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JP2018046721A - 電動送風機 - Google Patents

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Abstract

【課題】効率を向上しつつ、ロータに対するティース先端側の位置をより精度よく設定できる電動送風機を提供する。
【解決手段】円筒状のバックヨーク31は、一のヨーク部41と、他のヨーク部42とを備える。一のヨーク部41は、一対のティース32a，32b間および一対のティース32c，32d間にそれぞれ位置し互いに対向するとともに、互いに略等しい大きさの磁路が形成される。他のヨーク部42は、一の一対のティース32a，32bと他の一対のティース32c，32dとの間に位置し互いに対向するとともに、互いに略等しい大きさの磁路が形成される。一のヨーク部41に形成される磁路は、他のヨーク部42に形成される磁路よりも大きい。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、ファンと接続されたロータを回転させるステータコアを有するブラシレスモータを備えた電動送風機に関する。
従来、例えば電気掃除機などに用いられるブラシレスファンモータは、遠心ファンを回転させるブラシレスモータとして、単相４極のものを用いている。単相４極のブラシレスモータは、ロータの外周に先端側が対向する４つのティースを有する円筒状のステータコアを備え、これらティースが周方向に略均等に配置されているため、ブラシレスモータを小型化する場合、ステータコアの内側が狭くなり、機械によりティースの周囲にコイルを自動巻回したり、巻線率を増加させたりすることが容易でない。
登録実用新案第３１９３３５７号公報
上記特許文献１の構成では、両端部にそれぞれティースを有するＣ型のステータコアを２つ対向させて用いることで、巻線の自動化や巻線率の向上が可能となり、効率を向上させることが可能になる。
しかしながら、この構成の場合には、各ステータコアの位置出しを樹脂部品により行うため、ロータに対するティース先端側の位置精度を向上することが容易でない。
本発明が解決しようとする課題は、効率を向上しつつ、ロータに対するティース先端側の位置をより精度よく設定できる電動送風機を提供することである。
実施形態の電動送風機は、ファンと、このファンを回転させる単相４極のブラシレスモータとを備えた電動送風機である。ブラシレスモータは、ファンと接続されるロータと、ステータコアを備え、ロータを回転させるステータとを有する。ステータコアは、ロータの周囲に一端側が対向しコイルが絶縁された状態でそれぞれ巻回される４つのティースと、ティースの他端側の間を互いに連結して磁路を形成する円筒状のバックヨークとを備える。このバックヨークは、一のヨーク部と、他のヨーク部とを備える。一のヨーク部は、各一対のティース間にそれぞれ位置し互いに対向するとともに、互いに略等しい大きさの磁路が形成される。他のヨーク部は、一の一対のティースと他の一対のティースとの間に位置し互いに対向するとともに、互いに略等しい大きさの磁路が形成される。そして、一のヨーク部に形成される磁路は、他のヨーク部に形成される磁路よりも大きい。
第１の実施形態の電動送風機のステータコアを示す平面図である。 (a)は同上ステータコアを備えたステータを示す平面図、(b)はステータの斜視図である。 同上電動送風機の分解斜視図である。 (a)は同上電動送風機を一方向から示す斜視図、(b)は電動送風機を他方向から示す斜視図である。 第２の実施形態の電動送風機のステータコアを示す平面図である。 第３の実施形態の電動送風機のステータコアを示す平面図である。
以下、第１の実施形態の構成を、図面を参照して説明する。
図１ないし図４において、11は電動送風機を示し、この電動送風機11は、ブラシレスモータ13と、このブラシレスモータ13により回転されるファンである遠心ファン14と、整流板であるディフューザ15とを備え、遠心ファン14がファンカバー16により覆われた、ブラシレスファンモータである。そして、この電動送風機11は、主として例えば吸引掃除機やブロワなどの掃除機に用いられる。
ブラシレスモータ13は、単相４極のブラシレスモータである。そして、このブラシレスモータ13は、ステータ21およびこのステータ21により回転されるロータ22を備えたモータ本体部23がフレーム24に収容されて構成されており、図示しない制御回路により動作が制御されるようになっている。なお、以下、図１に示す上下方向および左右方向を、電動送風機11(ブラシレスモータ13)の上下方向および左右方向とし、電動送風機11の軸方向のブラシレスモータ13側を後方向(図４(a)などに示す矢印RR側)、遠心ファン14側を前方向(図４(a)などに示す矢印FR側)として説明する。
ステータ21は、ロータ22を回転させる固定磁極を構成するものである。このステータ21は、ステータコア25と、このステータコア25に取り付けられたステータ絶縁26と、このステータ絶縁26に取り付けられたコイル27および端子28とを備えている。
ステータコア25は、電磁鋼板などの薄板状の磁性体が積層されて略一定の厚みを有する板状に形成されている。このステータコア25は、円筒状のバックヨーク31と、このバックヨーク31から突出する４つのティース32(第１ないし第４のティース32a〜32d)と、バックヨーク31に設けられた取付部33とを一体に備えている。また、このステータコア25は、分割部35によって略半円弧状ずつに左右に２分割されている。すなわち、このステータコア25は、例えばプレス成形などにより打ち抜かれた２つの(一および他の)ヨーク体(コア部材)36，37が分割部35で一体的に連結されて構成されている。
バックヨーク31は、ティース32間を互いに連結し、ティース32，32に巻回されたコイル27，27によって生じる固定磁極間を磁気的に(磁束で)結合する磁路が形成されるものである。このバックヨーク31には、上下一対の第１および第２のティース32a，32b間と上下一対の第３および第４のティース32c，32d間とにそれぞれ形成される一のヨーク部41(一のヨーク部41a，41b)と、第１および第２のティース32a，32bと第３および第４のティース32c，32dとの間、すなわち左右の第１および第４のティース32a，32d間および左右の第２および第３のティース32b，32c間にそれぞれ形成される他のヨーク部42(他のヨーク部42a，42b)とを備えている。すなわち、このバックヨーク31には、第１ないし第４のティース32a〜32dを境として４つの領域(ヨーク部41a，42a，41b，42b)が周方向に順次形成されている。
一のヨーク部41a，41bは、第１および第２のティース32a，32b間、および、第３および第４のティース32c，32d間に磁路を形成するものである。これら一のヨーク部41a，41bは、それぞれ円弧状に形成され、左右方向に互いに対向して配置されている。また、これら一のヨーク部41a，41bは、それぞれ略一定の幅寸法に設定されている。
他のヨーク部42a，42bは、第２および第３のティース32b，32c間、および、第４および第１のティース32d，32a間に磁路を形成するものである。これら他のヨーク部42a，42bは、それぞれ略円弧状に形成され、上下方向、すなわち一のヨーク部41a，41bと交差(直交)する方向に互いに対向して配置されている。また、これら他のヨーク部42a，42bには、本実施形態ではそれぞれ分割部35が配置されている。さらに、これら他のヨーク部42a，42bは、分割部35を除き、略一定の幅寸法に設定されているとともに、ティース32の近傍の位置(取付部33に対向する位置)で内周側が徐々に幅広になるように形成されている。
そして、これら一のヨーク部41a，41bと他のヨーク部42a，42bとは、周方向長さ(バックヨーク31の周方向に沿う方向の寸法)、および、幅寸法(バックヨーク31の径方向に沿う方向の寸法)が互いに異なっている。具体的に、一のヨーク部41a，41bは、周方向長さおよび幅寸法が互いに略等しく、他のヨーク部42a，42bは、周方向長さおよび幅寸法が互いに略等しい。また、一のヨーク部41a，41bと他のヨーク部42a，42bとは、厚みが略等しい。そして、一のヨーク部41a，41bの周方向長さは、他のヨーク部42a，42bの周方向長さよりも短く設定され、一のヨーク部41a，41bの幅寸法は、他のヨーク部42a，42bの幅寸法よりも大きく設定されている。このため、一のヨーク部41a，41bは、他のヨーク部42a，42bよりも平均断面積(＝(体積)／(周方向長さ))が大きく、磁気抵抗が小さい。換言すれば、これら一のヨーク部41a，41bに形成される磁路は、他のヨーク部42a，42bに形成される磁路より大きく設定されている。
ここで、一のヨーク部41a，41bは、本実施形態では、他のヨーク部42a，42bに対して、バックヨーク31の中心軸側すなわち内側(内周側)および中心軸側と反対側すなわち外側(外周側)にそれぞれ幅広となるように形成されている。すなわち、一のヨーク部41a，41bの外径寸法は、他のヨーク部42a，42bの外径寸法より大きく、一のヨーク部41a，41bの内径寸法は、他のヨーク部42a，42bの内径寸法より小さくなっている。
ティース32は、コイル27(図２(a)および図２(b))により固定磁極が形成されるものである。これらティース32は、第１のティース32aと第２のティース32bとが磁気的に対をなしており、第３のティース32cと第４のティース32dとが磁気的に対をなしている。また、これらティース32は、バックヨーク31の内周部から中心軸側、すなわちロータ22(図２(a))側に向けてそれぞれ径方向に沿って突設されている。すなわち、このティース32は、バックヨーク31の径方向に沿って長手状に形成されており、基端部44がバックヨーク31と連結され、先端部45が自由端状に突出している。このため、ティース32とバックヨーク31との間には、扇形状の開口部が形成されている。具体的に、第１および第２のティース32a，32bとバックヨーク31(一のヨーク部41a)との間、および、第３および第４のティース32c，32dとバックヨーク31(一のヨーク部41b)との間に、一の開口部47がそれぞれ形成され、第２および第３のティース32b，32cとバックヨーク31(他のヨーク部42a)との間、および、第４および第１のティース32d，32aとバックヨーク31(他のヨーク部42b)との間に、他の開口部48がそれぞれ形成されている。また、各ティース32の先端部45は、ロータ22の外周面に対向する磁気作用面を構成している。この磁気作用面は、コイル27により第１ないし第４のティース32a〜32dに形成される固定磁極をロータ22に作用させるもので、ロータ22の外周面に対して僅かな間隙を介して離間されている。
さらに、一のヨーク部41a，41bの周方向長さが互いに等しいので、第１および第２のティース32a，32bの基端部44，44間の距離と、第３および第４のティース32c，32dの基端部44，44間の距離とは互いに略等しい。同様に、他のヨーク部42a，42bの周方向長さが互いに等しいので、第２および第３のティース32b，32cの基端部44，44間の距離と、第４および第１のティース32d，32aの基端部44，44間の距離とは互いに略等しい。そして、一のヨーク部41a，41bの周方向長さが他のヨーク部42a，42bの周方向長さより短いことで、第１および第２のティース32a，32bの基端部44，44間の距離、および、第３および第４のティース32c，32dの基端部44，44間の距離は、第２および第３のティース32b，32cの基端部44，44間の距離、および、第４および第１のティース32d，32aの基端部44，44間の距離よりも小さい。換言すれば、対をなすティース32同士は、他のティース32との距離よりも近接して配置されている。
取付部33は、ステータコア25(ステータ21)をフレーム24(図３)に対して固定するものである。この取付部33は、バックヨーク31の外側(外周側)に四角形状に突設され、第１ないし第４のティース32a〜32dのそれぞれの基端部近傍に配置されている。したがって、この取付部33は、本実施形態ではバックヨーク31の周方向に互いに離間されて４つ設定されている。また、各取付部33は、各ティース32の基端部44に対して、それぞれ他のヨーク部42a，42b側に位置している。すなわち、各取付部33は、他のヨーク部42a，42bの外周部に位置している。そして、各取付部33には、軸方向(前後方向)に貫通する取付孔33aが設けられている。この取付孔33aには、取付部材であるねじ51が挿入され、このねじ51がフレーム24側に螺合されることでステータコア25(ステータ21)がフレーム24(図３)に固定されるようになっている。なお、各取付孔33aは、本実施形態では、一のヨーク部41a，41bの外周部を延長した円弧と一部がラップするように配置されている。このため、バックヨーク31の外周部に対する取付部33の外方(径方向)への突出量が抑制されている。
分割部35は、本実施形態では他のヨーク部42a，42bの周方向の中央部に設定されている。この分割部35は、例えば一方が窪んだ凹部54、他方がこの凹部54に嵌合される凸部55となっている。本実施形態では、例えばヨーク体36の一端側に凹部54が、他端側に凸部55が設定され、ヨーク体36の他端側に凹部54が、一端側に凸部55が設定されている。そして、この分割部35により、ヨーク体36，37は、凸部55を凹部54に対して軸方向(前後方向)に沿って挿入することで連結される。
ステータ絶縁26は、ステータコア25に対してコイル27および端子28などを絶縁するものである。このステータ絶縁26は、絶縁性の合成樹脂などにより形成されている。本実施形態では、このステータ絶縁26は、ヨーク体36，37にそれぞれ配置されている。そして、このステータ絶縁26は、コイル27を保持する巻線保持部57と、端子28を保持する端子保持部58と、バックヨーク31の上下に重ねられる絶縁本体部59とを一体に備えている。
巻線保持部57は、角筒状(ボビン状)に形成されており、中心軸に沿って第１ないし第４のティース32a〜32dが挿通されている。したがって、これら巻線保持部57は、絶縁本体部59の内周側に位置して径方向に沿って突出し、第１ないし第４のティース32a〜32dの周囲に位置している。
端子保持部58は、後側が開口した四角形箱状に形成されており、端子28の数に対応して本実施形態では４つ設けられている。そして、端子保持部58は、バックヨーク31の一のヨーク部41a，41bの後側と重なる位置(一のヨーク部41a，41b上)にそれぞれ一対ずつ配置されており、一のヨーク部41aに位置する一対の端子保持部58(第１および第２の端子保持部58a，58b)が対をなし、一のヨーク部41bに位置する一対の端子保持部58(第３および第４の端子保持部58c，58d)が対をなしている。
絶縁本体部59は、半円弧状に形成されており、バックヨーク31の一のヨーク部41(一のヨーク部41a，41b)から他のヨーク部42(他のヨーク部42a，42b)の中心部近傍まで連続している。
コイル27は、第１ないし第４のティース32a〜32dに固定磁極を形成するものである。このコイル27は、導電体の表面を絶縁皮膜で覆って形成された巻線が巻線保持部57の周囲に複数層に巻回されて形成されている。本実施形態では、例えば第１および第３のティース32a，32cに配置されたコイル27(第１および第２のコイル27a，27b)が同極(例えばＮ極、またはＳ極)を第１および第３のティース32a，32cに形成し、第２および第４のティース32b，32dに配置されたコイル27(第３および第４のコイル27c，27d)が第１および第３のティース32a，32cに配置されたコイル27，27と極性が異なる同極(例えばＳ極、またはＮ極)を第２および第４のティース32b，32dに形成する。
端子28は、制御回路と各コイル27とを電気的に接続するためのものである。この端子28は、端子保持部58に保持されており、この端子保持部58から後側に突出している。したがって、この端子28は、ステータコア25の一のヨーク部41a，41bの後側と重なる位置(一のヨーク部41a，41b上)にそれぞれ一対ずつ配置されている。そして、一のヨーク部41aに位置する一対の端子保持部58(第１および第２の端子保持部58a，58b)に配置された一対の端子28(第１および第２の端子28a，28b)が対をなし、一のヨーク部41bに位置する一対の端子保持部58(第３および第４の端子保持部58c，58d)に配置された一対の端子28(第３および第４の端子28c，28d)が対をなしている。
図３に示すロータ22は、永久磁石型ロータである。このロータ22は、遠心ファン14と接続される出力軸である回転軸61と、この回転軸61の周囲に一体的に設けられたロータ本体である磁石部62とを備えている。また、このロータ22は、フレーム24に対して、一対のベアリング64(１つのみ図示)を介して回転可能に保持されている。さらに、このロータ22は、回転検出センサ(位置検出手段)65により回転が検出されている。
回転軸61は、フレーム24の中心軸上に沿って位置している。この回転軸61は、前端側がフレーム24に対して前方に突出しており、この突出した前端側に遠心ファン14が接続されている。
磁石部62には、図示しない永久磁石が埋め込まれており、回転方向(周方向)に互いに異なる極性を有する磁極(回転磁極)が隣接して形成されている。したがって、この磁石部62には、回転方向にＮ極とＳ極とが順次交互に配置されて対をなしている。
ベアリング64は、回転軸61の一端側および他端側に取り付けられており、フレーム24にそれぞれ固定されて、ロータ22をフレーム24に対して回転自在に保持するようになっている。
回転検出センサ65は、ロータ22(磁石部62)の磁極の極性を検出することによってロータ22の回転位置(回転角度)を検出するもので、例えばホールＩＣなどである。この回転検出センサ65は、図２(a)に示すように、第２および第３のティース32b，32c間の位置に配置されている。したがって、この回転検出センサ65は、バックヨーク31の他のヨーク部42aに対応する位置に配置されている。
図３に戻って、フレーム24は、例えばアルミニウム、あるいはマグネシウムなどの、軽量の金属部材、あるいは例えばＢＭＣ(ＦＲＰ)などの合成樹脂などにより形成されている。このフレーム24は、前側に位置する一のフレーム体67と、後側に位置する他のフレーム体68とを備え、これら一および他のフレーム体67，68がねじ51により互いに前後に固定されることにより、モータ本体部23を前後から挟み込んで収容するように構成されている。
一のフレーム体67は、円環状の外郭部71と、一方のベアリング64を受けることでロータ22を回転自在に支持する一の軸受部72と、一の軸受部72からそれぞれ放射状に突設されて一の軸受部72と外郭部71とを連結する複数、本実施形態では４つの一の連結部73(一部のみ図示)とを備えている。したがって、一のフレーム体67には、外郭部71と、一の軸受部72と、隣接する一の連結部73，73との間に、ディフューザ15に対向して開口するフレーム吸気開口部74がそれぞれ区画されている。
外郭部71は、ディフューザ15と略等しい外径寸法を有している。この外郭部71には、一の連結部73との連結位置に、ステータコア25(ステータ21)を周方向に位置決めするための規制部76が設けられている。この規制部76は、外郭部71の内周部に位置しており、前後方向、すなわち外郭部71(フレーム24(一のフレーム体67))の軸方向に沿って、対をなすリブにより挟まれる溝状に設けられている。また、この規制部76は、ステータコア25の取付部33に対応して設けられている。このため、この規制部76は、本実施形態では４つ、外郭部71の周方向に互いに離間されて設けられている。また、各規制部76には、取付部33が嵌合されることで、ステータコア25(ステータ21)を周方向に回り止めしている。さらに、各規制部76には、ステータコア25の各取付部33の取付孔33aに挿通されたねじ51が螺合されるボス状の螺合部76aが一の連結部73と連続してそれぞれ設けられている。
一の軸受部72には、ブラシレスモータ13とディフューザ15とを前後方向に固定するための図示しないねじなどの固定体が挿入される丸孔状の貫通孔が設けられている。
また、他のフレーム体68は、他方のベアリング64を受けることでロータ22を回転自在に支持する他の軸受部82と、他の軸受部82からそれぞれ放射状に突設された複数、本実施形態では４つの他の連結部83(一部のみ図示)とを備えている。そして、他の連結部83の先端側が前側、すなわち一のフレーム体67側に屈曲されており、これら他の連結部83の先端側にねじ51が挿通され、このねじ51がステータコア25の取付部33の取付孔33aに挿通されて一のフレーム体67の螺合部76aに螺合されることで、一および他のフレーム体67，68が互いに固定されるようになっている。したがって、図４(b)に示すように、他のフレーム体68を一のフレーム体67と固定した状態で、一のフレーム体67の外郭部71と、他のフレーム体68の他の軸受部82と、隣接する他の連結部83，83との間に、ブラシレスモータ13内に流入した空気を外部へと排気するフレーム排気開口部84がそれぞれ区画されている。これらフレーム排気開口部84のうち、互いに対向する一対のフレーム排気開口部84には、端子28がそれぞれ露出するように位置している。
制御回路は、例えばインバータ回路を含むドライバと、このドライバをＰＷＭ制御する制御部とを備え、各端子28および回転検出センサ65と電気的に接続されている。そして、この制御回路は、ドライバによってコイル27の巻線に流れる電流の向きや通電時間を制御することで、図２(a)に示す第１ないし第４のコイル27a〜27dを介してステータ21の各ステータコア25の第１ないし第４のティース32a〜32dにそれぞれ生じさせる磁極を時間毎に切り換えるように構成されている。
図３に示す遠心ファン14は、ブラシレスモータ13により回転されることで空気を中心側から外周側へと整流するものである。この遠心ファン14は、例えば耐熱性および耐摩耗性などに優れた合成樹脂、あるいはアルミニウムなどの軽量の金属などの部材によって形成されている。また、この遠心ファン14は、ブラシレスモータ13の回転軸61の端部に一体的に固定されるファン本体86と、このファン本体86のブラシレスモータ13(ディフューザ15)と反対側である前側に突設された複数のファン翼87とを一体に備えている。ファン本体86は、一端部(前端部)から他端部(後端部)に向かって徐々に拡径する円筒状に形成されている。ファン翼87は、ファン本体86の中心から外周へと徐々に湾曲する渦巻状に形成されており、周方向に互いに離間され、遠心ファン14の一方向への回転によって空気を中心側から外周側へと整流するように構成されている。
ディフューザ15は、遠心ファン14により整流された空気を整流してブラシレスモータ13の内部へと流し込むものである。このディフューザ15は、フレーム24の外郭部71と略等しい径寸法を有する円環状の外枠部91と、この外枠部91の内方に位置する整流本体部92と、これら外枠部91と整流本体部92との間を連結する複数の整流翼93とを備えており、これら整流翼93間が、ディフューザ15を前後方向に貫通する風路部となっている。そして、整流本体部92には、ブラシレスモータ13の一の軸受部72が嵌合して回転軸61が露出する例えば円形状の取付開口95と、ディフューザ15に対してブラシレスモータ13を位置決めするための位置決め部96と、ディフューザ15とブラシレスモータ13とを固定体により固定するための固定孔部である通孔97とが設けられている。
位置決め部96は、ディフューザ15の後部、すなわちブラシレスモータ13と対向する側にて外枠部91の内周部に、前後方向に沿う溝状に設けられている。この位置決め部96には、ブラシレスモータ13のフレーム24の一部(一の連結部73)がそれぞれ嵌合されることで、ブラシレスモータ13をディフューザ15に対して周方向に回り止めするように構成されている。したがって、この位置決め部96は、本実施形態ではディフューザ15に４つ設けられている(一部のみ図示)。
通孔97は、ブラシレスモータ13の一のフレーム体67に設けられた貫通孔と位置合わせされ、この貫通孔に後側から挿入された固定体が例えば螺合されることでブラシレスモータ13(一のフレーム体67)とディフューザ15とを互いに固定するものである。
ファンカバー16は、遠心ファン14の一部を覆ってディフューザ15に取り付けられている。このファンカバー16は、ディフューザ15およびブラシレスモータ13のフレーム24(外郭部71)と略等しい径寸法を有する略円筒状に形成されている。そして、このファンカバー16には、遠心ファン14の中央部を露出させる吸気口99が開口されており、このファンカバー16は、この吸気口99から徐々に拡開するように傾斜している。
次に、図面を参照しながら、上記第１の実施形態の電動送風機11の組み立て手順を説明する。
まず、ブラシレスモータ13を組み立てる。すなわち、予め成形したステータコア25の各ヨーク体36，37に対してステータ絶縁26をインサート成形などにより一体成形した後、ステータ絶縁26の巻線保持部57にそれぞれ巻線を巻き付けてコイル27を形成する。このとき、ステータコア25がヨーク体36，37に分割されて分割部35側が開口されているため、図示しない巻線装置を用いて巻線を巻線保持部57に対して自動的に巻き付けできる。この後、巻線の端部を端子保持部58に導入し、これら端子保持部58に端子28を取り付けて端子28と巻線とを導通させ、端子28とコイル27とを電気的に接続する。そして、ヨーク体36，37を、凹部54に対して凸部55をスライドさせて挿入して嵌合させることにより、ヨーク体36，37を一体に連結したステータコア25を構成して、ステータ21を完成する。
次いで、ディフューザ15に対して、予め成形したフレーム24の一のフレーム体67を、一の連結部73をそれぞれ位置決め部96に嵌合させた状態とし、固定体を貫通孔に挿入して通孔97に螺合させることで一のフレーム体67をディフューザ15に固定する。この後、一のフレーム体67に対して、ステータ21を、ステータコア25の取付部33を規制部76にそれぞれ挿入して周方向に位置決めするとともに、回転軸61に対して磁石部62およびベアリング64を取り付けて構成したロータ22の回転軸61を、ステータ21のティース32間から一のフレーム体67の一の軸受部72に挿通しつつ、このロータ22のベアリング64を一の軸受部72に保持する。このとき、回転検出センサ65をロータ22(磁石部62)の外周に近接対向させて配置する。
そして、他のフレーム体68を、他の連結部83の先端側を一のフレーム体67の規制部76に位置合わせし、ねじ51を挿入してステータコア25の取付孔33aから一のフレーム体67の螺合部76aにねじ止めすることで、一および他のフレーム本体67，68によりステータ21およびロータ22を挟み込むように固定する。この状態で、各フレーム排気開口部84から各端子28が露出する。
次いで、ディフューザ15の取付開口95から突出するブラシレスモータ13の回転軸61に遠心ファン14を圧入などにより取り付け、この遠心ファン14を覆ってファンカバー16をディフューザ15に圧入あるいは接着固定することで、電動送風機11が完成する。
このように組み立てた電動送風機11は、回転検出センサ65によりロータ22の回転位置を検出しつつ、この回転位置に応じて、制御回路により各コイル27の巻線に流れる電流の向きおよび通電時間を制御することで、第１ないし第４のティース32a〜32dに順次磁極を形成し、これら磁極とロータ22の磁極との反発・吸引によってロータ22を回転させる。このとき、ステータコア25では、一のヨーク部41a，41bが他のヨーク部42a，42bに対して幅広で、かつ、周方向長さが短いことにより、一のヨーク部41a，41bには、他のヨーク部42a，42bより磁束が流れ易い。そのため、第１のティース32a、一のヨーク部41a、および第２のティース32bにより形成されるループ状の磁路、および、第３のティース32c、一のヨーク部41b、および第４のティース32dにより形成されるループ状の磁路(第１の磁路)が、第２のティース32b、他のヨーク部42a、および第３のティース32cにより形成されるループ状の磁路、および、第４のティース32d、他のヨーク部42b、および第１のティース32aにより形成されるループ状の磁路(第２の磁路)より大きく、実質的に第２の磁路が殆ど形成されず、第１の磁路のみとなる。この結果、第１ないし第４のティース32a〜32dに強力な磁極を発生させ、高効率でブラシレスモータ13が駆動されることで、このブラシレスモータ13のロータ22に接続された遠心ファン14が高速(例えば約１０００００ｒｐｍ)で回転する。そこで、電動送風機11の遠心ファン14の回転により発生した負圧により、空気が吸気口99から電動送風機11に吸い込まれる。そして、この吸い込まれた空気は、遠心ファン14によりこの遠心ファン14の周囲へと整流され、ディフューザ15により整流されて風路部からフレーム吸気開口部74を介してブラシレスモータ13へと流し込まれ、ブラシレスモータ13のステータ21の一および他の開口部47，48を通過することで、ステータ21およびロータ22を冷却しながらこのブラシレスモータ13のフレーム24内を通過して各コイル27(巻線)および各端子28を冷却しつつフレーム排気開口部84から排気される。
上述したように、上記第１の実施形態によれば、一のヨーク部41(一のヨーク部41a，41b)が、他のヨーク部42(他のヨーク部42a，42b)に対して、バックヨーク31の中心軸側およびこの中心軸側と反対側にそれぞれ幅広となるように形成する。ここで、一のヨーク部41(一のヨーク部41a，41b)の幅寸法を大きくする場合、例えばバックヨーク31の中心軸側に大きくする場合には幅寸法を確保しつつ重量の増加を抑制でき、中心軸側と反対側に大きくする場合には、開口部を広くしてコイル27の巻線用のスペースを増加させて巻線しやすくできるから、バックヨーク31の中心軸側およびこの中心軸側と反対側にそれぞれ幅広となるように形成することで、これらのバランスを、電動送風機11の用途や目的に応じて調整して設定できる。
なお、上記第１の実施形態において、ステータコア25は、例えば図５に示す第２の実施形態のように、一のヨーク部41(一のヨーク部41a，41b)を、他のヨーク部42(他のヨーク部42a，42b)に対して、バックヨーク31の中心軸側すなわち内側に幅広となるように形成してもよい。この場合には、一のヨーク部41の幅寸法を確保しつつ、一のヨーク部41の幅をバックヨーク31の中心軸側の反対側に広げる場合と比較して、重量の増加を抑制できる。
同様に、ステータコア25は、例えば図６に示す第３の実施形態のように、一のヨーク部41(一のヨーク部41a，41b)を、他のヨーク部42(他のヨーク部42a，42b)に対して、バックヨーク31の中心軸側と反対側すなわち外側に幅広となるように形成してもよい。この場合には、一のヨーク部41の幅寸法を確保しつつ、一のヨーク部41の幅をバックヨーク31の中心軸側に広げる場合と比較して、一の開口部47の面積の低下を抑制でき、コイル27の巻線用のスペースを増加させて巻線しやすくでき、製造性が向上する。
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、ステータコア25は、一のヨーク部41(一のヨーク部41a，41b)に形成される磁路を、他のヨーク部42(他のヨーク部42a，42b)に形成される磁路より大きくしているので、ティース32に強い磁極を形成できブラシレスモータ13の効率、すなわち電動送風機11の効率を向上できる。また、ステータコア25は、ティース32を円筒状のバックヨーク31に突設しているので、ティース32同士の位置関係が一定に固定され、例えば対をなすＣ型のステータコアを互いに対向させて配置する場合と比較して、ロータ22に対するティース32の先端側の位置をより精度よく設定できる。
具体的に、一のヨーク部41(一のヨーク部41a，41b)の幅寸法を、他のヨーク部42(他のヨーク部42a，42b)の幅寸法より大きくすることで、一のヨーク部41(一のヨーク部41a，41b)に形成される磁路を、他のヨーク部42(他のヨーク部42a，42b)に形成される磁路に対して、容易に大きく設定できる。
このため、他のヨーク部42(他のヨーク部42a，42b)の位置に形成される他の開口部48を広くとることができ、遠心ファン14の回転によりブラシレスモータ13に吸い込んだ空気を、他の開口部48に効果的に通過させて、モータ本体部23を効率よく冷却し、発熱に起因する効率の低下を抑制できる。
加えて、一のヨーク部41(一のヨーク部41a，41b)の周方向長さを、他のヨーク部42(他のヨーク部42a，42b)の周方向長さより短くすることで、一のヨーク部41(一のヨーク部41a，41b)に形成される磁路を、他のヨーク部42(他のヨーク部42a，42b)に形成される磁路に対して、容易に大きく設定できる。
また、バックヨーク31を複数のヨーク体36，37に分割することで、それぞれのヨーク体36，37に対してティース32にコイル27の巻線を巻くことができる。したがって、バックヨーク31を小型化した場合、バックヨーク31が円筒状のままではスペースが小さく巻き線が容易でないのに対して、ヨーク体36，37に対して巻線を行えることで、例えば機械などによる自動巻きにも対応可能となり、製造性が向上する。
しかも、バックヨーク31を、一のヨーク部41(一のヨーク部41a，41b)よりも磁路が小さく磁束が流れにくい他のヨーク部42(他のヨーク部42a，42b)の位置で複数のヨーク体36，37に分割しているので、主として一のヨーク部41(一のヨーク部41a，41b)を介してティース32に形成される磁極をヨーク体36，37の分割部35によって妨げにくく、効率への影響が少ないとともに、分割部35が他のヨーク部42(他のヨーク部42a，42b)の磁気抵抗を大きくすることに寄与するので、一のヨーク部41(一のヨーク部41a，41b)に形成される磁路を、他のヨーク部42(他のヨーク部42a，42b)に形成される磁路より相対的に大きくする構成を容易に形成できる。
さらに、ねじ51が挿入されてステータコア25をねじ51によりフレーム24やディフューザ15に固定するための取付孔33aを、各ティース32の基端部44の近傍にて一のヨーク部41(一のヨーク部41a，41b)よりも磁路が小さく磁束が流れにくい他のヨーク部42(他のヨーク部42a，42b)側に配置することで、主として一のヨーク部41(一のヨーク部41a，41b)を介してティース32に形成される磁極を取付孔33aによる面積や幅寸法の減少によって妨げにくく、効率への影響が少ない。そのため、ねじ51の位置を、他のヨーク部42(他のヨーク部42a，42b)の幅の中央側により接近させて、すなわちバックヨーク31の中心軸側に寄せて配置できるので、取付部33がバックヨーク31の外方に突出しにくくなり、ステータコア25およびフレーム24をより小型化できる。
また、各コイル27と電気的にそれぞれ接続される端子28を、周方向長さが他のヨーク部42(他のヨーク部42a，42b)よりも小さい一のヨーク部41(一のヨーク部41a，41b)上にこの一のヨーク部41(一のヨーク部41a，41b)に対して絶縁された状態で配置していることで、コイル27の巻線から端子28への取り回し線を短くでき、効率の低下をより抑制できる。
そして、ロータ22の回転を検出する回転検出センサ65を、周方向長さが一のヨーク部41(一のヨーク部41a，41b)よりも長いとともに磁路が小さく磁束が流れにくい他のヨーク部42(他のヨーク部42a)の位置でロータ22の外周に対向して配置していることで、回転検出センサ65がコイル27の磁界の影響を受けにくくなり、センシング精度を確保できる。
この結果、ブラシレスモータ13を小型化および軽量化でき、このブラシレスモータ13を用いる電動送風機11をも小型化および軽量化できる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
11 電動送風機
13 ブラシレスモータ
14 ファンである遠心ファン
21 ステータ
22 ロータ
25 ステータコア
27 コイル
31 バックヨーク
32 ティース
33a 取付孔
36，37 ヨーク体
41 一のヨーク部
42 他のヨーク部
51 取付部材であるねじ

Claims (8)

  1. ファンと、このファンを回転させる単相４極のブラシレスモータとを備えた電動送風機であって、
    前記ブラシレスモータは、
    前記ファンと接続されるロータと、
    ステータコアを備え、前記ロータを回転させるステータとを具備し、
    前記ステータコアは、
    前記ロータの周囲に一端側が対向しコイルが絶縁された状態でそれぞれ巻回される４つのティースと、
    これらティースの他端側の間を互いに連結して磁路を形成する円筒状のバックヨークとを備え、
    前記バックヨークは、
    各一対の前記ティース間にそれぞれ位置し互いに対向するとともに、互いに略等しい大きさの磁路が形成される一のヨーク部と、
    一の一対の前記ティースと他の一対の前記ティースとの間に位置し互いに対向するとともに、互いに略等しい大きさの磁路が形成される他のヨーク部とを備え、
    前記一のヨーク部に形成される磁路は、前記他のヨーク部に形成される磁路より大きい
    ことを特徴とした電動送風機。
  2. 一のヨーク部は、他のヨーク部より幅寸法が大きい
    ことを特徴とした請求項１記載の電動送風機。
  3. 一のヨーク部は、他のヨーク部に対して、バックヨークの中心軸側に幅広となるように形成されている
    ことを特徴とした請求項２記載の電動送風機。
  4. 一のヨーク部は、他のヨーク部に対して、バックヨークの中心軸側と反対側に幅広となるように形成されている
    ことを特徴とした請求項２記載の電動送風機。
  5. 一のヨーク部は、他のヨーク部に対して、バックヨークの中心軸側およびこの中心軸側と反対側に幅広となるように形成されている
    ことを特徴とした請求項２記載の電動送風機。
  6. バックヨークは、複数のヨーク体に分割されている
    ことを特徴とした請求項１ないし５いずれか一記載の電動送風機。
  7. バックヨークは、他のヨーク部の位置で複数のヨーク体に分割されている
    ことを特徴とした請求項６記載の電動送風機。
  8. 取付部材が挿入されてステータコアを前記取付部材により固定するための取付孔を備え、
    前記取付孔は、各ティースの基端部の近傍にて他のヨーク部側に位置している
    ことを特徴とした請求項１ないし７いずれか一記載の電動送風機。
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