JP5494532B2 - Rotating electric machine, electric blower and equipment - Google Patents
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Description
本発明は、発電機や電動機等の回転電機、電気掃除機等に搭載されて電動機の動力によりファンを回転させて送風をする電動送風機及び電動送風機を搭載する機器に関する。 The present invention relates to an electric blower that is mounted on a rotating electric machine such as a generator or an electric motor, a vacuum cleaner, or the like and rotates by a power of the electric motor to blow air, and a device on which the electric blower is mounted.
電気掃除機に搭載される電動送風機のモータ部には通常整流子電動機が採用されている。この電動機の界磁は、方形筒状の鉄心の筒内にコイルが巻回されて構成されている。その筒内に回転自在に設けられた電機子を有する。鉄心は鋼板が複数積層されてなり、この鋼板は圧延された無方向性電磁鋼板を打ち抜いて製造されている。 Usually, a commutator motor is adopted for the motor part of the electric blower mounted on the vacuum cleaner. The field of this electric motor is configured by winding a coil in a cylinder of a square cylindrical iron core. The armature is rotatably provided in the cylinder. The iron core is formed by laminating a plurality of steel plates, and this steel plate is manufactured by punching a rolled non-oriented electrical steel sheet.
図5は、従来の電動送風機の構成を示す部分断面図、図6は、従来の電動送風機のブラケット内に界磁を圧入した状態を示す部分断面図、図7は、従来の界磁鉄心を示す説明図、図8は、従来の鉄心打抜きを示す工程図である。例えば各鋼板は、図7に示すように、鋼板の圧延方向に形成する一対の辺部101と、この辺部に直交する一対の辺部102とにより方形枠状を呈している。一方の辺部の内側には界磁巻線を巻回するための突極部103が設けられている。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a configuration of a conventional electric blower, FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a state in which a field is press-fitted into a bracket of a conventional electric blower, and FIG. 7 shows a conventional field iron core. FIG. 8 and FIG. 8 are process diagrams showing conventional iron core punching. For example, as shown in FIG. 7, each steel plate has a rectangular frame shape with a pair of
界磁巻線に電流が流れて生じる磁束が鉄心の辺部を透過して、電機子が界磁に対して回転するようになっている。この辺部の一部に狭い部分があると、その部分の磁束密度が特に高くなって磁気飽和し易い。そのために、従来においては、辺部の幅が同じとなるように設計し、磁気回路内で局部的な磁気飽和が起きないように考慮されている。 Magnetic flux generated by current flowing through the field winding passes through the sides of the iron core, and the armature rotates with respect to the field. If there is a narrow portion in a part of this side portion, the magnetic flux density in that portion is particularly high and magnetic saturation is likely to occur. For this reason, conventionally, the width of the side portion is designed to be the same, and it is considered that local magnetic saturation does not occur in the magnetic circuit.
こうした構成の鉄心104を備える界磁は、図5及び図6に示すように、鉄心104の各角部105を筒状のブラケット106の内面に密着させて内蔵し、回転軸107の端部にファン108を取付けている。このファン108を覆って設けたファンケース109により、ファン108から吹き出された空気をブラケット106内に導いて、送風をするように構成されている。こうした送風において、ブラケット106内を通過する気流(通る風)は、界磁の鉄心104の各枠辺の外面と、この面に対向するブラケット106の円筒部の内面との間の隙間を通る他に、界磁の鉄心104の内側の突極間に配置された電機子110の外面との間の隙間を流路とするものである。(例えば、特許文献1参照)。
As shown in FIGS. 5 and 6, the field including the
従来の電磁鋼板を製造する工程では約1メートルの幅に圧延されるが、圧延方向と直交した方向つまりフープ幅方向の末端は、フープ幅方向の中央部の正規の厚みより薄くなる。このため、フープ幅の末端が積層された箇所の鉄心の磁気抵抗は、設計値より高くなる。これは電動機の特性バラツキの要因となっていた。そのため図8に示すように、フープ幅方向(B方向)の両端は鉄心としては使用せずに廃棄するようにしている場合がある。 In the process of manufacturing a conventional electromagnetic steel sheet, the sheet is rolled to a width of about 1 meter, but the end perpendicular to the rolling direction, that is, the end in the hoop width direction is thinner than the normal thickness at the center in the hoop width direction. For this reason, the magnetic resistance of the iron core where the end of the hoop width is laminated becomes higher than the design value. This has been a cause of variations in the characteristics of electric motors. Therefore, as shown in FIG. 8, both ends in the hoop width direction (B direction) may be discarded without being used as iron cores.
また、複数積層する鉄心の製造工法として順送プレス加工を採用するため、プレス加工時の材料送りや位置決め用としてフープ幅方向の両端を利用するようにしている場合がある。金型の改善により、材料送りや位置決めのためにフープ幅方向の両端を使用しなくてもよい工法が出来ているが、特性バラツキを抑制するために、フープ幅方向の両端を廃棄
しており材料ロスが発生していた。
In addition, since progressive pressing is adopted as a manufacturing method for a plurality of laminated iron cores, both ends in the hoop width direction may be used for material feeding and positioning during pressing. By improving the mold, a method that does not require the use of both ends in the hoop width direction for material feeding and positioning has been made, but both ends in the hoop width direction have been discarded in order to suppress variations in characteristics. Material loss occurred.
また、上記鉄心の構成に起因する同様の理由により、従来の電動送風機においても、材料ロスが問題となっている。その上、鉄心の突極部103を有する辺部の両側に位置して突極間を一体につないで設けられた辺部102の幅を広げた場合には、ブラケット106内の風路断面113が小さくなるため、送風効率を妨げるという課題があった。
Moreover, for the same reason resulting from the structure of the iron core, material loss is also a problem in the conventional electric blower. In addition, when the width of the
例えば、特許文献1の図6に記載のようなケースでは、無方向性電磁鋼板の圧延方向とこれに直交する方向の磁束透過量の差異から、鋼板圧延方向に形成する一対の辺部の幅は、鋼板圧延方向と直交する方向に形成する辺部の幅よりも狭くするという工夫が付加される場合もあった。上記のケースに示すように、磁気特性を考慮して鉄心の打抜き方向を規制する方法や辺部の幅を変える方法は、フープ幅方向の両端の材料ロスを発生させることには改善効果がない。また、フープ幅方向の両端を廃棄しない金型とした場合にはフープ幅方向の末端を使用した場合に、特性バラツキが大となり、適切なコスト抑制ができなかった。
For example, in the case as shown in FIG. 6 of
本発明の回転電機は、圧延された無方向性電磁鋼板を方形枠状に打ち抜いて製造された鋼板が複数積層されてなる方形筒状の界磁鉄心と、この界磁鉄心の筒内に向かい合うように設けられた突極に巻き付けられる界磁巻線とを有する界磁と、回転軸を有して界磁の突極間に配置される電機子とを具備する回転電機において、鋼板圧延方向に形成する一対の辺部と、鋼板圧延方向と直交する方向に形成する一対の辺部とにより方形枠状が形成され、鋼板圧延方向に形成する辺部の幅が鋼板圧延方向と直交する方向に形成する辺部の幅よりも広いと共に、鋼板圧延方向の辺部に界磁巻線を巻回するための突極部を具備する回転電機である。 The rotating electrical machine according to the present invention has a rectangular cylindrical field core formed by stacking a plurality of steel sheets manufactured by punching rolled non-oriented electrical steel sheets into a rectangular frame shape, and faces the cylinder of the field core. In a rotating electrical machine comprising: a field having a field winding wound around a salient pole provided in the manner described above; and an armature having a rotating shaft and disposed between the salient poles of the field, A rectangular frame shape is formed by a pair of sides formed in a pair and a pair of sides formed in a direction orthogonal to the steel plate rolling direction, and the width of the side formed in the steel plate rolling direction is a direction orthogonal to the steel plate rolling direction. The rotating electrical machine includes a salient pole portion that is wider than the side portion to be formed on the side plate and winds the field winding around the side portion in the steel plate rolling direction.
また本発明の電動送風機は、上記回転電機を備え、筒状部を有し、筒状部の内面に界磁鉄心の各角部を密着させて界磁を内蔵するブラケットと、回転軸の端部に取付けられたファンと、ファンを覆って設けられるとともにファンから吹き出される空気をブラケット内に導くファンケースとを具備する電動送風機である。 In addition, an electric blower of the present invention includes the above-described rotating electric machine, has a cylindrical portion, a bracket that incorporates a field magnet by closely contacting each corner of the field core to the inner surface of the cylindrical portion, and an end of the rotating shaft And a fan case that covers the fan and guides the air blown from the fan into the bracket.
また本発明の機器は、上記電動送風機を具備する。 Moreover, the apparatus of this invention comprises the said electric blower.
本発明の回転電機によれば、鋼板圧延方法に形成する辺部の幅を広げているので、フープ幅方向の末端を使用しても性能低下を起こさず、材料コストの削減が可能となる。また本発明の電動送風機によれば、辺部の幅を広げても通風断面積の減少による送風効率への影響を生じずに、材料コストの削減が可能となる。また本発明の機器によれば、材料コストを低減でき、安価な機器を実現できる。 According to the rotating electrical machine of the present invention, since the width of the side portion formed in the steel plate rolling method is widened, the use of the end in the hoop width direction does not cause performance deterioration, and the material cost can be reduced. Further, according to the electric blower of the present invention, even if the width of the side portion is widened, the material cost can be reduced without causing an influence on the blowing efficiency due to the reduction of the cross-sectional area of ventilation. Moreover, according to the apparatus of this invention, material cost can be reduced and an inexpensive apparatus can be implement | achieved.
以下、本発明の実施の形態に係る回転電機が用いられた電動送風機について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an electric blower using a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施の形態に係る電動送風機の構成を示す部分断面図、図2は、電動送風機のブラケット内に界磁を圧入した状態を示す部分断面図、図3は、鋼板圧延方向に形成する辺部に突極部が設けられた界磁鉄心を示す説明図である。図1〜図3において、電動送風機11は、一方が閉塞しその反対方向が開口した円筒状のブラケット6内に回転電機が設けられている。回転電機は、界磁12と、電機子10とから概略構成されている。界磁12は、方形筒状を呈する界磁鉄心4と、界磁巻線14とを備える。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the electric blower according to the present embodiment, FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a state where a field is pressed into a bracket of the electric blower, and FIG. It is explanatory drawing which shows the field iron core in which the salient pole part was provided in the side part to form. 1 to 3, the
界磁鉄心4は、無方向性電磁鋼板が複数積層されて構成され、その筒内には対向する一対の突極部3が形成されている。界磁巻線14は、各突極部3に巻回され、巻数の増加に伴い筒外部の方へ厚みを増している。電機子10は、その突極部3に挟まれるように、筒内に回転自在に設けられている。
The
界磁鉄心4の各角部5には、ブラケット6の回転軸7方向に沿って当接面15が形成されている。各当接面15はブラケット6の内周面16に圧接され、界磁12がブラケット6に固定されている。
A
ブラケット6の開口した側を覆うようにファンケース9が取り付けられている。電機子10の回転軸7は、その開口部から突出してファンケース9内に進入している。回転軸7の先端部には、遠心ファン8が取り付けられている。遠心ファン8及びブラケット6の開口との間にはエアガイド17が取り付けられている。遠心ファン8及びエアガイド17は、ファンケース9内に配置されている。
A fan case 9 is attached so as to cover the opened side of the
界磁鉄心4は、圧延された無方向性電磁鋼板を打ちぬいて製造されている。図3に示すように、界磁鉄心4は、鋼板圧延方向(A方向)に形成する一対の辺部1と、鋼板圧延方向と直交する方向(B方向)に形成する一対の辺部2とにより方形枠状を呈している。辺部1と辺部2とはほぼ同じ長さを有するが、辺部1の幅18の方が辺部2の幅19よりも広くなるように形成されている。
The
辺部1の内側には、界磁巻線14を巻回するための突極部3が設けられている。突極部3は電機子10の外周形状に沿って円弧状に形成され、積層されている。この突極部3に巻回された界磁巻線14に電流が流れる際には、その円弧形状の両端部が磁極となるようになっている。
A
本実施の形態に係る電動送風機11では、界磁巻線14に電流が流れて磁束が発生すると、この磁束が界磁鉄心4の辺部1、2を磁路として透過し、電機子10が回転する。この電機子10の回転に伴い遠心ファン8が回転すると、吸気口20から空気が吸入されて遠心ファン8の中に流れ込み、ブラケット6内を経て、モータの外に排出される。
In the
図4は、本実施の形態に係る鉄心打抜きを示す工程の説明図である。図3及び図4に示すように、フープ幅方向の末端を使用することがあるため鋼板圧延方向に形成する辺部1は辺部2に比べて板厚方向の厚みが薄くなっている部分がある。しかし、辺部1の幅18は辺部2の幅19よりも広く形成されているので、辺部1が正規の板厚の材料を使用し、辺部2と同じ幅とした場合と比較して界磁鉄心4全体としての磁束の透過量は減少するには至らず、モータの性能は確保される。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the process showing the punching of the iron core according to the present embodiment. As shown in FIG. 3 and FIG. 4, since the end in the hoop width direction may be used, the
他方、この辺部1の幅18を広くすることは、プレス加工時の材料送り等のために廃棄していた部分を製品として有効活用するものである。フープ幅方向の末端を使用しても性能低下を起こさないので、材料コストの削減ができる。
On the other hand, widening the
界磁鉄心4の鋼板圧延方向に形成する辺部1に設けられている突極部3の背面は凹形状とすることが出来るため、辺部1の長さは鋼板圧延方向に直交する方向に形成する辺部2の長さより短い。プレス加工時のフープ幅方向つまり鋼板圧延方向と直行する方向の末端の材料を使用した場合の磁気特性のバラツキの影響は、突極部3を有する辺部1を鋼板圧延方向とした方が小さい。
Since the back surface of the
また、突極部3に巻回される界磁巻線14は、電機子10との接触を防止するために突極部3の背面に突出するように巻回される。このため、電動送風機11において、界磁巻線14を巻回するための突極部3が設けられている辺部1は、この面に対向するブラケット6の円筒部の内周面16との間の通風断面積が、辺部2に対向するブラケット6との間の通風断面積より小さい。これにより、鉄心の辺部1の幅18を広げても通風断面積の減少による送風効率への影響は生じにくい。なお、辺部1の幅18は、材料の板厚などに応じて適宜に設定すればよい。
Further, the field winding 14 wound around the
本発明によれば材料コストの削減が可能となるので、発電機や電動機等の回転電機、電気掃除機等に適用できる。 According to the present invention, the material cost can be reduced, so that the present invention can be applied to rotating electric machines such as generators and electric motors, vacuum cleaners, and the like.
1、2 辺部
3 突極部
4 界磁鉄心
6 ブラケット
7 回転軸
8 遠心ファン
9 ファンケース
10 電機子
13 通風断面
14 界磁巻線
16 内周面
18、19 幅
DESCRIPTION OF
Claims (3)
鋼板圧延方向に形成する一対の辺部と、前記鋼板圧延方向と直交する方向に形成する一対の辺部とにより前記方形枠状が形成され、前記鋼板圧延方向に形成する辺部の幅が前記鋼板圧延方向と直交する方向に形成する辺部の幅よりも広いと共に、前記鋼板圧延方向の辺部に前記界磁巻線を巻回するための突極部を具備し、前記突極部の背面を凹形状とした回転電機。 A rectangular cylindrical field core formed by stacking a plurality of steel plates manufactured by punching rolled non-oriented electrical steel sheets into a rectangular frame shape, and salient poles provided so as to face the cylinder of the field core In a rotating electrical machine comprising a field having a field winding wound around and an armature having a rotating shaft and disposed between the salient poles of the field,
The rectangular frame shape is formed by a pair of sides formed in the steel plate rolling direction and a pair of sides formed in a direction orthogonal to the steel plate rolling direction, and the width of the side formed in the steel plate rolling direction is The salient pole part is wider than the side part formed in the direction orthogonal to the steel sheet rolling direction, and has a salient pole part for winding the field winding on the side part in the steel sheet rolling direction . A rotating electrical machine with a concave back surface .
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