JP2007162513A - 電動送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】製造性を向上しつつ送風効率を確保した電動送風機を提供する。
【解決手段】遠心ファン５から吹き出した空気を案内する前側案内風路71を区画する整流板４の複数の前側ブレード64の先端部を、遠心ファン５の少なくとも一部を覆って本体ケースに取り付けるファンカバー６の額縁面92aにそれぞれ溶着する。前側ブレード64の先端部の面出しなどをすることなく前側案内風路71の気密を確保でき、製造性を向上しつつ送風効率を確保できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、遠心ファンから吹き出された空気をモータ側へと整流する整流板を備えた電動送風機に関する。

従来、例えば電気掃除機などに用いられる電動送風機は、遠心ファンが取り付けられた回転軸を有するモータを収容した略筒状の本体ケースを備え、モータと遠心ファンとの間には、遠心ファンから吹き出された空気をモータ側の中心軸方向へと渦巻状に整流する整流板が配設されている。この整流板は、遠心ファンの外周側とモータ側とにそれぞれ整流用の固定翼としてのブレードが突設されている。また、本体ケースには、遠心ファンを覆うファンカバーが取り付けられている。このファンカバーの内面には、遠心ファン側に突設された整流板のブレードの先端部がそれぞれ当接されて、ブレード間に形成される案内風路を気密に保ち、送風効率を確保している（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１０−２５２６９３号公報（第３−４頁、図２）

しかしながら、上述の電動送風機では、ファンカバーの内面とブレードの先端部とを隙間なく当接させるために、ブレードの先端部に面出しをしなければならず、そのための切削加工が必要となるとともに、整流板は高速回転する遠心ファンの近傍に設置されていることにより耐熱性が要求されるので、この切削加工に用いられる切削刃の使用寿命が比較的短くなってしまうことから、この切削刃の交換などを余儀なくされ、製造の手間および切削刃そのもののランニングコストが掛かってしまうという問題点を有している。

また、切削時、治具などの条件、あるいは組み立て部品の寸法のばらつきなどによって、整流板とファンカバーとの間に隙間が生じ、送風効率を確保できないおそれもある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、製造性を向上しつつ送風効率を確保した電動送風機を提供することを目的とする。

本発明は、遠心ファンの少なくとも一部を覆って本体ケースに取り付けられるファンカバーと、モータと遠心ファンとの間に配設され、遠心ファンから吹き出された空気をモータ側へと整流する樹脂製の整流板とを具備し、整流板は、遠心ファンから吹き出された空気を案内する案内風路を区画する固定翼を備え、各固定翼が、遠心ファンの周囲に突設され、先端部がファンカバーに溶着されるものである。

本発明によれば、遠心ファンから吹き出された空気を案内する案内風路を区画する複数の固定翼の先端部をファンカバーにそれぞれ溶着することで、固定翼の先端部の面出しなどをすることなく案内風路の気密を確保でき、製造性を向上しつつ送風効率を確保できる。

以下、本発明の一実施の形態の電動送風機の構成を図１ないし図３を参照して説明する。

図２に電動送風機１を示し、この電動送風機１は、例えば図示しない電気掃除機、あるいは産業用ブロワなどに用いられるものである。また、この電動送風機１は、モータ２が略有底円筒状の本体ケース３内に配設されているとともに、この本体ケース３の外部に、整流用の整流板４と、モータ２により回転される遠心ファン５とがモータ２側から順次取り付けられ、かつ、この遠心ファン５がファンカバー６により覆われている。

なお、以下、モータ２側を後側、ファンカバー６側を前側として説明する。

モータ２は、本体ケース３の中心軸に沿って配置された回転軸11と、この回転軸11の外周面に設けられた円筒状の整流子としてのコンミュテータ12および回転子としての電機子であるアーマチュア13と、固定子としてのステータ14と、一対のブラシ機構部であるカーボンブラシ組立15，15とを備えている。

回転軸11は、軸方向の他端部である前端部が、整流板４に挿通され、この前端部に遠心ファン５が取り付けられている。

コンミュテータ12は、導電性を有し、回転軸11の外周面に固定されてこの回転軸11と一体に回転するもので、外周面にカーボンブラシ組立15，15の先端部が摺接している。

アーマチュア13は、コンミュテータ12よりも前方の回転軸11の外周面に固定されるとともにステータ14の内周側に配置され、コンミュテータ12と電気的に接続されている。

ステータ14は、鉄板が多数積層された平面視四角形板状のステータコア21を有し、このステータコア21の中心部に、アーマチュア13が挿入される略四角形状の挿入孔部22が穿設され、この挿入孔部22は、内周部がアーマチュア13の外周面に所定の間隙を介して対向している。

各カーボンブラシ組立15は、本体ケース３に穿設された一対のブラシ部取付孔24(一方のみ図示)に先端部が挿入されて固定されている。また、各カーボンブラシ組立15は、カーボンブラシ25と、このカーボンブラシ25を保持するブラシホルダ26と、このブラシホルダ26に収容された付勢部材としてのばね27と、ブラシホルダ26に設けられた端子28とをそれぞれ有している。

カーボンブラシ25は、長手方向の一端部がブラシホルダ26から本体ケース３の中心軸方向に突出してコンミュテータ12の外周面に摺接してこのコンミュテータ12と電気的に導通するとともに、長手方向の他端部がブラシホルダ26に挿入されている。

このブラシホルダ26は、カーボンブラシ25の長手方向の一端部がブラシ部取付孔24に挿入され、長手方向の他端部が本体ケース３から外方に突出している。

ばね27は、カーボンブラシ25をコンミュテータ12の外周面に押圧するものである。

端子28は、ブラシホルダ26の長手方向の他端部に突設され、家庭用商用交流電源、あるいは電池などの図示しない電源部に電気的に接続されている。

本体ケース３は、略有底円筒状のケース体としての胴体フレーム31と、この胴体フレーム31の前端部に取り付けられアーマチュア13を軸方向に支持する回転子支持板としてのフレーム32とを有している。

胴体フレーム31は、軸方向の一端である後端面すなわち底面の中心部に、円筒状のモータヘッド部34が後方に突出して設けられている。また、この胴体フレーム31の前端部には、フレーム32が取り付けられる開口部35が形成され、この開口部35の周縁部には、フレーム32の両端部が固定されるフランジ部36が突設されている。さらに、この胴体フレーム31の前端部寄りの外周面には、カーボンブラシ組立15，15がそれぞれ取り付けられる一対のブラシ部取付孔24(一方のみ図示)と、遠心ファン５から吹き出された空気を外部に排気する角孔状の複数の排気口38（一つのみ図示）とがそれぞれ穿設されている。

モータヘッド部34には、モータ２の回転軸11の軸方向の一端部である後端部が挿入されて回転自在に軸支される軸受としてのベアリング41が配設されているとともに、このベアリング41の後部に、このベアリング41に予圧を加えるスラストばね43が収容されている。

また、各ブラシ部取付孔24は、胴体フレーム31を中心軸方向に貫通してそれぞれ設けられている。

一方、フレーム32は、長手状に形成されたフレーム本体45と、このフレーム本体45の両端部に一体に設けられた螺子止め部46とを備えている。

フレーム本体45は、中央部に取付凹部47が形成され、この取付凹部47から両端部の螺子止め部46へと取付凹部47の突出方向と反対側へと傾斜している。また、このフレーム本体45には、取付凹部47の周囲に、整流板４を螺子止めする一対の整流板螺子止め孔48，48が穿設されている。

取付凹部47は、モータ２の回転軸11の軸方向の他端部である前端部が圧入されて回転自在に軸支されるベアリング53が内部に保持されているとともに、外周部が整流板４に挿通されている。また、この取付凹部47の底部の中央部には、回転軸11が前側に突出される突出孔54が穿設されている。

整流板螺子止め孔48，48には、螺子56（一方のみ図示）が挿通されている。

各螺子止め部46は、フレーム本体45に対して両側方向に拡開状に形成され、それぞれの螺子止め部46に一対の螺子孔58，58が穿設されている。これら螺子孔58，58には、螺子59（一方のみ図示）が挿通され、この螺子59が、胴体フレーム31のフランジ部36に穿設された螺子止め孔61に螺子止め固定されている。

また、整流板４は、ディフューザとも呼ばれ、遠心ファン５から吹き出された空気を整流してモータ２側へと流すもので、合成樹脂で成形され、モータ２と遠心ファン５との間に位置し、本体ケース３の前端部を閉塞するように取り付けられている。そして、この整流板４は、図１ないし図３に示すように、円板状の整流板本体63と、この整流板本体63に突設された固定翼としての複数の前側ブレード64と下流側固定翼としての後側ブレード65とを有している。

整流板本体63は、本体ケース３の中心軸と同軸状に設けられ、中央部に、モータ２側に突出した凹部67が設けられ、この凹部67の中央部には、フレーム32の取付凹部47が挿通される挿通孔68が穿設されているとともに、この挿通孔68の周囲に、螺子56が螺子止めされる螺子孔69が穿設されている。

前側ブレード64は、整流板本体63から前側へと突設され、中心側から外周方向に向かうように平面渦巻き状に設けられ、整流板本体63の周方向に互いに離間されている。このため、各前側ブレード64の間には、整流板本体63の外周部に連続する案内風路としての前側案内風路71が区画形成されている。この前側案内風路71は、遠心ファン５から吹き出された空気を回転軸11側から下流側である外周方向へと螺旋状に案内するものである。

さらに、これら前側ブレード64は、遠心ファン５の外周よりも外側に位置し、この遠心ファン５の外周に対向している。そして、これら前側ブレード64の先端部は、遠心ファン５の外周縁部と略等しい前後方向位置に設定され、ファンカバー６に、例えば超音波溶着などにより溶着されている。この結果、前側案内風路71が、前側ブレード64間とファンカバー６間とに気密に区画される。

また、後側ブレード65は、整流板本体63から後側へと突設され、中心側から外周方向に向かうように前側ブレード64と反対方向の平面渦巻き状に設けられ、整流板本体63の周方向に互いに離間されている。このため、各後側ブレード65の間には、整流板本体63の外周部に連続する後側案内風路73が区画形成されている。この後側案内風路73は、整流板本体63の外周縁部にて前側案内風路71に連通し、この前側案内風路71により外周方向へと案内された吸込風を整流板４の後側で回転軸11側へと螺旋状に案内するものである。

さらに、前側案内風路71と後側案内風路73とは、整流板４の外周縁部に切り欠き形成された連通切欠部74により互いに連通している。

図２に戻って、遠心ファン５は、モータ２の回転軸11と一体的に回転するもので、円板状に設けられた後面シュラウド75、この後面シュラウド75の前方に位置する前面シュラウド76、および、これらシュラウド75，76の間に一体に設けられたファン翼77を備えている。

後面シュラウド75は、モータ２の回転軸11が嵌挿される嵌挿孔81が中心部に穿設されている。また、この後面シュラウド75は、回転軸11が挿通される円環状の後部ファンワッシャ83と前部ファンワッシャ84とで前後に挟持されている。そして、前部ファンワッシャ84は、ナット85により回転軸11の前端側に固定されている。

一方、前面シュラウド76には、丸孔状の通風孔87が中心部に穿設され、この通風孔87の周囲から、後面シュラウド75に向けて傾斜状に拡径されている。

ファン翼77は、平面視で通風孔87の周縁部近傍から遠心ファン５の外周方向に向かうように、整流板４の前側ブレード64と反対方向の平面渦巻き状に設けられ、複数の吸気風路88を区画形成する壁状に形成されている。これら吸気風路88は、整流板４の前側案内風路71に連通している。

そして、ファンカバー６は、図１ないし図３に示すように、遠心ファン５の外径寸法に略対応する平面視円形状のカバー本体91と、このカバー本体91の外周縁部に額縁状に形成された額縁部92と、この額縁部92の外周縁部から後側に突設された嵌着部93とを有している。

カバー本体91の中央部には、丸孔状の吸込口95が開口形成され、この吸込口95の周縁部から外周方向へと、遠心ファン５の前面シュラウド76の形状に対応して傾斜状に形成されている。また、このカバー本体91の後面の吸込口95の外周縁部には、遠心ファン５の通風孔87の周縁部が摺接してこの通風孔87を吸込口95に気密に接続するシール部材96が取り付けられている。

額縁部92は、カバー本体91の外周縁部に対して後側に段差状に形成され、電動送風機１の中心軸に対して略直交する平坦面である額縁面92aを有し、この額縁面92aの内側に整流板４の各前側ブレード64の先端部が溶着されている。

そして、嵌着部93は、整流板４の外周面に対向するように形成され、胴体フレーム31のフランジ部36の外周縁部に後端部が嵌合されている。

次に、上記一実施の形態の組み立て手順を説明する。

まず、胴体フレーム31にモータ２を収容し、このモータ２の回転軸11を突出孔54に挿通しつつフレーム32を螺子59により胴体フレーム31に固定する。

次いで、フレーム32の取付凹部47を整流板４の挿通孔68に挿通して整流板４を取り付け、螺子56にてフレーム32に固定する。

さらに、後部ファンワッシャ83、遠心ファン５および前部ファンワッシャ84に順次回転軸11を挿通し、ナット85で前部ファンワッシャ84を締め付け固定する。

そして、ファンカバー６を、遠心ファン５の前側から被せて胴体フレーム31に固定する。

この後、超音波溶着により、ファンカバー６の額縁面92aに整流板４の前側ブレード64の先端部を溶着固定し、電動送風機１を完成する。

次に、上記一実施の形態の作用を説明する。

電動送風機１は、端子28へと給電されることでモータ２が駆動し、回転軸11が遠心ファン５と一体に回転すると、この遠心ファン５の回転により生じる負圧によりファンカバー６の吸込口95から電動送風機１内へと空気が吸い込まれる。この吸い込まれた空気は、通風孔87を介して遠心ファン５の吸気風路88に流入した後、ファン翼77に沿って遠心ファン５の外周方向へと吹き出される。

この遠心ファン５から吹き出された空気は、整流板４の前側案内風路71に流入し、前側ブレード64に沿って整流板４の前面側を中心軸側から外周方向へと螺旋状に案内された後、連通切欠部74を介して整流板４の外周部から後側案内風路73に流入し、後側ブレード65に沿って整流板４の後面側を外周側から中心軸方向へと螺旋状に案内されて静圧化され、フレーム32の両側を経由して胴体フレーム31の開口部35から本体ケース３内へと流入する。

そして、本体ケース３内へとモータ２側に流入した空気は、ステータ14に吹き付けられてこのステータ14を冷却するとともに、さらにカーボンブラシ組立15のカーボンブラシ25を冷却しつつ、排気口38から電動送風機１の外部へと排気される。

上述したように、上記一実施の形態では、遠心ファン５から吹き出された空気を案内する前部案内風路71を区画する複数の前側ブレード64の先端部をファンカバー６の額縁面92aにそれぞれ溶着する構成とした。

このため、前側ブレードの先端部をファンカバーの額縁部に当接させていた従来の場合のように、前側ブレード64の先端部を切削刃などにより切削加工して面出ししたりすることなく前部案内風路71の気密を確保でき、この面出し工程を省略でき、この面出し工程での切削刃の交換などの手間もなくなり、また、切削刃自体も不要となるから、ランニングコストが低減でき、製造性が向上するとともに、さらには、各部品の寸法のばらつきなどにより従来生じていた隙間もなくなり、送風効率を確保でき、騒音なども低減できる。

そして、部品の寸法精度を必要以上に厳密にすることなく前側ブレード64と額縁面92aとの隙間を確実に閉塞できるので、寸法精度を緩く設定でき、部品毎のコストの低減が可能になる。

また、前側ブレード64をファンカバー６に溶着する際に、超音波溶着を用いることで、溶着用の他の部材などを使用する必要がなく、コストをより低減できるとともに、前側ブレード64の変形を最小限に抑制して確実に溶着でき、電動送風機１の組み立て管理が容易になる。

さらに、前側ブレード64をファンカバー６に溶着することにより、この前側ブレード64の強度が増し、電動送風機１の駆動時に負圧により前側ブレード64が径方向に倒れてしまうなどの変形を抑制できる。

なお、上記一実施の形態において、前側ブレード64をファンカバー６に溶着する際には、超音波溶着以外の様々な溶着方法を用いることが可能である。

また、電動送風機１の細部は、上記構成に限定されるものではない。

本発明の一実施の形態の電動送風機の整流板とファンカバーとの溶着部を拡大して示す縦断面図である。 同上電動送風機を一部を切り欠いて示す縦断面図である。 同上整流板とファンカバーとを示す分解斜視図である。

符号の説明

１ 電動送風機
２ モータ
３ 本体ケース
４ 整流板
５ 遠心ファン
６ ファンカバー
11 回転軸
64 固定翼としての前側ブレード
71 案内風路としての前側案内風路

Claims (2)

1. 回転軸を備えたモータと、
   このモータを収容する本体ケースと、
   前記回転軸の一端側に設けられた遠心ファンと、
   この遠心ファンの少なくとも一部を覆って前記本体ケースに取り付けられるファンカバーと、
   前記モータと前記遠心ファンとの間に配設され、前記遠心ファンから吹き出された空気を前記モータ側へと整流する樹脂製の整流板とを具備し、
   前記整流板は、前記遠心ファンから吹き出された空気を案内する案内風路を区画する複数の固定翼を備え、
   前記各固定翼は、前記遠心ファンの周囲に突設され、先端部が前記ファンカバーに溶着される
   ことを特徴とした電動送風機。
2. 整流板の固定翼は、ファンカバーと超音波溶着されている
   ことを特徴とした請求項１記載の電動送風機。

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