JP2018207576A - モータ、送風装置、および掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】モータハウジング内部を冷却するとともに、特にマグネットを効率良く冷却することが可能となるモータを提供すること。
【解決手段】上下に延びる中心軸に沿って配置され、中心軸周りに回転するシャフト７３１と、シャフトに固定されるマグネット７３２および冷却部材７３４と、マグネットと径方向に対向して配置され、コイルを有するステータと、シャフト、マグネット、ステータ、および冷却部材を内部に収容するモータハウジングと、を備え、冷却部材は、マグネットと直接または他の部材を介して軸方向に対向し、冷却部材には、径方向に突出し、周方向に配置される複数の凸部が設けられるモータとする。
【選択図】図７

Description

本発明は、モータに関する。

従来の電動機は、特許文献１に開示される。特許文献１の電動機は、フレームと、固定子と、回転子と、冷却ファンを有する。

固定子、回転子、および冷却ファンは、フレームに収容される。回転子は固定子に対して回転可能に構成される。回転子はシャフトを含み、当該シャフトは軸受部に支持される。冷却ファンは、シャフトに固定される。フレームには、入気口と排気口が構成される。

冷却ファンが回転することにより、入気口から冷却風がフレーム内部へ入気する。冷却風は、発熱体である固定子および回転子の隙間を通過してこれらを冷却した後、排気口から外部へ排出される。

特開２００３−２３７５３号公報

上記のように特許文献１では、冷却ファンによってフレーム内部を冷却することは可能である。しかしながら、特許文献１では、温度の高くなりやすいマグネットを効率良く冷却することについては考慮されていない。

上記状況に鑑み、本発明は、モータハウジング内部を冷却するとともに、特にマグネットを効率良く冷却することが可能となるモータを提供することを目的とする。

本発明の例示的なモータは、上下に延びる中心軸に沿って配置され、前記中心軸周りに回転するシャフトと、前記シャフトに固定されるマグネットおよび冷却部材と、前記マグネットと径方向に対向して配置され、コイルを有するステータと、前記シャフト、前記マグネット、前記ステータ、および前記冷却部材を内部に収容するモータハウジングと、を備え、前記冷却部材は、前記マグネットと直接または他の部材を介して軸方向に対向し、前記冷却部材には、径方向に突出し、周方向に配置される複数の凸部が設けられる。

本発明の例示的なモータによれば、モータハウジング内部を冷却するとともに、特にマグネットを効率良く冷却することが可能となる。

図１は、本発明の一実施形態に係る掃除機の全体斜視図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る送風装置の全体斜視図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る送風装置の縦断面図である。 図４は、送風装置からファンケーシングを取り外した状態を示す斜視図である。 図５（ａ）は、図４の状態から取り外したインペラを示す斜視図、図５（ｂ）は、図４の状態からインペラおよびモータハウジングを取り外した状態を示す斜視図である。 図６は、ステータコアの周辺構成を示す斜視図である。 図７は、ロータを主に示す斜視図である。 図８は、ロータにおける冷却部材周辺の箇所を拡大した斜視図である。 図９は、本実施形態の冷却部材を用いた場合のコイル上部の温度を測定した例を示すグラフである。 図１０は、図９との比較例としてのグラフである。 図１１は、変形実施例に係る冷却部材を示す斜視図である。 図１２は、動バランス調整に使用する冷却部材の一例を示す平面図である。 図１３は、動バランス調整に使用する冷却部材の別の例を示す平面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本明細書では、送風装置の中心軸が延びる方向を「軸方向」、送風装置の中心軸に直交する方向を「径方向」、送風装置の中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」とそれぞれ称する。また、上記中心軸は「上下方向」に延びるものとし、本明細書では、インペラに対して吸気側を「上側」として、各部の形状および位置関係を説明する。但し、上記の「上下方向」は、実際に機器に組み込まれる際の位置関係および方向を限定しない。また、「上流」および「下流」は、インペラを回転させた際に吸気口から吸い込まれた空気の流通方向の上流および下流をそれぞれ示す。

また、本明細書では、掃除機において、床面に近づく方向を「下方」とするとともに、床面から離れる方向を「上方」として、各部の形状および位置関係を説明する。なお、これらの方向は、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係および方向を限定しない。また、「上流」および「下流」は、送風装置を駆動させた際に吸気口から吸い込まれた空気の流通方向の上流および下流をそれぞれ示す。

＜１．掃除機の全体構成＞
ここでは、本発明の例示的な実施形態の掃除機について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る掃除機の全体斜視図を示す。図１に示す掃除機１００は、所謂スティック型の電気掃除機であり、下面および上面にそれぞれ吸気口１０３および排気口１０４を開口する筐体１０２を備える。筐体１０２の背面からは電源コード（不図示）が導出される。電源コードは居室の側壁面に設けた電源コンセント（不図示）に接続され、掃除機１００に電力を供給する。なお、掃除機１００は所謂ロボット型、キャニスター型またはハンディ型の電気掃除機でもよい。

筐体１０２内には吸気口１０３と排気口１０４とを連結する空気通路（不図示）が形成される。空気通路内には上流側から下流側に向かって集塵部（不図示）、フィルタ（不図示）および送風装置１が順に配置される。空気通路内を流通する空気に含まれる塵埃等のゴミはフィルタにより遮蔽され、容器状に形成される集塵部内に集塵される。集塵部およびフィルタは、筐体１０２に対して着脱可能に構成される。これにより、床面Ｆ上を清掃することができる。

筐体１０２の上部には把持部１０５および操作部１０６が設けられる。使用者は把持部１０５を把持して掃除機１００を移動させることができる。操作部１０６は複数のボタン１０６ａを有し、ボタン１０６ａの操作によって掃除機１００の動作設定を行う。例えば、ボタン１０６ａの操作により、送風装置１の駆動開始、駆動停止、および回転数の変更等が指示される。吸気口１０３には筒状の吸引管１０７の下流端（図中、上端）が接続される。吸引管１０７の上流端には吸引ノズル１１０が吸引管１０７に対して着脱可能に取り付けられる。

＜２．送風装置の全体構成＞
次に、送風装置１の全体構成について説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る送風装置１の全体斜視図である。図３は、送風装置１の縦断面図である。

送風装置１は、大きく分けて主に、ファンケーシング２と、インペラ３と、モータ７と、基板８を備える。モータ７によりインペラ３が中心軸Ｃ周りに回転方向Ｒ（平面視で反時計回り）に回転駆動されることにより、空気は上側よりファンケーシング２内部に吸い込まれ、ファンケーシング２より下側へ排気される。

＜２．１ ファンケーシングについて＞
送風装置１は、平面視の断面で円形である筒状のファンケーシング２を有する。ファンケーシング２は、インペラ３と、モータ７を収容する。ファンケーシング２は、ファンカバー２１と、外ケース２２を有する。ファンカバー２１は、外ケース２２の上側に配置され、外ケース２２に対して固定される。ファンカバー２１は、インペラ３を覆う。外ケース２２は、モータ７のモータハウジング７１を覆う。なお、ファンケーシング２は、ファンカバー２１と外ケース２２のように別々の部材により構成されることに限らず、一つの部材により構成されてもよい。

ファンカバー２１は、上端部に吸気部２１１を有する。吸気部２１１は、径方向内側に湾曲する吸気口２１１Ａを有する。吸気口２１１Ａは、インペラ３の上端よりも上側に位置する。また、外ケース２２の下端には、上下方向に開口する排気口２２１が設けられる。なお、掃除機１００において、送風装置１は、吸気口２１１Ａが下側を向くように備えられる（図１）。

＜２．２ インペラについて＞
次に、インペラ３の構成について述べる。ここで、図４は、送風装置１からファンケーシング２を取り外した状態を示す斜視図であり、図４も併せて参照する。インペラ３は、金属部材により構成される。インペラ３は、上プレート３１と、下プレート３２と、複数の羽根３３と、を備える。

羽根３３は、下プレート３２と上プレート３１との間に介在する。複数の羽根３３は、周方向に配列される。

上プレート３１は、複数の羽根３３の上端部を連結するとともに、開口としての吸気口３１Ａを有する。吸気口３１Ａは、平面視において円形である。下プレート３２は、複数の羽根３３の下端部を連結し、径方向に広がる円盤状に構成される。

羽根３３は、上下方向に起立して径方向内側から外側に向かって延びる板状部材である。羽根３３は、平面視において、径方向内端が径方向外端に対して回転方向Ｒ前方側に傾斜し、回転方向Ｒ前方が凸となるよう湾曲する。

モータ７によってインペラ３が中心軸Ｃ周りに回転方向Ｒに回転すると、上方から吸気口３１Ａを介して羽根３３側へ空気が取り込まれ、取り込まれた空気は羽根３３と下プレート３２によって径方向外側へ向かって案内されて、インペラ３の径方向外側へ吹出される。インペラ３から吹出された空気は、インペラ３より下側に位置する後述する流路ＦＬへ導かれる。

＜２．３ モータについて＞
次に、モータ７の構成について述べる。モータ７は、大きく分けて、モータハウジング７１と、ステータ７２と、ロータ７３と、上軸受７４と、下軸受７５と、ブラケット７６を有する。

モータハウジング７１は、上側ハウジング７１１と、下側ハウジング７１２を有する。上側ハウジング７１１は、下側ハウジング７１２よりも上側に配置される。下側ハウジング７１２は、上側ハウジング７１１に対してネジ止めにより固定される。モータハウジング７１は、内部にステータ７２、ロータ７３、および下軸受７５を収容する。

上側ハウジング７１１は、下方の開口したカップ状の基部７１１１を有する。基部７１１１の上端部の中央には、下方向へ凹んで構成される軸受保持部７１１１Ａが設けられる。軸受保持部７１１１Ａ内部に上軸受７４が固定される。上軸受７４は、ボールベアリングで構成されるが、スリーブ軸受などによって構成されてもよい。

基部７１１１の外周面には、周方向に配置された複数の静翼７１１２が構成される。静翼７１１２は、上下方向に延びる。静翼７１１２の上部は、静翼７１１２の下部に対して回転方向Ｒ後方側へ湾曲する。回転するインペラ３から吹出された気流は、周方向に隣接する静翼７１１２間を下方向へ案内される。これにより、気流を整流することができ、送風装置１の送風効率を向上させることができる。

また、基部７１１１の下端部には径方向へ貫通する通気孔７１１１Ｂが構成される。通気孔７１１１Ｂは、周方向に複数配置され、静翼７１１２よりも下側に配置される。通気孔７１１１Ｂは、後述するように、モータハウジング７１内部を冷却するための気流を外部より取り込むために用いられる。

下側ハウジング７１２は、上方が開口した略円筒状に構成される。下側ハウジング７１２の下端部には、上下方向および径方向に貫通する連通路７１２Ａと、径方向に貫通する連通路７１２Ｂが構成される。連通路７１２Ａ、７１２Ｂは、下側ハウジング７２の内部と外部とを連通する。連通路７１２Ａ、７１２Ｂは、後述するように、モータハウジング７１内部を冷却するための気流を外部へ排気するために用いられる。

また、下側ハウジング７１２の底部中央には、上下方向に貫通する取付孔７１２Ｃ（図３）が構成される。取付孔７１２Ｃには、下方からブラケット７６が嵌められる。ブラケット７６は、下側ハウジング７１２にネジ止めにより固定される。ブラケット７６内部には、下軸受７５が固定される。下軸受７５は、ボールベアリングで構成されるが、スリーブ軸受などによって構成されてもよい。

次に、ステータ７２の構成について述べる。ここで、図５（ａ）は、図４の状態から取り外したインペラ３を示す斜視図であり、図５（ｂ）は、図４の状態からインペラ３およびモータハウジング７１を取り外した状態を示す斜視図であり、図５（ａ）と図５（ｂ）を併せて参照する。ステータ７２は、ステータコア７２１と、上インシュレータ７２２と、下インシュレータ７２３と、複数のコイル７２４と、３連タブ７２５を有する。

ステータコア７２１は、電磁鋼板を上下方向に積層して構成される。ここで、図６は、ステータコア７２１の周辺構成を示す斜視図である。なお、図６では、上下インシュレータを図示していない。ステータコア７２１は、環状のコアバック７２１１と、複数のティース７２１２を有する。複数のティース７２１２は、コアバック７２１１の内周面から径方向内側へ向かって放射状に延びる部位である。ティース７２１２は、平面視で略Ｔ字形状である。すなわち、ティース７２１２は、径方向に延びる部分と、当該部分の径方向内側先端部から周方向両側に拡大する部分から成る。

絶縁性材により構成される上インシュレータ７２２は、ステータコア７２１の上面および側面を覆うようにステータコア７２１に固定される。本実施形態では、上インシュレータ７２２は周方向に分割された複数のインシュレータから構成される。絶縁性材により構成される下インシュレータ７２３は、ステータコア７２１の下面および側面を覆うようにステータコア７２１に固定される。本実施形態では、下インシュレータ７２３は周方向に分割された複数のインシュレータから構成される。なお、上インシュレータおよび下インシュレータは、それぞれが一つの部材として構成されてもよい。

コイル７２４は、ティース７２１２を覆う上インシュレータ７２２の部分および下インシュレータ７２３の部分を介して導線を巻き回すことで構成される。すなわち、コイル７２４は、ティース７２１２ごとに設けられる。

ティース７２１２の根元近傍で、コアバック７２１１の内周面は平面部Ｓ１１で構成され、コアバック７２１１の外周面は平面部Ｓ１２で構成される。これにより、コイル７２４の巻き崩れを抑制できる。また、ティース７２１２の根元近傍以外のコアバック７２１１の内周面は曲面部Ｓ２１で構成され、コアバック７２１１の外周面は曲面部Ｓ２２で構成される。曲面部Ｓ２２は、モータハウジング７１の内周面に接触する。平面部Ｓ１２とモータハウジング７１の内周面との間には、径方向に隙間が構成される。通気孔７１１１Ｂは、平面部Ｓ１２の径方向外側に配置される（図４）。従って、通気孔７１１１Ｂを介して外部から上記隙間へ気流が流れ込むことが可能である。

各々のコイル７２４から引き出される引出線７２４Ａは、上インシュレータ７２２に固定される３連タブ７２５に接続される。また、各々のコイル７２４から下インシュレータ７２３の下側へ引き出される引出線７２４Ｂは、後述する基板８に接続される。

次に、ロータ７３の構成について述べる。ロータ７３は、ステータ７２の径方向内側に配置され、ステータ７２に対して中心軸Ｃ周りに回転可能に構成される。ここで、図７は、ロータ７３を主に示す斜視図である。ロータ７３は、シャフト７３１と、マグネット７３２と、第１ロータカバー７３３と、冷却部材７３４と、第１スペーサ７３５と、ヨーク７３６と、センサマグネット７３７と、第２ロータカバー７３８を有する。

シャフト７３１は、中心軸Ｃに沿って配置される棒状部材である。シャフト７３１は、上軸受７４と下軸受７５によって回転可能に支持される。マグネット７３２は、円筒状であり、シャフト７３１に固定される。第１ロータカバー７３３は、マグネット７３２の外周面を覆う。マグネット７３２および第１ロータカバー７３３は、ティース７２１２の径方向内側に配置され、ティース７２１２と径方向に対向する（図６）。

冷却部材７３４は、スペーサとして機能し、マグネット７３２と上軸受７４とに上下方向に挟まれて配置される。冷却部材７３４は、シャフト７３１に固定される。冷却部材７４３の構成および機能の詳細については後述する。

ヨーク７３６は、マグネット７３２より下側に配置される。センサマグネット７３７は、ヨーク７３６の下側にヨーク７３６に接触して配置される。ヨーク７３６およびセンサマグネット７３７は、シャフト７３１に固定される。第２ロータカバー７３８は、ヨーク７３６およびセンサマグネット７３７の外周面を覆う。第１スペーサ７３５は、ヨーク７３６とマグネット７３２とに上下方向に挟まれて配置される。

なお、センサマグネット７３７の下方、且つ下軸受７５の上方にセンサ基板７７が設けられる。センサ基板７７の上面には、ホールセンサＨ１が実装される。ホールセンサＨ１およびセンサマグネット７３７により、ロータ７３の回転位置が検出可能である。

＜２．４ 基板について＞
円板状の基板８は、下側ハウジング７１２およびブラケット７６よりも下側に配置される。基板８は、リジッド基板またはフレキシブル基板により構成される。コイル７２４から引き出された引出線７２４Ｂは、基板８に実装された駆動回路に電気的接続される。これにより、コイル７２４に電力を供給することができる。

基板８と下側ハウジング７１２との間には、周方向に複数配置されたスペーサＳＰが配置される。基板８は、スペーサＳＰ内を通るネジによって下側ハウジング７１２にネジ止めされる。

＜３．送風装置の動作＞
上軸受７４の上側に第２スペーサ６が配置される。第２スペーサ６はシャフト７３１に固定される。インペラ３の下プレート３２がシャフト７３１を通されて第２スペーサ６上に配置される。ワッシャ５がシャフト７３１を通されて下プレート３２上に配置される。ナット４をワッシャ５上にてシャフト７３１に対してネジ止めすることにより、下プレート３２は、ワッシャ５と第２スペーサ６に挟み込まれる。これにより、インペラ３は、シャフト７３１に対して固定される。

基板８に実装された駆動回路によりコイル７２４に電流が供給されると、コイル７２４は磁場を発生させる。発生した磁場と、マグネット７３２により生じる磁場との相互作用により、ロータ７３は回転する。これにより、シャフト７３１は中心軸Ｃ周りに回転し、シャフト７３１に固定されたインペラ３も回転する。

インペラ３が回転することにより、吸気口２１１Ａおよび吸気口３１Ａを介してインペラ３に吸い込まれた空気は、インペラ３より径方向外側に吹出される。図３において、実線矢印にて気流ＡＲを示す。ここで、ファンケーシング２は、モータハウジング７１の径方向外側に配置され、ファンケーシング２とモータハウジング７１によって挟まれて形成される空間により、流路ＦＬが構成される。インペラ３より吹出された空気は、インペラ３よりも下方に位置する流路ＦＬに流れ込む。流れ込んだ空気は、静翼７１１２によって下方向に整流され、流路ＦＬを下方向へ流れ、ファンケーシング２の下端に位置する排気口２２１から外部へ排気される。これにより、送風動作が行われる。

＜４．冷却部材について＞
次に、冷却部材７３４について詳述する。ここで、図８は、ロータ７３において冷却部材７３４周辺の箇所を拡大した斜視図である。冷却部材７３４は、冷却部７３４１と、下端部７３４２と、筒状部７３４３と、を有する一つの部材である。冷却部材７３４は、例えば、金属で構成される。

冷却部７３４１は、シャフト７３１に固定される基部７３４１Ａと、基部７３４１Ａから径方向外側に突出する凸部７３４１Ｂを有する。凸部７３４１Ｂは、周方向に複数配置される。

下端部７３４２は、冷却部７３４１の下側に配置される。下端部７３４２は、上側に向かうにつれて外径が大きくなるテーパ面ＴＰを有する。すなわち、テーパ面ＴＰは、円錐面である。また、下端部７３４２の下端に位置する下端面７３４２Ａは、平面視で円環状であり、マグネット７３２の上面に直接的に接触する。

ロータ７３が回転して冷却部材７３４が回転すると、冷却部材７３４は凸部７３４１Ｂを有するので、モータハウジング７１内部において下方へ向かう気流が発生する。この気流は、ステータコア７２１のティース７２１２間の隙間、およびティース７２１２とマグネット７３２の間の隙間などを下方へ通過し、ステータ７２およびマグネット７３２が冷却される。ステータ７２においては特に発熱源となるコイル７２４を冷却することができる。

ここで、図９は、本実施形態の冷却部材７３４を用いた場合のコイル上部の温度を測定した例を示すグラフである。また、図９との比較として、図１０は、凸部を設けない構成の部材を用いた場合のコイル上部の温度を測定した例を示すグラフである。すなわち、図１０の場合、用いる部材における冷却部７３４１に相当する部分は円筒状となり、用いる部材はスペーサとしての機能が主となる。本実施形態に係る図９では、図１０と比較して、コイル上部の温度が上昇して到達するピークが抑えられ、ピーク後に下降して到達される温度も抑えられる。このように、本実施形態においては、冷却機能が向上する。

また、冷却部材７３４は軸方向に直接的にマグネット７３２と接触するので、マグネット７３２から冷却部材７３４への熱伝導が生じる。そして、凸部７３４１Ｂによって冷却部７３４１が外気に触れる表面積を増やすことができ、熱伝導により伝わった熱の外気への放熱を促進することができる。また、冷却部材７３４の回転により周方向に隣接する凸部７３４１Ｂ間に流れる気流が発生するので、冷却部７３４１における空気への熱伝達率を向上させ、放熱性を高めることができる。これにより、マグネット７３２の冷却効率を向上させることができる。

なお、冷却部材７３４の軸方向の長さを短くし、冷却部材の下端面７３４２Ａとマグネット７３２の上面に両端が接触する筒状の別部材を冷却部材とマグネット７３２の間に配置してもよい。すなわち、冷却部材は、マグネット７３２と他の部材を介して軸方向に間接的に接触してもよい。このようにすれば、マグネット７３２から他の部材を介して冷却部材に熱伝導により熱を導くことができ、マグネット７３２を冷却することができる。なお、上記他の部材は、熱伝導性の良好な例えば金属により構成されることが好ましい。

または、冷却部材とマグネット７３２とは、軸方向に間隙を介して配置してもよい。この場合は、マグネット７３２からシャフト７３１を介して冷却部材に熱伝導により熱を導くことができ、マグネット７３２を冷却することができる。

このように、本実施形態に係るモータ７は、上下に延びる中心軸Ｃに沿って配置され、中心軸Ｃ周りに回転するシャフト７３１と、シャフト７３１に固定されるマグネット７３２および冷却部材７３４と、マグネット７３２と径方向に対向して配置され、コイル７２４を有するステータ７２と、シャフト７３１、マグネット７３２、ステータ７２、および冷却部材７３４を内部に収容するモータハウジング７１と、を備える。冷却部材７３４は、マグネット７３２と直接または他の部材を介して軸方向に対向し、冷却部材７３４には、径方向に突出し、周方向に配置される複数の凸部７３４１Ｂが設けられる。

このような構成によれば、凸部７３４１Ｂを有する冷却部材７３４の回転により、モータハウジング７１内部で気流を発生させ、モータハウジング７１内部を冷却することができる。また、マグネット７３２から冷却部材７３４への熱伝導、および冷却部材７３４から空気への熱伝達により、マグネット７３２を効率良く冷却することができる。

また、先述したように、冷却部材７３４は、例えば、金属である。この場合、冷却部材７３４の熱伝導性を向上させ、マグネット７３２の冷却性を向上させることができる。

先述したように、下側ハウジング７１２は、連通路７１２Ａ、７１２Ｂを有する。連通路７１２Ａ、７１２Ｂは、下側ハウジング７１２の内部と外部とを連通する。冷却部材７３４の回転により発生するモータハウジング７１内部を下方へ向かう気流は、連通路７１２Ａ、７２１Ｂを介して外部へ排気される。また、上側ハウジング７１１の基部７１１１における上端部は、中央において上軸受７４およびシャフト７３１によって閉塞される。

このように、モータハウジング７１の下端部では連通路が構成される一方、上端部は閉塞されて外気から遮断される。従って、モータハウジング７１内部では、下側より上側のほうが温度が高くなりやすい。そこで、本実施形態では、冷却部材７３４をマグネット７３２より上側に配置する。これにより、モータハウジング７１内部の上側において気流を発生させることで、モータハウジング７１内部の上側を冷却することができる。

すなわち、モータハウジング７１には、マグネット７３２よりも下側において内部と外部とを連通する連通路７１２Ａ、７１２Ｂが設けられ、冷却部材７３４は、マグネット７３２よりも上側に配置される。これにより、高温になりやすいモータハウジング７１内部の上側を効率良く冷却することができる。

また、冷却部材７３４において、筒状部７３４３は、冷却部７３４１の上側に位置する。筒状部７３４３の上端面は、上軸受７４の下端面と軸方向に直接的に接触する。これにより、上軸受７４から筒状部７３４３を介して冷却部７３４１へ熱伝導により熱が導かれ、冷却部７３４１から空気への熱伝達が行われ、上軸受７４を効率良く冷却することができる。

なお、筒状部７３４３と上軸受７４の間に筒状の他の部材を配置してもよい。すなわち、他の部材を上軸受７４と筒状部７３４３によって軸方向に挟み込み、他の部材の下端面を筒状部７３４３の上端面に接触させ、他の部材の上端面を上軸受７４の下端面に接触させる。換言すれば、筒状部７３４３は、他の部材を介して上軸受７４に間接的に軸方向に接触する。この場合、上軸受７４から他の部材を介して筒状部７３４３へ熱伝導により熱を導くことができる。

または、上軸受７４と筒状部７３４３とは、軸方向に間隙を介して配置してもよい。この場合、上軸受７４からシャフト７３１を介して筒状部７３４３へ熱伝導により熱を導くことができる。

すなわち、モータ７は、モータハウジング７１の上部に固定され、シャフト７３１を回転可能に支持する上軸受７４をさらに備え、冷却部材７３４の上端部は、上軸受７４の下端部と軸方向に対向する。これにより、上軸受７４から冷却部材７３４へ熱伝導により熱を導き、上軸受７４を効率良く冷却することができる。

また、冷却部材７３４は、凸部７３４１Ｂを有する冷却部７３４１と、冷却部７３４の上側に配置され、軸方向に延びる筒状部７３４３と、を有し、筒状部７３４３の上端部は、上軸受７４の下端部に接触する。これにより、冷却部材７３４を上軸受７４とマグネット７３２との間のスペーサとして用いることができる。また、上軸受７４の熱が、より効率良く冷却部材７３４に伝導するため、上軸受７４を効率良く冷却できる。

また、先述したように、下端部７３４２は、円錐面であるテーパ面ＴＰを有する。これにより、冷却部材７３４が磁性体である場合に、マグネット７３２と冷却部材７３４との間に磁路が形成されることを抑制できる。すなわち、冷却部材７３４の下端部７３４２には、上側に向かうにつれて外側に拡がるテーパ面ＴＰが設けられる。なお、下端部７３４２に設けるテーパ面ＴＰは、円錐面に限らず、例えば上側に向かうにつれて平面視四角形状が外側に拡がる形状等であってもよい。

ここで、図１１は、図８に示した実施形態の変形例に係る斜視図である。図１１に示す実施形態では、図８と比較して冷却部材の形状を変更している。より具体的には、図１１に示す冷却部材７４０は、図８に示す冷却部材７３４と比較して冷却部の形状が異なる。

冷却部材７４０に含まれる冷却部７４０１は、基部７４０１Ａと、基部７４０１Ａから径方向外側に突出する複数の凸部７４０１Ｂを有する。図８に示す冷却部７３４１では、凸部７３４１Ｂの上端Ｔ１と下端Ｂ１は、回転方向Ｒにおける位置が同一である。これに対し、図１１に示す冷却部７４０１では、凸部７４０１Ｂの上端Ｔ２は、下端Ｂ２に対して回転方向Ｒの前方側に配置される。

すなわち、凸部７４０１Ｂの上端Ｔ２は、凸部７４０１Ｂの下端Ｂ２に対して、シャフト７３１の回転方向Ｒ前方側に配置される。これにより、冷却部材が回転することにより生じる気流の送風効率を向上させ、モータハウジング内部の冷却性を向上することができる。

また、ロータ７３を回転させた場合にロータ７３の質量分布によって生じる遠心力のバランスを動バランスと呼び、本実施形態では、冷却部材によって動バランスの調整を行うことができる。

図１２は、ロータ７３の動バランスを調整するために、冷却部材７３４を軸非対称に加工した一例を示す平面図である。図１２の例では、７つの凸部７３４１Ｂのうち、１つの凸部７３４１Ｂ１の突出量を、他の６つの凸部７３４１Ｂの突出量よりも小さくしている。凸部７３４１Ｂの径方向外側の側面を削ることで、突出量を小さくする。なお、突出量を小さくする凸部は１つに限らず、複数であってもよい。

すなわち、冷却部材７３４は、凸部７３４１Ｂを有する冷却部７３４１を有し、冷却部７３４１は、軸非対称である。これにより、冷却部材７３４の径方向における質量分布を調整し、ロータ７３の動バランス調整を行うことができる。例えば、軸対称な冷却部を形成し、モータ７を組み立てた後で冷却部を加工して軸非対称な形状にすることによって、冷却部材の径方向における質量分布を調整し、ロータ７３の動バランス調整をすればよい。

また、複数の凸部７３４１Ｂのうち一部の凸部７３４１Ｂ１は、他の凸部７３４１Ｂに対して径方向の突出量が小さい。これにより、一部の凸部の径方向外側の側面を削ることにより、容易に動バランスの調整を行える。

また、冷却部材７３４を軸非対称とするために、他の例として図１３に示すようにしてもよい。図１３に示す冷却部材７３４では、７つの凸部７３４１Ｂのうち１つの凸部７３４１Ｂ２において、径方向外側の側面より径方向内側に凹んだ凹部Ｃ１を形成するようにしている。なお、凹部を設ける凸部は、複数であってもよい。すなわち、複数の凸部７３４１Ｂのうち一部の凸部７３４１Ｂ２は、径方向内側に凹む凹部Ｃ１を有する。これにより、一部の凸部の径方向外側の側面から削ることで、容易に動バランスの調整を行える。

なお、上記で述べた冷却部材を軸非対称とする加工は、図１１で示す冷却部材７４０に適用することも可能である。

＜５．通気孔を介した冷却＞
ロータ７３が回転し、冷却部材７３４およびインペラ３が回転すると、ファンケーシング２とモータハウジング７１とで挟まれた空間により構成される流路ＦＬに下方へ流れる気流ＡＲが発生する。気流ＡＲの一部は、気圧差により流路ＦＬから通気孔７１１１Ｂを通って、モータハウジング７１の内部へ流れ込む。流れ込んだ気流ＡＲは、ステータ７２の径方向外側の空間を上方向へ流れ、ステータ７２の上方へ到達する。そして、気流ＡＲは、冷却部材７３４の回転により、ステータ７２等を冷却しながら下方向へ流れ、連通路７１２Ａ、７１２Ｂから外部へ排気される。

すなわち、本実施形態の送風装置１は、モータ７と、シャフト７３１に固定されるインペラ３と、モータハウジング７１よりも径方向外側に配置され、モータハウジング７１との間隙に流路ＦＬを構成するファンケーシング２と、を備える。モータハウジング７１には、径方向に貫通し、流路ＦＬとモータハウジング７１内部を連通する通気孔７１１１Ｂが構成される。これにより、インペラ３の回転により送風装置１外部より吸い込んだ空気を通気孔７１１１Ｂを介してモータハウジング７１内部へ導き、冷却部材７３４の回転によってモータハウジング７１内部で気流を生じさせる。従って、モータハウジング７１内部を効率的に冷却することが可能となる。

＜６．その他＞
以上説明した通り、本実施形態に係る掃除機１００は、上述のモータ７または送風装置１を有する。これにより、冷却効率を向上させた掃除機１００を実現することができる。なお、送風装置は、掃除機に限らず、種々のＯＡ機器、医療機器、輸送機器、または掃除機以外の家庭用電気製品などに搭載されてもよい。

また、モータは、必ずしも送風装置に搭載される用途でなくてもよい。すなわち、インペラにより生じる気流をモータの冷却に使用することは必須ではない。

なお、本発明の趣旨の範囲内であれば、上述した実施形態は種々に変形することが可能である。

本発明は、例えば、掃除機用の送風装置に利用することができる。

１００・・・掃除機、１・・・送風装置、２・・・ファンケーシング、２１・・・ファンカバー、２２・・・外ケース、２１１・・・吸気部、２１１・・・吸気口２１１Ａ、３・・・インペラ、３１・・・上プレート、３２・・・下プレート、３３・・・羽根、４・・・ナット、５・・・ワッシャ、６・・・第２スペーサ、７・・・モータ、７１・・・モータハウジング、７１１・・・上側ハウジング、７１１１・・・基部、７１１１Ａ・・・軸受保持部、７１１１Ｂ・・・通気孔、７１１２・・・静翼、７１２・・・下側ハウジング、７１２Ａ、７１２Ｂ・・・連通路、７１２Ｃ・・・取付孔、７２・・・ステータ、７２１・・・ステータコア、７２１１・・・コアバック、７２１２・・・ティース、７２２・・・上インシュレータ、７２３・・・下インシュレータ、７２４・・・コイル、７２５・・・３連タブ、７３・・・ロータ、７３１・・・シャフト、７３２・・・マグネット、７３３・・・第１ロータカバー、７３４・・・冷却部材、７３４１・・・冷却部、７３４１Ａ・・・基部、７３４１Ｂ、７３４１Ｂ１、７３４１Ｂ２・・・凸部、７３４２・・・下端部、７３４３・・・筒状部、７３５・・・第１スペーサ、７３６・・・ヨーク、７３７・・・センサマグネット、７３８・・・第２ロータカバー、７４０・・・冷却部材、７４０１・・・冷却部、７４０１Ａ・・・基部、７４０１Ｂ・・・凸部、７４・・・上軸受、７５・・・下軸受、７６・・・ブラケット、７７・・・センサ基板、８・・・基板、ＴＰ・・・テーパ面、Ｈ１・・・ホールセンサ、Ｃ１・・・凹部、ＳＰ・・・スペーサ、ＦＬ・・・流路、ＡＲ・・・気流、Ｃ・・・中心軸、Ｒ・・・回転方向

Claims (12)

1. 上下に延びる中心軸に沿って配置され、前記中心軸周りに回転するシャフトと、
   前記シャフトに固定されるマグネットおよび冷却部材と、
   前記マグネットと径方向に対向して配置され、コイルを有するステータと、
   前記シャフト、前記マグネット、前記ステータ、および前記冷却部材を内部に収容するモータハウジングと、
   を備え、
   前記冷却部材は、前記マグネットと直接または他の部材を介して軸方向に対向し、
   前記冷却部材には、径方向に突出し、周方向に配置される複数の凸部が設けられる、
   モータ。
2. 前記冷却部材は、金属である、請求項１に記載のモータ。
3. 前記モータハウジングには、前記マグネットよりも下側において内部と外部とを連通する連通路が設けられ、
   前記冷却部材は、前記マグネットよりも上側に配置される、請求項１または請求項２に記載のモータ。
4. 前記モータは、前記モータハウジングの上部に固定され、前記シャフトを回転可能に支持する上軸受をさらに備え、
   前記冷却部材の上端部は、前記上軸受の下端部と軸方向に対向する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモータ。
5. 前記冷却部材は、
   前記凸部を有する冷却部と、
   前記冷却部の上側に配置され、軸方向に延びる筒状部と、を有し、
   前記筒状部の上端部は、前記上軸受の下端部に接触する、請求項４に記載のモータ。
6. 前記冷却部材の下端部には、上側に向かうにつれて外側に拡がるテーパ面が設けられる、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のモータ。
7. 前記凸部の上端は、前記凸部の下端に対して、前記シャフトの回転方向前方側に配置される、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のモータ。
8. 前記冷却部材は、前記凸部を有する冷却部を有し、
   前記冷却部は、軸非対称である、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のモータ。
9. 前記複数の凸部のうち一部の凸部は、他の凸部に対して径方向の突出量が小さい、請求項８に記載のモータ。
10. 前記複数の凸部のうち一部の凸部は、径方向内側に凹む凹部を有する、請求項８に記載のモータ。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のモータと、
    前記シャフトに固定されるインペラと、
    前記モータハウジングよりも径方向外側に配置され、前記モータハウジングとの間隙に流路を構成するファンケーシングと、
    を備え、
    前記モータハウジングには、径方向に貫通し、前記流路と前記モータハウジング内部を連通する通気孔が構成される、送風装置。
12. 請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のモータ、または請求項１１に記載の送風装置を備える掃除機。

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