JP3718996B2 - Electric blower - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気掃除機等に使用される電動送風機に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、電気掃除機は、高出力化が求められるとともに、小型・軽量化の傾向にある。
【0003】
以下に従来の電動送風機について、図7、図8に基づいて説明する。
【0004】
図7はインペラ、ファンケース及びモータの一部欠載断面図である。図7において、1はインペラである。2は樹脂製後面シュラウドで、3はこれに対向する樹脂製前面シュラウドで、4はこの1対のシュラウド内に設けた複数枚の樹脂製ブレードであり、後面シュラウド2とは一体に成型されており、さらに前面シュラウド3とは溶着により固定されている。5はインペラ1を駆動するモータで、6はエアガイドである。7はインペラ1・エアガイド6を内包しモータ5の外周に気密に取り付けた中央部に吸気口8を有するファンケースである。
【0005】
以上の構成における動作について説明すると、インペラ1が高速回転して、インペラ1の吸気口8から空気流を吸い込み、インペラ1外周部から排出する。さらに空気流はエアガイド6を通過し、モータ5内部へ排出される。
【0006】
ここで、従来のインペラ1の形状は、ブレード4と一体となった後面シュラウド2は平板で、一方それに対向する前面シュラウド3は傘型をしているのが一般的であった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の電動送風機の小型・軽量化、すなわち高速回転化の中にあっては、樹脂製インペラ1自体の強度やブレード4とシュラウドの溶着強度の重要性が高まってきている。これまでの傘型形状では、インペラ1を高速で回転すると、図8において破線で示すように、その外周部は遠心力によって、モータ5側とは反対側、すなわち吸気口8側へ湾曲しようとするため、樹脂の材質あるいは成形条件などによっては、インペラ1各部の強度がもたず、破壊を招く危険性があった。また樹脂製インペラ1の場合、ブレード4と前面シュラウド3との接合は超音波溶着等により行われ、金属製のインペラのカシメ力に比べると接合力が劣り、インペラ1が分解する危険性も備えていた。
【0008】
本発明は、樹脂製インペラ1の上記のような変形による破壊等をなくし、高速回転化にも耐えうる信頼性の高い樹脂製インペラを備えた電動送風機を提供することを目的とする。
【0009】
【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は、モータの回転軸に固定される後面シュラウドと、これに対向する前面シュラウドと、前記両シュラウド間に設けた複数枚のブレードとを有し、前記前面シュラウドの吸気口部を除く前記両シュラウドの子午面の形状は、対向するシュラウド同士で対称となるよう構成して、前記前・後両シュラウドに加わる遠心力が前記両シュラウド共、ほぼ均等に対称的に荷重がかかる構成とした樹脂製インペラを備えた電動送風機としてあり、回転時のインペラの遠心力による変形を防止し、破壊等に対して強く、信頼性の高い樹脂製インペラを備えた電動送風機を提供するものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、モータの回転軸に固定される後面シュラウドと、これに対向する前面シュラウドと、前記両シュラウド間に設けた複数枚のブレードとを有し、前記前面シュラウドの吸気口部を除く前記両シュラウドの子午面の形状は、対向するシュラウド同士で対称となるよう構成して、前記前・後両シュラウドに加わる遠心力が前記両シュラウド共、ほぼ均等に対称的に荷重がかかる構成とした樹脂製インペラを備えた電動送風機としてあり、回転時のインペラの遠心力による変形を防止し、破壊等に対して強く、信頼性の高い樹脂製インペラを備えた電動送風機を提供するものである。
【0011】
本発明の請求項2に記載の発明は、両シュラウドの子午面の形状が、前記両シュラウドに加わる遠心力が前記両シュラウド共、ほぼ均等に対称的に荷重がかかる平行形状とした樹脂製インペラを備えた電動送風機としてあり、両シュラウドともモータの軸方向への変形がなく、強度の高いインペラを備えた電動送風機が得られるものである。
【0012】
本発明の請求項3に記載の発明は、モータの回転軸に固定される後面シュラウドと、これに対向する前面シュラウドと、前記両シュラウド間に設けた複数枚のブレードとを有し、前記前面シュラウドの吸気口部を除く前記両シュラウドの子午面の形状が、インペラの外周部に向かって徐々にその開口が小さくなり、かつ、対向するシュラウド同士で対称となる構成とした樹脂製インペラを備えた電動送風機としてある。
【0013】
本発明の請求項4に記載の発明は、前面シュラウドの吸気口部を除く前記両シュラウドの子午面の形状が、インペラの外周部に向かって徐々にその開口が大きくなり、かつ、対向するシュラウド同士で対称となる構成としたので、遠心力によって両シュラウドはブレード側に変形しようとするため、分解に対して強固なインペラを備えた電動送風機を得ることができる。
【0014】
本発明の請求項5に記載の発明は、モータの回転軸に固定される後面シュラウドと、これに対向する前面シュラウドと、前記両シュラウド間に設けた複数枚のブレードとを有し、前記後面シュラウドの外周部には、回転時のインペラの変形を抑制するようウエイトを貼付したので、おおよそ従来の形状のままで、インペラの重心のみを後面シュラウド側に移動することができ、外周部の吸気口側への変形を抑え、破壊等に対して強く、信頼性の高い樹脂インペラを備えた電動送風機を提供できるものである。
【0015】
本発明の請求項6に記載の発明は、後面シュラウドの外周部に、厚肉部を設けたので、重心を後面シュラウド側へ移動でき、遠心力による変形の少ないインペラ備えた電動送風機を提供できるものである。
【0016】
本発明の請求項7に記載の発明は、両シュラウド間に設けた複数枚のブレードに、厚肉部を設けたので、両シュラウドの形状は従来のままで、重心のみを後面シュラウド側へ移動でき、遠心力による変形の少ないインペラを備えた電動送風機を得ることができる。
【0017】
【実施例】
(実施例1)
以下、本発明の第1の実施例を、図1を用いて説明する。図1は樹脂インペラをモータの回転軸108を含む面で切断した子午面の形状を表す断面図である。図1において、101は樹脂製のインペラであり、102は樹脂製の後面シュラウドで、103はこれに対向する樹脂製前面シュラウドで、対向するシュラウド同士は互いに対称な形状で構成されている。104はこの1対のシュラウド内に設けられ後面シュラウド102と一体に成形された樹脂製のブレードであり、各ブレードと前面シュラウド103は超音波溶着加工により接合されている。
【0018】
以上の構成における動作について説明すると、インペラ101が高速回転してインペラ101の吸気口105から空気流を吸い込み、この空気流は後面シュラウド102、前面シュラウド103、そしてブレード104で囲まれる内部通路を通過し、インペラ101外周部から排出する。このとき、インペラ101には周速の2乗に比例した遠心力が加わるが、インペラ101の子午面の形状が対称に構成されているので、両シュラウド共、ほぼ均等に対称的に荷重がかかり、力が打ち消し合い、インペラ101の変形は抑えられる。
【0019】
以上のように本実施例の電動送風機用インペラによれば、前後両シュラウド102,103の形状を対称にしたことにより、インペラ101に加わる遠心力も両シュラウドで対称になり、インペラ101の歪みは抑制され、破壊や分解に対して強い、優れた強度をもつ樹脂インペラを備えた電動送風機を得ることができる。
【0020】
なお、ブレード104は前面シュラウド103と一体成形し、後面シュラウド102に溶着する場合でも同じ効果が得られる。
【0021】
(実施例2)
次に本発明の第2の実施例を、図2を用いて説明する。なお、上記第1の実施例と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。図2は樹脂インペラの子午面の形状を示す断面図である。102は樹脂製の後面シュラウドで、103はこれに対向する樹脂製前面シュラウドで、対向するシュラウド同士は互いに対称かつ平行に配設されている。
【0022】
上記の構成において、インペラ101が高速回転すると、インペラ101には周速の2乗に比例した遠心力が加わるが、インペラ101の子午面の形状が対称かつ平行に構成されているので、両シュラウド102,103共にモータの回転軸(図示せず)方向には変形を受けにくく、また両シュラウド102,103の面の広がり方向と遠心力の方向が一致しているため、両シュラウド102,103とブレード104の溶着ははがれにくい。
【0023】
以上のように本実施例の電動送風機用インペラによれば、両シュラウド102、103の配置を互いに平行にしたことにより、遠心力による樹脂インペラの変形が抑えられ、また溶着部分の強度アップが図れるものである。
【0024】
(実施例3)
次に本発明の第3の実施例を、図3を用いて説明する。なお、上記第1の実施例と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。図3は樹脂インペラの子午面の形状を示す断面図である。102は樹脂製の後面シュラウドで、103はこれに対向する樹脂製前面シュラウドで、両シュラウド102,103の子午面の形状が、インペラ101の外周部に向かって徐々にその開口が大きくなるよう構成されている。
【0025】
上記の構成において、インペラ101が高速回転すると、インペラ101には周速の2乗に比例した遠心力が加わるが、インペラ101の子午面の形状が対称に構成されているので、両シュラウド共に変形を受けにくい。さらに、各シュラウドは遠心力に対して、ブレードの存在する方向、すなわちブレードに対する接合を強くする方向に変形しようとし、溶着部分からのインペラの分解が抑えられる。
【0026】
以上のように本実施例の電動送風機用インペラによれば、両シュラウド102,103の子午面の形状を、インペラ101の外周部に向かって徐々にその開口が大きくなるよう構成したので、遠心力によるインペラの変形、また溶着部分からの樹脂インペラの分解を抑えることができるものである。
【0027】
(実施例4)
次に本発明の第4の実施例を、図4を用いて説明する。なお、上記第1の実施例と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。図4は樹脂インペラの子午面の形状を示す断面図である。102は樹脂製の平板後面シュラウドで、103はこれに対向する傘型の樹脂製前面シュラウドある。また、後面シュラウド102の外周部には適度な重さのウエイト106が張り付けられている。
【0028】
上記の構成において、インペラ101が高速回転すると、インペラ101には周速の2乗に比例した遠心力が加わるが、後面シュラウド102の外周部に適当な荷重のウエイト106が張り付けられているので、インペラ101の重心がより後面シュラウド102側に移り、外周部の吸気口105側への変形を抑えられる。
【0029】
以上のように本実施例の電動送風機用インペラによれば、後面シュラウド102の外周部にインペラ101の重心をコントロールするウエイト106を張り付けたことにより、インペラ101全体の重心を後面シュラウド102側へ移動し、インペラ101全体の変形を抑えることができるため、破壊等に対して強い樹脂インペラをもつ電動送風機を提供できる。また、インペラ101の形状が従来の傘型とほぼ同じであるため、インペラ101を設計する際に従来の設計指針がそのまま利用できる点も有利である。
【0030】
(実施例5)
次に本発明の第5の実施例を、図5を用いて説明する。なお、上記第4の実施例と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。図5は樹脂インペラの子午面の形状を示す断面図である。102は樹脂製の後面シュラウドで、103はこれに対向する傘型の樹脂製前面シュラウドある。また、後面シュラウド102の外周部には一体成型により、厚肉部107が設けられている。
【0031】
上記の構成において、インペラ101が高速回転すると、インペラ101には周速の2乗に比例した遠心力が加わるが、後面シュラウド102の外周部に厚肉部107が設けられているため、インペラ101の重心がより後面シュラウド102側に移り、インペラ101の外周部の吸気口105側への変形を抑えられる。
【0032】
以上のように本実施例の電動送風機用インペラによれば、後面シュラウド102の外周部に一体成形により厚肉部107を形成したことにより、インペラ101全体の重心を後面シュラウド102側へ移動し、インペラ101の変形を抑えることができ、破壊等に対して強い樹脂インペラをもつ電動送風機を提供できる。また厚肉部はインペラ101と一体に成形されているので、インペラ101全体のバランスがとりやすく、部品点数、工数の削減にもなる。
【0033】
(実施例6)
次に本発明の第6の実施例を、図6を用いて説明する。なお、上記第4の実施例と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。図6(a)は樹脂インペラの子午面の形状を示す断面図である。102は樹脂製の後面シュラウドで、103はこれに対向する傘型の樹脂製前面シュラウドある。104はこの1対のシュラウド内に設けられ後面シュラウド102と一体に成形された樹脂製のブレードである。(b)は前記ブレードの断面を示したもので、後面シュラウド102側には厚肉部107が形成されている。
【0034】
上記の構成において、インペラ101が高速回転すると、インペラ101には周速の2乗に比例した遠心力が加わるが、ブレード104の後面シュラウド102側に厚肉部107が形成されているため、インペラ101の重心がより後面シュラウド102側に移り、外周部の吸気口105側への変形を抑えられる。
【0035】
以上のように本実施例の電動送風機用インペラによれば、ブレード104に厚肉部107を設けたことにより、インペラ101全体の重心を後面シュラウド102側へ移動でき、インペラ101の変形を抑え、破壊等に対して強固なインペラが得られる。また、前後両シュラウド102,103は従来の形状と全く同じであるので、エアガイド(図示せず)との干渉なども考慮する必要がない。
【0036】
【発明の効果】
本発明の請求項1に記載の発明は、電動送風機のインペラの前後両シュラウドの形状を対称にして前記前・後両シュラウドに加わる遠心力が前記両シュラウド共、ほぼ均等に対称的に荷重がかかる構成としたことにより、インペラに加わる遠心力も両シュラウドで対称となり、力が互いに打ち消されるため、高速回転時のインペラの変形は抑制され、破壊や分解に対して強い優れた強度をもつ樹脂インペラを備えた電動送風機を得ることができる。
【0037】
本発明の請求項2に記載の発明は、前後両シュラウドの配置を互いに平行にして両シュラウドに加わる遠心力が前記両シュラウド共、ほぼ均等に対称的に荷重がかかる平行形状としたことにより、遠心力による両シュラウドのモータ軸方向の変形をなくし、またこれにより、溶着部分からの分解が起こりにくいインペラを得ることができる。
【0038】
本発明の請求項3に記載の発明は、前面シュラウドの吸気口部を除く前記両シュラウドの子午面の形状が、インペラの外周部に向かって徐々にその開口が小さくなり、かつ、対向するシュラウド同士で対称となる構成としたことにより、破壊や分解に対して強い優れた強度をもつ樹脂インペラを備えた電動送風機を得ることができる。
【0039】
本発明の請求項4に記載の発明は、前後両シュラウドの子午面の形状が、インペラの外周部に向かって徐々にその開口が大きくなるよう構成したことにより、遠心力によるインペラの変形を抑えることができるばかりでなく、遠心力によって両シュラウドはブレードの存在する方向に変形しようとし、回転時の接合力がより高まり、破壊や分解に対して強固なインペラを提供できるものである。
【0040】
本発明の請求項5に記載の発明は、後面シュラウドの外周部にインペラの重心をコントロールするウエイトを張り付けたことにより、インペラ全体の重心を後面シュラウド側へ移動し、インペラの変形を抑えることができ、破壊等に対して強いインペラをもつ電動送風機を提供できるものである。
【0041】
本発明の請求項6に記載の発明は、後面シュラウドの外周部に厚肉部を成形したことにより、インペラ全体の重心を後面シュラウド側へ移動し、インペラの変形を抑えることができ、破壊等に対して強いインペラが得られると同時に、ウエイトが一体成形されているので、バランス調整が容易で部品点数の削減にもつながる。
【0042】
本発明の請求項7に記載の発明は、ブレードの後面シュラウド側に厚肉部を成形したことにより、インペラ全体の重心を後面シュラウド側へ移動し、インペラ全体の変形を抑え、破壊、分解等に対して強固なインペラが得られる。また前後両シュラウドの形状は従来のものと変わらないため、エアガイドの基本設計も従来通り行える効果がある。
【0043】
なお、本発明の請求項1から7に共通の効果として、回転時のインペラの変形が抑えられることによって、インペラから排出された空気流の大部分は漏れることなくエアガイドへと導かれると同時に、前面シュラウドがファンケースに当たる心配がなく、電動送風機のモータ軸出力対エア出力の効率を高めることができるとともに、電動送風機としての信頼性が向上する点も挙げられる。
【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ファン部分を示す一部欠載側面図
【図2】 本発明の第2の実施例を示す電動送風機用インペラの断面図
【図3】 本発明の第3の実施例を示す電動送風機用インペラの断面図
【図4】 本発明の第4の実施例を示す電動送風機用インペラの断面図
【図5】 本発明の第5の実施例を示す電動送風機用インペラの断面図
【図6】 (a)本発明の第6の実施例を示す電動送風機用インペラの断面図
(b)図6(a)のA−A断面図
【図7】 従来の電動送風機の一部欠載側面図
【図8】 従来の電動送風機のファン部分を示す一部欠載側面図
【符号の説明】
101 インペラ
102 後面シュラウド
103 前面シュラウド
104 ブレード
105 モータ
106 吸気口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric blower used for a vacuum cleaner or the like.
[0002]
[Prior art]
In recent years, vacuum cleaners are required to have a high output, and have a tendency to be smaller and lighter.
[0003]
Hereinafter, a conventional electric blower will be described with reference to FIGS.
[0004]
FIG. 7 is a partially cutaway sectional view of the impeller, fan case, and motor. In FIG. 7, 1 is an impeller. 2 is a resin rear shroud, 3 is a resin front shroud facing the resin shroud, 4 is a plurality of resin blades provided in the pair of shrouds, and is molded integrally with the
[0005]
The operation in the above configuration will be described. The
[0006]
Here, the shape of the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the importance of the strength of the
[0008]
An object of the present invention is to provide an electric blower including a highly reliable resin impeller that can withstand high-speed rotation by eliminating breakage due to the above-described deformation of the
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention comprises a rear shroud fixed to a rotating shaft of a motor, a front shroud opposed to the rear shroud, and a plurality of blades provided between the shrouds. The shape of the meridional surface of both shrouds excluding the air inlet portion of the shroud is configured so that the opposing shrouds are symmetrical with each other, and the centrifugal force applied to both the front and rear shrouds is approximately equally symmetrical with both shrouds. Electric blower equipped with a resin impeller with a structure that is subjected to a load , prevents deformation due to centrifugal force of the impeller during rotation, is resistant to breakage, etc., and is equipped with a highly reliable resin impeller Is to provide.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The invention according to
[0011]
The invention according to
[0012]
The invention according to
[0013]
The invention according to claim 4 of the present invention is such that the shape of the meridian surface of both shrouds excluding the air inlet portion of the front shroud is gradually increased toward the outer peripheral portion of the impeller , and the opposed shroud Since they are symmetrical with each other, both shrouds tend to be deformed toward the blade side by centrifugal force, so that an electric blower equipped with an impeller that is strong against disassembly can be obtained.
[0014]
The invention according to
[0015]
In the invention according to
[0016]
In the invention according to
[0017]
【Example】
(Example 1)
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the shape of a meridian plane obtained by cutting a resin impeller along a plane including a rotating
[0018]
The operation in the above configuration will be described. The
[0019]
As described above, according to the impeller for the electric blower of the present embodiment, since the shapes of the front and
[0020]
The
[0021]
(Example 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the shape of the meridian surface of the resin impeller.
[0022]
In the above configuration, when the
[0023]
As described above, according to the impeller for the electric blower of the present embodiment, by arranging the
[0024]
(Example 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the shape of the meridian surface of the resin impeller. 102 is a rear shroud made of resin, and 103 is a front shroud made of resin facing the resin. The meridian shape of both
[0025]
In the above configuration, when the
[0026]
As described above, according to the impeller for an electric blower of the present embodiment, the meridian shape of both
[0027]
(Example 4)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the shape of the meridian surface of the resin impeller.
[0028]
In the above configuration, when the
[0029]
As described above, according to the electric blower impeller of the present embodiment, the
[0030]
(Example 5)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same components as those in the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the shape of the meridian surface of the resin impeller. 102 is a resin rear shroud, and 103 is an umbrella-shaped resin front shroud facing the resin. A
[0031]
In the above configuration, when the
[0032]
As described above, according to the impeller for an electric blower of the present embodiment, the
[0033]
(Example 6)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same components as those in the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. FIG. 6A is a cross-sectional view showing the shape of the meridian surface of the resin impeller. 102 is a resin rear shroud, and 103 is an umbrella-shaped resin front shroud facing the resin.
[0034]
In the above configuration, when the
[0035]
As described above, according to the impeller for an electric blower of the present embodiment, by providing the
[0036]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the centrifugal force applied to the front and rear shrouds with the shape of both the front and rear shrouds of the impeller of the electric blower being symmetrical is almost equally symmetrically loaded. With this configuration, the centrifugal force applied to the impeller is also symmetric with both shrouds, and the forces cancel each other out, so the deformation of the impeller during high-speed rotation is suppressed, and the resin has excellent strength strong against breakage and decomposition An electric blower equipped with an impeller can be obtained.
[0037]
The invention according to
[0038]
The invention according to
[0039]
According to a fourth aspect of the present invention, the meridian shape of both the front and rear shrouds is configured such that the opening gradually increases toward the outer periphery of the impeller, thereby suppressing the deformation of the impeller due to centrifugal force. In addition to being able to do so, both shrouds try to deform in the direction in which the blades exist due to centrifugal force, and the joint force during rotation is further increased, providing a strong impeller against breakage and disassembly.
[0040]
In the invention according to
[0041]
In the invention according to
[0042]
In the invention according to
[0043]
In addition, as an effect common to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway side view showing a fan portion of an electric blower showing a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view of an impeller for an electric blower showing a second embodiment of the present invention. 3 is a sectional view of an impeller for an electric blower showing a third embodiment of the present invention. FIG. 4 is a sectional view of an impeller for an electric blower showing a fourth embodiment of the present invention. Cross-sectional view of an impeller for an electric blower showing an embodiment FIG. 6 (a) Cross-sectional view of an impeller for an electric blower showing a sixth embodiment of the present invention (b) Cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 7 is a partially omitted side view of a conventional electric blower. FIG. 8 is a partially omitted side view showing a fan portion of a conventional electric blower.
101
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1998
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