JP2005226608A - 電動送風機及びそれを用いた電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】効率が高く、騒音も低減できる電動送風機およびそれを搭載した電気掃除機を提供することを目的とする。
【解決手段】回転自在に保持されたロータ５を有するモータ１５と、前記ロータ５の出力軸であるシャフト６と、前記シャフト６に設けられたインペラ１６と、前記インペラ１６の外周部に通風路を形成するエアガイド１７と、前記エアガイド１７、前記インペラ１６を覆うファンケース１８とを備え、前記ファンケース１８の内面に、前記通風路を通過した空気を方向転換させるための整流部６１を設けた電動送風機１で、前記インペラ１６により排出される空気流は、整流部６１に沿って、スムースに略１８０度方向を転換されるので、方向転換時の損失が低減されるため、電動送風機１の効率が向上する。
【選択図】図１

Description

本発明は、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。

まず、従来の一般的な電気掃除機ならびに電気掃除機用電動送風機の構成について、図７〜図９を用いて説明する。

図７に示すように、電気掃除機の掃除機本体１０１は、前方に集塵室１０２、後方にモータ室１０３を備え、集塵室１０２には集塵用の紙袋１０４が装着されている。電動送風機１は防振性が高いゴムなどの弾力性のある材質で形成される保持部材Ａ１０５によって、ファンケース１８外周側面を保持され、また、同様の保持部材Ｂ１０６によって反負荷側ブラケット１２後方が保持され、掃除機本体１０１のモータ室１０３に組み込まれている。

図８に示すように、電動送風機１は、２は界磁コア３に界磁巻線（省略）を施してなるステータ、５はシャフト６に通された電機子コア７に電機子巻線（略図）８を施し、整流子９を同軸上に配置してシャフト６の両端に設けられた軸受１０によって回転自在に固定されたロータである。ステータ２及びロータ５は負荷側ブラケット１１や反負荷側ブラケット１２に固定され、前記反負荷側ブラケット１２に一対のカーボンブラシ（省略）を異形管１４を介して挿入することでモータ１５を形成している。１９は排気口である。また、出力軸のシャフト６にはインペラ１６が備えられ、インペラ１６の外周部に通風路を形成するエアガイド１７が配されており、前記エアガイド１７は上面の隣り合う静翼２６間によって構成される複数の通路をもつディフューザ部２０と、流れをエアガイド１７下面へと導く流れ変更部２１、さらに戻り通路２２により構成される。そして、ファンケース１８がこれらを覆うように取り付けられ電動送風機１となる。２４は吸気口を示している。

上記構成において、電力が供給されると界磁巻線を伝導した電流がカーボンブラシ（省略）を通って整流子９に伝わり、界磁コア３で発生した磁束と電機子巻線８を通る電流との間で力が発生し、ロータ５が回転する。次にロータ５が回転することにより、ロータ５のシャフト６に固定されたインペラ１６が回転し、インペラ１６内の空気を増速し、増速された空気はエアガイド１７のディフューザ部２０を通り、減速されて流れ変更部２１へと入り込み、方向を略１８０度転換されて、戻り通路２２を通り、モータ１５へと導かれる。そしてその後、ロータ５、ステータ２、カーボンブラシを冷却しながら、反負荷側ブラケット１２の排気口１９より排出される。

上記のような一般的な電動送風機１の構成では、近年の高吸込仕事率化に伴う電動送風機１の高効率化には限界があり、それを補うべく考案された例として、以下の構成が知られている。それによると、図９のようにファンケース１８の外周上に複数のスリット２５を設け、インペラ１６で増速した空気の一部をそこから直線的に放出し、電動送風機１の効率を高めようとするものであった（例えば、特許文献１参照）。
実開昭６１−４７９６４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、インペラ１６から排出される増速された空気は、エアガイド１７のディフューザ部２０を通り、戻り通路２２に向かう際に方向を略１８０度転換される際にロスを発生し、効率向上の妨げとなっていた。

方向転換される際のロスを少しでも低減するためには、ファンケース１８内面のコーナーＲを大きく設定すれば、インペラ１６から排出される増速された空気は、スムースに方向転換されロスの低減が図れるが、ファンケース１８のコーナーＲを大きくすれば、ファンケース１８の外周のストレート部の寸法が小さくなり、電動送風機１を保持する保持部材Ａ１０５との保持に対して有効な接触面が減少するので、保持部材Ａ１０５と電動送風機１の保持力が低下し、電動送風機１を掃除機本体１０１のモータ室１０３に保持することが難しくなり、実現が困難であった。

また、高効率化を目的とする前記特許文献１記載の構成において、ファンケース１８外周上にスリット２５を設け、インペラ１６で増速した空気を放出する場合においても、スリット２５に導かれる空気流がファンケース１８外周の内面に衝突し、損失を招き効率向上の妨げとなっていた。

かつ、ファンケース１８外周にスリット２５が設けられているので、上記従来の一般的な構成にまして保持部材Ａと電動送風機１の保持に有効な接触面が少ない上に、さらに保持部材Ａ１０５とファンケース１８外周面での接触代が少なくなり保持力が欠如し、電動送風機１を掃除機本体１０１のモータ室１０３に保持することが非常に難しくなり、実現が困難であった。

本発明は、上記課題を解決し、効率が高く、騒音も低減できる電動送風機およびそれを搭載した電気掃除機を提供することを目的とする。

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、回転自在に保持されたロータを有するモータと、前記ロータの出力軸であるシャフトと、前記シャフトに設けられたインペラと、前記インペラの外周部に通風路を形成するエアガイドと、前記エアガイド、前記インペラを覆うファンケースとを備え、前記ファンケースの内面に、前記通風路を通過した空気を方向転換させるための整流部を設けたもので、前記インペラにより排出される空気流は、整流部に沿って、スムースに略１８０度方向を転換されるので、方向転換時の損失が低減されるため、電動送風機の効率が向上する。

本発明の電動送風機は、効率が高く、騒音も低減できる電動送風機およびそれを搭載した電気掃除機を提供できる。

第１の発明は、回転自在に保持されたロータを有するモータと、前記ロータの出力軸であるシャフトと、前記シャフトに設けられたインペラと、前記インペラの外周部に通風路を形成するエアガイドと、前記エアガイド、前記インペラを覆うファンケースとを備え、前記ファンケースの内面に、前記通風路を通過した空気を方向転換させるための整流部を設けたもので、前記インペラにより排出される空気流は、整流部に沿って、スムースに略１８０度方向を転換されるので、方向転換時の損失が低減されるため、電動送風機の効率が向上する。

第２の発明は、ファンケースの外周に、インペラからの排気風を排出する開口部を設けたもので、前記インペラにより吸引された気流の一部は開口部より直線的に放出されるため、効率がよく、また、その他の気流は整流部のＲ形状に沿って、スムースに略１８０度方向を転換されるので、方向転換時の損失が低減されるため効率がよく、吸込性能がより向上できる。

第３の発明は、整流部を、ファンケースの内面に圧入固定する構成としたもので、組立て性に優れるとともに、整流部とファンケースとの位置のずれを防止できるので、吸込性能が向上できる。

第４の発明は、整流部を、ファンケースの内面に接着固定する構成としたもので、組立て性に優れ、かつ整流部とファンケースとの位置のずれを防止できることから、整流部とファンケース間の微少な隙間が生じることがないため、さらに吸込性能が向上できる。

第５の発明は、整流部を、ファンケースの内面に溶着固定する構成としたもので、組立て性に優れ、かつ整流部とファンケースとの位置のずれを防止できることから、整流部とファンケース間の微少な隙間が生じることがないため、さらに吸込性能が向上できる。

第６の発明は、整流部を、エアガイドに接着固定する構成としたもので、ディフューザ部の通風路を隙間なく形成できるので、隣り合う他のディフューザ部への漏れを防止でき、さらに吸込性能が向上できる。

第７の発明は、整流部を、エアガイドに溶着固定する構成としたもので、ディフューザ部の通風路を隙間なく形成できるので、組立性がよく、かつ隣り合う他のディフューザ部への漏れを防止でき、さらに吸込性能が向上できる。

第８の発明は、整流部を、吸音性能を有する材料にて形成したもので、発生する騒音を吸収するので、電動送風機から放出される騒音を緩和し、騒音が低減できる。

第９の発明は、第１〜８の発明のいずれか１つの発明の電動送風機を、電気掃除機に搭載したもので、電気掃除機の吸込性能を向上させ、騒音が低減できるので、使用性の高い電気掃除機を提供できる。

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。

（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態を、図１〜図２を用いて説明する。なお従来例と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。

図１は本実施の形態の電動送風機の部分断面図、図２は同電動送風機の要部断面拡大図である。

図１に示すように、出力軸のシャフト６にはインペラ１６が備えられ、インペラ１６の外周部に通風路を形成するエアガイド１７が配されており、前記エアガイド１７は表面の隣り合う静翼２６間によって構成される複数の通風路をもつディフューザ部２０と、流れをエアガイド１７裏面へと導く流れ変更部２１、さらに戻り通路２２により構成される。そして、ファンケース１８がこれらを覆うように取り付けられ電動送風機１となる。２４は吸気口を示している。

また、図２に示すように、ファンケース１８の天面と外周によって形成されるコーナ部には、環状で、かつ、内側に略Ｒ形状部を有する整流部６１が、ファンケース１８とは別部品で備えられている。整流部６１の外径とファンケース１８内径を圧入寸法に設定してあり、整流部６１は、ファンケース１８に固定され、ファンケース１８が、負荷側ブラケット１１あるいは反負荷側ブラケット１２に圧入され固定される際に、エアガイド１７とファンケース１８の間に狭持される。

上記構成において動作を説明すると、電力が供給されると界磁巻線を伝導した電流がカーボンブラシ（省略）を通って整流子９に伝わり、界磁コア３で発生した磁束と電機子巻線８を通る電流との間で力が発生し、ロータ５が回転する。次にロータ５が回転することにより、ロータ５のシャフト６に固定されたインペラ１６が回転し、インペラ１６内の空気を増速し、増速された空気はエアガイド１７のディフューザ部２０を通り、減速されて流れ変更部２１へと入り込み、方向を略１８０度転換されて、戻り通路２２を通り、モータ１５へと導かれる。そしてその後、ロータ５、ステータ２、カーボンブラシ（省略）を冷却しながら、反負荷側ブラケット１２の排気口１９より排出される。

このとき、ディフューザ部２０を通過した空気は、いくらかの動圧エネルギーを有しており、流れ変更部２１で流れを略１８０度転換されると、同部での曲がり損失が増大するが、本実施の形態では、ディフューザ部２０を通過した空気は、ファンケース１８内面に備えられた整流部６１に衝突するとともに、前記整流部６１の略Ｒ形状部に沿って空気流が方向転換され、曲がり損失を抑制しながら、戻り通路２２へ導かれるので、損失は低減される。

このように本実施の形態によれば、エアガイド１７での曲がり損失を低減することができるので、効率のよい電動送風機１が実現できる。

なお、整流部６１はファンケース１８内面と、超音波溶着や、振動溶着といった手段にて固定されれば、整流部６１の位置ずれなどを抑制で出来るとともに、ファンケース１８と整流部６１が一体的に形成されるため、ファンケース１８の強度が増し、電動送風機１の発する振動によるファンケース１８の振動値が低減され、搭載される掃除機本体１の騒音低減にもつながるものである。

また、整流部６１は、ファンケース１８内面に接着剤で固定される構成を取ると、整流部６１とファンケース１８の微少な隙間が接着剤により埋められるため、インペラ１６から排出される空気流が、微少隙間に入り込むことなく効率的にエアガイド１７下方へ導かれるため、より損失の低減が図れ効率のよい電動送風機１が実現できる。

なお、上記に示すように一般的な電動送風機１の構成では、上述のような効果が得られるが、図３に示すように、特許文献１で開示されるようなファンケース１８の外周上に複数の開口部であるスリット２５を設け、インペラ１６で増速した空気の一部をそこから直線的に放出し、電動送風機１の効率を高めようとするものにおいても、同様の効果が得られることはいうまでもなく、かつ、スリット２５が設けられたファンケース１８と保持部材Ａ１０５の間の保持力を低減させることがなく実現できるものである。

また、本実施の形態では、ディフューザ部２０を通過した空気が衝突する整流部６１の部分は略Ｒ形状部となっているが、略Ｒ形状でなくても、なめらかな曲線状であればよい。

（実施の形態２）
次に本発明の第２の実施の形態を、図４用いて説明する。なお第１の実施の形態と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。

図４において、整流部６１は、エアガイド１７のディフューザ部２０を形成する静翼２６の天面と、超音波溶着や振動溶着、あるいは接着により固定される。

以上の構成により動作を説明すると、整流部６１はエアガイド１７の静翼２６の固定されるので、ディフューザ部２０は、３方をエアガイド１７で、もう一方を整流部６１でしかも隙間なく形成される空気通路を形成できるので、インペラ１６から排出された空気流はディフューザ部２０を通過する際に、隣り合うディフューザ部２０へ漏れることなく通過する。従ってこの部分での漏れ損失の低減でき、より損失の低減が図れ効率のよい電動送風機１が実現できる。

（実施の形態３）
次に本発明の第３の実施の形態を、図５を用いて説明する。なお、上記の実施の形態と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。

図５において、整流部６１は一般に吸音材とよばれる材質、たとえば内部に無数の気泡を有する多孔質のウレタン材や、内部に空房層を有するゴム材によって形成されてる。

以上の構成により動作を説明すると、インペラ１６からは移出される空気流は、整流部６１の内面のＲ形状に沿って流れの方向を変えるが、このときに気流が持っている音は、吸音性の高い整流部６１によって、幾分吸収され、電動送風機１外部へ放出されることを抑制される。従って、この部分での騒音低減が図れ、騒音の抑制された電動送風機１が実現できる。

（実施の形態４）
次に本発明の第４の実施の形態を、図６を用いて説明する。なお、上記の実施の形態と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。

図６は電気掃除機に組み込まれた電動送風機１を示したものであり、１０１は前方に集塵室１０２、後方にモータ室１０３を備えた掃除機本体であり、集塵室１０２には集塵用の紙袋１０４が装着されている。

また、電動送風機１は防振性が高いゴムなどの弾力性のある材質で形成される保持部材Ａ１０５によって、ファンケース１８外周側面を保持され、また、同様の保持部材Ｂ１０６によって反負荷側ブラケット１２後方が保持され、掃除機本体１０１のモータ室１０３に組み込まれている。また、電動送風機１はファンケース１８の内面には、整流部６１が設けられている。また、図中の矢印は空気の流れを示している。

以上の構成における動作について説明すると、実施の形態１と同様、電力が供給されると、電動送風機１が駆動し、掃除機前方から空気が吸い込まれる。そして、その空気流はエアガイド１７のディフューザ部２０を通過し、反負荷側ブラケット１２の排気口１９より排出される。

このとき、実施の形態１と同じ理由で、電動送風機１の効率は向上するので、掃除機本体１０１の吸い込み力もアップする。

以上のように本実施の形態によれば、高効率で低騒音な電動送風機１を搭載し、高い吸込力と騒音の低減が図られた電気掃除機を得ることができるので、吸込性が高く、かつ低騒音で、効率よく部屋等の掃除が行えるものである。

以上のように、本発明にかかる電動送風機とそれを用いた電気掃除機は、電動送風機の効率の向上、ならびに電気掃除機の吸込仕事率の向上が図れるので、電動送風機を用いる家庭用電化機器、産業機器等の用途にも幅広く適用できる。

本発明の第１の実施の形態を示す電動送風機の部分断面図 同電動送風機の要部断面図 同他の形態を示す電動送風機の部分断面図 本発明の第２の実施の形態を示す電動送風機の部分断面図 本発明の第３の実施の形態を示す電動送風機の要部断面図 本発明の第４の実施の形態を示す電気掃除機の断面図 従来の電気掃除機を示す断面図 同電動送風機を示す部分断面図 同他の電動送風機の例を示す部分断面図

符号の説明

１ 電動送風機
２ ステータ
５ ロータ
６ シャフト
１２ 反負荷側ブラケット
１３ カーボンブラシ
１５ モータ
１６ インペラ
１７ エアガイド
１８ ファンケース
１９ 排気口
２０ ディフューザ部
２１ 流れ変更部
２２ 戻り通路
２４ 吸気口
２５ 開口部
６１ 整流部

Claims (9)

1. 回転自在に保持されたロータを有するモータと、前記ロータの出力軸であるシャフトと、前記シャフトに設けられたインペラと、前記インペラの外周部に通風路を形成するエアガイドと、前記エアガイド、前記インペラを覆うファンケースとを備え、前記ファンケースの内面に、前記通風路を通過した空気を方向転換させるための整流部を設けた電動送風機。
2. ファンケースの外周に、インペラからの排気風を排出する開口部を設けた請求項１記載の電動送風機。
3. 整流部を、ファンケースの内面に圧入固定する構成とした請求項１または２記載の電動送風機。
4. 整流部を、ファンケースの内面に接着固定する構成とした請求項１または２記載の電動送風機。
5. 整流部を、ファンケースの内面に溶着固定する構成とした請求項１または２記載の電動送風機。
6. 整流部を、エアガイドに接着固定する構成とした請求項１または２記載の電動送風機。
7. 整流部を、エアガイドに溶着固定する構成とした請求項１または２記載の電動送風機。
8. 整流部を、吸音性能を有する材料にて形成した請求項１〜７のいずれか１項に記載の電動送風機。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の電動送風機を備えた電気掃除機。

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