JP4967425B2 - 電動送風機およびそれを用いた電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、インペラから出た空気をブラケットへ流す管状流路を設けた電動送風機およびそれを用いた電気掃除機に関するものである。

従来、この種の電動送風機として、インペラから出た空気をブラケットへ流す管状流路の断面形状を略円形としているものがあった（例えば、特許文献１参照）。

これは、図９（ａ）に示すように、電動機１はブラケット２によって覆われ回転軸３によってインペラ４と接続されている。インペラ４の周囲にはエアガイド５が配置されており、インペラ４とエアガイド５はファンケース６によって覆われている。エアガイド５内部には、図９（ｂ）に示すように、インペラ４の外周からブラケット２へと空気を流す管状流路７が設けられており、管状流路７の断面形状は略円形となっている。
特開２０００−３３７２９５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、管状流路７の断面形状が略円形であるために、管状流路７の入口端面は略楕円形となり、インペラ４外周と対向する空気の流れの妨げとなる壁面が広くなって、管状流路７の入口での送風効率が低下してしまうという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、管状流路の入口での送風効率を向上させ、送風効率を高めた電動送風機およびそれを有する電気掃除機を提供すること目的とするものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明の電動送風機は、管状流路の入口端面が略矩形となり管状流路全体の断面形状が略円形となるよう管状流路の断面形状を徐々に変化させる構成としたものである。

これによって、管状流路の入口端面が略矩形であって、空気の流れの妨げとはならず、管状流路の入口での送風効率を向上させ、送風効率を高めることができる。

また、この電動送風機を用いた電気掃除機は、送風効率が高く、吸引力が強い、極めて実用的なものである。

本発明の電動送風機およびそれを用いた電気掃除機は、管状流路の入口での送風効率を向上させ、送風効率を向上させることができる。

第１の発明は、電動機を内包するブラケットと、前記電動機に接続され回転駆動されるインペラと、前記インペラの周囲に配置されたエアガイドと、前記エアガイドに設けられ前記インペラの外周から前記ブラケットへと空気を流す複数の管状流路と、前記インペラおよび前記エアガイドを覆うファンケースとを備え、管状流路の入口端面は略矩形となっており、前記管状流路の断面形状が前記管状流路の出口側に向かうにしたがって略円形となるよう徐々に変化させる構成において、前記管状流路がエアガイドの半径方向外側に向う上面側では断面形状は略矩形から変化させず、前記管状流路がエアガイドの半径方向内側に向う下面側で断面形状は略矩形から略矩形の下部のみ略円形になるよう変化させ、下部が略円形となった後に上部も略矩形から略円形へ変化させる構成とした電動送風機とすることにより、管状流路の入口端面が略矩形であって、空気の流れの妨げとはならず、管状流路の入口での送風効率を向上させ、送風効率を高めることができる。

また、略矩形の断面形状は断面積がエアガイドの半径方向外側に向う上面側までの間で大きくなることで、空気の流速が遅くなっており、略矩形から略円形への形状変化は、空気の乱れが生じにくいエアガイドの下面側より変化させられるため、断面形状の変化によ
って空気の流れに乱れが生じて効率低下が生じることはない。

また、管状流路の内部で空気の流れは断面の下部に偏るため、断面の下部の形状を先に変化させることで高い送風効率を得ることができ、下部の形状のみを先に変化させることで全体を同時に変化させた場合よりも管状流路同士の間隔を狭くでき余分な空間をなくすことができるため、電動送風機を小さく構成することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明における電動送風機を有する電気掃除機とすることにより、送風効率が高く、吸引力が強い、極めて実用的な電気掃除機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。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１〜図３は、本発明の実施の形態１における電動送風機を示すものである。

図１（ａ）に示すように、本実施の形態における電動送風機８には電動機９が配置されている。電動機９はブラケット１０によって覆われ、回転軸１１によってインペラ１２と接続されている。インペラ１２の周囲にはエアガイド１３が配置されており、エアガイド１３の内部には管状流路１４が複数設けられている。インペラ１２とエアガイド１３はファンケース１５によって覆われている。

そして、管状流路１４は、図１（ｂ）に示すように、インペラ１２の外周からブラケット１０へと空気を流すように構成されおり、全体として断面積が徐々に増加している。また、管状流路１４の入口端面１６は略矩形となっており、前記管状流路１４の断面形状が前記管状流路１４の出口側に向かうにしたがって略円形となるよう徐々に変化させる構成としている。

図２、図３において、管状流路１４の内面がインペラ１２と向かい合う流路先端部１７では断面形状は略矩形ではじまり変化していない。流路先端部１７よりも後方で断面形状は略矩形から略正方形に変化した後に内角のＲを徐々に大きくすることで略円形へと変化している。図２のＡ−Ａ線は管状流路１４の入口端面１６を示し、Ｂ−Ｂ線は管状流路１４の流路先端部１７内のある位置を示し、Ｃ−Ｃ線は流路先端部１７の終端を示し、Ｄ−Ｄ線は管状流路１４の断面形状が略矩形から略正方形に変化した位置を示し、Ｅ−Ｅ線は管状流路１４の断面形状が略正方形から略円形に変化している過程のある位置を示し、Ｆ−Ｆ線は管状流路１４の断面形状が略円形に変化した位置を示している。そして、これらは、図３（ａ）〜図３（ｆ）における断面形状と対応している。

以上のように構成された電動送風機について、以下その動作、作用を説明する。

まず、電動送風機８を起動すると、電動機９が回転しそれに伴って回転軸１１とインペラ１２が回転する。その結果、インペラ１２が空気を吸引し、インペラ１２へ吸引された空気はエアガイド１３の管状流路１４へと流される。

管状流路１４の入口端面１６は略矩形であるためインペラ１２外周と対向し空気の流れの妨げとなる壁面が少なく、インペラ１２から流れ出た空気は容易に管状流路１４に流れ込むことができ、高い送風効率を得ることができる。また、管状流路１４全体では断面形状が変化すると共に断面積が徐々に増加するため、内部を流れる空気の圧力回復が効率良く行われ、高い送風効率を得ることができる。

管状流路１４内部で空気は断面形状の変化しない流路先端部１７を流された後、断面形状を略矩形から略円形に徐々に変化させる領域へと流される。その後、空気は管状流路１４の断面形状が略円形の部分を流される。流路先端部１７では空気の流速が速く空気の流れに乱れが生じ送風効率が低下しやすいが、流路先端部１７では断面形状が変化していないため、送風効率の低下は生じない。また、断面形状が変化する部分では断面形状を徐々に変化させているため、管状流路１４内を流れる空気に乱れが生じて送風効率が低下することはなく、高い送風効率を得ることができる。

管状流路１４を流れた空気はブラケット１０へと流され電動機９を冷却した後、電動送風機８の外部へと排気される。

なお、本実施の形態において、管状流路１４の断面形状は略矩形から略正方形を経て略円形に変化させる構成としたが、管状流路１４の断面形状を略矩形から略矩形でない形状としその形状から略円形へ変化させる構成としても構わない。

なお、本実施の形態において、管状流路１４の断面形状は流路先端部１７の直後から変形し始める構成としたが、流路先端部１７の後にしばらく断面形状を変化させない領域を設けても構わない。

（実施の形態２）
図４、図５は、本発明の実施の形態２における電動送風機の管状流路を示すものである。

図４に示すように、管状流路１４の断面積は徐々に増加しており、管状流路１４の出口側に向かうにしたがって略円形となるよう徐々に変化させる構成となっている。また、管状流路１４の入口端面１６は略矩形となっており、内面がインペラ１２と向かい合う流路先端部１７で断面形状は略三角形から略正三角形に変化し流路先端部１７の終端では略正五角形となる。流路先端部１７よりも後方でも断面は変化し続け略正五角形から頂点が増加して略円形へと変化する。

そして、断面形状が略円形となってからは、断面形状は変化しない。図４のＡ−Ａ線は管状流路１４の流路先端部１７内でインペラ１２の近くで断面形状が略三角形となっている位置を示し、Ｂ−Ｂ線は管状流路１４の流路先端部１７内で断面形状が略正三角形に変化した位置を示し、Ｃ−Ｃ線は管状流路１４の流路先端部１７内で断面形状が略正三角形から略正五形に変化している過程のある位置を示し、Ｄ−Ｄ線は流路先端部１７の終端を示し、Ｅ−Ｅ線は管状流路１４の流路先端部１７以降の範囲で断面形状が略正五角形から略円形に変化した位置を示している。

そして、これらは、図５（ａ）〜図５（ｅ）における断面形状と対応している。

以上のように構成された電動送風機について、以下その動作、作用を説明する。

まず、電動送風機８を起動すると、インペラ１２が空気を吸引し、空気がエアガイド１３の管状流路１４へと流される。

管状流路１４の入口端面１６は略矩形であるため、インペラ１２から流れ出た空気は容易に管状流路１４に流れ込むことができ、高い送風効率を得ることができる。また、管状流路１４全体では断面形状が変化すると共に断面積が徐々に増加するため、内部を流れる空気の圧力回復が効率良く行われ、高い送風効率を得ることができる。

管状流路１４内部で空気は断面形状が略三角形から略円形に徐々に変化する流路先端部１７からその後方の範囲を流され、その後管状流路１４の断面形状が略円形のまま変化しない部分を流される。流路先端部１７およびその直後はインペラ１２に近いため、空気の流速が速く空気の乱れが生じ易いが、断面形状は徐々に変化しているため、管状流路１４内を流れる空気に乱れが生じて送風効率が低下することはない。また、断面形状の変化を流路先端部１７から行っているため、管状流路１４の広い領域で断面形状が空気の流れやすい略円形となるため、高い送風効率を得ることができる。

管状流路１４を流れた空気は、ブラケット１０を経て電動送風機８の外部へと排気される。

なお、本実施の形態において、管状流路１４の断面形状は略三角形から略正三角形および略正五角形を経て略円形に変化させる構成としたが、管状流路１４の断面形状を略三角形でない形状から変化させる構成としても構わない。

なお、本実施の形態において、管状流路１４の断面形状は略三角形から略正三角形および略正五角形を経て略円形に変化させる構成としたが、管状流路１４の断面形状をその他の略正多角形を経て略円形に変化させる構成としても構わない。

なお、本実施の形態において、管状流路１４の断面形状は流路先端部１７からその後方にかけて変化させる構成としたが、流路先端部１７のみで断面形状を変化させる構成としても構わない。

なお、本実施の形態において、管状流路１４の断面形状は流路先端部１７からその後方にかけて変化させる構成としたが、流路先端部１７内の一部の領域で断面形状を変化させる構成としても構わない。

（実施の形態３）
図６、図７は、本発明の実施の形態３における電動送風機の管状流路を示すものである。

図６に示すように、管状流路１４の断面積は徐々に増加しており、管状流路１４の出口側に向かうにしたがって略円形となるよう徐々に変化している。また、管状流路１４の入口端面１６は略矩形となっており、管状流路１４の断面形は略矩形状から始まって、管状流路１４がエアガイド１３の半径方向外側に向う上面側では断面形状は略矩形から変化していない。管状流路１４がエアガイド１３の半径方向内側に向う下面側で断面形状は略矩形から略矩形の下部のみ略円形になるよう変化し下部が略円形となった後に上部も略矩形から略円形へと変化する。図６のＡ−Ａ線は管状流路１４のエアガイド１３上面側のある位置を示し、Ｂ−Ｂ線は管状流路１４のエアガイド下面側で断面形状が略矩形から下側のみ略円形に変化した位置を示し、Ｃ−Ｃ線は管状流路１４の断面形状が略円形になった位置を示している。

そして、これらは、図７（ａ）〜図７（ｃ）における断面形状と対応している。

以上のように構成された電動送風機について、以下その動作、作用を説明する。

まず、電動送風機８を起動すると、インペラ１２が空気を吸引し、空気がエアガイド１３の管状流路１４へと流される。

管状流路１４の入口端面１６は略矩形であるため、インペラ１２から流れ出た空気は容
易に管状流路１４に流れ込むことができ、高い送風効率を得ることができる。また、管状流路１４全体では断面形状が変化すると共に断面積が徐々に増加するため、内部を流れる空気の圧力回復が効率良く行われ高い送風効率を得ることができる。

管状流路１４内部で空気は断面形状が変化しないエアガイド１３の上面側を流され、その後、管状流路１４のエアガイド１３の下面側で断面形状が略矩形から略円形に徐々に変化する箇所を流れた後、管状流路１４のエアガイド１３の下面側で断面形状が略円形の部分を流れる。断面形状は断面積が大きくなることで空気の流速が遅くなっており、空気の乱れが生じにくいエアガイド１３の下面側で変化させられるため、断面形状の変化によって空気の流れに乱れが生じて効率低下が生じることはない。また、管状流路１４の内部で空気の流れは断面の下部に偏るため、断面の下部の形状を先に変化させることで高い送風効率を得ることができ、下部の形状のみを先に変化させることで全体を同時に変化させた場合よりも管状流路１４同士の間隔を狭くでき余分な空間をなくすことができるため、電動送風機を小さく構成することができる。

管状流路１４を流れた空気は、ブラケット１０を経て電動送風機８の外部へと排気される。

なお、本実施の形態において、管状流路１４のエアガイド１３上面側での断面はファンケース１５との間に壁を有する構成としたが、管状流路１４の断面がファンケース１５との間に壁を有さずファンケース１５の内面を流路の内面として用いる構成としても構わない。

なお、実施の形態１〜３において、管状流路１４の断面形状を、略円形に変形させる過程で断面の部分によって断面形状の変形度合いを不均一にすることにより、断面形状全体を一度に変化させられない場合に流れに大きな影響を与える箇所を優先的に変形させることができ、送風効率を向上させることができる。

（実施の形態４）
図８は、本発明の実施の形態４における電気掃除機を示すものである。

図において、電気掃除機１８は、ホース１９、延長管２０および床面上を移動して塵埃を吸引する吸引具２１を有しており、掃除機本体には、実施の形態３に示した入口端面１６を略矩形とし管状流路１４の断面形状を出口側に向かうにしたがって略円形となるよう徐々に変化させる構成とした電動送風機８が内蔵されている。

以上のように構成された電気掃除機について、以下その動作、作用を説明する。

まず、電気掃除機１８を起動すると電動送風機８が送風を行う。電動送風機８は管状流路１４の入口端面１６が略矩形で断面形状が徐々に変化して略円形となるため、高い送風効率で動作する。したがって電気掃除機全体としても高い送風効率で動作でき、強い吸引力を得ることができ、極めて実用的なものである。

以上のように、本発明にかかる電動送風機およびそれを用いた電気掃除機は、管状流路の入口での送風効率を向上させ、送風効率を向上させることができるので、家庭用はもちろんのこと業務用の機器にも適用可能である。

（ａ）本発明の実施の形態１における電動送風機の半分を断面にして示した正面図（ｂ）同電動送風機のエアガイドを示す斜視図 同電動送風機のエアガイドにおける管状流路の平断面図 （ａ）図２のＡ−Ａ線における管状流路の断面図（ｂ）図２のＢ−Ｂ線における管状流路の断面図（ｃ）図２のＣ−Ｃ線における管状流路の断面図（ｄ）図２のＤ−Ｄ線における管状流路の断面図（ｅ）図２のＥ−Ｅ線における管状流路の断面図（ｆ）図２のＦ−Ｆ線における管状流路の断面図 本発明の実施の形態２における電動送風機の管状流路の平断面図 （ａ）図４のＡ−Ａ線における管状流路の断面図（ｂ）図４のＢ−Ｂ線における管状流路の断面図（ｃ）図４のＣ−Ｃ線における管状流路の断面図（ｄ）図４のＤ−Ｄ線における管状流路の断面図（ｅ）図４のＥ−Ｅ線における管状流路の断面図 本発明の実施の形態３における電動送風機の管状流路の平面図 （ａ）図６のＡ−Ａ線における管状流路の断面図（ｂ）図６のＢ−Ｂ線における管状流路の断面図（ｃ）図６のＣ−Ｃ線における管状流路の断面図 本発明の実施の形態４における電気掃除機の全体構成図 （ａ）従来の電動送風機の半分を断面にして示した正面図（ｂ）同電動送風機のエアガイドを示す斜視図

８ 電動送風機
９ 電動機
１０ ブラケット
１１ 回転軸
１２ インペラ
１３ エアガイド
１４ 管状流路
１５ ファンケース
１６ 入口端面
１７ 流路先端部
１８ 電気掃除機

Claims (2)

1. 電動機を内包するブラケットと、前記電動機に接続され回転駆動されるインペラと、前記インペラの周囲に配置されたエアガイドと、前記エアガイドに設けられ前記インペラの外周から前記ブラケットへと空気を流す複数の管状流路と、前記インペラおよび前記エアガイドを覆うファンケースとを備え、
   管状流路の入口端面は略矩形となっており、
   前記管状流路の断面形状が前記管状流路の出口側に向かうにしたがって略円形となるよう徐々に変化させる構成において、
   前記管状流路がエアガイドの半径方向外側に向う上面側では断面形状は略矩形から変化させず、
   前記管状流路がエアガイドの半径方向内側に向う下面側で断面形状は略矩形から略矩形の下部のみ略円形になるよう変化させ、
   下部が略円形となった後に上部も略矩形から略円形へ変化させる構成とした電動送風機。
2. 請求項１に記載の電動送風機を有する電気掃除機。