JP4556884B2 - 電動送風機 - Google Patents
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Description
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。
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。
以下に従来の電動送風機について、図５・図６に基づいて説明する。
図５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
６はインペラの一部欠載斜視図である。
６はインペラの一部欠載斜視図である。
図５・図６において、１はインペラ本体で、１ａはその吸気口である。インペラ本体１は略円錐状の樹脂製ハブ２とその上に形成される樹脂製ブレード３とから構成されている。また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、このブレード３の形状は３次元的曲面としている。この形状を樹脂材料にて実現するために、切削加工や通常は複数のひねり動作を持つ複雑なスライド式金型による成型加工を用いている。
７はインペラ本体１を駆動するモータで、８はエアガイドで、このエアガイド８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７側に流し込む。９はインペラ本体１・エアガイド８を内包しモータ７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。
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１ａから空気流を吸い込み、曲面形状をしたブレード３によって空気流が大きく乱れることなく、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８を通過し、モータ７内部へ排出される。
上記電動送風機では、切削加工や複数のひねり動作を持つ複雑なスライド式金型を用いているため製造が困難であった。特に外径が大きく全高が低いインペラでは吸気口付近の３次元曲面を有するブレード形状を実現することは難しいものであった。
本発明は、インペラ本体を樹脂製インデューサと板金製ブレードに分割し、複雑な金型を用いること無しに３次元曲面を有するインデューサを形成して容易に吸気口付近の損失を低減して高い吸い込み性能を実現することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、インペラの羽部を、６枚の羽根部を有する樹脂製インデューサと板金製ブレードに分割し、さらに樹脂製インデューサは羽根部外周方向へ略放射状にスライドする羽根部と同数の複数の分割金型である側方スライド金型と、１個ずつの上方スライド金型及び下方スライド金型によって成型加工が可能な形状とし、少なくとも樹脂製インデューサ羽根先端部の一点とインデューサ羽根外周端部から抜き勾配隙間だけ移動した位置とを結ぶ直線は、スライド金型のスライド方向と合致しているものとしたので、複雑な金型を用いること無しに簡易な側方スライド金型で吸気口付近に３次元曲面を有する樹脂製インデューサが形成でき、この樹脂製インデューサの入口先端部から始まる羽根部の全長を最も長く確保することが可能で、このインデューサ部の通路で縦方向に吸気した気流が徐々に気流の流れを横方向へとスムーズに変化し、乱れを抑えることができる。さらに、インペラ本体外周部は板金製ブレードとしているので、樹脂製インデューサの複雑な形状に関わりなく外径やブレード曲率を自由に設定することが可能で、簡単に吸気口付近での空気流の乱れを低減しインペラ本体外周部で効率よく圧力上昇が行えるインペラを実現でき、高い吸い込み性能を得ることができる。
複雑な金型を用いること無しに簡易な側方スライド金型で吸気口付近に３次元曲面を有するインデューサが形成でき、入口先端部から始まる羽根部の全長を最も長く確保することが可能で、徐々に気流の流れを変化させて乱れを抑えることができる。さらに、インペラ本体外周部は板金製ブレードとしているので、樹脂製インデューサの複雑な形状に関わりなく外径やブレード曲率を自由に設定することが可能で、簡単に吸気口付近での空気流
の乱れを低減し、インペラ本体外周部で効率よく圧力上昇が行えるインペラを実現でき、高い吸い込み性能を得ることができる。
の乱れを低減し、インペラ本体外周部で効率よく圧力上昇が行えるインペラを実現でき、高い吸い込み性能を得ることができる。
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、この１対のシュラウドとで挟持される６枚の板金製ブレードと、３次元曲面からなる６枚の羽根部を有し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インデューサとから構成し、前記前面シュラウドと前記樹脂製インデューサで囲まれる内部通路と、前記６枚の板金製ブレードとこれを挟持する前記前面シュラウド及び前記後面シュラウドとで囲まれる内部通路とが連通し、前記樹脂製インデューサは、羽根部外周方向へ略放射状にスライドする羽根部と同数の複数の分割金型である側方スライド金型と、１個ずつの上方スライド金型及び下方スライド金型によって成型加工が可能な形状とし、少なくとも樹脂製インデューサ羽根先端部の一点とインデューサ羽根外周端部から抜き勾配隙間だけ移動した位置とを結ぶ直線は、スライド金型のスライド方向と合致していることにより、複雑な金型を用いること無しに簡易な側方スライド金型で吸気口付近に３次元曲面で長い通路を有する樹脂製インデューサが形成でき、この樹脂製インデューサの入口先端部から始まる羽根部の全長を最も長く確保することが可能で、このインデューサ部の通路で縦方向に吸気した気流が徐々に気流の流れを横方向へとスムーズに変化し、乱れを抑えることができる。さらに、インペラ本体外周部は板金製ブレードとしているので、樹脂製インデューサの複雑な形状に関わりなく外径やブレード曲率を自由に設定することが可能で、簡単に吸気口付近での空気流の乱れを低減しインペラ本体外周部で効率よく圧力上昇が行えるインペラを実現でき、高い吸い込み性能を得ることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態を図１〜図３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。本実施の形態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。
本発明の第１の実施の形態を図１〜図３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。本実施の形態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はインペラの一部欠載斜視図で、図２はインペラ成型時の金型の動作を表している。図３はインペラ本体の羽根枚数と効率の関係を表している。
図１及び図２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。板金製ブレード２４は各シュラウド２２、２３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３次元的曲面を持った形状としている。このような複雑な形状のインデューサ２５を作成するために、インデューサ羽根部２５ａの外周方向へ略放射状にスライドする側方スライド金型３１を用いた樹脂成型加工を行っている。成型金型は羽根部２５ａと同数の側方スライド金型３１と１個ずつの上方及び下方スライド金型３２・３３から構成されている。
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。このとき空気流は羽根部２５ａに沿ってインペラ本体２１縦方向から側方向へとスムーズに変化し、隣接する通路において圧力上昇が行われる。
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。このとき空気流は羽根部２５ａに沿ってインペラ本体２１縦方向から側方向へとスムーズに変化し、隣接する通路において圧力上昇が行われる。
以上のように本実施の形態の電動送風機用インペラによれば、インペラ本体２１を樹脂インデューサ２５と板金製ブレード２４に分割し、さらに樹脂インデューサ２５は羽根部２５ａ外周方向へ略放射状にスライドする側方スライド金型３１によって成型加工が可能な形状としたので、複雑な金型を用いること無しに吸気口２３ａ付近に３次元曲面を有するインデューサが形成できる。さらに、インペラ本体２１外周部は板金製ブレード２４としているので、樹脂製インデューサ２５の複雑な形状に関わりなく外径やブレード曲率を自由に設定することができる。よって簡単に吸気口２３ａ付近での空気流の乱れを低減し、インペラ本体２１外周部で効率よく圧力上昇が行えるため、高い吸い込み性能を得ることができる。
また吸気口２５ａ付近で空気流をスムーズに縦方向から側方向に変化させるためには長い通路で徐々に変化させる必要があり、そのために樹脂製インデューサ２５の羽根部２５ａ長さを長くし、かつ簡易な側方スライド金型３１で成型可能な形状とするには、羽根部２５ａ及び板金製ブレード２４の枚数を少なくする必要がある。図３のグラフから明らかなように、１．４ｍ３／ｍｉｎ時に４００００ｒ／ｍｉｎ以上の高速回転を行い、真空圧２０ｋＰａ以上が可能なインペラにおいては、羽根枚数を５枚まで減らすと空気性能を示す効率が低下してしまい、６枚が高い効率を示している。このことから例に挙げたインペラ本体２１の羽根枚数は６枚が最適であり、最も高い吸い込み性能を得ることができる。
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態を図４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の形態と同等であるので、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、本実施の形態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。
本発明の第２の実施の形態を図４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の形態と同等であるので、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、本実施の形態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。
図４（ａ）はインペラ成型時の金型の動作を表しており、（ｂ）はア部の部分拡大図である。
図４において、側方スライド金型３１のスライド方向Ａが、羽根部２５ａの入口先端部２５ｃと、外周端部２５ｄから抜き勾配隙間４１だけ移動した位置アとを結ぶ直線Ｂと合致している。
なお抜き勾配隙間４１を必要としなければ、側方スライド金型３１のスライド方向Ａが、羽根部２５ａの入口先端部２５ｃと、外周端部２５ｄとを結ぶ直線Ｂと合致している方が望ましい。
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。このとき空気流は入口先端部２５ｃから流入し、羽根部２５ａに沿ってインペラ本体２１縦方向から側方向へとスムーズに変化し、隣接する通路において圧力上昇が行われる。
以上のように本実施の形態の電動送風機用インペラによれば、インペラ本体２１を樹脂
インデューサ２５と板金製ブレード２４に分割し、さらに樹脂インデューサ２５は羽根部２５ａ外周方向へ略放射状にスライドする側方スライド金型３１によって成型加工が可能な形状としており、さらに側方スライド金型３１のスライド方向Ａが、羽根部２５ａの入口先端部２５ｃと、外周端部２５ｄから抜き勾配隙間４１だけ移動した位置アとを結ぶ直線Ｂと合致しているので、複雑な金型を用いること無しに吸気口２３ａ付近に３次元曲面を有するインデューサが形成でき、入口先端部２５ｃから始まる羽根部２５ａの全長を最も長く確保することが可能で、徐々に気流の流れを変化させて乱れを抑えることができる。さらに、インペラ本体２１外周部は板金製ブレード２４としているので、樹脂製インデューサ２５の複雑な形状に関わりなく外径やブレード曲率を自由に設定することができる。よって簡単に吸気口２３ａ付近での空気流の乱れを低減し、インペラ本体２１外周部で効率よく圧力上昇が行えるため、高い吸い込み性能を得ることができる。
インデューサ２５と板金製ブレード２４に分割し、さらに樹脂インデューサ２５は羽根部２５ａ外周方向へ略放射状にスライドする側方スライド金型３１によって成型加工が可能な形状としており、さらに側方スライド金型３１のスライド方向Ａが、羽根部２５ａの入口先端部２５ｃと、外周端部２５ｄから抜き勾配隙間４１だけ移動した位置アとを結ぶ直線Ｂと合致しているので、複雑な金型を用いること無しに吸気口２３ａ付近に３次元曲面を有するインデューサが形成でき、入口先端部２５ｃから始まる羽根部２５ａの全長を最も長く確保することが可能で、徐々に気流の流れを変化させて乱れを抑えることができる。さらに、インペラ本体２１外周部は板金製ブレード２４としているので、樹脂製インデューサ２５の複雑な形状に関わりなく外径やブレード曲率を自由に設定することができる。よって簡単に吸気口２３ａ付近での空気流の乱れを低減し、インペラ本体２１外周部で効率よく圧力上昇が行えるため、高い吸い込み性能を得ることができる。
以上のように、本発明は、インペラ本体を樹脂製インデューサと板金製ブレードに分割し、複雑な金型を用いること無しに３次元曲面を有するインデューサを形成して容易に吸気口付近の損失を低減して高い吸い込み性能を実現でき、かつインペラ本体外周部は板金製ブレードとし、樹脂製インデューサの複雑な形状に関わりなく外径やブレード曲率を自由に設定することができることから、電動送風機の用途に幅広く適用できるものである。
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
２５ｃ 入口先端部
２５ｄ 外周端部
３１ 側方スライド金型
３２ 上方スライド金型
３３ 下方スライド金型
４１ 抜き勾配隙間
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
２５ｃ 入口先端部
２５ｄ 外周端部
３１ 側方スライド金型
３２ 上方スライド金型
３３ 下方スライド金型
４１ 抜き勾配隙間
Claims (1)
- 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、この１対のシュラウドとで挟持される６枚の板金製ブレードと、３次元曲面からなる６枚の羽根部を有し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インデューサとから構成し、前記前面シュラウドと前記樹脂製インデューサで囲まれる内部通路と、前記６枚の板金製ブレードとこれを挟持する前記前面シュラウド及び前記後面シュラウドとで囲まれる内部通路とが連通し、前記樹脂製インデューサは、羽根部外周方向へ略放射状にスライドする羽根部と同数の複数の分割金型である側方スライド金型と、１個ずつの上方スライド金型及び下方スライド金型によって成型加工が可能な形状とし、少なくとも樹脂製インデューサ羽根先端部の一点とインデューサ羽根外周端部から抜き勾配隙間だけ移動した位置とを結ぶ直線は、スライド金型のスライド方向と合致している電動送風機。
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2006
- 2006-03-01 JP JP2006054561A patent/JP4556884B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
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