JP2023167548A - Electric blower and vacuum cleaner - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、電動送風機及び電気掃除機に関する。 The present disclosure relates to electric blowers and vacuum cleaners.
近年、電気掃除機の小型軽量化に対する市場の要求が高まり、それに伴い電気掃除機に使用する電動送風機の小型軽量化の開発も進んでいる。小型軽量化された電動送風機は、風量を従来の電動送風機並みに得るために高速回転させる必要がある。その場合、ローター及びインペラのアンバランスによって回転時に生じる遠心力が大きくなり、電動送風機の振動が大きくなりやすい。一般的にローター及びインペラはそれぞれのアンバランスが小さくなるように修正してから組み立てられるが、組み立てた際の同軸ずれ等によってアンバランスが悪化するという問題がある。 In recent years, there has been an increasing demand in the market for smaller and lighter vacuum cleaners, and with this, development of smaller and lighter electric blowers for use in vacuum cleaners has also progressed. Electric blowers that are smaller and lighter need to rotate at high speeds in order to obtain the same air volume as conventional electric blowers. In that case, the unbalance of the rotor and impeller increases the centrifugal force generated during rotation, which tends to increase the vibration of the electric blower. Generally, the rotor and impeller are assembled after correcting their respective unbalances, but there is a problem in that the unbalance becomes worse due to coaxial misalignment during assembly.
特許文献1に記載の電動送風機は、インペラの下面と軸方向に対向するモータハウジング天板部の上面に、下側に凹む天板凹部を形成しており、天板凹部に挿入される工具によってインペラのアンバランス調整を行っている。
The electric blower described in
磁極とステーターコアとの関係性によりコギングトルクが大きい電動送風機の場合、回転させたインペラを任意の回転位置で停止させることができない。このため、特許文献1の電動送風機では、アンバランス調整のために切削すべき箇所と天板凹部の位置を一致させることが困難となり、アンバランス調整が行えないという課題がある。
In the case of an electric blower, which has a large cogging torque due to the relationship between the magnetic poles and the stator core, the rotating impeller cannot be stopped at any rotational position. For this reason, the electric blower disclosed in
本開示は、上述のような課題を解決するためになされたもので、アンバランス調整を高精度かつ利便的に行う上で有利になる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。 The present disclosure has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present disclosure is to provide an electric blower and a vacuum cleaner that are advantageous in performing unbalance adjustment with high precision and convenience.
本開示に係る電動送風機及び電気掃除機は、フレームと、フレームに対して回転可能に支持された軸と、軸に取り付けられたローターコアと、ローターコアの周囲に配置され、フレームに保持されたステーターコアと、軸に取り付けられたインペラと、インペラの回転によって送り出された気流を整える整流部と、を備え、整流部は、軸を中心とする周方向についての半周部分に相当する第一整流部品と、第一整流部品とは別体であり、周方向についての残りの半周部分に相当する第二整流部品とがフレームに取り付けられることで形成されているものである。
本開示に係る電気掃除機は、上記電動送風機を搭載したものである。
An electric blower and a vacuum cleaner according to the present disclosure include a frame, a shaft rotatably supported with respect to the frame, a rotor core attached to the shaft, and a rotor core arranged around the rotor core and held by the frame. It includes a stator core, an impeller attached to the shaft, and a rectifier that adjusts the airflow sent out by the rotation of the impeller, and the rectifier has a first rectifier that corresponds to a half-circumferential portion in the circumferential direction around the shaft. The components and the first rectifying component are separate bodies, and the second rectifying component corresponding to the remaining half circumference in the circumferential direction is formed by being attached to the frame.
A vacuum cleaner according to the present disclosure is equipped with the electric blower described above.
本開示によれば、アンバランス調整を高精度かつ利便的に行う上で有利になる電動送風機及び電気掃除機を提供することが可能となる。 According to the present disclosure, it is possible to provide an electric blower and a vacuum cleaner that are advantageous in performing unbalance adjustment with high precision and convenience.
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付して、説明を簡略化または省略する。なお、本開示で角度に言及した場合において、和が360°となる優角と劣角とがあるときには原則として劣角の角度を指すものとし、和が180°となる鋭角と鈍角とがある場合には原則として鋭角の角度を指すものとする。また、以下に示す実施の形態に示した構成は、本開示による技術的思想の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本開示に記載の複数の技術的思想を組み合わせることも可能である。また、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略または変更することも可能である。 Embodiments will be described below with reference to the drawings. Common or corresponding elements in each figure are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be simplified or omitted. Note that when referring to angles in this disclosure, when there is a dominant angle and a recessive angle whose sum is 360°, this generally refers to the recessive angle, and there are acute angles and obtuse angles whose sum is 180°. In principle, it refers to an acute angle. Further, the configurations shown in the embodiments described below are examples of technical ideas according to the present disclosure, and can be combined with another known technology, or can be combined with multiple technologies described in the present disclosure. It is also possible to combine ideas. Further, it is also possible to omit or change a part of the configuration without departing from the gist of the present disclosure.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る電動送風機1の外観を示す斜視図である。図2は、実施の形態1に係る電動送風機1の側面方向から見た断面図である。図3は、実施の形態1に係る電動送風機1の分解斜視図である。図4は、実施の形態1に係るローター組立体6の外観を示す側面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of an
これらの図に示すように、実施の形態1に係る電動送風機1は、フレーム5と、ローター組立体6と、ステーター組立体7と、ローター組立体6の軸8に取り付けられたインペラ11と、インペラ11の回転によって送り出された気流を整える整流部3とを備える。
As shown in these figures, the
図4に示すように、ローター組立体6は、軸8と、軸8に取り付けられたローターコア9と、エンドキャップ10と、第1の軸受12aと、第2の軸受12bと、予圧部13とを備える。本開示では、軸8の回転軸に平行な方向を「軸方向」とし、軸8の回転軸に直交する方向を「径方向」とし、軸8の回転軸を中心とした円周方向を「周方向」として、説明する。
As shown in FIG. 4, the
ローターコア9は、複数の磁極を有する。本実施の形態におけるローターコア9は、プラスチックマグネットである。ローターコア9は、樹脂あるいはエラストマー等の成型材料に磁性材料の粉末あるいは細かく粉砕したものを混練し、射出成型または圧縮成型で形成される。軸8は、例えばステンレス鋼材で形成される。軸8の外周にローターコア9が取り付けられる。軸8は後述する一対の軸受12a,12bにより回転可能に支持される。製造方法としては、例えば、成型金型に軸8をセットし、軸8の外周にプラスチックマグネットの成型材料が行き渡るようにしてローターコア9が成型される。これにより、軸8にローターコア9が一体化するようにして形成される。このようにして形成することで、単独で形成したローターコア9を軸8に接着して固定する方法に比べ組立が安定し、電動送風機1の信頼性向上、長寿命化が図れる。
ローターコア9を構成するプラスチックマグネットは、焼結磁石と比べると割れ、欠けが発生し難いものである。ローターコア9の外径が大きいと、高速で回転したときに大きな遠心力が働くため、破損の可能性がある。従って、ローターコア9に働く遠心力を小さく抑えるために、ローターコア9の外径は可能な限り小さいことが望ましい。
The plastic magnets constituting the
なお、万が一ローターコア9が破損した場合の飛散を防止するために、ローターコア9の外周を覆うように円筒状のスリーブを取り付けてもよい。スリーブは非磁性の、例えばカーボン繊維と樹脂の複合材料で形成される。カーボン繊維と樹脂の複合材料は軽量かつ高強度、また耐熱性に優れている。スリーブはローターコア9に対して隙間嵌めで挿入され、スリーブとローターコア9の隙間には接着剤が注入される。接着剤によってスリーブはローターコア9に固定され、さらに、スリーブとローターコア9の隙間が接着剤で埋められることにより、ローターコア9の破損に対する強度を高める役割を果たす。
Note that in order to prevent scattering in the event that the
一対の軸受12a,12bは、軸8のインペラ11を取り付ける側に、圧入によって固定される。従って、一対の軸受12a,12bは、ローターコア9とインペラ11との間に位置する。一対の軸受12a,12bのうち、ローターコア9側に位置するものを第1の軸受12aとし、インペラ11側に位置するものを第2の軸受12bとする。第1の軸受12aと第2の軸受12bの間には、予圧部13が軸8と空隙を持って挿入される。軸受12a,12bは、軸受部に相当する。
The pair of
予圧部13は、弾性部材であり、例えば圧縮コイルばねで構成される。予圧部13は、第1の軸受12aと第2の軸受12bが離れる方向へ予圧を掛ける。第1の軸受12aと第2の軸受12bは玉軸受である。予圧部13が予圧を掛けることで、軸受12a,12bの挙動が安定し、電動送風機1の回転が安定することで、長寿命化が図れる。なお、予圧部13は圧縮コイルばねに限らず、所定の予圧を印可できる弾性体であれば、例えばウェーブワッシャー等を使用してもよい。
The
図5は、実施の形態1に係るステーター組立体7の外観を示す斜視図である。図6は、実施の形態1に係るステーター組立体7を複数組み合わせた状態の斜視図である。図5に示すように、ステーター組立体7は、ローターコア9を駆動するステーターコア14と、インシュレータ15a,15bと、コイル16と、端子17とで構成される。ステーター組立体7は、径方向に沿う分割面を介して分割された構成をとっている。図6に示すように、4つのステーター組立体7が組み合わされると、軸方向から見て略円形状の空間が形成される。
FIG. 5 is a perspective view showing the appearance of the
ステーターコア14はローターコア9の周囲に配置され、電磁鋼板を積層して形成される。インシュレータ15a,15bは、電気を絶縁する樹脂材料で形成されている。ステーターコア14のローターコア9側(軸8に沿った方向でインペラ11の反対側)にインシュレータ15aが取り付けられる。ステーターコア14のインペラ11側にインシュレータ15bが取り付けられる。コイル16は、エナメルで被膜された電線がインシュレータ15a,15bに巻回されて形成される。従って、ステーターコア14とコイル16は、電気的に絶縁された状態で構成される。コイル16の端末線は、インシュレータ15aに取り付けられた端子17と電気的に接続される。端子17からコイル16に電流が流れることによって、ステーター組立体7に磁束が発生し、ローター組立体6を回転させる力が働く。
The
図7は、実施の形態1に係るフレーム5の外観を示す斜視図である。図8は、実施の形態1に係るフレーム5の側面方向から見た断面図である。フレーム5は、電動送風機1の外郭の一部を形成する。フレーム5は、一端側が開放している円筒状の胴部5aと、胴部5aよりも小径の円筒状を呈するハウジング5bとを有する。胴部5aが開放している側の反対側、すなわち、胴部5aに対してインペラ11側に、ハウジング5bが形成されている。ハウジング5bのインペラ11側の端部には、径方向内方へ突出する環状のフランジ部5cが形成されている。フランジ部5cの中心には開口部5dを備える。
FIG. 7 is a perspective view showing the appearance of the
フレーム5は、例えばアルミ合金で構成される。アルミ合金は熱伝導率が高いため、軸受12a,12bの回転等で発生した熱がフレーム5に伝わることで、フレーム5から効率よく放熱することができる。
The
フレーム5の胴部5a内に、ステーター組立体7と、ローター組立体6のローターコア9の部分とが収容される。フレーム5のハウジング5b内には、ローター組立体6の第1の軸受12a、予圧部13、及び第2の軸受12bが収容される。ハウジング5bは、第1の軸受12a及び第2の軸受12bを保持する。ステーター組立体7は、ローターコア9を囲うようにして胴部5aに取り付けられる。従って、ステーター組立体7の一部を構成するステーターコア14は、フレーム5に保持される。このとき、ステーターコア14とローターコア9の磁気中心を一致させるために、ステーターコア14の軸方向中心とローターコア9の軸方向中心が一致するように構成することが望ましい。
A
図9及び図10は、実施の形態1に係るインペラ11の外観を示す斜視図である。図11は、実施の形態1に係る整流部3を構成する第一整流部品3X及び第二整流部品3Yの外観を示す斜視図である。図12は、実施の形態1に係る整流部3を構成する第一整流部品3X及び第二整流部品3Yを組み合わせた状態の斜視図である。図13は、実施の形態1に係るブラケット4の外観を示す斜視図である。
9 and 10 are perspective views showing the appearance of the
インペラ11は、軸8のローターコア9側とは反対側の端部に固定される。インペラ11は、回転することによって負圧を発生させる。インペラ11は、円盤状のディスク部11aと、複数の羽根を有する羽根車部11bとを備える。図示の例において、ディスク部11aと羽根車部11bは一体成型で構成される。
The
図2に示すように、整流部3は、ハウジング5bの外周を囲うようにフレーム5に取り付けられる。図12に示すように、整流部3には、インペラ11の外径よりも外側の位置に、円周状に並ぶ翼列3aが形成されている。翼列3aのそれぞれの翼は、インペラ11の回転方向に沿って、傾斜している。翼列3aは、インペラ11の回転によって発生した空気の流れを整流して、電動送風機1の外へ送出する。
As shown in FIG. 2, the
ブラケット4は、電動送風機1の外郭の一部を形成するものである。図2に示すように、ブラケット4は、ハウジング5bの外周を囲うようにフレーム5に取り付けられる。カバー2は、インペラ11を覆い、整流部3と、ブラケット4の一端側とを囲うように、取り付けられる。カバー2は、ブラケット4に対して固定される。カバー2には、電動送風機1の空気を吸い込むための吸気口2aが設けられている。インペラ11が回転すると、吸気口2aからカバー2内に空気が吸い込まれる。この吸い込まれた空気は、整流部3の翼列3aと、ブラケット4の内部を通過して、排気口4bから電動送風機1の外へ送出される。
The
本実施の形態において、インペラ11、カバー2、整流部3、及びブラケット4は、いずれも樹脂材料で形成される。これらを樹脂材料で形成することで、電動送風機1の軽量化を図ることができる。なお、インペラ11の内周部には金属の円筒部材を設けてもよい。円筒部材は例えばインペラ11と一体成形される。
In this embodiment, the
次に、本実施の形態における電動送風機1の特徴的構成について説明する。図11に示すように、本実施の形態における整流部3は、第一整流部品3Xと、第一整流部品3Xとは別体の第二整流部品3Yとで構成される。第一整流部品3Xは、整流部3のうち、周方向についての半周部分に相当する。第二整流部品3Yは、整流部3のうち、周方向についての残りの半周部分に相当する。第一整流部品3Xと、第二整流部品3Yとが、フレーム5に取り付けられることで、整流部3が形成されている。
Next, the characteristic configuration of the
第一整流部品3X及び第二整流部品3Yのそれぞれは、半円状の外形を有する。図12に示すように、第一整流部品3Xと第二整流部品3Yとが組み合わされると、リング形状を呈する整流部3が構成される。
Each of the
図2に示すように、第一整流部品3X及び第二整流部品3Yのそれぞれが、インペラ11とブラケット4との間において、ハウジング5bの外周を囲うように取り付けられる。
As shown in FIG. 2, each of the
本実施の形態とは異なり、整流部3が2つに分割されていない一体のリング形状である場合には、整流部3の中央の開口にハウジング5bを挿入するために、インペラ11を軸8の端部に固定する前の工程で、整流部3をハウジング5bの外周に取り付ける必要がある。それに対して、本実施の形態であれば、フレーム5に対してローター組立体6、ステーター組立体7及びインペラ11を一体に組み立てた後の工程においても、第一整流部品3X及び第二整流部品3Yをハウジング5bの外周に取り付けることができる。これにより、ローター組立体6とステーター組立体7とインペラ11とが一体である状態において、後述する方法によって、アンバランス測定及びアンバランス調整を、整流部3が無い状態で実施することができる。
Unlike this embodiment, when the rectifying
本実施の形態において、第2の軸受12bのインペラ11側の端面は、ハウジング5bのインペラ11側の端部のフランジ部5cに対して、軸方向に当接する。その結果、一対の軸受12a,12bとハウジング5bとの固定力が失われた場合においても、軸8、ローターコア9、一対の軸受12a,12bを含むローター組立体6が、インペラ11の回転で発生した負圧による吸引力でインペラ11側に移動することが無いため、電動送風機1の破損をより確実に抑制することができる。
In this embodiment, the end surface of the
図11に示すように、第一整流部品3Xは、嵌合爪3xを備える。第二整流部品3Yは、嵌合穴3yを備える。図12に示すように、嵌合爪3xと嵌合穴3yを嵌め合わせることで、両者が一体となったリング状の整流部3が形成される。このように、本実施の形態では、第一整流部品3Xに設けられた嵌合部である嵌合爪3xと、第二整流部品3Yに設けられた嵌合部である嵌合爪3xとが嵌合することで、第一整流部品3Xと第二整流部品3Yとを一体化させることができる。それゆえ、アンバランス測定及びアンバランス調整が終了した後に、ハウジング5bの外周に第一整流部品3X及び第二整流部品3Yを取り付けて整流部3を形成する工程を、より容易かつより確実に実施することが可能となる。図示の例において、嵌合爪3x及び嵌合穴3yは、例えば、第一整流部品3X及び第二整流部品3Yの外周側に、2組備えられている。
As shown in FIG. 11, the
本実施の形態とは異なり、整流部3の固定を例えばネジで行う場合には、ネジを軸方向に挿入してブラケット4と共にフレーム5に締結することが考えられる。この場合、インペラ11を整流部3よりも先に軸8に固定してしまうと、整流部3を固定するためのネジを挿入することができないことから、インペラ11と整流部3の組立順序が制限されてしまう。これに対し、本実施の形態であれば、インペラ11が軸8に固定された状態においても、インペラ11とブラケット4の軸方向の隙間に、第一整流部品3X及び第二整流部品3Yをそれぞれ径方向から挿入することで組立が可能である。すなわち、アンバランス修正でインペラ11を削った後の工程で整流部3を組立てることが可能となる。
Unlike this embodiment, when fixing the
図13に示すように、本実施の形態におけるブラケット4は、分割面の無いリング状の一体部品である。すなわち、ブラケット4は、周方向について複数に分割されていないリング状の部品である。ブラケット4は、その外周部に、嵌合部4aを備える。嵌合部4aは、カバー2を固定するための固定部に相当する。嵌合部4aは、ブラケット4の外周面から突出している。本実施の形態では、周方向についての位置が異なる複数の嵌合部4aがブラケット4に設けられている。
As shown in FIG. 13, the
図1及び図3に示すように、カバー2は、ブラケット4の嵌合部4aに係合する係合部2bを有している。係合部2bは、カバー2の外周部から、軸方向に突出している。係合部2bは、嵌合部4aが内側に挿入可能な枠状の形状を有する。本実施の形態では、複数の嵌合部4aに対応して、複数の係合部2bがカバー2に設けられている。図1に示すように、ブラケット4の嵌合部4aに係合部2bが係合することで、カバー2が固定される。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
ブラケット4は、その中心軸が、軸8の中心軸と一致した状態で、ハウジング5bの外周部に固定される。従って、嵌合部4aは、軸8の中心軸と同一中心の円周上に位置している。そのため、ブラケット4の嵌合部4aに取り付けたカバー2の中心軸は、軸8の中心軸と一致し、且つ、軸8に固定したインペラ11の中心軸とも一致する。仮に、カバー2の中心軸と、インペラ11の中心軸とが、ずれて固定された場合には、電動送風機1の送風効率が低下したり、あるいは、インペラ11がカバー2に接触するなどといった問題が懸念される。仮に、ブラケット4が、整流部3と同様に、径方向に沿う分割面を介して、周方向について複数に分割される構成であったとすると、成型バラツキあるいは組立バラツキの影響で、嵌合部4aの位置が、軸8の中心軸と同一中心の円周上の位置から外れやすくなる。これに対し、本実施の形態であれば、分割されるのが整流部3のみであり、ブラケット4がリング状の一体部品であるため、カバー2の取り付け位置が変化しにくい。従って、より安定して送風効率の高い電動送風機1を提供することができる。
The
図2及び図4に示すように、ローターコア9の軸方向においてインペラ11側と反対側の端部には、リング状部材であるエンドキャップ10が備えられている。エンドキャップ10は、回転アンバランスを修正するためのアンバランス修正部に相当する。エンドキャップ10は、軸8に、例えば圧入で固定される。本実施の形態では、エンドキャップ10を削ることにより、アンバランス修正を行う。本実施の形態とは異なり、ローター組立体6を単体でアンバランス修正を行う場合には、ローターコア9の軸方向の両側にエンドキャップ10を取り付けて、それぞれのエンドキャップ10を削ることでアンバランスを調整する手段が挙げられる。それに対して、本実施の形態では、後述するようにローター組立体6とインペラ11が一体となった状態でアンバランス測定を行う。そして、ローター組立体6においてインペラ11側とは反対側の端部に固定されたエンドキャップ10と、インペラ11とを、それぞれ削ることで、アンバランス修正を行うことができる。すなわち、ローターコア9のインペラ11側の端部にはエンドキャップ10が不要となる。それゆえ、ローター組立体6の小型化及び軽量化が可能となる。また、ローターコア9と、第1の軸受12a及び第2の軸受12bとの間の距離を短くすることができるため、回転時に第1の軸受12a及び第2の軸受12bにかかるラジアル荷重を小さくすることができ、軸受12a,12bの長寿命化を図ることが可能となる。
As shown in FIGS. 2 and 4, an
エンドキャップ10は、例えば黄銅などといった、非磁性の金属材で形成される。比重の高い金属材からなるエンドキャップ10を用いることによって、少ない削り量でも、アンバランスが大きく改善するため、アンバランス修正作業が容易となる。また、エンドキャップ10を磁性材で形成した場合、不要な磁束の通過経路ができてしまい、ローター組立体6を回転させるときの磁気回路に悪影響を及ぼすことがある。そのような悪影響を確実に防止するため、磁気回路に影響しないように、非磁性材でエンドキャップ10が形成されていることが望ましい。
The
図7に示すように、ハウジング5bの外周部には、径方向外側へ突出した突起5eが形成されている。突起5eは、ハウジング5bの外周部のインペラ11側の端部において、周方向について互いに180°離れた2箇所の位置にそれぞれ設けられている。
As shown in FIG. 7, a
図11及び図12に示すように、第一整流部品3X及び第二整流部品3Yのそれぞれの内周部の、インペラ11側の端面には、径方向内側に凹んだ凹部である切り欠き部3bが形成されている。図2に示すように、第一整流部品3X及び第二整流部品3Yをハウジング5bの外周部に取り付ける際に、突起5eと切り欠き部3bの位置を合わせて両者が嵌合するようにして固定される。突起5eと切り欠き部3bが嵌合して固定されることにより、整流部3がハウジング5bに対して回転方向及び軸方向へ移動することを規制することができる。
As shown in FIGS. 11 and 12, a
次に、本実施の形態に係る電動送風機1の組立方法及びアンバランス調整方法について説明する。図14は、本実施の形態に係る電動送風機1の組立工程のフロー図である。図15は、アンバランス調整実施時の電動送風機1の概略を示す断面図である。
Next, a method of assembling the
図14のステップS1において、フレーム5の胴部5aにステーター組立体7を固定する。ステーター組立体7を胴部5aに固定する手段としては、例えば焼嵌めが用いられる。その場合、まず胴部5aを加熱して熱膨張により径を拡大させて、ステーター組立体7をフレーム5の開口側から挿入し、その後冷却により胴部5aの径が縮小して締まり嵌めが形成される。
In step S1 of FIG. 14, the
ステップS2において、フレーム5のハウジング5bにローター組立体6を固定する。ローター組立体6の固定には、例えば接着剤が用いられる。その場合、第1の軸受12aの外周面及び第2の軸受12bの外周面に接着剤を塗布し、ローター組立体6をフレーム5の開口側からハウジング5bに挿入する。ローター組立体6の挿入の際は、第2の軸受12bのインペラ11側の端面をフランジ部5cに突き当てる。これにより、組立時に、位置決めの手段を別途用意する必要がないため、組立性に優れるほか、組立位置の寸法ばらつきも抑えることができる。
In step S2, the
ステップS3において、ハウジング5bの外周部にブラケット4を固定する。図3に示すように、ブラケット4は、ネジ18によって軸方向からフレーム5に固定される。図2に示すように、ブラケット4の底部には位置決め用の凸部4cが備えられている。フレーム5の胴部5aの閉じた側の端面に設けられた位置決め用の穴5fに凸部4cが挿入する。これにより、組立性が向上する。
In step S3, the
ステップS4において、軸8の端部にインペラ11を固定する。インペラ11は、軸8のローターコア9側とは反対側の端部にナット19で締結される。なお、インペラ11の固定方法は、ナット締結に限らず、接着あるいは圧入等の手段を用いてもよい。
In step S4, the
ステップS5において、アンバランス測定を行う。ここではローター組立体6とインペラ11が一体となったローター-インペラ組立体20のアンバランス量を測定する。この時、ローター-インペラ組立体20とステーター組立体7が組み合わされた状態であることから、ステーター組立体7に電流を流すことで発生する磁束によってローター-インペラ組立体20を回転させることができる。インペラ11のディスク部11aの外周、もしくは、ディスク部11aの羽根車部11b側の面には、予めマーキングを施しておくことで、センサーによる回転数の検知ができる。ローター-インペラ組立体20を一定速度で回転させ、回転時の振動をフレーム5の胴部5aの外側からセンサーによって測定する。測定された振動加速度をローター-インペラ組立体20のアンバランス量に換算し、インペラ11のマーキング位置に基づきアンバランス調整位置及び調整量を決定する。
In step S5, unbalance measurement is performed. Here, the amount of unbalance of the rotor-
ステップS6において、アンバランス調整を行う。アンバランス調整は、ローター-インペラ組立体20の軸方向両端、すなわちエンドキャップ10とインペラ11とをそれぞれ切削することで行う。
In step S6, unbalance adjustment is performed. The unbalance adjustment is performed by cutting both axial ends of the rotor-
図15に示すように、エンドキャップ10の切削は、エンドキャップ10の端面に向かって、フレーム5の開口側から軸方向に切削工具50を挿入して行う。この時、エンドキャップ10は、ローター組立体6の端部に位置しており、フレーム5の開口側から見てエンドキャップ10の端面を覆う部品が存在しないため、切削工具50を容易に挿入することができる。エンドキャップ10の端面の、アンバランスにおける偏りがある側に対して、丸穴形状の切削を切削工具50により施すことで、ローター-インペラ組立体20のアンバランスが小さくなるように修正を行う。
As shown in FIG. 15, the
インペラ11の切削は、インペラ11とブラケット4との間に、径方向外側から切削工具50を挿入して行う。インペラ11のディスク部11aの羽根車部11b側と反対側の面に対して、アンバランスにおける偏りがある位置に、切削工具50により切削を施す。この時、インペラ11とブラケット4との間には、全周にわたって空隙があるため、任意の方向を切削することが容易となる。これにより、アンバランス調整を高精度かつ利便的に行うことが可能となる。また、切削を行う面を、ディスク部11aの羽根車部11bとは反対側の面にすることで、インペラ11の回転時に気流の乱れが発生することを避けることができる。また、ディスク部11aの外周側を切削することで、少ない切削量でも、アンバランスを大きく改善させることができる。
The
本実施の形態とは異なり、ローター組立体6とインペラ11をそれぞれ個別にアンバランス修正を行い、アンバランス修正後に組み合わせる方法の場合には、インペラ11と軸8の同軸ずれなどにより、組み合わせた後のアンバランスが悪化する可能性がある。また、ローター組立体6とステーター組立体7の同軸ずれ、すなわちローターコア9とステーターコア14のギャップ偏りによる磁気バランスの偏りもまた、ローター組立体6の回転に影響を及ぼす可能性がある。それとは対照的に、本実施の形態であれば、ローター組立体6とステーター組立体7とインペラ11とが一体となった状態でアンバランス測定及びアンバランス調整を行うことで、上記の影響を抑えて、アンバランスの小さい電動送風機1とすることができる。
Unlike this embodiment, in the case of a method in which the
ステップS7において、整流部3をハウジング5bの外周部に固定する。この場合、整流部3を構成する半円状の第一整流部品3X及び第二整流部品3Yのそれぞれを、インペラ11とブラケット4との間でハウジング5bの外周を囲うようにして、取り付ける。ハウジング5bの外周に備えられた突起5eを、第一整流部品3Xの切り欠き部3bと第二整流部品3Yの切り欠き部3bとに合わせて固定することで、整流部3がハウジング5bに対して回転方向及び軸方向へ移動することを規制することができる。なお、整流部3の固定にあたっては、第一整流部品3Xとブラケット4の接触面と、第二整流部品3Yとブラケット4の接触面とに、接着剤を塗布して接着固定をしてもよい。その場合は、ハウジング5bの外周部に突起5eを備える構成に限らず、例えばブラケット4に位置決め用の突起等を設けてもよい。
In step S7, the
ステップS8において、ブラケット4にカバー2を固定する。本実施の形態において、カバー2は、ブラケット4の嵌合部4aと、係合部2bとの嵌合によって固定される。その場合、周方向に等間隔で任意の個数の嵌合爪が嵌合部4aとしてブラケット4に設けられる。カバー2には、嵌合部4aの嵌合爪と対応した位置に、嵌合穴を有する係合部2bが設けられる。なお、カバー2とブラケット4との固定方法は爪嵌合に限らず、接着等の手段を用いてもよい。その場合は、ブラケット4は、その外周上に凹凸の無い形状で、カバー2の内周側に対して隙間嵌めとなるように構成される。そして、カバー2の内周とブラケット4の外周との隙間に、粘度の低い接着剤を流し込むことで、両者が固定される。
In step S8, the
ステップS9において、基板30をステーター組立体7に固定する。基板30は、インシュレータ15aに対してネジで固定された後、はんだ付けによって端子17と電気的に接続される。
In step S9, the
(電気掃除機の構成)
以下、図16から図18を参照して、実施の形態1に係る電動送風機1を組み込んだ電気掃除機100の構成を説明する。図16は、実施の形態1に係る電動送風機1を組み込んだ電気掃除機100の外観を示す斜視図である。図17は、実施の形態1に係る電動送風機1を組み込んだ電気掃除機100の本体部を側面方向から見た外観図である。図18は、実施の形態1に係る電動送風機1を組み込んだ電気掃除機100の本体部の側面方向から見た断面図である。
(Configuration of vacuum cleaner)
Hereinafter, the configuration of a
図16に示すように、電気掃除機100は、本体101と、集塵部102と、延長管103と、吸込具104とを備える。本体101には、ユーザーが電気掃除機100を取り回すときに把持する部分であるハンドル101bが設けられている。また、本体101には、電気掃除機100を運転するときに電動送風機1を駆動させるための図示しないスイッチなどを備える操作部101cが設けられている。
As shown in FIG. 16, the
延長管103は、本体101と吸込具104を通気可能に接続するためのものである。延長管103は、図17に示す本体101の本体管部101aと接続される。延長管103の、本体管部101aと接続される側の端部とは反対側の端部に対して、吸込具104が接続される。図示しないが本体101と吸込具104は、延長管103を介さずに接続することも可能である。
The
吸込具104は、床などの被清掃面から塵埃を含んだ空気を吸い込むものである。吸込具104には、床などの被清掃面と対向する面に図示しない開口が設けられている。この開口は、塵埃を含んだ空気を吸い込むための開口である。
The
図18に示すように、集塵部102は、集塵室102aを有する。集塵室102aは、塵埃を収容するためのものである。集塵室102a内には、分離部114が設けられている。分離部114は、塵埃を含んだ空気を旋回させて、塵埃を分離するためのものである。分離された塵埃が集塵室102aに収容される。電気掃除機100は、サイクロン式の電気掃除機である。
As shown in FIG. 18, the
本体101の内部には、実施の形態1に係る電動送風機1と、電動送風機1を駆動させるための電力を供給する二次電池111とが収容されている。電気掃除機100は、電動送風機1を二次電池111で駆動させるコードレス式の電気掃除機である。
Inside the
電気掃除機100において、電動送風機1は、塵埃を含んだ空気を吸引する吸引風を発生させる。電動送風機1は、言わば電気掃除機100の心臓部である。電動送風機1の吸気口2aは、集塵部102と通気可能に配置されている。
In the
電気掃除機100を動作させる際には、操作部101cの電動送風機1を駆動させるための図示しないスイッチをONすると、二次電池111から電動送風機1に電力が供給される。電力が供給された電動送風機1が駆動を開始すると、電動送風機1が発生させた吸引風により、吸込具104の開口から塵埃を含んだ空気の吸引を開始する。
When operating the
吸込具104の開口から吸引した塵埃を含んだ空気は、延長管103の図示しない通風路を通過し、本体101の本体管部101a内の吸引風路112を通過して集塵部102の旋回部113に送られる。
Air containing dust sucked from the opening of the
塵埃を含んだ空気は、旋回部113で旋回し遠心分離され、分離部114で塵埃と空気を分離する。分離された塵埃は集塵室102a内に収容され、分離された空気は電動送風機1の吸気口2aから電動送風機1内に吸い込まれ、電動送風機1の排気口4bから電動送風機1外へ送出されて、図17に示す本体101に設けられた本体排気口101dから本体101外へ排出される。
The air containing dust is rotated and centrifuged in a
このようにして、電気掃除機100は、電動送風機1の駆動により吸引風を発生させて塵埃を含んだ空気を吸引し、塵埃を分離して集塵室102a内に収容することで掃除を行う。実施の形態1に掛かる電動送風機1を組み込んだ電気掃除機100は、アンバランスが小さい電動送風機1が組み込まれているので、駆動時に発生する振動が小さく、電気掃除機100の使い勝手及び信頼性を向上させることができる。
In this way, the
以上、本開示による電気掃除機として、コードレスタイプの縦型電気掃除機の構成を有する電気掃除機100を例に説明したが、本開示による電気掃除機は、当該構成に限定されない。本開示による電気掃除機は、例えば、キャニスタータイプの掃除機、あるいはロボット掃除機にも適用可能である。また、本開示による電気掃除機は、充電式のものに限らず、コンセントから電源コードを介して電力供給を受けるものでもよい。また、本開示による電気掃除機は、サイクロン式のものに限らず、例えば紙パック式のものでもよい。
Although the
以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。 Hereinafter, various aspects of the present disclosure will be collectively described as supplementary notes.
(付記1)
フレームと、
前記フレームに対して回転可能に支持された軸と、
前記軸に取り付けられたローターコアと、
前記ローターコアの周囲に配置され、前記フレームに保持されたステーターコアと、
前記軸に取り付けられたインペラと、
前記インペラの回転によって送り出された気流を整える整流部と、
を備え、
前記整流部は、前記軸を中心とする周方向についての半周部分に相当する第一整流部品と、前記第一整流部品とは別体であり、前記周方向についての残りの半周部分に相当する第二整流部品とが前記フレームに取り付けられることで形成されている電動送風機。
(付記2)
前記ローターコアの端部に、回転アンバランスを修正するアンバランス修正部が設けられている付記1に記載の電動送風機。
(付記3)
前記アンバランス修正部は、リング状の部材であり、前記ローターコアの、前記インペラ側とは反対側の端部に配置されている付記2に記載の電動送風機。
(付記4)
前記第一整流部品に設けられた嵌合部と、前記第二整流部品に設けられた嵌合部とが嵌合することで、前記第一整流部品と前記第二整流部品とが一体化している付記1から付記3のいずれか一項に記載の電動送風機。
(付記5)
前記インペラを覆うカバーと、
前記カバーと固定された固定部を有し、前記フレームに取り付けられたブラケットと、
を備え、
前記ブラケットは、前記周方向について複数に分割されていないリング状の部品である付記1から付記4のいずれか一項に記載の電動送風機。
(付記6)
前記軸を受ける軸受部を備え、
前記フレームは、前記軸受部を保持するハウジングを備え、
前記ブラケットは、前記ハウジングの外周部に取り付けられている付記5に記載の電動送風機。
(付記7)
前記フレームの外周部に、径方向外側へ突出した突起が備えられ、
前記整流部に、径方向内側に凹んだ凹部が備えられ、
前記突起と前記凹部とが嵌合する付記1から付記6のいずれか一項に記載の電動送風機。
(付記8)
付記1から付記7のいずれか一項に記載の電動送風機を搭載した電気掃除機。
(Additional note 1)
frame and
a shaft rotatably supported with respect to the frame;
a rotor core attached to the shaft;
a stator core disposed around the rotor core and held by the frame;
an impeller attached to the shaft;
a rectifier that adjusts the airflow sent out by the rotation of the impeller;
Equipped with
The rectifier includes a first rectifier component that corresponds to a half-circumferential portion in the circumferential direction centering on the axis, and a separate body from the first rectifier component, and corresponds to the remaining half-circumferential portion in the circumferential direction. An electric blower formed by attaching a second rectifying component to the frame.
(Additional note 2)
The electric blower according to
(Additional note 3)
The electric blower according to
(Additional note 4)
The fitting portion provided on the first rectifying component and the fitting portion provided on the second rectifying component are fitted, so that the first rectifying component and the second rectifying component are integrated. The electric blower according to any one of
(Appendix 5)
a cover that covers the impeller;
a bracket having a fixing part fixed to the cover and attached to the frame;
Equipped with
The electric blower according to any one of
(Appendix 6)
comprising a bearing portion for receiving the shaft;
The frame includes a housing that holds the bearing part,
The electric blower according to
(Appendix 7)
The outer peripheral portion of the frame is provided with a protrusion that protrudes radially outward,
The rectifying portion is provided with a concave portion recessed inward in the radial direction,
The electric blower according to any one of
(Appendix 8)
A vacuum cleaner equipped with the electric blower according to any one of
1 電動送風機、 2 カバー、 2a 吸気口、 2b 係合部、 3 整流部、 3X 第一整流部品、 3Y 第二整流部品、 3a 翼列、 3b 切り欠き部、 3x 嵌合爪、 3y 嵌合穴、 4 ブラケット、 4a 嵌合部、 4b 排気口、 4c 凸部、 5 フレーム、 5a 胴部、 5b ハウジング、 5c フランジ部、 5d 開口部、 5e 突起、 5f 穴、 6 ローター組立体、 7 ステーター組立体、 8 軸、 9 ローターコア、 10 エンドキャップ、 11 インペラ、 11a ディスク部、 11b 羽根車部、 12a 第1の軸受、 12b 第2の軸受、 13 予圧部、 14 ステーターコア、 15a インシュレータ、 15b インシュレータ、 16 コイル、 17 端子、 18 ネジ、 19 ナット、 20 ローター-インペラ組立体、 30 基板、 50 切削工具、 100 電気掃除機、 101 本体、 101a 本体管部、 101b ハンドル、 101c 操作部、 101d 本体排気口、 102 集塵部、 102a 集塵室、 103 延長管、 104 吸込具、 111 二次電池、 112 吸引風路、 113 旋回部、 114 分離部 1 electric blower, 2 cover, 2a intake port, 2b engaging part, 3 rectifying part, 3X first rectifying part, 3Y second rectifying part, 3a blade row, 3b notch part, 3x fitting claw, 3y fitting hole , 4 bracket, 4a fitting part, 4b exhaust port, 4c convex part, 5 frame, 5a body part, 5b housing, 5c flange part, 5d opening part, 5e protrusion, 5f hole, 6 rotor assembly, 7 stator assembly , 8 shaft, 9 rotor core, 10 end cap, 11 impeller, 11a disk part, 11b impeller part, 12a first bearing, 12b second bearing, 13 preload part, 14 stator core, 15a insulator, 15b insulator, 16 coil, 17 terminal, 18 screw, 19 nut, 20 rotor-impeller assembly, 30 board, 50 cutting tool, 100 vacuum cleaner, 101 main body, 101a main body pipe section, 101b handle, 101c operating section, 101d main body exhaust port , 102 dust collection section, 102a dust collection chamber, 103 extension pipe, 104 suction tool, 111 secondary battery, 112 suction air path, 113 swirling section, 114 separation section
Claims (8)
前記フレームに対して回転可能に支持された軸と、
前記軸に取り付けられたローターコアと、
前記ローターコアの周囲に配置され、前記フレームに保持されたステーターコアと、
前記軸に取り付けられたインペラと、
前記インペラの回転によって送り出された気流を整える整流部と、
を備え、
前記整流部は、前記軸を中心とする周方向についての半周部分に相当する第一整流部品と、前記第一整流部品とは別体であり、前記周方向についての残りの半周部分に相当する第二整流部品とが前記フレームに取り付けられることで形成されている電動送風機。 frame and
a shaft rotatably supported with respect to the frame;
a rotor core attached to the shaft;
a stator core disposed around the rotor core and held by the frame;
an impeller attached to the shaft;
a rectifier that adjusts the airflow sent out by the rotation of the impeller;
Equipped with
The rectifier includes a first rectifier component that corresponds to a half-circumferential portion in the circumferential direction centering on the axis, and a separate body from the first rectifier component, and corresponds to the remaining half-circumferential portion in the circumferential direction. An electric blower formed by attaching a second rectifying component to the frame.
前記カバーと固定された固定部を有し、前記フレームに取り付けられたブラケットと、
を備え、
前記ブラケットは、前記周方向について複数に分割されていないリング状の部品である請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電動送風機。 a cover that covers the impeller;
a bracket having a fixing part fixed to the cover and attached to the frame;
Equipped with
The electric blower according to any one of claims 1 to 3, wherein the bracket is a ring-shaped component that is not divided into a plurality of parts in the circumferential direction.
前記フレームは、前記軸受部を保持するハウジングを備え、
前記ブラケットは、前記ハウジングの外周部に取り付けられている請求項5に記載の電動送風機。 comprising a bearing portion for receiving the shaft;
The frame includes a housing that holds the bearing part,
The electric blower according to claim 5, wherein the bracket is attached to an outer peripheral portion of the housing.
前記整流部に、径方向内側に凹んだ凹部が備えられ、
前記突起と前記凹部とが嵌合する請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電動送風機。 The outer peripheral portion of the frame is provided with a protrusion that protrudes radially outward,
The rectifying portion is provided with a concave portion recessed inward in the radial direction,
The electric blower according to any one of claims 1 to 3, wherein the protrusion and the recess are fitted into each other.
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