特許 6907989 電動機、この電動機を備えた電動送風機、及びその電動送風機を備えた電気掃除機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6907989

(24)【登録日】2021年7月5日

(45)【発行日】2021年7月21日

(54)【発明の名称】電動機、この電動機を備えた電動送風機、及びその電動送風機を備えた電気掃除機

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/14 20060101AFI20210708BHJP

   F04D 29/62 20060101ALI20210708BHJP

   F04D 25/08 20060101ALI20210708BHJP

   H02K 7/14 20060101ALI20210708BHJP

   A47L 9/00 20060101ALI20210708BHJP

【ＦＩ】

   H02K15/14 A

   F04D29/62 D

   F04D25/08 301Z

   H02K7/14 A

   A47L9/00 H

【請求項の数】4

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2018-71403(P2018-71403)

(22)【出願日】2018年4月3日

(65)【公開番号】特開2019-186993(P2019-186993A)

(43)【公開日】2019年10月24日

【審査請求日】2020年6月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000176866

【氏名又は名称】三菱電機ホーム機器株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108431

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 加奈子

(74)【代理人】

【識別番号】100153176

【弁理士】

【氏名又は名称】松井 重明

(74)【代理人】

【識別番号】100109612

【弁理士】

【氏名又は名称】倉谷 泰孝

(72)【発明者】

【氏名】寺本 昌也

(72)【発明者】

【氏名】早津 守

(72)【発明者】

【氏名】浜崎 光将

【審査官】 宮崎 賢司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１５８３５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０１８０５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−０１９５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５１−００３８０２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１０−２８８４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０４２０３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−００３８９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０１４５３６５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １５／１４

Ａ４７Ｌ ９／００

Ｆ０４Ｄ ２５／０８

Ｆ０４Ｄ ２９／６２

Ｈ０２Ｋ ７／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転可能に支持される軸と、
前記軸の外周に取り付けられた又は一体的に形成された、複数の磁極を有するローターコアと、
前記軸を回転可能に支持する、前記軸の外周に取り付けられた１対の軸受と、
を備え、
前記軸の長手方向で見たときに、前記ローターコアの両端となる位置に第１のエンドキャップと第２のエンドキャップがそれぞれ取り付けられ、
前記第１及び第２のエンドキャップが取り付けられている位置の前記軸の外周の径φ１は、前記１対の軸受が取り付けられている位置の前記軸の外周の径φ２よりも大きく、
前記軸は、前記１対の軸受が取り付けられている位置の外周の径φ２から前記第１及び第２のエンドキャップが取り付けられている位置の外周の径φ１へ、傾斜部で外周の径を変化させていて、
前記軸の前記傾斜部は、前記１対の軸受が取り付けられている位置と、前記第１のエンドキャップが取り付けられている位置の間に設けられており、
前記第１及び第２のエンドキャップは、前記軸に圧入することで取り付けられ、
前記第１及び第２のエンドキャップの内径側端部は、傾斜部が設けられていて、
前記第１のエンドキャップと第２のエンドキャップを前記軸で保持する位置まで圧入したとき、前記ローターコア寄りの前記第１のエンドキャップの端部と前記ローターコアの一端の間、及び前記ローターコア寄りの前記第２のエンドキャップの端部と前記ローターコアのもう一端の間には、極小の隙間が設けられ、
前記ローターコア寄りの前記第１のエンドキャップの端部と前記ローターコアの一端の間、及び前記ローターコア寄りの前記第２のエンドキャップの端部と前記ローターコアのもう一端の間に接着剤が注入されている電動機。

【請求項2】

前記第１のエンドキャップと前記第２のエンドキャップは同じ質量である請求項１に記載の電動機。

【請求項3】

請求項１あるいは請求項２に記載の電動機と、
前記電動機の軸の一端に取り付けられた、気流を発生させるインペラと、
を備えた電動送風機。

【請求項4】

請求項３に記載の電動送風機を備えた電気掃除機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動機に関し、この電動機を備えた電動送風機、その電動送風機を備えた電気掃除機に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電気掃除機の小型軽量化に対する市場の要求が高まり、それに伴い電気掃除機に使用する電動機の小型軽量化の開発も進んでいる。小型軽量化された電動機は、電動送風機として風量を従来の電動機並みに得るため高速回転させなければならないが、高速回転させると、軸とローターコアからなる回転子のバランスが悪い場合、電動機の振動が大きくなってしまうため、回転子のバランスを調整する必要があり、バランスを調整するための部材を備える電動機（例えば、特許文献１参照）が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４−００３８９４号公報（第５頁、図２）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の従来の電動機は、バランスを調整するための部材エンドキャップを備えている。しかし、特許文献１に記載の従来の電動機は、軸に取り付ける前にローターコアとエンドキャップを接着して固着させ、あらためて軸を挿入して、ローターコアとエンドキャップを接着したものと軸と接着して形成されているため、組立て作業が煩雑である。また、軸とローターコアは接着により固着しているので強度に課題が残る。

【0005】

そこで、強度を確保するため、軸にローターコアが一体的となるように成形し、エンドキャップを軸に圧入する構成が考えられる。軸には、軸を回動可能に支持する一対の軸受も圧入される。この構成では、軸受を圧入する側から軸受を挿入する前に少なくとも１つのエンドキャップを圧入する必要があり、軸受を圧入する前に軸の表面が傷付き、軸の表面に付いた傷により軸受と軸との圧入による結合が低下したり、軸の回転バランスに悪影響を及ぼしたりする、という課題がある。

【0006】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、軸に対しエンドキャップを圧入して強度を確保しながら、軸受を圧入する前に軸の表面への傷付きを抑えることができる電動機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

課題を解決する本発明の電動機は、回転可能に支持される軸と、軸の外周に取り付けられた又は一体的に形成された、複数の磁極を有するローターコアと、軸を回転可能に支持する、軸の外周に取り付けられた１対の軸受と、を備え、軸の長手方向で見たときに、ローターコアの両端となる位置に第１のエンドキャップと第２のエンドキャップがそれぞれ取り付けられ、第１及び第２のエンドキャップが取り付けられている位置の軸の外周の径φ１は、１対の軸受が取り付けられている位置の軸の外周の径φ２よりも大きく、軸は、１対の軸受が取り付けられている位置の外周の径φ２から第１及び第２のエンドキャップが取り付けられている位置の外周の径φ１へ、傾斜部で外周の径を変化させていて、軸の傾斜部は、１対の軸受が取り付けられている位置と、第１のエンドキャップが取り付けられている位置の間に設けられており、第１及び第２のエンドキャップは、軸に圧入することで取り付けられ、第１及び第２のエンドキャップの内径側端部は、傾斜部が設けられていて、第１のエンドキャップと第２のエンドキャップを軸で保持する位置まで圧入したとき、ローターコア寄りの第１のエンドキャップの端部とローターコアの一端の間、及びローターコア寄りの第２のエンドキャップの端部とローターコアのもう一端の間には、極小の隙間が設けられ、ローターコア寄りの第１のエンドキャップの端部とローターコアの一端の間、及びローターコア寄りの第２のエンドキャップの端部とローターコアのもう一端の間に接着剤が注入されているものである。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、第１のエンドキャップ及び第２のエンドキャップが取り付けられている位置の軸の外径φ１は、１対の軸受が取り付けられている位置の軸の外径φ２よりも大きいので、第１のエンドキャップを圧入するときに、第１のエンドキャップが圧入位置に到達するまで第１のエンドキャップは軸の外径が細い箇所を通過するので、軸受が取り付けられる位置の軸の表面を傷付け難くなり、軸の表面に付いた傷により軸受と軸との圧入による結合が低下したり、軸の回転バランスに悪影響を及ぼしたりすることを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施の形態１に係る電動機の外観斜視図である。

【図2】本発明の実施の形態１に係る電動機の側面方向から見た断面図である。

【図3】本発明の実施の形態１に係る電動機のローター組立体の側面方向から見た断面図である。

【図4】図３のＡ部に示す本発明の実施の形態１に係る電動機の軸の、外径が変わる位置の要部拡大図である。

【図5】図３のＢ部に示す本発明の実施の形態１に係る電動機のローター組立体の要部拡大図である。

【図6】本発明の実施の形態１に係る電動機のローター組立体に軸受を取付ける前の状態を示す側面方向から見た斜視図である。

【図7】本発明の実施の形態１に係る電動機を組み込んだ電動送風機の分解図である。

【図8】本発明の実施の形態１に係る電動機を組み込んだ電動送風機の側面方向から見た断面図である。

【図9】本発明の実施の形態１に係る電動機を組み込んだ電気掃除機の外観を示す斜視図である。

【図10】本発明の実施の形態１に係る電動機を組み込んだ電気掃除機の本体部を側面方向から見た外観図である。

【図11】本発明の実施の形態１に係る電動機を組み込んだ電気掃除機の本体部の側面方向から見た断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

実施の形態１
（電動機の構成）
以下、図１から図６により本発明の実施の形態１の電動機の構成を説明する。
なお、それぞれの図において、同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する場合がある。
なお、本発明は以下の実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形、変更することが可能である。

【0011】

図１は本発明の実施の形態１に係る電動機の外観斜視図、図２は本発明の実施の形態１に係る電動機の側面方向から見た断面図、図３は本発明の実施の形態１に係る電動機のローター組立体の側面方向から見た断面図、図４は図３のＡ部に示す本発明の実施の形態１に係る電動機の軸の、外径が変わる位置の要部拡大図、図５は図３のＢ部に示す本発明の実施の形態１に係る電動機のローター組立体の要部拡大図、図６は本発明の実施の形態１に係る電動機のローター組立体に軸受を取付ける前の状態を示す側面方向から見た斜視図である。

【0012】

図１及び２に示すように、本発明の実施の形態１の電動機２１はブラシレスモーターであり、ローター組立体６とステーター組立体７とフレーム５で構成されている。フレーム５は電動機２１の外郭の一部を形成する部材であり、例えばアルミ合金をプレス成型により形成したもので、一端側が開放している円筒状の胴部と、開放している側の反対側に胴部よりも小径のハウジング部１７が形成されている。ハウジング部１７の先端部には開口があり、その開口を後述するローター組立体６の軸８が貫通している。

【0013】

ローター組立体６は、軸８、ローターコア９、第１のエンドキャップ１０ａ、第２のエンドキャップ１０ｂ、スリーブ１１、第１の軸受１３ａ、第２の軸受１３ｂ、ウェーブワッシャー１４、スペーサー１５、クッション１６で構成される。

【0014】

ローターコア９はプラスチックマグネットであり、樹脂やエラストマー等の成形材料に磁性材料の粉末や細かく粉砕したものを混練し、射出成型で形成される。軸８は、例えばステンレスの鋼材で形成される。製造方法としては、射出成型の金型に軸８をセットし、軸８の外周にプラスチックマグネットの成形材料が回るようにして射出成型され、軸８にローターコア９が一体化するようにして形成される。このようにして形成することで、別に形成したローターコア９を軸８に接着して固定する方法に比べ組立が安定し、電動機２１の信頼性向上、長寿命化が図れる。

【0015】

ローターコア９を構成するプラスチックマグネットは焼結磁石と比べると割れ、欠けが発生し難いものであるが、例えば分速１０万回転といった高速で回転するため、万が一破損したときの飛散を防止するために、図３及び図５に示すように、軸８の長手方向のローターコア９の両端部に第１のエンドキャップ１０ａと第２のエンドキャップ１０ｂが取り付けられる。第１のエンドキャップ１０ａ及び第２のエンドキャップ１０ｂは非磁性の金属材、例えば黄銅などで形成される。

【0016】

第１のエンドキャップ１０ａ及び第２のエンドキャップ１０ｂを磁性材で形成した場合、不要な磁束の通過経路ができてしまい、ローター組立体６を回転させるときの磁気回路に悪影響を及ぼすことがあるため、磁気回路に影響しないように第１のエンドキャップ１０ａ及び第２のエンドキャップ１０ｂは非磁性の金属材で形成されている。

【0017】

図３に示すように、第１のエンドキャップ１０ａは後述する一対の軸受１３寄りの位置に取り付けられる。第２のエンドキャップ１０ｂは軸８の端部側に取り付けられる。

【0018】

第１のエンドキャップ１０ａ及び第２のエンドキャップ１０ｂの内周の径は、軸８の外周の径に対して小さく形成されており、圧入して取り付けるようになっている。軸８の端部側には第２のエンドキャップ１０ｂが圧入で取り付けられ、反対側の端部には第１のエンドキャップ１０ａが圧入で取り付けられる。

【0019】

第１のエンドキャップ１０ａの内周の端部には、傾斜部１０ａ１が全周に渡り設けられている。同様に第２のエンドキャップ１０ｂの内周の端部には、傾斜部１０ｂ１が全周に渡り設けられている。

【0020】

傾斜部１０ａ１及び傾斜部１０ｂ１は、例えばＣ０．５の面取り形状である。これらの傾斜部１０ａ１、１０ｂ１は圧入時の抵抗を緩和するためのもので、傾斜部１０ａ１、１０ｂ１を設けることで、第１のエンドキャップ１０ａ及び第２のエンドキャップ１０ｂの内周の端部が角である場合に比べ、軸８に挿入し易くすることができる。

【0021】

なお、本発明の実施の形態では第１のエンドキャップ１０ａと第２のエンドキャップ１０ｂの内周の端部を傾斜部としたが、例えばＲ０．５といったＲ形状でもよく、傾斜部と同様に端部が角である場合に比べ、軸８に挿入し易くすることができる。

【0022】

圧入して取り付けることで、第１のエンドキャップ１０ａ及び第２のエンドキャップ１０ｂを高い保持力で保持することができ、第１のエンドキャップ１０ａ及び第２のエンドキャップ１０ｂを軸８に接着して固定する方法に比べ組立が安定し、電動機２１の信頼性向上、長寿命化が図れる。

【0023】

第１のエンドキャップ１０ａ及び第２のエンドキャップ１０ｂが決められた位置まで圧入された状態において、軸８の長手方向のローターコア９の端部と第１のエンドキャップ１０ａ、軸８の長手方向のローターコア９のもう一端側の端部とローターコア９と第２のエンドキャップ１０ｂの間には、図５に示すように微小な隙間Ｗが残るようになっている。微小な隙間Ｗは、例えば０．０１ｍｍ程度の隙間である。

【0024】

軸８の長手方向のローターコア９の端部と第１のエンドキャップ１０ａ、軸８の長手方向のローターコア９のもう一端側の端部とローターコア９と第２のエンドキャップ１０ｂの間に、微小な隙間Ｗが残るようにするのは、第１のエンドキャップ１０ａ及び第２のエンドキャップ１０ｂを圧入するときにローターコア９に残留応力が掛からないようにするためである。

【0025】

第１のエンドキャップ１０ａ及び第２のエンドキャップ１０ｂを圧入するときにローターコア９に接触させると残留応力がローターコア９に掛かり、前述したようにブラシレスモーターである電動機２１は、前述したように分速１０万回転といった高速で回転するため、ローターコア９が破損するおそれがある。

【0026】

そのため、ローターコア９に残留応力が掛からないように、第１のエンドキャップ１０ａ及び第２のエンドキャップ１０ｂとローターコア９の間に隙間を残すようにしている。なお、本実施の形態では隙間を残すようにしたが、残留応力が掛からなければ、例えば隙間０ｍｍで接触させるようにしてもよい。

【0027】

さらに、ローターコア９の破損を抑制するために、ローターコア９の外周を覆うように円筒状のスリーブ１１が挿入される。スリーブ１１は非磁性の、例えばカーボン繊維と樹脂の複合材料で形成されている。カーボン繊維と樹脂の複合材料は軽量かつ高強度、また耐熱性に優れている。

【0028】

ローターコア９の外周の径と第１のエンドキャップ１０ａの外周の径は同じでφ３である。スリーブ１１の内周の径はφ４で、ローターコア９及び第１のエンドキャップ１０ａの外周の径であるφ３との寸法関係はφ４＞φ３となっており、スリーブ１１の内周の径はローターコア９及び第１のエンドキャップ１０ａの外周の径よりも大きい。よって、スリーブ１１はスムーズに挿入される。

【0029】

第２のエンドキャップ１０ｂには、スリーブ１１の抜け止めのための、段差部であるスリーブ受部１０ｂ３が設けられている。第２のエンドキャップ１０ｂの小径部１０ｂ３の外周の径φ６は、ローターコア９の外周の径と第１のエンドキャップ１０ａの外周の径であるφ３と同じ径、つまりφ６＝φ３となっている。第２のエンドキャップ１０ｂの小径部１０ｂ３を除く外周の径φ５は、スリーブ１１の内周の径φ４よりも大きい。

【0030】

そのため、スリーブ１１は第２のエンドキャップ１０ｂの小径部１０ｂ３まで挿入され、第２のエンドキャップ１０ｂの外周の一部を覆い、段差部であるスリーブ受部１０ｂ３に接触してそれ以上、移動しないようになる。

【0031】

スリーブ１１の内周とローターコア９及び第１のエンドキャップ１０ａの外周との間には隙間ができるため、このままではスリーブ１１が安定せず高速回転時にアンバランスとなる。そのため、スリーブ１１の内周とローターコア９及び第１のエンドキャップ１０ａの外周との間の隙間に接着剤を注入して、スリーブ１１とローターコア９と第１のエンドキャップ１０ａ及び第２のエンドキャップ１０ｂとを固着させてスリーブ１１を安定させる。

【0032】

スリーブ１１の内周とローターコア９及び第１のエンドキャップ１０ａの外周との間の隙間に接着剤を注入すると、前述の軸８の長手方向のローターコア９の端部と第１のエンドキャップ１０ａ、軸８の長手方向のローターコア９のもう一端側の端部とローターコア９と第２のエンドキャップ１０ｂの間の微小な隙間Ｗにも接着剤が浸入し注入される。接着剤により隙間を埋めることで回転時の安定性を向上させることができる。

【0033】

なお、本発明の実施の形態ではローターコア９の外周の径と第１のエンドキャップ１０ａの外周の径は同じであるとしたが、第１のエンドキャップ１０ａの外周の径の方を小さくしてもよく、第１のエンドキャップ１０ａの外周の径の方を小さくすることでスリーブ１１の内周の径との差を大きくして接着剤の溜まり部として利用することができる。

【0034】

第１のエンドキャップ１０ａ及び第２のエンドキャップ１０ｂは、ローターコア９を保護する目的の他、ローター組立体６の回転を安定させる目的もある。図３に示すように、ローター組立体６の軸８は、第１の軸受１３ａと第２の軸受１３ｂからなる一対の軸受１３で回転可能に支持されている。ブラシレスモーターである電動機２１は高速回転するため、ローター組立体６が回転するときにバランスが悪いと振動が発生し、電動機２１の損傷につながる。そのため、第１のエンドキャップ１０ａと第２のエンドキャップ１０ｂは同じ質量となるように形成されている。

【0035】

但し、同じ質量であっても圧入の精度や部品の精度などでローター組立体６が回転するときに回転のバランスが悪いことがある。そのため、第１のエンドキャップ１０ａと第２のエンドキャップ１０ｂの何れか、あるいはその両方を切削して回転のバランスの調整を行う場合がある。

【0036】

バランス調整は、スリーブ１１とローターコア９と第１のエンドキャップ１０ａ及び第２のエンドキャップ１０ｂとを接着剤で固着させた後で行う。そのため、図３及び図５に示すように、第１のエンドキャップ１０ａ及び第２のエンドキャップ１０ｂには、それぞれスリーブ１１が覆わない箇所が設けられていて、スリーブ１１が覆わない箇所の第１のエンドキャップ１０ａと第２のエンドキャップ１０ｂの何れか、あるいはその両方を切削して回転のバランスの調整が行えるようになっている。このように回転のバランスの調整が行えるようになっているので、容易に回転のバランスを安定させることができる。

【0037】

第１のエンドキャップ１０ａは圧入するときに、図３に示す後述する吸引風を発生させるためのファンであるインペラ１２（図８、図９参照）を取り付ける軸８のインペラ取付部８ｄ側から軸８に挿入する。

【0038】

第１のエンドキャップ１０ａが固定される位置まで移動するときに、図３に示す一対の軸受１３が取り付けられる位置を通過する。第１のエンドキャップ１０ａを圧入するときは、図６に示すように一対の軸受１３を構成する第１の軸受１３ａと第２の軸受１３ｂは、まだ取り付けられておらず、第１のエンドキャップ１０ａが圧入された後に取り付けられる。

【0039】

一対の軸受１３を構成する第１の軸受１３ａと第２の軸受１３ｂの取付けは、後述するが軸８に対して圧入して取り付けられる。一対の軸受１３を構成する第１の軸受１３ａと第２の軸受１３ｂの取付けは、ローター組立体６の安定した回転に大きく寄与する。一対の軸受１３を構成する第１の軸受１３ａと第２の軸受１３ｂが良好に圧入されるためには、軸８の表面の傷付き等に細心の注意を払う必要がある。

【0040】

前述したように、第１のエンドキャップ１０ａが固定される位置まで移動するときに、一対の軸受１３を構成する第１の軸受１３ａと第２の軸受１３ｂが取り付けられる位置を通過するので、そのときに軸８の表面を傷付ける可能性がある。

【0041】

そこで、図４に示すように、第１のエンドキャップ１０ａ及び第２のエンドキャップ１０ｂが取り付けられる位置の、軸８の軸大径部８ａの外周の径φ１は、一対の軸受１３を構成する第１の軸受１３ａと第２の軸受１３ｂが取り付けられる位置の、軸８の軸小径部８ｂの外周の径φ２よりも大きく（太く）なっている。例えば、軸小径部８ｂの外周の径φ２はφ５ｍｍ、軸大径部８ａの外周の径φ１はφ５．２ｍｍである。

【0042】

つまり、第１のエンドキャップ１０ａの内周の径よりも、軸８の軸小径部８ｂの外周の径が小さく（細く）なっているので、第１のエンドキャップ１０ａは一対の軸受１３を構成する第１の軸受１３ａと第２の軸受１３ｂが取り付けられる位置を、余裕を持って通過できるので、軸８の表面を傷付ける可能性が抑制できる。これにより一対の軸受１３を構成する第１の軸受１３ａと第２の軸受１３ｂが良好に圧入でき、ローター組立体６の安定した回転を得ることができるので、電動機２１の高寿命化が図れる。

【0043】

第１のエンドキャップ１０ａが固定される位置まで、軸８の軸小径部８ｂから軸大径部８ａまで移動するときに、第１のエンドキャップ１０ａがスムーズに移動できるよう軸小径部８ｂから傾斜部８ｃで軸大径部８ａと接続される。

【0044】

言い換えると傾斜部８ｃで軸小径部８ｂから軸大径部８ａに径を変化させている。傾斜部８ｃは図３に示すように一対の軸受１３と第１のエンドキャップ１０ａが取り付けられている位置の間に設けられている。この傾斜部８ｃにより第１のエンドキャップ１０ａが圧入して固定する位置と同じ径となる軸大径部８ａにスムーズに移動でき、第１のエンドキャップ１０ａが圧入し易くなる。

【0045】

第１のエンドキャップ１０ａを軸８に圧入した後、第１の軸受１３ａを軸小径部８ｂの取付け位置に圧入する。その後、ウェーブワッシャー１４、スペーサー１５、クッション１６を挿入する。

【0046】

このときウェーブワッシャー１４、スペーサー１５、クッション１６を軸８の軸小径部８ｂが貫通する訳であるが、ウェーブワッシャー１４、スペーサー１５、クッション１６の図示しない軸８の軸小径部８ｂが貫通する貫通孔の内周の径は、軸８の軸小径部８ｂの外周の径よりも大きくなっており、ウェーブワッシャー１４、スペーサー１５、クッション１６は軸８の軸小径部８ｂに圧入していない。

【0047】

次に、第２の軸受１３ｂを軸小径部８ｂの取付け位置に圧入して、図３に示すローター組立体６が完成する。

【0048】

ウェーブワッシャー１４は、円環状の押しバネであり第１の軸受１３ａと第２の軸受１３ｂが離間する方向へ予圧を掛けるものである。ウェーブワッシャー１４は、弾性変形した状態で取り付けられるようになっているため、その反発力が第１の軸受１３ａとスペーサー１５が離間する方向へ働き、スペーサー１５とクッション１６を介して第２の軸受１３ｂが離間する方向に反発力が働く。

【0049】

ウェーブワッシャー１４は、取り付けられた状態で第１の軸受１３ａと第２の軸受１３ｂが離間する方向へ予め反発力が働く、つまり予圧が掛かるようになっている。第１の軸受１３ａと第２の軸受１３ｂは玉軸受であり、予圧を掛けることで軸受の挙動が安定し、電動機２１の回転が安定することで電動機２１の長寿命化が図れる。

【0050】

クッション１６は例えばシリコーンゴム、ウレタンゴム、クロロプレンゴムといったゴム材で形成され、ウェーブワッシャー１４の予圧を受けて、摩擦により第２の軸受１３ｂが後述する電動機の運転時にクリープすることを防止するためのものである。

【0051】

図２に示すステーター組立体７のステーター７ａは、鉄心である図示しないステーターコアに図示しないコイルを巻いて構成される。ステーター７ａはフレーム５の内部空間において、ローター組立体６のローターコア９を取り囲むように配置される。ステーター７ａは、ローター組立体６に作用する磁力を発生させるためのものである。

【0052】

前述したように、フレーム５は電動機２１の外郭を形成する部材であり、一端側が開放している円筒状の胴部と、開放している側の反対側に胴部よりも小径のハウジング部１７が形成されていて、円筒状の胴部内にステーター組立体７とローター組立体６のローターコア９の部分が収容される。

【0053】

ハウジング部１７内には、ローター組立体６の第１の軸受１３ａ、ウェーブワッシャー１４、スペーサー１５、クッション１６、第２の軸受１３ｂが収容される。ハウジング部１７の内周の径に対し、スペーサー１５の外周の径は、スペーサー１５に応力が掛からずにハウジング部１７内に収容できるようになっている。スペーサー１５は、ハウジング部１７の外周から加締めることでハウジング部１７内に固定される。これによりローター組立体６がフレーム５に固定される。なお、スペーサー１５は、ハウジング部１７の外周から加締めることでハウジング部１７内に固定されると説明したが、ハウジング部１７の内周とスペーサー１５の外周との間に接着剤を注入して固着させて固定するようにしてもよい。

【0054】

このとき、第１の軸受１３ａと第２の軸受１３ｂはフレーム５のハウジング部１７内に直接固定されてない。スペーサー１５は、軸８の軸小径部８ｂの取付け位置に圧入された第１の軸受１３ａと第２の軸受１３ｂに挟まれて取付け位置が決まるので、スペーサー１５がフレーム５のハウジング部１７に固定されることで、軸８の軸方向でスペーサー１５を挟むように軸８の軸小径部８ｂに圧入された第１の軸受１３ａと第２の軸受１３ｂが間接的にフレーム５のハウジング部１７内に固定、収容される。

【0055】

前述したように、スペーサー１５の軸８の軸小径部８ｂが貫通する貫通孔の内周の径は、軸８の軸小径部８ｂの外周の径よりも大きく、スペーサー１５は軸８の軸小径部８ｂに圧入されていないので、スペーサー１５に対し軸８は回転可能である。

【0056】

第１の軸受１３ａと第２の軸受１３ｂは軸８の軸小径部８ｂに圧入されているが、第１の軸受１３ａと第２の軸受１３ｂはフレーム５のハウジング部１７内に直接固定されてない。スペーサー１５がフレーム５のハウジング部１７に固定されることで、ローター組立体６は軸８が回転可能にフレーム５に固定される。

【0057】

なお、本発明の実施の形態では、ハウジング部１７の取付け位置にスペーサー１５を圧入するようにしたが、接着剤で固定してもよく、接着剤で固定しても圧入で固定するのと同様にローター組立体６は軸８が回転可能にフレーム５に固定することができる。

【0058】

以上のように、第１のエンドキャップ１０ａ及び第２のエンドキャップ１０ｂが取り付けられる位置の、軸８の軸大径部８ａの外周の径は、一対の軸受１３を構成する第１の軸受１３ａと第２の軸受１３ｂが取り付けられる位置の、軸８の軸小径部８ｂの外周の径よりも大きく（太く）なっていて、第１のエンドキャップ１０ａの内周の径よりも、軸８の軸小径部８ｂの外周の径が小さく（細く）なっており、第１のエンドキャップ１０ａは一対の軸受１３を構成する第１の軸受１３ａと第２の軸受１３ｂが取り付けられる位置を、余裕を持って通過できるので、軸８の表面を傷付ける可能性が抑制でき、一対の軸受１３を構成する第１の軸受１３ａと第２の軸受１３ｂが良好に圧入できるのでローター組立体６の安定した回転を得ることができる。よって、ローター組立体６の安定した回転を得ることができるので、電動機２１の高寿命化が図れる。

【0059】

また、傾斜部８ｃで軸小径部８ｂから軸大径部８ａに径を変化させているので、軸小径部８ｂから第１のエンドキャップ１０ａが圧入して固定する位置と同じ径となる軸大径部８ａにスムーズに移動でき、第１のエンドキャップ１０ａが圧入し易くなる。

【0060】

さらに、第１のエンドキャップ１０ａの内周の端部には、傾斜部１０ａ１が、第２のエンドキャップ１０ｂの内周の端部には、傾斜部１０ｂ１がそれぞれ全周に渡り設けられているので、圧入時の抵抗を緩和することができ、内周の端部が角である場合に比べ、軸８に挿入し易くすることができる。

【0061】

前述したように、フレーム５のハウジング部１７の先端部には開口があり、ローター組立体６をフレーム５に固定すると、図２に示すように、その開口からローター組立体６の軸８が貫通して突出する。フレーム５のハウジング部１７から突出した軸８には、インペラ取付部８ｄが設けられている。

【0062】

（電動送風機の構成）
以下、図７から図８により本発明の実施の形態１に掛かる電動機２１を組み込んだ電動送風機１の構成を説明する。
なお、それぞれの図において、同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する場合がある。
なお、本発明は以下の実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形、変更することが可能である。

【0063】

図７は本発明の実施の形態１に係る電動機を組み込んだ電動送風機の分解図、図８は本発明の実施の形態１に係る電動機を組み込んだ電動送風機の側面方向から見た断面図である。

【0064】

本発明の実施の形態１に係る電動機２１を組み込んだ電動送風機１は、図７に示すように、ローター組立体６とステーター組立体７とフレーム５で構成された電動機２１の、フレーム５のハウジング部１７側にブラケット４が取り付けられる。

【0065】

ここではブラケット４は、まだフレーム５に固着されていない。ブラケット４は、電動送風機１の外郭の一部を形成するものである。ブラケット４は、樹脂材料を射出成型して形成される。

【0066】

次に、ディフューザー３が取り付けられる。ディフューザー３は、電動機２１に取り付けられた後述するインペラ１２が発生した送風の圧力を高め、安定させて効率よく送出するためのものである。ディフューザー３は、樹脂材料を射出成型して形成される。ディフューザー３を取り付けた後、ネジ１８によりディフューザー３とブラケット４が共締めでフレーム５に固着される。

【0067】

次に、フレーム５のハウジング部１７、ブラケット４、ディフューザー３を貫通した電動機２１のローター組立体６の軸８に設けられたインペラ取付部８ｄにインペラ１２を取り付ける。インペラ１２は、電動機２１により回転し送風を発生させるものである。インペラ１２は、樹脂材料を射出成型して形成される。インペラ１２は金属材料で形成されてもよいが、電動送風機１の軽量化のため、樹脂材料で形成している。

【0068】

インペラ取付部８ｄの先端部には図示しないネジが切られていて、インペラ取付部８ｄにインペラ１２を挿入し、先端部のネジにナット１９を嵌めて締め付けることによりインペラ１２は軸８に固着される。

【0069】

次に、インペラ１２を覆うようにファンカバー２が取り付けられる。ファンカバー２は、ブラケット４と組み合わされて送風経路を構成するケーシングである。ファンカバー２は、樹脂材料を射出成型して形成される。

【0070】

図８に示すように、ファンカバー２には、電動送風機１の空気を吸い込むための吸気口１ａが設けられている。電動機２１の回転によりインペラ１２が回転し、吸気口１ａから空気が吸い込まれる。この吸い込まれた空気は、排気口１ｂから電動送風機１外へ送出される。

【0071】

このように、ローター組立体６の安定した回転を得ることができ、高寿命化が図られた電動機２１を組み込んで電動送風機１が構成されているので、安定した回転により高寿命化を図ることができる電動送風機１を得ることができる。

【0072】

（電気掃除機の構成）
以下、図９から図１１により本発明の実施の形態１に掛かる電動機２１を組み込んだ電動送風機１を組み込んだ電気掃除機１００の構成を説明する。
なお、それぞれの図において、同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する場合がある。
なお、本発明は以下の実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形、変更することが可能である。

【0073】

図９は本発明の実施の形態１に係る電動機を組み込んだ電気掃除機の外観を示す斜視図、図１０は本発明の実施の形態１に係る電動機を組み込んだ電気掃除機の本体部を側面方向から見た外観図、図１１は本発明の実施の形態１に係る電動機を組み込んだ電気掃除機の本体部の側面方向から見た断面図である。

【0074】

本発明の実施の形態１に掛かる電動機２１が組み込まれた電動送風機１を組み込んだ電気掃除機１００は、図９に示すように、本体１０１と集塵部１０２と延長管１０３と吸込具１０４で構成される。

【0075】

本体１０１には、電気掃除機１００を取り回すときのハンドル１０１ｂが設けられている。また、本体１０１には、電気掃除機１００を運転するときに電動送風機１を駆動させるための図示しないスイッチなどを備える操作部１０１ｃが設けられている。

【0076】

延長管１０３は、本体１０１と吸込具１０４を通気可能に接続するためのもので、図１０に示す本体１０１の本体管部１０１ａと接続される。延長管１０３の本体管部１０１ａと接続される側の端部の反対側の端部と吸込具１０４が接続される。図示しないが本体１０１と吸込具１０４は、延長管１０３を介さずに接続することも可能である。

【0077】

吸込具１０４は、床などの被清掃面から塵埃を含んだ空気を吸い込むものである。吸込具１０４には、床などの被清掃面と対向する面に図示しない開口が設けられている。この開口は、塵埃を含んだ空気を吸い込むための開口である。

【0078】

図１１に示すように、集塵部１０２は集塵室１０２ａを有する。集塵室１０２ａは塵埃を収容するためのものである。集塵室１０２ａ内には分離部１１４が設けられる。分離部１１４は、塵埃を含んだ空気を旋回させて、塵埃を分離するためのものである。分離された塵埃が集塵室１０２ａに収容される。電気掃除機１００は、サイクロン式の電気掃除機である。

【0079】

本体１０１の内部には、電動送風機１を駆動させるための電力を供給する二次電池１１１が収容されている。電気掃除機１００は、電動送風機１を二次電池１１１で駆動させるコードレス式の電気掃除機である。

【0080】

また、本体１０１の内部には、本発明の実施の形態１に掛かる電動機２１が組み込まれた電動送風機１が収容されている。電動送風機１は、電気掃除機１００が塵埃を含んだ空気を吸引する吸引風を発生させるものである。電動送風機１は、言わば電気掃除機１００の心臓部である。電動送風機１の吸気口１ａは集塵部１０２と通気可能に配置されている。

【0081】

電気掃除機１００の動作は、操作部１０１ｃの電動送風機１を駆動させるための図示しないスイッチをＯＮすると、二次電池１１１から電動送風機１に電力が供給される。電力が供給された電動送風機１が駆動を開始すると、電動送風機１が発生させた吸引風により、吸込具１０４の開口から塵埃を含んだ空気の吸引を開始する。

【0082】

吸込具１０４の開口から吸引した塵埃を含んだ空気は、延長管１０３の図示しない通風路を通過し、本体１０１の本体管部１０１ａ内の吸引風路１１２を通過して集塵部１０２の旋回部１１３に送られる。

【0083】

塵埃を含んだ空気は、旋回部１１３で旋回し遠心分離され、分離部１１４で塵埃と空気を分離する。分離された塵埃は集塵室１０２ａ内に収容され、分離された空気は電動送風機１の吸気口１ａから電動送風機１内に吸い込まれ、電動送風機１の排気口１ｂから電動送風機１外へ送出されて、図１０に示す本体１０１に設けられた本体排気口１０１ｄから本体１０１外へ排出される。

【0084】

このようにして、電気掃除機１００は電動送風機１の駆動により吸引風を発生させて塵埃を含んだ空気を吸引し、塵埃を分離して集塵室１０２ａ内に収容することで掃除を行う。本発明の実施の形態１に掛かる電動機２１が組み込まれた電動送風機１を組み込んだ電気掃除機１００は、安定した回転により高寿命化を図ることができる電動送風機１が組み込まれているので、言わば電気掃除機１００の心臓部である電動送風機１の高寿命化が図れるので、電気掃除機１００の高寿命化をも図ることができる。

【符号の説明】

【0085】

１ 電動送風機、１ａ 吸気口、１ｂ 排気口、２ ファンカバー、３ ディフューザー、４ ブラケット、５ フレーム、６ ローター組立体、７ ステーター組立体、７ａ ステーター、８ 軸、８ａ 軸大径部、８ｂ 軸小径部、８ｃ 傾斜部、８ｄ インペラ取付部、９ ローターコア（プラスチックマグネット）、１０ａ 第１のエンドキャップ、１０ａ１ 傾斜部、１０ａ２ 段差部、１０ｂ 第２のエンドキャップ、１０ｂ１ 傾斜部、１０ｂ２ 小径部、１０ｂ３ スリーブ受部（段差部）、１１ スリーブ、１２ インペラ、１３ 一対の軸受、１３ａ 第１の軸受（段差部側軸受）、１３ｂ 第２の軸受（インペラ側軸受）、１４ ウェーブワッシャー、１５ スペーサー、１６ クッション、１７ ハウジング部、１７ａ 先端部、１７ｂ 開口、１８ ネジ、１９ ナット、２１ 電動機、１００ 電気掃除機、１０１ 本体、１０１ａ 本体管部、１０１ｂ ハンドル、１０１ｃ 操作部、１０１ｄ 本体排気口、１０２ 集塵部、１０２ａ 集塵室、１０３ 延長管、１０４ 吸込具、１１１ 二次電池、１１２ 吸引風路、１１３ 旋回部、１１４ 分離部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】