(57)【要約】【課題】  電動送風機において、電動機部を軽量化するとともに、冷却効果を増加させる電動送風機を提供する。【解決手段】  中心に開口部を有する薄板状のステータコア板を複数枚積層したステータコアを有するステータおよびこのステータの開口部に回転自在なロータ軸により支持されたロータからなる電動機部と、この電動機部を収容するほぼ筒状のケーシングと、前記ロータ軸の端部に固定された送風ファンと、この送風ファンの回転により生じた気流を前記電動機部に導くディフューザとを備えた電動送風機において、前記ステータコア板のうち単数枚または複数枚を、前記ケーシングの内周壁に向かって他の前記ステータコア板より突出して設けたものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心に開口部を有する薄板状のステータコア板を積層したステータコアを有するステータおよびこのステータの開口部に回転自在なロータ軸により支持されたロータからなる電動機部と、この電動機部を収容する略筒状のケーシングと、前記ロータ軸の端部に固定された送風ファンと、この送風ファンの回転により生じた気流を前記電動機部に導くディフューザとを備えた電動送風機において、
前記ステータコア板のうち単数枚または複数枚を、前記ケーシングの内周壁に向かって他の前記ステータコア板より突出して設けたことを特徴とする電動送風機。
【請求項２】
前記ケーシングの内周壁に向かって他のステータコア板より突出して設けた単数枚または複数枚のステータコア板の外周部を、ケーシングの内周壁に当接させたことを特徴とする請求項１に記載の電動送風機。
【請求項３】
前記ケーシングの内周壁に向かって他のステータコア板より突出して設けた単数枚または複数枚のステータコア板の一部に貫通孔を設け、送風ファンにより生じた気流の通風路としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動送風機。
【請求項４】
前記ケーシングの内周壁に向かって他のステータコア板より突出して設けた単数枚または複数枚のステータコア板を、送風ファンに最も近いステータコア板としてステータの端部に設けたことを特徴とする請求項１から請求項３までに記載の電動送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気掃除機等に設けられ、送風ファンにより発生した気流により電動機部のステータおよびロータを冷却する電動送風機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動送風機は、例えば図８に示すように、電動機を構成する円筒状のケーシング本体１２４には、回転自在なロータ軸１３２を支持され、このロータ軸１３２の一端部には送風ファン１４０が、中央部には円筒状のロータマグネット１３３が固定されている。このロータマグネット１３３の周囲には、これに近接して環状で同一の大きさの珪素鋼板を多数枚積層し、その内側に有するポールに相巻線１２８を巻回したステータコア１２７が配置されている。このステータコア１２７は、ベース主要部１２７ａ１の外周に複数個の凸部１２７ａ２を一体に突設して、その凸部１２７ａ２の外周面はケーシング本体１２４の内壁に圧接されている。
【０００３】
このように、ロータ軸１３２とロータマグネット１３３とによりロータ１３１が構成され、ポールと相巻線１２８とステータコア１２７とによりステータ１２６が構成されている。これらの構成により、ステータコア１２７のベース主要部１２７ａ１とケーシング本体１２４の内壁との間には、通気路Ｅが設けられる。この通気路Ｅに送風ファン１４０からの気流が流入して、ステータ１２６およびロータ１３１を冷却し、ケーシング本体１２４の排気孔１４４から排出されるようになっている。（例えば、特許文献１参照）
【０００４】
また、他の従来の電動送風機では、冷却ファンによって生じた気流が、電動機フレームとステータの外周との空隙に流入して冷却効果が低下することを妨げ、ステータとロータとの間に集中的に導いてこれらを効率的に冷却するために、ステータコアの端面とステータ巻線との間に電動機フレームとの空隙を塞ぐ閉鎖板を取付けた構造のものが存在する。（例えば、特許文献２参照）
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２２３８９０号公報
【特許文献２】特開平６−２１３１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前者の従来技術においては、電動機のステータコアとして積層した全ての鋼板を必要以上に径大としていることにより、電気的効率を低下させたり、電動機のステータ部分が大型化して重量を増加させる欠点を有していた。また、後者においては、電動機のステータコアの端面とステータ巻線との間に、わざわざ別部材の閉鎖板を取付ける必要があるために、余分な材料や工数を必要としたり、ステータの冷却効果は期待できない問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであって、電動機部を軽量化するとともに、冷却効果を増加させる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】
【０００８】
本発明は、中心に開口部を有する薄板状のステータコア板を積層したステータコアを有するステータおよびこのステータの開口部に回転自在なロータ軸により支持されたロータからなる電動機部と、この電動機部を収容する略筒状のケーシングと、前記ロータ軸の端部に固定された送風ファンと、この送風ファンの回転により生じた気流を前記電動機部に導くディフューザとを備えた電動送風機において、前記ステータコア板のうち単数枚または複数枚を、前記ケーシングの内周壁に向かって他の前記ステータコア板より突出して設けたことを主要な特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電動送風機は、電動機部のステータコアとなる積層されたステータコア板の一部を他のステータコア板の外周部より突出させることにより、電動機の軽量化を図りつつ、気流による冷却効果を増加させたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明による電動送風機の実施態様について、図１から図７を参照して説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１から図４は、本発明の１実施例である電動送風機１の断面図を示すものであるが、この電動送風機１は電気掃除機などに用いられるものである。この電動送風機１は、大きく分けて電動機部２と、これにより駆動される機構を含む送風機部３とにより構成されている。電動機部２には、金属または合成樹脂からなり、径小部４と径大部５とを有するほぼ円筒状のケーシング６を有し、その内部にはステータ７が収納されている。
【００１２】
図３に示されるように、このステータ７は、それぞれ中心に円形の開口部８を有し、殆どがほぼ四角形の薄い珪素鋼板からなるステータコア板９を数十枚積層させたステータコア１０と、このステータコア１０の開口部８に嵌合して、中心部に円形のロータ収容部１１を形成するように向い合って配置された半円弧状の一対の界磁マグネット１２とにより構成されている。これらの界磁マグネット１２のそれぞれは、ステータコア板９が積層されたステータコア１０の厚さに等しい長さを有している。また、各ステータコア板９の四隅にはそれぞれ円形の固定孔１３が設けられ、それらの固定孔１３はステータコア１０の全体を貫通するように位置している。なお、界磁マグネット１２は、ステータ７に電磁コイルを設けた場合には必要のないものである。
【００１３】
また、ステータコア板９のうち、ステータコア１０の端部に位置する２枚は、その外周部が他のステータコア板９の外周部より前記ケーシング６の内周壁に向かって突出した円板状の空冷ステータコア板１５となっている。この空冷ステータコア板１５は、ステータコア１０を構成する他のステータコア板９と同一材料、同一厚さではあるが、他のステータコア板９よりも円板状に径大となり、その外周端はケーシング６の径大部５の内周壁面に近い位置まで延びて、環状の通風路１４を形成している。この２枚の空冷ステータコア板１５は、その厚さまたは強度等により１枚または複数枚とすることができる。
【００１４】
さらに、このステータ７は、いずれも合成樹脂によりなるブラシ側フレーム１６およびディフューザでもあるファン側フレーム１７により挟持されて、これらと一体化または固定されている。すなわち、前記ステータコア１０の四隅に設けられた固定孔１３の位置と一致する位置に、ブラシ側フレーム１６にねじ孔１９、ファン側フレーム１７に図示しない貫通穴を設けて、この貫通穴から長尺ボルト２１を挿入してステータコア１０の固定孔１３を通過させた後に、ブラシ側フレーム１６のねじ孔１９にねじ込んで固定することにより、積層された各ステータコア板９および空冷ステータコア板１５からなるステータコア１０は一体化されて固定される。
【００１５】
ブラシ側フレーム１７は、その一端側の中心部に軸受支持部２３を有し、この軸受支持部２３の近傍部から外方に突出し、それぞれ中心部に向かって押圧されたカーボンブラシ２４を収納する一対のブラシホルダ２５を備え、その他端側は、ステータ７の一端を支持するコア支持部２６となっている。また、ディフューザでもあるファン側フレーム１７にも、中心部に軸受支持部２７が設けられている。
【００１６】
ステータ７の一対の界磁マグネット１２の中心部に有する円形のロータ収容部１１には、ロータ３０が収容されている。このロータ３０は、それぞれ放射方向に延びる多数のＴ字状アーム部３１を有し、ステータコア板９と同一材料からなる薄い珪素鋼板が数十枚積層されたアマチュアコア３２、およびＴ字状アーム部３１に巻回されたアマチュアコイル３４から構成されている。また、ロータ３０は、中心部を貫通するロータ軸３５に固定され、このロータ軸３５の両端部３６は、前記ブラシ側フレーム１６およびファン側フレーム１７のそれぞれの前記軸受支持部２３、２７に有するローラベアリング３７、３８により回転自在に支持されている。
【００１７】
前記ブラシホルダー２５に収容されたカーボンブラシ２４が押圧されるロータ軸３５の位置には、多数の整流子片４０が円筒状に配置された整流子４１が固定され、各整流子片４０の端部には、アマチュアコイル３４の端末部が接続されている。
【００１８】
整流子４１が固定されたロータ軸３５の端部と反対側の端部には、送風機部３の一部としての送風ファン４２が固定している。すなわち、この送風ファン４２は、中心部に吸込口４３を有する円板状の前板４４と、ロータ軸３５にナット３３とスリーブ３９とにより固定された円板状の後板４５との間に挟持されて、放射方向に渦巻状に広がって配置された複数枚の回転翼４６が設けられている。この回転翼４６が送風ファン４２の一部として回転することにより、吸込口４３から吸引された空気などの気体が送風ファン４２の外周方向に放出される。
【００１９】
ディフューザとなる前記ファン側フレーム１７は、送風ファン４２とステータ７との間に位置しており、その送風ファン４２側には、この送風ファン４２の外周部に近接した空気取入口４８を備えている。また、ファン側フレーム１７のステータ７側には、空冷ステータコア板１５の方向に突出しつつ外周部から中心部に向かって渦巻状に形成された仕切壁５０が設けられ、これによりディフューザ効果を有する複数の流路５４が形成されている。この流路５４は、送風ファン４２の外周部に近接した各空気取入口４８に連通している。それぞれの仕切壁５０は、空冷ステータコア板１５と所定の間隔が保たれつつ空冷ステータコア板１５側が開口されている。なお、ファン側フレーム１７は、空気取入口４８、仕切壁５０、流路５４を有するディフューザと別部材で構成し、後にこれらを一体化したものとすることもできる。
【００２０】
ファン側フレーム１７の外周部には、送風ファン４２の吸込口４３に対応して円形の流入口５５を有するとともに、送風ファン４２を覆う椀状のファンカバー５６の外周部が固定されている。また、ファン側フレーム１７のファンカバー５６と反対側には、前記ケーシング６の外周端部がねじ５８により固定されている。これらのファン側フレーム１７、送風ファン４２、ファンカバー５６により前記送風機部３が構成されている。なお、このファンカバー５６は、送風ファン４２の外周部をファン側フレーム１７の空気取入口４８に向かって気流を放出する構造とすることにより、不要とすることができる。
【００２１】
次に、この実施例１の電動送風機１を駆動した場合について説明する。
外部から、カーボンブラシ２４およびアマチュアコイル３４に電力を供給することにより、ロータ３０は所定方向に回転を開始する。これによりロータ軸３５に固定された送風ファン４２により吸込口４３から吸引された気体である空気は、ファン翼４６により送風ファン４２の外周部に放出される。そして外周部に配置されたディフューザでもあるファン側フレーム１７の各空気流入口４８から流入し、それぞれ仕切壁５０の流路５４を通過して空冷ステータコア板１５に向かって送風される。
【００２２】
空冷ステータコア板１５に向かってきた気流は、一部がロータ収容部１１にあるステータ７の内周面とロータ３０の外周面との間の間隙に流入して通過するとともに、他の一部が空冷ステータコア板１５に衝突して迂回し、空冷ステータコア板１５の外周部とケーシング６の内周壁との間の通風路１４を通過していく。これらの気流によって、ステータ７、ロータ３０およびブラシホルダー２５などが冷却されるものである。特にステータ７で発生した熱は、ステータ７の一部として積層された空冷ステータコア板１５の気流に接する表面積が大きいために、その冷却効果は顕著なものとなり、温度上昇による界磁マグネット１２の脱磁を防ぐことができる。また、空冷ステータコア板１５は、ステータコア１０を構成する他のステータコア板９と同一材料で一体的に積層されているために、組み立て容易で強度を維持することができる。さらに、ステータ７をステータコア１０と界磁マグネット１２との一体成形により構成した場合は、空冷ステータコア板１５の形状、大きさを変更する必要が生じたときに金型の一部を変更するだけで良く、界磁マグネット１２をステータコア１０に埋め込む場合やステータ７に電磁コイルを設けた場合に比較して容易となる。
【実施例２】
【００２３】
次に、図５および図６により本発明における第２の実施例を説明する。この場合、上記実施例１と同一部分は同一の番号で示している。ファン側フレーム１７側に積層されたステータコア１０の端部は、同一材料により２枚の空冷ステータコア板６０とし、この空冷ステータコア板６０の外周部はケーシング６の内周面に当接し、ほば気密となるほどの寸法としたものである。そして、この空冷ステータコア板６０の中間位置の２個所には、ほぼ円形の通風孔６１が開口している。この通風孔６１は、ファン側フレーム１７側からブラシ側フレーム１６側に、ステータ７の外周面に向かって湾曲した切起部６２を突出させることにより形成されている。
【００２４】
次に、このような密閉型とした空冷ステータコア板６０に、通風孔６１および切起部６２を設けたことによる作用を説明する。ファン翼４６により送風ファン４２の外周部に放出された空気は、ファン側フレーム１７の各空気流入口４８から流入し、それぞれ仕切壁５０による流路５４を通過して空冷ステータコア板６０に向かって送風される。
【００２５】
空冷ステータコア板６０に向かった気流は、２個所の通風孔６１からステータ７の外周に流入するが、湾曲した切起部６１の存在により、ステータコア１０の外周面に集中的に吹き付けられる。これによって、空冷ステータコア板６０の表面積を広くしたことに加えて、さらにステータ７の冷却効果を高めることができる。なお、この空冷ステータコア板６０は、２枚に限らず他の枚数、１枚または複数枚としたものであっても同様の効果を奏することができる。
【実施例３】
【００２６】
また、図７は、本発明のその他の実施例を示したものであるが、上記実施例２と同一部分は同一番号で示している。これは上記実施例２と同様な密閉型とした空冷ステータコア６５板の２個所に、円形の貫通孔６６を設けたものである。この貫通孔６６を気流が通過してステータ７の外周を流れることにより、空冷ステータア板６５の表面積を広くしつつ簡単な構造により優れた冷却効果を奏することができる。このような貫通孔６６は、前記実施例１のような外周部に通風路１４を設けた空冷ステータコア板１５にも設けることができる。
【実施例４】
【００２７】
さらに、上記実施例１において、通風路１４を設けることなくケーシング６の内周壁に空冷ステータコア板１５の外周部を当接して、ほぼ気密となるほどの寸法にするとともに、この空冷ステータコア板１５に空気の流路となる通風孔６１や貫通孔６６を設けない構造とすることもできる。この場合は、ステータ７の内周面とロータ３０の外周面との間の間隙が集中的な空気の流路となる。この構造においても、空冷ステータコア板１５の表面積が広くなっていることにより、ステータ７の冷却効果を増加することができる。
【００２８】
上記のいずれの実施例においても、ステータコア板の外周部よりも外方に突出した空冷ステータコア板は、必ずしもステータの端部に位置して設ける必要なく、積層されたステータコア板の中間部に挟まれた状態で設けることもできる。また、この空冷ステータコア板は、外周部が円形に限ることなく電動送風機のケーシングなどの形状に応じて四角形などとすることができる。
【００２９】
また、本発明は、直流整流子電動送風機または交流整流子電動送風機に限らず、ステータコア板が積層されたステータコアによりステータを構成するものであれば、いずれの電動送風機においても実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による１実施例の電動送風機の断面図である。（実施例１）
【図２】図１に示す電動送風機のブラシ側フレームから見た平面図である。
【図３】図１に示す電動送風機のステータおよびロータのＡ−Ａにおける断面図である。
【図４】図１に示す電動送風機のケーシング、送風ファン、ファンカバーを取り除いた斜視図である。
【図５】本発明による電動送風機の他の実施例を示す平面図である。（実施例２）
【図６】図５に示す電動送風機の断面図である。
【図７】本発明による電動送風機の他の実施例を示す平面図である。（実施例３）
【図８】従来の電動送風機を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    電動送風機
２    電動機部
６    ケーシング
７    ステータ
９    ステータコア板
１０  ステータコア
１５、６０、６５  空冷ステータコア板
１６  ブラシ側フレーム
１７  ディフューザ（ファン側フレーム）
３０  ロータ
３５  ロータ軸
４２  送風ファン
【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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