[发明专利]换向器电动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种在家庭用吸尘器、电动工具等中使用的换向器电动机(commutator motor)。

背景技术

以往，已知换向器电动机利用由螺旋弹簧或涡卷弹簧等构成的电刷按压装置将电刷(brush)按压至换向器(commutator)以使电刷与换向器接触通电。此时，电刷与换向器容易发生由在通电时两者之间产生火花(spark)所引起的电磨损、由两者的滑动所引起的机械磨损。因此，随着换向器电动机的使用时间的增加而电刷磨损恶化，从而电刷的长度逐渐变短。由于受到随着从该换向器电动机的使用初期至使用末期而电刷长度变短这样的经时变化的影响，弹簧与电刷的接触位置变化，从而弹簧按压电刷的载荷发生变化。即，在使用初期按压载荷大，在使用末期逐渐变小。然而，该按压载荷有最优值，无论按压载荷过大还是过小，都会加速电刷磨损的恶化。

作为用于解决上述问题的公知例，公开了一种以将电刷与换向器之间的按压载荷保持为固定的最优值来减少电刷磨损为特征的带电刷按压装置的电动机(例如参照专利文献1)。

然而，电刷与换向器之间的按压载荷的最优值从使用期间的初期到末期一直变化，并不是固定的。因此，在专利文献1所记载的使按压载荷固定的电刷按压装置中，难以充分地抑制电刷磨损。

图5中示出换向器电动机的使用时间和电刷与换向器之间的最优按压载荷的关系。电刷与换向器之间的最优按压载荷从电刷的长度长的使用初期到电刷长度短的使用末期有增加的趋势。这是由于以下的原因。在使用初期，换向器的劣化未发生，由电刷的颤动(chattering)引起的火花磨损小，因此与提高按压载荷来抑制火花磨损的情况相比，降低按压载荷来抑制机械磨损的情况下电刷磨损量更少。另一方面，在使用末期，换向器发生劣化，换向器片间的高度差变大，因此由电刷的颤动引起的火花磨损变大，与降低按压载荷来抑制机械磨损的情况相比，在提高按压载荷来抑制火花磨损的情况下电刷磨损量更少。从该情况可知，在以往的将按压载荷保持为固定的规定值的电刷按压装置的机构中，难以充分地抑制电刷磨损。

专利文献1：日本特开平2-214443号公报

发明内容

本发明所涉及的换向器电动机具有：被固定于转子的换向器；与换向器相接触地滑动的电刷；以及将电刷按压至换向器的电刷按压装置，该换向器电动机的特征在于，随着电刷磨损而长度变短，电刷按压装置使按压载荷增加。

由此，通过与换向器电动机的从使用初期至使用末期的经时变化相应地保持最优的按压载荷，电刷的磨损恶化得以抑制，因此能够实现换向器电动机的长寿命化。

附图说明

图1是从旋转轴方向示出本发明的实施方式1所涉及的换向器电动机的电刷与换向器的接触部的概要横截面图。

图2是表示本发明的实施方式1所涉及的作用点P1针对于载荷方向的位移与载荷的关系的图。

图3是从旋转轴方向示出本发明的实施方式2所涉及的换向器电动机的电刷与换向器的接触部的概要横截面图。

图4是表示本发明的实施方式2所涉及的作用点P2针对于载荷方向的位移与载荷的关系的图。

图5是表示换向器电动机的使用时间和电刷与换向器之间的按压载荷的关系的图。

具体实施方式

(实施方式1)

下面，根据图1和图2说明本发明的实施方式1。图1是本发明的实施方式1所涉及的换向器电动机的设置有电刷1和换向器2的位置的概要横截面图。图2是表示本发明的实施方式1所涉及的作用点P1针对于载荷方向的位移与载荷的关系的图。

如图1所示，电刷1通过包括发条弹簧3和电刷推压弹簧4的电刷按压装置在作用点P1处被施加了按压载荷F。发条弹簧3使用逆变动载荷型发条弹簧，与电刷推压弹簧4相组合。作用点P1针对于载荷方向的位移与载荷具有图2所示的关系。此时，设定成：电刷1的长度长的使用初期相当于L1的位置，电刷1磨损而长度变短的使用末期变为L2的位置。在此，电刷1由碳电刷(carbon brush)构成。

通过这样，在电刷1的长度长的使用初期，由于电刷1与换向器2之间的按压载荷F小，因此机械磨损变少。在电刷1的长度长的使用初期，换向器的劣化未发生，由电刷1的颤动引起的火花磨损小。因此，与提高按压载荷F来抑制颤动的情况相比，在降低按压载荷F来减少机械磨损的情况下电刷1的磨损量更少。