JP2007321670A - 電動送風機およびこれを用いた電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】電動送風機において、インペラと、ケーシングに固定されたタイトキャップに微小なずれが発生し、タイト性が低下すること。
【解決手段】インペラ１１の吸込口と接触してエアタイトを行うための樹脂等からなるタイトキャップ１６をその中央に具備したケーシング１２を備え、タイトキャップ１６はその一部に位置補正板（中空円板状のゴム質部材）１０７を有し、インペラ１１とケーシング１２の位置ずれを位置補正板１０７の柔軟性により吸収し、インペラ１１とタイトキャップ１６とのエアタイトの低下を防止する構成とした。これにより、ケーシング１２を電動送風機として組み立てる際、インペラ１１とケーシング１２との径方向の位置ずれを、位置補正板１０７の柔軟性により吸収でき、隙間発生によるタイト性の低下を改善して、電動送風機の高効率化を実現することが可能となる。
【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、特にインペラ吸引口のタイト性向上により高効率化を実現し、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。

従来の電動送風機としては図７に示すようなものがある。

図７において、モ−タ部３２の５１は整流子５２、電機子巻線２２を有する電機子で、前記電機子巻線２２は電機子コアー７０の外周に巻かれている。前記電機子１はモ−タの軸５３の両端に軸受４が圧入され、この軸受４を負荷側ブラケット５と反負荷側ブラケット６にて支持している。７はカ−ボンブラシ８を内蔵した金属からなるブラシホルダ−であり、反負荷側ブラケット６にて保持されている。９は界磁巻線２３を有する界磁で、前記界磁巻線２３は界磁コアー７２の外周に巻かれている。

ファン部３１の１０は負荷側ブラケット５と、負荷であり空気吸引、吹き出し用のインペラ１１間に形成した整流用のエアーガイドであり、インペラ１１の上方はケ−シング１２で覆われている。インペラ１１は、スペ−サ−（図示せず）、座金１４及びナット１５により軸５３に固定され軸５３とともに回転する。エアーガイド１０は、ネジ（図示せず）等にて負荷側ブラケット５に固定しており、負荷側ブラケット５と反負荷側ブラケット６もネジ（図示せず）等にて固定してある。１６は、ケ−シング１２の吸気口を形成する樹脂などからなるタイトキャップであり、ケ−シング１２中央部へは溶着等で固定しており、インペラ１１の吸込口とタイトキャップ１６は接触することで、タイト性を確保している。

このような構造で電動送風機１９は構成されており、作用としてはインペラ１１が回転することによって発生する吹き出し風が、インペラ１１の吹き出し口外周に設けた整流用のエアーガイド１０を通過した後、モ−タ部３２の電機子１、界磁９の巻線を冷却し、反負荷側ブラケット６を通過して後方に排気される（例えば、特許文献１参照）。

電動送風機１９が電気掃除機に組み込まれる場合については、図８のような構造となっていた。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。よって作用としては、電動送風機１９の吸引力によりノズル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８１の紙袋５４に集められる。
特開平７−６３１９５号公報

従来の電動送風機１９では、インペラ１１吸込口とケーシング１２の中央部に溶着などで固定した樹脂などからなるタイトキャップ１６が接触することで、吸込口でのタイト性を確保しているが、実際に電動送風機１９の組み立て、生産を行った場合、アルミ部材をかしめて形状を成しているインペラ１１と、ケーシング１２の中央部に溶着などで固定した樹脂などからなるタイトキャップ１６の同芯に微小なずれが発生し、タイト性の低下に繋がっていた。

本発明は上記課題を解決するもので、位置ずれによるタイト性の低下を防止し、より高効率化を図った電動送風機を提供することを目的としている。

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、電機子巻線、軸、及び整流子を有する電機子と、界磁巻線を有する界磁と、前記電機子の一端を回転自在に支持し整流子と電気的接続をするためのブラシホルダーを保持した反負荷側ブラケット及び負荷側ブラケットと、前記電機子の一端に固定され外周に空気吹き出し用の吹き出し口を設けたインペラと、前記インペラ吹き出し口からの吹き出し風を整流するエアーガイドと、前記インペラの吸込口と接触してエアタイトを行うためのタイトキャップをその中央に具備したケーシングとを備え、前記タイトキャップはその一部に中空円板状のゴム質部材を有し、インペラとケーシングの位置ずれを前記中空円板状のゴム質部材の柔軟性により吸収し、前記インペラとタイトキャップとのエアタイトの低下を防止する構成としたものである。

これによって、インペラとケーシングの微小なずれに伴うタイト性の低下等を、タイトキャップの柔軟性によって吸収することができ、よりタイト性の向上、すなわちより高効率化を図ることが可能である。

本発明の電動送風機は、インペラとケーシングの微小なずれに伴うタイト性の低下等を改善した、よりタイト性の向上、すなわちより高効率化を図った電動送風機を提供できるものである。

第１の発明は、電機子巻線、軸、及び整流子を有する電機子と、界磁巻線を有する界磁と、前記電機子の一端を回転自在に支持し整流子と電気的接続をするためのブラシホルダーを保持した反負荷側ブラケット及び負荷側ブラケットと、前記電機子の一端に固定され外周に空気吹き出し用の吹き出し口を設けたインペラと、前記インペラ吹き出し口からの吹き出し風を整流するエアーガイドと、前記インペラの吸込口と接触してエアタイトを行うためのタイトキャップをその中央に具備したケーシングとを備え、前記タイトキャップはその一部に中空円板状のゴム質部材を有し、インペラとケーシングの位置ずれを前記中空円板状のゴム質部材の柔軟性により吸収し、前記インペラとタイトキャップとのエアタイトの低下を防止する構成とした。これにより、中央部に溶着などで固定されたタイトキャップを有したケーシングを電動送風機として組み立てる際、インペラとケーシングの中心軸の微小なずれによって、インペラ吸込口とケーシングに支持されたタイトキャップとの間で発生する接触端面の同芯ずれを、中空円板状のゴム質部材で吸収することが可能になり、インペラ吸込口とケーシングに支持されたタイトキャップとの隙間をなくしエアタイト性の低下をなくして、より電動送風機の高効率化を図ることが可能となる。

第２の発明は、第１の発明のタイトキャップは、中空でインペラの吸込口端部と接触可能な断面略Ｌ字状の接触タイト部と、ケーシングの上方開口部端部と接触する固定部と、前記接触タイト部と固定部とで挟持される中空円板状のゴム質部材とを備え、前記中空円板状のゴム質部材は対向する、前記接触タイト部および固定部と接着等により固定される構成とした。これにより、中空円板状のゴム質部材が確実にタイトキャップに組み込まれるため、インペラとケーシングの位置ずれを、中空円板状のゴム質部材の柔軟性により、確実に吸収できるようになり、位置ずれから発生する隙間に伴うエアタイトの低下を確実に防止できるものである。

第３の発明は、第２の発明の中空円板状のゴム質部材に、その中心軸と同一方向に複数個の貫通孔部を設け、接触タイト部または固定部のいずれか一方に、前記貫通孔部に挿入される突起部を有したもので、タイトキャップの接触端面の軸方向への移動を抑え、インペラ吸込口と接触タイト部との接触端面の同芯ずれを補うのに必要な、径方向への移動のみを有効にすることで、タイト性の不安定要素を排除し、よりタイト性向上を図ることが可能となる。

第４の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、タイトキャップを構成する固定部の部材を、接触タイト部の部材より、耐熱性の高い材料を使用することにより、インペラの回転摩擦によって発生する熱が伝わり、比較的高熱になるケーシングと直接溶着などにより固定しているタイトを行う側の部材について、熱による膨張、変形などによって発生するガタ、ずれを防止できる結果、より安定して高効率な電動送風機を提供することが可能となる。

第５の発明は、第１〜第４のいずれか１つの発明の電動送風機を備えた電気掃除機としたもので、タイト性の向上に伴う高効率化を実現した電動送風機を備えているため、結果として、高効率化を実現した電気掃除機を提供することが可能となる。

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。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。

（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。従来の技術と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。従来のタイトキャップ１６の詳細な構成は、図６（ｂ）の詳細断面図に示すように構成されている。インペラ１１は、実際に吸引力を発生させるためのブレード１００を、円板状のプレートウシロ１０２と、傘型状のプレートマエ１０１で挟み込むように形成されており、前記ブレード１００とプレートウシロ１０２、及びプレートマエ１０１とはブレード１００に設けた突起である、かしめ部１０３をかしめることで固定されている。ケーシング１２への樹脂などからなるタイトキャップ１６は、ケーシング内面側に溶着リブ１０４を有し、前記溶着リブ１０４を溶着することで、ケーシング１２に固定を行っているものである。この場合、インペラ１１の吸込口の中心Ａは、プレートマエ１０１自体の吸込口中心の精度が高かった場合でも、プレートウシロ１０２とブレード１００を介してプレートマエ１０１は固定、及び位置決めされるため、軸５３の中心を一致するものではない。また、タイトキャップ１６の中心Ｂについても、上述で示したように、ケーシング１２へは溶着で固定されており、且つタイトキャップ１６とケーシング１２の嵌め込み部自体にも、若干のクリアランスを持たせているために、溶着のばらつきなどにより、タイトキャップ１６の中心Ｂは軸５３の中心とは必ずしも一致しなくなる。従って、インペラ１１吸込口の中心Ａと、タイトキャップ１６の中心Ｂとは、図６の一例で示すように同芯ではなく、若干のずれαを有してしまうのが実状である。この場合、インペラ１１吸込口の中心がＬ側に偏る、別の言い方をすればタイトキャップ１６の中心がＲ側に偏るために、図６（ｂ）の詳細断面図で示されるように、Ｌ側のタイトキャップ１６先端接触部と、インペラ１１吸込口の間には、接触タイトできない隙間αが存在してしまう。前記隙間αが存在すると、ファン部３１内部で循環する流れ（イ）が発生し、この（イ）の風の流れがロスとして発生してしまう。

そこで図１に示すようにタイトキャップ１６を、インペラ１１と接触しタイトを行う接触タイト部１０５と、ケーシングに溶着固定を行う溶着固定部１０６の２部品構成とし、前記２部品の間には中空円板状の形状をなし、ゴム質の材料からなる位置補正板１０７を配設する構成とする。

上述のように構成された場合の、動作、作用については、図１で示すように、インペラ１１の中心Ａとタイトキャップ１６の接触タイト部１０５の中心Ｂのずれαが存在している状態で、タイトキャップ１６を溶着したケーシング１２をファン部３１に組み付ける際、インペラ１１吸込口にタイトキャップ１６の接触タイト部１０５の先端が誘い込まれながら組み付けられる。この時、従来のタイトキャップ１６では、Ｒ側は接触が深く、Ｌ側は隙間αを有したまま組み付けられたが、本実施の形態のように、インペラ１１吸込口に誘い込まれる側のタイトキャップ１６の接触タイト部１０５が、柔軟なゴム質の材料からなる位置補正板１０７で固定されているため、径方向の中心Ａと中心Ｂのずれ分αを、前記位置補正板１０７の柔軟性によって吸収されながら、インペラ１１吸込口に誘い込まれる。従って、従来接触が深くなる側のＲ側は、適度の接触状態でタイトされるとともに、課題となっていたＬ側の隙間αも隙間がない状態で組み付けを行うことができ、その結果、図６で示したような、隙間αによって発生する、ファン部３１内を循環する風のロスを低減することが可能となる。

しかしながら、図１で示した構成の場合には、図２の拡大断面図で示すように、紙袋５４にゴミが溜まったり、ホース５８の先端を絞られたりした場合において、図２（ａ）のようにケーシング１２の外周前面、すなわちタイトキャップ１６の接触タイト部１０５の外周前面に大きな圧力が加わり、接触タイト部１０５先端がインペラ１１吸込口側に移動し、軸５３方向の削れ幅γが長くなる。これは、図１で示したように、タイトキャップ１６にゴム質の材料からなる位置補正板１０７を介しているために、従来よりもタイトキャップ１６の接触タイト部１０５の外周前面に力が加わった場合の、軸５３方向への移動幅が大きくなる。結果図２（ｂ）で示すように、紙袋５４へのゴミ量が少なくなったり、ホース５８先端の絞込みが開放された場合に、ケーシング１２の外周前面、すなわちタイトキャップ１６（接触タイト部１０５）の外周前面に加わる圧力が低下し、タイトキャップ１６の（接触タイト部１０５が前面側へ戻った際、軸５３方向に隙間βが発生する。

基本的に軸５３方向に隙間βが発生したとしても、径方向がタイトできていれば、ファン部３１内部の循環ロスの発生はないが、樹脂などからなるタイトキャップ１６と接触してタイトを得ているため、微小な隙間は径方向に存在する。従って、（ａ）で示すように、径方向、軸５３方向とも接触していれば、比較的ファン部内部での循環ロスは発生しないが、（ｂ）で示すように、軸５３方向の隙間βが存在すると、径方向の微小な隙間を介して（ｂ）で示すような循環ロスが発生してしまう。

従って図３で示すように、位置補正板１０７の軸５３方向に数箇所の貫通孔部を設け、前記貫通孔部に一致し、位置補正板１０７の厚み分だけの軸方向への高さを有した、位置固定リブ（突起部）１０８を有することにより、タイトキャップ１６の接触タイト部１０５の外周前面に圧力が加わった場合においても、ゴム質の材料からなる位置補正板１０７が変形することなく、前記位置固定リブ１０８により位置補正板１０７の厚みを固定、維持できるため、図２で示したような、軸５３方向の隙間βを発生を抑え、より高効率化を図ることが可能となる。

また、上述のタイトキャップ１６の形状の場合には、中心Ａと中心Ｂのずれ分αを、前記位置補正板１０７の柔軟性によって位置補正することで、図１でもわかるようにタイトキャップ１６外周面に段差τが発生してしまう。タイトキャップ１６の外周面には図４で示す（ロ）のように、ケーシング１２及びタイトキャップ１６外周面を沿って流れる風の流れが存在しているため、タイトキャップ１６外周面に段差τが発生すると、吸気ロスの増大に繋がってしまう。

従って、図４に示すように、タイトキャップ１６の接触タイト部１０５の形状を、インペラ１１吸込口を接触する近傍の円筒部で構成し、前記円筒部と残りのケーシング１２と溶着固定された溶着固定部１０６を、ゴム質の材質からなるリング状の位置補正板１０７を介して構成することで、中心ＡとＢのずれ分αを、前記位置補正板１０７の柔軟性によって位置補正しても、タイトキャップ１６の外周面に段差τを発生させることがないため、ケーシング１２及びタイトキャップ１６外周面を沿って流れる風の流れ（ロ）を乱すことなく、より高効率化を図ることが可能となる。

また、更にタイト性の安定化を図るために、ケーシング１２と溶着固定を行う溶着固定部１０６の耐熱を接触タイト部１０５よりアップさせることで、溶着固定部の熱による変形、ずれを防止することができるため、更にタイト性の安定化を図ることが可能となる。更には、インペラ１１吸込口と接触を行う接触タイト部１０５は、逆に耐熱が低くとも、比較的柔らかく、すべり性の良い樹脂が適しているため、接触タイト部１０５の樹脂材質を溶着固定部１０６の樹脂材質よりも、比較的柔らかく、すべり性の良い樹脂で構成することでも、更なるタイト性の安定化を図ることができる。

また図５で示すように、インペラ１１吸込口と接触を行う接触タイト部１０５の円筒部外周形状について、インペラ１１接触側からタイトキャップ１６の前面側に向けて広がるテーパ形状とすることで、タイトキャップ１６を溶着固定したケーシング１２を組み付ける際、インペラ１１吸込口に前記テーパ形状が沿って挿入されるため、組立性が向上するとともに、テーパ形状によって無理なく位置補正できるため、組み付け時の個々のタイト性ばらつきの低減、及びタイト性の安定化も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、タイト性を向上し、高効率な吸引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、縦型、又は直流充電式掃除機等の用途にも展開できるものである。

本発明の実施の形態１を示す電動送風機の要部断面図 （ａ）同、電動送風機のタイトキャップのインペラ吸込口との接触状態を示す要部断面図（ｂ）同、電動送風機のタイトキャップのインペラ吸込口との軸方向隙間βを示す要部断面図 （ａ）同、タイトキャップまわりの要部断面図（ｂ）同、タイトキャップのゴム質部材と接触タイト部との嵌合状態を示す詳細図 同タイトキャップの接触タイト部を円筒形状で形成した場合の要部断面図 同タイトキャップの接触タイト部をテーパ形状で形成した場合の要部断面図 （ａ）従来のインペラ、ケーシング、タイトキャップまわりの断面図（ｂ）同、タイトキャップまわりの要部詳細断面図 従来の電動送風機の部分断面図 従来の電動送風機を搭載した電気掃除機まわりの断面図

符号の説明

５ 負荷側ブラケット
６ 反負荷側ブラケット
９ 界磁
１０ エアーガイド
１１ インペラ
１２ ケーシング
１６ タイトキャップ
１９ 電動送風機
２２ 電機子巻線
２３ 界磁巻線
５１ 電機子
５２ 整流子
５３ 軸
１０５ 接触タイト部
１０６ 溶着固定部（固定部）
１０７ 位置補正板（中空円板状のゴム質部材）
１０８ 位置固定リブ（突起部）

Claims (5)

1. 電機子巻線、軸、及び整流子を有する電機子と、界磁巻線を有する界磁と、前記電機子の一端を回転自在に支持し整流子と電気的接続をするためのブラシホルダーを保持した反負荷側ブラケット及び負荷側ブラケットと、前記電機子の一端に固定され外周に空気吹き出し用の吹き出し口を設けたインペラと、前記インペラ吹き出し口からの吹き出し風を整流するエアーガイドと、前記インペラの吸込口と接触してエアタイトを行うためのタイトキャップをその中央に具備したケーシングとを備え、前記タイトキャップはその一部に中空円板状のゴム質部材を有し、前記インペラとケーシングの位置ずれを前記中空円板状のゴム質部材の柔軟性により吸収し、前記インペラとタイトキャップとのエアタイトの低下を防止する構成とした電動送風機。
2. タイトキャップは、中空でインペラの吸込口と接触可能な断面略Ｌ字状の接触タイト部と、ケーシングの上方開口部と接触する固定部と、前記接触タイト部と固定部とで挟持される中空円板状のゴム質部材とを備え、前記中空円板状のゴム質部材は対向する、前記接触タイト部および固定部と接着等により固定される請求項１記載の電動送風機。
3. 中空円板状のゴム質部材に、その中心軸と同一方向に複数個の貫通孔部を設け、接触タイト部または固定部のいずれか一方に、前記貫通孔部に挿入される突起部を有した請求項２記載の電動送風機。
4. タイトキャップを構成する固定部の部材を、接触タイト部の部材より、耐熱性の高い材料を使用してなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動送風機。
5. 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。

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