JPH044735A - 送風機 - Google Patents

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） 本発明は例えば電気掃除機の空気吸込み用として使用さ
れる送風機に関する。

（従来の技術） 家電電化製品には送風機を使用したものが種々ある。例
えば、電気掃除機には空気吸込み用として送風機が使用
され、また石油やガスなどの燃焼式暖房機には排風用と
して送風機が使用されている。

この送風機は、電動機と、この電動機の一端側に設けら
れて電動機により回転される送風ファンおよびこの送風
ファンを囲むファンカバーとを組み合わせたものであり
、電動機には整流子型、同期型、ブラシレス型などが採
用され、送風ファンには遠心型などが採用されている。

（発明が解決しようとする課題） しかるに、この送風機においては次に述べる問題がある
。

送風機に用いる電動機は、電動機ケースに設けられた固
定子と、回転子軸に設けられた回転子とを備えており、
回転子軸は電動機ケースに設けた軸受に回転自在に支承
されている。

しかし、送風機を稼働すると、電動機ケースにの送風フ
ァンに対向する設けた端部に設けた回転子軸支承用の軸
受の温度上昇に比較して、送風ファンとは反対側の端部
に設けた回転子軸支承用の軸受の温度が著しく上昇し、
この温度上昇の影響により該軸受の寿命が短く経済性が
悪いという問題がある。

本発明は前記事情に基づいてなされたもので、電動機の
回転子軸支承用の軸受の温度上昇を抑制して軸受の寿命
を向上させた送風機を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段と作用） 本発明の発明者は、送風機における電動機に設ける軸受
けの温度上昇について研究を重ねてきた。

この過程で、電動機の軸受の温度が上昇するのは、回転
子軸と軸受との摩擦による発熱に加えて、電動機の固定
子を中心とする部分の発熱の影響が大きな要因であるこ
とが分かった。固定子で発生した熱により軸受が熱せら
れて温度上昇するものである。

そして、電動機ケースにおいて送風ファンに対向する端
部に設けた軸受の温度上昇が、送風ファンとは反対側の
端部に設けた軸受の温度上昇に比較して小さいのは、次
の理由によるものであることが分かった。送風ファンに
対向する電動機ケスの端部は、送風ファンにより送風機
外部の空気が吸引される。このため、電動機ケースの送
風ファンに対向する端部に設けた軸受は、送風ファンに
より吸込まれる空気により冷却されて温度上昇が抑制さ
れる。

そこで、発明者は、電動機ケースの送風ファンとは反対
側の端部に設けた軸受の温度上昇を抑制する手段として
、送風ファンにより吸込まれる空気を利用して該軸受を
冷却することに着目した。

すなわち、この手段は、ファンカバーの外側から該ファ
ンカバーの内側に空気を導く吸込み通路を流れる空気を
、送風ファンとは反対側の端部に設けた軸受に接触させ
て冷却を行うものである。

従来は、送風ファンによる吸込み空気を利用して、電動
機ケースの送風ファンとは反対側の端部に設けた軸受を
冷却することは全く考慮されておらず、送風ファンによ
りファンカバーに吸込まれた空気を、電動機ケースの送
風ファンに対向する端部から送風ファンとは反対側の端
部に向けてケースの内側を通して、ケース内側に設けた
固定子を冷却した後外側に排出して送風することが行わ
れているのみである。

しかし、この方法では電動機ケースの内側を流れる空気
力（固定子により熱せられて温度上昇した後に、送風フ
ァンとは反対側の端部に設けた軸受を経由するので、こ
の軸受を冷却する効果がなくなっている。

本発明はこのような知見によりなされたものである。

本発明の送風機は、電動機ケースの内部に設けられた固
定子、回転子および前記電動機ケースに設けた軸受に支
承され前記回転子を取付けた回転子軸を備えた電動機と
、この電動機の前記電動機ケースに対してその一端側に
設けられ前記回転子軸の回転により回転される送風ファ
ンおよびこの送風ファンを囲むファンカバーとを具備し
てなる送風機において、一端に吸込み口を有するととも
に、前記電動機ケースの前記送風ファンとは反対側の端
部に設けられた前記軸受を風路途中に含み、他端を前記
ファンカバーの吸−込み部に連通させる吸込み風路を前
記電動機ケースの外側に形成したことを特徴とするもの
である。

（実施例） 以下、本発明の実施例について説明する。

本発明の一実施例について第１図ないし第４図を参照し
て説明する。

第１図は送風機全体を示し、図中１は電動機、２は送風
ファン、３はファンカバー、４は吸込み風路、５は送出
風路である。

電動機１について説明する。電動機ケース６は、有底筒
形をなす前部ケース７と有底筒形をなす後部ケース８と
を夫々の開放部を突合せて一体に固定することにより構
成されている。前部ケース７の端面部中央に形成された
軸受装着孔７ａには回転子軸支承用の玉軸受９が装着さ
れ、後部ケース８の端面部中央に形成された軸受装着孔
８ａには回転子軸支承用の玉軸受１０が装着されている
。

なお、各ケース７．８の軸受装着孔７　ａ　％　８　ａ
はケースの内側と外側を貫通して形成され、この軸受装
着孔７ａ、８ａに装着された玉軸受９．１０はケースの
内側と外側に露出している。１１は電動機ケース６の内
部に設けられた固定子て、第２図に示すようにも電動機
ケース６の内壁部に装着された筒形の固定子鉄心１２お
よびこの固定子鉄心１２に巻回された巻線１３で構成さ
れている。

１４は回転子で、固定子１１の内側に位置して配置され
て、回転子軸１５に装着されている。回転子軸１５は電
動機ケース６の内部において中心軸線上に位置して配置
され、一端が前部ケース７に装着した玉軸受９に回転自
在に支承され、他端が後部ケース８に装着された玉軸受
１０に回転自在に支承されている。回転子軸１５には一
対の止め輪１６．１７が取付けられており、一方の止め
輪１６は玉軸受９の内輪の回転子側の端面に当接されて
いるとともに、他方の止め輪１７は玉軸受１０の内輪の
回転子側の端面に当接されている。

回転子１４は次に述べる構成をなしている。すなわち、
第４図にも示すように回転子１４は複数の回転子要素１
８を積層してなり、各回転子要素１８は永久磁石１９と
、一対のヨーク２０．２０とから構成されている。

永久磁石１９は、軸方向に沿って着磁された円板状をな
しており、その中心に回転子軸１５が貫通する中心孔１
９ａを有している。この永久磁石１９は、フェライトマ
グネット又は希土類マグネットからなるものである。

一対のヨーク２０．２０は、その大きさおよび形状とも
同一の構造である。これらヨーク２０゜２０は、第３図
に示すように永久磁石１９の側面に重なるヨーク主部２
０ａの周縁の一部に、このヨーク主部２０ａに対して略
直角方向に延びる円弧状のカバ一部２０ｂを一体に設け
た断面り字形をなすものである。ヨーク主部２０ａの中
心部には回転子軸１５が貫通する中心孔２０ｃが形成さ
れている。各ヨーク主部２０ａの内面、つまり永久磁石
１９に積層される一側面には、円形状の突部２０ｄが各
々一体に形成されている。この突部２０ｄの内径は上記
永久磁石１９の直径に略等しくしてあり、この突部２０
ｄの内周面に永久磁石１９の側面部分が嵌合されている
。一対のヨーク２０は、着磁された永久磁石１９の両側
面にヨーク主部２０ａを重合せて設けられ、それによっ
てカバ一部２０ｂが永久磁石１９の外周面と対向して、
この外周面の一部を覆って位置している。

対のヨーク２０．２０は、第４図に示されるようにその
カバ一部２０ｂが回転子軸１５に対して点対称の配置と
なるようにして、永久磁石１９の両側面に積層されてい
る。

そして、上記構成をなす偶数組の回転子要素１８は、回
転子軸１５に互いに積層して取付けられている。しかも
、これらの積層は、回転子軸１５の軸線に直角に交差す
る方向に沿う線を基準とした場合に、この基準線の線対
称となる配置にして積層されている。つまり、互いに異
なる極性のヨーク２０．２０同士を重ね合わせた状態で
、する各ヨーク２０．２０のカバ一部２０ｂの先端同士
は僅かなギャップをもって離れている。こうした回転子
要素１８は中心孔１９ａ　　２０ｃに回転子軸１５を圧
入することによって回転子軸１５に固定されている。回
転子軸１５には、回転子軸１５の両端に位置するヨーク
２０に積層して、ヨクを兼ねる一対の調整部材２１２１
が取付けられている。これら一対の調整部材２１．２１
は、回転のアンバランス調整用に使用されるもので、回
転のアンバランスが少ない形状、例えばリング形をなし
ている。調整部材２１．２１は例えば真鍮やステンレス
鋼５ＵＳ３０３などの非磁性体で形成されている。

送風ファン２およびファンカバー３について説明する。

電動機ケース６の前部ケース７の端面部の外側には送風
ファン２が配置され、二の送風ファン２は前部ケース７
に設けた軸受９から突出した回転子軸１５の端部に嵌合
され、該軸１５の端部にすット２２を螺合して締付ける
ことにより固定されている。この送風ファン２は遠心フ
ァンを用いている。前部ケース７の端部外周には、送風
ファン２の後方に位置して環状形の突出部２３が形成さ
れている。この突出部２３の外周には、送風ファン２の
中央部以外の部分および前部ケース７の端面部を覆い隠
すファンカバー３が配置固定されている。これらの構成
にて、送風ファン２の前面中央に対向するファンカバー
３の中央開口を吸込部２４とし、外周側を吹出側とした
送風部が構成されている。

吸込み風路４および搬送ローラ５について説明する。

電動機ケース６の外周側には、ケース全体を囲んで送出
風路５を構成するため円筒形をなす壁体２５が設けられ
、この壁体２５は電動機ケース６に取り付けられている
。この壁体２５、後部ケース８およびファンカバー３の
外側には、後部ケース８の端面部外側からケース軸方向
に沿って延び、さらに前部ケース７の端面部外側に達す
る槌形をなす壁体２６が設けられ、この壁体２６は壁体
２５、後部カバー８およびファンカバー３に取付けられ
ている。そして、壁体２５、壁体２６、後部カバー８お
よびファンカバー３とで送風機外側の空気をファンカバ
ー３の内側に導く吸込み風路４が構成されている。この
吸込み風路４は、一端に後部ケース８の端面部外側に位
置する吸込み口２７を有し、この吸込み口２７から後部
ケース８の端面部に沿ってその半径方向に延び、次いで
壁体２５に沿っケース軸方向に延び、さらに前部ケース
７の端面部に沿ってその半径方向に延びて他端がファン
カバー３の吸込み部２４に達するものである。すなわち
、この吸込み風路４は、送風機外側の空気を、電動機ケ
ース６の送風ファン２とは反対の端部側から送風ファン
２に対向する端部側に向けて流して吸込み部２４に導く
ものである。

ここで、吸込み風路４において送風ファン２とは反対側
の端部側に位置する後部ケース８の端面部に沿ってその
半径方向に延びる部分には、後部ケース８に設けた玉軸
受１０が露出している。つまり、玉軸受１０は吸込み風
路４の途中に含まれている。このため、送風機外側の空
気が吸込み風路４に吸込まれて吸込み部２４に向けて導
かれる過程で、送風ファン２とは反対側に位置する後部
ケース８に設けた玉軸受１０に接触して流れることにな
る。

また、壁体２５と前部ケース７の突出部２３と後部ケー
ス８とで電動機ケース６の周囲全体を囲む円筒形の送出
風路５が構成され、この送出風路５は電動機ケース６の
後部ケース８の周壁面部に面して開放する送出口２８が
形成されている。前部ケース７の周壁面部の突出部２３
より端面部寄りの部分には、ファンカバー３の内側と電
動機ケース６の内側を連通ずる複数の連通孔２９がケス
周方向に分散して形成されている。突出部２３にはファ
ンカバー３の内部と送出風路５の内部とを連通する複数
の連通孔３０がケース周方向に分散して形成されている
。後部ケース８の周壁面部には、電動機ケース６の内部
と送出風路５の内部とを連通ずる複数の連通孔３１がケ
ース周方向に分散して形成されている。

このように構成された送風機は、電動機１を駆動して送
風ファン２を回転することにより送風を行う。すなわち
、固定子１１の巻線１３に対する通電を制御して、該巻
線１３の励磁相を順次切換えると、固定子１１と回転子
１４との間に形成される磁気回路により回転子１４を回
転させるものである。回転子１４の回転数は例えば１５
０００ｒｐ１以上である。

そして、この回転子１４が回転すると回転子軸１５が回
転され、回転子軸１５と一体に送風ファン２が回転する
。送風ファン２の回転により送風機の外側の空気が吸込
み風路４からファンカバー３の内側に吸込まれ、さらに
送出風路５を通って送風機外側に送出される。

送風機外側の空気は、吸込み口２７から送出風路４に吸
込まれ。送出風路４における後部ケース８の端面部に沿
ってその半径方向に延びる部分を流れ、次いで壁体２５
に沿ってケース軸方向に延びる部分を流れ、さらに前部
ケース７の端部に沿ってその半径方向に延びる部分を流
れてファンカバー３の吸込み部２４に吸込まれる。空気
は回転する送風ファン２の中央部から吸込まれて外周部
からファンカバー３の内側の外周部に吹き出される。吹
き出された空気の一部は、電動機ケース６の前部ケース
７の突出部２３に形成した各連通孔３０を介して送出風
路５の内側に直接入り、送出風路５の内側を流れて送出
口２８から送出される。

また、吹き出された空気の他の一部は、前部ケース７に
形成した連通孔２９を介して電動機ケース６の内側に入
り、電動機ケース６の内側を軸方向に流れて後部ケース
８に形成した連通孔３１を介して送出風路５に入り、送
出口２８から送出される。

しかして、この送風機における各部の放熱冷却の状態を
みる。まず、吸込み風路４の内側を流れる空気が、電動
機ケース６の後部ケース８の端面部、すなわち電動機ケ
ース６において送風ファン２とは反対側の端部に設けた
玉軸受１０に接触して該玉軸受１０を冷却する。従来、
電動機ケース６の後部ケース８の端面部、すなわち電動
機ケス６において送風ファン２とは反対側の端部に設け
た回転子軸支承用の玉軸受１０は、送風ファン２から離
れていて吸込み空気に触れることがなく、固定子１１の
熱により玉軸受１０が加熱されて著しく温度上昇してい
た。この実施例では、送風ファン２により吸込まれる空
気がファンカバー３１；達する前に後部ケース８の端面
部に設けた玉軸受１０に接触するので、玉軸受１０を充
分冷却して固定子１１による熱および回転子軸１５との
摩擦に伴う発熱による玉軸受１０の温度上昇を確実に抑
制することができる。従って、玉軸受１０の温度上昇に
よる悪影響を阻止して寿命を延ばすことができる。この
実施例では、吸込み口２７を玉軸受１０の近傍に設け、
吸込み口２７から吸込み風路４に吸込んだ直後の空気で
玉軸受１０を効果的に冷却している。

また、電動機ケース６の前部ケース７の端面部に設けた
玉軸受９は、送風ファン２によりファンカバー３の内部
に吸込まれる空気および電動機ケス６の内部に流入する
空気により冷却され、固定子１１の熱による玉軸受１０
の温度上昇が抑制されている。送風ファン２により吹き
出された空気が電動機ケース６の内部を流れることによ
り、電動機ケース６の内部に設けた固定子１１および回
転子〕４が冷却される。送風ファン２により吹き出され
た空気が送出風路５を流れることにより、電動機ケース
６を冷却して固定子１１に熱により電動機ケース６が温
度上昇することを抑制している。

さらに、この実施例では各玉軸受９．１０が固定子１１
から最も離れた位置である電動機ケース６の端面部に設
けられているので、固定子１１の熱による影響が小さい
。

他の実施例について第５図を参照して説明する。

この実施例は、第１図に示す送風機において、回転子１
４の回転位置を検出する検出装置を電動機ケース６の内
部に設けたものであり、同じ部分は同じ符号を付してい
る。

第５図において、３２は円盤で、電動機ケース６の後部
ケース８の端面部に近接した位置、すなわち玉軸受１０
に近接した位１−ｒ回転子軸１５に嵌合固定されている
。この円盤３２の後部ケース８の端面部に面した側面に
は電動機１の仕様に応じた複数の磁極３３が円周方向に
分散して設けられている。後部ケース８の端面部の内面
中央には、円盤３２の磁極３３に対応して電動機１の仕
様に応じた複数のセンサ３４が円周方向に分散して設け
られている。このセンサ３４は例えばホール素子が使用
される。そして、これら磁極３３を備えた円盤３２とセ
ンサ３４とて、回転子１４の回転位置を検出する検出装
置が構成されている。すなわち、円盤３２に回転により
出力されるセンサ３４からの信号に従って回転子１４の
回転位置を検出することができる。

そして、この検出結果に基づき固定子１１の巻線１３に
対する通電を制御して、回転子１４の回転を行うことが
できる。

この実施例では、検出装置が固定子１１から離れた位置
に設けられ、且つ検出装置が電動機ケ−ス６の内部を流
れる空気により冷却されるために、温度上昇が小さく温
度上昇による誤動作を防止することができる。

本発明の送風機は、電気掃除機には空気吸込み用、燃焼
式暖房機の排風用などに使用される。

なお、本発明は前述した実施例に限定されことなく、種
々変形して実施することができる。

例えば玉軸受１０と吸込み風路４との位置関係は実施例
に限定されず、吸込み口２７を玉軸受１０から離れた位
置に設けても良い。

吸込み風路および送出風路の構成は実施例に限定されな
い。

電動機の形式は実施例のものに限定されない。

（発明の効果） 以上説明したように本発明の送風機によれば、電動機に
おいて送風ファンとは反対側の端部に設けた回転子軸支
承用の軸受を、送風ファンにより吸込まれる空気で冷却
するので、従来送風ファンから離れていて吸込み空気に
触れることがなく、温度上昇が著しかった軸受の温度上
昇を抑制し、熱による寿命の低下を防止して寿命を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの発明の一実施例を示し、第１
図はこの発明を適用した送風機を示す断面図、第２図は
ステータの平面図、第３図はロータの側面図、第４図は
一部分解したロータの斜視図、第５図は他の実施例にお
ける送風機の断面図である。 １・・電動機、２・・・送風ファン、３・・・ファンカ
バ、４・・・吸込み風路、５・・・送出風路、６・・・
電動機ケース、１１・・・固定子、１４・・・回転子。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ｊ 第２図 ６−　電勅講ケース １１・ざ定） １４・回転上　　第１図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電動機ケースの内部に設けられた固定子、回転子および
   前記電動機ケースに設けた軸受に支承され前記回転子を
   取付けた回転子軸を備えた電動機と、この電動機の前記
   電動機ケースに対してその一端側に設けられ前記回転子
   軸の回転により回転される送風ファンおよびこの送風フ
   ァンを囲むファンカバーとを具備してなる送風機におい
   て、一端に吸込み口を有するとともに、前記電動機ケー
   スの前記送風ファンとは反対側の端部に設けられた前記
   軸受を風路途中に含み、他端を前記ファンカバーの吸込
   み部に連通させる吸込み風路を前記電動機ケースの外側
   に形成したことを特徴とする送風機。