JP2011202569A - ファン、そのファンを備えた電動送風機及び、その電動送風機を用いた電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】高速回転での遠心力に対するブレード強度を確保した高い送風効率が得られるファン、これを備えた電動送風機及び電気掃除機を提供する。
【解決手段】ファンは、中央に外気を吸入するための吸気口を有するドーナツ形の前面プレートと、円板状でその面が前面プレートの面と対向する後面プレート１１と、前面プレートと後面プレート１１との間の空間を周方向に所定の間隔で仕切り、前面プレートの内周端から外周端に延在する内部風路を形成するブレード１２とを備え、ブレード１２の回転により吸気口から吸入される外気を、内部風路の内周側から外周側へ流通させて外周側から排出させるファンにおいて、ブレード１２は、前面プレートと後面プレートの両方または、片方の表面を削いだ薄肉片を表面に起立させた起立部を有し、起立部の厚さを内周側よりも外周側を厚くする。
【選択図】図５

Description

この発明は、ファン、そのファンを備えた電動送風機及び、その電動送風機を用いた電気掃除機に関するものである。

従来の電動送風機のファンは、中心部に吸気口を有するドーナツ形の板からなる前面プレートと、前面プレートと間隔をおいて配される円形の板からなる後面プレートと、前面プレートと後面プレートとの間に設けられ、径方向に延在する内部風路を形成する複数枚の板からなるブレードとを有し、吸気口から吸入された空気は、内部風路の内径側から外径側へ流通して排出される。前面プレート及び後面プレートは、その外周縁部に切欠き成形された外周穴部と、この外周穴部よりも中心部側に設けられた穴部とを備え、ブレードは外周両端部に凸部が設けられ、前面プレート及び後面プレートそれぞれの外周穴部及び穴部にブレードの凸部が係合され、カシメ固定されたファンが示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、従来の別の電動送風機のファンは、内周から外周に至る長いブレードＡと、ブレードＡの途中から外周に至るブレードＡより短いブレードＢと、ブレードＡ及びブレードＢの外周端に繋がれた円弧状隔壁とで成形したブレードを有するファンが示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−９７５４号公報（第７頁、図１） 特開２００８−１９２０３４号公報（第４−５頁、図１、図２）

上記特許文献１のような従来の電動送風機の回転軸などに取り付けられるファンでは、前面プレート及び後面プレートの外周縁部に切欠き成形された外周穴部と、この外周穴部よりも中心部側に設けられた穴部にブレード凸部を係合しカシメ固定することで、回転時の遠心力に対するブレードの強度を上げることができるが、カシメ部に応力が集中し易いという問題がある。

また、上記特許文献２のような従来のファンでは、ブレードＡと、ブレードＢと、ブレードＡ及びブレードＢの外周側先端部に設けた円弧状隔壁とにより、遠心力が大きくなるファン外周部の強度を向上させることができるが、部品数が多いために組立のバラツキが生じ、送風効率が低下するという問題がある。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、高速回転での遠心力に対するブレードの強度を確保した高い送風効率が得られるファン、これを備えた電動送風機及び電気掃除機を得ることを目的としている。

この発明に係るファンは、中央に外気を吸入するための吸気口を有するドーナツ形の前面プレートと、円板状でその面が上記前面プレートの面と対向する後面プレートと、上記前面プレートと上記後面プレートとの間の空間を周方向に所定の間隔で仕切ることにより上記前面プレートの内周端から外周端に延在する内部風路を形成するブレードとを備え、上記ブレードの回転により、上記吸気口から吸入される上記外気を上記内部風路の内周側から外周側へ流通させて上記外周側から排出させるファンにおいて、
上記ブレードは、上記前面プレートと上記後面プレートの両方または、片方の表面を削いだ薄肉片からなり、上記薄肉片を上記表面に起立させた起立部を有し、上記ブレードの起立部の外周側の厚さが内周側の厚さより厚くなっており、
上記内部風路は、上記後面プレートと上記起立部と上記前面プレートとで囲まれて形成されているものである。

また、中央に外気を吸入するための吸気口を有するドーナツ形の前面プレートと、円板状でその面が上記前面プレートの面と対向する後面プレートと、上記前面プレートと上記後面プレートとの間の空間を周方向に所定の間隔で仕切ることにより上記前面プレートの内周端から外周端に延在する内部風路を形成するブレードとを備え、上記ブレードの回転により、上記吸気口から吸入される上記外気を上記内部風路の内周側から外周側へ流通させて上記外周側から排出させるファンにおいて、
上記ブレードは、上記前面プレートまたは上記後面プレートの一方の表面を削いだ薄肉片からなる第１の起立部と上記前面プレートまたは上記後面プレートの他方の表面を削いだ薄肉片からなる第２の起立部とを有し、
上記第１の起立部及び第２の起立部の一方の起立部は上記内周端から上記外周端に延在し、上記第１の起立部及び第２の起立部の他方の起立部は、上記一方の起立部の上記内周端と上記外周端との間の中途位置から上記外周端まで延在するように形成されて、上記外周側において上記第１の起立部及び第２の起立部の２重構造が形成され、
上記内部風路は、上記後面プレートと上記第１の起立部及び第２の起立部と上記前面プレートとで囲まれて形成されているものである。

この発明に係る電動送風機は、フレーム内に固定された界磁部と、上記フレームに回転できるように支持された回転軸と、上記回転軸に固定され回転軸を中心に上記界磁部と同軸に回転する電機子部とを備え、上記この発明に係るファンを上記回転軸の一端に備えたものである。

この発明に係る電気掃除機は、掃除機本体内に、外気を吸引する吸引口と、上記吸入した外気中の塵芥を集める集塵室と、上記吸入した外気を排出する排出口と、上記吸入口から外気を吸入し、空気流を発生させ、外気を排出口から排出させる電動送風機を用いたものである。

この発明に係るファンによれば、中央に外気を吸入するための吸気口を有するドーナツ形の前面プレートと、円板状でその面が上記前面プレートの面と対向する後面プレートと、上記前面プレートと上記後面プレートとの間の空間を周方向に所定の間隔で仕切ることにより上記前面プレートの内周端から外周端に延在する内部風路を形成するブレードとを備え、上記ブレードの回転により、上記吸気口から吸入される上記外気を上記内部風路の内周側から外周側へ流通させて上記外周側から排出させるファンにおいて、
上記ブレードは、上記前面プレートと上記後面プレートの両方または、片方の表面を削いだ薄肉片からなり、上記薄肉片を上記表面に起立させた起立部を有し、上記ブレードの起立部の外周側の厚さが内周側の厚さより厚くなっており、
上記内部風路は、上記後面プレートと上記起立部と上記前面プレートとで囲まれて形成されているものであるので、高速回転による遠心力がブレードの一部に集中しない構造にすることができるとともに、高速回転に耐えうる高強度で、送風効率のよいファンを得ることができる。

また、中央に外気を吸入するための吸気口を有するドーナツ形の前面プレートと、円板状でその面が上記前面プレートの面と対向する後面プレートと、上記前面プレートと上記後面プレートとの間の空間を周方向に所定の間隔で仕切ることにより上記前面プレートの内周端から外周端に延在する内部風路を形成するブレードとを備え、上記ブレードの回転により、上記吸気口から吸入される上記外気を上記内部風路の内周側から外周側へ流通させて上記外周側から排出させるファンにおいて、
上記ブレードは、上記前面プレートまたは上記後面プレートの一方の表面を削いだ薄肉片からなる第１の起立部と上記前面プレートまたは上記後面プレートの他方の表面を削いだ薄肉片からなる第２の起立部とを有し、
上記第１の起立部及び第２の起立部の一方の起立部は上記内周端から上記外周端に延在し、上記第１の起立部及び第２の起立部の他方の起立部は、上記一方の起立部の上記内周端と上記外周端との間の中途位置から上記外周端まで延在するように形成されて、上記外周側において上記第１の起立部及び第２の起立部の２重構造が形成され、
上記内部風路は、上記後面プレートと上記第１の起立部及び第２の起立部と上記前面プレートとで囲まれて形成されているものであるので、高速回転による遠心力がブレードの一部に集中しない構造にすることができるとともに、高速回転に耐えうる高強度で、送風効率のよいファンを得ることができる。

この発明に係る電動送風機によれば、フレーム内に固定された界磁部と、上記フレームに回転できるように支持された回転軸と、上記回転軸に固定され回転軸を中心に上記界磁部と同軸に回転する電機子部とを備え、上記この発明に係るファンを上記回転軸の一端に備えたものであるので、高強度で送風効率のよい電動送風機が得られる。

この発明に係る電気掃除機によれば、掃除機本体内に、外気を吸入する吸入口と、上記吸入した外気中の塵芥を集める集塵室と、上記吸入した外気を排出する排気口と、上記吸入口から外気を吸入し、空気流を発生させ、外気を排出口から排出させつ電動送風機とを備え、上記電動送風機して上記この発明に係る電動送風機を用いたものであるので、高速回転に対応した高効率な電気掃除機が得られる。

実施の形態１における電動送風機を備えた電気掃除機を示す断面図である。 図１の電動送風機を示す縦断面図である。 図２におけるファンの断面図である。 図３におけるファンのＡ−Ａ断面図である。 図３におけるファンのＢ−Ｂ断面図である。 実施の形態１におけるブレードを製作するための、削ぎ刃を示す斜視図である。 実施の形態１におけるブレードを製作する方法を説明する断面図である。 実施の形態１におけるファンの構造を説明する断面図である。 実施の形態２における電動送風機のファンを示す断面図である。 実施の形態３における電動送風機のファンを示す断面図である。

実施の形態１．
図１は、この実施の形態１における電動送風機を備えた電気掃除機を示す断面図である。図１に示したように、電気掃除機は、掃除機本体１内に外気を吸入する吸入口１ａ、吸入した外気中の粉塵を集める集塵部３、吸入した外気を排出する排出口１ｂ、外気を吸入口１ａから吸入し排出口１ｂから排出する空気流を発生させる電動送風機２を有し、吸入口１ａから矢印で示す方向に吸入された空気は、集塵部３、電動送風機２、排出口１ｂを通って、掃除機本体１の外へ排出される。

図２は、電動送風機を示す縦断面図である。図２に示したように、この実施の形態１における電動送風機２は、フレーム４内に固定された界磁部５と、界磁部５と同軸に配置され、フレーム４に回転できるように支持された回転軸７と、回転軸７に固定され界磁部５と同軸に回転する電機子部６と、回転軸７の一端に固定され、電機子部６と共に回転するファン８と、整流子３０を備えている。なお、図２において、電機子部６及び整流子３０における回転軸７の中心より左の部分は、スロットが見える状態を示している。

図３は、図２におけるファンの断面図、図４は、図３におけるファンのＡ−Ａ断面図、図５は図３におけるファンのＢ−Ｂ断面図である。図３〜図５において、ファン８は、ドーナツ形で中央に外気を吸入する吸入口９を有する板状の前面プレート１０と、前面プレート１０と間隔をおいて配置され、その面が前面プレート１０の面と対向する円板状の後面プレート１１と、前面プレート１０と後面プレート１１との間の空間を周方向に所定の間隔で仕切り、前面プレート１０の内周端に位置する吸気側端部１６から外周端に位置する排気側端部１７に至る内部風路１４を複数形成する複数枚のブレード１２とを有し、ブレード１２の回転によって吸気口９から外気が吸入され、内部風路１４の内周側から外周側へ空気流１３が流通し、外周側の排気口１５から排出される。

この実施の形態１におけるブレードは、図４（ａ）に示したように、ブレード１２が後面プレート１１の表面から起立され、後面プレート１１とブレード１２との間にカシメ等の接合部がない。また、図５（ａ）及び（ｂ）に示したように、遠心力が増大するブレード外周端１２ｂ側の厚さをブレード内周端１２ｃ側の厚さより厚く形成している。

図６は、この実施の形態１におけるブレードを製作するための、削ぎ刃を示す斜視図であり、図７は、この実施の形態１におけるブレードを製作する方法を説明する断面図であり、図８は、この実施の形態１におけるファンの構造を説明する断面図である。図６及び図７に示したように、ブレード１２は、湾曲部２４を有する削ぎ刃２６で後面プレート１１となる金属プレート２５の表面を薄肉に削いで薄肉片を形成するとともに、この薄肉片を基端部２７から折り曲げて金属プレート２５の表面に起立させた起立部１２ａを形成する。そして、図８に示したように、前面プレート１０の内周側の吸気側端部１６から前面プレート１０の外周側の排気側端部１７に至る起立部１２ａと前面プレート１０とで囲まれた内部風路１４が形成される。上記薄肉片の起立は、成形ブロック２８を使用して行い、成形ブロック２８により所定角度、所定形状、所定の厚さに成型する。

以上のように構成されたファン８を有する電動送風機２において、ファン８が図５の矢印で示す回転方向へ回転すると、吸気口９から吸い込まれた空気は、空気流１３となって、前面プレート１０、後面プレート１１及びブレード１２で囲まれ内周から外周に延在する内部風路１４を通過し、内部風路１４の外周側の排気口１５から排出される。

この実施の形態１のファン８によれば、図４（ａ）に示したように、後面プレート１１とブレード１２との間にカシメ等の接合部がなく、図８に示したように、ブレード１２は、内周側の吸気側端部１６から外周側の排気側端部１７のほぼ全域にわって後面プレート１１に繋がっており、高速回転による遠心力がブレード１２の一部に集中しない構造にすることができるとともに、図５（ａ）及び（ｂ）に示したように、遠心力が増大するブレード外周端１２ｂ側の厚さをブレード内周端１２ｃ側の厚さより厚く形成したので、高速回転に耐えうる高強度のファン８を得ることができる。また、上記特許文献２のように多数の部品を使用しないので組み立てのバラツキを抑制することができ、送風効率のよいファン８を得ることができる。

また、前面プレート１０及び後面プレート１１に上記特許文献１のような突出する部分がないので風切り音を低減することができる。

また、比較的遠心力が小さいブレード内周側１２ｃを薄く形成し、内部風路の内周側を拡大することにより、さらに送風効率を向上させることができる。また、遠心力に応じて、ブレード外周側１２ｂ及びブレード内周側１２ｃの厚さを設定することができる。

なお、図４（ａ）では、複数のブレード１２は後面プレート１１から切り起こしているが、図４（ｂ）に示したように、複数のブレード１２は前面プレート１０から切り起こしても同様の効果が得られる。

実施の形態２．
図９は、この実施の形態２における電動送風機のファンを示す断面図である。この実施の形態２のブレードは、図９に示したように、後面プレート１１から薄肉に削いで形成した親ブレード片３５と、図示していない前面プレートから薄肉に削いで形成した子ブレード片３１とを有する。親ブレード片３５は、前面プレートの内周から外周に至るように形成され、子ブレード片３１は親ブレード片３５の内周端１２ｃと外周端１２ｂとの間の中途から前面プレートの外周に至る間に形成され、ブレードの外周側を親ブレード片３５と子ブレード片３１との２重構造としている。

この実施の形態２によれば、後面プレート１１と親ブレード片３５及び図示していない前面プレートと子ブレード片３１との間にカシメ等の接合部がないので、高速回転による遠心力が親ブレード片３５及び子ブレード片３１の一部に集中しない構造にすることができるとともに、遠心力が増大するブレードの外周側を親ブレード片３５と子ブレード片３１との２重構造としたので、高速回転に耐えうる高強度なファン８を得ることができる。

なお、図９では、１つのブレードは、親ブレード片３５と子ブレード片３１の各１枚で構成した例を示しているが、それぞれ複数枚で構成してもよい。

また、前面プレート１０から親ブレード片３５を形成し、後面プレート１１から子ブレード片３１を形成するようにしてもよい。

実施の形態３．
図１０は、この実施の形態３における電動送風機のファンを示す断面図である。この実施の形態３では、図１０に示したように、上記実施の形態１で示した１つのブレードを内周側に位置する内周ブレード片３２と、外周側に位置する外周ブレード片３４と、内周ブレード片３２と外周ブレード片３４との中間に位置する中間ブレード片３３とで構成し、内周ブレード片３２と中間ブレード片３３との間及び中間ブレード片３３と外周ブレード片３４との間をラップさせて隙間が発生しないようにしている。

この実施の形態３によれば、ブレードを製作するための削ぎ刃を小さくできるため、ブレードの形成加工を容易にすることができる。

なお、図１０では、直線形状の３つのブレード片で１つのブレードを構成した例を示しているが、１つのブレードを２つまたは４つ以上のブレード片に分割してもよい。また、各ブレード片の形状は曲線形状としてもよい。

１ 掃除機本体、１ａ 吸入口、１ｂ 排出口、２ 電動送風機、３ 集塵部、
４ フレーム、５ 界磁部、６ 電機子部、７ 回転軸、８ ファン、９ 吸気口、
１０ 前面プレート、１１ 後面プレート、１２ ブレード、１２ａ 起立部、
１２ｂ ブレード外周端、１２ｃ ブレード内周端、１３ 空気流、１４ 内部風路、
１５ 排気口、１６ 吸気側端部、１７ 排気側端部、２４ 湾曲面、
２５ 金属プレート、２６ 削ぎ刃、２７ 基端部、２８ 成形ブロック、
３０ 整流子、３１ 子ブレード片、３２ 内周ブレード片、３３ 中間ブレード片、
３４ 外周ブレード片、３５ 親ブレード片。

Claims (5)

1. 中央に外気を吸入するための吸気口を有するドーナツ形の前面プレートと、円板状でその面が上記前面プレートの面と対向する後面プレートと、上記前面プレートと上記後面プレートとの間の空間を周方向に所定の間隔で仕切ることにより上記前面プレートの内周端から外周端に延在する内部風路を形成するブレードとを備え、上記ブレードの回転により、上記吸気口から吸入される上記外気を上記内部風路の内周側から外周側へ流通させて上記外周側から排出させるファンにおいて、
   上記ブレードは、上記前面プレートと上記後面プレートの両方または、片方の表面を削いだ薄肉片からなり、上記薄肉片を上記表面に起立させた起立部を有し、上記ブレードの起立部の外周側の厚さが内周側の厚さより厚くなっており、
   上記内部風路は、上記後面プレートと上記起立部と上記前面プレートとで囲まれて形成されていることを特徴とするファン。
2. 上記ブレードは、上記内周側から外周側へ複数のブレード片に分割され、上記ブレード片の起立部の端部同士が重なり合って、上記ブレード片間に隙間が発生しないように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のファン。
3. 中央に外気を吸入するための吸気口を有するドーナツ形の前面プレートと、円板状でその面が上記前面プレートの面と対向する後面プレートと、上記前面プレートと上記後面プレートとの間の空間を周方向に所定の間隔で仕切ることにより上記前面プレートの内周端から外周端に延在する内部風路を形成するブレードとを備え、上記ブレードの回転により、上記吸気口から吸入される上記外気を上記内部風路の内周側から外周側へ流通させて上記外周側から排出させるファンにおいて、
   上記ブレードは、上記前面プレートまたは上記後面プレートの一方の表面を削いだ薄肉片からなる第１の起立部と上記前面プレートまたは上記後面プレートの他方の表面を削いだ薄肉片からなる第２の起立部とを有し、
   上記第１の起立部及び第２の起立部の一方の起立部は上記内周端から上記外周端に延在し、上記第１の起立部及び第２の起立部の他方の起立部は、上記一方の起立部の上記内周端と上記外周端との間の中途位置から上記外周端まで延在するように形成されて、上記外周側において上記第１の起立部及び第２の起立部の２重構造が形成され、
   上記内部風路は、上記後面プレートと上記第１の起立部及び第２の起立部と上記前面プレートとで囲まれて形成されていることを特徴とするファン。
4. フレーム内に固定された界磁部と、上記フレームに回転できるように支持された回転軸と、上記回転軸に固定され回転軸を中心に上記界磁部と同軸に回転する電機子とを備え、上記回転軸の一端に上記請求項１〜３のいずれか１項に記載のファンを備えたことを特徴とする電動送風機。
5. 掃除機本体内に、外気を吸入する吸入口と、上記吸入した該期中の塵芥を集める集塵室と、上記吸入した外気を排出する排出口と、上記吸入口から外気を吸入し、空気流を発生させ、上記吸入した外気を上記排出口から排出させる電動送風機とを備え、上記電動送風機として上記請求項４に記載の電動送風機を用いたことを特徴とする電気掃除機。

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