(57)【要約】【課題】界磁巻線の周長を削減することができる、安価で高効率な整流子電動機を提供する。【解決手段】この発明に係る整流子電動機１００は、界磁鉄心１に界磁巻線５ａ，５ｂを施した界磁４０と、界磁鉄心１の内側に空隙を介して配置されると共に、電機子鉄心６のスロット内に電機子巻線７が施された電機子５０と、界磁鉄心１の磁極中心部の界磁鉄心１の積層方向の少なくとも一方の端面に形成され、界磁鉄心１の積層方向の端面よりも内側に凹む段付部２１ａ，２１ｂと、を備えたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
界磁鉄心に界磁巻線を施した界磁と、
前記界磁鉄心の内側に空隙を介して配置されると共に、電機子鉄心のスロット内に電機子巻線が施された電機子と、
前記界磁鉄心の磁極中心部の該界磁鉄心の積層方向の少なくとも一方の端面に形成され、前記界磁鉄心の積層方向の端面よりも内側に凹む段付部と、を備えたことを特徴とする整流子電動機。
【請求項２】
前記界磁鉄心は、薄板の電磁鋼板が所定の形状に打ち抜かれた鉄心抜板を複数枚積層して構成されると共に、少なくとも二種類の前記鉄心抜板を積層することで前記段付部を形成することを特徴とする請求項１記載の整流子電動機。
【請求項３】
前記界磁鉄心に前記界磁巻線を施した後、前記段付部に磁性体を埋設することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の整流子電動機。
【請求項４】
前記磁性体は、前記界磁鉄心の内径部端面よりも外周側にずらして配置されたことを特徴とする請求項３記載の整流子電動機。
【請求項５】
前記界磁巻線を一対の磁極部に二分割して施し、分割した前記界磁巻線の間に前記電機子を接続することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の整流子電動機。
【請求項６】
少なくとも請求項１乃至５のいずれかに記載の整流子電動機と、前記整流子電動機の前記電機子に固定される羽根と、を備えたことを特徴とする送風機。
【請求項７】
請求項６記載の送風機を備えたことを特徴とする電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主に電気掃除機等に搭載される送風機に用いられる整流子電動機に関するものである。また、その整流子電動機を用いる送風機及びその送風機を搭載した電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
整流子電動機の界磁において、界磁鉄心をヨーク部と極部とに４分割した構成とし、この４分割鉄心の極部に鉄心の外側よりフライヤーにて巻線を施した後、ヨーク部と極部とを圧入固定して界磁組立体とすることで、巻線速度を向上させた整流子電動機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−６５９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の整流子電動機では、界磁鉄心が４つに分割されているため、接合した場合でも界磁鉄心の内径部の真円度が悪化し整流子電動機の振動・騒音が増加するという課題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、界磁巻線の周長を削減することができる、安価で高効率な整流子電動機及びその整流子電動機を用いた送風機及びその送風機を搭載した電気掃除機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る整流子電動機は、
界磁鉄心に界磁巻線を施した界磁と、
界磁鉄心の内側に空隙を介して配置されると共に、電機子鉄心のスロット内に電機子巻線が施された電機子と、
界磁鉄心の磁極中心部の界磁鉄心の積層方向の少なくとも一方の端面に形成され、界磁鉄心の積層方向の端面よりも内側に凹む段付部と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る整流子電動機は、界磁鉄心の磁極中心近傍に段付部を設けることで、界磁巻線の周長を短くすることができ、安価で高効率な整流子電動機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１を示す図で、整流子電動機１００の横断面図。
【図２】実施の形態１を示す図で、界磁４０の横断面図。
【図３】実施の形態１を示す図で、界磁４０の側面図。
【図４】実施の形態１を示す図で、界磁鉄心１の平面図。
【図５】実施の形態１を示す図で、界磁鉄心１の側面図。
【図６】実施の形態１を示す図で、界磁鉄心１の鉄心構成を示す側面図。
【図７】実施の形態１を示す図で、鉄心抜板３１ａ，３１ｂの平面図。
【図８】実施の形態１を示す図で、鉄心抜板３１ｃの平面図。
【図９】実施の形態１を示す図で、電機子５０の横断面図。
【図１０】実施の形態１を示す図で、電機子鉄心６の横断面図。
【図１１】実施の形態１を示す図で、変形例１の整流子電動機２００の横断面図。
【図１２】実施の形態１を示す図で、変形例１の界磁鉄心２０１の側面図。
【図１３】実施の形態１を示す図で、変形例１の界磁鉄心２０１の鉄心構成を示す側面図。
【図１４】実施の形態１を示す図で、変形例２の整流子電動機３００の横断面図。
【図１５】実施の形態１を示す図で、変形例２の界磁鉄心３０１の平面図。
【図１６】実施の形態１を示す図で、界磁巻線治具の側面図。
【図１７】実施の形態１を示す図で、界磁巻線治具の側面図。
【図１８】実施の形態１を示す図で、変形例３の整流子電動機４００の横断面図。
【図１９】実施の形態１を示す図で、変形例３の界磁４４０の側面図。
【図２０】実施の形態１を示す図で、変形例３の界磁４４０の横断面図。
【図２１】実施の形態１を示す図で、変形例３の界磁鉄心４０１の平面図。
【図２２】実施の形態１を示す図で、変形例４の整流子電動機５００の横断面図。
【図２３】実施の形態１を示す図で、変形例４の界磁５４０の横断面図。
【図２４】実施の形態１を示す図で、変形例４の界磁鉄心５０１の平面図。
【図２５】実施の形態１を示す図で、図２４の磁極中心付近の拡大図。
【図２６】実施の形態１を示す図で、送風機１０００の縦断面図。
【図２７】実施の形態１を示す図で、整流子電動機１００の制御回路図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１乃至図２７は実施の形態１を示す図で、図１は整流子電動機１００の横断面図、図２は界磁４０の横断面図、図３は界磁４０の側面図、図４は界磁鉄心１の平面図、図５は界磁鉄心１の側面図、図６は界磁鉄心１の鉄心構成を示す側面図、図７は鉄心抜板３１ａ，３１ｂの平面図、図８は鉄心抜板３１ｃの平面図、図９は電機子５０の横断面図、図１０は電機子鉄心６の横断面図、図１１は変形例１の整流子電動機２００の横断面図、図１２は変形例１の界磁鉄心２０１の側面図、図１３は変形例１の界磁鉄心２０１の鉄心構成を示す側面図、図１４は変形例２の整流子電動機３００の横断面図、図１５は変形例２の界磁鉄心３０１の平面図、図１６は界磁巻線治具の側面図、図１７は界磁巻線治具の側面図、図１８は変形例３の整流子電動機４００の横断面図、図１９は変形例３の界磁４４０の側面図、図２０は変形例３の界磁４４０の横断面図、図２１は変形例３の界磁鉄心４０１の平面図、図２２は変形例４の整流子電動機５００の横断面図、図２３は変形例４の界磁５４０の横断面図、図２４は変形例４の界磁鉄心５０１の平面図、図２５は図２４の磁極中心付近の拡大図、図２６は送風機１０００の縦断面図、図２７は整流子電動機１００の制御回路図である。
【００１０】
本実施の形態は、整流子電動機１００の界磁の構成に特徴がある。本実施の形態に係る整流子電動機１００は、界磁鉄心の磁極中心近傍に段付部を設けることを特徴とする。界磁鉄心の磁極中心近傍に段付部を設けることで、界磁巻線の周長を短くすることができ、安価で高効率な整流子電動機１００を得ることができる。
【００１１】
従って、以下の説明は、整流子電動機１００の界磁を中心に説明を行うが、先ず整流子電動機１００の全体構成について説明する。整流子電動機１００を構成する、界磁以外の電機子についても触れる。
【００１２】
図１乃至図１０により、整流子電動機１００の構成を説明する。図１に示すように、整流子電動機１００は、少なくとも界磁４０と、電機子５０とを備える。後述するが、整流子電動機１００は、その他に、フレーム９と共に外郭を構成するブラケット１０、軸受１２ａ，１２ｂ等を有する（図２６参照）。
【００１３】
整流子電動機１００を、以下、単にモータまたは電動機と呼ぶ場合もある。
【００１４】
界磁４０は、少なくとも界磁鉄心１と、界磁巻線５ａ，５ｂとを備える（図１〜図３参照）。
【００１５】
界磁鉄心１は、全体形状が円弧部を有する略四角形の筒状である。そして、それぞれ対向して配置される一対の磁極部２ａ，２ｂと、一対の継鉄部３ａ，３ｂとを備える（主に、図４参照）。
【００１６】
そして、一対の磁極部２ａ，２ｂに、一対の界磁巻線５ａ，５ｂが施される。
【００１７】
界磁鉄心１は、薄板の電磁鋼板（例えば０．１〜１．０ｍｍ程度の板厚で、無方向性電磁鋼板（鋼板の特定方向に偏って磁気特性を示さないよう、各結晶の結晶軸方向をできる限りランダムに配置させたもの））を所定の形状に金型で打ち抜き、所定の枚数（複数枚）積層して形成される。
【００１８】
本実施の形態の界磁鉄心１は、所定の形状に金型で打ち抜かれた複数種類の電磁鋼板で構成される。界磁鉄心１の構成の詳細については、後述する。
【００１９】
一対の磁極部２ａ，２ｂには、絶縁部材２３（図３参照）を介して界磁巻線５ａ，５ｂが施されており、界磁巻線５ａ，５ｂに電流を流すことで界磁磁束を生成している（図１、図２参照）。
【００２０】
一対の磁極部２ａ，２ｂの磁極中心付近には、それぞれ段付部２１ａ，２１ｂが設けられている。磁極部２ａ，２ｂの他の部分や継鉄部３ａ，３ｂよりも積層する電磁鋼板の枚数を少なくすることで段付部２１ａ，２１ｂを構成している（図５、図６参照）。
【００２１】
界磁鉄心１は、図７に示す磁極中心付近に鉄心が存在しない鉄心抜板３１ａ，３１ｂと、図８に示す磁極中心にも鉄心が存在する鉄心抜板３１ｃを積層することで構成される。
【００２２】
図６に示すように、鉄心抜板３１ａ，３１ｂを複数枚積層した後、鉄心抜板３１ｃを複数枚積層し、更に鉄心抜板３１ａ，３１ｂを複数枚積層することで、段付部２１ａ，２１ｂを有する界磁鉄心１を構成することができる。つまり積層する鉄心抜板３１ａ，３１ｂの枚数を変更することにより段付部２１ａ，２１ｂの高さを任意に設定することが可能である。
【００２３】
段付部２１ａ，２１ｂの作用・効果については、後述するが、
鉄心抜板３１ｃの枚数＞鉄心抜板３１ａ，３１ｂの枚数
鉄心抜板３１ａの枚数＝鉄心抜板３１ｂの枚数
の関係がある。
【００２４】
一方、界磁鉄心１の内側に空隙１４（図１参照）を介して配置される電機子５０は、図９に示すように、少なくとも電機子鉄心６、電機子巻線７、出力軸８を備える。電機子鉄心６も界磁鉄心１と同様に、薄板の電磁鋼板（例えば０．１〜１．０ｍｍ程度の板厚で、無方向性電磁鋼板）を所定の形状に金型で打ち抜き、所定の枚数（複数枚）積層して形成される。
【００２５】
図１０に示すように、電機子鉄心６の全体形状は、略円筒である。従って、電機子鉄心６の横断面における外周の形状は、不連続ではあるが略円である。後述するスロット１５が、外側に開口しているため不連続となる。
【００２６】
電機子鉄心６は、界磁鉄心１と同じ材料の電磁鋼板を用いても良いし、別の材料の電磁鋼板を用いても良い。例えば電機子鉄心６の電磁鋼板の厚さを、界磁鉄心１の電磁鋼板の厚さより薄い材料に設定しても良い。これにより、電機子鉄心６の鉄損（特に渦電流損）が低減して、高効率な整流子電動機を得ることができる。
【００２７】
電機子鉄心６のスロット１５（図１０参照、図１０の例では２２個）には電機子巻線７が施される。電機子巻線７は、後述する整流子１３（図２６参照）に接続されている。電機子鉄心６の中心部には出力軸８が設けられ、例えば、出力軸８に、後述する羽根１１（図２６参照）を取り付けることで送風機１０００（図２６参照、送風機１０００は、例えば電気掃除機に使用される）が構成される。
【００２８】
電機子鉄心６のスロット１５間の鉄心部を歯部１６と呼ぶ。また、電機子鉄心６の中心部には、出力軸８が嵌合する軸孔１７が設けられる（図１０参照）。
【００２９】
ここでは、段付部２１ａ，２１ｂを界磁鉄心１の積層方向両端面に設けた例について述べたが、厚さを変えて積層方向両端面に非対称に設けても良いし、また段付部２１ａ，２１ｂを積層方向片側端面にのみ設けても良い。
【００３０】
また段付部２１ａ，２１ｂを磁極中心に対して対称に設けているが、磁極中心に対して非対称に設けても良い。
【００３１】
図１１に示す変形例１の整流子電動機２００は、図１の整流子電動機１００と比べると、界磁２４０の構成、特に界磁鉄心２０１の構成が異なる。
【００３２】
図１２、図１３に示す変形例１の界磁鉄心２０１は、段付部２１ａ，２１ｂを積層方向片側端面にのみ設けている（図１２、図１３では、上部の積層方向端面）。
【００３３】
積層方向片側端面にのみ段付部２１ａ，２１ｂを設けた場合、羽根１１側（図２６では上側）に設けるのが有効である。電機子５０において、羽根１１の反対側は整流子があり、界磁巻線５ａ、５ｂの高さ方向（上下方向）にはスペースに余裕があるため、羽根１１側に段付部２１ａ，２１ｂを設け、界磁巻線５ａ、５ｂの高さを低くすると共に、小型軽量な送風機１０００を得ることができる。
【００３４】
図１３に示すように、変形例１の界磁鉄心２０１は、鉄心抜板３１ｃを複数枚積層し、更に鉄心抜板３１ａ，３１ｂを複数枚積層することで、段付部２１ａ，２１ｂを積層方向片側端面にのみ有する界磁鉄心２０１を構成することができる。この場合も、積層する鉄心抜板３１ａ，３１ｂの枚数を変更することにより段付部２１ａ，２１ｂの高さを任意に設定することが可能である。
【００３５】
また、変形例１の界磁鉄心２０１においても、
鉄心抜板３１ｃの枚数＞鉄心抜板３１ａ，３１ｂの枚数
鉄心抜板３１ａの枚数＝鉄心抜板３１ｂの枚数
の関係がある。
【００３６】
図４に示すように、カシメ部２２を界磁鉄心１の４ヶ所（界磁鉄心１の四隅）に設けることで鉄心抜板３１ａ，３１ｂ、３１ｃがばらけることなく界磁鉄心１を構成することができる。
【００３７】
図示はしないが、カシメによる電磁鋼板の積層は、以下のようになされる。即ち、電磁鋼板を打抜き、積層し、カシメで結束するに際し、電磁鋼板を打抜く前に、凸型ポンチによって電磁鋼板の一部をダイスに押し込んで、あらかじめ凹凸部を形成する。この凹凸部を形成された電磁鋼板は、次いで所定形状に打抜かれ、同時に、直前に打抜かれた電磁鋼板上に積層される。このとき、前に打抜かれた電磁鋼板の凹部に、今回打抜かれた電磁鋼板の凸部を嵌合させ、これら電磁鋼板はカシメられるのである。
【００３８】
ここでは、カシメ部２２を４ヶ所に設ける例について説明したが、継鉄部３ａ，３ｂの２ヶ所に設けても界磁鉄心を構成することは可能である。
【００３９】
図１４に示す変形例２の整流子電動機３００は、図１の整流子電動機１００と比べると、界磁３４０の構成、特に界磁鉄心３０１の構成が異なる。
【００４０】
図１５に示す界磁鉄心３０１のように、継鉄部３ａ，３ｂの夫々の略中央部にカシメ部２２を１ヶ所に設けるようにしてもよい。
【００４１】
図４の界磁鉄心１はカシメ部２２が４ヶ所であるが、図１５に示す界磁鉄心３０１はカシメ部２２が２ヶ所であるから、図４の界磁鉄心１に比べてカシメ強度はやや低下するが、カシメ部２２の磁気特性劣化に伴う鉄損が低下し、電動機の効率は向上する。
【００４２】
次に図１６、図１７により、界磁巻線５ａ，５ｂの形成方法について説明する。
【００４３】
前述の通り構成された界磁鉄心１（ここでは、整流子電動機１００の界磁鉄心１を例に説明する）に絶縁部材２３が設けられた後、界磁鉄心１の内径部に積層方向両側から、ガイド２４ａ，２４ｂが設置される。ガイド２４ａ，２４ｂの一部には穴２４ａ−１，２４ｂ−１が設けられている。穴２４ａ−１，２４ｂ−１は、溝という表現でもよい。
【００４４】
界磁鉄心１の内径部にガイド２４ａ，２４ｂが設置された後、界磁鉄心１の外周側（図４では上下方向）から段付部２１ａ，２１ｂに沿ってクランパ２５ａ、２５ｂが設置される。ガイド２４ａ，２４ｂに設けられた穴２４ａ−１，２４ｂ−１に、クランパ２５ａ、２５ｂを挿入することでガイド２４ａ，２４ｂを固定する。
【００４５】
界磁鉄心１の内径側から、図示しないノズルをガイド２４ａ，２４ｂに沿って上下方向への移動と、１８０度の回転とを繰り返すことで界磁巻線５ａ，５ｂを巻くことができる。
【００４６】
ここでは、ガイド２４ａ，２４ｂを固定する手段としてクランパ２５ａ、２５ｂを使用している。
【００４７】
クランパ２５ａ、２５ｂを用いない場合や、ガイド２４ａ，２４ｂに設けられ、クランパ２５ａ、２５ｂが挿入される穴２４ａ−１，２４ｂ−１を小さくした場合、線径の太い界磁巻線５ａ，５ｂをガイド２４ａ，２４ｂに沿って高速に巻くことができなくなる課題があった。
【００４８】
また、この場合、線径の細い界磁巻線５ａ，５ｂを低速に巻くことは可能であるが、巻線作業時間が長くなる課題があった。
【００４９】
ガイド２４ａ，２４ｂを確実に固定するためには、クランパ２５ａ、２５ｂを挿入する穴２４ａ−１，２４ｂ−１のサイズを大きくする必要がある。その結果、界磁巻線５ａ，５ｂの高さ方向（積層方向）を長くする必要がある。界磁巻線５ａ，５ｂの高さ方向（積層方向）を長くすると、銅量（マグネットワイヤーの量）が多く、巻線抵抗が高くなるため、高価でかつ電動機効率が低いという課題があった。
【００５０】
本実施の形態では、界磁鉄心１に段付部２１ａ，２１ｂを設け、段付部２１ａ，２１ｂに沿ってクランパ２５ａ、２５ｂを挿入してガイド２４ａ，２４ｂを固定することで、線径の太い界磁巻線５ａ，５ｂを短い周長で巻くことが可能であり、銅量を減らすと共に界磁巻線５ａ，５ｂの抵抗を低くすることができ、安価で高効率な整流子電動機１００を得ることができる。
【００５１】
また、界磁巻線５ａ，５ｂの巻線周長が短くなるため、界磁４０の全体の高さを低くすることができ、小型の整流子電動機１００を得ることができる。
【００５２】
また、段付部２１を設けることで界磁鉄心１が軽くなり、軽量な整流子電動機１００を得ることができ、この整流子電動機１００を用いた送風機１０００（図２６参照）を電気掃除機に搭載することで、電気掃除機が軽くなり、操作性の良い電気掃除機を得ることができる。
【００５３】
後述するように、交流電源３０（図２７参照）により整流子電動機１００に交流電圧を印加すると、電流は二つある界磁巻線５ａ，５ｂの一方の界磁巻線５ａを介して、整流子１３（図２６参照）に接触する一方のブラシ６０ａに流れる。電機子巻線７へは、ブラシ６０ａと整流子１３の摺動接触によって電流が流れる。電機子巻線７に流れた電流は、他方のブラシ６０ｂから他方の界磁巻線５ｂに流れることで界磁磁束及び電機子磁束が生成され、整流子電動機１００はトルクを発生する（図２７参照）。
【００５４】
本実施の形態の整流子電動機１００は、一分間当たりの回転数が３６，０００ｒｐｍ（回転数／分）以上で運転される。また、電機子鉄心６には、２２個のスロット１５が設けられており、歯部１６も２２個形成されている。
【００５５】
各々の電機子鉄心６の歯部１６は一回転当たり２２回切り替わるため、その切替周波数は３６，０００／６０×２２＝１３，２００Ｈｚ以上となる。
【００５６】
その結果、電機子５０で発生する鉄損はヒステリシス損よりも渦電流損が支配的となる。またその鉄損も非常に大きく、電動機の効率低下の要因となる。
【００５７】
図２６の送風機１０００の縦断面図に示すように、送風機１０００は、少なくとも整流子電動機１００と、羽根１１と、ファンカバー１１ａとを備える。
【００５８】
整流子電動機１００は、少なくとも界磁４０と、電機子５０と、軸受１２ａ，１２ｂと、フレーム９と、ブラケット１０とを備える。フレーム９、ブラケット１０は、例えば、鋼板で構成される。
【００５９】
電機子５０の出力軸８の両端部近傍に、軸受１２ａ，１２ｂを設ける。羽根１１側に軸受１２ａを設け、羽根１１の反対側に軸受１２ｂを設ける。
【００６０】
界磁４０を、フレーム９に圧入して固定する。出力軸８の両端部近傍に軸受１２ａ，１２ｂを取付けた電機子５０を、軸受１２ｂ側から界磁４０の内側に挿入する。
【００６１】
ブラケット１０をフレーム９の開口部に取り付け、ブラケット１０で軸受１２ａを支持する。
【００６２】
さらに、羽根１１を、ブラケット１０から外部に突出する出力軸８の端部に固定する。
【００６３】
さらに、羽根１１の外側にファンカバー１１ａを取り付ける。
【００６４】
以上の工程により、送風機１０００が完成する。尚、フレーム９は、軸方向の両端が開口し、夫々の開口部にブラケット１０を取り付ける構成でも良い。
【００６５】
図１８乃至図２１により、変形例３の整流子電動機４００を説明する。変形例の整流子電動機４００が、図１の整流子電動機１００と異なるのは、界磁４４０の界磁鉄心４０１の段付部２１ａ，２１ｂに磁性体である鉄板２６ａ，２６ｂを固定（埋設）した点である。
【００６６】
単純に段付部２１ａ，２１ｂを設けたものの場合（例えば、図３、図５、図１２参照）、段付部２１ａ，２１ｂは空気層（空間）となるため、界磁４０，３４０の磁気抵抗が増加し、一般的に電動機の電流が増加する傾向にある。
【００６７】
ここでは、前述の方法で界磁４４０の界磁鉄心４０１に界磁巻線５ａ，５ｂを施した後に、段付部２１ａ，２１ｂに磁性体である鉄板２６ａ，２６ｂを固定（埋設）することで、段付部２１ａ，２１ｂの空気層を磁性体で埋めることができる。
【００６８】
従って、界磁巻線５ａ，５ｂの周長を削減すると共に、界磁鉄心４０１の磁気抵抗増加を抑制することができ、更に高効率な整流子電動機４００を得ることができる。
【００６９】
図２２乃至図２５により、変形例４の整流子電動機５００を説明する。変形例の整流子電動機５００が、図１８の変形例３の整流子電動機４００と異なるのは、鉄板２６ｃ，２６ｄを界磁鉄心５０１の内径端面よりも外周側にずらして固定した点である。
【００７０】
前述の通り、電機子鉄心６の歯部１６の一回転当たりの切替周波数は１３，２００Ｈｚ以上であるため、電機子５０で発生する鉄損は渦電流損が支配的であり、同様に界磁鉄心５０１（ここでは、整流子電動機５００の界磁鉄心５０１で説明する）の内径部端面でも大きな渦電流損が発生している。
【００７１】
渦電流損を低減させるために、電機子鉄心６および界磁鉄心５０１は薄板（例えば０．１〜１．０ｍｍ程度の電磁鋼板）を複数枚積層して構成しているが、段付部２１ａ，２１ｂに積層していない鉄板を設けると、鉄板で発生する渦電流損の影響で、電動機の効率が低下する。
【００７２】
ここでは、段付部２１ａ，２１ｂに固定する鉄板２６ｃ，２６ｄを界磁鉄心５０１の内径部端面から、例えば、０．１〜１．０ｍｍ程度、外周側に離して固定することで、電機子５０との距離が広がり、鉄板２６ｃ，２６ｄに渦電流が流れにくくなり、渦電流損の増加を抑制すると共に、界磁の磁気抵抗増加を抑制することができ、更に高効率な整流子電動機５００を得ることができる。
【００７３】
図２５に示すように、鉄板２６ｄは、界磁鉄心５０１の内径部よりも所定の径方向寸法ｒ（例えば、０．１〜１．０ｍｍ）だけ外周側に離して固定されている。
【００７４】
段付部２１ａ，２１ｂの空気層を埋める磁性体の材料は、鉄板の他に、電磁鋼板を積層したものを用いても良いし、樹脂と鉄粉を混ぜたものを固めた樹脂鉄心を用いても良い。
【００７５】
図２７により、整流子電動機１００の制御回路について説明する。整流子電動機２００〜５００の制御回路についても同様である。
【００７６】
図２７に示す整流子電動機１００の制御回路は、図１で説明した一対の磁極部２ａ，２ｂに各々巻かれた二つの界磁巻線５ａ，５ｂの間に電機子５０を配置し、交流電源３０と位相制御を行うためのトライアック２０とを直列接続したものである。尚、電機子５０は、界磁巻線５ａ，５ｂに夫々ブラシ６０ａ，６０ｂを介して接続する。
【００７７】
本実施の形態の整流子電動機１００は、一分間あたりの回転数が３６，０００ｒｐｍ以上で運転される。また、電機子鉄心６には２２個のスロット１５が設けられている。また整流子１３にも２２個の整流子片（図示せず）が設けられている。
【００７８】
電機子巻線７の整流動作は、１回転あたり２２回切り替わる。そのため、その切替周波数は３６，０００ｒｐｍ／６０×２２＝１３，２００Ｈｚで、切替時間は約７５μｓｅｃ程度である。このように、非常に短時間で電機子巻線７および界磁巻線５ａ，５ｂに流れる電流を整流している。
【００７９】
また、整流子電動機１００に流れる電流は実効値で１０〜１２Ａ（アンペア）程度である。
【００８０】
また、この整流子電動機１００を用いた送風機１０００（図２６参照）を電気掃除機に搭載した場合は、トライアック２０を用いた位相制御（通電角制御）方式による電流制御（風量制御）を行って、電気掃除機の吸引力を制御している。
【００８１】
交流電源３０の半周期毎に交流電圧のオン／オフを制御する位相制御方式では、電圧をオンさせた後、整流子電動機１００に流れる電流が急峻に立ち上がるため、電動機に流れる電流の時間変化量であるｄｉ／ｄｔが非常に大きくなる。
【００８２】
特に位相制御時の位相角が９０度近傍では、ｄｉ／ｄｔが最も大きくなる。電流時間変化ｄｉ／ｄｔが大きくなると、ブラシ６０ａ，６０ｂおよび整流子１３の整流の切替タイミングで、ブラシ６０ａ，６０ｂの整流火花が大きくなってブラシ６０ａ，６０ｂの摩耗が早くなる。これにより、ブラシ６０ａ，６０ｂが短時間で消耗し、整流子電動機１００を運転できなくなる課題があった。
【００８３】
本実施の形態では、二つに分けた界磁巻線５ａ，５ｂの間に電機子５０を配置したため、整流切替タイミングでのブラシ６０ａ，６０ｂの火花発生量を抑えることができると共に、交流電源３０への伝導ノイズを抑制することができる。
【００８４】
以上のように、本実施の形態によれば、二つに分かれた界磁巻線５ａ，５ｂの間に電機子５０を配置したため、整流切替タイミングでのブラシ６０ａ，６０ｂの火花発生量を抑えることができ、長寿命な整流子電動機１００〜５００を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明の活用例として、電気掃除機に搭載される整流子電動機がある。
【符号の説明】
【００８６】
１  界磁鉄心、２ａ  磁極部、２ｂ  磁極部、３ａ  継鉄部、３ｂ  継鉄部、５ａ  界磁巻線、５ｂ  界磁巻線、６  電機子鉄心、７  電機子巻線、８  出力軸、９  フレーム、１０  ブラケット、１１  羽根、１１ａ  ファンカバー、１２ａ  軸受、１２ｂ  軸受、１３  整流子、１４  空隙、１５  スロット、１６  歯部、１７  軸孔、２０  トライアック、２１ａ  段付部、２１ｂ  段付部、２２  カシメ部、２３  絶縁部材、２４ａ  ガイド、２４ａ−１  穴、２４ｂ  ガイド、２４ｂ−１  穴、２５ａ  クランパ、２５ｂ  クランパ、２６ａ  鉄板、２６ｂ  鉄板、２６ｃ  鉄板、２６ｄ  鉄板、３０  交流電源、３１ａ  鉄心抜板、３１ｂ  鉄心抜板、３１ｃ  鉄心抜板、４０  界磁、５０  電機子、６０ａ  ブラシ、６０ｂ  ブラシ、１００  整流子電動機、２００  整流子電動機、２０１  界磁鉄心、２４０  界磁、３００  整流子電動機、３０１  界磁鉄心、３４０  界磁、４００  整流子電動機、４０１  界磁鉄心、４４０  界磁、５００  整流子電動機、５０１  界磁鉄心、５４０  界磁、１０００  送風機。
【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】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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