JP4318898B2

JP4318898B2 - 電動送風機および電気掃除機

Info

Publication number: JP4318898B2
Application number: JP2002229986A
Authority: JP
Inventors: 幸司岩瀬; 誠二坂上; 文夫常楽; 秀行原田; 達男前谷; 克敏藤田; 信人上野; 誠二山口; 吉隆村田
Original assignee: Panasonic Corp; Hitachi Appliances Inc; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Hitachi Appliances Inc; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-08-07
Filing date: 2002-08-07
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2022-08-07
Also published as: JP2004068723A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動送風機および電気掃除機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
家庭用の電気掃除機に使用する電動送風機の電動機は、その殆どが交流整流子電動機であり、僅かにブラシレス直流電動機が使われている。ブラシレス直流電動機は、その駆動巻線への給電制御に駆動用半導体素子が必要であり、また、交流整流子電動機の場合でも、最近では入力制御用に駆動用半導体素子を利用しているものが多く、これらの駆動用半導体素子の冷却を如何に行うかが大きな問題となっている。
【０００３】
特開平１１−３３６６９６号公報に開示されている電動送風機は、送風機部側からの気流を電動機のハウジングとそれを覆う外筒の間の空間に流し、前記外筒に駆動用半導体素子を固定して該外筒を冷却フィンとして利用して駆動用半導体素子の冷却を行う構成である。
【０００４】
また、特開平１１−２３００９７号公報に開示されている電動送風機は、送風機の通風路内に冷却翼を新設し、この冷却翼から外部に導出した伝熱板に制御回路基板を取り付けて半導体素子を冷却する構成である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
電動機のハウジングの周囲を利用する構成は、ハウジングの外側に空気を流す空間が必要になり、電動送風機が大型化してしまう。また、制御用の回路基板は掃除機本体内に別に設けることが必要であることから、電気掃除機の大型化につながる。
【０００６】
また、送風機の通風路内に冷却翼を新設する構成は、構成部品点数が増加して構造が複雑になると共に通風抵抗が増加して送風効率が低下する問題がある。また、冷却翼から導出した伝熱板に結合した制御回路基板は、電動機の外側に位置しているので、防塵などの保護対策が必要であり、大型化することが避けられない。
【０００７】
電気掃除機を小型化するためには該電気掃除機に使用する電動送風機の小型化が必要であり、従って、駆動用半導体素子の冷却機構を小型化することが必要である。
【０００８】
本発明の１つの目的は、電動送風機における電動機を制御する駆動用半導体素子の冷却機構を比較的に簡単な構成で小型に実現することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、電動送風機における電動機を制御する駆動用半導体素子の冷却機構を比較的に簡単且つ小型に構成し、しかも通風抵抗の増加を抑制することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電動送風機における送風機部のディフューザプレートとガイドプレートの裏側の間に制御手段収容空間を形成し、駆動用半導体素子を前記ガイドプレートの裏側に取り付けて前記制御手段収容空間内に配置することにより、駆動用半導体素子で発生した熱をガイドプレートに伝え、このガイドプレートの表側に沿って流れる高流速気流に効率良く放熱する構成としたことを特徴とする。
【００１１】
具体的には、電動機部と送風機部を備え、前記電動機部は、固定子と回転子を内包するハウジングと、前記ハウジング外に伸ばした回転軸を備え、前記送風機部は、前記電動機部から伸びた回転軸に取り付けられた遠心型の羽根車と、前記羽根車の電動機部側に位置するように設けたディフューザプレートの表側に起立させて前記羽根車の外周に位置させたディフューザ翼を有するディフューザと、前記ディフューザの下流側に位置するように前記ディフューザプレートと前記電動機部の間に設けられ、前記ディフューザから出た気流を案内する表側に複数の案内翼を起立させたガイドプレートと、前記羽根車とディフューザとガイドプレートを包囲するように前記ハウジングに取り付けて設けたファンケーシングによって前記ディフューザの外周と前記ガイドプレートの表側と該ファンケーシングの間に前記電動機部のハウジング内に開放するように形成した通風路を備えた電動送風機において、
前記ディフューザプレートのディフューザ翼が起立する表側の反対の側である裏側と前記ガイドプレートの案内翼が起立する表側の反対の側である裏側の間に形成した制御手段収容空間と、前記ガイドプレートの裏側に取り付けて前記制御手段収容空間内に配置した駆動用半導体素子を備えたことを特徴とし、
前記制御手段収容空間内に前記駆動用半導体素子をオンオフ制御する制御信号発生回路を設置したことを特徴とし、
前記駆動用半導体素子と制御信号発生回路は一体化してシステムパワーモジュールとなし、このシステムパワーモジュールを前記ガイドプレートの裏側に取り付けて制御手段収容空間内に配置したことを特徴とし、
前記ガイドプレートは、前記通風路から給気する給気開口と、ハウジング内に排気する排気開口を備えたことを特徴とし、
前記給気開口にフィルターを取り付けたことを特徴とし、
前記ガイドプレートに設けた案内翼内に配線穴を設け、前記駆動用半導体素子またはシステムパワーモジュールと外部の回路を電気的に接続する配線を前記配線穴を通したことを特徴とする。
【００１２】
前記ガイドプレートは、電動機部の軸受を保持することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
第１の実施の形態
この第１の実施の形態は、電動送風機における電動機の駆動電流を制御する駆動用半導体スイッチング素子をディフューザの下流に位置するガイドプレートの裏側に取り付けて設置することにより、駆動用半導体スイッチング素子で発生した熱をガイドプレートを介して該ガイドプレートの表側の通風路を流れる高流速の気流に放熱して冷却する構成である。ガイドプレートの表側には、高流速の気流を案内する案内翼を突設しているので、駆動用半導体スイッチング素子からガイドプレートに伝わった熱は、この案内翼を放熱器として高速気流に効率良く放熱することから冷却機構を小型化することができる。
【００１５】
この第１の実施の形態を図１〜図５を参照して具体的に説明する。図１は、この実施の形態の電気掃除機における電動送風機の部分の横断平面図である。この実施の形態における電動送風機は、電動機としてブラシレス直流電動機を使用している。図２は、この電動送風機における羽根車とディフューザを示す正面図である。図３は、この電動送風機におけるガイドプレートの表面図である。図４は、この電動送風機における電気回路部品を実装したガイドプレートの裏面図である。図５は、この電気掃除機の電気的回路図である。
【００１６】
先ず、電動機部１００について説明する。回転子１０１は、コアの外周側に永久磁石（磁極）を配置した構成であり、回転軸１０２に嵌着している。固定子１０３は、駆動巻線１０４を備え、前記回転子１０１の外周に位置するようにハウジング１０５内に固定する。このハウジング１０５は、有底円筒形態に絞り加工した部材であり、底部側に軸受１０６を保持し、開放側部に止めねじ１０７によって取り付けたバー状のエンドブラケット１０８に軸受１０９を保持し、この２つの軸受１０６，１０９によって前記回転軸１０２を支持する。なお、前記駆動巻線１０４は、回転子１０１の磁極（永久磁石）との相対位置に応じて駆動用半導体スイッチング素子をオン・オフして給電制御することにより磁極位置に応じた回転磁界を発生する。電動機部１００は、回転子１０１の磁極の回転位置を検出するホール素子などのセンサを実装した回転位置検出基板１１０を備え、また、ハウジング１０５には、固定子１０３の両側に位置するように複数の排気窓１１１を設ける。
【００１７】
次に、送風機部２００について説明する。電動機部１００から伸びる回転軸１０２に取り付けた遠心型の羽根車２０１は、複数の羽根車翼２０２を備える。ディフューザ２０３は、前記羽根車２０１の外周側に位置するように複数のディフューザ翼２０４を起立させたディフューザプレート２０５によって構成する。ファンケーシング２０６は、中央部に吸気口２０７を備え、前記羽根車２０１とディフューザ２０３の周りを内包するようにして前記ハウジング１０５の開放側端部に嵌着し、部分的なかしめによって抜け止めする。
【００１８】
ガイドプレート２０８は、ディフューザ２０３から出た気流を案内する表側に起立させた複数の案内翼２０９，２１０を備える。このガイドプレート２０８は、前記案内翼２０９を起立させた円筒状部分と案内翼２１０を起立させた円板状部分によって構成し、この両部分の繋ぎの部分は丸みをつけて構成する。また、円筒状部分は、緩やかな円錐状に構成して気流の曲り角度を小さくすると良い。このガイドプレート２０８および案内翼２０９，２１０は、駆動用半導体スイッチング素子（詳細は後述する）の放熱器として利用するものであるので、熱伝導性に優れたアルミニウムまたは高伝熱部材を混入した樹脂の成型部材とする。なお、ガイドプレート２０８は、ディフューザ２０３の下流側に配置し、その案内翼２０９の外周をファンケーシング２０６の内側に当接し、その案内翼２１０の下側をハウジング１０５に当接し、ガイドプレート２０８とファンケーシング２０６およびハウジング１０５との間に該ハウジング１０５内に開放する通風路を形成する。
【００１９】
前記ディフューザプレート２０５とガイドプレート２０８の間には該ディフューザプレート２０５とガイドプレート２０８で包囲した環状の制御手段収容空間２１１を形成する。そして、前記ガイドプレート２０８における案内翼２１０の位置の裏側（制御手段収容空間２１１内）に位置するように駆動用半導体スイッチング素子４０１を該ガイドプレート２０８に密着させた状態に固定する。また、前記制御手段収容空間２１１の中程には、ガイドプレート２０８に起立させた複数の基板支持ピン２１２と基板スペーサ２１３によって２枚の制御回路基板４０２，４０３を２段に支持し、ねじ２１４によって固定する。なお、ここでは、制御回路基板４０２，４０３に実装したＩＣや抵抗器などの電気部品の図示説明は省略する。駆動用半導体スイッチング素子４０１，制御回路基板４０２，４０３と送風機部２００の外部の回路を電気的に接続する配線４０４は、ガイドプレート２０８と案内翼２１０の内部を貫通するように形成した配線穴２１５（２１５ａ，２１５ｂ）を通して行う。
【００２０】
前記配線穴２１５（２１５ａ，２１５ｂ）を形成する２つの案内翼２１０ａ，２１０ｂは、図３に示すように、他の案内翼２１０よりも厚肉の翼型に構成する。そして、ハウジング１０５の対応する位置にも配線穴（図示省略）を設ける。２つの配線穴２１５ａ，２１５ｂは、電力配線と信号配線を分離して両者間の電気的な相互干渉を避けることができるように使用する。配線穴２１５ａ，２１５ｂの大きさは、配線４０４のコネクタなども通る大きさに形成すると良い。
【００２１】
前記ガイドプレート２０８に対する駆動用半導体スイッチング素子４０１と制御回路基板４０２，４０３の組み合わせは、図４に示すように、等間隔で円環状に配列して止めねじ４０５でガイドプレート２０８に固定した６つの駆動用半導体スイッチング素子４０１と、略ドーナツ状にして回転軸１０２および軸受１０９を避けるように形成した２枚の制御回路基板４０２，４０３を基板支持ピン２１２と基板スペーサ２１３によって２段に取り付けた構成である。
【００２２】
このような構成は、次のようにして実現する。先ず、ガイドプレート２０８の裏側に駆動用半導体スイッチング素子４０１を止めねじ４０５で固定する。制御回路基板４０２，４０３を取り付けた状態でも止めねじ４０５をドライバなどで回せるように該制御回路基板４０２，４０３の外周縁に凹部を設ける。駆動用半導体スイッチング素子４０１のガイドプレート２０８への固定位置は、前述したように、表側に起立させた案内翼２１０の裏側の位置に固定面の少なくとも一部が重なるように決めることにより、駆動用半導体スイッチング素子４０１で発生した熱が案内翼２１０の効率良く伝達するように構成する。駆動用半導体スイッチング素子４０１からガイドプレート２０８への熱伝達を良くするためには、ガイドプレート２０８と駆動用半導体スイッチング素子４０１の間に熱伝導グリースなどを介在させて両者間の伝熱抵抗を小さくすると良い。
【００２３】
次に、制御回路基板４０２を３個の基板支持ピン２１２に嵌着し、駆動用半導体スイッチング素子４０１の端子と半田付け接続する。その上に基板スペーサ２１３を介在させて制御回路基板４０３を嵌着してねじ２１４で締め付け固定する。その後に制御回路基板４０２，４０３の配線を半田付け接続する。駆動用半導体スイッチング素子４０１および／または制御回路基板４０２からの配線４０４は、ガイドプレート２０８の案内翼２１０内の配線穴２１５を通して該ガイドプレート２０８の外側に導出する。
【００２４】
このようにして駆動用半導体スイッチング素子４０１および制御回路基板４０２，４０３を組み付けたガイドプレート２０８は、前記配線４０４をハウジング１０５の配線穴（図示省略）に内側から通して外側に出した後に、ハウジング１０５に組み付ける。更に、ディフューザプレート２０５，羽根車２０１を順次に組み付け、最後に、ファンケーシング２０６を組み付けて固定する。
【００２５】
なお、回転位置検出基板１１０と制御回路基板４０２，４０３と接続する回転位置検出信号配線は、ハウジング１０５の排気窓１１１または専用の配線穴（図示省略）を通して接続する。また、駆動巻線１０４への給電配線もハウジング１０５の排気窓１１１または専用の配線穴（図示省略）を通して接続する。
【００２６】
このように構成した電動送風機は、掃除機本体部３００内の送風機室内に設置する。掃除機本体部３００の全体的な構成は、従来の電気掃除機と同様であるので図示説明を省略する。送風機部２００側は、ファンケーシング２０６の吸気口２０７側は、このファンケーシング２０６の外周の前縁部に防振支持ゴム環３０１を嵌着し、掃除機本体部３００における集塵室の仕切り壁３０２によって気密状態に挟持する。また、電動機部１００側は、ハウジング１０５の底部の軸受室の外周に防振支持ゴム環３０３を嵌着し、掃除機本体部３００における電動機室の仕切り壁３０４に嵌着して支持する。
【００２７】
次に、このような電気掃除機の電気的回路について説明する。電動機部１００における駆動巻線１０４は、３相星型接続とし、３相インバータ接続した駆動用半導体スイッチング素子４０１を介して直流駆動電源（電池）４０６に接続する。駆動用半導体スイッチング素子４０１としては、各種のパワートランジスタやゲートターンオフスイッチのように制御信号によってオンオフ制御可能な半導体スイッチング素子が好ましい。商用交流電源を使用する場合には、整流回路と平滑回路を付加して直流駆動電源を得るように構成する。
【００２８】
駆動用半導体スイッチング素子４０１をオンオフ制御する制御信号発生回路４０７は、制御回路基板４０２，４０３に実装し、回転位置検出基板１１０に実装したセンサ１１２からの回転位置検出信号に応じて給電（励磁）を制御すべき駆動巻線１０４に接続した駆動用半導体スイッチング素子４０１をオンオフ制御する制御信号を発生する。また、この制御信号発生回路４０７は、掃除機本体部３００に実装した主制御回路４０８に接続し、操作スイッチ４０９からの運転／停止や速度制御などの操作信号に応じて電動機部１００を制御する信号処理を実行する。
【００２９】
このように構成した電気掃除機は、操作スイッチ４０９から運転および速度指示の操作信号が発生すると、主制御回路４０８は、電動機部１００の回転子１０１を指示速度で回転させるように制御信号発生回路４０７に指示する。
【００３０】
この指示を受けた制御信号発生回路４０７は、センサ１１２からの回転位置検出信号を参照して回転子１０１の磁極の位置を検出し、この回転子１０１に回転トルクを発生させる駆動巻線１０４に給電を行うように駆動用半導体スイッチング素子４０１をオンオフ制御する。また、制御信号発生回路４０７は、回転位置検出信号に基づく演算処理によって回転子１０１の回転速度を求め、指示速度となるように給電制御を行う。
【００３１】
回転子１０１の回転に伴って回転軸１０２に取り付けた羽根車２０１が高速回転することによって生じる気流は、吸気口２０７より吸入され、羽根車２０１の外周に吹き出し、そこに位置するディフューザ２０３のディフューザ翼２０４で減速されて圧力を回復する。ディフューザ２０３から出た気流は、略９０度曲がってガイドプレート２０８の円筒状部分の外周とファンケーシング２０６との間の通風路を流れる過程で案内翼２０９で更に減速して更に圧力を回復する。気流は、更にガイドプレート２０８の円板状部分の下側に廻り込んで案内翼２１０の間を通ってエンドブラケット１０８の両側から電動機部１００のハウジング１０５内に流れ込む。ハウジング１０５内に流れ込んだ気流は、その一部は固定子１０３の上流側で該固定子１０３および駆動巻線１０４を冷却しながら排気窓１１１から機外に排気され、残りは、固定子１０３の下流側まで流れて該固定子１０３および駆動巻線１０４を冷却しながら排気窓１１１から機外に排気される。
【００３２】
電動機部１００の駆動巻線１０４への給電制御に伴って駆動用半導体スイッチング素子４０１に発生した熱は、ガイドプレート２０８に伝わり、このガイドプレート２０８の表側に一体的に起立させた案内翼２０９，２１０に伝わる。このガイドプレート２０８は、その表側を高流速の排気流が流れているので、ガイドプレート２０８に伝わった熱は、その表側面および案内翼２０９，２１０の表面から気流中に効率良く放散する。
【００３３】
ガイドプレート２０８を絞り加工あるいは鍛造で作り、同様にして作った案内翼２０９，２１０をろう付けや溶着などで結合して構成するように変形しても同様に機能させることができる。
【００３４】
電動送風機の出力パワーが大きくて駆動用半導体スイッチング素子４０１の発熱量が多いものでは、案内翼２０９，２１０の枚数を多くすることで対応することができる。なお、案内翼２０９，２１０は気流を減速して圧力を回復させるためのものであるので、駆動用半導体スイッチング素子冷却のために圧力損失が増加するのを抑制することができ、また、騒音の増加も抑制することができる。
【００３５】
また、制御回路基板４０２，４０３と駆動用半導体スイッチング素子４０１を制御手段収容空間２１１内に近接した状態に設けているので、両者を結ぶ配線を短くすることができ、従って、電気的損失を小さくすることができると共に配線重量を軽くすることができる。更に、駆動用半導体スイッチング素子４０１および制御回路基板４０２，４０３と直流駆動電源４０６を結ぶ給電線、駆動用半導体スイッチング素子４０１と固定子１０３の駆動巻線１０４を結ぶ給電線、回転位置検出基板１１０と制御回路基板４０２，４０３を結ぶ信号線は、案内翼２１０ａ，２１０ｂ内に形成した配線穴２１５ａ，２１５ｂの中を通すように配線しているので、通風路を横切るように露出することがなく、従って、通風抵抗の増加を抑え、また、気流が乱れることがないので、騒音の増加を抑制することができる。更に、駆動用半導体スイッチング素子４０１と制御回路基板４０２，４０３が通風路に露出していないので、掃除機本体３００内の集塵袋が破損するようなことがあっても、吹き抜けた塵埃が駆動用半導体スイッチング素子４０１や制御回路基板４０２，４０３に付着することがなく、塵埃付着による電気的な不良を誘発することもない。
【００３６】
更に、ガイドプレート２０８上に駆動用半導体スイッチング素子４０１と制御回路基板４０２，４０３を予め組み付けて一体化した１つの部品として扱うことができるので、電動送風機の組み立て作業が容易である。
【００３７】
第２の実施の形態
この第２の実施の形態は、第１の実施の形態におけるガイドプレートを電動機部の軸受保持に利用すると共に制御手段収容空間内に清浄な空気を通風するように変形した構成である。
【００３８】
従って、この第２の実施の形態は、電動機部のエンドブラケットが不要になり、駆動用半導体スイッチング素子の発熱をガイドプレートと案内翼から放散すると共に制御手段収容空間内の通風によって駆動用半導体スイッチング素子の冷却を助け、更に、制御回路基板の温度上昇も抑制することができる。また、制御手段収容空間は、膨張型の消音器としても機能して騒音を低減するように機能する。
【００３９】
この第２の実施の形態を図６を参照して具体的に説明する。図６は、この実施の形態における電動送風機の横断平面図である。なお、前述した第１の実施の形態と同一または相応する構成部品には同一の参照符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４０】
この実施の形態におけるガイドプレート２０８は、その中心部で軸受１０９を保持して回転軸１０２を支持する。また、このガイドプレート２０８の一部の案内翼２１０の外周部にねじ穴を形成し、止めねじ１０７によってハウジング１０５に固定する。図示説明は省略するが、ハウジング１０５に設けた複数の凹部と案内翼２１０に設けた複数の凸部とを係合させて両者の相対位置決めを行う。また、ガイドプレート２０８の円筒状部分の案内翼２０９に挟まれた壁面には複数の給気開口２１６を設け、その内側（制御手段収容空間２１１内側）にフィルター２１７を取り付け、更に、ガイドプレート２０８の中心部側にも複数の排気開口２１８を設ける。
【００４１】
この第２の実施の形態における電動送風機は、電動機部１００の回転軸１０２は、ハウジング１０５で保持した軸受１０６とガイドプレート２０８で保持した軸受１０９に支持されて回転し、羽根車２０１によって吸気してディフューザ２０３に向けて吹き出す。そして、ディフューザ２０３から出た気流は、ファンケーシング２０６とガイドプレート２０８の間を通風路を通過する過程で減速されて圧力を回復し、その一部は、第１の実施の形態と同様に、ガイドプレート２０８の表側を流れてハウジング１０５内に流れ込み、他の一部は、給気開口２１６およびフィルター２１７を通って制御手段収容空間２１１内に流れ込み、排気開口２１８から電動機部１００のハウジング１０５内に流れ出る。
【００４２】
従って、この実施の形態では、制御手段収容空間２１１内にフィルター２１７を通して通風することから、駆動用半導体スイッチング素子４０１および制御回路基板４０２，４０３に冷却空気として直接的に触れることになり、これらの冷却効果を高めることができる。しかも、制御手段収容空間２１１内に流れ込む空気はフィルター２１７によって除塵するので、掃除機本体３００内の集塵袋などが破損しても、駆動用半導体スイッチング素子４０１や制御回路基板４０２，４０３の半田付け部などに塵埃が付着することがなく、従って、塵埃付着による電気的なトラブル発生を防ぐことができる。更に、開口２１６，２１８に比べて制御手段収容空間２１１内の断面積が大きいので、これらが膨張型の消音器として機能して騒音を低減する。
【００４３】
また、軸受１０９は、ガイドプレート２０８と案内翼２０９，２１０によって保持しているので、エンドブラケットが不要となり、従って、小型および軽量化すると共に空気の流れ方向を横切る遮蔽物がなくなるので通気抵抗が低減し、更に、流体音（騒音）の発生を抑制することができる。
【００４４】
第３の実施の形態
この第３の実施の形態は、第２の実施の形態における駆動用半導体スイッチング素子および制御回路基板を一体化してシステムパワーモジュールとなし、このシステムパワーモジュールを制御手段収容空間内に設置した構成である。従って、この実施の形態は、電動送風機の組み立て作業が一段と容易になる。
【００４５】
この第３の実施の形態を図７〜図９を参照して具体的に説明する。図７は、この実施の形態における電動送風機の横断平面図である。図８は、システムパワーモジュールを組み込んだガイドプレートの裏面図である。図９は、ガイドプレートの表面図である。なお、前述した第２の実施の形態と同一または相応する構成部品には同一の参照符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４６】
この実視の形態におけるシステムパワーモジュール４１０は、駆動用半導体スイッチング素子４０１とそれをオンオフ制御する制御回路基板４０２，４０３（制御信号発生回路４０７）を一体化した環状体である。このシステムパワーモジュール４１０における制御信号発生回路４０７は、電動機部１００の３相の駆動巻線１０４に流れる巻線電流に基づいて回転子１０１の回転位置検出信号を生成するように構成することにより、回転位置検出基板を不要にする。このシステムパワーモジュール４１０は、ガイドプレート２０８の円板状部分の案内翼２１０の裏側に位置するように密着状態に固定する。システムパワーモジュール４１０には端子４１１を突設し、この端子４１１にコネクタ４１２を嵌着することにより配線４０４を接続し、外部からの給電および指示信号の伝達を実現する。
【００４７】
システムパワーモジュール４１０は、ガイドプレート２０８の裏側に止めねじ４１３によってねじ止めし、コネクタ４１２からの配線４０４は、電力配線４０４ａと信号配線４０４ｂのグループに分離し、これらを別の案内翼２１０ｃ，２１０ｄに設けた配線穴２１５ｃ，２１５ｄを通して外部に引き出す。なお、配線４０４ａ，４０４ｂの引っ張りなどにより端子４１１など加わる力を押さえるために、配線４０４をモールド材４１４によってガイドプレート２０８に固定する。モールド材４１４にはシリコンゴムなどの絶縁性の材料を用いる。
【００４８】
ガイドプレート２０８に設ける複数の給気開口２１６は、システムパワーモジュール４１０の外周に対向するように設け、複数の排気開口２１８は、システムパワーモジュール４１０の内周に対向するように設ける。
【００４９】
この第３の実施の形態における電動送風機は、ディフューザ２０３から出た気流は、ファンケーシング２０６とガイドプレート２０８のとファンケーシング１０３の間の通風路で減速されて圧力を回復し、その一部は、第２の実施の形態と同様に、ガイドプレート２０８の表側を流れてハウジング１０５内に流れ込み、他の一部は、給気開口２１６からフィルター２１７を通って制御手段収容空間２１１内に流れ込み、システムパワーモジュール４１０に触れてこれを冷却し、排気開口２１８からハウジング１０５内に流れ出る。
【００５０】
この実施の形態においても、システムパワーモジュール４１０で発生した熱は、その一部を熱伝導性に優れたガイドプレート２０８に伝えて該ガイドプレート２０８の表側面および案内翼２０９，２１０から気流中に放散する。従って、システムパワーモジュール４１０とガイドプレート２０８の間は伝熱抵抗が小さいことが望ましく、両者の間に熱伝導性の良い高熱伝導グリースあるいは高熱伝導シートなどを介在させることにより、冷却性能をより向上させることができる。
【００５１】
また、システムパワーモジュール４１０は、駆動用半導体スイッチング素子４０１と制御信号発生回路４０７を内蔵しているので、部品点数を減少すると共に小型化し、組み立て作業を容易にする。しかも、このシステムパワーモジュール４１０の端子４１１に嵌着したコネクタ４１１からの配線４０４（４０４ａ，４０４ｂ）は、モールド材４１４によってガイドプレート２０８に固定しているので、振動によるゆれなどによって端子４１１が破断したり、コネクタ４１２が離脱したり、配線４０４が断線したりするのを抑制することができる。
【００５２】
本発明は、前述した各実施の形態における構成部品を適宜に組み替えて変形した形態で実施することもできる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明は、電動送風機における電動機を制御する駆動用半導体素子をガイドプレートを放熱器として利用する冷却機構としたことにより、比較的に簡単且つ小型に構成し、しかも通風抵抗の増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である電気掃除機における電動送風機の部分の横断平面図である。
【図２】図１に示した電動送風機における羽根車とディフューザを示す正面図である。
【図３】図１に示した電動送風機におけるガイドプレートの表面図である。
【図４】図１に示した電動送風機における電気回路部品を実装したガイドプレーへ裏面図である。
【図５】図１に示した電気掃除機の電気的回路図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態である電動送風機の横断平面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態である電動送風機の横断平面図である。
【図８】図３に示した電動送風機におけるシステムパワーモジュールを組み込んだガイドプレートの裏面図である。
【図９】図３に示した電動送風機におけるガイドプレートの表面図である。
【符号の説明】
１００…電動機部、１０５…ハウジング、２００…送風機部、２０１…羽根車、２０３…ディフューザ、２０５…ディフューザプレート、２０６…ファンケーシング、２０８…ガイドプレート、２０９，２１０…案内翼、２１５ａ，２１５ｂ…配線穴、３００…掃除機本体部、４０１…駆動用半導体スイッチング素子、４０２，４０３…制御回路基板、４０４…配線。

Claims

電動機部と送風機部を備え、
前記電動機部は、固定子と回転子を内包するハウジングと、前記ハウジング外に伸ばした回転軸を備え、
前記送風機部は、前記電動機部から伸びた回転軸に取り付けられた遠心型の羽根車と、前記羽根車の電動機部側に位置するように設けたディフューザプレートの表側に起立させて前記羽根車の外周に位置させたディフューザ翼を有するディフューザと、前記ディフューザの下流側に位置するように前記ディフューザプレートと前記電動機部の間に設けられ、前記ディフューザから出た気流を案内する表側に複数の案内翼を起立させたガイドプレートと、前記羽根車とディフューザとガイドプレートを包囲するように前記ハウジングに取り付けて設けたファンケーシングによって前記ディフューザの外周と前記ガイドプレートの表側と該ファンケーシングの間に前記電動機部のハウジング内に開放するように形成した通風路を備えた電動送風機において、
前記ディフューザプレートのディフューザ翼が起立する表側の反対の側である裏側と前記ガイドプレートの案内翼が起立する表側の反対の側である裏側の間に形成した制御手段収容空間と、前記ガイドプレートの裏側に取り付けて前記制御手段収容空間内に配置した駆動用半導体素子を備えたことを特徴とする電動送風機。
請求項１において、前記制御手段収容空間内に前記駆動用半導体素子をオンオフ制御する制御信号発生回路を設置したことを特徴とする電動送風機。
請求項２において、前記駆動用半導体素子と制御信号発生回路は一体化してシステムパワーモジュールとなし、このシステムパワーモジュールを前記ガイドプレートの裏側に取り付けて制御手段収容空間内に配置したことを特徴とする電動送風機。
請求項１〜３の１項において、前記ガイドプレートは、前記通風路から給気する給気開口と、ハウジング内に排気する排気開口を備えたことを特徴とする電動送風機。
請求項４において、前記給気開口にフィルターを取り付けたことを特徴とする電動送風機。
請求項１〜５の１項において、前記ガイドプレートに設けた案内翼内に配線穴を設け、前記駆動用半導体素子またはシステムパワーモジュールと外部の回路を電気的に接続する配線を前記配線穴を通したことを特徴とする電動送風機。
請求項１〜６の１項において、前記ガイドプレートは、電動機部の軸受を保持することを特徴とする電動送風機。
請求項１〜７の１項に記載した電動送風機を備えたことを特徴とする電気掃除機。