JP2016208790A - Motor and centrifugal blower - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータおよび遠心送風機に関する。 The present invention relates to a motor and a centrifugal blower.
従来、ステータの径方向内側にロータが配置された、いわゆるインナーロータタイプのモータが知られている。インナーロータタイプのモータでは、ステータコアは、環状のコアバックと、コアバックから径方向内側へ突出した複数のティースとを有する。また、この種のモータでは、1つのティースを有するコアピース(いわゆる「分割コア」)を複数組み合わせることによって、環状のステータコアを形成する場合がある。その場合、モータの製造時には、個々のコアピースにインシュレータを取り付け、インシュレータに導線を巻き付けることによって、コアピース毎にコイルを形成する。 2. Description of the Related Art Conventionally, a so-called inner rotor type motor in which a rotor is disposed on the radially inner side of a stator is known. In the inner rotor type motor, the stator core has an annular core back and a plurality of teeth protruding radially inward from the core back. In this type of motor, an annular stator core may be formed by combining a plurality of core pieces (so-called “divided cores”) having one tooth. In that case, at the time of manufacture of a motor, an insulator is attached to each core piece, and a coil is formed for every core piece by winding a conducting wire around the insulator.
分割コアを用いたインナーロータタイプのモータの従来例については、例えば、特開2014−225968号公報に記載されている。
掃除機などに用いられる高速回転用のモータでは、駆動電流のスイッチング回数を減らすために、ティースの数を少なく設計することがある。しかしながら、ティースの数が少ないと、コアピースあたりの中心角が大きくなるため、各コアピースにおいてコアバックが大きく湾曲することとなる。一方、インシュレータは、径方向内側の端部付近に、コイルの巻き崩れを防止するために膨らんだ壁部を有する。このため、ティース数の少ないステータの構造では、インシュレータの壁部とコアバックとの間の隙間が狭くなる。そうすると、製造時にティースにインシュレータを介して導線を巻き付ける作業が極めて困難となる。 A motor for high-speed rotation used in a vacuum cleaner or the like may be designed with a small number of teeth in order to reduce the number of times the drive current is switched. However, if the number of teeth is small, the center angle per core piece increases, and therefore the core back is greatly curved in each core piece. On the other hand, the insulator has a bulging wall portion in the vicinity of the radially inner end portion to prevent the coil from collapsing. For this reason, in the structure of the stator with a small number of teeth, the gap between the wall portion of the insulator and the core back is narrowed. If it does so, the operation | work which winds conducting wire around an insulator via an insulator at the time of manufacture will become very difficult.
本発明の目的は、複数のコアピースを有するインナーロータタイプのモータにおいて、導線の巻き付け作業が容易となる構造を提供することである。 An object of the present invention is to provide a structure that facilitates winding of a conductor in an inner rotor type motor having a plurality of core pieces.
本願の例示的な第1発明は、上下に延びる中心軸に沿って配置されるシャフトと、前記シャフトとともに前記中心軸を中心として回転するロータと、前記ロータの周囲に配置されたステータと、を有し、前記ステータは、磁性体からなり、周方向に配置される複数のコアピースと、前記複数のコアピースのそれぞれに取り付けられたインシュレータと、前記複数のインシュレータのそれぞれに巻かれた導線により構成されるコイルと、を有し、複数の前記コアピースは、それぞれ、周方向に延びるコアバックと、前記コアバックから径方向内側へ向けて突出するティースと、を有し、複数の前記コアバックが環状に連結され、複数の前記インシュレータは、それぞれ、前記ティースと前記コイルとの間に介在するティース絶縁部と、前記コイルよりも径方向内側に位置し、径方向に対して略垂直に拡がる内側壁部と、を有し、前記内側壁部は、軸方向の両端に位置する一対の軸方向端縁と、周方向の両端に位置する一対の周方向端縁と、前記軸方向端縁と前記周方向端縁との境界に位置する4箇所の角部と、を有し、径方向内側から見て、前記角部は、前記軸方向端縁と前記周方向端縁とをそれぞれ延長した仮想線よりも前記ティース側の領域に位置する、モータである。 An exemplary first invention of the present application includes: a shaft disposed along a central axis that extends vertically; a rotor that rotates about the central axis together with the shaft; and a stator disposed around the rotor. And the stator is made of a magnetic material, and includes a plurality of core pieces arranged in a circumferential direction, an insulator attached to each of the plurality of core pieces, and a conductive wire wound around each of the plurality of insulators. Each of the plurality of core pieces has a core back extending in the circumferential direction and teeth projecting radially inward from the core back, and the plurality of core backs are annular. And the plurality of insulators are respectively connected to the teeth insulating portion interposed between the teeth and the coil, and the coil. An inner wall portion that is located radially inward and extends substantially perpendicular to the radial direction, and the inner wall portion includes a pair of axial edges located at both ends in the axial direction, and a circumferential direction. A pair of circumferential edges located at both ends, and four corners located at the boundary between the axial edge and the circumferential edge, and viewed from the radially inner side, the corner The part is a motor located in a region on the teeth side with respect to an imaginary line obtained by extending the axial end edge and the circumferential end edge.
本願の例示的な第1発明によれば、インシュレータは、内側壁部の四隅に、軸方向端縁と周方向端縁とをそれぞれ延長した仮想線よりもティース側の領域に位置する角部を有する。このため、インシュレータに導線を巻き付ける際に、内側壁部が障害となりにくい。したがって、導線の巻き付け作業を容易に行うことができる。 According to the first exemplary invention of the present application, the insulator has corner portions located in the regions on the teeth side of the imaginary lines extending the axial end edge and the circumferential end edge at the four corners of the inner wall portion. Have. For this reason, when winding a conducting wire around an insulator, an inner wall part is not easily obstructed. Therefore, the winding work of the conducting wire can be easily performed.
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、遠心送風機の中心軸と平行な方向を「軸方向」、遠心送風機の中心軸に直交する方向を「径方向」、遠心送風機の中心軸を中心とする円周に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、本願では、軸方向を上下方向とし、モータに対してインペラ側を上として、各部の形状および位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、モータおよび遠心送風機の製造時および使用時の向きを限定する意図はない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present application, the direction parallel to the central axis of the centrifugal blower is referred to as “axial direction”, the direction orthogonal to the central axis of the centrifugal blower is referred to as “radial direction”, and the direction along the circumference centered on the central axis of the centrifugal blower is defined. These are referred to as “circumferential directions”, respectively. Further, in the present application, the shape and positional relationship of each part will be described with the axial direction as the vertical direction and the impeller side as the upper side with respect to the motor. However, the definition of the vertical direction is not intended to limit the orientation of the motor and the centrifugal blower during manufacture and use.
<1.遠心送風機の構成>
図1は、一実施形態に係る遠心送風機1の縦断面図である。この遠心送風機1は、上部に設けられた吸気孔から上方の空気を吸引し、下方へと排出するターボ型遠心ファンである。ターボ型遠心ファンは、シロッコ型遠心ファンと比べて高効率で騒音が少ない。
<1. Centrifugal blower configuration>
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a centrifugal blower 1 according to an embodiment. The centrifugal blower 1 is a turbo centrifugal fan that sucks upward air from an intake hole provided in an upper portion and discharges the air downward. A turbo centrifugal fan is more efficient and has less noise than a sirocco centrifugal fan.
本実施形態の遠心送風機1は、例えば、掃除機に備えられ、掃除機に吸引力を生じさせるために使用される。ただし、本発明の遠心送風機は、掃除機以外の用途に使用されるものであってもよい。例えば、レンジフード用のファンや建物のダクトに用いられる給排気装置等の他の送風機器、家電製品、医療機器、産業用の大型設備等に搭載されて、吸気および排気を行うものであってもよい。 Centrifugal blower 1 of this embodiment is provided in a vacuum cleaner, for example, and is used in order to produce suction power to a vacuum cleaner. However, the centrifugal blower of the present invention may be used for applications other than the vacuum cleaner. For example, it is installed in other blower devices such as range hood fans and air supply and exhaust devices used for building ducts, home appliances, medical devices, industrial large equipment, etc., and performs intake and exhaust Also good.
図1に示すように、遠心送風機1は、モータ11と、インペラ12と、ブロアケーシング13とを有する。モータ11の後述する回転部30と、インペラ12とは、中心軸9を中心として回転する。
As shown in FIG. 1, the centrifugal blower 1 includes a
モータ11は、インナーロータ型のブラシレスDCモータである。モータ11は、静止部20および回転部30を有する。静止部20は、ブロアケーシング13に対して、相対的に静止する。回転部30は、静止部20に対して中心軸9を中心として回転可能に支持される。
The
静止部20は、ステータ21、モータカバー22、底板23、回路基板24、上軸受25および下軸受26を有する。回転部30は、シャフト31およびロータ32を有する。
The
ステータ21は、回路基板24から供給される駆動電流に応じて磁束を発生させる。ステータ21は、後述するロータ32の周囲に配置される。ステータ21は、複数のコアピース60、複数のインシュレータ70、および複数のコイル80を有する。
The
複数のコアピース60は、中心軸9の周囲において環状に配置される。各コアピース60は、周方向に延びるコアバック61と、コアバック61から径方向内側へ向けて突出するティース62とを有する。インシュレータ70は、各コアピース60に取り付けられる。コイル80は、ティース62の周囲にインシュレータ70を介して巻かれた導線により構成される。ステータ21のより詳細な構造については、後述する。
The plurality of
モータカバー22は、ステータ21を保持する樹脂製の部材である。モータカバー22は、上板部221、側板部222、第1固定部223、第2固定部224および少なくとも1つの底板固定部225を有する。
The motor cover 22 is a resin member that holds the
上板部221は、ステータ21の上方において、中心軸9に対して略垂直に拡がる板状の部位である。上板部221の略中央には、貫通孔が形成される。上板部221の当該貫通孔内には、上軸受25が保持される。側板部222は、略円筒状であり、上板部221の外縁から軸方向下方へ向かって延びる。
The
底板固定部225は、側板部222の下端部付近から径方向外側に突出する。底板固定部225には、少なくとも1つのねじ孔が形成される。底板固定部225には、底板23がねじ止めにより固定される。本実施形態のモータ11では、底板固定部225は、周方向の3箇所に設けられている。ただし、モータカバー22と底板23との固定箇所は3箇所に限られず、2箇所や4箇所以上であってもよい。また、モータカバー22と底板23とは、接着やかしめなどの他の方法により固定されてもよい。なお、第1固定部223および第2固定部224の構造については、後述する。
The bottom
底板23は、モータカバー22の下方の開口の少なくとも一部を覆う部材である。底板23は、中心軸9に対して略垂直に拡がる。底板23の中央には、凹部が形成される。底板23の当該凹部内には、下軸受26が保持される。ステータ21、回路基板24、上軸受25、下軸受26、およびロータ32は、モータカバー22および底板23により構成される筐体の内部に収容される。
The
本実施形態において、回路基板24は、略板状である。回路基板24は、ステータ21よりも下側において、中心軸9に対して略垂直に配置される。回路基板24には、コイル80に駆動電流を供給するための電気回路を構成する電子部品が搭載される。コイル80を構成する導線の端部は、回路基板24上の電気回路と電気的に接続される。
In the present embodiment, the
上軸受25は、モータカバー22に対して、シャフト31を回転可能に支持する。下軸受26は、底板23に対して、シャフト31を回転可能に支持する。上軸受25および下軸受26には、例えば、内輪と外輪との間に球状の転動体が介在する玉軸受が用いられる。また、モータカバー22と上軸受25との間には、弾性部材27が介在する。これにより、モータ11およびインペラ12の回転時における振動が低減される。なお、上軸受25および下軸受26には、玉軸受以外の種類の軸受が用いられてもよい。
The
シャフト31は、上下に延びる中心軸9に沿って配置される。より具体的には、シャフト31は、中心軸9に沿って配置された円柱状の部材である。シャフト31は、上軸受25および下軸受26に支持され、中心軸9を中心として回転することができる。シャフト31の上端部は、モータカバー22よりも上側へ突出する。シャフト31の上端部には、インペラ12が固定される。本実施形態では、インペラ12がシャフト31に対して直接的に固定されるが、インペラ12はシャフト31に対して、樹脂材料や金属材料からなる筒状部材などの他の部材を介して間接的に固定されてもよい。
The
ロータ32は、シャフト31に固定され、シャフト31とともに中心軸9を中心として回転する。本実施形態のロータ32は、略円筒形状に形成されたマグネット樹脂からなる。ロータ32の外周面には、N極とS極とが、周方向に交互に着磁される。また、ロータ32の外周面は、ティース62の径方向内側の端面と、僅かな間隙を介して径方向に対向する。すなわち、ロータ32は、ステータ21と径方向に対向する磁極面を有する。
The
なお、本実施形態では、マグネット樹脂製のロータ32を使用しているが、ロータ32は、複数のマグネットを、磁性体である円筒状のロータコアの外周面または内部に固定したものであってもよい。
In this embodiment, the
モータ11の駆動時には、電源から回路基板24上の電気回路を介してコイル80に、駆動電流が供給され、複数のティース62に磁束が生じる。これにより、ティース62とロータ32との間の磁束が及ぼす作用により、周方向のトルクが発生する。その結果、中心軸9を中心として回転部30が回転する。そして、回転部30の回転とともに、インペラ12が回転する。
When the
インペラ12は、いわゆるターボ型の遠心インペラである。インペラ12は、モータ11のモータカバー22の上方に配置される。図1に示すように、インペラ12は、上シュラウド51、下シュラウド52、および複数のブレード53を有する。
The
上シュラウド51は、筒部511と、裾部512と、吸気孔513とを有する。上シュラウド51は、下シュラウド52および複数のブレード53の上方に配置される。
The
筒部511は、中心軸9を中心とした略円筒状の部位である。本実施形態の筒部511は、軸方向の位置によらずその径が略一定である。なお、筒部511は、軸方向下方に向かうにつれて次第に拡径する形状であってもよい。
The
裾部512は、筒部511の下端部から径方向外側に拡がる。裾部512の外縁の径方向の位置は、下シュラウド52の外縁の径方向の位置と略同一である。吸気孔513は、上シュラウド51の中央に配置される。吸気孔513は、筒部511により形成され、筒部511の径方向内側において上シュラウド51を軸方向に貫通する。
The
下シュラウド52は、モータカバー22の上方において、中心軸9に対して略垂直に拡がる板状の部位である。下シュラウド52の下面は、モータカバー22の上面と軸方向に対向する。下シュラウド52は、その径方向内側の端部がモータ11のシャフト31に固定される。
The
軸方向において、ブレード53は、上シュラウド51および下シュラウド52の間に配置される。複数のブレード53は、周方向に略等間隔に、配置される。遠心送風機1の駆動時には、上シュラウド51と下シュラウド52との間の気体が、複数のブレード53によって径方向外側へと加速される。
In the axial direction, the
ブロアケーシング13は、天板部131と、壁部132とを有する。天板部131は、インペラ12の上方に配置され、上シュラウド51の上面に沿って、環状に拡がる。天板部131は、その中央に中央孔130を有する。中央孔130は、上述の吸気孔513と繋がっている。壁部132は、天板部131から、モータ11の径方向外側において、下方へ筒状に延びる。モータ11の少なくとも上端およびインペラ12は、壁部132の径方向内側に収容される。すなわち、壁部132は、モータ11の少なくとも一部を囲う。壁部132の内側面は、モータ11の少なくとも一部と径方向に対向する。
The
本実施形態のブロアケーシング13は、上側ケーシング133、中央ケーシング134および下側ケーシング135の3つの環状の部材から形成される。中央ケーシング134は、上側ケーシング133の下方に配置される。また、下側ケーシング135は、中央ケーシング134の下方に配置される。上側ケーシング133は、天板部131および壁部132の上端を含む。中央ケーシング134および下側ケーシング135は、壁部132を形成する筒状の部材である。本実施形態のブロアケーシング13は3つの部材から形成されたが、ブロアケーシング13は、1つの部材から形成されてもよいし、2つまたは4つ以上の部材から形成されてもよい。すなわち、ブロアケーシング13は、少なくとも1つの部材から形成される。
The
モータカバー22の外周面と、ブロアケーシング13の壁部132の内周面とは、径方向に間隔を空けて配置される。このモータカバー22の外周面と壁部132の内周面との間の空間は、遠心送風機1の駆動時における気体の流路10となる。流路10の少なくとも一部は、壁部132が有する排気孔に繋がる。
The outer peripheral surface of the motor cover 22 and the inner peripheral surface of the
遠心送風機1の駆動時には、モータ11のステータ21に駆動電流が供給され、モータ11の回転部30とインペラ12とが回転する。インペラ12が回転すると、図1中に実線矢印で示したように、ブロアケーシング13の上方の気体が、ブロアケーシング13の中央孔130およびインペラ12の吸気孔513を介して吸引され、上シュラウド51と下シュラウド52との間を通って、インペラ12の径方向外側へと排出される。
When the centrifugal blower 1 is driven, a drive current is supplied to the
インペラ12の径方向外側へと排出された気体は、図1に示すように、ブロアケーシング13の壁部132に当たって下向きへと方向を変えて、モータカバー22の外周面と壁部132の内周面との間に形成された流路10内を軸方向下向きに進む。そして、当該気流は、流路10の下端部から排気孔を介して遠心送風機1の外部へと排出される。
As shown in FIG. 1, the gas discharged to the radially outer side of the
<2.ステータについて>
続いて、ステータ21のより詳細な構造について、説明する。図2は、ステータ21の上面図である。図2に示すように、本実施形態のステータ21は、3つのコアピース60と、3つのインシュレータ70と、3つのコイル80とを有する。この構成によって、1回転当たりの巻線の通電される回数を少なくできるため、モータを高速駆動させやすい。
<2. About Stator>
Subsequently, a more detailed structure of the
図3は、コアピース60の上面図である。複数のコアピース60は、磁性体からなり、周方向に配置される。コアピース60には、例えば、磁性体である電磁鋼板が軸方向に積層された積層鋼板が用いられる。図3に示すように、コアピース60は、コアバック61とティース62とを有する。コアバック61は、ティース62よりも径方向外側において、周方向に延びる。ただし、コアバック61の上面視における形状は、必ずしも円弧状でなくてもよく、全体として概ね周方向に延びていればよい。ティース62は、コアバック61の周方向の中央から、径方向内側へ向けて突出する。
FIG. 3 is a top view of the
本実施形態のコアバック61は、中央コアバック部611と、一対の接続コアバック部612とを有する。中央コアバック部611は、径方向に延びるティース62に対して略垂直に拡がる。また、中央コアバック部611は、ティース62の径方向外側の端部から、周方向の両側へ向けて拡がる。一対の接続コアバック部612は、中央コアバック部611の周方向の両側に位置する。各接続コアバック部612は、中央コアバック部611の周方向の端部から、ティース62に近づく方向へ屈曲しながら延びる。
The core back 61 of this embodiment includes a central core back
このように、本実施形態では、3つのコアピース60に、それぞれ1つのティース62が設けられている。このため、ステータ21が有するティース62の数は、三相同期モータとして最小の3本となっている。ティース62の数を少なくすれば、駆動時におけるモータ駆動回路の1回転あたりのスイッチング回数を少なくすることができる。したがって、モータ11を高速化に対応させやすくなる。
Thus, in the present embodiment, one
図2に示すように、3つのコアピース60は、周方向に配列される。そして、3つのコアピース60のコアバック61は、環状に連結される。具体的には、隣り合うコアピース60の接続コアバック部612の端部同士が、互いに連結される。コアピース60の繋ぎ目は、例えば、溶接にて固定される。
As shown in FIG. 2, the three
各コアピース60のコアバック61には、軸方向に貫通する固定孔63が設けられている。すなわち、本実施形態では、全てのコアピース60が、それぞれ、固定孔63を有している。この構成によって、遠心送風機1の組み立て時において、全てのコアピース60をモータカバー22と強固に固定できる。固定孔63は、ティース62の径方向外側に位置する。コアバック61の周方向の中央付近は、モータ11の駆動時における磁束密度が低く、磁路としての役割が小さい箇所である。当該箇所に固定孔63を設けることで、固定孔63による磁路の狭小化が抑制されている。
The core back 61 of each
モータカバー22とコアピース60とは、固定孔63に挿入される固定部材によって固定される。図1に示すように、モータカバー22は、3つの第1固定部223と、3つの第2固定部224とを有する。3つの第1固定部223は、それぞれ、上述した固定孔63の上方において、側板部222から径方向内側へ突出する。第2固定部224は、上述した固定孔63の下方において、側板部222から径方向内側へ突出する。そして、第1固定部223および第2固定部224には、それぞれ、軸方向に延びるねじ孔が設けられている。モータ11の製造時には、周方向の3箇所において、第2固定部224のねじ孔、固定孔63、および第1固定部223のねじ孔に、固定部材であるねじ43が挿入される。これにより、ステータ21とモータカバー22とが固定される。この構成によって、モータカバー22とコアピース60とを強固に固定できる。
The motor cover 22 and the
なお、ステータ21とモータカバー22との固定箇所は、必ずしも3箇所でなくてもよい。例えば、3つのコアピース60のうち、1つまたは2つのコアピース60のみに、固定孔63が設けられていてもよい。また、各コアピース60に2つ以上の固定孔63が設けられていてもよい。また、ステータ21とモータカバー22との固定方法は、ねじ止め以外の方法であってもよい。例えば、ステータ21をインサート部品としてモータカバー22を樹脂成型することで、ステータ21とモータカバー22とを固定してもよい。
Note that the number of fixing points between the
インシュレータ70は、複数のコアピース60のそれぞれに取り付けられる。インシュレータ70の材料には、絶縁体である樹脂が用いられる。図4は、インシュレータ70の上面図である。図5および図6は、インシュレータ70の斜視図である。図4〜図6に示すように、インシュレータ70は、ティース絶縁部71、内側壁部72、および外側壁部73を有する。ティース絶縁部71は、ティース62の上面、下面、および周方向の両端面を覆う。内側壁部72は、コイル80よりも径方向内側に位置し、径方向に対して略垂直に拡がる。内側壁部72は、ティース絶縁部71の径方向内側の端部から、径方向に対して略垂直に外側へ向けて拡がる。外側壁部73は、ティース絶縁部71の径方向外側の端部から、径方向に対して略垂直に外側へ向けて拡がる。
The
コイル80は、複数のインシュレータ70のそれぞれに巻かれた導線により構成される。コイル80は、インシュレータ70のティース絶縁部71に導線を巻き付けることによって、形成される。コイル80とティース62との間には、ティース絶縁部71が介在する。これにより、コイル80とティース62とが、電気的に絶縁される。内側壁部72は、コイル80の径方向内側に位置する。これにより、コイル80の径方向内側への巻き崩れが防止される。また、コイル80とロータ32とが接触することを防止できる。外側壁部73は、コイル80の径方向外側に位置する。これにより、コイル80の径方向外側への巻き崩れが防止される。
The
なお、図2に示すように、3つのインシュレータ70は、周方向に間隔をあけて配置される。したがって、本実施形態では、3つのコアバック61の繋ぎ目は、インシュレータ70から露出する。このため、ステータ21の製造時には、各コアピース60にインシュレータ70およびコイル80を取り付けた後、各コアピース60の接続コアバック部612の端部同士を、溶接等で固定することができる。
In addition, as shown in FIG. 2, the three
図5および図6に示すように、本実施形態のインシュレータ70は、上インシュレータピース701と下インシュレータピース702とにより構成される。上インシュレータピース701は、コアピース60を上側から覆う。下インシュレータピース702は、コアピース60を下側から覆う。上インシュレータピース701と下インシュレータピース702とは、両ピースによって形成されるティース絶縁部71の周りに導線が巻き付けられることによって、互いに固定される。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
図5中に拡大して示したように、上インシュレータピース701の下端部と、下インシュレータピース702の上端部とは、軸方向に対して傾斜した接触面において接触する。これにより、上インシュレータピース701と下インシュレータピース702とは、互いに精度よく位置決めされながら固定される。なお、上インシュレータピース701の下端部と、下インシュレータピース702の上端部とに、互いに係合可能な凹部または凸部が形成されてもよい。上インシュレータピース701は、下インシュレータピース702と、凹部または凸部によって、位置決めがなされてもよい。
As shown in an enlarged manner in FIG. 5, the lower end portion of the
図7は、インシュレータ70を径方向内側から見た図である。図5〜図7に示すように、インシュレータ70の内側壁部72は、一対の軸方向端縁721と、一対の周方向端縁722と、4箇所の角部723とを有する。一対の軸方向端縁721は、内側壁部72の軸方向の両端に位置する。各軸方向端縁721は、一定の軸方向位置において、周方向に延びる。一対の周方向端縁722は、内側壁部72の周方向の両端に位置する。各周方向端縁722は、一定の周方向位置において、軸方向に延びる。4箇所の角部723は、軸方向端縁721と周方向端縁722との境界に位置する。
FIG. 7 is a view of the
本実施形態の角部723は、径方向内側から見て円弧形状の曲面である。ただし、上述した「円弧形状」は、必ずしも1点を中心とする真円の一部でなくてもよく、略円弧形状も含むものとする。この構成によって、モータ11の組み立て時において、インシュレータ70に導線を巻き付ける作業が、より容易となる。詳細については後述する。
The
図7中に拡大して示すように、径方向内側から見て、角部723は、軸方向端縁721と周方向端縁722とをそれぞれ延長した仮想線91よりもティース62側の領域に位置する。より詳細に記載すると、径方向内側から見て、軸方向端縁721の周方向の端部を周方向に延長した仮想線91と、周方向端縁722の軸方向の端部を軸方向に延長した仮想線92とは、互いに交差する。角部723は、これらの仮想線91,92により分断される領域のうち、ティース62側の領域に位置する。内側壁部72の残りの3箇所の角部723も、それぞれ、隣接する軸方向端縁721および周方向端縁722に対して、同様の位置関係で配置される。この構成によって、巻線機等を用いてインシュレータ70に導線を巻き付ける際に、内側壁部72が巻線機の軌道の障害となりにくい。したがって、コイル80を容易に形成できる。なお、巻線機を用いずに導線を巻きつける際にも、上記構成を採用することによって、コイル80の形成が容易になる。詳細については後述する。
As shown in an enlarged view in FIG. 7, when viewed from the inside in the radial direction, the
ここで、図7のように、内側壁部72の軸方向上端から軸方向下端までの軸方向距離をAとする。また、内側壁部72の周方向一端から周方向他端までの周方向距離をBとする。距離Aは、ティース62の径方向内端部における軸方向の長さよりも長い。距離Bは、ティース62の内端部における周方向の長さよりも長い。また、径方向内側から見て、ティース62の軸方向および周方向の中心点Oから角部723までの最大距離をCとする。そうすると、このインシュレータ70は、次式(1)の関係を満たしている。
C2<(A/2)2+(B/2)2 (1)
Here, as shown in FIG. 7, the axial distance from the upper end in the axial direction of the
C 2 <(A / 2) 2 + (B / 2) 2 (1)
ステータ21を製造するときには、まず、個々のコアピース60にインシュレータ70が取り付けられる。その後、インシュレータ70のティース絶縁部71に導線が巻き付けられる。その際、巻線装置は、インシュレータ70の径方向内側から、導線を繰り出すノズルを接近させて、図7中に破線矢印で示すように、インシュレータ70のティース絶縁部71の周りに、導線を巻き付ける。その際、インシュレータ70の内側壁部72を避けて、導線をコアピース60およびインシュレータ70とノズルとを、相対的に回転させる必要がある。
When manufacturing the
上記の通り、インシュレータ70は、内側壁部72の四隅に、軸方向端縁721と周方向端縁722とをそれぞれ延長した仮想線よりもティース62側の領域に位置する角部723を有する。これにより、径方向内側から見て、ティース62の中心点Oから角部723までの最大距離Cが、短くなっている。このため、インシュレータ70に導線を巻き付ける際に、内側壁部72の角部723がノズルの動きに対して障害となりにくい。したがって、上述した導線の巻き付け作業を、容易に行うことができる。
As described above, the
ただし、角部723が凹み過ぎていると、内側壁部72の強度が低下したり、コイル80の径方向内側への巻き崩れが発生したりする虞がある。したがって、角部723は、凹み過ぎていないことが好ましい。具体的には、径方向内側から見て、ティース62の軸方向および周方向の中心点Oから軸方向端縁721までの距離が、中心点Oから角部723までの距離よりも、短くなっていることが好ましい。また、ティース62の中心点Oから周方向端縁722までの距離が、中心点Oから角部723までの距離よりも、短くなっていることが好ましい。この構成によって、コイル80の形成を容易にしつつ、内側壁部72の強度が低下することを防止できる。したがって、コイル80の径方向内側への巻き崩れを防ぐことができる。
However, if the
また、図4に示すように、このインシュレータ70では、内側壁部72の周方向の長さd1が、ティース絶縁部71の径方向の長さd2よりも長い。このような寸法関係の場合、インシュレータ70の内側壁部72の周方向の端部と外側壁部73の径方向内側の面との間隔d3が、特に狭くなる。このため、もし内側壁部72の角部723が、軸方向端縁721と周方向端縁722とをそれぞれ延長した仮想線上または仮想線よりも外側に位置していると、インシュレータ70に対する導線の巻き付け作業が、特に困難となる。しかしながら、本実施形態では、内側壁部72の四隅の角部723が、軸方向端縁721と周方向端縁722とをそれぞれ延長した仮想線よりもティース62側の領域に位置するため、インシュレータ70に導線を、容易に巻き付けることができる。
As shown in FIG. 4, in this
また、このインシュレータ70では、コアバック61の接続コアバック部612が、中央コアバック部611の周方向の端部から、ティース62へ近づく方向へ屈曲しながら延びる。これにより、インシュレータ70の内側壁部72の周方向の端部と外側壁部73の径方向内側の面との間隔d3が、特に狭くなっている。このため、もし内側壁部72の角部723が、軸方向端縁721と周方向端縁722とをそれぞれ延長した仮想線上または仮想線よりも外側に位置していると、インシュレータ70に対する導線の巻き付け作業が、特に困難となる。しかしながら、本実施形態では、内側壁部72の四隅の角部723が、軸方向端縁721と周方向端縁722とをそれぞれ延長した仮想線よりもティース62側の領域に位置するため、インシュレータ70に導線を、容易に巻き付けることができる。
Further, in this
また、図6に示すように、インシュレータ70の外側壁部73は、平面部731、一対の湾曲部732、および一対の補強部733を有する。平面部731は、外側壁部73の周方向の中央に位置し、ティース62に対して略垂直かつ平坦に拡がる。また、平面部731は、内側壁部72と径方向に重なる。この構成によって、コイル80の径方向外側への巻き崩れを抑制できる。そして、インシュレータ70に対する導線の巻き付けを、より容易に行うことができる。一対の湾曲部732は、平面部731の両端から周方向の両側へ向けて拡がる。補強部733は、径方向に拡がる。より詳細に記載すると、一対の補強部733は、それぞれ、湾曲部732の周方向の端部から径方向外側へ向けて拡がる。この構成によって、コイル80からの圧力で外側壁部73が撓むことを抑制できる。したがって、コイル80の径方向外側への巻き崩れを、より抑制できる。
As shown in FIG. 6, the
平面部731は、コイル80の径方向外側に位置する。したがって、コイル80の径方向外側への巻き崩れは、平面部731によって防止される。また、平面部731を平坦とすることによって、円弧状に湾曲させる場合よりも、コイル80を配置するスペースを広く取ることができる。また、外側壁部73の周方向の両端に、径方向に延びる補強部733を設けることで、外側壁部73の径方向の圧力に対する強度が向上する。したがって、コイル80からの圧力によって、外側壁部73が撓むことを抑制できる。その結果、インシュレータ70に対する導線の巻き付け作業が、より容易となる。
The
<3.変形例>
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態には限定されない。
<3. Modification>
As mentioned above, although exemplary embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said embodiment.
図8は、一変形例に係るインシュレータ70Aを径方向内側から見た図である。図8の例では、角部723Aが、径方向内側から見て直線状の平面となっている。このような形状であっても、径方向内側から見て、ティースの中心点Oから角部723Aまでの最大距離が短くなる。このため、インシュレータ70Aに導線を巻き付ける際に、内側壁部72Aの角が巻き付け作業の障害となりにくい。したがって、コイルを容易に形成できる。
FIG. 8 is a view of an
なお、角部の形状は、中心軸から径方向にティースが見た場合(すなわち、径方向内側からティースを見た場合)、上述した円弧状と直線状だけでなく、楕円や複数の直線からなる形状、凹凸が形成される形状などであってもよく、上述した条件を満たすものであれば特に限定されるものではない。 Note that the shape of the corner is not limited to the above-described arc shape and linear shape when teeth are seen in the radial direction from the central axis (that is, when teeth are seen from the radially inner side), but also from an ellipse or a plurality of straight lines. It may be a shape to be formed or a shape in which irregularities are formed, and is not particularly limited as long as the above-described conditions are satisfied.
また、ステータコアは、電磁鋼板でなく、圧粉磁心によって構成されてもよい。また、上記の実施形態では、ティースの軸方向断面の形状が矩形であることにあわせて、角部の数は、4つとされている。しかし、ティースの軸方向断面における外形に合わせて、角部の数は、適宜変更されてもよい。例えば、角部の数は、1〜3つ、または、5つ以上とされてもよい。 Further, the stator core may be constituted by a dust core instead of the electromagnetic steel plate. Moreover, in said embodiment, the number of corner | angular parts is made into four in accordance with the shape of the axial cross section of teeth being a rectangle. However, the number of corners may be changed as appropriate in accordance with the outer shape of the tooth in the axial section. For example, the number of corners may be 1 to 3, or 5 or more.
また、上記の実施形態では、インシュレータ70が上インシュレータピース701と下インシュレータピース702の2部材で構成されていた。しかしながら、インシュレータ70は、1つの部材で形成されていてもよく、3つ以上の部材を組み合わせたものであってもよい。すなわち、インシュレータ70は、少なくとも1つの部材から構成されていればよい。
Moreover, in said embodiment, the
また、上記の実施形態と同等の構造を、掃除機以外の用途に用いられるモータに適用してもよい。 Moreover, you may apply the structure equivalent to said embodiment to the motor used for uses other than a cleaner.
また、各部材の細部の形状については、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。また、上述した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。 Moreover, about the detailed shape of each member, you may differ from the shape shown by each figure of this application. Moreover, you may combine suitably each element mentioned above in the range by which a contradiction does not arise.
本発明は、モータおよび遠心送風機に利用できる。 The present invention can be used for a motor and a centrifugal blower.
1 遠心送風機
9 中心軸
10 流路
11 モータ
12 インペラ
13 ブロアケーシング
20 静止部
21 ステータ
22 モータカバー
23 底板
24 回路基板
25 上軸受
26 下軸受
30 回転部
31 シャフト
32 ロータ
60 コアピース
61 コアバック
62 ティース
63 固定孔
70,70A インシュレータ
71 ティース絶縁部
72,72A 内側壁部
73 外側壁部
80 コイル
611 中央コアバック部
612 接続コアバック部
701 上インシュレータピース
702 下インシュレータピース
721 軸方向端縁
722 周方向端縁
723,723A 角部
731 平面部
732 湾曲部
733 補強部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Centrifugal blower 9
Claims (16)
前記シャフトとともに前記中心軸を中心として回転するロータと、
前記ロータの周囲に配置されたステータと、
を有し、
前記ステータは、
磁性体からなり、周方向に配置される複数のコアピースと、
前記複数のコアピースのそれぞれに取り付けられたインシュレータと、
前記複数のインシュレータのそれぞれに巻かれた導線により構成されるコイルと、
を有し、
複数の前記コアピースは、それぞれ、
周方向に延びるコアバックと、
前記コアバックから径方向内側へ向けて突出するティースと、
を有し、
複数の前記コアバックが環状に連結され、
複数の前記インシュレータは、それぞれ、
前記ティースと前記コイルとの間に介在するティース絶縁部と、
前記コイルよりも径方向内側に位置し、径方向に対して略垂直に拡がる内側壁部と、
を有し、
前記内側壁部は、
軸方向の両端に位置する一対の軸方向端縁と、
周方向の両端に位置する一対の周方向端縁と、
前記軸方向端縁と前記周方向端縁との境界に位置する4箇所の角部と、
を有し、
径方向内側から見て、前記角部は、前記軸方向端縁と前記周方向端縁とをそれぞれ延長した仮想線よりも前記ティース側の領域に位置する、モータ。 A shaft disposed along a central axis extending vertically;
A rotor that rotates about the central axis together with the shaft;
A stator disposed around the rotor;
Have
The stator is
A plurality of core pieces made of a magnetic material and arranged in the circumferential direction;
An insulator attached to each of the plurality of core pieces;
A coil composed of a conductive wire wound around each of the plurality of insulators;
Have
The plurality of core pieces are respectively
A core back extending in the circumferential direction;
Teeth projecting radially inward from the core back;
Have
A plurality of the core backs are connected in a ring shape,
Each of the plurality of insulators is
A teeth insulating portion interposed between the teeth and the coil;
An inner wall located radially inward of the coil and extending substantially perpendicular to the radial direction;
Have
The inner wall portion is
A pair of axial edges located at opposite ends in the axial direction;
A pair of circumferential edges located at opposite ends in the circumferential direction;
Four corners located at the boundary between the axial edge and the circumferential edge;
Have
As viewed from the inside in the radial direction, the corner portion is located in a region closer to the teeth than an imaginary line extending from the axial end edge and the circumferential end edge.
径方向内側から見て、
前記内側壁部の軸方向上端から軸方向下端までの軸方向距離をA、
前記内側壁部の周方向一端から周方向他端までの周方向距離をB、
前記ティースの軸方向および周方向の中心点から前記角部までの最大距離をC、
としたときに、
C2<(A/2)2+(B/2)2
の関係を満たすモータ。 The motor according to claim 1,
Seen from the inside in the radial direction,
An axial distance from the upper axial end of the inner wall portion to the lower axial end is A,
A circumferential distance from one circumferential end of the inner wall portion to the other circumferential end is B,
The maximum distance from the center point in the axial direction and the circumferential direction of the teeth to the corner is C,
And when
C 2 <(A / 2) 2 + (B / 2) 2
A motor that satisfies the relationship.
径方向内側から見て、
前記ティースの軸方向および周方向の中心点から前記軸方向端縁までの距離は、前記中心点から前記角部までの距離よりも短く、
前記ティースの前記中心点から前記周方向端縁までの距離は、前記中心点から前記角部までの距離よりも短い、モータ。 The motor according to claim 1 or 2,
Seen from the inside in the radial direction,
The distance from the axial center point of the teeth and the circumferential center point to the axial edge is shorter than the distance from the center point to the corner,
The distance from the said center point of the said teeth to the said circumferential direction edge is a motor shorter than the distance from the said center point to the said corner | angular part.
径方向内側から見て、前記角部は、前記軸方向端縁の周方向の端部を周方向に延長した仮想線、および、前記周方向端縁の軸方向の端部を軸方向に延長した仮想線よりも、前記ティース側の領域に位置する、モータ。 In the motor according to any one of claims 1 to 3,
When viewed from the inside in the radial direction, the corner portion includes an imaginary line obtained by extending a circumferential end portion of the axial end edge in the circumferential direction, and an axial end portion of the circumferential end edge extending in the axial direction. The motor is located in a region closer to the teeth than the imaginary line.
前記角部は、径方向内側から見て円弧形状である、モータ。 In the motor according to any one of claims 1 to 4,
The said corner | angular part is a motor which is circular arc shape seeing from radial direction inner side.
前記ステータは、3つの前記コアピースを有するモータ。 In the motor according to any one of claims 1 to 5,
The stator is a motor having three core pieces.
前記コアバックは、
前記ティースに対して略垂直に拡がる中央コアバック部と、
前記中央コアバック部の周方向の両側に位置する一対の接続コアバック部と、
を有し、
前記接続コアバック部は、前記中央コアバック部の周方向の端部から、前記ティースへ近づく方向へ屈曲しながら延びる、モータ。 The motor according to any one of claims 1 to 6, wherein
The core back is
A central core back portion extending substantially perpendicular to the teeth;
A pair of connecting core back portions located on both sides in the circumferential direction of the central core back portion;
Have
The connecting core back portion extends from a circumferential end portion of the central core back portion while being bent in a direction approaching the teeth.
前記内側壁部の周方向の長さは、前記ティース絶縁部の径方向の長さよりも長い、モータ。 In the motor according to any one of claims 1 to 7,
The length of the inner wall portion in the circumferential direction is longer than the radial length of the tooth insulating portion.
前記ステータを保持する樹脂製のモータカバー
をさらに有し、
少なくとも1つの前記コアピースは、前記ティースの径方向外側に固定孔を有し、
前記固定孔に挿入される固定部材によって、前記モータカバーと前記コアピースとが固定される、モータ。 In the motor according to any one of claims 1 to 8,
A resin motor cover for holding the stator;
At least one of the core pieces has a fixing hole on a radially outer side of the teeth,
The motor, wherein the motor cover and the core piece are fixed by a fixing member inserted into the fixing hole.
全ての前記コアピースが、前記固定孔を有する、モータ。 The motor according to claim 9, wherein
A motor in which all the core pieces have the fixing holes.
複数の前記インシュレータは、それぞれ、
前記コイルよりも径方向外側に位置し、径方向に対して略垂直に拡がる外側壁部
をさらに有する、モータ。 In the motor according to any one of claims 1 to 10,
Each of the plurality of insulators is
The motor further comprising an outer wall portion that is located radially outside of the coil and extends substantially perpendicular to the radial direction.
前記外側壁部は、
前記内側壁部と径方向に重なり、前記ティースに対して略垂直かつ平坦に拡がる平面部
を有する、モータ。 The motor according to claim 11, wherein
The outer wall is
The motor which has a plane part which overlaps with the inner wall part in the diameter direction, and spreads in the direction perpendicular to the teeth and flat.
前記外側壁部は、
径方向に拡がる補強部
を有する、モータ。 The motor according to claim 11 or claim 12,
The outer wall is
A motor having a reinforcing portion extending in a radial direction.
前記複数のインシュレータは、周方向に間隔をあけて配置され、
複数の前記コアバックの繋ぎ目が、前記インシュレータから露出する、モータ。 In the motor according to any one of claims 1 to 13,
The plurality of insulators are arranged at intervals in the circumferential direction,
A motor in which a plurality of core back joints are exposed from the insulator.
前記インシュレータは、
前記コアピースを上側から覆う上インシュレータピースと、
前記コアピースを下側から覆う下インシュレータピースと、
を有し、
前記上インシュレータピースの下端部と、前記下インシュレータピースの上端部とが、軸方向に対して傾斜した接触面において接触する、モータ。 The motor according to any one of claims 1 to 14,
The insulator is
An upper insulator piece covering the core piece from above;
A lower insulator piece that covers the core piece from below;
Have
The motor with which the lower end part of the said upper insulator piece and the upper end part of the said lower insulator piece contact in the contact surface inclined with respect to the axial direction.
前記モータの上方に配置され、前記ロータとともに回転する遠心型のインペラと、
前記モータの少なくとも上端および前記インペラを径方向内側に収容するブロアケーシングと、
を有する遠心送風機。 The motor according to any one of claims 1 to 15,
A centrifugal impeller disposed above the motor and rotating together with the rotor;
A blower casing that houses at least the upper end of the motor and the impeller radially inside;
Having centrifugal blower.
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