[发明专利]交流整流子电动机和使用其的电动风机

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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

发明内容

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1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，铜损增加，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。

本发明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。

根据本发明，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1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

1 定子

2 电枢

7 碳刷

11 磁轭部