JP2005090461A - 電動送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】ベアリングの隙間でのモータ側からファン側への空気の漏れを抑制できる電動送風機を提供する。
【解決手段】整流板41の円板部45に設けたガイド溝部51により遠心ファン42の下部ファンプレート65と整流板41との間の空気の流れをベアリング19に向けてガイドすることで、ベアリング19の近傍の遠心ファン42側の空気圧を上昇させてモータ２側との圧力差を抑制し、ベアリング19の隙間でのモータ２側から遠心ファン42側への空気の漏れを抑制できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータおよび遠心ファンの間に位置した整流板を備えた電動送風機に関する。

従来、この種の電動送風機は、モータを備えている。このモータは、回転軸を有するモータ本体部、回転軸を回転自在に保持するベアリング、および、これらモータ本体部およびベアリングを収容した胴体ケースとしてのフレームを備えている。モータ本体部の回転軸は、一端部がフレームからファンカバー内に突出している。この回転軸のフレームから突出した部分には、吸気口を有する遠心ファンが取り付けられている。この遠心ファンとモータとの間には、遠心ファンから吐出された空気をモータ側へと整流する整流板がフレームに気密に取り付けられている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−４９７９９号公報（第３−４頁、図２）

しかしながら、上述の電動送風機では、遠心ファンの回転により遠心ファン側の空気圧がモータ側よりも相対的に小さくなることで、吸い込んだ空気がベアリングの隙間でモータ側から遠心ファン側へと漏れるおそれがあるという問題点を有している。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ベアリングの隙間でのモータ側から遠心ファン側への空気の漏れを抑制できる電動送風機を提供することを目的とする。

本発明は、モータのモータ本体部の回転軸の一端に設けられ、モータ側が平面状の遠心ファンと、モータおよび遠心ファンの間に位置して設けられた整流板と、遠心ファンの平面状の部分と整流板との間の空気の流れをベアリングに向けて案内するガイド部とを具備したものである。そして、遠心ファンの平面状の部分と整流板との間の空気の流れをガイド部によりベアリングに向けて案内することで、ベアリングの近傍の遠心ファン側の空気圧を上昇させてモータ側との圧力差を抑制し、ベアリングの隙間でのモータ側から遠心ファン側への空気の漏れを抑制する。

本発明によれば、遠心ファンの平面状の部分と整流板との間の空気の流れをガイド部によりベアリングに向けて案内することで、ベアリングの近傍の遠心ファン側の空気圧を上昇させてモータ側との圧力差を抑制し、ベアリングの隙間でのモータ側から遠心ファン側への空気の漏れを抑制できる。

以下、本発明の一実施の形態の電動送風機の構成を図１および図２を参照して説明する。

図１は、電動送風機１を示し、この電動送風機１は、例えば図示しない電気掃除機、あるいは産業用ブロワなどに用いられるものである。また、この電動送風機１は、電気で駆動する電動部としてのモータ２を備えている。このモータ２は、略筒状の胴体ケースとしてのフレーム３と、このフレーム３内に収容されたモータ本体部４とを有している。

フレーム３は、略円筒状のフレーム本体５と、このフレーム本体５に取り付けられるブリッジ部６とを備えている。

フレーム本体５は、軸方向の一端である前端面に、開口部７が形成されている。この開口部７の周囲には、径方向に向けて全周に突出する断面略Ｌ字状のフランジ部８が一体に設けられている。

また、フレーム本体５の軸方向の他端である後端面には、この上端部を閉塞する後板部９が一体に設けられている。

後板部９の中央部には、モータヘッド部11が設けられている。このモータヘッド部11は、後板部９の中央部が後方に向けて略円筒状に突出しているとともに、内周面側にベアリング12をベアリングキャップ13およびスラストばね14を介して収容している。

さらに、フレーム本体５の後部近傍の周面には、排気口としての複数の吹出口15が開口形成されている。

そして、ブリッジ部６は、長手板状に形成され、フレーム本体５の前端部にフレーム本体５の径方向に架け渡して開口部７の一部を覆うように螺子16などにより取り付けられている。

また、ブリッジ部６の略中央には、軸受17が設けられている。この軸受17は、フレーム３の軸方向に沿ってこのフレーム３と反対方向に向けて突出している。さらに、この軸受17は、前方に向けて略円筒状に突出した取付筒部18と、この取付筒部18の内周側である後側に収容された複数のベアリング19とを備えている。これらベアリング19は、例えばボールベアリングなどであり、モータ本体部４の回転軸35の周方向に沿って互いに隣接して配置されている。このため、互いに隣接したベアリング19同士と回転軸35の外周面との間にそれぞれ隙間が形成されている。そして、ブリッジ部６には、円形開口20が穿設されている。

一方、モータ本体部４は、固定子としてのフィールドであるステータ21、このステータ21に設けられた回転子としての電機子であるアーマチュア22、および、フレーム３内に設けられた一対のブラシ機構部23を備えている。

ステータ21は、鉄板が多数積層されて板状に設けられた四角形状のステータコア24を有している。このステータコア24は、中心部に、アーマチュア22が挿入される略四角形状の挿入孔部25が穿設されている。

また、ステータコア24の挿入孔部25には、図示しないリテーナが取り付けられている。このリテーナには、図示しないコイルが挿入孔部25に嵌合するように巻装され、これらコイルに通電することにより、ステータコア24に周方向に沿って磁路が形成され、このステータコア24の内周部に、複数の固定極すなわちＮ極およびＳ極が形成される。

さらに、ステータコア24の後端面には、絶縁部材により略角筒状に形成された一対の端子台31が固定されている。これら端子台31は、フレーム３の径方向に位置してステータコア24に一体的にそれぞれ取り付けられている。また、これら端子台31内には、電源としての図示しない家庭用の商用交流電源に接続される端子32がそれぞれ設けられている。

これら端子32の一方は、端子台31の端面である表面に開口する挿入口33に臨んでそれぞれが接離可能に接触する一対の接触板部34を有している。また、端子32の他方は、略Ｌ字状に屈曲形成され、家庭用商用交流電源に接続される図示しない電源線の先端部に設けられたコネクタが接続可能となるように、端子台31の挿入口33から先端部が突出して設けられている。

アーマチュア22は、ステータ21のステータコア24の内周側に、このステータコア24と軸心を一致させて同軸状に設けられている。また、このアーマチュア22は、回転可能な回転軸35を備えている。この回転軸35は、両端部がベアリング12，19に回転自在に保持され、軸受17のベアリング19に保持された一端部がブリッジ部６の取付筒部18に挿通されてフレーム３の外部に突出し、このフレーム３と略同軸上に配設されている。さらに、回転軸35のモータヘッド部11側のステータ21から露出する外周面には、導電性を有する円筒状の整流子36が回転軸35と軸心を一致させて配設されている。

そして、ブラシ機構部23は、フレーム３の径方向に位置し、螺子などによりフレーム３に固定されている。また、これらブラシ機構部23は、アーマチュア22の整流子36に摺接するカーボンブラシ37と、このカーボンブラシ37を保持するブラシ保持器38とを有している。

このブラシ保持器38は、長手方向を回転軸35の軸方向に略直交する方向に支持され、かつ、一部をフレーム３の外側に突出した状態で支持されている。

そして、カーボンブラシ37がブラシ保持器38に設けられた図示しないばねなどの付勢手段により押圧されて整流子36に摺接することにより、カーボンブラシ37と整流子36とが互いに電気的に導通するようになっている。

一方、ブリッジ部６の前側、すなわちモータ本体部４と反対側には、整流手段としてのディフューザである整流板41が設けられ、この整流板41の前方には、遠心ファン42が回転可能に設けられている。すなわち、整流板41は、モータ２と遠心ファン42との間に設けられている。

整流板41は、例えば合成樹脂などの部材で成形され、フレーム３の開口部７を閉塞するように、ブリッジ部６の軸受17に取り付けられている。この結果、モータ２の前側に、送風部44が区画される。

また、整流板41は、図１および図２に示すように、略円板状の円板部45を有している。この円板部45は、ブリッジ部６の軸受17の取付筒部18の外周部との間で気密に嵌合する円形状の嵌合孔47を開口した胴体部48を中央部に備えている。

さらに、整流板41の円板部45の遠心ファン42に対向する部分である前端面には、ガイド部としてのガイド溝部51が複数設けられている。これらガイド溝部51は、遠心ファン42の回転による遠心ファン42と整流板41との間の空気の流れを整流板41の中心側である嵌合孔47に嵌合した軸受17のベアリング19へと案内すなわちガイドするものであり、細長溝状に設けられ、遠心ファン42の回転方向Ｄに沿って円板部45の外周近傍から中心側に向けて徐々に湾曲する渦巻き円弧状に設けられている。

また、これらガイド溝部51は、円板部45の外周側の端部が整流板41と同心となる略同一の円周上に位置している。さらに、これらガイド溝部51は、円板部45の中心側の端部も整流板41と同心となる略同一の円周上である胴体部48の近傍に位置している。そして、これらガイド溝部51は、互いに略等間隔に設けられ、円板部45全体に略均一に配置されている。また、互いに隣接するガイド溝部51同士の間隔は、円板部45の外周側から中心側へと狭くなるように設けられている。すなわち、ガイド溝部51は、円板部45の中心側に向けて密集するように設けられている。

胴体部48には、嵌合孔47の両側部に一対の螺子孔58が穿設されている。これら螺子孔58には、螺子59がそれぞれ挿入されている。これら螺子59は、それぞれブリッジ部６に螺子止めされ、整流板41をフレーム３に固定している。

そして、円板部45の遠心ファン42に対向する面である前端面には、固定翼としての上側固定翼である円弧壁状の上流整流板61が設けられている。この上流整流板61は、円板部45の外周縁部に、整流板41の軸方向である電動送風機１の軸方向に沿って前方向に向けて略垂直に設けられ、遠心ファン42の外周に所定の間隙を介して対向して位置している。さらに、この上流整流板61は、遠心ファン42の回転方向Ｄに沿って整流板41の外周方向に向かうように平面渦巻き状に複数設けられており、整流板41の外周部に連続する案内風路62を区画形成する。

一方、円板部45の上流整流板61と反対側の面には、この円板部45に対して略垂直に設けられた下側固定翼としての円弧壁状の下流整流板63が設けられている。この下流整流板63は、上流整流板61と逆向きに平面渦巻き状に複数設けられ、通過風路64を区画形成する。この通過風路64は、ブリッジ部６の円形開口20およびフレーム本体５の開口部７を介してモータ２の内部であるモータ本体部４と連通している。

また、遠心ファン42は、モータ２による回転軸35の回転により回転して通風孔72から空気を吸い込んで吹出口15へと送風させるものであり、回転軸35の一端である前端部に取り付けられている。そして、この遠心ファン42は、回転により生じる空気との摩擦により発生する熱に対して耐熱性を有し、回転の際の慣性、あるいは質量などを考慮して、例えばアルミニウム合金などにて形成されている。

さらに、遠心ファン42は、フレーム本体５の径方向に沿って円板状に設けられた下部ファンプレート65と、この下部ファンプレート65に対してフレーム本体５の軸方向に所定の間隙を介して平行に対向する上部ファンプレート66とを備えている。

下部ファンプレート65は、モータ２側である後面が平面状に設けられ、整流板41の円板部45の前端面と所定の間隙を介して略平行に対向している。言い換えると、整流板41の円板部45の前端面は、下部ファンプレート65の後端面に対向している。このため、整流板41の円板部45に設けられたガイド溝部51は、下部ファンプレート65の平面状の部分である後端面に対向している。また、この下部ファンプレート65には、中央部にモータ２の回転軸35が嵌挿される嵌挿孔71が穿設されている。

上部ファンプレート66には、中央部に通風孔72が穿設されている。そして、この上部ファンプレート66は、通風孔72の周囲から、下部ファンプレート65に向けて拡径されている。

さらに、各ファンプレート65，66の間には、渦巻き状の複数の吸気風路73を区画形成する壁状の複数のファン翼74が一体的に設けられている。これらファン翼74は、整流板41の上流整流板61と逆方向、すなわちガイド溝部51と同方向に平面渦巻き状に設けられている。

そして、フレーム本体５のフランジ部８の外周部には、整流板41および遠心ファン42を覆う略円筒状のファンカバー75が嵌合されている。このファンカバー75は、前面の中央部に、遠心ファン42の通風孔72に対向する吸気口76が開口形成されている。また、このファンカバー75の後ろ面には、後部開口部77が全面に開口形成されている。

次に、上記一実施の形態の動作を説明する。

図示しない電気掃除機の本体内に収容した電動送風機１を、適宜駆動させて掃除する。この電動送風機１の駆動は、モータ２のモータ本体部４にブラシ機構部23を介して供給される電力によりモータ本体部４が回転軸35とともに遠心ファン42をファン翼74の渦巻き方向である回転方向Ｄに沿って回転させる。

この遠心ファン42の回転により、吸気口76から空気が吸気され、遠心ファン42の通風孔72から下部ファンプレート65および上部ファンプレート66とファン翼74とで区画される吸気風路73内に吸気流として流れ、遠心ファン42の外周側に外方に向けて吹き出される。

この吸気流が遠心ファン42内の吸気風路73を流通する際、吸気流は遠心ファン42の回転方向Ｄと反対方向に沿った面であるファン翼74の渦巻き状に湾曲する内側の面に沿って流れ、外周から吹き出される。

この遠心ファン42の外周から吹き出された吸気流は、対向する整流板41の上流整流板61にて整流されつつ案内されて案内風路62を渦巻き状に円板部45の外周側へと通過するとともに、一部が遠心ファン42の下部ファンプレート65と円板部45との間でガイド溝部51によりガイドされて整流板41の中心側に向かって軸受17へと流れ、軸受17の近傍の空気の圧力すなわち空気圧を上昇させ、モータ２側の空気圧との差を抑制し、モータ２側から遠心ファン42側へのベアリング19の隙間からの空気の漏れを抑制する。

そして、円板部45の外周側へと通過した吸気流は、整流板41の外周部から円板部45の裏面側へと通過し、下流整流板63にて案内されて通過風路64内を通過し、渦巻き状に整流板41の後端面側の中心に向けて流れ、整流板41の後端面側に位置するモータ２のフレーム３の開口部７および円形開口20からフレーム３のフレーム本体５内に流入し、モータ本体部４を冷却しつつ通過して吹出口15から排気される。

上述したように、上記一実施の形態では、遠心ファン42と整流板41との間の空気の流れを、整流板41の円板部45に設けたガイド溝部51でベアリング19に向けて案内する構成とした。

このため、通常は遠心ファン42であることで遠心ファン42から吹き出された空気の圧力により整流板41の外側寄りの空気圧が中心側の空気圧よりも高くなっているが、ガイド溝部51で案内された空気の圧力により遠心ファン42側のベアリング19の近傍の空気圧が上昇し、遠心ファン42の回転によりモータ２側よりも相対的に空気圧が小さくなる遠心ファン42側とモータ２側との圧力差を抑制でき、ベアリング19の隙間でのモータ２側から遠心ファン42側への空気の漏れを抑制できる。

この結果、ベアリング19からの空気の漏れによりベアリング19にカーボンブラシ37の磨耗粉などの塵埃が侵入することを抑制でき、ベアリング19の使用寿命の短縮を抑制できるとともに、ベアリング19と回転軸35との間の円滑な摺動を確保し、電動送風機１の動作の信頼性を向上できる。

また、整流板41の円板部45にガイド溝部51を設けるだけでベアリング19の隙間からの空気の漏れを抑制できるので、例えばシールを備えた比較的高価なベアリングを軸受に用いる従来の場合と比較して、通常のベアリング19を使用することができるため、部品コストを抑制でき、電動送風機１を安価に製造することが可能になる。

さらに、ガイド溝部51を遠心ファン42の回転方向Ｄに沿って外周側から中心側へと設けることにより、例えばガイド溝部を遠心ファン42の回転方向Ｄに対して交差する方向などに沿って設ける場合と比較して、遠心ファン42から吹き出され遠心ファン42の回転に追従する空気を、確実にベアリング19へとガイドできる。

しかも、ガイド溝部51を渦巻円弧状に湾曲させることにより、遠心ファン42の外周から吹き出された空気の流れの方向をガイド溝部51にて徐々に変化させることができるため、より円滑に空気をベアリング19へとガイドできる。

そして、ガイド溝部51を整流板41の外周側から中心側へと密集させることで、ベアリング19の近傍の空気圧を、より高くすることができ、モータ２側との圧力差を、より抑制できる。

また、ガイド溝部51を整流板41に設けることにより、遠心ファン42の下部ファンプレート65のガイド溝部51に対向する後端面を平面状とすることができるので、遠心ファン42から吹き出された空気がベアリング19へとガイドされた際に遠心ファン42の下部ファンプレート65の後端面を円滑に流れ、この空気の流れが遠心ファン42の回転の負荷となることを抑制できる。

なお、上記一実施の形態において、ガイド溝部51は、整流板41の外周側から中心側に向けて直線状などに設ける構成など、他の様々な構成も可能である。

また、ガイド部としては、ガイド溝部51以外にも、整流板41の円板部45に、遠心ファン42の下部ファンプレート65に向けて突出した凸部でもよい。

さらに、ガイド部は、遠心ファン42の下部ファンプレート65の後端面に設ける構成も可能である。この場合には、遠心ファン42から吹き出された空気をこのガイド部により捕らえ、整流板41の中心側のベアリング19へと、より確実にガイドすることが可能である。

そして、電動送風機１の細部は、上記構成に限定されるものではない。

本発明の一実施の形態の電動送風機を示す一部を切り欠いた側面図である。 同上電動送風機の整流板を示す平面図である。

符号の説明

１ 電動送風機
２ モータ
３ 胴体ケースとしてのフレーム
４ モータ本体部
19 ベアリング
35 回転軸
41 整流板
42 遠心ファン
51 ガイド部としてのガイド溝部

Claims (2)

1. 回転軸を有するモータ本体部、前記回転軸を回転自在に保持するベアリング、および、このベアリングおよび前記モータ本体部を収容した胴体ケースを備えたモータと、
   前記回転軸の一端に設けられ、前記モータ側が平面状の遠心ファンと、
   前記モータおよび前記遠心ファンの間に位置して設けられた整流板と、
   前記遠心ファンの平面状の部分と前記整流板との間の空気の流れを前記ベアリングに向けて案内するガイド部と
   を具備したことを特徴とした電動送風機。
2. ガイド部は、遠心ファンの平面状の部分に対向して整流板に設けられている
   ことを特徴とした請求項１記載の電動送風機。

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