JP2014230347A

JP2014230347A - 電動送風機と電気掃除機

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Publication number: JP2014230347A
Application number: JP2013106872A
Authority: JP
Inventors: 笹尾　雅規; Masaki Sasao; 雅規笹尾; 西村　剛; Takeshi Nishimura; 剛西村; 徳田　剛; Takeshi Tokuda; 剛徳田; 哲平秀熊; Teppei Hidekuma; 樽谷　隆夫; Takao Taruya; 隆夫樽谷
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2014-12-08

Abstract

【課題】電機子に起因する磁気抵抗の少ない電動送風機を提供する。【解決手段】一端側を開口した円筒状のモーターケース（図示せず）に収納される電機子８及び界磁（図示せず）と、モーターケースの開口に配設されるエンドブラケット（図示せず）とで構成される電動機部（図示せず）を備え、電機子８は、回転軸１３に装着されると共に外周にスロット１１を形成する電機子鉄心９と、スロット１１に配設される電機子巻線１２とで構成され、電機子鉄心９の磁極片１０に遠心力に耐えうるようにテーパ１０ｄを持たせるとともに、磁極片１０間に積層されたケイ素鋼板からなる略Ｕ字形状の補助磁極片２１を圧入し、補助磁極片２１は磁極片１０とウェッジ１６によって支持され且つ補助磁極片２１は電機子８の外径と一致するもので、Ｕ字形状の補助磁極片２１により磁気抵抗、漏れ磁束が低減し、電動送風機の効率を向上させることができる。【選択図】図３

Description

本発明は電気掃除機などの風力を利用する各種電気機器に用いられる電動送風機及び電気掃除機に関するものである。

従来の一般的な電動送風機は、電動機部と送風機部とで構成されている。電動機部は、一端側を開口した円筒状のモーターケースと、該モーターケース内に収納される界磁及び電機子と、モーターケースの開口に配設されるエンドブラケットとから構成され、モーターケースとエンドブラケットにより、電機子の回転軸は軸受を介して軸支されている。送風機部は、エンドブラケットを貫通した電機子の回転軸に装着される遠心ファンと、該遠心ファンの下流側に配設されるエアガイドと、遠心ファン及びエアガイドを覆うファンケースとにより構成されている。

この構成により、遠心ファンからの吐出気流を、エアガイドを介してエンドブラケット側からモーターケース内へ導入し、電動機部の冷却風として利用することで、電機子や界磁等を冷却するようになっている（例えば、特許文献１参照）。

次に上記従来の電動送風機の電機子の詳細について図７を用いて説明する。図７（ａ）は、上記従来の電動送風機の電機子の電機子鉄心の上面断面図、図７（ｂ）は、同電機子鉄心の要部拡大断面図である。

図７において、従来の電動送風機の電機子８は、回転軸１３と電機子巻線１２とを絶縁する軸絶縁（図示せず）と、スロット１１の内壁と電機子巻線１２とを絶縁するスロット絶縁体１１ａと、電機子鉄心９の端面と電機子巻線１２とを絶縁する絶縁板（図示せず）とを備えている。電機子巻線１２は複数の磁極片１０を跨ぐようにスロット１１に分布巻に巻回されるため、電機子鉄心９は外周に磁極片１０を形成すると共に磁極片１０間にスロット１１を形成する。この外周の磁極片１０間のスロット１１は電機子８の漏れ磁束を防止することと、電機子巻線１２を巻回する際に電機子巻線１２をスロット１１内に通す役割を果たしている。各スロット１１の開口部にはウェッジ１６が設けられている。

特開２００２−１７０６０号公報

しかしながら、前記従来の電動送風機の構成では、電動機の効率を上昇させることを目的とし、電機子巻線の占積率をあげるために、磁極片を分割している。このことにより、スロット幅の制約を受けないことから、電機子巻線は成型しやすく、電気抵抗の低い太い銅線を巻回することが可能で電動機の効率を上昇させることができる。しかしながら、磁極片を分割しているために、磁気抵抗が増大し、磁束が通りにくくなり、結果として電動送風機の効率を低下させる要因となっていた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、電機子の漏れ磁束を最小限に抑えつつ、磁気抵抗を低減させることにより効率の高い電動送風機及び電気掃除機を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために本発明の電動送風機は、一端側を開口した円筒状のモーターケースと、前記モーターケース内に収納される電機子及び界磁と、前記モーターケースの開口に配設されるエンドブラケットとで構成される電動機部と、前記エンドブラケットを貫通した前記電機子の回転軸に装着される遠心ファンと、前記遠心ファンの下流側に配設されるエアガイドと、前記遠心ファン及び前記エアガイドを覆うファンケースとで構成される送風機部から構成された電動送風機において、前記電機子は、前記回転軸に装着されると共に外周にスロットを形成する電機子鉄心と、前記スロットに配設される電機子巻線とで構成されるとともに、前記電機子鉄心の磁極片に遠心力に耐えうるように傾斜を持たせるとともに、前記磁極片間に、積層されたケイ素鋼板からなる略Ｕ字形状の補助磁極片を圧入し、前記補助磁極片は前記磁極片とウェッジによって支持され、且つ前記補助磁極片は前記電機子の外径と一致するもので、補助磁極片により電機子鉄心の磁極片が大きくなることで、磁気抵抗を低減させることが可能となる。これにより、電動送風機の効率を上昇させることができる。また、補助磁極片をＵ字形状とすることで、磁極片間における漏れ磁束を最小限に抑えることができる。そして、圧入工程を電機子の巻回する工程より後ろに設定できるので、電機子巻線の線径の制約も受けない。また、前記補助磁極片は前記電機子の外径と一致しているので、電機子の外周に従来のような溝がなく凹凸を無くすことができ、回転する電機子の風損を低減させることができ、回転効率を上昇させることができる。

又、本発明の電気掃除機は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動送風機を有するもので、吸込仕事率を向上させることができる等の効果を有する。

本発明の電動送風機は、安価な構成で、磁気抵抗、漏れ磁束、風損を低減し、回転効率を向上させ、吸引性能を高めることができるもので、この電動送風機を電気掃除機に搭載することで、吸込仕事率を向上させることができる。

本発明の実施の形態１における電動送風機を示す部分断面図同電動送風機の電機子の部分断面図（ａ）同電機子の電機子鉄心の上面断面図、（ｂ）同電機子鉄心の要部断面図、（ｃ）同電機子鉄心の要部拡大分解図（ａ）本発明の実施の形態２における電動送風機の電機子鉄心の要部断面図、（ｂ）同電機子鉄心の部分拡大分解図（ａ）本発明の実施の形態３における電動送風機の電機子鉄心の要部断面図、（ｂ）同電機子鉄心の部分拡大分解図（ａ）本発明の実施の形態４における電動送風機の電機子鉄心の要部断面図、（ｂ）同電機子鉄心の部分拡大分解図（ａ）従来の電動送風機の電機子の電機子鉄心の上面断面図、（ｂ）同電機子鉄心の要部拡大断面図

第１の発明は、一端側を開口した円筒状のモーターケースと、前記モーターケース内に収納される電機子及び界磁と、前記モーターケースの開口に配設されるエンドブラケットとで構成される電動機部と、前記エンドブラケットを貫通した前記電機子の回転軸に装着される遠心ファンと、前記遠心ファンの下流側に配設されるエアガイドと、前記遠心ファン及び前記エアガイドを覆うファンケースとで構成される送風機部から構成された電動送風機において、前記電機子は、前記回転軸に装着されると共に外周にスロットを形成する電機子鉄心と、前記スロットに配設される電機子巻線とで構成されるとともに、前
記電機子鉄心の磁極片に遠心力に耐えうるように傾斜を持たせるとともに、前記磁極片間に、積層されたケイ素鋼板からなる略Ｕ字形状の補助磁極片を圧入し、前記補助磁極片は前記磁極片とウェッジによって支持され、且つ前記補助磁極片は前記電機子の外径と一致するもので、補助磁極片により電機子鉄心の磁極片が大きくなることで、磁気抵抗を低減させることが可能となる。これにより、電動送風機の効率を上昇させることができる。また、補助磁極片をＵ字形状とすることで、磁極片間における漏れ磁束を最小限に抑えることができる。そして、圧入工程を電機子の巻回する工程より後ろに設定できるので、電機子巻線の線径の制約も受けない。また、前記補助磁極片は前記電機子の外径と一致しているので、電機子の外周に従来のような溝がなく凹凸を無くすことができ、回転する電機子の風損を低減させることができ、回転効率を上昇させることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の補助磁極片の終端を遠心力に耐えうるように磁極片に引っ掛ける形状としたもので、補助磁極片の固定を確実にして電動送風機の信頼性を高めることができる。

第３の発明は、特に、第１又は第２の発明の磁極片に切り欠きを設け、補助磁極片の終端を遠心力に耐えうるように前記切り欠きに圧入し、この圧入によって支持されるもので、補助磁極片の固定をより確実にして電動送風機の信頼性を高めることができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれかひとつの発明の磁極片間に、ウェッジと一体成型された補助磁極片を圧入し、この圧入によって支持されるもので、電機子の組み立て工数を削減し、安価な電動送風機を提供することができる。

第５の発明にかかる電気掃除機は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動送風機を有するもので、吸込仕事率を向上させることができる等の効果を有する。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電動送風機を示す部分断面図、図２は、同電動送風機の電機子の部分断面図、図３（ａ）は、同電機子の電機子鉄心の上面断面図、図３（ｂ）は、同電機子鉄心の要部断面図、図３（ｃ）は、同電機子鉄心の要部拡大分解図である。尚、方向の定義として以下の図１における紙面上の上方向を上面、下方向を下面、左右方向を側面とする。

図１において、本実施の形態における電動送風機１は、上面開口周縁にフランジ３が形成され上面開口を有する略円筒形状のモーターケース２と、モーターケース２の上面開口を跨ぐようにフランジ３に固定されるエンドブラケット４と、モーターケース２内に圧入嵌合される界磁１８と、界磁１８で囲まれる空間内に配設された電機子８とを備え、
電機子８の回転軸１３がモーターケース２の下面とエンドブラケット４に軸受１７を介して回転自在に保持されている。

また、電動送風機１は、エンドブラケット４を貫通した電機子８の回転軸１３に装着される遠心ファン１９と、該遠心ファン１９の下流側に配設されるエアガイド２０と、遠心ファン１９及びエアガイド２０を覆うファンケースとで構成される送風機部３１を備えている。

図２、３において、電機子８は、回転軸１３と、回転軸１３に圧入嵌合される電機子鉄心９と、電機子鉄心９に巻回される電機子巻線１２と、整流子１４とを有している。電機
子鉄心９は、外周に向かって磁極片１０ａ、１０ｂを突出形成すると共に、磁極片１０ａと磁極片１０ｂ間にＵ字形状の積層されたケイ素鋼板からなる補助磁極片２１が圧入されており、スロット１１に電機子巻線１２が分布巻に巻回されている。電機子８と、界磁１８と、エンドブラケット４と、モーターケース２とで、電動機部３０が構成されている。

磁極片１０の端部は遠心力に耐えうるようにテーパ(傾斜)１０ｄを持たせてある。補助磁極片２１は磁極片１０の端部とウェッジ１６で支持されている。また、電機子８の外周部に凹凸がなくなるように補助磁極片２１を設置している。

以上のように本実施の形態における電動送風機１によると、補助磁極片２１により電機子鉄心９の磁極片１０が大きくなることで、磁気抵抗を低減させることが可能となる。これにより、電動送風機１の効率を上昇させることができる。また、補助磁極片２１をＵ字形状とすることで、磁極片１０間における漏れ磁束を最小限に抑えることができる。そして、圧入工程を電機子８の巻回する工程より後ろに設定できるので、電機子巻線１２の線径の制約も受けない。また、補助磁極片２１は電機子８の外径と一致しているので、電機子８の外周に従来のような溝がなく凹凸を無くすことができ、回転する電機子８の風損を低減させることができ、回転効率を上昇させることができる。

（実施の形態２）
図４（ａ）は、本発明の実施の形態２における電動送風機の電機子鉄心の要部断面図、図４（ｂ）は、同電機子鉄心の部分拡大分解図である。尚、上記実施の形態１における電動送風機と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

図４において、本実施の形態における電動送風機１の電機子８は、回転軸１３と、回転軸１３の外周に嵌合されて回転軸１３と一体に回転する電機子鉄心９と、この電機子鉄心９に巻回された電機子巻線１２と、電機子鉄心９の磁極片１０の端部間に圧入されたＵ字形状の積層されたケイ素鋼板からなる補助磁極片２１とを備えている。補助磁極片２１は遠心力に耐えうるように端部を磁極片１０に引っ掛ける形状にしている。補助磁極片２１は、磁極片１０の端部とウェッジ１６に支持されている。また、電機子８の外周部に凹凸がなくなるように補助磁極片２１を設置している。

以上のように本実施の形態における電動送風機１によると補助磁極片２１の固定を確実にして電動送風機１の信頼性を高めることができる。

（実施の形態３）
図５（ａ）は、本発明の実施の形態３における電動送風機の電機子鉄心の要部断面図、図５（ｂ）は、同電機子鉄心の部分拡大分解図である。尚、上記実施の形態における電動送風機と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

図５において、本実施の形態における電動送風機１の電機子８は、回転軸１３と、回転軸１３の外周に嵌合されて回転軸１３と一体に回転する電機子鉄心９と、この電機子鉄心９に巻回された電機子巻線１２と、電機子鉄心９の磁極片１０の端部間に圧入されたＵ字形状の積層されたケイ素鋼板からなる補助磁極片２１とを備えている。

磁極片１０の端部には切り欠き１０ｃを設けている。補助磁極片２１は遠心力に耐えうるようにその終端２１ａを磁極片１０の切り欠き１０ｃに引っ掛ける形状にしている。補助磁極片２１は磁極片１０の端部と切り欠き１０ｃとで支持されている。また、電機子８の外周部に凹凸がなくなるように補助磁極片２１を設置している。

以上のように本実施の形態における電動送風機１によると、補助磁極片２１の固定をよ
り確実にして電動送風機１の信頼性を高めることができる。

（実施の形態４）
図６（ａ）は、本発明の実施の形態４における電動送風機の電機子鉄心の要部断面図、図６（ｂ）は、同電機子鉄心の部分拡大分解図である。尚、上記実施の形態における電動送風機と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

図６において、本実施の形態における電動送風機１の電機子８は、回転軸１３と、回転軸１３の外周に嵌合されて回転軸１３と一体に回転する電機子鉄心９と、この電機子鉄心９に巻回された電機子巻線１２と、電機子鉄心９の磁極片１０の端部間に圧入されたＵ字形状の積層されたケイ素鋼板からなる補助磁極片２１とを備えている。この補助磁極片２１は樹脂材からなるウェッジ１６と一体成型されている。また、電機子８の外周部に凹凸がなくなるように補助磁極片２１を設置している。

以上のように本実施の形態における電動送風機１によると、電機子８の組み立て工数を削減し、安価な電動送風機１を提供することができる。

また、上記実施の形態１〜４に記載された電動送風機１を電気掃除機に採用することにより、電気掃除機の吸込仕事率を向上することができる等の効果を有する。

本発明に係る電動送風機は、安価な構成で、磁気抵抗、漏れ磁束、風損を低減し、回転効率を向上させ、吸引性能を高めることができるもので、電気掃除機に限らず電動送風機を用いる各種電気機器に広く利用可能である。

１電動送風機
２モーターケース
３フランジ
４エンドブラケット
８電機子
９電機子鉄心
１０、１０ａ、１０ｂ磁極片
１０ｃ切り欠き
１０ｄテーパ（傾斜）
１１スロット
１２電機子巻線
１３回転軸
１４整流子
１６ウェッジ
１７軸受
１８界磁
２１補助磁極片

Claims

一端側を開口した円筒状のモーターケースと、前記モーターケース内に収納される電機子及び界磁と、前記モーターケースの開口に配設されるエンドブラケットとで構成される電動機部と、前記エンドブラケットを貫通した前記電機子の回転軸に装着される遠心ファンと、前記遠心ファンの下流側に配設されるエアガイドと、前記遠心ファン及び前記エアガイドを覆うファンケースとで構成される送風機部から構成された電動送風機において、前記電機子は、前記回転軸に装着されると共に外周にスロットを形成する電機子鉄心と、前記スロットに配設される電機子巻線とで構成されるとともに、前記電機子鉄心の磁極片に遠心力に耐えうるように傾斜を持たせるとともに、前記磁極片間に、積層されたケイ素鋼板からなる略Ｕ字形状の補助磁極片を圧入し、前記補助磁極片は前記磁極片とウェッジによって支持され、且つ前記補助磁極片は前記電機子の外径と一致することを特徴とする電動送風機。
補助磁極片の終端を遠心力に耐えうるように磁極片に引っ掛ける形状とした請求項１に記載の電動送風機。
磁極片に切り欠きを設け、補助磁極片の終端を遠心力に耐えうるように前記切り欠きに圧入し、この圧入によって支持される請求項１または２に記載の電動送風機。
磁極片間に、ウェッジと一体成型された補助磁極片を圧入し、この圧入によって支持される請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動送風機。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動送風機を有することを特徴とする電気掃除機。