JP2005113765A - Electrical blower and electrical vacuum cleaner using the same - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to an electric blower used for a vacuum cleaner or the like.
まず、最も一般的に用いられる電気掃除機用電動送風機の構成について、図8を用いて説明する。 First, the configuration of the most commonly used electric blower for a vacuum cleaner will be described with reference to FIG.
2は界磁コア3に界磁巻線(省略)を施してなるステータ、5はシャフト6に通された電機子コア7に電機子巻線(略図)8を施し、整流子9を同軸上に配置してシャフト6の両端に設けられた軸受10によって回転自在に固定されたロータである。ステータ2及びロータ5は負荷側ブラケット11、反負荷側ブラケット12に固定され、前記反負荷側ブラケット12に一対のカーボンブラシ13を異形管14を介して挿入することでモータ15を形成している。19は排気口である。また、出力軸のシャフト6にはインペラ16が備えられ、インペラ16の外周部に通風路を形成するエアーガイド17が配されており、前記エアガイド17は表面の隣り合う静翼26間によって構成される複数の通路をもつディフューザ部20と、流れをエアガイド17裏面へと導く流れ変更部21、さらに戻り通路22により構成される。そして、ファンケース18がこれらを覆うように取り付けられ電動送風機1となる。24は吸気口を示している。
2 is a stator formed by applying field windings (omitted) to the
上記構成において、電力が供給されると界磁巻線を伝導した電流がカーボンブラシ13を通って整流子9に伝わり、界磁コア3で発生した磁束と電機子巻線8を通る電流との間で力が発生し、ロータ5が回転する。次にロータ5が回転することにより、ロータ5のシャフト6に固定されたインペラ16が回転し、インペラ16内の空気を増速し、増速された空気はエアーガイド17のディフューザ部20を通り、減速されて流れ変更部21へと入り込み、方向を180度転換されて、戻り通路22を通り、モータ15へと導かれる。そしてその後、ロータ5、ステータ2、カーボンブラシ13を冷却しながら、反負荷側ブラケット12の排気口19より排出される。
In the above configuration, when power is supplied, the current conducted through the field winding is transmitted to the commutator 9 through the
上記のような一般的な電動送風機1の構成では、近年の高吸込仕事率化に伴う電動送風機1の高効率化には限界があり、それを補うべく考案された例として、以下の構成が知られている。それによると、図9のようにファンケース18の外周上に複数のスリット25を設け、インペラ16で増速した空気の一部をそこから直線的に放出し、電動送風機1の効率を高めようとするものであった(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、前記従来の構成では、電動送風機1の効率は向上するものの、ファンケースに設ける排気面積の大きさを決定するための指針に関する記述はなく、具体性に欠けるものであった。
However, in the conventional configuration, although the efficiency of the
また、インペラ16で増速された空気をそのまま排出するので、インペラ16エアガイド17の間で発生する干渉音等の騒音もそのまま放出され、従来に比べ、騒音の高いものとなっていた。
Further, since the air accelerated by the
本発明は、上記課題を解決し、効率を向上させ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ことを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described problems and provide an electric blower with improved efficiency and a vacuum cleaner equipped with the electric blower.
前記従来の課題を解決するために、本発明の電動送風機は、モータと、前記モータにより回転するインペラと、前記インペラを覆う外郭Aと、前記モータの外周を覆う外郭Bとを備え、前記外郭Aに前記インペラにより吸引された気流の一部を排出する排気部Aを設け、前記外郭Bには前記インペラから前記外郭B内に供給されてきた風を、外部へ排気する排気部Bを設けるとともに、前記排気部Aの総面積をS1、前記排気部Bの総面積をS2としたとき、S1≧S2となるよう設定したもので、前記インペラにより吸引された気流の一部は前記排気部Aより直線的に放出されるため効率がよい。さらに、S1≧S2の関係より、前記排気部Aより大気に放出される空気の量は、前記インペラから前記外郭B内に供給された後、大気に放出される空気の量と同等か、もしくはそれより多いため、モータ周辺を通る空気の量が減少することから、流れ圧損を低下させることができ、そのため一層効率を向上できる。 In order to solve the conventional problem, an electric blower of the present invention includes a motor, an impeller that is rotated by the motor, an outer shell A that covers the impeller, and an outer shell B that covers an outer periphery of the motor. An exhaust part A that discharges a part of the airflow sucked by the impeller is provided in A, and an exhaust part B that exhausts the air supplied from the impeller into the outer part B is provided in the outer B. In addition, when the total area of the exhaust part A is S1 and the total area of the exhaust part B is S2, S1 ≧ S2 is set, and a part of the airflow sucked by the impeller is the exhaust part. Since it is emitted linearly from A, it is efficient. Furthermore, from the relationship of S1 ≧ S2, the amount of air released from the exhaust part A to the atmosphere is equal to the amount of air released from the impeller into the outer shell B and then released to the atmosphere, or Since it is more than that, the amount of air passing around the motor is reduced, so that the flow pressure loss can be reduced, and therefore the efficiency can be further improved.
本発明によれば、効率を向上させた電動送風機およびそれを搭載した電気掃除機を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric blower which improved efficiency and the vacuum cleaner carrying it can be provided.
第1の発明は、モータと、前記モータにより回転するインペラと、前記インペラを覆う外郭Aと、前記モータの外周を覆う外郭Bとを備え、前記外郭Aに前記インペラにより吸引された気流の一部を排出する排気部Aを設け、前記外郭Bには前記インペラから前記外郭B内に供給されてきた風を、外部へ排気する排気部Bを設けるとともに、前記排気部Aの総面積をS1、前記排気部Bの総面積をS2としたとき、S1≧S2となるよう設定したもので、前記インペラにより吸引された気流の一部は前記排気部Aより直線的に放出されるため効率がよい。さらに、S1≧S2の関係より、前記排気部Aより大気に放出される空気の量は、前記インペラから前記外郭B内に供給された後、大気に放出される空気の量と同等か、もしくはそれより多いため、モータ周辺を通る空気の量が減少することから、流れ圧損を低下させることができ、そのため一層効率を向上できる。 A first invention includes a motor, an impeller that is rotated by the motor, an outer shell A that covers the impeller, and an outer shell B that covers the outer periphery of the motor, and one of the airflows sucked into the outer shell A by the impeller An exhaust part A for exhausting the air is provided, and the outer part B is provided with an exhaust part B for exhausting the wind supplied from the impeller into the outer part B to the outside, and the total area of the exhaust part A is defined as S1. When the total area of the exhaust part B is S2, it is set so that S1 ≧ S2, and a part of the airflow sucked by the impeller is discharged linearly from the exhaust part A so that the efficiency is improved. Good. Furthermore, from the relationship of S1 ≧ S2, the amount of air released from the exhaust part A to the atmosphere is equal to the amount of air released from the impeller into the outer shell B and then released to the atmosphere, or Since it is more than that, the amount of air passing around the motor is reduced, so that the flow pressure loss can be reduced, and therefore the efficiency can be further improved.
第2の発明は、インペラの周囲に、隣り合う静翼間で形成される複数の通路を有するディフューザ部を設け、前記複数の通路のうち、少なくとも1つの通路の略延長上の外郭Aに、排気部Aを配設したもので、前記インペラにより吸引された気流の一部は前記排気部Aより直線的に放出されるため効率がよい。さらに、前記排気部Aの数は、前記通路の数以下となるため、前記インペラから前記外郭B内に供給される空気の量も増加させることができ、モータの冷却も十分に行え、モータの耐久性も向上できる。 In the second invention, a diffuser portion having a plurality of passages formed between adjacent stationary blades is provided around the impeller, and an outer shell A on the substantially extension of at least one of the plurality of passages, Since the exhaust part A is disposed, a part of the airflow sucked by the impeller is discharged linearly from the exhaust part A, so that the efficiency is high. Further, since the number of the exhaust parts A is equal to or less than the number of the passages, the amount of air supplied from the impeller into the outer shell B can be increased, the motor can be sufficiently cooled, Durability can also be improved.
第3の発明は、外郭Aは略円形状部を有するとともに、前記略円形状部の外周の半周範囲内に、複数の排気部Aを設けたもので、排気部Aを有する半周部分を電気掃除機本体内の下方に向けて配設することで、機外への音の漏れを防止でき、電動送風機の防音性能を向上させるものである。 According to a third aspect of the invention, the outer shell A has a substantially circular portion, and a plurality of exhaust portions A are provided in the outer periphery of the substantially circular portion. By disposing toward the lower side in the main body of the vacuum cleaner, it is possible to prevent leakage of sound to the outside of the machine and improve the soundproof performance of the electric blower.
第4の発明は、排気部Aの気流排出側の外郭Aにリブを設けたもので、排気部Aから放出される騒音を和らげるとともに、電動送風機を電気掃除機本体内へ組み込む際に、外郭Aに取り付ける防振ゴムが、排気部Aを閉塞するのを防止できるものである。 In the fourth invention, a rib is provided on the outer shell A on the airflow discharge side of the exhaust section A, and the noise emitted from the exhaust section A is reduced, and when the electric blower is incorporated into the main body of the vacuum cleaner, The anti-vibration rubber attached to A can prevent the exhaust part A from being blocked.
第5の発明は、上記請求項1〜4のいずれか1項に記載の電動送風機を備えた電気掃除機で、電動送風機の効率を高めるとともに、耐久性や信頼性を確保できることで、使用性の高い電気掃除機を提供できる。 5th invention is the vacuum cleaner provided with the electric blower of any one of the said Claims 1-4, While improving the efficiency of an electric blower and ensuring durability and reliability, usability High vacuum cleaner can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
本発明の第1の実施の形態を、図1〜図3を用いて説明する。なお従来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。
(Embodiment 1)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same components as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図1は本実施の形態の電動送風機の部分断面図、図2は同電動送風機を吸気口側より見た平面図で、ファンケース上面は省略して示している。25はファンケース(外郭A)18外周上に設けられた排気部Aであるスリットで、このスリット25の円周方向の幅は、ディフューザ部20の隣り合う静翼26間で形成される通路が、流れを180度転換させる流れ変更部21へ突入する直前の円周方向の通路幅と略同一となっているとともに、前記スリット25は、通路の略延長上に配設され、効率よく排気が放出されるようになっている。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of the electric blower of the present embodiment, FIG. 2 is a plan view of the electric blower viewed from the intake port side, and the upper surface of the fan case is omitted.
ここで、ファンケース18外周のスリット25の総面積をS1、反負荷側ブラケット(外郭B)12の排気部Bである排気口19の総面積をS2とおくと、これらはS1≧S2となるように設定されている。また、図中の矢印は、吸気口24より吸い込まれた空気の流れを示している。
Here, if the total area of the
上記の構成において動作を説明すると、電力が供給されると、従来例と同様、ロータ5が回転しインペラ16で発生した気流が、エアガイド17のディフューザ部20を通り、一部はそのまま外気へと放出され、残りの空気は、流れ変更部21、戻り通路22を経て、モータ15を流れ、ロータ5、ステータ2、カーボンブラシ13を冷却し、反負荷側ブラケット12の排気口19より排出される。このとき、ディフューザ部20を通過した空気は、いくらかの動圧エネルギーを有しており、流れ変更部21で流れを180度転換されると、同部での曲がり損失が増大するが、本実施の形態では、ファンケース18に設けられた複数のスリット25が、ディフューザ部20外周に効率よく配設されているので、一部の空気がスリット25より放出され、損失は低減される。
The operation in the above configuration will be described. When electric power is supplied, as in the conventional example, the
これにより、ファンモータの効率は上昇する。図3には、ファンケース18外周のスリット25の総面積S1と、反負荷側ブラケット12の排気口19の総面積S2との比S1/S2と、ファンモータの効率の関係を動作風量別に示している。これによると、記載のすべての風量において、S1/S2<1では、その比が大きくなるに従ってファンモータの効率が上昇し、S1/S2≧1では、ほとんど飽和しており、その境界がS1/S2=1、すなわち、S1=S2近辺にあることがわかる。
This increases the efficiency of the fan motor. FIG. 3 shows the relationship between the ratio S1 / S2 of the total area S1 of the
従って、ファンケース18外周に設けるスリット25の総面積S1は、S1≧S2となるように設定すれば、高いファンモータ効率が得られる。
Therefore, if the total area S1 of the
このように本実施の形態によれば、エアガイド17での曲がり損失を低減することができるので、効率のよい電動送風機1が実現できる。
Thus, according to this Embodiment, since the bending loss in the
なお、本実施の形態においては、排気部Aであるスリットは、ファンケース18の外周に設けられているが、反負荷側ブラケット(外郭B)のインペラ16の下方部に位置する部分に設けられていてもよく、要は、前記インペラにより吸引された気流の一部が、モータ15を通過する前に、大気中に排出されればよい。
In the present embodiment, the slit that is the exhaust portion A is provided on the outer periphery of the
(実施の形態2)
次に本発明の第2の実施の形態を、図4用いて説明する。なお第1の実施の形態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。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図4において、17はエアガイドであり、その表面には15本の静翼26によって構成されるディフューザ部20の通路が15箇所配設されている。一方、ファンケース18に設けられたスリット25は円周上均等に7箇所あり、ディフューザ部20の通路の延長上に存在し、反負荷側ブラケット12に圧入により取り付けられている。
In FIG. 4,
以上の構成により動作を説明すると、スリット25がその延長上に設けられたディフューザ部20の通路では、インペラ16で発生した気流の一部がそのまま放出されるので、電動送風機1の効率アップに寄与する。しかし、スリット25が設けられていない通路は、隣の通路にリークするごく微量の風量を除いてそのほとんどが流れ変更部21へと導かれ、戻り通路22を通ってモータ15の冷却に使用される。つまり、ディフューザ部20の通路ごとにその役割を分担し、モータ15の冷却を確実に行うようにしている。
The operation will be described with the above configuration. Since a part of the air flow generated in the
以上のように本実施の形態の電動送風機1によれば、ディフューザ部20の各通路ごとに電動送風機1の効率を向上する役割と、モータ15の冷却を行う役割を分担したので、必要最低限のモータ15冷却用風量は確保することができ、電動送風機1の効率をアップさせながら、より信頼性の高い電動送風機1を提供できる。
As described above, according to the
(実施の形態3)
次に本発明の第3の実施の形態を、図5を用いて説明する。なお、上記の実施の形態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。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図5は電気掃除機に組み込まれた電動送風機1を示したものであり、101は前方に集塵室102、後方にモータ室103を備えた掃除機本体であり、集塵室102には集塵用の紙袋104が装着されている。また、電動送風機1はファンケース18外周に防振ゴム前105、反負荷側ブラケット12後方に防振ゴム後106が取り付けられ、掃除機本体101のモータ室103に組み込まれている。また、電動送風機1はファンケース18の外周上下半周部分(手前のみを図示)に複数のスリット25が設けられている。また、図中の矢印は空気の流れを示している。
FIG. 5 shows an
以上の構成における動作について説明すると、実施の形態1と同様、電力が供給されると、電動送風機1が駆動し、掃除機前方から空気が吸い込まれる。そして、その空気流はエアガイド17のディフューザ部20を通過した時点で、ファンケース18外周へ放出されるものと、そのまま、モータ15の冷却に使われ、反負荷側ブラケット12の排気口19より排出されるものとに分けられ、最終はそれらが再び混合し合って、掃除機の後方より排出される。
The operation in the above configuration will be described. As in the first embodiment, when electric power is supplied, the
このとき、実施の形態1と同じ理由で、電動送風機1の効率は向上するので、掃除機本体101の吸い込み力もアップする。また、ファンケース18外周に設けられたスリット25は掃除機本体101組込状態で、外形が略円形状のファンケース18の下半周にのみ設けられているため、排気と一緒に放出される騒音も、下方向にしか排出されず、掃除機の使用者にとっては、従来のものと比べ特に耳障りな感覚もなく掃除を行うことができる。
At this time, since the efficiency of the
以上のように本実施の形態によれば、高効率な電動送風機1を搭載し、騒音は従来レベルの電気掃除機を得ることができるので、高吸込性能により、効率よく部屋等の掃除が行えるものである。
As described above, according to the present embodiment, since the highly efficient
(実施の形態4)
次に本発明の第4の実施の形態を、図6を用いて説明する。なお、上記の実施の形態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。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
27はファンケース18外周上のスリット25の斜め上方に向けて設けられたひさし状の切り起こしであるリブで、掃除機後方へ向かって開口するように、それぞれのスリット25上方部に設けられている。
以上の構成により、電動送風機1を掃除機本体101へ組み込む際にファンケース18外周に取り付ける防振ゴム前105がスリット25をふさぐのを防止でき、多少乗り上げても、切り起こし27は掃除機本体101後方へ向かって開口しているので、開口面積が影響を受けることはない。また、切り起こし27によって、空気の流れが斜め後ろ方向に変えられるので、スリット25から出る電動送風機1の騒音についても緩和することができる。それは、実施の形態3と組み合わせるとより効果を発揮する。なお、切り起こし27の内部にRを設けるとより空気の流れがスムーズになり、電動送風機1の効率は良化する。
With the above configuration, the
以上のように本実施の形態の電動送風機1によれば、スリット25上に設けたひさし状の切り起こし27によって、電動送風機1を掃除機本体101へ組み込むことが容易となり、また、切り起こし27が空気の流れる方向を変えるため、電動送風機1の騒音も直接掃除機使用者の耳に入りにくくなるので、より実用性の高い電気掃除機1を提供することができる。
As described above, according to the
(実施の形態5)
次に本発明の第5の実施の形態を、図7を用いて説明する。なお、上記の実施の形態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。
(Embodiment 5)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
107は電動送風機1の周囲を取り囲むように配設された筒状の防音板である。また、防振ゴム前105は切り起こし27を形成したスリット25の部分を回避するような形状に成形してあり、その先端の突起部108は前記防音板107の端面に覆い被さるように組み立てられている。
以上の構成により、電動送風機1を掃除機本体101へ組み込む際にファンケース18外周に取り付ける防振ゴム前105がスリット25をふさぐのを防止でき、また、防音板107と防振ゴム前105が密に接しているため、同部より空気が漏れることがなく、音も静かなものとなる。さらに、切り起こし27から放出された排気は、防音板107または防振ゴム前105の突起部108に対して斜めにぶち当たり、防音板107に沿ってスムーズに流れるので、それらが障害となることなく、圧力損失も少ない。
With the above configuration, it is possible to prevent the
以上のように本実施の形態によれば、電動送風機1を取り囲む防音板107を取り付ける時など、スリット25上方に設けたひさし状の切り起こし27によって、排気の流れる方向に角度をつけることができるので、排気は防音板107に沿ってスムーズに流れ、性能劣化を抑えながら、遮音性の高い、電気掃除機を提供できる。
As described above, according to the present embodiment, when attaching the
以上のように、本発明にかかる電動送風機とそれを用いた電気掃除機は、電動送風機の効率の向上、ならびに電気掃除機の吸込仕事率の向上が図れるので、電動送風機を用いる家庭用電化機器、産業機器等の用途にも幅広く適用できる。 As described above, since the electric blower according to the present invention and the electric vacuum cleaner using the electric blower can improve the efficiency of the electric blower and the suction work rate of the electric vacuum cleaner, the household electric appliance using the electric blower It can be applied to a wide range of applications such as industrial equipment.
1 電動送風機
2 ステータ
5 ロータ
12 反負荷側ブラケット(外郭B)
13 カーボンブラシ
15 モータ
16 インペラ
17 エアガイド
18 ファンケース(外郭A)
19 排気口(排気部B)
20 ディフューザ部
21 流れ変更部
22 戻り通路
24 吸気口
25 スリット(排気部A)
DESCRIPTION OF
13
19 Exhaust port (exhaust part B)
20
Claims (5)
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JP2010261392A (en) * | 2009-05-08 | 2010-11-18 | Mitsubishi Electric Corp | Electric blower and vacuum cleaner using the same |
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- 2003-10-07 JP JP2003348193A patent/JP2005113765A/en not_active Withdrawn
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