JP2016211554A - Air guide for electric blower, electric blower and electric cleaner - Google Patents

Air guide for electric blower, electric blower and electric cleaner Download PDF

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JP2016211554A
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山口 明
Akira Yamaguchi
明 山口
藤田 克敏
Katsutoshi Fujita
克敏 藤田
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パナソニックIpマネジメント株式会社
Panasonic Ip Management Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce effectively noise at an electric blower, in particular fan sound generated between a centrifugal fan and an inlet part of a diffuser guide blade arranged at an outer peripheral side of the centrifugal fan.SOLUTION: An air guide 16 of the present invention comprises a partition plate 16b partitioning between a bracket and a centrifugal fan, a diffuser arranged at an outer peripheral side of the centrifugal fan and having a plurality of diffuser guide blades 16a, and a return vane 16c formed at a rear surface of the diffuser through the partition plate 16b. At the air guide 16, there are provided even number of the diffuser guide blades 16a and there are provided openings at prescribed positions of every other diffuser guide blades 16a. When N[r/min] is the number of revolutions of an electric blower, Z is the number of blades at the centrifugal fan, and V[m/sec] is an acoustic velocity, the air guide 16 is arranged at the prescribed position from the diffuser guide blades 16a and the expression of D=V/[(N/60)×Z×2]/n [where n=1,2, ...] is satisfied.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、電気掃除機などに使用される電動送風機、およびそのエアガイドに関するものである。 The present invention is an electric blower that is used like a vacuum cleaner, and to a the air guide.

近年、電動送風機を使用した電気掃除機では、電気掃除機本体の小型化が進み、その結果、本体内部には防音対策を行えるスペースが少なくなってきている。 In recent years, in the vacuum cleaner using the electric blower, the miniaturization of the vacuum cleaner body, As a result, the inside of the body has become less space that enables the soundproofing. そのため、電動送風機自体から発生する音を極力小さくする必要性が強まってきている。 Therefore, the need to minimize noise generated from the electric blower itself is becoming increasingly.

電気掃除機に用いられる電動送風機では、遠心ファンを高速で回転させることにより、空気を吸い込み、昇圧させた後、遠心ファンの外周側に設けた複数のディフューザ案内翼を有したエアガイドにて圧力を回復させる。 The electric blower used in the vacuum cleaner, by rotating the centrifugal fan at high speed, intake air, after being boosted, the pressure in the air guide having a plurality of diffuser guide vanes provided on the outer peripheral side of the centrifugal fan It is allowed to recover. その後、吸込まれた空気は電動機内部の部品を冷却しながら電動送風機の外部に排出される。 Then, air sucked is discharged to the outside of the electric blower while cooling the motor internal components.

ここで、高速で回転する遠心ファンから吐出された空気の流れは、遠心ファンの裏表に生じる圧力差により周期的な圧力変動を発生させる。 Here, the flow of air discharged from the centrifugal fan rotating at high speed, generating periodical pressure fluctuations by the pressure difference generated inside out of the centrifugal fan. この圧力変動をともなう空気の流れが、エアガイドのディフューザ案内翼に流入する際に、ディフューザ案内翼に衝突する。 Flow of air with the pressure variation, when entering the diffuser guide vanes of air guide, strikes the diffuser guide vanes. そして、その衝突によって乱流が発生することで、特定の周波数を有した音波、いわゆるファン音が発生して騒音となる。 Then, when the turbulent flow is generated by the collision, sound waves having a specific frequency, a noise so-called fan noise is generated.

この騒音の問題を解決するための従来の技術として、例えば、エアガイドのディフューザ案内翼に複数の貫通孔を設けた電動送風機が開示されている。 As a conventional technique for solving this noise problem, for example, the electric blower is disclosed in which a plurality of through-holes in the diffuser guide vanes of air guide. この従来の電動送風機のエアガイドでは、各ディフューザ案内翼が、その板面に貫通孔を少なくとも一つ以上設けた板状部材で形成されている。 This air guide of a conventional electric blower, the diffuser guide vane is formed by a plate-shaped member provided at least one through hole in the plate surface. ここで、これらの貫通孔は、隣り合うディフューザ案内翼双方に挟まれて形成される空気流路(ディフューザ通風路)の一方のディフューザ案内翼の出口端面から開口端補正値δを加えた位置までの間の他方のディフューザ案内翼に形成されている。 Here, the through holes, the position to which was added an open end correction value δ from the outlet end surface of one of the diffuser guide vane of the air flow path formed by being sandwiched between the diffuser guide vanes both adjacent (diffuser air passage) It is formed on the other of the diffuser guide vanes between.

この構成により、この従来のエアガイドでは、音の圧力変動の節近傍と節以外とを、特定の位置に開けられた貫通孔で結合している。 With this configuration, in the conventional air guide, and a non-section near the node of pressure variation of the sound, attached at a through hole bored in a specific position. そして、貫通孔での圧力変動の結合により、隣接するディフューザ通風路間において、音波の相互干渉を発生させ、重なり部における定在波の強度を弱め、放射音による騒音を低減させている(例えば、特許文献1参照)。 By coupling the pressure fluctuation in the through hole, between the adjacent diffuser air passage to generate a mutual interference of the sound waves weaken the intensity of the standing wave in the overlap portion, thereby reducing noise due to radiation noise (e.g. , see Patent Document 1).

また、例えば、ディフューザ案内翼の凸面側から凹面側に、貫通孔を経由して空気の漏れ流れを生じさせ、ディフューザ通風路間の空気の流れを均一化させることにより、圧力回復を改善させ送風機効率を向上させることが開示されている(例えば、特許文献2参照)。 Further, for example, on a concave side from the convex side of the diffuser guide vane, through the through-holes caused leakage flow of air, by equalizing the flow of air between the diffuser air passage, the blower is improved pressure recovery to improve the efficiency has been disclosed (e.g., see Patent Document 2).

特許第3510107号公報 Patent No. 3510107 Publication 特開2009−299635号公報 JP 2009-299635 JP

しかしながら、特許文献1に記載の電動送風機では、ディフューザ案内翼全てに少なくとも一つ以上の貫通孔を設けているため、貫通孔による空気の乱れが発生しやすくなり、真空圧の低下による性能面での低下を招いていた。 However, the electric blower described in Patent Document 1, since the provided at least one or more through holes in the diffuser guide all vanes, turbulence of the air by the through hole is likely to occur, in performance due to a decrease in vacuum pressure It had led to a deterioration of.

加えて、隣り合うディフューザ通風路の騒音に関して、貫通孔を介して干渉させることで騒音を下げることを目的としているものの、ディフューザ案内翼の貫通孔で低減された空気の流れは、さらに、隣り合うディフューザ通風路との間においては波形が異なったりする。 In addition, with respect to the noise of the diffuser air passage adjacent, although intended to reduce the noise by causing interference through the through-hole, flow of air was reduced in the through hole of the diffuser guide vane is further adjacent or different waveform between the diffuser air passage. このため、貫通孔における音の波形の干渉低減効果が低下するばかりでなく、逆に増幅させてしまうこともあるため、騒音が十分に低減できない場合があった。 Therefore, not only the interference effect of reducing the waveform of the sound in the through-hole is reduced, because sometimes become amplified Conversely, there may be noise can not be sufficiently reduced.

また、特許文献2に記載の電動送風機では、全てのディフューザ案内翼の凸面側から凹面側に貫通孔を経由して空気の漏れ流れを生じさせていたため、全てのディフューザ通風路間の空気の流れが不均一となり、送風機効率の低下や騒音のバラツキ発生の原因となっていた。 Further, in the electric blower described in Patent Document 2, because it was caused the leakage flow of air through the through hole from the convex side of all of the diffuser guide vane on a concave side, the flow of air between all of the diffuser air passage There becomes nonuniform, causing a reduction and noise variation occurs in the blower efficiency.

本発明は、上記の課題を解決するもので、電動送風機の騒音、特に遠心ファンと遠心ファンの外周側に設けたディフューザ案内翼の入口部との間で発生するファン音を効果的に低減させることを目的とする。 The present invention is intended to solve the above problems, the noise of the electric blower, in particular effectively reduce the fan noise generated between the inlet portion of the diffuser guide vane provided on the outer peripheral side of the centrifugal fan and a centrifugal fan and an object thereof.

本発明の電動送風機のエアガイドは、固定子と回転子とを含みシャフトを中心に回転子が回転する電動機と、固定子を保持するブラケットと、シャフトに取り付けられた遠心ファンと、ブラケットと遠心ファンとの間に配設されたエアガイドと、中央部に空気吸入口を有してエアガイドおよび回転ファンを覆うファンケースとを備える。 Air guide of the electric blower of the present invention, an electric motor rotor about the shaft and a stator and the rotor is rotated, and a bracket for holding the stator, and a centrifugal fan attached to the shaft, bracket and centrifugal comprising an air guide disposed between the fan and a fan case for covering the air guide and the rotary fan in the central portion has an air inlet.

本エアガイドは、ブラケットと遠心ファンとの間を仕切る仕切板と、遠心ファンの外周側に設けられ、複数のディフューザ案内翼を有したディフューザと、仕切板を介してディフューザの裏面に形成されたリターンベーンとを備える。 This air guide includes a partition plate which partitions between the bracket and the centrifugal fan, provided on the outer peripheral side of the centrifugal fan, the diffuser having a plurality of diffuser guide vanes, formed on the back surface of the diffuser through the partition plate and a return vane. そして、本エアガイドでは、ディフューザ案内翼は偶数枚とし、かつ一枚おきとしたディフューザ案内翼の所定の位置に開口部を設けた構成である。 Then, in this air guide, a diffuser guide vanes and even number, and a configuration in which an opening in a predetermined position of the diffuser guide vanes and one every.

また、本発明の電動送風機のエアガイドは、電動送風機の回転数をN(r/min)、遠心ファンのブレード枚数をZ、音速をV(m/sec)としたとき、所定の位置は、ディフューザ案内翼の入口部から、 The air guide of the electric blower of the present invention, when the rotational speed of the electric blower N (r / min), the number of blades of the centrifugal fan Z, the sound velocity was V (m / sec), the predetermined position, from the inlet portion of the diffuser guide vanes,
D=V/((N/60)×Z×2)/n (ここで、n=1,2,・・・) D = V / ((N / 60) × Z × 2) / n (where, n = 1,2, ···)
となる位置に設けた構成である。 Is a structure in which the a position.

また、本発明の電動送風機のエアガイドは、遠心ファンのブレード枚数をZ、ディフューザ案内翼の翼枚数をBとしたとき、 The air guide of the electric blower of the present invention, when the number of blades of the centrifugal fan and Z, the blade number of the diffuser guide vane is B,
B=(Z−y)×2 (ここで、y=1または0) B = (Z-y) × 2 (where, y = 1 or 0)
の関係を有する構成である。 It is configured to have a relationship.

また、本発明の電動送風機のエアガイドは、開口部がディフューザ案内翼の頂部側に設けられ、ディフューザ案内翼の頂部端からの開口部の長さを、ディフューザ案内翼の高さの略1/2に留めた構成である。 The air guide of the electric blower of the present invention, an opening is provided at the top side of the diffuser guide vane, the length of the opening from the top end of the diffuser guide vanes, substantially of the diffuser guide blade height 1 / a configuration in which bear in 2.

また、本発明の電動送風機は、上記エアガイドを備えた構成である。 The electric blower of the present invention is configured to include the air guide.

また本発明の電気掃除機は、上記電動送風機を搭載した構成である。 The vacuum cleaner of the present invention has a configuration equipped with the electric blower.

これにより、スリットや貫通穴のような開口部を有するディフューザ案内翼を真ん中に挟んだ二つのディフューザ通風路の間でのみ、開口部を介して空気の流れが相互に干渉することになり、効果的にファン音を低減させることができる。 Thus, only between two diffuser air passage sandwiched in the middle of the diffuser guide vane such having openings as slits or through holes, the flow of air would interfere with each other via an opening, the effect manner it is possible to reduce the fan noise.

さらには、ディフューザ案内翼の入口部分における圧力差により発生するファン音の高調波成分の略半波長となる位置に、開口部を設けることで、開口部を有するディフューザ案内翼を挟んで隣り合うディフューザ案内通風路を流れる空気の流れは、ファン音の周波数成分に関して相対的に略半波長ずれた逆位相の波形関係を持った空気の流れとなる。 Furthermore, the substantially half-wave a position of the harmonic components of the fan noise caused by the pressure difference at the inlet portion of the diffuser guide vanes, by providing the opening portion, adjacent to each other with the diffuser guide vane having openings diffuser flow of the air flowing through the guide air passage becomes relatively approximately flow of air having a waveform relationship of the half-wavelength shifted antiphase with respect to the frequency components of the fan noise. このため、開口部での二つの波形が干渉した場合、お互いの波形を打ち消し合うこととなり、ファン音を効果的に低減することができる。 Therefore, if the two waveforms at the opening interferes may become possible to cancel the waveform of one another, to effectively reduce the fan noise.

さらには、ディフューザ案内翼の頂部からの開口部の長さをディフューザ案内翼の高さの半分までに留めたことにより、開口部における空気の干渉から生じる空気の乱れによる送風性能の低下を抑制することができる。 Further, by which fasten the length of the opening from the top of the diffuser guide vane until half the height of the diffuser guide vanes, suppressing deterioration of blowing performance by air turbulence resulting from the interference of the air at the opening be able to.

本発明によれば、送風性能の低下を抑制しつつ、送風機の騒音、特にファン音を効果的に低減させることができる。 According to the present invention, while suppressing the deterioration of blowing performance, noise of the blower, can be particularly effectively reduced fan noise.

本発明の実施の形態1における電動送風機の半断面図 Half-sectional view of an electric blower according to the first embodiment of the present invention 同、電動送風機の遠心ファンとエアガイドとを空気吸込口方向から見た正面図 The front view as viewed from the air inlet direction and the centrifugal fan and air guide of the electric blower 同、電動送風機のエアガイドの斜視図 Same, perspective view of an air guide of the electric blower 本発明の実施の形態1における電動送風機と比較例としての電動送風機との騒音波形の比較図 Comparison diagram of the noise waveform of the electric blower as a comparative example with an electric blower according to the first embodiment of the present invention 本発明の本実施の形態2における電気掃除機の外観図 External view of the electric vacuum cleaner according to the second embodiment of the present invention

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。 It will be described below with reference to the drawings, embodiments of the present invention. なお、これら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。 It should be understood that the present invention is not limited by these embodiments.

(実施の形態1) (Embodiment 1)
図1は、本実施の形態1における電動送風機10の半断面図である。 Figure 1 is a half cross-sectional view of the electric blower 10 in the first embodiment. 電動送風機10は、電動機20と、ブラケット13と、遠心ファン15と、エアガイド16と、ファンケース18とを備えている。 Electric blower 10 includes a motor 20, a bracket 13, a centrifugal fan 15, and includes an air guide 16, and a fan case 18. 一方を開口した円筒状のブラケット13は、電動機20を内側に保持するブラケット13aと、ブラケット13aの開口側に配置されるブラケット13bとで構成される。 Cylindrical bracket 13 which is open one is composed of a bracket 13a for holding the motor 20 on the inside, a bracket 13b that is disposed on the opening side of the bracket 13a. また、ブラケット13bには、ブラケット13の開口を塞ぐように、エアガイド16が固定されている。 Further, the bracket 13b, so as to close the opening of the bracket 13, the air guide 16 is fixed. そして、そのエアガイド16に対して電動機20とは反対側に、遠心ファン15がファンケース18で覆われるように配置されている。 Then, on the side opposite to the electric motor 20 for the air guide 16, the centrifugal fan 15 is disposed so as to be covered by the fan case 18.

このような本実施の形態1の電動送風機10において、電動機20は、固定子としての界磁組立体21と、回転子としての電機子組立体24と、電機子組立体24を回転自在に保持する一対の軸受19と、ブラシ部29とを備えた整流子電動機を採用している。 In the electric blower 10 of the first such embodiment, motor 20 includes a field assembly 21 as a stator, an armature assembly 24 as a rotor, rotatably holds the armature assembly 24 a pair of bearings 19 which employs a commutator motor having a brush portion 29. 具体的には、円筒状のブラケット13aの内部において、界磁コア22に界磁巻線23を巻回して形成した界磁組立体21が保持固定されている。 Specifically, inside the cylindrical shaped bracket 13a, the field winding 23 field assembly 21 formed by winding a is held fixed to the field core 22. さらに、この界磁組立体21の内側には、電機子組立体24が配置されている。 Further, on the inner side of the field assembly 21, armature assembly 24 is disposed. この電機子組立体24は、電機子巻線26を巻回した電機子コア27と整流子25とで構成される電機子、およびそれらを保持するシャフト28を有しており、電機子コア27が、わずかな隙間を介して界磁コア22と対向し、その界磁コア22の内側に配置されている。 The armature assembly 24 has an armature configured to armature windings 26 and armature core 27 and the commutator 25 wound, and the shaft 28 carrying them, armature core 27 but opposed to the field core 22 via a small gap, it is arranged inside the field core 22. 整流子25は、シャフト28方向に長い金属板で形成された複数の整流子片を、本体の外周において周方向に等間隔で配置するように構成されている。 Commutator 25, a plurality of commutator segments made of a long metal plate to the shaft 28 direction, and is configured to place at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral of the body. それら整流子片に電機子巻線26が電気的に接続されている。 The armature winding 26 in their commutator pieces are electrically connected. また、シャフト28は、整流子25や電機子コア27の中心部を貫通してそれらが圧入固定されるとともに、一対の軸受19により回転自在に保持されている。 The shaft 28, together they are press-fitted through the center of the commutator 25 and armature core 27, and is rotatably held by a pair of bearings 19. そして、整流子25の整流子片には、一対のブラシ部29のカーボンブラシがそれぞれ当接している。 Then, the commutator segments of the commutator 25, the carbon brush of the pair of brushes 29 are in contact, respectively.

このような電動機20の構成において、固定子の界磁巻線23に界磁電流を流しながら、この一対のカーボンブラシおよび整流子25を介して、電機子巻線26に電機子電流を流すことにより、シャフト28を中心に回転子が回転する。 In such a configuration of the electric motor 20, while flowing a field current to the field winding 23 of the stator, via the pair of carbon brushes and commutator 25, the flow armature current to the armature winding 26 Accordingly, the rotor is rotated about the shaft 28.

次に、このシャフト28の一端側は、ブラケット13の開口部から突出しており、その一端側の先端部に遠心ファン15が取り付けられている。 Then, one end of the shaft 28 protrudes from the opening of the bracket 13, the centrifugal fan 15 is attached to the tip portion of one end thereof. この遠心ファン15は、シャフト28に挿入固定されるハブプレート15cと、複数枚のファンブレード15aと、ハブプレート15cに対向して配置されるシュラウドプレート15bとを含み構成されている。 The centrifugal fan 15 includes a hub plate 15c which is inserted and fixed to the shaft 28, and a plurality of fan blades 15a, and is configured and a shroud plate 15b which is disposed opposite to the hub plate 15c. ここで、ファンブレード15aのそれぞれは、ハブプレート15cとシュラウドプレート15bとにより挟み込まれるように連結固定されている。 Here, each of the fan blades 15a, and is connected and fixed so as to be sandwiched by the hub plate 15c and the shroud plate 15b. 本実施の形態1では、このようなファンブレード15aを9枚有した遠心ファン15の一例を挙げている。 In the first embodiment, to an example of the centrifugal fan 15 such fan blades 15a having nine. さらに、この遠心ファン15は、空気を吸引するために、その中央部でのシュラウドプレート15bに、吸入口15dが形成されている。 Furthermore, the centrifugal fan 15, to draw air, the shroud plate 15b at the center thereof, the suction port 15d is formed.

そして、遠心ファン15の外周側には、通風路を形成するように、複数のディフューザ案内翼16aを備えたエアガイド16が設置されている。 Then, on the outer peripheral side of the centrifugal fan 15, so as to form a ventilation passage, an air guide 16 having a plurality of diffuser guide vanes 16a is installed. さらに、中央部に空気を吸引するための空気吸込口18aを有するファンケース18が、遠心ファン15およびエアガイド16を内包し、ブラケット13bに圧入固定されている。 Further, the fan case 18 having an air suction port 18a for sucking the air in the central part, encloses the centrifugal fan 15 and the air guide 16 is press-fitted and fixed to the bracket 13b.

上記構成において、電動機20に電圧が印加されると、界磁組立体21の界磁巻線23に界磁電流が流れて磁束を発生する。 In the above configuration, when the voltage to the motor 20 is applied, to generate a magnetic flux field current to the field winding 23 of the field assembly 21 flows. さらに、一対のカーボンブラシおよび整流子25を介して、電機子組立体24の電機子巻線26に電機子電流が流れる。 Furthermore, via a pair of carbon brushes and commutator 25, the armature current flows through the armature winding 26 of the armature assembly 24. そして、界磁組立体21から発生する磁束と電機子組立体24の電流とにより回転トルクが発生し、電機子組立体24が回転する。 Then, the rotational torque generated by the current flux and armature assembly 24 generated by the field assembly 21, armature assembly 24 rotates. 電機子組立体24が回転することで、電機子組立体24のシャフト28に取り付けられた遠心ファン15が回転する。 By armature assembly 24 rotates, centrifugal fan 15 attached to the shaft 28 of the armature assembly 24 rotates.

遠心ファン15が高速回転すると、電動送風機10は、ファンケース18の空気吸込口18aから空気を吸い込み、吸い込まれた空気が、さらに吸入口15dを介して遠心ファン15の内部に取り込まれる。 When the centrifugal fan 15 rotates at a high speed, the electric blower 10 draws air from the air inlet 18a of the fan case 18, air drawn is taken into the centrifugal fan 15 through the further inlet 15d. 取り込まれた空気は、回転する遠心ファン15のそれぞれのファンブレード15aにて昇圧され、遠心ファン15の外周部より吹き出される。 Entrapped air is pressurized by each of the fan blades 15a of the centrifugal fan 15 rotates, it is blown out from the outer periphery of the centrifugal fan 15. 遠心ファン15より吹き出された空気は、エアガイド16を通過して、電動機20側に入り、界磁組立体21や電機子組立体24を冷却しながら電動送風機10の外部に排出される。 Air blown from the centrifugal fan 15 passes through the air guide 16, enters the electric motor 20 side is discharged to the outside of the electric blower 10 while cooling the field assembly 21 and armature assembly 24.

次に、遠心ファン15とエアガイド16について詳細に説明する。 It will now be described in detail centrifugal fan 15 and the air guide 16. 図2は、図1に示した、遠心ファン15とエアガイド16とを空気吸込口18a方向から見た正面図である。 Figure 2 is illustrated in FIG. 1 is a front view of a centrifugal fan 15 and the air guide 16 through the air suction port 18a direction. 図2において、便宜上、ファンケース18や遠心ファン15のシュラウドプレート15bは除いている。 2, for convenience, the shroud plate 15b of the fan case 18 and the centrifugal fan 15 are excluded. また、図3はエアガイド16の斜視図である。 Further, FIG. 3 is a perspective view of the air guide 16.

図2に示すように、9枚のファンブレード15aは、それぞれが等間隔で渦巻き状となるように配置されている。 As shown in FIG. 2, nine fan blades 15a is arranged such that a spiral at equal intervals. また、このようなファンブレード15aの回転によって吐き出された空気を整流するために、遠心ファン15の外周側には、エアガイド16のディフューザ案内翼16aのそれぞれが位置する。 Further, in order to rectify the air exhaled by the rotation of such fan blades 15a, on the outer peripheral side of the centrifugal fan 15, each of the diffuser guide vanes 16a of the air guide 16 is located. 本実施の形態1では、このようなディフューザ案内翼16aを16枚有したエアガイド16の一例を挙げている。 In the first embodiment, to an example of the air guide 16 such diffuser guide vanes 16a having 16 sheets.

すなわち、本実施の形態1での遠心ファン15のファンブレード15aの数、すなわちブレード枚数Zは9枚で、エアガイド16のディフューザ案内翼16aの数、すなわち案内翼枚数Bは16枚である。 That is, the number of fan blades 15a of the centrifugal fan 15 in the first embodiment, i.e. number of blades Z is nine, the number of the diffuser guide vanes 16a of the air guide 16, i.e. the guide vane number B is 16 sheets. ここで、ブレード枚数Zと案内翼枚数Bは、次の式1の関係を有する。 Here, number of blades Z and guide vanes number B has the following relationship of Equation 1.

B=(Z−1)×2・・・(式1) B = (Z-1) × 2 ··· (Equation 1)
なお、本実施の形態1では、式1に基づきブレード枚数Zと案内翼枚数Bとを設定した一例について説明するが、次の式2に基づきブレード枚数Zと案内翼枚数Bとを設定してもよい。 In the first embodiment, it will be described one example of setting the guide vane number B and the blade number Z based on the equation 1, by setting the guide vane number B and the blade number Z based on the following formula 2 it may be.

B=(Z−y)×2 (ここで、y=1または0)・・・(式2) B = (Z-y) × 2 (where, y = 1 or 0) (Equation 2)
つまり、本実施の形態1では、案内翼枚数Bを偶数としている。 That is, in the first embodiment, the guide vane number B and an even number.

また、図3に示すように、エアガイド16は、ディフューザ案内翼16aとリターンベーン16cとが仕切板16bを挟んで対向するような構成となっている。 Further, as shown in FIG. 3, the air guide 16, a diffuser guide vanes 16a and return vanes 16c is has a configuration as to face each other across the partition plate 16b. ディフューザ案内翼16aは、図1に示すように、仕切板16bからファンケース18側へと突出するとともに、図2および図3に示すように、内周側から外周側へと曲線状に延伸している。 Diffuser guide vanes 16a, as shown in FIG. 1, as well as projecting from the partition plate 16b to the fan case 18 side, as shown in FIGS. 2 and 3, extends from the inner peripheral side and curved toward the outer periphery ing. また、このようなディフューザ案内翼16a間のディフューザ案内通風路33に流入した気流は、エアガイド16とファンケース18とにより構成される流路を通って、仕切板16bの電動機20側に流れ込む。 Moreover, the airflow that has flowed into the diffuser guiding air passage 33 between such diffuser guide vanes 16a passes through the formed channel by the air guide 16 and fan case 18, flows into the electric motor 20 side of the partition plate 16b. このように流れ込んだ気流が、気流に対する案内翼であるリターンベーン16cにより、電動機20へと誘導される。 Thus it flowed airflow, by the return vanes 16c a guide vane for air flow, is guided into the motor 20.

そして、さらに、本実施の形態1では、ディフューザ案内翼16aの全枚数のうち、一枚おきとした半分の枚数のディフューザ案内翼16aに、翼を貫通する開口部としてのスリット32を設けている。 And further, in the present first embodiment, among the total number of the diffuser guide vanes 16a, in one alternate with the half of the number of the diffuser guide vane 16a, are provided slits 32 as openings penetrating the wings . 具体的には、図3に示すように、16枚のディフューザ案内翼16aのうち、一枚おきの合計8枚のディフューザ案内翼16aには、スリット32が設けられている。 Specifically, as shown in FIG. 3, of the 16 sheets of the diffuser guide vane 16a, a total of eight of the diffuser guide vane 16a of one every other slit 32 is provided. このように、本実施の形態1では、開口部を有したディフューザ案内翼16aと、開口部を有していないディフューザ案内翼16aとが交互に配置されている。 Thus, in the first embodiment, a diffuser guide vanes 16a having an opening, and the diffuser guide vane 16a having no aperture are arranged alternately. また、本実施の形態1での開口部としてのスリット32は、図3に示すように、ディフューザ案内翼16aの仕切板16bとは反対側に位置する頂部から仕切板16b方向への開口としている。 The slit 32 of the aperture in the first embodiment, as shown in FIG. 3, and the opening of the partition plate 16b direction from the top on the opposite side of the partition plate 16b of the diffuser guide vane 16a .

次に、スリット32を設ける位置は、ディフューザ案内翼16aの入口部31から寸法Dの位置に設けている。 Next, position where the slit 32 is provided from the inlet portion 31 of the diffuser guide vane 16a at a position dimension D.

ここで、寸法Dは次の式3の関係式が成り立つ。 Here, the dimension D is is established relation of the following equation 3.

D=V/((N/60)×Z×2)・・・(式3) D = V / ((N / 60) × Z × 2) ··· (Equation 3)
ただし、Vは音速(m/sec)、Nは遠心ファン15の回転数(r/min)、Zは遠心ファン15のブレード枚数である。 However, V is the sound velocity (m / sec), N is the rotational speed of the centrifugal fan 15 (r / min), Z is the number of blades of the centrifugal fan 15.

また、本実施の形態1では、このスリット32は、図3に示すように、ディフューザ案内翼16aの仕切板16bとは反対側に位置する頂部から仕切板16b方向への開口となるスリットとしている。 In the first embodiment, the slit 32, as shown in FIG. 3, and the slit to be opened from the top on the opposite side to the partition plate 16b direction to the partition plate 16b of the diffuser guide vane 16a . そして、ディフューザ案内翼16aの頂部からのスリット32の長さEは、ディフューザ案内翼16aの高さHの半分としている。 The length E of the slits 32 from the top of the diffuser guide vane 16a is set to half the height H of the diffuser guide vanes 16a. 具体的には、スリット32の長さEは、高さHの半分を超えない範囲で、略半分であればよい。 Specifically, the length E of the slit 32 is within a range that does not exceed the half of the height H, may be an approximately half. また、長さEに対して垂直方向となるスリット32の幅W(図2に示す)は、ファン音低減と送風性能低下のバランスが取れる範囲として、長さEの半分の幅以上から長さEと同じ幅以下までの範囲内(すなわち、E/2<W<E)としている。 The width W of the slit 32 which is a direction perpendicular to the length E (shown in FIG. 2) is, as a range balance fan noise reduction and the blowing performance degradation can be taken, the length from more than half of the width of the length E of within the range of the same width or less as E (i.e., E / 2 <W <E) is set to.

このような構成において、遠心ファン15が反時計回りに回転すると、空気吸込口18a(図1参照)から空気が流入し、空気流は遠心ファン15の中でファンブレード15aに沿って流れて昇圧され、そして、遠心ファン15の外周から吹き出される。 In such a configuration, when the centrifugal fan 15 is rotated counterclockwise, the air flows from the air suction port 18a (see FIG. 1), the air flow flowing along the fan blades 15a in the centrifugal fan 15 booster It is, then blown out from the outer periphery of the centrifugal fan 15. このとき、ファンブレード15aの裏表に生じる圧力差により周期的な圧力変動が発生する。 In this case, periodic pressure fluctuations by the pressure difference generated sides of the fan blades 15a occurs. この圧力変動を伴う空気流が、エアガイド16のディフューザ案内翼16aに衝突して乱流が発生するため、特定の周波数f(Hz)を有した音波、いわゆるファン音が発生する。 Air flow with pressure fluctuations, because the turbulent flow is generated by colliding the diffuser guide vanes 16a of the air guide 16, sound waves having a specific frequency f (Hz), so-called fan noise is generated.

ここで、特定の周波数fは、電動機20の回転数をN(r/min)とし、ファンブレード15aの枚数をZとすると、 Here, the particular frequency f, and the rotational speed of the electric motor 20 and N (r / min), when the number of fan blades 15a and Z,
f=(N/60)×Z・・・(式4) f = (N / 60) × Z ··· (Equation 4)
という一般式で求められる。 It is required by the general formula that. また、本実施の形態1の場合、ブレード枚数Zは9枚であるので、 In addition, in the case of the first embodiment, since the number of blades Z is a nine,
f=(N/60)×9・・・(式5) f = (N / 60) × 9 ··· (Equation 5)
となる。 To become.

また、このようなファンブレード15aに基づくファン音と、隣り合うディフューザ案内翼16aの入口部31で発生するファン音とを比較すると、発生する周波数に関しては、いずれも上記特定の周波数fであり、互いに同じである。 Also, the fan noise based on such fan blades 15a, is compared with the fan noise generated at the inlet portion 31 of the adjacent diffuser guide vanes 16a, with respect to the occurrence frequency, both a the specific frequency f, is the same as each other. ところが、互いの位相に関しては、遠心ファン15のファンブレード15aの枚数9枚に対して、ディフューザ案内翼16aの枚数を約2倍弱の偶数枚の16枚としたことにより、相対する位相差が略半周期ずれることになる。 However, with respect to each other in phase, relative to the number nine fan blades 15a of the centrifugal fan 15, by the number of diffuser guide vanes 16a was approximately a little less than twice even number sixteen of relative phase difference substantially it will deviate half period. この位相差を伴う空気が、ディフューザ案内通風路33(図2参照)に流入していく。 Air with this phase difference, continue to flow into the diffuser guiding air passage 33 (see FIG. 2).

ディフューザ案内通風路33に流入した空気は、遠心ファン15のファンブレード15aに沿って昇圧されている。 Air flowing into the diffuser guiding air passage 33 is boosted along the fan blades 15a of the centrifugal fan 15. このため、ディフューザ案内翼16aの高さ方向で見た場合、ディフューザ案内通風路33の仕切板16b側よりも、ファンケース18により覆われた天面側に沿って、より多くの空気が流れる。 Therefore, when viewed in the height direction of the diffuser guide vanes 16a, the partition plate 16b side of the diffuser guiding air passage 33, along the top side covered by the fan case 18, it flows more air.

すなわち、ディフューザ案内通風路33を通過した特定の周波数fを有した空気は、ディフューザ案内翼16aに沿って、かつ多くの空気がファンケース18によって覆われた天面側、すなわちディフューザ案内翼16aの頂部側に沿って導かれ、略半波長の位置に設けられたスリット32に到達する。 That is, the air having a specific frequency f having passed through the diffuser guiding air passage 33, along the diffuser guide vane 16a, and a number of air top face covered by a fan case 18, i.e., the diffuser guide vanes 16a guided along the top side, to reach the slit 32 provided substantially at a position of a half wavelength. スリット32に到達した空気は、スリット32を有するディフューザ案内翼16aを挟んで隣り合うディフューザ案内通風路33間のみで、相互干渉することになる。 Air having reached the slit 32, only between the diffuser guide air passage 33 adjacent to each other with the diffuser guide vane 16a having a slit 32, so that the mutual interference.

ここで、隣り合うディフューザ案内通風路33を流れる空気の位相差が、略半周期ずれている。 Here, the phase difference of the air flowing through the diffuser guiding air passage 33 adjacent is deviated substantially half period. このため、スリット32をディフューザ案内翼16aの入口部31から寸法Dの位置、すなわち略半波長の位置に設けることで、スリット32を介しての干渉波形が逆位相の関係となる。 Therefore, the position of the dimension D from the inlet portion 31 of the slit 32 diffuser guide vanes 16a, i.e. in substantially provided at the position of the half-wave, interference wave through the slit 32 is a relationship of opposite phases. そして、この逆位相の関係とすることにより、お互いの波形を打ち消し合うこととなり、その結果、特定の周波数成分fを有するファン音を低減させることができる。 By the relation of the opposite phase, it becomes possible to cancel the waveform of each other, as a result, it is possible to reduce the fan noise having a specific frequency component f.

また、偶数枚のディフューザ案内翼16aの一枚おきにスリット32を設けているために、前述のファン音が低減された空気流は、さらに隣り合うディフューザ案内通風路33を流れることはない。 Further, in order to have a slit 32 provided on one every other even number of the diffuser guide vane 16a, the air flow fan noise is reduced in the foregoing, it does not flow through the diffuser guiding air passage 33 mutually further next. つまり、ファン音の低減を維持したまま、空気流はエアガイド16のディフューザ外周部から排出されることになり、低減されたファン音が再び増幅されるようなことは起こらない。 That is, while maintaining the reduction of fan noise, air flow will be discharged from the diffuser peripheral portion of the air guide 16, reduced fan noise does not occur that as again amplified.

さらには、スリット32の長さEを、空気が多く流れる、ディフューザ案内翼16aの頂部から略1/2の高さまでに留めたことにより、前述のファン音の低減を確保しつつ、かつスリット32による圧力低下にともなう送風性能の低下を最小限に留めることができる。 Further, the length E of the slit 32, flows more air, by fastened to the top of the diffuser guide vane 16a to a height of about 1/2, while ensuring a reduction of the aforementioned fan noise, and slits 32 the decrease in air blowing performance depending on a pressure drop due can be minimized.

図4は、本実施の形態1の電動送風機10と、比較例としての電動送風機の騒音波形を比較したものである。 Figure 4 is an electric blower 10 of the first embodiment, a comparison of the noise waveform of the electric blower as a comparative example. 実線の波形が本実施の形態1の電動送風機10の騒音波形である。 The solid line waveform is noise waveform of the electric blower 10 of the first embodiment. また、破線の波形は、スリットを有していないディフューザ案内翼を有する比較例としての電動送風機の騒音波形である。 The broken line waveform are noise waveforms of the electric blower as a comparative example having a diffuser guide vanes having no slit. なお、図4での横軸は周波数で、縦軸は騒音レベルである。 The horizontal axis in FIG. 4 in the frequency and the vertical axis represents the noise level. 便宜上、2つの波形が重なり見難いために、本実施の形態1における電動送風機10の波形データに関しては100Hz分位置をずらして表示している。 For convenience, in order to hardly seen overlap two waveforms are displayed by shifting the 100Hz component position with respect to the waveform data of the electric blower 10 in the first embodiment.

ここで、電動送風機の回転数は37500(r/min)で、ファン音の特定基本周波数fは、f=(37500/60)×9=5625(Hz)となる。 The rotation speed of the electric blower is 37500 (r / min), a specific basic frequency f of the fan noise becomes f = (37500/60) × 9 = 5625 (Hz). 図4からわかるように、比較例の電動送風機の波形は、ファン音の特定基本周波数(5625Hz)において、突出したピーク波形を有している。 As it can be seen from Figure 4, the waveform of the electric blower of the Comparative Example, in particular the fundamental frequency of the fan noise (5625Hz), and a protruding peak waveform. また、ファン音の2次、3次高調波成分も同様に突出した波形を示している。 The secondary fan noise shows a waveform protruding similarly third harmonic component.

一方で、本実施の形態1の電動送風機の波形では、5625Hzのファン音のピーク波形が約16dB抑えられており、スリットによる逆位相干渉効果により騒音が低減していることがわかる。 On the other hand, the waveform of the electric blower of the first embodiment, the peak waveform of 5625Hz fan noise are suppressed approximately 16 dB, it can be seen that the noise is reduced by reverse phase interference effect due to the slits.

なお、本実施の形態1に関しては、スリットを設けた位置をファン音の基本周波数(5625Hz)に対して略半波長の位置となる箇所に一つ設けているために、基本波成分の周波数に対して、より効果的に低減効果を発揮しているが、2次、3次、・・・、n次の高調波成分のファン音に関しても、対象の周波数成分の略半波長の位置にスリットを設けることで、同様の騒音低減効果を得ることができる。 Regarding the first embodiment, in order to have provided one position in which a slit at a position substantially the position of a half wavelength with respect to the fundamental frequency (5625Hz) of fan noise, the frequency of the fundamental wave component in contrast, although more effective manner reducing effect, second, third, ..., with regard n-order harmonic component of fan noise, slit to the position of approximately half the wavelength of the frequency components of the target by providing the, it is possible to obtain the same noise reduction effect. すなわち、式3を拡張して、スリットを設ける位置は、ディフューザ案内翼16aの入口部31から、次の式5で示される寸法Dの位置としてもよい。 That extends the equation 3, the position of the slits, from the inlet 31 of the diffuser guide vane 16a, may be a location for the dimension D shown by the following formula 5.

D=V/((N/60)×Z×2)/n(ただし、n=1,2,)・・(式6) D = V / ((N / 60) × Z × 2) / n (however, n = 1,2,) ·· (Formula 6)
ここで、Vは音速(m/sec)、Nは遠心ファン15の回転数(r/min)、Zは遠心ファン15のファンブレード15aのブレード枚数である。 Here, V is the sound velocity (m / sec), N is the rotational speed of the centrifugal fan 15 (r / min), Z is the number of blades of the fan blades 15a of the centrifugal fan 15.

また、本実施の形態1における開口部としてのスリットは、ディフューザ案内翼の頂部から切り込みした溝形状により構成したが、単なる貫通穴(穴の形状は問わない)であっても同様の効果が得られる。 The slit of the opening in the first embodiment, is constituted by the groove shape cut from the top of the diffuser guide vanes, similar effects merely through hole (the shape of the holes does not matter) is obtained It is.

また、スリット32の幅Wは、長さEに対して、E/2<W<Eの範囲として説明したが、スリットの幅や貫通穴の大きさは、個々の電動送風機の仕様に合わせて、ファン音低減と送風性能低下のバランスをみながら適宜決めてもよい。 The width W of the slit 32, the length E, has been described as a range of E / 2 <W <E, the size of the width and through-holes of the slit, according to the specifications of the individual electric blower , it may be appropriately determined while looking at the balance of fan noise reduction and the blowing performance degradation.

(実施の形態2) (Embodiment 2)
図5は、本発明の本実施の形態2における電気掃除機の外観図である。 Figure 5 is an external view of the electric vacuum cleaner according to the second embodiment of the present invention.

図5に示すように、掃除機本体41の外部には、車輪42およびキャスター43が取り付けられている。 As shown in FIG. 5, the outside of the cleaner body 41, wheels 42 and casters 43 are attached. これにより、掃除機本体41は、床面を自在に移動できる。 Accordingly, the cleaner main body 41 can move on the floor freely.

掃除機本体41は、掃除機本体41の下方に設けられた吸引口45に、吸引ホース46、およびハンドル47を形成した延長管48が順次接続されている。 Cleaner body 41, a suction port 45 which is provided below the cleaner body 41, extension tube 48 is sequentially connected to the formation of the suction hose 46, and a handle 47. 吸込具49は、延長管48の先端に取り付けられている。 Suction device 49 is attached to the distal end of the extension tube 48.

掃除機本体41は、実施の形態1で説明した電動送風機10を内蔵する。 Cleaner body 41 has a built-in electric blower 10 described in the first embodiment. 集塵ケース44は、掃除機本体41に対し、着脱自在に設けられている。 Dust collection case 44, compared cleaner body 41, is detachably provided. 集塵ケース44は、塵埃を含む空気を取り入れる。 The dust collection case 44, taking in air containing dust. これにより、本体の大きさを大型化したり、重量化したりすることなく、騒音を低減させることができる。 This enables you to enlarge the size of the body, without or heavier, it is possible to reduce noise. 電気掃除機は、強い吸引力を確保することができる。 Vacuum cleaner, it is possible to ensure a strong suction force. これにより、電気掃除機の、ファン音の低減とともに掃除性能を向上させることができる。 Thus, the electric vacuum cleaner, it is possible to improve the cleaning performance with reduced fan noise.

本発明は、特別な防音、消音部材を用いることなく、特定周波数を有したファン音を効果的に低減することができるので、安価で低騒音が要求される用途、特に家庭用掃除機や送風機に使用される電動送風機の電動機に適用できる。 The present invention is special soundproofing, without using the silencing member, it is possible to effectively reduce the fan noise having a specific frequency, application noise inexpensive is required, particularly domestic vacuum cleaners and blower It can be applied to the motor of the electric blower used for.

10 電動送風機 13、13a、13b ブラケット 15 遠心ファン 15a ファンブレード 15b シュラウドプレート 15c ハブプレート 15d 吸入口 16 エアガイド 16a ディフューザ案内翼 16b 仕切板 16c リターンベーン 18 ファンケース 18a 空気吸込口 19 軸受 20 電動機 21 界磁組立体(固定子) 10 electric blower 13, 13a, 13b bracket 15 centrifugal fan 15a fan blades 15b shroud plate 15c hub plate 15d inlet 16 air guide 16a diffuser guide vanes 16b partition plates 16c return vanes 18 fan case 18a air inlet 19 bearing 20 motor 21 field磁組 three-dimensional (stator)
22 界磁コア 23 界磁巻線 24 電機子組立体(回転子) 22 field core 23 field winding 24 armature assembly (rotor)
25 整流子 26 電機子巻線 27 電機子コア 28 シャフト 29 ブラシ部 31 入口部 32 スリット 33 ディフューザ案内通風路 41 掃除機本体 42 車輪 43 キャスター 44 集塵ケース 45 吸引口 46 吸引ホース 47 ハンドル 48 延長管 49 吸込具 25 commutator 26 armature windings 27 armature core 28 the shaft 29 the brush portion 31 inlet portion 32 slit 33 diffuser guiding air passage 41 the cleaner main body 42 the wheels 43 casters 44 dust-collection case 45 suction port 46 suction hose 47 Handle 48 extension tube 49 suction tool

Claims (6)

  1. 固定子と回転子とを含みシャフトを中心に前記回転子が回転する電動機と、前記固定子を保持するブラケットと、前記シャフトに取り付けられた遠心ファンと、前記ブラケットと前記遠心ファンとの間に配設されたエアガイドと、中央部に空気吸込口を有して前記エアガイドおよび前記遠心ファンを覆うファンケースと、を備えた電動送風機の前記エアガイドであって、 An electric motor the about the shaft and a stator and a rotor the rotor is rotated, and a bracket for holding the stator, a centrifugal fan mounted on said shaft, between said centrifugal fan and said bracket and disposed the air guide, a said air guide of the electric blower having a fan case, the the the central portion has an air inlet cover the air guide and the centrifugal fan,
    前記エアガイドは、 The air guide,
    前記ブラケットと前記遠心ファンとの間を仕切る仕切板と、 A partition plate which partitions between the centrifugal fan and the bracket,
    前記遠心ファンの外周側に設けられ、複数のディフューザ案内翼を有したディフューザと、 Provided on an outer peripheral side of the centrifugal fan, the diffuser having a plurality of diffuser guide vanes,
    前記仕切板を介して前記ディフューザの裏面に形成されたリターンベーンとを備え、 And a return vanes formed on the back surface of the diffuser through the partition plate,
    前記ディフューザ案内翼は偶数枚とし、かつ一枚おきとした前記ディフューザ案内翼の所定の位置に開口部を設けたことを特徴とする電動送風機のエアガイド。 The diffuser guide vanes even number and then, and one every other and the air guide of the electric blower, characterized in that an opening is provided at a predetermined position of the diffuser guide vane.
  2. 前記電動送風機の回転数をN(r/min)、前記遠心ファンのブレード枚数をZ(Zは自然数)、音速をV(m/sec)としたとき、前記所定の位置は、前記ディフューザ案内翼の入口部から、 Wherein the rotational speed of the electric blower N (r / min), the number of blades Z of the centrifugal fan (Z is a natural number), when the acoustic velocity and V (m / sec), the predetermined position, the diffuser guide vane from the inlet portion,
    D=V/((N/60)×Z×2)/n ただし、n=1,2,・・・、 D = V / ((N / 60) × Z × 2) / n, however, n = 1,2, ···,
    となる位置に設けたことを特徴とする請求項1に記載の電動送風機のエアガイド。 Air guide of the electric blower according to claim 1, characterized in that provided in a position.
  3. 前記遠心ファンのブレード枚数をZ、前記ディフューザ案内翼の翼枚数をBとしたとき、 When the number of blades of the centrifugal fan and Z, the blade number of the diffuser guide vane is B,
    B=(Z−y)×2 ただし、y=1または0、 B = (Z-y) × 2, however, y = 1 or 0,
    の関係を有することを特徴とする請求項2に記載の電動送風機のエアガイド。 Air guide of the electric blower according to claim 2, characterized in that it has a relationship.
  4. 前記開口部は、前記ディフューザ案内翼の頂部側に設けられ、 The opening is provided at the top side of the diffuser guide vane,
    前記ディフューザ案内翼の頂部からの前記開口部の長さを、前記ディフューザ案内翼の高さの1/2までに留めたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電動送風機のエアガイド。 Electric according the length of the opening from the top of the diffuser guide vane, in any one of claims 1 to 3, characterized in that fastened to and half the height of the diffuser guide vane air guide of the blower.
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の電動送風機のエアガイドを備えたことを特徴とする電動送風機。 An electric blower, characterized in that an air guide of the electric blower according to any one of claims 1 to 4.
  6. 請求項5に記載の電動送風機を搭載したことを特徴とする電気掃除機。 Vacuum cleaner, characterized in that mounting the electric blower according to claim 5.
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