JP6843688B2 - 電動送風機及びそれを搭載した電気掃除機 - Google Patents
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Description
掃除機本体100は保持部102から取り外しハンディ掃除機として使用することができ、掃除機本体100には本体ブリップ部110と吸口開口111が備えられている。112(図12)はハンディ掃除機として使用するときの電動送風機200の入切を行う本体スイッチ部である。なお、本体スイッチ112は掃除機本体100を保持部102に取り付けているときでも操作することができる。
遠心羽根車1は熱可塑性樹脂製で、回転軸4に直結されている。ここで、本実施例では、回転翼である遠心羽根車1を回転軸4に圧入固定しているが、回転軸4の端部にねじを設け、遠心羽根車1を固定ナットを用い固定しても良い。
ステータ7はロータコア6の外周側に配置されハウジング5に固定ねじ8で固定されている。ステータ7は電磁鋼板を回転軸方向に積層し形成したステータコア9(図2)と、ステータコア9の周りに2つの巻枠10、11が配置され、巻枠10、11を介して界磁巻線12が巻かれている。界磁巻線12は、電動送風機200に備わる図示しない回路部に電気的に接続される。巻枠11の端部には巻枠11同士を固定する接続部材13(図5)が挿入固定されている。
ディフューザ羽根3aがファンケーシング2の気密保持部材2bに食い込むことで、ファンケーシング2とディフューザ羽根3aとの気密性が保持される。これによって、案内翼3のディユーザ羽根3a間での漏れを防止することができ、送風機効率を向上させることができる。なお、本実施例では羽根付ディフューザを用いているが、羽根無しディフューザとしても良い。
また、各分割コア26のカシメ部27をヨーク部28の両端側とポール部29の3箇所に設けることで、分割コア26単体の剛性が向上する。各分割コア26の周方向端部の略四角形状の溝部32と、略四角形状の突起部33により、分割コア26同士を強固に連結することができ、溶接等を必要とせずに一体型のステータコア9の剛性を高くすることができる。ここで、本実施例では、分割コア26の周方向端部は略四角形状の溝部32と略四角形状の突起部33によって連結しているが、略台形形状、略三角形形状や略楕円形状などにしても良く、分割コア26同士を強固に連結することができれば良い。
次に図3、図4を用い、本発明に係る一実施例のステータ7について説明する。本発明に係る一実施例の分割コア26の周りには、2つの巻枠10、巻枠11が配置されている。巻枠10、巻枠11は絶縁性を有する合成樹脂材であり、界磁巻線12が分割コア26と直接接触するのを防止するように嵌合される。なお、図3(a)に示す分割コア26は、積層した電磁鋼板を一体化して表示している。
巻枠10は、図3(a)に示す矢印Aの示す方向から分割コア26のヨーク部28の内径側の内周面28a及び上面28bの内径側の一部と、ポール部29の側面29a及び上面29bと、ティース部30の側面30a及び上面30bを覆うように一体で成形される。また、巻枠10には界磁巻線12を巻くときの巻線ガイド35が形成されている。
巻枠10、11には、それぞれ巻線ガイド35、36が形成されており、界磁巻線12をポール部29に巻くときのガイドとなり、界磁巻線12がティース部30側にはみ出すのを防止し、界磁巻線12を強い張力で巻くことが可能となる。
分割コア26に界磁巻線12を巻き、その後分割コア26(図3(c))同士を嵌合することでステータ7(図4)を形成する。図4に示すように、ステータ7のティース部30や、巻線ガイド35、36は略円筒形状をしている。図1(b)に示すように、略円筒形状の巻線ガイド35の内径側には軸受カバー17が配置され、略円筒形状の巻線ガイド36の内径側にはバランス調整用のリング18が配置される。各ティース部30、各巻線ガイド35及び、各巻線ガイド36はそれぞれ隙間Cを有して形成されている。本実施例ではステータ7は3スロットとしているが、これに囚われることはなく、4スロットや6スロットなどスロット数を多くしても良く、ロータコア6の磁極数とスロット数を適正に設定すれば良い。
次に図5、図6を用い、本発明に係る一実施例の接続部材13について説明する。本実施例では、図5に示す接続部材13は、略円筒形状の巻線ガイド36の端部に配置固定されている。接続部材13は円環状の支持部38の端面38aに連結部39が形成され、連結部39の側面39aには略三角形状の固定部40が形成されている。接続部材13は非磁性の合成樹脂材で、ポリブチレンテレフタレータ樹脂(PBT)、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)や、それらにガラス繊維が含まれているものなどで一体成形されている。
連結部39は略矩形の平板であり、巻線ガイド36同士の隙間C(図4(c)参照)に挿入し、巻線ガイド36同士を周方向に接続して固定する。固定部40の内径側の固定面40aは巻線ガイド36の外径と接続して固定するように円弧状に形成され、界磁巻線12が巻かれているところには、界磁巻線12を配置できるように、つまり固定部40間が空間となるように固定部40を略三角形状としている。
連結部39の支持部38側の厚さt1は、連結部39の先端の厚さt2よりも大きくしている。また、支持部38側の厚さt1は、巻線ガイド36同士の隙間Cよりもおよそ0.1〜0.3mm大きくしている。連結部39の厚さをt1>t2としているため、金型から成形品をスムーズに離型されるのに好適である。また、巻線ガイド36の隙間Cに接続部材13を挿入するとき円滑に挿入できる。
さらに、支持部38側の厚さt1は、巻線ガイド36同士の隙間Cよりもおよそ0.1〜0.3mm大きくしているため、巻線ガイド36の端面と支持部38の端面38aが接触した時には巻線ガイド36が外径側に広げられるため、巻線ガイド36の外径と固定部40の内面40aが密着し、しっかりと接続部材13を保持することができる。
これにより、巻線ガイド36の周方向と半径方向を強固に拘束することができる。さらに、巻枠11の回転軸方向端面と接続部材13の端面38aが接続して固定できるため、巻線ガイド36の回転軸方向も拘束することができる。
なお、本実施例では固定部40を略三角形状としているが、これに囚われることはなく、界磁巻線12に干渉しなければ、略四角形状などとしても良く、固定部40の内面40aと巻線ガイド11の外径がほぼ一致した曲率を有し、接続部材13と巻線ガイド11とが密着できれば良い。
電動送風機200を運転すると、ロータコア6とステータ7のティース部30との間に発生する電磁力により、ステータ7のティース部30に吸引力と反発力が発生し、ロータコア6の回転に伴ってティース部30に周期的に変化する力が加えられる。この周期的に変化する力よってステータコア9が振動し回転周波数の高調波(回転周波数の整数倍)騒音が発生し易い。
本実施例では、巻枠10、11は、ステータコア9に強く密着されて形成されており、接続部材13で巻線ガイド36の半径方向と、周方向及び、回転軸方向を拘束することができ、ステータ7の振動を抑えることができ、回転周波数の高調波騒音を低減することができる。
また、1部品で成形される接続部材13を巻枠11に取り付けるため、ステータ7を組立てた後(図4)や、電動送風機200として組立てた後に接続部材13を簡単に取り付けることができるため、特別な生産設備を必要とせず組立性が良好である。よって、簡単な構造でステータ部から発生する振動を抑制し、騒音の低減を図ることができる。
また、接続部材13は非磁性の合成樹脂材で製作されているため、ロータコア6の磁石による吸引力の影響を受けることが無く、組立性に優れた低騒音の電動送風機を得ることができる。
従来例では、電動送風機200を運転すると、ステータ7のティース部30に周期的に変化する電磁加振力よってステータコア9が振動し、ステータコア9に密着して取り付けられている各巻枠11が振動し騒音が発生していた。しかし、本実施例では、1部品で出来た接続部材13により各巻枠11の巻線ガイド36を周方向と、径方向及び回転軸方向を拘束して一体化することができ、巻線ガイド36の剛性が高くなり、騒音を低減することができる。特に、回転周波数の高調波騒音を低減することができ、聴感上良好な電動送風機200を得ることができる。
さらに、巻枠10、11には、それぞれ巻線ガイド35、36が形成されており、界磁巻線12がティース部30側にはみ出すのを防止し、界磁巻線12を強い張力で巻くことができ、分割コア26と巻枠10、巻枠11を強く密着させ一体化させることができる。
また、接続部材13の支持部38側の連結部39の厚さt1は、巻線ガイド36同士の隙間Cよりもおよそ0.1〜0.3mm大きく、連結部39の先端の厚さt2は、t1よりも小さくしているため、金型から接続部材13をスムーズに離型させることができる。
さらに、巻線ガイド36の隙間Cに接続部材13を挿入するとき円滑に挿入でき、接続部材13の固定部40の内面40aと巻線ガイド36の外径が密着し、しっかりと接続部材13を保持すると共に、巻線ガイド36の周方向と、半径方向及び回転軸方向を強固に拘束し一体化することができる。このため、巻線ガイド36の剛性が高くなり、ステータ7からの騒音を低減することができ、特に回転周波数の高調波騒音を低減でき、聴感上良好な電動送風機200を得ることができる。
連結部42の厚さt1は、連結部39の先端の厚さt2よりも大きくしている。また、連結部42の厚さt1は、巻線ガイド36同士の隙間Cよりもおよそ0.1〜0.3mm大きくしている。連結部42の厚さをt1>t2としているため、金型から成形品をスムーズに離型されるのに好適である。
図8に示す接続部材41においても、巻線ガイド36の周方向と径方向の拘束を行うことができ、ステータ7からの騒音を低減でき、特に回転周波数の高調波騒音を低減することができる。
次に、巻枠10側に他の接続部材44を取り付けた場合について、図9、10を用い説明する。図9(a)は巻枠10側に接続部材44を取り付けたステータ7の外観斜視図、(b)は(a)に示すステータ7の断面図、図10(a)は接続部材44の外観斜視図、(b)は接続部材44の断面図である。図9において、図4に示した最初の実施例形態例で用いるステータ7と同一部分は同一符号で示すので、再度の説明は省略する。
図9に示す接続部材44は略円筒形状の巻線ガイド35の内部に配置固定され、巻枠35を介してステータ7のティース部30の隙間Cを繋ぎ固定するようにしている。接続部材44は、巻枠10の形状に合わせ略円錐形状の支持部45の端面に連結部46と固定部47が形成されている。接続部材44は非磁性の合成樹脂材で、ポリブチレンテレフタレータ樹脂(PBT)、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)や、それらにガラス繊維が含まれているものなどで一体成形されている。
連結部46はティース部30を覆う巻枠35の隙間Cに挿入され、巻枠35同士を周方向に接続して固定し、固定部47の内径面で巻枠の径方向を接続して固定する。また、支持部45で巻枠35の回転軸方向の固定を行う。
これにより、電磁加振力を受けるティース部30の周方向と、半径方向及び回転軸方向を強固に拘束することができ、ステータ7からの騒音を低減でき、特に回転周波数の高調波騒音を低減することができる。実施の形態例は、ステータコア9を分割コア26で製作した場合に、接続部材により少なくとも一方の巻枠同士を強固に接続することを特徴としている。
次に、本発明の他の実施形態例の巻枠について説明する。図11(a)は他の巻枠を用いたときの分割コア26の断面図、(b)はステータ7の断面図の部分拡大図である。図11において、図4に示した最初の実施例形態例で用いるステータ7と同一部分は同一符号で示すので、再度の説明は省略する。
図4に示す巻枠10、11と図11に示す巻枠48、49の違いについて説明する。図4に示す巻枠10及び巻枠11はそれぞれが離れているが、図11に示すように、本発明の他の実施の形態例の巻枠48、巻枠49はステータ7として組立てたときにそれぞれの巻枠同士が繋がれていることが、図4に示す巻枠と異なっている。
巻枠48の周方向端部には、巻枠48同士を連結する突起部48a、48bと、他方の端部には嵌合部48c、48dが設けられている。また、巻枠49の周方向端部には、巻枠49同士を連結する突起部49aと、他方の端部には嵌合部49bが設けられている。なお、巻枠48、49にはそれぞれ巻線ガイド(図示せず)が形成されている。
分割コア26に巻枠48、巻枠49を嵌合し、界磁巻線12を巻き、その後分割コア26同士を嵌合することでステータ7を形成する。巻枠48のヨーク部28側の突起部48aと嵌合部48c、ティース部30側の突起部48bと嵌合部48d及び、巻枠49の突起部49aと嵌合部49bがそれぞれ連結される。
これにより、巻枠48、49の周方向と、半径方向を拘束することができ、巻枠48、49の剛性、すなわちステータ7の剛性を高くすることができ、ステータ7からの振動、騒音を低減することができる。巻枠48、49の巻線ガイド部に本発明の接続部材を取り付けることで、さらにステータ7からの振動、騒音を低減することができ、特に回転周波数の高調波騒音を低減することができる。
なお、本実施形態例では、巻枠48は突起部48aと嵌合部48c、突起部48bと嵌合部48dの2箇所をそれぞれ連結しているが、これに囚われることはなく、どちらか1箇所だけでも良く、巻枠48の周方向と半径方向を拘束することができれば良い。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分りやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部については、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
2 ファンケーシング
3 案内翼
4 回転軸
5 ハウジング
6 ロータコア
7 ステータ
8 固定ねじ
9 ステータコア
10、11 巻枠
12 界磁巻線
13 接続部材
14、15 軸受
16 ばね
17 軸受カバー
18 バランスリング
19 スリーブ
20 ハウジング支持部
21 ねじ穴
22 固定ねじ
23 ハウジング開口
24 ハウジング排気口
25 冷却フィン
26 分割コア
27 かしめ部
28 ヨーク部
29 ポール部
30 ティース部
31 スロット部
32 溝部
33 突起部
34 貫通穴
35、36 巻線ガイド
37 取付穴
38、45 支持部
39、42、46 連結部
40、43、47 固定部
41 他の接続部材
44 その他の接続部材
48、49 他の巻枠
100 電気掃除機本体
200 電動送風機
201 送風機部
202 電動機部
Claims (5)
- ロータコア及びステータコアを備えた電動機と、回転自在に設けられた回転軸と、該回転軸の一端部付近に一体成形される前記ロータコアと、前記回転軸の他端部付近に取り付けられる回転翼と、前記ロータコアと前記回転翼との間の前記回転軸に取り付けられる一対の軸受と、該一対の軸受を保持するハウジングと、前記回転翼を覆うファンケーシングとを備え、
前記ステータコアは同一形状の複数の分割コアを連結することで構成され、
該分割コアには各分割コアを覆う絶縁部材の巻枠が配置され、
前記巻枠には界磁巻線を巻くときの巻線ガイドが形成され、
前記巻線ガイドは複数の巻線ガイドが集まることによって略円筒形状を形成しており、
前記巻線ガイドは前記分割コアに対して前記ファンケーシング側に配置される第一の巻線ガイドと、前記分割コアに対して前記ファンケーシングとは反対側に配置される第二の巻線ガイドがあって、
前記第二の巻線ガイドを形成する複数の巻線ガイド同士の隣り合う隙間を繋ぐ接続部材
を設けたことを特徴とする、電動送風機。
- 前記接続部材は円環状の支持部と、前記支持部の端面から伸びた連結部と、前記連結部の側面に形成された固定部を有し、
前記連結部は前記隣り合う巻線ガイド同士の隙間に挿入され、
前記固定部は前記巻線ガイドの外径と接して前記巻線ガイドを固定することを特徴とする、請求項1に記載の電動送風機。 - 前記連結部の前記支持部と接する側の板厚は、前記連結部の先端側の板厚よりも大きくしていることを特徴とする、請求項2に記載の電動送風機。
- 前記支持部側の板厚は、前記巻枠の隙間よりも0.1〜0.3mm大きいことを特徴とす
る、請求項3に記載の電動送風機。 - 請求項1乃至4の何れか1項に記載の電動送風機を搭載した電気掃除機。
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