JP2013053527A - 電動送風機とそれを用いた電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】掃除機本体の前方に透過する騒音を低減した電動送風機の提供。
【解決手段】中央に貫通孔を備えた円板状のプレート１８に対し平行に配され中央に吸引口７を備えたシュラウド１７と、プレート１８とシュラウド１７の間に、貫通孔を中心に回転対称に配設された複数の湾曲したブレード１６からなるインペラ４を備え、インペラ４の入口部中央には、プレート１８内面上のブレード１６の吸引口７側略端部を基点とし、全周方向から吸引口７の中心に向かって立ち上がる傾斜面３０ａを有するハブ３０を備え、傾斜面３０ａの直径を、吸引口７近傍で最小とし、吸引口７から遠ざかるに従って徐々に大きくなるようにし、インペラ４としての吸込口は、ハブ３０と吸引口７とで形成される略円筒形となり、空気は電動送風機１の軸に対して略垂直な全周方向から流入するもので、吸引口７から出てくる騒音をハブ３０の壁面で抑え、騒音を低減する。
【選択図】図１

Description

本発明は、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。

従来の電動送風機と電気掃除機として、図５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５は、上記特許文献１に記載された従来の電動送風機および、それを用いた電気掃除機の部分断面を示すものである。

図５において、ファンケース５は、電動送風機１のインペラ４、エアガイド１１を覆うと共に、その吸引口７付近には、樹脂ガイド２０がファンケース５に一体成形されている。樹脂ガイド２０の凹部２０ａには、円環状の軟質部材１５がはめ込まれ、電動送風機１全体は、モータケース１３で覆われ、掃除機本体１４に内蔵されている。

以上のように構成された従来の電動送風機及び電気掃除機について、以下その動作、作用を説明する。

電動送風機１に電圧が印加されると、インペラ４が高速回転することにより、掃除機本体１４の前方より空気が流入し、樹脂ガイド２０を経て、電動送風機１内部へと流れ込み、電動送風機１の内部を冷却し、排気口１２より排出される。

電動送風機１の回転により、インペラ４の残留アンバランスの影響で、電動送風機１の振動が、それを支えている樹脂ガイド２０から軟質部材１５を伝達し、掃除機本体１４に伝わろうとする。 そのとき、軟質部材１５の径は、ファンケース５の径よりも小さく設定されているため 、電動送風機１の触れは小さく、その部分で掃除機本体１４に接続されているので、振動が伝わりにくい。 すなわち、振動の伝播に起因する電気掃除機の騒音を抑える効果があった。

特開２０１０−２９２５９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の構成では、電動送風機１の吸引口７から発せられる騒音は、電気掃除機の集塵室（図示せず）に逆戻りし、外郭を透過して、使用者に不快感を与えるといった課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、インペラへの空気の流入を電動送風機の軸方向からではなく、軸に垂直な方向から行うようにし、吸引口には、インペラから排出される騒音がダイレクトに前方に伝わらないようにして、騒音を抑えた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。

前記従来の課題を解決するために、本発明の電動送風機は、インペラと、前記インペラ外周部から下部にかけて配されたエアガイドと、前記インペラおよび前記エアガイドを内
包するファンケースを備えた電動送風機であって、前記インペラは、中央に貫通孔を備えた円板状のプレートと、前記プレートに対して平行に配され中央に吸引口を備えたシュラウドと、前記プレートと前記シュラウドの間に、前記貫通孔を中心に回転対称に配設された複数の湾曲したブレードからなり、前記インペラの入口部中央には、前記プレート内面上の前記ブレードの前記吸引口側略端部を基点とし、全周方向から、前記吸引口の中心に向かって立ち上がる傾斜面を有するハブを備え、前記ハブの傾斜面を、前記吸引口近傍で、その直径が最小となったあと、前記吸引口から遠ざかるに従って、その直径が徐々に大きくなるように形成し、前記インペラとしての吸込口は、前記ハブと前記吸引口とで形成される略円筒形となり、空気は電動送風機の軸に対して略垂直な全周方向から流入するもので、インペラの吸込口から発生し、電気掃除機の本体前方を透過して出てくる騒音をハブの壁面にて抑えることができ、電動送風機の騒音低減に効果を発揮するものである。

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用いたもので、電気掃除機の吸気側から透過する騒音を抑えた電気掃除機が実現できる。

本発明によれば、吸気側への騒音の伝播を抑えた電動送風機および電気掃除機を提供できる。

本発明の実施の形態１における電動送風機の構成を示す部分断面図 本発明の実施の形態２における電動送風機の斜視図 本発明の実施の形態３における電動送風機の部分断面図 同電動送風機を内蔵した電気掃除機の要部断面図 従来の電動送風機および電気掃除機の部分断面図

第１の発明は、インペラと、前記インペラ外周部から下部にかけて配されたエアガイドと、前記インペラおよび前記エアガイドを内包するファンケースを備えた電動送風機であって、前記インペラは、中央に貫通孔を備えた円板状のプレートと、前記プレートに対して平行に配され中央に吸引口を備えたシュラウドと、前記プレートと前記シュラウドの間に、前記貫通孔を中心に回転対称に配設された複数の湾曲したブレードからなり、前記インペラの入口部中央には、前記プレート内面上の前記ブレードの前記吸引口側略端部を基点とし、全周方向から、前記吸引口の中心に向かって立ち上がる傾斜面を有するハブを備え、前記ハブの傾斜面を、前記吸引口近傍で、その直径が最小となったあと、前記吸引口から遠ざかるに従って、その直径が徐々に大きくなるように形成し、前記インペラとしての吸込口は、前記ハブと前記吸引口とで形成される略円筒形となり、空気は電動送風機の軸に対して略垂直な全周方向から流入するもので、インペラの吸込口から発生し、電気掃除機の本体前方を透過して出てくる騒音をハブの壁面にて抑えることができ、電動送風機の騒音低減に効果を発揮するものである。

第２の発明は、特に、第１の発明の円板上のプレートの平面から、ハブの傾斜面への接合部は、連続した滑らかなＲで形成されたもので、気流がハブからブレードにかけて、スムーズに流れることになり、乱流の発生を抑えることができるので、流路内の損失を抑えた電動送風機を実現できるものである。

第３の発明は、特に、第１又は第２の発明のハブの直径が略最小となる位置で、電動送風機の軸に垂直な面で前記ハブを上下に分割し、少なくとも一方のハブの表面に、ブレードから連なると共に３次元曲面を持つ複数の羽根を備えたもので、インペラ入口での衝突損失を低減でき、空気性能の向上が図れるものである。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明のハブとインペラを電動送風機の回転軸に締結する締結手段を、前記ハブの傾斜面裏側の流路に関係のないスペースに格納したもので、負荷側の軸受から、締結手段までの距離を短くでき、インペラのブレを抑えることができるので、より振動の小さい電動送風機を提供できる。

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用いたもので、電気掃除機の吸気側から透過する騒音を抑え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構成を示す部分断面図である。なお、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のブラケット９は、内部にステータ２、および高速回転するロータ３を有し、インペラ４は、ロータ３の回転軸６に固定され、ロータ３と共に回転する。インペラ４は、下側で、中央に貫通孔（図示せず）を備えた円板状のプレート１８と、上側で、プレート１８と平行に配され略傘型形状をしたシュラウド１７と、その間に挟持された複数の湾曲したブレード１６からなる。

また、その外側には、エアガイド１１があり、インペラ４から排出された気流を整え、圧力回復させる役割を果たす。さらにインペラ４、エアガイド１１の外側は、ファンケース５で覆われ、全体として、電動送風機１を構成している。

また、インペラ４の中央には、ブレード１６の中央側端部付近から、傾斜が始まり、吸引口７外部へと傾斜が連なるハブ３０が回転軸６に取り付けられ、回転軸６終端を、締結手段となるナット３１によって、回転自在に締結されている。

ハブ３０の傾斜面３０ａは、滑らかなＲ曲面によって構成され、プレート１８の内面と接する傾斜の始点においては、ハブ３０の傾斜から、プレート１８にかけて、全周方向に対し、連続的なＲで段差のないように接続されている。

ハブ３０の傾斜面３０ａは、吸引口７近傍で、その直径が最小となったあと、さらに吸引口７から遠ざかるに従って、その直径が徐々に大きくなるように形成され、インペラ４としての吸込口は、ハブ３０と吸引口７とで形成される略円筒形となり、空気は、電動送風機１の軸に対して略垂直な全周方向から流入するようになっている。

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の動作を以下に説明する。

電動送風機１に電圧が印加されると、ロータ３が高速で回転する。次にロータ３が回転することにより回転軸６に固定されたインペラ４が回転する。インペラ４が高速回転すると、外気がハブ３０とファンケース５の間に形成される横方向の開口部から流入する。このとき、ハブ３０の傾斜面３０ａは滑らかなＲで形成されており、気流は、ロスなくスムーズに流れる。また、インペラ４内部において、ハブ３０の外周端から、プレート１８へと連なる箇所は、同拡大図に示すように、ハブ３０の傾斜面３０ａのＲの中心方向と、ブレード１６の端面の直線がちょうど一致しており、段差のない、滑らかな接合となっている。

そして、気流は、インペラ４で増速され、その外周から排出される。排出された空気は、エアガイド１１を通過する際、圧力変換され、静圧が増す。その後、気流は、ブラケット９内部へと進み、ステータ２、ロータ３等を冷却した後、排気口１２より排出される。

このようなタイプの電動送風機では、高速回転するインペラ４の外周と、エアガイド１１の羽根がかなり近接しており、インペラ４のブレード１６が、エアガイド１１の羽根１１ａを高速で横切る際に、耳障りな高周波の騒音を発する。また、空気の流れそのものによる、風切り音も発生する。そして、それらの騒音は、大部分が、空気の流れにのって、排気口１２から排出されるが、一部は、流れとは逆に、吸引口７から、発せられるものもある。

従来の電動送風機では、その騒音を遮るものがなく、電気掃除機の前方から、外部へ透過し、使用者に不快感を与えるものであったが、本実施の形態では、吸引口７を覆うように設けられたハブ３０によって、軸方向へまっすぐ排出される騒音は抑えられ、ハブ３０に反射して減衰し、軸とは垂直な方向に排出される。通常、その方向には、電気掃除機の壁面が存在し、電気掃除機の前方への騒音の伝播が抑えられる。また、ハブ３０を吸音効果のある材料で構成すると、さらにその効果は高まる。また、ハブ３０の傾斜面３０ａに微小な複数の貫通孔を設け、その裏側のデッドスペースに吸音効果のある吸音材等を置くことによっても、さらなる吸音効果が得られる。

このように本実施の形態によれば、インペラ４の中央に設けた、滑らかな傾斜面３０ａで形成され、吸引口７前方を遮蔽し、空気の流入する方向を略９０°変換するハブ３０の作用により、インペラ４から逆流する騒音を減衰し、その方向をも略９０°曲げることにより、空気性能を維持したまま、前方よりの騒音を抑制することができる電動送風機を実現するものである。

（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における電動送風機の斜視図である。なお、上記第１の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２は、本実施の形態における電動送風機のファンケース５の一部を断面で表したもので、インペラ４の中央には、３次元曲面をもつ羽根１９ａを備えたインデューサ１９が設けられ、その羽根１９ａはブレード１６へと連なっている。インデューサ１９の上には、ハブ３０取り付けられ、ナット３１により電動送風機１の回転軸６に締結されている。

本実施の形態では、ハブ３０の直径が略最小となる位置で、電動送風機１の軸に垂直な面でハブ３０を上下に分割し、下方のハブ３０の表面に羽根１９ａを設けている。

また、ファンケース５の中央部付近には、吸気ガイド４０が設けられている。

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の動作、作用は以下のとおりである。

電動送風機１に電圧が印加されるとロータ３が高速で回転する。次にロータ３が回転することにより、回転軸６に固定されたインペラ４が回転する。インペラ４が高速回転すると、外気がハブ３０と吸気ガイド４０の間に形成された横方向の開口部から流入する。流入した気流は、インデューサ１９の３次元曲面の羽根１９ａの作用により、動圧と静圧を生み出すとともに、入口での衝突損失が軽減され、羽根１９ａのないときよりも、高い空
気性能を得ることができる。

このように本実施の形態によれば、インペラ４の中央に設けた、インデューサ１９の作用により、高い空気性能を備え、かつ前方よりの騒音を抑制することができる電動送風機を実現するものである。

（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３における電動送風機の部分断面図、図４は、同電動送風機を内蔵した電気掃除機の要部断面図である。なお、上記実施の形態１、２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。

本実施の形態における電動送風機においては、図３に示すように、ナット３１は、ハブ３０の断面において、その傾斜面３０ａの裏側の空間内に位置している。また、図４は、同電動送風機を掃除機本体１４の中に組み込んだ状態の断面図であり、電動送風機１を納める部分だけを示している。

図４に示すように、電動送風機１を、掃除機本体１４の中に組み込んだ状態においては、吸引口７の前方には、すぐ近くに集塵室（図示せず）を隔てる隔壁２３が存在し、スペースはほとんどない。ところが、本実施の形態における電動送風機１であれば、ハブ３０を締結するナット３１が、ハブ３０の傾斜面３０ａ裏側の空間に納められているため、隔壁２３までのスペースがわずかであっても、本構成をとることができる。

また、図４からわかるように、吸引口７を覆うように設けられたハブ３０によって、軸方向へまっすぐ排出される騒音は抑えられ、ハブ３０に反射して減衰し、回転軸６とは垂直な方向に排出される。その方向には、隔壁２３から延設された、真空を保つための、タイトリブ２４が円周上に存在し、騒音は遮られる。よって、電気掃除機の前方への騒音の伝播が一層抑えられる。

このように本実施の形態によれば、ハブ３０を締結するナット３１をハブ３０の傾斜面３０ａの裏側の空間に納めたことにより、掃除機本体１４内のわずかなスペースにも、本実施の形態における電動送風機１を格納することができ、掃除機本体１４前方よりの騒音を抑制することができる電気掃除機を実現することができる。

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、電動送風機の騒音の低減、ならびに電気掃除機の騒音の低減が図れるので、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 ステータ
３ ロータ
４ インペラ
５ ファンケース
６ 回転軸
７ 吸引口
９ ブラケット
１１ エアガイド
１２ 排気口
１３ モータケース
１４ 掃除機本体
１５ 軟質部材
１６ ブレード
１７ シュラウド
１８ プレート
１９ インデューサ
２０ 樹脂ガイド
２３ 隔壁
２４ タイトリブ
３０ ハブ
３０ａ 傾斜面
３１ ナット（締結手段）

Claims (5)

1. インペラと、前記インペラ外周部から下部にかけて配されたエアガイドと、前記インペラおよび前記エアガイドを内包するファンケースを備えた電動送風機であって、前記インペラは、中央に貫通孔を備えた円板状のプレートと、前記プレートに対して平行に配され中央に吸引口を備えたシュラウドと、前記プレートと前記シュラウドの間に、前記貫通孔を中心に回転対称に配設された複数の湾曲したブレードからなり、前記インペラの入口部中央には、前記プレート内面上の前記ブレードの前記吸引口側略端部を基点とし、全周方向から、前記吸引口の中心に向かって立ち上がる傾斜面を有するハブを備え、前記ハブの傾斜面を、前記吸引口近傍で、その直径が最小となったあと、前記吸引口から遠ざかるに従って、その直径が徐々に大きくなるように形成し、前記インペラとしての吸込口は、前記ハブと前記吸引口とで形成される略円筒形となり、空気は電動送風機の軸に対して略垂直な全周方向から流入することを特徴とする電動送風機。
2. 円板上のプレートの平面から、ハブの傾斜面への接合部は、連続した滑らかなＲで形成された請求項１に記載の電動送風機。
3. ハブの直径が略最小となる位置で、電動送風機の軸に垂直な面で前記ハブを上下に分割し、少なくとも一方のハブの表面に、ブレードから連なると共に３次元曲面を持つ複数の羽根を備えた請求項１または２に記載の電動送風機。
4. ハブとインペラを電動送風機の回転軸に締結する締結手段を、前記ハブの傾斜面裏側の流路に関係のないスペースに格納した請求項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用いた電気掃除機。

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