JP4568946B2

JP4568946B2 - 電動送風機とそれを用いた電気掃除機

Info

Publication number: JP4568946B2
Application number: JP2000088012A
Authority: JP
Inventors: 剛西村; 誠二山口; 剛徳田; 吉隆村田; 和久森下
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-03-28
Filing date: 2000-03-28
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2020-03-28
Also published as: JP2001271794A

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】
まず、最も一般的に用いられる電気掃除機用電動送風機の構成について、図８を用いて説明する。
【０００３】
２は界磁コア３に界磁巻線（省略）を施してなるステータ、５はシャフト６に通された
電機子コア７に電機子巻線（略図）８を施し、整流子９を同軸上に配置してシャフト６の両端に設けられた軸受１０によって回転自在に固定されたロータである。ステータ２及びロータ５は負荷側ブラケット１１、反負荷側ブラケット１２に固定され、前記反負荷側ブラケット１２に一対のカーボンブラシ１３を異形管１４を介して挿入することでモータ１５を形成している。１９は排気口である。また、出力軸のシャフト６にはインペラ１６が備えられ、インペラ１６の外周部に通風路を形成するエアーガイド１７が配されており、前記エアガイド１７は表面の隣り合う静翼２６間によって構成される複数の通路をもつディフューザ部２０と、流れをエアガイド１７裏面へと導く流れ変更部２１、さらに戻り通路２２により構成される。そして、ファンケース１８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。２４は吸気口を示している。
【０００４】
上記構成において、電力が供給されると界磁巻線を伝導した電流がカーボンブラシ１３を通って整流子９に伝わり、界磁コア３で発生した磁束と電機子巻線８を通る電流との間で力が発生し、ロータ５が回転する。次にロータ５が回転することにより、ロータ５のシャフト６に固定されたインペラ１６が回転し、インペラ１６内の空気を増速し、増速された空気はエアーガイド１７のディフューザ部２０を通り、減速されて流れ変更部２１へと入り込み、方向を１８０度転換されて、戻り通路２２を通り、モータ１５へと導かれる。そしてその後、ロータ５、ステータ２、カーボンブラシ１３を冷却しながら、反負荷側ブラケット１２の排気口１９より排出される。
【０００５】
上記のような一般的な電動送風機１の構成では、近年の高吸込仕事率化に伴う電動送風機１の高効率化には限界があり、それを補うべく考案された例として実願昭５９−１３３８６５号（実開昭６１−４７９６４号）のマイクロフイルムに開示された例などがある。それによると、図９のようにファンケース１８の外周上に複数のスリット２５を設け、インペラ１６で増速した空気の一部をそこから直線的に放出し、電動送風機１の効率を高めようとするものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような電動送風機１にあっては、電動送風機１の効率は向上するものの、排気を分配している関係で、モータ１５の冷却に使われるの風量が減少してモータ１５の温度が上昇し、電動送風機１の耐久性や信頼性が失われる危険性があった。また、インペラ１６で増速された空気をそのまま排出するので、インペラ１６とエアガイド１７の間で発生する干渉音等の騒音もそのまま放出され、従来に比べ、騒音の高いものとなっていた。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題を解決し、モータを冷却する十分な風量は維持しながら、耐久性や信頼性を確保し、騒音も抑えた電動送風機及び電気掃除機を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【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、ブラケットに覆われ、インペラを回転駆動するモータと、インペラ外周部に設けられたエアーガイドと、前記エアーガイドの表面に設けられた複数の静翼と、隣り合う前記静翼間で形成される複数の通路をもつディフューザ部と、前記エアーガイドに設けられており、流れを前記エアーガイドの裏面へと導く流れ変更部と、インペラを内包しブラケットに取り付けたファンケースを備え、インペラで発生させた気流によってモータの冷却を行う形態の電動送風機で、前記ディフューザ部の隣り合う前記静翼間で形成される前記通路の略延長上の前記ファンケース外周部には、前記ディフューザ部を通過した気流の一部を外気へ放出する複数のスリットが設けられており、前記スリットの円周方向の幅は、前記流れ変更部へ突入する直前の前記通路の円周方向の幅と略同一に形成されており、前記スリット数は、前記ディフューザ部の前記通路数よりも少なく設けられており、前記スリットの総面積をＳ１、ブラケットに備えられた排気口の総面積をＳ２としたとき、Ｓ１≦Ｓ２となるよう設定したことにより、モータを冷却する風量と、ファンケース外周から放出する風量をバランス良く分配したので、モータの冷却は十分に行いつつ、電動送風機の効率を向上させることができる。また、ディフューザ部で減速された空気を効率よく外気へと放出することができ、電動送風機の効率を向上させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、ブラケットに覆われ、インペラを回転駆動するモータと、インペラ外周部に設けられたエアーガイドと、前記エアーガイドの表面に設けられた複数の静翼と、隣り合う前記静翼間で形成される複数の通路をもつディフューザ部と、前記エアーガイドに設けられており、流れを前記エアーガイドの裏面へと導く流れ変更部と、インペラを内包しブラケットに取り付けたファンケースを備え、インペラで発生させた気流によってモータの冷却を行う形態の電動送風機で、前記ディフューザ部の隣り合う前記静翼間で形成される前記通路の略延長上の前記ファンケース外周部には、前記ディフューザ部を通過した気流の一部を外気へ放出する複数のスリットが設けられており、前記スリットの円周方向の幅は、前記流れ変更部へ突入する直前の前記通路の円周方向の幅と略同一に形成されており、前記スリット数は、前記ディフューザ部の前記通路数よりも少なく設けられており、前記スリットの総面積をＳ１、ブラケットに備えられた排気口の総面積をＳ２としたとき、Ｓ１≦Ｓ２となるよう設定したことにより、モータを冷却する風量と、ファンケース外周から放出する風量をバランス良く分配したので、モータの冷却は十分に行いつつ、電動送風機の効率を向上させることができる。
【００１０】
また、ディフューザ部の隣り合う静翼間で形成される通路の略延長上のファンケース外周部にスリットを配設し、前記スリット数はディフューザ部の通路数以下としたことにより、ディフューザ部で減速された空気を効率よく外気へと放出することができ、電動送風機の効率を向上させることができる。さらに、スリットの円周方向の幅は、ディフューザ部の隣り合う静翼間で形成される通路が、流れを１８０度転換させる流れ変更部へ突入する直前の円周方向の通路幅と略同一となっているとともに、前記スリットは、通路の略延長上に配設されているため、効率よく排気が放出されるようになっている。
【００１１】
本発明の請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、ファンケース外周の半周にのみ複数のスリットを設けたもので、スリットを有する半周部分を電気機器の下側に向けて配置することで、機外への音の漏れを防止でき、電動送風機の防音性能を向上させるものである。
【００１２】
本発明の請求項３記載の発明は、上記請求項１または２記載の発明において、ファンケース外周に設けたスリットの吸気側の端部から反吸気側の端部へ向けて、ひさし状の切り起こしを設けたもので、スリットから放出される騒音を和らげるとともに、電動送風機を電気機器本体へ組み込む際にファンケースに取り付ける防振ゴムがスリットをふさぐのを防止できるものである。
【００１３】
本発明の請求項４記載の発明は、内部に塵埃を集塵する集塵室と請求項１〜３記載のいずれか１項に記載の電動送風機を備えた電気掃除機で、電動送風機の効率を高めるとともに、耐久性や信頼性を確保できることで、使用性の高い電気掃除機を提供できる。
【００１４】
【実施例】
（実施例１）
本発明の第１の実施例を図１〜図３を用いて説明する。なお従来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１は本実施例の電動送風機の部分断面図、図２は同電動送風機を吸気口側より見た平面図で、ファンケース上面は省略して示している。２５はファンケース１８外周上に設けられたスリットであり、このスリット２５の円周方向の幅は、ディフューザ部２０の隣り合う静翼２６間で形成される通路が、流れを１８０度転換させる流れ変更部２１へ突入する直前の円周方向の通路幅と略同一となっているとともに、前記スリット２５は、通路の略延長上に配設され、効率よく排気が放出されるようになっている。ここで、ファンケース１８外周のスリット２５の総面積をＳ１、反負荷側ブラケット１２の排気口１９の総面積をＳ２とおくと、これらはＳ１≦Ｓ２となるように設定されている。また、図中の矢印は、吸気口２４より吸い込まれた空気の流れを示している。
【００１５】
上記の構成において動作を説明すると、電力が供給されると、従来例と同様、ロータ５が回転しインペラ１６で発生した気流が、エアガイド１７のディフューザ部２０を通り、一部はそのまま外気へと放出され、残りの空気は、流れ変更部２１、戻り通路２２を経て、モータ１５を流れ、ロータ５、ステータ２、カーボンブラシ１３を冷却し、反負荷側ブラケット１２の排気口１９より排出される。このとき、ディフューザ部２０を通過した空気は、いくらかの動圧エネルギーを有しており、流れ変更部２１で流れを１８０度転換されると、同部での曲がり損失が増大するが、本実施例では、ファンケース１８に設けられた複数のスリット２５が、ディフューザ部２０外周に効率よく配設されているので、一部の空気がスリット２５より放出され、損失は低減される。
【００１６】
一方、ファンケース１８から排気の一部を放出すると、その分、モータ１５を冷却する風量が減り、電動送風機１の温度は上昇する。図３には面積比Ｓ１／Ｓ２と電動送風機１の界磁巻線・電機子巻線の温度上昇値の関係を示している。これによるとロータ５の温度上昇値はＳ１／Ｓ２がほぼ１を越えると８０Ｋを越え、危険な領域に入ると考えられる。ところが、本実施例では、Ｓ１とＳ２の面積比はモータ１５の冷却を十分行えるよう設定されているので、電動送風機１の信頼性も確保できる。
【００１７】
このように本実施例によれば、エアガイド１７での曲がり損失を低減することができるので、効率のよい電動送風機１が実現でき、また、電動送風機１の耐久性や信頼性も損なわれないものである。
【００１８】
（実施例２）
次に本発明の第２の実施例を図４用いて説明する。なお第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において、１７はエアガイドであり、その表面には１５本の静翼２６によって構成されるディフューザ部２０の通路が１５箇所配設されている。一方、ファンケース１８に設けられたスリット２５は円周上均等に７箇所あり、ディフューザ部２０の通路の延長上に存在し、反負荷側ブラケット１２に圧入により取り付けられている。
【００１９】
以上の構成により動作を説明すると、スリット２５がその延長上に設けられたディフューザ部２０の通路では、インペラ１６で発生した気流の一部がそのまま放出されるので、電動送風機１の効率アップに寄与する。しかし、スリット２５が設けられていない通路は、隣の通路にリークするごく微量の風量を除いてそのほとんどが流れ変更部２１へと導かれ、戻り通路２２を通ってモータ１５の冷却に使用される。つまり、ディフューザ部２０の通路ごとにその役割を分担し、モータ１５の冷却を確実に行うようにしている。
【００２０】
以上のように本実施例の電動送風機１によれば、ディフューザ部２０の各通路ごとに電動送風機１の効率を向上する役割と、モータ１５の冷却を行う役割を分担したので、必要最低限のモータ１５冷却用風量は確保することができ、電動送風機１の効率をアップさせながら、より信頼性の高い電動送風機１を提供できる。
【００２１】
（実施例３）
次に本発明の第３の実施例を図５を用いて説明する。なお、上記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は電気掃除機に組み込まれた電動送風機１を示したものであり、１０１は前方に集塵室１０２、後方にモータ室１０３を備えた掃除機本体であり、集塵室１０２には集塵用の紙袋１０４が装着されている。また、電動送風機１はファンケース１８外周に防振ゴム前１０５、反負荷側ブラケット１２後方に防振ゴム後１０６が取り付けられ、掃除機本体１０１のモータ室１０３に組み込まれている。また、電動送風機１はファンケース１８の外周上下半周部分（手前のみを図示）に複数のスリット２５が設けられている。また、図中の矢印は空気の流れを示している。
【００２２】
以上の構成における動作について説明すると、実施例１と同様、電力が供給されると、電動送風機１が駆動し、掃除機前方から空気が吸い込まれる。そして、その空気流はエアガイド１７のディフューザ部２０を通過した時点で、ファンケース１８外周へ放出されるものと、そのまま、モータ１５の冷却に使われ、反負荷側ブラケット１２の排気口１９より排出されるものとに分けられ、最終はそれらが再び混合し合って、掃除機の後方より排出される。このとき、実施例１と同じ理由で、電動送風機１の効率は向上するので、掃除機本体１０１の吸い込み力もアップする。また、ファンケース１８外周に設けられたスリット２５は掃除機本体１０１組込状態で下半周にのみ設けられているため、排気と一緒に放出される騒音も、下方向にしか排出されず、掃除機の使用者にとっては、従来のものと比べ特に耳障りな感覚もなく掃除を行うことができる。
【００２３】
以上のように本実施例によれば、高効率な電動送風機１を搭載し、騒音は従来レベルの電気掃除機を得ることができるので、高吸込性能により、効率よく部屋等の掃除が行えるものである。
【００２４】
（実施例４）
次に本発明の第４の実施例を図６を用いて説明する。なお、上記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。２７はファンケース１８外周上のスリット２５の斜め上方に向けて設けられたひさし状の切り起こしであり、掃除機後方へ向かって開口するように、それぞれのスリット２５上方部に設けられている。
【００２５】
以上の構成により、電動送風機１を掃除機本体１０１へ組み込む際にファンケース１８外周に取り付ける防振ゴム前１０５がスリット２５をふさぐのを防止でき、多少乗り上げても、切り起こし２７は掃除機本体１０１後方へ向かって開口しているので、開口面積が影響を受けることはない。また、切り起こし２７によって、空気の流れが斜め後ろ方向に変えられるので、スリット２５から出る電動送風機１の騒音についても緩和することができる。それは、実施例３と組み合わせるとより効果を発揮する。なお、切り起こし２７の内部にＲを設けるとより空気の流れがスムーズになり、電動送風機１の効率は良化する。
【００２６】
以上のように本実施例の電動送風機１によれば、スリット２５上に設けたひさし状の切り起こし２７によって、電動送風機１を掃除機本体１０１へ組み込むことが容易となり、また、切り起こし２７が空気の流れる方向を変えるため、電動送風機１の騒音も直接掃除機使用者の耳に入りにくくなるので、より実用性の高い電気掃除機１を提供することができる。
【００２７】
（実施例５）
次に本発明の第５の実施例を図７を用いて説明する。なお、上記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。１０７は電動送風機１の周囲を取り囲むように配設された筒状の防音板である。また、防振ゴム前１０５は切り起こし２７を形成したスリット２５の部分を回避するような形状に成形してあり、その先端の突起部１０８は前記防音板１０７の端面に覆い被さるように組み立てられている。
【００２８】
以上の構成により、電動送風機１を掃除機本体１０１へ組み込む際にファンケース１８外周に取り付ける防振ゴム前１０５がスリット２５をふさぐのを防止でき、また、防音板１０７と防振ゴム前１０５が密に接しているため、同部より空気が漏れることがなく、音も静かなものとなる。さらに、切り起こし２７から放出された排気は、防音板１０７または防振ゴム前１０５の突起部１０８に対して斜めにぶち当たり、防音板１０７に沿ってスムーズに流れるので、それらが障害となることなく、圧力損失も少ない。
【００２９】
以上のように本実施例によれば、電動送風機１を取り囲む防音板１０７を取り付ける時など、スリット２５上方に設けたひさし状の切り起こし２７によって、排気の流れる方向に角度をつけることができるので、排気は防音板１０７に沿ってスムーズに流れ、性能劣化を抑えながら、遮音性の高い、電気掃除機を提供できる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の発明によれば、ブラケットに覆われ、インペラを回転駆動するモータと、インペラ外周部に設けられたエアーガイドと、前記エアーガイドの表面に設けられた複数の静翼と、隣り合う前記静翼間で形成される複数の通路をもつディフューザ部と、前記エアーガイドに設けられており、流れを前記エアーガイドの裏面へと導く流れ変更部と、インペラを内包しブラケットに取り付けたファンケースを備え、インペラで発生させた気流によってモータの冷却を行う形態の電動送風機で、前記ディフューザ部の隣り合う前記静翼間で形成される前記通路の略延長上の前記ファンケース外周部には、前記ディフューザ部を通過した気流の一部を外気へ放出する複数のスリットが設けられており、前記スリットの円周方向の幅は、前記流れ変更部へ突入する直前の前記通路の円周方向の幅と略同一に形成されており、前記スリット数は、前記ディフューザ部の前記通路数よりも少なく設けられており、前記スリットの総面積をＳ１、ブラケットに備えられた排気口の総面積をＳ２としたとき、Ｓ１≦Ｓ２となるよう設定したことにより、モータを冷却する風量と、ファンケース外周から放出する風量をバランス良く分配したので、モータの冷却は十分に行いつつ、電動送風機の効率を向上させることができる。
【００３１】
また、ディフューザ部の隣り合う静翼間で形成される通路の略延長上のファンケース外周部にスリットを配設し、前記スリット数はディフューザ部の通路数以下としたことにより、ディフューザ部で減速された空気を効率よく外気へと放出することができ、電動送風機の効率を向上させることができる。
【００３２】
本発明の請求項２記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明において、ファンケース外周の半周にのみ複数のスリットを設けたもので、スリットを有する半周部分を電気機器の下側に向けて配置することで、機外への音の漏れを防止でき、電動送風機の防音性能を向上させるものである。
【００３３】
本発明の請求項３記載の発明によれば、上記請求項１または２記載の発明において、ファンケース外周に設けたスリットの吸気側の端部から反吸気側の端部へ向けて、ひさし状の切り起こしを設けたもので、スリットから放出される騒音を和らげるとともに、電動送風機を電気機器本体へ組み込む際にファンケースに取り付ける防振ゴムがスリットをふさぐのを防止できるものである。
【００３４】
本発明の請求項４記載の発明によれば、内部に塵埃を集塵する集塵室と請求項１〜３記載のいずれか１項に記載の電動送風機を備えた電気掃除機で、電動送風機の効率を高めるとともに、耐久性や信頼性を確保できることで、使用性の高い電気掃除機を提供できる。
【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部分断面図
【図２】同電動送風機のファンケース上面を除去した平面図
【図３】ファンケース外周スリットの総面積とブラケットの排気口総面積の比対電動送風機の温度上昇を示す特性図
【図４】本発明の第２の実施例を示す電動送風機のファンケース上面を除去した平面図
【図５】本発明の第３の実施例を示す電気掃除機の断面図
【図６】（ａ）本発明の第４の実施例を示す電気掃除機の一部拡大断面図
（ｂ）図６（ａ）のＡ−Ａ拡大断面図
【図７】本発明の第５の実施例を示す電気掃除機の一部拡大断面図
【図８】従来の電動送風機を示す部分断面図
【図９】同他の電動送風機を示す部分断面図
【符号の説明】
１電動送風機
２ステータ
５ロータ
１２反負荷側ブラケット
１３カーボンブラシ
１５モータ
１６インペラ
１７エアガイド
１８ファンケース
１９排気口
２０ディフューザ部
２１流れ変更部
２２戻り通路
２４吸気口
２５スリット

Claims

ブラケットに覆われ、インペラを回転駆動するモータと、インペラ外周部に設けられたエアーガイドと、前記エアーガイドの表面に設けられた複数の静翼と、隣り合う前記静翼間で形成される複数の通路をもつディフューザ部と、前記エアーガイドに設けられており、流れを前記エアーガイドの裏面へと導く流れ変更部と、インペラを内包しブラケットに取り付けたファンケースを備え、インペラで発生させた気流によってモータの冷却を行う形態の電動送風機で、前記ディフューザ部の隣り合う前記静翼間で形成される前記通路の略延長上の前記ファンケース外周部には、前記ディフューザ部を通過した気流の一部を外気へ放出する複数のスリットが設けられており、前記スリットの円周方向の幅は、前記流れ変更部へ突入する直前の前記通路の円周方向の幅と略同一に形成されており、前記スリット数は、前記ディフューザ部の前記通路数よりも少なく設けられており、前記スリットの総面積をＳ１、ブラケットに備えられた排気口の総面積をＳ２としたとき、Ｓ１≦Ｓ２となるよう設定した電動送風機。
ファンケース外周の半周にのみ複数のスリットを設けた請求項１記載の電動送風機。
ファンケース外周に設けたスリットの吸気側の端部から反吸気側の端部へ向けて、ひさし状の切り起こしを設けた請求項１または２に記載の電動送風機。
内部に塵埃を集塵する集塵室と請求項１〜３記載のいずれか１項に記載の電動送風機を備えた電気掃除機。