JP7330930B2 - 電動機および電動送風機 - Google Patents

Description

本発明は、電動機および電動送風機に関する。

従来の電動機は、空芯コイルで巻線を作った後に、絶縁部材となる巻き枠に収め、接着等で固定していた（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１８－１４３４７３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の電動機は、製造コスト上昇と部品点数上昇という課題があった。

本発明は、前記した従来の課題を解決するものであり、製造コストと部品点数を抑制可能な電動機および電動送風機を提供することを目的とする。

本発明は、回転子と、この回転子の外周に設けられる固定子と、を備え、前記固定子は、前記回転子の外周にギャップを介して配置される円筒部と、この円筒部の外周に設けられる巻枠部と、前記巻枠部に設けられる巻線と、前記巻枠部の外周に対向して設けられる円筒状のコア部材と、を備え、前記巻枠部は、断面視Ｔ字形状の傘部を有し、前記円筒部は樹脂製であり、前記円筒部の内周面には、補強部材が設けられ、前記補強部材は、前記コア部材と径方向において重ならない位置に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、製造コストと部品点数を抑制可能な電動機および電動送風機を提供できる。

電気掃除機の一例を示す斜視図である。 本実施形態の電動送風機を示す分解斜視図である。 本実施形態の電動送風機の側面図である。 ボビンを示す斜視図である。 ボビンを軸方向から見たときの平面図である。 ステータの側面図である。 分布巻コイルの斜視図である。 ボビンの脚部の位置で軸方向に沿って切断したときの断面図である。 図６のＩＸ－ＩＸ線断面図である。 図６のＸ方向矢視図である。である。 電動送風機を軸方向に沿って切断したときの断面図である。 フロント側の軸受保持部材を含む周辺を示す拡大断面図である。 リア側の軸受保持部材を含む周辺を示す拡大断面図である。 リア側の軸受保持部材を含む周辺を示す別の拡大断面図である。 リア側の軸受を含む周辺を示す断面図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態が適用される電気掃除機の一例を示す外観斜視図である。
図１に示すように、電気掃除機１００は、操作スイッチＳＷ等が設けられた掃除機本体２と、延長管５と、吸口体６とを組み合わせて、スティック状に構成されたものである。また、電気掃除機１００は、掃除機本体２および吸口体６の駆動用電源である充電式電池（蓄電池）２４を備えている。

掃除機本体２は、吸引力を発生させる電動送風機１、この電動送風機１の吸引力で集塵した塵埃を収容する集塵部２２などを備えている。

延長管５の一端は、掃除機本体２の集塵部２２と連通するように掃除機本体２の接続口２３に接続されている。また、延長管５の他端は、吸口体６に接続されている。また、延長管５は、図示しない通風路が形成されるとともに、充電式電池２４と吸口体６のブラシ用の電動機（不図示）とを電気的接続する配線（不図示）を備えている。

手元操作スイッチＳＷを操作すると、本体制御回路（図示せず）が電動送風機１の運転と停止や吸込み力の切り替え、吸口体６に設けられた電動機（図示せず）の運転と停止を制御する。なお、本体制御回路は、掃除機本体２内に設けられている。

なお、電気掃除機としては、図示されているスティックタイプの掃除機に限定されず、ハンディタイプの掃除機、キャニスター（シリンダー式）掃除機、ロボット掃除機などの充電式（コードレスタイプ）の電気掃除機に適用することができる。

図２は、電動送風機を示す分解斜視図である。
図２に示すように、電動送風機１は、電動機（スロットレスモータ）１０と、インペラ（羽根車）６０、ファンケーシング７０（収容部）を備えて構成されている。

電動機１０は、ロータ（回転子）３０、ステータ（固定子）４０、ハウジング５０（収容部）を備えて構成されている。

ロータ３０は、回転軸（シャフト）３１、ロータコア３２、軸受３３，３４およびバランスリング３５，３６を備えて構成されている。

回転軸３１は、細長い円柱形状のものであり、鉄などの磁性材料によって構成されている。なお、回転軸３１は、前記した磁性材料に限定されるものではなく、ＳＵＳなどの非磁性材料であってもよい。また、回転軸３１には、軸方向の一端にインペラ６０が固定される。

ロータコア３２は、永久磁石によって構成され、回転軸３１の周囲に固定されている。また、ロータコア３２の軸方向Ａｘの両側には、バランスリング３５，３６が固定されている。

バランスリング３５，３６は、ロータコア３２と同じ径を有し、ロータコア３２の軸方向の端面に接するようにして回転軸３１に固定されている。また、バランスリング３５，３６は、ロータコア３２の軸方向の長さよりも十分に短い扁平形状を有している。

バランスリング３５，３６の軸方向外側には、軸受３３，３４が設けられている。軸受３３，３４は、ボールベアリングなどで構成され、ロータコア３２よりも小径に構成されたものである。また、軸受３３，３４から回転軸３１の一部がそれぞれ突出している。回転軸３１の軸受３３からの突出量は、回転軸３１の軸受３４からの突出量よりも多くなっている。

ステータ４０は、ロータコア３２の外周（径方向の外側）に配置され、ボビン４１、ステータコア（コア部材）４５およびコイル部材４７を有して構成されている。なお、ボビン４１およびコイル部材４７の詳細については後記する。ステータコア４５は、電磁鋼板を積層して円筒状に形成され、ボビン４１の外周に配置されている。

ハウジング５０は、ロータ３０およびステータ４０を収容するものであり、軸方向Ａｘの一側（フロント側）に配置されるフロントハウジング５１と、軸方向Ａｘの他側（リア側）に配置されるリアハウジング５２と、を有している。なお、ハウジング５０は、例えば、ＰＥＴなどの合成樹脂で構成されている。また、フロント側とは、空気が導入される上流側を意味し、リア側とは、空気が排出される下流側を意味している。

フロントハウジング５１は、有底円筒状に形成され、空気の導入側（インペラ６０が設けられる側）に配置されている。また、フロントハウジング５１には、外周部に円筒状に形成された風路Ｒ２が形成されている。また、フロントハウジング５１の径方向の中心には、回転軸３１が挿通される軸孔５１ａが形成されている。また、フロントハウジング５１には、リアハウジング５２に係止される係止部５１ｂが形成されている。この係止部５１ｂは、側面視においてコの字状に形成され、フロントハウジング５１の縁部よりもリアハウジング５２側に向けて突出して形成されている。また、図示省略しているが、係止部５１ｂは、周方向の複数個所（本実施形態では３個所）に形成されている。

リアハウジング５２は、回転軸３１の軸方向Ａｘの中央よりもリア側に配置され、略円筒状に形成されている。また、リアハウジング５２は、ロータ３０の一部およびステータ４０の一部が収容される収容部５２ａを有している。また、リアハウジング５２は、外周部側に円環状の風路Ｒ３が形成されている。この風路Ｒ３は、前記した風路Ｒ２と連通するように構成されている。

また、リアハウジング５２には、フロントハウジング５１の係止部５１ｂを係止する係止突起５２ｂが形成されている。この係止突起５２ｂは、リアハウジング５２の外周面の前端に位置している。

インペラ６０は、下流側（リア側）に向けて拡径する斜面６０ａを有し、この斜面６０ａの外面に、複数の羽根６１，６２が周方向に間隔を置いて配置されている。斜面６０ａは、前記した風路Ｒ２の内周壁面と略連続するように構成されている。また、インペラ６０の先端部には、回転軸３１が固定される固定部６０ｂが形成されている。回転軸３１は、インペラ６０の先端から突出し、回転軸３１の先端に形成されたねじ溝にナット９０が螺合されることで、インペラ６０が回転軸３１に固定されるようになっている。

羽根６１，６２は、薄板状に形成され、羽根６１が羽根６２よりも長く形成されている。また、羽根６１，６２は、周方向に交互に配置されている。また、羽根６１，６２は、軸方向Ａｘに対して傾斜して配置され、上流側から下流側に向けて周方向に湾曲するように形成されている。また、羽根６１，６２は、上流側から下流側に向けてねじれた構造を有している。また、羽根６１，６２は、いずれも下流側の端部まで延びて形成されている。また、羽根６１の上流側の端部は、羽根６２の上流側の端部よりも上流側に長く形成されている。

ファンケーシング７０は、樹脂成形によって略円筒状に構成されている。また、ファンケーシング７０は、インペラ６０が収容される空洞部７１が形成されている。この空洞部７１は、インペラ６０の外周形状に沿って上流側から下流側に向けて拡径するように形成されている。

また、ファンケーシング７０の先端面には、空気が導入される円形の吸込口７１ａが形成されている。また、ファンケーシング７０は、空洞部７１の外側に、肉抜き部７１ｂが形成され、成形時のヒケ防止や軽量化が図られている。

図３は、電動送風機の組立後の外観側面図である。
図３に示すように、電動送風機１は、円柱状に形成され、リアハウジング５２の外周面の全体とファンケーシング７０の外周面の全体とが外部に露出して、電動送風機１の外郭を構成している。また、フロントハウジング５１は、フロント側の一部がファンケーシング７０によって覆われ、リア側の係止部５１ｂが露出している。また、フロントハウジング５１の係止部５１ｂは、リアハウジング５２の係止突起５２ｂによって係止されている。

図４は、ボビンを示す斜視図である。なお、図４は、ステータ４０から、ステータコア４５およびコイル部材４７を除いたボビン単体を示している。
図４に示すように、ボビン４１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの合成樹脂で形成され、円筒体（円筒部）４２と、この円筒体４２の外周に設けられる傘部４３と、を有している。円筒体４２と傘部４３とは樹脂成形によって一体に構成されている。

また、円筒体４２と傘部４３との間には、コイル部材４７（図２参照）が設けられる巻枠部４６が設けられている。なお、ボビン４１は、ＰＥＴに限定されるものではなく、絶縁性を有するものであれば、他の種類の樹脂などであってもよい。

円筒体４２は、ロータ３０（図２参照）に対向する内周壁面４２ａを有している。内周壁面４２ａは、ロータコア３２（図２参照）の周囲全体を囲む面を有するように軸方向Ａｘに延びて形成されている。

また、円筒体４２の内周壁面４２ａには、金属製で円環状の補強部材４４が設けられている。この補強部材４４は、コイル部材４７を設ける際の円筒体４２のつぶれを抑えるものであり、インサート成形によって円筒体４２と一体に形成されている。また、補強部材４４の内周壁面４４ａと、補強部材４４を除く円筒体４２の内周壁面４２ａとは、面一になるように構成されている。

また、補強部材４４は、円筒体４２の軸方向Ａｘの一端側（フロント側、インペラ６０側）にのみ設けられている。また、補強部材４４は、例えば非磁性材料で構成されている。

傘部４３は、略四角状の板部４３ａと、この板部４３ａを支持する脚部４３ｂと、を有している。また、傘部４３は、円筒体４２と樹脂成形によって一体に形成されている。また、傘部４３は、周方向に間隔を置いて複数（本実施形態では６個）形成されている。各傘部４３は、いずれも同一形状である。また、傘部４３と傘部４３との周方向の間隔は、いずれも同じである。

各板部４３ａは、周方向に延びる辺よりも軸方向Ａｘに延びる辺の方が長く形成されている。また、板部４３ａの外面には、軸方向Ａｘに沿って複数本（本実施形態では２本）の三角凸形状の突条４３ａ１が形成され、ステータコア４５を圧入する際の圧入代として、コア抜け止めの機能を有している。また、溝４３ａ１は、脚部４３ｂと重ならない位置に形成されている。

また、各板部４３ａは、円筒体４２よりも軸方向Ａｘに短く形成されている。すなわち、円筒体４２は、軸方向Ａｘの一端が板部４３ａの一端から突出し、軸方向Ａｘの他端が板部４３ａの他端から突出する形状である。なお、軸方向Ａｘの一端は、インペラ６０（図２参照）側である。

また、各板部４３ａの外周面には、周方向に沿って延びる位置決めリブ４３ｃが径方向に突出して形成されている。この位置決めリブ４３ｃは、ステータコア４５（図２参照）の軸方向Ａｘの一方の端部に当接して位置決めするものである。

脚部４３ｂは、板部４３ａの裏面に配置され、円筒体４２の外周面の接線に直交する方向に突出して形成されている。また、脚部４３ｂは、軸方向に沿って細長く板状に形成されている。また、脚部４３ｂは、板部４３ａの長手方向（軸方向Ａｘ）の長さよりも短く形成されている。つまり、板部４３ａは、脚部４３ｂの先端から軸方向Ａｘおよび周方向に延びて形成されている。

図５は、ボビンを軸方向から見たときの平面図である。なお、図５は、インペラ６０とは逆側（リア側）から見たときである。
図５に示すように、板部４３ａは、円筒体４２の外周面４２ｂの曲率に沿うように湾曲して形成されている。また、位置決めリブ４３ｃも同様に、板部４３ａの外周面の曲率と同様な曲率になるように湾曲して形成されている。

脚部４３ｂは、板部４３ａを円筒体４２の外周面４２ｂから離間するように支持するものである。また、脚部４３ｂは、板部４３ａの周方向の中央に位置している。このように板部４３ａは、脚部４３ｂの先端（上端）から周方向の両側に均等に延びている。また、隣り合う傘部４３と傘部４３との間隔Ｓ１０は、いずれも同じである。

円筒体４２の軸方向（紙面垂直方向）の端部には、凹状に切り欠かれた切欠部４２ｃが形成されている。この切欠部４２ｃは、周方向に間隔を置いて複数（本実施形態では３か所）形成されている。また、切欠部４２ｃは、当該切欠部４２ｃの径方向の投影上に隣り合う傘部４３と傘部４３との間に位置している。換言すると、切欠部４２ｃは、脚部４３ｂと軸方向Ａｘにおいて重ならない位置に形成されている。これにより、円筒体４２の強度が、切欠部と脚部４３ｂとが軸方向Ａｘにおいて重なる位置に設けられている場合よりも高めることができる。

図６は、ステータの側面図である。なお、図６では、図示右側がインペラ６０側であるフロント側であり、図示左側がリア側である。
図６に示すように、ステータ４０は、円筒体４２と板部４３ａとの間にコイル部材４７が設けられ、板部４３ａの外周にステータコア４５が設けられて構成されている。

ステータコア４５は、板部４３ａの外周面に取り付けられる。また、ステータコア４５は、軸方向Ａｘの一方の端部４５ａが、位置決めリブ４３ｃの側面４３ｃ１に当接している。また、ステータコア４５は、板部４３ａの軸方向Ａｘの長さよりも短く形成されている。また、ステータコア４５は、端部４５ａが位置決めリブ４３ｃに当接したときに、他方の端部４５ｂが板部４３ａの軸方向Ａｘの端部４３ａ１よりも短く設定されている。

また、ステータコア４５は、該ステータコア４５の端部４５ｂから板部４３ａの端部４３ａ１までの距離と、該ステータコア４５の端部４５ａから板部４３ａの端部４３ａ２までの距離とが、略等しくなるように構成されている。また、ステータコア４５の軸方向Ａｘの中心と、円筒体４２の軸方向Ａｘの中心とは略一致している。

円筒体４２の端部４２ａは、板部４３ａの軸方向Ａｘの端部４３ａ１から軸方向Ａｘに突出している。また、円筒体４２の端部４２ｂは、板部４３ａの軸方向Ａｘの端部４３ａ２から軸方向Ａｘに突出している。

また、円筒体４２には、該円筒体４２のリア側の端面が凹状に切り欠かれた切欠部４２ｃが形成されている。この切欠部４２ｃは、周方向に等間隔に複数形成されている。また、円筒体４２には、リア側に矩形状に貫通する貫通孔４２ｄが形成されている。

また、円筒体４２と板部４３ａとの間には、電線を四角枠状に巻回して構成されたコイル部材４７が設けられている。コイル部材４７の一つのコイル（外周コイルＵ２）は、隣り合う二つの板部４３ａに跨るようにして設けられている。なお、コイル部材４７の詳細な構成については後記する。

また、外周コイルＵ２の外周側の軸方向Ａｘの縁部（端部４３ａ１）は、板部４３ａから飛び出した状態で取り付けられている。また、外周コイルＵ２の外周側の周方向の縁部は、板部４３ａから飛び出した状態で取り付けられている。

図７は、分布巻コイルの斜視図である。なお、図７は、ボビン４１に取り付けられているコイル部材４７をボビン４１からそのまま取り出した状態を示している。なお、以下では、コイル部材４７を分布巻にした場合を例に挙げて説明するが、集中巻を用いてもよい。
図７に示すように、コイル部材４７は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の内周コイルＵ１，Ｖ１，Ｗ１と、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の外周コイルＵ２，Ｖ２，Ｗ２と、を備えて構成されている。

内周コイルＵ１，Ｖ１，Ｗ１は、１２０°間隔に形成されている。外周コイルＵ２，Ｖ２，Ｗ２は、１２０°間隔で形成されている。内周コイルＵ１，Ｖ１，Ｗ１は、内径側に１セット配置されている。外周コイルＵ２，Ｖ２，Ｗ２は、外径側に１セット配置されている。同相の内周コイルＵ１と外周コイルＵ２（内周コイルＶ１と外周コイルＶ２、内周コイルＷ１と外周コイルＷ２）は、図示しない結線部で電気的に接続されている。

また、外周コイルＵ２と内周コイルＵ１とが径方向中心を挟んで対向するように配置されている。外周コイルＶ２と内周コイルＶ１とが径方向中心を挟んで対向するように配置されている。外周コイルＷ２と内周コイルＷ１とが径方向中心を挟んで対向するように配置されている。

また、コイル部材４７をボビン４１（図６参照）に設ける場合には、先に内周コイルＵ１，Ｖ１，Ｗ１が設けられ、その後に外周コイルＵ２，Ｖ２，Ｗ２が設けられる。なお、図７では、外周コイルＵ２，Ｖ２，Ｗ２が内周コイルＵ１，Ｖ１，Ｗ１よりも軸方向Ａｘに長く形成されているが、同じ長さになるように構成されていてもよい。

図８は、ボビンの脚部の位置で軸方向に沿って切断したときの断面図である。
図８に示すように、脚部４３ｂの軸方向Ａｘの長さＬ２は、板部４３ａの軸方向Ａｘの長さＬ１よりも短く形成されている。また、脚部４３ｂは、円筒体４２と板部４３ａとの間に、コイル部材４７（図６参照）を配置できる巻枠部４６（隙間）が形成されるように径方向の長さＬ３が設定されている。

また、巻枠部４６には、内周コイルＶ１，Ｗ１および外周コイルＶ２，Ｗ２が巻き掛けられる。内周コイルＶ１の内周端ｐ１は、脚部４３ｂの軸方向Ａｘの端部４３ｐに接するように巻き付けられている。また、内周コイルＶ１の外周端ｐ２は、板部４３ａの脚部４３ｂから軸方向Ａｘに延びる延出部４３ａ３から突出しないようになっているが、延出部４３ａ３から突出していてもよい。なお、他の内周コイルＵ１，Ｗ１も内周コイルＶ１と同様に構成されている。

また、外周コイルＶ２の内周端ｐ３は、脚部４３ｂの端部４３ｐから離間しているが、離間していなくてもよい。また、外周コイルＶ２の外周端ｐ４は、板部４３ａの端部４３ａ１から軸方向Ａｘに突出している。なお、他の外周コイルＵ２，Ｗ２も外周コイルＶ２と同様に構成されている。

このようにして、コイル部材４７が巻枠部４６に設けられることで、コイル部材４７が巻枠部４６から脱落しないようになっている。また、ステータコア４５は、板部４３ａの外周に設けられることで、コイル部材４７などの他の導伝体と絶縁が図られている。

図９は、図６のＩＸ－ＩＸ線断面図である。
図９に示すように、外周コイルＵ２は、隣り合う脚部４３ｂ１，４３ｂ２にまたがるように巻回される。すなわち、外周コイルＵ２は、周方向の一端ｐ１０に位置するコイルが脚部４３ｂ１の側面に沿って巻回され、周方向の他端ｐ１１に位置するコイルが脚部４３ｂ２の側面に沿って巻回されている。同様にして、外周コイルＶ２は、隣り合う脚部４３ｂ３，４３ｂ４にまたがるように巻回されている。外周コイルＷ２は、隣り合う脚部４３ｂ５，４３ｂ６にまたがるように巻回されている。

内周コイルＵ１は、隣り合う脚部４３ｂ４，４３ｂ５にまたがるように巻回されている。すなわち、内周コイルＵ１は、周方向の一端ｐ１２に位置するコイルが脚部４３ｂ４の側面に沿って巻回され、周方向の他端ｐ１３に位置するコイルが脚部４３ｂ５の側面に沿って巻回されている。同様にして、内周コイルＶ１は、隣り合う脚部４３ｂ６，４３ｂ１にまたがるように巻回されている。内周コイルＷ１は、隣り合う脚部４３ｂ２，４３ｂ３にまたがるように巻回されている。

また、同相の内周コイルＵ１と外周コイルＵ２、内周コイルＶ１と外周コイルＶ２、内周コイルＷ１と外周コイルＷ２は、周方向に位相をずらした状態で配置されている。

図１０は、図６のＸ方向矢視図である。なお、図１０は、ステータ４０をリア側から見た状態である。
図１０に示すように、円筒体４２に形成された切欠部４２ｃは、周方向に１２０度毎に形成されている。また、円筒体４２に形成された貫通孔４２ｄは、周方向に１２０度毎に形成されている。また、切欠部４２ｃと貫通孔４２ｄとは、周方向に６０度ずれた状態で位置している。

外周コイルＵ２および外周コイルＶ２の周方向において対向する端部と、内周コイルＷ１の外周面と、隣り合う板部４３ａ，４３ａの周方向において対向する端部と、ステータコア４５の内周面とで囲まれて形成されるＴ字状の開口を有する隙間Ｓ１に、グリスが充填される。同様にして、外周コイルＵ２と外周コイルＷ２と内周コイルＶ１と隣り合う板部４３ａ，４３ａとステータコア４５とで囲まれるＴ字状の開口を有する隙間Ｓ２に、グリスが充填される。外周コイルＶ２と外周コイルＷ２と内周コイルＵ１と隣り合う板部４３ａ，４３ａとステータコア４５とで囲まれるＴ字状の開口を有する隙間Ｓ３に、グリスが充填される。

なお、隙間Ｓ１～Ｓ３から注入されるグリスは熱伝導性を有するものであり、内周コイルＵ１，Ｖ１，Ｗ１および外周コイルＵ２，Ｖ２，Ｗ２において発生する熱を、ステータコア４５に伝達する機能を有している。

図１１は、電動送風機を軸方向に沿って切断したときの断面図である。
図１１に示すように、電動送風機１は、フロント側の軸受３３を保持する軸受保持部材１０１と、リア側の軸受３４を保持する軸受保持部材１０２と、を備えている。また、軸受保持部材１０１は、金属製であり、フロントハウジング５１とインサート成形によって一体に構成されている。

軸受保持部材１０１は、円筒状に形成され、軸受３３の外周側に配置されている。また、軸受保持部材１０１の内周面部１０１ａは、軸受３３の外周面３３ａと嵌合することで、軸受３３が軸受保持部材１０１に保持される。

軸受保持部材１０２は、金属製であり、リアハウジング５２とインサート成形によって一体に構成されている。

軸受保持部材１０２は、略円筒状に形成され、軸受３４の外周側に配置されている。また、軸受保持部材１０２の内周面部１０２ａは、軸受３４の外周面３４ａと嵌合することで、軸受３４が軸受保持部材１０２に保持される。

また、フロントハウジング５１内には、コイルばね８０が配置されている。また、コイルばね８０は、伸縮方向が軸方向Ａｘを向いている。また、コイルばね８０は、フロント側の端部がフロントハウジング５１の軸方向Ａｘの内壁面（前面の裏側の面）５１ｃに当接し、リア側の端部がステータコア４５の端部（端面）４５ｂに当接している。これにより、ステータコア４５が位置決めリブ４３ｃに押し付けられた状態が維持される。

ファンケーシング７０には、インペラ６０との間に風路Ｒ１が形成されている。この風路Ｒ１は、フロントハウジング５１の風路Ｒ２と連通している。風路Ｒ２は、リアハウジング５２の風路Ｒ３と連通している。また、リアハウジング５２は、風路Ｒ３を構成する内周側壁面５２ｔが、上流から下流に向けて流路断面積が拡大するように構成されている。

また、フロントハウジング５１には、風路Ｒ２内に静止翼５１ｍが形成され、整流機能が与えられている。また、リアハウジング５２には、風路Ｒ３内に静止翼５２ｍが形成され、整流機能が与えられている。なお、静止翼５１ｍ，５２ｍについては、公知の技術を採用できる。

また、フロントハウジング５１とリアハウジング５２とを組み合わせたときに、フロントハウジング５１とリアハウジング５２との間に、電動機１０の内部と連通する連通孔５０ｓが形成されている。また、連通孔５０ｓは、ステータコア４５と対向する位置に形成されている。また、連通孔５０ｓは、ステータコア４５のフロント側の端部に位置している。

電動送風機１において、吸込口７１ａから吸い込まれた空気は、風路Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を通って、電動送風機１から排出される。また、リアハウジング５２には、コイル部材４７から電線を引き出すための孔（不図示）などが形成されている。この場合、連通孔５０ｓの外周側の風路Ｒ３が負圧になることで、白抜き矢印で示すように、リアハウジング５２から排出した排気風の一部と外気が、不図示の孔を通って電動機１０内に戻り、連通孔５０ｓに向けて流れる。このときの戻り空気は、ステータコア４５と接触しながら連通孔５０ｓに戻り、連通孔５０ｓから風路Ｒ３に戻る。このような空気の流れが発生することで、ステータコア４５とコイル部材４７が冷却される。

また、前記したように、コイル部材４７に熱伝導性のグリスが設けられていると、コイル部材４７の熱がグリスを介してステータコア４５に伝達される。熱を受け取ったステータコア４５は、連通孔５０ｓに戻る戻り空気によって冷却される。このようにして、電動機１０を効率的に冷却することが可能になり、電動機１０としての（電動送風機１）としての効率を向上させることができる。

なお、図示していないが、電動送風機１を掃除機本体２に搭載して電気掃除機１００とした場合、電動送風機１から排出された空気は、電動機１０を制御する制御基板（不図示）や充電式電池２４を冷却して、電気掃除機１００の外部に排出される。

図１２は、フロント側の軸受保持部材を含む周辺を示す拡大断面図である。
図１２に示すように、軸受保持部材１０１の外周面１０１ｂは、ボビン４１にインサート成形された補強部材４４の内周壁面４４ａに近接している。これにより、フロントハウジング５１が軸受３３を介してロータ３０に保持されるとともに、ボビン４１を含むステータ４０の径方向への移動が規制される。

また、ボビン４１の円筒体４２の端部の外周面４２ｅは、フロントハウジング５１に軸方向Ａｘのリア側に突出して形成された突出部５２ｃの径方向の内壁面５２ｃ１と接している。これにより、ボビン４１を含むステータ４０の径方向の移動が規制される。

ところで、補強部材４４の近傍に、ロータコア３２があるので、ロータコア３２が鉄などの磁性を有する金属であると、実際は、ロータコア３２からステータコア４５に磁束を通したいのに、補強部材４４に回り込む磁路が形成されるおそれがある。そこで、図１２において破線で示すラインＴ１，Ｔ２で示すように、補強部材４４とロータコア３２とが径方向において重ならない位置とし、かつ、補強部材４４を非磁性の金属として構成したものである。

図１３は、リア側の軸受保持部材を含む周辺を示す拡大断面図である。
図１３に示すように、軸受保持部材１０２の外周面１０２ｂは、ボビン４１の円筒体４２の軸方向端部の内周壁面４２ａに面同士で接している。これにより、リアハウジング５２が軸受３４を介してロータ３０に保持されるとともに、ボビン４１を含むステータ４０の径方向への移動が規制される。なお、軸受保持部材１０２と内周壁面４２ａとを金属同士にすることで、寸法精度が樹脂よりも高くなるので、ボビン４１（ステータ４０）をより保持し易くなる。

なお、本実施形態では、円筒体４２のインペラ６０とは反対側（リア側）の端部に、前記した補強部材４４と同様な補強部材がインサート成形されていないが、同様な補強部材をインサート成形して構成してもよい。これにより、金属同士にすることで、寸法精度を樹脂よりも高くできるので、ボビン４１（ステータ４０）を保持し易くなる。

図１４は、リア側の軸受保持部材を含む周辺を示す別の拡大断面図である。
図１４に示すように、リアハウジング５２には、係止部５１ｅが樹脂成形によって一体に形成されている。この係止部５１ｅは、リアハウジング５２の端面から円筒体４２に向けて延びる弾性部５１ｆと、この弾性部５１ｆの先端に径方向外側に向けて突出する突起部５１ｇと、を有して構成されている。

突起部５１ｇは、円筒体４２に形成された貫通孔４２ｄと対向する位置に形成されている。なお、係止部５１ｅは、各貫通孔４２ｄと対応するように複数（本実施形態では３ヶ所）形成されている。このような係止部５１ｅを設けることによって、リアハウジング５２が円筒体４２に係止される。これにより、円筒体４２（ボビン４１）の軸方向Ａｘへの移動が規制される。

また、円筒体４２の端部には、内壁面側の角部に、テーパ４２ｇが形成されている。このテーパ４２ｇは、突起部５１ｇと略平行に形成されている。これにより、突起部５１ｇが円筒体４２に当接したときに、弾性部５１ｆを弾性変形させ易くなり、突起部５１ｇを貫通孔４２ｄに係止させ易くなる。

図１５は、リア側の軸受を含む周辺を示す断面図である。
図１５に示すように、リア側の軸受３４と、この軸受３４を保持する軸受保持部材１０２との間に、ゴム製の弾性部材１１０を配置してもよい。これにより、電動送風機１の運転中の温度上昇によって各部品に熱膨張が起きた際、弾性部材１１０を熱膨張の動きに追従させることができる。

次に、電動機１０の動作について説明する。
ロータ３０（図１参照）の外径側には、永久磁石から成るロータコア３２によって直流磁界が形成されている。一方、図示しないインバータにより所定の周波数に変換した３相電力をコイル部材４７に給電すると、ステータ４０の内径側に回転磁界が形成される。ロータ３０の磁極位置に合わせた電流を通電することで、回転磁界と直流磁界との吸引反発により、トルクが発生し、ロータ３０が回転駆動する。円筒状（円環状）のステータコア４５は、磁束が集中するティース部を有しないため、鉄損が小さくなる。このため高速領域でも鉄損の小さい高効率な運転を実現することができる。

また、電動機１０は、ティースを無くした円筒状のステータコア４５を備えている。このように、従来、電動機１０の重さの多くの割合を占めていたステータコアから、ティースを無くしたことで、軽量化することができたものである。

また、従来の電動機では、ティースが設けられていたため、トルクリップルが発生し、振動が発生していた。これに対して、電動機１０では、円筒状のステータコア４５を用いて、ティースを無くしたので、トルクリップルを発生させなくしたものである。これにより、電気的に発生する振動を無くすことができたものである。

以上説明したように、電動機１０は、ロータ３０と、このロータ３０の外周に設けられるステータ４０と、を備える。ステータ４０は、ロータ３０の外周にギャップｇを介して配置される円筒体４２と、この円筒体４２の外周に設けられる巻枠部４６と、巻枠部４６に設けられるコイル部材４７と、巻枠部４６の外周に対向して設けられる円筒状のステータコア４５と、を備える。巻枠部４６は、断面視Ｔ字形状の傘部４３を有する（図４参照）。これによれば、巻枠部４６（ボビン４１）のみでコイル部材４７（巻線）とステータコア４５の配置が可能になるので、製造コストを抑えることができるとともに、部品点数の上昇も抑えることができる。

また、電動機１０において、傘部４３は、円筒体４２に起立して形成される脚部４３ｂと、この脚部４３ｂから前記円筒体４２に沿って延びる板部４３ａと、を有する。傘部４３は、円筒体４２の周囲に等間隔に複数配置されている。これによれば、コイル部材４７の複数のコイル（巻線）を複数相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に分けて配置できる。

また、電動機１０において、コイル部材４７は、周方向に隣り合う傘部４３の脚部に跨って巻き掛けられている（図９参照）。これによれば、コイル部材４７を周方向に位置決めして配置できる。

また、電動機１０は、円筒体４２は樹脂製であり、円筒体４２の内周壁面４２ａには、補強部材４４が設けられている（図４参照）。これによれば、円筒体４２の周囲にコイル部材４７を設ける際に円筒体４２がつぶれるのを抑えることができる。

また、電動機１０において、補強部材４４は、ステータコア４５と径方向において重ならない位置に配置されている（図１１参照）。これによれば、補強部材４４に回り込む磁路が形成されるのを抑えることができ、全体の効率を向上できる。

また、電動機１０において、補強部材４４は、非磁性材料によって形成されている。これによれば、補強部材４４に回り込む磁路が形成されるのをさらに抑えることができ、全体の効率をさらに向上できる。

また、電動機１０は、ステータコア４５と円筒体４２との間にコイル部材４７に熱伝導性を有するグリス４８が設けられている。これによれば、コイル部材４７の熱をステータコア４５に伝達することで、電動機１０を冷却できる。

また、電動送風機１は、電動機１０と、ロータの一端に固定されるインペラ６０と、電動機１０およびインペラ６０を収容する収容部（ハウジング５０およびファンケーシング７０）と、を備える（図２参照）。これによれば、電動機１０を用いることで、製造コストおよび部品点数を抑えた電動送風機１を実現できる。

また、電動送風機１において、ハウジング５０は、電動機１０の外周に空気が流れる風路Ｒ２，Ｒ３を有する。風路Ｒ２，Ｒ３は、電動機１０の内部と連通する連通孔５０ｓが形成されている（図１１参照）。これによれば、電動機１０内に戻った空気を連通孔５０ｓを介して風路Ｒ２，Ｒ３に戻すことができるので、電動機１０内を冷却することが可能になる。

また、電動送風機１において、連通孔５０ｓは、ステータコア４５と対向する位置に形成されている（図１１参照）。これによれば、電動機１０内に戻った空気をステータコア４５に接触させた後に風路Ｒ２，Ｒ３に戻すことができるので、グリス４８によってコイル部材４７からステータコア４５が受けた熱を効率的に電動機１０の外部に排出することが可能になる。

また、電動機１０は、ロータ３０の軸方向Ａｘの両側に設けられる軸受３３，３４と、ロータ３０の外周に対向して設けられるステータ４０と、ロータ３０およびステータ４０を収容するハウジング５０と、ハウジング５０に設けられるともに、軸受３３，３４を保持する軸受保持部材１０１，１０２と、を備える。ハウジング５０は、軸方向Ａｘの一側に設けられるフロントハウジング５１と、軸方向Ａｘの他側に設けられるリアハウジング５２と、を組み合わせて構成されている。軸受保持部材は、フロントハウジング５１に設けられる軸受保持部材１０１と、リアハウジング５２に設けられる軸受保持部材１０２と、を備える。ステータ４０は、軸受保持部材１０１および軸受保持部材１０２に保持されている（図１１参照）。これによれば、フロントハウジング５１とリアハウジング５２に軸受保持部材１０１，１０２を設けたので、ロータ３０とステータ４０との同軸を確保することが容易になる。

また、電動機１０において、ステータ４０は、ロータ３０の外周にギャップｇを介して配置される円筒体４２と、円筒体４２の外周に設けられるコイル部材４７と、コイル部材４７の外周に絶縁して配置される円筒状のステータコア４５と、を備える。軸受保持部材１０１の外周面１０１ｂは円筒体４２の内周壁面４４ａと近接している。軸受保持部材１０２の外周面１０２ｂは、円筒体４２の内周壁面４２ａと接している（図１２、図１３参照）。これによれば、ステータ４０が径方向に移動するのを規制することができる。

また、電動機１０は、円筒体４２に径方向に貫通する貫通孔４２ｄを有する。リアハウジング５２は、貫通孔４２ｄに係止される係止部５１ｅを有する（図１４参照）。これによれば、円筒体４２が軸方向に移動するのを規制することができる。

また、電動送風機１は、電動機１０と、ロータ３０の一端に固定されるインペラ６０と、電動機１０およびインペラ６０を収容する収容部（ハウジング５０、ファンケーシング７０）と、を備える。収容部は、電動機１０とインペラ６０の外周に風路Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を有する（図１１参照）。これによれば、ハウジング５０を組み立てるだけで、風路Ｒ２，Ｒ３を構成することができる。

また、電気掃除機１００は、電動機１０（スロットレスモータ）を備えた電動送風機１と、電動送風機１を搭載した掃除機本体２と、を備えている。これによれば、モータ質量の占める割合の大きいコアをティースの無い円筒状のステータコア４５にすることで電気掃除機１００の軽量化を実現できる。また、ティースの無いステータコア４５にすることで、トルクリップルによる振動を無くして、電気掃除機１００の低騒音化を実現できる。また、前記した構成にすることで、電動機１０の高速化も可能にしたものであり、その結果、ハイパワー化を可能にしたものである。

例えば、電気掃除機１００において、電動機１０は、ロータ３０と、ロータ３０の外周に設けられるステータ４０と、を備える。ステータ４０は、ロータ３０の外周にギャップｇを介して配置される円筒体４２と、円筒体４２の外周に設けられるコイル部材４７と、コイル部材４７の外周に絶縁して設けられる円筒状のステータコア４５と、を備える（図２、図１１参照）。

また、電気掃除機１００において、コイル部材４７は、径方向の内側に設けられる内周コイルＵ１，Ｖ１，Ｗ１と、内周コイルＵ１，Ｖ１，Ｗ１の外周に設けられる外周コイルＵ２，Ｖ２，Ｗ２と、を備える（図１０参照）。これによれば、ステータコア４５からティースを無くした分の出力を、内周コイルＵ１，Ｖ１，Ｗ１および外周コイルＵ２，Ｖ２，Ｗ２のように多くのコイルを設けることで補うことができる。

また、電気掃除機１００において、電動送風機１は、ロータ３０と一体に回転するインペラ６０と、電動機１０およびインペラ６０を収容する収容部（ハウジング５０、ファンケーシング７０）と、電動機１０の外周に空気を通流させる風路Ｒ２，Ｒ３と、を備える。風路Ｒ２，Ｒ３には、電動機１０の内部と連通する連通孔５０ｓが形成されている。連通孔５０ｓは、ステータコア４５の外周面と対向する位置に形成されている（図１１参照）。これによれば、コイル部材４７からステータコア４５に伝達された熱を冷却することができ、冷却効率を高めることが可能になる。

また、電気掃除機１００は、円筒体４２とステータコア４５との間にグリス４８が設けられている（図１０参照）。これにより、コイル部材４７の熱をステータコア４５に伝達することができ、電動機１０の冷却効率をさらに高めることができ、電動機１０の高速化を実現できる。

１ 電動送風機
２ 掃除機本体
１０ 電動機（スロットレスモータ）
２１ 電動送風機
３０ ロータ（回転子）
３１ 回転軸
３２ ロータコア
３３、３４ 軸受
３５，３６ バランスリング
４０ ステータ（固定子）
４１ ボビン
４２ 円筒体（円筒部）
４２ａ 内周壁面（内周面）
４２ｃ 切欠部
４２ｄ 貫通孔
４２ｅ 切欠部
４２ｇ テーパ
４３ 傘部
４３ａ 板部
４３ｂ 脚部
４３ｃ 位置決めリブ
４４ 補強部材
４４ａ 内周壁面（内周面）
４５ ステータコア（コア部材）
４６ 巻枠部
４７ コイル部材（巻線）
４８ グリス
５０ ハウジング（収容部）
５０ｓ 連通孔（連通路）
５１ フロントハウジング（第１ハウジング）
５２ｃ 突出部
５２ｅ 係止部
５２ｆ 弾性部
５２ｇ 突起部
５２ リアハウジング（第２ハウジング）
５２ｃ 突出部（規制部）
６０ インペラ（羽根車）
７０ ファンケーシング（収容部）
１００ 電気掃除機
１０１ 軸受保持部材（第１軸受保持部材）
１０１ｂ 外周面（軸受保持部材の外周面）
１０２ 軸受保持部材（第２軸受保持部材）
１０２ｂ 外周面（軸受保持部材の外周面）
Ａｘ 軸方向
ｇ ギャップ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 風路
Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２ 外周コイル
Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１ 内周コイル

Claims (10)

1. 回転子と、この回転子の外周に設けられる固定子と、を備え、
   前記固定子は、前記回転子の外周にギャップを介して配置される円筒部と、この円筒部の外周に設けられる巻枠部と、前記巻枠部に設けられる巻線と、前記巻枠部の外周に対向して設けられる円筒状のコア部材と、を備え、
   前記巻枠部は、断面視Ｔ字形状の傘部を有し、
   前記円筒部は樹脂製であり、
   前記円筒部の内周面には、補強部材が設けられ、
   前記補強部材は、前記コア部材と径方向において重ならない位置に配置されていることを特徴とする電動機。
2. 請求項１に記載の電動機であって、
   前記傘部は、前記円筒部に起立して形成される脚部と、この脚部から前記円筒部に沿って延びる板部と、を有し、当該傘部が前記円筒部の周囲に等間隔に複数配置されていることを特徴とする電動機。
3. 請求項２に記載の電動機であって、
   前記巻線は、周方向に隣り合う前記傘部の脚部に跨って巻き掛けられていることを特徴とする電動機。
4. 請求項１に記載の電動機であって、
   前記補強部材は、非磁性材料によって形成されていることを特徴とする電動機。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電動機であって、
   前記コア部材と前記円筒部との間に熱伝導性を有するグリスが設けられていることを特徴とする電動機。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電動機と、
   前記回転子の一端に固定される羽根車と、
   前記電動機および前記羽根車を収容する収容部と、
   一側の軸受を保持する第１軸受保持部材と、
   他側の軸受を保持する第２軸受保持部材と、を備え、
   前記収容部は、軸方向の一側に配置される第１ハウジングと、前記軸方向の他側に配置される第２ハウジングと、を有し、
   前記第１軸受保持部材は、金属製であり、前記第１ハウジングにインサート成形によって一体に構成され、
   前記第２軸受保持部材は、金属製であり、前記第２ハウジングにインサート成形によって一体に構成されていることを特徴とする電動送風機。
7. 請求項６に記載の電動送風機であって、
   前記第１軸受保持部材の外周面は、前記補強部材の内周壁面に近接していることを特徴とする電動送風機。
8. 請求項６に記載の電動送風機であって、
   前記第２軸受保持部材の外周面は、前記円筒部の軸方向端部の内周壁面に面同士で接していることを特徴とする電動送風機。
9. 請求項６に記載の電動送風機であって、
   前記収容部は、前記電動機の外周に空気が流れる風路を有し、
   前記風路には、前記電動機の内部と連通する連通路が形成されていることを特徴とする電動送風機。
10. 請求項９に記載の電動送風機であって、
    前記連通路は、前記コア部材と対向する位置に形成されていることを特徴とする電動送風機。

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