JP4942795B2 - 電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、電気掃除機に係り、より詳しくは、掃除機本体に内蔵した電動送風機に関するものである。

従来、電気掃除機を高効率化するために、掃除機本体に内蔵した電動送風機の電動機と遠心羽根車との間に、遠心羽根車側にディフューザベーンを設け、反対側にリターンガイドベーンを設けたディフューザを有し、このディフューザとファンケーシングとの間に、ディフューザベーン側からリターンガイドベーンへの流路となる隙間を設けると共に、ディフューザの外周端からディフューザベーンの外周側の面に至る凹部を設け、さらに、リターンガイドベーンの外径をディフューザベーンの外径より小さくして、ディフューザベーン側からリターンガイドベーンへの通気抵抗を低減するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許第３３３１８７７号公報（第５−７頁、図１）

特許文献１の電気掃除機の電動送風機は、ディフューザベーンの後縁からリターンガイドベーンの前縁の間で流路が急激に拡大するため、ディフューザベーンの後縁下流側の圧力が上昇することにより、ディフューザベーンの翼間の流れに局所的な逆流が生じて流れが不安定になり、特に、低風量側で失速しやすくなるという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、低風量側において失速を抑制し、高効率で吸込み仕事率の高い電動送風機を備えた電気掃除機を提供することを目的としたものである。

本発明に係る電気掃除機は、内部に集塵部や電動送風機が設けられた掃除機本体と、一端が前記掃除機本体に着脱自在に接続され、他端に吸込み具が着脱自在に接続されたホースユニットとからなり、前記電動送風機は、電動機と、該電動機の出力軸に取付けられた遠心羽根車と、外周に主板を有し該主板の上面の円周方向に複数の静翼が設けられ、下面の円周方向に複数の戻り静翼が設けられて前記電動機と遠心羽根車との間に配設されたディフューザと、空気の吸込み口を有し前記遠心羽根車及びディフューザを覆うファンガイドとを備え、前記静翼の外径は前記主板の外径より大きく形成され、該静翼の外周側端部の下流側から前記主板の下面にかけて前記遠心羽根車の反対側に延出された延出部を設け、前記静翼に設けた延出部の延出量が、該静翼の外周側になるにしたがって大きくなるものである。

本発明によれば、電動送風機の静翼の外径を主板の外径より大きく形成したので、静翼の翼間から戻り静翼の翼間までの通風抵抗を低減することができ、また、静翼の外周端部側の遠心羽根車の反対側に延出部を設けたので、静翼から下流側への流れを戻り静翼側へ円滑に導き、両者の間の局所的な逆流を防止することができるため、低風量側において失速を抑制しつつ、高効率で吸込み仕事率の高い電動送風機を備えた電気掃除機を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る電気掃除機の掃除機本体内に設置された電動送風機の縦断面図である。 図１のディフューザの平面図である。 図２のディフューザの斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る電気掃除機の電動送風機を構成するディフューザの平面図である。 本発明の実施の形態３に係る電気掃除機の電動送風機を構成するディフューザの平面図である。 図２のディフューザの作用説明図である。 本発明の実施の形態４に係る電気掃除機の電動送風機を構成するディフューザの平面図である。 本発明に係る電気掃除機の全体構成を示す説明図である。

図８は本発明に係る電気掃除機の全体構成を示す説明図で、この電気掃除機は、掃除機本体１と、この掃除機本体１に着脱自在に接続されたホースユニット４０とからなっている。

掃除機本体１内には、吸引した塵埃を集塵する集塵部２や、フィルタを介して集塵部２の下流側に設置された電動送風機１０などが設けられており、後部には排気口３が設けられている。４は後部側の両側面に設けられた後車輪で、前部側の下面には前車輪（図示せず）が設けられている。

ホースユニット４０は、一端に掃除機本体１に着脱自在に接続される接続部４２を有し、他端に操作部を有する手元ハンドル４３が設けられたホース４１と、この手元ハンドル４３に着脱自在に接続される延長パイプ４４と、延長パイプ４４に着脱自在に接続される吸込み具４５とからなっている。

上記のように構成した電気掃除機において、ホース４１の接続部４２を掃除機本体１に接続し、電源コード（図示せず）を引き出して商用電源に接続し、手元ハンドル４３の電源スイッチをＯＮする。これにより、電動送風機１０が駆動されて被清掃面の塵埃を含む空気が吸込み具４５に吸引され、延長パイプ４４、手元ハンドル４３、ホース４１を通って集塵部２に吸込まれる。そして、塵埃は集塵部２に集塵され、フィルタによって清浄化された空気は電動送風機１０に吸引されてこれを冷却し、排気口３から外部へ排出される。

［実施の形態１］
図１は掃除機本体１内に設置された本発明の実施の形態１に係る電動送風機の縦断面図、図２は図１のディフューザの平面図、図３は同じく斜視図である。なお、以下の説明では、図１の上方（集塵部２側）を上流側、下方（排気口３側）を下流側という。

図１〜図３において、１１はロータ１２とステータ１３とからなり、後述のブラケット２７及びモータフレーム３５に回転自在に支持された電動機で、その出力軸１４には遠心羽根車１５が取付けられている。

２０は電動機１１と遠心羽根車１５との間に配設され、ブラケット２７に固定されたディフューザで、外周には円形の主板２１が設けられている。そして、主板２１の遠心羽根車１５側（以下、上面という）の円周方向には、空気の流れ方向に沿ってほぼ円弧状の複数の静翼２２が、ほぼ等間隔で一体に設けられており、また、遠心羽根車１５の反対側（以下、下面という）には、主板２１からディフューザ２０にかけて、静翼２２と反対方向に向うほぼ円弧状の複数の戻り静翼２４が、ほぼ等間隔で一体に設けられている。

そして、各静翼２２の外周端を結ぶ外径（以下、静翼２２の外径という）は、主板２１の外径より大きく形成され、また、空気の流れ方向（矢印で示す）の下流側端部（外周側端部）から主板２１の下面にかけて、遠心羽根車１５の反対側に延出された延出部２３が形成されており、この延出部２３は外周側になるにしたがって延出量が大きくなっている。

遠心羽根車１５の上部からディフューザ２０の外周にかけて、その内径が静翼２２の外径より大きいファンガイド２５が、これらを覆って設けられており、その中央部には、遠心羽根車１５の吸込み口１６を囲んでベルマウス２６が設けられている。なお、静翼２２の上縁部はファンガイド２５に当接している。

また、ファンガイド２５の下流側には、戻り静翼２４を覆ってディフューザ２０が固定され、軸受を介して電動機１１の出力軸１４を支持するブラケット２７が接合されており、ブラケット２７の下流側には、ブラケット２７に接合されて電動機１１を包囲し、かつ軸受を介して支持するモータフレーム３５が設けられている。そして、ファンガイド２５とディフューザ２０との間には、静翼２２から戻り静翼２４への流路となす隙間２９が形成されており、また、ブラケット２７には電動機室３６に連通する複数の通気口２８が設けられ、モータフレーム３５の下流側には複数の空気吐出口３７が設けられている。

次に、上記のように構成した電動送風機１０の作用について説明する。
電動機１１に電力が供給されると、ロータ１２の回転により出力軸１４に取付ける遠心羽根車１５が回転し、吸込み口１６から空気を吸引する。これにより、前述のように、被清掃面の塵埃を含む空気が吸引され、ホースユニット４０を通って掃除機本体１に吸込まれる。

掃除機本体１に吸込まれ、集塵部２で塵埃が分離されてフィルタで清浄化された空気は、電動送風機１０のベルマウス２６を通り、遠心羽根車１５の吸込み口１６から吸引される。遠心羽根車１５に吸引された空気は昇圧、増速され、矢印で示すように、旋回しながら径方向の外方へ向い、吐出する。

遠心羽根車１５から吐出された空気は、ディフューザ２０の静翼２２の翼間で減速、昇圧され、ディフューザ２０とファンガイド２５との間の隙間２９を通り、戻り静翼２４により通気口２８から電動機室３６内に導かれ、電動機１１を冷却する。そして、モータフレーム３５に設けた空気吐出口３７から排出され、さらに掃除機本体１に設けた排気口３から外部へ排出される。

本実施の形態によれば、静翼２２の外径を主板２１の外径より大きく形成したので、静翼２２側から戻り静翼２４側への流路の通風抵抗を低減することができる。
また、静翼２２の外周部から主板２１の下面にかけて、遠心羽根車１５の反対側（下流側）に延出した延出部２３を設けたので、静翼２２側から戻り静翼２４側への流路の抵抗を低減しつつ、静翼２２と戻り静翼２４との間における局所的な逆流を防止し、静翼２２からの空気の流れを、戻り静翼２４の上流側端部にスムーズに導くことができる。これにより、低風量側において失速を抑制し、高効率で仕事率の高い電動送風機を備えた電気掃除機を得ることができる。

また、静翼２２に設けた延出部２３は、静翼２２の外周側になるにしたがって延出量が大きくなるように形成されているため、静翼２２から流出した空気を、ファンガイド２５に衝突する前に戻り静翼２４側にスムーズに導くことができるので、通風抵抗を低減し、入力電力を節減することができる。

さらに、主板２１の外周形状が円形になっているので、静翼２２とファンガイド２５との間の隙間２９の形状が主板２１の全周にわたって均一になるため、静翼２２の流れ方向の全周にわたって通風抵抗を低減することができる。

［実施の形態２］
図４は本発明の実施の形態２に係る電気掃除機の電動送風機を構成するディフューザの平面図である。なお、実施の形態１と同一又は同じ機能の部分には、これと同じ符号を付してある。
実施の形態１ではディフューザ２０の外周に設けた主板２１の外周形状を円形とした場合を示したが、本実施の形態においては、主板２１外周をほぼ多角形状に形成したものである。

本実施の形態によれば、主板２１の外周をほぼ多角形状としたので、主板２１の外周が円形の場合よりもディフューザ２０とファンガイド２５との間の隙間２９を大きくすることができるため、通風抵抗をさらに低減することができ、これにより、高効率で吸込み仕事率の高い電動送風機を備えた電気掃除機を得ることができる。

［実施の形態３］
図５は本発明の実施の形態３に係る電気掃除機の電動送風機を構成するディフューザの平面図である。なお、実施の形態１と同一又は同じ機能の部分には、同じ符号が付してある。
実施の形態１又は２では、ファンガイド２５の内径が、静翼２２の外径より大きい場合を示したが、本実施の形態においては、静翼２２の外径を、ファンガイド２５の内径とほぼ等しく形成したものである。

ファンガイド２５の内径が静翼２２の外径より大きい場合（例えば、実施の形態１の場合）は、静翼２２を通過した空気は、図６に矢印で示すように、静翼２２から戻り静翼２４へ流入する空気ａ₁と、静翼２２の外周端部とファンガイド２５の内壁との間の狭い隙間３０に流入したのち、前記空気ａ₁と混合する空気ａ₂とが存在する。このため、後者の空気ａ₂が静翼２２の翼間で混合損失を発生させ、圧力上昇の妨となって吸込み仕事率を低下させるおそれがあった。

本実施の形態においては、図５に示すように、各静翼２２の外周端部がファンガイド２５の内壁に当接又は近接して位置するため、両者の間の隙間（図６の隙間３０）がなくなり、静翼２２を通過する空気は、すべて静翼２２側から戻り静翼２４側へ流入する。
このため、静翼２２の翼間における混合損失が発生せず、圧力上昇が促進されて吸込み仕事率のより高い電動送風機１０を備えた電気掃除機を得ることができる。

［実施の形態４］
図７は本発明の実施の形態４に係る電気掃除機の電動送風機を構成するディフューザの平面図である。なお、実施の形態１と同一又は同じ機能の部分には、これと同じ符号を付してある。
本実施の形態は、ファンガイド２５の内径が静翼２２の外径より大きい実施の形態１又は２の電動送風機１０において、ファンガイド２５の内壁に弾性体３１を設けたものである。

本実施の形態によれば、ファンガイド２５の内壁と静翼２２の外周端部との間に形成される隙間（図６の隙間３０）は、ファンガイド２５の内壁に設けた弾性体３１により埋められて無くすことができるので、静翼２２側を通過する空気はすべて戻り静翼２４側へ流入することができる。
このため、静翼２２の翼間に混合損失が発生せず、圧力上昇が促進されて、吸込み仕事率の高い電動送風機を備えた電気掃除機を得ることができる。

また、静翼２２の外周に弾性体３１が存在するため、ディフューザ２０とファンガイド２５を組立てる際に、軸がずれてファンガイド２５が静翼２２に干渉しても、弾性体３１が緩衝材となって静翼２２の損傷を防止することができるので、組立時の不良率が低下し、製造コストを低減することができる。

上記の説明では、図８に示す電気掃除機に本発明に係る電動送風機１０を用いた場合を示したが、これに限定するものではなく、他の構造の電気掃除機にもこの電動送風機を用いることができる。

１ 掃除機本体、２ 集塵部、１０ 電動送風機、１１ 電動機、１４ 出力軸、１５ 遠心羽根車、２０ ディフューザ、２１ 主板、２２ 静翼、２３ 延出部、２４ 戻り静翼、２５ ファンガイド、２７ ブラケット、２９，３０ 隙間、３１ 弾性体、３５ モータフレーム、４０ ホースユニット。

Claims (5)

1. 内部に集塵部や電動送風機が設けられた掃除機本体と、一端が前記掃除機本体に着脱自在に接続され、他端に吸込み具が着脱自在に接続されたホースユニットとからなり、
   前記電動送風機は、電動機と、該電動機の出力軸に取付けられた遠心羽根車と、外周に主板を有し該主板の上面の円周方向に複数の静翼が設けられ、下面の円周方向に複数の戻り静翼が設けられて前記電動機と遠心羽根車との間に配設されたディフューザと、空気の吸込み口を有し前記遠心羽根車及びディフューザを覆うファンガイドとを備え、
   前記静翼の外径は前記主板の外径より大きく形成され、該静翼の外周側端部の下流側から前記主板の下面にかけて前記遠心羽根車の反対側に延出された延出部を設け、
   前記静翼に設けた延出部の延出量が、該静翼の外周側になるにしたがって大きくなることを特徴とする電気掃除機。
2. 前記ディフューザの主板の外周を円形に形成したことを特徴とする請求項１記載の電気掃除機。
3. 前記ディフューザの主板の外周をほぼ多角形状に形成したことを特徴とする請求項１記載の電気掃除機。
4. 前記ファンガイドの内壁に、前記静翼の外周側端部との間の隙間を埋める弾性体を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電気掃除機。
5. 前記静翼の外径を、前記ファンガイドの内径とほぼ等しく形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電気掃除機。

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