(57)【要約】【課題】吸込んだ気流の一部をケーシングの外周から排出させることにより送風効率を向上させると共に、カーボンブラシの効果的な冷却により、電動送風機の寿命を向上させること。【解決手段】電動送風機カバー３内にリブ３ａ、リブ３ｂを設けることにより、排気口Ｄ５４からの排気を再度電動送風機２内部に戻し、ブラシ保持機１２に設けた冷却穴２０内に通すことで、カーボンブラシ１１の冷却効果を高め、電動送風機２の寿命を向上させることが可能になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電機子巻線及び整流子を有する電機子と、界磁巻線を有する界磁と、前記電機子の両端を回転自在に支持するベアリングと、整流子と電気的接続をする為のカーボンブラシと、前記カーボンブラシを収納する為のブラシホルダーと、排気口Ａ１及びＡ２を設けた反負荷側ブラケットと、排気口Ｂを設けた負荷側ブラケットと、前記電機子の一端に固定されたインペラと、前記インペラを覆う排気口Ｃを設けたケーシングと、インペラ外周に配置され動圧を静圧へと変換するエアガイドと、前記排気口Ｃからの排気を直接ブラシホルダー端面に導く排気通路とを備えたことを特徴とする電動送風機。
【請求項２】
電機子巻線及び整流子を有する電機子と、界磁巻線を有する界磁と、前記電機子の両端を回転自在に支持するベアリングと、整流子と電気的接続をする為のカーボンブラシと、前記カーボンブラシを収納する為のブラシホルダーと、排気口Ａ１及びＡ２を設けた反負荷側ブラケットと、排気口Ｂを設けた負荷側ブラケットと、前記電機子の一端に固定されたインペラと、前記インペラを覆う排気口Ｃを設けたケーシングと、インペラ外周に配置され動圧を静圧へと変換するエアガイドとを有する電動送風機と、前記電動送風機を固定し前記電動送風機からの排気を排気口Ｄから排出する電動送風機カバーと前記電動送風機とで構成される電動送風機ユニットにおいて、電動送風機カバー内に排気口Ｃからの排気を排気口Ａ１に導く形状にリブを設け、前記排気口Ｃからの排気を前記排気口Ａ１を通し、一度反負荷側ブラケット内に戻し、前記ブラシホルダーに設けた冷却穴より排気を流入させてカーボンブラシを冷却した後に、前記排気口Ａ２を通して、電動送風機外に排気した後、前記排気口Ｄから排気することを特徴とする電動送風機ユニット。
【請求項３】
請求項１に記載の電動送風機または請求項２に記載の電動送風機ユニットを備えた電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動送風機及び電気掃除機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動送風機はインペラで発生させた気流の一部をケーシングの外周に設けた排気口より排出し、その他の気流はブラケット内部に導かれ、巻線、整流子、カーボンブラシを冷却する構造であった（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実開昭６１−４７９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上記構成では、インペラで発生させた気流の一部をケーシングの外周へと排出してしまうため、ブラケット内部に導かれる気流が減少してしまい、結果カーボンブラシの温度が上昇し、電動送風機の寿命が短くなってしまう問題があった。
【０００４】
本発明は、電動送風機において効率向上のために、排気の一部をケーシングの外周から電動送風機の外へ排気することでカーボンブラシの冷却効果が薄れ、カーボンブラシの温度が上昇してしまう課題を解決するもので、電動送風機の効率を低下させることなく、カーボンブラシの温度上昇を抑えることの可能な優れた電動送風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】
【０００５】
上記従来の課題を解決するために本発明は、電機子巻線及び整流子を有する電機子と、界磁巻線を有する界磁と、前記電機子の両端を回転自在に支持するベアリングと、整流子と電気的接続をする為のカーボンブラシと、前記カーボンブラシを収納する為のブラシホルダーと、排気口Ａ１及びＡ２を設けた反負荷側ブラケットと、排気口Ｂを設けた負荷側ブラケットと、前記電機子の一端に固定されたインペラと、前記インペラを覆う排気口Ｃを設けたケーシングと、インペラ外周に配置され動圧を静圧へと変換するエアガイドと、前記排気口Ｃからの排気を直接ブラシホルダー端面に導く排気通路とを備える電動送風機とした。
【０００６】
これによって、電動送風機は効率向上の為に一度排気した空気を、再度整流子の冷却に使用することが可能となり、電動送風機の効率を低下させることなく、カーボンブラシの温度上昇を抑えることの可能な優れた電動送風機を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電動送風機は、効率を低下させること無く、その冷却を効率よく行い、カーボンブラシの寿命の向上による、電動送風機およびこれを用いた電気掃除機の寿命向上を実現させるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、電機子巻線及び整流子を有する電機子と、界磁巻線を有する界磁と、前記電機子の両端を回転自在に支持するベアリングと、整流子と電気的接続をする為のカーボンブラシと、前記カーボンブラシを収納する為のブラシホルダーと、排気口Ａ１及びＡ２を設けた反負荷側ブラケットと、排気口Ｂを設けた負荷側ブラケットと、前記電機子の一端に固定されたインペラと、前記インペラを覆う排気口Ｃを設けたケーシングと、インペラ外周に配置され動圧を静圧へと変換するエアガイドと、前記排気口Ｃからの排気を直接ブラシホルダー端面に導く排気通路とを備える電動送風機とした。
【０００９】
これにより、無駄なくカーボンブラシを冷却し、カーボンブラシの冷却効果を高めることができる。
【００１０】
第２の発明は、電機子巻線及び整流子を有する電機子と、界磁巻線を有する界磁と、前記電機子の両端を回転自在に支持するベアリングと、整流子と電気的接続をする為のカーボンブラシと、前記カーボンブラシを収納する為のブラシホルダーと、排気口Ａ１及びＡ２を設けた反負荷側ブラケットと、排気口Ｂを設けた負荷側ブラケットと、前記電機子の一端に固定されたインペラと、前記インペラを覆う排気口Ｃを設けたケーシングと、インペラ外周に配置され動圧を静圧へと変換するエアガイドとを有する電動送風機と、前記電動送風機を固定し前記電動送風機からの排気を排気口Ｄから排出する電動送風機カバーと前記電動送風機とで構成される電動送風機ユニットにおいて、電動送風機カバー内に排気口Ｃからの排気を排気口Ａ１に導く形状にリブを設け、前記排気口Ｃからの排気を前記排気口Ａ１を通し、一度反負荷側ブラケット内に戻し、前記ブラシホルダーに設けた冷却穴より排気を流入させてカーボンブラシを冷却した後に、前記排気口Ａ２を通して、電動送風機外に排気した後、前記排気口Ｄから排気することを特徴とする電動送風機ユニットとした。
【００１１】
これにより、電動送風機は効率向上の為に一度排気した空気を、再度整流子の冷却に使用することが可能となり、電動送風機の効率を低下させることなく、カーボンブラシの温度上昇を抑える効果を得ることができる。
【００１２】
第３の発明は、第１の発明に記載の電動送風機または第２の発明に記載の電動送風機ユニットを備えた電気掃除機としたものであり、電気掃除機での吸込み性能を低下させることなく、カーボンブラシの冷却効果を高めて、電気掃除機の寿命を向上させることが可能となる。
【００１３】
以下、本発明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、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
以下、本発明の第１の実施の形態を、図１、図２を用いて説明する。
【００１５】
図１、図２は本実施の形態の電動送風機ユニットの断面図である。
【００１６】
図１において、１は電動送風機２と電動送風機を保持する為の電動送風機カバー３からなる電動送風機ユニットである。電動送風機カバー３は電動送風機２からの排気の流れを制御するリブ３ａ、リブ３ｂと、電動送風機２からの排気を排出する排気口Ｅ５５を有している。前記電動送風機２を構成する反負荷側ブラケット４ａ内にはベアリング３０に接続された回転軸５に整流子６と薄い珪素鋼板を積層して成る電機子コア７を圧入固定し巻線を施したローター８と、薄い珪素鋼板を積層して成る界磁コア９に巻線を施したステーター１０を内蔵している。
【００１７】
また、前記反負荷側ブラケット４ａには整流子６と摺動するカーボンブラシ１１を収納したブラシ保持機１２を設けている。またブラシ保持機１２はカーボンブラシ１１を冷却する為の、冷却穴２０を有している。
【００１８】
負荷側ブラケット４ｂに接続されるファンユニット１３は、前記回転軸５に回転により気流を発生させるインペラ１４が取付け固定されており、その外周には複数の案内翼１５でボリュート室１６を構成したエアガイド１７を配置している。１８はインペラ１４とエアガイド１７を内包し、かつ負荷側ブラケット４ｂの外周に気密に取り付けられた中央部に吸気孔１９を有するケーシングであり、その外周にはエアガイド１７を経由した気流の一部が排出される排気口Ｃが設けられている。
【００１９】
また、反負荷側ブラケット４ａには排気口Ａ５１、排気口Ｂ５２、負荷側ブラケット４ｂには排気口Ｃ５３が設けている。このとき排気口Ａ５１の面積をＳ１、排気口Ｃ５３と排気口Ｄ５４の面積の和をＳ２とする。
【００２０】
以上のように構成された電動送風機ユニットについてその動作を説明する。
【００２１】
まず、電力が電動送風機２のカ−ボンブラシ１１及び整流子６を経由してローター８とステーター１０に供給されて電動送風機２が運転し、ローター８の回転軸５が高速で回転し、この回転軸５に固定されたインペラ１４も高速で回転する。その結果吸引される気流が発生し、吸引された気流は前記インペラ１４外周より排出される。
【００２２】
そして、インペラ１４外周より排出された気流は、エアガイド１７の隣り合う複数の案内翼１５で構成されたボリュート室１６を通ってエアガイド１７の外周より排出される。
【００２３】
このエアガイド５の外周から排出された気流の一部はケーシング１８に設けられた排気口Ｄ５４から外部へ排出され、残りの気流は排気口Ｃ５３を通って反負荷側ブラケット４ａ内に内蔵されたローター８、ステーター１０等を冷却した後に反負荷側ブラケット４ａの排気口Ｂ５２を通り、排気口Ｅ５５から外部に排出されるものである。
【００２４】
ここで、吸込まれた気流の一部がケーシング１８に設けられた排気口Ｄ５４から直接電動送風機２の外部に排出されるので、エアガイド５に形成されたボリュート室１６を経由してエアガイド５の裏面へ導かれる際に生じる気流の「曲がり損失」が低減され、また同時に電動送風機２内を通過する気流も減少するのでその際に生じる「風損」も低減される。従って「曲がり損失」と「風損」の流体的損失が低減できるので全体の送風効率が向上するものである。
【００２５】
しかし、排気口Ｄ５４から気流を排出する為、電動送風機２の内部に流れる冷却風量が減少し、カーボンブラシ１１の温度が上昇する問題があった。ここで、電動送風機カバー３内にリブ３ａ、リブ３ｂを設ける。
【００２６】
上記構成とすることで、排気口Ｄ５４から排気された気流は、リブ３ａよりも低い位置にある場合、リブ３ｂに当たり、リブ３ａよりも上に導かれる。
【００２７】
その後、上記気流はリブ３ａよりも上にある排気口Ｄ５４からの排気と合流して電動送風機カバー３内を通り、電動送風機カバー３の外部へ通じる唯一の排気口である排気口Ｅ５５へと通じる排気口Ａ５１へと導かれる。
【００２８】
排気口Ａ５１から再度電動送風機２内部へ導かれた気流は、ブラシ保持機１２に設けた冷却穴２０内を通り、カーボンブラシ１１を冷却した後、排気口Ｂ５２から電動送風機２の外部へ再度排気され、さらに排気口Ｅ５５を通って外部へと排気される。
【００２９】
このとき、排気口Ｄ５４から排気された気流の温度は外気と同じであり、電動送風機内部を通過する気流の温度に比べ低くなっている。
【００３０】
従って排気口Ｄ５４からの冷たい排気をカーボンブラシ１１に直接当てることで、排気口Ｃ５３から負荷側ブラケットを通過してくる熱い排気をカーボンブラシ１１に当てるよりも効果的に冷却効果を得ることが出来る。
【００３１】
以上の冷却効果によりカーボンブラシ１１の寿命向上が図れる。
【００３２】
また、ここでブラシ保持機１２の形状を図３に示す形状にすることで、カーボンブラシの上下ともムラなく冷却することが可能となり、更なるカーボンブラシ１１の寿命向上を図れる。
【００３３】
さらに、ブラシ保持機１２の形状を図４に示す形状にすることで、より多くの冷却風を取り込むことが可能となり、更なるカーボンブラシ１１の寿命向上を図れる。
【００３４】
また、このときにブラシ保持機の各面に同様の冷却穴を設けることで異なる角度からの冷却風を直接カーボンブラシ１１に当てることが出来る為、更なる冷却効果を得ることが可能となる。
【００３５】
さらに、ブラシ保持機１２の形状を図５に示すようにすることで、カーボンブラシの先端から根元までを均一に冷却することが可能となり、更なるカーボンブラシ１１の寿命向上を図れる。このときに冷却穴から入った気流を電動送風機外部まで排出する構造とすることで、冷却風の流れを良くし、更なるカーボンブラシ１１の寿命向上を図れる。
【００３６】
さらに、ブラシ保持機１２の形状を図６に示す様に螺旋形状にすることで、カーボンブラシ全体を均一に冷却することが可能となり、更なるカーボンブラシ１１の寿命向上を図れる。
【００３７】
また、排気口Ｂ５２の面積をＳ１とし、排気口Ｃ５３と排気口Ｄ５４の面積の和をＳ２とした時にＳ１≧Ｓ２とするもので排気口Ｃ５３と排気口Ｄ５４から排気される気流の量を排気口Ｂ５２以下とすることで排気口Ｂ５２で排気が詰まることなく流れ、安定した冷却風の流れを維持できる為、よりカーボンブラシ１１の冷却効果を高めることができ、更なるカーボンブラシ１１の寿命向上を図れる。
【００３８】
（実施の形態２）
次に、本発明の第２の実施の形態を、図７を用いて説明する。なお上記実施の形態１と同一構成部品については同一符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
本実施の形態において、排気チューブ４０が排気口Ｄ５４からカーボンブラシ１１の端面まで接続されている。
【００４０】
以上の構成とすることで、排気口Ｄ５４の排気を直接カーボンブラシ冷却に使用することが可能となり、カーボンブラシ１１の冷却効果を上げることができ、更なるカーボンブラシ１１の寿命向上を図れる。
【００４１】
以上のように本実施の形態によれば吸引力が落ちることなく、カーボンブラシ１１、電動送風機２の寿命を向上した電動送風機を電気掃除機に用いることで電気掃除機の吸い込み仕事率を低下させること無く寿命の向上を図れるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、電動送風機の信頼性の向上、ならびに電気掃除機の信頼性の向上が図れるので、電動送風機を用いる家庭用電化機器、産業機器等の用途にも幅広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す電動送風機ユニットの縦断面図
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す電動送風機ユニットの横断面図
【図３】本発明の第１の実施の形態を示すブラシ保持機の図
【図４】本発明の第１の実施の形態の他の例を示すブラシ保持機の図
【図５】本発明の第１の実施の形態の他の例を示すブラシ保持機の図
【図６】本発明の第１の実施の形態の他の例を示すブラシ保持機の図
【図７】本発明の第２の実施の形態を示す電動送風機ユニットの縦断面図
【符号の説明】
【００４４】
１    電動送風機ユニット
２    電動送風機
３    電動送風機カバー
３ａ  リブ
３ｂ  リブ
４ａ  反負荷側ブラケット
４ｂ  負荷側ブラケット
６    整流子
７    電機子コア
８    ローター
９    界磁コア
１０  ステーター
１１  カーボンブラシ
１２  ブラシ保持機
１４  インペラ
１７  エアガイド
１８  ケーシング
２０  冷却穴
３０  ベアリング
４０  排気チューブ
５１  排気口Ａ
５２  排気口Ｂ
５３  排気口Ｃ
５４  排気口Ｄ
５５  排気口Ｅ
【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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