JP3591079B2 - 電動送風機 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電気掃除機の電動送風機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、家庭用電気掃除機は、吸込仕事率のハイパワー化と、高品質、高信頼性、長寿命化が要求されている。
【０００３】
従来の電気掃除機用電動送風機１を図７、図８に示す。整流子５は、複数個の整流子片６からなり、電機子コア３に巻かれている電機子巻線４の端部は整流子片６へつながれており、整流子５とともにシャフト８上に設けられ電動送風機１の電機子２を構成している。電機子２のシャフト８は第１の軸受９、第２の軸受１０を介して電動送風機１の固定部であるモータカバー１１や、ブラケットＡ１２に固定されている。
【０００４】
界磁コア１４に巻かれた界磁巻線１３は巻枠１５に設けられている界磁接点板１６へつながれステータ２５を形成している。カーボンブラシ２０はモータカバー１１に固定された異形管１８に挿入され、異形管１８内を摺動し、一端が整流子５と接している。
【０００５】
出力軸のシャフト８にインペラ２４が備えられ、インペラ２４の外周部に通風路を形成するエアガイド２２が配されており、ファンケース２３がこれらを覆うように取り付けられ電動送風機１となる。ファンケース２３の中央部分には、樹脂でできたケースキャップ３６が溶着によって下方より固定され電動送風機１の吸込口３５を形成している。
【０００６】
ケースキャップ３６にはインペラ入り口部３７の内周に相対するように形成されたリング状のベローズ３８があり、ベローズ３８の外周と、インペラ入り口部３７の内周がラジアル方向でタイト性を保っている。電動送風機１への供給電力を制御する制御基板２６は、モータカバー１１の一部に設けられた収納部２７に挿入され収められ、収納部２７の一部に設けられている突起部２８によって端面を挿入方向へ押さえられ、制御基板２６が収納部２７から抜けるのを防止している。また、制御基板２６には電力伝達用の接点板２９が備えられている。
【０００７】
一方モータカバー１１に備えられている配電板３０はそれ自身にバネ性があり弾性力を備えており、先端接点部３１を制御基板２６の接点板２９へ付勢していると同時に、略中間部の接点部３２をステータ２５の界磁接点板１６へ付勢し電力を伝達している。
【０００８】
上記構成において、電動送風機１に供給される電力は、まず制御基板２６に供給され、接点板２９から先端接点部３１を介し配電板３０を通じ、巻枠１５の界磁接点板１６から界磁巻線１３を通った後、カーボンブラシ２０、整流子片６の経路をたどり電機子巻線４へ供給され、電機子２が回転し電動送風機１が運転される。
【０００９】
電動送風機１が運転されると、インペラ２４が回転し、ファンケース２３上方の空気が吸込口３６を経て、インペラ入り口部３７から円周方向へ排出され、エアガイド２２を通り下方へと流れる。このとき、ファンケース２３上方の真空圧（負圧）が上昇する。この真空圧Ｈと、このとき流れる風量Ｑの積に比例した値が電動送風機１の仕事率となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の構成の電動送風機１では、電気掃除機のハイパワー化のために、電動送風機１の仕事率を向上させるとき、ファンケース２３上方の真空圧を上昇させる必要があるが、インペラ入り口部３７とケースキャップ３６のベローズ３８部分のエアータイト性が充分でないと、インペラ２４の外周部から排出された空気がインペラ２４上方のファンケース２３との隙間部を逆流し、インペラ２４入り口部３７へリークし、真空圧の上昇が妨げられ、仕事率向上に限界がでてくる。エアータイトを充分にするためインペラ２４先端部の天面とベローズ３８をスラスト方向でタイトすればよいが、ファンケース２３の高さ方向の位置は界磁コア２５の積み厚の寸法バラツキによって一意に決まらないため、不可能である。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するもので、高出力の電動送風機を提供することを第１の目的としている。
【００１２】
また、インペラの高さがばらついても、ファンケースとインペラの相対位置のズレを吸収してタイト性を確保すると同時に、ケースキャップとインペラの摩擦による過負荷を防止し、高出力で、高品質の電動送風機を提供することを第２の目的としている。
【００１３】
インペラの高さがばらついても、ファンケースとインペラの相対位置のズレを吸収し、かつ、ケースキャップをインペラ方向へ付勢することで、タイト性を確実にし、高出力で、高品質の電動送風機を提供することを第３の目的としている。
【００１４】
また、タイト性を確実にし、部品点数を削減し、高出力で高品質、かつ、安価な電動送風機を提供することを第４の目的としている。
【００１５】
また、起動時の過負荷を防止し、かつ、タイト性を確保し、高出力で、高品質の電動送風機を提供することを第５の目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために第１の課題解決手段は、モータカバーとブラケットＡに保持さたステータと、軸受によって前記モータカバーと前記ブラケットＡに保持された電機子と、前記モータカバーに備えられた一対のブラシと、かつ、出力軸に設けられたインペラと、インペラの下方に配されたエアガイドと、前記インペラ及びエアガイドを覆い、かつ、吸込口にリング状のケースキャップを備えたファンケースによって構成される電動送風機で、前記ケースキャップにおいて、前記インペラ入り口部と相対するベローズ部先端の径が、前記インペラ入り口部径より小さく、かつ、ベローズ奥部の径がインペラ入り口径より大きなテーパー状で、かつ、ベローズ先端部は、前記インペラの入り口部先端より下方へ突出し、インペラと圧接される位置で前記ファンケースに備えたものである。
【００１７】
第２の目的を達成するために第２の課題解決手段は、リング状のケースキャップ上方で、ファンケースとの間にクリアランスを有し、ケースキャップはファンケース取付部を上下に摺動するようにしたものである。
【００１８】
第３の目的を達成するために第３の課題解決手段は、リング状のケースキャップ上方で、ファンケースとの間にクリアランスを有し、かつ、前記クリアランスの一部に弾性体のシールを挿入したものである。
【００１９】
第４の目的を達成するために第４の課題解決手段は、リング状のケースキャップの外周に配された厚肉部が、ファンケース取付部内周に圧入され、かつ、前記ケースキャップの内周側が薄肉化したものである。
【００２０】
第５の目的を達成するために第５の課題解決手段は、形状記憶樹脂からなるベローズを内周部に備えた、リング状のケースキャップを設けたものである。
【００２１】
【作用】
第１の課題解決手段により、ケースキャップのベローズの外周が、インペラ入り口部の内周と圧接されているので、エアータイトを確実にできる。
【００２２】
さらに第２の課題解決手段により、ケースキャップがスラスト方向へ動くので、インペラ高さのバラツキを吸収しながら、入り口部とのエアータイトするので、インペラの過負荷を抑えることができる。
【００２３】
また第３の課題解決手段により、ケースキャップとファンケースの間に弾性体のシールを設けているので、ファンケースとケースキャップの間のエアータイトを確実にし、かつ、インペラ入り口部とベローズのタイトも確実にでき、インペラの過負荷も抑えることができる。
【００２４】
また第４の課題解決手段により、ケースキャップとファンケースを圧入とし、ファンケースとケースキャップの間のエアータイトを確実にし、かつ、ケースキャップを薄肉で形成することで、自身の弾力でベローズ外周をインペラ入り口部内周へ圧接されるので、部品点数を削減し、インペラ入り口部とベローズのタイトも確実にでき、インペラの過負荷も抑えることができる。
【００２５】
また第５の課題解決手段により、形状記憶樹脂でケースキャップを構成するので、インペラ回転中のみ、インペラ入り口部とベローズのタイトが確実にでき、起動時のインペラの過負荷を防止できる。
【００２６】
【実施例】
（実施例１）
以下本発明の第１の実施例を図１、図２を参照しながら説明する。
【００２７】
図１、図２に示すように、電動送風機５１のファンケース５２に設けられているケースキャップ５３は、ベローズ５４の外周部がテーパー形状となっており、先端部の径をＡ、奥の径をＢとする。インペラ５５の入り口部５６の径をΦＣとすると、この三者の寸法はＡ≦Ｃ≦Ｂの関係にあり、かつ、ベローズ５４先端は、インペラ入り口部５６より下方になっている。従って、インペラ入り口部５６の内周は、ケースキャップ５３のベローズ５４外周と圧接されている。
【００２８】
上記構成において動作を説明すると、電動送風機５１の組立の時、ファンケース５２を圧入するときケースキャップ５３のベローズ５４はインペラ入り口部５６の内周に誘われながらインペラ５５に圧入される。また界磁コア３の積み厚の寸法バラツキによって、インペラ５５の高さにバラツキを持っても、確実にインペラ５５内周とベローズ５４外周が圧入となる。電動送風機５１が運転されるとき、インペラ５５はケースキャップ５３の内周を削りながら回転し、インペラ５５内周部とベローズ５４の間はタイトされ、エアー漏れがなくなり電動送風機５１の仕事率は従来より向上する。
【００２９】
（実施例２）
以下に本発明の第２の実施例について図３を参照しながら説明する。
【００３０】
第１の実施例と同一部品については、同一符号を付して説明を省略する。図３に示すように、ファンケース５２とケースキャップ６０のスラスト方向に空間を設け、ケースキャップ６０が上下に摺動可能に配されている。
【００３１】
上記構成において、動作を説明すると、電動送風機５１の組立の時、ファンケース５２を圧入する前はケースキャップ６０はスラスト方向のガタのため、下方の位置の状態である。ファンケース５２を圧入するときケースキャップ６０のベローズ５４はインペラ入り口部５６の内周に当たってから圧入が完全に終了するまで上方へ移動する。
【００３２】
界磁コア３の積み厚の寸法バラツキによって、インペラ５５の高さにバラツキがあっても、個々のインペラ５５の高さに応じた位置になりインペラ５５内周とベローズ５４外周部の隙間がなくなり、確実にタイトされ、エアー漏れがなくなり電動送風機５１の仕事率は従来より向上する。また、電動送風機５１の起動時にインペラ５５が過負荷による起動不良や、巻線のレアーショート等の不良が防止できる。
【００３３】
（実施例３）
以下に本発明の第３の実施例について図４を参照しながら説明する。
【００３４】
図４に示すように、ファンケース５２とケースキャップ６０の取付に、スラスト方向の空間を有し、ケースキャップ６０は上下に動く。また、ファンケース５２とケースキャップ６０の間の空間にドーナッツ型でシート状のゴム等で形成された弾性体でできたシール６５が挿入されている。
【００３５】
上記構成において、動作を説明すると、電動送風機５１の組立の時、ファンケース５２を圧入する前はケースキャップ６０はシール６５の弾性力のため、スラスト方向のガタの下方の位置にある。ファンケース５２を圧入するときケースキャップ６０のベローズ５４はインペラ入り口部５６の内周に当たってから圧入が完全に終了するまで上方へ移動する。
【００３６】
界磁コア３の積み厚の寸法バラツキによって、インペラ５５の高さにバラツキがあっても、個々のインペラ５５の高さに応じた位置になり、かつ、シール６５の弾力で、インペラ５５内周とベローズ５４外周部は確実に圧接され、確実にタイトされる。また、シール６５はファンケース５２とケースキャップ６０の隙間部分のエアータイトを確実にし、この部分のエアー漏れを抑え、電動送風機５１の仕事率はさらに向上する。また、電動送風機５１の起動時にインペラ５５が過負荷による起動不良や、巻線のレアーショート等の不良が同様に防止できる。
【００３７】
（実施例４）
以下に本発明の第４の実施例について図５を参照しながら説明する。
【００３８】
図５に示すように、電動送風機５１のファンケース５２に設けられているケースキャップ７０は、外形部がファンケース５２の取付部に圧入となっており、ケースキャップ７０の厚肉部７１となり、ケースキャップ７０を保持し、かつ、ファンケース５２とケースキャップ７０の隙間部分のエアータイトを確実にする。圧肉部７１より内側はケースキャップ７０の薄肉部７２となっておりこの薄肉部７２の端部にベローズ５４が設けられている。
【００３９】
上記構成において、動作を説明すると、電動送風機５１の組立の時、ファンケース５２を圧入するときケースキャップ７０のベローズ５４はインペラ入り口部５６の内周に当たってから圧入が完全に終了するまで上方へ移動する。ファンケース５２が完全に圧入された状態では、ベローズ５４はケースキャップ７０の薄肉部７２自身の弾力で、界磁コア３の積み厚の寸法バラツキによって、インペラ５５の高さにバラツキがあっても、個々のインペラ５５の高さに応じた位置になり、インペラ５５内周とベローズ５４外周部は確実に圧接され、確実にタイトされ、電動送風機５１の仕事率は従来より向上する。また、電動送風機５１の起動時にインペラ５５が過負荷による起動不良や、巻線のレアーショート等の不良が同様に防止できる。
【００４０】
（実施例５）
以下に本発明の第５の実施例について図６を参照しながら説明する。
【００４１】
図６に示すように、電動送風機５１のファンケース５２に設けられているケースキャップ８０は、形状記憶樹脂によって構成され、冷時のベローズ５４の先端部の径Ｄと、インペラ入り口部５６の径Ｅは、Ｄ≦Ｅの関係にあり、ベローズ５４の先端部とインペラ入り口部５６の間には、一定のギャップを有する。また図６（ｂ）で破線で示されるように、ケースキャップ８０の温度が上昇したときの先端部径Ｆは、Ｆ≦Ｅの関係にあり、ベローズ５４先端部が径方向へ変形し、インペラ入り口部５６と圧接になる。
【００４２】
上記構成において動作を説明すると、電動送風機５１の組立の時、ファンケース５２を圧入するときケースキャップ８０のベローズ５４の先端部は、インペラ入り口部５６の内側になり、圧入することにによるケースキャップ８０の変形や、インペラの変形を起こさない。電動送風機５１が停止している間はこの状態のままで、また、電動送風機５１が運転されると、周囲の温度上昇によってケースキャップ８０も温度上昇し、ベローズ５４の先端部がインペラ入り口部５６に圧接されて、インペラ５５内周部とベローズ５４の間はタイトされ、エアー漏れがなくなり電動送風機５１の仕事率は従来より向上する。また、電動送風機５１の起動時にインペラ５５が過負荷による起動不良や、巻線のレアーショート等の不良が防止できる。
【００４３】
【発明の効果】
以上の実施例からも明らかなように、本発明の第１の手段によれば、ケースキャップとインペラ入り口部のタイト性を向上させ、エアー漏れによる損失を低減させるので、高出力の電動送風機を提供することができる。
【００４４】
また、第２の手段により、インペラ高さのバラツキを吸収し、ケースキャップとインペラ入り口部のタイト性を向上させ、エアー漏れによる損失を低減させ、また、起動不良、レアーショート不良を低減するので、高出力で、高信頼性の電動送風機を提供することができる。
【００４５】
第３の手段により、インペラ高さのバラツキを吸収し、ケースキャップとインペラ入り口部のタイト性をシールの弾性力で確実にし、また、ファンケースとケースキャップの間のエアー漏れによる損失も低減させるので、より高出力で、高信頼性の電動送風機を提供することができる。
【００４６】
また、第４の手段により、部品点数を削減しながら、インペラ高さのバラツキを吸収し、ケースキャップとインペラ入り口部のタイト性をケースキャップ自身の弾性力で確実にし、また、ファンケースとケースキャップの間のエアー漏れによる損失も低減させるので、より高出力で、高信頼性で安価な電動送風機を提供することができる。
【００４７】
また、第５の手段により、部品点数を削減しながら、形状記憶樹脂のケースキャップによって、電動送風機の起動時の過負荷を確実に防止し、ケースキャップとインペラ入り口部のタイト性を向上させ、より高出力で、より高信頼性の電動送風機を提供することができる。
【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一部破断側面図
【図２】同電動送風機の要部断面図
【図３】本発明の第２の実施例を示す電動送風機の要部断面図
【図４】本発明の第３の実施例を示す電動送風機の要部断面図
【図５】本発明の第４の実施例を示す電動送風機の要部断面図
【図６】（ａ）本発明の第５の実施例を示す電動送風機の要部断面図
（ｂ）同電動送風機のケースキャップの断面図
【図７】従来の電動送風機の一部破断側面図
【図８】同電動送風機の要部断面図
【符号の説明】
５１ 電動送風機
５２ ファンケース
５３ ケースキャップ
５４ ベローズ
５５ インペラ
５６ インペラ入り口部
５７ 吸込口
６０ ケースキャップ
６５ シール
７０ ケースキャップ
７１ 厚肉部
７２ 薄肉部
８０ ケースキャップ

Claims (5)

1. モータカバーとブラケットＡに保持さたステータと、軸受によって前記モータカバーと前記ブラケットＡに保持された電機子と、前記モータカバーに備えられた一対のブラシと、出力軸に設けられたインペラと、インペラの下方に配されたエアガイドと、前記インペラ及びエアガイドを覆いかつ吸込口にリング状のケースキャップを備えたファンケースにより形成され、前記ケースキャップのインペラ入り口部と相対するベローズ部先端の径が、前記インペラ入り口部径より小さく、かつ、ベローズ奥部の径がインペラ入り口径より大きなテーパー状で、かつ、ベローズ先端部は、前記インペラの入り口部先端より下方へ突出し、インペラと圧接される位置で前記ファンケースに備えられた電動送風機。
2. ケースキャップ上方で、ファンケースとの間にクリアランスを有し、ケースキャップはファンケース取付部を上下に摺動する請求項１記載の電動送風機。
3. リング状のケースキャップ上方で、ファンケースとの間にクリアランスを有し、かつ、前記クリアランスの一部に弾性体のシールを挿入した請求項２記載の電動送風機。
4. リング状のケースキャップの外周に配された厚肉部が、ファンケース取付部内周に圧入され、かつ、前記ケースキャップの内周側が薄肉化された請求項１記載の電動送風機。
5. 形状記憶樹脂からなるベローズを内周部に備えた、リング状のケースキャップを有する請求項１記載の電動送風機。

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