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