(57)【要約】【課題】本発明は、電動送風機とそれを用いた電子機器に関するものであり、冷却効果を高めることを目的とするものである。【解決手段】そしてこの目的を達成するために本発明は、遠心ファン５と、この遠心ファン５を駆動する電機子９と、この電機子９に電磁気的駆動力を与える界磁部１０と、前記遠心ファン５と電機子９間に、遠心ファン５側から電機子９側に向けて順に設けたエアガイド６、およびブラケット７とを備え、前記遠心ファン５と電機子９を、前記エアガイド６、およびブラケット７を貫通した駆動軸１２で連結するとともに、前記ブラケット７に取付けた通電用ブラシ２１は、前記駆動軸１２のエアガイド６と電機子９との間に設けた整流子２３に当接させ、この通電用ブラシ２１と整流子２３との当接部近傍には、前記遠心ファン５からの送風を、エアガイド６とブラケット７を通過後に供給する構成とした。【選択図】図１
2009261057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心ファンと、この遠心ファンを駆動する電機子と、この電機子に電磁気的駆動力を与える界磁部と、前記遠心ファンと前記電機子間に、前記遠心ファン側から前記電機子側に向けて順に設けたエアガイド、およびブラケットとを備え、前記遠心ファンと前記電機子とを、前記エアガイド、および前記ブラケットを貫通した駆動軸で連結するとともに、前記ブラケットに取付けた通電用ブラシは、前記駆動軸のエアガイドと前記電機子との間に設けた整流子に当接させ、この通電用ブラシと整流子との当接部近傍には、前記遠心ファンからの送風を、エアガイドとブラケットを通過後に供給する構成とした電動送風機。
【請求項２】
エアガイド、およびブラケットには、駆動軸が貫通する貫通孔を設けた請求項１に記載の電動送風機。
【請求項３】
ブラケットには、複数の通気孔を設け、少なくとも一つの通気孔の外周部分には、送風案内壁を設けた請求項１または２に記載の電動送風機。
【請求項４】
ブラケットは外周枠と、この外周枠内において橋架状に設けた桟とにより構成し、前記桟には取付孔を設け、この取付孔には前記ブラケットのエアガイド側から、このブラケットの電機子側へと通電用ブラシの一端側を突入させるとともに整流子に当接させ、この通電用ブラシの他端には、前記ブラケットのエアガイド側において通電手段を電気的に接続した請求項１に記載の電動送風機。
【請求項５】
通電用ブラシは、ブラケットの桟に設けた取付孔のエアガイド側から、この取付孔の電機子側へと突入させたブラシケースと、このブラシケース内に設けられるとともに、先端側が整流子に当接させられたブラシと、このブラシの他端を前記整流子側に付勢したブラシバネと、前記ブラシケースのエアガイド側の端子とにより構成した請求項４に記載の電動送風機。
【請求項６】
本体ケース内に、請求項１から５のいずれか一つに記載の電動送風機を収納した電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動送風機とそれを用いた、例えば掃除機のような電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば掃除機に用いられる電動送風機の構造は、次のようになっていた。
【０００３】
従来の電動送風機として、代表的形態（従来例１）は、吸気孔側から送出側に向って、遠心ファン、エアガイド、界磁部及び電機子、電機子の整流子及び通電用ブラシ、を順次配置するものがある（例えば特許文献１）。
【０００４】
また、従来の電動送風機として、別の形態（従来例２）は、吸気孔側から送出側に向って、遠心ファン、エアガイド、電機子の整流子及び通電用ブラシ、界磁部及び電機子、を順次配置するものがある（例えば特許文献２）。
【０００５】
すなわち、遠心ファンと、この遠心ファンを駆動する電機子と、この電機子に電磁気的駆動力を与える界磁部と、前記遠心ファンと電機子間に設けたエアガイドとを備え、前記遠心ファンと電機子を、前記エアガイドを貫通した駆動軸で連結するとともに、前記エアガイドに保持させた通電用ブラシは、前記駆動軸のエアガイドと電機子間に設けた整流子に当接させ、この通電用ブラシと整流子との当接部近傍には、前記遠心ファンからの送風を供給する構成としていた。
【特許文献１】特開平６−２５７５９８号公報
【特許文献２】特開２００２−２３３１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来例２では、通電用ブラシと整流子との当接部近傍には、遠心ファンからの送風を最初に供給することで、この当接部の冷却効果を高めていた。
【０００７】
すなわち、従来例１のように、先ず電機子と界磁部を冷却し、次に上記通電用ブラシと整流子との当接部を冷却するものでは、すでに電機子と界磁部を冷却することにより温度上昇した送風が次にこの通電用ブラシと整流子との当接部近傍に送られるので、同当接部の冷却効果を高くすることが出来ない。
【０００８】
これに対して、従来例２のように、通電用ブラシと整流子との当接部近傍に遠心ファンからの送風を最初に供給するものであれば、温度上昇していない送風がこの当接部に供給されるので、この当接部の冷却効果を高めることが出来るのであった。
【０００９】
しかしながら従来例２に代表される構成では、通電用ブラシと整流子との当接部の冷却効果を考慮するがあまり、通電用ブラシをエアガイドに保持させていたので、エアガイドとしての効果が低くなる。
【００１０】
具体的には遠心ファンから通電用ブラシと整流子の当接部、電機子、界磁部へと流れる送風が乱れ、その結果として各部の冷却効果を高めることが出来なかった。
【００１１】
そこで本発明は、通電用ブラシと整流子との当接部は勿論、電機子と界磁部の冷却効果をも高めることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そしてこの目的を達成するために本発明は、遠心ファンと、この遠心ファンを駆動する電機子と、この電機子に電磁気的駆動力を与える界磁部と、前記遠心ファンと電機子間に、遠心ファン側から電機子側に向けて順に設けたエアガイド、およびブラケットとを備え、前記遠心ファンと電機子を、前記エアガイド、およびブラケットを貫通した駆動軸で連結するとともに、前記ブラケットに取付けた通電用ブラシは、前記駆動軸のエアガイドと電機子との間に設けた整流子に当接させ、この通電用ブラシと整流子との当接部近傍には、前記遠心ファンからの送風を、エアガイドとブラケットを通過後に供給する構成とし、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１３】
以上のごとく本発明は、遠心ファンと、この遠心ファンを駆動する電機子と、この電機子に電磁気的駆動力を与える界磁部と、前記遠心ファンと電機子間に、遠心ファン側から電機子側に向けて順に設けたエアガイド、およびブラケットとを備え、前記遠心ファンと電機子を、前記エアガイド、およびブラケットを貫通した駆動軸で連結するとともに、前記ブラケットに取付けた通電用ブラシは、前記駆動軸のエアガイドと電機子との間に設けた整流子に当接させ、この通電用ブラシと整流子との当接部近傍には、前記遠心ファンからの送風を、エアガイドとブラケットを通過後に供給する構成としたものであるので、通電用ブラシと整流子との当接部は勿論、電機子と界磁部の冷却効果をも高めることが出来る。
【００１４】
すなわち、本発明においては、通電用ブラシを、エアガイド下流に設けたブラケットに取付けた状態で、整流子に当接させ、この当接部近傍には、遠心ファンからの送風を、エアガイドとブラケットを通過後に供給する構成としたものである。
【００１５】
このため、エアガイド部分における送風が乱れることはなく、よって、先ずエアガイドにより整えられた温度上昇していない整流が、通電用ブラシと整流子との当接部近傍に供給されるので、この当接部の冷却効果は高く、またエアガイドにより整えられた整流が次に電機子、界磁部に供給されるので、これらの電機子、界磁部の冷却効果をも高めることが出来、この結果として全体の冷却効果を高くすることが出来るのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下本発明の一実施形態を、掃除機用の電動送風機を例に、添付図面を用いて説明する。
【００１７】
なお、掃除機において電動送風機は、例えば上下方向、あるいは水平方向に適宜設置されるが、本実施形態では、説明上の理解を容易にするため、図１における上側を上方、下側を下方として説明することとする（つまり電動送風機が上下方向に設置された状態の例を説明するものである）。
【００１８】
図１に示すごとく本実施形態の電動送風機は、上方の送風部１と、その下方に設けた駆動部２により構成されている。
【００１９】
送風部１は、上面に吸気孔３が設けられた下面開口の円筒状のファンケース４と、このファンケース４内の上方に配置した遠心ファン５と、この遠心ファン５の下方に配置したエアガイド６とにより構成されている。
【００２０】
本実施形態で特徴的なのは、ファンケース４内のエアガイド６の下方にブラケット７を設けたことであり、この点は上記駆動部２の説明の後、詳述する。
【００２１】
上記駆動部２は、上面が開口した有底円筒状の駆動部ケース８と、この駆動部ケース８内に回転自在に設けた電機子９と、この電機子９の外方に配置した界磁部１０と、前記電機子９に一体化されるとともに、下端が駆動部ケース８の内底面の軸受１１で軸支された駆動軸１２により構成されている。
【００２２】
また駆動軸１２の上端は、ブラケット７、エアガイド６を貫通後に上記遠心ファン５に結合されており、次にこれらの上記エアガイド６、ブラケット７について説明を続ける。
【００２３】
図３はファンケース４を透過し、エアガイド６を上面側からみた状態を示している。図４は、ファンケース４を取り除き、遠心ファン５及びエアガイド６を上面側からみた状態を示している。
【００２４】
この図１及び図３に示す矢印は、吸気孔３から吸引された空気の流れを模式的に示している。エアガイド６の上面側の外周部には、遠心ファン５の径方向への排気をエアガイド６の下面側に導く静翼１３ａが設けられ、またエアガイド６の下面側には、旋回状となった複数の案内翼１３ｂにより構成されており、上記遠心ファン５により吸気孔３から吸引された空気（図１の矢印Ａ）は先ずこの遠心ファン５により外周方向（図１の矢印Ｂ）に噴出され、次にファンケース４の外周内面で静翼１３ａの働きにより下方に案内（図１の矢印Ｃ）され、その後この案内翼１３ｂ間を進み（図１、図３の矢印Ｄ）、これによりエアガイド６の案内翼１３ｂで旋回流に整流され、その後図３の矢印Ｅのごとくブラケット７方向へと送られることになる。
【００２５】
ブラケット７は絶縁物、例えば合成樹脂により形成されたものであり、図１、図３、図５、図６に示すように、円環状の外周枠１４と、この外周枠１４内において十字の橋架状に設けた桟１５、１６とにより構成しており、桟１５、１６の中央交点部分に、貫通孔１７が設けられ、この貫通孔１７を貫通して図１のごとく駆動軸１２の上端が、次にエアガイド６を貫通し、その後上記遠心ファン５に結合されている。なお、エアガイド６の貫通孔１８の部分には図１、図３のごとくブラケット７の軸受ハウジング１９が突入状態となっており、これにより上述のごとく駆動軸１２の上端が、ブラケット７、エアガイド６を順次貫通後、上記遠心ファン５に結合された状態となっている。
【００２６】
ブラケット７を構成する桟１５の軸受ハウジング１９側には、図６に示すように垂直方向に開口した取付孔２０を設けており、この取付孔２０には通電用ブラシ２１を貫通させている。
【００２７】
具体的には、取付孔２０が上述のごとく垂直方向に開口しているので、通電用ブラシ２１はブラケット７のエアガイド６側、つまり上方から、このブラケット７の電機子９側、つまり下方へ斜めに突入後、図１、図５、図６のごとく水平状態で設置している。
【００２８】
この時、ブラケット７には上述のごとく軸受ハウジング１９を設けており、またこの軸受ハウジング１９のブラケット７の桟１５、１６の中央交点部分近傍の下方側には、下方が開口するに凹部空間を設けているので、水平状態設置された状態でも通電用ブラシ２１は、ブラケット７の上方面側から下方面側に貫通した状態と略等価な構成を得ることとなる。そして、通電用ブラシ２１の先端部及びその摺動面近傍は、ブラケット７の下方面側の上記凹部空間に突出しているのである。
【００２９】
さてこのように配置された通電用ブラシ２１は、水平状態に設置されたブラシケース２２を有する。
【００３０】
このブラシケース２２は、その外方側が後述するトッププレート（図１の２２ａ）により閉鎖された角筒により構成され、このブラシケース２２の内側、つまり駆動軸１２方向側は開口され、この開口からブラシ（図示せず）がブラシケース２２内に押し込まれている。またこのブラシケース２２内にはブラシバネ（図示せず）が設けられており、これによりブラシの先端側が、ブラシバネにより整流子２３に押し付けられた状態となっている。
【００３１】
つまり整流子２３は、前記駆動軸１２のエアガイド６と電機子９との間に一体的に設けられており、この整流子２３に通電用ブラシ２１のブラシ（図示せず）の先端を押し付け、通電（交流電流）するようになっているのである。
【００３２】
ここで、ブラシケース２２のブラケット７の取り付け方について説明する。
【００３３】
このブラシケース２２は上述のごとく角筒状となっているので、上記ブラケット７の桟１５に設けた取付孔２０のエアガイド６側、つまり上方から取付孔２０に最初は斜め下方に突入させ、その後図１に示すようにこのブラシケース２２の外方を下方に下げて水平状態とし、この水平状態で桟１５に固定する。
【００３４】
そして、この様に水平状態配置されたブラシケース２２のブラケット７上面で、エアガイド６側に表出部分、具体的にはブラシケース２２のブラシとは反対側の開口部に蓋のように装着したトッププレート２２ａの端子２２ｂを設けているので、このトッププレートの端子２２ｂを利用し、通電用の電気的接続が行なわれる。
【００３５】
なお、ブラケット７の構成材料は、絶縁物、合成樹脂であるとして、説明しているが、構成部品が増え、製造工数も増すが、ブラケットの機械的強度を増すことや、熱疲労に対する寸法変化を抑制するために、例えば、ブラケット７のほとんどを金属材料にて構成し、ブラシケース２２の周辺を絶縁物、合成樹脂からなる構造体を介してブラケット７にブラシケース２２を配置する構成としてもよい。
【００３６】
なお、図１に示すように、整流子２３上方の駆動軸１２部分には、駆動軸１２の上方を軸支する軸受２４を設けており、この軸受２４はブラケット７の中央突出部である軸受ハウジング１９内に固定している。
【００３７】
さて、以上の構成となったブラケット７は、図５のごとく上記外周枠１４内において十字の橋架状に桟１５、１６を設けた構成としており、外周枠１４内は桟１５、１６で区分はされているが、４個の大径の通気口２５が全周にバランス良く配置された構成となっている。
【００３８】
このため、上記エアガイド６で旋回流に整流され、その後図１の矢印Ｅのごとくブラケット７方向へと送られた空気は、この通気口２５からブラケット７下方へと図１の矢印Ｆ、Ｇへと送られることとなる。
【００３９】
このうち矢印Ｆの空気流は通電用ブラシ２１と整流子２３との当接部近傍に送風されたものであり、この部分が最も高温化する状況になるので、この部分は上記のごとく整流された空気で効果的に冷却することが重要である。
【００４０】
より詳しく説明すると、整流子２３と、整流子２３と当接している通電用ブラシ２１のブラシの当接先端及び当接先端近傍は、ブラケット７の下方側に設けられた上述の軸受ハウジング１９内（下方が開口するに凹部空間）に突出し、この軸受ハウジング１９内（下方が開口するに凹部空間）に遠心ファン５からの送風がエアガイド６を通過して旋回風となって供給される構成であり、通電用ブラシ２１、整流子２３、通電用ブラシ２１のブラシと整流子２３との当接部及びその近傍が効果的に冷却される。
【００４１】
また、矢印Ｇの空気流は電機子９と、この電機子９の外方に配置した界磁部１０を効果的に冷却するものであり、この矢印Ｇの空気流も上述のごとく整流された空気が供給されるので、効果的に冷却することが出来る。
【００４２】
また、エアガイド６で旋回流に整流し、その整流を上述のごとく通電用ブラシ２１のブラシと整流子２３との当接部近傍や、電機子９、界磁部１０の冷却必要部分に供給するようにすれば、運転音も小さくなり、これは例えば掃除機のような電子機器において、騒音発生を回避できることにもなり、非常に有益な効果となる。
【００４３】
また、本実施形態では、界磁部１０が図５において左右方向の幅が、図５における上下方向よりも小さいので、その界磁部１０非存在部分にまで冷却空気を送風する必要が無く、よって４個の通気口２５における図５の左右部分、つまり界磁部１０の非存在部分には、ブラケット７と一体に形成した送風案内壁２６を形成している。
【００４４】
この送風案内壁２６は、図５における左右方向から中央方向に向けて徐々に下方に傾斜した傾斜面となっており、これにより上記矢印Ｆ、Ｇの空気流が乱れにくくしている。つまり、駆動部ケース８の内側を通って電機子９、界磁部１０に供給されるので、これらの電機子９、界磁部１０の冷却効果をも高めることが出来、この結果として全体の冷却効果を高くすることが出来る。
【００４５】
つぎに、界磁部１０及び電機子９の細部（符号なし）について、簡単に説明する。界磁部１０は、界磁鉄心に一対のティースが設けられ、各々のティースに界磁巻線枠を組み付け、この界磁巻線枠に絶縁膜被覆銅線を巻装して界磁コイルを設けている。
【００４６】
一方、電機子９には、電機子鉄心に複数のスロット及びティースが設けられ、スロット各々の内側面に絶縁部材のシート等を配置し、複数のティース部に跨って絶縁膜被覆銅線を任意のスロット間に巻装して電機子コイルを設けている。電機子コイルの両端部は、整流子２３の各整流子片から延設された整流子フックに電気的に接続されている。そして、別の電機子コイルは、ティースを跨ぐ位置を異なえて、別のスロット間に巻装する。このような工程を繰り返して、電機子９には、複数の電機子コイルが順次重なりあった電機子９の電機子コイル部が完成する。
【００４７】
そして、一対の界磁コイルと各電機子コイルとは、各整流子片及び通電用ブラシ２１との摺動接触部を介して電気的に接続される。また、従来の電動送風機と同様に、界磁コイルと各電機子コイルとは、直列に接続される構成であり、この構成は、公知のユニバーサルモータの一形態と同様の接続である。なお、電動送風機におけるエアガイドは、送風整流体、ディフューザ、整流板等と呼称される場合もある。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上のごとく本発明は、遠心ファンと、この遠心ファンを駆動する電機子と、この電機子に電磁気的駆動力を与える界磁部と、前記遠心ファンと電機子間に、遠心ファン側から電機子側に向けて順に設けたエアガイド、およびブラケットとを備え、前記遠心ファンと電機子を、前記エアガイド、およびブラケットを貫通した駆動軸で連結するとともに、前記ブラケットに取付けた通電用ブラシは、前記駆動軸のエアガイドと電機子との間に設けた整流子に当接させ、この通電用ブラシと整流子との当接部近傍には、前記遠心ファンからの送風を、エアガイドとブラケットを通過後に供給する構成としたものであるので、通電用ブラシと整流子との当接部は勿論、電機子と界磁部の冷却効果をも高めることが出来る。
【００４９】
すなわち、本発明においては、通電用ブラシを、エアガイド下流に設けたブラケットに保持させた状態で、整流子に当接させ、この当接部近傍には、遠心ファンからの送風をエアガイドとブラケットを通過後に供給する構成としたものである。
【００５０】
このため、エアガイド部分における送風が乱れることはなく、よって、先ずエアガイドにより整えられた温度上昇していない整流が、通電用ブラシと整流子との当接部近傍に供給されるので、この当接部の冷却効果は高く、またエアガイドにより整えられた整流が次に駆動部ケースの内側を通って電機子、界磁部に供給されるので、これらの電機子、界磁部の冷却効果をも高めることが出来、この結果として全体の冷却効果を高くすることが出来るのである。
【００５１】
したがって、電動送風機を使用する各種電子機器への活用が期待されるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態の一部切断正面図
【図２】同平面図
【図３】同ファンケースを透過した状態の平面図（遠心ファンの案内翼及びブラケットの状態を示す平面図）
【図４】同ファンケースを除いた状態の平面図（遠心ファン及びエアガイドの平面図）
【図５】同ブラケットの平面図
【図６】同ブラケットの一部切断正面図
【符号の説明】
【００５３】
１    送風部
２    駆動部
３    吸気孔
４    ファンケース
５    遠心ファン
６    エアガイド
７    ブラケット
８    駆動部ケース
９    電機子
１０    界磁部
１１    軸受
１２    駆動軸
１３ａ    静翼
１３ｂ    案内翼
１４    外周枠
１５，１６    桟
１７    貫通孔
１８    貫通孔
１９    軸受ハウジング
２０    取付孔
２１    通電用ブラシ
２２    ブラシケース
２３    整流子
２４    軸受
２５    通気口
２６    送風案内壁
【図１】
2009261057.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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