JPH01310195A - Fan motor and electric cleaner using it - Google Patents

Fan motor and electric cleaner using it

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Publication number
JPH01310195A
JPH01310195A JP14000988A JP14000988A JPH01310195A JP H01310195 A JPH01310195 A JP H01310195A JP 14000988 A JP14000988 A JP 14000988A JP 14000988 A JP14000988 A JP 14000988A JP H01310195 A JPH01310195 A JP H01310195A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fan
rotary bearing
air
fan motor
bearing
Prior art date
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Pending
Application number
JP14000988A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Takara
晃 宝
Teruo Maruyama
照雄 丸山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP14000988A priority Critical patent/JPH01310195A/en
Publication of JPH01310195A publication Critical patent/JPH01310195A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To prevent the occurrence of vibration and noise, by using an air bearing means which generates thrust coping with thrust generated by the revolution of a fan and also, conducts support against a radial direction without coming into contact. CONSTITUTION:A fixed shaft 3 supporting rotationally a fan 5 and a rotary bearing portion 8 is fixingly supported at the front end axis center position of a front portion casing 2a, and forms, together with the bottomed cylindrical rotary bearing portion 8 whose rear end surface is closed, an air bearing. This air bearing generates thrust which copes with thrust generated by the revolution of the fan 5, and also, conducts support against a radial direction without coming into contact.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高速回転に適したファンモータ及びそれを搭載
した電気掃除機に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a fan motor suitable for high-speed rotation and a vacuum cleaner equipped with the fan motor.

従来の技術 従来の電気掃除機においては、ファンを一端に固定した
ロータ軸の両端部をボーフレベアリングで回転自在に支
持したファンモータが用いられていた。
2. Description of the Related Art Conventional vacuum cleaners have used fan motors in which both ends of a rotor shaft with a fan fixed to one end are rotatably supported by Beaufret bearings.

第2図に基づいて、ファンモータ20の具M成例を説明
すると、21はステータ、22はロータ、23はブラシ
、24は整流子であり、ロータ22と整流子24がロー
タ軸26の中間部に固定され、かつこのロータ軸25の
一端にファン26が固定されている。前記ロータ軸26
は、ファン26とロータ22の間を第1のボールベアリ
ング27で、他端部を第2のポールベアリング28で口
伝自在に支持されている。26aはファン26の吸気口
、29はデイフユーザである。
An example of the structure of the fan motor 20 will be described based on FIG. A fan 26 is fixed to one end of the rotor shaft 25. The rotor shaft 26
is supported by a first ball bearing 27 between the fan 26 and the rotor 22 and by a second pole bearing 28 at the other end. 26a is an intake port of the fan 26, and 29 is a differential user.

動作を説明すると、ブラシ23かも整流子24を通して
ロータ22に通電することによってロータ22を高速回
転させ、ロータ軸26を介してその一端に固定されたフ
ァン2eを回転させて吸気口26aからエアを吸入し、
デイフユーザ29を経て排気している。
To explain the operation, the rotor 22 is rotated at high speed by energizing the rotor 22 through the brush 23 or the commutator 24, and the fan 2e fixed to one end of the rotor shaft 26 is rotated to draw air from the intake port 26a. inhale,
The air is exhausted through a differential user 29.

発明が解決しようとする課題 ところで、現状の電気掃除機において、通常前記ファン
26は2〜3万r、p、m、で回転されているが、小形
化高効率化を図るために5〜6万r、p、m。
Problems to be Solved by the Invention Incidentally, in current vacuum cleaners, the fan 26 is normally rotated at 20,000 to 30,000 r, p, m, but in order to achieve miniaturization and high efficiency, the fan 26 is rotated at 5 to 60,000 rpm. Million r, p, m.

まで回転速度を上昇させようとした場合、ブラシ23と
整流子24の接触部、及びロータ軸26を支持するポー
ルベアリング27.28において発生する騒音や振動が
大きくなるとともに、それらの寿命が短くなり、またト
ルり損失も大きくなって効率も悪くなるという問題があ
った。
If you try to increase the rotational speed to Furthermore, there was a problem in that the torsion loss also increased and the efficiency deteriorated.

一方、ブラシ23と整流子24の接触により発生する上
記問題はブラシレスモータの採用によって解消できるよ
うになったが、ボールベアリングによる騒音、振動の発
生及び軸受寿命の短縮化、トルり損失の悪化が次に解消
すべき大きな問題となって浮かび上がってきた。
On the other hand, the above-mentioned problems caused by contact between the brush 23 and commutator 24 can now be solved by adopting a brushless motor, but ball bearings can generate noise and vibration, shorten the bearing life, and worsen torque loss. This then emerged as a major problem that needed to be resolved.

本発明は上記問題点に鑑み、高速回転でも低騒音、長寿
命、高効率を達成でき、小形化が可能なファンモータ及
びそれを用いた電気掃除機を提供することを目的とする
In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a fan motor that can achieve low noise, long life, and high efficiency even at high speed rotation, and can be made compact, and a vacuum cleaner using the fan motor.

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するため、ファンを固定した回
転軸受部を、ファンの回転により発生するスラスト力に
対抗するスラスト力を発生し、かつラジアル方向に対し
ても非接触で支持するエア軸受手段にて支持したファン
モータを提供する。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has a rotary bearing section to which a fan is fixed, which generates a thrust force that counters the thrust force generated by the rotation of the fan, and also in the radial direction. To provide a fan motor supported by air bearing means that is supported in a non-contact manner.

又、エア軸受手段は、好適にはファンを固定した有底円
筒状の回転軸受部をファンモータ本体に固定された軸に
外嵌し、回転軸受部の回転によシェアを回転軸受部の内
底面に向って圧送するヌパイラル溝を形成して構成され
る。
Further, the air bearing means preferably includes a bottomed cylindrical rotary bearing portion to which the fan is fixed, which is externally fitted onto a shaft fixed to the fan motor body, and the share is transferred by rotation of the rotary bearing portion to the inside of the rotary bearing portion. It is constructed by forming a spiral groove that feeds pressure toward the bottom surface.

又、本発明はこのようなファンモータを搭載した電気掃
除機を提供する。
The present invention also provides a vacuum cleaner equipped with such a fan motor.

作  用 本発明のファンモータによれば、ロータをエア軸受にて
回転自在に支持しているため、例えば5〜6万r、p、
m、で高速回転させても軸受部で大きな騒音や振動を発
生せず、軸受寿命も長くでき、また潤滑流体として粘性
の低いエアを用いているので高速回転でのトルり損失が
小さく、高効率化ヲ図れる。また、ファンの回転によっ
て発生するスラスト負荷は、スパイラル溝に沿って回転
軸受部め内底面に圧送されるエアによって支持できる。
Function According to the fan motor of the present invention, since the rotor is rotatably supported by an air bearing,
Even when rotating at high speeds, the bearing does not generate large noise or vibration, and the life of the bearing can be extended.Also, since air with low viscosity is used as the lubricating fluid, torsion loss at high speed rotation is small, resulting in high You can improve efficiency. Further, the thrust load generated by the rotation of the fan can be supported by air that is force-fed to the inner bottom surface of the rotary bearing portion along the spiral groove.

また、スパイラル溝を有するエア軸受は、外部からエア
供給等を受ける必要がなく、簡単な構成でラジアル方向
の荷重を支持するとともに、ファンの回転により発生す
るスラスト力を支持できる。
Furthermore, the air bearing having the spiral groove does not need to be supplied with air from the outside, and can support the load in the radial direction with a simple structure, as well as the thrust force generated by the rotation of the fan.

また、このような高速回転が可能なファンモータを電気
掃除機に搭載することによって、その小形化と低騒音化
及び高効率化を図ることができる。
Moreover, by mounting a fan motor capable of rotating at such a high speed on a vacuum cleaner, it is possible to reduce the size, reduce noise, and increase efficiency.

実施例 以下、本発明の一実施例を第1図を参照しながら説明す
る。
EXAMPLE Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to FIG.

1は、図示しない電気掃除機本体に設置されたファンモ
ータで、前端の吸気口11の前部には集塵フィルり(図
示せず)が配置され、さらに吸引ホース(図示せず)を
経て吸引口(図示せず)に連通している。
Reference numeral 1 denotes a fan motor installed in the main body of the vacuum cleaner (not shown).A dust collection filter (not shown) is arranged in front of the air intake port 11 at the front end, and the fan motor 1 is connected through a suction hose (not shown). It communicates with a suction port (not shown).

2はケーシングで前部ケーシング2aと後部ケーシング
2bに分割されている。前部ケーシング2aの前端軸心
位置には、ファン5及び回転軸受部8を回転自在に支持
する固定軸3が固定支持されており、後端面を閉じた有
底円筒状の回転軸受部8とともに、エア軸受を形成して
いる。
A casing 2 is divided into a front casing 2a and a rear casing 2b. A fixed shaft 3 that rotatably supports a fan 5 and a rotary bearing part 8 is fixedly supported at the front end axis position of the front casing 2a, and together with a rotary bearing part 8 having a closed bottom cylindrical shape at the rear end surface. , forming an air bearing.

口伝軸受部8の前端は塵ホリコ等のはいりにくいラビリ
ンス構造をしており、その周囲にファンの吸気口11が
形成されている。
The front end of the oral bearing part 8 has a labyrinth structure that prevents dust and dirt from entering, and a fan intake port 11 is formed around the labyrinth structure.

i1工部ケーシング2a内には、ファン6とデイフユー
ザ6が配設され、後部ケーシング2b内にはブラシレス
モータ7が配設されている。
A fan 6 and a differential user 6 are disposed within the i1 section casing 2a, and a brushless motor 7 is disposed within the rear casing 2b.

回転軸受部8の前部には前記ファン6が固定され、後部
には前記ブラシレスモータ7のロータ9が固定されてい
る。このロータ9の外周には適当な隙間を設けてステー
タ1oが外嵌され、後部ケーシング2bに固定されてい
る。前記デイフユーザ6は、前記ファン6の背部に位置
して前部ケーシング2aに嵌着されている。このデイフ
ユーザeの外周と前部ケーシング2aの内周面との間に
狭隘通路が形成され、多数の案内フィン6aが設けられ
ている。θbはデイフユーザ6に形成されたリブである
The fan 6 is fixed to the front part of the rotation bearing part 8, and the rotor 9 of the brushless motor 7 is fixed to the rear part. A stator 1o is fitted around the outer periphery of the rotor 9 with an appropriate gap, and is fixed to the rear casing 2b. The differential user 6 is located at the back of the fan 6 and fitted into the front casing 2a. A narrow passage is formed between the outer circumference of the differential user e and the inner circumference of the front casing 2a, and a large number of guide fins 6a are provided. θb is a rib formed on the differential user 6.

前記回転軸受部8の内部に嵌入している前記固定軸3の
外周には複数条のスパイラル溝13が形成されている。
A plurality of spiral grooves 13 are formed on the outer periphery of the fixed shaft 3 that is fitted into the rotary bearing portion 8 .

このヌパイラル溝13は、回転軸受部8の回転によって
回転軸受部8と固定軸3の間の潤滑エアを回転軸受部8
の内底部8aに向って圧送するように形成され、前記フ
ァン6の回転によって発生するスラスト力に対抗するス
ラスト力を発生するエア軸受を構成している。また、固
定軸3の一端面3aは回転軸受部8の内底面8aの軸心
位置に点接触するよう球面に形成されている。また、固
定軸3をファンモータ本体1に固定している支持台4は
、回転軸受部8とともに、軸受部8と固定軸3の間に塵
、ホコリ等がはいりにくいようにラビリンス4aを形成
している。
This null spiral groove 13 allows lubricating air between the rotary bearing part 8 and the fixed shaft 3 to be transferred to the rotary bearing part 8 by the rotation of the rotary bearing part 8.
The air bearing is formed to force feed toward the inner bottom 8a of the fan 6, and constitutes an air bearing that generates a thrust force that counteracts the thrust force generated by the rotation of the fan 6. Further, one end surface 3a of the fixed shaft 3 is formed into a spherical surface so as to make point contact with the axial center position of the inner bottom surface 8a of the rotary bearing portion 8. Furthermore, the support base 4 that fixes the fixed shaft 3 to the fan motor main body 1 forms a labyrinth 4a together with the rotary bearing part 8 to prevent dust from entering between the bearing part 8 and the fixed shaft 3. ing.

14は回転軸受部8の底面8aの軸心位置に形成された
排気口であシ、内底面8aに圧送されたエアを適量排気
することにより、ファン6及び前記ロータ9の軸方向の
位置を確保している。15は、ブラシレフ、モータ7の
回転位置を検出するためのホール素子16を含む制御基
板である。17a。
Reference numeral 14 denotes an exhaust port formed at the axial center position of the bottom surface 8a of the rotary bearing portion 8. By exhausting an appropriate amount of air forced into the inner bottom surface 8a, the axial position of the fan 6 and the rotor 9 can be adjusted. It is secured. Reference numeral 15 denotes a control board including a Hall element 16 for detecting the rotational position of the brush reflex motor 7. 17a.

17bは固定軸3の両端部外周に形成したベリングボー
ン溝である。
Reference numeral 17b denotes a belling bone groove formed on the outer periphery of both ends of the fixed shaft 3.

次に、動作を説明する。Next, the operation will be explained.

モータ7のヌテータ10に通電すると、ロータ9、回転
軸受部8及びファン6が回転を開始する。
When the nutator 10 of the motor 7 is energized, the rotor 9, the rotary bearing 8, and the fan 6 start rotating.

その後回転速度が上昇すると、回転軸受部8では、ヌバ
イラρ軸13のボンピング作用で潤滑エアが回転軸受部
8の内底部に向って圧送されてその圧力が上昇し、回転
軸受部8の内周面と固定軸3の外周部との間で潤滑エア
のくさび効果によりラジアル方向の軸受作用を生ずると
ともに、回11系軸受部8の内底面8aに作用する圧力
によって回転軸受部8に対して後方に向かうスラスト力
が作用する。このスラスト力によって、ファン6の回転
に伴って回転軸受部8に作用するfqiT方に向かうス
ラスト力が支持される。このようにして、軸受部8は固
定軸3に対して非接触で回転自在に支持しているため・
6〜6万にr、p、m、の回転速度で高速回転させても
騒音や振動を生じず、長寿命でかつ高効率で運転できう
る。
After that, when the rotational speed increases, lubricating air is pumped toward the inner bottom of the rotary bearing 8 by the pumping action of the Nuvira ρ shaft 13, and its pressure increases. A radial bearing action is produced between the surface and the outer circumference of the fixed shaft 3 due to the wedge effect of the lubricating air, and the pressure acting on the inner bottom surface 8a of the rotation bearing part 8 causes a rearward movement with respect to the rotation bearing part 8. A thrust force toward . This thrust force supports the thrust force directed toward fqiT that acts on the rotary bearing portion 8 as the fan 6 rotates. In this way, the bearing part 8 rotatably supports the fixed shaft 3 without contacting it.
Even if it is rotated at a high speed of 60,000 to 60,000 r, p, m, it does not produce noise or vibration, and can operate with long life and high efficiency.

ファン6の回転によって吸気口11から吸入されたエア
は、ファン6にて遠心力を受けてその外周に向かって圧
送され、デイフユーザ6の外周の狭あい通路を案内フィ
ン6aにて案内されて通過した後背部で拡散し、後部ケ
ーシング2bの後面から排出される。
Air sucked in from the intake port 11 by the rotation of the fan 6 is subjected to centrifugal force by the fan 6 and is forced toward its outer periphery, and passes through a narrow passage on the outer periphery of the differential user 6 while being guided by guide fins 6a. It diffuses at the rear of the rear casing 2b and is discharged from the rear surface of the rear casing 2b.

なお、上記実施例では、エア軸受として、軸受部にスパ
イラル溝を有するものを例示したが、例えばロータ軸に
別に圧力発生手段を設け、その圧力全導入するようにし
た静圧エア軸受を付設する等、他のエア軸受を併用する
こともできる。
In the above embodiments, the air bearing has a spiral groove in the bearing portion, but for example, a static pressure air bearing may be attached in which a separate pressure generating means is provided on the rotor shaft and the entire pressure is introduced. It is also possible to use other air bearings.

弁明の効果 本究明のファンモータによれば、以上のようにロータ全
エア軸受にて回転自在に支持しているので、高速回転さ
せても軸受部で大きな騒音や振動を発生ぜず、軸受寿命
も長くでき、また潤滑流体として粘性の小さいエアを用
いているので高速回転でのトルり損失が小さく、高効率
化を図れる。
According to the fan motor developed in this investigation, as described above, the entire rotor is rotatably supported by air bearings, so even when rotating at high speed, the bearing does not generate large noise or vibration, and the bearing life is extended. Furthermore, since air with low viscosity is used as the lubricating fluid, torsion loss at high speed rotation is small and high efficiency can be achieved.

また、ファンの回転によって発生するスラスト負荷はヌ
ラストエア軸受にて支持できる。
Additionally, the thrust load generated by the rotation of the fan can be supported by the Nulast Air Bearing.

また、スパイラル溝を有した動圧形エア軸受は、外部力
)らエア供給を受けずに簡単な構成でロータを回転自在
に支持することができる。さらに、従来のように2カ所
の軸受部を持たないために、エア軸受では困難とされる
両軸受の同心の調整が不必要で組立性に富む。また、軸
受部のエア吸入口端面のラビリンス栴造により、塵、ホ
コリ等を混入しにくくすることによって軸受の長寿命化
を図っている。
Furthermore, a dynamic pressure type air bearing having a spiral groove can rotatably support a rotor with a simple structure without receiving air supply from an external force. Furthermore, since it does not have two bearing portions as in the conventional case, there is no need for concentric adjustment of both bearings, which is difficult with air bearings, and it is easy to assemble. In addition, the labyrinth structure on the end face of the air intake port of the bearing portion makes it difficult for dirt and dust to get in, thereby extending the life of the bearing.

また、このような高速回転のファンモータを電気掃除機
に装着することによって、その小形化と低騒音化及び高
効率化を図ることができる。
Further, by installing such a high-speed rotation fan motor in a vacuum cleaner, it is possible to reduce the size, reduce noise, and increase efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例の縦断正面図、第2図は従来
例の縦断正面図である。 1・・・・・・ファンモータ、3・・・・・・固定軸、
5・・・・・・ファン、7・・・・・・ブラシレヌモー
タ、8・・・・・・軸受部、13・・・・・・ヌパイラ
ル溝。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
FIG. 1 is a longitudinal sectional front view of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional front view of a conventional example. 1...Fan motor, 3...Fixed shaft,
5...Fan, 7...Brushless motor, 8...Bearing section, 13...Nuspiral groove. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
figure

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ファンを固定した回転軸受部を、ファンの回転に
より発生するスラスト力に対抗するスラスト力を発生し
、かつラジアル方向に対しても非接触で支持するエア軸
受手段にて支持したことを特徴とするファンモータ。
(1) The rotary bearing section to which the fan is fixed is supported by an air bearing means that generates a thrust force that counters the thrust force generated by the rotation of the fan, and also supports it in the radial direction without contact. Features a fan motor.
(2)ファンを固定した有底円筒状の回転軸受部を、モ
ータ本体に固定支持された軸に外嵌するとともに、回転
軸受部の内周面もしくは固定軸の外周面のどちらか一方
に、回転軸受部の回転によってエアを回転軸受部の内底
面に向かって圧送するスパイラル溝を形成したことを特
徴とするファンモータ。
(2) A bottomed cylindrical rotary bearing portion to which the fan is fixed is fitted onto the shaft fixedly supported by the motor body, and the inner peripheral surface of the rotary bearing portion or the outer peripheral surface of the fixed shaft is A fan motor characterized in that a spiral groove is formed for pumping air toward an inner bottom surface of a rotary bearing part by rotation of the rotary bearing part.
(3)請求項1又は2記載のファンモータを搭載した電
気掃除機。
(3) A vacuum cleaner equipped with the fan motor according to claim 1 or 2.
JP14000988A 1988-06-07 1988-06-07 Fan motor and electric cleaner using it Pending JPH01310195A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019161832A (en) * 2018-03-13 2019-09-19 日本電産株式会社 Motor and fan motor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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