JP2010185289A - Electric blower and vacuum cleaner using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、低騒音で高い送風性能を有する電動送風機およびそれを用いた電気掃除機に関するものである。 The present invention relates to an electric blower having low noise and high blowing performance, and a vacuum cleaner using the electric blower.
従来、この種の電動送風機は家庭用電気掃除機に多く利用されている(例えば、特許文献1参照)。電気掃除機の吸引力を高めるためには、電動送風機の送風性能を上げる必要があるが、一方で電動送風機の騒音を低減して電気掃除機の使用環境を改善することも求められている。 Conventionally, this type of electric blower has been widely used for household vacuum cleaners (see, for example, Patent Document 1). In order to increase the suction force of the vacuum cleaner, it is necessary to improve the blowing performance of the electric blower. On the other hand, it is also required to reduce the noise of the electric blower and improve the usage environment of the vacuum cleaner.
図8は、特許文献1に記載された従来の電動送風機の構成を示す破断正面図である。特許文献1には、モータ部25と、モータ部25により駆動される遠心ファン26と、遠心ファン26からの吹き出し空気を整流し、モータ部25へ案内するエアガイド27と、ファン部を覆うファンケーシング28とを備え、ファンケーシング28の外周には遠心ファン26から送出された空気の一部を直接外部へ排出する排気穴29を形成し、排気穴29と間隔をおいて筒状の防音カバー30を設け、防音カバー30とファンケーシング28との間の隙間に吸音材31を充填した電動送風機32が開示されている。
しかしながら、前記従来の構成では、吸音材31が殆ど通気性を有していないため、ファンケーシング28から吹き出した空気の流路を十分に確保できず、電動送風機32の送風性能が低下してしまうという課題があった。また、ファンケーシング28と吸音材31との間に距離を設けると、遠心ファン26の騒音がファンケーシング28を出た後に伝播しやすく、ファンケーシング28外周の排気穴29から吹き出す際に生じる噴出音が増加するため、低騒音で高い送風性能を有する電動送風機32を実現することが困難であった。
However, in the conventional configuration, since the
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、低騒音で高い送風性能を有する電動送風機およびそれを用いた電気掃除機を提供することを目的とする。 This invention solves the said conventional subject, and it aims at providing the electric blower which has high ventilation performance with low noise, and a vacuum cleaner using the same.
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、前記電動機の回転軸に固定されたインペラと、前記インペラの外周部に通風路を形成するエアガイドと、外周に排気口を有し前記インペラと前記エアガイドとを覆うファンケースと、前記ファンケースの外周面を覆う防音カバーを備え、3次元骨格構造のウレタン材と吸音材とを積層して前記ファンケースと前記防音カバーとの間に配置している。 In order to solve the above-described conventional problems, an electric blower of the present invention includes an electric motor, an impeller fixed to a rotating shaft of the electric motor, an air guide that forms a ventilation path on an outer peripheral portion of the impeller, and an exhaust on an outer periphery. A fan case having a mouth and covering the impeller and the air guide; and a soundproof cover for covering an outer peripheral surface of the fan case; and a three-dimensional skeleton structure urethane material and a sound absorbing material, and the fan case and the It is placed between the soundproof cover.
これによって、インペラが回転して発生した騒音は、ウレタン材の骨格構造内を伝播した後、吸音材で大幅に吸音される。また、吸音材を透過した騒音については防音カバーで遮音されるため、大幅な消音効果を得ることができる。また、ファンケースの排気口から放出された気流は、3次元骨格構造のウレタン材が存在することで、排気口での急拡大が抑えられる。しかも、排気口からの空気が通過する3次元骨格構造のウレタン材は、通気圧損が小さいため、電動送風機の送風性能を低下させずに大幅な消音効果を得ることができる。 Thereby, the noise generated by the rotation of the impeller is significantly absorbed by the sound absorbing material after propagating through the skeleton structure of the urethane material. Moreover, since the noise transmitted through the sound absorbing material is sound-insulated by the soundproof cover, a significant silencing effect can be obtained. In addition, the air current discharged from the exhaust port of the fan case can be prevented from rapidly expanding at the exhaust port due to the presence of the urethane material having a three-dimensional skeleton structure. Moreover, since the urethane material having a three-dimensional skeleton structure through which air from the exhaust port passes has a small airflow pressure loss, a significant silencing effect can be obtained without deteriorating the blowing performance of the electric blower.
また、本発明の電気掃除機は、低騒音で高い送風性能を有する電動送風機を備えているので、清掃時の運転音が小さく、強い吸引力を有し快適な使用ができる。 Moreover, since the vacuum cleaner of this invention is equipped with the electric blower which has a low noise and high ventilation performance, the driving sound at the time of cleaning is small, and it has a strong suction force and can be used comfortably.
本発明の電動送風機は、3次元骨格構造のウレタン材を吸音材と積層させてファンケースと防音カバーの間に配置することで、通気圧損を小さくして電動送風機の送風性能を低下させることなく、大幅な消音効果を得ることができる。 The electric blower of the present invention stacks a urethane material having a three-dimensional skeleton structure with a sound absorbing material and arranges it between the fan case and the soundproof cover, thereby reducing the ventilation pressure loss and reducing the blowing performance of the electric blower. , Can obtain a significant silencing effect.
また、本発明の電気掃除機は、低騒音で高い送風性能を有する電動送風機を備えているので、清掃時の運転音が小さく、強い吸引力を有し快適な使用ができる。 Moreover, since the vacuum cleaner of this invention is equipped with the electric blower which has a low noise and high ventilation performance, the driving sound at the time of cleaning is small, and it has a strong suction force and can be used comfortably.
第1の発明は、電動機と、前記電動機の回転軸に固定されたインペラと、前記インペラの外周部に通風路を形成するエアガイドと、外周に排気口を有し前記インペラと前記エアガイドとを覆うファンケースと、前記ファンケースの外周面を覆う防音カバーを備え、3次元骨格構造のウレタン材と吸音材とを積層して前記ファンケースと前記防音カバーとの間に配置した電動送風機としたものである。 The first invention includes an electric motor, an impeller fixed to a rotating shaft of the electric motor, an air guide that forms a ventilation path in an outer peripheral portion of the impeller, an exhaust port on the outer periphery, the impeller and the air guide A fan case that covers the outer peripheral surface of the fan case, and an electric blower that is disposed between the fan case and the soundproof cover by laminating a urethane material having a three-dimensional skeleton structure and a sound absorbing material. It is a thing.
これによって、インペラの回転によって発生した騒音は、ウレタン材の骨格構造内を伝播した後、吸音材で大幅に吸音される。また、吸音材を透過した騒音については防音カバーで遮音されるため、大幅な消音効果を得ることができる。また、ファンケースの排気口から流出した気流はウレタン材の骨格構造へ流入するため、排気口直後での気流の急拡大が抑えられて拡大損失が低減されると共に、通気圧損の小さい骨格構造を通過するため、電動送風機の送風性能が低下することはない。 As a result, the noise generated by the rotation of the impeller is significantly absorbed by the sound absorbing material after propagating through the skeleton structure of the urethane material. Moreover, since the noise transmitted through the sound absorbing material is sound-insulated by the soundproof cover, a significant silencing effect can be obtained. Also, since the airflow that flows out from the exhaust port of the fan case flows into the urethane skeleton structure, sudden expansion of the airflow immediately after the exhaust port is suppressed, expansion loss is reduced, and a skeleton structure with low airflow pressure loss is achieved. Since it passes, the blowing performance of the electric blower does not deteriorate.
第2の発明は、特に、第1の発明の3次元骨格構造のウレタン材はファンケースの外周を覆い、吸音材は前記ウレタン材の外周を覆って構成され、前記ウレタン材は外周側になるほど前記3次元骨格構造の空隙が大きくなっていることにより、ウレタン材の骨格構造内の流路が段階的もしくは連続的に大きくなるため、ファンケースの排気口から放出された気流の流速は小さくなり、ウレタン材がインペラで発生した動圧を静圧へ変換させるディフューザの役割を果たすことができ、電動送風機の送風性能を向上することができる。 In the second invention, in particular, the urethane material of the three-dimensional skeleton structure according to the first invention covers the outer periphery of the fan case, the sound absorbing material covers the outer periphery of the urethane material, and the urethane material becomes the outer peripheral side. Since the gap in the three-dimensional skeleton structure is increased, the flow path in the skeleton structure of the urethane material is increased stepwise or continuously, so the flow velocity of the airflow discharged from the fan case exhaust port is reduced. The urethane material can serve as a diffuser for converting the dynamic pressure generated by the impeller into a static pressure, and the blowing performance of the electric blower can be improved.
第3の発明は、特に、第1または第2の発明の吸音材は、ファンケースに対向する面に凹凸形状を有していることにより、限られた大きさで吸音材の吸音面積を大きくすることが可能になるため、吸音効果を向上することができる。 In the third invention, in particular, the sound absorbing material of the first or second invention has an uneven shape on the surface facing the fan case, thereby increasing the sound absorbing area of the sound absorbing material with a limited size. This makes it possible to improve the sound absorption effect.
第4の発明は、特に、第1または第2の発明において、吸音材でファンケースの各排気口に対応した流路を形成していることにより、ファンケースの排気口からの流路がスムーズになると共に吸音面積を大幅に拡大できるようになり、電動送風機の送風性能を向上させて低騒音化を図ることができる。 In the fourth invention, in particular, in the first or second invention, the sound absorbing material forms a flow path corresponding to each exhaust port of the fan case, so that the flow path from the exhaust port of the fan case is smooth. At the same time, the sound absorption area can be greatly increased, and the blowing performance of the electric blower can be improved to reduce noise.
第5の発明は、特に、第1〜4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することにより、低騒音で高い送風性能が得られるため、清掃時の運転音が小さく、強い吸引力を有し快適な使用ができる。 In the fifth aspect of the invention, in particular, by using the electric blower using the electric blower of any one of the first to fourth aspects of the invention, low noise and high blowing performance can be obtained, so that the operation sound during cleaning is small. It has a strong suction force and can be used comfortably.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1における電動送風機の構成を示す破断正面図であり、図2
は同電動送風機の一部を破断した斜視図であり、図3は同電動送風機のインペラとエアガイドの構成を示す断面図であり、図4は本発明の電動送風機を用いた電気掃除機の構成を示す断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cutaway front view showing the configuration of the electric blower according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view in which a part of the electric blower is broken, FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of an impeller and an air guide of the electric blower, and FIG. 4 is an electric vacuum cleaner using the electric blower of the present invention. It is sectional drawing which shows a structure.
図1〜図3に示すように、電動送風機1aは、回転子2および固定子3を有する電動機4と、電動機4の出力軸である回転軸5に固定されたインペラ6と、インペラ6の外周部に静翼7で形成した通風路8および戻り通路9を有するエアガイド10と、中央に吸気口11と外周部に排気口12を有しインペラ6とエアガイド10を覆うファンケース13と、ファンケース13の外周面を覆う防音カバー14とを備え、3次元骨格構造のウレタン材15aとフェルト(吸音材)16とを積層したものがファンケース13と防音カバー14の間に配置されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
図4に示すように、電気掃除機17は、本体吸気口18に連通した集塵室19と、本体排気口20を備えた送風室21を有する掃除機本体22と、集塵室19に本体吸気口18と気密に装着された集塵袋23と、送風室21に設置された電動送風機1aから構成されている。なお、図示していないが、本体吸気口18には、ホース、延長管が順次接続され、延長管の先端に床面上の塵埃を吸引するノズルが取りつけられている。
As shown in FIG. 4, the
以上のように構成された電動送風機及びそれを用いた電気掃除機について、以下その動作、作用を説明する。 About the electric blower comprised as mentioned above and the vacuum cleaner using the same, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.
まず、図1及び図4に示すように、電動送風機1aに電力が供給されると、固定子3と回転子2に磁界が発生し、電磁力によって回転子2が回転し、回転子2の回転軸5に固定されたインペラ6が高速回転する。インペラ6が高速回転すると集塵室19が負圧状態になり、床ノズルから吸引された塵埃を含む気流が接続管、把持部、ホースおよび本体通気口18を通過して集塵室19内の集塵袋23へ流入する。
First, as shown in FIGS. 1 and 4, when electric power is supplied to the
図1に示すように、集塵袋23で塵埃を濾過分離した清潔な気流は、吸気口11からインペラ6へ流入してエアガイド10の静翼7で形成される通風路8を通過して、気流の一部がファンケース13の排気口12から排出される。残りの気流は、戻り通路9から電動機4へ流入し、電動機4内部を通過した後、掃除機本体22の外部へ排出される。
As shown in FIG. 1, the clean airflow filtered and separated by the
電動送風機1aを駆動した際に発生する騒音は、インペラ6の回転に起因する突出した音圧レベルを有する回転騒音や構造体を流れる気流の乱れに起因する乱流騒音が大部分を占めており、ファンケース13外周に設けた排気口12からは高い音圧レベルの騒音が放射される。そのため、電動送風機1aの騒音を大幅に低減するためには、ファンケース13外周での防音効果を向上することが非常に有効である。
Most of the noise generated when the
3次元骨格構造のウレタン材15aは、発泡ウレタン材を熱処理することで発泡膜を除去しており、空隙がほぼ均一に存在する三次元の骨格構造を形成している。そのため、空隙率も80%以上と大きく、ほとんど通気性を有さない吸音材に比べて大幅に通気圧損が小さい。また、骨格構造の空隙率はウレタンに発泡剤を注入した際の空隙を変えることで調整できる。
The
排気口12から流出した気流は、ウレタン材15aの骨格構造内へ流入するため、排気口12直後の気流の急拡大が抑えられるので、排気口12で生じる拡大損失が低減される。また、ウレタン材15aの骨格構造は、通気圧損の小さいため、電動送風機の送風性能がほとんど低下しない。
Since the airflow flowing out from the
また、ファンケース13の排気口12から放射された騒音は、ウレタン材15aの骨格
構造内部で相互に干渉しあい、伝播距離や伝播速度が異なる位相のずれた音同士は打ち消しあうようになる。そのため、3次元骨格構造のウレタン材15aは消音効果を持たせることができる。また、3次元骨格構造のウレタン材15aを透過した騒音については、ウレタン材15aの外周に積層させたフェルト16の吸音効果と防音カバー14による遮音効果の相乗効果によって大幅に消音される。
In addition, noise radiated from the
以上のように、本実施の形態においては、3次元骨格構造のウレタン材15aとフェルト16を積層してファンケース13と防音カバー14の間に設けたことにより、電動送風機の送風性能をほとんど低下させることなく、ファンケース13の排気口12から放射された騒音を大幅に消音することができる。
As described above, in the present embodiment, the blowing performance of the electric blower is substantially reduced by stacking the
(実施の形態2)
図5は、本発明の実施の形態2における電動送風機の一部を破断した斜視図であり、実施の形態1と同一の構成要素は同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a perspective view in which a part of the electric blower according to the second embodiment of the present invention is broken, and the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図5に示すように、発泡膜を除去した空隙率の異なる2枚の3次元骨格構造のウレタン材15b、15cを積層させて、ファンケース13の外周を覆っており、空隙率の小さいウレタン材15bをファンケース13側へ配置しており、ファンケース13からフェルト16に向かって外周側になるほどウレタン材の空隙率が大きくなるようにしている。例えば、3次元骨格構造のウレタン材15bの空隙率は約80%とし、3次元骨格構造のウレタン材15cの空隙率は約90%とする。
As shown in FIG. 5, two
すると、ファンケース13の排気口12からの気流は、空隙率の小さい3次元骨格構造のウレタン材15b、空隙率の大きい3次元骨格構造のウレタン材15cの順番で流れていくため、気流の流路が段階的に大きくなることで流速は小さくなり、3次元骨格構造のウレタン材15b、15cがインペラで発生した動圧を静圧へ変換させるディフューザの役割を果たすことができ、電動送風機の送風性能を向上することができる。なお、3次元骨格構造のウレタン材は、2枚に限定されるものではなく、許容される空間に対して複数枚設置してもよい。
Then, since the airflow from the
(実施の形態3)
図6は本発明の実施の形態3における電動送風機の一部を破断した斜視図であり、実施の形態1と同一の構成要素は同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 6 is a perspective view in which a part of the electric blower in the third embodiment of the present invention is broken, and the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
図6に示すように、ウレタン吸音材24のファンケース13に対向した面にプロファイル加工して凹凸を設け、その凹凸を埋めるように3次元骨格構造のウレタン材15dを配設している。これにより、吸音材の表面がフラットな場合に比べて吸音面積が大きく取ることが可能になり、吸音材の吸音効果を向上することができる。
As shown in FIG. 6, the surface of the urethane sound-absorbing
なお、凹凸の形状は、これに限定されるものではなく、吸音材の材質と加工方法及び許容される寸法に応じて決定する。 The uneven shape is not limited to this, and is determined according to the material and processing method of the sound absorbing material and the allowable dimensions.
(実施の形態4)
図7は、本発明の実施の形態4における電動送風機の一部を破断した斜視図であり、実施の形態1と同一要素については、同一符号を付してその説明を省略する。
(Embodiment 4)
FIG. 7 is a perspective view in which a part of the electric blower in the fourth embodiment of the present invention is broken, and the same elements as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図7に示すように、電動送風機1bは、その外周をウレタン吸音材24で覆い、更にその外周を防音カバー14で覆っている。ウレタン吸音材24は、発泡成型して構成され、ファンケース13外周に在る複数の排気口12の各々に対して対応した流路を形成し、各流路の中に3次元骨格構造のウレタン材15eを充填している。ウレタン吸音材24の外
周は円形状をしており、円筒状の防音カバー14はウレタン吸音材24を覆う状態で固定している。
As shown in FIG. 7, the
以上のように構成された電動送風機1bについて、以下その動作、作用を説明する。まず、電動送風機1bに電力を供給して駆動すると、インペラ6が高速回転して気流が発生する。排気口12から流出した気流は、ウレタン吸音材24で形成された流路に流入する。その流路には3次元骨格構造のウレタン材が充填されているため、排気口12直後の空気の流れが急拡大することが抑えられ、排気口12で生じる拡大損失が低減される。
About the
また、各々の流路がウレタン吸音材24で形成されているため、騒音が入射する吸音面積を大きして、ウレタン吸音材24の吸音効果を高めることができる。そして、各流路はファンケース13の排気口12に対応して設けられているから、排気口12からの排出気流の流れをスムーズにして流路損失を低減し、電動送風機の送風性能を向上することができる。
Moreover, since each flow path is formed of the urethane
以上のように、本実施の形態においては、ウレタン吸音材24を発泡成型してファンケース13外周の各々の排気口12に対して対応した流路を形成したことにより、ファンケース13の排気口12からの排出空気の流れをスムーズにすると共に、吸音材の吸音面積を拡大できるようになり、電動送風機の送風性能を向上させて低騒音化を図ることができる。
As described above, in the present embodiment, the urethane
なお、以上に説明した各実施の形態は、これに限定されるものではなく、必要に応じて適宜組み合わせて構成することができる。 In addition, each embodiment described above is not limited to this, It can comprise suitably combining as needed.
また、吸音材としては、フェルトの他にグラスウール、ロックウールなどの無機質繊維を使用したものや、ポリウレタンを発泡させたウレタンなどの多孔質型吸音材、薄板や薄膜を用いた薄膜振動型吸音材、および共鳴による消音効果を利用した共鳴型吸音材があるが、多孔質型吸音材は加工の容易さや安価に手に入れることも可能なことから、非常に扱いやすい。また、材質や繊維径に応じて様々な吸音特性を有する製品が市販で扱われており、消音対象の周波数に対応した吸音材の選択が容易になり、電動送風機の消音設計がし易くなる。 In addition to felt, in addition to felt, those using inorganic fibers such as glass wool and rock wool, porous type sound absorbing materials such as urethane foamed polyurethane, and thin film vibration type sound absorbing materials using thin plates and thin films In addition, there is a resonance type sound-absorbing material that utilizes a noise-reducing effect due to resonance, but a porous sound-absorbing material is very easy to handle because it is easy to process and can be obtained at low cost. In addition, products having various sound absorption characteristics according to the material and fiber diameter are handled on the market, making it easy to select a sound absorbing material corresponding to the frequency to be silenced and facilitating noise reduction design of the electric blower.
また、音波は空気の圧力変動であるが、吸音材は音波が内部を伝播しようとする際に、繊維や膜などによって空気の粘性摩擦を生じ、音波エネルギを熱エネルギへ変換して吸音する。一般に吸音材は通気性をほとんど有さないものが多いが、材料の構成によっては、繊維や膜自体も振動することで吸音効果を発揮する。 Although sound waves are fluctuations in air pressure, the sound-absorbing material absorbs sound by generating viscous friction of air due to fibers, films, etc. when sound waves are going to propagate inside, and converting sound wave energy into heat energy. In general, many sound absorbing materials have little air permeability. However, depending on the material structure, the sound absorbing effect is exhibited by vibrating the fibers and the film itself.
以上のように、本発明にかかる電動送風機は、通気圧損を小さくして電動送風機の送風性能を低下させることなく、大幅な消音効果を得ることができるので、家庭用電気掃除機や業務用電気掃除機等の用途に適用できる。 As described above, the electric blower according to the present invention can obtain a significant silencing effect without reducing the ventilation pressure loss and reducing the blowing performance of the electric blower. It can be applied to uses such as vacuum cleaners.
1a、1b 電動送風機
4 電動機
5 回転軸
6 インペラ
8 通風路
10 エアガイド
12 排気口
13 ファンケース
14 防音カバー
15a 3次元骨格構造のウレタン材
16 フェルト(吸音材)
24 ウレタン吸音材
DESCRIPTION OF
24 Urethane sound absorbing material
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