JP4703272B2

JP4703272B2 - 電動送風機及び電気掃除機

Info

Publication number: JP4703272B2
Application number: JP2005167604A
Authority: JP
Inventors: 隆夫樽谷
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2005-06-08
Filing date: 2005-06-08
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2025-06-08
Also published as: JP2006342690A

Description

本発明は、遠心形ファンを備える電動送風機及びこの電動送風機を備える電気掃除機に関する。

電気掃除機は、電動送風機及び集塵室を有する掃除機本体を備え、電動送風機の吸引力により被掃除面から塵埃を空気と共に吸引し、集塵室で塵埃と空気とを分離して塵埃を集塵室内に蓄積し、塵埃が分離された清浄な空気を掃除機本体外部に排気するようになっている。

電動送風機は、モータ部とファン部とからなり、ファン部には、遠心形ファンと遠心形ファンから排出された空気を整流するディフューザとを有し、ディフューザには、遠心形ファン外周を囲むように複数のディフューザブレードが形成されている。

近年、電気掃除機用の電動送風機は、送風効率を最優先として開発され、更に、騒音の低減も大きな課題に掲げられており、送風効率の向上と騒音の低減を達成するために、遠心形ファンのブレードの枚数とディフューザブレードの枚数が大きく関係することから種々開発検討が進められている。例えば、遠心形ファンのブレードの枚数を７枚とし、ディフューザブレードを１３枚とする組み合わせがよいと開示されている（特許文献１参照）。
特開平１０−７３０９７号公報

特許文献１での評価は、Ａレンジでのトータル騒音の評価であり、人間にとって最も耳障りな２ｋ〜１０ｋＨｚの高周波騒音の評価がなされておらず、人間の聴覚騒音に対する評価が不十分であった。

本発明は、聴覚騒音の低減を可能とする電動送風機及び電気掃除機を提供することを課題とする。

本発明の電動送風機は、回転軸に連結され、複数枚のファンブレードを有する遠心形ファンと、このファンの周面に形成された吐出口と対向して前記ファンの外周に位置する複数枚のディフューザブレードを有するディフューザとを具備する電動送風機において、前記ディフューザブレードを１１枚とすると共に、ファンブレードを１１枚〜１５枚のいずれかに選択したことを特徴とし、また、本発明の電気掃除機は、掃除機本体にその電動送風機を用いたものである。

本発明によれば、高い送風効率を維持しつつ、人間にとって耳障りな２ｋ〜１０ｋＨｚの周波数帯域の騒音を低減することができる等の効果を奏する。

以下、図を参照して本発明の実施形態を説明する。図８は電気掃除機本体の構成を示す断面図であって、１は掃除機本体で、前車輪２および後車輪３を有し、前部に形成した集塵室４を蓋体５により開閉自在に閉塞している。掃除機本体１の後部には、電動送風機６を収納する収納室７が形成されている。

次に、電動送風機６の構成を図１から図７に基づいて詳述する。図１はファン26とディフューザ18とを示す平面図、図２はディフューザ18の平面図、図３はファン25の平面図、図４はファン25の断面図、図５はファン25とディフューザ18との位置関係を示す要部拡大図、図６はファン25とディフューザ18との位置関係を示す要部拡大図、図７は電動送風機６の一部を破断した側面図である。

図７において、８は鋼板をプレス加工して形成した有底円筒状のブラケットで、開口縁には外側に張り出すフランジ部９が形成されている。ブラケット８の開口端には開口端を横断するようにフレーム10が配設され、フレーム10は両端がブラケット８に重ね合わせて固定されている。前記ブラケット８及びフレーム10によりブラケット枠11を構成している。

前記ブラケット枠11内には、固定子12及び回転子13が配設されており、固定子12は、ブラケット８に固定され、また、回転子13は、その回転軸14をブラケット８とフレーム10にそれぞれ装着される軸受15に回転自在に支持され、回転軸14の一端は、フレーム10を貫通して外側に延設されている。前記回転子13には、整流子16が設けられ、ブラケット８には、整流子16に接触するブラシ装置17が設けられている。

前記ブラケット８の開口端側には、ディフューザ18がフレーム10にネジ19固定されている。ディフューザ18は、ガラス入りナイロン等の合成樹脂により成形されている。

ディフューザ18は、図１及び図２に示されるように、後述するファン25よりも径大な円板状で、ファン25の外周に対向して１１枚の円弧状のブレード20が一体的に形成されており、ブレード20間に第１空気通路21が形成されている。第１空気通路21は、内径側から外径側に向かうに従って次第に幅広に形成され、且つ内径側から外径側に向かうに従ってファン25が配置される側からブラケット枠11側に傾斜して形成されている。ディフューザ18は、後述するファン25が配置される部分を凹設して凹所22を形成し、第１空気通路21の入り口側底面22との間に段部23を形成している。

ディフューザ18のブラケット枠11側の面には、図示しない複数の円弧状の整流翼が一体に形成され、整流翼間に第２空気通路が形成されており、これら第２空気通路は、ブラケット枠11内に連通している。また、ディフューザ18の外周には、ブレード20と整流翼とを連結する図示しない連結翼が形成されており、連結翼間に第１空気通路21と第２空気通路とを連通する複数の連通路24が形成されている。

前記回転軸14の先端部には、アルミニューム合金にて形成される遠心形ファン25がナット26により固定されている。このファン25は、図１、図３及び図４に示すように、回転軸14に固定される第１ファンプレート27と、第２ファンプレート28と、第１ファンプレート27と第２ファンプレート28との間にかしめ固定される１２枚の円弧状のブレード29とから構成されており、第２ファンプレート28には、中央部に吸気口30が形成され、ファン25外周には吐出口31が形成されている。

図７において、32はディフューザ18及びファン26を覆うファンカバーで、中央部に吸込口33が形成されている。

上記構成において、ディフューザブレード20を１１枚、ファンブレード29を１２枚とすることにより、高い送風効率を維持しつつ、低騒音特性、特に、低い聴覚騒音で使用できることが以下の実験結果からわかった。

まず、本出願人が種々検討した結果、送風効率を向上するためには、ディフューザブレード20の枚数を調整することが最適であることが判明し、その検討の結果、表１に示すごとく、ディフューザブレード20を１１枚とすることで最高の送風効率を得ることが判明した。

１１枚のディフューザブレード20を有するディフューザ18は、従来の１３〜１８枚のディフューザブレードを有するディフューザに比べ、ディフューザブレード20先端での衝突箇所が減少する。また、ディフューザブレード20先端と隣接するディフューザブレード20との間に形成される所謂スロート34の幅が広くなると共に、スロート34の数が減少する。従って、風損と乱流の発生量を減少させることができ、性能を向上させることができる。

また、逆に、ディフューザブレード20を１１枚より減少させると、スロート34の幅×ディフューザブレード20の高さ×スロート34の数で算出される総スロート面積が減少するため、性能が低下する。

そして、その１１枚のディフューザブレード20を用いて騒音の低減を検討した結果、表２に示すとおり、ファンブレード29を１１枚〜１５枚とすることにより人間にとって耳障りな高周波騒音を最も低減できることが判明した。

入力８５０〜９５０Ｗ時の回転数が３０,０００〜４０,０００ｒｐｍである高速回転の電動送風機は、１１〜１５枚のファンブレートでは、ファンブレードによる基本周波数（ＮＺ周波数）は、５ｋ〜１０ｋＨｚとなる。これ以下のファンブレードでは、周波数が人間にとって耳障りである２〜４ｋＨｚ領域に近づくため、聴覚騒音が増大する。逆にこれ以上のファンブレード枚数では、ファンブレード及びかしめ部での抵抗損やファンブレード先端での衝突損が増大し、送風効率を低下させる。

実際の騒音は、ＮＺ騒音だけでなく、高次の周波数の発生や、ファンブレード枚数とディフューザブレード枚数との相互影響が大きく、複合的に現れるため、理論的最適値の推定は極めて困難である。

従って、実際にテストを繰り返した結果を、以下の表２に示しており、表２に示す通り、ファンブレード29を１１枚〜１５枚とすることにより人間にとって耳障りな高周波騒音を最も低減できる。

そして、ファンブレード29を、１２枚とすることにより、高周波騒音を低減しつつ、仕事率を最も向上させることができる。

ディフューザブレード20を１１枚としたディフューザ18は、基本的に高周波騒音が高いため、ディフューザブレード20とファンブレード29との距離を大きく設定することにより高周波騒音を低減することができる。しかしながら、大きく設定すると、ファン25から排出された風が第１空気流路21内に入り込むまでの距離が長くなるため、ファン25から排出された風が第１空気流路21に入り込む前に乱流や逆流を生じやすくなる問題がある。

本実施の形態では、ファンブレード29の外周とディフューザブレード20の内周端との距離Ａを２.５〜４.５ｍｍの範囲内に設定することにより、上記問題を解決し、高効率を維持しつつ、高周波騒音の低減を図ることができる。
また、本実施の形態では、段部23とファン25外周との間隔Ｂを０.５〜１ｍｍの範囲内に設定することにより、ファン25の吐出口31から排出された風が段部23で乱流となったり、凹所22側へ流れるのを極力防止することができる。逆にこの範囲より小さく設定すると、製造誤差等により接触する問題が生じるおそれがある。

ファン25は、ファン25のディフューザ18側の側面と第１空気流路21底面との高さＣを０〜材厚＋０.５ｍｍの範囲内で凹所22側に位置するように設定しているので、ファン25が過速状態になった場合にファン25がファンカバー32方向に移動しても段部23とファン25外周との隙間を十分小さい状態に維持することができ、風の乱流・逆流を防止することができる。段部23とファン25外周との間隔Ｂを０.５〜１ｍｍの範囲内に設定することと相まって、一層段部23とファン25外周との隙間を十分小さい状態に維持することができ、風の乱流・逆流をより確実に防止することができる。

上記実施形態の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或いは範囲を減縮する様に解すべきではない。本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

同ファンとディフューザとを示す平面図である。同ディフューザの平面図である。同ファンの平面図である。同ファンの断面図である。同ファンとディフューザとの位置関係を示す要部拡大図である。同ファンとディフューザとの位置関係を示す要部拡大図である。同電動送風機の一部を破断した側面図である。本発明の電気掃除機本体の構成を示す断面図である。

符号の説明

６電動送風機
18 ディフューザ
20 ディフューザブレード
23 段部
25 ファン
29 ファンブレード

Claims

回転軸に連結され、複数枚のファンブレードを有する遠心形ファンと、このファンの周面に形成された吐出口と対向して前記ファンの外周に位置する複数枚のディフューザブレードを有するディフューザとを具備する電動送風機において、
前記ディフューザブレードを１１枚とすると共に、ファンブレードを１１枚〜１５枚のいずれかに選択したことを特徴とする電動送風機。
前記ファンブレードを１２枚としたことを特徴とする請求項１記載の電動送風機。
前記ファンブレード外周とディフューザブレード内周との間隔を、２.５〜４.５mmに設定したことを特徴とする請求項１記載の電動送風機。
掃除機本体に請求項１から３のいずれかに記載の電動送風機を内蔵したことを特徴とする電気掃除機。