JP4635563B2 - 電動送風機 - Google Patents

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Description

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。
まず、最も一般的に用いられる電気掃除機等に使用される電動送風機の構成について図５を用いて簡単に説明する。
符号２は、界磁コア３に界磁巻線３ａを施してなるステータである。符号５は軸６に通された電機子コア７に電機子巻線８を施し、整流子９を同軸上に配置して軸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およびロータ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、反負荷側ブラケット１２に一対のカーボンブラシ（図示せず）をブラシ保持器１４を介してネジ１５にて固定されることでモータ１６を形成している。符号２０は排気口である。また、軸６には遠心ファン１７が備えられ、遠心ファン１７の外周部に通風路を形成するエアガイド１８が配されており、エアガイド１８は表面の隣り合う静翼２１ａ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２１と、流れをエアガイド１８裏面へと導く流れ変更部２２、さらに戻り通路２３により構成される。そして、ファンケース１９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。吸気口２５が備えられている。
上記構成において、電力が供給されると界磁巻線３ａを伝導した電流がカーボンブラシ（図示せず）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の軸６に固定された遠心ファン１７が回転し、遠心ファン１７内の空気を増速し、増速された空気はエアガイド１８のディフューザ部２１を通り、減速されて流れ変更部２２へと入り込み、方向を１８０度転換されて、戻り通路２３を通り、モータ１６へと導かれる。そしてその後、ロータ５、ステータ２、カーボンブラシを冷却しながら、反負荷側ブラケット１２の排気口２０より排出される。
上記のような一般的な電動送風機の構成では、近年の家庭用掃除機の高吸込仕事率化に伴う電動送風機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、特開２００１−１３３８６５号のマイクロフィルムに開示された例などがある。それによると図６のように、ファンケース１９の外周に設けたスリット２６の吸気側の端部から反吸気側の端部に向けて、ひさし状の切り起こし２６ａを設けた構成とし、ディフューザ部２１を通過した空気の一部を外部に放出する開口部を設け電動送風機の効率を向上する構成のものが知られている。
特開２００１−２７１７９４号公報
解決しようとする問題点は、上記のような電動送風機にあっては、ファンケースの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に向けて、ひさし状の切り起こしを設け、反ファンケース吸込口側に向かって開口された構成であるため、ディフューザ部を通過した空気の一部を外部に放出する開口部の面積が十分に確保できず、電動送風機の効率向上に限界があり、さらなる電動送風機の効率向上が図れなかった。
上記課題を解決するために本発明は、巻線を施したステータ及び高速で回転するロータを有し、それらをブラケットで覆ったモータと、前記ロータの軸に固定され共に回転する遠心ファンと遠心ファン外周に複数の隣り合う静翼で形成されたディフューザ部を備えたエアガイドと、前記遠心ファンを覆うように前記ブラケットに圧入固定されたファンケースを備え、遠心ファン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、前記ファンケースの外周部にはディフューザ部を通過した空気の一部を外部に放出する開口部とその開口部の一部を覆うツバ状の凸部を構成したものである。
本発明の電動送風機によれば、ファンケースの外周部には、ディフューザを通過した空気の一部を外部に放出する開口部とその開口部の一部を覆うツバ状の凸部を構成しているので、ディフューザを通過した空気の一部を外部に放出する開口部の面積が十分に確保することができる。
また、ファンケース外周に設けた、開口部を覆うツバ部の幅を遠心ファン回転方向に対して徐々に小さくするようツバ形状を形成したので、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る。
また、開口部断面積に対してツバ部が開口部を３０〜７５％覆うように設定したことで、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することができる。
したがって、モータの冷却は十分に行いつつ、高効率の電動送風機を提供することができる。
本発明の請求項１記載の発明は、巻線を施したステータ及び高速で回転するロータを有し、それらをブラケットで覆ったモータと、前記ロータの軸に固定され共に回転する遠心ファンと遠心ファン外周に複数の隣り合う静翼で形成されたディフューザ部を備えたエアガイドと、前記遠心ファンを覆うように前記ブラケットに圧入固定されたファンケースを備え、遠心ファン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、前記ファンケースの外周部には、ディフューザ部を通過した空気の一部を外部に放出する開口部とその開口部の一部を覆うツバ状の凸部を設けたことで、電動送風機の効率を向上させることができる。
また、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、ファンケース外周に設けた、開口部を覆うツバ部の幅を遠心ファン回転方向に対して徐々に小さくするようツバ形状を形成したことにより、ディフューザ部で減速された空気の一部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。
また、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、開口部断面積に対してツバ部が開口部を３０〜７５％覆うように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、効率の高い電動送風機を提供することができる。
本発明の実施例１について図１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半断面図を示している。２７はファンケース１９外周上に設けられた開口部で、２８は開口部２７の一部を覆うツバ状の凸部であり、この開口部２７の円周方向の幅は、ディフューザ部２１の隣り合う静翼２９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２２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、前記開口部２７とツバ状の凸部２８は、通路の略延長上に配置され、効率よく排気が放出されるようになっている。また、図中の矢印は、吸気口２５より吸い込まれた空気の流れを示している。
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、電機子５が回転し、遠心ファン１７で発生した気流が、エアガイド１８のディフューザ部２１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２２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１９外周上に設けられた複数の開口部２７と開口部２７の一部を覆うツバ状の凸部２８が、ディフューザ部２１外周に効率よく配設されているので一部の空気がツバ状の凸部２８および開口部２７より放出され損失は低減される。
このように、本発明の電動送風機によれば、エアガイド１８での曲がり損失をより低減できるので、効率の良い電動送風機を得ることができる。
実施例２について図２を用いて説明する。なお、実施例１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において、３０はファンケース１９開口部２７の一部を覆うツバ部であり、このツバ部３０は、開口部２７を覆う幅を回転ファン１７の回転方向に対して徐々に小さくするように形成されている。また、図中の矢印は、吸気口２５より吸い込まれた空気の流れを示している。
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、電機子５が回転し、遠心ファン１７で発生した気流が、エアガイド１８のディフューザ部２１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２２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１９外周上に設けられた複数のツバ部３０が遠心ファン１７の回転方向に対して徐々に小さくするように形成されているので、ディフューザ部を通過した空気の一部がスムーズに外気へ放出されるため、開口部２７での空気の衝突損失を低減される。
このように、本発明の電動送風機によれば、ファンケース１９の外周上に設けられた開口部２７での衝突損失をより低減できるので、効率の良い電動送風機を得ることができる。
実施例３について図３を用いて説明する。なお、実施例１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１９外周上に設けられた開口部で、２８は開口部２７の一部を覆うツバ状の凸部で、第１の実施例と同一であるが、開口部断面積に対してツバ状の凸部２８が開口部２７を３０〜７５％覆うように設定し、配設されている。
上記の構成において、ファンケース１９から排気の一部を放出すると、電動送風機１の効率は改善できるが、その反面モータ１６を冷却する風量が減少し、電動送風機１の温度は上昇する。図４には、開口部断面積に対しツバ状の凸部２８が覆う断面積比に対する電動送風機１の効率と電機子巻線の温度上昇値の関係を示している。これによると断面積比が２５％以下になると電機子巻線の温度上昇値が８０Ｋを超え、危険な領域に入ると考えられる。一方、断面積比を８０％以上に設定すると電動送風機１の効率改善効果が少なくなる。本実施例では、断面積比がモータ１６の冷却を十分行いつつ、電動送風機１の効率改善を最大限行えるよう設定されているので、高効率で信頼性の確保ができた電動送風機を得ることができる。
本発明の電動送風機は、吸込み仕事率向上に最適であり、家庭用や産業用掃除機用途などに有用である。
本発明の実施例１における電動送風機の半断面図 本発明の実施例２における電動送風機の半断面図 本発明の実施例３における電動送風機の半断面図 開口断面積に対しツバ状の凸部が覆う断面積比に対する電動送風機の効率と電機子巻線の温度上昇を示す特性図 従来の電動送風機を示す半断面図 同他の電動送風機の半断面図
符号の説明
１ 電動送風機
１６ モータ
１７ 遠心ファン
１９ ファンケース
２７ 開口部
２８ ツバ状の凸部
３０ ツバ部

Claims (3)

  1. 巻線を施したステータ及び高速で回転するロータを有し、それらをブラケットで覆ったモータと、前記ロータの軸に固定され共に回転する遠心ファンと遠心ファン外周に複数の隣り合う静翼で形成されたディフューザ部を備えたエアガイドと、前記遠心ファンを覆うように前記ブラケットに圧入固定されたファンケースを備え、遠心ファン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、前記ファンケースの外周部には、ディフューザ部を通過した、空気の一部を外部に放出する開口部とその開口部の一部を覆うツバ状の凸部を設けたことを特徴とする電動送風機。
  2. ファンケース外周に設けた、開口部を覆うツバ部の幅を遠心ファン回転方向に対して徐々に小さくするようツバ形状を形成した、請求項１記載の電動送風機。
  3. 開口部断面積に対してツバ部が開口部を３０〜７５％覆うように設定した請求項１または、２記載の電動送風機。


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