(57)【要約】      （修正有）【課題】軸受の外輪に予圧を付与するためのばね外径と軸受カバー内径のクリアランスを確保し、相互の接触を回避することができる電動送風機およびそれを搭載した電気掃除機を提供する。【解決手段】回転自在に設けられた回転軸２０７と、回転軸の一端に設けられた遠心羽根車２０３と、回転軸の遠心羽根車とは逆側に設けられるロータコア２０９と、遠心羽根車とロータコアの間に設けられた少なくとも一つの軸受部とからなるロータ２３０と、軸受部を内包する軸受カバー２１５を備える電動送風機２００において、軸受部は一対の軸受２１２が軸方向に整列に配置され、軸受間には、予圧を付与するばね２１７が配置され、ばねの形状はつづみ形であることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に設けられた回転軸と、前記回転軸の一端に設けられた遠心羽根車と、  前記回転軸の前記遠心羽根車とは逆側に設けられるロータコアと、前記ファンと前記ロータコアの間に設けられた少なくとも一つの軸受部と、からなるロータと、前記軸受部を内包する軸受カバーと、前記軸受カバーに一体成形された樹脂製ハウジングと、前記ロータコアの外周側に配置されるコアとコイルを有したステータと、前記遠心羽根車の外周部に、前記ハウジングによって固定されたディフューザと、前記遠心羽根車と前記ディフューザを覆うように、前記ハウジングと嵌合されるファンケーシングと、で構成される電動送風機において、前記軸受部は一対の軸受が軸方向に配置され、前記一対の軸受の間には、予圧を付与するばねが配置され、前記ばねの形状はつづみ形であることを特徴とする電動送風機。
【請求項２】
請求項１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、電動送風機およびそれを搭載した電気掃除機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、コードレススティッククリーナの需要が高まっている。コードレススティッククリーナは軽量化のために低電圧のバッテリーを用いて駆動するため、十分な吸込力を得るためにブラシレスモータを用いた電動送風機が搭載されている。また、本体の小型化による軽量化を達成するために、電動送風機も小型化が求められている。電動送風機の小型化に関しては、電動送風機の回転数を高速化することでファンの外径を小さくすることができる。そのため、ブラシレスモータの回転数を８０,０００ｍｉｎ−１以上としている例が多い。
【０００３】
しかしながら、ファンの外径を小さくすることで発生させる風量が小さくなること、高速回転するために軸受での摩擦熱が高くなりやすいことから電動送風機の温度上昇の問題。また、８０,０００ｍｉｎ−１以上の高速回転で駆動することによる振動・騒音の問題。さらには、構造が小型のため、それぞれの部品の寸法公差が小さく、嵌め合いのクリアランスが無いため組立性の問題などがある。
【０００４】
従来技術として、例えば、特開２０１６−１３８５１０号公報（特許文献１）に開示されているものがある。
【０００５】
特開２０１６−１３８５１０号公報に開示されている電動送風機は、回転自在に設けられた回転軸と、該回転軸の一端部に一体成形されるロータコアと、前記回転軸の他端部に取り付けられる遠心羽根車と、前記ロータコアと前記遠心羽根車との間に前記回転軸を取り付けられる軸受と、該軸受を内包する軸受カバーと、該軸受カバーに一体成形された樹脂製ハウジングと、を備え、ディフューザ羽根と、該ディフューザ羽根の裏面にリターンガイド羽根と、を有するディフューザと、前記遠心羽根車及び前記ディフューザを内包するファンケーシングを備え、前記軸受カバー外周にはヒートシンクが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−１３８５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１では、ロータコアと遠心羽根車との間に配置される複数の軸受との間に、軸受の外輪に予圧を付与するためにばねが当接して配置されている。したがって、円筒形のコイルばねであれば、軸受の外輪に予圧を付与するためには軸受とおよそ外径が同等であるコイルばねである必要がある。すると、軸受を保持内包する軸受カバーの内径とのクリアランスが小さいと、ばねの座屈や配置の偏りによっては、組立時に軸受カバーとばねの接触によって組立性困難の恐れがある。さらには、組立後、ばねが軸受カバーと接触した状態で電動送風機が駆動すると、振動が伝達され互いに擦り合ってしまい、異常音を生じる恐れがある。また、軸受カバーは軽量化と寸法精度、近接されているロータコア（マグネット）の磁力の影響の無効化のためにアルミダイカストを用いたものとなっている。したがって、ばねがアルミよりも剛性の高い材料であると、組立後、電動送風機の駆動時に、軸受カバーとばねが接触した状態で振動が伝達していると、互いに擦り合うことで剛性の低いアルミの軸受カバーが削られ、微細なアルミ粉が生じてしまう。これが隣接している軸受の内輪とシールドの隙間に侵入し、軸受の内部部品の損傷を起こし、軸受異常音や早期寿命を生じる恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、回転自在に設けられた回転軸と、前記回転軸の一端に設けられた遠心羽根車と、前記回転軸の前記遠心羽根車とは逆側に設けられるロータコアと、前記ファンと前記ロータコアの間に設けられた少なくとも一つの軸受部と、からなるロータと、前記軸受部を内包する軸受カバーと、前記軸受カバーに一体成形された樹脂製ハウジングと、前記ロータコアの外周側に配置されるコアとコイルを有したステータと、前記遠心羽根車の外周部に、前記ハウジングによって固定されたディフューザと、前記遠心羽根車と前記ディフューザを覆うように、前記ハウジングと嵌合されるファンケーシングと、で構成される電動送風機において、軸受部は一対の軸受が軸方向に整列に配置され、前記軸受間には、予圧を付与するばねが配置され、前記ばねの形状はつづみ形であることを特徴とする電動送風機である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ばね外径と軸受カバー内径のクリアランスを確保することができ、相互の接触を回避することができるため、組立性改善、騒音の低減、長寿命化できる電動送風機およびそれを搭載した電気掃除機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１にかかる電動送風機のロータ組立体を示す分解斜視図。
【図２】実施形態１にかかる電動送風機を示す分解斜視図。
【図３】実施形態１にかかる電動送風機を示す断面図。
【図４】実施形態１にかかるばねの形状図（ａ）と、従来のばねの形状図（ｂ）である。
【図５】実施形態１にかかる軸受部と軸受カバーの構成断面図（ａ）と、従来形状にかかる軸受部と軸受カバーの構成断面図（ｂ）である。
【図６】実施例２における電動送風機を搭載した電気掃除機を示し、（ａ）はスティック型として使用する際の斜視図、（ｂ）は電気掃除機をハンディ型として使用する際の側面図である。
【図７】実施例２における電動送風機を搭載した掃除機本体の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を、図１〜図７を用いて説明する。
【００１２】
［実施形態１］
図１は本実施例における電動送風機のロータ組立体を示す分解斜視図である。
【００１３】
図１に示すように、ロータ組立体２３０は、遠心羽根車２０３、回転軸２０７、ロータコア２０９、軸受２１２、２１２、リング部材２１３、ばね２１７およびカバー２５０によって構成されている。なお、軸受２１２、２１２とばね２１７とで軸受部が構成されている。
【００１４】
遠心羽根車２０３は、回転軸２０７の軸方向Ｇの一端に固定されている。本実施例では、遠心羽根車２０３を回転軸２０７に圧入固定しているが、回転軸２０７の端部（先端）にねじを設け、遠心羽根車２０３を固定ナットによって固定してもよい。
【００１５】
ロータコア２０９は、回転軸２０７の、遠心羽根車２０３が固定されている端部とは逆側の軸方向Ｇの端部（回転軸２０７の軸方向Ｇの他端）に設けられている。このロータコア２０９は、例えば、希土類系のボンド磁石によって構成されている。希土類系のボンド磁石は、希土類系磁性粉末と有機バインダーとを混合して作られる。希土類系のボンド磁石としては、例えば、サマリウム鉄窒素磁石や、ネオジム磁石等を用いることができる。また、ロータコア２０９は、回転軸２０７に一体成形されている。また、ロータコア２０９は、カバー２５０により周面に接した状態で覆われている。カバー２５０は、非磁性の薄板を筒状に形成したものであり、例えば、ステンレス鋼にニッケル量を多く配合したもので構成される。
【００１６】
リング部材２１３は、バランス調整用のものであり、回転軸２０７におけるロータコア２０９側の端部に設けられている。また、リング部材２１３は、ロータコア２０９よりも比重が大きく、かつ、非磁性の材料で構成されている。例えば銅材などの焼結品（燒結体）や機械加工で形成することができる。また、リング部材２１３としては、ロータコア２０９よりも比重が大きく、かつ、非磁性の材料であれば、銅に限定されるものではない。
【００１７】
回転軸２０７には、遠心羽根車２０３とロータコア２０９との間に、軸受２１２、２１２が設けられている。軸受２１２、２１２は、軸方向に離間して配置され、回転軸２０７を回転自在に支持している。軸受２１２、２１２の間にはコイル状のばね２１７が設けられ、軸受２１２、２１２の外輪に予圧を与えている。
【００１８】
図２は、本実施例にかかる電動送風機を示す分解斜視図である。
【００１９】
ステータ２４０は、ステータコア２１０の周りにコイル２１１が巻かれ、一緒になって相巻線を形成している。この相巻線は、電動送風機２００に備わる図示しない回路部に電気的に接続されている。
【００２０】
ハウジング２０８は、合成樹脂製であり、ロータ組立体２３０の軸受部を内包する軸受カバー２１５とインサート成形によって構成される。軸受カバー２１５の外周には、軸受２１２の冷却用のヒートシンクである回転軸方向に長い複数の冷却フィン２７が設けられている。また、軸受カバー２１５は、非磁性金属材料製であり、軽量化、放熱性などに有利なものが良い。本実施例では、アルミ材を使用している。
【００２１】
また、ハウジング２０８の支持部２６には、軸方向Ｇに延在するねじ穴２８が形成されている。ねじ穴２８には固定ねじ２１８が螺合可能で、固定ねじ２１８の螺合によってディフューザ２０５がハウジング２０８に固定される。
【００２２】
また、ハウジング２０８には、ハウジング２０８内に空気が流れ込む開口３４と、電動送風機２００の外部に空気を排出する排気口３５とが形成されている。また、ハウジング２０８の軸方向Ｇの端部に配置されるステータ２４０は、固定ねじ２１９によってハウジング２０８に固定されている。
【００２３】
ファンケーシング２０４は、ディフューザ２０５と、ロータ組立体２３０の遠心羽根車２０３を覆う格好で、ハウジング２０８と嵌合される。
【００２４】
図４は、実施形態１にかかるばねの形状断面図である。図４（ａ）は、本発明のばね形状であり、ばね２１７の両端部が最大外径となり、両端部から軸方向の中心に向かうにつれてばね２１７の外径は縮小し、ばねの軸方向中心で最小外径となるようなつづみ形ばねである。図４（ｂ）は、従来のばね形状であり、ばね２１７の両端部を通して同一の外径である円筒形のコイルばねである。
【００２５】
図５は、実施形態１の電動送風機の軸受部分の構造断面図である。図５（ａ）は、図４（ａ）の本発明にかかるつづみ形のばねを用いた軸受部分の断面図である。図５（ｂ）は、図４（ｂ）の従来の円筒形のばねを用いた軸受部分の断面図である。図５（ａ）、図５（ｂ）を比較するとわかるように、図５（ａ）は、ばね２１７をつづみ形としたことで、ばね２１７の軸方向中央部（斜線部）に、軸受カバー２１５の内径とばね２１７の外径との間にクリアランスＣＬができる。このため、組立時、ロータ組立体２３０を軸受カバー２１５に挿入する際、ばねと接触しにくくなるので、組立性が改善される。また、組立後、電動送風機２００を駆動した際、軸受カバー２１５とばね２１７が接触した状態で振動が伝達していても、従来の円筒形のばねよりも大きなクリアランスＣＬが確保されているため、互いに接触することはなく、接触状態による異音や、剛性が低い側の部品の擦り合いによる微細な粉の発生をなくすことができる。これにより、電動送風機の組立性改善、騒音の低減、長寿命化ができる。
【００２６】
［実施形態２］
以下、実施形態２として、本発明に係るばねを使用したモータを備える電動送風機を搭載する電気掃除機について図面を参照しながら説明する。
【００２７】
なお、以下では、スティック型とハンディ型とを適宜切り替えて使用できる充電式の電気掃除機４００に適用した場合を例に挙げて説明するが、スティック型のみ、ハンディ型のみ、など様々なタイプの電気掃除機に適用することができる。
【００２８】
図６は本実施例における電動送風機を搭載した電気掃除機を示し、（ａ）はスティック型として使用する際の斜視図、（ｂ）は電気掃除機をハンディ型として使用する際の側面図である。
【００２９】
図６（ａ）に示すように、電気掃除機４００は、塵埃を集塵する集塵室４０１および集塵するのに必要な吸込気流を発生させる電動送風機２００（図７）を収納する掃除機本体４１０、掃除機本体４１０に対して伸縮自在に設けられた伸縮パイプ４０２、伸縮パイプ４０２の一端に回動自在に設けられたグリップ部４０３、グリップ部４０３に設けられた電動送風機２００の入切を行うスイッチ部４０４ａおよびスイッチ部４０４ｂ（図６（ｂ）参照）を備えて構成されている。
【００３０】
図６（ａ）に示す電気掃除機４００は、スティック状態であり、伸縮パイプ４０２が伸ばされて、グリップ部４０３が伸縮パイプ４０２と逆側に回動してロックされた状態である。また、掃除機本体４１０の他端には吸口体４０５が取り付けられ、掃除機本体４１０と吸口体４０５とが接続部４０６で繋がれている。
【００３１】
図６（ｂ）に示す電気掃除機４００は、ハンディ状態であり、伸縮パイプ４０２が掃除機本体４１０内に収納され、グリップ部４０３が伸縮パイプ４０２側に回動した状態である。また、回動したグリップ部４０３は、掃除機本体４１０の上面に設けられたクランプ部材４０７にクランプされている。また、掃除機本体４１０の他端部には吸口体（隙間ノズル）４０８が取り付けられ、掃除機本体４１０と吸口体４０８とが接続部４０６で繋がれている。
【００３２】
以上の電気掃除機４００において、グリップ部４０３のスイッチ部４０４ａ（図６（ａ）参照）またはスイッチ部４０４ｂ（図６（ｂ）参照）を操作することで、掃除機本体４１０に収納された電動送風機２００（図７参照）が作動し、吸込気流を発生させる。そして、吸口体４０５、４０８から塵埃を吸込み、接続部４０６を通して掃除機本体４１０の集塵室４０１に集塵する。
【００３３】
図７は本実施例における電動送風機を搭載した掃除機本体の縦断面図である。なお、図７は、ハンディ状態であり、掃除機本体４１０から吸口体４０８を取り外した状態である。
【００３４】
図７に示すように、掃除機本体４１０の内部には、吸引力を発生させる電動送風機２００、電動送風機２００に電力を供給する電池ユニット４２０、駆動用回路４３０が設けられている。
【００３５】
吸口体４０５、４０８（図６（ａ）、（ｂ）参照）から吸い込まれた空気は、掃除機本体４１０に設けられた流路４４０（図６（ａ）参照）を通って電動送風機２００の前方に配置された集塵室４０１に送られ、集塵室４０１内に集塵される。そして、集塵室４０１で塵挨が分離された後の空気は、電動送風機２００、駆動用回路４３０を通り、掃除機本体４１０に形成された排気口（不図示）から外部に排出される。
【００３６】
これら、本発明に係るばねを使用したモータを備える電動送風機を搭載する電気掃除機により、騒音の低い、長寿命な電気掃除機とすることができる。
【００３７】
以上、本発明にかかるつづみ形ばねを使用したロータ、及び、モータについて最良の実施の形態および実施例を示して詳細に説明した。なお、本発明の内容は、前記実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲内において適宜改変・変更等することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１３      ディフューザ羽根
１４      リターンガイド羽根
２６      支持部
２７      冷却フィン
２８      ねじ穴
２９      凹部
３０      ブリッジ
３１      フレーム
３２      ねじ穴
３４      開口
３５      排気口
３６      傾斜部
２００    電動送風機
２０１    送風機部
２０２    電動機部
２０３    遠心羽根車
２０３ａ  外周縁部
２０４    ファンケーシング
２０５    ディフューザ
２０６    吸込口
２０７    回転軸
２０８    ハウジング
２０９    ロータコア
２１０    ステータコア
２１１    コイル
２１２    軸受
２１３    リング部材
２１４    位置決め用スリーブ
２１５    軸受カバー
２１７    ばね
２１８    固定ねじ
２１９    固定ねじ
２３０    ロータ組立体
２４０    ステータ
２５０    カバー
２７０    モータ
４００    電気掃除機
４１０    掃除機本体
Ｇ        軸方向
【図１】
2018145897.tif 000003
【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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