(57)【要約】【課題】遠心ファンのアンバランスと電機子コアのアンバランスの位置関係により、振動が大きくなること。【解決手段】電動送風機１０は、一方が閉塞しその反対方向が開口した円筒状のブラケット１２内に、モータ部２０とファンケース１５内に遠心ファン１６を設けた構成である。モータ部２０は、界磁であるステータ３０と、電機子であるロータ４０とを含み構成されている。ステータ３０は、方形筒状を呈する界磁コア３１に界磁巻線３２を巻回している。このようなステータ３０がブラケット１２の内側に固定されている。ロータ４０は、電機子コア４１と電機子巻線４２と回転軸４３と整流子４５とを含み構成されている。電機子コア４１には、電機子巻線４２が巻回されており、電機子コア４１の中心を貫通するように回転軸４３が結合されている。【選択図】図１
2015046999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄心部及び整流子部を備える電機子部と、この電機子部を固定した回転軸と、前記電機子部を挟むように配設した軸受けと、前記電機子部とは一方の軸受けを挟むように配設した遠心ファン部とを備えた整流子モータにおいて、前記電機子部の鉄心の両端面でダイナミックアンバランスを測定し、前記測定の結果による遠心ファン側アンバランスのベクトルと反遠心ファン側アンバランスのベクトルを反転したベクトルとの合成ベクトルの方向に遠心ファンアンバランスのベクトルを略一致させるバランス調整部材を有する整流子モータ。
【請求項２】
請求項１記載の整流子モータを具備する電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動送風機やこれを搭載した電気掃除機等の電気機器に具備されている整流子モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の整流子モータでは、低振動・低騒音が強く要望されており、特に低振動化のための回転体のアンバランスの修正法としても、より高精度で効果的なアンバランス修正法が希求されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、特許文献１に記載された従来の回転体のアンバランス修正面位置を示すモデル図である。図４に示すように、従来の整流子モータでは、電機子コアの重心位置を挟んで対向し、回転軸に直交する独立した２つの、ダイナミックアンバランス修正面７ａと、ダイナミックアンバランス修正面７ｂとでダイナミックアンバランスを測定・修正し、その後、重心８を通るスタティックアンバランス修正面９においてスタティックアンバランスを測定・修正するという方法が採用されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１９０６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種の整流子モータは、その構成上、シャフトの先端に遠心ファンを取り付ける構成となっており、遠心ファンにもアンバランスが存在することから、電機子コアのアンバランスと遠心ファンのアンバランスの位置関係により、振動が大きくなるという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題を解決するもので、比較的容易な方法で、電機子コアのアンバランスと遠心ファンのアンバランスを調整し、低振動の整流子モータおよびこれを備えた電気機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するために、本発明の整流子モータは、鉄心部及び整流子部を備える電機子部と、この電機子部を固定した回転軸と、前記電機子部を挟むように配設した軸受けと、前記電機子部とは一方の軸受けを挟むように配設した遠心ファン部とを備えた整流子モータにおいて、前記電機子部の鉄心の両端面でダイナミックアンバランスを測定し、前記測定の結果による遠心ファン側アンバランスのベクトルと反遠心ファン側アンバランスのベクトルを反転したベクトルとの合成ベクトルの方向に、遠心ファンアンバランスのベクトルを略一致させるバランス調整部材を有する構成である。
【０００８】
これによって、遠心ファンのアンバランスを用いて電機子コアのアンバランスを相殺することにより、回転体のアンバランスを低減できるので、回転に起因する振動を低減させることができる。
【０００９】
また、本発明の電気機器は、このような整流子モータを具備した構成である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の整流子モータは、遠心ファンのアンバランスを用いて電機子コアのアンバランスを相殺することにより、回転体のアンバランスを低減できるので、回転に起因する振動を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例における整流子モータを備えた電動送風機の説明図
【図２】モデル化した整流子モータのアンバランス修正法の説明図
【図３】（ａ）電機子コアの遠心ファン側にのみ重りを付加した場合のＣＡＥによる構造解析による電機子コア端面の変位の説明図、（ｂ）電機子コアの反遠心ファン側にのみ重りを付加した場合のＣＡＥによる構造解析による電機子コア端面の変位の説明図
【図４】従来の整流子モータの回転体のアンバランス修正面位置に関する説明図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施例によって本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１３】
本発明の実施例における整流子モータを用いた電気機器について図面を参照しながら説明する。本実施例ではこのような電気機器の一例として、電気掃除機等の電気機器に具備される本整流子モータを用いた電動送風機を挙げて説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施例におけるモータ部２０及び遠心ファン１６を備えた電動送風機１０の構成を示す構成図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施例の電動送風機１０は、一方が閉塞しその反対方向が開口した円筒状のブラケット１２内に、モータ部２０とファンケース１５内に遠心ファン１６を設けた構成である。モータ部２０は、界磁であるステータ３０と、電機子であるロータ４０とを含み構成されている。
【００１６】
ステータ３０は、方形筒状を呈する界磁コア３１に界磁巻線３２を巻回している。このようなステータ３０がブラケット１２の内側に固定されている。
【００１７】
一方、ロータ４０は、電機子コア４１と電機子巻線４２と回転軸４３と整流子４５とを含み構成されている。電機子コア４１には、電機子巻線４２が巻回されており、電機子コア４１の中心を貫通するように回転軸４３が結合されている。また、ロータ４０は、回転軸４３の両端がそれぞれ軸受１３によって回転自在に支承されている。さらに、回転軸４３には整流子４５が配設されている。
【００１８】
そして、ブラケット１２には、ブラシ保持器１４が固定されている。さらに、ブラシ保持器１４は、一対のカーボンブラシ（図示せず）を保持している。その一対のカーボンブラシが、整流子４５に当接している。以上のようにして、整流子モータのモータ部２０が構成されている。
【００１９】
また、電動送風機１０において、ブラケット１２の開口した側を覆うように、ファンケース１５が取り付けられている。ロータ４０の回転軸４３は、ブラケット１２の開口から突出してファンケース１５内に進入している。
【００２０】
進入した回転軸４３の先端部には、遠心ファン１６が取り付けられている。そして、遠心ファン１６とブラケット１２の開口との間には、エアガイド１７が取り付けられている。このように、ファンケース１５内には遠心ファン１６およびエアガイド１７が配置されている。
【００２１】
このように構成された電動送風機１０において、外部から整流子モータのモータ部２０に電力が供給されると、電機子電流がカーボンブラシ（図示せず）および整流子４５を介して電機子巻線４２に流れるとともに、ステータ３０の界磁巻線３２には界磁電流が流れる。
【００２２】
そして、界磁電流によって界磁コア３１で発生した磁束と、電機子巻線４２を流れる電機子電流との間で力が発生し、ロータ４０が回転する。このロータ４０の回転に伴って、遠心ファン１６が回転する。この回転によって、吸気口１８から空気が吸入されて遠心ファン１６の中に流れ込み、ブラケット１２内を経て、電動送風機１０の外に排出される。
【００２３】
次に、電機子コア及び遠心ファンのアンバランスをもとしたアンバランス修正法について説明する。
【００２４】
図３はＣＡＥによる構造解析で、電機子コア４１に同じ質量の重りを遠心ファン側と反遠心ファン側の片方のみに追加したときの電機子コア端面の変位の計算結果を示した図である。図３（ａ）は重りを遠心ファン側にのみ追加したとき、図３（ｂ）は重りを反遠心ファン側にのみ追加したときである。
【００２５】
図３（ａ）の遠心ファン側にのみ重りを追加した場合では、電機子端面は半径方向に変位するが、軸方向の変位は小さく軸に垂直な面内で重りの方向にほぼ水平移動している。これに対し、図３（ｂ）の反遠心ファン側にのみ重りを追加した場合では、軸方向の変位が大きく電機子コア端面が傾いている。
【００２６】
すなわち、同じ質量の重りでも遠心ファン側か反遠心ファン側かで電機子コアの挙動が異なる。この挙動の違いが遠心ファンを取り付けるシャフトに与える影響を考えた場合、図３（ａ）の場合はほぼ水平移動であるためシャフト先端は重りとは逆方向に倒れる力が生じる。
【００２７】
一方、図３（ｂ）では電機子コア４１が傾くことによりシャフト先端は重りと同方向に曲がる力が生じることとなる。図３（ａ）や図３（ｂ）のように重り（アンバランス）が片方のみの場合は、重り（アンバランス）の同方向（図３（ａ））か逆方向（図３（ｂ））に遠心ファンのアンバランスを配置すればよいことになる。
【００２８】
しかしながら、アンバランスが片方のみになることは事実上無いため、両方のアンバランスがある場合の遠心ファンのアンバランスの配置方法を以下に説明する。図２は、本発明の実施例におけるアンバランス修正法を示すモデル図である。
【００２９】
電機子コア４１の両端面において反遠心ファン側ダイナミックアンバランスｍａと遠心ファン側ダイナミックアンバランスｍｂのアンバランス量と方向を測定する。また、遠心ファンのアンバランスｍｃのアンバランス量と方向も測定する。
【００３０】
このとき、反遠心ファン側アンバランスｍａのベクトルを反転したベクトルと遠心ファン側アンバランスｍｂのベクトルとの合成ベクトルの方向に、遠心ファンアンバランスｍｃのベクトルを略一致させる。
【００３１】
このように遠心ファンアンバランスｍｃを配置すれば、遠心ファンアンバランスのベクトルを、遠心ファン側アンバランスの同方向と反遠心ファン側アンバランスの逆方向に分解したとき、ファン側アンバランスの同方向に、反遠心ファン側アンバランスの逆方向となり、図３で説明したように、遠心ファン側アンバランスと反遠心ファン側アンバランスを相殺することができる。
【００３２】
これにより、回転体としてのアンバランスを低減できるので、回転に起因する振動を低減させることができる。
【００３３】
このように、本実施例では、電機子コア４１の両端面でダイナミックアンバランスを測定し、遠心ファン側アンバランスのベクトルと反遠心ファン側アンバランスのベクトルを反転したベクトルとの合成ベクトルの方向に遠心ファンアンバランスのベクトルを略一致させている。
【００３４】
具体的には、電機子部の鉄心の両端面でダイナミックアンバランスを測定し、前記測定の結果による遠心ファン側アンバランスのベクトルと反遠心ファン側アンバランスのベクトルを反転したベクトルとの合成ベクトルの方向に、遠心ファンアンバランスのベクトルを略一致させるバランス調整部材を有する構成である。
【００３５】
このバランス調整部材は、電機子部の任意の箇所に配置される。例えば、金属材料や、樹脂材料などによる重りや、切削加工などによる凹部など、適宜選択可能である。また、バランス調整部材の配置は、複数の箇所や、１箇所など、適宜選択可能である。
【００３６】
これにより、遠心ファン１６のアンバランスを用いて電機子コア４１のアンバランスを相殺することにより、回転体のアンバランスを低減できるので、回転に起因する振動を低減させることができる。
【００３７】
以上のように、本発明の整流子モータは、鉄心部及び整流子部を備える電機子部と、この電機子部を固定した回転軸と、前記電機子部を挟むように配設した軸受けと、前記電機子部とは一方の軸受けを挟むように配設した遠心ファン部とを備えた整流子モータにおいて、前記電機子部の鉄心の両端面でダイナミックアンバランスを測定し、遠心ファン側アンバランスのベクトルと反遠心ファン側アンバランスのベクトルを反転したベクトルとの合成ベクトルの方向に遠心ファンアンバランスのベクトルを略一致させた構成である。
【００３８】
本発明の整流子モータはこのように構成しているため、遠心ファンのアンバランスを用いて電機子コアのアンバランスを相殺することにより、回転体のアンバランスを低減できるので、回転に起因する振動を低減させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように、本発明にかかる整流子モータは、遠心ファンのアンバランスを用いて電機子コアのアンバランスを相殺することにより、回転体のアンバランスを低減できるので、回転に起因する振動を低減させることができるので、電動送風機またはこれを搭載した電気掃除機等の電気機器に適用できる。
【符号の説明】
【００４０】
７ａ  ダイナミックアンバランス修正面
７ｂ  ダイナミックアンバランス修正面
８  重心
９  スタティックアンバランス修正面
１０  電動送風機
１２  ブラケット
１３  軸受
１４  ブラシ保持器
１５  ファンケース
１６  遠心ファン
１７  エアガイド
１８  吸気口
２０  モータ部
３０  ステータ
３１  界磁コア
３２  界磁巻線
４０  ロータ
４１  電機子コア
４２  電機子巻線
４３  回転軸
４５  整流子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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