JP3331877B2 - 電気掃除機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、遠心羽根車を有す
る電動送風機を用いた電気掃除機に係り、特に、小型軽
量化及び高出力化するに好適な電気掃除機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気掃除機用の電動送風機として
は、特開平7-189994号公報に開示されているものがあ
る。

【０００３】従来の電気掃除機用の電動送風機のディフ
ューザの一例を図１１、図１２に示す。図１１はディフ
ューザを電動機、すなわちモータの回転軸方向、かつ電
動機の取り付け側（遠心羽根車取り付け側）から見た図
である。また、図１２（ａ）は図１１のディフューザベ
ーン部分を拡大した図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｙ断面図
である。

【０００４】図１１、図１２に示すように、ディフュー
ザ４１は、ディフューザベーン４３とリターンガイドベ
ーン４６と、これらを仕切る仕切板４２とが一体に成形
されている。仕切板４２の外周部には内方に向かう切れ
込み４２ａが形成され、モータ軸４０に直角に交わる平
面上において、ディフューザ最外径をつなぐ仮想線（４
５ａ−４５ｂ）との間で、ディフューザベーン側からリ
ターンガイドベーンへの略三角形（４５ａ−４５ｂ−４
５ｃ）の流体、すなわち空気通路４５を形成していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来技術
によると、仕切板の外周がディフューザベーンの外周側
の面、すなわち外周壁面よりも外周側に突き出た構成に
なっており、ディフューザ最外径をつなぐ仮想線との間
で形成される略三角形の空気通路の面積が小さくなって
いた。したがって、通路面積が十分確保できず、この部
分での流路抵抗、すなわち通気抵抗が大きくなり、電動
送風機効率、すなわち電気掃除機の吸込仕事率が低下す
る原因となっていた。

【０００６】また、従来の電気掃除機用の電動送風機に
おいては、通常、電動機に、ディフューザを取り付ける
ステーが設けられる。このようなステーとしては、電動
機の軸方向から見て、軸を含みかつ軸を横切って一直線
に設けられるものがある。そしてこのようなステー部で
は、ディフューザのリターンガイドベーンによって誘導
された流れがせき止められる。

【０００７】このとき、リターンガイドベーンが一様に
構成されていたため、隣接するリターンガイドベーン間
に構成される流路、すなわち翼間流路を流れる空気の流
速に分布が生じていた。そして、流速が速くなる翼間流
路では、通気抵抗が大きくなり、電動送風機効率、すな
わち電気掃除機の吸込仕事率が低下する原因となってい
た。

【０００８】さらに、掃除機の小型・軽量化の要望が高
まるにつれ、電動送風機の小型化、すなわち羽根車の小
径化が要求され、かつ高効率化を図ることが要求されて
いる。これらの要求に対しては、ディフューザベーンか
らリターンガイドベーン、さらに電動機の吸気口までの
改良が必要である。

【０００９】したがって、本発明の目的は、電動送風機
効率、すなわち掃除機の吸込仕事率を向上した電気掃除
機を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の特徴とするところは、電動送風機及び集塵部
を有する掃除機本体と、被清掃面への開口を有する吸口
と、掃除機本体及び吸口を結ぶ管路とを備え、前記電動
送風機によって、前記吸口の室内から前記集塵部に空気
を吸引する電気掃除機において、前記電動送風機は、電
動機と、この電動機の回転軸と同軸の遠心羽根車と、前
記電動機及び遠心羽根車の間に、遠心羽根車側にディフ
ューザベーンを、反遠心羽根車側にリターンガイドベー
ンを有するディフューザと、前記遠心羽根車及びディフ
ューザを内包するファンケーシングとを具備してなり、
前記ディフューザは、前記ファンケーシングとの間に、
ディフューザベーン側からリターンガイドベーン側への
流路となる隙間を有するように構成されると共に、ディ
フューザベーン側とリターンガイドベーン側とを仕切る
仕切板に、ディフューザベーンの外周端からそのディフ
ューザベーンの外周側の面に沿って内方に切れ込んだ凹
部を具備し、さらに前記リターンガイドベーンの外径を
前記ディフューザベーンの外径よりも小さくしたことに
ある。

【００１１】また、本発明の特徴とするところは、電動
送風機及び集塵部を有する掃除機本体と、被清掃面への
開口を有する吸口と、掃除機本体及び吸口を結ぶ管路と
を備え、前記電動送風機によって、前記吸口の室内から
前記集塵部に空気を吸引する電気掃除機において、前記
電動送風機は、電動機と、この電動機の回転軸と同軸の
遠心羽根車と、前記電動機及び遠心羽根車の間に、遠心
羽根車側にディフューザベーンを、反遠心羽根車側にリ
ターンガイドベーンを有するディフューザと、前記遠心
羽根車及びディフューザを内包するファンケーシングと
を具備してなり、前記ディフューザは、前記ファンケー
シングとの間に、ディフューザベーン側からリターンガ
イドベーン側への流路となる隙間を有するように構成さ
れると共に、ディフューザベーン側とリターンガイドベ
ーン側とを仕切る仕切板に、ディフューザベーンの外周
端からそのディフューザベーンの外周側の面に沿って内
方に切れ込んだ凹部を具備し、さらに前記リターンガイ
ドベーンの外径を前記ディフューザベーンの外径よりも
小さくしたことにある。

【００１２】また、本発明の特徴とするところは、電動
送風機及び集塵部を有する掃除機本体と、被清掃面への
開口を有する吸口と、掃除機本体及び吸口を結ぶ管路と
を備え、前記電動送風機によって、前記吸口の室内から
前記集塵部に空気を吸引する電気掃除機において、前記
電動送風機は、電動機と、この電動機の回転軸と同軸の
遠心羽根車と、前記電動機及び遠心羽根車の間に、遠心
羽根車側にディフューザベーンを、反遠心羽根車側にリ
ターンガイドベーンを有するディフューザと、前記遠心
羽根車及びディフューザを内包するファンケーシングと
を具備してなり、前記ディフューザは、前記ファンケー
シングとの間に、ディフューザベーン側からリターンガ
イドベーン側への流路となる隙間を有するように構成さ
れると共に、外周端からディフューザベーンの外周側の
面に至る複数の凹部を具備し、さらに該複数の凹部の形
状をそれぞれ異ならせたことにある。

【００１３】また、本発明の特徴とするところは、電動
送風機及び集塵部を有する掃除機本体と、被清掃面への
開口を有する吸口と、掃除機本体及び吸口を結ぶ管路と
を備え、前記電動送風機によって、前記吸口の室内から
前記集塵部に空気を吸引する電気掃除機において、前記
電動送風機は、電動機と、この電動機の回転軸と同軸の
遠心羽根車と、前記電動機及び遠心羽根車の間に、遠心
羽根車側にディフューザベーンを、反遠心羽根車側にリ
ターンガイドベーンを有するディフューザと、前記遠心
羽根車及びディフューザを内包するファンケーシングと
を具備してなり、前記ディフューザは、前記ファンケー
シングとの間に、ディフューザベーン側からリターンガ
イドベーン側への流路となる隙間を有するように構成さ
れると共に、ディフューザベーン側とリターンガイドベ
ーン側とを仕切る仕切板に、ディフューザベーンの外周
端からそのディフューザベーンの外周側の面に沿って内
方に切れ込んだ複数の凹部を具備し、さらに該複数の凹
部の形状をそれぞれ異ならせたことにある。

【００１４】

【００１５】

【００１６】上記の凹部はディフューザベーン側からリ
ターンガイドベーンへの通気抵抗を低減し、この部分で
の損失を低減することによって、電動送風機の効率、す
なわち掃除機の吸込仕事率を高めることができる。ディ
フューザベーン側からリターンガイドベーン側に向けて
の丸み、或いはリターンガイドベーン側からディフュー
ザベーン側に向けての丸みを設けることにより、さらに
通気抵抗を低減することができる。また、リターンガイ
ドベーンの外径をディフューザベーンの外径よりも小さ
くすれば、凹部を大きくすることができ、ディフューザ
ベーン側からリターンガイドベーンへの通気抵抗をさら
に低減することができる。

【００１７】また、上記目的を達成するために、電動送
風機及び集塵部を有する掃除機本体と、被清掃面への開
口を有する吸口と、掃除機本体及び吸口を結ぶ管路とを
備え、前記電動送風機によって、前記吸口の室内から前
記集塵部に空気を吸引する電気掃除機において、前記電
動送風機は、電動機と、この電動機の回転軸と同軸の遠
心羽根車と、前記電動機及び遠心羽根車の間に、遠心羽
根車側にディフューザベーンを、反遠心羽根車側にリタ
ーンガイドベーンを有するディフューザと、前記遠心羽
根車及びディフューザを内包するファンケーシングと、
電動機にディフューザを取り付けるステーとを具備して
なり、前記ディフューザは、ステーとの取付部の両側に
リターンガイドベーンを備え、これらのリターンガイド
ベーンのうち前記取付部に凸側の面を対向させるリター
ンガイドベーンと、このリターンガイドベーンの凹面側
に隣接するリターンガイドベーンとの間に構成される翼
間流路出口の幅を他の翼間流路出口の幅よりも小さくし
たものである。

【００１８】このとき、流路出口の幅を最も狭くした翼
間流路から、前記ステーに対して遠ざかる方向に構成さ
れる翼間流路出口の幅を順に大きくしていくことが好ま
しい。

【００１９】また、上記目的を達成するために、電動送
風機及び集塵部を有する掃除機本体と、被清掃面への開
口を有する吸口と、掃除機本体及び吸口を結ぶ管路とを
備え、前記電動送風機によって、前記吸口の室内から前
記集塵部に空気を吸引する電気掃除機において、前記電
動送風機は、電動機と、この電動機の回転軸と同軸の遠
心羽根車と、前記電動機及び遠心羽根車の間に、遠心羽
根車側にディフューザベーンを、反遠心羽根車側にリタ
ーンガイドベーンを有するディフューザと、前記遠心羽
根車及びディフューザを内包するファンケーシングと、
電動機にディフューザを取り付けるステーとを具備して
なり、前記ディフューザは、ステーとの取付部の両側に
リターンガイドベーンを備え、これらのリターンガイド
ベーンのうち前記取付部に凸側の面を対向させるリター
ンガイドベーンと、このリターンガイドベーンの凹面側
に隣接するリターンガイドベーンとの間に構成される翼
間流路出口部における流路の曲率を、他の翼間流路出口
部における流路の曲率よりも小さくしたものである。

【００２０】このとき、流路出口における流路の曲率を
最も小さくした翼間流路から、前記ステーに対して遠ざ
かる方向に構成される翼間流路出口における流路の曲率
を順に大きくしていくことが好ましい。

【００２１】上記構成において、翼間流路の曲率とは、
隣接するリターンガイドベーンによって曲線を持つよう
に構成される翼間流路の中心線、すなわち流路幅の中央
を連ねた線によって決まる曲率である。

【００２２】上記の構成において、ディフューザを電動
機に取り付けるためのステー部は、リターンガイドベー
ン側に流入し、電動機の吸気口に流入する流れをせき止
め、或いは阻害する。このため、ステーとディフューザ
との取付部の両側に、電動機の吸気口へ流れを誘導する
ためのリターンガイドベーンが備えられる。両側に備え
られるリターンガイドベーンのうち、凸側の面を前記取
付部に対向させるリターンガイドベーンは、流れをせき
止めるように作用し、流れの流速を高める。

【００２３】そこで、この部分の翼間流路出口の幅を他
の翼間流路出口の幅よりも小さくする、及び／または、
この部分の翼間流路出口部における流路の曲率を、他の
翼間流路出口部における流路の曲率よりも小さくするこ
とにより、流体、すなわち空気の流速を下げるとともに
各翼間流路での流速の均一化を図る。そして、損失を低
減することによって、電動送風機効率、すなわち電気掃
除機の吸込仕事率を高くする。

【００２４】上述の記載において、各ベーンの内径と
は、ディフューザの中心、すなわち電動機の回転軸中心
からベーンの内周側端部までの長さのことであり、外径
とは、ディフューザの中心からベーンの外周側端部まで
の長さのことである。また、翼間流路出口の幅とは、各
ベーンの下流側端部から他方のベーンに垂直に下ろした
垂線の長さのことである。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下本発明による実施例について
図面を参照し説明する。

【００２６】まず、図面について説明する。図１は、本
発明による一実施例の電気掃除機に用いる電動送風機の
ディフューザの平面図、図２は図１の仕切板のＤ−Ｄ断
面図、同じく図３は図１の仕切板のＥ−Ｅ断面図であ
る。図４は同電動送風機のディフューザの側断面図であ
り、図５はリターンガイドの一部拡大平面図である。図
６は本発明のリターンガイドの平面図であり、図７は同
リターンガイド部の速度分布の本発明と従来の比較を示
すである。図８は本発明による一実施例の電気掃除機に
用いる電動送風機の縦断面図である。図９は、本発明に
よる一実施例の電気掃除機の外観斜視図である。図１０
は、図９の電気掃除機における掃除機本体の縦断側面図
である。図１１、１２は従来のディフューザの平面図で
ある。

【００２７】電気掃除機は、図９に示すように、電動送
風機および集塵フィルタを内蔵する電気掃除機本体２０
１に、遠隔操作のための赤外線受光部２０２が設置さ
れ、この電気掃除機本体２０１に回転自在に接続された
ホース２０３の先端に設けられたホース手元部２０４
に、延長管２０５を介して吸口２０６が取り付けられて
いる。ホース手元部２０４は、電気掃除機本体２０１内
の電動送風機を制御するためのスイッチ操作部２０７
と、制御信号を赤外線信号の形で赤外線受光部２０２に
伝達する赤外線発光部２０８、２０９とを備える。

【００２８】また、電気掃除機本体２０１は、図１０に
示すように、下ケース３０１、上ケース３０２及び集塵
蓋３０３により外郭が構成される。集塵蓋３０３には吸
込口３０４が形成され、その内側には、前記吸込口３０
４に接合される集塵袋３０５を収容する集塵室３０６が
形成されている。集塵室３０６の後方には、電動送風機
室３０７が後続し、電動送風機３０８が収納されてい
る。この電動送風機３０８の吸気側は、補助フィルタを
３０９を介して集塵室３０６と連通している。電動送風
機３０８の排気側は、排気室及び排気フィルタを介して
排気口３１０から外部へ開放される。

【００２９】次に、図８を参照して電動送風機３０８に
ついて説明する。この電動送風機３０８は、送風機１と
電動機２に大別される。

【００３０】送風機１は、遠心羽根車１２と、該遠心羽
根車１２を両側から挟んで収納するファンケーシング１
３及びディフューザ１０とを含み構成される。

【００３１】電動機２は、ハウジング３及びステー９か
ら成り、該ハウジング３内に収納される回転軸４を有す
るロータ５及びステータコイル６が巻装されたステータ
７とを含み構成される。ハウジング３は、その開口縁に
外側に向けてはり出す環状平面部３ａを一体に設けた深
いカップ状に形成され、反対側の中央に形成した軸受保
持部３ｂに、前記回転軸４の一端を軸支する軸受８ａが
設けられる。また、このハウジング３の端面部側の外周
部には排気口３ｃが形成されている。そして、このハウ
ジング３の開放端側にはステー９が取り付けられ、前記
送風機１と当該電動機２が接続される。

【００３２】また、ステー９は金属のプレス成形品であ
り、その中央部に軸受保持部９ａを形成し、端部を上記
環状平面部３ａに固定して取付られている。そして、こ
のステー９の側縁と環状平面部３ａの内周縁とで形成さ
れる略扇形開口部分は、送風機１からの空気を電動機２
内へ導入するための吸気口９ｃとなっている。軸受保持
部９ａには、回転軸４の他端を軸支する軸受８ｂが設け
られる。一方、このステー９と環状平面部３ａの上方に
は、吸気口９ｃに連なるディフューザ１０が配設され、
その上流側にはナット１１によって回転軸４の端部に固
定された遠心型羽根車１２が配設される。そして、ディ
フューザ１０及び遠心型羽根車１２は、ハウジング３の
環状平面部３ａの外周に密封連結するように圧入固定さ
れたファンケーシング１３で覆われる。

【００３３】なお、ファンケーシング１３の中央、すな
わち軸心近傍に位置する吸込口１３ｂに、該吸込口１３
ｂの上流から下流へ流れる空気が、遠心羽根車１２に円
滑に吸い込まれるよう該空気を導くための、気流ガイド
１３ａが設けられている。この気流ガイド１３ａは、そ
の断面形状が円弧状となるように形成され、円弧の内側
には前記遠心羽根車１２の側板の中央に形成された入口
部に摺接するシール部材１４を装着して吸込口部の気密
を保つようにしている。

【００３４】前記遠心羽根車１２は、８枚のブレード１
７を側板１８と主板１９の間に放射状に配列して構成さ
れる。各ブレードの両側には側板１８と主板１９と結合
するための爪が形成されており、側板１８と主板１９に
設けられた角穴に前記爪を勘合して加締めることにより
それぞれが結合される。

【００３５】ディフューザ１０は、遠心羽根車１２の外
周延長上に形成された１３枚のディフューザ翼１０ａ
と、その背面側に形成されたリターンガイド１０ｂと共
に、仕切板１５と一体に成形されており、リターンガイ
ド１０ｂはハウジング３の環状平面部３ａと共に空気流
を前記吸気口９ｃまで導く、戻り案内通路を形成する。

【００３６】次に、電動送風機３０８内における空気の
流れを説明する。電動機２を駆動して遠心羽根車１２を
回転させると吸込口１３ｂからファンケーシング１３内
へ空気が流入する。このとき、気流ガイド１３ａは、遠
心羽根車１２に流入する空気流を整流する。遠心羽根車
１２から吐出された空気流はディフューザベーン１０ａ
の間を通過し、ディフューザ１０の外周とファンケーシ
ング１３の内周との環状の隙間部１６において１８０度
方向転換し、さらに、リターンガイドベーン１０ｂを通
過した後に、吸気口９ｃを通ってハウジング３へ導入さ
れる。ハウジング３内へ導入された空気は、ロータ５を
冷却すると共にステータ７とハウジング３の内面の間に
形成された排気通路１８ａとロータ５とステータ７の間
に形成された排気通路１８ｂを通り、ステータコイル６
を冷却して排気口３ｃから外部へ排出される。

【００３７】上記のような構成の電動送風機を用いた電
気掃除機についての実施例の詳細について、図１から図
７を用いて説明する。

【００３８】図１はディフューザ１０を電動送風機３０
８の吸込口１３ｂの方から見た図を示している。ディフ
ューザベーン１０ａ及びリターンガイドベーン１０ｂ
は、仕切板１５の面内方向について、一方の面が凸面、
他方が凹面となるように、仕切板１５と一体に成形され
ている。仕切板１５の外周形状はディフューザベーン１
０ａの外周端からそのディフューザベーン１０ａの外周
側の面に沿って内方へ切れ込んで、その終端が隣接する
ディフューザベーンの外周端に一致する凹部Ａを形成し
ている。ここで、ディフューザベーン１０ａは１３枚、
リターンガイドベーン１０ｂが８枚で構成されているの
で、凹部Ａの形状は全て同じではなく、例えば凹部Ｂや
Ｃのように凹部形状が極端に異なっている部分もある。

【００３９】羽根車１２から吐出した気流はディフュー
ザベーン１０ａ間に流れ込み、翼間流路１７において順
次、拡大減速されながら凹部Ａとファンケーシング１３
との隙間部１６を通過し、この部分で方向転換し排気通
路１８ａ、１８ｂへと流れる。すなわち、このディフュ
ーザベーン１０ａからリターンガイドベーン１０ｂに方
向転換する開口部の役割が非常に重要である。

【００４０】例えば、従来の円板状のディフューザ（仕
切板）では、減速された気流は仕切板外周とファンケー
シング内周との環状隙間に入り、方向転換する際にリタ
ーンガイドの入口付近で剥離を起こし、偏流するので、
実際に流れる軸方向の流路幅はリターンガイドの高さの
約２／３になっている。また、ディフューザでの圧力回
復は、翼間流路で成されるのみで、それ以後の仕切板部
では摩擦損失となって、通気抵抗の原因となっていた。
また、図１１、図１２に示すようなディフューザ４１の
仕切板４２外周が略三角形（４５ａ−４５ｂ−４５ｃ）
の空気通路４５を形成しているものでは、前述の円板状
のディフューザに比べ通路面積が増えるが、仕切板４２
の外周がディフューザベーン４３の外周側の面、すなわ
ち、外周壁面よりも外周側に丸み４２ｂを突き出した構
成のために、略三角形の空気通路４５の面積が小さくな
るという欠点を有している。この略三角形の開口部で発
生する曲がり損失を如何に最小限に抑えるかが効率向上
のための重要な課題である。

【００４１】本実施例によれば、仕切板１５にディフュ
ーザベーン１０ａの外周端からそのディフューザベーン
１０ａの外周側の面に沿って内方へ切れ込んで、その終
端が隣接するディフューザベーン１０ａの外周端に一致
する凹部を形成しているので、通路面積が最大限に確保
され、不要な仕切板外周部分がない。すなわち、ディフ
ューザベーン１０ａの翼間流路１７の下流側で発生して
いた摩擦損失が低減でき、リターンガイドベーン１０ｂ
へ方向転換する際に発生する流れの剥離が抑制されてリ
ターンガイド１０ｂの軸方向の流路幅が有効に使われる
ので、リターンガイドベーン１０ｂに流入する気流速度
が低下するとともに均一化されるので、リターンガイド
ベーン１０ｂの下流側にある排気通路１８による通気抵
抗を減少することができる。

【００４２】したがって、送風機の外径を大きくするこ
となく、ディフューザベーン１０ａからリターンガイド
ベーン１０ｂまでの静止流路部の改善が図られ、掃除機
の小型・高効率化が達成できる。

【００４３】また、前記凹部はディフューザベーン１０
ａの外周端からそのディフューザベーン１０ａの凹面側
に隣接するディフューザベーン１０ａの凸面側の面、す
なわち外周の面に至る端面に、ディフューザベーン１０
ａ側からリターンガイドベーン１０ｂ側に向けて凸の丸
みを設け、その他の端面に、リターンガイドベーン側か
らディフューザベーン側に向けて凸の丸みを設けている
ので、ディフューザベーン１０ａ側からリターンガイド
１０ｂ側へ流れが移行する際に発生する流れの剥離が抑
制されるので、通気抵抗が低減できる。

【００４４】本実施例では、図２に図１のＤ−Ｄ断面に
示すように仕切板１５のリターンガイド１０ｂ側に曲率
半径２ｍｍの丸みを設け、同様に図３に図１のＥ−Ｅ断
面を示すように、ディフューザベーン１０ａ側に曲率半
径２ｍｍを設けている。

【００４５】一般に、送風機の高効率化を図るには、回
転数を高くして羽根車の外径を小さくして、その分ディ
フューザの外径を大きくし、特に重なり部の外径を大き
くする手段がある。つまり、ディフューザ出口の速度を
低下させることより、その下流の損失を低減するという
ものである。しかし、ディフューザの外径を大きくする
と送風機の最外径が大きくなるので、掃除機本体が大き
くなるなど操作性が悪くなるという問題がある。

【００４６】そこで、本実施例では図４のディフューザ
１０の側断面図で示すように、送風機外径は従来と同一
とし、リターンガイドベーン１０ｂの外径Ｄ５はディフ
ューザベーン１０ａの外径Ｄ４より小さくしている。図
５のリターンガイド１０ｂ側から見た一部拡大平面図か
らも明らかなように、ディフューザベーン１０ａ側から
リターンガイドベーン１０ｂに方向転換するための凹部
の面積は、ディフューザガイドベーン１０ａとリターン
ガイドベーン１０ｂが同じ外径同士で形成するよりも、
斜線部分の面積が増加できるので、ディフューザ出口の
速度を低下させ、その下流の損失を低減することができ
る。

【００４７】以上のように本実施例では、送風機の外径
を変更することなく、曲がり部の面積を大きくして速度
を低下させたことにより、効率向上を実現したものであ
る。

【００４８】図６はリターンガイド１０ｂの平面図であ
り、電動機２のハウジング３やステータ７を破線で示し
ている。また、ディフューザ１０を取り付けるステー９
は図示していないが、電動機２の軸方向から見て、軸を
横切り、排気通路１８ｂ上に一直線に設けられており、
ステー９を境としてリターンガイドベーン１０ｂ側に流
れ込む空気の下流側で、ステー９が流れをせき止めてい
る。

【００４９】このとき、リターンガイドベーン１０ｂが
一様に構成されていると、隣接するリターンガイドベー
ン１０ｂ間に構成される流路、つまり戻り流路を流れる
空気の流速がせき止められる側（戻り通路１９ｄ）から
順に速くなり、流路毎に流速分布が生じていた。そのた
め、部分的に速度が大きくなり、圧力回復をしないまま
排気通路１８に流入したり、また、排気通路１８ａ、１
８ｂでの気流速度も高いままなので、通気抵抗が増大し
ていた。

【００５０】本実施例では、ステー９の取付部の両側に
あるリターンガイドベーン１０ｃ、１０ｄのうち、前記
取付部に凸側の面を対向させるリターンガイドベーン１
０ｃと、このリターンガイドベーン１０ｃの凹面側に隣
接するリターンガイドベーン１０ｂとの間に構成される
翼間流路出口の幅ｗ４を、他の翼間流路出口の幅（ｗ
１，ｗ２，ｗ３）よりも小さくしている。つまり、戻り
流路１９ａの出口幅ｗ１、戻り流路１９ｂの出口幅ｗ
２、戻り流路１９ｃの出口幅ｗ３、戻り流路１９ｄの出
口幅ｗ４の関係はｗ１、ｗ２、ｗ３＞ｗ４としている。
また、リターンガイドベーンの内径を、ｒ１、ｒ２＞ｒ
３としている。このとき、出口流路幅の関係はｗ１、ｗ
２、ｗ３＞ｗ４が好ましい。

【００５１】ここで、各ベーンの内径ｒとは、ディフュ
ーザ１０の中心、すなわち電動機２の回転軸４の中心か
らベーンの内周側端部までの長さのことであり、外径と
は、ディフューザ１０の中心からベーンの外周側端部ま
での長さのことである。また、翼間流路出口の幅ｗと
は、各ベーンの下流側端部から他方のベーンに垂直に下
ろした垂線の長さのことである。

【００５２】このような構成により、せき止めらた側の
流路幅ｗ４を狭くし、リターンガイドベーンの内径ｒ３
を小さくすると、戻り流路１９ｄの流路抵抗が増えるの
で空気が入りにくくなり、速度が低下する。一方、戻り
流路１９ａの流路幅ｗ１を広くし、内径ｒ１を大きくす
ると、空気が流れ易くなり戻り流路の抵抗が小さくな
る。したがって、戻り流路１９の流路毎の速度分布が均
一化されるとともに、流速も低下するので、排気通路１
８ａ、１８ｂでの気流速度が低下し、通気抵抗が低減で
きる。

【００５３】また、リターンガイドベーン１０ｂの内周
側端部の曲率半径が一様に構成されていると、戻り流路
１９ｄの気流は、一部はステー９の下部を通過して下流
側にある排気通路１８ａに流入するが、残りの気流はス
テー９を覆うリターンガイドベーン１０ｂに沿ってせき
止められ急激に曲げられる。このとき、戻り流路１９ｄ
の流路幅ｗ４を通過する気流と戻り流路１９ｃの気流が
衝突して損失が増加していた。そこで、本実施例では、
翼間流路出口部における流路の曲率を他の翼間流路出口
部における流路の曲率よりも小さくするためにリターン
ガイドベーン１０ｂの内周側端部ｒ３の曲率を、ステ−
９から遠ざかる他のリターンガイドベーン１０ｂの内周
側端部ｒ１、ｒ２の曲率よりも小さくしている。これに
より、戻り流路１９ｃ、１９ｄ間での流れはそれぞれが
スムースに排気通路１８ｂに流入するので、流れが衝突
することによる損失や混合することによる損失が低減で
きる。

【００５４】上記の構成における実験結果を図７に示
す。図はハウジング３の外径付近（図６のＦ−Ｆ部）の
速度分布を示したものであり、横軸に周方向位置、縦軸
に各流路における速度を示している。各流路間は周方向
に４点測定している。従来のリターンガイドベーンが一
様な構成では、各流路毎で速度分布の差が激しく、特に
流路１９ｃが最も速度が大きくなっている。このよう
に、部分的に速度が大きくなることにより、圧力回復を
しないまま排気通路１８ａ、１８ｂに流入したり、ま
た、排気通路１８ａ、１８ｂ内での気流速度も高くなる
ので通気損失が増大していたことが分かる。本実施例の
場合は、各流路毎の速度分布が平均化している様子が分
かる。つまり、流れの均一化と速度の低下により電動機
２の排気通路１８ａ、１８ｂでの損失を抑えることがで
きたことになる。

【００５５】また、リターンガイド１０ｂに沿わせて案
内させながらコイル６の突出部分やロータ５に気流が当
たるように導いているので、コイル６の冷却効率が良く
なって、コイル６の温度上昇を抑制できる。従って、コ
イル６の銅損が減少されて電動機２の性能が向上する。

【００５６】先に述べた本実施例の仕切板形状と上記リ
ターンガイド形状を組み合わせた送風機を電動機に搭載
して実験を行った結果、設計点において、電動送風機の
効率が約１．０％向上している。したがって、この電動
送風機を電気掃除機に組み込むと電動機の入力が１００
０Ｗの場合、吸込仕事率が１０Ｗ増加することになる。

【００５７】したがって、本実施例では、従来よりも送
風効率の高い電動送風機用のディフューザとリターンガ
イドを実現できるものである。

【００５８】上述の本発明に係る仕切板形状とリターン
ガイド形状を組み合わせた送風機は、従来の送風機に比
べて効率が向上し、この送風機を搭載した電動送風機は
その出力が格段に増加し、掃除機の吸込仕事率が向上し
た電気掃除機が提供できる。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、仕切板形状をディフュ
ーザベーンの外周端からそのディフューザベーンの外周
側の面に沿って内方へ切れ込んで、その終端が隣接する
ディフューザベーンの外周端に一致する凹部を形成した
ことにより、通路面積が最大限に確保され、ディフュー
ザベーンからリターンガイドベーンへ移行する際に発生
する曲がり損失が低減できる。

【００６０】

【００６１】また、リターンガイドベーンの外径をディ
フューザベーンの外径よりも小さくしたことにより、凹
部の面積を大きくすることができ、ディフューザベーン
側からリターンガイドベーンへの通気抵抗をさらに低減
できるので、送風機効率が向上することになる。

【００６２】ステーに対して下流側にある、隣接するリ
ターンガイドベーン間に構成される流路出口の幅、及び
リターンガイドベーンの内径を、前記室の上流側にある
ものよりも小さくたことにより、戻り流路の翼間ごとの
速度分布が均一化され、流速が低下するので、モータ吸
気口より下流での通気抵抗が低減できるので、送風機効
率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一実施例のディフューザの平面図
である。

【図２】図１の仕切板のＤ−Ｄ断面図である。

【図３】図１の仕切板のＥ−Ｅ断面図である。

【図４】本発明による一実施例のディフューザの側断面
図である。

【図５】本発明による一実施例のリターンガイドの一部
拡大平面図である。

【図６】本発明による一実施例のリターンガイドの平面
図である。

【図７】図６のリターンガイド部の速度分布の本発明と
従来の比較を示す図である。

【図８】本発明による一実施例の電気掃除機に用いる電
動送風機の縦断面図である。

【図９】本発明による一実施例の電気掃除機の外観斜視
図である。

【図１０】図９の電気掃除機における掃除機本体の縦断
側面図である。

【図１１】従来例に係る電動送風機の平面図である。

【図１２】従来例に係るディフューザベーン部の拡大平
面図である。

【符号の説明】

１…送風機、２…電動機、３…ハウジング、１０…ディ
フューザ、１０ａ…ディフューザベーン、１０ｂ…リタ
ーンガイドベーン、１２…遠心羽根車、１３…ファンケ
ーシング、１５…仕切板、１８…排気通路、１９…戻り
流路、Ａ…凹部、２０１…電気掃除機本体、２０３…ホ
ース、２０５…延長管、２０６…吸口、３０１…下ケー
ス、３０２…上ケース、３０６…集塵室、３０７…電動
送風機室、３０８…電動送風機。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 常楽 文夫 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株式会社 日立製作所 電化機器事業部 内 (72)発明者 阿子嶋 一浩 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株式会社 日立製作所 電化機器事業部 内 (72)発明者 池田 隆二 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株式会社 日立製作所 電化機器事業部 内 (72)発明者 林 正二 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 審査官 増沢 誠一 (56)参考文献 特開 昭61−207899（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−23899（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−16299（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−189994（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A47L 9/00 F04D 29/44

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電動送風機及び集塵部を有する掃除機本体
   と、被清掃面への開口を有する吸口と、掃除機本体及び
   吸口を結ぶ管路とを備え、前記電動送風機によって、前
   記吸口の室内から前記集塵部に空気を吸引する電気掃除
   機において、 前記電動送風機は、電動機と、この電動機の回転軸と同
   軸の遠心羽根車と、前記電動機及び遠心羽根車の間に、
   遠心羽根車側にディフューザベーンを、反遠心羽根車側
   にリターンガイドベーンを有するディフューザと、前記
   遠心羽根車及びディフューザを内包するファンケーシン
   グとを具備してなり、 前記ディフューザは、前記ファンケーシングとの間に、
   ディフューザベーン側からリターンガイドベーン側への
   流路となる隙間を有するように構成されると共に、外周
   端からディフューザベーンの外周側の面に至る凹部を具
   備し、さらに前記リターンガイドベーンの外径を前記デ
   ィフューザベーンの外径よりも小さくしたことを特徴と
   する電気掃除機。
2. 【請求項２】電動送風機及び集塵部を有する掃除機本体
   と、被清掃面への開口を有する吸口と、掃除機本体及び
   吸口を結ぶ管路とを備え、前記電動送風機によって、前
   記吸口の室内から前記集塵部に空気を吸引する電気掃除
   機において、 前記電動送風機は、電動機と、この電動機の回転軸と同
   軸の遠心羽根車と、前記電動機及び遠心羽根車の間に、
   遠心羽根車側にディフューザベーンを、反遠心羽根車側
   にリターンガイドベーンを有するディフューザと、前記
   遠心羽根車及びディフューザを内包するファンケーシン
   グとを具備してなり、 前記ディフューザは、前記ファンケーシングとの間に、
   ディフューザベーン側からリターンガイドベーン側への
   流路となる隙間を有するように構成されると共に、ディ
   フューザベーン側とリターンガイドベーン側とを仕切る
   仕切板に、ディフューザベーンの外周端からそのディフ
   ューザベーンの外周側の面に沿って内方に切れ込んだ凹
   部を具備し、さらに前記リターンガイドベーンの外径を
   前記ディフューザベーンの外径よりも小さくしたことを
   特徴とする電気掃除機。
3. 【請求項３】電動送風機及び集塵部を有する掃除機本体
   と、被清掃面への開口を有する吸口と、掃除機本体及び
   吸口を結ぶ管路とを備え、前記電動送風機によって、前
   記吸口の室内から前記集塵部に空気を吸引する電気掃除
   機において、 前記電動送風機は、電動機と、この電動機の回転軸と同
   軸の遠心羽根車と、前記電動機及び遠心羽根車の間に、
   遠心羽根車側にディフューザベーンを、反遠心羽根車側
   にリターンガイドベーンを有するディフューザと、前記
   遠心羽根車及びディフューザを内包するファンケーシン
   グとを具備してなり、 前記ディフューザは、前記ファンケーシングとの間に、
   ディフューザベーン側からリターンガイドベーン側への
   流路となる隙間を有するように構成されると共に、外周
   端からディフューザベーンの外周側の面に至る複数の凹
   部を具備し、さらに該複数の凹部の形状をそれぞれ異な
   らせたことを特徴とする電気掃除機。
4. 【請求項４】電動送風機及び集塵部を有する掃除機本体
   と、被清掃面への開口を有する吸口と、掃除機本体及び
   吸口を結ぶ管路とを備え、前記電動送風機によって、前
   記吸口の室内から前記集塵部に空気を吸引する電気掃除
   機において、 前記電動送風機は、電動機と、この電動機の回転軸と同
   軸の遠心羽根車と、前記電動機及び遠心羽根車の間に、
   遠心羽根車側にディフューザベーンを、反遠心羽根車側
   にリターンガイドベーンを有するディフューザと、前記
   遠心羽根車及びディフューザを内包するファンケーシン
   グとを具備してなり、 前記ディフューザは、前記ファンケーシングとの間に、
   ディフューザベーン側からリターンガイドベーン側への
   流路となる隙間を有するように構成されると共に、ディ
   フューザベーン側とリターンガイドベーン側とを仕切る
   仕切板に、ディフューザベーンの外周端からそのディフ
   ューザベーンの外周側の面に沿って内方に切れ込んだ複
   数の凹部を具備し、さらに該複数の凹部の形状をそれぞ
   れ異ならせたことを特徴とする電気掃除機。
5. 【請求項５】電動送風機及び集塵部を有する掃除機本体
   と、被清掃面への開口を有する吸口と、掃除機本体及び
   吸口を結ぶ管路とを備え、前記電動送風機によって、前
   記吸口の室内から前記集塵部に空気を吸引する電気掃除
   機において、 前記電動送風機は、電動機と、この電動機の回転軸と同
   軸の遠心羽根車と、前記電動機及び遠心羽根車の間に、
   遠心羽根車側にディフューザベーンを、反遠心羽根車側
   にリターンガイドベーンを有するディフューザと、前記
   遠心羽根車及びディフューザを内包するファンケーシン
   グと、電動機にディフューザを取り付けるステーとを具
   備してなり、 前記ディフューザは、ステーとの取付部の両側にリター
   ンガイドベーンを備え、これらのリターンガイドベーン
   のうち前記取付部に凸側の面を対向させるリターンガイ
   ドベーンと、このリターンガイドベーンの凹面側に隣接
   するリターンガイドベーンとの間に構成される翼間流路
   出口の幅を他の翼間流路出口の幅よりも小さくしたこと
   を特徴とする電気掃除機。
6. 【請求項６】電動送風機及び集塵部を有する掃除機本体
   と、被清掃面への開口を有する吸口と、掃除機本体及び
   吸口を結ぶ管路とを備え、前記電動送風機によって、前
   記吸口の室内から前記集塵部に空気を吸引する電気掃除
   機において、 前記電動送風機は、電動機と、この電動機の回転軸と同
   軸の遠心羽根車と、前記電動機及び遠心羽根車の間に、
   遠心羽根車側にディフューザベーンを、反遠心羽根車側
   にリターンガイドベーンを有するディフューザと、前記
   遠心羽根車及びディフューザを内包するファンケーシン
   グと、電動機にディフューザを取り付けるステーとを具
   備してなり、 前記ディフューザは、ステーとの取付部の両側にリター
   ンガイドベーンを備え、これらのリターンガイドベーン
   のうち前記取付部に凸側の面を対向させるリターンガイ
   ドベーンと、このリターンガイドベーンの凹面側に隣接
   するリターンガイドベーンとの間に構成される翼間流路
   出口部における流路の曲率を、他の翼間流路出口部にお
   ける流路の曲率よりも小さくしたことを特徴とする電気
   掃除機。