JP4795803B2 - 電動送風機 - Google Patents

Description

本発明は、ケース体の径方向に亘って配設されて回転子を支持する回転子支持板を備えた電動送風機に関する。

従来、例えば電気掃除機などに用いられる電動送風機は、遠心ファンが取り付けられた回転軸を有するモータを収容した略筒状のケース体を備え、モータと遠心ファンとの間には、遠心ファンから吹き出された空気をモータ側の中心軸方向へと渦巻状に整流する整流板が配設されている。また、この整流板とモータとの間には、モータの回転子を支持する回転子支持板としてのフレームがケース体の径方向に亘ってブリッジ状に配設されている。そして、このフレームの両側部には、補強用のリブがモータ側へと突設されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平９−２０９９８９号公報（第５頁、図７および図９）

しかしながら、上述の電動送風機では、フレームの両側部のリブの突出量が略等しいため、整流板により整流された空気がそれぞれ中心軸方向へと流れる際に、両リブを乗り越える風量が略等しくなって中心軸近傍で互いに衝突し、乱流が発生して送付効率が悪化するおそれがあるという問題点を有している。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、送風効率を向上した電動送風機を提供することを目的とする。

本発明は、回転軸を有する回転子を備えたモータと、このモータを収容した略円筒状のケース体と、回転軸の一端側に設けられた遠心ファンと、この遠心ファンとモータとの間に配設され、遠心ファンから吹き出された空気をモータ側へと整流する整流板と、整流板とモータとの間に配設され、整流板とモータとの間にてケース体の径方向に亘って配設されて回転子を支持する回転子支持板とを具備し、回転子支持板は、モータ側へと突設されたリブを備え、リブは、回転子支持板の一側部と他側部とで突出量が異なっているものである。

本発明によれば、回転子支持板の両側部に突設したリブの突出量を、回転子支持板の一側部と他側部とで異ならせることで、整流板により整流されモータ側へと進入する空気を突出量が大きいリブで整流することにより乱流を抑制し、送風効率を向上できる。

以下、本発明の一実施の形態の電動送風機の構成を図１ないし図５を参照して説明する。

図５に電動送風機１を示し、この電動送風機１は、例えば図示しない電気掃除機、あるいは産業用ブロワなどに用いられるものである。また、この電動送風機１は、モータ２が略有底円筒状の本体ケース３内に配設されているとともに、この本体ケース３の外部に、整流用の整流板４と、モータ２により回転される遠心ファン５とがモータ２側から順次取り付けられ、かつ、この遠心ファン５がファンカバー６により覆われている。

なお、以下、モータ２側を後側、ファンカバー６側を前側として説明する。

モータ２は、本体ケース３の中心軸に沿って配置された回転軸11と、この回転軸11の外周面に設けられた円筒状の整流子としてのコンミュテータ12および回転子としての電機子であるアーマチュア13と、固定子としてのステータ14と、一対のブラシ機構部であるカーボンブラシ組立15，15とを備えている。

回転軸11は、軸方向の他端部である前端部が、整流板４に挿通され、この前端部に遠心ファン５が取り付けられている。

コンミュテータ12は、導電性を有し、回転軸11の外周面に固定されてこの回転軸11と一体に回転するもので、外周面にカーボンブラシ組立15，15の先端部が摺接している。

アーマチュア13は、コンミュテータ12よりも前方の回転軸11の外周面に固定されるとともにステータ14の内周側に配置され、コンミュテータ12と電気的に接続されている。

ステータ14は、鉄板が多数積層された平面視四角形板状のステータコア21を有し、このステータコア21の中心部に、アーマチュア13が挿入される略四角形状の挿入孔部22が穿設され、この挿入孔部22は、内周部がアーマチュア13の外周面に所定の間隙を介して対向している。また、ステータコア21の内周部には、複数の固定極すなわちＮ極およびＳ極が形成される。

各カーボンブラシ組立15は、本体ケース３に穿設された一対のブラシ部取付孔24（一方のみ図示）に先端部が挿入されて固定されている。また、各カーボンブラシ組立15は、カーボンブラシ25と、このカーボンブラシ25を保持するブラシホルダ26と、このブラシホルダ26に収容された付勢部材としてのばね27と、ブラシホルダ26に設けられた端子28とをそれぞれ有している。

カーボンブラシ25は、長手方向の一端部がブラシホルダ26から本体ケース３の中心軸方向に突出してコンミュテータ12の外周面に摺接してこのコンミュテータ12と電気的に導通するとともに、長手方向の他端部がブラシホルダ26に挿入されている。

このブラシホルダ26は、カーボンブラシ25長手方向の一端部がブラシ部取付孔24に挿入され、長手方向の他端部が本体ケース３から外方に突出している。

ばね27は、カーボンブラシ25をコンミュテータ12の外周面に押圧するものである。

端子28は、ブラシホルダ26の長手方向の他端部に突設され、家庭用商用交流電源、あるいは電池などの図示しない電源部に電気的に接続されている。

本体ケース３は、略有底円筒状のケース体としての胴体フレーム31と、この胴体フレーム31の前端部に取り付けられアーマチュア13を軸方向に支持する回転子支持板としてのフレーム32とを有している。

胴体フレーム31は、軸方向の一端である後端面すなわち底面の中心部に、円筒状のモータヘッド部34が後方に突出して設けられている。また、この胴体フレーム31の前端部には、フレーム32が取り付けられる開口部35が形成され、この開口部35の周縁部には、フレーム32の両端部が固定されるフランジ部36が突設されている。さらに、この胴体フレーム31の前端部寄りの外周面には、カーボンブラシ組立15，15がそれぞれ取り付けられる一対のブラシ部取付孔24（一方のみ図示）と、遠心ファン５から吹き出された空気を外部に排気する角孔状の複数の排気口38（一つのみ図示）とがそれぞれ穿設されている。

モータヘッド部34には、モータ２の回転軸11の軸方向の一端部である後端部が圧入されて回転自在に軸支される軸受としてのベアリング41が配設されているとともに、このベアリング41の後部に、このベアリング41に予圧を加えるスラストばね43が収容されている。

また、各ブラシ部取付孔24は、胴体フレーム31を中心軸方向に貫通してそれぞれ設けられている。

一方、フレーム32は、図１ないし図４に示すように、長手状に形成されたフレーム本体45と、このフレーム本体45の両端部に一体に設けられた螺子止め部46とを備えている。

フレーム本体45は、中央部に取付凹部47が形成され、この取付凹部47から両端部の螺子止め部46へと取付凹部47の突出方向と反対側へと傾斜している。また、このフレーム本体45には、取付凹部47の周囲に、整流板４を螺子止めする一対の整流板螺子止め孔48，48が穿設されている。さらに、このフレーム本体45の両側部には、それぞれ補強用および整流用のリブ51，52が取付凹部47の突出方向と反対側へと略垂直に屈曲形成されている。

取付凹部47は、図５に示すように、モータ２の回転軸11の軸方向の他端部である前端部が圧入されて回転自在に軸支されるベアリング53が内部に保持されているとともに、外周部が整流板４に挿通されている。また、この取付凹部47の底部の中央部には、回転軸11が前側に突出される突出孔54が穿設されている。

整流板螺子止め孔48，48には、螺子56（一方のみ図示）が挿通されている。

リブ51，52は、図１および図２に示すように、フレーム32を胴体フレーム31に取り付けた状態でそれぞれモータ２のステータ14に向けて突出し、整流板４の前面に対向している。また、これらリブ51，52は、フレーム本体45からの突出量が互いに異なっており、本実施の形態では、例えばリブ52の突出量がリブ51の突出量よりも大きく形成されている。

各螺子止め部46は、図１ないし図４に示すように、フレーム本体45に対して両側方向に拡開状に形成され、それぞれの螺子止め部46に一対の螺子孔58，58が穿設されている。これら螺子孔58，58には、図５に示すように、螺子59（一方のみ図示）が挿通され、この螺子59が、胴体フレーム31のフランジ部36に穿設された螺子止め孔61に螺子止め固定されている。

また、整流板４は、ディフューザとも呼ばれ、遠心ファン５から吹き出された空気を整流してモータ２側へと流すもので、モータ２と遠心ファン５との間に位置し、本体ケース３の前端部を閉塞するように取り付けられている。そして、この整流板４は、円板状の整流板本体63と、この整流板本体63に突設された固定翼としての複数の前側ブレード64と複数の後側ブレード65とを有している。

整流板本体63は、本体ケース３の中心軸と同軸状に設けられ、中央部に、モータ２側に突出した凹部67が設けられ、この凹部67の中央部には、フレーム32の取付凹部47が挿通される挿通孔68が穿設されているとともに、この挿通孔68の周囲に、螺子56が螺子止めされる螺子孔69が穿設されている。

前側ブレード64は、整流板本体63から前側へと突設され、整流板本体63の外周縁部に、外周方向に向かうように平面渦巻き状に設けられ、整流板本体63の周方向に互いに離間されている。このため、各前側ブレード64の間には、整流板本体63の外周部に連続する前側案内風路71が区画形成されている。この前側案内風路71は、遠心ファン５から吹き出された空気を回転軸11側から外周方向へと螺旋状に案内するものである。さらに、これら前側ブレード64は、遠心ファン５の外周よりも外側に位置し、この遠心ファン５の外周に対向している。

また、後側ブレード65は、整流板本体63から後側へと突設され、中心側から外周方向に向かうように前側ブレード64と反対方向の平面渦巻き状に設けられ、整流板本体63の周方向に互いに離間されている。このため、各後側ブレード65の間には、整流板本体63の外周部に連続する後側案内風路73が区画形成されている。この後側案内風路73は、整流板本体63の外周縁部にて前側案内風路71に連通し、この前側案内風路71により外周方向へと案内された吸込風を図１および図２に示すように整流板４の後側で回転軸11側へとフレーム32のリブ51，52に対して略垂直な方向に吹き付けるように螺旋状に案内するものである。

さらに、前側案内風路71と後側案内風路73とは、整流板４の外周縁部に切り欠き形成された図示しない連通切欠部により互いに連通している。

図５に戻って、遠心ファン５は、モータ２の回転軸11と一体的に回転するもので、円板状に設けられた後面シュラウド75、この後面シュラウド75の前方に位置する前面シュラウド76、および、これらシュラウド75，76の間に一体に設けられたファン翼77を備えている。

後面シュラウド75は、モータ２の回転軸11が嵌挿される嵌挿孔81が中心部に穿設されている。また、この後面シュラウド75は、回転軸11が挿通される円環状の後部ファンワッシャ83と前部ファンワッシャ84とで前後に挟持されている。そして、前部ファンワッシャ84は、ナット85により回転軸11の前端側に固定されている。

一方、前面シュラウド76には、丸孔状の通風孔87が中心部に穿設され、この通風孔87の周囲から、後面シュラウド75に向けて傾斜状に拡径されている。

ファン翼77は、平面視で通風孔87の周縁部近傍から遠心ファン５の外周方向に向かうように、整流板４の前側ブレード64と反対方向の平面渦巻き状に設けられ、複数の吸気風路88を区画形成する壁状に形成されている。これら吸気風路88は、整流板４の前側案内風路71に連通している。

そして、ファンカバー６は、胴体フレーム31のフランジ部36の外周縁部に後端部が嵌合されている。また、このファンカバー６は、前面の中心部に、丸孔状の吸込口89が開口形成されている。さらに、このファンカバー６の後面の吸込口89の外周縁部には、遠心ファン５の通風孔87の周縁部が摺接してこの通風孔87を吸込口89に気密に接続するシール部材90が取り付けられている。

次に、上記一実施の形態の作用を説明する。

電動送風機１は、端子28へと給電されることでモータ２が駆動し、回転軸11が遠心ファン５と一体に回転すると、この遠心ファン５の回転により生じる負圧によりファンカバー６の吸込口89から電動送風機１内へと空気が吸い込まれる。この吸い込まれた空気は、通風孔87を介して遠心ファン５の吸気風路88に流入した後、ファン翼77に沿って遠心ファン５の外周方向へと吹き出される。

この遠心ファン５から吹き出された空気は、整流板４の前側案内風路71に流入し、前側ブレード64に沿って整流板４の前面側を中心軸側から外周方向へと螺旋状に案内された後、連通切欠部を介して整流板４の外周部から後側案内風路73に流入し、後側ブレード65に沿って整流板４の後面側を外周側から中心軸方向へと螺旋状に案内されて静圧化され、フレーム32の両側を経由して胴体フレーム31の開口部35から本体ケース３内へと流入する。

このとき、図１および図２に示すように、フレーム32のリブ51側から回転軸11側へと流れる空気A1は、突出量が小さいリブ51を乗り越えて突出量が大きいリブ52に衝突し、このリブ52により整流されて胴体フレーム31内へと通過する。

また、フレーム32のリブ52側から回転軸11側へと流れる空気A2は、リブ52に衝突してリブ51側への通過を遮断され、このリブ52により整流された胴体フレーム31内へと通過する。

そして、本体ケース３内へとモータ２側に流入した空気は、ステータ14に吹き付けられてこのステータ14を冷却するとともに、さらにカーボンブラシ組立15のカーボンブラシ25を冷却しつつ、排気口38から電動送風機１の外部へと排気される。

上述したように、上記一実施の形態では、フレーム32の両側部に突設したリブ51，52の突出量を異ならせることで、整流板４により整流されモータ２のステータ14側へと進入する空気A1，A2を、突出量が大きいリブ52で整流する構成とした。

すなわち、リブ52が、フレーム32の両側から流入する空気A1，A2に対して壁部となることで、互いに風量が略等しい空気A1と空気A2との対向方向からの衝突が防止され、乱流が防止されることで、電動送風機１の送風効率を向上でき、騒音なども低減できる。

また、リブ51，52はフレーム32の補強用のものであるから、この補強用のリブ51，52を整流用として有効に利用して、整流用の部材などを新たに設けることなく、簡単な構成で電動送風機１の送風効率を向上できる。

さらに、リブ51，52は、プレス成形などにより、フレーム32の成形時に容易に設けることが可能であり、製造性も良好である。

なお、上記一実施の形態において、電動送風機１の細部は、上記構成に限定されるものではない。

また、上記電動送風機１は、電気掃除機および産業用ブロワなどの他にも、様々なものへ適用可能である。

本発明の一実施の形態の電動送風機の空気の流れを示す斜視図である。 同上電動送風機の空気の流れを示す縦断面図である。 同上電動送風機の回転子支持板を示す平面図である。 同上回転子支持板を示す縦断面図である。 同上電動送風機を一部を切り欠いて示す縦断面図である。

符号の説明

１ 電動送風機
２ モータ
４ 整流板
５ 遠心ファン
11 回転軸
13 回転子としてのアーマチュア
31 ケース体としての胴体フレーム
32 回転子支持板としてのフレーム
51，52 リブ

Claims (1)

1. 回転軸を有する回転子を備えたモータと、
   このモータを収容した略円筒状のケース体と、
   前記回転軸の一端側に設けられた遠心ファンと、
   この遠心ファンと前記モータとの間に配設され、前記遠心ファンから吹き出された空気を前記モータ側へと整流する整流板と、
   前記整流板と前記モータとの間に配設され、前記整流板と前記モータとの間にて前記ケース体の径方向に亘って配設されて前記回転子を支持する回転子支持板とを具備し、
   前記回転子支持板は、前記モータ側へと突設されたリブを備え、
   前記リブは、前記回転子支持板の一側部と他側部とで突出量が異なっている
   ことを特徴とした電動送風機。

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