JP2988124B2 - 電動送風機 - Google Patents

電動送風機

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JP2988124B2
JP2988124B2 JP4153206A JP15320692A JP2988124B2 JP 2988124 B2 JP2988124 B2 JP 2988124B2 JP 4153206 A JP4153206 A JP 4153206A JP 15320692 A JP15320692 A JP 15320692A JP 2988124 B2 JP2988124 B2 JP 2988124B2
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徹 広瀬
文彦 笹原
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Electric Suction Cleaners (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は家庭用の掃除機に使用す
る電動送風機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電動送風機を用いた電気掃除機
は、じゅうたんの掃除やダニを吸い込む用途に対応する
ため高出力化の傾向にある。以下、従来の電動送風機に
ついて図4に基づいて説明する。ケーシング1はこの中
にエアガイド2とインペラ3を収容しており、モータ4
に気密に取り付けられている。インペラ3は、ブレード
5と、これを挟み込む前面シュラウド6と、後面シュラ
ウド7により構成されている。
【0003】以上の構成で、モータ4によってインペラ
3を高速で回転させ、生じた遠心力によって、所定の風
量と真空圧を得るようになっている。
【0004】このような従来の構成の電動送風機は、高
風量化を目的としているために、ブレード枚数が比較的
少なくなっている。すなわち、ブレード5の翼間通路断
面積が大きくインペラ3の吸気孔からブレード5に気流
が流れ込む際、渦流れや二次流れなどの気流の乱れが発
生する。またインペラ3は高速で回転するために、空気
通路などを構成するブレード5の回転方向側とその反対
側では圧力差は大変大きいものとなる。よってこれらの
原因による気流の乱れのために空気通路全体で通路損失
が生じ、電動送風機としての効率が低下する。
【0005】このような問題を解決するために発明者ら
は、図5に示すようなインペラを提案している。すなわ
ち、インペラ3の高さを一度絞って絞り部3aを設ける
ことにより軸方向の高さを小さくし、その後外周方向に
向かうにつれ徐々に高さを増やしている。このことによ
り、高さ方向での流速変化が小さくなり、渦流の発生が
抑えられ圧力損失が低減し、かつ圧力回復も効果的に行
える。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この種のインペラ3の
ブレード5は半径方向に直線でなく曲がっており、又半
径方向に対し角度を有している。このため、インペラ3
が高速で回転すると大きな遠心力が作用し、ブレード先
端を遠心力方向に曲げようとする力が働く。従来のイン
ペラ3高さが徐々に小さくなっている、先細のブレード
3では、前面シュラウド6と後面シュラウド7で先端を
押さえられているため、ブレードが外側に曲がることは
ないが、外周方向に徐々にインペラ高さが高くなるよう
な先広がりのブレードでは、シュラウドによる拘束力が
小さいためブレード先端が外側に曲がり易くシュラウド
とインペラとのカシメ箇所を増やすといった対策がされ
ている。
【0007】そこで、本発明の第1の目的は、先広がり
形のインペラでかつブレードの拘束力を高めた掃除機用
の電動送風機を提供することであり、第2の目的は第1
の目的に加え騒音の低減をはかった掃除機用の電動送風
機を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の目的を達成するた
めの本発明の第1の手段は、複数枚のブレードを円板形
の前面シュラウド及び後面シュラウドで挟持して構成し
たインペラと、回転軸に前記インペラを固定したモータ
と、インペラの外周に設置されたエアガイドと、エアガ
イド、インペラを内包しモータの外周に取り付けられ
た、中央部に吸気孔を有するケーシングとを有し、イン
ペラの縦断面において、両シュラウド間の軸方向の距離
を途中で小さく、次いで外周に向かって大きく、外周付
近で再度小さくした電動送風機としたものである。
【0009】第2の目的を達成するための本発明の第2
の手段は、上記本発明の手段に加え、インペラの外周部
にブレードの外周端より突出したツバ部を設けた電動送
風機とするものである。
【0010】
【作用】本発明の手段によれば、インペラの縦断面にお
いて、両シュラウド間の軸方向の距離を途中で小さく、
次いで外周に向かって大きく、外周付近で再度小さくし
た形状にすることにより、インペラの外周付近では外周
に近づくにつれインペラ高さが徐々に小さくなり、遠心
力によるブレードの外側への曲がりに対し強い拘束力が
働きブレードの変形が起こらず所期の目的が達成でき
る。
【0011】また本発明の手段によれば、インペラの外
周部にツバ部を設けることにより、ブレード端面で発生
する渦流を減少させ、騒音を低下させることができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の第1の手段の実施例を図1、
2に基づいて説明する。図において、21は遠心形のイ
ンペラであり、複数枚のブレード22の上下端を円板形
の前面シュラウド24及び後面シュラウド23で挟持
し、かしめることによって構成している。25はモータ
であり、その回転軸26には前記のインペラ21がネジ
止めにより固定されている。27はインペラ21の外周
に設置されたエアガイドであり、本例ではモータ25の
ブラケットを兼ねた構成になっており、外周部に複数枚
の静翼(図示せず)が構成されている。すなわち、モー
タ25にインペラ21を固着したとき、その外側にエア
ガイド27の静翼が対じして配置される。このエアガイ
ド27は、インペラ21からの高速気流をモータ25の
内部へ導くもので、静翼によって構成されるディフュー
ザ部(図示せず)、戻り通路(図示せず)を構成する。
29はエアガイド27、インペラ21を内包し、中央部
に吸気孔30を有するケーシングであり、モータフレー
ム31の外周に圧入固定してある。
【0013】そして、前記インペラ21はその縦断面に
おいて、両シュラウド23、24間の軸方向の距離を途
中で小さく、次いで外周に向かって大きく、外周付近で
再度小さくした形状としている。図2に示す例では、後
面シュラウド23の縦断面形状はS字形をしており、入
り口すなわち中心から出口すなわち外周端に向かって高
さが徐々に低くなり、極小部23aとした後、高さを増
加した拡大部23bとし、外周端付近で再び高さを小さ
くした縮小部23cとしている。ブレード22の後面シ
ュラウド23と接する端面の形状もやはりS字形をして
いる。
【0014】次に動作について説明する。ケーシング2
9の吸気孔30から吸入された気流は、前面シュラウド
24、後面シュラウド23、ブレード22によって構成
される空気通路を通りインペラ21の出口から排出され
るが、インペラ21は、30000rpmを越える高速
回転をしているために空気通路では激しい乱流を生じ
る。またブレード22の回転方向側とその反対側では圧
力差が生じるために渦流が発生し、空気通路の内壁表面
の広範囲で乱流境界層が発生し有効空気通路断面が減少
し、通路損失が生じる。このような損失を小さくするた
めに、インペラの高さを中央付近で一度絞った極小部2
3aを設けることが有効である。
【0015】本実施例では9枚のブレード22が放射状
に設けられており、軸方向からみたブレード形状は直線
では無く、回転方向に対し後ろ向けに傾いている。この
ため、高速で回転したときに加わる大きな遠心力によ
り、ブレードは直線方向に曲がろうとする。すなわち、
ブレード22の先端が両シュラウドの外側に突き出すよ
うな形で変形しようとする。ブレード22が外周端に向
かうほど高くなる形状では、両シュラウドによる圧接力
が弱い場合、実際にブレード先端が遠心力により変形す
る場合も生じる。本実施例では、ブレード先端部では、
高さが徐々に小さくなっているため、両シュラウドで押
さえられたブレード先端が外側に変形する為には、両シ
ュラウドを上下方向に広げなければならず、ブレード先
端が遠心力により変形することはほとんどない。また、
ブレード高さが先端部分で低くなっても、すなわちイン
ペラ出口部分の断面積が小さくなる方向であっても、イ
ンペラ内の空気通路の断面積は出口に向かって大きくな
る方向には変わり無く、圧力回復に影響を与えることも
殆ど無い。
【0016】以上のように本実施例では、インペラの両
シュラウド23、24間の軸方向の距離を途中で小さく
して、流速分布を均一化し、インペラの効率を高くする
という特長は保ち、かつ、遠心力によるブレードの変形
を防止することができる。
【0017】次に、本発明の第2の手段の実施例を図3
に基づいて説明する。第1の手段と相違するインペラ4
0部分についてのみ説明する。インペラ40は、吸気孔
41を有する後面シュラウド35、前面シュラウド3
6、両シュラウド35、36で挟持され、かしめられた
複数枚のブレード37から構成されている。インペラ4
0は、中心から外周に向かって徐々に小さくなり途中で
極小部35aとした後、高さを増加した拡大部35bと
し、外周端付近で再び高さを小さくした縮小部35cと
している。両シュラウド35、36の外周端はブレード
37の外周端より外側にのびている。すなわち両シュラ
ウドの外周に平行あるいは、外側に広がったツバ部38
が設けられている。このツバ部38でのインペラ高さは
一定であり、両シュラウドは平行になっている。
【0018】次に、この第2の実施例の動作について説
明する。インペラ40が高速回転し吸気孔41から吸い
込まれた気流が出口方向に流れる。途中インペラ高さが
絞られ、流速分布を整えた後、徐々に流速を落としなが
ら出口へ流れる。ブレード37の先端の遠心力による変
形を防止するため外周付近ではブレード37先端までイ
ンペラ高さは徐々に低くなっている。先の実施例のよう
にブレードの外周端とシュラウドの外周が一致している
場合は、インペラ高さが急に変化するインペラ40の外
周付近で渦が生じ、これが騒音発生の一因となる。この
実施例ではブレード37の外周端から外へシュラウドの
外周が延びているため、このツバ部38で渦流が整流さ
れ、騒音が低減される。
【0019】以上のように本実施例では通路損失の小さ
なインペラで、ブレード先端の変形も無く、しかも騒音
も低減できる。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明では、インペラはそ
の縦断面において、両シュラウド間の軸方向の距離を途
中で小さく、次いで外周に向かって大きく、外周付近で
再度小さくした形状としていることにより、インペラ内
部での流速分布が均一となり損失が低減できると同時に
ブレード先端部が両シュラウドで押さえられ遠心力で変
形することが無い、信頼性の高い電動送風機を実現でき
る。
【0021】また本発明では、上記構成に加え、ツバ部
を設けることにより、その整流作用により、騒音が低減
され、効率が高く、信頼性の高い電動送風機が実現でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す電動送風機の断面
【図2】Aは同実施例のインペラの平面図 Bは同側面図
【図3】Aは第2の実施例を示すインペラの平面図 Bは同側面図
【図4】従来の電動送風機の断面図
【図5】Aは発明者らが提案しているインペラの平面図 Bは同側面図
【符号の説明】
21、40 インペラ 22、37 ブレード 23、35 後面シュラウド 24、36 前面シュラウド 25 モータ 27 エアガイド 29 ケーシング 30、41 吸気孔 38 ツバ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−2498(JP,A) 特開 平2−112699(JP,A) 実開 昭56−122799(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F04D 29/18 - 29/38

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数枚のブレードを円板形の前面シュラ
    ウド及び後面シュラウドで挟持して構成したインペラ
    と、回転軸に前記インペラを固定したモータと、インペ
    ラの外周に設置されたエアガイドと、エアガイド、イン
    ペラを内包しモータの外周に取り付けられた、中央部に
    吸気孔を有するケーシングとを有し、インペラの縦断面
    において、両シュラウド間の軸方向の距離を途中で小さ
    く、次いで外周に向かって大きく、外周付近で再度小さ
    くした電動送風機。
  2. 【請求項2】 インペラの外周部にブレードの外周端よ
    り突出したツバ部を設けた請求項1記載の電動送風機。
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