(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に設けられた回転軸と、
前記回転軸の一端に設けられた遠心羽根車と、
前記回転軸の他端に設けられたロータコアと、
前記遠心羽根車と前記ロータコアとの間に設けられた少なくとも一つの軸受部と、からなるロータ組立体であって、
前記ロータコアは、一対のゲートを結ぶ線が一対の磁極を形成する配向磁場に対して平行となる様に設けられた金型のキャビティ内に、前記配向磁場を付与した状態で前記一対のゲートを経て磁性粉と樹脂との混合物を充填しつつ成形中に着磁することにより、又は、前記混合物を金型のキャビティ内に一対のゲートを経て充填して成形した後に前記配向磁場を付与して着磁することによりウエルドを前記磁極の境界付近に形成したものであり、
前記磁性粉は前記回転軸に向かって収束するように配向し、
前記磁極の数をｎとした場合に、２／ｎ周期の６０％以内の区間であって、極大値又は極小値を含む区間全域において、磁束密度の極大値または極小値の７０％以上の強度を発現し、磁束密度測定位置に対する磁束密度分布の波形が略台形状である
ことを特徴とするロータ組立体。
【請求項２】
前記ロータコアは、前記ゲートを磁極の数と同数、又は、偶数個の金型を使用して形成したことを特徴とする請求項１に記載のロータ組立体。
【請求項３】
前記ロータコアは、前記ゲートをロータコアの磁極に対応する位置に設けた金型を使用して形成したことを特徴とする請求項１、又は、請求項２に記載のロータ組立体。
【請求項４】
前記遠心羽根車が偶数枚の羽根を備える、請求項１乃至３の何れか一項に記載のロータ組立体を含むことを特徴とする電動送風機。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れか一項に記載のロータ組立体、又は、請求項４に記載の電動送風機を搭載する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】
本発明は、ウエルドを磁極の境界付近に有するロータコアを有するロータ組立体、このロータ組立体を含む電動送風機、及び、このロータ組立体を含む電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
フェライト、ＮｄＦｅＢ磁石、ＳｍＣｏ磁石等の強磁性粉末と、エポキシ樹脂、ナイロン等の高分子化合物を主体とするボンド磁石は、生産性が高いことから射出成形法で製造されることが多い。例えば、特許文献１においては、強磁性粉末と高分子化合物を主体とする混合物を磁場の存在下、円柱状あるいは円筒状の複数個の成形空間を有する金型内で射出または圧縮成形し得られた成形体の外周面に異方性方向と同方向に着磁してなる異方性磁石の製造方法において、前記成形空間の周囲に前記着磁部分に対応する位置に各ヨークを設置し、前記磁場を金型開閉方向の金型取り付け部に設置された２個の電磁石用コイルから発生させ金型開閉方向に向けられたヨークに磁束を誘導し各々成型品を形作るキャビティ部で反発させ金型開閉方向にないヨークに誘導する磁気回路を構成する金型を用いたことを特徴とする異方性磁石の製造方法が開示されている（特許請求の範囲参照）。
【０００３】
又、特許文献２においては、フレームと回転子アセンブリとシートシンクアセンブリを備え、回転子アセンブリはシャフトにインペラと軸受アセンブリと、回転子コア（マグネット）が固定され、軸受アセンブリは１対の軸受を備えている圧縮機が開示されている（請求項１参照）。
【０００４】
更に、特許文献３においては、ＤＣブラシレスモータを構成するロータであって、ロータ組立体として圧縮機内への組込の前に動的なバランスをとることができるロータ、及び、ロータ組立体が開示されている（段落０００８等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３‐９１２１５号公報
【特許文献２】特開２０１０‐１９６７０７号公報
【特許文献３】特開２０１４‐２１９００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載される異方性磁石の製造方法により製造される異方性磁石は、金型内に射出された成形材料の流動性を考慮していないため、磁束周期の変化に対して表面磁束密度分布のバラツキが生じるという問題があった。
【０００７】
特許文献２に記載されるロータは、ロータを構成する磁石（磁性材料）の磁束密度分布を考慮しないでロータ全体、ロータ組立体全体として動的なバランスをとっている。このため、磁石の磁束密度分布のバラツキが大きく、磁石の重心のバラツキが大きい状態でロータ、ロータ組立体の動的なバランスをとる作業を行うことになる。従って、動的なバランスをとる作業に手間と時間とを要していた。又、長年駆動しているとロータの回転の際に異音が発生しやすく、回転むらも生じ易いという問題もある。
【０００８】
特許文献３に記載される圧縮機も同様にロータコアを構成する磁石（磁性材料）の磁束密度を考慮しないで圧縮機の動的なバランスをとっている。このため、磁石の磁束密度分布のバラツキが大きく、磁石の重心のバラツキが大きい状態で圧縮機の動的なバランスをとる作業を行うことになる。従って、動的なバランスをとる作業に手間と時間とを要していた。又、長年駆動しているとロータの回転の際に異音が発生しやすく、回転むらも生じ易いという問題もある。
【０００９】
そこで、本願発明は、磁束密度分布のバラツキを抑えたロータ組立体を提供することを課題とする。あわせて、磁束密度分布のバラツキを抑えたロータ組立体を使用して動的なバランスをとりやすくした電動送風機、及び、電気掃除機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のロータ組立体は、回転自在に設けられた磁性体の回転軸と、前記回転軸の一端に設けられた遠心羽根車と、前記回転軸の他端に設けられたロータコアと、前記遠心羽根車と前記ロータコアとの間に設けられた少なくとも一つの軸受部と、からなるロータ組立体であって、前記ロータコアは、一対のゲートを結ぶ線が一対の磁極を形成する配向磁場に対して平行となる様に設けられた金型のキャビティ内に、前記配向磁場を付与した状態で前記一対のゲートを経て磁性粉と樹脂との混合物を充填しつつ成形中に着磁することにより、又は、前記混合物を金型のキャビティ内に一対のゲートを経て充填して成形した後に前記配向磁場を付与して着磁することによりウエルドを前記磁極の境界付近に形成したものであり、前記磁性粉は前記回転軸に向かって収束するように配向し、前記磁極の数をｎとした場合に、２／ｎ周期の６０％以内の区間であって、極大値又は極小値を含む区間全域において、磁束密度の極大値または極小値の７０％以上の強度を発現し、磁束密度測定位置に対する磁束密度分布の波形が略台形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、磁束密度分布のバラツキを抑えたロータ組立体を提供することを課題とする。あわせて、磁束密度分布のバラツキを抑えたロータ組立体を使用して動的なバランスをとりやすくした電動送風機、及び、電気掃除機を提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、明細書中において説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る磁石、磁石に形成されるウエルド、並びに、金型のキャビティに設けられるゲートの位置関係を示す模式図である。（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、同様にそれぞれ第２、第３、第４実施形態に係る磁石、磁石に形成されるウエルド、及び、金型のキャビティに設けられるゲートの位置関係を示す模式図である。（ｅ）は、比較例１に係る磁石、磁石に形成されるウエルド、及び、金型のキャビティに設けられるゲートの位置関係を示す模式図である。（ｆ）は、実施例４に係る磁石の磁束の方向を示す模式図である。
【図２】（ａ）は、第４実施形態に係る磁石と磁性体の回転軸を備えたロータの模式図であり、（ｂ）は、第５実施形態に係るロータ組立体である。
【図３】第４実施形態に係る磁石と磁性体の回転軸を備えたロータ、及び、ステータから構成されるモータの分解斜視図である。
【図４】（ａ）は、実施例１に係る磁石の磁束密度測定位置に対する表面磁束密度を表したグラフであり、（ｂ）は、比較例１に係る磁石の磁束密度測定位置に対する表面磁束密度を表したグラフである。
【図５】（ａ）は、実施例２に係る磁石の磁束密度測定位置に対する表面磁束密度を表したグラフであり、（ｂ）は、実施例３に係る磁石の磁束密度測定位置に対する表面磁束密度を表したグラフである。
【図６】実施例３における電動送風機を搭載した電気掃除機を示し、（ａ）はスティック型として使用する際の斜視図、（ｂ）は電気掃除機をハンディ型として使用する際の側面図である。
【図７】実施例３における電動送風機を搭載した掃除機本体の縦断面図である。
【図８】実施例３における電動送風機を示す分解斜視図である。
【図９】電動送風機のロータ組立体を示す分解斜視図である。
【図１０】実施例３における電動送風機を示す側面図である。
【図１１】実施例３における電動送風機を示す縦断面図である。
【図１２】遠心羽根車を示す斜視図である。
【図１３】遠心羽根車を構成するシュラウド板の外観図を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図である。
【図１４】遠心羽根車のシュラウドを取り外した状態を示す斜視図である。
【図１５】遠心羽根車の縦断面図である。
【図１６】ロータ組立体をリング部材側から見たときの斜視図である。
【図１７】遠心羽根車の羽根とロータコアとの関係を示す模式図である。
【図１８】（ａ）は案内翼の斜視図、（ｂ）は案内翼の背面図、（ｃ）は案内翼の縦断面図である。
【図１９】ディフューザ内の空気の流れを示す説明図である。
【図２０】（ａ）はファンケーシングの斜視図、（ｂ）はファンケーシングの縦断面図である。
【図２１】（ａ）はハウジングと軸受カバーを一体化した斜視図、（ｂ）はハウジングと軸受カバーを一体化した背面図である。
【図２２】図１０の電動送風機のＡ−Ａ線での断面図である。
【図２３】（ａ）は図２１（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図、（ｂ）は図２１（ａ）のＣ−Ｃ線での断面図である。
【図２４】軸受カバーの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本願発明者は、従来の射出成形により製造された磁性粉を樹脂により固着させたボンド磁石において、磁束密度のバラツキが生じる原因を鋭意検討した。その結果、以下の事実が判明した。即ち、ボンド磁石を成形する場合において、金型内に形成されたキャビティ内に、複数個所から磁性粉を含む溶融樹脂を射出すると、金型内に射出された磁性粉を含む溶融樹脂は、キャビティ内を下方に流れる。キャビティの底面に達した磁性粉を含む溶融樹脂は、キャビティの底面に沿って拡がりつつ流れる。そして、隣接するゲートから射出された磁性粉を含む溶融樹脂は、衝突して、いわゆる湯境面を生じる。湯境面を生じた状態で、磁性粉を含む溶融樹脂が冷却されると、ウエルドを形成する。
湯境面の近傍では、磁性粉を含む溶融樹脂が均一に混合し難く磁性粉の配向が揃い難い。この状態で磁性粉を含む溶融樹脂を冷却して製造されたボンド磁石は、ウエルドの近傍において、磁束密度のバラツキが生じやすい。
【００１４】
本発明は、以上の知見に基づいてなされた発明であり、キャビティにゲートを適正に配置することによりウエルドの形成を抑えて、磁束密度のバラツキを抑えて、磁束密度の変化を小さくすることにより、ボンド磁石の磁束密度が滑らかに変化するボンド磁石、及び、ボンド磁石の製造方法の発明であることを特徴とする。
【００１５】
（第１実施形態）
第１実施形態として、ウエルドの形成を抑えて外周の法線方向の磁束密度のバラツキを抑えたボンド磁石（ロータコア）を説明する。
【００１６】
ボンド磁石を構成する磁性粉の種類に制限はなく、製造されるボンド磁石において必要とする磁力が得られる磁性粉（微小磁石）を使用することができる。使用可能な磁性粉としては、例えば、フェライト系磁性粉、アルニコ系磁性粉、ネオジム、サマリウム、コバルト等を含む希土類系磁性粉が挙げられる。サマリウム系希土類磁性粉としては、例えば、サマリウム鉄窒素系磁性粉、サマリウム鉄系磁性粉、サマリウムコバルト系磁性粉が挙げられる。ネオジム系希土類磁性粉としては、例えば、ネオジム鉄ホウ素系磁性粉、ネオジム鉄窒素系磁性粉が挙げられる。
【００１７】
磁性粉の平均粒径についても、特に制限はなく、公知のものが使用可能である。例えば、フェライト系では１．５μｍ、希土類系では平均粒径１〜１００μｍの磁性粉が使用可能であり、１０〜５０μｍの磁性粉が好ましい。
【００１８】
磁性粉を結着する樹脂の種類に制限はなく、製造されるボンド磁石において必要とする強度、密度、結着力が得られる樹脂を使用することができる。使用する樹脂は、熱可塑性樹脂であってもよいし、熱硬化性樹脂であってもよい。使用可能な樹脂としては、例えば、ナイロン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体、ＭＭＡ、ＰＳ、ＰＰＳ、ＰＥ、ＰＰ等の単独、又は共重合したビニル系合成樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエチレン系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂、シリコーン、ウレタン、ＰＥＥＫ、ＰＢＴ、ＰＥＴ、ＣＰＥ、ポリカーボネート、ネオプレン、ハイパロン、ＳＢＲ、ＮＢＲ等の合成樹脂が使用できる。
【００１９】
磁性粉と樹脂の組み合わせは、目的とする磁石の性質に合わせて、射出成形が可能な範囲で適宜選択可能である。
磁性粉と樹脂の混合比率は、用途にもよるが、例えば、質量４０〜９０％とすることが可能である。その他、可塑剤や潤滑剤、抗酸化剤、表面処理材等適宜添加可能である。
【００２０】
第１実施形態において使用する金型は、中心軸を垂直方向とする円柱形、又は、中空の円柱形（横断面がＯリング状の円筒形）が好ましい。
【００２１】
配向磁場は、磁分の磁気モーメントを一定方向にそろえて、少なくとも一対の磁極を形成する磁場である。配向磁場は、例として、中心軸に垂直な断面上のキャビティにおいて、向きが中心軸に垂直な断面と並行になるように付与する偶数極着磁が、挙げられる。
配向磁場は、例えば、キャビティに隣接してキャビティの高さ以上の作用面を有する主極、対極を配置し、主極、対極の上下に励磁コイルを配置し、さらに上にヨークを配置した磁気回路装置を使用して印加することができる。
【００２２】
配向磁場の配向に制限はなく、製造される磁石（使用される金型）の中心軸に垂直な断面において、磁性体（中心軸）の近傍で収束して磁束密度測定位置の区間において磁束密度の極大領域を拡げることが可能な配向であればよい。例えば、アキシャル型配向、エカトリアル型配向やラジアル型配向の磁気回路装置であってもよい。
【００２３】
配向磁場は、磁性粉を含む溶融樹脂をキャビティ内へ射出する前から付与してもよいし、射出の後樹脂が冷却されて固化（磁性粉が結着）する前までに付与されてもよい。
【００２４】
磁性粉を含む溶融樹脂を金型内のキャビティに射出する際の入口であるゲートは、一対の磁極を形成する配向磁場の向きと平行に設けるのが好ましく、一対の磁極を形成する配向磁場の向きと平行な軸上に設けるのが好ましい。ゲートは、使用される金型（製造される磁石）の中心を通る軸上に設けるのが好ましい。ゲートは、使用される金型（製造される磁石）の中心に対して対称に設けられるのが好ましく、使用される金型（製造される磁石）の中心を通る軸上に、中心に対して対称に設けられるのが好ましい。
【００２５】
ゲートは、金型内に形成されたキャビティの上面、又は、側面に設けるのが好ましい。ゲートは、磁石の磁極に対応する位置に設けるのが好ましく、磁石の磁極を略２等分する軸上に設けるのが好ましい。更に、ゲートは、磁石の磁極の極上に設けるのが好ましく、磁極の中心（磁束強度が０から極大又は極小を経て０となる区間の１／２の位置、磁束密度が極大又は極小の位置）に設けるのが好ましい。
ゲートは、複数設けるのが好ましく、偶数個、又は、磁極の数と同数設けるのが好ましい。
【００２６】
ゲートは、製造される磁石の磁極の数よりも多くキャビティに設けられてもよく、この場合、一対のゲートに加えて更に、磁石の磁極の極上に対応しない位置であって、一対のゲートを結ぶ軸に垂直な軸上に設けられてもよい。製造される磁石の磁極の数よりも多くゲートを設ける場合も、更に設ける一対のゲートを結ぶ軸は、使用される金型（製造される磁石）の中心を通ることが好ましい。更に設ける一対のゲートは、中心に対して対称に設けられるのが好ましい。
【００２７】
金型内に形成されたキャビティ内への磁性粉を含む溶融樹脂の射出は、ゲートを複数設けた金型を使用する場合であっても、全てのゲートを使用してキャビティに磁性粉を含む溶融樹脂を射出する必要はない。最低一対の磁極を形成する配向磁場の向きと平行となる位置に形成されたゲート２箇所からキャビティ内への磁性粉を含む溶融樹脂の射出が行われればよい。
又、各ゲートから射出する磁性粉を含む溶融樹脂の射出量、射出速度、温度等は、略同速度、略同量、略等温に限られず、適宜調節してキャビティ内の製造される磁石（金型）の中心を通る軸上で磁性粉を含む溶融樹脂が合流すればよい。
【００２８】
金型（磁石）の中心を通る中心軸に対して対称となる位置であって、中心軸に垂直な軸上に設けられたゲート２箇所からキャビティ内への磁性粉を含む溶融樹脂の射出が行われることが好ましい。
【００２９】
溶融樹脂が、金型の中心軸に対して対称となる位置に偶数個設けられた各ゲートから略同速度、略同量でキャビティ内に射出されることによって、ウエルドは、中心軸に対して対称となる位置において、垂直方向（中心軸方向）に形成される。
【００３０】
図１（ａ）を参照しながら、例として２極磁石であるボンド磁石１００を製造する場合における、ゲートの配置について説明する。
図１（ａ）において、配向磁場は、中心軸（ボンド磁石１００の中心を通る紙面に垂直な軸）を含む縦断面に対して垂直となるように印加されている。ゲート５０８は、一対の磁極を形成する配向磁場の向きと平行な軸上（中心を通り９０°、２７０°を結ぶ軸上）であって、中心Ｃに対して対称な位置（中心軸を含む縦断面を対称面とする位置）に偶数箇所（２箇所）設けられている。
【００３１】
この状態で、金型５００内に形成されたキャビティ内へ、キャビティの上面に形成したゲート５０８から磁性粉を含む溶融樹脂を略同速度、略同量で射出すると、隣接するゲートの略中間位置（図１（ａ）においては中心を通り０°、１８０°を結ぶ軸上）で磁性粉を含む溶融樹脂が合流する。そして、湯境面が形成されて、磁性粉を含む溶融樹脂が冷却されてウエルド１０８が形成された場合であっても、隣接するゲート５０８の略中間位置（磁石の中心を通り０°、１８０°を結ぶ軸上）に形成されることになる。
【００３２】
ゲート５０８が、製造するボンド磁石１００の極としたい位置に偶数個設けられている場合は、ウエルド１０８が形成される場合でも、ウエルド１０８は、ボンド磁石１００の外周の法線方向の磁束密度が０となる位置に形成される。
【００３３】
例えば、ゲート２つが、金型の中心を通る中心軸に対して対称となる位置、かつ、配向磁場の向きと同一となる位置（ゲート２つを通る線分が配向磁場と並行となる位置）に形成された場合は、形成されるウエルド１０８は、配向磁場に直交する方向（磁束密度測定位置θ＝０°、１８０°を結ぶ軸上）に位置する。ウエルド１０８が形成される場合であっても、ウエルド１０８は、ボンド磁石１００の外周の法線方向の磁束密度が０となる位置に形成される（図１（ａ）参照）。
【００３４】
従って、金型内に形成されたキャビティにゲートを設ける位置（磁性粉を含む溶融樹脂を射出する位置）を適切に選択することにより、ウエルドの形成位置を制御することが可能となる。金型内に形成されたキャビティにゲートを設ける位置を適切に選択することにより、製造されるボンド磁石の磁束密度のバラツキを抑えることが可能となる。
【００３５】
（第２実施形態）
以下、第１実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。又、第１実施形態と同様の効果についても重複する説明は省略する。
【００３６】
第２実施形態として、ボンド磁石（ロータコア）１０１と、回転軸２０７ａとを一体成形した回転軸２０７ａを備えた円柱状のボンド磁石（ロータ２２０ａ）を説明する。
金型５０１に形成されたキャビティ内に回転軸が存在する状態で、磁性粉を含む溶融樹脂を射出する（いわゆるインサート射出成形）ことが第１実施形態と異なる（図１（ｂ）参照）。それ以外は、第１実施形態と同様である。
【００３７】
ボンド磁石１０１と、回転軸２０７ａとを一体成形することによって製造されるロータ２２０ａは（図１（ｂ）参照）、磁石と、回転軸とを別々に製造した後接着したロータよりも接着強度が向上する。
【００３８】
又、金型の中心軸上に回転軸２０７ａを配置して、ボンド磁石１０１と、回転軸２０７ａとを一体成形することにより、ボンド磁石１０１の重心と、回転軸２０７ａの重心とが同一直線上に配置されて、製造されるロータの中心軸２０７ａを回転軸とする動的なバランスが安定する。
従って、本実施形態に係るロータ２２０ａは、ボンド磁石（ロータコア）を切削する等のロータの動的なバランスを調整する作業を軽減することが可能となる。本実施形態に係るロータ２２０ａは、ボンド磁石の切削量を低減することが可能となる。
【００３９】
（第３実施形態）
第３実施形態として、磁性体が存在する状態で形成したボンド磁石（ロータコア）を説明する。
第３実施形態は、第１実施形態における金型を円筒形の金型５０２として、金型内に形成されたキャビティの中空空間内に磁性体１８０が存在する状態で、磁性粉を含む溶融樹脂を射出することが第１実施形態と異なる（図１（ｃ）参照）。それ以外は、第１実施形態と同様である。
【００４０】
キャビティの中空空間内に磁性体１８０が存在する状態で、キャビティ内に磁性粉を含む溶融樹脂を射出し、溶融樹脂が軟化した状態で配向磁場を印加する。磁力線が、キャビティ内において、一方の作用面領域の外周から、磁性体に収束するように抜けて、他方の作用面領域の外周に向かい発散するように透過する。このため、溶融樹脂中の磁性粉が磁性体に収束するように配向する。
【００４１】
本実施形態に係るボンド磁石１０２の磁束密度測定位置に対して磁束密度強度を示す磁束密度の波形は、通常の一般的な正弦波を示すボンド磁石の磁束密度の極よりも強度が低下してなだらかになり、平坦化した、略台形状となる。
なお、本実施形態に係るボンド磁石の前記波形は、方形波とも異なる。
【００４２】
本願において、磁束密度測定位置とは、磁石の中心を中心点として磁石表面の磁束密度が０となる位置を始点として中心点に対して左回り（反時計回り）に一周（一回転、３６０°）測定した時の位置を指す。磁束密度が０となる位置から測定を開始して極大値、０、極小値となる位置を経て０となる区間を１周期とする。磁束密度が０となる位置から測定を開始して極大値、又は、極小値となる位置を経て０となる区間を０．５周期とする。
例えば、２極磁石の場合は、外周一周で１周期となり、４極磁石の場合は、外周一周で２周期となる。
【００４３】
具体的には、本実施形態に係るボンド磁石は、磁極の数をｎとした場合に、２／ｎ周期の６０％以内の区間であって、極大値又は極小値を含む区間全域において、磁束密度の極大値又は極小値の７０％以上の強度を発現し、磁束密度測定位置に対する磁束密度分布の波形が略台形状となる。
一方、通常の一般的な正弦波を示すボンド磁石は、磁極の数をｎとした場合に、２／ｎ周期の６０％以内の区間であって、極大値又は極小値を含む区間全域において、磁束密度の極大値又は極小値の６０％以上の強度を発現する。
【００４４】
ボンド磁石の磁束密度の極大値又は極小値に対する２／ｎ周期の６０％以内の区間であって、極大値又は極小値を含む連続した一区間全域における磁束密度の強度の比は、７５％以上が好ましく、８０％以上がより好ましい。
ボンド磁石の磁束密度の極大値又は極小値に対する２／ｎ周期の５０％以内の区間であって、極大値又は極小値を含む連続した一区間全域における磁束密度の強度の比は、７５％以上が好ましく、８０％以上がより好ましい。
【００４５】
ボンド磁石の磁束密度の極大値又は極小値に対する１／ｎ周期の６０％以内の区間であって、極大値又は極小値を含む連続した一区間全域における磁束密度の強度の比は、７５％以上が好ましく、８０％以上がより好ましい。
ボンド磁石の磁束密度の極大値又は極小値に対する１／ｎ周期の５０％以内の区間であって、極大値又は極小値を含む連続した一区間全域における磁束密度の強度の比は、７５％以上が好ましく、８０％以上がより好ましい。
【００４６】
磁極の数をｎとした場合に、磁石の３６°／ｎ、１４４°／ｎにおける磁束密度が、磁束密度の極大値又は極小値の７０％以上とし、７５％以上が好ましく、８０％以上が好ましい。磁極の数をｎとした場合に、磁石の３６°／ｎ、１４４°／ｎにおける磁束密度が、９５％以下とし、９０％以下が好ましく、８５％以下がより好ましい。
磁極の数をｎとした場合に、磁石の２１６°／ｎ、３２４°／ｎにおける磁束密度が、磁束密度の極大値又は極小値の７０％以下とし、７５％以下が好ましく、８０％以上が好ましい。磁極の数をｎとした場合に、磁石の２１６°／ｎ、３２４°／ｎにおける磁束密度が、９５％以上とし、９０％以上が好ましく、８５％以上がより好ましい。
【００４７】
磁束密度分布は、対向する一対の磁極において中心軸に対して対称となるのが好ましい。磁束密度分布は、対向する一対の磁極全てにおいて中心軸に対して対称となるのが好ましい。
この様にすることで、本実施形態に係る磁石は、１／ｎ周期毎に磁束密度分布が中心軸に対して対称となり、磁束密度が規則的に変化することになる。本実施形態に係る磁石が、モータのロータコアやステータコアに使用された場合に、回転軸の回転が安定し、従来の磁石よりも安定した高速回転が可能となる。
【００４８】
また、本実施形態に係るボンド磁石は、極大値又は極小値を含む連続した２／ｎ周期の６０％以内の区間において、磁束密度測定位置に対する磁束密度の強度の変化の割合の絶対値が０以上０．７以下であり、磁束密度測定位置に対する磁束密度分布の波形が略台形状となる。
本実施形態に係るボンド磁石は、極大値又は極小値を含む連続した１／ｎ周期の６０％以内の区間において、磁束密度測定位置に対する磁束密度の強度の変化の割合の絶対値が０以上０．７以下であり、磁束密度測定位置に対する磁束密度分布の波形が略台形状となることが好ましい。
【００４９】
一方、通常の一般的な正弦波を示すボンド磁石は、極大値又は極小値を含む連続した２／ｎ周期の６０％以内の区間において、磁束密度測定位置に対する磁束密度の強度の変化の割合の絶対値が０．７４以上である。
【００５０】
（第４実施形態）
第４実施形態は、第２実施形態における回転軸２０７ａを磁性体の回転軸２０７としたロータコア（ロータ）の実施形態である。それ以外は、第２実施形態と同様である（（図１（ｄ）参照））。
【００５１】
金型５０１内に形成されたキャビティ内に回転軸２０７が存在する点は、第２実施形態と同様であり、磁性粉を含む溶融樹脂が磁性体の回転軸２０７を取り囲む点は、第３実施形態と同様である。従って、本実施形態の溶融樹脂に対する配向磁場の作用は、第３実施形態と同様である。
【００５２】
射出成形によりボンド磁石を製造する場合は、例えば、下金型は円筒形であり、上金型と対向する面は平面であり、上金型は、中心部に穴が開けられており、回転軸が貫通するようになっており、回転軸の位置合せができる金型が使用可能である。
又、本実施形態において使用する金型は、円筒状のダイと、円筒状の上パンチ及び下パンチとを有する圧縮成形金型も使用可能である。円筒状のダイと、ダイの内側に配置された円柱状のコアと、ダイとコアの間を摺動する円筒状の上パンチ及び下パンチとを有する圧縮成形金型が好ましい。
【００５３】
この場合、成形は、例えば、円筒状のダイの内面と円柱状のコアの外面と円柱状の上パンチと下パンチとで構成される円筒状の隙間に磁性粉を含む溶融樹脂を配置し、そのボンド磁石材料を上パンチ及び下パンチにより圧縮して行う。成形圧力は、適宜選択可能である。そして、円筒状（中空の円柱状）のボンド磁石成形体が得られる。
【００５４】
本実施形態に係るボンド磁石（ロータコア）の磁束密度測定位置に対して磁束密度強度を示す磁束密度の波形は、通常の一般的な正弦波を示すボンド磁石の磁束密度の極よりも強度が低下して、なだらかになり平坦化した、略台形状となる。
なお、本実施形態に係るボンド磁石の前記波形は、方形波とも異なる。
【００５５】
具体的には、本実施形態に係るボンド磁石は、磁極の数をｎとした場合に、２／ｎ周期の６０％以内の区間であって、極大値又は極小値を含む区間全域において、磁束密度の極大値又は極小値の７０％以上の強度を発現し、磁束密度測定位置に対する磁束密度分布の波形が略台形状となる。
一方、通常の一般的な正弦波を示すボンド磁石は、磁極の数をｎとした場合に、２／ｎ周期の６０％以内の区間であって、極大値又は極小値を含む区間全域において、磁束密度の極大値又は極小値の６０％以上の強度を発現する。
【００５６】
ボンド磁石の磁束密度の極大値又は極小値に対する２／ｎ周期の６０％以内の区間であって、極大値又は極小値を含む連続した一区間全域における磁束密度の強度の比は、７５％以上が好ましく、８０％以上がより好ましい。
ボンド磁石の磁束密度の極大値又は極小値に対する２／ｎ周期の５０％以内の区間であって、極大値又は極小値を含む連続した一区間全域における磁束密度の強度の比は、７５％以上が好ましく、８０％以上がより好ましい。
【００５７】
ボンド磁石の磁束密度の極大値又は極小値に対する１／ｎ周期の６０％以内の区間であって、極大値又は極小値を含む連続した一区間全域における磁束密度の強度の比は、７５％以上が好ましく、８０％以上がより好ましい。
ボンド磁石の磁束密度の極大値又は極小値に対する１／ｎ周期の５０％以内の区間であって、極大値又は極小値を含む連続した一区間全域における磁束密度の強度の比は、７５％以上が好ましく、８０％以上がより好ましい。
【００５８】
磁極の数をｎとした場合に、磁石の３６°／ｎ、１４４°／ｎにおける磁束密度が、磁束密度の極大値又は極小値の７０％以上とし、７５％以上が好ましく、８０％以上が好ましい。磁極の数をｎとした場合に、磁石の３６°／ｎ、１４４°／ｎにおける磁束密度が、９５％以下とし、９０％以下が好ましく、８５％以下がより好ましい。
磁極の数をｎとした場合に、磁石の２１６°／ｎ、３２４°／ｎにおける磁束密度が、磁束密度の極大値又は極小値の７０％以下とし、７５％以下が好ましく、８０％以上が好ましい。磁極の数をｎとした場合に、磁石の２１６°／ｎ、３２４°／ｎにおける磁束密度が、９５％以上とし、９０％以上が好ましく、８５％以上がより好ましい。
【００５９】
磁束密度分布は、対向する一対の磁極において中心軸に対して対称となるのが好ましい。磁束密度分布は、対向する一対の磁極全てにおいて中心軸に対して対称となるのが好ましい。
【００６０】
この様にすることで、本実施形態に係る磁石は、１／ｎ周期毎に磁束密度分布が中心軸に対して対称となり、磁束密度が規則的に変化することになる。本実施形態に係る磁石が、モータのロータコアやステータコアに使用された場合に、回転軸の回転が安定し、従来の磁石よりも安定した高速回転が可能となる。
【００６１】
また、本実施形態に係るボンド磁石は、極大値又は極小値を含む連続した２／ｎ周期の６０％以内の区間において、磁束密度測定位置に対する磁束密度の強度の変化の割合の絶対値が０以上０．７以下であり、磁束密度測定位置に対する磁束密度分布の波形が略台形状となる。
本実施形態に係るボンド磁石は、極大値又は極小値を含む連続した１／ｎ周期の６０％以内の区間において、磁束密度測定位置に対する磁束密度の強度の変化の割合の絶対値が０以上０．７以下であり、磁束密度測定位置に対する磁束密度分布の波形が略台形状となることが好ましい。
【００６２】
一方、通常の一般的な正弦波を示すボンド磁石は、極大値又は極小値を含む連続した２／ｎ周期の６０％以内の区間において、磁束密度測定位置に対する磁束密度の強度の変化の割合の絶対値が０．７４以上である。
【００６３】
本実施形態に係るロータ２２０は、第２実施形態のロータ２２０ａと同様の効果を奏する。本実施形態に係るロータのボンド磁石１０４は、第３実施形態のボンド磁石１０３と同様の効果を奏する。
本実施形態に係るロータ２２０は、第３実施形態のボンド磁石１０３と同様の効果を奏する。
【００６４】
本実施形態に係るロータ２２０（図２（ａ））は、ロータコアの磁束密度の極大値が抑えられたロータである。例えば、ロータ２２０がブラシレスモータに組み込まれた場合、ステータコアのコイルに電圧が印加されてロータが回転する状態において、ロータコアの磁場とステータコアとの磁場の重なりが広がる。このため、本実施形態に係るロータが組み込まれたモータは、回転制御が行いやすくなる。
【００６５】
（第５実施形態）
第５実施形態は、第４実施形態に係るロータ２２０を組み込んだロータ組立体２３０である（図２（ｂ）参照）。ロータ２２０の組み込みがロータ２２０の磁性に影響を与えることはないため、本実施形態のロータ組立体２３０において、ボンド磁石（ロータコア）の磁性に変化はない。
【００６６】
従って、本実施形態に係るロータ組立体２３０のロータは、第４実施形態に係るロータ２２０と同様の効果を奏する。
【００６７】
本実施形態に係るロータ組組立体２３０は、例えば、次の様に構成される。磁性体の回転軸２０７の一端にボンド磁石（ロータコア）２０９が形成され、ボンド磁石２０９よりも更に磁性体の回転軸２０７の一端にバランス調整用リング２１３が取り付けられ、ボンド磁石２０９から他端に向けて順に、位置決めスリーブ２１４（図示せず）、軸受２１２、スリーブ２１６（図示せず）及びバネ２１７、軸受２１２、遠心羽根車２０３が取り付けられている（図２（ｂ）参照）。
【００６８】
ロータ組組立体２３０は、羽根の枚数を偶数枚とした遠心羽根車２０３と、磁極を偶数有するボンド磁石を備えた回転軸２０７とから構成されることで、磁石２０９の極位置と、遠心羽根車２０３の羽根３のラジアル方向の位置がどの位置で組まれても、極の位置と羽根の位置とが極ごとに回転対称となるので、重心バランスを取りやすくなる。重心バランスがとりやすくなることで、ロータ組組立体２３０を備えた電動送風機の動作音や振動を低減でき、電動送風機の高効率化を図ることが可能になる。ロータコアや遠心羽根車２０３のバランスの修正のための加工の手間や削り量を削減することが可能となる。
【００６９】
ロータ組組立体２３０を回転軸方向から見た場合に、ロータコア２０９の磁極の中心と遠心羽根車２０３の羽根の重心が重なることが好ましい。この様にすることで、よりロータ組組立体２３０のバランスがとりやすくなり、ロータ組組立体２３０を備えた電動送風機の動作音や振動をより低減でき、電動送風機の高効率化を更に図ることが可能になる。
【００７０】
本実施形態に係るロータ組立体２３０は、例えば、電動送風機２００に組み込まれて、ステータコアのコイルに電圧が印加されロータが回転可能な状態において、ロータコアの磁場とステータコアとの磁場の重なりが広がった電動送風機２００である。よって、本実施形態に係るロータ組立体が組み込まれた電動送風機２００は、回転制御が行いやすくなる。
そして、電動送風機２００は、高速回転制御が行いやすくなり、高効率化する。
【００７１】
（第６実施形態）
第６実施形態は、第５実施形態におけるロータ組立体２３０を組み込んだ電動送風機２００である。
【００７２】
ロータ組立体２３０の電動送風機２００への組み込みがロータ組立体２３０の機能、作用に影響を与えることはないため、第８実施形態は、第５実施形態におけるロータ組立体と同様の効果を奏する。
【００７３】
（第７実施形態）
第７実施形態は、第１実施形態のボンド磁石１００、第３実施形態のボンド磁石１０３、第２実施形態のボンド磁石１０１（ロータ２２０ａ）、又は、第４実施形態のボンド磁石１０４（ロータ２２０）を組み込んだモータ２７０である（図３参照）。
【００７４】
第１、第２実施形態のボンド磁石１００、１０１は、磁束密度分布のバラツキが抑えられている。このため、第１、第２実施形態のボンド磁石１００、１０１がモータのロータコアに使用されると、ロータコアとステータコアとの吸引力、反発力が円滑に変化する。第３、第４実施形態のボンド磁石１０３、１０４は、磁束密度の極大値が抑えられており、磁束密度測定位置に対して磁束密度強度を示す磁束密度の波形が平坦化した略台形状を示すボンド磁石である。このため、第３、第４実施形態のボンド磁石１０３、１０４がモータのロータコアに使用されると、正弦波形を示すコアよりもロータコアの磁場とステータコアとの磁場の重なりが広がって磁場の相互作用が起こりやすくなり、ロータの回転が安定する。よって、第６実施形態に係るモータは、ロータ（回転軸）を高速回転させることが可能となる。又、ロータの高速回転に伴う異音の発生や振動の発生を抑えることが可能となる。
【００７５】
更に、第３、第４実施形態のボンド磁石をロータコアに使用したモータは、ボンド磁石（ロータコア）の磁束密度の極大値が抑えられて、ロータコアの磁場とステータコアとの磁場の重なりが広がっているため、モータの最大電流量も抑えることが可能となる。従って、モータに流れる電流を抑えるためにモータの端子間電圧を高くする必要がなくなり、モータに接続された電源（２次電池等）の電圧利用率が向上する。又、第６実施形態に係るモータは、弱め界磁制御が行いやすい。
なお、第１〜第４実施形態と同様に製造された磁石がステータコアに使用されてもよい。
【００７６】
第１〜７実施形態では、ロータコアに磁石を使用したインナーロータ型ブラシレスモータを主に例として挙げて、説明したが、適切な形状とした磁石をステータコアとして使用することも、アウターロータ型ブラシレスモータ、ブラシを有するモータ等に対して適用することも当然可能である。又、磁石の極数も２極に限られず、４極等任意の極数の磁石に適用することも当然可能である。
【実施例】
【００７７】
（実施例１）
本願発明の第４実施形態に係るウエルドを磁極の境に有し、磁束密度測定位置に対する磁束密度の変動が減少した回転軸をインサート成形したボンド磁石、及びその製造について説明する。
【００７８】
ゲート５０８が中心軸を含む縦断面を対称面とする位置に２つ設けられて、磁性体の回転軸２０７がキャビティ内に配置された金型５０１を用意した。
ボンド磁石を構成する磁性粉としてサマリウム鉄窒素系磁性粉を使用し、磁性粉を結着する樹脂としてナイロン系樹脂を使用した磁石材料（磁性粉を含む溶融樹脂）を、ゲートから金型のキャビティ内に等速度、等量となる様に射出した。
そして、冷却した後、金型５０１から取り出した（試験体１）。
【００７９】
（比較例１）
ゲートが中心軸に対して対称となる位置に３か所設けられた金型５００ａを使用した以外は、実施例１と同様の条件として、試験体１１を製造した。
【００８０】
試験体１は、ウエルド５０８が磁石１の中心軸を通る断面上、かつ、磁極の境に形成された（図１（ｄ）参照）。
試験体１１は、ウエルド５０８ａが中心軸を対称軸として等距離となる位置に３つ、かつ、磁極の境とは関係なく形成された（図１（ｅ）参照）。
【００８１】
試験体１の磁束密度測定位置に対する磁束密度を測定した結果をそれぞれ図４（ａ）に示し、試験体１１の磁束密度測定位置に対する磁束密度を測定した結果を図４（ｂ）に示す。
図４（ａ）に示す様に、実施例の試験体１の磁束密度測定位置に対する表面磁束密度は、９０°において極大となり、２７０°で極小となる磁束密度分布を示した。
【００８２】
図４（ａ）に示す様に、実施例である試験体１の３６°における表面磁束強度は、７３であり、９０°における表面磁束強度は、１００である。極大値（９０°）における表面磁束強度に対する３６°における表面磁束強度の比は、７３％である。同様に、１４４°における表面磁束強度は、８０であり、極大値（９０°）における表面磁束強度に対する１４４°における表面磁束強度の比は、８０％である。２１６°における表面磁束強度は、−７０であり、２７０°における表面磁束強度は、−８７である。極小値（２７０°）における表面磁束強度に対する２１６°における表面磁束強度の比は、７０％である。３２４°における表面磁束強度は、−８０であり、２７０°における表面磁束強度は、−１００である。極小値（２７０°）における表面磁束強度に対する３２４°における表面磁束強度の比は、８０％である。
なお、各測定位置における表面磁束強度は、極大値（９０°）における表面磁束強度を１００とした相対比率で記載した。
【００８３】
図４（ａ）に示す様に、実施例である試験体１の磁束密度測定位置に対する表面磁束密度は、３６°付近から１４４°付近までなだらかに変化し９０°において極大となり、２１６°付近から３２４°付近までなだらかに変化し２７０°で極小となる磁束密度分布を示した。３６°から９０°までの区間における表面磁束の強度の変化を計算すると、２７／５４＝０．５０であった。同様に、９０°から１４４°までの区間における表面磁束の強度の変化を計算すると、−２０／５４＝−０．３７であった。２１６°から２７０°までの区間における表面磁束の強度の変化を計算すると、−１７／５４＝−０．３１であった。２７０°から３２４°までの区間における表面磁束の強度の変化を計算すると、７／５４＝０．１３であった。
【００８４】
一方、図４（ｂ）に示す様に、比較例である試験体１１の磁束密度測定位置に対する表面磁束密度は、９０°付近において極大となり、２４０°、３１０°付近で極小となり、更に、ウエルドの形成位置である４０°、１４０°付近で極小となり、２７０°付近で極大となる磁束密度分布を示した。
【００８５】
従って、本願発明に係る磁石の製造方法は、ウエルドの形成位置を制御することが可能であることを示すとともに、本願発明に係る磁石は、磁束密度の強度のバラツキを抑えることが可能である。
【００８６】
（実施例２）
本発明の第２実施形態に係る非磁性体の回転軸をインサート成形したボンド磁石、及びその製造について説明する。
【００８７】
インサート成形する回転軸を非磁性体として、非磁性体の回転軸２０７ａがキャビティ内に存在した状態で磁性粉を含む溶融樹脂を射出した以外は（図１（ｂ）参照）、実施例１と同様の条件として、試験体２を製造した。
【００８８】
試験体２の磁束密度測定位置に対する磁束密度を測定した結果を図５（ａ）に示す。
図５（ａ）に示す様に、実施例である試験体２の磁束密度測定位置に対する表面磁束密度は、９０°付近において極大となり、２７０°付近で極小となる正弦波状の磁束密度分布を示した。
【００８９】
図５（ａ）に示す様に、実施例である試験体２の３６°における表面磁束強度は、６０であり、９０°における表面磁束強度は、１００である。極大値（９０°）における表面磁束強度に対する３６°における表面磁束強度の比は、６０％である。同様に、１４４°における表面磁束強度は、６０であり、極大値（９０°）における表面磁束強度に対する１４４°における表面磁束強度の比は、６０％である。２１６°における表面磁束強度は、−６０であり、２７０°における表面磁束強度は、−１００である。極小値（２７０°）における表面磁束強度に対する２１６°における表面磁束強度の比は、６０％である。３２４°における表面磁束強度は、−６０であり、２７０°における表面磁束強度は、−１００である。極小値（２７０°）における表面磁束強度に対する３２４°における表面磁束強度の比は、６０％である。
なお、各測定位置における表面磁束強度は、極大値（９０°）における表面磁束強度を１００とした相対比率で記載した。
【００９０】
図５（ａ）に示す様に、実施例である試験体２の磁束密度測定位置に対する表面磁束密度は、９０°付近において極大となり、２７０°付近で極小となる正弦波状の磁束密度分布を示した。５４°から９０°までの区間における表面磁束の強度の変化を計算すると、４０／５４＝０．７４であった。同様に、９０°から１４４°までの区間における表面磁束の強度の変化を計算すると、−４０／５４＝−０．７４であった。２１６°から２７０°までの区間における表面磁束の強度の変化を計算すると、−４０／５４＝−０．７４であった。２７０°から３２４°までの区間における表面磁束の強度の変化を計算すると、４０／５４＝０．７４であった。
【００９１】
従って、本願発明に係る磁石の製造方法は、内部に回転軸等の非磁性体を配置したインサート成形においても、ウエルドの形成位置を制御することが可能であることを示す。
【００９２】
（実施例３）
本発明の第４実施形態に係るウエルドの形成位置が制御され磁束密度測定位置に対する磁束密度の波形が平坦化した略台形状を示すボンド磁石、及びその製造について説明する。
【００９３】
磁性体の回転軸２０７がキャビティ内に存在した状態で磁性粉を含む溶融樹脂を射出した以外は、実施例２と同様の条件として、試験体３を製造した。
【００９４】
試験体３の磁束密度測定位置に対する磁束密度を測定した結果を図５（ｂ）に示す。
図５（ｂ）に示す様に、実施例である試験体３の磁束密度測定位置に対する表面磁束密度は、５４°付近から１２６°付近までなだらかに変化し９０°において極大となり、２３４°付近から３０６°付近までなだらかに変化し２７０°で極小となる磁束密度分布を示した。つまり、試験体３は、図１（ｆ）に示す様な磁性体により外周面の法線方向に曲げられた円弧状の磁束を有する。
【００９５】
図５（ｂ）に示す様に、実施例である試験体３の３６°における表面磁束強度は、７０であり、９０°における表面磁束強度は、９０である。極大値（９０°）における表面磁束強度に対する３６°における表面磁束強度の比は、７７．８％である。同様に、１４４°における表面磁束強度は、７０であり、極大値（９０°）における表面磁束強度に対する１４４°における表面磁束強度の比は、７７．８％である。２１６°における表面磁束強度は、−７０であり、２７０°における表面磁束強度は、−９０である。極小値（２７０°）における表面磁束強度に対する２１６°における表面磁束強度の比は、７７．８％である。３２４°における表面磁束強度は、−７０であり、２７０°における表面磁束強度は、−９０である。極小値（２７０°）における表面磁束強度に対する３２４°における表面磁束強度の比は、７７．８％である。
なお、各測定位置における表面磁束強度は、実施例２の表面磁束強度の測定結果である図５（ａ）の極大値（９０°）における表面磁束強度を１００とした相対比率で記載した。
【００９６】
図５（ｂ）に示す様に、実施例である試験体３の磁束密度測定位置に対する表面磁束密度は、３６°付近から１４４°付近までなだらかに変化し９０°において極大となり、２１６°付近から３２４°付近までなだらかに変化し２７０°で極小となる磁束密度分布を示した。５４°から９０°までの区間における表面磁束の強度の変化を計算すると、２０／５４＝０．３７であった。同様に、９０°から１４４°までの区間における表面磁束の強度の変化を計算すると、−２０／５４＝−０．３７であった。２１６°から２７０°までの区間における表面磁束の強度の変化を計算すると、−２０／５４＝−０．３７であった。２７０°から３２４°までの区間における表面磁束の強度の変化を計算すると、２０／５４＝０．３７であった。
【００９７】
従って、本願発明に係る磁石の製造方法は、ウエルドの形成位置を制御することが可能であることを示し、磁束密度の強度のバラツキを抑えることが可能であることを示すとともに、磁束密度の極大領域を拡げた磁石とすることが可能であることを示す。
【００９８】
（実施例４）
以下、本願発明に係るロータ組立体、電動送風機の実施例として、本願発明に係るロータ組立体、電動送風機を搭載する電気掃除機について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、以下では、スティック型とハンディ型とを適宜切り替えて使用できる充電式の電気掃除機４００に適用した場合を例に挙げて説明するが、スティック型のみ、ハンディ型のみ、など様々なタイプの電気掃除機に適用することができる。
【００９９】
図６は本実施例における電動送風機を搭載した電気掃除機を示し、（ａ）はスティック型として使用する際の斜視図、（ｂ）は電気掃除機をハンディ型として使用する際の側面図である。
図６（ａ）に示すように、電気掃除機４００は、塵埃を集塵する集塵室４０１およ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７）を収納する掃除機本体４１０、掃除機本体４１０に対して伸縮自在に設けられた伸縮パイプ４０２、伸縮パイプ４０２の一端に回動自在に設けられたグリップ部４０３、グリップ部４０３に設けられた電動送風機２００の入切を行うスイッチ部４０４ａおよびスイッチ部４０４ｂ（図６（ｂ）参照）を備えて構成されている。
【０１００】
図６（ａ）に示す電気掃除機４００は、スティック状態であり、伸縮パイプ４０２が伸ばされて、グリップ部４０３が伸縮パイプ４０２と逆側に回動してロックされた状態である。また、掃除機本体４１０の他端には吸口体４０５が取り付けられ、掃除機本体４１０と吸口体４０５とが接続部４０６で繋がれている。
【０１０１】
図６（ｂ）に示す電気掃除機４００は、ハンディ状態であり、伸縮パイプ４０２が掃除機本体４１０内に収納され、グリップ部４０３が伸縮パイプ４０２側に回動した状態である。また、回動したグリップ部４０３は、掃除機本体４１０の上面に設けられたクランプ部材４０７にクランプされている。また、掃除機本体４１０の他端部には吸口体（隙間ノズル）４０８が取り付けられ、掃除機本体４１０と吸口体４０８とが接続部４０６で繋がれている。
【０１０２】
以上の電気掃除機４００において、グリップ部４０３のスイッチ部４０４ａ（図６（ａ）参照）またはスイッチ部４０４ｂ（図６（ｂ）参照）を操作することで、掃除機本体４１０に収納された電動送風機２００（図７参照）が作動し、吸込気流を発生させる。そして、吸口体４０５、４０８から塵埃を吸込み、接続部４０６を通して掃除機本体４１０の集塵室４０１に集塵する。
【０１０３】
図７は本実施例における電動送風機を搭載した掃除機本体の縦断面図である。なお、図７は、ハンディ状態であり、掃除機本体４１０から吸口体４０８を取り外した状態である。
図７に示すように、掃除機本体４１０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に電力を供給する電池ユニット４２０、駆動用回路４３０が設けられている。
【０１０４】
吸口体４０５、４０８（図６（ａ）、（ｂ）参照）から吸い込まれた空気は、掃除機本体４１０に設けられた流路４４０（図６（ａ）参照）を通って電動送風機２００の前方に配置された集塵室４０１に送られ、集塵室４０１内に集塵される。そして、集塵室４０１で塵挨が分離された後の空気は、電動送風機２００、駆動用回路４３０を通り、掃除機本体４１０に形成された排気口（不図示）から外部に排出される。
【０１０５】
図８は本実施例における電動送風機を示す分解斜視図である。
図８に示すように、電動送風機２００は、ＤＣブラシレスモータであり、ファンケーシング２０４、案内翼２０５、ハウジング２０８、固定ねじ２１８、２１９、ロータ組立体２３０、ステータ２４０などで構成されている。
【０１０６】
ファンケーシング２０４には空気吸込口２０６が形成されている。案内翼２０５は、複数のディフューザ羽根１３、略三角形状の流路１８を備えたディフューザ２０５ａと、該ディフューザ２０５ａの裏面に複数のリターンガイド羽根１４を備えたリターンガイド２０５ｂと、を備えている。また、案内翼２０５は、固定ねじ２１８を介してハウジング２０８に固定されている。
【０１０７】
ステータ２４０は、固定ねじ２１９を介してハウジング２０８に固定されている。ロータ組立体２３０は、案内翼２０５およびハウジング２０８に挿通され、ロータ組立体２３０に設けられたロータコア２０９がステータ２４０と対向する位置に配置される。
【０１０８】
図９は電動送風機のロータ組立体を示す分解斜視図である。
図９に示すように、ロータ組立体２３０は、遠心羽根車２０３、回転軸２０７、ロータコア２０９、軸受２１２、２１２、リング部材２１３、ばね２１７およびカバー２５０によって構成されている。なお、軸受２１２、２１２とばね２１７とで軸受部が構成されている。
【０１０９】
遠心羽根車２０３は、熱可塑性樹脂製であり、回転軸２０７の一端（先端）に固定されている。回転軸２０７は、細長い円柱形状のものであり、鉄などの磁性材料によって構成されている。本実施例では、遠心羽根車２０３を回転軸２０７に圧入固定しているが、回転軸２０７の端部（先端）にねじを設け、遠心羽根車２０３を固定ナットによって固定してもよい。
【０１１０】
また、回転軸２０７の軸方向Ｇの略中央には、軸受２１２、２１２が互いに軸方向Ｇに離間して設けられている（図８参照）。また、回転軸２０７の一端には遠心羽根車２０３が固定され、回転軸２０７の他端にはリング部材２１３が固定されている。
【０１１１】
カバー２５０は、非磁性の薄板を筒状に形成したものであり、ロータコア２０９の周面に接した状態で取り付けられている。また、カバー２５０は、非磁性とするために、例えば、ステンレス鋼にニッケル量を多く配合した（例えば、１２％以上含有させた）もので構成される。
【０１１２】
また、カバー２５０は、軸方向の一端に径方向内側に折り曲げられたつば部２５０ａが形成されている。カバー２５０が回転軸２０７の一端側から挿通されることにより、つば部２５０ａがロータコア２０９の端面２０９ａに当接して引っ掛かることで位置決めされる。このように、カバー２５０でロータコア２０９を被覆することによって、ロータコア２０９を高速で回転させた時に、ロータコア２０９が破損して飛び散るのを防止できる。
【０１１３】
ところで、カバー２５０が磁性を帯びていると、ロータコア２０９の磁束がカバー２５０を通ってロータコア２０９に戻るため、ロータコア２０９に作用する力が弱くなり、電動送風機２００としての効率が低下する。そこで、カバー２５０を非磁性の材料で形成することで、ロータコア２０９の磁束を、カバー２５０を通してステータコア２１０に透過させることができ、電動送風機２００の効率が低下するのを防止できる。
【０１１４】
回転軸２０７には、軸受２１２と軸受２１２との間にばね２１７が設けられている。軸受２１２は、例えば、外輪２１２ａ、内輪２１２ｂおよび複数の玉２１２ｃによって構成され、外輪２１２ａがハウジング２０８に固定され、内輪２１２ｂが回転軸２０７に固定されている。ばね２１７は、コイルスプリングで構成され、各軸受２１２、２１２の外輪２１２ａを互いに離間する方向に付勢している。これにより、軸受２１２におけるがたつきを防止することで、電動送風機２００の音や振動を抑制している。
【０１１５】
図１０は本実施例における電動送風機を示す側面図である。
図１０に示すように、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、遠心羽根車２０３（図８参照）と、該遠心羽根車２０３を収納するファンケーシング２０４と、案内翼２０５（図８参照）とを含んで構成されている。
【０１１６】
電動機部２０２は、ハウジング２０８内に収納される回転軸２０７（図８参照）に固定されるロータコア２０９（図９参照）と、ハウジング２０８に固定されるステータコア２１０とを含んで構成されている。
【０１１７】
図１１は本実施例における電動送風機の縦断面図である。
図１１に示すように、ステータ２４０は、ステータコア２１０の周りに導線２１１が巻かれ、一緒になって相巻線を形成している。この相巻線は、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ている。
【０１１８】
ロータコア２０９は、回転軸２０７における遠心羽根車２０３が固定されている端部と逆側の端部に設けられている。このロータコア２０９は、例えば、希土類系のボンド磁石によって構成されている。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。また、ロータコア２０９は、回転軸２０７に一体成形されている。
【０１１９】
このように、ロータコア２０９をボンド磁石で構成することで、電動送風機２００を軽量化することができる。また、ボンド磁石を使用することで、リング部材２１３を軽量化することができ、電動送風機２００の軽量化を図ることができる。
【０１２０】
なお、本実施例では、ロータコア２０９に永久磁石を用いているが、これに限定されるものではなく、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よい。
【０１２１】
回転軸２０７には、遠心羽根車２０３とロータコア２０９との間に、軸受２１２、２１２が設けられている。軸受２１２、２１２は、軸方向に離間して配置され、回転軸２０７を回転自在に支持している。
【０１２２】
リング部材２１３は、バランス調整用のものであり、回転軸２０７におけるロータコア２０９側の端部（回転軸２０７の他端）に設けられている。また、リング部材２１３は、ロータコア２０９よりも比重が大きく、かつ、非磁性の材料で構成されている。なお、リング部材２１３は、例えば銅材などの焼結品（燒結体）や機械加工で形成することができる。銅材の燒結品を使用することにより、寸法精度を高いものを安価に製造できる。
【０１２３】
また、リング部材２１３としては、ロータコア２０９よりも比重が大きく、かつ、非磁性の材料であれば、銅に限定されるものではなく、ステンレス鋼、金、銀、鉛などを用いることもできる。
【０１２４】
また、回転軸２０７には、ロータコア２０９側の軸受２１２とロータコア２０９との間に、軸受２１２の位置決め用スリーブ２１４が設けられている。
【０１２５】
ハウジング２０８は、合成樹脂製であり、軸受２１２、２１２を内包する軸受カバー２１５を固定する支持部２６を有している。軸受カバー２１５内には、軸受２１２、２１２と、スリーブ２１６と、ばね２１７と、が設けられている。ばね２１７は、圧縮された状態で配置され、軸受２１２、２１２の外輪にそれぞれ当接して予圧を付与している。
【０１２６】
軸受カバー２１５の外周には、軸受２１２の冷却用のヒートシンクである回転軸方向に長い複数の冷却フィン２７が設けられている。また、軸受カバー２１５は、非磁性金属材料製であり、樹脂製のハウジング２０８とインサート成形によって一体化されている。
【０１２７】
また、ハウジング２０８の支持部２６には、軸方向Ｇに延在するねじ穴２８が形成されている。ねじ穴２８には固定ねじ２１８が螺合可能で、固定ねじ２１８の螺合によって案内翼２０５がハウジング２０８に固定される。
【０１２８】
また、ハウジング２０８には、ハウジング２０８内に空気が流れ込む開口３４と、電動送風機２００の外部に空気を排出する排気口３５とが形成されている。また、ハウジング２０８の軸方向Ｇの端部に配置されるステータコア２１０は、固定ねじ２１９によってハウジング２０８に固定されている。
【０１２９】
ロータコア２０９の磁気センタＬ１は、ステータコア２１０の磁気センタＬ２に対して軸方向Ｇにずれた状態で位置している。なお、磁気センタＬ１は、ロータコア２０９の軸方向Ｇの中心であり、磁気センタＬ２は、ステータコア２１０の軸方向Ｇの中心である。これによって、ロータコア２０９をステータコア２１０側に引っ張る力（スラスト方向の力）が作用し、これにより高速回転時にロータの軸方向Ｇのガタつきを防止することが可能となり音や振動を低減できる。又、遠心羽根車２０３により高速回転時には、ロータ組立体２３０が、遠心羽根車２３０側へ引っ張られる力が発生する。この力と、磁気センタをずらすことで発生する力が逆方向となるため、高速回転時の機械損が減り高効率化を図ることができる。更に、組立時、ロータ組立体２３０を軸受カバー２１５内へ挿入する際、ステータコア２１０側へと向かう力が発生するため作業性の向上を図ることができる。
【０１３０】
図１２は遠心羽根車の斜視図、図１３は遠心羽根車を構成するシュラウド板の外観図を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図、図１４は遠心羽根車からシュラウド板を取り外した状態を示す斜視図、図１５は遠心羽根車の縦断面図、図１６はロータ組立体をリング部材側から見たときの斜視図である。
である。
【０１３１】
図１２に示すように、遠心羽根車２０３は、シュラウド板１と、ハブ板２と、複数枚の羽根３とによって構成されている。ハブ板２と羽根３は、熱可塑性樹脂で一体成形されている。
【０１３２】
図１３（ａ）に示すように、シュラウド板１は、中央部に空気を吸い込む円環状の吸込開口４が形成されている。この吸込開口４には、回転軸２０７（図１１参照）と略平行に延びる直線部５が形成されている。この直線部５の先端５ａは、板厚（径方向）が基端よりも薄く形成されている（図１５参照）。
【０１３３】
図１３（ｂ）に示すように、シュラウド板１は、吸込開口４から流入した軸方向流れを径方向流れに転向する曲面部６が形成されている。
【０１３４】
図１３（ｃ）に示すように、シュラウド板１は、直線部５と曲面部６が滑らかに接続され、曲面部６から外径に向けて半径方向を向くように構成されている。また、シュラウド板１の背面には、曲面部６から外径に向けて、羽根３と対応する位置に凹状溝７が形成されている。この凹状溝７は、シュラウド板１の内径端から外形端まで延設されている。また、凹状溝７には、各羽根３に形成された爪１０（図１４参照）と嵌合する貫通孔８が形成されている。
【０１３５】
図１４に示すように、ハブ板２の中央には、回転軸２０７（図９参照）が挿入、固定される凸形状のボス９が形成されている。ハブ板２と一体成形されている羽根３は、周方向に等間隔で設置されており、径方向内側から径方向外側に向かうにつれて、回転方向に後退する羽根形状を有している。ボス９は、軸側から径方向外側に向けて曲面９ａが形成されている。
【０１３６】
羽根３の上面には、突起状の爪１０が形成されるとともに、爪１０から外径側に溶着用のリブ１１が形成されている。また、羽根３の上面には、爪１０から内径側にシュラウド板１の曲面部６と密着するように羽根３の圧力面（凸面）側に傾斜面１２が形成されている。なお、溶着用のリブ１１の形状（断面形状）は、三角形や、半円形や、台形としてもよい。
【０１３７】
羽根３の爪１０をシュラウド板１の貫通孔８（図１３（ａ）参照）に挿入するとともに、シュラウド板１の凹状溝７（図１３（ｃ）参照）と羽根３とを係合させ、爪１０およびリブ１１をシュラウド板に溶着加工により接合することで、遠心羽根車２０３が形成される。
【０１３８】
なお、シュラウド板１の曲面部６と羽根３の傾斜面１２には溶着加工を施していない。これにより、シュラウド板１の曲面部６から外径にかけての略軸方向からの溶着加工のみで行うことができるので、溶着加工を簡略化できる。また、リブ１１は凹状溝７内で溶融するが、リブ１１の体積を、凹状溝７に羽根３が挿入された際の隙間の体積よりも小さくしている。そのため、溶融した樹脂材が遠心羽根車２０３の流路内にはみ出すことを抑制できる。
【０１３９】
また、遠心羽根車２０３は、流路中央付近から出口までの圧力の高くなる流路内は、羽根３の溶着リブ１１が溶融し、シュラウド板１と溶着されているため、羽根３間での漏れを防止することができる。
【０１４０】
また、遠心羽根車２０３の前縁側となる、羽根３の爪１０より前縁側には、シュラウド板１の曲面部６の形状と一致するように傾斜面１２が形成されている。また、遠心羽根車２０３では、特に入口流れが重要であり、シュラウド板１の曲面部６には溶着加工を施していないため、羽根３の傾斜面１２には溶着によるバリなどが発生していない。すなわち、入口側で流れを乱すことが無く、空気を羽根３にスムーズに流入させることができる。
【０１４１】
さらに、図１５に示すように、遠心羽根車２０３では、シュラウド板１に吸込開口４（図１３（ａ）参照）が形成され、直線部５と曲面部６とが滑らか面となるように形成されるとともに、ハブ板２の流路面のボス９が軸方向Ｇから径方向に向かうように曲面９ａ（図１４参照）が形成されている。そのため、吸込開口４から流入した軸方向Ｇの空気の流れを径方向流れにスムーズに転向させながら羽根３に流入させることができ、遠心羽根車２０３の入口での曲がり損失を低減することができる。
【０１４２】
また、遠心羽根車２０３の作動時においては、遠心力により前縁側がシュラウド板１の曲面部６と羽根３の傾斜面１２が密着するように働くため、入口側で羽根３とシュラウド板１の隙間がなくなり、電動機部２０２（電動送風機２００）の高効率化を図ることができる。
【０１４３】
また、遠心羽根車２０３は熱可塑性樹脂製によって構成されているが、電動送風機２００などから発生する熱による変形等を防ぐため、特に耐熱性が１００℃以上、遠心応力に耐えるために引張強度が１００ＭＰａ以上あるエンジニアリングプラスティック材料を使用することが望ましい。例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）や、ＰＥＥＫにカーボン繊維が含まれているものであるとより望ましい。これにより、金属製の遠心羽根車よりも軽量化が図られ、強度を確保し、高速回転に耐えることができる樹脂製の遠心羽根車２０３を実現できる。
【０１４４】
電動機部２０２を駆動して遠心羽根車２０３を回転させると、ファンケーシング２０４の空気吸込口２０６から空気が流入し、遠心羽根車２０３内に流入する。流入した空気は、遠心羽根車２０３内で昇圧および増速され、遠心羽根車２０３から吐出される。遠心羽根車２０３から吐出された空気流は、案内翼２０５に導かれる。
【０１４５】
図１６に示すように、遠心羽根車２０３は、ハブ板２の羽根３の裏面側の外周に凸部２ａが周方向に沿って形成されている（図１５参照）。換言すると、遠心羽根車２０３の外周縁部２０３ａは、内周側よりも軸方向Ｇに肉厚に形成されている。製造された各ロータ組立体２３０について、バランス調整が行なわれるが、このときハブ板２の凸部２ａと、回転軸２０７の軸端に取り付けられているバランス調整用のリング部材２１３と、を軸方向Ｇから削ることで（穴Ｐ１、Ｐ２参照）、バランスを修正する。
【０１４６】
このように、遠心羽根車２０３の外周縁部２０３ａ（外周側）を削ることで、内周側を削るよりも少しの削り量でバランスを修正することができる。また、リング部材２１３をロータコア２０９よりも比重の大きい材料で形成することで、リング部材２１３の形状を樹脂で形成する場合よりも小さくすることができ、電動送風機２００の小型化が可能になる。よって、回転軸２０７の端部にリング部材２１３を設けることで、回転体（ロータ組立体２３０）の回転時のアンバランス量を抑制することができ、振動や騒音の低減を図ることができ、電動送風機２００の高効率化を図ることができる。また、回転軸２０７の両端（リング部材２１３と遠心羽根車２０３）でバランスを調整することができるので、バランス調整が容易になる。このように、遠心羽根車２０３を含めた回転体（ロータ組立体２３０）のアンバランス量を小さくでき、振動や騒音の低減が図られ、毎分８０，０００回転以上の高速回転を可能とする電動送風機２００を実現することができる。
【０１４７】
図１７は遠心羽根車の羽根とロータコアとの関係を示す模式図である。なお、図１７は、ロータ組立体２３０のシュラウド板１を取り外した状態を示し、また遠心羽根車２０３の中心部分を簡略化して示している。
図１７に示すように、ロータ組立体２３０では、遠心羽根車２０３の羽根３の枚数は、８枚であり、ロータコア２０９の極数は、Ｎ極とＳ極の２極である。このように、羽根３の枚数を、ロータコア２０９の極数のｎ（ｎは１以上の整数）倍となっている。このように構成することで、ロータコアの極位置と、遠心羽根車の羽根のラジアル方向の位置がどの位置で組まれても、極の位置と羽根の位置とが極ごとに回転対象となるので、ロータコア２０９で発生する力が、均一に遠心羽根車２０３の羽根３へ均一に掛かり、音や振動を低減できる。なお、羽根３の枚数がロータコア２０９の極数のｎ数倍であれば、本実施例に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
【０１４８】
また、ロータコア２０９のＮ極とＳ極との境界のウエルド２０９ｂは、回転軸２０７の軸中心Ｏを通るように構成されている。これにより、ロータコア２０９におけるＮ極、Ｓ極の磁束密度のアンバランス量を小さくすることができ、音や振動を低減でき、電動送風機２００の高効率化を図ることが可能になる。
【０１４９】
次に図１８および図１９を参照して、本実施例の案内翼２０５について説明する。図１８（ａ）は案内翼の斜視図、（ｂ）は案内翼の背面図、（ｃ）は案内翼の縦断面図、図１９はディフューザ内の流れを示す説明図である。
【０１５０】
図１８（ａ）に示すように、案内翼２０５は、樹脂製であり、複数枚のディフューザ羽根１３と、該ディフューザ羽根１３の下流側に形成された複数枚のリターンガイド羽根１４と、ディフューザ羽根１３とリターンガイド羽根１４との間を仕切る仕切板１５と、が一体に成形されている。
【０１５１】
ディフューザ羽根１３の上面には、リブ１３ａが形成され、このリブ１３ａがファンケーシング２０４（図１１参照）の内面２５ａ（図１１参照）に当接している。ディフューザ２０５ａ側では、ファンケーシング２０４とディフューザ羽根１３と仕切板１５とでディフューザ流路Ｒ１（図１１参照）を構成している。
【０１５２】
仕切板１５の中央には、ロータ組立体２３０を挿通する貫通孔１６ａが形成されている。また、仕切板１５には、貫通孔１６ａの周囲には、貫通孔１６ｂが複数箇所に形成されている。貫通孔１６ｂに固定ねじ２１８（図８参照）を挿通し、ハウジング２０８のねじ穴２８に螺合することによって、案内翼２０５がハウジング２０８に固定される。
【０１５３】
図１８（ｂ）に示すように、リターンガイド２０５ｂ側では、仕切板１５とリターンガイド羽根１４とでリターンガイド流路Ｒ２（図１１参照）を構成している。また、リターンガイド２０５ｂ側の貫通孔１６ｂの外周には、円筒状の凸部１７が形成されている。この凸部１７とハウジング２０８の凹部２９（図８参照）とが嵌め合わさることで送風機部２０１（図１１参照）側への漏れを防止している。
【０１５４】
図１８（ｃ）に示すように、ディフューザ羽根１３の外径側は軸方向にゆるやかに傾斜し、軸方向（図示下方）に傾斜したディフューザ流路Ｒ３を形成している。
【０１５５】
図１９に示すように、案内翼２０５は、ディフューザ羽根１３の外周端側にディフューザ羽根１３とディフューザ羽根１３との隙間から流出した空気をリターンガイド羽根１４（図１８（ｂ）参照）側に流す略三角形状の流路１８が形成されている。ディフューザ羽根１３への流入流れ１９は、隣り合うディフューザ羽根１３と仕切板１５とファンケーシング２０４とで囲まれたディフューザ流路Ｒ１（図８参照）内で減速されて、ファンケーシング２０４の内面２０４ｂに当たって、略三角形の形状をした流路１８を通って軸方向Ｇに転向した流出流れ２０となる。流出流れ２０は旋回方向の流れ成分を有しており、リターンガイド羽根１４（図１８（ｂ）参照）によって旋回流れを半径方向内向きの流れに転向する。
【０１５６】
案内翼２０５のディフューザ２０５ａは、複数のディフューザ羽根１３を備え、空気流がディフューザ羽根１３の羽根間で減速されることによって、空気流のもつ運動エネルギーが圧力エネルギーに変換され圧力が上昇する。ディフューザ２０５ａから吐出された空気流は、ファンケーシング２０４の内面とディフューザ２０５ａの後縁間で形成された流路１８（図１９参照）からリターンガイド２０５ｂに流入する。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よい。その場合は、案内翼の外径側に支柱を複数本設け、ファンケーシング２０４を支持する。
【０１５７】
リターンガイド２０５ｂのリターンガイド羽根１４を通過した空気は、ハウジング２０８の開口３４からハウジング２０８内部に流入し、軸受カバー２１５の冷却フィン２７が冷却され、軸受カバー２１５を介して軸受２１２が冷却される（図１１参照）。また、空気は、ロータコア２０９、ステータコア２１０、導線２１１を冷却して外部へ排出される。これによって、ハウジング２０８内の各部が冷却される。リターンガイド羽根１４を通過した空気流の一部は、ハウジング２０８の排気口３５から外部へ排出される。
【０１５８】
リターンガイド羽根１４は、ハウジング２０８の開口３４（図１１参照）に位置するように設けられている。リターンガイド羽根１４によって半径方向内向きに転向した流れは、ハウジング２０８の開口３４から軸受カバー２１５の冷却フィン２７に当たり、軸受２１２が効果的に冷却される。これによって、軸受２１２の信頼性が高い電動送風機２００を実現できる。
【０１５９】
ファンケーシング２０４とディフューザ羽根１３と仕切板１５とで形成されたディフューザ流路Ｒ１（図１１参照）は、ゆるやかに傾斜しているため（図１８（ｃ）参照）、平面視略三角形の形状をした流路１８（図１９参照）からリターンガイド羽根１４へスムーズに流れることができ、曲がり損失を低減することができる。これによって、電動機部２０２の高効率化を図ることができる。また、リターンガイド２０５ｂの円筒状の凸部１７（図１８（ｃ）参照）とハウジング２０８の凹部２９（図８参照）で十分な気密が得られるので、電動機部２０２の効率をさらに向上させることができる。
【０１６０】
図２０（ａ）はファンケーシングの斜視図、（ｂ）はファンケーシングの縦断面図である。
図２０（ａ）に示すように、ファンケーシング２０４は、遠心羽根車２０３（図８参照）および案内翼２０５（図８参照）を外方から覆う略傘形状であり、平面視円形状の上板２１と、上板２１の周縁部に連続して軸方向に延在する円環状の側板２２とを備えている。
【０１６１】
ファンケーシング２０４の側板２２には、上板２１側とは逆側の縁部に複数の突起２３が形成されている。突起２３は、周方向に間隔を置いて形成されている。また、突起２３には、ファンケーシング２０４をハウジング２０８に固定する固定孔２４が形成されている。なお、本実施例では、突起２３が３個形成されているが、３個に限定されるものではなく、４個以上設けてもよい。
【０１６２】
図２０（ｂ）に示すように、ファンケーシング２０４には、上板２１の中央に、空気吸込口２０６が形成されている。空気吸込口２０６の縁部内面には、凹部２０４ａが形成され、凹部２０４ａ内に遠心羽根車２０３の直線部５が配置されている（図１１参照）。ファンケーシング２０４と直線部５の先端は小さな隙間を有するように遠心羽根車２０３が配置され、遠心羽根車２０３で昇圧された空気が遠心羽根車２０３の吸込開口４側へ漏れる空気量を少なくする構造となっている。これにより、シール効果を高めることができ、電動機部２０２の効率をさらに向上させることができる。
【０１６３】
ファンケーシング２０４の上板２１の内面には弾性体を用いた気密保持部材２５が配置されている。気密保持部材２５はゴムやエラストマー等の弾性材料からなり、ファンケーシング２０４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（弾性部材）２５とファンケーシング２０４とを一体成形している。又、ゲート方向を遠心羽根車２０３の配置する面とは逆側（外側）とし、内側へゲート跡が残らない様にしている。ディフューザ羽根１３に設けたリブ１３ａ（図１８（ａ）参照）が気密保持部材２５に食い込むことで、ファンケーシング２０４と案内翼２０５との気密性が保持される。これによって、案内翼２０５のディフューザ羽根１３間での漏れを防止することができ、電動送風機２００の効率を向上させることができる。
【０１６４】
図２１（ａ）はハウジングと軸受カバーを一体化した斜視図、（ｂ）はハウジングと軸受カバーを一体化した背面図、図２２は図１０の電動送風機のＡ−Ａ線での断面図、図２３（ａ）は図２１（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図、（ｂ）は図２１（ａ）のＣ−Ｃ線での断面図、図２４は軸受カバーの斜視図である。
【０１６５】
図２１（ａ）に示すように、ハウジング２０８は、合成樹脂製であり、軸受２１２、２１２（図１１参照）を内包する軸受カバー２１５を固定する支持部２６を有している。支持部２６は、略２重円筒状を呈しており、ハウジング２０８の前部（図示上部）の内側に位置している。
【０１６６】
図２１（ｂ）に示すように、支持部２６の内側の略円筒部２６ａには、非磁性金属材料で製作された軸受カバー２１５が固定されている。軸受カバー２１５の外周側の略円筒部２６ｂには軸受２１２の冷却用のヒートシンクである回転軸方向に長い複数の冷却フィン２７が設けられ、ハウジング２０８の支持部２６と一体成形されている。軸受カバー２１５は、外周に冷却フィン２７が設けられている複雑な形状であるため、ダイカストで製作することで生産コストを抑え、高い寸法精度を得ることができる。軸受カバー２１５と冷却フィン２７の使用素材としては、非磁性金属で熱伝導率の高いアルミニウム合金が望ましい。
【０１６７】
本実施例では、軸受カバー２１５をインサート品とするインサート成形によりハウジング２０８を形成している。樹脂製のハウジング２０８の支持部２６の端部には、回転軸方向に延在するねじ穴２８（図２１（ａ）参照）が形成されている。ねじ穴２８には固定ねじ２１８が螺合可能で、固定ねじ２１８の螺合によって案内翼２０５がハウジング２０８に固定設置されている。
【０１６８】
ねじ穴２８より外径側には環状の凹部２９が設けられている。この凹部２９とリターンガイド２０５ｂ側の円筒状の凸部１７（図１８（ｂ）参照）が嵌め合わされることによって、電動機部２０２側から送風機部２０１側への空気漏れを防止することができる。
【０１６９】
支持部２６の外周部はブリッジ３０（図２１（ａ）参照）によって、略円筒状のフレーム３１につながれている。フレーム３１のブリッジ３０がある端部には、ステータコア２１０（図１１参照）を固定するねじ穴３２が設けられている。ねじ穴３２には固定ねじ２１９が螺合可能で、固定ねじ２１９の螺合によってステータコア２１０がハウジング２０８に固定される。
【０１７０】
また、フレーム３１における送風機部２０１側の端部には爪状の突起３３が設けられ、ファンケーシング２０４の固定孔２４と嵌合接続される。接着剤による接続ではなく嵌合による接続により、ファンケーシング２０４の軸方向の位置決め精度を確保することができ、ファンケーシング２０４と案内翼２０５との気密性が確保できる。また、ファンケーシング２０４の凹部２０４ａ（図１１参照）と遠心羽根車２０３の直線部５（図１１参照）の先端隙間のばらつきを小さくすることができ、電動送風機２００の性能向上を図ることができ、性能ばらつきを小さくすることができる。
【０１７１】
ハウジング２０８には、ハウジング２０８内に空気が流れ込むようにブリッジ３０間に形成される開口３４（図２１（ａ）参照）と、ロータコア２０９、ステータコア２１０、導線２１１を冷却せずに直接外部に空気を排出する排気口３５（図２１（ｂ）参照）が複数箇所に形成されている。
【０１７２】
フレーム３１の内側には、傾斜部３６（図２１（ａ）参照）が複数箇所に設けられている。案内翼２０５の略三角形の形状をした流路１８（図１９参照）から流出した空気が、リターンガイド羽根１４（図１８（ｂ）参照）と傾斜部３６によって開口３４に流入し易い構造となっている。開口３４から流入した空気は、軸受カバー２１５に設けたヒートシンクである回転軸方向に長い複数の冷却フィン２７に当たって流れる。冷却フィン２７は長方形の板形状である。軸受２１２で発生した熱は、非磁性金属材料で製作させた軸受カバー２１５を熱伝導で伝わり、冷却フィン２７で放熱され、軸受２１２が効果的に冷却される。
【０１７３】
ところで、電動機部２０２では、ステータコア２１０に巻かれた導線２１１で発生する銅損の割合よりも、軸受２１２で発生する機械損の方が大きく、軸受２１２を効果的に冷却することが重要である。ハウジング２０８を樹脂製としても、軸受２１２で発生した熱を軸受カバー２１５に設けたヒートシンク（冷却フィン２７）で放熱させることで、軸受２１２を効果的に冷却することができ、信頼性が高い電動送風機２００を提供することができる。
【０１７４】
さらに、ハウジング２０８を樹脂製としているため、ハウジング２０８を軽量化でき、電動送風機２００を軽量化することができる。本実施例では、軸受カバー２１５と樹脂製のハウジング２０８とをインサート成形で一体化しているが、樹脂製のハウジング２０８に軸受カバー２１５を圧入してもよい。
【０１７５】
図２２に示すように、軸受カバー２１５は、ハウジング２０８の開口３４の位置に冷却フィン２７が配置されているが、ハウジング２０８のブリッジ３０には、冷却フィン２７が配置されていない。また、ブリッジ３０には、冷却フィン２７ではなく、リブ２６ｃ（図２１（ｂ）参照）が設けられている。リブ２６ｃは、ハウジング２０８の略２重円筒形状の略円筒部２６ａ、２６ｂとブリッジ３０とを接続し、ハウジング２０８の剛性を高める効果を奏する。
【０１７６】
略三角形の形状をした流路１８（図１９参照）から流出した旋回流れ成分を有している空気が、リターンガイド羽根１４によって旋回流れを半径方向内向きの流れに転向され、ヒートシンクの冷却フィン２７に直接あたるため十分な冷却効果が得られる。これにより、ブリッジ３０に冷却フィン２７を設けずとも十分な冷却効果が得られ、周方向に均等に冷却フィンの数を設けるよりも、冷却フィンの数を少なくでき、十分な放熱効果を奏しながら軽量化の効果も奏することができる。
【０１７７】
図２３（ａ）、（ｂ）に示すように、ハウジング２０８と軸受カバー２１５はインサート成形によって一体化している。ハウジング２０８の支持部２６は、略２重円筒形状をしており、内径側の略円筒部２６ａの軸方向の長さは、冷却フィン２７の軸方向の長さとほぼ同一であるが、外径側の略円筒部２６ｂの軸方向の長さは、冷却フィン２７の軸方向の長さのおよそ半分程度となっている。
【０１７８】
このように軸受カバー２１５には冷却フィン２７が設けられているため剛性が高く、略２重円筒形状の支持部２６の内側の略円筒部２６ａと外側の略円筒部２６ｂにより冷却フィン２７を包含するように（内側の略円筒部２６ａと外側の略円筒部２６ｂに冷却フィン２７が渡るように）ハウジング２０８と一体成形されている。このため、軸受カバー２１５とハウジング２０８の剛性を高くすることができ、毎分８０，０００回転以上の高速回転を可能とすることができる。
【０１７９】
なお、本実施例では、外径側の略円筒部２６ｂが冷却フィン２７の長さのおよそ半分程度であるが、ハウジング２０８の剛性が十分高い場合は、冷却効果を高めるために、外径側の略円筒部２６ｂの長さを短くし、冷却フィン２７における冷却風があたる部分の長さを長くしてもよい。
【０１８０】
図２４に示すように、軸受カバー２１５の軸方向の端部には冷却フィン２７が設けられていない円筒の基準面３７が設けられている。基準面３７は、軸受カバー２１５と樹脂製のハウジング２０８とをインサート成形するときの基準面で、軸受２１２（図１１参照）の外輪２１２ａ（図９参照）を固定する内径切削時の基準となる。基準面３７を円筒形状とすることで、旋盤などによる内径切削時の基準面を容易に構成することができる。しかも、旋盤などによる機械加工する箇所を少なくできる。これにより、寸法精度の向上が図られ、ハウジング２０８に取り付けられるステータコア２１０と、回転軸２０７に取り付けられるロータコア２０９の中心軸が一致し、電動機部２０２の高効率化が図られ、さらに振動や騒音の低減を図ることができる電動送風機２００を得ることができる。
【０１８１】
なお、本実施例では、基準面３７を円筒形状としているが、これに限定されるものではなく、多面体形状としても良く、内径切削する基準とハウジング２０８とをインサート成形する基準とすることができればどのような形状でもよい。
【０１８２】
ここで、ロータコア２０９が着磁された後にハウジング２０８に組み込まれるが、軸受カバー２１５は非磁性金属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、組立性に優れている。
【０１８３】
また、本実施例では、ヒートシンクとして回転軸方向に長い複数の冷却フィン２７を備えており、冷却フィン２７を長方形の板形状としているが、多数の円柱形、円錐形、角柱形などのピン形状としてもよい。つまり、軸受を放熱するために内側の略円筒部２６ａと外側の略円筒部２６ｂに冷却フィン２７が渡るように周方向に突出する形状であれば、どのような形状でもよい。なお、冷却フィン２７をピン形状とすることで、同一表面積を得るのに体積を小さくすることができ、質量を軽くすることができる。
【０１８４】
このように構成された電動送風機２００を電気掃除機４００に搭載することで、電気掃除機４００の出力を向上させることができる。また、電動機部２０２の効率が向上することで、同じ出力を得る場合は電動送風機２００の入力を低くすることができ、電池ユニット４２０を駆動源とする充電式掃除機において運転時間を長くすることができる。
【０１８５】
以上、本発明に係る円筒形ボンド磁石、及び、その製造方法、並びに、円筒形ボンド磁石を使用したロータ、及び、モータについて最良の実施の形態および実施例を示して詳細に説明した。なお、本発明の内容は、前記実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲内において適宜改変・変更等することができることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１８６】
１        シュラウド板
２        ハブ板
２ａ      凸部
３        羽根
４        吸込開口
５        直線部
６        曲面部
７        凹状溝
８        貫通孔
９        ボス
１０      突起状の爪
１１      リブ
１２      傾斜面
１３      ディフューザ羽根
１４      リターンガイド羽根
１５      仕切板
１６      貫通穴
１７      凸部
１８      略三角形状の流路
１９      ディフューザ羽根への流入流れ
２０      ディフューザ羽根からの流出流れ
２１      上板
２２      側板
２３      突起
２４      固定孔
２５      気密保持部材
２６      支持部
２７      冷却フィン
２８      ねじ穴
２９      凹部
３０      ブリッジ
３１      フレーム
３２      ねじ穴
３３      爪状の突起
３４      開口
３５      排気口
３６      傾斜部
３７      基準面
１００、１０１、１０２、１０３  ボンド磁石（ロータコア）
１０８    ウエルド
２００    電動送風機
２０１    送風機部
２０２    電動機部
２０３    遠心羽根車
２０３ａ  外周縁部
２０４    ファンケーシング
２０５    案内翼
２０５ａ  ディフューザ
２０５ｂ  リターンガイド
２０６    吸込口
２０７    回転軸
２０８    ハウジング
２０９    ロータコア
２１０    ステータコア
２１１    導線
２１２    軸受
２１３    リング部材
２１４    位置決め用スリーブ
２１５    軸受カバー
２１６    スリーブ
２１７    ばね
２１８    固定ねじ
２１９    固定ねじ
２２０    ロータ
２３０    ロータ組立体
２４０    ステータ
２５０    カバー
２７０    モータ
４００    電気掃除機
４１０    掃除機本体
５００、５０１、５０２  金型
５０８    ゲート
Ｇ        軸方向
Ｒ１      ディフューザ流路
Ｒ２      リターンガイド流路
【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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