電機子14を有している。前記一対の軸受15は、それぞれブラケットA11とブラケットB12にて保持されている。
The bracket B has a
ブラケットA11は、樹脂結合系のカーボンブラシ21を内包する鋼板より略長方形に形成された異形管22を保持する一対の異形管保持器部20と、カーボンブラシ21を整流子16に加圧するためのトーションブラシバネ23より構成されたブラシ装置30を有している。
The bracket A11 includes a pair of
トーションブラシバネ23は、円筒形状した複数の巻数を有し捻り時にブラシバネ荷重を発生させるコイル部23aと、コイル部23aの一端より伸延し、ブラシバネ荷重を支持するブラシバネ荷重支持受部23bと、コイル部23aの他端より伸延し、カーボンブラシ21を加圧するための複数の接点部を有したコイル形状とした加圧接触部23cより構成されている。
The
コイル部23aはブラケットA11に設けられた支柱11aに回転自在状態で挿入・支持され、ブラシバネ荷重支持受部23bをストッパー部11bで保持固定すると同時に加圧接触部23cを図2(b)の矢印で示すように所定の角度に回転させ、適切なブラシバネ荷重を発生させた後、カーボンブラシ21の後端面を複数巻のコイル形状とした加圧接触部23cにより加圧・押接している。
The
以上の構成により、カーボンブラシに接触するトーションブラシバネの接触部分が複数巻のコイル形状により複数に分散されることになり、局部集中する荷重を低減させることができる。 With the above configuration, the contact portion of the torsion brush spring that comes into contact with the carbon brush is dispersed into a plurality of coil shapes with a plurality of turns, and the load concentrated locally can be reduced.
ブラシバネ荷重を低減させることにより、過負荷時に樹脂結合系カーボンブラシが硬度低下したとしても、応力(荷重)集中によるカーボンブラシの破断を防止することができるため、高速回転下での樹脂結合系カーボンブラシの座乗性・追従性を確保できる。 By reducing the brush spring load, even if the resin-bonded carbon brush loses its hardness during overload, it can prevent the carbon brush from rupturing due to stress (load) concentration, so resin-bonded carbon under high-speed rotation The seating and following ability of the brush can be secured.
また、カーボンブラシの後端部を傾斜形状に加工する必要もなくなるために安価がブラシ装置とすることができる。 Further, since it is not necessary to process the rear end portion of the carbon brush into an inclined shape, a low-cost brush device can be obtained.
従って、小型・安価でありながら高信頼性の整流子電動機を得ることができる。 Therefore, it is possible to obtain a highly reliable commutator motor that is small and inexpensive.
本発明のブラシ装置は、トーションブラシバネと樹脂結合系カーボンブラシを使用した高速回転の整流子電動機における過負荷時のカーボンブラシの信頼性を向上させることができ、整流子電動機の小型化を目的とする用途に有用である。 The brush device of the present invention can improve the reliability of a carbon brush at the time of overload in a high-speed rotating commutator motor using a torsion brush spring and a resin-bonded carbon brush, and aims to reduce the size of the commutator motor. It is useful for the use.
10 整流子電動機
21 カーボンブラシ
23 トーションブラシバネ
23a コイル部
23b ブラシバネ荷重支持受部
23c 加圧接触部
30 ブラシ装置
DESCRIPTION OF
Claims (2)
コイル部の一端より伸延したブラシバネ荷重支持受部と、
コイル部の他端より伸延し、カーボンブラシを複数の接点部で押接するコイル状の加圧接触部とを有するトーションブラシバネを備えたブラシ装置。 A cylindrical coil portion having a plurality of turns;
A brush spring load support receiving portion extending from one end of the coil portion;
A brush device provided with a torsion brush spring having a coil-like pressure contact portion that extends from the other end of the coil portion and presses the carbon brush with a plurality of contact portions.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2015199187A1 (en) * | 2014-06-25 | 2015-12-30 | マブチモーター株式会社 | Brush holder device and dc motor in which same is mounted |
JP2019221060A (en) * | 2018-06-19 | 2019-12-26 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Motor and motor-driven blower |
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JP2016010251A (en) * | 2014-06-25 | 2016-01-18 | マブチモーター株式会社 | Brush holder device and dc motor with the same packaged therein |
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