(57)【要約】  【課題】低風量状態での整流板の上流整流板の熱変形を防止できる電動送風機を提供する。  【解決手段】モータ２のフレーム３のフレーム本体５の内部からファン42側へと空気が通過可能なリーク弁51を整流板41に設ける。電動送風機１が低風量状態となった際にファン42側の空気圧がフレーム本体５の内部よりも相対的に小さくなると、フレーム本体５の内部から空気をファン42側へと供給して整流板41を冷却できるので、低風量状態での整流板41の上流整流板61の熱変形を防止できる。  【選択図】図１
2005113711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を有するモータ本体部、および、このモータ本体部を収容した胴体ケースを備えたモータと、
前記回転軸の一端に設けられたファンと、
このファンを覆うファンカバーと、
前記ファンの外側に所定の間隙を介して対向する固定翼を備え、前記モータおよび前記ファンの間に位置して前記胴体ケースに取り付けられた整流板と、
この整流板に設けられ、前記モータの前記胴体ケースの内部から前記ファン側へと空気が通過可能なリーク弁と
を具備したことを特徴とした電動送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータおよびファンの間に位置した整流板を備えた電動送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電動送風機は、モータを備えている。このモータは、回転軸を有するモータ本体部、回転軸を回転自在に保持するベアリング、および、これらモータ本体部およびベアリングを収容した胴体ケースとしてのフレームを備えている。モータ本体部の回転軸は、一端部がフレームから外部に突出している。この回転軸のフレームから突出した部分には、吸気口を有するファンが取り付けられている。このファンとモータとの間には、ファンから吐出された空気をモータ側へと整流する固定翼を備えた整流板がフレームに気密に取り付けられている。さらに、回転軸には、モータの外部とファンの吸込口とを連通する貫通孔が軸方向に貫通して設けられている。そして、ファンの回転により吸込口から空気が吸い込まれてファンの外周に吹き出され、この吹き出された空気が整流板の固定翼により整流されてモータ内へと流入し、排気口から排気される。また、吸気口が閉塞された場合には、貫通孔から外部の空気がファンへと吸い込まれる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−１１５６９７号公報（第３−４頁、図１）
【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、上述の電動送風機では、吸気口および貫通孔がともに閉塞されて低風量状態となった際に、ファンと空気との摩擦熱を空気で充分に冷却することができず、ファン側が過熱して整流板の固定翼が熱変形するおそれがあるという問題点を有している。
【０００４】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、低風量状態での整流板の固定翼の熱変形を防止でき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】
【０００５】
本発明は、モータのモータ本体部の回転軸の一端に設けられたファンと、このファンを覆うファンカバーと、ファンの外側に所定の間隙を介して対向する固定翼を備え、モータおよびファンの間に位置して胴体ケースに取り付けられた整流板と、この整流板に設けられ、モータの胴体ケース側からファン側へと空気が通過可能なリーク弁とを具備したものである。そして、整流板に設けたリーク弁により、モータの胴体ケース側からファン側へと空気が通過可能であるため、低風量状態となった際にファン側の空気圧がモータの胴体ケースの内部よりも相対的に小さくなると、胴体ケースの内部から空気がファン側へと供給されて整流板を冷却することが可能なので、低風量状態での整流板の固定翼の熱変形が防止される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、整流板に設けたリーク弁により、モータの胴体ケース側からファン側へと空気が通過可能であるため、低風量状態となった際にファン側の空気圧がモータの胴体ケースの内部よりも相対的に小さくなると、胴体ケースの内部から空気がファン側へと供給されて整流板を冷却でき、低風量状態での整流板の固定翼の熱変形を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の一実施の形態の電動送風機の構成を図１ないし図３を参照して説明する。
【０００８】
図１は、電動送風機１を示し、この電動送風機１は、例えば図示しない電気掃除機、あるいは産業用ブロワなどに用いられるものである。また、この電動送風機１は、電気で駆動する電動部としてのモータ２を備えている。このモータ２は、略筒状の胴体ケースとしてのフレーム３と、このフレーム３内に収容されたモータ本体部４とを有している。
【０００９】
フレーム３は、略円筒状のフレーム本体５と、このフレーム本体５に取り付けられるブリッジ部６とを備えている。
【００１０】
フレーム本体５は、軸方向の一端である前端面に、開口部７が形成されている。この開口部７の周囲には、径方向に向けて全周に突出する断面略Ｌ字状のフランジ部８が一体に設けられている。
【００１１】
また、フレーム本体５の軸方向の他端である後端面には、この上端部を閉塞する後板部９が一体に設けられている。
【００１２】
後板部９の中央部には、モータヘッド部11が設けられている。このモータヘッド部11は、後板部９の中央部が後方に向けて略円筒状に突出しているとともに、内周面側にベアリング12をベアリングキャップ13およびスラストばね14を介して収容している。
【００１３】
さらに、フレーム本体５の後部近傍の周面には、排気口としての複数の吹出口15が開口形成されている。
【００１４】
そして、ブリッジ部６は、長手板状に形成され、フレーム本体５の前端部にフレーム本体５の径方向に架け渡して開口部７の一部を覆うように螺子16などにより取り付けられている。
【００１５】
また、ブリッジ部６の略中央には、軸受17が設けられている。この軸受17は、フレーム３の軸方向に沿ってこのフレーム３と反対方向に向けて突出している。さらに、この軸受17は、前方に向けて略円筒状に突出した取付筒部18と、この取付筒部18の内周側である後側に収容されたベアリング19とを備えている。
【００１６】
そして、ブリッジ部６には、円形開口20が穿設されている。
【００１７】
一方、モータ本体部４は、固定子としてのフィールドであるステータ21、このステータ21に設けられた回転子としての電機子であるアーマチュア22、および、フレーム３内に設けられた一対のブラシ機構部23を備えている。
【００１８】
ステータ21は、鉄板が多数積層されて板状に設けられた四角形状のステータコア24を有している。このステータコア24は、中心部に、アーマチュア22が挿入される略四角形状の挿入孔部25が穿設されている。
【００１９】
また、ステータコア24の挿入孔部25には、図示しないリテーナが取り付けられている。このリテーナには、図示しないコイルが挿入孔部25に嵌合するように巻装され、これらコイルに通電することにより、ステータコア24に周方向に沿って磁路が形成され、このステータコア24の内周部に、複数の固定極すなわちＮ極およびＳ極が形成される。
【００２０】
さらに、ステータコア24の後端面には、絶縁部材により略角筒状に形成された一対の端子台31が固定されている。これら端子台31は、フレーム３の径方向に位置してステータコア24に一体的にそれぞれ取り付けられている。また、これら端子台31内には、電源としての図示しない家庭用の商用交流電源に接続される端子32がそれぞれ設けられている。
【００２１】
これら端子32の一方は、端子台31の端面である表面に開口する挿入口33に臨んでそれぞれが接離可能に接触する一対の接触板部34を有している。また、端子32の他方は、略Ｌ字状に屈曲形成され、家庭用商用交流電源に接続される図示しない電源線の先端部に設けられたコネクタが接続可能となるように、端子台31の挿入口33から先端部が突出して設けられている。
【００２２】
アーマチュア22は、ステータ21のステータコア24の内周側に、このステータコア24と軸心を一致させて同軸状に設けられている。また、このアーマチュア22は、回転可能な回転軸35を備えている。この回転軸35は、両端部がベアリング12，19に回転自在に保持され、軸受17のベアリング19に保持された一端部がブリッジ部６の取付筒部18に挿通されてフレーム３の外部に突出し、このフレーム３と略同軸上に配設されている。さらに、回転軸35のモータヘッド部11側のステータ21から露出する外周面には、導電性を有する円筒状の整流子36が回転軸35と軸心を一致させて配設されている。
【００２３】
そして、ブラシ機構部23は、フレーム３の径方向に位置し、螺子などによりフレーム３に固定されている。また、これらブラシ機構部23は、アーマチュア22の整流子36に摺接するカーボンブラシ37と、このカーボンブラシ37を保持するブラシ保持器38とを有している。
【００２４】
このブラシ保持器38は、長手方向を回転軸35の軸方向に略直交する方向に支持され、かつ、一部をフレーム３の外側に突出した状態で支持されている。
【００２５】
そして、カーボンブラシ37がブラシ保持器38に設けられた図示しないばねなどの付勢手段により押圧されて整流子36に摺接することにより、カーボンブラシ37と整流子36とが互いに電気的に導通するようになっている。
【００２６】
一方、ブリッジ部６の前側、すなわちモータ本体部４と反対側には、整流手段としてのディフューザである整流板41が設けられ、この整流板41の前方には、遠心ファンであるファン42が回転可能に設けられている。すなわち、整流板41は、モータ２とファン42との間に設けられている。
【００２７】
整流板41は、例えば合成樹脂などの部材で成形され、フレーム３の開口部７を閉塞するように、フレーム３のブリッジ部６の軸受17に気密に取り付けられている。この結果、モータ２の前側に、送風部44が区画される。
【００２８】
また、整流板41は、図１に示すように、略円板状の円板部45を有している。この円板部45は、ブリッジ部６の軸受17の取付筒部18の外周部に気密に嵌合する円形状の嵌合孔47を開口した胴体部48を中央部に備えている。
【００２９】
さらに、整流板41の円板部45には、図１ないし図３に示すように、リーク弁51が取り付けられている。このリーク弁51は、整流板41の円板部45の胴体部48の近傍に設けられ、回転軸35の軸方向である整流板41の厚さ方向、すなわち電動送風機１の前後方向に沿って、円板部45を垂直に貫通して設けられている。このリーク弁51により、フレーム本体５内部とファン42側とが互いに連通されている。
【００３０】
また、リーク弁51は、軸方向の両端部に開口部52a，52bを有する円筒状の弁本体52を備え、この弁本体52は、整流板41の円板部45に穿設された丸孔状の取付孔53に気密な状態で取り付けられている。
【００３１】
弁本体52は、上端部が整流板41の円板部45のファン42側の面と略面一となるように設けられ、下端部がフレーム本体５内に突出している。また、弁本体52には、付勢手段としてのコイルスプリング54が収容され、このコイルスプリング54の下部には、開口部52aを閉塞する弁体55が弁本体52内を上下に摺動自在に設けられている。
【００３２】
コイルスプリング54は、弁体55を下側すなわちフレーム本体５内に向けて付勢している。ここで、このコイルスプリング54の弾性係数は、モータ２のフレーム本体５内とファン42側とに所定の空気圧の差が生じた際にコイルスプリング54が縮むように設定されている。
【００３３】
弁体55は、略円柱状の弁体本体56を備え、この弁体本体56の上部に開口部52aに気密に嵌合可能な閉塞部57が突設されている。
【００３４】
胴体部48には、嵌合孔47の両側部に一対の螺子孔58が穿設されている。これら螺子孔58には、螺子59がそれぞれ挿入されている。これら螺子59は、それぞれブリッジ部６に螺子止めされ、整流板41をフレーム３に固定している。
【００３５】
そして、円板部45のファン42に対向する面である前端面には、固定翼としての上側固定翼である円弧壁状の上流整流板61が設けられている。この上流整流板61は、円板部45の外周縁部に、整流板41の軸方向である電動送風機１の軸方向に沿って前方向に向けて略垂直に設けられ、ファン42の外側である外周に所定の間隙を介して対向して位置している。さらに、この上流整流板61は、ファン42の回転方向に沿って整流板41の外周方向に向かうように平面渦巻き状に複数設けられており、整流板41の外周部に連続する案内風路62を区画形成する。
【００３６】
一方、円板部45の上流整流板61と反対側の面には、この円板部45に対して略垂直に設けられた下側固定翼としての円弧壁状の下流整流板63が設けられている。この下流整流板63は、上流整流板61と逆向きに平面渦巻き状に複数設けられ、通過風路64を区画形成する。
【００３７】
また、ファン42は、回転軸35の一端であるこの回転軸35の前側の端部に設けられている。このファン42は、モータ２による回転軸35の回転により回転して通風孔72から空気を吸い込んで吹出口15へと送風させるものであり、回転により生じる空気との摩擦により発生する熱に対して耐熱性を有し、回転の際の慣性、あるいは質量などを考慮して、例えばアルミニウム合金などにて形成されている。
【００３８】
さらに、ファン42は、フレーム本体５の径方向に沿って円板状に設けられた下部ファンプレート65と、この下部ファンプレート65に対してフレーム本体５の軸方向に所定の間隙を介して平行に対向する上部ファンプレート66とを備えている。
【００３９】
下部ファンプレート65は、モータ２側である後面が平面状に設けられ、整流板41の円板部45の前端面と所定の間隙を介して略平行に対向している。また、この下部ファンプレート65には、中央部にモータ２の回転軸35が嵌挿される嵌挿孔71が穿設されている。
【００４０】
上部ファンプレート66には、中央部に通風孔72が穿設されている。そして、この上部ファンプレート66は、通風孔72の周囲から、下部ファンプレート65に向けて拡径されている。
【００４１】
さらに、各ファンプレート65，66の間には、渦巻き状の複数の吸気風路73を区画形成する壁状の複数のファン翼74が一体的に設けられている。これらファン翼74は、整流板41の上流整流板61と逆方向に平面渦巻き状に設けられている。
【００４２】
そして、フレーム本体５のフランジ部８の外周部には、整流板41およびファン42を覆う略円筒状のファンカバー75が嵌合されている。このファンカバー75は、前面の中央部に、ファン42の通風孔72に対向する吸気口76が開口形成されている。また、このファンカバー75の後ろ面には、後部開口部77が全面に開口形成されている。
【００４３】
次に、上記一実施の形態の動作を説明する。
【００４４】
図示しない電気掃除機の本体内に収容した電動送風機１を、適宜駆動させて掃除する。この電動送風機１の駆動は、モータ２のモータ本体部４にブラシ機構部23を介して供給される電力によりモータ本体部４が回転軸35とともにファン42をファン翼74の渦巻き方向に沿って回転させる。このとき、リーク弁51は、図２に示すように、閉塞状態となっている。
【００４５】
このファン42の回転により、吸気口76から空気が吸気され、ファン42の通風孔72から下部ファンプレート65および上部ファンプレート66とファン翼74とで区画される吸気風路73内に吸気流として流れ、ファン42の外周側に外方に向けて吹き出される。
【００４６】
この吸気流がファン42内の吸気風路73を流通する際、吸気流はファン42の回転方向と反対方向に沿った面であるファン翼74の渦巻き状に湾曲する内側の面に沿って流れ、外周から吹き出される。
【００４７】
さらに、円板部45の外周側へと通過した吸気流は、整流板41の外周部から円板部45の裏面側へと通過し、下流整流板63にて案内されて通過風路64内を通過し、渦巻き状に整流板41の後端面側の中心に向けて流れ、整流板41の後端面側に位置するモータ２のフレーム３の開口部７および円形開口20からフレーム３のフレーム本体５内に流入する。
【００４８】
そして、例えば吸気口76が閉塞されるなどの低風量状態となった際に、ファン42側の空気圧がモータ２のフレーム３のフレーム本体５内の空気圧よりも小さくなり、所定の空気圧の差となると、図３に示すように、コイルスプリング54が縮んで弁体55が弁本体52内で下方すなわちファン42側へと移動して弁体55の閉塞部57による開口部52aの閉塞が解除され、弁本体52の開口部52a，52bが互いに連通してモータ本体５内からファン42側へと空気が流れ、整流板41の前端面側、すなわちファン42側へと循環する。
【００４９】
この後、フレーム本体５内に流入した空気は、モータ本体部４を冷却しつつ通過して吹出口15から排気される。
【００５０】
上述したように、上記一実施の形態では、モータ２とファン42との間に位置した整流板41の円板部45に、モータ２のフレーム３のフレーム本体５の内部からファン42側へと空気が通過可能なリーク弁51を設ける構成とした。
【００５１】
このため、例えば低風量状態などの際に、フレーム本体５内とファン42側との空気圧の差が所定以上となると、リーク弁51が解放してフレーム本体５内からファン42側へと空気が流れる。
【００５２】
この結果、ファン42と空気との摩擦熱を、フレーム本体５内からファン42側へと流れる空気で冷却することで、低風量状態での冷却風の不足による整流板41の上流整流板61の熱変形、および、この上流整流板61がファン42に接触して損傷することなどを防止できる。
【００５３】
また、低風量状態では、リーク弁51を介して空気をフレーム本体５内からファン42側へと積極的に流してベアリング19の隙間には極力流さないようにすることで、ベアリング19の隙間での空気の漏れを抑制できる。
【００５４】
このため、軸受17からの空気の漏れとともに軸受17のベアリング19にカーボンブラシ37の磨耗粉などの塵埃が侵入することを抑制でき、ベアリング19の使用寿命の短縮を抑制できるとともに、軸受17のベアリング19と回転軸35との間の円滑な摺動を確保し、電動送風機１の動作の信頼性を向上できる。
【００５５】
さらに、リーク弁51は、通常の風量時にはフレーム本体５内とファン42側とを互いに連通させないので、例えばフレーム本体内からファン側へと空気を常時通過させる穴部を整流板に設ける場合などと比較して、吸込仕事率を確保できる。
【００５６】
なお、上記一実施の形態において、リーク弁51を設ける位置は、整流板41の胴体部48などでもよい。そして、リーク弁51を介してモータ２側からファン42側へ効率よく空気を流すためには、リーク弁51をベアリング19に近い位置に設ける方が好ましいが、ベアリング19の近傍にはモータ２側の取付筒部18などが位置しているため、これら取付筒部18などにより邪魔をされない位置に設けるようにする。
【００５７】
また、リーク弁51は、弁本体52の内径寸法を大きくする方がモータ２側からファン42側へ効率よく空気を流すことができるが、内径寸法を大きくするにしたがって電動送風機１の吸込仕事率は低下するため、この吸込仕事率とのバランスを考慮して内径寸法を設定する。
【００５８】
さらに、リーク弁51は、整流板41の円板部45に複数設ける構成も可能である。
【００５９】
そして、電動送風機１の細部は、上記構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施の形態の電動送風機を示す一部を切り欠いた側面図である。
【図２】同上電動送風機のリーク弁の閉塞状態を示す縦断面図である。
【図３】同上リーク弁の開放状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１    電動送風機
２    モータ
３    胴体ケースとしてのフレーム
４    モータ本体部
35    回転軸
41    整流板
42    ファン
51    リーク弁
61    固定翼としての上流整流板
75    ファンカバー
【図１】
2005113711.tif 000003
【図２】
2005113711.tif 000004
【図３】
2005113711.tif 000005