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JP2011052591A - Electric blower and vacuum cleaner using the same - Google Patents

Electric blower and vacuum cleaner using the same Download PDF

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JP2011052591A
JP2011052591A JP2009202209A JP2009202209A JP2011052591A JP 2011052591 A JP2011052591 A JP 2011052591A JP 2009202209 A JP2009202209 A JP 2009202209A JP 2009202209 A JP2009202209 A JP 2009202209A JP 2011052591 A JP2011052591 A JP 2011052591A
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Japan
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electric blower
stator
air passage
impeller
motor
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Makoto Murakami
誠 村上
Hiroyuki Kayama
博之 香山
Kazushige Nakamura
一繁 中村
Kenichi Watanabe
健一 渡邉
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Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
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Priority to PCT/JP2010/005257 priority patent/WO2011027519A1/en
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Abstract

【課題】モータを効率よく冷却し、高い送風性能を有する電動送風機およびそれを用いた電気掃除機を提供する。
【解決手段】回転軸を有するロータ3と、ロータ3の外周に配置されたステータ4aと、回転軸2の軸受5を保持しステータ4aを覆うフレーム6とから構成されるブラシレスモータ7aと、回転軸2に固定されたインペラ8と、ステータ4aの外周面との間に通気路9となる空間を設けて配置したモータケース10aと、インペラ8を覆ってモータケース10aに固定されるファンケース11とを備え、ステータ4aはコアと巻線とを樹脂でモールド成型したモールド部で構成され、モールド部13aより突出して通気路内に延設する複数の案内翼14aと一体的にモールド成型され、複数の案内翼14aは通気路9内で複数の風路を形成している。
【選択図】図1
An electric blower that efficiently cools a motor and has high blowing performance and a vacuum cleaner using the electric blower are provided.
A brushless motor 7a including a rotor 3 having a rotating shaft, a stator 4a disposed on the outer periphery of the rotor 3, a frame 6 that holds a bearing 5 of the rotating shaft 2 and covers the stator 4a, and a rotation A motor case 10a arranged with a space serving as an air passage 9 between the impeller 8 fixed to the shaft 2 and the outer peripheral surface of the stator 4a, and a fan case 11 that covers the impeller 8 and is fixed to the motor case 10a. The stator 4a is composed of a molded part in which a core and a winding are molded with resin, and is molded integrally with a plurality of guide blades 14a protruding from the molded part 13a and extending into the air passage. The plurality of guide vanes 14 a form a plurality of air passages in the air passage 9.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、モータの冷却を小型でかつ低圧損の構成で実現し、高い送風性能を有する電動送風機およびそれを用いた電気掃除機に関するものである。   The present invention relates to an electric blower that realizes cooling of a motor with a small size and low pressure loss and has high blowing performance, and a vacuum cleaner using the same.

従来、この種の電動送風機は家庭用の電気掃除機に多く利用されている(例えば、特許文献1〜3参照)。電気掃除機の入力電力は限られており、より強い吸引力を得るためには電動送風機の送風性能を向上する必要がある。同時に、掃除のしやすさの視点から掃除機本体の小回りが良いことが望まれており、電動送風機を小型化する必要がある。   Conventionally, this type of electric blower has been widely used in household vacuum cleaners (see, for example, Patent Documents 1 to 3). The input power of the vacuum cleaner is limited, and it is necessary to improve the blowing performance of the electric blower in order to obtain a stronger suction force. At the same time, from the viewpoint of easy cleaning, it is desired that the vacuum cleaner body has a small turn, and it is necessary to reduce the size of the electric blower.

図12は、特許文献1に記載された電気掃除機用の電動送風機の断面構成を示す図である。図12に示すように、特許文献1の電動送風機35は、斜流型ブレード28を有したインペラ29と、インペラ29の下流側に配置されたエアガイド30と、回転軸31の軸端にインペラ29を固着した電動機32と、回転軸31の軸端に設けられたハブ33とを備えており、インペラ29から流出した気流が電動機32のフレーム外部34を通過するように構成されている。   FIG. 12 is a diagram showing a cross-sectional configuration of an electric blower for a vacuum cleaner described in Patent Document 1. As shown in FIG. As shown in FIG. 12, the electric blower 35 of Patent Document 1 includes an impeller 29 having a mixed flow type blade 28, an air guide 30 disposed on the downstream side of the impeller 29, and an impeller at the shaft end of the rotating shaft 31. The motor 32 to which the motor 29 is fixed and the hub 33 provided at the shaft end of the rotary shaft 31 are provided so that the airflow flowing out from the impeller 29 passes through the frame outside 34 of the motor 32.

図13は、特許文献2に記載された電動送風機の断面構成を示す図である。図13に示すように、特許文献2の電動送風機50は、回転軸36を有した回転子37と、巻線を有した固定子38と、回転軸36を支持する軸受39と、固定子38を内包し軸受39を保持したフレーム40とにより構成されたモータを備えるとともに、複数枚のブレード41を有し回転軸36に固定されたインペラ42と、インペラ42の外周に配置されたエアガイド43と、前方中央部に吸引口44を有しインペラ42およびエアガイド43を内包してフレーム40に固定されたファンケース45とを備えている。   FIG. 13 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the electric blower described in Patent Document 2. As shown in FIG. As shown in FIG. 13, the electric blower 50 of Patent Document 2 includes a rotor 37 having a rotating shaft 36, a stator 38 having a winding, a bearing 39 that supports the rotating shaft 36, and a stator 38. An impeller 42 having a plurality of blades 41 and fixed to the rotary shaft 36, and an air guide 43 disposed on the outer periphery of the impeller 42. And a fan case 45 having a suction port 44 in the front center portion and including the impeller 42 and the air guide 43 and fixed to the frame 40.

そして、フレーム40と、その外側に設けた外筒46との間に通気路47を構成し、インペラ42で発生した空気流を、エアガイド43に導いてフレーム40外周に沿って流すように構成し、この外筒46の外側に駆動用半導体素子48を設置し、外筒46の内部には他端がフレーム40に当接し、気流と長手方向が一致するような冷却フィン49を設け、冷却フィン49と外筒46、フレーム40によって囲まれた独立通路の断面積が下流方向に徐々に拡大するようにフレーム40又は外筒46が傾斜して構成されている。   A ventilation path 47 is formed between the frame 40 and the outer cylinder 46 provided on the outside thereof, and the air flow generated by the impeller 42 is guided to the air guide 43 and flows along the outer periphery of the frame 40. Then, a driving semiconductor element 48 is installed outside the outer cylinder 46, and a cooling fin 49 is provided inside the outer cylinder 46 so that the other end contacts the frame 40 and the longitudinal direction coincides with the air flow. The frame 40 or the outer cylinder 46 is inclined so that the sectional area of the independent passage surrounded by the fins 49, the outer cylinder 46, and the frame 40 gradually increases in the downstream direction.

図14は、特許文献3に記載された電動送風機の断面構成を示す図である。図13に示すように、特許文献3の電動送風機54は、電動機51と、電動機51により回転駆動されるファン52と、ファン52からの気流を整流するとともに、ディフューザ作用を有する整流板53とからなる電動送風機54と、電動送風機54の回転数を制御するスイッチング素子55とを備え、整流板53を熱伝導性の高い材料によって形成し、整流板53にスイッチング素子55を密着して固定されている。   FIG. 14 is a diagram illustrating a cross-sectional configuration of the electric blower described in Patent Document 3. As illustrated in FIG. As shown in FIG. 13, the electric blower 54 of Patent Document 3 includes an electric motor 51, a fan 52 that is rotationally driven by the electric motor 51, and a rectifying plate 53 that rectifies the airflow from the fan 52 and has a diffuser action. The electric blower 54 and the switching element 55 for controlling the rotational speed of the electric blower 54 are formed, and the rectifying plate 53 is formed of a material having high thermal conductivity, and the switching element 55 is closely attached and fixed to the rectifying plate 53. Yes.

特開2005−307985号公報(図11)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-307985 (FIG. 11) 特開平11−336696号公報(図4)Japanese Patent Laid-Open No. 11-336696 (FIG. 4) 特開昭63−97130号公報(第2図)JP-A-63-97130 (Fig. 2)

しかしながら、特許文献1の電動送風機35の構成では、エアガイド30と電動機32とが別体で構成されているため、電動機32内部で発生した熱をエアガイド30の静翼に十分に伝導することができず、結果として電動機32内部を十分に冷却できないという課題を有していた。   However, in the configuration of the electric blower 35 of Patent Document 1, since the air guide 30 and the electric motor 32 are configured separately, the heat generated inside the electric motor 32 is sufficiently conducted to the stationary blades of the air guide 30. As a result, the interior of the motor 32 cannot be sufficiently cooled.

また、特許文献2の電動送風機50の構成では、インペラ42で発生した空気流が冷却フィン49の熱を奪うことによって、駆動用半導体素子48を冷却することを可能にしている。しかし、電動機のフレーム40の一部と冷却フィン49の一部とが部分的に当接するだけなので、熱的な接触抵抗が大きく、電動機内部で発生した熱は冷却フィン49に伝導しにくいことから、特許文献1と同様に電動機内部を十分に冷却できないという課題を有していた。   Further, in the configuration of the electric blower 50 of Patent Document 2, the air flow generated by the impeller 42 takes the heat of the cooling fins 49, thereby enabling the driving semiconductor element 48 to be cooled. However, since a part of the frame 40 of the motor and a part of the cooling fin 49 are only partially in contact with each other, the thermal contact resistance is large, and the heat generated inside the motor is difficult to conduct to the cooling fin 49. As in Patent Document 1, there is a problem that the inside of the electric motor cannot be sufficiently cooled.

さらに、特許文献3の電動送風機54の構成では、熱伝導性の高い材料で整流板をスイッチング素子55の放熱板として利用しているが、電動機51の冷却については記述がなく、電動機51内部に冷却風を流す等の冷却手段が別途必要であり、結果として電動送風機54のサイズが大きくなってしまうという課題を有していた。   Furthermore, in the configuration of the electric blower 54 of Patent Document 3, a rectifying plate is used as a heat radiating plate of the switching element 55 with a material having high thermal conductivity. However, there is no description about cooling of the electric motor 51, and the electric motor 51 has an inside. A cooling means such as flowing cooling air is required separately, and as a result, the size of the electric blower 54 is increased.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、モータを効率よく冷却し、高い送風性能を有する電動送風機およ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。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and to provide an electric blower that efficiently cools a motor and has high blowing performance, and a vacuum cleaner using the same.

前記従来の課題を解決するために、本発明の電動送風機は、回転軸を有するロータと、前記ロータの外周に配置されたステータと、前記回転軸の軸受を保持し前記ステータを覆うフレームとから構成されるブラシレスモータと、前記回転軸に固定されたインペラと、前記ステータの外周面との間に通気路となる空間を設けて配置したモータケースと、前記インペラを覆って前記モータケースに固定されるファンケースとを備え、前記ステータはコアと巻線とを樹脂でモールド成型したモールド部で構成され、前記モールド部より突出して前記通気路内に延設する複数の案内翼と一体的にモールド成型され、前記複数の案内翼は前記通気路内で複数の風路を形成している。   In order to solve the above-described conventional problems, an electric blower of the present invention includes a rotor having a rotating shaft, a stator disposed on the outer periphery of the rotor, and a frame that holds a bearing of the rotating shaft and covers the stator. A brushless motor that is configured, an impeller that is fixed to the rotating shaft, a motor case that is provided with a space serving as an air passage between the outer peripheral surface of the stator, and a motor case that covers the impeller and is fixed to the motor case The stator is formed of a molded part in which a core and a winding are molded with resin, and integrally with a plurality of guide blades protruding from the molded part and extending into the air passage. The plurality of guide blades are molded to form a plurality of air passages in the air passage.

これによって、ブラシレスモータを駆動した際に、ステータの巻線やコアで発生した熱がモールド部と一体成型した複数の案内翼に伝導しやすくなり、インペラで発生した気流を通気路にスムーズに導いて案内翼を強制冷却し、熱を効率的にモータ外部へ逃がすことができる。そして、複数の案内翼がディフューザとして作用するため、モータを冷却すると共に、気流の動圧を静圧に変換することができる。また、ブラシレスモータでインペラを回転駆動することで、モータ自身の発熱を少なくして、大きな電力での駆動で高速回転を可能にし、小型で高い送風性能を有する電動送風機を実現することができる。   As a result, when the brushless motor is driven, the heat generated in the stator winding and core is easily conducted to the guide blades integrally molded with the mold part, and the airflow generated by the impeller is smoothly guided to the air passage. By forcibly cooling the guide vanes, heat can be efficiently released to the outside of the motor. And since a some guide blade acts as a diffuser, while cooling a motor, the dynamic pressure of an airflow can be converted into a static pressure. In addition, by rotating the impeller with a brushless motor, the motor itself can reduce heat generation, enabling high-speed rotation by driving with large electric power, and realizing an electric blower that is small and has high blowing performance.

また、本発明の電気掃除機は、小型で高い送風性能を有する電動送風機を搭載しているので、強い吸引力を有しゴミ取れ性が良好であり、電動送風機が軽量なので、小回りの利く使い勝手がよい電気掃除機となる。   In addition, since the electric vacuum cleaner of the present invention is equipped with an electric blower that is small and has high blowing performance, it has a strong suction force and good dust removal, and since the electric blower is lightweight, it is easy to use with a small turn. Is a good vacuum cleaner.

本発明の電動送風機は、ステータの巻線やコアで発生した熱を通気路に延設された複数の案内翼に伝熱させ、インペラで発生した気流で強制冷却すると共に、気流の動圧を静圧に変換することができる。また、ブラシレスモータでインペラを回転駆動することで、モータ自身の発熱を少なくし、大きな電力での駆動を可能にして、小型で高い送風性能を有した電動送風機を実現できる。   The electric blower of the present invention transfers heat generated in the stator winding and core to a plurality of guide blades extending in the air passage, forcibly cools with the air flow generated by the impeller, and reduces the dynamic pressure of the air flow. Can be converted to static pressure. In addition, by rotating the impeller with a brushless motor, the motor itself can reduce heat generation and can be driven with a large amount of electric power, thereby realizing a small-sized electric blower having high blowing performance.

また、このような電動送風機を用いた電気掃除機は、強い吸引力を有し、ゴミ取れ性が
良好であり、電動送風機が軽量なので、小回りの利く使い勝手がよい。
Moreover, the vacuum cleaner using such an electric blower has a strong suction force, good dust removal, and a lightweight electric blower, so it is easy to use with a small turn.

本発明の第1の実施の形態における電動送風機の一部断面図The partial cross section figure of the electric blower in the 1st Embodiment of this invention 同電動送風機の一部断面斜視図Partial sectional perspective view of the electric blower 同電動送風機のインペラの一部断面斜視図Partial cross-sectional perspective view of the impeller of the electric blower 同電動送風機のブラシレスモータの一部断面斜視図Partial cross-sectional perspective view of the brushless motor of the electric blower 同電動送風機のステータの一部断面斜視図Partial cross-sectional perspective view of the stator of the electric blower 同電動送風機を用いた電気掃除機の構成を表す断面図Sectional drawing showing the structure of the vacuum cleaner using the electric blower 同電動送風機の一部断面斜視図Partial sectional perspective view of the electric blower 本発明の第2の実施の形態における電動送風機の一部断面図Partial sectional drawing of the electric blower in the 2nd Embodiment of this invention 同電動送風機の一部断面斜視図Partial sectional perspective view of the electric blower 同電動送風機のブラシレスモータの一部断面斜視図Partial cross-sectional perspective view of the brushless motor of the electric blower 同電動送風機のステータの一部断面斜視図Partial cross-sectional perspective view of the stator of the electric blower 従来の電動送風機の断面図Cross section of a conventional electric blower 従来の電動送風機の断面図Cross section of a conventional electric blower 従来の電動送風機の断面図Cross section of a conventional electric blower

第1の発明は、回転軸を有するロータと、前記ロータの外周に配置されたステータと、前記回転軸の軸受を保持し前記ステータを覆うフレームとから構成されるブラシレスモータと、前記回転軸に固定されたインペラと、前記ステータの外周面との間に通気路となる空間を設けて配置したモータケースと、前記インペラを覆って前記モータケースに固定されるファンケースとを備え、前記ステータはコアと巻線とを樹脂でモールド成型したモールド部で構成され、前記モールド部より突出して前記通気路内に延設する複数の案内翼と一体的にモールド成型され、前記複数の案内翼は前記通気路内で複数の風路を形成している電動送風機としたものである。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a brushless motor including a rotor having a rotating shaft, a stator disposed on an outer periphery of the rotor, a frame that holds a bearing of the rotating shaft and covers the stator, and the rotating shaft. A motor case arranged by providing a fixed impeller and a space serving as a ventilation path between the outer peripheral surface of the stator, and a fan case that covers the impeller and is fixed to the motor case. The core and the winding are formed of a molded part made of resin, and are integrally molded with a plurality of guide vanes that protrude from the mold part and extend into the air passage. The electric blower forms a plurality of air passages in the air passage.

これによって、巻線やコアで発生したステータの熱がステータと一体成型した複数の案内翼に伝導しやすくなる。そして、ブラシレスモータがインペラを回転駆動すると、インペラで発生した気流が複数の案内翼でスムーズに導かれ、案内翼を強制冷却するので、熱を効率的にモータ外部へ逃がすことができる。また、案内翼がディフューザとして作用するため、ブラシレスモータを冷却すると共に、気流の動圧を静圧に変換して小型で高い送風性能を有する電動送風機を実現することができる。   As a result, the heat of the stator generated in the windings and the core is easily conducted to a plurality of guide blades integrally formed with the stator. When the impeller is driven to rotate by the brushless motor, the airflow generated by the impeller is smoothly guided by the plurality of guide vanes and the guide vanes are forcibly cooled, so that heat can be efficiently released to the outside of the motor. In addition, since the guide vanes act as a diffuser, it is possible to cool the brushless motor and convert the dynamic pressure of the airflow into a static pressure to realize a small electric blower having high air blowing performance.

第2の発明は、特に、第1の発明のインペラが、入口から流入した気流を軸方向と径方向との中間の角度で流出させる斜流型ブレードを有しているので、遠心型のインペラと比べて外径を小さくできると共に、ディフューザの風路に湾曲部を設ける必要がないため、圧損の少ない風路を構成することができる。   In the second aspect of the invention, in particular, the impeller of the first aspect of the invention has a mixed flow type blade that causes the airflow flowing in from the inlet to flow out at an intermediate angle between the axial direction and the radial direction. As compared with the above, the outer diameter can be reduced, and it is not necessary to provide a curved portion in the air passage of the diffuser, so that an air passage with less pressure loss can be configured.

第3の発明は、特に、第1または第2の発明のモールド部が、熱伝導性の高い樹脂で成型されているので、ステータの巻線やコアで発生した熱が複数の案内翼に伝導し易くなり、ブラシレスモータ内部の熱を外部へ効率的に逃がすことができるため、ブラシレスモータの冷却効果を向上することができる。   In the third aspect of the invention, in particular, since the mold part of the first or second aspect of the invention is molded from a resin having high thermal conductivity, heat generated in the stator winding and core is conducted to a plurality of guide vanes. Since the heat inside the brushless motor can be efficiently released to the outside, the cooling effect of the brushless motor can be improved.

第4の発明は、特に、第3の発明のモールド部の樹脂が、フィラーを充填しているので、樹脂の内部に熱の通り道となる熱伝導路が形成されて、樹脂の熱伝導性を容易に高めることが可能である。   In the fourth aspect of the invention, in particular, since the resin of the mold part of the third aspect of the invention is filled with a filler, a heat conduction path serving as a heat path is formed inside the resin, and the heat conductivity of the resin is increased. It can be easily increased.

第5の発明は、特に、第1〜4のいずれか1つの発明の複数の案内翼が、モータケース
の内壁に当接することで通気路内に独立通路を形成し、通気路上流から下流にかけて独立通路の断面積を徐々に大きくしているので、案内翼の放熱面積を拡げてモータの冷却効果を向上することができると共に、インペラからの気流をスムーズに導きながら、通気路内で気流の動圧を静圧に変換することができるため、小型で高い送風性能を有する電動送風機を実現することができる。
In the fifth invention, in particular, the plurality of guide vanes of any one of the first to fourth inventions form an independent passage in the air passage by abutting against the inner wall of the motor case, and from the upstream to the downstream of the air passage. Since the sectional area of the independent passage is gradually increased, the heat dissipation area of the guide vanes can be expanded to improve the cooling effect of the motor, and the airflow from the impeller can be guided smoothly, Since dynamic pressure can be converted into static pressure, an electric blower having a small size and high blowing performance can be realized.

第6の発明は、特に、第1〜5のいずれか1つの発明の複数の案内翼が、ステータの外周に螺旋状に形成されているので、子午面における通気路の長さが限られていても、螺旋状にすることで独立通路長を長くし、放熱面積を拡げることが可能であり、モータの冷却効果を向上することができる。また、ディフューザとして使用できる独立通路も長くなるため、送風性能を向上させると共に、通気路を空気伝播する騒音に対して遮音効果を向上させ、小型で低騒音の電動送風機を実現することができる。   In the sixth aspect of the invention, in particular, since the plurality of guide vanes of any one of the first to fifth aspects are formed in a spiral shape on the outer periphery of the stator, the length of the air passage on the meridian surface is limited. However, it is possible to increase the length of the independent passage and increase the heat radiation area by making it spiral, and the cooling effect of the motor can be improved. Moreover, since the independent passage which can be used as a diffuser also becomes long, while improving ventilation performance, the sound insulation effect with respect to the noise which propagates air through a ventilation path is improved, and a small and low-noise electric blower can be realized.

第7の発明は、特に、第1〜6のいずれか1つの発明の複数の案内翼が、通気路上流から下流にかけて連続的に厚さを薄くしているので、モータケース外形を変化させることなく、独立通路の断面積を連続的に大きくすることができるため、モータの冷却を兼ねた小型のディフューザを容易に構成することができる。   In the seventh invention, in particular, since the plurality of guide vanes of any one of the first to sixth inventions are continuously reduced in thickness from the upstream side to the downstream side of the air passage, the outer shape of the motor case is changed. In addition, since the sectional area of the independent passage can be continuously increased, a small diffuser that also serves to cool the motor can be easily configured.

第8の発明は、特に、第1〜7のいずれか1つの発明のモータケースの外形が、気流の上流から下流にかけて連続的に大きくして通気路の断面積を徐々に大きくしているので、ステータの外周面とモータケースとの間の通気路を子午面において連続的に大きくすることができ、通気路の断面積をモータケース外形に応じて調整しやすく、同時に案内翼の放熱面積の調整も可能なため、モータに必要な冷却構成を容易に実現することができる。   In the eighth invention, in particular, the outer shape of the motor case according to any one of the first to seventh inventions is continuously increased from the upstream to the downstream of the air flow, and the sectional area of the air passage is gradually increased. The air passage between the stator outer peripheral surface and the motor case can be continuously increased in the meridian plane, and the cross-sectional area of the air passage can be easily adjusted according to the outer shape of the motor case. Since adjustment is also possible, the cooling configuration required for the motor can be easily realized.

第9の発明は、特に、第1〜8のいずれか1つの電動送風機を搭載した電気掃除機とすることにより、強い吸引力を有し、ゴミ取れ性がよく、本体サイズが小さいので小回りの利く使い勝手がよい電気掃除機となる。   The ninth aspect of the invention is particularly a vacuum cleaner equipped with any one of the electric blowers of the first to eighth aspects, so that it has a strong suction force, good dust removal, and a small body size. It becomes a vacuum cleaner that is easy to use and convenient.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1における電動送風機の構成を示す一部断面図であり、図2は同電動送風機の一部断面斜視図であり、図3は同電動送風機に用いるインペラの一部断面斜視図であり、図4は同電動送風機に用いるブラシレスモータの一部断面斜視図であり、図5は同電動送風機に用いるステータの一部断面斜視図である。
(Embodiment 1)
1 is a partial cross-sectional view showing a configuration of an electric blower according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a partial cross-sectional perspective view of the electric blower, and FIG. 3 is an impeller used for the electric blower. FIG. 4 is a partial sectional perspective view of a brushless motor used in the electric blower, and FIG. 5 is a partial sectional perspective view of a stator used in the electric blower.

図1〜図3に示すように、電動送風機1aは、回転軸2を有し永久磁石で構成されたロータ3と、ロータ3の外周に配置されたステータ4aと、回転軸2の軸受5とステータ4aの前後面とを保持するフレーム6とから構成されたブラシレスモータ7aと、回転軸2に固定された3次元曲面で形成された6枚の斜流型ブレード8aを有するインペラ8と、ステータ4aの外周面との間に通気路9となる空間を設けて配置したモータケース10aと、インペラ8を覆ってモータケース10aの通気路9上流側に固定されるファンケース11とを備えている。そして、ステータ4aはコア12aとコア12aに巻かれた巻線とを樹脂でモールド成型したモールド部13aで構成されている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the electric blower 1 a includes a rotor 3 having a rotating shaft 2 and composed of a permanent magnet, a stator 4 a disposed on the outer periphery of the rotor 3, and a bearing 5 of the rotating shaft 2. A brushless motor 7a composed of a frame 6 for holding the front and rear surfaces of the stator 4a, an impeller 8 having six mixed flow blades 8a formed by a three-dimensional curved surface fixed to the rotary shaft 2, and a stator The motor case 10a is provided with a space to be a ventilation path 9 between the outer peripheral surface of 4a and the fan case 11 that covers the impeller 8 and is fixed to the upstream side of the ventilation path 9 of the motor case 10a. . The stator 4a is composed of a mold part 13a in which a core 12a and a winding wound around the core 12a are molded with resin.

図5に示すように、ステータ4aには、モールド部13aより突出して通気路9内に延設された複数の案内翼14aが形成され、複数の案内翼14aは長手方向が軸方向から傾斜して螺旋状になるようにステータ4aの外周に配列されており、モータケース10a内壁に当接することで通気路9内に複数の独立通路15を形成し、通気路9上流から下流に
かけて回転軸2を中心とした螺旋状を成している。
As shown in FIG. 5, the stator 4a is formed with a plurality of guide vanes 14a protruding from the mold portion 13a and extending into the air passage 9, and the longitudinal directions of the plurality of guide vanes 14a are inclined from the axial direction. A plurality of independent passages 15 are formed in the air passage 9 by contacting the inner wall of the motor case 10a, and the rotating shaft 2 extends from the upstream to the downstream of the air passage 9. It has a spiral shape centered around.

またモータケース10aは通気路9の上流から下流にかけて所定の角度で拡がる円錐形状を有しており、それに伴い、独立通路15の断面積は連続的に大きくなるようにしている。またモールド部の樹脂13aには、ポニフェニレンサルファイド(PPS)にフィラーを充填して熱伝導性を向上させ、射出成形することでステータ4aを製作した。コア12aとモールド部の外周面は略同一面を有し、モールド部の前後面を覆うフレーム6は、ステータ4aの外周面に3本の支柱6aを介してステータ4aを保持している。インペラ8の入口先端部とファンケース11の吸引口11aとは、インペラ8が回転可能な状態でPTFE樹脂製のリング16を介してシールされている。   The motor case 10a has a conical shape that expands at a predetermined angle from the upstream side to the downstream side of the air passage 9, and accordingly, the cross-sectional area of the independent passage 15 is continuously increased. In addition, the resin 13a of the mold part was filled with a filler in Poniphenylene Sulfide (PPS) to improve thermal conductivity, and the stator 4a was manufactured by injection molding. The core 12a and the outer peripheral surface of the mold part have substantially the same surface, and the frame 6 that covers the front and rear surfaces of the mold part holds the stator 4a on the outer peripheral surface of the stator 4a via the three columns 6a. The inlet tip of the impeller 8 and the suction port 11a of the fan case 11 are sealed via a PTFE resin ring 16 in a state where the impeller 8 is rotatable.

以上のように構成された電動送風機について、以下その動作、作用を説明する。図1において、ステータ4aの巻線を励磁することで回転磁界が発生し、回転磁界に同期してロータ3が回転し、回転軸2に固定されたインペラ8が回転する。インペラ8の回転で生じる遠心力により、インペラ8内の空気がインペラ8内の外周へ且つ後方へと押しやられ、インペラ8内が負圧になり、ファンケース11の吸引口11a前方からインペラ8内へ流れ込む気流Aが発生する。気流Aはインペラ8の入口先端部から軸方向に流入し、6枚の斜流型ブレードに沿って流れた後、軸方向と径方向との中間の角度でインペラ8から流出する。   About the electric blower comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below. In FIG. 1, a rotating magnetic field is generated by exciting the windings of the stator 4a, the rotor 3 rotates in synchronization with the rotating magnetic field, and the impeller 8 fixed to the rotating shaft 2 rotates. Due to the centrifugal force generated by the rotation of the impeller 8, the air in the impeller 8 is pushed to the outer periphery and rearward in the impeller 8, and the inside of the impeller 8 becomes negative pressure, and the inside of the impeller 8 from the front of the suction port 11 a of the fan case 11. An airflow A flowing into the air is generated. The air flow A flows in the axial direction from the inlet tip of the impeller 8, flows along the six diagonal flow blades, and then flows out of the impeller 8 at an intermediate angle between the axial direction and the radial direction.

インペラ8から流出した気流は、案内翼14aで形成された複数の独立通路15に流入し、独立通路15をステータ4aの外周面に沿って流れて電動送風機1a外周へと流出する。独立通路15の断面積は上流から下流にかけて徐々に大きくなるため、気流は減速されながら、動圧が静圧へと変換される。電動送風機1aの送風性能は、電動送風機1aを駆動するために入力した電力と、電動送風機1aが行う仕事量(インペラ8の回転で発生する真空度と流量の積)との比であらわされる。そのため、実際に使用する流量において電動送風機1aが発生する真空度(静圧)を大きくすることが、電動送風機1aの送風性能をあげる上で重要となる。   The airflow flowing out from the impeller 8 flows into the plurality of independent passages 15 formed by the guide blades 14a, flows through the independent passages 15 along the outer peripheral surface of the stator 4a, and flows out to the outer periphery of the electric blower 1a. Since the sectional area of the independent passage 15 gradually increases from upstream to downstream, the dynamic pressure is converted to static pressure while the airflow is decelerated. The blowing performance of the electric blower 1a is expressed as a ratio between the electric power input to drive the electric blower 1a and the amount of work performed by the electric blower 1a (the product of the degree of vacuum generated by the rotation of the impeller 8 and the flow rate). For this reason, increasing the degree of vacuum (static pressure) generated by the electric blower 1a at the actual flow rate is important for improving the blowing performance of the electric blower 1a.

斜流型のインペラ8は、気流Aを軸方向と径方向との中間の角度でさせるため、遠心型のインペラ8と比べて外径を小さくできる。また、ディフューザ側の風路は、圧損の少ない直線的な風路で構成可能であり、風路に湾曲部を設ける必要がないため、圧損の少ない風路を構成することが可能である。   Since the mixed flow type impeller 8 causes the air flow A to be at an intermediate angle between the axial direction and the radial direction, the outer diameter can be made smaller than that of the centrifugal type impeller 8. Further, the air path on the diffuser side can be configured as a straight air path with little pressure loss, and it is not necessary to provide a curved portion in the air path, so that an air path with less pressure loss can be configured.

この種のブラシレスモータ7aは、交流整流子モータのように整流子と電機子を機械的に接触させて給電する必要がないため、交流整流子モータに比べて発熱量が小さくなる。ステータ4aの発熱は巻線とコア12aの両方で発生し、巻線を流れる電流によって生じるジュール熱はモールド部13aを熱伝導して一体成型された複数の案内翼14aへと伝わる。   Since this type of brushless motor 7a does not need to supply power by mechanically contacting the commutator and the armature unlike an AC commutator motor, the amount of heat generated is smaller than that of an AC commutator motor. Heat generation of the stator 4a is generated in both the winding and the core 12a, and Joule heat generated by the current flowing through the winding is conducted to the plurality of guide blades 14a integrally formed by conducting heat through the mold portion 13a.

一方、磁界の変化によるコア12aの磁束密度の変化や、コア12aを通る磁束変動によって渦電流が発生してコア12aでも発熱するが、インペラ8で発生した気流が複数の案内翼14aおよびステータ4aの外周面に沿って流れる際に、案内翼14aおよびステータ4a外周面から熱が気流へ伝達し、結果としてステータ4aで発生した熱が電動送風機1a外部へ熱が輸送されて、ステータ4aが効率よく冷却される。   On the other hand, eddy currents are generated due to changes in the magnetic flux density of the core 12a due to changes in the magnetic field and magnetic flux fluctuations passing through the core 12a, and heat is generated in the core 12a. When the gas flows along the outer peripheral surface, heat is transmitted from the guide blade 14a and the outer peripheral surface of the stator 4a to the air flow. As a result, the heat generated in the stator 4a is transported to the outside of the electric blower 1a. Cools well.

つまり、案内翼14aは圧力回復を行うディフューザの作用と放熱フィンとしての機能を兼ねており、この構成にすることで、放熱効率を改善するだけでなく、ブラシレスモータ7aで回転駆動することで、自身の発熱量を減少させて、電動送風機1aの小型化を図ることができる。   That is, the guide vane 14a combines the function of a diffuser that performs pressure recovery and a function as a heat radiating fin. By adopting this configuration, not only the heat radiation efficiency is improved, but also the rotational movement is driven by the brushless motor 7a. The electric blower 1a can be reduced in size by reducing the amount of heat generated by itself.

また、案内翼14aは、ステータ4aの外周に回転軸2を中心とした螺旋状に構成しているため、子午面における限られた通気路9の長さにおいても、独立通路15長を長くして放熱面積を拡げることが可能になる。また、ステータ4aを構成するモールド部13aと案内翼14aを一体成型することで、ステータ4aから発した熱を効率的に放熱して、電動送風機1aの冷却効果を大幅に向上することができる。さらに、ディフューザとして使用できる独立通路15も長くなるため、送風性能を向上させると共に、通気路9を空気伝播する騒音に対して遮音効果を向上させ、小型で低騒音の電動送風機1aを実現することができる。   Further, since the guide vane 14a is formed in a spiral shape around the rotating shaft 2 on the outer periphery of the stator 4a, the length of the independent passage 15 is increased even in the limited length of the air passage 9 on the meridian surface. The heat dissipation area can be expanded. Moreover, by integrally molding the mold portion 13a and the guide vanes 14a constituting the stator 4a, the heat generated from the stator 4a can be efficiently radiated, and the cooling effect of the electric blower 1a can be greatly improved. Furthermore, since the independent passage 15 that can be used as a diffuser is also long, the air blowing performance is improved and the sound insulation effect is improved against the noise propagating through the air passage 9 to realize a small and low noise electric blower 1a. Can do.

特に、耳障りな騒音として問題となる電動送風機1aの回転騒音は、インペラ8の翼枚数と回転数の積で決まる周波数とその倍音を含む高調波が原因であり、可聴周波数域の中でも、高い周波数域の騒音であり騒音が伝播するときに直進性を有しているため、螺旋状をした案内翼14aは遮音壁としても機能する。また、吸音する周波数域を回転騒音の周波数域に合わせた吸音材25a、25bを掃除機本体22内に配すると、消音効果を更に高めることができる。   In particular, the rotational noise of the electric blower 1a, which is a problem as annoying noise, is caused by a frequency determined by the product of the number of blades and the rotational speed of the impeller 8 and a harmonic including its overtone, and has a high frequency even in an audible frequency range. The spiral guide blade 14a also functions as a sound insulation wall because it is a local noise and has a straight traveling property when the noise propagates. Further, if the sound absorbing materials 25a and 25b having the sound absorbing frequency range matched with the rotational noise frequency range are arranged in the cleaner body 22, the noise reduction effect can be further enhanced.

モールド部13aには、熱伝導性の高い樹脂13aを用いるのが望ましく、巻線で発生したジュール熱が熱伝導性を良くしたモールド部13a内を複数の案内翼14aへと熱伝導し易くなり、インペラ8で発生した気流で効率よく冷却することができる。モールド部13aの樹脂中に熱伝導性の高い粉末または繊維などのフィラーを充填させて、熱伝導性を向上させても良く、具体的にはポリフェニレンサンファイド樹脂13a(PPS)や、ナイロン、液晶ポリマー(LCP)等を充填させても良い。   It is desirable to use a resin 13a having a high thermal conductivity for the mold part 13a, and the Joule heat generated in the winding easily conducts heat to the plurality of guide blades 14a through the mold part 13a having improved thermal conductivity. The airflow generated by the impeller 8 can be efficiently cooled. The resin of the mold part 13a may be filled with a filler such as powder or fiber having high thermal conductivity to improve thermal conductivity. Specifically, polyphenylene sunfide resin 13a (PPS), nylon, liquid crystal A polymer (LCP) or the like may be filled.

導電性のフィラーとしては金属粉末、グラファイト、カーボンブラック等を用いることができ、絶縁性のフィラーとしては窒化アルミニウム、窒化ホウ素、アルミナ等の焼結セラミックを用いることができる。各部位の絶縁の必要性に応じてフィラーを使い分けても良く、本実施の形態においては、巻線周辺部のモールド部には絶縁性が必要であるため、絶縁性フィラーを用いて案内翼14a含めて一体で射出成形している。   As the conductive filler, metal powder, graphite, carbon black or the like can be used, and as the insulating filler, sintered ceramics such as aluminum nitride, boron nitride or alumina can be used. The filler may be used properly according to the necessity of insulation of each part. In the present embodiment, since the mold part around the windings needs to be insulated, the guide blade 14a is made of an insulating filler. Including injection molding.

但し、放熱フィンとして機能する複数の案内翼14aには、導電性フィラーを配合した樹脂を用いる方が望ましく、絶縁性フィラーを配合した樹脂に比べて熱伝導性を大きくできる。そのため、巻線周辺部と案内翼14aとをそれぞれ絶縁性フィラーと導電性フィラーを配合した樹脂で別々に形成した後、結合させる方法を採用しても良い。また、フィラーの配合比率については、実験的に最適値を求めれば良い。   However, it is desirable to use a resin blended with a conductive filler for the plurality of guide blades 14a functioning as heat radiation fins, and the thermal conductivity can be increased as compared with a resin blended with an insulating filler. Therefore, a method may be employed in which the winding peripheral part and the guide vane 14a are separately formed from a resin blended with an insulating filler and a conductive filler, and then combined. Moreover, what is necessary is just to obtain | require an optimal value experimentally about the mixture ratio of a filler.

次に、上述した電動送風機を用いた電気掃除機について図6を用いて説明する。図6はその電気掃除機の構成を示す断面図である。   Next, a vacuum cleaner using the above-described electric blower will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the electric vacuum cleaner.

図6に示すように、電気掃除機17は、本体吸気口18に連通した集塵室19と本体排気口20を備えた送風室21とを有する掃除機本体22と、集塵室19に本体吸気口18と気密に装着された集塵袋23と、送風室21に設置された電動送風機1aと、電動送風機1aを覆う難燃樹脂製の防音カバー24と、送風室21の上下に配置された吸音材25a、25bとから構成されている。なお、図示していないが、本体吸気口18には、ホース、延長管が順次接続され、延長管の先端には床面上の塵埃を吸引するノズルが取りつけられている。   As shown in FIG. 6, the vacuum cleaner 17 includes a vacuum cleaner main body 22 having a dust collection chamber 19 communicating with the main body intake port 18 and a blower chamber 21 having a main body exhaust port 20, and a main body in the dust collection chamber 19. A dust collection bag 23 that is airtightly attached to the air inlet 18, an electric blower 1 a installed in the blower chamber 21, a soundproof cover 24 made of flame-retardant resin that covers the electric blower 1 a, and an upper and lower portions of the blower chamber 21. Sound absorbing material 25a, 25b. Although not shown, a hose and an extension pipe are sequentially connected to the main body inlet 18, and a nozzle for sucking dust on the floor is attached to the tip of the extension pipe.

この構成により、電動送風機1aのインペラ8が回転すると、集塵室19が負圧状態になり、ノズル(図示せず)から吸引された塵埃を含む気流が本体吸気口18を通過して集塵室19へ流入する。集塵袋23で塵埃を濾過分離した清潔な気流は、電動送風機1aの
インペラ8へ流入し、複数の案内翼14aで形成されたエアガイドを通過した後、防音カバーの本体排気口20から流出して掃除機本体22外部へと放出される。
With this configuration, when the impeller 8 of the electric blower 1a is rotated, the dust collection chamber 19 is in a negative pressure state, and an air flow including dust sucked from a nozzle (not shown) passes through the main body intake port 18 to collect the dust. It flows into the chamber 19. The clean airflow filtered and separated by the dust bag 23 flows into the impeller 8 of the electric blower 1a, passes through the air guide formed by the plurality of guide blades 14a, and then flows out from the body exhaust port 20 of the soundproof cover. Then, it is discharged to the outside of the cleaner body 22.

電気掃除機17に搭載した電動送風機1aは、上述したように放熱性が良く、ブラシレスモータ7aでインペラ8を回転駆動することで、モータ自身の発熱を少なくして、大きな電力での駆動で高速回転を可能にし、強い吸引力を持たせることができ、小型で高い送風性能を持たせることができる。   The electric blower 1a mounted on the vacuum cleaner 17 has good heat dissipation as described above, and the impeller 8 is driven to rotate by the brushless motor 7a, thereby reducing the heat generated by the motor itself and driving at high power for high speed. Rotation is possible, a strong suction force can be provided, and a small size and high air blowing performance can be provided.

従って、電気掃除機17は、小型で送風性能の高い電動送風機1aを搭載することで、強い吸引力によりゴミ取れ性がよく、小型の電動送風機1aは重量が軽いので、小回りが利いて使い勝手がよい。   Therefore, the electric vacuum cleaner 17 is equipped with a small electric blower 1a having high air blowing performance, so that dust removal is good due to a strong suction force, and the small electric blower 1a is light in weight, so it has a small turn and is easy to use. Good.

また、図6に示すように、小型の電動送風機1aを掃除機本体22内に搭載することで、吸音材25a、25bを配置可能な空間の拡大を図り、掃除機本体22内に設ける吸音材25a、25bの設置面積を大きくすることで、吸音効果を拡大し、電気掃除機17の運転音を小さくできる。また、吸音する周波数域を回転騒音の周波数域に合わせた吸音材25a、25bを掃除機本体22内に配すると、消音効果を更に高めることができる。さらに、特定周波数の音に対して大幅な消音効果を発揮する共鳴型の消音構成を吸音材25a、25bと併用することで、回転騒音に対する消音効果を大幅に向上できる。   Further, as shown in FIG. 6, by mounting a small electric blower 1 a in the cleaner body 22, the space in which the sound absorbing materials 25 a and 25 b can be arranged is expanded, and the sound absorbing material provided in the cleaner body 22. By increasing the installation area of 25a, 25b, the sound absorption effect can be expanded and the operation sound of the vacuum cleaner 17 can be reduced. Further, if the sound absorbing materials 25a and 25b having the sound absorbing frequency range matched with the rotational noise frequency range are arranged in the cleaner body 22, the noise reduction effect can be further enhanced. Furthermore, the use of a resonance type silencing structure that exhibits a significant silencing effect on the sound of a specific frequency in combination with the sound absorbing materials 25a and 25b can greatly improve the silencing effect on rotational noise.

以上のように、本実施の形態においては、ステータ4aをコア12aと巻線とを熱伝導性の高い樹脂13aでモールド成型することで構成し、ステータ4aに樹脂13a部より一体成型で通気路9に延設された複数の螺旋状を有する案内翼14aを形成し、複数の案内翼14aを長手方向が軸方向になるようにステータ4aの外周に配列し、モータケース10a内壁に当接させて通気路9内に複数の独立通路15を形成することで、インペラ8から発生した気流を独立通路15へスムーズに導いて流すと共に、巻線およびコア12aで発生した熱を複数の案内翼14aへ伝導させて、案内翼14aおよびステータ4a外周面からその熱を気流へ伝達させ電動送風機1a外部へ逃がすことができるようになり、ブラシレスモータ7aを効率よく冷却できる。   As described above, in the present embodiment, the stator 4a is formed by molding the core 12a and the winding with the resin 13a having high thermal conductivity, and the stator 4a is integrally molded from the resin 13a portion with the air passage. 9 is formed on the outer periphery of the stator 4a so that the longitudinal direction is the axial direction, and is brought into contact with the inner wall of the motor case 10a. By forming the plurality of independent passages 15 in the air passage 9, the airflow generated from the impeller 8 is smoothly guided to the independent passage 15 and the heat generated in the windings and the core 12a is transferred to the plurality of guide blades 14a. The heat can be transferred from the outer peripheral surfaces of the guide vanes 14a and the stator 4a to the air flow and released to the outside of the electric blower 1a, and the brushless motor 7a can be efficiently used. Possible retirement.

また、通気路9に形成された複数の独立通路15はディフューザの作用も有しているため、気流の静圧回復を図ると共に、インペラ8で発生した回転騒音に対して案内翼14aが遮音壁として機能するため、低騒音でかつ送風性能を向上することができる。   Further, since the plurality of independent passages 15 formed in the air passage 9 also has a function of a diffuser, the air pressure is restored to static pressure, and the guide blade 14a serves as a sound insulation wall against the rotational noise generated by the impeller 8. Since it functions, low noise and air blowing performance can be improved.

なお、本実施の形態では、複数の案内翼14aをモータケース10a内壁に当接させて独立通路15を形成した事例で説明したが、案内翼14aとモータケース10a内壁とを接着させて隙間なく構成することが望ましく、独立通路15間の流れを抑えて気流をスムーズに流すことが可能になる。   In the present embodiment, a case has been described in which the independent passage 15 is formed by contacting a plurality of guide vanes 14a with the inner wall of the motor case 10a. However, the guide vanes 14a and the inner wall of the motor case 10a are bonded to each other without any gap. It is desirable to configure, and the flow between the independent passages 15 can be suppressed and the airflow can flow smoothly.

また本実施の形態では、モータケース10aの外形を所定角度で通気路9上流から下流へかけて拡げることで独立通路15の断面積を徐々に大きくした事例で説明したが、螺旋状を有した案内翼14aの軸方向のねじりピッチを下流にかけて徐々に大きくしても良く、独立通路15の断面積を大きくして、同様の効果が得ることができる。   Further, in the present embodiment, the case has been described in which the outer shape of the motor case 10a is expanded at a predetermined angle from the upstream side to the downstream side of the air passage 9 to gradually increase the cross-sectional area of the independent passage 15. However, the motor case 10a has a spiral shape. The twisting pitch in the axial direction of the guide vanes 14a may be gradually increased toward the downstream, and the same effect can be obtained by increasing the cross-sectional area of the independent passage 15.

また、本実施の形態では、ファンケース11をモータケース10aに固定することで、電動送風機1aの外郭を形成した事例で説明したが、図7に示すように、ファンケースとモータケースとを一体成型した外郭ケース26を用いて、ブラシレスモータの外周を外郭ケース26で覆ってもよく、同様の効果が得ることができる。   In the present embodiment, the fan case 11 is fixed to the motor case 10a to describe the outer case of the electric blower 1a. However, as shown in FIG. 7, the fan case and the motor case are integrated. The outer periphery of the brushless motor may be covered with the outer case 26 using the outer case 26 that has been molded, and the same effect can be obtained.

(実施の形態2)
図8〜図11は、本発明の実施の形態2における電動送風機の構成を示すものである。図8は同電動送風機の一部断面図であり、図9は同電動送風機の一部断面斜視図であり、図10は同電動送風機に用いるブラシレスモータの一部断面斜視図であり、図11は同電動送風機に用いるステータの一部断面斜視図である。実施の形態1と同一要素については、同一符号を付してその説明を省略する。
(Embodiment 2)
8-11 shows the structure of the electric blower in Embodiment 2 of this invention. 8 is a partial sectional view of the electric blower, FIG. 9 is a partial sectional perspective view of the electric blower, and FIG. 10 is a partial sectional perspective view of a brushless motor used in the electric blower. FIG. 3 is a partial cross-sectional perspective view of a stator used in the electric blower. About the same element as Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

図8〜図10において、電動送風機1bは、コア12bと巻線とを樹脂でモールド成型したモールド部13bで構成したステータ4bと、通気路9の上流から下流にかけて略同一径を有するモータケース10bと、ステータ4bの外周面とモータケース10bとの間の通気路9と、モールド部13bより突出して通気路9に延設された複数の板状の案内翼14bとモールド部13bとを一体成型し、複数の案内翼14bは長手方向が軸方向に対して斜めになるように、ステータ4bの外周に配列されており、モータケース10b内壁に当接することで通気路9内に複数の独立通路15を形成している。   8 to 10, the electric blower 1 b includes a stator 4 b configured by a molded portion 13 b in which a core 12 b and a winding are molded with a resin, and a motor case 10 b having substantially the same diameter from upstream to downstream of the air passage 9. And the air passage 9 between the outer peripheral surface of the stator 4b and the motor case 10b, and a plurality of plate-shaped guide vanes 14b and the mold portion 13b that protrude from the mold portion 13b and extend to the air passage 9 are integrally molded. The plurality of guide vanes 14b are arranged on the outer periphery of the stator 4b so that the longitudinal direction is inclined with respect to the axial direction, and a plurality of independent passages are formed in the air passage 9 by contacting the inner wall of the motor case 10b. 15 is formed.

そして、図9、図10に示すように、案内翼14bは、通気路9上流から下流にかけて厚みが連続的に薄くなると共に、ステータ4bの外周に配置した案内翼14bの長さを1枚おきに短くすることで、独立通路15の断面積が徐々に大きくなるようにした構成をしている。モールド部13bの前後面を保持するフレーム27は、ステータ4bと略同一面を形成し、4本の支柱27aを介してステータ4bを保持している。   As shown in FIGS. 9 and 10, the guide vanes 14 b are continuously reduced in thickness from the upstream side to the downstream side of the air passage 9, and the length of the guide vanes 14 b disposed on the outer periphery of the stator 4 b is alternated. The sectional area of the independent passage 15 is gradually increased by shortening the distance. The frame 27 that holds the front and rear surfaces of the mold part 13b forms substantially the same surface as the stator 4b, and holds the stator 4b via the four support columns 27a.

以上のように構成された電動送風機について、以下その動作、作用を説明する。   About the electric blower comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.

まず、電動送風機の動作について説明する。図8において、巻線を励磁することで回転磁界が発生し、回転磁界と同期してロータ3が回転し、回転軸2に固定されたインペラ8が回転する。インペラ8の回転で生じる遠心力により、インペラ8内の空気がインペラ8内の外周へ且つ後方へと押しやられ、インペラ8内が負圧になり、前方からインペラ8内へ流れ込む気流Aが発生する。気流Aはインペラ8の入口から軸方向に流入し、6枚の斜流型ブレードに沿って流れた後、軸方向と径方向との中間の角度でインペラ8から流出する。   First, the operation of the electric blower will be described. In FIG. 8, a rotating magnetic field is generated by exciting the windings, the rotor 3 rotates in synchronization with the rotating magnetic field, and the impeller 8 fixed to the rotating shaft 2 rotates. Due to the centrifugal force generated by the rotation of the impeller 8, the air in the impeller 8 is pushed to the outer periphery of the impeller 8 and rearward, the impeller 8 becomes negative pressure, and an airflow A flowing into the impeller 8 from the front is generated. . The airflow A flows in the axial direction from the inlet of the impeller 8, flows along the six mixed flow blades, and then flows out of the impeller 8 at an intermediate angle between the axial direction and the radial direction.

インペラ8から流出した気流は、案内翼14bで形成された複数の独立通路15に流入し、独立通路15をステータ4bの外周面に沿って流れて電動送風機1b外部へと流出する。独立通路15の断面積は上流から下流にかけて大きくなるため、気流は減速されながら、動圧が静圧へと変換される。   The airflow flowing out from the impeller 8 flows into the plurality of independent passages 15 formed by the guide vanes 14b, flows through the independent passages 15 along the outer peripheral surface of the stator 4b, and flows out to the outside of the electric blower 1b. Since the sectional area of the independent passage 15 increases from upstream to downstream, the dynamic pressure is converted into static pressure while the airflow is decelerated.

ステータ4bの発熱は巻線とコア12bの両方で発生し、インペラ8で発生した気流が複数の案内翼14bおよびステータ4bの外周面に沿って流れる際に、案内翼14bおよびステータ4b外周面から熱が気流へ伝達し、結果としてステータ4bで発生した熱が電動送風機1b外部へ熱が輸送されて効率よくステータ4bが冷却される。つまり、案内翼14bは圧力回復を行うディフューザの作用と放熱フィンとしての機能を兼ねており、この構成にすることで電動送風機1bの小型化を図ることが可能になる。   Heat generation of the stator 4b occurs in both the windings and the core 12b, and when the airflow generated by the impeller 8 flows along the outer peripheral surfaces of the plurality of guide vanes 14b and the stator 4b, from the outer peripheral surfaces of the guide vanes 14b and the stator 4b. Heat is transferred to the airflow, and as a result, the heat generated in the stator 4b is transported to the outside of the electric blower 1b, and the stator 4b is efficiently cooled. That is, the guide vane 14b functions as a diffuser that performs pressure recovery and a function as a heat radiating fin. With this configuration, the electric blower 1b can be downsized.

本実施の形態では、案内翼14bを板状にしているため、螺旋状のような曲面を有する案内翼14bに比べて成型が容易であり、射出成形の際に金型から成型物を抜くことが可能な翼枚数を増やすことができる。また、放熱フィンとして機能する案内翼14bの放熱面積を拡げることが可能であると共に、金型の構成をシンプルにしてコストを抑えることもできる。また、コア12bには直線の溝が複数存在するだけであるため、プレス加工した電磁鋼板を積層することでコア12bを製造できるため、複雑な分割構造にする必要がなく、製造しやすい。   In the present embodiment, since the guide blade 14b has a plate shape, molding is easier than the guide blade 14b having a curved surface like a spiral, and the molded product is removed from the mold during injection molding. The number of wings that can be increased can be increased. In addition, it is possible to increase the heat radiation area of the guide vanes 14b functioning as heat radiation fins, and it is possible to reduce the cost by simplifying the configuration of the mold. In addition, since the core 12b has only a plurality of straight grooves, the core 12b can be manufactured by laminating the pressed electromagnetic steel sheets, so that it is not necessary to have a complicated divided structure and is easy to manufacture.

案内翼14bの厚みと翼枚数は、通気路9に形成される複数の独立通路15に対して、ディフューザとして必要な断面積および断面積の変化率と、ステータ4bの冷却に必要な放熱面積とから決める必要があるが、実験的に最適値を求めればよい。   The thickness of the guide blades 14b and the number of blades are such that the cross-sectional area required for the diffuser and the rate of change of the cross-sectional area with respect to the plurality of independent passages 15 formed in the air passage 9 and the heat radiation area required for cooling the stator 4b It is necessary to determine the optimum value experimentally.

以上のように、本実施の形態においては、インペラ8から発生した気流を独立通路15へスムーズに導いて流すと共に、巻線およびコア12bで発生した熱を複数の案内翼14bへ伝導させて、案内翼14bおよびステータ4b外周面からその熱を気流へ伝達させ電動送風機1b外部へ逃がすことができるようになり、効率よくブラシレスモータ7bの冷却を行うことができると共に、案内翼14bが板状であるため、金型の構成をシンプルにすることができ翼枚数を増やして冷却性能を向上することができる。   As described above, in the present embodiment, the airflow generated from the impeller 8 is smoothly guided to the independent passage 15, and the heat generated in the winding and the core 12b is conducted to the plurality of guide blades 14b. The heat can be transferred from the outer peripheral surfaces of the guide vanes 14b and the stator 4b to the air flow and released to the outside of the electric blower 1b, the brushless motor 7b can be efficiently cooled, and the guide vanes 14b are plate-shaped. Therefore, the mold configuration can be simplified, and the cooling performance can be improved by increasing the number of blades.

なお、上述した各実施の形態1と2の構成は、これに限定されるものではなく、必要に応じて適宜組み合わせて構成することができる。   Note that the configurations of the first and second embodiments described above are not limited to this, and can be appropriately combined as necessary.

以上のように、本発明にかかる電動送風機は、ステータからの放熱を改善し、大きな電力での駆動を可能にして、小型で高い送風性能が得られるため、家庭用は勿論のこと、業務用の電気掃除機に適用することができる。   As described above, the electric blower according to the present invention improves heat dissipation from the stator, enables driving with large electric power, and can obtain a small and high blowing performance. It can be applied to the vacuum cleaner.

1a、1b 電動送風機
2 回転軸
3 ロータ
4a、1b ステータ
5 軸受
6 フレーム
7a、7b ブラシレスモータ
8 インペラ
9 通気路
10a、10b モータケース
11 ファンケース
12a、12b コア
13a、13b モールド部
14a、14b 案内翼
15a、15b 独立通路
17 電気掃除機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a, 1b Electric blower 2 Rotating shaft 3 Rotor 4a, 1b Stator 5 Bearing 6 Frame 7a, 7b Brushless motor 8 Impeller 9 Air passage 10a, 10b Motor case 11 Fan case 12a, 12b Core 13a, 13b Mold part 14a, 14b Guide blade 15a, 15b Independent passage 17 Vacuum cleaner

Claims (9)

回転軸を有するロータと、前記ロータの外周に配置されたステータと、前記回転軸の軸受を保持し前記ステータを覆うフレームとから構成されるモータと、前記回転軸に固定されたインペラと、前記ステータの外周面との間に通気路となる空間を設けて配置したモータケースと、前記インペラを覆って前記モータケースに固定されるファンケースとを備え、前記ステータはコアと巻線とを樹脂でモールド成型したモールド部で構成され、前記モールド部より突出して前記通気路内に延設する複数の案内翼と一体的にモールド成型され、前記複数の案内翼は前記通気路内で複数の風路を形成している電動送風機。 A rotor having a rotating shaft; a stator disposed on an outer periphery of the rotor; a motor configured to hold a bearing of the rotating shaft and covering the stator; an impeller fixed to the rotating shaft; A motor case disposed with a space serving as an air passage between the stator and an outer peripheral surface; and a fan case that covers the impeller and is fixed to the motor case. And a plurality of guide vanes that protrude from the mold portion and extend into the air passage, and the plurality of guide vanes are formed in the air passage. Electric blower that forms the road. インペラは、入口から流入した気流を軸方向と径方向との中間の角度で流出させる斜流型ブレードを有する請求項1に記載の電動送風機。 2. The electric blower according to claim 1, wherein the impeller has a mixed flow type blade that causes the airflow flowing in from the inlet to flow out at an intermediate angle between the axial direction and the radial direction. モールド部は、熱伝導性の高い樹脂で成型している請求項1または請求項2に記載の電動送風機。 The electric blower according to claim 1 or 2, wherein the mold part is formed of a resin having high thermal conductivity. モールド部の樹脂は、フィラーを充填している請求項3に記載の電動送風機。 The electric blower according to claim 3, wherein the resin of the mold part is filled with a filler. 複数の案内翼は、モータケースの内壁に当接することで通気路内に独立通路を形成し、通気路上流から下流にかけて独立通路の断面積を徐々に大きくした請求項1〜4のいずれか1項に記載の電動送風機。 The plurality of guide blades are in contact with the inner wall of the motor case to form an independent passage in the air passage, and the sectional area of the independent passage is gradually increased from the upstream to the downstream of the air passage. The electric blower described in the item. 複数の案内翼は、ステータの外周に螺旋状に形成されている請求項1〜5のいずれか1項に記載の電動送風機。 The electric blower according to any one of claims 1 to 5, wherein the plurality of guide vanes are formed in a spiral shape on the outer periphery of the stator. 複数の案内翼は、通気路上流から下流にかけて連続的に厚さを薄くすることで通気路の断面積を徐々に大きくした請求項1〜6のいずれか1項に記載の電動送風機。 The electric blower according to any one of claims 1 to 6, wherein the plurality of guide vanes gradually increase the cross-sectional area of the air passage by reducing the thickness continuously from the upstream to the downstream of the air passage. モータケースの外径を気流の上流から下流にかけて連続的に大きくして通気路の断面積を徐々に大きくした請求項1〜7のいずれか1項に記載の電動送風機。 The electric blower according to any one of claims 1 to 7, wherein the outer diameter of the motor case is continuously increased from the upstream to the downstream of the airflow to gradually increase the cross-sectional area of the air passage. 請求項1〜8のいずれか1項に記載の電動送風機を搭載した電気掃除機。 The vacuum cleaner carrying the electric blower of any one of Claims 1-8.
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