JP3422867B2 - 電動送風機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、ロータがステータの内
側に回転自在に挿通配置されたインナロータ型ブラシレ
スモータで送風ファンを回転させて送風を行う各種産業
機器用の電動送風機に関する。 【０００２】 【従来の技術】ロータの極数が少ないブラシレスモータ
として、図１０および図１１に示される２極・６ポール
・３相Ｙ結線のブラシレスモータが知られている。 【０００３】すなわち、これらの図中１で示すステータ
は、外周が円形をなすステータコア２の内周面に突設さ
れた６個のポールP1〜P6にＵ、Ｖ、Ｗの相巻線３〜５を
巻き付けて形成されている。 【０００４】図１０および図１２に示されるようにＵ相
の相巻線３は、ポールP1にＣＷ（時計）方向に巻いた
後、このポールP1から 180゜隔たった位置のポールP4に
ＣＣＷ（反時計）方向に巻いて設けられている。同様に
Ｖ相の相巻線４は、ポールP3にＣＷ方向に巻いた後、こ
のポールP3から 180゜隔たった位置のポールP6にＣＣＷ
方向に巻いて設けられている。同様にＷ相の相巻線５
は、ポールP5にＣＷ方向に巻いた後、このポールP5から
180゜隔たった位置のポールP2にＣＣＷ方向に巻いて設
けられている。そして、ポールP2、P4、P6に巻かれた各
相巻線３〜５は互いに接続されている。したがって、こ
のステータ１は６ポール・３相Ｙ結線の構造となってい
る。 【０００５】図１０および図１１中符号６は、図示しな
い軸受により両端支持されるロータ軸７にロータマグネ
ット８を取付けてなるロータで、これはロータマグネッ
ト８の周面をポールP1〜P6の先端面に夫々対向させて、
ステータ１の内側に回転自在に配置されている。図１０
中２点鎖線に示されるようにロータ６はその半周に渡る
領域をＮ極とＳ極とが夫々占めており、最小の２極構成
となっている。 【０００６】このような２極・６ポール・３相Ｙ結線の
ブラシレスモータは、相巻線３〜５の電流方向をトラン
ジスタ等のスイッチング素子で制御することにより、運
転されるものであり、そのロータ軸７に例えば送風ファ
ンを取付けて電動送風機として使用できる。 【０００７】また、図１３および図１４には高速領域に
おいて効率がよい４極・１２ポール・３相Ｙ結線のブラ
シレスモータを示している。 【０００８】これらの図中１１で示すステータは、外周
が円形をなすステータコア１２の内周面に突設された１
２個のポールP1〜 P12にＵ、Ｖ、Ｗの相巻線１３〜１５
を巻き付けて形成されている。 【０００９】図１５中点線に示されるようにＵ相の相巻
線１３は、隣接する３個のポールP2〜P4群に跨がってＣ
Ｗ方向に収め巻きするとともに、前記ポールP2〜P4群に
対して図１３中反時計方向に並んだ３個のポールP5〜P7
群に跨がってＣＣＷ方向に収め巻きし、さらに、前記ポ
ールP5〜P7群に対して図１３中反時計方向に並んだ３個
のポールP8〜 P10群に跨がってＣＷ方向に収め巻きする
とともに、前記ポールP8〜 P10群に対して図１３中反時
計方向に並んだ３個のポール P11、P12 、P1群に跨がっ
てＣＣＷ方向に収め巻きして設けられている。 【００１０】同様に、図１５中実線に示されるようにＶ
相の相巻線１４は、隣接する３個のポールP6〜P8群に跨
がってＣＷ方向に収め巻きするとともに、前記ポールP6
〜P8群に対して図１３中反時計方向に並んだ３個のポー
ルP9〜 P11群に跨がってＣＣＷ方向に収め巻きし、さら
に、前記ポールP9〜 P11群に対して図１３中反時計方向
に並んだ３個のポール P12、p1、p2群に跨がってＣＷ方
向に収め巻きするとともに、前記ポール P12、p1、p2群
に対して図１３中反時計方向に並んだ３個のポールP3〜
P5群に跨がってＣＣＷ方向に収め巻きして設けられてい
る。 【００１１】同様に、図１５中２点鎖線に示されるよう
にＷ相の相巻線１５は、隣接する３個のポール P10〜 P
12群に跨がってＣＷ方向に収め巻きするとともに、前記
ポール P10〜 P12群に対して図１３中反時計方向に並ん
だ３個のポールP1〜P3群に跨がってＣＣＷ方向に収め巻
きし、さらに、前記ポールP1〜P3群に対して図１３中反
時計方向に並んだ３個のポールP4〜P6群に跨がってＣＷ
方向に収め巻きするとともに、前記ポールP4〜P6群に対
して図１３中反時計方向に並んだ３個のポールP7〜P9群
に跨がってＣＣＷ方向に収め巻きして設けられている。 【００１２】そして、ポール各相巻線１３〜１５は互い
に接続されている。したがって、このステータ１１は１
２ポール・３相Ｙ結線の構造となっている。 【００１３】なお、前記収め巻きとは、周知のように複
数のポール群に渡る大きさ・形状に相当する大きさ・形
状の巻き枠を用いて、そこに相巻線を巻き付けてから、
この相巻線を前記巻き枠から外し、こうして外された相
巻線を複数のポール群に渡って嵌合することにより、相
巻線の内側に複数のポール群を収めて、これらポール群
にわたって相巻線１３〜１５を装着する巻き方である。 【００１４】図１３および図１４中符号１６は、図示し
ない軸受により両端支持されるロータ軸１７にロータマ
グネット１８を取付けてなるロータで、これはロータマ
グネット１８の周面をポールP1〜 P12の先端面に夫々対
向させて、ステータ１１の内側に回転自在に配置されて
いる。図１３中２点鎖線に示されるようにロータ１６は
その90゜に渡る領域をＮ極とＳ極とが夫々占めており、
４極構成となっている。 【００１５】このような４極・１２ポール・３相Ｙ結線
のブラシレスモータは、相巻線１３〜１５の電流方向を
トランジスタ等のスイッチング素子で制御することによ
り、運転されるものであり、そのロータ軸１７に送風フ
ァンを取付けて電動送風機として使用できる。 【００１６】 【発明が解決しようとする課題】前記２極・６ポール・
３相Ｙ結線のブラシレスモータは、ポール数が少ないこ
とにより、相巻線への通電を制御するスイッチング素子
のスイッチングに伴う損失（トルクの発生に関与しない
ものであってスイッチイングロスと通称されている。）
が少ない点で優れているが、その反面、ステータコア２
の円形をなすコアベース２ａの幅Ａが大きく、したがっ
て、ステータ１の直径が大きい。 【００１７】これは、ロータ６のＮ極からコアベース２
ａを通ってロータ６のＳ極に戻る磁気を通すために、コ
アベース２ａが磁気飽和しないだけの幅を必要とするこ
とに起因している。 【００１８】なお、後述する４極・１２ポール・３相Ｙ
結線のブラシレスモータとの比較のために詳しく説明す
れば、各ポールP1〜P6を通る磁束本数が図１０中矢線で
示されるように夫々２本であるとした条件では、コアベ
ース２ａにおけるロータ６の磁極境界に対応する部分を
通る磁束本数は３本であるから、この磁束が磁気飽和し
ない程度の断面積を有してコアベース２ａは形成され
る。したがって、それに応じてコアベース２ａの幅Ａは
広くなっている。 【００１９】以上のようにステータ１の直径が大きいこ
とにより、これを備えた２極・６ポール・３相Ｙ結線の
ブラシレスモータは、径が大きいとともに、重量も重い
という問題がある。そのため、このモータを駆動部とし
て使用する電動送風機も大型で、かつ、重量が重いとい
うも問題がある。 【００２０】また、前記４極・１２ポール・３相Ｙ結線
のブラシレスモータは、前記２極・６ポール・３相Ｙ結
線のブラシレスモータと同じ磁束密度であるとした条
件、言い換えれば、各ポールP1〜 P12を通る磁束本数が
夫々図１３中矢線で示されるように１本であるとした条
件では、ステータコア１２の円形をなすコアベース１２
ａにおけるロータ１６の磁極境界に対応する部分を通る
磁束本数は 1.5本である。そのため、コアベース１２ａ
の幅Ｂを、前記２極・６ポール・３相Ｙ結線のブラシレ
スモータのステータコア２の幅Ａの半分とでき、それに
応じてモータを小径かつ軽量にできる点で優れている。 【００２１】しかし、このブラシレスモータは、既述の
ように相巻線１３〜１５が収め巻きにより設けられてい
るため、一本のポールに一巻きするのに他のポールを巻
く必要があることに加えて、一本のポール上に各相の相
巻線１３〜１５が重ねられて巻かれているから、各相巻
線１３〜１５の全長が長い。したがって、巻線コストが
高い。しかも、重ねて巻かれていることにより、ステー
タコア１２の両端面１２ｂ、１２ｃからの巻線の突出長
さＣ（図１４参照）が大きい。このように突出長さＣが
大であるので、このモータはスラスト方向の高さが大き
いという問題がある。 【００２２】また、以上のように相巻線１３〜１５が夫
々長いので、それに応じて抵抗が増加するとともに銅損
が大きくなるので、相巻線１３〜１５の発熱が大きい。
そのため、モータの温度が上昇し易く、それに基づき軸
受の寿命に悪影響を与え易いという問題がある。 【００２３】しかも、既述のように相巻線１３〜１５が
収め巻きされたブラシレスモータにおいては、図１３に
示されるように隣接するポール間に形成されるスロット
１９のスラスト方向両端が相巻線１３〜１５で塞がれて
しまう。そのため、スロット１９に風を流通させてステ
ータ１１を冷却できないから、ステータ１１の空冷を行
うには、このステータ１１の外周囲に空気流路を形成す
る必要がある。それにより、モータの直径が大きくなる
という問題がある。 【００２４】したがって、このブラシレスモータおよび
これを駆動部として使用する電動送風機は、既述のよう
にスラスト方向および径方向にも大きいから、全体が大
型であるというも問題がある。 【００２５】本発明の目的は、小型・軽量にできるとと
もに、温度上昇を少なくできる安価な電動送風機を得る
ことにある。 【００２６】 【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
ケーシングと、内周面に１２個のポールが突設されると
ともに、相巻線が一つのポールに対して重ねて巻かれる
ことがないように前記各ポールのうち二つ置きに配置さ
れた４個のポールに対して前記相巻線を交互に電流方向
を変えて夫々単独に巻き付けて１相とし、この相を１２
０゜間隔で配置して１２ポール・３相Ｙ結線をなして形
成され、前記ケーシング内に収納されたステータと、周
方向に交互に設けられるＮ極とＳ極との合計極数を４と
したロータマグネットを有し、このマグネットの周面を
前記各ポールの先端面に対向させて前記ステータの内側
に挿通配置されたロータと、このロータが有するロータ
軸の両端部を前記ケーシングに支持する軸受と、前記ロ
ータ軸の一端部に取付けられた送風ファンと、このファ
ンより送風されて前記ケーシング内を流れる空気の流れ
経路が、隣接するポール間に形成されてスラスト方向両
端を開放した１２個のスロットを含んでおり、前記流れ
流路の前記ステータより下流側に位置して前記ケーシン
グに設けられた排気孔とを具備したものである。 【００２７】 【００２８】 【００２９】 【００３０】 【作用】請求項１の発明に係る電動送風機が備えるイン
ナロータ型ブラシレスモータにおいては、ステータのポ
ール数が１２と多いので、そのステータコアの円形等環
形をなすコアベースの各部を通る磁束本数が少なくなる
ことに伴い、コアベースの幅を狭くでき、それにより、
ステータを小径にできる。したがって、既述のようにス
テータを小型・軽量にできることに伴って、これを収納
するケーシングを小型にできる。そして、各相巻線を、
複数のポールに渡る収め巻きではなく、各ポールに対し
て交互に電流方向を変えて夫々単独に巻き付けたから、
各相巻線の長さを短くできるとともに、各相の相巻線が
一つのポールに対して重ねて巻かれることがないから、
各相巻線のステータコアの端面からの突出長さを小さく
できる。しかも、前記単独の巻き付けにより、隣接する
ポール間に形成されるスロットのスラスト方向両端を開
放させた構成とできる。このようにステータの各ポール
に対して夫々単独に巻き付けた相巻線が、スロットのス
ラスト方向両端を塞ぐことがないから、送風ファンによ
り送風されてケーシング内を通ってケーシングの排気孔
から流出される風を、スロットに流通させて、ステータ
をその内側から空冷できる。 【００３１】 【００３２】 【００３３】 【実施例】以下、図１〜図５を参照して本発明の第１実
施例を説明する。図１は本実施例に係る電気掃除機用の
電動送風機全体の構成を示す断面図であって、同図にお
いて符号２１で示す電動送風機は、４極・１２ポール・
３相Ｙ結線のインナロータ型ブラシレスモータからなる
駆動部２２を備えている。この駆動部２２の平面は図２
に示されている。 【００３４】駆動部２２の外郭を構成する金属製のケー
シング２３は、一端が開口された円筒状のケーシング本
体２４と、この本体２４の開口端部に取付けられたブラ
ケット２５とを備えている。図２に示されるようにブラ
ケット２５は、平面視略帯板状であって、ケーシング本
体２４の開口を径方向に横切っている。ブラケット２５
は通風孔２５ａを有している。 【００３５】ケーシング２３内にはステータ２６が収容
されている。ステータ２６は、プレス機械より打ち抜か
れた同一大きさのけい素鋼板を多数枚積層してなるステ
ータコア２７に、相巻線２８〜３０を取付けてなる。電
気的に１２０゜の位相差をもって配置される相巻線２８
〜３０は、図示しないモータ駆動回路でのトランジスタ
等のスイッチング素子の切り換えにより、例えば１００
Ｖ〜２０Ｖの駆動電圧で３相駆動されるようになってい
る。 【００３６】詳しくは、図３および図４に示されるよう
にステータコア２７は、例えばその外周が円形等環形を
なすコアベース２７ａの内周面に、１２本のポールP1〜
P12を一体に突設して形成されている。 【００３７】コアベース２７ａの外径寸法はケーシング
本体２４の円筒部の内径寸法に一致している。ケーシン
グ本体２４内の所定の深さ位置まで挿入されたステータ
コア２７は、その外周面全体をケーシング本体２４の内
周面に圧接して配置されている（図１および図２参
照）。 【００３８】１２本のポールP1〜 P12は３０゜間隔でス
テータコア２７の中心方向に向けて夫々突設されてい
る。このように１２本のポールP1〜 P12を設けたことに
より、隣接するポール間に形成されるスロットＳの数は
１２となっている。 【００３９】Ｕ相を担う相巻線２８は９０゜ごとに離れ
て位置された４本のポールP1、P4、P7、 P10に渡って設
けられ、これら各ポールP1、P4、P7、 P10に対して交互
に電流方向（つまり、ラジアル方向の磁束方向）を変え
て単独に巻き付けられている。この相巻線２８は、ポー
ルP2、P3、P5、P6、P8、P9、 P11、 P12には巻き付けら
れていない。 【００４０】そのために、例えば図５の結線図に示され
るように相巻線２８は、ポールP1に対してはＣＷ（時
計）方向に巻き付けられているとともに、このポールP1
から図３中反時計方向に二つ置いた位置のポールP4に対
してＣＣＷ（反時計）方向に巻き付けられ、さらに、ポ
ールP4から図３中反時計方向に二つ置いた位置のポール
P7に対してＣＷ方向に巻き付けられているとともに、こ
のポールP7から図３中反時計方向に二つ置いた位置のポ
ール P10に対してＣＣＷ方向に巻き付けられている。 【００４１】Ｖ相を担う相巻線２９は９０゜ごとに離れ
て位置された４本のポールP2、P5、P8、 P11に渡って設
けられ、これら各ポールP2、P5、P8、 P11に対して交互
に電流方向を変えて単独に巻き付けられている。この相
巻線２９は、ポールP1、P3、P4、P6、P7、P9、 P10、 P
12には巻き付けられていない。 【００４２】そのために、例えば図５の結線図に示され
るように相巻線２９は、前記ポールP1から１２０゜離れ
た位置のポールP5に対してはＣＷ方向に巻き付けられて
いるとともに、このポールP5から図３中反時計方向に二
つ置いた位置のポールP8に対してＣＣＷ方向に巻き付け
られ、さらに、ポールP8から図３中反時計方向に二つ置
いた位置のポール P11に対してＣＷ方向に巻き付けられ
ているとともに、このポール P11から図３中反時計方向
に二つ置いた位置のポールP2に対してＣＣＷ方向に巻き
付けられている。 【００４３】Ｗ相を担う相巻線３０は９０゜ごとに離れ
て位置された４本のポールP3、P6、P9、 P12に渡って設
けられ、これら各P3、P6、P9、 P12に対して交互に電流
方向を変えて単独に巻き付けられている。この相巻線３
０は、ポールP1、P2、P4、P5、P7、P8、 P10、 P11には
巻き付けられていない。 【００４４】そのために、例えば図５の結線図に示され
るように相巻線３０は、前記ポールP1から２４０゜離れ
た位置のポールP9に対してはＣＷ方向に巻き付けられて
いるとともに、このポールP9から図３中反時計方向に二
つ置いた位置のポール P12に対してＣＣＷ方向に巻き付
けられ、さらに、ポール P12から図３中反時計方向に二
つ置いた位置のポールP3に対してＣＷ方向に巻き付けら
れているとともに、このポールP3から図３中反時計方向
に二つ置いた位置のポールP6に対してＣＣＷ方向に巻き
付けられている。 【００４５】そして、これらＵ、Ｖ、Ｗの各相を担う相
巻線２８〜３０は、図５に示されるようにその一端を接
続してＹ結線されている。したがって、こうして相巻線
２８〜３０が取付けられたステータ２６においては、そ
の１２個のスロットＳは、相巻線２８〜３０で塞がれる
ことなく、夫々ステータコア２７の厚み方向（スラス
ト）方向に開放されている。 【００４６】ステータ２６の内側にはロータ３１が挿通
配置されている。図１に示されるようにロータ３１は、
ロータ軸３２と、この軸３２の外周に取付けられた円筒
状のロータマグネット３３とを備えている。ロータマグ
ネット３３は、いわゆるプラスチックマグネットからな
るもので、その外周面を各ポールP1〜 P12の先端面に対
向させて設けられている。このロータマグネット３３は
その周方向に交互にＮ極とＳ極とが設けられていて、そ
の合計極数は４である。これらの磁極は厚み（ラジア
ル）方向に着磁して設けられている。 【００４７】図１に示されるようにロータ軸３２はケー
シング２３に回転自在に支持されている。すなわち、ケ
ーシング本体２４の底壁中央部には外側に突出する円筒
状のホルダ部３４が形成されているとともに、ブラケッ
ト２５の中央部にも外側に突出する円筒状のホルダ部３
５が形成されている。これらホルダ部３４、３５の内側
には夫々ロータ軸３２を回転自在に支持する軸受３６、
３７が装着されている。ロータ軸３２の一端部は軸受３
７およびホルダ部３５を挿通してケーシング２３の外側
に突出されている。 【００４８】図１中３８はステータ２６に取付けられた
環状の基板ホルダで、これには軸受３７側に位置してリ
ング状の回路基板３９が固定されている。この基板３９
には、ロータ３１の回転位置を検出する図示しないホー
ル素子等の位置センサが３個取付けられていて、その検
出信号が入力されるモータ駆動回路により前記相巻線２
８〜３０に対する通電が制御されるようになっている。 【００４９】図１に示されるように前記構成の駆動部２
２より突出されたロータ軸３２の先端部には、遠心式の
送風ファン４０が、ナット４１を介して締め付け固定さ
れている。このファン４０は、その吸気口と対向する吸
込み口４２ａを有した平面視円形のファンカバー４２で
覆われている。ファンカバー４２は、図１において下面
が開口された形状をなしており、この開口縁部がケーシ
ング本体２４の周部に嵌合されている。このファンカバ
ー３２の内部は、ケーシング本体２４の開口縁とブラケ
ット２５とで区画される略扇形開口部分２４ａ（図２参
照）を通してケーシング２３の内部空間に連通されてい
る。 【００５０】ブラケット２５と送風ファン４０との間に
は、整流板４３がブラケット２５にねじ止めされて介装
されている。整流板４３は、平面視円形であって、ブラ
ケット２５および略扇形開口部分２４ａを覆っている。
この整流板４３は、そのブラケット２５側の面に複数の
円弧状の整流壁を有しているとともに、外周部に複数の
図示しない導風口を有している。 【００５１】また、ケーシング本体２４には、ケーシン
グ２３内の空気の流れ経路においてステータ２６よりも
下流側に位置して排気孔４４が設けられている。排気孔
４４を通してケーシング２３内を通った風が外部に排出
される。 【００５２】前記構成の電動送風機２１が備える駆動部
２２をなすインナロータ型ブラシレスモータは、既述の
ように４極・１２ポール・３相Ｙ結線の構成となってい
る。このような構成のモータは、ステータ２６のポール
数が１２と多いので、そのステータコア２７の円形コア
ベース２７ａを通る磁束本数が少ないことに伴い、コア
ベース２７の幅Ｂ（図３、図４参照）を狭くできるの
で、ステータ２６を小径にできる。 【００５３】詳しくは、ロータ３１のＮ極からステータ
コア２７を通ってロータ３１のＳ極に戻る磁気を通すた
めに、コアベース２７ａは磁気飽和しないだけの幅を必
要とするが、各ポールP1〜 P12を通る磁束本数が図３矢
線で示されるように夫々１本である（したがって、この
モータの総磁束量は比較例としての図１３のブラシレス
モータの総磁束量と同じである。）ので、コアベース２
７ａにおけるロータ３１の磁極境界に対応する部分を通
る磁束本数は 1.5本であり、この磁束が磁気飽和しない
程度の断面積を有してコアベース２７ａを形成される。
それにより、この 1.5本の磁束を通すための幅Ｂを、図
１３のブラシレスモータでのコアベースの幅の半分とで
きる。 【００５４】このようにステータ２６の直径を小さくで
きるので、その重量を軽くできる。したがって、前記４
極・１２ポール・３相Ｙ結線のブラシレスモータからな
る駆動部２２、およびこの駆動部２２を備えた電動送風
機２１を軽量にできる。 【００５５】そして、以上のようにステータ２６の直径
を小さくできるので、これを備えた４極・１２ポール・
３相Ｙ結線のブラシレスモータからなる駆動部２２のケ
ーシング本体２４の円筒部の径を小さくできる。その
上、駆動部２２は、その各相巻線２８〜３０を、いわゆ
る収め巻きではなく、各ポールP1〜 p12に対して夫々単
独に巻き付けたから、各相を担う相巻線２８〜３０が一
つのポールに対して重ねて巻かれることがなく、各相巻
線２８〜３０のステータコア１７の端面２７ｅからの突
出長さＤ（図４参照）を小さくできる。 【００５６】したがって、駆動部２２をスラスト方向に
もラジアル方向に小型にでき、それに伴い、電動送風機
２１も小型にできる。 【００５７】そして、この小型化に伴い、ステータ２６
およびケーシング本体２４を構成する材料の使用量を少
なくできることに加えて、既述のように各相巻線２８〜
３０を各ポールP1〜 p12に対して夫々単独に巻き付けた
ことにより、一本のポールを１巻きするのに他のポール
を巻く必要がないとともに、既述のように重ね巻きされ
ることがないので、各相巻線２８〜３０の長さを短くで
き、その使用量を少なくできる。そのため、駆動部２２
およびこれを備える電動送風機２１の製造コストを低減
できる。 【００５８】さらに、以上のように各相巻線２８〜３０
の長さが短くなったことにより、これらの抵抗および銅
損を小さくできるので、各相巻線２８〜３０の発熱を少
なくできる。それに加えて、後述のようにステータ２６
からの放熱特性がよいので、駆動部２２の温度上昇を少
なくできる。そのため、軸受３６、３７の温度上昇も抑
制できるので、その寿命に悪影響を与えることを少なく
できる。 【００５９】また、前記構成においては、以上のように
１本１本のポールに対して相巻線２８〜３０を単独に巻
き付けたことにより、相巻線２８〜３０が、隣接するポ
ール間に形成されたスロットＳのスラスト方向両端を塞
ぐことがなく、これら１２個のスロットＳのスラスト方
向両端を開放して、これらスロットＳをケーシング２３
内の空気の流れ経路の一部として利用できる。 【００６０】そのため、この電動送風機２１を動作させ
ると、風は次のように送風される。すなわち、駆動部２
２の駆動により送風ファン４０が回転されると、図１中
矢印に示されるようにファンカバー４２の吸込み口４２
ａから吸い込まれて送風ファン４０の外周からファンカ
バー４２内に吐き出された風が、整流板４３内にその導
風口を通して導かれる。次に、この風は、整流板４３の
整流壁間の整流風路に通されてディフューザ作用により
静圧化された後に、駆動部２２の略扇形開口部分２４ａ
および通風孔２５ａを通してケーシング２３内に導入さ
れる。さらに、この風は、ステータ２６の各ポールP1〜
P12間の各スロットＳを流通して、ステータ２６をその
内側から空冷してから、ケーシング２３の排気孔４４を
通って外部に排出される。 【００６１】こうした送風作動において、ステータ２６
の熱は、熱伝導によりケーシング本体２４に伝わって外
部に放出される他に、既述のようにステータ２６の開放
された各スロットＳに臨んだ部分から放出される。それ
により、送風される空気によりステータ２６をその内側
から空冷できるので、ステータ２６の冷却性能がよく、
したがって、駆動部２２の温度上昇を少なくできる。 【００６２】なお、この第１実施例において、回路基板
３９はロータ３１より僅かに大径であって、その周部が
スロットＳの大部分と対向することがないので、ケーシ
ング２３内での前記空気の流れを回路基板３９が妨げる
ことが少ない。したがって、ケーシング２３内での風損
が少なく、円滑な送風を行うことができる。 【００６３】図６および図７は本発明の第２実施例を示
している。この第２実施例は、ステータコアとケーシン
グ内の空気の流れ経路の構成のみが前記第１実施例とは
異なり、それ以外の構成は図６および図７に図示されな
い部分を含めて図１〜図５に示した前記第１実施例の電
動送風機と同じ構成であるので、図示されない構成につ
いては図１〜図５をもって代用するとともに、図示され
る同一構成部分には第１実施例と同一の符号を付して、
それらの構成の説明およびそれに基づく作用効果の説明
については省略するが、これらの同一部分についても第
２実施例に係る電動送風機の構成の一部をなすものであ
る。 【００６４】この第２実施例ではステータコア１２７の
コアベース１２７ａを、円形をなすベース主部１２７a1
の外周面に、少なくとも３個の凸部１２７a2を一体に突
設して形成している。ベース主部１２７a1の直径はケー
シング本体２４の円筒部の内径よりも小さく、この主部
１２７a1の内周面に１２個のポールP1〜 P12が突設され
ている。 【００６５】このステータコア１２７を備えるステータ
２６は、凸部１２７a2をケーシング本体２４の円筒部内
面に圧接させて、ケーシング２３内に収容されており、
その収容によりステータコア１２７の外周部とケーシン
グ本体２４の円筒部内面との間には複数の円弧状をなす
通気路Ｅを形成している。そして、この通気路Ｅを形成
する凸部１２７a2の突出長さに応じて、ケーシング本体
２４の円筒部は大径（第１実施例に比較して）となって
いる。なお、以上の点以外の構成は前記第１実施例と同
じである。 【００６６】この第２実施例の構成においても、その駆
動部２２が前記第１実施例と同様に４極・１２ポール・
３相Ｙ結線のインナロータ型ブラシレスモータで形成さ
れていることにより、前記第１実施例と同じ作用を得
て、本発明の所期の目的を達成できる。しかも、この第
２実施例では、ケーシング２３内の空気の流れ経路にお
いて、ステータ２６の回りに、１２個のスロットＳによ
る内側の通気路の他に、スタータ２６の外周部に位置さ
れる外側の通気路Ｅが設けられているから、ステータコ
ア１２７をその内外両側から空冷できるので、より駆動
部２２の温度上昇を少なくできる。 【００６７】図８および図９は本発明の参考例を示して
いる。この参考例は、ケーシング内の空気の流れ経路の
構成と防塵構造を備える点のみが前記第１実施例とは異
なり、それ以外の構成は図８および図９に図示されない
部分を含めて図１〜図５に示した前記第１実施例の電動
送風機と同じ構成であるので、図示されない構成につい
ては図１〜図５をもって代用するとともに、図示される
同一構成部分には第１実施例と同一の符号を付して、そ
れらの構成の説明およびそれに基づく作用効果の説明に
ついては省略するが、これらの同一部分についても参考
例に係る電動送風機の構成の一部をなすものである。 【００６８】この参考例において、内周面に１２個のポ
ールP1〜 P12が突設されたステータコア１２７のコアベ
ース１２７ａは、円形をなすベース主部１２７a1の外周
面に、その周方向に等間隔に配置される少なくとも３個
の凸部１２７a2を一体に突設して形成されている。この
ステータコア１２７を備えるステータ２６は、凸部１２
７a2をケーシング本体２４の円筒部内面に圧接させて、
ケーシング２３内に収容されており、その収容によりス
テータコア１２７の外周部とケーシング本体２４の円筒
部内面との間に、複数の円弧状をなす通気路Ｅを形成し
ている。この通気路Ｅを形成する凸部１２７a2の突出長
さに応じて。ケーシング本体２４の円筒部は大径（第１
実施例に比較して）となっている。 【００６９】また、この参考例に係る電動送風機は、ケ
ーシング２３の内側に、ロータ３１、ステータ２６の相
巻線２８〜３０、および軸受３６、３７を取り囲む電気
絶縁性を有した合成樹脂材料の防塵壁５１、５２を設け
ている。 【００７０】第１の防塵壁５１は、ステータコア２７の
外周部の一端面２７e1とブラケット２５との間に挟み込
んで設けられている。この防塵壁５１は、相巻線２８〜
３０の軸受３７側部分を覆う円筒状周壁部分と、ブラケ
ット２５の中央部に接する端部円筒壁部分とを有してい
る。 【００７１】第２の防塵壁５２は、ステータコア２７の
外周部の他端面２７e2とケーシング本体２４の底壁都の
間に挟み込んで設けられている。この防塵壁５２は、相
巻線２８〜３０の軸受３６側部分を覆う円筒状周壁部分
と、前記底壁の中央部に接する端部円筒壁部分とを有し
ている。この露出状態は風損を少なくするために、防塵
壁５１、５２の円筒状周壁部分の外周面と面一としてあ
る。 【００７２】したがって、これら防塵壁５１、５２間に
ステータ２６は挟持されており、このステータ２６の外
周部は防塵壁５１、５２外に露出されている。 【００７３】ケーシング本体２４の円筒部内面と、防塵
壁５１、５２の外周面およびステータ２６の外周面との
間には、空気の流れ経路となる円筒状の通気路Ｆが設け
られている。この通気路Ｆにはステータ２６の外周部が
露出されている。そして、通気路に応じてケーシング本
体２４の円筒部は大径（第１実施例に比較して）となっ
ている。なお、以上の点以外の構成は前記第１実施例と
同じである。 【００７４】この参考例の構成においても、その駆動部
２２が前記第１実施例と同様に４極・１２ポール・３相
Ｙ結線のインナロータ型ブラシレスモータで形成されて
いるから、前記第１実施例と同じ作用により、ステータ
２６を小型・軽量にできることに伴って、駆動部２２お
よび電動送風機２１を小型軽量にできる。 【００７５】さらに、この参考例では防塵壁５１、５２
を設けたことにより、ステータ２６をその内側から空冷
することはできないが、既述のように相巻線２８〜３０
の長さが短く発熱が少ないことと相俟って、前記通気路
Ｆを流通する空気により，ステータ２６をその外周部側
から空冷できるので、ステータ２６が取り囲まれている
にも拘らず、その温度上昇を少なくできる。 【００７６】また、この参考例では、ケーシング２３の
内側に防塵壁５１、５２を設けて、ステータ２６の相巻
線２８〜３０、ロータ３１、および軸受３６、３７を，
ケーシング２３内の空気の流れ経路（通気路）から隔離
したから、ケーシング２３内を通る空気中に微細な金属
片、埃、水分などが含まれていても、これらの異物が相
巻線２８〜３０、ロータ３１、および軸受３６、３７に
付着することを防止できる。 【００７７】それにより、ステータ２６とロータ３１と
の間への金属片の噛み込みや軸受３６、３７への金属片
・埃の付着によるロータ３１の回転不良、およびステー
タコア２７や相巻線２８〜３０に対する埃や水分の付着
による発錆、相巻線２８〜３０の絶縁不良などを防止で
きる。 【００７８】したがって、この電動送風機２１は、送風
ファン４０に吸込まれる空気中に水分や埃が多く含まれ
る雰囲気中での使用にも適するから、この送風機２１を
設置できる環境の制限を緩和でき、汎用性を向上でき
る。 【００７９】なお、前記各実施例では９０゜ごとに配置
されたポールに対して夫々単独に巻き付けられた巻線部
分を直列につなげて一つの励磁相をなす構成としたが、
これに代えて次のように巻き付けてもよい。すなわち、
例えばポールP1、p4、p7、 p10で代表して説明すれば、
ポールP1とポールP4とに対して夫々単独に巻き付けられ
た巻線部分を直列につなげるとともに、ポールP7とポー
ル P10とに対して夫々単独に巻き付けられた巻線部分を
直列につなげ、これらポールP1とポールP4とに対する直
列回路と、ポールP7とポール P10とに対する直列回路と
を並列に接続して、これらにより一つの励磁相を形成し
てもよい。勿論、この場合、ポールP1とポールP7に対す
る巻線方向と、ポールP4とポール P10に対する電流方向
（ラジアル方向の磁束方向）とは互いに逆とする。 【００８０】 【発明の効果】以上詳記したように本発明は構成されて
いるので、以下の効果がある。 【００８１】請求項１の発明に係る電動送風機は、その
駆動部として用いるインナロータ型ブラシレスモータ
が、ステータのポール数を１２としたことで、ステータ
を小径にできることに加えて、各相巻線をそれが巻き付
けられる各ポールに対して交互に電流方向を変えて夫々
単独に巻き付けて、相巻線が一つのポールに対して重ね
て巻かれることがないようにしたことにより、各相巻線
のステータコアの端面からの突出長さを小さくできるの
で、モータ全体をスラスト方向および径方向に小型にで
きるとともに、それに伴い軽量にできるという効果があ
る。そして、この小型化と相俟って前記単独の巻き付け
により各相巻線の長さが短くなって巻線コストを低減で
きる。したがって、小型・軽量で、安価な電動送風機を
得ることができる。さらに、既述のように各相巻線の長
さが短いことにより、各相巻線の発熱を少なくできるこ
とに加えて、ステータの各ポール間のスロットに送風フ
ァンにより送風された風を流通させて、ステータをその
内側から空冷するので、冷却性能がよく温度上昇を少な
くできるものであり、軸受などの寿命に悪影響を与える
ことも少なくできる。 【００８２】 【００８３】

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の第１実施例に係る電気掃除機用の電動
送風機全体の構成を示す断面図。 【図２】同第１実施例に係る電動送風機の駆動部の構成
を示す平面図。 【図３】同第１実施例に係る電動送風機の駆動部が備え
るステータの構成を示す平面図。 【図４】図３中Ｚ−Ｚ線に沿って示すステータの断面
図。 【図５】同第１実施例に係る電動送風機のステータの巻
線構造を説明するための結線図。 【図６】本発明の第２実施例に係る電気掃除機用の電動
送風機全体の構成を図７中Ｗ−Ｗ線に沿って示す断面
図。 【図７】同第２実施例に係る電動送風機の駆動部の構成
を示す平面図。 【図８】本発明の参考例に係るウエットアンドドライ型
電気掃除機用の電動送風機全体の構成を示す断面図。 【図９】同参考例に係る電動送風機の駆動部の構成を示
す平面図。 【図１０】第１従来例に係るインナロータ型ブラシレス
モータが備えるステータの構成を示す平面図。 【図１１】図１０中Ｙ−Ｙ線に沿うステータの断面図。 【図１２】同第１従来例に係るステータの巻線構造を説
明するための結線図。 【図１３】第２従来例に係るインナロータ型ブラシレス
モータが備えるステータの構成を一部切欠して示す平面
図。 【図１４】図１３中Ｘ−Ｘ線に沿うステータの断面図。 【図１５】同第２従来例に係るステータの巻線構造を説
明するための結線図。 【符号の説明】 ２１…電動送風機、 ２２…駆動部（インナロータ型ブラシレスモータ）、 ２３…ケーシング、 ２６…ステータ、 ２７…ステータコア、 ２８〜３０…相巻線、 P1〜 P12…ポール、 Ｓ…スロット、 ３１…ロータ、 ３２…ロータ軸、 ３３…ロータマグネット、 ３６、３７…軸受、 ４０…送風ファン、 ４２…ファンカバー、 ４４…排気孔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 29/00 F04D 29/00 H02K 7/14 H02K 21/16

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】ケーシングと、 内周面に１２個のポールが突設されるとともに、相巻線
   が一つのポールに対して重ねて巻かれることがないよう
   に前記各ポールのうち二つ置きに配置された４個のポー
   ルに対して前記相巻線を交互に電流方向を変えて夫々単
   独に巻き付けて１相とし、この相を１２０゜間隔で配置
   して１２ポール・３相Ｙ結線をなして形成され、前記ケ
   ーシング内に収納されたステータと、 周方向に交互に設けられるＮ極とＳ極との合計極数を４
   としたロータマグネットを有し、このマグネットの周面
   を前記各ポールの先端面に対向させて前記ステータの内
   側に挿通配置されたロータと、 このロータが有するロータ軸の両端部を前記ケーシング
   に支持する軸受と、 前記ロータ軸の一端部に取付けられた送風ファンと、 このファンより送風されて前記ケーシング内を流れる空
   気の流れ経路が、隣接するポール間に形成されてスラス
   ト方向両端を開放した１２個のスロットを含んでおり、
   前記流れ流路の前記ステータより下流側に位置して前記
   ケーシングに設けられた排気孔とを具備した電動送風
   機。