JP2008306828A - 電動送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】巻線の冷却効率が向上され、銅量の低減、及び通風抵抗の低減ができる高効率かつ低価格な電動送風機を得る。
【解決手段】固定部である界磁部１及び回転部である電機子部３からなるモータ部１０と、上記電機子部の回転中心に設けられた軸３３に固定されたファン４１と、このファンによって付勢された風を上記モータ部に導入する通風口４３ａが形成されたブラケット４３とを備えた電動送風機において、上記界磁部は、開口部に連なる両側部に界磁歯部１１ｂが形成され中央部にこれら界磁歯部を繋ぐ界磁継鉄部１１ｃが形成された略馬蹄形状をなす界磁鉄心１１と、上記界磁継鉄部に巻回された界磁巻線１２からなり、上記界磁巻線は、上記ブラケットに設けられた通風口４３ａに対して大凡軸方向に対向するように配設した。
【選択図】図１

Description

この発明は例えば電気掃除機等に好ましく用いることができる電動送風機に関する。

従来の電動送風機として、界磁鉄心外郭とブラケット内周で形成される複数の通風路を遮断するシールプレートをモータ内部に構成することにより、通風路に流れていた吸入風も全て界磁内部のスロット空隙部に流し、界磁・電機子コイルの冷却効率を高めた電動送風機がある（例えば、特許文献１参照）。また、従来の別の電動送風機として、界磁鉄心をファンによる気流の上流側に向かって幅狭となる形状とし、ファンにより発生する気流がモータ内をスムーズに通過できるようにして通気抵抗を低減し、冷却効率を高めた電動送風機がある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１−２３４８９７号公報（第１頁、図１） 特開２００１−３４６３４３号公報（第１頁、図１）

従来の上記特許文献１のような電動送風機では、界磁・電機子コイルの冷却効率は向上するが、通風路を完全に遮断したために、通風抵抗が増加し電動送風機の特性を低下させるという問題があった。
また、上記特許文献２のような電動送風機では、界磁鉄心による通気抵抗は低減するが、界磁鉄心の断面積が小さくなり、界磁磁束の磁路を確保するために、界磁鉄心が軸方向に厚くなり、その結果、電動送風機が軸方向に長くなるという問題があった。

この発明は、上記のような従来技術の課題を解消するためになされたものであり、巻線の冷却効率が向上され、銅量の低減、及び通風抵抗の低減ができる電動送風機を得ることを目的としている。

この発明に係る電動送風機は、固定部である界磁部及び回転部である電機子部からなるモータ部と、上記電機子部の回転中心に設けられた軸に固定されたファンと、このファンによって付勢された風を上記モータ部に導入する通風口が形成されたブラケットとを備えた電動送風機において、上記界磁部は、開口部に連なる両側部に界磁歯部が形成され中央部にこれら界磁歯部を繋ぐ界磁継鉄部が形成された略馬蹄形状をなす界磁鉄心と、上記界磁継鉄部に巻回された界磁巻線からなり、上記界磁巻線は、上記ブラケットに設けられた通風口に対して大凡軸方向に対向するように配設されてなるものである。

この発明においては、界磁巻線がブラケットに設けられた通風口に対して大凡軸方向に対向するように配設したことにより、冷却風の転向角度を小さくすることができ、通風抵抗が低減され界磁巻線の冷却効率が向上する。また、界磁巻線を整列巻き容易なボビン巻とすることが可能となるため、冷却効率が向上し、銅量も低減できる。

実施の形態１．
図１及び図２は、本発明の実施の形態１による電動送風機を説明するもので、図１は要部縦断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線における矢視断面図である。なお、各図を通じて同一符号は同一または相当部分を示すものとする。図において、固定部である界磁部１は、開口部１１ａに連なる両側部に界磁歯部１１ｂが対向して形成され中央部にこれら界磁歯部１１ｂ相互を繋ぐ界磁継鉄部１１ｃが形成された略馬蹄形状をなす界磁鉄心１１と、上記界磁継鉄部１１ｃにボビン１３を介して巻回された界磁巻線１２とからなる。上記界磁鉄心１１は、電磁鋼板を所定枚数積層することで形成され、材質が非磁性である略筒状のフレーム２内に、周方向に複数の空所Ｖを形成して固定されている。

回転部である電機子部３は、界磁歯部１１ｂの内周面に対して空隙を介して配設された電磁鋼板を複数枚積層してなる電機子鉄心３１と、この電機子鉄心３１のスロットに巻回された電機子巻線３２を備えており、その回転中心には回転軸である軸３３が固定され、電機子巻線３２は整流子３４に接続されている。上記軸３３における電機子部３の一側部（図１の左側）外側にはブロア部４が設けられている。ブロア部４は軸３３に固着されたファン４１と、このファン４１によって付勢された風を上記界磁部１、電機子部３及び軸３３からなるモータ部１０の方向に導く通風路４２が形成され、フレーム２の一端部２ａに固定されたブラケット４３と、通風路４２に設けられた案内羽根４４と、吸気口４５を有するファンカバー４６によって構成されている。

なお、界磁巻線１２はブラケット４３の外周部寄りに設けられた多数の通風口４３ａの内、この例では図１の下側に位置する通風口４３ａに対して大凡軸方向に対向するように、下流側における軸３３に略平行な方向に位置している。また、軸３３の一端部はブラケット４３の中心部に保持された軸受３３ａに、他端部はフレーム２の他端部側に形成された底部２ｂに保持された軸受３３ｂにそれぞれ回転自在に支承されている。また、フレーム２の他端部側にはモータ部１０内に通風された風を外部に排出するための複数の排気口２ｃが設けられている。なお、整流子３４に摺接するブラシ装置、界磁巻線１２のリード線などは図示を省略している。

次に上記のように構成された実施の形態１の動作について説明する。モータ部１０に電圧が印加されると電機子部３が高速で回転する。電機子部３が回転することにより軸３３に固定されたファン４１が回転する。よってファン４１が高速回転することにより、ブロア部４を構成するファンカバー４６の中心部に設けられた吸気口４５より空気が矢印Ａで示すように吸い込まれ、ファン４１の回転部分を通って放射方向外周部に向かった後、案内羽根４４で風の流れが転向され、ブラケット４３にあけられた通風口４３ａを通り、モータ部１０へ導かれる。モータ部１０へ導かれた風は各構成部材の隙間や空所Ｖを通過してモータ部１０を冷却した後、フレーム２の他端部側にあけられた排気口２ｃからモータ外部に矢印Ｂのように排出される。

上記のように構成された実施の形態１によれば、界磁巻線１２がファン４１の風吐出部に近いブラケット４３の外周寄りの通風口４３ａ近傍に配置可能となり、案内羽根４４での風の転向角度を小さくできる。また、界磁巻線１２は通風口４３ａに対して大凡軸方向に対向するように、下流側における軸３３に略平行な方向に位置しているので、界磁巻線１２までの通風路４２Ａの風路長を短くすることができるため、通風抵抗が低減し、界磁巻線１２の冷却効率が向上する。また、界磁鉄心１１の開口部１１ａから直接巻線を施すことができるため、界磁巻線１２が整列巻き容易なボビン巻が可能となる。したがって、界磁巻線１２の巻線周長が短くなり銅量が低減でき、冷却効率が向上すると共に、界磁継鉄部１１ｃがファン４１による気流の上流側に向かって幅狭な形状となるため、通気抵抗も低減できる。また、銅量が低減できることでコストも低減できる。

実施の形態２．
図３及び図４は、本発明の実施の形態２による電動送風機を説明するもので、図３は要部縦断面図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線における矢視断面図である。図において、この実施の形態２は、フレーム２Ａの一端部側（図３の左側）の周部の所定部（図３の上方部）を径方向に広げた通風部２１を形成することで、ブラケット４３の図３の上方部の通風口４３ａからモータ部１０内に導入された風を、両界磁歯部１１ｂ間の電機子部３、特に電機子巻線３２に直線的に最短距離で導くための通風路４２Ｂを形成したものである。その他の構成は上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

上記のように構成された実施の形態２においては、実施の形態１の効果に加えて、ファン４１により付勢され通風口４３ａからモータ部１０内に吐出された風が、通風部２１により形成された通風路４２Ｂを通って開口部１１ａを含む両界磁歯部１１ｂ間に略直線的に案内されるようにしたことで、電機子巻線３２に対して電機子鉄心３１のスロット開口部から直接、風をあて冷却できるため、電機子巻線３２の冷却効率が向上するという効果が得られる。なお、実施の形態２では、上記実施の形態１の構成をそのまま利用しているが、該実施の形態１の構成部分の内、界磁巻線１２をブラケット４３に設けられた通風口４３ａに対して大凡軸方向に対向するように配設した部分を省いても良い。その場合には、電機子巻線３２に対して電機子鉄心３１のスロット開口部から直接、風をあて冷却できるため、電機子巻線３２の冷却効率が向上するという効果が得られる。

実施の形態３．
図５は本発明の実施の形態３による電動送風機に用いた界磁巻線をブロア部側から見た正面図である。図において、界磁巻線１２は、隣接する上下層のコイルの巻線方向が交差するクロスポイント１２ａ部分をブロア部４側の辺にのみ集中して配置する構造とした。なお、界磁巻線１２の４辺の内、他の３辺は上下層のコイルの巻線方向が互いに平行でクロスしていない。その他の構成は上記実施の形態１または２と同様であるので説明を省略する。
この実施の形態３においては、上記のように界磁巻線１２が交差するクロスポイント１２ａをブロア部４側の通風口４３ａ側に向けて集中させたことにより、ファン４１よりモータ部１０内に吐出された風が直接あたるブロワ部４側の界磁巻線１２の表面積を広くすることができるため、界磁巻線１２の冷却効率が向上するという更なる効果が得られる。

実施の形態４．
図６は本発明の実施の形態４による電動送風機に用いた界磁部の界磁巻線を示す断面図である。図において、界磁巻線１２Ａの表面は複数の山切状の凹凸が形成されている。その他の構成は上記実施の形態１または２と同様であるので説明を省略する。
上記のように構成された実施の形態４によれば、界磁巻線１２Ａを山切状に施したことにより、界磁巻線１２Ａの表面積を広くすることができるため、界磁巻線１２Ａの冷却効率が向上するという更なる効果が得られる。

実施の形態５．
図７は本発明の実施の形態５による電動送風機に用いた界磁部の界磁巻線を示す断面図である。図において、界磁鉄心１１の界磁継鉄部１１ｃに装着されたボビン１３Ａの周面には巻線方向に略平行な複数の分散壁１３ａが形成され、界磁巻線１２Ｂは分散壁１３ａによって複数に分散されて巻回されている。その他の構成は上記実施の形態１または２と同様であるので説明を省略する。
上記のように構成された実施の形態５においては、界磁巻線１２Ｂが分散壁１３ａによって複数に分散されていることにより、界磁巻線１２Ｂの表面積が広くなっているため、界磁巻線１２Ｂの冷却効率が向上するという更なる効果が得られる。

本発明の実施の形態１による電動送風機を示す要部縦断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線における矢視断面図である。 本発明の実施の形態２による電動送風機を示す要部縦断面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線における矢視断面図である。 本発明の実施の形態３による電動送風機に用いた界磁巻線をブロア部側から見た正面図である。 本発明の実施の形態４による電動送風機に用いた界磁部の界磁巻線を示す断面図である。 本発明の実施の形態５による電動送風機に用いた界磁部の界磁巻線を示す断面図である。

符号の説明

１ 界磁部、 １０ モータ部、 １１ 界磁鉄心、 １１ａ 開口部、 １１ｂ 界磁歯部、 １１ｃ 界磁継鉄部、 １２、１２Ａ、１２Ｂ 界磁巻線、 １２ａ クロスポイント、 １３、１３Ａ ボビン、 １３ａ 分散壁、 ２ フレーム、 ２ａ 一端部、 ２ｂ 底部、 ２ｃ 排気口、 ２１ 通風部、 ３ 電機子部、 ３１ 電機子鉄心、 ３２ 電機子巻線、 ３３ 軸、 ３３ａ 軸受、 ３３ｂ 軸受、 ３４ 整流子、 ４ ブロア部、 ４１ ファン、 ４２ 通風路、 ４２Ａ、４２Ｂ 通風路、 ４３ ブラケット、 ４３ａ 通風口、 ４４ 案内羽根、 ４５ 吸気口、 ４６ ファンカバー、 Ｖ 空所。

Claims (6)

1. 固定部である界磁部及び回転部である電機子部からなるモータ部と、上記電機子部の回転中心に設けられた軸に固定されたファンと、このファンによって付勢された風を上記モータ部に導入する通風口が形成されたブラケットとを備えた電動送風機において、上記界磁部は、開口部に連なる両側部に界磁歯部が形成され中央部にこれら界磁歯部を繋ぐ界磁継鉄部が形成された略馬蹄形状をなす界磁鉄心と、上記界磁継鉄部に巻回された界磁巻線からなり、上記界磁巻線は、上記ブラケットに設けられた通風口に対して大凡軸方向に対向するように配設されたことを特徴とする電動送風機。
2. 固定部である界磁部及び回転部である電機子部からなるモータ部と、このモータ部を包囲するフレームと、上記電機子部の回転中心に設けられた軸に固定されたファンと、このファンによって付勢された風を上記モータ部に導入する通風口が形成されたブラケットとを備えた電動送風機において、上記界磁部は、開口部に連なる両側部に界磁歯部が形成され中央部にこれら界磁歯部を繋ぐ界磁継鉄部が形成された略馬蹄形状をなす界磁鉄心と、上記界磁継鉄部に巻回された界磁巻線からなり、上記フレームは上記ブラケットの通風口から導入された風を上記界磁歯部の間に略直線的に導くように径方向に広げられた通風部が形成されていることを特徴とする電動送風機。
3. 固定部である界磁部及び回転部である電機子部からなるモータ部と、このモータ部を包囲するフレームと、上記電機子部の回転中心に設けられた軸に固定されたファンと、このファンによって付勢された風を上記モータ部に導入する通風口が形成されたブラケットとを備えた電動送風機において、上記界磁部は、開口部に連なる両側部に界磁歯部が形成され中央部にこれら界磁歯部を繋ぐ界磁継鉄部が形成された略馬蹄形状をなす界磁鉄心と、上記界磁継鉄部に巻回された界磁巻線からなり、上記界磁巻線は、上記ブラケットに設けられた通風口に対して大凡軸方向に対向するように配設され、上記フレームは上記ブラケットの通風口から導入された風を上記界磁歯部の間に略直線的に導くように径方向に広げられた通風部が形成されていることを特徴とする電動送風機。
4. 上記界磁巻線は、クロスポイントが上記ブラケットの通風口側に向けて集中して配設されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の電動送風機。
5. 上記界磁巻線は、複数の山切状に施されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の電動送風機。
6. 上記界磁巻線は、上記界磁鉄心に対して複数に分散させて施されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の電動送風機。

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