JP2599210B2

JP2599210B2 - 送風機

Info

Publication number: JP2599210B2
Application number: JP2083953A
Authority: JP
Inventors: 修桜井
Original assignee: Tec Corp
Current assignee: Tec Corp
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1997-04-09
Anticipated expiration: 2012-04-09
Also published as: JPH03285551A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、例えば換気用ファン装置や電気掃除機に
使用される送風機に関する。

（従来の技術）例えば電気掃除機などで使用されている送風機のブラ
シレスモータは、ステータの巻線に対する通電の切換え
を制御して、ロータを回転させるようにしている。

ところで、こうした通電の切換えを制御する情報を得
るためには、ロータの回転位置を検出する装置が必要で
ある。

ブラシレスモータは、ロータに永久磁石が使用されて
いるので、従来、この永久磁石を磁界を利用して、ロー
タの回転位置を検出することが行われている。具体的に
は、ロータの近くにホール素子などの検出センサを設け
て、検出センサからロータの回転変位に応じて検出信号
を出力させる。

（発明が解決しようとする課題）ところで、検出センサは熱の影響に弱い難点がある。

ところが、電気掃除機などの送風機に使用されるブラ
シレスモータは、駆動電圧が「100〜200V」と高い。

このため、ステータの近くに配置される検出センサ
は、強磁界により発生する大きな発熱を直接受けてしま
い、温度上昇により誤動作が生じたりするおそれがあ
る。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、その
目的とするところは、ロータ位置検出用センサに対する
熱の影響を防ぐことができる送風機を提供することにあ
る。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために、請求項１に記載の送風機
は、ステータと、このステータの両側に設けられ該ステ
ータを収容するフレームと、前記ステータの内部に収容
されたロータと、前記フレームにそれぞれ設けられロー
タのロータ軸を回転自在に支持する軸受と、前記フレー
ムのステータ収容空間から外部に突出する前記ロータ軸
の一端部に設けたロータ位置検出用ディスクと、このロ
ータ位置検出用ディスクの外部に臨む面に対向して設け
られ前記ロータ位置検出用ディスクの回転変位に応じて
検出信号を出力するロータ位置検出用センサと、前記ロ
ータ位置検出用ディスクと反対側のロータ軸の他端部に
設けられた送風ファンとを具備し、前記ステータ収容空
間の外側に吸込口および該吸込口から前記送風ファンの
吸込部に至る吸込路を形成し、この吸込路に前記ロータ
位置検出用センサを配置したことにある。

また請求項２に記載の送風機は、ステータと、このス
テータの両側に設けられ該ステータを収容するフレーム
と、前記ステータの内部に収容されたロータと、前記フ
レームにそれぞれ設けられロータのロータ軸を回転自在
に支持する軸受と、前記フレームのステータ収容空間か
ら外部に突出する前記ロータ軸の一端部に設けたロータ
位置検出用ディスクと、このロータ位置検出用ディスク
の外部に臨む面に対向して設けられ前記ロータ位置検出
用ディスクの回転変位に応じて検出信号を出力するロー
タ位置検出用センサと、前記ロータ位置検出用ディスク
と反対側のロータ軸の他端部に設けられた送風ファンと
を具備し、前記送風ファンの排風路が、前記送風ファン
の吹出部から前記ステータ収容空間の内外を通って外部
に吹出風を吹出す第１の風路と、前記ロータ位置検出用
センサを通って外部に吹出風を吹出す第２の風路とから
なる構成としたことにある。

（作用）請求項１に記載の送風機によると、ロータ位置検出用
センサは、発熱が生じるステータ部位から最も離れ、か
つ高温の雰囲気にさらされることのないステータ収容空
間の外部に設置される上、低い温度の吸込風によって積
極的に冷却されるので、ロータ位置検出用センサの温度
上昇を効果的に防ぐことができる。

請求項２に記載の送風機によると、ロータ位置検出用
センサは、さらにステータからの熱伝導を最小源にしつ
つ、温度の低い吹出風によって積極的に冷却されるの
で、同様にロータ位置検出用センサの温度上昇を効果的
に防ぐことができる。

（実施例）以下、この発明を第１図および第２図に示す第１の実
施例にもとづいて説明する。

第１図はこの発明を適用した例えば掃除機に使用され
る「15000rpm以上」の高速回転をなす高入力・高出力の
インナーロータ形の駆動モータを示し、１はステータコ
ア1aに巻線1bを巻き付けてなるステータ、２および３は
前後方向で２分割された有底筒状のフレームである。フ
レーム2,3の回動側同士はねじ止めで締結されている。
これらフレーム2,3の内部空間をステータ収納空間2aと
している。そして、上記フレーム2,3がステータ１の両
端部に各々嵌合され、ステータ全体をステータ収納空間
2aに収納している。なお、第２図に示すように巻線1bは
例えば「100〜200V」の駆動電圧で、三相駆動できるよ
うに巻かれている。

また一方のフレーム２の端壁中央部には、球軸受５が
収納されているとともに、他方のフレーム３の端壁中央
部にも球軸受６が収納されている。

これらの一対の球軸受5,6にて、ステータ１の内部に
収容されたロータ７のロータ軸８を回転自在に支持して
ある。なお、23,24はロータ軸８の両側に設けた止め輪
を示す。但し、ロータ７は永久磁石（図示しない）使用
して構成されるものである。

そして、ステータ収容空間2aから外部に突き出るロー
タ軸８の一端部、すなわち球軸受５を貫通するロータ軸
８の端部には、ロータ位置検出用ディスク17が取り付け
られている。このディスク17には、三相駆動に対応した
８つの磁極を形成するよう、例えばフェライトと樹脂と
を組み合せて構成してある。このロータ位置検出用ディ
スク17の裏面にはバックヨークを兼ねるディスク支持円
板18が重ねてある。なお、18aはディスク支持円板18に
形成された筒状部を示す。

ロータ位置検出用ディスク17、ディスク支持円板18
は、フレーム２の端壁中央から外側に突き出る筒形のボ
ス部19a内に収納されている。

このボス部19aの内部には、同ボス部19aの内面に形成
された段差を用いて、ロータ検出用ディスク17の近接対
向する位置に、ボス部19a内を塞ぐように回路基板25が
据え付けられている。

またこの回路基板25のロータ位置検出用ディスク17の
外側の面と対向する部分には、ロータ位置検出用のセン
サ部26が取り付けられている。このセンサ部26には、例
えばホール素子が使用されている。使用個数は、本実施
例のモータは三相駆動であるので、３個使用されてい
る。

これらセンサ部26からロータ位置検出用ディスク17の
回転変位に応じて出力される検出信号により、ロータ７
の回転位置を検出できるようになっている。

そして、この検出の基づき、図示しない制御部で、上
記ステータ１の巻線1bに対する通電が制御されることに
より、ロータ７が回転するようになっている。なお、27
は回路基板25が収容されているボス部19aの外部開口19b
を塞ぐように取り付けられたシールド板で、このシール
ド板27で回路基板25を外部から覆い隠している。

ロータ軸８のロータ位置検出用ディスク17とは反対側
となる他端部には、送風ファン、例えば遠心ファン28が
ナット29の軸端に対するねじ込みにて取り付けられてい
る。

フレーム３の先端側の外周には、フランジ状のカバー
支持座31が設けられている。

このカバー支持座31には、遠心ファン28の前面中央部
以外の部分を覆い隠すファンカバー32が嵌挿され、遠心
ファン28の前面中央を吸込部33aとし、外周側を吹出側
とした送風機を構成している。

カバー支持座31には、吹出しのための開口が設けられ
ていて、この後方に向く開口部を吹出口33b（吹出部）
としている。

またカバー支持座31の先端部に形成されている周壁と
連続するようにフレーム2,3の外周側には、環状のダク
ト40が嵌挿されている。

このダクト40の周壁には、ロータ軸８の軸心と直角方
向に延びる吹出口体42が突設されていて、遠心ファン28
の吹出部と吹出口体42との間に遠心ファン28からの吹出
風をステータ収容空間2a外を通って外部に吹き出させる
風路41を構成している。なお、42aは吹出口体42で形成
された排出口を示す。

またステータ１を挟む球軸受６に近いフレーム３の周
壁部分には、ファンカバー32内に形成されるファン室28
aの吹出側と連通する入口側連通口43が設けられてい
る。さらに反対側のステータ１を挟む球軸受５に近いフ
レーム２の周壁部分には、風路41の下流側に連通する出
口側連通口44が設けられていて、遠心ファン28からの吹
出風を、入口側連通口43およびステータ収容空間2a内を
通って、出口側連通口44から外部へ吹き出せるようにし
てある。

こうした風路構造により、送風ファン28からの吹出風
をステータ収容空間2aの内外を通って外部へ吹出す排気
風路34を構成してある。

またこうした送風機の外側面には、遠心ファン28の吸
込部33aから、ダクト40の外周部、センサ部26が在るフ
レーム２の部位に渡って吸込ダクト50が設けられてい
る。

この吸込ダクト50で形成される吸込路51には、センサ
部26を収納したボス部19aが突き出していて、センサ部2
6を吸込路51に対して突出配置させてある。

そして、吸込ダクト50の上流端は、センサ部26より上
流側に設けた吸込口52に連通していて、同吸込口52から
吸い込みが行われるようにしてある。

しかして、このように構成された送風機は、センサ部
26から出力される検出信号によって得られるロータ７の
回転位置にしたがって、ステータ１の巻線1bに対する通
電を制御して、ステータ１の巻線1bの励磁相を順次切換
えれば、ステータ１とロータ７との間に形成される磁気
回路により、ロータ７を高速（15000rpm）以上で回転さ
せていく。

そして、このロータ７の回転にしたがい遠心ファン28
が回転駆動され、空気が吸込口52から吸込路51に取り込
まれる。

この吸込路51を流れる吸込空気（低い温度の空気）に
て、センサ部26は冷却されていく。

そして、吸込部33aに至る吸込空気は、遠心ファン28
を通り、ファン室28aから吹出口33bと入口側連通口43と
に分かれて吹き出される。

このうち、入口連通口43からステータ収納空間2a内に
導かれた吹出風は、ステータ収納空間2aを縦断して排出
口体42に至り、この間にステータ１およびロータ７を冷
却すると同時に、ステータ収納空間2aを換気して同雰囲
気温度を低下させていく。

また吹出口33bからダクト40内に導かれた吹出風は、
フレーム2,3の外周面と触れながら排出口体42に至り、
この間にステータ１を外側から冷却していく。

そして、このステータ１の冷却を終えた吹出風とステ
ータ収納空間2aを通過した吹出風とが合流して、排出口
体42の排出口42aから、ロータ位置検出用ディスク17お
よびセンサ部26が在るモータ中央の位置とは離れる方向
へ吹き出される。

しかして、センサ部26は、発熱が生じるステータ１か
ら最も離れ、かつ高温の雰囲気にさらされることのない
ステータ収容空間2aの外部に設置される上、低い温度の
吸込風によって積極的（強制的）に冷却されるので、セ
ンサ部26の温度上昇を効果的に防ぐことができ、信頼性
の向上を図ることができる。

しかも、ステータ収納空間2aの内外（モータの内外）
からの冷却によって、ステータ１からロータ位置検出用
ディスク17、センサ部26に伝わる熱伝導を最小限に抑制
することができるから、センサ部26の温度上昇を効果的
に防ぐことができる。

そのうえ、センサ部26は排気風路34を避けて配置され
ているので、遠心ファン28に含まれるモータ熱の影響を
受けずにすむ。

また球軸受5,6の温度上昇を抑制することができ、軸
受の信頼性の向上もセンサ部26と共に図れる。

図３は、この発明の第２の実施例を示す。

第２の実施例は、第１の実施例の変形例で、センサ部
26を遠心ファン28の吸込空気（吸込風）でなく、吹出空
気（吹出風）で積極的（強制的）に冷却したものであ
る。

具体的には、第１の実施例で示した送風ファン28の吹
出口33bからステータ収容室2aの内外を通って外部に吹
出風を吹き出す排気風路34（第１の風路に相当）に加え
て、上記吹出口33bから、ダクト40の外周部、センサ部2
6が在るフレーム２の部位を通る分岐ダクト60（第２の
風路）を設けて、遠心ファン28の排気路を構成したもの
である。センサ部26が収容されたボス部19aは、第１の
実施例と同様、分岐ダクト60内に突き出ていて、センサ
部26を分岐ダクト60に対して突出配置させてある。な
お、60aは分岐ダクト60のセンサ部26により下流側で開
口している吹出口である。

このように遠心ファン28から吹き出される温度の低い
吹出風でセンサ部26を積極的に冷却させても、第１の実
施例と同様、センサ部26の温度上昇を効果的に防ぐこと
ができる。

［発明の効果］以上説明したように請求項１に記載の発明によれば、
ロータ位置検出用センサは、発熱が生じるステータ部位
から最も離れ、かつ高温の雰囲気にさらされることのな
いステータ収容空間の外部に設置される上、温度が低い
空気によって積極的に冷却されるので、ロータ位置検出
用センサの温度上昇を効果的に防ぐことができる。

この結果、ロータ位置検出用センサに対する熱の影響
を防ぐことができる。

請求項２に記載の発明によれば、この効果に加え、ロ
ータ位置検出用センサは、ステータ収容空間の内外から
冷却されてステータからの熱伝導を最小源にしつつ、温
度が低い空気によって積極的に冷却されるので、ロータ
位置検出用センサの温度上昇を効果的に防ぐことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例の送風機を示す断面
図、第２図は同送風機のステータの平面図、第３図はこ
の発明の第２の実施例の送風機を示す断面図である。１……ステータ、2,3……フレーム、2a……ステータ収
納室、5,6……球軸受、７……ロータ、17……ロータ位
置検出用ディスク、25……回路基板、26……センサ部
（ロータ位置検出用センサ）、28……遠心ファン、41…
…風路（第１の風路）、50……吸込ダクト、51……吸込
路、52……吸込口、60……分岐ダクト（第２の風路）。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ステータと、このステータの両側に設けら
れ該ステータを収容するフレームと、前記ステータの内
部に収容されたロータと、前記フレームにそれぞれ設け
られロータのロータ軸を回転自在に支持する軸受と、前
記フレームのステータ収容空間から外部に突出する前記
ロータ軸の一端部に設けたロータ位置検出用ディスク
と、このロータ位置検出用ディスクの外部に臨む面に対
向して設けられ前記ロータ位置検出用ディスクの回転変
位に応じて検出信号を出力するロータ位置検出用センサ
と、前記ロータ位置検出用ディスクと反対側のロータ軸
の他端部に設けられた送風ファンとを具備し、前記ステータ収容空間の外側に吸込口および該吸込口か
ら前記送風ファンの吸込部に至る吸込路を形成し、この
吸込路に前記ロータ位置検出用センサを配置したことを
特徴とする送風機。
【請求項２】ステータと、このステータの両側に設けら
れ該ステータを収容するフレームと、前記ステータの内
部に収容されたロータと、前記フレームにそれぞれ設け
られロータのロータ軸を回転自在に支持する軸受と、前
記フレームのステータ収容空間から外部に突出する前記
ロータ軸の一端部に設けたロータ位置検出用ディスク
と、このロータ位置検出用ディスクの外部に臨む面に対
向して設けられ前記ロータ位置検出用ディスクの回転変
位に応じて検出信号を出力するロータ位置検出用センサ
と、前記ロータ位置検出用ディスクと反対側のロータ軸
の他端部に設けられた送風ファンとを具備し、前記送風ファンの排風路が、前記送風ファンの吹出部か
ら前記ステータ収容空間の内外を通って外部に吹出風を
吹出す第１の風路と、前記ロータ位置検出用センサを通
って外部に吹出風を吹出す第２の風路とからなることを
特徴とする送風機。