JP2010249035A - 電動送風機及びこれを用いた電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】ファンケースの外周部の内側での気流の向きを確実かつスムーズに電動機部側へ導き、送風効率の高い電動送風機を提供する。
【解決手段】電動機部１を内包するブラケット２と、前記電動機部１の回転軸３に取付けられて回転駆動されるインペラ４と、前記インペラ４の周囲に配置されると共に前記ブラケット２に固定され複数の静翼９を有するエアガイド５と、前記インペラ４及び前記エアガイド５を覆うファンケース６と、前記ブラケット２に設けた排気部１３とを備え、前記ファンケース６の外周部の内壁近傍に、前記ファンケース６内の円周方向に旋回する気流の流れに対して回転軸方向排気側へ傾斜する複数の風向変更部１５を設けたもので、ファンケース６内の円周方向に旋回する気流は、風向変更部１５で気流の向きが変えられ、確実かつスムースに排気側へと流れ、送風効率を高めることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、送風効率を高めた電動送風機及びそれを用いた電気掃除機に関するものである。

従来、この種の電動送風機において、高速で回転するインペラから発生した気流は、エアガイドの静翼とファンケース内壁からなる通路を通り、ファンケース外周部にてファンケース内壁に沿って軸方向排気側へ流れを変え、エアガイドの戻り翼とブラケット内壁からなる通路を通り、最終的にはブラケットの排気部より、電動送風機の外へ排出される（例えば、特許文献１参照）。

図７は、上記特許文献１に記載された、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、エアガイド、ファンケースの関係を示した断面図である。

図７、図８に示すように、従来の電動送風機の電動機部１は、金属製のブラケット２によって覆われ、回転軸３にインペラ４を取付けている。インペラ４の周囲には、樹脂製のエアガイド５が配置されており、インペラ４とエアガイド５は、主に板金製のファンケース６によって覆われている。ファンケース６は、中央部に吸気口７を有しており、対向するケース開口部８がブラケット２に取付けられている。

エアガイド５は、吸気口７側に複数の静翼９を有しており、エアガイド５を覆うファンケース６と静翼９によってエアガイド内流路１０が形成されている。また、エアガイド５の電動機部１側には、複数の戻り翼１１を有しており、ブラケット２と戻り翼１１によって戻り流路１２が形成されている。

ブラケット２には、ファンケース６の吸気口７とは離れた側に排気部１３を設けている。ファンケース６の外周部には、エアガイド５との間にケース空間部１４が確保されている。

以上のように構成された従来の電動送風機の動作について、以下に説明する。

高速で回転（矢印Ａ）するインペラ４から発生した気流は、インペラ４外周に配したエアガイド５へ流入する（矢印Ｂ）。続いてファンケース６の壁面に沿って半径方向に流れていた気流が軸方向に向きを変え（矢印Ｃ）、もう一度略半径方向内周向きの流れに変更させられて（矢印Ｄ）、冷却のために電動機部１へと流れる（矢印Ｅ）。最終的にはブラケット２に設けた排気部１３より排出される（矢印Ｆ）。
特開２００４−１０８３１７号公報

しかしながら、前記従来の電動送風機の構成では、ファンケース６の外周部の内側で気流の向きを変える際に、空気の一部が排気側には流れずに、回転軸３を中心としてファンケース６外周部の内壁に沿って回転する旋回流れ（矢印Ｇ）となり、送風効率が低下するという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ファンケース外周部の内側での気流の向きを確実かつスムーズに排気部側へ変更し、送風効率を高めた電動送風機及びそれを用い
た電気掃除機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決する為に、本発明の電動送風機は、電動機部を内包するブラケットと、前記電動機部の回転軸に取付けられて回転駆動されるインペラと、前記インペラの周囲に配置されると共に前記ブラケットに固定され複数の静翼を有するエアガイドと、前記インペラ及び前記エアガイドを覆うファンケースと、前記ブラケットに設けた排気部とを備え、前記ファンケースの外周部の内壁近傍に、前記ファンケース内の円周方向に旋回する気流の流れに対して回転軸方向排気側へ傾斜する複数の風向変更部を設けたもので、ファンケース内の円周方向に旋回する気流は、風向変更部で気流の向きが変えられ、確実かつスムーズに排気側へと流れ、送風効率を高めることができる。

又、本発明の電気掃除機は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動送風機を有するもので、吸引性能が高く、快適な掃除ができるものである。

本発明の電動送風機は、送風効率が高く、それを用いた電気掃除機は、吸引性能が高く、快適な掃除を行うことができる。

第１の発明は、電動機部を内包するブラケットと、前記電動機部の回転軸に取付けられて回転駆動されるインペラと、前記インペラの周囲に配置されると共に前記ブラケットに固定され複数の静翼を有するエアガイドと、前記インペラ及び前記エアガイドを覆うファンケースと、前記ブラケットに設けた排気部とを備え、前記ファンケースの外周部の内壁近傍に、前記ファンケース内の円周方向に旋回する気流の流れに対して回転軸方向排気側へ傾斜する複数の風向変更部を設けたもので、ファンケース内の円周方向に旋回する気流は、風向変更部で気流の向きが変えられ、確実かつスムースに排気側へと流れ、送風効率を高めることができる。

第２の発明は、第１の発明の風向変更部の形状を円弧形状とし、かつファンケース内の円周方向に旋回する気流の流れに対して円弧の曲率が徐々に大きくなる構成としたもので、よりスムーズに気流を排気側へ導くことができ、送風効率を高めることができる。

第３の発明における電気掃除機は、請求項１または２に記載の電動送風機を有するもので、吸引性能が高く、快適な掃除ができるものである。

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）
図１は、本発明の実施の形態１における電動送風機の半断面図、図２は、同電動送風機のインペラ、エアガイド、ファンケースの関係を示した断面図、図３は、同電動送風機の要部拡大断面図である。尚、上記従来の電動送風機と同一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〜図３において、本実施の形態における電動送風機の電動機部１は、金属製のブラケット２によって覆われ、回転軸３にインペラ４を取付けている。インペラ４の周囲には樹脂製のエアガイド５が配置されており、インペラ４とエアガイド５は、主に板金製であるファンケース６によって覆われている。ファンケース６は、中央部に吸気口７を有しており、対向するケース開口部８がブラケット２に取付けられている。

エアガイド５は、吸気口７側に、複数の静翼９を有しており、エアガイド５を覆うファンケース６と、静翼９によってエアガイド内流路１０が形成されている。また、エアガイド５の電動機部１側には複数の戻り翼１１を有しており、ブラケット２と戻り翼１１によって戻り流路１２が形成されている。

ブラケット２には、ファンケース６の吸気口７とは離れた側に排気部１３を設けている。ファンケース６の外周部には、エアガイド５との間にケース空間部１４が確保されており、ファンケース６の外周部の内側壁面（吸気口７側）には、ファンケース６内側へ突出し、かつ、ファンケース６内の円周方向に旋回する気流の流れに対して回転軸３方向排気部１３側へ傾斜する複数の風向変更部１５が、エアガイド内流路１０と対になった状態で配置されている。

この風向変更部１５は、ファンケース６内の円周方向に旋回する気流を回転軸３方向排気部１３側へ変える役割をなすものである。また、風向変更部１５は、樹脂成型品等の別部品で形成し、ファンケース６の内壁近傍に配置し構成する。あるいは、板金製のファンケース６の一部をプレス変形させて、風向変更部１５を形成しても良い。

本実施の形態では、一例として、エアガイド内流路１０と風向変更部１５は、それぞれ１６箇所設けている。

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ついて、以下その動作、作用を説明する。

電動送風機に電力が供給されると、電動機部１が動作して回転軸３が高速で回転し、それに伴って回転軸３に固定されたインペラ４が高速で回転する（矢印Ａ）。その結果、吸気口７からインペラ４へと空気が吸引され、エアガイド５へ排出される（矢印Ｂ）。このとき、空気は、インペラ４の回転により回転軸３を中心として回転する速度成分が与えられる。空気は、エアガイド内流路１０を通過し、ファンケース６の外周部へと送られる。

ファンケース６外周部で、空気の大部分は、ファンケース６の内壁面に衝突しながら流れ方向を略外周方向から略軸方向（矢印Ｃ）、そして略内周方向へと変える（矢印Ｄ）。すなわちエアガイド内流路１０から出た空気は、戻り流路１２へ入り、電動機部１へ向かう流れとなる。

電動機部１へ流れ込んだ空気（矢印Ｅ）は、電動機部１を冷却した後、電動送風機の排気部１３から外気へ排出される（矢印Ｆ）。

ファンケース６の外周部においては、ファンケース６の壁面に衝突しながら流れ方向を略外周方向へ変える気流の他に、インペラ４の回転力とエアガイド５の静翼９の傾斜角度により回転軸３を中心とした円周方向に旋回する気流が発生する（矢印Ｇ）。このとき、旋回する気流は、ファンケース６から突出した風向変更部１５に沿って流れ、徐々に電動機部１側である略軸方向へ流れが変わっていく（矢印Ｈ）。変更された気流の流れは、ファンケース６の壁面に衝突した後に、略軸方向に流れを変えた気流（矢印Ｃ）と合流して流れていく。

このため、ファンケース６内を旋回する気流が減少するため、それぞれのエアガイド内流路１０から排出された旋回気流同士が混合されるときに発生する流れの乱れや、壁面摩擦による損失を低減できる。

以上のように、本実施の形態においては、ファンケース６の外周部で気流の向きを変える際に、空気の一部が電動機部１側には流れずに回転軸３を中心としてファンケース６の外周部を回転するような旋回流れとなって送風効率が低下することを軽減して、ファンケース６の外周部側での気流の向きを確実かつスムーズに電動機部１側へと変更することが出来るので、送風効率を高めた電動送風機を提供することができる。

また、風向変更部１５の数を、エアガイド５の静翼９の数と同数にすることにより、エアガイド内流路１０から流れでる各々の気流同士が干渉しにくくなることで混合損失を減少させ送風効率を高めることができる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態における電動送風機の要部拡大断面図である。なお上記実施の形態１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に示すように、本実施の形態における電動送風機は、風向変更部１５の形状を、気流を受ける面が凹となる湾曲形状としたものである。

このように、風向変更部１５の形状を湾曲形状とすることにより、ファンケース６内の円周方向に旋回する気流だけでなく、エアガイド５の静翼９から流れ出てファンケース６の外周部内壁と衝突しようとする気流の向きも電動機１側へスムーズに導くこととなり、さらに送風効率を高めることができる。

また、風向変更部１５の湾曲形状を円弧とし、かつ、ファンケース６内の円周方向に旋回する気流の流れに対して円弧の曲率を徐々に大きくなるようにすれば、ファンケース６内の円周方向に旋回する気流をよりスムーズに電動機１側へ導くこととなり、送風効率を高めることができる。

（実施の形態３）
図５は、本発明の第３の実施の形態における電動送風機の要部拡大断面図である。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５に示すように、本実施の形態における電動送風機は、風向変更部１５の円弧形状の端部を、ファンケース６の内壁と接線接続１６する構成としたものである。

これにより、気流がエアガイド内流路１０から風向変更部１５へ進入（矢印Ｉ）する際の衝突損失を減少させると共に、気流が風向変更部１５から、ファンケース６側面へ流れ出る（矢印Ｊ）際の剥離損失を減少させることができ、送風効率を高めることができる。

また、風向変更部１５を樹脂成形などの別部品で構成する場合には、ファンケース６内壁と接線接続するのは、風向変更部１５の端部に厚みがある以上困難なため、ファンケース６内壁に風向変更部１５端部の厚み分の凹部を設け、そこに風向変更部１５を設置することで、風向変更部１５が別部品で構成される場合にも、風向変更部１５とファンケース６とを接線接続することは可能となる。

（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４における電気掃除機の構成図である。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、本実施の形態における電気掃除機は、掃除機本体１７と、掃除機本体１７と連通したホース１８と、ホース１８の一端と連通した延長管１９と、ホース１８の先端に設けた操作ハンドル２０と、延長管１９の一端と連通した床用吸込具２１とを備え、掃除機本体１７には、吸引力を発生させる電動送風機２２を内蔵し、この電動送風機２２の上流側には、吸引した塵埃を貯める集塵室２３が設けられている。本実施の形態における電動送風機２２は、上記実施の形態１〜３で示したいずれかの電動送風機を用いているものである。

以上のように構成された本実施の形態における電気掃除機の動作について説明すると、使用者が、操作ハンドル２０を持って電気掃除機の運転を開始すると、電動送風機２２で吸引力が発生し、床面上で操作される床用吸込具２１から塵埃が吸い込まれる。吸引された塵埃は、空気とともに延長管１９、ホース１８を経て集塵室２３へ流れ、集塵室２３で塵埃と空気を分離し、塵埃を集塵室２３に貯め込み、空気だけを電動送風機２２が吸引する。

電動送風機２２が吸引した空気は、電動送風機２２内部を通過し、さらに掃除機本体１７内部を通過して掃除機本体１７外部へ排出される。

このとき、上記実施の形態で述べたように、電動送風機２２の送風効率を高めているので、電気掃除機にそれを組み込んだ場合、吸引性能が高く、快適な掃除ができるものである。

以上のように、本発明にかかる電動送風機は、送風効率が高いので、電動送風機を用いた各種家庭用電化機器、産業機器などの用途にも幅広く適用できるものである。また、この電動送風機を用いた電気掃除機は、吸引性能が高く、快適な掃除ができるので、家庭用はもちろんのこと、業務用としても適用できる。

本発明の実施の形態１における電動送風機の半断面図 同電動送風機のインペラ、エアガイド、ファンケースの関係を示した断面図 同電動送風機の要部拡大断面図 本発明の実施の形態２における電動送風機の要部拡大断面図 本発明の実施の形態３における電動送風機の要部拡大断面図 本発明の実施の形態４における電気掃除機の構成図 従来の電動送風機の半断面図 同電動送風機のインペラ、エアガイド、ファンケースの関係を示した断面図

１ 電動機部
２ ブラケット
３ 回転軸
４ インペラ
５ エアガイド
６ ファンケース
７ 吸気口
８ ケース開口部
９ 静翼
１０ エアガイド内流路
１１ 戻り翼
１２ 戻り流路
１３ 排気部
１４ ケース空間部
１５ 風向変更部
１６ 接線接続
１７ 掃除機本体
１８ ホース
１９ 延長管
２０ ハンドル
２１ 床用吸込具
２２ 電動送風機
２３ 集塵室

Claims (3)

1. 電動機部を内包するブラケットと、前記電動機部の回転軸に取付けられて回転駆動されるインペラと、前記インペラの周囲に配置されると共に前記ブラケットに固定され複数の静翼を有するエアガイドと、前記インペラ及び前記エアガイドを覆うファンケースと、前記ブラケットに設けた排気部とを備え、前記ファンケースの外周部の内壁近傍に、前記ファンケース内の円周方向に旋回する気流の流れに対して回転軸方向排気側へ傾斜する複数の風向変更部を設けた電動送風機。
2. 風向変更部の形状を円弧形状とし、かつファンケース内の円周方向に旋回する気流の流れに対して円弧の曲率が徐々に大きくなる構成とした請求項１に記載の電動送風機。
3. 請求項１または２に記載の電動送風機を有する電気掃除機。