JP2000120599A - 電動送風機及びそれを搭載した電気掃除機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】低損失で、部品点数を増加させず、軽量な騒音
低減効果を持った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。 【解決手段】電動送風機を電気掃除機本体に取り付ける
防振ゴムに関して、それがファンケーシングと接する面
側に空洞を設け、この空洞と１対１に対応する小孔をフ
ァンケーシングに開け、ディフューザからリターンガイ
ドに至る流路部分に連通させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電動送風機およびそ
れを搭載した電気掃除機に関し、特に、電動送風機を掃
除機本体に支持する弾性体について、低損失な騒音低減
機能を持たせる構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気掃除機の主音源である電動送風機
は、高出力化と小型化を追求するにつれ騒音が増大して
きた。一方で電気掃除機本体にも小型化の要求があり、
本体側に騒音対策を行うスペースが少なくなっている。
したがって電動送風機自身から掃除機本体側に音が漏れ
る前にできる限り騒音低減しておくことが望まれる。

【０００３】従来の実際に使用される電動送風機自身の
騒音対策法には、羽根車の動翼枚数とディフューザの静
翼枚数の組み合わせ方を選ぶ方法がある。これは比較的
性能のロスを招かずに騒音の制御が可能である。

【０００４】次に一般的に行われている手法としては、
取りうるスペースに吸音材を詰めたり、吸音性の素材で
構造部材を形成するという手法がある。これらは一般的
な技術ではあるが、実際に効果的に吸音を行えるサイズ
の吸音素材を電動送風機内部に取り込むことは寸法的に
不可能である。

【０００５】また特開平9−264298 号に示されるよう
に、電動送風機のディフューザ部流路の壁面として気柱
溝を設けた部材を取り付けて、ディフューザ部を伝播す
る音を気柱溝にて共鳴させることによって音のエネルギ
ーを減衰させたり、ディフューザ部流路に面するファン
ケーシングに小孔をあけて、音のエネルギーを逃がすと
いった手法がある。この手法ではディフューザ部に設け
る大きな気柱の穴の影響で流れを乱し損失を増加させた
り、騒音低減のための新たな部品が必要になるなどの問
題があった。

【０００６】また昭62−70695 号公報に示すように、羽
根車外周近傍にあたるファンケーシング面に穴をあけ、
防振ゴムに設けられた凹部とこの穴をつなぐことによ
り、膨張型の消音器を形成し騒音低減を図る手法もあ
る。これは部品点数の増加にはつながらないが、羽根車
部まで覆う大きな防振ゴムを必要とするため重量がかさ
んだり、羽根車部とファンケーシング間に形成される流
れを乱して羽根車の回転損失を増加させ掃除機の出力を
低下させるという問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、部品
点数の増加や、重量増加，損失増加の懸念のあった従来
型の電動送風機の騒音低減構造に対して、部品点数の増
加なく、小型軽量で、低損失な騒音低減構造を有する電
動送風機およびそれを搭載した電気掃除機を提供するも
のである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の電動送風機は、
電動機と、その回転軸に直結された気流発生用の遠心羽
根車と、発生した気流を転向し減速する翼付きのディフ
ューザと、ディフューザから流出した気流を電動機側へ
流し込むリターンガイドと、これら遠心羽根車，ディフ
ューザ，リターンガイドを内包し、かつディフューザと
リターンガイドにおいては流路壁面の一部を兼ねるファ
ンケーシングと、ファンケーシングに接して設置される
弾性体とを備えており、弾性体にはファンケーシングと
接する面側において、少なくとも一つ以上の凹部を設
け、この凹部とつながるように凹部一つに対して一つの
貫通孔をファンケーシングに開けた構造を備えている。

【０００９】また、これらの凹部内に消音性を持つ部材
を充填してもよい。

【００１０】また、これらの貫通孔を弾性膜によって塞
いでもよい。

【００１１】また、これらの凹部同士を互いに結合して
もよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態例に
係る電動送風機及びそれを搭載した電気掃除機を、図を
用いて説明する。

【００１３】図１に示す電気掃除機の本体の縦断面図を
用いて、電気掃除機本体２０１の構成を説明する。電気
掃除機本体２０１は、下ケース３０１，上ケース３０２
及び集塵蓋３０３により、外郭が構成される。集塵蓋３
０３には、吸込口３０４が形成され、その内側には、前
記吸込口３０４に接合される集塵袋３０５を収納する集
塵室３０６が形成されている。集塵室３０６の後方に
は、フィルタ３０９を介して、電動送風機室３０７が接
続し、電動送風機３０８が収納されている。

【００１４】吸込口３０４から吸い込まれた空気は、集
塵袋３０５にて粉塵を取り除かれ、フィルタ３０９を通
過した後、電動送風機３０８に流入する。電動送風機３
０８からの排気は、排気口３１０から外部に放出され
る。

【００１５】次に図２を用いて、本発明の一実施の形態
例に係る電動送風機３０８について説明する。電気掃除
機の電動送風機３０８は、電動機２と送風機１から構成
されている。

【００１６】電動機２は、ハウジング３およびエンドブ
ラケット９からなる電動機ケースと、前記電動機ケース
に収納される回転軸４を有するロータ５及びステータコ
イル６が巻装されたステータ７から構成されている。

【００１７】送風機１は、回転軸４に直結された遠心羽
根車１２と、該遠心羽根車１２の外周側に設置されたデ
ィフューザ１１と、該ディフューザ１１の背面に位置す
るリターンガイド１４と、遠心羽根車１２，ディフュー
ザ１１，リターンガイド１４を内包し、空気吸込口１３
ｂを持ち、上記電動機ケースと接続されるファンケーシ
ング１３とから構成されている。

【００１８】電動送風機３０８においては、電動機２を
駆動して遠心羽根車１２を回転させると、空気吸込口１
３ｂから空気１０１が流入し、遠心羽根車１２の外周部
に近接するディフューザ１１に流入する。ディフューザ
１１に流入した空気１０２は、リターンガイド１４に導
かれ、ハウジング３に流入する。ハウジング３に流入し
た空気１０４は、電動機２のロータ５及びステータコイ
ル６，ブラシ１５の冷却を行った後、外部に排出され
る。

【００１９】さらには、ディフューザ１１からリターン
ガイド１４に至る流路部分に、ファンケーシング１３の
外側に防振ゴム１６が取り付けられ、これを介して電動
送風機３０８は掃除機本体２０１に固定される。

【００２０】図３は、送風機１を回転軸方向から見た図
である。遠心羽根車１２の外側にディフューザ１１が設
置されている。遠心羽根車１２が反時計回りに回転する
と、空気取り入れ口２１から空気が流入し、遠心羽根車
中で動翼２２に沿って流れ２３は昇圧される。動翼後縁
２４から流出した流れは、固定されたディフューザ１１
に流入し、流れ２５は静翼２６に沿って圧力回復され
る。

【００２１】動翼後縁２４は、回転に伴い静翼前縁２７
に周期的に接近する。この際に、動翼後縁２４からの流
れが静翼前縁２７と干渉し、翼表面に周期的な圧力変動
を生じ、音波となって放出される。ここで、干渉によっ
て発生した周期的な音波は、そのまま外部に放出される
ばかりではなく、隣接するディフューザ１１によって囲
まれて形成される重なり部２８が持つ音の共鳴管として
の効果により、音の強さが増幅されて放射されることが
ある。この時、重なり部２８内には定在波が立っている
ことが分かっている。

【００２２】従って、電動送風機自身から放射される騒
音を低減するためには、ディフューザ１１を通過してい
く音波の減衰とともに、翼間重なり部２８における共鳴
管として強め合う効果、即ち定在波を取り除いてやる必
要がある。ここで、通過音波も定在波もともに圧力の変
動であることを利用した本発明の構造を説明する。

【００２３】図４は本発明の実施の一形態例で、図２に
おける防振ゴム１６近傍を拡大した図である。また図５
は図４を回転軸側から見た図で、右半分に防振ゴムの透
視図が描いてある。空洞３１が設けられた防振ゴム１６
はファンケーシング１３に密着し、空洞３１とディフュ
ーザ部流路３３をつなぐように小孔３２が開けられてい
る。電動送風機が運転されると、ファンケーシング１３
には前向き３４の方向に動こうとする力が働くので、掃
除機本体とファンケーシングとに挟まれた防振ゴム１６
は自動的にファンケーシング１３と密着し、気密性が保
たれる。

【００２４】小孔部分３２の空気の動きに対して空洞３
１はバネとして作用する。流れ部３３を伝わる圧力変動
によって小孔部分３２が揺さぶられると、空洞３１のバ
ネ効果によりその振動が減衰させられる。この共鳴器の
原理により圧力変動を低減し、騒音を小さくすることが
可能になる。ここで、小孔部分３２や空洞３１の形状は
任意である。

【００２５】図６，図７に本発明の構造による騒音低減
効果を従来例と比較して示す。横軸には電動送風機の回
転数を、縦軸には、図６においては騒音の離散周波数成
分である羽根音の２次の高調波成分のレベルを、図７に
おいては騒音のオーバーオールレベルを示す。図６から
分かるように、羽根音のレベルが特に増大する回転数に
て騒音の抑制効果が大きく、その結果図７から分かるよ
うに同一回転数にてオーバーオールレベルを大きく低減
する効果がある。また、この時の電動送風機の効率低下
はごくわずかで、低損失な騒音低減策であることが判明
した。

【００２６】図８は本発明の実施の別の形態例を示した
ものである。図４に示される構造の凹部３１内に、消音
性を持つ部材４１を充填した例である。消音部材４１を
充填することで凹部３１における圧力変動をさらに低減
できる。

【００２７】図９は本発明の実施の別の形態例を示した
ものである。図４ではファンケーシング１３の小孔３２
をディフューザ側に取り付けていたが、ここではディフ
ューザからリターンに至る流路部分３３の転向部に開け
られている。それに対応して防振ゴム１６内の凹部３１
もファンケーシング１３の外周側に設置される。ここは
ディフューザ１１の出口側ゆえ流速が遅く、小孔３２を
開けたことによる損失を一層小さくすることができる。

【００２８】図１０は本発明の実施の別の形態例を示し
たものである。図４，図８または図９のようなファンケ
ーシング１３に開けた小孔３２に薄い弾性膜４２を張っ
たものである。弾性膜４２が存在しても、流路３３の圧
力変動を空洞３１に伝えることができるから騒音低減を
することが可能である。また、小孔３２は流路に設けら
れた穴であるから、ここで本来流れの乱れが生じ損失が
発生するが、弾性膜３２を張ると流れの乱れを抑えるこ
とができ、低損失を実現できる。

【００２９】図１１は本発明の実施の別の形態例を示し
たものである。ファンケーシング１３に図４にみられる
ような貫通孔（小孔）を開けず、防振ゴム１６内に空洞
３１のみ設けた場合である。この空洞３１の数は任意で
ある。この場合は流路３３内の圧力変動を直接小さくす
ることはできない。しかし、防振ゴム１６の役割は電動
送風機の振動が掃除機本体に伝播するのを絶縁すること
であり、本実施例のように防振ゴム１６内に空洞３１を
設けて空気を封入することにより、防振ゴム１６の平均
弾性率が小さくなり、振動絶縁効果が大きくなる。結果
として騒音低減に役立つ。

【００３０】図１２は本発明の実施の別の形態例を示し
たものである。ディフューザ部流路３３に沿って、ファ
ンケーシング１３に複数の小孔３２を開け、それぞれに
独立した空洞３１を防振ゴム１６内に割り当てる構造で
ある。複数の小孔３２を設けることで損失は増加する
が、圧力変動を減衰する効果が強まるため騒音低減量は
増加する。また流路全体に渡って複数の圧力変動のダン
パ効果があるので、翼間重なり部に定在波がたつ現象を
抑制でき、共鳴効果により羽根音が急増する現象を抑制
できる。ここでの空洞３１や小孔３２の大きさや断面形
状は任意である。例えば意図的に大きさを変化させ、主
に低減できる圧力変動の周波数領域を分散させ、広い周
波数範囲に渡って騒音低減効果を得ることも可能であ
る。図１３には、図１２を回転軸方向からみた図を掲載
する。

【００３１】図１４は本発明の実施の別の形態例を示し
たものである。図５に見られるような周方向に並んだ防
振ゴム１６内の空洞３１を溝５１によって結合した例で
ある。互いに結合する空洞３１と１対１で連通するファ
ンケーシングの小孔は同じ径位置にあけるようにし、互
いに連結する空洞３１間にもれの原因となる圧力差を生
じないようにすることができる。

【００３２】

【発明の効果】本発明の電動送風機は、弾性体のファン
ケーシングと接する面側に凹部が設けてあり、この凹部
はファンケーシングに開けられた貫通孔によって、ディ
フューザまたはリターンにおける流路と結合され、部品
数の増加無しに、共鳴器型の消音器を形成することがで
きる。羽根車の動翼とディフューザの静翼とが接近する
干渉流れ場にて発生した音は、ディフューザ流路または
リターン流路を規則正しい平面波となって伝播するの
で、共鳴器によって効果的にこの音を低減することが可
能で、電動送風機から漏れる騒音を小さくできる。

【００３３】また、弾性体に設けられた凹部は、その内
部に高圧の空気を含みエアダンパとして働く。したがっ
て、弾性体自身の弾性とエアダンパの弾性とが合成され
た柔軟な弾性力で電動送風機は支持されることになり、
電動送風機から掃除機本体に伝達される振動を小さくす
ることができる。結果的に掃除機に伝達される固体伝播
音を小さくでき、掃除機の低騒音化を実現できる。

【００３４】また、弾性体に設けられた凹部とファンケ
ーシングに設けられた貫通孔は１対１で対応して密閉空
間を形成していること、貫通孔は凹部に比べて十分に小
さいことから、流れの漏れや乱れの影響は小さく、低損
失で騒音低減が実現できる。

【００３５】また、凹部を備えることで弾性体の重量が
減少し、軽量な電動送風機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関わる電動送風機を搭載した電気掃除
機本体の縦断面図である。

【図２】本発明の実施例に関わる電動送風機の回転軸を
含む縦断面図である。

【図３】図２の電動送風機の回転軸に垂直な面で羽根車
とディフューザを含むように切った横断面図である。

【図４】本発明の提案する構造の一実施の形態例で、防
振ゴムまわりの拡大図である。

【図５】図４と同一構造を回転軸方向から見た図であ
る。

【図６】図４の構造を用いたときの音の低減効果を示し
たグラフである。

【図７】図４の構造を用いたときの音の低減効果を示し
たグラフである。

【図８】本発明の提案する構造の他の実施例を示した側
断面図である。

【図９】本発明の提案する構造の他の実施例を示した側
断面図である。

【図１０】本発明の提案する構造の他の実施例を示した
側断面図である。

【図１１】本発明の提案する構造の他の実施例を示した
側断面図である。

【図１２】本発明の提案する構造の他の実施例を示した
側断面図である。

【図１３】図４と同一構造を回転軸方向から見た図であ
る。

【図１４】本発明の提案する構造の他の実施例を回転軸
方向からの断面図である。

【符号の説明】

１…送風機、２…電動機、３…ハウジング、３ｃ…排気
口、４…回転軸、５…ロータ、６…ステータコイル、７
…ステータ、９…エンドブラケット、１０…静止流路
部、１１…ディフューザ、１２…回転羽根車、１３…フ
ァンケーシング、１３ａ…気流ガイド、１３ｂ…空気吸
込口、１４…リターンガイド、１５…ブラシ、２１…回
転羽根車の空気取入口、２２…回転羽根車の動翼、２３
…回転羽根車内の流れ、２４…回転羽根車の動翼後縁、
２５…ディフューザ内の流れ、２６…ディフューザの静
翼、２７…ディフューザの静翼前縁、２８…ディフュー
ザの重なり部流路、３０…ディフューザ重なり部出口端
面、３１…空洞、３２…小孔、３３…流路部分、３４…
電動送風機運転時にファンケーシングが力を受ける方
向、４１…吸音性をもつ部材、４２…弾性膜、５１…通
気溝、１０１…吸い込み空気、１０２…ディフューザ流
入空気、１０４…ハウジング流入空気、２０１…掃除機
本体縦断面図、３０１…電気掃除機本体の下ケース、３
０２…電気掃除機本体の上ケース、３０３…集塵蓋、３
０４…吸込口、３０５…集塵袋、３０６…集塵室、３０
７…電動送風機室、３０８…電動送風機、３０９…集塵
用フィルタ、３１０…排気口。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中居 貴弘 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部多賀本部 内 (72)発明者 林 正二 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 田中 定司 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 Ｆターム(参考） 3B006 LA07 LA15 LA16 3H034 AA02 AA13 BB02 BB06 BB20 CC07 DD01 DD22 DD24 DD28 DD30 EE06 EE12

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電動機と、該電動機の回転軸に直結された
   気流発生用の遠心羽根車と、該遠心羽根車からの気流を
   転向し減速する翼付きのディフューザと、該ディフュー
   ザから流出した気流を前記電動機側へ流し込むリターン
   ガイドと、前記遠心羽根車、前記ディフューザ、前記リ
   ターンガイドを内包し、かつ前記ディフューザと前記リ
   ターンガイドにおいては、流路壁面の一部を兼ねるファ
   ンケーシングと、該ファンケーシングに接して設置され
   る弾性体とを有する電動送風機において、前記弾性体に
   は、前記ファンケーシングに接する面側において、少な
   くとも一つ以上の凹部を設け、該凹部と連通するように
   該凹部一つに対して一つの貫通孔を前記ファンケーシン
   グに開けたことを特徴とする電動送風機。
2. 【請求項２】前記凹部は少なくとも一つ以上の他の凹部
   と連結して通気性を持たせたことを特徴とする請求項１
   記載の電動送風機。
3. 【請求項３】弾性体の凹部に吸音性の材料部材を内包し
   た請求項１または請求項２記載の電動送風機。
4. 【請求項４】ファンケーシングに開けた貫通孔を弾性体
   の膜によって塞いだ請求項１または請求項２記載の電動
   送風機。
5. 【請求項５】掃除面の塵埃を吸込む吸込口に結合される
   集塵室と、該集塵室の後方に配置され、前記吸込口から
   前記塵埃を吸込む空気流れを形成する電動送風機と、該
   電動送風機の外郭を形成するファンケーシングと、該フ
   ァンケーシングを介して前記電動送風機を弾性支持する
   弾性体を有する電気掃除機において、前記弾性体には、
   該弾性体内部に設けられた空間、あるいは前記弾性体と
   前記ファンケーシングと組み合わせることによって形成
   される空間が設けられ、前記弾性体と前記空間内の気体
   との双方の弾性効果によって電動送風機を支持する構造
   を有する電気掃除機。