JP2021120572A - Electric blower and vacuum cleaner using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動送風機に関するものである。 The present invention relates to an electric blower.
近年需要が急速に高まっているコードレス掃除機においては、低電圧のバッテリー駆動においても十分な出力を得るためにブラシレスモータを用いた電動送風機が搭載されている。こうしたブラシレスモータにおいては、小型化のために高速化が検討されている。 Cordless vacuum cleaners, whose demand is rapidly increasing in recent years, are equipped with an electric blower using a brushless motor in order to obtain sufficient output even when driven by a low-voltage battery. In such brushless motors, high speed is being studied for miniaturization.
こうした小型の高速ブラシレスモータにおいては、損失の大部分が軸受けの機械損になる。そのため、モータ機内の内側にまで冷却風を導く必要がある一方で、従来冷却が必要であったコイルなどの冷却の必要性は低下する。 In such a small high-speed brushless motor, most of the loss is the mechanical loss of the bearing. Therefore, while it is necessary to guide the cooling air to the inside of the motor machine, the need for cooling the coil or the like, which conventionally required cooling, is reduced.
こうしたモータに上記特許文献1のようなモータハウジング側面に通風口を開ける冷却構造を採用した場合、モータ機内への冷却風量が不足し、軸受けの温度上昇を招く。また、上記特許文献2のように、エンドブラケットに設けた軸方向に傾斜した開口部を設けた場合でも、開口部とコイルが径方向から見てほぼ同一の位置に配置されると、コイルに冷却風があたることで大きな通風損失を招く。また、エンドブラケットに軸方向に傾斜しない開口部を設けた側の軸受けには冷却風が十分に当たらないため、片側の軸受けの温度上昇を招く。
When a cooling structure that opens a ventilation port on the side surface of the motor housing as in
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は冷却風の通風損失を下げ、軸受けへ冷却風を十分かつバランスよくあてることで、軸受けの温度上昇を抑制した電動送風機および該モータを用いた電気掃除機を提供する事にある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to reduce the ventilation loss of the cooling air and to apply the cooling air to the bearing in a sufficient and well-balanced manner to suppress the temperature rise of the bearing. It is an object of the present invention to provide an electric blower and an electric vacuum cleaner using the motor.
上記の問題を解決するために、本発明では、シャフトと、ロータと、コアとコイルを有したステータと、シャフトを回転可能にする軸受けを保持するブラケットと、ブリッジと、を有したモータを有した電動送風機であって、ブリッジに開口部が形成され、前記ブリッジの間に形成される開口部には空隙が形成されていることを特徴とする電動送風機。 In order to solve the above problems, the present invention includes a motor having a shaft, a rotor, a stator having a core and a coil, a bracket for holding a bearing that makes the shaft rotatable, and a bridge. An electric blower characterized in that an opening is formed in a bridge and a gap is formed in the opening formed between the bridges.
本発明によれば、通風損失を下げ、軸受けを十分に冷却することで高効率かつ高寿命な電動送風機および該モータを用いた電気掃除機を得ることが出来る。 According to the present invention, it is possible to obtain a highly efficient and long-life electric blower and a vacuum cleaner using the motor by reducing the ventilation loss and sufficiently cooling the bearing.
以下に、本発明の実施の形態を示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be shown.
図1に、本実施形態の電動送風機1の断面図を示す。電動送風機1はコア2とコイル3を有したステータ4と、シャフト5を有するロータ6と、シャフト5を回転可能にする軸受け7を保持するエンドブラケット8を有している。シャフト5にはインペラ9が取り付けられており、エンドブラケット8の一つにはディフューザ10が取り付けられており、ディフューザ10のエンドブラケット8側にはリターン11が設けられており、インペラとディフューザを覆うようにファンケーシング12が配置されている。また、この電動送風機1の最大回転数は7万回転以上である。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of the
このような電動送風機1のうち、ファンケーシング12やインペラ9、ディフューザ10などを除いた電動機部分のみの斜視図および俯瞰図を図2に示す。ブラケット8は、軸受けを固定する軸受けハウジング13と、その軸受けハウジング13から外周側に伸びたブリッジ14により構成されており、このブリッジ14とコイル3がシャフト5の径方向から見てほぼ同一の方向に配置されている。
FIG. 2 shows a perspective view and a bird's-eye view of only the electric motor portion of such an
図3に、特許文献2に記載されている従来の電動送風機の断面図を示す。このような従来の電動送風機の回転数は5万回転以下であるため、図4に示すように、コイルで発生する銅損と軸受けで発生する機械損の割合はほぼ1対1程度であった。そのため、コイルの絶縁被覆を保護するためにコイルの冷却を十分にする必要があり、ブリッジ間の開口部にコイルを配置することで、コイルに冷却風をあてていた。このようなコイルとブリッジの配置においては、コイルの冷却は十分である一方で、通風損失が大きくなるという問題があった。
FIG. 3 shows a cross-sectional view of the conventional electric blower described in
一方、本実施形態の電動送風機においては、回転数が7万回転以上と従来よりも高回転であるため、図4に示すように、軸受け7で発生する機械損よりもコイル3で発生する銅損の割合が小さく、コイル冷却の必要性が低下する。また、高速回転した場合にコイル3の実質抵抗が増加する場合があるが、コイル3を3本以上の多本持ちにすることで、その抵抗の増加を抑えることが出来る。このようにコイル銅損を下げる一方で、コイル3とブリッジ14の位置をシャフト5の径方向から見て同じ位置に配置することで、ブリッジ14間の開口部にはコイル3間の空隙が配置されることになるため、通風損失が低下し、電動送風機1の効率が向上する。
On the other hand, in the electric blower of the present embodiment, the rotation speed is 70,000 or more, which is higher than the conventional one. Therefore, as shown in FIG. 4, the copper generated in the
さらに、ブリッジ14を軸方向に傾斜させ、その傾斜部の軸方向成分と径方向成分を比較した場合に軸方向成分の方が大きいような構造とすることで、ディフューザ10から電動機内に入る風の一部が軸受け7近くにまで直接流れ込むようになるため、軸受け7の冷却性能が向上し、電動送風機1の寿命が向上する。
Further, by inclining the
また、ブリッジ14を軸方向に傾斜した部分とコイル3のコア2からはみ出た部分と同程度に軸方向に伸びた部分を有する構造にすることで、ブリッジ14間の開口部の面積を大きくする一方でブリッジ14の強度を保つことが出来る。この時、リターン11の高さをブリッジ14の傾斜部の高さ以下とすることで、冷却に必要のない風をエンドブラケット8の排出口15から排出することが可能となり、送風損失を下げることが出来る。
Further, the area of the opening between the
ステータ4の軸方向両側に軸受け7が配置される場合、図3の従来例のように反インペラ側のエンドブラケット8のブリッジ14が軸受けハウジング13とほぼ同一平面上で構成されている場合と比較して、反インペラ側のエンドブラケット8のブリッジ14を軸方向に傾斜させることで、さらに通風損失を下げることが出来る。
When the
また、反インペラ側のエンドブラケット8のブリッジ14を軸方向に傾斜させた場合、冷却風は径方向に吐き出されるようになるため、電動送風機下流に配置する制御基板16をシャフト5と垂直な平面内に配置することで、制御基板16の冷却に伴う通風損失を下げることが出来る。
Further, when the
図6に、第2の本実施形態の電動送風機の断面図を示す。複数の軸受け7をステータ4のインペラ側にまとめて配置することで、エンドブラケット8が一つで済むため、低コスト化が可能となる。また、軸受けハウジング13が軸方向に長くなるため、冷却風のあたる面積が増加し、軸受けの冷却性能が向上する。
FIG. 6 shows a cross-sectional view of the electric blower of the second embodiment. By arranging the plurality of
本実施例の電動送風機を電気掃除機に用いることで、電気掃除機の高効率化や長寿命化を得ることが出来る。 By using the electric blower of this embodiment as an electric vacuum cleaner, it is possible to obtain high efficiency and long life of the electric vacuum cleaner.
1 電動送風機
2 コア
3 コイル
4 ステータ
5 シャフト
6 ロータ
7 軸受け
8 エンドブラケット
9 インペラ
10 ディフューザ
11 リターン
12 ファンケーシング
13 軸受けハウジング
14 ブリッジ
15 排出口
16 制御基板
1
Claims (10)
シャフトを回転可能にする軸受けを保持するブラケットと、ブリッジと、を有したモータを有した電動送風機であって、
ブリッジに開口部が形成され、
前記ブリッジの間に形成される開口部には空隙が形成されていることを特徴とする電動送風機。 A shaft, a rotor, a stator with a core and a coil,
An electric blower having a motor with a bracket holding a bearing that makes the shaft rotatable and a bridge.
An opening is formed in the bridge,
An electric blower characterized in that a gap is formed in an opening formed between the bridges.
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