JP3724211B2 - 電動送風機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塵埃を吸引する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、じゅうたん掃除などを効果的に行うため、電動送風機を高出力化する傾向にある。
【０００３】
以下に従来の電動送風機について、図８・図９に基づいて説明する。
【０００４】
図８はインペラ、ファンケース及びモータからなる電動送風機の一部欠載側面図で、図９（ａ）はインペラの一部欠載斜視図で、図９（ｂ）はインデューサ羽根部の断面形状である。
【０００５】
図８・図９において、１はインペラ本体である。２は板金製の後面シュラウドで、このシュラウド２と対向するように板金製の前面シュラウド３が配されており、これらシュラウド２、３間には隙間が設けてある。４はこの１対のシュラウド２、３で挟持される複数枚の板金製ブレードで、５は前面シュラウド３の中央部に設けた吸気口３ａ（インペラ本体１の吸気口でもある）側に設けられ、吸気口３ａからの気流を整流するインデューサで、電動送風機の高出力化という面で、整流作用を高める必要があり、そのためにそのインデューサ５の形状は三次元的曲面としている。
【０００６】
インデューサ５は略円錐状のハブ６とその上に形成される羽根部５ａとから構成されている。各板金製ブレード４の上面と下面とには各々突出部を４ａを設け、この突出部４ａを前面シュラウド３と後面シュラウド２に設けた孔に挿入し、この突出部４ａの先端をつぶして（かしめ加工）、板金製ブレード４を各シュラウド２・３間で挟持するようにしている。このようにインペラ本体１の主要部分である各シュラウド２、３とブレード４は板金製として、その強度を高め、インペラ本体を高速回転させて高出力化を行っても強度的に問題がないようにしている。
【０００７】
また、樹脂製インデューサ５の羽根部５ａの板厚は、ほぼ全て板金製ブレード４と等厚であり、ハブ６との接合部は成型のため生じる微小な略円弧が存在するのみである。
【０００８】
８はインペラ本体１を駆動するモータで、９はエアガイドで、このエアガイド９によりインペラ本体１の外周方向に流出した空気をモータ８側に流し込む。１０はインペラ本体１・エアガイド９を内包しモータ８の外周に気密に取り付けファンケースで、その中央部に吸気孔を有する。
【０００９】
以上の構成における動作について説明すると、インペラ本体１が高速回転して、インペラ本体１の吸気口３ａから空気流を吸い込み、樹脂製インデューサ５によって空気流が大きく乱れることなく、続く板金製ブレード４間を通過し、インペラ本体１外周部から排出する。さらに空気流はエアガイド９を通過し、モータ１０内部へ排出される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記電動送風機では、樹脂製インデューサ５の羽根部５ａが板金製ブレード４と等厚のため、羽根部５ａ先端部の板厚が厚く、大きな衝突損失が発生する。また羽根部先端部のみを薄型形状としても、その後で急激に厚みを増すことになり流れが乱れ損失が発生する。
【００１１】
本発明は、樹脂製インデューサでの空気流の乱れによる損失、特に吸気口先端部の衝突損失及び内部通路の流れの乱れを抑えることを目的とする。
【００１２】
【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、インペラを、吸気口を有する前面シュラウドと、この前面シュラウドと間隔をおいて配される後面シュラウドと、これらシュラウドで挟持される複数枚の板金製ブレードと、前記インペラの吸気口側に設けられ吸気気流を整流する樹脂製のインデューサから構成し、前記インデューサは吸気口側の吸気羽根部と、前記板金製ブレードと接続側の接続羽根部から構成したので、吸気羽根部で吸気気流を整流し、接続羽根部で滑らかに板金製ブレードへと接続することができ、特に吸気口付近での空気流が滑らかに流れて、さらに樹脂製インデューサと板金製ブレードとの接続部での流れの乱れによる損失の発生を抑えることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、電動機と、この電動機により回転するインペラを備え、前記インペラを、吸気口を有する前面シュラウドと、この前面シュラウドと間隔をおいて配される後面シュラウドと、これらシュラウドで挟持される複数枚の板金製ブレードと、前記インペラの吸気口側に設けられ、吸気気流を整流する樹脂製のインデューサから構成し、前記インデューサは吸気口側の吸気羽根部と、前記板金製ブレードと接続側の接続羽根部から構成したものである。
【００１４】
この構成では、吸気羽根部で吸気気流を整流し、接続羽根部で滑らかに板金製ブレード へと接続することができ、特に吸気口付近での空気流が滑らかに流れて、さらに樹脂製インデューサと板金製ブレードとの接続部での流れの乱れによる損失の発生を抑える。
【００１５】
本発明の請求項２記載の発明は、請求項１記載のインデューサの羽根厚さは、吸気口側先端箇所は薄く前記板金製ブレードとの接続部にかけて徐々に板厚が増し、前記板金製ブレードとの接続部ではほぼこれと等厚となる様に変化させたものである。
【００１６】
この構成では、樹脂製インデューサの羽根部の吸気口先端部が薄いので、衝突損失を抑える。また板金製ブレードまでは徐々に板厚が増し、この接続部では板金製ブレードと板厚がほぼ同じなので、空気流が滑らかに流れて損失の発生を抑える。また羽根部の板厚が薄くなることで内部通路面積を有効に活用することが可能となり、羽根形状の自由度を上げ、より気流の乱れを抑えた形状を実現できる。
【００１７】
本発明の請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の吸気羽根部と接続羽根部の両者と接し、かつ前面シュラウドとの間に略三角形状羽根部があるので、樹脂製インデューサと前面シュラウド間の隙間が発生しないため、循環流が起こらず高い圧力回復を行うことができる。
【００１８】
本発明の請求項４記載の発明は、電動機と、この電動機により回転するインペラを備え、前記インペラを、吸気口を有する前面シュラウドと、この前面シュラウドと間隔をおいて配される後面シュラウドと、これらシュラウドで挟持される複数枚の板金製ブレードと、前記インペラの吸気口側に設けられ、吸気気流を整流する樹脂製のインデューサから構成し、前記インデューサは複数枚の羽根部と、略円錐状のハブ部と、この両者の接続部に設けた略円弧状のフィレット部から構成し、前記フィレット部は前記羽根部の吸気口側及び前記板金製ブレードとの接続部が最も小さな略円弧としたものである。
【００１９】
この構成では、フィレット部に沿って空気流が滑らかに流れ、かつ吸気口付近のフィレット部は小さな略円弧であるため衝突損失が発生せず、また樹脂製インデューサと板金製ブレードの接続部でも小さな略円弧としているので、フィレット部を形成できない板金製ブレードへと剥離が発生せずに空気流が滑らかに流れ、損失の発生を抑える。
【００２０】
本発明の請求項５記載の発明は、請求項４記載のフィレット部が板金製ブレードとの接続部直前まで徐々に略円弧を大きく形成しているので、特に吸気口付近での空気流が滑らかに流れ損失の発生を抑える。
【００２１】
本発明の請求項６記載の発明は、請求項４記載のフィレット部がインデューサ羽根部の裏表面で異なる略円弧の大きさを有しているので、必要以上に通路面積が狭くなったり、略円弧が小さくならず、空気流の乱れを抑えて滑らかに流れる。
【００２２】
本発明の請求項７記載の発明は、請求項１記載のインデューサの吸気口側の吸気羽根部は、内周側先端部が外周側先端部より回転方向に前方に配したものである。
【００２３】
この構成では、空気流に垂直な吸気面積をほとんど減少させることなく、樹脂製インデューサ羽根部翼長を長く確保することができ、板金製ブレードまでの短い範囲でより空気流が滑らかに流れる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図１から図７を用いて説明する。
【００２５】
（実施例１）
本発明の第１の実施例を図１により説明する。なお、インペラ本体とモータとの取付構成は従来の構成と同等なので、その詳細な説明を省略する。本実施例の特徴はインペラ本体にあるので、以下それを詳細に説明する。図１（ａ）はインペラの一部欠載斜視図で、同図（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれインデューサ羽根部ア・イ・ウ箇所の断面形状の略図である。
【００２６】
図１において、２１はインペラ本体で、板金製の後面シュラウド２２と、後面シュラウド２２と間隔をおいて配した板金製の前面シュラウド２３と、１対のシュラウド２２、２３とで挟持される複数枚の板金製ブレード２４と、前面シュラウド２３の中央に設けた吸気口２３ａに対応して設けた樹脂製インデューサ２５から構成されている。各シュラウド２２、２３に板金製ブレード２４を取り付ける構成は従来の構成と同様にかしめ加工により取り付けている。また、樹脂製インデューサ２５は略円錐状のハブ２５ｂとそのハブ２５ｂ上に形成される羽根部２５ａから構成されており、特に吸気口２３ａから板金製ブレード２４側へ流れる空気を整流するため、羽根部２５ａの形状を三次元的曲面を持った形状としており、このような複雑な形状のインデューサ２５を作成する場合には、樹脂成形で行えるようにしておくことが好ましい。
【００２７】
樹脂製インデューサ２５の羽根部２５ａにおいて、アは吸気側先端箇所、イは中間箇所、ウは板金製ブレードとの接続箇所であり、接続箇所ウの板厚は板金製ブレード２４と同等かそれ以上の厚さを有しており、先端箇所アは接続箇所ウと比べて板厚が薄く、中間箇所イは先端箇所アと接続箇所ウとの中程の板厚としている。このように羽根部２５ａは先端箇所の板厚が薄く、徐々に板厚が増し、接続箇所にて板金製ブレード２４と同等の厚さとして、滑らかにこの板金製ブレード２４へと接続している。
【００２８】
以上の構成における動作について説明すると、インペラ本体２１が高速回転して、インペラ本体２１の吸気口２３ａから空気流を吸い込む。この空気流は前面シュラウド２３、樹脂製インデューサ２５で囲まれる内部通路を通過し、続いて前後面シュラウド２３・２２と板金製ブレード２４で囲まれる内部通路を通過し、インペラ本体２１外周部から排出する。このとき空気流は樹脂製インデューサ２５の羽根部２５ａの吸気側先端部が薄いので衝突しにくく、板厚が徐々に板金製ブレード２４の厚さへと変化しているので内部の流れがスムーズに行われ、接続箇所でも衝突が起こりにくい。
【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、樹脂製インデューサ２５の羽根厚さを板金製ブレード２４との接続部ではこの板金製ブレード２４とほぼ同じ厚さで滑らかに接続し、吸気口側にかけて徐々に薄くしたので、吸気口先端部では羽根部２５ａへの衝突が少なく、さらに徐々に板厚が板金製ブレード２４と等しくなっていくので、空気流が滑らかに流れ損失の発生を抑えて高い吸い込み性能を得ることができる。また羽根部２５ａの板厚が薄くなることで内部通路面積を有効に活用することが可能となり、羽根形状の自由度を上げ、より気流の乱れを抑えた形状を実現できる。
【００３０】
（実施例２）
本発明の第２の実施例を図２及び図３により説明する。なお、インペラ本体の基本構成は上記実施例と同等であるので、同一構成部品には同一符号を付しその詳細な説明を省略するとともに、本実施例の特徴部分である板金製ブレードと樹脂製インデューサとの接続部分につき、以下それを詳細に説明する。
【００３１】
図２及び図３の（ａ）はインペラの一部欠載斜視図で、（ｂ）はインデューサ部の部分拡大図である。
【００３２】
図２において、樹脂製インデューサ２５の羽根部２５ａは吸気口２３ａ側の吸気羽根部３５と、板金製ブレード２４との接続側に配する接続羽根部３６から構成されている。ここで吸気羽根部３５は吸気口２３ａ側から緩やかな曲線をもって内部へと導かれており、また接続羽根部３６は滑らかに板金製ブレードに接続している。
【００３３】
以上の構成における動作について説明すると、インペラ本体２１が高速回転して、インペラ本体２１の吸気口２３ａから空気流を吸い込む。この空気流は前面シュラウド２３、樹脂製インデューサ２５で囲まれる内部通路を通過し、続いて前後面シュラウド２３・２２と板金製ブレード２４で囲まれる内部通路を通過し、インペラ本体２１外周部から排出する。このとき空気流は樹脂製インデューサ２５の羽根部２５ａの吸気羽根部３５先端から流入し緩やかな曲線に沿って整流されながら内部に進み、続いて接続羽根部３６から板金製ブレードへと滑らかに流れる。
【００３４】
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、樹脂製インデューサ２５の羽根部２５ａは吸気羽根部３５と接続羽根部３６から構成されているので、樹脂製インデューサ２５の吸気口２３ａ付近及び板金製ブレード２４との接続箇所で空気流が滑らかに流れ、損失の発生を抑えて高い吸い込み性能を得ることができる。
【００３５】
また図３に示すように、吸気羽根部３５及び接続羽根部３６と接し、かつ急激な曲率変化を持つ前面シュラウド２３との隙間を埋める略三角形状羽根部３７を設けることで、空気流が隙間から漏れずにスムーズに圧力回復が行え、さらに前面シュラウド２３と樹脂製インデューサ２５との接合部付近を流れる気流が滑らかに流れることが可能である。
【００３６】
（実施例３）
本発明の第３の実施例を図４〜図６により説明する。なお、インペラ本体の基本構成は上記第１の実施例と同等であるので、同一構成部品には同一符号を付しその詳細な説明を省略するとともに、本実施例の特徴部分である板金製ブレードと樹脂製インデューサとの接続部分につき、以下それを詳細に説明する。
【００３７】
図４〜図６の（ａ）はインペラの一部欠載斜視図で、（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれインデューサ羽根部ア・イ・ウ箇所の断面形状の略図である。
【００３８】
図４において、樹脂製インデューサ２５の羽根部２５ａとハブ２５ｂとの接続部には略円弧状のフィレット部３８を設けて、さらに羽根部２５ａの吸気口２３ａ側先端部及び板金製ブレード２４との接続部である最外周端では極小の略円弧状のフィレットとして、羽根部２５ａの中程に向かうに従って大きな略円弧としている。
【００３９】
この構成では、樹脂製インデューサ２５の羽根部２５ａとハブ２５ｂとの接続部付近での空気流が略円弧状のフィレット部３８に沿って流れ、かつ吸気口２３ａ側先端部ではフィレット部３８に衝突することなく、フィレット部３８を構成できない板金製ブレード２４へと滑らかに接続しており剥離や乱れを抑えている。
【００４０】
さらにフィレット部３８を設けることによって、高速で回転する羽根部２５ａとハブ２５ｂとの接続部の強度を上げおり、羽根部２５ａ自身の板厚を薄くして先端部での衝突損失の低減、内部通路面積の確保を行うことができる。
【００４１】
また図５において、（ｅ）は羽根部エ箇所の断面形状の略図であり、フィレット部３８は吸気口２３ａ側先端部で極小の略円弧とし、板金製ブレード２４との接続部直前まで徐々に略円弧を大きくして、接続部では極小の略円弧とすることにより、さらにフィレット部３８での空気流の乱れを抑えることができる。
【００４２】
また図６に示すように、前面側フィレット部３８ａの略円弧を大きく、後面側フィレット部３８ｂの略円弧を小さく配することで、内部通路面積を大きく減らすことなくフィレット部３８を構成することが可能で、面積低下による気流の乱れを発生させずに滑らかに流れる。
【００４３】
（実施例４）
本発明の第４の実施例を図７により説明する。なお、インペラ本体の基本構成は上記第１の実施例と同等であるので、同一構成部品には同一符号を付しその詳細な説明を省略するとともに、本実施例の特徴部分である板金製ブレードと樹脂製インデューサとの接続部分につき、以下それを詳細に説明する。
【００４４】
図７（ａ）はインペラの一部欠載斜視図で、同図（ｂ）はインデューサ羽根部の部分拡大図である。
【００４５】
図７において、樹脂製インデューサ２５の羽根部２５ａは吸気口２３ａ側内周側先端部Ａが外周側先端部Ｂに対して回転方向に角度θだけ前方に配したものである。
【００４６】
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、吸気口２３ａ面積をほとんど減少させることなく、樹脂製インデューサ２５羽根部２５ａ翼長を長く確保することができ、板金製ブレード２４までの短い範囲で徐々に空気流の流れが変化し、より滑らかに流れて高い吸い込み性能を得ることができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の発明は、インペラを、吸気口を有する前面シュラウドと、この前面シュラウドと間隔をおいて配される後面シュラウドと、これらシュラウドで挟持される複数枚の板金製ブレードと、前記インペラの吸気口側に設けられ吸気気流を整流する樹脂製のインデューサから構成し、前記インデューサは吸気口側の吸気羽根部と、前記板金製ブレードと接続側の接続羽根部から構成したので、樹脂製インデューサの吸気口付近及び板金製ブレードとの接続箇所で空気流が滑らかに流れ、損失の発生を抑えて高い吸い込み性能を得ることができる。
【００４８】
本発明の請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において樹脂製インデューサの羽根厚さを板金製ブレードとの接続部ではこの板金製ブレードとほぼ同じ厚さで滑らかに接続し、吸気口側にかけて徐々に薄くしたので、吸気口先端部では羽根部への衝突が少なく、さらに徐々に板厚が板金製ブレードと等しくなっていくので、空気流が滑らかに流れ損失の発生を抑えて高い吸い込み性能を得ることができる。また羽根部の板厚が薄くなることで内部通路面積を有効に活用することが可能となり、羽根形状の自由度を上げ、より気流の乱れを抑えた形状を実現できる。
【００４９】
本発明の請求項３記載の発明は、上記吸気羽根部及び接続羽根部と接し、かつ急激な曲率変化を持つ前面シュラウドとの隙間を埋める略三角形状羽根部を設けることで、空気流が隙間から漏れずにスムーズに圧力回復が行え、さらに前面シュラウドと樹脂製インデューサとの接合部付近を流れる気流が滑らかに流れることが可能である。
【００５０】
本発明の請求項４記載の発明は、樹脂製インデューサの羽根部とハブとの接続部付近での空気流が略円弧状のフィレット部に沿って流れ、かつ吸気口側先端部ではフィレット部に衝突することなく、フィレット部を構成できない板金製ブレードへと滑らかに接続しており剥離や乱れを抑えている。
【００５１】
さらにフィレット部を設けることによって、高速で回転する羽根部とハブとの接続部の強度を上げおり、羽根部自身の板厚を薄くして先端部での衝突損失の低減、内部通路面積の確保を行うことができる。
【００５２】
本発明の請求項５記載の発明は、上記フィレット部は吸気口側先端部で極小の略円弧とし、板金製ブレードとの接続部直前まで徐々に略円弧を大きくして、接続部では極小の略円弧とすることにより、さらにフィレット部での空気流の乱れを抑えることができる。
【００５３】
本発明の請求項６記載の発明は、上記フィレット部は前面側フィレット部の略円弧を大きく、後面側フィレット部の略円弧を小さく配することで、内部通路面積を大きく減らすことなくフィレット部を構成することが可能で、面積低下による気流の乱れを発生させずに滑らかに流れる。
【００５４】
本発明の請求項７記載の発明は、請求項１記載の発明において吸気口面積をほとんど減少させることなく、樹脂製インデューサ羽根部翼長を長く確保することができ、板金製ブレードまでの短い範囲で徐々に空気流の流れが変化し、より滑らかに流れて高い吸い込み性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）本発明の第１の実施例による電動送風機用インペラの一部欠載斜視図
（ｂ）同インペラのインデューサ羽根部ア箇所の断面形状略図
（ｃ）同イ箇所の断面形状略図
（ｄ）同ウ箇所の断面形状略図
【図２】 （ａ）本発明の第２の実施例による電動送風機用インペラの一部欠載斜視図
（ｂ）同インペラのインデューサ部の部分拡大図
【図３】 （ａ）同インペラの一部欠載斜視図
（ｂ）同インペラのインデューサ部の部分拡大図
【図４】 （ａ）本発明の第３の実施例による電動送風機用インペラの一部欠載斜視図
（ｂ）同インペラのインデューサ羽根部ア箇所の断面形状略図
（ｃ）同イ箇所の断面形状略図
（ｄ）同ウ箇所の断面形状略図
【図５】 （ａ）同インペラの一部欠載斜視図
（ｂ）同インペラのインデューサ羽根部ア箇所の断面形状略図
（ｃ）同イ箇所の断面形状略図
（ｄ）同ウ箇所の断面形状略図
（ｅ）同エ箇所の断面形状略図
【図６】 （ａ）同インペラの一部欠載斜視図
（ｂ）同インペラのインデューサ羽根部ア箇所の断面形状略図
（ｃ）同イ箇所の断面形状略図
（ｄ）同ウ箇所の断面形状略図
【図７】 （ａ）本発明の第４の実施例による電動送風機用インペラの一部欠載平面図
（ｂ）同インペラのインデューサ羽根部の部分拡大図
【図８】 従来の電動送風機の一部欠載側面図
【図９】 （ａ）従来の電動送風機用インペラの一部欠載斜視図
（ｂ）同インペラのインデューサ羽根部の断面形状略図
【符号の説明】
２１ インペラ本体
２２ 後面シュラウド
２３ 前面シュラウド
２３ａ 吸気口
２４ 板金製ブレード
２５ 樹脂製インデューサ
２５ａ 羽根部
２５ｂ ハブ
３５ 吸気羽根部
３６ 接続羽根部
３７ 略三角状羽根部
３８ フィレット部
３８ａ 前面側フィレット部
３８ｂ 後面側フィレット部
【発明の属する技術分野】
本発明は、塵埃を吸引する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、じゅうたん掃除などを効果的に行うため、電動送風機を高出力化する傾向にある。
【０００３】
以下に従来の電動送風機について、図８・図９に基づいて説明する。
【０００４】
図８はインペラ、ファンケース及びモータからなる電動送風機の一部欠載側面図で、図９（ａ）はインペラの一部欠載斜視図で、図９（ｂ）はインデューサ羽根部の断面形状である。
【０００５】
図８・図９において、１はインペラ本体である。２は板金製の後面シュラウドで、このシュラウド２と対向するように板金製の前面シュラウド３が配されており、これらシュラウド２、３間には隙間が設けてある。４はこの１対のシュラウド２、３で挟持される複数枚の板金製ブレードで、５は前面シュラウド３の中央部に設けた吸気口３ａ（インペラ本体１の吸気口でもある）側に設けられ、吸気口３ａからの気流を整流するインデューサで、電動送風機の高出力化という面で、整流作用を高める必要があり、そのためにそのインデューサ５の形状は三次元的曲面としている。
【０００６】
インデューサ５は略円錐状のハブ６とその上に形成される羽根部５ａとから構成されている。各板金製ブレード４の上面と下面とには各々突出部を４ａを設け、この突出部４ａを前面シュラウド３と後面シュラウド２に設けた孔に挿入し、この突出部４ａの先端をつぶして（かしめ加工）、板金製ブレード４を各シュラウド２・３間で挟持するようにしている。このようにインペラ本体１の主要部分である各シュラウド２、３とブレード４は板金製として、その強度を高め、インペラ本体を高速回転させて高出力化を行っても強度的に問題がないようにしている。
【０００７】
また、樹脂製インデューサ５の羽根部５ａの板厚は、ほぼ全て板金製ブレード４と等厚であり、ハブ６との接合部は成型のため生じる微小な略円弧が存在するのみである。
【０００８】
８はインペラ本体１を駆動するモータで、９はエアガイドで、このエアガイド９によりインペラ本体１の外周方向に流出した空気をモータ８側に流し込む。１０はインペラ本体１・エアガイド９を内包しモータ８の外周に気密に取り付けファンケースで、その中央部に吸気孔を有する。
【０００９】
以上の構成における動作について説明すると、インペラ本体１が高速回転して、インペラ本体１の吸気口３ａから空気流を吸い込み、樹脂製インデューサ５によって空気流が大きく乱れることなく、続く板金製ブレード４間を通過し、インペラ本体１外周部から排出する。さらに空気流はエアガイド９を通過し、モータ１０内部へ排出される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記電動送風機では、樹脂製インデューサ５の羽根部５ａが板金製ブレード４と等厚のため、羽根部５ａ先端部の板厚が厚く、大きな衝突損失が発生する。また羽根部先端部のみを薄型形状としても、その後で急激に厚みを増すことになり流れが乱れ損失が発生する。
【００１１】
本発明は、樹脂製インデューサでの空気流の乱れによる損失、特に吸気口先端部の衝突損失及び内部通路の流れの乱れを抑えることを目的とする。
【００１２】
【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、インペラを、吸気口を有する前面シュラウドと、この前面シュラウドと間隔をおいて配される後面シュラウドと、これらシュラウドで挟持される複数枚の板金製ブレードと、前記インペラの吸気口側に設けられ吸気気流を整流する樹脂製のインデューサから構成し、前記インデューサは吸気口側の吸気羽根部と、前記板金製ブレードと接続側の接続羽根部から構成したので、吸気羽根部で吸気気流を整流し、接続羽根部で滑らかに板金製ブレードへと接続することができ、特に吸気口付近での空気流が滑らかに流れて、さらに樹脂製インデューサと板金製ブレードとの接続部での流れの乱れによる損失の発生を抑えることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、電動機と、この電動機により回転するインペラを備え、前記インペラを、吸気口を有する前面シュラウドと、この前面シュラウドと間隔をおいて配される後面シュラウドと、これらシュラウドで挟持される複数枚の板金製ブレードと、前記インペラの吸気口側に設けられ、吸気気流を整流する樹脂製のインデューサから構成し、前記インデューサは吸気口側の吸気羽根部と、前記板金製ブレードと接続側の接続羽根部から構成したものである。
【００１４】
この構成では、吸気羽根部で吸気気流を整流し、接続羽根部で滑らかに板金製ブレード へと接続することができ、特に吸気口付近での空気流が滑らかに流れて、さらに樹脂製インデューサと板金製ブレードとの接続部での流れの乱れによる損失の発生を抑える。
【００１５】
本発明の請求項２記載の発明は、請求項１記載のインデューサの羽根厚さは、吸気口側先端箇所は薄く前記板金製ブレードとの接続部にかけて徐々に板厚が増し、前記板金製ブレードとの接続部ではほぼこれと等厚となる様に変化させたものである。
【００１６】
この構成では、樹脂製インデューサの羽根部の吸気口先端部が薄いので、衝突損失を抑える。また板金製ブレードまでは徐々に板厚が増し、この接続部では板金製ブレードと板厚がほぼ同じなので、空気流が滑らかに流れて損失の発生を抑える。また羽根部の板厚が薄くなることで内部通路面積を有効に活用することが可能となり、羽根形状の自由度を上げ、より気流の乱れを抑えた形状を実現できる。
【００１７】
本発明の請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の吸気羽根部と接続羽根部の両者と接し、かつ前面シュラウドとの間に略三角形状羽根部があるので、樹脂製インデューサと前面シュラウド間の隙間が発生しないため、循環流が起こらず高い圧力回復を行うことができる。
【００１８】
本発明の請求項４記載の発明は、電動機と、この電動機により回転するインペラを備え、前記インペラを、吸気口を有する前面シュラウドと、この前面シュラウドと間隔をおいて配される後面シュラウドと、これらシュラウドで挟持される複数枚の板金製ブレードと、前記インペラの吸気口側に設けられ、吸気気流を整流する樹脂製のインデューサから構成し、前記インデューサは複数枚の羽根部と、略円錐状のハブ部と、この両者の接続部に設けた略円弧状のフィレット部から構成し、前記フィレット部は前記羽根部の吸気口側及び前記板金製ブレードとの接続部が最も小さな略円弧としたものである。
【００１９】
この構成では、フィレット部に沿って空気流が滑らかに流れ、かつ吸気口付近のフィレット部は小さな略円弧であるため衝突損失が発生せず、また樹脂製インデューサと板金製ブレードの接続部でも小さな略円弧としているので、フィレット部を形成できない板金製ブレードへと剥離が発生せずに空気流が滑らかに流れ、損失の発生を抑える。
【００２０】
本発明の請求項５記載の発明は、請求項４記載のフィレット部が板金製ブレードとの接続部直前まで徐々に略円弧を大きく形成しているので、特に吸気口付近での空気流が滑らかに流れ損失の発生を抑える。
【００２１】
本発明の請求項６記載の発明は、請求項４記載のフィレット部がインデューサ羽根部の裏表面で異なる略円弧の大きさを有しているので、必要以上に通路面積が狭くなったり、略円弧が小さくならず、空気流の乱れを抑えて滑らかに流れる。
【００２２】
本発明の請求項７記載の発明は、請求項１記載のインデューサの吸気口側の吸気羽根部は、内周側先端部が外周側先端部より回転方向に前方に配したものである。
【００２３】
この構成では、空気流に垂直な吸気面積をほとんど減少させることなく、樹脂製インデューサ羽根部翼長を長く確保することができ、板金製ブレードまでの短い範囲でより空気流が滑らかに流れる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図１から図７を用いて説明する。
【００２５】
（実施例１）
本発明の第１の実施例を図１により説明する。なお、インペラ本体とモータとの取付構成は従来の構成と同等なので、その詳細な説明を省略する。本実施例の特徴はインペラ本体にあるので、以下それを詳細に説明する。図１（ａ）はインペラの一部欠載斜視図で、同図（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれインデューサ羽根部ア・イ・ウ箇所の断面形状の略図である。
【００２６】
図１において、２１はインペラ本体で、板金製の後面シュラウド２２と、後面シュラウド２２と間隔をおいて配した板金製の前面シュラウド２３と、１対のシュラウド２２、２３とで挟持される複数枚の板金製ブレード２４と、前面シュラウド２３の中央に設けた吸気口２３ａに対応して設けた樹脂製インデューサ２５から構成されている。各シュラウド２２、２３に板金製ブレード２４を取り付ける構成は従来の構成と同様にかしめ加工により取り付けている。また、樹脂製インデューサ２５は略円錐状のハブ２５ｂとそのハブ２５ｂ上に形成される羽根部２５ａから構成されており、特に吸気口２３ａから板金製ブレード２４側へ流れる空気を整流するため、羽根部２５ａの形状を三次元的曲面を持った形状としており、このような複雑な形状のインデューサ２５を作成する場合には、樹脂成形で行えるようにしておくことが好ましい。
【００２７】
樹脂製インデューサ２５の羽根部２５ａにおいて、アは吸気側先端箇所、イは中間箇所、ウは板金製ブレードとの接続箇所であり、接続箇所ウの板厚は板金製ブレード２４と同等かそれ以上の厚さを有しており、先端箇所アは接続箇所ウと比べて板厚が薄く、中間箇所イは先端箇所アと接続箇所ウとの中程の板厚としている。このように羽根部２５ａは先端箇所の板厚が薄く、徐々に板厚が増し、接続箇所にて板金製ブレード２４と同等の厚さとして、滑らかにこの板金製ブレード２４へと接続している。
【００２８】
以上の構成における動作について説明すると、インペラ本体２１が高速回転して、インペラ本体２１の吸気口２３ａから空気流を吸い込む。この空気流は前面シュラウド２３、樹脂製インデューサ２５で囲まれる内部通路を通過し、続いて前後面シュラウド２３・２２と板金製ブレード２４で囲まれる内部通路を通過し、インペラ本体２１外周部から排出する。このとき空気流は樹脂製インデューサ２５の羽根部２５ａの吸気側先端部が薄いので衝突しにくく、板厚が徐々に板金製ブレード２４の厚さへと変化しているので内部の流れがスムーズに行われ、接続箇所でも衝突が起こりにくい。
【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、樹脂製インデューサ２５の羽根厚さを板金製ブレード２４との接続部ではこの板金製ブレード２４とほぼ同じ厚さで滑らかに接続し、吸気口側にかけて徐々に薄くしたので、吸気口先端部では羽根部２５ａへの衝突が少なく、さらに徐々に板厚が板金製ブレード２４と等しくなっていくので、空気流が滑らかに流れ損失の発生を抑えて高い吸い込み性能を得ることができる。また羽根部２５ａの板厚が薄くなることで内部通路面積を有効に活用することが可能となり、羽根形状の自由度を上げ、より気流の乱れを抑えた形状を実現できる。
【００３０】
（実施例２）
本発明の第２の実施例を図２及び図３により説明する。なお、インペラ本体の基本構成は上記実施例と同等であるので、同一構成部品には同一符号を付しその詳細な説明を省略するとともに、本実施例の特徴部分である板金製ブレードと樹脂製インデューサとの接続部分につき、以下それを詳細に説明する。
【００３１】
図２及び図３の（ａ）はインペラの一部欠載斜視図で、（ｂ）はインデューサ部の部分拡大図である。
【００３２】
図２において、樹脂製インデューサ２５の羽根部２５ａは吸気口２３ａ側の吸気羽根部３５と、板金製ブレード２４との接続側に配する接続羽根部３６から構成されている。ここで吸気羽根部３５は吸気口２３ａ側から緩やかな曲線をもって内部へと導かれており、また接続羽根部３６は滑らかに板金製ブレードに接続している。
【００３３】
以上の構成における動作について説明すると、インペラ本体２１が高速回転して、インペラ本体２１の吸気口２３ａから空気流を吸い込む。この空気流は前面シュラウド２３、樹脂製インデューサ２５で囲まれる内部通路を通過し、続いて前後面シュラウド２３・２２と板金製ブレード２４で囲まれる内部通路を通過し、インペラ本体２１外周部から排出する。このとき空気流は樹脂製インデューサ２５の羽根部２５ａの吸気羽根部３５先端から流入し緩やかな曲線に沿って整流されながら内部に進み、続いて接続羽根部３６から板金製ブレードへと滑らかに流れる。
【００３４】
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、樹脂製インデューサ２５の羽根部２５ａは吸気羽根部３５と接続羽根部３６から構成されているので、樹脂製インデューサ２５の吸気口２３ａ付近及び板金製ブレード２４との接続箇所で空気流が滑らかに流れ、損失の発生を抑えて高い吸い込み性能を得ることができる。
【００３５】
また図３に示すように、吸気羽根部３５及び接続羽根部３６と接し、かつ急激な曲率変化を持つ前面シュラウド２３との隙間を埋める略三角形状羽根部３７を設けることで、空気流が隙間から漏れずにスムーズに圧力回復が行え、さらに前面シュラウド２３と樹脂製インデューサ２５との接合部付近を流れる気流が滑らかに流れることが可能である。
【００３６】
（実施例３）
本発明の第３の実施例を図４〜図６により説明する。なお、インペラ本体の基本構成は上記第１の実施例と同等であるので、同一構成部品には同一符号を付しその詳細な説明を省略するとともに、本実施例の特徴部分である板金製ブレードと樹脂製インデューサとの接続部分につき、以下それを詳細に説明する。
【００３７】
図４〜図６の（ａ）はインペラの一部欠載斜視図で、（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれインデューサ羽根部ア・イ・ウ箇所の断面形状の略図である。
【００３８】
図４において、樹脂製インデューサ２５の羽根部２５ａとハブ２５ｂとの接続部には略円弧状のフィレット部３８を設けて、さらに羽根部２５ａの吸気口２３ａ側先端部及び板金製ブレード２４との接続部である最外周端では極小の略円弧状のフィレットとして、羽根部２５ａの中程に向かうに従って大きな略円弧としている。
【００３９】
この構成では、樹脂製インデューサ２５の羽根部２５ａとハブ２５ｂとの接続部付近での空気流が略円弧状のフィレット部３８に沿って流れ、かつ吸気口２３ａ側先端部ではフィレット部３８に衝突することなく、フィレット部３８を構成できない板金製ブレード２４へと滑らかに接続しており剥離や乱れを抑えている。
【００４０】
さらにフィレット部３８を設けることによって、高速で回転する羽根部２５ａとハブ２５ｂとの接続部の強度を上げおり、羽根部２５ａ自身の板厚を薄くして先端部での衝突損失の低減、内部通路面積の確保を行うことができる。
【００４１】
また図５において、（ｅ）は羽根部エ箇所の断面形状の略図であり、フィレット部３８は吸気口２３ａ側先端部で極小の略円弧とし、板金製ブレード２４との接続部直前まで徐々に略円弧を大きくして、接続部では極小の略円弧とすることにより、さらにフィレット部３８での空気流の乱れを抑えることができる。
【００４２】
また図６に示すように、前面側フィレット部３８ａの略円弧を大きく、後面側フィレット部３８ｂの略円弧を小さく配することで、内部通路面積を大きく減らすことなくフィレット部３８を構成することが可能で、面積低下による気流の乱れを発生させずに滑らかに流れる。
【００４３】
（実施例４）
本発明の第４の実施例を図７により説明する。なお、インペラ本体の基本構成は上記第１の実施例と同等であるので、同一構成部品には同一符号を付しその詳細な説明を省略するとともに、本実施例の特徴部分である板金製ブレードと樹脂製インデューサとの接続部分につき、以下それを詳細に説明する。
【００４４】
図７（ａ）はインペラの一部欠載斜視図で、同図（ｂ）はインデューサ羽根部の部分拡大図である。
【００４５】
図７において、樹脂製インデューサ２５の羽根部２５ａは吸気口２３ａ側内周側先端部Ａが外周側先端部Ｂに対して回転方向に角度θだけ前方に配したものである。
【００４６】
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、吸気口２３ａ面積をほとんど減少させることなく、樹脂製インデューサ２５羽根部２５ａ翼長を長く確保することができ、板金製ブレード２４までの短い範囲で徐々に空気流の流れが変化し、より滑らかに流れて高い吸い込み性能を得ることができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の発明は、インペラを、吸気口を有する前面シュラウドと、この前面シュラウドと間隔をおいて配される後面シュラウドと、これらシュラウドで挟持される複数枚の板金製ブレードと、前記インペラの吸気口側に設けられ吸気気流を整流する樹脂製のインデューサから構成し、前記インデューサは吸気口側の吸気羽根部と、前記板金製ブレードと接続側の接続羽根部から構成したので、樹脂製インデューサの吸気口付近及び板金製ブレードとの接続箇所で空気流が滑らかに流れ、損失の発生を抑えて高い吸い込み性能を得ることができる。
【００４８】
本発明の請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において樹脂製インデューサの羽根厚さを板金製ブレードとの接続部ではこの板金製ブレードとほぼ同じ厚さで滑らかに接続し、吸気口側にかけて徐々に薄くしたので、吸気口先端部では羽根部への衝突が少なく、さらに徐々に板厚が板金製ブレードと等しくなっていくので、空気流が滑らかに流れ損失の発生を抑えて高い吸い込み性能を得ることができる。また羽根部の板厚が薄くなることで内部通路面積を有効に活用することが可能となり、羽根形状の自由度を上げ、より気流の乱れを抑えた形状を実現できる。
【００４９】
本発明の請求項３記載の発明は、上記吸気羽根部及び接続羽根部と接し、かつ急激な曲率変化を持つ前面シュラウドとの隙間を埋める略三角形状羽根部を設けることで、空気流が隙間から漏れずにスムーズに圧力回復が行え、さらに前面シュラウドと樹脂製インデューサとの接合部付近を流れる気流が滑らかに流れることが可能である。
【００５０】
本発明の請求項４記載の発明は、樹脂製インデューサの羽根部とハブとの接続部付近での空気流が略円弧状のフィレット部に沿って流れ、かつ吸気口側先端部ではフィレット部に衝突することなく、フィレット部を構成できない板金製ブレードへと滑らかに接続しており剥離や乱れを抑えている。
【００５１】
さらにフィレット部を設けることによって、高速で回転する羽根部とハブとの接続部の強度を上げおり、羽根部自身の板厚を薄くして先端部での衝突損失の低減、内部通路面積の確保を行うことができる。
【００５２】
本発明の請求項５記載の発明は、上記フィレット部は吸気口側先端部で極小の略円弧とし、板金製ブレードとの接続部直前まで徐々に略円弧を大きくして、接続部では極小の略円弧とすることにより、さらにフィレット部での空気流の乱れを抑えることができる。
【００５３】
本発明の請求項６記載の発明は、上記フィレット部は前面側フィレット部の略円弧を大きく、後面側フィレット部の略円弧を小さく配することで、内部通路面積を大きく減らすことなくフィレット部を構成することが可能で、面積低下による気流の乱れを発生させずに滑らかに流れる。
【００５４】
本発明の請求項７記載の発明は、請求項１記載の発明において吸気口面積をほとんど減少させることなく、樹脂製インデューサ羽根部翼長を長く確保することができ、板金製ブレードまでの短い範囲で徐々に空気流の流れが変化し、より滑らかに流れて高い吸い込み性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）本発明の第１の実施例による電動送風機用インペラの一部欠載斜視図
（ｂ）同インペラのインデューサ羽根部ア箇所の断面形状略図
（ｃ）同イ箇所の断面形状略図
（ｄ）同ウ箇所の断面形状略図
【図２】 （ａ）本発明の第２の実施例による電動送風機用インペラの一部欠載斜視図
（ｂ）同インペラのインデューサ部の部分拡大図
【図３】 （ａ）同インペラの一部欠載斜視図
（ｂ）同インペラのインデューサ部の部分拡大図
【図４】 （ａ）本発明の第３の実施例による電動送風機用インペラの一部欠載斜視図
（ｂ）同インペラのインデューサ羽根部ア箇所の断面形状略図
（ｃ）同イ箇所の断面形状略図
（ｄ）同ウ箇所の断面形状略図
【図５】 （ａ）同インペラの一部欠載斜視図
（ｂ）同インペラのインデューサ羽根部ア箇所の断面形状略図
（ｃ）同イ箇所の断面形状略図
（ｄ）同ウ箇所の断面形状略図
（ｅ）同エ箇所の断面形状略図
【図６】 （ａ）同インペラの一部欠載斜視図
（ｂ）同インペラのインデューサ羽根部ア箇所の断面形状略図
（ｃ）同イ箇所の断面形状略図
（ｄ）同ウ箇所の断面形状略図
【図７】 （ａ）本発明の第４の実施例による電動送風機用インペラの一部欠載平面図
（ｂ）同インペラのインデューサ羽根部の部分拡大図
【図８】 従来の電動送風機の一部欠載側面図
【図９】 （ａ）従来の電動送風機用インペラの一部欠載斜視図
（ｂ）同インペラのインデューサ羽根部の断面形状略図
【符号の説明】
２１ インペラ本体
２２ 後面シュラウド
２３ 前面シュラウド
２３ａ 吸気口
２４ 板金製ブレード
２５ 樹脂製インデューサ
２５ａ 羽根部
２５ｂ ハブ
３５ 吸気羽根部
３６ 接続羽根部
３７ 略三角状羽根部
３８ フィレット部
３８ａ 前面側フィレット部
３８ｂ 後面側フィレット部
Claims (7)
- 電動機と、この電動機により回転するインペラを備え、前記インペラを、吸気口を有する前面シュラウドと、この前面シュラウドと間隔をおいて配される後面シュラウドと、これらシュラウドで挟持される複数枚の板金製ブレードと、前記インペラの吸気口側に設けられ、吸気気流を整流する樹脂製のインデューサから構成し、前記インデューサは吸気口側の吸気羽根部と、前記板金製ブレードとの接続側の接続羽根部から構成した電動送風機。
- インデューサの羽根厚さは、吸気口側先端箇所は薄く前記板金製ブレードとの接続部にかけて徐々に板厚が増し、前記板金製ブレードとの接続部ではほぼこれと等厚となる様に変化させた請求項１記載の電動送風機。
- インデューサは吸気羽根部と、接続羽根部と、この両者と接し、かつ前面シュラウドとの隙間を埋める略三角状羽根部を有する請求項１又は２記載の電動送風機。
- 電動機と、この電動機により回転するインペラを備え、前記インペラを、吸気口を有する前面シュラウドと、この前面シュラウドと間隔をおいて配される後面シュラウドと、これらシュラウドで挟持される複数枚の板金製ブレードと、前記インペラの吸気口側に設けられ、吸気気流を整流する樹脂製のインデューサから構成し、前記インデューサは複数枚の羽根部と、略円錐状のハブ部と、この両者の接続部に設けた略円弧状のフィレット部から構成し、前記フィレット部は前記羽根部の吸気口側及び前記板金製ブレードとの接続部が最も小さな略円弧とした電動送風機。
- フィレット部は羽根部の吸気口側から板金製ブレードとの接続部直前まで徐々に略円弧を大きく形成した請求項４記載の電動送風機。
- フィレット部はインデューサ羽根部の裏表面で異なる略円弧の大きさを有した請求項４記載の電動送風機。
- インデューサの吸気口側の吸気羽根部は内周側先端部が外周側先端部より回転方向に前方に配した請求項１記載の電動送風機。
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