JP2000337295A5 - - Google Patents

Description

【書類名】 明細書
【発明の名称】 電動送風機と電気掃除機
【特許請求の範囲】
【請求項１】 インペラと、インペラを回転駆動するモータと、インペラ外周部に設けられ、表面に複数の静翼を有するエアガイドと、前記エアガイドの隣り合う静翼間で形成されるディフューザ部と、ディフューザ部から排出された気流をエアガイド裏面に導く流れ変更部と、エアガイド裏面に配設された複数の戻り通路案内翼により仕切られ、前記流れ変更部の気流をエアガイド裏面中央部へ導く戻り通路部と、インペラへ空気を導入する吸気口を有し、かつエアガイド・インペラを内包しモータブラケットの外周に気密に取り付けたファンケースとを備え、前記ディフューザ部を空気の流れの方向に垂直に切断して形成される略方形断面の４内角のうち３つ以上の内角にＲを設けたエアガイドを備えた電動送風機。
【請求項２】 略円弧状に曲げられたディフューザ部の空気の流れに対して垂直な断面において、前記ディフューザ部の略円弧の反中心方向の内Ｒを中心方向の内Ｒより大きく設定した請求項１記載の電動送風機。
【請求項３】 略円弧状に曲げられたディフューザ部の流れに対して垂直な断面形状を、前記ディフューザ部の曲率半径方向に薄い略楕円形とした請求項１記載の電動送風機。
【請求項４】 ディフューザ部の流れに対して垂直な断面形状を略円形とした請求項１記載の電動送風機。
【請求項５】 ディフューザ部の流れに対して垂直な断面の内Ｒがディフューザ部入口から出口へ向かって徐々に大きくなるよう設定した請求項１から４のいずれか１項記載の電動送風機。
【請求項６】 ディフューザ部の天面部の一部または全部をファンケースによって形成した請求項１から５のいずれか１項記載の電動送風機。
【請求項７】 ディフューザ部入口から流れ変更部を経て、戻り通路出口に至るまでの通路を内面が滑らかで、流れに対して垂直な断面積が徐々に増加するそれぞれ独立した拡大管路とし、前記通路は略螺旋状に配設されたエアガイドを備えた請求項１から６のいずれか１項記載の電動送風機。
【請求項８】 請求項１から７のいずれか１項記載の電動送風機を用いた電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電動送風機を用いた電気掃除機は、じゅうたん掃除などを効果的に行うため高出力化の傾向にある。
【０００３】
以下に従来の電動送風機について、図１０・図１１及び図１２に基づいて説明する。
【０００４】
図１０は電動送風機の一部欠載平面図であり、図１１はファン部分の裏面図であり、図１２は電動送風機の一部欠載断面図である。図１２の（ｂ）図は、（ａ）図のＮ部分の拡大図である。図１０・図１１及び図１２において、１はファンケースで、上部中央部には吸気口２を有しており、モータ部８のブラケットＢ３に圧入により取り付けられている。前記ファンケース１の内部には複数のブレード１４を有するインペラ４、表面に静翼１３を備えたエアガイド５を設けている。１０は隣り合う静翼間で形成されるディフューザ部で、１１はディフューザ部を流れ出た気流をエアガイド５裏面へと導く流れ変更部、１２はそれに続く戻り通路部である。前記戻り通路部１２は戻り通路案内翼１５によって仕切られている。６はモータ軸で、インペラ４はこのモータ軸６にナット７により締め付けて取り付けられている。矢印リはインペラの回転方向、矢印ヌは空気の流れを示している。
【０００５】
以上の構成において、空気の流れを説明すると、インペラ４を回転させることにより、気流を発生させるのであるが、その流れの経路は「吸気口２→インペラ４の内部→エアガイド５のディフューザ部１０から流れ変更部１１を経て戻り通路部１２→モータ部８」の順で、モータ内部を冷却し、外部へと排出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の構成では、ディフューザ部１０はエアガイド５底面と静翼１３、ファンケース１により形成されるため、ディフューザ部１０の断面形状は略方形となり、内角の部分では空気の流れが淀み、損失が大きかった。そのような損失を少しでもなくすために、エアガイド５底面と静翼１３との間にＲを設けたものもあり、それらはディフューザ部１０での圧力回復効率は若干改善されるが、ファンケース１と静翼１３とで形成される内角部分にはそのような考慮がなされていなかった。また、断面形状がモータ軸６方向に短いような方形の場合、ディフューザ部１０に渦状の２次流れが発生し、これが損失となることがあった。さらに、ファンケース１は通常、組立の最終工程でモータ部８のブラケットＢ３に圧入されるが、圧入が不完全な場合などには、ファンケース１と静翼１３との間に隙間が生じ、ディフューザ部１０での圧力回復が低下するおそれがあった。
【０００７】
本発明は、エアガイド５のディフューザ部１０の圧力回復効率を高め、吸い込み能力を高めた電動送風機、並びにそれを用いた電気掃除機を提供することを目的とする。
【０００８】
【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は、インペラと、インペラを回転駆動するモータと、インペラ外周部に設けられ、表面に複数の静翼を有するエアガイドと、前記エアガイドの隣り合う静翼間で形成されるディフューザ部と、ディフューザ部から排出された気流をエアガイド裏面に導く流れ変更部と、エアガイド裏面に配設された複数の戻り通路案内翼により仕切られ、前記流れ変更部の気流をエアガイド裏面中央部へ導く戻り通路部と、インペラへ空気を導入する吸気口を有し、かつエアガイド・インペラを内包しモータブラケットの外周に気密に取り付けたファンケースとを備え、前記ディフューザ部を空気の流れの方向に垂直に切断して形成される略方形断面の４内角のうち３つ以上の内角にＲを設けたので、インペラから排出される空気流に多く含まれる動圧成分をエアガイドのディフューザ部において静圧に変換する静圧回復効率がよくなり、高い吸い込み能力を備えた電動送風機、並びにそれを用いた電気掃除機を提供できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、インペラと、インペラを回転駆動するモータと、インペラ外周部に設けられ、表面に複数の静翼を有するエアガイドと、前記エアガイドの隣り合う静翼間で形成されるディフューザ部と、ディフューザ部から排出された気流をエアガイド裏面に導く流れ変更部と、エアガイド裏面に配設された複数の戻り通路案内翼により仕切られ、前記流れ変更部の気流をエアガイド裏面中央部へ導く戻り通路部と、インペラへ空気を導入する吸気口を有し、かつエアガイド・インペラを内包しモータブラケットの外周に気密に取り付けたファンケースとを備え、前記ディフューザ部を空気の流れの方向に垂直に切断して形成される略方形断面の４内角のうち３つ以上の内角にＲを設けたので、インペラから排出される空気流に多く含まれる動圧成分をエアガイドのディフューザ部において静圧に変換する静圧回復効率がよくなるものである。
【００１０】
本発明の請求項２記載の発明は、略円弧状に曲げられたディフューザ部の空気の流れに対して垂直な断面において、前記ディフューザ部の略円弧の反中心方向の内Ｒを中心方向の内Ｒより大きく設定したので、ディフューザ内の流速が速い部分での流路摩擦損失が減少し、高い圧力回復性能を得ることができるものである。
【００１１】
本発明の請求項３記載の発明は、略円弧状に曲げられたディフューザ部の流れに対して垂直な断面形状を、前記ディフューザ部の曲率半径方向に薄い略楕円形としたので、流路断面内での圧力差が少なくなり、これに伴う２次流れを抑えることができ、より高い圧力回復性能を得ることができるものである。
【００１２】
本発明の請求項４記載の発明は、ディフューザ部の流れに対して垂直な断面形状を略円形としたので、ディフューザ部が直線的に配設されたエアガイドなどの場合には、流路断面内での圧力分布が一様になり、より高い圧力回復性能を得ることができるものである。
【００１３】
本発明の請求項５記載の発明は、ディフューザ部の流れに対して垂直な断面の内Ｒがディフューザ部入口から出口へ向かって徐々に大きくなるよう設定したので、断面積が大きくなるにつれて内角のＲも大きくなり、断面形状としては略相似的に維持され、ディフューザ部の入口から出口にわたり一様に効率よく圧力回復が行えるものである。
【００１４】
本発明の請求項６記載の発明は、ディフューザ部の天面部の一部または全部をファンケースによって形成したので、従来通りの工法で電動送風機を組み立てることができ、高い圧力回復性能を得ることができる。
【００１５】
本発明の請求項７記載の発明は、ディフューザ部入口から流れ変更部を経て、戻り通路出口に至るまでの通路を内面が滑らかで、流れに対して垂直な断面積が徐々に増加するそれぞれ独立した拡大管路とし、前記通路は略螺旋状に配設されているので、通路が急激に曲げられたり、通路断面積が急拡大することがなく、ディフューザ部入口から戻り通路出口に至るまで一様に圧力回復を行うことができ、効率よく圧力回復が行えるものである。
【００１６】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の第１の実施例について、図１を用いて説明する。同図で（ｂ）は（ａ）のＮ部分の拡大であり、また、従来例と同一部分については、同一符号を用いてその説明を省略する。図１において、エアガイド５はエアガイド本体１７とエアガイド天面部１６の２部品にて構成され、そのディフューザ部１０はファンケース１の内面を利用することなく管路が形成されている。そのディフューザ部１０の流れに対して垂直な断面の４カ所の各内角にはＲが形成されている。
【００１７】
以上の構成における動作について説明すると、インペラ４が高速回転して、吸気口２から空気流を吸い込み、この空気流はインペラ４内部を通過し、外周部から排出する。排出された空気流はエアガイド５のディフューザ部１０をとおり、流れ変更部１１を経て戻り通路部１２を出て、モータ内部へと進み、モータ内部を冷却し、モータブラケットＢ３の排気口１８より外部へと排出される。このとき空気流はエアガイド５のディフューザ部１０を流れる際、通路断面の４カ所に設けられたＲのために、流れが淀むことなく、なめらかにスムーズに流れるため、その間の流路損失が少なく、圧力回復がスムーズに行われる。
【００１８】
以上のように本実施例の電動送風機によれば、ディフューザ部１０の流れに対して垂直な断面の４カ所の各内角にＲを形成したことにより、空気の流れがスムーズになり、空気流の乱れが低減して圧力回復が効率よく行われ、高い吸い込み性能を得ることができる。
【００１９】
（実施例２）
次に本発明の第２の実施例について、図２、図３を用いて説明する。なお、上記第１の実施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。エアガイド５のディフューザ部１０は略円弧状に配され、その流れに対して垂直な断面の４カ所の各内角にはＲが形成されている。さらにそのＲは略円弧状に配されたディフューザ部１０の凸面側１９（ファンケース外周に近い側）の上下のＲの方が凹面側２０（インペラ側）の上下のＲより大きく設定されている。
【００２０】
以上の構成における動作について説明すると、インペラ４より排出された空気流はエアガイド５のディフューザ部１０を通る際、ディフューザ部１０が略円弧状に配されているため通路断面内で圧力の分布に差が生じ、凸面側１９（ファンケースに近い側）の圧力が低く、流速が速くなっている。そのため、管路内の摩擦抵抗が増えやすくなるが、通路外側の断面Ｒはより大きく設定されており、空気流がスムーズに流れやすくなっている。
【００２１】
以上のように本実施例の電動送風機によれば、ディフューザ部１０の凸面側１９の上下のＲの方が凹面側２０の上下のＲより大きく設定されているので、より空気の流れがスムーズになり、空気流の乱れが低減して圧力回復が効率よく行われ、高い吸い込み性能を得ることができる。
【００２２】
（実施例３）
次に本発明の第３の実施例について、図３、図４を用いて説明する。なお、上記の実施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。エアガイド５のディフューザ部１０は略円弧状に配され、その流れに対して垂直な断面形状は略楕円となっている。
【００２３】
以上の構成における動作について説明すると、インペラ４より排出された空気流はエアガイド５のディフューザ部１０を通る際、ディフューザ部１０が略円弧状に配されているため通路断面内で凸面側１９（ファンケース側）の圧力が低くなり、圧力分布が不均一になりやすいが、ディフューザ部１０の断面形状が縦略楕円形となっていることから、圧力分布に差が生じにくく、流れが一様な状態に近くなり、損失が低減される。
【００２４】
以上のように本実施例の電動送風機によれば、ディフューザ部１０の流れに対して垂直な断面形状は略楕円形となっているので、ディフューザ内の圧力分布に差が生じにくくなり、これにより２次流れが防止でき、流体の損失が低減され圧力回復が効率よく行われ、高い吸い込み性能を得ることができる。
【００２５】
（実施例４）
次に本発明の第４の実施例について、図５、図６を用いて説明する。なお、上記の実施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５はエアガイド本体１７単品の平面図であり、ディフューザ部１０はその中心線が略直線となっており、インペラ４の周囲に複数配設されている。その流れに対して垂直な断面形状は略円形となっている。
【００２６】
以上の構成における動作について説明すると、インペラ４より排出された空気流はエアガイド５のディフューザ部１０を通過するが、ディフューザ部１０の断面形状が略円形となっており、ディフューザ部１０全体としては略円錐状を形づくっている。このような直線型ディフューザの場合は、通路断面が円形のときが流路断面内の圧力が同心円状に分布し、偏りがなく、圧力回復効率は最もよくなる。
【００２７】
以上のように本実施例の電動送風機によれば、ディフューザ部１０の流れに対して垂直な断面形状は略円形となっているので、ディフューザ内の圧力分布に差が生じにくくなり、これにより２次流れが防止でき、流体の損失が低減され圧力回復が効率よく行われ、高い吸い込み性能を得ることができる。
【００２８】
（実施例５）
次に本発明の第５の実施例について、図７を用いて説明する。なお、上記の実施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７（ａ）は電動送風機用エアガイドの斜視図であり、図中の破線は隣り合う静翼１３間で区切られた複数個のディフューザ部１０のうちの１つを示すものであり、（ｂ）は前記ディフューザ部１０を拡大透視したもので、４つの内角にはＲが設けられ、そのＲはディフューザ部１０入口（断面Ａ）から出口（断面Ｂ）に向かって徐々に大きくなるよう設定されている。
【００２９】
以上の構成における動作について説明すると、インペラ４より排出された空気流はエアガイド５のディフューザ部１０を通過するが、ディフューザ部１０の内角のＲがその入口から出口に向かって徐々に大きくなるよう設定されているので、断面積が大きくなるにつれ、Ｒの大きさも大きくなり、断面の形状がディフューザ部１０内で略相似的に一定に保たれ、空気流の圧力回復の割合が一定に近くなり、損失が低減できる。
【００３０】
以上のように本実施例の電動送風機によれば、ディフューザ部１０の流れに対して垂直な断面形状がディフューザ内でほぼ相似形となるため、ディフューザ内の損失を抑えることができ、圧力回復が効率よく行われ、高い吸い込み性能を得ることができる。
【００３１】
（実施例６）
次に本発明の第６の実施例について、図８を用いて説明する。なお、上記の実施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。従来例と同様に、ディフューザ部１０の天面部はファンケース１によって構成されるが、前記ファンケース１には凹凸加工がされ、エアガイド５と組合わせることによって４内角にＲのついたディフューザ部１０を構成している。
【００３２】
以上の構成における動作について説明すると、インペラ４が高速回転して、吸気口２から空気流を吸い込み、この空気流はインペラ４内部を通過し、外周部から排出する。排出された空気流はエアガイド５のディフューザ部１０をとおり、流れ変更部１１を経て戻り通路部１２を出て、モータ内部へと進み、モータ内部を冷却し、モータブラケットＢ３排気口１８より外部へと排出される。このとき空気流はエアガイド５のディフューザ部１０を流れる際、通路断面の４カ所に設けられたＲのために、流れが淀むことなく、なめらかにスムーズに流れるため、その間の流路損失が少なく、圧力回復がスムーズに行われる。
【００３３】
以上のように本実施例の電動送風機によれば、エアガイド５の天面を従来と同様ファンケース１にて構成したため、エアガイド５の部品点数は従来通りで、実施例１から５と同じ構成が実現できるとともに、高い吸い込み性能を得ることができる。なお、ファンケース１は通常金属の絞り加工でつくられるが、樹脂成形などによって形成すると、エアガイド５との接触面の精度がよくなり、より気密度が保たれる。
【００３４】
（実施例７）
次に本発明の第７の実施例について、図９を用いて説明する。なお、上記の実施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９は電動送風機用エアガイドの斜視図であり、図中の破線は隣り合う静翼１３間で区切られた複数個のディフューザ部１０のうちの１つを示すものである。前記エアガイド５では、ディフューザ部１０入口から流れ変更部１１を経て、戻り通路１２出口に至るまでの通路を内面が滑らかで、流れに対して垂直な断面積が徐々に増加する管路なっており、複数個の通路は略螺旋状にエアガイド内部に配設されている。
【００３５】
以上の構成における動作について説明すると、インペラ４より排出された空気流はエアガイド５のディフューザ部１０を通過し、流れ変更部１１、戻り通路部１２と流れていくが、これらの通路は連続したものであり、一本の曲管とみなすことができ、空気流の静圧回復が効率よく行われる。
【００３６】
以上のように本実施例の電動送風機によれば、ディフューザ部１０入口から流れ変更部１１を経て、戻り通路１２出口に至るまでの通路を内面が滑らかで、流れに対して垂直な断面積が徐々に増加する管路としたことにより、ディフューザ内の損失を抑えることができ、圧力回復が効率よく行われ、高い吸い込み性能を得ることができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の請求項１〜５記載の発明では、エアガイドのディフューザ部の流れに対して垂直な断面の３つ以上の内角にＲを設けることにより、空気の流れがスムーズになり、インペラから排出された空気流の動圧成分を静圧に効率よく変換することができ、高い吸い込み性能をもつ電動送風機を提供できる。
【００３８】
本発明の請求項６記載の発明は、エアガイドのディフューザ部の天面部を従来と同様ファンケースにて形成することにより、基本構成は従来のままでディフューザ部の通路断面にＲを設けることができ、高い吸い込み性能をもつとともに、部品点数の削減にもつながるものである。
【００３９】
本発明の請求項７記載の発明は、ディフューザ部入口から流れ変更部を経て、戻り通路出口に至るまでの通路を内面が滑らかで、流れに対して垂直な断面積が徐々に増加する一本の管路としたことにより、従来損失が大きかったディフューザ部から流れ変更部への急拡大部や、管路の複雑な形状が改善され、圧力回復が効率よく行われるので、高い吸い込み性能をもつ電動送風機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
（ａ）本発明の第１の実施例を示す電動送風機の一部欠載断面図
（ｂ）同電動送風機の一部拡大断面図
【図２】
（ａ）本発明の第２の実施例を示す電動送風機の一部欠載断面図
（ｂ）同電動送風機の一部拡大断面図
【図３】
本発明の第２、第３の実施例を示す電動送風機の一部欠載平面図
【図４】
（ａ）本発明の第３の実施例を示す電動送風機の一部欠載断面図
（ｂ）同電動送風機の一部拡大断面図
【図５】
本発明の第４の実施例を示すエアガイドの平面図
【図６】
（ａ）同電動送風機の一部欠載断面図
（ｂ）同電動送風機の一部拡大断面図
【図７】
（ａ）本発明の第５の実施例を示すエアガイドの斜視図
（ｂ）同エアガイドの一部拡大透視図
【図８】
（ａ）本発明の第６の実施例を示す電動送風機の一部欠載断面図
（ｂ）同電動送風機の一部拡大断面図
【図９】
本発明の第７の実施例を示すエアガイドの斜視図
【図１０】
従来の電動送風機の一部欠載平面図
【図１１】
同電動送風機のファン部分の裏面図
【図１２】
同電動送風機の一部欠載断面図
【符号の説明】
１ ファンケース
２ 吸気口
３ ブラケットＢ
４ インペラ
５ エアガイド
６ モータ軸
７ ナット
８ モータ（部）
１０ ディフューザ部
１１ 流れ変更部
１２ 戻り通路部
１３ 静翼
１４ ブレード
１５ 戻り通路案内翼
１６ エアガイド天面部
１７ エアガイド本体
１８ 排気口
１９ 凸面側
２０ 凹面側

Images