WO2019167152A1 - モータ、電動送風機、電気掃除機および手乾燥装置 - Google Patents

モータ、電動送風機、電気掃除機および手乾燥装置 Download PDF

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rotor
teeth
motor
sensor fixing
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和慶 土田
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三菱電機株式会社
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    • H02K2201/03Machines characterised by aspects of the air-gap between rotor and stator

Definitions

  • the present invention relates to a motor, an electric blower, a vacuum cleaner, and a hand dryer.
  • the motor with sensor is a motor provided with a sensor for detecting the magnetic flux of the rotor.
  • Patent Document 1 discloses a motor in which a Hall effect sensor that detects a magnetic flux of a rotor is arranged outside a C-shaped stator core.
  • the pole center of the rotor faces the teeth.
  • the sensor disposed between the two teeth faces the rotor pole, so the magnetic flux detected by the sensor is zero.
  • the sensor output is 0 when the motor is started.
  • the sensor detects the magnetic flux of the rotor when the rotation is stopped.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to make it possible to detect the magnetic flux of the rotor with a sensor when rotation is stopped, thereby improving the reliability of the motor.
  • the motor of the present invention is a single-phase motor having a rotor having a plurality of magnetic poles and a stator surrounding the rotor.
  • the stator includes a yoke extending so as to surround the rotation axis of the rotor, a plurality of teeth having the same number as the number of magnetic poles extending in a direction from the yoke toward the rotation axis, and the rotation axis among the plurality of teeth. It is arrange
  • the magnetic pole can be opposed to the sensor when the rotation of the rotor is stopped. Therefore, the magnetic flux of the rotor can be detected by the sensor when the rotation is stopped, and the reliability of the motor can be improved.
  • FIG. 2 is a transverse sectional view showing the motor according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a transverse sectional view showing a part of the motor according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a sensor holding structure according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a sensor holding structure according to the first embodiment.
  • 3 is a longitudinal sectional view showing a sensor holding structure according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a desirable example of a sensor holding structure according to Embodiment 1.
  • FIG. It is a longitudinal cross-sectional view which shows the electric blower of Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a moving blade according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a flow of air in the electric blower of the first embodiment. It is the side view (A) and front view (B) which show the wind guide effect
  • FIG. It is a figure which shows the structure of the motor of the outer rotor type
  • FIG. 10 is a transverse sectional view showing a motor of a modification of the second embodiment.
  • FIG. 10 is a cross sectional view showing a motor of a second modification example of the second embodiment.
  • FIG. 10 is a cross sectional view showing a motor according to a third modification of the second embodiment. It is a figure which shows the vacuum cleaner which can apply the electric blower provided with the motor of each embodiment and a modification. It is a perspective view which shows the hand dryer which can apply the electric blower provided with the motor of each embodiment and a modification.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a motor 100 according to the first embodiment.
  • the motor 100 is a permanent magnet synchronous motor and is a single-phase motor driven by an inverter.
  • the motor 100 includes a rotor 2 having a rotating shaft 25 and a stator 1 provided so as to surround the rotor 2.
  • the rotor 2 rotates clockwise in the figure around the axis C1.
  • the direction of rotation of the rotor 2 is indicated by an arrow R1.
  • the direction of the axis C1 that is the central axis (that is, the rotation axis) of the rotary shaft 25 is referred to as an “axial direction”.
  • the circumferential direction around the axis C1 is referred to as “circumferential direction”.
  • the radial direction centered on the axis C1 is referred to as “radial direction”.
  • a cross-sectional view in a cross section parallel to the axial direction is referred to as a “longitudinal cross-sectional view”
  • a cross-sectional view in a cross section orthogonal to the axial direction is referred to as a “transverse cross-sectional view”.
  • the rotor 2 has a rotating shaft 25 and permanent magnets 21 and 22 fixed around the rotating shaft 25.
  • the permanent magnets 21 and 22 are arranged at equal intervals in the circumferential direction, and each constitutes a magnetic pole.
  • the outer peripheral surface of the permanent magnet 21 is, for example, an N pole, and the outer peripheral surface of the permanent magnet 22 is, for example, an S pole, but may be reversed.
  • the two permanent magnets 21 and the two permanent magnets 22 are alternately arranged in the circumferential direction. That is, the rotor 2 has four magnetic poles. However, the number of magnetic poles of the rotor 2 is not limited to four and may be two or more.
  • the stator 1 is provided on the outer side in the radial direction of the rotor 2 through an air gap.
  • the stator 1 includes a stator core 10, an insulating portion 14, and a coil 18.
  • the stator core 10 is formed by laminating a plurality of laminated elements in the axial direction and integrally fixing with caulking portions 101, 102, 103.
  • the laminated element is a magnetic steel sheet, and the thickness is, for example, 0.25 mm.
  • the stator core 10 includes a yoke 11 surrounding the rotor 2 and a plurality of teeth 12 extending in a direction from the yoke 11 toward the rotor 2 (that is, radially inward).
  • the teeth 12 are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the number of teeth 12 is the same as the number of magnetic poles of the rotor 2, and is four here.
  • a slot 13 is formed between two teeth 12 adjacent to each other in the circumferential direction in the stator core 10.
  • an insulating part 14 made of an insulating resin is provided in the slot 13.
  • a coil 18 is wound around the tooth 12 via an insulating portion 14.
  • the yoke 11 of the stator core 10 includes a plurality of arc-shaped back yokes 11 a and a linear connection yoke 11 b positioned radially inward of the back yoke 11 a.
  • the back yoke 11a is a portion of the stator 1 that is located on the outermost radial direction, and is arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the number of back yokes 11a is the same as the number of teeth 12, and is four here.
  • the teeth 12 are positioned between two back yokes 11a adjacent in the circumferential direction.
  • the outer peripheral surface of the back yoke 11a is fitted to the inner peripheral surface of the motor housing portion 40 of the motor frame 4 (FIG. 7).
  • the connecting yoke 11b extends so as to connect the back yoke 11a and the teeth 12.
  • the connecting yoke 11b extends linearly so as to be displaced radially inward as the distance from the back yoke 11a increases.
  • the teeth 12 extend toward the rotor 2 from a portion where two connecting yokes 11b adjacent to each other in the circumferential direction are connected in a V shape (that is, a portion located on the innermost radial direction of the yoke 11). Yes.
  • a split surface (split fitting portion) 106 is formed at the center in the circumferential direction of the back yoke 11a.
  • the stator core 10 is divided into a plurality of blocks, that is, divided cores 17 (FIG. 2) for each tooth 12 on a divided surface 106 formed on the back yoke 11a.
  • the stator core 10 is divided into four divided cores 17.
  • the dividing surface 106 has a convex part or a concave part. Of the two split cores 17 adjacent to each other in the circumferential direction, the convex portion of the split surface 106 of one split core 17 and the concave portion of the split surface 106 of the other split core 17 are fitted.
  • the stator core 10 is integrally fixed by caulking portions 101, 102, and 103.
  • the crimping portions 101 and 102 are formed on the yoke 11, and the crimping portion 103 is formed on the tooth 12.
  • the crimping portions 101 and 102 are desirably formed at a position as close as possible to the dividing surface 106 in the yoke 11, that is, in the back yoke 11a.
  • a fixing recess 105 which is a long groove in the axial direction is formed.
  • a part of the motor housing portion 40 is pressed from the outer peripheral side to be deformed and fitted into the fixing recess 105. Thereby, rotation of the stator 1 in the motor frame 4 is prevented.
  • a configuration without the fixing recess 105 is also possible.
  • FIG. 2 is an enlarged view showing a part of the stator 1.
  • the teeth 12 have a first side surface portion 12a that is a downstream edge of the rotor 2 in the rotational direction (indicated by an arrow R1), and a second side surface portion 12b that is an upstream edge.
  • Each of the first side surface portion 12a and the second side surface portion 12b extends in parallel with a radial straight line M passing through the circumferential center of the tooth 12 (that is, the intermediate position in the circumferential direction of the side surface portions 12a and 12b).
  • a radial straight line M passing through the circumferential center of the tooth 12 (that is, the intermediate position in the circumferential direction of the side surface portions 12a and 12b).
  • the radially inner end of the teeth 12 (hereinafter referred to as the tip) has an asymmetric shape with respect to the straight line M.
  • the tip edge of the tooth 12 facing the rotor 2 has a first tip edge 121 located on the downstream side in the rotational direction of the rotor 2 and a second tip edge 122 located on the upstream side.
  • the first tip edge 121 is curved in an arc shape along the outer peripheral surface of the rotor 2, and the second tip edge 122 extends linearly.
  • the first tip edge 121 and the second tip edge 122 are continuous at the center in the circumferential direction of the tooth 12. Therefore, the gap between the teeth 12 and the rotor 2 is larger on the upstream side (G2) than on the downstream side (G1) in the rotation direction of the rotor 2.
  • an inclined portion 123 is formed between the first tip edge 121 and the first side surface portion 12a.
  • An inclined portion 124 is formed between the second tip edge 122 and the second side surface portion 12b.
  • the inclined portions 123 and 124 are inclined so that the distance between both becomes wider toward the radially inner side. However, the boundary between the first side surface portion 12a and the inclined portion 123 is located farther from the axis C1 than the boundary between the second side surface portion 12b and the inclined portion 124.
  • the insulating portion 14 includes an inner wall portion 141 along the inner surface of the yoke 11 and a side wall portion 142 that surrounds the periphery of the teeth 12 (that is, the side surface portions 12a and 12b and both end surfaces in the axial direction).
  • the insulating portion 14 is formed by molding a resin integrally with the stator core 10 or assembling a resin molded body molded as a separate part to the stator core 10.
  • Sensor fixing portions 15 a and 15 b are provided on both sides in the circumferential direction of the tip of the tooth 12.
  • the sensor fixing portion 15a is provided on the first side surface portion 12a side
  • the sensor fixing portion 15b is provided on the second side surface portion 12b side.
  • the sensor fixing portions 15 a and 15 b protrude from the tip end portion of the tooth 12 in the circumferential direction.
  • the sensor fixing portion 15a is also referred to as a first sensor fixing portion
  • the sensor fixing portion 15b is also referred to as a second sensor fixing portion.
  • the sensor fixing portions 15 a and 15 b are formed integrally with the insulating portion 14. Specifically, the sensor fixing portions 15 a and 15 b are formed so as to be connected to the side wall portion 142 of the insulating portion 14. The arrangement region of the coil 18 in the slot 13 is partitioned by the inner wall portion 141 and the side wall portion 142 of the insulating portion 14 and the sensor fixing portion 15a (or sensor fixing portion 15b).
  • the sensor fixing portions 15a and 15b face each other between two teeth 12 adjacent in the circumferential direction.
  • the stator 1 has a combination of four sets of sensor fixing portions 15a and 15b.
  • a sensor 7 for detecting the magnetic field of the rotor 2 is held between the sensor fixing portions 15a and 15b of the four sets of the sensor fixing portions 15a and 15b of the stator 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the holding structure of the sensor 7 by the sensor fixing portions 15a and 15b.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the sensor fixing portions 15a and 15b.
  • the sensor 7 has a Hall effect element integrated with a resin package, and a lead wire 75 (FIG. 5) is drawn from one end face in the axial direction.
  • the sensor 7 is disposed to face the outer peripheral surface of the rotor 2 in order to detect the magnetic field of the rotor 2.
  • the senor 7 has a trapezoidal shape in a plane orthogonal to the axial direction. Specifically, the sensor 7 has a facing surface 71 that faces the rotor 2, a back surface 74 on the opposite side, and side surfaces 72 and 73 on both sides in the circumferential direction. The side surfaces 72 and 73 are inclined with respect to each other so that the distance between the side surfaces 72 and 73 increases toward the radially outer side.
  • the sensor fixing portions 15a and 15b protrude from the teeth 12 into the slots 13 in the circumferential direction.
  • the sensor fixing portion 15 a includes a holding portion 151 that faces the side surface 72 of the sensor 7 and a holding portion 152 that faces the back surface 74.
  • the sensor fixing portion 15 b includes a holding portion 161 that faces the side surface 73 of the sensor 7 and a holding portion 162 that faces the back surface 74.
  • the sensor 7 is inserted between the sensor fixing portions 15a and 15b and fixed by fitting.
  • the positions of the sensor 7 in the circumferential direction and the radial direction are determined by the holding portions 151 and 152 of the sensor fixing portion 15a and the holding portions 161 and 162 of the sensor fixing portion 15b.
  • the holding portions 151, 152, 161, 162 are also referred to as position restriction portions.
  • fixed part 15a, 15b is integrally formed with the insulating part 14 here, it is not restricted to such a structure, You may form separately from the insulating part 14. FIG.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a holding structure of the sensor 7 by the sensor fixing portions 15a and 15b.
  • the axial direction is the up-down direction
  • the circumferential direction is the left-right direction.
  • the substrate 48 side (FIG. 1) with respect to the teeth 12 is the upper side
  • the opposite side is the lower side.
  • the sensor fixing portions 15a and 15b each have a first portion 5 and a second portion 6 in the axial direction.
  • the first portion 5 has a first end portion 51 that covers the axial end surface (upper surface in FIG. 5) of the tooth 12, and a first side portion 52 that covers the side surface of the tooth 12.
  • the second portion 6 has a second end portion 61 that covers the axial end surface (the lower surface in FIG. 5) of the tooth 12, and a second side portion 62 that covers the side surface of the tooth 12.
  • the second side portion 62 has a larger cross-sectional area in a plane orthogonal to the axial direction than the first side portion 52 (in other words, the thickness is thicker). . More specifically, the amount of protrusion in the circumferential direction from the tooth 12 is larger in the second side portion 62 than in the first side portion 52.
  • a space for inserting the sensor 7 (that is, an insertion space) is formed between the first side portions 52 of the sensor fixing portions 15a and 15b.
  • the sensor 7 inserted into the insertion space is held on the upper surface (referred to as the sensor mounting surface 16) of the second side portion 62 of each of the sensor fixing portions 15a and 15b.
  • the lead wire 75 of the sensor 7 is pulled out through the insertion space and connected to the substrate 48 (FIG. 1).
  • the sensor fixing portions 15a and 15b are configured by the first portion 5 and the second portion 6 having different cross-sectional areas orthogonal to the axial direction, and the sensor 7 is provided on the first portion 5 having a small cross-sectional area. Since the insertion space for insertion is provided, the overall rigidity is higher than when the thickness of the sensor fixing portions 15a and 15b is reduced as a whole.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a desirable configuration example of the holding structure of the sensor 7 by the sensor fixing portions 15a and 15b.
  • the first side portions 52 of the sensor fixing portions 15a and 15b sandwich the sensor 7 from both sides without any gap.
  • the second side portions 62 of the sensor fixing portions 15a and 15b are in contact with each other. In this configuration example, displacement of the sensor 7 in the circumferential direction is reliably prevented.
  • the sensor fixing portions 15 a and 15 b are divided into the first portion 5 and the second portion 6, but the first portion 5 and the second portion 6 are different from each other. It may be integral. That is, the sensor fixing portions 15a and 15b only need to have portions having different cross-sectional areas perpendicular to the axial direction with reference to the mounting surface of the sensor 7 (that is, the sensor placement surface 16).
  • a straight line passing through the intermediate position between the two teeth 12 and the axis C1 is defined as a reference straight line T1.
  • the intermediate position between the two teeth 12 refers to an intermediate position between the root portions of the two teeth 12 (that is, the connecting portion with the yoke 11).
  • the points A1 and A2 are points located at the base portions of the two teeth 12 (that is, the connecting portions with the yoke 11) on the side surfaces 12a and 12b facing each other of the two teeth 12. .
  • a point located in the middle between the points A1 and A2 in the circumferential direction is defined as a point A3.
  • a straight line passing through the point A3 and the axis C1 is a reference straight line T1.
  • the sensor fixing portion 15a is formed on the side where the gap between the teeth 12 and the rotor 2 is narrow (that is, on the first tip edge 121 side).
  • the sensor fixing portion 15b is formed on the side where the gap between the tooth 12 and the rotor 2 is wide (that is, the second tip edge 122 side).
  • the center of the sensor 7 in the circumferential direction (more specifically, the center of the Hall effect element in the circumferential direction) S1 is on the sensor fixing portion 15a side (that is, the teeth) with respect to a reference straight line T1 passing through the intermediate position between the two teeth 12. 12 and the rotor 2 are in a position offset to the narrow side).
  • the reason for this configuration is to make the sensor 7 face one of the permanent magnets 21 and 22 of the rotor 2 while the rotation of the rotor 2 is stopped.
  • the maximum width W1 in the circumferential direction of the sensor fixing portion 15a is configured to be smaller than the maximum width W2 in the circumferential direction of the sensor fixing portion 15b. Yes.
  • the sensor fixing portion 15a having a small maximum width W1 bends, thereby obtaining an arrangement in which the sensor 7 is offset toward the sensor fixing portion 15a.
  • the insulating portion 14 and the sensor fixing portions 15a and 15b are assembled to the respective split cores 17 (FIG. 2). Then, after winding the coil 18 around the insulating portion 14, the four divided cores 17 are combined with each other to obtain the stator 1. Further, the sensor 7 is inserted into the sensor fixing portions 15 a and 15 b between the two teeth 12.
  • FIG. 10 is a view showing a state in which the motor 100 configured as described above is attached to the motor frame 4 (FIG. 1).
  • the outer peripheral surface of the back yoke 11 a of the stator 1 is fitted to the inner peripheral surface of the motor housing portion 40. Since the stator 1 has the fixing recess 105 described above, an external force is applied to a portion corresponding to the fixing recess 105 of the motor accommodating portion 40 (denoted by reference numeral 40 a) and engaged with the fixing recess 105. Thereby, the position shift of the circumferential direction of the motor 100 can be prevented.
  • FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing electric blower 200 according to the first embodiment of the present invention.
  • the electric blower 200 includes a motor 100 having a rotating shaft 25, a moving blade (fan) 31 attached to one end of the rotating shaft 25 of the motor 100, a stationary blade 32 disposed adjacent to the moving blade 31, And a housing 30 for housing them.
  • the motor frame 4 includes a motor housing portion (that is, a peripheral wall portion) 40 and a bearing housing portion 44 formed on the moving blade 31 side of the motor housing portion 40. Both the motor housing portion 40 and the bearing housing portion 44 have a cylindrical shape centered on the axis C1. The stator 1 of the motor 100 is fitted inside the motor housing 40.
  • the outer diameter of the bearing housing portion 44 is smaller than the outer diameter of the motor housing portion 40.
  • a wall 41 is formed between the motor housing 40 and the bearing housing 44. Here, the wall 41 extends in a direction orthogonal to the axis C1. The wall 41 is formed with a hole 42 through which air passes in the axial direction.
  • Two bearings 45 are attached inside the bearing housing portion 44.
  • the outer ring of the bearing 45 is fitted inside the bearing housing portion 44, and the rotary shaft 25 is press-fitted into the inner ring of the bearing 45.
  • the two bearings 45 are arranged at an interval in the axial direction.
  • a sleeve or the like may be disposed between the two bearings 45.
  • the rotating shaft 25 protrudes from a hole formed in the bearing housing portion 44.
  • FIG. 8 is a perspective view showing an example in which the moving blade 31 is composed of a mixed flow fan.
  • the moving blade 31 shown in FIG. 8 includes a plurality of blades 31a on the surface of a conical hub 31b centered on the axis C1.
  • the moving blade 31 is inclined with respect to the axial direction and generates a flow of air that is directed radially outward.
  • the moving blade 31 is not limited to a mixed flow fan, and may be a turbo fan, for example.
  • the stationary blade 32 includes a disk-shaped main plate 32 a, a plurality of blades 32 b formed on the first surface 321 of the main plate 32 a on the moving blade 31 side, and a second blade on the opposite side of the moving blade 31. And a plurality of air guide plates 32c formed on the surface 322 of the head.
  • the stationary blade 32 is fixed to the motor frame 4 by a stationary blade support portion 43.
  • the plurality of stationary blade support portions 43 are arranged at regular intervals in the circumferential direction around the axis C1.
  • the stationary blade support portion 43 may be fixed to the end portion of the bearing housing portion 44 as shown in FIG. 1 or may extend to the wall portion 41. Further, another member for the purpose of rectification or strength improvement may be disposed between the stationary blade 32 and the motor frame 4, and the stationary blade 32 may be fixed to the motor frame 4 through the another member.
  • the stationary blade 32 is fixed by, for example, bonding or fastening with screws.
  • FIG. 9A is a diagram showing the shape and arrangement of the blades 32b of the stationary blade 32.
  • FIG. 9B is a side view of the stationary blade 32.
  • FIG. 9C is a diagram showing the shape and arrangement of the air guide plate 32 c of the stationary blade 32. 9A and 9C both show the shape and arrangement seen from the moving blade 31 side.
  • the blades 32b are arranged at equal intervals in the circumferential direction, and each extends in a direction inclined with respect to the radial direction. Further, the blade 32b is formed in the outer peripheral region of the first surface 321 and is located radially outside the moving blade 31 (FIG. 8). The blade 32 b has a function of rectifying the air flow generated by the rotation of the moving blade 31.
  • the air guide plates 32c are arranged at equal intervals in the circumferential direction, and each extend in a direction inclined with respect to the radial direction. Note that the direction of inclination of the air guide plate 32c is opposite to the direction of inclination of the blade 32b. Further, the air guide plate 32c extends radially inward from the blade 32b. The air guide plate 32c has a function of directing the air flow rectified by the blades 32b inward in the radial direction and guiding it to the motor 100 side.
  • the electric blower 200 has a cantilever structure in which the rotating shaft 25 is supported by two bearings 45 provided between the moving blade 31 and the rotor 2.
  • the number of bearings 45 is not limited to two, and may be three or more.
  • the housing 30 has a fan cover 34 formed along the moving blade 31 and a suction port 30 a facing the radial center of the moving blade 31.
  • the housing 30 also has a support portion 33 that supports the motor frame 4.
  • a plurality of support portions 33 are provided radially about the axis C1.
  • the housing 30 is open on the side opposite to the fan cover 34 and serves as a discharge port 30b.
  • the electric blower 200 includes a first air passage P1 outside the motor frame 4 and a second air passage inside the motor frame 4 as a passage (that is, an air passage) for air flowing into the housing 30 from the suction port 30a. And an air path P2.
  • the air that has flowed through the first air path P1 is directly discharged from the discharge port 30b.
  • the air flowing through the second air passage P2 passes through the motor 100 in the axial direction.
  • the cross-sectional area of the first air passage P1 is a cross-sectional area of a space between the housing 30 and the motor frame 4 (more specifically, a cross-sectional area in a plane perpendicular to the axis C1).
  • the cross-sectional area of the second air path P2 is the cross-sectional area of the space in the motor frame 4, but is smaller than the cross-sectional area of the first air path P1 because the stator 1 and the rotor 2 are present.
  • a substrate 48 for controlling the driving of the motor 100 is provided on the side opposite to the rotor blade 31 with respect to the motor 100.
  • the substrate 48 is fixed to the motor frame 4 or the stator 1 by a fixing member 49.
  • the substrate 48 includes a sensor guide 46 that is a resin plate for guiding the lead wire 75 (FIG. 5) of the sensor 7 of the motor 100.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an air flow in the electric blower 200.
  • the motor 100 is rotated by energization of the coil 18, the rotary shaft 25 rotates and the rotor blade 31 rotates.
  • the moving blade 31 rotates, air flows into the housing 30 from the suction port 30a.
  • FIG. 12 is a side view (A) showing the operation of the stationary blade 32 and a front view (B) viewed from the moving blade 31 side.
  • the blade 32b of the stationary blade 32 rectifies the air (shown by the solid line arrow) flowing along the moving blade 31 and guides it radially outward.
  • the air guide plate 32c of the stationary blade 32 guides the air that has passed through the blade 32b to the inside in the radial direction as indicated by the broken line arrow.
  • a part of the air that has passed through the stationary blade 32 flows in the first wind path P1 outside the motor frame 4 in the axial direction. Further, another part of the air that has passed through the stationary blade 32 is guided radially inward by the air guide plate 32c of the stationary blade 32, as indicated by an arrow F2, passes through the hole 42, and enters the inside of the motor frame 4. And flows through the second air passage P2 in the axial direction.
  • the air flowing into the motor frame 4 passes through the gap 19 between the stator 1 and the motor housing 40 shown in FIG. 10, the inside of each slot 13 of the stator 1, and the air gap between the stator 1 and the rotor 2. Flow in the axial direction. Therefore, the heat generated in the coil 18 when the motor 100 is driven can be efficiently radiated by the air.
  • the heat generated in the coil 18 can be dissipated also in the slot 13 where the sensor 7 is provided. Therefore, it is possible to prevent displacement of the sensor 7 due to thermal deformation of the sensor fixing portions 15a and 15b.
  • the tip end portion of the teeth 12 of the stator 1 has an asymmetric shape with respect to the radial straight line M passing through the center in the circumferential direction. That is, the gap G1 (FIG. 2) between the first tip edge 121 of the tooth 12 and the rotor 2 is narrower than the gap G2 (FIG. 2) between the second tip edge 122 and the rotor 2.
  • the pole center of the rotor 2 faces the center in the circumferential direction of the teeth 12, and the gap 20 faces the middle position between the two teeth 12.
  • the shape of the teeth 12 is asymmetric as described above, when the rotation of the rotor 2 stops, the pole center of the rotor 2 faces the position offset with respect to the circumferential center of the teeth 12, and the rotor 2 The gap 20 is opposed to a position offset with respect to the intermediate position of the two teeth 12.
  • the distance 20 between the poles of the rotor 2 is the side where the gap between the teeth 12 and the rotor 2 is wider with respect to the intermediate position of the two teeth 12 (that is, the reference straight line T1) (clockwise direction in FIG. 3). It is in a position offset toward
  • the center S1 in the circumferential direction of the sensor 7 is on the side where the gap between the teeth 12 and the rotor 2 is narrower than the reference straight line T1 passing through the intermediate position between the two teeth 12 (FIG. 3). In the counterclockwise direction).
  • the senor 7 faces either of the permanent magnets 21 and 22 instead of the distance 20 between the rotor 2 when the rotation of the rotor 2 is stopped. That is, the sensor 7 can detect the magnetic flux of the rotor 2 when the rotation of the rotor 2 is stopped.
  • FIG. 13 is a diagram showing a configuration of an outer rotor type motor 90 of a comparative example.
  • the motor 90 has an annular rotor 92 and a stator 91 disposed inside the rotor 92.
  • the rotor 92 has a plurality of permanent magnets 92a and 92b in the circumferential direction.
  • the number of magnetic poles of the rotor 92 is four here.
  • the permanent magnet 92a of the rotor 92 is magnetized with an N pole on the radially inner side and an S pole on the radially outer side.
  • the permanent magnet 92b is magnetized with an S pole on the radially inner side and an N pole on the radially outer side.
  • the stator 91 has a cylindrical yoke 911 and four teeth 912 extending radially outward from the yoke 911.
  • a rotation shaft 92c is inserted through the center of the yoke 911.
  • the rotating shaft 92c is connected to the rotor 92 via a disk portion (not shown).
  • a sensor 913 that detects the magnetic flux of the rotor 92 is disposed between the two teeth 912.
  • FIG. 14 is a graph showing changes in the magnetic flux detected by the sensor 7 of the present embodiment and the magnetic flux detected by the sensor 913 of the comparative example.
  • the horizontal axis indicates the rotation angle (electrical angle) of the rotor, and the vertical axis indicates the magnetic flux as a relative value.
  • Waveform A shows the magnetic flux detected by sensor 7 of the present embodiment
  • waveform B shows the magnetic flux detected by sensor 913 of the comparative example.
  • the sensor 913 is opposite to the sensor 913 depending on which of the permanent magnets 92a and 92b of the rotor 92 is opposed. Magnetic flux is incident. Therefore, the magnetic flux detected by the sensor 913 of the comparative example changes in a rectangular wave shape (waveform B).
  • the magnetic flux detected by the sensor 7 changes to a sine wave that is 0 between the poles and maximizes at the pole center (waveform A).
  • FIG. 15 is a graph showing an enlarged view of the rotor angle in FIG. 14 in the range of 179.5 to 180.5 degrees (that is, a range of ⁇ 0.5 degrees across the poles).
  • the magnetic flux detected by the sensor 913 of the comparative example changes sharply between the poles (180 degrees) (waveform B).
  • the magnetic flux (waveform A) detected by the sensor 7 according to the present embodiment continuously changes across the poles.
  • the output of the sensor 7 is within a range of ⁇ 0.25 degrees (indicated by an arrow D) across the poles. 0.
  • the center in the circumferential direction of the sensor 7 rotates around the gap 20 between the rotors 2 when the rotation of the rotor 2 is stopped. It is desirable that the direction is offset by 0.25 degrees or more.
  • the tip end portion of the tooth 12 has an asymmetric shape, and the center S1 in the circumferential direction of the sensor 7 is offset from the reference straight line T1. . Therefore, when the rotation of the rotor 2 is stopped, the center S1 in the circumferential direction of the sensor 7 can be shifted by 0.25 degrees or more in the circumferential direction with respect to the gap 20 of the rotor 2. That is, the magnetic flux of the rotor 2 can be detected by the sensor 7 when the rotation of the rotor 2 is stopped. Thereby, the state where the output of the sensor 7 is 0 when the motor 100 is started can be avoided, and the reliability of the motor 100 can be improved.
  • stator core 10 is configured by combining the split cores 17 (FIG. 2), the winding work of the coil 18 is easy as compared with the integrated core, and the coil 18 is made high. Can be wrapped around the density.
  • stator core 10 is configured by a combination of the split cores 17, there is a possibility that the position of the sensor 7 may be shifted due to an error when the split cores 17 are combined as compared with an integrated core.
  • the center S1 in the circumferential direction of the sensor 7 is at a position offset with respect to the reference straight line T1, so that a certain amount of offset (angle) is ensured during assembly. Even if the sensor 7 is misaligned, the sensor 7 can detect the magnetic flux of the rotor 2 when the rotation of the rotor 2 is stopped.
  • Embodiment 1 the center S1 in the circumferential direction of the sensor 7 is offset in the circumferential direction with respect to the reference straight line T1 passing through the axis C1 and the intermediate position in the circumferential direction of the two teeth 12. In position. Therefore, when the rotation of the rotor 2 is stopped, the sensor 7 faces either of the permanent magnets 21 and 22 of the rotor 2 and can detect the magnetic flux. Thereby, the reliability of the motor 100 can be improved.
  • tip part of the teeth 12 has asymmetrical shape, and the gap of the teeth 12 and the rotor 2 is the other side (namely, 2nd front-end
  • the center S1 in the circumferential direction of the sensor 7 is offset so as to approach the tooth 12 having the smaller gap with the rotor 2 on the side adjacent to the sensor 7 out of the two teeth 12. Therefore, when the rotation of the rotor 2 is stopped, the sensor 7 can be made to face the permanent magnets 21 and 22 of the rotor 2 more reliably.
  • the sensor 7 since the sensor 7 is fixed between the sensor fixing portions 15a and 15b provided between the two teeth 12, the sensor 7 can be held in a stable state. Further, by forming the sensor fixing portions 15a and 15b integrally with the insulating portion 14, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.
  • the sensor fixing portion 15a side is larger when the sensor 7 is pushed between the sensor fixing portions 15a and 15b.
  • the center in the circumferential direction of the sensor 7 can be offset to the sensor fixing portion 15a side.
  • the sensor fixing portions 15a and 15b have holding portions (position restricting portions) 151, 152, 161, and 162 that restrict the position of the sensor 7 in the radial direction and the circumferential direction, the position accuracy of the sensor 7 can be improved. it can.
  • an insertion groove for inserting the sensor 7 in the axial direction is formed between the sensor fixing portions 15a and 15b, the sensor 7 can be easily attached, and the lead wire 75 can be pulled out from the insertion groove. .
  • FIG. 16 is a cross-sectional view for explaining the holding structure of the sensor 7 in the modification of the first embodiment.
  • a sensor guide 46 is disposed outside the sensor 7 in the radial direction. That is, the sensor 7 is supported from the outside in the radial direction by the sensor guide 46.
  • the surface on the side facing the sensor 7 of the sensor fixing portions 150a and 150b of this modification has a straight shape.
  • the position of the sensor 7 can be regulated in the radial direction and the circumferential direction by the sensor guide 46 and the sensor fixing portions 150a and 150b.
  • the shapes of the sensor fixing portions 150a and 150b can be simplified.
  • FIG. 17A is a cross-sectional view showing the motor of the second embodiment.
  • the motor 100 (FIG. 1) of the first embodiment described above has the stator core 10 in which a plurality of divided cores 17 are combined.
  • the motor of the second embodiment has a stator core 10A in which a plurality of connecting cores 17A connected by thin portions 112 are combined.
  • the three back yokes 11a have separation surfaces 111 instead of the division surfaces 106 described in the first embodiment (FIG. 1). And the thin part 112 is formed.
  • the separation surface 111 extends from the inner periphery to the outer periphery of the back yoke 11a, but does not reach the outer periphery of the back yoke 11a.
  • a deformable thin portion (that is, a connecting portion) 112 is formed between the terminal end of the separation surface 111 and the outer periphery of the back yoke 11a.
  • a caulking may be provided instead of the thin portion 112.
  • a welding surface (that is, a bonding surface) 113 is formed on one of the four back yokes 11a of the stator core 10A.
  • the welding surface 113 extends from the inner periphery to the outer periphery of the back yoke 11a and reaches the outer periphery of the back yoke 11a.
  • each block separated by the separation surface 111 and the thin portion 112 (or the welding surface 113) is referred to as a connecting core 17A.
  • the stator core 10 ⁇ / b> A has four connection cores 17 ⁇ / b> A for each tooth 12.
  • FIG. 17B is a schematic diagram showing a state in which the stator core 10A is developed in a band shape.
  • the stator core 10A can be developed in a band shape as shown in FIG. 17B from the state shown in FIG. 17A by deforming the thin portion 112.
  • Each of the connecting cores 17A is connected by the thin portion 112 and connected in a row.
  • the welding surfaces 113 are located at both ends of the row.
  • the insulating portion 14 (including the sensor fixing portions 15a and 15b) is assembled to the connecting core 17A in a state where the connecting core 17A is expanded in a band shape (FIG. 17B). Then, after winding the coil 18 around the insulating portion 14, the connecting core 17A is bent in an annular shape, and the welding surface 113 is welded to obtain the stator core 10A. Thereafter, the sensor 7 is attached to the sensor fixing portions 15 a and 15 b between the two teeth 12.
  • Other configurations of the stator core 10A are the same as those of the stator core 10 described in the first embodiment.
  • stator core 10A is composed of the connecting core 17A, the assembling work of the insulating part 14 and the sensor fixing parts 15a and 15b and the winding work of the coil 18 are compared with the integrated core. Is easy. Therefore, even when the motor 100 is downsized, the coil 18 can be wound at a high density and the space factor can be improved.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing a motor according to a first modification of the second embodiment.
  • the motor of the second embodiment described above (FIG. 17A) has a stator core 10A in which a plurality of connecting cores 17A are combined for each tooth 12.
  • the motor of the first modification has a stator core 10B in which a plurality of divided cores 17B each including two teeth 12 are combined.
  • the two back yokes 11a are provided with the dividing surfaces 106 described in the first embodiment (FIG. 1), and the remaining two back yokes 11a.
  • the yoke 11a is not provided with the dividing surface 106.
  • the back yoke 11a provided with the dividing surface 106 and the back yoke 11a not provided with the dividing surface 106 are alternately arranged in the circumferential direction.
  • stator core 10B each block divided by the dividing surface 106 is referred to as a divided core 17B.
  • stator core 10 ⁇ / b> B has two divided cores 17 ⁇ / b> B each including two teeth 12.
  • the insulating portion 14 (including the sensor fixing portions 15a and 15b) is assembled to each divided core 17B. Then, after winding the coil 18 around the insulating portion 14, the two split cores 17B are combined with each other to obtain the stator core 10B. Thereafter, the sensor 7 is attached to the sensor fixing portions 15 a and 15 b between the two teeth 12.
  • Other configurations of the stator core 10B are the same as those of the stator core 10 described in the first embodiment. Also in this first modification, the same effect as in the second embodiment can be obtained.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view showing a motor according to a second modification of the second embodiment.
  • the motor of the second embodiment described above (FIG. 17A) has a stator core 10A in which a plurality of connecting cores 17A are combined.
  • the motor of the second modification has a stator core 10C in which a split core and a connecting core are combined.
  • the two back yokes 11a are provided with the divided surfaces 106 described in the first embodiment (FIG. 1), and the remaining two back yokes 11a.
  • the yoke 11a is provided with the separation surface 111 and the thin portion 112 described in the second embodiment (FIG. 17). Further, the back yoke 11a provided with the dividing surface 106 and the back yoke 11a provided with the separation surface 111 and the thin portion 112 are alternately arranged in the circumferential direction.
  • each block divided by the dividing surface 106 is referred to as a divided core 17C.
  • the stator core 10 ⁇ / b> B has two divided cores 17 ⁇ / b> C each including two teeth 12.
  • Each split core 17 ⁇ / b> C can be developed at the center in the circumferential direction by the thin portion 112.
  • the insulating portions 14 (including the sensor fixing portions 15a and 15b) are assembled in a state where the respective divided cores 17C are spread in a band shape. Then, after winding the coil 18 around the insulating portion 14, the two split cores 17C are combined with each other to obtain the stator core 10B. Thereafter, the sensor 7 is attached to the sensor fixing portions 15 a and 15 b between the two teeth 12.
  • Other configurations of the stator core 10C are the same as those of the stator core 10 described in the first embodiment. Also in this second modification, the same effect as in the second embodiment can be obtained.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing a motor according to a third modification of the second embodiment.
  • the motor of the second embodiment described above (FIG. 17A) has a stator core 10A in which a plurality of connecting cores 17A are combined.
  • the motor of the fourth modified example has an integrally configured stator core 10D.
  • the stator core 10D is not provided with the dividing surface 106 described in the first embodiment (FIG. 1), and the separation surface 111 and the thin portion described in the second embodiment (FIG. 17). 112 is also not provided. Therefore, it is necessary to assemble the insulating portion 14 and the sensor fixing portions 15a and 15b to the annular stator core 10D, and further wind the coil 18.
  • Other configurations of the stator core 10D are the same as those of the stator core 10 described in the first embodiment.
  • stator cores 10 to 10D having four teeth 12 have been described, but the number of teeth may be two or more.
  • the yoke 11 of the stator cores 10 to 10D includes the back yoke 11a and the connecting yoke 11b, it may be an annular yoke.
  • FIG. 21 is a schematic diagram illustrating an electric vacuum cleaner 300 using the electric blower 200 (FIG. 7) according to the first embodiment.
  • the electric vacuum cleaner 300 includes a vacuum cleaner main body 301, a pipe 303 connected to the vacuum cleaner main body 301, and a suction part 304 connected to the tip of the pipe 303.
  • the suction unit 304 is provided with a suction port 305 for sucking air containing dust.
  • a dust collection container 302 is disposed inside the cleaner body 301.
  • An electric blower 200 that sucks air containing dust from the suction port 305 to the dust collecting container 302 is disposed inside the cleaner body 301.
  • the electric blower 200 has the configuration shown in FIG. 7, for example.
  • the cleaner body 301 is also provided with a grip portion 306 that is gripped by the user, and the grip portion 306 is provided with an operation portion 307 such as an on / off switch.
  • the electric blower 200 When the user grips the grip portion 306 and operates the operation portion 307, the electric blower 200 operates and the motor 100 rotates. When the electric blower 200 is operated, suction air is generated, and dust is sucked together with air through the suction port 305 and the pipe 303. The sucked dust is stored in the dust collecting container 302.
  • the electric vacuum cleaner 300 uses the highly reliable electric blower 200, high operating efficiency can be obtained.
  • FIG. 22 is a schematic diagram showing a hand dryer 500 using the electric blower 200 (FIG. 7) according to the first embodiment.
  • the hand dryer 500 has a housing 501 and an electric blower 200 fixed inside the housing 501.
  • the electric blower 200 has the configuration shown in FIG. 7, for example.
  • the housing 501 has an air inlet 502 and an air outlet 503, and a hand insertion unit 504 into which a user inserts a hand below the air outlet 503.
  • the electric blower 200 sucks air outside the housing 501 through the air inlet 502 by generating an air flow, and blows air to the manual insertion portion 504 through the air outlet 503.
  • the power of the hand dryer 500 When the power of the hand dryer 500 is turned on, electric power is supplied to the electric blower 200 and the motor 100 is driven. While the electric blower 200 is driven, air outside the hand dryer 500 is sucked from the air inlet 502 and blown from the air outlet 503. When the user inserts a hand into the hand insertion portion 504, the water droplets attached to the hand can be blown out or evaporated by the air blown from the air blowing port 503.
  • the hand dryer 500 uses the highly reliable electric blower 200, high operating efficiency can be obtained.
  • stator 1 stator, 2 rotor, 4 motor frame, 5 first part, 6 second part, 7 sensor, 10, 10A, 10B, 10C, 10D stator core, 11 yoke, 11a back yoke, 11b connecting yoke, 12 teeth, 12a 1st side surface portion, 12b 2nd side surface portion, 13 slots, 14 insulation portions, 15a sensor fixing portion (first sensor fixing portion), 15b sensor fixing portion (second sensor fixing portion), 16 holding surface 17, 17B, 17C split core, 17A connecting core, 18 coils, 21, 22 permanent magnet, 25 rotating shaft, 30 housing, 30a inlet, 30b outlet, 31 blade (fan), 31a blade, 32 static Wings, 32a main plate, 3 b Blade, 32c wind guide plate (wind guide member), 33 support part, 34 fan cover, 40 motor housing part, 41 wall part, 42 hole, 44 bearing housing part, 45 bearing, 46 sensor guide, 48 substrate, 51st board 1 end, 52 first side, 61 second end, 62 second side, 71 facing surface, 72, 73

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Abstract

モータは、複数の磁極を有するロータと、ロータを囲むステータとを有する単相モータである。ステータは、ロータの回転軸を囲むように延在するヨークと、ヨークから回転軸に向かう方向に延在する、磁極の数と同数の複数のティースと、複数のティースのうち、回転軸を中心とする周方向に隣り合う2つのティースの間に配置され、ロータに対向するセンサとを有する。回転軸と、2つのティースの周方向における中間位置とを通る直線を、基準直線とする。センサの周方向の中心は、基準直線に対して、周方向にオフセットした位置にある。

Description

モータ、電動送風機、電気掃除機および手乾燥装置
 本発明は、モータ、電動送風機、電気掃除機および手乾燥装置に関する。
 近年、センサ付き単相モータが広く用いられている。センサ付きモータは、ロータの磁束を検出するセンサを備えたモータである。例えば、特許文献1には、ロータの磁束を検出するホール効果センサを、C字形状のステータコアの外側に配置したモータが開示されている。
特開2010-207082号公報(図1参照)
 しかしながら、モータの小型化のためには、センサを、ステータコアの外側ではなく、ステータコアの2つのティースの間に配置することが望ましい。
 ここで、ロータの回転停止時には、ロータの極中心がティースに対向した状態にある。このとき、2つのティース間に配置されたセンサは、ロータの極間に対向するため、センサが検出する磁束は0となる。しかしながら、モータを起動する際にセンサの出力が0である状態は望ましくない。モータの信頼性を向上するためには、回転停止時にセンサがロータの磁束を検知していることが望ましい。
 本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、回転停止時にロータの磁束をセンサで検知可能にし、これによりモータの信頼性を向上することを目的とする。
 本発明のモータは、複数の磁極を有するロータと、ロータを囲むステータとを有する単相モータである。ステータは、ロータの回転軸を囲むように延在するヨークと、ヨークから回転軸に向かう方向に延在する、磁極の数と同数の複数のティースと、複数のティースのうち、回転軸を中心とする周方向に隣り合う2つのティースの間に配置され、ロータに対向するセンサとを有する。回転軸と、2つのティースの周方向における中間位置とを通る直線を、基準直線とする。センサの周方向の中心は、基準直線に対して、周方向にオフセットした位置にある。
 本発明によれば、センサの中心が基準直線に対して周方向にオフセットした位置にあるため、ロータの回転停止時に磁極をセンサに対向させることができる。これにより、回転停止時にロータの磁束がセンサで検知可能になり、モータの信頼性を向上することができる。
実施の形態1のモータを示す横断面図である。 実施の形態1のモータの一部を示す横断面図である。 実施の形態1のセンサの保持構造を示す横断面図である。 実施の形態1のセンサの保持構造を示す横断面図である。 実施の形態1のセンサの保持構造を示す縦断面図である。 実施の形態1のセンサの保持構造の望ましい例を示す縦断面図である。 実施の形態1の電動送風機を示す縦断面図である。 実施の形態1の動翼を示す斜視図である。 実施の形態1の静翼の羽根を示す図(A)、静翼を示す側面図(B)および導風板を示す図(C)である。 実施の形態1のモータをフレームに嵌合させた状態を示す横断面図である。 実施の形態1の電動送風機内の空気の流れを示す模式図である。 実施の形態1の電動送風機の静翼による導風作用を示す側面図(A)および正面図(B)である。 比較例のアウタロータ型のモータの構成を示す図である。 実施の形態1のセンサが検出する磁束と、比較例のセンサが検出する磁束の変化を示すグラフである。 図14の一部を拡大して示すグラフである。 変形例のセンサの保持構造を示す横断面図である。 実施の形態2のモータを示す横断面図(A)およびステータコアを展開した状態を示す図(B)である。 実施の形態2の変形例のモータを示す横断面図である。 実施の形態2の第2の変形例のモータを示す横断面図である。 実施の形態2の第3の変形例のモータを示す横断面図である。 各実施の形態および変形例のモータを備えた電動送風機が適用可能な電気掃除機を示す図である。 各実施の形態および変形例のモータを備えた電動送風機が適用可能な手乾燥装置を示す斜視図である。
 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
<モータ100の構成>
 図1は、実施の形態1のモータ100を示す断面図である。モータ100は、永久磁石同期モータであり、インバータによって駆動される単相モータである。モータ100は、回転シャフト25を有するロータ2と、ロータ2を囲むように設けられたステータ1とを有する。ロータ2は、軸線C1を中心として、図中時計回りに回転する。ロータ2の回転方向を、矢印R1で示す。
 以下では、回転シャフト25の中心軸線(すなわち回転軸)である軸線C1の方向を、「軸方向」と称する。また、軸線C1を中心とする周方向を、「周方向」と称する。また、軸線C1を中心とする半径方向を、「径方向」と称する。また、軸方向に平行な断面における断面図を「縦断面図」と称し、軸方向に直交する断面における断面図を「横断面図」と称する。
 ロータ2は、回転シャフト25と、回転シャフト25の周囲に固定された永久磁石21,22を有する。永久磁石21,22は、周方向に等間隔に配置され、それぞれが磁極を構成する。永久磁石21の外周面は例えばN極であり、永久磁石22の外周面は例えばS極であるが、逆であってもよい。
 ここでは、2つの永久磁石21と2つの永久磁石22とが、周方向に交互に配置されている。すなわち、ロータ2は、4つの磁極を有する。但し、ロータ2の磁極数は4に限らず、2以上であればよい。
 ステータ1は、エアギャップを介してロータ2の径方向外側に設けられている。ステータ1は、ステータコア10と、絶縁部14と、コイル18とを有する。ステータコア10は、複数の積層要素を軸方向に積層し、カシメ部101,102,103で一体に固定したものである。積層要素は、ここでは電磁鋼板であり、板厚は例えば0.25mmである。
 ステータコア10は、ロータ2を囲むヨーク11と、ヨーク11からロータ2に向かう方向に(すなわち径方向内側に)延在する複数のティース12とを有する。ティース12は、周方向に等間隔に配置されている。ティース12の数は、ロータ2の磁極数と同数であり、ここでは4つである。
 ステータコア10において周方向に隣り合う2つのティース12の間には、スロット13が形成されている。スロット13内には、絶縁性を有する樹脂で構成された絶縁部14が設けられている。ティース12には、絶縁部14を介して、コイル18が巻き付けられている。
 ステータコア10のヨーク11は、図1に示した例では、円弧状の複数のバックヨーク11aと、バックヨーク11aよりも径方向内側に位置する直線状の連結ヨーク11bとを有する。バックヨーク11aは、ステータ1のうちで最も径方向外側に位置する部分であり、周方向に等間隔に配置されている。
 バックヨーク11aの数は、ティース12の数と同数であり、ここでは4つである。周方向に隣り合う2つのバックヨーク11aの間に、上記のティース12が位置している。バックヨーク11aの外周面は、モータフレーム4(図7)のモータ収容部40の内周面に嵌合する。
 連結ヨーク11bは、バックヨーク11aとティース12とを結ぶように延在している。ここでは、連結ヨーク11bは、バックヨーク11aから離れるにつれて径方向内側に変位するように、直線状に延在している。ティース12は、周方向に隣り合う2つの連結ヨーク11bがV字状に接続される部分(すなわち、ヨーク11のうち最も径方向内側に位置する部分)から、ロータ2に向かって延在している。
 バックヨーク11aの周方向の中心には、分割面(分割嵌合部)106が形成されている。ステータコア10は、バックヨーク11aに形成された分割面106において、ティース12毎の複数のブロックすなわち分割コア17(図2)に分割される。ここでは、ステータコア10が4つの分割コア17に分割される。
 分割面106は、凸部または凹部を有している。周方向に隣り合う2つの分割コア17のうち、一方の分割コア17の分割面106の凸部と、他方の分割コア17の分割面106の凹部とが嵌合する。
 ステータコア10は、カシメ部101,102,103により一体に固定される。カシメ部101,102はヨーク11に形成され、カシメ部103はティース12に形成されている。カシメ部101,102は、ヨーク11において分割面106にできるだけ近い位置、すなわちバックヨーク11aに形成されていることが望ましい。
 ヨーク11のバックヨーク11aの外周側には、軸方向に長い溝である固定用窪み105が形成されている。ステータコア10をモータフレーム4のモータ収容部40(図7)に係合させた状態で、モータ収容部40の一部を外周側から押圧して変形させて固定用窪み105に嵌合させる。これにより、モータフレーム4内におけるステータ1の回転が防止される。なお、固定用窪み105を設けない構成も可能である。
 図2は、ステータ1の一部を拡大して示す図である。ティース12は、ロータ2の回転方向(矢印R1で示す)の下流側の端縁である第1の側面部12aと、上流側の端縁である第2の側面部12bとを有する。第1の側面部12aおよび第2の側面部12bは、いずれも、ティース12の周方向中心(すなわち、側面部12a,12bの周方向における中間位置)を通る径方向の直線Mに平行に延在している。
 ティース12の径方向内側の端部(以下、先端部と称する)は、直線Mに対して非対称な形状を有する。特に、ティース12のロータ2に対向する先端縁は、ロータ2の回転方向の下流側に位置する第1の先端縁121と、上流側に位置する第2の先端縁122とを有する。
 第1の先端縁121は、ロータ2の外周面に沿って円弧状に湾曲し、第2の先端縁122は、直線状に延在している。第1の先端縁121と第2の先端縁122とは、ティース12の周方向中心で連続している。そのため、ティース12とロータ2とのギャップは、ロータ2の回転方向の下流側(G1)よりも、上流側(G2)で大きくなる。
 また、第1の先端縁121と第1の側面部12aの間には、傾斜部123が形成されている。第2の先端縁122と第2の側面部12bの間には、傾斜部124が形成されている。傾斜部123,124は、径方向内側ほど両者の間隔が広がるようにそれぞれ傾斜している。但し、第1の側面部12aと傾斜部123との境界は、第2の側面部12bと傾斜部124との境界よりも、軸線C1から離れた位置にある。
 絶縁部14は、ヨーク11の内面に沿う内壁部141と、ティース12の周囲(すなわち側面部12a,12bおよび軸方向両端面)を囲む側壁部142とを有する。絶縁部14は、樹脂をステータコア10と一体に成形するか、または別部品として成形した樹脂成形体をステータコア10に組み付けることにより形成される。
 ティース12の先端部の周方向両側には、センサ固定部15a,15bが設けられている。センサ固定部15aは第1の側面部12aの側に設けられ、センサ固定部15bは第2の側面部12bの側に設けられている。センサ固定部15a,15bは、ティース12の先端部からそれぞれ周方向に突出している。なお、センサ固定部15aは第1のセンサ固定部、センサ固定部15bは第2のセンサ固定部とも称する。
 センサ固定部15a,15bは、絶縁部14と一体に形成されている。具体的には、センサ固定部15a,15bは、絶縁部14の側壁部142とつながるように形成されている。絶縁部14の内壁部141および側壁部142と、センサ固定部15a(またはセンサ固定部15b)とで、スロット13内のコイル18の配置領域が区画される。
 図1に戻り、周方向に隣り合う2つのティース12の間で、センサ固定部15a,15bが互いに対向する。ステータ1は、ここでは、4組のセンサ固定部15a,15bの組み合わせを有する。ステータ1の4組のセンサ固定部15a,15bのうち、1組のセンサ固定部15a,15bの間に、ロータ2の磁界を検知するためのセンサ7が保持されている。
 図3は、センサ固定部15a,15bによるセンサ7の保持構造を説明するための横断面図である。図4は、センサ固定部15a,15bを拡大して示す横断面図である。センサ7は、ホール効果素子を樹脂パッケージで一体化したものであり、軸方向の一端面からリード線75(図5)が引き出されている。センサ7は、ロータ2の磁界を検知するため、ロータ2の外周面に対向するように配置されている。
 図4に示すように、センサ7は、軸方向に直交する面内において、台形形状を有する。具体的には、センサ7は、ロータ2に対向する対向面71と、その反対側の背面74と、周方向両側の側面72,73とを有する。側面72,73は、両者の間隔が径方向外側ほど広くなるように互いに傾斜している。
 センサ固定部15a,15bは、ティース12からスロット13内に周方向に突出している。センサ固定部15aは、センサ7の側面72に対向する保持部151と、背面74に対向する保持部152とを有する。同様に、センサ固定部15bは、センサ7の側面73に対向する保持部161と、背面74に対向する保持部162とを有する。
 センサ7は、センサ固定部15a,15bの間に挿入され、嵌め合いによって固定される。センサ固定部15aの保持部151,152およびセンサ固定部15bの保持部161,162により、センサ7の周方向および径方向の位置が決まる。保持部151,152,161,162は、位置規制部とも称する。
 なお、センサ固定部15a,15bは、ここでは絶縁部14と一体に形成されているが、このような構成に限らず、絶縁部14とは別体として形成されていてもよい。
 図5は、センサ固定部15a,15bによるセンサ7の保持構造を示す縦断面図である。図5では、軸方向を上下方向とし、周方向を左右方向とする。特に、ティース12に対する基板48側(図1)を上方とし、その反対側を下方とする。
 センサ固定部15a,15bは、いずれも、軸方向において、第1の部分5と第2の部分6とを有する。第1の部分5は、ティース12の軸方向端面(図5では上面)を覆う第1の端部51と、ティース12の側面を覆う第1の側部52とを有する。第2の部分6は、ティース12の軸方向端面(図5では下面)を覆う第2の端部61と、ティース12の側面を覆う第2の側部62とを有する。
 センサ固定部15a,15bのいずれにおいても、第1の側部52よりも、第2の側部62の方が、軸方向に直交する面における断面積が大きい(言い換えると、厚さが厚い)。より具体的には、第1の側部52よりも、第2の側部62の方が、ティース12からの周方向の突出量が大きい。
 そのため、センサ固定部15a,15bの第1の側部52の間には、センサ7を挿入する空間(すなわち挿入空間)が形成される。この挿入空間に挿入されたセンサ7は、センサ固定部15a,15bのそれぞれの第2の側部62の上面(センサ載置面16と称する)で保持される。センサ7のリード線75は、上記の挿入空間を通って引き出され、基板48(図1)に接続される。
 このように、センサ固定部15a,15bを、軸方向に直交する断面積の異なる第1の部分5と第2の部分6とで構成し、断面積の小さい第1の部分5にセンサ7を挿入する挿入空間を設けているため、センサ固定部15a,15bの厚さを全体的に薄くした場合と比較して、全体の剛性が高くなる。
 図6は、センサ固定部15a,15bによるセンサ7の保持構造の望ましい構成例を示す縦断面図である。図6に示した構成例では、センサ固定部15a,15bの第1の側部52がセンサ7を両側から隙間なく挟み込んでいる。センサ固定部15a,15bの第2の側部62は互いに当接している。この構成例では、センサ7の周方向の位置ずれが確実に防止される。
 なお、図5および図6では、センサ固定部15a,15bが、第1の部分5と第2の部分6とに2分割されているが、第1の部分5と第2の部分6とは一体であってもよい。すなわち、センサ固定部15a,15bが、センサ7の取り付け面(すなわちセンサ載置面16)を基準として、軸方向に直交する断面積の異なる部分を有していればよい。
 次に、センサ7の位置について、図3を参照して説明する。図3において、2つのティース12の中間位置と、軸線C1とを通る直線を、基準直線T1とする。2つのティース12の中間位置とは、ここでは、2つのティース12のそれぞれの根元部(すなわちヨーク11との連結部分)の中間位置を言う。
 より具体的には、2つのティース12のそれぞれ対向する側面部12a,12b上で、2つのティース12の根元部(すなわちヨーク11との連結部分)に位置する点を、点A1,A2とする。周方向において点A1と点A2との中間に位置する点を、点A3とする。この点A3と軸線C1とを通る直線が、基準直線T1となる。
 センサ固定部15a,15bのうち、センサ固定部15aは、ティース12のロータ2とのギャップが狭い側(すなわち第1の先端縁121側)に形成されている。一方、センサ固定部15bは、ティース12のロータ2とのギャップが広い側(すなわち第2の先端縁122側)に形成されている。
 センサ7の周方向の中心(より具体的には、ホール効果素子の周方向の中心)S1は、2つのティース12の中間位置を通る基準直線T1に対して、センサ固定部15a側(すなわちティース12とロータ2とのギャップの狭い側)にオフセットした位置にある。このように構成したのは、ロータ2の回転が停止している状態で、センサ7をロータ2の永久磁石21,22の何れかに対向させるためである。
 このようなセンサ7のオフセット配置を実現するため、図4に示すように、センサ固定部15aの周方向の最大幅W1は、センサ固定部15bの周方向の最大幅W2よりも小さく構成されている。センサ7をセンサ固定部15a,15bの間に押し込むと、最大幅W1の小さいセンサ固定部15aが撓み、これによりセンサ7がセンサ固定部15a側にオフセットした配置が得られる。
 モータ100を組み立てる際には、それぞれの分割コア17(図2)に、絶縁部14およびセンサ固定部15a,15bを組み付ける。その後、絶縁部14にコイル18を巻き付けたのち、4つの分割コア17を互いに組み合わせてステータ1を得る。さらに、2つのティース12の間のセンサ固定部15a,15bに、センサ7を挿入する。
 図10は、このように構成されたモータ100を、モータフレーム4(図1)に取り付けた状態を示す図である。モータ100をモータ収容部40に取り付けると、ステータ1のバックヨーク11aの外周面がモータ収容部40の内周面に嵌合する。ステータ1は上述した固定用窪み105を有するため、モータ収容部40の固定用窪み105に対応する箇所に外力を加えて窪ませ(符号40aで示す)、固定用窪み105に係合させる。これにより、モータ100の周方向の位置ずれを防止することができる。
<電動送風機200の構成>
 図7は、本発明の実施の形態1の電動送風機200を示す縦断面図である。電動送風機200は、回転シャフト25を有するモータ100と、モータ100の回転シャフト25の一端側に取り付けられた動翼(ファン)31と、動翼31に隣接して配置された静翼32と、これらを収容する筐体30とを備える。
 モータフレーム4は、モータ収容部(すなわち周壁部)40と、モータ収容部40の動翼31側に形成された軸受収容部44とを有する。モータ収容部40および軸受収容部44は、いずれも、軸線C1を中心とする円筒形状を有する。モータ収容部40の内側には、モータ100のステータ1が嵌合している。
 軸受収容部44の外径は、モータ収容部40の外径よりも小さい。モータ収容部40と軸受収容部44との間には、壁部41が形成されている。壁部41は、ここでは、軸線C1に直交する方向に延在している。壁部41には、空気を軸方向に通過させる穴42が形成されている。
 軸受収容部44の内側には、2つの軸受45が取り付けられている。軸受45の外輪は、軸受収容部44の内側に嵌合し、軸受45の内輪には回転シャフト25が圧入されている。2つの軸受45は、軸方向に間隔を開けて配置されている。2つの軸受45の間に、スリーブ等を配置しても良い。回転シャフト25は、軸受収容部44に形成された穴から突出している。
 図8は、動翼31を斜流ファンで構成した例を示す斜視図である。図8に示す動翼31は、軸線C1を中心とする円錐形状のハブ31bの表面に、複数の羽根31aを備える。動翼31は、軸方向に対して傾斜し、且つ径方向外側に向かう空気の流れを生成する。動翼31は、斜流ファンに限定されるものではなく、例えばターボファンであってもよい。
 図7に戻り、静翼32は、円板状の主板32aと、主板32aの動翼31側の第1の面321に形成された複数の羽根32bと、動翼31と反対側の第2の面322に形成された複数の導風板32cとを有する。静翼32は、静翼支持部43によってモータフレーム4に固定されている。ここでは、複数の静翼支持部43が、軸線C1を中心とする周方向に一定間隔を開けて配列されている。
 静翼支持部43は、図1に示すように軸受収容部44の端部に固定されていてもよいし、壁部41まで延在していてもよい。また、静翼32とモータフレーム4との間に、整流あるいは強度向上等を目的とした別部材を配置し、その別部材を介して静翼32をモータフレーム4に固定してもよい。静翼32の固定は、例えば接着またはねじによる締結による。
 図9(A)は、静翼32の羽根32bの形状および配列を示す図である。図9(B)は、静翼32の側面図である。図9(C)は、静翼32の導風板32cの形状および配列を示す図である。なお、図9(A)および図9(C)は、いずれも、動翼31側から見た形状および配列を示している。
 図9(A),(B)に示すように、羽根32bは、周方向に等間隔に配列され、それぞれが径方向に対して傾斜する方向に延在している。また、羽根32bは、第1の面321の外周領域に形成されており、動翼31(図8)に対して径方向外側に位置している。羽根32bは、動翼31の回転によって生じた空気の流れを整流する作用を有する。
 図9(B),(C)に示すように、導風板32cは、周方向に等間隔に配列され、それぞれが径方向に対して傾斜する方向に延在している。なお、導風板32cの傾斜方向は、羽根32bの傾斜方向とは反対向きである。また、導風板32cは、羽根32bよりも径方向内側まで延在している。導風板32cは、羽根32bによって整流された空気の流れを径方向内側に向け、モータ100側に導く作用を有する。
 図7に戻り、この電動送風機200は、動翼31とロータ2との間に設けた2つの軸受45によって回転シャフト25を支持する片持ち構造を有する。なお、軸受45の数は、2つに限らず、3つ以上であってもよい。
 筐体30は、動翼31に沿って形成されたファンカバー34と、動翼31の径方向中心部に対向する吸入口30aとを有する。また、筐体30は、モータフレーム4を支持する支持部33を有する。ここでは、軸線C1を中心として放射状に複数の支持部33が設けられている。筐体30は、ファンカバー34と反対の側が開放されており、排出口30bとなっている。
 電動送風機200は、吸入口30aから筐体30内に流入した空気の流れる経路(すなわち風路)として、モータフレーム4の外側の第1の風路P1と、モータフレーム4の内側の第2の風路P2とを有する。第1の風路P1を流れた空気は、そのまま排出口30bから排出される。一方、第2の風路P2を流れた空気は、モータ100を軸方向に通過する。
 モータフレーム4の内側の第2の風路P2には、風路抵抗となるステータ1およびロータ2が配置されている。そのため、風路抵抗の少ないモータフレーム4の外側の第1の風路P1が、メイン風路として用いられる。
 第1の風路P1の断面積は、筐体30とモータフレーム4との間のスペースの断面積(より具体的には、軸線C1に直交する面における断面積)である。第2の風路P2の断面積は、モータフレーム4内のスペースの断面積であるが、ステータ1およびロータ2が存在するため、第1の風路P1の断面積よりも狭い。
 また、モータ100に対して動翼31と反対の側には、モータ100の駆動を制御する基板48が設けられている。基板48は、固定部材49により、モータフレーム4またはステータ1に固定されている。また、基板48は、モータ100のセンサ7のリード線75(図5)を案内する樹脂製の板であるセンサガイド46を備える。
<動作>
 次に、実施の形態1の電動送風機200の送風動作について説明する。図11は、電動送風機200における空気の流れを示す図である。コイル18への通電によりモータ100が回転すると、回転シャフト25が回転し、動翼31が回転する。動翼31が回転すると、吸入口30aから筐体30内に空気が流入する。
 図12は、静翼32の作用を示す側面図(A)および動翼31側から見た正面図(B)である。図12(A)および(B)に示すように、静翼32の羽根32bは、動翼31に沿って流れてきた空気(実線矢印で示す)を整流し、径方向外側に導く。一方、静翼32の導風板32cは、羽根32bを通過した空気を、破線矢印で示すように径方向内側に導く。
 そのため、図11に矢印F1で示すように、静翼32を通過した空気の一部は、モータフレーム4の外側の第1の風路P1を軸方向に流れる。また、静翼32を通過した空気の別の一部は、矢印F2で示すように、静翼32の導風板32cによって径方向内側に導かれ、穴42を通過してモータフレーム4の内側に流入し、第2の風路P2を軸方向に流れる。
 モータフレーム4の内側に流入した空気は、図10に示すステータ1とモータ収容部40との隙間19、ステータ1の各スロット13の内部、およびステータ1とロータ2とのエアギャップを通って、軸方向に流れる。そのため、モータ100の駆動時にコイル18で発生した熱を、空気によって効率よく放熱することができる。
 ロータ2の回転時には、ロータ2の表面との摩擦によって周方向の空気の流れが生じ、各スロット13を還流するため、コイル18で発生した熱が放熱されやすい。しかしながら、上記のように2つのティース12の間にセンサ7を取り付けると、そのスロット13がセンサ7によって塞がれるため、コイル18で発生した熱が籠りやすくなる。
 この実施の形態1では、モータ100のスロット13内を軸方向に空気が流れるため、センサ7が設けられたスロット13においても、コイル18で発生した熱を放熱することができる。そのため、センサ固定部15a,15bの熱変形に伴うセンサ7の位置ずれを防止することができる。
<作用>
 次に、実施の形態1の作用について図2~図4を参照して説明する。上述したように、ステータ1のティース12の先端部は、その周方向中心を通る径方向の直線Mに対して、非対称な形状を有する。すなわち、ティース12の第1の先端縁121とロータ2とのギャップG1(図2)は、第2の先端縁122とロータ2とのギャップG2(図2)よりも狭い。
 ティース12の形状が対称である場合には、ロータ2の回転停止時に、ロータ2の極中心がティース12の周方向中心に対向し、極間20は2つのティース12の中間位置に対向する。一方、ティース12の形状が上記のように非対称である場合には、ロータ2の回転停止時に、ロータ2の極中心がティース12の周方向中心に対してオフセットした位置に対向し、ロータ2の極間20は2つのティース12の中間位置に対してオフセットした位置に対向する。
 より具体的には、ロータ2の極間20は、2つのティース12の中間位置(すなわち基準直線T1)に対して、ティース12とロータ2とのギャップが広い側(図3における時計回り方向)に向かってオフセットした位置にある。
 加えて、この実施の形態1では、センサ7の周方向の中心S1が、2つのティース12の中間位置を通る基準直線T1に対して、ティース12とロータ2とのギャップが狭い側(図3における反時計回り方向)に向かってオフセットした位置にある。
 このように構成されているため、センサ7は、ロータ2の回転停止時に、ロータ2の極間20ではなく、永久磁石21,22のいずれかに対向する。すなわち、センサ7は、ロータ2の回転停止時に、ロータ2の磁束を検知可能な状態となる。
 この点について、比較例との対比で説明する。図13は、比較例のアウタロータ型のモータ90の構成を示す図である。このモータ90は、環状のロータ92と、ロータ92の内側に配置されたステータ91とを有する。
 ロータ92は、周方向に複数の永久磁石92a,92bを有する。ロータ92の磁極数は、ここでは4である。ロータ92の永久磁石92aは、径方向内側がN極、径方向外側がS極に着磁されている。永久磁石92bは、径方向内側がS極、径方向外側がN極に着磁されている。
 ステータ91は、円筒状のヨーク911と、ヨーク911から径方向外側に延在する4つのティース912とを有する。ヨーク911の中心には、回転軸92cが挿通されている。この回転軸92cは、図示しない円板部を介してロータ92に連結されている。2つのティース912の間に、ロータ92の磁束を検出するセンサ913が配置されている。
 図14は、本実施の形態のセンサ7が検出する磁束と、比較例のセンサ913が検出する磁束の変化を示すグラフである。横軸は、ロータの回転角度(電気角)を示し、縦軸は磁束を相対値で示す。また、波形Aは、本実施の形態のセンサ7が検出する磁束を示し、波形Bは、比較例のセンサ913が検出する磁束を示す。
 比較例のようなアウタロータ型のモータでは、ロータ92の永久磁石92a,92bが十分に大きいため、センサ913がロータ92の永久磁石92a,92bの何れに対向しているかによってセンサ913には正反対の磁束が入射する。そのため、比較例のセンサ913が検出する磁束は、矩形波状に変化する(波形B)。これに対し、本実施の形態のようなインナロータ型のモータでは、センサ7が検出する磁束は、極間で0、極中心で最大となる正弦波状に変化する(波形A)。
 図15は、図14におけるロータの角度が179.5~180.5度の範囲(すなわち、極間を挟んで±0.5度の範囲)を拡大して示すグラフである。図15に示すように、比較例のセンサ913が検出する磁束は、極間(180度)で急峻に変化する(波形B)。これに対し、本実施の形態のセンサ7が検出する磁束(波形A)は、極間を挟んで連続的に変化する。
 図15において、センサ7が検出可能な磁束のレベルを、最大磁束に対する±1%以上とすると、極間を挟んで±0.25度の範囲(矢印Dで示す)では、センサ7の出力が0となる。
 そのため、ロータ2の回転停止時にセンサ7がロータ2の磁束を検知できるようにするためには、ロータ2の回転停止時に、センサ7の周方向の中心がロータ2の極間20に対して周方向に0.25度以上オフセットしている(ずれている)ことが望ましい。
 この実施の形態1では、図3を参照して説明したように、ティース12の先端部が非対称形状を有し、センサ7の周方向の中心S1が基準直線T1に対してオフセットした位置にある。そのため、ロータ2の回転停止時に、センサ7の周方向の中心S1を、ロータ2の極間20に対して周方向に0.25度以上ずらすことが可能である。すなわち、ロータ2の回転停止時に、センサ7によってロータ2の磁束を検知することができる。これにより、モータ100の起動時にセンサ7の出力が0という状態を回避することができ、モータ100の信頼性を向上することができる。
 また、この実施の形態1では、ステータコア10が分割コア17(図2)の組み合わせで構成されるため、一体型のコアと比較してコイル18の巻線作業が容易であり、コイル18を高密度に巻き付けることができる。但し、ステータコア10が分割コア17の組み合わせで構成される場合、一体型のコアと比較して、分割コア17を組み合わせる際の誤差により、センサ7の位置ずれが生じる可能性がある。
 しかしながら、この実施の形態1では、上記のようにセンサ7の周方向の中心S1が基準直線T1に対してオフセットした位置にあるため、ある程度のオフセット量(角度)を確保することにより、組立時のセンサ7の位置ずれがあっても、ロータ2の回転停止時にセンサ7によってロータ2の磁束を検知することが可能になる。
<実施の形態の効果>
 以上説明したように、実施の形態1では、センサ7の周方向の中心S1が、軸線C1と2つのティース12の周方向における中間位置とを通る基準直線T1に対して、周方向にオフセットした位置にある。そのため、ロータ2の回転停止時に、センサ7がロータ2の永久磁石21,22の何れかに対向し、磁束を検知することができる。これにより、モータ100の信頼性を向上することができる。
 また、ティース12の先端部が非対称形状を有し、ティース12とロータ2とのギャップは、周方向における一方の側(すなわち第1の先端縁121)よりも他方の側(すなわち第2の先端縁122)で大きい。そして、センサ7の周方向の中心S1は、2つのティース12のうち、センサ7に隣接する側でロータ2とのギャップが小さい方のティース12に接近するようにオフセットしている。そのため、ロータ2の回転停止時に、センサ7を、より確実にロータ2の永久磁石21,22の何れかに対向させることができる。
 また、2つのティース12の間に設けられたセンサ固定部15a,15bの間でセンサ7が固定されているため、センサ7を安定した状態で保持することができる。また、センサ固定部15a,15bを絶縁部14と一体に形成することにより、製造工程が簡単になり、製造コストを低減することができる。
 また、センサ固定部15aの周方向の幅W1がセンサ固定部15bの周方向の幅W2よりも狭いため、センサ7をセンサ固定部15a,15bの間に押し込んだ際にセンサ固定部15a側が大きく撓み、センサ7の周方向の中心をセンサ固定部15a側にオフセットさせることができる。
 また、センサ固定部15a,15bが、センサ7を径方向および周方向に位置規制する保持部(位置規制部)151,152,161,162を有するため、センサ7の位置精度を向上することができる。
 また、センサ固定部15a,15bの間に、センサ7を軸方向に挿入する挿入溝が形成されるため、センサ7の取り付けが容易であり、また、挿入溝からリード線75を引き出すことができる。
変形例.
 図16は、実施の形態1の変形例におけるセンサ7の保持構造を説明するための横断面図である。この変形例では、センサ7の径方向外側に、センサガイド46が配置されている。すなわち、センサガイド46によってセンサ7を径方向外側から支持している。
 この変形例のセンサ固定部150a,150bのセンサ7に対向する側の面は、ストレート形状である。センサガイド46およびセンサ固定部150a,150bによって、センサ7を径方向および周方向に位置規制することができる。この変形例によれば、センサガイド46を利用することで、センサ固定部150a,150bの形状を簡単にすることができる。
実施の形態2.
 次に、本発明の実施の形態2について説明する。図17(A)は、実施の形態2のモータを示す横断面図である。上述した実施の形態1のモータ100(図1)は、複数の分割コア17を組み合わせたステータコア10を有していた。これに対し、この実施の形態2のモータは、薄肉部112で連結された複数の連結コア17Aを組み合わせたステータコア10Aを有する。
 図17(A)に示すように、ステータコア10Aの4つのバックヨーク11aのうち、3つのバックヨーク11aには、実施の形態1(図1)で説明した分割面106の代わりに、分離面111と薄肉部112とが形成されている。分離面111は、バックヨーク11aの内周から外周に向けて延在するが、バックヨーク11aの外周には到達しない。分離面111の終端とバックヨーク11aの外周との間には、変形可能な薄肉部(すなわち連結部)112が形成される。なお、薄肉部112の代わりに、カシメを設けてもよい。
 また、ステータコア10Aの4つのバックヨーク11aのうちの一つには、溶接面(すなわち接合面)113が形成されている。この溶接面113は、バックヨーク11aの内周から外周に向けて延在し、バックヨーク11aの外周に到達している。
 ステータコア10Aにおいて、分離面111および薄肉部112(または溶接面113)で区切られた個々のブロックを、連結コア17Aと称する。ここでは、ステータコア10Aは、ティース12毎に4つの連結コア17Aを有する。
 図17(B)は、ステータコア10Aを帯状に展開した状態を示す模式図である。ステータコア10Aは、薄肉部112を変形させることで、図17(A)に示した状態から、図17(B)に示したように帯状に展開することができる。各連結コア17Aは、薄肉部112で連結され、一列につながっている。溶接面113は、列の両端に位置する。
 モータの組立工程では、連結コア17Aを帯状に展開した状態(図17(B))で、連結コア17Aに絶縁部14(センサ固定部15a,15bを含む)を組み付ける。その後、絶縁部14にコイル18を巻き付けたのち、連結コア17Aを環状に湾曲させて、溶接面113を溶接してステータコア10Aを得る。その後、2つのティース12の間のセンサ固定部15a,15bに、センサ7を取り付ける。ステータコア10Aの他の構成は、実施の形態1で説明したステータコア10と同様である。
 この実施の形態2のモータは、ステータコア10Aが連結コア17Aで構成されるため、一体型のコアと比較して、絶縁部14およびセンサ固定部15a,15bの組み付け作業およびコイル18の巻線作業が容易である。そのため、モータ100を小型化した場合でも、コイル18を高密度に巻き付け、占積率を向上することができる。
第1の変形例.
 図18は、実施の形態2の第1の変形例のモータを示す横断面図である。上述した実施の形態2のモータ(図17(A))は、ティース12毎に複数の連結コア17Aを組み合わせたステータコア10Aを有していた。これに対し、第1の変形例のモータは、それぞれ2つのティース12を含む複数の分割コア17Bを組み合わせたステータコア10Bを有する。
 図18に示すように、ステータコア10Bの4つのバックヨーク11aのうち、2つのバックヨーク11aには、実施の形態1(図1)で説明した分割面106が設けられており、残る2つのバックヨーク11aには、分割面106は設けられていない。また、分割面106が設けられたバックヨーク11aと、分割面106が設けられていないバックヨーク11aとは、周方向に交互に配置されている。
 ステータコア10Bにおいて、分割面106で区切られた個々のブロックを、分割コア17Bと称する。ここでは、ステータコア10Bは、それぞれ2つのティース12を含む2つの分割コア17Bを有する。
 モータの組立工程では、それぞれの分割コア17Bに絶縁部14(センサ固定部15a,15bを含む)を組み付ける。その後、絶縁部14にコイル18を巻き付けたのち、2つの分割コア17Bを互いに組み合わせてステータコア10Bを得る。その後、2つのティース12の間のセンサ固定部15a,15bに、センサ7を取り付ける。ステータコア10Bの他の構成は、実施の形態1で説明したステータコア10と同様である。この第1の変形例においても、実施の形態2と同様の効果が得られる。
第2の変形例.
 図19は、実施の形態2の第2の変形例のモータを示す横断面図である。上述した実施の形態2のモータ(図17(A))は、複数の連結コア17Aを組み合わせたステータコア10Aを有していた。これに対し、第2の変形例のモータは、分割コアと連結コアとを組み合わせたステータコア10Cを有する。
 図19に示すように、ステータコア10Cの4つのバックヨーク11aのうち、2つのバックヨーク11aには、実施の形態1(図1)で説明した分割面106が設けられており、残る2つのバックヨーク11aには、実施の形態2(図17)で説明した分離面111および薄肉部112が設けられている。また、分割面106が設けられたバックヨーク11aと、分離面111および薄肉部112が設けられたバックヨーク11aとは、周方向に交互に配置されている。
 ステータコア10Cにおいて、分割面106で区切られた個々のブロックを、分割コア17Cと称する。ここでは、ステータコア10Bは、それぞれ2つのティース12を含む2つの分割コア17Cを有する。また、各分割コア17Cは、薄肉部112によって周方向中心で展開可能である。
 モータの組立工程では、それぞれの分割コア17Cを帯状に展開した状態で、絶縁部14(センサ固定部15a,15bを含む)を組み付ける。その後、絶縁部14にコイル18を巻き付けたのち、2つの分割コア17Cを互いに組み合わせてステータコア10Bを得る。その後、2つのティース12の間のセンサ固定部15a,15bに、センサ7を取り付ける。ステータコア10Cの他の構成は、実施の形態1で説明したステータコア10と同様である。この第2の変形例においても、実施の形態2と同様の効果が得られる。
第3の変形例.
 図20は、実施の形態2の第3の変形例のモータを示す横断面図である。上述した実施の形態2のモータ(図17(A))は、複数の連結コア17Aを組み合わせたステータコア10Aを有していた。これに対し、第4の変形例のモータは、一体構成のステータコア10Dを有する。
 図20に示すように、ステータコア10Dには、実施の形態1(図1)で説明した分割面106は設けられておらず、実施の形態2(図17)で説明した分離面111および薄肉部112も設けられていない。そのため、環状のステータコア10Dに、絶縁部14およびセンサ固定部15a,15bを組み付け、さらにコイル18を巻き付ける必要がある。ステータコア10Dの他の構成は、実施の形態1で説明したステータコア10と同様である。
 上述した各実施の形態および各変形例では、4つのティース12を有するステータコア10~10Dについて説明したが、ティースの数は2以上であればよい。また、ステータコア10~10Dのヨーク11は、バックヨーク11aと連結ヨーク11bとを有すると説明したが、円環状のヨークであってもよい。
<電気掃除機>
 次に、各実施の形態および変形例の電動送風機が適用される電気掃除機について説明する。図21は、実施の形態1の電動送風機200(図7)を用いた電気掃除機300を示す模式図である。
 電気掃除機300は、掃除機本体301と、掃除機本体301に接続されたパイプ303と、パイプ303の先端部に接続された吸引部304とを備える。吸引部304には、塵埃を含む空気を吸引するための吸引口305が設けられている。掃除機本体301の内部には、集塵容器302が配置されている。
 掃除機本体301の内部には、吸引口305から集塵容器302に塵埃を含む空気を吸引する電動送風機200が配置されている。電動送風機200は、例えば図7に示した構成を有する。掃除機本体301には、また、ユーザによって把持されるグリップ部306が設けられ、グリップ部306にはオンオフスイッチ等の操作部307が設けられている。
  ユーザがグリップ部306を把持して操作部307を操作すると、電動送風機200が作動し、モータ100が回転する。電動送風機200が作動すると、吸引風が発生し、吸引口305およびパイプ303を介して空気と共に塵埃が吸引される。吸引された塵埃は、集塵容器302に収納される。
 この電気掃除機300は、信頼性の高い電動送風機200を用いているため、高い運転効率を得ることができる。
<手乾燥装置>
 次に、各実施の形態および変形例の電動送風機が適用される手乾燥装置について説明する。図22は、実施の形態1の電動送風機200(図7)を用いた手乾燥装置500を示す模式図である。
 手乾燥装置500は、筐体501と、筐体501の内部に固定された電動送風機200とを有する。電動送風機200は、例えば図7に示した構成を有する。筐体501は、吸気口502と送風口503とを有し、送風口503の下側に、ユーザが手を挿入する手挿入部504を有する。電動送風機200は、空気の流れを発生させることにより、吸気口502を介して筐体501の外部の空気を吸引し、送風口503を介して手挿入部504に空気を送風する。
 手乾燥装置500の電源をオンにすると、電力が電動送風機200に供給され、モータ100が駆動する。電動送風機200が駆動している間、手乾燥装置500の外部の空気が吸気口502から吸引され、送風口503から送風される。ユーザが手挿入部504に手を挿入すると、送風口503から送風される空気により、手に付着した水滴を吹き飛ばし、あるいは蒸発させることができる。
 手乾燥装置500は、信頼性の高い電動送風機200を用いているため、高い運転効率を得ることができる。
 以上、本発明の望ましい実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良または変形を行なうことができる。
 1 ステータ、 2 ロータ、 4 モータフレーム、 5 第1の部分、 6 第2の部分、 7 センサ、 10,10A,10B,10C,10D ステータコア、 11 ヨーク、 11a バックヨーク、 11b 連結ヨーク、 12 ティース、 12a 第1の側面部、 12b 第2の側面部、 13 スロット、 14 絶縁部、 15a センサ固定部(第1のセンサ固定部)、 15b センサ固定部(第2のセンサ固定部)、 16 保持面、 17,17B,17C 分割コア、 17A 連結コア、 18 コイル、 21,22 永久磁石、 25 回転シャフト、 30 筐体、 30a 吸入口、 30b 排出口、 31 動翼(ファン)、 31a 羽根、 32 静翼、 32a 主板、 32b 羽根、 32c 導風板(導風部材)、 33 支持部、 34 ファンカバー、 40 モータ収容部、 41 壁部、 42 穴、 44 軸受収容部、 45 軸受、 46 センサガイド、 48 基板、 51 第1の端部、 52 第1の側部、 61 第2の端部、 62 第2の側部、 71 対向面、 72,73 側面、 74 背面、 75 リード線、 100 モータ、 105 固定用窪み、 106 分割面、 111 分離面、 112 薄肉部(連結部)、 113 溶接面(接合面)、 151,152,161,162 保持部(位置規制部)、 200 電動送風機、 300 電気掃除機、 301 掃除機本体、 302 集塵容器、 303 パイプ、 304 吸引部、 305 吸引口、 306 グリップ部、 307 操作部、500 手乾燥装置、 501 筐体、 502 吸気口、 503 送風口、 504 手挿入部。

Claims (15)

  1.  複数の磁極を有するロータと、前記ロータを囲むステータとを有する単相モータであって、
     前記ステータは、
     前記ロータの回転軸を囲むように延在するヨークと、
     前記ヨークから前記回転軸に向かう方向に延在する、前記磁極の数と同数の複数のティースと、
     前記複数のティースのうち、前記回転軸を中心とする周方向に隣り合う2つのティースの間に配置され、前記ロータに対向するセンサと
     を有し、
     前記回転軸と、前記2つのティースの前記周方向における中間位置とを通る直線を、基準直線とすると、
     前記センサの前記周方向の中心は、前記基準直線に対して、前記周方向にオフセットした位置にある
     モータ。
  2.  前記2つのティースは、いずれも、前記ロータとのギャップが、前記周方向における一方の側よりも他方の側で大きく、
     前記センサの前記周方向の中心は、前記2つのティースのうち、前記センサに周方向に隣接する側において前記ロータとのギャップが小さい方のティースに接近するようにオフセットした位置にある
     請求項1に記載のモータ。
  3.  前記2つのティースの間に設けられた第1のセンサ固定部と第2のセンサ固定部とをさらに有し、
     前記第1のセンサ固定部と前記第2のセンサ固定部との間で、前記センサが固定されている
     請求項2に記載のモータ。
  4.  前記第1のセンサ固定部は、前記2つのティースのうちの一方のティースにおいて、前記ロータとのギャップが小さい側に設けられ、
     前記第2のセンサ固定部は、前記2つのティースのうちの他方のティースにおいて、前記ロータとのギャップが大きい側に設けられ、
     前記第1のセンサ固定部の前記周方向の幅は、前記第2のセンサ固定部の前記周方向の幅よりも狭い
     請求項3に記載のモータ。
  5.  前記第1のセンサ固定部および前記第2のセンサ固定部は、いずれも、前記センサを前記回転軸に対する径方向および前記周方向に位置規制する位置規制部を有する
     請求項3または4に記載のモータ。
  6.  前記第1のセンサ固定部と前記第2のセンサ固定部との間に、前記センサを前記回転軸の方向に挿入する挿入溝が形成される
     請求項3から5までの何れか1項に記載のモータ。
  7.  前記センサの前記回転軸に対する径方向の外側に、センサガイドが配置され、
     前記第1のセンサ固定部および前記第2のセンサ固定部と、前記センサガイドとの間で、前記センサが保持されている
     請求項3から6までの何れか1項に記載のモータ。
  8.  前記第1のセンサ固定部および前記第2のセンサ固定部は、絶縁体で構成されている
     請求項3から7までの何れか1項に記載のモータ。
  9.  前記第1のセンサ固定部および前記第2のセンサ固定部は、前記2つのティースにコイルを巻き付けるための絶縁部と一体に構成されている
     請求項8に記載のモータ。
  10.  前記2つのティースの前記周方向における中間位置は、前記2つのティースのそれぞれの根元部の前記周方向における中間位置である
     請求項1から9までの何れか1項に記載のモータ。
  11.  前記ステータは、分割面で組み合わせられた複数のブロック、または、連結部で連結された複数のブロックを有するステータコアを備える
     請求項1から10までの何れか1項に記載のモータ。
  12.  請求項1から11までの何れか1項に記載のモータと、
     前記モータにより回転する動翼と、
     前記モータを収容するフレームと
     を有する電動送風機。
  13.  前記ステータの外周面に、固定用窪みが形成され、
     前記フレームは、前記固定用窪みに係合する係合部を有する
     請求項12に記載の電動送風機。
  14.  吸引口を有する吸引部と、
     塵埃を収納する集塵容器と、
     前記吸引部から前記集塵容器に塵埃を含む空気を吸引する、請求項12または13に記載の電動送風機と
     を備えた電気掃除機。
  15.  吸気口および送風口を有する筐体と、
     前記筐体の内部に配置され、前記吸気口から空気を吸引し、前記送風口から空気を送風する、請求項12または13に記載の電動送風機と
     を備えた手乾燥装置。
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