(57)【要約】【課題】モータを効率よく冷却し、高い送風性能を有する電動送風機およびそれを用いた電気掃除機を提供する。【解決手段】回転軸を有するロータ３と、ロータ３の外周に配置されたステータ４ａと、回転軸２の軸受５を保持しステータ４ａを覆うフレーム６とから構成されるブラシレスモータ７ａと、回転軸２に固定されたインペラ８と、ステータ４ａの外周面との間に通気路９となる空間を設けて配置したモータケース１０ａと、インペラ８を覆ってモータケース１０ａに固定されるファンケース１１とを備え、ステータ４ａはコアと巻線とを樹脂でモールド成型したモールド部で構成され、モールド部１３ａより突出して通気路内に延設する複数の案内翼１４ａと一体的にモールド成型され、複数の案内翼１４ａは通気路９内で複数の風路を形成している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を有するロータと、前記ロータの外周に配置されたステータと、前記回転軸の軸受を保持し前記ステータを覆うフレームとから構成されるモータと、前記回転軸に固定されたインペラと、前記ステータの外周面との間に通気路となる空間を設けて配置したモータケースと、前記インペラを覆って前記モータケースに固定されるファンケースとを備え、前記ステータはコアと巻線とを樹脂でモールド成型したモールド部で構成され、前記モールド部より突出して前記通気路内に延設する複数の案内翼と一体的にモールド成型され、前記複数の案内翼は前記通気路内で複数の風路を形成している電動送風機。
【請求項２】
インペラは、入口から流入した気流を軸方向と径方向との中間の角度で流出させる斜流型ブレードを有する請求項１に記載の電動送風機。
【請求項３】
モールド部は、熱伝導性の高い樹脂で成型している請求項１または請求項２に記載の電動送風機。
【請求項４】
モールド部の樹脂は、フィラーを充填している請求項３に記載の電動送風機。
【請求項５】
複数の案内翼は、モータケースの内壁に当接することで通気路内に独立通路を形成し、通気路上流から下流にかけて独立通路の断面積を徐々に大きくした請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項６】
複数の案内翼は、ステータの外周に螺旋状に形成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項７】
複数の案内翼は、通気路上流から下流にかけて連続的に厚さを薄くすることで通気路の断面積を徐々に大きくした請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項８】
モータケースの外径を気流の上流から下流にかけて連続的に大きくして通気路の断面積を徐々に大きくした請求項１〜７のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の電動送風機を搭載した電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの冷却を小型でかつ低圧損の構成で実現し、高い送風性能を有する電動送風機およびそれを用いた電気掃除機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電動送風機は家庭用の電気掃除機に多く利用されている（例えば、特許文献１〜３参照）。電気掃除機の入力電力は限られており、より強い吸引力を得るためには電動送風機の送風性能を向上する必要がある。同時に、掃除のしやすさの視点から掃除機本体の小回りが良いことが望まれており、電動送風機を小型化する必要がある。
【０００３】
図１２は、特許文献１に記載された電気掃除機用の電動送風機の断面構成を示す図である。図１２に示すように、特許文献１の電動送風機３５は、斜流型ブレード２８を有したインペラ２９と、インペラ２９の下流側に配置されたエアガイド３０と、回転軸３１の軸端にインペラ２９を固着した電動機３２と、回転軸３１の軸端に設けられたハブ３３とを備えており、インペラ２９から流出した気流が電動機３２のフレーム外部３４を通過するように構成されている。
【０００４】
図１３は、特許文献２に記載された電動送風機の断面構成を示す図である。図１３に示すように、特許文献２の電動送風機５０は、回転軸３６を有した回転子３７と、巻線を有した固定子３８と、回転軸３６を支持する軸受３９と、固定子３８を内包し軸受３９を保持したフレーム４０とにより構成されたモータを備えるとともに、複数枚のブレード４１を有し回転軸３６に固定されたインペラ４２と、インペラ４２の外周に配置されたエアガイド４３と、前方中央部に吸引口４４を有しインペラ４２およびエアガイド４３を内包してフレーム４０に固定されたファンケース４５とを備えている。
【０００５】
そして、フレーム４０と、その外側に設けた外筒４６との間に通気路４７を構成し、インペラ４２で発生した空気流を、エアガイド４３に導いてフレーム４０外周に沿って流すように構成し、この外筒４６の外側に駆動用半導体素子４８を設置し、外筒４６の内部には他端がフレーム４０に当接し、気流と長手方向が一致するような冷却フィン４９を設け、冷却フィン４９と外筒４６、フレーム４０によって囲まれた独立通路の断面積が下流方向に徐々に拡大するようにフレーム４０又は外筒４６が傾斜して構成されている。
【０００６】
図１４は、特許文献３に記載された電動送風機の断面構成を示す図である。図１３に示すように、特許文献３の電動送風機５４は、電動機５１と、電動機５１により回転駆動されるファン５２と、ファン５２からの気流を整流するとともに、ディフューザ作用を有する整流板５３とからなる電動送風機５４と、電動送風機５４の回転数を制御するスイッチング素子５５とを備え、整流板５３を熱伝導性の高い材料によって形成し、整流板５３にスイッチング素子５５を密着して固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３０７９８５号公報（図１１）
【特許文献２】特開平１１−３３６６９６号公報（図４）
【特許文献３】特開昭６３−９７１３０号公報（第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の電動送風機３５の構成では、エアガイド３０と電動機３２とが別体で構成されているため、電動機３２内部で発生した熱をエアガイド３０の静翼に十分に伝導することができず、結果として電動機３２内部を十分に冷却できないという課題を有していた。
【０００９】
また、特許文献２の電動送風機５０の構成では、インペラ４２で発生した空気流が冷却フィン４９の熱を奪うことによって、駆動用半導体素子４８を冷却することを可能にしている。しかし、電動機のフレーム４０の一部と冷却フィン４９の一部とが部分的に当接するだけなので、熱的な接触抵抗が大きく、電動機内部で発生した熱は冷却フィン４９に伝導しにくいことから、特許文献１と同様に電動機内部を十分に冷却できないという課題を有していた。
【００１０】
さらに、特許文献３の電動送風機５４の構成では、熱伝導性の高い材料で整流板をスイッチング素子５５の放熱板として利用しているが、電動機５１の冷却については記述がなく、電動機５１内部に冷却風を流す等の冷却手段が別途必要であり、結果として電動送風機５４のサイズが大きくなってしまうという課題を有していた。
【００１１】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、モータを効率よく冷却し、高い送風性能を有する電動送風機およびそれを用いた電気掃除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】
【００１２】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電動送風機は、回転軸を有するロータと、前記ロータの外周に配置されたステータと、前記回転軸の軸受を保持し前記ステータを覆うフレームとから構成されるブラシレスモータと、前記回転軸に固定されたインペラと、前記ステータの外周面との間に通気路となる空間を設けて配置したモータケースと、前記インペラを覆って前記モータケースに固定されるファンケースとを備え、前記ステータはコアと巻線とを樹脂でモールド成型したモールド部で構成され、前記モールド部より突出して前記通気路内に延設する複数の案内翼と一体的にモールド成型され、前記複数の案内翼は前記通気路内で複数の風路を形成している。
【００１３】
これによって、ブラシレスモータを駆動した際に、ステータの巻線やコアで発生した熱がモールド部と一体成型した複数の案内翼に伝導しやすくなり、インペラで発生した気流を通気路にスムーズに導いて案内翼を強制冷却し、熱を効率的にモータ外部へ逃がすことができる。そして、複数の案内翼がディフューザとして作用するため、モータを冷却すると共に、気流の動圧を静圧に変換することができる。また、ブラシレスモータでインペラを回転駆動することで、モータ自身の発熱を少なくして、大きな電力での駆動で高速回転を可能にし、小型で高い送風性能を有する電動送風機を実現することができる。
【００１４】
また、本発明の電気掃除機は、小型で高い送風性能を有する電動送風機を搭載しているので、強い吸引力を有しゴミ取れ性が良好であり、電動送風機が軽量なので、小回りの利く使い勝手がよい電気掃除機となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の電動送風機は、ステータの巻線やコアで発生した熱を通気路に延設された複数の案内翼に伝熱させ、インペラで発生した気流で強制冷却すると共に、気流の動圧を静圧に変換することができる。また、ブラシレスモータでインペラを回転駆動することで、モータ自身の発熱を少なくし、大きな電力での駆動を可能にして、小型で高い送風性能を有した電動送風機を実現できる。
【００１６】
また、このような電動送風機を用いた電気掃除機は、強い吸引力を有し、ゴミ取れ性が
良好であり、電動送風機が軽量なので、小回りの利く使い勝手がよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態における電動送風機の一部断面図
【図２】同電動送風機の一部断面斜視図
【図３】同電動送風機のインペラの一部断面斜視図
【図４】同電動送風機のブラシレスモータの一部断面斜視図
【図５】同電動送風機のステータの一部断面斜視図
【図６】同電動送風機を用いた電気掃除機の構成を表す断面図
【図７】同電動送風機の一部断面斜視図
【図８】本発明の第２の実施の形態における電動送風機の一部断面図
【図９】同電動送風機の一部断面斜視図
【図１０】同電動送風機のブラシレスモータの一部断面斜視図
【図１１】同電動送風機のステータの一部断面斜視図
【図１２】従来の電動送風機の断面図
【図１３】従来の電動送風機の断面図
【図１４】従来の電動送風機の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
第１の発明は、回転軸を有するロータと、前記ロータの外周に配置されたステータと、前記回転軸の軸受を保持し前記ステータを覆うフレームとから構成されるブラシレスモータと、前記回転軸に固定されたインペラと、前記ステータの外周面との間に通気路となる空間を設けて配置したモータケースと、前記インペラを覆って前記モータケースに固定されるファンケースとを備え、前記ステータはコアと巻線とを樹脂でモールド成型したモールド部で構成され、前記モールド部より突出して前記通気路内に延設する複数の案内翼と一体的にモールド成型され、前記複数の案内翼は前記通気路内で複数の風路を形成している電動送風機としたものである。
【００１９】
これによって、巻線やコアで発生したステータの熱がステータと一体成型した複数の案内翼に伝導しやすくなる。そして、ブラシレスモータがインペラを回転駆動すると、インペラで発生した気流が複数の案内翼でスムーズに導かれ、案内翼を強制冷却するので、熱を効率的にモータ外部へ逃がすことができる。また、案内翼がディフューザとして作用するため、ブラシレスモータを冷却すると共に、気流の動圧を静圧に変換して小型で高い送風性能を有する電動送風機を実現することができる。
【００２０】
第２の発明は、特に、第１の発明のインペラが、入口から流入した気流を軸方向と径方向との中間の角度で流出させる斜流型ブレードを有しているので、遠心型のインペラと比べて外径を小さくできると共に、ディフューザの風路に湾曲部を設ける必要がないため、圧損の少ない風路を構成することができる。
【００２１】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明のモールド部が、熱伝導性の高い樹脂で成型されているので、ステータの巻線やコアで発生した熱が複数の案内翼に伝導し易くなり、ブラシレスモータ内部の熱を外部へ効率的に逃がすことができるため、ブラシレスモータの冷却効果を向上することができる。
【００２２】
第４の発明は、特に、第３の発明のモールド部の樹脂が、フィラーを充填しているので、樹脂の内部に熱の通り道となる熱伝導路が形成されて、樹脂の熱伝導性を容易に高めることが可能である。
【００２３】
第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明の複数の案内翼が、モータケース
の内壁に当接することで通気路内に独立通路を形成し、通気路上流から下流にかけて独立通路の断面積を徐々に大きくしているので、案内翼の放熱面積を拡げてモータの冷却効果を向上することができると共に、インペラからの気流をスムーズに導きながら、通気路内で気流の動圧を静圧に変換することができるため、小型で高い送風性能を有する電動送風機を実現することができる。
【００２４】
第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明の複数の案内翼が、ステータの外周に螺旋状に形成されているので、子午面における通気路の長さが限られていても、螺旋状にすることで独立通路長を長くし、放熱面積を拡げることが可能であり、モータの冷却効果を向上することができる。また、ディフューザとして使用できる独立通路も長くなるため、送風性能を向上させると共に、通気路を空気伝播する騒音に対して遮音効果を向上させ、小型で低騒音の電動送風機を実現することができる。
【００２５】
第７の発明は、特に、第１〜６のいずれか１つの発明の複数の案内翼が、通気路上流から下流にかけて連続的に厚さを薄くしているので、モータケース外形を変化させることなく、独立通路の断面積を連続的に大きくすることができるため、モータの冷却を兼ねた小型のディフューザを容易に構成することができる。
【００２６】
第８の発明は、特に、第１〜７のいずれか１つの発明のモータケースの外形が、気流の上流から下流にかけて連続的に大きくして通気路の断面積を徐々に大きくしているので、ステータの外周面とモータケースとの間の通気路を子午面において連続的に大きくすることができ、通気路の断面積をモータケース外形に応じて調整しやすく、同時に案内翼の放熱面積の調整も可能なため、モータに必要な冷却構成を容易に実現することができる。
【００２７】
第９の発明は、特に、第１〜８のいずれか１つの電動送風機を搭載した電気掃除機とすることにより、強い吸引力を有し、ゴミ取れ性がよく、本体サイズが小さいので小回りの利く使い勝手がよい電気掃除機となる。
【００２８】
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、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における電動送風機の構成を示す一部断面図であり、図２は同電動送風機の一部断面斜視図であり、図３は同電動送風機に用いるインペラの一部断面斜視図であり、図４は同電動送風機に用いるブラシレスモータの一部断面斜視図であり、図５は同電動送風機に用いるステータの一部断面斜視図である。
【００３０】
図１〜図３に示すように、電動送風機１ａは、回転軸２を有し永久磁石で構成されたロータ３と、ロータ３の外周に配置されたステータ４ａと、回転軸２の軸受５とステータ４ａの前後面とを保持するフレーム６とから構成されたブラシレスモータ７ａと、回転軸２に固定された３次元曲面で形成された６枚の斜流型ブレード８ａを有するインペラ８と、ステータ４ａの外周面との間に通気路９となる空間を設けて配置したモータケース１０ａと、インペラ８を覆ってモータケース１０ａの通気路９上流側に固定されるファンケース１１とを備えている。そして、ステータ４ａはコア１２ａとコア１２ａに巻かれた巻線とを樹脂でモールド成型したモールド部１３ａで構成されている。
【００３１】
図５に示すように、ステータ４ａには、モールド部１３ａより突出して通気路９内に延設された複数の案内翼１４ａが形成され、複数の案内翼１４ａは長手方向が軸方向から傾斜して螺旋状になるようにステータ４ａの外周に配列されており、モータケース１０ａ内壁に当接することで通気路９内に複数の独立通路１５を形成し、通気路９上流から下流に
かけて回転軸２を中心とした螺旋状を成している。
【００３２】
またモータケース１０ａは通気路９の上流から下流にかけて所定の角度で拡がる円錐形状を有しており、それに伴い、独立通路１５の断面積は連続的に大きくなるようにしている。またモールド部の樹脂１３ａには、ポニフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）にフィラーを充填して熱伝導性を向上させ、射出成形することでステータ４ａを製作した。コア１２ａとモールド部の外周面は略同一面を有し、モールド部の前後面を覆うフレーム６は、ステータ４ａの外周面に３本の支柱６ａを介してステータ４ａを保持している。インペラ８の入口先端部とファンケース１１の吸引口１１ａとは、インペラ８が回転可能な状態でＰＴＦＥ樹脂製のリング１６を介してシールされている。
【００３３】
以上のように構成された電動送風機について、以下その動作、作用を説明する。図１において、ステータ４ａの巻線を励磁することで回転磁界が発生し、回転磁界に同期してロータ３が回転し、回転軸２に固定されたインペラ８が回転する。インペラ８の回転で生じる遠心力により、インペラ８内の空気がインペラ８内の外周へ且つ後方へと押しやられ、インペラ８内が負圧になり、ファンケース１１の吸引口１１ａ前方からインペラ８内へ流れ込む気流Ａが発生する。気流Ａはインペラ８の入口先端部から軸方向に流入し、６枚の斜流型ブレードに沿って流れた後、軸方向と径方向との中間の角度でインペラ８から流出する。
【００３４】
インペラ８から流出した気流は、案内翼１４ａで形成された複数の独立通路１５に流入し、独立通路１５をステータ４ａの外周面に沿って流れて電動送風機１ａ外周へと流出する。独立通路１５の断面積は上流から下流にかけて徐々に大きくなるため、気流は減速されながら、動圧が静圧へと変換される。電動送風機１ａの送風性能は、電動送風機１ａを駆動するために入力した電力と、電動送風機１ａが行う仕事量（インペラ８の回転で発生する真空度と流量の積）との比であらわされる。そのため、実際に使用する流量において電動送風機１ａが発生する真空度（静圧）を大きくすることが、電動送風機１ａの送風性能をあげる上で重要となる。
【００３５】
斜流型のインペラ８は、気流Ａを軸方向と径方向との中間の角度でさせるため、遠心型のインペラ８と比べて外径を小さくできる。また、ディフューザ側の風路は、圧損の少ない直線的な風路で構成可能であり、風路に湾曲部を設ける必要がないため、圧損の少ない風路を構成することが可能である。
【００３６】
この種のブラシレスモータ７ａは、交流整流子モータのように整流子と電機子を機械的に接触させて給電する必要がないため、交流整流子モータに比べて発熱量が小さくなる。ステータ４ａの発熱は巻線とコア１２ａの両方で発生し、巻線を流れる電流によって生じるジュール熱はモールド部１３ａを熱伝導して一体成型された複数の案内翼１４ａへと伝わる。
【００３７】
一方、磁界の変化によるコア１２ａの磁束密度の変化や、コア１２ａを通る磁束変動によって渦電流が発生してコア１２ａでも発熱するが、インペラ８で発生した気流が複数の案内翼１４ａおよびステータ４ａの外周面に沿って流れる際に、案内翼１４ａおよびステータ４ａ外周面から熱が気流へ伝達し、結果としてステータ４ａで発生した熱が電動送風機１ａ外部へ熱が輸送されて、ステータ４ａが効率よく冷却される。
【００３８】
つまり、案内翼１４ａは圧力回復を行うディフューザの作用と放熱フィンとしての機能を兼ねており、この構成にすることで、放熱効率を改善するだけでなく、ブラシレスモータ７ａで回転駆動することで、自身の発熱量を減少させて、電動送風機１ａの小型化を図ることができる。
【００３９】
また、案内翼１４ａは、ステータ４ａの外周に回転軸２を中心とした螺旋状に構成しているため、子午面における限られた通気路９の長さにおいても、独立通路１５長を長くして放熱面積を拡げることが可能になる。また、ステータ４ａを構成するモールド部１３ａと案内翼１４ａを一体成型することで、ステータ４ａから発した熱を効率的に放熱して、電動送風機１ａの冷却効果を大幅に向上することができる。さらに、ディフューザとして使用できる独立通路１５も長くなるため、送風性能を向上させると共に、通気路９を空気伝播する騒音に対して遮音効果を向上させ、小型で低騒音の電動送風機１ａを実現することができる。
【００４０】
特に、耳障りな騒音として問題となる電動送風機１ａの回転騒音は、インペラ８の翼枚数と回転数の積で決まる周波数とその倍音を含む高調波が原因であり、可聴周波数域の中でも、高い周波数域の騒音であり騒音が伝播するときに直進性を有しているため、螺旋状をした案内翼１４ａは遮音壁としても機能する。また、吸音する周波数域を回転騒音の周波数域に合わせた吸音材２５ａ、２５ｂを掃除機本体２２内に配すると、消音効果を更に高めることができる。
【００４１】
モールド部１３ａには、熱伝導性の高い樹脂１３ａを用いるのが望ましく、巻線で発生したジュール熱が熱伝導性を良くしたモールド部１３ａ内を複数の案内翼１４ａへと熱伝導し易くなり、インペラ８で発生した気流で効率よく冷却することができる。モールド部１３ａの樹脂中に熱伝導性の高い粉末または繊維などのフィラーを充填させて、熱伝導性を向上させても良く、具体的にはポリフェニレンサンファイド樹脂１３ａ（ＰＰＳ）や、ナイロン、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等を充填させても良い。
【００４２】
導電性のフィラーとしては金属粉末、グラファイト、カーボンブラック等を用いることができ、絶縁性のフィラーとしては窒化アルミニウム、窒化ホウ素、アルミナ等の焼結セラミックを用いることができる。各部位の絶縁の必要性に応じてフィラーを使い分けても良く、本実施の形態においては、巻線周辺部のモールド部には絶縁性が必要であるため、絶縁性フィラーを用いて案内翼１４ａ含めて一体で射出成形している。
【００４３】
但し、放熱フィンとして機能する複数の案内翼１４ａには、導電性フィラーを配合した樹脂を用いる方が望ましく、絶縁性フィラーを配合した樹脂に比べて熱伝導性を大きくできる。そのため、巻線周辺部と案内翼１４ａとをそれぞれ絶縁性フィラーと導電性フィラーを配合した樹脂で別々に形成した後、結合させる方法を採用しても良い。また、フィラーの配合比率については、実験的に最適値を求めれば良い。
【００４４】
次に、上述した電動送風機を用いた電気掃除機について図６を用いて説明する。図６はその電気掃除機の構成を示す断面図である。
【００４５】
図６に示すように、電気掃除機１７は、本体吸気口１８に連通した集塵室１９と本体排気口２０を備えた送風室２１とを有する掃除機本体２２と、集塵室１９に本体吸気口１８と気密に装着された集塵袋２３と、送風室２１に設置された電動送風機１ａと、電動送風機１ａを覆う難燃樹脂製の防音カバー２４と、送風室２１の上下に配置された吸音材２５ａ、２５ｂとから構成されている。なお、図示していないが、本体吸気口１８には、ホース、延長管が順次接続され、延長管の先端には床面上の塵埃を吸引するノズルが取りつけられている。
【００４６】
この構成により、電動送風機１ａのインペラ８が回転すると、集塵室１９が負圧状態になり、ノズル（図示せず）から吸引された塵埃を含む気流が本体吸気口１８を通過して集塵室１９へ流入する。集塵袋２３で塵埃を濾過分離した清潔な気流は、電動送風機１ａの
インペラ８へ流入し、複数の案内翼１４ａで形成されたエアガイドを通過した後、防音カバーの本体排気口２０から流出して掃除機本体２２外部へと放出される。
【００４７】
電気掃除機１７に搭載した電動送風機１ａは、上述したように放熱性が良く、ブラシレスモータ７ａでインペラ８を回転駆動することで、モータ自身の発熱を少なくして、大きな電力での駆動で高速回転を可能にし、強い吸引力を持たせることができ、小型で高い送風性能を持たせることができる。
【００４８】
従って、電気掃除機１７は、小型で送風性能の高い電動送風機１ａを搭載することで、強い吸引力によりゴミ取れ性がよく、小型の電動送風機１ａは重量が軽いので、小回りが利いて使い勝手がよい。
【００４９】
また、図６に示すように、小型の電動送風機１ａを掃除機本体２２内に搭載することで、吸音材２５ａ、２５ｂを配置可能な空間の拡大を図り、掃除機本体２２内に設ける吸音材２５ａ、２５ｂの設置面積を大きくすることで、吸音効果を拡大し、電気掃除機１７の運転音を小さくできる。また、吸音する周波数域を回転騒音の周波数域に合わせた吸音材２５ａ、２５ｂを掃除機本体２２内に配すると、消音効果を更に高めることができる。さらに、特定周波数の音に対して大幅な消音効果を発揮する共鳴型の消音構成を吸音材２５ａ、２５ｂと併用することで、回転騒音に対する消音効果を大幅に向上できる。
【００５０】
以上のように、本実施の形態においては、ステータ４ａをコア１２ａと巻線とを熱伝導性の高い樹脂１３ａでモールド成型することで構成し、ステータ４ａに樹脂１３ａ部より一体成型で通気路９に延設された複数の螺旋状を有する案内翼１４ａを形成し、複数の案内翼１４ａを長手方向が軸方向になるようにステータ４ａの外周に配列し、モータケース１０ａ内壁に当接させて通気路９内に複数の独立通路１５を形成することで、インペラ８から発生した気流を独立通路１５へスムーズに導いて流すと共に、巻線およびコア１２ａで発生した熱を複数の案内翼１４ａへ伝導させて、案内翼１４ａおよびステータ４ａ外周面からその熱を気流へ伝達させ電動送風機１ａ外部へ逃がすことができるようになり、ブラシレスモータ７ａを効率よく冷却できる。
【００５１】
また、通気路９に形成された複数の独立通路１５はディフューザの作用も有しているため、気流の静圧回復を図ると共に、インペラ８で発生した回転騒音に対して案内翼１４ａが遮音壁として機能するため、低騒音でかつ送風性能を向上することができる。
【００５２】
なお、本実施の形態では、複数の案内翼１４ａをモータケース１０ａ内壁に当接させて独立通路１５を形成した事例で説明したが、案内翼１４ａとモータケース１０ａ内壁とを接着させて隙間なく構成することが望ましく、独立通路１５間の流れを抑えて気流をスムーズに流すことが可能になる。
【００５３】
また本実施の形態では、モータケース１０ａの外形を所定角度で通気路９上流から下流へかけて拡げることで独立通路１５の断面積を徐々に大きくした事例で説明したが、螺旋状を有した案内翼１４ａの軸方向のねじりピッチを下流にかけて徐々に大きくしても良く、独立通路１５の断面積を大きくして、同様の効果が得ることができる。
【００５４】
また、本実施の形態では、ファンケース１１をモータケース１０ａに固定することで、電動送風機１ａの外郭を形成した事例で説明したが、図７に示すように、ファンケースとモータケースとを一体成型した外郭ケース２６を用いて、ブラシレスモータの外周を外郭ケース２６で覆ってもよく、同様の効果が得ることができる。
【００５５】
（実施の形態２）
図８〜図１１は、本発明の実施の形態２における電動送風機の構成を示すものである。図８は同電動送風機の一部断面図であり、図９は同電動送風機の一部断面斜視図であり、図１０は同電動送風機に用いるブラシレスモータの一部断面斜視図であり、図１１は同電動送風機に用いるステータの一部断面斜視図である。実施の形態１と同一要素については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５６】
図８〜図１０において、電動送風機１ｂは、コア１２ｂと巻線とを樹脂でモールド成型したモールド部１３ｂで構成したステータ４ｂと、通気路９の上流から下流にかけて略同一径を有するモータケース１０ｂと、ステータ４ｂの外周面とモータケース１０ｂとの間の通気路９と、モールド部１３ｂより突出して通気路９に延設された複数の板状の案内翼１４ｂとモールド部１３ｂとを一体成型し、複数の案内翼１４ｂは長手方向が軸方向に対して斜めになるように、ステータ４ｂの外周に配列されており、モータケース１０ｂ内壁に当接することで通気路９内に複数の独立通路１５を形成している。
【００５７】
そして、図９、図１０に示すように、案内翼１４ｂは、通気路９上流から下流にかけて厚みが連続的に薄くなると共に、ステータ４ｂの外周に配置した案内翼１４ｂの長さを１枚おきに短くすることで、独立通路１５の断面積が徐々に大きくなるようにした構成をしている。モールド部１３ｂの前後面を保持するフレーム２７は、ステータ４ｂと略同一面を形成し、４本の支柱２７ａを介してステータ４ｂを保持している。
【００５８】
以上のように構成された電動送風機について、以下その動作、作用を説明する。
【００５９】
まず、電動送風機の動作について説明する。図８において、巻線を励磁することで回転磁界が発生し、回転磁界と同期してロータ３が回転し、回転軸２に固定されたインペラ８が回転する。インペラ８の回転で生じる遠心力により、インペラ８内の空気がインペラ８内の外周へ且つ後方へと押しやられ、インペラ８内が負圧になり、前方からインペラ８内へ流れ込む気流Ａが発生する。気流Ａはインペラ８の入口から軸方向に流入し、６枚の斜流型ブレードに沿って流れた後、軸方向と径方向との中間の角度でインペラ８から流出する。
【００６０】
インペラ８から流出した気流は、案内翼１４ｂで形成された複数の独立通路１５に流入し、独立通路１５をステータ４ｂの外周面に沿って流れて電動送風機１ｂ外部へと流出する。独立通路１５の断面積は上流から下流にかけて大きくなるため、気流は減速されながら、動圧が静圧へと変換される。
【００６１】
ステータ４ｂの発熱は巻線とコア１２ｂの両方で発生し、インペラ８で発生した気流が複数の案内翼１４ｂおよびステータ４ｂの外周面に沿って流れる際に、案内翼１４ｂおよびステータ４ｂ外周面から熱が気流へ伝達し、結果としてステータ４ｂで発生した熱が電動送風機１ｂ外部へ熱が輸送されて効率よくステータ４ｂが冷却される。つまり、案内翼１４ｂは圧力回復を行うディフューザの作用と放熱フィンとしての機能を兼ねており、この構成にすることで電動送風機１ｂの小型化を図ることが可能になる。
【００６２】
本実施の形態では、案内翼１４ｂを板状にしているため、螺旋状のような曲面を有する案内翼１４ｂに比べて成型が容易であり、射出成形の際に金型から成型物を抜くことが可能な翼枚数を増やすことができる。また、放熱フィンとして機能する案内翼１４ｂの放熱面積を拡げることが可能であると共に、金型の構成をシンプルにしてコストを抑えることもできる。また、コア１２ｂには直線の溝が複数存在するだけであるため、プレス加工した電磁鋼板を積層することでコア１２ｂを製造できるため、複雑な分割構造にする必要がなく、製造しやすい。
【００６３】
案内翼１４ｂの厚みと翼枚数は、通気路９に形成される複数の独立通路１５に対して、ディフューザとして必要な断面積および断面積の変化率と、ステータ４ｂの冷却に必要な放熱面積とから決める必要があるが、実験的に最適値を求めればよい。
【００６４】
以上のように、本実施の形態においては、インペラ８から発生した気流を独立通路１５へスムーズに導いて流すと共に、巻線およびコア１２ｂで発生した熱を複数の案内翼１４ｂへ伝導させて、案内翼１４ｂおよびステータ４ｂ外周面からその熱を気流へ伝達させ電動送風機１ｂ外部へ逃がすことができるようになり、効率よくブラシレスモータ７ｂの冷却を行うことができると共に、案内翼１４ｂが板状であるため、金型の構成をシンプルにすることができ翼枚数を増やして冷却性能を向上することができる。
【００６５】
なお、上述した各実施の形態１と２の構成は、これに限定されるものではなく、必要に応じて適宜組み合わせて構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
以上のように、本発明にかかる電動送風機は、ステータからの放熱を改善し、大きな電力での駆動を可能にして、小型で高い送風性能が得られるため、家庭用は勿論のこと、業務用の電気掃除機に適用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１ａ、１ｂ  電動送風機
２  回転軸
３  ロータ
４ａ、１ｂ  ステータ
５  軸受
６  フレーム
７ａ、７ｂ  ブラシレスモータ
８  インペラ
９  通気路
１０ａ、１０ｂ  モータケース
１１  ファンケース
１２ａ、１２ｂ  コア
１３ａ、１３ｂ  モールド部
１４ａ、１４ｂ  案内翼
１５ａ、１５ｂ  独立通路
１７  電気掃除機
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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