JP2008035668A - 電動送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】カーボンブラシからのカーボン粉のフレームでの溜まりを防止した電動送風機を提供する。
【解決手段】モータ２の一部を内部に収容したフレーム７に、モータ２の回転軸11の上端側に設けた遠心ファンの回転により排気風を外部に排出する排気口41と、排気口41の近傍かつモータ２のカーボンブラシ51に対して排気風Ｗの下流側に、排気風Ｗを通過させる切欠部44を設ける。排気風Ｗにより排気口41から排出したカーボンブラシ51からのカーボン粉を、切欠部44，44を介して排出し、カーボン粉がフレーム７に溜まることを防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、カーボンブラシを有するブラシ装置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、フレームに収容された電動機としてのモータと、このモータの回転軸に取り付けられた遠心ファンと、これらモータと遠心ファンとの間に位置してフレームに取り付けられた整流板であるディフューザと、遠心ファンを覆うファンカバーとを備えている。モータは、筒状の固定子であるステータと、回転軸および整流子すなわちコンミュテータを有しステータに対して回転自在に設けられた回転子すなわちロータであるアーマチュアと、コンミュテータのコンミュテータ片に先端が弾性的に押圧されて摺接する細長角柱状のカーボンブラシを有するブラシ装置とを有している。そして、モータに通電されることで、このモータが回転し、このモータの回転軸に取り付けられた遠心ファンが回動することで、ファンカバーの吸込口から外気を遠心ファン内に吸い込み、この遠心ファンから周囲に吹き出された空気がディフューザにより整流されてフレーム内に流入してモータを冷却するとともに、フレームに穿設された開口部である排気口からフレームの外部へと排気される（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−３１４４９８号公報（第３頁、図２）

カーボンブラシは、コンミュテータ片との摺接により、先端部から常時削れ、カーボン粉が発生している。

しかしながら、上述の電動送風機では、発生したカーボン粉が、排気風により排気口近傍のフレームの一部に溜まり、この溜まったカーボン粉により短絡が発生して電流が正常に流れなくなり、モータの動作に好ましくない影響を与え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、カーボンブラシからのカーボン粉のフレームでの溜まりを防止した電動送風機を提供することを目的とする。

本発明は、モータの少なくとも一部を内部に収容したフレームが、モータの回転軸の一端側に設けられた遠心ファンの回転により排気風を外部に排出する開口部と、この開口部の近傍かつモータのカーボンブラシに対して排気風の下流側に設けられ、この排気風を通過させる切欠部とを備えているものである。

本発明によれば、開口部の近傍かつモータのカーボンブラシに対して排気風の下流側に切欠部を設けることで、排気風により開口部から排出されたカーボンブラシからのカーボン粉が切欠部を介して排出され、フレームに溜まることを防止できる。

以下、本発明の一実施の形態の電動送風機の構成を図１ないし図３を参照して説明する。

図３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、電動機としてのモータ２と、このモータ２に設けられた遠心ファン３と、これらモータ２と遠心ファン３との間に位置する整流板としてのディフューザ４とを備え、モータ２側を下側、遠心ファン３側を上側として配設されている。

モータ２は、モータ本体部６と、このモータ本体部６を保持する胴体ケースとしてのフレーム７と、このフレーム７に設けられたブラシ装置８とを有している。

モータ本体部６は、回転中心となる出力軸としての回転軸11と、この回転軸11の外周面に設けられた円筒状の整流子としてのコンミュテータ12および回転子としての電機子であるアーマチュア13と、固定子としてのステータ14とを備えている。

回転軸11は、軸方向の他端部である上端部が、ディフューザ４に挿通され、この上端部に遠心ファン３が設けられている。

コンミュテータ12は、導電性を有し、複数の整流子片としてのコンミュテータ片12aに周方向に分割されており、回転軸11の外周面に固定されてこの回転軸11と一体に回転するもので、外周面にブラシ装置８の先端部が摺接している。

アーマチュア13は、コンミュテータ12よりも上方の回転軸11の外周面に固定されるとともにステータ14の内周側に配置され、コンミュテータ12と電気的に接続されている。

ステータ14は、平面視四角形状のステータコア16を有し、フレーム７とディフューザ４との間に配設されている。

ステータコア16は、鉄板が多数積層されて板状に設けられ、中心部に、アーマチュア13が挿入される挿入孔部18が穿設されている。すなわち、この挿入孔部18は、内周部がアーマチュア13の外周面に所定の間隙を介して対向している。

フレーム７には、下部から上部へと、モータヘッド部21、フレーム本体枠部22、および、保持枠部23が、例えば合成樹脂などにより一体に順次設けられている。

モータヘッド部21には、回転軸11の下端部を回転可能に軸支するベアリング25および回転軸11を軸方向に付勢するスラストばね26が収容されている。

フレーム本体枠部22は、図１および図２に示すように、モータヘッド部21から径方向に突出した突出支持部28，28と、これら突出支持部28，28の近傍に設けられブラシ装置８が取り付けられるブラシ取付部29，29とを有している。

突出支持部28，28は、モータヘッド部21の平面視の中心部に対して互いに対称に径方向へと突設されている。そして、各突出支持部28は、その先端部から保持枠部23すなわち上側へと、モータ本体部６のコンミュテータ12およびアーマチュア13の外周に対向するリブ状の支持柱部31がそれぞれ延設されている。

各ブラシ取付部29は、モータヘッド部21の平面視の中心部に対して互いに対称に径方向へと突設され、各突出支持部28に対して、回転軸11の回転方向Ｒの前側すなわち上流側の近傍に位置し、各突出支持部28よりも突出量が大きくなっている。

また、各ブラシ取付部29の先端部には、保持枠部23すなわち上側へと、モータ本体部６のコンミュテータ12およびアーマチュア13の外周に対向するブラシ取付支持柱部33がそれぞれ延設され、これらブラシ取付支持柱部33は、各突出支持部28の支持柱部31と連続し、これら連続部の上端部に、フレーム７をディフューザ４に固定する螺子34を止めるための螺子止め台部35が形成されている。

さらに、各ブラシ取付部29には、図３に示すように、中心軸方向へと、ブラシ装置８が挿入されるブラシ取付孔36がそれぞれ穿設されている。

保持枠部23は、図２に示すように、平面視で四角形状に形成され、ステータコア16（図１）の下側面と、内側面と、上側面とを保持する部分であり、このステータコア16の中心に対して互いに対向する位置に、ステータコア16の内部に固定極であるＮ極およびＳ極を形成するコイル38を保持している。

また、この保持枠部23の互いに対向する２つの角部には、端子台39，39が下方へと突設されている。これら端子台39，39は、それぞれ突出支持部28，28に対して回転軸11の回転方向Ｒの後方に位置している。さらに、各端子台39には、所定の電源部と電気的に接続される端子39a，39aが設けられ、これら端子39a，39aのそれぞれは、コイル38に電気的に接続されている。

そして、図１および図２に示すように、保持枠部23と、各突出支持部28の支持柱部31と、モータヘッド部21と、回転軸11の回転方向Ｒの後方に位置する各ブラシ取付部29のブラシ取付支持柱部33との間には、開口部としての排気口41がそれぞれ開口形成されている。また、各排気口41の近傍である下縁部には、モータヘッド部21の外周縁部に沿って、円弧状のフランジ部42が形成されている。

各排気口41は、電動送風機１の駆動により吸い込んだ空気が排気風Ｗとして電動送風機１の外部へと排気される開口部であり、この排気口41には、コイル38が位置しているとともに、この排気口41により、フレーム７内のコンミュテータ12とブラシ装置８の一部とが外部から目視可能となっている。

各フランジ部42は、フレーム７の補強用に形成されたものであり、突出支持部28と、この突出支持部28に対して回転軸11の回転方向Ｒの後方に位置するブラシ取付部29との間に亘って水平リブ状に連続形成されている。また、各フランジ部42の回転軸11の回転方向前端部、すなわち、突出支持部28の回転軸11の回転方向Ｒの後方には、切欠部44がそれぞれ切り欠き形成されている。

各切欠部44は、例えば突出支持部28と回転軸11の回転方向Ｒの後方に位置するブラシ取付部29との略中間の位置から突出支持部28の基端部へとフランジ部42を略直線状に切り欠いて形成されている。したがって、切欠部44，44は、平面視でモータ２の回転軸11の回転中心に対して互いに略対称な位置に形成されている。また、各切欠部44は、排気口41の下縁部と連通して、この排気口41から排気される排気風Ｗが通過可能となっている。

なお、各切欠部44は、開口量を大きくすると排気風Ｗの排気効率は向上するものの、フランジ部42の強度が小さくなるので、これらのバランスを考慮して適宜設定する。

一方、各ブラシ装置８は、図３に示すように、カーボンブラシ51と、このカーボンブラシ51を保持するブラシ保持器52と、このブラシ保持器52に収容された付勢部材としてのばね53と、このブラシ保持器52に設けられた端子54とをそれぞれ有している。

カーボンブラシ51は、長手方向の一端部がブラシ保持器52からフレーム７の中心軸方向に突出し、コンミュテータ12の外周面に摺接してこのコンミュテータ片12a（図１）と電気的に導通するとともに、長手方向の他端部がブラシ保持器52に挿入されている。このため、図１に示すように、各カーボンブラシ51は、その先端部が切欠部44に対してモータ２の回転軸11の回転方向Ｒの上流側の近傍に位置している。換言すれば、各切欠部44は、カーボンブラシ51に対して排気風Ｗの下流側に位置している。

ブラシ保持器52は、長手方向の一端部がブラシ取付孔36，36に挿入され、長手方向の他端部がフレーム７から外方に突出している。

ばね53は、カーボンブラシ51をコンミュテータ12の外周面に押圧するものである。

端子54は、ブラシ保持器52の長手方向の他端部に突設され、家庭用商用交流電源、あるいは電池などの図示しない電源部に電気的に接続されている。

ディフューザ４は、遠心ファン３からの風を整流してモータ２側へと流すもので、モータ２と遠心ファン３との間に位置し、フレーム７の上端部を閉塞するように、図示しない螺子などでフレーム７に取り付けられている。そして、このディフューザ４は、円板状の整流板本体56と、この整流板本体56に突設された固定翼としての複数のブレード57とを有している。

整流板本体56は、フレーム７の中心軸と同軸状に設けられ、整流板フランジ部61が外周部に突設されているとともに、回転軸11の上端部が挿通される挿通孔62が中心部に穿設されている。そして、整流板本体56の下部の中央部には、挿通孔62よりも径寸法が大きくこの挿通孔62と連通する平面視円形状の軸受支持部としての取付凹部63が、挿通孔62と同軸状に設けられ、この取付凹部63には、軸受としての円筒状のベアリング64が内部に嵌着されて収容されている。

ベアリング64は、回転軸11の上端部の外周面を回転可能に軸支するもので、回転軸11の周囲に配置されている。

また、ベアリング64の下部には、回転軸11に嵌着された抜け止め用のＥリング65が当接している。

各ブレード57は、ディフューザ４の中心部から外周方向に向かうように平面渦巻き状に設けられ、整流板本体56の周方向に互いに離間されている。このため、各ブレード57の間には、整流板本体56の外周部に連続する案内風路66が区画形成されている。また、この案内風路66は、整流板本体56に穿設された図示しない流通孔によりディフューザ４の上部である遠心ファン３側に連通している。

また、ベアリング64の上部と遠心ファン３との間の回転軸11には、スペーサ67が設けられている。このスペーサ67は、上端部がディフューザ４の上面よりも上方に突出している。

遠心ファン３は、回転軸11の上端部に設けられ、この回転軸11と一体的に回転する。また、遠心ファン３は、円板状に設けられた下部ファンプレート71、この下部ファンプレート71に対して所定の間隙を介して略平行に対向する上部ファンプレート72、および、これらファンプレート71，72の間に一体に設けられたファン翼73を備えている。

下部ファンプレート71は、モータ２の回転軸11が嵌挿される嵌挿孔75が中心部に穿設されている。また、この下部ファンプレート71の上下部には、回転軸11が挿通されるワッシャ孔76aをそれぞれ備えた円環状の座金であるファンワッシャ76，76が取り付けられている。そして、下側のファンワッシャ76は、下部ファンプレート71とスペーサ67との間に挟持され、上側のファンワッシャ76は、回転軸11の上端部に螺合されたナット77と下部ファンプレート71との間に挟持されている。

一方、上部ファンプレート72には、丸孔状の通風孔78が中心部に穿設されている。この通風孔78は、各ファンワッシャ76，76の外径寸法と略等しい径寸法に形成されている。そして、この上部ファンプレート72は、通風孔78の周囲から、下部ファンプレート71に向けて拡径されている。

ファン翼73は、平面視で通風孔78の周縁部近傍から遠心ファン３の外周方向に向かうように渦巻き状に設けられ、複数の吸気風路79を区画形成する壁状に形成されている。

そして、遠心ファン３は、略筒状のファンカバー81により上側が覆われている。

ファンカバー81は、ディフューザ４の整流板フランジ部61に下端部が嵌合されている。また、このファンカバー81は、上面の中心部に、遠心ファン３の通風孔78に連通する吸込口82が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。

電源部から端子54へと供給された電力によりモータ２が駆動し、回転軸11が遠心ファン３などと一体に回転すると、この遠心ファン３の回転により生じる負圧により吸込口82から電動送風機１内へと空気が吸い込まれる。この吸い込まれた空気は、通風孔78を介して遠心ファン３の上部ファンプレート72と下部ファンプレート71との間の吸気風路79に流入した後、ファン翼73に沿って遠心ファン３の外周方向へと吹き出される。

遠心ファン３から吹き出された空気は、ディフューザ４の流通孔から案内風路66へと流れ込み、ディフューザ４の整流作用によりブレード57に沿って整流されて静圧化され、モータ２側へと吹き出される。

そして、このモータ２側へと吹き出された空気は、ステータ14の内側面に沿って流れてこのステータ14を冷却した後、排気口41から排気風Ｗとしてフレーム７の外部へと排気される。

このとき、排気口41の近傍で、かつ、モータ２のカーボンブラシ51に対して排気風Ｗの下流側に切欠部44，44を設けることで、コンミュテータ12との摺接により発生して排気風Ｗにより排気口41から排出されたカーボンブラシ51からのカーボン粉が、切欠部44，44を介して排出され、フレーム７に溜まることを防止できる。

そして、カーボンブラシ51のカーボン粉がフレーム７に溜まらないことにより、電動送風機１を長時間運転した場合などでも短絡が防止され、端子54などへの電流が正常に流れて、モータ２の動作の信頼性が向上する。

すなわち、排気口41の下縁部を形成しフレーム７の強度を確保するためのフランジ部42は、水平状に形成されているから、切欠部44，44を設けない従来の場合では、排気口から排気された排気風がフランジ部に当たってこのフランジ部に沿って流れ、排気風に含まれるカーボンブラシのカーボン粉が溜まるおそれがあったので、切欠部44，44を介して排気風Ｗを通過させることで排気風Ｗがフランジ部42に沿って流れてカーボン粉がフランジ部42に溜まることを確実に防止できる。

さらに、切欠部44，44により排気風Ｗの流れが良好になり、電動送風機１内に吸い込まれた空気によるモータ２の冷却効率が向上する。

なお、上記一実施の形態において、切欠部44，44の形状は、任意に設定できる。

また、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の要部を示す斜視図である。 同上電動送風機を示す平面図である。 同上電動送風機を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 電動送風機
２ モータ
３ 遠心ファン
７ フレーム
８ ブラシ装置
11 回転軸
13 回転子としてのアーマチュア
14 固定子としてのステータ
41 開口部としての排気口
44 切欠部
51 カーボンブラシ

Claims (1)

1. 固定子と、回転軸を有し前記固定子に対して回転可能な回転子と、カーボンブラシを有するブラシ装置とを備えたモータと、
   このモータの少なくとも一部を収容したフレームと、
   前記回転軸の一端側に設けられた遠心ファンとを具備し、
   前記フレームは、
   前記遠心ファンの回転により排気風を外部に排出する開口部と、
   この開口部の近傍かつ前記カーボンブラシに対して前記排気風の下流側に設けられ、この排気風を通過させる切欠部とを備えている
   ことを特徴とした電動送風機。

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