JP5046767B2 - 電動送風機及びそれを備えた電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は電動送風機及びそれを用いた電気掃除機に関するものである。

従来の電動送風機として、例えば特許文献１（特開２００６−３３６５９８号公報）に記載の技術が提案されている。この特許文献１には、モータフレーム３にファンケース１を圧入して外郭を構成し、ファンケース１の内部にモータ軸６に取り付けられたインペラ４（羽根車）と、エアガイド５を設けた電動送風機が開示されている。ファンケース１の吸込口２８の外周部には環状の突出部２５が設けられ、この突出部２５の裏側空間にシール材２７を配置し、インペラ吸込口を有する前面シュラウドの先端部がシール材に押圧するよう組み立てられる。そして、インペラを回転させると、前面シュラウド２２の先端部２４がシール材２７を削りながら回転し、前面シュラウド２２の先端部２４とシール材２７との気密性を向上させるようにしている。

また、ファンと接触するシールを設けた場合、ファンとシールとの間に摩擦が生じるので、この摩擦による損失を低減させるために、特許文献２のような技術が提案されている。この特許文献２には、ファン１２を構成する前面プレート１２ａの空気取入口１２′の内側に、ケーシング１４の空気流入口１４′の先端を位置させ、その両口部１２′，１４′の対向部分に微小隙間Ｇを設け、前面プレート１２ａの空気取入口１２′とケーシング１４の空気流入口１４′との重なり部分を気密シールとした技術が開示されている。この特許文献２では、前面プレート１２ａの空気取入口１２′とケーシング１４の空気流入口１４′との重なり部分を気密シールすることにより、ファンと接触するシール部材を不要としている。

特開２００６−３３６５９８号公報 特開２０００−１５４７９７号公報

しかしながら、特許文献１及び２には以下のような課題があった。特許文献１に記載の技術においては、ファンケース吸込口外周部の環状突出部２５の裏側空間に配置したシール材２７と、インペラ吸込口を有する前面シュラウド先端部とを接触させるようにしているので、前面シュラウドの内径もシール材に位置させるように外周側に向かって大きく構成されていた。このため、ファンケース吸込口の内径と前面シュラウドの内径との大きな内径差により空気流路を形成するファンケース１の吸込口内側と前面シュラウドの内側との間に大きな段差が生じ、この段差部分で気流の乱れが生じ、電動送風機の性能が低下する問題があった。

また、特許文献２に記載の技術においては、前面プレート１２ａの内側とケーシング１４の空気流入口１４′内側との間の段差を少なくするようにしているので、気流の乱れを防止することができるものの、前面プレート１２ａの空気取入口１２′とケーシング１４の空気流入口１４′との重なり部分の微小隙間Ｇを気密シールとしているので、シール性能が不十分であった。特に、電動送風機に強い吸込み圧力が生じた場合には、微小隙間Ｇからの気流の漏れが顕著となり、電動送風機の性能が低下するといった欠点があった。

本発明の目的は上記課題を解決し、遠心ファンとファンケーシングとの間の気密性を確保しつつ、遠心ファンとケーシングとの空気流路における気流の乱れを抑制した電動送風機及びこの電動送風機を搭載した電気掃除機を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の特徴とするところは、回転子及び固定子を有する電動機と、該電動機を収納するハウジングと、前記回転子に設けられた回転軸と、該回転軸に取り付けられた遠心ファンと、前記遠心ファンから吐出された風を前記ハウジング内の風路に導くディフューザと、前記遠心ファン及び前記ディフューザを外方から覆うように設けられ吸込口を有するファンケーシングとを有し、
前記遠心ファンは、
吸込口を有する前面プレートと、前記回転軸が挿入される穴を有する後面プレートと、前記前面プレートと前記後面プレートとの間に配置されたブレードとを備え、
前記ファンケーシングの裏面には、前記吸込口より外周側にシール部材を配置し、
前記前面プレートは内周側から外周側に向かって段部を形成し、該段部から延びた前記前面プレートの先端部を前記シール部材と摺動可能に接触させ、前記ファンケーシングの先端部の内周側と前記段部とを対向するよう配置したことにある。

本発明によれば、前面プレートに内周側から外周側に向かって段部を形成し、この段部から延びた前面プレートの先端部をシール部材と摺動可能に接触させたので、遠心ファンとファンケーシングとの間の気密性を確保しつつ、遠心ファンとケーシングとの空気流路における気流の乱れを抑制した電動送風機及びこの電動送風機を搭載した電気掃除機を提供することができる。

以下、本発明の一実施例について、添付の図面を用いて説明する。

図５に本発明の一実施例に係る電気掃除機の外観図を示す。２０１は塵埃を集塵する集塵部及び集塵するのに必要な吸込気流を発生させる電動送風機１００（図４）を収納する掃除機本体、２０２は一端がホース継手２０３を介して掃除機本体２０１に接続されるホース、２０４は一端がホース２０２の他端に接続される手元操作部、２０５は手元操作部２０４に設けられた電動送風機の入切を行うスイッチ部、２０６は一端が手元操作部２０４の他端に接続される延長管、２０７は延長管２０６の他端に接続される吸口体である。

以上の構成において、手元操作部２０４のスイッチ部２０５を操作すると、掃除機本体２０１に収納された電動送風機が運転し、吸込気流を発生させる。そして、吸口体２０７から塵埃を吸込み、延長管２０６，手元操作部２０４，ホース２０２を通して掃除機本体２０１の集塵部に集塵する。

次に、図４を用いて掃除機本体５０１に収納された電動送風機１００の構成を説明する。図４は本発明の一実施例に係る電動送風機１００の断面図である。

１０１は一端側が開口し他端側が閉塞された筒状のハウジングであり、１０２はハウジング１０１の開口部側に配置されたファンケーシングであり、ハウジング１０１とファンケーシング１０２とで電動送風機１００の外郭を構成している。ハウジング１０１の開口部側には外周側に向かって形成された外周突出部１０１ａが形成されている。ファンケーシング１０２は突出部１０１ａの外周端部に嵌合され固定される。１０３はハウジング１０１の内部に固定された固定子であり、１０４は固定子の内側で回転する回転子であり、固定子１０３と回転子１０４とで電動機１０５を構成している。１０６は回転子１０４に設けられた回転軸であり、回転軸の両端を軸受１０７（１０７ａ，１０７ｂ）によって回転可能に軸支されている。軸受１０７のうち、一方の軸受１０７ａは閉塞されたハウジング１０１の底部に形成された軸受固定部１０１ｂにその外周が固定され、他方の軸受１０７ｂは開口部側に配置されたエンドブラケット１０８に形成された軸受固定部１０８ａにその外周が固定されている。エンドブラケット１０８は、ハウジング１０１の外周突出部１０１ａに螺子１０９により固定されている。

１１０は回転軸１０６にナット１１１等で固定された遠心ファンであり、回転子１０４と共に回転し、吸込気流を発生させる。遠心ファン１１０は吸込開口１１４を有する前面プレート１１０ａと、回転軸１０６が貫通する孔を有する後面プレート１１０ｂと、前面プレート１１０ａと後面プレート１１０ｂとの間に挟まれるようにして設けられたブレード１１０ｃとより構成されている。

１１２は遠心ファン１１０から吐出された風をハウジング１０１内の風路に導くディフューザである。ディフューザ１１２は、仕切板１１２ａと、この仕切板１１２ａの遠心ファン１１０側（図４の上方側）に配置されたディフューザベーン１１２ｂと、仕切板１１２ａの電動機１０５側（図４の下方側）に配置されたリターンガイドベーン１１２ｃより構成されている。遠心ファン１１０及びディフューザ１１２はファンケーシングにより外方を覆われている。

１１３はファンケーシング１０２に形成された吸込口であり、遠心ファン１１０の吸込開口１１４と連通している。ファンケーシング１０２の吸込口１１３の外周部には、環状の突部１０２ａが形成されており、この環状の突部１０２ａの裏面（ファンケーシング１０２の裏面）には、ファンケーシング１０２の吸込口１１３より外周側にシール部材１１５が配置されている。このシール部材１１５は、遠心ファン１１０の前面プレート１１０ａの先端部が摺動可能に接触し、ファンケーシング１０２と遠心ファン１１０との間の気密の漏れを防止している。また、本実施例ではシール部材１１５の材質として、摩擦係数が小さく、耐熱性及び弾性に富んだ延伸多孔質のポリテトラフロロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）が用いられている。１１６はシール部材を押えるシール固定部材であり、ファンケーシング１０２の裏面に取り付けられている。

１１７は回転軸１０６に固定され回転子１０４と電気的に接続された整流子である。１１８は整流子１１７と摺接するブラシであり、１１９はブラシ１１８と電気的に接続されたリード線であり、１２０はブラシ１１８を整流子１１７に押圧する付勢力を発生させるバネである。１２１はブラシ１１８，リード線１１９，バネ１２０を収納し、ハウジング１０１に螺子１２２によって取り付けられたブラシホルダである。

以上の構成において、電動機１０５の回転子１０４が回転すると、遠心ファン１１０が回転し、吸込気流が発生する。吸込口１１３から流入した風は、吸込開口１１４から遠心ファン１１０に流入する。遠心ファン１１０から吐出された風は、ディフューザ１１２のディフューザベーン１１２ｂを通り、ディフューザベーン１１２ｂから吐出された風はディフューザ１１２とファンケーシング１０２の内面とで形成された空間で流れが反転し、リターンガイドベーン１１２ｃへと流入する。リターンガイドベーン１１２ｃから吐出された風はハウジング１０１内の風路を流れ、ハウジング１０１の外周部に形成された開口（図示せず）から電動送風機１００外へ吐出される。

また、シール部材１１５と遠心ファン１１０とは、ファンケーシング１０２をハウジング１０１に嵌合させる際、シール部材１１５に前面プレート１１０ａの先端部が押圧される。そして、遠心ファン１１０が回転すると、前面プレート１１０ａの先端部がシール部材１１５を削り取り、シール部材１１５と前面プレート１１０ａとが摺接状態となり、遠心ファン１１０とファンケーシング１０２との間のシール性を確保しつつ、遠心ファン１１０が回転する。

次に本実施例における課題について、図６及び図７を用いて説明する。図６及び図７は本実施例の電動送風機１００における課題を説明する図である。

空気流路を形成するファンケーシング１０２の吸込口１１３の先端部１０２ｂと遠心ファン１１０の前面プレート１１０ａとの内側には図６に示すように段差が生じる。特にファンケーシング１０２の裏面に配置したシール部材１１５に、前面プレート１１０ａの先端部６０１を接触させるように構成した電動送風機においては、前面プレート１１０ａがファンケーシング１０２の先端部１０２ｂよりも外周側に位置するので、ファンケーシング１０２の先端部１０２ｂと前面プレート１１０ａの先端部６０１との間に距離Ｌ分の段差が生じる。このため、ファンケーシング１０２の先端部１０２ｂから吐出された風は遠心ファン１１０に流入する際、この段差において気流に乱れ６０２が生じ、電動送風機の効率低下の一因となっていた。また、この段差を小さくするために、図７のように前面プレート１１０ａの先端部６０１とファンケーシング１０２の先端部１０２ｂとを対向するよう構成も考えられるが、図７のように構成した場合、前面プレート１１０ａの先端部６０１はシール部材１１５と接触しないので、前面プレート１１０ａの先端部６０１とファンケーシング１０２の先端部１０２ｂとの間に生じる隙間から気流の漏れが発生し、電動送風機の効率が低下するといった欠点がある。これらを抑制する手段について、図１を用いて説明する。

図１は図４のＡ部拡大図である。図１において、ファンケーシング１０２の吸込口１１３の外周部には、環状の突部１０２ａが形成されている。この突部１０２ａは吸込口１１３の開口側（図１の上方）に向かって突出しており、その形状が円弧状となっている。ファンケーシング１０２の吸込口１１３側は先端部１０２ｂまで延びている。また、環状の突部１０２ａの裏面（ファンケーシング１０２の裏面）には、シール部材１１５が配置されている。このシール部材１１５はファンケーシング１０２の吸込口１１３より外周側に位置しており、ファンケーシング１０２の先端部１０２ｂより下方に突出しないようにしている。

ファンケーシング１０２の吸込口１１３に向かって延びた遠心ファン１１０を構成する前面プレート１１０ａの先端部付近には、前面プレート１１０ａの内周側（空気通路側）から外周側に向かって凹んだ段部１５０が形成されている。さらに段部１５０の奥側（前面プレート１１０ａの外周側）には、この段部１５０からファンケーシング１０２の環状の突部１０２ａに向かって延びた延設部１５１が形成され、延設部１５１から延びた前面プレート１１０ａの先端部１５１ａはシール部材１１５に接触している。シール部材１１５と前面プレート１１０ａの先端部１５１ａとは、ファンケーシング１０２をハウジング１０１に嵌合させて組み立てた際、シール部材１１５に前面プレート１１０ａの先端部１５１ａは押圧状態となっている。そして、押圧状態において遠心ファン１１０を回転させると、前面プレート１１０ａの先端部１５１ａがシール部材１１５を削り取り、シール部材１１５と前面プレート１１０ａとが摺動可能に接触された状態（摺接状態）となり、遠心ファン１１０とファンケーシング１０２との間のシール性を確保しつつ、遠心ファン１１０が回転可能となる。

また、段部１５０は、前面プレート１１０ａがファンケーシング１０２の先端部１０２ｂと干渉しないような働きをしている。このため、前面プレート１１０ａの空気通路を形成する部分の内径を小さくすることができるので、ファンケーシング１０２の先端部１０２ｂの内周側と前面プレート１１０ａの段部１５０の角部１５０ａとの距離Ｌを小さくできる。この距離Ｌが小さい程、ファンケーシング１０２から遠心ファン１１０へ風が流入する時の気流の乱れを小さくでき、電動送風機の性能を向上することができる。本実施例では距離Ｌをファンケーシング１０２の先端部１０２ｂの板厚より小さくしている。距離Ｌを小さくするためにはファンケーシング１０２の先端部１０２ｂと前面プレート１１０ａの段部１５０とを対向するように配置することが好ましい。また、シール部材１１５と摺接状態となっている前面プレート１１０ａの先端部１５１ａにおける内径Ｄａと、前面プレート１１０ａの段部１５０の角部１５０ａにおける内径Ｄｂとの寸法関係はＤａ＞Ｄｂとなっている。

本実施例では、空気通路を形成する前面プレート１１０ａの内周側を、空気通路を形成するファンケーシング１０２の先端部１０２の内周側に近づけることができるので、ファンケーシング１０２から遠心ファン１１０へ風が流入する時の気流の乱れを小さくでき、電動送風機の性能を向上することができる。

加えて、本実施例では前面プレート１１０ａの先端部１５１ａをシール部材１１５に接触させて遠心ファン１１０を摺接可能としている。このため、ファンケーシング１０２と遠心ファン１１０とに生じる隙間からの気流の漏れも抑制することができる。

以上説明したように本実施例によれば、前面プレートに内周側から外周側に向かって段部を形成し、この段部から延びた前面プレートの先端部をシール部材と摺動可能に接触させたので、遠心ファンとファンケーシングとの間の気密性を確保しつつ、遠心ファンとケーシングとの空気流路における気流の乱れを抑制した電動送風機及びこの電動送風機を搭載した電気掃除機を提供することができる。

次に図２を用いて本発明に係る第二の実施例を説明する。図２は本発明の第二の実施例に係る図４のＡ部拡大図である。先の実施例１と異なるところは、ファンケーシング１０２の裏面とシール部材１１５との間にシール保持部材１６１を配置したことにある。その他は先の実施例１も同様であるので、詳細については省略する。

ファンケーシング１０２の環状の突部１０２ａには樹脂で形成されたシール保持部材１６１が配置されている。このシール保持部材１６１の遠心ファン１１０側（図２の下側）の一部は凹んでおり、この凹部にシール部材１１５が配置されている。シール部材１１５の外周側はシール固定部材１１６で固定されている。さらにシール保持部材１６１の吸込口１１３側には遠心ファン１１０側（図２の下側）に向かって延びた延設部１６２が形成されている。延設部１６２はファンケーシング１０２の先端部１０２ｂと接すると共に、段部１５０に向かって延びるように配置され、延設部１６２の先端部１６２ａが段部１５０の角部１５０ａと対向するように配置されている。吸込口１１３から流入した風はファンケーシング１０２の先端部から延設部１６２を通り、遠心ファン１１０の前面プレート１１０ａと流れるが、ファンケーシング１０２の先端部と延設部１６２との間、及び延設部１６２と前面プレート１１０ａとの間には大きな段差が形成されることがなく、吸込口１１３から流入した風は滑らかに流れる。

本実施例では、前面プレート１１０ａの内周側から外周側に向かって段部１５０を形成し、シール保持部材１６１に、このシール保持部材１６１から段部１５０に向かって延びるように延設部１６２を設けたので、ファンケーシング１０２から遠心ファン１１０へ風が流入する時の気流の乱れを小さくでき、電動送風機の性能を向上することができる。しかもこのシール保持部材１６１はファンケーシング１０２とは別の部材で形成しているので、ファンケーシング１０２の先端部１０２ｂを必要以上に延ばすことがなく、ファンケーシング１０２の成形が容易となる。

加えて、本実施例では前面プレート１１０ａの先端部１５１ａをシール部材１１５に接触させて遠心ファン１１０を摺接可能としている。このため、ファンケーシング１０２と遠心ファン１１０とに生じる隙間からの気流の漏れも抑制することができる。

次に図３を用いて本発明に係る第三の実施例を説明する。図３は本発明の第三の実施例に係る図４のＡ部拡大図である。先の実施例１と異なるところは、前面プレート１１０ａの先端部分を、内周側から外周側に向かって屈曲させて段部１５０を形成ことにある。その他は先の実施例１を同様であるので、詳細については省略する。

図３において、前面プレート１１０ａの先端部分に絞り加工等の機械加工を施し、前面プレート１１０ａの先端部分を、内周側から外周側に向かって屈曲させ、屈曲部分に段部１５０を形成している。段部１５０から延びた延設部１５１の先端部１５１ａをシール部材１１５に摺動可能に接触させている。

本実施例では距離Ｌをファンケーシング１０２の先端部１０２ｂの板厚より小さくしている。距離Ｌを小さくするためにはファンケーシング１０２の先端部１０２ｂと前面プレート１１０ａの段部１５０とを対向するように配置することが好ましい。また、シール部材１１５と摺接状態となっている前面プレート１１０ａの先端部１５１ａにおける内径Ｄａと、前面プレート１１０ａの段部１５０の角部１５０ａにおける内径Ｄｂとの寸法関係はＤａ＞Ｄｂとなっている。

本実施例では、前面プレート１１０ａの先端部分を、内周側から外周側に向かって屈曲させているので、空気通路を形成する前面プレート１１０ａの内周側を、空気通路を形成するファンケーシング１０２の先端部１０２ｂの内周側に近づけることができ、ファンケーシング１０２から遠心ファン１１０へ風が流入する時の気流の乱れを小さくでき、電動送風機の性能を向上することができる。

加えて、本実施例では前面プレート１１０ａの先端部１５１ａをシール部材１１５に接触させて遠心ファン１１０を摺接可能としている。このため、ファンケーシング１０２と遠心ファン１１０とに生じる隙間からの気流の漏れも抑制することができる。

本発明の一実施例に係る図４のＡ部拡大図である。 本発明の第二の実施例に係る図４のＡ部拡大図である。 本発明の他の実施例に係る図４のＡ部拡大図である。 本発明の一実施例に係る電動送風機１００の断面図である。 本発明の一実施例に係る電気掃除機の外観図を示す。 本実施例の電動送風機１００におけるファンケーシング１０２と遠心ファン１１０との間に生じる気流の乱れを説明する図である。

符号の説明

１００ 電動送風機
１０１ ハウジング
１０２ ファンケーシング
１０２ａ 突部
１１０ 遠心ファン
１１０ａ 前面プレート
１１０ｂ 後面プレート
１１０ｃ ブレード
１１２ ディフューザ
１１３ 吸込口
１１４ 吸込開口
１１５ シール部材

Claims (6)

1. 回転子及び固定子を有する電動機と、該電動機を収納するハウジングと、前記回転子に設けられた回転軸と、該回転軸に取り付けられた遠心ファンと、前記遠心ファンから吐出された風を前記ハウジング内の風路に導くディフューザと、前記遠心ファン及び前記ディフューザを外方から覆うように設けられ吸込口を有するファンケーシングとを有し、
   前記遠心ファンは、
   吸込口を有する前面プレートと、前記回転軸が挿入される穴を有する後面プレートと、
   前記前面プレートと前記後面プレートとの間に配置されたブレードとを備え、
   前記ファンケーシングの裏面には、前記吸込口より外周側にシール部材を配置し、
   前記前面プレートは内周側から外周側に向かって段部を形成し、該段部から延びた前記前面プレートの先端部を前記シール部材と摺動可能に接触させ、
   前記ファンケーシングの先端部の内周側と前記段部とを対向するよう配置したことを特徴とする電動送風機。
2. 請求項１において、
   前記段部は、前記前面プレートの内周側を切削することにより形成したことを特徴とする電動送風機。
3. 請求項１において、
   前記段部は、前記前面プレートを内周側から外周側に向かって屈曲させることにより形成したことを特徴とする電動送風機。
4. 請求項１において、
   前記ファンケーシングの先端部の内周側と前記段部との距離を、前記ファンケーシングの先端部の板厚より小さくすることを特徴とする電動送風機。
5. 集塵部及び電動送風機を収納する掃除機本体と、一端が該掃除機本体に接続されるホースと、一端が該ホースの他端に接続される手元操作部と、一端が該手元操作部の他端に接続される延長管と、該延長管の他端に接続される吸口体とを備えた電気掃除機において、
   前記電動送風機は、
   回転子及び固定子を有する電動機と、該電動機を収納するハウジングと、前記回転子に設けられた回転軸と、該回転軸に取り付けられた遠心ファンと、前記遠心ファンから吐出された風を前記ハウジング内の風路に導くディフューザと、前記遠心ファン及び前記ディフューザを外方から覆うように設けられ吸込口を有するファンケーシングとを有し、
   前記遠心ファンは、
   吸込口を有する前面プレートと、前記回転軸が挿入される穴を有する後面プレートと、
   前記前面プレートと前記後面プレートとの間に配置されたブレードとを備え、
   前記ファンケーシングの裏面には、前記吸込口より外周側にシール部材を配置し、
   前記前面プレートは内周側から外周側に向かって段部を形成し、該段部から延びた前記前面プレートの先端部を前記シール部材と摺動可能に接触させ、
   前記ファンケーシングの先端部の内周側と前記段部とを対向するよう配置したことを特徴とする電気掃除機。
6. 請求項５において、
   前記ファンケーシングの先端部の内周側と前記段部との距離を、前記ファンケーシングの先端部の板厚より小さくすることを特徴とする電気掃除機。

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