JP2000145690A - 電動送風機及びそれを備えた電気掃除機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】吸込空気をスムースに損失することなく流す遠
心羽根車を有する電動送風機及びそれを備えた電気掃除
機を提供する。 【解決手段】主板１９と、側板１８と、側板１８と主板
１９との間に設けられた８枚のブレード１７とで構成さ
れた遠心羽根車１２の側板１８と各ブレード１７を、マ
グネシウム合金を成形材料に用いた射出成型により一体
にして製作し、かつ側板１８、主板１９及び各ブレード
１７で囲まれた空気流路の側板側の隅部１８ａを略円弧
状に形成する。これにより、空気流路の隅部に塵埃が付
着し難くなり、かつ隣り合う空気流路間の空気漏れが低
減されるため、吸込空気をスムースに損失することなく
流すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動送風機に係
り、特に、吸込仕事率を向上させ、かつ低騒音化が図れ
る電動送風機及びそれを備えた電気掃除機に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に電動送風機に用いられる羽根車
は、中央部に空気吸込口を有する側板と、この側板に対
向するように配設された主板と、側板及び主板の間に挟
まれるように設けられたブレードにより構成されてい
た。

【０００３】このブレードには、複数の加締用突起が設
けられており、この突起を側板及び主板に形成された角
孔に挿入し、側板及び主板より突出した部分を押し潰し
て加締めることにより、側板及び主板と固定されてい
た。そして、これらの構成部品はアルミニウム合金製板
材により形成されていた。

【０００４】また、羽根車の流路内の形状については、
特開平５−３１２１８８号公報に記載されているよう
に、主板と、側板と、両板間に設けた複数枚のブレード
とを有し、前記両板とブレードとで囲まれた通路の表面
には略半球状の突起を設けた電動送風機の羽根車が提案
されている。

【０００５】上記通路の表面に設けた略半球状の突起
は、小さな気流の乱れを生ずるように作用するため、通
路内に流入した空気流は剥離を生ずることなく、渦流を
発生しにくくしたものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の電動送風機の羽根車は、上述したように前面プ
レート及び後面プレートの表面にブレードの加締部分が
突出して残っているため、電動送風機の回転数の上昇に
伴い、この突出した加締部分が空気抵抗となり、送風性
能低下の原因となっていた。

【０００７】さらに、アルミ等の薄い金属板からなるプ
レス加工等による構成は、ブレードと前後面プレートの
当接面に隙間を生じやすく、この隙間も羽根車の送風性
能を低下させる要因となっていた。

【０００８】また、ホースから吸引された塵埃は掃除機
本体の集塵室に入るが、細かい塵埃は気流に乗って電動
送風機内に入り込んでしまう。このとき、羽根車内の流
路は、直角状の隅部で形成されているので、羽根車内を
通過する細かい塵埃は羽根車内の直角状の隅部に付着
し、羽根車の送風性能を低下させる原因となっていた。
また、この細かい塵埃は掃除機を使う毎に蓄積されるの
で、掃除性能が徐々に低下してしまうという問題があっ
た。

【０００９】また、上記のような羽根車内の流路に、略
半球状の突起を設けると、通路面積が急激に拡大した
り、縮小したりして、ブレード間の流れが不均一にな
る。また、表面に沿って流れた気流が突起部に衝突する
ことによる損失や摩擦損失が増えるという問題があっ
た。

【００１０】一方、電気掃除機の主音源は電動送風機で
あり、その中でも羽根車出口部とディフューザの入口部
が主音源である。羽根車出口の相対速度は、ブレードの
厚みやブレード間の二次流れ及び境界層の影響で周方向
に非一様な流速分布を形成するため、これが圧力脈動と
なってディフューザの羽根前縁部に干渉して、騒音が発
生している。

【００１１】特に、近年の送風機の小形化、軽量化に伴
って回転の高速化を図る場合にその影響が大きい。この
ような遠心羽根車において、吸込仕事率の効率向上を図
るには、吸込空気をスムースに損失することなく流すこ
とが重要である。

【００１２】本発明の目的は、吸込空気をスムースに損
失することなく流す遠心羽根車を有する電動送風機及び
それを備えた電気掃除機を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における電動送風機の特徴とするところは、
遠心羽根車を構成する側板、主板及び複数のブレードの
内、側板と各ブレードを、空気流路の側板側の隅部が略
円弧状を有するように一体成型することにある。また、
主板と各ブレードを、空気流路の主板側の隅部が略円弧
状を有するように一体成型することにある。

【００１４】具体的には本発明は次に掲げる装置を提供
する。

【００１５】本発明は、中央部に空気吸込口を有する側
板と、該側板に対向して設けられた主板と、前記側板と
前記主板との間に設けられた複数のブレードとで構成さ
れ、かつ電動機で回転させることにより、前記側板、前
記主板及び前記各ブレードで囲まれた空気流路に空気流
れを発生させる遠心羽根車を有する電動送風機におい
て、前記側板と前記各ブレードは、前記空気流路の前記
側板側の隅部が略円弧状を有するように一体成型された
もので構成されることを特徴とする電動送風機を提供す
る。

【００１６】また、本発明は、中央部に空気吸込口を有
する側板と、該側板に対向して設けられた主板と、前記
側板と前記主板との間に設けられた複数のブレードとで
構成され、かつ電動機で回転させることにより、前記側
板、前記主板及び前記各ブレードで囲まれた空気流路に
空気流れを発生させる遠心羽根車を有する電動送風機に
おいて、前記主板と前記各ブレードは、前記空気流路の
前記主板側の隅部が略円弧状を有するように一体成型さ
れたもので構成されることを特徴とする電動送風機を提
供する。

【００１７】好ましくは、前記側板と前記各ブレードの
１部は、前記空気流路の前記側板側の隅部が略円弧状を
有して一体成型され、かつ前記主板と前記各ブレードの
１部は、前記空気流路の前記主板側の隅部が略円弧状を
有して一体成型されたもので構成され、前記空気流路
は、前記一体成型された側板側の各ブレードの１部と、
前記一体成型された主板側の各ブレードの１部とを互い
に嵌め合わせて形成される。

【００１８】好ましくは、前記側板及び前記主板の前記
空気流路側の面に、前記ブレードの空気流れ方向の湾曲
形状と略同一形状の凸部を、それぞれ前記空気流路全長
に渡って設ける。

【００１９】好ましくは、前記各ブレードの前記空気流
路側の面に、かつ前記側板または前記主板に並列に、凸
部を前記空気流路全長に渡って設ける。

【００２０】また、本発明は、掃除面の塵埃を吸い込む
吸込口に接合される集塵室と、該集塵室の公報に配置さ
れ、前記吸込口から前記塵埃を吸い込む空気流れを形成
する電動送風機とを有する電気掃除機において、前記電
動送風機は、側板と主板と複数のブレードとで囲まれた
各空気流路の隅部が塵埃が付着し難い形状で形成され、
かつ隣り合う前記空気流路間の空気漏れがないように構
成された遠心羽根車を有し、前記空気流路の隅部に付着
する塵埃が低減されかつ前記空気漏れがないことによっ
て形成される乱れの小さい空気流れにより、前記掃除面
の塵埃を吸塵することを特徴とする電気掃除機を提供す
る。

【００２１】

【実施の実施の形態】以下、本発明の一実施例に係る電
動送風機及びそれを備えた電気掃除機を、図を用いて説
明する。

【００２２】本発明の一実施例に係る電気掃除機は、図
１３に示すように、電動送風機および集塵フィルタを内
蔵する電気掃除機本体２０１に遠隔操作のための赤外線
受光部２０２が設置され、この電気掃除機本体２０１に
回転自在に接続されたホース２０３の先端に設けられた
ホース手元部２０４に、延長管２０５を介して吸口２０
６が取り付けられている。ホース手元部２０４は、電気
掃除機本体２０１内の電動送風機を制御するためのスイ
ッチ操作部２０７と、制御信号を赤外線信号の形で赤外
線受光部２０２に伝達する赤外線発光部２０８、２０９
とを備える。

【００２３】また、電気掃除機本体２０１は、図１４に
示すように、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３０３には吸
込口３０４が形成され、その内側には、吸込口３０４に
接合される集塵袋３０５を収容する集塵室３０６が形成
されている。集塵室３０６の後方には、電動送風機室３
０７が後続し、電動送風機３０８が収納されている。

【００２４】次に、図１を用いて本発明の一実施例に係
る電動送風機について説明する。電動送風機３０８は、
送風機１と電動機２に大別される。

【００２５】送風機１は、遠心羽根車１２と、該遠心羽
根車１２を両側から挟んで収納するファンケーシング１
３及びディフューザ１０とを含み構成されている。

【００２６】電動機２は、ハウジング３及びエンドブラ
ケット９から成るケースと、該ケース内に収納される回
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とを含み構成されている。

【００２７】次に、電動送風機３０８内における空気の
流れを説明する。電動機２を駆動して遠心羽根車１２を
回転させると吸込口１３ｂからファンケーシング１３内
へ空気が流入する。このとき、気流ガイド１３ａは、遠
心羽根車１２に流入する空気流を整流する。

【００２８】遠心羽根車１２から吐出された空気流はデ
ィフューザ羽根１０ａの間を通過し、ディフューザ１０
の外周とファンケーシング１３の内周との環状の隙間部
において１８０度方向転換し、さらに、リターンガイド
１０ｂを通過した後に、吸気口９ｃを通ってハウジング
３へ導入される。

【００２９】ハウジング３内へ導入された空気は、ロー
タ５を冷却すると共にステータ７とハウジング３の内面
の間に形成された空気流路を通り、ステータコイル６を
冷却して排気口３ｃから外部へ排出される。

【００３０】図２は、図１の遠心羽根車の一実施例の構
成を示す斜視図である。遠心羽根車１２は、主板１９
と、側板１８と、側板１８及び主板１９に対しほぼ垂直
に、かつ側板及び主板の間に挟まれて設けられた８枚の
ブレード１７とで構成されている。

【００３１】側板１８と各ブレード１７は、マグネシウ
ム合金を成形材料に用いた射出成形により一体成型さ
れ、側板１８と各ブレード１７で囲まれた各流路の隅部
１８ａは略円弧状に形成されている。各ブレード１７に
は、複数の加締用突起が設けられており、この突起を主
板１９に形成された角孔に挿入し、主板１９より突出し
た部分を押し潰して加締めることにより、主板１９が固
定され、遠心羽根車１２が組立てられる。

【００３２】図３は、図２の遠心羽根車１２の外周面の
拡大展開図である。隅部１８ａは、型抜きのために形成
する曲率より大きい曲率に形成されており、形状的には
略楕円状でも良い。

【００３３】吸口から吸引された塵埃は掃除機本体の集
塵室に入るが、細かい塵埃は気流に乗って電動送風機内
に入り込んでしまうこともある。このとき、遠心羽根車
１２内の流路は、隅部１８ａを滑らかな略円弧状に形成
されることにより、遠心羽根車１２内を通過する細かい
塵埃は、少なくとも羽根車内の側板１８とブレード１７
で囲まれた流路の隅部１８ａに付着することはない。

【００３４】また、側板１８の上面部には、ブレード１
７と固定するための加締用突起が存在しないことから、
側板１８の上面部での空気抵抗を低減させることができ
る。また、側板１８と各ブレード１７とは一体成型され
ているため、側板１８とブレード１７との隙間がなく、
隣り合う流路間の空気の漏れを低減することができ、送
風機の効率低下を防止することができる。

【００３５】図４は、図１の遠心羽根車の他の実施例を
示し、図３と同様、遠心羽根車の外周面を拡大展開した
図である。主板２１と各ブレード１７は、マグネシウム
合金を成形材料に用いた射出成形により一体成型され、
主板２１と各ブレード１７で囲まれた各流路の隅部２１
ａは滑らかな略円弧状に形成されている。これに、側板
２０を組付け、固定している。作用効果は、図３で述べ
た実施例と同様である。

【００３６】図５、図６は、図１の遠心羽根車の更に他
の実施例を示す。図５は遠心羽根車の斜視図、図６は、
図５の外周面の拡大展開図である。

【００３７】図５、図６に示すように、遠心羽根車３０
は、側板３１とブレード３３の一部３３ａ及び主板３２
とブレード３３の一部３３ｂがそれぞれマグネシウム合
金を成形材料に用いた射出成形により一体成型にて製作
され、側板３１とブレード３３及び主板３２とブレード
３３で囲まれた流路の隅部３１ａ、３２ａが滑らかな略
円弧状に形成され、流路断面形状が略楕円状に形成され
ている。

【００３８】したがって、遠心羽根車３０の流路におい
て、側板３１とブレード３３及び主板３２とブレード３
３とによる直線状の隅部がなくなるので、羽根車３０の
流路を通過する細かい塵埃が側板３１とブレード３３及
び主板３２とブレード３３とで囲まれた流路の隅部３１
ａ、３２ａに付着することないので、遠心羽根車３０の
送風性能を低下させる心配がない。

【００３９】また、側板３１の上面部と主板３２の下面
部には、ブレード３３とを固定するための加締用突起が
存在しないことから、側板３１の上面部及び主板３２の
下面部での空気抵抗を低減させることができる。また、
一体成型のため、側板３１とブレード３３及び主板３２
の下面部との隙間がなく、さらに、ブレード３３の一部
３３ａと３３ｂは凹凸形状で互いに嵌め合わされている
ため、隣り合う流路間の漏れを低減することができ、遠
心羽根車３０の送風性能が向上し、しいては電動送風機
の吸込仕事率の効率が向上する。

【００４０】さらに、音は流路の直角状の隅部の有無に
大きく影響され易く、流路が略円形の場合、乱れの発生
状況は気流端部の周辺方向に一様に発生するのに対し、
矩形の場合の乱れの発生状態は、矩形の隅部において不
連続に発生するから、乱れの発生が円形より大きくな
る。したがって、直角状の隅部における乱れの発生を抑
えることができ、低騒音化が図れる。

【００４１】図７、図８に、図１の遠心羽根車の更に他
の実施例を示す。図７は遠心羽根車の斜視図、図８は、
図７の外周面の拡大展開図である。主な構成は図５と同
様であるが、図５と異なるところは、主板３２と側板３
１とブレード３３とに囲まれて構成された空気流路に面
する主板３２及び側板３１の流路表面に、ブレード３３
の通風方向の湾曲形状と略同一形状の凸部３５、３６を
空気流路全長に渡って設けたことである。

【００４２】図９に示すように、図５の羽根車流路に流
入した空気流れは、ブレード間に圧力勾配が生じている
ため、流路壁面近傍で発生する渦により境界層が成長し
て、ブレードの圧力面側から不圧面側に向かって、２次
流れａが発生する。

【００４３】上述した凸部３５、３６は、流路壁面近傍
で発生する渦が循環す流れを遮ることができ、渦による
境界層の発達を抑制することができるので、２次流れａ
による損失が低減できる。

【００４４】また、本実施例の凸部３５、３６の高さ
は、壁面上の渦を妨げる程度のものでも良いが、凸部３
５、３６は、ブレード３３の流れ方向とほぼ同じ方向を
向いているので、凸部の高さを高くすることにより、２
次流れａの損失低減の他にブレードとして羽根車の仕事
を増やす役目も果たしている。

【００４５】次に、図１０、図１１に、図１の遠心羽根
車の更に他の実施例を示す。図１０は遠心羽根車の斜視
図、図１１は、図１０の外周面の拡大展開図である。主
板４５と側板４４とブレード４１とによって囲まれて構
成された流路に面するブレード４１の圧力面側に凸部４
１ａ、負圧面側に凸部４１ｂを空気流路全長に渡って設
けたものである。

【００４６】図１２に示すように、遠心羽根車４０の流
路に流入した流れは、圧力勾配により発生する図９と同
様な２次流れａの他に、流路の曲がりと遠心力によっ
て、ブレード４１面上では、主板３２から側板３１に向
かう２次流れｂが生じている。上述した凸部４１ａ、４
２ｂは、主板３２から側板３１に向かう流れを抑制する
ことができるので、２次流れによる損失が低減できる。

【００４７】

【発明の効果】請求項１から請求項３及び請求項６の発
明によれば、吸口から吸引された塵埃が電動送風機内に
入り込んでも、遠心羽根車内の空気流路の隅部を滑らか
な略円弧状に形成したことにより、遠心羽根車内を通過
する細かい塵埃が空気流路の隅部に付着するのが低減さ
れるので、遠心羽根車の送風性能を低下させることな
く、掃除性能を維持することができる。

【００４８】また、側板の上面部及び主板の下面部に
は、ブレードを固定した後の加締用突起が存在しないこ
とから、遠心羽根車の表面部での空気抵抗を低減させる
ことができる。また、一体成型のため、側板及び主板と
ブレードとの隙間がなく、隣り合う空気流路間の漏れを
低減することができ、送風機の効率低下を防止すること
ができる。

【００４９】また、空気流路の隅部を滑らかな略円弧状
に形成することにより、空気流れの乱れの発生を抑える
ことができるので、低騒音化を図ることができる。

【００５０】また、請求項４から請求項５の発明によれ
ば、、空気流路の曲がりと遠心力により発生した２次流
れの乱れを抑制し、２次流れ損失を低減することができ
る。

【００５１】これにより、送風性能を低下させない電動
送風機、及び騒音が低く、吸込仕事率が向上した電気掃
除機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる電動送風機の縦断面
図である。

【図２】図１の遠心羽根車の一実施例を示す斜視図であ
る。

【図３】図４の遠心羽根車の外周面の拡大展開図であ
る。

【図４】図１の遠心羽根車の他の実施例の外周面の拡大
展開図である。

【図５】図１の遠心羽根車の更に他の実施例を示す斜視
図である。

【図６】図５の外周面の拡大展開図である。

【図７】図１の遠心羽根車の更に他の実施例を示す斜視
図である。

【図８】図７の外周面の拡大展開図である。

【図９】図５の遠心羽根車の流路の圧力勾配により発生
した２次流れを示す図である。

【図１０】図１の遠心羽根車の更に他の実施例を示す図
である。

【図１１】図１０の外周面の拡大展開図である。

【図１２】図５の遠心羽根車の流路の曲がりと遠心力と
により発生した２次流れを示す図である。

【図１３】本発明の一実施例に係る電動送風機を備えた
電気掃除機の外観斜視図である。

【図１４】図１３の電気掃除機の電気掃除機本体の縦断
側面図である。

【符号の説明】

１２,３０,４０…遠心羽根車、１３…ファンケーシン
グ、１７,３３,４１…ブレード、１８,２０,３１,４４
…側板、１９,２１,３２,４５…主板、１８ａ,２１ａ,
３１ａ,３２ａ…隅部、３５,３６,４１ａ,４１ｂ…凸
部、２０１…電気掃除機本体、２０３…ホース、２０５
…延長管、２０６…吸口、３０１…下ケース、３０２…
上ケース、３０６…集塵室、３０７…電動送風機室、３
０８…電動送風機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩瀬 幸司 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 (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 杉村 和之 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 FA02 3H033 AA02 AA13 BB02 BB06 CC02 DD02 DD03 DD09 DD12 DD25 DD26 EE05 EE06 EE11 EE19

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中央部に空気吸込口を有する側板と、該側
   板に対向して設けられた主板と、前記側板と前記主板と
   の間に設けられた複数のブレードとで構成され、かつ電
   動機で回転させることにより、前記側板、前記主板及び
   前記各ブレードで囲まれた空気流路に空気流れを発生さ
   せる遠心羽根車を有する電動送風機において、 前記側板と前記各ブレードは、前記空気流路の前記側板
   側の隅部が略円弧状を有するように一体成型されたもの
   で構成されることを特徴とする電動送風機。
2. 【請求項２】中央部に空気吸込口を有する側板と、該側
   板に対向して設けられた主板と、前記側板と前記主板と
   の間に設けられた複数のブレードとで構成され、かつ電
   動機で回転させることにより、前記側板、前記主板及び
   前記各ブレードで囲まれた空気流路に空気流れを発生さ
   せる遠心羽根車を有する電動送風機において、 前記主板と前記各ブレードは、前記空気流路の前記主板
   側の隅部が略円弧状を有するように一体成型されたもの
   で構成されることを特徴とする電動送風機。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２において、前記側
   板と前記各ブレードの１部は、前記空気流路の前記側板
   側の隅部が略円弧状を有して一体成型され、かつ前記主
   板と前記各ブレードの１部は、前記空気流路の前記主板
   側の隅部が略円弧状を有して一体成型されたもので構成
   され、前記空気流路は、前記一体成型された側板側の各
   ブレードの１部と、前記一体成型された主板側の各ブレ
   ードの１部とを互いに嵌め合わせて形成されることを特
   徴とする電動送風機。
4. 【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかにおい
   て、前記側板及び前記主板の前記空気流路側の面に、前
   記ブレードの空気流れ方向の湾曲形状と略同一形状の凸
   部を、それぞれ前記空気流路全長に渡って設けることを
   特徴とする電動送風機。
5. 【請求項５】請求項１ないし請求項３のいずれかにおい
   て、前記各ブレードの前記空気流路側の面に、かつ前記
   側板または前記主板に並列に、凸部を前記空気流路全長
   に渡って設けることを特徴とする電動送風機。
6. 【請求項６】掃除面の塵埃を吸い込む吸込口に接合され
   る集塵室と、該集塵室の後方に配置され、前記吸込口か
   ら前記塵埃を吸い込む空気流れを形成する電動送風機と
   を有する電気掃除機において、 前記電動送風機は、側板と主板と複数のブレードとで囲
   まれた各空気流路の隅部が塵埃が付着し難い形状で形成
   され、かつ隣り合う前記空気流路間の空気漏れがないよ
   うに構成された遠心羽根車を有し、前記空気流路の隅部
   に付着する塵埃が低減されかつ前記空気漏れがないこと
   によって形成される乱れの小さい空気流れにより、前記
   掃除面の塵埃を吸塵することを特徴とする電気掃除機。