JPH0787706A - ブロアモータおよびその始動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 風量が大きく、静圧が高く、しかも低騒音
で、安価なブロアモータを得る。 【構成】 筺体２１の一方の開口部にターボファン２４
を取り付け、他方の開口部に臨んで、耐熱巻線を備えた
モータ３１を取り付け、モータ３１の回転軸３２とター
ボファンの駆動軸２８とをモータ３１の回転数を増速す
る増速機構２９を介して結合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ハンドドライヤーな
どに用いられるブロアモータおよびその始動方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】洗面所等に設置され、手洗い後の濡れた
手を温風で乾燥させるものとしてハンドドライヤーがあ
る。このハンドドライヤーは、大風量の加温空気を短時
間に高速で吹き出す構造であり、かつ小型であることが
必要であるため、ファンとモータとを一体化したブロア
モータが用いられている。

【０００３】図２は、このようなハンドドライヤーなど
の用途に用いられる従来のブロアモータを示すもので、
図中符号１は金属製の筺体である。この筺体１は、概略
円筒状のものであって、その一方の開口端には蓋状の吸
気パネル２が取り付けられている。この吸気パネル２の
中央部には吸気孔３が形成されており、ここより外部の
空気が吸気されるようになっている。

【０００４】吸気パネル２の内側にはターボファン４が
設けられており、このターボファン４は、口径が８０〜
１２０ｍｍのものであり、回転数２２０００〜２５００
０ｒｐｍで回転するようなものが用いられる。このター
ボファン４の内側には円形の整流板５が取り付けられて
いる。この整流板５は、ターボファン４で生じて高速流
の空気の流れを整え、後述するモータの方向に流すよう
にするためのものである。

【０００５】また、筺体１の他方の開口端の排気口６に
臨むようにモータ７が設けられている。このモータ７に
は、回転数２００００〜２５０００ｒｐｍで回転するイ
ンバータモータが用いられる。また、モータ７の回転軸
８は、上記ターボファン４の駆動軸９に直結され、ター
ボファン４を高速回転させるようになっている。さらに
モータ７の外装ケース１０には、通風のための通気孔１
１…が多数形成されている。

【０００６】このようなブロアモータにおいては、モー
タ７を回転させることでターボファン４を駆動し、外部
の空気を吸気孔３から筺体１内に吸気する。この空気は
整流板５を経て、モータ７に流れる。モータ７において
は、回転によって電力の一部が熱となり、発熱するが、
この熱が上記空気流によって冷却され、空気流は加温空
気流となって排気口６から排出される。そして、大風量
で静圧の高い空気流を上述のように必要とするため、モ
ータ７に高速回転が可能なインバータモータを用いてタ
ーボファン４を２００００〜２５０００ｒｐｍで回転さ
せるようにしている。

【０００７】しかしながら、このような構造のブロアモ
ータにあっては、ターボファンを上述のように高速回転
させて必要な風量、静圧を確保しているため、ターボフ
ァンから発生する騒音が非常に大きい欠点があった。ま
た、モータとしては、ターボファンを高速回転させるた
めに直流ブラシモータや高価なインバータモータを用い
ねばならず、コストが嵩む欠点もあった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】よって、この発明にお
ける課題は、風量、静圧が大きく、しかも騒音が小さく
安価であるブロアモータを得ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる課題は、筺体の一
開口部に外部の空気を吸気するターボファンを取り付
け、上記筺体の他の開口部に臨んで耐熱巻線を備えたモ
ータを取り付け、このモータの回転軸と上記ターボファ
ンの駆動軸とを上記モータの回転数を増速する増速機構
を介して結合したブロアモータで解決される。

【００１０】以下、この発明を詳しく説明する。図１
は、この発明のブロアモータの一例を示すもので、図中
符号２１は、金属製の筺体であって、円筒体をクランク
状に折り曲げた構造となっており、その一方の開口端に
は吸気パネル２２が取り付けられている。吸気パネル２
２は、円形の蓋状のもので、筺体２１の開口端に着脱自
在に取り付けられるようになっており、その中央部には
吸気口２３が形成され、この吸気口２３から外部の空気
が筺体１内に取り込まれるようになっている。

【００１１】吸気パネル２２の内側にはターボファン２
４が設けられている。このターボファン２４は、その口
径が５０〜２５０ｍｍ程度で、回転数２５００〜２００
００ｒｐｍで回転するものであって、ファンブレードの
軸方向の長さが短い薄型のものが用いられる。また、２
段以上の多段型のものであってもよい。ターボファン２
４の内側には、ターボファン２４で吸気された空気の流
れを整え、筺体２１の他方の開口端の方向へ流す円盤状
の整流板２５が筺体２１に取り付けられている。この整
流板２５の中心には貫通孔２６が形成され、この貫通孔
２６にはアイドラ２７を挿通したターボファン２４の駆
動軸２８が貫通、遊嵌されている。そして、この駆動軸
２８は、増速機構２９の二次軸３０に直結されている。

【００１２】増速機構２９は、後述するモータ３１の回
転軸３２に直結された一次軸３３と、この一次軸３３に
同軸的に取り付けられた一次タイミングプーリ３４と、
ターボファン２４の駆動軸２８に直結された二次軸３０
と、この二次軸３０に同軸的に取り付けられた二次タイ
ミングプーリ３５と、一次および二次タイミングプーリ
３４，３５間に懸け渡された合成ゴム製のタイミングベ
ルト３６とからなるものである。そして、二次軸３０
は、軸受３７，３７で支持され、軸受取付板３８を介し
て筺体２１に固定されている。また、一次タイミングプ
ーリ３４の歯数は、二次タイミングプーリ３５の歯数の
約１〜６倍程度となっており、一次軸３３の回転数に対
して１〜６倍程度の回転数で二次軸３０が回転するよう
になっている。

【００１３】また、モータ３１には、通常の交流誘導モ
ータ、例えばくまとりモータやコンデンサモータなどが
用いられるが、その固定子巻線は耐熱巻線、すなわち耐
熱性の優れた耐熱絶縁電線を巻回したものを用いること
が必要である。このような耐熱絶縁電線としては、絶縁
被膜をセラミック被膜とし、導体を好ましくは、耐熱性
の良好な導電材料から構成したものが用いられ、温度３
５０〜４００℃において２万時間以上の使用に耐える特
性を有するものが選ばれる。

【００１４】具体的には、導体として、ニッケルめっき
銅、銅クラッド鋼、ニッケル、ステンレス鋼クラッド
銅、ニッケルクラッド銅、金、白金、銀−銅合金などが
用いられ、セラミック被膜としては、アルミナ、マグネ
シアなどのセラミック粉末をメチルシリコーン、メチル
フェニルシリコーンなどの熱硬化性樹脂に混合したもの
を導体に塗布し、さらにその上にポリイミドエナメルな
どの耐熱樹脂塗料を塗布、焼付したものなどが用いられ
る。また、上記導体には、その導電率（ＩＡＣＳ）が６
０〜９５％程度のものを用いることもでき、導体に流れ
る電流の一部が熱に変換されやすくしておくこともでき
る。

【００１５】また、モータ３１には、回転数が２５００
〜３５００ｒｐｍの範囲で、起動トルクが０．５ｋｇ・
ｃｍ以上のものが用いられる。特に、本発明では起動ト
ルクが２ｋｇ・ｃｍ以上であることが望ましく、これに
より口径５０〜２５０ｍｍの大口径のターボファン２４
を駆動させることができる。また、モータ３１の円筒状
の外装ケース３９には、ターボファン２４によって筺体
２１内に吹き込まれた空気を通してモータ巻線からの発
熱を放散するための多数の通気孔４０…が形成されてい
る。

【００１６】さらに、この例ではモータ３１の外装ケー
ス３９が筺体２１にほぼ接するように取り付けられ、空
気流がモータ３１の内部を貫流するようになっている。
さらに、モータ３１の回転軸を取り出さない側の端部が
筺体２１の他方の開口端の排気口４１に臨むようにその
位置が定められて筺体２１に取り付けられている。ま
た、この例のブロアモータでは、増速機構２９により、
モータ３１の回転軸３２とターボファン２４の駆動軸２
８とが偏心し、ターボファン２４がモータ３１の側方に
移動した構成となっている。

【００１７】このようなブロアモータにあっては、モー
タ３１の２５００〜３５００ｒｐｍの回転が増速機構２
９によって１〜６倍に増速されてターボファン２４の駆
動軸２８に伝えられ、ターボファン２４は２５００〜２
００００ｒｐｍの回転数で回転する。このターボファン
２４の回転により吸気され空気は、整流板２５で風向が
整えられ、筺体２１内をモータ３１側に流れる。モータ
３１では、その回転に伴ってその巻線から必然的に発熱
するが、この熱はここを通過する空気に伝えられ、空気
は加温されて排気口４１から外部に吹き出される。

【００１８】そして、この例ではターボファン２４とし
て従来のブロアモータよりも大口径のものを用い、高い
トルクを発生するモータ３１で駆動しているため、吹き
出される空気の風量が大きくなり、静圧も高いものとな
る。また、ターボファン２４の回転数を２５００〜２０
０００ｒｐｍと従来のものの約１０〜９０％としている
ので、ここから発生する騒音は著しく低いものとなる。
しかも、ターボファン２４の口径が大きいので、風量、
静圧が低下することもない。したがって、このブロアモ
ータでは例えば風量１．５〜２．５ｍ³ ／分、静圧１０
００〜１２００水柱ｍｍ、騒音レベル（Ａ）６５〜７０
ｄＢの特性を持たせることができる。

【００１９】さらに、モータ３１に高トルクを発生させ
るようにしているため、巻線に大電流が流れ、巻線から
の発熱が大きくなるが、巻線が上述のように耐熱性に優
れた耐熱絶縁電線で構成され、かつ巻線が大風量の空気
で冷却されるため、巻線が熱劣化することは全くない。
しかも、排出される空気は巻線の冷却によって３０〜５
０℃に加温されるので、ハンドドライヤーなどの用途に
好都合となる。

【００２０】またさらに、モータ３１の巻線の電流容量
が大きく、起動時に大電流を流すことができるので、起
動直後から高トルクで回転させることができ、立ち上が
りがよく、起動直後から大風量の空気を高い静圧で送る
ことができる。また、モータ３１の構造そのものは、従
来の誘導モータの同じものであるので、モータ３１は従
来のインバータモータに比べて安価となりうる。

【００２１】本発明のブロアモータの始動は、通常上述
のように、商用交流電流を流すことで行われるが、電源
投入直後から吹出空気の温度の高いものが要求される場
合には、次のような始動方法を採用することができる。
すなわち、モータ３１に交流を流して始動する前に、モ
ータ３１の巻線に直流を短時間流して巻線を直流で予熱
するものである。例えば、電圧５０〜７０Ｖ、電流１０
〜２０Ａの直流電流を３〜５秒間流したのち、直流電流
を断とし、交流電流を流すものである。モータ３１とし
てコンデンサモータを使用したものでは、起動回路から
起動用コンデンサをスイッチにより切り離して交流電流
を短時間流して予熱し、この後起動用コンデンサを復帰
させてモータを回転させるようにしてもよい。また、く
まとりモータでは、スイッチを切り換えてコイルの極性
を変えて回転を止め、この状態で交流電流を短時間流し
たのち、スイッチを切り換えて回転させるようにしても
よい。

【００２２】この方法では、巻線が直流又は交流で発熱
した状態のところにターボファン２４からの空気が送ら
れるので、交流電流印加直後からかなりの温度の温風が
排気口４１から吹き出し、ハンドドライヤーに使用した
ときに乾燥時間の短縮化が可能となる。そして、かかる
始動方法は、モータ３１の巻線として耐熱巻線を用いる
ことによって初めて可能となるものであり、通常のマグ
ネットワイヤを用いたモータでは瞬間的に巻線が焼損し
てしまう。

【００２３】また、本発明のブロアモータにおいては、
そのモータとして、特願平４−４４９５７号、特願平４
−２１８０１７号で提案した発熱モータを用いることも
できる。このモータは、導電率が５〜９５％の導体にセ
ラミック絶縁被膜を設けた耐熱絶縁電線を空芯巻きで平
板状に巻回、固着してコイルとなし、このコイルの両側
面に絶縁層を介して放熱板を圧締して得られたコイル素
子を固定子巻線とするものである。このモータを用いる
ことにより、巻線からの発熱量が先の例のものより大き
くなり、吹き出される空気の温度がかなり高いものとな
る。

【００２４】また、この発明のブロアモータでは、その
増速機構としてタイミングベルトを用いた例を示した
が、これに限られず、プラスチックギアを用いたもの
や、流体を用いたトルクコンバータやＶ−ベルトを用い
たものも採用できるが、増速機構から発生する騒音ので
きるだけ小さいものが好ましい。

【００２５】（実施例）ターボファンとして口径１５０
ｍｍのものを使用し、モータには入力７５０Ｗ、無負荷
回転数２９００ｒｐｍの交流誘導コンデンサモータを使
用した。このモータの固定子巻線には、径１．０ｍｍの
ニッケルめっき銅線にセラミック絶縁被膜を形成したセ
ラミック絶縁電線を用いた。セラミック絶縁被膜の形成
は、アルミナおよびマグネシアをメチルフェニルシリコ
ーン樹脂溶液に分散したものを塗布し、この上にポリイ
ミド塗料を塗布、焼付することによって行った。増速機
構には、図１に示すようなタイミングベルトを用いた増
速比４倍のものを使用した。

【００２６】このブロアモータに交流１００Ｖ、５０Ｈ
ｚの電流を流したところ、通電開始後５〜６秒でターボ
ファンの回転数は９０００〜９２００ｒｐｍに達し、風
量１．９〜２．１ｍ³ ／分、静圧１０００〜１２００ｍ
ｍ水柱となり、風の吹き出し口近傍の温度は約４５℃を
示し、騒音レベル（Ａ）は６３〜６５ｄＢであった。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のブロア
モータにあっては、耐熱巻線を備えたモータを用いてい
るので、大電流を流して高いトルクを発生させることが
可能となり、したがって大口径のターボファンを回転さ
せることができる。そして、大口径のターボファンを使
用できるため、これを低速回転させても風量、静圧は低
下せず、騒音は逆に大きく低減する。このため、このブ
ロアモータによれば大きな風量と高い静圧が得られ、か
つ低騒音となる。さらに、起動直後から大風量の空気を
高い静圧で送ることが可能である。また、モータの構造
自体は、簡単な誘導モータであるので、モータにかかる
費用も低く抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のブロアモータの一例を示す概略構成
図である。

【図２】 従来のブロアモータの一例を示す概略構成図
である。

【符号の説明】

２１…筺体、２４…ターボファン、２９…増速機構、３
１…モータ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筺体の一開口部に外部の空気を吸気する
   ターボファンが取り付けられ、上記筺体の他の開口部に
   臨んで耐熱巻線を備えたモータが取り付けられ、このモ
   ータの回転軸と上記ターボファンの駆動軸とが上記モー
   タの回転数を増速する増速機構を介して結合されている
   ことを特徴とするブロアモータ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のブロアモータを始動する
   前に、予め上記モータの耐熱巻線に直流または交流を短
   時間印加したのち、始動させることを特徴とするブロア
   モータの始動方法。