JP2007032281A - Electric blower - Google Patents
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Description
本発明は、駆動回路基板を内蔵した電動送風機に関する。 The present invention relates to an electric blower incorporating a drive circuit board.
従来の電動送風機として、小型化やコンパクト化を実現し、しかも回路部の発熱素子を効率よく冷却するために、例えば、特許文献1には、モータブラケット内に駆動回路基板が内蔵されているものが開示されている。
電動送風機は一般に駆動電力が大きいので、電力制御素子に流れる電流値が大きく、回路基板にこの配線を形成すると配線パターンを幅広にする等の対応に迫られる。そのため所定の配線パターン面積を要し、駆動回路基板の小型化が図れない。したがって、特許文献1のように駆動回路基板をブラケットに内蔵するものである場合、電動送風機の小型化という点では更なる改良の余地が残されている。 Since the electric blower generally has a large driving power, the value of the current flowing through the power control element is large, and if this wiring is formed on the circuit board, it is necessary to take measures such as widening the wiring pattern. Therefore, a predetermined wiring pattern area is required, and the drive circuit board cannot be reduced in size. Therefore, when the drive circuit board is built in the bracket as in Patent Document 1, there is still room for further improvement in terms of downsizing the electric blower.
本発明の目的は、ブラシレスDCモータを用いる電動送風機の小型化を実現し、かつ、それに伴う送風効率の低下を抑えることができるようにすることにある。 An object of the present invention is to realize downsizing of an electric blower using a brushless DC motor and to suppress a reduction in blowing efficiency associated therewith.
ブラシレスDCモータと、このブラシレスDCモータのステータ外周部を支持するモータケースと、このモータケースの内側に配設されるとともに前記ブラシレスDCモータの電力を制御する制御素子が設けられた駆動回路基板と、前記ブラシレスDCモータにより回転するファンとを備え、このファンで吸入された空気を前記モータケースに形成された排気口から排出させる電動送風機において、
前記駆動回路基板に前記ファンから前記排気口に至る空気を通過させる風路窓を設け、前記駆動回路基板に実装された前記ブラシレスDCモータの駆動電源部と電力制御素子とを接続するリード配線を設け、前記リード配線の風路窓へのはみだしを防止する防止手段を設けるようにした。
A brushless DC motor, a motor case for supporting the outer periphery of the stator of the brushless DC motor, and a drive circuit board provided inside the motor case and provided with a control element for controlling the power of the brushless DC motor; An electric blower that includes a fan that is rotated by the brushless DC motor and that discharges air sucked by the fan from an exhaust port formed in the motor case.
The drive circuit board is provided with an air passage window through which air from the fan to the exhaust port passes, and lead wiring for connecting the drive power supply unit of the brushless DC motor mounted on the drive circuit board and the power control element is provided. And a preventive means for preventing the lead wiring from protruding into the air passage window.
本発明によれば、小型化を実現し、かつ、それに伴う送風効率の低下を抑えることができる電動送風機を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric blower which can implement | achieve size reduction and can suppress the fall of the ventilation efficiency accompanying it can be provided.
本発明の実施の形態を図1乃至図8により説明する。図1に本発明の実施の形態の電動送風機1を示す。電動送風機1は、ファン部4、ブラシレスDCモータ50(以下「モータ50」と呼ぶ。)からなるモータ部3を保持するモータケース3aがフレーム2に一体的に保持された構造である。なお、図1において矢印Fは、ファン部4から吸入された空気がモータ部3へ排出される風路を示している。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows an electric blower 1 according to an embodiment of the present invention. The electric blower 1 has a structure in which a
図5に示すように、フレーム2の中央部には、円筒状に突出した凸部2dの内周側にベアリング(軸受12)を収納し、この軸受12によりモータ軸6が回転可能に保持されている。また、鍔状の外周部2bの下部に突出したリブ2cの内周面にモータケース3aの上端部を嵌合させ、モータケース3aを一体的に保持している。
As shown in FIG. 5, a bearing (bearing 12) is housed in the center of the
フレーム2の中心部の凸部2dにファン部4を構成する整流板7が取り付けられる。また、この整流板7の上部には遠心ファン8がモータ軸6に取り付けられ、これらを覆うようにファンカバー4aが、フレーム2の外周側部に嵌合して保持される。モータ50の動作による遠心ファン8の回転により、ファンカバー4aの頂部に設けられた吸引開口部9から空気が吸引され、遠心ファン8の吐出口10から空気が側方に吐出される。吐出された空気は、整流板7の案内部材7aによりモータ軸6方向に向かって案内された後、フレーム2に設けられている通風口2aを経由してファン部4の下方に配置されているモータ部3の方向に送り出される。
A
モータケース3aは、有底筒型形状を有し、その底部3bには、モータ軸6を回転可能に保持するベアリング(軸受12)が収納され、この軸受12により回転軸6の下端側が軸支されている。このモータケース3aの上部は開口し、この開口部にファン部4から吸入された空気が吐出される。また、モータケース3aの底部近傍の周面には、吹出口としての排気口(図示しない。)が設けられている。
The
モータ部3を構成する固定子巻線15(図6参照)が巻回された固定子14(ステータ)の外周部がモータケース3aの内周に支持されて収納されている。この固定子14は、複数枚のケイ素鋼板が積層された部材に固定子巻線15が巻回されている。
An outer peripheral portion of a stator 14 (stator) around which a stator winding 15 (see FIG. 6) constituting the
また、回転子13は、その外周面が固定子14の内周面に所定の間隙を介して対面するようにモータ軸6に保持されている。また、この回転子13は、複数枚のケイ素鋼板を積層し、複数個の永久磁石が分割して埋め込まれた内部磁石埋込み型である。
The
次に、図6に、本発明の実施の形態に用いたモータ50に印加する電力を制御するインバータ回路を主要構成とする駆動回路20を示す。直流電源部21から供給される直流電流は、駆動回路20により交流に変換される。この交流電流をモータ50に印加し電力制御を行う。この駆動回路20は、電動送風機1の駆動を制御する電動送風機制御部22と、直流電源部21から供給される直流電流をスイッチングする電力制御素子23a〜23fと、これらの電力制御素子23を駆動制御するドライブ回路24a〜24fとで構成する。
Next, FIG. 6 shows a
直流電源部21は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの2次電池、又はこれら2次電池を複数本組み合わせた組電池が使用される。その他、商用電源を整流平滑してもよい。直流電源部21から直流電流が駆動回路20に供給される。駆動回路20は、6個の電力制御素子23a〜23fを3相ブリッジ接続した構成である。これらの電力制御素子23a〜23fは、マイコンを主体とする電動送風機制御部22から出力されるパルス信号に基づき動作する。当該パルス信号により高圧側ドライブ回路24a〜24c及び低圧側ドライブ回路24d〜24fが駆動され、交流電流をモータ50の固定子巻線15に供給する。ここで、直流電源のプラス端子から電力制御素子23a〜23cに接続されている配線を高圧側の電源配線32とよび、直流電源のマイナス端子から電力制御素子23d〜23fに接続されている配線を低圧側の電源配線33とよぶ。
The DC
また、電動送風機制御部22には、電動送風機1の始動、停止又は入力電力を選択するための操作部26、駆動回路20に流れる電流を検出する電流検出手段27、直流電源部21による入力電圧をチェックするための入力電圧検出手段28等が接続されている。さらに、電動送風機制御部22は、ホール素子などで検出された回転子13の磁極検出情報を受けている。
The electric
固定子巻線15は、巻始めまたは巻終り同士を中点90として接続するとともに、各相のもう一方の巻線端部は3相ブリッジ接続された6個の電力制御素子23a〜23fに接続される。
The stator winding 15 is connected at the beginning or end of winding as a middle point 90, and the other winding end of each phase is connected to six
図7と図8に、上記した駆動回路20を実装した駆動回路基板5を示す。図7はファン部4側から駆動回路基板5の表面5aを見た図で、図8は、モータ50側から駆動回路基板5の裏面5bを見た図である。
7 and 8 show the
ドーナツ形状の駆動回路基板5の中央には、ファン部4からモータ部3側への風路となる風路窓30が形成されている。耳部31には、直流電源部21の高圧側の電源配線32、及び低圧側の電源配線33を接続するための接続端子32aと33aが配置される。この耳部31は駆動回路基板5の外周部に突出して、対向位置に2ヶ所設けられている。一方の耳部31aには電源の高圧側の電源配線32を接続する接続端子32aが配置されている。また、他方の耳部31bには、電源の低圧側の電源配線33を接続する接続端子33aが配置されている。
An
駆動回路基板5の周縁部には、たとえばMOSFETなどの電力制御素子23a〜23fが図7に示すように所定のピッチで配設されている。これらの電力制御素子23a〜23cと接続端子32aとをリード配線Lによって接続して高圧側の電源配線32を形成する。また、電力制御素子23d〜23fと接続端子33aとをリード配線Lによって接続し、低圧側の電源配線33を形成する。
In the peripheral portion of the
モータ50の駆動回路20は、多数の電力制御素子23を有するため複数の回路基板で構成すると接続箇所が多数となり、組み立て工数の増大等をきたす。また接続箇所が増大すると駆動回路基板5の信頼性にも影響を及ぼす。そのため、本発明のように駆動回路基板を一枚の基板で形成することにより上記したような課題が解消される。
Since the
上記構成の電動送風機では、モータ50が駆動されると回転軸6に固定されたファン8が回転することにより、吸引開口部9から空気が吸引される。そして、吸引された空気はファン8の外周から整流板7、フレーム2の通風口2a、駆動回路基板5の風路窓30を介してモータケース3aに形成された排気口から排出される。吸引された空気がモータケース3a内を通過することにより、モータ50や駆動回路基板5を冷却することができる。
In the electric blower having the above-described configuration, when the
ところで、電気掃除機に用いられるような電動送風機1の場合は、駆動電流が大きいので一般的に電源部の配線のパターン幅を大きくとる必要がある。このことからパターンの形成面積が増大し、駆動回路基板5を小型化する場合においては支障をきたすことがある。特に駆動回路基板をモータケースの内側に配置するものでは、電動送風機全体の大型化を招く結果となる。しかしながら、本発明の構成によると、直流電源部21の高圧側及び低圧側の配線32、33をリード配線Lにより形成しているので、制御回路部等の配線パターン部(図示しない)の上部等に立体的に配置することができる等、直流電源部21の配線パターンを設けなくともよいので駆動回路基板5の小型化には好適である。
By the way, in the case of the electric blower 1 used for a vacuum cleaner, since the drive current is large, it is generally necessary to increase the wiring pattern width of the power supply unit. As a result, the pattern formation area increases, which may cause problems when the
しかも、本発明では後述するように、リード配線Lが風路窓にはみだすことを防止するリード線はみだし防止手段を設けている。このため、リード配線Lが風路窓30側にはみ出した場合の不具合、すなわち、ファンから排気口に至る風路の風路抵抗を増大して吸込効率が低下することや、リード配線Lが風路を流れる空気の外力を受けて接続部位等に亀裂等が生じることを防止できる。
In addition, in the present invention, as will be described later, lead wire protrusion preventing means for preventing the lead wiring L from protruding into the air passage window is provided. For this reason, the trouble when the lead wire L protrudes to the
本発明の風路窓30へのリード線はみだし防止手段として、図1に示すようにねじを駆動回路基板5の下部に突出するように保持部材35を設ける。このように風路窓30とリード配線Lとの間に保持部材35、35を配置することで、リード配線Lが風路窓30へはみ出さないようにすることができる。しかも、リード線Lの風路窓へのはみだしを防止するための構成を、別途設けずに、駆動回路基板5をフレーム2に固定するための保持部材35を利用したから、駆動回路基板5の構造を簡略化できる。
As shown in FIG. 1, a holding
次に、リード配線が風路側にはみ出すことを防止するための他の実施の形態を図9および図10を用いて説明する。図9に示すようにフレーム2の下部側で通風口2aより中心側であって、駆動回路基板5の風路窓30に挿入可能な筒部材40を取り付ける。この筒部材40はファン8で吸い込まれた空気を風路窓30に案内する機能を有するが、その形状は風路窓30が円形の場合は円筒形が好ましく、風路窓30の形状によって適宜設計的に選ばれる。筒部材40には、筒側壁に通風口40aが設けられ、フレーム2の通風口2aから吐出される風が駆動回路基板5の風路窓30へ案内される。駆動回路基板5の風路窓30へ筒部材40が挿入され、風路窓30とリード配線Lとの間に筒部材40が配設される。また、駆動回路基板5の外周端部がモータケース3aの内壁の一部に設けられた切込溝に挿入され固定される。
Next, another embodiment for preventing the lead wiring from protruding to the air passage side will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 9, a
このように駆動回路基板5が取り付けられることにより、上記したようにリード配線Lは、筒部材40の外側に配置されるので、風路内にはみ出すこともなく、風路抵抗を増大させることもない。
By attaching the
この実施の形態によれば、ファン8で吸い込まれた空気を風路窓30に案内する機能とリード配線Lの風路窓へのはみだしを防止する機能とを筒状部材40に持たせることができるので、簡単な構成で吸い込み効率の低下を抑制することができる。
According to this embodiment, the
なお、上記した筒部材40は、フレーム2の下部側に固定する場合について例示したが、例えば、駆動回路基板5の風路窓30に直接固定するようにしてもよい。
In addition, although the above-mentioned
また、上記の実施の形態において、電動送風機1を構成するファン部4とモータ部3をフレーム2で一体的に保持する場合について例示したが、例えば、モータケース3aの上端部とファン部4のファンカバー4aを嵌合させ、ファン部4の中心部に軸受部12を設けてモータ軸6を保持する構成でもよい。
Moreover, in said embodiment, although illustrated about the case where the
1 電動送風機
2 フレーム
3 モータ部
5 駆動回路基板
7 整流板
8 遠心ファン
9 吸引開口部
11 通風口
13 回転子
14 固定子
52 固定子巻線
20 駆動回路
23 電力制御素子
24 ドライブ回路
25 固定子巻線
30 風路窓
32 高圧側の電源配線
33 低圧型の電源配線
35 保持部材
1 Electric blower
2
Claims (3)
前記駆動回路基板に前記ファンから前記排気口に至る空気を通過させる風路窓を設け、前記駆動回路基板に実装された前記ブラシレスDCモータの駆動電源部と電力制御素子とを接続するリード配線を設け、前記リード配線の風路窓へのはみだしを防止する防止手段が設けられたことを特徴とする電動送風機。 A brushless DC motor, a motor case for supporting the outer periphery of the stator of the brushless DC motor, and a drive circuit board provided inside the motor case and provided with a control element for controlling the power of the brushless DC motor; An electric blower that includes a fan that is rotated by the brushless DC motor and that discharges air sucked by the fan from an exhaust port formed in the motor case.
The drive circuit board is provided with an air passage window through which air from the fan to the exhaust port passes, and lead wiring for connecting the drive power supply unit of the brushless DC motor mounted on the drive circuit board and the power control element is provided. An electric blower characterized in that it is provided with prevention means for preventing the lead wiring from protruding into the air passage window.
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---|---|---|---|
JP2005212091A JP2007032281A (en) | 2005-07-22 | 2005-07-22 | Electric blower |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009293821A (en) * | 2008-06-03 | 2009-12-17 | Keihin Corp | Temperature detector |
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2005
- 2005-07-22 JP JP2005212091A patent/JP2007032281A/en active Pending
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