JP2006250016A - Electric blower and vacuum cleaner using it - Google Patents
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Description
本発明は、電気掃除機等に使用される電動送風機及びそれを用いた電気掃除機に関するものである。 The present invention relates to an electric blower used for a vacuum cleaner and the like and a vacuum cleaner using the same.
従来の電動送風機の構成について、図7、8を用いて説明する。 The configuration of a conventional electric blower will be described with reference to FIGS.
図7、8に示すように、電動送風機1は、界磁コア3に界磁巻線(省略)を施してなるステータ2と、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5を備えている。ステータ2及びロータ5は負荷側ブラケット11や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(図示せず)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。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
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ガイド17が配されており、前記エアガイド17は上面の隣り合う静翼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下面へと導く流れ変更部21、さらに戻り通路22により構成されている。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が形成されている。ファンケース18の外周上には複数のスリット25が設けられている。24は吸気口を示している。
Further, the
上記構成において、電力が供給されると界磁巻線を流れた電流がカーボンブラシを通って整流子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、インペラ16から排出される。インペラ16で増速された空気の一部は、ファンケース18の外周上に設けられた複数のスリット25から直線的に放出される。また、増速された空気の一部はエアガイド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、方向を略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。ファンケース18の内面R形状が大きく設定できれば、空気の流れの方向を180度転換される際、方向転換がスムーズに行われ、損失の低減が図れる。そしてその後、ロータ5、ステータ2、カーボンブラシを冷却しながら、反負荷側ブラケット12の排気口19より排出される(特許文献1参照)。
しかしながら、前記従来の電動送風機の構成では、インペラ16から排出される増速された空気は、エアガイド17のディフューザ部20を通り、戻り通路22に向かうが、空気の一部は、エアガイド17の静翼26とファンケース18との微少な隙間に入り込み、隣り合うディフューザ部20に漏れ、損失を発生する。また、空気の一部は、インペラ16から排出された後にディフューザ20に流れ込むのではなく、インペラ16の外周とエアガイド17の静翼26の内周のクリアランス部分を通り、インペラ16上方のファンケース18との空間に入り込み、インペラ16の入り口部28へ環流し、著しく損失が増え効率向上の妨げとなっていた。
However, in the configuration of the conventional electric blower, the accelerated air discharged from the
また、ファンケース18の外周上に複数のスリット25を設け、直線的に増速された空気の一部を排出し、損失を低減させる手段において、スリット25の面積を拡大できれば、その分より効率を高めることができるが、スリット25の無い状態のファンケース18に、加工を施しスリット25を形成するため、スリット25の特に高さ方向に制限され、面積を高めようとした場合、ファンケース18内面のR寸法を小さく設定する必要がある。ファンケース18の内面R寸法を大きく取るとスリット25の高さ方向に面積を拡大することが困難になる。したがってファンケース18の内面R形状を大きくし、かつ、スリット25の開口面積を拡大することを同時に達成することが非常に困難であった。
Further, if a plurality of
本発明は、上記課題を解決するもので、効率が高く、騒音も低減でき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ことを目的とする。 This invention solves the said subject, and it aims at providing the electric blower which is highly efficient and can also reduce noise, and the vacuum cleaner carrying it.
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、負荷側ブラケットと反負荷側ブラケットに回転自在に保持されたロータを有するモータと、前記ロータの出力軸であるシャフトに取着されたインペラと、前記インペラの外周部に位置する複数の静翼を有すると共に通風路を形成するエアガイドと、前記エアガイドと前記インペラを覆うファンケースとを備え、上記ファンケースの内面と前記静翼との間に環状体を配設し、前記環状体はその内面をR形状にして前記静翼の先端に密着させるとともに、上記ファンケースの外周に前記インペラからの排気風を排出する開口部を設け、この開口部は前記環状体のR形状終端に連なるように設けたもので、インペラにより排出される空気流は、静翼とファンケースの微少隙間を漏れて、隣りあうディフューザ部に流れ込むことがなくスムーズに流れるので、漏れの損失が低減され、かつ、インペラにより吸引された気流の一部は環状体の内面R形状に沿ってスムーズに開口部より放出されるため効率がよく、電動送風機の効率が向上する。 In order to solve the conventional problems, an electric blower of the present invention is attached to a motor having a rotor rotatably held by a load side bracket and an anti-load side bracket, and a shaft that is an output shaft of the rotor. An impeller, a plurality of stationary blades positioned on the outer periphery of the impeller, and an air guide that forms a ventilation path, and a fan case that covers the air guide and the impeller, the inner surface of the fan case and the static An annular body is disposed between the blades, and the annular body has an R-shaped inner surface so as to be in close contact with the tip of the stationary blade, and an opening for exhausting exhaust air from the impeller to the outer periphery of the fan case This opening is provided so as to continue to the R-shaped end of the annular body, and the air flow discharged by the impeller leaks through a minute gap between the stationary blade and the fan case, Since it flows smoothly without flowing into the matching diffuser part, the loss of leakage is reduced, and part of the airflow sucked by the impeller is smoothly discharged from the opening along the inner surface R shape of the annular body The efficiency is good and the efficiency of the electric blower is improved.
また、本発明の電気掃除機は、塵埃を集塵する集塵室と、請求項1〜6のいずれか1項に記載の電動送風機を備えたもので、電動送風機を電気掃除機に搭載することにより、電気掃除機の吸込性能を向上させ、使用性の高い電気掃除機を提供できる。 Moreover, the vacuum cleaner of this invention is equipped with the dust collection chamber which collects dust, and the electric blower of any one of Claims 1-6, and mounts an electric blower in a vacuum cleaner. Thereby, the suction performance of a vacuum cleaner can be improved and a highly usable vacuum cleaner can be provided.
本発明の電動送風機は、効率が高く、しかも高い吸込性能が実現できる。また、この電動送風機を搭載する電気掃除機は、吸込仕事率が向上し、使用性にも優れたものである。 The electric blower of the present invention has high efficiency and can realize high suction performance. Moreover, the vacuum cleaner which mounts this electric blower has a high suction work rate and is excellent in usability.
第1の発明は、負荷側ブラケットと反負荷側ブラケットに回転自在に保持されたロータを有するモータと、前記ロータの出力軸であるシャフトに取着されたインペラと、前記インペラの外周部に位置する複数の静翼を有すると共に通風路を形成するエアガイドと、前記エアガイドと前記インペラを覆うファンケースとを備え、上記ファンケースの内面と前記静翼との間に環状体を配設し、前記環状体はその内面をR形状にして前記静翼の先端に密着させるとともに、上記ファンケースの外周に前記インペラからの排気風を排出する開口部を設け、この開口部は前記環状体のR形状終端に連なるように設けたもので、インペラにより排出される空気流は、静翼とファンケースの微少隙間を漏れて、隣りあうディフューザ部に流れ込むことがなくスムーズに流れるので、漏れの損失が低減され、かつ、インペラにより吸引された気流の一部は環状体の内面R形状に沿ってスムーズに開口部より放出されるため効率がよく、電動送風機の効率が向上する。 A first invention includes a motor having a rotor rotatably held by a load side bracket and an anti-load side bracket, an impeller attached to a shaft which is an output shaft of the rotor, and an outer peripheral portion of the impeller An air guide that forms a ventilation path and a fan case that covers the air guide and the impeller, and an annular body is disposed between the inner surface of the fan case and the stationary blade. The annular body has an R-shaped inner surface and is brought into close contact with the tip of the stationary blade, and an opening for exhausting exhaust air from the impeller is provided on the outer periphery of the fan case. The air flow discharged by the impeller leaks through a small gap between the stationary blade and the fan case and does not flow into the adjacent diffuser part. Since it flows smoothly, the loss of leakage is reduced, and a part of the airflow sucked by the impeller is discharged smoothly from the opening along the inner surface R shape of the annular body, so that the efficiency of the electric blower is high. Will improve.
第2の発明は、特に、第1の発明の環状体の天面部の内周を、インペラの外周に近接あるいは当接する位置まで延設させたもので、吸込性能が向上できる。 In the second invention, in particular, the inner circumference of the top surface portion of the annular body of the first invention is extended to a position close to or in contact with the outer circumference of the impeller, and the suction performance can be improved.
第3の発明は、特に、第1又は2の発明の環状体を、弾力性を有する材質で形成したもので、インペラ上方への漏れを防止でき、吸込性能が向上できる。 In the third invention, in particular, the annular body of the first or second invention is formed of a material having elasticity, and leakage to the upper side of the impeller can be prevented, and the suction performance can be improved.
第4の発明は、特に、第1〜3のいずれか1つの発明の環状体を、滑り性に優れた樹脂で形成したもので、インペラ上方への空気の漏れを防止でき、かつ、機械損失の抑制が図れるので、さらに吸込性能が向上できる。 In the fourth invention, in particular, the annular body according to any one of the first to third inventions is formed of a resin excellent in slipperiness, and can prevent air leakage above the impeller and mechanical loss. Therefore, the suction performance can be further improved.
第5の発明は、第1〜4のいずれか1つの発明の環状体を、削り性に優れた樹脂で形成したもので、インペラ上方への漏れを防止でき、かつ、機械損失の低下が図れるので、より吸込性能が向上できる。 According to a fifth aspect of the present invention, the annular body according to any one of the first to fourth aspects is formed of a resin having excellent machinability, so that leakage upward of the impeller can be prevented and mechanical loss can be reduced. Therefore, the suction performance can be further improved.
第6の発明は、塵埃を集塵する集塵室と、請求項1〜5のいずれか1項に記載の電動送風機を備えたもので、高効率で、吸込み性能に優れた電動送風機を電気掃除機に搭載することにより、電気掃除機の吸込性能を向上させ、使用性の高い電気掃除機を提供できる。
A sixth invention comprises a dust collection chamber for collecting dust and the electric blower according to any one of
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)
図1は、本発明の第1の実施の形態における電動送風機の部分断面図、図2は同電動送風機の要部拡大断面図である。なお上記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)
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of the electric blower according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the electric blower. The same components as those in the conventional example are given the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図1に示すように、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17aを形成するエアガイド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。
As shown in FIG. 1, the
また、図2に示すように、61は、環状に形成され、環状の平面の外周が湾曲し、さらの内面にR形状を設けて断面円弧状に形成した環状体で、エアガイド17とファンケース18の間に位置し、エアガイド17に接着などの方法により、エアガイド17の静翼26と環状体61の内面は隙間がなく、またファンケース18内面とも密着した状態で固定されている。環状体61の平面部の最内周は、エアガイド17の静翼26の最先端(内径側)までの範囲を覆うようになっている。また図8に示されるようなファンケース18の外周上に複数のスリット25を設けてある。
Further, as shown in FIG. 2, 61 is an annular body formed in an annular shape, the outer periphery of the annular plane is curved, and an R shape is provided on the inner surface to form an arcuate cross section. Located between the
上記構成において動作を説明すると、電力が供給されると界磁巻線を流れた電流がカーボンブラシ(省略)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、一部は開口部25より流出すると共に残りは方向を略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(省略)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。
The operation in the above configuration will be described. When electric power is supplied, the current flowing through the field winding is transmitted to the commutator 9 through the carbon brush (omitted), and the magnetic flux generated in the field core 3 and the armature winding. A force is generated between the current passing through 8 and the rotor 5 rotates. Next, when the rotor 5 rotates, the
このとき、インペラ16から排出された空気は、ディフューザ部20へ導かれるが、静翼26の先端(内径側)から環状体61と密着して隣の流路とは閉塞されたディフューザ部20を構成するため、ディフューザ部20に入り込んだ空気は、隣の流路へ漏れることなく流れるので、損失は低減される。
At this time, the air discharged from the
また、エアガイド17のディフューザ部20を通り、減速されて変更部21へと入り込む空気は、環状体61の内面がR形状となっているので、このR形状に沿って円滑に流れると共に前記R形状の終端に連なって開口部25が設けてあるから、このR形状に沿って流れる空気は流れを乱すことなくそのままスムーズに外部に放出されることになり、流動抵抗による損失は大幅に低減される。
In addition, the air that passes through the
このように、本実施の形態によれば、エアガイド17のディフューザ部20での漏れを防止し、かつ、流れの乱れを少なくするので、損失を大きく低減することができ、効率のよい電動送風機1が実現できる。
As described above, according to the present embodiment, since leakage at the
(実施の形態2)
図3は、本発明の第2の実施の形態における電動送風機の要部断面図である。なお上記第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)
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of the electric blower according to the second embodiment of the present invention. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
本実施の形態は、図3に示すように、環状体61の平面部の最内周を、エアガイド17の静翼26の最先端(内径側)までの範囲よりさらに内径側に延設し、インペラ16の外周近傍、あるいはインペラ16の外周に当接する範囲まで突出させたものである。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the innermost periphery of the flat portion of the
上記構成により、環状体61が、インペラ16の外周部から排出された空気がインペラ16の上方へ流れるのを抑制するため、インペラ16の外周から排出された空気がインペラ16の入り口部28へ環流するのを防止することができる。したがって、より損失の低減が図れ効率のよい電動送風機1が実現できる。
With the above configuration, the
なお、インペラ16外周とエアガイド17の静翼26のクリアランスを確実に埋めるためには、環状体61の内径寸法をインペラ16外径寸法より、幾分小さく設定し、インペラ16外周と環状体61内周を接触させるのが一番確実である。
In order to securely fill the clearance between the outer periphery of the
そこで、図4に示すように環状体61を弾力性のあるゴムや薄肉の樹脂で形成し、環状体61とインペラ16を当接させるようにすれば、空気流の環流を確実に防止することができる。
Therefore, as shown in FIG. 4, if the
また、インペラ16が環状体61に当接しながら回転すると、機械損失が発生し、電動送風機1の効率の低下につながるので、環状体61を摺動性に優れた樹脂材料で形成するようにすれば、回転時の機械損失を低減することが可能となり、より効率を高めることができる。
Further, if the
ところで、インペラ16の外径寸法と環状体61の内径寸法の設定は、当接せず、かつクリアランスが最小となるように設計するのがベストであるが、実際のものづくりにおいては、インペラ16外径寸法のバラツキ、環状体61の内径寸法のバラツキ、組立時のインペラ16と環状体61の同心度のバラツキなどが重なるので、インペラ16外周の全周にわたり最適クリアランスを設けることは不可能である。
By the way, it is best to set the outer diameter dimension of the
そこで、図5に示すように、環状体61を切削性の優れた樹脂材料により構成し、内径の寸法をインペラ16外周寸法より幾分小さく設定し、電動送風機1の組立時の初期のインペラ16の回転で、環状体61とインペラ16が当接している部分のみ環状体61の内周が削り取られ、クリアランスが最小になり、かつ、初期以降の回転時の機械損失を低減することが可能となり、より効率を高める事ができる。
Therefore, as shown in FIG. 5, the
なお、環状体61は外周部に湾曲する部分を持たない平面上のものであっても、上記効果が得られることは説明するまでもない。
Needless to say, the above-described effect can be obtained even if the
(実施の形態3)
図6は、本発明の第3の実施の形態における電気掃除機の断面図である。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)
FIG. 6 is a cross-sectional view of the electric vacuum cleaner according to the third embodiment of the present invention. Note that the same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
本実施の形態は、上記第1、第2の実施の形態で述べた電動送風機1を、電気掃除機に搭載したものであり、図6に示すように、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。
In this embodiment, the
また、電動送風機1は防振性が高いゴムなどの弾力性のある材質で形成された保持部材A105によって、ファンケース18外周側面が保持され、また、同様の保持部材B106によって反負荷側ブラケット12後方が保持され、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のファンケース18の内面には、環状体61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。
Further, the
以上の構成における電気掃除機の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、掃除機本体101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、反負荷側ブラケット12の排気口19より排出される。
The operation of the electric vacuum cleaner 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の効率が高いので、掃除機本体101の吸い込み力もアップする。
At this time, since the efficiency of the
以上のように本実施の形態によれば、高効率で低騒音な電動送風機1を搭載し、高い吸込力と騒音の低減が図られた電気掃除機を得ることができるので、吸込性が高く、かつ低騒音で、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, a highly efficient and low-noise
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
6 シャフト
11 負荷側ブラケット
12 反負荷側ブラケット
15 モータ
16 インペラ
17 エアガイド
17a 通風路
18 ファンケース
19 排気口
20 ディフューザ部
21 流れ変更部
22 戻り通路
24 吸気口
25 開口部
26 静翼
61 環状体
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Claims (6)
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