JP2011157867A - 電動送風機及びそれを用いた電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレードと前面シュラウドとの保持強度を大幅に向上させることができ、高速回転にも絶え得る高効率、高出力な樹脂インペラを備えた電動送風機およびそれを備えた電気掃除機の提供。
【解決手段】電動機と、インペラと、エアガイドと、ケーシングとを有する電動送風機において、樹脂で一体成形された後面シュラウド、インデューサ、及びブレード１６とこれらを覆う前面シュラウド１２とにより、インペラを形成するとともに、ブレード１６に設けた複数の突起部１７が挿入される角穴１８を前面シュラウド１２に設け、この角穴の幅を、ブレード１６の厚みよりも大きくなるように形成し、突起部１７とブレード１６との接合部に曲面部１９を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気掃除機に使用される電動送風機に関する。

電気掃除機に使用される従来の電動送風機については、以下のような構成を有する電動送風機が知られている。従来の電動送風機について、図４〜図６を用いて説明する。

図４に示すように、電動送風機１は、電動機２と、電動機２の回転軸３に固定されたインペラ４とから構成されている。インペラ４の外周には、複数の案内翼５によりボリュート室６を形成したエアガイド７が、インペラ４の外周に対向して配置されている。８は、インペラ４とエアガイド７とを内包し、電動機２の外周に気密に取り付けられたケーシングで、ケーシング８の中央部には吸気孔９が設けられている。電動機２を構成する反負荷側ブラケット１０には、インペラ４により吸気孔９から吸引された空気を排気する排気孔１１が設けられている。

また、インペラ４は、略傘状の前面シュラウド１２と、平板状の後面シュラウド１３と、複数枚の羽根１４を形成したインデューサ１５と、複数枚のブレード１６とから構成されている。さらに、ブレード１６の上端部には、固定用の突起部１７が形成されており、前面シュラウド１２及び後面シュラウド１３には、突起部１７と嵌合する角穴１８が設けられ、突起部１７を加締めることにより固定されている。

また、インペラ４の構成としては、例えば特許文献１に記載された構成を有するものが知られている。すなわち、図５及び図６に示すように、後面シュラウド１３と、インデューサ１５と、ブレード１６とは樹脂で一体成形されており、これらの上部を覆うように前面シュラウド１２をかぶせて固定し、インペラ４を形成している。この場合、ブレード１６と前面シュラウド１２との固定方法については、図６に示すように、一般的に、樹脂製ブレード１６の上端面に設けた突起部１７を熱で溶解して固定したり、また、突起部１７が無いものについては、前面シュラウドを樹脂で形成し、超音波溶着で固定したりするものが実用化されている。

以上の構成における動作について説明すると、電動機２が運転し回転軸３に固定されたインペラ４が高速で回転すると、吸込まれる気流が発生し、この気流はインペラ４の外周より排出される。インペラ４から排出された気流は、エアガイド７の隣り合う案内翼５間で形成されるボリュート室６内を経由して、反負荷側ブラケット１０内を冷却した後に排気孔１１から排出される。

特開平１１−３３６６９４公報

しかしながら、上記従来の電動送風機においては、後面シュラウド１３と、インデユーサ１５と、ブレード１６とを樹脂で一体成形した後、前面シュラウド１２をかぶせて固定してなるものが考案されているが、その固定方法が明確に記載されていない。

また、上述の固定方法では、インペラ４の回転数が３００００ｒ／ｍｉｎ以上の高速回
転になると、遠心力と空気との摩擦で生じる熱により溶着した突起部１７が破損してしまう危険性があった。

そのため、通常この種の樹脂製インペラ４は、例えば充電式掃除機などのように、パワーが小さく、回転数も１００００ｒ／ｍｉｎ以下で、インペラ４の外径も小さいものにしか適用できず、インペラ４の外径を大きくして高速回転させて高出力化することが技術的に困難であった。

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、高速回転に耐え得る高効率な樹脂製インペラを設けた電動送風機を提供することを目的とする。

上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、
電動機と、電動機の回転軸に固定されており、気流を発生させるインペラと、インペラの周囲に設けられており、複数の案内翼を有するエアガイドと、インペラ及びエアガイドを覆い、電動機に気密に取り付けられたケーシングとを備えており、インペラは、前面シュラウドと、後面シュラウドと、インデューサと、複数のブレードとにより構成されており、後面シュラウド、インデューサ、及びブレードは、樹脂により一体的に成形されており、前面シュラウドは、後面シュラウド、インデューサ、及び複数のブレードの上部を覆うように設けられており、ブレードには、複数の突起部が設けられており、前面シュラウドには、突起部が挿入される複数の角穴が設けられており、角穴の幅は、ブレードの厚みよりも大きくなるように設けられており、突起部とブレードとの接合部には、曲面部が設けられている電動送風機を提供する。

これにより、突起部を溶着した時に、ブレードと前面シュラウドとの保持強度を大幅に向上させることができ、３００００ｒ／ｍｉｎ以上の高速回転にも絶え得る高効率、高出力な樹脂インペラを実現できる。

本発明の電動送風機によれば、高速回転に耐え得る高効率な樹脂製インペラを設けた電動送風機を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態におけるインペラの溶着状態を説明する拡大部分断面図 本発明の第２の実施の形態におけるインペラの溶着状態を説明する拡大部分断面図 本発明の電動送風機を内蔵した電気掃除機の斜視図 従来の電動送風機の縦断面図 従来のインペラの構成を説明する断面図 従来のインペラの溶着状態を説明する拡大部分断面図

第１の発明は、電動機と、電動機の回転軸に固定されており、気流を発生させるインペラと、インペラの周囲に設けられており、複数の案内翼を有するエアガイドと、インペラ及びエアガイドを覆い、電動機に気密に取り付けられたケーシングとを備えており、インペラは、前面シュラウドと、後面シュラウドと、インデューサと、複数のブレードとにより構成されており、後面シュラウド、インデューサ、及びブレードは、樹脂により一体的に成形されており、前面シュラウドは、後面シュラウド、インデューサ、及び複数のブレードの上部を覆うように設けられており、ブレードには、複数の突起部が設けられており
、前面シュラウドには、突起部が挿入される複数の角穴が設けられており、角穴の幅は、ブレードの厚みよりも大きくなるように設けられており、突起部とブレードとの接合部には、曲面部が設けられているもので、突起部を溶着した時に、ブレードと前面シュラウドとの保持強度を大幅に向上させることができ、高速回転に絶え得る高効率、高出力な樹脂インペラを実現できるものである。

第２の発明は、ブレードの突起部を熱溶着した際に、前面シュラウドが突起部により挟み込まれるようにしたもので、更にブレードと前面シュラウドとの保持強度を向上できるものである。

第３の発明は、前面シュラウドの角穴近傍には、多数の微少突起が設けられているもので、ブレードに設けた突起部を溶着した時に、樹脂と前面シュラウドの固定力を向上させることができ、更にブレードと前面シュラウドとの保持強度を向上できるものである。

第４の発明は、前面シュラウドの角穴の端面部の全周には、微少曲面部が設けられているもので、溶着した樹脂部に応力がかかることを十分に抑制することができ、溶着部の樹脂の割れなどを防止できるものである。

第５の発明は、塵埃を捕集する集塵室と、集塵室に連通するように接続される延長管、ホース、及び吸い込み具と、請求項１〜４のいずれか１項記載の電動送風機とを内蔵した電気掃除機であり、吸い込み力の強い掃除機が実現できる。

以下、図面を参照しながら本発明の電動送風機の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号付し、重複する説明は省略する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について図面を用いて説明する。なお、従来と同一構成の部品については同一符号を付し説明を省略する。図１は、本発明の実施の形態１におけるブレード溶着固定部の部分拡大断面図である。

インペラ４は、前面シュラウド１２と、後面シュラウド１３と、複数枚の羽根１４を形成したインデューサ１５と、複数個のブレード１６とから構成されている。後面シュラウド１３と、インデューサ１５と、複数個のブレード１６とは樹脂で一体成形されており、ブレード１６の上端部には複数の突起部１７が形成されている。

樹脂で一体成形された後面シュラウド１３、インデューサ１５、及びブレード１６は、金属製の前面シュラウド１２によりその上部を覆われている。また、前面シュラウド１２には、突起部１７が挿入される複数の角穴１８が設けられている。

図１に示すように、この角穴１８の幅（ａ寸法）は、ブレード１６の厚み（ｂ寸法）よりも大きくなるように形成されている。また、ブレード１６と突起部１７との接合部には曲面部１９が形成されている。

以上の構成における動作について説明する。

電動機２が運転し、回転軸３に固定されて取り付けられた樹脂製のインペラ４が約３００００ｒ／ｍｉｎ以上の高速で回転すると、吸込まれる気流が発生し、ケーシング８の吸気孔９から空気が吸気される。この気流は、インペラ４の外周より排出され、エアガイド７の隣り合う案内翼５間で形成されるボリュート室６内を経由して、反負荷側ブラケット
１０内に導かれ電動機２内を冷却した後、排気孔１１から排出される。

この時、インペラ４は約３００００ｒ／ｍｉｎ以上の高速で回転しているため、大きな遠心力がインペラ４にかかると共に、空気との摩擦による摩擦熱が発生する。

本発明によれば、樹脂で形成されたブレード１６に設けた複数の突起部１７と、ブレード１６の接合部に曲面部１９を設けているので、従来のようにエッジ部がなく、応力が集中しないため、機械的強度が強く、樹脂の割れや破損などの発生を防止できる。

また、高速で回転するインペラ４によって高速の気流が発生し、その気流はインペラ４内を流れる際に、曲面部１９に沿って気流が流れるため、空気の剥離を防止できるので、流体エネルギーの損失を低減し送風効率のアップが同時に図れる。さらに、ブレード全体に渡って曲面部１９を設ければ更に送風効率が向上する。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について、図面を用いて説明する。なお、従来と同一構成の部品については同一符号を付し、説明を省略する。図２は、本発明の実施の形態２におけるインペラ４のブレード溶着固定部の部分拡大断面図である。

ブレード１６の上端面部に突起部１７を形成し、ブレード１６との接合部に曲面部１９を設けると共に、曲面部１９の幅（ｃ寸法）は角穴１８の幅（ａ寸法）よりも大きくして、突起部１７が溶融されたときに、突起部１７が前面シュラウド１２を挟み込むように構成している。また、前面シュラウド１２の樹脂部と接する部分に多数の微小突起２０を設けると共に、角穴１８の内周部に微小曲面部２１を設けている。

以上の構成における動作について説明する。

突起部１７が溶融されたときに、前面シュラウド１２を挟み込むような構成となる。更に、微小突起２０により樹脂部との保持力が向上すると共に、角穴１８内周部に形成した微小曲面部２１により樹脂部の応力集中も緩和できるので、ブレード１６と前面シュラウド１２の固定力が更に向上して、インペラ４の高速回転に耐えることができるものである。

（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３について図面を用いて説明する。なお、従来と同一構成の部品については同一符号を付し、説明を省略する。図３は、本発明の実施の形態３における電動送風機の縦断面図である。

２２は本発明の電動送風機１を内蔵した掃除機本体で、集塵室（図示せず）と連通した延長管２３と、ホース２４と、吸込み具２５とで構成されている。

高効率な電動送風機１で発生した気流により、吸込み具２５から空気と塵埃を吸込み集塵室内（図示せず）に内蔵したフィルター（図示せず）で塵埃を捕集するものである。このとき本発明の電動送風機１は高効率であり、よりゴミ取れ性能の良い掃除機２２が実現できる。

本発明の電動送風機及びそれを備えた電気掃除機によれば、送風効率の向上により電気掃除機の吸い込み仕事率の向上が図れ、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。

１ 電動送風機
２ 電動機
３ 回転軸
４ インペラ
５ 案内翼
６ ボリュート室
７ エアガイド
８ ケーシング
９ 吸気孔
１０ 反負荷側ブラケット
１１ 排気孔
１２ 前面シュラウド
１３ 後面シュラウド
１４ 羽根
１５ インデューサ
１６ ブレード
１７ 突起部
１８ 角穴
１９ 曲面部
２０ 微小突起部
２１ 微小曲面部
２２ 掃除機本体
２３ 延長管
２４ ホース
２５ 吸込み具

Claims (5)

1. 電動機と、前記電動機の回転軸に固定されており、気流を発生させるインペラと、前記インペラの周囲に設けられており、複数の案内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い、前記電動機に気密に取り付けられたケーシングとを備えており、前記インペラは、前面シュラウドと、後面シュラウドと、インデューサと、複数のブレードとにより構成されており、前記後面シュラウド、前記インデューサ、及び前記ブレードは、樹脂により一体的に成形されており、前記前面シュラウドは、前記後面シュラウド、前記インデューサ、及び前記複数のブレードの上部を覆うように設けられており、前記ブレードには、複数の突起部が設けられており、前記前面シュラウドには、前記突起部が挿入される複数の角穴が設けられており、前記角穴の幅は、前記ブレードの厚みよりも大きくなるように設けられており、前記突起部と前記ブレードとの接合部には、曲面部が設けられている電動送風機。
2. 前記ブレードの前記突起部を熱溶着した際に、前記前面シュラウドが前記突起部により挟み込まれるようにした請求項１記載の電動送風機。
3. 前記前面シュラウドの前記角穴近傍には、多数の微少突起が設けられている請求項１または２記載の電動送風機。
4. 前記前面シュラウドの前記角穴の端面部の全周には、微少曲面部が設けられている請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動送風機。
5. 塵埃を捕集する集塵室と、前記集塵室に連通するように接続される延長管、ホース、及び吸い込み具と、請求項１〜４のいずれか１項記載の電動送風機とを内蔵した電気掃除機。