JP2012067615A - 電動送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】ファンケースと整流板とを組み合わせて遠心ファン下流の流路を構成しつつ、静翼間の流れの漏れを極力抑制させた電動送風機を提案する。
【解決手段】電動送風機１は、複数のファン翼９を有する遠心ファン２と、遠心ファン２の周囲に配置された複数の上流整流板１１を有する整流板３と、遠心ファン２および整流板３を覆うとともに遠心ファン２の回転軸と同軸に配置された吸気口８ａを有するファンケース８と、上流整流板１１の遠心ファン２側の縁に対応させてファンケース８に形成された凸部１５と、遠心ファン２を回転駆動させるモータ部６と、を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明に係る実施形態は、電動送風機に関するものである。

複数の動翼を有する遠心ファンと、遠心ファンの周囲に配置された複数の静翼を有する整流板と、遠心ファンおよび整流板を覆うとともに遠心ファンに吸い込まれる空気の吸気口を有するファンケースと、を備えた電動送風機が知られている。

一般に、ファンケースは金属材料製板材のプレス加工品であり、プレス加工のばらつきによる板厚の不均一やひずみによる凹凸を有する。また、整流板は樹脂材料の成形品であり、ひけや変形のために凹凸を有する。これら凹凸は、ファンケースと整流板との間に隙間を生じさせる。

ところで、円板状のシュラウドと、シュラウドの一方の面に突出させて形成された静翼と、を備えた整流板が知られている。このような整流板を備えた電動送風機は、ファンケースに静翼の突出端を突き当てて遠心ファン下流の流路を構成する。この電動送風機の場合、ファンケースと整流板との隙間（より詳しくはファンケースと静翼との隙間）は静翼間の流れの漏れを生じさせ、静翼間の流れの漏れは電動送風機の送風効率を低下させる。この電動送風機の送風効率の低下は、例えばこの電動送風機を備えた電気掃除機の吸込仕事率を低下させる。

そこで、円環状の部材を静翼の突出端に接合一体化させて静翼間の流れの漏れを抑制させた電動送風機が知られている。

特開２００９−１５６２６６号公報

従来の電動送風機は、円環状の部材を静翼の突出端に接合一体化させた整流板、すなわち、静翼の前後にシュラウドを有する整流板を備える。このような電動送風機は、円環状の部材を要することによる部品点数、部品コストの増加、加工工数、組み立て工数の増加、組立性の複雑化を避けることができない。

そこで、本発明は、ファンケースと整流板とを組み合わせて遠心ファン下流の流路を構成しつつ、静翼間の流れの漏れを極力抑制させた電動送風機を提案する。

前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る電動送風機は、複数の動翼を有する遠心ファンと、前記遠心ファンの周囲に配置された複数の静翼を有する整流板と、前記遠心ファンおよび前記整流板を覆うとともに前記遠心ファンの回転軸と同軸に配置された吸気口を有するファンケースと、前記静翼の前記遠心ファン側の縁に対応させて前記ファンケースに形成された凸部と、前記遠心ファンを回転駆動させるモータ部と、を備えたことを特徴とする。

本発明の実施形態に係る電動送風機を部分的に切り欠いて示した平面図。 本発明の実施形態に係る電動送風機を部分的に示した断面図。 本発明の実施形態に係る電動送風機を示した正面図。 本発明の実施形態に係る電動送風機の他の例を示した正面図。

本発明に係る電動送風機の実施形態について図１から図４を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る電動送風機を部分的に切り欠いて示した平面図である。

図１に示すように、本実施形態に係る電動送風機１は、主に遠心ファン２および整流板３を備えた遠心ファン部５と、遠心ファン２を駆動させるモータ部６と、を備える。

なお、説明を容易にするために以下、図１に示す姿勢を基本姿勢とし、遠心ファン部５を前側、モータ部６を後側として電動送風機１の前後の方向説明を行う。

また、電動送風機１は、吸気口８ａを有するファンケース８と、複数のファン翼９（動翼）を有する遠心ファン２と、遠心ファン２の周囲に配置された複数の上流整流板１１（静翼）を有する整流板３と、ロータ軸１２を介して遠心ファン２を回転駆動させるモータ部６と、遠心ファン２と整流板３を保持するとともにロータ軸１２を回転自在に軸支する整流板保持体１３と、備える。

ファンケース８は、後方端に開口８ｂを有する略有底円筒形状のカバーであり、遠心ファン２および整流板３を覆う。また、ファンケース８は、前側に配置された底面の略中央に吸気口８ａを有する。吸気口８ａは、遠心ファン２の回転軸Ｃと同心の円形開口であり、遠心ファン２に空気を案内する。

そして、ファンケース８は、上流整流板１１の遠心ファン２側の縁（すなわち、内周側の縁）に対応させて形成された凸部１５を有する。

遠心ファン２は、吸気口８ａに対向させて配置された吸込口２ａを有する上板１６と、上板１６から所定の間隙を離間させて位置された下板１７と、上板１６および下板１７に挟持された複数のファン翼９と、を備える。遠心ファン２は、回転駆動時に空気との摩擦によって発生する熱に対する耐熱性や、慣性モーメントなどを考慮して、例えばアルミニウム合金を用いて形成される。

上板１６は、略円環形状に形成された遠心ファン２の前シュラウドである。上板１６は、略中央に吸込口２ａを有する。上板１６は、内周側（すなわち、吸込口２ａの縁）に近づくほど吸気口８ａに向かって湾曲させて形成される。換言すると、上板１６は、吸込口２ａの縁から外周側に近づくほど下板１７側に向けて拡開された形成を有する。

下板１７は、上板１６と略同径の略円板形状に形成された遠心ファン２の後シュラウドである。下板１７は、略中央にロータ軸１２が嵌挿された嵌挿孔１７ａを有する。

ファン翼９は遠心ファン２の動翼である。ファン翼９は、短冊状の細長い板であり、両長辺を下板１７および上板１６に挟み込まれて保持される。ファン翼９は、遠心ファン２の回転軸Ｃを中心にして放射状に配置されるとともに渦巻状に巻かれた後向き羽根である。遠心ファン２は、上板１６と下板１７とファン翼９とで区画形成された複数の渦巻状の吸気風路１８を有する。

整流板３は、整流板保持体１３に保持されてファンケース８に覆われる。整流板３は、略円板形状の整流板本体２１と、整流板本体２１の遠心ファン２側の面（前面）に設けられた複数の上流整流板１１と、整流板本体２１のモータ部６側の面（後面）に設けられた複数の下流整流板２２と、を備える。整流板３の径方向寸法は、ファンケース８の内径よりも小さい。すなわち、整流板３とファンケース８とは隙間を形成する。

整流板本体２１は、遠心ファン２の径方向寸法よりも大きい直径寸法を有する。整流板本体２１は、中央部に整流板保持体１３の軸受保持部２５が嵌挿された略円形の貫通孔２１ａを有する。

上流整流板１１は静翼である。上流整流板１１は、遠心ファン２の外周から若干離間させて配置されて遠心ファン２の吸気風路１８を臨む。上流整流板１１は、短冊状の細長い板であり、整流板本体２１から電動送風機１の前方に向かって略垂直に突出させて形成される。上流整流板１１は、遠心ファン２の回転軸Ｃを中心にして放射状に配置されるとともに渦巻状に巻かれたディフューザである。上流整流板１１は、ファン翼９の巻く渦の逆方向に巻かれる。整流板３は、整流板本体２１と上流整流板１１とで区画形成されて整流板本体２１の外周に向かって次第に幅広となる案内風路２６を有する。

下流整流板２２は、整流板本体２１の外周側に配置される。下流整流板２２は、は、短冊状の細長い板であり、整流板本体２１から電動送風機１の後方に向かって略垂直に突出させて形成される。下流整流板２２は、遠心ファン２の回転軸Ｃを中心にして放射状に配置されるとともに渦巻状に巻かれたディフューザである。下流整流板２２は、上流整流板１１の巻く渦の逆方向（すなわち、遠心ファン２と同じ方向）に巻かれる。整流板３は、互いに隣り合う下流整流板２２で区画形成された流過風路４２を有する
モータ部６は、排気口２７ａを有するモータケース２７と、モータケース２７の内周に固定された略筒状の固定子２８と、固定子２８の内側に配置された回転子２９と、モータケース２７の側面から一部突出させて設けられた一対のブラシ機構３１と、を備える。

モータケース２７は、前方端に開口２７ｂを有する略有底円筒形状のカバーであり、側面の後部近傍に排気口２７ａを有する。モータケース２７は、開口２７ｂの縁に円筒部分から拡開させて径方向外側に突出形成されたフランジ部３２を備える。フランジ部３２は、ファンケース８の開口８ｂに嵌め込まれる。

また、モータケース２７は、後側に位置された底面の略中央から後方に向かって突出させたモータヘッド部３３を備える。モータヘッド部３３は、その内側にベアリング３５を保持する。ベアリング３５は、ロータ軸１２を回転自在に保持する。

なお、モータケース２７は、ファンケース８とともに電動送風機１の外郭である電動送風機ケース３６を構成する。

回転子２９は、遠心ファン２に接続されたロータ軸１２に設けられる。

一対のブラシ機構３１は、回転子２９の整流子３７を挟み込むよう対向させてモータケース２７の側面に固定される。ブラシ機構３１は、整流子３７に摺接するカーボンブラシ３８と、カーボンブラシ３８を出没自在に保持するブラシ保持器３９と、を備える。ブラシ保持器３９は、整流子３７にカーボンブラシ３８を押圧して導通させる。

整流板保持体１３は、長手板状に形成されてモータケース２７の開口２７ｂの一部を覆うように架橋される。整流板保持体１３は、略中央から前方に向かって突出させた軸受保持部２５を有する。軸受保持部２５は、その内側にベアリング４１を保持する。ベアリング４１は、ロータ軸１２を回転自在に保持する。軸受保持部２５は、ロータ軸１２が挿通された貫通口２５ａを有する。なお、開口２７ｂのうち整流板保持体１３で覆われていない部分は、遠心ファン２からモータ部６に空気を案内する連通口（図示省略）であり、下流整流板２２の間を通過した空気をモータ部６へ導く。

電動送風機１は、モータ部６に電力を供給すると運転を開始する。モータ部６に電力が供給されると、回転子２９、ロータ軸１２および遠心ファン２は一体に回転を開始する。回転する遠心ファン２は、ファンケース８の吸気口８ａを通じて吸込口２ａから空気を吸い込み、吸い込んだ空気を吸気風路１８で増速、減圧させて外周部から吐出する。

遠心ファン２から吐出された空気は、整流板３の上流整流板１１の内周側から案内風路２６に流れ込む。整流板３は、流れ込んだ空気を減速、昇圧して上流整流板１１の外周側からファンケース８の内側に吐出する。案内風路２６から吐出された空気は、ファンケース８の内周によって案内されて整流板３の下流整流板２２の外周側から流過風路４２に流れ込む。整流板３は、流れ込んだ空気をさらに減速、昇圧して下流整流板２２の内周側からモータケース２７側へ吐出する。流過風路４２から吐出された空気は、モータケース２７および整流板保持体１３に区画された連通口からモータケース２７内に流入してモータ部６を冷却しつつ排気口２７ａから排気される。

図２は、本発明の実施形態に係る電動送風機を部分的に示した断面図である。

図３は、本発明の実施形態に係る電動送風機を示した正面図である。

図２および図３に示すように、本実施形態に係る電動送風機１は、上流整流板１１の遠心ファン２側の縁に対応させてファンケース８に形成された凸部１５を備る。

凸部１５は、ファンケース８と上流整流板１１の遠心ファン２側の縁との間を狭窄させる。また、凸部１５は、上流整流板１１毎に離散させて配置される（図３）。

凸部１５は、ファンケース８と上流整流板１１との隙間を狭窄させる限りにおいて、上流整流板１１から離間していても良いが、上流整流板１１に当接していても良く、重なり合っていても良い。

ところで、電動送風機１の案内風路２６（すなわち、遠心ファン２下流の流路）は、静翼としての上流整流板１１の突出端１１ａをファンケース８の内面に突き当てて構成される。一方、ファンケース８は、金属材料製板材のプレス加工品で構成した場合、プレス加工のばらつきによる板厚の不均一やひずみによる凹凸を有することになる。また、整流板は、樹脂材料、具体的には６６ナイロン（ガラス繊維入り）の成形品で構成した場合、ひけや変形のために凹凸を有する。これら凹凸を有するファンケース８および整流板３を組み合わせて構成された電動送風機１は、ファンケース８と整流板３との間に隙間を生じてしまう。すなわち、これらの成形精度を考慮すると、ファンケース８または整流板３の全周で見てファンケース８と整流板３との間（より詳しくは、ファンケース８の内面と上流整流板１１の突出端１１ａとの間）に隙間Ｄを生じる箇所が存在する蓋然が高い。なお、図２は、この隙間Ｄの箇所を誇張して図示してある。

一方、案内風路２６は、遠心ファン２から吐出される流れを減速、昇圧させつつファンケース８および整流板３の外周側へと導く風路である。そして、遠心ファン２から吐出される流れは、案内風路２６の入口（内周側）近傍、特に上流整流板１１の遠心ファン２側の縁近傍において、急激に圧力を回復し、かつ遠心ファン２の回転にともなう脈動を生じる。この上流整流板１１の遠心ファン２側の縁近傍における圧力変化は、ファンケース８と整流板３との隙間Ｄを通じて上流整流板１１間（すなわち、静翼間）に流れの漏れを生じさせる。

そこで、本実施形態に係る電動送風機１は、他の部分に比較して激しい圧力変化をともなう部分、すなわち、上流整流板１１の遠心ファン２側の縁近傍に凸部１５を形成して当該部分の近傍における上流整流板１１間の流れの漏れを抑制する。もちろん、ファンケース８と整流板３との隙間Ｄは、上流整流板１１の突出端１１ａに沿って内周側から外周側の至る所に生じる虞がある。しかしながら、案内風路２６およびその近傍において最も圧力変化を生じる部分である上流整流板１１の遠心ファン２側の縁近傍に凸部１５を形成することによって、電動送風機１は、上流整流板１１間の流れの漏れを極めて効果的に抑制させている。

また、電動送風機１における上流整流板１１間の流れの漏れの抑制効果は、特にその製品の個体差を極力小さくして、送風効率の所謂バラツキを小さく（偏差を小さく）することに寄与して、不良率を改善させる。

図４は、本発明の実施形態に係る電動送風機の他の例を示した正面図である。

なお、本実施形態に係る電動送風機１Ａにおいて電動送風機１と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図４に示すように、本実施形態に係る電動送風機１Ａの凸部１５Ａは、連続させて環状に形成される。

電動送風機１は、それぞれの上流整流板１１に対応させて凸部１５を有するために、ファンケース８と整流板３との組立工程において相互の位相を適宜に調整し、組み立てる必要がある。一方、電動送風機１は、ファンケース８と整流板３との相互の位相調整を行うことなく、上流整流板１１の遠心ファン２側の縁に凸部１５Ａを対応させることができる。

本実施形態に係る電動送風機１によれば、従来の電動送風機のようにファンケース８と整流板３との間に別部材（静翼のシュラウドに相当する部材）を介在させることなく静翼としての上流整流板１１間の流れの漏れを抑制できる。この上流整流板１１間の流れの漏れを抑制は、ファンケース８に形成された凸部１５、１５Ａによるものである。この凸部１５、１５Ａは、例えばファンケース８をプレス加工によって成形する場合には、その成形工程において容易、かつ同時的に成形することが可能である。すなわち、電動送風機１によれば、部品点数、部品コスト、加工工数、組み立て工数を増加させることなく、また組立性も凸部１５、１５Ａのない従来の電動送風機と同程度に維持できる。

また、本実施形態に係る電動送風機１によれば、上流整流板１１間の流れの漏れを抑制して送風効率を改善できる。

したがって、本実施形態に係る電動送風機１によれば、ファンケース８と整流板３とを組み合わせて遠心ファン２下流の流路を構成しつつ、上流整流板１１間の流れの漏れを極力抑制できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 電動送風機
２ 遠心ファン
２ａ 吸込口
３ 整流板
５ 遠心ファン部
６ モータ部
８ ファンケース
８ａ 吸気口
８ｂ 開口
９ ファン翼
１１ 上流整流板
１１ａ 突出端
１２ ロータ軸
１３ 整流板保持体
１５ 凸部
１６ 上板
１７ 下板
１７ａ 嵌挿孔
１８ 吸気風路
２１ 整流板本体
２１ａ 貫通孔
２２ 下流整流板
２５ 軸受保持部
２５ａ 貫通口
２６ 案内風路
２７ モータケース
２７ａ 排気口
２７ｂ 開口
２８ 固定子
２９ 回転子
３１ ブラシ機構
３２ フランジ部
３３ モータヘッド部
３５ ベアリング
３６ 電動送風機ケース
３７ 整流子
３８ カーボンブラシ
３９ ブラシ保持器
４１ ベアリング
４２ 流過風路

Claims (4)

1. 複数の動翼を有する遠心ファンと、
   前記遠心ファンの周囲に配置された複数の静翼を有する整流板と、
   前記遠心ファンおよび前記整流板を覆うとともに前記遠心ファンの回転軸と同軸に配置された吸気口を有するファンケースと、
   前記静翼の前記遠心ファン側の縁に対応させて前記ファンケースに形成された凸部と、
   前記遠心ファンを回転駆動させるモータ部と、を備えたことを特徴とする電動送風機。
2. 前記凸部は、前記ファンケースと前記静翼の前記遠心ファン側の縁との間を狭窄させることを特徴とする請求項１に記載の電動送風機。
3. 前記凸部は、前記静翼毎に離散させて配置され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. 前記凸部は、連続させて環状に形成され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。

Images