JP2003139094A - 電気掃除機用電動送風機及びこれを用いた電気掃除機 - Google Patents
電気掃除機用電動送風機及びこれを用いた電気掃除機Info
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Abstract
を得、小型で高効率な電気掃除機を実現すること。 【解決手段】 掃除機用電動送風機11を4辺形の曲面
であるブレード22の下端側長辺の外周端部が回転面に
対し傾斜し、インペラ14の入口から軸方向に流入しブ
レード22に沿って流れる吸引気流が径方向と軸方向の
間の角度で出口から流出する、斜流型ブレード22を有
したインペラ14と、インペラ14の下流側に配置した
エアガイド16と、軸端に上記インペラ14を固着し回
転駆動する電動機13とから構成した。これにより、小
型軽量で高効率な電動送風機を得られるとともに、小型
で高効率な電気掃除機を実現することができる。
Description
送風機およびこれを用いた電気掃除機に関するものであ
る。
送風機の構成を説明する。
ュラウド前2、シュラウド後3によって挟持された複数
枚のブレード4によって構成されている。5はインペラ
1の周囲に配置された複数の静翼5aからなるエアガイ
ドを示す。6は前記インペラ1を回転駆動する電動機で
あり、回転軸6aにインペラ1が固着されている。電動
機6のブラケット6bに前記エアガイドが載置されてい
る。7はインペラ1、エアガイド5を内包し、ブラケッ
ト6b外周に圧入固定されたファンケースを示す。1a
はインペラへの気流の入口を、7aはファンケースの吸
気口を示す。
る。インペラを電動機で回転駆動すると遠心力によって
矢印8に示す気流が生じる。気流は回転軸6a方向から
ファンケースの吸気口7a、インペラ1の入口1aへ流
入し、遠心力によってエネルギを与えられブレード4に
沿って直角に曲がり、半径方向すなわちインペラ外周側
から流出する。インペラ1から出た気流は、エアガイド
5により減速され圧力回復しながら電動機6の内部を通
過し、電動機6の排気口6cより流出する。この電動送
風機は掃除機に組み込まれ、電動送風機が発生する吸引
力によって吸引集塵を行なっている。
成では、インペラの遠心力を利用するため、必要な流
量、吸引力を得るには、インペラの入口1aの径に比べ
十分に大きなインペラ外径が必要であり、又インペラ1
の外周側にエアガイド5を配置する必要があり、結果と
して小型が難しい。又インペラ1の内部で気流が直角に
曲がるため大流量では損失が大きくなる欠点、課題を有
している。
方向に小型、軽量でしかも大流量時に効率の良い電気掃
除機用の電動送風機を提供することを目的とする。
に本発明は、軸方向に流入した気流が半径方向より軸方
向に傾斜した方向に流出する斜流型ブレードをインペラ
に用いることにより、半径方向に小型すなわち軽量でし
かも大風量時に効率の良い電気掃除機用電動送風機を実
現できる。
は、4辺形の曲面であるブレードの下端側長辺の外周端
部が回転面に対し傾斜し、インペラの入口から軸方向に
流入しブレードに沿って流れる吸引気流が径方向と軸方
向の間の角度で出口から流出する、斜流型ブレードを有
したインペラと、インペラの下流側に配置したエアガイ
ドと、軸端に上記インペラを固着し回転駆動する電動機
とからなる電気掃除機用電動送風機とすることにより、
インペラ、及びエアガイドを径方向に小さくでき、また
圧損の低減がはかれ小型で、かつ効率に優れた電気掃除
機用の電動送風機を実現できる。
請求項1に記載のインペラのブレードの入口側短辺がほ
ぼ回転面上にあり、入口端部でブレード面が回転面に対
し傾斜した構成とすることにより、軸方向の推進力が更
に大きくなり、より小型で高効率化できる。
請求項1または2に記載のインペラから流出した気流
が、電動機のフレーム内部を通過する構成とすることに
より、さらに小型化が図れる。
請求項1または2に記載のインペラから流出した気流
が、電動機のフレーム外部を通過する構成とすることに
より、より信頼性の高い電気掃除機用の電動送風機を実
現できる。
請求項1〜4のいずれか1項に記載のエアガイドの外径
が電動機フレームの外径と同じあるいは小さな構成とす
ることにより、さらに小型化ができる。
請求項1〜5のいずれか1項に記載のインペラ外径より
エアガイドの外径が小さい構成とすることにより、さら
に小型化が図れる。
請求項1〜6のいずれか1項に記載の電動機の軸受けの
一部がインペラのハブ内に位置する構成とすることによ
り、軸方向に短い電気掃除機用の電動送風機が実現でき
る。
請求項1〜7のいずれか1項に記載の電動機のブラケッ
トと一体又はその下流側にエアガイドを取り付けた構成
とすることにより更に小型化が図れる。
請求項1〜8のいずれか1項に記載のファンケースの入
口側にエアガイドを有した構成とすることにより、更に
高効率化が図れる。
に、請求項1〜9のいずれか1項に記載の電気掃除機用
電動送風機を内蔵した電気掃除機を実現することによ
り、小型で高高率な電気掃除機を実現できる。
に、請求項10に記載のファンケースに取り付けられた
防振ゴム前が、軸方向の動きを規制するためファンケー
スに端面を有した構成とすることにより、より信頼性の
高い電気掃除機を実現できる。
に、請求項10または11に記載の電気掃除機の集塵分
離部に主として遠心分離型集塵を用いた構成とすること
により、より高効率な電気掃除機を実現できる。
請求項10〜12のいずれか1項に記載の電気掃除機
を、電源として内蔵された電池を用いるコードレス型と
することにより、より長寿命で使い勝手の良い電気掃除
機を実現できる。
ながら説明する。
例における電気掃除機用電動送風機の要部断面図を示
す。図1において、11は電動送風機を示し、ファン部
12及び電動機13により構成されている。ファン部1
2は、電動機13の回転軸13aに固着されたインペラ
14、及びインペラ14の外周側に配置された複数の静
翼15を有し電動機13のブラケット13bに載置固定
されたエアガイド16とこれらを内包するファンケース
17により構成されている。ファンケース17は電動機
13のブラケット13bの外周に圧入固定され、インペ
ラ14の入口孔14aと対峙し吸気口17aが設けられ
ている。電動機13のブラケット13bには連通口20
が設けられ、電動機13のフレーム13cには排気口2
1が設置されている。
4辺形の曲面で構成された複数のブレード22が山形の
ハブ23を有した基板24とシュラウド25に挟持固定
され構成されている。ブレード22の長辺27の下端側
すなわち下流側27aは、図2、図5で示すように外周
端部28が2点鎖線で示した回転面26に対し角度30
を有し傾斜している。又本実施例ではブレード22の入
口側短辺29aがほぼ回転面26上にあり、ブレード面
の入口端部32が回転面26に対して角度31を有し傾
斜している。図3、図5はシュラウドを分離した状態、
図4はインペラ14を上面から見た図を示すエアガイド
16は図6で示すように、エアガイド基板16cの外側
に放射線状に配置された複数枚の静翼15を配置し、そ
の外周にエアガイド外筒16dを取り付けることにより
なり、各静翼間に空気通路35を構成している。図6
(d)、(e)で示すように静翼15の先端はインペラ
からの流出した気流に沿うように傾斜している。
子36と、フレーム13cの内周に固定され、内側に回
転子36を空隙38を隔てて配置する円筒形の固定子3
7により構成されている。回転子36は両側の軸受け3
9を介して、フレーム13cのハウジング部40、及び
フレームに固定される傘型をしたブラケット13bのハ
ウジング部40aに回転支持されている。本例では固定
子37が圧入固定されるフレーム13cの外径とファン
ケース17が圧入固定されるブラケット13bの外径は
ほぼ等しくなっており、又電動機13は回転子36に永
久磁石(図示せず)を配したDCブラシレス電動機の形
態を有している。
載置固定されている。ブラケット13bには図1、7で
示すような連通口20が設けられている。エアガイド1
6の入口はインペラ14の出口14bと対峙し、エアガ
イド出口16bはブラケット13bの連通口20に開口
し、電動機のフレーム13cと固定子37の間の電動機
内部通路34に連通し、排気口21へつながっている。
エアガイド16の出口16bの径はフレーム13cの内
径とほぼ同一であり、エアガイド16の外径はフレーム
13c外径、ブラケット13b外径にほぼ等しい。そし
てフレーム外径とほぼ等しい内径を有したファンケース
17内にエアガイド16を収め、ブラケット13bの外
周にファンケース17を圧入固定することができる。
図7(a)にブラケット側の側面図、図7(c)にフレ
ーム側の側面図を示す。21はフレーム13cに設置さ
れた排気口を示す。ブラケット13bとフレーム13c
は3本の通しボルト42で固定されている。図1で示す
ようにインペラ14は回転軸13aの先端に圧入固定さ
れている。ブラケット13b側のハウジング40aはイ
ンペラ14の基板24の底部に設けた凹部43に入り込
んでいる。すなわち、軸受け39の一部がハブ23内に
位置している。
動しインペラ14を回転させると、本実施例の3次元的
な曲面を有したブレード22は空気に遠心力と軸方向の
推進力を同時に与え、結果として気流は矢印45のよう
に流れ、インペラ14の出口14bでは回転面26に対
し斜めに流れる。出口14bから出た気流はエアガイド
16に入り、静翼15で囲まれた空気通路35で圧力回
復される。エアガイド16からでた気流は電動機13の
ブラケット13bに設けられた連通口20から電動機の
内部に入り、通過してフレーム13cの排気口21から
流出する。このように本実施例の電動送風機は、吸気口
17aから吸引された気流が、従来の遠心送風機のよう
に径方向に大きく曲がることが無く、ほぼ軸方向に流れ
るためエアガイド16の空気通路35、電動機内の流路
を含め全体の空気の流れが軸方向に一様に配置できるた
め径方向にコンパクトな構成が可能になる。すなわちエ
アガイド16外径とインペラ外径の比は即ち、インペラ
14の外径をのエアガイド16外径で除した値は従来の
遠心型送風機に比べ小さく、又本実施例のような斜流型
のインペラは遠心力の負荷の他に推進力の負荷も加わる
ため、インペラ14の外径に対するトルク即ち出力も大
きくなる。これらの理由により、エアガイド16の外径
をフレーム13cの外径よりも小さくすることができ、
圧入固定されるファンケース17の厚みを無視すれば、
フレーム13cの外径がほぼ最大径の電動送風機11を
得ることができる。又大風量時での通路損失が低減され
るため、電気掃除機に組み込んだ際の効率が良くなる。
ァンケース17とインペラ14の組み立て精度を高めれ
ば、シュラウド25が無い構成も可能であり、樹脂一体
成形による製造も可能である。
を説明する。図8は実施例2におけるエアガイドの外径
がインペラの外径よりも小さい電動送風機の要部断面図
である。尚、実施例1と同一の部分には同一符号を付し
てその詳細な説明を省略する。
部に配置されている。エアガイド51は図で示すように
基板筒55の外周に複数枚の静翼53を配置することに
より構成されている。59は静翼53で囲まれた空気通
路を示す。図9(a)はブラケット52bを、図9
(b)はエアガイド51を示し、エアガイド51の入口
51aに対応した連通口54を有している。インペラ1
4を内蔵したファンケース17はブラケット52bの外
周に圧入固定されている。ブラケット52bとフレーム
52cは同一外径であり、エアガイド51の外径はイン
ペラ14の外径よりも小さい。
斜しているため、多少性能は劣るが、インペラの外径よ
りも小さなエアガイドでも圧力回復効果が得られ、非常
にコンパクトな電動送風機を実現できる。なおエアガイ
ド51がブラケット52bの外側に取り付く実施例1の
ような方式でも、インペラ14径よりも小さなエアガイ
ド径を実現できることは自明である。
例として、図10はブラケット52bとエアガイド51
が一体になった例であり、板金で作られたブラケット5
2bの連通口54を板金を切り起こして作り、切り起こ
した板金を静翼53とした構成である。もちろんブラケ
ット52bを樹脂で成形し、静翼を同時に構成する方法
もある。
流れる気流を前提としたエアガイド51の構成であれ
ば、電動機52内にエアガイド51を収納することも容
易である。ブラケット52bが金属製であるとき、絶縁
物で構成されたエアガイド51を電動機52内に設置す
れば、電動機52のコイル52dに接近してエアガイド
を配置でき、エアガイド51をブラケット52bに載置
した構成に比べ、絶縁距離の関係で電動送風機の全長を
短く構成することが可能である。エアガイド51全体が
電動機内に収納されず、構成上必要な一部分が電動機内
に収容できれば、同様な理由で電動送風機の全長を短く
することが可能である。
第3の実施例を説明する。図11(b)は排気側より見
た図を示す。実施例1との主たる相違はエアガイド61
から流出した気流の流れる通路の部分である。尚、実施
例1と同一の部分は同一符号を付してその詳細な説明を
省略する。
り、複数枚の静翼63を円筒状の基板筒65外周に放射
線状に取り付けることにより構成している。62は電動
機であり、ブラケット62b、及びフレーム62cには
空気の通過する孔が無く全閉型の電動機である。エアガ
イド61の基板筒65は電動機62のブラケット62b
外周に取り付けられ、その外周にはファンケース67と
一体になった外筒68が設置されている。そして静翼6
3、基板筒65、外筒68で仕切られた圧力回復用の空
気通路69が形成されている。
出口14bと対峙し、エアガイド61の出口61bは、
電動機62のフレーム62cと外筒68の間の排気通路
70に開口している。
側にエアガイドを配置できるため、ブラケット62bに
連通口が、フレーム62cに排気口が必要でなくなり、
連通口、排気口での通過圧損が低減でき、又ブラケット
62b、フレーム62cの機械的強度を大きくすること
ができ、より高速な運転が可能になる。又騒音も低減で
きる。
の第4の実施例について説明する。図12は、本発明の
電動送風機11を掃除機本体75に組み込む際の構成で
あり、電動送風機11は掃除機本体75に防振ゴム前7
6、及び防振ゴム後77で防振支持されている。防振ゴ
ム前76は、ファンケース17の前部に設けたリング状
のツバ部78の外周に、防振ゴム前76の内周部の溝A
76aを勘合させ取り付けている。79は入り口エアガ
イドであり図12(b)、図12(c)で示すように複
数枚の静翼79aを放射状に配置することに構成し、防
振ゴム前76の内周の溝B76bに嵌合させて取り付け
ている。静翼79aは、掃除機本体75及び電動送風機
11とは直接接触していない。このような軸方向の移動
の規制手段を軸心に近い位置に設けることにより、防振
ゴム自身の硬度は小さくすることが可能になり、防振性
に優れた低騒音な電気掃除機を実現できる。図13は防
振ゴム前を示している。
連通口75aの周囲に配置され、吸気と排気の間のシー
ルを兼ねているため、電動送風機11を運転すると吸引
力のため電動送風機11は前方、すなわち上流側に吸引
される。この吸引力を支持し、電動送風機11の過度な
軸方向への移動を防止するため、ファンケース17の前
部にツバ部78を構成し、吸引力を支持する端面78a
を構成している。
アガイド79は、電動送風機11に流入する気流の旋回
成分が増大する事を抑制し、損失の低減を図っている。
ケース17側に取り付ける事も可能である。
の第5の実施例について説明する。図14は、本発明の
電動送風機を電気掃除機本体75に組み込んだ際の要部
断面図を示す。本実施例での掃除機本体構成は、ホー
ス、延長管が無い、アップライト構成である。
たように掃除機本体75に防振支持されている。81は
電池であり、電動送風機11を駆動する電源である。す
なわち本実施例では、商用交流電源を使用しないコード
レス型の構成を有している。82は集塵部であり、サイ
クロン型の遠心分離機構を有している。83は円筒型の
集塵箱84内に設けた軸流型の固定羽根であり、円柱状
の中央ハブ85部分に固定されている。86は吸い込み
ノズル87からの気流を導く入り口ガイドであり、88
は出口ガイドを示す。
89の上に置かれた吸い込みノズル87から塵埃が吸引
される。塵埃を含んだ気流は入口ガイド86に導かれな
がら固定羽根83を通過し、矢印90で示す強い旋回流
となる、旋回する気流に含まれた塵埃は遠心力のため外
周側に移動し、集塵箱の外周に押しつけられる。塵埃が
分離した清浄な気流は矢印90aのように出口ガイド8
8と中央ハブ85の間を通過して電動送風機11へ吸引
され、掃除機本体75の排気口75aから排気される。
外側に移動した塵埃92は出口ガイド88の外側に集ま
り、重力により徐々に落下し、入口ガイドと集塵箱側壁
84aの間の空間91に貯められる。
用いているため、径方向に小型でかつ高風量時の高効率
運転ができる。そのため掃除機本体としては径の小さな
アップライト型の掃除機が実現できる。又、塵埃の主た
る分離手段として集塵部に紙袋などの通過型フィルタを
用いず、遠心分離型集塵方式を用いれば、塵埃の目詰り
による圧損の増加は無く、常に低圧、高風量の運転が可
能になり、本発明の電動送風機を用いれば、より高効率
な運転が可能になる。又コードレス式の電気掃除機に、
本発明の電送送風機を用いる、あるいは上述した構成を
用いれば従来の電気掃除機に比べ効率が改善され、長時
間の連続運転が可能になる。
明によれば、径方向に小型、軽量でしかも大流量時に効
率の良い電気掃除機用の電動送風機を実現することがで
きる。また、小型でかつ高率に優れた電気掃除機を実現
することができる。
風機の部分断面図
風機の一部断面図
動送風機の一部断面図 (b)同、連通口の一部欠載要部断面図 (c)同、ブラケット部の形状を示す図
用電動送風機の一部断面図 (b)同フレーム側からみた側面図
用電動送風機を掃除機本体に組み込んだ状態の一部断面
図 (b)同静翼の断面図 (c)同エアガイドの形状を示す図
送風機を掃除機本体に組み込んだ状態の一部断面図
ンケースを外した場合の平面図 (b)同正面一部断面図
Claims (13)
- 【請求項1】 4辺形の曲面であるブレードの下端側長
辺の外周端部が回転面に対し傾斜し、インペラの入口か
ら軸方向に流入しブレードに沿って流れる吸引気流が径
方向と軸方向の間の角度で出口から流出する、斜流型ブ
レードを有したインペラと、インペラの下流側に配置し
たエアガイドと、軸端に上記インペラを固着し回転駆動
する電動機とからなる電気掃除機用電動送風機。 - 【請求項2】 ブレードの入口側短辺がほぼ回転面上に
あり、入口端部でブレード面が回転面に対し傾斜した請
求項1記載の電気掃除機用電動送風機。 - 【請求項3】 インペラから流出した気流が、電動機の
フレーム内部を通過する請求項1または2記載の電気掃
除機用電動送風機。 - 【請求項4】 インペラから流出した気流が、電動機の
フレーム外部を通過する請求項1または2記載の電気掃
除機用電動送風機。 - 【請求項5】 エアガイド外径が電動機フレームの外径
と同じあるいは小さな請求項1〜4のいずれか1項に記
載の電気掃除機用電動送風機。 - 【請求項6】 インペラ外径よりエアガイドの外径が小
さい請求項1〜5のいずれか1項に記載の電気掃除機用
電動送風機。 - 【請求項7】 電動機の軸受けの一部がインペラのハブ
内に位置する請求項1〜6のいずれか1項に記載の電気
掃除機用電動送風機。 - 【請求項8】 電動機のブラケットと一体又はその下流
側にエアガイドを取り付けた請求項1〜7のいずれか1
項に記載の電気掃除機用電動送風機。 - 【請求項9】 ファンケースの入口側にエアガイドを有
した請求項1〜8のいずれか1項に記載の電気掃除機用
電動送風機。 - 【請求項10】 請求項1〜9のいずれか1項に記載の
電気掃除機用電動送風機を内蔵した電気掃除機。 - 【請求項11】 防振ゴム前が取り付けられたインペラ
をおおうファンケースに、軸方向の動きを規制する端面
を有した請求項10記載の電気掃除機。 - 【請求項12】 集塵分離部に主として遠心分離型集塵
を用いた請求項10または11に記載の電気掃除機。 - 【請求項13】 電源として内蔵された電池を用いるコ
ードレス型の請求項10〜12のいづれか1項に記載の
電気掃除機。
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