(57)【要約】  電動送風機（１）及び電動機（２）は、筐体であるフレーム（４０）と、フレーム（４０）内に配置され、回転軸となるシャフト（１３）が固定された回転子（１０）と、フレーム（４０）内において、回転子（１０）の外周側に配置された固定子（２０）と、フレーム（４０）内に配置され、固定子（２０）を囲むヨーク（３０）とを備え、ヨーク（３０）の外面とフレーム（４０）の内面との間には、回転軸に沿った方向への通風路となる隙間（Ｇ）が形成されている。
2019211965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体内に配置され、回転軸となるシャフトが固定された回転子と、
前記筐体内において、前記回転子の外周側に配置された固定子と、
前記筐体内に配置され、前記固定子を囲むヨークと、を備え、
前記ヨークの外面と前記筐体の内面との間には、前記回転軸に沿った方向への通風路となる隙間が形成されている、
電動機。
【請求項２】
前記回転子は、回転子鉄心と、前記回転子鉄心に巻回された巻線コイルと、を有し、
前記固定子は、前記回転子の周方向に亘って互いに間隔をあけて配置された複数の磁石を有し、
前記ヨークは、前記回転軸に沿って延伸した筒状である、
請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記筐体は、当該筐体の側壁部の一部が前記回転軸と交差する方向に向かって前記ヨークから離れるように膨出し、且つ、前記回転軸に沿った方向に延在する膨出部を有し、
前記隙間は、前記膨出部と前記ヨークとの間の空間領域である、
請求項２に記載の電動機。
【請求項４】
前記隙間は、複数形成され、
前記膨出部は、前記複数の隙間の各々と一対一に対応して複数形成されている、
請求項３に記載の電動機。
【請求項５】
前記複数の膨出部のうちの一つは、前記磁石と対向する位置に形成されている、
請求項４に記載の電動機。
【請求項６】
前記複数の膨出部のうちの他の一つは、隣り合う２つの前記磁石の間の周方向の空間領域に対向する位置に形成されている、
請求項５に記載の電動機。
【請求項７】
前記筐体の側壁部のうち隣り合う２つの前記膨出部の間の部位である凹部は、前記ヨークに接触している、
請求項４〜６のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項８】
前記筐体の開口部を跨るようにブラケットが配置されており、
前記ブラケットは、上面視において、前記凹部と重なるように配置されている、
請求項７に記載の電動機。
【請求項９】
前記筐体と前記ヨークとは異なる材料によって構成されている、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項１０】
前記筐体は、非磁性材料によって構成されている、
請求項９に記載の電動機。
【請求項１１】
前記筐体は、アルミニウムによって構成されている、
請求項１０に記載の電動機。
【請求項１２】
前記筐体は、樹脂材料によって構成されている、
請求項１０に記載の電動機。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電動機と、
前記電動機が有する前記シャフトに取り付けられた回転ファンと、を備える、
電動送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電動機及び電動送風機に関し、特に、直流電動機及びこれを備える電動送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機は、家庭用電気機器をはじめとして種々の機器に用いられている。例えば、電動機は、電気掃除機に用いられている。具体的には、電動機は、電気掃除機に搭載される電動送風機に用いられる。【０００３】
従来、家庭用の電気掃除機は、主にコード式掃除機を使用し、補助的に充電式掃除機を使用するという、使い分けがなされていた。【０００４】
近年、家庭用の電気掃除機においては、充電式掃除機の基本性能が向上したことに加え、掃除方法の多様化に伴って、充電式掃除機の需要が急速に高まっている。つまり、家庭用の電気掃除機として、充電式掃除機のみを使用する家庭が増えている。充電式掃除機については、掃除機本体のみで掃除を完了できる程の吸い込み仕事率（いわゆる掃除機の吸い込み能力）を有することが要望されるとともに、掃除機自体が小型かつ軽量であること及び静粛であること等が要望されている。これらの電気掃除機の性能は、電気掃除機に搭載される電動送風機の吸い込み性能、大きさ、重量及び静音性等に直結することになる。【０００５】
一般的に、充電式掃除機の電動送風機には電動機として直流電動機（ＤＣモータ）が用いられる。直流電動機は、回転子鉄心及び巻線コイルによって構成された回転子（電機子）と、回転子に対向する固定子とを備える。固定子は、複数の永久磁石とヨークとによって構成される。【０００６】
この種の電動機として、例えば、特許文献１には、回転子と、磁石及びヨークからなる固定子とを備えるファンモータが開示されている。特許文献１に開示されたファンモータでは、回転子、磁石及びヨークがアルミニウム製の筐体（ケース）に収納されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１１１７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の電動機では、重量の増加及び騒音の発生を抑制しつつ、吸い込み性能等の性能を向上させることが難しい。【０００９】
本開示は、このような課題を解決するためになされたものであり、重量の増加及び騒音の発生を抑制しつつ、優れた性能を有する電動機及び電動送風機等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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本開示に係る電動機の一態様は、筐体と、前記筐体内に配置され、回転軸となるシャフトが固定された回転子と、前記筐体内において、前記回転子の外周側に配置された固定子と、前記筐体内に配置され、前記固定子を囲むヨークと、を備え、前記ヨークの外面と前記筐体の内面との間には、前記回転軸に沿った方向への通風路となる隙間が形成されている。【００１１】
また、本開示に係る電動送風機の一態様は、上記の電動機と、前記電動機が有する前記シャフトに取り付けられた回転ファンと、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本開示によれば、重量の増加及び騒音の発生を抑制しつつ、優れた性能を有する電動機及び電動送風機等を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施の形態に係る電動送風機を上方から見たときの斜視図である。
【図２】図２は、実施の形態に係る電動送風機を下方から見たときの斜視図である。
【図３】図３は、実施の形態に係る電動送風機の分解斜視図である。
【図４】図４は、実施の形態に係る電動送風機の断面図である。
【図５】図５は、実施の形態に係る電動送風機の断面図である。
【図６】図６は、ファンケースを外した状態の電動送風機の上面図である。
【図７】図７は、比較例の電動送風機の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１５】
また、本明細書及び図面において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、三次元直交座標系の三軸を表している。Ｘ軸及びＹ軸は、互いに直交し、かつ、いずれもＺ軸に直交する軸である。
【００１６】
なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００１７】
（実施の形態）
図１〜図５を用いて、実施の形態に係る電動送風機１の構成について説明する。図１は、実施の形態に係る電動送風機１を上方から見たときの斜視図であり、図２は、同電動送風機１を下方から見たときの斜視図である。図３は、同電動送風機１の分解斜視図である。図４は、同電動送風機１の断面図である。図５は、同電動送風機１の断面図である。
【００１８】
なお、図４は、シャフト１３の軸心Ｃを通る平面で切断したときの断面（ＸＺ断面）を示しており、図５は、シャフト１３の軸心Ｃを法線とする平面で切断したときの断面（ＸＹ断面）を示している。また、図４及び図５では、断面のみを図示している。さらに、図５では、回転子１０における回転子鉄心１１及び巻線コイル１２のうち巻線コイル１２については省略し、回転子鉄心１１のみを図示している。
【００１９】
図１〜図４に示すように、電動送風機１は、電動機２と、電動機２が有するシャフト１３に取り付けられた回転ファン３と、を備える。電動機２は、回転ファン３を回転させるファンモータである。
【００２０】
図３及び図４に示すように、電動機２は、回転子１０と、固定子２０と、ヨーク３０と、フレーム４０と、を備える。回転子１０、固定子２０及びヨーク３０は、フレーム４０内に配置されている。本実施の形態における電動機２は、ブラシ付き整流子電動機であり、さらに、整流子１４と、ブラシ１５とを備える。また、電動機２は、直流電源を入力とする直流電動機である。
【００２１】
電動送風機１は、電動機２に加えて、さらに、回転ファン３から排出された空気が流れ込むエアガイド４と、フレーム４０の開口部４０ａを跨るように配置されたブラケット５と、回転ファン３を収納するファンケース６とを有する。電動送風機１の外殻は、フレーム４０とファンケース６とによって構成されている。
【００２２】
図４に示すように、電動機２において、回転子１０（ロータ）は、固定子２０との間に微小なエアギャップを介して固定子２０の内側に配置されている。回転子１０は、シャフト１３の軸心Ｃを回転中心として回転する。回転子１０は、例えば、５０，０００ｒｐｍで高速回転する。
【００２３】
本実施の形態において、回転子１０は、電機子であり、回転子鉄心１１（ロータコア）と、インシュレータを介して回転子鉄心１１に巻回された巻線コイル１２とを有する。なお、図３及び図４において、巻線コイル１２は、模式的に示している。図４に示すように、回転子鉄心１１は、複数の電磁鋼板がシャフト１３の軸心Ｃが延伸する方向（回転軸方向）に積層された積層体である。回転子鉄心１１は、複数のティース部１１ａを有する。巻線コイル１２に電流が流れることで、回転子１０は、固定子２０に作用させる磁力を発生させる。
【００２４】
図４に示すように、回転子１０の中心には、回転軸となるシャフト１３が固定されている。シャフト１３は、例えば金属棒であり、回転子鉄心１１を貫通する状態で回転子鉄心１１に固定されている。例えば、シャフト１３は、回転子鉄心１１の中心孔に圧入したり焼き嵌めしたりすることで回転子鉄心１１に固定されている。
【００２５】
回転子１０から一方側に突出するシャフト１３の第１部位１３ａは、第１軸受け部１６に支持されている。一方、回転子１０から他方側に突出するシャフト１３の第２部位１３ｂは、第２軸受け部１７に支持されている。一例として、第１軸受け部１６及び第２軸受け部１７は、シャフト１３を支持するベアリングである。このように、シャフト１３は、回転自在な状態で第１軸受け部１６と第２軸受け部１７とに保持されている。なお、第１軸受け部１６は、ブラケット５に固定されており、第２軸受け部１７は、フレーム４０の底部に波形ワッシャ１８を介して、弾性保持されている。
【００２６】
本実施の形態において、シャフト１３の第１部位１３ａは、第１軸受け部１６から突出している。第１軸受け部１６から突出したシャフト１３の先端部には、回転ファン３が取り付けられている。
【００２７】
また、シャフト１３の第２部位１３ｂには、整流子１４が取り付けられている。具体的には、整流子１４は、シャフト１３における回転子鉄心１１と第２軸受け部１７との間に配置されている。整流子１４は、シャフト１３の回転方向に互いに絶縁分離された複数の整流子片（セグメント）によって構成されている。整流子１４は、回転子１０が有する巻線コイル１２と電気的に接続されている。
【００２８】
整流子１４には、図３に示されるブラシ１５が接触している。ブラシ１５は、整流子１４に接触することで回転子１０に電力を供給する給電ブラシである。一例として、ブラシ１５は、カーボンブラシである。
【００２９】
ブラシ１５は、整流子１４に摺接可能に一対設けられている。一対のブラシ１５は、整流子１４を挟持するように整流子１４を挟んで対向して配置される。具体的には、一対のブラシ１５の内側の先端部は、整流子１４に当接している。ブラシ１５が整流子１４に接触することで、ブラシ１５に供給される電機子電流が整流子１４を介して回転子１０が有する巻線コイル１２に流れる。
【００３０】
図４及び図５に示すように、固定子２０（ステータ）は、フレーム４０内において、回転子１０の外周側に配置されている。本実施の形態において、固定子２０は、回転子１０の周方向に亘って互いに間隔をあけて配置された複数の磁石２１を有する。磁石２１は、トルクを発生するための磁束を作る界磁石であり、例えばＳ極及びＮ極を有する永久磁石である。複数の磁石２１の各々は、上面視において、厚さが略一定の円弧形状である。具体的には、複数の磁石２１の各々は、図５中、中央部分よりも左右の端部のほうが、複数の磁石２１の各々と回転子１０との間に存在するギャップ幅が広くなる形状をしている。
【００３１】
本実施の形態では、固定子２０は、回転子１０を介して対向する２つの磁石２１によって構成されている。各磁石２１の内面と回転子１０（回転子鉄心１１）の外周面との間には、微小なエアギャップが存在する。磁石２１は、ヨーク３０に固定されている。
【００３２】
図５に示すように、ヨーク３０は、固定子２０を囲っている。具体的には、ヨーク３０は、磁石２１を囲っている。ヨーク３０は、磁石２１とともに磁気回路（界磁）を構成している。したがって、ヨーク３０は、固定子２０の一部とみなしてもよい。
【００３３】
ヨーク３０は、厚さが一定の筒状であり、回転子１０及び固定子２０（磁石２１）の全体を囲っている。ヨーク３０の厚さは、一例として、１．２ｍｍ〜２．４ｍｍである。なお、ヨーク３０の厚さは、これに限らない。ヨーク３０は、鉄等の磁性材料によって構成されている。具体的には、ヨーク３０は、厚さが１．６ｍｍの鉄板によって構成されている。
【００３４】
本実施の形態において、ヨーク３０は、上面視の外周形状及び内周形状が略小判形状（レーストラック形状）の筒体であり、ＸＹ断面において、円弧部３１と直線部３２とを有する。このように、ヨーク３０に直線部３２を設けてヨーク３０の断面形状を略小判形状にすることで、断面形状が円形のヨーク（つまり円筒のヨーク）と比べて磁路を短くすることができ、ヨーク３０（磁路）での損失を抑えることができる。
【００３５】
ヨーク３０の円弧部３１の内側には、一対の磁石２１が回転子１０を挟んで対向するように配置されている。具体的には、一対の磁石２１の各々は、円弧部３１の内周面に沿った形状を有しており、磁石２１の外周面と円弧部３１の内周面とが密着するように配置されている。
【００３６】
フレーム４０は、ヨーク３０等の電動機２を構成する部品を収納する筐体（ケース）である。本実施の形態において、フレーム４０は、電動送風機１及び電動機２の外郭部材（外殻）である。したがって、フレーム４０内に収納されるヨーク３０は、外郭部材ではない。このように、フレーム４０とヨーク３０とを別部材にすることによって、フレーム４０とヨーク３０とを異なる材料によって構成することができる。具体的には、磁性材料によって構成されたヨーク３０に対して、フレーム４０を非磁性材料によって構成するこができる。このため、フレーム４０を軽くて丈夫な金属材料によって構成することができる。本実施の形態において、フレーム４０は、アルミニウムによって構成されている。
【００３７】
フレーム４０は、開口部４０ａを有する有底筒状体である。フレーム４０の厚さは、一定であり、一例として、０．６ｍｍ〜１．２ｍｍである。なお、フレーム４０の厚さは、これに限らない。本実施の形態において、フレーム４０の厚さは、ヨーク３０の厚さよりも薄く、１．０ｍｍである。また、図１〜図４に示すように、フレーム４０の側壁部及び底部には、回転ファン３の回転によって吸引した空気を排出するための複数の排気口４０ｂが形成されている。
【００３８】
図４及び図５に示すように、ヨーク３０の外面とフレーム４０の内面との間には、シャフト１３の軸心Ｃの方向（回転軸方向）への通風路となる隙間Ｇが形成されている。本実施の形態において、隙間Ｇは、複数形成されている。具体的には、４つの隙間Ｇが形成されている。
【００３９】
フレーム４０は、フレーム４０の側壁部の一部がヨーク３０から離れる方向（つまり軸心Ｃを中心とする径方向の外方）に膨出する膨出部４１を有している。言い換えれば、フレーム４０は、フレーム４０の側壁部の一部が回転軸であるシャフト１３と交差する方向に向かって膨出する膨出部４１を有している。隙間Ｇは、この膨出部４１とヨーク３０との間の空間領域である。また、膨出部４１は、シャフト１３の軸心Ｃが延伸する方向（回転軸方向）に延在している。したがって、隙間Ｇも、シャフト１３の軸心Ｃが延伸する方向に延在している。膨出部４１は、突条に形成されたリブであり、例えば、フレーム４０の側壁部をプレス加工することによって形成することができる。
【００４０】
膨出部４１は、複数の隙間Ｇの各々と一対一に対応して複数形成されている。本実施の形態において、膨出部４１は、図５に示すように、周方向に沿って９０°間隔で４つ形成されている。したがって、隙間Ｇも周方向に沿って９０°間隔で４つ形成されている。なお、膨出部４１の断面形状（つまり、隙間Ｇの断面形状）は、ヨーク３０の周方向に沿って長尺状の略四角形である。
【００４１】
複数の膨出部４１のうちの一つは、磁石２１と対向する位置に形成されている。また、複数の膨出部４１のうちの他の一つは、隣り合う２つの磁石２１の間の周方向の空間領域に対向する位置に形成されている。本実施の形態では、４つの膨出部４１のうちの対向する一対の膨出部４１の各々は、一対の磁石２１の各々と対向する位置に形成されており、４つの膨出部４１のうち残りの一対の膨出部４１の各々は、一対の磁石２１の間の周方向の空間領域と対向する位置に形成されている。
【００４２】
また、フレーム４０の側壁部のうち隣り合う２つの膨出部４１の間の部位は、凹部４２となっている。つまり、フレーム４０の側壁部に複数の膨出部４１を形成することで、フレーム４０の側壁部に凹部４２が形成される。
【００４３】
フレーム４０の凹部４２は、ヨーク３０に接触している。これにより、凹部４２が形成された箇所においてヨーク３０がフレーム４０に支持される。つまり、ヨーク３０は、フレーム４０に保持されている。具体的には、ヨーク３０は、凹部４２から押圧を受けることでフレーム４０に保持されている。この場合、ヨーク３０は、例えば、圧入又は隙間ばめ等によってフレーム４０に保持されている。なお、ヨーク３０は、かしめ等によってフレーム４０に固定されていてもよい。
【００４４】
本実施の形態において、凹部４２の内面は、ヨーク３０の外面に面接触している。具体的には、凹部４２の内面が湾曲面であり、ヨーク３０の外面が湾曲面であるので、湾曲面同士を密着させている。これにより、ヨーク３０をフレーム４０に安定して保持させることができる。なお、凹部４２とヨーク３０との接触状態は、面接触である場合に限らず、線接触又は点接触であってもよいが、面接触とした方が、より安定した状態でヨーク３０をフレーム４０に保持させることができる。
【００４５】
フレーム４０の側壁部における膨出部４１以外の部位は、フレーム４０を固定するための凹部４２となっている。つまり、フレーム４０の凹部４２（固定部）以外の個所が膨出部４１となっており、図５に示すように、フレーム４０は、ＸＹ断面において、凹部４２以外の箇所（つまり膨出部４１の箇所）の外径が大きくなった形状となっている。
【００４６】
以上のように構成される電動機２では、ブラシ１５に供給される電機子電流が整流子１４を介して回転子１０が有する巻線コイル１２に流れる。これにより、回転子１０に磁束が発生し、この回転子１０の磁束と固定子２０の磁石２１から生じる磁束との相互作用によって生じた磁気力が回転子１０を回転させるトルクとなり、回転子１０が回転する。
【００４７】
回転子１０が回転することによって、回転子１０に固定されたシャフト１３が軸心Ｃを中心として回転する。これにより、電動機２が有するシャフト１３に取り付けられた回転ファン３が回転する。
【００４８】
図４に示すように、回転ファン３は、フレーム４０とファンケース６とにより構成される外殻（ハウジング）内に空気を吸引する。一例として、回転ファン３は、高い吸引圧力が得られる遠心ファンである。回転ファン３が回転することにより風圧が発生し、ファンケース６の吸気口６ａから空気が吸い込まれ、回転ファン３から空気が排出される。回転ファン３から排出された空気はエアガイド４に流れ込む。
【００４９】
エアガイド４は、気体の流れを整流するためのガイド板として回転ファン３の外周に配置された複数のディフューザ翼を有する。例えば、エアガイド４は、回転ファン３の回転によってファンケース６の吸気口６ａから吸引された空気の流れを整流して旋回流を生成し、吸引した気体をフレーム４０へと滑らかに流し込む。
【００５０】
ブラケット５は、エアガイド４とともにフレーム４０の開口部４０ａを覆う板部材である。本実施の形態において、ブラケット５は、図６に示すように、フレーム４０の開口部４０ａを完全に塞ぐことなく、フレーム４０の開口部４０ａを跨るように配置されている。つまり、フレーム４０にブラケット５が取り付けられた状態において、フレーム４０にはエアガイド４で整流された空気の通風路として開口が存在しており、エアガイド４で整流された空気は、この開口を通過してフレーム４０内に流入する。また、ブラケット５には開口孔５ａが形成されている。したがって、エアガイド４で整流された空気は、ブラケット５の開口孔５ａも通過してフレーム４０内に流入する。
【００５１】
図５及び図６に示すように、ブラケット５は、上面視において、フレーム４０の凹部４２と重なるように配置されている。具体的には、ブラケット５は、隣り合う２つの凹部４２の間に形成された膨出部４１と極力重ならないように、４つの凹部４２のうち対向する一対の凹部４２に跨るように配置されている。
【００５２】
図１〜図４に示すように、ファンケース６は、回転ファン３を収納する筐体である。ファンケース６は、回転ファン３及びエアガイド４を覆うカバーである。ファンケース６は、フレーム４０に固定されている。ファンケース６は、外気を吸引するための吸気口６ａを有している。
【００５３】
このように構成される電動送風機１では、電動機２が備える回転子１０が回転すると、回転ファン３が回転し、ファンケース６が有する吸気口６ａからファンケース６の内部に空気が吸引される。これにより、回転ファン３の内部に空気が流れ込み、回転ファン３に吸引された空気は、回転ファン３が含むファン翼により高圧に圧縮されて、回転ファン３の外周側部から径方向に排出され、回転ファン３を囲むエアガイド４のディフューザ翼によってファンケース６の外周部へと導かれてエアガイド４とファンケース６との間の空間部で旋回流となり、フレーム４０内に流入する。フレーム４０内に流入した空気は、フレーム４０の排気口４０ｂから電動送風機１の外に排出される。
【００５４】
次に、実施の形態に係る電動送風機１及び電動機２の作用効果について、本開示に至った経緯も含めて説明する。
【００５５】
電気掃除機等に搭載される電動送風機は、小型且つ軽量でありながらも、高い吸い込み性能及び静音性等の優れた性能を備えることが要望されている。
【００５６】
固定子が永久磁石とヨークとによって構成された電動機を有する電機送風機の吸い込み性能を改善するには、固定子の磁束発生に用いられる永久磁石の性能を十分に発揮させる必要がある。そこで、磁束の通路となるヨークの厚さを厚くすることが考えられる。
【００５７】
この場合、ヨークが外郭部材（外殻）となっている電動機では、ヨークの厚さを厚くすると、電動機全体の重量アップにつながってしまうので、電動機の重量アップを抑制するために、電動機の外郭部材とヨークとを別部材とし、外郭部材を軽量の材料で構成することが考えられる。このとき、外郭部材となる筐体の外側にヨークを配置する構造では、筐体を構成する材料をヨークの材質と同様に磁束を通す材料によって構成する必要があるが、筐体の内側にヨークを配置する構造にすることによって、筐体の材料として磁束を通さない材料を選択することができる。これにより、筐体の材質をヨークよりも比重の軽い材質にすることができるので、電動機の軽量化を図ることができる。
【００５８】
筐体の内側にヨーク及び永久磁石が配置された電動機では、対となる永久磁石の間に位置する部分のヨークの寸法についてはできるだけ短くした方が、磁路での損失を抑えることができる。そこで、対となる永久磁石の間に位置するヨークの形状を、ヨークの内側に回転自在に保持される回転子と接触させることなく、回転子から漏れる磁束の影響を抑えられる形状にするとよい。
【００５９】
しかしながら、このような形状のヨークを用いて、このヨークと相似的な形状を有する筐体をヨークの外側にヨークと密着させて配置すると、回転子のシャフトに取り付けられた回転ファンから排出される空気の筐体内での通り道が、回転子と永久磁石とによって塞がれた部分以外しかなくなるため、空気の通風路を十分に確保することができなくなる。この点について、図７を用いて説明する。図７は、比較例の電動送風機１Ｘの断面図である。
【００６０】
図７に示すように、比較例の電動送風機１Ｘは、電動機２Ｘとして、回転子１０と、回転子１０に対向する固定子２０（磁石２１）と、回転子１０及び固定子２０を囲む筒状のヨーク３０と、回転子１０、固定子２０及びヨーク３０を収納するフレーム４０Ｘとを備える。固定子２０を構成する一対の磁石２１は、回転子１０を挟んで対向する位置に配置されている。ヨーク３０は、磁路での損失を抑えるために、対となる磁石の間に位置する部分を直線部３２にしている。具体的には、ヨーク３０は、平面視形状が略小判形状になっており、円弧部３１及び直線部３２を有する。フレーム４０Ｘは、ヨーク３０と相似形の断面形状を有している。また、小型の電動送風機１Ｘにするために、フレーム４０Ｘは、ヨーク３０の外側にヨーク３０と密着した状態で配置されている。
【００６１】
このように構成された比較例の電動送風機１Ｘでは、電動機２が備える回転子１０に固定された回転ファン３（不図示）から排出される空気のフレーム４０Ｘ内での通風路のスペースは、図７の散点状のハッチングを施した部分のみとなる。このため、フレーム４０Ｘ内では、回転ファン３から排出される空気を十分に通過させるだけの空間領域が不足し、電動送風機１Ｘとして高い吸い込み性能を得ることができない。
【００６２】
この場合、回転ファン３から排出される空気の通風路を確保するために、回転ファン３を覆うように設けられるファンケース６（不図示）の外周部に開口部を設けたり、ファンケース６とフレーム４０Ｘとの接続部分に開口部を設けたりする方法が考えられるが、これらの方法を採用すると、回転ファン３から発生する音が直接外部へ排出されることになり、振動等によって騒音が発生する。つまり、騒音の発生という新たな問題が生じてしまう。
【００６３】
そこで、本願発明者らは、このような課題を解決するために鋭意検討した結果、回転子及び固定子を収納する筐体（フレーム）のサイズが小さくても、重量の増加及び騒音の発生を抑制しつつ、優れた性能を有する電動機及電動送風機等を実現できることを見出した。
【００６４】
具体的には、本実施の形態に係る電動送風機１及び電動機２では、まず、フレーム４０内に、回転子１０と固定子２０とヨーク３０とを配置している。
【００６５】
このように、フレーム４０とは別部材のヨーク３０をフレーム４０内に配置することで、フレーム４０の材料として磁束を通さない材料を選択することができる。よって、フレーム４０の材質をヨーク３０よりも比重の軽い材質にすることができる。これにより、電動送風機１及び電動機２の重量の増加を抑制できるので、電動送風機１及び電動機２の軽量化を図ることができる。
【００６６】
この場合、ヨーク３０を単にフレーム４０内に配置すると、上記のように、フレーム４０内の通風路となりうる空間領域が狭くなってしまう。しかし、本実施の形態に係る電動送風機１及び電動機２では、ヨーク３０の外面とフレーム４０の内面との間に、シャフト１３の軸心Ｃが延伸する方向（回転軸方向）への通風路となる隙間Ｇが形成されている。
【００６７】
この構成により、フレーム４０内にヨーク３０が配置されていたとしても、フレーム４０内において、空気の通風路を広く確保することができる。つまり、ファンケース６に開口部を設けることなく、回転ファン３から排出される空気の通風路を、フレーム４０内に十分確保することができる。したがって、ファンケース６に開口部を設けることによる騒音の発生を回避しつつ、電動送風機１の吸い込み性能を向上させることができる。また、フレーム４０内の空気の通風路を広く確保することで、フレーム４０内の冷却効果を向上させることもできるので、電動送風機１及び電動機２の出力性能の低下を抑制できる。
【００６８】
このように、本実施の形態によれば、回転子１０及び固定子２０を収納するフレーム４０（筐体）のサイズが小さくても、重量の増加及び騒音の発生を抑制しつつ、優れた性能を有する電動送風機１及び電動機２を実現することができる。
【００６９】
また、本実施の形態における電動送風機１及び電動機２において、回転子１０は、回転子鉄心１１と、回転子鉄心１１に巻回された巻線コイル１２と、を有する。固定子２０は、回転子１０の周方向に亘って互いに間隔をあけて配置された複数の磁石２１を有する。ヨーク３０は、回転軸に沿って延伸した筒状である。
【００７０】
この構成により、電動送風機１及び電動機２の小型化を図ることができるとともに性能を向上させることができる。特に、ヨーク３０を全周に亘って連続する筒状にすることによって部分的に分断されたヨークと比べて磁路での損失を抑制することができるので、電動送風機１及び電動機２の性能を向上させることができる。
【００７１】
また、本実施の形態における電動送風機１及び電動機２では、フレーム４０に膨出部４１が形成されており、隙間Ｇは、膨出部４１とヨーク３０との間の空間領域となっている。
【００７２】
このようにフレーム４０に膨出部４１を設けることによって、隙間Ｇを容易に形成することができるだけではなく、膨出部４１が補強リブとして機能するのでフレーム４０の強度を向上させることができる。これにより、フレーム４０の振動を抑制することができるので、騒音を抑えることができる。したがって、電動送風機１及び電動機２の静音性が向上する。
【００７３】
特に、フレーム４０とヨーク３０とが異なる材料によって構成されている場合において、仮にフレーム４０の材料がヨーク３０よりも強度の低い材料によって構成されていると、フレーム４０の強度が低下し、振動が増加して騒音が大きくなるおそれがある。しかし、本実施の形態のように、フレーム４０に膨出部４１が形成されていることで、フレーム４０とヨーク３０とが異なる材料によって構成されていても、フレーム４０の強度を向上させることができる。これにより、フレーム４０の振動を抑えて騒音を抑制することができる。
【００７４】
本実施の形態において、フレーム４０は、非磁性材料によって構成されている。具体的には、フレーム４０は、アルミニウムによって構成されている。
【００７５】
この構成により、フレーム４０の軽量化を図ることができるので、電動送風機１及び電動機２の重量が増加することを抑制することができる。
【００７６】
また、本実施の形態における電動送風機１及び電動機２では、隙間Ｇが複数形成されており、膨出部４１は、複数の隙間Ｇの各々と一対一に対応して複数形成されている。
【００７７】
この構成により、フレーム４０内の空気の通風路を一層広く確保することができるので、吸い込み性能が一層向上する。また、膨出部４１を複数形成することで、フレーム４０の強度が一層向上する。これにより、フレーム４０の振動を一層抑制することができるので、騒音をさらに抑えることができる。
【００７８】
さらに、本実施の形態における電動送風機１及び電動機２では、フレーム４０の側壁部のうち隣り合う２つの膨出部４１の間の部位である凹部４２は、ヨーク３０に接触している。これにより、膨出部４１によってフレーム４０内の隙間Ｇを確保しつつ、凹部４２が形成された箇所でヨーク３０がフレーム４０に支持される。
【００７９】
また、本実施の形態における電動送風機１及び電動機２において、複数の膨出部４１のうちの一つは、磁石２１と対向する位置に形成されている。
【００８０】
この構成により、フレーム４０内の狭くなりがちな部分に通風路となる隙間Ｇを形成することができる。したがって、フレーム４０全体における空気の流れを均一化することができるので、電動送風機１及び電動機２の性能をさらに向上させることができる。
【００８１】
この場合、複数の膨出部４１のうちの他の一つは、隣り合う２つの磁石２１の間の周方向の空間領域に対向する位置に形成されているとよい。
【００８２】
この構成により、隣り合う２つの磁石２１の間に生じる周方向の空間領域を第１通風路とし、膨出部４１により形成される隙間Ｇを第２通風路として、ヨーク３０を介して位置する第１通風路と第２通風路とをフレーム４０内に形成することができる。これにより、第１通風路及び第２通風路によって回転ファン３から排出される大容量の空気を効率良く流すことができるので、電動送風機１の吸い込み性能をさらに向上させることができる。
【００８３】
また、本実施の形態における電動送風機１及び電動機２では、フレーム４０の開口部４０ａを跨るようにブラケット５が配置されている。ブラケット５は、上面視において、フレーム４０の凹部４２と重なるように配置されている。
【００８４】
この構成により、ブラケット５を膨出部４１と極力重ならないように配置することができるので、ブラケット５によって隙間Ｇが塞がれてしまう部分を極力少なくすることができる。これにより、隙間Ｇに流れ込もうとする空気がフレーム４０によって遮断されることを抑制できるので、隙間Ｇにスムーズに空気を導くことができる。したがって、電動送風機１の吸い込み性能を一層向上させることができる。
【００８５】
（変形例）
以上、本開示に係る電動機及び電動送風機について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。
【００８６】
例えば、上記実施の形態において、フレーム４０は、アルミニウム等の金属材料によって構成されていたが、これに限らない。例えば、フレーム４０は、樹脂材料等の非磁性材料によって構成されていてもよい。フレーム４０を樹脂製にすることで、同じ重量の金属製のフレーム４０と比べて、サイズを大きくできるので、隙間Ｇをより広くすることができる。あるいは、フレーム４０を樹脂製にすることで、同じ大きさの金属製のフレーム４０と比べてさらに軽量化を図ることができる。また、フレーム４０を樹脂製にすることによって、フレーム４０の成形を容易に行うこともできる。
【００８７】
また、上記実施の形態において、フレーム４０に形成された膨出部４１は、シャフト１３の軸心Ｃが延伸する方向（回転軸方向）に延在する形状であったが、これに限らない。例えば、膨出部４１は、フレーム４０の側壁部に対して、ドット状に部分的に形成されていてもよい。また、膨出部４１の断面形状は、一様であってもよいが、シャフト１３の軸心Ｃが延伸する方向において部分的に異なっていてもよい。例えば、膨出部４１は、部分的に凹んでいてもよい。
【００８８】
また、上記実施の形態において、フレーム４０の側壁部に形成された膨出部４１は、４つであったが、これに限るものではなく、１つ、２つ、３つ、あるいは、５つ以上であってもよい。例えば、３つの膨出部４１を形成する場合、フレーム４０内の磁石２１を２つにしたままで、３つの膨出部４１を周方向に１２０°間隔でフレーム４０に形成することができる。なお、複数の膨出部４１を形成する場合、膨出部４１は、周方向に等間隔で形成するとよいが、これに限るものではない。
【００８９】
また、上記実施の形態において、固定子２０を構成する磁石２１は、２つであったが、これに限るものではない。例えば、磁石２１は、４つであってもよい。
【００９０】
また、上記実施の形態において、電動機２は、ブラシ付きの電動機であったが、これに限らない。例えば、電動機２は、ブラシレスの電動機であってもよい。
【００９１】
また、上記実施の形態において、固定子２０は、磁石２１ではなく、固定子鉄心と固定子鉄心に巻回された巻線コイルとによって構成されていてもよい。なお、この場合、固定子鉄心にヨーク部が形成されるので、ヨーク３０は、補助ヨークとして機能する。
【００９２】
また、上記実施の形態では、電動機２を電動送風機１に用いる例を説明したが、これに限らず、電動機２は、電動送風機１以外の電気機器に用いてもよい。
【００９３】
その他、上記実施の形態に対して当業者が思い付く各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本開示の電動機及び電動送風機は、充電式掃除機等の電気掃除機等の家庭用電気機器をはじめとして種々の電気機器に利用することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１、１Ｘ  電動送風機
２、２Ｘ  電動機
３  回転ファン
４  エアガイド
５  ブラケット
５ａ  開口孔
６  ファンケース
６ａ  吸気口
１０  回転子
１１  回転子鉄心
１１ａ  ティース部
１２  巻線コイル
１３  シャフト
１３ａ  第１部位
１３ｂ  第２部位
１４  整流子
１５  ブラシ
１６  第１軸受け部
１７  第２軸受け部
１８  波形ワッシャ
２０  固定子
２１  磁石
３０  ヨーク
３１  円弧部
３２  直線部
４０、４０Ｘ  フレーム（筐体）
４０ａ  開口部
４０ｂ  排気口
４１  膨出部
４２  凹部
【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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【国際調査報告】
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