JP2022081860A - Electric blower and vacuum cleaner including the same - Google Patents
Electric blower and vacuum cleaner including the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022081860A JP2022081860A JP2020193055A JP2020193055A JP2022081860A JP 2022081860 A JP2022081860 A JP 2022081860A JP 2020193055 A JP2020193055 A JP 2020193055A JP 2020193055 A JP2020193055 A JP 2020193055A JP 2022081860 A JP2022081860 A JP 2022081860A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impeller
- impeller side
- motor housing
- housing
- axial
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 38
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 24
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 11
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 5
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- PRQMIVBGRIUJHV-UHFFFAOYSA-N [N].[Fe].[Sm] Chemical compound [N].[Fe].[Sm] PRQMIVBGRIUJHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本発明は、電動送風機及びそれを備えた電気掃除機に関する。 The present invention relates to an electric blower and a vacuum cleaner including the electric blower.
従来、電動送風機としては、下記の特許文献1が開示されている。特許文献1には、「上下に延びる中心軸(C)周りに回転するインペラ(10)と、インペラ(10)の下方に配置されステータ(24)を有してインペラ(10)を回転させるモータ(20)と、ステータ(24)を収納するモータハウジング(21)と、インペラ(10)とモータハウジング(21)とを収納してモータハウジング(21)との隙間に第1流路(5)を構成するファンケーシング(2)とを備え、ファンケーシング(2)の上部はインペラ(10)の上方を覆い、かつ上下方向に開口する吸気口(3)を有し、ファンケーシング(2)の下部には第1流路(5)を介して吸気口(3)に連通する排気口(4)が設けられ、モータハウジング(21)にはモータハウジング(21)の内面に固定されるステータ(24)の上面よりも下方において、径方向に貫通して第1流路(5)に連通する流入口(21a)が設けられ、モータハウジング(21)は流入口(21a)から上方に延びて前記ステータ(24)よりも上方の空間に連通される第2流路(6)を有する、送風装置(1)。」が記載されている。 Conventionally, the following Patent Document 1 is disclosed as an electric blower. Patent Document 1 states that "a motor (10) that rotates around a central axis (C) extending vertically and a motor that has a stator (24) arranged below the impeller (10) to rotate the impeller (10). The first flow path (5) is in the gap between the motor housing (21) that houses the (20) and the stator (24), and the motor housing (21) that houses the impeller (10) and the motor housing (21). The upper portion of the fan casing (2) covers the upper part of the impeller (10) and has an intake port (3) that opens in the vertical direction. An exhaust port (4) communicating with the intake port (3) via the first flow path (5) is provided in the lower portion, and the motor housing (21) has a stator (21) fixed to the inner surface of the motor housing (21). Below the upper surface of 24), an inlet (21a) that penetrates in the radial direction and communicates with the first flow path (5) is provided, and the motor housing (21) extends upward from the inlet (21a). A blower device (1) having a second flow path (6) communicated with a space above the stator (24). "
ところで、電気掃除機は粉塵によるフィルタの目詰まりや、掃除対象の床の材質等の運転条件によって動作風量が大きく変化する。そのため、電気掃除機は広い風量範囲で吸引力が強い電動送風機が求められる。また、電気掃除機の使い勝手から、電動送風機の小型化や軽量化が求められる。そのため、放熱領域が減少し、電動送風機内部の発熱密度は増加し、電動機や軸受の冷却性能向上が必要となっている。 By the way, in an electric vacuum cleaner, the operating air volume changes greatly depending on the clogging of the filter due to dust and the operating conditions such as the material of the floor to be cleaned. Therefore, the electric vacuum cleaner is required to be an electric blower having a strong suction force in a wide air volume range. Further, from the viewpoint of usability of the electric vacuum cleaner, it is required to reduce the size and weight of the electric blower. Therefore, the heat dissipation area is reduced, the heat generation density inside the electric blower is increased, and it is necessary to improve the cooling performance of the motor and the bearing.
また、翼付ディフューザは設計点風量において優れた圧力回復を行うことが出来るが、非設計点風量においては、ディフューザ翼の入口角と、空気流れのディフューザへの流入角との不一致によりディフューザ性能が低下する。そのため、電気掃除機の吸引力は設計点風量では高いが、非設計点風量では低下する恐れがあった。 In addition, the diffuser with wings can perform excellent pressure recovery at the design point air volume, but at the non-design point air volume, the diffuser performance is improved due to the mismatch between the inlet angle of the diffuser blade and the inflow angle of the air flow into the diffuser. descend. Therefore, the suction force of the electric vacuum cleaner is high at the design point air volume, but may decrease at the non-design point air volume.
コードレススティック型もしくは自律走行型のような電池(2次電池)で駆動する掃除機は、電池容量の関係から電動送風機の消費電力が小さく、最大風量も小さい。そのため、フィルタの目詰り時にごみ搬送能力が低下し、掃除機の吸引力が低下する課題がある。さらに、コードレススティック型もしくは自律走行型のような電池(2次電池)で駆動する掃除機は、小型で軽量であることが求められ、掃除機に搭載される電動送風機は広い風量範囲で吸引力が強いこと、および小型であることの両立が求められる。 A vacuum cleaner driven by a battery (secondary battery) such as a cordless stick type or an autonomous traveling type has a small power consumption of an electric blower and a small maximum air volume due to the battery capacity. Therefore, there is a problem that the dust transporting capacity is lowered when the filter is clogged, and the suction power of the vacuum cleaner is lowered. Furthermore, vacuum cleaners driven by batteries (secondary batteries) such as cordless stick type or autonomous traveling type are required to be small and lightweight, and the electric blower mounted on the vacuum cleaner has a suction force in a wide air volume range. It is required to have both strong and small size.
前記したように、特許文献1は、「インペラ(10)とモータ (20)とを収納したモータハウジング(21)との隙間に第1流路(5)を構成するファンケーシング(2)とを備え、ファンケーシング(2)の上部はインペラ(10)の上方を覆い、かつ上下方向に開口する吸気口(3)を有し、ファンケーシング(2)の下部には第1流路(5)を介して吸気口(3)に連通する排気口(4)が設けられ、モータハウジング(21)にはモータハウジング(21)の内面に固定されるステータ(24)の上面よりも下方において、径方向に貫通して第1流路(5)に連通する流入口(21a)が設けられ、モータハウジング(21)は流入口(21a)から上方に延びて前記ステータ(24)よりも上方の空間に連通される第2流路(6)を有する。」と記載されている。すなわち、特許文献1には第1流路(5)の流れは、構造物により分岐され、第2流路(6)に流れ込み、ステータ(24)より上方に存在するファン側の玉軸受の軸受(26)付近を流れ、その後、反ファン側のすべり軸受の軸受(26)を冷却し、第1流路と合流せずに電動機(モータ20)外部に排気されていることが示されている。 As described above, Patent Document 1 describes "a fan casing (2) constituting a first flow path (5) in a gap between a motor housing (21) accommodating an impeller (10) and a motor (20). The upper part of the fan casing (2) covers the upper part of the impeller (10) and has an intake port (3) that opens in the vertical direction, and the lower part of the fan casing (2) has a first flow path (5). An exhaust port (4) communicating with the intake port (3) is provided, and the motor housing (21) has a diameter below the upper surface of the stator (24) fixed to the inner surface of the motor housing (21). An inflow port (21a) that penetrates in the direction and communicates with the first flow path (5) is provided, and the motor housing (21) extends upward from the inflow port (21a) and is a space above the stator (24). It has a second flow path (6) that communicates with. " That is, in Patent Document 1, the flow of the first flow path (5) is branched by the structure, flows into the second flow path (6), and is a bearing of a ball bearing on the fan side existing above the stator (24). It is shown that the flow flows in the vicinity of (26), and then the bearing (26) of the slide bearing on the anti-fan side is cooled and exhausted to the outside of the electric motor (motor 20) without merging with the first flow path. ..
特許文献1の送風機(1)は、第1流路(5)の風量が径方向に貫通して第1流路(5)に連通する流入口(21a)を通り、第2流路(6)へ流れることで、流路の圧力損失(抵抗)によって連通する流入口(21a)より下流の第1流路(5)の風量は、流入口(21a)より上流の風量に対して減少する。 The blower (1) of Patent Document 1 passes through an inlet (21a) through which the air volume of the first flow path (5) penetrates in the radial direction and communicates with the first flow path (5), and passes through a second flow path (6). ), The air volume in the first flow path (5) downstream from the inflow port (21a) communicating with the flow path pressure loss (resistance) decreases with respect to the air volume upstream from the inflow port (21a). ..
なお、翼付ディフューザは設計点風量において優れた圧力回復を行うことが出来るが、設計点風量より風量が低下した場合は、ディフューザ翼の入口角と空気流れのディフューザへの流入角の不一致によりディフューザ性能が低下し、電気掃除機の吸引力が低下する可能性がある。また、第2流路(6)の流入口(21a)から上方に延びてステータ(24)よりも上方の空間に連通される第2流路(6)は、小型であることから流路面積が小さく、さらに、電動機(20)内部で曲がりながら流れるため、流路の圧力損失が大きく、冷却風量が低下し、電動機 (モータ20)内部の温度が高くなり、電動機効率が低下する懸念がある。 The diffuser with wings can perform excellent pressure recovery at the design point air volume, but if the air volume is lower than the design point air volume, the diffuser will be due to the mismatch between the inlet angle of the diffuser blade and the inflow angle of the air flow into the diffuser. Performance may be reduced and the suction power of the vacuum cleaner may be reduced. Further, since the second flow path (6) extending upward from the inflow port (21a) of the second flow path (6) and communicating with the space above the stator (24) is small, the flow path area is Is small, and since it flows while bending inside the motor (20), there is a concern that the pressure loss in the flow path will be large, the cooling air volume will decrease, the temperature inside the motor (motor 20) will rise, and the efficiency of the motor will decrease. ..
本発明は、上記実状に鑑み上述の課題を解決すべく創案されたものであり、広い風量域において高効率、かつ小型で軽量な電動送風機及びそれを備えた電気掃除機の提供を目的とする。 The present invention has been devised in view of the above-mentioned actual conditions in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a highly efficient, compact and lightweight electric blower in a wide air volume range and an electric vacuum cleaner equipped with the electric blower. ..
前記課題を解決するため、本発明は、羽根車の軸方向の下流に周方向に翼を持つ羽根車側の第一軸流ディフューザ翼と、前記第一軸流ディフューザ翼の下流に、第二軸流ディフューザ翼を持ち、前記第一軸流ディフューザ翼と一体である羽根車側ハウジングの半径方向の内側に位置する羽根車側モータハウジングと、前記羽根車側モータハウジングに対向した位置に反羽根車側モータハウジングを持ち、前記羽根車側モータハウジング及び前記反羽根車側モータハウジングの内径側にステータおよびロータを有する電動機とを備え、前記羽根車側モータハウジング及び前記反羽根車側モータハウジングは外周面に半径方向を向いた開口を周方向に複数持ち、前記羽根車側ハウジングの内壁は、前記羽根車側モータハウジングの半径方向の最外径とからなる、軸方向に伸びる流路を持ち、前記軸方向に伸びる流路は第二軸流ディフューザ翼と一体の反羽根車側ハウジングの内壁の軸方向の端部まで延び、前記反羽根車側ハウジングの内壁の排気側の端部は前記反羽根車側モータハウジングの外周面の反羽根車側の端部より羽根車側に位置し、前記反羽根車側モータハウジングの半径方向の前記開口は、前記反羽根車側ハウジングの内壁の排気側の端部より、前記反羽根車側モータハウジングの外周面の反羽根車側の端部側に位置することを特徴する。 In order to solve the above problems, the present invention has a first axial flow diffuser blade on the impeller side having blades in the circumferential direction downstream of the axial direction of the impeller, and a second one downstream of the first axial flow diffuser blade. An impeller side motor housing that has an axial flow diffuser blade and is located inside the impeller side housing that is integrated with the first axial flow diffuser blade in the radial direction, and an anti-blade at a position facing the impeller side motor housing. The impeller side motor housing and the anti-impeller side motor housing are provided with an electric motor having a vehicle side motor housing and having a stator and a rotor on the inner diameter side of the impeller side motor housing and the anti-impeller side motor housing. The outer peripheral surface has a plurality of openings facing in the radial direction in the circumferential direction, and the inner wall of the impeller side housing has a flow path extending in the axial direction including the outermost diameter in the radial direction of the impeller side motor housing. The flow path extending in the axial direction extends to the axial end of the inner wall of the anti-impeller side housing integrated with the second axial flow diffuser blade, and the exhaust side end of the inner wall of the anti-impeller side housing is said. Located on the impeller side from the end of the outer peripheral surface of the anti-impeller side motor housing on the anti-impeller side, the opening in the radial direction of the anti-impeller side motor housing is the exhaust of the inner wall of the anti-impeller side housing. It is characterized in that it is located closer to the end side of the outer peripheral surface of the anti-impeller side motor housing on the anti-impeller side than the end portion on the side.
本発明によれば、広い風量域において高効率、かつ小型で軽量で、発熱量を抑えた電動送風機及びそれを備えた電気掃除機を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an electric blower having high efficiency, small size and light weight in a wide air volume range, and suppressing a calorific value, and a vacuum cleaner provided with the electric blower.
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
<<第1実施形態>>
図7は、本発明の第1実施形態における電動送風機200を適用した電気掃除機300の斜視図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
<< First Embodiment >>
FIG. 7 is a perspective view of the
図8は、第1実施形態の電気掃除機300における掃除機本体100のI方向矢視断面図である。本発明の第1実施形態に係る電気掃除機300について説明する。
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line I of the
<電気掃除機300の構成>
電気掃除機300は、掃除機本体100と、掃除機本体100が取り付けられる保持部102と、利用者が把持するグリップ部103と、塵埃を吸引する吸口体105とを備えている。
<Configuration of
The
電気掃除機300の駆動源の電池ユニット108(図8参照)は、充電台107(図7参照)を用いて充電される。電池ユニット108は掃除機本体100に収容されている。
The battery unit 108 (see FIG. 8), which is the drive source of the
掃除機本体100には、塵埃を集塵する集塵室101と、集塵するのに必要な吸込気流を発生させる電動送風機200(図8参照)とが収納されている。
The vacuum cleaner
保持部102の一端部には、グリップ部103が設けられている。グリップ部103には、電動送風機200の入/切を行うスイッチ部104(図7参照)が設けられている。
A
保持部102の他端部には、吸口体105が取り付けられている。吸口体105と吸込気流を発生させる掃除機本体100とは、接続部106で接続されている。
A
電気掃除機300の使用に際し、利用者はグリップ部103のスイッチ部104を「入」操作する。すると、掃除機本体100に収納された電動送風機200の運転が開始され、吸口体105に吸込気流が発生する。吸込気流により吸口体105から床面Y(図7参照)上の塵埃が吸込まれる。吸込まれた塵埃は、接続部106を通って掃除機本体100の集塵室101に集塵される。
When using the
<掃除機本体100>
次に、掃除機本体100について説明する。
<Vacuum
Next, the vacuum cleaner
図8に示すように、掃除機本体100の内部には、電動送風機200、電池ユニット108、駆動用回路109、および集塵室101が配置されている。
As shown in FIG. 8, an
電池ユニット108は、電動送風機200を駆動する。電動送風機200は、吸口体105での吸引力を発生させる。
The
掃除機本体100は、本体グリップ部110と吸口開口111を備えている。
The vacuum cleaner
利用者は、本体グリップ部110を把持して、掃除機本体100を保持部102から取り外し、ハンディ掃除機として使用することができる。
The user can grip the main
図7に示す本体スイッチ部112は、掃除機本体100をハンディ掃除機として使用する際の電動送風機200の入/切を行うスイッチである。本体スイッチ部112は、掃除機本体100を保持部102に取り付けているときでも、スイッチ部104に代えて「入/切」操作できる。
The main
なお、図7、図8に示す電気掃除機300は、吸口開口111(図9参照)と接続部106とが取り外し可能なコードレス掃除機を示しているが、電池を搭載していない電源コード付きの掃除機でもよい。また、集塵部と吸口の間に延長管乃至、ホースを持つスティック型のコードレス掃除機でもよい。
The
<電動送風機200>
図1Aは、本発明の第1実施形態に係る電動送風機200の外観図であり、図1Bは、図1Aに示す電動送風機200の縦断面図である。なお、図1Bでは電動送風機200に環状の防振ゴム21を適用した場合を示す。
<
1A is an external view of the
次に、電動送風機200について説明する。なお、図1Bには代表的な空気の流れを図1Bの左側のみに実線矢印α1および点線矢印α2で示している。
Next, the
電動送風機200は、図7、図8に示す電気掃除機300に、羽根車1の側が下部の吸口体105に向いて取り付けられる。
The
電動送風機200は、図1Bに示すように、送風機部201の半径方向内側に電動機部202が構成されている。
As shown in FIG. 1B, in the
送風機部201は、吸引空気流の上流から、回転翼である羽根車1、羽根車側の第一軸流ディフューザ翼23(羽根車側ディフューザ翼)、第二軸流ディフューザ翼24(反羽根車側ディフューザ翼)を設置されている。第二軸流ディフューザ翼24の下流には、排気口32が設けられている。
From the upstream of the suction air flow, the
第一軸流ディフューザ翼23を持つ羽根車側ハウジング2は、羽根車側モータハウジング6に設けられたねじ部に取り付けられている。
The
反羽根車側(羽根車1に遠い側)に配置される第二軸流ディフューザ翼24を持つ反羽根車側ハウジング9は、羽根車側ハウジング2の下流側に(排気口32側)に配置されている。
The
電動機部202は、羽根車側ハウジング2と反羽根車側ハウジング9の半径方向内側に位置している。羽根車側ハウジング2は羽根車側モータハウジング6を覆うように位置し、反羽根車側ハウジング9は、反羽根車側モータハウジング10の軸方向の一部を覆うように位置し、反羽根車側モータハウジング10の外周部の半径方向に設けられた開口部20の一部が露出するように設置されている。
The
羽根車側モータハウジング6は反羽根車側モータハウジング10と同一形状であり、外周部に半径方向に複数の開口部15、20を持つ。なお、反羽根車側モータハウジング10は軸方向に開口部34を持つ。また、各モータハウジングの外周部の半径方向を向いた開口部15、20は周方向に6個の開口が配置されている。また、羽根車側モータハウジング6の開口部15と反羽根車側モータハウジング10の開口部20はステータコア8に軸方向に重ならないように設置されている。また、各モータハウジングの開口部15、20は、コイルの軸方向端部と軸方向に重なるように配置されている。なお、モータハウジングの半径方向の開口は周方向に均一に配置されており、開口部の個数と第二軸流ディフューザ翼24の翼枚数は3の最大公約数を持つ。すなわち、周方向に3か所で同一の流れ場を開口部20に導入することができ、周方向の温度分布の低減を可能する。なお、最大公約数は1より上で、3以上または、開口部の個数と同一となるのが望ましい。
The impeller
羽根車側モータハウジング6は、電動機部202の軸方向であって羽根車1の側の軸受11を保持している。反羽根車側モータハウジング10は、電動機部202の軸方向であって反羽根車側の軸受12を保持している。
The impeller
第2の流路19は、反羽根車側モータハウジング10の半径方向の開口部20と、電動機内部と羽根車側モータハウジング6の開口部15および、羽根車側モータハウジング6の外周部と羽根車側ハウジングの内壁2aとの間を通る。
The
電動送風機200の側部には、羽根車1と第一軸流ディフューザ翼23、第二軸流ディフューザ翼24を通る第1の流路18が設けられている。第1の流路18は、吸口体105(図7参照)での吸引力の空気流が流れる流路である。
A
第1の流路18と第2の流路19は反羽根車側ハウジング9の内壁9aの軸方向端部9cで合流する。なお、軸方向端部9cは第二軸流ディフューザ翼24の軸方向寸法の略半分の位置にある。軸方向端部9cで第1の流路18と第2の流路19を合流させることで、第二軸流ディフューザ翼24の主流による、ベンチュリ効果で第2の流路19内の流れを生じさせ、反羽根車側モータハウジング10の開口部20および軸方向の開口部34から冷却風を電動機内部に取り込んでいる。これにより、電動機部202の冷却性能向上と電動送風機200の広作動範囲での高効率化を図れる。
The
なお、軸方向端部9cは第二軸流ディフューザ翼24の軸方向寸法の略半分以降であればよく、翼の後縁まで延びていてもよく、ベンチュリ効果による冷却風を生じさせるためには、開口部20より軸方向に羽根車側に位置することが望ましい。
It should be noted that the
第2の流路19は、第1の流路18より半径方向内側に位置している。また、反羽根車側モータハウジング10の開口は、軸方向の開口部34と半径方向の開口部20が形成されている。開口を大きくとることで、ベンチェリ効果で生じる風量を多くすることができ、第2の流路19を通る際に電動機内部をより効率よく冷却できる。
The
また、反羽根車側モータハウジング10の開口部20は反羽根車側ハウジング9の内壁9aより半径方向内側に位置することで、第2の流路19の流路面積を確保しやすくなり、電動機内部のより効率よく冷却できる。
Further, since the
なお、開口部34から巻線の一部が出て、駆動用回路109(図8参照)に電気的に接続される。ここで、モータハウジングの開口部の構成は四角の穴でも、丸穴、他の形状の穴でもよい。
A part of the winding comes out from the
また、本実施例では、反羽根車側モータハウジング10の最外径Rmと第二軸流ディフューザ翼24を持つ反羽根車側ハウジング9の流路最大径Rdの比Rd/Rmは約1.5以下で構成されている。
Further, in this embodiment, the ratio Rd / Rm of the outermost diameter Rm of the anti-impeller
図1Bに示す羽根車1は熱可塑性樹脂製のハブ板26により、金属製のスリーブ13が覆われている。羽根車1は、回転軸5の端部に螺刻された雌ねじに、固定ナットが螺着されて固定されている。ここで、第1実施形態では、回転翼である羽根車1を回転軸5の端部に雌ねじを設け、固定ナットを用いて固定される場合を例示したが、圧入して固定してもよい。また、図1Bに示す羽根車1は、斜流型羽根車を示すが、遠心型、軸流羽根車でもよい。
In the impeller 1 shown in FIG. 1B, a
<電動機部202>
次に、第1実施形態の電動機部202の構成を説明する。
図5Aは電動機部202を側面から見た図で、図5Bは図5Aに示す電動機の縦断面図である。電動機部202は、ロータコア7(ロータ)と、その外周部に配置されるステータコア8とが設置されている。
<
Next, the configuration of the
5A is a side view of the
ロータコア7は、2つのモータハウジング内に収納され、回転軸5に固定されている。
The
ステータコア8(ステータ)の巻き枠部には、コイル(巻線)17が巻かれている。コイル17は、電動送風機200に備わる駆動用回路109(図8参照)に電気的に接続されている。
A coil (winding) 17 is wound around the winding frame portion of the stator core 8 (stator). The
なお、コイルは銅線を用いるが、アルミ線やアルミ線の被覆材の周りに銅材を用いた複合材の線材を用いることで、より小型軽量な電動送風機が提供できる。 Although a copper wire is used for the coil, a smaller and lighter electric blower can be provided by using a wire rod made of a composite material using a copper material around the aluminum wire or the covering material of the aluminum wire.
ロータコア7は希土類系のボンド磁石を有してなる。希土類系のボンド磁石は、希土類系磁性粉末と有機バインダーとを混合して作られる。希土類系のボンド磁石としては、例えば、サマリウム鉄窒素磁石や、ネオジム磁石等を用いることができる。ロータコア7は回転軸5に一体成形されるか、または、固定されている。なお、電動送風機200の運転回転速度は50,000~200,000cycle/minである。
The
なお、本実施形態では、ロータコア7に永久磁石を用いているが、これに限定されず、無整流子電動機の一種であるリラクタンスモータなどを使用してもよい。
In the present embodiment, a permanent magnet is used for the
羽根車1とロータコア7との間には軸受11を備えている。ロータコア7に対して、軸受11の回転軸5方向の反対側に軸受12を備えている。回転軸5の一方側の軸受11と他方側の軸受12とで、回転軸5を回転自在に支持している。
A
羽根車1に近い側の羽根車側モータハウジング6は、軸受11を支持し、羽根車1から遠い側の反羽根車側モータハウジング10は、軸受12を支持している。モータハウジングは金属製であり、材料にアルミニウム合金を用いることで、熱伝導による冷却性向上と軽量化が可能となる。なお、モータハウジングは金属製ではなく、樹脂製でもよく、樹脂製の場合は、軸受とモータハウジングの間に金属製の支持体を設けることで、軸受の冷却を促進することができる。また、モータハウジングはアルミニウム合金材でも、鋼材でもよい。
The impeller
軸受11,12のロータコア7側には軸受の軸方向の位置決めを行うスペーサー16が設置されている。
また、回転体のアンバランス量の調整は、マグネットの外周部に設けたマグネットカバー14とマグネットの端部に樹脂製のバランス調整材を設置することで、回転体のアンバランス量を最小化している。これにより、電動送風機200の騒音および振動の低減を図っている。
Further, to adjust the unbalance amount of the rotating body, the unbalance amount of the rotating body is minimized by installing a
また、羽根車1に近い側である羽根車側モータハウジング6と羽根車1から遠い側の反羽根車側モータハウジング10は、同一形状であり、ステータコア8を軸方向に挟み込むように設置し、ステータコア8の外周部とモータハウジングの内壁を軸方向に重ね、接着乃至圧入で組み立てられている。ステータコア8は2つのモータハウジングに接し、ステータコア8の略中央位置にモータハウジングから露出した露出部8aを持つ。このようなステータコア8とモータハウジング構造にすることで、ステータコア8の発熱を羽根車側モータハウジング6、反羽根車側モータハウジング10の熱伝導、および露出部8aでの強制冷却により冷却を行うことができ、高い発熱密度で低損失な冷却が可能となる。なお、モータハウジングの周方向に設けた複数の開口部15、20の周方向位置は、同一周方向位置でも、異なる周方向位置でもよい。同一構造のモータハウジングを用いることで、低コスト化と冷却性の向上を両立させている。
Further, the impeller
第一軸流ディフューザ翼23と第二軸流ディフューザ翼24の周方向位置について説明する。羽根車側ハウジング2の外周部には、周方向3箇所に突起部35が設けられている。羽根車1から遠い側である反羽根車側ハウジング9の外周部に設けた爪部22と、羽根車側ハウジング2の突起部35とが嵌合されて接続される。また、第一軸流ディフューザ翼23の翼枚数と、反羽根車側ハウジング9の端部の爪部22及び羽根車側ハウジング2の突起部35の個数とは、翼枚数と突起部35が3の最大公約数で構成されている。こうして、第一軸流ディフューザ翼23及び第二軸流ディフューザ翼24の周方向位置が所定の周方向位置になるようにし、量産性の向上を図っている。なお、翼枚数と突起部35の最大公約数は1より上であればよいが、突起個数で構成されると、各ディフューザ翼の周方向位置が決まり、組立時の量産性が最もよい。
The circumferential positions of the first axial
図1Bに示す羽根車1を覆うファンケーシング3は、羽根車側ハウジング2の嵌合部28にファンケーシングの下端部3aが挿入され、羽根車側ハウジング2に接着固定される。また、ファンケーシング3の掃除機本体100の設置部には、図1Bに示す防振ゴム21が設置されている。防振ゴム21を設けることで、電動送風機200の振動の抑制と、ファンケーシング3と掃除機本体100の設置部との間の空気の漏れを防止することで、低騒音化と高効率化を図っている。
In the
ここで、羽根車側ハウジング2は、別体で組立てられた電動機の羽根車側モータハウジング6に設けられたねじ部に、羽根車側から組立操作され固定される。また、羽根車1は電動機の回転軸5に挿入され、ねじ固定される。ファンケーシング3は羽根車側ハウジング2の嵌合部28に挿入され、接着剤で接着される。その後、ファンケーシングと一体となった電動機組品は、反羽根車側ハウジング9の爪部に組立され、ハウジング嵌合部37に接着剤を流すことで接着される。すなわち、電動機と送風機の組立ては、すべて、羽根車の上流方向から操作組立されることで、量産時の組立性の向上が可能である。
Here, the
また、ファンケーシング3と羽根車側ハウジング2の嵌合部28は、羽根車の芯ずれを許容するように軸方向と周方向に若干の隙間を設けられており、組立時に調整することで、羽根車1とファンケーシング3の軸芯調整を行うことで、高効率化と量産性の向上が可能である。
Further, the
ここで、回転軸5を除く電動機のうち、外周部を形成するモータハウジングの上端部と下端部をつなぐ電動機軸方向長さLmは、羽根車出口から排気口までのディフューザ軸方向長さLdと略同一長さを持ち、送風機の吸込口から排気口までの送風機軸方向長さLfより短い。なお、送風機軸方向長さLfと電動機軸方向長さLmの比は約3:2形成し、送風機軸方向長さLfと電動機軸方向長さLmを軸方向に重なるように設置させている。本構成を実現することで、ディフューザ出口でのベンチュリ効果を活用することで、電動機内部への冷却風の流れの導入を、低損失で行うことができ、小型で高効率な電動送風機の実現が可能となる。
Here, among the motors excluding the
また、本願の特徴である第1流路の流れで生じるベンチュリ効果を最大限に発揮するには、第1流路と第2流路の最大径の差を小さくすることが望ましい。本構成ではベンチュリ効果を用いた冷却風の取り込みのために、第二軸流ディフューザ翼を持つ反羽根車側ハウジング9の流路最大径Rd(反羽根車側ハウジング9の外壁9bのモータハウジング側の半径)は、モータハウジングの外周部の外径Rmの約1.5倍で形成されている。なお、第二軸流ディフューザ翼24を持つ反羽根車側ハウジング9の流路最大径Rdと、モータハウジングの外周部の外径Rmの比は、約1.5倍より小さいほど、ベンチュリ効果を効率的に得ることができ、小型で高効率な電動送風機を実現できる。
Further, in order to maximize the Venturi effect generated by the flow of the first flow path, which is a feature of the present application, it is desirable to reduce the difference in the maximum diameter between the first flow path and the second flow path. In this configuration, the maximum diameter Rd of the flow path of the
なお、本実施例では第二軸流ディフューザ翼を有する構成を述べたが、ベンチュリ効果を得るためであれば、第二軸流ディフューザ翼の有無は問わず、円環の流路でもよい。 Although the configuration having the second axial flow diffuser blade is described in this embodiment, an annular flow path may be used regardless of the presence or absence of the second axial flow diffuser blade in order to obtain the Venturi effect.
第一軸流ディフューザ翼23は、設計点において、羽根車1から流出した流れと翼入口角度を略一致させ、圧力損失を低減している。これにより、第一軸流ディフューザ翼23により、流れの回転方向速度成分を減少させることで、ディフューザ効果を高め、送風機効率を向上している。また、第一軸流ディフューザ翼23の軸方向下流に設置された第二軸流ディフューザ翼24は、第一軸流ディフューザ翼23から流出された流れの回転方向速度成分を更に減少させる。これにより、回転軸5方向の空気の流れの減速を高め、更なる送風機効率の向上が図れる。
At the design point, the first axial
<電動送風機200内における空気の流れ>
次に、電動送風機200内における空気の流れを説明する。
<Air flow in the
Next, the flow of air in the
図1Bに示す電動機部202を駆動して、羽根車1を回転させると、ファンケーシング3の空気吸込口4から空気が流入し、羽根車1内に流入する。流入した空気は斜流型羽根車の場合は、羽根車1内で昇圧しながら、回転軸5の方向から吸い込んだ流れに半径方向成分を与え、回転軸5の方向から傾いた流れを発生させる。こうして、羽根車出口1aでは回転方向成分と回転軸5の方向成分を持つ流れとなり羽根車1から流出される。
When the
羽根車1から流出された空気流は、第一軸流ディフューザ翼23と、第二軸流ディフューザ翼24を通る際に、翼(23、24)に沿って流れることで、流れの回転方向速度成分が減少される。また、反羽根車側ハウジング9の軸方向端部9c(内壁の下端部)は第二軸流ディフューザ翼24の後縁24dより上流に位置する(第二軸流ディフューザ翼24の内壁から第二軸流ディフューザ翼24の後縁24dを突出する)ことで、第二軸流ディフューザ翼24の後半で半径方向内向きに流路が拡大する。これにより、第二軸流ディフューザ翼24の後半で半径方向内向きの流れを生じさせ、排気される(内壁がない方向に流れが拡大する)。この半径方向内向きの流れにより、反羽根車側モータハウジング10の開口部20への流れ込みを促進している。なお、第1の流路18は、図1Bの実線矢印α1に示すように、ファンケーシング3の空気吸込口4から反羽根車側ハウジング9の排気口32までの流路である。
The air flow flowing out from the impeller 1 flows along the blades (23, 24) when passing through the first axial
第2の流路19は、第二軸流ディフューザ翼24の出口風速が早いことからベンチュリ効果により、第2の流路19内で第二軸流ディフューザ翼24の出口に向かう流れが生じる。第2の流路19内で第二軸流ディフューザ翼24出口に向かう流れは、反羽根車側モータハウジング10の開口部20から流れを吸込み、電動機内部の反羽根車側の軸受12付近と周方向に並ぶコイル17間を通ることで、反羽根車側の軸受12とコイルを冷却する。また、コイル間を通った流れは、羽根車側の軸受11周辺を通り、羽根車側モータハウジング6の開口部15を通り、羽根車側モータハウジング6と羽根車側ハウジング2の内壁2aとの半径方向の隙間を軸方向下流(第二軸流ディフューザ翼24の出口)に向かい、第1の流路18と合流する。なお、ステータコア8は、羽根車側モータハウジング6と羽根車側ハウジング2の内壁2aとの半径方向の隙間を冷却風が通ることで、低損失で冷却される。
Since the outlet wind speed of the second axial
第二軸流ディフューザ翼24付近で第1の流路と第2の流路が合流することで、効率よくベンチュリ効果を利用し、電動機内部の冷却を可能にしている。すなわち、電動機の冷却風の取り込みの際に、構造物による流れ方向の変更を行わないため、非設計点においても送風機効率が高く維持でき、幅広い運転範囲での高効率化が可能となる。
By merging the first flow path and the second flow path in the vicinity of the second axial
<送風機部201>
次に、第1実施形態の送風機部201の構成を説明する。
<
Next, the configuration of the
図2Aは第1実施形態の羽根車1の斜視図であり、図2Bは羽根車1の断面図である。図3Aは、第一軸流ディフューザ翼23を持つ羽根車側ハウジング2を羽根車側から見た正面図であり、図3Bは縦断面図、図3Cは羽根車側ハウジングの外周部から見た部分断面図である。図4Aは、第二軸流ディフューザ翼24を持つ反羽根車側ハウジング9を羽根車側から見た正面図であり、図4Bは図4Aに示す第二軸流ディフューザ翼の断面図、図4Cはハウジングの外周部から見た部分断面図である。図5Aは電動機部202を側面から見た外観図、図5Bは縦断面図である。なお、図3Cと図4Cは、ディフューザ翼(23、24)の形状を示すために、シュラウドを削除した部分断面図を示す。
FIG. 2A is a perspective view of the impeller 1 of the first embodiment, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the impeller 1. 3A is a front view of the
<羽根車1>
先ず、図2A、図2Bを用いて、本発明に係る一実施形態における回転翼の羽根車1について説明する。
<Imperial wheel 1>
First, the impeller 1 of the rotary blade according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2A and 2B.
羽根車1は、ハブ板26と複数枚の羽根27とを有して構成されている。ハブ板26と羽根27はエンジニアリングプラスチックや熱可塑性樹脂で一体成形されている。
The impeller 1 includes a
ハブ板26の裏面側には凸部26a(図2B参照)が設けられている。羽根車1を回転させて凸部26aを削ることで、羽根車1のバランス修正を行うことができる。これにより、羽根車1のアンバランス量を小さくし、振動や騒音の低減を図ることができる。
A
また、ハブ板26の裏面側には金属製のスリーブ13(図2B参照)が一体成型品で設けられている。スリーブ13を用いることで、スリーブなし時に生じるシャフトと羽根車の嵌め合い隙間のばらつきを小さくすることが可能となり、羽根車のアンバランスの低減により、振動や騒音の低減を図ることができる。また、羽根車のボス部に金属製のスリーブ13を設置することで、軸受11の発熱をスリーブに熱伝達することで、スリーブ13の回転による軸受11の冷却性能を促進することが可能となる。
Further, a metal sleeve 13 (see FIG. 2B) is provided on the back surface side of the
羽根車1の樹脂とファンケーシング3の樹脂は羽根車成型時のバリを除去する際には、羽根車側の樹脂の摺動性を良くすることで(羽根車を削ることで)、組立時のなじみ運転することで、ファンケーシング3との隙間を最小化することが可能である。
The resin of the impeller 1 and the resin of the
一方、羽根車1の運転中の遠心応力による翼の変形量が大きい場合は、ファンケーシング3の樹脂が削られるように、ヤング率の小さい材料をファンケーシング3に用いることで、運転時の羽根車1とファンケーシング3との隙間最小化を行うことができ、高効率な電動送風機の適用が可能となる。
On the other hand, when the amount of deformation of the blade due to centrifugal stress during operation of the impeller 1 is large, a material having a small Young's modulus is used for the
羽根車1は、ボス曲面29aが羽根車外周部にかけ回転軸5の方向(図2Bの下方向)に傾斜した斜流羽根車である。図2A、図2Bでは、シュラウド板を持たないオープン型斜流羽根車の羽根車1を示しているが、シュラウド板の有無にかかわらず遠心羽根車でもよい。
The impeller 1 is a mixed flow impeller in which the boss curved
次に、第1実施形態の送風機201について説明する。
Next, the
図1Bに示すように、一例の送風機201は、羽根車1の軸方向下流側に周方向等間隔で配置された第一軸流ディフューザ翼23が15枚設置されている。第一軸流ディフューザ翼23は、羽根車側ハウジング2の内壁2aと外壁2bの間に設けられ、羽根車側ハウジング2と一体で成型されている。第二軸流ディフューザ翼24は、反羽根車側ハウジング9の内壁9aと外壁9bの間に設置され、反羽根車側ハウジング9と一体成型されている。また、第二軸流ディフューザ翼24の翼枚数は、第一軸流ディフューザ翼23と同一の15枚で構成されている。
As shown in FIG. 1B, in the
図3に示す第一軸流ディフューザ翼23のシュラウド側(外周側)後縁23dと第二軸流ディフューザ翼24のシュラウド側(外周側)前縁24c(図4C参照)の周方向位置は、周方向に略一致している。
The circumferential positions of the shroud-side (outer peripheral side) trailing
低風量側の効率を向上させるには、第一軸流ディフューザ翼23の後縁23dと第二軸流ディフューザ翼24の前縁24cの周方向位置を略一致させることで実現できる。大風量側の効率を向上させるには、(23、24)翼間ピッチ(360/Zd)の15~50%がよい。
The efficiency on the low air volume side can be improved by substantially matching the circumferential positions of the trailing
図1Bに示すように、第一軸流ディフューザ翼23の内壁(ハブ)2aと第二軸流ディフューザ翼24の内壁(ハブ)9aは、略一致している。ここで、第一軸流ディフューザ翼23の内壁2aと第二軸流ディフューザ翼24の内壁9aとは面一にすることが望ましい。例えば、合流後の反羽根車側ハウジング9の内壁9aが大きくハブ面の径が大きく流路に突出した場合、第一軸流ディフューザ翼23、第二軸流ディフューザ翼24での損失が増加するためである。
As shown in FIG. 1B, the inner wall (hub) 2a of the first axial
図1Bに示すように、羽根車側ハウジング2の内壁2aと反羽根車側ハウジング9の内壁9aは、軸方向に隙間なく設置している。
As shown in FIG. 1B, the
羽根車側ハウジング2の外壁2bと反羽根車側ハウジング9の外壁9bは、ハウジング嵌合部37により各ハウジングの芯を出し、反羽根車側ハウジング9の外周部の爪部22で周方向の固定を行い、接着固定することで、組立が容易な構造で、量産性の向上を図っている。
The
図3A~Cに示す第一軸流ディフューザ翼23の高さ方向の形状は、羽根車側ハウジング2の内壁2aから外壁2bにかけ、反羽根車側(羽根車1から離れる側)に傾斜し(図1B参照)、半径方向の中央付近から外周部にかけ、回転軸5の方向上流に戻る傾斜を有して、高さ方向に湾曲している。
The shape of the first axial
図3Cに示すように、第一軸流ディフューザ翼23のシュラウド側の翼弦長さ(前縁23cと後縁23dを結んだ線)は、ハブ側(内壁2aの側)の翼弦長さに比べて長い。なお、シュラウド側の翼弦長は、羽根車1の出口のシュラウド側の風速が速いため、緩やかな形状とすることで損失を抑制し、高効率化を図っている。また、第一流ディフューザ翼23を高さ方向に湾曲させることで、ディフューザのハブ側(内壁2a側)の翼面(第一軸流ディフューザ翼23の面)およびハブ面(内壁2a)で生じる2次流れを抑えることができる。そのため、ディフューザ内部(第一軸流ディフューザ翼23の内壁2a側の翼面および内壁2a)のはく離を抑制でき、高効率化が可能となる。
As shown in FIG. 3C, the chord length on the shroud side of the first axial flow diffuser blade 23 (the line connecting the
図4に示すように、第二軸流ディフューザ翼24は、排気口32に向かうにつれ翼厚さ(翼の後縁側の翼厚さ)が厚く、第一軸流ディフューザ翼23の翼厚さ(図3参照)より厚い。
As shown in FIG. 4, the second axial
図4に示す第二軸流ディフューザ翼24の翼弦長は、第一軸流ディフューザ翼23のシュラウド側の翼弦長さと略同一である。第二軸流ディフューザ翼24の翼弦長を大きくとるとともに、図4Cに示すように、第二軸流ディフューザ翼24の後縁にかけて翼厚さを大きく取ることで、流れの減速を緩やかにでき、静圧回復を高められ、高効率化が図れる。
The chord length of the second axial
ここで、第一軸流ディフューザ翼23、第二軸流ディフューザ翼24の形状について説明する。
Here, the shapes of the first axial
第一軸流ディフューザ翼23(羽根車側ディフューザ翼)および第二軸流ディフューザ翼24(反羽根車側ディフューザ翼)は、図3に示す翼弦長(例えば、第一軸流ディフューザ翼23の前縁23cから後縁23dを結ぶ直線長さ)と翼取付間隔の円周方向に沿った距離で割ったソリディティが1より小さい翼形状を持つ。なお,ソリディティは1より小さければ、回転軸5の方向に成型する金型構成で製造でき、高効率化と生産性向上が可能である。
The first axial flow diffuser blade 23 (diffuser blade on the impeller side) and the second axial flow diffuser blade 24 (diffuser blade on the anti-impeller side) have a chord length (for example, the first axial flow diffuser blade 23) shown in FIG. It has a blade shape with a solidity smaller than 1 divided by the distance along the circumferential direction of the blade mounting interval (the straight length connecting the
また、第二軸流ディフューザ翼24の軸方向端部9c(内壁の下端部)は第二軸流ディフューザ翼24の後縁より上流に位置する(第二軸流ディフューザ翼24の内壁から第二軸流ディフューザ翼24の後縁を突出する)ことで、第二軸流ディフューザ翼24の後半で半径方向内向きに流路が拡大することで、半径方向内向きの流れを生じさせ、排気される。これにより、反羽根車側モータハウジング10の開口部20への流れ込みを促進し、冷却性能の向上を図っている。
Further, the
なお、第二軸流ディフューザ翼24の後縁24dの軸方向位置は、反羽根車側モータハウジング10の半径方向の開口部20の軸方向の間に位置する。これにより、第二軸流ディフューザ翼による回転方向の流れの減速を高め、静圧上昇を図るとともに、翼による転向により、開口に向かう、半径方向内向きの流れを生じさせることができ、冷却性能の向上が可能である。
The axial position of the trailing
すなわち、第1実施形態の電動送風機200は、広い運転範囲で効率を高く維持できる。したがって、広い範囲で吸込力が高い電気掃除機300(図7参照)を提供できる。
That is, the
第1実施形態では、一例として、図1Bに示す反羽根車側モータハウジング10の開口は、半径方向の開口部20、軸方向の開口部34を持つが、どちらか一方向でもよく、半径方向と軸方向を両立するような傾斜した開口部でもよい。
In the first embodiment, as an example, the opening of the anti-impeller
以上説明した第1実施形態の電動送風機200は、羽根車の軸方向の下流に周方向に翼を持つ羽根車側の第一軸流ディフューザ翼と、前記第一軸流ディフューザ翼の下流に、第二軸流ディフューザ翼を持ち、前記第一軸流ディフューザ翼と一体である羽根車側ハウジングの半径方向の内側に位置する羽根車側モータハウジングと、前記羽根車側モータハウジングに対向した位置に反羽根車側モータハウジングを持ち、前記羽根車側モータハウジング及び前記反羽根車側モータハウジングの内径側にステータおよびロータを有する電動機とを備え、前記羽根車側モータハウジング及び前記反羽根車側モータハウジングは外周面に半径方向を向いた開口を周方向に複数持ち、前記羽根車側ハウジングの内壁は、前記羽根車側モータハウジングの半径方向の最外径とからなる、軸方向に伸びる流路を持ち、前記軸方向に伸びる流路は第二軸流ディフューザ翼と一体の反羽根車側ハウジングの内壁の軸方向の端部まで延び、前記反羽根車側ハウジングの内壁の排気側の端部は前記反羽根車側モータハウジングの外周面の反羽根車側の端部より羽根車側に位置し、前記反羽根車側モータハウジングの半径方向の前記開口は、前記反羽根車側ハウジングの内壁の排気側の端部より、前記反羽根車側モータハウジングの外周面の反羽根車側の端部側に位置することを特徴する。
The
これにより、広い風量域において高効率かつ、小型で軽量な電動送風機200を提供できる。したがって、電動機部202のステータコア8、コイル17、軸受11、12を冷却し、小型で広い風量域において吸引力を向上した電気掃除機300を得ることができる。
This makes it possible to provide a compact and lightweight
<<第2実施形態>>
次に、第2実施形態について、図6を用いて説明する。
<< Second Embodiment >>
Next, the second embodiment will be described with reference to FIG.
図6は本発明の第2実施形態における電動送風機200の縦断面図である。
FIG. 6 is a vertical sectional view of the
第2実施形態の電動送風機200は、第1実施形態の電動送風機200と異なり、第2の流路19が羽根車側モータハウジング6の軸方向開口部33を通り、羽根車側ハウジング2と羽根車側モータハウジング6により形成される軸方向隙間流路30を通る。また、軸方向隙間流路30を通った冷却風は、羽根車側モータハウジング6と羽根車側ハウジング2の半径方向隙間からなる円環流路38を通る。円環流路を通る流れは、第一軸流ディフューザ翼23と第二軸流ディフューザ翼24の間につながる連結隙間31を通り、第二軸流ディフューザ翼24に合流する。
Unlike the
電動送風機200は、前記第1実施形態と基本的な構成は同じであるので同一要素については同一符号を用い、その説明を省略する。
Since the
軸方向隙間流路30と円環流路38と連結隙間31からなる第2の流路19の流れは、第二軸流ディフューザ翼24入口の風速が速いことで、静圧が低くなり、ベンチュリ効果により、電動機内部から連結隙間31を通り、第二軸流ディフューザ翼24入口に向かう流れが生じる。連結隙間31を通る流れは、反羽根車側モータハウジング10の開口部20乃至開口部34から電動機内部へ流入し、電動機内部を通り、羽根車側モータハウジング6の軸方向開口部33を通り、ハウジング2と羽根車側モータハウジング6との間の軸方向隙間流路30を通る。その後、軸方向隙間流路30を通った冷却風は、羽根車側モータハウジング6と羽根車側ハウジング2の半径方向隙間(円環流路38)を通り、第一軸流ディフューザ翼23と第二軸流ディフューザ翼24の間につながる連結隙間31を通り、第二軸流ディフューザ翼24に合流する。
The flow of the
第2の流路19の流れは、電動機部202の内部へ吸い込むことで、反羽根車側の軸受12を冷却する。また、第2の流路の流れがステータコア8の外周側を流れることで、ステータコア8、巻線を冷却し、羽根車側の軸受11を冷却し、連結隙間31に流れる。
The flow of the
なお、第1実施形態で示した、軸方向隙間流路がない第2の流路構成を併用してもよい。その場合でも、冷却風は羽根車側モータハウジング6の半径方向の開口部15を通り、連結隙間31に流れる風量が発生できるため、電動機の冷却が可能となる。
In addition, the second flow path configuration without the axial gap flow path shown in the first embodiment may be used in combination. Even in that case, the cooling air can pass through the
また、連結隙間31は羽根車側ハウジング2の内壁2aと反羽根車側ハウジング9で形成されている。連結隙間31はステータコア8の外周部から第二軸流ディフューザ翼24に向かうにつれ、軸方向の排気側に傾斜している。これにより、連結隙間31を流れる空気の流れは、第1の流路18を流れる空気流と円滑に合流でき、冷却と高効率化が可能となる。
連結隙間31から第1の流路18へ流れ込んだ流れは、羽根車1で昇圧した流れと合流し、第二軸流ディフューザ翼24に流れ、排気口32から排気される。なお、第二軸流ディフューザ翼24を通る風量は、羽根車1から第一軸流ディフューザ翼23を通る風量と、第2の流路19から連結隙間31を通り流れ込む風量が合わさり、電動送風機200の内部で最大風量となる。
Further, the connecting
The flow flowing from the connecting
第二軸流ディフューザ翼24は、風量が小さい非設計点において、第一軸流ディフューザ翼23の後縁で後流渦が発生しやすく、第二軸流ディフューザ翼24の入口流れが複雑となりやすい。しかし、本構成の第二軸流ディフューザ翼24は、連結隙間31からの風量が第一軸流ディフューザ翼23と合流し、第二軸流ディフューザ翼24に流れる。
The second axial
これにより、非設計点においても、第二軸流ディフューザ翼24の内部の風量が増加する。そのため、第二軸流ディフューザ翼24の内部の剥離が抑制され、送風機効率が向上する。なお、反羽根車側モータハウジング10の開口部20から連結隙間31へ向かう風量は、第一軸流ディフューザ翼23の出口の風量が増加する大風量側で多く流れる。このため、本構成では大風量側の送風機効率が向上でき、幅広い運転範囲での高効率化が可能となる。
As a result, the air volume inside the second axial
以上説明した第2実施形態の電動送風機200によれば、回転するロータと、ロータの外周部にステータコアおよびコイルと、ステータコアの外周部の一部を露出するように、羽根車側と反羽根車側の両方向から設置したモータハウジングを持つ電動機と、羽根車の軸方向下流に周方向に翼を持つ第一軸流ディフューザ翼と、第二軸流ディフューザ翼を有した送風機とを持ち、前記電動機は前記送風機と別々の組立体で形成され、第一軸流ディフューザ翼と一体の羽根車側ハウジングは、前記羽根車側モータハウジングに固定され、かつ前記羽根車側モータハウジングの長軸方向において上流から略中心位置まで前記羽根車側モータハウジングの周りを覆うように配置され、前記第二軸流ディフューザ翼を持つ反羽根車側ハウジングは前記羽根車側モータハウジングの長軸方向において略中心から下流にかけて前記反羽根車側モータハウジングを覆うように配置され、前記2つのモータハウジングは半径方向に設置した複数の開口部を有し、前記羽根車側ハウジングの内壁は、前記モータハウジングと半径方向に隙間を持ち、前記反羽根車側のモータハウジングの開口は前記第二軸流ディフューザ翼の下流に位置し、前記羽根車側のモータハウジングは軸方向に開口部を持ち、前記羽根車側モータハウジングと前記羽根車側ハウジングとの間に軸方向に隙間を持ち、前記第一軸流ディフューザ翼と前記第二軸流ディフューザ翼の間につながる連結流路を有する電動送風機を持つ。
According to the
これにより、広い風量域において高効率かつ、小型で軽量な電動送風機200を提供できる。したがって、電動機部202のステータコア(8)、軸受11を冷却し、小型で広い風量域において吸引力を向上した電気掃除機300を得ることができる。
This makes it possible to provide a compact and lightweight
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分りやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部については、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. For example, the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the configurations described. Further, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add / delete / replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.
1 羽根車
2 羽根車側ハウジング
2a 羽根車側ハウジングの内壁(第一軸流ディフューザ)
2b 羽根車側ハウジングの外壁(第一軸流ディフューザ)
3 ファンケーシング
3a ファンケーシングの下端部
4 空気吸込口(吸込口)
5 回転軸(軸)
6 羽根車側モータハウジング
7 ロータコア(ロータ)
8 ステータコア(ステータ)
9 反羽根車側ハウジング
9a 反羽根車側ハウジングの内壁(第二軸流ディフューザ翼のハブ面)
9b 反羽根車側ハウジングの外壁(第二軸流ディフューザ翼のシュラウド面)
9c 反羽根車側ハウジングの軸方向端部
10 反羽根車側モータハウジング
11 軸受(羽根車側の軸受)
12 軸受(反羽根車側の軸受)
13 スリーブ
14 マグネットカバー
15 開口部(羽根車側のモータハウジング開口)
16 スペーサー
17 コイル
18 第1の流路
19 第2の流路
20 開口部(反羽根車側モータハウジング開口)
21 防振ゴム
22 爪部
23 第一軸流ディフューザ翼(羽根車側ディフューザ翼)
24 第二軸流ディフューザ翼(反羽根車側ディフューザ翼)
26 羽根車ハブ板
27 羽根
28 嵌合部
29 羽根車のボス
30 軸方向隙間流路
31 連結隙間
32 排気口
33 羽根車側モータハウジングの軸方向開口部
34 反羽根車側モータハウジングの軸方向開口部
35 突起部
36 モータとの締結部
37 ハウジング嵌合部
38 円環流路
200 電動送風機
201 送風機部
202 電動機部
300 電気掃除機
1
2b Outer wall of impeller side housing (first axial flow diffuser)
3
5 Rotating axis (axis)
6 Impeller
8 Stator core (stator)
9
9b Outer wall of the anti-impeller side housing (shroud surface of the second axial flow diffuser blade)
9c Axial end of the
12 Bearings (bearings on the anti-impeller side)
13
16
21
24 Second axle flow diffuser blade (anti-impeller side diffuser blade)
26
Claims (6)
前記第一軸流ディフューザ翼の下流に、第二軸流ディフューザ翼を持ち、
前記第一軸流ディフューザ翼と一体である羽根車側ハウジングの半径方向の内側に位置する羽根車側モータハウジングと、
前記羽根車側モータハウジングに対向した位置に反羽根車側モータハウジングを持ち、
前記羽根車側モータハウジング及び前記反羽根車側モータハウジングの内径側にステータおよびロータを有する電動機とを備え、
前記羽根車側モータハウジング及び前記反羽根車側モータハウジングは外周面に半径方向を向いた開口を周方向に複数持ち、
前記羽根車側ハウジングの内壁は、前記羽根車側モータハウジングの半径方向の最外径とからなる、軸方向に伸びる流路を持ち、
前記軸方向に伸びる流路は第二軸流ディフューザ翼と一体の反羽根車側ハウジングの内壁の軸方向の端部まで延び、
前記反羽根車側ハウジングの内壁の排気側の端部は前記反羽根車側モータハウジングの外周面の反羽根車側の端部より羽根車側に位置し、
前記反羽根車側モータハウジングの半径方向の前記開口は、前記反羽根車側ハウジングの内壁の排気側の端部より、前記反羽根車側モータハウジングの外周面の反羽根車側の端部側に位置することを特徴する電動送風機。 The first axial flow diffuser blade on the impeller side, which has blades in the circumferential direction downstream in the axial direction of the impeller,
A second axial flow diffuser blade is provided downstream of the first axial flow diffuser blade.
The impeller side motor housing located inside the impeller side housing integrated with the first axial flow diffuser blade in the radial direction, and the impeller side motor housing.
The anti-impeller side motor housing is held at a position facing the impeller side motor housing.
An electric motor having a stator and a rotor on the inner diameter side of the impeller side motor housing and the anti-impeller side motor housing is provided.
The impeller side motor housing and the anti-impeller side motor housing have a plurality of openings facing in the radial direction on the outer peripheral surface in the circumferential direction.
The inner wall of the impeller-side housing has a flow path extending in the axial direction, which is the outermost diameter in the radial direction of the impeller-side motor housing.
The axially extending flow path extends to the axial end of the inner wall of the anti-impeller side housing integrated with the second axial flow diffuser blade.
The exhaust-side end of the inner wall of the anti-impeller side housing is located on the impeller side from the anti-impeller side end of the outer peripheral surface of the anti-impeller side motor housing.
The opening in the radial direction of the anti-impeller side motor housing is located on the anti-impeller side end side of the outer peripheral surface of the anti-impeller side motor housing from the exhaust side end portion of the inner wall of the anti-impeller side housing. An electric blower characterized by being located in.
前記第一軸流ディフューザ翼と一体の羽根車側ハウジングの半径方向の内側に位置する羽根車側モータハウジングと、
前記第二軸流ディフューザ翼と一体の反羽根車側ハウジングは前記羽根車側モータハウジングに対向した位置に反羽根車側モータハウジングの一部と軸方向に重なり、
前記羽根車側モータハウジング及び前記反羽根車側モータハウジングの内径側にステータおよびロータを有する電動機とを備え、
前記羽根車側ハウジングの内壁と前記反羽根車側ハウジングの内壁により、前記第二軸流ディフューザ翼の前縁に向かい、かつ半径方向外側および軸方向に傾斜した流路を形成し、
前記羽根車側モータハウジング及び前記反羽根車側モータハウジングは外周面に半径方向を向いた開口を周方向に複数設け、
前記羽根車側ハウジングの内壁は、前記羽根車側モータハウジングの半径方向の最外径とからなる、軸方向に伸びる流路を持ち、
前記軸方向に延びる流路は前記傾斜した流路とつながる第2の流路を持ち、
前記第2の流路は、前記第一軸流ディフューザ翼を通る第1の流路と合流し、
前記反羽根車側モータハウジングの半径方向の前記開口は、前記傾斜した流路の下流に位置することを特徴する電動送風機。 The first axial flow diffuser blade on the impeller side having blades in the circumferential direction downstream of the axial flow impeller of the oblique flow impeller, and the second axial flow diffuser blade having the second axial flow diffuser blade downstream of the first axial flow diffuser blade.
The impeller side motor housing located inside the impeller side housing integrated with the first axial flow diffuser blade in the radial direction, and the impeller side motor housing.
The anti-impeller side housing integrated with the second axial flow diffuser blade overlaps a part of the anti-impeller side motor housing in the axial direction at a position facing the impeller side motor housing.
An electric motor having a stator and a rotor on the inner diameter side of the impeller side motor housing and the anti-impeller side motor housing is provided.
The inner wall of the impeller side housing and the inner wall of the anti-impeller side housing form a flow path toward the leading edge of the second axial flow diffuser blade and radially outward and axially inclined.
The impeller side motor housing and the anti-impeller side motor housing are provided with a plurality of radial openings on the outer peripheral surface in the circumferential direction.
The inner wall of the impeller-side housing has a flow path extending in the axial direction, which is the outermost diameter in the radial direction of the impeller-side motor housing.
The flow path extending in the axial direction has a second flow path connected to the inclined flow path, and has a second flow path.
The second flow path merges with the first flow path passing through the first axial flow diffuser blade.
An electric blower characterized in that the radial opening of the anti-impeller side motor housing is located downstream of the inclined flow path.
前記第一軸流ディフューザ翼と一体のハウジングの内壁は、前記羽根車側モータハウジングの羽根車側端部で形成する半径方向に延びる流路と、
前記羽根車側モータハウジングの半径方向の最外径とからなり、前記半径方向の流路と連続し、軸方向に伸びる流路を持つことを特徴とする請求項1又は2の電動送風機。 The impeller side motor housing and the anti-impeller side motor housing are provided with a plurality of openings facing in the radial direction and openings facing in the axial direction on the outer peripheral surface in the circumferential direction.
The inner wall of the housing integrated with the first axial flow diffuser blade includes a flow path extending in the radial direction formed at the impeller side end portion of the impeller side motor housing.
The electric blower according to claim 1 or 2, which comprises the outermost diameter in the radial direction of the impeller-side motor housing, and has a flow path that is continuous with the radial flow path and extends in the axial direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020193055A JP7477432B2 (en) | 2020-11-20 | 2020-11-20 | Electric blower and vacuum cleaner equipped with same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020193055A JP7477432B2 (en) | 2020-11-20 | 2020-11-20 | Electric blower and vacuum cleaner equipped with same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022081860A true JP2022081860A (en) | 2022-06-01 |
JP7477432B2 JP7477432B2 (en) | 2024-05-01 |
Family
ID=81801751
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020193055A Active JP7477432B2 (en) | 2020-11-20 | 2020-11-20 | Electric blower and vacuum cleaner equipped with same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7477432B2 (en) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6382122B2 (en) | 2015-01-28 | 2018-08-29 | 日立アプライアンス株式会社 | Electric blower and vacuum cleaner equipped with the same |
JP2018105269A (en) | 2016-12-28 | 2018-07-05 | 日本電産株式会社 | Blowing device and cleaner equipped with the same |
JP2018123738A (en) | 2017-01-31 | 2018-08-09 | 日本電産株式会社 | Blower and cleaner |
US11085454B2 (en) | 2017-03-16 | 2021-08-10 | Lg Electronics Inc. | Fan motor having a motor mount defining a cooling flow path inlet and a diffuser body defining a cooling flow path outlet with the cooling flow path in fluid communication with the inner space of the motor mount |
JP2018193940A (en) | 2017-05-18 | 2018-12-06 | 日本電産株式会社 | Blower and cleaner |
-
2020
- 2020-11-20 JP JP2020193055A patent/JP7477432B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7477432B2 (en) | 2024-05-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111441969B (en) | Electric fan and electric dust collector with same | |
JP2010281232A (en) | Electric blower and vacuum cleaner having the same | |
TWI644026B (en) | Electric blower and electric vacuum cleaner equipped with the same | |
CN109083868B (en) | Electric blower and electric dust collector with the same | |
CN107110171A (en) | Electric fan and its electric dust collector of carrying | |
WO2021084875A1 (en) | Electric blower and vacuum cleaner provided with same | |
JP6581361B2 (en) | Electric blower and vacuum cleaner equipped with the same | |
JP2018017197A (en) | Electric blower and vacuum cleaner mounting the same | |
JP6758243B2 (en) | Electric blower and vacuum cleaner equipped with it | |
JP6653363B2 (en) | Electric blower | |
JP7428630B2 (en) | Electric blower and vacuum cleaner equipped with it | |
JP2022081860A (en) | Electric blower and vacuum cleaner including the same | |
WO2022107390A1 (en) | Electric blower, and electric vacuum cleaner provided with same | |
JP7478609B2 (en) | Electric blower and vacuum cleaner equipped with the same | |
CN110680241B (en) | Electric fan and electric dust collector with same | |
WO2022038816A1 (en) | Electric blower, and electric vacuum cleaner provided with same | |
JP6951209B2 (en) | Electric blower and vacuum cleaner equipped with it | |
WO2023286293A1 (en) | Electric blower, and electric vacuum cleaner provided with same | |
JP2024014328A (en) | Electric blower and vacuum cleaner equipped with it | |
JP5352360B2 (en) | Electric blower and electric vacuum cleaner provided with the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230524 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231116 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231121 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240122 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240409 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240418 |