交流整流子电动机和使用其的电动风机制造技术

本发明专利技术提供一种设置有整流子的交流整流子电动机，其目的在于减少成为整流恶化的原因的电枢反作用，提高整流性能同时也实现效率提高。该交流整流子电动机具有：定子（1），包括大致环状的磁轭部（11）、与该磁轭部的内侧相对地形成的一对磁极部（12）和卷绕安装于该磁极部的励磁线圈（14）；电枢（2），包括旋转自如地配置在上述磁极部之间的轴（6）、固定于该轴的电枢铁芯（21）、卷绕安装在形成于该电枢铁芯的外周的多个齿（23）上的电枢线圈（22）和与该电枢线圈连接的整流子（25）；和通过与上述整流子机械接触而电接触的一对电刷（7），在各磁极部，在中央部附近具有孔（15），并且至少在逆旋转方向（增磁部）的磁极部也设置有孔（17）。

【技术实现步骤摘要】
交流整流子电动机和使用其的电动风机
本专利技术涉及交流整流子电动机，特别涉及电动吸尘器、电动工具用电动机等中使用的交流整流子电动机的定子结构。
技术介绍
电动吸尘器和电动工具用的交流整流子电动机主要由环状的定子、配置在与该环状的内侧相对形成的磁极部之间的电枢构成。这种交流整流子电动机中，通常要求小型、轻量、高效率化、电刷的长寿命化。其中尤其在高磁通密度下使用的电动机中，尤其为了实现高效率化和电刷的长寿命化，期望减少电枢反作用。电枢反作用是旋转的电枢产生的磁场对从定子的磁极部产生的磁场产生影响的现象，这对交流整流子电动机的高效率化和电刷的长寿命化产生坏影响。作为用于减少该电枢反作用的技术，已提出在定子铁芯的磁极部中心设置单一的狭缝的结构(专利文献1、图1等)。另外，作为减少电枢反作用的其他方法，已提出将磁极部设为非对称的形状并且设置多个狭缝的结构(专利文献2、图1等)。另一方面，作为在磁极部设置狭缝的其他原因，已提出为了实现定子的轻量化，利用电枢反作用，在电枢的旋转行进方向一侧(磁极的减磁侧)设置多个贯通孔的结构(专利文献3、图4等)。专利文献1:日本特开2005-20931号公报专利文献2:日本特开平6-6943号公报专利文献3:日本特开2003-153471号公报
技术实现思路
交流整流子的扭矩，与来自定子的励磁磁通和来自电枢的电枢磁通之和乘以流经电枢线圈的电流和电枢线圈的绕数的值成比例。此处，在电枢反作用的影响下励磁磁通与电枢磁通之和每时每刻发生变化,因此扭矩也发生变动而脉动。专利文献I中,在磁极部的中心设置单一的狭缝来减少电枢反作用，在专利文献2中磁极部采用非对称的形状并且设置多个狭缝来减少电枢反作用，由此抑制扭矩的脉动。但是，上述的现有技术虽能够减少电枢反作用，但是由于设置有狭缝而导致磁极部的磁饱和增大，用于得到所需扭矩的电流值增大。电流值的增加导致铜损的增加，无法实现高效率化。另外，电流的增加导致整流线圈的电抗电压的增加，在碳刷与整流子之间产生火花，无法实现电刷的长寿命化。或者，为了减少磁极部的磁饱和而加宽磁极宽度时，励磁线圈的全长变长，铜损增力口，无法实现高效率。另一方面，在专利文献3中，为了轻量化而设置有贯通孔。但是，孔的位置是磁通密度低的旋转行进方向一侧(磁极的减磁侧)，无法实现高效率化和电刷的长寿命化。本专利技术的目的在于提供能够充分减少电枢反作用并且实现扭矩和整流性能的提高的交流整流子电动机。上述课题能够通过如下的整流子电动机来解决，该整流子电动机的特征在于具备:定子，其包括大致环状的磁轭部、与该磁轭部的内侧相对地形成的一对磁极部和卷绕安装于该磁极部的励磁线圈；电枢，其包括旋转自如地配置在上述磁极部之间的轴、固定于该轴的电枢铁芯、卷绕安装在形成于该电枢铁芯的外周的多个齿上的电枢线圈和与该电枢线圈连接的整流子；和通过与上述整流子机械接触而电接触的一对电刷，在各磁极部，在中央部附近具有孔，并且至少在逆旋转方向(增磁部)的磁极部也设置有孔。而且，从上述轴的轴向观察时，上述一对电刷相对于上述一对磁极部在逆旋转方向上移动。根据本专利技术，能够减少电枢反作用而增加主磁通的量，因此能够提供能够提高扭矩和整流性能的交流整流子电动机。【附图说明】图1是表示实施例1的电动吸尘器用电动风机的结构的截面图。图2是实施例1的在磁极部配置有孔的定子和电枢的截面图。图3是实施例1的在磁极部配置有孔的定子和电枢的1/2截面图。图4A是比较例I的磁极部形状的电枢反作用磁通的磁通流动图。图4B是比较例2的磁极部形状的电枢反作用磁通的磁通流动图。图4C是比较例3的磁极部形状的电枢反作用磁通的磁通流动图。图4D是实施例1的磁极部形状的电枢反作用磁通的磁通流动图。图5是磁场分析模拟结果。图6A是实施例2A的在磁极的孔部设置有开口部的定子和电枢的1/2截面图。图6B是实施例2B的在磁极的孔部设置有开口部的定子和电枢的1/2截面图。图6C是实施例2C的在磁极的孔部设置有开口部的定子和电枢的1/2截面图。图7是实施例3的在磁极部配置有孔、在前端部配置有台阶部的定子和电枢的1/2截面图。附图符号I 定子2 电枢7 碳刷11磁轭部12磁极部13定子铁芯14励磁线圈15孔(中央部附近)16磁桥(中央部附近)17孔(逆旋转侧)18磁桥(逆旋转侧)21电枢铁芯22电枢线圈23 齿25整流子25a整流子片SI?S12电枢槽【具体实施方式】利用图1?图7对本专利技术的实施例进行说明。其中，此处作为实施例对用于电动吸尘器的电动风机进行说明，但是该电动风机也可以用于其他的用途。[实施例1]图1是实施例1的电动吸尘器用的电动风机100的结构截面图。电动风机100包括电动机(交流整流子电动机)101和风机102。电动机101包括:固定在外壳3的内侧的定子1、外壳3的轴承5a、尾架(endbracket) 4的轴承5b、旋转自如地保持在两轴承之间的轴6、固定于轴6的电枢铁芯21和整流子25、卷绕安装在电枢铁芯21的电枢槽S中的电枢线圈22与整流子25连接而成的电枢2、通过与整流子25机械接触而电连接的碳刷7和保持碳刷7并且用于固定在外壳3的电刷保持器8。另外，整流子25具有多个整流子片25a，各整流子片25a与电枢2内的电枢线圈22连接。碳刷7通过弹簧81被按压在整流子25上，与整流子25滑动接触。82是用于使碳刷7与外部电极连接的引线，其与设置于电刷保持器8的端子(未图示)连接。另一方面，风机102包括:通过螺母30固定在轴6的一端的离心风扇31、使来自离心风扇31的空气流的速度回落而恢复压力的扩散器32、与扩散器32 —体地成形的将空气流导向电动机101内的回流导向件33、覆盖离心风扇31和扩散器32的风扇罩34。当使电动风机100运转时，电枢2进行旋转，与电枢2同轴固定的离心风扇31也进行旋转。当离心风扇31旋转时，空气从风扇罩34的空气吸引口 35流入，并通过离心风扇31、扩散器32、回流导向件33流入电动机101内部。流入的空气一边对电动机101进行冷却一边排出。图2表示定子I和电枢2的结构截面图。定子I包括:叠层有定子铁芯13的部件(定子铁芯叠层体)，其中定子铁芯13包括大致环状的磁轭部11和与其内周侧相对地形成的一对磁极部12 ;和卷绕安装于磁极部12的励磁线圈14。另外，配置在相对的一对磁极部12之间的电枢2包括:具有多个T字型的齿23的电枢铁芯21和卷绕安装于由齿23形成的电枢槽SI?S12的电枢线圈22。其中，在本实施方式中，说明的是齿23的数量为12个的例子，但是齿23的数量不限于此。另外，如图2所示，在各磁极部12的中央部附近形成孔15。分别在孔15的内周侧、中央部、外周侧残留有薄的磁极部12，将各个薄的部分的磁极部称为磁桥16a、16b、16c。所形成的磁桥的厚度设为在将励磁线圈14卷绕安装于定子铁芯13的叠层体的卷绕工序中和将定子I压入外壳3时磁桥16不发生变形的厚度。磁桥16的厚度比孔15的径向长度薄即可，此处作为一个例子，将磁桥16的厚度设为0.5_。这是为了通过将磁桥16的厚度设得薄，使磁路宽度变窄，变得容易发生磁饱和，从而切断电枢反作用。另外，在靠磁极部12的逆旋转一侧(增磁侧)形成孔17。孔17的内周侧的磁极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种整流子电动机，具备：定子，其包括定子铁芯叠层体和卷绕安装于该定子铁芯叠层体的所叠层的磁极部的励磁线圈，所述定子铁芯叠层体将包括大致环状的磁轭部和在该磁轭部的内侧相对地形成的一对磁极部的定子铁芯在轴向上叠层而成；电枢，其包括旋转自如地配置在所述一对磁极部之间的轴、固定于该轴的电枢铁芯、卷绕在形成于该电枢铁芯的外周侧的多个齿上的电枢线圈和与该电枢线圈连接的整流子；和通过与所述整流子机械接触而电接触的一对电刷，所述整流子电动机的特征在于：在所述磁极部，在中央部附近设置有第一孔，在较该第一孔靠逆旋转方向一侧设置有第二孔，从所述轴的轴向观察时，所述一对电刷相对于所述一对磁极部在逆旋转方向上移动。

【技术特征摘要】
2013.02.08 JP 2013-0228061.一种整流子电动机，具备: 定子，其包括定子铁芯叠层体和卷绕安装于该定子铁芯叠层体的所叠层的磁极部的励磁线圈，所述定子铁芯叠层体将包括大致环状的磁轭部和在该磁轭部的内侧相对地形成的一对磁极部的定子铁芯在轴向上叠层而成； 电枢，其包括旋转自如地配置在所述一对磁极部之间的轴、固定于该轴的电枢铁芯、卷绕在形成于该电枢铁芯的外周侧的多个齿上的电枢线圈和与该电枢线圈连接的整流子；和通过与所述整流子机械接触而电接触的一对电刷， 所述整流子电动机的特征在于: 在所述磁极部，在中央部附近设置有第一孔，在较该第一孔靠逆旋转方向一侧设置有第二孔， 从所述轴的轴向观察时，所述一对电刷相对于所述一对磁极部在逆旋转方向上移动。2.如权利要求1所述的整流子电动机，其特征在于: 在所述磁极部中...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤贤宏，法月邦彦，小原木春雄，常乐文夫，伊藤则和，薄井英吉，
申请(专利权)人：日立空调·家用电器株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP