JP2009085141A - 電動送風機及びこれを備えた電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】ファンカバーの吸気口を通して空気を吸引する第１のファン部から吐出された空気が、第１のファン部と背中合わせに設けられて電動機部を冷却する空気を吸引する第２のファン部に逆流しないようにした電動送風機を提供する。
【解決手段】電動機部22の回転軸35aに連結されたファン41及びこのファン41を覆うファンカバー51を備える。ファン41は、ファンカバー51の吸気口52を通して空気を吸引する第１のファン部41aと、この第１のファン部41aと背中合わせに設けられて電動機部22を冷却する空気を電動機部22側から吸引する第２のファン部41bを有している。第１のファン部41aから吐出された空気と第２のファン部41bから吐出された空気とを仕切る仕切り体61を備えている。この仕切り体61により、両ファン部41a,41bから吐出された空気が通る経路を互いに独立させ、前記二系統の空気を第１のファン部41a用の第１の排気部53と第２のファン部41b用の第２の排気部56とに別々に導くようにしている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば電気掃除機などの電気機器に搭載され、電動機部で得られる回転力によりファンを回転させて送風作用を営む電動送風機、及びこの電動送風機を備えたウェット・アンド・ドライ型の電気掃除機に関する。

従来、電動機部の出力軸に取付けられた回転ファンを、送風用回転ファンと、これに対して互いに背合わせとなる冷却用回転ファンとで形成し、送風用回転ファンから吐出される出力風、及び固定子と回転子を冷却して冷却用ファンから吹出される風を、回転ファンを覆うファンケースの周壁に複数設けられた共通の風穴から排出させる電動送風機が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−３１０９０号公報（段落0010−0021、図１）

特許文献１の電動送風機では、吐出し口が形成された回転ファンの外周部をファンケースの周壁内面に接触させることはできないので、これらの間には環状の隙間が確保されている。そのため、送風用回転ファンの吐出し口と冷却用回転ファンの吐出し口が前記環状の隙間により連通されていて、送風用回転ファン及び冷却用回転ファンから吐出された空気は、前記環状の隙間で混じりながら両回転ファンに対して共通に使用されるファンファンケースの風穴を通って排出されるようになっている。

ところで、送風用回転ファンから吐出される出力風の風量は多くその圧力は高く確保される。これに対して、電動機部を空冷する空気を移動させる冷却用回転ファンから吐出される空気については、大風量は必要とせずその圧力も低くてよい。

そのため、以上のように送風用回転ファンと冷却用回転ファンが形成されていて、これらファンから吐出される空気の圧力に差がある場合には、回転ファンの回転速度の変化等に伴って、送風用回転ファンから吐出された高圧の空気の一部が、前記環状の隙間を経由して冷却用回転ファン内に逆流する蓋然性が高い。それにより、冷却用回転ファンによる電動機部の冷却性能が低下することがある。

しかも、電動送風機がウェット・アンド・ドライ型の電気掃除機に搭載されるものである場合、水分を含んだ空気が送風機用ファンに吸引されるので、以上のような逆流が生じると、水分が電動機部の固定子及び回転子に到達する恐れがあり好ましくない。

又、送風用回転ファンと冷却用回転ファンの送風能力が同じであるとすると、冷却用回転ファンによる送風過多により電動機部に過剰な空気が通るので、それに伴い流通空気中に含まれる塵が固定子や回転子に付着し易くなる。それだけではなく、送風用回転ファン側の吸塵の抵抗が一時的に増えた場合等、両ファンから吐出される空気のバランスが変わると、それに伴い送風用回転ファンによる出力風が風穴から排出し難くなって、所定風量の出力風を確保する上では不利となる。

本発明の目的は、ファンカバーの吸気口を通して空気を吸引する第１のファン部から吐出された空気が、第１のファン部と背中合わせに設けられて電動機部を冷却する空気を吸引する第２のファン部に逆流しないようにした電動送風機、及びこれを備えた電気掃除機を提供することにある。

本発明は、ファンカバーの吸気口を通して第１のファン部に吸引されてこの第１のファン部から吐出された空気と、第１のファン部と背中合わせに設けられた第２のファン部から吐出されるとともに電動機部を冷却した空気とを仕切る仕切り体を備え、この仕切り体で前記二系統の空気を第１のファン部用の第１の排気部と第２のファン部用の第２の排気部とに別々に導くようにしたことを特徴としている。

本発明では、第１のファン部から吐出された空気と第２のファン部から吐出された空気が通る経路が互いに独立しているので、これら吐出し空気が混ざることがなく、第１のファン部から吐出された空気が第２のファン部に逆流することを防止できる。

本発明の電動送風機によれば、ファンカバーの吸気口を通して空気を吸引する第１のファン部から吐出された空気が、第１のファン部と背中合わせに設けられて電動機部を冷却する空気を吸引する第２のファン部に逆流しないようにできる、という効果がある。

図１〜図５を参照して本発明の一実施形態を説明する。

図５中符号１はウェット・アンド・ドライ型の電気掃除機を示している。この電気掃除機１は、有底円筒状をなす下部ケース２と、この下部ケース２の上側に図示しないクランプを介して着脱可能に連結された上部ケース３を有する掃除機本体を備えている。図５中符号４は上部ケース３を受ける下部ケースの上端開口縁部に取付けられたリング状のシールパッキングを示している。

下部ケース２は、その内部に吸引した塵及び水を溜めることができるタンクとして用いられていて、下部に車輪５が取付けられている。下部ケース２の側壁外面に吸込み口６が突設されているとともに、この吸込み口６の出口に対向して下部ケース２の側壁内面にガイド７が取付けられている。ガイド７は、吸込み口６から吸込まれた塵や水分を下向きに導くために設けられている。

上部ケース３内には、第１の仕切板８〜第３の仕切板１０が設けられている。第１の仕切板８は、上部ケース３の下面開口を閉じるように設けられていて、その中央部には吸気口部８ａが下向きに突設されている。吸気口部８ａは吸込み口６及びガイド７より上方に位置している。吸気口部８ａにフィルター８ｂが取付けられている。第２の仕切板９は第１の仕切板８に連結してこの第１の仕切板８の上側に取付けられている。第３の仕切板１０は第２の仕切板９の上方に配設されている。

電動機部２２と送風部２３とを有した電動送風機２１が、第１の仕切板８〜第３の仕切板１０に支持されて上部ケース３に内蔵されている。第１の仕切板８は環状をなした第１防振ゴム１１を介して送風部２３を支持し、同様に第２の仕切板９も環状をなす第２の防振ゴム１２を介して送風部２３を支持している。又、第３の仕切板１０は電動機部２２を支持している。

上部ケース３には、第１の仕切板８と第２の仕切板９とで仕切られた空間に連通する第１の排気口１３と、第２の仕切板９と第３の仕切板１０とで仕切られた空間に連通する第２の排気口１４とが設けられている。更に、第３の仕切板１０と上部ケース３の上部とで仕切られた空間に連通して、上部ケースには外気導入口１５が設けられている。

又、図１中符号１８は上部ケース３の外面に取付けられたハンドルを示している。

次に図１〜図４を参照して電動送風機２１について詳しく説明する。

電動送風機２１の電動機部２２は、金属製のフレーム２５と、固定子３１と、回転子３５と、整流子３７と、一対のブラシ装置３８を備えている。

図１に示すようにフレーム２５は、一端が閉鎖壁２６ａで閉じられた有底円筒状のフレーム本体２６の他端に、この他端の開口を横切ってフレーム端板２７を連結してなる。フレーム本体２６はその他端開口を囲んで外側に張り出す円環状のフランジ２６ｂを有している。このフランジ２６ｂに平面形状が短冊状をなしたフレーム端板２７の両端部が連結されている。

フレーム本体２６の閉鎖壁２６ａの中央部に軸受２８が取付けられているとともに、フレーム端板２７の中央部にも軸受２９が取付けられている。更に、フレーム本体２６には電動機部２２を冷却する空気を取り込むための複数の通気孔２６ｃ,２６ｄ（図１、図２参照）が開けられている。通気孔２６ｃは閉鎖壁２６ａに設けられ、通気孔２６デャフレーム本体２６の側壁に閉鎖壁２６ａに寄せて設けられている。フレーム２５の内外は、フランジ２６ｂとフレーム端板２７との間の開口（図示しない）及びフレーム端板２７に開けた孔２７ａを通じて通気可能である。

固定子３１は、枠状の固定子鉄心と、これに巻き付けられた固定子巻線を有している。更に、固定子３１は、閉鎖壁２６ａに対向する絶縁材製の端子ホルダ３２を有しているとともに、この端子ホルダ３２に取付けられた複数の端子金具３３（一個のみ図示する。）を有している。端子金具３３の端子ホルダ３２に埋め込まれた部分に固定子巻線が電気的に接続されている。

複数の端子金具３３の内で、フレーム本体２６の周方向に１８０度隔たるように対応して配置された一対の端子金具３３は、端子ホルダ３２外に配置された部位を有していて、この部位はフレーム本体２６の内周面に向けて突出するように折り曲げられている。

回転子３５は、回転軸３５ａに回転子鉄心３５ｂを取付け、この回転子鉄心３５ｂに回転子巻線３５ｃを巻き付けて形成されている。回転子３５は、その回転軸３５ａを軸受２８，２９に回転自在に支持して固定子３１の内側に配設されている。回転軸３５ａは軸受２９を貫通している。

整流子３７は、回転子巻線３５ｃと軸受２８との間に位置して回転軸３５ａに取付けられている。整流子３７には回転子巻線３５ｃの端末部が接続されている。

各ブラシ装置３８は、絶縁ベース３８ａに、金属製のばね受け３８ｂとブラシホルダ３８ｃとを取付けるとともに、ピッグテール３８ｄを介してばね受け３８ｂに電気的に接続されたカーボンブラシ３８ｅをブラシホルダ３８ｃ内に移動自在に配設し、このカーボンブラシ３８ｅをコイルばね３８ｆで付勢して形成されている。

これらのブラシ装置３８は、フレーム本体２６に設けた孔に挿入されてねじ３９でフレーム２５に取付けられている。取付けられたブラシ装置３８のカーボンブラシ３８ｅは、コイルばね３８ｆの付勢力で整流子３７の周面に押付け保持されている。又、ブラシ装置３８の前記固定に伴って、ばね受け３８ｂから一体に折れ曲がった端子受け部３８ｇが、固定子３１の端子金具３３に接触保持されて、これらは電気的に接続されている。

送風部２３は、遠心型でかつ金属製のファン４１と、金属製のファンカバー５１と、ファン４１から吐出された空気を静圧化するデフューザを兼ねた合成樹脂製の仕切り体６１とを備えている。

ファン４１は、互いに背合わせに配置された第１のファン部４１ａと第２のファン部４１ｂを有している。このファン４１の直径はフレーム２５のフランジ２６ｂの外径より小さい。

第１のファン部４１ａは、円形のベース板４２と、このベース板４２の一面に対向して配置された第１のシュラウド４３と、これらを連結した複数の第１の羽根４４（一枚のみ図示する。）とで形成されている。第１のシュラウド４３を正面から見た形状はリング状であり、それにより、第１のファン部４１ａはその中央部に第１の空気入口４３ａを有している。

第２のファン部４１ｂは、ベース板４２を第１のファン部４１ａと共用しており、このベース板４２と、ベース板４２の他面に対向して配置された第２のシュラウド４５と、これらを連結した複数の第２の羽根４６（一枚のみ図示する。）とで形成されている。第２の羽根４６の長さは第１の羽根４４より短い。第２のシュラウド４５を正面から見た形状はリング状であり、それにより、第２のファン部４１ｂはその中央部に第２の空気入口４５ａを有している。

回転子３５の回転軸３５ａはベース板４２の中心部を貫通しており、この回転軸３５ａに螺合されたナット４７により、ファン４１が回転軸３５ａに連結されている。第２のファン部４１ｂはフレーム２５のフレーム端板２７に対向して配置され、第１のファン部４１ａはその第１の空気入口４３ａが電動機部２２とは反対側に指向するように配置されている。第１のファン部４１ａから吐出される風量及び圧力は、第２のファン部４１ｂから吐出される風量及び圧力より大きくなるようになるように設定されている。

ファンカバー５１は、その円筒状をなす側壁５１ａをレーム２５のフランジ２６ｂの外周に嵌合して取付けられて、ファン４１を覆っている。ファンカバー５１はその中央部に吸気口５２を有し、この吸気口５２はファン４１の第１の空気入口４３ａに対向し連通している。

ファンカバー５１の側壁５１ａには第１の排気部５３が側壁５１ａの周方向に沿って間隔的に設けられている。これら第１の排気部５３は例えば側壁５１ａの周方向に延びる横長な角孔からなる。

又、電動送風機２１は、第１の排気部５３とは異なる位置でかつこれら第１の排気部５３からの排気の方向とは異なる方向に排気をする孔からなる第２の排気部５６を有している。図２に示すように第２の排気部５６は、例えば電動機部２２のフランジ２６ｂにその周方向に沿って間隔的に複数設けられている。なお、一部の第２の排気部５６にフレーム端板２７が重なる場合、その重なり部位に図１に示すように第２の排気部５６に対向する孔２７ｂが設けられる。

仕切り体６１は、図３及び図４に示すように環状をなしているとともに、図２において略水平状に配置された第１の仕切り壁６２と、この第１の仕切り壁６２の外周縁から図２において上下方向に折れ曲がった第２の仕切り壁６３を備えている。

第１の仕切り壁６２の一面に、この壁に対して第２の仕切り壁６３が突出された方向とは反対向きに複数の第１のデフューザ羽根６４が仕切り体６１の径方向に二重に突設されている。これら第１のデフューザ羽根６４は図３に示すように夫々円弧状をなしていて、隣接した第１のデフューザ羽根６４間に、仕切り体６１の内周から外周に行くに従い次第に広がる第１のデフューザ風路が形成されている。このデフューザ風路の入口及び出口は仕切り体６１の内周及び外周に開放されている。

同様に、第１の仕切り壁６２の他面に、この壁に対して第２の仕切り壁６３が突出された方向と同方向に複数の第２のデフューザ羽根６５が一重に突設されている。これら第２のデフューザ羽根６５も図４に示すように夫々円弧状をなしていて、隣接した第２のデフューザ羽根６５間に、仕切り体６１の内周から外周に行くに従い次第に広がる第２のデフューザ風路が形成されている。このデフューザ風路の入口は仕切り体６１の内周に開放されているが、この入口と反対側の第２のデフューザ風路の端は第２の仕切り壁６３で閉じられている。

仕切り体６１は、図１に示すようにファン４１を囲んでファンカバー５１の周部内側に配設されていて、フレーム２５のフランジ２６ｂと、ファンカバー５１の環状の肩部５１ｂとで挟持されている。肩部５１ｂはファンカバー５１の側壁に対して略直角に折れ曲がっている。

仕切り体６１の第２の仕切り壁６３及び外周側の第１のデフューザ羽根６４は、ファンカバー５１の側壁５１ａ内面に非接触で、これらの間に環状の隙間Ｇが形成されている。第２の仕切り壁６３は第１の排気部５３に対向している。仕切り体６１の第１のデフューザ風路の出口もファンカバー５１の側壁５１ａとは非接触である。このため、第１のデフューザ風路は隙間Ｇを介して第１の排気部５３に連通している。第１のデフューザ風路の入口は、第１のファン部４１ａの外周に対向している。

仕切り体６１の第２のデフューザ風路は、第２の仕切り壁６３によって隙間Ｇから仕切られているとともに、第１の仕切り壁６２によって第１のデフューザ風路に対しても仕切られている。第２のデフューザ風路の出口は、この風路の第２の仕切り壁６３側に位置してファン４１の厚み方向一端に開放されている。この出口はフランジ２６ｂに設けた第２の排気部５６に接続されている。第２のデフューザ風路の入口は、第２のファン部４１ｂの外周に対向している。

又、図１中符号６８は防風リングを示している。防風リング６８は、フランジ２６ｂに取付けられて、第２のデフューザ風路の入口の内で、第２のファン部４１ｂの外周と対向しない部位を閉じるようにこの部位に対向している。この防風リング６８によって、第２のファン部４１ｂから吐出された空気が、この第２のファン部４１ｂの第２のシュラウド４５の外面に沿って第２の空気入口４５ａ側に吸込まれて循環することがないようにしている。なお、防風リング６８は仕切り体６１に一体に成形することも可能である。

電動送風機２１に通電して電気掃除機１が駆動されると、ファン４１の回転による送風によって、吸込み口６から水分や塵が混じった空気が下部ケース２に吸込まれるので、ガイド７によって空気と分離された水分や塵は、下部ケース２内に溜められる。この一方で、一部の塵とともに吸気口部８ａを通る空気はフィルター８ｂでろ過された後に電動送風機２１の吸気口５２に吸込まれる。

こうして吸込まれた空気は、ファン４１の第１の空気入口４３ａから第１のファン部４１ａを通ってその周囲に吐出された後、仕切り体６１とファンカバー５１の側壁５１ａとの間を通リ、更に、第１の排気部５３を通ってファンカバー５１の側壁５１ａの周りに排出される。そして、こうして電動送風機２１外に排出された空気は、更に、第１の排気部５３と連通している上部ケース３の第１の排気口１３を通って、上部ケース３の外部に排出される。

以上のファン４１の第１のファン部４１ａでの送風動作によって、電気掃除機１を用いた掃除ができる。この場合、吸込み口６に吸込まれる空気は水分を含んでいても、いなくても良い。

又、ファン４１が回転されると、このファン４１の第２のファン部４１ｂが第１のファン部４１ａと同時に送風動作をする。

これにより、上部ケース３の外部から外気導入口１５を通った空気が、通気孔２６ｃ，２６ｄからフレーム２５内に吸込まれて、このフレーム２５内の固定子３１及び回転子３５等の周囲を流通して、これらを冷却する。こうして電動機部２２の空冷に供された空気は、ファン４１の第２の空気入口４５ａを通って第２のファン部４１ｂに吸込まれた後、仕切り体６１とフレーム２５のフランジ２６ｂとの間を通リ、更に、第２の排気部５６を通って電動送風機２１外に排出される。そして、こうして排出された空気は、更に第２の刃域部５６に連通している上部ケース３の第２の排気口１４を通って、上部ケース３の外部に排出される。したがって、電動機部２２を空冷して、その温度過昇を抑制できる。

以上の運転中における第１のファン部４１ａの外周の吐出し口から第１の排気部５３に至る排気と、第２のファン部４１ｂの外周の吐出し口からの第２の排気部５６に至る排気は、仕切り体６１の第１の仕切り壁６２及び第２の仕切り壁６３によって仕切られていて、混ざり合うことがない。

したがって、第１のファン部４１ａから吐出される空気の圧力が第２のファン部４１ｂから吐出される空気の圧力より高いにも拘わらず、ファン４１の回転速度の変化等に伴って、第１のファン部４１ａから吐出された空気の一部が、第２のファン部４１ｂ内に逆流することがない。このため、第２のファン部４１ｂによる電動機部２２の空冷作用が全うされるので、前記逆流が起こって電動機部２２に対する空冷性能が低下されることがない。更に、仕切り体６１による既述の逆流防止に伴い、水分を含んだ空気が電動機部２２の内部に到達することがないので、ウェット・アンド・ドライ型の電動送風機２１の信頼性が高い。

更に、前記両排気系統は、互いに異なる位置に設けられた第１の排気部５３と第２の排気部５６から互いに異なる方向に別々に排出されるので、第１の排気部５３から排出された空気と第２の排気部５６から排出された空気が混ざらないようにするための工夫を講じ易い。

しかも、仕切り体６１に第１のデフューザ羽根６４を設けて、第１のファン部４１ａから第１の排気部５３に至る排気をデフューザ作用により静圧化したので、吸塵のために送風作用に供される送風の効率を向上できる。同様に、仕切り体６１に第２のデフューザ羽根６５を設けて、第２のファン部４１ｂから第２の排気部５６に至る排気をデフューザ作用により静圧化したので、電動機部２２を空冷するための送風の効率を向上できる。

更に、仕切り体６１でデフューザを兼ねたので、仕切り体６１とデフューザを別々に要することがない。そのため、これらを別々に並設する場合に比較して、部品点数が少なく、かつ、電動送風機２１の大径化を招くこともない。

なお、本発明の第１実施形態には制約されない。例えば、第１実施形態では第１のファン部４１ａは一段であるが、吐出し空気の圧力をより高くするために、第１のファン部４１ａを多段に設けることも可能である。又、ファンカバーの側壁に設けた孔を、この側壁の高さ方向に二分割するように仕切り体を設けることもでき、この場合、第１のファン部から吐出された空気が仕切り体によって導かれる一方の孔部で第１の排気部が形成され、第２のファン部から吐出された空気が仕切り体によって導かれる他方の孔部で第２の排気部が形成される。

本発明の一実施形態に係る電動送風機を一部断面して示す側面図。 図１の電動送風機を示す背面図。 図１の電動送風機が備える仕切り体を正面側から見て示す斜視図。 図１の電動送風機が備える仕切り体を背面側から見て示す斜視図。 図１の電動送風機を備えた電気掃除機を示す断面図。

符号の説明

１…電気掃除機、２１…電動送風機、２２…電動機部、２３…送風部、２５…フレーム、２６…フランジ、２６ｃ,２６ｄ…通気孔、３１…固定子、３５…回転子、３５ａ…回転軸、４１…ファン、４１ａ…第１のファン部、４１ｂ…第２のファン部、５１…ファンカバー、５１ａ…側壁、５２…吸気口、５３…第１の排気部、５６…第２の排気部、６１…仕切り体、６２…第１の仕切り壁、６３…第２の仕切り壁、６４…第１のデフューザ羽根、６５…第２のデフューザ羽根

Claims (4)

1. 電動機部の回転軸に連結されたファン及びこのファンを覆うファンカバーを備え、前記ファンが、前記ファンカバーの吸気口を通して空気を吸引する第１のファン部と、この第１のファン部と背中合わせに設けられて前記電動機部を冷却する空気を前記電動機部側から吸引する第２のファン部を有した電動送風機において、
   前記第１のファン部から吐出された空気と前記第２のファン部から吐出された空気とを仕切って、これらの空気を第１のファン部用の第１の排気部と第２のファン部用の第２の排気部とに別々に導く仕切り体を備えたことを特徴とする電動送風機。
2. 請求項１において、前記ファンカバーの周部の内側に前記ファンを囲んで前記仕切り体を設け、前記第１の排気部と前記第２の排気部を、これらを通って排出される空気の排出方向が異なるように互いに異なる位置に設けたことを特徴とする電動送風機。
3. 請求項１又は２において、前記仕切り体が、前記第１のファン部と前記第１の排気部の間に配置されるデフューザ羽根を有したデフューザを兼ねていることを特徴とする電動送風機。
4. ウェット・アンド・ドライ型の電気掃除機において、請求項１から３の内のいずれか一項に記載の電動送風機を備えていることを特徴とする電気掃除機。

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