【手続補正書】
【提出日】平成16年9月6日(2004.9.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  電動送風機の製造方法及び電動送風機並びにそれを用いた電気掃除機
【特許請求の範囲】
【請求項１】  界磁コイルを有するステータと、電機子コイルが巻線される電機子コアを有するロータと、ロータの一側に配されリング状に複数の整流子片を有する整流子とを備え、前記整流子片の電機子コイル側端部に前記電機子コイルと電気的接続を行うコイル締結部を設け、電機子コイルを前記コイル締結部に巻きつけた後、前記各整流子片間に所定の間隙を設けるように整流子片に切削加工を施すようにした電動送風機の製造方法。
【請求項２】  コイル締結部の長手方向の中心線に対し、隣り合う間隙間の中心線を任意に変化させて切削加工を施すようにした請求項１記載の電動送風機の製造方法。
【請求項３】  コイル締結部側に配される隣り合う間隙間の中心線と、コイル締結部の長手方向の中心線とを一致させた請求項２記載の電動送風機の製造方法。
【請求項４】  コイル締結部側の間隙の幅を、反コイル締結部側の間隙の幅より大なるように、整流子片に切削加工を施すようにした請求項１または２記載の電動送風機の製造方法。
【請求項５】  界磁コイルを有するステータと、電機子コイルが巻線される電機子コアを有するロータと、ロータの一側に配されリング状に複数の整流子片を有する整流子とを備え、前記整流子片の電機子コイル側端部に設けられ前記電機子コイルと電気的接続を行うコイル締結部と、前記整流子片間に配された間隙とを備え、前記コイル締結部の長手方向の中心線と、隣り合う間隙間の中心線をずらして形成された電動送風機。
【請求項６】  コイル締結部側の間隙の幅を、反コイル締結部側の間隙の幅より大なるようにした請求項５記載の電動送風機。
【請求項７】  整流子片縁部の厚み寸法が、整流子片内の最小厚み寸法に対して、同等以上確保された断面形状の整流子片によって構成される整流子を有する請求項５または６記載の電動送風機。
【請求項８】  塵埃を捕集する集塵室と、前記集塵室に連通するように接続される吸い込み部と、請求項６または７記載の電動送風機とを備えた電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気掃除機の吸引用送風機に用いられる電動送風機と、その製造方法およびその電動送風機を用いた電気掃除機に関するもので、特に近年の高性能化に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電気掃除機は、強力な吸込性能が求められ、このため制御回路によって電動送風機の入力制御を行っている。しかし、この電気掃除機に搭載される電動送風機には、個々の特性バラツキが大きく、電気掃除機が強力な吸込性能を安定して達成するために、電動送風機個々の特性バラツキ（特に電動送風機の入出力のバラツキ）が小さいものが要求される。
【０００３】
従来の電気掃除機に用いられる電動送風機１を図８〜１０を用いて説明する。
【０００４】
図８に示すように、電動送風機１の整流子５は、複数個の整流子片６からなり、電機子コア３に巻線された電機子コイル４の端部は整流子片６上部のコイル締結部２７へつながれており、整流子５とともにシャフト８上に設けられ電機子２を構成している。電機子２のシャフト８は第１の軸受９、第２の軸受１０を介して反負荷側ブラケット１１、負荷側ブラケット１２に回転自在に備えられている。界磁コア１４に巻線された界磁巻線１３は巻枠１５に設けられている界磁接点板１６へつながれステータ２５を形成し、反負荷側ブラケット１１に具備されている。カーボンブラシ２０は反負荷側ブラケット１１に固定された異形管１８に挿入され、同異形管１８内を摺動し、バネ２１によって付勢され一端が整流子５と接している。
【０００５】
また、シャフト８にインペラ２４が備えられ、インペラ２４の外周部に通風路を形成するエアガイド２２が配されており、ファンケース２３がこれらを覆うように取り付けられ電動送風機１を構成している。
【０００６】
上記構成の電動送風機１の組立方法は以下の通りである。整流子５は、図９、１０に示すように、整流子片６上部中央にコイル締結部２７を有する整流子片６を、隣接する整流子片６間の隙間なくリング状に配し、モールド樹脂７によってモールド成形され形成される。成形後、モールドされた整流子５単品は、電機子コア３がすでに圧入されたシャフト８の反負荷側に圧入され固定される。この状態で、隣接する整流子片６間を切削加工し、整流子片６どうしを絶縁するための溝２６が設けられる。そして、電機子コア３に電機子コイル４が巻線され、その端部が整流子片６のコイル締結部２７に接続され、第１の軸受９、第２の軸受１０がシャフト８に圧入され、電機子２が構成される。
【０００７】
反負荷側ブラケット１１にステータ２５を固定した後、電機子２と、負荷側ブラケット１２が取り付けられる。そして、異形管１８は反負荷側ブラケット１１に、エアガイド２２は負荷側ブラケット１２に組み付けられる。シャフト８にインペラ２４が取り付けられ、エアガイド２２、インペラ２４を覆うようにファンケース２３が固定され、電動送風機１となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の構成、および製造方法の電動送風機１では、構成する材料の物性バラツキや、組立におけるバラツキ等のため、電動送風機１の個体間の特性（入力、出力）バラツキが生じる。その中でも、材料の物性バラツキ（例えば、巻線に使用されるの銅線や、コアに使用されるの鉄板、また、カーボンブラシのカーボン組成の物性値がロットごとに変動することに起因するバラツキ）は、組立の精度を上げ、組立上のバラツキを押さえても対応できず、結果として、電動送風機のロット間の特性バラツキとなって現れる。
【０００９】
過去から電動送風機の特性の中でも出力のバラツキは、特にそれを用いる電気掃除機の吸い込み性能のバラツキを生じる要因の一つとなっていたが、近年の掃除機における強力な吸い込み性能の追求のため、制御回路によって電動送風機の電力制御を行っている機種においては、電動送風機の出力バラツキもさることながら、入力バラツキによる影響が、電気掃除機の吸い込み性能のバラツキを生じる大きな要因となってきている。
【００１０】
本発明は、以上のような従来の課題を解決しようとするものであって、製造ロット毎の入力バラツキの少ない電動送風機、および、それを用いて吸い込み性能の高い電気掃除機を安定して提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、電機子コイルをコイル締結部に巻きつけた後、前記各整流子片間に所定の間隙を設けるように整流子片に切削加工を施すようにし電動送風機の製造を行うので、電機子のひろいだし角を微調することができ、電動送風機の入力を巻線後に微妙に設定することが可能となり、電動送風機のロット間の入力バラツキを抑制することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、界磁コイルを有するステータと、電機子コイルが巻線される電機子コアを有するロータと、ロータの一側に配されリング状に複数の整流子片を有する整流子とを備え、前記整流子片の電機子コイル側端部に前記電機子コイルと電気的接続を行うコイル締結部を設け、電機子コイルを前記コイル締結部に巻きつけた後、前記各整流子片間に所定の間隙を設けるように整流子片に切削加工を施すようにした電動送風機の製造方法であり、巻線後に電機子巻線のひろいだし角を微調することが可能となる。
【００１３】
本発明の請求項２記載の発明は、コイル締結部の長手方向の中心線に対し、隣り合う間隙間の中心線を任意に変化させて切削加工を施すようにしたもので、電機子巻線のひろいだし角を微調することができ、電動送風機の入力を巻線後に微妙に設定することが可能となり、電動送風機のロット間の入力バラツキを抑制することができる。
【００１４】
本発明の請求項３記載の発明は、コイル締結部側に配される隣り合う間隙間の中心線と、コイル締結部の長手方向の中心線とを一致させたもので、隣接する子片間の絶縁距離を従来同等確保することができる。
【００１５】
本発明の請求項４記載の発明は、コイル締結部側の間隙の幅を、反コイル締結部側の間隙の幅より大なるように、整流子片に切削加工を施すようにしたもので、溝の切削加工が従来同等の容易さでできる。
【００１６】
本発明の請求項５記載の発明は、界磁コイルを有するステータと、電機子コイルが巻線される電機子コアを有するロータと、ロータの一側に配されリング状に複数の整流子片を有する整流子とを備え、前記整流子片の電機子コイル側端部に設けられ前記電機子コイルと電気的接続を行うコイル締結部と、前記整流子片間に配された間隙とを備え、前記コイル締結部の長手方向の中心線と、隣り合う間隙間の中心線をずらして形成された電動送風機であり、電機子巻線のひろいだし角を微調することができ、電動送風機の入力を巻線後に微妙に設定することが可能となり、電動送風機のロット間の入力バラツキを抑制することができる。
【００１７】
本発明の請求項６記載の発明は、コイル締結部側の間隙の幅を、反コイル締結部側の間隙の幅より大なるようにしたもので、溝の切削加工が従来同等の容易さでできる。
【００１８】
本発明の請求項７記載の発明は、整流子片縁部の厚み寸法が、整流子片内の最小厚み寸法に対して、同等以上確保された断面形状の整流子片によって構成される整流子を有するので、整流子片の摩耗が一番激しい整流子片縁部の厚みが確保でき、整流子の寿命を延ばすことができる。
【００１９】
本発明の請求項８記載の発明は、塵埃を捕集する集塵室と、前記集塵室に連通するように接続される吸い込み部と、請求項６または７記載の電動送風機とを備えた電気掃除機であり、吸い込み性能が高く安定した掃除機を提供することができる。
【００２０】
【実施例】
（実施例１）
以下に本発明の第１の実施例について図１〜３を用いて説明する。
【００２１】
図１に示すように、電動送風機３１の整流子３５は、複数個の整流子片３６からなり、電機子コア３３に巻線された電機子コイル３４の端部は整流子片３６上部のコイル締結部５７へつながれており、整流子３５とともにシャフト３８上に設けられ電機子３２を構成している。電機子３２のシャフト３８は第１の軸受３９、第２の軸受４０を介して反負荷側ブラケット４１、負荷側ブラケット４２に回転自在に備えられている。界磁コア４４に巻線された界磁コイル４３は巻枠４５に設けられている界磁接点板４６へつながれステータ５５を形成し、反負荷側ブラケット４１に具備されている。カーボンブラシ５０は反負荷側ブラケット４１に固定された異形管４８に挿入され、同異形管４８内を摺動し、バネ５１によって付勢され一端が整流子３５と接している。
【００２２】
また、シャフト３８にインペラ５４が備えられ、インペラ５４の外周部に通風路を形成するエアガイド５２が配されており、ファンケース５３がこれらを覆うように取り付けられ電動送風機３１を構成している。
【００２３】
上記構成の電動送風機３１の製造方法は以下の通りである。図２に示すように、整流子３５は、上部中央にコイル締結部５７を有する整流子片３６を、隣接する整流子片３６間の隙間なくリング状に配し、モールド樹脂３７によってモールド成形され形成される。成形後、モールドされた整流子３５単品は、電機子コア３３がすでに圧入されたシャフト３８の反負荷側に圧入され固定される。そして、電機子コア３３に電機子コイル３４が巻線され、その端部が整流子片３６のコイル締結部５７に接続される。
【００２４】
次に図３に示すように、隣接する整流子片３６間を切削加工し、整流子片３６どうしを絶縁するための溝５６が設けられた後、第１の軸受３９、第２の軸受４０がシャフト３８に圧入され、電機子３２が構成される。
【００２５】
また、反負荷側ブラケット４１にステータ５５を固定した後、電機子３２と、負荷側ブラケット４２が取り付けられ、そして、異形管４８は反負荷側ブラケット４１に、エアガイド５２は負荷側ブラケット４２に組み付けられる。シャフト３８にインペラ５４が取り付けられ、エアガイド５２、インペラ５４を覆うようにファンケース５３が固定され、電動送風機３１となる。
【００２６】
上記構成による作用は以下の通りである。まず、一つの生産ロットの中で、溝５６を整流子片３６の長手方向中心線に対し、左右に等距離（ａ＝ｂ）で加工された電機子３２完成品を所望数作成し、電動送風機３１完成品まで組み上げる。電動送風機３１完成品の特性をチェックし本ロット生産品の入力水準を測定する。この入力水準が所望の狙い通りであれば、本ロットの残り分の生産を同条件で続行すれば、ロット全体の入力水準は、狙いに近いものである確率が高い。
【００２７】
一方、電動送風機３１の特性チェック時に、狙いの入力に対して高い入力水準となった場合は、本ロットの溝５６未加工の残りの電機子３２を、コイル締結部５７の長手方向中心線に対し、隣り合う溝５６間の中心線を所望分だけずらす（ａ＜ｂ）よう加工し、電動送風機３１完成品にて特性をチェックする。逆に、狙いの入力に対し低い水準であった場合は、本ロットの溝５６未加工の残りの電機子３２を、コイル締結部５７の長手方向中心線に対し、隣り合う溝５６間の中心線を所望分だけずらす（ａ＞ｂ）よう加工し、電動送風機３１完成品にて特性をチェックする。
【００２８】
このような手順で、電動送風機の特性チェックを行い、その結果によって、電機子の整流子片間の絶縁溝の位置を任意に変えて加工することで、電動送風機のロット間で材料の物性等による入力バラツキを抑制することができ、電気掃除機の特性安定化を実現することができる。
【００２９】
（実施例２）
次に本発明の第２の実施例を図４を用いて説明する。なお上記実施例と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３０】
図４に示すように、整流子片３６の両側の絶縁溝６０は、整流子片３６の上部コイル締結部５７近傍では、コイル締結部５７の長手方向の中心線に対し左右等距離（ｃ＝ｄ）とし、整流子片３６下部で、カーボンブラシ５０との接触面を含む範囲では、上記実施例と同様に、コイル締結部５７の長手方向中心線に対し、隣り合う溝５６間の中心線を所望分だけずらす（ｅ≠ｆ）よう加工する。
【００３１】
上記構成による作用は以下の通りである。本構成によれば、上記第１の実施例と同様の効果が得られるとともに、かつ、整流子片３６の上部でコイル締結部５７に接続される電機子コイル３４と、隣接する整流子片３６間の絶縁距離が従来同等確保できるため、隣り合う整流子片間３６の短絡によって発生する電機子コイル３４の焼損防止が図れ、信頼性の低下を抑制することができる。
【００３２】
（実施例３）
次に本発明の第３の実施例を図５を用いて説明する。なお上記実施例と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３３】
図５に示すように、上記実施例２記載の電動送風機の構成および製造方法において、整流子６５を構成する整流子片６６の形状は、整流子片６６上部コイル締結部５７近傍の整流子片幅ｇが、整流子片６６下部で、カーボンブラシ５０との接触面を含む範囲の整流子片幅ｈより小さく（ｇ＜ｈ）なっている。
【００３４】
上記構成による作用は以下の通りである。本構成によれば、上記第２の実施例と同様の効果が得られるとともに、かつ溝の切削加工を直線にすることが可能となり、加工工数の低減が図れる。
【００３５】
（実施例４）
次に本発明の第４の実施例を図６を用いて説明する。なお上記実施例と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３６】
図６に示すように、整流子片７６縁部の厚み寸法（ｊ）が、整流子片内の最小厚み寸法（ｉ）に対して、ｊ＞ｉとなっている。
【００３７】
上記構成による作用は以下の通りである。従来の構成においては、整流子５の整流子片６は一般に、電動送風機３１が運転されると、回転中の電気的スパークや機械的摩擦によって徐々に表面が摩耗していく。このうち電気スパークは整流子片６の縁部で発生することが多いため、整流子片６の中でも縁部の摩耗量が多い、しかしながら、従来の整流子片６の形状は、縁部の厚み寸法（ｊ）が、整流子片６の中での最小厚み寸法（ｉ）となっている（ｊ＝ｉ）ため、整流子片６縁部の摩耗によって、整流子５寿命に至る。上記１から３実施例の構成によれば、コイル締結部５７の長手方向中心線に対し、隣り合う溝５６間の中心線を所望分だけずらすよう加工されるので、整流子片左右の縁部の厚み寸法が異なるため、厚み寸法の小さい方が早く摩耗し、整流子寿命が短くなる。本実施例の整流子片７６形状では、縁部の厚み寸法がを整流子片内の最小厚み寸法とならないので、溝５７の位置が変更されても、片方の縁部の摩耗が他の部分に対し早く摩耗することはなく、整流子寿命となるまでの時間を確保することができる。
【００３８】
（実施例５）
以下に本発明の第５の実施例について図７を用いて説明する。なお、従来例と同一部分については、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３９】
図７に示すように、電気掃除機の本体７０は、前部に塵埃を捕集する集塵袋７３を収納する集塵室７５を、後部に電動送風機３１を配している。本体７０の集塵室７５前部には、ホース７８、延長管７９、ノズル８０が接続される。
【００４０】
上記構成による作用は以下の通りである。電動送風機３１は、上記実施例に示すように、ロットを隔てても特性バラツキが小さく安定しているので、強力な吸い込み性能を安定して実現できる電気掃除機を提供することができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の発明によれば、整流子片間の溝を電機子巻線後、切削加工するので、所望の位置に任意に変更できる電動送風機の製造方法を実現できる。
【００４２】
本発明の請求項２記載の発明によれば、製造ロット内の特性をチェックした後、整流子片間の溝を所望の位置に切削加工するので、電動送風機のひろいだし角を微調する効果が得られ、入力水準を安定させることができる電動送風機の製造方法が実現できる。
【００４３】
本発明の請求項３記載の発明によれば、コイル締結部の絶縁距離を従来同等確保するので、入力水準を安定させ、かつ、信頼性が高い電動送風機の製造方法が実現できる。
【００４４】
本発明の請求項４記載の発明によれば、コイル締結部側の溝の幅を、カーボンブラシ接触部側の溝の幅より大きくすることで、溝加工の工数を削減できるので、入力水準を安定させ、かつ、信頼性が高く、安価な電動送風機の製造方法が実現できる。
【００４５】
本発明の請求項５記載の発明によれば、コイル締結部の長手方向の中心線と、隣接する溝間の中心線を、所望分だずらすので、電動送風機のひろいだし角を微調する効果が得られ、入力水準が安定した電動送風機を提供することができる。
【００４６】
本発明の請求項６記載の発明によれば、コイル締結部側の溝の幅を、カーボンブラシ接触部側の溝の幅より大きくするので、入力水準が安定し、かつ、信頼性が高く、安価な電動送風機を提供することができる。
【００４７】
本発明の請求項７記載の発明によれば、整流子片の縁部厚みを大きくし、整流子寿命を延ばせるので、入力水準が安定し、かつ、より信頼性が高く、安価な電動送風機を提供することができる。
【００４８】
本発明の請求項８記載の発明によれば、特性バラツキが小さく安定している電動送風機を用いるので、強力な吸い込み性能を安定して実現できる電気掃除機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の第１の実施例を示す電動送風機の一部破断側面図
【図２】
同電動送風機の整流子の切削加工前の側面図
【図３】
同整流子の切削加工後の側面図
【図４】
本発明の第２の実施例を示す電動送風機の整流子の側面図
【図５】
本発明の第３の実施例を示す電動送風機の整流子の側面図
【図６】
本発明の第４の実施例を示す電動送風機の整流子の要部断面図
【図７】
本発明の第５の実施例を示す電気掃除機の側面図
【図８】
従来の電動送風機の一部破断側面図
【図９】
同電動送風機の整流子の側面図
【図１０】
図９のＡ−Ａ断面図
【符号の説明】
１  電動送風機
５  整流子
６  整流子片
２６  絶縁溝
２７  コイル締結部
３１  電動送風機
３５  整流子
３６  整流子片
４３  界磁コイル
５５  ステータ
５６  絶縁溝
５７  コイル締結部
６５  整流子
６６  整流子片
７５  整流子
７６  整流子片