JPH04121039A - 整流子電動機の整流子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、例えばクリーナ用の電動機などのような入
力および回転数が高く、さらに機械的および熱的に過酷
な条件が強いられる整流子電動機の整流子に関する。

（従来の技術） クリーナ用の電動機には、整流子電動機が用いられてい
る。

この整流子電動機の整流子は、第８図に示されるように
絶縁物で円筒状に形成されたホルダーａ１具体的には樹
脂のモールド成形品で構成されたホルダーａの外周面に
、銅片で構成された多数の帯状の整流子片すを周方向に
沿って並行に設けた構造となっている。

こうした整流子Ｃでは、第９図に示されるようにホルダ
ーｂの外周面に軸心に沿う嵌挿溝ｄを形成し、整流子片
すの裏面に嵌挿ｆｊｄと嵌挿可能な嵌挿突起ｅを形成し
、嵌挿突起ｅを嵌挿溝ｄに嵌合（凹凸嵌合）させること
によって、整流子片すの一側面とホルダーａの外周面と
が互いに密接するように、整流子片すをホルダーａに組
付けている。

ところで、家庭用のクリーナは通常、５００Ｗ程度の出
力の電動機が用いられている。この電動機の整流子には
、整流子Ｃの外径りがφ３０程度で、ブラシ摺接部ｆ（
整流ブラシと摺動する帯状の部分）の厚み寸法ｔを「１
、Ｏｍｍ〜１　、４　＋ｎＪにした整流子片すにしたも
のが用いられている。

また、最近では、高能力の要求からｒｌｋｗＪの出力の
整流子電動機を採用したものもある。このｒｌｋｗＪの
電動機は、上記５００Ｗのときと同し整流子Ｃを用いて
、回転子をｒ２８０００ｒ　ｐｍｊで回転させている。

ところで、家庭用のクリーナは、電動機の寿命かそのま
ま、クリーナの寿命となるケースかほとんどである。ま
たこの電動機の寿命は整流子によって決まるとされる。

すなわち、整流子Ｃは、第１０図に示されるように整流
子片すのブラシ摺接部ｆの厚み寸法が厚くなる程、整流
子Ｃに加わる遠心力が大きく、遠心力に対する強度が低
下する特性を有し、また第１１図に示されるように整流
子片すのブラシ摺接部ｆの厚み寸法が薄くなる程、整流
子片すの熱容量が小さくなる特性を有している。つまり
、整流子Ｃは、ブラシ摺接部ｆの厚み寸法ｔを大きくす
ると、遠心力の増大から整流子片すがホルダーａから回
転中心から外側に変位しやす（なる問題と、これと反対
にブラシ摺接部ｆの厚み寸法ｔを薄くすると、熱容量の
減少から、整流の際、整流ブラシとの接触で発生するス
パークの熱か熱に弱い絶縁物のホルダーａに伝わり、整
流子片すを支持している樹脂部分を劣化させて、同様に
整流子片Ｃか外側に変位しやすくなる問題とをもってい
る。

このような整流子片すの外方への移動を／’％イバーと
称するか、第９図の矢印で示されるようにこのハイパー
か生しると、一つ、二つの整流子片Ｃが局部的に、他の
整流子片Ｃに対して飛び出す（整流子Ｃの変形）。この
変形した部分て、整流ブラシを不要に削っていくので、
クリーナの寿命の低下をまねく。

ここで、ＪＩＳ規格では、１００Ｖの電動機の連続運転
で「４００時間以上」に渡って、正常な運転が継続でき
るものであれば電動機の性能は充分で、家庭用のクリー
ナには満足であるとしている。

そこで、従来は、遠心力の点と熱容量の点を考慮しつつ
、ＪＩＳ規格を考慮して、ブラシ摺接部ｆの厚み寸法は
、先に述べたようなｒｒｌ、Ｏｍ＋ｘ〜１．４ｍｍＪの
範囲の値から定めていた。

（発明か解決しようとする課題） ところで、最近、家庭用のクリーナでは、市場の要求か
ら、小型で、上記出力を格段に越える高出力の整流子電
動機を採用したクリーナが要望されてきている。これに
よると、整流子には、外径りが「φ２２」で、ｒ４００
００ｒｐｍＪで回転するといった過酷な条件が強いられ
る場合かでてきた。

ところが、上記のようなブラシ摺接部の厚さ寸法ｔによ
ると、前述のｒｌｋｗＪの電動機は回転数が低く、ブラ
シ摺接部りの熱容量が充分であるために問題はないもの
の、電動機がｒ４００００ｒｐｍＪの高回転数で回転す
ると、かなり回転数が高くなって使用条件が過酷になる
ために前述のハイパーの発生が原因で、所望とするＪＩ
Ｓ規格で定めた耐久性（寿命）が得られないものであっ
た。このため、高回転でも高耐久性が得られる整流子Ｃ
が要望されている。

この発明はこのような事情に着目してなされたもので、
その目的とするところは、高出力（高回転）の整流子電
動機に適した高耐久性（長寿命）の整流子電動機の整流
子を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するためにこの発明の整流子は、整流子
片のブラシ摺接部の厚み寸法をｒＯ，５ｍｍ〜０．８ｍ
ｍ１としたことにある。

（作用） この発明の整流子によると、モータの寿命およびハイパ
ー発生率とブラシ摺接部の厚さ寸法との関係を実験から
測定した結果、ブラシ摺接部の厚み寸法がｒＯ，５ｍｍ
〜０．８ｍｍＪの範囲は、電動機の回転数かｒ４０００
０ｒｐｍＪを超えるような高回転に耐えうる高耐久性を
整流子にもたらすことかできることが確認された。

（実施例） 以下、この発明を第１図ないし第６図に示す一実施例に
もとづいて説明する。第２図はこの発明を適用した家庭
用のクリーナを示し、図中１は整流子モータ（電動機）
で、ｌａはモータケースである。このモータケース１は
、略有底円筒状のケーシング２の開口端に端板３を取着
してなる。

またケーシング２の内部には固定子４および回転子５か
設けられている。なお、４ａは固定子４の巻線を示す。

して、上記回転子５のシャフト５ａが、これらラジアル
軸受６，６に回転自在に支持されている。

またケーシング２内の一端側には、一対のブラン装置７
７が所定の間隔（１８０°）で設けられている。ブラシ
装置７．７は、いずれもケーシング２の周壁に着脱自在
に取付けた、ケーシング２の周壁側から中心に向って延
びる筒状のブラシホルダー８と、このブラシホルダー８
内にスライド可能に嵌挿した、ばね材９によってケーシ
ング２の中心側に付勢される、カーボンよりなる整流ブ
ラシ〕Ｏとからなる。

上記整流ブラシ１０．１０の先端部と対向するシャフト
５ａの軸部分には、例えば外径りを「φ２２」に定めた
整流子１１が嵌挿されている。

整流子］１は、第１図および第３図に示されるように例
えば樹脂（絶縁物）のモールド成形で形成された円筒状
のホルダー１２と、このホルダー１２の外周面に周方向
に沿って並行に設けた多数の帯状の整流子片１３とを組
合わせてなる。ホルダー１２の外周面には、整流子片１
３毎に軸心に沿うスリット状の嵌挿溝１４が形成されて
いる。

また各整流子片１３の裏面には、嵌挿溝１４の形状に対
応する嵌挿突起１９が形成されている。そして、この嵌
挿突起１９を上記嵌挿溝１４に嵌挿することにより、凹
凸鉄台によって上記整流子片１３は、ホルダー１２の外
周面に裏面が密接する状態に支持されている。これら整
流子片１３の上面に、上記整流ブラシ１０の先端面が接
触する。

なお、隣合う整流子片１３，１３間は間隙によって遮断
されている。

整流子１１の各整流子片１３は、帯状の銅片から構成さ
れている。この発明の要部となる整流子片１３は、いず
れも第４図に示されるように一端部の回転子５の巻線５
ｂが溶着（スポット溶接による）されるコイル溶着部１
５の厚み寸法ｔ２は従来と同し厚み寸法（例えば１．３
ｍｆｆ１）とし、このコイル溶着部１５を除いた部分で
構成される整流ブラン１０と摺接するブラシ摺接部１６
の厚み寸法ｔ、をコイル溶着部１５より格段に薄い寸法
にしである。詳しくは、ブラシ摺接部１６の厚み寸法ｔ
１は、整流子片１３の裏面を基準としたｒＯ，５ｍｍ〜
０．８ｍＩＩＪの範囲の値にしである。

本実施例では、ｒＯ，７ｍｍＪにしである。なお、コイ
ル溶着部１５とブラシ摺接部１５との境界は段差となっ
ている。

またシャフト５ａの整流子１１とは反対側の端部には、
遠心ファン１７が取着されている。なお、１８は遠心フ
ァン１７の周囲に設けたファンカバーである。

しかして、このように構成された家庭用クリーナの整流
子モータは、整流ブラシ１０．１０に単相１００Ｖの電
力を供給すれば、整流ブラシ１゜と多数の整流子片１３
との摺接でなされる通電切替えにより、回転子５の磁界
か切替わっていき、回転子５に回転力か発生していく。

ここで、従来、ｒ４００００ｒｐｍＪを超えるような高
回転数でモータを運転すると、過酷な使用条件となるた
めに整流子１１は所望の寿命（ＪＩＳ規格）まで耐えら
れないことか指摘されるか、この発明によると、上記の
ようにブラシ摺動部１５の厚み寸法を定めたので、その
ようなことはない。

すなわち、本出願人が上記のような高回転数域で、ハイ
パーの発生率（％）、モータ寿命（％）の変化をブラシ
摺接部１４の厚さに応じて調べてみた結果、第５図およ
び第６図に示されるように「０．５　ｍ１１〜０　、　
８　ｍｍＪの厚さは、ＪＩＳ規格の試験で規定されるモ
ータの寿命を満たしつつ、ハイパーの発生率が低く抑え
られることがわかった。

つまり、整流子１１は上記厚みの範囲において高い耐久
性を示す。

それ故、高出力（高回転）が要求される整流子モータに
適する整流子１１を提供することができる。これにより
、高出力（高回転）の整流子モ−夕の具現化を図ること
ができる。

なお、一実施例のような整流子片１１でなく、第７図に
示される他の実施例のような嵌挿突起１９の中間にスリ
ット２０を設けたような整流子片１１にこの発明を適用
してもよい。

また、上記実施例では、この発明を家庭用のクリーナの
モータに適用したが、これに限らず、他の機器に用いら
れる整流子モータの整流子に適用してもよいことはいう
までもない。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、高出力（高回転
）の整流子電動機に適した、高耐久性（長寿命）の整流
子を提供することができ、高出力（高回転）の整流子モ
ータの具現化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図はこの発明の一実施例を示し、第１
図はホルダーと整流子片との支持構造を示す一部断面し
た斜視図、第２図はこの発明を適用した家庭用クリーナ
を示す半断面図、第３図は整流子の外形を示す斜視図、
第４図は整流子片を示す斜視図、第５図はハイパー発生
率とブラシ摺接部の厚みとの関係を示す線図、第６図は
モータ寿命とブラシ摺接部の厚みとの関係を示す線図、
第７図はこの発明の他の実施例の要部を示す斜視図、第
８図は従来の整流子の外形を示す斜視図、第９図は従来
の整流子片を示す斜視図、第１０図は遠心力に対する強
度とブラシ摺接部の厚みとの関係を示す線図、第１１図
は整流子の熱容量とブラシ摺接部の厚みとの関係を示す
線図である。 １１・・・整流子、１２・・・ホルダー　１３・・・潜
流子片、１６・・・ブラシ摺接部、１４・・・嵌挿溝、
１９・・・嵌挿突起。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁物で形成された円筒状のホルダーの外周面に、帯状
   のブラシ摺接部が形成された整流子片を凹凸嵌合の支持
   により保持させてなる整流子電動機の整流子において、
   前記整流子片のブラシ摺接部の厚み寸法を０．５ｍｍ〜
   ０．８ｍｍとしたことを特徴とする整流子電動機の整流
   子。