JP2007211708A - 電動送風機およびこれを用いた電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】吸引口に円板状の整流板を設けた電動送風機において、吸込口のＲ断面形状が適正に設計されていなく、乱流の発生等により、吸込性能の低下の原因となっていた。
【解決手段】整流板９１とタイトキャップ１６の双方が組合された吸引口断面形状について、タイトキャップ１６の最小内径Ｄに対し、タイトキャップの電動送風機１９側端部ａを始点とし、０．３３Ｄから０．２Ｄで格子隔壁５３側に向けて連続的に２種類のＲ断面形状で形成され、加えてＲ断面形状０．３３Ｄを形成するタイトキャップ１６の電動送風機１９側端点ａと、Ｒ断面形状０．２Ｄを形成する反電動送風機１９側の端点ｂとの距離Ｌを０．３０５Ｄで形成することにより、吸引口断面形状をベルマウス形状で構成することができ、乱流等を発生することなく、スムースに吸引が可能となり、吸込性能の低下を防止することが可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に電気掃除機に使用される電動送風機に関するものであり、電気掃除機の基本性能である吸引力の向上を図るものである。

従来この種の電気掃除機は図５に示されるような構造になっていた。電気掃除機本体６１（以下、「本体」と称す）は中央部に設けられた格子状の格子隔壁５３により集塵室８１とモ−タ室８２に分けられており、集塵室８１には紙袋５４、モ−タ室８２には電動送風機１９が備えつけられており、前記電動送風機１９はゴム材質からなるサポート部材９０で前方吸引口を覆い、格子隔壁５３と洩れがないようにタイト、保持されている。本体６１には接続パイプ６０、ホ−ス５９、先端パイプ５８、延長管５７、ノズル５６が接続されている。

更に、電動送風機１９の前方吸引口に備えられたサポート部材９０内部を示したものが図６である。図６で示されるように、電動送風機１９のインペラ１１外周を覆うケーシング１２の吸引口には、樹脂などからなるインペラ１１入口とのタイト部材であるタイトキャップ１６が溶着などにより固定されている。その前記タイトキャップ１６前面には円板上の整流板９１が配置されており、前記整流板９１の外周部はサポート部材９０により挟持されている。

このような構造で電気掃除機２０は構成されており、作用としてはモータ室８２に備えられた電動送風機１９のインペラ１１が回転することによって発生する吸込み風が発生し、前記吸込み風によって働く吸込力によりノズル５６から集められたゴミは、延長管５７、先端パイプ５８、ホ−ス５９、接続パイプ６０を通り、集塵室５１の紙袋５４に集められる。この時、図６に示すように、電動送風機１９の吸引口近傍での吸込み風の流れは、格子隔壁５３通過後から電動送風機１９のタイトキャップ１６に入り込む経路で乱流が発生することによるロスを低減するために、整流板９１で乱流防止、すなわちロス低減による吸込み性能の向上を図っているものである（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２９３４６０号公報

従来の電気掃除機２０に備えられた整流板９１は、ケーシング１２の前面部の気流を整流させるものであり、吸込口部の形状はタイトキャップ１６の内側まで覆う形状ではないため、吸引口の形状はタイトキャップ１６の入口断面Ｒ形状により決定されていた。電動送風機１９吸込口での気流の流れについては、吸込口近傍での断面Ｒ形状が重要であり、このＲ形状によって吸込み性能の向上効果が左右されるが、過去から電動送風機１９のタイトキャップ１６は、インペラ１１とのタイト性向上を重視していたために、吸込口の断面Ｒ形状については、タイトキャップ１６の全高が高くならない範囲でＲ寸法が決定なされていたために、気流を整流するのに最適な設計寸法であるとはいい難いものであった。

本発明は上記課題を解決するもので、電動送風機のタイトキャップと整流板が組み合わさった状態で、吸込口の断面Ｒ形状を最適設計することで、より乱流の防止、すなわちロス低減による吸込み性能の向上を図っていくことを目的とする。

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、タイトキャップと整流板の双方が組合された吸引口断面形状について、電動送風機のタイトキャップの最小内径Ｄに対し、タイトキャップの電動送風機側端部を始点とし、０．３３Ｄから０．２Ｄで格子壁側に向けて連続的に２種類のＲ断面形状で形成され、且つＲ形状０．３３Ｄを形成するタイトキャップの電動送風機側端点と、Ｒ形状０．２Ｄを形成する反電動送風機側の端点との距離を０．３０５Ｄで形成したものである。

これによって、気流の流れに対してロスが少ないことで知られているベルマウス形状を、整流板及び電動送風機のタイトキャップ双方組合せ時の吸込口形状で形成することができる。

本発明の電動送風機は、整流板、及び電動送風機のタイトキャップ双方組合せ時の吸込口形状で、ベルマウス形状を形成することにより、より乱流の防止、すなわちロス低減による吸込み性能の向上を図ることができる。

第１の発明は、モータ軸に吸引空気を発生するためのインペラを締結され、前記インペラの外周には吸引口に樹脂等からなり、インペラ吸引口と接触してタイトを行うタイトキャップを備えたケーシングを設け、前記タイトキャップ上面に円板状の整流板を配置した状態で、双方が組合された吸引口断面形状については、電動送風機のタイトキャップの最小内径Ｄに対し、タイトキャップの電動送風機側端部を始点とし、０．３３Ｄから０．２Ｄで格子壁側に向けて連続的に２種類のＲ断面形状で形成され、且つＲ形状０．３３Ｄを形成するタイトキャップの電動送風機側端点と、Ｒ形状０．２Ｄを形成する反電動送風機側の端点との距離を０．３０５Ｄで形成した電動送風機としたものであり、吸込口形状をベルマウス形状で形成することができるため、より乱流の防止、すなわちロス低減による吸込み性能の向上を図ることができる。

第２の発明は、第１の発明において、Ｒ形状０．３３Ｄを形成するタイトキャップの電動送風機側端部のＲ断面形状における接線が、電動送風機のモータ軸と略平行になる寸法構成で、整流板及びタイトキャップのモータ軸方向の厚み幅を決定することにより、吸込み風がモータ軸と略平行に突入できる形状で形成されているため、より乱流の防止、すなわちロス低減による吸込み性能の向上を図ることができる。

第３の発明は、第１の発明において、Ｒ形状０．３３Ｄを形成するタイトキャップの電動送風機側端部のＲ断面形状における接線が、電動送風機のモータ軸と略平行にならない寸法構成で、整流板及びタイトキャップのモータ軸方向の厚み幅を決定することにより、Ｒ形状０．３３Ｄを形成する部分の厚み方向を短縮することが可能であるため、電動送風機の小型化が実現できる。

第４の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、整流板及び／又はタイトキャップの吸込口に、モータ軸と略平行方向に複数の微小な溝を設けたセレーション形状を形成することにより、電動送風機吸引口での静音化を図ることができる。

第５の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、整流板及び／又はタイトキャップの吸込口表面形状を、微小な凹凸形状で形成することにより、電動送風機吸込み口での吸込み風が、ディンプル効果により、より整流され、更なる吸込み性能の向上を図ることができる。

第６の発明は、第１〜第５のいずれか１つの発明の電動送風機を用いた電気掃除機としたことにより、電気掃除機の吸込み性能の向上を図ることができる。

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。尚、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。

（実施の形態１）
以下、本発明の第１の実施の形態を図面に沿って説明する。尚、従来の技術と同一の構成については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。図１に示すように、電動送風機１９はインペラ１１を覆うケーシング１２の外周を、ゴム材質からなるサポート部材９０で、格子隔壁５３に向けて洩れなきようにタイト、保持されている。電動送風機１９のケーシング１２吸込口には、樹脂などからなり、インペラ１１吸引口と接触しながらタイト性を確保するためのタイトキャップ１６が溶着などにより、ケーシング１２へ固定されており、前記タイトキャップ１６の上面（格子隔壁５３側）には、円板形状からなる整流板９１が配置され、前記整流板９１の外周は、サポート部材９０に設けられた凹部に挿入、挟持されているものである。

そこで、上述の整流板９１、及びタイトキャップ１６双方が組合された吸引口断面形状については、図１で示すように、タイトキャップ１６の最小内径Ｄに対し、タイトキャップの電動送風機１９側端部ａを始点とし、０．３３Ｄから０．２Ｄで格子隔壁５３側に向けて連続的に２種類のＲ断面形状で形成される。加えて、Ｒ断面形状０．３３Ｄを形成するタイトキャップ１６の電動送風機１９側端点ａと、Ｒ断面形状０．２Ｄを形成する反電動送風機１９側の端点ｂとの距離Ｌを０．３０５Ｄで形成する。

以上のように構成された電気掃除機２０について、以下その動作、作用を説明する。

まず、図５で示すようにモータ室８２に備えられた電動送風機１９のインペラ１１が回転することによって発生する吸込み風が発生し、前記吸込み風によって働く吸込力によりノズル５６から集められたゴミは、延長管５７、先端パイプ５８、ホ−ス５９、接続パイプ６０を通り、集塵室５１の紙袋５４に集められる。この時、図１に示すように、電動送風機１９吸引口近傍の吸込み風の流れとしては、Ｌ寸法部のＲ断面形状が上述で示した寸法関係、すなわちベルマウス形状で構成されていることから、イ⇒ロ⇒ハ⇒ニで示すように、吸込み風が格子隔壁５３から電動送風機１９に吸引されるまでの間で乱流をおこすことなく、スムースに吸引がなされている。ベルマウス形状については、従来より整流板９１の形状で構成することは思案されているものの、電動送風機１９のタイトキャップ１６の寸法構成は含まず、整流板９１のみの入口形状でベルマウス形状を構成しようとしてきたため、仮にタイトキャップ１６の最小内径Ｄが３０ｍｍと、比較的小さい径の場合においても、ベルマウス形状を構成するＬ寸法が約９ｍｍ必要となる。Ｌ＝９ｍｍという寸法は、図１で示すＡ寸法にあたる寸法となるため、電気掃除機本体６１の小型化のために、格子隔壁５３からタイトキャップ１６までの距離Ｂ＝１０ｍｍ前後という昨今の本体６１においては、Ａ＝９ｍｍの場合、Ｃ寸法がほとんどなくなり、整流板９１の前面が格子隔壁５３に接して、びびり音発生や、振動伝播により騒音大に繋がるなどの問題が発生する懸念があったため、実現には至っていなかった。しかしながら、本実施の形態で示したように、ベルマウス形状を構成するＬ寸法を整流板９１のみで実現するのではなく、電動送風機１９のタイトキャップ１６も組み合わせた状態で、Ｌ寸法を構成することで、整流板９１のＡ寸法幅を短縮し、結果的にＣ寸法を広く確保することができる。

また図２に示すように、Ｒ断面形状０．３３Ｄを形成するタイトキャップ１６の電動送風機１９側端部ａのＲ断面形状における接線が、モータ軸９２と略平行にならない寸法構成で、整流板９１及びタイトキャップ１６のモータ軸９２方向の厚み幅Ｅを決定した場合についての説明を行う。この場合、図２に示すように、本体計算上ベルマウス形状として必要なＲ断面形状部の幅方向の寸法Ｌは、タイトキャップ１６がインペラ１１とタイトを行う部分よりも、更に下側に位置する必要があるが図２で示す実施の形態の場合は、０．３３Ｄの端部ａの接線がモータ軸９２と平行になるＬ寸法よりも短くａ点を設定している。すなわち０．３３Ｄの途中でａ点を設定しているため、必然的にベルマウス形状の幅寸法ＥをＬ寸法よりも短く構成することが可能となるが、タイトキャップ１６の電動送風機１９側端部ａの接線が、モータ軸９２と平行な形状でないため、図２にも示すように、インペラ１１入口への吸込み風ニの気流の流れが、インペラ１１に対して直角でなくなるため、吸込み性能については図１よりも若干劣ってしまう。しかしながら、格子隔壁５３とタイトキャップ１６上面との距離Ｂに余裕がない場合（１０ｍｍ前後以下）については、図２に示すような寸法構成とすることで、整流板９１の厚さＡを短縮でき、結果格子隔壁５３と整流板９１上面との距離Ｃを確保できる。従って、ベルマウス形状の効果を得つつ、本体６１の小型化を図ることが可能となる。

更に図３に示すように、整流板９１及び／又はタイトキャップ１６の表面吸込口に、モータ軸９２と略平行方向に複数の微小な溝を設けたセレーション形状部９３を形成する。セレーション形状とは歯状形状のことであり、前記セレーション形状部９３を表面に設けることで、吸込み風に対し小さな渦（ヴォルテックス）が発生する。セレーション形状部９３を設けない場合には、整流板９１及び／又はタイトキャップ１６の表面吸込口で大きな渦が発生し、その大きな渦が騒音として発生するが、前述のようにセレーション形状部９３を設けることで、小さな渦を強制的に発生させ、大きな渦を発生させないことで、吸込口で発生する騒音を低下させることが可能となる。

更に図４に示すように、整流板９１及び／又はタイトキャップ１６の表面吸込口に、微小な凹凸形状からなるディンプル形状部９４を形成する。ディンプル形状を施すことにより、整流板９１及び／又はタイトキャップ１６の表面部を流れる吸込み風に対し、剥離を防止し、より乱流を抑え、吸込み性能の向上を図ることが可能となる。

以上のように、本発明にかかる電動送風機は、ベルマウス形状からなる整流板の整流効果により、小型で、且つ良好な吸込み性能を得ることが可能であるため、床移動型交流掃除機にかかわらず、小型化が利点となるハンディー型や、たて型、直流充電式掃除機などに幅広く適用することができる。

本発明の実施の形態１における電気掃除機の電動送風機の整流板近傍の詳細断面図 同電気掃除機の電動送風機の整流板高さ幅短縮時の詳細断面図 同電気掃除機の電動送風機の整流板及び／又はタイトキャップ表面にセレーション形状を施した場合における詳細断面図 同電気掃除機の電動送風機の整流板及び／又はタイトキャップ表面にディンプル形状を施した場合における詳細断面図 従来の電気掃除機全体の断面図 従来の電気掃除機本体の部分断面図

符号の説明

１９ 電動送風機
２０ 電気掃除機
５３ 格子隔壁
５４ 紙袋
５６ ノズル
５７ 延長管
５８ 先端パイプ
６０ 接続パイプ
６１ 本体
８１ 集塵室
８２ モータ室
９０ サポート部材
９１ 整流板
９２ モータ軸
９３ セレーション形状部
９４ ディンプル形状部

Claims (6)

1. モータ軸に吸引空気を発生するためのインペラを締結され、前記インペラの外周には吸引口に樹脂等からなり、インペラ吸引口と接触してタイトを行うタイトキャップを備えたケーシングを設け、前記タイトキャップ上面に円板状の整流板を配置した状態で、双方が組合された吸引口断面形状については、電動送風機のタイトキャップの最小内径Ｄに対し、タイトキャップの電動送風機側端部を始点とし、０．３３Ｄから０．２Ｄで格子壁側に向けて連続的に２種類のＲ断面形状で形成され、且つＲ形状０．３３Ｄを形成するタイトキャップの電動送風機側端点と、Ｒ形状０．２Ｄを形成する反電動送風機側の端点との距離を０．３０５Ｄで形成した電動送風機。
2. Ｒ形状０．３３Ｄを形成するタイトキャップの電動送風機側端部のＲ断面形状における接線が、電動送風機のモータ軸と略平行になる寸法構成で、整流板及びタイトキャップのモータ軸方向の厚み幅を決定してなる請求項１記載の電動送風機。
3. Ｒ形状０．３３Ｄを形成するタイトキャップの電動送風機側端部のＲ断面形状における接線が、電動送風機のモータ軸と略平行にならない寸法構成で、整流板及びタイトキャップのモータ軸方向の厚み幅を決定してなる請求項１記載の電動送風機。
4. 整流板及び／又はタイトキャップの吸込口に、モータ軸と略平行方向に複数の微小な溝を設けたセレーション形状を形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動送風機。
5. 整流板及び／又はタイトキャップの吸込口表面形状を、微小な凹凸形状で形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動送風機。
6. 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電気掃除機。

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