JP2012202282A - Electric blower and electric cleaner using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、家庭用電気掃除機等に使用される電動送風機に関するものである。 The present invention relates to an electric blower used for a household vacuum cleaner or the like.
従来、家庭用電気掃除機に使用される電動送風機の電動機は、ほとんどがユニバーサルモータが使われている。近年、より強い吸い込み力のものや、使用性から小型・軽量の良いものが求められている。そこで、より高速回転にすることによる吸込仕事率の向上や小型・軽量を狙ってブラシレスモータを使用した電動送風機が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, most of electric motors of electric blowers used for household vacuum cleaners use universal motors. In recent years, there has been a demand for a product with a stronger suction force and a smaller and lighter one with good usability. In view of this, an electric blower using a brushless motor has been proposed in order to improve the suction work rate by making it rotate at a higher speed, and to be small and light (see, for example, Patent Document 1).
この従来例は、図6に示す通り、回転軸102の先端に装着されたインペラ109が、回転軸102に装着した回転子101と、固定子コア104とコイル103とから構成される固定子を内包するフレーム105と、フレーム105と回転軸102を回転自在に連接する軸受107、108とからなるブラシレスモータによって回転する。 In this conventional example, as shown in FIG. 6, an impeller 109 attached to the tip of the rotating shaft 102 includes a rotor 101 attached to the rotating shaft 102, a stator core 104, and a coil 103. The brush 105 is rotated by a brushless motor including a frame 105 to be included and bearings 107 and 108 that rotatably connect the frame 105 and the rotating shaft 102.
複数枚のブレードを有したインペラ109の外周に配置されたエアガイド110は、インペラ109の回転によって送風された空気を圧力回復させて、エアガイド110内に流れる空気の気流をエアガイド110で内側へ大きく曲げ、この気流をブラシレスモータの内部へと流し固定子や回転子101を冷却する。 The air guide 110 disposed on the outer periphery of the impeller 109 having a plurality of blades recovers the pressure of the air blown by the rotation of the impeller 109 and causes the air guide 110 to generate an air current flowing inside the air guide 110. The stator and the rotor 101 are cooled by flowing the air flow into the brushless motor.
また、モータの主な発熱部位は、ユニバーサルモータの場合、電機子・固定子、整流子であるのに対して、ブラシレスモータを使用した場合は、固定子であることから、モータのフレームの外周に沿ってエアを流すことにより、送風による圧損の低減をする提案がされている(例えば、特許文献2参照)。 The main heat generating parts of the motor are the armature / stator and commutator in the case of the universal motor, but the stator when the brushless motor is used. A proposal has been made to reduce pressure loss caused by blowing air by causing air to flow along (see, for example, Patent Document 2).
この従来例は、図7に示す通り、回転軸102の先端に装着されたインペラ109が、回転軸102に装着した回転子101と、固定子コア104とコイル103とから構成される固定子を内包するフレーム105と、フレーム105と回転軸102を回転自在に連接する軸受107、108とからなるブラシレスモータによって回転する。複数枚のブレードを有したインペラ109の外周に配置されたエアガイド110は、インペラ109の回転によって送風された空気を圧力回復させて、エアガイド110内に流れる空気の気流をエアガイド110で内側へ大きく曲げ、この気流を外筒113とフレーム105の間に形成した通風路114へと流している。 In this conventional example, as shown in FIG. 7, an impeller 109 attached to the tip of the rotating shaft 102 includes a rotor 101 attached to the rotating shaft 102, a stator core 104, and a coil 103. The brush 105 is rotated by a brushless motor including a frame 105 to be included and bearings 107 and 108 that rotatably connect the frame 105 and the rotating shaft 102. The air guide 110 disposed on the outer periphery of the impeller 109 having a plurality of blades recovers the pressure of the air blown by the rotation of the impeller 109 and causes the air guide 110 to generate an air current flowing inside the air guide 110. The airflow is bent to a ventilation path 114 formed between the outer cylinder 113 and the frame 105.
そして、ブラシレスモータでの熱の主な発生場所であるコイル103と、固定子コア104の熱を、フレーム105を介して通風路114を流れる空気に放熱させている。 Then, the heat of the coil 103 and the stator core 104, which are the main places where heat is generated in the brushless motor, is radiated to the air flowing through the ventilation path 114 via the frame 105.
しかしながら、前記従来のモータ内部にエアを通風して冷却する構成では、エアガイドの吐出口から大きく空気を曲げてモータ内部に導く必要があるので、送風の圧損を大きく生じてしまう。さらにモータ内部の隙間が小さいので、ここを通過するために更なる圧損
が発生する。一方、モータのフレーム外周を沿うようにエアを流す構成では、通風路での空気の圧損は低く抑えられるが、コイルで発生した熱はコアとフレームを介して放熱するため、小型にするほど十分な冷却が行えない。従って、放熱効率が悪いために小型化するのに制約が生じてしまうという課題を有していた。
However, in the configuration in which air is blown into the conventional motor and cooled, it is necessary to bend the air largely from the discharge port of the air guide and guide it into the motor, resulting in a large pressure loss of the air blow. Furthermore, since the gap inside the motor is small, further pressure loss occurs to pass through this. On the other hand, in the configuration in which air flows along the outer periphery of the motor frame, the air pressure loss in the ventilation path is kept low, but the heat generated in the coil is dissipated through the core and frame, so it is enough to make it smaller Cooling is not possible. Therefore, since heat dissipation efficiency is poor, there is a problem that restrictions are imposed on downsizing.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、送風の圧損を低減し、かつブラシレスモータを効率良く冷却して小型化した電動送風機を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide an electric blower that is reduced in size by reducing the pressure loss of air blowing and efficiently cooling a brushless motor.
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、回転軸を有した回転子と、複数のコイルを有した固定子と、固定子を内包し回転軸を支持する軸受を保持したフレームとにより構成されたブラシレスモータを備えるとともに、複数枚のブレードを有し、回転軸に固着されたインペラと、前記インペラの外周に配置されたエアガイドと、前記インペラおよび前記エアガイドを内包し、中央部に吸気口を配置し、少なくとも前記フレームまたは前記エアガイドの一部に固定されたファンケースと、前記ファンケースに接続された外筒接続部と前記フレームの外側に設けた外筒とからなる外筒部とを備え、前期インペラによって発生させ、前記エアガイドに導かれた空気を前記フレーム外周に沿って流す通路を前期外筒と前記フレーム間に構成し、前記フレームの外周に前記固定子のコイルエンドが露出する位置に通風孔を複数個設ける構成としたものである。 In order to solve the conventional problems, an electric blower of the present invention holds a rotor having a rotating shaft, a stator having a plurality of coils, and a bearing that includes the stator and supports the rotating shaft. A brushless motor configured with a frame, and having a plurality of blades, including an impeller fixed to a rotating shaft, an air guide disposed on an outer periphery of the impeller, and including the impeller and the air guide A fan case having an air inlet at the center and fixed to at least a part of the frame or the air guide, an outer cylinder connecting portion connected to the fan case, and an outer cylinder provided outside the frame; And a passage that flows along the outer periphery of the frame that is generated by the previous impeller and flows along the outer periphery of the frame. Configured, the coil end of the stator to the outer periphery of the frame has a configuration in which a plurality of ventilation holes at positions exposed.
これによって、モータの主な発熱源であるコイルのコイルエンドをエアで直接冷却するとともに、多くのエアをフレーム外周に沿って流すことにより、流れを大きく妨げる構造がないので通気圧損が大幅に増加することが無い。これらによって通気圧損の増大を抑えつつ効率良く放熱することができるため、小型でかつ通気圧損を抑えた冷却構成が実現できる。 As a result, the coil end of the coil, which is the main heat source of the motor, is directly cooled by air, and a large amount of air flows along the outer periphery of the frame, so there is no structure that greatly impedes the flow, so the air pressure loss significantly increases. There is nothing to do. As a result, it is possible to efficiently dissipate heat while suppressing an increase in the ventilation pressure loss, so that a small cooling structure with a reduced ventilation pressure loss can be realized.
本発明の電動送風機は、フレーム外周を流れるエアの圧損を抑えながら、モータのコイルを効率良く冷却できるため、送風の効率の低下を抑えながら小型化することができる。 The electric blower of the present invention can efficiently reduce the coil of the motor while suppressing the pressure loss of the air flowing on the outer periphery of the frame, and thus can be miniaturized while suppressing a decrease in the efficiency of blowing.
第1の発明は、回転軸を有した回転子と、複数のコイルを有した固定子と、前記固定子を内包し前記回転軸を支持する軸受を保持したフレームと、により構成されたブラシレスモータを備えるとともに、複数枚のブレードを有し、前記回転軸に固着されたインペラと、前記インペラの周囲に複数の流路を構成するエアガイドと、前記インペラおよび前記エアガイドを内包し、中央部に吸気口を配置したファンケースと、前記フレームの外周に設けられた外筒とを備え、前記インペラによって発生され前記ファンケースと前記エアガイドによって導かれた空気を、前記フレーム外周に沿って流す通路を前記外筒と前記フレームとの間に構成し、前記フレームの外周には側面通風孔が複数設けられ、前記側面通風孔は、前記回転軸の鉛直方向から見て前記固定子のコイルエンドが前記側面通風孔を介して
露出する位置に配置したことにより、インペラからの気流が側面通風孔から入ってコイルエンドに直接接触する。ブラシレスモータの主な発熱源の1つは固定子のコイルなので、非常に効率良く熱がコイルから空気へと伝達するので、効率良く冷却することができる。
A first invention is a brushless motor configured by a rotor having a rotating shaft, a stator having a plurality of coils, and a frame holding the bearing that includes the stator and supports the rotating shaft. An impeller that has a plurality of blades and is fixed to the rotating shaft, an air guide that forms a plurality of flow paths around the impeller, and includes the impeller and the air guide. A fan case having a suction port disposed on the outer periphery thereof, and an outer cylinder provided on the outer periphery of the frame, and the air generated by the impeller and guided by the fan case and the air guide flows along the outer periphery of the frame. A passage is configured between the outer cylinder and the frame, and a plurality of side ventilation holes are provided on the outer periphery of the frame, and the side ventilation holes are formed from the vertical direction of the rotation shaft. Wherein by the coil end of the stator is disposed at a position to be exposed through the side vents, the air flow from the impeller enters from the side vents directly contacts the coil end Te. Since one of the main heat sources of the brushless motor is a stator coil, heat is transferred from the coil to the air very efficiently, so that it can be cooled efficiently.
第2の発明は、特に、第1の発明の固定子は複数の独立した集中巻きのコイルにて形成され、側面通風孔は対向する1つの前記コイルのコイルエンドに対し少なくとも1つ以上設けたことにより、コイルが集中巻きなのでインペラからの気流を発熱源であるコイルに集中的にあてることができるので、フレームの剛性を確保しながら、より効率良く冷却することが可能となる。気流は旋回気流のため、側面通風孔からコイルエンドに当たった気流がすぐにフレームの外周へ抜けやすくなるので圧損の増大を抑えることができるから送風効率を落とすことを抑制できる。 In the second invention, in particular, the stator of the first invention is formed by a plurality of independent concentrated winding coils, and at least one side ventilation hole is provided for the coil ends of the one opposing coil. Thus, since the coil is concentrated winding, the airflow from the impeller can be concentrated on the coil that is the heat generation source, so that the frame can be cooled more efficiently while ensuring the rigidity of the frame. Since the airflow is a swirling airflow, the airflow that hits the coil end from the side vent holes can easily escape to the outer periphery of the frame, so that an increase in pressure loss can be suppressed, so that a reduction in blowing efficiency can be suppressed.
第3の発明は、特に、第1の発明の固定子は複数の独立した集中巻きのコイルにて形成され、側面通風孔の位置は、前記複数のコイルのコイルエンドの間に形成される隙間の位置と合うようにすることで、コイルエンドの凹部からモータ内部へと入る気流が多くなり、より効率良く冷却することが可能となる。 In the third invention, in particular, the stator of the first invention is formed by a plurality of independent concentrated winding coils, and the position of the side ventilation holes is a gap formed between the coil ends of the plurality of coils. As a result, the airflow entering the motor from the concave portion of the coil end increases, and cooling can be performed more efficiently.
第4の発明は、特に、第1の発明の固定子は磁性体からなるコアを有し、コアは内周側へ突出するティースを備え、コアの外周面にはティースの中央を通る半径方向の延長線上に溝を設け、溝は回転軸方向へコアの両側の端面に連通するように構成したことにより、側面通風孔からブラシレスモータの内部へ入った気流の一部をコア外周の溝を通ることにより、より冷却効果を高めることができる。 In a fourth aspect of the invention, in particular, the stator of the first aspect of the invention has a core made of a magnetic material, the core includes a tooth protruding toward the inner peripheral side, and a radial direction passing through the center of the tooth on the outer peripheral surface of the core. A groove is formed on the extension line of the core, and the groove communicates with the end faces on both sides of the core in the direction of the rotation axis. By passing, the cooling effect can be further enhanced.
第5の発明は、特に、第1〜4のいずれか1つの発明の電動送風機を電気掃除機に搭載することにより、小型・軽量で吸込仕事率が高い電気掃除機が実現できる。 In the fifth aspect of the invention, in particular, by mounting the electric blower of any one of the first to fourth aspects of the invention on a vacuum cleaner, a vacuum cleaner that is small and lightweight and has a high suction work rate can be realized.
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、本発明の第1の実施の形態における電動送風機の部分断面図を示すものである。図1において、1は回転子で、回転子1は回転軸2を中心に配置しており、回転子1の外周側に複数のコイル3と固定子コア4を有する固定子が配置され固定子コア4はフレーム5に焼きバメなどによって内包されており、このフレーム5とフレーム5に連接したブラケット6とで軸受7、軸受8を保持して回転軸2を回転自在に支持している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of the electric blower according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a rotor, and the rotor 1 is arranged around a rotating shaft 2, and a stator having a plurality of coils 3 and a stator core 4 is arranged on the outer peripheral side of the rotor 1. The core 4 is enclosed in a frame 5 by shrinkage and the like, and the frame 5 and a bracket 6 connected to the frame 5 hold the bearing 7 and the bearing 8 and rotatably support the rotary shaft 2.
回転軸2の先端にはインペラ9が連結され、インペラ9の周囲にエアガイド10が配置され、エアガイド10の複数チャンネルの独立したディフューザにより、インペラ9から排出された空気を徐々に減速し、圧力回復を行っている。 An impeller 9 is connected to the tip of the rotating shaft 2, an air guide 10 is disposed around the impeller 9, and air discharged from the impeller 9 is gradually decelerated by independent diffusers of a plurality of channels of the air guide 10, Pressure recovery is performed.
ファンケース11は中央部に空気を流入するための吸気口を有し、吸気口には樹脂製リング12が配置されており、インペラ9との隙間を最小限にして空気の漏れを防いでいる。 The fan case 11 has an air inlet for allowing air to flow into the central portion, and a resin ring 12 is disposed at the air inlet, thereby minimizing a gap with the impeller 9 and preventing air leakage. .
フレーム5の外周側にファンケース11に連接された外筒13が設けられ、フレーム5との間に通風路14を形成している。インペラ9から吐出された気流はエアガイド10を通って通風路14へと導かれる。フレーム5の外周面にコイル3のコイルエンドが露出する位置に側面通風孔15を複数個設けている。 An outer cylinder 13 connected to the fan case 11 is provided on the outer peripheral side of the frame 5, and a ventilation path 14 is formed between the frame 5 and the outer cylinder 13. The airflow discharged from the impeller 9 is guided to the ventilation path 14 through the air guide 10. A plurality of side ventilation holes 15 are provided at positions where the coil ends of the coils 3 are exposed on the outer peripheral surface of the frame 5.
通風路14を通る気流のうち、フレーム5に沿って流れる気流の一部は、側面通風孔1
5を通ってコイル3のコイルエンドに当たることにより、ブラシレスモータの主な発熱源の1つであるコイル3を直接冷却するので、効率良く冷却することが可能となる。
Of the airflow passing through the ventilation path 14, a part of the airflow flowing along the frame 5 is the side ventilation hole 1
By hitting the coil end of the coil 3 through 5, the coil 3, which is one of the main heat sources of the brushless motor, is directly cooled, so that it can be efficiently cooled.
側面通風孔15を通過してコイル3のコイルエンドに接触した気流の内、一部の気流はブラシレスモータの内部を通って固定子と回転子を冷却する。また大半の気流はブラシレスモータの内部の隙間が通風路14に比べて小さいので再び通風路14に戻る。
このように通風路14を流れる気流を大きく遮ることがないので、圧損の大きな増大を抑えることができる。
Of the airflow that has passed through the side vent holes 15 and contacted the coil end of the coil 3, some of the airflow passes through the interior of the brushless motor and cools the stator and the rotor. Most of the airflow returns to the ventilation path 14 again because the gap in the brushless motor is smaller than that of the ventilation path 14.
Thus, since the airflow which flows through the ventilation path 14 is not blocked | interrupted largely, the big increase in pressure loss can be suppressed.
図2は、本発明の実施の形態1における電動送風機のエアガイドとインペラ部を示す図1でのA−A断面図である。図2において、回転軸2に装着された複数枚のブレードを有したインペラ9から外周に向かって吐出された気流は、エアガイド10で徐々に圧力回復された後、外筒13の内側の通風路14へと旋回気流となって送られる。それゆえ、通風路14内に生じた旋回気流によってフレーム5の側面通風孔15内に気流が導入されることとなる。 FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1 showing an air guide and an impeller portion of the electric blower according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 2, the airflow discharged toward the outer periphery from the impeller 9 having a plurality of blades attached to the rotating shaft 2 is gradually recovered by the air guide 10, and then the airflow inside the outer cylinder 13. It is sent to the road 14 as a swirling airflow. Therefore, the airflow is introduced into the side ventilation holes 15 of the frame 5 by the swirling airflow generated in the ventilation path 14.
図3は本発明の実施の形態1におけるブラシレスモータの断面図である。
図3においてフレーム5に設けた側面通風孔15と、集中巻きにしてある複数のコイル3のコイルエンド間に形成される隙間の位置とを合わせている。旋回気流は側面通風孔15からブラシレスモータの内部へ入りコイルエンドに当たって再びブラシレスモータの外へと出るものと、コイルエンドとフレーム5の間を通るものと、コイルエンドの間の隙間からさらに内周側を通って再びブラシレスモータの外へ向かうものとがある。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the brushless motor according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 3, the side ventilation holes 15 provided in the frame 5 are aligned with the positions of the gaps formed between the coil ends of the plurality of coils 3 that are concentrated. The swirling airflow enters the brushless motor through the side ventilation holes 15, hits the coil end and again goes out of the brushless motor, passes between the coil end and the frame 5, and further from the gap between the coil ends to the inner periphery. Some of them go out of the brushless motor again through the side.
旋回気流の妨げをせずに側面通風孔15から内周側に導入しやすくするため、側面通風孔15の旋回気流の上流側のエッジ16が外周側に面する斜面の形状にしている。フレーム5の形状に沿った旋回気流が斜面の形状に沿うため、内周側に向かいやすくなる。これによりコイル3に接触する気流が増加して冷却性能が向上する。 In order to facilitate the introduction of the swirl airflow from the side vent hole 15 to the inner peripheral side without obstructing the swirl airflow, the edge 16 on the upstream side of the swirl airflow of the side vent hole 15 has a shape of a slope facing the outer peripheral side. Since the whirling airflow along the shape of the frame 5 follows the shape of the inclined surface, it becomes easier to go to the inner peripheral side. Thereby, the airflow which contacts the coil 3 increases and cooling performance improves.
また、旋回気流の下流側の側面通風孔15のエッジ17が外周側に向けて突出するように曲がっていることによりフレーム5とコイル3の間とその内側へ導入しやすくなる。これにより、コイル3と接触する気流がさらに増加して冷却性能が向上する。 Further, since the edge 17 of the side ventilation hole 15 on the downstream side of the swirling airflow is bent so as to protrude toward the outer peripheral side, it becomes easy to introduce between the frame 5 and the coil 3 and inside thereof. Thereby, the airflow which contacts the coil 3 increases further, and cooling performance improves.
また、図1において、エアガイド10を通る気流を徐々に変化させるようにファンケース11のエアガイド10の外周側に対面する内側の角を曲面にするとすることで、圧損を低減することができる。 In FIG. 1, pressure loss can be reduced by making the inner corner of the fan case 11 facing the outer peripheral side of the air guide 10 a curved surface so that the airflow passing through the air guide 10 is gradually changed. .
(実施の形態2)
図4は、本発明の第2の実施の形態における電動送風機の一部破断正面図を示すものである。
図4において、1は回転子で、回転子1は回転軸2を中心に配置しており、回転子1の外周側にコイル3と固定子コア4を有する固定子が配置され、固定子コア4はフレーム5に固着されており、このフレーム5とフレーム5に連接したブラケット6とで軸受7、軸受8を保持して回転軸2を回転自在に支持している。
(Embodiment 2)
FIG. 4: shows the partially broken front view of the electric blower in the 2nd Embodiment of this invention.
In FIG. 4, reference numeral 1 denotes a rotor, and the rotor 1 is arranged around a rotation shaft 2. A stator having a coil 3 and a stator core 4 is arranged on the outer peripheral side of the rotor 1. 4 is fixed to the frame 5, and the frame 5 and the bracket 6 connected to the frame 5 hold the bearing 7 and the bearing 8 and rotatably support the rotating shaft 2.
回転軸2の先端にはインペラ9が連結され、インペラ9の周囲にエアガイド10が配置され、エアガイド10の複数チャンネルの独立したディフューザにより、インペラ9から排出された空気を徐々に減速し、圧力回復を行っている。
ファンケース11は中央部に空気を流入するための吸気口を有し、吸気口には樹脂製リング12が配置されており、インペラ9との隙間を最小限にして空気の漏れを防いでいる。
An impeller 9 is connected to the tip of the rotating shaft 2, an air guide 10 is disposed around the impeller 9, and air discharged from the impeller 9 is gradually decelerated by independent diffusers of a plurality of channels of the air guide 10, Pressure recovery is performed.
The fan case 11 has an air inlet for allowing air to flow into the central portion, and a resin ring 12 is disposed at the air inlet, thereby minimizing a gap with the impeller 9 and preventing air leakage. .
フレーム5の外周側にファンケース11に連接された外筒13が設けられ、外筒13の内側に吸音材18が連接してあり、吸音材18は通常、気流を通すのに十分な剛性を有している。そして外筒13及び吸音材18とフレーム5との間に通風路14を形成している。 An outer cylinder 13 connected to the fan case 11 is provided on the outer peripheral side of the frame 5, and a sound absorbing material 18 is connected to the inner side of the outer cylinder 13, and the sound absorbing material 18 usually has sufficient rigidity to pass an air flow. Have. A ventilation path 14 is formed between the outer cylinder 13 and the sound absorbing material 18 and the frame 5.
インペラ9から吐出された気流はエアガイド10を通って通風路14へと導かれる。フレーム5の外周面にコイル3のコイルエンドが露出する位置に側面通風孔15を複数個設けている。通風路14を通る気流のうち、フレーム5に沿って流れるものの一部は側面通風孔15を通ってコイル3のコイルエンドに当たることにより、ブラシレスモータの主な発熱源であるコイル3を直接冷却するので、効率良く冷却することが可能となる。 The airflow discharged from the impeller 9 is guided to the ventilation path 14 through the air guide 10. A plurality of side ventilation holes 15 are provided at positions where the coil ends of the coils 3 are exposed on the outer peripheral surface of the frame 5. Of the airflow passing through the ventilation path 14, a part of the airflow flowing along the frame 5 passes through the side ventilation holes 15 and hits the coil end of the coil 3, thereby directly cooling the coil 3 that is a main heat source of the brushless motor. Therefore, it becomes possible to cool efficiently.
側面通風孔15を通過してコイル3のコイルエンドに接触した気流の内、一部の気流はブラシレスモータの内部を通って固定子と回転子を冷却する。また大半の気流はブラシレスモータの内部の隙間が通風路14に比べて小さいので再び通風路14に戻る。 Of the airflow that has passed through the side vent holes 15 and contacted the coil end of the coil 3, some of the airflow passes through the interior of the brushless motor and cools the stator and the rotor. Most of the airflow returns to the ventilation path 14 again because the gap in the brushless motor is smaller than that of the ventilation path 14.
また、通風路14は吸音材18によって気流が十分に流れる寸法を確保し、かつ気流がフレーム5に近づく方向へ流れるように規制しているので、フレーム5に沿う気流の割合を増やす働きを有している。 In addition, the ventilation path 14 has a function of increasing the ratio of the air flow along the frame 5 because the sound absorbing material 18 ensures that the air flow sufficiently flows and restricts the air flow in a direction approaching the frame 5. is doing.
このように通風路14を流れる気流を大きく遮ることがないので、圧損の大きな増大を抑えることができる。インペラ9から吐出された気流は、実施の形態1の図2と同様に、エアガイド10を通って通風路14へと旋回気流として吐出される。それゆえ、旋回気流によってフレーム5の側面通風孔15に気流が導入される。 Thus, since the airflow which flows through the ventilation path 14 is not blocked | interrupted largely, the big increase in pressure loss can be suppressed. The airflow discharged from the impeller 9 is discharged as a swirling airflow through the air guide 10 to the ventilation path 14 as in FIG. 2 of the first embodiment. Therefore, the airflow is introduced into the side ventilation holes 15 of the frame 5 by the swirling airflow.
図5は本発明の実施の形態2におけるブラシレスモータの断面図である。
図5においてフレーム5に設けた側面通風孔15は、集中巻きにしてあるコイル3のコイルエンドの山の位置に合わせて配置されている。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the brushless motor according to the second embodiment of the present invention.
In FIG. 5, the side ventilation holes 15 provided in the frame 5 are arranged in accordance with the position of the peak of the coil end of the coil 3 that is concentrated.
また、固定子コア4は内周側へ突出したティース20を有しており、ティース20にコイル3を巻回されている。 The stator core 4 has teeth 20 protruding toward the inner peripheral side, and the coil 3 is wound around the teeth 20.
固定子コア4の外周面にはティース20の中央を通る半径方向の延長線上に溝19が設けられ、溝19は回転軸方向へ固定子コア4の両側の端面に連通するように構成されているので、側面通風孔15からブラシレスモータの内部へ入った気流の一部がコア外周の溝19を通ることにより、より冷却効果を高めることができる。 A groove 19 is provided on the outer circumferential surface of the stator core 4 on a radially extending line passing through the center of the teeth 20, and the groove 19 is configured to communicate with both end faces of the stator core 4 in the rotation axis direction. Therefore, a part of the airflow that has entered the brushless motor from the side ventilation holes 15 passes through the groove 19 on the outer periphery of the core, so that the cooling effect can be further enhanced.
側面通風孔15から入ってくる旋回気流の多くはコイルエンドの山にあたって再びフレーム5の外周へと流れていくので、気流の流れを大きく妨げることがない。それにより圧損の増大を抑えながら冷却効率を高めることが実現できる。 Most of the swirling airflow that enters from the side vent holes 15 flows again to the outer periphery of the frame 5 at the coil end crest, so that the airflow is not greatly hindered. Thereby, it is possible to increase the cooling efficiency while suppressing an increase in pressure loss.
なお、溝19は円筒形状の固定子コア4にV溝形状としたが、固定子コア4の磁気回路として不具合がない寸法・形状であればフレーム5との間で固定子コア4の両側の端面に連通する通路を形成するようなものであれば、いかなる形状でも同様な効果が得られることは言うまでもない。 The groove 19 has a V-groove shape in the cylindrical stator core 4. However, if the size and shape do not cause a problem as the magnetic circuit of the stator core 4, the groove 19 is formed between the frame 5 and the both sides of the stator core 4. It goes without saying that the same effect can be obtained with any shape as long as it forms a passage communicating with the end face.
以上のように、本発明にかかる電動送風機は、フレーム外周を流れるエアの圧損を抑えながら、コイルエンドを直接冷却することができるため、送風の効率の低下を抑えながら小型化することが可能となるので、小型・軽量で送風効率が高い電動送風機を実現できる。また、この電動送風機を用いて、小型・軽量で吸込仕事率の高く使い勝手の良い電気掃
除機を実現することができる。
As described above, the electric blower according to the present invention can directly cool the coil end while suppressing the pressure loss of the air flowing on the outer periphery of the frame, and thus can be reduced in size while suppressing the decrease in the efficiency of the blowing. Therefore, a small and light electric blower with high air blowing efficiency can be realized. In addition, by using this electric blower, it is possible to realize a vacuum cleaner that is small and light and has a high suction work efficiency and is easy to use.
1 回転子
2 回転軸
3 コイル
4 固定子コア
5 フレーム
6 ブラケット
7 軸受
8 軸受
9 インペラ
10 エアガイド
11 ファンケース
12 樹脂製リング
13 外筒
14 通風路
15 側面通風孔
16 エッジ
17 エッジ
18 吸音材
19 溝
20 ティース
101 回転子
102 回転軸
103 コイル
104 固定子コア
105 フレーム
106 ブラケット
107 軸受
108 軸受
109 インペラ
110 エアガイド
111 ファンケース
112 樹脂製リング
113 外筒
114 通風路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotor 2 Rotating shaft 3 Coil 4 Stator core 5 Frame 6 Bracket 7 Bearing 8 Bearing 9 Impeller 10 Air guide 11 Fan case 12 Resin ring 13 Outer cylinder 14 Ventilation path 15 Side ventilation hole 16 Edge 17 Edge 18 Sound absorbing material 19 Groove 20 Teeth 101 Rotor 102 Rotating shaft 103 Coil 104 Stator core 105 Frame 106 Bracket 107 Bearing 108 Bearing 109 Impeller 110 Air guide 111 Fan case 112 Resin ring 113 Outer cylinder 114 Ventilation path
Claims (5)
複数のコイルを有した固定子と、
前記固定子を内包し前記回転軸を支持する軸受を保持したフレームと、により構成されたブラシレスモータを備えるとともに、
複数枚のブレードを有し、前記回転軸に固着されたインペラと、
前記インペラの周囲に複数の流路を構成するエアガイドと、
前記インペラおよび前記エアガイドを内包し、中央部に吸気口を配置したファンケースと、
前記フレームの外周に設けられた外筒とを備え、
前記インペラによって発生され前記ファンケースと前記エアガイドによって導かれた空気を、前記フレーム外周に沿って流す通路を前記外筒と前記フレームとの間に構成し、
前記フレームの外周には側面通風孔が複数設けられ、前記側面通風孔は、前記回転軸の鉛直方向から見て前記固定子のコイルエンドが前記側面通風孔を介して露出する位置に配置した電動送風機。 A rotor having a rotation axis;
A stator having a plurality of coils;
A brushless motor that includes a frame that includes a stator and holds a bearing that supports the rotating shaft;
An impeller having a plurality of blades and fixed to the rotating shaft;
An air guide that forms a plurality of flow paths around the impeller; and
A fan case containing the impeller and the air guide and having an air inlet disposed in the center;
An outer cylinder provided on the outer periphery of the frame,
A path for flowing the air generated by the impeller and guided by the fan case and the air guide along the outer periphery of the frame is configured between the outer cylinder and the frame.
A plurality of side ventilation holes are provided on the outer periphery of the frame, and the side ventilation holes are arranged at positions where the coil ends of the stator are exposed through the side ventilation holes when viewed from the vertical direction of the rotating shaft. Blower.
前記側面通風孔は対向する1つの前記コイルのコイルエンドに対し少なくとも1つ以上設けた請求項1に記載の電動送風機。 The stator is formed of a plurality of independent concentrated winding coils,
2. The electric blower according to claim 1, wherein at least one side vent hole is provided for a coil end of one of the opposing coils.
前記側面通風孔の位置は、前記複数のコイルのコイルエンド間に形成される隙間の位置と合うように構成した請求項1に記載の電動送風機。 The stator is formed of a plurality of independent concentrated winding coils,
The electric blower according to claim 1, wherein the position of the side ventilation hole is configured to match the position of a gap formed between coil ends of the plurality of coils.
前記コアは内周側へ突出するティースを備え、
前記コアの外周面には前記ティースの中央を通る半径方向の延長線上に溝を設け、
前記溝は回転軸方向へ前記コアの両側の端面に連通するように構成した請求項1に記載の電動送風機。 The stator has a core made of a magnetic material,
The core includes teeth protruding to the inner peripheral side,
On the outer peripheral surface of the core, a groove is provided on a radially extending line passing through the center of the tooth,
The electric blower according to claim 1, wherein the groove is configured to communicate with end faces on both sides of the core in a rotation axis direction.
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