(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁極歯が円形状のコア基部の周面に周方向に等ピッチで突設させられたロータコアと、前記ロータコアの磁極歯間に配設され且つ両磁極歯の側面に当接する側面絶縁部材と、前記コア基部の端面に当接する基部絶縁板部及び磁極歯の端面に当接する歯絶縁板部が設けられた板状の端面絶縁部材と、前記絶縁部材を介して前記磁極歯に捲回されたロータコイルが設けられたロータを備える電動機において、
前記基部絶縁板部を前記歯絶縁板部より前記端面側に突出させて前記端面に当接させることにより、前記基部絶縁板部を前記歯絶縁板部より厚く形成すると共に、前記歯絶縁板部は前記ロータコイルの巻き付け力により自己の弾性力に抗して前記ロータコアの前記磁極歯側に押圧変形させられて前記磁極歯の端面に当接させられていることを特徴とする電動機。
【請求項２】
前記端面絶縁部材は、主基部絶縁板部と歯絶縁板部を備える端面絶縁部材本体と、前記主基部絶縁板部に積層された補助絶縁板を有することを特徴とする請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記基部絶縁板部に周方向に延びる環状突起を形成すると共に、前記環状突起を設けた部分の厚さを前記歯絶縁板部の肉厚より厚く形成することにより、前記端面絶縁部材の基部絶縁板部の一部の厚さを前記歯絶縁板部の肉厚より厚く形成したことを特徴とする請求項１に記載の電動機。
【請求項４】
請求項１〜３の電動機で送風ファンを駆動させるようにしたことを特徴とする電動送風機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動機（電動モータ）及びこれを用いた電動送風機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動送風機には、例えば図１１に示したようなものがある。この電動送風機は、電動部１０と、この電動部１０により駆動される送風部２０を有する。
【０００３】
電動部１０は、有底筒状のモータケース１１と、モータケース１１内面に固定されたステータ（固定子）１２と、モータケース１１に回転自在に保持されたロータシャフト１３と、ロータシャフト１３に一体に設けられ且つステータ１２内に回転自在に配設されたロータ（回転子）１４と、ロータシャフト１３に保持されたコミュンテータ（整流子）１５と、モータケース１１に保持され且つコミュンテータ１５に摺接するカーボンブラシＣＢを有する。
【０００４】
また、送風部２０は、モータケース１１に取り付けられた整流板２１と、整流板２１を貫通するロータシャフト１３の端部に取り付けられた遠心ファン２２と、モータケース１１の開口端に設けたフランジ１１ａに嵌合保持されて整流板２１及び遠心ファン２２をカバーするファンカバー２３を有する。そして、電動部１０のロータシャフト１３が回転駆動されると、遠心ファン２２がロータシャフト１３と一体に回転させられる。この回転によりエアがファンカバー２３の中央の吸込口２３ａからエアが遠心ファン２２内に中央の吸込口２２ａから吸い込まれ、この吸い込まれたエアが遠心ファン２２の周縁の吐出口２２ｂから吐出され、この吐出されたエアが整流板２１に設けられた図示略のエア通路を介してモータケース１１内に案内される様になっている。この構成は周知であるので詳細な説明は省略する。
【０００５】
しかも、この電動送風機のロータ１４は、図１２〜図１４に示した様に円形状のコア基部１６ａの周面に複数の磁極歯１６ｂが周方向に等ピッチで突設させられたロータコア（回転子鉄心）１６と、ロータコア１６の隣接する磁極歯１６ｂ，１６ｂ間に図１４の如く配設され且つ両磁極歯１６ｂ，１６ｂの側面に当接するＶ字状の側面絶縁部材（側面絶縁シート）１７と、コア基部１６ａの端面に当接する基部絶縁板部１８ａ及び磁極歯１６ａの端面に当接する歯絶縁板部１８ｂが図１５，図１６の如く設けられた端面絶縁部材（絶縁端板）１８と、絶縁部材１７，１８を介して複数の磁極歯１６ｂに捲回されたロータコイル（回転子巻線）１９が設けられている。このロータコイル１９は、複数の磁極歯１６ｂに所定歯数おいて跨るように捲回されていると共に、コミュンテータ１５の整流子部材１５ａに接続されている。尚、端面絶縁部材１８の中央にはロータシャフト１３に嵌合する筒部１８ｃが一体に設けられている。
【０００６】
ところで、上述したように、製造時の寸法バラツキにより側面絶縁部材１７がロータコア１６の端面から突出して、側面絶縁部材１７が端面絶縁部材１８やロータコイル１９によって皺になったりズレたりするのを避けるために、側面絶縁部材１７のロータシャフト１３に沿う方向の寸法はロータコア１６の端面間の寸法よりも僅かに短く設定している。
【０００７】
この結果、図１７に示したようにロータコア１６の角部は絶縁部材１７，１８によって絶縁されていないので、短絡防止のためにロータコア１６の角部とロータコイル１９との間にある程度の絶縁距離Ｌをとる必要がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この様なロータにおいては、ロータコイル１９を絶縁部材１７，１８を介してロータコア１６の磁極歯１６ｂに巻く際に、図１７（ａ）の基部絶縁板部１８ａの角部１８ａ′が変形しなければ、絶縁距離Ｌを確保出来る。
【０００９】
しかしながら、ロータコア１６の磁極歯１６ｂに巻く際に、ロータコイル１９が図１７（ｂ），（ｃ）の如く基部絶縁板部１８ａの角部１８ａ′に食い込むので、端面絶縁部材１８の肉厚がｔ0で示したように薄い場合には絶縁距離Ｌが短くなり、好ましいものではない。特に、絶縁距離Ｌは、端面絶縁部材１８の肉厚ｔ0を変えずに、ロータコイル１９の直径を細くした場合に短くなる傾向にある。
【００１０】
従って、この絶縁距離Ｌを十分に確保するには図１８に示したように端面絶縁部材１８の肉厚ｔを図１６に示した肉厚ｔ0のものよりも厚くすることが考えられる。
【００１１】
しかし、この場合には、肉厚の増加した分だけ端面絶縁部材１８の重量が多くなると共に、ロータコイル１９の巻線長さも長くなって、この巻線長さの増加分だけロータコイル１９の重量も増加するため、ロータ１６の重量が増加するという問題がある。
【００１２】
そこで、本発明は、端面絶縁部材及びロータコイルの重量をあまり増加させずにロータコアの角部とロータコイルとの間の十分な絶縁距離を確保できる様にした電動機及びこれを用いた電動送風機を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、請求項１の発明の電動機は、複数の磁極歯が円形状のコア基部の周面に周方向に等ピッチで突設させられたロータコアと、前記ロータコアの磁極歯間に配設され且つ両磁極歯の側面に当接する側面絶縁部材と、前記コア基部の端面に当接する基部絶縁板部及び磁極歯の端面に当接する歯絶縁板部が設けられた板状の端面絶縁部材と、前記絶縁部材を介して前記磁極歯に捲回されたロータコイルが設けられたロータを備える電動機において、前記基部絶縁板部を前記歯絶縁板部より前記端面側に突出させて前記端面に当接させることにより、前記基部絶縁板部を前記歯絶縁板部より厚く形成すると共に、前記歯絶縁板部は前記ロータコイルの巻き付け力により自己の弾性力に抗して前記ロータコアの前記磁極歯側に押圧変形させられて前記磁極歯の端面に当接させられていることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項２の発明は、前記端面絶縁部材は、主基部絶縁板部と歯絶縁板部を備える端面絶縁部材本体と、前記主基部絶縁板部に積層された補助絶縁板を有することを特徴とする。
【００１５】
更に、請求項３の発明は、前記基部絶縁板部に周方向に延びる環状突起を形成すると共に、前記環状突起を設けた部分の厚さを前記歯絶縁板部の肉厚より厚く形成することにより、前記端面絶縁部材の基部絶縁板部の一部の厚さを前記歯絶縁板部の肉厚より厚く形成したことを特徴とする。
【００１６】
また、上述の目的を達成するため、請求項４の発明の電動送風機は、請求項１〜３の電動機で送風ファンを駆動させるようにしたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１〜図１０に基づいて説明する。
【００１８】
図２において電動送風機は、電動部１０と、この電動部１０により駆動される送風部２０を有する。
【００１９】
この電動部１０は、有底筒状のモータケース１１と、モータケース１１内面に固定されたステータ（固定子）１２と、モータケース１１に回転自在に保持されたロータシャフト１３と、ロータシャフト１３に一体に設けられ且つステータ１２内に回転自在に配設されたロータ（回転子）１４と、ロータシャフト１３に保持されたコミュンテータ（整流子）１５と、モータケース１１に保持され且つコミュンテータ１５に摺接するカーボンブラシＣＢを有する。
【００２０】
また、送風部２０は、モータケース１１に取り付けられた整流板２１と、整流板２１を貫通するロータシャフト１３の端部に取り付けられた遠心ファン（送風ファン）２２と、モータケース１１の開口端に設けたフランジ１１ａに嵌合保持されて整流板２１及び遠心ファン２２をカバーするファンカバー２３を有する。そして、電動部１０のロータシャフト１３が回転駆動されると、遠心ファン２２がロータシャフト１３と一体に回転させられる。この回転によりエアがファンカバー２３の中央の吸込口２３ａからエアが遠心ファン２２内に中央の吸込口２２ａから吸い込まれ、この吸い込まれたエアが遠心ファン２２の周縁の吐出口２２ｂから吐出され、この吐出されたエアが整流板２１に設けられた図示略のエア通路を介してモータケース１１内に案内される様になっている。この構成は周知であるので詳細な説明は省略する。
【００２１】
しかも、この電動送風機のロータ１４は、図１，図２に示したように、ロータコア（回転子鉄心）１６，側面絶縁部材（側面絶縁シート）１７，端面絶縁部材（絶縁端板）１８，ロータコイル（回転子巻線）１９を有する。
【００２２】
このロータコア１６は、図３〜図４に示した様に、円形状のコア基部１６ａと、コア基部１６ａの周面に周方向に等ピッチで突設させられた複数の磁極歯１６ｂを有する。
【００２３】
また、側面絶縁部材１７は、図５，図９に示したように、平面形状がＶ字状に形成されていると共に、ロータコア１６の隣接する磁極歯１６ｂ，１６ｂ間に図４の如く配設されて、自己の弾性力により両磁極歯１６ｂ，１６ｂの側面に当接している。しかも、側面絶縁部材１７のロータシャフト１３に沿う方向の寸法はロータコア１６の両端面間の寸法よりも僅かに小さく設定されている。
【００２４】
更に、端面絶縁部材１８は、図１，図６〜図９の如く、コア基部１６ａに対向する基部絶縁板部１８ａと、磁極歯１６ａの端面に対向する歯絶縁板部１８ｂを有する。しかも、この端面絶縁部材１８は、平面形状がロータコア１６の端面形状と略同じに形成されている。
【００２５】
この端面絶縁部材１８の基部絶縁板部１８ａには、ロータコア１６の端面側に突出してコア基部１６ａの端面に当接する円形突部３０が設けられている。しかも、この端面絶縁部材１８の基部絶縁板部１８ａの厚さは、歯絶縁板部１８ｂの肉厚より厚く形成されている。１８ｃは、端面絶縁部材１８の中央に一体に形成された筒部である。この筒部１８ｃはロータシャフト１３に嵌合されている。
また、ロータコイル１９は、複数の磁極歯１６ｂに所定歯数おいて跨るように捲回されていると共に、コミュンテータ１５の整流子部材１５ａに接続されている。しかも、端面絶縁部材１８の歯絶縁板部１８ｂは、ロータコイル１９の巻き付け力により自己の弾性力に抗してロータコア１６の磁極歯１６ｂ側に押圧変形させられて、磁極歯１６ｂの端面に当接させられている。この押圧変形により歯絶縁板部１８ｂが撓められた分だけ、ロータコア１６の両端に設けた端面絶縁部材１８，１８の歯絶縁板部１８ｂ，１８ｂの間隔が狭くなる。従って、この場合には、ロータコア１６の両端に設けた端面絶縁部材１８，１８の歯絶縁板部１８ｂ，１８ｂが撓められていない状態でロータコイル１９が捲回された場合に比べて、ロータコイル１９の巻線長さが短くなり、ロータコイル１９の重量を少なくできる。
【００２６】
次に、この様な構成の電動送風機の作用を説明する。
【００２７】
カーボンブラシＣＢ及びコミュンテータ１５を介してロータ１４のロータコイル１９に通電すると、ロータ１４が磁極歯１６ｂに発生する磁力で回転駆動される。これによりロータシャフト１３がロータ１４と一体に回転駆動されて、遠心ファン２２がロータシャフト１３と一体に回転させられる。
【００２８】
このロータ１４は、図１８の端面絶縁部材１８を用いたものに比べて、端面絶縁部材１８及びロータコイル１９の重量が軽くなっているので、慣性力も小さくなっている。
【００２９】
従って、上述の構成の電動送風機を電気掃除機に用いて、電動送風機の回転数を段階的に可変して、電気掃除機の吸込風量を例えば「強、中、弱」等に制御できる様に構成した場合、ロータ１４の回転数切替制御を迅速に行うことができることになる。
【００３０】
そして、遠心ファン２２の回転によりエアがファンカバー２３の中央の吸込口２３ａからエアが遠心ファン２２内に中央の吸込口２２ａから吸い込まれ、この吸い込まれたエアが遠心ファン２２の周縁の吐出口２２ｂから吐出され、この吐出されたエアが整流板２１に設けられた図示略のエア通路を介してモータケース１１内に案内される。
【００３１】
また、上述した実施例では、端面絶縁部材１８の基部絶縁板部１８ａに円形突部３０を設けて、基部絶縁板部１８ａの厚さを歯絶縁板部１８ｂの厚さよりも厚くしている構成としたが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００３２】
例えば、図１０（ａ）に示したように、基部絶縁板部１８ａの内外周縁部に周方向に延びる内外二重の環状突起３１，３２を形成すると共に、環状突起３１，３２を設けた部分の厚さを歯絶縁板部１８ｂの肉厚より厚く形成することにより、端面絶縁部材１８の基部絶縁板部１８ａの一部の厚さを歯絶縁板部１８ｂの肉厚より厚く形成した構成としても良い。この実施例の端面絶縁部材１８は、上述した図７の端面絶縁部材１８に比べて、重量をより軽くできる。
【００３３】
また、上述した実施例では、端面絶縁部材１８の基部絶縁板部１８ａに円形突部３０を一体に形成して、基部絶縁板部１８ａの厚さを歯絶縁板部１８ｂの厚さよりも厚くしている構成としたが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００３４】
例えば、図１０（ｂ）に示したような端面絶縁部材（絶縁端板）４０を、端面絶縁部材１８に代えて用いる様にしても良い。この端面絶縁部材４０は、端面絶縁部材本体４１と円形の補助絶縁部材（補助絶縁板）４２を有する。この端面絶縁部材本体４１は、主基部絶縁板部４１ａと歯絶縁板部４１ｂを備え、ロータコア１６の端面形状と略同じ形状に形成されている。そして、補助絶縁部材４２は、端面絶縁部材本体４１の主基部絶縁板部４１ａに積層されている。この主基部絶縁板部４１ａと補助絶縁部材４２により、端面絶縁部材４０の基部絶縁板部４０ａを構成している。そして、厚さの異なる補助絶縁部材４２を複数用意しておいて、必要に応じて補助絶縁部材４２の厚さを選択することにより、基部絶縁板部４０ａの厚さを調整できる。４１ｃは端面絶縁部材本体４１の中央に設けられた筒部で、この筒部４１ｃは上述のロータシャフト１３に嵌合保持される。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明の電動機は、複数の磁極歯が円形状のコア基部の周面に周方向に等ピッチで突設させられたロータコアと、前記ロータコアの磁極歯間に配設され且つ両磁極歯の側面に当接する側面絶縁部材と、前記コア基部の端面に当接する基部絶縁板部及び磁極歯の端面に当接する歯絶縁板部が設けられた板状の端面絶縁部材と、前記絶縁部材を介して前記磁極歯に捲回されたロータコイルが設けられたロータを備える電動機において、
前記基部絶縁板部を前記歯絶縁板部より前記端面側に突出させて前記端面に当接させることにより、前記基部絶縁板部を前記歯絶縁板部より厚く形成すると共に、前記歯絶縁板部は前記ロータコイルの巻き付け力により自己の弾性力に抗して前記ロータコアの前記磁極歯側に押圧変形させられて前記磁極歯の端面に当接させられている構成としたので、端面絶縁部材及びロータコイルの重量をあまり増加させずにロータコアの角部とロータコイルとの間の十分な絶縁距離を確保できる。
【００３６】
また、請求項２の発明は、前記端面絶縁部材は、主基部絶縁板部と歯絶縁板部を備える端面絶縁部材本体と、前記主基部絶縁板部に積層された補助絶縁板を有する構成としたので、ロータコアの角部とロータコイルとの間の絶縁距離を補助絶縁板の厚さを変えることで、容易に調整できる。この結果、ロータコイルの直径を変更した場合において、ロータコアの角部とロータコイルとの間の十分な絶縁距離を確保するために、端面絶縁部材の厚さを変更する必要がある場合でも、一種類の端面絶縁部材と厚さの異なる複数の補助絶縁部材を用意しておくだけで対応できるので、ロータコアの平面形状と同じ形状を有する端面絶縁部材の成形金型を複数用意する必要がなく、製造コストが増加するのを回避できる。
【００３７】
更に、請求項３の発明は、前記基部絶縁板部に周方向に延びる環状突起を形成すると共に、前記環状突起を設けた部分の厚さを前記歯絶縁板部の肉厚より厚く形成することにより、前記端面絶縁部材の基部絶縁板部の一部の厚さを前記歯絶縁板部の肉厚より厚く形成した構成としたので、端面絶縁部材の重量をより少なくできる。
【００３８】
また、請求項４の発明の電動送風機は、請求項１〜３の電動機で送風ファンを駆動させる構成としたので、装置全体の重量を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動機のロータ（回転子）の要部断面拡大説明図である。
【図２】図１のロータを備える電動機が組み込まれた電動送風機の半断面図である。
【図３】図２のロータの半断面拡大説明図である。
【図４】図３のロータコイル（回転子巻線）を除いた状態のロータの説明図である。
【図５】図４のロータコアとその磁極歯側面の絶縁部材との関係を示す平面図である。
【図６】図４のロータコアの端面を絶縁する端面絶縁部材（絶縁端板）の平面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図８】図４のロータコアと絶縁部材との関係を示す要部拡大斜視図である。
【図９】図８の分解斜視図である。
【図１０】（ａ），（ｂ）は、ロータコアの端面を絶縁する端面絶縁部材の変形例を示す断面図である。
【図１１】従来の電動機を備える電動送風機の半断面図である。
【図１２】図１１の電動機のロータの半断面拡大説明図である。
【図１３】図１２のロータコイル（回転子巻線）を除いた状態のロータの説明図である。
【図１４】図１３のロータコアとその磁極歯側面の絶縁部材との関係を示す平面図である。
【図１５】図１３のロータコアの端面を絶縁する端面絶縁部材（絶縁端板）の平面図である。
【図１６】図１５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図１７】（ａ）はロータコアと図１５，図１６に示した絶縁部材との関係を示す拡大断面説明図、（ｂ）は（ａ）の構成とロータコイルとの関係を示す説明図、（ｃ）は（ｂ）の要部拡大説明図である。
【図１８】従来のロータコアの端面を絶縁する端面絶縁部材の他の例を示す断面図である。
【図１９】（ａ）はロータコアと図１８に示した絶縁部材及びロータコイルとの関係を示す説明図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大説明図である。
【符号の説明】
１０・・・電動機
１６・・・ロータコア
１６ａ・・・コア基部
１６ｂ・・・磁極歯
１７・・・側面絶縁部材（側面絶縁シート）
１８・・・端面絶縁部材
１８ａ・・・基部絶縁板部
１８ｂ・・・歯絶縁板部
１９・・・ロータコイル
２０・・・送風部
２２・・・遠心ファン（送風ファン）
３１，３２・・・環状突起
４０・・・端面絶縁部材
４１・・・端面絶縁部材本体
４１ａ・・・基部絶縁板部
４１ｂ・・・歯絶縁板部
４２・・・補助絶縁部材（補助絶縁板）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
0003678920.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
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