JPH0570183U - 送風機用ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本考案は、ロータやその軸受およびステータの
巻線部分に空気中に含まれた異物が入り込むのを防止で
き、モータ本来の性能を長期に亘って良好に維持できる
とともに、空気中に埃や水分が多く含むまれた環境化で
も使用できる送風機用ブラシレスモータの提供を目的と
する。 【構成】ケーシング３内に、巻線１３が巻回されたステ
ータ７を収容するとともに、このステータの内側にマグ
ネット２３を有するロータ１５を回転自在に挿通し、こ
のロータのロータ軸１６の両端部を、軸受２０，２１を
介してケーシングに支持させるとともに、ロータ軸の一
端部に取り付けた送風ファン４０によって送風される空
気の流れ経路４６が、ケーシングの内側に位置された送
風機用ブラシレスモータにおいて、ケーシングの内側
に、少なくともステータの巻線、ロータおよび軸受を取
り囲む防塵壁５１を設けたことを特徴としている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電気掃除機の吸い込みファンあるいは各種産業機器の送風用ファン に用いられるブレシレスモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】

産業機器用の電動送風機は、送風ファンを駆動するためのインナーロータ形の ブラシレスモータを備えている。このブラシレスモータは、巻線が巻回されたス テータと、このステータの内側に挿通されたロータを有しており、これらステー タやロータは、ケーシング内に収容されている。そして、この種のブラシレスモ ータでは、ロータがマグネットを有するため、このロータの回転位置を検出して 所定のステータ巻線への通電を行い、ロータとステータとの間の磁極の位相を切 り換えている。

【０００３】 このブラシレスモータのケーシングには、送風ファンを収容したファンカバー が連結されている。そして、従来のブラシレスモータにおいて、上記送風ファン によって送風された空気を、ファンカバーからケーシングの内側に導く形式のも のが知られており、この従来のブラシレスモータでは、上記ロータやステータが ケーシング内に送風される空気流に直接晒されるようになっている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、送風ファンによって送風される空気中には、埃や塵あるいは水分が 含まれていることが多い。すると、この空気の流れ経路中にロータやステータが 位置するブレシレスモータの場合には、空気中に含まれた埃等の異物がロータや ステータに付着することがある。

【０００５】 特に、ブラシレスモータのロータは、マグネットを有しているので、ケーシン グ内に送風される空気中に微細な金属片等が含まれていると、この金属片がロー タに吸着されてしまう。そして、この金属片がロータとステータとの間のクリア ランスに入り込んだ場合には、ロータの回転に抵抗が生じ、ロータの回転が変動 し易くなるとともに、最悪の場合にはロータがロックする虞れがあり得る。 また、空気中の水分がステータの巻線に付着すると、この巻線間で絶縁不良が 発生する虞れがあり、モータの性能維持に悪影響を及ぼすといった問題もある。

【０００６】 本考案はこのような事情にもとづいてなされたもので、ロータやその軸受およ びステータの巻線部分に空気中に含まれた異物が入り込むのを防止でき、モータ 本来の性能を長期に亘って良好に維持できるとともに、空気中に埃や水分が多く 含まれた環境化でも使用できる送風機用ブラシレスモータの提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

そこで、本考案においては、ケーシング内に、巻線が巻回されたステータを収 容するとともに、このステータの内側に、マグネットを有するロータを回転自在 に挿通し、このロータのロータ軸の両端部を、軸受を介して上記ケーシングに支 持させるとともに、上記ロータ軸の一端部に送風ファンを取り付け、この送風フ ァンによって送風される空気の流れ経路が、上記ケーシングの内側に位置された 送風機用ブラシレスモータを前提としている。

【０００８】 そして、上記ケーシングの内側に、少なくともロータやその軸受およびステー タの巻線を取り囲む防塵壁を設け、この防塵壁で上記ロータ、軸受および巻線を 空気の流れ経路から遮蔽したことを特徴としている。

【０００９】

【作用】

このような構成によれば、ロータやその軸受およびステータの巻線回りが、送 風ファンによって送風される空気の流れ経路から隔離されるので、たとえ空気中 に水分や金属片等の異物が含まれていたとしても、この異物がロータや軸受およ び巻線に付着するの防止できる。

【００１０】 このため、異物の噛み込みによる軸受の損傷およびロータの回転変動やロック を解消できるとともに、巻線間の絶縁不良も未然に防止することができ、モータ 本来の性能を長期に亘り充分に発揮させることができる。

【００１１】 また、空気中に水分や埃等が多く含まれた雰囲気中でも、格別なフィルタ等を 設けることなく使用することができ、モータを設置できる環境の制限が緩和され る。

【００１２】

【実施例】

以下本考案の第１実施例を、図１および図２にもとづいて説明する。

【００１３】 図１において、符号１で示す電動送風機は、インナーロータ形のブラシレスモ ータ２を備えている。このブラシレスモータ２の外郭を構成する金属製のケーシ ング３は、上端が開口された円筒状をなしており、このケーシング３の上端開口 部には、ブラケット４が取り付けられている。ブラケット４は、一定の幅を有す る帯板状をなしており、ケーシング３の上端開口部を径方向に横切っている。

【００１４】 ケーシング３の内側には、ステータ７が収容されている。ステータ７は、リン グ状のステータコア８を備えている。ステータコア８の外周面には、四つの支持 突部９が周方向に等間隔を存して突設されており、これら支持突部９の外周面が ケーシング３の内周面に接している。このため、ステータコア８の外周面の大部 分は、ケーシング３の内面から離間している。

【００１５】 ステータコア８の内周面には、図２に示すように、六つの突極１２が周方向に 等間隔に突設されている。これら突極１２には、夫々巻線１３が巻回されている 。巻線１３は、電気的に１２０°の位相差をもって配置され、例えば１００Ｖ〜 ２００Ｖの駆動電圧で三相駆動し得るように巻かれている。

【００１６】 ステータコア８の内側には、ロータ１５が回転自在に挿通配置されている。ロ ータ１５は、ロータ軸１６と、このロータ軸１６の外周に設けられた一対のロー タコア１７を備えている。ロータ軸１６は、ケーシング３の下面およびブラケッ ト４に回転自在に支持されている。すなわち、ケーシング３の下面中央部と、ブ ラケット４の上面中央部には、ケーシング３の外側に張り出す筒状のホルダ部１ ８，１９が形成されている。そして、ホルダ部１８，１９の内側に、ロータ軸１ ６の両端部を回転自在に支持する軸受２０，２１が装着されており、これら軸受 ２０，２１は、ケーシング３の内部空間に露出されている。

【００１７】 また、本実施例のロータコア１７は、板状のマグネット２３と、このマグネッ ト２３を挾み込む一対の磁極板２４ａ，２４ｂとに三分割されており、これら磁 極板２４ａ，２４ｂは、極性が互いに異なっている。

【００１８】 磁極板２４ａ，２４ｂは、図２に示すように、ロータ軸１６の径方向一方側に 偏心して張り出す扇状突部２５を有している。扇状突部２５の外周縁部は、ロー タ軸１６を回転中心とする円弧状に形成されており、この外周縁部には、ロータ 軸１６の軸方向に延びるフランジ部２６が形成されている。そして、マグネット ２３を挾んで対向し合う磁極板２４ａ，２４ｂは、扇状突部２５を１８０°反対 側に向けた姿勢でロータ軸１６上に装着されており、そのフランジ部２６の先端 がマグネット２３を挾んだ反対側の磁極板２４ａ，２４ｂの外側にまで延びて、 上記ステータ７の突極１２に僅かなクリアランスを存して対向されている。

【００１９】 ロータ軸１６の下端部は、ケーシング３の底を貫通して外方に導出されている 。このロータ軸１６の下端部には、バックヨークを兼ねるホルダ２８が同軸状に 嵌合されている。このホルダ２８の下面には、ロータ位置検出用の回転盤２９が 重ね合わされている。回転盤２９には、複数の磁極が所定角度毎に交互に着磁さ れており、この回転盤２９は、ねじ３０を介してロータ軸１６に固定されている 。

【００２０】 回転盤２９の下方には、回路基板３２が配置されている。回路基板３２は、ケ ーシング３の底面から延びるボス部３３にねじ３４を介して支持されており、そ の中央部分が回転盤２９の下面に近接している。回路基板３２には、ロータ１５ の回転位置を検出するホール素子のようなセンサ３５が設けられている。センサ ３５は、本実施例のモータ２が三相駆動であるため三個設けられており、上記回 路基板３２の下面に１２０°の位相差をもって配置されている。

【００２１】 したがって、このセンサ３５を通じて回転盤２９の磁極の切り替わりが検出さ れて、上記ロータ１５の回転位置が判別されるようになっており、このセンサ３ ５は、ロータ１５の回転位置を示す信号を、図示しないモータ駆動回路に送出す るようになっている。

【００２２】 なお、上記回転盤２９、回路基板３２およびモータ駆動回路は、カバー３６に よって覆われており、このカバー３６は、ケーシング３の底面に連結されている 。

【００２３】 一方、ロータ軸１６の上端部は、ブラケット４を貫通して外方に導出されてい る。このロータ軸１６の上端部には、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。送風ファン４０の周囲は、ファンカバー４２によ って覆われている。ファンカバー４２は、下面が開口された形状をなしており、 この開口周縁部がケーシング３の上端部に嵌合されている。

【００２４】 このため、ファンカバー４２は、ブラケット４の両側部とケーシング３の上端 開口部とで形作られる略扇型の開口部分を通じてケーシング３の内部空間に連な っている。

【００２５】 また、ブラケット４上には、整流板４３が設けられている。整流板４３は、ケ ーシング３の上端開口部を覆っており、この整流板４３の外周部には、ケーシン グ３内に開口する図示しない複数の導風口が設けられている。

【００２６】 ファンカバー４２の上面中央部には、吸込口４４が形成されている。吸込口４ ４は、送風ファン４０の回転中心部に対向されており、この送風ファン４０が回 転されると、図１の矢印で示すように、吸込口４４から吸入された空気が送風フ ァン４０の外周からファンカバー４２内に吐出されるようになっている。そして 、ファンカバー４２内に吐出された空気は、整流板４３の導風口を経てケーシン グ３内に送風され、このケーシング３の周面に開口する吐出口４５から外方に排 出されるようになっている。

【００２７】 このため、ケーシング３内には、送風ファン４０によって送風された空気の流 れ経路４６が形成されており、この流れ経路４６の一部は、ステータコア８とケ ーシング３との対向面間に形成されている。

【００２８】 ところで、ケーシング３の内側には、ロータ１５やステータ７の巻線１３およ びロータ軸１６を支持する軸受２０，２１を取り囲む防塵壁５１が設けられてい る。この防塵壁５１は、ステータ７よりも送風ファン４０側に位置された第１の 壁部５２と、ステータ７よりも回転盤２９側に位置された第２の壁部５３とに二 分割されている。本実施例の場合、これら壁部５２，５３は合成樹脂材料にて構 成されている。

【００２９】 第１の壁部５２は、ステータコア８の外周部の上面とブラケット４のホルダ部 １９との間で挾み込まれており、上記巻線１３を側方から取り囲む側壁部５２ａ と、この側壁部５２ａに連続して巻線１３の上方を覆いつつ上記軸受２１の近傍 に達する上壁部５２ｂを備えている。そして、側壁部５２ａの下端部がＯリング ５４を介してステータコア８の上面に気密に接しているとともに、上壁部５２ｂ の上端部がＯリング５４を介してホルダ部１９の下面に気密に接している。

【００３０】 第２の壁部５３は、ステータコア８の外周部の下面とケーシング３の底面との 間で挾み込まれており、上記巻線１３を側方から取り囲む側壁部５３ａと、この 側壁部５３ａに連続して巻線１３の下方を覆いつつ上記軸受２０の近傍に達する 底壁部５３ｂを備えている。そして、側壁部５３ａの上端部がＯリング５４を介 してステータコア８の下面に気密に接しているとともに、底壁部５３ｂがＯリン グ５４を介してケーシング３の底面に気密に接している。 したがって、防塵壁５１は、ステータコア８と協同して上記ロータ１５、巻線 １３および軸受２０，２１を空気の流れ経路４６から隔離している。

【００３１】 なお、上記第２の壁部５３の底壁部５３ｂには、巻線１３に連なるリード線（ 図示せず）をカバー３６の内側のモータ駆動回路に導くための挿通口５６が形成 されている。

【００３２】 また、本実施例の場合、空気の流れ経路４６に面するステータコア８の外周面 には、図２に示すような多数の凹凸６１が形成されている。凹凸６１は、断面形 状が略角形に形成されており、この凹凸６１の存在によって発熱するステータコ ア８の表面積が拡大されている。したがって、ステータコア８と流れ経路４６を 流れる空気との接触面積が増大することと合わせて熱抵抗が少なくなり、ステー タ７の放熱効果を高めることができる。

【００３３】 このような構成のブレシレスモータ２によれば、ケーシング３内に、ロータ１ ５やステータ７の巻線１３さらにはロータ１５の軸受２０，２１を取り囲む防塵 壁５１を設け、この防塵壁５１によって上記ロータ１５のような各部品を、送風 ファン４０によって送風される空気の流れ経路４６から隔離したので、たとえケ ーシング３内に送風される空気中に微細な金属片や水分のような異物等が多く含 まれていたとしても、この異物が高速で回転するロータ１５や軸受２０，２１お よびステータ７の巻線１３に付着するのを防止できる。

【００３４】 このため、異物の噛み込みによるロータ１５の回転変動やロックを解消できる とともに、軸受２０，２１の損傷を抑えて、その機能を長期に亘り良好に維持す ることができ、その分、ロータ１５の回転が円滑となる。

【００３５】 それとともに、ブラシレスモータ２の運転中に、ケーシング３内に送風された 空気中の水分が巻線１３に付着することもないので、巻線１３間での絶縁不良の 発生も防止することができる。したがって、上記ロータ１５の回転が円滑となる ことと合わせて、モータ本来の性能を長期に亘り充分に発揮させることができ、 ブラシレスモータ２の寿命が長くなる。

【００３６】 その上、ケーシング３内に収容されたロータ１５、ステータ７の巻線１３およ び軸受２０，２１が、このケーシング３内で空気の流れ経路４６から隔離されれ ば、送風ファン４０に吸い込まれる空気中に水分や埃等が多く含まれる雰囲気中 でも、格別なフィルタ等を用いることなく使用することができる。 このため、電動送風機１を設置できる環境の制限が緩和され、従来に比べて汎 用性が格段に向上する。

【００３７】 また、本実施例では、防塵壁５１を電気絶縁性を有する合成樹脂製としてある ので、格別な絶縁構造を採用することなく、この防塵壁５１の側壁部５２ａ，５ ３ａをステータ７の巻線１３に近づけることができる。このため、防塵壁５１を コンパクトに形成でき、空気の流れ経路４６が不所望に狭められることもない。

【００３８】 さらに、防塵壁５１は、ステータコア８に接触しているので、この防塵壁５１ を金属製とすれば、これをステータ７の放熱部材として活用することができる。 このため、ステータ７の巻線１３の周囲を防塵壁５１で取り囲んだ構成でありな がら、ステータ７の放熱効果を高めることができる。 なお、本考案は上記第１実施例に特定されるものではなく、図３に本発明の第 ２実施例を示す。

【００３９】 この第２実施例では、主にステータコア８の放熱性を高めるための構成が上記 第１実施例と相違しており、この第２実施例において、上記第１実施例と同一の 構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

【００４０】 すなわち、本実施例では、ステータコア８の外周部が支持突部９の間において ケーシング３の内周面に近接する方向に延長されており、この延長部６１は防塵 壁５１の外側に突出されて、空気の流れ経路４６に露出されている。そして、こ の延長部６１には、ロータ１５の軸方向に延びる四つの通気孔６２が形成されて いる。通気孔６２は、ステータコア８の周方向に沿う円弧状をなすとともに、こ のステータコア８の周方向に間隔を存して配置されており、突極１２や巻線１３ の外側に位置されている。

【００４１】 したがって、送風ファン４０からの空気が流れ経路４６に送風されると、この 空気の一部が通気孔６２内を流通し、ステータコア８を強制的に空冷するように なっている。

【００４２】 このような構成の第２実施例によると、ステータコア８の内部を空気が通過す るので、ステータコア８の内部に熱が籠り難くなるとともに、空気とステータコ ８との接触面積も増大し、ステータ７の放熱効果をより高めることができる。 また、図４には、本考案の第３実施例が示されている。

【００４３】 この第３実施例では、ステータ７のステータコア７１の外周形状が四角形状に 形成されており、このステータコア７１の四隅部がケーシング３の内周面に接し ている。そして、ステータコア７１の内周には、一対の突極７２が突設されてい る。突極７２は、ロータ１５を挾んで互いに対向し合っており、各突極７２には 巻線１３が巻回されている。

【００４４】 ステータコア７１の四つの側面７３ａ〜７３ｄとケーシング３の内周面との間 に、夫々空気の流れ経路４６が形成されている。この流れ経路４６に面するステ ータコア７１の側面７３ａ〜７３ｄには、多数の凹凸７４が形成されている。凹 凸７４は、断面形状が三角形状をなしており、この凹凸７４の存在によって発熱 するステータコア７１の側面７３ａ〜７３ｄの表面積が倍増されている。

【００４５】 したがって、この第３実施例においても、ステータコア７１と流れ経路４６を 流れる空気との接触面積が増大するので、ステータ７の熱抵抗が少なくなり、こ にステータ７の放熱効果を高めることができる。

【００４６】 また、この第３実施例の場合も、図４に想像線で示すように、ステータコア７ １の外周部にロータ１５の軸方向に沿う通気孔７６を形成し、この通気孔７６に 流れ経路４６を流れる空気の一部を導入するようにしても良い。

【００４７】

【考案の効果】

以上詳述した本考案によれば、ロータやその軸受およびステータのコイル回り が、送風ファンによって送風される空気の流れ経路から隔離されるので、たとえ 空気中に水分や金属片等の異物が含まれていたとしても、この異物がロータ、軸 受およびステータに付着するの防止できる。このため、異物の噛み込みによる軸 受の損傷およびロータの回転変動やロックを解消できるとともに、巻線間の絶縁 不良も未然に防止でき、その分、ロータの回転が円滑となって、モータ本来の性 能を長期に亘り充分に発揮させることができる。

【００４８】 また、空気中に水分や埃等が多く含まれた雰囲気中でも、格別なフィルタ等を 設けることなく使用することができるので、モータを設置できる環境の制限が大 幅に緩和され、従来に比べて汎用性が格段に向上するといった利点ガある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例における電動送風機の断面
図。

【図２】図１のＡーＡ線に沿う断面図。

【図３】本発明の第２実施例における電動送風機の断面
図。

【図４】本発明の第３実施例における電動送風機の断面
図。

【符号の説明】

２…ブラシレスモータ、３…ケーシング、７…ステー
タ、１３…巻線、１５…ロータ、２０，２１…軸受、２
３…マグネット、４０…送風ファン、４６…流れ経路、
５１…防塵壁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング内に、巻線が巻回されたステ
   ータを収容するとともに、 このステータの内側に、マグネットを有するロータを回
   転自在に挿通し、 このロータのロータ軸の両端部を、軸受を介して上記ケ
   ーシングに支持させるとともに、 上記ロータ軸の一端部に送風ファンを取り付け、 この送風ファンによって送風される空気の流れ経路が、
   上記ケーシングの内側に位置された送風機用ブラシレス
   モータにおいて、 上記ケーシングの内側に、少なくとも上記ロータやその
   軸受およびステータの巻線を上記空気の流れ経路から遮
   蔽するように取り囲む防塵壁を設けたことを特徴とする
   送風機用ブラシレスモータ。