JP5976218B2 - 電動送風機および電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、電動送風機および電気掃除機に関する。

電気掃除機等に搭載される、ブロワ部とモータが一体となった電動送風機は、一般に３００００〜４５０００ｒ／ｍｉｎという高回転数で使用される。そのため、電動送風機では、磁極が２つで界磁巻線を備えるステータと、ステータの内側にあって電機子巻線と整流子を備えるロータとで構成される整流子モータが使われている。

従来の電動送風機では、磁極は、外形が略正方形を成すヨークから内側に突出して磁極角（磁極先端の円弧の両端と軸中心を結ぶ２直線のなす角度）が１２０°〜１４０°である。界磁巻線はこの磁極のまわりに巻装されており、磁極の左右両側の間を渡るコイルエンドを最短経路の直線で結ぶとロータに干渉するため、外径側に湾曲させて迂回している。また、界磁巻線が巻かれる磁極の左右の側面は平行でなく内径側に広がった斜面であり、その外側をヨークが囲む形となっている。そのため、巻線を磁極のまわりに巻装する時は、磁極先端とヨークとの間の開口部からワイヤを滑り込ませ、ワイヤの張力を利用して磁極根元に巻き付かせている。その結果、巻線の並び方は成り行きで決まり、整列巻線（巻線を規則的に整然と高密度に並べること）が困難で巻線占積率（巻線を配置するために用意されたスペースに対し、実際に巻装された巻線が占める割合）が低く、また、巻線長が長くなるため、電動送風機の効率向上および軽量化を妨げていた。

巻線占積率を向上する方法として、例えば、下記特許文献１では、ステータコアを磁極の根元で分割した分割コアとし、ステータコアの外で予め型巻成形またはボビン巻で高密度に巻装された巻線（１つの部品状態）を、分割されて単独の磁極に組み付けることにより巻線占積率を向上するという技術が開示されている。

特開２０１０−２００４６７号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、界磁巻線は依然として磁極角の大きい磁極のまわりに巻装されており、磁極の左右両側の間を渡るコイルエンドは外径側に湾曲させて迂回する必要がある。コイルエンドの湾曲と整列巻線とを両立させるためには、まず、コイルエンドを湾曲させずに整列巻線を実施し、その後コイルエンドだけを所定の湾曲した形状に変形させる必要がある。そのため、コイルエンドを変形させる時には巻線の並びが崩れること、絶縁皮膜を傷付けることがあり、また、変形させた後にはワニス、自己融着線（熱融着する樹脂が予め表面に塗布されたワイヤ）を用いるなどして巻線同士を固着する必要があり、生産性および経済性を著しく低下させる、という問題があった。さらに、コア分割位置が磁極の根元であるため、全ての磁束線が分割面を渡ることになり、コア分割により効率低下を招く。

また、家庭用の電気掃除機に搭載される電動送風機においては、ステータコアは軸方向高さが磁極の内径に対して一般に３分の１〜２分の１程度と短く、コイルエンド長さの長短が電動送風機の効率に及ぼす影響は大きい。そのため、電動送風機の効率向上の観点では、コイルエンドを外径側に湾曲させて迂回することを回避することが望ましい。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、界磁巻線の整列巻線が容易であって、効率向上および軽量化が可能な電動送風機を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ステータコアおよび界磁巻線を備えるステータと、前記ステータの内側に配置されたロータと、から構成される電動送風機であって、前記ステータコアは、磁極中心線から回転方向の後ろ側にずれた２箇所のコア分割位置で２つのＣ字形状部の第１のステータコアおよび第２のステータコアに分割され、前記第１のステータコアおよび前記第２のステータコアは、前記磁極中心線と垂直方向の位置においてコア部分が３つのストレート部でＵの字状に外側に膨れた形状を有しており、外側に膨れた前記Ｕの字の形状により前記ロータの外周との間に形成された第１の領域と、前記３つのストレート部のうち中央のストレート部のコア部分を挟んで前記第１の領域と対称な位置にある第２の領域とを用いて、前記界磁巻線を巻装する領域とし、さらに、前記ロータと対向する部分の径方向の幅を前記コア分割位置に近いほど小さくする。

本発明にかかる電動送風機は、界磁巻線の整列巻線が容易であって、効率向上および軽量化が可能である、という効果を奏する。

図１は、電動送風機の内部の概略構造を示す縦断面図である。 図２は、整流子モータの主要部をブロワ部側の軸方向から視た図である。 図３は、実施の形態１のステータコアの形状を示す図である。 図４は、整列巻線された状態を示す図である。 図５は、フライヤ巻線機による整列巻線の様子を示す図である。 図６は、実施の形態２のステータコアの形状を示す図である。 図７は、実施の形態２のステータコアの形状を示す図である。 図８は、電磁界解析により求めた図７のステータコアを用いた場合の磁束線図の例を示す図である。 図９は、スペース３０，３２において片方の隅部を約１２０°とした場合の例を示す図である。 図１０は、電動送風機を備えた電気掃除機を示す断面図である。 図１１は、実施の形態６のステータコアの形状を示す図である。 図１２は、実施の形態６のステータコアの形状を示す図である。 図１３は、実施の形態７のステータコアの形状を示す図である。 図１４は、実施の形態７のステータコアの形状を示す図である。

以下に、本発明にかかる電動送風機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
（構成）
図１は、本実施の形態にかかる電動送風機の内部の概略構造を示す縦断面図である。電動送風機１は、大きく分けて、吸い込む力を生むブロワ部２と、ブロワ部２を駆動する整流子モータ３の２つのユニットから構成される。電動送風機１は、例えば、電気掃除機に適用することができる。

ブロワ部２は、複数の翼を備えたファン４と、ファン４を覆いファン４の回転に伴って通流する空気を整流子モータ３の内部へ案内するファンガイド５と、を備えている。通流する空気は、運転に伴って発熱した整流子モータ３を冷却しながらフレーム６に設けられた開口部（図示せず）から排出される。

整流子モータ３は、カップ（筒）状のフレーム６の内側に固定されて界磁の役割をするステータ７と、ステータ７の内側に空隙２０を介して対向して配置され回転自在に支持されて電機子の役割をするロータ８と、を備えている。なお、フレーム６の内側に収まらない一部については、フレーム６に開口部、切り欠き等（図示せず）を設けて外側にはみ出させている。

ステータ７は、電磁鋼板を複数枚積層固着してなるステータコア９と、ステータコア９に絶縁部材を介して巻装された界磁巻線１０と、を備えている。ステータ７では、界磁巻線１０に電流を流すことによって、ステータ７の内側に磁界を発生させる。

ロータ８は、中心に配置されたシャフト１１と、シャフト１１の周りに固定され電磁鋼板を複数枚積層固着してなる環状のロータコア１２と、ロータコア１２に絶縁部材を介して巻装された電機子巻線１７と、ロータコア１２と離隔して配置されシャフト１１の周りに固定された整流子１３と、を備えている。ロータ８は、シャフト１１及びベアリング１４，１５を介してフレーム６に回転自在に支持される。

ブロワ部２側のベアリング１４は、フレーム６の開口部を横断して架橋する形状で設けられたブラケット２１に収納される。また、他方（ブロワ部２側と反対側）のベアリング１５は、フレーム６の底に収納される。

シャフト１１のブロワ部２側のシャフト端部１６にはファン４が固定されており、ロータ８の回転に伴ってファン４が回転駆動される。電機子巻線１７を構成する複数のコイルの始端（巻き始めの端末）と終端（巻き終わりの端末）は、整流子１３のセグメント１８にヒュージング（熱かしめ）等の方法で電気的に接続される。フレーム６に保持され、バネで整流子１３に押し付けられて摺動接触する一対のブラシ１９は、電源（図示せず）に接続されており、整流子１３を介して電機子巻線１７に電流（電機子電流）を供給する。

ステータ７が発生する磁界と電機子電流とにより、ロータ８に回転トルクが発生する。ロータ８では、回転方向を一定にするため、ロータ８の位相に合わせて電機子電流の流れるコイルが切り替わるように電機子巻線１７とセグメント１８とが結線されている。

図２は、整流子モータ３の主要部をブロワ部２側の軸方向から視た図である。ただし、フレーム６、ロータ８は断面図、界磁巻線１０の右側半分は軸方向から視た図で左側半分は断面図である。また、図３は、図２からステータコア９のみを抜粋し、本実施の形態のステータコア９の形状を示す図である。ロータ８は、中心にシャフト１１があり、ロータコア１２には絶縁部材２２を介して電機子巻線１７が巻かれており、ウェッジ２３で抜け止めされている。ロータ８の回転方向３６は、ブロワ部２の翼の向きから決定されるが、ブロワ部２側の軸方向から視た図でそれが左回り（反時計方向）であるものとする。ステータコア９は、２箇所のコア分割位置２５ａ，２５ｂで２つのＣ字形状部９Ａ，９Ｂ（第１のステータコア、第２のステータコアとする）に分割されている。Ｃ字形状部９Ａの左端部９ＡａとＣ字形状部９Ｂの右端部９Ｂｅ、およびＣ字形状部９Ａの右端部９ＡｅとＣ字形状部９Ｂの左端部９Ｂａで、それぞれ１つずつの磁極２６ａ，２６ｂを構成する。磁極２６ａ，２６ｂの内側に、所定の空隙２０を介してロータ８が対向して配置されている。

２箇所のコア分割位置２５ａ，２５ｂは、ロータ８に対して対称な位置にあり、磁極中心線３５からロータ８の回転方向の後ろ側にずれた位置にある。具体的には、電気的中性軸の近傍である。界磁巻線１０により発生する磁束は、磁極２６ａ，２６ｂの間において磁極中心線３５に沿った方向であるが、電機子巻線１７により発生する磁束が合成されるため、電気的中性軸は磁極中心線３５から回転方向の後ろ側にずれる。したがって、２箇所のコア分割位置２５ａ，２５ｂの磁極中心線３５からずらす角度は、界磁巻線１０および電機子巻線１７のそれぞれにより発生する磁束のバランスにより設定する。

２つのＣ字形状部９Ａ，９Ｂにおけるロータ８の軸に垂直な断面形状（軸方向視）は、ロータ８の中心に対して略点対称の略同形状をなす。２つのＣ字形状部９Ａ，９Ｂにおいて、磁極中心線３５と略垂直な方向の位置にある中央部は、それぞれ、肩部９Ａｂ、腕部９Ａｃ、肩部９Ａｄ、および、肩部９Ｂｂ、腕部９Ｂｃ、肩部９Ｂｄの３つずつのストレート部でＵの字状を成して磁極２６ａ，２６ｂの両端から外側に膨れてロータ８の外周との間に略四角形状のスペース３０，３２（第１の領域）が設けられている。略四角形状のスペース３０，３２と、中央のストレート部の腕部９Ａｃ，９Ｂｃを挟んで対称なスペース３１，３３（第２の領域）に、界磁巻線１０が腕部９Ａｃ，９Ｂｃの周りにトロイダル巻にて巻装されている。磁極中心線３５を挟んで左右２箇所の界磁巻線１０に流れる電流の向きは、ロータ８の軸方向から視て磁極中心線３５に対して非対称に流れる向きに結線されている。図２において、丸印の中に点と丸印の中にバツの記号が巻き方向を示している。なお、界磁巻線１０に流れる電流の向きについては、図２の向きに限定するものではなく、逆方向同士の組み合わせでもよい。

（作用）
電動送風機１では、整流子モータ３のステータコア９を以上の構成にすることにより、ロータ８との干渉を回避するために界磁巻線１０のコイルエンドを湾曲させる必要が無い。また、界磁巻線１０の１層目を置く面である腕部９Ａｃ，９Ｂｃがストレート状であり、界磁巻線１０の左右のスペースが開放されていることでワイヤを置く位置の制御が容易となり、整列巻線が容易となる。また、モータ性能に寄与しない無駄なスペースが少なくなり、磁路長が短くなる。上述の理由をより詳細に説明すると以下の通りである。

通常、一般に用いられる円断面のワイヤを高密度に配置する場合は、図４の断面図に示すように、１層目をほぼ隙間無くワイヤ線径ｄの間隔で並べる。図４は、整列巻線された状態を示す図である。なお、説明を簡単化するため、図４に示す巻数および配置は、図３に示す巻線および配置とは異なっている。整列巻線では、ある層の配置を終えて１段上の層に移行する時には、１ターン前のワイヤに交差しながらワイヤの方向を変えるという制御が必要であるが、絶縁部材２４に壁面２４ａ，２４ｂがあることでワイヤの制御が容易になる。具体的には、図４に示す１層目最終ターンのワイヤの方向および２層目に移行する時のワイヤの方向の部分が該当する。２層目以降は１段下の層のワイヤ同士の間の凹部に沿うようにワイヤを乗せることにより、位置ずれを防いで整列巻線を容易にしている（いわゆる「俵積み」）。したがって、１層目を置く面は、ワイヤが並ぶ方向に沿って直線状であることが整列巻線に適している。

巻線を実施する自動機は、例えば、図５の概要図に示すような、フライヤ巻線機を用いる。図５は、フライヤ巻線機による整列巻線の様子を示す図である。フライヤ巻線機では、Ｃ字形状部９Ａまたは９Ｂをコア固定治具２７で固定し、ワイヤ３４を案内するノズル２９を先端に備えたフライヤアーム２８を腕部９Ａｃまたは９Ｂｃの周りに回転させることで巻線を行う。図５において、ワイヤ３４を置く位置の制御は、フライヤアーム２８の回転３７と前後移動３８を同期して制御することで行う。導入線３４ａは、Ｃ字形状部９Ａまたは９Ｂにフライヤ巻線機でワイヤ３４を巻くときの導入部である。しかしながら、ワイヤ３４は通常φ２以下の銅電線またはアルミ電線を用いるため剛性が小さく、また、ノズル２９に挿通されるまでの変形履歴により曲がりクセが残っているため、ノズル２９の出口から出たワイヤ３４が真直ぐにならず、ワイヤ３４を置く位置が狙いの位置からずれて整列巻線が崩れることがある。この現象を少なくするためには、ノズル２９はワイヤ３４を置く面に近いほどよい。したがって、界磁巻線１０の左右のスペースが開放されてノズル２９を近付けられることが整列巻線に適している。なお、ノズル２９の方を固定してＣ字形状部９Ａまたは９Ｂのほうを回転させるスピンドル巻線方式を採用する場合も同様である。

また、コア分割位置２５ａ，２５ｂが電気的中性軸の近傍にあって磁束密度が低く、コア分割面を渡る磁束線が少ないことにより、コア分割による効率低下を抑制できる。

なお、界磁巻線１０のコイルエンドを湾曲させる必要を無くし、１層目を置く面をストレート状にして整列巻線を容易にする別の方法としては、腕部９Ａｃ，９Ｂｃの周りではなく、肩部９Ａｂ，９Ａｄ、および９Ｂｂ，９Ｂｄの周りにトロイダル巻にするという方法もある。しかし、この場合は、スペース３０，３２にノズル２９が通る空間が必要になり、その部分には巻線を配置できないため、ステータコア９の小型化・軽量化に適さない。

（効果）
以上説明したように、本実施の形態によれば、ロータ８との干渉を回避するための界磁巻線１０のコイルエンドを湾曲させる必要が無く、界磁巻線１０の１層目を置く面（腕部９Ａｃ，９Ｂｃ）がストレート状であり、界磁巻線１０の左右のスペースが開放されていることでワイヤを置く位置の制御が容易となり、整列巻線が容易となる。また、モータ性能に寄与しない無駄なスペースが少なくなり磁路長が短くなる。また、コア分割位置２５ａ，２５ｂの磁束密度が低いことにより、コア分割による効率低下を抑制できる。これらにより、電動送風機１の効率向上および軽量化を図ることができる。

実施の形態２．
本実施の形態では、ステータコア９を構成する２つのＣ字形状部９Ａ，９Ｂの形状について、実施の形態１と異なる部分について説明する。

（構成）
電動送風機１において、２つのＣ字形状部９Ａ，９Ｂのロータ８と対向する左端部９Ａａ、右端部９Ｂｅ、および、右端部９Ａｅ、左端部９Ｂａにおける径方向の幅（磁路幅）は、それぞれコア分割位置２５ａ，２５ｂに近いほど小さいとさらによい。適用した例を図６および図７に示す。図６および図７は、図３と同様にステータコア９を軸方向から視た図であり、本実施の形態のステータコア９の形状を示す図である。図６では、コア分割位置２５ａ，２５ｂにおいてわずかな幅でＣ字形状部９ＡとＣ字形状部９Ｂが当接する面を設けている。また、図７では、図６とほぼ同形状であるが、コア分割位置２５ａ，２５ｂにおいてわずかな隙間を設けてＣ字形状部９ＡとＣ字形状部９Ｂを離隔し、各先端部分をＲ形状で丸めている。

（作用）
電動送風機１では、Ｃ字形状部９Ａ，９Ｂを以上の構成にすることにより、効率低下を抑制しつつ軽量化を図ることができる。理由をより詳細に説明すると以下の通りである。

図８は、電磁界解析により求めた、図７のステータコア９を用いた場合の磁束線図の例を示す図である。なお、図６のステータコア９を用いた場合の磁束線図も図８と同様である。すなわち、コア分割位置２５ａ，２５ｂの近傍は磁束密度が低い故に形状の自由度が大きく、所望の形状に設計することができる。電気的中性軸は、ほぼコア分割位置２５ａとコア分割位置２５ｂを結ぶ直線であるので、磁束線は、ロータコア１２・Ｃ字形状部９Ａの９Ａａ・９Ａｂ・９Ａｃ・９Ａｄ・９Ａｅ・ロータコア１２を順に結ぶ左側のループと、ロータコア１２・Ｃ字形状部９Ｂの９Ｂｅ・９Ｂｄ・９Ｂｃ・９Ｂｂ・９Ｂａ・ロータコア１２を順に結ぶ右側のループの２通りになる。

コア分割位置２５ａから近い位置を通る磁束線はコア分割位置２５ｂから近い位置を通り（外回り）、コア分割位置２５ａから遠い位置を通る磁束線はコア分割位置２５ｂから遠い位置を通る（内回り）。すなわち、左端部９Ａａ、右端部９Ｂｅ、および、右端部９Ａｅ、左端部９Ｂａにおいては、コア分割位置２５ａ，２５ｂから近いほど磁束線の本数は少なく、遠いほど多くなる。このため、コア分割位置２５ａ，２５ｂから近いほど磁路幅を小さくしても、磁束密度は飽和せず効率低下が抑制でき、磁路幅を小さくできる分の軽量化を図ることができる。

（効果）
以上説明したように、本実施の形態によれば、２つのＣ字形状部９Ａ，９Ｂにおいて、ロータ８と対向する部分の径方向の幅を、それぞれコア分割位置２５ａ，２５ｂに近いほど小さくすることとした。これにより、効率低下を抑制しつつ、さらなる軽量化を図ることができる。

実施の形態３．
本実施の形態では、界磁巻線１０巻線方法について、実施の形態１，２と異なる部分について説明する。

（構成）
電動送風機１において、ステータコア９の内側のスペース３０，３２では、界磁巻線１０を俵積み状の配置とし、上下の層のワイヤ同士が交差するクロスポイントをスペース３０，３２以外（ステータコア９の外側のスペース３１，３３、または軸方向上側および下側のコイルエンド部）に配置するとさらによい。

（作用）
界磁巻線１０の巻線状態を以上の構成にすることにより、ステータコア９の外形（具体的には、肩部９Ａｂ，９Ａｄ，９Ｂｂ，９Ｂｄの長さ）を小さくすることができ、効率向上、軽量化を図ることができる。理由をより詳細に説明すると以下の通りである。

スペース３０，３２の断面積は、ほぼ、腕部（９Ａｃ，９Ｂｃ）の長さと肩部（９Ａｂ，９Ａｄ，９Ｂｂ，９Ｂｄ）の長さの積である。腕部（９Ａｃ，９Ｂｃ）の長さはロータ８の外径と磁極角で決まってしまうので、効率向上、軽量化の手段としては、肩部（９Ａｂ，９Ａｄ，９Ｂｂ，９Ｂｄ）の長さをできるだけ短くすることになる。スペース３０，３２の必要断面積は、界磁巻線１０の断面積をスペース３０，３２の巻線占積率で割ったものであるので、スペース３０，３２の巻線占積率を上げれば、肩部（９Ａｂ，９Ａｄ，９Ｂｂ，９Ｂｄ）の長さを短くすることができる。したがって、スペース３０，３２では界磁巻線１０を俵積み状の配置とすればよい。ただし、上下の層のワイヤ同士が交差するクロスポイントがある断面では、巻線占積率が俵積み状の箇所よりも低くなるが、ステータコア９の内側のスペース３０，３２、ステータコア９の外側のスペース３１，３３、軸方向上側のコイルエンド部、軸方向下側のコイルエンド部の４箇所のうち少なくともいずれかの箇所にクロスポイントを設ける必要がある。したがって、クロスポイントのある側では層方向に巻線領域が拡大してしまうことから、クロスポイントをステータコア９の外側のスペース３１，３３、軸方向上側および下側のコイルエンド部に配置するとよい。

（効果）
以上説明したように、本実施の形態によれば、整列巻線時におけるクロスポイントをステータコア９の内側のスペース３０，３２以外のスペースに配置することとした。これにより、ステータコア９のコア外形を小さくすることができ、効率向上、軽量化を図ることができる。

実施の形態４．
なお、実施の形態１〜３では、略四角形状のスペース３０，３２の外側の各２箇所ずつの隅部の角度を約９０°として説明してきたが、これに限定するものではない。例えば、片方または両方の隅部を約１２０°としてもよく、この場合においても、隅部が約９０°の場合と同様に、界磁巻線１０を俵積み状に配置することが容易である。図９は、スペース３０，３２において片方の隅部を約１２０°とした場合の例を示す図である。この場合、スペース３１，３３においても片方の隅部が約１２０°となる。このように、片方の隅部を約１２０°とした場合においても、整列巻線の際、容易に俵積み状に配置することができる。

実施の形態５．
実施の形態１〜４で説明した電動送風機１を実際に製品に搭載した場合について説明する。図１０は、電動送風機を備えた電気掃除機を示す断面図である。電気掃除機は、掃除機本体４１内に外気を吸入する吸入口４２、吸入した外気中の粉塵を集める集塵部４３、吸入した外気を排出する排出口４４、外気を吸入口４２から吸入し排出口４４から排出する空気流を発生させる電動送風機１を備えており、吸入口４２から吸入された空気は、集塵部４３、電動送風機１、排出口４４を経由して掃除機本体４１の外部へ排出される。このように、電動送風機１を電気掃除機に組み込むことによって、電気掃除機についても、効率向上、軽量化を図ることができる。なお、一例として、電動送風機１を電気掃除機に搭載した場合について説明したが、これに限定するものではなく、電動送風機１を他の製品に組み込むことも可能である。

実施の形態６．
（構成）
実施の形態２の図６から図８で示すステータコア９について、２つのＣ字形状部９Ａ，９Ｂのロータ８と対向する左端部９Ａａと右端部９Ｂｅ、および、右端部９Ａｅと左端部９Ｂａは、先端部分で径方向の幅を拡大して当接させると、さらによい。適用した例を図１１に示し、図１１の当接部を拡大したものを図１２に示す。図１１および図１２は、図６と同様にステータコア９を軸方向から視た図であり、本実施の形態のステータコア９の形状を示す図である。図１１および図１２に示す破線は、先端部分で径方向の幅を拡大しなかった場合の輪郭を示す。拡大しなかった場合とは、実施の形態２の図６と同じである。Ｃ字形状部９Ａにおいて、右端部９Ａｅ側で拡大した部分を右拡大部９Ａｆとし、左端部９Ａａ側で拡大した部分を左拡大部９Ａｇとする。同様に、Ｃ字形状部９Ｂにおいて、右端部９Ｂｅ側で拡大した部分を右拡大部９Ｂｆとし、左端部９Ｂａ側で拡大した部分を左拡大部９Ｂｇとする。以下、右拡大部９Ａｆ、左拡大部９Ａｇ、右拡大部９Ｂｆ、左拡大部９Ｂｇについて、特に区別しない場合は拡大部と称することがある。また、２つのＣ字形状部９Ａ，９Ｂにおいて、拡大部を含む他のＣ字形状部と接する部分を当接部とする。

ステータコア９では、Ｃ字形状部９Ａの左拡大部９Ａｇを含む当接部とＣ字形状部９Ｂの右拡大部９Ｂｆを含む当接部の両側を、例えば、溶接または接着などの手段を用いて固着させてもよい。同様に、Ｃ字形状部９Ａの右拡大部９Ａｆを含む当接部とＣ字形状部９Ｂの左拡大部９Ｂｇを含む当接部の両側を、例えば、溶接または接着などの手段を用いて固着させてもよい。

図１１に示すステータコア９において、２つのＣ字形状部９Ａ，９Ｂにおける磁束線図は図８と同様である。図６および図７に示すように、軽量化のため、Ｃ字形状部９Ａの左端部９Ａａおよび右端部９Ａｅの形状、Ｃ字形状部９Ｂの左端部９Ｂａおよび右端部９Ｂｅの形状について、磁束線の本数に基づいて径方向の幅に設定すると、コア分割位置２５ａ，２５ｂでは径方向の幅がゼロに近付き、２つのＣ字形状部９Ａ，９Ｂのロータ８と対向する左端部９Ａａと右端部９Ｂｅ、および、右端部９Ａｅと左端部９Ｂａの先端部分が尖る。先端部分が尖っている場合、２つのＣ字形状部９Ａ，９Ｂを当接させても剛性が低く、また、当接部を溶接する場合には溶接深さが不足し、接着する場合には接着面積が不足することになる。当接する部分の径方向の幅は、必要な剛性に基づいた大きさが必要である。

（作用）
図１１および図１２に示すように、Ｃ字形状部９Ａに右拡大部９Ａｆ、左拡大部９Ａｇ、Ｃ字形状部９Ｂに右拡大部９Ｂｆ、左拡大部９Ｂｇを設け、他のＣ字形状部との接続面積を確保して大きくする当接部を用いることで、Ｃ字形状部９Ａ，９Ｂの剛性を上げることができる。また、当接部を固着させた場合には、さらに剛性が上がることに加え、２つのＣ字形状部９Ａ，９Ｂを１つの部品で取り扱うことができる。

図１１に示すように、Ｃ字形状部９Ａの形状は、ロータ８と対向する部分の径方向の幅を、肩部９Ａｂ、腕部９Ａｃ、肩部９Ａｄの３つのストレート部から各コア分割位置２５ａ，２５ｂに向けて小さくし、径方向の幅を小さくした先の部分に、径方向の幅が、径方向の幅を小さくした先の部分の幅よりも大きい当接部が設けられているが、これに限定するものではない。当接部の径方向の幅については、ロータ８と対向する部分の径方向の幅を各コア分割位置２５ａ，２５ｂに向けて小さくした先の部分の幅と同じ幅でもよい。Ｃ字形状部９Ａについて説明したが、Ｃ字形状部９Ｂも同様である。

（効果）
本実施の形態によれば、２つのＣ字形状部９Ａ，９Ｂは、拡大部を設け、拡大部を含む当接部を用いて他のＣ字形状部と当接することとした。これにより、Ｃ字形状部９Ａ，９Ｂの剛性が上がることで、ステータコア９を含む電動送風機１において、騒音および振動の低減を図ることができる。また、２つのＣ字形状部９Ａ，９Ｂを１つの部品で取り扱えることで、生産性が向上し、製造コストの低減を図ることができる。

実施の形態７．
（構成）
実施の形態６では、２つのＣ字形状部９Ａ，９Ｂにおいて、拡大部を含む当接部を設けたが、当接部の形状をダブテール状の凹部と凸部を設けて嵌合させると、さらによい。適用した例を図１３に示し、図１３の当接部を拡大したものを図１４に示す。図１３および図１４は、図６と同様にステータコア９を軸方向から視た図であり、本実施の形態のステータコア９の形状を示す図である。図１３および図１４に示す破線は、先端部分で径方向の幅を拡大しなかった場合の輪郭を示す。ここでは、Ｃ字形状部９Ａにおいて、右拡大部９Ａｆを含む当接部に凹部を設け、左拡大部９Ａｇを含む当接部に凸部を設ける。同様に、Ｃ字形状部９Ｂにおいて、右拡大部９Ｂｆを含む当接部に凹部を設け、左拡大部９Ｂｇを含む当接部に凸部を設ける。

ステータコア９では、Ｃ字形状部９Ａの左拡大部９Ａｇを含む当接部とＣ字形状部９Ｂの右拡大部９Ｂｆを含む当接部の両側を、例えば、溶接または接着などの手段を用いて固着させてもよい。同様に、Ｃ字形状部９Ａの右拡大部９Ａｆを含む当接部とＣ字形状部９Ｂの左拡大部９Ｂｇを含む当接部の両側を、例えば、溶接または接着などの手段を用いて固着させてもよい。

（作用）
図１３および図１４に示すように、２つのＣ字形状部９Ａ，９Ｂにおいて、拡大部を含む当接部の形状をダブテール状の凹部と凸部とし、他のＣ字形状部と当接するときに凹部と凸部が嵌合する構成とすることで、Ｃ字形状部９Ａ，９Ｂの剛性を上げることができ、さらに、２つのＣ字形状部９Ａ，９Ｂを１つの部品で取り扱うことができる。また、Ｃ字形状部９Ａ，９Ｂのロータ８との対向面の同軸を出し易くすることができる。

（効果）
本実施の形態によれば、２つのＣ字形状部９Ａ，９Ｂの当接部の形状をダブテール状の凹部および凸部とすることとした。これにより、Ｃ字形状部９Ａ，９Ｂの剛性が上がることで、ステータコア９を含む電動送風機１において、騒音および振動の低減を図ることができる。また、２つのＣ字形状部９Ａ，９Ｂを１つの部品で取り扱え、また、ロータ８との対向面の同軸が出し易くなることで、生産性が向上し、製造コストの低減を図ることができる。

以上のように、本発明にかかる電動送風機は、空気の送風に有用であり、特に、電気掃除機等に適している。

１ 電動送風機、２ ブロワ部、３ 整流子モータ、４ ファン、５ ファンガイド、６ フレーム、７ ステータ、８ ロータ、９ ステータコア、９Ａ，９Ｂ Ｃ字形状部、９Ａａ，９Ｂａ 左端部、９Ａｂ，９Ａｄ，９Ｂｂ，９Ｂｄ 肩部、９Ａｃ，９Ｂｃ 腕部、９Ａｅ，９Ｂｅ 右端部、９Ａｆ，９Ｂｆ 右拡大部、９Ａｇ，９Ｂｇ 左拡大部、１０ 界磁巻線、１１ シャフト、１２ ロータコア、１３ 整流子、１４，１５ ベアリング、１６ シャフト端部、１７ 電機子巻線、１８ セグメント、１９ ブラシ、２０ 空隙、２１ ブラケット、２２ 絶縁部材、２３ ウェッジ、２４ 絶縁部材、２４ａ，２４ｂ 壁面、２５ａ，２５ｂ コア分割位置、２６ａ，２６ｂ 磁極、２７ コア固定治具、２８ フライヤアーム、２９ ノズル、３０，３１，３２，３３ スペース、３４ ワイヤ、３４ａ 導入線、３５ 磁極中心線、３６ 回転方向、３７ 回転、３８ 前後移動、４１ 掃除機本体、４２ 吸入口、４３ 集塵部、４４ 排出口。

Claims (7)

1. ステータコアおよび界磁巻線を備えるステータと、前記ステータの内側に配置されたロータと、から構成される電動送風機であって、
   前記ステータコアは、磁極中心線から回転方向の後ろ側にずれた２箇所のコア分割位置で２つのＣ字形状部の第１のステータコアおよび第２のステータコアに分割され、
   前記第１のステータコアおよび前記第２のステータコアは、前記磁極中心線と垂直方向の位置においてコア部分が３つのストレート部でＵの字状に外側に膨れた形状を有しており、外側に膨れた前記Ｕの字の形状により前記ロータの外周との間に形成された第１の領域と、前記３つのストレート部のうち中央のストレート部のコア部分を挟んで前記第１の領域と対称な位置にある第２の領域とを用いて、前記界磁巻線を巻装する領域とし、さらに、前記ロータと対向する部分の径方向の幅を前記コア分割位置に近いほど小さくする、
   電動送風機。
2. ステータコアおよび界磁巻線を備えるステータと、前記ステータの内側に配置されたロータと、から構成される電動送風機であって、
   前記ステータコアは、磁極中心線から回転方向の後ろ側にずれた２箇所のコア分割位置で２つのＣ字形状部の第１のステータコアおよび第２のステータコアに分割され、
   前記第１のステータコアおよび前記第２のステータコアは、前記磁極中心線と垂直方向の位置においてコア部分が３つのストレート部でＵの字状に外側に膨れた形状を有しており、外側に膨れた前記Ｕの字の形状により前記ロータの外周との間に形成された第１の領域と、前記３つのストレート部のうち中央のストレート部のコア部分を挟んで前記第１の領域と対称な位置にある第２の領域とを用いて、前記界磁巻線を巻装する領域とし、さらに、前記ロータと対向する部分の径方向の幅を前記３つのストレート部から前記コア分割位置に向けて小さくした先の部分に、分割された他のＣ字形状部のステータコアと接する当接部を設ける、
   電動送風機。
3. 前記第１のステータコアおよび前記第２のステータコアは、前記当接部の径方向の幅を、前記先の部分の径方向の幅より大きくするまたは同じとする、
   請求項２に記載の電動送風機。
4. 前記第１のステータコアおよび前記第２のステータコアは、２つ有する前記当接部の前記分割された他のＣ字形状部のステータコアと接する部分の形状について、一方の当接部の形状を凹形状とし、他方の当接部の形状を凸形状とする、
   請求項２または３に記載の電動送風機。
5. 前記第１のステータコアおよび前記第２のステータコアは、前記界磁巻線を前記ストレート状のコア部分の周りにトロイダル巻で巻装し、
   前記ステータコアにおいて、２つの界磁巻線に流れる電流の向きを、ロータ軸方向から視て前記磁極中心線に対して非対称な向きで前記界磁巻線を結線する、
   請求項１から４のいずれか１つに記載の電動送風機。
6. 前記第１のステータコアおよび前記第２のステータコアは、前記第１の領域において前記界磁巻線を俵積み状の配置で巻装し、上下の層のワイヤ同士が交差するクロスポイントを前記第１の領域以外の領域に配置する、
   請求項１から５のいずれか１つに記載の電動送風機。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の電動送風機を備えた電気掃除機。

Images