JP2004204764A

JP2004204764A - 電動送風機

Info

Publication number: JP2004204764A
Application number: JP2002374318A
Authority: JP
Inventors: Jiyunki Miyoshi; 順基三好
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2004-07-22

Abstract

【課題】簡単な構造で電機子の温度上昇を抑制できる電動送風機を得ることにある。
【解決手段】固定子１６及びこの固定子の内側に配置される電機子１７が取付けられたフレーム１５を備え、このフレーム１５外に突出された電機子１７の回転軸３１に取付けたファン５１から吐き出されてフレーム１５内に通される空気を、フレーム１５に流通させる電動送風機１１を前提とする。フレーム１５は、一端が端壁２１ａで閉じられた円筒状のフレーム本体２１と、この本体２１の他端に連結されたフレーム端板２２とを備える。フレーム端板２２にフレーム１５内に突出する切起こし４１を設ける。この切起こし４１が、フレーム１５内に導入される空気の一部を電機子巻線３３に導くように電機子１７が有する電機子巻線３３のフレーム端板側部分３３ａに指向していることを特徴としている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電気掃除機本体に搭載されて吸塵のための送風動作を営む電動送風機や産業用ブロワとして使用される電動送風機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動送風機の中には、一端が閉じる端壁を有したフレーム本体とこの本体の他端に連結されたフレーム端板とを備えるフレーム内に、ファンから吐き出された空気を整流体でフレーム内に導いて通すようにしたものがある。この種の電動送風機では、整流体で導かれた空気の一部がフレーム端板で行き止りとなる。
【０００３】
このため、従来は、フレーム端板による通風抵抗を減らすためにフレーム端板に通気孔を設けている。この通気孔は、フレーム内の固定子の外面とフレーム本体の内周面との間に形成された通気間隙と対向している。このため、フレーム端板に導かれた空気を通気孔に通して前記通気間隙に流入させることができる（例えば特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特公平７−４４７９６号公報（第３頁第２０行−第４頁第３０行、第1図−第５図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の電動送風機では、フレーム内の通気間隙と対向しているフレーム端板の通気孔を、単なる孔、若しくは通気間隙に向けて突出するフランジを有した構成としている。このため、通気孔を通った空気は、通気間隙に流入し易いが、固定子の内側に設けられている電機子方向には積極的に流れることはない。これは、通気間隙がフレーム端板と対向するか否かに拘らず、フレーム本体と固定子との間に形成されている通気間隙のバックプレッシャが小さいため、フレームに導入される空気の多くがフレームの内周面に沿って通気間隙を流通することによる。
【０００６】
これにより、フレーム端板の通気孔を通った空気で電機子が備える電機子巻線を効果的に空冷することは期待できない。
【０００７】
したがって、電機子に対する空冷効率は固定子に対する空冷効率に比較して小さく、電機子の温度が上がり易い。特に、電気掃除機に搭載される電動送風機では、何らかの原因で風量が低下した場合、それに応じて電動送風機の回転数が上がるにも拘らず、風量低下に伴い電機子に当たる空気量が少なくなるので、電機子巻線の温度が上がり易い。
【０００８】
電機子の温度が上がり過ぎると、電機子巻線の絶縁被覆が高熱により劣化して絶縁耐圧が低下するので、電機子巻線がレアーショートを起こす恐れが高まる。このため、電動送風機の高品質化を図る上で、電機子巻線の温度上昇を効果的に抑制することが望まれている。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、簡単な構造で電機子の温度上昇を抑制できる電動送風機を得ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、一端が端壁で閉じられた筒状のフレーム本体及びこの本体の他端に連結されたフレーム端板を有するフレームを備え、このフレーム内に回転自在に取付けられた電機子が有する電機子巻線のフレーム端板側部分に指向する切起こし、又は整流子をフレーム端板に寄せてフレーム内に回転自在に取付けられた電機子の前記整流子に指向する切起こしを、フレーム端板からフレーム内に突出させて設けている。
【００１１】
本発明では、電機子の回転軸に取付けられたファンから吐出されてフレーム内に導入された空気の内、フレーム端板を通る一部の空気を、切起こしによりフレームの径方向中央部に向けて導き、電機子巻線のフレーム端板側部分に、直接的に吹付けることができ、又は整流子を経由させて吹付けることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態を電気掃除機に備えられる電動送風機について図１〜図４を参照して説明する。図１中符号１１に示す電動送風機は、例えば整流子電動機からなる電動機部１２と、ファン部１３とを備えている。
【００１３】
電動機部１２は、金属製フレーム１５に、固定子１６と、電機子１７と、一対のブラシ装置１８とを取付けて形成されている。
【００１４】
フレーム１５は、一端に端壁２１ａを有した円筒状のフレーム本体２１と、この本体２１の他端部に連結されたフレーム端板２２とから形成されている。フレーム本体２１及びフレーム端板２２は軸受取付け部２１ｂ、２２ｂを個別に有している。フレーム本体２１の周壁の端壁２１ａに寄った部分には複数（１箇所のみ図示）の排気口２３が開けられている。
【００１５】
図２及び図３に示すように固定子１６は固定子鉄心１６ａに固定子巻線１６ｂを取付けて形成されている。固定子鉄心１６ａの外形形状は正面視略四角形状である。固定子１６は、固定子鉄心１６ａの四隅をフレーム本体２１の内周面に接して、この本体２１内に圧入して取付けられている。これにより、固定子鉄心１６ａの外周面とフレーム本体２１の内周面との間に夫々一対の第１、第２の通気間隙２４ａ、２４ｂが形成されている。これらの間隙２４ａ、２４ｂを介してフレーム１５の風入口と排気口２３とが連通されている。前記風入口は、フレーム本体２１の開口縁とフレーム端板２２の側縁との間、及びフレーム端板２２に開けた後述の通気孔で形成されている。
【００１６】
図１に示すように電機子１７は、回転軸３１、この軸３１に取付けられた電機子鉄心３２、この鉄心３２に取付けられた電機子巻線３３、回転軸３１の両端部に夫々取付けられた軸受３４、３５、及び軸受３４と電機子鉄心３２との間に位置して回転軸３１に取付けられた整流子３６とを備えている。回転軸３１の一端部は軸受３５を貫通している。電機子巻線３３の端末部は整流子３６に接続されている。なお、図１中符号３７は回転軸３１及び電機子鉄心３２と電機子巻線３３とを絶縁する電気絶縁材を示している。
【００１７】
この整流子３６付き電機子１７は、固定子１６の内側を貫通して配設されている。この電機子１７は、一方の軸受３４をフレーム本体２１の軸受取付け部２１ｂに嵌め入れるとともに、他方の軸受３５をフレーム端板２２の軸受取付け部２２ｂに嵌め入れて、フレーム１５内に回転自在に支持されている。この支持構造では、電機子１７は整流子３６を端壁２１ａに寄せて設けられている。電機子１７の回転軸３１は軸受取付け部２２ｂ及び軸受３５を貫通している。
【００１８】
一対のブラシ装置１８は、端壁２１ａ側においてフレーム本体２１を半径方向に貫通して取付けられている。これらの装置１８はカーボンブラシ１８ａを有している。これらのブラシ１８ａは、コイルばね１８ｂによって付勢されて、整流子３６に押付けられている。
【００１９】
図１に示すようにファン部１３は、遠心型のファン５１と、整流板５２と、ファンカバー５３とを備えている。ファン５１は、軸受取付け部２２ｂを貫通した回転軸３１の軸端部に、この軸端部に螺合されたナット５４により固定されている。
【００２０】
フレーム本体２１とファン５１との間に配置された整流板５２は、フレーム本体２１の風入口及びフレーム端板２２を覆って、この本体２１の開口縁部に固定されている。この整流板５２は、合成樹脂製であって、ファン５１から吐き出された風をデフューザ作用により静圧化しながらフレーム１５の風入口に導く複数の整流風路５２ａ（図１に一つのみ図示する。）を有している。各整流風路５２ａは、いずれも整流板５２の周部に形成された入口から整流板５２の中央部に向かう略円弧状の風路で作られていて、フレーム本体２１の開口端側が開放されている。一部の整流風路５２ａはフレーム端板２２が重なって閉じられるようになっている。
【００２１】
ファン５１及び整流板５２を覆う金属製のファンカバー５３は、フレーム本体２１の開口縁部に嵌合して取付けられている。このファンカバー５３は、ファン５１の入口に対向する吸気口５３ａを有している。
【００２２】
図２及び図３に示すように金属製のフレーム端板２２は、中央部の軸受取付け部２２ｂの径方向両側に末広がり形状をなす端板部２２ｃを有して例えば略帯状に作られている。このフレーム端板２２は、一対の固定子巻線１６ｂとの間に必要な絶縁距離を確保して、これら巻線１６ｂ間に位置するとともにフレーム本体２１の開口を径方向に横断して、その端板部２２ｃの先端部をフレーム本体２１の開口縁に固定して取付けられている。この取付けにより、一対の端板部２２ｃは一対の第２通気間隙２４ｂの入口を夫々塞ぐように設けられる（図２及び図３参照）。
【００２３】
両端板部２２ｃの夫々には、図１〜図４に示すように夫々フレーム１５内に斜状に突出する切起こし４１と、これによって開口された通気孔４２とが設けられている。切起こし４１及び通気孔４２はいずれもフレーム端板２２長手方向にのびて形成されている。フレーム１５内に突出する切起こし４１の根元は端板部２２ｃの先端部側に位置している。これにより、切起こし４１の先端は電機子巻線３３のフレーム端板側部分３３ａ（図１参照）に指向している。
【００２４】
前記構成の電動送風機１１が運転されると、ファン５１の回転により図１中矢印で示す気流を形成する送風がなされる。この際、フレーム１５内を通る気流によって固定子１６及び電機子１７は冷却される。この冷却について詳しく説明する。
【００２５】
整流板５２の整流風路５２ａでフレーム１５の開口に導かれた空気の殆どが、フレーム端板２２が対向していない第１通気間隙２４ａを通る一方で、一部の空気は第２通気間隙２４ｂを通った後、これら通気間隙２４ａ、２４ｂの下流側に連通した排気口２３から流出する。こうした空気の流れによって固定子１６が主として冷却される。
【００２６】
この場合、フレーム１５の中央部側に向かう空気は固定子巻線１６ｂで遮られるとともに、フレーム端板２２に向かった空気はこの端板２２で遮られる。しかし、フレーム端板２２には通気孔４２が設けられているので、フレーム端板２２で遮られた空気は、通気孔４２を通るとともに、この孔４２に対向している切起こし４１に沿って導かれる。これにより、通気孔４２を流通した空気が、切起こし４１が指向する電機子巻線３３のフレーム端板側部分３３ａに直接的に吹付けられる。
【００２７】
このようにフレーム１５内に流入する空気の一部を、電機子巻線３３のフレーム端板側部分３３ａに直接的に吹付けることにより、電機子巻線３３を冷却できる。こうして空冷に使用された一部の空気は、電機子１７と固定子１６との間の空隙を通り抜けて排気口２３からフレーム１５外に排出される。
【００２８】
したがって、電機子１７の温度過昇が抑制されるに伴い、電機子巻線３３の絶縁被覆の劣化による絶縁耐圧の低下が防止されて、電機子巻線３３がレアーショートする恐れがなくなるので、電動送風機１１の高品質化を図ることが可能である。しかも、以上の電機子巻線３３の温度上昇を抑制するために、格別な部品などを要することはなく、フレーム端板２２に切起こし４１を設けるだけの簡単な構成で実施できる。
【００２９】
図５は本発明の第２実施形態を示している。この実施形態は、基本的には第１実施形態と同じであるので、同一構成については第１実施形態と同じ符号を付して、その説明を省略し、以下、構成が異なる点について説明する。
【００３０】
第２実施形態では、固定子１６内に配置される電機子１７を第１実施形態とは逆様の姿勢でフレーム１５に回転自在に取付けている。すなわち、整流子３６付きの電機子１７は、その整流子３６をフレーム端板２２側に寄せて回転自在にフレーム１５に取付けられている。これにより、整流子３６はフレーム端板２２に取付けられた軸受３５に接近して配置されている。この整流子３６の配置に対応して、ブラシ装置１８もフレーム端板２２側に寄せてフレーム本体２１に取付けられている。そして、フレーム１５内に突出してフレーム端板２２に切起こされた切起こし４１は、整流子３６に指向して設けられている。
【００３１】
以上説明した点以外は第１実施形態と同じ構成であるため、ファン５１から吐出されてフレーム１５内に導入された空気の内、フレーム端板２２の通気孔４２を通る一部の空気を、切起こし４１によりフレーム１５の径方向中央部に向けて導くことができる。
【００３２】
この空気は、ブラシ装置１８の整流子側部分及び整流子３６に吹き当たって、下流側に流れるので、その直後に電機子巻線３３のフレーム端板側部分３３ａに吹付けられる。したがって、この第２実施形態でも、第１実施形態と同様に、フレーム端板２２に切起こし４１を設けるだけの簡単な構成により、電機子１７の温度上昇を抑制して、電動送風機１１の高品質化を図ることが可能である。
【００３３】
しかも、この第２実施形態では、既述のようにブラシ装置１８及び整流子３６も空冷できるので、それらの温度上昇を抑制でき、更に整流子３６に付着するカーボン粉を前記冷却風で吹き飛ばして整流子片間の短絡原因を排除できる点でも優れている。
【００３４】
本発明は前記各実施形態には制約されない。例えば、固定子巻線に代えて複数の永久磁石を有する固定子を備える直流電動機からなる電動機部を具備する電動送風機にも本発明は適用できる。更に、切起こしは、整流板で導かれる空気の流方向と交差するように斜めに捻って設けてよい。この場合には、切起こしが風を受け易くなるので、より多くの風をフレームの中央部側に導くことができる。しかも、この場合若しくは前記各実施形態において、切起こしの長手方向両側縁を折り曲げて、切起こしを浅い溝状に形成して、より多くの風をフレームの中央部側に導くようにしてもよい。又、前記各実施形態では、フレーム端板は帯状であるが、これに代えて、フレーム本体の開口縁に固定される環状周部と、この周部の内側にフレーム本体の開口を径方向に横切る１又は２の径方向横断部を一体に設けたフレーム端板を使用することができ、この場合には径方向横断部に切起こしを設けて実施すればよい。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、簡単な構造で電機子の温度上昇を抑制できる電動送風機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電動送風機を一部断面して示す側面図。
【図２】図１の電動送風機をそのファン部を除去して示す正面図。
【図３】図１の電動送風機の一部を分解して示す斜視図。
【図４】図１の電動送風機が備えるフレーム端板の一部を示す断面図。
【図５】本発明の第２実施形態に係る電動送風機を示す断面図。
【符号の説明】
１１…電動送風機１２…電動機部１３…ファン部１５…フレーム１６…固定子１７…電機子１８…ブラシ装置２１…フレーム本体２１ａ…フレーム本体の端壁２２…フレーム端板２２ｃ…フレーム端板の端板部２３…排気口２４ａ、２４ｂ…通気間隙３１…回転軸３３…電機子巻線３３ａ…電機子巻線のフレーム端板側部分３６…整流子４１…切起こし４２…通気孔５１…ファン

Claims

一端が端壁で閉じられた筒状のフレーム本体とこの本体の他端に連結されたフレーム端板とを備えるフレーム内に、固定子、及びこの固定子の内側に配置される電機子を夫々取付け、前記フレーム外に突出された前記電機子の回転軸にファンを取付け、このファンから吐き出されて前記フレーム内に通される空気を、前記フレーム本体に開口された風出口から排出させる電動送風機において、
前記フレーム端板に、前記フレーム内に突出して前記電機子が有する電機子巻線の前記フレーム端板側部分に指向する切起こしが設けられている電動送風機。
一端が端壁で閉じられた筒状のフレーム本体とこの本体の他端に連結されたフレーム端板とを備えるフレーム内に、固定子、及びこの固定子の内側に前記フレーム端板側に整流子を寄せて回転自在に配置される整流子付き電機子を夫々取付け、前記整流子に押付けられるブラシを有したブラシ装置を前記フレーム本体に取付け、前記フレーム外に突出された前記電機子の回転軸にファンを取付け、このファンから吐き出されて前記フレーム内に通される空気を、前記フレーム本体に開口された風出口から排出させる電動送風機において、
前記フレーム端板に、前記フレーム内に突出して前記整流子に指向する切起こしが設けられている電動送風機。