JP2010242543A - 電動送風機及びこれを用いた電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】吸い込み能力の高い電動送風機を提供する。
【解決手段】インペラ本体１の外周に配され吐出される気流を整え下流へ導くエアガイド（図示せず）と、インペラ本体１と前記エアガイドを内包するファンケース（図示せず）と、インペラ本体１を回転駆動するモータ（図示せず）を備え、インペラ本体１は、中央に吸気口３ａを備えた前面シュラウド３と、それに対向する後面シュラウド２と、後面シュラウド２の中央部に備えられ、略凸形状の基盤部６に複数の羽根５ａを備えてなるインデューサ５と、インデューサ５の外周に配された複数のブレード４とを備え、基盤部６の外径が、後面シュラウド２の外径と略同一であるもので、基盤部６から後面シュラウド２に至る間に段差がないので、衝突損失や圧力変動の乱れ、空気漏れが解消され、送風効率が高められる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動送風機及び電気掃除機に関するものである。

近年、電動送風機を用いた電気掃除機は、じゅうたん掃除などを効果的に行うため高出力化の傾向にある。

以下、従来の電動送風機について、図７、８、９に基づいて説明する。

図７は、従来の電動送風機の半断面図、図８は、同電動送風機のインペラの斜視図、図９は、同インペラの側断面図及び部分拡大図（ア部）である。

図７〜９において、１は、従来の電動送風機のインペラ本体である。２は、板金製の後面シュラウドで、３は、これに対向する板金製の前面シュラウドで、中央に吸気口３ａを有している。４は、この１対の前面、後面シュラウド３、２内に設けた複数枚の板金製のブレードで、５は、ブレード４の入口側延長上に位置する三次元的曲面を持った樹脂製のインデューサであり、基盤部６上に一体となって配されている。各ブレード４と対向する前面、後面シュラウド３、２は、かしめ加工により接合されている。８は、インペラ本体１を駆動するモータで、９は、エアガイドである。１０は、インペラ本体１およびエアガイド９を内包し、モータ８の外周に気密に取り付けたファンケースで、中央部に吸込口１０ａを設けている。

以上のように構成された従来の電動送風機における動作について説明すると、インペラ本体１が高速回転して、前面シュラウド３の吸気口３ａから空気流を吸い込み、インデューサ５によって空気流が大きく乱れることなく、続くブレード４間を通過し、インペラ本体１の外周部から排出する。さらに空気流は、エアガイド９を通過し、モータ８内部へ排出され、モータ８を冷却した後、モータ８の外に排出される。

この従来の電動送風機において、インペラ本体１が回転すると、ファンケース１０の吸込口１０ａより空気が吸い込まれる。この空気流が、インデューサ５と基盤部６及び前面シュラウド３に囲まれた領域から、ブレード４と前面及び後面シュラウド３、２に囲まれた領域へと通過する。この時に、基盤部６と後面シュラウド２との境界部分を滑らかにして、この境界部分で生じる空気損失や圧力変動の乱れ、あるいは、空気の漏れなどなくすよう考慮する必要がある。そのため、図８（ｂ）に示すように、基盤部６の傾斜から後面シュラウド２へ連なる直前に薄肉平面部７を設けていた（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−３５１１９２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたような従来の電動送風機の構成では、基盤部６の傾斜から後面シュラウド２へ連なる直前に薄肉平面部７を設けても、境界部分の段差が完全になくならないので、前述のような損失を解消することは困難であった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、インデューサの基盤部と後面シュラウド間で発生する空気損失や圧力変動の乱れ、空気の漏れを低減し、吸い込み能力を高めた電動送風機及び電気掃除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、インペラ本体と、前記インペラ本体の外周に配され前記インペラ本体から吐出される気流を整え、下流へと導くエアガイドと、前記インペラ本体と前記エアガイドを内包すると共に中央に吸込口を備えたファンケースと、前記インペラ本体を回転駆動するモータを備えた電動送風機において、前記インペラ本体は、中央に吸気口を備えた前面シュラウドと、それに対向する後面シュラウドと、前記後面シュラウドの中央部に備えられ、略凸形状の基盤部に複数の羽根を備えてなるインデューサと、前記インデューサの外周に配された複数のブレードとを備えると共に、前記前面シュラウドと後面シュラウドとの間で、前記インデューサおよび前記ブレードを挟持し、前記基盤部の外径が、前記後面シュラウドの外径と略同一であるもので、基盤部から後面シュラウドに至る間での段差がなくなり、それによる衝突損失や圧力変動の乱れ、あるいは空気の漏れが解消され、送風効率を高めた電動送風機を提供することができる。

本発明の電動送風機及び電気掃除機は、高い空気性能を有するものである。

第１の発明は、インペラ本体と、前記インペラ本体の外周に配され前記インペラ本体から吐出される気流を整え、下流へと導くエアガイドと、前記インペラ本体と前記エアガイドを内包すると共に中央に吸込口を備えたファンケースと、前記インペラ本体を回転駆動するモータを備えた電動送風機において、前記インペラ本体は、中央に吸気口を備えた前面シュラウドと、それに対向する後面シュラウドと、前記後面シュラウドの中央部に備えられ、略凸形状の基盤部に複数の羽根を備えてなるインデューサと、前記インデューサの外周に配された複数のブレードとを備えると共に、前記前面シュラウドと後面シュラウドとの間で、前記インデューサおよび前記ブレードを挟持し、前記基盤部の外径が、前記後面シュラウドの外径と略同一であるもので、基盤部から後面シュラウドに至る間での段差がなくなり、それによる衝突損失や圧力変動の乱れ、あるいは空気の漏れが解消され、送風効率を高めた電動送風機を提供することができる。

第２の発明は、第１の発明の基盤部の外周近傍を後面シュラウドに溶着固定したもので、高速回転時に高い安定性が得られるとともに、インペラ本体内部での空気損失を抑えることが出来るものである。

第３の発明は、第１又は第２の発明の基盤部の外周が、後面シュラウドの外周部に対してオーバラップしたもので、高速回転時の高い安定性が得られるとともに、インペラ本体外周での損失、およびインペラ本体内部での空気損失を抑えることが出来るものである。

第４の発明は、第１〜第３のいずれか一つの発明の基盤部に、複数のブレードを挿入するための溝部を設け、前記溝部の底面に、前記ブレードのかしめ用の突起を挿入する角孔を設けたもので、カシメ時に基盤部を同時に固定できるので、工数の削減につながり、高速回転時に高い安定性が得られるとともに、インペラ本体内部での空気損失を抑えることが出来るものである。

第５の発明は、第１〜第４のいずれか一つの発明の基盤部の外周に、極細の凸リブを全周にわたって形成し、前記凸リブの先端をエアガイドの内壁に近接させたもので、インペラ本体とエアガイドの隙間で発生する損失を減らし、インペラ本体内部の空気損失も抑えることが出来るものである。

第６の発明における電気掃除機は、第１〜第５のいずれか一つの発明の電動送風機を備
えたもので、高い吸込み性能を実現できる。

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。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）
図１は、本発明の第１の実施の形態における電動送風機のインペラ本体の側断面図である。なお、上記従来の電動送風機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において、１は、本実施の形態における電動送風機のインペラ本体である。２は、板金製の後面シュラウドで、３は、これに対向する板金製の前面シュラウドで、中央に吸気口３ａを備えている。４は、この１対の後面・前面シュラウド２、３内に設けた複数枚の板金製のブレードで、５は、ブレード４の入口側延長上に位置する三次元的曲面を持った樹脂製のインデューサであり、基盤部６と、基盤部６に一体に形成された羽根５ａとで構成されている。

各ブレード４と対向する後面・前面シュラウド２、３は、かしめ加工により接合されている。ここで、基盤部６は、その外径が、後面シュラウド２の外径と一致するところまで延設されている。なお、図示は省略するが、本実施のインペラ本体１は、従来の電動送風機と同様、モータ８の軸に取り付けられ、電動送風機となる。

以上のように構成された本実施の形態における電動送風機の動作について説明すると、インペラ本体１が回転すると、ファンケース１０の吸込口１０ａより空気が吸い込まれる。この空気流がインデューサ５と基盤部６及び前面シュラウド３に囲まれた領域から、ブレード４と前面シュラウド３、基盤部６に囲まれた領域へと通過する。

従来は、空気流が、ブレード４に差しかかると同時に、基盤部６と後面シュラウド２との境界部分を通過するため、基盤部６の段差によって、乱流による空気損失や圧力変動の乱れ、さらには、後面シュラウド２と基盤部６の間からの空気の漏れが少なからず発生し、ロスが大きかったが、本実施の形態におけるインペラ本体１では、基盤部６が、後面シュラウド２の外周まで滑らかに延設されているため、段差がなく、従来のような損失は一切発生しない。

このように本実施の形態によれば、インデューサ５の基盤部６の外径を、後面シュラウド２と略同一としたので、インペラ本体１内部での空気損失を抑えることが出来、高い空気性能をもつ電動送風機を提供できるものである。

（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態における電動送風機のインペラ本体の側断面図である。なお、上記第１の実施の形態における電動送風機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２において、１は、本実施の形態における電動送風機のインペラ本体である。２は、板金製の後面シュラウド、３は、これに対向する板金製の前面シュラウドである。４は、この１対の後面・前面シュラウド２、３内に設けた複数枚の板金製のブレードで、５は、ブレード４の入口側延長上に位置する三次元的曲面を持った樹脂製のインデューサであり、基盤部６上に一体となって配されている。

各ブレード４と対向する後面・前面シュラウド２、３は、かしめ加工により接合されて
いる。ここで、基盤部６は、その外径が、後面シュラウド２の外径と一致するところまで延設されている。また、１０は、基盤部６の外周近傍に設けられ、基盤部６を後面シュラウド２に固定する溶着部であり、基盤部６に形成された突起６ａを、後面シュラウド２に設けられた貫通孔２ａに通し、突起の先端を例えば熱溶着することで両部品を固定するようにしている。

以上のように構成された本実施の形態における電動送風機における動作について説明すると、インペラ本体１が回転すると、ファンケース１０の吸込口１０ａより空気が吸い込まれる。この空気流が、インデューサ５と基盤部６及び前面シュラウド３に囲まれた領域から、ブレード４と前面シュラウド３、基盤部６に囲まれた領域へと通過する。

従来は、空気流がブレード４に差しかかると同時に、基盤部６と後面シュラウド２との境界部分を通過するため、基盤部６の段差によって、乱流による空気損失や圧力変動の乱れ、さらには、後面シュラウド２と基盤部６の間からの空気の漏れが少なからず発生し、ロスが大きかったが、本実施の形態における電動送風機では、基盤部６が、後面シュラウド２の外周まで滑らかに延設されているため、段差がなく、従来のような損失は一切発生しない。

また、通常、傘型をした基盤部６は、高速回転時に強い遠心力を受け、その形状がゆえに、基盤部６底面が後面シュラウド２から離れる方向に力がかかるが、本実施の形態では、インデューサ５と、後面シュラウド２を、外周近傍にて熱溶着等により固定しているため、高速回転時であっても、両者が離れることはなく、安定した回転が得られ、高い性能が維持できる。

このように本実施の形態によれば、インデューサ５の基盤部６の外径を、後面シュラウド２と略同一とし、さらに、基盤部６を後面シュラウド２に外周近傍で溶着固定したので、高速回転時の高い安定性が得られるとともに、インペラ本体１内部での空気損失を抑えることが出来、高い空気性能をもつ電動送風機を提供できるものである。

（実施の形態３）
図３は、本発明の第３の実施の形態における電動送風機のインペラ本体の側断面図である。なお、上記実施の形態における電動送風機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において、１は、本実施の形態における電動送風機のインペラ本体で、２は、板金製の後面シュラウドで、３は、これに対向する板金製の前面シュラウドである。４は、この１対の後面、前面シュラウド２、３内に設けた複数枚の板金製のブレードで、５は、ブレード４の入口側延長上に位置する三次元的曲面を持った樹脂製のインデューサであり、基盤部６上に一体となって配されている。各ブレード４と対向する後面、前面シュラウド２、３は、かしめ加工により接合されている。ここで、基盤部６は、その外径が後面シュラウド２の外径と一致するところまで延設されている。また、１１は、基盤部６に形成され、後面シュラウド２の外周をオーバーラップするための外周縁部であり、回転時に基盤部６の外周が変形しにくい構造となっている。

以上のように構成された本実施の形態における電動送風機の動作について説明すると、インペラ本体１が回転すると、ファンケース１０の吸込口１０ａより空気が吸い込まれる。この空気流が、インデューサ５と基盤部６及び前面シュラウド３に囲まれた領域から、ブレード４と前面シュラウド３、基盤部６に囲まれた領域へと通過する。従来は、空気流がブレード４に差しかかると同時に、基盤部６と後面シュラウド２との境界部分を通過するため、基盤部６の段差によって、乱流による空気損失や圧力変動の乱れ、さらには、後
面シュラウド２と基盤部６の間からの空気の漏れが少なからず発生し、ロスが大きかったが、本実施の形態におけるインペラ本体１では、基盤部６が、後面シュラウド２の外周まで滑らかに延設されているため、段差がなく、従来のような損失は一切発生しない。

また、通常、傘型をした基盤部６は、高速回転時に強い遠心力を受け、その形状がゆえに、基盤部６底面が後面シュラウド２から離れる方向に力がかかるが、本実施の形態では、基盤部６の外周に、後面シュラウド２をオーバーラップする外周縁部１１を形成したため、高速回転時であっても、基盤部６が変形しにくく、後面シュラウド２から離れにくい。仮に多少浮いたとしても、外周端に両者の合わせ目はないので、隙間が生じて余計な空気ロスが発生することは無く、安定した回転が得られ、高い性能が維持できる。

このように本実施の形態によれば、インデューサ５の基盤部６の外径を、後面シュラウド２と略同一とし、さらに、基盤部６を後面シュラウド２にオーバラップさせたことにより、高速回転時の高い安定性が得られるとともに、インペラ本体１内部での空気損失を抑えることが出来、高い空気性能をもつ電動送風機を提供できるものである。

（実施の形態４）
図４は、本発明の第４の実施の形態における電動送風機のインペラ本体の側断面図、図５は、同電動送風機のインデューサの上面図である。なお、上記実施の形態における電動送風機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、図５において、１は、本実施の形態における電動送風機のインペラ本体、２は、板金製の後面シュラウド、３は、これに対向する板金製の前面シュラウドである。４はこの１対の後面、前面シュラウド２、３内に設けた複数枚の板金製ブレードで、５は、ブレード４の入口側延長上に位置する三次元的曲面を持った樹脂製インデューサであり、基盤部６上に一体となって配されている。

各ブレード４と対向する後面、前面シュラウド２、３は、かしめ加工により接合されている。ここで、基盤部６は、その外径が後面シュラウド２の外径と一致するところまで延設されている。また、１２は、基盤部６に形成され、各ブレード４を装着するための溝部であり、溝部１２の底面の数箇所には、ブレード４のカシメ用突起１４が貫通する角孔１３が設けられており、後面シュラウド２に設けられた角孔２ｂと位置が一致するようになっている。

溝部１２の底面のカシメ用突起１４以外の箇所は、薄肉部１５となっている。すなわち、ブレード４は、インデューサ５の基盤部６の溝部１２にはめ込まれ、ブレード４のカシメ用突起１４が貫通し、後面シュラウド２と共にかしめられる。

以上のように構成された本実施の形態における電動送風機の動作について説明すると、インペラ本体１が回転すると、ファンケース１０の吸込口１０ａより空気が吸い込まれる。この空気流がインデューサ５と基盤部６及び前面シュラウド３に囲まれた領域から、ブレード４と前面シュラウド３、基盤部６に囲まれた領域へと通過する。

従来は、空気流がブレード４に差しかかると同時に、基盤部６と後面シュラウド２との境界部分を通過するため、基盤部６の段差によって、乱流による空気損失や圧力変動の乱れ、さらには、後面シュラウド２と基盤部６の間からの空気の漏れが少なからず発生し、ロスが大きかったが、本実施の形態におけるインペラ本体１では、基盤部６が後面シュラウド２の外周まで滑らかに延設されているため、段差がなく、従来のような損失は一切発生しない。

また、通常、傘型をした基盤部６は、高速回転時に強い遠心力を受け、その形状がゆえに、基盤部６底面が後面シュラウド２から離れる方向に力がかかるが、本実施の形態では、基盤部６が、後面シュラウド２との間に挟持され、ブレード４のカシメ用突起１４によってかしめられているため、高速回転時であっても、基盤部６が変形することがなく、後面シュラウド２から浮くことがない。よって、隙間が生じて余計な空気ロスが発生することはないので、安定した回転が得られ、高い性能が維持できる。

このように本実施の形態によれば、インデューサ５の基盤部６の外径を、後面シュラウド２と略同一とし、さらに、ブレード４のカシメ用突起１４を使って、基盤部６を後面シュラウド２との間で挟持したことにより、高速回転時の高い安定性が得られるとともに、インペラ内部での空気損失を抑えることが出来、高い空気性能をもつ電動送風機を提供できるものである。

（実施の形態５）
図６は、本発明の第５の実施の形態における電動送風機のファン部分の側断面図である。なお、上記実施の形態における電動送風機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６において、１は、本発明の電動送風機のインペラ本体である。２は、板金製の後面シュラウドで、３は、これに対向する板金製の前面シュラウドである。４は、この１対の後面、前面シュラウド２、３内に設けた複数枚の板金製のブレードで、５は、ブレード４の入口側延長上に位置する三次元的曲面を持った樹脂製のインデューサであり、基盤部６上に一体となって配されている。

各ブレード４と対向する後面、前面シュラウド２、３は、かしめ加工により接合されている。ここで、基盤部６は、その外径が、後面シュラウド２の外径と一致するところまで延設されている。

また、１１は、基盤部６に形成された後面シュラウド２の外周をオーバーラップするための外周縁部であり、回転時に基盤部６の外周が変形しにくい構造となっている。１６は、基盤部６の最外周に一体に形成された極細の凸リブであり、その先端は、エアガイド９に接触するぎりぎりの寸法設定になっている。

以上のように構成された本実施の形態における電動送風機の動作について説明する。

インペラ本体１が回転すると、ファンケース１０の吸込口１０ａより空気が吸い込まれる。この空気流が、インデューサ５と基盤部６及び前面シュラウド３に囲まれた領域から、ブレード４と前面シュラウド３、基盤部６に囲まれた領域へと通過する。

従来は、空気流がブレード４に差しかかると同時に、基盤部６と後面シュラウド２との境界部分を通過するため、基盤部６の段差によって、乱流による空気損失や圧力変動の乱れ、さらには、後面シュラウド２と基盤部６の間からの空気の漏れが少なからず発生し、ロスが大きかったが、本実施の形態におけるインペラ本体１では、基盤部６が、後面シュラウド２の外周まで滑らかに延設されているため、段差がなく、従来のような損失は一切発生しない。

また、通常、傘型をした基盤部６は、高速回転時に強い遠心力を受け、その形状がゆえに、基盤部６底面が、後面シュラウド２から離れる方向の力がかかるが、本実施の形態では、基盤部６の外周に、後面シュラウド２をオーバーラップする外周縁部１１を形成したため、高速回転時であっても、基盤部６が変形しにくく、後面シュラウド２から離れにく
い。

また、仮に多少浮いたとしても、外周端に両者の合わせ目はなく、隙間が生じて余計な空気ロスが発生することはないので、安定した回転が得られ、高い性能が維持できる。

また、基盤部６の外周には、凸リブ１６が形成され、エアガイド９との間の隙間を塞ぐ格好となっている。この凸リブ１６は、バリ程度の細いものであり、エアガイド９に接触しても回転に対して過負荷とはならない程度のものである。従来、インペラ本体１から吐出された気流は、エアガイド９に突入する際、インペラ本体１とエアガイド９の隙間からインペラ本体１下部への漏れ流れが一部発生し、損失となるが、本実施の形態では、凸リブ１６の存在により、漏れがより少なく、ほとんど全ての流れがエアガイド９へと突入するため、損失が低減される。

このように本実施の形態によれば、インデューサ５の基盤部６の外径を、後面シュラウド２と略同一とし、さらに、基盤部６を後面シュラウド２にオーバラップさせたことにより、高速回転時の高い安定性が得られるとともに、インペラ１とエアガイド９との隙間からの漏れ流が少なく、同部での空気損失を抑えることが出来、高い空気性能をもつ電動送風機を提供できるものである。

又、上記実施の形態で述べた空気性能に優れた電動送風機を電気掃除機に使用すれば、高い吸込み性能を有する電気掃除機を提供することができることは、いうまでも無い。

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の実施の形態における電動送風機のインペラ本体の側断面図 本発明の第２の実施の形態における電動送風機のインペラ本体の側断面図 本発明の第３の実施の形態における電動送風機のインペラ本体の側断面図 本発明の第４の実施の形態における電動送風機のインペラ本体の側断面図 同電動送風機のインデューサの上面図 本発明の第５の実施の形態における電動送風機のファン部分の側断面図 従来の電動送風機の半断面図 同電動送風機のインペラの斜視図 同インペラの側断面図

１ インペラ本体
２ 後面シュラウド
３ 前面シュラウド
３ａ 吸気口
４ ブレード
５ インデューサ
５ａ 羽根
６ 基盤部
７ 薄肉平面部
８ モータ
９ エアガイド
１０ ファンケース
１１ 外周縁部
１２ 溝部
１３ 角孔
１４ カシメ用突起
１５ 薄肉部
１６ 凸リブ

Claims (6)

1. インペラ本体と、前記インペラ本体の外周に配され前記インペラ本体から吐出される気流を整え、下流へと導くエアガイドと、前記インペラ本体と前記エアガイドを内包すると共に中央に吸込口を備えたファンケースと、前記インペラ本体を回転駆動するモータを備えた電動送風機において、前記インペラ本体は、中央に吸気口を備えた前面シュラウドと、それに対向する後面シュラウドと、前記後面シュラウドの中央部に備えられ、略凸形状の基盤部に複数の羽根を備えてなるインデューサと、前記インデューサの外周に配された複数のブレードとを備えると共に、前記前面シュラウドと後面シュラウドとの間で、前記インデューサおよび前記ブレードを挟持し、前記基盤部の外径が、前記後面シュラウドの外径と略同一であることを特徴とする電動送風機。
2. 基盤部の外周近傍を後面シュラウドに溶着固定したことを特徴とする請求項１に記載の電動送風機。
3. 基盤部の外周が、後面シュラウドの外周部に対してオーバラップしたことを特徴とする請求項１または２に記載の電動送風機。
4. 基盤部に、複数のブレードを挿入するための溝部を設け、前記溝部の底面に、前記ブレードのかしめ用の突起を挿入する角孔を設けた請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動送風機。
5. 基盤部の外周に、極細の凸リブを全周にわたって形成し、前記凸リブの先端をエアガイドの内壁に近接させたことを特徴とする請求項１〜４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。