JP2008031902A - 電動送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】製造性を向上できる電動送風機を提供する。
【解決手段】遠心ファンから吹き出した空気を外周側へと整流する複数の上流ブレード68を有する上流風路部63と、上流ブレード68により整流した空気を整流板４の外周側からモータ側へと整流する下流ブレード75を有し上流風路部63と別個に設けた下流風路部64とを軸方向に連結して整流板４を形成する。異なる種類の上流風路部63あるいは下流風路部64の組み合わせを変えるだけで、複数の異なる特性に容易に対応可能となり、製造性を向上できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータと遠心ファンとの間に配設された整流板を備えた電動送風機に関する。

従来、この種の電動送風機は、電動機としてのモータと、このモータの回転軸の先端部に設けられた遠心ファンとの間に、例えば合成樹脂製の整流板が設けられている。そして、モータは、本体ケース内に収容され、整流板は、遠心ファンから吹き出された空気を整流して本体ケース内へと通過させ、この空気により本体ケース内のモータなどを冷却するように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−１２３８０号公報（第４頁、図１）

近年、電気掃除機に使用される電動送風機には、風量、あるいは送風効率などに対して、様々な性能が要求され、それぞれの要求された性能に対応した特性に設定する必要がある。

しかしながら、上述のような電動送風機では、特性が異なるもの毎に異なる複数の整流板全体を設計および製造しなければならず、製造性が良好でないという問題点を有している。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、製造性を向上できる電動送風機を提供することを目的とする。

本発明は、モータと遠心ファンとの間に配設された整流板が、遠心ファンから吹き出された空気を外周側へと整流する複数の上流翼を有する上流風路部と、この上流風路部の上流翼により整流された空気を外周側からモータ側へと整流する複数の下流翼を有する下流風路部とを備え、この下流風路部は、上流風路部とは別個に設けられてこの上流風路部と軸方向に連結されているものである。

本発明によれば、整流板を、上流風路部と、この上流風路部と別個に設けられた下流風路部とを軸方向に連結して形成することにより、異なる種類の上流風路部あるいは下流風路部の組み合わせを変えるだけで、複数の異なる特性に容易に対応可能となり、製造性を向上できる。

以下、本発明の一実施の形態の電動送風機の構成を図面を参照して説明する。

図５に電動送風機１を示し、この電動送風機１は、例えば図示しない電気掃除機、あるいは産業用ブロワなどに用いられるものである。また、この電動送風機１は、モータ２が略有底円筒状の本体ケース３内に配設されているとともに、この本体ケース３の外部に、整流用の整流板４と、モータ２により回転される遠心ファン５とがモータ２側から順次取り付けられ、かつ、この遠心ファン５がファンカバー６により覆われている。

なお、以下、モータ２側を後側、ファンカバー６側を前側として説明する。

モータ２は、本体ケース３の中心軸に沿って配置された回転軸11と、この回転軸11の外周面に設けられた円筒状の整流子としてのコンミュテータ12および回転子としての電機子であるアーマチュア13と、固定子としてのステータ14と、一対のブラシ装置であるカーボンブラシ組立15，15とを備えている。

回転軸11は、軸方向の他端部である前端部が、整流板４に挿通され、この前端部に遠心ファン５が取り付けられている。

コンミュテータ12は、導電性を有し、回転軸11の外周面に固定されてこの回転軸11と一体に回転するもので、外周面にカーボンブラシ組立15，15の先端部が摺接している。

アーマチュア13は、コンミュテータ12よりも前方の回転軸11の外周面に固定されるとともにステータ14の内周側に配置され、コンミュテータ12と電気的に接続されている。

ステータ14は、鉄板が多数積層された平面視四角形板状のステータコア21を有し、このステータコア21の中心部に、アーマチュア13が挿入される略四角形状の挿入孔部22が穿設され、この挿入孔部22は、内周部がアーマチュア13の外周面に所定の間隙を介して対向している。

各カーボンブラシ組立15は、本体ケース３に穿設された一対のブラシ部取付孔24(一方のみ図示)に先端部が挿入されて固定されている。また、各カーボンブラシ組立15は、カーボンブラシ25と、このカーボンブラシ25を保持するブラシホルダ26と、このブラシホルダ26に収容された付勢部材としてのばね27と、ブラシホルダ26に設けられた端子28とをそれぞれ有している。

カーボンブラシ25は、長手方向の一端部がブラシホルダ26から本体ケース３の中心軸方向に突出してコンミュテータ12の外周面に摺接してこのコンミュテータ12と電気的に導通するとともに、長手方向の他端部がブラシホルダ26に挿入されている。

このブラシホルダ26は、カーボンブラシ25の長手方向の一端部がブラシ部取付孔24に挿入され、長手方向の他端部が本体ケース３から外方に突出している。

ばね27は、カーボンブラシ25をコンミュテータ12の外周面に押圧するものである。

端子28は、ブラシホルダ26の長手方向の他端部に突設され、家庭用商用交流電源、あるいは電池などの図示しない電源部に電気的に接続されている。

本体ケース３は、略有底円筒状のケース体としての胴体フレーム31と、この胴体フレーム31の前端部に取り付けられアーマチュア13を軸方向に支持する回転子支持板としてのフレーム32とを有している。

胴体フレーム31は、軸方向の一端である後端面すなわち底面の中心部に、円筒状のモータヘッド部34が後方に突出して設けられている。また、この胴体フレーム31の前端部には、フレーム32が取り付けられる開口部35が形成され、この開口部35の周縁部には、フレーム32の両端部が固定されるフランジ部36が突設されている。さらに、この胴体フレーム31の前端部寄りの外周面には、カーボンブラシ組立15，15がそれぞれ取り付けられる一対のブラシ部取付孔24(一方のみ図示)と、遠心ファン５から吹き出された空気を外部に排気する角孔状の複数の排気口38（一つのみ図示）とがそれぞれ穿設されている。

モータヘッド部34には、モータ２の回転軸11の軸方向の一端部である後端部が挿入されて回転自在に軸支される軸受としてのベアリング41が配設されているとともに、このベアリング41の後部に、このベアリング41に予圧を加えるスラストばね43が収容されている。

また、各ブラシ部取付孔24は、胴体フレーム31を中心軸方向に貫通してそれぞれ設けられている。

一方、フレーム32は、長手状に形成されたフレーム本体45と、このフレーム本体45の両端部に一体に設けられた螺子止め部46とを備えている。

フレーム本体45は、中央部に取付凹部47が形成され、この取付凹部47から両端部の螺子止め部46へと取付凹部47の突出方向と反対側へと傾斜している。また、このフレーム本体45には、取付凹部47の周囲に、整流板４を螺子止めする一対の整流板螺子止め孔48，48が穿設されている。

取付凹部47は、モータ２の回転軸11の軸方向の他端部である前端部が圧入されて回転自在に軸支されるベアリング53が内部に保持されているとともに、外周部が整流板４に挿通されている。また、この取付凹部47の底部の中央部には、回転軸11が前側に突出される突出孔54が穿設されている。

整流板螺子止め孔48，48には、螺子56（一方のみ図示）が挿通されている。

各螺子止め部46は、フレーム本体45に対して両側方向に拡開状に形成され、それぞれの螺子止め部46に一対の螺子孔58（一方のみ図示）が穿設されている。これら螺子孔58には、螺子59（一方のみ図示）が挿通され、この螺子59が、胴体フレーム31のフランジ部36に穿設された螺子止め孔61に螺子止め固定されている。

また、整流板４は、ディフューザとも呼ばれ、遠心ファン５から吹き出された空気を整流してモータ２側へと流すもので、モータ２と遠心ファン５との間に位置し、本体ケース３の前端部を閉塞するように取り付けられている。そして、この整流板４は、図１に示すように、上流風路部63と、この上流風路部63とは別個に設けられた下流風路部64とを軸方向に連結して構成されている。

上流風路部63は、円環状の上流平板部としてのリング形状板66，67間に、複数の上流翼としての上流ブレード68が一体的に形成されている。

リング形状板66は、前面が平坦状に形成されてファンカバー６に密着するように構成されている。

リング形状板67は、後面が平坦状に形成されて下流風路部64に密着するように構成されている。また、このリング形状板67には、上流風路部63と下流風路部64との周方向の位置決めをするための上流位置決め部としての位置決め凸部、すなわち回り止め凸部である位置決めリブ69が後方、すなわち下流風路部64側に突設されている。

各上流ブレード68は、整流板４の中心側から外周方向に向かうように平面渦巻き状に設けられ、周方向に互いに略等しい間隔に離間されている。このため、各上流ブレード68の間には、整流板４の外周に連続する案内風路としての上流案内風路71が区画形成されている。この上流案内風路71は、遠心ファン５から吹き出された空気を内周側から外周側へと螺旋状に案内するものである。

さらに、これら上流ブレード68は、遠心ファン５の外周よりも外方に位置し、この遠心ファン５の外周に対向して、平面視でリング形状板66の内周縁と外周縁との間に形成され、外周縁部がリング形状板67から外周方向へ若干突出している。したがって、これら上流ブレード68の外周縁部とリング形状板67の外周縁部とには、外周凹部72がそれぞれ形成されている。

ここで、上流風路部63は、その材質、あるいは、上流ブレード68の枚数および前後寸法すなわち高さ寸法などが異なる複数種類が用意されている。

例えば、上流風路部63は、遠心ファン５の吹き出し側である外周に対向しているため、特に低風量高圧時に、応力が集中し温度が高くなって入り口側である整流板４の中心側の端部にて変形などが生じやすくなるから、高耐熱性の合成樹脂などにより形成されているもの、あるいは、アルミニウムなどの金属により形成されているものなどを選択する。

そして、上流ブレード68は、高さ寸法が小さいと真空度が増し、高さ寸法が大きいと風量が増すとともに、枚数が多いと送風効率が向上するので、所望の真空度、風量および送風効率に対応して、それらの枚数が設定されている。

例えば、図１および図２に示す上流風路部63aは、上流ブレード68の枚数が１１枚に設定され、図３に示す上流風路部63bは、上流ブレード68の枚数が７枚に設定され、図４に示す上流風路部63cは、上流ブレード68の枚数が１１枚、高さ寸法が上流風路部63a，63bよりも大きく設定されている。

一方、図１および図２に示すように、下流風路部64は、例えば高耐熱性の合成樹脂などにより形成され、略円板状の下流平板部としての下流風路部本体74の後側に、複数の下流翼としての下流ブレード75を一体的に備えている。

下流風路部本体74は、中央部に、モータ２側に突出した凹部76が設けられ、この凹部76の中央部には、フレーム32の取付凹部47が挿通される挿通孔77が穿設されているとともに、この挿通孔77の周囲に、螺子56が螺子止めされる螺子孔78が穿設されている。また、この下流風路部本体74の外周縁部の前側、すなわち上流風路部63側には、上流風路部63と下流風路部64とのそれぞれの中心位置を位置合わせするための位置合わせ部としての段差状の位置合わせ段部79が全周に連続した円環状に形成されている。そして、この位置合わせ段部79には、上流風路部63の位置決めリブ69が挿通嵌合されて上流風路部63と下流風路部64との周方向の位置決めをするための下流位置決め部としての回り止め部である位置決め孔81が穿設されている。そして、この位置決め孔81と、位置決めリブ69とにより、位置決め部82が構成されている。

下流ブレード75は、下流風路部本体74から後側へと突設され、中心側から外周方向に向かうように上流ブレード68と反対方向の平面渦巻き状に設けられ、下流風路部本体74の周方向に互いに略等しい間隔に離間され、例えば１６枚形成されている。このため、各下流ブレード75の間には、下流風路部本体74の外周部に連続する下流案内風路83が区画形成されている。この下流案内風路83は、下流風路部本体74の外周縁部にて外周凹部72を介して上流案内風路71に連通し、この上流案内風路71により外周方向へと案内された吸込風を整流板４の後側で中心側へと螺旋状に案内するものである。

図５に戻って、遠心ファン５は、モータ２の回転軸11と一体的に回転するもので、円板状に設けられた後面シュラウド85、この後面シュラウド85の前方に位置する前面シュラウド86、および、これらシュラウド85，86の間に一体に設けられたファン翼87を備えている。

後面シュラウド85は、モータ２の回転軸11が嵌挿される嵌挿孔91が中心部に穿設されている。また、この後面シュラウド85は、回転軸11が挿通される円環状の後部ファンワッシャ93と前部ファンワッシャ94とで前後に挟持されている。そして、前部ファンワッシャ94は、ナット95により回転軸11の前端側に固定されている。

一方、前面シュラウド86には、丸孔状の通風孔97が中心部に穿設され、この通風孔97の周囲から、後面シュラウド85に向けて傾斜状に拡径されている。

ファン翼87は、平面視で通風孔97の周縁部近傍から遠心ファン５の外周方向に向かうように、整流板４の上流ブレード68と反対方向の平面渦巻き状に設けられ、複数の吸気風路98を区画形成する壁状に形成されている。これら吸気風路98は、整流板４の上流案内風路71に連通している。

そして、ファンカバー６は、遠心ファン５の外径寸法に略対応する平面視円形状のカバー本体101と、このカバー本体101の外周縁部に額縁状に形成された額縁部102と、この額縁部102の外周縁部から後側に突設された嵌着部103とを有している。

カバー本体101の中央部には、丸孔状の吸込口105が開口形成され、この吸込口105の周縁部から外周方向へと、遠心ファン５の前面シュラウド86の形状に対応して傾斜状に形成されている。また、このカバー本体101の後面の吸込口105の外周縁部には、遠心ファン５の通風孔97の周縁部が摺接してこの通風孔97を吸込口105に気密に接続するシール部材106が取り付けられている。

額縁部102は、カバー本体101の外周縁部に対して後側に段差状に形成され、電動送風機１の中心軸に対して略直交する平坦面である額縁面102aを有し、この額縁面102aの内側に整流板４のリング形状板66の前面側が密着している。

そして、嵌着部103は、整流板４の外周面に対向するように形成され、胴体フレーム31のフランジ部36の外周縁部に後端部が嵌合されている。

次に、上記一実施の形態の作用を説明する。

まず、整流板４は、所望の特性に対応する上流風路部63を選択し、位置決めリブ69と位置決め孔81とを位置合わせしつつ、下流風路部64の位置合わせ段部79上に、選択した上流風路部63のリング形状板67を載置して組み立てる。

この組み立てた整流板４を電動送風機１に組み付けることで、上流風路部63と下流風路部64とが、ファンカバー６とフレーム32とにより前後から挟持されることで、これら上流風路部63と下流風路部64との連結状態が維持される。

そして、電動送風機１は、端子28へと給電されることでモータ２が駆動し、回転軸11が遠心ファン５と一体に回転すると、この遠心ファン５の回転により生じる負圧によりファンカバー６の通風孔97から電動送風機１内へと空気が吸い込まれる。この吸い込まれた空気は、通風孔97を介して遠心ファン５の吸気風路98に流入した後、ファン翼87に沿って遠心ファン５の外周方向へと吹き出される。

この遠心ファン５から吹き出された空気は、整流板４の上流風路部63の上流案内風路71に流入し、上流ブレード68に沿って整流板４の前面側を中心軸側から外周方向へと螺旋状に案内された後、外周凹部72を介して整流板４の外周部から下流案内風路83に流入し、下流ブレード75に沿って整流板４の下流風路部64を外周側から中心軸方向へと螺旋状に案内されて静圧化され、フレーム32の両側を経由して胴体フレーム31の開口部35から本体ケース３内へと流入する。

そして、本体ケース３内へとモータ２側に流入した空気は、ステータ14に吹き付けられてこのステータ14を冷却するとともに、さらにカーボンブラシ組立15のカーボンブラシ25を冷却しつつ、排気口38から電動送風機１の外部へと排気される。

上述したように、上記一実施の形態によれば、整流板４を、上流風路部63と、この上流風路部63と別個に設けられた下流風路部64とを軸方向に連結して形成することにより、異なる種類の上流風路部63と下流風路部64との組み合わせを変えるだけで、複数の異なる特性に容易に対応可能となり、複数の特性に対応した複数種類の整流板自体を製造せずに済み、製造性を向上できる。

本実施の形態では、上流風路部63として、例えば材質、上流ブレード68の枚数、あるいは高さ寸法などが異なるものを選択して用いることができる。

例えば、上流風路部63を樹脂で形成した場合には、整流板４の製造コストを低減できるとともに、整流板４、ひいては電動送風機１の軽量化が可能になる。

また、上流風路部63をアルミニウムなどの金属で形成した場合には、上流ブレード68の肉厚を大きくすることなく強度を確保できるので、上流ブレード68の肉厚による空気抵抗を低減して整流作用を確保して送風効率を確保できるとともに、上流案内風路71を広く確保でき、かつ、上流風路部63により電動送風機１の放熱効果を得ることができる。

特に、整流板４においては、下流風路部64よりも、遠心ファン５に近い上流風路部63の方が、電動送風機１の特性への影響が大きいから、この上流風路部63を適宜選択できるようにすることで、この整流板４を用いた電動送風機１の特性を、より効率よく変化させることができる。

さらに、上流風路部63と下流風路部64との間に、互いの周方向の固定位置を位置決めする位置決め部82を形成することで、上流風路部63と下流風路部64との周方向の位置合わせが容易になる。

そして、上流風路部63と下流風路部64とは、ファンカバー６とフレーム32とにより前後から挟持されているため、互いに接着および乾燥などする工程が必要なく、製造性がより向上するとともに、例えば一方が損傷した場合などでも、交換などが容易となる。

また、上流風路部63の前側に、リング形状板66を設けることで、このリング形状板66が、ファンカバー６の額縁部102の額縁面102aに略隙間なく密着し、上流ブレードの先端部を直接額縁面に当接させる従来のように、上流案内風路71を通過する空気に乱流を発生させる、額縁面102aと整流板４との間での隙間が形成されることを防止でき、送風効率の低下を防止でき、かつ、上流風路部63側に、額縁面102aとの隙間を閉塞するための精密な加工が必要ないので、製造性をも向上できる。

なお、上記一実施の形態において、位置決め部82としては、例えば下流風路部64側に凸部を形成し、上流風路部63側に凹部を形成する構成、あるいは、これら風路部63，64の双方に凹凸部を形成する構成など、他の様々な構成とすることができる。また、位置決め部82としては、凹凸形状に限定されるものではない。

さらに、位置決め部82を複数形成するなどにより、上流風路部63と下流風路部64との周方向への位置合わせができれば、位置合わせ段部79を必ずしも設ける必要はない。

そして、上記一実施の形態では、上流風路部63を下流風路部64に対して適宜選択したが、下流風路部64を上流風路部63に対して選択する構成、あるいは、風路部63，64をともに選択する構成でもよい。

また、電動送風機１は、電気掃除機、あるいは産業用ブロワなど以外の用途も可能である。

本発明の第１の実施の形態の電動送風機の整流板を示す分解斜視図である。 同上整流板を示す平面図である。 同上上流風路部の他の実施の形態を示す斜視図である。 同上上流風路部のさらに他の実施の形態を示す斜視図である。 同上電動送風機を一部を切り欠いて示す側面図である。

符号の説明

１ 電動送風機
２ モータ
４ 整流板
５ 遠心ファン
11 回転軸
63 上流風路部
64 下流風路部
68 上流翼としての上流ブレード
75 下流翼としての下流ブレード
82 位置決め部

Claims (2)

1. 回転軸を備えたモータと、
   前記回転軸の一端側に設けられた遠心ファンと、
   前記モータと前記遠心ファンとの間に配設された整流板とを具備し、
   前記整流板は、
   前記遠心ファンから吹き出された空気を外周側へと整流する複数の上流翼を有する上流風路部と、
   この上流風路部の上流翼により整流された空気を外周側から前記モータ側へと整流する複数の下流翼を有する下流風路部とを備え、
   この下流風路部は、前記上流風路部とは別個に設けられてこの上流風路部と軸方向に連結されている
   ことを特徴とした電動送風機。
2. 上流風路部と下流風路部との少なくともいずれか一方は、互いの周方向の固定位置を位置決めする位置決め部を有している
   ことを特徴とした請求項１記載の電動送風機。

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