JP3067711B2 - ブラシと整流子電動機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発電機や整流子電
動機等に使用されて、整流子と摺動接触するブラシに関
するとともに、このブラシを使用するブラシ装置を備え
て例えば電気掃除機の電動送風機等のモータ部をなして
採用される整流子電動機に関する。

【０００２】

【従来の技術】整流子電動機等に使用されるブラシは、
カーボン系のものと貴金属系のものとに大別され、カー
ボン系のブラシが一般的である。カーボン系ブラシは、
カーボンを主成分として粘結剤を用いて圧縮固化し、高
温で焼いて形成されており、粘結剤には合成樹脂が通常
採用されている。そして、例えば電気掃除機の電動送風
機に使用される従来のブラシは、単一種類のカーボンを
主成分として形成されている。しかも、このブラシと整
流子との摺動接触に伴うスパークの発生を少なくするに
は抵抗整流を大きくする必要があるため、従来のブラシ
の主成分をなすカーボンには、一般的に１平方ｃｍあた
り３万μΩ以上の高い抵抗値を持つカーボンが採用され
ていた。したがって、ブラシの先端面に整流子の整流子
片が複数接する際に、これら整流子片間をブラシを通し
て短絡する電流値が小さくなって、スパークの発生を少
なくできる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述のように
ブラシの全電気抵抗が大きい（０．２Ω程度）従来のブ
ラシの構成では、ブラシでの抵抗損失が大きい（ブラシ
１個につき約２０Ｗ）から、このブラシを使用する整流
子電動機等の運転効率が低下するという問題がある。

【０００４】これとともに、前記損失分はブラシの発熱
に変換されるため、例えばカーボンの粘結剤に合成樹脂
を用いた樹脂バインドタイプのブラシにおいては、樹脂
の熱劣化を招き易いとともに、整流子の整流子片相互を
絶縁する合成樹脂部分の熱劣化を招く可能性が高い。特
に、電気掃除機用の電動送風機のモータ部として用いら
れる整流子電動機は、小形化と高入力化の傾向にあり、
それに伴いブラシの電流密度も増大する。そのため、ブ
ラシが高抵抗であると、その発熱が極めて大きくなり易
く、ブラシおよび整流子の寿命が短くなるという問題が
あった。ちなみに、従来の樹脂バインドタイプのブラシ
は、その温度が２００℃を越えると急激に抗折力が低下
することが知られている。

【０００５】ところで、ブラシおよび整流子の寿命を延
ばすには、これらを大きくして、電流密度を小さくし、
かつ、その表面からの放熱を良くすれば可能である。し
かし、そのようにすると、整流子電動機の軸方向長さが
大きくなってしまうという問題がある。

【０００６】本発明の目的は、抵抗損失を少なくできる
とともに、整流子とともに寿命を向上できるブラシを得
ることにある。

【０００７】また、本発明の他の目的は、軸方向長さを
小さくできる整流子電動機を得ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に請求項１記載のブラシは、整流子に接して摩耗する部
分の略全長が、ブラシ主部と、主電流方向に延びて前記
ブラシ主部に組合わされるとともに前記ブラシ主部の抵
抗率よりも抵抗率が低い電気導体とからなり、前記ブラ
シ主部にその反整流子側端面に開口されて前記主電流方
向略全長にわたって延びるとともにピッグテールより大
径な穴を設け、この穴内に充填され突き固められて前記
電気導体を形成する粉末を埋め込むとともに、この粉末
に直接連続し前記電気導体の一部をなして前記穴の開口
端部に前記粉末と同種の粉末を詰め込んで、この粉末に
より前記開口端部に挿入された前記ピッグテールのブラ
シ側端部を固定するとともに、前記ピッグテールを前記
電気導体内に埋め込んでこれらピッグテールと電気導体
とを直接接続したことを特徴とするものである。

【０００９】請求項１に従属する請求項２に記載のブラ
シにおいては、ブラシ使用開始時の初期性能を安定なも
のとするために、使用初期において前記ブラシ主部が前
記電気導体の整流子側端面を覆ったものである。

【００１０】請求項１に従属する請求項３に記載のブラ
シにおいては、ブラシの先端部が異常発熱により破損す
る恐れを防止するために、使用初期において前記電気導
体の整流子側端面を前記ブラシ主部の整流子側端面に面
一に露出させたものである。

【００１１】また、前記の目的を達成するために、請求
項２記載の整流子電動機においては、ステータと、この
ステータが内蔵された電動機ケースと、ロータ軸および
これに固定された整流子を有して、前記ステータの内側
に配置されるとともに前記電動機ケースに回転自在に支
持されたロータと、前記整流子と摺動接触するブラシを
有して前記電動機ケースに取付けられたブラシ装置とを
具備し、前記ブラシの整流子に接して摩耗する部分の略
全長が、ブラシ主部と、主電流方向に延びて前記ブラシ
主部に組合わされるとともに前記ブラシ主部の抵抗率よ
りも抵抗率が低い電気導体とからなり、前記ブラシ主部
にその反整流子側端面に開口されて前記主電流方向略全
長にわたって延びるとともにピッグテールより大径な穴
を設け、この穴内に充填され突き固められて前記電気導
体を形成する粉末を埋め込むとともに、この粉末に直接
連続し前記電気導体の一部をなして前記穴の開口端部に
前記粉末と同種の粉末を詰め込んで、この粉末により前
記開口端部に挿入された前記ピッグテールのブラシ側端
部を固定するとともに、前記ピッグテールを前記電気導
体内に埋め込んでこれらピッグテールと前記電気導体と
を直接接続したことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】請求項１に記載のブラシの構成においては、ブ
ラシ主部の抵抗率よりも抵抗率が低い電気導体を、ブラ
シの主電流方向に延ばしてブラシ主部内の穴に埋め込ん
で設けたことから、ブラシの全電気抵抗を小さくでき
る。しかも、ブラシ主部の穴内で電気導体とピッグテー
ルのブラシ側端部とがブラシ主部よりも低抵抗の電気導
体と同種の粉末を介して直接に接続されているため、す
なわち、ブラシ主部の穴内でピッグテールのブラシ側端
部が電気導体内に埋め込まれて、これらピッグテールと
電気導体とが直接に接続されているため、ピッグテール
から電気導体に至る電気的損失を極小にできる。このた
め、ブラシでの電流の損失を少なくできる。これととも
に、ブラシの発熱を少なくできる。加えて、電気導体は
ブラシ主部に比較して少ないから、ブラシ全体を低抵抗
の電気導体で作った場合に比較して整流抵抗の大幅な低
下がなく、しかも、ブラシの全電気抵抗が小さいことに
より、ブラシ主部の整流子に対する座乗性（つまり、ブ
ラシが整流子表面への接触を保持する特性）の良い材料
を使うことができ、したがって、整流子との間でのスパ
ークの発生を少なくできる。更に、電気導体がブラシ主
部で囲まれているから、整流子との摺動接触に伴って作
用する振動等に拘らず、電気導体がブラシ主部から剥が
れることを防止できる。又、同じ穴内で電気導体をなす
粉末の詰め込みとこの導体へのピッグテールのブラシ側
端部を埋め込むので、ブラシ主部への電気導体の詰め込
みとピッグテールの固定とを同種粉末を用いて同時期に
同方向から行なえ、組立て作業性がよい。

【００１３】請求項２に記載のブラシの構成において
は、整流子へのブラシの接触が馴染んでいないブラシの
使用初期の状態で、物性が異なるブラシ主部と電気導体
とが整流子に摺動接触することがなく、また、電気導体
の整流子側端面を覆った部分がブラシ主部の穴底となる
から、この穴底により電気導体となる粉末を穴に詰める
際の詰め込みの作業性を向上できる。

【００１４】請求項３に記載のブラシの構成によれば、
使用初期において電気導体の整流子側先端面が整流子に
接するから、電気導体と整流子とにわたって直接電流を
流すことができる。したがって、使用初期において電気
導体と整流子との間にこれらに挟まれるようにブラシ主
部の先端部が介在する場合のように、電気導体に集中し
て導かれる密度の高い電流が、電気導体の軸方向延長線
上に位置するブラシ主部の先端部の一部に集中して通過
し、その部分が異常発熱することを防止できる。

【００１５】請求項４に記載の整流子電動機の構成にお
いては、請求項１に記載のブラシを用いたから、このブ
ラシおよび整流子の温度上昇を低くできる。このため、
整流子の軸方向長さを小さくして、それに応じて整流子
電動機の軸方向長さを小さくできる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図３を参照して本発
明の第１の実施の形態を説明する。図３において符号１
は金属製の電動機ケースで、これはケース本体２と、ケ
ース端板３とから形成されている。

【００１７】ケース本体２は、底４ａ付きの円筒部４の
前記底４ａと反対側を開口し、この開口の周縁部に取付
け部５を一体に設けて形成されている。取付け部５は、
環状平面部６と、筒部７と、突縁８とで形成されてい
る。環状平面部６はケース本体２の開口縁から一体にこ
の本体２の外側方に向けてはり出して形成され、筒部７
は環状平面部６の外周から底４ａ側に向けて折れ曲がっ
てケース本体２と平行に形成され、かつ、突縁８は筒部
７の先端から外側方に向けて直角に折れ曲がって形成さ
れている。円筒部４の底板４ａ側には排気孔９が設けら
れているとともに、底板４ａにも図示しない排気孔が設
けられている。底板４ａの中央部には軸受け１０を収納
した軸受け取付け部１１が形成されている。

【００１８】ケース端板３は、ケース本体２の一端開口
を径方向に横断するように、例えば平面形状が前記径方
向に延びる略帯板状をなし、その中央部に軸受け１２を
収納した軸受け取付け部１３を一体に設けて形成されて
いる。このケース端板３の両端部は環状平面部６にねじ
止めされている。このため、ケース本体２の一端開口
は、完全に塞がれることなく部分的に開口されている。

【００１９】ケース本体２内には、ステータ１４と、こ
のステータ１４の内側に配設される整流子１５付きのロ
ータ１６とが夫々収納されている。ステータ１４が有す
るステータコアは、軸方向から見た外径形状が略四角形
状であって、その面取りされた４つの角部を円筒部４の
内面に密接させてケース本体２に固定されている。この
固定により、円筒部４の内面と前記ステータコアの外面
との間には夫々風路１９が形成されている。ロータ１６
はそのロータ軸１７を前記軸受け１０，１２に支持され
て回転自在に設けられているとともに、ロータ軸１７は
軸受け１２および軸受け取付け部１３を貫通している。

【００２０】整流子１５は軸受け１０側に位置してロー
タ軸１７に固定されている。この整流子１５は、ロータ
軸１７と一体に回転する合成樹脂製のボス部１５ａと、
このボス部１５ａの外周に周方向に間隔を存して設けら
れた多数の整流子片１５ｂとを備えている。整流子片１
５ｂ間は互いに絶縁され、これら整流子片１５ｂにはロ
ータ巻線の端末が電気的に接続されている。

【００２１】ケース本体２の円筒部４には整流子１５を
挟んで正極側と負極側のブラシ装置１８が夫々取付けら
れており、以下これらブラシ装置１８の詳細を図１およ
び図２により説明する。

【００２２】ブラシ装置１８が備えるブラシホルダ２１
は、合成樹脂製等の電気絶縁材料で形成され、その本体
部２２は挿通孔２３を有して略四角筒状をなしている。
本体部２２にはケース本体２の外面に重なる支持片２４
が一体に突設されている。図３に示すようにブラシボル
ダ２１は、本体部２２を円筒部４に開口する装着口４ｂ
に挿通し、支持片２４をねじ２６で円筒部４に締付ける
ことで、ケース本体２に固定されている。

【００２３】ブラシホルダ２１の挿通孔２３には、金属
製のブラシガイド２７が嵌合されている。ブラシガイド
２７は、本体部２２から整流子１５に向かって突出され
ている。このガイド２７の整流子１５と反対側の端部に
は挿通孔２３の開口縁に引っ掛かる抜け止め片２８が折
曲げられているとともに、ブラシガイド２７の本体部２
２から突出する付け根部分には、本体部２２の端面に引
掛かる切り起こし片２５が形成されている。切り起こし
片２５は、抜け止め片２８との間に本体部２２を挟ん
で、ブラシホルダ２１にブラシガイド２７を固定してい
る。

【００２４】ブラシホルダ２１の本体部２２は端子取付
け孔２９を有している。この取付け孔２９は、挿通孔２
３と略平行に設けられているとともに、その内部には電
流供給用の端子金具３０が取付けられている。

【００２５】端子金具３０は、板金製であり、挿通孔２
３の開口端を覆うキャップ片３１と、端子取付け孔２９
に挿入される抜け止め片３２とを一体に有している。抜
け止め片３２には、断面円弧状に湾曲された凸部３３
と、この凸部３３に連続して山形状に折曲げられた弾性
変形可能な屈曲部３４とが形成されており、これら凸部
３３と屈曲部３４の頂部は端子取付け孔２９の内面に押
し付けられている。

【００２６】屈曲部３４の先端部は、端子取付け孔２９
から本体ケース２の内側に突出され、その突出部分３４
ａには本体部２２の端面に引掛かる係止片３５が一体に
切り起こされている。この係止片３５は、キャップ片３
１との間で本体部２２を挟んで、端子取付け孔２９から
の端子金具３０の抜け止めをしている。突出部分３４ａ
は前記ステータ１４のステータコアに取付けた端子台３
６の接続端子（図示しない）に差し込まれて、この端子
を介してステータ巻線に接続されるようになっている。

【００２７】ブラシガイド２７の内部には、軸直角方向
の断面が略四角形の棒状をなすブラシ４１が軸方向に移
動可能に収納されている。このブラシ４１の少なくとも
整流子１５と接して摩耗する部分（後述する有効使用長
さＡの部分）は、ブラシ主部４２と、この主部４２に設
けられた電気導体４３とからなり、電気導体４３はブラ
シ４１の主電流方向と略平行に延びている。ブラシ主部
４２は、カーボンを主成分とする導電材料を合成樹脂製
の粘結剤とともに圧縮成形するとともに、これを焼結す
ることにより形成されている。このブラシ主部４２の中
心部には軸方向略全長にわたって延びるとともにブラシ
主部４２の反整流子側端面に開口される穴４４が設けら
れている。この穴４４は後述のピッグテールより大径で
ある。

【００２８】電気導体４３は、ブラシ主部４２を形成す
る導電材料の抵抗率よりも抵抗率が低い材質、例えば銅
の粉末で形成されており、これは前記穴４４に埋め込ま
れてブラシ主部４２に直接密接している。電気導体４３
をなす銅の粉末は穴４４内に充填されて突き固められた
ものであって、この電気導体４３の径は、ブラシ主部４
２の断面の縦横寸法よりも夫々小さくしてある。ブラシ
主部４２の内部に配置された電気導体４３の整流子１５
側の端面４３ａは、このブラシ４１の使用初期において
ブラシ主部４２の先端部４２ａにより覆われている。

【００２９】このブラシ４１にはピッグテール４５の一
端部が接続されている。すなわち、ピッグテール４５の
一端部は穴４４の開口端部に挿入されており、その周囲
に詰められた銅の粉末により固定されている。なお、こ
の固定をなすために穴４４の開口端部に位置する粉末部
分は、これに液状接着剤を染み込ませて硬化されている
とともに、この硬化部分からブラシ主部４２の整流子１
５側端面に至る長さ部分Ａが、ブラシ４１の有効使用長
さとなっている。

【００３０】したがって、ピッグテール４５の接続は、
まず、前記穴４４に充填した銅の粉末を前記長さ部分Ａ
に相当する位置まで突き固めた後に、穴４４の開口端部
に、ピッグテール４５の一端部を挿入するとともに銅の
粉末を充填して、この粉末を突き固め、最後に、穴４４
の外から液状接着剤を染み込まることにより行われてい
る。なお、銅の粉末の抵抗率は当然にブラシ主部４２の
抵抗率よりも低く、そのことは既述の通りである。した
がって、このように電気導体４３に直接連続する低抵抗
の粉末を介してピッグテール４５は電気導体４３に直接
接続されている。すなわち、穴４４の開口端部に充填さ
れて突き固められた銅の粉末は電気導体４３の一部をな
しており、この電気導体４３内にピッグテール４５のブ
ラシ側端部が埋め込まれている。そして、前記の手順に
より穴４４への電気導体４３の詰め込みとピッグテール
４５のブラシ側端部の取付けとを同種粉末を用いて同方
向から同時期に行なえるので、ブラシ４１の組立て作業
性がよいものである。ピッグテール４５の他端は前記挿
通口２３の開口端を塞いだキャップ片３１にスポット溶
接されている。

【００３１】ブラシ４１の他端面と前記挿通口２３の開
口端を塞いだキャップ片３１との間には、圧縮コイルば
ね４６が介在されている。圧縮コイルばね４６はブラシ
４１を常に整流子１５に向けて押圧している。この押圧
によりブラシ４１の整流子１５側端部がブラシガイド２
７から突出して、整流子１５の外周面に摺動可能に押し
付けられている。

【００３２】以上説明した電動機ケース１、軸受け１
０，１２、ステータ１４、ロータ１６、およびブラシ装
置１８により、電気掃除機の電動送風機に用いられる整
流子電動機が形成されている。

【００３３】図３に示したように前記ロータ軸１７の電
動機ケース１より外に突出した端部には、ナット５１を
介してロータ軸１７と一体に回転する遠心ファン５２が
取付けられている。このファン５２は、中央部に吸込み
口５３を有するとともに、周部に吐出し口５４を有して
いる。遠心ファン５２はファンカバー５５で覆われてい
る。このカバー５５は本体ケース２の取付け部５に嵌合
して取付けられているとともに、ファンカバー５５は空
気を吸込むための開口部５６を有している。開口部５６
は吸込み口５３に入り込んでいる。

【００３４】したがって、遠心ファン５２が回転される
と、開口部５６を通して空気が吸込まれ、この吸込み空
気は遠心ファン５２の吐出し口５４から吐出される。遠
心ファン５２と取付け部５との間には、遠心ファン５２
から吐出された空気を電動機ケース１内に導く整流板５
７が設けられている。整流板５７は、遠心ファン５２か
ら吐出された空気を整流しつつ、この整流過程で空気の
圧力を動圧から静圧に移行させるものであって、前記フ
レーム端板３にねじ止めされている。この整流板５７に
よって整流された空気は、電動機ケース１内に流入さ
れ、前記風路１９を流通した後に、排気口９から電動機
ケース１の外部に排出される。

【００３５】前記構成の電動送風機において、その運転
時に整流子１５の整流子片１５ｂとピッグテール４５と
の間を流れる電流は、ブラシ４１の電気導体４３を主と
して流れる。このようにブラシ４１が、そのブラシ主部
４２よりも電気抵抗が小さい電気導体４３を、ブラシ主
部４２にその略全長にわたって埋め込んだ構成であるか
ら、この電気導体４３に電流を高密度に集中させて流す
ことができ、ブラシ４１の全電気抵抗を小さくできる。
それに加えて、ピッグテール４５のブラシ側端部が低抵
抗の電気導体４３内に埋め込まれて、これらピッグテー
ル４５と電気導体４３とが直接接続されていることによ
り、ピッグテール４５から電気導体４３に至る電気的な
損失が極小である。したがって、より一層のことブラシ
４１の全電気抵抗を小さくできる。ちなみに、本実施例
でのブラシ４１の全電気抵抗は、略０．０５Ωであっ
て、従来の約１／４にできた。このため、ブラシ４１で
の電流の抵抗損失を少なくできるものであり、それに伴
い電動送風機用の整流子電動機の運転効率を向上でき
る。

【００３６】また、前記のようにブラシ４１の全電気抵
抗を小さくできることに伴い、ブラシ４１の発熱を少な
くできる。加えて、ブラシ４１と整流子１５との間での
スパークの発生を次の理由で少なくできる。

【００３７】第１に、ブラシ主部４２に埋め込まれた電
気導体４３の径が、ブラシ主部４２の断面の縦横寸法よ
りも夫々小さいから、電気導体４３はブラシ主部４２に
比較して少ないとともに、整流子１５との接触面におけ
る電気導体４３の断面積が、ブラシ主部４２の断面積よ
りも小さい。そのため、ブラシ４１全体を低抵抗の電気
導体で作った場合に比較して整流抵抗の大幅な低下がな
いので、整流時の短絡電流を小さくできる。

【００３８】第２に、前記のようにブラシ４１全体の電
気抵抗が小さいことにより、ブラシ主部４２を座乗性の
よい材料、例えば樹脂バインドタイプの導電材料を使用
でき、それによりブラシ４１全体の弾性係数を低くでき
る。

【００３９】したがって、以上のようにブラシ４１自体
の発熱が少なく、かつ、スパークによる加熱も少ないか
ら、ブラシ４１および整流子１５の温度を低く抑制でき
る。

【００４０】そのため、これらブラシ４１および整流子
１５の熱劣化が防止され、それらの寿命ひいては整流子
電動機の寿命を向上できるとともに、整流子電動機の高
入力および小形化に適する。しかも、前述のようにブラ
シ４１および整流子１５の温度上昇が小さいから、それ
に応じてブラシ４１を小さくできるとともに整流子１５
の軸方向長さを小さくできる。そのため、ロータ軸１７
の長さを短くでき、それに応じて電動送風機全体をその
軸方向に小形化できる。

【００４１】又、ブラシ４１の使用初期においては、そ
のブラシ主部４２の先端部４２ａが電気導体４３の整流
子側端面４３ａを覆っているから、整流子１５へのブラ
シ４１の接触が馴染んでいない状態で物性が異なるブラ
シ主部４２と電気導体４３とが整流子１５に摺動接触す
ることがない。そのため、初期性能が安定するものであ
り、整流子１５へのブラシ４１の接触が馴染んだ状態で
ブラシ主部４２および電気導体４３を整流子１５に摺動
接触させることができる。

【００４２】しかも、前記のように電気導体４３を覆う
ことによって、ブラシ主部４２の穴４４は底を有するか
ら、この穴４４に電気導体４３となる銅の粉末を詰める
際の作業性を向上できる。

【００４３】また、ブラシ４１の電気導体４３は、ブラ
シ主部４２の内部に配置されて、ブラシ主部４２で囲ま
れているから、ブラシ主部４２への電気導体４３の保持
の信頼性が向上され、整流子１５との摺動接触に伴って
作用する振動等に拘らず、電気導体４３がブラシ主部４
２から剥がれることを防止できる。

【００４４】また、ブラシ主部４２に対して電気導体４
３が直接密接しているから、ブラシ４１の摩耗によりブ
ラシ主部４２および電気導体４３が共に整流子１５に摺
動接触するようになった際に生じる摩耗粉には、ブラシ
４１と整流子片５ｂとの間の電流の流れを阻害するよう
な物質が含まれない。ちなみに、接着剤を用いてブラシ
主部４２に電気導体４３を接着した構成では、接着剤の
摩耗粉による電気抵抗が発生するが、このような問題は
前記構成のブラシ４１では生じない。

【００４５】図４は本発明の第２の実施の形態を示して
いる。

【００４６】この実施の形態では、ブラシ主部４２に主
電流方向に延びる穴４４を長手方向全長にわたり貫通し
て設け、その内部に銅の粉末からなる電気導体４３を埋
め込んでいる。したがって、電気導体４３の整流子側端
面４３ａは、このブラシ４１の使用初期においてブラシ
主部４２の整流子側端面４２ｂに面一に露出されてい
る。なお、ここに面一とは製造上の誤差範囲を含むもの
であり、したがって、僅かに突出するような態様は面一
の範囲に含まれる。

【００４７】なお、以上の点以外の構成は前記第１の実
施の形態と同様であるので、同様構成部分には第１の実
施の形態と同一符号を付して、その説明は省略する。そ
して、この第２の実施の形態の構成においても、前記第
１の実施の形態と同様の作用により、本発明の第１の課
題を解決できる。

【００４８】しかも、この第２の実施の形態の構成によ
れば、ブラシ４１の使用初期において、ブラシ主部４２
の先端部は電気導体４３の整流子側端面４３ａを覆い隠
しておらず、この端面４３ａはブラシ主部４２の整流子
側端面４２ｂに面一に露出されている。そのため、使用
初期において電気導体４３の整流子側先端面４３ａは整
流子１５に接するから、電気導体４３と整流子１５とに
わたって直接電流を流すことができる。

【００４９】したがって、使用初期において電気導体４
３と整流子１５との間にこれらに挟まれるようにしてブ
ラシ主部４２の先端部が介在する場合のように、電気導
体４３に集中して導かれる密度の高い電流が、電気導体
４３の軸方向延長線上に位置するブラシ主部４２の先端
部の一部に集中して通過し、その部分が異常発熱するこ
とを防止できる。

【００５０】すなわち、このようにしてブラシ４１の使
用初期においてブラシ主部４２の先端部が２００℃以上
の異常高温となることが抑制されるので、前記先端部で
の抗折力の低下がなく、それにより、ブラシ主部４２が
破損する恐れを確実に防止できる。

【００５１】また、この第２の実施の形態のブラシ４１
を得るにあたり、そのブラシ主部４２の貫通した穴４４
に電気導体４３を埋め込む方法を実施する一例が図５に
示されている。図５中７１は治具であって、ブラシ主部
４２の一端部と嵌合して、この主部４２を位置決めする
四角環状の嵌合突部７２を有している。符号７３は治具
７１の上方に上下動自在に配置され、その下降によりブ
ラシ主部４２の上端面に接して、この主部４２を治具７
１に押し付けて保持する押さえ板で、この板７３には下
方に向けて次第に先細となりブラシ主部４２を押さえた
際に穴４４の上端と連通する通孔７４が設けられてい
る。符号７５は電気導体をなす銅粉などの導電性粉末を
穴４４内に供給するホッパであり、水平方向に移動自在
に設けられている。このホッパ７５は通常は押さえ板７
３の上下動の邪魔とならない位置に待機しているととも
に、その出口部に電磁式の開閉弁７６を有している。ま
た、符号７７は穴４４内に挿脱されるプッシャロッド
で、治具７１に対して位置決めされて押さえ板７３の上
方に配置された固定のガイド７８を摺動して上下動され
るようになっている。

【００５２】このような構成を備えた銅粉の詰め込み装
置において、予め穴４４が加工されたブラシ主部４２は
嵌合突部７２の内側に嵌合されて治具７１上にセットさ
れ、この治具７１と押さえ板７３との間に挟持される。
それによって、穴４４の下端が治具７１により塞がれる
とともに、穴４４の上端は押さえ板７３の通孔７４と連
通される。次に、ホッパ７５が移動されて、その出口が
穴４４の上端に丁度対向した状態で開閉弁７６が開かれ
て、ホッパ７５内の銅の粉末が適当量穴４４内に供給さ
れる。そして、ホッパ７５が退避され後に、プッシャロ
ッド７７を下降して穴４４内の粉末を突き固める。この
ような動作を適当回数繰り返すことにより有効使用長さ
Ａに相当する長さ分だけの粉末を詰め込むものである。
また、この後の工程においてはピッグテールの接続がな
される。

【００５３】なお、本発明は前記各実施の形態には制約
されない。例えば、電気導体４３には、銅の粉末に限ら
ず、含有成分の違いや、密度、製法の違いにより、ブラ
シ主部４２を構成しているカーボンよりも電気抵抗が小
さいカーボン粉末を採用してもよいとともに、銀、また
は金等の粉末を用いても差支えない。また、本発明にお
いてブラシ主部に対して電気導体を複数設けても良い。

【００５４】

【発明の効果】以上詳記した本発明の構成によれば以下
の効果を有する。

【００５５】請求項１に記載のブラシによれば、ブラシ
本体の穴に埋め込んだ電気導体の採用とあいまって、前
記穴に挿入されたピッグテールのブラシ側端部を電気導
体内に埋め込んで、これらピッグテールと電気導体とを
直接接続したことによって、ブラシの全電気抵抗を小さ
くできるため、このブラシを使用する整流子電動機等の
運転効率を向上でき、その上、電流による発熱が少ない
とともに整流子との間でのスパークの発生も少なくでき
ることから、ブラシの温度上昇が抑制されて、ブラシ自
体およびこれを使用する整流子電動機等の寿命を向上で
きる。しかも、穴内の電気導体はブラシ主部で囲まれて
いるから、ブラシ主部から電気導体が剥がれる恐れがな
い等、ブラシ主部への電気導体の保持の信頼性を高める
ことができる。

【００５６】請求項２に記載のブラシによれば、整流子
へのブラシの接触が馴染んでいない状態で物性が異なる
ブラシ主部と電気導体とが整流子に摺動接触することが
ないため、ブラシ使用開始時の初期性能を安定させるこ
とができる。しかも、電気導体の整流子側端面を覆った
ブラシ主部の穴底により電気導体となる粉末を詰める際
の作業性を向上できる。

【００５７】請求項３に記載のブラシの構成によれば、
使用初期において電気導体と整流子との間に挟まれるよ
うにブラシ主部の先端部が介在することがなく、電気導
体と整流子とにわたって直接電流を流すことができるか
ら、電気導体に集中して導かれる密度の高い電流によっ
てブラシ主部の先端部が異常発熱することがなく、した
がって、前記先端部が異常な高温となって破損する恐れ
を防止できる。

【００５８】請求項４に記載の整流子電動機において
は、ブラシおよび整流子の温度上昇を低くでき、整流子
の軸方向長さを小さくできるので、それに応じて軸方向
長さが小さい整流子電動機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るブラシを備え
たブラシ装置の縦断側面図。

【図２】第１の実施の形態に係り図１のＺ−Ｚ線に沿う
断面図。

【図３】第１の実施の形態に係る電動送風機の縦断側面
図。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係るブラシを備え
たブラシ装置の縦断側面図。

【図５】第２の実施の形態に係るブラシ主部に銅粉末を
詰める装置系の構成を概略的に示す断面図。

【符号の説明】

１…電動機ケース、 １４…ステータ、 １５…整流子、 １６…ロータ、 １８…ブラシ装置、 ４１…ブラシ、 ４２…ブラシ主部、 ４２ａ…ブラシ主部の先端部、 ４２ｂ…ブラシ主部の先端面、 ４３…電気導体、 ４３ａ…電気導体の先端面、 ４４…穴、 ４５…ピッグテール。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉沢 浩幸 神奈川県秦野市堀山下43番地 東京電気 株式会社秦野工場内 (56)参考文献 特開 昭55−139057（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−148805（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−16176（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−54567（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 13/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 整流子に接して摩耗する部分の略全長
   が、ブラシ主部と、主電流方向に延びて前記ブラシ主部
   に組合わされるとともに前記ブラシ主部の抵抗率よりも
   抵抗率が低い電気導体とからなり、前記ブラシ主部にそ
   の反整流子側端面に開口されて前記主電流方向略全長に
   わたって延びるとともにピッグテールより大径な穴を設
   け、この穴内に充填され突き固められて前記電気導体を
   形成する粉末を埋め込むとともに、この粉末に直接連続
   し前記電気導体の一部をなして前記穴の開口端部に前記
   粉末と同種の粉末を詰め込んで、この粉末により前記開
   口端部に挿入された前記ピッグテールのブラシ側端部を
   固定するとともに、前記ピッグテールを前記電気導体内
   に埋め込んでこれらピッグテールと電気導体とを直接接
   続したことを特徴とするブラシ。
2. 【請求項２】 使用初期において前記電気導体の整流子
   側端面が前記ブラシ主部で覆われていることを特徴とす
   る請求項１記載のブラシ。
3. 【請求項３】 使用初期において前記電気導体の整流子
   側端面が前記ブラシ主部の整流子側端面に面一に露出さ
   れていることを特徴とする請求項１記載のブラシ。
4. 【請求項４】 ステータと、 このステータが内蔵された電動機ケースと、 ロータ軸およびこれに固定された整流子を有して、前記
   ステータの内側に配置されるとともに前記電動機ケース
   に回転自在に支持されたロータと、 前記整流子と摺動接触するブラシを有して前記電動機ケ
   ースに取付けられたブラシ装置とを具備し、 前記ブラシの整流子に接して摩耗する部分の略全長が、
   ブラシ主部と、主電流方向に延びて前記ブラシ主部に組
   合わされるとともに前記ブラシ主部の抵抗率よりも抵抗
   率が低い電気導体とからなり、前記ブラシ主部にその反
   整流子側端面に開口されて前記主電流方向略全長にわた
   って延びるとともにピッグテールより大径な穴を設け、
   この穴内に充填され突き固められて前記電気導体を形成
   する粉末を埋め込むとともに、この粉末に直接連続し前
   記電気導体の一部をなして前記穴の開口端部に前記粉末
   と同種の粉末を詰め込んで、この粉末により前記開口端
   部に挿入された前記ピッグテールのブラシ側端部を固定
   するとともに、前記ピッグテールを前記電気導体内に埋
   め込んでこれらピッグテールと前記電気導体とを直接接
   続したことを特徴とする整流子電動機。