(57)【要約】【課題】ブラシレス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を提供するものである。【解決手段】回転軸２を有するロータ３と、巻線４とコア５ａで構成されるステータ６と、コア５ａ外周部に溝７ａを設け熱伝導性接着剤で固定した複数の第２の案内翼８ａと、回転軸２に固定されたインペラ１２と、インペラ１２を覆うファンケース１３と、一端に複数の第１の案内翼を一体に設け、ファンケース１３とフレーム前１０ａを当接させ複数の第１の独立風路１６を形成するモータケース１５とを備え、モータケース１５は円錐形状を有し第１の案内翼はモータケース１５に当接し、コア５ａと巻線４および第２の案内翼８ａはモールド成形することで、ステータ６で発生した熱を複数の第２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させる。【選択図】図１
2012255412.tif 000002
【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隙間を設けて配置され巻線が巻かれたコアで構成されるステータと、前記コア外周部に凹部を設け嵌合固定した複数の第２の案内翼と、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、前記インペラを覆うファンケースと、前記フレーム外周面との間に通気路となる空間を設けて配置され、一端に複数の第１の案内翼を一体に設け、前記ファンケースおよび前記フレームと当接して配置され複数の第１の独立風路を形成するモータケースとを備え、前記ステータは、前記コアと前記巻線とを樹脂でモールド成形することで構成され、前記第２の案内翼は、その両端部を前記ステータを構成する際に同時にモールド成形することで前記ステータに保持され、前記第１の独立風路は、前記通気路となる空間に前記第２の案内翼で形成される複数の第２の独立風路と略同一断面積かつ略同一形状で連通され、前記インペラによって発生した気流に対してディフューザの作用を有するよう構成した電動送風機。
【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】
モールド部の樹脂は、熱伝導性の高い樹脂とした請求項１または２に記載の電動送風機。
【請求項４】
モールド部の樹脂には、フィラーを充填した請求項３に記載の電動送風機。
【請求項５】
第２の案内翼は、熱伝導性の高い樹脂を用いた請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項６】
第２の案内翼には、フィラーを充填した請求項５に記載の電動送風機。
【請求項７】
第２の案内翼は、コア外周面との交点を通過する接線と所定の角度で交わる平面で形成され、かつ外形を徐々に通気路上流から下流にかけて大きくなるよう構成した請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項８】
第２の案内翼は、コア外周部に設けられた直線状の凹部に嵌合固定され、モータケース内壁にかけて曲面形状を形成すると共に、外形を徐々に通気路上流から下流にかけて大きくなるよう構成した請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項９】
第２の案内翼は、コア外周に設けられた凹部で熱伝導性の高い接着剤を用いて嵌合固定する構成とした請求項１〜８のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項１０】
請求項１〜９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、ブラシレス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、２参照）。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１４は、特許文献１に記載された従来の電動送風機の断面構成を示す図である。斜流型ブレード２９を有したインペラ３０と、インペラ３０の下流側に配置されたエアガイド３１と、回転軸３２の軸端にインペラ３０を固着した電動機３３と、回転軸３２の軸端に設けられたハブ３４とを備え、インペラ３０から流出した気流が電動機３３のフレーム外部３５を通過する電気掃除機用電動送風機３６が開示されている。
【０００４】
図１５は、特許文献２に記載された従来の電動送風機の断面構成を示す図である。回転軸３７を有した回転子３８と、巻線を有した固定子３９と、固定子３９を内包し回転軸３７を支持する軸受４０を保持したフレーム４１とにより構成されたブラシレスモータを備えるとともに、複数枚のブレード４２を有し回転軸３７に固定されたインペラ４３と、インペラ４３の外周に配置されたエアガイド４４と、インペラ４３およびエアガイド４４を内包し、中央部に吸気口４５を配置し、フレーム４１に固定されたファンケース４６とを備え、前記フレーム４１の外側に設けた外筒４７との間に、インペラ４３によって発生させ、エアガイド４４に導かれた空気をフレーム４１外周に沿って流す通気路４８を構成し、この外筒４７の外側に駆動用半導体素子４９を設置し、外筒４７の内部には他端がフレーム４１に当接し、気流と長手方向が一致するような冷却フィン５０を設け、冷却フィン５０と外筒４７、フレーム４１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４１又は外筒４７が傾斜した電動送風機５１が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３０７９８５号公報
【特許文献２】特開平１１−３３６６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の従来の電動送風機の構成では、エアガイドと電動機とが別体で構成されているため、電動機内部で発生した熱を十分にエアガイドの静翼に伝導することができず、電動機の放熱性が低く、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。
【０００７】
また、特許文献２に記載の従来の電動送風機の構成では、冷却フィンによって駆動用半導体素子を冷却することは可能であるが、冷却フィンと電動機のフレームとが当接するのみであるため、冷却フィンと電動機のフレームとの熱的な接触抵抗が大きく、電動機内部で発生した熱が冷却フィンに伝導しにくく、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。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ブラシレス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】
【０００９】
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隙間を設けて配置され巻線が巻かれたコアで構成されるステータと、前記コア外周部に凹部を設け嵌合固定した複数の第２の案内翼と、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、前記インペラを覆うファンケースと前記フレーム外周面との間に通気路となる空間を設けて配置され、一端に複数の第１の案内翼を一体に設け、前記ファンケースと前記フレームと当接して配置され複数の第１の独立風路を形成するモータケースとを備え、前記ステータは、前記コアと前記巻線とを樹脂でモールド成形することで構成され、前記第２の案内翼は、その両端部を前記ステータを構成する際に同時にモールド成形することで前記ステータに保持され、前記第１の独立風路は、前記通気路となる空間に前記第２の案内翼で形成される複数の第２の独立風路と略同一断面積かつ略同一形状で連通され、前記インペラによって発生した気流に対してディフューザの作用を有するよう構成されている。
【００１０】
これによって、ブラシレスモータを駆動した際に、ステータで発生した熱は複数の第２の案内翼に伝導し、インペラで発生した気流によって第２の案内翼を強制冷却することで、効率よくステータの熱を気流に伝達させてブラシレスモータ外部へ逃がすことができる。また、第１の独立風路とそれに連通する第２の独立風路はディフューザの作用も有しているため、ブラシレスモータを冷却すると同時に、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。
【００１１】
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】
【００１２】
本発明の電動送風機は、ステータで発生した熱をモールド成形でステータに保持された複数の第２の案内翼に伝熱させて、インペラで発生した気流で第２の案内翼を強制冷却することで連続的に放熱すると共に、気流の動圧を静圧に変換することで、ブラシレスモータを効率よく冷却することが可能な小型で高い送風性能を有する電動送風機を実現できる。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】
【００１３】
【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および第２の案内翼の一部断面斜視図
【図６】同電動送風機のモールド成形前のステータおよび第２の案内翼の正面図
【図７】同電動送風機のモールド成形前のステータおよび第２の案内翼の斜視図
【図８】同電動送風機のモールド成形前のステータの斜視図
【図９】同電動送風機を用いた電気掃除機の構成を表す縦断面図
【図１０】同電動送風機のモールド成形前のステータの斜視図
【図１１】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１２】同電動送風機のモールド成形前のステータおよび第２の案内翼の正面図
【図１３】同電動送風機のモールド成形前のステータおよび第２の案内翼の斜視図
【図１４】従来の電動送風機の縦断面図
【図１５】従来の電動送風機の一部断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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隙間を設けて配置され巻線が巻かれたコアで構成されるステータと、前記コア外周部に凹部を設け嵌合固定した複数の第２の案内翼と、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、前記インペラを覆うファンケースと、前記フレーム外周面との間に通気路となる空間を設けて配置され、一端に複数の第１の案内翼を一体に設け、前記ファンケースと前記フレームと当接して配置され複数の第１の独立風路を形成するモータケースとを備え、前記ステータは、前記コアと前記巻線とを樹脂でモールド成形することで構成され、前記第２の案内翼は、その両端部を前記ステータを構成する際に同時にモールド成形することで前記ステータに保持され、前記第１の独立風路は、前記通気路となる空間に前記第２の案内翼で形成される複数の第２の独立風路と略同一断面積かつ略同一形状で連通され、前記インペラによって発生した気流に対してディフューザの作用を有するよう構成した電動送風機としたものである。これによって、ブラシレスモータを駆動した際に、ステータで発生した熱は複数の第２の案内翼に伝導し、インペラで発生した気流によって第２の案内翼を強制冷却することで、効率よくステータの熱を気流に伝達させてブラシレスモータ外部へ逃がすことができる。また、第１の独立風路とそれに連通する第２の独立風路はディフューザの作用も有しているため、ブラシレスモータを冷却すると同時に、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。
【００１５】
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、遠心型ブレードを有するインペラと比べて外径を小さくできると共に、風路の途中に曲率の大きな湾曲部を設ける必要がないため、圧損の少ないディフューザを構成することができる。
【００１６】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明のモールド部の樹脂は、熱伝導性の高い樹脂を用いているので、巻線のジュール熱がモールド部を伝導しやすくなるため、インペラからの気流で連続的に冷却されている複数の第２の案内翼への熱伝導が促進されて、ブラシレスモータの冷却効果を向上することができる。
【００１７】
第４の発明は、特に、第３の発明のモールド部の樹脂は、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。
【００１８】
第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明の第２の案内翼が、熱伝導性の高い材質を用いているので、ステータから伝導してきた熱が第２の案内翼全体に拡散しやすくなり、第２の案内翼が放熱フィンとして機能して、ブラシレスモータの冷却効果を大幅に向上することができる。
【００１９】
第６の発明は、特に、第５の発明の第２の案内翼が、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。
【００２０】
第７の発明は、特に、第１〜６のいずれか１つの発明の第２の案内翼が、コア外周面との交点を通過する接線と所定の角度で交わる平面で形成され、かつ外形を徐々に通気路上
流から下流にかけて大きくした構成をしているので、複数の第２の独立風路の断面積を通気路上流から下流にかけて徐々に大きくすることができ、シンプルな形状の第２の案内翼で気流の動圧を静圧に変換するためのディフューザを容易に構成することができる。
【００２１】
第８の発明は、特に、第１〜６のいずれか１つの発明の第２の案内翼が、コア外周部に設けられた直線状の凹部に嵌合固定され、モータケース内壁にかけて曲面形状を形成すると共に、外形を徐々に通気路上流から下流にかけて大きくした構成をしているので、限られたモータケースの長さ及び外径においても、平面形状に比べて第２の案内翼の放熱面積を大きくすることができ、ブラシレスモータの冷却効果をさらに向上することができると共に、ディフューザとして使用できる複数の第２の独立風路を長くして圧力回復量を増やすことで、電動送風機の送風性能を向上することができる。また第２の独立風路を伝播する騒音に対して、第２の案内翼が遮音壁として機能して電動送風機の騒音を低減することができる。さらに、コアを構成する電磁鋼板の形状をシンプルでかつ単一形状にすることができ、複雑な製造工程が必要なく容易にコアを形成することができる。
【００２２】
第９の発明は、特に、第１〜８のいずれか１つの発明の第２の案内翼が、コア外周に設けられた凹部で熱伝導性の高い接着剤を用いて嵌合固定した構成をしているので、コアと第２の案内翼との熱抵抗が低減され、コアで発生した熱が第２の案内翼へ伝導しやすくなり、ブラシレスモータの冷却効果を向上することができる。
【００２３】
第１０の発明は、特に、第１〜９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。
【００２４】
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。
【００２５】
（実施の形態１）
図１〜図９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ものである。図１は同電動送風機の一部断面図であり、図２は同電動送風機の一部断面斜視図であり、図３は同電動送風機のインペラの一部断面斜視図であり、図４は同電動送風機のブラシレスモータの一部断面斜視図であり、図５は同電動送風機のステータおよび第２の案内翼の一部断面斜視図であり、図６は同電動送風機のモールド成形前のステータと第２の案内翼の正面図であり、図７は同電動送風機に用いるモールド成形前のステータおよび第２の案内翼の斜視図であり、図８は同電動送風機に用いるモールド成形前のステータの斜視図を示している。図９は同電動送風機を用いた電気掃除機の構成を表す断面図である。
【００２６】
図１〜図８に示すように、電動送風機１ａは、回転軸２を有するロータ３と、ロータ３外周に隙間を設けて配置され巻線４が巻かれたコア５ａで構成されるステータ６と、コア５ａ外周部に溝７ａを設け嵌合固定した複数の第２の案内翼８ａと、回転軸２の軸受９を保持しステータ６を覆うフレーム前１０ａとフレーム後１０ｂとで構成されるブラシレスモータ１１と、回転軸２に固定され３次元曲面で形成された６枚の斜流型ブレード１２ａを有するインペラ１２と、インペラ１２を覆うファンケース１３と、フレーム前１０ａの外周面との間に通気路１４となる空間を設けて配置され、一端に複数の第１の案内翼１５ａを一体に設け、ファンケース１３およびフレーム前１０ａと当接して配置され複数の第１の独立風路１６を形成するモータケース１５を備えている。
【００２７】
モータケース１５は通気路１４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、第１の案内翼１５ａはモータケース１５内壁に当接している。それに伴ない、第１の独立風路１６とそれに連通する第２の独立風路１８とで形成される一連の独立風路
は、通気路１４の上流から下流にかけて断面積が連続的に大きくなっている。
【００２８】
また図６、図７に示すように、コア５ａ外周部には、第２の案内翼８ａの枚数と同じ数の複数の直線状の溝７ａができるように予め複数の電磁鋼板を所定形状に打ち抜き、それを積層させることでコア５ａを形成した。コア５ａに巻線４を巻いた後、アルミニウム平板を用いた複数の第２の案内翼８ａをコア５ａ外周部に設けた溝７ａに全周に渡って嵌合固定し、熱伝導性の高い接着剤を用いて接着した。その後、コア５ａと巻線４、そして第２の案内翼８ａの両端をポニフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）に絶縁性フィラーを充填させて熱伝導性を向上させた熱伝導性樹脂でモールド成形し、第２の案内翼８ａをステータ６のモールド部１７に保持させた。
【００２９】
また第１の案内翼１５ａで形成される複数の第１の独立風路１６は、通気路１４に第２の案内翼８ａで形成される複数の第２の独立風路１８と、略同一断面積かつ略同一形状で連通した構成をしており、第１の独立風路１６と第２の独立風路１８とが連通して形成される一連の独立風路は、通気路１４上流から下流にかけて断面積が連続的に大きくなるようにしている。またインペラ１２入口先端部とファンケース１３とは、インペラ１２が回転駆動可能な状態でＰＴＦＥ樹脂のリング１９を介して動的シールされている。
【００３０】
図９において、電気掃除機２０は、本体吸気口２１に連通した集塵室２２と本体排気口２３を備えた送風室２４とを有する掃除機本体２５と、集塵室２２に本体吸気口２１と気密に装着された集塵袋２６と、送風室２４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２７と、送風室２４の上下に配置された吸音材２８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２１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。
【００３１】
以上のように構成された電動送風機およびそれを用いた電気掃除機について、以下その動作、作用を説明する。
【００３２】
まず、電動送風機１ａの動作について説明する。図１において、巻線４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１２が回転する。インペラ１２の回転で生じる遠心力により、インペラ１２内の空気がインペラ１２内の外周へかつ後方へと押しやられ、インペラ１２内が負圧になり、前方からインペラ１２内へ流れ込む気流が発生する。気流はインペラ１２の入口から軸方向に流入し、６枚の斜流型ブレード１２ａ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１２から流出する。インペラ１２から流出した気流は、複数の第１の独立風路１６に流入した後、それに連通する複数の第２の独立風路１８をフレーム前１０ａの外周面に沿って流れて電動送風機１ａ外部へと流出する。その際、第１の独立風路１６と第２の独立風路１８とで形成される一連の独立風路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。
【００３３】
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（インペラ１２が回転すること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大変重要となる。
【００３４】
斜流型ブレード１２ａを有するインペラ１２は、気流を軸方向と径方向との中間の角度でさせるため、インペラ１２外周にディフューザ用の風路を放射状に必要とする遠心型を有するインペラに比べて外径を小さくできると共に、風路の途中に曲率の大きな湾曲部を設ける必要がないため、小型で圧損の少ない風路を構成することが可能である。特に、曲
がり損失は湾曲部での二次流れや流れのはく離に起因する損失で、流速の二乗に比例して大きくなるため、電気掃除機２０に使用されるような流速の大きい電動送風機１ａにおいては送風性能を向上する上で大変重要となる。
【００３５】
また、ブラシレスモータ１１の発熱は、銅損、鉄損、機械損によるものがある。銅損は巻線４を流れる電流によって生じるジュール熱であり、電流の二乗に比例して大きくなる。また、鉄損はヒステリシス損と渦電流損に分けられる。ヒステリシス損は、モータの磁路を形成する電磁鋼板の物性が原因で発生するもので、回転による磁界の変化で磁束密度が変化することに起因する。また渦電流損は、コア５ａに通る磁束の変動により磁束線のまわりに渦状の電流が流れ、その際の電気抵抗で発生するものである。
【００３６】
機械損は、軸受９部の摩擦やロータ３とステータ６間の空気の攪拌抵抗に起因するものである。特に、鉄損については、ヒステリシス損及び渦電流損共に運転周波数に依存して大きくなるため、ブラシレスモータ１１を高速回転で使用する際には、鉄損での発熱が大きくなり、これをいかに効率よく放熱させるかが重要となる。電気掃除機２０では、電動送風機１ａは高速回転領域での使用が大半であるため、小型で高い送風性能を得るためにはコア５ａの冷却が大変重要である。
【００３７】
コア５ａで発生した熱は、コア５ａ外周部に設けられた直線状の溝７ａに嵌合固定された複数の第２の案内翼８ａへと伝導し、それぞれの案内翼の表面から独立風路を流れるインペラ１２からの気流に熱が伝達されてブラシレスモータ１１外部へと出ていく。コア５ａと第２の案内翼８ａは熱伝導性の高い接着剤で接着されているので嵌合部に微小な隙間ができるのを防ぐことができ、嵌合部の熱的な接触抵抗が低減することで、コア５ａから第２の案内翼８ａへの熱伝導性を向上することができ、コア５ａで発生した熱が第２の案内翼８ａへ伝導しやすく、また第２の案内翼８ａはインペラ１２からの気流によって連続的に強制冷却されているため、第２の案内翼８ａとコア５ａとの間に温度差が生じ、コア５ａ内部の熱伝導が促進されて効率よくコア５ａの熱をブラシレスモータ１１外部へと逃がすことができる。
【００３８】
また、熱伝導性の高いアルミニウムを使用することで、コア５ａから伝導した熱が第２の案内翼８ａ全体へ伝わりやすく、第２の案内翼８ａを放熱フィンとして扱うことができるようになり、ブラシレスモータ１１を効率よく冷却することが可能となる。
【００３９】
また、巻線４で発生した熱は、熱伝導性樹脂で成形されたモールド部１７を伝導して、両端を保持されている複数の第２の案内翼８ａへと伝わり、コア５ａから伝導した熱と同様の過程を経てインペラ１２からの気流に伝達して、ブラシレスモータ１１外部へと出ていく。モールド部１７には熱伝導性樹脂を用いているため空気に比べて熱伝導率が飛躍的に高くなり、巻線４で発生した熱を効率的に放熱することができる。
【００４０】
また、第２の案内翼８ａには熱伝導性の高い材質を選定するのが好ましく、アルミニウムの他にも、銅、銀などの金属材料や、熱伝導性の硬い金属や炭素の粉末や繊維などの充填剤（フィラー）を含有させることで熱伝導性を向上させた熱伝導性樹脂を用いてもよく、コア５ａの熱を第２の案内翼８ａへ伝えて放熱面積を大きくし、ブラシレスモータ１１の冷却効果を高めることが可能である。
【００４１】
熱伝導性樹脂としては、ポリフェニレンサンファイド樹脂（ＰＰＳ）、ナイロンおよび液晶ポリマー（ＬＣＰ）が知られている。導電性のフィラーとしては金属粉末、グラファイト、カーボンブラックなどが用いられ、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、アルミナなど焼結セラミックが用いられており、絶縁性の有無に応じて選択するフィラーを部位ごとに使い分ける必要がある。
【００４２】
但し、放熱フィンとして機能する複数の第２の案内翼８ａには、導電性フィラーを配合した樹脂を用いる方が、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することができるため、導電性フィラーを配合した樹脂を用いるのが望ましい。充填剤の配合比率を大きくすると、溶融時の粘度が大きくなって成形性が低下するため、注意が必要である。また、第２の案内翼８ａの厚みと翼枚数は、通気路１４に形成される複数の第２の独立風路１８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６の冷却に必要な放熱能力の双方から決める必要があり、実験的に最適値を求める必要がある。
【００４３】
次に、電気掃除機２０の動作について図９を用いて説明する。図９において、電動送風機１ａのインペラ１２が回転すると、集塵室２２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２１を通過して集塵室２２へ流入する。集塵袋２６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１２へ流入し、第１の独立風路１６とそれに連通する第２の独立風路１８を通過した後、防音カバー２７の排気口から流出して掃除機本体２５外部へと放出される。
【００４４】
電気掃除機２０は、小型で送風性能の高い電動送風機１ａを搭載しているため、強い吸引力を有し、ゴミ取れ性がよく、電動送風機１ａの本体サイズが小さくて、重量が軽いので、小回りが利いて使い勝手がよい。また、掃除機本体２５内に吸音材２８を配置可能な空間の拡大を図り、掃除機本体２５内に設ける吸音材２８の設置面積を大きくすることで、吸音面積を拡げて運転音の小さな電気掃除機２０にすることも可能である。
【００４５】
以上のように、本実施の形態においては、コア５ａ外周部に設けた直線状の溝７ａにアルミニウム平板を用いた複数の第２の案内翼８ａを熱伝導性の高い接着剤で嵌合固定し、かつ第２の案内翼８ａの両端を熱伝導性樹脂でモールド成形してステータ６に保持すると共に、インペラ１２からの気流を複数の第１の独立風路１６とそれに連通する複数の第２の独立風路１８とで形成される連続的に断面積が大きくなる一連の独立風路を形成することで、コア５ａおよび巻線４で発生した熱を第２の案内翼８ａへ伝導させ、インペラ１２からの気流に熱伝達させてブラシレスモータ１１外部へと逃がすことで、ブラシレスモータ１１内部のステータ６を効率的に冷却することができると共に、一連の独立風路はディフューザとしての機能も果たすため、ブラシレスモータ１１の冷却とディフューザを両立させて、小型で高い送風性能を有する電動送風機１ａを実現することができる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、モータケース１５の一端に第１の案内翼１５ａが一体に設けられた事例で説明したが、これに限られるものではなく、第１の案内翼１５ａとモータケース外郭とを別体として構成してもよく同様の効果を得ることができる。
【００４７】
また、本実施の形態では、ファンケース１３をモータケース１５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、電動送風機１ａの外周をファンケース１３とモータケース１５を一体にした外郭ケースで覆ってもよく、同様の効果を得ることができる。
【００４８】
また、本実施の形態では、コア５ａ外周に設けられた溝７ａに熱伝導性の高い接着剤を用いて第２の案内翼８ａを固定した事例で説明したが、第２の案内翼８ａを圧入固定させて構成するも可能であり、圧入固定した後、熱伝導性の高い接着剤で微小な隙間を埋めて固定するのが最もよい。
【００４９】
また、本実施の形態では、コア５ａ外周に直線状の溝７ａを軸方向に貫通させて設けた事例で説明したが、必ずしも溝は軸方向に貫通させる必要はなく、図１０に示すような異
なる形状の複数の電磁鋼板を積層してコア５ｂを形成して凹部７ｂを設けてもよく、コア５ｂと第２の案内翼との熱抵抗は大きくなるものの、複数の第２の案内翼の軸方向の位置決めがしやすい。
【００５０】
（実施の形態２）
図１１〜図１３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１１は同電動送風機の一部断面図であり、図１２は同電動送風機のモールド成形前のステータ６および第２の案内翼の正面図であり、図１３は同電動送風機モールド成形前のステータ６および第２の案内翼の斜視図である。なお、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。
【００５１】
図１１〜図１３において、電動送風機１ｂは、複数の直線状の溝７ａを外周部に有するコア５ａと、溝７ａに嵌合固定されモータケース１５内壁にかけて曲面形状を形成すると共に、外形を徐々に通気路１４上流から下流にかけて大きくした複数の第２の案内翼８ｂを供えている。
【００５２】
また第２の案内翼８ｂは導電性フィラーを充填させたポリフェニレンサンファイド樹脂（ＰＰＳ）で射出成形することで製作し、コア５ａ外周部に設けられた直線状の溝７ａに嵌合させて熱伝導性の高い接着剤で接着固定した。その後、実施の形態１と同様に第２の案内翼８ｂの両端を絶縁性フィラーを充填させたナイロンでモールド成形して、第２の案内翼８ｂをステータ６のモールド部１７に保持させた。
【００５３】
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。
【００５４】
まず、電動送風機１ｂの動作について説明する。図１１において、巻線４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１２が回転する。インペラ１２の回転で生じる遠心力により、インペラ１２内の空気がインペラ１２内の外周へ且つ後方へと押しやられ、インペラ１２内が負圧になり、前方からインペラ１２内へ流れ込む気流が発生する。気流はインペラ１２の入口から軸方向に流入し、６枚の斜流型ブレード１２ａ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１２から流出する。インペラ１２から流出した気流は、複数の第１の独立風路１６に流入した後、それに連通する複数の第２の独立風路１８をフレーム前１０ａ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。その際、第１の独立風路１６と第２の独立風路１８とで形成される一連の独立風路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。
【００５５】
コア５ａで発生した熱は、コア５ａ外周部に設けられた直線状の溝７ａに嵌合固定された複数の第２の案内翼８ｂへと伝導し、それぞれの案内翼の表面から独立風路を流れるインペラ１２からの気流に熱が伝達されてブラシレスモータ１１外部へと出ていく。
【００５６】
コア５ａと第２の案内翼８ｂは熱伝導性の高い接着剤で接着されているので嵌合部に微小な隙間ができるのを防ぐことができ、嵌合部の熱的な接触抵抗が低減することで、コア５ａから第２の案内翼８ｂへの熱伝導性を向上することができ、コア５ａで発生した熱が第２の案内翼８ｂへ伝導しやすい。また、第２の案内翼８ｂはインペラ１２からの気流によって連続的に強制冷却されているため、第２の案内翼８ｂとコア５ａとの間に温度差が生じ、コア５ａ内部の熱伝導が促進されて効率よくコア５ａの熱をブラシレスモータ１１外部へと逃がすことができる。
【００５７】
また導電性フィラーを充填したポリフェニレンサンファイド樹脂（ＰＰＳ）を使用することで、コア５ａから伝導した熱が第２の案内翼８ｂ全体へ伝わりやすく、第２の案内翼
８ｂを放熱フィンとして扱うことができるようになり、また第２の案内翼８ｂの材質が熱伝導性樹脂であることから、射出成形が可能なため曲面形状を形成しやすく、限られたモータケースの長さ及び外径においても、放熱面積を平板に比べて大きくすることができ、ブラシレスモータ１１の冷却効果をさらに向上することができると共に、ディフューザとして使用できる独立風路を長くして圧力回復量を増やすことで、電動送風機１ｂの送風性能を向上することができる。
【００５８】
また、巻線４で発生した熱は、熱伝導性樹脂で成形されたモールド部１７を伝導して、両端を保持されている複数の第２の案内翼８ｂへと伝わり、コア５ａから伝導した熱と同様の過程を経てインペラ１２からの気流に伝達して、ブラシレスモータ１１外部へと出ていく。モールド部１７には熱伝導性樹脂を用いているため空気に比べて熱伝導率が飛躍的に高くなり、巻線４で発生した熱を効率的に放熱することができる。
【００５９】
また、第２の案内翼８ｂの材質として金属を用いた場合、熱伝導性は高くすることが可能だが、加工のしやすさや加工精度およびコストの面から平面形状の方が有利である。一方で、第２の案内翼８ｂの材質に熱伝導性樹脂を用いた場合には、第２の案内翼の形状の自由度が拡がり曲面形状にすることで平板に比べて放熱面積を大きくすることができ、金属に比べて熱伝導性が低い点をカバーすることができる。
【００６０】
さらに、複数の第２の案内翼８ｂは、空気伝播する騒音に対して遮音壁の役割を果たし、掃除機本体２５へ放射される騒音が低減される。結果、電気掃除機２０の音源である電動送風機１ｂの騒音を小さくすることができるので、電気掃除機２０としての運転音を大幅に小さくすることができる。
【００６１】
特に、耳障りな騒音として問題となる電動送風機１ｂの回転騒音は、可聴周波数域の高い周波数域の騒音であり伝播する際に直進性を有しているため、曲面形状を有する第２の案内翼８ｂは遮音壁として有効に機能する。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２８を掃除機本体２５内に配置することで、消音効果を更に高めることができる。また特定周波数の音を大幅に減衰させることが可能な共鳴型の消音構成を合わせて設けることで回転騒音に対する消音効果を向上することができる。
【００６２】
以上のように、本実施の形態においては、コア５ａ外周部に設けた直線状の溝７ａに導電性フィラーを充填した熱伝導性樹脂を用いた曲面形状を有する複数の第２の案内翼８ｂを熱伝導性の高い接着剤で嵌合固定し、かつ第２の案内翼８ｂの両端を別の熱伝導性樹脂でモールド成形してステータ６に保持することで、コア５ａおよび巻線４で発生した熱を第２の案内翼８ｂへ伝導させてブラシレスモータ１１内部のステータ６を効率的に冷却することができると共に、複数の第２の案内翼８ｂで形成される複数の第２の独立風路１８の風路長を限られたモータケース１５の長さ及び外径においても、平板に比べて大きくすることができ、ブラシレスモータ１１の冷却効果をさらに向上することができると共に、ディフューザとして使用できる独立風路を長くして電動送風機１ｂの送風性能を向上することができる。
【００６３】
また複数の第２の独立風路１８を伝播する騒音に対して遮音効果を向上して電動送風機１ｂの騒音を低減することもできる。
【００６４】
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】
【００６５】
以上のように、本発明にかかる電動送風機は、ステータで発生した熱をモールド成形で
ステータに保持された複数の第２の案内翼に伝熱させて、インペラで発生した気流で第２の案内翼を強制冷却することで連続的に放熱すると共に、気流の動圧を静圧に変換することで、ブラシレスモータを効率よく冷却しながら小型で高い送風性能を有するので、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】
【００６６】
１ａ、１ｂ  電動送風機
２  回転軸
３  ロータ
４  巻線
５ａ、５ｂ  コア
６  ステータ
７ａ、７ｂ  溝（凹部）
８ａ、８ｂ  第２の案内翼
９  軸受
１０ａ  フレーム前
１０ｂ  フレーム後
１１  ブラシレスモータ
１２ａ  斜流型ブレード
１２  インペラ
１３  ファンケース
１４  通気路
１５  モータケース
１５ａ  第１の案内翼
１６  第１の独立風路
１７  熱伝導性樹脂（モールド部）
１８  第２の独立風路
２０  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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【図１５】
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