JP6127266B2 - 電動送風機 - Google Patents

Description

本発明は、主に家庭用掃除機などの送風機や産業用ブロワなどに利用される合成樹脂製のブラケットを有する電動送風機に関する。

近年、掃除機などの白物家電においても生産拠点のグローバルが進み、モータにおいても安価で、部品点数の少ない組立性の高い電動送風機が求められている。このため、従来鋼板製であったブラケットを合成樹脂製に変更することにより、ブラシ保持器を一体化することにより、部品点数、ならびに組立工数を削減して電動送風機が発明されていた（例えば特許文献１参照）。

特開２００９−２６１０５７号公報

しかしながら、従来の構成の合成樹脂製のブラケットは、熱時の変形（熱時クリープ）や圧入による応力変形により、軸受のガタが発生し、異常音の発生、軸受の破壊などの信頼性低下の問題を抱えていた。

上記課題を解決するために本発明の電動送風機は、合成樹脂製のブラケットＡの中央部に設けられた軸受ハウジングの回転軸方向中心と、軸受ハウジングより外周部に設けられブラケットＢに固定する為の複数の固定部を有するベース部を結ぶ面を、回転軸の略直角方向となるように配置し、加えて、ファン、エアガイドを覆うように配置されたファンケースを、鋼板製のブラケットＢの外周部に圧入固定するようにしたものである。

このような構成とすることにより、運転時の発熱により樹脂変形が発生したとしても、円周方向への影響はあるものの、軸受に対する軸方向への寸法変化を抑制することが出来る。また、ファンケースを鋼板製のブラケットＢに圧入固定することにより、合成樹脂製のブラケットＡにファンケースを直接圧入することによる応力クリープを排除することが出来る。

本発明の電動送風機によれば、熱時クリープや応力クリープによる軸受ハウジングに対する軸方向寸法変化を防止させることができ、軸受の寸法変化による軸受ガタの発生を低減させることができ、信頼性の高い電動送風機を提供することができる。

本発明の実施の形態における電動送風機の一部断面の側面図 同電動送風機のブラケットＡの形状を示す外観図 同ブラケットＡの軸受ハウジングとベース部の相対位置関係示す一部断面の側面図

以下、本発明の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によ
って本発明が限定されるものではない。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における電動送風機１０の一部断面の側面図である。本実施の形態では、電動送風機１０として、整流子電動機および送風用ファンを備え、電気掃除機などの送風機として利用される電動送風機について、一例を挙げて説明する。

電動送風機１０は、一方を開口した略カップ上の形状を成す鋼板製のブラケットＢ１２と、ブラケットＢ１２の開口部に配設した合成樹脂製のブラケットＡ１３の２つのブラケットを備えており、前記ブラケットＡ１３は複数の固定ネジによりブラケットＢ１２に締付固定されている。そして、この２つのブラケットの内側に、整流子電動機１１を備えている。さらに、電動送風機１０は、ブラケットＡ１３から突出した回転軸４３の先端にファン１８が取り付けられ、ファン１８と整流子電動機１１との間を仕切るようにエアガイド１９が取り付けられている。

整流子電動機１１は、図１に示すように、界磁である固定子３０と、電機子である回転子４０と、回転子４０を回転自在に支持する玉軸受１４，１５とブラシ３５とを含み構成されている。固定子３０は、鉄などで構成された界磁コア３１に界磁巻線３２を巻回している、界磁コア３１は、例えば所定形状の電磁鋼板を複数枚積層して形成されている。

また、界磁コア３１は、その内側に、磁極となる磁極部を有するとともに、回転子４０を配置するための空間部を有している。このような固定子３０がブラケットＢ１２の内側に固定されている。

一方、回転子４０は、電機子コア４１と電機子巻線４２と回転軸４３と整流子４４とを含み構成されている。電機子コア４１には、電機子巻線４２が巻回されている。整流子４４には、電機子コア４１から引き出された電機子巻線４２の引出線が接続されている。電機子コア４１および整流子４４は円筒状を成し、電機子コア４１および整流子４４の中心を貫通するように回転軸４３が結合されている。

この回転軸４３の出力軸側となる一端側が玉軸受１５に、回転軸４３の反出力軸側となる他端側が玉軸受１４によって、回転自在に支承されている。このように構成された回転子４０は、電機子コア４１と界磁コア３１に形成された磁極部とが対面した状態で、固定子３０の内周側に配置されている。

そして、ブラケットＡ１３には、ブラシ３５を保持するブラシ保持器が一体に形成されている。ブラシ３５は、人造黒鉛等のカーボンブラシ材へ固体潤滑剤を含む組成で構成される。このようなブラシ３５が、ブラシ保持器内に保持されるとともに、ブラシバネなどによって整流子４４へと押圧されている。整流子電動機１１は、一対のこのようなブラシ３５を有しており、その一対のブラシ３５がそれぞれに、整流子４４に当接している。以上のようにして、整流子電動機１１が構成されている。

また。電動送風機１０において、ブラケットＢ１２の開口した側を覆うように、中央部に吸気口１７ａを有したファンケース１７が、ブラケットＢ１２の外周のフランジ部１２ａに圧入固定されている。回転子４０の回転軸４３は、その出力軸側がブラケットＢ１２の開口部からブラケットＡ１３の中央部を通ってファンケース１７内へと延伸し、その回転軸４３の先端部には、送風のためのファン１８が取り付けられている。さらに、ファン１８とブラケットＡ１３の間には、エアガイド１９が取り付けられている。このように、ファンケース１７内にはファン１８およびエアガイド１９が配置されている。

このように構成された電動送風機１０に対して、外部から整流子電動機１１に電力が供給されると、電機子電流がブラシ３５および整流子４４を介して電機子巻線４２に流れるとともに、固定子３０の界磁巻線３２に界磁電流が流れる。

そして界磁電流によって界磁巻線３２と界磁コア３１で発生した磁束と、電機子巻線４２を流れる電機子電流との間でトルクが発生し、回転軸４３が玉軸受１４、１５に支承されながら、回転子４０が回転する。この回転子４０の回転に伴って、回転軸４３に固定されたファン１８が回転する。

このファン１８の回転によって、ファンケース１７の吸気口１７ａから空気が吸入され、ファン１８、エアガイド１９を経由して整流子電動機１１内部へ導かれる。整流子電動機１１内部へ導かれた吸い込み風は整流子電動機１１を冷却しながら、ブラケットＢ１２の排気口より電動送風機１０の外に排出される。

次に、本発明の実施の形態における熱時クリープ、応力クリープの低減による高信頼性を実現する詳細な構成について説明する。

図２は、本発明の実施の形態におけるブラケットＡ１３の形状を示す外観図であり、図３は、本発明の実施の形態におけるブラケットＡ１３の軸受ハウジング１３ａとベース部１３ｂの相対位置関係示す一部断面の側面図である。

図３に示すように、ブラケットＡ１３には、玉軸受１５を保持するための軸受ハウジング１３ａが、軸受ハウジング１３ａの回転軸方向中心と軸受ハウジング１３ａより外周部に設けられブラケットＢ１２に固定する為の複数の固定部１３ｃを有するベース部１３ｂを結ぶ面を、回転軸４３の略直角方向となるように配置されている。

上記のような構成の中で、運転時の発熱により合成樹脂製のブラケットＡ１３には熱時膨張変形（熱時クリープ）が発生することになる。その変形は、ブラケットＢ１２に固定された固定部１３ｃを有するベース部１３ｂと軸受ハウジング１３ａの間で主に発生することになるが、軸受ハウジング１３ａとベース部１３ｂが、回転軸４３の略直角方向となる面上に配置されていることにより、熱時膨張変形がブラケットＡ１３の円周方向に対してのみ影響することになり、軸受ハウジング１３ａに対する軸方向への寸法変化を防止することが出来る。

また、ファンケース１７を鋼板製のブラケットＢ１２のフランジ部１２ａに圧入固定することにより、合成樹脂製のブラケットＡ１３にファンケース１７を直接圧入することによるクリープ変形による寸法変化を防止することができる。

このため、本発明の電動送風機によれば、熱時クリープや応力クリープによる軸受ハウジングに対する軸方向寸法変化を防止させることにより軸受の寸法変化による軸受ガタの発生を低減させることができ、信頼性の高い電動送風機を提供することができる。

更には、ファンケースを熱時クリープや応力クリープの影響を受けない鋼板製のブラケットＢのフランジ部に圧入固定する構成としたことにより、クリープの寸法変化によるファンケースの抜けを防止するための抜け止め機構を追加する必要もなく、組立作業性が高く、かつ高信頼性の電動送風機を得ることができる。

本発明の電動送風機は、合成樹脂製と鋼板製のブラケットを利用した電動送風機の組立作業性、信頼性の向上に最適であり、部品点数の少ない安価で高信頼性を必要とする用途
に有用である。

１０ 電動送風機
１１ 整流子電動機
１２ ブラケットＢ
１２ａ フランジ部
１３ ブラケットＡ
１３ａ 軸受ハウジング
１３ｂ ベース部
１３ｃ 固定部
１４，１５ 玉軸受
１７ ファンケース
１７ａ 吸気口
１８ ファン
１９ エアガイド
３０ 固定子
３１ 界磁コア
３２ 界磁巻線
３５ ブラシ
４０ 回転子
４１ 電機子コア
４２ 電機子巻線
４３ 回転軸
４４ 整流子

Claims (2)

1. 内部に固定子と回転子を有した略円筒形状をした鋼板製のブラケットＢと、ブラケットＢの開口部を覆うように配設された中央部に回転子を支承する軸受を保持する軸受ハウジングを有するとともに、ブラシを保持するブラシ保持器が一体に形成されている合成樹脂製のブラケットＡと、前記ブラケットＡを複数の固定ネジによりブラケットＢに締付固定することで構成された整流子電動機と、前記ブラケットＡから突出した回転子から延伸した出力軸に取り付けられた複数枚のファン翼を有するファンと、前記ファンと整流子電動機の間に配設され、ファンの外周部に対向するように配置された複数枚の誘い翼を有するエアガイドと、ファン、エアガイドを覆うように保持されたファンケースよりなる電動送風機であって、ブラケットＡの中央部に設けられた軸受ハウジングの回転軸方向中心と、軸受ハウジングより外周部に設けられブラケットＢに固定する為の複数の固定部を有するベース部を結ぶ面を、回転軸の略直角方向となるように配置したことを特徴とする電動送風機。
2. 前記ファンケースを、前記ブラケットＢの外周部に圧入固定することで保持するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電動送風機。