DE60120259T2

DE60120259T2 - Elektrisches Gebläse und damit ausgerüsteter elektrischer Staubsauger

Info

Publication number: DE60120259T2
Application number: DE60120259T
Authority: DE
Inventors: Yoshitaka Hikone-shi Shiga Murata; Seiji Kouga-gun Shiga Yamaguchi; Tsuyoshi Hikone-shi Shiga Tokuda; Tsuyoshi Kanzaki-gun Shiga Nishimura; Kazuhisa Youkaichi-shi Shiga Morishita
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: ATE328529T1; EP1138242B1; EP1138242A2; CA2342577A1; CA2342577C; EP1138242A3; US20010036409A1; US6488475B2; DE60120259D1; PT1138242E; ES2266042T3; DK1138242T3

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Gebläse, das hauptsächlich für einen elektrischen Staubsauger verwendet wird, und insbesondere zielt sie darauf ab, die Größe eines Hauptkörpers des elektrischen Staubsaugers zu verringern, um die Verwendbarkeit zu verbessern.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Als elektrische Staubsauger nach dem Stand der Technik werden hauptsächlich derjenige mit unzirkulierendem Ausstoß, der in 24 gezeigt ist, und derjenige mit zirkulierendem Ausstoß, der in 25 gezeigt ist, verwendet. EP 0 770 348 A2 offenbart eine solche Vorrichtung. Eine Übersicht der elektrischen Staubsauger nach dem Stand der Technik wird im Folgenden beschrieben.
Ein elektrischer Staubsauger 1 der unzirkulierenden Ausstoßart, der in 24 gezeigt ist, hat einen Schlauch 3, der lösbar mit seinem Hauptkörper 2 verbunden ist. Ein anderes Ende des Schlauches 3 ist mit einem Endrohr 5 versehen, das einen Steuerabschnitt 4 hat. Ein Verlängerungsrohr 6 ist am Endrohr 5 angebracht, und ein Kopf des Verlängerungsrohres 6 wird mit einer Saugdüse 7 verbunden. Im Hauptkörper 2 des Staubsaugers gibt es eine Staubkammer 8, die in Verbindung mit dem Schlauch 3 ausgebildet ist. Hinter der Staubkammer 8 ist auch ein elektrisches Gebläse 10, das derart angeordnet ist, dass eine Saugöffnung 9 in Richtung zur Staubkammer 8 zeigt, und eine Energieversorgungseinheit 11 vorgesehen, die ein Kabel zum Anschluss an eine Netz-Energieversorgung, an eine Batterie oder dergleichen beherbergt.
25 zeigt einen elektrischen Staubsauger der zirkulierenden Ausstoßart. Gleiche Bezugsziffern werden verwendet, um gleiche Bestandteile wie diejenigen der unzirkulierenden Ausstoßart zu kennzeichnen. Die zirkulierende Ausstoßart hat weiterhin zusätzlich zum Aufbau der unzirkulierenden Ausstoßart den folgenden Aufbau. Ein Hauptkörperausstoßweg 13 ist von einer Auslassöffnung 12 eines elektrischen Gebläses 10 zu einem Anschlussbereich eines Hauptkörpers 2 eines Staubsaugers zum Anschluss an einen Schlauch 3 ausgebildet. Weiterhin gibt es einen Saugdurchgang 14, der einen Luftstromdurchgang in Verbindung mit einer Staubkammer 8 darstellt, der zu einer Saugöffnung 9 des elektrischen Gebläses 10 führt, und einen Ausstoßdurchgang 15, um einen Ausstoßstrom von Luft, die von der Auslassöffnung 12 an einer Rückseite des elektrischen Gebläses 10 ausgestoßen wird, über den Hauptkörperausstoßweg 13 zu einem vorderen Ende des Schlauches 3 zu leiten, wobei jeweils ein Verlängerungsrohr 6 und eine Saugdüse 7 im Schlauch 3 ausgebildet sind. Die Durchgänge sind so ausgestaltet, dass sie in Bezug zueinander unabhängig sind, und ebenfalls getrennt von dem offenen Luftraum sind.
Nun wird das elektrische Gebläse beschrieben.
Die meisten Motoreinheiten für elektrische Gebläse, die bisher in den elektrischen Staubsaugern verwendet wurden, sind Kommutatormotoren gewesen, deren Art im Allgemeinen als Universalmotor bezeichnet wird. In letzter Zeit sind Invertermotoren verwendet worden, mit der Absicht, eine Verringerung der Größe und des Gewichts durch Erhöhung der Geschwindigkeit, Einfachheit des Steuerns der Rotationsgeschwindigkeit, Verringerung der Leistungsaufnahme, Unterdrückung von Temperaturanstiegen, und so weiter zu erzielen. Jedoch erhöht im Vergleich mit dem Verfahren des Steuerns eines Kommutatormotors ein Invertermotor eine Anzahl von Leistungsschaltern in seinem Schaltkreis. Für einen Invertermotor, der aus Wicklungen von drei Phasen besteht, sind zum Beispiel sechs Leistungsschalter erforderlich. Es ist folglich notwendig, die Vielzahl von Leistungsschaltern effizient zu kühlen.
Ein Aufbau des herkömmlichen elektrischen Gebläses wird im Folgenden beschrieben. Wie in 26 gezeigt, umfasst das elektrische Gebläse 10 eine Motoreinheit 16 und eine Ventilatoreinheit 17. Ein Rotor 22, der aus einem mit einer Ankerwicklung 18 versehenen Ankerkern 19 und einem auf einer Welle 21 angebrachten Kommutator 20 aufgebaut ist, wird an einem gebläseradseitigen Träger 25 und an einem motorseitigen Träger 26 in frei drehbarer Weise mit Lagern 23 und 24 installiert. Die Träger 25 und 26 bilden eine Einfassung der Motoreinheit 16. Ein Stator 29, der mit einer Feldwicklung 28 auf einem Feldkern 27 versehen ist, und ein Halter 30, der eine Kohlebürste trägt (nicht in der Abbildung gezeigt) sind an dem Träger 26 befestigt.
Die Ventilatoreinheit 17 umfasst ein Gebläserad 31, das an der Welle 21 der Motoreinheit 16 angebracht ist, eine Luftführung 32, die um das Gebläserad 31 angeordnet ist, um einen Luftstromweg zum Führen eines vom Gebläserad 31 gelieferten Luftstroms zu einem Inneren der Motoreinheit 16 zu bilden, wobei er seinen Druck allmählich wiedererlangt wird, und ein Gehäuse 33, das diese bedeckt. Die Ventilatoreinheit 17 wird integral am Träger 25 angebracht. Der Träger 25 wird in einem Teil davon auch mit einer Kühlluftauslassöffnung 34 versehen, um einen Teil des Luftstromes, der vom Gebläserad 31 erzeugt wird, heraus zu lassen, ohne durch das Innere der Motoreinheit 16 hindurch zu treten.
Eine Schaltungseinheit 35 zum Steuern der Energieversorgung zum elektrische Gebläse 10 umfasst eine Schaltplatte 38, die in einer Schaltplatteneinfassung 39 untergebracht ist und mit einer Energieversorgungsleitung 36 verbunden ist, die mit der Energieversorgungseinheit 11, einer Signalleitung 37 zum Übertragen eines Schaltsignals vom Steuerabschnitt 4 und so weiter verbunden ist. Die Schaltungseinheit 35 ist am Träger 25 des elektrischen Gebläses 10 mittels einer Schraube 40 angebracht. Eine Abstrahlrippe 42 für einen Leistungsschalter 41 oder eine wärmeerzeugende Komponente wie einen TRIAC in der Schaltungseinheit 35 ist in einem Luftstromweg zwischen einer Kühllufteinströmöffnung 43 und einer Kühlluftausströmöffnung 44 in der Schaltplatteneinfassung 39 angeordnet, wo ein Luftstrom durchfließt, der durch die Kühlluftauslassöffnung 34 der Ventilatoreinheit 17 ausgestoßen wird.
Wenn der elektrische Staubsauger 1 betrieben wird, erzeugt das elektrische Gebläse 10 eine Saugkraft. Verschmutzte, Staub enthaltende Luft wird von einer Einlassöffnung der Saugdüse 7 angesaugt und erreicht durch den Saugdurchgang 14 in der Saugdüse 7, das Verlängerungsrohr 6 und den Schlauch 3 die Staubkammer 8 im Hauptkörper 2 des Staubsaugers. Die Luft wird dann zum elektrischen Gebläse 10 geführt, nachdem der Staub und dergleichen entfernt sind.
Gleichzeitig wird der Leistungsschalter 41 durch den Strom der Austrittsluft, welche durch die Kühlluftauslassöffnung 34 ausgestoßen wird, gekühlt.
Wie beschrieben, teilt der herkömmliche elektrische Staubsauger den Luftstrom, der durch die Ventilatoreinheit 17 hindurch tritt, in einen Luftstrom zur Motoreinheit 16 und in einen anderen Luftstrom zur Kühlung der Abstrahlrippe 42, um den Leistungsschalter 41, etc. mit der Abstrahlrippe 42 von kleinem Ausmaß effektiv zu kühlen, unabhängig davon, ob es von zirkulierender Ausstoßart ist oder nicht. Daher muss der Aufbau so sein, dass die Abstrahlrippe 42 oder die Schaltungseinheit 35 stromabwärts der Kühlluftauslassöffnung 34 der Ventilatoreinheit 17 angeordnet ist. Es ist ebenfalls notwendig, nur den Bereich des Leistungsschalters 41 von der Schaltungseinheit 35 zu trennen, um die Wärmeabführung weiter zu erhöhen. Sie werden innerhalb des Hauptkörpers 2 des Staubsaugers zu einem Aufbauproblem und erschweren es, die Größe des Hauptkörpers 2 des Staubsaugers zu verringern.
Das als nächstes Beschriebene betrifft ein elektrisches Gebläse, das durch einen Inverter gesteuert ist.
Ein elektrisches Gebläse 10 umfasst einen Invertermotor 47, der aus einer Motoreinheit 45, einer Inverter-Schaltungseinheit 46, und einer Ventilatoreinheit 48 besteht, wie in 27 gezeigt. Das elektrische Gebläse 10 wird auf eine solche Weise gehalten, dass es gegen eine Halterippe 53 auf einen Bereich 52 gedrückt wird, der viele Durchgangslö cher 51 aufweist und das elektrische Gebläse 10 von einer Staubkammer 8 über einen Stützgummi 50 trennt, der auf einem äußeren Rand eines Gehäuses 49 angeordnet ist. Ein Rotor 56, der mit einem Permanentmagneten 54 und einer Welle 55 versehen ist, ist an einem gebläseradseitigen Träger 59 und an einem motorseitigen Träger 60 in frei drehbarer Weise mittels Lagern 57 und 58 angebracht. Der Träger 59 und der Träger 60 sind verbunden, um eine Einfassung für die Motoreinheit 45 zu bilden. Ein Stator 63, der aus einem Kern 19 aufgebaut ist, welcher mit einer Statorwicklung 62 in einer Vielzahl von Schlitzen in einer Weise versehen ist, dass sie gegenüber dem Permanentmagneten 54 liegt, ist an dem Träger 60 befestigt. Der Rotor 56, die Träger 59 und 60 und der Stator 63 bilden die Motoreinheit 45.
Die Inverter-Schaltungseinheit 46 zum Steuern des Invertermotors 47 ist auf einer Schaltplatte 66 angeordnet, die mittels einer Energieversorgungsleitung 64 mit der Energieversorgungseinheit 11, einer Signalleitung 65 zum Übertragen eines Stellsignals und eines Drehgeschwindigkeits-Steuersignals für den Hauptkörper 2 des Staubsaugers und dergleichen, verbunden ist. Sie ist in der Nähe des elektrischen Gebläses 10 angeordnet. Eine große Abstrahlrippe 68 zum Kühlen ist an den wärmeerzeugenden Komponenten, wie einem Schaltelement 67 in der Inverter-Schaltungseinheit 46, angebracht. Die Abstrahlrippe 68 wird mit Dichtungsmittel 69 versiegelt und in einem Bereich nahe dem Luftstromweg fest verbunden, um ein Lecken der Luft zu verhindern.
Ein Positionserfassungsmittel zum Erfassen einer Position des Rotors 56, welche zum Steuern des Invertermotors 47 notwendig ist, umfasst einen Sensor-Magneten 70, der auf dem Rotor 56 bereitgestellt ist und ein Positionserfassungselement 71 zum Erfassen eines Magnetpols des Sensor-Magneten 70, wie ein Lochelement oder dergleichen. Das Positionserfassungselement 71 ist an einer Detektorplatte 72 angebracht, die am motorseitigen Träger 60 befestigt, und in der Motoreinheit 45 angeordnet ist. Ein Ausgangssignal des Positionserfassungselements 71 ist mit der Schaltplatte 66 über eine Positionserfassungsleitung 73 verbunden.
Die Ventilatoreinheit 48 umfasst ein integral an der Welle 55 angebrachtes Gebläserad 74, eine Luftführung 75, die um einen Rand des Gebläserads 74 angeordnet ist, um einen Luftstromweg zum Führen eines durch das Gebläserad 74 abgegebenen Luftstroms zu einer Oberfläche des gebläseradseitigen Trägers 59 zu bilden, wobei dessen Druck allmählich wiederhergestellt wird, und ein diese abdeckendes Gehäuse 49. Das Gehäuse 49 ist so aufgebaut, dass es mit dem gebläseradseitigen Träger 59 oder dem motorseitigen Träger 60 integral befestigt ist.
Wenn der elektrische Staubsauger 1 betrieben wird, erzeugt das elektrische Gebläse 10 eine Saugkraft. Verschmutzte Luft, die Staub enthält, wird durch die Saugdüse 7 ange saugt und durch die Saugdüse 7, das Verlängerungsrohr 6, den Schlauch 3 und zum elektrischen Gebläse 10 geführt, nachdem der Staub in der Staubkammer 8 im Hauptkörper 2 des Staubsaugers entfernt ist. Gleichzeitig wird die Abstrahlrippe 68 des elektrischen Gebläses 10, die im Luftstromweg nahe der Saugöffnung 9 oder dergleichen angeordnet ist, durch die in das elektrische Gebläse 10 strömende Luft abgekühlt. Infolgedessen wird das Schaltelement 67, d.h. die wärmeerzeugende Komponente auf der Schaltplatte 66, gekühlt.
Bei dem herkömmlichen elektrischen Staubsauger mit dem vorangehenden Aufbau, ist es notwendig, eine Luftdichtigkeit für angesaugte Luft in der Seite der Staubkammer 8 des elektrischen Gebläses 10 sicherzustellen, um die wärmeerzeugenden Bestandteile wie das Schaltelement 67, etc. mittels der Abstrahlrippe 68 effizient zu kühlen, und die Abstrahlrippe 68 in einer Position anzuordnen, die ein Kühlen mit kühler Luft ermöglicht, bevor sie durch das Innere der Motoreinheit 45 hindurch tritt. Dieses erlegt eine Beschränkung der Lage auf, in der die Inverter-Schaltungseinheit 46 im Hauptkörper 2 des Staubsaugers angeordnet ist. Es erfordert auch eine Berücksichtigung hinsichtlich des Dichtungsmittels 69, der Dichtungsstruktur und so weiter, um die Luftdichtigkeit sicherzustellen. Zusätzlich erfordert es besondere Sorgfalt in Bezug auf die Einfachheit des Zusammenbaus. Der Invertermotor 47 ist insbesondere mit einer größeren Anzahl von wärmeerzeugenden Bestandteilen wie dem Schaltelement 67 in der Inverter-Schaltungseinheit 46 assoziiert. Es ist folglich notwendig, solche Maßnahmen zu ergreifen, wie etwa eine Fläche der Abstrahlrippe 68 zu vergrößern. Jedoch führt dieses zu einer Vergrößerung der Inverter-Schaltungseinheit 46, und ist einer der Faktoren, die ein Verkleinern des Hauptkörpers 2 des Staubsaugers verhindern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ergibt sich im Licht der oben genannten Probleme des Stands der Technik, und ein elektrisches Gebläse der vorliegenden Erfindung umfasst eine Motoreinheit, die mit einem frei drehbaren Rotor und einem Stator versehen ist, ein Gebläserad, das an einer Ausgabewelle des Rotors angebracht ist, und eine Ventilatoreinheit, die ein Gehäuse umfasst, welches das Gebläserad bedeckt. Es ist mit einer Schaltungseinheit versehen, welche die elektrische Energie zur Motoreinheit steuert und in einem Luftstromweg für die Luft angeordnet ist, die von einem äußeren Rand des Gebläserads ausgestoßen wird und dem Rotor und dem Stator des Motors zugeführt wird.
Weiterhin umfasst ein elektrischer Staubsauger der vorliegenden Erfindung eine Staubkammer zum Sammeln des Staubs, eine Saugöffnung, welche in Verbindung mit der Staubkammer und dem oben genannten elektrischen Gebläse ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Teilschnitt-Seitenansicht eines elektrischen Gebläses einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Teilschnitt-Seitenansicht eines elektrischen Gebläses einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine Teilschnitt-Seitenansicht eines anderen Beispiels des gleichen elektrischen Gebläses;
4 ist eine Teilschnitt-Seitenansicht noch eines anderen Beispiels des gleichen elektrischen Gebläses;
5 ist eine Teilschnitt-Seitenansicht noch eines anderen Beispiels des gleichen elektrischen Gebläses;
6 ist eine Teilschnitt-Seitenansicht eines elektrischen Gebläses einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine Schnitt-Seitenansicht eines elektrischen Gebläses einer vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 ist ein Blockschaltdiagramm des gleichen elektrischen Gebläses;
9 ist eine auseinandergezogene Perspektivdarstellung eines wesentlichen Teils des gleichen elektrischen Gebläses;
10 ist eine Draufsicht einer Schaltplatte für das gleiche elektrische Gebläse;
11 ist ein Blockschaltdiagramm eines anderen Beispiels für das gleiche elektrische Gebläse;
12 ist eine Schnitt-Seitenansicht eines elektrischen Gebläses einer fünften beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
13 ist eine Schnitt-Seitenansicht eines elektrischen Gebläses einer sechsten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
14 ist eine Schnitt-Seitenansicht eines elektrischen Gebläses einer siebten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
15 ist eine Schnitt-Seitenansicht eines elektrischen Gebläses einer achten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
16 ist eine Schnitt-Seitenansicht eines elektrischen Gebläses einer neunten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
17 ist eine Schnitt-Seitenansicht eines elektrischen Gebläses einer zehnten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
18 ist eine Schnitt-Seitenansicht eines elektrischen Gebläses einer elften beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
19 ist eine Schnitt-Seitenansicht eines elektrischen Gebläses einer zwölften beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
20 ist eine Schnitt-Seitenansicht eines elektrischen Gebläses einer dreizehnten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
21 ist eine Schnitt-Seitenansicht eines elektrischen Gebläses einer vierzehnten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
22 ist eine Schnitt-Seitenansicht eines elektrischen Gebläses einer fünfzehnten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
23 ist eine Schnitt-Seitenansicht eines elektrischen Gebläses einer sechzehnten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
24 ist eine allgemeine perspektivische Teilschnittansicht eines elektrischen Staubsaugers;
25 ist eine Schnittansicht eines anderen elektrischen Staubsaugers;
26 ist eine Teilschnitt-Seitenansicht eines elektrischen Gebläses nach dem Stand der Technik; und
27 ist eine Schnittansicht eines anderen elektrischen Gebläses nach dem Stand der Technik.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen werden im Folgenden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Erste beispielhafte Ausführungsform
Ein elektrisches Gebläse 101 umfasst drei Abschnitte, welche eine Motoreinheit 102, eine Ventilatoreinheit 103 und eine Schaltungseinheit 104 sind, wie in 1 gezeigt.
Ein Rotor 109 besteht aus einem Ankerkern 106, der mit einer Ankerwicklung 105 versehen ist, und einem Kommutator 107, der an einer Welle 108 angebracht ist. Die Welle 108 ist so konstruiert, dass ein gebläseradseitiger Träger 112 und ein motorseitiger Träger 113 über Lager 110 und 111 frei drehbar sind. Die Träger 112 und 113 sind verbunden, wodurch eine Einfassung aus der Motoreinheit 102 gebildet wird. Ein Stator 116, der mit einer Feldwicklung 115 auf einem Feldkern 114 versehen ist, und ein Halter 117, der in seinem Inneren eine Kohlebürste trägt (nicht in der Abbildung gezeigt) sind an dem Träger 113 befestigt.
Die Ventilatoreinheit 103 umfasst ein Gebläserad 118, das an der Welle 108 der Motoreinheit 102 angebracht ist, eine Luftführung 119, die um das Gebläserad 118 angeordnet ist, um einen Luftstromweg zum Leiten eines vom Gebläserad 118 gelieferten Luftstroms zu einem Inneren der Motoreinheit 102 zu bilden, wobei dessen Druck allmählich wiederhergestellt wird, und ein Gehäuse 120, das diese abdeckt. Die Ventilatoreinheit 103 ist integral am Träger 112 angebracht.
Die Schaltungseinheit 104 weist eine Schaltplatte 122 zum Steuern von elektrischer Leistung zur Motoreinheit 102 auf, die in einer Schaltplatteneinfassung 121 angeordnet ist, welche aus isolierendem Material aufgebaut ist. Die Schaltplatte 122 ist mit einer Energieversorgungsleitung 123 an eine Energieversorgungseinheit des Staubsaugers und eine Signalleitung 124 zum Übertragen eines Stellbefehlsignals vom Staubsauger verbunden. Die Einfassung 121 ist so angeordnet, dass sie sich in einem Raum zwischen dem Träger 112 und der Luftführung 119 der Ventilatoreinheit 103 befindet. Es gibt eine Kühllufteinströmöffnung 125, die in einem vorderen unteren Bereich der Einfassung 121 gelegen ist. Es gibt ein Kühlluftausströmöffnung 126, die an einer Seite des Trägers 112 in Austauschverbindung mit einem Inneren der Motoreinheit 102 gelegen ist. Die Einströmöffnung 125 und die Ausströmöffnung 126 bilden innerhalb der Einfassung 121 einen Luftstromweg für die durch die Ventilatoreinheit 103 gelieferte Abluft. Ein TRIAC, der eine Leistungsvorrichtung 127 zum Steuern von elektrischer Leistung darstellt, ist integral mit einer kleinen Abstrahlrippe 128 angebracht, so dass er sich in einem Teil des Luftstromweges auf der Schaltplatte 122 befindet.
Wenn sich das elektrische Gebläse 101 dreht, dreht sich das Gebläserad 118, wodurch eine Saugkraft erzeugt wird. Dieses bewirkt, dass Luft vor dem Gehäuse 120 von der Saugöffnung 129 in das Gebläserad 118 strömt und von einem äußeren Rand des Gebläserads 118 ausgestoßen wird. Ein Luftstrom, der vom Gebläserad 118 ausgestoßen wird, wird zu der Einströmöffnung 125 in der Schaltplatteneinfassung 121 geführt, wobei er entlang dem Luftstromweg, der sich durch die Luftführung 119 und eine Innenoberfläche des Gehäuses 120 bildet, verlangsamt wird und seinen Druck wiedererlangt.
Der durch die Einströmöffnung 125 in die Schaltplatteneinfassung 121 eingetretene Luftstrom durchquert den Luftstromweg und bewegt sich in Richtung der Ausströmöffnung 126. Er kühlt dann die wärmeerzeugenden Körper in der Nähe des Luftstromwegs. Der von der Ausströmöffnung 126 ausgestoßene Luftstrom wird von der Ausströmöffnung 130 weiter zur Außenseite der Motoreinheit 102 abgeführt, nachdem er durch das Innere der Motoreinheit 102 hindurch getreten ist. Die wärmeerzeugenden Bestandteile, wie die Ankerwicklung 105, der Ankerkern 106, der Feldkern 114, die Feldwicklung 115, die Kohlebürste (nicht in der Abbildung gezeigt) und so weiter werden dabei abgekühlt.
Wie oben beschrieben, kühlt der von der Ventilatoreinheit 103 ausgestoßene Luftstrom den Leistungsschalter 127 in der Schaltungseinheit 104 ab, bevor er durch die wärmeerzeugenden Teile der Motoreinheit 102 hindurch tritt. Das heißt, der Leistungsschalter in der Schaltungseinheit 104 kann durch die Luft von verhältnismäßig niedriger Temperatur und mit einem großen Volumen effektiv abgekühlt werden. Folglich kann die Größe der Abstrahlrippe 128 verringert werden. Weiterhin gibt es sogar Fälle, in denen die Abstrahlrippe nicht notwendig ist. Wie oben beschrieben, kann diese Ausführungsform eine Verringerung der Größe sowie eine Einsparung des Raums der Schaltungseinheit 104 verwirklichen, und dadurch kann das elektrische Gebläse 101 verkleinert werden.
Zweite beispielhafte Ausführungsform
Nun wird unter Bezug auf 2 eine zweite beispielhafte Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben. Gleiche Bezugsziffern werden verwendet, um gleiche strukturelle Bestandteile wie die der ersten beispielhaften Ausführungsform zu kennzeichnen, und deren Details werden übergangen.
Ein elektrisches Gebläse 101 umfasst eine Motoreinheit 102, eine Ventilatoreinheit 103 und eine Inverter-Schaltungseinheit 131, wie in 2 gezeigt.
Ein Rotor 109 ist mit einer Welle 108 versehen, die einen Magneten 132 hat, der darauf in einer zylindrischen Form angebracht ist. Der Rotor 109 ist auf einem gebläseradseitigen Träger 112 und einem motorseitigen Träger 113 in frei drehbarer Weise mit einem lastseitigen Träger 110 und an einem lastfreiseitigen Träger 116 angebracht. Der Träger 112 und der Träger 113 sind verbunden, wodurch eine Einfassung der Motoreinheit gebildet wird. Ein Stator 116, der aus einem mit einer Statorwicklung 115 versehenen Kern 114 aufgebaut ist, ist an den motorseitigen Träger 113 befestigt. Der Rotor 109 und der Stator 116 bilden die Motoreinheit 102.
Die Inverter-Schaltungseinheit 131 ist in einer Schaltplatteneinfaasung 121 angeordnet, die aus isolierendem Harz ausgebildet ist. Die Schaltungseinheit 131 besteht aus einer Schaltplatte 122, an der ein Leistungsschalter 127 zum Steuern von elektrischer Leistung zur Motoreinheit 102, ein Lochelement zum Erfassen einer Position des Rotors und dergleichen angebracht sind. Die Schaltplatte 122 ist mit einer Energieversorgungsleitung 123 und einer Signalleitung 124 zum Übertragen eines Steuerbefehlsignals von einem Steuerabschnitt verbunden. Die Schaltplatteneinfassung 121 ist so angeordnet, dass sie sich in einem Raum zwischen dem Träger 112 und der Luftführung 119 der Ventilatoreinheit 103 befindet. Es gibt eine Kühllufteinströmöffnung 125 mit einer erwünschten Öffnungsfläche, die in einem vorderen unteren Bereich der Einfassung 121 gelegen ist, und eine Kühlluftausströmöffnung 126, die in einer Weise an einer Seite des Trägers 112 gelegen ist, dass sie mit einem Inneren der Motoreinheit 102 in Verbindung steht. Die Einströmöffnung 125 und die Ausströmöffnung 126 bilden einen Luftstromweg innerhalb der Einfassung 121 für die abgeführte Luft, die von der Ventilatoreinheit 103 ausgestoßen wird.
Eine Vielzahl von Leistungsschaltern 127 wie FETs, d.h. Komponenten in der Inverter-Schaltungseinheit 131, sind integral mit einer kleinen Abstrahlrippe 128 an einer Position innerhalb eines Teils des Luftstromweges auf der Schaltplatte 422 angebracht. Ein Gehäuse 120 der Ventilatoreinheit 103 umfasst ein Gebläserad 118, die Luftführung 119 und die Inverter-Schaltung 131, und es ist an dem Träger 112 mit solchen Mitteln wie etwa Press-Befestigung und Bonding befestigt.
Wenn sich das elektrische Gebläse 101 dreht, dreht sich das Gebläserad 118, wodurch eine Saugkraft erzeugt wird. Luft vor dem Gehäuse 120 strömt von der Saugöffnung 129 in das Gebläserad 118 und wird von einem äußeren Rand des Gebläserads 118 ausgestoßen. Ein Luftstrom, der vom Gebläserad 118 ausgestoßen wird, wird zu der Einströmöffnung 125 in der Schaltplatteneinfassung 121 geführt, wobei er entlang dem Luftstromweg verlangsamt wird, der durch die Luftführung 119 und eine Innenoberfläche des Gehäuses 120 gebildet wird, und erlangt seinen Druck wieder. Der Luftstrom, der durch die Einströmöffnung 125 in die Schaltplatteneinfassung 121 eintritt, passiert den Luftstromweg und bewegt sich in Richtung zur Kühlluftausströmöffnung 126. Er kühlt dann die wärmeerzeugenden Körper in der Nähe des Luftstromweges ab. Der Luftstrom, der von der Ausströmöffnung 126 ausgestoßen wird, wird dann von der Ausströmöffnung 130 zur Außenseite der Motoreinheit 102 abgeführt, nachdem er durch das Innere der Motoreinheit 102 hindurch gegangen ist. Die wärmeerzeugenden Teile, wie der Magnet 132, der Kern 114, die Statorwicklung 115 und dergleichen, werden dabei abgekühlt.
Wie oben beschrieben, kühlt der durch die Ventilatoreinheit 103 ausgestoßene Luftstrom die Leistungsschalter 127 auf der Schaltplatte 122, bevor er durch die wärmeerzeugenden Teile der Motoreinheit 102 hindurch geht. Mit anderen Worten, die Leistungsschalter 127 auf der Schaltplatte 122 können durch die Luft von verhältnismäßig niedriger Temperatur mit einem großen Volumen effizient gekühlt werden. Folglich kann die Größe der Abstrahlrippe 128 verringert werden. Weiterhin gibt es sogar Fälle, in denen die Abstrahlrippe nicht notwendig ist. Wie beschrieben, kann diese Ausführungsform eine Verringe rung der Größe sowie eine Einsparung im Raum der Inverter-Schaltungseinheit 131 verwirklichen, und dadurch kann das elektrische Gebläse 101 verkleinert werden.
Da das Gehäuse 120 integral ausgebildet ist, indem es am Träger 112 befestigt ist, wird außerdem kein Druck von außerhalb des elektrischen Gebläses 101 auf die Schaltplatte 120 ausgeübt. Dieses verbessert die Zuverlässigkeit der Schaltplatteneinfassung 121, neben einer zunehmenden Starrheit sowie Festigkeit des elektrischen Gebläses 101.
In dieser Ausführungsform kann es erwünscht sein, weiterhin einen Kühlventilator an einer anderen Position innerhalb der Motoreinheit 102 zur Verfügung zu stellen, um die Kühlleistung zu verbessern. Im Folgenden wird ein Beispiel beschrieben, das mit einem Kühlventilator versehen ist.
3 ist diejenige, in der ein Kühlventilator 134 zum Kühlen der Inverter-Schaltungseinheit 131 als Teil des Rotors 109 mittels der Verwendung einer inhärenten Form des Stahlblechs des Rotors 109 vorgesehen ist, oder indem eine andere Komponente, zum Beispiel aus Plastik oder dergleichen, installiert ist. In diesem Fall dreht sich der Kühlventilator 134, wodurch Kühlluft erzeugt wird während der Rotor 109 sich dreht. Weiterhin ist 4 ein anderes Beispiel, in dem ein Magnet zum Erfassen der Position des Rotors 109 separat als Sensor-Magnet 135 vorgesehen ist, und ein Kühlventilator 134 wird auf diesem Sensor-Magneten 135 als Alternative zum Vorsehen des Kühlventilators 134 als Teil des Rotors 109 angeordnet. In diesem Fall erzeugt der Kühlventilator 134, der auf dem Sensor-Magneten 135 angeordnet ist, Wind, der in die Inverter-Schaltungseinheit 131 bläst. Folglich kann die Inverter-Schaltungseinheit 131 effizienter gekühlt werden.
Oder 5 ist noch ein anderes Beispiel, in dem ein Rotor-Kühlventilator 136 als ein Teil des Rotors 109 vorgesehen ist, um den Kühleffekt des Rotors 109 in der Motoreinheit 102 selbst zu verbessern, zusätzlich zum Abkühlen der Inverter-Schaltungseinheit 131. Wind wird durch den Rotor-Kühlventilator 136 erzeugt, wenn der Rotor 109 sich dreht. Der Wind des Rotors 109 geht über seinen eigenen Körper. Bei diesem Aufbau wird der Wind, der durch den Kühlventilator 136 des Rotors erzeugt wird, dem blasenden Wind hinzugefügt, der durch das Gebläserad 118 erzeugt wird, wodurch es dem Rotor 109 ermöglicht wird, seinen eigenen Körper effektiv zu kühlen. In diesem Fall bläst der Wind, der durch den Rotor-Kühlventilator 136 erzeugt wird, auch auf den Stator 116, auf den die Statorwicklung 115 gewickelt ist, wodurch ein effektiveres Kühlen erzielt wird.
Dritte beispielhafte Ausführungsform
Eine dritte beispielhafte Ausführungsform dieser Erfindung wird mit Bezug auf 6 beschrieben. Gleiche Bezugsziffern werden verwendet, um gleiche strukturelle Komponenten wie die der zweiten beispielhaften Ausführungsform zu kennzeichnen, und deren Details werden übergangen.
Diese beispielhafte Ausführungsform ist ein Beispiel davon, dass staubabdichtende Maßnahmen für die Motoreinheit 102 eingesetzt werden.
Ein elektrisches Gebläse dieser Ausführungsform ist mit einem Staubfilter 138 an einer Position versehen, die einer Kühlluftausströmöffnung 126 gegenüber liegt, wie in 6 gezeigt, um den Staub zu verringern, der in die Motoreinheit 102 eintritt. Eine Lücke zwischen einem Rotor 109 und einem Stator 116 wird auf einen Abstand von 0,47 mm bis 0,7 mm eingestellt. Diese Einstellung kann verhindern, dass der Rotor 109 und der Stator 116 gegeneinander reiben, oder dass der Rotor 109 durch den durch den Filter 138 gehenden Staub blockiert. Zusätzlich ist die Effizienz des Motors nicht sonderlich beeinträchtigt, weil der zwischen dem Rotor 109 und dem Stator 116 eingestellte Abstand 0,7 mm oder kleiner ist.
Vierte beispielhafte Ausführungsform
Eine vierte beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Verwendung von 7 bis 11 beschrieben.
Ein elektrisches Gebläse 139 umfasst eine Motoreinheit 140, eine Ventilatoreinheit 141 und eine Inverter-Schaltungseinheit 142 zum Steuern von elektrischer Leistung zur Motoreinheit 140, wie in 7 gezeigt.
Eine Einfassung der Motoreinheit 140 besteht aus einem gebläseradseitigen Träger 143 und einem motorseitigen Träger 144, beide aus Metall ausgebildet, d.h. aus leitendem Material. Der Träger 144 ist in einer zylindrischen Form mit einer geschlossenen Unterseite ausgebildet. Der Träger 143 ist mit einem zylindrischen Flansch versehen, der entlang einer Kante in eine obere Öffnung des Trägers 144 passt. Ein Stator 147, der einen Kern 145 und eine Wicklung 146 umfasst, ist im Träger 144 befestigt. Weiterhin ist ein Rotor 149, der einen Permanentmagnet 148 trägt, mit einer Welle 150 versehen. Die Welle 150 ist in einem Lager 151, das auf einem oberen Teil des Trägers 143 angeordnet ist, und einem anderen Lager 152, das auf einer Unterseite des Trägers 144 angeordnet ist, drehbar.
Die Inverter-Schaltungseinheit 142 umfasst Schaltplatten 153 und 154. Die Schaltplatten 153 und 154 sind kreisförmig, was im Allgemeinen in Übereinstimmung mit einer Form des geflanschten Endes des Trägers 144 ist. Auch sind die Schaltplatte 153 und die Schaltplatte 154 an ihren inneren Rändern mit einem Mittelloch 155 versehen, die einer äußeren Form des Lagers 151 entspricht, und deren Form ist einem „doughnut" ähnlich. Die Schaltplatte 153 und die Schaltplatte 154 sind vertikal mit einem Zwischenraum angeordnet, und die Schaltplatte 153 befindet sich an einer Seite näher an dem Träger 143 als der Schaltplatte 154. Die Schaltplatte 153 und die Schaltplatte 154 sind zusammen mit dazwischen befindlichen Distanzscheiben 156 angeordnet, mit Schrauben 158 an Haltestäben 157 befestigt, die vom Flansch des Trägers 143 nach unten hervor stehen, und durch den Träger 143 und den Träger 144 abgedeckt.
Die Ventilatoreinheit 141 ist mit einem Gebläserad 159, einer Luftführung 160 und einem Gehäuse 161 versehen. Ein Gebläserad 159 ist an einem oberen Ende der Welle 150 des Rotors 149 angebracht. Die Luftführung 160 ist über einem Rand des Gebläserads 159 positioniert, wodurch ein Luftstromweg gebildet wird, der einen durch das Gebläserad 159 zugeführten Luftstrom in die Motoreinheit 140 führt, wobei ein Druck des Luftstroms allmählich wiedererlangt wird. Das Gehäuse 161 ist in einer Weise am Träger 143 angebracht, dass die Luftführung 160 und so weiter abgedeckt sind. Eine Saugöffnung 162 ist an einer Oberfläche des Gehäuses 161 ausgebildet. Außerdem ist der Träger 143 mit einer Vielzahl von Öffnungen 163 zum Führen des Luftstromes von der Luftführung 160 in die Motoreinheit 140 versehen.
Als nächstes wird unter Bezug auf 8 eine Konfiguration der Inverter-Schaltungseinheit 142 zum Steuern der Motoreinheit 140 beschrieben. In dieser beispielhaften Ausführungsform sind Einzelheiten besonders für den Fall angegeben, dass die Motoreinheit 140 Inverter-betrieben ist. Die Inverter-Schaltungseinheit 142 ist in zwei Gruppen aufgeteilt, einen leistungsbezogenen Schaltkreis 165, der einen verhältnismäßig starken Strom verarbeitet, und umfasst Halbleiter-Schaltelemente 164 zum Zuführen von elektrischer Energie an einzelne Phasen der Wicklung 146, und einen signalbezogenen Schaltkreis 167 zur Verarbeitung eines Ausgangssignals von einem Positionserfassungselement 166 und eines Betriebssteuersignals und dergleichen von außen. Schaltkreiskomponenten des leistungsbezogenen Schaltkreises 165 sind an der Schaltplatte 153 angebracht. Schaltkreiskomponenten des signalbezogenen Schaltkreises 167 sind an der Schaltplatte 154 angebracht.
Außerdem ist der signalbezogene Schaltkreis 167 mit dem Positionserfassungselements 166 zum Erfassen der Position des Rotors 149 der Motoreinheit 140, einem Temperaturerfassungselement 168 zum Erfassen der Temperatur der Wicklung 146 der Motorein heit 140 und einem Schalter 170 zum beliebigen Unterbrechen des elektrischen Stroms, der einem Steuer-IC 169 der Inverter-Schaltungseinheit 142 in Reaktion auf ein externes Signal zugeführt wird, versehen.
Die Schaltplatten 153 und 154 sind mit einer Vielzahl durchgehender Löcher 171 versehen, die als Luftstromwege zum Führen des von einer Seite des gebläseradseitigen Trägers 143 hereinkommenden Luftstroms zu einem Inneren der Motoreinheit 140 dienen, wie in 7 oder 9 gezeigt. Die Schaltplatten 153 und 154 sind mit Pressharz 172 oder dergleichen mit isolierender Eigenschaft über Bereichen beschichtet, in denen Funktionsstörungen, etc. vorhersehbar sind, wenn sich Fremdpartikel an Lötverbindungen und dergleichen zwischen den Schaltplatten und den angebrachten Komponenten verfangen.
Im Schaltungsaufbau, der in 8 für den Invertermotor gezeigt ist, ist eine GND-Einrichtung 173 (GND stellt eine Abkürzung für Erdung dar) entlang einem Umfang der Schaltplatte ausgebildet, das mit dem GND der Energieversorgung verbunden wird. Wie in 10 gezeigt, sind Bereiche um Schraubenlöcher zur Befestigung nicht mit der Isolierbehandlung versehen, um elektrische Verbindungen an Platten-Befestigungsschrauben 158 herzustellen, und um einen elektrischen Durchgang eines Teils dieser GND-Einrichtung 173 zu dem gebläseradseitigen Träger 143 oder dem motorseitigen Träger 144, die aus Metall ausgebildet sind, durch irgendeine der Schrauben 158 herzustellen.
11 ist ein Diagramm, das einen anderen Schaltungsaufbau dieser beispielhaften Ausführungsform darstellt. Wie in 11 gezeigt, ist ein Teil der Energieversorgung, der mit GND verbunden werden soll, über ein Hochimpedanzelement 174 oder ein Hochimpedanzharz mit dem gebläseradseitigen Träger 143 oder dem motorseitigen Träger 144 verbunden, welche aus Metall ausgebildet sind. Statische Elektrizität, etc., die sich am gebläseradseitigen Träger 143 und am motorseitigen Träger 144 aufbaut, die aus Metall ausgebildet sind, wird durch die Energieversorgung abgeführt.
Wenn sich das elektrische Gebläse 139 dreht, dreht sich das Gebläserad 159, wobei eine Saugkraft erzeugt wird. Luft strömt von der Saugöffnung 162 des Gehäuses 161 in das Gebläserad 159 und wird von einem äußeren Rand des Gebläserads 159 ausgestoßen. Ein Luftstrom, der von dem äußeren Rand des Gebläserads 159 ausgestoßen wird, erreicht einen oberen Bereich des Trägers 143 und wird durch die Öffnungen 163 zu den Schaltplatten 153 und 154 geführt.
Die Inverter-Schaltungseinheit 142 ist zur Anordnung innerhalb des Trägers 144 geeignet, weil sie in die Schaltplatte 153 und die Schaltplatte 154 geteilt ist. Das heißt, eine Oberfläche der Inverter-Schaltungseinheit 142 kann in einer diametralen Richtung ver ringert werden, und dadurch kann das elektrische Gebläse 139 innerhalb eines begrenzten Raumes eingebaut werden.
Zusätzlich ist es nicht wahrscheinlich, dass der signalbezogene Schaltkreis 167 einen Einfluss von Störungen empfängt, die in dem leistungsbezogenen Schaltkreis 165 erzeugt werden, da der leistungsbezogene Schaltkreis 165 und der signalbezogene Schaltkreis 167 separat angebracht sind.
Weiterhin wird die Wärme, die durch die auf der Schaltplatte 153 angebrachten Komponenten erzeugt werden, zum Träger 143 geleitet, weil die Schaltplatte 153 in unmittelbarer Nähe des Trägers 143 angeordnet ist. Die Wärme im Träger 143 wird danach effektiv dissipiert, weil ein großes Volumen des Luftstromes, der von dem Gebläserad 159 abgeführt wird, mit hoher Geschwindigkeit hindurch tritt. Mit anderen Worten wird der gebläseradseitige Träger 143 als Abstrahlrippe verwendet, indem die Schaltelemente 164 in Kontakt mit einer inneren Oberfläche der Öffnungen 163 im Träger 143 ausbildet sind, wie in 9 gezeigt. In diesem Fall ist es erwünscht, dass der gebläseradseitige Träger 143 aus einem thermisch gut leitenden Metall ausgebildet ist.
Außerdem kann in den signalbezogenen Schaltkreis 167 eine Verarbeitung eines kleinen Stroms und von Signalen einbezogen werden, weil die Positionserfassungselemente 166 für den Rotor 148 an der Schaltplatte 154 angebracht sind, wodurch eine Raumeinsparung für die Inverter-Schaltungseinheit 142 verwirklicht wird. Da das Temperaturerfassungselement 168 nahe bei der Wicklung 146 angeordnet werden kann, wenn sie auf der Schaltplatte 154 angebracht wird, kann zusätzlich die Temperatur der Wicklung 146 empfindlich und genau ermittelt werden. Infolgedessen kann eine zuverlässige Schutzsteuerung der Inverter-Motoreinheit 140 erzielt werden.
Außerdem sind der gebläseradseitige Träger 143 und der motorseitige Träger 144 aus Metall ausgebildet und derart aufgebaut, dass sie einen Abschirmeffekt der Schaltungseinheit 142 zu externen Vorrichtungen haben. Das heißt, nachteilige Wirkungen auf die externen Vorrichtungen auf Grund der Störungen, die durch die Inverter-Schaltungseinheit 142 erzeugt werden, werden vermindert.
Ein Luftstrom, der von dem äußeren Rand des Gebläserads 159 abgeführt wird, fließt durch die Vielzahl von Durchgangslöchern 171 in die Motoreinheit 140. Deshalb werden die Wicklung 146 der Motoreinheit 140 und dergleichen effektiv gekühlt.
Weiterhin kann die Zuverlässigkeit durch das Verwenden des Pressharzes 172 etc. verbessert werden, um Bereiche zu bedecken, in denen Staub, der sich auf der Befestigungsfläche der Komponenten der Inverter-Schaltungseinheit 142 sammelt, zu Problemen führen kann.
Weil die GND-Einrichtung 173 entlang dem äußeren Rand der Schaltplatte der Inverter-Schaltungseinheit 142 vorgesehen ist, neigt statische Elektrizität in den metallischen Trägem dazu, leicht zur GND-Einrichtung 173 zu fließen, so dass ein Durchschlag der Schaltkreise vermindert werden kann. Eine dielektrische Festigkeit gegenüber statischer Elektrizität wird auch entweder durch direktes Kurzschließen oder über ein Hochimpedanzelement 174 oder ein Hochimpedanzharz zwischen der GND-Einrichtung 173 und dem gebläseradseitigen Träger 143 oder dem motorseitigen Träger 144 aus Metall verbessert. Bei dieser beispielhaften Ausführungsform kann es annehmbar sein, wenigstens den gebläseradseitigen Träger 143 oder den motorseitigen Träger 144 aus leitendem Material zu fertigen, obwohl der gebläseradseitige Träger 143 und der motorseitige Träger 144 aus Metall als elektrisch leitendes Material gefertigt sind. Der gleiche wie oben beschriebene Effekt kann erzielt werden, wenn nur ein aus leitendem Material ausgebildete Träger mit der GND-Einrichtung 173 direkt oder über das Hochimpedanzelement 174 oder das Hochimpedanzharz kurzgeschlossen wird.
Weiterhin kann eine Verringerung der Leistungsaufnahme und folglich eine Energieeinsparung verwirklicht werden, indem die Energieversorgung zur Inverter-Schaltungseinheit 142 mit dem Schalter 170 getrennt wird, wenn ein Signal, das „Stop" bedeutet, von dem Staubsauger in die Schaltungseinheit 142 eingegeben wird, der mit dem elektrischen Gebläse dieser beispielhaften Ausführungsform ausgerüstet ist.
Fünfte beispielhafte Ausführungsform
Eine fünfte beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als nächstes beschrieben, indem Bezug auf 12 genommen wird. Da eine Basisanordnung im Wesentlichen – außer der Luftführung – ähnlich zu jener der vierten beispielhaften Ausführungsform ist, wird deren Beschreibung übergangen, und Details werden hauptsächlich für die unterschiedlichen Punkte angegeben. Zusätzlich werden gleiche Bezugsziffern verwendet, um gleiche strukturelle Komponenten zu kennzeichnen.
Ein elektrisches Gebläse 139 umfasst eine Motoreinheit 140, eine Ventilatoreinheit 141, welche durch die Motoreinheit 140 in Drehung versetzt wird, und eine Inverter-Schaltungseinheit 142 zum Steuern der Motoreinheit 140, wie in 12 gezeigt. Bei dieser beispielhaften Ausführungsform ist die Inverter-Schaltungseinheit 142 in eine Schaltplatte 153 und in eine andere Schaltplatte 154 geteilt. Eine Vielzahl von Schaltelementen 164 mit großem Heizwert sind an der Schaltplatte 153 befestigt, welche an einer Seite gegenüber dem gebläseradseitigen Träger 143 in einer solchen Orientierung angeordnet ist, dass ihre Längsseiten im Wesentlichen senkrecht zur Schaltplatte 153 sind.
Wenn dem elektrischen Gebläse 139 elektrische Energie zugeführt wird, dreht sich ein Gebläserad 159, wodurch eine Saugkraft erzeugt wird. Luft vor einem Gehäuse 161 strömt von einer Saugöffnung 162 in das Gebläserad 159 und wird von einem äußeren Rand des Gebläserads 159 ausgestoßen. Ein Luftstrom, der von dem äußeren Rand des Gebläserads 159 ausgestoßen wird, erreicht einen oberen Bereich des gebläseradseitigen Trägers 143 des Invertermotors und wird durch Durchgangsöffnungen 163 im gebläseradseitigen Träger 143 zu der Schaltplatte 153 und der Schaltplatte 154 der Inverter-Schaltungseinheit 142 geführt. Die Schaltelemente 164 und dergleichen werden während dieser Phase abgekühlt. Obwohl die Schaltelemente 164 den größten Raum auf der Schaltplatte einnehmen, kann eine Fläche der Schaltplatte verringert werden, da sie in einer Richtung angebracht sind, die im Wesentlichen senkrecht zur Schaltplatte 153 ist. Dementsprechend kann ein äußerer Durchmesser des motorseitigen Trägers 144 der Motoreinheit 140 verringert werden.
Sechste beispielhafte Ausführungsform
Eine sechste beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden beschrieben, indem Bezug auf 13 genommen wird. Da eine Basisanordnung im Wesentlichen ähnlich zu jener der fünften beispielhaften Ausführungsform ist, wird deren Beschreibung übergangen, und Details werden hauptsächlich für die unterschiedlichen Punkte angegeben. Zusätzlich werden gleiche Bezugsziffern verwendet, um gleiche strukturelle Komponenten zu kennzeichnen.
Eine Inverter-Schaltungseinheit 142 ist in einem Raum angeordnet, der zwischen einem gebläseradseitigen Träger 143, und einem Rotor 149 und einem Stator 147 gebildet wird, wie in 13 gezeigt. Eine Vielzahl von Schaltelementen 164 zu Schaltzwecken ist an einer Schaltplatte 153 angebracht, die auf einer Seite gegenüber dem gebläseradseitigen Träger 143 in einer solchen Orientierung angeordnet ist, dass ihre Längsseiten im Wesentlichen senkrecht zur Schaltplatte sind, und an Positionen innerhalb von Öffnungen 163 im gebläseradseitigen Träger 143.
Der vorangehende Aufbau funktioniert in einer Weise, die im folgenden beschrieben wird.
Wenn einem elektrischen Gebläse 139 elektrische Energie zugeführt wird, dreht sich ein Gebläserad 159, wodurch eine Saugkraft erzeugt wird. Luft vor einem Gehäuse 161 strömt von einer Saugöffnung 162 in das Gebläserad 159 und wird von einem äußeren Rand des Gebläserads 159 ausgestoßen. Ein Luftstrom, der von dem äußeren Rand des Gebläserads 159 ausgestoßen wird, reicht zu einem oberen Bereich des gebläseradsei tigen Trägers 143 und wird durch die Öffnungen 163 in dem gebläseradseitigen Träger 143 zur Schaltplatte 153 und einer anderen Schaltplatte 154 der Inverter-Schaltungseinheit 142 geführt. Die Schaltelemente 164 und dergleichen werden während dieser Phase abgekühlt. Da wie beschrieben die Schaltelemente 164 innerhalb der Öffnungen 163 in dem gebläseradseitigen Träger 143 positioniert sind, kann eine Abmessung der Motoreinheit 140 in ihrer axialen Richtung verkürzt werden. Gleichzeitig verbessert sich die Kühleffizienz der Schaltelemente 164, da Bereiche der Öffnungen 163 kleiner als die Umgebenden sind, was die Strömungsgeschwindigkeit erhöht.
Siebente beispielhafte Ausführungsform
Eine siebente beispielhafte Ausführungsform dieser Erfindung wird unter Bezug auf 14 beschrieben. Da eine Basisanordnung im Wesentlichen ähnlich zu jener der fünften beispielhaften Ausführungsform ist, wird ihre Beschreibung übergangen, und es werden hauptsächlich die Details der unterschiedlichen Punkte angegeben. Zusätzlich werden gleiche Bezugsziffern verwendet, um gleiche strukturelle Komponenten zu kennzeichnen.
Eine Schaltplatte 154 einer Inverter-Schaltungseinheit 142 ist in einem Raum angeordnet, der zwischen einem gebläseradseitiger Träger 143, und einem Rotor 149 und einem Stator 147 gebildet wird, wie in 14 gezeigt. Eine Schaltplatte 153 der Inverter-Schaltungseinheit 142 ist in einem Raum angeordnet, der zwischen einem Gebläserad 159 und dem gebläseradseitigen Träger 143 gebildet wird. Die Schaltplatte 153 und die Schaltplatte 154 werden jeweils durch Plattenhaltepfosten 157 des gebläseradseitigen Trägers 143 mittels Schaltplatten-Fixierschrauben 158 gehalten. Ein Positionserfassungselement 166 zum Erfassen einer Rotorposition, ist an der Schaltplatte 154 angebracht. Eine Vielzahl von Schaltelementen 164 zu Schaltzwecken sind an der Schaltplatte 153 in eine solchen Orientierung angebracht, dass ihre Längsseiten im Wesentlichen parallel zu der Schaltplatte 153 sind.
Wenn dem elektrischen Gebläse 139 elektrische Energie zugeführt wird, dreht sich das Gebläserad 159, wodurch eine Saugkraft erzeugt wird. Luft vor einem Gehäuse 161 fließt von einer Saugöffnung 162 in das Gebläserad 159 und wird von einem äußeren Rand des Gebläserads 159 ausgestoßen. Ein Luftstrom, der von dem äußeren Rand des Gebläserads 159 ausgestoßen wird, tritt durch die Schaltplatte 153 hindurch und wird zu der Schaltplatte 154 geführt, nachdem er durch Öffnungen 163 im Träger 143 hindurch gegangen ist.
In dieser beispielhaften Ausführungsform ist nur eine kleine Höhe eines Raums über der Schaltplatte 153 erforderlich, weil die Vielzahl von Schaltelementen 164 im Wesentlichen parallel zur Schaltplatte angebracht sind. Dementsprechend kann eine Gesamtlänge des gesamten elektrischen Gebläses 139 verringert werden. Zusätzlich ist eine Kühleffizienz der Schaltelemente 164 vorteilhaft, da sie in einem Luftstromweg der Luft angeordnet sind, die durch das Gebläserad 159 erzeugt wird.
Achte beispielhafte Ausführungsform
Eine achte beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als nächstes beschrieben, indem auf 15 Bezug genommen wird. Da eine Basisanordnung im Wesentlichen ähnlich zu jener der fünften beispielhaften Ausführungsform ist, wird ihre Beschreibung übergangen, und es werden hauptsächlich die Details der unterschiedlichen Punkte angegeben. Zusätzlich werden gleiche Bezugsziffern verwendet, um gleiche strukturelle Komponenten zu kennzeichnen.
Wie in 15 gezeigt, ist eine Inverter-Schaltungseinheit 142 zum Betreiben eines elektrischen Gebläses 139 innerhalb einer Motoreinheit 140 errichtet.
Eine Schaltplatte 153 und eine andere Schaltplatte 154, welche die Inverter-Schaltungseinheit 142 darstellt, sind in einen Raum angeordnet, der zwischen einem gebläseradseitigen aus Metall ausgebildeten Träger 143 und einem Rotor 149 und einem Stator 147 gebildet wird. Eine Vielzahl von Schaltelementen 164 zu Schaltzwecken sind an der Schaltplatte 153 angebracht, die am gebläseradseitigen Träger 143 in einer solchen Orientierung angeordnet ist, dass ihre Längsseiten im Wesentlichen senkrecht zur Schaltplatte sind. Eine obere Seite jedes Schaltelements 164 wird mit einer Schraube 176 befestigt, so dass sie in Kontakt mit einer inneren Oberfläche einer Öffnung ist, die im gebläseradseitigen Träger 143 ausgebildet ist.
Der vorangehende Aufbau funktioniert auf eine Weise, wie im folgenden beschrieben. Wenn dem elektrischen Gebläse 139 elektrische Energie zugeführt wird, dreht sich ein Gebläserad 159, wodurch eine Saugkraft erzeugt wird. Luft vor einem Gehäuse 161 fließt von einer Saugöffnung 162 in das Gebläserad 159 und wird von einem äußeren Rand des Gebläserads 159 ausgestoßen. Ein Luftstrom, die von dem äußeren Rand des Gebläserads 159 ausgestoßen wird, wird in Richtung der Schaltplatte 153 und einer anderen Schaltplatte 154 der Inverter-Schaltungseinheit 142 durch Öffnungen 163 in dem Träger 143 geführt.
Die Vielzahl der Schaltelemente 164, die an der Schaltplatte 153 angebracht sind, werden während dieser Phase effektiv abgekühlt, weil der durch das Geblädserad 159 abge führte Luftstrom mit großem Volumen und mit hoher Geschwindigkeit hindurch tritt. Zusätzlich spielt der Träger 143 die Rolle der Abstrahlrippe, da die Schaltelemente 164 in dieser Ausführungsform in Kontakt mit dem metallischen gebläseradseitigen Träger 143 befestigt sind. Weil der gebläseradseitige Träger 143 als Ganzes dem Strom der abgeführten Luft vom Gebläserad 159 ausgesetzt ist, ist auch ein weiterer Kühleffekt erreichbar.
Während die zugeschalteten Elemente 164 der Inverter-Schaltungseinheit 142 in Kontakt mit dem Träger 143 befestigt sind, dient der gebläseradseitige Träger 143 als Abstrahlrippe. Folglich wird der weitere Kühleffekt erzielt.
Neunte beispielhafte Ausführungsform
Eine neunte beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als nächstes beschrieben, indem auf 16 Bezug genommen wird. Da eine Basisanordnung im Wesentlichen ähnlich zu jener der fünften beispielhaften Ausführungsform ist, wird ihre Beschreibung übergangen, und es werden hauptsächlich Details der unterschiedlichen Punkte angegeben. Zusätzlich werden gleiche Bezugsziffern verwendet, um gleiche strukturelle Komponenten zu kennzeichnen.
Wie in 16 gezeigt, ist eine Inverter-Schaltungseinheit 142 zum Betreiben eines elektrischen Gebläses 139 innerhalb einer Motoreinheit 140 errichtet.
Eine Vielzahl von Schaltelementen 164 sind an einer Schaltplatte 153 in einer solchen Orientierung angebracht, dass ihre Längsseiten im Wesentlichen senkrecht zur Schaltplatte sind. Die Schaltelemente 164 sind mit Haftmittel oder dergleichen mit guter Wärmeleitfähigkeit so befestigt, dass sie in Kontakt mit einem aus Metall ausgebildeten motorseitigen Träger 144 sind.
Wenn dem elektrischen Gebläse 139 elektrische Energie zugeführt wird, dreht sich ein Gebläserad 159, wodurch eine Saugkraft erzeugt wird. Luft vor einem Gehäuse 161 strömt von einer Saugöffnung 162 in das Gebläserad 159 und wird von einem äußeren Rand des Gebläserads 159 ausgestoßen. Ein Luftstrom, der von dem äußeren Rand des Gebläserads 159 ausgestoßen wird, wird durch Öffnungen 163 in einem gebläseradseitigen Träger 143 in Richtung der Schaltplatte 153 und einer anderen Schaltplatte 154 geführt.
Die Vielzahl von Schaltelementen 164 wird während dieser Periode effektiv gekühlt, weil der durch das Gebläserads 159 abgeführte Luftstrom mit großem Volumen und mit hoher Geschwindigkeit hindurch läuft. Da die Schaltelemente 164 in dieser Ausführungsform in Kontakt mit dem metallischen motorseitigen Träger 144 befestigt sind, spielt der motorseitiger Träger 144 die Rolle der Abstrahlrippe. Weil der motorseitiger Träger 144 als Ganzes dem Strom der vom Gebläserad 159 abgeführten Luft ausgesetzt ist, ist auch ein weiterer Kühleffekt erreichbar. Zusätzlich stellt der motorseitige Träger 144 einen größeren Kühleffekt zur Verfügung, weil er eine größere Abstrahlfläche als der gebläseradseitige Träger 143 hat.
Bei der vorangehenden vierten und fünften beispielhaften Ausführungsform kann mindestens einer von dem gebläseradseitigen Träger 143 und dem motorseitigen Träger 144 aus elektrisch leitendem Material gefertigt werden, obwohl der gebläseradseitige Träger 143 und der motorseitige Träger 144 als aus Metall gefertigt beschrieben sind. Das metallische Material kann eine gute Wärmeleitfähigkeit zur Verfügung stellen, was die Wirksamkeit der Wärmeableitung erhöht. Falls notwendig ist es außerdem auch möglich ein Material von guter Wärmeleitfähigkeit als Alternative zu dem metallischen Material zu wählen.
Zehnte beispielhafte Ausführungsform
Eine zehnte beispielhafte Ausführungsform dieser Erfindung wird jetzt beschrieben, indem Bezug auf 17 genommen wird. Da eine Basisanordnung im Wesentlichen ähnlich zu jener der fünften beispielhaften Ausführungsform ist, wird ihre Beschreibung übergangen, und es werden hauptsächlich Details für die unterschiedlichen Punkte angegeben. Zusätzlich werden gleiche Bezugsziffern verwendet, um gleiche strukturelle Komponenten zu kennzeichnen.
Eine Schaltplatte 154, die eine Inverter-Schaltungseinheit 142 darstellt, ist in einen Raum angeordnet, der zwischen einem gebläseradseitigen Träger 143 und einem Rotor 149 und einem Stator 147 gebildet wird, wie in 17 gezeigt. Eine Schaltplatte 153 ist in einem Raum angeordnet, der zwischen einem Gebläserad 159 und dem Träger 143 gebildet wird. Die Schaltplatte 153 und die Schaltplatte 154 werden unter Verwendung von Schrauben 158 von Plattenhaltepfosten 157 gehalten, die jeweils auf einer Vorderseite und einer Rückseite des Trägers 143 ausgebildet sind. Ein Positionserfassungselement 166 zum Erfassen einer Rotorposition ist an der Schaltplatte 154 angebracht. Eine Vielzahl von Schaltelementen 164 sind an der Schaltplatte 153 in einer solchen Weise angebracht, dass sie sich an einem äußeren Rand des Gebläserads 159 befinden.
Wenn dem elektrischen Gebläse 139 elektrische Energie zugeführt wird, dreht sich das Gebläserad 159, wodurch eine Saugkraft erzeugt wird. Luft vor einem Gehäuse 161 strömt von einer Saugöffnung 162 in das Gebläserad 159 und wird von einem äußeren Rand des Gebläserads 159 ausgestoßen. Ein Luftstrom, der von dem äußeren Rand des Gebläserads 159 ausgestoßen wird, tritt durch die Schaltplatte 153 hindurch und wird durch Öffnungen 163 im Träger 143 zu der Schaltplatte 154 geführt.
Da die Vielzahl von Schaltelementen 164 in einer solchen Weise angebracht sind, dass sie sich an dem äußeren Rand des Gebläserads 159 befinden, führt der durch das Gebläserad 159 erzeugte Luftstrom direkt auf die Schaltelemente 164. Folglich werden die Schaltelemente 164 effektiv durch den Hochgeschwindigkeits-Luftstrom gekühlt.
Elfte beispielhafte Ausführungsform
Eine elfte beispielhafte Ausführungsform dieser Erfindung wird als nächstes beschrieben, indem auf 18 Bezug genommen wird. Da eine Basisanordnung im Wesentlichen ähnlich zu jener der fünften beispielhaften Ausführungsform ist, wird ihre Beschreibung übergangen, und es werden hauptsächlich die Details für die unterschiedlichen Punkte angegeben. Zusätzlich werden gleiche Bezugsziffern verwendet, um gleiche strukturelle Komponenten zu kennzeichnen.
Eine Schaltplatte 154, die eine Inverter-Schaltungseinheit 142 darstellt, ist in einen Raum angeordnet, der zwischen einem gebläseradseitigen Träger 143 und einem Rotor 149 und einem Stator 147 gebildet wird, wie in 18 gezeigt. Eine Schaltplatte 153 ist in einem Raum angeordnet, der zwischen einem Gebläserad 159 und dem Träger 143 gebildet wird. Die Schaltplatte 153 und die Schaltplatte 154 werden unter Verwendung von Schrauben 158 durch die Plattenhaltepfosten 157 gehalten, die jeweils auf einer Vorderseite und einer Rückseite des Trägers 143 ausgebildet sind. Eine Positionserfassungselement 166 zum Erfassen einer Rotorposition ist an der Schaltplatte 154 angebracht. Eine Vielzahl von Schaltelementen 164 sind an der Schaltplatte 153 in einer solchen Weise angebracht, dass sie sich an einem äußeren Rand des Gebläserads 159 befinden und an einem aus Metall gefertigten Gehäuse 161 mit einem Haftmittel und dergleichen mit guter Wärmeleitfähigkeit befestigt sind.
Wenn einem elektrischen Gebläse 139 elektrische Energie zugeführt wird, dreht sich das Gebläserad 159, wodurch eine Saugkraft erzeugt wird. Luft vor dem Gehäuse 161 strömt von einer Saugöffnung 162 in das Gebläserad 159 und wird von einem äußeren Rand des Gebläserads 159 ausgestoßen. Ein Luftstrom, der von dem äußeren Rand des Gebläserads 159 ausgestoßen wird, tritt durch die Schaltplatte 153 hindurch und wird zu der Schaltplatte 154 geführt, nachdem er durch Öffnungen 163 im Träger 143 hindurch gegangen ist.
Da die Vielzahl von Schaltelementen 164 in einer solchen Weise angebracht sind, dass sie sich an dem äußeren Rand des Gebläserads 159 befinden, führt der durch das Ge bläserad 159 erzeugte Luftstrom direkt auf die Schaltelemente 164, wodurch mittels einem starken Hochgeschwindigkeits-Luftstrom effektiv gekühlt wird. Da die Schaltelemente 164 in Kontakt mit dem Gehäuse 161 befestigt sind, spielt das Gehäuse 161 weiterhin die Rolle der Abstrahlrippe, wodurch der Kühleffekt erhöht wird.
Obwohl das Gehäuse 161 aus Metall ausgebildet ist, ist es in dieser Ausführungsform auch annehmbar, sonstiges Material mit guter Wärmeleitfähigkeit zu wählen.
Zwölfte beispielhafte Ausführungsform
Eine zwölfte beispielhafte Ausführungsform dieser Erfindung wird jetzt beschrieben, indem auf 19 Bezug genommen wird. Da eine Basisanordnung im Wesentlichen jener der vierten beispielhaften Ausführungsform ähnlich ist, wird ihre Beschreibung übergangen, und es werden hauptsächlich die Details für die unterschiedlichen Punkte angegeben. Zusätzlich werden gleiche Bezugsziffern verwendet, um gleiche strukturelle Komponenten zu kennzeichnen.
Wie in 19 gezeigt, ist eine Ventilatoreinheit 141 mit einer Luftführung 160 entlang einem Rand und unterhalb einem Gebläserad 159 zum Ausrichten eines Luftstromes, der durch das Gebläserad 159 erzeugt wird und zum Wiedererlangen seines Drucks versehen (Umwandlung dynamischer Druck in statischen Druck). Ein Rückkehrweg 177 ist auf einer Oberfläche der Luftführung 160 an einer Seite gegenüber einem gebläseradseitigen Träger 143 vorgesehen, um den Luftstrom zu einer Motoreinheit 140 zu führen. Eine Schaltplatte 154, die eine Inverter-Schaltungseinheit 142 darstellt, ist zwischen dem gebläseradseitigen Träger 143 und einem Rotor 149 und einem Stator 147 angeordnet, und eine andere Schaltplatte 153 ist zwischen der Luftführung 160 und dem gebläseradseitigen Träger 143 angeordnet. Die Schaltplatte 153 und die Schaltplatte 154 werden unter Verwendung von Schrauben 158 durch die Plattenhaltepfosten 157 gehalten, die jeweils auf einer Vorderseite und einer Rückseite der des gebläseradseitigen Trägers 143 ausgebildet sind. Eine Vielzahl von Schaltelementen 164 mit großem Heizwert sind an der Schaltplatte 153 in einer solchen Weise angebracht, dass sie sich im Rückkehrweg 177 der Luftführung 160 befinden.
Wenn dem elektrischen Gebläse 139 elektrische Energie zugeführt wird, dreht sich das Gebläserad 159, wodurch eine Saugkraft erzeugt wird. Luft vor einem Gehäuse 161 strömt von einer Saugöffnung 162 in das Gebläserad 159 und wird von einem äußeren Rand des Gebläserads 159 ausgestoßen. Ein Luftstrom, der von dem äußeren Rand des Gebläserads 159 ausgestoßen wird, verringert seine Strömungsgeschwindigkeit, wenn er durch die Luftführung 160 hindurch tritt, wodurch er den Druck wiedererlangt. Die Luft tritt dann durch die Schaltplatte 153 hindurch und wird durch Öffnungen 163 im gebläseradseitiger Träger 143 zu der Schaltplatte 154 geführt.
Da die Schaltelemente 164 in einer solchen Weise angebracht sind, dass sie sich im Rückkehrweg 177 befinden, werden sie effektiv durch die strömende Luft gekühlt. Diese Ausführungsform verwirklicht das in hohem Maße effektive elektrische Gebläse 139, indem sie die Luftführung 160 um den äußeren Rand des Gebläserads 159 vorsieht. Weil das Abkühlen der Schaltelemente 164 mittels dem Luftstrom durchgeführt wird, dessen Druck durch die Luftführung 160 wiedererlangt wird, kann das Kühlen effizient erfolgen, wobei die Effizienz des elektrischen Gebläses 139 beibehalten wird.
Dreizehnte beispielhafte Ausführungsform
Eine dreizehnte beispielhafte Ausführungsform dieser Erfindung wird jetzt beschrieben, indem auf 20 Bezug genommen wird. Da eine Basisanordnung im Wesentlichen jener der vierten beispielhaften Ausführungsform ähnlich ist, wird ihre Beschreibung übergangen, und es werden hauptsächlich die Details für die unterschiedlichen Punkte angegeben. Zusätzlich werden gleiche Bezugsziffern verwendet, um gleiche strukturelle Komponenten zu kennzeichnen.
Wie in 20 gezeigt, ist eine Ventilatoreinheit 141 mit einer Luftführung 160 entlang einem Rand und unterhalb eines Gebläserads 159 zum Ausrichten eines Luftstroms, welcher durch das Gebläserad 159 erzeugt wird, und zum Wiedererlangen seines Drucks versehen. Die Luftführung 160 ist aus einem Material mit hoher Wärmeableitung ausgebildet. Eine Schaltplatte 153 und eine andere Schaltplatte 154, die eine Inverter-Schaltungseinheit 142 darstellt, sind in einem Raum angeordnet, der zwischen einem gebläseradseitigen Träger 143 und einem Rotor 149 und einem Stator 147 gebildet wird. Eine Vielzahl von Schaltelementen 164 sind an der Schaltplatte 153 angebracht, die am Träger 143 in einer solchen Orientierung angeordnet ist, dass ihre Längsseiten im Wesentlichen senkrecht zur Schaltplatte sind. Eine obere Seite jedes Schaltelements 164 wird mit einer Schraube 176 befestigt, damit sie in Kontakt mit der Luftführung 160 ist.
Wenn einem elektrischen Gebläse 139 elektrische Energie zugeführt wird, dreht sich das Gebläserad 159, wodurch eine Saugkraft erzeugt wird. Luft vor einem Gehäuse 161 strömt von einer Saugöffnung 162 in das Gebläserad 159 und wird von einem äußeren Rand des Gebläserads 159 ausgestoßen. Ein Luftstrom, der von dem äußeren Rand des Gebläserads 159 ausgestoßen wird, verringert seine Strömungsgeschwindigkeit wenn er durch die Luftführung 160 hindurch tritt, wobei er den Druck wiedererlangt. Die Luft er reicht dann eine Oberfläche des gebläseradseitigen Trägers 143 und wird durch Öffnungen 163 im Träger 143 zu der Schaltplatte 154 geführt.
Die Schaltelemente 164 werden gekühlt, während sie dem Luftstrom ausgesetzt sind, der durch die Luftführung 160 hindurch getreten ist. Da die Schaltelemente 164 unter Verwendung von Schrauben 176 in Kontakt zur Luftführung 160 mit hoher Wärmeableitung befestigt sind, spielt die gesamte Luftführung 160 eine Rolle der Abstrahlrippe. Deshalb kann das Kühlen durch den Durchgang der Hochgeschwindigkeitsluft, welche vom Gebläserad 159 ausgestoßen wurde, effektiv ausgebildet werden.
Vierzehnte beispielhafte Ausführungsform
Eine vierzehnte beispielhafte Ausführungsform dieser Erfindung wird jetzt beschrieben, indem auf 21 Bezug genommen wird. Da eine Basisanordnung im Wesentlichen ähnlich zu jener der fünften beispielhaften Ausführungsform ist, wird ihre Beschreibung übergangen, und es werden hauptsächlich die Details für die unterschiedlichen Punkte angegeben. Zusätzlich werden gleiche Bezugsziffern verwendet, um gleiche strukturelle Komponenten zu kennzeichnen.
Wie in 21 gezeigt, ist unter einem Gebläserad 159 ein gebläseradseitiger Träger 143 in Form einer Luftführung angeordnet, die darin mit einem Rückkehrweg 177 versehen ist. Der Träger 143 ist mit seinem eigenen Rand an einem motorseitiger Träger 144 befestigt. Eine Schaltplatte 153 und eine andere Schaltplatte 154, die eine Inverter-Schaltungseinheit 142 darstellt, sind in einem Raum angeordnet, der zwischen dem gebläseradseitiger Träger 143 und einem Rotor 149 und einem Stator 147 gebildet wird. Eine Vielzahl von Schaltelementen 164 sind an der Schaltplatte 153 angebracht. Eine obere Seite jedes Schaltelements 164 ist in einer solchen Weise mit einem Haftmittel oder dergleichen mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit befestigt, dass es in Kontakt mit dem gebläseradseitigen Träger 143 ist.
Wenn einem elektrischen Gebläse 139 elektrische Energie zugeführt wird, dreht sich das Gebläserad 159, wodurch eine Saugkraft erzeugt wird. Luft vor einem Gehäuse 161 strömt von einer Saugöffnung 162 in das Gebläserad 159 und wird von einem äußeren Rand des Gebläserads 159 ausgestoßen. Ein Luftstrom, der von dem äußeren Rand des Gebläserads 159 ausgestoßen wird, wird durch den Träger 143 ausgerichtet, welcher die Form der Luftführung hat, und er wird durch Öffnungen 163 im Träger 143 zu der Inverter-Schaltungseinheit 142 geführt.
Die Schaltelemente 164 werden während dieser Phase gekühlt, weil sie dem Luftstrom ausgesetzt sind, der durch den als Luftführung ausgebildeten Träger 143 geführt wird.
Weil die Schaltelemente 164 in Kontakt zum gebläseradseitigen Träger 143 befestigt sind, spielt der gesamte Träger 143 weiterhin eine Rolle der Abstrahlrippe. Deshalb kann das Kühlen durch den Durchgang der vom Gebläserad 159 ausgestoßenen Hochgeschwindigkeitsluft effektiv ausgebildet werden.
Die Zahl der Komponenten kann durch das Verwenden des gebläseradseitigen Trägers 143, der mit einer einheitlichen Luftführung versehen ist, verringert werden, wie in dieser Ausführungsform beschrieben.
Fünfzehnte beispielhafte Ausführungsform
Eine fünfzehnte beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als nächstes beschrieben, indem auf 22 Bezug genommen wird. Da eine Basisanordnung im Wesentlichen ähnlich zu jener der fünften beispielhaften Ausführungsform ist, wird ihre Beschreibung übergangen, und es werden hauptsächlich die Details für die unterschiedlichen Punkte angegeben. Zusätzlich werden gleiche Bezugsziffern verwendet, um gleiche strukturelle Komponenten zu kennzeichnen.
Wie in 22 gezeigt, ist eine Inverter-Schaltungseinheit 142 zum Betreiben eines elektrischen Gebläses 139 innerhalb einer Motoreinheit 140 errichtet.
Eine Vielzahl von Schaltelementen 164 ist an einer Schaltplatte 153 abwärts angebracht, wobei sie durch eine Schaltplatte 154 hervor ragen, und zwar in einer solchen Orientierung, dass ihre Längsseiten im Wesentlichen senkrecht zu den Schaltplatten sind. Die Schaltplatte 153 und die Schaltplatte 154 sind jeweils mit Durchgangslöchern 178 versehen, damit Kühlluft hindurch treten kann. Die Vielzahl von Schaltelementen 164 sind so angeordnet, dass sie teilweise in den Räumen verborgen sind, die zwischen den angrenzenden in einem Stator 147 bereitgestellten Wicklungen 146 vorhanden sind.
Wenn dem elektrischen Gebläse 139 elektrische Energie zugeführt wird, dreht sich ein Gebläserad 159, wodurch eine Saugkraft erzeugt wird. Luft vor einem Gehäuse 161 strömt von einer Saugöffnung 162 in das Gebläserad 159 und wird von einem äußeren Rand des Gebläserads 159 ausgestoßen. Ein Luftstrom, der von dem äußeren Rand des Gebläserads 159 ausgestoßen wird, wird durch Öffnungen 163 in Richtung zur Schaltplatte 153 und eine anderen Schaltplatte 154 geführt. Der Luftstrom tritt durch die jeweiligen Durchgangslöcher 178, die in der Schaltplatten bereitgestellt sind, um die Schaltelemente 164 zu kühlen.
Wie oben beschrieben, kann eine Gesamtlänge der Motoreinheit 140 verringert werden, weil die Schaltelemente 164 in den Räumen angeordnet sind, die zwischen den angren zenden Wicklungen 146 im Stator 147 vorhanden sind. So kann eine Gesamtlänge des elektrischen Gebläses 139 in seiner Ganzheit verringert werden.
Sechzehnte beispielhafte Ausführungsform
Eine sechzehnte beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als nächstes beschrieben, indem Bezug auf 23 genommen wird. Da eine Basisanordnung im Wesentlichen ähnlich zu jener der vierten beispielhaften Ausführungsform ist, wird ihre Beschreibung übergangen, und es werden hauptsächlich die Details für die unterschiedlichen Punkte angegeben. Zusätzlich werden gleiche Bezugsziffern verwendet, um gleiche strukturelle Komponenten zu kennzeichnen.
Mindestens einer von einem gebläseradseitigen Träger 143 und einem motorseitigen Träger 144 ist aus einem solchen metallischen Material wie Kupfer, Aluminium, einer Magnesiumlegierung und dergleichen gefertigt, und mit einer Gruppe von Kanten und Gräben auf seiner Oberfläche versehen. In 23 ist eine Oberfläche des gebläseradseitigen Trägers 143 mit einer Gruppe von Kanten und Gräben 179 versehen, und eine Oberfläche des motorseitigen Trägers 144 ist mit einer anderen Gruppe von Kanten und Gräben 180 versehen.
Das Vorsehen einer großen Zahl von Erhebungen und Vertiefungen 179 und 180 auf den Oberflächen des gebläseradseitigen Trägers 143 und des motorseitigen Träger 144 vergrößert ihre Flächen und verbessert die Fähigkeit der Wärmeableitung, wodurch eine Kühleffizienz der wärmeerzeugenden Teile verbessert wird.
Siebzehnte beispielhafte Ausführungsform
Eine siebzehnte beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jetzt beschrieben.
Diese Ausführungsform stellt einen elektrischen Staubsauger dar, welcher irgendeins der elektrischen Gebläse einsetzt, die in der ersten bis sechzehnten beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wurden. Weil der Aufbau und die Funktion des elektrischen Staubsaugers ähnlich zu jenem ist, der in 24 und 25 gezeigt worden sind, werden deren Details hier nicht beschrieben.
Diese beispielhafte Ausführungsform kann einen Hauptkörper des elektrischen Staubsaugers verwirklichen, der von kleiner Größe, in hohem Maße zuverlässig, und in hohem Maße nützlich ist, da er das kleine und zuverlässige elektrische Gebläse einsetzt.

Claims

Elektrisches Gebläse, umfassend: eine Motoreinheit, die mit einem Stator und einem Rotor versehen ist; eine Ventilatoreinheit, die ein an einer Ausgabewelle des Rotors angebrachtes Gebläserad und ein das Gebläserad bedeckendes Gehäuse umfasst; und eine Schaltungseinheit zum Steuern von elektrischer Energie für die Motoreinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungseinheit in einem zu der Motoreinheit führenden Luftstromweg von Luft angeordnet ist, welche von einem äußeren Rand des Gebläserads ausgestoßen wird.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 1, worin die Schaltungseinheit zwischen der Motoreinheit und dem Gebläserad angeordnet ist.
Elektrisches Gebläse nach einem der Ansprüche 1 und 2, worin die Schaltungseinheit eine Inverterschaltung umfasst.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 3, worin die Schaltungseinheit an einem Träger, der eine Einfassung der Motoreinheit darstellt, auf einer näher zu dem Gebläserad gelegenen Seite befestigt ist.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 3, worin die Schaltungseinheit eine Vielzahl von Schaltplatten umfasst.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 3, worin die Schaltungseinheit eine erste Schaltplatte für Starkstrom zum Zuführen einer Antriebsenergie zu der Motoreinheit und eine zweite Schaltplatte zur Signalverarbeitung umfasst.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 6, worin die erste Schaltplatte stromaufwärts von dem zweiten Schaltkreis in einem Luftstrom angeordnet ist, der von dem Gebläserad ausgestoßen wird.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 5, weiterhin umfassend eine Positionserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Rotationsposition des Rotors, worin die Positionserfassungseinrichtung auf einer der Vielzahl von Schaltplatten angebracht ist, welche näher zu dem Rotor ist.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 3, worin die Schaltungseinheit Temperaturerfassungsmittel zum Erfassen einer Umgebungstemperatur umfasst.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 3, worin wenigstens ein Teil des Trägers, welcher die Einfassung der Motoreinheit darstellt, aus elektrisch leitendem Material ausgebildet ist.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 3, worin eine Schaltplatte, welche die Schaltungseinheit umfasst, ein Durchgangsloch aufweist.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 3, worin wenigstens ein Teil einer Oberfläche der Schaltungseinheit aus Harz ausgebildet ist.
Elektrisches Gebläse nach einem der Ansprüche 3 und 10, worin eine Schaltplatte, welche die Schaltungseinheit umfasst, eine Erdungseinrichtung auf deren Rand oder in der Nähe davon aufweist.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 10, worin eine Schaltplatte, welche die Schaltungseinheit umfasst, eine Erdungseinrichtung auf deren Rand oder in der Nähe davon aufweist, und ein elektrisch leitender Teil des Trägers an die Erdungseinrichtung angeschlossen ist.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 10, worin ein elektrisch leitender Teil des Trägers an eine Erdungseinrichtung auf einer Schaltplatte der Schaltungseinheit mit einem hochohmigen Element oder einem hochohmigen Harz verbunden ist.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 3 weiterhin umfassend ein Energiezufuhr-Unterbrechungsmittel zum Unterbrechen einer signalbezogenen Energieversorgung der Schaltungseinheit in Reaktion auf ein externes Signal.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 3, worin der Rotor einen Kühlventilator zum Kühlen der Schaltungseinheit umfasst.
Elektrisches Gebläse nach einem der Ansprüche 3 und 8, weiterhin umfassend einen Sensor-Magneten zum Erfassen einer Rotationsposition des Rotors, worin der Sensor-Magnet einen Ventilator zum Kühlen der Schaltungseinheit umfasst.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 3, worin der Rotor einen Kühlventilator umfasst.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 3, weiterhin einen Filter zum Abdichten gegen Staub umfassend, worin der Filter an einer Position angeordnet ist, an der Luft, die von einem äußeren Rand des Gebläserads ausgestoßen wird, in die Motoreinheit strömt.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 3, worin ein Antriebselement zum Antreiben der Motoreinheit in einer Weise auf einer die Schaltungseinheit umfassenden Schaltplatte angebracht ist, dass eine Längsseite des Elements senkrecht zu der Schaltplatte ist.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 21, worin ein gebläseradseitiger Träger, der eine Einfassung der Motoreinheit darstellt, eine Öffnung umfasst, und das Antriebselement in der Öffnung angeordnet ist.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 3, worin ein Antriebselement zum Antreiben der Motoreinheit in einer Weise auf einer die Schaltungseinheit umfassenden Schaltplatte angebracht ist, dass eine Längsseite des Elements im Wesentlichen parallel zu der Schaltplatte ist.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 23, worin das Antriebselement derart befestigt ist, dass es in Kontakt mit einem gebläseradseitigen Träger ist, der eine Einfassung der Motoreinheit darstellt.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 21, worin das Antriebselement derart befestigt ist, dass es in Kontakt mit einem gebläseradseitigen Träger ist, der eine Einfassung der Motoreinheit darstellt.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 21, worin das Antriebselement auf einem äußeren Rand des Gebläserads angeordnet ist.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 21, worin das Antriebselement derart befestigt ist, dass es in Kontakt mit einem Gehäuse ist, welches das Gebläserad abdeckt.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 21, worin das Gebläserad eine Luftführung um dessen Rand zum Ausrichten des Luftstroms umfasst, und das Antriebselement zwischen der Luftführung und einem gebläseradseitigen Träger, welcher eine Einfassung der Motoreinheit darstellt, angeordnet ist.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 28, worin der gebläseradseitige Träger und die Luftführung als Einheit ausgebildet sind.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 21, worin das Antriebselement in einem Raum zwischen Statorwicklungen der Motoreinheit angeordnet ist.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 22, worin der gebläseradseitige Träger eine Vielzahl von Erhebungen und Vertiefungen umfasst.
Elektrisches Gebläse nach Anspruch 22, worin ein motorseitiger Träger, der eine Einfassung der besagten Motoreinheit darstellt, eine Vielzahl von Erhebungen und Vertiefungen umfasst.
Elektrischer Staubsauger, umfassend: eine Staubkammer zum Sammeln von Staub; eine Saugöffnung, welche mit der Staubkammer verbunden ist und damit kommuniziert; und ein elektrisches Gebläse, wobei das elektrische Gebläse umfasst: eine Motoreinheit, die mit einem Stator und einem frei drehbaren Rotor versehen ist; eine Ventilatoreinheit, die ein an einer Ausgabewelle des Rotors angebrachtes Gebläserad und ein das Gebläserad bedeckendes Gehäuse umfasst; und eine Schaltungseinheit zum Steuern von elektrischer Energie für die Motoreinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungseinheit in einem zu der Motoreinheit führenden Luftstromweg von Luft angeordnet ist, welche von einem äußeren Rand des Gebläserads ausgestoßen wird.
Elektrischer Staubsauger nach Anspruch 33, worin die Schaltungseinheit zwischen der Motoreinheit und dem Gebläserad angeordnet ist.
Elektrischer Staubsauger nach einem der Ansprüche 33 und 34, worin die Schaltungseinheit eine Inverterschaltung umfasst.
Elektrischer Staubsauger nach Anspruch 35, worin das elektrische Gebläse durch eine Gleichstrom-Energieversorgung betrieben wird.