JP3788912B2

JP3788912B2 - Electric blower and vacuum cleaner

Info

Publication number: JP3788912B2
Application number: JP2001038670A
Authority: JP
Inventors: 文清中澤; 修桜井
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2001-02-15
Filing date: 2001-02-15
Publication date: 2006-06-21
Anticipated expiration: 2021-02-15
Also published as: JP2002247808A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラシ装置を有する電動機部で得られる回転力によりファンを回転させて送風作用を営む電動送風機、及びこの送風機を搭載して運転される電気掃除機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気掃除機用の電動送風機には、一般的にＡＣ（交流）モータの一種である整流子モータを電動機部としたものが多用されているが、バッテリー駆動式電気掃除機用の電動送風機には、ブラシ装置付きＤＣ（交流）モータを電動機部としたものが使用されている。
【０００３】
これらの電動送風機は、いずれも整流子及びこの整流子の外周面に押付けられるブラシを有したブラシ装置からなる整流部を備えた電動機部と、この電動機部の回転子軸に固定されたファン及びこのファンを覆うファンカバーを備えた送風部と、電動機部が有する固定子とファンとの間に配置された送風整流体とを備えて形成されている。
【０００４】
そして、前記電動機部は、その軸方向中間位置に固定子を支持するモータフレームに一対の軸受を取付け、これら軸受によって固定子の内側に配置される回転子の回転子軸を支持するとともに、この回転子軸に固定された整流子に対応して一対のブラシ装置をモータフレームに取付けている。この電動機部の駆動によって回転されるファンから吐出された風は、送風整流体を通って静圧化されながら電動機部側に導かれ、この電動機部を冷却しつつ流通する。
【０００５】
従来、電動送風機の前記整流部は、電動機部の固定子を境にファン及び送風整流体とは反対側に配置され、そのブラシ装置も前記反対側に位置するモータフレーム部分に取付けられている。
【０００６】
この場合、モータフレームが固定子を挟んで設けられる２分割の構成においては、固定子を境にファン及び送風整流体とは反対側に位置するモータフレーム部分を合成樹脂製として、これに取付けられるブラシ装置との絶縁を図るとともに、ブラシ装置にホルダ絶縁を有しないものを採用している。又、モータフレームが固定子を境にファンとは反対側部分も金属製である構成においては、ブラシ装置にホルダ絶縁を有したものを使用し、このホルダ絶縁によりモータフレームとブラシ装置の導電部分との絶縁を図っている。
【０００７】
前記整流部を既述のように配置した従来の構成では、ファン及び送風整流体と整流部との間に固定子及び回転子のアーマチャコア及びアーマチャコイル部分が配置されていて、これらが整流部のブラシ装置に対する通風を邪魔をするとともに、この通風は回転子のアーマチャコイルの発熱によって温められるので、整流部、特にそのブラシ装置の冷却効果を向上させるには難がある。特に、整流子モータのように固定子がフィールドコイルを有していて発熱するものではなお更である。
【０００８】
ところで、ブラシ装置付きＤＣモータを電動機部としたバッテリー駆動の電動送風機の電源電圧は、一般にＤＣ６Ｖ〜ＤＣ３０Ｖであり、中でもＤＣ１２Ｖの電源電圧が主流である。このようなバッテリー駆動の電動送風機において電源電圧を高くすると、バッテリーの使用本数が増えるので、製品（電気掃除機等）の重量が増えて取扱いづらくなる。そのため、なるべく低い電源電圧で電動送風機を駆動することが要請されており、こうした条件下でＤＣモータを電動機部とした電動送風機の入力及び出力を大きくするには大電流を流す必要がある。
【０００９】
しかし、このように大電流を流すと、ブラシ装置のブラシでの抵抗による発熱が増え、このブラシの温度が異常に高まりその寿命低下の恐れがある。そのため、現状のものでは６０Ｗ程度の入力しか得ることができない。しかし、この程度のものでは、大きい吸込み仕事率が要求されているキャニスタ型の電気掃除機用の電動送風機としては実用上適当ではなく、その改善が望まれている。
【００１０】
又、前記従来の電動機部では、その固定子より送風下流側では風がよどみ易いので、整流子の回転に伴いブラシから発生する摩耗粉が、固定子より送風下流側に位置するモータフレーム部分の内面に付着し易い。この付着によるブラシ摩耗粉の堆積が進行すると、異極である一対のブラシ装置が堆積したブラシ摩耗粉によって短絡するおそれが考えられる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、寿命低下を来たすことなく入力を大きくできるとともに、ブラシ摩耗粉による絶縁不良を改善でき、しかも振動を小さく抑制できる電動送風機、及びこの送風機を備えて吸込み仕事率を向上できる電気掃除機を得ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転子軸を有する回転子、前記回転子軸を支持する軸受、前記回転子を囲む固定子、前記回転子軸に固定された整流子、及びこの整流子に押付けられるブラシを有するブラシ装置付き電動機部と、前記回転子軸に連結されたファン及びこのファンを覆うファンカバーを備える送風部と、前記ファンカバーの内側に入り込んだ外周部に設けられ前記ファンから吐出される風を受入れる複数の風入口、及びこの風入口を通過した風を導く整流風路を互いの間に形成する複数の整流ブレードを有して、この整流ブレードを前記固定子側に向けて前記ファンと前記固定子との間に配設される送風整流体とを具備する電動送風機を前提とする。
【００１３】
そして、前記課題を解決するために請求項１の発明は、前記送風整流体を電気絶縁材製とし、前記軸受のうち前記ファン側の軸受が嵌合して取付けられる軸受ブラケット部を、前記送風整流体の中央部に一体に設け、前記送風整流体に前記固定子側に向けて突出する３以上の固定子取付け凸部を一体に設け、これら凸部にわたって前記固定子を取付けて、この固定子と前記整流ブレードとの間でかつ前記固定子取付け凸部間に位置して前記整流子を配置するとともに、前記固定子と前記送風整流体との間に配置される前記ブラシ装置を、前記整流ブレードに直接接触させて前記送風整流体の裏面に固定して、前記整流ブレードを挟む前記送風整流体の整流風路に前記ブラシ装置全体を臨ませたことを特徴としている。
【００１４】
同様に前記課題を解決するために請求項２の発明は、前記送風整流体を金属製とし、前記軸受のうち前記ファン側の軸受が嵌合して取付けられる軸受ブラケット部を、前記送風整流体の中央部に一体に設け、前記送風整流体に前記固定子側に向けて突出する２以上の固定子取付け凸部を一体に設け、これら凸部にわたって前記固定子を取付けて、この固定子と前記整流ブレードとの間でかつ前記固定子取付け凸部間に位置して前記整流子を配置するとともに、前記固定子と前記送風整流体との間に配置される前記ブラシ装置を、前記整流ブレードに絶縁層を介して電気絶縁状態に配置させて前記送風整流体の裏面に固定して、前記整流ブレードを挟む前記送風整流体の整流風路に前記ブラシ装置全体を臨ませたことを特徴としている。
【００１５】
これら請求項１、２の発明において、電動機部は、ＡＣ電源で駆動されるものであっても、ＤＣ電源で駆動されるものであってもよく、ＤＣ電源駆動の場合にはＤＣ電源にバッテリーを用いることもできる。請求項１、２の発明において、ブラシ装置のブラシには例えばカーボンブラシを好適に使用できる。更に、請求項１、２の発明において、ファンカバーは送風整流体の外周に嵌合して支持してもよく、或は電動機部がモータフレームを有する場合には、このフレームの送風整流体側の端部に嵌合して支持してもよい。しかも、請求項１、２の発明において、送風整流体にブラシ装置を支持させる手段は、後述の実施形態で説明するように押さえ具を用いて実施できる他、接着剤を用いても良く、圧入、爪係合、ねじ止め等でも実施できる。又、請求項１、２の発明において、固定子取付け凸部は、その先端面で固定子を支持する構成に限らず、この凸部の先端部に段部を設けて、そこに固定子の周部を当接させて固定子を支持する構成であってもよい。
【００１７】
前記請求項１の発明においては、ファンから吐出された風を整流しつつ固定子側に流出させる送風整流体にブラシ装置を支持したことにより、送風整流体から流出されて電動機部の固定子及び回転子のアーマチャコイル部に到達する前の高速でかつ前記コイル部等で温められない風をブラシ装置に吹き当てて、この装置を効果的に冷却できる。又、ブラシ装置の下流側に位置する固定子及び回転子に至るブラシ摩耗粉は、固定子及び回転子に吹き当る風によって吹き飛ばされる。しかも、固定子の下流側においてブラシ摩耗粉が付着堆積することがあっても、この摩耗粉とブラシ装置とは遠く隔たっているだけではなく、両者間に固定子が介在しているので、前記摩耗粉がブラシ装置にまで達することがない。又、金属製に比較して強度が低い電気絶縁材製の送風整流体から一体に突設された固定子取付け凸部は、これに固定した固定子とファンの整流ブレードとの間に整流子及びブラシ装置を配設するスペースを確保するために、ある程度の長さが必要である。しかし、電気絶縁材製の固定子取付け凸部を３以上として、これらにわたって固定子を取付けたから、固定子とアーマチャコイル部との間に働く磁気的な吸引・反発作用の繰り返しに拘らず、固定子取付け凸部がその根元を中心に固定子を伴って振動しないように固定子を確実に取付けることができる。
【００１８】
同様に、請求項２の発明においては、ファンから吐出された風を整流しつつ固定子側に流出させる送風整流体にブラシ装置を支持したことにより、送風整流体から流出されて電動機部の固定子及び回転子のアーマチャコイル部に到達する前の高速でかつ前記コイル部等で温められない風をブラシ装置に吹き当てて、この装置を効果的に冷却できる。しかも、送風整流体の中央部近傍に配置されてブラシ装置のブラシが押し当てられる整流子にも、高速でかつ前記コイル部等で温められない風を吹き当てて冷却できるので、ブラシと整流子との間に生じるスパークによるブラシ及び整流子の温度上昇についても抑制できる。又、ブラシ装置の下流側に位置する固定子及び回転子に至るブラシ摩耗粉は、固定子及び回転子に吹き当る風によって吹き飛ばされる。しかも、固定子の下流側においてブラシ摩耗粉が付着堆積することがあっても、このブラシ摩耗粉とブラシ装置とは遠く隔たっているだけではなく、両者間に固定子が介在しているので、前記摩耗粉がブラシ装置にまで達することがない。又、金属製の送風整流体から一体に突設された固定子取付け凸部は、これに固定した固定子とファンの整流ブレードとの間に整流子及びブラシ装置を配設するスペースを確保するために、ある程度の長さが必要である。しかし、金属製である故に強度が高い固定子取付け凸部を２以上として、これらにわたって固定子を取付けたから、固定子とアーマチャコイル部との間に働く磁気的な吸引・反発作用の繰り返しに拘らず、固定子取付け凸部がその根元を中心に固定子を伴って振動しないように固定子を確実に取付けることができる。
【００２０】
又、請求項２の発明においては、請求項３の発明のように、送風整流体と固定子との間にこれらに挟まれる支えを1以上設けることは妨げない。この場合、支えはファン又は固定子から一体に設ければよく、この支えは、固定子の振動を一層抑制するための振動抑制補助手段として機能できる点で優れている。
【００２２】
又、請求項１，２の発明においては、送風整流体に一体に設けた軸受ブラケット部に一方の軸受を嵌め込んで支持できるから、この軸受を支持するために特別な軸受ブラケットを不要にでき、構成が簡単でコスト低減に有効である。
【００２３】
請求項４の発明は、前記電動機部を永久磁石フィールドを有するＤＣモータとしたことを特徴としている。
【００２４】
この請求項４の発明によれば、低いＤＣ電源電圧でブラシに大電流を流してもその温度上昇を抑制できるので、長寿命でかつ高入力のＤＣ電源駆動式の電動送風機とすることができる。
【００２５】
請求項５の発明は、前記固定子のヨークが、その有効磁路の外側に位置し径方向に沿って互いに逆向きに突出する２対の凸部を有するとともに、その内の一方の対の凸部を結ぶ直線と他方の対の凸部を結ぶ直線とがなす第１交差角度が鋭角で第２交差角度が鈍角となっている形状であって、かつ、少なくとも一方の対の凸部に前記固定子取付け凸部との連結用固定孔を設けたことを特徴としている。
【００２６】
この請求項５の発明においては、固定子取付け凸部に連結される固定孔がヨークの有効磁路から外れているので、固定孔で有効磁路が狭められることがない。しかも、第１、第２の凸部の配置に伴ってヨークの形状を、前記有効磁路の最大径に略等しい寸法の短辺、及び第１、第２の凸部を結ぶ直線間の長さに略等しい寸法の長辺を有する略長方形とできるから、その材料取りを良くできる。
【００２７】
請求項６の発明は、集塵室を有する掃除機本体に内蔵された請求項１〜５の内のいずれか１項に記載の電動送風機を備えることを特徴としている。
【００２８】
この請求項６の発明によれば、既述のように寿命低下を来たすことなく入力を大きくできるとともに、ブラシ摩耗粉による絶縁不良を改善でき、しかも振動を小さく抑制できる請求項１〜５の内のいずれかに記載の電動送風機を備えるから、吸込み仕事率を向上できる電気掃除機を提供できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図５を参照して本発明の第１実施形態を説明する。
【００３０】
図１はバッテリー駆動式のキャニスタ型電気掃除機全体を示す斜視図であり、この電気掃除機１は、床面上を自在に移動できる掃除機本体２、電動送風機３、フィルタとしての集塵袋４、吸塵ホース５、延長管６、及び吸込み口体７などを備えている。
【００３１】
掃除機本体２の内部には図示しないが送風機室及びこの送風機室の上流側に位置された集塵室が夫々設けられているとともに、この掃除機本体２には図示しないバッテリー収容部が設けられている。集塵室の開口は掃除機本体２の一部をなす開閉可能な蓋２ａによって気密に閉じられており、集塵室には蓋２ａを開けた状態で出し入れ可能な集塵袋４が収容されている。前記バッテリー収容部にはＤＣ電源としての図示しないバッテリーが収容されている。前記送風機室には後で詳しく説明するとともに、前記バッテリーを電源として駆動される電動送風機３が収容されている。図示しない吸塵ホース５及び延長管６は集塵室と吸込み口体７とを連通して設けられる吸込み管体をなしている。可撓性ホースからなる吸塵ホース５の一端部は掃除機本体２に着脱可能に接続され、このホース５の他端部は手元操作スイッチ付きのハンドル５ａを有している。ハンドル５ａには硬質な延長管６の一端部が着脱可能に接続され、この延長管６の他端部には吸込み口体７が着脱可能に接続されている。
【００３２】
この電気掃除機１の電動送風機３を駆動させることにより、電動送風機３の送風力で、吸込み口体７から被掃除面上の塵を吸込んで延長管６及び吸塵ホース５を介して掃除機本体２の集塵室に導き、この室内の集塵袋４で前記塵を捕捉できる。集塵袋４を通過した空気は、電動送風機３に吸込まれてこの送風機３を通り抜けた後、掃除機本体２にその送風機室と連通して設けた排気口を通して掃除機本体２の外部に排出される。以上により被掃除面を掃除できる。
【００３３】
次に、図２〜図５を参照して電動送風機３について説明する。図２及び図３に示すように電動送風機３は、電動機部１１と、送風部１２と、送風整流体１３とを具備して構成されている。
【００３４】
電動機部１１は、例えば前記バッテリーの電力により直流駆動される２極のＤＣモータとして構成されたものであって、回転子２１、一対の軸受２２、２３、固定子２４、整流子２５、及び一対のブラシ装置２６を備えている。
【００３５】
図２に示すように回転子２１は、回転子軸２１ａにアーマチャコア２１ｂおよびアーマチャコイル２１ｃを夫々装着して形成されている。回転子軸２１ａの一端部は一方の転がり型の軸受２２で支持され、かつ、回転子軸２１ａの他端部側は他方の転がり型の軸受２３で支持される。回転子軸２１ａの他端部は軸受２３を貫通している。回転子軸２１ａにはそのアーマチャコア２１ｂと軸受２３との間に位置して整流子２５が装着されている。整流子２５が有する各整流子片２５ａには夫々アーマチャコイル２１ｃの端末部が接続されている。なお、整流子２５は、回転子軸２１ａに嵌着する合成樹脂製整流子ベースの外周部に各整流子片２５ａを埋め込むとともに、これら整流子片２５ａの表面部を露出させて形成されている。
【００３６】
図３に示すように固定子２４は、ヨーク２４ａと、フィールド（界磁）を作る一対の永久磁石２４ｂ、２４ｃとからなる。この固定子２４は図２に示すように回転子２１のアーマチャコイル２１ｃ部を囲んで配置される。ヨーク２４ａは環状の積層鋼板で形成されている。
【００３７】
本実施形態においてヨーク２４ａには、例えば図５（Ａ）に示すものを使用しているが、これに代えて図５（Ｂ）又は図５（Ｃ）或は図５（Ｄ）に示すものを使用することもできる。図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示すヨーク２４ａは、同図中に２点鎖線の平行斜線を付して示した有効磁路Ｅの外側に位置し径方向に沿って互いに逆向きに突出する２対の凸部２４ａ１、２４ａ２を有し、これら合計４この凸部２４ａ１、２４ａ２の夫々に厚み方向に貫通する固定孔２４ｅを設けている。しかも、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示すヨーク２４ａは、一方の対の凸部２４ａ１を結ぶ直線Ａと他方の対の凸部２４ａ２を結ぶ直線とがなす第１交差角度θ１が鋭角で第２交差角度θ２が鈍角となっている形状であって、それにより、有効磁路Ｅの最大径に略等しい寸法Ｃの短辺、及び第１、第２の凸部を結ぶ直線間の長さに略等しい寸法Ｄの長辺を有する略長方形とできる（２点鎖線参照）。そのため、これらのヨーク２４ａにおいては、それを形成する珪素鋼板等の積層鋼板の材料取りを良くできるとともに、それに伴いコストの低減を図り易い。
【００３８】
図５（Ｄ）に示すヨーク２４ａは、同図中に２点鎖線の平行斜線を付して示した有効磁路Ｅの外側に位置して３以上例えば３この凸部２４ａ３を周方向に等間隔に有し、これら凸部２４ａ３の夫々に厚み方向に貫通する固定孔２４ｅを設けて形成されている。前記のように有効磁路Ｅを外れた位置に固定孔２４ｅを有する凸部２４ａ１、２４ａ２又は２４ａ３を設けた図５（Ａ）〜図５（Ｄ）のヨーク２４ａにおいては、固定孔２４ｅによって有効磁路Ｅが狭められることがないので、必要な有効磁路Ｅを確保でき、よって、電動機部１１の性能低下をもたらすことがない。
【００３９】
前記永久磁石２４ｂ、２４ｃは円弧状に成型されたセグメント形であって、これらはヨーク２４ａの内周面に相対向して装着されている。永久磁石２４ｂ、２４ｃには、フェライト磁石、希土類磁石、又はこれらをプラスチックに混ぜて成形してなる複合磁石等を用いることができる。
【００４０】
前記バッテリーから供給される直流を前記整流子２５とともに交流に変換する一対のブラシ装置２６は、図２に示すようにブラシ２７、導電性のブラシホルダ２８、及びコイルばね２９を備えて形成されている。ブラシ２７には、主成分である黒鉛に銅粉などの添加物を適宜入れたものを合成樹脂バインダで角柱形に固めてなるカーボンブラシを好適に使用でき、このブラシ２７の一端部にはピッグテール２７ａが接続されている。ブラシ２７が移動可能に収容されるブラシホルダ２８は、黄銅板や亜鉛鉄板等の金属板によりブラシ形状に応じた角筒状（図３参照）に形成されている。このホルダ２８の長手方向の一端には、この一端開口を略閉じるようにばね受け２８ａが一体に折り曲げられており、又、ホルダ２８の長手方向の他端は開口されている。ブラシホルダ２８に収容されるコイルばね２９は、その内部にピッグテール２７ａを収めて、このピッグテール２７ａが突出されたブラシ２７の端面とばね受け２８ａとの間に挟設されている。
【００４１】
図２に示すように送風部１２は、金属製の遠心型ファン３１及びこれを覆う金属製ファンカバー３２を備えて構成されている。ファン３１は回転子軸２１ａの軸受２３を貫通した軸端部に、この軸端部に螺合して締付けられたナット３３により連結されている。ファンカバー３２は、ファン３１の吸込み口に入り込む中央開口３２ａを有している。
【００４２】
ファン３１の外周部の出口から吐出された風をディフューザ作用により静圧化して下流の固定子２４側に導くために用いられる前記送風整流体１３は、ファン３１と前記固定子２４との間に配置されている。この送風整流体１３は、電動送風機３の基体となる部材であって、本実施形態では、電気絶縁材製、例えば好ましい例として耐熱性の合成樹脂により以下のように形成されている。
【００４３】
図３及び図４に示すように送風整流体１３は、円形をなし、その外周に外側に張出すフランジ４１を有し、かつ、中央部に回転子軸２１ａが貫通する軸通孔４２（図２参照）を有しているとともに、前記中央部裏面に軸通孔４２より大径な軸受ブラケット部４３を有している。更に、送風整流体１３の外周部には、ファン３１から吐出された風を受入れる複数の風入口４４が周方向に等間隔に設けられている。そして、送風整流体１３の裏面には、夫々円弧状をなす整流ブレード４５が各風入口４４から軸受ブラケット部４３に向けて設けられていて、隣接する整流ブレード４５相互間は整流風路Ｐとして形成されている。各整流風路Ｐの一端部はいずれも対応する風入口４４で形成されており、又、各整流風路Ｐの他端部（終端部）はいずれも軸受ブラケット部４３に対向している。これらの整流風路Ｐは、送風整流体１３の外周部の風入口４４から導入された風を、送風整流体１３の中央部の軸受ブラケット部４３に向けて導く。
【００４４】
図２〜図４に示すように送風整流体１３の裏面には固定子支え４６が設けられている。固定子取付け凸部４６は例えば４本設けられている。これら固定子取付け凸部４６は、整流風路Ｐに導かれる風に対する風路抵抗が極力少なくなるように、円筒状をなしているとともに、整流ブレード４５の中間部から前記固定子２４側に向けて一体に突設されている。各固定子取付け凸部４６の先端に開口する内空部はねじ受け孔として用いられ、この孔の整流ブレード４５側端部は閉じられている。
【００４５】
図４等に示すように送風整流体１３の裏面には、軸受ブラケット部４３の径方向両側に位置して、第１、第２の回り止め４７、４８と、第１、第２の位置決４９、５０と、ねじ受け５１とが夫々設けられている。
【００４６】
後述のように送風整流体１３の裏面に直に接して支持されるブラシ装置２６を所定位置に保持する両回り止め４７、４８は、いずれも送風整流体１３の裏面から一体に突出する突起からなる。一対の第１の回り止め４７は、いずれもブラシホルダ２８の整流子側端部における回転子２１の回転方向下流側側面を支持するように、対応する位置の整流ブレード４５における軸受ブラケット部４３側端部の側面から一体に突設されている。一対の第２の回り止め４８は、いずれもブラシホルダ２８の反整流子側端部における回転子２１の回転方向上流側側面を支持するように、送風整流体１３の裏面から一体に突設されている。なお、図４中矢印は回転子２１の回転方向を示している。
【００４７】
一対の第１の位置決め４９は、いずれも第１の回り止め４７に対応して、これら回り止め４７との間にブラシホルダ２８の整流子側端部を挟むように他の整流ブレード４５における軸受ブラケット部４３側端部の側面から一体に突設されている。一対の第２の位置決め５０は、いずれも第２の回り止め４８に対応して、これら回り止め４８との間にブラシホルダ２８の反整流子側端部を挟むように送風整流体１３の裏面から一体に突設されている
一対のねじ受け５１は、いずれも第２の位置決め５０の近傍に位置して、対応する位置の整流ブレード４５における軸受ブラケット部４３側端部から一体に突設されている。これらのねじ受け５１の高さはブラシホルダ２８の高さ（つまりブラシ装置２６の厚み）と同じであるとともに、両ねじ受け５１はいずれもブラシホルダ２８に接する平面とは直角なブラシ位置決め面５１ａ（図４参照）を有している。なお、このねじ受け５１は例えばブラシホルダ２８に接するように設けられるので、第２の位置決め５０は省略してもよい。
【００４８】
図２及び図３中５５は端子金具を兼ねる押さえ具を示し、これはＬ形状をなし、その一片がねじ５６によりねじ受け５１に固定される。この押さえ具５５の他片は前記バッテリーに電気的に接続される。更に、図２及び図３中５７は金属製又は合成樹脂製の軸受ブラケットを示している。このブラケット５７は前記固定孔２４ｅに個別に対応する４つの固定片５７ａを有し、これら固定片５７ａの夫々にはねじ５８が通される。
【００４９】
次に、前記電動送風機３の組立てについて説明する。
【００５０】
まず、送風整流体１３の軸受ブラケット部４３内には予め軸受２３を嵌着して置くとともに、軸受ブラケット５７にも予め軸受２２を嵌着して置く。そして、回転子２１の回転子軸２１ａにおける整流子２５側の軸端部を軸受２３に送風整流体１３の裏側から挿通させて、回転子２１を送風整流体１３に仮組みする。次に、ブラシ装置２６の整流子側端部を、第１の回り止め４７と第１の位置決め４９との間に嵌合するとともに、ブラシ装置２６の反整流子側端部を、第２の回り止め４８と第２の位置決め５０及びねじ受け５１の間に嵌合して、両ブラシ装置２６を送風整流体１３に仮組みする。この場合、ブラシ装置２６のブラシ２７はコイルばね２９の付勢力により整流子２５の外周面に軽く押付けられる。
【００５１】
この後、固定子２４の内側に回転子２１を通しながら、その一方の軸受２３を送風整流体１３の軸受ブラケット部４３内に嵌合支持させるとともに、前記回転子前記固定子２４の四隅をなしている前記各凸部２４ａ１、２４ａ２を、夫々４本の固定子取付け凸部４６上に載置する。次に、この固定子２４上に軸受ブラケット５７を載せるとともに、このブラケット５７に予め取付けられている軸受２２に回転子軸２１ａの他端部を挿入させる。そして、４本のねじ５８を軸受ブラケット５７の固定片５７ａ及びヨーク２４ａの固定孔２４ｅに通して対応する固定子取付け凸部４６のねじ受け孔にねじ込む。
【００５２】
それにより、固定子２４が、送風整流体１３の裏側（送風下流側）に固定子取付け凸部４６の根元から先端（固定子支持部）までの長さに応じて各整流ブレード４５の側面４５ａから離れて支持される。固定子２４を基準にして言い換えれば、この固定子２４より送風上流側に送風整流体１３が、その整流ブレード４５の側面４５ａを固定子２４側に向けて配置される。以上の組立てにより、送風整流体１３と固定子２４との間には、整流部、つまり、整流子２５とブラシ装置２６とを配置するためのスペースが確保され、このスペースは送風整流体１３および固定子２４と各固定子取付け凸部４６とで囲まれる開口を通して外部に開放されている。しかも、前記ねじ５８による連結によって、固定子２４を貫通した回転子２１が送風整流体１３と軸受ブラケット５７とにわたって軸受２２、２３を介して回転自在に両端支持される。この段階で回転子２１に固定されている整流子２５は、送風整流体１３の軸受ブラケット部４３の間近に配置される（図２、３参照）。
【００５３】
次に、先に仮付けした一対のブラシ装置２６の夫々を整流子２５側に寄せる。この場合、図４に示すようにブラシホルダ２８の側面からほぼ直角に切起こしたストッパ片２８ｂを、ねじ受け５１のブラシ位置決め面５１ａに当てて位置決めする。それにより、ブラシ装置２６が所定位置に配置されるとともに、それに伴い圧縮されたコイルばね２９の付勢力により、ブラシ２７が適正圧力で整流子２５の外周面に押付け保持される。
【００５４】
そして、この状態を保持したままで、ブラシホルダ２８とねじ受け５１とにわたって押さえ具５５の一片を重ねて、この一片をねじ５６によりねじ受け５１に固定する。それに伴い、ブラシホルダ２８が固定子２４側から押さえ付けられて、送風整流体１３に支持される。
【００５５】
このようにして送風整流体１３の裏面に固定されたブラシ装置２６は、送風整流体１３と固定子２４との間に配置されて、そのブラシホルダ２８の一面（送風整流体１３側の面）を、図２に示すように送風整流体１３の周部裏面１３ａ及びこの面１３ａと同一高さ位置にある整流ブレード４５の固定子側に向いた側面４５ａに直接接触させて設けられる。
【００５６】
このように配置されたブラシ装置２６は、送風整流体１３を裏側から見たときに図４に示すように例えば１枚の整流ブレード４５を横切って設けられているので、前記整流ブレード４５を挟む整流風路Ｐに臨んでいる。又、一対のブラシ装置２６は、図２及び図４に示すように送風整流体１３の外周の内側に配置されており、したがって、電動送風機３を正面から見たときの送風部１２の投影領域内に一対のブラシ装置２６が配置されている。この構成では、電動送風機３の取扱いにおいてブラシ装置２６が損傷を受ける可能性が少なくできるとともに、電動送風機３を掃除機本体２に組込む際に、ブラシ装置２６が引っ掛って邪魔になることが少ないので、容易に組込むことができる点で有利である。
【００５７】
又、以上のようにして送風整流体１３に電動機部１１を組付けた後には、送風整流体１３の軸通孔４２を貫通している電動機部１１の回転子軸２１ａにファン３１を通して、このファン３１をナット３３を介して回転子軸２１ａに固定する。この後、ファン３１を覆うファンカバー３２を送風整流体１３の外周部に嵌合して取付ける。この場合の嵌合深さは、ファンカバー３２の開口縁が送風整流体１３のフランジ４１に当ることによって適正に規制される。
【００５８】
以上の手順により電動送風機３が組立てられる。組立てが完了した状態は図２に示されている。
【００５９】
前記構成の電動送風機３は図示しないバッテリーから供給される電流値の大きな直流が印加されることにより駆動される。この駆動に伴い電動送風機３は、ブラシ２７での抵抗に応じて発熱するとともに、このブラシ２７と整流子２５との間で発生するスパークを原因として発熱する。なお、これらの主たる発熱の他、アーマチャコイル２１ｃでも発熱し、又、軸受２２、２３と回転子軸２１ａとの間でも摩擦により発熱をするが、この摩擦発熱の程度は前記主たる発熱に比較して格段に小さい。しかも、この電動送風機３の電動機部１１は永久磁石２４ｂ、２４ｃによってフィールドを形成するＤＣモータであるから、固定子２４は殆ど発熱しない。
【００６０】
そして、前記ＤＣ駆動に伴いファン３１の回転による送風作動が営まれる。この場合、ファンカバー３２の開口３２ａからファン３１に吸込まれて、このファン３１の外周部の出口から吐出される風は、ファンカバー３２の内周面に沿って旋回しながら送風整流体１３の各風入口４４に導入された後、この整流体１３の各整流風路Ｐでのディフューザ作用によって静圧化されながら軸受ブラケット部４３側に向けて導かれつつ、各整流風路Ｐから固定子２４に向けて流出される。このような送風作用により既述の掃除が行なわれる。
【００６１】
以上の送風経路によれば、ファン３１から吐出されて送風整流体１３を通って直後の勢いのある風が、整流風路Ｐの一部に空間を置くことなく直接に臨んでいる一対のブラシ装置２６の夫々に吹き当りながら固定子２４側に流出するとともに、その一部は図２において軸受ブラケット部４３の直下に位置する整流子２５にも吹き当るので、一対のブラシ装置２６及び整流子２５の夫々を高速の風によって冷却できる。しかも、発熱するアーマチャコイル２１ｃは、一対のブラシ装置２６及び整流子２５よりも下流側に位置しているので、前記コイル２１ｃ等の発熱箇所で温められた風が一対のブラシ装置２６に吹付けられることがない。そのため、一対のブラシ装置２６及び整流子２５を効果的に空冷して、それらの温度上昇を抑制できる。特に、本実施形態ではブラシ装置２６のブラシホルダ２８が金属製で熱伝導性が良いので、その内面に接しているブラシ２７の熱をブラシホルダ２８を介して速やかに放出できる。
【００６２】
しかも、第１の回り止め４７とこれに対応する第１の位置決め４９とが、これらが挟んだブラシ装置２６の整流子側端部とともに一部の整流風路Ｐの終端部を閉じている（図４参照）から、この整流風路Ｐに導かれた風が整流子２５側に吹き抜けることがなくなり、前記整流風路Ｐを流れる風を積極的に整流子２５及びブラシ装置２６に吹き当てることができる。
【００６３】
したがって、既述のように大電流が流されるにも拘らず、このブラシ装置２６及び整流子２５の寿命低下、ひいては電動機部１１の寿命低下を来たすことがない。このように電動送風機３のＤＣ電源であるバッテリーで大電流を流して入力を大きくできるから、この電動送風機３を用いることによってキャニスタ型電気掃除機１に十分適する大きな吸込み仕事率を得ることができる。しかも、以上のように入力を大きくするのにバッテリーの電圧を高くする必要がないから、掃除機本体２へのバッテリーの搭載本数を少なくできる。したがって、掃除機本体２のバッテリー収容部を小さくできるに伴い、この本体２を小型化する場合に有利であるとともに、掃除機本体２の移動を軽く行なわせることができる。
【００６４】
又、既述のようにブラシ装置２６及び整流子２５を、ファン３１で送風される風で、回転子２１のアーマチャコア２１ｂ及びアーマチャコイル２１ｃ及び固定子２４より上流側で空冷した風は、その直後に回転子２１のアーマチャコア２１ｂ及びアーマチャコイル２１ｃ及び固定子２４に吹き当ってから、主に固定子２４の送風整流体１３と対向する面に沿って、この固定子２４の周囲に放出される。こうした風の流れによって、発熱するアーマチャコア２１ｂを空冷してその温度上昇を抑制できる。これとともに、ブラシ２７の摩耗粉を以上の風の流れによって固定子２４の周囲に吹き飛ばすことができるから、前記摩耗粉が回転子２１及び固定子２４に付着し堆積することが防止される。
【００６５】
以上の風の流れにより、固定子２４より下流の軸受ブラケット５７側には前記摩耗粉が到達することは少ない。そして、軸受ブラケット５７側にブラシ２７の摩耗粉が付着堆積することがあっても、軸受ブラケット５７回りにはブラシ装置２６が存在しないので、異極のブラシ装置２６同士が前記摩耗粉によって短絡する恐れがない。すなわち、この電動送風機３においては、ブラシ２７の摩耗粉による絶縁不良の恐れがないものである。又、軸受ブラケット５７はブラシ装置２６を支持しないので、その材質的な制約がなく、金属又は合成樹脂製とすることができる。
【００６６】
前記運転に伴い、一対のブラシ２７は整流子２５の回転方向に引き摺られようとするが、これらブラシ２７を収容しているブラシホルダ２８はその両側面を第１、第２の回り止め４７、４８で支持されているので、ブラシ装置２６が整流子２５によって不用意に所定位置から動かされることがない。このようにブラシ装置２６の不用意な動きを防止するので、適正な整流作用が営まれるように整流子２５とブラシ装置２６との位置関係が保持されて、整流子２５とブラシ２７との間でのチャタリングの発生を防止できる。
【００６７】
更に、金属よりも強度が低い合成樹脂製の送風整流体１３がその裏面に一体に有した各固定子取付け凸部４６は、これに連結した固定子２４とファン３１の整流ブレード４５との間に整流子２５及びブラシ装置２６を配設するスペースを確保しており、そのために、各固定子取付け凸部４６はある程度の長さを有している。そして、各固定子取付け凸部４６にわたって固定された固定子２４と、この固定子２４の中央部を貫通して配置された回転子２１のアーマチャコイル部との間には、磁気的な吸引・反発作用が繰り返し働き、それに伴い固定子２４は動かされようとする。
【００６８】
しかし、ある程度長く、それ故に変形可能性が高い固定子取付け凸部４６は、４本設けてあって、これらにわたって固定子２４を取付けたから、前記磁気的な吸引・反発作用の繰り返しに拘らず、各固定子取付け凸部４６がその根元を中心に固定子２４を伴って振動することを互いに抑制して、固定子２４が振動しないようにこれを確実に支持できる。そのため、固定子２４に軸受ブラケット５７及び軸受２２を介して支持されている回転子２１の動揺が抑制されるので、適正な整流作用が営まれるように整流子２５とブラシ装置２６との位置関係が保持されて、整流子２５とブラシ２７との間でのチャタリングの発生を防止できる。そして、既述のように固定子２４及び回転子２１の動揺（振動）が抑制されるので、寿命低下が防止されるとともに、電動機部１１での騒音、ひいては電気掃除機１の運転騒音を低減できる。
【００６９】
又、前記構成の電動送風機３では、送風整流体１３を電気絶縁性の合成樹脂製とし、この送風整流体１３の裏面にブラシ装置２６の金属製ブラシホルダ２８を直に接触させて支持したので、ブラシ装置２６を支持するための部品を他に要しないとともに、ブラシ装置２６と送風整流体１３との間に電気絶縁措置を講じる必要がない。そのため、部品点数が少なく構成が簡単となり、かつ、コストも低減できる。
【００７０】
しかも、押さえ金具５５でブラシ装置２６の端子金具を兼用したから、前記両金具を別々に設ける必要がない。この点においても、部品点数が少なく構成が簡単となりコストを低減できる。
【００７１】
更に、前記構成の電動送風機３は、送風整流体１３に軸受ブラケット部４３を設けて、そこに一方の軸受２３を嵌め込んで支持したから、この軸受２３を支持するために特別な軸受ブラケットが不要である。そのため、この点においても、部品点数が少なく構成が簡単となりコストを低減できる。
【００７２】
図６及び図７は本発明の第２実施形態を示している。この第２実施形態は、基本的には第１実施形態と同じであるので、同一構成については第１実施形態と同一符号を付してその説明を省略し、以下第１実施形態とは異なる構成について説明する。
【００７３】
この第２実施形態では送風整流体１３をアルミダイキャスト成形品等よりなる金属製としてあり、その裏面には、固定子２４方向に突出する２本の固定子取付け凸部４６と、振動抑制補助手段としての２本の支え１４６とが夫々一体に設けられている。これらの固定子取付け凸部４６及び支え１４６はいずれも同じ太さ及び長さの柱状であって、支え１４６にはねじ受け孔は設けられていないが、同様な孔を設けることもできる。
【００７４】
固定子２４のヨーク２４ａが有する固定孔２４ｅは対角線方向に一対のみ設けられていて、これらを通るねじ５８により、固定子２４が２本の金属製固定子取付け凸部４６にわたって取付けられている。この取付けに伴い、前記固定孔２４ｅが設けられた凸部２４ａ１とは別の対の凸部２４ａ２に、支え１４６の先端面が夫々当接され、こうして２本の固定子取付け凸部４６と２本の支え１４６とにわたって固定子２４が支持されている。
【００７５】
金属製の送風整流体１３を採用した関係で、金属製のブラシホルダ２８と送風整流体１３の裏面との間には絶縁層７１が設けられている。この絶縁層７１は、例えばシート状のゴム板で作られていて、ブラシホルダ２８の送風整流体１３側の面よりも大きい。又、ブラシ装置２６を固定しかつ端子金具を兼ねる押さえ具５５を送風整流体１３のねじ受け５１にねじ止めするねじ１５６には、合成樹脂製のねじが用いられている。これらにより、金属製の送風整流体１３の裏面にブラシ装置２６が電気絶縁状態に取付けられている。なお、以上の点以外の構成は、図６及び図７に示されない構成を含めて第１実施形態と同じである。
【００７６】
この第２実施形態においても、送風整流体１３がその裏面に一体に有した２本の固定子取付け凸部４６と２本の支え１４６とは、これらにわたって支持された固定子２４とファン３１の整流ブレード４５との間に整流子２５及びブラシ装置２６を配設するスペースを確保するために、ある程度の長さを有している。しかし、固定子取付け凸部４６は送風整流体１３と一体に作られているために、第１実施形態の固定子取付け凸部４６に比較して強度が格段に強く、容易に変形しない。そのため、電動送風機３の運転時において固定子２４と回転子２１のアーマチャコイル部との間に繰り返し働く磁気的な吸引・反発作用に拘らず、２本の固定子取付け凸部４６がその根元を中心に固定子２４を伴って振動することを互いに抑制でき、それにより、固定子２４を振動しないように確実に支持できる。更に、２本の支え１４６によっても固定子２４が動揺しないように支持しているので、これら支え１４６でのストッパ作用により固定子２４が振動しようとすることを一層抑制できる。
【００７７】
したがって、固定子２４に軸受ブラケット５７及び軸受２２を介して支持されている回転子２１の動揺が抑制されるので、適正な整流作用が営まれるように整流子２５とブラシ装置２６との位置関係が保持されて、整流子２５とブラシ２７との間でのチャタリングの発生を防止できる。しかも、既述のように回転子２１及び固定子２４の振動が抑制されるので、寿命低下が防止されるとともに、電動機部１１での騒音、ひいては電気掃除機１の運転騒音を低減できる。又、重複説明を省略するが、この第２実施形態においても、ブラシ装置２６を、送風整流体１３の裏面に支持して固定子２４と送風整流体１３殿間に配置したので、ブラシ２７の寿命低下を来たすことなく入力を大きくでき、かつブラシ２７の摩耗粉による絶縁不良を改善できる等、第１実施形態と同様な作用効果を奏する。
【００７８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００７９】
請求項１、２の発明によれば、送風整流体から流出される風によってブラシ装置を効果的に冷却して、その温度上昇を抑制するので、大電流を流しても、ブラシ装置ひいては電動機部の寿命低下を来たすことがなく、それにより入力を大きくできる。しかも、ブラシ摩耗粉によって異極のブラシ装置同志が短絡する恐れがないので、ブラシ摩耗粉による絶縁不良を改善できる。又、固定子とアーマチャコイル部との間に働く磁気的な吸引・反発作用の繰り返しに拘らず、振動を小さく抑制できる。更に、回転子軸を支持するファン側の軸受用の軸受ブラケットを省略できるので、構成が簡単でコストを低減できる等の効果を有する電動送風機を提供できる。
【００８０】
請求項３の発明によれば、振動を更に小さく抑制できる電動送風機を提供できる。
【００８２】
請求項４の発明によれば、低いＤＣ電源電圧でブラシに大電流を流してもこのブラシ等の寿命を損ないずらいから、長寿命でかつ高入力のＤＣ電源駆動式の電動送風機を提供できる。
【００８３】
請求項５の発明によれば、固定子のヨークにおける有効磁路の減少による電動機部の性能低下がもたらされることがないとともに、ヨークの材料取りが良い電動送風機を提供できる。
【００８４】
請求項６の発明によれば、寿命低下を来たすことなく入力を大きくできるとともに、ブラシ摩耗粉による絶縁不良を改善でき、しかも振動を小さく抑制できる請求項１〜５の内のいずれかに記載の電動送風機を備えるから、吸込み仕事率を向上できる電気掃除機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電気掃除機を示す斜視図。
【図２】図１の電気掃除機が備える電動送風機を一部断面して示す側面図。
【図３】図２の電動送風機を分解して示す斜視図。
【図４】（Ａ）は図２中Ｚ−Ｚ線に沿って示す断面図。
（Ｂ）は図４（Ａ）において押さえ金具を取除いて示す図４（Ａ）相当の断面図。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は図２の電動送風機に使用可能な夫々異なる固定子を示す平面図。
【図６】本発明の第２実施形態に係る電動送風機を一部断面して示す側面図。
【図７】図６の電動送風機を分解して示す斜視図。
【符号の説明】
１…電気掃除機
２…掃除機本体
３…電動送風機
１１…電送機部
１２…送風部
１３…送風整流体
２１…回転子
２１ａ…回転子軸
２１ｃ…アーマチャコイル
２２、２３…軸受
２４…固定子
２４ａ…ヨーク
２４ａ１…ヨークの第１の凸部
２４ａ２…ヨークの第２の凸部
Ａ、Ｂ…直線
θ１…第１交差角度
θ２…第２交差角度
２４ｂ、２４ｃ…永久磁石
２４ｅ…固定孔
２５…整流子
２６…ブラシ装置
２７…ブラシ
２７ａ…ピッグテール
２８…ブラシホルダ
２８ａ…ばね受け
２９…コイルばね
３１…ファン
３２…ファンカバー
４３…軸受ブラケット部
４４…風入口
４５…整流ブレード
４５ａ…整流ブレードの側面
Ｐ…整流風路
４６…固定子路値付け凸部
５７…軸受ブラケット
５８…ねじ
１４６…支え[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric blower that performs a blowing action by rotating a fan by a rotational force obtained by an electric motor unit having a brush device, and an electric vacuum cleaner that is operated by mounting the blower.
[0002]
[Prior art]
In general, electric blowers for electric vacuum cleaners use a commutator motor, which is a kind of AC (alternating current) motor, as an electric motor part. However, electric blowers for battery-driven electric vacuum cleaners A DC (alternating current) motor with a brush device is used as an electric motor part.
[0003]
Each of these electric blowers includes a commutator and a motor unit including a commutator including a brush device having a brush pressed against the outer peripheral surface of the commutator, a fan fixed to a rotor shaft of the motor unit, The air blower includes a fan cover that covers the fan, and a blower rectifier disposed between the stator and the fan of the electric motor unit.
[0004]
The electric motor unit is attached with a pair of bearings on a motor frame that supports the stator at an intermediate position in the axial direction, and supports the rotor shaft of the rotor disposed inside the stator by these bearings. A pair of brush devices are attached to the motor frame in correspondence with the commutator fixed to the rotor shaft. The wind discharged from the fan rotated by driving of the electric motor part is guided to the electric motor part side while being statically passed through the air flow rectifier, and flows while cooling the electric motor part.
[0005]
Conventionally, the rectifying unit of the electric blower is disposed on the opposite side of the fan and the blowing rectifier with the stator of the electric motor unit as a boundary, and the brush device is also attached to the motor frame portion located on the opposite side.
[0006]
In this case, in the two-divided configuration in which the motor frame is provided with the stator sandwiched therebetween, the motor frame portion located on the opposite side of the fan and the airflow rectifier from the stator is made of synthetic resin and attached to this. While the insulation with a brush apparatus is aimed at, the thing which does not have holder insulation for a brush apparatus is employ | adopted. Also, in the configuration where the motor frame is made of metal on the opposite side of the fan from the stator, a brush device having a holder insulation is used, and this holder insulation makes the conductive portion of the motor frame and the brush device conductive. To insulate.
[0007]
In the conventional configuration in which the rectifying unit is arranged as described above, the armature core and the armature coil portion of the stator and the rotor are arranged between the fan and the ventilation rectifier and the rectifying unit, and these are the rectifying unit. Ventilation to the brush device is obstructed, and this ventilation is warmed by the heat generated by the armature coil of the rotor. Therefore, it is difficult to improve the cooling effect of the rectifying unit, particularly the brush device. This is especially true when the stator has a field coil and generates heat, such as a commutator motor.
[0008]
By the way, the power supply voltage of a battery-driven electric blower using a DC motor with a brush device as an electric motor part is generally DC6V to DC30V, and in particular, the power supply voltage of DC12V is mainstream. In such a battery-driven electric blower, if the power supply voltage is increased, the number of batteries used increases, so that the weight of the product (such as a vacuum cleaner) increases, making it difficult to handle. Therefore, it is required to drive the electric blower with a power supply voltage as low as possible, and it is necessary to flow a large current in order to increase the input and output of the electric blower using the DC motor as the electric motor unit under such conditions.
[0009]
However, when a large current is passed in this way, heat generated by the resistance of the brush of the brush device increases, and the temperature of the brush becomes abnormally high, and there is a risk that the life of the brush may be shortened. For this reason, the current one can only obtain an input of about 60W. However, this level is not practically suitable as an electric blower for a canister-type vacuum cleaner that requires a high suction work rate, and an improvement is desired.
[0010]
Further, in the conventional motor section, the wind tends to stagnate on the downstream side of the stator, so that the abrasion powder generated from the brush along with the rotation of the commutator is generated in the motor frame portion located on the downstream side of the stator. Easy to adhere to the inner surface. When the accumulation of the brush wear powder due to the adhesion proceeds, there is a possibility that a pair of brush devices having different polarities may cause a short circuit due to the accumulated brush wear powder.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The problem to be solved by the present invention is that an electric blower that can increase input without causing a reduction in life, can improve insulation failure due to brush wear powder, and can suppress vibration to a small extent, and a suction work rate provided with this blower. It is to obtain a vacuum cleaner that can improve the efficiency.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a rotor having a rotor shaft, a bearing that supports the rotor shaft, a stator that surrounds the rotor, a commutator that is fixed to the rotor shaft, and a brush that is pressed against the commutator. A motor unit with a brush device, a fan connected to the rotor shaft and a fan unit including a fan cover covering the fan, and a wind discharged from the fan provided on an outer peripheral part entering the fan cover. A plurality of wind inlets for receiving and a plurality of rectifying blades forming a rectifying air path for guiding the wind that has passed through the wind inlets, the rectifying blades facing the stator and the fan and the An electric blower including a blower rectifier disposed between the stator and the stator is assumed.
[0013]
And in order to solve the said subject, invention of Claim 1 makes the said ventilation rectifier body the product made from an electrical insulation material, A bearing bracket portion to which the fan-side bearing is fitted and attached is provided integrally at a central portion of the blower rectifier, and the blower rectifier Three or more stator mounting projections projecting toward the stator side are integrally provided, and the stator is mounted over the projections, and the stator mounting is provided between the stator and the rectifying blade. While arranging the commutator between the convex portions, The brush device disposed between the stator and the airflow rectifier is fixed to the back surface of the airflow rectifier by directly contacting the airflow rectifier, and the airflow rectifier is rectified by sandwiching the airflow rectifier. The entire brush device was exposed to the air path It is characterized by that.
[0014]
Similarly, in order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 2 is characterized in that the blower rectifier is made of metal, A bearing bracket portion to which the fan-side bearing is fitted and attached is provided integrally at a central portion of the blower rectifier, and the blower rectifier Two or more stator mounting projections projecting toward the stator side are integrally provided, and the stator is mounted over the projections, and the stator mounting is provided between the stator and the rectifying blade. While arranging the commutator between the convex portions, The brush device disposed between the stator and the blower rectifier is disposed on the rectifier blade in an electrically insulated state via an insulating layer and fixed to the back surface of the blower rectifier, and the rectifier blade The entire brush device was exposed to the rectification air passage of the air flow rectifier across the It is characterized by that.
[0015]
In the first and second aspects of the invention, the electric motor unit may be driven by an AC power source or a DC power source. In the case of DC power source driving, a battery is connected to the DC power source. Can also be used. In the first and second aspects of the invention, for example, a carbon brush can be suitably used as the brush of the brush device. Further, in the first and second aspects of the invention, the fan cover may be fitted and supported on the outer periphery of the blower rectifier, or when the electric motor section has a motor frame, You may fit and support an edge part. In addition, in the first and second aspects of the invention, the means for supporting the brush device on the air flow rectifier can be implemented using a pressing tool as described in the embodiments described later, and an adhesive may be used. It can also be carried out by claw engagement, screwing or the like. In the first and second aspects of the invention, the stator mounting convex portion is not limited to the configuration in which the stator is supported by the tip surface, and a step portion is provided at the tip portion of the convex portion, and the stator is provided there The structure which abuts a peripheral part and supports a stator may be sufficient.
[0017]
In the first aspect of the invention, the brush device is supported by the airflow rectifier that rectifies the wind discharged from the fan and flows out to the stator side, so that the airflow is discharged from the airflow rectifier and the stator of the motor unit and This device can be effectively cooled by blowing high-speed wind before reaching the armature coil portion of the rotor and not being heated by the coil portion or the like to the brush device. Further, the brush wear powder reaching the stator and the rotor located on the downstream side of the brush device is blown away by the wind blowing on the stator and the rotor. Moreover, even when brush wear powder adheres and accumulates on the downstream side of the stator, the wear powder and the brush device are not only far apart from each other, but also because the stator is interposed between the two, The abrasion powder does not reach the brush device. In addition, the stator mounting projection that is integrally projected from the air blower rectifier made of an electrical insulating material having a lower strength than that of metal is provided between the stator fixed thereto and the fan rectifier blade. In order to secure a space for arranging the brush device, a certain length is required. However, since the stator mounting convex part made of electrical insulation material is set to 3 or more and the stator is mounted over these, it is fixed regardless of repeated magnetic attraction and repulsion between the stator and the armature coil part. The stator can be securely mounted so that the child mounting convex portion does not vibrate with the stator around its root.
[0018]
Similarly, in the second aspect of the present invention, the brush device is supported by the air flow rectifier that rectifies the wind discharged from the fan and flows out to the stator side, so that the motor unit is fixed by being discharged from the air flow rectifier. This device can be effectively cooled by blowing high-speed wind before reaching the armature coil portion of the rotor and rotor to the brush device and not being heated by the coil portion or the like. In addition, the commutator disposed near the central portion of the airflow rectifier and pressed against the brush of the brush device can be cooled by blowing air that is not heated by the coil portion or the like at high speed. The temperature rise of the brush and the commutator due to the spark generated between the two can be suppressed. Further, the brush wear powder reaching the stator and the rotor located on the downstream side of the brush device is blown away by the wind blowing on the stator and the rotor. Moreover, even if brush wear powder adheres and accumulates on the downstream side of the stator, this brush wear powder and the brush device are not only far apart, but because the stator is interposed between them, The wear powder does not reach the brush device. Further, the stator mounting convex portion integrally projecting from the metal air blowing rectifier ensures a space for arranging the commutator and the brush device between the stator fixed to the metal blast rectifier and the rectifying blade of the fan. Therefore, a certain length is required. However, since it is made of metal and has two or more stator mounting projections with high strength and the stator is mounted over these, the magnetic attraction / repulsion action acting between the stator and the armature coil portion is repeated. Therefore, the stator can be securely mounted so that the stator mounting convex portion does not vibrate with the stator around its root.
[0020]
In the invention of claim 2, as in the invention of claim 3, it is not hindered to provide one or more supports sandwiched between the air flow rectifier and the stator. In this case, the support may be provided integrally from the fan or the stator, and this support is excellent in that it can function as vibration suppression auxiliary means for further suppressing the vibration of the stator.
[0022]
Further, in the inventions of claims 1 and 2 In this case, since one bearing can be fitted and supported in a bearing bracket portion provided integrally with the blower rectifier, a special bearing bracket is not required to support this bearing, and the configuration is simple and the cost is reduced. It is valid.
[0023]
Claim 4 The invention is characterized in that the electric motor section is a DC motor having a permanent magnet field.
[0024]
this Claim 4 According to the invention, since a temperature rise can be suppressed even when a large current is passed through the brush with a low DC power supply voltage, a long-life and high-input DC power supply electric blower can be obtained.
[0025]
Of claim 5 In the invention, the yoke of the stator has two pairs of projections located outside the effective magnetic path and projecting in opposite directions along the radial direction, and connects one of the pairs of projections. The first crossing angle formed by the straight line and the straight line connecting the other pair of convex portions is an acute angle and the second crossing angle is an obtuse angle, and the stator is attached to at least one pair of convex portions. It is characterized in that a fixing hole for connection with the convex portion is provided.
[0026]
this Of claim 5 In the invention, since the fixing hole connected to the stator mounting convex portion is out of the effective magnetic path of the yoke, the effective magnetic path is not narrowed by the fixing hole. Moreover, with the arrangement of the first and second convex portions, the shape of the yoke is changed to a short side having a dimension substantially equal to the maximum diameter of the effective magnetic path, and a length between straight lines connecting the first and second convex portions. Since it can be made into the substantially rectangular shape which has the long side of a dimension substantially equal to the thickness, the material removal can be improved.
[0027]
Claim 6 The invention is built in a vacuum cleaner body having a dust collection chamber. Claims 1-5 The electric blower described in any one of the above is provided.
[0028]
this Claim 6 According to the invention, as described above, the input can be increased without deteriorating the life, the insulation failure due to the brush wear powder can be improved, and the vibration can be suppressed to a small level. Claims 1-5 Since the electric blower described in any of the above is provided, a vacuum cleaner capable of improving the suction work rate can be provided.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0030]
FIG. 1 is a perspective view showing an entire battery-driven canister-type vacuum cleaner. The vacuum cleaner 1 includes a vacuum cleaner body 2 that can be freely moved on a floor surface, an electric blower 3, and a dust collecting bag as a filter. 4, a dust suction hose 5, an extension pipe 6, and a suction port body 7 are provided.
[0031]
Although not shown, a vacuum chamber and a dust collection chamber located on the upstream side of the blower chamber are provided inside the vacuum cleaner body 2, respectively, and a battery housing (not shown) is provided in the vacuum cleaner body 2. ing. The opening of the dust collection chamber is hermetically closed by an openable / closable lid 2a that forms a part of the vacuum cleaner body 2. The dust collection chamber contains a dust collection bag 4 that can be taken in and out with the lid 2a opened. ing. The battery accommodating portion accommodates a battery (not shown) as a DC power source. The blower chamber will be described in detail later, and an electric blower 3 driven with the battery as a power source is accommodated. The dust suction hose 5 and the extension pipe 6 (not shown) form a suction pipe body that is provided by communicating the dust collection chamber and the suction port body 7. One end of the dust suction hose 5 made of a flexible hose is detachably connected to the cleaner body 2, and the other end of the hose 5 has a handle 5 a with a hand operation switch. One end of a hard extension tube 6 is detachably connected to the handle 5a, and a suction port 7 is connected to the other end of the extension tube 6. Removable connection Has been.
[0032]
By driving the electric blower 3 of the electric vacuum cleaner 1, dust on the surface to be cleaned is sucked from the suction port body 7 by the blowing force of the electric blower 3, and the extension pipe 6 and Dust absorption hose 5 The dust can be guided to the dust collection chamber of the vacuum cleaner body 2 through the dust collection bag 4 in the chamber. The air passing through the dust bag 4 is sucked into the electric blower 3 and passes through the blower 3, and then discharged to the outside of the cleaner body 2 through an exhaust port provided in the cleaner body 2 in communication with the blower chamber. Is done. Thus, the surface to be cleaned can be cleaned.
[0033]
Next, the electric blower 3 will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 2 and 3, the electric blower 3 includes an electric motor unit 11, an air blowing unit 12, and a blower rectifier 13.
[0034]
The electric motor unit 11 is configured as, for example, a two-pole DC motor that is DC-driven by the power of the battery, and includes a rotor 21, a pair of bearings 22, 23, a stator 24, a commutator 25, and a pair. The brush device 26 is provided.
[0035]
As shown in FIG. 2, the rotor 21 is formed by mounting an armature core 21b and an armature coil 21c on a rotor shaft 21a. One end of the rotor shaft 21a is supported by one rolling type bearing 22, and the other end of the rotor shaft 21a is supported by the other rolling type bearing 23. The other end of the rotor shaft 21 a passes through the bearing 23. A commutator 25 is mounted on the rotor shaft 21 a so as to be positioned between the armature core 21 b and the bearing 23. A terminal portion of an armature coil 21c is connected to each commutator piece 25a of the commutator 25. The commutator 25 is formed by embedding each commutator piece 25a in the outer peripheral portion of a synthetic resin commutator base fitted to the rotor shaft 21a and exposing the surface portion of the commutator piece 25a. .
[0036]
As shown in FIG. 3, the stator 24 includes a yoke 24a and a pair of permanent magnets 24b and 24c that form a field (field). As shown in FIG. 2, the stator 24 is disposed so as to surround the armature coil 21 c portion of the rotor 21. The yoke 24a is formed of an annular laminated steel plate.
[0037]
In the present embodiment, for example, the yoke 24a shown in FIG. 5 (A) is used, but instead of that shown in FIG. 5 (B), FIG. 5 (C) or FIG. 5 (D). Can also be used. The yokes 24a shown in FIGS. 5 (A) to 5 (C) are located outside the effective magnetic path E indicated by the two-dot chain lines in FIG. 5 and are opposite to each other along the radial direction. The protrusions 24a1 and 24a2 project in pairs, and a fixed hole 24e penetrating in the thickness direction is provided in each of the four protrusions 24a1 and 24a2 in total. Moreover, the yoke 24a shown in FIGS. 5A to 5C has a first intersection angle θ1 formed by a straight line A connecting one pair of convex portions 24a1 and a straight line connecting the other pair of convex portions 24a2. It is an acute angle and the second crossing angle θ2 is an obtuse angle, whereby a short side having a dimension C substantially equal to the maximum diameter of the effective magnetic path E and the straight line connecting the first and second convex portions It can be made into the substantially rectangle which has the long side of the dimension D substantially equal to the length of (refer a dashed-two dotted line). Therefore, in these yokes 24a, the material of the laminated steel plates such as silicon steel plates forming the yokes 24a can be improved, and the cost can be easily reduced accordingly.
[0038]
The yoke 24a shown in FIG. 5 (D) is located outside the effective magnetic path E indicated by the two-dot chain parallel oblique line in the drawing, and three or more, for example, three convex portions 24a3 are arranged in the circumferential direction. The fixing holes 24e that are provided at intervals and penetrate in the thickness direction are provided in the respective protrusions 24a3. As described above, in the yoke 24a shown in FIGS. 5A to 5D in which the convex portions 24a1, 24a2, or 24a3 having the fixing holes 24e are provided at positions away from the effective magnetic path E, the fixing holes 24e are effective. Since the magnetic path E is not narrowed, the necessary effective magnetic path E can be secured, and thus the performance of the motor unit 11 is not reduced.
[0039]
The permanent magnets 24b and 24c have a segment shape formed in an arc shape, and are mounted to face the inner peripheral surface of the yoke 24a. As the permanent magnets 24b, 24c, ferrite magnets, rare earth magnets, or composite magnets formed by mixing these with plastic can be used.
[0040]
A pair of brush devices 26 for converting a direct current supplied from the battery into an alternating current together with the commutator 25 includes a brush 27, a conductive brush holder 28, and a coil spring 29 as shown in FIG. Yes. As the brush 27, a carbon brush obtained by appropriately adding an additive such as copper powder to graphite as a main component and solidifying it into a prismatic shape with a synthetic resin binder can be suitably used. 27a is connected. The brush holder 28 in which the brush 27 is movably accommodated is formed in a rectangular tube shape (see FIG. 3) corresponding to the brush shape by a metal plate such as a brass plate or a zinc iron plate. A spring receiver 28a is integrally bent at one end in the longitudinal direction of the holder 28 so as to substantially close the opening at the one end, and the other end in the longitudinal direction of the holder 28 is opened. The coil spring 29 accommodated in the brush holder 28 accommodates a pigtail 27a therein, and is sandwiched between the end face of the brush 27 from which the pigtail 27a protrudes and the spring receiver 28a.
[0041]
As shown in FIG. 2, the air blower 12 includes a metal centrifugal fan 31 and a metal fan cover 32 that covers the metal centrifugal fan 31. The fan 31 is connected to a shaft end portion that penetrates the bearing 23 of the rotor shaft 21a by a nut 33 that is screwed into the shaft end portion and tightened. The fan cover 32 has a central opening 32 a that enters the suction port of the fan 31.
[0042]
The blower rectifier 13 used for staticizing the air discharged from the outlet of the outer peripheral portion of the fan 31 by the diffuser action and guiding it to the downstream stator 24 side includes the fan 31 and the fan 31. Stator 24 It is arranged between. The blower rectifier 13 is a member that becomes a base of the electric blower 3. In the present embodiment, the blower rectifier 13 is made of an electrically insulating material, for example, a heat-resistant synthetic resin as a preferred example as follows.
[0043]
As shown in FIGS. 3 and 4, the air flow straightener 13 has a circular shape, has a flange 41 projecting outward on the outer periphery thereof, and a shaft through hole 42 (see FIG. 4) through which the rotor shaft 21a passes in the center. 2) and a bearing bracket portion 43 having a diameter larger than that of the shaft through hole 42 on the back surface of the central portion. Furthermore, a plurality of air inlets 44 that receive the air discharged from the fan 31 are provided at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral portion of the air flow straightener 13. Further, on the back surface of the air flow rectifier 13, rectifying blades 45 each having an arc shape are provided from the respective air inlets 44 toward the bearing bracket portion 43, and the rectifying air passages P between the adjacent rectifying blades 45 are formed as a rectifying air path P Is formed. One end portion of each rectifying air passage P is formed by a corresponding air inlet 44, and the other end portion (termination portion) of each rectifying air passage P is opposed to the bearing bracket portion 43. These rectifying air paths P guide the wind introduced from the air inlet 44 at the outer peripheral portion of the airflow rectifying body 13 toward the bearing bracket portion 43 at the center of the airflow rectifying body 13.
[0044]
As shown in FIGS. 2 to 4, a stator support 46 is provided on the back surface of the air blowing rectifier 13. For example, four stator mounting projections 46 are provided. These stator mounting projections 46 are cylindrical so that the wind path resistance to the wind guided to the rectification wind path P is minimized, and from the intermediate part of the rectification blade 45 toward the stator 24 side. Projecting together. The inner space opening at the tip of each stator mounting projection 46 is used as a screw receiving hole, and the end of the hole on the side of the rectifying blade 45 is closed.
[0045]
As shown in FIG. 4 and the like, the first and second detents 47 and 48 and the first and second positionings are located on the back surface of the air flow rectifying body 13 on both sides in the radial direction of the bearing bracket portion 43. 49 and 50 and a screw receiver 51 are provided.
[0046]
As will be described later, both of the detents 47 and 48 that hold the brush device 26 supported in direct contact with the back surface of the air flow straightening body 13 at predetermined positions are formed from protrusions that integrally project from the back surface of the air flow straightening body 13. Become. Each of the pair of first detents 47 supports the downstream side surface in the rotational direction of the rotor 21 at the end of the commutator side of the brush holder 28, so that the bearing bracket portion 43 side of the commutation blade 45 in the corresponding position is supported. It protrudes integrally from the side surface of the end. The pair of second detents 48 are integrally projected from the back surface of the air flow straightener 13 so as to support the upstream side surface in the rotation direction of the rotor 21 at the end of the brush holder 28 opposite to the commutator side. ing. Note that the arrows in FIG. 4 indicate the rotation direction of the rotor 21.
[0047]
The pair of first positioning portions 49 correspond to the first detents 47, and the bearings in the other rectifying blades 45 sandwich the commutator side end of the brush holder 28 between the detents 47. It protrudes integrally from the side surface of the bracket portion 43 side end portion. Each of the pair of second positioning 50 corresponds to the second rotation stopper 48, and the back surface of the air flow straightener 13 is sandwiched between the anti-commutator side end of the brush holder 28 and the rotation stopper 48. Projected as a unit from
Each of the pair of screw receivers 51 is positioned in the vicinity of the second positioning 50 and is integrally projected from the end portion on the bearing bracket portion 43 side of the rectifying blade 45 at the corresponding position. The heights of these screw receivers 51 are the same as the height of the brush holder 28 (that is, the thickness of the brush device 26), and both of the screw receivers 51 are brush positioning surfaces 51a perpendicular to the plane in contact with the brush holder 28. (See FIG. 4). Since the screw receiver 51 is provided so as to contact the brush holder 28, for example, the second positioning 50 may be omitted.
[0048]
In FIG. 2 and FIG. 3, reference numeral 55 denotes a pressing member that also serves as a terminal fitting, which has an L shape, and one piece thereof is fixed to the screw receiver 51 by a screw 56. The other piece of the pressing member 55 is electrically connected to the battery. Further, reference numeral 57 in FIGS. 2 and 3 denotes a metal or synthetic resin bearing bracket. The bracket 57 has four fixing pieces 57a individually corresponding to the fixing holes 24e, and a screw 58 is passed through each of the fixing pieces 57a.
[0049]
Next, the assembly of the electric blower 3 will be described.
[0050]
First, the bearing 23 is fitted and placed in advance in the bearing bracket portion 43 of the blower rectifier 13, and the bearing 22 is also fitted and placed in advance on the bearing bracket 57. Then, the shaft end portion on the commutator 25 side of the rotor shaft 21 a of the rotor 21 is inserted into the bearing 23 from the back side of the blower rectifier 13, and the rotor 21 is temporarily assembled to the blower rectifier 13. Next, the commutator side end of the brush device 26 is fitted between the first detent 47 and the first positioning 49, and the anti-commutator side end of the brush device 26 is The brush device 26 is temporarily assembled to the air flow rectifier 13 by fitting between the rotation stopper 48 and the second positioning 50 and the screw receiver 51. In this case, the brush 27 of the brush device 26 is lightly pressed against the outer peripheral surface of the commutator 25 by the biasing force of the coil spring 29.
[0051]
Thereafter, while passing the rotor 21 inside the stator 24, one of the bearings 23 is fitted and supported in the bearing bracket portion 43 of the blower rectifier 13 and the four corners of the stator 24 are formed. The convex portions 24a1 and 24a2 are placed on four stator mounting convex portions 46, respectively. Next, the bearing bracket 57 is placed on the stator 24, and the other end portion of the rotor shaft 21a is inserted into the bearing 22 attached in advance to the bracket 57. Then, the four screws 58 are passed through the fixing pieces 57a of the bearing bracket 57 and the fixing holes 24e of the yoke 24a, and screwed into the screw receiving holes of the corresponding stator mounting convex portions 46.
[0052]
As a result, the stator 24 has a side surface 45a of each rectifying blade 45 in accordance with the length from the root of the stator mounting convex portion 46 to the tip (stator support portion) on the back side (fan downstream side) of the blower rectifier 13. Supported away from. In other words, using the stator 24 as a reference, the air flow rectifier 13 is arranged on the upstream side of the air flow with respect to the stator 24, with the side surface 45 a of the flow rectifying blade 45 facing the stator 24. As a result of the above assembly, a rectification unit, that is, between the blower rectifier 13 and the stator 24, that is, Commutator 25 And a space for arranging the brush device 26 are secured, and this space is opened to the outside through an opening surrounded by the air flow rectifier 13, the stator 24, and each stator mounting projection 46. In addition, the rotor 21 penetrating the stator 24 is supported by the screw 58 so as to be able to rotate at both ends through the bearings 22 and 23 across the blower rectifier 13 and the bearing bracket 57. At this stage, the commutator 25 fixed to the rotor 21 is disposed in the vicinity of the bearing bracket portion 43 of the blower rectifier 13 (see FIGS. 2 and 3).
[0053]
Next, each of the pair of brush devices 26 temporarily attached is brought close to the commutator 25 side. In this case, as shown in FIG. From the side The stopper piece 28b cut and raised at a substantially right angle is brought into contact with the brush positioning surface 51a of the screw receiver 51 for positioning. Thereby, the brush device 26 is disposed at a predetermined position, and the brush 27 is pressed and held on the outer peripheral surface of the commutator 25 with an appropriate pressure by the urging force of the coil spring 29 compressed accordingly.
[0054]
While holding this state, one piece of the pressing tool 55 is overlapped over the brush holder 28 and the screw receiver 51, and this one piece is fixed to the screw receiver 51 with the screw 56. Accordingly, the brush holder 28 is pressed from the stator 24 side and supported by the blower rectifier 13.
[0055]
The brush device 26 fixed to the back surface of the airflow rectifying body 13 in this manner is disposed between the airflow rectifying body 13 and the stator 24, and one surface of the brush holder 28 (surface on the airflow rectifying body 13 side). 2 is provided in direct contact with the peripheral back surface 13a of the air flow rectifier 13 and the side surface 45a facing the stator side of the rectifying blade 45 located at the same height as the surface 13a.
[0056]
The brush device 26 arranged in this manner is provided across, for example, one rectifying blade 45 as shown in FIG. 4 when the blower rectifying body 13 is viewed from the back side. It faces the rectification air path P. The pair of brush devices 26 are disposed inside the outer periphery of the air blowing rectifier 13 as shown in FIGS. 2 and 4. Therefore, the projection area of the air blowing unit 12 when the electric blower 3 is viewed from the front. A pair of brush devices 26 are disposed inside. In this configuration, the possibility that the brush device 26 is damaged in handling the electric blower 3 can be reduced, and the electric blower 3 Vacuum cleaner body 2 Since the brush device 26 is less likely to get in the way when being assembled, it is advantageous in that it can be easily assembled.
[0057]
Further, after assembling the motor unit 11 to the blower rectifier 13 as described above, the fan 31 is passed through the rotor shaft 21a of the motor unit 11 passing through the shaft through hole 42 of the blower rectifier 13. The fan 31 is fixed to the rotor shaft 21a via the nut 33. Thereafter, a fan cover 32 that covers the fan 31 is fitted and attached to the outer peripheral portion of the blower rectifier 13. The fitting depth in this case is appropriately regulated by the opening edge of the fan cover 32 coming into contact with the flange 41 of the air flow rectifier 13.
[0058]
The electric blower 3 is assembled by the above procedure. The completed state is shown in FIG.
[0059]
The electric blower 3 having the above-described configuration is driven by applying a direct current having a large current value supplied from a battery (not shown). With this driving, the electric blower 3 generates heat according to the resistance of the brush 27 and also generates heat due to a spark generated between the brush 27 and the commutator 25. In addition to these main heat generation, the armature coil 21c generates heat, and heat is also generated between the bearings 22 and 23 and the rotor shaft 21a by friction. The degree of this frictional heat generation is compared with the main heat generation. It is extremely small. Moreover, since the motor unit 11 of the electric blower 3 is a DC motor that forms a field by the permanent magnets 24b and 24c, the stator 24 hardly generates heat.
[0060]
And the ventilation operation | movement by rotation of the fan 31 is performed with the said DC drive. In this case, the air sucked into the fan 31 from the opening 32 a of the fan cover 32 and discharged from the outlet of the outer peripheral portion of the fan 31 is swung along the inner peripheral surface of the fan cover 32. After being introduced into each wind inlet 44, the stator 13 is guided from each rectifying air path P to the stator bracket side while being guided by the diffuser action of each rectifying body 13 in each rectifying air path P while being statically pressured. It flows out toward 24. The above-described cleaning is performed by such a blowing action.
[0061]
According to the above air flow path, a pair of brushes that are discharged from the fan 31 and immediately after passing through the air flow rectifying body 13 face directly without placing a space in a part of the air flow path P. While flowing into each of the devices 26 and flowing out to the stator 24 side, a part thereof also blows to the commutator 25 located immediately below the bearing bracket portion 43 in FIG. Each of the 25 can be cooled by high-speed wind. In addition, since the armature coil 21c that generates heat is located downstream of the pair of brush devices 26 and the commutator 25, the air heated at the heat generating portion such as the coil 21c blows to the pair of brush devices 26. It is never done. Therefore, the pair of brush devices 26 and the commutator 25 can be effectively air-cooled, and the temperature rise thereof can be suppressed. In particular, in the present embodiment, the brush holder 28 of the brush device 26 is made of metal and has good thermal conductivity. Therefore, the heat of the brush 27 in contact with the inner surface can be quickly released through the brush holder 28.
[0062]
In addition, the first detent 47 and the first positioning 49 corresponding thereto close the terminal portion of the rectifying air path P together with the commutator side end portion of the brush device 26 sandwiched between them (see FIG. From FIG. 4), the wind guided to the rectifying air passage P is not blown to the commutator 25 side, and the wind flowing through the rectifying air passage P is positively blown to the commutator 25 and the brush device 26. Can do.
[0063]
Therefore, although the large current is passed as described above, the life of the brush device 26 and the commutator 25 and the life of the motor unit 11 are not reduced. Thus, since a large current can be passed through the battery as a DC power source of the electric blower 3 to increase the input, the use of the electric blower 3 can provide a large suction work rate that is sufficiently suitable for the canister type vacuum cleaner 1. . Moreover, since it is not necessary to increase the voltage of the battery in order to increase the input as described above, the number of batteries mounted on the cleaner body 2 can be reduced. Therefore, as the battery housing portion of the cleaner body 2 can be made smaller, it is advantageous when the body 2 is reduced in size, and the cleaner body 2 can be moved lightly.
[0064]
Further, as described above, the wind that is blown by the fan 31 through the brush device 26 and the commutator 25 and is air-cooled on the upstream side of the armature core 21b and the armature coil 21c and the stator 24 of the rotor 21, Immediately after that, it blows against the armature core 21b, the armature coil 21c and the stator 24 of the rotor 21, and then is discharged around the stator 24 mainly along the surface of the stator 24 facing the air flow rectifier 13. The By such a flow of wind, the armature core 21b that generates heat can be air-cooled to suppress the temperature rise. At the same time, since the wear powder of the brush 27 can be blown off around the stator 24 by the above wind flow, the wear powder is prevented from adhering to and accumulating on the rotor 21 and the stator 24.
[0065]
Due to the above wind flow, the wear powder hardly reaches the bearing bracket 57 side downstream of the stator 24. Even if the wear powder of the brush 27 adheres and accumulates on the bearing bracket 57 side, since the brush device 26 does not exist around the bearing bracket 57, the brush devices 26 of different polarity are short-circuited by the wear powder. There is no fear. That is, in this electric blower 3, there is no fear of insulation failure due to the abrasion powder of the brush 27. Further, since the bearing bracket 57 does not support the brush device 26, there is no material limitation, and the bearing bracket 57 can be made of metal or synthetic resin.
[0066]
Along with the operation, the pair of brushes 27 tends to be dragged in the direction of rotation of the commutator 25, but the brush holder 28 that houses the brushes 27 has first and second detents 47 on both sides. 48, the brush device 26 is not inadvertently moved from the predetermined position by the commutator 25. In this way, inadvertent movement of the brush device 26 is prevented, so that the positional relationship between the commutator 25 and the brush device 26 is maintained so that an appropriate rectifying action is performed, and the commutator 25 and the brush 27 are arranged. Chattering can be prevented.
[0067]
Furthermore, each stator mounting projection 46 integrally provided on the back surface of the air flow rectifying body 13 made of a synthetic resin having a lower strength than that of the metal is provided between the stator 24 connected thereto and the rectifying blade 45 of the fan 31. Therefore, a space for arranging the commutator 25 and the brush device 26 is secured, and each of the stator mounting projections 46 has a certain length. And between the stator 24 fixed over each stator attachment convex part 46 and the armature coil part of the rotor 21 arrange | positioned through the center part of this stator 24, magnetic attraction | suction * The repulsive action works repeatedly, and the stator 24 tends to move accordingly.
[0068]
However, since there are four stator mounting projections 46 that are somewhat long and therefore highly deformable, and the stator 24 is mounted over them, the magnetic attraction / repulsion action is repeated, The stator mounting projections 46 can be restrained from vibrating together with the stator 24 around the root, and can be reliably supported so that the stator 24 does not vibrate. Therefore, the swaying of the rotor 21 supported by the stator 24 via the bearing bracket 57 and the bearing 22 is suppressed, so that the positional relationship between the commutator 25 and the brush device 26 so that an appropriate rectifying action is performed. Is maintained, and chattering between the commutator 25 and the brush 27 can be prevented. As described above, the vibration (vibration) of the stator 24 and the rotor 21 is suppressed, so that the lifetime is prevented from being reduced, and the noise in the motor unit 11 and the operation noise of the vacuum cleaner 1 are reduced. it can.
[0069]
Moreover, in the electric blower 3 having the above-described configuration, the airflow rectifying body 13 is made of an electrically insulating synthetic resin, and the metal brush holder 28 of the brush device 26 is directly in contact with and supported by the back surface of the airflow rectifying body 13. In addition, no other parts for supporting the brush device 26 are required, and it is not necessary to take an electrical insulation measure between the brush device 26 and the air blowing rectifier 13. Therefore, the number of parts is small, the configuration is simple, and the cost can be reduced.
[0070]
In addition, since the press fitting 55 also serves as the terminal fitting of the brush device 26, it is not necessary to provide the two fittings separately. Also in this respect, the number of parts is small, the configuration is simple, and the cost can be reduced.
[0071]
Further, since the electric blower 3 having the above-described configuration is provided with the bearing bracket portion 43 in the air flow rectifying body 13 and the one bearing 23 is fitted and supported therein, a special bearing bracket is used to support the bearing 23. It is unnecessary. Therefore, also in this respect, the number of parts is small, the configuration is simple, and the cost can be reduced.
[0072]
6 and 7 show a second embodiment of the present invention. Since the second embodiment is basically the same as the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and the description thereof is omitted. Hereinafter, the second embodiment is different from the first embodiment. The configuration will be described.
[0073]
In this second embodiment, the air flow rectifier 13 is made of a metal made of an aluminum die-cast molded product, and on its back surface, two stator mounting convex portions 46 projecting in the direction of the stator 24 and vibration suppression assist Two supports 146 as means are integrally provided. The stator mounting projection 46 and the support 146 are both columnar with the same thickness and length, and the support 146 is not provided with a screw receiving hole, but a similar hole may be provided.
[0074]
Only one pair of fixing holes 24e provided in the yoke 24a of the stator 24 is provided in the diagonal direction, and the stator 24 is mounted across the two metal stator mounting projections 46 by screws 58 passing therethrough. With this attachment, the tip surfaces of the support 146 are brought into contact with the pair of convex portions 24a2 different from the convex portion 24a1 provided with the fixing hole 24e, and thus the two stator mounting convex portions 46 and 2 are brought into contact with each other. A stator 24 is supported across the book support 146.
[0075]
An insulating layer 71 is provided between the metal brush holder 28 and the back surface of the air blowing rectifier 13 because the metal air blowing rectifier 13 is employed. The insulating layer 71 is made of, for example, a sheet-like rubber plate, and is larger than the surface of the brush holder 28 on the air flow rectifying body 13 side. or, A holding tool 55 that fixes the brush device 26 and also serves as a terminal fitting is provided. A synthetic resin screw is used as the screw 156 to be screwed to the screw receiver 51 of the blower rectifier 13. By these, on the back surface of the metal air flow rectifier 13 Brush device 26 Is installed in an electrically insulated state. Except for the above points, the configuration is the same as that of the first embodiment, including configurations not shown in FIGS. 6 and 7.
[0076]
Also in the second embodiment, the two stator mounting projections 46 and the two supports 146 integrally provided on the back surface of the blower rectifier 13 are the stator 24 and the fan 31 supported over these. In order to secure a space for arranging the commutator 25 and the brush device 26 between the commutating blade 45 and the commutating blade 45, the commutator blade 45 has a certain length. However, since the stator mounting convex part 46 is made integrally with the air flow rectifier 13, the strength is much stronger than the stator mounting convex part 46 of the first embodiment, and it does not easily deform. Therefore, the two stator mounting projections 46 are rooted regardless of the magnetic attraction / repulsion action that repeatedly acts between the stator 24 and the armature coil portion of the rotor 21 during operation of the electric blower 3. Vibrations with the stator 24 at the center can be suppressed from each other, so that the stator 24 can be reliably supported so as not to vibrate. Furthermore, since the stator 24 is supported by the two supports 146 so as not to fluctuate, it is possible to further suppress the stator 24 from being vibrated by the stopper action of the supports 146.
[0077]
Accordingly, since the swaying of the rotor 21 supported by the stator 24 via the bearing bracket 57 and the bearing 22 is suppressed, the positional relationship between the commutator 25 and the brush device 26 so that an appropriate rectifying action is performed. Is maintained, and chattering between the commutator 25 and the brush 27 can be prevented. In addition, since the vibration of the rotor 21 and the stator 24 is suppressed as described above, it is possible to prevent the life from being shortened and to reduce the noise in the electric motor unit 11 and the operation noise of the vacuum cleaner 1. Although not described repeatedly, in the second embodiment, the brush device 26 is supported on the back surface of the air flow rectifier 13 and disposed between the stator 24 and the air flow rectifier 13. The effects similar to those of the first embodiment can be obtained, such as an increase in input without causing a reduction in life and improvement of insulation failure due to abrasion powder of the brush 27.
[0078]
【The invention's effect】
The present invention is implemented in the form as described above, and has the following effects.
[0079]
According to the first and second aspects of the invention, the brush device is effectively cooled by the wind that flows out from the air flow rectifier, and the temperature rise is suppressed. Thus, the input can be increased. In addition, since there is no fear that the brush devices of different polarity will short-circuit with each other due to the brush wear powder, it is possible to improve the insulation failure caused by the brush wear powder. In addition, vibration is reduced regardless of repeated magnetic attraction and repulsion between the stator and armature coil. Can be suppressed. Further, since the fan-side bearing bracket for supporting the rotor shaft can be omitted, the configuration is simple and the cost can be reduced. An electric blower having effects such as these can be provided.
[0080]
According to invention of Claim 3, the electric blower which can suppress a vibration further smaller can be provided.
[0082]
Claim 4 According to the present invention, even if a large current is passed through the brush with a low DC power supply voltage, the life of the brush or the like is not easily lost. Therefore, a long-life and high-input DC power supply electric blower can be provided.
[0083]
Of claim 5 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to invention, while the performance reduction of the electric motor part by the reduction | decrease of the effective magnetic path in the yoke of a stator is not brought about, the electric blower with a good material removal of a yoke can be provided.
[0084]
Claim 6 According to the invention, the input can be increased without causing a reduction in the life, the insulation failure due to the brush wear powder can be improved, and the vibration can be suppressed to a small level. Claims 1-5 Since the electric blower described in any of the above is provided, a vacuum cleaner capable of improving the suction work rate can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a vacuum cleaner according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing a partial cross section of an electric blower included in the electric vacuum cleaner of FIG. 1;
3 is an exploded perspective view showing the electric blower of FIG. 2; FIG.
4A is a cross-sectional view taken along line ZZ in FIG. 2. FIG.
(B) is sectional drawing equivalent to FIG. 4 (A) shown by removing a pressing metal fitting in FIG. 4 (A).
5A to 5D are plan views showing different stators that can be used in the electric blower of FIG. 2;
FIG. 6 is a side view showing a partial cross section of an electric blower according to a second embodiment of the present invention.
7 is an exploded perspective view showing the electric blower of FIG. 6. FIG.
[Explanation of symbols]
1 ... vacuum cleaner
2 ... Vacuum cleaner body
3 ... Electric blower
11 ... Electric transmitter section
12 ... Blower part
13 ... Blower rectifier
21 ... Rotor
21a ... Rotor shaft
21c ... Armature coil
22, 23 ... Bearing
24 ... Stator
24a ... York
24a1 ... 1st convex part of a yoke
24a2 ... 2nd convex part of a yoke
A, B ... straight line
θ1 ... first crossing angle
θ2 ... Second intersection angle
24b, 24c ... Permanent magnet
24e ... Fixing hole
25 ... Commutator
26 ... Brush device
27 ... Brush
27a ... Pigtail
28 ... Brush holder
28a ... Spring receiver
29 ... Coil spring
31 ... Fan
32 ... Fan cover
43 ... Bearing bracket
44 ... Wind entrance
45 ... Rectifying blade
45a ... Rectification blade side
P ... Rectifier air passage
46 ... Stator road pricing convex
57 ... Bearing bracket
58 ... Screw
146 ... Support

Claims

An electric motor comprising a rotor having a rotor shaft, a bearing for supporting the rotor shaft, a stator surrounding the rotor, a commutator fixed to the rotor shaft, and a brush device with a brush pressed against the commutator And
A blower unit including a fan connected to the rotor shaft and a fan cover covering the fan;
A plurality of rectifiers formed between a plurality of air inlets that are provided on an outer peripheral portion that enters the inside of the fan cover and receives the air discharged from the fans, and a rectifying air passage that guides the wind that has passed through the air inlets. In an electric blower comprising a blade and having a ventilation rectifier disposed between the fan and the stator with the rectifying blade facing the stator side,
The blower rectifier is made of an electrical insulating material, and a bearing bracket portion to which the fan-side bearing is fitted and attached is provided integrally in a central portion of the blower rectifier , Three or more stator mounting convex portions projecting toward the stator side are integrally provided, the stator is mounted over the convex portions, and the stator mounting convex portion between the stator and the rectifying blade. The brush device disposed between the stator and the air flow rectifier is fixed to the back surface of the air flow rectifier by directly contacting the flow rectifying blade. An electric blower characterized in that the brush device as a whole faces a rectifying air passage of the air rectifying body sandwiching the rectifying blade .

An electric motor comprising a rotor having a rotor shaft, a bearing for supporting the rotor shaft, a stator surrounding the rotor, a commutator fixed to the rotor shaft, and a brush device with a brush pressed against the commutator And
A blower unit including a fan connected to the rotor shaft and a fan cover covering the fan;
A plurality of rectifiers formed between a plurality of air inlets that are provided on an outer peripheral portion that enters the inside of the fan cover and receives the air discharged from the fans, and a rectifying air passage that guides the wind that has passed through the air inlets. In an electric blower comprising a blade and having a ventilation rectifier disposed between the fan and the stator with the rectifying blade facing the stator side,
The blower rectifier is made of metal, and a bearing bracket portion to which the fan-side bearing of the bearings is fitted and attached is integrally provided at a central portion of the blower rectifier, and the stator is attached to the blower rectifier. Two or more stator mounting projections projecting toward the side are integrally provided, the stator is mounted over the projections, and between the stator and the rectifying blade and between the stator mounting projections. The brush device disposed between the stator and the blower rectifier is disposed in an electrically insulated state through an insulating layer on the rectifier blade, and the airflow regulator is disposed. An electric blower characterized in that the brush device as a whole faces a rectifying air passage of the blowing rectifier that is fixed to the back surface of the fluid and sandwiches the rectifying blade .

Electric blower according to claim 2, characterized in that provided integrally with one or more support to be sandwiched between the said blowing rectifying body between said blower rectifying body and the stator.

The electric blower according to any one of claims 1 to 3, wherein the electric motor unit is a DC motor having a permanent magnet field .

The stator yoke has two pairs of convex portions located outside the effective magnetic path and projecting in opposite directions along the radial direction, and a straight line connecting one pair of convex portions and the other The first crossing angle formed by the straight line connecting the pair of convex parts is an acute angle and the second crossing angle is an obtuse angle, and at least one pair of convex parts is provided with the stator mounting convex part. The electric blower according to claim 4, wherein a connecting fixing hole is provided .

An electric vacuum cleaner comprising the electric blower according to any one of claims 1 to 5, which is built into a vacuum cleaner body having a dust collection chamber.