JP2010011997A - 電動送風機及びこれを用いた電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】電気掃除機において、送風効率を高めた電動送風機を提供すること。
【解決手段】複数の静翼を具備し、インペラ４の下部および外周に配されるエアガイド７と、前記インペラ１０、エアガイド７を覆うファンケースとを備え、エアガイド７の隣り合う静翼９間およびファンケース５で構成される複数のディフューザ通路１０において、流線に垂直な通路断面形状を略長方形とし、ディフューザ通路内の底面は、電動機の軸に対して略垂直とし、各々の通路ごとに、ディフューザ通路１０内の流線に沿う方向に下方傾斜するとともに、通路の流線方向に、通路断面積が徐々に拡大する構成としたので、ディフューザ通路１０内での流れのよどみをなくし、同部での圧力回復を向上させ、電動送風機の送風効率を高めることができるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気掃除機等に使用される電動送風機に関する。

従来の技術で用いられる電気掃除機用電動送風機の構成について、図５〜７を用いて説明する。図５は従来の電動送風機の部分断面図、図６は、従来の電動送風機のファンケースを外した状態の上面図であり、断面Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄが図５の部分断面図を表している。図７は後述するエアガイドの静翼がない状態を描いた斜視図である。１は内部にステータ２、および高速回転するロータ３を有するモータ、４はロータ３の回転軸６に固定されロータ３と共に回転するインペラ、７はインペラ４から排出された気流を整えるエアガイド、５はインペラ４の前方に位置し、インペラ４、エアガイド７を覆うファンケースである。また、８は吸気ガイドで、ファンケース５に溶着固定されている。１２はモータ１の外郭を構成するブラケット、１３はブラケットに設けられた排気口である。

また、エアガイド７を詳細に見ると、９はエアガイド７の外周付近に円形に配置された静翼、１０は隣り合う静翼９間で構成されるディフューザ通路、１１はそのディフューザ通路の底面である。ディフューザ通路１０の終端からブラケット１２にかけての略三角地帯は流れ変更部１４と呼ばれ、エアガイド７裏面の戻り通路１５へと、通路は連なっている。さらに、図７の示すところにより、ディフューザ通路１０の底面１１は、インペラ４の外周から、エアガイド７の外周にかけて、下方傾斜している。すなわち、底面１１は、回転軸６を中心とする、円錐の母線が形成する傾斜面の一部により構成されている。

以上のように構成された電動送風機において、動作を説明する。ロータ３の回転により、回転軸６に直結されたインペラ４が回転し、気流を発生する。発生した気流は、インペラ４の外周より排出され、エアガイド７に突入する。気流はエアガイド７に設けられた複数の静翼９で区切られたディフューザ通路１０を通り、前記流れ変更部１４で流れを１８０度変え、エアガイド７の裏面に流れ込み、戻り通路１５を通過する。その後、モータ１内部を冷却しながら下流方向へ流れ、ブラケット１２に設けられた排気口１３より排出される。エアガイド７の役割は、インペラ４から排出される気流がもつ多くの動圧成分を静圧成分に変換し、電気掃除機に必要な真空圧を得ることである。この役割を果たすべく、ディフューザ通路１０は入口から出口にかけて、その断面積が徐徐に拡大する拡大管となっているが、従来のディフューザ通路１０は、その底面１１が外周に向かって斜めに傾斜しているため、通路断面をみた場合、その形状は管の中を流れる流体にとって必ずしも最適なものとは言えず、底面１１と静翼９とで形成される鋭角部分で流れのよどみが発生しやすいものとなっていた。それが原因となり、ディフューザ通路１０での圧力回復効率を低下させる原因となっていた（例えば、特許文献１参照）。
特開昭６１−３１６９９号公報

本発明は、上記従来例の課題点を鑑み、エアガイドのディフューザ部の断面形状を、略長方形を維持するようにし、ディフューザ通路内での流れのよどみをなくし、同部での圧力回復を向上させ、送風効率を高めた電動送風機を提供することを目的とする。

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、電動機と、前記電動機の軸に固定され、回転駆動されるインペラと、複数の静翼を具備し、インペラの下部および外周に配されるエアガイドと、吸引口を有するとともに、前記インペラ、エアガイドを覆うファンケースを備え、前記エアガイドの隣り合う静翼間およびファンケースで構成される複数のディフューザ通路において、流線に垂直な通路断面形状は、略長方形であり、ディフューザ通路内の底面は、電動機の軸に対して略垂直であり、各々の通路ごとに、ディフューザ通路内の流線に沿う方向に下方傾斜するとともに、通路の流線方向に、通路断面積が徐々に拡大する電動送風機としたので、ディフューザ通路内での流れのよどみをなくし、同部での圧力回復を向上させ、送風効率を高めた電動送風機を提供できる。

本発明によれば、高い空気性能を有する電動送風機およびそれを搭載した電気掃除機を提供できる。

第１の発明は、電動機と、前記電動機の軸に固定され、回転駆動されるインペラと、複数の静翼を具備し、インペラの下部および外周に配されるエアガイドと、吸引口を有するとともに、前記インペラ、エアガイドを覆うファンケースを備え、前記エアガイドの隣り合う静翼間およびファンケースで構成される複数のディフューザ通路において、流線に垂直な通路断面形状は、略長方形であり、ディフューザ通路内の底面は、電動機の軸に対して略垂直であり、各々の通路ごとに、ディフューザ通路内の流線に沿う方向に下方傾斜するとともに、通路の流線方向に、通路断面積が徐々に拡大する電動送風機としたので、ディフューザ通路内での流れのよどみをなくし、同部での圧力回復を向上させ、送風効率を高めることができるものである。

第２の発明は、第１の発明のディフューザ通路内の底面および天面を、各々の通路ごとに、ディフューザ通路内の流線に沿う方向に下方傾斜させたことにより、ディフューザ部入口から出口にかけて、通路断面形状が縦長になることを防ぎ、通路内の流速分布を効率よくできるものである。

第３の発明は、電動機と、前記電動機の軸に固定され、回転駆動されるインペラと、複数の静翼を具備し、インペラの下部および外周に配されるエアガイドと、エアガイドとファンケースの間に位置し、ディフューザ通路の上部を構成する略リング状の樹脂製のフタ体と、吸引口を有するとともに、前記インペラ、エアガイドを覆うファンケースを備え、前記エアガイドの隣り合う静翼間および前記フタ体で構成される複数のディフューザ通路において、流線に垂直な通路断面形状は、略長方形であり、ディフューザ通路内の底面および天面は、各々の通路ごとに、ディフューザ通路内の流線に沿う方向に下方傾斜するとともに、通路の流線方向に、通路断面積が徐々に拡大する電動送風機としたので、樹脂製のフタ体によって、ディフューザ通路の天面を形成しやすくし、通路部からのエア漏れがなく、圧力回復を向上させることができるものである。

第４の発明は、第１〜第３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ので、吸い込み性能の高い、低騒音の電気掃除機を実現できるものである。

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）
本発明の第１の実施の形態を、図１、２を用いて説明する。なお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。

図１は本発明の電動送風機のエアガイド付近の断面を拡大して示したものであり、図２は本発明のエアガイドの静翼がない状態を描いたものである。図１より、複数の静翼９間で形成されるディフューザ通路１０の底面１１の断面は、従来例のように外周方向に傾斜しておらず、回転軸に対して垂直となっている。しかしながら、ディフューザ通路１０の入口から出口にかけてはその流れの方向に従って、下方傾斜している。すなわち、底面１１は、回転軸を中心とする円錐の母線が形成する傾斜面の一部から構成されるのではなく、回転軸を中心とするいわば螺旋階段面の一部として構成されている（図２）。

以上のような構成のもとで、動作を説明する。電動送風機１に電圧が印加されると、ロータ３の回転により、回転軸６に直結されたインペラ４が回転し、気流を発生する。発生した気流は、インペラ４の外周より排出され、エアガイド７に突入する。気流はエアガイド７に設けられた複数の静翼９で区切られたディフューザ通路１０を通り、前記流れ変更部１４で流れを１８０度変え、エアガイド７の裏面に流れ込み、戻り通路１５を通過する。その後、モータ１内部を冷却しながら下流方向へ流れ、ブラケット１２に設けられた排気口１３より排出される。エアガイド７の役割は、インペラ４から排出される気流がもつ多くの動圧成分を静圧成分に変換し、電気掃除機に必要な真空圧を得ることである。この役割を果たすべく、ディフューザ通路１０は入口から出口にかけて、その断面積が徐徐に拡大する拡大管となっているが、従来のディフューザ通路１０は、その底面１１が外周に向かって斜めに傾斜していたのに対し、本発明のディフューザ通路１０の底面１１は、通路断面は常に略長方形となるため、９０度以下の鋭角部分がなくなる。よって、従来気流がディフューザ通路１０を通過する際に発生していた、鋭角部分での流れのよどみがなくなり、境界層の面積を減らすことが出来るため、流体損失を低減することができる。結果、ディフューザ通路１０での圧力回復率を高めることが出来る。しかも、通路としては、各々が独立して下方傾斜しているので、流れ変更部で流れを転換する際の、曲がり損失は従来と変わらない。

このように本実施の形態によれば、エアガイドのディフューザ通路での流体損失を抑え、圧力回復率を高めた電動送風機が実現できるため、高い空気性能をもつ電気掃除機を提言できるものである。

（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態を、図３を用いて説明する。なお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。

図３は本発明の電動送風機のエアガイド付近の断面を拡大して示したものである。複数の静翼９間で形成されるディフューザ通路１０の底面１１の断面は、外周方向に傾斜しておらず、回転軸に対して垂直となっている。しかしながら、ディフューザ通路１０の入口から出口にかけてはその流れの方向に従って、下方傾斜している。さらに、静翼９の高さについても、ディフューザ通路１０の底面１１と同じく、気流の流れる方向に下方傾斜しており、それを覆うファンケース５の静翼９と当接する面についても同様に、流れの方向に従って下方傾斜し、静翼９の上端と間で隙間の発生なきよう、同じ傾斜で構成されている。

以上のような構成のもとで、動作を説明する。電動送風機１に電圧が印加されると、ロータ３の回転により、回転軸６に直結されたインペラ４が回転し、気流を発生する。発生した気流は、インペラ４の外周より排出され、エアガイド７に突入する。気流はエアガイド７に設けられた複数の静翼９で区切られたディフューザ通路１０を通り、前記流れ変更部１４で流れを１８０度変え、エアガイド７の裏面に流れ込み、戻り通路１５を通過する。その後、モータ１内部を冷却しながら下流方向へ流れ、ブラケット１２に設けられた排気口１３より排出される。本発明の実施の形態では、底面１１はディフューザ通路１０の入口から出口にかけてはその流れの方向に従って、下方傾斜しているのに加え、静翼９の高さおよびファンケースの当接面についても、気流の流れる方向に下方傾斜しているため、通路断面の略長方形のアスペクト比が維持され、断面が縦長に成りすぎて気流の分布が乱れ、流体損失を増大するといったことがない。

このように本実施の形態によれば、エアガイドのディフューザ通路での流体損失を抑え、圧力回復率を高めた電動送風機が実現できるため、高い空気性能をもつ電気掃除機を提言できるものである。

（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態を、図４を用いて説明する。なお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。

図４は本発明の電動送風機のエアガイド付近の断面を拡大して示したものである。複数の静翼９間で形成されるディフューザ通路１０の底面１１の断面は、外周方向に傾斜しておらず、回転軸に対して垂直となっている。しかしながら、ディフューザ通路１０の入口から出口にかけてはその流れの方向に従って、下方傾斜している。さらに、静翼９の高さについても、ディフューザ通路１０の底面１１と同じく、気流の流れる方向に下方傾斜している。また、静翼９とファンケース５との間に樹脂製のフタ体１６が介在され、このフタ体１６が静翼９と当接する面についても同様に、流れの方向に従って下方傾斜し、静翼９の上端と間で隙間の発生なきよう、同じ傾斜で構成されている。加えて、前記樹脂製のフタ体１６と、静翼９との間で形成されるコーナ部には、フタ体１６側にＲが設けられるとともに、静翼９と底面１１との間のコーナ部にもＲが設けられている。

以上のような構成のもとで、動作を説明する。電動送風機１に電圧が印加されると、ロータ３の回転により、回転軸６に直結されたインペラ４が回転し、気流を発生する。発生した気流は、インペラ４の外周より排出され、エアガイド７に突入する。気流はエアガイド７に設けられた複数の静翼９で区切られたディフューザ通路１０を通り、前記流れ変更部１４で流れを１８０度変え、エアガイド７の裏面に流れ込み、戻り通路１５を通過する。その後、モータ１内部を冷却しながら下流方向へ流れ、ブラケット１２に設けられた排気口１３より排出される。本発明の実施の形態では、底面１１がディフューザ通路１０の入口から出口にかけてはその流れの方向に従って、下方傾斜しているのに加え、静翼９の高さおよび樹脂製のフタ体１６の当接面についても、気流の流れる方向に下方傾斜しているため、通路断面の略長方形のアスペクト比が維持され、断面が縦長に成りすぎて気流の分布が乱れ、流体損失を増大するといったことがないような構成となっている。さらに、前記樹脂製のフタ体１６と、静翼９との間で形成されるコーナ部、および静翼９と底面１１との間のコーナ部にもＲが設けられているので、気流の流れもスムーズになり、通路損失がさらに低減される。静翼９の上部にファンケース５ではなく樹脂製のフタ体１６を介在させたことにより、加工性もよく、静翼９との気密性も、より向上できる。

このように本実施の形態によれば、エアガイドのディフューザ通路での流体損失を抑え、圧力回復率を高めた電動送風機が実現できるため、高い空気性能をもつ電気掃除機を提言できるものである。

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。

本発明の第１の実施の形態を示す電動送風機の一部断面図 本発明の第１の実施の形態を示すエアガイドの斜視図（静翼なし） 本発明の第２の実施の形態を示す電動送風機の一部断面図 本発明の第２の実施の形態を示す電動送風機の一部断面図 従来の電動送風機の部分断面図 従来の電動送風機の上面図 従来の電動送風機のエアガイドの斜視図（静翼なし）

符号の説明

１ 電動送風機
２ ステータ
３ ロータ
４ インペラ
５ ファンケース
６ 回転軸
７ エアガイド
８ 吸気ガイド
９ 静翼
１０ ディフューザ通路
１１ 底面
１２ ブラケット
１３ 排気口
１４ 流れ変更部
１５ 戻り通路
１６ フタ体

Claims (4)

1. 電動機と、前記電動機の軸に固定され、回転駆動されるインペラと、複数の静翼を具備し、インペラの下部および外周に配されるエアガイドと、吸引口を有するとともに、前記インペラ、エアガイドを覆うファンケースを備え、前記エアガイドの隣り合う静翼間およびファンケースで構成される複数のディフューザ通路において、流線に垂直な通路断面形状は、略長方形であり、ディフューザ通路内の底面は、電動機の軸に対して略垂直であり、各々の通路ごとに、ディフューザ通路内の流線に沿う方向に下方傾斜するとともに、通路の流線方向に、通路断面積が徐々に拡大する電動送風機。
2. ディフューザ通路内の底面および天面が、各々の通路ごとに、ディフューザ通路内の流線に沿う方向に下方傾斜する請求項１記載の電動送風機。
3. 電動機と、前記電動機の軸に固定され、回転駆動されるインペラと、複数の静翼を具備し、インペラの下部および外周に配されるエアガイドと、エアガイドとファンケースの間に位置し、ディフューザ通路の上部を構成する略リング状の樹脂製のフタ体と、吸引口を有するとともに、前記インペラ、エアガイドを覆うファンケースを備え、前記エアガイドの隣り合う静翼間および前記フタ体で構成される複数のディフューザ通路において、流線に垂直な通路断面形状は、略長方形であり、ディフューザ通路内の底面および天面は、各々の通路ごとに、ディフューザ通路内の流線に沿う方向に下方傾斜するとともに、通路の流線方向に、通路断面積が徐々に拡大する電動送風機。
4. 請求項１〜３のいずれか１項記載の電動送風機を備えた電気掃除機。

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