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JP2013013266A - Ac commutator electric motor, motor-driven air blower and electric cleaner employing ac commutator electric motor - Google Patents

Ac commutator electric motor, motor-driven air blower and electric cleaner employing ac commutator electric motor Download PDF

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JP2013013266A
JP2013013266A JP2011145160A JP2011145160A JP2013013266A JP 2013013266 A JP2013013266 A JP 2013013266A JP 2011145160 A JP2011145160 A JP 2011145160A JP 2011145160 A JP2011145160 A JP 2011145160A JP 2013013266 A JP2013013266 A JP 2013013266A
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JP
Japan
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brush
commutator
auxiliary
main
auxiliary brush
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Application number
JP2011145160A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiyuki Nishioka
嘉之 西岡
Fumio Joraku
文夫 常楽
Haruo Koharagi
春雄 小原木
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Hitachi Global Life Solutions Inc
Original Assignee
Hitachi Appliances Inc
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Publication date
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Abstract

【課題】小型の整流子電動機の整流火花を抑えるために補助ブラシを用いる場合、補助ブラシを主ブラシと同一方向に設置すると、主ブラシと補助ブラシの軸方向での設置位置の間隔が狭く従来の主ブラシ用のブラシホルダをそのまま使用することは困難であった。
【解決手段】補助ブラシを有する整流子電動機において、補助ブラシを整流子の回転方向に対し進み方向に設け、主ブラシの中心線と整流子が接する点をa、補助ブラシの中心線と整流子が接する点をb、整流子の中心点をcとしたとき、線acと線cbのなす角度∠acbをθ1としたとき、主ブラシの中心線と補助ブラシの中心線のなす角度θ2は、θ2>θ1とすることにより、主ブラシ用のブラシホルダ固定部と異なる場所に補助ブラシ用のブラシホルダを固定した。
【選択図】 図1
When using an auxiliary brush to suppress commutation sparks of a small commutator motor, if the auxiliary brush is installed in the same direction as the main brush, the distance between the installation positions of the main brush and the auxiliary brush in the axial direction is narrow. It was difficult to use the brush holder for the main brush as it was.
In a commutator electric motor having an auxiliary brush, the auxiliary brush is provided in a forward direction with respect to the rotation direction of the commutator, and a point where the center line of the main brush and the commutator are in contact with each other is indicated by a. Is b, the center point of the commutator is c, and the angle ∠acb between the line ac and the line cb is θ1, the angle θ2 between the center line of the main brush and the center line of the auxiliary brush is By setting θ2> θ1, the brush holder for the auxiliary brush was fixed at a different location from the brush holder fixing portion for the main brush.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、主カーボンブラシと補助カーボンブラシを備える交流整流子電動機,電動送風機,電気掃除機に関するものである。   The present invention relates to an AC commutator motor, an electric blower, and a vacuum cleaner that include a main carbon brush and an auxiliary carbon brush.

電気掃除機の駆動源として用いられる交流整流子電動機(ユニバーサルモータ)は、環状の固定子と、この固定子の磁極部間に配設された回転子と、この回転子の電機子巻線と電力授受を行う整流子とブラシから主に構成されている。この種の電気掃除機用交流整流子電動機では、常に高出力化,小型・軽量,ブラシの長寿命化,低振動化などが要求されている。高出力化に対しては入力アップが図られ、公称入力1kWが標準となっている。   An AC commutator motor (universal motor) used as a driving source for a vacuum cleaner includes an annular stator, a rotor disposed between magnetic poles of the stator, and an armature winding of the rotor. It is mainly composed of commutators and brushes that exchange power. This type of AC commutator motor for a vacuum cleaner is always required to have high output, small size, light weight, long brush life, and low vibration. The input is increased for higher output, and a nominal input of 1 kW is standard.

ブラシの長寿命化に対しては高抵抗ブラシが使用されてきた。更なる高出力化を図るには電動機の損失構成の中で損失割合が大きいブラシ電気損を低減する必要がある。ブラシ電気損を低減するためには、電気抵抗の少ない低抵抗ブラシを使用することが望まれるが、電気抵抗の少ないブラシでは整流性能が低下し、ブラシからの整流火花発生が大きくなるためブラシ寿命低下を招く。   High resistance brushes have been used to extend the life of brushes. In order to further increase the output, it is necessary to reduce brush electric loss having a large loss ratio in the loss configuration of the motor. In order to reduce brush electrical loss, it is desirable to use a low-resistance brush with low electrical resistance. However, a brush with low electrical resistance will reduce rectification performance and increase the generation of rectified sparks from the brush. Incurs a decline.

従来、上記問題を解決するため、電力を回転子に供給するための主ブラシの他に、回転方向に対し進み方向に補助ブラシを設け、主ブラシと整流子の間で発生する整流火花を、主ブラシの代わりに補助ブラシと整流子の間で発生させることで、主ブラシの磨耗を低減する方法が提案されている(特許文献1ご参照)。   Conventionally, in order to solve the above problem, in addition to the main brush for supplying electric power to the rotor, an auxiliary brush is provided in the advance direction with respect to the rotation direction, and a rectifying spark generated between the main brush and the commutator is A method of reducing the wear of the main brush by generating it between the auxiliary brush and the commutator instead of the main brush has been proposed (see Patent Document 1).

特開平7−336953号公報JP-A-7-336953

特許文献1では、主ブラシ、及び補助ブラシは共に整流子面に対し垂直な同一方向に設置されているため、主ブラシと補助ブラシを保持するための各々のブラシホルダは、非常に近い位置に配置される。つまり、相互に部品が干渉しないで実現することが困難となる恐れがある。   In Patent Document 1, since the main brush and the auxiliary brush are both installed in the same direction perpendicular to the commutator surface, each brush holder for holding the main brush and the auxiliary brush is located at a very close position. Be placed. That is, there is a risk that it may be difficult to realize the components without interference with each other.

よって、従来の主ブラシのみの整流子電動機に補助ブラシを適用するためには、主ブラシを保持する主ブラシ装置部の構造を補助ブラシも保持可能となるような構造に変更する必要がある。さらに、固定子巻線から主ブラシへ電流を供給するための電流供給端子の位置が補助ブラシの位置と重なる場合は、電流供給端子の位置も変更する必要があるため、容易に補助ブラシを取り付けることは難しくなる恐れがある。   Therefore, in order to apply the auxiliary brush to the conventional commutator motor having only the main brush, it is necessary to change the structure of the main brush device section that holds the main brush to a structure that can also hold the auxiliary brush. Furthermore, if the position of the current supply terminal for supplying current from the stator winding to the main brush overlaps the position of the auxiliary brush, it is necessary to change the position of the current supply terminal, so the auxiliary brush is easily attached. That can be difficult.

さらには補助ブラシを用いない従来の整流子電動機との部品の共用も難しくなる恐れがあるため、部品管理が複雑になるなどの課題もある。   Furthermore, since there is a risk that it may be difficult to share parts with a conventional commutator motor that does not use an auxiliary brush, there is a problem such as complicated parts management.

本発明の目的は、主ブラシ装置部の構造を維持したまま、補助ブラシを容易に取り付けることができるようにした交流整流子電動機を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an AC commutator motor in which an auxiliary brush can be easily attached while maintaining the structure of a main brush device.

上記の目的を解決するために、本発明は、補助ブラシを整流子の回転方向に対し後方側に設け、主ブラシの中心線と整流子が接する点をa、補助ブラシの中心線と整流子が接する点をb、整流子の中心点をcとしたとき、線acと線cbのなす角度∠acbをθ1としたとき、主ブラシの中心線と補助ブラシの中心線のなす角度θ2は、θ2>θ1となるように補助ブラシを整流子の回転方向に対し後方へ倒した角度となるように傾けることにより、主ブラシホルダ固定部と干渉しない場所に補助ブラシホルダを固定することを可能としたことを特徴とする。   In order to solve the above-described object, the present invention provides an auxiliary brush on the rear side with respect to the rotation direction of the commutator, and a point where the center line of the main brush and the commutator are in contact with each other, a. Is b, the center point of the commutator is c, and the angle ∠acb between the line ac and the line cb is θ1, the angle θ2 between the center line of the main brush and the center line of the auxiliary brush is By tilting the auxiliary brush so as to have an angle tilted backward with respect to the rotation direction of the commutator so that θ2> θ1, the auxiliary brush holder can be fixed in a place where it does not interfere with the main brush holder fixing portion. It is characterized by that.

本発明によれば、従来の主ブラシ装置部の構造や固定子巻線から主ブラシへ電流を供給するための電流供給端子の位置など、従来の電動機構造を変更することなく、補助ブラシを容易に取り付けることが可能となる。   According to the present invention, the auxiliary brush can be easily used without changing the conventional motor structure, such as the structure of the conventional main brush unit and the position of the current supply terminal for supplying current from the stator winding to the main brush. It becomes possible to attach to.

また、補助ブラシを回転方向に対し後方へ倒した角度となるように傾けることにより、側面方向に力を分散し、補助ブラシと整流子の間の摩擦力が低減するため、側面方向分圧により補助ブラシの角振動(摩擦振動)も抑えられ、より摺動の安定効果を引き出すことが可能となる。これにより、主ブラシの整流火花を抑えることでブラシ寿命を低下させることなく、容易に補助ブラシを取り付け、補助することで低抵抗ブラシの採用を可能にし、高出力化が図れる電気掃除機用交流整流子電動機を提供できる。   In addition, by tilting the auxiliary brush so that it is tilted backward with respect to the rotation direction, the force is distributed in the lateral direction, and the frictional force between the auxiliary brush and the commutator is reduced. The angular vibration (frictional vibration) of the auxiliary brush is also suppressed, and it is possible to obtain a sliding stability effect. As a result, the auxiliary brush can be easily installed and assisted by suppressing the rectifying sparks of the main brush without reducing the brush life. A commutator motor can be provided.

さらに、整流子電動機の製造過程において、整流火花が発生しやすい「なじみ運転」の間のみ補助ブラシを使用し、整流子表面にブラシのカーボン皮膜が生成された後に、補助ブラシを取り外すことも容易に可能となり、補助ブラシのコスト低減にも有効となる。   In addition, during the commutator motor manufacturing process, the auxiliary brush is used only during “familiar operation” where commutation sparks are likely to occur, and it is easy to remove the auxiliary brush after the brush carbon film is formed on the commutator surface. It is possible to reduce the cost of the auxiliary brush.

本発明に係わる整流子電動機のブラシ部拡大図。The brush part enlarged view of the commutator motor concerning this invention. 本発明に係わる整流子電動機のブラシ装置部断面図。The brush apparatus part sectional drawing of the commutator motor concerning this invention. 本発明に係わる交流整流子電動機を用いた電動送風機の構造を示す図。The figure which shows the structure of the electric blower using the alternating current commutator motor concerning this invention. 電気掃除機の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of a vacuum cleaner. 電気掃除機の掃除機本体を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cleaner body of an electric vacuum cleaner.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照し、説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明の実施例を図1から図3により説明する。図3は本発明の実施例を示す電動送風機の半断面である。図3(a)は、後方から見た一部断面図であり、図3(b)は、側方から見た半断面図である。図3(b)中、矢印は流体(例えば空気)の流れ方向を示す。電動送風機1は、後方に遠心ファン70を駆動する整流子電動機2を備え、前方に高速気流を発生する送風機部3を備える。よって、電動送風機1のうち、整流子電動機2の存在する側を前方、送風機部3が存在する側を後方とする。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a half cross section of an electric blower showing an embodiment of the present invention. 3A is a partial cross-sectional view seen from the rear, and FIG. 3B is a half cross-sectional view seen from the side. In FIG. 3B, the arrow indicates the flow direction of the fluid (for example, air). The electric blower 1 includes a commutator motor 2 that drives a centrifugal fan 70 at the rear, and a blower unit 3 that generates a high-speed airflow at the front. Therefore, in the electric blower 1, the side where the commutator motor 2 is present is the front, and the side where the blower unit 3 is present is the rear.

図3に示すように、整流子電動機2は、円筒状のハウジング100の内周側に固定された固定子鉄心21に界磁巻線22を巻装した固定子20と、ハウジング100に設けられた後方のハウジング側軸受け31と、エンドブラケットに設けられた前方のファン側軸受け32と、そのハウジング側軸受け31とファン側軸受け32によって回転可能に保持されるシャフト33を備え、そのシャフト33には電機子鉄心34と整流子35が固定され、電機子鉄心34に巻装された電機子巻線36が整流子35に接続された回転子30と、整流子35と機械的接触によって電気的接続を行う主ブラシ41と、主ブラシ41の整流火花を抑えるために取り付けた補助ブラシ51と、それらの主ブラシ41,補助ブラシ51を保持する主ブラシ41用の主ブラシホルダ42および補助ブラシ51用の補助ブラシホルダ52と、主ブラシホルダ42,補助ブラシホルダ52をハウジング100に固定するための主ブラシ41用の主ブラシホルダ固定部43、補助ブラシ51用の補助ブラシホルダ固定部53からなる主ブラシ41用の主ブラシ装置部40、補助ブラシ51用の補助ブラシ装置部50で構成される。主ブラシ装置部40は、主ブラシ41と主ブラシホルダ42と主ブラシホルダ固定部43とから構成され、補助ブラシ装置部50は、補助ブラシ51と補助ブラシホルダ52と補助ブラシホルダ固定部53とから構成される。主ブラシ41および補助ブラシ51は、例えば、炭素粉体に銅や銀を混合して圧縮したものであり、両者は同一の材料で構成されるのが好ましい。   As shown in FIG. 3, the commutator motor 2 is provided in the housing 100 and a stator 20 in which a field winding 22 is wound around a stator core 21 fixed on the inner peripheral side of a cylindrical housing 100. A rear housing side bearing 31, a front fan side bearing 32 provided on the end bracket, and a shaft 33 rotatably held by the housing side bearing 31 and the fan side bearing 32. The armature core 34 and the commutator 35 are fixed, and the armature winding 36 wound around the armature core 34 is electrically connected to the commutator 35 by mechanical contact with the rotor 30 connected to the commutator 35. For the main brush 41 for holding the auxiliary brush 51 attached to suppress the rectifying spark of the main brush 41, the main brush 41 and the auxiliary brush 51. Brush holder 42 and auxiliary brush holder 52 for auxiliary brush 51, main brush holder 42, main brush holder fixing portion 43 for main brush 41 for fixing auxiliary brush holder 52 to housing 100, auxiliary for auxiliary brush 51 The main brush device portion 40 for the main brush 41 and the auxiliary brush device portion 50 for the auxiliary brush 51 are configured by the brush holder fixing portion 53. The main brush device unit 40 includes a main brush 41, a main brush holder 42, and a main brush holder fixing unit 43. The auxiliary brush device unit 50 includes an auxiliary brush 51, an auxiliary brush holder 52, an auxiliary brush holder fixing unit 53, and the like. Consists of For example, the main brush 41 and the auxiliary brush 51 are made by compressing carbon powder mixed with copper or silver, and both are preferably made of the same material.

送風機部3は、ナット60によりシャフト33の一端に固定されシャフト33の回転に伴って遠心回転する略円盤状の遠心ファン70と、遠心ファン70の外周に設けられ、遠心ファン70から出た空気流の速度を落とし圧力回復させる略円環状のディフューザ71と、空気流を整流子電動機2内へ導くものであってディフューザ71の底面の反対面にディフューザ71と一体に成形されたとリターンガイド73と、を備え、それら遠心ファン70とディフューザ71とリターンガイド73とが円筒状のファンケーシング102で囲われるように構成される。ディフューザ71とリターンガイド73は、ファンケーシング102に固定されており、シャフト33の回転に伴って回転するものではない。ファンケーシング102の前面の中心部には、空気を吸い込むための貫通穴(吸い込み口)が形成されている。整流子電動機2と送風機部3とは、空気が連通可能に連結されている。   The blower unit 3 is fixed to one end of the shaft 33 by a nut 60 and is provided on the outer periphery of the centrifugal fan 70, which is centrifugally rotated with the rotation of the shaft 33, and the air discharged from the centrifugal fan 70. A substantially annular diffuser 71 for reducing the flow velocity and recovering the pressure, and a return guide 73 for guiding the air flow into the commutator motor 2 and integrally formed with the diffuser 71 on the opposite surface of the bottom surface of the diffuser 71; The centrifugal fan 70, the diffuser 71, and the return guide 73 are configured to be surrounded by a cylindrical fan casing 102. The diffuser 71 and the return guide 73 are fixed to the fan casing 102 and do not rotate as the shaft 33 rotates. A through hole (suction port) for sucking air is formed at the center of the front surface of the fan casing 102. The commutator motor 2 and the blower unit 3 are connected so that air can communicate.

電動送風機1が運転を開始すると、回転子30が回転し、回転子30と同軸に固定された遠心ファン70も回転する。遠心ファン70が回転すると気流は図3(b)の矢印で示したように、遠心ファン70の入口部から流入し、ディフューザ71,リターンガイド72を通り、整流子電動機2の内部を通過して後方より排出される。これにより電動送風機1は、その仕事量に応じて生じる電動機側の損失を効果的に冷却しつつ、高い吸込み力を得ている。   When the electric blower 1 starts operation, the rotor 30 rotates, and the centrifugal fan 70 fixed coaxially with the rotor 30 also rotates. When the centrifugal fan 70 rotates, the airflow flows from the inlet portion of the centrifugal fan 70 through the diffuser 71 and the return guide 72 and passes through the inside of the commutator motor 2 as shown by the arrow in FIG. It is discharged from the back. Thus, the electric blower 1 obtains a high suction force while effectively cooling the loss on the electric motor side that occurs according to the work amount.

次に、本発明の特徴であるブラシ装置部の構成とその動作について、図1,図2を参照として説明する。   Next, the configuration and operation of the brush device section, which is a feature of the present invention, will be described with reference to FIGS.

本発明の実施例を示す電動送風機は2極の整流子電動機2であるので、主ブラシ装置部40及び補助ブラシ装置部50は、整流子35の円周上の対向位置にそれぞれ2つ設置する構成となる。   Since the electric blower which shows the Example of this invention is the commutator motor 2 of 2 poles, the main brush apparatus part 40 and the auxiliary brush apparatus part 50 are each installed in the opposing position on the circumference of the commutator 35. It becomes composition.

主ブラシ41は、主ブラシホルダ42に格納され、主ブラシホルダ42は主ブラシホルダ固定部43にてハウジング100に固定されている。主ブラシ41の整流子35と接する端面と異なる方の端面にはリード線44が接続されており、リード線44は主ブラシホルダ固定部43内に配置されたターミナル45,固定子20に取り付けた電流供給端子25を介して外部電極に接続している。リード線44の周囲には主ブラシ用つる巻きバネ46があり、この主ブラシ用つる巻きバネ46の弾力により主ブラシ41は常に整流子35に押し付けられながら摺接している。整流子35の外周には、電機子巻線36の端部を接続した整流子片37が複数配置されており、この整流子片37はお互いに隣接する他の整流子片37と絶縁部38によって絶縁されている。外部電極から供給された電流は、電流供給端子25,ターミナル45,リード線44,主ブラシ41,整流子35を介して、電機子巻線36に流れて、回転子30が回転する。   The main brush 41 is stored in a main brush holder 42, and the main brush holder 42 is fixed to the housing 100 by a main brush holder fixing portion 43. A lead wire 44 is connected to the end surface of the main brush 41 that is different from the end surface in contact with the commutator 35, and the lead wire 44 is attached to a terminal 45 and a stator 20 disposed in the main brush holder fixing portion 43. It is connected to the external electrode through the current supply terminal 25. Around the lead wire 44, there is a helical spring 46 for the main brush, and the main brush 41 is always in sliding contact with the commutator 35 due to the elasticity of the helical spring 46 for the main brush. On the outer periphery of the commutator 35, a plurality of commutator pieces 37 connected to the end portions of the armature winding 36 are arranged. The commutator pieces 37 are connected to other commutator pieces 37 adjacent to each other and an insulating portion 38. Is insulated by. The current supplied from the external electrode flows to the armature winding 36 via the current supply terminal 25, the terminal 45, the lead wire 44, the main brush 41, and the commutator 35, and the rotor 30 rotates.

補助ブラシ51は主ブラシ41の反回転方向側に設けられている。補助ブラシ51は、補助ブラシホルダ52に格納され、補助ブラシホルダ52は補助ブラシホルダ固定部53にてハウジング100に固定されている。補助ブラシ51の整流子35と接する端面と異なる方の端面には補助ブラシ用つる巻きバネ54を配置しており、主ブラシ41と同様に、つる巻きバネの弾力により補助ブラシ51は常に整流子35に押し付けられながら摺接している。ただし、主ブラシ41とは異なり、電気的接続はされておらず、補助ブラシ51から整流子35への電流の供給は行わない。また、補助ブラシ51は、主ブラシ前縁41aと主ブラシ後縁41bの間に補助ブラシ前縁51aが位置し、主ブラシ後縁41bより後縁側に補助ブラシ後縁51bが位置するように設置している。   The auxiliary brush 51 is provided on the counter-rotating direction side of the main brush 41. The auxiliary brush 51 is stored in an auxiliary brush holder 52, and the auxiliary brush holder 52 is fixed to the housing 100 by an auxiliary brush holder fixing portion 53. An auxiliary brush helical spring 54 is disposed on the end surface of the auxiliary brush 51 that is different from the end surface in contact with the commutator 35. Like the main brush 41, the auxiliary brush 51 is always provided by the elasticity of the helical spring. It is in sliding contact with being pressed against 35. However, unlike the main brush 41, no electrical connection is made, and no current is supplied from the auxiliary brush 51 to the commutator 35. The auxiliary brush 51 is installed such that the auxiliary brush front edge 51a is positioned between the main brush front edge 41a and the main brush rear edge 41b, and the auxiliary brush rear edge 51b is positioned on the rear edge side of the main brush rear edge 41b. doing.

主ブラシ41は整流子35と接する面に対し垂直に配置しているが、補助ブラシ51は整流子35と接する面に対し垂直より回転方向後方側へ傾けており、主ブラシ41の中心線と整流子35が接する点をa、補助ブラシ51の中心線と整流子35が接する点をb、整流子35の中心点をcとしたとき、線acと線cbのなす角度∠acbをθ1としたとき、主ブラシ41の中心線と補助ブラシ51の中心線のなす角度θ2は、θ2>θ1となるように設置する。   Although the main brush 41 is arranged perpendicular to the surface in contact with the commutator 35, the auxiliary brush 51 is inclined rearward in the rotational direction from the vertical with respect to the surface in contact with the commutator 35, and the center line of the main brush 41 When the point where the commutator 35 is in contact is a, the point where the center line of the auxiliary brush 51 and the commutator 35 are in contact is b, and the center point of the commutator 35 is c, the angle ∠acb formed by the line ac and the line cb is θ1. Then, the angle θ2 formed by the center line of the main brush 41 and the center line of the auxiliary brush 51 is set so that θ2> θ1.

主ブラシ41により短絡され、整流を受ける電機子巻線36は整流子片37が主ブラシ後縁41bを離れるときに整流条件によっては大きな火花電圧を発生して、火花による主ブラシ41の磨耗が大きくなる。このとき、補助ブラシ51により短絡されており高抵抗の補助ブラシ51による火花電圧の吸収によって、主ブラシ41からの火花発生を低減することができる。その結果、主ブラシ41の磨耗が減少し、寿命の増加となる。   The armature winding 36 that is short-circuited by the main brush 41 and undergoes rectification generates a large spark voltage depending on the rectification condition when the commutator piece 37 leaves the main brush trailing edge 41b, and the wear of the main brush 41 due to sparks is caused. growing. At this time, the generation of sparks from the main brush 41 can be reduced by the absorption of the spark voltage by the auxiliary brush 51 which is short-circuited by the auxiliary brush 51. As a result, the wear of the main brush 41 is reduced and the life is increased.

ところで、前記のとおり整流子電動機2は小形軽量化を達成するために、40,000min-1以上の高い回転速度で駆動させている。回転速度が上昇すると軸振動の増大が問題となるが、振動を小さく抑えるため、シャフト33を指示するハウジング側軸受け31とファン側軸受け32の間の距離を極力小さくして、回転子30としての固有振動値を大きくしている。このため、軸受け間の距離は極力小さく設定させており、それに対応して主ブラシ装置部40についてもその設置位置と界磁巻線22や電流供給端子25などの位置との距離を絶縁距離の許す限り接近させている。そのため、従来の主ブラシ41のみで補助ブラシ51を用いていない電動送風機に補助ブラシ51を取り付ける場合、補助ブラシ51を主ブラシ41と同一方向に取り付けると、主ブラシ装置部40付近に余分なスペースがないため、主ブラシホルダ42,主ブラシホルダ固定部43,固定子20に設けた電流供給端子25の位置などの整流子電動機2の構造が大きくなり、軸方向寸法が大きくなるという欠点があった。 By the way, as described above, the commutator motor 2 is driven at a high rotational speed of 40,000 min −1 or more in order to achieve a reduction in size and weight. When the rotational speed increases, an increase in shaft vibration becomes a problem, but in order to suppress the vibration, the distance between the housing-side bearing 31 indicating the shaft 33 and the fan-side bearing 32 is made as small as possible so that the rotor 30 The natural vibration value is increased. For this reason, the distance between the bearings is set to be as small as possible. Correspondingly, the distance between the installation position of the main brush unit 40 and the position of the field winding 22 and the current supply terminal 25 is set to the insulation distance. We are as close as possible. Therefore, when the auxiliary brush 51 is attached to an electric blower that uses only the main brush 41 and does not use the auxiliary brush 51, if the auxiliary brush 51 is attached in the same direction as the main brush 41, an extra space is provided near the main brush device section 40. Therefore, the structure of the commutator motor 2 such as the position of the main brush holder 42, the main brush holder fixing portion 43, and the current supply terminal 25 provided on the stator 20 is increased, and the axial dimension is increased. It was.

一方、本発明のように補助ブラシ51を主ブラシ41と同一方向ではなく、一定の角度θ2だけ傾けた位置に固定することにより、主ブラシ装置部40の構造を変えることなく、容易に補助ブラシ51を追加することが可能となる。さらに、ブラシを回転方向に傾けることにより、ブラシと整流子35の間の摩擦を低減させ、ブラシの角振動が抑えられることは周知であり、これにより補助ブラシ51の安定性が向上される。   On the other hand, by fixing the auxiliary brush 51 not to the same direction as the main brush 41 but at a position inclined by a certain angle θ2, as in the present invention, the auxiliary brush 51 can be easily changed without changing the structure of the main brush device section 40. 51 can be added. Furthermore, it is well known that by tilting the brush in the rotation direction, friction between the brush and the commutator 35 is reduced and angular vibration of the brush can be suppressed, thereby improving the stability of the auxiliary brush 51.

また、主ブラシ装置部40の構造を変えることがないため、補助ブラシ51を容易に取り外すことも可能となる。これにより、製造過程において、整流子35の表面にブラシのカーボン皮膜が生成されておらず、主ブラシ41の整流火花が発生しやすい「なじみ運転」時のみ補助ブラシ51を取り付け、なじみ工程後、主ブラシ41の整流が安定した後、補助ブラシ51をはずすことも容易となり、コスト低減にもつながる。   Further, since the structure of the main brush device section 40 is not changed, the auxiliary brush 51 can be easily removed. Thereby, in the manufacturing process, the carbon brush film is not generated on the surface of the commutator 35, and the auxiliary brush 51 is attached only during the “familiar operation” in which the commutation spark of the main brush 41 is likely to occur. After the rectification of the main brush 41 is stabilized, it is easy to remove the auxiliary brush 51, leading to cost reduction.

以上の補助ブラシ51は回転方向に対して後方側へθ2傾けた例を示したが、主ブラシ41の中心軸に対して180度対称の位置となる回転方向に対して前方側へ傾けるようにしてもよい。   The above auxiliary brush 51 has been shown to be tilted by θ2 rearward with respect to the rotational direction. However, the auxiliary brush 51 is tilted forward with respect to the rotational direction that is symmetric with respect to the central axis of the main brush 41. May be.

図4に示すように、電気掃除機1001は、掃除機本体1002と、ホース部103と、手元操作スイッチSW等が設けられた操作管104と、伸縮自在に設けられた延長管105と、第2の吸込具106および第1の吸込具107とを備えて構成されている。   As shown in FIG. 4, the electric vacuum cleaner 1001 includes a vacuum cleaner main body 1002, a hose portion 103, an operation tube 104 provided with a hand operation switch SW and the like, an extension tube 105 provided in a telescopic manner, The second suction tool 106 and the first suction tool 107 are provided.

掃除機本体1002は、内部に電動送風機1(図5参照、以下同じ)を備え、操作管104の手元操作スイッチSWを操作すること等によって電動送風機1の運転の強弱切り替えや、第1の吸込具107に設けられた図示しないパワーブラシの入り切り等が行えるようになっている。   The vacuum cleaner main body 1002 includes the electric blower 1 (refer to FIG. 5, the same applies hereinafter) inside, and switches the strength of the operation of the electric blower 1 by operating the hand operation switch SW of the operation tube 104 or the first suction. A power brush (not shown) provided on the tool 107 can be turned on and off.

掃除機本体1002から第1の吸込具107までのホース部103,操作管104,延長管105,第2の吸込具106の内部には、図示しない通風路が設けられており、電動送風機1により発生させた吸引力により吸引された塵埃は、第2の吸込具106,延長管105,操作管104,ホース部103を通じて掃除機本体1002に吸引され、集塵装置111(図5参照、以下同じ)に集塵される。   Inside the hose portion 103, the operation pipe 104, the extension pipe 105, and the second suction tool 106 from the vacuum cleaner main body 1002 to the first suction tool 107, a ventilation path (not shown) is provided. The dust sucked by the generated suction force is sucked into the cleaner main body 1002 through the second suction tool 106, the extension pipe 105, the operation pipe 104, and the hose portion 103, and the dust collector 111 (see FIG. 5; the same applies hereinafter). ) Is collected.

掃除機本体1002の外殻は、下ケース201と上ケース202とによって覆われている。集塵装置111は、掃除機本体1002の前側(接続口1002aが設けられる側)に位置しており、上ケース202の上部には、ハンドル120が一体的に設けられている。また、ハンドル120の前方には、開閉可能な蓋部材130が設けられており、集塵装置111の上部が蓋部材130で開閉可能に塞がれるようになっている。   The outer shell of the cleaner body 1002 is covered with a lower case 201 and an upper case 202. The dust collector 111 is located on the front side of the cleaner body 1002 (the side on which the connection port 1002a is provided), and a handle 120 is integrally provided on the upper part of the upper case 202. In addition, a lid member 130 that can be opened and closed is provided in front of the handle 120 so that the upper portion of the dust collector 111 is closed by the lid member 130 so as to be opened and closed.

図5に示すように、掃除機本体1002は、前端部に、管状の接続口1002aを備えている。掃除機本体1002の前部側には、接続口1002aから吸い込んだ塵埃を分離収集する集塵装置111が備わり、掃除機本体1002の後部側には、集塵装置111に連通して吸引力を発生する電動送風機1が備わる。   As shown in FIG. 5, the cleaner body 1002 includes a tubular connection port 1002 a at the front end. A dust collector 111 that separates and collects the dust sucked from the connection port 1002a is provided on the front side of the cleaner body 1002, and a suction force that communicates with the dust collector 111 is provided on the rear side of the cleaner body 1002. An electric blower 1 is provided.

接続口1002aには、ホース部103に設けられた図示しない継手管が挿入されて保持されるようになっている。接続口1002aの内部には、シール部材が設けられており、シール部材は、継手管と集塵装置111側に設けられた図示しない入口管との気密を保持するようになっている。掃除機本体1002の前部下面(集塵装置111の下方)には、キャスタ102cが設けられている。   A joint pipe (not shown) provided in the hose portion 103 is inserted and held in the connection port 1002a. A sealing member is provided inside the connection port 1002a, and the sealing member is configured to maintain airtightness between a joint pipe and an inlet pipe (not shown) provided on the dust collector 111 side. A caster 102c is provided on the lower surface of the front portion of the vacuum cleaner body 1002 (below the dust collector 111).

集塵装置111は、塵埃分離部111aと塵埃収容部(塵埃収容器)111bとを有して構成されている。塵埃分離部111aは、吸い込んだ空気を旋回させ、遠心分離作用(サイクロン方式)によって塵埃を分離する部分である。塵埃収容部111bは、塵埃分離部111aに連通しており、塵埃分離部111aで分離された塵埃を収容する図示しない集塵かごを内部に備えている。   The dust collector 111 includes a dust separator 111a and a dust container (dust container) 111b. The dust separation part 111a is a part that swirls the sucked air and separates the dust by a centrifugal separation action (cyclone method). The dust container 111b communicates with the dust separator 111a and includes therein a dust collection basket (not shown) that stores the dust separated by the dust separator 111a.

塵埃分離部111aと塵埃収容部111bとは、集塵装置111の軸方向(前後傾斜方向)に配列され、それぞれの向かい合う軸方向端部同士が接続されて空気の通流可能に連通されており、使用者の操作によって容易に分離可能に構成されている。このうち塵埃分離部111aは、掃除機本体1002の前側に配置され、塵埃収容部111bは、塵埃分離部111aよりも掃除機本体1002の斜め後側に配置されている。塵埃分離部111aの前端部には、図示しない開口部が設けられており、その開口部が前記入口管に接続されている。   The dust separation unit 111a and the dust storage unit 111b are arranged in the axial direction (front-rear inclination direction) of the dust collector 111, and are connected to each other in such a manner that their opposite axial ends are connected to each other so that air can flow. It is configured to be easily separable by a user operation. Among these, the dust separation part 111a is arrange | positioned in the front side of the cleaner body 1002, and the dust accommodating part 111b is arrange | positioned in the diagonally back side of the cleaner body 1002 rather than the dust separation part 111a. An opening (not shown) is provided at the front end of the dust separator 111a, and the opening is connected to the inlet pipe.

塵埃分離部111aは、外筒111a1と、この外筒111a1内に設けられ、フィルタ機能を有する内筒111a2とを有している。塵埃分離部111a内において、空気は、図示しない貫通孔を通じて内筒111a2の外側(外筒111a1の内側)から内筒111a2の内側に流れるようになっており、その際、貫通孔を通らない大きなゴミが外筒111a1と内筒111a2との間に分離されるようになっている。この場合、吸込力にもよるが、例えば、1円玉以上の重さを有するゴミは、外筒111a1内において吸い上げられることなく、外筒111a1に残されるようになっている。   The dust separation unit 111a includes an outer cylinder 111a1 and an inner cylinder 111a2 provided in the outer cylinder 111a1 and having a filter function. In the dust separator 111a, air flows from the outside of the inner cylinder 111a2 (inside of the outer cylinder 111a1) to the inside of the inner cylinder 111a2 through a through-hole (not shown). Garbage is separated between the outer cylinder 111a1 and the inner cylinder 111a2. In this case, although depending on the suction force, for example, dust having a weight of 1 yen or more is left in the outer cylinder 111a1 without being sucked up in the outer cylinder 111a1.

これらの外筒111a1と内筒111a2とは、使用者の操作によって容易に分離可能に設けられている。これによって、ゴミ捨て時には、外筒111a1と内筒111a2とを分離することによって、外筒111a1の内部に堆積したゴミを排出することができ、内筒111a2の貫通孔に引っ掛かった髪の毛や糸屑等のゴミがある場合にも、これを容易に除去することができる。   The outer cylinder 111a1 and the inner cylinder 111a2 are provided so as to be easily separable by a user operation. As a result, when the garbage is thrown away, the outer cylinder 111a1 and the inner cylinder 111a2 are separated, whereby the dust accumulated in the outer cylinder 111a1 can be discharged, and the hair and lint caught in the through hole of the inner cylinder 111a2. Even if there is dust such as, it can be easily removed.

このような集塵装置111は、上ケース202の前部に開口した収容室に、左右両側から側壁243で保持されるようにして収容される。   Such a dust collector 111 is accommodated in the accommodation chamber opened at the front portion of the upper case 202 so as to be held by the side walls 243 from both the left and right sides.

側壁243は、集塵装置111に沿うように上ケース202の前部から中央部にかけて上り傾斜状に形成されており、側壁243の上端部には、ハンドル120が一体的に固定されている。   The side wall 243 is formed in an upwardly inclined shape from the front part to the center part of the upper case 202 so as to follow the dust collector 111, and the handle 120 is integrally fixed to the upper end part of the side wall 243.

本発明の整流子電動機は、電気掃除機や、電動工具にも適用できる。   The commutator motor of the present invention can also be applied to a vacuum cleaner or a power tool.

1 電動送風機
2 整流子電動機
3 送風機部
20 固定子
21 固定子鉄心
22 界磁巻線
25 電流供給端子
30 回転子
31 ハウジング側軸受け
32 ファン側軸受け
33 シャフト
34 電機子鉄心
35 整流子
36 電機子巻線
37 整流子片
38 絶縁部
40 主ブラシ装置部
41 主ブラシ
41a 主ブラシ前縁
41b 主ブラシ後縁
42 主ブラシホルダ
43 主ブラシホルダ固定部
44 リード線
45 ターミナル
46 主ブラシ用つる巻きバネ
50 補助ブラシ装置部
51 補助ブラシ
51a 補助ブラシ前縁
51b 補助ブラシ後縁
52 補助ブラシホルダ
53 補助ブラシホルダ固定部
54 補助ブラシ用つる巻きバネ
60 ナット
70 遠心ファン
71 ディフューザ
72 リターンガイド
100 ハウジング
101 エンドブラケット
102 ファンケーシング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric blower 2 Commutator motor 3 Blower part 20 Stator 21 Stator iron core 22 Field winding 25 Current supply terminal 30 Rotor 31 Housing side bearing 32 Fan side bearing 33 Shaft 34 Armature iron core 35 Commutator 36 Armature winding Wire 37 Commutator piece 38 Insulating part 40 Main brush device part 41 Main brush 41a Main brush leading edge 41b Main brush trailing edge 42 Main brush holder 43 Main brush holder fixing part 44 Lead wire 45 Terminal 46 Helical spring 50 for main brush Auxiliary Brush device 51 Auxiliary brush 51a Auxiliary brush leading edge 51b Auxiliary brush trailing edge 52 Auxiliary brush holder 53 Auxiliary brush holder fixing part 54 Auxiliary brush helical spring 60 Nut 70 Centrifugal fan 71 Diffuser 72 Return guide 100 Housing 101 End bracket 102 Fan casing

Claims (4)

交流整流子電動機において、主ブラシと補助ブラシを備え、補助ブラシは整流子の回転方向に対し進み方向に設け、主ブラシの中心線と整流子が接する点をa、補助ブラシの中心線と整流子が接する点をb、整流子の中心点をcとしたとき、線acと線cbのなす角度∠acbをθ1としたとき、主ブラシの中心線と補助ブラシの中心線のなす角度θ2は、θ2>θ1とすることを特徴とする交流整流子電動機。   The AC commutator motor is provided with a main brush and an auxiliary brush, the auxiliary brush is provided in a forward direction with respect to the rotation direction of the commutator, a is a point where the center line of the main brush and the commutator are in contact with the center line of the auxiliary brush When the point where the child contacts is b and the center point of the commutator is c, the angle θ2 between the center line of the main brush and the auxiliary brush is θ2 when the angle ∠acb between the line ac and the line cb is θ1. , Θ2> θ1, and an AC commutator motor. 交流整流子電動機において、主ブラシと補助ブラシを備え、補助ブラシは整流子の回転方向に対し進み方向に設け、主ブラシの中心線と整流子が接する点をa、補助ブラシの中心線と整流子が接する点をb、整流子の中心点をcとしたとき、線acと線cbのなす角度∠acbをθ1としたとき、主ブラシの中心線と補助ブラシの中心線のなす角度θ2は、θ2>θ1とし、補助ブラシを保持するブラシホルダを取り外し可能としたことを特徴とする交流整流子電動機。   The AC commutator motor is provided with a main brush and an auxiliary brush, the auxiliary brush is provided in a forward direction with respect to the rotation direction of the commutator, a is a point where the center line of the main brush and the commutator are in contact with the center line of the auxiliary brush When the point where the child contacts is b and the center point of the commutator is c, the angle θ2 between the center line of the main brush and the auxiliary brush is θ2 when the angle ∠acb between the line ac and the line cb is θ1. , Θ2> θ1, and a brush holder that holds the auxiliary brush is removable. 請求項1または2に記載の整流子電動機と、送風機とを備えることを特徴とする電動送風機。   An electric blower comprising the commutator electric motor according to claim 1 or 2 and a blower. 電動送風機及び集塵部を有する掃除機本体と、一端が前記掃除機本体に接続されたホースと、一端が前記ホースの他端に接続される手元操作部と、一端が該手元操作部の他端に接続される延長管と、前記延長管の他端に接続される吸込具と、を備えた電気掃除機において、
前記電動送風機は、交流整流子電動機と、送風機とを備え
前記交流整流子電動機は、主ブラシと補助ブラシを備え、補助ブラシは整流子の回転方向に対し進み方向に設け、主ブラシの中心線と整流子が接する点をa、補助ブラシの中心線と整流子が接する点をb、整流子の中心点をcとしたとき、線acと線cbのなす角度∠acbをθ1としたとき、主ブラシの中心線と補助ブラシの中心線のなす角度θ2は、θ2>θ1とすることを特徴とする電気掃除機。
A vacuum cleaner body having an electric blower and a dust collector, a hose with one end connected to the vacuum cleaner body, a hand operating part with one end connected to the other end of the hose, and one end other than the hand operating part In a vacuum cleaner comprising: an extension pipe connected to the end; and a suction tool connected to the other end of the extension pipe;
The electric blower includes an AC commutator motor and a blower. The AC commutator motor includes a main brush and an auxiliary brush, and the auxiliary brush is provided in a traveling direction with respect to the rotation direction of the commutator, and the center line of the main brush And a point where the commutator is in contact with a, b is a point where the commutator is in contact with the center line of the auxiliary brush, c is a center point of the commutator, and an angle ∠acb formed between the line ac and the line cb is θ1, An electric vacuum cleaner characterized in that an angle θ2 formed by the center line of the main brush and the center line of the auxiliary brush satisfies θ2> θ1.
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