(57)【要約】【課題】  ステータの振動による騒音を低減した電動送風機及び電気掃除機を提供する。【解決手段】  ロータコア及びステータコアを備えた電動機と、回転自在に設けられた回転軸と、該回転軸の一端部付近に一体成形される前記ロータコアと、前記回転軸の他端部付近に取り付けられる回転翼と、前記ロータコアと前記回転翼との間の前記回転軸に取り付けられる一対の軸受と、その一対の軸受を保持するハウジングと、前記回転翼を覆うファンケーシングとを備え、前記ステータコアは同一形状の複数の分割コアを連結することで構成され、該分割コアには各分割コアを覆う絶縁部材の巻枠が配置され、隣り合う巻枠同士の隙間を繋ぐ接続部材を設ける。【選択図】図６
2018182987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータコア及びステータコアを備えた電動機と、回転自在に設けられた回転軸と、該回転軸の一端部付近に一体成形される前記ロータコアと、前記回転軸の他端部付近に取り付けられる回転翼と、前記ロータコアと前記回転翼との間の前記回転軸に取り付けられる一対の軸受と、該一対の軸受を保持するハウジングと、前記回転翼を覆うファンケーシングとを備え、
前記ステータコアは同一形状の複数の分割コアを連結することで構成され、該分割コアには各分割コアを覆う絶縁部材の巻枠が配置され、隣り合う巻枠同士の隙間を繋ぐ接続部材を設けたことを特徴とする、電動送風機。
【請求項２】
前記接続部材は支持部と、該支持部から伸びた隙間を繋ぐ連結部と、該連結部に固定部を有したことを特徴とする電動送風機。
【請求項３】
前記連結部の前記支持部側の板厚は、前記連結部の開放側の先端側の板厚よりも大きくしていることを特徴とする、請求項１乃至２に記載の電動送風機。
【請求項４】
前記支持部側の板厚は、前記巻枠の隙間よりも０.１〜０.３ｍｍ大きいことを特徴とする、請求項３に記載の電動送風機。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の電動送風機を搭載した電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動送風機及びそれを搭載した電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年需要が急速に高まっているコードレス掃除機や自走式電気掃除機においては、低電圧のバッテリー駆動でも十分な出力を得ると共に、振動や騒音を低減するためにＤＣブラシレスモータを用いた電動送風機が使用されている。
【０００３】
また、電気掃除機の小型化を達成するために、電動送風機の小型化も求められている。電動送風機の小型化に関しては、電動送風機を高速化することでファンの外径を小さくすることが出来る。そのため、ブラシレスモータの回転数を毎分約８万回転以上としている例がある。
【０００４】
従来の電気掃除機用の電動送風機としては、例えば、特開２０１６−１５３６３６号公報（特許文献１）に開示されているものがある。
【０００５】
特許文献１に開示されている電動送風機は、「回転自在に設けられた回転軸と、前記回転軸の軸方向の略中央に設けられた軸受部と、前記回転軸の一端に設けられた遠心羽根車と、前記回転軸の前記軸受部を挟んで前記遠心羽根車とは逆側に設けられるロータコアと、前記ロータコアの周囲に対向して配置されるステータコアと、前記回転軸の他端に設けられるリング部材と、を備え、前記リング部材は、前記ロータコアの比重よりも大きく、かつ、非磁性の材料で構成されている。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−１５３６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献１の電動送風機は、軸端に設けられたリング部材と遠心羽根車でバランス調整するために、回転体（ロータ組立体）のアンバランス量を小さくでき、回転体の振動が低減され、毎分８万回転以上の高速回転を可能とし、電動送風機の小型化が図られる。また、回転振動が低減されることで電機掃除機の運転音も低減される。
【０００８】
しかし、電動送風機を運転するとロータコアとステータコアとの間に発生する電磁力が、ロータコアの回転に伴って周期的に変化する。この周期的に変化する電磁力により、ステータコアが振動する場合があり、騒音を発生する恐れがあった。また、ステータコアの周りには絶縁材の巻枠が配置され、巻枠を介して界磁巻線が巻かれており、ステータコアの振動が巻枠を伝わり、巻枠から騒音を発生する恐れがあった。
【０００９】
本発明の目的は、上記課題を解決するものであり、簡単な構造でステータ部から発生する振動を抑制し、騒音の低減、特に回転周波数の高調波（回転周波数の整数倍）騒音の低減を図ることができる電動送風機及び電気掃除機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、代表的な本発明の電動送風機の一つは、ロータコア及びステータコアを備えた電動機と、回転自在に設けられた回転軸と、回転軸の一端部付近に一体成形されるロータコアと、回転軸の他端部付近に取り付けられる回転翼と、ロータコアと回転翼との間の回転軸に取り付けられる一対の軸受と、一対の軸受を保持するハウジングと、回転翼を覆うファンケーシングとを備え、ステータコアは同一形状の複数の分割コアを連結することで構成され、分割コアには各分割コアを覆う絶縁部材の巻枠が配置され、隣り合う巻枠同士の隙間を繋ぐ接続部材を設けたことにより達成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、モータステータ部の振動を抑制し、騒音の低減、特に回転周波数の高調波騒音の低減を図ることができる電動送風機及びこれを備えた電気掃除機を提供することが可能である。
【００１２】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態例における電動送風機の外観図、（ｂ）は電動送風機の縦断面図ある。
【図２】（ａ）は本発明の実施形態例におけるステータコアの平面図、（ｂ）はステータコアを構成する分割コアの斜視図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施形態例におけるステータを構成する分割コアと巻枠の分解斜視図、（ｂ）は分割コアと巻枠を嵌合した斜視図、（ｃ）は分割コアに巻枠を嵌合し界磁巻線を巻いた外観斜視図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施形態例におけるステータをファンケーシング側から見た外観斜視図、（ｂ）はステータの断面図、（ｃ）はステータを反ファンケーシング側から見た外観斜視図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施形態例における巻枠同士を固定する接続部材の外観斜視図、（ｂ）は接続部材の断面図である。
【図６】本発明の実施形態例における接続部材を取り付けたステータを反ファンケーシング側から見た外観斜視図である。
【図７】接続部材による騒音低減効果を説明する周波数分析結果である。
【図８】本発明の接続部材の変形例を示す外観斜視図である。
【図９】（ａ）は本発明の他の実施形態例におけるステータをファンケーシング側から見た外観斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すステータの断面図である。
【図１０】（ａ）は図９に示す接続部材を示す外観斜視図、（ｂ）は接続部材の断面図である。
【図１１】（ａ）は本発明の他の実施形態例の巻枠を用いたときの分割コアの断面図、（ｂ）はステータの断面図の部分拡大図である。
【図１２】本発明の一実施例における電動送風機が適用される電気掃除機の斜視図である。
【図１３】図１２の電気掃除機における掃除機本体を模式的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施例について、図面を参照し説明する。本実施の形態例において、回転翼は遠心羽根車を用いて説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１２及び図１３により、本発明の一実施例に係る電気掃除機３００について説明する。図１２に本実施例の電動送風機が適用される電気掃除機の斜視図を示す。
【００１６】
図１２に示すように、１００は塵埃を集塵する集塵室１０１及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１３）を収納する掃除機本体、１０２は掃除機本体１００を取り付ける保持部、１０３は保持部１０２の一端部に設けたグリップ部、１０４はグリップ部に設けられた電動送風機２００の入切を行うスイッチ部である。保持部１０２の他端部には吸口体１０５が取り付けられ、掃除機本体１００と吸口体１０５は接続部１０６で繋がれている。１０７は電池ユニット１０８（図１３）を充電する充電台である。
【００１７】
以上の構成において、グリップ部１０３のスイッチ部１０４を操作すると、掃除機本体１００に収納された電動送風機２００が運転し、吸込気流を発生させる。そして、吸口体１０５から塵埃を吸込み、接続部１０６を通して掃除機本体１００の集塵室１０１に集塵する。
【００１８】
次に、図１３に示す電気掃除機における掃除機本体１００を模式的に示した断面図を用いて、掃除機本体１００について説明する。掃除機本体１００の内部には、吸引力を発生させる電動送風機２００、電動送風機２００を駆動する電池ユニット１０８、駆動用回路１０９、集塵室１０１が配置されている。
掃除機本体１００は保持部１０２から取り外しハンディ掃除機として使用することができ、掃除機本体１００には本体ブリップ部１１０と吸口開口１１１が備えられている。１１２（図１２）はハンディ掃除機として使用するときの電動送風機２００の入切を行う本体スイッチ部である。なお、本体スイッチ１１２は掃除機本体１００を保持部１０２に取り付けているときでも操作することができる。
【００１９】
次に、図１（ａ）に示す電動送風機の外観図と、（ｂ）に示す電動送風機の縦断面図を参照して電動送風機２００について説明する。この電動送風機２００は、送風機部２０１と電動機部２０２に大別される。送風機部２０１は、回転翼である遠心羽根車１と、該遠心羽根車１を収納するファンケーシング２及び、複数のディフューザ羽根３ａと該ディフューザ羽根３ａの裏面に複数のリターンガイド羽根３ｂを備えた案内翼３で構成される。ファンケーシング２には空気吸込口２ａが設けられている。ファンケーシング２の内面には弾性体を用いた気密保持部材２ｂがファンケーシング２に一体成形されている。本実施例ではインサート成形により気密保持部材２ｂとファンケーシング２を一体成形している。
遠心羽根車１は熱可塑性樹脂製で、回転軸４に直結されている。ここで、本実施例では、回転翼である遠心羽根車１を回転軸４に圧入固定しているが、回転軸４の端部にねじを設け、遠心羽根車１を固定ナットを用い固定しても良い。
【００２０】
電動機部２０２は、ハウジング５内に収納される回転軸４に固定されているロータコア６、及びハウジング５に固定されているステータ７から構成される。
【００２１】
ロータコア６は、回転軸４における遠心羽根車１が固定されている端部と逆側の端部側に形成されており、希土類系のボンド磁石からなる。希土類系のボンド磁石は、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。希土類系のボンド磁石としては、例えば、サマリウム鉄窒素磁石や、ネオジム磁石等を用いることができる。ロータコア６は回転軸４に一体成形されている。なお、本実施例ではロータコア６に永久磁石を用いているが、これに囚われることはなく、例えば毎分８０、０００回転以上の高速回転を可能とする無整流子電動機の一種であるリラクタンスモータなどを使用しても良い。
ステータ７はロータコア６の外周側に配置されハウジング５に固定ねじ８で固定されている。ステータ７は電磁鋼板を回転軸方向に積層し形成したステータコア９（図２）と、ステータコア９の周りに２つの巻枠１０、１１が配置され、巻枠１０、１１を介して界磁巻線１２が巻かれている。界磁巻線１２は、電動送風機２００に備わる図示しない回路部に電気的に接続される。巻枠１１の端部には巻枠１１同士を固定する接続部材１３（図５）が挿入固定されている。
【００２２】
遠心羽根車１とロータコア６の間には軸受１４、１５を備え、回転軸４を回転自在に支持している。軸受１４と軸受１５の間には、圧縮された状態でばね１６が配置され、軸受１４、１５に予圧を付与している。軸受１４、１５と、ばね１６は軸受カバー１７に内包されている。回転軸４のロータコア６よりも端部にはバランス調整用のリング１８が取り付けられている。回転体を回転させて遠心羽根車１の背面とリング１８を削ることで２面バランス修正を行うことができる。バランス調整用リング１８はロータコア６よりも比重が大きい金属材料で、例えば銅材などの焼結品や機械加工で製作される。
【００２３】
ロータコア６と軸受１５の間には、軸受１５の位置決め用スリーブ１９が配置されている。ハウジング５は合成樹脂材であり、軸受１４、１５を内包する軸受カバー１７を固定する支持部２０を有している。軸受カバー１７は非磁性金属材料で、樹脂製ハウジング５とインサート成形によって一体化される。なお、軸受カバー１７はアルミニウム合金などの熱伝導率の高い材料が望ましい。
【００２４】
樹脂製ハウジング５の支持部２０の端部には回転軸方向に延在するねじ穴２１が形成されている。ねじ穴２１には固定ねじ２２が螺合可能で、固定ねじ２２の螺合によって案内翼３が樹脂製ハウジング５に固定設置されている。ハウジング５には、ハウジング５内に空気が流れ込むように開口２３と、電動送風機２００の外部に空気を排出する排気口２４が設けられている。ハウジング５の端部に配置されるステータ７のステータコア９、巻枠１１は、固定ねじ８によってハウジング５に固定される。
【００２５】
次に、電動送風機２００内における空気の流れを説明する。電動機部２０２を駆動して回転翼である遠心羽根車１を回転させると、ファンケーシング２の空気吸込口２ａから空気が流入し、遠心羽根車１内に流入する。流入した空気は遠心羽根車１内で昇圧及び増速し、遠心羽根車１の外周から流出する。遠心羽根車１から流出した空気流は、案内翼３に導かれる。
【００２６】
案内翼３には複数のディフューザ羽根３ａが設けられ、空気流がディフューザ羽根３ａの羽根間で減速することによって、空気流のもつ運動エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧力が上昇する。ディフューザ羽根３ａ間から流出された空気流は、ファンケーシング２の内面と案内翼３で形成された流路からリターンガイド羽根３ｂに流入する。
ディフューザ羽根３ａがファンケーシング２の気密保持部材２ｂに食い込むことで、ファンケーシング２とディフューザ羽根３ａとの気密性が保持される。これによって、案内翼３のディユーザ羽根３ａ間での漏れを防止することができ、送風機効率を向上させることができる。なお、本実施例では羽根付ディフューザを用いているが、羽根無しディフューザとしても良い。
【００２７】
リターンガイド羽根３ｂを通過した空気流は、ハウジング５の開口２３からハウジング５内部に流入し、軸受カバー１７の冷却フィン２５を冷却し、これに伴い軸受カバー１７を介して軸受１４、１５を冷却する。また、ロータコア６、ステータコア９、界磁巻線１２などを冷却して外部へ排出する。これによって、ハウジング５内の各部が冷却される。リターンガイド羽根３ｂを通過した空気流の一部は、ハウジング５の排気口２４から外部へ排出する。
【００２８】
本発明の一実施例の電動機部２０２のステータ７を図２から図６を用い説明する。図２（ａ）は本発明の実施形態例におけるステータコア９の平面図、（ｂ）はステータコア９を構成する分割コア２６の斜視図、図３（ａ）はステータ７を構成する分割コア２６と巻枠１０、巻枠１１の分解斜視図、（ｂ）は分割コア２６と巻枠１０、巻枠１１を嵌合した斜視図、（ｃ）は分割コア２６に巻枠１０、巻枠１１を嵌合し界磁巻線１２を巻いた外観斜視図、図４（ａ）はステータ７をファンケーシング２側から見た外観斜視図、（ｂ）はステータ７の断面図、（ｃ）はステータ７を反ファンケーシング２側から見た外観斜視図、図５（ａ）は本発明の実施形態例における巻枠１１同士を固定する接続部材１３の外観斜視図、（ｂ）は接続部材の断面図、図６は本発明による接続部材１３を取り付けたステータ７の反ファンケーシング２側から見た外観斜視図である。
【００２９】
先ず図２を用い、本発明に係る一実施例のステータ７を構成するステータコア９について説明する。本発明に係る一実施例のステータコア９は同一形状の分割コア２６を連結することによって構成している。分割コア２６は電磁鋼板を回転軸方向に積層し、かしめ部２７によって電磁鋼板同士を固定している。分割コア２６には、ヨーク部２８と、ポール部２９と、ティース部３０を備えている。各分割コア２６のヨーク部２８と、ポール部２９と、ティース部３０で囲まれた空間により、界磁巻線１２が挿入されるスロット部３１が形成される。
【００３０】
ヨーク部２８の周方向の端部には、分割コア２６同士を連結する略四角形状の溝部３２と、他方の端部には略四角形状の突起部３３が設けられている。ステータコア９は各分割コア２６を嵌合して一体形成される。なお、ステータ７は、各分割コア２６に巻枠１０、１１を配置し（図３（ｂ）参照）、巻枠１０、１１を介して各分割コア２６のポール部２９に界磁巻線１２を巻いた後に（図３（ｃ）参照）、各分割コア２６を連結し一体形成される。分割コア２６のヨーク部２８の周方向中央の外径側には、ハウジング５に固定するための貫通穴３４が設けられ、巻枠１１と共に固定ねじ８により、ハウジング５に固定される。
【００３１】
ステータコア９を分割コア２６とすることで、一体コアとした場合よりも電磁鋼板の材料利用率が向上し、材料費を低減することができる。また、界磁巻線１２を巻くポール部２９の周りが開放されているため巻線工程が行い易く、生産性を高くすることができる。さらに、界磁巻線１２を整然と巻くことが容易となるため、界磁巻線１２の長さを短くすることができ、電動送風機２００の効率向上を図ることができる。
また、各分割コア２６のカシメ部２７をヨーク部２８の両端側とポール部２９の３箇所に設けることで、分割コア２６単体の剛性が向上する。各分割コア２６の周方向端部の略四角形状の溝部３２と、略四角形状の突起部３３により、分割コア２６同士を強固に連結することができ、溶接等を必要とせずに一体型のステータコア９の剛性を高くすることができる。ここで、本実施例では、分割コア２６の周方向端部は略四角形状の溝部３２と略四角形状の突起部３３によって連結しているが、略台形形状、略三角形形状や略楕円形状などにしても良く、分割コア２６同士を強固に連結することができれば良い。
次に図３、図４を用い、本発明に係る一実施例のステータ７について説明する。本発明に係る一実施例の分割コア２６の周りには、２つの巻枠１０、巻枠１１が配置されている。巻枠１０、巻枠１１は絶縁性を有する合成樹脂材であり、界磁巻線１２が分割コア２６と直接接触するのを防止するように嵌合される。なお、図３（ａ）に示す分割コア２６は、積層した電磁鋼板を一体化して表示している。
【００３２】
巻枠１０、巻枠１１としては、成形がし易く電気絶縁性と、ある程度の耐熱性と剛性を兼ね備えたものであれば良く、例えば、ポリブチレンテレフタレータ樹脂（PBT）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（PET）や、それらにガラス繊維が含まれているものなどが望ましい。
巻枠１０は、図３（ａ）に示す矢印Ａの示す方向から分割コア２６のヨーク部２８の内径側の内周面２８ａ及び上面２８ｂの内径側の一部と、ポール部２９の側面２９ａ及び上面２９ｂと、ティース部３０の側面３０ａ及び上面３０ｂを覆うように一体で成形される。また、巻枠１０には界磁巻線１２を巻くときの巻線ガイド３５が形成されている。
【００３３】
巻枠１１は、図３（ａ）に示す矢印Ｂの示す方向から分割コア２６のヨーク部２８の外径側の外周面２８ｃの一部と下面２８ｄ及び、ポール部２９の下面（図示せず）と、ティース部３０の下面３０ｃを覆うように一体で成形される。また、巻枠１１には界磁巻線１２を巻くときの巻線ガイド３６と、ハウジング５にステータ７を固定するための取付穴３７（図４（ｃ）参照）が形成されている。
【００３４】
図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、分割コア２６に巻枠１０、巻枠１１を嵌合することで、スロット部３１が絶縁性を有する巻枠１０、巻枠１１で覆われるため、界磁巻線１２と分割コア２６が直接接触しないため、電気的に絶縁することができる。これにより、界磁巻線１２を分割コア２６に強い張力で巻くことができるため、分割コア２６と巻枠１０、巻枠１１は強く密着させ一体化させることができる。
巻枠１０、１１には、それぞれ巻線ガイド３５、３６が形成されており、界磁巻線１２をポール部２９に巻くときのガイドとなり、界磁巻線１２がティース部３０側にはみ出すのを防止し、界磁巻線１２を強い張力で巻くことが可能となる。
分割コア２６に界磁巻線１２を巻き、その後分割コア２６（図３（ｃ））同士を嵌合することでステータ７（図４）を形成する。図４に示すように、ステータ７のティース部３０や、巻線ガイド３５、３６は略円筒形状をしている。図１（ｂ）に示すように、略円筒形状の巻線ガイド３５の内径側には軸受カバー１７が配置され、略円筒形状の巻線ガイド３６の内径側にはバランス調整用のリング１８が配置される。各ティース部３０、各巻線ガイド３５及び、各巻線ガイド３６はそれぞれ隙間Ｃを有して形成されている。本実施例ではステータ７は３スロットとしているが、これに囚われることはなく、４スロットや６スロットなどスロット数を多くしても良く、ロータコア６の磁極数とスロット数を適正に設定すれば良い。
次に図５、図６を用い、本発明に係る一実施例の接続部材１３について説明する。本実施例では、図５に示す接続部材１３は、略円筒形状の巻線ガイド３６の端部に配置固定されている。接続部材１３は円環状の支持部３８の端面３８ａに連結部３９が形成され、連結部３９の側面３９ａには略三角形状の固定部４０が形成されている。接続部材１３は非磁性の合成樹脂材で、ポリブチレンテレフタレータ樹脂（PBT）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（PET）や、それらにガラス繊維が含まれているものなどで一体成形されている。
連結部３９は略矩形の平板であり、巻線ガイド３６同士の隙間Ｃ（図４（ｃ）参照）に挿入し、巻線ガイド３６同士を周方向に接続して固定する。固定部４０の内径側の固定面４０ａは巻線ガイド３６の外径と接続して固定するように円弧状に形成され、界磁巻線１２が巻かれているところには、界磁巻線１２を配置できるように、つまり固定部４０間が空間となるように固定部４０を略三角形状としている。
連結部３９の支持部３８側の厚さｔ１は、連結部３９の先端の厚さｔ２よりも大きくしている。また、支持部３８側の厚さｔ１は、巻線ガイド３６同士の隙間Ｃよりもおよそ０.１〜０.３ｍｍ大きくしている。連結部３９の厚さをｔ１＞ｔ２としているため、金型から成形品をスムーズに離型されるのに好適である。また、巻線ガイド３６の隙間Ｃに接続部材１３を挿入するとき円滑に挿入できる。
さらに、支持部３８側の厚さｔ１は、巻線ガイド３６同士の隙間Ｃよりもおよそ０.１〜０.３ｍｍ大きくしているため、巻線ガイド３６の端面と支持部３８の端面３８ａが接触した時には巻線ガイド３６が外径側に広げられるため、巻線ガイド３６の外径と固定部４０の内面４０ａが密着し、しっかりと接続部材１３を保持することができる。
これにより、巻線ガイド３６の周方向と半径方向を強固に拘束することができる。さらに、巻枠１１の回転軸方向端面と接続部材１３の端面３８ａが接続して固定できるため、巻線ガイド３６の回転軸方向も拘束することができる。
なお、本実施例では固定部４０を略三角形状としているが、これに囚われることはなく、界磁巻線１２に干渉しなければ、略四角形状などとしても良く、固定部４０の内面４０ａと巻線ガイド１１の外径がほぼ一致した曲率を有し、接続部材１３と巻線ガイド１１とが密着できれば良い。
電動送風機２００を運転すると、ロータコア６とステータ７のティース部３０との間に発生する電磁力により、ステータ７のティース部３０に吸引力と反発力が発生し、ロータコア６の回転に伴ってティース部３０に周期的に変化する力が加えられる。この周期的に変化する力よってステータコア９が振動し回転周波数の高調波（回転周波数の整数倍）騒音が発生し易い。
本実施例では、巻枠１０、１１は、ステータコア９に強く密着されて形成されており、接続部材１３で巻線ガイド３６の半径方向と、周方向及び、回転軸方向を拘束することができ、ステータ７の振動を抑えることができ、回転周波数の高調波騒音を低減することができる。
また、１部品で成形される接続部材１３を巻枠１１に取り付けるため、ステータ７を組立てた後（図４）や、電動送風機２００として組立てた後に接続部材１３を簡単に取り付けることができるため、特別な生産設備を必要とせず組立性が良好である。よって、簡単な構造でステータ部から発生する振動を抑制し、騒音の低減を図ることができる。
また、接続部材１３は非磁性の合成樹脂材で製作されているため、ロータコア６の磁石による吸引力の影響を受けることが無く、組立性に優れた低騒音の電動送風機を得ることができる。
【００３５】
図７は、本発明の接続部材１３の騒音低減効果を示す図で、運転音の周波数分析結果である。横軸は周波数、縦軸は音圧レベルを示しており、実線は本実施例、破線は従来例について示している。従来例では、回転周波数騒音と回転周波数の高調波の騒音が高くなっているが、本実施例の接続部材１３を巻枠１１の巻線ガイド３６に取り付けることで、高調波騒音が大幅に低減していることがわかる。高調波騒音が低くなることで聴感上良好となる。
従来例では、電動送風機２００を運転すると、ステータ７のティース部３０に周期的に変化する電磁加振力よってステータコア９が振動し、ステータコア９に密着して取り付けられている各巻枠１１が振動し騒音が発生していた。しかし、本実施例では、１部品で出来た接続部材１３により各巻枠１１の巻線ガイド３６を周方向と、径方向及び回転軸方向を拘束して一体化することができ、巻線ガイド３６の剛性が高くなり、騒音を低減することができる。特に、回転周波数の高調波騒音を低減することができ、聴感上良好な電動送風機２００を得ることができる。
【００３６】
また、分割コア２６に界磁巻線１２を巻いた後に、ステータ７として組立てるが、界磁巻線１２により巻枠ガイド３５、３６は、例えば内径側に変形し、個体差が生じる場合もある。接続部材１３の支持部３８側の連結部３９の厚さｔ１は、巻線ガイド３６同士の隙間Ｃよりもおよそ０.１〜０.３ｍｍ大きくし、連結部３９の先端の厚さｔ２はｔ１＞ｔ２としているため、接続部材１３を巻線ガイド３６に挿入し易く、さらに巻線ガイド３６は外径側に広げられるため、個体差を生じていた場合でも周方向と、半径方向及び回転軸方向を強固に拘束することができる。なお、接続部材１３の固定部４０に接着剤を用いて固定することで、さらに強固に拘束することができ、接続部材１３の抜け防止としても効果を奏することができる。
【００３７】
以上説明した本実施形態の電動送風機２００によれば、ステータコア９を分割コア２６とすることで、電磁鋼板の材料利用率が向上し、材料費を低減することができる。また、界磁巻線１２を巻く巻線工程が行い易くなり、生産性を高くすることができる。さらに、界磁巻線１２が整然と巻き易くなるため、界磁巻線１２の長さが短くなり、電動送風機２００の効率向上を図ることができる。
【００３８】
また、各分割コア２６にカシメ部２７を設けることで、分割コア２６単体の剛性が向上する。また、各分割コア２６の周方向端部の溝部３２と突起部３３により、分割コア２６同士を強固に連結することができ、溶接等を必要とせずに一体型のステータコア９の剛性を高くすることができる。
さらに、巻枠１０、１１には、それぞれ巻線ガイド３５、３６が形成されており、界磁巻線１２がティース部３０側にはみ出すのを防止し、界磁巻線１２を強い張力で巻くことができ、分割コア２６と巻枠１０、巻枠１１を強く密着させ一体化させることができる。
また、接続部材１３の支持部３８側の連結部３９の厚さｔ１は、巻線ガイド３６同士の隙間Ｃよりもおよそ０.１〜０.３ｍｍ大きく、連結部３９の先端の厚さｔ２は、ｔ１よりも小さくしているため、金型から接続部材１３をスムーズに離型させることができる。
さらに、巻線ガイド３６の隙間Ｃに接続部材１３を挿入するとき円滑に挿入でき、接続部材１３の固定部４０の内面４０ａと巻線ガイド３６の外径が密着し、しっかりと接続部材１３を保持すると共に、巻線ガイド３６の周方向と、半径方向及び回転軸方向を強固に拘束し一体化することができる。このため、巻線ガイド３６の剛性が高くなり、ステータ７からの騒音を低減することができ、特に回転周波数の高調波騒音を低減でき、聴感上良好な電動送風機２００を得ることができる。
【００３９】
さらに、１部品で成形される接続部材１３を巻枠１１に取り付けるため、ステータ７を組立てた後や、電動送風機２００として組立てた後に接続部材１３を簡単に取り付けることができるため、特別な生産設備を必要とせず組立性が良好である。
【００４０】
また、接続部材１３は非磁性の合成樹脂材で製作されているため、磁石による吸引力の影響を受けることが無く、組立性に優れた低騒音の電動送風機を得ることができる。よって、ステータコア９を分割コア２６としても、簡単な構造で巻枠１１の剛性を高くすることができ、ステータ部から発生する振動を抑制し、騒音の低減を図ることができる。
【００４１】
次に、接続部材１３の変形例について説明する。図８は他の接続部材４１の外観斜視図である。接続部材４１は、図５に示す接続部材１３の支持部３８を備えていない形状で、各巻線ガイド３６の隙間１ヶ所毎に１個の接続部材を配置するものである。本実施例では、３スロットとしているため、３個の接続部材４１を用い、巻線ガイド３６の周方向と径方向を拘束する。支持部材４１は、略矩形の平板の連結部４２と、連結部４２の側面４２ａに略三角形状の固定部４３が形成されている。
連結部４２の厚さｔ１は、連結部３９の先端の厚さｔ２よりも大きくしている。また、連結部４２の厚さｔ１は、巻線ガイド３６同士の隙間Ｃよりもおよそ０.１〜０.３ｍｍ大きくしている。連結部４２の厚さをｔ１＞ｔ２としているため、金型から成形品をスムーズに離型されるのに好適である。
図８に示す接続部材４１においても、巻線ガイド３６の周方向と径方向の拘束を行うことができ、ステータ７からの騒音を低減でき、特に回転周波数の高調波騒音を低減することができる。
【００４２】
このような接続部材４１とすることで、接続部材４１の材料費や、質量を低減することができ、さらに接続部材４１を製作する金型を小さくすることができるため、製造コストを安くすることができる。また、巻線ガイド３６の隙間Ｃにばらつきが生じても、最後に挿入する接続部材４１の回転軸方向の押し込み力を適正に設定管理することで、巻線ガイド３６の剛性を一定に制御することができ、ばらつきを小さくすることができる。
次に、巻枠１０側に他の接続部材４４を取り付けた場合について、図９、１０を用い説明する。図９（ａ）は巻枠１０側に接続部材４４を取り付けたステータ７の外観斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すステータ７の断面図、図１０（ａ）は接続部材４４の外観斜視図、（ｂ）は接続部材４４の断面図である。図９において、図４に示した最初の実施例形態例で用いるステータ７と同一部分は同一符号で示すので、再度の説明は省略する。
図９に示す接続部材４４は略円筒形状の巻線ガイド３５の内部に配置固定され、巻枠３５を介してステータ７のティース部３０の隙間Ｃを繋ぎ固定するようにしている。接続部材４４は、巻枠１０の形状に合わせ略円錐形状の支持部４５の端面に連結部４６と固定部４７が形成されている。接続部材４４は非磁性の合成樹脂材で、ポリブチレンテレフタレータ樹脂（PBT）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（PET）や、それらにガラス繊維が含まれているものなどで一体成形されている。
連結部４６はティース部３０を覆う巻枠３５の隙間Ｃに挿入され、巻枠３５同士を周方向に接続して固定し、固定部４７の内径面で巻枠の径方向を接続して固定する。また、支持部４５で巻枠３５の回転軸方向の固定を行う。
これにより、電磁加振力を受けるティース部３０の周方向と、半径方向及び回転軸方向を強固に拘束することができ、ステータ７からの騒音を低減でき、特に回転周波数の高調波騒音を低減することができる。実施の形態例は、ステータコア９を分割コア２６で製作した場合に、接続部材により少なくとも一方の巻枠同士を強固に接続することを特徴としている。
次に、本発明の他の実施形態例の巻枠について説明する。図１１（ａ）は他の巻枠を用いたときの分割コア２６の断面図、（ｂ）はステータ７の断面図の部分拡大図である。図１１において、図４に示した最初の実施例形態例で用いるステータ７と同一部分は同一符号で示すので、再度の説明は省略する。
図４に示す巻枠１０、１１と図１１に示す巻枠４８、４９の違いについて説明する。図４に示す巻枠１０及び巻枠１１はそれぞれが離れているが、図１１に示すように、本発明の他の実施の形態例の巻枠４８、巻枠４９はステータ７として組立てたときにそれぞれの巻枠同士が繋がれていることが、図４に示す巻枠と異なっている。
巻枠４８の周方向端部には、巻枠４８同士を連結する突起部４８ａ、４８ｂと、他方の端部には嵌合部４８ｃ、４８ｄが設けられている。また、巻枠４９の周方向端部には、巻枠４９同士を連結する突起部４９ａと、他方の端部には嵌合部４９ｂが設けられている。なお、巻枠４８、４９にはそれぞれ巻線ガイド（図示せず）が形成されている。
分割コア２６に巻枠４８、巻枠４９を嵌合し、界磁巻線１２を巻き、その後分割コア２６同士を嵌合することでステータ７を形成する。巻枠４８のヨーク部２８側の突起部４８ａと嵌合部４８ｃ、ティース部３０側の突起部４８ｂと嵌合部４８ｄ及び、巻枠４９の突起部４９ａと嵌合部４９ｂがそれぞれ連結される。
これにより、巻枠４８、４９の周方向と、半径方向を拘束することができ、巻枠４８、４９の剛性、すなわちステータ７の剛性を高くすることができ、ステータ７からの振動、騒音を低減することができる。巻枠４８、４９の巻線ガイド部に本発明の接続部材を取り付けることで、さらにステータ７からの振動、騒音を低減することができ、特に回転周波数の高調波騒音を低減することができる。
なお、本実施形態例では、巻枠４８は突起部４８ａと嵌合部４８ｃ、突起部４８ｂと嵌合部４８ｄの２箇所をそれぞれ連結しているが、これに囚われることはなく、どちらか１箇所だけでも良く、巻枠４８の周方向と半径方向を拘束することができれば良い。
【００４３】
本実施例の電動送風機２００を電気掃除機に搭載することで、電気掃除機１００の回転周波数の高調波騒音を低減することができ、聴感上良好な電気掃除機を得ることができる。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分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は、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１                  遠心羽根車
２                  ファンケーシング
３                  案内翼
４                  回転軸
５                  ハウジング
６                  ロータコア
７                  ステータ
８                  固定ねじ
９                  ステータコア
１０、１１          巻枠
１２                界磁巻線
１３                接続部材
１４、１５          軸受
１６                ばね
１７                軸受カバー
１８                バランスリング
１９                スリーブ
２０                ハウジング支持部
２１                ねじ穴
２２                固定ねじ
２３                ハウジング開口
２４                ハウジング排気口
２５                冷却フィン
２６                分割コア
２７                かしめ部
２８                ヨーク部
２９                ポール部
３０                ティース部
３１                スロット部
３２                溝部
３３                突起部
３４            貫通穴
３５、３６        巻線ガイド
３７            取付穴
３８、４５        支持部
３９、４２、４６    連結部
４０、４３、４７    固定部
４１            他の接続部材
４４            その他の接続部材
４８、４９        他の巻枠
１００          電気掃除機本体
２００              電動送風機
２０１              送風機部
２０２              電動機部
【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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