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JP6271268B2 - Electric blower and method for manufacturing the same - Google Patents

Electric blower and method for manufacturing the same Download PDF

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JP6271268B2
JP6271268B2 JP2014016063A JP2014016063A JP6271268B2 JP 6271268 B2 JP6271268 B2 JP 6271268B2 JP 2014016063 A JP2014016063 A JP 2014016063A JP 2014016063 A JP2014016063 A JP 2014016063A JP 6271268 B2 JP6271268 B2 JP 6271268B2
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

本発明の実施形態は、ステータにより回転されたロータによって回転されるファンを備えた電動送風機およびその製造方法に関する。   Embodiments described herein relate generally to an electric blower including a fan rotated by a rotor rotated by a stator, and a manufacturing method thereof.

従来、例えば電気掃除機に用いられる電動送風機は、外周に複数の対をなす磁極を有するロータ、および、対をなすコイルを互いに対向して有しロータを回転させる力を発生するステータを備えた電動機(ブラシレスモータ)と、ロータの回転軸に一体的に取り付けられた遠心ファンとを有し、ロータの回転位置に応じてコイルに流す電流の向きが切り換わることでロータを回転させる。   2. Description of the Related Art Conventionally, for example, an electric blower used in a vacuum cleaner includes a rotor having a plurality of pairs of magnetic poles on the outer periphery, and a stator that has a pair of coils facing each other and generates a force for rotating the rotor. It has an electric motor (brushless motor) and a centrifugal fan integrally attached to the rotating shaft of the rotor, and rotates the rotor by switching the direction of the current flowing through the coil in accordance with the rotational position of the rotor.

このような電動送風機では、遠心ファンを高速回転させるため、遠心ファンを回転軸に対して強固に回り止めする必要がある。その際、例えば遠心ファンを回転軸に対して圧入する方法も考えられるものの、この場合には、遠心ファンの微細な変形などによって回転バランスが悪化するおそれがあるので、回転軸と遠心ファンとを接着剤により固着する方法が用いられる。   In such an electric blower, since the centrifugal fan is rotated at a high speed, it is necessary to firmly prevent the centrifugal fan from rotating with respect to the rotation shaft. At this time, for example, a method of press-fitting the centrifugal fan into the rotating shaft is also conceivable, but in this case, the rotational balance may be deteriorated due to minute deformation of the centrifugal fan, etc. A method of fixing with an adhesive is used.

しかしながら、この構成では、回転軸と遠心ファンとの材質によっては接着剤により固着しにくい場合がある。   However, in this configuration, depending on the material of the rotating shaft and the centrifugal fan, it may be difficult to fix with an adhesive.

特表2012−518751号公報Special table 2012-518751 gazette

本発明が解決しようとする課題は、回転バランスを低下させることなくファンを回転軸に対して確実に回り止めできる電動送風機およびその製造方法を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide an electric blower that can reliably prevent a fan from rotating about a rotating shaft without lowering the rotational balance, and a method for manufacturing the same.

実施形態の電動送風機は、金属製の回転軸を有するロータ、および、このロータを回転させる力を発生させるステータを備えた電動機を有する。さらに、この電動送風機は、回転軸の回転により回転する樹脂製のファンを有する。このファンは、中央部を貫通し回転軸が挿通される挿通孔を有する筒状のファン本体を備える。また、このファンは、挿通孔の内部にファン本体の軸方向に沿って設けられ、この挿通孔の一端側と連通するとともに、この挿通孔の他端側と連通しない溝部を備える。そして、電動送風機は、回転軸を構成する金属に対する固着力がファンを構成する樹脂に対する固着力よりも大きい樹脂材料により形成され、回転軸の外周面に固着されて溝部に嵌合されることで回転軸とファンとを周方向に回り止めする回り止め部を有する。 The electric blower of the embodiment includes a rotor having a metal rotating shaft and an electric motor including a stator that generates a force for rotating the rotor. Furthermore, this electric blower has a resin fan that rotates by rotation of the rotating shaft. This fan includes a cylindrical fan body having an insertion hole that passes through a central portion and through which a rotation shaft is inserted. The fan is provided in the insertion hole along the axial direction of the fan main body, and includes a groove portion that communicates with one end side of the insertion hole and does not communicate with the other end side of the insertion hole. Then, the electric blower is formed of a resin material whose adhesion force to the metal constituting the rotation shaft is larger than the adhesion force to the resin constituting the fan, and is fixed to the outer peripheral surface of the rotation shaft and fitted into the groove portion. There is a rotation preventing portion that prevents the rotation shaft and the fan from rotating in the circumferential direction.

一実施形態の電動送風機の製造方法の一部を示す断面図であり、(a1)および(a2)はロータ全体を示し、(b1)および(b2)はその一部を拡大して示す。It is sectional drawing which shows a part of manufacturing method of the electric blower of one Embodiment, (a1) and (a2) show the whole rotor, (b1) and (b2) show the part expanded. (a)は同上電動送風機のファンを示す断面図、(b)はファンの一部を拡大して前方から示す正面図である。(a) is sectional drawing which shows the fan of an electric blower same as the above, (b) is a front view which expands and shows a part of fan from the front. 同上電動送風機の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of an electric blower same as the above. 同上電動送風機の中央断面図である。It is a center sectional view of an electric blower same as the above. (a)は同上電動送風機を前方から示す斜視図、(b)は同上電動送風機を後方から示す斜視図である。(a) is a perspective view showing the same electric blower from the front, (b) is a perspective view showing the electric blower from the rear.

以下、一実施形態の構成を図1ないし図5を参照して説明する。   The configuration of one embodiment will be described below with reference to FIGS.

図4、図5(a)および図5(b)において、11は電動送風機を示し、この電動送風機11は、例えば電気掃除機やブロワなどに用いられるものである。   4, 5 (a), and 5 (b), 11 indicates an electric blower, and this electric blower 11 is used for, for example, a vacuum cleaner or a blower.

この電動送風機11は、電動機であるブラシレスモータ12と、このブラシレスモータ12より回転されるファンである遠心ファン13とを一体的に備えている。なお、以下、説明をより明確にするために、電動送風機11のブラシレスモータ12側を後側(矢印RR側)とし、遠心ファン13側を前側(矢印FR側)として説明する。   The electric blower 11 is integrally provided with a brushless motor 12 that is an electric motor and a centrifugal fan 13 that is a fan rotated by the brushless motor 12. Hereinafter, for the sake of clarity, the brushless motor 12 side of the electric blower 11 will be described as the rear side (arrow RR side), and the centrifugal fan 13 side will be described as the front side (arrow FR side).

ブラシレスモータ12は、図3ないし図5に示すように、ロータ(回転子)21と、このロータ21を回転させる力を発生させるステータ(固定子)22と、ロータ21の回転位置を検出する検出部23と、ステータ22で発生させる力を制御する制御部24と、ステータ22および検出部23を位置決めしつつ固定する固定部材25と、この固定部材25を介してステータ22および検出部23が固定される被固定部材であるフレーム26とを備えている。   As shown in FIGS. 3 to 5, the brushless motor 12 includes a rotor (rotor) 21, a stator (stator) 22 that generates a force for rotating the rotor 21, and detection for detecting the rotational position of the rotor 21. Part 23, control part 24 for controlling the force generated by stator 22, fixing member 25 for fixing stator 22 and detection part 23 while positioning, and stator 22 and detection part 23 are fixed via this fixing member 25 And a frame 26 which is a fixed member to be fixed.

ロータ21は、一端側(前端側)に遠心ファン13が取り付けられる出力軸(シャフト)である回転軸28と、この回転軸28の他端側(後端側)に一体的に固定される磁石部であるロータ本体29と、このロータ本体29よりも一端側(前端側)の位置で回転軸28を回転可能に保持するベアリング部30とを備えている。   The rotor 21 includes a rotary shaft 28 that is an output shaft (shaft) to which the centrifugal fan 13 is attached on one end side (front end side), and a magnet that is integrally fixed to the other end side (rear end side) of the rotary shaft 28. And a bearing portion 30 that rotatably holds the rotary shaft 28 at a position on one end side (front end side) of the rotor main body 29.

回転軸28は、例えばステンレスなどの金属により細長い円柱状に形成されている。   The rotating shaft 28 is formed in a long and narrow cylindrical shape from a metal such as stainless steel.

ロータ本体29は、円筒状に形成され、回転軸28に対して例えば接着固定されている。このロータ本体29には、図示しない永久磁石が埋め込まれ、外周の略半分(略半周分)が例えばN極の(一の)磁極29a、残りの略半分(略半周分)がS極の(他の)磁極29bとなっている。すなわち、このロータ本体29は、略等しい大きさでかつ互いに極性が異なる一対の磁極29a,29bを周方向(回転方向)に隣接して備えている。   The rotor body 29 is formed in a cylindrical shape, and is bonded and fixed to the rotary shaft 28, for example. A permanent magnet (not shown) is embedded in the rotor body 29, and approximately half of the outer periphery (approximately half of the circumference) is, for example, an N-pole (one) magnetic pole 29a, and the remaining approximately half (approximately half of the circumference) is S-pole ( The other magnetic pole 29b. That is, the rotor body 29 includes a pair of magnetic poles 29a and 29b having substantially the same size and different polarities adjacent to each other in the circumferential direction (rotating direction).

ベアリング部30は、フレーム26に固定される円筒状のスリーブ32と、このスリーブ32内の両端の位置に固定されたベアリング33,33とを備えており、これらベアリング33,33の内部に回転軸28が挿通されてこれらベアリング33,33に保持されている。   The bearing portion 30 includes a cylindrical sleeve 32 fixed to the frame 26, and bearings 33 and 33 fixed to positions at both ends in the sleeve 32, and a rotation shaft is provided inside the bearings 33 and 33. 28 is inserted and held by these bearings 33 and 33.

ステータ22は、例えば電磁鋼板などの磁性体により形成されたステータコア35と、このステータコア35に一体成形されたステータ絶縁である絶縁体36とを備えており、この絶縁体36に銅線などの線材37が巻き付けられて構成されている。   The stator 22 includes, for example, a stator core 35 formed of a magnetic material such as an electromagnetic steel plate, and an insulator 36 that is a stator insulation formed integrally with the stator core 35. The insulator 36 is a wire rod such as a copper wire. 37 is wound and configured.

ステータコア35は、互いに離間された対をなす一および他のコア部41,42の一端部間が連結部43により連結され、略U字状(略C字状)に形成されている。一および他のコア部41,42の自由端部側である他端部には、一および他の磁極部である一および他のコア歯部45,46が互いに離間して対向するように形成されている。   The stator core 35 is formed in a substantially U-shape (substantially C-shape) by connecting one end portions of one and the other core portions 41 and 42 forming a pair separated from each other by a connecting portion 43. One and other core tooth portions 45 and 46, which are one and other magnetic pole portions, are formed so as to be opposed to each other at the other end portion which is the free end portion side of the one and other core portions 41 and 42. Has been.

これら一および他のコア歯部45,46は、それぞれ円弧状に湾曲して互いに対向する一および他の磁気作用面54,55を有しているとともに、一および他のスロット開口部56,57を介して互いに離間されている。   These one and other core teeth 45, 46 have one and other magnetic action surfaces 54, 55 that are curved in an arc and face each other, and one and other slot openings 56, 57. Are spaced apart from each other.

一および他の磁気作用面54,55は、ロータ21を回転させるための磁気をロータ本体29(磁極29a,29b)に作用させる部分であり、ロータ本体29の外周面(磁極29a,29b)に所定の間隙を介して対向している。また、これら一および他の磁気作用面54,55は、円弧の中心の位置が互いに僅かにずれて配置されている。   The one and other magnetic action surfaces 54 and 55 are portions for applying magnetism for rotating the rotor 21 to the rotor body 29 (magnetic poles 29a and 29b), and are applied to the outer peripheral surfaces (magnetic poles 29a and 29b) of the rotor body 29. Opposing via a predetermined gap. The one and other magnetic action surfaces 54 and 55 are arranged so that the positions of the arc centers are slightly shifted from each other.

絶縁体36は、例えば耐熱性に優れた合成樹脂などにより形成されており、ステータコア35の一および他のコア部41,42に配置された一および他の被巻回部63,64と、中間保持部66と保持部67とが一体に設けられ、中間保持部66に中間端子75が取り付けられるとともに保持部67に端子部77が取り付けられている。そして、一および他の被巻回部63,64に線材37が巻回されてコイルである一および他のコイル78,79が構成される。   The insulator 36 is formed of, for example, a synthetic resin having excellent heat resistance, and one and other wound portions 63 and 64 disposed in one and other core portions 41 and 42 of the stator core 35, and an intermediate The holding portion 66 and the holding portion 67 are integrally provided, and an intermediate terminal 75 is attached to the intermediate holding portion 66 and a terminal portion 77 is attached to the holding portion 67. Then, the wire 37 is wound around the one and other wound parts 63 and 64 to constitute one and other coils 78 and 79 which are coils.

これら一および他のコイル78,79は、ステータコア35の一および他のコア歯部45,46(一および他の磁気作用面54,55)に互いに極性が異なる磁極を発生させる電磁石をなすものであり、線材37を一および他の被巻回部63,64にそれぞれ同方向に巻回することで形成されている。したがって、これら一および他のコイル78,79は、電気的に、端子部77と中間端子75との間に並列に接続され、一のコイル78の巻き始めが端子部77側、他のコイル79の巻き始めが中間端子75側となっている。   These one and other coils 78 and 79 form electromagnets that generate magnetic poles having different polarities in one and other core teeth 45 and 46 (one and other magnetic action surfaces 54 and 55) of the stator core 35. The wire 37 is wound around one and other wound parts 63 and 64 in the same direction. Therefore, these one and other coils 78 and 79 are electrically connected in parallel between the terminal portion 77 and the intermediate terminal 75, and the winding start of the one coil 78 is the terminal portion 77 side and the other coil 79. The start of winding is the intermediate terminal 75 side.

検出部23は、基板81、この基板81に実装された位置検出手段82および温度検出手段83を備えている。   The detection unit 23 includes a substrate 81, position detection means 82 and temperature detection means 83 mounted on the substrate 81.

位置検出手段82は、ロータ21のロータ本体29の磁極29a,29bの極性を検出することによってロータ21の回転位置(回転角度)を検出するもので、例えばホールICなどである。この位置検出手段82は、ステータコア35の一のスロット開口部56に対向して配置され、この一のスロット開口部56から、ロータ21のロータ本体29の外周面に対向している。   The position detection means 82 detects the rotation position (rotation angle) of the rotor 21 by detecting the polarities of the magnetic poles 29a and 29b of the rotor body 29 of the rotor 21, and is, for example, a Hall IC. The position detecting means 82 is disposed to face one slot opening 56 of the stator core 35, and the one slot opening 56 faces the outer peripheral surface of the rotor body 29 of the rotor 21.

温度検出手段83は、ステータ22(一および他のコイル78,79)の温度を検出するもので、例えばサーミスタなどである。   The temperature detection means 83 detects the temperature of the stator 22 (one and other coils 78 and 79), and is, for example, a thermistor.

制御部24は、検出部23と電気的に接続され、位置検出手段82により検出したロータ21の回転位置に応じて一および他のコイル78,79に流れる電流の向きや通電時間を切り換える電流切換手段の機能を有しており、通電時間の切り換えによってロータ21の回転数を制御するようになっている。また、この制御部24は、温度検出手段83により検出した一および他のコイル78,79の温度が所定以上である場合には、一および他のコイル78,79に流れる電流を遮断するなどしてステータ22(一および他のコイル78,79)を過熱に対して保護できる保護手段の機能を有している。そして、この制御部24は、例えばフレーム26以外の所定の位置に固定される。   The control unit 24 is electrically connected to the detection unit 23 and switches current direction and energization time to flow through one and other coils 78 and 79 according to the rotational position of the rotor 21 detected by the position detection means 82. The rotation speed of the rotor 21 is controlled by switching the energization time. In addition, when the temperature of the one and other coils 78 and 79 detected by the temperature detecting means 83 is equal to or higher than the predetermined temperature, the control unit 24 cuts off the current flowing through the one and other coils 78 and 79. Thus, the stator 22 (one and the other coils 78 and 79) has a function of protection means capable of protecting against overheating. The control unit 24 is fixed at a predetermined position other than the frame 26, for example.

固定部材25は、検出部23(基板81)を位置決めするとともに、ステータ22および検出部23(基板81)をフレーム26に対して保持するもので、例えば絶縁性の合成樹脂などにより、基板81と略等しい外郭を有する長尺の板状に形成されている。   The fixing member 25 positions the detection unit 23 (substrate 81) and holds the stator 22 and detection unit 23 (substrate 81) with respect to the frame 26. It is formed in a long plate shape having substantially the same outline.

また、フレーム26は、例えば合成樹脂などにより形成されており、円柱状の被固定部材本体であるフレーム本体103と、このフレーム本体103の周囲に位置する円筒状の外壁部104と、これらフレーム本体103と外壁部104とを連結する複数の整流フィンである整流部105とを一体に備えている。   The frame 26 is formed of, for example, synthetic resin, and includes a frame main body 103 that is a columnar fixed member main body, a cylindrical outer wall portion 104 that is positioned around the frame main body 103, and the frame main body. A rectifying unit 105, which is a plurality of rectifying fins, connecting 103 and the outer wall 104 is integrally provided.

フレーム本体103には、前側である一端側に、遠心ファン13が嵌合する円形状の嵌合受部107が凹設されているとともに、この嵌合受部107の中央部に、ベアリング部30(スリーブ32)が挿入固定される保持孔108が前後両端間を貫通して設けられている。また、このフレーム本体103には、後側である他端側に、一および他のねじ止め孔となる一および他のボス部109,110が突設されている。そして、これら一および他のボス部109,110には、ステータ22および検出部23(基板81)を固定部材25とともにフレーム26に固定する固定体であるねじ111,111が後方からフレーム26の軸方向(前後方向)に沿って挿入されてそれぞれねじ止めされる。   The frame main body 103 has a circular fitting receiving portion 107 into which the centrifugal fan 13 is fitted at one end, which is the front side, and a bearing portion 30 at the center of the fitting receiving portion 107. A holding hole 108 into which the (sleeve 32) is inserted and fixed is provided so as to penetrate between the front and rear ends. In addition, one and other boss portions 109 and 110 serving as one and other screw holes are projected from the other end side which is the rear side of the frame main body 103. These one and other bosses 109 and 110 are provided with screws 111 and 111, which are fixed bodies for fixing the stator 22 and the detection unit 23 (substrate 81) to the frame 26 together with the fixing member 25, from the rear of the shaft of the frame 26. It is inserted along the direction (front-rear direction) and screwed.

外壁部104は、フレーム本体103の外周面に対して全周に亘って略等間隔に離間されており、この外壁部104の内周面とフレーム本体103の外周面との間に、各整流部105が位置する流通路113が区画されている。そして、この流通路113の後側である他端側が、遠心ファン13から吹き出された空気を電動送風機11(ブラシレスモータ12)の外部へと排出する排気口114となっている。   The outer wall portion 104 is spaced from the outer peripheral surface of the frame main body 103 at substantially equal intervals over the entire circumference, and each rectification is performed between the inner peripheral surface of the outer wall portion 104 and the outer peripheral surface of the frame main body 103. A flow passage 113 in which the portion 105 is located is partitioned. The other end, which is the rear side of the flow passage 113, serves as an exhaust port 114 for discharging the air blown from the centrifugal fan 13 to the outside of the electric blower 11 (brushless motor 12).

各整流部105は、遠心ファン13から外周側へと吹き出されて流通路113を一端側から他端側へと通過する空気を整流するもので、それぞれリブ状に形成されているとともに、一端側から他端側へと、フレーム26の周方向に沿って傾斜するようになっている。   Each rectifying unit 105 rectifies air that is blown from the centrifugal fan 13 to the outer peripheral side and passes through the flow passage 113 from one end side to the other end side, and is formed in a rib shape and one end side Inclined along the circumferential direction of the frame 26 from the other end to the other end side.

一方、遠心ファン13は、ブラシレスモータ12の回転軸28の前端部に一体的に固定されている。この遠心ファン13は、例えばPEEKなどの、耐熱性、寸法安定性および耐摩耗性などに優れた合成樹脂によって形成され、一端部から他端部に向かって徐々に拡径する円筒状に形成されたファン本体121と、このファン本体121の外周面に突設されて周方向に沿って螺旋状に湾曲された複数の羽根部122とを一体に備え、一方向への回転によって空気を中心側から外周側へと整流するように構成されている。そして、この遠心ファン13はフレーム26に対して一体的に固定されるカバー部123により覆われている。   On the other hand, the centrifugal fan 13 is integrally fixed to the front end portion of the rotating shaft 28 of the brushless motor 12. The centrifugal fan 13 is formed of a synthetic resin having excellent heat resistance, dimensional stability, and wear resistance, such as PEEK, and is formed in a cylindrical shape that gradually increases in diameter from one end to the other end. The fan body 121 and a plurality of blade portions 122 protruding from the outer peripheral surface of the fan body 121 and spirally curved along the circumferential direction are integrally provided, and the air is centered by rotating in one direction. It is comprised so that it may rectify | straighten from the outer periphery side. The centrifugal fan 13 is covered with a cover portion 123 that is integrally fixed to the frame 26.

ファン本体121は、フレーム26の嵌合受部107に配置される。また、このファン本体121の中央部には、回転軸28が挿入固定される挿通孔125が貫通して設けられている。この挿通孔125の内縁部には、挿通孔125の一端側(前端側)と連通し他端側(後端側)と連通しない長手状の溝部125aが、ファン本体121(遠心ファン13)の軸方向に沿って、かつ、周方向に複数、互いに略等間隔(略等角度)に離間されて形成されている。また、この挿通孔125の一端側(前端側)は、一端側に向けて徐々に拡径する拡径部125bとなっている。   The fan main body 121 is disposed in the fitting receiving portion 107 of the frame 26. Further, an insertion hole 125 through which the rotation shaft 28 is inserted and fixed is provided in the central portion of the fan main body 121. On the inner edge portion of the insertion hole 125, a longitudinal groove 125a that communicates with one end side (front end side) of the insertion hole 125 and does not communicate with the other end side (rear end side) of the fan body 121 (centrifugal fan 13). A plurality are formed along the axial direction and in the circumferential direction so as to be spaced apart from each other at substantially equal intervals (approximately equal angles). In addition, one end side (front end side) of the insertion hole 125 is a diameter-expanded portion 125b that gradually increases in diameter toward one end side.

各溝部125aには、回転軸28の外周面に固着された回り止め部126が嵌合されている。これら回り止め部126は、流体状の例えばエポキシ樹脂系などの樹脂材料127を硬化することで形成されており、溝部125aにそれぞれ嵌合することにより、回転軸28に対して遠心ファン13を軸方向に抜け止めするとともに周方向に回り止めするようになっている。なお、この樹脂材料127としては、回転軸28を構成する金属に対する固着力が、ファン本体121(遠心ファン13)を構成する合成樹脂に対する固着力よりも大きいものが用いられる。   Each groove portion 125a is fitted with a rotation preventing portion 126 fixed to the outer peripheral surface of the rotary shaft 28. These anti-rotation portions 126 are formed by curing a fluid resin material 127 such as an epoxy resin, and the centrifugal fan 13 is pivoted with respect to the rotation shaft 28 by fitting into the groove portions 125a. It is designed to prevent slipping in the direction and to prevent rotation in the circumferential direction. In addition, as the resin material 127, a material whose adhesion force to the metal constituting the rotary shaft 28 is larger than the adhesion force to the synthetic resin constituting the fan body 121 (centrifugal fan 13) is used.

カバー部123は、扁平な(軸寸法が短い)略円筒状に形成されており、中央部に円形状の吸込口128が貫通して設けられ、この吸込口128に遠心ファン13のファン本体121が外周に間隙を有して挿入配置されている。また、このカバー部123の内周側は、遠心ファン13のファン本体121の外周側に対して間隙を有しており、この間隙が、吸込口128と流通路113とを連通する連通路129となっている。   The cover portion 123 is formed in a flat (short axial dimension) substantially cylindrical shape, and a circular suction port 128 is provided through the central portion, and the fan body 121 of the centrifugal fan 13 is provided in the suction port 128. Are inserted and arranged with a gap on the outer periphery. Further, the inner peripheral side of the cover portion 123 has a gap with respect to the outer peripheral side of the fan main body 121 of the centrifugal fan 13, and this gap communicates with the communication passage 129 that connects the suction port 128 and the flow passage 113. It has become.

次に、上記一実施形態の製造方法を説明する。   Next, the manufacturing method of the one embodiment will be described.

電動送風機11を製造する際には、概略として、ベアリング部30、ロータ本体29および遠心ファン13を回転軸28に取り付けたロータ21をフレーム26に取り付けるとともに、別途組み立てたステータ22および検出部23を固定部材25とともにフレーム26に取り付け、フレーム26にカバー部123を取り付ける。   When manufacturing the electric blower 11, generally, the bearing 21, the rotor body 29, and the rotor 21 with the centrifugal fan 13 attached to the rotating shaft 28 are attached to the frame 26, and the separately assembled stator 22 and the detector 23 are provided. The fixing member 25 is attached to the frame 26, and the cover portion 123 is attached to the frame 26.

より詳細に、ロータ21を組み立てる際には、スリーブ32の内部にベアリング33,33を例えば接着固定したベアリング部30を形成し、このベアリング部30のベアリング33,33に回転軸28を挿通した後、ロータ本体29を回転軸28の後端側に例えば接着固定する。この後、この回転軸28に対して遠心ファン13を、挿通孔125を位置合わせして前端部から挿入し、この遠心ファン13を所望の取付位置よりも後端側であるベアリング部30側へと寄せて、例えばこのベアリング部30(スリーブ32)と当接する位置までスライドさせ(図1(a1)および図1(b1))、回転軸28の前端側の外周面に流体状の樹脂材料127を塗布して、遠心ファン13を回転軸28の前端側へと所望の取付位置にスライドさせて引き戻す(図1(a2)および図1(b2))ことで、回転軸28の外周面に対向し挿通孔125の前端側にのみ開口したファン本体121の各溝部125aへと拡径部125bを介して樹脂材料127が侵入する。この状態で、これらを図示しない治具などに取り付けて直立状態で保持し、樹脂材料127を硬化させることで、樹脂材料127が回転軸28の外周面に固着されるとともに遠心ファン13の各溝部125a内に嵌合して回り止め部126となり、遠心ファン13が回転軸28に対して抜け止め固定および回り止め固定される。すなわち、いわば回転軸28の外周面に径方向へと突設した回り止め部126によって遠心ファン13を回り止めした状態と等価になる。このとき、回り止め部126は、遠心ファン13(ファン本体121)の各溝部125aに対して固着していてもよいが、各溝部125aに隙間なく嵌合しているだけでも抜け止めおよび回り止めの効果を充分に得ることができる。   More specifically, when assembling the rotor 21, the bearing portion 30 in which the bearings 33 and 33 are bonded and fixed inside the sleeve 32 is formed, for example, and the rotary shaft 28 is inserted into the bearings 33 and 33 of the bearing portion 30. For example, the rotor body 29 is bonded and fixed to the rear end side of the rotating shaft 28. Thereafter, the centrifugal fan 13 is inserted into the rotating shaft 28 from the front end portion with the insertion hole 125 aligned, and the centrifugal fan 13 is moved to the bearing portion 30 side which is the rear end side from the desired mounting position. For example, it is slid to a position where it abuts against the bearing portion 30 (sleeve 32) (FIGS. 1 (a1) and 1 (b1)), and a fluid resin material 127 is formed on the outer peripheral surface of the front end side of the rotary shaft 28. The centrifugal fan 13 is slid to the front end side of the rotary shaft 28 at a desired mounting position and pulled back (FIG. 1 (a2) and FIG. 1 (b2)) to face the outer peripheral surface of the rotary shaft 28. The resin material 127 enters the groove portions 125a of the fan main body 121 opened only on the front end side of the through-insertion holes 125 through the enlarged diameter portions 125b. In this state, these are attached to a jig (not shown) and held in an upright state, and the resin material 127 is cured, so that the resin material 127 is fixed to the outer peripheral surface of the rotary shaft 28 and each groove portion of the centrifugal fan 13 The anti-rotation portion 126 is fitted into the inner portion 125 a, and the centrifugal fan 13 is fixed to the rotating shaft 28 and fixed to the rotation shaft 28. In other words, this is equivalent to a state in which the centrifugal fan 13 is prevented from rotating by the rotation-preventing portion 126 protruding in the radial direction on the outer peripheral surface of the rotating shaft 28. At this time, the anti-rotation portion 126 may be fixed to each groove portion 125a of the centrifugal fan 13 (fan main body 121). The effect of can be sufficiently obtained.

また、ステータ22の組み立ての際には、ステータコア35と一体成形した絶縁体36の一の被巻回部63および他の被巻回部64に線材37を順次巻回して一のコイル78および他のコイル79を形成するとともに、線材37を中間保持部66および保持部67に保持し、これら中間保持部66および保持部67に中間端子75および端子部77を圧入して、一および他のコイル78,79と中間端子75および端子部77とを電気的に接続することで、ステータ22が完成する。   Further, when the stator 22 is assembled, the wire rod 37 is sequentially wound around one wound part 63 and the other wound part 64 of the insulator 36 integrally formed with the stator core 35, so that one coil 78 and the other are wound. The coil 79 is formed, the wire rod 37 is held by the intermediate holding part 66 and the holding part 67, and the intermediate terminal 75 and the terminal part 77 are press-fitted into the intermediate holding part 66 and the holding part 67, so that one and other coils The stator 22 is completed by electrically connecting 78 and 79 to the intermediate terminal 75 and the terminal portion 77.

この後、完成したロータ21およびステータ22などをフレーム26に組み付ける。ロータ21は、ベアリング部30を保持孔108に挿入して接着固定するとともに、カバー部123をフレーム26に接着固定することで、ファン本体121がフレーム26の嵌合受部107に位置するとともに吸込口128に挿入され、吸込口128と流通路113とが連通路129によって連通される。   Thereafter, the completed rotor 21, stator 22 and the like are assembled to the frame 26. The rotor 21 is inserted into the holding hole 108 and bonded and fixed, and the cover 123 is bonded and fixed to the frame 26 so that the fan main body 121 is positioned at the fitting receiving portion 107 of the frame 26 and sucks in. The suction port 128 is connected to the flow passage 113 by the communication passage 129.

そして、ステータ22および検出部23を固定部材25に位置合わせして重ね、ねじ111,111を用いてフレーム26の一および他のボス部109,110にねじ止めすることで、フレーム26に固定する。   Then, the stator 22 and the detection unit 23 are aligned and overlapped with the fixing member 25, and fixed to the frame 26 by screwing to one of the frame 26 and the other bosses 109, 110 using screws 111, 111. .

この状態で、ロータ21のロータ本体29の外周面(磁極29a,29b)が一および他のコア歯部45,46(一および他の磁気作用面54,55)間に所定の間隙を介して位置して位置検出手段82に対向するように位置決めされる。   In this state, the outer peripheral surface (magnetic poles 29a, 29b) of the rotor main body 29 of the rotor 21 is interposed between the one and other core teeth 45, 46 (one and the other magnetic action surfaces 54, 55) via a predetermined gap. Positioned so as to face the position detecting means 82.

このように完成した電動送風機11は所定の位置に組み付けるとともに、中間端子75および端子部77などにリード線などを電気的に接続することで、電力が供給されて回転可能な状態となる。   The electric blower 11 thus completed is assembled at a predetermined position and electrically connected with lead wires and the like to the intermediate terminal 75, the terminal portion 77, and the like, so that electric power is supplied and the electric blower 11 becomes rotatable.

検出部23では、位置検出手段82が磁極29a,29bを介してロータ21の回転位置、すなわち磁極29a,29bの回転位置を検出しており、この回転位置に応じて制御部24が一および他のコイル78,79に流す電流の向きを切り換えることで、一および他のコア歯部45,46(一および他の磁気作用面54,55)に生じる磁極を切り換えて、ロータ21を回転させる。   In the detection unit 23, the position detection means 82 detects the rotational position of the rotor 21, that is, the rotational position of the magnetic poles 29a and 29b, via the magnetic poles 29a and 29b. By switching the direction of the current flowing in the coils 78 and 79, the magnetic poles generated in the one and other core teeth 45 and 46 (one and the other magnetic action surfaces 54 and 55) are switched, and the rotor 21 is rotated.

より詳細には、位置検出手段82により検出したロータ21の回転位置が、例えば磁極29aが一のコア歯部45(一の磁気作用面54)に対向し、磁極29bが他のコア歯部46(他の磁気作用面55)に対向した位置である場合には、一のコイル78に磁極29aと同じ極性(N極)が生じ、他のコイル79に磁極29bと同じ極性(S極)が生じるように制御部24によって線材37に流す電流の向きを設定すると、一のコア歯部45(一の磁気作用面54)と磁極29aとの間、および、他のコア歯部46(他の磁気作用面55)と磁極29bとの間に反発力が生じるとともに、一のコア歯部45(一の磁気作用面54)と磁極29bとの間、および、他のコア歯部46(他の磁気作用面55)と磁極29aとの間に吸引力が生じることで、ロータ21が約半周回転する。次いで、制御部24が電流の向きを反対方向に切り換えることで、一および他のコイル78,79に上記と反対の磁極が生じ、ロータ21がさらに約半周回転して、全体として一周する。この動作を繰り返すことにより、ロータ21を一定方向に回転させ続けることができる。   More specifically, the rotational position of the rotor 21 detected by the position detecting means 82 is such that, for example, the magnetic pole 29a faces one core tooth 45 (one magnetic action surface 54), and the magnetic pole 29b moves to the other core tooth 46. When the position is opposite to (the other magnetic acting surface 55), the same polarity (N pole) as that of the magnetic pole 29a is generated in one coil 78, and the same polarity (S pole) as that of the magnetic pole 29b is generated in the other coil 79. When the direction of the current flowing through the wire 37 is set by the control unit 24 so as to occur, between the one core tooth portion 45 (one magnetic acting surface 54) and the magnetic pole 29a, and the other core tooth portion 46 (other A repulsive force is generated between the magnetic acting surface 55) and the magnetic pole 29b, and between one core tooth 45 (one magnetic acting surface 54) and the magnetic pole 29b, and another core tooth 46 (other The attraction force is generated between the magnetic acting surface 55) and the magnetic pole 29a, so that the rotor 21 rotates about a half turn. Next, when the control unit 24 switches the direction of the current to the opposite direction, a magnetic pole opposite to the above is generated in one and the other coils 78 and 79, and the rotor 21 further rotates about a half turn to make a full turn. By repeating this operation, the rotor 21 can be continuously rotated in a certain direction.

ロータ21の回転により、このロータ21の回転軸28と一体的に固定された遠心ファン13が回転することで負圧が生じ、吸込口128から空気が吸い込まれる。この空気は、各羽根部122に沿って整流されつつ連通路129から流通路113へと流れ、この流通路113を通過する際に各整流部105により整流されるとともにブラシレスモータ12を冷却し、排気口114から排気される。   The rotation of the rotor 21 causes the centrifugal fan 13 fixed integrally with the rotation shaft 28 of the rotor 21 to rotate, so that negative pressure is generated and air is sucked from the suction port 128. This air flows from the communication passage 129 to the flow passage 113 while being rectified along each blade 122, and is rectified by each rectification portion 105 when passing through this flow passage 113 and cools the brushless motor 12, The air is exhausted from the exhaust port 114.

なお、温度検出手段83は、ステータコア35を介して一および他のコイル78,79の温度、すなわちステータ22の温度を検出している。そして、制御部24では、当該温度が所定温度以上であるかどうかを判断し、所定温度以上となった場合には、一のコイル78および(または)他のコイル79が過熱しているものと判断し、この制御部24が一および他のコイル78,79に流れる電流を低下させることで、ロータ21の回転を停止させ、電動送風機11(ブラシレスモータ12)を保護する。   The temperature detecting means 83 detects the temperatures of the one and other coils 78 and 79, that is, the temperature of the stator 22 through the stator core 35. Then, the control unit 24 determines whether or not the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature. If the temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, one coil 78 and / or another coil 79 is overheated. This control unit 24 reduces the current flowing through one and the other coils 78 and 79, thereby stopping the rotation of the rotor 21 and protecting the electric blower 11 (brushless motor 12).

以上説明した一実施形態によれば、遠心ファン13の挿通孔125の他端(後端)側から回転軸28の一端(前端)側を挿入して遠心ファン13を回転軸28の他端(後端)側へとスライドさせ、回転軸28の一端(前端)側の外周面に、この回転軸28を構成する金属に対して固着する硬化可能な液状の樹脂材料127を塗布し、遠心ファン13を回転軸28の一端(前端)側へとスライドさせることで溝部125aに樹脂材料127を侵入させ、樹脂材料127を硬化することで、回転軸28の外周面に固着されるとともに、挿通孔125の一端(前端)側と連通しかつ挿通孔125の他端(後端)側と連通しない溝部125aに嵌合されて回転軸28と遠心ファン13とを周方向に回り止めする回り止め部126を形成する。したがって、遠心ファン13を回転軸28に圧入するなどの、遠心ファン13あるいは回転軸28を変形させるおそれがある作業を用いて回転バランスを低下させることなく、回り止め部126によって遠心ファン13を回転軸28に対して確実に回り止めできる。   According to the embodiment described above, one end (front end) side of the rotary shaft 28 is inserted from the other end (rear end) side of the insertion hole 125 of the centrifugal fan 13 to connect the centrifugal fan 13 to the other end of the rotary shaft 28 ( Slide to the (rear end) side, and apply a curable liquid resin material 127 that adheres to the metal constituting the rotary shaft 28 to the outer peripheral surface of the rotary shaft 28 on one end (front end) side. 13 is slid toward one end (front end) of the rotating shaft 28 to allow the resin material 127 to enter the groove 125a and harden the resin material 127, thereby being fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft 28 and the insertion hole. Non-rotating portion that is fitted in a groove 125a that communicates with one end (front end) side of 125 and does not communicate with the other end (rear end) side of insertion hole 125 to prevent rotation of rotating shaft 28 and centrifugal fan 13 in the circumferential direction. 126 is formed. Accordingly, the centrifugal fan 13 is rotated by the rotation stop portion 126 without reducing the rotational balance by using an operation that may cause the centrifugal fan 13 or the rotary shaft 28 to be deformed, such as press-fitting the centrifugal fan 13 into the rotary shaft 28. It is possible to reliably prevent the shaft 28 from rotating.

特に、遠心ファン13を、PEEKなどの合成樹脂により形成する場合には、回転軸28を構成する金属と、遠心ファン13(ファン本体121)を構成する合成樹脂とにそれぞれ強固に固着して充分な回り止め強度を得られる接着剤を安価に得ることが容易でないため、回転軸28側に対してより強固に固着する樹脂材料127を硬化させて、各溝部125aに嵌合する回り止め部126を構成することにより、遠心ファン13を構成する部材(合成樹脂)に拘らず、必要以上に高価な専用の接着剤などを用いることなく、金属に対して接着剤により接着しにくい合成樹脂製の遠心ファン13を回転軸28に対して確実に、かつ、安価に回り止めできる。   In particular, when the centrifugal fan 13 is formed of a synthetic resin such as PEEK, it is sufficient to be firmly fixed to the metal constituting the rotating shaft 28 and the synthetic resin constituting the centrifugal fan 13 (fan body 121). Since it is not easy to obtain an adhesive capable of obtaining a high detent strength at a low cost, the detent portions 126 that harden the resin material 127 that is firmly fixed to the rotating shaft 28 side and are fitted in the respective grooves 125a. It is made of synthetic resin that is difficult to adhere to metal with an adhesive without using a dedicated adhesive more expensive than necessary, regardless of the member (synthetic resin) constituting the centrifugal fan 13. The centrifugal fan 13 can be reliably and inexpensively prevented from rotating with respect to the rotary shaft 28.

しかも、電気掃除機に用いる電動送風機は、1000〜100000rpm程度の高速回転をするため、遠心ファン13を回転軸28に対して強固に回り止めした上記の電動送風機11を好適に用いることができる。   Moreover, since the electric blower used for the vacuum cleaner rotates at a high speed of about 1000 to 100,000 rpm, the electric blower 11 described above in which the centrifugal fan 13 is firmly prevented from rotating with respect to the rotation shaft 28 can be suitably used.

また、遠心ファン13は、合成樹脂により成形することで、複雑な形状であっても精度よく、かつ、容易に形成できるとともに、金属などを用いて形成する場合と比較して軽量化できる。特に、遠心ファン13を構成する合成樹脂としてPEEKを用いることで、空気の圧縮や摩擦により生じる熱やステータ22側(コイル78,79)から発生する熱などに対しても充分な耐熱性を確保できるとともに、摩耗しにくく、かつ、寸法精度が良好な遠心ファン13を製造できる。   In addition, the centrifugal fan 13 can be formed accurately and easily even if it has a complicated shape by molding with a synthetic resin, and the weight can be reduced as compared with the case of using a metal or the like. In particular, by using PEEK as the synthetic resin that constitutes the centrifugal fan 13, sufficient heat resistance is ensured against heat generated by air compression and friction and heat generated from the stator 22 side (coils 78 and 79). In addition, it is possible to manufacture the centrifugal fan 13 that is not easily worn and has good dimensional accuracy.

また、挿通孔125の一端側に拡径部125bを設けることで、遠心ファン13(ファン本体121)を一端側にスライドしたときに樹脂材料127が拡径部125bに沿って各溝部125aへと容易に導かれ、これら溝部125aに入り込みやすくなる。   Further, by providing the enlarged diameter portion 125b on one end side of the insertion hole 125, when the centrifugal fan 13 (fan main body 121) is slid to the one end side, the resin material 127 passes along the enlarged diameter portion 125b to each groove portion 125a. It is easily guided and easily enters these grooves 125a.

なお、上記一実施形態において、電動送風機11は、電動機としてブラシレスモータ12を用いたが、ブラシを有するモータを用いてもよい。この場合には、検出部23および制御部24に代えて、ロータにコイルおよびブラシと摺接する整流子を設けて、回転によってコイルに流れる電流の向きを切り換えてロータ側の磁極を切り換えるように構成することで、上記一実施形態と同様の作用効果を奏することができる。   In the above-described embodiment, the electric blower 11 uses the brushless motor 12 as an electric motor. However, a motor having a brush may be used. In this case, instead of the detection unit 23 and the control unit 24, the rotor is provided with a commutator that is in sliding contact with the coil and the brush, and the direction of the current flowing through the coil by switching is switched to switch the magnetic pole on the rotor side. By doing so, the same operational effects as those of the above-described embodiment can be obtained.

本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although one embodiment of the present invention has been described, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

11 電動送風機
12 電動機であるブラシレスモータ
13 ファンである遠心ファン
21 ロータ
22 ステータ
28 回転軸
121 ファン本体
125 挿通孔
125a 溝部
126 回り止め部
127 樹脂材料
11 Electric blower
12 Brushless motor, an electric motor
13 Centrifugal fan
21 Rotor
22 Stator
28 Rotation axis
121 Fan body
125 insertion hole
125a groove
126 Non-rotating part
127 Resin material

Claims (3)

金属製の回転軸を有するロータ、および、このロータを回転させる力を発生させるステータを備えた電動機と、
中央部を貫通し前記回転軸が挿通される挿通孔を有する筒状のファン本体、および、前記挿通孔の内部に前記ファン本体の軸方向に沿って設けられ、この挿通孔の一端側と連通するとともに、この挿通孔の他端側と連通しない溝部を備え、前記回転軸の回転により回転する樹脂製のファンと、
前記回転軸を構成する金属に対する固着力が前記ファンを構成する樹脂に対する固着力よりも大きい樹脂材料により形成され、前記回転軸の外周面に固着されて前記溝部に嵌合されることで前記回転軸と前記ファンとを周方向に回り止めする回り止め部と
を具備したことを特徴とした電動送風機。
A rotor having a metal rotation shaft, and an electric motor including a stator that generates a force for rotating the rotor;
A cylindrical fan main body having an insertion hole through which the rotation shaft is inserted, and provided in the insertion hole along the axial direction of the fan main body, communicated with one end side of the insertion hole. In addition, a resin fan that includes a groove portion that does not communicate with the other end side of the insertion hole, and rotates by rotation of the rotating shaft;
The rotating shaft is formed by a resin material having a larger adhering force to the metal constituting the rotating shaft than the adhering force to the resin constituting the fan, and is fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft and fitted into the groove. An electric blower comprising: a rotation preventing portion that prevents the shaft and the fan from rotating in the circumferential direction.
溝部は、回転軸の周方向に互いに離れて複数設けられ、A plurality of grooves are provided apart from each other in the circumferential direction of the rotating shaft,
回り止め部を構成する樹脂材料は、前記溝部間の位置でもシャフトの外周面に固着されて、この外周面と挿通孔との間に介在されているThe resin material constituting the rotation preventing portion is fixed to the outer peripheral surface of the shaft even at a position between the groove portions, and is interposed between the outer peripheral surface and the insertion hole.
ことを特徴とした請求項1記載の電動送風機。The electric blower according to claim 1, wherein:
金属製の回転軸を有するロータ、および、このロータを回転させる力を発生させるステータを備えた電動機と、中央部を貫通し前記回転軸が挿通される挿通孔を有する筒状のファン本体、および、前記挿通孔の内部に設けられ、この挿通孔の一端側と連通するとともに、この挿通孔の他端側と連通しない溝部を備え、前記回転軸の回転により回転するファンと、前記回転軸の外周面に固着されて前記溝部に嵌合されることで前記回転軸と前記ファンとを少なくとも周方向に回り止めする回り止め部とを具備した電動送風機の製造方法であって、
前記ファンの挿通孔の他端側から前記回転軸の一端側を挿入して前記ファンを前記回転軸の他端側へとスライドさせ、
前記回転軸の一端側の外周面に、この回転軸を構成する金属に対して固着する硬化可能な液状の樹脂材料を塗布し、
前記ファンを前記回転軸の一端側へとスライドさせることで前記溝部に前記樹脂材料を侵入させ、
前記樹脂材料を硬化することで前記回り止め部を形成する
ことを特徴とした電動送風機の製造方法。
A rotor having a metal rotation shaft, a motor including a stator that generates a force for rotating the rotor, a cylindrical fan body having an insertion hole that passes through the central portion and through which the rotation shaft is inserted, and A fan that is provided inside the insertion hole, communicates with one end side of the insertion hole and does not communicate with the other end side of the insertion hole, and rotates with the rotation of the rotation shaft; and A method of manufacturing an electric blower comprising a rotation preventing portion that is fixed to an outer peripheral surface and fitted in the groove to prevent the rotation shaft and the fan from rotating at least in the circumferential direction,
Inserting one end side of the rotating shaft from the other end side of the insertion hole of the fan and sliding the fan to the other end side of the rotating shaft;
Applying a curable liquid resin material that adheres to the metal constituting the rotating shaft on the outer peripheral surface on one end side of the rotating shaft,
By sliding the fan to one end side of the rotating shaft, the resin material enters the groove,
The anti-rotation part is formed by curing the resin material. A method for manufacturing an electric blower, wherein:
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