WO2022064748A1 - 電動機、電動送風機および電気掃除機 - Google Patents

電動機、電動送風機および電気掃除機 Download PDF

Info

Publication number
WO2022064748A1
WO2022064748A1 PCT/JP2021/015922 JP2021015922W WO2022064748A1 WO 2022064748 A1 WO2022064748 A1 WO 2022064748A1 JP 2021015922 W JP2021015922 W JP 2021015922W WO 2022064748 A1 WO2022064748 A1 WO 2022064748A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tee score
ring core
insulating bobbin
motor
score
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/015922
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
潤之介 中津川
博洋 床井
武史 本多
誠二 坂上
賢宏 伊藤
則和 伊藤
聡 菊地
真一 湧井
Original Assignee
日立グローバルライフソリューションズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 filed Critical 日立グローバルライフソリューションズ株式会社
Publication of WO2022064748A1 publication Critical patent/WO2022064748A1/ja

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/16—Stator cores with slots for windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/34—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation

Definitions

  • the present invention relates to a motor, an electric blower, and a vacuum cleaner.
  • cordless vacuum cleaners whose demand has been rapidly increasing in recent years, are equipped with brushless electric motors with a speed of 80,000 rpm or more in order to reduce the fan diameter and weight of electric blowers.
  • speed of the motor When the speed of the motor is increased, the magnetic flux flowing through the core becomes high frequency, the iron loss increases, and the friction loss of the bearing also increases.
  • the motor when the motor is miniaturized, the amount of heat generated per volume increases, the heat dissipation area decreases, and the temperature rises. Both an increase in loss and an increase in temperature lead to a decrease in motor efficiency, which hinders the realization of miniaturization by increasing the speed.
  • a slotless motor that does not have a tooth, which is a site where iron loss occurs, and a motor with a slot that is a miniaturized tooth are known.
  • Patent Document 1 in a permanent magnet type motor having a stator in which a winding and an iron core are arranged and a rotor in which permanent magnets constituting a plurality of magnetic poles are arranged, the winding is formed by a coil having a plurality of centrally wound air cores. Described is a permanent magnet motor configured with a tooth inserted into the air core of the coil.
  • the electric motor described in Patent Document 1 has a narrower teeth angle width and a larger coil flatness than a general electric motor. Then, the number of interlinking magnetic fluxes is increased as compared with the slotless motor, and the magnetic flux generated by the winding is dispersed to reduce the influence of magnetic saturation. On the other hand, by providing the teeth, a magnetic attraction force acts between the permanent magnets of the rotor and the teeth, and a force that attracts the teeth inward in the radial direction is generated, which may cause noise when driving the motor. ..
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and provides an electric motor, an electric blower, and an electric vacuum cleaner that reduce the magnetic attraction acting on the teeth of the electric motor and suppress the noise when the motor is driven. Make it an issue.
  • the motor of the present invention includes a stator having a core, a coil and an insulating bobbin, and a rotor having a permanent magnet, and the core is a ring core which is a yoke portion and a tooth. It is divided into a tee score which is a part, and the tee score is fixed to the insulating bobbin and is characterized in that a gap is provided between the tee score and the ring core.
  • an electric motor, an electric blower, and an electric vacuum cleaner that reduce the magnetic attraction force acting on the teeth of the electric motor and suppress the noise when the electric motor is driven.
  • FIG. 1 It is a perspective view which looked at the electric motor which concerns on 1st Embodiment of this invention from the diagonally front upper side. It is sectional drawing of the electric motor of FIG. It is a figure which shows the analysis result of the tee score and the magnetic attraction force acting on a ring core when the radial width of a gap is large when the electric motor which concerns on 1st Embodiment is driving. It is a figure which shows the analysis result of the tee score and the magnetic attraction force acting on a ring core when the radial width of a gap is small when the electric motor which concerns on 1st Embodiment is driving.
  • FIG. 1 is a perspective view of the electric motor 100 according to the first embodiment of the present invention as viewed from diagonally forward and upward.
  • the right side of the motor 100 will be referred to as the right side
  • the left side of the motor 100 will be referred to as the left side.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the electric motor 100 of FIG.
  • the motor 100 includes a stator 1 and a rotor 2 arranged on the inner peripheral side of the stator 1 via an air gap.
  • the motor 100 includes a core 10 (see FIG. 2), a stator 1 having a coil 13 and an insulating bobbin 12, and a rotor 2 having a permanent magnet 21.
  • the core 10 is divided into a ring core 11 which is a yoke portion and a tee score 14 which is a teeth portion, and the tee score 14 is fixed to the insulating bobbin 12.
  • the motor 100 is characterized in that a gap 15 is provided between the tee score 14 and the ring core 11.
  • stator 1 is housed in the insulated bobbin 12 via a cylindrical ring core 11, an insulating bobbin 12 arranged on the inner peripheral side thereof, a coil 13 wound around the insulated bobbin 12, and a ring core 11 and a gap 15.
  • the tee score is 14, and the score is 14.
  • the tee score 14 and the coil 13 are three each, and are arranged at intervals of 120 degrees in the circumferential direction.
  • a three-phase alternating current whose phase is shifted by an electric angle of 120 degrees is energized in each of the coils 13, and a rotating magnetic field is formed.
  • the ring core 11 and the tee score 14 can be configured, for example, by laminating electromagnetic steel sheets in the axial direction (direction perpendicular to the cross-sectional view of FIG. 2).
  • the tee score 14 may be stacked in the circumferential direction (rotational direction of the rotor 2).
  • the insulating bobbin 12 includes an inner peripheral portion 121 extending in the circumferential direction between the permanent magnet 21 and the tee score 14, an outer peripheral portion 122 extending in the circumferential direction between the tee score 14 and the ring core 11, and an inner peripheral portion 121.
  • a wall portion 123 that connects the outer peripheral portion 122 in the radial direction is provided.
  • the insulating bobbin 12 can be made of, for example, a resin. When a resin reinforced with glass fiber or the like is used, creep due to heat is less likely to occur, deformation is less likely to occur when the coil is wound, and manufacturing variations during mass production can be reduced.
  • the inner peripheral side of the insulated bobbin 12 is connected in a cylindrical shape (see the inner peripheral portion 121 in FIG. 2), and the tee score 14 is inserted into the insulated bobbin 12 from the outer peripheral side, for example, and is received by the cylindrical portion on the inner peripheral side. Can be done.
  • the coil 13 is wound around the insulating bobbin 12 into which the tee score 14 is inserted, it is press-fitted or fixed to the ring core 11 with an adhesive.
  • the tee score 14 is fixed to the magnetic attraction from the permanent magnet 21 by contacting the insulating bobbin 12 on the inner peripheral side facing the permanent magnet 21, and is magnetic on the outer peripheral side facing the ring core 11.
  • a gap 15 (gap) that serves as a resistance is provided.
  • the rotor 2 includes a cylindrical permanent magnet 21 and a shaft 22 arranged on the inner peripheral side thereof.
  • the number of poles of the permanent magnet 21 is, for example, 4 poles, and the magnetizing distribution is polar anisotropy or Halbach array.
  • Torque is generated by the magnetic interaction between the magnetic pole of the rotor 2 and the rotating magnetic field of the stator 1, and the rotor 2 rotates in the circumferential direction.
  • FIGS. 3 and 4 are diagrams showing the analysis results of the magnetic attraction force (radial component Fr of the electromagnetic force) acting on the tee score 14 and the ring core 11 when the electric motor 100 is being driven.
  • FIG. 3 shows a case where the radial width of the gap 15 between the tee score 14 and the ring core 11 is large (reference value: 1)
  • FIG. 4 shows the gap 15 between the tee score 14 and the ring core 11.
  • the horizontal axis of FIGS. 3 and 4 is the rotation angle ⁇ of the rotor 2.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the size of the gap 15 and the size of the pulsation of the magnetic attraction force (Fr_pp).
  • the horizontal axis of FIG. 5 is the radial width of the gap 15 between the tee score 14 and the ring core 11. As shown in FIG. 5, the larger the gap 15 between the tee score 14 and the ring core 11, the smaller the magnetic attraction force pulsation of the tee score 14.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the size of the gap 15 and the average value (Fr_ave) of the magnetic attraction force.
  • the horizontal axis of FIG. 6 is the radial width of the gap 15 between the tee score 14 and the ring core 11. As shown in FIG. 6, the larger the gap 15 between the tee score 14 and the ring core 11, the larger the magnetic resistance, and the smaller the average value (Fr_ave) of the magnetic attraction acting on the ring core 11.
  • the motor 100 of the present embodiment has a stator 1 having a core 10, a coil 13 and an insulating bobbin 12, a rotor 2 having a permanent magnet 21, a ring core 11 which is a yoke portion, and an insulating bobbin.
  • a tee score 14 which is fixed to 12 and is a tee portion, and a gap 15 provided between the tee score 14 and the ring core 11 are provided.
  • the magnetic attraction acting on the tee score was large, and it was necessary to fit it to the ring core or adhere it to the ring core in order to firmly fix the tee score.
  • the magnetic attraction pulsation acting on the tee score 14 can be reduced by the gap 15 provided between the tee score 14 and the ring core 11 (see FIG. 6).
  • the tee score 14 can be inserted into and fixed to the insulating bobbin 12 without being fitted to the ring core 11 or adhered to the ring core 11.
  • the electromagnetic vibration of the motor generated by the magnetic attraction force pulsation acting on the tee score 14 can be reduced (see FIGS. 3 and 4), and the noise when the motor is driven can be reduced.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the electric motor 100A according to the second embodiment of the present invention.
  • the electric motor 100A includes a stator 1 having a core 10, a coil 13 and an insulating bobbin 12A, a rotor 2 having a permanent magnet 21, a ring core 11 which is a yoke portion, and an insulating bobbin. It is fixed to 12A and includes a tee score 14 which is a tee portion, and a gap 15 provided between the tee score 14 and the ring core 11.
  • the insulating bobbin 12A includes an inner peripheral portion 121 extending in the circumferential direction between the permanent magnet 21 and the tee score 14, an outer peripheral portion 122 extending in the circumferential direction between the tee score 14 and the ring core 11, and an inner peripheral portion 121. It includes a wall portion 123 that connects the outer peripheral portion 122 in the radial direction, and a protrusion 124 that extends toward a gap 15 provided between the tee score 14 and the ring core 11.
  • the insulating bobbin 12A has a protrusion 124 extending toward the gap 15 between the ring core 11 and the tee score 14. That is, the protrusion 124 of the insulating bobbin 12A extends so as to be inserted into the gap 15 from the left and right.
  • the protrusion 124 has a function as a spacer that keeps the radial thickness of the gap 15 at a predetermined thickness. Assuming that the circumferential width of the tee score 14 is A and the circumferential width of the gap 15 is B, the relationship A> B is established.
  • the protrusion 124 allows the tee score 14 to be secured to the insulating bobbin 12A while ensuring a gap 15 between the ring core 11 and the tee score 14. Further, the radial width of the gap 15 can be arbitrarily set depending on the radial thickness of the protrusion 124.
  • FIG. 8 is a side view showing the configuration of the tee score 14 and the insulated bobbin 12A of the electric motor 100A of FIG. 7, and shows the insulated bobbin 12A divided into two in the axial direction.
  • the insulated bobbin 12A can be housed in the insulated bobbin 12A by dividing the insulated bobbin 12A into two in the axial direction and covering the tee score 14 from both sides in the axial direction.
  • the electric motor 100A has a protrusion 124 in which the insulating bobbin 12A extends toward the gap 15 provided between the tee score 14 and the ring core 11.
  • the tee score 14 can be fixed to the insulating bobbin 12A, and the gap 15 between the tee score 14 and the ring core 11 can be secured accurately and easily.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the electric motor 100B according to the third embodiment of the present invention.
  • the electric motor 100B includes a stator 1 having a core 10, a coil 13 and an insulating bobbin 12B, a rotor 2 having a permanent magnet 21, a ring core 11 which is a yoke portion, and an insulating bobbin. It is fixed to 12B and includes a tee score 14B which is a tee portion and a gap 15 provided between the tee score 14B and the ring core 11.
  • the tee score 14B has a wide surface facing the permanent magnet 21 on the inner peripheral side and a narrow surface facing the ring core 11 on the outer peripheral side. For the tee score 14B, if the circumferential width on the inner peripheral side is C and the circumferential width on the outer peripheral side is D, the relationship of C> D is established.
  • the insulating bobbin 12B has an inner peripheral portion 121 extending in the circumferential direction between the permanent magnet 21 and the tee score 14, an outer peripheral portion 122 extending in the circumferential direction between the tee score 14 and the ring core 11, and outward.
  • a wall portion 123B that connects the inner peripheral portion 121 and the outer peripheral portion 122 while being inclined so that the opening portion becomes narrow is provided.
  • the wall portions 123B in contact with the tee score 14B on both sides in the circumferential direction are not parallel to each other, and the side facing the permanent magnet 21 is wide and the side facing the ring core 11 is narrowed according to the shape of the tee score 14B.
  • the insulating bobbin 12B has a wide circumferential width on the inner peripheral side and a narrow circumferential width on the outer peripheral side.
  • the wall portion 123B inclined outwardly allows the tee score 14B to be firmly fixed to the insulating bobbin 12B while ensuring a gap 15 between the ring core 11 and the tee score 14B.
  • FIG. 10 is a side view showing the configuration of the tee score 14B and the insulated bobbin 12B of the electric motor 100B of FIG. 9, and shows the insulated bobbin 12B divided into two in the axial direction.
  • the insulated bobbin 12B can be housed in the insulated bobbin 12B by dividing the insulated bobbin 12B into two in the axial direction and covering the tee score 14B from both sides in the axial direction.
  • the tee score 14 has a wide surface facing the permanent magnet 21 and the surface facing the ring core 11 has a narrow surface, and the insulating bobbin 12 has a tee score.
  • the tee score 14 and the wall portions 123B in contact with each other on both sides in the circumferential direction are not parallel to each other, and the side facing the permanent magnet 21 is wide and the side facing the ring core 11 is narrow.
  • the tee score 14B can be firmly fixed by the insulating bobbin 12B while easily securing the gap 15 between the tee score 14B and the ring core 11.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the electric motor 100C according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the motor 100C includes a stator 1 having a core 10, a coil 13 and an insulating bobbin 12C, a rotor 2 having a permanent magnet 21, a ring core 11 which is a yoke portion, and an insulating bobbin. It is fixed to 12C and includes a tea score 14 which is a teeth portion, a gap 15 provided between the tea score 14 and the ring core 11, and an adhesive 151 filled in the gap 15.
  • the insulating bobbin 12C is composed of three members whose inner peripheral side (inner peripheral portion 121) is not an annulus but is divided into three parts.
  • the gap 15 between the tee score 14 and the ring core 11 is filled with the adhesive 151.
  • the insulating bobbin 12C is composed of three members whose inner peripheral side (inner peripheral portion 121) is divided into three, and has a tee score 14 and a ring core 11. The gap 15 between them is filled with the adhesive 151. Since the insulating bobbin 12C is composed of three members whose inner peripheral side is divided into three, it is not necessary to receive the inner peripheral side of the tee score 14 at the inner peripheral portion 121 (the tee score 14 can be increased in the radial direction), and the tee is teeed. The air gap between the score 14 and the permanent magnet 21 can be further narrowed. Thereby, it is possible to provide the electric motor 100C with improved torque.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the electric motor 100D according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the electric motor 100D has an insulating bobbin 12C shown in FIG. 11 further divided into two, an insulating bobbin 12D1, 12D2 (12D), and a cylindrical shape arranged on the inner peripheral side of the insulating bobbin 12D.
  • the holding member 16 is provided.
  • the electric motor 100D (100) adopts a configuration in which the insulated bobbins 12D1 and 12D2 (12D) are individually separated, so that the coil 13 is wound around each insulated bobbin 12D at a high space factor and then the inner peripheral side of the ring core 11 is formed. Can be delivered to.
  • the electric motor 100D is configured such that the insulating bobbin 12D is separated for each tee score 14, and a cylindrical holding member 16 is provided between the insulating bobbin 12D and the permanent magnet 21. Have been placed. Thereby, it is possible to provide the electric motor 100D in which the coil 13 is wound with a high space factor.
  • the holding member 16 is provided with a convex portion 161 protruding in the radial direction at a portion facing the tee score 14.
  • the convex portion 161 can accurately secure the circumferential position of the insulating bobbin 12D, and the tee score 14 can be stably fixed.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of an electric blower 200 including the electric motor 100 according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the electric blower 200 is a blower including a mixed flow impeller 40 (impeller), a fan cover 41, and a flow path 42, and includes an electric motor 100.
  • any of the electric motors 100, 100A to 100D of each embodiment may be applied.
  • the electric motor 100 is housed in the motor housing 30, and the insulating bobbin 12 is fixed to the coil holding portion 32 provided in the end bracket 31.
  • the rotor 2 is rotatably fixed to the motor housing 30 via the bearing 33.
  • a mixed flow impeller 40 is provided at the shaft end of the shaft 22, and constitutes an electric blower 200 together with a fan cover 41.
  • a flow path 42 is provided in a cylindrical shape between the outer circumference of the motor housing 30 and the fan cover 41.
  • a DC magnetic field is formed on the outer peripheral side of the rotor 2 by a permanent magnet 21.
  • an inverter (not shown)
  • a rotating magnetic field is formed on the inner peripheral side of the stator 1.
  • the mixed flow impeller 40 rotates, sucks air from the left side toward the paper surface, and blows the air flow F to the flow path 42 through the fan cover 41 (FIG. 13). See thick arrow).
  • the airflow F formed by the mixed flow impeller 40 is composed of a straight-ahead component toward the right side and a swirl component in the same direction as the rotation of the shaft.
  • the electric blower 200 using the motor 100 of the present invention can provide a compact, lightweight, high-efficiency, low-noise electric blower.
  • FIG. 14 to 16 are block diagrams of a vacuum cleaner 400 including an electric motor 100 according to a seventh embodiment of the present invention.
  • 14 is a perspective view when the vacuum cleaner 400 is used as a stick type
  • FIG. 15 is a side view when the vacuum cleaner 400 is used as a handy type
  • FIG. 16 is a vertical cross section of the main body of the vacuum cleaner 400. It is a figure.
  • the case of applying to a rechargeable vacuum cleaner 400 that can be used by appropriately switching between the stick type and the handy type will be described as an example, but various types such as stick type only and handy type only will be described. Can be applied to vacuum cleaners.
  • the vacuum cleaner 400 includes a dust collecting chamber 401 for collecting dust and an electric blower 200 (see FIG. 16) for generating a suction airflow necessary for collecting dust.
  • the vacuum cleaner 400 includes a vacuum cleaner main body 410 that houses the electric blower 200, a telescopic pipe 402 that can be expanded and contracted with respect to the vacuum cleaner main body 410, a grip portion 403 provided at one end of the telescopic pipe 402, and a grip portion. It is configured to include a switch unit 404 for turning on / off the electric blower 200 provided in the 403.
  • the vacuum cleaner 400 shown in FIG. 14 is in a stick state, and the telescopic pipe 402 is in a stretched state. Further, a mouthpiece 405 is attached to the other end of the vacuum cleaner body 410, and the vacuum cleaner body 410 and the mouthpiece 405 are connected by a connection portion 406.
  • the vacuum cleaner 400 shown in FIG. 15 is in a handy state, in which the telescopic pipe 402 is housed in the vacuum cleaner main body 410, and the grip portion 403 is in a state of being close to the telescopic pipe 402 side.
  • the handy grip portion 407 which serves as a handle in the handy state, is provided on the upper surface side of the vacuum cleaner main body 410 between the adjacent grip portion 403 and the dust collecting chamber 401.
  • a mouthpiece (gap nozzle) 408 is attached to the other end of the vacuum cleaner body 410, and the vacuum cleaner body 410 and the mouthpiece 408 are connected by a connection portion 406.
  • the electric blower 200 housed in the vacuum cleaner main body 410 is operated to generate a suction airflow. Then, dust is sucked from the mouthpieces 405 and 408, and is collected in the dust collecting chamber 401 of the vacuum cleaner main body 410 through the connecting portion 406.
  • FIG. 16 is a vertical sectional view of the main body of the vacuum cleaner 400. Note that FIG. 16 shows a handy state in which the mouthpiece 408 is removed from the vacuum cleaner main body 410. As shown in FIG. 16, inside the vacuum cleaner main body 410, an electric blower 200 (see FIG. 13) that generates suction force, a battery unit 420 that supplies electric power to the electric blower 200, and a drive circuit 430 are provided. There is.
  • the air sucked from the mouthpieces 405 and 408 passes through the flow path 440 (see FIG. 14) provided in the vacuum cleaner main body 410 and collects dust arranged in front of the electric blower 200. It is sent to the chamber 401 and collected in the dust collecting chamber 401. Then, the air after the dust is separated in the dust collecting chamber 401 passes through the electric blower 200 and the drive circuit 430, and is discharged to the outside from the exhaust port (not shown) formed in the vacuum cleaner main body 410.
  • the vacuum cleaner 400 includes an electric blower 200 using the motor 100 of the present invention. This makes it possible to provide a vacuum cleaner that is compact, lightweight, highly efficient, and has low noise.
  • the electric motor 100 has four poles of the permanent magnet 21 and the magnetism distribution is polar anisotropic or Halbach array, but other poles such as two poles and six poles may be used.
  • the magnetizing distribution may be parallel magnetizing or radial magnetizing.
  • a rare earth-based bonded magnet made by mixing a rare earth-based magnetic powder such as a sumalium iron nitrogen magnet or a neodymium magnet with an organic binder is assumed, but a rare earth-based sintered magnet or ferrite is assumed.
  • Other permanent magnets such as magnets may be used.
  • a reluctance motor or the like that does not use a permanent magnet may be used.
  • the number of coils is not limited to 3, and may be another number such as 6, 9 which is a multiple of 3.
  • the electric motor 100 has an inner rotor structure in which the rotor 2 is on the inner peripheral side and the stator 1 is on the outer peripheral side, but the outer rotor has the rotor 2 on the outer peripheral side and the stator 1 on the inner peripheral side. It may be a structure.
  • Stator 2 Rotor 10 core 11 Ring core 12, 12A, 12C, 12D, 12D 1, 12D2 Insulated bobbin 13 Coil 14, 14B Tea score 15 Gap (gap) 16 Holding member 21 Permanent magnet 32 Coil holding part 40 Diagonal flow impeller (impeller) 41 Fan cover 42 Channel 100, 100A-100D Motor 121 Inner circumference 122 Outer circumference 123, 123B Wall 124 Protrusions 151 Adhesive 161 Convex part 200 Electric blower (blower) 400 Vacuum cleaner 401 Dust collection room 410 Vacuum cleaner body

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
  • Electric Suction Cleaners (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

電動機のティースにはたらく磁気吸引力を低減し、電動機駆動時の騒音を抑制する電動機、電動送風機および電気掃除機を提供する。 電動機１００は、コア１０、コイル１３および絶縁ボビン１２を有する固定子１と、永久磁石２１を有する回転子２と、ヨーク部であるリングコア１１と、絶縁ボビン１２に固定され、ティース部であるティースコア１４と、ティースコア１４とリングコア１１との間に設けられたギャップ１５と、を備える。

Description

電動機、電動送風機および電気掃除機
　本発明は、電動機、電動送風機および電気掃除機に関する。
　電動機や機械装置の小型・軽量化を目的として、電動機の高速化が進展している。なかでも、近年需要が急速に高まっているコードレス掃除機では、電動送風機のファン径縮小や軽量化を図るため、毎分８万回転以上のブラシレス電動機が搭載されている。電動機を高速化すると、コアを流れる磁束が高周波化して鉄損が増加し、軸受の摩擦損失も増加する。さらに、電動機を小型化すると、体積当たりの発熱量が増加、放熱面積が減少し、温度が上昇する。損失増加や温度上昇は、いずれも電動機効率の低下につながり、高速化による小型化の実現を妨げることになる。
　電動機の高速化に伴う鉄損増加を抑制する構造として、鉄損の発生部位であるティースを持たないスロットレス電動機や、ティースを小型化したスロット付き電動機が知られている。
　特許文献１には、巻線と鉄心を配置したステータと、複数の磁極を構成する永久磁石を配置したロータを持つ永久磁石形モータにおいて、巻線は複数の集中巻された空心を有するコイルによって構成され、鉄心は前記コイルの空心に挿入されるティースを備える永久磁石形モータが記載されている。
特開２００４－１８７３４４号公報
　特許文献１に記載の電動機は、一般的な電動機と比べてティースの角度幅が狭く、コイルの偏平度合が大きく構成されている。そして、スロットレス電動機よりも鎖交磁束数を増加させるとともに、巻線の作る磁束を分散し磁気飽和の影響を減少させている。その一方で、ティースを設けたことにより、ロータの永久磁石とティースとの間に磁気吸引力が働き、ティースが径方向内側に引き寄せられる力が発生し、電動機駆動時の騒音を引き起こすおそれがある。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電動機のティースにはたらく磁気吸引力を低減し、電動機駆動時の騒音を抑制する電動機、電動送風機および電気掃除機を提供することを課題とする。
　上記課題を解決するために、本発明の電動機は、コアとコイルと絶縁ボビンとを有する固定子と、永久磁石を有する回転子と、を備え、前記コアは、ヨーク部であるリングコアと、ティース部であるティースコアとに分かれ、前記ティースコアは、前記絶縁ボビンに固定され、前記ティースコアと前記リングコアとの間にギャップを設けることを特徴とする。
　本発明によれば、電動機のティースにはたらく磁気吸引力を低減し、電動機駆動時の騒音を抑制する電動機、電動送風機および電気掃除機を提供することができる。
本発明の第１の実施形態に係る電動機を斜め前上方から見た斜視図である。 図１の電動機の断面図である。 上記第１の実施形態に係る電動機を駆動している時に、ギャップの径方向幅が大きい場合におけるティースコアとリングコアにはたらく磁気吸引力の解析結果を示す図である。 上記第１の実施形態に係る電動機を駆動している時に、ギャップの径方向幅が小さい場合におけるティースコアとリングコアにはたらく磁気吸引力の解析結果を示す図である。 上記第１の実施形態に係る電動機のギャップの大きさと磁気吸引力の脈動の大きさの関係を示す図である。 上記第１の実施形態に係る電動機のギャップの大きさと磁気吸引力の平均値の関係を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る電動機の断面図である。 図７の電動機のティースコアと絶縁ボビンの構成を示す側面図である。 本発明の第３の実施形態に係る電動機の断面図である。 図９の電動機のティースコアと絶縁ボビンの構成を示す側面図である。 本発明の第４の実施形態に係る電動機の断面図である。 本発明の第５の実施形態に係る電動機の断面図である。 本発明の第６の実施形態に係る電動機を備える電動送風機の断面図である。 本発明の第７の実施形態に係る電気掃除機をスティック型として使用する際の斜視図である。 上記第７の実施形態に係る電気掃除機をハンディ型として使用する際の斜視図である。 上記第７の実施形態に係る電気掃除機本体の縦断面図である。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
　以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態において、同様の構成要素には同様の符号を付し、説明を省略する。
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る電動機１００を斜め前上方から見た斜視図である。なお、以下では電動機１００の向かって右側を右側と称し、向かって左側を左側と称す。図２は、図１の電動機１００の断面図である。
　図１および図２に示すように、電動機１００は、固定子１と、固定子１の内周側にエアギャップを介して配置される回転子２と、からなる。
　電動機１００は、コア１０（図２参照）、コイル１３および絶縁ボビン１２を有する固定子１と、永久磁石２１を有する回転子２と、を備える。
　コア１０は、ヨーク部であるリングコア１１とティース部であるティースコア１４とに分かれ、ティースコア１４は、絶縁ボビン１２に固定される。
　電動機１００は、ティースコア１４とリングコア１１との間にギャップ１５を設けることを特徴とする。
 <固定子１の構成>
　固定子１は、円筒状のリングコア１１と、その内周側に配置された絶縁ボビン１２と、絶縁ボビン１２に巻回されたコイル１３と、リングコア１１とギャップ１５を介して絶縁ボビン１２に納められたティースコア１４と、を備える。
　ティースコア１４およびコイル１３は、各３個であり、周方向に１２０度ずつの間隔で配置されている。コイル１３には、それぞれ電気角１２０度ずつ位相をずらした三相交流電流が通電され、回転磁界が形成される。
　リングコア１１およびティースコア１４は、例えば電磁鋼板を軸方向（図２の断面図に対して垂直な方向）積層して構成できる。ティースコア１４は、周方向（回転子２の回転方向）に積層してもよい。
　絶縁ボビン１２は、永久磁石２１とティースコア１４との間で周方向に伸びる内周部１２１と、ティースコア１４とリングコア１１との間で周方向に伸びる外周部１２２と、内周部１２１と外周部１２２とを径方向に繋ぐ壁部１２３と、を備える。
　絶縁ボビン１２は、例えば樹脂で構成できる。ガラス繊維等で強化した樹脂を用いると、熱によるクリープが起きにくく、またコイル巻回時に変形しにくくなり、量産時の製造ばらつきを小さくできる。
　絶縁ボビン１２は、内周側が円筒状につながっており（図２の内周部１２１参照）、ティースコア１４は、例えば外周側から絶縁ボビン１２に挿入され、内周側の円筒部分で受けることができる。ティースコア１４を挿入した絶縁ボビン１２にコイル１３が巻回された後に、リングコア１１に圧入または接着剤で固定される。
　ここで、ティースコア１４は、永久磁石２１と対向する内周側は絶縁ボビン１２と接することで永久磁石２１からの磁気吸引力に対して固定され、リングコア１１と対向する外周側には、磁気抵抗となるギャップ１５（空隙）が設けられている。
 <回転子２の構成>
　回転子２は、円筒状の永久磁石２１と、その内周側に配置されたシャフト２２と、を備える。
　永久磁石２１の極数は、例えば４極であり、着磁分布は極異方性またはハルバッハ配列である。回転子２の磁極と固定子１の回転磁界との間に生じる磁気的な相互作用によりトルクが発生し、回転子２が周方向に回転する。
　以下、上述のように構成された電動機１００の動作を説明する。
　まず、コア１０にはたらく磁気吸引力について述べる。
　図３および図４は、電動機１００を駆動している時にティースコア１４とリングコア１１にはたらく磁気吸引力（電磁力の径方向成分Ｆｒ）の解析結果を示す図である。図３は、ティースコア１４とリングコア１１との間のギャップ１５の径方向幅が大きい場合（基準値：１とする）であり、図４は、ティースコア１４とリングコア１１との間のギャップ１５の径方向幅が小さい場合（基準値：０とする）である。図３および図４の横軸は、回転子２の回転角度θである。
　図３に示すように、ティースコア１４とリングコア１１との間のギャップ１５が小さい場合、ティースコアのＦｒが大きく脈動している。これに対して、図４に示すように、ティースコア１４とリングコア１１との間のギャップ１５が大きい場合、脈動が大幅に低減されている。
　次に、ギャップ１５の大きさと磁気吸引力の脈動の大きさについて述べる。
　図５は、ギャップ１５の大きさと磁気吸引力の脈動の大きさ（Ｆｒ＿ｐｐ）の関係を示す図である。図５の横軸は、ティースコア１４とリングコア１１との間のギャップ１５の径方向幅である。
　図５に示すように、ティースコア１４とリングコア１１との間のギャップ１５が大きくなるほどティースコア１４の磁気吸引力脈動が小さくなっている。これは、ティースコア１４とリングコア１１の間のギャップ１５が広がることで、ティースコア１４は永久磁石２１から受ける内周方向への磁気吸引力だけでなく、リングコア１１との相互作用により外周方向への磁気吸引力もはたらき、逆方向の力同士が相殺されるためと考えられる。
　次に、ギャップ１５の大きさと磁気吸引力の平均値の関係について述べる。
　図６は、ギャップ１５の大きさと磁気吸引力の平均値（Ｆｒ＿ａｖｅ）の関係を示す図である。図６の横軸は、ティースコア１４とリングコア１１との間のギャップ１５の径方向幅である。
　図６に示すように、ティースコア１４とリングコア１１との間のギャップ１５が大きいほど磁気抵抗が大きくなり、リングコア１１にはたらく磁気吸引力の平均値（Ｆｒ＿ａｖｅ）が小さくなる。
　以上説明したように、本実施形態の電動機１００は、コア１０、コイル１３および絶縁ボビン１２を有する固定子１と、永久磁石２１を有する回転子２と、ヨーク部であるリングコア１１と、絶縁ボビン１２に固定され、ティース部であるティースコア１４と、ティースコア１４とリングコア１１との間に設けられたギャップ１５と、を備える。
　従来例では、ティースコアにはたらく磁気吸引力が大きく、ティースコアを強固に固定するためにリングコアとはめ合わせたり、リングコアに接着したりする必要があった。
　これに対し、本実施形態は、ティースコア１４とリングコア１１の間に設けたギャップ１５によってティースコア１４にはたらく磁気吸引力脈動を小さくすることができる（図６参照）。これにより、ティースコア１４をリングコア１１とはめ合わせたり、リングコア１１に接着したりすることなく、絶縁ボビン１２に挿入して固定することができる。また、ティースコア１４にはたらく磁気吸引力脈動により生じていたモータの電磁振動を小さくすることができ（図３および図４参照）、電動機駆動時の騒音を小さくできる。
　このように、ティースコア１４にはたらく磁気吸引力を低減することで、ティースコア１４を絶縁ボビン１２にて固定することを実現し、かつモータの電磁騒音を低減させる電動機１００を提供することができる。
（第２の実施形態）
　図７は、本発明の第２の実施形態に係る電動機１００Ａの断面図である。図２と同一構成部分には同一符号を付して重複箇所の説明を省略する。
　図７に示すように、電動機１００Ａ（１００）は、コア１０、コイル１３および絶縁ボビン１２Ａを有する固定子１と、永久磁石２１を有する回転子２と、ヨーク部であるリングコア１１と、絶縁ボビン１２Ａに固定され、ティース部であるティースコア１４と、ティースコア１４とリングコア１１との間に設けられたギャップ１５と、を備える。
　絶縁ボビン１２Ａは、永久磁石２１とティースコア１４との間で周方向に伸びる内周部１２１と、ティースコア１４とリングコア１１との間で周方向に伸びる外周部１２２と、内周部１２１と外周部１２２とを径方向に繋ぐ壁部１２３と、ティースコア１４とリングコア１１との間に設けられたギャップ１５に向かって伸びる突起１２４と、を備える。
　絶縁ボビン１２Ａには、リングコア１１とティースコア１４の間のギャップ１５に向かって突起１２４が伸びている。すなわち、絶縁ボビン１２Ａの突起１２４は、ギャップ１５に左右から差し込まれるように伸びている。突起１２４は、ギャップ１５の径方向厚さを所定厚さに保つスペーサとしての機能を有する。
　ティースコア１４の周方向幅をＡとし、ギャップ１５の周方向幅をＢとすると、Ａ＞Ｂという関係が成り立つ。突起１２４によって、リングコア１１とティースコア１４の間のギャップ１５を確保しつつ、ティースコア１４を絶縁ボビン１２Ａに固定することができる。また、突起１２４の径方向厚さにより、ギャップ１５の径方向の幅を任意に設定することができる。
　図８は、図７の電動機１００Ａのティースコア１４と絶縁ボビン１２Ａの構成を示す側面図であり、絶縁ボビン１２Ａを軸方向に２分割して示す。
　図８に示すように、絶縁ボビン１２Ａを軸方向に２分割し、ティースコア１４に軸方向の両側からかぶせることで、ティースコア１４を絶縁ボビン１２Ａの中に納めることができる。
　以上のように、本実施形態によれば、電動機１００Ａは、絶縁ボビン１２Ａが、ティースコア１４とリングコア１１との間に設けられたギャップ１５に向かって伸びる突起１２４を有する。これにより、ティースコア１４を絶縁ボビン１２Ａに固定することができるとともに、ティースコア１４とリングコア１１の間のギャップ１５を精度よくかつ容易に確保することができる。
（第３の実施形態）
　図９は、本発明の第３の実施形態に係る電動機１００Ｂの断面図である。図２と同一構成部分には同一符号を付して重複箇所の説明を省略する。
　図９に示すように、電動機１００Ｂ（１００）は、コア１０、コイル１３および絶縁ボビン１２Ｂを有する固定子１と、永久磁石２１を有する回転子２と、ヨーク部であるリングコア１１と、絶縁ボビン１２Ｂに固定され、ティース部であるティースコア１４Ｂと、ティースコア１４Ｂとリングコア１１との間に設けられたギャップ１５と、を備える。
　ティースコア１４Ｂは、内周側の永久磁石２１に対向する面が広く、外周側のリングコア１１に対向する面が狭くなっている。ティースコア１４Ｂは、内周側の周方向幅をＣとし、外周側の周方向幅をＤとすると、Ｃ＞Ｄという関係が成り立つ。
　絶縁ボビン１２Ｂは、永久磁石２１とティースコア１４との間で周方向に伸びる内周部１２１と、ティースコア１４とリングコア１１との間で周方向に伸びる外周部１２２と、外方に向かって開口部が狭くなるように傾斜しながら内周部１２１と外周部１２２とを繋ぐ壁部１２３Ｂと、を備える。
　絶縁ボビン１２Ｂは、ティースコア１４Ｂの形状に合わせて、ティースコア１４Ｂと周方向両側で接する壁部１２３Ｂが互いに平行ではなく、永久磁石２１に対向する側が広く、リングコア１１に対向する側が狭くなっている。すなわち、絶縁ボビン１２Ｂは、内周側の周方向幅が広く、外周側の周方向幅が狭くなっている。
　外方に向かって狭くなるように傾斜した壁部１２３Ｂによって、リングコア１１とティースコア１４Ｂの間のギャップ１５を確保しつつ、ティースコア１４Ｂを絶縁ボビン１２Ｂに強固に固定することができる。
　図１０は、図９の電動機１００Ｂのティースコア１４Ｂと絶縁ボビン１２Ｂの構成を示す側面図であり、絶縁ボビン１２Ｂを軸方向に２分割して示す。
　図１０に示すように、絶縁ボビン１２Ｂを軸方向に２分割し、ティースコア１４Ｂに軸方向の両側からかぶせることで、ティースコア１４Ｂを絶縁ボビン１２Ｂの中に納めることができる。
　以上のように、本実施形態によれば、電動機１００Ｂは、ティースコア１４が、永久磁石２１に対向する面が広く、リングコア１１に対向する面が狭くなっており、絶縁ボビン１２が、ティースコア１４の形状に合わせて、ティースコア１４と周方向両側で接する壁部１２３Ｂ、が互いに平行ではなく、永久磁石２１に対向する側が広く、リングコア１１に対向する側が狭くなっている。これにより、ティースコア１４Ｂとリングコア１１の間のギャップ１５を容易に確保しつつ、ティースコア１４Ｂを絶縁ボビン１２Ｂにより強固に固定することができる。
（第４の実施形態）
　図１１は、本発明の第４の実施形態に係る電動機１００Ｃの断面図である。図２と同一構成部分には同一符号を付して重複箇所の説明を省略する。
　図１１に示すように、電動機１００Ｃ（１００）は、コア１０、コイル１３および絶縁ボビン１２Ｃを有する固定子１と、永久磁石２１を有する回転子２と、ヨーク部であるリングコア１１と、絶縁ボビン１２Ｃに固定され、ティース部であるティースコア１４と、ティースコア１４とリングコア１１との間に設けられたギャップ１５と、ギャップ１５に充填された接着剤１５１と、を備える。
　絶縁ボビン１２Ｃは、内周側（内周部１２１）が円環ではなく、３分割された３つの部材からなる。
　ティースコア１４とリングコア１１の間のギャップ１５には、接着剤１５１が充填されている。
　ティースコア１４とリングコア１１とを接着剤１５１で固定することで、ティースコア１４の内周側を絶縁ボビン１２Ｃで受ける必要がなくなる。このため、ティースコア１４と永久磁石２１の間のエアギャップを狭めることができ、電動機のトルクを向上できる。
　以上のように、本実施形態によれば、電動機１００Ｃは、絶縁ボビン１２Ｃが、内周側（内周部１２１）が３分割された３つの部材からなり、かつ、ティースコア１４とリングコア１１と間のギャップ１５が接着剤１５１で充填されている。絶縁ボビン１２Ｃが、内周側が３分割された３つの部材からなることで、ティースコア１４の内周側を内周部１２１で受ける必要がなくなり（ティースコア１４を径方向に大きくでき）、ティースコア１４と永久磁石２１の間のエアギャップをより狭めることができる。これにより、トルクを向上した電動機１００Ｃを提供することができる。
（第５の実施形態）
　図１２は、本発明の第５の実施形態に係る電動機１００Ｄの断面図である。図１１と同一構成部分には同一符号を付して重複箇所の説明を省略する。
　図１２に示すように、電動機１００Ｄ（１００）は、図１１に示す絶縁ボビン１２Ｃを、さらに２分割した絶縁ボビン１２Ｄ１，１２Ｄ２（１２Ｄ）と、絶縁ボビン１２Ｄの内周側に配置された円筒状の保持部材１６と、を備える。
　電動機１００Ｄ（１００）は、絶縁ボビン１２Ｄ１，１２Ｄ２（１２Ｄ）を個別に分離した構成を採ることで、各絶縁ボビン１２Ｄにコイル１３を高占積率に巻回した後に、リングコア１１の内周側に納めることができる。
　以上のように、本実施形態によれば、電動機１００Ｄは、絶縁ボビン１２Ｄが、ティースコア１４ごとに分離して構成され、絶縁ボビン１２Ｄと永久磁石２１との間に円筒状の保持部材１６が配置されている。これにより、コイル１３を高占積率に巻回した電動機１００Ｄを提供することができる。
　また、本実施形態では、保持部材１６に、ティースコア１４と対向する部分に、径方向に突出する凸部１６１を設けている。このようにすることで、凸部１６１によって絶縁ボビン１２Ｄの周方向位置を精度よく確保するとともに、ティースコア１４を安定して固定することができる。
（第６の実施形態）
　本発明の電動機を適用した一例である電動送風機について説明する。
　図１３は、本発明の第６の実施形態に係る電動機１００を備える電動送風機２００の断面図である。
　図１３に示すように、電動送風機２００は、斜流インペラ４０（インペラ）とファンカバー４１と流路４２とを備える送風機であり、電動機１００を備える。
　電動機１００は、各実施形態の電動機１００，１００Ａ～１００Ｄのいずれを適用してもよい。
　電動機１００は、モータハウジング３０の中に納められ、絶縁ボビン１２がエンドブラケット３１に設けられたコイル保持部３２に固定されている。回転子２は軸受３３を介してモータハウジング３０に回転自在に固定されている。
　シャフト２２の軸端には、斜流インペラ４０が設けられ、ファンカバー４１とともに電動送風機２００を構成している。また、モータハウジング３０の外周とファンカバー４１の間には円筒状に流路４２が設けられている。
　以下、上述のように構成された電動送風機２００の動作を説明する。
　回転子２の外周側には、永久磁石２１により直流磁界が形成されている。一方、図示しないインバータにより所定の周波数に変換した３相電力をコイル１３に給電すると、固定子１の内周側に回転磁界が形成される。
　回転子２の磁極位置に合わせた電流を通電することで、回転磁界と直流磁界との吸引反発によりトルクが発生し、回転子２が軸Ｏを中心として回転する。
　これにより、図１３の細矢印に示すように、斜流インペラ４０が回転し、紙面に向かって左側から吸気し、ファンカバー４１を介して、流路４２に気流Ｆを送風する（図１３の太矢印参照）。斜流インペラ４０で形成された気流Ｆは、右側に向かう直進成分と、軸の回転と同方向の旋回成分からなる。
　以上のように、本実施形態によれば、本発明の電動機１００を用いた電動送風機２００により、小型・軽量かつ高効率・低騒音な電動送風機を提供することができる。
（第７の実施形態）
　本発明の電動機を適用した一例である電気掃除機４００について説明する。
　図１４～図１６は、本発明の第７の実施形態に係る電動機１００を備える電気掃除機４００の構成図である。図１４は、電気掃除機４００をスティック型として使用する際の斜視図、図１５は、電気掃除機４００をハンディ型として使用する際の側面図、図１６は、電気掃除機４００本体の縦断面図である。
　なお、以下では、スティック型とハンディ型とを適宜切り替えて使用できる充電式の電気掃除機４００に適用した場合を例に挙げて説明するが、スティック型のみ、ハンディ型のみ、など様々なタイプの電気掃除機に適用することができる。
　図１４～図１６に示すように、電気掃除機４００は、塵埃を集塵する集塵室４０１および集塵するのに必要な吸込気流を発生させる電動送風機２００（図１６参照）を備える。
　電気掃除機４００は、電動送風機２００を収納する掃除機本体４１０、掃除機本体４１０に対して伸縮自在に設けられた伸縮パイプ４０２、伸縮パイプ４０２の一端に設けられたグリップ部４０３、およびグリップ部４０３に設けられた電動送風機２００の入切を行うスイッチ部４０４を備えて構成される。
　図１４に示す電気掃除機４００は、スティック状態であり、伸縮パイプ４０２が伸ばされた状態である。また、掃除機本体４１０の他端には吸口体４０５が取り付けられ、掃除機本体４１０と吸口体４０５とが接続部４０６で繋がれている。
　図１５に示す電気掃除機４００は、ハンディ状態であり、伸縮パイプ４０２が掃除機本体４１０内に収納され、グリップ部４０３が伸縮パイプ４０２側に近接した状態である。また、ハンディ状態での持ち手となるハンディグリップ部４０７は、掃除機本体４１０の上面側に、近接されたグリップ部４０３と集塵室４０１との間に設けられている。また、掃除機本体４１０の他端部には吸口体（隙間ノズル）４０８が取り付けられ、掃除機本体４１０と吸口体４０８とが接続部４０６で繋がれている。
　以上の構成において、電気掃除機４００は、グリップ部４０３のスイッチ部４０４を操作することで、掃除機本体４１０に収納された電動送風機２００（図１６参照）が作動し、吸込気流を発生させる。そして、吸口体４０５，４０８から塵埃を吸込み、接続部４０６を通して掃除機本体４１０の集塵室４０１に集塵する。
　図１６は、電気掃除機４００本体の縦断面図である。なお、図１６は、ハンディ状態であり、掃除機本体４１０から吸口体４０８を取り外した状態である。
　図１６に示すように、掃除機本体４１０の内部には、吸引力を発生させる電動送風機２００（図１３参照）、電動送風機２００に電力を供給する電池ユニット４２０、駆動用回路４３０が設けられている。
　吸口体４０５、４０８（図１４および図１５参照）から吸い込まれた空気は、掃除機本体４１０に設けられた流路４４０（図１４参照）を通って電動送風機２００の前方に配置された集塵室４０１に送られ、集塵室４０１内に集塵される。そして、集塵室４０１で塵挨が分離された後の空気は、電動送風機２００、駆動用回路４３０を通り、掃除機本体４１０に形成された排気口（不図示）から外部に排出される。
　以上のように、本実施形態によれば、電気掃除機４００は、本発明の電動機１００を用いた電動送風機２００を備える。これにより、小型・軽量かつ高効率・低騒音な電気掃除機を提供することができる。
［変形例］
　各実施形態では、電動機１００は、永久磁石２１の極数を４極とし、着磁分布は極異方性またはハルバッハ配列であるとしたが、２極や６極など他の極数でもよく、着磁分布も並行着磁や径方向着磁でもよい。
　永久磁石２１の材質としては、例えばサマリウム鉄窒素磁石やネオジム磁石などの希土類系磁性粉末と有機バインダーとを混合して作られる希土類系ボンド磁石を想定しているが、希土類系焼結磁石やフェライト磁石など、他の永久磁石を用いてもよい。また、永久磁石を用いないリラクタンスモータなどを用いてもよい。
　また、コイルの数も３に限らず、６、９など、３の倍数となる他の数でもよい。
　各実施形態では、電動機１００は、回転子２を内周側、固定子１を外周側としたインナーロータ構造としたが、回転子２を外周側、固定子１を内周側としたアウターロータ構造としてもよい。
　上記した実施形態例は本発明をわかりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　１　固定子
　２　回転子
　１０　コア
　１１　リングコア
　１２，１２Ａ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｄ１，１２Ｄ２　絶縁ボビン
　１３　コイル
　１４，１４Ｂ　ティースコア
　１５　ギャップ（空隙）
　１６　保持部材
　２１　永久磁石
　３２　コイル保持部
　４０　斜流インペラ（インペラ）
　４１　ファンカバー
　４２　流路
　１００，１００Ａ～１００Ｄ　電動機
　１２１　内周部
　１２２　外周部
　１２３，１２３Ｂ　壁部
　１２４　突起
　１５１　接着剤
　１６１　凸部
　２００　電動送風機（送風機）
　４００　電気掃除機
　４０１　集塵室
　４１０　掃除機本体

Claims (8)

  1. 　コアとコイルと絶縁ボビンとを有する固定子と、永久磁石を有する回転子と、を備え、
    　前記コアは、ヨーク部であるリングコアと、ティース部であるティースコアとに分かれ、
    　前記ティースコアは、前記絶縁ボビンに固定され、前記ティースコアと前記リングコアとの間にギャップを設けることを特徴とする電動機。
  2. 　前記絶縁ボビンは、前記永久磁石と前記ティースコアとの間で周方向に伸びる内周部と、
    　前記ティースコアと前記リングコアとの間で周方向に伸びる外周部と、
    　前記内周部と前記外周部とを径方向に繋ぐ壁部と、を備える
    　ことを特徴とする請求項１に記載の電動機。
  3. 　前記絶縁ボビンは、前記ティースコアと前記リングコアとの間に設けられた前記ギャップに向かって伸びる突起を有することを特徴とする請求項１に記載の電動機。
  4. 　前記ティースコアは、前記永久磁石に対向する面が広く、前記リングコアに対向する面が狭くなっており、
    　前記絶縁ボビンは、前記ティースコアの形状に合わせて、前記ティースコアと周方向両側で接する前記壁部が、前記永久磁石に対向する側が広く、前記リングコアに対向する側が狭くなっていることを特徴とする請求項２に記載の電動機。
  5. 　前記ティースコアと前記リングコアと間の前記ギャップが、接着剤で充填されていることを特徴とする請求項１に記載の電動機。
  6. 　前記絶縁ボビンは、前記ティースコアごとに分離して構成されており、
    　前記絶縁ボビンと前記永久磁石との間に、当該絶縁ボビンを保持する円筒状の保持部材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電動機。
  7. 　インペラとファンカバーと流路とを有する送風機を駆動する電動機を備える電動送風機であって、
    　前記電動機は、前記請求項１から６の何れか一項に記載の電動機であることを特徴とする電動送風機。
  8. 　集塵室および集塵するのに必要な吸込気流を発生させる電動送風機を備える電気掃除機であって、
    　前記電動送風機は、前記請求項７に記載の電動送風機を備えることを特徴とする電気掃除機。
PCT/JP2021/015922 2020-09-28 2021-04-19 電動機、電動送風機および電気掃除機 WO2022064748A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020162663A JP7426318B2 (ja) 2020-09-28 2020-09-28 電動機、電動送風機および電気掃除機
JP2020-162663 2020-09-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022064748A1 true WO2022064748A1 (ja) 2022-03-31

Family

ID=80845162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/015922 WO2022064748A1 (ja) 2020-09-28 2021-04-19 電動機、電動送風機および電気掃除機

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7426318B2 (ja)
WO (1) WO2022064748A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005269831A (ja) * 2004-03-19 2005-09-29 Nidec Shibaura Corp ブラシレスｄｃモータ
JP2007124820A (ja) * 2005-10-28 2007-05-17 Nidec Shibaura Corp モータ
WO2017187522A1 (ja) * 2016-04-26 2017-11-02 三菱電機株式会社 固定子、電動機、固定子の製造方法および電動機の製造方法
WO2019074535A1 (en) * 2017-10-10 2019-04-18 Zero E Technologies Llc SYSTEMS AND METHODS FOR COOLING AND STABILIZING ELECTRIC MACHINE

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005269831A (ja) * 2004-03-19 2005-09-29 Nidec Shibaura Corp ブラシレスｄｃモータ
JP2007124820A (ja) * 2005-10-28 2007-05-17 Nidec Shibaura Corp モータ
WO2017187522A1 (ja) * 2016-04-26 2017-11-02 三菱電機株式会社 固定子、電動機、固定子の製造方法および電動機の製造方法
WO2019074535A1 (en) * 2017-10-10 2019-04-18 Zero E Technologies Llc SYSTEMS AND METHODS FOR COOLING AND STABILIZING ELECTRIC MACHINE

Also Published As

Publication number Publication date
JP7426318B2 (ja) 2024-02-01
JP2022055208A (ja) 2022-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4485225B2 (ja) 永久磁石型モータ及び密閉型圧縮機及びファンモータ
WO2012067223A1 (ja) ロータ及びモータ
US11894721B2 (en) Stator, electric motor, vacuum cleaner, and hand drying device
CN108730209B (zh) 电动鼓风机及搭载了该电动鼓风机的电动吸尘器
JP4970974B2 (ja) 回転電機
US11268532B2 (en) Electric blower, electric vacuum cleaner, and hand dryer
WO2022064748A1 (ja) 電動機、電動送風機および電気掃除機
US11502561B2 (en) Stator, motor, fan, vacuum cleaner, and hand dryer
JP2004088852A (ja) 電動機およびそれを用いた圧縮機
JP2015042009A (ja) 永久磁石型電動機、これを用いた圧縮機、及び冷凍サイクル装置
CN110680229B (zh) 电动风机和搭载其的电动吸尘器
JP5128800B2 (ja) ハイブリッド式永久磁石回転電機
JP7368207B2 (ja) フラックススイッチングモータ、ファンモータ、およびスティック型の掃除機
KR102515118B1 (ko) 매립형 영구자석 전동기용 로터
US11955853B2 (en) Drive motor and vacuum cleaner having the same
JP7086274B2 (ja) ロータ、モータ、電動送風機、電気掃除機、及び手乾燥装置
JP2020178457A (ja) 駆動モータ
JP7359561B2 (ja) フラックススイッチングモータ、およびそれを用いたファンモータならびにバッテリー駆動型掃除機
JP2010011581A (ja) クローポール型モータ及びこれを用いたポンプ
WO2019171596A1 (ja) 電動送風機および電気掃除機
JP2006238587A (ja) 同期電動機の固定子の製造方法及び同期電動機の固定子及び送風機
JPH08186967A (ja) リラクタンスモータ
JP2003204902A (ja) 電気掃除機
WO2020024138A1 (zh) 混合可变磁力的节能电动机
JP2024030907A (ja) 回転電機

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21871883

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21871883

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1