JP2018153013A

JP2018153013A - 電動送風機とそれを用いた電気掃除機

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Publication number: JP2018153013A
Application number: JP2017048079A
Authority: JP
Inventors: 徳田　剛; Takeshi Tokuda; 剛徳田; 西村　剛; Takeshi Nishimura; 剛西村; 哲平秀熊; Teppei Hidekuma; 笹尾　雅規; Masaki Sasao; 雅規笹尾; 樽谷　隆夫; Takao Taruya; 隆夫樽谷
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-03-14
Filing date: 2017-03-14
Publication date: 2018-09-27

Abstract

【課題】本発明は、電動送風機とそれを用いた電気掃除機に関するものであり、電動送風機のカーボンブラシの摺動不良と熱劣化とを防止する。【解決手段】カーボンブラシ１２の中央部に長手方向の空洞部２３を設け、前記空洞部２３と嵌合する固定部材２４を設けることにより、カーボンブラシ１２が熱膨張したときに、前記空洞部２３と固定部材２４との微小隙間が小さくならないため摺動不良を防止することができると共に、カーボンブラシ１２に直接吸気風が当たり冷却効果が向上するため熱劣化を防止することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、電気掃除機等に使用される電動送風機に関するものである。

従来、この種の電気掃除機用の電動送風機は、カーボンブラシがバネで付勢されて異形管内に摺動可能に内蔵されている（例えば、特許文献１参照）。

図４は、特許文献１に記載された従来の電動送風機の全体の構成を示すものである。

図４、及び図５に示すように、電動送風機１は、電動機２と、電動機２の出力軸３の一端に固定された回転ファン４と、前記回転ファン４の外周に位置し回転ファン４より吐き出された気流を整流する複数の案内翼５を有するディフューザ６と、前記回転ファン４とディフューザ６とを覆い中央に吸気口７を有するファンケース８とから構成されている。

また、前記電動機２は、界磁ユニット９と、電機子ユニット１０と、バネ１１で付勢されたカーボンブラシ１２を内蔵した異形管１３と、それらを内蔵するブラケットＡ１４と、排気口１５を有するブラケットＢ１６とから構成されている。

ここで、前記カーボンブラシ１２と異形管１３内壁との間には微小隙間が設けられ、カーボンブラシ１２はバネ１１の力によって摺動可能になっている。

また、前記界磁ユニット９は、主に電磁鋼板を積層して成る界磁鉄心１７と、界磁巻線１８とで構成され、前記電機子ユニット１０は、出力軸３と、前記出力軸３に圧入固定された電磁鋼板を積層して成る電機子鉄心１９と、電機子巻線２０と、前記電機子巻線２０と電気的に接続され、かつカーボンブラシ１２と電気的に接触摺動する整流子２１と、前記出力軸３の両端に圧入固定された軸受け２２とから構成されている。

上記構成において、電動送風機１が運転されると、電動機２のカーボンブラシ１２と整流子２１を経由して電力が供給され、界磁巻線１８で生成される主磁束と、電機子巻線２０に流れる電流との電磁作用により、電機子巻線２０にトルクが発生して電機子ユニット１０が約４０，０００ｒ／ｍｉｎから４５，０００ｒ／ｍｉｎで高速回転する。

この電機子ユニット１０の回転動作により、出力軸３に固定された回転ファン４が高速で回転することで空気が吸い込まれて気流が発生し、その吸引された気流はファンケース８の吸気口７より、回転ファン４内部を通過した後にその外周から排出され、ディフューザ６を経由して電動機２内に導かれ、電動機２に内蔵された界磁巻線１８、電機子巻線２０、軸受け２２を冷却した後、排気口１５から電動送風機１外部へ排出される。

特開２０１３−１３８５６５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、カーボンブラシは電動機の発熱等で熱膨張するため、異形管との間に設けた微小隙間が無くなって摺動不良になる課題を有していた。

また、その改善のために微小隙間を大きめに設定すると、電動送風機の運転中にカーボンブラシが、がたつくため整流作用が悪化し火花が発生して耐久性を著しく低下させるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、カーボンブラシが熱膨張してもスムーズに摺動できると共に、カーボンブラシのがたつきを防止した電動送風機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の電動送風機は、界磁鉄心及び前記界磁鉄心に巻回された界磁巻線からなる界磁ユニットと、出力軸に圧入固定された電機子鉄心に巻回された電機子巻線、及び前記出力軸に圧入固定された整流子と軸受けとから構成された電機子ユニットと、前記整流子と電気的に摺動すると共にバネで付勢されたカーボンブラシと、前記界磁ユニットと前記電機子ユニットを収納するブラケットと、前記出力軸に固定された回転ファンと、前記回転ファンの外周方向に位置し複数の固定翼を備えたディフューザとから構成される電動送風機において、前記カーボンブラシの中央部に長手方向に空洞部を設け、前記空洞部と嵌合する固定部材を設けたものである。

これによって、カーボンブラシが熱膨張したとき、カーボンブラシの空洞部と固定部材との微小隙間が小さくならないため摺動不良を防止することができる。またカーボンブラシに直接吸気風が当たるため、冷却効果の向上も図ることができる。

本発明の電動送風機は、電動送風機のカーボンブラシの摺動不良の防止と、冷却効果の向上を図ることができる。

本発明の実施の形態１における電動送風機の横断面図本発明の実施の形態２におけるカーボンブラシ端部の拡大図本発明の電動送風機を搭載した電気掃除機の構成図従来の電動送風機の構成を示す縦半断面図従来の電動送風機の横断面図

第１の発明は、界磁鉄心及び前記界磁鉄心に巻回された界磁巻線からなる界磁ユニットと、出力軸に圧入固定された電機子鉄心に巻回された電機子巻線、及び前記出力軸に圧入固定された整流子と軸受けとから構成された電機子ユニットと、前記整流子と電気的に摺動すると共にバネで付勢されたカーボンブラシと、前記界磁ユニットと前記電機子ユニットを収納するブラケットと、前記出力軸に固定された回転ファンと、前記回転ファンの外周方向に位置し複数の固定翼を備えたディフューザとから構成される電動送風機において、前記カーボンブラシの中央部に長手方向の空洞を設け、前記空洞部と嵌合する固定部材を設けることにより、カーボンブラシが熱膨張したとき、カーボンブラシの空洞部と固定部材との微小隙間は小さくならないため摺動不良を防止することができる。

第２の発明は、カーボンブラシ端部にバネ端部の外形形状と嵌合できる凹部を設けることにより、バネの力がカーボンブラシに真っ直ぐに作用するため、カーボンブラシの傾きを防止することができる。

第３の発明は、塵埃を捕集する集塵室と、前記集塵室に連通するように接続される延長管、ホース、床用吸込具と、本発明の電動送風機を内蔵した電気掃除機であり、信頼性の
高い電気掃除機を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における電動送風機１の断面図を示すものである。なお、従来例と同一構成部品については同一符号を付して一部その説明を省略する。

図１において、カーボンブラシ１２の中央部に長手方向に形成した空洞部２３と、前記空洞部２３と摺動可能に設けられた略円筒状の固定部材２４と、バネ１１を収納するバネ収納箱２６と、前記バネ収納箱２６とブラケットＢ１６を絶縁、かつ固定する樹脂製の保持器２５とから構成されている。

以上のように構成された電動送風機１について、以下その動作、作用を説明する。

まず、電機子ユニット１０の出力軸３に固定された回転ファン４が高速で回転することにより空気が吸い込まれ気流が発生する。吸引された気流は、ファンケース８の吸気口７より、回転ファン４内部を通過した後にその外周部から排出され、ディフューザ６内を経由して電動機２内に導かれ、電動機２に内蔵された界磁巻線１８、電機子巻線２０、カーボンブラシ１２、軸受け２２等を冷却した後、ブラケットＢ１６の排気口１５から電動送風機１外部へと排出される。

前記カーボンブラシ１２は、その中央部に形成した空洞部２３と固定部材２４との間に微小隙間を形成して摺動可能に構成されており、バネ収納箱２６内のバネ１１で付勢することにより整流子２１と接触させることで電機子ユニット１０に電力を供給するものである。

以上のように、本実施の形態においては、カーボンブラシ１２は、その中央部に形成した空洞部２３と固定部材２４との間に微小隙間を形成して摺動可能にしているので、熱でカーボンブラシ１２が熱膨張しても、前記微小隙間を維持できるので摺動不良を防止することができる。

また、固定部材２４がカーボンブラシ１２を支持するため、バネ収納箱２６の内壁とカーボンブラシ１２の隙間を大きくすることができる。そのため、カーボンブラシ１２が熱膨張することによる摺動不良を抑制することができる。

また、固定部材２４は整流子２１に近い位置まで伸びているため、カーボンブラシ１２を整流子２１に近い位置で支持することができる。そのため、整流子２１の回転に伴うカーボンブラシ１２のがたつきを、より低減することができる。

また、固定部材２４は、出力軸３に対する径方向が長手となるよう構成されている。そのため、熱膨張の影響を抑えるために空洞部２３と固定部材２４の隙間を大きくしても、カーボンブラシ１２の周方向のがたつきは抑制される。

また、固定部材２４がカーボンブラシ１２を内側から支持するため、カーボンブラシ１２の外周側を露出することができる。そのため、カーボンブラシ１２に冷却風が直接当たるので、冷却効果が向上してカーボンブラシ１２の熱劣化も防止することができる。

（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態のカーボンブラシ１２端部の拡大図である。なお、従来例と同一構成部品については同一符号を付して一部その説明を省略する。

図２において、バネ１１が当接するカーボンブラシ１２端部に、前記バネ１１の外径寸法と略同等の凹部２７を設けられている。これにより、バネ１１の力がカーボンブラシ１２の長手方向に向けて真っ直ぐに作用するため、カーボンブラシ１２の傾きをより防止することができる。

（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態の電動送風機１を組み込んだ電気掃除機である。

掃除機本体２８は、本発明の電動送風機１を内蔵しており、集塵室（図示せず）と連通した延長管２９と、ホース３０と、床用吸込具３１とで構成されている。

本発明の電動送風機１で発生した気流により、床用吸込具３１から空気と塵埃を吸込み、延長管２９、ホース３０を経由して、集塵室内（図示せず）に内蔵したフィルター（図示せず）で塵埃を捕集するものである。

このとき、本発明の電動送風機１を内蔵しているので、信頼性の高い電気掃除機を実現することができる。

以上のように、本発明にかかる電動送風機とそれを用いた電気掃除機は、電動送風機の信頼性向上が図れるため、電動送風機を用いる家庭用電化機器、産業機器等の用途にも適用できる。

１電動送風機
２電動機
３出力軸
４回転ファン
５案内翼
６ディフューザ
７吸気口
８ファンケース
９界磁ユニット
１０電機子ユニット
１１バネ
１２カーボンブラシ
１３異形管
１４ブラケットＡ
１５排気口
１６ブラケットＢ
１７界磁鉄心
１８界磁巻線
１９電機子鉄心
２０電機子巻線
２１整流子
２２軸受け
２３空洞部
２４固定部材
２５保持器
２６バネ収納箱
２７凹部
２８掃除機本体
２９延長管
３０ホース
３１床用吸込具

Claims

界磁鉄心及び前記界磁鉄心に巻回された界磁巻線からなる界磁ユニットと、出力軸に圧入固定された電機子鉄心に巻回された電機子巻線、及び前記出力軸に圧入固定された整流子と軸受けとから構成された電機子ユニットと、前記整流子と電気的に摺動すると共にバネで付勢されたカーボンブラシと、前記界磁ユニットと前記電機子ユニットを収納するブラケットと、前記出力軸に固定された回転ファンと、前記回転ファンの外周方向に位置し複数の固定翼を備えたディフューザとから構成される電動送風機において、前記カーボンブラシの中央部に長手方向の空洞部を設け、前記空洞部と嵌合する固定部材を設けたことを特徴とする電動送風機。
カーボンブラシ端部にバネ端部の外形形状と嵌合できる凹部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電動送風機。
請求項１〜２のいずれか１項に記載の電動送風機を用いた電気掃除機。