JP3646870B2 - 電動機および電動送風機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーモスイッチが設けられた電動機および電動送風機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電動送風機としては、例えば特開平４−３１７６１７号公報に記載の構成が知られている。
【０００３】
この特開平４−３１７６１７号公報に記載の電動送風機は、電動機を備えている。そして、この電動機は、ケース体と、このケース体内に収容されブラシ機構部が摺接するモータ本体部とを備えている。また、電動送風機は、電動機の駆動により回転するファンを備えている。さらに、電動送風機は、ファンを覆いファンの回転により空気を吸い込む吸気口を開口したファンカバーを備えている。
【０００４】
そして、モータ本体部は、固定子を備えている。この固定子は、電源に電気的に接続される一対の端子が取り付けられた略円筒状の積層鉄心と、この積層鉄心に装着され一対の端子に両端の引き出し線が接続される第１のコイルとを備えている。そして、固定子は、第１のコイルに通電することにより積層鉄心の内周部に複数の固定極を形成する固定子を備えている。また、モータ本体部は、固定子の内周側に略同軸上に位置したロータ軸を有し、このロータ軸の両端部がケース体に回転自在に軸支されたロータ軸を備えている。さらに、ロータ軸の固定子から露出する一端側には、複数の整流子片を絶縁部材を介在して周方向に複数積層配設した整流子が一体に設けられている。また、ロータ軸には、固定子の内周側に位置して電機子が一体的に設けられている。この電機子は、整流子の各整流子片にそれぞれ接続される第２のコイルを有している。そして、電機子は、第２のコイルに通電することにより外周部に固定極と対向する複数の可動極を形成する。
【０００５】
さらに、電動機には、一対のブラシ機構部が設けられている。これらブラシ機構部は、整流子に対して径方向に位置して対向してケース体に取り付けられる。そして、ブラシ機構部は、絶縁性のホルダを有している。また、このホルダには、付勢手段が配設されている。さらに、ホルダにはカーボンブラシが配設され、このカーボンブラシは付勢手段にて付勢されて常時突出し先端部が整流子に摺接可能に接触する。また、ホルダには、一対の端子に接続され各カーボンブラシに電気的に接続する接続端子が設けられている。そして、電動機は、端子から接続端子およびカーボンブラシを介して整流子に接続する第２のコイルに通電し、電機子の可動極が変動することにより、電機子とともにロータ軸が回転して駆動する。
【０００６】
また、ケース体には、自動復帰型のサーモスイッチが取付板にて押圧されて取り付けられている。このサーモスイッチは、端子と接続端子との間にリード線にて直列に接続されている。そして、サーモスイッチは、電動機の過熱をケース体を介して検出する。
【０００７】
しかしながら、上記特開平４−３１７６１７号公報に記載の電動送風機では、サーモスイッチがケース体を介して電動機の過熱を検出するので、ケース体およびモータ本体部間の間隙によりモータ本体部の温度より低い温度を検出することとなる。このため、モータ本体部の過熱を時間差なく適切に検出できないおそれがある。さらに、モータ本体部の整流子とブラシ機構部のカーボンブラシとの摺接の際に生じるスパークなどによる過熱を検出し難い。また、サーモスイッチをケース体に取り付けることから、別途リード線を用いて配線しなければならず、組立製造性の向上が図れない問題がある。
【０００８】
そこで、例えばブラシ機構部のホルダに、所定温度で開閉する一対の端子片を有したサーモスイッチであるバイメタルスイッチを直接保持させる構成が考えられる。この構成では、ホルダにカーボンブラシが保持される位置に隣接してバイメタルスイッチを保持する保持部を設ける。また、に、ホルダに、カーボンブラシを付勢手段にて付勢する導電性のブラシキャップが取り付けられる。このブラシキャップは、保持部に位置して接続片を切り起こし形成する。そして、バイメタルスイッチが保持部に取り付けられることにより、バイメタルスイッチの一方の端子片をブラシキャップの接続片に当接させる。この接続片にバイメタルスイッチを当接させることにより、一方の端子片がブラシキャップを介してカーボンブラシに電気的に接続する状態となる。そして、バイメタルスイッチは、ホルダがケース体に取り付けられることにより、他方の端子片が電源に電気的に接続される端子に接続する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記バイメタルスイッチをホルダに保持する構成では、バイメタルスイッチをカーボンブラシに隣接する状態でホルダに取り付ける際、ブラシキャップをホルダに取り付ける方向とバイメタルスイッチをホルダに取り付ける方向が反対方向となる。このため、ブラシ機構部を組立形成する際に２工程となり、組付作業性の向上が図れず、製造性が向上できなくなるおそれがある。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、製造性が向上する電動機および電動送風機を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電動機は、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、前記整流子に摺接する導電性を有するブラシ、このブラシに電気的に接続されるブラシキャップ、前記ブラシが挿入されるとともに前記ブラシキャップが取り付けられる挿入孔を一端側に有し他端側に進出可能に前記ブラシを保持する摺動接点保持部、および、前記挿入孔側に装着開口を有する収容部を有するホルダを備えたモータ本体部と、前記装着開口から挿入されて前記収容部に収容されるとともに前記ブラシキャップと電気的に接続された温度が所定値を超えると開成するサーモスイッチとを具備したものである。
【００１２】
そして、ブラシを保持する摺動接点保持部の一端側に設けられブラシが挿入されるとともにブラシに電気的に接続されるブラシキャップが取り付けられる挿入孔側に、サーモスイッチを収容する収容部のサーモスイッチが挿入される装着開口を開口する。
【００１３】
このため、ホルダの同一面側から同方向にブラシおよびサーモスイッチを挿入することによりそれぞれホルダに取り付けできるので、組立作業が容易となり、製造性が向上する。
【００１４】
請求項２記載の電動機は、請求項１記載の電動機において、ホルダは、ホルダの収容部の装着開口を閉塞しない位置に設けられブラシキャップを係止する係止部を有したものである。
【００１５】
そして、ホルダの収容部の装着開口を閉塞しない位置にブラシキャップを係止する係止部を設けることにより、ブラシキャップをホルダに取り付けるための構成によりサーモスイッチを収容する収容部の装着開口が閉塞されず、ブラシキャップを取り付ける方向とサーモスイッチの挿入方向とが同一方向となる構成が容易に得られる。
【００１６】
請求項３記載の電動機は、請求項１または２記載の電動機において、サーモスイッチは、ホルダの装着開口から挿入されて収容部にこのサーモスイッチより前記装着開口側に位置して収容されこのサーモスイッチをブラシキャップに電気的に接続する接続端子片を有するものである。
【００１７】
そして、サーモスイッチをブラシキャップに電気的に接続する接続端子片がサーモスイッチより装着開口側に位置する状態で、サーモスイッチをホルダの装着開口から収容部に挿入することにより、例えばブラシキャップと接続端子片とを結線することが容易で、ブラシキャップとサーモスイッチとを接続するための特別の構成を設ける必要がなく、製造性が向上するとともに、安価な電線を用いることによりコストが低減する。
【００１８】
請求項４記載の電動機は、請求項３記載の電動機において、電源に電気的に接続されサーモスイッチに接続され接続端子片とは反対側の収容部の先端側に配設され前記サーモスイッチの挿入方向に向けて折曲形成された端子を備えたものである。
【００１９】
そして、電源に電気的に接続されるとともにサーモスイッチに接続される端子を、サーモスイッチの接続端子片とは反対側の収容部の先端側にサーモスイッチの挿入方向に向けて折曲して配設することにより、サーモスイッチが端子に引っ掛かることを防止して容易に取り付けられるとともに、端子とサーモスイッチの接続端子片とが反対側に位置して十分な絶縁距離が確保される。
【００２０】
請求項５記載の電動送風機は、請求項１ないし４いずれか一記載の電動機と、この電動機により回転されるファンとを具備したものである。
【００２１】
そして、組立作業が容易な請求項１ないし４いずれか一記載の電動機を用いることにより、製造性が向上する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態における電気掃除機の構成を図面を参照して説明する。
【００２３】
図２において、１は掃除機本体で、この掃除機本体１は、電動送風機２を収容する図示しない電動送風機室と、この電動送風機室の吸気側に区画形成され吸込口３を開口する集塵室とを有する本体ケース４を有している。そして、この本体ケース４の前側下面に図示しない旋回輪が設けられているとともに、後部側面に一対の走行輪５が回転自在に設けられ、掃除機本体１は床面上を走行可能となっている。また、掃除機本体１には、可撓性を有するホース本体6aと、このホース本体6aの一端に設けられ吸込口３に接続される接続管6bと、ホース本体6aの他端に設けられ把持される把持部6cとを備えたホース６が着脱可能に接続される。さらに、ホース６には、把持部6cに着脱可能に延長管７が接続される。そしてさらに、延長管７には、床面上を走行可能で延長管７およびホース６を介して吸込口３に連通する図示しない先端吸込口を下面に開口した吸込口体８が接続される。
【００２４】
一方、電動送風機２は、図１および図３に示すように、電動機11を有している。この電動機11は、ケース体としての略円筒状の胴体ケース12を有し、この胴体ケース12の内側にモータ本体部13が収納されている。
【００２５】
そして、胴体ケース12には、軸方向の一端である前端面に開口部14が形成されているとともに、この開口部14の周囲に外周方向に向けて突出する断面略Ｌ字状のフランジ部15が屈曲形成されている。また、この胴体ケース12の軸方向の他端である後端面は後板部16により閉塞されているとともに、この後板部16の中央部が後方に向けて略円筒状に突出し内周面側にベアリング17をベアリングキャップ18およびスラストばね19を介して収容するモータヘッド部20が設けられている。
【００２６】
さらに、胴体ケース12の後部近傍の周面には、排気口としての吹出口21が複数開口形成されている。
【００２７】
また、胴体ケース12の前端部には、取付体としての長手板状のブリッジ部23が胴体ケース12の径方向に架橋して開口部14の一部を覆うように、長手方向の両端部がフランジ部15にねじ24などにて取り付けられている。そして、ブリッジ部23の略中央には、略円板状の取付板部26が設けられている。また、この取付板部26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17を嵌合保持して収容し、先端略中央に挿通孔27を開口する略円筒状の取付筒部28が設けられている。なお、ブリッジ部23にて覆われていない胴体ケース12の開口部14およびブリッジ部23に設けられた図示しない円形開口が通風口となる。
【００２８】
一方、モータ本体部13は、胴体ケース12に固定され鉄板が積層された略筒状のコア31に第１のコイル32が複数、例えば２つ巻装され、これら第１のコイル32に通電することにより内周部に複数の固定極すなわちＮ極およびＳ極を形成する略円筒状で外周面が略四角柱状の固定子であるフィールド33を備えている。また、モータ本体部13は、フィールド33の内周側に略同軸上に貫通して位置し、両端部がモータヘッド部20およびブリッジ部23のベアリング17，17にそれぞれ回転自在に軸支されて配設されるロータ軸35を備えている。そして、このロータ軸35のモータヘッド部20側のフィールド33から露出する端部近傍には、略板状の整流子片36が絶縁部材37を介在して放射状に周方向に配設された整流子38が設けられている。さらに、ロータ軸35には、フィールド33の内周側に位置して、略円筒状の積層鉄心40が嵌着固定されている。また、この積層鉄心40には、各整流子片36，36に適宜接続される引き出し線41を有した第２のコイル42が巻装されている。そして、これら積層鉄心40および第２のコイル42にて、ロータ軸35に一体的に設けられる電機子であるアーマチュア43が構成される。このアーマチュア43は、第２のコイル42に通電することにより、外周部にフィールド33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極を所定の位置に形成する。
【００２９】
そして、フィールド33のコア31には、絶縁性部材にて略角筒状に形成された一対の端子台45，45が径方向に位置して一体的にそれぞれ取り付けられている。これら端子台45内には、電源である図示しない商用交流電源に接続される端子46a，46bがそれぞれ設けられている。そして、端子46aは平面が端子台45の先端面に略沿って外側に向けて折曲された接続板部47aが設けられ、端子46bは平面が端子台45の先端面に略沿ってモータ本体部13に向けて折曲された接触板部47bが設けられている。なお、接触板部47bは、先端側が次第に端子台45の先端面から離間する方向に湾曲する。そして、端子46aには、商用交流電源に接続される図示しない電源線の先端部に設けられたコネクタが接続される。
【００３０】
また、胴体ケース12には、ブラシ機構部51が胴体ケース12の径方向に略位置してねじ52などにて一対取り付け固定され、フィールド33と、アーマチュア43および整流子38が設けられたロータ軸35と、ブラシ機構部51とにてモータ本体部13が構成されている。
【００３１】
そして、これらブラシ機構部51，51は、図１および図３ないし図５に示すように、アーマチュア43の整流子38に長手方向の一端面が摺接する摺動接点であるブラシとしての略角柱状のカーボンブラシ53と、このカーボンブラシ53を保持するホルダとしてのブラシ保持部54とを備えている。さらに、ブラシ保持部54には、有底角筒状で内周側にカーボンブラシ53が進退可能に嵌挿される例えば真鍮などの導電性の付勢ガイド部55が嵌挿保持されている。また、付勢ガイド部55内には、このブラシキャップ72からカーボンブラシ53を常時進出させる方向に付勢してカーボンブラシ53を整流子38に電気的に導通させるコイルスプリングなどの付勢手段56が配設されている。
【００３２】
そして、ブラシ保持部54は、モータ本体部13の整流子38に対向する位置に胴体ケース12に開口形成された挿入開口部58に嵌挿可能な保持部60と、この保持部60の外周面に挿入開口部58に挿入不可能に鍔状に設けられねじ52が取り付けられるねじ孔61を有した取付部62とを有している。また、保持部60には、一端に挿入孔63を開口し他端に突出孔64を開口し付勢ガイド部55を嵌合保持する略角筒状の摺動接点保持部65が設けられている。さらに、保持部60には、一端に装着開口66を開口し他端に露出開口67を開口する略角筒状で軸方向が摺動接点保持部65に略平行に隣接する収容部としてのバイメタルスイッチ保持部68が設けられている。そして、摺動接点保持部65には、バイメタルスイッチ保持部68側の外面に位置決め爪部59が突設されている。
【００３３】
さらに、付勢ガイド部55は、導電性を有した略角筒状のブラシガイド部71を有している。このブラシガイド部71は、軸方向の一端側がブラシ保持部54の摺動接点保持部65から突出する状態で他端側が摺動接点保持部65に嵌合保持される。また、このブラシガイド部71は、カーボンブラシ53を摺動可能に嵌挿する。さらに、付勢ガイド部55は、摺動接点保持部65の挿入孔63を閉塞して取り付けられる導電性を有した板状のブラシキャップ72を有している。そして、ブラシキャップ72には、係止片としての係止爪部73が設けられている。この係止爪部73は、ブラシ保持部54のバイメタルスイッチ保持部68の装着開口66を閉塞しない位置、すなわち摺動接点保持部65の挿入孔63の開口縁の外周側近傍に段差状に設けられた係止部65aに係止される。さらに、ブラシキャップ72には、銅線の縒り線である連結用ピッグテイル74の一端が接続されている。この連結用ピッグテイル74は、他端がカーボンブラシ53に接続されて付勢ガイド部55内に配設される。また、ブラシガイド部71には、ブラシ保持部54の突出孔64の開口縁に当接して位置決め係止する当接片75が切り起こし形成されている。
【００３４】
また、ブラシ保持部54には、サーモスイッチとしてのバイメタルスイッチ77が取り付けられている。このバイメタルスイッチ77は、図６および図７に示すように、中空の略矩形状の外殻部78と、この外殻部78内に接離可能に設けられた端子片であるバイメタル79と、外殻部78内に設けられバイメタル79が接離可能な端子片である接点80と、これらバイメタル79および接点80にそれぞれ接続し外殻部78の長手方向の一端面から舌片状に突出して設けられた一対の接続端子片81a，81bとを有している。そして、外殻部78は、下面を開口した導電性の略箱形状のカバー部82と、このカバー部82の下面を閉塞して絶縁シート83を介して一体的に取り付けられる導電性を有した略板状の台座部84とを有している。また、カバー部82の内面には、バイメタル79の一端が溶接などにより取り付けられているとともに、一方の接続端子片81aが連設されている。さらに、台座部84のカバー部82側の一面には、バイメタル79の他端が対向する位置に接点80が設けられているとともに、他方の接続端子片81bが連設されている。そして、バイメタルスイッチ77には、図１および図３ないし図５に示すように、接続端子片81bが電線である連結用ピッグテイル74と同様の接続用ピッグテイル85を介してブラシキャップ72に接続され、接続端子片81bがブラシ保持部54のバイメタルスイッチ保持部68の装着開口66に対向し露出開口から一部が露出する状態でバイメタルスイッチ保持部68に嵌挿保持されて取り付けられる。
【００３５】
また、図１に示すように、モータ本体部13は、フィールド33のコア31の４つの角部が、胴体ケース12の図示しない係止突起にそれぞれ周方向で当接係止され、胴体ケース12内に位置決め保持される。
【００３６】
一方、ブリッジ部23の前側には、ディフューザ86がねじ87などにて取付固定されている。さらに、このディフューザ86の前方に位置して、ファン88が配置されている。
【００３７】
そして、ファン88は、回転により生じる空気との摩擦により発生する熱に対して耐熱性を有し、回転の際の慣性や質量などを考慮して、例えばアルミニウム合金などにて形成されている。また、ファン88は、略円板状で略中央に電動機11のロータ軸35が嵌挿する嵌挿孔89aが穿設された円板状の下板88aと、下板88aに所定の間隙を介して対向し中心に通風孔89bを開口形成して下板88a側に向けて拡開する略ラッパ状に形成された上板88bと、下板88aと上板88bとの間に設けられ渦巻き状の吸気風路88dを複数区画形成する壁状のファン翼88cとを備えている。そして、ファン88は、電動機11の突出するロータ軸35が下板88aの嵌挿孔89aに嵌挿され、下板88aの裏面側である上板88bと対向しない側にロータ軸35に嵌合するスリーブ90と、このロータ軸35の前部側である一端部に形成されたねじ部91に下板88aの表面側の上板88bと対向する側に位置して螺合する６角ナット92とにより、ワッシャ93，93を介して挟持され、モータ本体部13のアーマチュア43の前端部に固定されている。
【００３８】
なお、ファン88は、モータ本体部13のロータ軸35の回転により、ファン翼88cの中心方向への渦巻き方向に回転する。
【００３９】
一方、ディフューザ86は、周縁に図示しない略三角形状の切欠部95が等間隔で複数切欠形成された略円板状の円板部97を有している。この円板部97には、略中央にブリッジ部23の取付筒部28を嵌合しロータ軸35を貫通する貫通孔96aを開口した略円筒状の胴体部96が設けられている。そして、この円板部97の一面であるファン88に対向する上面には、中心からファン88の径寸法より若干大きい寸法の距離を介した周縁近傍に、略垂直な円弧壁状の上流整流板98aがファン88のファン翼88cの渦巻き方向と逆方向に平面渦巻き状に複数設けられ、切欠部95に連続する案内風路99を区画形成している。また、円板部97の他面である電動機11側に対向する下面には、略垂直な円弧壁状の下流整流板98bが上流整流板98aと逆方向に平面渦巻き状に複数枚設けられ、流過風路100を区画形成している。
【００４０】
そして、ディフューザ86は、胴体ケース12の開口部14を覆って閉塞するように、ブリッジ部23の取付板部26に取り付け固定されている。
【００４１】
一方、胴体ケース12のフランジ部15の外周部には略円筒状のファンカバー101が嵌合され、このファンカバー101によりファン88が覆われている。このファンカバー101は、前面の中央部にファン88の通風孔89bに対向する吸気口102を開口形成するとともに、後面の全面に後部開口部103を開口形成して略円筒状に形成されている。
【００４２】
次に、上記実施の形態の組立動作を説明する。
【００４３】
まず、あらかじめ付勢手段56をカーボンブラシ53とブラシキャップ72と間に配設して連結用ピッグテイル74にてカーボンブラシ53をブラシキャップ72に接続する。また、ブラシキャップ72とバイメタルスイッチ77の接続端子片81bとを接続用ピッグテイル85にて接続する。さらに、あらかじめブラシ保持部54の摺動接点保持部65内に、ブラシガイド部71を当接片75がブラシ保持部54の突出孔64の開口縁に当接する状態で嵌挿保持しておく。そして、ブラシ保持部54の摺動接点保持部65内に挿入孔63からブラシキャップ72に取り付けたカーボンブラシ53を挿入するとともに付勢手段56および連結用ピッグテイル74を挿入する。この後、ブラシキャップ72の係止爪部73をブラシ保持部54の挿入孔63近傍の外周縁に係止し、挿入孔63を閉塞してブラシキャップ72をブラシ保持部54に取り付ける。
【００４４】
さらに、ブラシキャップ72に接続されたバイメタルスイッチ77をブラシ保持部54のバイメタルスイッチ保持部68の装着開口66から挿入し、ブラシ保持部54の位置決め爪部59に当接させて位置決めし、露出開口67から一部露出する状態でバイメタルスイッチ77をブラシ保持部に取り付け、ブラシ機構部51を組立形成する。
【００４５】
そして、組立形成したブラシ機構部51のブラシ保持部54の保持部60を、モータ本体部13が配設された胴体ケース12の挿入開口部58を介してカーボンブラシ53から胴体ケース12内に挿入する。この後、カーボンブラシ53のブラシ保持部54から突出する先端部をモータ本体部13の整流子35に当接させ、ねじ52にてブラシ機構部51を胴体ケース12に取り付け、電動機11を組立形成する。このブラシ機構部51の取り付けの際、ブラシ保持部54に取り付けたバイメタルスイッチ77の接続端子片81aに接続する外殻部78のカバー部82の外面に、フィールド33の端子台45に配設された端子46bの接触板部47bが当接する。この端子46bの当接により、バイメタルスイッチ77は、ブラシ保持部54の摺動接点保持部65の外面と端子46bの接触板部47bとの間に挟持されて固定される状態となる。
【００４６】
この後、組立形成された電動機11にファン88およびファンカバー101が組み付けられて電動送風機２が組立形成される。
【００４７】
次に、上記実施の形態の動作を説明する。
【００４８】
電気掃除機１の本体ケース４内に収容した電動送風機２を、適宜駆動させて掃除する。すなわち、端子46a，46a間に印加される商用交流電源の電圧によりフィールド33の第１のコイル32，32に電流が流れてコア31が磁化されてフィールド33の内周部に極性が異なるＮ極およびＳ極の複数の固定極を形成するとともに、端子46b，46bからカーボンブラシ53，53および整流子38を介してアーマチュア43の第２のコイル42に電流が流れてアーマチュア43の外周部の所定の位置に極性の異なるＮ極およびＳ極の複数の可動極が形成され、フィールド33の固定極およびアーマチュア43の可動極の反発および吸引によりアーマチュア43とともにロータ軸35が回転し、ファン88がファン翼88cの渦巻き方向に回転する。
【００４９】
このファン88の回転により、ファンカバー101の吸気口102から空気が吸気され、ファン88の通風孔89bから吸気風路88d内に吸気流として流れ、ファン88の外周側に外方に向けて吹き出される。さらに、ファン88の外周から吹き出された吸気流は、対向するディフューザ86の上流整流板98a，98aにて案内されて案内風路99，99を渦巻き状に円板部97の外周側に流通し、切欠部95を介して円板部97の裏面側に流過する。そして、下流整流板98b，98bにて案内されて流過風路100，100を流過し、渦巻き状にディフューザ86の中心に向けて流れ、ディフューザ86の裏面側に位置する電動機11の胴体ケース12の開口部14である通風口から胴体ケース12内に流入し、モータ本体部13を冷却しつつ流過して吹出口21から排気される。
【００５０】
そして、例えば吸込口体８の先端吸込口にごみなどが詰まるなどにより、胴体ケース12に吸気流が流通しなくなり、モータ本体部13の第１のコイル32および第２のコイル42の銅損や誘導加熱などによる発熱や高速で回転する整流子38に摺接するカーボンブラシ53の摺接箇所で発生するスパークなどによる発熱が十分に冷却されなくなる。そして、所定温度まで達すると、モータ本体部13のフィールド33に設けられた端子台45の端子46bに接触するとともに整流子38に摺接するカーボンブラシ53に連結用ピッグテイル74、ブラシキャップ72および接続用ピッグテイル85を介して接続するバイメタルスイッチ77が開成し、アーマチュア43の第２のコイル42に電流が流れなくなってロータ軸35の回転が停止し、電動送風機２の駆動が停止する。また、電動送風機２に電源が供給されずに冷却して所定温度以下となると、再びバイメタルスイッチ77が復帰してカーボンブラシ53および端子46b間を閉成し、電動送風機２に電源が供給される状態に復帰する。
【００５１】
上述したように、上記実施の形態は、カーボンブラシ53が挿入されて収容するブラシ保持部54の摺動接点保持部65の挿入孔63が開口する面に、摺動接点保持部65の軸方向に略平行な軸方向を有しバイメタルスイッチ77を保持する略筒状のバイメタルスイッチ保持部68のバイメタルスイッチ77が挿入される装着開口66を開口する。このため、ブラシ保持部54の同一面側から同方向にカーボンブラシ53およびバイメタルスイッチ77を挿入することによりそれぞれブラシ保持部54に取り付けできるので、ブラシ機構部51の組立作業が容易となり、製造性を向上できる。
【００５２】
そして、上記実施の形態では、ブラシ機構部51のブラシキャップ72に、ブラシ保持部54の摺動接点保持部65の挿入孔63の開口縁近傍に係止する係止爪部73を設ける。このため、ブラシキャップ72をブラシ保持部54に抜け止めするためにブラシキャップ72に設けた突起部に係合するための突起物をブラシ保持部54に設ける必要がなく、ブラシ保持部の構成を簡略化できる。さらに、バイメタルスイッチを保持するための筒状のバイメタルスイッチ保持部68がブラシキャップ72を係止するための突起物により閉塞されずに容易に形成でき、製造性を向上できる。
【００５３】
また、上記実施の形態では、一対のバイメタル79および接点80にそれぞれ接続され長手方向の一端面にそれぞれ突出する略矩形状のバイメタルスイッチ77の一対の接続端子片81a，81bが、ブラシ機構部51のブラシ保持部54のバイメタルスイッチ保持部68の装着開口66に対向する状態で、バイメタルスイッチ77をバイメタルスイッチ保持部68に挿入して保持する。このため、ブラシキャップ72とバイメタルスイッチ77の接続端子片81a，81bとがブラシ保持部54の同一面側に臨む状態となり、例えばブラシキャップ72と接続端子片81a，81bの一方とを例えば接続用ピッグテイル85にて結線することが容易にできる。さらに、ブラシキャップ72にバイメタルスイッチ77のバイメタル79あるいは接点80と接続するための特別の構成、例えばブラシキャップ72にバイメタルスイッチ保持部68に亘って接続片を設けたり、ブラシガイド部71に摺動接点保持部65に設けた開口を介してバイメタルスイッチ保持部68側に接続片を切り起こし形成するなどの構成が不要で、付勢ガイド部55の構造が簡略化でき、製造性を向上できる。また、比較的材料コストが高い導電性のブラシガイド部71やブラシキャップ72が小型簡略化し安価な接続用ピッグテイル85を用いることができ、材料費が低減してコストを低減できる。
【００５４】
さらに、上記実施の形態では、ブラシ機構部51のバイメタルスイッチ保持部68にバイメタルスイッチ77が挿入される挿入方向に向けて端子46bを折曲形成する。このため、端子46bがブラシ機構部51を胴体ケース12に取り付ける際の取り付け方向に折曲する状態となるので、例えばバイメタルスイッチ77が端子46bに引っ掛かるなどを防止でき、ブラシ機構部51を容易に取り付けできる。さらに、カーボンブラシ53に接続するための接続用ピッグテイル85が接続されるバイメタルスイッチ77の接続端子81bと端子46bとが反対向きとなり、十分な絶縁距離を確保でき、接続端子81bおよび端子46b間でのスパークによる誤作動や損傷などを防止できる。
【００５５】
また、バイメタルスイッチ77は、所定温度以下で閉成して、商用交流電源に接続されるいずれか一方の端子46bとモータ本体部13のブラシ機構部51のカーボンブラシ53との間を電気的に接続し、所定温度を超えると開成して電気的に非接続状態とし、このバイメタルスイッチ77の一方の端子片81bを連結用ピッグテイル74、ブラシキャップ72および接続用ピッグテイル85を介してカーボンブラシ53に接続し、ブラシ機構部51のホルダ保持部54のバイメタルスイッチ保持部68に挿入保持して、ブラシ保持部54と端子46bの接触板部47bとの間に挟持固定する状態して、他方の端子片81aを端子46bに接続する。このため、バイメタルスイッチ59がモータ本体部13に近接するとともに整流子38に摺接してスパークが生じるおそれがあるカーボンブラシ53に近接するので、確実に時間差なく電動機11の過熱を検出して過熱による損傷を確実に防止できる。
【００５６】
なお、上記実施の形態において、電気掃除機の電動送風機２について説明したが、空気に限らずいずれの気体を搬送する例えばブロワやポンプなどでもよく、水などの液体を搬送する構成や発電機の電動機にも適用できる。
【００５７】
そして、ファン88およびディフューザ86は、上記構成に限らず、気体や液体などの流動性物質を搬送可能ないずれの形状でもよい。
【００５８】
また、バイメタルスイッチ77として、接続端子片81a，81bを外殻部78の長手方向の同一面から延出させたが、例えば外殻部78の異なる面から延出したものなど、いずれのバイメタルスイッチを用いてもよい。なお、カーボンブラシ53に接続される側の接続端子片81bが端子46bと反対向きに突出する状態、あるいは端子46bから十分な絶縁距離が確保される状態となるようにブラシ保持部53に取り付ける。
【００５９】
そして、接続用ピッグテイル85を用いてカーボンブラシ53と接続したが、例えばブラシキャップ72にバイメタルスイッチ保持部68に亘って折曲形成した接続片をバイメタルスイッチ77の台座部84に直接当接させて接続したり、ブラシガイド部71に摺動接点保持部65に設けた開口を介してバイメタルスイッチ保持部68側に切り起こし形成した接続片をバイメタルスイッチ77の台座部84に直接当接させて接続するなど、接続用ピッグテイル85を用いずに直接ブラシガイド部71やブラシキャップ72に接触させて接続する構成としてもよい。なお、これらの場合、バイメタルスイッチ77に接点80に接続する接続端子片81bが突出する構成では、接続端子片81bが端子46bと反対側に突出する状態、あるいは端子46bから十分な絶縁距離が確保される状態でブラシ保持部53に取り付ける。
【００６０】
【発明の効果】
請求項１記載の電動機によれば、ブラシが挿入されるとともにブラシに電気的に接続されるブラシキャップが取り付けられる挿入孔側に、サーモスイッチが挿入される装着開口を開口するため、ホルダの同一面側から同方向にブラシおよびサーモスイッチを挿入することによりそれぞれホルダに取り付けできるので、組立作業が容易となり、製造性を向上できる。
【００６１】
請求項２記載の電動機によれば、請求項１記載の電動機の効果に加え、ホルダの収容部の装着開口を閉塞しない位置にブラシキャップを係止する係止部を設けるため、ブラシキャップをホルダに取り付けるための構成によりサーモスイッチを収容する収容部の装着開口が閉塞されず、ブラシキャップを取り付ける方向とサーモスイッチの挿入方向とが同一方向となる構成を容易に得ることができる。
【００６２】
請求項３記載の電動機によれば、請求項１または２記載の電動機の効果に加え、サーモスイッチをブラシキャップに電気的に接続する接続端子片がサーモスイッチより装着開口側に位置する状態でサーモスイッチをホルダの装着開口から収容部に挿入するため、例えばブラシキャップと接続端子片とを結線することが容易で、ブラシキャップとサーモスイッチとを接続するための特別の構成を設ける必要がなく、製造性を向上できるとともに、安価な電線を用いることによりコストを低減できる。
【００６３】
請求項４記載の電動機によれば、請求項３記載の電動機の効果に加え、電源に電気的に接続されるとともにサーモスイッチに接続される端子を、サーモスイッチの接続端子片とは反対側の収容部の先端側にサーモスイッチの挿入方向に向けて折曲して配設するため、サーモスイッチが端子に引っ掛かることを防止して容易に取り付けできるとともに、端子とサーモスイッチの接続端子片とが反対側に位置して十分な絶縁距離を確保できる。
【００６４】
請求項５記載の電動送風機によれば、組立作業が容易な請求項１ないし４いずれか一記載の電動機を用いるため、製造性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態における電動送風機を示す一部を切り欠いた側面図である。
【図２】同上電気掃除機を示す斜視図である。
【図３】同上バイメタルスイッチを設けたブラシ機構部を組み付ける状況を示す斜視図である。
【図４】同上電動送風機のブラシ機構部近傍の断面図である。
【図５】同上ブラシ保持部にバイメタルスイッチおよびカーボンブラシを組み付ける状況を示す斜視図である。
【図６】同上バイメタルスイッチを示す側面断面図である。
【図７】同上バイメタルスイッチを示す端面断面図である。
【符号の説明】
２ 電動送風機
11 電動機
13 モータ本体部
33 固定子であるフィールド
38 整流子
42 コイルである第２のコイル
43 電機子であるアーマチュア
46b 端子
53 ブラシとしてのカーボンブラシ
54 ホルダとしてのブラシ保持部
65a 係止部
66 装着開口
68 収容部としてのバイメタルスイッチ保持部
72 ブラシキャップ
77 サーモスイッチであるバイメタルスイッチ
81a，81b 接続端子片
88 ファン
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーモスイッチが設けられた電動機および電動送風機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電動送風機としては、例えば特開平４−３１７６１７号公報に記載の構成が知られている。
【０００３】
この特開平４−３１７６１７号公報に記載の電動送風機は、電動機を備えている。そして、この電動機は、ケース体と、このケース体内に収容されブラシ機構部が摺接するモータ本体部とを備えている。また、電動送風機は、電動機の駆動により回転するファンを備えている。さらに、電動送風機は、ファンを覆いファンの回転により空気を吸い込む吸気口を開口したファンカバーを備えている。
【０００４】
そして、モータ本体部は、固定子を備えている。この固定子は、電源に電気的に接続される一対の端子が取り付けられた略円筒状の積層鉄心と、この積層鉄心に装着され一対の端子に両端の引き出し線が接続される第１のコイルとを備えている。そして、固定子は、第１のコイルに通電することにより積層鉄心の内周部に複数の固定極を形成する固定子を備えている。また、モータ本体部は、固定子の内周側に略同軸上に位置したロータ軸を有し、このロータ軸の両端部がケース体に回転自在に軸支されたロータ軸を備えている。さらに、ロータ軸の固定子から露出する一端側には、複数の整流子片を絶縁部材を介在して周方向に複数積層配設した整流子が一体に設けられている。また、ロータ軸には、固定子の内周側に位置して電機子が一体的に設けられている。この電機子は、整流子の各整流子片にそれぞれ接続される第２のコイルを有している。そして、電機子は、第２のコイルに通電することにより外周部に固定極と対向する複数の可動極を形成する。
【０００５】
さらに、電動機には、一対のブラシ機構部が設けられている。これらブラシ機構部は、整流子に対して径方向に位置して対向してケース体に取り付けられる。そして、ブラシ機構部は、絶縁性のホルダを有している。また、このホルダには、付勢手段が配設されている。さらに、ホルダにはカーボンブラシが配設され、このカーボンブラシは付勢手段にて付勢されて常時突出し先端部が整流子に摺接可能に接触する。また、ホルダには、一対の端子に接続され各カーボンブラシに電気的に接続する接続端子が設けられている。そして、電動機は、端子から接続端子およびカーボンブラシを介して整流子に接続する第２のコイルに通電し、電機子の可動極が変動することにより、電機子とともにロータ軸が回転して駆動する。
【０００６】
また、ケース体には、自動復帰型のサーモスイッチが取付板にて押圧されて取り付けられている。このサーモスイッチは、端子と接続端子との間にリード線にて直列に接続されている。そして、サーモスイッチは、電動機の過熱をケース体を介して検出する。
【０００７】
しかしながら、上記特開平４−３１７６１７号公報に記載の電動送風機では、サーモスイッチがケース体を介して電動機の過熱を検出するので、ケース体およびモータ本体部間の間隙によりモータ本体部の温度より低い温度を検出することとなる。このため、モータ本体部の過熱を時間差なく適切に検出できないおそれがある。さらに、モータ本体部の整流子とブラシ機構部のカーボンブラシとの摺接の際に生じるスパークなどによる過熱を検出し難い。また、サーモスイッチをケース体に取り付けることから、別途リード線を用いて配線しなければならず、組立製造性の向上が図れない問題がある。
【０００８】
そこで、例えばブラシ機構部のホルダに、所定温度で開閉する一対の端子片を有したサーモスイッチであるバイメタルスイッチを直接保持させる構成が考えられる。この構成では、ホルダにカーボンブラシが保持される位置に隣接してバイメタルスイッチを保持する保持部を設ける。また、に、ホルダに、カーボンブラシを付勢手段にて付勢する導電性のブラシキャップが取り付けられる。このブラシキャップは、保持部に位置して接続片を切り起こし形成する。そして、バイメタルスイッチが保持部に取り付けられることにより、バイメタルスイッチの一方の端子片をブラシキャップの接続片に当接させる。この接続片にバイメタルスイッチを当接させることにより、一方の端子片がブラシキャップを介してカーボンブラシに電気的に接続する状態となる。そして、バイメタルスイッチは、ホルダがケース体に取り付けられることにより、他方の端子片が電源に電気的に接続される端子に接続する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記バイメタルスイッチをホルダに保持する構成では、バイメタルスイッチをカーボンブラシに隣接する状態でホルダに取り付ける際、ブラシキャップをホルダに取り付ける方向とバイメタルスイッチをホルダに取り付ける方向が反対方向となる。このため、ブラシ機構部を組立形成する際に２工程となり、組付作業性の向上が図れず、製造性が向上できなくなるおそれがある。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、製造性が向上する電動機および電動送風機を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電動機は、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、前記整流子に摺接する導電性を有するブラシ、このブラシに電気的に接続されるブラシキャップ、前記ブラシが挿入されるとともに前記ブラシキャップが取り付けられる挿入孔を一端側に有し他端側に進出可能に前記ブラシを保持する摺動接点保持部、および、前記挿入孔側に装着開口を有する収容部を有するホルダを備えたモータ本体部と、前記装着開口から挿入されて前記収容部に収容されるとともに前記ブラシキャップと電気的に接続された温度が所定値を超えると開成するサーモスイッチとを具備したものである。
【００１２】
そして、ブラシを保持する摺動接点保持部の一端側に設けられブラシが挿入されるとともにブラシに電気的に接続されるブラシキャップが取り付けられる挿入孔側に、サーモスイッチを収容する収容部のサーモスイッチが挿入される装着開口を開口する。
【００１３】
このため、ホルダの同一面側から同方向にブラシおよびサーモスイッチを挿入することによりそれぞれホルダに取り付けできるので、組立作業が容易となり、製造性が向上する。
【００１４】
請求項２記載の電動機は、請求項１記載の電動機において、ホルダは、ホルダの収容部の装着開口を閉塞しない位置に設けられブラシキャップを係止する係止部を有したものである。
【００１５】
そして、ホルダの収容部の装着開口を閉塞しない位置にブラシキャップを係止する係止部を設けることにより、ブラシキャップをホルダに取り付けるための構成によりサーモスイッチを収容する収容部の装着開口が閉塞されず、ブラシキャップを取り付ける方向とサーモスイッチの挿入方向とが同一方向となる構成が容易に得られる。
【００１６】
請求項３記載の電動機は、請求項１または２記載の電動機において、サーモスイッチは、ホルダの装着開口から挿入されて収容部にこのサーモスイッチより前記装着開口側に位置して収容されこのサーモスイッチをブラシキャップに電気的に接続する接続端子片を有するものである。
【００１７】
そして、サーモスイッチをブラシキャップに電気的に接続する接続端子片がサーモスイッチより装着開口側に位置する状態で、サーモスイッチをホルダの装着開口から収容部に挿入することにより、例えばブラシキャップと接続端子片とを結線することが容易で、ブラシキャップとサーモスイッチとを接続するための特別の構成を設ける必要がなく、製造性が向上するとともに、安価な電線を用いることによりコストが低減する。
【００１８】
請求項４記載の電動機は、請求項３記載の電動機において、電源に電気的に接続されサーモスイッチに接続され接続端子片とは反対側の収容部の先端側に配設され前記サーモスイッチの挿入方向に向けて折曲形成された端子を備えたものである。
【００１９】
そして、電源に電気的に接続されるとともにサーモスイッチに接続される端子を、サーモスイッチの接続端子片とは反対側の収容部の先端側にサーモスイッチの挿入方向に向けて折曲して配設することにより、サーモスイッチが端子に引っ掛かることを防止して容易に取り付けられるとともに、端子とサーモスイッチの接続端子片とが反対側に位置して十分な絶縁距離が確保される。
【００２０】
請求項５記載の電動送風機は、請求項１ないし４いずれか一記載の電動機と、この電動機により回転されるファンとを具備したものである。
【００２１】
そして、組立作業が容易な請求項１ないし４いずれか一記載の電動機を用いることにより、製造性が向上する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態における電気掃除機の構成を図面を参照して説明する。
【００２３】
図２において、１は掃除機本体で、この掃除機本体１は、電動送風機２を収容する図示しない電動送風機室と、この電動送風機室の吸気側に区画形成され吸込口３を開口する集塵室とを有する本体ケース４を有している。そして、この本体ケース４の前側下面に図示しない旋回輪が設けられているとともに、後部側面に一対の走行輪５が回転自在に設けられ、掃除機本体１は床面上を走行可能となっている。また、掃除機本体１には、可撓性を有するホース本体6aと、このホース本体6aの一端に設けられ吸込口３に接続される接続管6bと、ホース本体6aの他端に設けられ把持される把持部6cとを備えたホース６が着脱可能に接続される。さらに、ホース６には、把持部6cに着脱可能に延長管７が接続される。そしてさらに、延長管７には、床面上を走行可能で延長管７およびホース６を介して吸込口３に連通する図示しない先端吸込口を下面に開口した吸込口体８が接続される。
【００２４】
一方、電動送風機２は、図１および図３に示すように、電動機11を有している。この電動機11は、ケース体としての略円筒状の胴体ケース12を有し、この胴体ケース12の内側にモータ本体部13が収納されている。
【００２５】
そして、胴体ケース12には、軸方向の一端である前端面に開口部14が形成されているとともに、この開口部14の周囲に外周方向に向けて突出する断面略Ｌ字状のフランジ部15が屈曲形成されている。また、この胴体ケース12の軸方向の他端である後端面は後板部16により閉塞されているとともに、この後板部16の中央部が後方に向けて略円筒状に突出し内周面側にベアリング17をベアリングキャップ18およびスラストばね19を介して収容するモータヘッド部20が設けられている。
【００２６】
さらに、胴体ケース12の後部近傍の周面には、排気口としての吹出口21が複数開口形成されている。
【００２７】
また、胴体ケース12の前端部には、取付体としての長手板状のブリッジ部23が胴体ケース12の径方向に架橋して開口部14の一部を覆うように、長手方向の両端部がフランジ部15にねじ24などにて取り付けられている。そして、ブリッジ部23の略中央には、略円板状の取付板部26が設けられている。また、この取付板部26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17を嵌合保持して収容し、先端略中央に挿通孔27を開口する略円筒状の取付筒部28が設けられている。なお、ブリッジ部23にて覆われていない胴体ケース12の開口部14およびブリッジ部23に設けられた図示しない円形開口が通風口となる。
【００２８】
一方、モータ本体部13は、胴体ケース12に固定され鉄板が積層された略筒状のコア31に第１のコイル32が複数、例えば２つ巻装され、これら第１のコイル32に通電することにより内周部に複数の固定極すなわちＮ極およびＳ極を形成する略円筒状で外周面が略四角柱状の固定子であるフィールド33を備えている。また、モータ本体部13は、フィールド33の内周側に略同軸上に貫通して位置し、両端部がモータヘッド部20およびブリッジ部23のベアリング17，17にそれぞれ回転自在に軸支されて配設されるロータ軸35を備えている。そして、このロータ軸35のモータヘッド部20側のフィールド33から露出する端部近傍には、略板状の整流子片36が絶縁部材37を介在して放射状に周方向に配設された整流子38が設けられている。さらに、ロータ軸35には、フィールド33の内周側に位置して、略円筒状の積層鉄心40が嵌着固定されている。また、この積層鉄心40には、各整流子片36，36に適宜接続される引き出し線41を有した第２のコイル42が巻装されている。そして、これら積層鉄心40および第２のコイル42にて、ロータ軸35に一体的に設けられる電機子であるアーマチュア43が構成される。このアーマチュア43は、第２のコイル42に通電することにより、外周部にフィールド33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極を所定の位置に形成する。
【００２９】
そして、フィールド33のコア31には、絶縁性部材にて略角筒状に形成された一対の端子台45，45が径方向に位置して一体的にそれぞれ取り付けられている。これら端子台45内には、電源である図示しない商用交流電源に接続される端子46a，46bがそれぞれ設けられている。そして、端子46aは平面が端子台45の先端面に略沿って外側に向けて折曲された接続板部47aが設けられ、端子46bは平面が端子台45の先端面に略沿ってモータ本体部13に向けて折曲された接触板部47bが設けられている。なお、接触板部47bは、先端側が次第に端子台45の先端面から離間する方向に湾曲する。そして、端子46aには、商用交流電源に接続される図示しない電源線の先端部に設けられたコネクタが接続される。
【００３０】
また、胴体ケース12には、ブラシ機構部51が胴体ケース12の径方向に略位置してねじ52などにて一対取り付け固定され、フィールド33と、アーマチュア43および整流子38が設けられたロータ軸35と、ブラシ機構部51とにてモータ本体部13が構成されている。
【００３１】
そして、これらブラシ機構部51，51は、図１および図３ないし図５に示すように、アーマチュア43の整流子38に長手方向の一端面が摺接する摺動接点であるブラシとしての略角柱状のカーボンブラシ53と、このカーボンブラシ53を保持するホルダとしてのブラシ保持部54とを備えている。さらに、ブラシ保持部54には、有底角筒状で内周側にカーボンブラシ53が進退可能に嵌挿される例えば真鍮などの導電性の付勢ガイド部55が嵌挿保持されている。また、付勢ガイド部55内には、このブラシキャップ72からカーボンブラシ53を常時進出させる方向に付勢してカーボンブラシ53を整流子38に電気的に導通させるコイルスプリングなどの付勢手段56が配設されている。
【００３２】
そして、ブラシ保持部54は、モータ本体部13の整流子38に対向する位置に胴体ケース12に開口形成された挿入開口部58に嵌挿可能な保持部60と、この保持部60の外周面に挿入開口部58に挿入不可能に鍔状に設けられねじ52が取り付けられるねじ孔61を有した取付部62とを有している。また、保持部60には、一端に挿入孔63を開口し他端に突出孔64を開口し付勢ガイド部55を嵌合保持する略角筒状の摺動接点保持部65が設けられている。さらに、保持部60には、一端に装着開口66を開口し他端に露出開口67を開口する略角筒状で軸方向が摺動接点保持部65に略平行に隣接する収容部としてのバイメタルスイッチ保持部68が設けられている。そして、摺動接点保持部65には、バイメタルスイッチ保持部68側の外面に位置決め爪部59が突設されている。
【００３３】
さらに、付勢ガイド部55は、導電性を有した略角筒状のブラシガイド部71を有している。このブラシガイド部71は、軸方向の一端側がブラシ保持部54の摺動接点保持部65から突出する状態で他端側が摺動接点保持部65に嵌合保持される。また、このブラシガイド部71は、カーボンブラシ53を摺動可能に嵌挿する。さらに、付勢ガイド部55は、摺動接点保持部65の挿入孔63を閉塞して取り付けられる導電性を有した板状のブラシキャップ72を有している。そして、ブラシキャップ72には、係止片としての係止爪部73が設けられている。この係止爪部73は、ブラシ保持部54のバイメタルスイッチ保持部68の装着開口66を閉塞しない位置、すなわち摺動接点保持部65の挿入孔63の開口縁の外周側近傍に段差状に設けられた係止部65aに係止される。さらに、ブラシキャップ72には、銅線の縒り線である連結用ピッグテイル74の一端が接続されている。この連結用ピッグテイル74は、他端がカーボンブラシ53に接続されて付勢ガイド部55内に配設される。また、ブラシガイド部71には、ブラシ保持部54の突出孔64の開口縁に当接して位置決め係止する当接片75が切り起こし形成されている。
【００３４】
また、ブラシ保持部54には、サーモスイッチとしてのバイメタルスイッチ77が取り付けられている。このバイメタルスイッチ77は、図６および図７に示すように、中空の略矩形状の外殻部78と、この外殻部78内に接離可能に設けられた端子片であるバイメタル79と、外殻部78内に設けられバイメタル79が接離可能な端子片である接点80と、これらバイメタル79および接点80にそれぞれ接続し外殻部78の長手方向の一端面から舌片状に突出して設けられた一対の接続端子片81a，81bとを有している。そして、外殻部78は、下面を開口した導電性の略箱形状のカバー部82と、このカバー部82の下面を閉塞して絶縁シート83を介して一体的に取り付けられる導電性を有した略板状の台座部84とを有している。また、カバー部82の内面には、バイメタル79の一端が溶接などにより取り付けられているとともに、一方の接続端子片81aが連設されている。さらに、台座部84のカバー部82側の一面には、バイメタル79の他端が対向する位置に接点80が設けられているとともに、他方の接続端子片81bが連設されている。そして、バイメタルスイッチ77には、図１および図３ないし図５に示すように、接続端子片81bが電線である連結用ピッグテイル74と同様の接続用ピッグテイル85を介してブラシキャップ72に接続され、接続端子片81bがブラシ保持部54のバイメタルスイッチ保持部68の装着開口66に対向し露出開口から一部が露出する状態でバイメタルスイッチ保持部68に嵌挿保持されて取り付けられる。
【００３５】
また、図１に示すように、モータ本体部13は、フィールド33のコア31の４つの角部が、胴体ケース12の図示しない係止突起にそれぞれ周方向で当接係止され、胴体ケース12内に位置決め保持される。
【００３６】
一方、ブリッジ部23の前側には、ディフューザ86がねじ87などにて取付固定されている。さらに、このディフューザ86の前方に位置して、ファン88が配置されている。
【００３７】
そして、ファン88は、回転により生じる空気との摩擦により発生する熱に対して耐熱性を有し、回転の際の慣性や質量などを考慮して、例えばアルミニウム合金などにて形成されている。また、ファン88は、略円板状で略中央に電動機11のロータ軸35が嵌挿する嵌挿孔89aが穿設された円板状の下板88aと、下板88aに所定の間隙を介して対向し中心に通風孔89bを開口形成して下板88a側に向けて拡開する略ラッパ状に形成された上板88bと、下板88aと上板88bとの間に設けられ渦巻き状の吸気風路88dを複数区画形成する壁状のファン翼88cとを備えている。そして、ファン88は、電動機11の突出するロータ軸35が下板88aの嵌挿孔89aに嵌挿され、下板88aの裏面側である上板88bと対向しない側にロータ軸35に嵌合するスリーブ90と、このロータ軸35の前部側である一端部に形成されたねじ部91に下板88aの表面側の上板88bと対向する側に位置して螺合する６角ナット92とにより、ワッシャ93，93を介して挟持され、モータ本体部13のアーマチュア43の前端部に固定されている。
【００３８】
なお、ファン88は、モータ本体部13のロータ軸35の回転により、ファン翼88cの中心方向への渦巻き方向に回転する。
【００３９】
一方、ディフューザ86は、周縁に図示しない略三角形状の切欠部95が等間隔で複数切欠形成された略円板状の円板部97を有している。この円板部97には、略中央にブリッジ部23の取付筒部28を嵌合しロータ軸35を貫通する貫通孔96aを開口した略円筒状の胴体部96が設けられている。そして、この円板部97の一面であるファン88に対向する上面には、中心からファン88の径寸法より若干大きい寸法の距離を介した周縁近傍に、略垂直な円弧壁状の上流整流板98aがファン88のファン翼88cの渦巻き方向と逆方向に平面渦巻き状に複数設けられ、切欠部95に連続する案内風路99を区画形成している。また、円板部97の他面である電動機11側に対向する下面には、略垂直な円弧壁状の下流整流板98bが上流整流板98aと逆方向に平面渦巻き状に複数枚設けられ、流過風路100を区画形成している。
【００４０】
そして、ディフューザ86は、胴体ケース12の開口部14を覆って閉塞するように、ブリッジ部23の取付板部26に取り付け固定されている。
【００４１】
一方、胴体ケース12のフランジ部15の外周部には略円筒状のファンカバー101が嵌合され、このファンカバー101によりファン88が覆われている。このファンカバー101は、前面の中央部にファン88の通風孔89bに対向する吸気口102を開口形成するとともに、後面の全面に後部開口部103を開口形成して略円筒状に形成されている。
【００４２】
次に、上記実施の形態の組立動作を説明する。
【００４３】
まず、あらかじめ付勢手段56をカーボンブラシ53とブラシキャップ72と間に配設して連結用ピッグテイル74にてカーボンブラシ53をブラシキャップ72に接続する。また、ブラシキャップ72とバイメタルスイッチ77の接続端子片81bとを接続用ピッグテイル85にて接続する。さらに、あらかじめブラシ保持部54の摺動接点保持部65内に、ブラシガイド部71を当接片75がブラシ保持部54の突出孔64の開口縁に当接する状態で嵌挿保持しておく。そして、ブラシ保持部54の摺動接点保持部65内に挿入孔63からブラシキャップ72に取り付けたカーボンブラシ53を挿入するとともに付勢手段56および連結用ピッグテイル74を挿入する。この後、ブラシキャップ72の係止爪部73をブラシ保持部54の挿入孔63近傍の外周縁に係止し、挿入孔63を閉塞してブラシキャップ72をブラシ保持部54に取り付ける。
【００４４】
さらに、ブラシキャップ72に接続されたバイメタルスイッチ77をブラシ保持部54のバイメタルスイッチ保持部68の装着開口66から挿入し、ブラシ保持部54の位置決め爪部59に当接させて位置決めし、露出開口67から一部露出する状態でバイメタルスイッチ77をブラシ保持部に取り付け、ブラシ機構部51を組立形成する。
【００４５】
そして、組立形成したブラシ機構部51のブラシ保持部54の保持部60を、モータ本体部13が配設された胴体ケース12の挿入開口部58を介してカーボンブラシ53から胴体ケース12内に挿入する。この後、カーボンブラシ53のブラシ保持部54から突出する先端部をモータ本体部13の整流子35に当接させ、ねじ52にてブラシ機構部51を胴体ケース12に取り付け、電動機11を組立形成する。このブラシ機構部51の取り付けの際、ブラシ保持部54に取り付けたバイメタルスイッチ77の接続端子片81aに接続する外殻部78のカバー部82の外面に、フィールド33の端子台45に配設された端子46bの接触板部47bが当接する。この端子46bの当接により、バイメタルスイッチ77は、ブラシ保持部54の摺動接点保持部65の外面と端子46bの接触板部47bとの間に挟持されて固定される状態となる。
【００４６】
この後、組立形成された電動機11にファン88およびファンカバー101が組み付けられて電動送風機２が組立形成される。
【００４７】
次に、上記実施の形態の動作を説明する。
【００４８】
電気掃除機１の本体ケース４内に収容した電動送風機２を、適宜駆動させて掃除する。すなわち、端子46a，46a間に印加される商用交流電源の電圧によりフィールド33の第１のコイル32，32に電流が流れてコア31が磁化されてフィールド33の内周部に極性が異なるＮ極およびＳ極の複数の固定極を形成するとともに、端子46b，46bからカーボンブラシ53，53および整流子38を介してアーマチュア43の第２のコイル42に電流が流れてアーマチュア43の外周部の所定の位置に極性の異なるＮ極およびＳ極の複数の可動極が形成され、フィールド33の固定極およびアーマチュア43の可動極の反発および吸引によりアーマチュア43とともにロータ軸35が回転し、ファン88がファン翼88cの渦巻き方向に回転する。
【００４９】
このファン88の回転により、ファンカバー101の吸気口102から空気が吸気され、ファン88の通風孔89bから吸気風路88d内に吸気流として流れ、ファン88の外周側に外方に向けて吹き出される。さらに、ファン88の外周から吹き出された吸気流は、対向するディフューザ86の上流整流板98a，98aにて案内されて案内風路99，99を渦巻き状に円板部97の外周側に流通し、切欠部95を介して円板部97の裏面側に流過する。そして、下流整流板98b，98bにて案内されて流過風路100，100を流過し、渦巻き状にディフューザ86の中心に向けて流れ、ディフューザ86の裏面側に位置する電動機11の胴体ケース12の開口部14である通風口から胴体ケース12内に流入し、モータ本体部13を冷却しつつ流過して吹出口21から排気される。
【００５０】
そして、例えば吸込口体８の先端吸込口にごみなどが詰まるなどにより、胴体ケース12に吸気流が流通しなくなり、モータ本体部13の第１のコイル32および第２のコイル42の銅損や誘導加熱などによる発熱や高速で回転する整流子38に摺接するカーボンブラシ53の摺接箇所で発生するスパークなどによる発熱が十分に冷却されなくなる。そして、所定温度まで達すると、モータ本体部13のフィールド33に設けられた端子台45の端子46bに接触するとともに整流子38に摺接するカーボンブラシ53に連結用ピッグテイル74、ブラシキャップ72および接続用ピッグテイル85を介して接続するバイメタルスイッチ77が開成し、アーマチュア43の第２のコイル42に電流が流れなくなってロータ軸35の回転が停止し、電動送風機２の駆動が停止する。また、電動送風機２に電源が供給されずに冷却して所定温度以下となると、再びバイメタルスイッチ77が復帰してカーボンブラシ53および端子46b間を閉成し、電動送風機２に電源が供給される状態に復帰する。
【００５１】
上述したように、上記実施の形態は、カーボンブラシ53が挿入されて収容するブラシ保持部54の摺動接点保持部65の挿入孔63が開口する面に、摺動接点保持部65の軸方向に略平行な軸方向を有しバイメタルスイッチ77を保持する略筒状のバイメタルスイッチ保持部68のバイメタルスイッチ77が挿入される装着開口66を開口する。このため、ブラシ保持部54の同一面側から同方向にカーボンブラシ53およびバイメタルスイッチ77を挿入することによりそれぞれブラシ保持部54に取り付けできるので、ブラシ機構部51の組立作業が容易となり、製造性を向上できる。
【００５２】
そして、上記実施の形態では、ブラシ機構部51のブラシキャップ72に、ブラシ保持部54の摺動接点保持部65の挿入孔63の開口縁近傍に係止する係止爪部73を設ける。このため、ブラシキャップ72をブラシ保持部54に抜け止めするためにブラシキャップ72に設けた突起部に係合するための突起物をブラシ保持部54に設ける必要がなく、ブラシ保持部の構成を簡略化できる。さらに、バイメタルスイッチを保持するための筒状のバイメタルスイッチ保持部68がブラシキャップ72を係止するための突起物により閉塞されずに容易に形成でき、製造性を向上できる。
【００５３】
また、上記実施の形態では、一対のバイメタル79および接点80にそれぞれ接続され長手方向の一端面にそれぞれ突出する略矩形状のバイメタルスイッチ77の一対の接続端子片81a，81bが、ブラシ機構部51のブラシ保持部54のバイメタルスイッチ保持部68の装着開口66に対向する状態で、バイメタルスイッチ77をバイメタルスイッチ保持部68に挿入して保持する。このため、ブラシキャップ72とバイメタルスイッチ77の接続端子片81a，81bとがブラシ保持部54の同一面側に臨む状態となり、例えばブラシキャップ72と接続端子片81a，81bの一方とを例えば接続用ピッグテイル85にて結線することが容易にできる。さらに、ブラシキャップ72にバイメタルスイッチ77のバイメタル79あるいは接点80と接続するための特別の構成、例えばブラシキャップ72にバイメタルスイッチ保持部68に亘って接続片を設けたり、ブラシガイド部71に摺動接点保持部65に設けた開口を介してバイメタルスイッチ保持部68側に接続片を切り起こし形成するなどの構成が不要で、付勢ガイド部55の構造が簡略化でき、製造性を向上できる。また、比較的材料コストが高い導電性のブラシガイド部71やブラシキャップ72が小型簡略化し安価な接続用ピッグテイル85を用いることができ、材料費が低減してコストを低減できる。
【００５４】
さらに、上記実施の形態では、ブラシ機構部51のバイメタルスイッチ保持部68にバイメタルスイッチ77が挿入される挿入方向に向けて端子46bを折曲形成する。このため、端子46bがブラシ機構部51を胴体ケース12に取り付ける際の取り付け方向に折曲する状態となるので、例えばバイメタルスイッチ77が端子46bに引っ掛かるなどを防止でき、ブラシ機構部51を容易に取り付けできる。さらに、カーボンブラシ53に接続するための接続用ピッグテイル85が接続されるバイメタルスイッチ77の接続端子81bと端子46bとが反対向きとなり、十分な絶縁距離を確保でき、接続端子81bおよび端子46b間でのスパークによる誤作動や損傷などを防止できる。
【００５５】
また、バイメタルスイッチ77は、所定温度以下で閉成して、商用交流電源に接続されるいずれか一方の端子46bとモータ本体部13のブラシ機構部51のカーボンブラシ53との間を電気的に接続し、所定温度を超えると開成して電気的に非接続状態とし、このバイメタルスイッチ77の一方の端子片81bを連結用ピッグテイル74、ブラシキャップ72および接続用ピッグテイル85を介してカーボンブラシ53に接続し、ブラシ機構部51のホルダ保持部54のバイメタルスイッチ保持部68に挿入保持して、ブラシ保持部54と端子46bの接触板部47bとの間に挟持固定する状態して、他方の端子片81aを端子46bに接続する。このため、バイメタルスイッチ59がモータ本体部13に近接するとともに整流子38に摺接してスパークが生じるおそれがあるカーボンブラシ53に近接するので、確実に時間差なく電動機11の過熱を検出して過熱による損傷を確実に防止できる。
【００５６】
なお、上記実施の形態において、電気掃除機の電動送風機２について説明したが、空気に限らずいずれの気体を搬送する例えばブロワやポンプなどでもよく、水などの液体を搬送する構成や発電機の電動機にも適用できる。
【００５７】
そして、ファン88およびディフューザ86は、上記構成に限らず、気体や液体などの流動性物質を搬送可能ないずれの形状でもよい。
【００５８】
また、バイメタルスイッチ77として、接続端子片81a，81bを外殻部78の長手方向の同一面から延出させたが、例えば外殻部78の異なる面から延出したものなど、いずれのバイメタルスイッチを用いてもよい。なお、カーボンブラシ53に接続される側の接続端子片81bが端子46bと反対向きに突出する状態、あるいは端子46bから十分な絶縁距離が確保される状態となるようにブラシ保持部53に取り付ける。
【００５９】
そして、接続用ピッグテイル85を用いてカーボンブラシ53と接続したが、例えばブラシキャップ72にバイメタルスイッチ保持部68に亘って折曲形成した接続片をバイメタルスイッチ77の台座部84に直接当接させて接続したり、ブラシガイド部71に摺動接点保持部65に設けた開口を介してバイメタルスイッチ保持部68側に切り起こし形成した接続片をバイメタルスイッチ77の台座部84に直接当接させて接続するなど、接続用ピッグテイル85を用いずに直接ブラシガイド部71やブラシキャップ72に接触させて接続する構成としてもよい。なお、これらの場合、バイメタルスイッチ77に接点80に接続する接続端子片81bが突出する構成では、接続端子片81bが端子46bと反対側に突出する状態、あるいは端子46bから十分な絶縁距離が確保される状態でブラシ保持部53に取り付ける。
【００６０】
【発明の効果】
請求項１記載の電動機によれば、ブラシが挿入されるとともにブラシに電気的に接続されるブラシキャップが取り付けられる挿入孔側に、サーモスイッチが挿入される装着開口を開口するため、ホルダの同一面側から同方向にブラシおよびサーモスイッチを挿入することによりそれぞれホルダに取り付けできるので、組立作業が容易となり、製造性を向上できる。
【００６１】
請求項２記載の電動機によれば、請求項１記載の電動機の効果に加え、ホルダの収容部の装着開口を閉塞しない位置にブラシキャップを係止する係止部を設けるため、ブラシキャップをホルダに取り付けるための構成によりサーモスイッチを収容する収容部の装着開口が閉塞されず、ブラシキャップを取り付ける方向とサーモスイッチの挿入方向とが同一方向となる構成を容易に得ることができる。
【００６２】
請求項３記載の電動機によれば、請求項１または２記載の電動機の効果に加え、サーモスイッチをブラシキャップに電気的に接続する接続端子片がサーモスイッチより装着開口側に位置する状態でサーモスイッチをホルダの装着開口から収容部に挿入するため、例えばブラシキャップと接続端子片とを結線することが容易で、ブラシキャップとサーモスイッチとを接続するための特別の構成を設ける必要がなく、製造性を向上できるとともに、安価な電線を用いることによりコストを低減できる。
【００６３】
請求項４記載の電動機によれば、請求項３記載の電動機の効果に加え、電源に電気的に接続されるとともにサーモスイッチに接続される端子を、サーモスイッチの接続端子片とは反対側の収容部の先端側にサーモスイッチの挿入方向に向けて折曲して配設するため、サーモスイッチが端子に引っ掛かることを防止して容易に取り付けできるとともに、端子とサーモスイッチの接続端子片とが反対側に位置して十分な絶縁距離を確保できる。
【００６４】
請求項５記載の電動送風機によれば、組立作業が容易な請求項１ないし４いずれか一記載の電動機を用いるため、製造性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態における電動送風機を示す一部を切り欠いた側面図である。
【図２】同上電気掃除機を示す斜視図である。
【図３】同上バイメタルスイッチを設けたブラシ機構部を組み付ける状況を示す斜視図である。
【図４】同上電動送風機のブラシ機構部近傍の断面図である。
【図５】同上ブラシ保持部にバイメタルスイッチおよびカーボンブラシを組み付ける状況を示す斜視図である。
【図６】同上バイメタルスイッチを示す側面断面図である。
【図７】同上バイメタルスイッチを示す端面断面図である。
【符号の説明】
２ 電動送風機
11 電動機
13 モータ本体部
33 固定子であるフィールド
38 整流子
42 コイルである第２のコイル
43 電機子であるアーマチュア
46b 端子
53 ブラシとしてのカーボンブラシ
54 ホルダとしてのブラシ保持部
65a 係止部
66 装着開口
68 収容部としてのバイメタルスイッチ保持部
72 ブラシキャップ
77 サーモスイッチであるバイメタルスイッチ
81a，81b 接続端子片
88 ファン
Claims (5)
- 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、前記整流子に摺接する導電性を有するブラシ、このブラシに電気的に接続されるブラシキャップ、前記ブラシが挿入されるとともに前記ブラシキャップが取り付けられる挿入孔を一端側に有し他端側に進出可能に前記ブラシを保持する摺動接点保持部、および、前記挿入孔側に装着開口を有する収容部を有するホルダを備えたモータ本体部と、
前記装着開口から挿入されて前記収容部に収容されるとともに前記ブラシキャップと電気的に接続された温度が所定値を超えると開成するサーモスイッチと
を具備したことを特徴とする電動機。 - ホルダは、ホルダの収容部の装着開口を閉塞しない位置に設けられブラシキャップを係止する係止部を有した
ことを特徴とした請求項１記載の電動機。 - サーモスイッチは、ホルダの装着開口から挿入されて収容部にこのサーモスイッチより前記装着開口側に位置して収容されこのサーモスイッチをブラシキャップに電気的に接続する接続端子片を有する
ことを特徴とした請求項１または２記載の電動機。 - 電源に電気的に接続されサーモスイッチに接続され接続端子片とは反対側の収容部の先端側に配設され前記サーモスイッチの挿入方向に向けて折曲形成された端子を備えた
ことを特徴とした請求項３記載の電動機。 - 請求項１ないし４いずれか一記載の電動機と、
この電動機により回転されるファンと
を具備したことを特徴とした電動送風機。
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