JP4454815B2 - 電動送風機及び電気掃除機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータフレームへのブラシ装置の取付け構造を改良した電動送風機、及びこの電動送風機を備える電気掃除機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気掃除機が備える電動送風機の整流子モータ部は、ブラシ装置を有しており、この装置は、整流子モータ部のモータフレームに開けられたブラシ装置取付け孔を貫通して、モータフレームにねじ止めされている。そして、前記取付け孔はブラシ装置が有する絶縁性ベースのフレーム挿入部に応じた形状に打抜かれている。この取付け孔の孔縁の厚みはモータフレームの板厚と同じであり、この孔縁でフレーム挿入部を周方向から支持している。
【０００３】
ところで、整流子モータ部が有する回転軸は、これに連結されたファンと反対側の軸端部からスラストばねで付勢されている。このばねのばね力を強大にすると、回転に対する機械損が過大になるため、スラストばねのばね力は適当な値に設定されている。そのため、回転軸はスラストばねが撓む範囲で軸方向に若干移動可能に設けられている。
【０００４】
そして、前記ファンを有する電動送風機のファン部の真空度は、このファン部への空気の入り加減に依存にするため、電気掃除機での吸塵状態等の変化に応じて前記真空度が変ることに伴い、前記回転軸が軸方向に動かされることがある。それに伴い、回転軸に固定されている整流子にブラシが押付けられているブラシ装置が、整流子に引き摺られてモータフレームの軸方向に動かされる。
【０００５】
この場合、ブラシ装置はモータフレームにねじ止めされているとは言え、前記フレーム挿入部の支持面積は、モータフレームの板厚に等しい厚みの孔縁に依存しているため、極小であり、しかも、従来においては以上のような動きを抑制する構成を有していないので、ブラシ装置がフレームの軸方向に大きく動揺する可能性が高い。このような動揺を生じる場合には、ブラシと整流子との間での整流が悪くなり、それに伴い異常スパークを発生し易くなる。
【０００６】
又、回転軸に連結されたファンには、少なからず回転のアンバランスを生じているので、それに基づく整流子の回転にもアンバランスを生じる。このアンバランスにより、ブラシ装置のブラシを回転子の周方向に引き摺る力が不断に変化する。しかし、従来においては以上のような回転のアンバランスに基づくブラシ装置の動揺を抑制する構成を有していないので、ブラシ装置がモータフレームの周方向に大きく動揺する可能性が高い。このような動揺を生じる場合には、ブラシと整流子との間での整流が悪くなり、それに伴い異常スパークを発生し易くなる。
【０００７】
【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、簡単な構成で異常スパークの発生を抑制できるとともに、ブラシ装置を低コストでモータフレームに固定できる電動送風機及びこれを備えた電気掃除機を得ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電動送風機は、モータフレームを貫通して取付けられるブラシ装置を有した整流子モータ部と、このモータ部の回転軸に連結されたファンを有するファン部とを具備する電動送風機を前提とする。
【０００９】
そして、前記課題を解決するために、請求項１の発明は、前記モータフレームに開けられたブラシ装置取付け孔の前記モータフレームの軸方向に相対向する孔縁に夫々折り曲げ片を設け、これら折り曲げ片間に前記取付け孔を貫通した前記ブラシ装置のフレーム挿入部を挟んで支持するとともに、前記折り曲げ片の先端に曲げ縁を形成し、この曲げ縁を前記フレーム挿入部の外面に形成された凹部に挿入して引掛けたことを特徴としている。
【００１０】
この請求項１の発明においては、ブラシ装置取付け孔の孔縁に設けた一対の折り曲げ片により、モータフレームの軸方向についてのフレーム挿入部の支持面積を増やしたから、格別な支持部品を要することなく、ブラシ装置がモータフレームの軸方向に動揺することを抑制できる。
しかも、モータフレームと一体の折り曲げ片が有する曲げ縁とブラシ装置のフレーム挿入部が有する凹部とを係合させたから、これらの引っ掛かりにより、ブラシ装置取付け孔に貫通されたブラシ装置が、モータフレームの外部に外れないように固定できる。
【００１１】
又、同様の課題を解決するために、請求項２に係る発明の電動送風機は、前記モータフレームに開けられたブラシ装置取付け孔の前記モータフレームの周方向に相対向する孔縁のうち、少なくとも前記回転軸の回転方向前側の孔縁に折り曲げ片を設け、この折り曲げ片で前記取付け孔を貫通した前記ブラシ装置のフレーム挿入部を支持するとともに、前記折り曲げ片の先端に曲げ縁を形成し、この曲げ縁を前記フレーム挿入部の外面に形成された凹部に挿入して引掛けたことを特徴としている。
【００１２】
この請求項２の発明においては、前記のようにブラシ装置取付け孔の孔縁のうちの少なくとも回転軸の回転方向前側の孔縁に設けた折り曲げ片により、回転方向について少なくとも前側でのフレーム挿入部の支持面積を増やしたから、格別な支持部品を要することなく、ブラシ装置がモータフレームの周方向に動揺することを抑制できる。
【００１４】
しかも、請求項２の発明においては、モータフレームと一体の折り曲げ片が有する曲げ縁とブラシ装置のフレーム挿入部が有する凹部とを係合させたから、これらの引っ掛かりにより、ブラシ装置取付け孔に貫通されたブラシ装置が、モータフレームの外部に外れないように固定できる。
【００１５】
請求項３に係る発明の電動送風機は、集塵室を有する掃除機本体と、前記集塵室の下流側に位置して前記掃除機本体に内蔵された前記請求項１又は２に記載の電動送風機と、前記集塵室の上流側に位置して前記掃除機本体に設けられた吸込み口に着脱可能に接続され、かつ、先端部に吸塵口を有する吸塵手段と、を具備することを特徴としている。
【００１６】
この請求項３の発明においては、既述のように格別な支持部品を要することなく、ブラシ装置が有するフレーム挿入部の支持面積を増やして、ブラシ装置の動揺を抑制できるとともに、ブラシ装置取付け孔に貫通されたブラシ装置が、モータフレームの外部に外れないように固定できる電動送風機を備えるから、電動送風機の寿命が向上されるに伴い、長寿命な電気掃除機を提供できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４を参照して本発明の第１参考例を説明する。
【００１８】
図１に例示されるキャニスタ型の電気掃除機１は、掃除機本体２と、これに内蔵される電動送風機３と、吸込んだ空気を掃除機本体２内に導く吸塵手段４とを具備している。
【００１９】
移動車輪が取付けられている掃除機本体２は、その前部には集塵室５を有しているとともに、この集塵室５の上流側に位置して吸込み口６が設けられている。掃除機本体２内には、集塵室５の下流側、従って掃除機本体２の後部に位置して電動送風機３が内蔵されている。
【００２０】
吸塵手段４は、例えば可撓性の吸塵ホース７と、硬質な延長管８と、吸込み口体９とを備えて構成されている。吸塵ホース７の一端部７ａは吸込み口６に着脱可能に接続され、吸塵ホース７の他端部はこれに装着された手元操作部７ｂで形成されている。この手元操作部７ｂのハンドルには各種の操作スイッチ１０が取付けられている。延長管８の一端部は手元操作部７ｂに着脱可能に接続され、延長管８の他端部には吸込み口体９が着脱可能に接続されている。吸塵手段４の先端部をなす吸込み口体９は、その下面に吸塵口９ａを有している。この吸込み口体９には、吸塵口９ａに臨んで回転清掃体（図示しない）が内蔵されているとともに、この清掃体を回転駆動する清掃体駆動モータ（図示しない）が内蔵されている。
【００２１】
この電気掃除機１は、電動送風機３を駆動することにより、この送風機３に吸込まれる気流を形成し、それによって、吸塵口９ａから被掃除面の塵埃を空気とともに吸込んで、それを延長管８及び吸塵ホース７で集塵室５に導き、この集塵室５内の集塵フィルタ（図示しない）で塵埃を捕捉して掃除をすることができる。
【００２２】
図２に示されるように電動送風機３は、整流子モータ部３ａと、ファン部３ｂとを備えて構成されている。図２及び図４に示されるように整流子モータ部３ａは、金属製のモータフレーム１１と、固定子１２と、回転子１３と、一対の軸受１４と、一対のブラシ装置１５とを備えている。ファン部３ｂは、遠心式のファン１６と、整流板１７と、ファンカバー１８とを備えている。
【００２３】
モータフレーム１１は、有底円筒状をなし、開口縁に径方向外側に張出す環状フランジ１１ａｆを有したフレーム本体１１ａと、この本体１１ａの開口を径方向に横断して取付けられたフレーム端板１１ｂとから形成されている。このモータフレーム１１に、そのフレーム本体１１ａの内周面との間の軸方向の通気路１１ａｓを形成して固定子１２が内蔵されているとともに、この固定子１２の内側に位置して回転子１３が内蔵されている。回転子１３は、回転軸１３ａ及びこの外周に固定された整流子１３ｂを有しており、回転軸１３ａの両端部を夫々フレーム本体１１ａ及びフレーム端板１１ｂに対応して取付けられた軸受１４に嵌合して回転自在に支持されている。回転軸１３ａはフレーム本体１１ａに内蔵したスラストばね１９によりファン部３ｂ方向に付勢されている。回転軸１３ａのファン部３ｂ側の端部は、フレーム端板１１ｂ側の軸受１４を貫通している。
【００２４】
モータフレーム１１のフレーム本体１１ａの底部側には、図２に一つのみしか図示されないが複数の排気孔２２が開けられており、この排気孔２２と前記通気路１１ａｓとは連通している。更にフレーム本体１１ａの底部側周壁には、その周方向に略１８０度離れてブラシ装置取付け孔２３（図４参照）が開けられている。これら取付け孔２３は矩形の孔であって、後述するフレーム挿入部２５ｄの大きさに対応した大きさに形成されている。
【００２５】
しかも、両ブラシ装置取付け孔２３において、モータフレーム１１の軸方向に相対向する孔縁の夫々には、図２〜図４に示されるようにフレーム本体１１ａの内側に一体に突出する折り曲げ片２４が設けられている。これら一対の折り曲げ片２４は、自由状態ではそれらの先端側にいくほど互いに近づくように多少傾斜して設けられている。
【００２６】
図２及び図３に示されるようにブラシ装置１５は、ベース２５、ブラシホルダ２６、ブラシ２７、端子キャップ２８、圧縮コイルばね２９、及びピッグテール３０を備えている。ベース２５は、電気絶縁材料例えば合成樹脂製であって、ホルダ取付け孔２５ａ及びキャップ取付け孔２５ｂを有しているとともに、これらの孔２５ａ、２５ｂとは直角となる方向に突出する取付け凸部２５ｃを有している。この取付け凸部２５ｃを境とするベース２５の一端側部分はフレーム挿入部２５ｄとして用いられている。フレーム挿入部２５ｄは、前記取付け孔２３を挿通してフレーム本体１１ａ内に位置される部分である。
【００２７】
ブラシホルダ２６は両端が開放された金属製の筒からなり、その一端部をフレーム挿入部２５ｄ側からホルダ取付け孔２５ａに挿着して設けられている。このホルダ２６の内部にはブラシ２７が摺動自在に収容されている。ブラシ２７にはカーボンブラシが使用されている。端子キャップ２８は、導電性金属板を略Ｌ字形状に折り曲げてなるものであり、図３に示されるように一片２８ａをフレーム挿入部２５ｄとは反対側からキャップ取付け孔２５ｂに挿着するとともに、他片２８ｂをホルダ取付け孔２５ｂのフレーム挿入部２５ｄとは反対側の開口を塞ぐように配置して設けられている。前記一片２８ａと固定子１２が有する端子金具１２ａ（図２参照）とは、ブラシ装置１５のモータフレーム１１への装着に伴ってキャップ取付け孔２５ｂに端子金具１２ａが入り込むことにより、互いに接して電気的に接続されるようになっている。
【００２８】
圧縮コイルばね２９は、前記他片２８ｂとブラシ２７との間に挟まれてホルダ取付け孔２５ａ内に収容されていて、ブラシ２７をブラシホルダ２６から突出する方向に付勢している。更に、ピッグテール３０は、その一端部をブラシ２７に埋め込んでいるとともに、他端部を前記他片２８ｂに半田付け等により接続して設けられていて、端子キャップ２８とブラシ２７との間を電気的に接続している。
【００２９】
前記構成のブラシ装置１５は、そのフレーム挿入部２５ｄを前記ブラシ装置取付け孔２３に挿入するとともに、それによってフレーム本体１１ａの外周面に重なった取付け凸部２５ｃを通るねじ３１で、フレーム本体１１ａに装着されている。図３及び図４中３２はフレーム本体１１ａに設けられているバーリング部付きのねじ孔を示し、このねじ孔３２にねじ３１が螺合される。以上のブラシ装置１５の取付けにおいて、そのフレーム挿入部２５ｂは、前記一対の折り曲げ片２４を押し開くように弾性変形させるものである。それによって、一対の折り曲げ片２４は、互いの間にフレーム挿入部２５ｂを挟んで、この挿入部２５ｂをモータフレーム１１の軸方向に支持している。
【００３０】
又、図２に示されるように前記ファン１６は回転軸１３ａに連結されている。このファン１６とモータフレーム１１の環状フランジ１１ａｆとの間には整流板１７が配置されている。整流板１７は、ファン１６から吐出された気流にディフューザ作用を及ぼして、前記気流を静圧化しながら前記通気路１１ａｓに導くようになっている。ファンカバー１８は、前記環状フランジ１１ａｆの周縁に嵌合しファン１６及び整流板１７を覆ってモータフレーム１１に取付けられている。このカバー１８の中央部にはファン１６の吸込み口と対向する空気取入口１８ａが設けられている。
【００３１】
前記構成の電動送風機３を動作させると、ファン１６の送風作用で空気取入口１８ａから吸込まれてファン１６から吐出された空気は、整流板１７がその裏側に有するディフューザ通路１７ａを経てモータフレーム１１内に流入し、このフレーム１１内の通気路１１ａｓを通りながら固定子１２及びブラシ装置１５等を空冷した後、排気孔２２を通ってモータフレーム１１の外に排出される。
【００３２】
このような送風動作を営む電動送風機３を備える電気掃除機１の運転中に、その吸込み口体９の吸塵口９ａが塞がれたり、開かれたりして吸塵状態等が変化するに伴い、ファン部３ｂへの空気の入り加減が変ることに応じてファン部３ｂの真空度が変化して、回転軸１３ａが軸方向に動かされる力を受ける。
【００３３】
しかし、前記構成の電動送風機３は、そのモータフレーム１１に開けたブラシ装置取付け孔２３の孔縁に一対の折り曲げ片２４を設けて、これら折り曲げ片２４により、モータフレーム１１の軸方向についてのブラシ装置１５のフレーム挿入部２５ｄの支持面積を増やしている。
【００３４】
そのため、前記真空度の変化に伴いブラシ装置１５がモータフレーム１１の軸方向に大きく動揺することを抑制できる。しかも、このようにモータフレーム１１の軸方向にブラシ装置１５が大きく動揺することを抑制するための一対の折り曲げ片２４は、フレーム本体１１ａの一部であるから、格別な支持部品を要することなく、簡単な構成で、前記動揺を抑制できる。したがって、ブラシ２７と整流子１３ｂとの間での整流が良くなり、異常スパークの発生を抑制できるとともに、この抑制に伴いブラシ２７の温度過昇や異常摩耗が抑制されるので、電動送風機３の寿命を向上できるものであり、その結果として、電気掃除機１の耐久性を向上できる。なお、前記折り曲げ片２４を設けることは、フレーム本体１１ａの強度を高める上でも有効である。
【００３５】
図５は本発明の第２参考例を示している。この第２参考例は基本的には前記第１参考例と同様な構成であるので、同様構成部分には第１参考例と同じ符号を付して、その構成および作用の説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第２参考例が第１参考例と異なる部分は、ブラシ装置取付け孔の孔縁に設けられる折り曲げ片の位置である。
【００３６】
すなわち、第２参考例では、一対のブラシ装置取付け孔２３におけるモータフレーム１１の周方向に対応する孔縁の夫々に、フレーム本体１１ａ内に突出する折り曲げ片３４ａ、３４ｂを夫々設けて、これらの間に前記孔２３に挿入されたブラシ装置１５のフレーム挿入部２５ｄを弾性的に挟んで支持している。図５中矢印は回転子１３の回転方向を示しており、従って、折り曲げ片３４ａは回転方向上流側、折り曲げ片３４ｂは回転方向下流側に位置されている。以上の点以外の構成は図５に図示されない構成を含めて第１参考例の電動送風機及び電気掃除機と同じである。
【００３７】
この第２参考例では、ブラシ装置取付け孔２３において回転軸１３ａの回転方向前側の孔縁及び回転方向後側の孔縁に夫々設けた折り曲げ片３４ａ、３４ｂにより、回転方向についてのフレーム挿入部２５ｄに対する支持面積を増やしたから、ファンの回転のアンバランスを原因としてブラシ装置１５のブラシ２７を回転子１３の周方向に引き摺る力が不断に変化するにも拘らず、ブラシ装置１５がモータフレーム１１の周方向に動揺することを抑制できる。
【００３８】
このように格別な支持部品を要することなく、簡単な構成で、前記動揺を抑制できるから、ブラシ２７と整流子１３ｂとの間での整流が良くなり、異常スパークの発生を抑制できるとともに、この抑制に伴いブラシ２７の温度過昇や異常摩耗が抑制されるので、電動送風機の寿命を向上できるものであり、その結果として、電気掃除機の耐久性を向上できる。なお、前記折り曲げ片３４ａ、３４ｂを設けることは、フレーム本体１１ａの強度を高める上でも有効である。
【００３９】
又、前記回転のアンバランスによってブラシ装置１５のブラシ２７は、主として回転軸１３ａの回転方向に動揺する作用を受けるから、第２実施形態においては、ブラシ装置取付け孔２３の孔縁のうち回転軸１３ａの回転方向前側の孔縁にのみ折り曲げ片３４ａを設けて、前記回転方向後側の孔縁の折り曲げ片３４ｂは省略して実施することもできる。
【００４０】
図６は本発明の一実施形態を示している。この実施の形態は基本的には前記第１参考例と同様な構成であるので、同様構成部分には第１参考例と同じ符号を付して、その構成および作用の説明を省略し、以下異なる部分について説明する。一実施形態が第１参考例と異なる部分は、モータフレームに対するブラシ装置の取付け構造である。
【００４１】
すなわち、一実施形態では、第１参考例で採用したねじ止めに代えて、折り曲げ片２４の先端に曲げ縁２４ａを形成するとともに、この曲げ縁２４ａに対応してフレーム挿入部２５ｄの外面に凹部２５ｅを形成し、これらを凹凸係合させている。
【００４２】
それによる引っ掛かりで、ブラシ装置取付け孔２３を貫通してフレーム本体１１ａに挿入されたブラシ装置１５が、モータフレーム１１の外部に外れないように固定できる。そのため、ブラシ装置１５をモータフレーム１１に固定するためのねじ部品を省略することが可能であり、コストダウンを図ることができる。
【００４３】
又、フレーム挿入部２５ｄの先端には夫々折り曲げ片２４に対応してテーパ２５ｄｔが設けてあり、それにより前記曲げ縁２４ａにフレーム挿入部２５ｄの先端が引っ掛ることを抑制して、フレーム挿入部２５を適正深さまで円滑に挿入できるようにしてある。以上の点以外の構成は図６に図示されない構成を含めて第１参考例の電動送風機及び電気掃除機と同じである。
【００４４】
なお、この一実施形態に示した凹凸係合によるブラシ装置１５の固定構造は、第２参考例にも適用できる。
【００４５】
【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。
【００４６】
請求項１の発明によれば、ブラシ装置取付け孔の孔縁に、モータフレームの軸方向にブラシ装置が動揺することを抑制する一対の折り曲げ片を設けて、ブラシと整流子との間での整流を良くしたから、格別な支持部品を要することなく簡単な構成で異常スパークの発生を抑制できるとともに、折り曲げ片の曲げ縁とフレーム挿入部の凹部との引っ掛かりにより、ブラシ装置がモータフレームの外部に外れないように固定したから、ブラシ装置をモータフレームに固定するためのねじ部品を省略することが可能である電動送風機を提供できる。
【００４７】
請求項２の発明によれば、ブラシ装置取付け孔の孔縁のうちの少なくとも回転軸の回転方向前側の孔縁に、モータフレームの周方向にブラシ装置が動揺することを抑制する折り曲げ片を設けて、ブラシと整流子との間での整流を良くしたから、格別な支持部品を要することなく簡単な構成で異常スパークの発生を抑制できるとともに、折り曲げ片の曲げ縁とフレーム挿入部の凹部との引っ掛かりにより、ブラシ装置がモータフレームの外部に外れないように固定したから、ブラシ装置をモータフレームに固定するためのねじ部品を省略することが可能である電動送風機を提供できる。
【００４９】
請求項３の発明によれば、格別な支持部品を要することなく、ブラシ装置が有するフレーム挿入部の支持面積を増やして、ブラシ装置の動揺を抑制できるとともに、ブラシ装置をモータフレームに固定するためのねじ部品を省略することが可能である電動送風機を備えるから、簡単な構成で異常スパークの発生を抑制して電動送風機の寿命を向上できるに伴い、長寿命な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１参考例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の第１参考例を一部断面して示す側面図。
【図３】 図２の電動送風機のブラシ装置取付け部分を拡大して示す断面図。
【図４】 図２の電動送風機が備える整流子モータ部を一部切欠して示す斜視図。
【図５】 本発明の第２参考例に係る電動送風機が備える整流子モータ部を一部切欠して示す斜視図。
【図６】 本発明の一実施形態に係る電動送風機のブラシ装置取付け部分を拡大して示す断面図。
【符号の説明】
１…電気掃除機 ２…掃除機本体 ３…電動送風機 ３ａ…整流子モータ部 ３ｂ…ファン部 ４…吸塵手段 ５…集塵室 ６…吸込み口 ９ａ…吸塵口 １１…モータフレーム １３ａ…回転軸 １３ｂ…整流子 １５…ブラシ装置 １６…ファン ２３…ブラシ装置取付け孔 ２４…折り曲げ片 ２４ａ…曲げ縁 ２５ｄ…フレーム挿入部 ２５ｅ…凹部 ２７…ブラシ ３４ａ、３４ｂ…折り曲げ片

Claims (3)

1. モータフレームを貫通して取付けられるブラシ装置を有した整流子モータ部と、このモータ部の回転軸に連結されたファンを有するファン部とを具備する電動送風機において、
   前記モータフレームに開けられたブラシ装置取付け孔の前記モータフレームの軸方向に相対向する孔縁に夫々折り曲げ片を設け、これら折り曲げ片間に前記取付け孔を貫通した前記ブラシ装置のフレーム挿入部を挟んで支持するとともに、前記折り曲げ片の先端に曲げ縁を形成し、この曲げ縁を前記フレーム挿入部の外面に形成された凹部に挿入して引掛けたことを特徴とする電動送風機。
2. モータフレームを貫通して取付けられるブラシ装置を有した整流子モータ部と、このモータ部の回転軸に連結されたファンを有するファン部とを具備する電動送風機において、
   前記モータフレームに開けられたブラシ装置取付け孔の前記モータフレームの周方向に相対向する孔縁のうち、少なくとも前記回転軸の回転方向前側の孔縁に折り曲げ片を設け、この折り曲げ片で前記取付け孔を貫通した前記ブラシ装置のフレーム挿入部を支持するとともに、前記折り曲げ片の先端に曲げ縁を形成し、この曲げ縁を前記フレーム挿入部の外面に形成された凹部に挿入して引掛けたことを特徴とする電動送風機。
3. 集塵室を有する掃除機本体と、
   前記集塵室の下流側に位置して前記掃除機本体に内蔵された前記請求項１又は２に記載の電動送風機と、
   前記集塵室の上流側に位置して前記掃除機本体に設けられた吸込み口に着脱可能に接続され、かつ、先端部に吸塵口を有する吸塵手段と、
   を具備することを特徴とする電気掃除機。

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