JP2013019327A - 電動送風機およびそれを用いた電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】高速回転時のブラシレスモータの軸受冷却を小型でかつ低圧損の構成で実現し、高い送風性能と信頼性を有する電動送風機およびそれを用いた電気掃除機を提供する。
【解決手段】ブラシレスモータと、回転軸２に固定されたインペラ８と、インペラ８の外周に通風路を形成するエアガイド９ａと、インペラ８を覆いエアガイド９ａ前面に固定されたファンケース１０とを備え、エアガイド９ａは中央部に配置した熱伝導性のある円環状部材１１ａをその周囲の樹脂部材１２ａに密着させた状態でインサート成形することで形成され、エアガイド９ａは、円環状部材１１ａがモータフレーム６前面に突出した軸受保持部１３に圧入された状態でモータフレーム６に固定される構成にすることで、軸受５内部で発生した熱を円環状部材（円環状部材）１１ａを通じてエアガイド９ａの冷却部へ伝導させて連続的に放熱し、軸受を効率よく冷却することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、高速回転時のブラシレスモータの軸受冷却を小型でかつ低圧損の構成で実現し、高い送風性能と信頼性を有する電動送風機およびそれを用いた電気掃除機に関するものである。

従来、この種の電動送風機は家庭用の電気掃除機に多く利用されている（例えば、特許文献１〜３参照）。家庭用の電気掃除機の入力電力は限られており、より強い吸引力を得るためには電動送風機の送風性能を向上する必要がある。同時に、掃除のしやすさの視点から掃除機本体の小回りが良いことが望まれており、電動送風機を小型化する必要がある。電動送風機を小型化するにはインペラを高速回転させて径小化する必要があるが、回転数の増加に伴ない、インペラのアンバランス量の影響が大きくなり、軸受にかかる荷重が増大するとともに、転動体と内輪・外輪との接触回数が増えて摩擦による軸受の温度上昇が増えてしまうという課題がある。また、インペラからの気流でモータ内部を冷却しようとすると、曲がり損失が増えて電動送風機の性能が低下してしまい、小型化との両立が困難である。

図１３は、特許文献１に記載された従来の電動送風機の断面構成を示す図である。回転軸４０を有した回転子４１と、巻線を有した固定子４２と、固定子４２を内包し回転軸４０を支持する軸受４３を保持したフレーム４４とにより構成されたブラシレスモータを備えるとともに、複数枚のブレード４５を有し回転軸４０に固定されたインペラ４６と、インペラ４６の外周に配置されたエアガイド４７と、インペラ４６およびエアガイド４７を内包し、中央部に吸気口４８を配置し、フレーム４４に固定されたファンケース４９を備え、前記フレーム４４の外側に設けた外筒５０との間に、インペラ４６によって発生させ、エアガイド４７に導かれた空気をフレーム４４外周に沿って流す通気路５１を構成し、この外筒５０の外側に駆動用半導体素子５２を設置し、外筒５０の内部には他端がフレーム４４に当接し、気流と長手方向が一致するような冷却フィン５３を設け、冷却フィン５３と外筒５０、フレーム４４によって囲まれた独立通路の断面積が下流方向に徐々に拡大するようにフレーム４４又は外筒５０が傾斜した電動送風機５４が開示されている。

図１４は、特許文献２に記載された従来の電動送風機の断面構成を示す図である。電動機５５と、電動機５５により回転駆動されるファン５６と、ファン５６からの気流を整流するとともに、ディフューザ作用を有する整流板５７とからなる電動送風機５８と、電動送風機５８の回転数を制御するスイッチング素子５９とを備え、整流板５７を熱伝導性の高い材料によって形成し、整流板５７にスイッチング素子５９を密着させて固定した電動送風機５８が開示されている。

特開平１１−３３６６９６号公報 特開昭６３−９７１３０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の従来の電動送風機の構成では、外筒と冷却フィンについては熱伝導性の高い材質を用いているが、エアガイドの材質に関する記述はなく、家庭用掃除機用のエアガイドは一般に樹脂製であるので熱伝導性が低くエアガイドの風路へ
熱が伝導しにくいと同時に、軸受を保持するフレームだけでは高速回転時の軸受の熱を十分に放熱させることができず、軸受の温度が急激に上がり信頼性が低下してしまうという課題を有していた。

また、特許文献２に記載の従来の電動送風機の構成では、整流板を熱伝導性の高い材料で形成することでスイッチング素子の冷却は可能であるが、軸受の熱を効率的に整流板へ伝導させる構成については言及しておらず、軸受から整流板への風路への距離が遠いため、上記と同様、高速回転時の軸受冷却が十分に行えず、軸受の信頼性低下が懸念されるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、高速回転時のブラシレスモータの軸受冷却を小型でかつ低圧損の構成で実現し、高い送風性能と信頼性を有する電動送風機およびそれを用いた電気掃除機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の電動送風機は、回転軸を有するロータと前記ロータ外周に対向配置されたステータと前記回転軸の軸受を保持し前記ステータを覆うモータフレームとで構成されるブラシレスモータと、前記回転軸に固定されたインペラと、前記インペラの外周に通風路を形成するエアガイドと、前記インペラを覆い前記エアガイド前面に固定されたファンケースとを備え、前記エアガイドは中央部に配置した金属あるいは熱伝導性のある無機材料を用いた円環状部材と前記円環状部材の周囲に密着させた樹脂部材とが一体となり構成され、前記エアガイドは、前記円環状部材が前記モータフレーム前面に突出した軸受保持部に嵌合された状態で前記モータフレームに固定される構成をしている。

これによって、ブラシレスモータを高速で駆動させた際に、軸受内部で発生した熱と軸受周辺の熱とを、円環状部材を通じてエアガイドの冷却部へ伝導させ、インペラで発生した気流でエアガイドを強制冷却することで連続的に放熱するとともに、エアガイドの各々の風路で気流の動圧を静圧に変換することで、軸受を効率よく冷却して過度な温度上昇を抑えつつ、小型で高い送風性能を有する電動送風機を実現することができる。

また、本発明の電気掃除機は、信頼性が高く小型で高い送風性能を有する電動送風機を搭載しているので、強い吸引力を有しゴミ取れ性が良好であり、小回りの利く使い勝手がよい電気掃除機となる。

本発明の電動送風機は、エアガイドに円環状部材を有することで発熱源である軸受の熱をエアガイドの冷却部へ効率よく伝導させて、インペラからの気流で放熱することができるとともに、エアガイドの風路はディフューザ作用を有しているため、軸受を効率よく冷却して過度な温度上昇を抑えつつ、小型で高い送風性能を有する電動送風機を実現することができる。
また、このような電動送風機を用いた電気掃除機は、強い吸引力を有し、ゴミ取れ性が良好であり、電動送風機が軽量なので、小回りが利いて使い勝手がよい。

本発明の第１の実施の形態における電動送風機の一部断面図 同電動送風機の展開図 同電動送風機のインペラの一部断面斜視図 同電動送風機の軸受の一部断面図 同電動送風機を用いた電気掃除機の構成を表す断面図 本発明の第２の実施の形態における電動送風機の一部断面図 同電動送風機の円環状部材の斜視図 本発明の第３の実施の形態における電動送風機の一部断面図 同電動送風機のブラシレスモータの斜視図 同電動送風機の円環状部材の上面から見た斜視図 同電動送風機の円環状部材の底面から見た斜視図 同電動送風機の一部断面図 従来の電動送風機の断面図 従来の電動送風機の断面図

第１の発明は、回転軸を有するロータと前記ロータ外周に対向配置されたステータと前記回転軸の軸受を保持し前記ステータを覆うモータフレームとで構成されるブラシレスモータと、前記回転軸に固定されたインペラと、前記インペラの外周に通風路を形成するエアガイドと、前記インペラを覆い前記エアガイド前面に固定されたファンケースとを備え、前記エアガイドは中央部に配置した金属あるいは熱伝導性のある無機材料を用いた円環状部材と前記円環状部材の周囲に密着させた樹脂部材とが一体となり構成され、前記エアガイドは、前記円環状部材が前記モータフレーム前面に突出した軸受保持部に嵌合された状態で前記モータフレームに固定される構成とした電動送風機としたものである。これによって、ブラシレスモータを高速で駆動させた際に、軸受内部で発生した熱と、軸受周辺の熱を円環状部材を通じてエアガイドの冷却部へ効率よく伝導させて、インペラで発生した気流でエアガイドを強制冷却することで、ステータの熱を気流に伝達させてブラシレスモータ外部へ逃がすことができる。また、エアガイドの各々の風路はディフューザ作用を有しており、気流の流速を徐々に減速させながら動圧を静圧に変換することができるので、軸受を効率よく冷却して過度な温度上昇を抑えつつ、小型で高い送風性能を有する電動送風機を実現することができる。

第２の発明は、特に第１の発明において、エアガイドは、樹脂部材の底面と円環状部材の端面とが略同一面となるよう構成しているので、エアガイドの底面とモータフレーム前面との当接面が増えてエアガイドのガタツキを抑えてモータフレームにしっかりと固定することができる。

第３の発明は、特に第１または第２の発明において、円環状部材は、内周面に複数の溝を有し、軸受保持部の外周面に設けた複数の溝と互いに嵌め合う構成をしているので、複数の溝がない場合に比べて円環状部材と軸受保持部との接触面積を大きくすることができ、接触熱抵抗を小さくして軸受保持部から円環状部材への熱流量を増やすことができる。

第４の発明は、特に第１〜３のいずれか１つの発明において、円環状部材は、円環とこの円環の外周から延設した鍔部とで一体構成され、前記鍔部の底面とモータフレーム前面とが当接しているので、円環状部材とモータフレーム前面との接触面積を大きくすることができ、接触熱抵抗を小さくしてモータフレーム前面から円環状部材への熱流量を増やすことができる。

第５の発明は、特に第４の発明において、円環状部材の鍔部は、底面に複数の凸部を有し、モータフレームに設けた凹部に互いに嵌め合う構成をしているので、凹凸部がない場合に比べて円環状部材とモータフレーム前面との接触面積をさらに大きくして接触熱抵抗を大幅に小さくすることができ、モータフレーム前面から円環状部材への熱流量を大幅に増やすことができる。

第６の発明は、特に第１〜５のいずれか１つの発明において、エアガイドの樹脂部材は
、熱伝導性フィラーを有しているので、樹脂部材の内部に熱の通り道となる熱伝導路が形成され、樹脂部材の熱伝導性を大幅に高めることができるようになり、軸受保持部およびモータフレーム前面から円環状部材へ伝導してきた熱がエアガイドの冷却部へ伝わりやすくなり、放熱効果を大幅に向上することができる。

第７の発明は、請求項１〜６のいずれか１つの発明の電動送風機を搭載した電気掃除機とすることにより、強い吸引力を有しゴミ取れ性がよく、本体サイズが小さいので小回りの利く使い勝手がよい電気掃除機となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１〜図５は、本発明の実施の形態１における電動送風機の構成を示すものである。図１は同電動送風機の一部断面図であり、図２は同電動送風機のインペラの一部断面斜視図であり、図３は同電動送風機の展開図であり、図４は同電動送風機の軸受の一部断面図であり、図５は同電動送風機を用いた電気掃除機の構成を表す断面図である。

図１〜図４に示すように、電動送風機１ａは、回転軸２を有するロータ３とロータ３外周に対向配置されたステータ４と回転軸２の軸受５を保持しステータ４を覆うモータフレーム６とで構成されるブラシレスモータ７と、回転軸２に固定されたインペラ８と、インペラ８の外周に通風路を形成するエアガイド９ａと、インペラ８を覆いエアガイド９ａ前面に固定されたファンケース１０とを備え、エアガイド９ａは中央部に配置したアルミニウム製の円環状部材１１ａをその周囲のポニフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を用いた樹脂部材１２ａに密着させた状態でインサート成形することで構成され、エアガイド９ａは、円環状部材１１ａがモータフレーム６前面に突出した軸受保持部１３に圧入された状態でモータフレーム６に固定されている。また、エアガイド９ａは、樹脂部材１２ａの底面と円環状部材１１ａの端面とが略同一面を有し、エアガイド９ａ底面とモータフレーム６前面とが当接している。

また、図２に示すように、エアガイド９ａは、複数の案内翼１４ａを有し、その上面にファンケース１０が当接する状態で固定され、各々の案内翼１４ａ間に独立風路１５が形成されており、各々の独立風路１５はインペラ８外周からエアガイド９ａ外周にかけて流路断面積が連続的に大きくなっている。

また、図３に示すように、インペラ８は、板金製の前シュラウド１６とこれに対向する後シュラウド１７とで３次元翼を有するインデューサ１８および複数のブレード１９を挟持することで構成されている。軸受５には、図４に示すように、摩擦トルクが少ない特徴を有するころがり軸受を使用した。ころがり軸受５は、内輪２０と外輪２１を有し、その間に転動体２２が介在し、転動体２２の転がりによって回転荷重を支えている。インペラ８入口先端部は、インペラ８が回転駆動可能な状態でＰＴＦＥ樹脂製リング２３を接触させて動的にシールされている。

図５において、電気掃除機２４は、本体吸気口２５に連通した集塵室２６と本体排気口２７を備えた送風室２８とを有する掃除機本体２９と、集塵室２６に本気吸気口と気密に装着された集塵袋３０と、送風室２８に設置された電動送風機１ａと、電動送風機１ａを覆う難燃樹脂製の防音カバー３１と、送風室２８の上下に配置された吸音材３２とから構成されている。なお、図示していないが、本体吸気口２５には、ホース、延長管が順次接続され、延長管の先端には床面上の塵埃を吸引するノズルが取りつけられている。

以上のように構成された電動送風機およびそれを用いた電気掃除機２４について、以下その動作、作用を説明する。

まず、電動送風機１ａの動作について説明する。図１において、巻線を励磁することで回転磁界が発生し、回転磁界と同期してロータ３が回転し、回転軸２に固定されたインペラ８が回転する。インペラ８の回転で生じる遠心力により、インペラ８内部の空気がインペラ８内部の外周かつ後方へと押しやられ、インペラ８内部が負圧になり、前方からインペラ８内部へ流れ込む気流が発生する。気流はインペラ８の入口から軸方向に流入し、インデューサ１８、複数のブレード１９、前シュラウド１６、後シュラウド１７とで形成された複数の内部流路に沿って流れた後、インペラ８外周へ流出する。

インペラ８から流出した気流は、エアガイド９ａに複数の案内翼１４ａで形成された各々の独立風路１５に流入し、エアガイド９ａ外周へかけて流れる。その際、各々の独立風路１５の流路断面積はインペラ８外周からエアガイド９ａ外周にかけて大きくなるため、独立風路１５を流れる気流の流速は減速されながら、動圧が静圧へと変換される。電動送風機１ａの送風性能は、インペラ８を回転駆動するために入力した電力と、電動送風機１ａが行う仕事（インペラ８が回転することで発生する真空度と流量の積で求まる空気出力）との比であらわされる。そのため、実際に使用する流量において電動送風機１ａが発生する真空度（静圧）を大きくすることが、電動送風機１ａの送風性能をあげる上で大変重要となる。

また、電動送風機１ａを小型化するにはインペラ８を高速回転させて径小化する必要がある。従来の電動送風機１ａは５０，０００ｒｐｍ未満で駆動させており、更なる小型化には５０，０００ｒｐｍ以上の高速回転が必要である。

また、ブラシレスモータ７の発熱は、銅損、鉄損、機械損によるものがある。銅損は巻線を流れる電流によって生じるジュール熱であり、電流の二乗に比例して大きくなる。また、鉄損はヒステリシス損と渦電流損に分けられる。ヒステリシス損は、モータの磁路を形成する電磁鋼板の物性が原因で発生するもので、回転による磁界の変化で磁束密度が変化することに起因する。また渦電流損は、コアに通る磁束の変動により磁束線のまわりに渦状の電流が流れ、その際の電気抵抗で発生するものである。

機械損は、軸受５の摩擦やロータ３とステータ４間の空気の攪拌抵抗に起因するものである。特に、５０，０００ｒｐｍ以上の高速回転には、ブラシの摺動損失がないブラシレスモータ７が適しているが、回転数の増加に伴ない、インペラ８のアンバランスが回転軸２へ及ぼす影響が大きくなるため、回転軸２の振れ回りが起こりやすくなって軸受５にかかる荷重が増大するとともに、転動体２２と内輪２０および転動体２２と外輪２１との接触回数が増えて、軸受５の温度が急激に上昇し、寿命が低下してしまうという課題がある。そのため、高速回転時には、軸受５を効率よく冷却して温度上昇を抑えることが大変重要となる。一方、インペラ８からの気流をモータ内部に流して軸受５を冷却しようとすると、気流の曲がり損失が大幅に増えて電動送風機１ａの性能が低下してしまう。

軸受５の温度上昇は、上述した転動体２２と内輪２０および転動体２２と外輪２１との摩擦による熱と、軸受５周辺の温度によっても起こるが、まず双方の熱は、モータフレーム６の軸受保持部１３に伝導し、その後、軸受保持部１３に圧入されたアルミニウム製の円環状部材１１ａへと伝導する。インペラ８からの気流は、エアガイド９ａの独立風路１５を流れて内壁面を連続的に冷却しているため、内壁面と円環状部材１１ａとの温度差が大きくなり、円環状部材１１ａから独立風路１５の内壁面への熱流量が増加する。

次に、独立風路１５の内壁面の熱は、インペラ８からの気流に連続的に伝達し、エアガ
イド９ａ外部へ放熱される。金属は樹脂に比べて一般に熱伝導率が高いため、アルミニウム製の円環状部材１１ａの外径を大きくして円環状部材１１ａと独立風路１５との距離を小さくすることで更に熱抵抗を小さくすることが可能になり、エアガイド９ａによる放熱効果を向上することができる。またアルミニウム製の円環状部材１１ａの外径が大きくなると、モータフレーム６前面からの熱伝導もしやすくなるため、軸受５周辺部の冷却効果を向上することにつながる。ただし、樹脂に比べて比重が大きいため、円環状部材１１ａ径を大きくした分、質量も大きくなってしまう。

円環状部材１１ａに使用する材料としては、アルミニウム以外にも、銀、銅、金、黄銅、鉄などの金属がある他、ベリリア、珪素、窒化アルミ、マグネシア、アルミナなどの無機材料が考えられる。

次に、電気掃除機２４の動作について説明する。図５において、電動送風機１ａのインペラ８が回転すると、集塵室２６が負圧状態になり、ノズル（図示せず）から吸引された塵埃を含む気流が本気吸気口を通過して集塵室２６へ流入する。集塵袋３０で塵埃を濾過分離した清潔な気流は、電動送風機１ａのインペラ８へ流入し、通気路に設けられた複数の風路を通過した後、防音カバー３１の排気口から流出して掃除機本体２９外部へと放出される。

電気掃除機２４は、小型で送風性能の高い電動送風機１ａを搭載しているため、強い吸引力を有し、ゴミ取れ性がよく、電動送風機１ａの本体サイズが小さくて、小回りが利いて使い勝手がよい。また、掃除機本体２９内の吸音面積や排気通路の延長を行うことで、運転音の小さな電気掃除機２４にすることも可能である。

以上のように、本実施の形態においては、エアガイド９ａを中央部に配置したアルミニウム製の円環状部材１１ａをその周囲のポニフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を用いた樹脂部材１２ａに密着させた状態でインサート成形することで構成し、エアガイド９ａを、円環状部材１１ａがモータフレーム６前面に突出した軸受保持部１３に圧入された状態でモータフレーム６に固定することで、軸受５の熱を円環状部材１１ａを通じてエアガイド９ａの独立風路１５の内壁面に効率よく伝導させ、インペラ８からの気流で連続的に放熱することができるため、インペラ８の高速回転時にも軸受５の温度上昇を抑えつつ、小型で高効率の電動送風機１ａを実現することができる。

また、本実施の形態では、アルミニウム製の円環状部材１１ａを軸受保持部１３に圧入する事例で説明したが、必ずしも圧入嵌合する必要はなく、熱伝導性グリスを円環状部材１１ａ内面もしくは軸受保持部１３に塗布して嵌合させることで接触熱抵抗を低減するのでもよく、同様の効果を得ることができる。ただし、一般に金属のほうが熱伝導性グリスよりも熱伝導率が高いため、軸受保持部１３と円環状部材１１ａとの隙間はできる限り小さくする方が望ましい。

（実施の形態２）
図６〜図７は、本発明の実施の形態２における電動送風機の構成を示すものである。図６は同電動送風機の一部断面図であり、図７は同電動送風機の円環状部材の斜視図である。なお、実施の形態と同一要素については、同一符号を付してその説明を省略する。

図６において、電動送風機１ｂは、中央部に配置したアルミニウム製の円環状部材１１ｂをその周囲の導電性フィラーを添加したポニフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を用いた樹脂部材１２ｂに密着させた状態でインサート成形することで構成されたエアガイド９ｂを有している。また、図７に示すように、エアガイド９ｂは、円環状部材１１ｂが円環３３ｂとこの円環３３ｂの外周から延設した鍔部３４ｂとで一体構成され、前記鍔部３４
ｂの底面とモータフレーム６前面とが当接した状態でモータフレーム６に固定されている。なお、円環状部材１１ｂは、軸受保持部１３に圧入されている。

以上のように構成された電動送風機について、以下その動作、作用を説明する。
図６において、巻線を励磁することで回転磁界が発生し、回転磁界と同期してロータ３が回転し、回転軸２に固定されたインペラ８が回転する。インペラ８の回転で生じる遠心力により、インペラ８内部の空気がインペラ８内部の外周かつ後方へと押しやられ、インペラ８内部が負圧になり、前方からインペラ８内部へ流れ込む気流が発生する。気流はインペラ８の入口から軸方向に流入し、複数の内部流路に沿って流れた後、インペラ８外周へ流出する。インペラ８から流出した気流は、エアガイド９ｂに複数の案内翼１４ｂで形成された各々の独立風路１５に流入し、エアガイド９ｂ外周へかけて流れる。その際、各々の独立風路１５を流れる気流の流速は減速されながら、動圧が静圧へと変換される。

アルミニウム製の円環状部材１１ｂは、円環３３ｂとこの円環３３ｂの外周から延設した鍔部３４ｂとで一体構成され、それぞれが軸受保持部１３およびモータフレーム６前面と密着しているので、軸受５の熱だけでなく、ブラシレスモータ７内部で銅損、鉄損に起因して発生しモータフレーム６に伝導した熱についても、円環状部材１１ｂへ伝導し、その後、エアガイド９ｂの樹脂部材１２ｂを伝導して独立風路１５の内壁面へと伝わっていく。

円環状部材１１ｂは鍔部３４ｂを有しているため、円環３３ｂだけの場合に比べて、円環状部材１１ｂとエアガイド９ｂの独立風路１５との距離が短くなり、熱抵抗が小さくなるため、熱流量が増えて放熱効果を向上することができる。

また、エアガイド９ｂの樹脂部材１２ｂには導電性フィラーを添加しているので、樹脂部材１２ｂの内部に熱の通り道となる熱伝導路が形成されて、樹脂部材１２ｂの熱伝導性を大幅に高めることができるようになり、軸受保持部１３およびモータフレーム６前面から円環状部材１１ｂへ伝導してきた熱がエアガイド９ｂの冷却部へ伝わりやすくなり、インペラ８からの気流で効率よく放熱させることができる。さらに軸受保持部１３だけでなく、モータフレーム６前面からの放熱を効率的に行えるので、軸受５だけでなく軸受５周辺についても冷却されて軸受５の温度上昇をさらに抑えることができる。

熱伝導性樹脂としては、ポリフェニレンサンファイド樹脂（ＰＰＳ）の他に、ナイロンおよび液晶ポリマー（ＬＣＰ）が知られている。導電性のフィラーとしては金属粉末、グラファイト、カーボンブラックなどが用いられ、絶縁性のフィラーとしては窒化アルミニウム、窒化ホウ素、アルミナなど焼結セラミックが用いられており、絶縁性の有無に応じて選択するフィラーを使い分ける必要がある。導電性フィラーを配合した樹脂を用いる方が、絶縁性フィラーを配合した樹脂に比べて熱伝導性を大きくすることができるため、エアガイド９ｂの樹脂部材１２ｂには導電性フィラーを配合した樹脂を用いるのが望ましい。充填剤の配合比率を大きくすると、溶融時の粘度が大きくなって成形性が低下するため、注意が必要である。

以上のように、本実施の形態においては、エアガイド９ｂを中央部に配置した円環３３ｂとこの円環３３ｂの外周から延設した鍔部３４ｂとで一体構成された円環状部材１１ｂを、その周囲の導電性フィラーを添加したポニフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を用いた樹脂部材１２ｂに密着させた状態でインサート成形することで構成し、エアガイド９ｂを、鍔部３４ｂの底面とモータフレーム６前面とが当接して状態でモータフレーム６に固定することで、軸受保持部１３からだけでなく、モータフレーム６前面からの熱伝導を効率的に行えるとともに、エアガイド９ｂの樹脂部材１２ｂの熱伝導性が大幅に高くなり、軸受５だけでなく軸受５周辺の温度についても冷却されて軸受５の温度上昇をさらに抑え
ることができる。これにより、インペラ８の高速回転時にも軸受５の信頼性が高く、小型で高効率の電動送風機１ｂを実現することができる。

なお、本実施の形態では、エアガイド９ｂが、円環状部材１１ｂとその周囲に密着させた樹脂部材１２ｂとが一体となり構成された事例で説明したが、全て金属あるいは熱伝導性のある無機材料を用いて作製したエアガイド９ｂでもよく、樹脂に比べて大幅に熱伝導性を向上することができる。但し、質量が樹脂に比べて重くなってしまい、また複雑な案内翼１４ｂ形状だと製造が困難であるため、コストがかさんでしまうというデメリットがある。

（実施の形態３）
図８〜図１１は、本発明の実施の形態３における電動送風機の構成を示すものである。図８は同電動送風機の一部断面図であり、図９は同電動送風機のブラシレスモータの斜視図であり、図１０は同電動送風機の円環状部材の上面から見た斜視図であり、図１１は同電動送風機の円環状部材の底面から見た斜視図である。なお、実施の形態と同一構成については、同一符号を付してその説明を省略する。

図８〜図１１において、電動送風機１ｃは、中央部に配置したアルミニウム製の円環状部材１１ｃをその周囲の導電性フィラーを添加したポニフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を用いた樹脂部材１２ｃに密着させた状態でインサート成形することで構成されたエアガイド９ｃと、軸受保持部１３の外周面に設けられた複数の軸方向の直線状溝３５と前面に複数の円環状溝３６と有するモータフレーム６とを有している。

図１０、図１１に示すように、円環状部材１１ｃは、円環３３ｃとこの円環３３ｃの外周から延設した鍔部３４ｃとで一体構成され、円環３３ｃの内周面に直線状の凸部３７を有し、鍔部３４ｃの底面には円環状の凸部３８を有している。軸受保持部１３では、軸方向の直線状溝３５と円環３３ｃの内周面に設けた直線状の凸部３７とが互いに嵌め合っており、またモータフレーム６前面では、鍔部３４ｃに設けた円環状の凸部３８と円環状溝３６とが互いに嵌めあっている。それぞれの嵌合部には、熱伝導性グリスを塗布して接触熱抵抗を小さくするようにしている。

以上のように構成された電動送風機１ｃについて、以下その動作、作用を説明する。

図８において、巻線を励磁することで回転磁界が発生し、回転磁界と同期してロータ３が回転し、回転軸２に固定されたインペラ８が回転する。インペラ８の回転で生じる遠心力により、インペラ８内部の空気がインペラ８内部の外周かつ後方へと押しやられ、インペラ８内部が負圧になり、前方からインペラ８内部へ流れ込む気流が発生する。気流はインペラ８の入口から軸方向に流入し、複数の内部流路に沿って流れた後、インペラ８外周へ流出する。インペラ８から流出した気流は、エアガイド９ｃに複数の案内翼１４ｃで形成された各々の独立風路１５に流入し、エアガイド９ｃ外周へかけて流れる。その際、各々の独立風路１５を流れる気流の流速は減速されながら、動圧が静圧へと変換される。

アルミニウム製の円環状部材１１ｃは、軸受保持部１３およびモータフレーム６前面において、それぞれ直線状の凸部３７と直線状溝３５および円環状の凸部３８と円環状溝３６とで互いに嵌め合い密着しているので、円環状部材１１ｃと軸受保持部１３およびモータフレーム６前面との接触面積を大きくして接触熱抵抗を小さくすることができ、軸受保持部１３およびモータフレーム６前面から円環状部材１１ｃへの熱流量を大幅に増やすことができる。

これにより、エアガイド９ｃの独立風路１５へ熱エネルギが伝わりやすくなり、軸受保
持部１３だけでなく、モータフレーム６前面からの放熱を効率的に行えるので、軸受５だけでなく軸受５周辺についても冷却されて軸受５の温度上昇を大幅に抑えることができる。

以上のように、本実施の形態においては、軸受保持部１３に設けた軸方向の直線状溝３５と円環状部材１１ｃに設けた直線状の凸部３７とが互いに嵌め合うとともに、鍔部３４ｃの底面に設けた円環状の凸部３８とモータフレーム６前面に設けた円環状溝３６とが互いに嵌めあう構成をしているので、円環状部材１１ｃと軸受保持部１３およびモータフレーム６前面との接触熱抵抗を小さくして軸受保持部１３およびモータフレーム６前面から円環状部材１１ｃへの熱流量を大幅に増やすことができる。

なお、本実施の形態においては、図１２に示すように、エアガイド９ｃおよびモータフレーム６の外周面と隙間を設けて配置されたモータケース３９を備えた電動送風機１ｃとすることで、エアガイド９ｃ外周から流出した気流がモータフレーム６とモータケースとの間の通風路を流れるようになり、モータフレーム６の外周面から熱を気流に伝達させて、モータフレーム６側面の冷却もすることができる。

なお、上述した各実施の形態１〜３の構成は、これに限定されるものではなく、必要に応じて適宜組み合わせて構成することができる。

以上のように、本発明にかかる電動送風機は、軸受で発生した熱をエアガイドに有した熱伝導性の高い円環状部材を介してエアガイドの冷却部へ効率よく伝熱させて、インペラからの気流で放熱することで、ブラシレスモータを効率よく冷却しながら小型で高い送風性能を有するので、家庭用は勿論のこと、業務用の電気掃除機に適用することができる。

１ａ，１ｂ，１ｃ 電動送風機
２ 回転軸
３ ロータ
４ ステータ
５ 軸受
６ モータフレーム
７ ブラシレスモータ
８ インペラ
９ａ，９ｂ，９ｃ エアガイド
１０ ファンケース
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 円環状部材
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ 樹脂部材
１３ 軸受保持部
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ 案内翼
２４ 電気掃除機

Claims (7)

1. 回転軸を有するロータと前記ロータ外周に対向配置されたステータと前記回転軸の軸受を保持し前記ステータを覆うモータフレームとで構成されるブラシレスモータと、前記回転軸に固定されたインペラと、前記インペラの外周に通風路を形成するエアガイドと、前記インペラを覆い前記エアガイド前面に固定されたファンケースとを備え、前記エアガイドは中央部に配置した金属あるいは熱伝導性のある無機材料を用いた円環状部材と前記円環状部材の周囲に密着させた樹脂部材とが一体となり構成され、前記エアガイドは、前記円環状部材が前記モータフレーム前面に突出した軸受保持部に嵌合された状態で前記モータフレームに固定される構成とした電動送風機。
2. エアガイドは、樹脂部材の底面と円環状部材の端面とが略同一面となるよう構成した請求項１に記載の電動送風機。
3. 円環状部材は、内周面に複数の溝を有し、軸受保持部の外周面に設けた複数の溝と互いに嵌め合う構成とした請求項１または２に記載の電動送風機。
4. 円環状部材は、円環とこの円環の外周から延設した鍔部とで一体構成され、前記鍔部の底面とモータフレーム前面とが当接している請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動送風機。
5. 円環状部材の鍔部は、底面に複数の凸部を有し、モータフレームに設けた凹部に互いに嵌め合う構成とした請求項４に記載の電動送風機。
6. エアガイドの樹脂部材は、熱伝導性フィラーを有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動送風機。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動送風機を搭載した電気掃除機。