JP6064652B2 - Electric motor, electric blower, and electric vacuum cleaner equipped with this electric blower - Google Patents
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Description
本発明は電動機、詳しくは軽量化した電動機に関し、その電動機を備えた電動送風機、さらにはその電動送風機を備えた電気掃除機に関する。 The present invention relates to an electric motor, and more particularly to an electric motor reduced in weight, to an electric blower provided with the electric motor, and further to an electric vacuum cleaner provided with the electric blower.
従来、電動機の固定子を、電動機の外周を構成するフレームに固定するには、焼き嵌めによる方法や圧入による方法が用いられており、圧入による圧縮力を分散、低減する構成のものが知られている。(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in order to fix the stator of the electric motor to the frame constituting the outer periphery of the electric motor, a shrink fitting method or a press fitting method has been used, and a configuration in which compressive force due to the press fitting is dispersed and reduced is known. ing. (For example, refer to Patent Document 1).
近年、電気掃除機の軽量化の要求を受け、電気掃除機に搭載される電動送風機に用いられる電動機も、さまざまに軽量化する対策が検討され、その一つに電動機の外周を構成するフレームを軽量材質、例えばアルミ材を用いる方法が考えられている。 In recent years, in response to demands for weight reduction of vacuum cleaners, various measures have also been taken to reduce the weight of electric motors used in electric blowers mounted on vacuum cleaners, and one of them is a frame that forms the outer periphery of the motor. A method using a lightweight material such as an aluminum material is considered.
通常、固定子の鉄心は電磁鋼板を積層したものが用いられ、フレームには鋼板が用いられているので、熱膨張率がほぼ同じとなり焼き嵌めによる方法や圧入による方法での固定で問題はなかった。 Usually, the stator core is made of laminated magnetic steel sheets, and the frame is made of steel sheets, so the thermal expansion coefficient is almost the same, so there is no problem with fixing by shrink fitting or press fitting. It was.
しかしながら、電磁鋼板の固定子とアルミ材のフレームとでは熱膨張率が異なり、フレームの熱膨張率が大きいことから、従来の電動機のような単なる焼き嵌めや圧入による固定方法では、電動機が駆動する時の発熱による温度上昇で固定子よりもフレームがより大きく膨張するので、フレームが固定子を拘束する力が低下する、という問題があった。 However, the thermal expansion coefficient differs between the electromagnetic steel sheet stator and the aluminum frame, and the frame has a large coefficient of thermal expansion. Therefore, the motor is driven by a simple shrink-fitting or press-fitting fixing method as in a conventional electric motor. Since the frame expands more than the stator due to the temperature rise due to heat generation, there is a problem that the force with which the frame restrains the stator is reduced.
また、フレームが固定子を拘束する力が低下することで、電動機の回転体である電機子の回転方向と逆回転方向に掛かる反力の影響を受け、固定子が本来の位置からずれてしまい、電動機の性能が低下する、という問題があった。 In addition, since the force with which the frame restrains the stator is reduced, the stator is displaced from its original position due to the reaction force applied in the direction opposite to the rotation direction of the armature that is the rotating body of the motor. There was a problem that the performance of the electric motor deteriorated.
本発明は、前述の課題を解決するためになされたもので、アルミ材のフレームによる電磁鋼板の固定子を拘束する力の低下による固定子のずれを抑制し、性能が低下しない軽量化された電動機を提供することを目的とし、その電動機を用いた電動送風機を備えた軽量化された電気掃除機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and it has been reduced in weight so that the displacement of the stator due to a decrease in the force of restraining the stator of the electromagnetic steel plate by the aluminum frame is suppressed and the performance does not deteriorate. An object is to provide an electric motor, and an object is to provide a lightened vacuum cleaner equipped with an electric blower using the electric motor.
課題を解決する本発明に係る電動機は、円筒状のフレームと、フレームに内包され、長方形状で4つのコーナー部を有する固定子鉄心に、界磁巻線を巻いて成る固定子と、回転軸を有し、回転軸に電機子鉄心と整流子が設けられ、電機子鉄心に巻かれた電機子巻線と整流子が接続されて成る電機子と、を備え、フレームの内周に突出する凸部を設け、固定子鉄心のコーナー部の1つあるいは2つ以上に凹部を設け、凸部と凹部が嵌合あるいは当接し、凸部は、電機子の回転軸方向と平行に、フレームに切り起し加工で設けられ、凸部の端面は電機子の回転軸中心を通る線上に位置し、凹部は、電機子の回転軸方向と平行に、固定子鉄心のコーナー部の一部を切り欠いて設けられ、凹部の端面は電機子の回転軸中心を通る線上に位置し、凸部の端面と凹部の端面が嵌合あるいは当接しているものである。また、課題を解決する本発明に係る電動機は、円筒状のフレームと、該フレームに内包され、長方形状で4つのコーナー部を有する固定子鉄心に、界磁巻線を巻いて成る固定子と、回転軸を有し、該回転軸に電機子鉄心と整流子が設けられ、電機子鉄心に巻かれた電機子巻線と整流子が接続されて成る電機子と、を備え、フレームの内周に突出する凸部を設け、固定子鉄心の前記コーナー部の1つあるいは2つ以上に凹部を設け、凸部と凹部が嵌合あるいは当接し、凸部と凹部をそれぞれ2つ以上設け、少なくとも1つの凸部の端面と凹部の端面が嵌合あるいは当接し、他の凸部の端面と凹部の端面の間には間隙を有するものである。 An electric motor according to the present invention for solving the problems includes a cylindrical frame, a stator formed by winding field coils around a rectangular stator core having four corners, and a rotating shaft. An armature core and a commutator provided on the rotating shaft, and an armature formed by connecting the armature winding wound around the armature core and the commutator, and projecting to the inner periphery of the frame Protrusions are provided, and one or more corners of the stator core are provided with recesses. The protrusions and the recesses are fitted or abutted with each other , and the protrusions are parallel to the rotation axis direction of the armature. Provided by cutting and raising, the end face of the convex part is located on a line passing through the center of the armature axis, and the concave part cuts part of the corner of the stator core parallel to the direction of the armature axis. The end surface of the recess is located on a line passing through the center of the armature's rotation axis, The end surface of the face and the recess is one that is in contact engagement or those. Further, an electric motor according to the present invention for solving the problem includes a cylindrical frame, a stator formed by winding a field winding around a stator iron core enclosed in the frame and having four corner portions. An armature having a rotating shaft, an armature core and a commutator provided on the rotating shaft, and an armature winding wound around the armature core and a commutator connected to each other. Protrusions projecting around the periphery, one or more corners of the stator core are provided with recesses, the protrusions and recesses are fitted or abutted, and two or more protrusions and recesses are provided, The end surface of at least one convex part and the end surface of a recessed part fit or contact | abut, and it has a clearance gap between the end surface of another convex part, and the end surface of a recessed part.
本発明によれば、フレームの内周に突出する凸部を設け、固定子鉄心のコーナー部の1つあるいは2つ以上に凹部を設け、凸部と凹部が嵌合あるいは当接しているようにしたので、フレームを熱膨張率が大きい材質にして、電動機が駆動する時の発熱によりフレームが熱膨張しても、電動機の回転体である電機子の回転方向と逆方向に掛かる反力の影響による固定子のずれを抑制でき、電動機の性能を確保しながら軽量化が図れる。 According to the present invention, the convex portion protruding on the inner periphery of the frame is provided, the concave portion is provided in one or more of the corner portions of the stator core, and the convex portion and the concave portion are fitted or in contact with each other. Therefore, even if the frame is made of a material with a high coefficient of thermal expansion and the frame is thermally expanded due to heat generated when the motor is driven, the influence of the reaction force applied in the direction opposite to the rotation direction of the armature that is the rotating body of the motor Therefore, the stator can be prevented from shifting, and the weight of the motor can be reduced while ensuring the performance of the motor.
実施の形態1.
(電動機の構成)
図1は本発明の実施の形態1に係る電動機を示す部分断面斜視図、図2は本発明の実施の形態1に係る電動機の固定子を示す斜視図、図3は本発明の実施の形態1に係る電動機の固定子鉄心を示す斜視図、図4は本発明の実施の形態1に係る電動機の固定子鉄心を示す平面方向及び側面方向から見た3面図、図5は本発明の実施の形態1に係る電動機の電機子を示す斜視図、図6は本発明の実施の形態1に係る電動機の電機子鉄心を見えるようにした斜視図である。
(Configuration of electric motor)
1 is a partially sectional perspective view showing an electric motor according to
以下、図1から図6により本発明の実施の形態1に係る電動機の構成について説明する。
なお、それぞれの図において、同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略することがある。
Hereinafter, the configuration of the electric motor according to
Note that in each drawing, the same reference numerals are given to the same portions or corresponding portions, and a part of the description may be omitted.
図1に示すように、100は本発明の実施の形態1に係る電動機であり、整流子電動機と呼ばれるものである。電動機100は、固定子1と電機子2とブラシ3を備える。
As shown in FIG. 1,
固定子1の主要構成は固定子鉄心4、上絶縁部材5、下絶縁部材6、界磁巻線7である。固定子鉄心4は、薄板の電磁鋼板(例えば0.1〜1.0mm程度の板厚のもの)を金型で同一形状に打ち抜き、図4に示すように所定の厚さTになるまで複数枚積層することにより形成される。
The main components of the
固定子鉄心4は同一形状の薄板電磁鋼板を複数枚積層して形成するので、暑さT方向の上端幅W1と下端幅W2、上端幅W3と下端幅W4はそれぞれW1=W2、W3=W4となり、上端と下端で同じ幅となる。
Since the
図3及び図4に示すように、固定子鉄心4は概略長方形状をしており、磁極部8a、8bと継鉄部9a、9bを有する。磁極部8a、8bは固定子鉄心4の中央に設けられた貫通空間11を挟む様に対向する、一対の同一形状である。継鉄部9a、9bは磁極部8a、8bの両端にそれぞれ接続されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
また、固定子鉄心4は固定子スロット10a、10b、10c、10dを有する。固定子スロット10a、10b、10c、10dは、上絶縁部材5及び下絶縁部材6を介して固定子鉄心4に巻き回された界磁巻線7が収容される空間である。固定子スロット10a、10b、10c、10dと貫通空間11は連通して設けられる。
The
さらに固定子鉄心4はコーナー部12a、12b、12c、12dを有する。コーナー部12a、12b、12c、12dには、それぞれ凹部13a、13b、13c、13dが設けられる。
Further, the
固定子鉄心4は、図4に示す中心線X及び中心線Yで対称形状となっている。よって、
凹部13aと13b、凹部13cと13dは中心線Yで線対称形状となり、凹部13aと13c、凹部13bと13dは中心線Xで線対称形状となる。
The
The recesses 13a and 13b, the recesses 13c and 13d are line-symmetrical with respect to the center line Y, and the recesses 13a and 13c and the recesses 13b and 13d are line-symmetrical with respect to the center line X.
なお、中心線Xと中心線Yの交点Dは、後述する電機子2の回転軸14の中心と同一であり、電機子2の回転中心である。なお、交点Dについては回転軸14の中心と同一であるので、後段で軸中心と記載する場合もある。
An intersection D between the center line X and the center line Y is the same as the center of the
凹部13a、13b、13c、13dの切り欠き形状の短辺側は、それぞれ電機子2の回転軸14の中心を通る延長線E、Fと重なる位置になるように加工されている。
The short sides of the notched shapes of the recesses 13a, 13b, 13c, and 13d are processed so as to overlap the extended lines E and F that pass through the center of the
上絶縁部材5及び下絶縁部材6は、それぞれ絶縁性を有する樹脂成型により形成される。界磁巻線7は、例えば銅線のような導電性を有する所定の線径の線材である。
The upper insulating
次に、電機子2の主要構成は回転軸14、電機子鉄心15、整流子16、電機子巻線17である。図6に示すように電機子鉄心15は円形状で、外周側にティース15aという突出形状を有し、隣接するティース15aとの間に空間15bを有する。
Next, the main components of the
電機子鉄心15も固定子鉄心4と同様に、薄板の電磁鋼板(例えば0.1〜1.0mm程度の板厚のもの)を金型で同一形状に打ち抜き、所定の厚さになるまで複数枚積層することにより成形される。
Similarly to the
電機子鉄心15は回転軸14に固定される。電機子巻線17は、図示しない絶縁部材を挟んで空間15bに収容されるように電機子鉄心15に巻き回され、電機子鉄心15と同様に回転軸14に固定された整流子16と接続される。電機子巻線17も線径は異なるが、界磁巻線7と同様に銅線のような導電性を有する所定の線径の線材である。
The
固定子1は図1に示すように、円筒形状で一端面が開口し他端面が有底のフレーム19に後述する固定構造で固定される。フレーム19は、従来その素材として使われていた、比重が7.87(純鉄相当)の亜鉛めっき鋼板よりも軽量な素材、例えば比重が2.7(純アルミ相当)のアルミ材で形成される。
As shown in FIG. 1, the
アルミ材を使うことで、亜鉛めっき鋼板で形成されていた従来のフレームに較べ30%程度の重量となり、電動機100の軽量化が図れる。なお、純アルミ材ではなくアルミ合金を用いても同様に軽量化が図れるので、強度等を考慮してアルミ合金を選択してもよい。
By using the aluminum material, the weight becomes about 30% as compared with a conventional frame formed of a galvanized steel sheet, and the weight of the
フレーム19は薄いアルミ板を、金型による深絞り加工という方法で一端面が開口し他端面が有底の円筒形状を一体的に形成する。このような深絞り加工の場合、円筒の内部から金型を抜きやすくするため、有底側から開口側が広くなるように抜き勾配という傾斜を設けることがある。
The
しかし、本発明のような電動機においては、傾斜を設けるとフレーム19と固定子1のコーナー部12a、12b、12c、12dとの間に隙間が生じ、固定に影響して電動機の性能を低下させる可能性がある。よって、フレーム19は抜き勾配を設けずに加工している。
However, in the electric motor as in the present invention, if the inclination is provided, gaps are generated between the
図5に示すように電機子2の回転軸14には軸受18a、18bが取り付けられる。整流子16側に取り付けられた軸受18bは、フレーム19の底部19aに設けられた受け部19bに挿入固定され、電機子2の回転軸14方向の位置が決まる。
As shown in FIG. 5, bearings 18 a and 18 b are attached to the
軸受18aは、固定部材20に設けられた保持部20aに挿入固定され、複数のネジ21でフレーム19に取り付けられる。
The bearing 18 a is inserted and fixed in a holding portion 20 a provided in the fixing
このように取り付けられた電機子2は、電機子鉄心15の外周と、固定子鉄心4の磁極部8a、8bの貫通空間11に位置する磁極部内面8c、8dが所定の空間を隔てて対向する位置に配置される。また、電機子2は軸受18a、18bにより回転自在である。
In the
フレーム19にはブラシ3が取り付けられており、図示しない例えばバネのような付勢部材で整流子16に当接している。このブラシ3から整流子16に電流が供給され、電機子2が回転し電動機100の回転力を発生する。
The
(固定子1のフレーム19への固定構造)
次に図7から図9により固定子1のフレーム19への固定構造を説明する。図7(a)は本発明の実施の形態1に係る電動機を示す斜視図、図7(b)は図6(a)に示すA−Aで切断した断面図、図8(a)はA−A断面図のB部拡大図、図8(b)はA−A断面図のC部拡大図、図9は本発明の実施の形態1に係る電動機の固定子鉄心の磁路を示す平面図である。なお、それぞれの図において、同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略することがある。
(Fixing structure of the
Next, a structure for fixing the
フレーム19の円筒の内径は、固定子1の外形寸法よりも少し小さく設定されている。まず、フレーム19の円筒の内径が固定子1の外形寸法よりも少し大きく膨張するまで加熱し、その状態で固定子1を所定の位置に挿入する。
The inner diameter of the cylinder of the
この状態で冷却するとフレーム19が収縮し、固定子鉄心4のコーナー部12a、12b、12c、12dが締め付けられることで、固定子1が拘束される。いわゆる、焼き嵌めという方法である。前述したように、固定子鉄心4は上端と下端で同じ幅となっており、フレーム19は抜き勾配を設けずに加工しているので、フレーム19とコーナー部12a、12b、12c、12dの接触部分に隙間が生じにくい。
When cooled in this state, the
電動機100が駆動しない状況では熱が発生せず温度が上昇しないため、焼き嵌めでの拘束が緩むことはない。しかし、フレーム19を形成するアルミ材は、固定子鉄心4を形成する電磁鋼板に比べ、熱による膨張率が2倍程度大きい。
In the situation where the
よって、電動機100の駆動で発生する熱による温度上昇でフレーム19と固定子鉄心4が熱膨張する場合、同じ温度上昇においてフレーム19が固定子鉄心4よりも大きく膨張することになり、拘束が緩みやすくなる。
Therefore, when the
電機子2の回転によって、図7(b)に示すように固定子1はその反力により電機子2の回転方向Gと、その反対の反力を受ける方向Hに回転しようとする力が加わる。拘束が緩むと、この力によって固定子1がずれていく可能性があり、固定子1のずれは電動機100の性能低下の要因となる。
The rotation of the
そのため、本発明の実施の形態1に係る電動機は、拘束が緩まない構造を有している。図7(a)、(b)に示すように、フレーム19には筒部分の壁面の内面側に突出するように凸形状22a、22bが設けられている。
Therefore, the electric motor according to
凸形状22a、22bは、例えば金型で切り込みを入れると同時に外面から内面に押し出すように曲げ加工する、いわゆる切り起こし加工で形成される。ただし、所定の凸形状が形成できれば加工方法は切り起こし加工に限定されるものではない。 The convex shapes 22a and 22b are formed by, for example, a so-called cutting and raising process in which cutting is performed with a die and bending is performed so as to be pushed from the outer surface to the inner surface. However, if a predetermined convex shape can be formed, the processing method is not limited to cutting and raising processing.
凸形状22aは図7(b)に示すように切り起こしの先端面が、電機子2の回転軸14の中心を通る延長線Eと重なる位置になるように加工されている。前述(段落0021参照)したように固定子1の固定子鉄心4に設けられた凹部13a、13b、13c、13dの切り欠き形状の短辺側も、それぞれ電機子2の回転軸14の中心を通る延長線E、Fと重なる位置になるように加工されている。
As shown in FIG. 7 (b), the convex shape 22 a is processed so that the leading end surface of the raised portion overlaps with the extension line E passing through the center of the
よって、図8(a)に示すように、凸形状22aの切り起こしの先端面と固定子1の固定子鉄心4に設けられた凹部13aの切り欠き形状の短辺側が嵌合あるいは当接するようになっている。
Therefore, as shown in FIG. 8A, the leading end surface of the raised shape 22a and the short side of the notched shape of the recessed portion 13a provided in the
凹部13aと13dは電機子2の回転を迎える側に設けられ、凹部13bと13cは回転を送る側に設けられている。図7(b)、図8(a)に示すように、固定子1が反力を受ける方向Hに対し、その力を受けて抑えるように凸形状22aの切り起こしの先端面と凹部13aの切り欠き形状の短辺側が嵌合あるいは当接している。
The recesses 13a and 13d are provided on the side where the
よって、固定子1がずれることなく所定の位置に拘束することができ、軽量で熱膨張率の大きいアルミ材をフレーム19に用いても電動機100の性能を低下させることなく軽量化できる。
Therefore, the
また、熱による温度上昇で膨張する場合、周方向には膨張し難く回転軸14の中心から外側へ膨張するので、凸形状22aの切り起こしの先端面は、回転軸14の中心を通る延長線E上で外側へ膨張する。
Further, in the case of expansion due to a temperature rise due to heat, it is difficult to expand in the circumferential direction and expands from the center of the
そのため、凸形状22aの切り起こしの先端面と固定子1の固定子鉄心4に設けられた凹部13aの切り欠き形状の短辺側との間に隙間が生じ難い。よって固定子1がずれることなく所定の位置に拘束することができるので、軽量で熱膨張率の大きいアルミ材をフレーム19に用いても電動機100の性能を低下させることなく軽量化できる。
Therefore, it is difficult for a gap to be formed between the cut-and-raised tip end surface of the convex shape 22 a and the short-side side of the notched shape of the concave portion 13 a provided in the
図8(b)に示すように、凸形状22bの切り起こしの先端面は回転軸14の中心を通る延長線Fと重なる位置には設けられておらず、凹部13bの切り欠き形状の短辺側と所定の間隙Jを有し離間して設けられている。
As shown in FIG. 8B, the leading end surface of the raised shape 22b is not provided at a position overlapping with the extension line F passing through the center of the
これは、フレーム19や固定子1の加工、製造上のばらつき及びフレーム19の固定子1への挿入加工時のばらつきを考慮したものである。凸形状22aの切り起こしの先端面と凹部13aの切り欠き形状の短辺側は必ず嵌合あるいは当接しているため、凸形状22bの切り起こしの先端面は凹部13bの切り欠き形状の短辺側と離間して設けることで、フレーム19への固定子1の挿入加工時の自由度を確保している。
This takes into account variations in processing and manufacturing of the
前述したように固定子1の固定子鉄心4は、中心線X及び中心線Yで対称形状となっている(図4参照)ので凹部13aと13b、凹部13cと13dは中心線Yで線対称形状であり、凹部13aと13c、凹部13bと13dは中心線Xで線対称形状である。
As described above, the
これを言い換えると、凹部13aと13d、凹部13bと13cは回転軸14の軸中心Dで点対称となっている。よって180度回転させても凹部13dは凹部13aと同形状であるので、凹部13aと同様に凸形状22aの切り起こしの先端面と凹部13dの切り欠き形状の短辺側が嵌合あるいは当接する関係となる。
In other words this recess 13a and 13d, the recess 13b and 13c has a point symmetry with the axis center D of
このように凹部13a、13b、13c、13dが設けられているので、固定子1を組立加工するときに固定子鉄心4の方向性に自由度を持たせることができ、固定子1の組立て性が向上する。
Since the recesses 13a, 13b, 13c, and 13d are provided in this way, the direction of the
(凹部切り欠き形状の説明)
固定子鉄心4に設けられる凹部13a、13b、13c、13dは、固定子鉄心4の磁束の流れを妨げないよう磁路の幅を考慮して切り欠き加工で形成されている。磁路とは磁束が流れる通り道であり、磁束の流れが妨げられると電動機100の性能低下に大きな影響を及ぼすことになる。
(Description of recess notch shape)
The recesses 13a, 13b, 13c, and 13d provided in the
一例として、図9に示すように磁束は矢印Kのように流れる。コーナー部12aと連続する継鉄部9aは所定の磁路幅W5、W6で形成されていて、W5=W6の関係となっている。コーナー部12aに設けられる凹部13aは、磁路幅W7が磁路幅W5、W6以下とならないよう、それぞれW5≦W7、W6≦W7の関係を守って形成される。 As an example, the magnetic flux flows as shown by an arrow K as shown in FIG. The yoke portion 9a continuous with the corner portion 12a is formed with predetermined magnetic path widths W5 and W6, and has a relationship of W5 = W6. The recess 13a provided in the corner portion 12a is formed in accordance with the relationship of W5 ≦ W7 and W6 ≦ W7 so that the magnetic path width W7 does not become equal to or smaller than the magnetic path widths W5 and W6.
よって、継鉄部9aとコーナー部12aで磁路幅が狭くならないので、磁束の流れを妨げることがなく電動機100の性能が確保される。また、他のコーナー部12b、12c、12dと凹部13b、13c、13dとの関係も同様の設定となっている。
Therefore, since the magnetic path width is not narrowed by the yoke portion 9a and the corner portion 12a, the performance of the
以上のように、凸形状の切り起こしと固定子の固定子鉄心に設けられた凹部の切り欠き形状が嵌合あるいは当接するようにしたので、固定子がずれることなく所定の位置に拘束することができ、軽量で熱膨張率の大きいアルミ材をフレームに用いても電動機の性能を低下させることなく軽量化することができる。 As described above, the raised cut-out and the cut-out shape of the recess provided in the stator core of the stator are fitted or brought into contact with each other, so that the stator is restrained to a predetermined position without being displaced. Even if a lightweight aluminum material having a large coefficient of thermal expansion is used for the frame, the weight can be reduced without degrading the performance of the electric motor.
また、凸形状が、電機子の回転軸中心を通る延長線と重なる位置に、固定子鉄心に設けられた凹部の切り欠き形状も電機子の回転軸中心を通る延長線と重なる位置にそれぞれ加工し、凸形状の切り起こしと固定子の固定子鉄心に設けられた凹部の切り欠き形状が嵌合あるいは当接するようにしたので、固定子がずれることなく所定の位置に拘束することができ、軽量で熱膨張率の大きいアルミ材をフレームに用いても電動機の性能を低下させることなく軽量化することができる。 Also, the convex shape overlaps with the extension line passing through the center of rotation of the armature, and the notch shape of the recess provided in the stator core is processed into the position overlapping with the extension line passing through the center of rotation of the armature. Since the notch shape of the concave portion provided in the stator core of the stator and the raised cut-out of the stator is fitted or abutted, the stator can be restrained to a predetermined position without being displaced, Even if an aluminum material that is lightweight and has a high coefficient of thermal expansion is used for the frame, the weight can be reduced without degrading the performance of the motor.
それから、1つの凸形状の切り起こしと固定子の固定子鉄心に設けられた凹部の切り欠き形状が嵌合あるいは当接し、他の凸形状の切り起こしと凹部の切り欠き形状は間隙を有し離間して設けられているので、フレームへの固定子の挿入加工時の自由度が確保でき組立て性が向上する。 Then, the notch shape of one convex shape and the notch shape of the concave portion provided in the stator core of the stator are fitted or abutted, and the notch shape of the other convex shape and the concave shape has a gap. Since they are provided apart from each other, the degree of freedom in inserting the stator into the frame can be secured, and the assemblability is improved.
さらに、固定子鉄心の凹部は中心線で線対称、あるいは回転軸中心で点対称に設けられているので、固定子1を組立加工するときに固定子鉄心を180度回転させて組み立てても問題なく組立てでき、固定子の組立て性が向上する。
Further, since the concave portions of the stator core are provided symmetrically about the center line or point-symmetrically about the rotation axis, it is not possible to assemble the stator core by rotating it 180 degrees when assembling the
また、固定子鉄心の磁束の流れを妨げないよう、継鉄部の幅とコーナー部の凹部の幅が同じ幅以上となるようにしたので、磁路の幅が狭くならないため磁束の流れを妨げることがなく電動機の性能を確保することができる。 Moreover, since the width of the yoke portion and the width of the concave portion of the corner portion are not less than the same width so as not to disturb the magnetic flux flow of the stator core, the magnetic path width is not narrowed and the magnetic flux flow is obstructed. The performance of the electric motor can be ensured without any problems.
なお、本発明の実施の形態では、フレーム19に設けた凸形状は22a、22bの二つで22a1つが当接し、22bは離間していたが、回転軸14の軸中心Dで点対称の位置にそれぞれ22a、22bと同形状の凸形状を設けてもよい。
In the embodiment of the present invention, the convex shape provided on the
固定子鉄心4には回転軸14の軸中心Dで凹部13aと13d、凹部13bと13cがそれぞれ点対称で設けられているので、凸形状22aの点対称の凸形状と凹部13dが嵌合あるいは当接するようになり、凸形状22bの点対称の凸形状と凹部13cは所定の間隙を有し離間して設けられるようになる。
Recesses 13a and 13d in the
よって22aと凹部13a、22aと点対称の位置にある凸形状と凹部13dが嵌合あるいは当接し、22bと凹部13b、22bと点対称の位置にある凸形状と凹部13cが離間する関係となる。 Therefore, the convex shape 22a and the concave portion 13a, 22a are in a point symmetrical position and the concave portion 13d are fitted or abutted, and the convex shape 22b and the concave portion 13b, 22b are in a point symmetrical position and the concave portion 13c are separated. .
それにより、凸形状が22a、22bの二つのときと同様、固定子がずれることなく所定の位置に拘束でき、軽量で熱膨張率の大きいアルミ材をフレームに用いても電動機の性能を低下させることなく軽量化が可能で、フレームへの固定子の挿入加工時の自由度が確保でき組立て性向上も可能である。 As a result, as in the case of the two convex shapes 22a and 22b, the stator can be restrained to a predetermined position without shifting, and the performance of the motor is lowered even if a lightweight aluminum material having a high coefficient of thermal expansion is used for the frame. The weight can be reduced without any problem, and the degree of freedom in inserting the stator into the frame can be secured and the assembly can be improved.
実施の形態2.
(電動送風機の構成)
図10は本発明の実施の形態2に係る電動送風機を示す分解斜視図、図11は本発明の実施の形態2に係る電動送風機を示す部分断面斜視図である。
以下、図10及び図11により本発明の実施の形態2に係る電動送風機の構成について説明する。
(Configuration of electric blower)
FIG. 10 is an exploded perspective view showing an electric blower according to
Hereinafter, the configuration of the electric blower according to
図10に示すように200は本発明の実施の形態2に係る電動送風機であり、本発明の実施の形態1に係る電動機100、整流翼56、送風ファン55及びファンカバー54で構成される。
As shown in FIG. 10,
送風ファン55は電動送風機200の吸引風を発生させるものである。整流翼56は送風ファン55が発生させた吸引風の圧力回復を行い、電動機内部に風を導く案内羽根である。ファンカバー54は吸引風が発散しないようにするためのものである。
The
図11に示すように電動機100に整流翼56を取付け、送風ファン55を電動機100の回転軸14にナット57で固定する。そして電動機100のフレーム19にファンカバー54を圧入する。
As shown in FIG. 11, the rectifying blade 56 is attached to the
(電動送風機の動作)
こうして組み立てられた電動送風機200を駆動すると、電動機100により送風ファン55が回転することで、ファンカバー54に設けられた吸気口54aから吸引風Lを吸引する。吸引風Lは電動機100に設けられた排気口58からMのように排気される。
(Operation of electric blower)
When the
以上のように、アルミ材をフレームに用いて電動機の性能を低下させることなく軽量化した電動機を備えたので、電動送風機を軽量化することができる。 As described above, since the motor is reduced in weight without reducing the performance of the electric motor by using the aluminum material for the frame, the electric blower can be reduced in weight.
実施の形態3.
(電気掃除機の構成)
図12は本発明の実施の形態3に係る電気掃除機を示す断面図である。
以下図12により本発明の実施の形態3に係る電機掃除機の構成について説明する。
(Configuration of vacuum cleaner)
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a vacuum cleaner according to
Hereinafter, the configuration of the electric vacuum cleaner according to
図12に示すように300は本発明の実施の形態3に係る電気掃除機であり、本体70内に集塵容器71、制御基板72、本発明の実施の形態2に係る電動送風機200、図示しない電源コードのコードリールを有している。
As shown in FIG. 12, reference numeral 300 denotes a vacuum cleaner according to the third embodiment of the present invention. In the main body 70, a dust collecting container 71, a control board 72, and an
また、図示しないが吸込具と軟質管部と硬質管部で構成された塵埃を吸引するためのホース体が、ホース体挿入口76に挿入される。 Although not shown, a hose body for sucking dust composed of a suction tool, a soft tube portion, and a hard tube portion is inserted into the hose body insertion port 76.
集塵容器71は吸引した塵埃を集積するためのものであり、集塵袋を使用するタイプとサイクロン式のような集塵袋を使用しないタイプのものがあり、本発明の実施の形態3に係る電気掃除機300にはどちらを使用してもよく、集塵容器のタイプに限定されることなく本発明の電動送風機を搭載できる。
The dust collection container 71 is for accumulating the sucked dust, and there are a type using a dust collection bag and a type not using a dust collection bag such as a cyclone type.
制御基板72は、図示しない操作部の操作により塵埃を吸引するために電動送風機200の駆動を制御したりするものである。
The control board 72 controls driving of the
本体70の側面には車輪73、下面にはキャスター74が設けられている。車輪73、キャスター74により本体70の引き回しが可能になる。ハンドル75は本体70を持ち運んだりするためのものである。 Wheels 73 are provided on the side surface of the main body 70, and casters 74 are provided on the lower surface. The main body 70 can be routed by the wheels 73 and the casters 74. The handle 75 is for carrying the main body 70.
(電気掃除機の動作)
前述のような電気掃除機300に内包された電動送風機200を駆動すると、実施の形態2で説明したように電動送風機200により吸引風が発生し、図示しないホース体で塵埃を含んだ空気の吸引を行うことができる。吸引された塵埃を含んだ空気は、集塵容器71で塵埃と空気に分離されて塵埃は集積され、塵埃の取り除かれた空気は電動送風機200を経由して本体70の外へ排出される。
(Operation of vacuum cleaner)
When the
以上のように、アルミ材をフレームに用いて電動機の性能を低下させることなく軽量化した電動機を有する電動送風機を備えたので、電気掃除機を軽量化することができる。 As described above, since the electric blower having the motor reduced in weight without reducing the performance of the electric motor using the aluminum material for the frame is provided, the electric vacuum cleaner can be reduced in weight.
1 固定子、2 電機子、3 ブラシ、4 固定子鉄心、5 上絶縁部材、6 下絶縁部材、7 界磁巻線、8a 磁極部、8b 磁極部、8c 磁極部内面、8d 磁極部内面、9a 継鉄部、9b 継鉄部、10a 固定子スロット、10b 固定子スロット、10c 固定子スロット、10d 固定子スロット、11 貫通空間、12a コーナー部、12b コーナー部、12c コーナー部、12d コーナー部、13a 凹部(切り欠き形状)、13b 凹部(切り欠き形状)、13c 凹部(切り欠き形状)、13d 凹部(切り欠き形状)、14 回転軸、15 電機子鉄心、15a ティース、15b 空間、16 整流子、17 電機子巻線、18a 軸受、18b 軸受、19 フレーム、19a 底部、19b 受け部、20 固定部材、20a 保持部、21 ネジ、22a 凸形状、22b 凸形状、23 先端面、54 ファンカバー、54a 吸気口、55 送風ファン、56 整流翼、57 ナット、58 排気口、70 本体、71 集塵容器、72 制御基板、73 車輪、74 キャスター、75 ハンドル、76 ホース体挿入口、100 電動機、200 電動送風機、300 電気掃除機、D 交点(軸中心)、E 延長線、F 延長線、G 電機子2の回転方向、H 固定子1が反力を受ける方向、J 所定の間隙、K 矢印、L 吸引風、M 排気、T 固定子鉄心4の厚み、W1 固定子鉄心4の幅、W2 固定子鉄心4の幅、W3 固定子鉄心4の幅、W4 固定子鉄心4の幅、W5 磁路幅、W6 磁路幅、W7 磁路幅、X 中心線、Y 中心線。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stator, 2 Armature, 3 Brush, 4 Stator core, 5 Upper insulating member, 6 Lower insulating member, 7 Field winding, 8a Magnetic pole part, 8b Magnetic pole part, 8c Magnetic pole part inner surface, 8d Magnetic pole part inner surface, 9a yoke part, 9b yoke part, 10a stator slot, 10b stator slot, 10c stator slot, 10d stator slot, 11 through space, 12a corner part, 12b corner part, 12c corner part, 12d corner part, 13a recess (notch shape), 13b recess (notch shape), 13c recess (notch shape), 13d recess (notch shape), 14 rotating shaft, 15 armature core, 15a teeth, 15b space, 16 commutator 17 Armature winding, 18a bearing, 18b bearing, 19 frame, 19a bottom part, 19b receiving part, 20 fixing member, 20 a holding part, 21 screw, 22a convex shape, 22b convex shape, 23 tip surface, 54 fan cover, 54a intake port, 55 blower fan, 56 rectifier blade, 57 nut, 58 exhaust port, 70 body, 71 dust collecting container, 72 control board, 73 wheels, 74 casters, 75 handle, 76 hose body insertion port, 100 electric motor, 200 electric blower, 300 vacuum cleaner, D intersection (axis center), E extension line, F extension line, G armature 2 Rotation direction, H direction in which the stator 1 receives the reaction force, J predetermined gap, K arrow, L suction air, M exhaust, T stator core 4 thickness, W1 stator core 4 width, W2 stator core 4, width of W3 stator core 4, width of W4 stator core 4, W5 magnetic path width, W6 magnetic path width, W7 magnetic path width, X center line, Y center line.
Claims (10)
該フレームに内包され、長方形状で4つのコーナー部を有する固定子鉄心に、界磁巻線を巻いて成る固定子と、
回転軸を有し、該回転軸に電機子鉄心と整流子が設けられ、前記電機子鉄心に巻かれた電機子巻線と前記整流子が接続されて成る電機子と、を備え、
前記フレームの内周に突出する凸部を設け、前記固定子鉄心の前記コーナー部の1つあるいは2つ以上に凹部を設け、前記凸部と前記凹部が嵌合あるいは当接し、
前記凸部は、前記電機子の回転軸方向と平行に、前記フレームに切り起し加工で設けられ、前記凸部の端面は前記電機子の回転軸中心を通る線上に位置し、
前記凹部は、前記電機子の回転軸方向と平行に、前記固定子鉄心の前記コーナー部の一部を切り欠いて設けられ、前記凹部の端面は前記電機子の回転軸中心を通る線上に位置し、
前記凸部の端面と前記凹部の端面が嵌合あるいは当接していることを特徴とする電動機。 A cylindrical frame;
A stator formed by winding a field winding around a rectangular stator iron core enclosed in the frame and having four corners;
An armature having an axis of rotation, an armature core and a commutator provided on the axis of rotation, and an armature formed by connecting the armature winding wound around the armature core and the commutator;
Providing a projecting portion projecting on the inner periphery of the frame, providing a recess in one or more of the corner portions of the stator core, the projecting portion and the recess fit or abut ,
The convex portion is provided by cutting and raising the frame in parallel with the rotation axis direction of the armature, and the end surface of the convex portion is located on a line passing through the rotation axis center of the armature,
The recess is provided by cutting out a part of the corner portion of the stator core in parallel with the rotation axis direction of the armature, and the end surface of the recess is positioned on a line passing through the rotation axis center of the armature. And
An electric motor characterized in that an end surface of the convex portion and an end surface of the concave portion are fitted or in contact with each other.
該フレームに内包され、長方形状で4つのコーナー部を有する固定子鉄心に、界磁巻線を巻いて成る固定子と、
回転軸を有し、該回転軸に電機子鉄心と整流子が設けられ、前記電機子鉄心に巻かれた電機子巻線と前記整流子が接続されて成る電機子と、を備え、
前記フレームの内周に突出する凸部を設け、前記固定子鉄心の前記コーナー部の1つあるいは2つ以上に凹部を設け、前記凸部と前記凹部が嵌合あるいは当接し、
前記凸部と前記凹部をそれぞれ2つ以上設け、少なくとも1つの前記凸部の端面と前記凹部の端面が嵌合あるいは当接し、他の前記凸部の端面と前記凹部の端面の間には間隙を有することを特徴とする電動機。 A cylindrical frame;
A stator formed by winding a field winding around a rectangular stator iron core enclosed in the frame and having four corners;
An armature having an axis of rotation, an armature core and a commutator provided on the axis of rotation, and an armature formed by connecting the armature winding wound around the armature core and the commutator;
Providing a projecting portion projecting on the inner periphery of the frame, providing a recess in one or more of the corner portions of the stator core, the projecting portion and the recess fit or abut ,
Two or more of each of the convex portions and the concave portions are provided, the end surface of at least one of the convex portions and the end surface of the concave portion are fitted or abutted, and a gap is provided between the end surface of the other convex portion and the end surface of the concave portion. An electric motor comprising:
前記電動機の回転軸に設けられた遠心ファンと、
を備えたことを特徴とする電動送風機。 An electric motor according to any one of claims 1 to 8 ,
A centrifugal fan provided on a rotating shaft of the electric motor;
An electric blower characterized by comprising:
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