JP2013136980A

JP2013136980A - 電動送風機とそれを用いた電気掃除機

Info

Publication number: JP2013136980A
Application number: JP2011288428A
Authority: JP
Inventors: Teppei Hidekuma; 哲平秀熊
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2013-07-11

Abstract

【課題】低騒音の電動送風機を提供する。
【解決手段】シャフト３に設けられた整流子１２とロータ巻線１１が施されたロータコア１０からなるロータ１４と、ロータ１４の外周に位置し磁束を発生するステータ９と、ステータ９を保持すると共にロータ１４を回転自在に保持するブラケット１５と、シャフト３の一端に取着されると共に複数の羽根４ａを有するインペラ４と、インペラ４の外周に位置しインペラ４から吐き出された風を整流するディフューザ５と、インペラ４と前記ディフューザ５を覆うと共に中央部に吸気口１７を有したケーシング６とを備え、吸気口１７に、流路断面積を拡大する円筒状の溝１８ａから成る消音空間部１８を設けたもので、電動送風機１で発生する気流の脈動に起因する特定周波数の騒音を、共鳴を利用して消音することができる。
【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電気掃除機に関するものである。

従来の一般的な電気掃除機用の電動送風機の構成について、図４の図面を用いて説明する。

図４は、従来の電気掃除機用の電動送風機の構成を示す半断面図である。

図４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の一端に設けられると共に複数の羽根４ａを有するインペラ４と、インペラ４の外周に位置するディフューザ５と、インペラ４とディフューザ５とを覆うケーシング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を同軸上に配置してシャフト３の両端に設けられた軸受１３によって回転自在に支持されたロータ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を介してブラケット１５に固定され、ステータ９は、ロータ１４を覆うようブラケット１５の内面に固定される。また、ケーシング６は、インペラ４とディフューザ５を覆うようにブラケット１５の一端に圧入保持されている。

以上のように構成された従来の電動送風機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風を吸引する。吸引された風は、ケーシング６の吸気口１７より電動送風機１内に進入し、インペラ４、ディフューザ５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、上記従来の電動送風機１の内部には、低騒音構成を設けておらず、特に、インペラ４の羽根４ａの数と、電動送風機１の回転数との積の周波数で発する高周波音（電気掃除機特有の脈動周波数及びその高調波成分を有するキーンという高い音）についての対応が不十分であった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、低騒音の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、シャフトに設けられた整流子とロータ巻線が施されたロータコアからなるロータと、前記ロータの外周に位置し磁束を発生するステータと、前記ステータを保持すると共に前記ロータを回転自在に保持するブラケットと、前記シャフトの一端に取着されると共に複数の羽根を有するインペラと、前記インペラの外周に位置し前記インペラから吐き出された風を整流するディフューザと、前記インペラと前記ディフューザを覆うと共に中央部に吸気口を有したケーシングとを備え、前記吸気口に、流路断面積を拡大する円筒状の溝から成る消音空間部を設けたもので、電動送風機で発生する気流の脈動に起因する特定周波数の騒音を共鳴を利用して消音することができる。

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、低騒音な電気掃除機が実現できる。

本発明の電動送風機は、特定周波数の騒音を消音することができるので、低騒音の電動送風機及び電気掃除機を提供することができる。

本発明の実施の形態１における電動送風機の半断面図本発明の実施の形態２における電動送風機の半断面図本発明の実施の形態３における電気掃除機の構成図従来の電動送風機の半断面図

第１の発明は、シャフトに設けられた整流子とロータ巻線が施されたロータコアからなるロータと、前記ロータの外周に位置し磁束を発生するステータと、前記ステータを保持すると共に前記ロータを回転自在に保持するブラケットと、前記シャフトの一端に取着されると共に複数の羽根を有するインペラと、前記インペラの外周に位置し前記インペラから吐き出された風を整流するディフューザと、前記インペラと前記ディフューザを覆うと共に中央部に吸気口を有したケーシングとを備え、前記吸気口に、流路断面積を拡大する円筒状の溝から成る消音空間部を設けたもので、電動送風機で発生する気流の脈動に起因する特定周波数の騒音を共鳴を利用して消音することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の消音空間部を複数個設けたもので、更なる消音効果が期待できる。

第３の発明は、特に、第２の発明の溝の深さがそれぞれ異なると共に、前記溝の深さが、風の上流から下流になるにつれて深くなるように消音空間部を複数個設けたもので、消音できる周波数帯が増加するため、更なる消音効果が期待できる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明の消音空間部内に吸音材を設けたもので、共鳴消音効果に吸音効果が加わり更なる消音効果が期待できる。

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、低騒音な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）
本発明の実施の形態１における電動送風機について、図１を用いて説明する。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は、本実施の形態における電動送風機の半断面図を示している。

図１において、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の外周に位置するディフューザ５と、インペラ４とディフューザ５とを覆うケーシング６によって構成されている。

ロータ１４は、軸受１３を介してブラケット１５に固定され、ステータ９は、ロータ１４を覆うようブラケット１５の内面に固定されている。

ケーシング６は、中央部に吸気口１７を有し、その吸気口１７は、流路断面積を拡大する溝１８ａから成る消音空間部１８を有すると共に、インペラ４とディフューザ５とを覆うようにブラケット１５の一端に圧入保持されている。

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１の動作、作用を以下に説明する。

電動送風機１が運転されると、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。

この電動送風機１において、インペラ４の羽根４ａの枚数は有限のため、内部を通過する気流に圧力脈動を生じ、この脈動の周波数は、インペラ４の毎秒回転数と羽根４ａの枚数の積で表わされる高周波音（キーンという音）である。

この高周波等の音波を減衰させるためには、通常その伝搬通路の中に流路断面積を急拡大させる拡大部（溝）を設ける事が効果的であり、溝の幅は、波長の１／１０程度で充分な効果が期待でき、１／１００程度でも数ｄＢの効果はあらわれる。また溝深さは、伝搬する音波の１／４波長あるいはその整数倍付近の深さを有しておれば音波が伝搬しにくくなる。

本実施の形態においては、インペラ４の羽根４ａの枚数を６、回転数を６００ｒｐｓとし、これらの積から成る音波周波数が３６００Ｈｚとした電動送風機１において、ケーシング６の吸気口１７に、流路断面積を拡大する円筒状の溝１８ａから成る消音空間部１８を設け、かつこの溝１８ａの深さＬを、３３１．５ｍ／１４４００ｍｍ＝約２３ｍｍとしている。

この種のインペラ騒音は、吸気口１７及び電動送風機１の排気口１９から外部へ伝搬するが、本実施の形態においては、吸気口１７に、高周波音を減衰、消音する消音空間部１８を設けていることにより、吸気口１７から伝搬する高周波音は、消音空間部１８でその位相が反転し、圧力脈動を緩和し騒音を低減する。

また、消音空間部１８の溝１８ａの深さを調整することにより、位相が反転する周波数を調整することも可能である。

（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半断面図を示している。なお、上記実施の形態１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は、図２に示すように、風の上流側の消音空間部１８の溝１８ｂの深さをＬ１、下流側の溝１８ｃの深さをＬ２とし、Ｌ１＜Ｌ２となるよう、風の上流側から下流になるにつれて溝の深さが深くなる消音空間部１８を二つ設けたものである。

これによって、複数の周波数帯において消音、減衰を行うことができ、更に低騒音にすることができると共に、上流から下流に向けて溝１８ｂ、１８ｃの深さが深くなるため、流路断面積の急激な変化も少なくなり、吸い込み性能の低下量も抑えることができる。

なお、特に図示しないが、上記実施の形態１及び２における電動送風機１の消音空間部１８内に吸音材を設けるようにすれば、共鳴消音効果に吸音効果が加わり、更なる消音効果が期待できる。

（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３における電気掃除機の構成図である。

図３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の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には、上記実施の形態１又は２で示したいずれかの電動送風機１を用いている。

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から吸引力が発生し、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、空気と共に延長管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の内部を通過し、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、それを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、騒音の大幅な低減が図れるもので、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電動機
３シャフト
４インペラ
４ａ羽根
５ディフューザ
６ケーシング
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ブラケット
１６カーボンブラシ
１７吸気口
１８消音空間部
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ溝
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

シャフトに設けられた整流子とロータ巻線が施されたロータコアからなるロータと、前記ロータの外周に位置し磁束を発生するステータと、前記ステータを保持すると共に前記ロータを回転自在に保持するブラケットと、前記シャフトの一端に取着されると共に複数の羽根を有するインペラと、前記インペラの外周に位置し前記インペラから吐き出された風を整流するディフューザと、前記インペラと前記ディフューザを覆うと共に中央部に吸気口を有したケーシングとを備え、前記吸気口に、流路断面積を拡大する円筒状の溝から成る消音空間部を設けた電動送風機。
消音空間部を複数個設けた請求項１に記載の電動送風機。
溝の深さがそれぞれ異なると共に、前記溝の深さが、風の上流から下流になるにつれて深くなるように消音空間部を複数個設けた請求項２に記載の電動送風機。
消音空間部内に吸音材を設けた請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動送風機。
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。