JP2015149855A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、電気掃除機などに用いられる電動送風機に関する。
従来から、電動機とこの電動機の回転軸に取り付けられたファンを有する電動送風機がある。このような電動送風機は、ファンの回転により生じた気流を電動機内部に導入することで、ロータ、ステータやステータコイルを冷却する。
特に、ステータの外周部と、電動機の外郭を構成するブラケットとの間に生じる隙間を遮蔽することで、ステータ内部のスロット空隙部に積極的に気流を流し、ステータコイルやロータを効率よく冷却する電動送風機がある(例えば、特許文献1参照)。
特に、ステータの外周部と、電動機の外郭を構成するブラケットとの間に生じる隙間を遮蔽することで、ステータ内部のスロット空隙部に積極的に気流を流し、ステータコイルやロータを効率よく冷却する電動送風機がある(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来の電動送風機は、ステータを構成するコイルの外側を向く表面は、流下する気流と接するので冷却することができるが、内側を向くコイルの表面は、流下する気流に接することができず、ステータコア(界磁鉄心)側に位置するコイルの冷却が不十分となるという課題がある。
本発明は、上記のような課題を解決する為になされたもので、電動機内部の冷却効率が向上した電動送風機を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するためには、ステータと回転軸を有するロータと回転軸に固定されたファンを有し、ファンの回転により生じる空気流により前記ステータを冷却する電動送風機において、ステータは、ステータコアとステータコイルと該ステータコイルを保持するコイル保持部が形成された絶縁カバーを有し、ステータコアに絶縁カバーを取り付け、絶縁カバーのコイル保持部にステータコイルを巻回することで、絶縁カバーを介してステータコイルがステータコアに巻回されて構成され、コイル保持部とステータコイルの間には、隙間が形成されるように構成すればよい。
本発明によれば、電動機内部を効率的に冷却することが可能な電動送風機を得ることができる。
(実施の形態1)
以下、図1〜図4を参照して、実施の形態1を説明する。
図1において、電動送風機100は、送風用ファン32を回転駆動するモータ部10と、この送風用ファン32の回転により外部から空気を取り込み、この空気の流れを整流するブロア部30から構成されている。
モータ部10の外郭は、一端に開口部11aを他端には底部11bを有する筒状のフレーム11により構成される。
以下、図1〜図4を参照して、実施の形態1を説明する。
図1において、電動送風機100は、送風用ファン32を回転駆動するモータ部10と、この送風用ファン32の回転により外部から空気を取り込み、この空気の流れを整流するブロア部30から構成されている。
モータ部10の外郭は、一端に開口部11aを他端には底部11bを有する筒状のフレーム11により構成される。
このフレーム11の開口部11aには、後述するモータ部10の回転軸15を中心とする円形に形成されたブラケット12が、フレーム11の取付けフランジ11dに、螺子により固着されて組み付けられている。
このブラケット12には、後述するファンガイドにより整流された冷却風をモータ部10の内部に導入する開口部12aが形成されている。
このブラケット12には、後述するファンガイドにより整流された冷却風をモータ部10の内部に導入する開口部12aが形成されている。
次に、フレーム11の底部11bには第1の軸受13が、ブラケット12には第2の軸受14が、それぞれ設けられている。
そして、後述するロータ16に取付けられた回転軸15が、ブラケット12を貫通して第2の軸受14から先端部15aが突出した状態で、第2の軸受14及び第1の軸受13に回転自在に支持されている。
尚、フレーム11には、モータ部10の内部の空気を排出する開口部が形成されている。
そして、後述するロータ16に取付けられた回転軸15が、ブラケット12を貫通して第2の軸受14から先端部15aが突出した状態で、第2の軸受14及び第1の軸受13に回転自在に支持されている。
尚、フレーム11には、モータ部10の内部の空気を排出する開口部が形成されている。
次に、ロータ16は、複数の鉄の板材を積層した鉄心で形成されたスロット16aに、ロータコイル16bを巻回することにより構成されている。そして、このロータ16を構成するスロット16aの中心には、回転軸15が貫いた状態で固着して取付けられる。
そして、この回転軸15のロータ16と第1の軸受13の間には、整流子17が固着して取付けられている。整流子17は、ロータ16のコイルに電気的に接続され、フレーム11に設けられた一対の給電ブラシと摺接する。
そして、この回転軸15のロータ16と第1の軸受13の間には、整流子17が固着して取付けられている。整流子17は、ロータ16のコイルに電気的に接続され、フレーム11に設けられた一対の給電ブラシと摺接する。
次に、図1〜図4を参照すると、ロータ16に作用する磁力を発生させるステータ19は、複数の鉄の板材を積層して構成され一対の磁極を有するステータコア19aと、絶縁材料からなる絶縁カバー19cと、ステータコイル19bを有する。
ステータ19は、ステータコア19aに絶縁カバー19cを取り付け、絶縁カバー19cにステータコイル19bを巻回して構成されている。つまり、ステータ19は、絶縁カバー19cを介してステータコア19aにステータコイル19bが巻回して取り付けられ構成されている。
ステータ19は、ステータコア19aに絶縁カバー19cを取り付け、絶縁カバー19cにステータコイル19bを巻回して構成されている。つまり、ステータ19は、絶縁カバー19cを介してステータコア19aにステータコイル19bが巻回して取り付けられ構成されている。
ステータコア19aは軸方向から見ると、内部が開口する略矩形状を成す板材を積層した積層体となっている。このステータコア19aには、上下方向から絶縁カバー19cが取り付けられ、この絶縁カバー19cに一対のステータコイル19bが向かい合うように巻回されて取り付けられる。
このように各部を構成したステータ19は、フレーム11の内面に、ステータコア19aの外壁面を当接して保持され、向かい合う一対の磁極が介する開口位置には、ロータ16が対向して回転可能に位置する。
このように各部を構成したステータ19は、フレーム11の内面に、ステータコア19aの外壁面を当接して保持され、向かい合う一対の磁極が介する開口位置には、ロータ16が対向して回転可能に位置する。
ここで図2〜図4を参照して絶縁カバー19cについて説明する。
絶縁カバー19cは樹脂により形成されており、ステータコイル19bをステータコア19aに巻回して取り付ける際の巻枠である。ステータコア19aに取り付けられた絶縁カバー19cに沿ってステータコイル19bを巻回することで、ステータコア19aにステータコイル19bが直接接触することを防止するものである。
尚、絶縁カバー19cは、ステータコア19aの上面側と下面側にそれぞれ設けられることで、上側の絶縁カバー19cから下側の絶縁カバー19cに渡り巻回されるステータコイル19bの巻枠をなしている。
絶縁カバー19cは樹脂により形成されており、ステータコイル19bをステータコア19aに巻回して取り付ける際の巻枠である。ステータコア19aに取り付けられた絶縁カバー19cに沿ってステータコイル19bを巻回することで、ステータコア19aにステータコイル19bが直接接触することを防止するものである。
尚、絶縁カバー19cは、ステータコア19aの上面側と下面側にそれぞれ設けられることで、上側の絶縁カバー19cから下側の絶縁カバー19cに渡り巻回されるステータコイル19bの巻枠をなしている。
この絶縁カバー19cは、ステータコア19aの外形状に合わせて形成されており、電動送風機内部に取り付けられた状態において軸方向から見ると、内部に開口する略矩形状をなしている。
そして、向かい合う一対の辺には、それぞれ絶縁カバー19cの内側である開口側に突出するステータコイル19bを保持するコイル保持部191cが形成されている。
そして、向かい合う一対の辺には、それぞれ絶縁カバー19cの内側である開口側に突出するステータコイル19bを保持するコイル保持部191cが形成されている。
コイル保持部191cは、絶縁カバー19cの辺方向に所定の幅を有し、軸方向に延在し、向かい合ったコイル保持部191cで略円形状の開口を形成する円弧状に湾曲した形状となっている。
この向かい合うコイル保持部191cにより形成される空間は、ロータ16が回転自在に位置する空間となる。
この向かい合うコイル保持部191cにより形成される空間は、ロータ16が回転自在に位置する空間となる。
そして、コイル保持部191cの径方向側の外壁面192cには、軸方向へと帯状に延びる凸部194cが形成されている。
本実施の形態の場合、凸部194cは、外壁面192cの辺方向の中心と、この中心の凸部194cの左右の位置にそれぞれ設けられている。
本実施の形態の場合、凸部194cは、外壁面192cの辺方向の中心と、この中心の凸部194cの左右の位置にそれぞれ設けられている。
このように構成されたコイル保持部191cは、ステータコア19aの上下の面を被うように、上下の面それぞれに取り付けられる。そして、コイル保持部191cの外壁面192cにステータコイル19bが巻回されることで、ステータコア19aにステータコイル19bが取り付けられる。
詳しくは、ステータコイル19bは、ステータコア19aに取り付けられた一方のコイル保持部191cの外壁面192cの外側を通り、そして、ステータコア19a内側の開口を通り、他方のコイル保持部191cの外壁面192cの外側に至り、再度ステータコア19aの内側の開口を経て、一方のコイル保持部191cの外壁面192cの外側に至る巻き方を繰り返すことにより、コイル保持部191cを介してステータコア19aに巻回されて取り付けられる。
つまり、ステータコイル19bは、ステータコア19aの内側の開口を通って、一方の絶縁カバー19cの外壁面192cと、他方の絶縁カバー19cの外壁面192cに、掛け渡し巻回した状態となっている。
つまり、ステータコイル19bは、ステータコア19aの内側の開口を通って、一方の絶縁カバー19cの外壁面192cと、他方の絶縁カバー19cの外壁面192cに、掛け渡し巻回した状態となっている。
ここで、ステータコイル19bは、外壁面192cに形成された凸部194cの外側であって、凸部194cを横切るように巻回されるので、ステータコイル19bと外壁面192cとの間には、回転軸と平行する方向(軸方向)に貫く隙間dが形成される。
次に、図1を参照して、ブロア部30について説明する。
ブロア部30は、ファンカバー31と送風用ファン32、送風用ファン32の外側からブラケット12に開口する開口部12aに至る空気の流れを整流するファンガイドにより構成されている。
ファンカバー31は、円筒形状である周壁部31aと、この周壁部31aの一方の開口を塞ぐ蓋部31bからなる。
ブロア部30は、ファンカバー31と送風用ファン32、送風用ファン32の外側からブラケット12に開口する開口部12aに至る空気の流れを整流するファンガイドにより構成されている。
ファンカバー31は、円筒形状である周壁部31aと、この周壁部31aの一方の開口を塞ぐ蓋部31bからなる。
このファンカバー31の蓋部31bは、周壁部31aから円筒の内方に向かって延在する平面部31fと、この平面部31fから送風用ファン32の形状に沿って立ち上がる、突出部31gからなる。
そして、この突出部31gの頂部の位置、つまり、蓋部31bの中央部には、開口を開けることにより、空気の吸気口31cが形成される。
尚、吸気口31cの中心は、送風用ファン32の回転中心と一致している。
そして、ファンカバー31は、周壁部31aの下端部が、ブラケット12の外周端12bに嵌合して、ブラケット12に固定されている。
そして、この突出部31gの頂部の位置、つまり、蓋部31bの中央部には、開口を開けることにより、空気の吸気口31cが形成される。
尚、吸気口31cの中心は、送風用ファン32の回転中心と一致している。
そして、ファンカバー31は、周壁部31aの下端部が、ブラケット12の外周端12bに嵌合して、ブラケット12に固定されている。
以上のように各部が構成された電動送風機は、次のように動作する。
図1を参照すると、上記のように構成された電動送風機はモータ部10を駆動すると、ロータ16が回転し、ロータ16の回転軸15に取り付けられた送風用ファン32が回転する。
送風用ファン32により吸引される空気の流れは、図中の矢印で示すように、送風用ファン32の吸気口31c付近から外周方向に転向し、送風用ファン32内部を通り、ファンガイドで整流されて、開口部12aからモータ部10の内部に流下する。
図1を参照すると、上記のように構成された電動送風機はモータ部10を駆動すると、ロータ16が回転し、ロータ16の回転軸15に取り付けられた送風用ファン32が回転する。
送風用ファン32により吸引される空気の流れは、図中の矢印で示すように、送風用ファン32の吸気口31c付近から外周方向に転向し、送風用ファン32内部を通り、ファンガイドで整流されて、開口部12aからモータ部10の内部に流下する。
そして、モータ部10の内部に流下した空気流は、ステータコア19a、ステータコイル19b、ロータ16を冷却した後、フレーム11の開口部から、モータ部10の外部に排出される。
ここで、ステータコイル19bはステータコア19aに取り付けられた状態において、絶縁カバー19cに設けられた凸部194cの外側に巻回されるので、ステータコイル19bと外壁面192cとの間には、回転軸と平行する方向(軸方向)に貫く隙間dが形成されている。
ここで、ステータコイル19bはステータコア19aに取り付けられた状態において、絶縁カバー19cに設けられた凸部194cの外側に巻回されるので、ステータコイル19bと外壁面192cとの間には、回転軸と平行する方向(軸方向)に貫く隙間dが形成されている。
従って、モータ部10の内部に流下する空気流は、この隙間dにも入り込むことが可能となり、モータ部10内の空気流に対して、ステータコイル19bが接する面積を増やすことができる。
これにより、ステータコイル19bの絶縁カバー19c側の部分を冷却することが可能となり、ステータコイル19bの冷却効率を高めることができる。
これにより、ステータコイル19bの絶縁カバー19c側の部分を冷却することが可能となり、ステータコイル19bの冷却効率を高めることができる。
(実施の形態2)
次に、実施の形態2を説明する。
実施の形態2はコイル保持部191cの変形例であり、本実施の形態では、実施の形態1との相違点を中心に説明し、実施の形態1と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。
次に、実施の形態2を説明する。
実施の形態2はコイル保持部191cの変形例であり、本実施の形態では、実施の形態1との相違点を中心に説明し、実施の形態1と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。
図5〜図7を参照すると、コイル保持部191cには、先端から外方向(開口とは逆方向)に向けて延在するリブ193cが形成されている。
このリブ193cは、コイル保持部191cを介してステータコア19aに巻回されたステータコイル19bが、コイル保持部191cから下方向(又は上方向)に脱落することを防止するためのストッパーである。
コイル保持部191cの外壁面192cに形成された凸部194cは、このリブ193cと上下に交わる位置関係となっている。
このリブ193cは、コイル保持部191cを介してステータコア19aに巻回されたステータコイル19bが、コイル保持部191cから下方向(又は上方向)に脱落することを防止するためのストッパーである。
コイル保持部191cの外壁面192cに形成された凸部194cは、このリブ193cと上下に交わる位置関係となっている。
このように、リブ193cと凸部194cが交わる位置関係にすることにより、実施の形態1の効果に加え、リブ193cが倒れる方向に加わる力に対して強度を高めることができる。
これにより、ステータコイル19bをステータコア19aに巻回するとき、よりテンションをかけて巻くことができるので、ステータコイル19bをステータコア19aに対してコンパクトに巻くことが可能となる。
これにより、ステータコイル19bをステータコア19aに巻回するとき、よりテンションをかけて巻くことができるので、ステータコイル19bをステータコア19aに対してコンパクトに巻くことが可能となる。
(実施の形態3)
次に、実施の形態3を説明する。
実施の形態3はコイル保持部191cの変形例であり、本実施の形態では、実施の形態1及び実施の形態2との相違点を中心に説明し、実施の形態1及び実施の形態2と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。
次に、実施の形態3を説明する。
実施の形態3はコイル保持部191cの変形例であり、本実施の形態では、実施の形態1及び実施の形態2との相違点を中心に説明し、実施の形態1及び実施の形態2と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。
図8〜図9を参照すると、絶縁カバー19cのコイル保持部191cの外壁面192cには、軸方向へと延びる凸部194cが形成されている。
本実施の形態の場合、凸部194cは、外壁面192cの辺方向の中心に中心凸部194c1と、この中心凸部194c1の左右の位置にそれぞれ左凸部194c2と右凸部194c3から構成されている。
そして、外壁面192cの辺方向中心に形成された中心凸部194c1は、左右の凸部194c2,194c3と比較して、外壁面192cから高く突出している。
本実施の形態の場合、凸部194cは、外壁面192cの辺方向の中心に中心凸部194c1と、この中心凸部194c1の左右の位置にそれぞれ左凸部194c2と右凸部194c3から構成されている。
そして、外壁面192cの辺方向中心に形成された中心凸部194c1は、左右の凸部194c2,194c3と比較して、外壁面192cから高く突出している。
このように、中心に位置する凸部194c(194c1)を他の凸部(194c2,194c3)より高く構成することにより、隙間dを大きくすることができ、隙間d内部の空気の流れを、より効率よくすることが可能となる。
これにより、ステータコイル19bの熱を隙間dから効率よく排出することが可能となり、ステータコイル19bの冷却効果を高めることができる。
特に、中心に位置する凸部194cのみを他の凸部より高くすることで、いずれの凸部194cの全てを高くして隙間dを大きくする場合と比較して、使用するステータコイル19bの量の増加をより少なく、隙間dを大きくすることができる。
これにより、ステータコイル19bの熱を隙間dから効率よく排出することが可能となり、ステータコイル19bの冷却効果を高めることができる。
特に、中心に位置する凸部194cのみを他の凸部より高くすることで、いずれの凸部194cの全てを高くして隙間dを大きくする場合と比較して、使用するステータコイル19bの量の増加をより少なく、隙間dを大きくすることができる。
(実施の形態4)
次に、実施の形態4を説明する。
実施の形態4はコイル保持部191cの変形例であり、本実施の形態では、実施の形態1及び実施の形態2との相違点を中心に説明し、実施の形態1及び実施の形態2と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。
次に、実施の形態4を説明する。
実施の形態4はコイル保持部191cの変形例であり、本実施の形態では、実施の形態1及び実施の形態2との相違点を中心に説明し、実施の形態1及び実施の形態2と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。
図10(a)を参照すると、絶縁カバー19cのコイル保持部191cの外壁面192cには、外側(径方向)に向けて突出する軸方向へと延びる凸部194c4が形成されている。
この凸部194c4は、コイル保持部191cの先端に向けて、外壁面192cからの高さが、徐々に大きくなるように構成されている。つまり、凸部194c4の面は、傾斜面194dとなっている。
この凸部194c4は、コイル保持部191cの先端に向けて、外壁面192cからの高さが、徐々に大きくなるように構成されている。つまり、凸部194c4の面は、傾斜面194dとなっている。
このように凸部194c4を構成することにより、隙間dの開口幅drを大きくすることができ、隙間dの内部に、効率よく空気流を流下させることが可能となる。
特に、凸部194c4の高さを、コイル保持部191cの先端に向けて、徐々に大きくなるように構成しているので、使用するステータコイル19bの量の増加をより少なくすることができる。
特に、凸部194c4の高さを、コイル保持部191cの先端に向けて、徐々に大きくなるように構成しているので、使用するステータコイル19bの量の増加をより少なくすることができる。
尚、本実施の形態において、図10(a)のように、凸部194c4が、コイル保持部191cの先端に向けて、外壁面192cからの高さが、徐々に大きくなるように構成されたもので説明したが、図10(b)のように、凸部194c4の途中の部位から、徐々に大きくなるように構成されたものでもよい。
(実施の形態5)
次に、実施の形態5を説明する。
実施の形態5はコイル保持部191cの変形例であり、本実施の形態では、実施の形態1との相違点を中心に説明し、実施の形態1と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。
図11を参照すると、絶縁カバー19cのコイル保持部191cの外壁面192cには、ロータ16の回転方向に傾斜した外側(径方向)に向けて突出する軸方向へと延びる凸部194c5が形成されている。
次に、実施の形態5を説明する。
実施の形態5はコイル保持部191cの変形例であり、本実施の形態では、実施の形態1との相違点を中心に説明し、実施の形態1と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。
図11を参照すると、絶縁カバー19cのコイル保持部191cの外壁面192cには、ロータ16の回転方向に傾斜した外側(径方向)に向けて突出する軸方向へと延びる凸部194c5が形成されている。
このように凸部194c5を構成することにより、凸部194c5の軸方向に延びる向きを、送風用ファン32の回転により生じる旋回流の流れる向きと、平行に近くすることができる。
これにより、隙間d内部の凸部194c5による気流の減速を抑制し、ステータコイル19bの熱を隙間dから効率よく排出することが可能となり、ステータコイル19bの冷却効果を高めることができる。
これにより、隙間d内部の凸部194c5による気流の減速を抑制し、ステータコイル19bの熱を隙間dから効率よく排出することが可能となり、ステータコイル19bの冷却効果を高めることができる。
以上の各実施の形態において用いられている「軸方向」の「軸」とは、ロータ16を構成する回転軸15のことである。また、「径方向」とは、回転軸15からみた電動送風機100の直径方向のことである。
100 電動送風機、10 モータ部、30 ブロア部、11 フレーム、12 ブラケット、13 第1の軸受、14 第2の軸受、15 回転軸、16 ロータ、17 整流子、19 ステータ、19a ステータコア、19b ステータコイル、19c 絶縁カバー、191c コイル保持部、192c 外壁面、194c(194c1〜194c5) 凸部、d 隙間、31 ファンカバー、32 送風用ファン。
Claims (8)
- ステータと回転軸を有するロータと該回転軸に固定されたファンを有し、該ファンの回転により生じる空気流により前記ステータを冷却する電動送風機において、
前記ステータは、ステータコアとステータコイルと該ステータコイルを保持するコイル保持部が形成された絶縁カバーを有し、前記ステータコアに前記絶縁カバーを取り付け、該絶縁カバーのコイル保持部に前記ステータコイルを巻回することで、該絶縁カバーを介して前記ステータコイルが前記ステータコアに巻回されて構成され、
前記コイル保持部と前記ステータコイルの間には、隙間が形成されていることを特徴とする電動送風機。 - 前記コイル保持部の前記ステータコイルの巻回する位置である外壁面には、外方向に突出する凸部が形成され、前記ステータコイルは前記凸部の外側に巻回されることで前記隙間が形成されることを特徴とする請求項1に記載の電動送風機。
- 前記凸部は軸方向に延びる帯状の凸部であることを特徴とする請求項2に記載の電動送風機。
- 前記凸部は複数設けられたことを特徴とする請求項3に記載の電動送風機。
- 前記外壁面の中心に位置する前記凸部は、他の凸部より前記外壁面からの高さが高いことを特徴とする請求項4に記載の電動送風機。
- 前記凸部は、前記コイル保持部の先端に向けて、前記外壁面からの高さが、徐々に大きくなることを特徴とする請求項3から5のいずれか1項に記載の電動送風機。
- 前記凸部は、前記ロータの回転方向に傾斜して延びる帯状の凸部であることを特徴とする請求項2に記載の電動送風機。
- 前記凸部は、前記外壁面に複数設けられることを特徴とする請求項7に記載の電動送風機。
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