JPH07336953A - 電気掃除機用整流子モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スパークによるカーボンブラシの消耗を少な
くして長寿命化、高効率化、小型化をはかる。 【構成】 電機子巻線３１に連結した銅子片３２を有す
る整流子３３を備えた電機子３０と、整流子３３に接す
る主ブラシ３７と整流子３３に接し、銅子片３２の間の
間隔よりも大きな幅を有する補助ブラシ４７とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気掃除機用整流子モー
タに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、家庭用あるいは産業用電気掃除機
は、吸込仕事率のハイパワー化と長寿命化、及び小型化
が要求されている。

【０００３】従来の電気掃除機用整流子モータは、図５
ないし図７に示すように整流子モータ１の電機子２に備
えられた整流子３の外周には、電機子巻線４の端部が接
続された銅子片５が複数配されており、この銅子片５は
互いに隣接する他の銅子片５と絶縁を保ちながら樹脂６
でモールドされている。ブラケット７に固定された異形
管８に挿入され、異形管８内を摺動するカーボンブラシ
９は、整流子３と接する端面と異なる方の端面に導電線
１０が接続されており、異形管８の一部に連結されてい
る。導電線１０の周囲にはバネ１１があり、このバネ１
１の弾力でカーボンブラシ９が摩耗により徐々に短くな
っても、常にカーボンブラシ９を整流子３に密着させて
いる。

【０００４】上記構成において、カーボンブラシ９は回
転する整流子３の銅子片５に接触しながら電機子２に電
力を供給し、また、カーボンブラシ９は摩耗等によって
徐々に減少し、ついにはカーボンブラシ９と整流子３の
銅子片５が接触しなくなりモータの寿命となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の電気
掃除機用整流子モータ１では、カーボンブラシ９を減少
させる摩耗には三つの原因が考えられ、第１には整流子
３の銅子片５と接触しながら回転することによる機械的
摩擦によるものと、第２にはカーボンブラシ９から整流
子３の銅子片５に電力を供給する際に、銅子片５とカー
ボンブラシ９の間の微少隙間に発生するスパークにより
カーボンブラシ９の接触面を犯し、カーボンブラシ９の
摩耗を促進するものと、第３には電機子２の回転中、整
流子３の銅子片５は順々にカーボンブラシ９に接触しな
がら回転しているが、銅子片５が接触しているカーボン
ブラシ９から離れる瞬間に、電機子巻線４のインダクタ
ンスに蓄えられたエネルギーを放出することによる影響
でスパークが発生し、カーボンブラシ９の接触面を犯
し、カーボンブラシ９の摩耗を促進するものがある。そ
してこれらカーボンブラシ９の摩耗を促進させる要因の
内で前記第３の要因による影響が大きく整流子モータ１
の寿命を低下させる（図７参照）。

【０００６】寿命を延ばすために、長さの長いカーボン
ブラシを用いれば良いのだが、長いカーボンブラシはモ
ータの外形を大きくし、モータの小型化に逆行するとい
う問題点があった。また、前記スパークの発生を抑制し
て長寿命化をはかるためにカーボンブラシに固有抵抗値
の高い材質を用いると、電力供給時にカーボンブラシ部
分での発熱による損失が大きくなりモータの効率を低下
させるという問題点もあった。

【０００７】本発明は上記課題を解決するもので、整流
子の銅子片がカーボンブラシから離れる際のスパークを
抑制してカーボンブラシの減少を抑制し、カーボンブラ
シの材質を代えること無く、また、カーボンブラシを長
くすること無く長寿命化を図り、小型で、高効率で、長
寿命の整流子モータを提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の技術的手段では、電気子巻線に連
結された銅子片を複数個有する整流子を備えた電機子
と、前記整流子に接しながら電力を前記電機子に供給す
る主ブラシと、この主ブラシの回転方向に対し進み方向
の側面を含む平面と整流子の外周曲面との交わりで形成
される交線の一部を含む面で整流子に接し、銅子片間の
間隔より幅が広く、かつ、整流子に接する方向に作用す
る力が加わっている補助ブラシを備えたものである。

【０００９】請求項２に記載の技術的手段では、電気子
巻線に連結された銅子片を複数個有する整流子を備えた
電機子と、前記整流子に接しながら電力を前記電機子に
供給する主ブラシと、この主ブラシの回転方向に対し進
み方向の側面を含む平面と整流子の外周曲面との交わり
で形成される交線の一部を含む面で整流子に接し、銅子
片間の間隔より幅が広く、かつ、固有抵抗値が高い材質
からなり、かつ、整流子に接する方向に作用する力が加
わっている補助ブラシを備えたものである。

【００１０】請求項３に記載の技術的手段では、電気子
巻線に連結された銅子片を複数個有する整流子を備えた
電機子と、前記整流子に接しながら電力を前記電機子に
供給する主ブラシと、この主ブラシの回転軸に平行で回
転方向に対し進み方向の側面を含む平面と整流子の外周
曲面との交わりで形成される交線の一部を含む面で整流
子に接し、銅子片間の間隔より幅が広く、かつ、耐摩耗
性に優れた材質からなり、かつ、整流子に接する方向に
作用する力が加わっている補助ブラシを備えたものであ
る。

【００１１】

【作用】上記のように構成された本発明によれば、補助
ブラシを設けることにより、従来、主ブラシと整流子の
間で発生していたスパークを、主ブラシに替わり補助ブ
ラシと整流子との間で発生させることになり、主ブラシ
の摩耗を軽減でき、モータ効率を低下させること無く、
また、モータを大型化すること無く、長寿命の整流子モ
ータを実現することができる。

【００１２】また、固有抵抗値の高い材質からなる補助
ブラシを設けることにより、従来、主ブラシと整流子の
間で発生していたスパークを、主ブラシに替わり補助ブ
ラシと整流子との間で発生させることになり、主ブラシ
の摩耗を軽減でき、また、補助ブラシの摩耗も軽減で
き、モータ効率を低下させること無く、また、モータを
大型化すること無く、より長寿命の整流子モータを実現
することができる。

【００１３】さらに耐摩耗性に優れた材質からなる補助
ブラシを設けることにより、従来、主ブラシと整流子の
間で発生していたスパークを、主ブラシに替わり補助ブ
ラシと整流子との間で発生させることになり、主ブラシ
の摩耗を軽減でき、また、補助ブラシの摩耗も軽減で
き、モータ効率を低下させること無く、また、モータを
大型化すること無く、より長寿命の整流子モータを実現
することができる。

【００１４】

【実施例】

（実施例１）以下に、本発明の第１の実施例を図１、図
２を参照しながら説明する。

【００１５】図１に示すように、整流子３３の外周に
は、電機子巻線３１の端部を接続した銅子片３２が複数
配されており、この銅子片３２は互いに隣接する他の銅
子片３２と絶縁を保ちながら樹脂３４でモールドされて
いる。ブラケット３５に固定された異形管ａ３６に挿入
され、異形管ａ３６内を摺動する主ブラシ３７は、整流
子３３と接する端面と異なる方の端面に導電線ａ３８が
接続されており、異形管ａ３６の一部に連結されてい
る。導電線ａ３８の周囲にはバネａ３９があり、このバ
ネａ３９の弾力で、常に主ブラシ３７を整流子３３に密
着させている。

【００１６】また、ブラケット３５に固定された異形管
ｂ４６に挿入され、異形管ｂ４６内を摺動する補助ブラ
シ４７は、整流子３３と接する端面と異なる方の端面に
導電線ｂ４８が接続されており、異形管ｂ４６の一部に
連結されている。導電線ｂ４８の周囲にはバネｂ４９が
あり、このバネｂ４９の弾力で、常に補助ブラシ４７を
整流子３３に密着させている。補助ブラシ４７が整流子
３３に接触する接触面での回転方向の幅Ｔは、隣接する
銅子片３２間の間隔ｔより大きく、かつ、その接触面
は、主ブラシ３７の回転方向に対し進み方向の側面を含
む平面と、整流子３３の外周曲面が交わり形成される交
線の一部を含む面で整流子３３に接している。

【００１７】上記構成においてその動作を図４を参照し
て説明すると、電機子巻線３１には主ブラシ３７と銅子
片３２を通じて主電流５０が流れ、電機子３０が回転す
る。電機子３０が回転すると、電機子巻線３１には誘導
起電力が発生し、この誘導起電力による誘導電流５１が
電機子巻線３１と銅子片３２と主ブラシ３７で構成され
る閉ループと、電機子巻線３１と銅子片３２と補助ブラ
シ４７で構成される閉ループを流れる。回転により、銅
子片３２が主ブラシ３７から離れるとき、今まで電機子
巻線３１と銅子片３２と主ブラシ３７の閉ループに流れ
ていた誘導電流５１は、主ブラシ３７に替わり補助ブラ
シ４７を介した閉ループを流れる。つぎに、銅子片３２
が補助ブラシ４７から離れるとき、今まで電機子巻線３
１と銅子片３２と補助ブラシ４７の閉ループに流れてい
た誘導電流５１は断ち切られるが、このとき誘導電流５
１を流し続けようとする電機子巻線３１のインダクタン
スに蓄えられたエネルギーにより、銅子片３２と、補助
ブラシ４７の間にスパークが発生する。

【００１８】このように、本発明の第１の実施例によれ
ば、電機子３０の回転中、主ブラシ３７が銅子片３２と
離れる位置に、隣接する銅子片３２間にまたがる補助ブ
ラシ４７を設けることにより、補助ブラシ４７と銅子片
３２の間でスパークを発生させることになり、回転に必
要な主電流５０を電機子巻線３１に供給する主ブラシ３
７のスパークによる摩耗をなくすことができる。

【００１９】（実施例２）以下に本発明の第２の実施例
について説明する。

【００２０】第１の実施例の構成の電気掃除機用整流子
モータにおいて、レジン系のカーボンよりなるような固
有抵抗値が高い材質からなる補助ブラシ４７を用いる。

【００２１】上記構成においてその動作を説明すると、
電機子巻線３１には主ブラシ３７と銅子片３２を通じて
主電流５０が流れ、電機子３０が回転する。電機子３０
が回転すると、電機子巻線３１には誘導起電力が発生
し、この誘導起電力による誘導電流５１が電機子巻線３
１と銅子片３２と主ブラシ３７で構成される閉ループ
と、電機子巻線３１と銅子片３２と補助ブラシ４７で構
成される閉ループを流れる。回転により、銅子片３２が
主ブラシ３７から離れるとき、今まで電機子巻線３１と
銅子片３２と主ブラシ３７の閉ループに流れていた誘導
電流５１は、主ブラシ３７に替わり補助ブラシ４７を介
した閉ループを流れる。つぎに、銅子片３２が補助ブラ
シ４７から離れるとき、今まで電機子巻線３１と銅子片
３２と補助ブラシ４７の閉ループに流れていた誘導電流
５１は断ち切られるが、このとき誘導電流５１を流し続
けようとする電機子巻線３１のインダクタンスに蓄えら
れたエネルギーにより、銅子片３２と、補助ブラシ４７
の間にスパークが発生する。

【００２２】このように、本発明の第２の実施例によれ
ば、電機子３０の回転中、主ブラシ３７が銅子片３２と
離れる位置に、隣接する銅子片３２間にまたがる補助ブ
ラシ４７を設けることにより、補助ブラシ４７と銅子片
３２の間でスパークを発生させることになり、回転に必
要な主電流５０を電機子巻線３１に供給する主ブラシ３
７のスパークによる摩耗をなくすことができる。また、
固有抵抗値の高い材質からなる補助ブラシ４７を用いて
いるため、誘導電流５１は小さくなり、補助ブラシ４７
の摩耗は軽減される。

【００２３】（実施例３）以下に本発明の第３の実施例
について説明する。

【００２４】第１の実施例の構成の電気掃除機用整流子
モータにおいて、カーボンの粒子が小さく、また製造時
の焼成温度が高い耐摩耗性に優れた材質からなる補助ブ
ラシ４７を用いる。

【００２５】上記構成においてその動作を説明すると、
電機子巻線３１には主ブラシ３７と銅子片３２を通じて
主電流５０が流れ、電機子３０が回転する。電機子３０
が回転すると、電機子巻線３１には誘導起電力が発生
し、この誘導起電力による誘導電流５１が電機子巻線３
１と銅子片３２と主ブラシ３７で構成される閉ループ
と、電機子巻線３１と銅子片３２と補助ブラシ４７で構
成される閉ループを流れる。回転により、銅子片３２が
主ブラシ３７から離れるとき、今まで電機子巻線３１と
銅子片３２と主ブラシ３７の閉ループに流れていた誘導
電流５１は、主ブラシ３７に替わり補助ブラシ４７を介
した閉ループを流れる。つぎに、銅子片３２が補助ブラ
シ４７から離れるとき、今まで電機子巻線３１と銅子片
３２と補助ブラシ４７の閉ループに流れていた誘導電流
５１は断ち切られるが、このとき誘導電流５１を流し続
けようとする電機子巻線３１のインダクタンスに蓄えら
れたエネルギーにより、銅子片３２と、補助ブラシ４７
の間にスパークが発生する。

【００２６】このように、本発明の第３の実施例によれ
ば、電機子３０の回転中、主ブラシ３７が銅子片３２と
離れる位置に、隣接する銅子片３２間にまたがる補助ブ
ラシ４７を設けることにより、補助ブラシ４７と銅子片
３２の間でスパークを発生させることになり、回転に必
要な主電流５０を電機子巻線３１に供給する主ブラシ３
７のスパークによる摩耗をなくすことができる。また、
耐摩耗性に優れた材質からなる補助ブラシ４７を用いて
いるため、スパークによる消耗が小さく、補助ブラシ４
７の摩耗は軽減される。

【００２７】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば、電気掃除機用整流子モータにおいて、主ブ
ラシの他に補助ブラシを設ける構造にすることにより、
長寿命で高効率、小型で使いやすいものとすることがで
きる。

【００２８】また、電気掃除機用整流子モータにおい
て、主ブラシの他に固有抵抗値の高い材質からなる補助
ブラシを設けることにより、長寿命で高効率、小型で使
いやすいものとすることができる。

【００２９】さらに、電気掃除機用整流子モータにおい
て、主ブラシの他に耐摩耗性に優れた材質からなる補助
ブラシを設けることにより、長寿命で高効率、小型で使
いやすいものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す電気掃除機用整流子モー
タの要部断面図

【図２】同整流子モータの要部側面図

【図３】同整流子モータの整流子の側面図

【図４】同整流子モータの動作説明図

【図５】従来の電気掃除機用モータの側断面図

【図６】同整流子モータの要部断面図

【図７】同整流子モータの動作説明図

【符号の説明】

３０ 電機子 ３１ 電機子巻線 ３２ 銅子片 ３３ 整流子 ３７ 主ブラシ ４７ 補助ブラシ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 哲 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 森下 和久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気子巻線に連結された銅子片を複数個
   有する整流子を備えた電機子と、前記整流子に接して電
   力を前記電機子に供給する主ブラシと、この主ブラシの
   回転方向に対し進み方向の側面を含む平面と整流子の外
   周曲面との交わりで形成される交線の一部を含む面で整
   流子に接し、銅子片間の間隔より幅が広く、かつ、整流
   子に接する方向に作用する力を付加した補助ブラシを備
   えた電気掃除機用整流子モータ。
2. 【請求項２】 電気子巻線に連結された銅子片を複数個
   有する整流子を備えた電機子と、前記整流子に接して電
   力を前記電機子に供給する主ブラシと、この主ブラシの
   回転方向に対し進み方向の側面を含む平面と整流子の外
   周曲面との交わりで形成される交線の一部を含む面で整
   流子に接し、銅子片間の間隔より幅が広く、かつ、固有
   抵抗値が高い材質からなり、かつ、整流子に接する方向
   に作用する力を付加した補助ブラシを備えた電気掃除機
   用整流子モータ。
3. 【請求項３】 電気子巻線に連結された銅子片を複数個
   有する整流子を備えた電機子と、前記整流子に接して電
   力を前記電機子に供給する主ブラシと、この主ブラシの
   回転方向に対し進み方向の側面を含む平面と整流子の外
   周曲面との交わりで形成される交線の一部を含む面で整
   流子に接し、銅子片間の間隔より幅が広く、かつ、耐摩
   耗性に優れた材質からなり、かつ、整流子に接する方向
   に作用する力を付加した補助ブラシを備えた電気掃除機
   用整流子モータ。