JP2019187111A

JP2019187111A - Brushless motor and electric blower

Info

Publication number: JP2019187111A
Application number: JP2018076084A
Authority: JP
Inventors: 諒哉藤原; Ryoya Fujiwara
Original assignee: Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Current assignee: Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2018-04-11
Filing date: 2018-04-11
Publication date: 2019-10-24

Abstract

To provide a brushless motor capable of suppressing demagnetization of a magnet unit without reducing input, and an electric blower including the brushless motor.SOLUTION: A brushless motor 3 includes a spindle 10, a frame 14, and a guide portion 15. The spindle 10 includes a shaft 16 and a magnet portion 17 disposed on the shaft 16, and rotates together with a fan 2 disposed on the shaft 16. The frame 14 surrounds a portion of the shaft 16 between the fan 2 and the magnet portion 17 and guides an airflow AF generated by the rotation of the fan 2 to the magnet portion 17 side. The guide portion 15 guides the airflow AF so as to cool the magnet portion 17.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、ファンを回転させるブラシレスモータおよびこれを備えた電動送風機に関する。 Embodiments described herein relate generally to a brushless motor that rotates a fan and an electric blower that includes the brushless motor.

従来、例えば電気掃除機の電動送風機等として用いられるブラシレスモータがある。ブラシレスモータは、外周に複数の対をなす磁極を有する磁石部を備えたスピンドルと、複数のコイルを備えロータを回転させる力を発生するステータと、スピンドルの回転位置を検出するホールＩＣ等の位置検出手段とを備え、位置検出手段により検出したスピンドルの回転位置に応じてコイルに流す電流の向きをスイッチングすることで、スピンドルを回転させる。 Conventionally, for example, there is a brushless motor used as an electric blower of a vacuum cleaner or the like. The brushless motor includes a spindle provided with a magnet portion having a plurality of pairs of magnetic poles on the outer periphery, a stator that includes a plurality of coils and generates a force for rotating the rotor, and a position such as a Hall IC that detects the rotational position of the spindle. Detecting means, and the spindle is rotated by switching the direction of the current flowing through the coil in accordance with the rotational position of the spindle detected by the position detecting means.

このようなブラシレスモータの性能低下の原因の一つとして、例えば磁石部の減磁が挙げられる。磁石部の減磁は、大別して、コイルに流れる電流により発生して磁石部を通過する磁界、および、運転による磁石温度上昇の二つの要因により発生する。 As one of the causes of the performance deterioration of such a brushless motor, for example, demagnetization of a magnet portion can be cited. The demagnetization of the magnet part is roughly divided into two factors: a magnetic field generated by a current flowing through the coil and passing through the magnet part, and a magnet temperature rise due to operation.

磁石部の減磁を抑制するために、例えばブラシレスモータのピーク電流値を抑制する方法、および、磁石部の減磁しやすい部分を切り欠く方法等が採用される。しかしながら、ピーク電流値を抑制することで、ブラシレスモータの入力自体を低下させることとなる。同様に、磁石部を切り欠くことで、磁石部に起因する磁束量が低下することとなり、ブラシレスモータの入力自体を低下させることとなる。そのため、ブラシレスモータの入力を低下させずに磁石部の減磁を抑制することが望まれている。 In order to suppress demagnetization of the magnet portion, for example, a method of suppressing the peak current value of the brushless motor, a method of notching a portion of the magnet portion that is easily demagnetized, and the like are employed. However, by suppressing the peak current value, the input of the brushless motor itself is reduced. Similarly, by cutting out the magnet portion, the amount of magnetic flux due to the magnet portion is reduced, and the input of the brushless motor itself is reduced. Therefore, it is desired to suppress demagnetization of the magnet part without reducing the input of the brushless motor.

特開２００６−３４６０９８号公報JP 2006-346098 A 特開２０１３−２１２０３５号公報JP 2013-212035 A

本発明が解決しようとする課題は、入力を低下させずに磁石部の減磁を抑制できるブラシレスモータおよびこれを備えた電動送風機を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a brushless motor that can suppress demagnetization of a magnet portion without reducing input, and an electric blower including the brushless motor.

実施形態のブラシレスモータは、スピンドルと、フレームと、ガイド部とを備える。スピンドルは、シャフトと、シャフトに配置された磁石部とを有し、シャフトに配置されたファンとともに回転する。フレームは、シャフトのファンと磁石部との間の部分を包囲し、ファンの回転により生じる気流を磁石部側へ案内する。ガイド部は、気流を、磁石部を冷却するように導く。 The brushless motor of the embodiment includes a spindle, a frame, and a guide part. The spindle has a shaft and a magnet portion arranged on the shaft, and rotates together with a fan arranged on the shaft. The frame surrounds a portion of the shaft between the fan and the magnet portion, and guides the airflow generated by the rotation of the fan to the magnet portion side. The guide part guides the airflow to cool the magnet part.

第１の実施形態のブラシレスモータを備えた電動送風機の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of electric blower provided with the brushless motor of 1st Embodiment. (a)は同上電動送風機をファン側から示す斜視図、(b)は同上電動送風機をブラシレスモータ側から示す斜視図である。(a) is a perspective view showing the same electric blower from the fan side, (b) is a perspective view showing the same electric blower from the brushless motor side. 第２の実施形態の電動送風機の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of electric blower of 2nd Embodiment. 第３の実施形態の電動送風機の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of electric blower of 3rd Embodiment. 第４の実施形態のブラシレスモータの一部を示す平面図である。It is a top view which shows a part of brushless motor of 4th Embodiment.

(第１の実施形態)
以下、第１の実施形態を、図面を参照して説明する。 (First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment will be described with reference to the drawings.

図２(a)および図２(b)において、１は電動送風機を示す。電動送風機１は、ファン２を備え、この実施形態のファン２は遠心ファンである。また、電動送風機１は、ブラシレスモータ３を備える。そして、電動送風機１は、図示されない制御回路により駆動が制御される。 In FIG. 2 (a) and FIG.2 (b), 1 shows an electric blower. The electric blower 1 includes a fan 2, and the fan 2 of this embodiment is a centrifugal fan. The electric blower 1 includes a brushless motor 3. The driving of the electric blower 1 is controlled by a control circuit (not shown).

ファン２は、図１に示すように、ブラシレスモータ３により回転されることで空気を中心側から外周側へと押し出すものである。ファン２は、ブラシレスモータ３とは反対側にファン翼４を複数備えている。ファン２は、ファン翼４側がファンカバー５により覆われている。ファンカバー５は、円筒状に形成され、ファン２から押し出された空気をブラシレスモータ３へと導く風路６がファン２との間に形成されている。また、ファンカバー５には、ファン２の中央部を露出させる吸気口７が開口されている。 As shown in FIG. 1, the fan 2 is rotated by a brushless motor 3 to push air from the center side to the outer peripheral side. The fan 2 includes a plurality of fan blades 4 on the side opposite to the brushless motor 3. The fan 2 is covered with a fan cover 5 on the fan blade 4 side. The fan cover 5 is formed in a cylindrical shape, and an air passage 6 that guides air pushed out from the fan 2 to the brushless motor 3 is formed between the fan cover 5 and the fan 2. The fan cover 5 has an air inlet 7 that exposes the center of the fan 2.

ブラシレスモータ３は、本実施形態では例えば単相２極のものである。ブラシレスモータ３は、スピンドル10を備えている。また、ブラシレスモータ３は、スピンドル10を回転可能に保持するベアリング11を備えている。また、ブラシレスモータ３は、スピンドル10を回転させるステータ12を備えている。 In this embodiment, the brushless motor 3 is, for example, a single-phase two-pole motor. The brushless motor 3 includes a spindle 10. The brushless motor 3 includes a bearing 11 that holds the spindle 10 rotatably. The brushless motor 3 includes a stator 12 that rotates the spindle 10.

スピンドル10は、回転磁極を形成するものである。スピンドル10は、出力軸であるシャフト16を備えている。また、スピンドル10は、シャフト16に配置された磁石部17を備えている。 The spindle 10 forms a rotating magnetic pole. The spindle 10 includes a shaft 16 that is an output shaft. In addition, the spindle 10 includes a magnet portion 17 disposed on the shaft 16.

図１に示すように、シャフト16は、上下方向に沿って配置されている。シャフト16の上端部は、フレーム14から突出している。また、シャフト16の下端部には、ファン２が一体的に取り付けられている。 As shown in FIG. 1, the shaft 16 is disposed along the vertical direction. The upper end portion of the shaft 16 protrudes from the frame 14. The fan 2 is integrally attached to the lower end portion of the shaft 16.

磁石部17は、永久磁石により円筒状に形成され、中央部にシャフト16が固着されている。磁石部17は、シャフト16に対して同軸状又は略同軸状に配置されている。磁石部17は、ファン２の配置と逆であるシャフト16の上端部寄りに配置されている。磁石部17には、回転方向に互いに異なる極性を有する磁極が隣接して形成されている。したがって、磁石部17には、回転方向にＮ極とＳ極とが交互に配置されて対をなしている。磁石部17は、ネオジムボンド磁石、又はネオジム焼結磁石等により形成されている。一方、ネオジムボンド磁石は加熱により熱減磁を生じやすいものの、この実施形態の磁石部17は、ネオジムボンド磁石により形成されている。 The magnet portion 17 is formed in a cylindrical shape by a permanent magnet, and a shaft 16 is fixed to the center portion. The magnet portion 17 is disposed coaxially or substantially coaxially with respect to the shaft 16. The magnet portion 17 is disposed near the upper end portion of the shaft 16, which is opposite to the arrangement of the fan 2. In the magnet portion 17, magnetic poles having different polarities in the rotation direction are formed adjacent to each other. Therefore, the magnet portion 17 is paired with N poles and S poles alternately arranged in the rotation direction. The magnet portion 17 is formed of a neodymium bonded magnet, a neodymium sintered magnet, or the like. On the other hand, although the neodymium bond magnet is likely to be thermally demagnetized by heating, the magnet portion 17 of this embodiment is formed of a neodymium bond magnet.

ベアリング11は、複数、例えば一対配置されている。各ベアリング11は、シャフト16を回転自在に保持している。各ベアリング11は、磁石部17に対してそれぞれ下側に配置されている。一対のベアリング11は、シャフト16の軸方向に互いに離れて配置されている。また、一対のベアリング11は、円筒状のスリーブ18に保持された状態でフレーム14に対して固定されている。一対のベアリング11は、スリーブ18の両端部に位置している。 A plurality of, for example, a pair of bearings 11 are arranged. Each bearing 11 holds the shaft 16 rotatably. Each bearing 11 is disposed on the lower side with respect to the magnet portion 17. The pair of bearings 11 are arranged away from each other in the axial direction of the shaft 16. The pair of bearings 11 are fixed to the frame 14 while being held by a cylindrical sleeve 18. The pair of bearings 11 are located at both ends of the sleeve 18.

図２(a)および図２(b)に示すように、ステータ12は、スピンドル10を回転させる固定磁極を構成するものである。ステータ12は、ステータコア21を備えている。ステータ12は、磁石部17の周囲に磁極を形成するコイル22を備えている。また、ステータ12は、コイル22と制御回路とを電気的に接続する端子23を備えている。さらに、ステータ12は、コイル22および端子23をステータコア21に対して絶縁する絶縁体であるステータ絶縁24を備えている。 As shown in FIGS. 2A and 2B, the stator 12 constitutes a fixed magnetic pole for rotating the spindle 10. The stator 12 includes a stator core 21. The stator 12 includes a coil 22 that forms a magnetic pole around the magnet portion 17. The stator 12 includes a terminal 23 that electrically connects the coil 22 and the control circuit. Further, the stator 12 includes a stator insulation 24 that is an insulator that insulates the coil 22 and the terminal 23 from the stator core 21.

ステータコア21は、コイル22により磁極が形成される偶数、本実施形態では２つのティース21aを備えている。一対のティース21aは、径方向に沿って延び、磁石部17の周囲に位置している。また、一対のティース21aには、コイル22により互いに極性が異なる磁極が形成される。さらに、一対のティース21aの終端部は、磁石部17に対して磁気を作用させる磁気作用面となっている。一方のティース21aの磁気作用面は、磁石部17の約半分の周面に対向し、他方のティース21aの磁気作用面は、磁石部17の残りの約半分側の周面に対向している。また、一対のティース21aの各磁気作用面と磁石部17の外周面との間には、僅かな間隙が形成されている。 The stator core 21 includes an even number, in this embodiment, two teeth 21a in which a magnetic pole is formed by the coil 22. The pair of teeth 21 a extends along the radial direction and is located around the magnet portion 17. Further, magnetic poles having different polarities are formed by the coils 22 in the pair of teeth 21a. Further, the terminal portions of the pair of teeth 21a are magnetic action surfaces that cause magnetism to act on the magnet portion 17. The magnetic acting surface of one tooth 21a is opposed to the circumferential surface of about half of the magnet portion 17, and the magnetic acting surface of the other tooth 21a is opposed to the circumferential surface on the other half side of the magnet portion 17. . Further, a slight gap is formed between each magnetic acting surface of the pair of teeth 21a and the outer peripheral surface of the magnet portion 17.

ブラシレスモータ３は、センサ基板13を備えている。センサ基板13は、スピンドル10の磁石部17の磁極の極性を検出することによってスピンドル10の回転位置又は回転角度を検出するもので、例えば位置検出手段としてホールＩＣ等を備えている。センサ基板13は、例えばステータ12の上側に絶縁された状態で重ねられ、例えばねじ等の基板固定部材26によりステータ12とフレーム14に対して固定されている。 The brushless motor 3 includes a sensor substrate 13. The sensor substrate 13 detects the rotation position or rotation angle of the spindle 10 by detecting the polarity of the magnetic pole of the magnet portion 17 of the spindle 10, and includes, for example, a Hall IC as a position detection means. The sensor substrate 13 is superposed on the upper side of the stator 12, for example, and is fixed to the stator 12 and the frame 14 by a substrate fixing member 26 such as a screw.

また、ブラシレスモータ３は、構造体であるフレーム14を備えている。フレーム14は、シャフト16のファン２と磁石部17との間の部分を包囲し、ファン２の回転により生じる気流を磁石部17側へ案内する。フレーム14は、例えば合成樹脂や金属等の部材により、円筒状に形成されている。フレーム14は、図１に示すように、例えば外郭をなす外壁部28と、外壁部28の内方に位置する支持部29と、外壁部28と支持部29とを連結する整流部30とを備えている。そして、フレーム14に対してベアリング11およびステータ12が固定され、スピンドル10がファン２とともにフレーム14に対して回転可能となっている。 The brushless motor 3 includes a frame 14 that is a structure. The frame 14 surrounds a portion of the shaft 16 between the fan 2 and the magnet portion 17, and guides the airflow generated by the rotation of the fan 2 toward the magnet portion 17. The frame 14 is formed in a cylindrical shape by a member such as synthetic resin or metal. As shown in FIG. 1, the frame 14 includes, for example, an outer wall portion 28 that forms an outer shell, a support portion 29 positioned inside the outer wall portion 28, and a rectifying portion 30 that connects the outer wall portion 28 and the support portion 29. I have. The bearing 11 and the stator 12 are fixed to the frame 14, and the spindle 10 can rotate with respect to the frame 14 together with the fan 2.

外壁部28は、円筒状に形成されている。外壁部28は、例えば電動送風機１の最外郭をなしている。外壁部28は、上下方向に沿って軸方向を有している。外壁部28の下端部には、ファンカバー５の上端部が内挿されて固着されている。 The outer wall portion 28 is formed in a cylindrical shape. The outer wall portion 28 forms, for example, the outermost shell of the electric blower 1. The outer wall portion 28 has an axial direction along the vertical direction. The upper end portion of the fan cover 5 is inserted and fixed to the lower end portion of the outer wall portion 28.

支持部29は、ステータ12およびセンサ基板13を支持するとともに、ベアリング11が支持されている。支持部29は、外壁部28の内径よりも小さい外径を有する円形状に形成されている。また、支持部29の外周部には、ファン２とは反対側に向かって湾曲する導風部32が形成されている。さらに、支持部29の下部には、ファン２の一部が挿入される凹部33がファン２に対向する位置に形成されている。また、支持部29の中央部には、ベアリング11を保持するベアリング保持部34が形成されている。さらに、支持部29には、ステータ12およびセンサ基板13が基板固定部材26により固定される固定部35が配置されている。 The support portion 29 supports the stator 12 and the sensor substrate 13, and the bearing 11 is supported. The support portion 29 is formed in a circular shape having an outer diameter smaller than the inner diameter of the outer wall portion. An air guide portion 32 that curves toward the opposite side of the fan 2 is formed on the outer peripheral portion of the support portion 29. Further, a recess 33 into which a part of the fan 2 is inserted is formed at a position facing the fan 2 at the lower portion of the support portion 29. Further, a bearing holding portion 34 that holds the bearing 11 is formed at the center of the support portion 29. Further, a fixing portion 35 on which the stator 12 and the sensor substrate 13 are fixed by the substrate fixing member 26 is disposed on the support portion 29.

導風部32は、ファンカバー５の外周近傍の位置に対向しているとともに、上方に向かって滑らかに湾曲して形成されている。導風部32は、例えば支持部29の全周に連続して形成されている。また、導風部32は、風路６の壁の一部をなし、ファン２の回転により押し出された空気を支持部29の上側に導くように形成されている。 The air guide portion 32 faces the position in the vicinity of the outer periphery of the fan cover 5 and is smoothly curved upward. The air guide portion 32 is formed continuously around the entire circumference of the support portion 29, for example. The air guide portion 32 forms a part of the wall of the air passage 6 and is formed to guide the air pushed out by the rotation of the fan 2 to the upper side of the support portion 29.

凹部33は、ファン２の外径よりも僅かに大きい円形状に形成されている。 The recess 33 is formed in a circular shape that is slightly larger than the outer diameter of the fan 2.

ベアリング保持部34は、支持部29の中央部に円筒状に形成され、ファン２に対して反対側に向かって突出している。また、ベアリング保持部34は、外壁部28と同軸状に形成されている。そして、ベアリング保持部34は、内挿されたスリーブ18を介して一対のベアリング11を保持している。 The bearing holding portion 34 is formed in a cylindrical shape at the center of the support portion 29 and protrudes toward the opposite side with respect to the fan 2. Further, the bearing holding portion 34 is formed coaxially with the outer wall portion 28. The bearing holding part 34 holds the pair of bearings 11 via the sleeve 18 inserted therein.

固定部35は、支持部29のファン２に対して反対側にボス状に突出している。固定部35は、ベアリング保持部34よりも径寸法が小さく、かつ、ベアリング保持部34よりも上方まで突出している。また、固定部35は、例えば一対形成され、ベアリング保持部34を挟んで位置している。 The fixed portion 35 protrudes in a boss shape on the opposite side to the fan 2 of the support portion 29. The fixed part 35 has a diameter smaller than that of the bearing holding part 34 and protrudes upward from the bearing holding part 34. Further, a pair of fixing portions 35 are formed, for example, and are positioned with the bearing holding portion 34 interposed therebetween.

整流部30は、フィン状に形成されている。整流部30は、外壁部28の内周面と支持部29の外縁部とを連結している。また、整流部30は、導風部32と外壁部28との間に亘って形成されている。さらに、整流部30は、周方向に複数、等間隔、又は略等間隔に配置され、互いに離れている。このため、外壁部28と導風部32と整流部30との間に、ファン２の回転により生じる気流AFが通過する空隙Ｇが形成される。空隙Ｇは、周方向に複数形成され、それぞれ風路６と連通している。各空隙Ｇは、フレーム14の外周近傍に配置されている。 The rectifying unit 30 is formed in a fin shape. The rectifying part 30 connects the inner peripheral surface of the outer wall part 28 and the outer edge part of the support part 29. Further, the rectifying unit 30 is formed between the air guide unit 32 and the outer wall unit 28. Furthermore, a plurality of rectifying units 30 are arranged in the circumferential direction at a plurality of equal intervals or substantially equal intervals, and are separated from each other. Therefore, a gap G is formed between the outer wall portion 28, the air guide portion 32, and the rectifying portion 30 through which the airflow AF generated by the rotation of the fan 2 passes. A plurality of gaps G are formed in the circumferential direction, and communicate with the air passage 6. Each gap G is arranged in the vicinity of the outer periphery of the frame 14.

ブラシレスモータ３は、ファン２の回転により生じる気流AFを磁石部17側へ案内するガイド部15を備えている。ガイド部15は、ファン２の回転により生じて空隙Ｇを通過した気流AFを、磁石部17を冷却するようにスピンドル10側に向かって導くものである。ガイド部15は、気流AFが空隙Ｇを通過した位置に形成されている。ガイド部15は、板状に形成され、ファン２側が平面状のガイド面15aとなっている。また、ガイド部15は、本実施形態において、フレーム14に配置してもよく、フレーム14と一体に形成されてもかまわない。ガイド部15の始端部はフレーム14に固定され、終端部はファン２と磁石部17との間に位置している。図１に示すように、ガイド部15の始端部はフレーム14の外壁部28に固定され、終端部はフレーム14の外壁部28の内周面からスピンドル10に向かって突出している。また、ガイド部15の終端部は、軸方向から見て、空隙Ｇに対してスピンドル10側に延出されている。また、ファン２側から見る場合、ガイド部15の始端部は、フレーム14の外壁部28に対して非鋭角状に傾斜されている。すなわち、ガイド部15の始端部とフレーム14の外壁部28とのなす角度θは９０°以上である。本実施形態において、ガイド部15の始端部は、フレーム14の外壁部28に対して直角、又は略直角に傾斜されている。したがって、ガイド部15は、径方向に沿って延びて形成されている。また、ガイド部15は、本実施形態において、フレーム14の外壁部28からスピンドル10側に向かって突出するフランジ状に形成されている。 The brushless motor 3 includes a guide portion 15 that guides the airflow AF generated by the rotation of the fan 2 to the magnet portion 17 side. The guide part 15 guides the airflow AF generated by the rotation of the fan 2 and passing through the gap G toward the spindle 10 so as to cool the magnet part 17. The guide portion 15 is formed at a position where the airflow AF has passed through the gap G. The guide portion 15 is formed in a plate shape, and the fan 2 side is a flat guide surface 15a. In the present embodiment, the guide portion 15 may be disposed on the frame 14 or may be formed integrally with the frame 14. The start portion of the guide portion 15 is fixed to the frame 14, and the end portion is located between the fan 2 and the magnet portion 17. As shown in FIG. 1, the start end portion of the guide portion 15 is fixed to the outer wall portion 28 of the frame 14, and the end portion protrudes from the inner peripheral surface of the outer wall portion 28 of the frame 14 toward the spindle 10. The end portion of the guide portion 15 extends toward the spindle 10 with respect to the gap G when viewed from the axial direction. Further, when viewed from the fan 2 side, the starting end portion of the guide portion 15 is inclined at a non-acute angle with respect to the outer wall portion 28 of the frame 14. That is, the angle θ formed by the start end portion of the guide portion 15 and the outer wall portion 28 of the frame 14 is 90 ° or more. In the present embodiment, the starting end portion of the guide portion 15 is inclined at a right angle or a substantially right angle with respect to the outer wall portion 28 of the frame 14. Therefore, the guide portion 15 is formed to extend along the radial direction. In the present embodiment, the guide portion 15 is formed in a flange shape that protrudes from the outer wall portion 28 of the frame 14 toward the spindle 10 side.

制御回路は、例えばインバータ回路を含むドライバと、ドライバを制御する制御部とを備え、各端子23およびセンサ基板13と電気的に接続されている。そして、制御回路は、ドライバによってコイル22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、各コイル22を介してステータ12のステータコア21の各ティース21a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。 The control circuit includes, for example, a driver including an inverter circuit and a control unit that controls the driver, and is electrically connected to each terminal 23 and the sensor substrate 13. Then, the control circuit controls the direction of the current flowing in the winding of the coil 22 and the energization time by the driver, so that the magnetic poles generated respectively in the teeth 21a of the stator core 21 of the stator 12 via the coils 22 are changed every time. It is comprised so that it may switch to.

次に、第１の実施形態の電動送風機１の動作について説明する。 Next, the operation of the electric blower 1 of the first embodiment will be described.

電動送風機１は、センサ基板13によりスピンドル10の回転位置を検出しつつ、スピンドル10の回転位置に応じて、制御回路により各コイル22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、ステータ12の各ティース21aに順次磁極を形成し、これら磁極とスピンドル10の磁石部17の磁極との反発・吸引によってスピンドル10を回転させる。スピンドル10のシャフト16に接続されたファン２が回転し、ファン２の回転により発生した負圧によって、空気が吸気口７から電動送風機１に吸い込まれる。 The electric blower 1 detects the rotational position of the spindle 10 by the sensor board 13 and controls the direction of current flowing in the windings of the coils 22 and the energization time according to the rotational position of the spindle 10 by the control circuit. The magnetic poles are sequentially formed on the teeth 21a of the stator 12, and the spindle 10 is rotated by repulsion / attraction between the magnetic poles and the magnetic poles of the magnet portion 17 of the spindle 10. The fan 2 connected to the shaft 16 of the spindle 10 rotates, and air is sucked into the electric blower 1 from the air inlet 7 by the negative pressure generated by the rotation of the fan 2.

そして、吸気口７から吸い込まれた空気は、ファン２のファン翼４によりファン２の周囲へと整流されつつ風路６を通過し、フレーム14の導風部32から空隙Ｇへと導かれ、整流部30により整流されながら空隙Ｇを通過してブラシレスモータ３へと流れ込む気流AFとなる。この後、気流AFはガイド部15のガイド面15aに沿ってスピンドル10側へと導かれ、ステータ12のステータコア21のティース21aと磁石部17との間の間隙を通過することで、磁石部17を冷却しながらブラシレスモータ３のフレーム14内を通過して各コイル22および各端子23を冷却しつつ排気される。ガイド面15aは磁石部17より上流側となる。 Then, the air sucked from the air inlet 7 passes through the air passage 6 while being rectified around the fan 2 by the fan blades 4 of the fan 2, and is guided from the air guide portion 32 of the frame 14 to the gap G. The airflow AF flows into the brushless motor 3 through the gap G while being rectified by the rectifying unit 30. Thereafter, the airflow AF is guided to the spindle 10 side along the guide surface 15a of the guide portion 15, and passes through the gap between the teeth 21a of the stator core 21 of the stator 12 and the magnet portion 17, so that the magnet portion 17 The air passes through the frame 14 of the brushless motor 3 while cooling the coil 22 and the terminals 23 and is exhausted while cooling. The guide surface 15a is upstream of the magnet portion 17.

従来技術では、空隙Ｇを通過した後の気流AFは、そのままでは大部分がフレーム14の外周近傍を通過し、中央のスピンドル10に位置する磁石部17の冷却が効率的に行われないこととなる。そこで、本実施形態では、磁石部17を冷却するように気流AFを導くガイド部15を形成することで、気流AFを磁石部17に吹き付けて冷却効率を向上できるので、ブラシレスモータ３の入力を低下させずに磁石部17の減磁を抑制できる。したがって、磁石部17の温度上昇に起因する減磁の発生による電動送風機１の性能低下を抑制できる。 In the prior art, most of the airflow AF after passing through the gap G passes through the vicinity of the outer periphery of the frame 14 as it is, and the cooling of the magnet portion 17 located on the center spindle 10 is not efficiently performed. Become. Therefore, in this embodiment, by forming the guide portion 15 that guides the airflow AF so as to cool the magnet portion 17, the airflow AF can be sprayed on the magnet portion 17 to improve the cooling efficiency. The demagnetization of the magnet part 17 can be suppressed without lowering. Therefore, it is possible to suppress the performance deterioration of the electric blower 1 due to the occurrence of demagnetization due to the temperature rise of the magnet unit 17.

また、ガイド部15の終端部がファン２よりも磁石部17の磁石面に近い側に位置するため、ガイド部15により導かれた気流AFを磁石部17に効率よく当てることができ、磁石部17を効率よく冷却できる。 Further, since the terminal portion of the guide portion 15 is located closer to the magnet surface of the magnet portion 17 than the fan 2, the airflow AF guided by the guide portion 15 can be efficiently applied to the magnet portion 17, and the magnet portion 17 can be cooled efficiently.

さらに、ガイド部15の終端部が空隙Ｇよりもスピンドル10側に延出されていることで、ガイド部15の終端部側を通過して磁石部17へと向かわずに直進する気流AFを抑制し、空隙Ｇを通過した気流AFをガイド部15で確実に受けることができ、ガイド部15により導かれる気流AFを磁石部17へと確実に向かわせることができ、磁石部17を効率よく冷却できる。 Furthermore, since the terminal portion of the guide portion 15 extends to the spindle 10 side from the gap G, airflow AF that passes straight through the terminal portion side of the guide portion 15 and does not go to the magnet portion 17 is suppressed. The airflow AF that has passed through the gap G can be reliably received by the guide portion 15, and the airflow AF guided by the guide portion 15 can be reliably directed to the magnet portion 17, and the magnet portion 17 is efficiently cooled. it can.

また、ファン２側から見て、ガイド部15の始端部をフレーム14に対して非鋭角状としているため、ファン２側に向かって気流AFが逆流しにくく、乱流の発生を抑制でき、スピンドル10側に向かって円滑に気流AFを導くことができる。 In addition, since the starting end of the guide portion 15 is not acute with respect to the frame 14 when viewed from the fan 2 side, the air flow AF is unlikely to flow backward toward the fan 2 side, and the occurrence of turbulence can be suppressed. Airflow AF can be guided smoothly toward the 10 side.

さらに、ガイド部15をフレーム14の外壁部28からスピンドル10側に向かって突出するフランジ状とすることで、ガイド部15がある場所とない場所とを生じさせず、外周側からスピンドル10側に向かって均一に気流AFを送り込ませることができ、冷却効率をより向上できる。 Furthermore, the guide portion 15 is formed in a flange shape that protrudes from the outer wall portion 28 of the frame 14 toward the spindle 10 side, so that there is no place where the guide portion 15 is present and where the guide portion 15 is not present, and from the outer peripheral side to the spindle 10 side. Airflow AF can be sent uniformly toward the head, and cooling efficiency can be further improved.

さらにまた、ガイド部15をフレーム14と一体に形成する場合、接着剤やねじ等でガイド部15をフレーム14等の部品に取り付ける構成と比較して剛性を向上でき、振動値を増加させにくい。 Furthermore, when the guide portion 15 is formed integrally with the frame 14, the rigidity can be improved compared to a configuration in which the guide portion 15 is attached to parts such as the frame 14 with an adhesive or a screw, and the vibration value is hardly increased.

また、ネオジムボンド磁石は高性能磁石のなかでも自由な成形が可能で、製造コストが安価であるものの、磁石粉と樹脂材を混合し成形固化させる製造方法の関係上、材料特性が近い焼結磁石よりも、樹脂材が含まれることで耐熱温度が低く、不純物が多いため減磁が発生しやすい。そこで、本実施形態では、磁石部17を効率よく冷却できることにより、磁石部17をネオジムボンド磁石により形成しても温度上昇による減磁を発生させにくくでき、製品仕様の制限を抑制して、温度上昇に起因する減磁による電動送風機１の性能の低下を抑制できる。 In addition, neodymium bonded magnets can be molded freely among high-performance magnets and are inexpensive to manufacture. However, due to the manufacturing method of mixing and solidifying magnet powder and resin material, sintering has similar material properties. Since the resin material is included rather than the magnet, the heat-resistant temperature is low, and since there are many impurities, demagnetization is likely to occur. Therefore, in the present embodiment, since the magnet portion 17 can be efficiently cooled, demagnetization due to a temperature rise can be made difficult even if the magnet portion 17 is formed of a neodymium bonded magnet, and the restriction on the product specifications is suppressed. It is possible to suppress a decrease in performance of the electric blower 1 due to demagnetization due to the rise.

(第２の実施形態)
次に、第２の実施形態を、図３を参照して説明する。なお、上記第１の実施形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In addition, about the structure and effect | action similar to the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

本実施形態のガイド部15の終端部は、軸方向において、磁石部17と磁石部17に近い側のベアリング11との間に位置している。また、ガイド部15の終端部は、ベアリング11側の磁石部17の端面17aと等しい、又は略等しい位置に配置されている。さらに、ガイド部15の終端部は、フレーム14のベアリング保持部34の外周よりもスピンドル10側に接近する位置まで延びている。また、ガイド部15は、磁石部17側のフレーム14の端部近傍に位置している。 The end portion of the guide portion 15 of the present embodiment is located between the magnet portion 17 and the bearing 11 on the side close to the magnet portion 17 in the axial direction. The terminal portion of the guide portion 15 is disposed at a position that is equal to or substantially equal to the end surface 17a of the magnet portion 17 on the bearing 11 side. Further, the end portion of the guide portion 15 extends to a position closer to the spindle 10 side than the outer periphery of the bearing holding portion 34 of the frame 14. The guide portion 15 is located in the vicinity of the end portion of the frame 14 on the magnet portion 17 side.

そして、ファン２の回転により発生した負圧によって吸気口７から吸い込まれた空気は、ファン２のファン翼４によりファン２の周囲へと整流されつつ風路６を通過し、フレーム14の導風部32から空隙Ｇへと導かれ、整流部30により整流されながら空隙Ｇを通過してブラシレスモータ３へと流れ込む気流AFとなる。この後、気流AFはガイド部15のガイド面15aに沿ってスピンドル10側へと導かれる。 The air sucked from the air inlet 7 by the negative pressure generated by the rotation of the fan 2 passes through the air passage 6 while being rectified around the fan 2 by the fan blades 4 of the fan 2, The airflow AF is guided from the portion 32 to the gap G and flows into the brushless motor 3 through the gap G while being rectified by the rectifier 30. Thereafter, the airflow AF is guided along the guide surface 15a of the guide portion 15 to the spindle 10 side.

このとき、ガイド部15の終端部は、軸方向において、磁石部17と磁石部17に近い側のベアリング11との間に位置していることにより、ガイド部15によって導かれる気流AFが磁石部17に近い側のベアリング11側から磁石部17へと送り込まれることとなる。このため、磁石部17と磁石部17の外周面に対向するステータコア21のティース21aとの間の狭い間隙に気流AFを入り込ませやすくなり、磁石部17をより効果的に冷却可能となる。 At this time, the terminal portion of the guide portion 15 is positioned between the magnet portion 17 and the bearing 11 closer to the magnet portion 17 in the axial direction, so that the airflow AF guided by the guide portion 15 is magnetized. The magnet 11 is fed from the bearing 11 side closer to 17. For this reason, the airflow AF can easily enter the narrow gap between the magnet portion 17 and the teeth 21a of the stator core 21 facing the outer peripheral surface of the magnet portion 17, and the magnet portion 17 can be cooled more effectively.

また、ガイド部15の終端部が、ベアリング11側の磁石部17の端面17aと等しい、又は略等しい位置に配置されているので、ガイド部15の終端部側を通過した気流AFを、そのままベアリング11側の磁石部17の端面17aの位置へと送り込むことができ、磁石部17をより効果的に冷却可能となる。 Further, since the end portion of the guide portion 15 is disposed at a position that is equal to or substantially equal to the end surface 17a of the magnet portion 17 on the bearing 11 side, the airflow AF that has passed through the end portion side of the guide portion 15 is directly used as a bearing. It can be sent to the position of the end surface 17a of the eleventh magnet portion 17, and the magnet portion 17 can be cooled more effectively.

さらに、ガイド部15の終端部は、フレーム14のベアリング保持部34の外周よりもスピンドル10側に接近する位置まで延びているので、ガイド部15が、磁石部17に対して、より接近した位置へと気流AFを導くことができ、磁石部17に対して気流AFをより確実に送り込むことができる。 Further, since the terminal portion of the guide portion 15 extends to a position closer to the spindle 10 side than the outer periphery of the bearing holding portion 34 of the frame 14, the guide portion 15 is positioned closer to the magnet portion 17. The airflow AF can be guided to the airflow, and the airflow AF can be more reliably sent to the magnet portion 17.

(第３の実施形態)
次に、第３の実施形態を、図４を参照して説明する。なお、上記各実施形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。 (Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. In addition, about the structure and effect | action similar to said each embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

本実施形態のガイド部15の終端部は、軸方向において、磁石部17と磁石部17に近い側のベアリング11との間に位置し、かつ、導いた気流AFが磁石部17に対し直接吹き付けられる位置に配置されている。具体的に、ガイド部15は、始端部がファン２側から見てフレーム14の外壁部28に対して鈍角状に形成されているとともに、ガイド面15aの延長面が、ベアリング11側の磁石部17の端面17aの延長面と交差する位置に配置されている。すなわち、ファン２側から見てガイド部15の始端部とフレーム14の外壁部28とのなす角度θは９０°より大きい。ガイド部15は、始端部から終端部に向かって、上方に傾斜するように形成されている。また、ガイド部15の終端部は、フレーム14のベアリング保持部34の外周よりもスピンドル10側に接近する位置まで延びている。さらに、ガイド部15のガイド面15aとは反対側の面とフレーム14の外壁部28との間には、断面三角形状のスペースＳが形成されている。スペースＳには、図示しない他の部品が配置可能となっている。 The end portion of the guide portion 15 of the present embodiment is located between the magnet portion 17 and the bearing 11 on the side close to the magnet portion 17 in the axial direction, and the guided airflow AF directly blows against the magnet portion 17. It is arranged at the position. Specifically, the guide portion 15 is formed with an obtuse angle with respect to the outer wall portion 28 of the frame 14 as viewed from the fan 2 side, and the extended surface of the guide surface 15a is a magnet portion on the bearing 11 side. It is arranged at a position that intersects with the extended surface of the end surface 17a of the seventeen. That is, the angle θ formed between the starting end portion of the guide portion 15 and the outer wall portion 28 of the frame 14 when viewed from the fan 2 side is larger than 90 °. The guide portion 15 is formed to be inclined upward from the start end portion toward the end portion. Further, the end portion of the guide portion 15 extends to a position closer to the spindle 10 side than the outer periphery of the bearing holding portion 34 of the frame 14. Further, a space S having a triangular cross section is formed between the surface of the guide portion 15 opposite to the guide surface 15 a and the outer wall portion 28 of the frame 14. In the space S, other parts (not shown) can be arranged.

このとき、ファン２側から見て、ガイド部15の始端部がフレーム14に対して鈍角状に傾斜しているので、空隙Ｇを通過した気流AFがガイド部15のガイド面15aに沿って、スピンドル10側に向かって徐々に方向を変えられながら流れていく。そのため、空隙Ｇを通過した気流AFがガイド部15に強く吹き付けられたり、ガイド部15によって急激に流れる方向を変えられたりすることがないので、乱流が発生しにくくなり、磁石部17をより効率よく冷却できる。 At this time, since the starting end portion of the guide portion 15 is inclined at an obtuse angle with respect to the frame 14 when viewed from the fan 2 side, the airflow AF that has passed through the gap G extends along the guide surface 15a of the guide portion 15, It flows while gradually changing its direction toward the spindle 10 side. Therefore, since the airflow AF that has passed through the gap G is not strongly blown to the guide portion 15 or the direction in which it flows suddenly is changed by the guide portion 15, turbulence is less likely to occur, and the magnet portion 17 It can be cooled efficiently.

また、ガイド部15が径方向に対しても傾斜しているので、ガイド部15が径方向と略平行に形成されている構成よりも、ガイド部15によって導かれる気流AFを磁石部17に近い側のベアリング11側から磁石部17の端面17a側へと、より効率よく送り込むことができ、磁石部17と磁石部17の外周面に対向するステータコア21のティース21aとの間の狭い間隙に気流AFを入り込ませやすくなるため、磁石部17をより効果的に冷却可能となる。 Further, since the guide portion 15 is also inclined with respect to the radial direction, the airflow AF guided by the guide portion 15 is closer to the magnet portion 17 than the configuration in which the guide portion 15 is formed substantially parallel to the radial direction. Can be fed more efficiently from the bearing 11 side to the end surface 17a side of the magnet portion 17, and the air current flows in a narrow gap between the magnet portion 17 and the teeth 21a of the stator core 21 facing the outer peripheral surface of the magnet portion 17. Since the AF can easily enter, the magnet portion 17 can be cooled more effectively.

さらに、ガイド部15がフレーム14に対して鈍角状に傾斜していることで、ガイド部15の背後のスペースＳに他の部品を配置可能となり、省スペース化につながり、電動送風機１の搭載製品の小型化が可能になる。 Furthermore, since the guide part 15 is inclined at an obtuse angle with respect to the frame 14, it becomes possible to arrange other parts in the space S behind the guide part 15, leading to space saving, and the product mounted with the electric blower 1 Can be miniaturized.

(第４の実施形態)
次に、第４の実施形態を、図５を参照して説明する。なお、上記各実施形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。 (Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. In addition, about the structure and effect | action similar to said each embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

本実施形態のブラシレスモータ３は、単相４極のものである。ステータ12には、ステータコア21のティース21aが４つ形成されている。各ティース21aは、それぞれ放射状に径方向に沿って延びている。また、各ティース21aには、コイル22が取り付けられており、コイル22によって各ティース21aに磁極が形成される。磁石部17の周囲には、互いに異なる極性の磁極が周方向に交互に配置される。また、ガイド部15は、周方向に隣接するコイル22間の磁石部17よりファン２側に配置されている。したがって、ガイド部15は、周方向に互いに離れて４つ形成されている。また、この実施形態では、ガイド部15の始端部がフレーム14に固定され、終端部はコイル22間のファン２側の磁石部17の磁石面に位置している。 The brushless motor 3 of this embodiment is a single-phase four-pole type. The stator 12 is formed with four teeth 21a of the stator core 21. Each tooth 21a extends radially along the radial direction. In addition, a coil 22 is attached to each tooth 21a, and a magnetic pole is formed on each tooth 21a by the coil 22. Around the magnet portion 17, magnetic poles having different polarities are alternately arranged in the circumferential direction. Moreover, the guide part 15 is arrange | positioned at the fan 2 side rather than the magnet part 17 between the coils 22 adjacent to the circumferential direction. Therefore, four guide portions 15 are formed apart from each other in the circumferential direction. In this embodiment, the start end of the guide portion 15 is fixed to the frame 14, and the end portion is located on the magnet surface of the magnet portion 17 on the fan 2 side between the coils 22.

このとき、気流AFが空隙Ｇを通過した位置に、磁石部17を冷却するように気流AFを導くガイド部15を形成する等、上記各実施形態と同様の構成を有することにより、上記各実施形態と同様の作用効果を奏することができる。 At this time, each of the above-described embodiments has the same configuration as each of the above-described embodiments, such as forming a guide portion 15 that guides the air-flow AF so as to cool the magnet portion 17 at a position where the airflow AF has passed through the gap G. The same effect as the form can be achieved.

また、ガイド部15をコイル22間に配置したので、ガイド部15により導かれた気流AFがコイル22により阻害されにくく、磁石部17をより確実に冷却できるとともに、コイル22間のスペースを利用して、ガイド部15を効率よく配置できる。 In addition, since the guide portion 15 is disposed between the coils 22, the airflow AF guided by the guide portion 15 is not easily obstructed by the coil 22, and the magnet portion 17 can be cooled more reliably and the space between the coils 22 can be used. Thus, the guide portion 15 can be arranged efficiently.

なお、上記各実施形態において、ガイド部15は、フレーム14と別体で形成されていてもよいし、フレーム14の内部に位置する他の構造体や部品等と一体に形成されていてもよい。 In each of the above-described embodiments, the guide portion 15 may be formed separately from the frame 14, or may be formed integrally with other structures or components located inside the frame 14. .

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。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

１電動送風機
２ファン
３ブラシレスモータ
10 スピンドル
11 ベアリング
14 フレーム
15 ガイド部
16 シャフト
17 磁石部
22 コイル
28 外壁部 1 Electric blower 2 Fan 3 Brushless motor
10 spindle
11 Bearing
14 frames
15 Guide section
16 shaft
17 Magnet part
22 coils
28 Exterior wall

Claims

A brushless motor that rotates a fan,
A spindle having a shaft and a magnet portion disposed on the shaft, and rotating with the fan disposed on the shaft;
A frame that surrounds a portion of the shaft between the fan and the magnet portion and guides an airflow generated by rotation of the fan to the magnet portion side;
A guide portion that guides the airflow to cool the magnet portion;
A brushless motor comprising:

The brushless motor according to claim 1, wherein a start end portion of the guide portion is fixed to the frame, and a terminal end portion is disposed between the magnet portion and the fan.

A bearing for rotatably supporting the spindle;
The brushless motor according to claim 1, wherein an end portion of the guide portion is located between the magnet portion and the bearing on a side close to the magnet portion.

4. The brushless motor according to claim 1, wherein an end portion of the guide portion extends toward the spindle.

The brushless motor according to claim 1, wherein the guide portion is inclined at a non-acute angle with respect to the frame when viewed from the fan side.

The brushless motor according to claim 5, wherein the guide portion is inclined at an obtuse angle with respect to the frame when viewed from the fan side.

The brushless motor according to any one of claims 1 to 6, wherein the guide portion is formed in a flange shape protruding from the outer wall portion of the frame toward the spindle side.

Comprising a plurality of coils forming magnetic poles around the magnet portion;
The brushless motor according to any one of claims 1 to 6, wherein the guide portion is disposed on the fan side with respect to the magnet portion between the coils.

The brushless motor according to any one of claims 1 to 8, wherein the guide portion is formed integrally with the frame.

The brushless motor according to any one of claims 1 to 9, wherein the magnet portion is formed of a neodymium bonded magnet.

With fans,
The brushless motor according to any one of claims 1 to 10, wherein the fan is rotated;
An electric blower comprising: