JPH09247904A - 整流子及び整流子電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】高速回転しても、整流子片の飛び出しや凹凸を
起こさない整流子及び整流子電動機を提供する。 【解決手段】整流子１０において、モ−ルド部３６内部
にインサート成形された各整流子片３０の埋込部３２の
表面に、凸部３４あるいは凹部を整流子１０の外径方向
に向けて埋込部３２と一体成形で設ける。この凸部３４
あるいは凹部により、遠心力に対する係止力が増え、整
流子片３０の飛び出しや凹凸を防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、整流子及び整流子
電動機に係り、特に高速回転に対しても安定した摺動面
を保持できる整流子及び整流子電動機に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、掃除機などの整流子電動機等に
用いられる整流子は、従来、図１１に示すように、整流
子１０外周にばねで付勢されたカ−ボンブラシ１６が当
接し電気的に接続している。そして、カ−ボンブラシ１
６から整流子片３０を介して各々の間に接続された巻線
に通電されるように構成されている。近年では、特に価
格的な観点から、フェノ−ル樹脂のような熱硬化性樹脂
で整流子片３０を一体化成形した、モ−ルド形の整流子
１０が主流となっている。

【０００３】整流子１０は、矢印方向に回転し、カ−ボ
ンブラシ１６からの通電、整流作用により発生する整流
火花等の電気的要因や、整流子１０外周とカ−ボンブラ
シ１６の摩擦によって発熱する。またカ−ボンブラシ１
６が整流子１０の外周面上を摺動する際に、各々の整流
子片３０間の凹凸や段差が存在すると、整流火花は悪化
して前述の発熱量を増加させることになる。整流火花が
悪化すると、通常カ−ボンブラシの摩耗が増加して、整
流子電動機の性能低下を招いたり、寿命が短くなる等の
信頼性低下を引き起こす要因となる。

【０００４】さらに、前述のごとく整流子１０は整流子
電動機の回転中に加熱され、各々の整流子片３０は遠心
力によって、樹脂で一体成形されたモールド部３６から
飛び出そうとする。この時、整流子片３０の保持力が弱
く外周側に飛び出した場合、前述のごとく整流火花が悪
化しさらに温度上昇してモールド部３６の劣化、あるい
はそれらによる整流子片３０の離脱という悪循環を引き
起こすことになる。

【０００５】従来の整流子１０は、図１１に示すよう
に、整流子片３０の外周側にカ−ボンブラシ１６と摺接
するブラシ摺動部３１、内周側にはモ−ルド部３５内部
に成形される埋込部３２を設け、ブラシ摺動部３１と埋
込部３２を接続する連結部３３の周方向の幅を埋込部３
２の幅よりも狭くすることによって、遠心力に対抗し
て、整流子片３０をモ−ルド部３６内部に係止させ、飛
び出させないように構成されていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の整流子の構成では、近年の整流子電動機の小形化、
高出力化や高速回転化の要求に対応することが難しくな
ってきている。すなわち、高速化による遠心力の増加に
対する整流子の強度を強化するために、埋込部の周方向
幅を広げて整流子片の係止力を増そうとすると、隣あう
整流子片間のモ−ルドの厚みが減ることになる。

【０００７】その結果、絶縁が破壊される問題や、整流
子片の保持力が低下するという問題が生じてきた。ま
た、埋込部の幅を広げることは、整流子片自体の重量を
増加させることであり、そのため遠心力がさらに増大し
てしまう問題も生じ、上記種々な要求に対応するのが困
難な状況であった。

【０００８】本発明の目的は、上記問題を解決すべく、
高速回転しても、整流子片の飛び出しや凹凸を起こさな
い整流子及び整流子電動機を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ブラシ摺動部と埋込部からなる整流子片
を、前記ブラシ摺動部を外側に前記埋込部を内側にし
て、円周上に複数個並べて、前記各埋込部をモ−ルド部
により回転軸と一体に成形した整流子において、前記各
埋込部の表面に、凸部あるいは凹部を前記整流子の外径
方向に向けて前記埋込部と一体成形で設けたことを特徴
とする。

【００１０】また、本発明の他の特徴は、ブラシ摺動部
と埋込部からなる整流子片を、前記ブラシ摺動部を外側
に、前記埋込部を内側にして、円周上に複数個並べて、
前記各埋込部をモ−ルド部により回転軸と一体に成形し
た整流子において、前記各埋込部の表面に、凸部あるい
は凹部を前記整流子の周方向に前記埋込部と一体成形で
設けると共に、隣接する前記整流子片は互いに前記凸部
と前記凹部を対向させることにある。

【００１１】また、本発明の他の特徴は、ブラシ摺動部
と埋込部からなる整流子片を、前記ブラシ摺動部を外側
に、前記埋込部を内側にして円周上に複数個並べて、前
記各埋込部をモ−ルド部により回転軸と一体に成形した
整流子を有する整流子電動機において、前記各埋込部の
表面に、凸部あるいは凹部を前記整流子の外径方向に向
けて前記埋込部と一体成形で設けたことにある。

【００１２】本発明によれば、モ−ルド部内部にインサ
ート成形された各整流子片の埋込部の表面に、凸部ある
いは凹部を整流子の外径方向に向けて埋込部と一体成形
で設ける。

【００１３】これにより、整流子片とモ−ルド部との接
触面積が増え、さらに遠心力に対する係止力も増えて強
度向上が図れる。また、凹部あるいは凸部を整流子の外
径方向に形成することにより、隣あう整流子片間のモ−
ルドの厚みを減らさなくてもよく、絶縁が破壊される問
題や、整流子片の保持力が低下するという問題を回避す
ることができる。

【００１４】また、整流子片自体の重量増加の心配もな
く、高速回転に耐えうる整流子を用いることによって整
流子電動機の信頼性を向上させることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例に係る整
流子及び整流子電動機を、図を用いて説明する。

【００１６】図１は、本発明の一実施例に係る整流子電
動機を用いた電気掃除機の電動送風機の縦断面を示す。
電動送風機１は、整流子電動機２と遠心ファン１１を有
する送風機３から構成される。整流子電動機２は、円筒
状に形成されたハウジング４とその開放端面に固定され
たエンドブラケット５内に、回転子２０及び固定子６が
収納されている。回転子２０は、回転子２０に固定され
た回転軸７の両端に設けた軸受８で支持され、軸受８は
それぞれハウジング４及びエンドブラケット５にて支持
されている。

【００１７】送風機３は、遠心羽根車１１，ディフュー
ザ１２，ファンケーシング１４で構成されている。ディ
フューザ１２はエンドブラケット５上にネジ３０によっ
て固定され、ディフューザ１２の内側には遠心羽根車１
１が回転軸７に一体化固定されて配置し、それらを覆っ
てファンケーシング１４がハウジング４の外周に圧入さ
れ固定されている。回転子２０は、電機子鉄心２１の中
央に回転軸７が圧入により固定されている。

【００１８】電機子鉄心２１の周囲には複数の電機子巻
線２２が巻回され、各々の巻線端部は回転軸７に一体化
固定される整流子１０の外周に設けた複数の整流子片３
０に接続される。

【００１９】図２は、図１の整流子電動機２に用いられ
た整流子のＡ−Ａ断面を示す。また図３は、図２の整流
子１０の部分拡大断面を示す。図２に示すように、整流
子１０は、整流子片３０を外周部全周に隙間を有して複
数配置し、その内側に整流子片３０を一体に成形固定す
る合成樹脂からなるモ−ルド部３６から構成されてい
る。整流子１０の外周には、ばねで付勢されたカ−ボン
ブラシ１６が当接し電気的に接続している。

【００２０】各々の整流子片３０は、図３に示すよう
に、外側にブラシ摺動部３１、内側に埋込部３２および
それらを接続させる連結部３３から形成されており、モ
−ルド部３６内にインサート成形される埋込部３２の表
面には、埋込部３２と一体で凸部３４が設けられてい
る。

【００２１】電動送風機１が通電され運転が開始される
と、遠心羽根車１１から空気が吸気されて、ディフュ−
ザ１２を通過して、電動機２の内部に導かれ、回転子２
０および固定子６を冷却しながら外部へ排気される。通
電順序は固定子巻線→カ−ボンブラシ１６→整流子片３
０→電機子巻線２２→整流子片３０→カ−ボンブラシ１
６→固定子巻線となる。

【００２２】この時、整流子１０の外周面上、すなわち
整流子片３０の外周面上をカ−ボンブラシ１６が摺動し
ながら通電するために、電気的な整流作用や各々の整流
子片３０間の凹凸等によって、整流火花が発生する。こ
の整流火花による温度上昇や遠心力による整流子片３０
の飛び出しを防止する保持力を得るため、フェノ−ル樹
脂のような熱硬化性樹脂によってモ−ルド部３６が形成
されている。

【００２３】すなわち、図２に示すように、整流子１０
が矢印で示される方向に回転すると、整流子１０は、カ
−ボンブラシ１６からの通電，整流作用により発生する
整流火花等の電気的要因や、整流子１０外周とカ−ボン
ブラシ１６の摩擦によって発熱する。

【００２４】また、カ−ボンブラシ１６が整流子１０の
外周面上を摺動する際に、各々の整流子片３０間の凹凸
や段差が存在すると、整流火花は悪化して前述の発熱量
を増加させる。また、整流火花が悪化すると、カ−ボン
ブラシ１６の摩耗が増加し、整流子電動機２の性能低下
を招いたり、寿命が短くなる等の信頼性低下を引き起こ
す。

【００２５】更に、各々の整流子片３０は遠心力によっ
て、一体成形されたモ−ルド部３６から飛び出そうとす
る。この時、整流子片３０の保持力が弱く外周側に飛び
出した場合、前述のように整流火花が悪化して更に温度
上昇してモ−ルド部３６の劣化や、あるいはそれらによ
る整流子片３０の離脱という悪循環を引き起こす。

【００２６】この悪循環を引き起こす原因となる整流子
片３０の飛び出しや、整流子片３０間の凹凸を防止する
ために、モ−ルド部３６を熱硬化性樹脂で形成すると共
に、整流子片３０の埋込部３２の表面に、遠心力に打ち
勝つような形状であり、しかも樹脂との結合を強化する
凸部３４を設けてある。

【００２７】図４、図５は、整流子片３０の埋込部３２
の表面の一部に設けた凸部３４の他の実施例を示す。

【００２８】図４は、図１１に示す従来例の埋込部３２
に、凸部３４を設けた他の実施例を示す。図１１におい
て、整流子１０が回転すると、整流子片３０に遠心力が
かかり、飛び出そうとする整流子片３０を保持するモ−
ルド部３６の矢印Ｂ部に応力が集中発生する。しかしな
がら、図４に示すように、凸部３４を設けることによ
り、発生応力は矢印Ｂ部、およびＣ部に分散されて、図
１１の埋込部３２よりも最大応力を低下させて整流子片
３０の飛び出しを抑えることができる。

【００２９】図５に示す凸部３４も、遠心力による応力
を分散させると共に、樹脂との結合を強化させるもので
ある。

【００３０】図６、図７、図８は、凸部ではなく、凹部
３５を埋込部３２の表面の一部に設けた実施例を示す。
凸部を設けた場合と同等な効果を得ることができる。

【００３１】従来の整流子１０では、図１１に示すよう
に、対遠心力強度を向上させるために、埋込部３２の周
方向幅を広げて係止力を増そうとすると、隣あう整流子
片３０間のモ−ルドの厚みＨが減ることになり、その結
果、絶縁が破壊されたり、整流子片３０の保持力が低下
してしまう恐れがある。また、埋込部３２の幅を増すこ
とは、整流子片３０自体の重量を増加させることであ
り、遠心力を増大させる恐れもある。

【００３２】図９は、本発明の他の実施例で、整流子片
３０の埋込部３２の表面の一部に凸部３４または凹部３
５を設けた状態を示す。図１０は、図９の凸部３４また
は凹部３５の拡大断面を示す。図９、図１０に示すよう
に、凸部３４あるいは凹部３５を整流子片３０の埋込部
３２の表面の周方向に設け、隣あう整流子片３０同士で
各々凸部３４と凹部３５を対向させている。これによ
り、隣あう整流子片３０間のモ−ルドの厚みを減らすこ
となく、整流子片３０とモ−ルド部３６の接触面積を増
して樹脂との結合を強化させることができる。そして、
径方向の係止効果が高められ、遠心力に対する飛び出し
防止を上記の実施例と同様に図ることができる。尚、隣
同志の整流子片３０の凸部３４と凹部３５を同一径上で
対向させることにより、より係止効果を得ることができ
る。

【００３３】図２〜図１０に示すように、上記実施例で
は、モ−ルド部３５内にインサート成形される整流子片
３０の埋込部３２の表面に凸部３４あるいは凹部３５を
設けることによって、整流子片３０とモ−ルド部３５の
接触面積を増して樹脂との結合を強化し、また整流子片
３０の外径方向の係止効果を高めて、遠心力に対する飛
び出し防止を図っている。

【００３４】その結果、高速回転することによる整流子
片３０の飛び出しや、凹凸が防止でき、安定したカ−ボ
ンブラシ１６の摺動を行なうことができる。そして、整
流子電動機２の性能低下やカ−ボンブラシ１６摩耗の増
加による寿命低下を引き起こすことなく、整流子電動機
２の信頼性向上を図ることができる。

【００３５】また、凸部３４あるいは凹部３５を外径方
向に形成することにより隣あう整流子片３０間のモ−ル
ドの厚みＨを減らす必要もないので、絶縁が破壊された
り、整流子片３０の保持力が低下したりすることがな
い。更に、整流子片３０自体の重量増加の心配もなく、
高速回転に耐えうる整流子１０によって整流子電動機２
の信頼性を向上させることができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、高速回転に対して、整
流子片の飛び出しや凹凸を防止することができるので、
安定したカ−ボンブラシとの摺動を行なうことができ、
整流子及び整流子電動機の信頼性を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る整流子電動機を用いた
電気掃除機の電動送風機の縦断面図である。

【図２】図１の整流子電動機に用いられた整流子のＡ−
Ａ断面図である。

【図３】図２の整流子の部分拡大断面図である。

【図４】整流子の部分拡大断面で、従来例の埋込部に凸
部を設けた例を示す図である。

【図５】整流子の部分拡大断面で、埋込部に凸部を設け
た他の例を示す図である。

【図６】図２の整流子の部分拡大断面で、埋込部に凹部
を設けた例を示す図である。

【図７】整流子の部分拡大断面で、従来例の埋込部に凹
部を設けた例を示す図である。

【図８】整流子の部分拡大断面で、埋込部に凸部を設け
た他の例を示す図である。

【図９】本発明の他の実施例の整流子の断面図である。

【図１０】図９の整流子の部分拡大断面図である。

【図１１】従来の整流子の断面図である。

【符号の説明】 １…電動送風機、２…整流子電動機、１０…整流子、１
６…カ−ボンブラシ、３０…整流子片、３１…ブラシ摺
動部、３２…埋込部、３３…連結部、３４…凸部、３５
…凹部、３６…モールド部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ブラシ摺動部と埋込部からなる整流子片
   を、前記ブラシ摺動部を外側に前記埋込部を内側にし
   て、円周上に複数個並べて、前記各埋込部をモ−ルド部
   により回転軸と一体に成形した整流子において、 前記各埋込部の表面に、凸部あるいは凹部を前記整流子
   の外径方向に向けて前記埋込部と一体成形で設けたこと
   を特徴とする整流子。
2. 【請求項２】請求項１において、前記凸部あるいは前記
   凹部を、前記整流子の周方向に向けて前記埋込部と一体
   成形で設けたことを特徴とする整流子。
3. 【請求項３】ブラシ摺動部と埋込部からなる整流子片
   を、前記ブラシ摺動部を外側に、前記埋込部を内側にし
   て、円周上に複数個並べて、前記各埋込部をモ−ルド部
   により回転軸と一体に成形した整流子において、 前記各埋込部の表面に、凸部あるいは凹部を前記整流子
   の周方向に前記埋込部と一体成形で設けると共に、隣接
   する前記整流子片は互いに前記凸部と前記凹部を対向さ
   せたことを特徴とする整流子。
4. 【請求項４】ブラシ摺動部と埋込部からなる整流子片
   を、前記ブラシ摺動部を外側に、前記埋込部を内側にし
   て円周上に複数個並べて、前記各埋込部をモ−ルド部に
   より回転軸と一体に成形した整流子を有する整流子電動
   機において、 前記各埋込部の表面に、凸部あるいは凹部を前記整流子
   の外径方向に向けて前記埋込部と一体成形で設けたこと
   を特徴とする整流子電動機。
5. 【請求項５】請求項４において、前記凸部あるいは前記
   凹部を、前記整流子の周方向に向けて設けたことを特徴
   とする整流子電動機。
6. 【請求項６】ブラシ摺動部と埋込部からなる整流子片
   を、前記ブラシ摺動部を外側に前記埋込部を内側にして
   円周上に複数個並べて、前記各埋込部をモ−ルド部によ
   り回転軸と一体に成形した整流子を有する整流子電動機
   において、 前記各埋込部の表面に、凸部あるいは凹部を前記整流子
   の周方向に前記埋込部と一体成形で設けると共に、隣接
   する前記整流子片は互いに前記凸部と前記凹部を対向さ
   せたことを特徴とする整流子電動機。