JPWO2019186615A1 - ステータ、電動機、電気掃除機、及び手乾燥装置 - Google Patents
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Abstract
Description
各図において、ロータ3の回転軸Axと直交する平面における電動機1の構造及び電動機1の構成要素の構造を示す。
図1は、本発明の実施の形態1に係る電動機1の構造を概略的に示す平面図である。矢印D1は、ロータ3の回転軸Axを中心とする、ステータ2及びステータコア21の周方向を示す。矢印D1は、ロータ3の回転軸Axを中心とするロータ3の周方向も示す。以下、矢印D1で示される方向を単に「周方向」ともいう。図1において、絶縁部22は、ロータ3の回転軸Axと直交する平面における断面の形状で示されている。
図2は、分割コア20の構造を概略的に示す平面図である。図2において、絶縁部22及び巻線26は、ロータ3の回転軸Axと直交する断面の形状で示されている。他の図でも絶縁部22及び巻線26は、ロータ3の回転軸Axと直交する断面の形状で示される。矢印D2は、ステータ2、ステータコア21、及びロータ3の径方向(以下、単に「径方向」ともいう)を示す。矢印D21は「径方向内側」を示し、矢印D22は「径方向外側」を示す。
図3は、ステータコア21の構造を概略的に示す平面図である。
図4から6は、分割コア20の構造を概略的に示す平面図である。
図1に示されるように、ステータ2は、周方向に配列された複数の分割コア20を有する。本実施の形態では、ステータ2は、周方向に配列された4つの分割コア20によって形成されている。
角度α1は、ロータ3の回転軸Axと直交する平面において、ティース部21bの先端213の径方向と直交する方向における両端E1と回転軸Axとを通る2直線L2が成す角度である。角度α2は、ロータ3の回転軸Axと直交する平面において、一組の第1部分221の径方向と直交する方向における両端E2と回転軸Axとを通る2直線L3が成す角度である。この場合、角度α1及びα2の関係は、α2>α1である。端E2は、ロータ3の回転軸Axと直交する平面において、径方向と直交する方向における側面22dの端である。
図9に示されるように、絶縁部22の第1部分221の厚みt2は、ロータ3の回転軸Axと直交する平面において、直線L5の方向における第1部分221の最大厚みである。図9に示されるように、直線L5は、ロータ3の回転軸Axと直交する平面において、接点C4及び巻線26の中心C3を通る直線である。巻線26の中心C3は、ロータ3の回転軸Axと直交する平面において、第1部分221と当接している巻線26の中心である。接点C4は、ロータ3の回転軸Axと直交する平面において、第1部分221と当接している巻線26と第1部分221との接点である。
ステータ2が、t2>t1を満たすとき、ステータコア21で支持されていない絶縁部22の部分、すなわち、絶縁部22の第1部分221の剛性を、絶縁部22の第2部分222と同様に維持することができる。言い換えると、ステータ2が、t2>t1を満たすとき、巻線26の巻回によって第1部分221に生じる応力Fに対する剛性を高めることができる。これにより、絶縁部22の第1部分221の変形を防止することができる。
図12は、カシメで固定されたステータコア21を有する分割コア20の構造を概略的に示す平面図である。
図11及び図12に示されるカシメ部25は、カシメで固定された部分である。
フレーム5は、電動機1のステータ2を覆う。フレーム5は、例えば、円筒形である。フレーム5の内周面に接触する接触部分は、円弧状に形成されたヨーク部21a(具体的には、バックヨーク部211)の外周面24である。外周面24は、円弧状に形成されているので、面接触でフレーム5に接触する。これにより、フレーム5内においてステータ2の固定が安定し、ステータ2の形状が維持されやすいという利点が得られる。
図14に示される電動機1は、位置センサ4を有していない。すなわち、位置センサ4を持たない電動機1においても、上述の電動機1の構造を採用することができ、図1に示される電動機1と同じ効果を有する。さらに、位置センサ4を用いない場合、各分割コア20において、絶縁部22の一組の第1部分221の最大厚みt2を大きくすることができ、巻線26の応力Fに対する一組の第1部分221の両方の剛性をさらに高めることができる。
図15は、ロータの磁極数ごとの、電動機の回転数[rps]と電動機に入力される電流の電気周波数[Hz]との関係を示す図である。具体的には、図15は、電動機の磁極の数を変更した場合における、電動機の回転数と電気周波数との関係を示す図である。図15において、f1は、本実施の形態に係る電動機1における回転数と電気周波数との関係を示す。f2は、6個の磁極及び6個のティース部を持つ電動機における回転数と電気周波数との関係を示す。f3は、8個の磁極及び8個のティース部を持つ電動機における回転数と電気周波数との関係を示す。f4は、10個の磁極及び10個のティース部を持つ電動機における回転数と電気周波数との関係を示す。
図17は、比較例としての8個の磁極を持つ電動機に入力される電流の波形を示す図である。図16及び図17に示される波形は、ロータ3が1回転する間に電動機1に入力される電流の波形であり、これらの波形のキャリア周波数は互いに同じである。
図19は、比較例1としての電動機1aの分割コア20aの構造を概略的に示す平面図である。
図20は、分割コア20aに巻線26を巻回する工程の一例を示す図である。
図22は、比較例2としての電動機1bの分割コア20bの構造を概略的に示す平面図である。
比較例2に係る電動機1bは、2つの磁極を持ち、2つのティース部221bを持つ。電動機1bは、2つの分割コア20bを有する。電動機1bにおいて、ヨーク部221aの構造が実施の形態に係る電動機1のヨーク部21aと異なる。具体的には、ティース部221bの側面221cと径方向内側におけるヨーク部221aの側面221dとが成す最大角度θ4は、90度よりも小さい。
図24は、比較例3としての電動機1cの分割コア20cの構造を概略的に示す平面図である。
比較例3に係る電動機1cは、本実施の形態に係る電動機1と同様に、4つの磁極を持ち、4つのティース部321bを持つ。電動機1cは、4つの分割コア20cを有する。電動機1cにおいて、ヨーク部321aの構造が実施の形態に係る電動機1のヨーク部21aと異なる。具体的には、ヨーク部321aが径方向と直交する方向に直線的に形成されている。電動機1cでは、ティース部321bの側面321cと径方向内側におけるヨーク部321aの側面321dとが成す角度θ5は、90度である。したがって、上述の実施の形態に係る電動機1と同様に、電動機1cの制御性を高めることができ、巻線の巻回を容易にすることができ、巻線の密度を高めるという利点を得ることができる。
フレーム5は円筒形のフレームである。図25に示されるように、電動機1cにおいて、フレーム5の内周面に接触する接触部分24cが、点接触でフレーム5に接触する場合、フレーム5内においてステータ2c(すなわち、4つ分割コア20c)の固定が安定せず、ステータ2cの形状が維持されにくい。
図26は、本発明の実施の形態2に係る電気掃除機8(単に「掃除機」ともいう)を概略的に示す側面図である。
電気掃除機8は、本体81と、集塵部82(集塵器ともいう)と、ダクト83と、吸引ノズル84と、把持部85とを有する。
図27は、本発明の実施の形態3に係る手乾燥装置としてのハンドドライヤー9を概略的に示す斜視図である。
手乾燥装置としてのハンドドライヤー9は、筐体91と、電動送風機94とを有する。筐体91は、少なくとも1つの吸気口92と、少なくとも1つの送風口93とを有する。電動送風機94は、筐体91の内部に固定されている。
Claims (14)
- 電動機のロータの外側に配置されるステータであって、
前記ロータの回転軸を中心とする周方向に配列された4つの分割コアを備え、
前記分割コアは、
ティース部と、
前記ティース部から前記ステータの径方向外側に向けて長さを持つ一組の継手部を有するヨーク部と
を有し、
前記ロータの前記回転軸と直交する平面において、径方向における前記ティース部の先端の形状は、非対称的であり、
前記ティース部の側面と前記ステータの径方向内側における前記ヨーク部の側面とが成す角度θ1[度]は、
90度<θ1<180度
を満たすステータ。 - 前記ティース部を絶縁する絶縁部と、
前記絶縁部に巻回された少なくとも1つの巻線と
をさらに備え、
前記絶縁部は、
前記ティース部の両側に配置され、前記平面において前記径方向と直交する方向に延在する一組の第1部分と、
前記ヨーク部の前記側面及び前記ティース部の前記側面を絶縁する一組の第2部分と
を有する
請求項1に記載のステータ。 - 前記平面において、前記ティース部の前記先端の前記径方向と直交する方向における両端と前記回転軸とを通る2直線が成す角度をα1とし、前記平面において、前記一組の第1部分の前記径方向と直交する方向における両端と前記回転軸とを通る2直線が成す角度をα2としたとき、
前記ステータは、α2>α1を満たす
請求項2に記載のステータ。 - 前記ティース部を絶縁する絶縁部と、
前記絶縁部に巻回された少なくとも1つの巻線と
をさらに備え、
前記絶縁部は、
前記ティース部の両側に配置され、前記平面において前記径方向と直交する方向に延在する第1部分と、
前記ヨーク部の前記側面及び前記ティース部の前記側面を絶縁する第2部分と
を有し、
前記平面において前記第2部分と当接している前記巻線と前記第2部分との接点及び前記第2部分と当接している前記巻線の中心を通る直線の方向における前記第2部分の最小厚みをt1とし、前記平面において前記第1部分と当接している前記巻線と前記第1部分との接点及び前記第1部分と当接している前記巻線の中心を通る直線の方向における前記第1部分の最大厚みをt2としたとき、
前記ステータは、t2>t1を満たす
請求項1に記載のステータ。 - 前記平面において、前記ティース部及び前記一組の継手部はY字形状である請求項1から4のいずれか1項に記載のステータ。
- 前記ヨーク部は、前記一組の継手部の各々から前記径方向内側に向けて長さを持つ一組のバックヨーク部を有する請求項1から5のいずれか1項に記載のステータ。
- 前記周方向における前記ティース部の隣に配置されており、前記ロータからの磁界を検出する位置センサをさらに備える請求項2から4のいずれか1項に記載のステータ。
- 前記位置センサは、前記絶縁部で固定されている請求項7に記載のステータ。
- 請求項1から8のいずれか1項に記載のステータと、前記ステータの内側に配置されたロータとを有する電動機。
- 前記電動機は、単相インバータで駆動される請求項9に記載の電動機。
- 前記ステータを覆うフレームをさらに備える請求項9又は10に記載の電動機。
- 前記ヨーク部と前記フレームとの間にスペースが存在する請求項11に記載の電動機。
- 集塵部と、
吸引力を発生させ、前記集塵部に塵埃を送り込む電動送風機と
を備え、
前記電動送風機は、
ファンと、
前記ファンを回転させる請求項9から12のいずれか1項に記載の電動機と
を有する
電気掃除機。 - 吸気口及び送風口を有する筐体と、
前記筐体の内部に固定されており、前記吸気口を介して前記筐体の外部の空気を吸引し、前記送風口を介して前記筐体の外部に前記空気を送る電動送風機と
を備え、
前記電動送風機は、
ファンと、
前記ファンを回転させる請求項9から12のいずれか1項に記載の電動機と
を有する
手乾燥装置。
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