JP2012251530A - 電動送風機とそれを用いた電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】吸い込み性能に優れた電動送風機を提供する。
【解決手段】電動機２によって回転駆動され吸引風を発生させるインペラ４を内包するファンケース６とを備え、インペラ４は、中央部に開口部１７ａを有するシュラウド１７と間隔をおいて配置されるファンプレート１８と、シュラウド１７とファンプレート１８とで挟持され、ファンプレート１８の中央部から外周側に向かって伸びる複数のブレード１９とから構成され、シュラウド１７の外周側端部にファンケース６側に向かって伸びる第１の延出部２３、ファンプレート１８の外周側端部にファンケース６側に向かって伸びる第２の延出部２４がそれぞれ設けられ、第１の延出部２３及び第２の延出部２４の少なくとも一方を他方から離れる方向に湾曲させたもので、インペラ４から吐き出される風の流れと、シュラウド１７及びファンプレート１８の端部形状が近くなって剥離流れが低減する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気掃除機等に使用される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。

従来の一般的なこの種の電動送風機として、図７及び図８に示されるようなものがあった（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構成を示す要部断面図、図８は、同電動送風機のインペラの要部断面図である。

図７に示すように、従来の電動送風機１は、電動機２と、電動機２の出力軸であるシャフト３の一端に設けられたインペラ４と、インペラ４の外周に位置するエアガイド５と、インペラ４とエアガイド５とを覆うファンケース６によって構成されている。

電動機２は、ステータコア７にステータ巻線８を施してなるステータ９と、シャフト３に具備されるロータコア１０にロータ巻線１１を施し、整流子１２を同軸上に配置し、シャフト３の両端に設けられた軸受１３によって回転自在に固定されたロータ１４と、ロータ１４の整流子１２に通電するカーボンブラシ１６から構成されている。

ロータ１４は、軸受１３を介し電動機ケース１５に固定され、ステータ９は、ロータ１４を覆うように電動機ケース１５の内面に固定される。ファンケース６は、インペラ４とエアガイド５を覆うように電動機ケース１５の一端に圧入保持される。

インペラ４は、中央部に風を吸引する開口部１７ａを有するシュラウド１７と、シュラウド１７と間隔をおいて配置される円盤状のファンプレート１８と、シュラウド１７とファンプレート１８とで挟持されておりファンプレート１８の中央部から外周側に向かって伸びる複数のブレード１９とから構成されている。

インペラ４の外周には、インペラ４の外周から排出された吸引風を、電動機ケース１５内へ導くエアガイド５が設けられており、エアガイド５は、インペラ４側からファンケース６側に向けて電動機２側方向に傾斜している土台部２０と、土台部２０から突出した複数の静翼２１と、土台部２０と静翼２１とファンケース６とで形成される空間のディフューザ流路部２２とから構成されている（上記インペラ側、ファンケース側、電動機側の方向については、同図に示す）。

以上のように構成された従来の電動送風機において、電動送風機１が運転される場合、電動機２は、カーボンブラシ１６から整流子１２を通じてロータ巻線１１に通電される。そして、ステータ巻線８で生成される磁界と、ロータ巻線１１の磁界との作用によりロータ１４の回転位置が移動する。ロータ１４の回転位置が移動しても、整流子１２とカーボンブラシ１６が常に接触するように構成されているため、ロータ巻線１１への通電は、継続され、ロータ１４の回転が継続するように電動機２は動作する。

この動作に連動して、シャフト３に連結されたインペラ４の回転により、インペラ４内部が外気圧に対して負圧となりシュラウド１７の中央部に有する開口部１７ａより風を吸引する。吸引された風は、インペラ４の外周より排出され、ディフューザ流路部２２、電動機２内部を通り、最終的には電動送風機１の外部へと排出される。

特開２００６−１３２３６９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においては、インペラ４の外周から風が吐き出る際に、シュラウド１７及びファンプレート１８の端面形状が、風の流れ（インペラ４の外周部の流路断面積から、インペラ４外部の流路断面積へと急激に拡大すること等により起因する、主流方向流れから離れようとする風の流れ。詳細は、図８参照）に沿っていないことによる剥離流れが生じており、吸い込み性能向上の観点からは未だ改善の余地があった。

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、吸い込み性能を向上させることのできる電動送風機、及び電気掃除機を提供することを目的とする。

上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明の電動送風機は、電動機と、前記電動機によって回転駆動され、吸引風を発生させるインペラと、前記電動機を内包する電動機ケースと、前記インペラを内包するファンケースとを備え、前記インペラは、中央部に開口部を有するシュラウドと、前記シュラウドと間隔をおいて配置されるファンプレートと、前記シュラウドと前記ファンプレートとで挟持され、前記ファンプレートの中央部から前記ファンプレートの外周側に向かって伸びる複数のブレードとから構成されており、前記シュラウドには、前記シュラウドの外周側の端部から前記ファンケース側に向かって伸びる第１の延出部が設けられており、前記ファンプレートには、前記ファンプレートの外周側の端部から前記ファンケース側に向かって伸びる第２の延出部が設けられており、前記第１の延出部及び前記第２の延出部の少なくとも一方を、他方の延出部から離れる方向に湾曲させたもので、インペラから吐き出される風の流れと、インペラ外周部のシュラウド及びファンプレートの端部形状が近いものとなり、剥離流れが低減し、吸い込み性能が向上する。

また、本発明の電気掃除機は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動送風機を有するもので、吸い込み性能を向上させた電気掃除機が実現できる。

本発明の電動送風機及び電気掃除機は、大幅に吸い込み性能が向上する。

本発明の実施の形態１における電動送風機の要部断面図 同電動送風機のインペラの要部断面図 本発明の実施の形態２における電動送風機のインペラの要部断面図 本発明の実施の形態３における電動送風機の要部断面図 本発明の実施の形態４における電動送風機の要部断面図 本発明の実施の形態５における電気掃除機の構成図 従来の電動送風機の構成を示す要部断面図 同電動送風機のインペラの要部断面図

第１の発明は、電動機と、前記電動機によって回転駆動され、吸引風を発生させるイン
ペラと、前記電動機を内包する電動機ケースと、前記インペラを内包するファンケースとを備え、前記インペラは、中央部に開口部を有するシュラウドと、前記シュラウドと間隔をおいて配置されるファンプレートと、前記シュラウドと前記ファンプレートとで挟持され、前記ファンプレートの中央部から前記ファンプレートの外周側に向かって伸びる複数のブレードとから構成されており、前記シュラウドには、前記シュラウドの外周側の端部から前記ファンケース側に向かって伸びる第１の延出部が設けられており、前記ファンプレートには、前記ファンプレートの外周側の端部から前記ファンケース側に向かって伸びる第２の延出部が設けられており、前記第１の延出部及び前記第２の延出部の少なくとも一方を、他方の延出部から離れる方向に湾曲させたもので、インペラから吐き出される風の流れと、インペラ外周部のシュラウド及びファンプレートの端部形状が近いものとなり、剥離流れが低減し、吸い込み性能が向上する。

第２の発明は、特に、第１の発明のブレードを、第１の延出部と第２の延出部のうち少なくとも一方の外周側の端部まで延長させたもので、シュラウドの第１の延出部と、ファンプレートの第２の延出部との間で構成されるインペラ流路内空間においても、ブレードが回転することによる空気出力の増加、つまりは吸い込み性能を向上させることができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明のインペラの外周には、前記インペラの外周から排出された吸引風を電動機ケース内へ導くエアガイドが設けられており、前記エアガイドは、前記インペラ側からファンケース側に向けて電動機側方向に傾斜している土台部と、前記土台部から突出した複数の静翼と、前記土台部と前記静翼と前記ファンケースとで形成される空間のディフューザ流路部とから構成され、第２の延出部を、前記土台部の傾斜角度に併せて湾曲させたもので、インペラから吐き出される風の流れと、エアガイドのディフューザ流路部の特に土台付近の風の流れ方向を略同一にできるため、吸い込み性能を向上させることができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の第１の延出部を、ファンケースのうちディフューザ流路部と接触する面の傾きに併せて延出させたもので、インペラから吐き出される風の流れと、エアガイドのディフューザ流路部の特にファンケース付近の風の流れ方向を略同一にできるため、吸い込み性能を向上させることができる。

第５の発明に係る電気掃除機は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動送風機を有するもので、吸い込み性能を向上させた電気掃除機が実現できる。

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、本発明の実施の形態１における電動送風機の要部断面図、図２は、同電動送風機のインペラの要部断面図である。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、本実施の形態における電動送風機１は、電動機２と、電動機２の出力軸であるシャフト３の一端に設けられたインペラ４と、インペラ４の外周に位置するエアガイド５と、インペラ４とエアガイド５とを覆うファンケース６によって構成される。

電動機２は、ステータコア７にステータ巻線８を施してなるステータ９と、シャフト３に具備されるロータコア１０にロータ巻線１１を施し、整流子１２を同軸上に配置し、シャフト３の両端に設けられた軸受１３によって回転自在に固定されたロータ１４と、ロー
タ１４の整流子１２に通電するカーボンブラシ１６から構成される。

ロータ１４は、軸受１３を介し電動機ケース１５に固定され、ステータ９は、ロータ１４を覆うよう電動機ケース１５の内面に固定される。ファンケース６は、インペラ４とエアガイド５を覆うように電動機ケース１５の一端に圧入保持される。

インペラ４は、中央部に風を吸引する開口部１７ａを有するシュラウド１７と、シュラウド１７と間隔をおいて配置される円盤状のファンプレート１８と、シュラウド１７とファンプレート１８とで挟持されており、ファンプレート１８の中央部から外周側に向かって伸びる複数のブレード１９とから構成される。

シュラウド１７には、シュラウド１７の外周側の端部からファンケース６側に向かって伸びる第１の延出部２３が設けられており、ファンプレート１８には、ファンプレート１８の外周側の端部からファンケース６側に向かって伸びる第２の延出部２４が設けられており、第１の延出部２３及び第２の延出部２４は、他方の延出部から離れる方向に湾曲して形成されている。

インペラ４の外周には、インペラ４の外周から排出された吸引風を電動機ケース１５内へ導くエアガイド５が設けられており、エアガイド５は、インペラ４側からファンケース６側に向けて電動機２側方向に傾斜している土台部２０と、土台部２０から突出した複数の静翼２１と、土台部２０と静翼２１とファンケース６とで形成される空間のディフューザ流路部２２とから構成されている（上記インペラ側、ファンケース側、電動機側の方向については図に示す）。

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１について、以下その動作、作用を説明する。

まず、電動送風機１が運転される場合、電動機２は、カーボンブラシ１６から整流子１２を通じてロータ巻線１１に通電される。そして、ステータ巻線８で生成される磁界と、ロータ巻線１１の磁界との作用により、ロータ１４の回転位置が移動する。ロータ１４の回転位置が移動しても、整流子１２とカーボンブラシ１６が常に電気的に接触するように構成されているため、ロータ巻線１１への通電は継続され、ロータ１４の回転が継続するように電動機２は動作する。

この動作に連動して、シャフト３に連結されたインペラ４の回転により、インペラ４内部が外気圧に対して負圧となりシュラウド１７の中央部にある開口部１７ａより風を吸引する。

吸引された風は、インペラ４の外周より排出されるが、本実施の形態では、シュラウド１７及びファンプレート１８の端面形状が、風の流れ（インペラ４外周部の流路断面積から、インペラ４外部の流路断面積へと急激に拡大すること等により起因する、主流方向流れから離れようとする風の流れ）に沿うよう、第１の延出部２３、第２の延出部のそれぞれを湾曲させているため、剥離流れを低減することとなる。

以上のように、本実施例の形態においては、インペラ４から吐き出される風の流れと、インペラ４の外周部のシュラウド１７及びファンプレート１８の端部形状が近いものとなり、剥離流れを低減することで、電動送風機１の吸い込み性能を向上させることができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における電動送風機のインペラの要部断面図である。なお、上記実施の形態１における電動送風機と同一部分については、同一符号を付して、その説明を省略する。

本実施の形態における電動送風機は、図３に示すように、ブレード１９を、シュラウド１７の第１の延出部２３と、ファンプレート１８の第２の延出部２４のそれぞれの外周側の端部まで延長させたもので、他の構成は、上記実施の形態１における電動送風機と同一である。

これによって、シュラウド１７の第１の延出部２３と、ファンプレート１８の第２の延出部２４との間で構成されるインペラ流路内空間においても、ブレード１９が回転することによる空気出力の増加、つまりは吸い込み性能を向上させることができる。

（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における電動送風機の要部断面図である。なお、上記実施の形態における電動送風機と同一部分については、同一符号を付して、その説明を省略する。

本実施の形態における電動送風機は、図４に示すように、ファンプレート１８の第２の延出部２４を、土台部２０の傾斜角度に併せて湾曲させたもので、他の構成は、上記実施の形態における電動送風機と同一である。

これによって、インペラ４から吐き出される風の流れと、エアガイド５のディフューザ流路部２２の、特に土台部２０付近の風の流れ方向を略同一にできるため、吸い込み性能をさらに向上させることができる。

（実施の形態４）
図５は、本発明の実施の形態４における電動送風機の要部断面図である。なお、上記実施の形態における電動送風機と同一部分については、同一符号を付して、その説明を省略する。

本実施の形態における電動送風機は、図５に示すように、シュラウド１７の第１の延出部２３を、ファンケース６のうちディフューザ流路部２２と接触する面の傾きに併せて延出したものである。

これによって、インペラ４から吐き出される風の流れと、エアガイド５のディフューザ流路部２２の、特にファンケース６付近の風の流れ方向を略同一にできるため、吸い込み性能を一層向上させることができる。

（実施の形態５）
図６は、本発明の実施の形態５における電気掃除機の構成図である。

図６に示すように、本実施の形態における電気掃除機は、掃除機本体３４と、掃除機本体３４と連通したホース３５と、ホース３５の一端と連通した延長管３６と、延長管３６端部に設けた操作ハンドル３７と、延長管３６の一端と連通した床用吸込具３８とを備え、掃除機本体３４内には、吸引力を発生させる電動送風機１を内蔵し、この電動送風機１の上流側には、吸引した塵埃を貯める集塵室３９を有している。電動送風機１は、上記実施の形態１〜４で示した電動送風機のいずれか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、
使用者は、操作ハンドル３７を持って電気掃除機の運転を開始すると、電動送風機１で吸引力が発生し、床面を動かす床用吸込具３８から塵埃を吸い込む。吸引された塵埃は、空気とともに延長管３６、ホース３５を経て集塵室３９へ流れ、集塵室３９で塵埃と空気を分離し、塵埃を集塵室３９に貯め込み、空気だけを電動送風機１が吸引する。

電動送風機１が吸引した空気は、電動送風機１内部を通過し、さらに掃除機本体３４内部を通過して掃除機本体３４の外部へ排出される。このとき、電動送風機１の騒音を低減させていることで、電気掃除機に配置した際の騒音は低く、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とそれを用いた電気掃除機は、電動送風機の吸い込み性能の向上が図れるので、電動送風機にて吸引を行う家庭用電化機器、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 シャフト
４ インペラ
５ エアガイド
６ ファンケース
７ ステータコア
８ ステータ巻線
９ ステータ
１０ ロータコア
１１ ロータ巻線
１２ 整流子
１３ 軸受
１４ ロータ
１５ 電動機ケース
１６ カーボンブラシ
１７ シュラウド
１７ａ 開口部
１８ ファンプレート
１９ ブレード
２０ 土台部
２１ 静翼
２２ ディフューザ流路部
２３ 第１の延出部
２４ 第２の延出部
３４ 掃除機本体
３５ ホース
３６ 延長管
３７ 操作ハンドル
３８ 床用吸込具
３９ 集塵室

Claims (5)

1. 電動機と、前記電動機によって回転駆動され、吸引風を発生させるインペラと、前記電動機を内包する電動機ケースと、前記インペラを内包するファンケースとを備え、前記インペラは、中央部に開口部を有するシュラウドと、前記シュラウドと間隔をおいて配置されるファンプレートと、前記シュラウドと前記ファンプレートとで挟持され、前記ファンプレートの中央部から前記ファンプレートの外周側に向かって伸びる複数のブレードとから構成されており、前記シュラウドには、前記シュラウドの外周側の端部から前記ファンケース側に向かって伸びる第１の延出部が設けられており、前記ファンプレートには、前記ファンプレートの外周側の端部から前記ファンケース側に向かって伸びる第２の延出部が設けられており、前記第１の延出部及び前記第２の延出部の少なくとも一方を、他方の延出部から離れる方向に湾曲させた電動送風機。
2. ブレードを、第１の延出部と第２の延出部のうち少なくとも一方の外周側の端部まで延長させた請求項１に記載の電動送風機。
3. インペラの外周には、前記インペラの外周から排出された吸引風を電動機ケース内へ導くエアガイドが設けられており、前記エアガイドは、前記インペラ側からファンケース側に向けて電動機側方向に傾斜している土台部と、前記土台部から突出した複数の静翼と、前記土台部と前記静翼と前記ファンケースとで形成される空間のディフューザ流路部とから構成され、第２の延出部を、前記土台部の傾斜角度に併せて湾曲させた請求項１または２に記載の電動送風機。
4. 第１の延出部を、ファンケースのうちディフューザ流路部と接触する面の傾きに併せて延出させた請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動送風機。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動送風機を有する電気掃除機。

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