JP2011229746A - 電動送風機及び電気掃除機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】モーター部16とファン部35とで構成され、遠心ファン29からの吐出気流を、ディフューザ25を介して、モーターケース3内へ導入し、ローター8を冷却する電動送風機2において、ローター8は、回転軸10と、回転軸10に装着され、外周にスロット15を形成するローターコア11と、スロット15に配設される電機子コイル12とで構成されるとともに、ローターコア11の軸方向両端側に、電機子コイル12がスロット15から露出するコイルエンド17を有し、コイルエンド17の外周部を覆うリングカバー20を備える。
【選択図】図4
Description
一般的な電動送風機は、モーター部とファン部とで構成されている。前記モーター部は、一端側を開口した円筒状のモーターケースと、該モーターケース内に収納されるローター及びステーターと、前記モーターケースの開口に配設されるエンドブラケットとから構成され、前記モーターケースとエンドブラケットにより、前記ローターの回転軸を軸支している。前記ファン部は、前記エンドブラケットを貫通した前記ローターの回転軸に装着される遠心ファンと、該遠心ファンの下流側に配設されるディフューザと、前記遠心ファン及びディフューザを覆うファンカバーとにより構成されている。
この構成により、遠心ファンからの吐出気流を、ディフューザを介してエンドブラケット側から前記モーターケース内へ導入し、モーター部の冷却風として利用することで、ローターやステーター等を冷却し、発熱によるエネルギー損失(銅損)を低減させるようになっている。
前記ローターは、回転軸と、外周に磁極片を形成すると共に、磁極片間にスロットを形成するローターコアと、スロットに巻回される電機子コイルとで構成され、ローターコアの回転軸両端側に、電機子コイルがスロットから露出して積み重なることによりコイルエンドが形成されている。電機子コイルは、複数の磁極片を跨ぐようにスロットに分布巻きに巻装されるため、コイルエンドは、回転軸側になるに従って軸方向に膨出するように形成されている。このコイルエンドの表面は、巻装された電機子コイルによって凹凸状に形成され、この凹凸により、ローターが回転した際に乱流が発生する。このコイルエンドの凹凸によって発生する乱流が冷却風の流れを阻害し、電動送風機の特性を悪化させる(風損)という問題があった。
本発明は、電機子コイルの冷却効率を維持しつつ、ローターに起因する風損を簡単な構成で低減させることが可能な電動送風機及びその電動送風機を有する電気掃除機を提供するものである。
前記エンドブラケットを貫通した前記ローターの回転軸に装着される遠心ファンと、該遠心ファンの下流側に配設されるディフューザと、前記遠心ファン及びディフューザを覆うファンカバーとで構成されるファン部と、により構成され、
前記遠心ファンからの吐出気流を前記ディフューザを介して、前記エンドブラケット側から前記モーターケース内へ導入し、前記ローターを冷却する電動送風機であって、
前記ローターは、前記回転軸と、該回転軸に装着され、外周にスロットを形成するローターコアと、前記スロットに配設される電機子コイルとで構成されるとともに、前記ローターコアの軸方向両端側に、前記電機子コイルが前記スロットから露出するコイルエンドを有し、コイルエンドの外周部を覆うリングカバーを備えたことを特徴とする。
また、前記スロットに嵌着され、前記電機子コイルを固定するウェッジを有し、該ウェッジと前記リングカバーとが一体成型されて形成される被覆部材を備えることが好ましい。
さらに、前記ローターの遠心ファン側に位置するコイルエンドに、前記リングカバーを装着することが好ましい。
さらに、前記ローターコアの前記遠心ファン側から装着される前記被覆部材と、前記整流子側から装着される前記被覆部材とを備えることが好ましい。
また、電気掃除機の電動送風機として配設されることが好ましい。
請求項2によると、請求項1の効果に加えて、リングカバーがウェッジと一体成型されるので、コストを低減することができる等の効果を奏する。
請求項3によると、請求項1の効果に加えて、遠心ファン側のコイルエンドにおける乱流を極力低減することができる等の効果を奏する。
請求項4によると、請求項1の効果に加えて、整流子への電機子コイルの接続により凹凸が大きくなる整流子側のコイルエンドの乱流を極力低減することができる等の効果を奏する。
請求項5によると、請求項3と請求項4の効果を得ることができる等の効果を奏する。
請求項6によると、請求項1乃至請求項4に示される高特性の電動送風機を備えることで、吸引力を向上させた電気掃除機を提供することができる等の効果を奏する。
まず、電気掃除機について詳述する。
図13に示すように、電気掃除機は、集塵室(図示せず)及び電動送風機2を内蔵する掃除機本体1と、一端が前記掃除機本体1に接続され、他端に手元側接続管が形成されるホース(図示せず)と、該ホースに接続される延長管(図示せず)と、該延長管の先に接続される床用吸込具(図示せず)とを有している。前記手元側接続管には、外周部に把持部(図示せず)が形成されており、該把持部の上面には操作パネルが形成されている。被掃除面の塵埃は、床用吸込具から吸引され、延長管及びホース内を流れて、掃除機本体1の集塵室内に集塵される。
次に本発明の実施形態の電動送風機2について以下に詳述する。
前記ローター8と、前記ステーター7と、前記エンドブラケット6と、前記モーターケース3とで、モーター部16が構成されている。
前記電機子コイル12は、図2及び図16に例示されるように、複数の前記磁極片14を跨ぐように前記スロット15に分布巻きに巻装されることにより、前記ローターコア11の軸方向両端側にコイルエンド17が形成される。前記コイルエンド17は、電機子コイル12が分布巻きに巻装されるため、前記スロット15から露出した電機子コイル12が前記ローターコア11の回転軸10側になるに従って軸方向に突出するように膨出する略半球形状に形成される。前記コイルエンド17外周部には、図2に示されるように、各磁極片14の軸方向両端付近に、磁極片14の幅によって電機子コイル12が巻装されず、電機子コイル12が占有しない空間となる略三角形状の隙間18が形成される。
図4乃至図7において、19は前記ローターコア11上下両端部のコイルエンド17外周部を覆うように装着される被覆部材で、絶縁性を有する耐熱性合成樹脂製により形成されており、環状に形成されたリングカバー20と、前記スロット15に挿入されてスロット15内の電機子コイル12の外周を覆うウェッジ21とを一体形成している。前記リングカバー20の内周部分には、開口部22が形成されており、該開口部22から前記コイルエンド17の電機子コイル12を露出される。前記リングカバー20は、前記略三角形状の隙間18の外周を覆う側壁23と、側壁23から内径方向斜め上方向に向かって延設され、コイルエンド17外周側の上面を覆う覆い部24とを有しており、該覆い部24は、先端になるに従って漸次肉薄に形成されている。上下の前記コイルエンド17に被覆部材19をそれぞれ装着した状態で、前記ウェッジ21先端が互いに当接もしくは近接する長さに設定されている。前記ウェッジ21によって、前記スロット15に巻装された電機子コイル12が遠心力により飛び出すのを防止している。
本実施形態の被覆部材19をローターコア11に装着させると、コイルエンド17と覆い部24との間に段差が形成されるが、覆い部24は先端になるにつれて漸次肉薄に形成することで、段差が低くなるようになっており、更に、被覆部材19を装着した後にワニスを塗布するように構成しているので、覆い部24の内径側周面とコイルエンド17との間の段差を埋めることができるようになっている。
図9乃至図12において、25は前記フランジ4上面側に配設されるディフューザで、上面略中央にファン収納部26、上面外周側にボリュート壁27、下面にリターン翼28が形成されており、前記ファン収納部26略中央から前記回転軸10が貫通した状態で、前記エンドブラケット6にネジ止め固定される。29は前記ファン収納部26に配設され、前記回転軸10に抜け止め固定される遠心ファンで、上面略中央に形成される流入口30と、側面に形成される吐出口31とを有しており、遠心ファン29の回転により、前記流入口30から前記吐出口31へ流れる吐出気流が生じるようになっている。
32は前記フランジ4外周に嵌着され、前記ディフューザ25および前記遠心ファン29を覆うファンカバーで、前記流入口30と対向する位置に形成される吸込口33と、側面に形成される排気口34とを有している。
前記ファンカバー32が、モーターケース3フランジ4外周に嵌着されることで、ファンカバー32の壁面と、ディフューザ25のボリュート壁27とリターン翼28とで、遠心ファン29からの吐出気流を整流し、前記モーターケース3内へ導入するディフューザ流路を形成している。
而して、前記遠心ファン29、前記ディフューザ25と、前記ファンカバー32とで、吐出気流を発生させ、該吐出気流をモーターケース3内へ導入するファン部35が構成される。遠心ファン29からの吐出気流が、エンドブラケット6側よりモーターケース3内に導かれ、ステーター7及びローター8等を冷却して、モーターケース3の側面開口5より排気される。
この構成により、ステーター7及びローター8等が冷却されるため、前述の温度上昇による電気抵抗の増加を防ぐことができ、ステーター7やローター8等における銅損を低減するようになっている。
さらに、前述の通り、リングカバー20の覆い部24は、先端になるに従って漸次肉薄に形成されているので、コイルエンド17に塗布されるワニスによって、コイルエンド17と覆い部24との間の段差が埋められ、段差に起因する風損を低減することができる。
また、リングカバー20の開口部22からコイルエンド17に巻装される電機子コイル12の一部を露出させることができる。それにより、開口部22から露出した電機子コイル12が直接冷却風に曝されるので、電機子コイル12が冷却され、ローター8の冷却効率を維持することができる。
リングカバー20は、風損の主要因である略三角形状の隙間18を閉塞し、開口部22から露出させた電機子コイル12を冷却できるように構成されるため、本発明の電動送風機2は、風損を低減させるとともに、ローター8の冷却効率を維持することができる。
また、リングカバー20及びウェッジ21は一体成形されるため、リングカバー20を備えることによるローター8の製造コストの増加を低減することができる。
さらに、ローターコア11に被覆部材19を装着するのみという簡単な構成で、ローターに起因する風損を低減することができる。
2 電動送風機
3 モーターケース
4 フランジ
5 開口
6 エンドブラケット
7 ステーター
8 ローター
9 軸受
10 回転軸
11 ローターコア
12 電機子コイル
13 整流子
14 磁極片
15 スロット
16 モーター部
17 コイルエンド
18 略三角形状の隙間
19 被覆部材
20 リングカバー
21 ウェッジ
22 開口部
23 側壁
24 覆い部
25 ディフューザ
26 ファン収納部
27 ボリュート壁
28 リターン翼
29 遠心ファン
30 流入口
31 吐出口
32 ファンカバー
33 吸込口
34 排気口
35 ファン部
Claims (6)
- 一端側を開口した円筒状のモーターケースと、該モーターケース内に収納されるローター及びステーターと、前記モーターケースの開口に配設されるエンドブラケットとで構成されるモーター部と、
前記エンドブラケットを貫通した前記ローターの回転軸に装着される遠心ファンと、該遠心ファンの下流側に配設されるディフューザと、前記遠心ファン及びディフューザを覆うファンカバーとで構成されるファン部と、から構成され、
前記遠心ファンからの吐出気流を、前記ディフューザを介して、前記エンドブラケット側から前記モーターケース内へ導入し、前記ローターを冷却する電動送風機であって、
前記ローターは、前記回転軸と、該回転軸に装着され、外周にスロットを形成するローターコアと、前記スロットに配設される電機子コイルとで構成されるとともに、
前記ローターコアの軸方向両端側に、前記電機子コイルが前記スロットから露出するコイルエンドを有し、
該コイルエンドの外周部を覆うリングカバーを備えたことを特徴とする電動送風機。 - 前記スロットに嵌着され、前記電機子コイルを固定するウェッジを有し、該ウェッジと前記リングカバーとが一体成型されて形成される被覆部材を備えることを特徴とする請求項1記載の電動送風機。
- 前記ローターの遠心ファン側に位置するコイルエンドに、前記リングカバーを装着することを特徴とする請求項1記載の電動送風機。
- 前記ローターには、ローターコアの遠心ファンと対向する位置に整流子を設け、該整流子側に位置するコイルエンドに、前記リングカバーを装着することを特徴とする請求項1記載の電動送風機。
- 前記ローターコアの前記遠心ファン側から装着される前記被覆部材と、前記整流子側から装着される前記被覆部材とを備えることを特徴とする請求項2記載の電動送風機。
- 請求項1から請求項5のいずれかに記載の電動送風機を有することを特徴とする電気掃除機。
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