JP3100590B1 - 真空掃除機用真空発生装置 - Google Patents

真空掃除機用真空発生装置

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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

【要約】 【課題】 アキシアル型コアレスブラシレスDCモーター
のローターとインペラーを一体型構造として実現するこ
とにより、超小型化、薄型化、低重量化、低騒音化、長
寿命化、カーボン粉塵ゼロ化、及び生産性向上を図り得
る真空掃除機用真空発生装置に関する。 【解決手段】 ディスク型ステーターの内周部に回転可
能に支持された回転軸の両端部にステーターの上部と下
部を相対してディスク型上部及び下部ローターが対称に
配置されたアキシアル型ブラシレスDCモーターと、前記
上部及び下部ローターにそれぞれ一体型に固定された上
部及び下部インペラーと、それぞれ前記ディスク型ステ
ーターの外周部に外周部が結合されてステーターと共に
それぞれの中央部に形成された吸入口を通して吸入され
たエアーを一側排出口に案内する上部及び下部ハウジン
グと、からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空掃除機用真空
発生装置に係るもので、特にアキシアル(axial)コアレ
スブラシレスDCモーターのローターとインペラーを一体
型構造として実現することにより、超小型化、薄型化、
低重量化、低騒音化、長寿命化、カーボン粉塵ゼロ化、
及び生産性向上を図り得る真空掃除機用真空発生装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】電子工業の発展に従い真空掃除機にあっ
ても小型化及び薄型化が進行しつつあり、現在まで小型
及び軽量化が大きく進行されてきたが、核心部品のモー
ターの長方向の減少においてはこの以上の小型化はしに
くいと言われている。
【0003】一般に、真空掃除機の種類は、図9に示す
ような通常の方式と主に欧州において採用されているア
ップライト(upright)方式及びキャニスタ(canister)方
式などがあり、全ての方式において小型化及び軽量化は
掃除作業の容易性と共に解けるべき課題と残っている。
特に、アップライト方式においては掃除作業の際に手に
加えられる負荷が大きくて疲労度が大きくなり、大きな
体積に従う作業の不便さが加重されている。
【0004】以下、従来の真空掃除機の構造について図
9及び図10を用いて説明する。
【0005】従来の真空掃除機は、移動可能に下部にホ
イール(wheel)2が取り付けられた本体ハウジング1内に
インペラーが回転軸に固定されて真空吸引力を発生させ
るためのモーター3が内蔵され、モーター3の先端には吸
入された塵を納めるダストパック4が取り付けられ、ダ
ストパック4の先端には真空吸入ホース5を通して塵吸入
口6が着脱自由自在に結合され、ハウジング1の後方には
フィルタ7が取り付けられている。
【0006】このような従来の真空掃除機は、モーター
3の駆動によりインペラーが回転して吸引力を発生し、
これにより吸入口6を通して塵がダストパック4に吸入さ
れる。
【0007】ところが、ここに使用される従来のACユニ
バーサルモーターを用いた真空掃除機用真空発生装置
は、図10に示した部分切断面図のように、回転磁場を発
生するためにコア鉄心9aにローターコイル9が巻き取ら
れた回転軸8の両端はそれぞれモーターハウジング16に
固定されたベアリング10,20に回転可能に支持され、コ
イル9の外周部には所定間隔を置いてステーター用電磁
石11が配置されている。
【0008】前記回転軸8の上端には上部ベアリング10
と一対のワッシャ13をもってインペラー12が結合されナ
ット14と固定ボルト15により固定されている。
【0009】この場合、モーターの駆動電源はハウジン
グ16に弾性的に支持されたカーボンブラシ19から回転軸
8の下部に一体に形成された整流子18を通してローター
コイル9に印加されて回転磁場が発生してローターの回
転が行われる。
【0010】よって、インペラー12が回転すると、ハウ
ジング16の上部中央孔17に吸入されたエアーが矢印の流
れに従い下側の排出口16aに排出されて本体ハウジング1
内部に真空吸入力が発生する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】然るに、従来の真空吸
引力を発生させるに使用されるモーターは、エアー出力
の増加による高速回転の時に発生される空気吸入騒音も
一緒に増加するという問題があり、前記コア型ブラシを
もつACユニバーサルモーターは、モーターの構造上、軸
方向の長さを減らして小型化、薄型化及び低重量化を図
るに限界がある。又、インペラーによる空気の吸入から
排出までの案内構造もモーターの軸方向に沿って形成さ
れるので、複雑で出力効率が劣るという問題がある。
【0012】従来の構造においては、インペラー12とロ
ーター9が一体化されない分離型構造であるので、別の
スペーサ、ワッシャ、ナット及びボルトなどを用いて結
合し、又、内部空気圧の効率的な上昇のためにインペラ
ー12から排出口16aへ空気を案内するエアーガイドベー
ン(air guide vane)21を必須的に要求する構造であるの
で、組立構造が複雑であって生産性が劣り、単価が上昇
するようになった。
【0013】又、インペラーの製造の際、高速回転に従
う機構的な強度と重さの節減のため、Al板材からなる上
下板と多数のブレードを上下結合させる構造を有してい
るので、上下板とブレードの結合度に従い真空度の偏差
が発生して、プレスの組立の際に上下板とブレード間の
密着度を改善させるべきであって、生産上の大きな問題
点となっている。
【0014】更に、カーボンブラシを採用した構造にお
いては、ブラシの摩耗に従うカーボン粉塵の飛散で環境
公害問題が惹起され、又摩耗されたブラシの交替に従う
モーター寿命の限界、整流子とブラシ間の火花の発生、
及び電磁波放出などの問題がある。
【0015】一方、上記の問題の解決のため、ツインイ
ンペラーの採用、ACインバーターモーターの採用、ブラ
シレス型モーターの採用などで部分的に解決することを
試みているが、効果的な方法であると見なすことができ
ないし、モーターのサイズ(105.4mm)と重さ(1.35kg)の
限界性のためこの以上の進展が進んでいない。
【0016】本発明の目的は、アキシアル型コアレスブ
ラシレスDCモーターのローターとインペラーを一体型構
造として実現することにより、製品の超小型化、薄型
化、低重量化、低騒音化、長寿命化、カーボン粉塵ゼロ
化、及び生産性向上を図り得る真空掃除機用真空発生装
置を提供するにある。
【0017】本発明の他の目的は、インペラーのブレー
ドと下板をローターの分割片マグネット、マグネットホ
ルダ、及びマグネットプレートと一緒にインサートモー
ルディング(insert molding)方式によりローター支持体
として一体に成型し、上板を超音波融着により一体化結
合させることにより、生産性の向上を図り、上下板とブ
レード間の密着度を改善し得る一体型インペラー構造を
提供するにある。
【0018】本発明の又他の目的は、ハウジング内部に
インペラーにより吸入されたエアーを排出口へ案内する
エアーガイドベーンを必須的に要求せず、エアーの案内
構造が単純で、空気の抵抗を少なく受ける真空掃除機用
真空発生装置を提供するにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため本発明は、多数のステーターコイルをディスク型
支持体に一体に含み中央部に位置したステーターと、前
記ステーターに回転可能に支持された回転軸と、前記ス
テーターの上部と下部に所定間隔を置いてそれぞれ多数
のN極及びS極分割片マグネットが円周方向に沿って交
互に配置されてディスク形状をなし、前記ステーターコ
イルの電磁気力と相互作用で回転される上部及び下部ロ
ーターと、上部及び下部ローターにそれぞれ固定された
上部及び下部インペラーと、それぞれ前記ディスク型ス
テーター支持体に外周部が結合されてステーター支持体
と一緒にそれぞれの中央部に形成された吸入口を通して
吸入されたエアーを一側の排出口に案内する上部及び下
部ハウジングとからなり、この吸入口が真空掃除機の塵
吸入部に繋がるように真空掃除機のハウジング内に配設
されるように構成され、真空掃除機用として用いられる
ことを特徴とする真空発生装置を提供する。
【0020】前記上部及び下部ローターのそれぞれは、
多数のN極及びS極分割片マグネットと、前記多数の分
割片マグネットが挿入される多数の挿入孔とインペラー
の結合に用いられる多数の結合突起を有するディスク型
マグネットホルダと、前記マグネットホルダの上部に磁
気回路を形成し多数の結合用貫通孔が形成されたディス
ク型マグネットプレートと、からなり、前記マグネット
ホルダの多数の結合突起がマグネットプレートの多数の
貫通孔を通してインペラーの下板に形成された固定溝に
挿入固定されてローターとインペラーとが一体型に固定
される。
【0021】又、上部ローター及び上部インペラーと下
部ローター及び下部インペラーは、それぞれ前記多数の
N極及びS極分割片マグネットと、前記多数の分割片マ
グネットが挿入される多数の挿入孔を有するディスク型
マグネットホルダと、前記マグネットホルダの上部に磁
気回路を形成するために配置されたディスク型マグネッ
トプレートと、前記マグネットホルダとマグネットプレ
ートの外周部と背面を覆うローター支持体と、前記ロー
ター支持体の上部面又は下部面に一体に形成されそれぞ
れ結合突起を有する多数のブレードと、前記各ブレード
の結合突起と結合される結合孔が形成された上板と、か
らなり、前記ローター支持体と多数のブレードはエンジ
ニアリングプラスチックを使用したインサートモールデ
ィングにより一体に成型される。
【0022】前記上部及び下部ハウジングとステーター
の支持体は、それぞれ一地点において中心側から外周部
までの直径が漸増的に増加して前記一地点と隣接した他
地点において一地点の外周部と他地点の外周部が平行に
延長された形状をなし、前記排出口は一地点と他地点の
平行に延長された延長部に形成される。
【0023】好ましくは、前記上部及び下部インペラー
から排出されるエアーを排出通路を分割して排出口に案
内するように前記ステーター支持体の上部面と下部面に
一体に形成されて、遠心力方向に沿って所定距離だけ延
長された多数のエアーガイドベーンをさらに含むことが
できる。
【0024】又、前記真空発生装置は、ステーターコイ
ルを自己冷却させるために上部及び下部ローターに形成
された多数の貫通孔をさらに含むことができる。
【0025】本発明の他の特徴によると、ディスク型ス
テーターの内周部に回転可能に支持された回転軸の両端
部にステーターの上部と下部を相対してディスク型上部
及び下部ローターが対称に配置されたアキシアル型ブラ
シレスDCモーターと、前記上部及び下部ローターにそれ
ぞれ一体型に固定された上部及び下部インペラーと、そ
れぞれ前記ディスク型ステーターの外周部に外周部が結
合されてステーターと一緒にそれぞれの中央部に形成さ
れた吸入口を通して吸入されたエアーを一側の排出口へ
案内する上部及び下部ハウジングとからなり、吸入口が
真空掃除機の塵吸入部に繋がって真空掃除機のハウジン
グ内に配設されるように構成され、真空掃除機用として
用いられることを特徴とするダブルインペラー型真空発
生装置を提供する。
【0026】本発明の又他の特徴によると、ディスク型
ステーターの内周部に回転可能に支持された回転軸の両
端部にステーターの上部と下部を相対してディスク型上
部及び下部ローターが対称に配置されたアキシアル型ブ
ラシレスDCモーターと、前記上部及び下部ローターのう
ち何れ一つに一体型に固定されたインペラーと、それぞ
れ前記ディスク型ステーターの外周部から前記インペラ
ーが付着されないローター側に向かって垂直に延長され
た多数の連結部と、前記多数の連結部の他端が下部面に
固定され、外周部が前記モーターを覆うように延長さ
れ、一地点において中心側から外周部までの直径が漸増
的に増加して前記一地点と隣接した他地点において一地
点の外周部と他地点の外周部が平行に延長された下部ハ
ウジングと、前記下部ハウジングと対応した形状に下部
ハウジングの外周部に外周部が結合されてインペラーの
回転に従い下部ハウジングと一緒に中央部に形成された
吸入口を通して吸入されたエアーを前記外周部が平行に
延長されて形成される排出口へ案内する上部ハウジング
とからなり、吸入口が真空掃除機の塵吸入部に繋がって
真空掃除機のハウジング内に配設されるように構成さ
れ、真空掃除機用として用いられることを特徴とするシ
ングルインペラー型真空発生装置を提供する。
【0027】
【0028】上記のように本発明は、アキシアル型コア
レスブラシレスDCモーターを使用すると共に、モーター
とローターとインペラーとを一体型構造として実現する
ことにより、スペースファクタ(space factor)を最適化
し、インペラーをダブルローターの上下面にそれぞれ付
着して同一な真空度を維持しながらモーターの回転数を
最少化させることができる。その結果、超小型化、薄型
化、低重量化、低騒音化、長寿命化、カーボン粉塵ゼロ
化、及び生産性向上を図り得る。
【0029】更に、インペラーの製造の際にエンジニア
リングプラスチックを用いてインペラーのブレードと下
板をローターの分割型マグネット、マグネットホルダ、
及びマグネットプレートと一緒にインサートモールディ
ング方式によりローター支持体として一体に成型し、上
板を超音波融着により一体化結合させることにより、生
産性の向上及び上下板とブレード間の密着度を改善させ
得る一体型インペラー構造を実現している。
【0030】
【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を用い
て説明する。
【0031】図1は、本発明の第1実施例によるダブル
インペラー型真空掃除機用真空発生装置を示す部分切断
面図、図2は第1実施例において上部/下部ケースを除
去した状態の分解斜視図、図3は分離製作されたインペ
ラーを用いる場合にローターとインペラー間の結合関係
を示す断面図である。
【0032】本発明の第1実施例によるダブルインペラ
ー型真空掃除機用真空発生装置は、回転動力を発生させ
る動力源として本出願人が提案して特許第213571号で登
録されているアキシアル型コアレスブラスレスDCモータ
ーにおいてダブルローター型(double roter type)モー
ターを基本構造として用いてこれを真空発生装置用モー
ターに適合に変形させたものを使用している。
【0033】変形されたモーター30を含む本発明の真空
発生装置は、基本的に中央部に位置した単一ステーター
40と、ステーター40に回転可能に支持された回転軸31の
両端にブシング34,35により固定されステーター40の上
部と下部に配置された上部及び下部ローター51,51aと、
上部及び下部ローター51,51aにそれぞれ固定された上部
及び下部インペラー60,60aと、ステーター40を形成する
ステーター支持体41に結合されて吸入されたエアーを案
内するガイド役割をする上部及び下部ハウジング70,70a
と、からなる。
【0034】この場合、上部ローター51及び上部インペ
ラー60と、下部ローター51a及び下部インペラー60aはそ
れぞれ回転軸31に回転可能に支持される一体型ロータ-
インペラー組立体50,50aを形成する。
【0035】詳しく説明すると、前記ステーター40は、
図2に示すように、ディスク型ステーター支持体41に例
えば6個のボビンレス(又はボビン型)ステーターコイ
ル43がインサートモールディング方法により一体型に製
作された構造を有する(この場合、防湿、振動吸収性、
耐食性、耐久性、及び電気絶縁性が向上される)。ステ
ーターコイル43の数はローター51,51aの磁石数(ポール
数)又は駆動方式(2相又は3相)に従い変形されるこ
ともできる。
【0036】前記ステーターコイル43は、3相駆動方式
においては3個のコイルが6個に分けられて角型コイル
により巻き取られて後述のPCB42でY方式により結線さ
れ、2相駆動の電波駆動方式においては2個のステータ
ーコイルが8個に巻き取られて直列方式により結線され
る。
【0037】又、前記ステーターコイル43は、図1に示
したように、それぞれが印刷回路基板(PCB)42の両面に
固定された状態でインサートモールディングされるか、
又はそれぞれが単一体(図2)で巻き取られた後PCB42
の一面に固定された状態でモールディングされることも
可能である。この場合、PCB42にはローター51,51aの回
転位置を検出するためのホール素子(hallelement)を含
んでいる。
【0038】ディスク型ステーター支持体41の内周部
は、一対のボールベアリング32,33を所定間隔を置いて
支持できるように内周部中間に環形突起41aが形成され
て、相互隣接して支持された一対のボールベアリング3
2,33に回転軸31が安定した構造で回転可能に支持されて
いる。従って、ローター51,51aの高速回転のときにも振
動を防ぐようになる。
【0039】前記上部及び下部ローター51,51aは相互同
一な構造からなる。上部ローター51の構造は図2に示す
ように多数の挿入孔53aを有するAlマグネットホルダ53
に多数の分割片マグネット52が挿入されている。
【0040】又、マグネットホルダ53の上部には、図3
に示すように、磁気回路を形成するディスク型マグネッ
トプレート55の多数の貫通孔56を通じて上部に結合され
る上部インペラー60の固定溝65に挿入固定される多数の
結合突起54が突出されている。
【0041】図3に示した上部インペラー60は、既に分
離して製作した通常のインペラーを用いる場合であっ
て、Alからなり、中央に開口部64を有する上板61と下板
63との間に多数のブレード62が固定された構造である。
前記結合突起54は下板63の成型のときに一体に形成でき
る。
【0042】従って、本発明は、従来のインペラーを用
いる場合にもマグネットホルダ53に形成された多数の結
合突起54を用いてエアープレスなどの簡単なプレス作業
によりマグネットプレート55と上部インペラー60を簡単
且つ確実に一体に結合させると共に、相互結合に従う別
の長さの増加を惹起させない。
【0043】又、プレスの際にガイドホールなどによる
同心度、垂直度を合わせることにより高速回転のときに
発生される振動を最少化できる。更には、マグネットホ
ルダ53によりローターが高速回転する場合にも分割マグ
ネット52が遠心力により離脱される現象を防止できる。
【0044】前記下部ローター51aは、上部ローター51
と同じ構造をなし、下部インペラー60aとの結合構造も
同一に成される。
【0045】一方、ステーター支持体41の外周部には上
下に延長された延長部45が形成され、ステーター支持体
41の外部形状は、図5に示すように、円形をなすモータ
ー30及びインペラー60,60aを中心としてまるで渦巻管の
ように一地点P1から直径が徐々に増加して一地点P1
と隣接した他地点P2の部分において相互平行に延長さ
れた形状をなしている。
【0046】又、前記延長部45の上下内側には中央部に
エアー吸入口71,71aがそれぞれ形成され、渦巻管の形状
をなす上部及び下部ハウジング70,70aの外周部が結合さ
れて、ステーター支持体41と共にインペラー60,60aの回
転に応じて吸入されたエアーを排出口72,72aへ案内する
役割をする。
【0047】前記ステーター40と上部及び下部ローター
51,51aとの間には所定のエアーギャップを置いて相互対
向しており、この場合、ステーターコイル43,44と上部
及び下部ローター51,51aのマグネット52との間にはフレ
ミング左手の法則が作用してローターの回転が行われ
る。
【0048】前記ローター51,51aの回転に従い上部及び
下部インペラー60,60aが回転し、その結果、吸入口71,7
1aに吸入されたエアーは、図1に示したように実線に従
いメインエアーフローXと、ローターの貫通孔57,57aを
通過する一点鎖線に従うステーターコイル43,44に対す
る冷却エアーフローYと、を形成し、遠心力により上部
及び下部ハウジング70,70aの内壁に沿って移送されて排
出口72,72aに排出される。従って、モーターコイルに対
する自己冷却(self-cooling)が行われると共に、真空発
生装置を内蔵した真空掃除機ハウジングの内部はエアー
が排出口72,72aを通って掃除機ハウジングの外部に排出
されるので、真空状態が発生される。
【0049】更には、前記真空発生装置及びモーター30
は、回転軸31又はステーター40を中心に全体的に磁気回
路、又は物理的に対称構造を形成している。
【0050】この場合、対応するステーター40のステー
ターコイル43,44は、上部及び下部ローター51,51aの対
応する各マグネット52を相互同一な力で吸引するか、又
は相互反発するようにコイルの巻線方向と電流流れの方
向が設定される。従って、上部及び下部ローター51,51a
は、ステーター40により相互反対方向の同一大きさの吸
引力又は反発力を受けて、ステーターによりローターに
作用される吸引力又は反発力は相互相殺され、ローター
の軸方向振動は騒音発生が最少化されて騒音発生が最少
化されることにより、トルクを2倍以上だけ増加させる
ことができる。
【0051】その結果、従来は、32,000RPMでモーター
単品状態において1m距離で測定した場合は100dB(A)であ
ったが、本発明は、同一真空度を維持する場合に少なく
とも23dB(A)以上の減少を実現することができる。
【0052】このような本発明の真空発生装置は、モー
ター自体がダブルローター構造であって駆動トルクが2
倍に増加するため、同一な駆動トルクを有する従来のモ
ーターに比べモーターの大きさを大きく減らすようにな
ってコンパクトした構造にもたらすことができるし、イ
ンペラー60とダブルローター型モーター30との結合が相
当に簡単になされると共に、相互結合による別途の長さ
増加を惹起させずに一体化される。
【0053】その結果、本発明に係る真空発生装置は、
軸方向の長さL1が従来の長さ(105mm)の約半分の49mm
で具現することができて、真空掃除機のサイズを減らす
ようになった。
【0054】更には、本発明に使用されたモーターは、
コアレスブラシレス構造であるので、真空発生装置全体
の重さにおいて、従来のものは1.35kgであったが、本発
明は800gで具現できるし、モーターの寿命も従来(ブラ
シ型)は最少200時間であったが、本発明では最少3000
時間以上の使用が可能であり、カーボン粉塵の問題も自
動に除去された。
【0055】一方、図4は、本発明に係る第2実施例に
よる単一インペラー型真空掃除機用真空発生装置を示す
部分切断面図で、図5は第2実施例の平面図である。
【0056】第2実施例は、ダブルインペラー型の第1
実施例と異なって単一インペラー型である。図4及び図
5において、上記の第1乃至図3と同一な部分に対して
は同一な番号を付し、これらに対する説明は省略する。
【0057】先ず、モーター30は、第1実施例と同一に
ダブルローター型コアレスブラシレスDCモーターを用
い、単一インペラー60が上部ローター51のみに取り付け
られ、下部ローター51aには取り付けられない構造であ
る。
【0058】従って、ステーター支持体41bは、上部及
び下部ハウジング70,73間の内部空間を確保するため、
第1実施例のように外周部が長く延長されずに下部ハウ
ジング73との結合のための多数のボス46が下面に突出さ
れ、ボス46に固定ボルト74を締結することによりステー
ター支持体41bは下部ハウジング73に固定される。
【0059】この場合、ローター51,51aの回転に従い上
部インペラー60が回転して吸入口71に吸入されたエアー
は、図4に示すように実線に従うメインエアーフローX2
と、ローターの貫通孔57,57aを通過する一点鎖線に従う
ステーターコイル43,44に対する冷却エアーフローY2と
を形成しながら、遠心力により図5に示したような渦巻
管の形状をなす上部及び下部ハウジング70,73の内壁に
沿って移送されて排出口75に排出される。
【0060】前記第2実施例は単一インペラーを採用し
ているので、軸方向の長さL2が40.5mmとして一層減ら
すようになり、重さも減少する。その他の特徴は第1実
施例と同様な原理により動作が行われるので類似に現わ
れる。
【0061】一方、前記第1及び第2実施例は、ロータ
ーと結合されるインペラーを別途に製作したローターの
多数の結合突起により一体化されることを例示している
が、図6に示した構造は初めからインペラーをローター
と一体に形成する構造を提案する。
【0062】即ち、多数の分割片マグネット52を多数の
挿入孔53aをもつ環形Alマグネットホルダ530に挿入した
後、マグネットホルダ530の上部に環形、例えばEGIから
なるマグネットプレート55を組み立てた状態でエンジニ
アリングプラスチック、例えばPPSを用いたインサート
モールディングによりこれらの側面と上部面を覆い、上
部面にインペラー用7-9個のブレード62aを一体に成型す
る。
【0063】この場合、ブレード62aの上部面にはそれ
ぞれインペラー用Al上板61との結合のときに使用される
結合突起62bが二つずつ形成されて、上板61はそれぞれ
のブレード62aと結合するときに上板61の結合孔61aに結
合突起62bを挿入させた状態で、例えば超音波融着方法
などにより易しく一体化させることができる。
【0064】この構造はローター51のローター支持体58
がインペラー60の下板を兼ねており、ブレード62aがロ
ーター支持体58と一体に形成されて組立工程が大きく単
純化される。
【0065】上記の方法により組み立てられたローター
インペラー一体型構造を反転させて斜視図で示すと図7
のようである。
【0066】その結果、前記一体型ローターインペラー
組立体50の構造は機械的な強度を満足させながら軽量体
として高速回転に適した構造を提供する。更に、従来の
上板と下板の密着度問題を完全に解消すると共にスペー
スファクトを最適化することができる。
【0067】一方、前記真空発生装置は、図9に示した
従来の真空掃除機だけではなく、アップライト及びキャ
ニスタ方式にも適用することができる。
【0068】又、前記実施例においては、従来のように
ハウジング内部にインペラーにより吸入されたエアーを
排出口へ案内するための別のエアーガイドベーンを必須
的に要求せず、インペラーから排出されるエアーがモー
ター内部を通過せずに直ぐ排出口72,72a,75に案内され
る構造をなしているので、エアーの案内構造が単純で空
気の抵抗を少なく受けるハウジング構造を形成する。
【0069】更には、本発明は、吸入されたエアーをハ
ウジングの上部から下部の排出口に案内する従来のエア
ーガイドベーンと違う新しい構造のエアーガイドベーン
を付加することにより、エアーの流れをより効果的に誘
導し得る構造を下記のように提案する。
【0070】図10を参考すると、第1実施例のステー
ター支持体41又は第2実施例の下部ハウジング73に多数
のエアーガイドベーン80を一体に設置することもでき
る。
【0071】前記ベーン80はインペラー60,60aから遠心
力により排出されるエアーの流れ方向と一致するように
放射状に一定した傾きを有し、排出口72,72a,75に近接
するほど漸次的に増加する長さとなっている。従って、
前記ベーン80はインペラー60,60aの作動に従い吸入され
た空気を排出口72,72a,75に案内するときよりも効果的
に限定された空間を分割してエアーの流れを誘導するの
で、空気の抵抗を減らすことが出きる。
【0072】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、アキシア
ル型コアレスブラシレスDCモーターを使用すると共にモ
ーターとローターとインペラーを一体型構造として実現
することにより、スペースファクトを最適化し、インペ
ラーをダブルローターの上下面にそれぞれ付着して同一
な真空度を維持しながらモーターの回転数を最少化でき
る。その結果、超小型化、薄型化、低重量化、低騒音
化、長寿命化、カーボン粉塵ゼロ化、及び生産性の向上
を図り得る。
【0073】更に、エンジニアリングプラスチックを用
いてインペラーのブレードと下板をローターと共にイン
サートモールディング方式によりローラー支持体として
一体に成型することにより、生産性の向上と、上下板と
ブレード間の密着度を改善し得る一体型ローターインペ
ラー構造を実現した。
【0074】以上、本発明を特定の好ましい実施例を例
えて図示し説明したが、本発明は前記実施例に限定され
ず、本発明の精神を外れない範囲内で当該発明が属する
技術分野で通常の知識を有したものにより多様な変更と
修正が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例によるダブルインペラー
型真空掃除機用真空発生装置を示す部分切断面図であ
る。
【図2】 第1実施例で上下部ケースを除去した状態の
分解斜視図である。
【図3】 分離製作されたインペラーを使用する場合、
ローターとインペラー間の結合関係を示す断面図であ
る。
【図4】 本発明の第2実施例による単一インペラー型
真空掃除機用真空発生装置を示す部分切断面図である。
【図5】 第2実施例の平面図である。
【図6】 本発明によるエンジニアリングプラスチック
を用いたローターインペラー一体型構造の結合関係を示
す断面図である。
【図7】 ローターインペラー一体型構造を示す斜視図
である。
【図8】 本発明に使用可能なハウジングに対する平面
図である。
【図9】 従来の一般の真空掃除機を示す斜視図であ
る。
【図10】 従来のACユニバーサルモーターを採用した
真空掃除機用真空発生装置に対する部分切断面図であ
る。
【符号の説明】
1:本体ハウジング 2:ホイール 3:モーター 4:ダストパック 5:ホース 6:吸入口 7:フィルタ 30:モーター 31:回転軸 32,33:ボールベアリング 34,35:ブシング 40:ステーター 41:ステーター支持体 41a:環形突起 43:ステーターコイル 45:延長部 46:ボス 50:ローターインペラー組立体 51,51a:上部/下部ローター 52:マグネット 53:マグネットホルダ 53a:挿入孔 54:結合突起 55:マグネットプレート 56,57,57a:貫通孔 58:ローター支持体 60,60a:上部/下部インペラー 61:上板 62,62a:ブレード 62b:結合突起 63:下板 64:開口部 65:固定溝 70,70a:上部/下部ハウジング 71,71a:エアー吸入口 72,72a,75:排出口 73:下部ハウジング 74:固定ボルト 80:エアーガイドベーン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−196558(JP,A) 特開 平2−214439(JP,A) 特開 平9−121521(JP,A) 特開 昭63−107444(JP,A) 特開 平9−327163(JP,A) 特開 平4−287898(JP,A) 特開 平4−81600(JP,A) 実開 昭60−11668(JP,U) 実開 昭60−11669(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A47L 9/00 H02K 7/14 H02K 16/02 H02K 21/24

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数のステーターコイルをディスク型支
    持体に一体に含み中央部に位置するステーターと、 前記ステーターに回転可能に支持される回転軸と、 前記ステーターの上部と下部に所定間隔を置いてそれぞ
    れ多数のN極及びS極分割片マグネットが円周方向に沿
    って交互に配置されてディスク形状をなし、前記ステー
    ターコイルの電磁気力と相互作用で回転する上部及び下
    部ローターと、 上部及び下部ローターにそれぞれ固定される上部及び下
    部インペラーと、 それぞれ前記ディスク型ステーター支持体に外周部が結
    合されて、ステーター支持体と共にそれぞれの中央部に
    形成された吸入口を通して吸入されたエアーを一側排出
    口へ案内する上部及び下部ハウジングとからなり、 前記吸入口が真空掃除機の塵吸入部に繋がって前記真空
    掃除機のハウジング内に配設されるように構成されて真
    空掃除機用として用いられることを特徴とする真空発生
    装置。
  2. 【請求項2】 前記上部及び下部ローターのそれぞれ
    は、多数のN極及びS極分割片マグネットと、 前記多数の分割片マグネットが挿入される多数の挿入孔
    とインペラーの結合に用いられる多数の結合突起を有す
    るディスク型マグネットホルダと、 前記マグネットホルダの上部に磁気回路を形成し多数の
    結合用貫通孔が形成されるディスク型マグネットプレー
    トと、からなり、 前記マグネットホルダの多数の結合突起がマグネットプ
    レートの多数の貫通孔を通してインペラーの下板に形成
    された固定溝に挿入固定されることを特徴とする請求項
    1に記載の真空発生装置。
  3. 【請求項3】 上部ローター及び上部インペラーと下部
    ローター及び下部インペラーは、それぞれ前記多数のN
    極及びS極分割片マグネットと、前記多数の分割片マグ
    ネットが挿入される多数の挿入孔を有するディスク型マ
    グネットホルダと、前記マグネットホルダの上部に磁気
    回路を形成するために配置されたディスク型マグネット
    プレートと、前記マグネットホルダとマグネットプレー
    トの外周部と背面を覆うローター支持体と、前記ロータ
    ー支持体の上部面又は下部面に一体に形成されそれぞれ
    結合突起を有する多数のブレードと、前記各ブレードの
    結合突起と結合される結合孔が形成された上板と、から
    なり、前記ローター支持体と多数のブレードはエンジニ
    アリングプラスチックを使用したインサートモールディ
    ングにより一体に成型されることを特徴とする請求項1
    に記載の真空発生装置。
  4. 【請求項4】 前記上部及び下部ハウジングとステータ
    ーの支持体は、それぞれ一地点において中心側から外周
    部までの直径が漸増的に増加して前記一地点と隣接した
    他地点において一地点の外周部と他地点の外周部が平行
    に延長された形状をなし、前記排出口は一地点と他地点
    の平行に延長された延長部に形成されることを特徴とす
    る請求項1に記載の真空発生装置。
  5. 【請求項5】 前記上部及び下部インペラーから排出さ
    れるエアーを排出通路を分割して排出口に案内するよう
    に前記ステーター支持体の上部面と下部面に一体に形成
    されて、遠心力方向に沿って所定距離だけ延長された多
    数のエアーガイドベーンをさらに含むことを特徴とする
    請求項4に記載の真空発生装置。
  6. 【請求項6】 前記ステーターコイルを自己冷却させる
    ために上部及び下部ローターに形成された多数の貫通孔
    をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の真空発
    生装置。
  7. 【請求項7】 ディスク型ステーターの内周部に回転可
    能に支持された回転軸の両端部にステーターの上部と下
    部を相対してディスク型上部及び下部ローターが対称に
    配置されたアキシアル型ブラシレスDCモーターと、 前記上部及び下部ローターにそれぞれ一体型に固定され
    た上部及び下部インペラーと、 それぞれ前記ディスク型ステーターの外周部に外周部が
    結合されてステーターと一緒にそれぞれの中央部に形成
    された吸入口を通して吸入されたエアーを一側の排出口
    へ案内する上部及び下部ハウジングとからなり、 前記吸入口が真空掃除機の塵吸入部に繋がって前記真空
    掃除機のハウジング内に配設されるように構成されて真
    空掃除機用として用いられることを特徴とするダブルイ
    ンペラー型真空発生装置。
  8. 【請求項8】 ディスク型ステーターの内周部に回転可
    能に支持された回転軸の両端部にステーターの上部と下
    部を相対してディスク型上部及び下部ローターが対称に
    配置されたアキシアル型ブラシレスDCモーターと、 前記上部及び下部ローターのうち何れ一つに一体型に固
    定されたインペラーと、 それぞれ前記ディスク型ステーターの外周部から前記イ
    ンペラーが付着されないローター側に向かって垂直に延
    長された多数の連結部と、 前記多数の連結部の他端が下部面に固定され、外周部が
    前記モーターを覆うように延長され、一地点において中
    心側から外周部までの直径が漸増的に増加して前記一地
    点と隣接した他地点において一地点の外周部と他地点の
    外周部が平行に延長された下部ハウジングと、 前記下部ハウジングと対応した形状に下部ハウジングの
    外周部に外周部が結合されてインペラーの回転に従い下
    部ハウジングと一緒に中央部に形成された吸入口を通し
    て吸入されたエアーを前記外周部が平行に延長されて形
    成される排出口へ案内する上部ハウジングとからなり、 前記吸入口が真空掃除機の塵吸入部に繋がって前記真空
    掃除機のハウジング内に配設されるように構成されて真
    空掃除機用として用いられることを特徴とするシングル
    インペラー型真空発生装置。
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