JP2023072105A - 回転子及び電動機 - Google Patents

Abstract

【課題】巻線コイルのコイルエンドをリングカバーで覆ったとしてもワニス等の樹脂を巻線コイルに浸透させやすくするとともに巻線コイルの温度上昇を抑制することができる回転子等を提供する。【解決手段】回転子１０は、回転軸１３と、回転軸１３に取り付けられた回転子鉄心１１と、回転子鉄心１１に巻回された巻線コイル１２と、巻線コイル１２のコイルエンド１２ａを覆うリングカバー１４とを備え、リングカバー１４におけるコイルエンド１２ａを覆う位置に、少なくとも一つの貫通孔（第１貫通孔１１０、第２貫通孔２１０）が設けられている。【選択図】図６

Description

本開示は、回転子及び電動機に関する。

電動機は、家庭用電気機器をはじめとして種々の機器に用いられている。例えば、電動機は、電気掃除機に搭載される電動送風機に用いられる。

電動機としては、ブラシを用いる整流子電動機、及び、ブラシを用いないブラシレス電動機が知られている。このうち、整流子電動機は、固定子と、固定子の磁力によって回転する回転子と、回転子の回転軸に取り付けられた整流子と、整流子に摺接するブラシとを備える。

整流子電動機の回転子は、電機子であり、回転軸と、回転軸に取り付けられた回転子鉄心と、回転子鉄心に巻回された巻線コイルとを備える。この場合、回転子鉄心に巻回された巻線コイルがばらけて飛散しないように、巻線コイルにはワニス等の粘性の低い絶縁性熱硬化性樹脂が塗布される。

一般的に、電気掃除機の電動送風機には、整流子電動機が用いられる。近年、家庭用の電気掃除機では、省エネルギーの要求に伴って高効率化が求められている。電気掃除機で消費するエネルギーは、電気掃除機に用いられる整流子電動機で消費するエネルギーに直結するため、電気掃除機を高効率化するには、整流子電動機を効率化する必要がある。

これまで、電気掃除機に用いられる整流子電動機を高効率化するための手段については種々検討されてきている。例えば、回転子を高速回転化することも整流子電動機を高効率化するための一つの手段である。

しかしながら、整流子電動機において、回転子を高速回転させると、回転子鉄心に巻回された巻線コイルの表面に生じる凹凸による乱流が風損として顕在化し、電動機の効率化を妨げることになる。

そこで、従来、巻線コイルの表面に生じる凹凸に起因する風損を抑制するための技術が提案されている（特許文献１、２）。特許文献１には、回転子鉄心に巻回された巻線コイルに含まれるコイルエンドの表面を粘性の高い熱硬化性樹脂で覆うことで、巻線コイルの表面に生じる凹凸を平滑化する技術が開示されている。また、特許文献２には、回転子鉄心に巻回された巻線コイルのコイルエンドを覆うように樹脂製のリングカバーを取り付けることで、巻線コイルの表面に生じる凹凸を平滑化する技術が開示されている。

特開２００９－３０３４４０号公報 特開２０１１－２２９７４６号公報

しかしながら、特許文献１、２に開示された方法では、巻線コイルの表面に生じる凹凸に起因する風損を抑制することができるものの、巻線コイルの放熱性が低下してしまう。

特に、特許文献２のようにリングカバーで巻線コイルを覆ってしまうと、飛散防止用に巻線コイルに塗布するワニスが巻線コイルの内部に浸透することを阻害してしまうため、巻線コイルがばらけて飛散したり巻線コイルの温度が上昇したりするおそれがある。

本開示は、このような課題を解決するためになされたものであり、巻線コイルに含まれるコイルエンドをリングカバーで覆ったとしてもワニス等の樹脂を巻線コイルに浸透させ易くするとともに巻線コイルの温度上昇を抑制することができる回転子及び電動機等を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本開示に係る回転子の一態様は、回転軸と、前記回転軸に取り付けられた回転子鉄心と、前記回転子鉄心に巻回されて、前記回転軸が延伸する方向の端部をコイルエンドとする巻線コイルと、前記巻線コイルの前記コイルエンドを覆うリングカバーと、を備え、前記リングカバーにおける前記コイルエンドを覆う位置に、少なくとも一つの貫通孔が設けられている。

また、本開示に係る電動機の一態様は、上記の回転子と、前記回転子と向かい合う固定子と、を備える。

回転子の巻線コイルに含まれるコイルエンドをリングカバーで覆ったとしても、巻線コイルにワニス等の樹脂を浸透させ易くするとともに巻線コイルの温度上昇を抑制することができる。

実施の形態に係る電動送風機を上方から見たときの斜視図である。 実施の形態に係る電動送風機を下方から見たときの斜視図である。 実施の形態に係る電動送風機の分解斜視図である。 実施の形態に係る電動送風機をＸＺ平面で切断したときの断面図である。 実施の形態に係る電動送風機をＸＹ平面で切断したときの断面図である。 実施の形態に係る回転子の斜視図である。 実施の形態に係る回転子の斜視図である。 実施の形態に係る回転子の断面図である。 実施の形態に係る回転子の分解斜視図である。 実施の形態に係る回転子の上面図である。 実施の形態に係る回転子の側面図である。 実施の形態に係る回転子において、飛散防止用の熱硬化性樹脂を塗布するときの工程を説明するための図である。 比較例１の回転子の斜視図である。 比較例２の回転子の斜視図である。 変形例１に係る回転子に用いられるリングカバーの斜視図である。 変形例２に係る回転子に用いられるリングカバーの斜視図である。

以下、本開示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、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、本明細書及び図面において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、三次元直交座標系の三軸を表している。Ｘ軸及びＹ軸は、互いに直交し、かつ、いずれもＺ軸に直交する軸である。

なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。本実施の形態では、回転軸１３の軸心Ｃの方向をＺ軸方向としている。

（実施の形態）
まず、実施の形態に係る電動送風機１の全体の構成について、図１～図４を用いて説明する。図１は、実施の形態に係る電動送風機１を上方から見たときの斜視図であり、図２は、同電動送風機１を下方から見たときの斜視図である。図３は、同電動送風機１の分解斜視図である。図４は、同電動送風機１の断面図である。図５は、同電動送風機１の断面図である。

なお、図４は、回転軸１３の軸心Ｃを通る平面で切断したときの断面（ＸＺ断面）を示しており、図５は、回転軸１３の軸心Ｃを法線とする平面で切断したときの断面（ＸＹ断面）を示している。また、図４では、電動送風機１の断面部分のみを図示している。図４において、太矢印は、空気の流れを示している。また、図３及び図４において、巻線コイル１２は、模式的に示している。

図１～図５に示すように、電動送風機１は、回転子１０及び固定子２０を有する電動機２と、電動機２の回転軸１３に取り付けられた回転ファン３とを備える。電動送風機１は、さらに、回転ファン３から排出された空気が流れ込むエアガイド４と、回転ファン３を収納するファンケース５とを有する。電動機２は、回転ファン３を回転させるファンモータである。

図３～図５に示すように、電動機２は、回転子１０と、固定子２０と、ヨーク３０と、フレーム４０と、ブラケット５０とを備える。回転子１０、固定子２０及びヨーク３０は、フレーム４０内に配置されている。

本実施の形態における電動機２は、ブラシ付き整流子電動機であり、さらに、整流子６０とブラシ７０とを備える。また、電動機２は、直流電源を入力とする直流電動機（ＤＣモータ）である。

図４に示すように、電動機２の回転子１０（ロータ）は、固定子２０との間に微小なエアギャップを介して配置されている。本実施の形態において、回転子１０は、インナーロータであり、固定子２０の内側に配置されている。回転子１０は、回転軸１３を有しており、固定子２０が発生する磁力によって回転軸１３の軸心Ｃを回転中心として回転する。回転子１０は、例えば、毎分５０，０００回転以上の回転数で高速回転する。

回転子１０は、固定子２０に作用する磁力を発生する。具体的には、回転子１０が発生する主磁束の向きは、回転軸１３の軸心Ｃの方向（回転軸方向）と直交する方向である。本実施の形態において、回転子１０は、電機子であり、回転軸１３に取り付けられた回転子鉄心１１（ロータコア）と、回転子鉄心１１に巻回された巻線コイル１２とを有する。なお、回転子１０の詳細な構造については、後述する。

回転軸１３の一方側の第１部位１３ａは、第１軸受け８１に支持されており、回転軸１３の他方側の第２部位１３ｂは、第２軸受け８２に支持されている。一例として、第１軸受け８１及び第２軸受け８２は、回転自在な状態で回転軸１３を支持するベアリングである。なお、第１軸受け８１は、ブラケット５０に固定されており、第２軸受け８２は、フレーム４０の底部に固定されている。つまり、ブラケット５０は、第１ブラケットであり、フレーム４０は、第２ブラケットである。

本実施の形態において、回転軸１３の第１部位１３ａは、第１軸受け８１から突出している。第１軸受け８１から突出した回転軸１３の先端部には、回転ファン３が取り付けられている。

また、回転軸１３の第２部位１３ｂには、整流子６０が取り付けられている。整流子６０は、回転軸１３の回転方向に互いに絶縁分離された複数の整流子片６１（セグメント）を有する。複数の整流子片６１は、回転子１０の巻線コイル１２と電気的に接続されている。整流子片６１は、例えば銅によって構成されている。例えば、巻線コイル１２は、巻線コイル１２を構成する導電線が整流子片６１のフック部に掛止されて接合されることで整流子片６１に接続される。

整流子６０には、ブラシ７０が接触している。ブラシ７０は、給電ブラシであり、整流子６０に接触することで回転子１０に電力を供給する。具体的には、ブラシ７０が整流子片６１に接触することで、ブラシ７０に供給される電機子電流が整流子片６１を介して巻線コイル１２に流れる。一例として、ブラシ７０は、カーボンブラシである。ブラシ７０は、ブラシ箱に収納されている。

ブラシ７０は、整流子６０に摺接可能に一対設けられている。一対のブラシ７０は、整流子６０を挟持するように整流子６０を挟んで対向して配置される。一対のブラシ７０の内側の先端部は、整流子６０の整流子片６１に当接している。ブラシ７０は、トーションバネ等のブラシバネによって整流子６０に向けて押圧が付与されており、整流子６０に弾接している。

図４に示すように、固定子２０（ステータ）は、回転子１０に対向して配置されている。具体的には、固定子２０は、回転子１０の径方向の外周側に配置されている。本実施の形態において、固定子２０は、回転子１０の周方向に亘って互いに間隔をあけて配置された複数の磁石２１である。磁石２１は、トルクを発生するための磁束を作る界磁石であり、例えばＳ極及びＮ極を有する永久磁石である。

具体的には、固定子２０は、回転子１０を介して対向する２つの磁石２１によって構成されている。各磁石２１の内面と回転子１０（回転子鉄心１１）の外周面との間には、微小なエアギャップが存在する。磁石２１は、ヨーク３０に固定されている。

ヨーク３０は、厚さが一定の筒状であり、回転子１０及び固定子２０（磁石２１）の全体を囲っている。ヨーク３０は、磁石２１とともに磁気回路（界磁）を構成している。ヨーク３０は、鉄等の磁性材料によって構成されている。具体的には、ヨーク３０は、鉄板によって構成されている。なお、ヨーク３０は、固定子２０の一部とみなしてもよい。

図５に示すように、本実施の形態において、ヨーク３０は、上面視の外周形状及び内周形状が略小判形状（レーストラック形状）の筒体であり、ＸＹ断面において、円弧部３１と直線部３２とを有する。このように、ヨーク３０に直線部３２を設けてヨーク３０の断面形状を略小判形状にすることで、断面形状が円形のヨーク（つまり円筒のヨーク）と比べて磁路を短くすることができ、ヨーク３０（磁路）での損失を抑えることができる。

ヨーク３０の円弧部３１の内側には、一対の磁石２１が回転子１０を挟んで対向するように配置されている。具体的には、一対の磁石２１の各々は、円弧部３１の内周面に沿った形状を有しており、磁石２１の外周面と円弧部３１の内周面とが密着するように配置されている。

図４に示すように、フレーム４０は、回転子１０及び固定子２０等の電動機２を構成する部品を収納する筐体（ケース）である。本実施の形態において、フレーム４０は、電動送風機１及び電動機２の外郭部材（外殻）である。フレーム４０は、開口部４０ａを有する有底筒状体である。フレーム４０は、例えば、アルミニウムによって構成されている。

図１～図４に示すように、フレーム４０の側壁部及び底部の各々には、回転ファン３の回転によって吸引した空気を排出するための複数の排気口４０ｂが形成されている。例えば、フレーム４０の側壁部及び底部の各々に複数の排気口４０ｂが形成されている。

図４、図５に示すように、ヨーク３０の外面とフレーム４０の内面との間には、回転軸１３の軸心Ｃの方向（回転軸方向）への通風路となる隙間Ｇが形成されている。

フレーム４０は、フレーム４０の側壁部の一部が径方向外側（つまり軸心Ｃを中心とする径方向の外方）に膨出する膨出部４１を有している。隙間Ｇは、この膨出部４１とヨーク３０との間の空間領域である。膨出部４１は、回転軸１３の軸心Ｃが延伸する方向（回転軸方向）に延在している。また、膨出部４１は、回転軸１３の回転方向に沿って円弧状に延在している。本実施の形態において、膨出部４１は、回転方向に沿って９０°間隔で４つ設けられている。一例として、膨出部４１は、突条に形成されたリブであり、例えば、フレーム４０の側壁部をプレス加工することによって形成することができる。

また、フレーム４０の側壁部のうち隣り合う２つの膨出部４１の間の部位は、凹部４２となっている。つまり、フレーム４０の側壁部における膨出部４１以外の部位が凹部４２となっている。フレーム４０の側壁部に複数の膨出部４１を設けることで、フレーム４０の側壁部に凹部４２が形成される。凹部４２が形成された箇所においてヨーク３０がフレーム４０に支持されている。

図４に示すように、ブラケット５０は、フレーム４０の開口部４０ａを覆っている。本実施の形態において、ブラケット５０は、フレーム４０の開口部４０ａを完全に塞ぐことなく、フレーム４０の開口部４０ａを部分的に覆っている。つまり、フレーム４０にブラケット５０が取り付けられた状態において、エアガイド４で整流された空気は、フレーム４０内に流入する。

図４及び図５に示すように、ブラケット５０には、エアガイド４で整流された空気が通過する複数の貫通孔として、径方向内側に位置する内側貫通孔５０ａと、内側貫通孔５０ａよりも径方向外側に位置する外側貫通孔５０ｂとが設けられている。

図３から図５に示すように、ブラケット５０は、ブラケット５０の中心を含む部位である中心部５１と、中心部５１を囲む円環状の内側環状部５２と、内側環状部５２を囲む外側環状部５３と、中心部５１と内側環状部５２とに横架される複数本の内側ブリッジ部５４と、内側環状部５２と外側環状部５３とに横架される複数本の外側ブリッジ部５５とを有する。

複数の内側貫通孔５０ａは、中心部５１と内側環状部５２との間に設けられており、内側ブリッジ部５４により仕切られている。図５に示すように、内側貫通孔５０ａは、フレーム４０の内側の空間領域に連通している。具体的には、内側貫通孔５０ａは、ヨーク３０の内側の空間領域に連通している。

複数の外側貫通孔５０ｂは、内側環状部５２と外側環状部５３との間に設けられており、外側ブリッジ部５５により仕切られている。図５に示すように、外側貫通孔５０ｂは、フレーム４０の内側の空間領域に連通する第１外側貫通部５０ｂ１と、フレーム４０の外側の空間領域に連通する第２外側貫通部５０ｂ２とを有する。なお、第１外側貫通部５０ｂ１は、ヨーク３０とフレーム４０の膨出部４１との間の空間領域（つまり隙間Ｇ）に連通している。

ブラケット５０は、例えば樹脂材料によって構成されているが、金属材料によって構成されていてもよい。ブラケット５０は、フレーム４０に固定されている。例えば、ブラケット５０とフレーム４０とは、フレーム４０の凹部４２とブラケット５０の内側環状部５２とが接合されることで固定されている。

以上のように構成される電動機２では、ブラシ７０に供給される電流が整流子６０を介して電機子電流（駆動電流）として回転子１０の巻線コイル１２に流れることで、回転子１０に磁束が発生する。そして、この回転子１０に生じた磁束と固定子２０から生じる磁束との相互作用によって生成された磁気力が回転子１０を回転させるトルクとなる。このとき、整流子６０の整流子片６１とブラシ７０とが接する際の位置関係によって電流が流れる方向が切り替えられる。このように、電流が流れる方向が切り替えられることで、回転子１０と固定子２０との間に発生する磁力の反発力と吸引力とで一定方向の回転力が生成され、回転子１０が回転する。

そして、回転子１０が回転することによって、回転子１０の回転軸１３が軸心Ｃを中心として回転する。これにより、電動機２の回転軸１３に取り付けられた回転ファン３が回転する。

図４に示すように、回転ファン３は、フレーム４０とファンケース５とにより構成される外殻（ハウジング）内に空気を吸引する。一例として、回転ファン３は、高い吸引圧力が得られる遠心ファンである。回転ファン３が回転することにより風圧が発生し、ファンケース５の吸気口５ｃから空気が吸い込まれ、回転ファン３から空気が排出される。回転ファン３から排出された空気はエアガイド４に流れ込む。

エアガイド４は、気流の流路を形成する機能を有する。例えば、エアガイド４は、回転ファン３の回転によってファンケース５の吸気口５ｃから吸引された空気を整流して排出する。エアガイド４から排出された空気は、ブラケット５０の内側貫通孔５０ａ及び外側貫通孔５０ｂを通ってフレーム４０の内外に流れていく。

図３、図４に示すように、本実施の形態において、エアガイド４は、本体部４ａと、本体部４ａと隙間をあけて本体部４ａを囲む円環状の環状部４ｂとを有する。本体部４ａと環状部４ｂとの間の隙間は、通風路となる。

本体部４ａは、ブラケット５０の中心部５１に固定するための開口部を有する円板体である。回転軸１３の軸心Ｃの方向における本体部４ａと環状部４ｂとの間には、複数の連結板４ｃが設けられている。複数の連結板４ｃは、本体部４ａと環状部４ｂとに挟まれており、本体部４ａと環状部４ｂとを連結している。

連結板４ｃは、気流の流路を形成するためのガイド板であり、本体部４ａの開口部から外側に向かって渦巻きくように配置されている。なお、環状部４ｂは、ファンケース５の側壁部５ｂにおける回転軸１３の軸心Ｃの方向の端部を支持する支持部として機能する。エアガイド４は、例えば樹脂材料によって構成されているが、金属材料によって構成されていてもよい。

ファンケース５は、回転ファン３を収納する筐体である。また、ファンケース５は、回転ファン３及びエアガイド４を覆うカバーである。具体的には、ファンケース５は、金属材料によって構成された金属カバーである。本実施の形態において、ファンケース５は、回転ファン３及びエアガイド４の上方部分を覆う蓋部５ａと、回転ファン３及びエアガイド４の側方部分を覆う側壁部５ｂとを有する。また、ファンケース５は、外気を吸い込むための吸気口５ｃ（吸込口）を有する。本実施の形態において、吸気口５ｃは、蓋部５ａの中央部に設けられた円形の貫通孔である。

ファンケース５は、ブラケット５０に固定されている。具体的には、上記のように、ファンケース５は、エアガイド４を介してブラケット５０に固定されている。ファンケース５の外径（側壁部５ｂの外径）は、ブラケット５０の外側環状部５３の外径とほぼ同じである。なお、ファンケース５の吸気口５ｃには、吸気口５ｃに対応する開口部を有するファンケーススペーサが取り付けられていてもよい。

以上のように構成される電動送風機１では、電動機２が備える回転子１０が回転すると、回転ファン３が回転し、ファンケース５が有する吸気口５ｃからファンケース５の内部に空気が吸引される。これにより、回転ファン３の内部に空気が流れ込み、回転ファン３に吸引された空気は、回転ファン３のファン翼により高圧に圧縮されて、回転ファン３の外周側部から径方向外側に排出される。回転ファン３から排出された空気は、ファンケース５の側壁部５ｂに沿ってエアガイド４に流れ込み、エアガイド４の通風路を通ってブラケット５０に到達する。

このとき、ブラケット５０に到達した空気の一部は、ブラケット５０の内側貫通孔５０ａ及び外側貫通孔５０ｂのうち第１外側貫通部５０ｂ１を通ってフレーム４０の内部に流入し、フレーム４０の内部を通ってフレーム４０に形成された排気口４０ｂから外部に排出される。つまり、フレーム４０の内部に流入した空気は、電動機２の発熱部品（巻線等）を冷却しながら、電動送風機１の外に排出される。

一方、ブラケット５０に到達した空気の他の一部は、フレーム４０の内部を通過することなく、ブラケット５０の外側貫通孔５０ｂを通って電動送風機１の外に直接排出される。具体的には、ブラケット５０の外側貫通孔５０ｂのうち第２外側貫通部５０ｂ２を通過する空気は、そのままフレーム４０の外部へと排出される。これにより、フレーム４０の内部を通過することによる損失を発生させることなく、電動送風機１の外に気流を排出することができる。

このように、本実施の形態に係る電動送風機１では、吸引した空気の一部を冷却風として用いているので、性能を低下させることなく電動機２の内部構造を冷却することができる。したがって、本実施の形態に係る電動送風機１によれば、高い性能の確保と電動機の冷却との両立を図ることができる。

次に、本実施の形態に係る電動機２に用いられる回転子１０の詳細な構成について、図３及び図４を参照しつつ、図６～図１１を用いて説明する。

図６及び図７は、実施の形態に係る回転子１０の斜視図である。図８は、同回転子１０の断面図であり、図９は、同回転子１０の分解斜視図である。図１０は、同回転子１０の上面図であり、図１１は、同回転子１０の側面図である。なお、図９～図１１において、回転軸１３は省略しており、図１０及び図１１において、整流子６０は省略している。また、図８では、巻線コイル１２は模式的に示しており、図９では、巻線コイル１２を省略している。

図６～図１１に示すように、回転子１０は、回転子鉄心１１と、巻線コイル１２と、回転軸１３と、リングカバー１４と、第１インシュレータ１５と、第２インシュレータ１６と、を備える回転子組立体である。本実施の形態における回転子１０は、さらに、回転軸１３に取り付けられた整流子６０を備える。

回転子鉄心１１は、巻線コイル１２が巻回された電機子コアである。本実施の形態において、回転子鉄心１１は、複数の電磁鋼板が回転軸１３の軸心Ｃが延伸する方向に積層された積層体である。なお、回転子鉄心１１は、電磁鋼板の積層体に限るものではなく、磁性材料によって構成されたバルク体であってもよい。

回転子鉄心１１は、複数のティース１１ａを有する。複数のティース１１ａは、磁極であり、ティース１１ａに巻回された巻線コイル１２に通電されることで磁力を発生させる。それぞれのティース１１ａは、回転軸１３の径方向外側に向かって突出している。また、複数のティース１１ａは、回転軸１３の回転方向に亘って等間隔に存在している。つまり、複数のティース１１ａは、回転軸１３の軸心Ｃと直交する方向（ラジアル方向）に放射状に延在している。隣り合う２つのティース１１ａの間には、開口部となるスロット１１ｂが存在する。したがって、回転子１０には、複数のスロット１１ｂが存在している。

巻線コイル１２は、回転子鉄心１１に巻き回されている。具体的には、巻線コイル１２は、回転子鉄心１１が有する複数のティース１１ａに巻回されている。また、回転子鉄心１１のスロット１１ｂには、巻線コイル１２が存在している。

巻線コイル１２は、電機子である回転子１０の電機子巻線であり、電流が流れることで固定子２０に作用する磁力を発生するように巻き回されている。本実施の形態において、巻線コイル１２は、分布巻きにより巻線された分布巻きコイルであり、複数のティース１１ａに跨って回転子鉄心１１の全体に分布巻きにより巻回されている。なお、巻線コイル１２を構成する電線は、例えば絶縁被覆線であり、芯線となる銅等の導電材料からなる導電線と、この導電線を被膜する絶縁膜とを有する。

また、本実施の形態では、回転子鉄心１１における回転軸１３の軸心Ｃが延伸する方向の一方の端部が第１インシュレータ１５で覆われており、また、回転子鉄心１１における回転軸１３の軸心Ｃが延伸する方向の他方の端部が第２インシュレータ１６で覆われている。第１インシュレータ１５及び第２インシュレータ１６は、絶縁性の樹脂材料によって構成されている。したがって、巻線コイル１２は、第１インシュレータ１５及び第２インシュレータ１６を介して回転子鉄心１１に巻回されている。

第１インシュレータ１５及び第２インシュレータ１６に挟持された回転子鉄心１１は、第１インシュレータ１５及び第２インシュレータ１６と一体のコアとなっており、巻線コイル１２は、このコアに巻回されている。これにより、第１インシュレータ１５は、回転子鉄心１１における回転軸１３の軸心Ｃが延伸する方向の一方の端部と巻線コイル１２との間に配置されることになる。また、第２インシュレータ１６は、回転子鉄心１１における回転軸１３の軸心Ｃが延伸する方向の他方の端部と巻線コイル１２との間に配置されることになる。

第１インシュレータ１５は、回転子鉄心１１が有する複数のティース１１ａの各々に対応する複数の第１突出部１５ａを有する。また、第２インシュレータ１６は、回転子鉄心１１が有する複数のティース１１ａの各々に対応する複数の第２突出部１６ａを有する。したがって、第１インシュレータ１５の第１突出部１５ａ及び第２インシュレータ１６の第２突出部１６ａの各々は、回転子鉄心１１が有するティース１１ａと同様に、回転軸１３の径方向外側に向かって突出している。具体的には、第１突出部１５ａ及び第２突出部１６ａは、固定子２０に向かって回転軸１３の軸心Ｃと直交する方向に放射状に延在している。

回転子鉄心１１に巻回された巻線コイル１２は、コイルエンド１２ａを有する。コイルエンド１２ａは、回転子鉄心１１に巻かれた巻線コイル１２のうち回転子鉄心１１から回転軸１３の軸心Ｃが延伸する方向にはみ出した部分である。本実施の形態では、巻線コイル１２は回転子鉄心１１を挟む第１インシュレータ１５及び第２インシュレータ１６を介して回転子鉄心１１に巻回されているので、コイルエンド１２ａは、巻線コイル１２のうち第１インシュレータ１５及び第２インシュレータ１６から回転軸１３の軸心Ｃが延伸する方向にはみ出した部分である。

また、コイルエンド１２ａは、回転子鉄心１１から回転軸１３の軸心Ｃが延伸する方向の両側の各々に存在している。したがって、回転子１０には、巻線コイル１２の一部として、回転軸１３の第１部位１３ａ側に位置するコイルエンド１２ａ（第１コイルエンド）と、回転軸１３の第２部位１３ｂ側に位置するコイルエンド１２ａ（第２コイルエンド）とが存在している。

巻線コイル１２には、回転子１０の回転によって巻線コイル１２がばらけて飛散しないように、粘性の低い熱硬化性樹脂が塗布されている。この場合、巻線コイル１２の飛散を防止するための飛散防止用の熱硬化性樹脂としては、ワニスを用いることができる。ワニス等の粘性の低い熱硬化性樹脂は、巻線コイル１２の内部にまで浸透している。

また、巻線コイル１２は、上記のように、整流子６０が有する整流子片６１と電気的に接続されている。整流子６０を介して巻線コイル１２に電流が流れることで、回転子鉄心１１が有するティース１１ａの各々には固定子２０に作用する磁力が生じる。

回転子鉄心１１は、回転軸１３に取り付けられている。回転軸１３は、例えば金属棒等によって構成されたシャフトであり、回転子鉄心１１の両側に延在するように、回転子鉄心１１を貫通する状態で回転子鉄心１１に固定されている。回転軸１３は、例えば、回転子鉄心１１の中心孔に圧入したり焼き嵌めしたりすることで回転子鉄心１１に固定されている。

リングカバー１４は、環状の枠状部材であり、巻線コイル１２が含むコイルエンド１２ａを覆っている。本実施の形態において、リングカバー１４は、コイルエンド１２ａの回転子鉄心１１側の部分を覆っている。リングカバー１４におけるコイルエンド１２ａを覆う部分の外面は、断面形状が円弧の湾曲面を有する。リングカバー１４は、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）又はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の絶縁性樹脂材料によって構成されている。

リングカバー１４は、巻線コイル１２の飛散を防止するための飛散防止用の熱硬化性樹脂によって巻線コイル１２に接着固定されている。例えば、飛散防止用の熱硬化性樹脂としてワニスが用いられている場合、リングカバー１４はワニスによって巻線コイル１２に接着固定されている。

リングカバー１４におけるコイルエンド１２ａを覆う位置には、少なくとも一つの貫通孔（空隙）が設けられている。この貫通孔の開口の大きさは、少なくとも飛散防止用の熱硬化性樹脂が通ることができる大きさであればよい。

本実施の形態において、回転子１０は、リングカバー１４として、第１リングカバー１００と、第２リングカバー２００とを備える。第１リングカバー１００は、回転軸１３の軸心Ｃが延伸する方向の一方の端部における巻線コイル１２のコイルエンド１２ａ（第１コイルエンド）を覆っている。また、第２リングカバー２００は、回転軸１３の軸心Ｃが延伸する方向の他方の端部における巻線コイル１２のコイルエンド１２ａ（第２コイルエンド）を覆っている。

第１リングカバー１００におけるコイルエンド１２ａを覆う位置には、貫通孔として複数の第１貫通孔１１０が設けられている。複数の第１貫通孔１１０は、回転軸１３の回転方向に沿って円環状に配列されている。

第１リングカバー１００は、第１リング部１２０と、第１リング部１２０に連結された複数の第１ウェッジ部１３０とを有する。第１リング部１２０と複数の第１ウェッジ部１３０とは樹脂成形により一体に形成されている。この場合、第１貫通孔１１０の形状は、第１リングカバー１００を樹脂成形により作製する際の金型を上方向と下方向とに抜くことができる形状であるとよい。

第１リング部１２０は、略円環状であり、上面視形状が円形の第１開口部１４０を有する。第１リング部１２０は、コイルエンド１２ａの外周部分を覆っている。具体的には、第１リング部１２０は、巻線コイル１２が含むコイルエンド１２ａにおける回転子鉄心１１側の部分の外周表面を覆っている。つまり、第１リング部１２０は、回転軸１３の軸心Ｃの方向から見たときに、コイルエンド１２ａの最外径部分の外周表面を覆っている。

第１リング部１２０におけるコイルエンド１２ａを覆う部分の外面は、断面形状が円弧の湾曲面である。具体的には、第１リング部１２０におけるコイルエンド１２ａを覆う部分の内面及び外面の断面形状は、外方に凸となる円弧である。

第１リングカバー１００の複数の第１貫通孔１１０は、第１リング部１２０に設けられている。したがって、第１リング部１２０のうち第１貫通孔１１０が設けられた部分では、巻線コイル１２が含むコイルエンド１２ａが露出している。この第１貫通孔１１０には、飛散防止用の熱硬化性樹脂が存在していてもよい。

また、本実施の形態において、第１インシュレータ１５が有する第１突出部１５ａの先端部分は巻線コイル１２から露出しており、第１リングカバー１００が有する第１リング部１２０は、巻線コイル１２から露出する第１突出部１５ａの先端部分を覆っている。したがって、第１貫通孔１１０が設けられた第１リング部１２０の部分では、コイルエンド１２ａだけではなく、第１突出部１５ａの先端部分も露出している。

複数の第１ウェッジ部１３０は、回転子鉄心１１が有する複数のスロット１１ｂの各々に配置されている。具体的には、各第１ウェッジ部１３０は、スロット１１ｂの隙間を埋めるように形成されている。複数の第１ウェッジ部１３０は、巻線コイル１２を押さえている。つまり、第１ウェッジ部１３０を設けることで、回転子１０が回転したときの遠心力でスロット１１ｂから巻線コイル１２がばらけて飛散することを抑制することができる。本実施の形態において、複数の第１貫通孔１１０と複数の第１ウェッジ部１３０とは、同数である。つまり、複数の第１ウェッジ部１３０は、複数のスロット１１ｂと一対一に対応して設けられている。

第２リングカバー２００は、第１リングカバー１００で覆われるコイルエンド１２ａとは反対側に位置するコイルエンド１２ａを覆っている。第２リングカバー２００におけるコイルエンド１２ａを覆う位置には、複数の第２貫通孔２１０が設けられている。複数の第２貫通孔２１０は、第１貫通孔１１０と同様に、回転軸１３の回転方向に沿って円環状に配列されている。

なお、第２貫通孔２１０は、第１貫通孔１１０と同数であって、回転軸１３の軸心Ｃが延伸する方向において第１貫通孔１１０と対向する位置に設けられているが、これに限らない。例えば、第２貫通孔２１０と第１貫通孔１１０とは異なる数であってもよい。また、第２貫通孔２１０は、第１貫通孔１１０と同数であって、回転軸１３の軸心Ｃが延伸する方向において対向しないようにずれて設けられていてもよい。

第２リングカバー２００は、第２リング部２２０と、第２リング部２２０に連結された複数の第２ウェッジ部２３０とを有する。第２リング部２２０と複数の第２ウェッジ部２３０とは樹脂成形により一体に形成されている。この場合、第２貫通孔２１０の形状は、第２リングカバー２００を樹脂成形により作製する際の金型を上方向と下方向とに抜くことができる形状であるとよい。

第２リング部２２０は、略円環状であり、上面視形状が円形の第２開口部２４０を有する。第２リング部２２０は、コイルエンド１２ａの外周部分を覆っている。具体的には、第２リング部２２０は、巻線コイル１２が含むコイルエンド１２ａにおける回転子鉄心１１側の部分の外周表面を覆っている。つまり、第２リング部２２０は、回転軸１３の軸心Ｃの方向から見たときに、コイルエンド１２ａの最外径部分の外周表面を覆っている。

第２リング部２２０におけるコイルエンド１２ａを覆う部分の外面は、断面形状が円弧の湾曲面である。具体的には、第２リング部２２０におけるコイルエンド１２ａを覆う部分の内面及び外面の断面形状は、外方に凸となる円弧である。

第２リングカバー２００が有する複数の第２貫通孔２１０は、第２リング部２２０に設けられている。したがって、第２リング部２２０のうち第２貫通孔２１０が設けられた部分では、巻線コイル１２のコイルエンド１２ａが露出している。この第２貫通孔２１０には、飛散防止用の熱硬化性樹脂が存在していてもよい。

また、本実施の形態において、第２インシュレータ１６が有する第２突出部１６ａの先端部分は巻線コイル１２から露出しており、第２リングカバー２００が有する第２リング部２２０は、巻線コイル１２から露出する第２突出部１６ａの先端部分を覆っている。したがって、第２貫通孔２１０が設けられた第２リング部２２０の部分では、コイルエンド１２ａだけではなく、第２突出部１６ａの先端部分も露出している。

また、本実施の形態では、第２リング部２２０における回転軸１３の軸心Ｃが延伸する方向に沿った長さ（リング幅）は、第１リング部１２０における回転軸１３の軸心Ｃが延伸する方向に沿った長さ（リング幅）よりも長くなっている。つまり、第２リング部２２０は、第１リング部１２０よりもコイルエンド１２ａを覆う部分が大きい。したがって、第２リング部２２０に設けられた各第２貫通孔２１０における回転軸１３の軸心Ｃが延伸する方向に沿った長さ（開口長さ）は、第１リング部１２０に設けられた各第１貫通孔１１０における回転軸１３の軸心Ｃが延伸する方向に沿った長さ（開口長さ）よりも長くなっている。なお、第２リング部２２０のリング幅は、第１リング部１２０のリング幅と同じであってもよいし、第１リング部１２０のリング幅よりも短くてもよい。したがって、第２貫通孔２１０の開口長さは、第１貫通孔１１０の開口長さと同じであってもよいし、第１貫通孔１１０の開口長さよりも短くてもよい。

複数の第２ウェッジ部２３０は、回転子鉄心１１が有する複数のスロット１１ｂの各々に配置されている。具体的には、各第２ウェッジ部２３０は、スロット１１ｂの隙間を埋めるように形成されている。複数の第２ウェッジ部２３０は、巻線コイル１２を押さえている。つまり、第２ウェッジ部２３０を設けることで、回転子１０が回転したときの遠心力でスロット１１ｂから巻線コイル１２がばらけて飛散することを抑制することができる。本実施の形態において、複数の第２貫通孔２１０と複数の第２ウェッジ部２３０とは、同数である。つまり、複数の第２ウェッジ部２３０は、複数のスロット１１ｂと一対一に対応して設けられている。

また、第２リングカバー２００が有する第２ウェッジ部２３０は、第１リングカバー１００が有する第１ウェッジ部１３０と近接している。つまり、第２ウェッジ部２３０の先端部（つまり第２ウェッジ部２３０の第２リング部２２０側とは反対側の部分）は、第１ウェッジ部１３０の先端部（つまり第１ウェッジ部１３０の第１リング部１２０側とは反対側の部分）は、近接している。この場合、第２ウェッジ部２３０と第１ウェッジ部１３０とは、わずかに隙間を開けて配置されていてもよいし、接触していてもよい。例えば、第２ウェッジ部２３０の先端部と第１ウェッジ部１３０の先端部とが当接していてもよい。なお、第２ウェッジ部２３０と第１ウェッジ部１３０とは、近接していなくてもよい。

このように構成される回転子１０では、巻線コイル１２の飛散を防止するためのワニス等の粘性の低い熱硬化性樹脂３００が巻線コイル１２に塗布される。この場合、例えば、図１２に示すように、回転子１０を傾けて回転させながら液状の熱硬化性樹脂３００を上から塗布する。この場合、回転子１０の傾斜角は、例えば、１５°である。

このとき、熱硬化性樹脂３００を第１リングカバー１００及び第２リングカバー２００に向けて上から塗布したときに、熱硬化性樹脂３００は、第１リングカバー１００の第１貫通孔１１０及び第２リングカバー２００の第２貫通孔２１０を通って巻線コイル１２に到達し、巻線コイル１２の内部にまで浸透する。これにより、熱硬化性樹脂３００を巻線コイル１２の内部及び表面の全体にわたって隙間なくコーティングすることができる。また、このときの熱硬化性樹脂３００によって、第１リングカバー１００と巻線コイル１２とが着固定されるとともに、第２リングカバー２００と巻線コイル１２とが接着固定される。なお、熱硬化性樹脂３００としては、例えばワニスを用いることができる。

次に、図１３及び図１４を用いて、本実施の形態に係る回転子１０の効果について、本開示に至った経緯も含めて説明する。図１３は、比較例１の回転子１０Ｘの斜視図である。図１４は、比較例２の回転子１０Ｙの斜視図である。

従来、電動機を高効率化するために、回転子を高速回転化することが考えられているが、回転子を高速回転させると、回転子鉄心に巻回された巻線コイルの表面に生じた凹凸等の回転子の表面凹凸による乱流によって風損が顕在化し、電動機の効率化を妨げてしまう。つまり、巻線コイルを構成する導電線によって巻線コイルの表面には凹凸が存在しており、回転子を高速に回転させると、この巻線コイルの表面に生じた凹凸によって乱流が生じて風損が発生する。特に、回転子を毎分５０，０００回転以上の回転数で高速回転させると、巻線コイルの表面に生じた凹凸に起因する風損が顕在化してくる。

そこで、図１３に示される回転子１０Ｘのように、回転子鉄心１１に巻回された巻線コイル１２が含むコイルエンドに粘性の高い熱硬化性樹脂１４Ｘを塗布してコイルエンドの表面を熱硬化性樹脂１４Ｘで覆うことで、巻線コイル１２の表面に生じた凹凸を平滑化して回転子１０Ｘの表面を滑らかにすることが考えられる。熱硬化性樹脂１４Ｘとしては、粘性の高いワニスを用いることができる。具体的には、先に粘性の低いワニスを塗布して巻線コイル１２にワニスを浸透させ、その後に粘性の高いワニスをコイルエンドに塗布することで回転子１０Ｘの表面に生じた凹凸部分を少なくしている。つまり、ワニスを二度塗りしている。

また、図１４に示される回転子１０Ｙのように、回転子鉄心１１に巻回された巻線コイル１２のコイルエンドを覆うように樹脂製のリングカバー４０Ｙを取り付けることで、巻線コイル１２の表面に生じた凹凸を平滑化して回転子１０Ｙの表面を滑らかにすることが考えられる。

このように、比較例１の回転子１０Ｘ及び比較例２の回転子１０Ｙによれば、巻線コイル１２のコイルエンドの表面で乱流が生じることを抑制できるので、風損を抑制することができる。

しかしながら、比較例１の回転子１０Ｘでは、粘性の高い熱硬化性樹脂１４Ｘを塗布しているので巻線コイル１２の表面が厚さの厚い熱硬化性樹脂１４Ｘで覆われてしまう。また、比較例２の回転子１０Ｙでは、巻線コイル１２が樹脂製のリングカバー４０Ｙで覆われてしまう。この結果、比較例１の回転子１０Ｘ及び比較例２の回転子１０Ｙでは、巻線コイル１２の放熱性が低下し、巻線コイル１２の温度が上昇してしまう。

さらに、比較例２の回転子１０Ｙのようにリングカバー４０Ｙで巻線コイル１２を覆うと、飛散防止用に巻線コイル１２に塗布するワニスが巻線コイル１２の内部に浸透することを阻害してしまう。つまり、リングカバー４０Ｙで覆われた部分の巻線コイル１２については、飛散防止用のワニスが巻線コイル１２の内部に浸透しにくくなってしまう。この結果、回転子１０Ｘの回転により遠心力によって巻線コイル１２がばらけて飛散するおそれがあるばかりか、ワニスが巻線コイル１２の全体に行き渡らずに巻線コイル１２の内部の導電線の間に空気層が残って巻線コイル１２の放熱性が低下して巻線コイル１２の温度上昇を引き起こすおそれもある。

このような課題に対して本発明者らが鋭意検討した結果、巻線コイルのコイルエンドをリングカバーで覆ったとしても、ワニス等の熱硬化性樹脂が巻線コイルへ浸透することを阻害させることなく巻線コイルの温度上昇も抑制できる構成を見出した。具体的には、本願発明者らは、巻線コイルのコイルエンドを覆うリングカバーに貫通孔を設けるという構成を見出した。

このように、本実施の形態における回転子１０では、図６～図１２に示すように、巻線コイル１２が含むコイルエンド１２ａを覆ったリングカバー１４におけるコイルエンド１２ａを覆う位置に、貫通孔が設けられている。具体的には、本実施の形態における回転子１０では、コイルエンド１２ａを覆うリングカバー１４として、回転軸１３の軸心Ｃが延伸する方向の一方の端部のコイルエンド１２ａを覆う第１リングカバー１００と、回転軸１３の軸心Ｃが延伸する方向の他方の端部のコイルエンド１２ａを覆う第２リングカバー２００とが配置されており、第１リングカバー１００におけるコイルエンド１２ａを覆う位置に第１貫通孔１１０が設けられ、第２リングカバー２００におけるコイルエンド１２ａを覆う位置に第２貫通孔２１０が設けられている。

このように、本実施の形態における回転子１０では、巻線コイル１２が含むコイルエンド１２ａがリングカバー１４で覆われているので、巻線コイル１２の表面に生じる凹凸を平滑化して回転子１０の表面を滑らかにすることができる。これにより、巻線コイル１２が含むコイルエンド１２ａの表面に生じる凹凸で生じる乱流を抑制することができるので、風損を抑制することができる。

しかも、本実施の形態に係る回転子１０では、巻線コイル１２が含むコイルエンド１２ａがリングカバー１４で覆われていても、リングカバー１４に貫通孔（第１貫通孔１１０、第２貫通孔２１０）が設けられている。この構成により、図１２に示すように、巻線コイル１２の飛散を防止するための飛散防止用の液状の熱硬化性樹脂３００を塗布する際に、熱硬化性樹脂３００がリングカバー１４の貫通孔（第１貫通孔１１０、第２貫通孔２１０）を通って巻線コイル１２の内部にまで十分に浸透させることができる。つまり、リングカバー１４に設けられた貫通孔は、熱硬化性樹脂３００を巻線コイル１２に浸透させるための流路として機能する。

これにより、巻線コイル１２の内部の導電線の隙間に熱硬化性樹脂３００が充填されるので、巻線コイル１２の放熱性を向上させることができる。しかも、リングカバー１４に貫通孔を設けることで、貫通孔を設けない場合と比べて巻線コイル１２の放熱性を向上させることができる。例えば、リングカバー１４の貫通孔から巻線コイル１２が露出している場合には、巻線コイル１２が外気に曝されるので巻線コイル１２が効率良く冷却される。これにより、巻線コイル１２の放熱性を効果的に向上させることができる。

このように、本実施の形態に係る回転子１０によれば、回転子１０の巻線コイル１２が含むコイルエンド１２ａをリングカバー１４で覆ったとしても、巻線コイル１２にワニス等の樹脂を浸透させ易くするとともに巻線コイル１２の温度上昇を抑制することができる。したがって、回転子１０を高速回転させたとしても、風損が抑制されるので、電動機２の効率を効果的に向上させることができる。したがって、高効率の電動機２及び電動送風機１を実現することができる。

なお、比較例２の回転子１０Ｙのように、貫通孔が設けられていないリングカバー４０Ｙを用いる場合であっても、飛散防止用のワニスを塗布した後にリングカバー４０Ｙを装着すれば、リングカバー４０Ｙでワニスの浸透性が阻害されることを回避できるが、この場合、リングカバー４０Ｙを巻線コイル１２に接着するための接着剤が別途必要になるため、製造コスト及び材料コストが増加する。

一方、本実施の形態における回転子１０では、リングカバー１４に貫通孔（第１貫通孔１１０、第２貫通孔２１０）が設けられているので、上記のように、巻線コイル１２にリングカバー１４を装着した状態で、ワニス等の飛散防止用の熱硬化性樹脂３００を巻線コイル１２に塗布しているので、この熱硬化性樹脂３００によってリングカバー１４を巻線コイル１２に接着固定することができる。

また、リングカバー１４に貫通孔（第１貫通孔１１０、第２貫通孔２１０）を通じて飛散防止用の熱硬化性樹脂３００を巻線コイル１２に塗布することで、この貫通孔に硬化後の熱硬化性樹脂３００が存在していてもよい。この場合、リングカバー１４に設けられた貫通孔から露出する巻線コイル１２の全部を覆うようにして貫通孔に熱硬化性樹脂３００が充填されていてもよい。リングカバー１４に設けられた貫通孔に熱硬化性樹脂３００が充填されていることで、貫通孔を設けたことによるリングカバー１４の凹凸によって起因する風損の発生を抑制することができる。このため、リングカバー１４に設けられた貫通孔に存在する熱硬化性樹脂３００は、貫通孔による凹凸の高低差をできるだけ小さくなるように充填されているとよく、好ましくは、リングカバー１４の表面と面一となるように充填されているとよい。

また、本実施の形態において、巻線コイル１２に塗布される飛散防止用の熱硬化性樹脂３００は、ワニスである。

これにより、巻線コイル１２の内部の奥にまで熱硬化性樹脂３００を効果的に浸透させることができるとともに、巻線コイル１２で発生する熱を効果的に放熱することができる。また、ワニスを用いることで、リングカバー１４と巻線コイル１２とを簡単に接着固定することができる。

また、本実施の形態に係る回転子１０において、リングカバー１４に設けられる貫通孔（第１貫通孔１１０、第２貫通孔２１０）は、複数であり、この複数の貫通孔は、回転軸１３の回転方向に沿って円環状に配列されている。

これにより、飛散防止用の熱硬化性樹脂３００を巻線コイル１２の全周に塗布することができるので、熱硬化性樹脂３００をより効果的に巻線コイル１２の内部にまで浸透させることができる。また、複数の貫通孔が回転軸１３の回転方向に沿って円環状に配列されることで、図１２に示すように、回転子１０を回転させながら熱硬化性樹脂３００を上から塗布することで巻線コイル１２の全周にわたって熱硬化性樹脂３００を効率良く塗布することができる。

また、本実施の形態に係る回転子１０において、リングカバー１４は、回転子鉄心１１の複数のスロット１１ｂの各々に配置された複数のウェッジ部を有する。具体的には、第１リングカバー１００は、複数のスロット１１ｂの各々に配置された複数の第１ウェッジ部１３０を有し、第２リングカバー２００は、複数のスロット１１ｂの各々に配置された複数の第２ウェッジ部２３０を有する。

この構成により、リングカバー１４がウェッジの機能を兼用する。つまり、ウェッジ部を有するリングカバー１４を用いることで、回転子１０が回転したときの遠心力でスロット１１ｂから巻線コイル１２がばらけて飛散することを抑制することができる。

なお、本実施の形態において、第１リングカバー１００が有する第１ウェッジ部１３０と第２リングカバー２００が有する第２ウェッジ部２３０とは近接している。

この構成により、スロット１１ｂから巻線コイル１２が飛散することを確実に防止することができる。この場合、第１リングカバー１００において、複数の第１貫通孔１１０と複数の第１ウェッジ部１３０とは同数であるとよい。同様に、第２リングカバー２００において、複数の第２貫通孔２１０と複数の第２ウェッジ部２３０とは同数であるとよい。

また、本実施の形態に係る回転子１０において、リングカバー１４は、巻線コイル１２が含むコイルエンド１２ａの回転子鉄心１１側の部分を覆っている。

この構成により、回転子１０が回転したときに巻線コイル１２の表面に生じた凹凸による乱流で生じる風損を効果的に抑制することができる。つまり、巻線コイル１２が含むコイルエンド１２ａの回転子鉄心１１側の部分は、コイルエンド１２ａの径大部であってコイルエンド１２ａのうちの径方向の外側に位置しているので、表面の凹凸に起因する風損の影響が大きい。そこで、巻線コイル１２が含むコイルエンド１２ａの回転子鉄心１１側の部分をリングカバー１４で覆うことで、巻線コイル１２の表面に生じる凹凸に起因する風損を効果的に抑制することができる。

この場合、リングカバー１４におけるコイルエンド１２ａを覆う部分の外面は、断面形状が円弧の湾曲面を有するとよい。

この構成により、リングカバー１４を設けたことによる風損の影響を軽減することができる。

また、本実施の形態に係る回転子１０では、回転子鉄心１１における回転軸１３の軸心Ｃが延伸する方向の端部と巻線コイル１２との間に第１インシュレータ１５及び第２インシュレータ１６が配置されており、第１インシュレータ１５が有する第１突出部１５ａと第２インシュレータ１６が有する第２突出部１６ａとの各々の先端部分が巻線コイル１２から露出している。このため、巻線コイル１２の表面に生じる凹凸に加えて第１突出部１５ａ及び第２突出部１６ａの凹凸によって風損が発生するおそれがあるが、本実施の形態に係る回転子１０では、巻線コイル１２から露出する第１突出部１５ａ及び第２突出部１６ａの各々の先端部分がリングカバー１４で覆われている。

この構成により、第１突出部１５ａを有する第１インシュレータ１５と第２突出部１６ａを有する第２インシュレータ１６を配置したとしても、巻線コイル１２から露出する第１突出部１５ａ及び第２突出部１６ａの凹凸によって風損が生じることを抑制することができる。

なお、第１リングカバー１００において、第１リング部１２０における隣り合う２つの第１貫通孔１１０の間の部分（非貫通部分）の周方向の幅と第１貫通孔１１０の周方向の幅とは、同じであってもよいし、異なっていてもよいが、第１リング部１２０の非貫通部分の周方向の幅よりも第１貫通孔１１０の周方向の幅の方が大きい方がよい。これにより、飛散防止用の熱硬化性樹脂３００が第１貫通孔１１０を通じて巻線コイル１２に到達し易くなるので、さらに熱硬化性樹脂３００が巻線コイル１２の内部に浸透し易くなる。

同様に、第２リングカバー２００において、第２リング部２２０における隣り合う２つの第２貫通孔２１０の間の部分（非貫通部分）の周方向の幅と第２貫通孔２１０の周方向の幅とは、同じであってもよいし、異なっていてもよいが、第２リング部２２０の非貫通部分の周方向の幅よりも第２貫通孔２１０の周方向の幅の方が大きい方がよい。

ただし、第１リング部１２０及び第２リング部２２０の非貫通部分が少なすぎると、第１リングカバー１００及び第２リングカバー２００の強度が低下するおそれがある。

（変形例）
以上、本開示に係る回転子、電動機及び電動送風機について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態において、第１リングカバー１００であるリングカバー１４は、第１ウェッジ部１３０を有していたが、第１ウェッジ部１３０を有していなくてもよい。具体的には、図１５に示されるように、第１リングカバー１００Ａであるリングカバー１４Ａは、第１貫通孔１１０及び第１開口部１４０が設けられた第１リング部１２０のみによって構成されていてもよい。なお、第２リングカバー２００についても同様に、第２リングカバー２００は、第２ウェッジ部２３０を有していなくてもよい。

また、上記実施の形態において、第２リングカバー２００であるリングカバー１４は、リング部として１つの第２リング部２２０を有していたが、これに限らず、リングカバー１４のリング部は、複数であってもよい。例えば、図１６に示されるように、第２リングカバー２００Ｂであるリングカバー１４Ｂは、第２リング部２２０と第２リング部２５０との２つのリング部を有していてもよい。具体的には、第２リングカバー２００Ｂは、第２ウェッジ部２３０を有しておらず、第２開口部２４０が設けられた第２リング部２２０と、第２リング部２２０よりも直径が大きく且つ上面視において径方向外側に位置する第２リング部２５０とを有する。この場合、第２貫通孔２１０は、２つのリング部の間、つまり、第２リング部２２０と第２リング部２５０との間に設けられている。

なお、図１６に示される第２リングカバー２００Ｂに、さらに、複数の第２ウェッジ部２３０を設けてもよい。この場合、複数の第２ウェッジ部２３０は、第２リング部２５０に連結される。また、第１リングカバー１００についても同様に、第１リングカバー１００は、複数の第１ウェッジ部１３０の有無を問わず、第１貫通孔１１０を挟む２つの第１リング部１２０によって構成されていてもよい。

また、上記実施の形態において、第１リングカバー１００は、複数の第１貫通孔１１０を有していたが、これに限らない。第１リングカバー１００が有する第１貫通孔１１０は、１つであってもよい。この場合、上記実施の形態における複数の第１貫通孔１１０のうちの１つのみが設けられていてもよいが、飛散防止用の熱硬化性樹脂を巻線コイル１２の全体に行き渡らせるとの観点では、１つの第１貫通孔１１０は、第１リング部１２０の周方向（回転軸１３の回転方向）にスリット状に延在しているとよい。なお、複数の第１貫通孔１１０を設ける場合であっても、複数の第１貫通孔１１０の各々は、第１リング部１２０の周方向に延在しているとよい。

同様に、上記実施の形態において、第２リングカバー２００は、複数の第２貫通孔２１０を有していたが、これに限らない。第２リングカバー２００が有する第２貫通孔２１０は、１つであってもよい。この場合、上記実施の形態における複数の第２貫通孔２１０のうちの１つのみが設けられていてもよいが、飛散防止用の熱硬化性樹脂を巻線コイル１２の全体に行き渡らせるとの観点では、１つの第２貫通孔２１０は、第２リング部２２０の周方向（回転軸１３の回転方向）にスリット状に延在しているとよい。なお、複数の第２貫通孔２１０を設ける場合であっても、複数の第２貫通孔２１０の各々は、第２リング部２２０の周方向に延在しているとよい。

また、上記実施の形態における回転子１０は、リングカバー１４として、第１リングカバー１００と第２リングカバー２００の２つを有していたが、これに限らない。つまり、回転子１０は、リングカバー１４として、第１リングカバー１００及び第２リングカバー２００のいずれか一方のみを有していてもよい。

また、上記実施の形態において、回転子１０の回転数は、毎分５０，０００回転以上であったが、これに限るものではない。例えば、回転子１０の回転数は、毎分５０，０００回転未満であってもよい。

また、上記実施の形態において、回転子１０の巻線コイル１２は、分布巻きにより回転子鉄心１１に巻回されていたが、これに限らない。例えば、巻線コイル１２は、集中巻きにより回転子鉄心１１に巻回されていてもよい。

また、上記実施の形態において、固定子２０を構成する磁石２１は、２つであったが、これに限るものではない。例えば、磁石２１は、４つであってもよい。

また、上記実施の形態において、固定子２０は、磁石２１ではなく、固定子鉄心と固定子鉄心に巻回された巻線コイルとによって構成されていてもよい。なお、この場合、固定子鉄心にヨーク部が形成されるので、ヨーク３０は、補助ヨークとして機能する。また、ヨーク３０は無くてもよい。

また、上記実施の形態において、電動送風機１は、電気掃除機に用いる場合について説明したが、これに限らない。例えば、電動送風機１は、エアタオル等に用いてもよい。

また、上記実施の形態では、電動機２を電動送風機１に用いる例を説明したが、これに限らず、電動機２は、電動送風機１以外の電気機器に用いてもよい。また、電動機２は、家庭用機器に用いる場合に限らず、自動車用機器等の産業用機器に用いてもよい。

また、上記実施の形態における回転子１０は、上記の構造の電動機２に適用する場合に限るものではなく、ユニバーサルモータ又はモールドモータ等の種々の電動機に適用することができる。また、上記実施の形態における回転子１０は、径小のＤＣモータに用いられていてもよいし、直径がφ８４ｍｍ又はφ７２のモータに用いられていてもよい。

その他、上記実施の形態に対して当業者が思い付く各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。例えば、第１リングカバー及び第２リングカバーについては、上記実施の形態及び変形例の種々のリングカバーを適宜組み合わせて用いることができる。

本開示に係る回転子、電動機及び電動送風機は、充電式掃除機等の電気掃除機等の家庭用電気機器をはじめとして種々の電気機器に利用することができる。

１ 電動送風機
２ 電動機
３ 回転ファン
４ エアガイド
４ａ 本体部
４ｂ 環状部
４ｃ 連結板
５ ファンケース
５ａ 蓋部
５ｂ 側壁部
５ｃ 吸気口
１０、１０Ｘ、１０Ｙ 回転子
１１ 回転子鉄心
１１ａ ティース
１１ｂ スロット
１２ 巻線コイル
１２ａ コイルエンド
１３ 回転軸
１３ａ 第１部位
１３ｂ 第２部位
１４、１４Ａ、１４Ｂ、４０Ｙ リングカバー
１５ 第１インシュレータ
１５ａ 第１突出部
１６ 第２インシュレータ
１６ａ 第２突出部
２０ 固定子
２１ 磁石
３０ ヨーク
３１ 円弧部
３２ 直線部
４０ フレーム
４０ａ 開口部
４０ｂ 排気口
４１ 膨出部
４２ 凹部
５０ ブラケット
５０ａ 内側貫通孔
５０ｂ 外側貫通孔
５０ｂ１ 第１外側貫通部
５０ｂ２ 第２外側貫通部
５１ 中心部
５２ 内側環状部
５３ 外側環状部
５４ 内側ブリッジ部
５５ 外側ブリッジ部
６０ 整流子
６１ 整流子片
７０ ブラシ
８１ 第１軸受け
８２ 第２軸受け
１００、１００Ａ 第１リングカバー
１１０ 第１貫通孔
１２０ 第１リング部
１３０ 第１ウェッジ部
１４０ 第１開口部
２００、２００Ｂ 第２リングカバー
２１０ 第２貫通孔
２２０、２５０ 第２リング部
２３０ 第２ウェッジ部
２４０ 第２開口部
３００、１４Ｘ 熱硬化性樹脂

Claims (14)

1. 回転軸と、
   前記回転軸に取り付けられた回転子鉄心と、
   前記回転子鉄心に巻回されて、前記回転軸が延伸する方向の端部をコイルエンドとする巻線コイルと、
   前記巻線コイルの前記コイルエンドを覆うリングカバーと、を備え、
   前記リングカバーにおける前記コイルエンドを覆う位置に、少なくとも一つの貫通孔が設けられている、
   回転子。
2. 前記貫通孔は、複数であり、
   前記複数の貫通孔は、前記回転軸の回転方向に沿って円環状に配列されている、
   請求項１に記載の回転子。
3. 前記リングカバーは、前記回転子鉄心が含む複数のスロットの各々に配置された複数のウェッジ部を有する、
   請求項２に記載の回転子。
4. 前記複数の貫通孔と前記複数のウェッジ部とは、同数である、
   請求項３に記載の回転子。
5. 前記リングカバーは、前記コイルエンドの前記回転子鉄心側の部分を覆っている、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の回転子。
6. 前記リングカバーにおける前記コイルエンドを覆う部分の外面は、断面形状が円弧の湾曲面を有する、
   請求項１～５のいずれか１項に記載の回転子。
7. 前記リングカバーは、熱硬化性樹脂によって前記巻線コイルに接着固定されている、
   請求項１～６のいずれか１項に記載の回転子。
8. 前記貫通孔に、前記熱硬化性樹脂が存在している、
   請求項７に記載の回転子。
9. 前記熱硬化性樹脂は、ワニスである、
   請求項７又は８に記載の回転子。
10. 前記回転子鉄心における前記回転軸の軸心方向の端部と前記巻線コイルとの間に配置されたインシュレータを備え、
    前記インシュレータは、前記回転子鉄心が含む複数のティースの各々に対応する複数の突出部を有し、
    前記突出部の先端部分は、前記巻線コイルから露出しており、
    前記リングカバーは、前記巻線コイルから露出する前記突出部の先端部分を覆っている、
    請求項１～９のいずれか１項に記載の回転子。
11. 前記リングカバーは、２つの、前記回転軸を囲うように形成されたリング部を有し、
    前記貫通孔は、前記２つの、前記回転軸を囲うように形成されたリング部の間に設けられている、
    請求項１～１０のいずれか１項に記載の回転子。
12. 前記リングカバーとして、前記回転軸の軸心方向の一方の端部における前記巻線コイルの第１コイルエンドを覆う第１リングカバーと、前記回転軸の軸心方向の他方の端部における前記巻線コイルの第２コイルエンドを覆う第２リングカバーとを含み、
    前記第１リングカバー及び前記第２リングカバーの各々に、前記複数の貫通孔が設けられている、
    請求項１～１１のいずれか１項に記載の回転子。
13. 前記第１リングカバーは、前記回転子鉄心が含む複数のスロットの各々に配置された複数の第１ウェッジ部を有し、
    前記第２リングカバーは、前記複数のスロットの各々に配置された複数の第２ウェッジ部を有し、
    前記第１ウェッジ部と前記第２ウェッジ部とは近接している、
    請求項１２に記載の回転子。
14. 請求項１～１３のいずれか１項に記載の回転子と、
    前記回転子と向かい合う固定子と、を備える、
    電動機。

Images