JP2018059451A - 電動送風機および電気掃除機 - Google Patents
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Abstract
【課題】接着強度を安定させた高い信頼性の電動送風機および電気掃除機を提供する。【解決手段】回転自在に設けられたシャフトと、前記シャフトの一端部に一体成形される希土類系のボンド磁石と、を有するロータを備え,前記ロータは、前記シャフトの他端部に取り付けられるインペラと、前記ボンド磁石と前記インペラとの間において前記シャフトに取り付けられるベアリングと、を有し、前記ベアリングを支持するベアリングカバーが設けられるハウジングを備え、前記ベアリングカバーは、前記ベアリングの外周Dbとのクリアランスを有する接着部内径Ddを備え(Dd>Db)、前部開口端の内径には前記接着内径Ddよりも大きい段差部内径Deを備える(De>Dd)。【選択図】図6
Description
本発明は、電動送風機および電気掃除機に関する。
一般に、電気掃除機に用いられる電動送風機として、振動や騒音を低減するために、DCブラシレスモータを用いたものが知られている。
従来技術として、例えば、特開2015-232276号公報(特許文献1)に開示されているものがある。特許文献1に開示されている電動送風機は、回転自在に設けられたシャフトと、シャフトに対して一体成形される希土類系のボンド磁石と、を有するロータを備える構成としており、ロータ組立体は、シャフト、ロータコア、ベアリング組立体、インペラを備えている。インペラの外径をDiとし、ベアリングの外径をDbとし、ベアリングカバーの最小内径をDcとし、希土類ボンド磁石の外径をDmとしたときに、Di>Db>Dc>Dmの関係を満たす構成としている。
特許文献1の電動送風機では、ベアリングは、ベアリングカバーに対して接着剤によって固定することができると記載されている。構造を小型とする場合、、それぞれの部品の寸法公差が小さく、嵌め合いのクリアランスが微小となり、組立てが難しくなる恐れがある。例えば、ロータ組立体の挿入時、ベアリング外周の接着剤が、ベアリングカバー内周部分と接触することで、接着剤の一部が削ぎ落され、接着場所の塗布量が不足してしまい、接着強度が低下する恐れがある。
本発明は、前記従来の問題を解決するものであり、接着強度を安定させた高い信頼性の電動送風機および電気掃除機を提供することを目的とする。
本発明の電動送風機は、回転自在に設けられたシャフトと、前記シャフトの一端部に一体成形される希土類系のボンド磁石と、を有するロータを備え,
前記ロータは、前記シャフトの他端部に取り付けられるインペラと、前記ボンド磁石と前記インペラとの間において前記シャフトに取り付けられるベアリングと、を有し、前記ベアリングを支持するベアリングカバーが設けられるハウジングを備え、前記ベアリングカバーは、前記ベアリングの外周Dbとのクリアランスを有する接着部内径Ddを備え(Dd>Db)、前部開口端の内径には前記接着内径Ddよりも大きい段差部内径Deを備える(De>Dd)。
前記ロータは、前記シャフトの他端部に取り付けられるインペラと、前記ボンド磁石と前記インペラとの間において前記シャフトに取り付けられるベアリングと、を有し、前記ベアリングを支持するベアリングカバーが設けられるハウジングを備え、前記ベアリングカバーは、前記ベアリングの外周Dbとのクリアランスを有する接着部内径Ddを備え(Dd>Db)、前部開口端の内径には前記接着内径Ddよりも大きい段差部内径Deを備える(De>Dd)。
また、本発明の電気掃除機は、前記電動送風機を備えて構成されることを特徴とする。
本発明によれば、ベアリングカバーは、ベアリングの外周Dbとの微小なクリアランスを保った接着部内径Dd(Dd>Db)を形成し、前部開口端の内径には前記接着内径Ddよりも大きい段差部内径Deを形成(De>Dd)し、接着溜り部を設けたので、ベアリング外周に塗布した接着剤が挿入時に削ぎ落されても、その段差部に接着剤が溜まることになるので、ベアリングカバーとベアリングの接着強度を確保することができる。
本発明によれば、接着強度を安定させた高い信頼性の電動送風機および電気掃除機を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。なお、電動送風機において、「前、後」を言うときは、図3に示す方向を基準としている。
図1に示すように、電気掃除機1は、掃除機本体2と、ホース3と、手元操作SW等が設けられた操作管4と、継手管としての延長管5と、第1、第2の吸込具6、7とを備えて構成されている。
掃除機本体2の内部には、図2に示すように、吸引力を発生させる電動送風機10や、集塵室2cに配置され、電動送風機10の吸引力で吸い込まれた塵埃を捕集する紙パック8(捕集部材)、さらには、紙パック8で塵埃を取り除かれた空気が通過するフィルター9等が配置されている。
電動送風機10は、掃除機本体2の電動送風機室2aに防振ゴム2bを介して収容される。図3に示すように、電動送風機10は、ハウジング20、ロータ組立体(ロータ)30、ステータ組立体40を備えている。
〔ハウジング〕
図3に示すように、ハウジング20は、合成樹脂製であり、ロータ組立体30を支持する支持部21を有している。支持部21は、略円筒状を呈しており、ハウジング20の前部の内側に位置している。支持部21の内側には、金属製からなる略円筒形状のベアリングカバー22が固定されている。ベアリングカバー22は、ハウジング20(支持部21)に一体成形されている。本実施形態では、ベアリングカバー22をインサート品とするインサート成形によりハウジング20を形成している。ベアリングカバー22の内面には、ロータ組立体30に備わるベアリング36,37が内嵌される(支持される)。
図3に示すように、ハウジング20は、合成樹脂製であり、ロータ組立体30を支持する支持部21を有している。支持部21は、略円筒状を呈しており、ハウジング20の前部の内側に位置している。支持部21の内側には、金属製からなる略円筒形状のベアリングカバー22が固定されている。ベアリングカバー22は、ハウジング20(支持部21)に一体成形されている。本実施形態では、ベアリングカバー22をインサート品とするインサート成形によりハウジング20を形成している。ベアリングカバー22の内面には、ロータ組立体30に備わるベアリング36,37が内嵌される(支持される)。
支持部21の前端部には軸方向に延在するねじ穴21aが形成されている。ねじ穴21aには固定ねじ21bが螺合可能である。支持部21の前端部には、固定ねじ21bの螺合によってディフューザ25(静翼)が固定設置されている。
ハウジング20の後部の外周面には、径方向に延在する延在部23が形成されている。
延在部23は、ハウジング20の周囲に装着される外ケース26の後端部を支持している。ハウジング20の後部内空には、ステータ組立体40が配置される空間が形成されている。
延在部23は、ハウジング20の周囲に装着される外ケース26の後端部を支持している。ハウジング20の後部内空には、ステータ組立体40が配置される空間が形成されている。
〔ロータ組立体〕
ロータ組立体30は、図5(a)(b)に示すように、シャフト31、ロータコア32、ベアリング組立体33、インペラ34を備えている。ロータコア32、ベアリング組立体33、インペラ34は、シャフト31に取り付けられている。
ロータ組立体30は、図5(a)(b)に示すように、シャフト31、ロータコア32、ベアリング組立体33、インペラ34を備えている。ロータコア32、ベアリング組立体33、インペラ34は、シャフト31に取り付けられている。
シャフト31は、前後方向に延在しており、段付き円柱状に形成されている。ロータコア32は、シャフト31の一端部である後部31a周りに形成されており、希土類系のボンド磁石からなる。希土類系のボンド磁石は、希土類系磁性粉末と有機バインダーとを混合して作られる。希土類系のボンド磁石としては、例えば、サマリウム鉄窒素磁石等を用いることができる。
ロータコア32は、シャフト31に一体成形されている。本実施形態では、インサート成形によりロータコア32を成形している。つまり、ロータコア32は、シャフト31に対して従来のような接着剤の介在による隙間を有することなく一体に形成されている。なお、サマリウム鉄窒素磁石は、通常の(焼結型)フェライト磁石と比較しても磁力が強く、加工も容易であるので、小型で高速に回転することが要求される電気掃除機1の電動送風機10として好適である。
なお、シャフト31の後部31aの外周面には、ローレット加工が施されている。ローレット加工によって、ロータコア32をシャフト31に強力に結合することができる。
ベアリング組立体33は、ロータ組立体30をハウジング20に固着させるための部材であり、ロータコア32とインペラ34との間に配置される。ベアリング組立体33は、一対のベアリング36,37と、スペーサ38と、ばね39とを備えている。
一対のベアリング36,37は同一のものを用いている。スペーサ38は、円筒形であり一対のベアリング36,37を予め設定された距離に隔てる役割をなす。ばね39は、スペーサ38を包囲するコイルばねであり、圧縮された状態で配置され、各ベアリング36,37の外輪にそれぞれ当接して予圧を付与している。
インペラ34は、合成樹脂製であり、シャフト31の他端側である前部に直結されている。インペラ34は、遠心力を利用する遠心型羽根車であり、高速回転になるとインペラ34内で圧力上昇が大きくなり、外ケース26の蓋部26bに開口形成された吸込部26cから空気を吸い込む。吸い込まれた空気は、インペラ34(図3,図4参照)を通じて外周側に高速の空気流となって吐出される。インペラ34から吐出された空気流は、ディフューザ25に導かれる。ディフューザ25は、インペラ34から吐出された空気流を外周方向に導くディフューザ流路を形成している。ディフューザ流路を通過した空気流は、図4に示すように、ハウジング20と外ケース26(胴部26a)との空間S1に導かれ、導出口23aから電動送風機10の外部に導出される。導出口23aは、ハウジング20の延在部23に形成されている。
なお、空間S1に導かれた空気流は、ハウジング20のスリットS2を通じてハウジング20内に流入し、ロータコア32とステータ組立体40との間や、ステータ組立体40の図示しない導線の間を通じて、電動送風機10の外部に導出される。これによって、ハウジング20内の各部が冷却される。
インペラ34の中心部には、焼結等により形成された金属製の支持スリーブ34aが取り付けられている。支持スリーブ34aは、シャフト31が圧入される内周面を有している。このような支持スリーブ34aはインペラ34にインサート成形されている。インペラ34は、支持スリーブ34aにシャフト31を圧入することで、シャフト31の前部に固着される。
〔ステータ組立体〕
ステータ組立体40は、図3に示すように、ハウジング20の後部内空に配置される。
ステータ組立体40は、ロータコア32の対向側に配置されたステータコア41を備える。ステータコア41の周りには、図示しない導線が巻かれ、一緒になって相巻線を形成する。相巻線は、電動送風機10に備わる図示しない回路部に電気的に接続される。
ステータ組立体40は、図3に示すように、ハウジング20の後部内空に配置される。
ステータ組立体40は、ロータコア32の対向側に配置されたステータコア41を備える。ステータコア41の周りには、図示しない導線が巻かれ、一緒になって相巻線を形成する。相巻線は、電動送風機10に備わる図示しない回路部に電気的に接続される。
以上のような電動送風機10において、図6に示すように、インペラ34の外径(底部34cの外径)をDiとし、ベアリング36,37の外径をDbとし、ベアリングカバー22の最小内径をDcとし、ロータコア32の外径をDmとしたときに、これらの関係が、Di>Db>Dc>Dmとなるように設定されている。
このように、インペラ34の外径Diよりもベアリング36,37の外径Dbが小さく、外径Dbよりもベアリングカバー22の最小内径Dc(一端開口22aの開口縁22bの内径、図6(b)参照)が小さく、さらに最小内径Dcよりもロータコア32の外径Dmが小さくなっているので、ベアリングカバー22内に挿入されたロータコア32は、一端開口(後部開口)22a(図3参照)の最小内径Dcの部分を通り抜けて、ステータ組立体40の内側に挿通される。
ベアリングカバー22は、一端開口(後部開口)22aと、開口縁22bと、接着部22dと、段差部22cと、他端開口(前部開口)22eと、を備える。接着部22dは、ベアリング36,37の外周Dbとの微小なクリアランスを有する接着部内径Ddを備える(Dd>Db)。段差部22cは、他端開口(前部開口)22eから接着部22bまでの間に設けられ、前記接着部内径Ddよりも大きい段差部内径Deを備える(De>Dd)。この段差部22cを接着溜り部として設けている。本実施例では、ベアリングカバー22の接着部内径Ddとベアリング36,37の外周Dbとのクリアランスは0.025mm、ベアリングカバー22の接着部内径Ddと段差部22cの段差部内径Deは0.025mm、段差部22の軸方向の長さはベアリング36,37の軸方向の長さの約半分としている。
これとともに、ベアリング組立体33が、ベアリングカバー22内に挿入され、後部側のベアリング36がベアリングカバー22の開口縁22bに内側(前側)から当接して、開口縁22bに位置決めされる(図6(c)参照)。
一方、前部側のベアリング37は、ベアリングカバー22の他端開口(前部開口)の段差部22cの一部と接着部22dの一部に位置する。
次に、ロータ組立体30の製造および組み付けについて説明する。
はじめに、図7(a)に示すように、インサート成形によってシャフト31の後部31aにロータコア32を一体成形する。この際、磁界を掛けながらインサート成型することで、ロータコア32へ着磁のための配勾を持たせる。また、これとは別に支持スリーブ34aをインサート品とするインサート成形によってインペラ34を成形する。
その後、図7(b)に示すように、シャフト31の中央外周面31cにベアリング組立体33を取り付ける。この場合、後部側のベアリング36をシャフト31に圧入固定し、スペーサ38とばね39とを組み付けた後に、前部側のベアリング37を圧入固定する。
後部側のベアリング36はシャフト31の突状部31bによって所定位置に位置決めされる。
後部側のベアリング36はシャフト31の突状部31bによって所定位置に位置決めされる。
その後、図7(c)に示すように、スペーサ35を介在させてシャフト31の前部をインペラ34の支持スリーブ34aに圧入し、締りバメにてインペラ34をシャフト31に固定する。インペラ34は、支持部34bの内面がシャフト31の前部の傾斜部31e、小径部31dに当接してシャフト31の前部に位置決めされる。
以上によってロータ組立体30が組み立てられる。
なお、図5(b)に示すように、支持スリーブ34aは、インペラ34の底部34cに近い位置に配置されてシャフト31に固着される。これによって、底部34cとシャフト31の中心との交点Y1を中心として生じるおそれのあるブレ(図中矢印X1方向のインペラ34のブレ)が好適に抑えられる。
次に、ロータ組立体30の回転バランスを調整する。調整には、専用の治具を用い、ロータ組立体30を実際に高速で回転させてバランスを見る。例えば、アンバランス部分を削る等してバランスを調整する。また、この時点でまだ着磁を行っていないため、ロータコア32を削り、バランスを取ることも可能である。
バランスを調整し終えたら、着磁を行い、ロータコア32に磁力を持たせる。着磁を終えたら、ハウジング20にロータ組立体30を組み込む。つまり、ロータ組立体30は、バランスを調整されてからハウジング20に組み込まれるので、バランスがよい状態を維持したまま、電動送風機10を組み立てることができる。
なお、ハウジング20には、図6(a)に示すように、ディフューザ25を予め固定しておき、ディフューザ25を通じてロータ組立体30をハウジング20に挿入する。
ロータ組立体30とベアリングカバー22とは、前記したように、インペラ34の外径Diよりもベアリング36,37の外径Dbが小さく、外径Dbよりもベアリングカバー22の最小内径Dcが小さく、さらに最小内径Dcよりもロータコア32の外径Dmが小さくなっているので、ロータ組立体30をハウジング20(ベアリングカバー22)にスムーズに組み付けることができる(図6(c)参照)。
ベアリング36,37は、ベアリングカバー22に対して接着剤によって固定することができる。
ベアリング36,37とベアリングカバー22の接着作業は次のように行う。
前部側のベアリング37の外周面に接着剤を塗布し、ロータ組立体30をベアリングカバー22に挿入し、後部側のベアリング36がベアリングカバー22の開口縁22bに内側(前側)から当接して、開口縁22bによって位置決めされ、硬化開始される。
このとき、ベアリング36、37の外周とベアリングカバー22とのクリアランスを0.025mmと小さいものとする場合、ロータ組立体30を斜めに挿入してしまった場合など、ベアリング36,37の外周面に塗布した接着剤の一部を削ぎ落し、接着強度にばらつきが生じる恐れがある。
しかし、本実施形態の電動送風機10によれば、ベアリングカバー22の一端側に段差を設けて段差部(接着溜り部)22cを形成したので、ベアリング37の外周に塗布した接着剤の一部が挿入時に削ぎ落されても、その段差部22cに接着剤が溜まり、段差部22cでのベアリング37とベアリングカバー22との硬化と、接着部22dでのベアリング37とベアリングカバー22との硬化が行われることになるため、ベアリングカバー22とベアリング37の接着強度を確保することができる。
なお、後部側のベアリング36の接着は、ベアリングカバー22の開口縁22bの切欠き部から、接着剤を滴下して浸透させ、自然放置により硬化を行うため、接着剤が削ぎ落とされる恐れはない。
したがって、接着強度を安定させた高い信頼性の電動送風機10および電気掃除機を提供することができる。
なお、段差部22cの軸方向の長さは、ベアリング37の軸方向の長さの約半分であるため、軸心がずれることもない。したがって、振動および騒音の低減を図ることができる電動送風機10が得られる。
また、ベアリングカバー22の段差部22cの表面粗さを大きくしてもよい。表面粗さを大きくすることにより、接着面積を増加することができ、強力に接着することができるので、ベアリングカバー22に対するロータ組立体30の位置ずれを防止できる。
1 電気掃除機
10 電動送風機
20 ハウジング
22 ベアリングカバー
22C 段差部
30 ロータ組立体(ロータ)
31 シャフト
32 ロータコア(ボンド磁石)
33 ベアリング組立体
34 インペラ
36、37 ベアリング
40 ステータ組立体
41 ステータコア
Di インペラの外径
Db ベアリングの外径
Dc ベアリングカバーの最小内径
Dd ベアリングカバーの接着面内径
De ベアリングカバーの段差部内径
Dm ロータコアの外径
10 電動送風機
20 ハウジング
22 ベアリングカバー
22C 段差部
30 ロータ組立体(ロータ)
31 シャフト
32 ロータコア(ボンド磁石)
33 ベアリング組立体
34 インペラ
36、37 ベアリング
40 ステータ組立体
41 ステータコア
Di インペラの外径
Db ベアリングの外径
Dc ベアリングカバーの最小内径
Dd ベアリングカバーの接着面内径
De ベアリングカバーの段差部内径
Dm ロータコアの外径
Claims (2)
- 回転自在に設けられたシャフトと、前記シャフトの一端部に一体成形される希土類系のボンド磁石と、を有するロータを備え,
前記ロータは、前記シャフトの他端部に取り付けられるインペラと、前記ボンド磁石と前記インペラとの間において前記シャフトに取り付けられるベアリングと、を有し、
前記ベアリングを支持するベアリングカバーが設けられるハウジングを備え、
前記ベアリングカバーは、前記ベアリングの外周Dbとのクリアランスを有する接着部内径Ddを備え(Dd>Db)、前部開口端の内径には前記接着内径Ddよりも大きい段差部内径Deを備える(De>Dd)電動送風機。 - 請求項1に記載の電動送風機を備えた電気掃除機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016197714A JP2018059451A (ja) | 2016-10-06 | 2016-10-06 | 電動送風機および電気掃除機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016197714A JP2018059451A (ja) | 2016-10-06 | 2016-10-06 | 電動送風機および電気掃除機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018059451A true JP2018059451A (ja) | 2018-04-12 |
Family
ID=61908310
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016197714A Pending JP2018059451A (ja) | 2016-10-06 | 2016-10-06 | 電動送風機および電気掃除機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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-
2016
- 2016-10-06 JP JP2016197714A patent/JP2018059451A/ja active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A521 | Written amendment |
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RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
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