JPH03111700A

JPH03111700A - 電動送風装置

Info

Publication number: JPH03111700A
Application number: JP1246643A
Authority: JP
Inventors: Tatsuhiko Yamamoto; 竜彦山本; Hirotaka Kawasaki; 啓宇川崎; Tetsuya Tanaka; 哲也田中; Shigeo Hara; 茂夫原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-09-22
Filing date: 1989-09-22
Publication date: 1991-05-13
Anticipated expiration: 2010-04-19
Also published as: JPH0735797B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野〕この発明は、例えば電気掃除機等に用いられる電動送風
装置に関するものである。

［従来の技術］第４図は例えば特開昭６０−２４２８２７号公報に開示
された従来の電動送風装置による電機掃除機の断面図で
ある。図において、４ｏは側壁に吸気口４１を有し、上
方部が開放されたダストボックスで、その開放部には着
脱自在に集塵フィルタ４２が装着されている。４３はボ
ディで、ブラシレスモータ４４とファン４５とからなる
ファンユニットを上下の防振ゴム及び保持板４６を介し
て保持している。上記ブラシレスモータ４４は、回転軸
４７にヨーク４８を介して磁石４９を固着してなるロー
タの外周に空隙をもって巻線５０を巻回したステータが
配設された構成で、その回転軸４７には磁石４つと磁極
が同数、同位置となるようにロータ位置検出用の磁石５
１が固定され、この磁石５１に対向してその磁極を検出
するセンサ５２が配設されている。５３はブラシレスモ
ータ４４を駆動制御する電子制御回路で、上記センサ５
２の信号に応じてステータに回転磁界を生じさせる。

５４はファン吸気口、５５は回転羽根、５６はエアガイ
ド、５７はケーシングで、２段型のファン４５を構成し
ている。５８はファン排気口で、ここから送出された排
気流はブラシレスモータ４４を流動してその冷却を行う
ようになっている９５９は補助フィルタ、６０は防音も
兼ねる排気フィルタ、６１は円筒状の防音板、６２は防
音板排気口、６３はボディ排気口、６４゜６５はボディ
４３内に形成された排気通路、６６は取手、６７はキャ
スタである。

上記した電動送風装置において、空気の流れは図中のＡ
矢印で示す通りである。即ち、吸気口４１から集塵フィ
ルタ４２．補助フィルタ５つを通過した後、ファン吸気
口５４より回転羽根５５．エアガイド５６を通り、ファ
ン排気口５８から排気され、一部はブラシレスモータ４
４の内部、即ちロータとステータの空隙部分を通り、ま
た一部はステータの外周部を通り、ブラシレスモータ４
４の各部を冷却しなからボディ４３内の排気通路６４を
通り、ボディ排気口６３から外部へ排気される。

特公昭６２−３８９３９号公報に示されているような整
流子モータを使った電動送風装置と異なり、整流子やブ
ラシを持たないブラシレスモータ４４による電動送風装
置では、ブラシの摩耗による短寿命１ヒの問題はない。

しかしながらトランジスタ、ダイオード、コンデンサ等
の電子部品を使って構成された電子制御回路５３を有し
、これらの電子部品は電力損失により発熱するため、電
子制御回路５３を保全するためにはその冷却が必要にな
る。第４図によって示した従来例では、電子制御回路５
３をボディ排気口６３に臨んで取付け、特別な冷却ファ
ンを使わずに排気流によって電子制御回路５３を強制冷
却するようにしている。

［発明が解決しようとする課題］上記した従来のブラシレスモータによる電動送風装置に
おいては、電子制御回路５３をファンユニットの排気空
気に晒して冷却するようにしているので、例えば吸気口
４１が閉ざされた場合や集塵フィルタ４２が目詰まりし
てファン吸気口５４の風量が絞られた場合には、回転羽
根５５の空気の撹乱によって生ずる熱量が増加するうえ
、ブラシレスモータ４４の銅損や鉄損による熱の排熱が
十分になされなくなり、電子制御回路５３に電子部品の
破損を招くような熱的ダメージを与えかねない。また、
一般的に電気掃除機に用いられる電動送風装置のファン
は真空度の高いものが要求されることから、ターボファ
ンが用いられることが多いが、ターボファンの場合には
ファン吸気口５４の風量が絞られた場合には負荷トルク
が軽減するので一般にはブラシレスモータ４４の回転数
は高くなる。

従って、ファン吸気口５４の風量が絞られた場合にはブ
ラシレスモータ４４の軸受には熱的ストレスとともに高
速回転による機械的ストレスが加わり、軸受の寿命が極
端に低下することから、ブラシレス構造による長寿命化
の利点が十分に引き出され得ないことになる。さらには
、排気空気で強制的に冷却するにしても実際には発熱を
伴う電子機能部品には、空気に対する熱伝達を良くする
なめにアルミ材等による放熱フィンが必要で、こうした
構造によって電子制御回路５３の寸法が増し、装置への
収納性が悪くなるといった課題を含んでいる。

この発明はかかる従来の課題を解決するためになされた
もので、その目的は電子制御回路を特別な冷却ファンを
用いずに冷却することができ、ファン吸気口側の風量が
絞られても電子制御回路への熱的ダメージが少ない電動
送風装置を得ることである。

また、他の目的はファン吸気口側の風量が絞られたよう
な場合に駆動モータの軸受にこれの寿命を低下させる熱
的ストレス及び機械的ストレスがかからない電動送風装
置を得ることである。

さらに他の目的は、電子制御回路のコンパクト化の可能
な電動送風装置を得ることである。

［課題を解決するための手段］この発明に係る電動送風装置は、電子制御回路により駆
動制御される駆動モータにより駆動され、吸気口及び排
気口を有するファンの吸込側に、上記ファンの吸気口に
対向するダクトを有する放熱カバーを設け、この放熱カ
バーに対して上記電子制御回路の少なくとも発熱を伴う
機能部品を熱的結合関係に装着したちのである。

またこの発明に係る他の電動送風装置は、特にファンの
吸気口に対向するダクトを有する放熱カバーにファンの
吸気口に通じ、上記ダクトの開口面積より小さい開口面
積の通風孔を形成したものである。

またこの発明に係る更に他の電動送風装置は、電子制御
回路により駆動制御される駆動モータにより駆動され、
吸気口及び排気口を有するファンの吸込ｍｒ、こ、上記
ファンの吸気口に対向するダクトを有する放熱カバーを
設け、この放熱カバーに対して上記電子制御回路の少な
くとも発熱を伴う機能部品を熱的結合ｍｒＭに装着する
とともに、温度検出手段を取付け、この温度検出手段の
検出値が所定値に達したときには、上記電子制御回路に
より駆動モータを停止させるようにしたものである。

さらに、この発明に係る他の電動送風装置は、電子制御
回路により駆動制御される駆動モータにより駆動され、
吸気口及び排気口を有するファンの吸込側に、上記ファ
ンの吸気口に対向するダクトを有する放熱カバーを設け
、この放熱カバーに対して上記電子制御回路の少なくと
も発熱を伴う機能部品を熱的結合関係に装着し、かつ上
記排気口に温度検出手段を取１寸け、この温度検出手段
の検出値が所定値に達したときには、上記電子制御回路
により駆動モータを停止させるようにしたものである。

［作用］この発明の電動送風装置においては、ファンの吸気口に
放熱カバーのダクトが対向し、ダクトにファンによる吸
気作用が働き、放熱カバーに設けた電子制御回路の少な
くとも発熱を伴う機能部品を吸気流により強制冷却する
ことができるとともに、駆動モータ及びファン側の排気
と冷却空気とを温度的に分離することができるようにな
るやまたこの発明の他の電動送風装置においては、ファンの
吸気口に放熱カバーのダクトが対向し、ダクトにファン
による吸気作用が働き、放熱カバーに設けた電子制御回
路の少なくとも発熱を伴う機能部品を吸気流により強制
冷却することができるとともに、放熱カバーに設けた通
風孔にら吸気作用が働き、放熱カバーの放熱がより円滑
になり、駆動モータ及びファン側の排気と冷却空気とを
温度的に分離することができるようになる。

さらにこの発明の他の電動送風装置においては、特に放
熱カバーの放熱が進行ぜす、その温度が所定値に達した
ときには駆動モータを停止し、電子制御回路や軸受の保
全を計ることができるようになる。

さらにこの発明の他の電動送風装置においては、特にフ
ァン側の排気温が所定値に達したときには駆動モータを
停止し、電子制御回路や軸受の保全を計ることができる
ようになる。

［実施例］第１図と第３図はいずれもこの発明による電動送風装置
の一実施例を示した断面図で、第２図は電子制御回路の
回路ブロック図である。駆動モータとしてのブラシレス
モータ１は、回転軸２にヨーク３を介して磁石４を固着
してなるロータの外周に空隙Ｓｌをもって巻線５を巻回
したステータが配設された構成で、その回転軸２は軸受
６によって回転自在に両持ち支持されている。ロータの
磁石４の磁気信号はロータ位置検出センサ７で検出され
モータ駆動用の電子制御回路８へ信号伝達される。上記
ブラシレスモータ１により駆動されるファン９は、ファ
ン吸気口１０、回転羽根１１、エアガイド１２、ケーシ
ング１３及びファン排気口１４からなる１段型のファン
構成となっている。ファン構成は従来例のように２段構
成でもよいが、１段構成のほうが小型化という点で有効
である。勿論同一羽根出力を出すには回転数を高速にし
なければならないが、駆動モータがブラシレスモータ１
の場合、その軸受６部分の耐高速回転性を向上させるこ
とにより回転数の高速化には十分に対応することができ
る。即ち、整流子モータのような機械的摺動部を含まな
いブラシレスモータ１では、高速化に伴う弊害が軸受６
部分の寿命低下に集中することになるので、この部分の
対応が重要なことになる。

ファン排気口１４から送出された排気流は、ブラシレス
モータ１のフレーム１５とステータとの間に形成された
空隙Ｓ２及びステータとロータとの間の空隙Ｓ１を通っ
てモータ排気口１６から外部へ排気され、磁石４１巻線
５．ステータ　ロータ位置検出センサ７、軸受６．フレ
ーム１５及びブラケット等の各部を冷却する。

ファン９におけるケーシング１３の外周には、ファン吸
気口１０の開口方向に延びる筒状の固定カバー１７が嵌
合固定されている。この固定カバー１７には、その開口
端を閉蓋する状態に上記ケーシング１３に向き合う放熱
カバー１８が固定されている。放熱カバー１８は熱良導
材よりなり、固定カバー１７の開口端を閉蓋する側壁１
９の中央にファン吸気口１０に対向するダクト２０を一
体に形成した構成で、そのダクト２０はファン吸気口１
０への吸気空気を通す。

電子制御回路８は、第２図に示すような構成である。同
図において、２１は商用電源、２２は商用電源２１を回
路内に導く電源コード、２３は商用電源２１を直流電圧
に整流する整流ダイオード、２４は整流ダイオード２３
の出力を平滑化するコンデンサ、２５は整流され平滑に
された直流電圧を交流電圧に変換するインバータで、変
換された交流電圧はブラシレスモータ１の巻線５に印加
される。上記インバータ２５は、スイッチング素子２６
及びダイオード２７から構成され、スイッチング素子２
６としてはバイポーラトランジスタ、電界効果トランジ
スタ、静電誘導トランジスタ、ＧＴＯ，サイリスタ等が
用いられる。２８は制御部で、ロータ位置検出センサ７
からの信号に応じてインバータ２５のいずれの相を通電
するかを決め、またインバータ２５の出力電圧をいくら
にするかを決定している。

上記した電子制御回路８は、放熱カバー１８に装着され
、特にその機能部品のうち、整流ダイオード２３及びイ
ンバータ２５を構成するスイッチング素子２６やダイオ
ード２７は放熱カバー１８の側壁１９の内側に熱的結合
関係に取付けられている。また放熱カバー１８にはサー
ミスタ等の温度検出手段２９が熱的結合関係に取けけら
れ、制御部２８へ放熱カバー１８の温度情報が送られる
。３０はモータ排気口１６に臨んで取付けられたサーミ
スタ等の温度検出手段で、排気温に関する温度情報が制
御部２８に送られる。制御部２８は、温度検出手段２９
３０のいずれかからの温度情報が、所定値に達したとき
には、インバータ２５の出力を停止させ、ブラシレスモ
ータ１への通電がこれにより停止されるようになってい
る。

上記構成の電動送風装置において、ブラシレスモータ１
により回転羽根１１が回転すると、ファン吸気口１０の
外空気はファン吸気口１０からファン９に吸引される。

これとともに、放熱カバー１８のダクト２０内の空気も
ファン吸気口１０からファン９に吸引され、図において
矢印Ｂで示す空気流となる。このとき、整流ダイオード
２３及び、インバータ２５を構成するスイッチング素子
２６やダイオード２７は放熱カバー１８の側壁１９の内
側に熱的結合関係に取ｊすけちれているので、それらの
機能部品内で発生している電力損失による熱は図中の矢
印Ｃから矢印りの経路でファン９に吸気される矢印Ｂの
空気流に伝達され、冷却されることになる。

ダクト２０の吸気側の空気温度は、ファン９及びブラシ
レスモータ１による熱とは切り離されていてそれらの影
響を受けないため、整流ダイオード２３及びスイッチン
グ素子２６やダイオード２７は効果的かつ円滑に冷却さ
れることになる。

この電動送風装置を電気掃除機に適用した場合において
、例えば集塵フィルタの目詰まり等によりファン９の吸
気流量が減少したときには、ダクト２０内の空気流量も
減少するので、矢印りによる熱伝達効果が低下し、上述
の機能部品の冷却が悪化し、極端な場合にはこれらの破
損も考えられるが、放熱カバー１８の温度の上昇は、温
度検出手段２９に捕捉され、制御部２８１＼入力されて
いて、所定値に達したときには、インバータ２５の出力
が停止され、ブラシレスモータ１が停止するので問題は
起きない。

また、同じく電気掃除機への応用において、例えば集塵
フィルタの目詰まり等によりファン９の吸気流量が絞ら
れると、ファン９の発熱が増大し、モータ排気温が上昇
して、巻線５．軸受６　ロータ位置検出センサ７へのダ
メージが増大することになるが、モータ排気口１６にお
いて排気温が温度検出手段３０に捕捉されていて、制ｍ
部２８において所定値に達したときには、インバータ２
５の出力が停止され、ブラシレスモータ１が停止するの
で巻線５．軸受６．ロータ位置検出センサ７が破損する
ようなことは起きないで済む。

第３図は放熱カバー１８の側壁１９に、ダクＩ・２０と
は別に、ファン９のファン吸気口１０に通じ、上記ダク
ト２０の開口面積より小さい開口面積の通風孔３１を形
成したもので、この通風孔３１からファン吸気口１０へ
の空気流Ｅにより、放熱カバー１８に熱的結合関係に取
付けられていないコンデンサ２４等の機能部品の冷却を
矢印Ｆのような経路で実施できる。また、ファン９の発
熱はゲージング１３を通じて電子制御回路８側に放出さ
れるが、通風孔３１からファン吸気口１０への空気流Ｅ
によりファン吸気口１０へ送り返すことができ、電子制
御回路８の冷却効果が一層向上することになる。いずれ
の実施例のものも、電子制御回路８の強制冷却が効果的
に進行するので、機能部品に熱伝達を良くするためのア
ルミ材等による放熱フィンは不要となり、電子制御回路
８の装置への収納性も向上する。

なお、上記した実施例はいずれも固定カバー１７と放熱
カバー１８、固定カバー１７とゲージング１３とがいず
れも固定関係に構成されているが、固定カバー１７と放
熱カバー１８又は、固定カバー１７とゲージング１３の
間にゴム等からなるパツキンを設け、動作時の吸引力で
それらが実質的な結合関係になるように構成してもよく
、駆動モータについては誘導電動機としても良い。

［発明の効果〕以上のようにこの発明の電動送風装置によれば、ファン
の吸気口に放熱カバーのダクトが対向し、ダクトにファ
ンによる吸気作用が働き、放熱カバーに設けた電子制御
回路の少なくとし発熱を伴う機能部品を、駆動モータ及
びファン側の排気と温度的に分離した吸気流により円滑
かつ確実に冷却することができる。

丈なこの発明の他の電動送風装置によれば、ファンの吸
気口に放熱カバーのダクＩ−と通風孔の双方からの、駆
動モータ及びファン側の排気と温度的に分離した吸気流
により円滑かつ確実に電子制御回路全体を冷却すること
ができる。

さらにこの発明の他の電動送風装置によれば、特に放熱
カバーの放熱が進行しないような状況下になったときに
は駆動モータを停止し、電子制御回路や軸受の保全を計
ることができる。

さらにこの発明の池の電動送風装置によれば、特にファ
ン側の排気温が所定値に達したときには駆動モータを停
止し、駆動モータ側の構造や軸受の保全を計ることがで
きる。そしていずれの発明においても、電子制御回路の
強制冷却が効果的に進行するので、機能部品に熱伝達を
良くするためのアルミ材等による放熱フィンが不要とな
り、電子制御回路の装置への収納性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による電動送風装置の一実施例を示す
断面図、第２図は同じくその電子制御回路の一例を示す
回路ブロック図、第３図はこの発明による他の電動送風
装置の一実施例を示す断面図、第４図は従来例としての
電動送風装置を電気掃除機により示す断面図である。図
において、１はブラシレスモータ、６は軸受、８は電子
制御回路、９はファン、１０はファン吸気口、１１は回
転羽根、１４はファン排気口、１６はモータ排気口、１
８は放熱カバー、１つは側壁、２０はダクト、２３は整
流ダイオード、２４はコンデンサ、２５はインバータ、
２６はスイッチング素子、２７はダイオード、２８は制
御部、２９．３０は温度検出手段、３１は通風孔である
。なお、図中同一符号は、同−又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、電子制御回路により駆動制御される駆動モータ
と、この駆動モータにより駆動され、吸気口及び排気口
を有するファンと、このファンの吸込側に設けられ、上
記ファンの吸気口に対向するダクトを有する放熱カバー
とを備え、その放熱カバーに対して上記電子制御回路の
少なくとも発熱を伴う機能部品を熱的結合関係に装着し
たことを特徴とする電動送風装置。
（２）、放熱カバーにそのダクトとは別に、ファンの吸
気口に通じ、上記ダクトの開口面積より小さい開口面積
の通風孔を形成したことを特徴とする請求項第１項に記
載の電動送風装置。
（３）、電子制御回路により駆動制御される駆動モータ
と、この駆動モータにより駆動され、吸気口及び排気口
を有するファンと、このファンの吸込側に設けられ、上
記ファンの吸気口に対向するダクトを有する放熱カバー
とを備え、その放熱カバーに対して上記電子制御回路の
少なくとも発熱を伴う機能部品を熱的結合関係に装着す
るとともに、温度検出手段を取付け、この温度検出手段
の検出値が所定値に達したときには、上記電子制御回路
により駆動モータを停止させるようにしたことを特徴と
する電動送風装置。
（４）、電子制御回路により駆動制御される駆動モータ
と、この駆動モータにより駆動され、吸気口及び排気口
を有するファンと、このファンの吸込側に設けられ、上
記ファンの吸気口に対向するダクトを有する放熱カバー
とを備え、その放熱カバーに対して上記電子制御回路の
少なくとも発熱を伴う機能部品を熱的結合関係に装着し
、かつ上記排気口に温度検出手段を取付け、この温度検
出手段の検出値が所定値に達したときには、上記電子制
御回路により駆動モータを停止させるようにしたことを
特徴とする電動送風装置。