JP5082598B2 - 電動送風機用インペラの製造方法及びその製造方法で製造された電動送風機用インペラを用いた電動送風機及びそれを用いた電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、電動送風機用インペラ、電動送風機及び電気掃除機に関するものである。

従来の電動送風機用インペラの構成について、図５、６を用いて説明する。

図５は、従来の電動送風機用インペラを搭載した電動送風機の断面図、図６は、同電動送風機の吸気口部分の拡大断面図である。

図５において、１は、内部にステータ２、および高速回転するロータ３を有するモータ、４は、ロータ３の回転軸６に固定されロータ３と共に回転する電動送風機用インペラ（以下「インペラ４」という）、８は、インペラ４の吸気口４ａを構成する前面シュラウド、９は、回転軸６に固定される後面シュラウド、１０は、前面シュラウド８と後面シュラウド９との間に配されると共に、それぞれかしめ用の突起１６を有する複数のブレードである。

５は、インペラ４の前方に位置し、中央部に略円筒状の吸気ガイド７を有するケーシングである。

以上のように構成された従来の電動送風機用インペラを搭載した電動送風機について動作を説明する。

モータ１に電源が印加されると、ロータ３が高速で回転する。次にロータ３が回転することにより回転軸６に固定されたインペラ４が回転する。インペラ４が高速回転することにより吸気ガイド７から空気が吸い込まれ、インペラ４の内部を通ってモータ１の内部へ導かれる。その後、モータ１の内部へ導かれた空気は、モータ１を冷却しながら外部へ排出される。

しかしながら、この吸気ガイド７と接しているインペラ４の前面シュラウド８は、一般に金属板をプレス加工して製作されており、絞り加工を行うため、加工部分の歪みや傷、バリが発生することは避けられないでいた。

また、インペラ４は、一般的にブレード１０の複数の突起１６を、前面シュラウド８と後面シュラウド９のそれぞれに設けた孔（図示せず）に挿入し、前記突起１６をかしめて構成されるため、図６のように、回転軸６に対して偏心が発生（例えば、ｒ１＞ｒ２）し、この歪みや、傷、バリが吸気口４ａの内側にあると、吸気ガイド７と吸気口４ａの間に隙間が生じ、ここから空気の漏れが発生し、インペラ４から出た空気流がケーシング５とインペラ４の隙間を経由して再びインペラ４に流入する循環流（図中矢印）が発生し、電動送風機の効率が著しく低下する。これを防止するために、図７のように、前面シュラウド８の吸気口４ａに回転軸６と平行に切削加工を施し、回転時の偏心を防止するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３１８７３２７号公報

しかしながら、上記従来のインペラ４の構成では、インペラ４の組み立て後に、前面シュラウド８の吸気口４ａ部に切削加工を施さなければならず、２次加工工程の追加や、それによる工数、コストＵＰへの影響が大きな負担となっていた。また、一品一品旋盤のような工作機械での作業となるため、機械の調整、削りかすの除去などといった、付随する作業も発生し、吸気口４ａ部の切削寸法を量産ベースで安定して確保するのも、困難な状態であった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、インペラとケーシング側固定部との間の気密性を確実に確保し、送風効率を高めた電動送風機用インペラ、電動送風機及び電気掃除機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の電動送風機用インペラの製造方法は、中央に吸気口を備えた前面シュラウドと、前記前面シュラウドに対向すると共に中央部に電動送風機の回転軸を挿入するための軸孔を備えた後面シュラウドと、前記前面シュラウドと前記後面シュラウド間に配され、端面にカシメ用の突起を複数形成した複数のブレードを備え、前記突起を、前記前面シュラウドと前記後面シュラウドのそれぞれに設けた複数の角孔に挿入し、貫通した前記突起を、前記前面シュラウド側に配され、前記吸気口に挿入される凸部を有する上金型と、前記後面シュラウド側に配され、前記後面シュラウドを位置決めする凹部と前記軸孔に挿入される凸部とを有する下金型で押しつぶして製造する電動送風機用インペラの製造方法において、前記後面シュラウドを前記下金型に設けられた前記凹部に挿入するとともに、前記後面シュラウドの前記軸孔を前記下金型に設けられた前記凸部に挿入し、前記後面シュラウドを前記下金型で位置規制し、前記上金型で前記突起を押しつぶす前に、前記上金型に設けられた前記凸部を前記前面シュラウドの前記吸気口に挿入し、前記上金型で前記吸気口の位置決めを行い、その後、前記突起を押しつぶして製造されるもので、後面シュラウドと前面シュラウドの吸気口との同軸度が精度良く保たれ、組み立て精度の高い電動送風機用インペラが得られる。

また、後面シュラウドの軸孔と前面シュラウドの吸気口との同軸度が精度よく保たれ、さらに組み立て精度の高い電動送風機用インペラが得られる。

また、本発明の電動送風機は、請求項１に記載された電動送風機用インペラの製造方法で製造された電動送風機用インペラを備えたもので、回転時のインペラの吸気口の偏心を抑えることができ、インペラとインペラを覆うケーシングに設けた吸気ガイドとの間でのエア漏れによる漏れ損失がなくなり、高い気密性を有し、空気性能に優れた電動送風機が得られる。

また、本発明の電気掃除機は、請求項２に記載の電動送風機を備えたもので、高い吸込み性能を有する電気掃除機が提供できるものである。

本発明によれば、組み立て精度に優れた電動送風機用インペラ、高い空気性能を有する電動送風機および吸い込み性能に優れた電気掃除機を提供できる。

第１の発明は、中央に吸気口を備えた前面シュラウドと、前記前面シュラウドに対向すると共に中央部に電動送風機の回転軸を挿入するための軸孔を備えた後面シュラウドと、前記前面シュラウドと前記後面シュラウド間に配され、端面にカシメ用の突起を複数形成した複数のブレードを備え、前記突起を、前記前面シュラウドと前記後面シュラウドのそれぞれに設けた複数の角孔に挿入し、貫通した前記突起を、前記前面シュラウド側に配され、前記吸気口に挿入される凸部を有する上金型と、前記後面シュラウド側に配され、前記後面シュラウドを位置決めする凹部と前記軸孔に挿入される凸部とを有する下金型で押しつぶして製造する電動送風機用インペラの製造方法において、前記後面シュラウドを前記下金型に設けられた前記凹部に挿入するとともに、前記後面シュラウドの前記軸孔を前記下金型に設けられた前記凸部に挿入し、前記後面シュラウドを前記下金型で位置規制し、前記上金型で前記突起を押しつぶす前に、前記上金型に設けられた前記凸部を前記前面シュラウドの前記吸気口に挿入し、前記上金型で前記吸気口の位置決めを行い、その後、
前記突起を押しつぶして製造されるもので、後面シュラウドと前面シュラウドの吸気口とのの同軸度が精度良く保たれ、組み立て精度の高い電動送風機用インペラが得られる。

また、後面シュラウドの軸孔と前面シュラウドの吸気口との同軸度が精度よく保たれ、さらに組み立て精度の高い電動送風機用インペラが得られる。

第２の発明による電動送風機は、請求項１に記載された電動送風機用インペラの製造方法で製造された電動送風機用インペラを備えたもので、回転時のインペラの吸気口の偏心を抑えることができ、インペラとインペラを覆うケーシングに設けた吸気ガイドとの間でのエア漏れによる漏れ損失がなくなり、高い気密性を有し、空気性能に優れた電動送風機が得られる。

第３の発明による電気掃除機は、請求項２に記載の電動送風機を備えたもので、高い吸込み性能を有する電気掃除機が提供できるものである。

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は、本発明の第１の実施の形態における電動送風機用インペラの平面図、図２は、同インペラのブレードの突起をかしめるためのカシメ金型と、その中にセットされたインペラを示すと共に、かしめる直前の状態を示す断面図、図３は、同インペラがかしめられた瞬間の断面図を示している。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１〜３において、１１は、上金型、１２は、下金型、１３は、上金型１１または、下金型１２内をスライドするリング状のスライド金型を表しており、それぞればね１４によって、インペラ４側に付勢されている。１５は、インペラ４の吸気口１９に挿入される凸部で、上金型１１に一体的に形成されている。

図１の斜線は、上金型１１がブレード１０のかしめ部に当接する範囲を示している。１８は、電動送風機の回転軸６を挿入するための軸孔である。１７は、インペラ４の後面シュラウド９を位置決めする凹部で、下金型１２に一体的に形成されている。

以上のように構成された本実施の形態におけるインペラ４のカシメ時の動作を説明すると、まず、ブレード１０の複数の突起１６を、後面シュラウド９、前面シュラウド８のそれに設けた複数の角孔（図示せず）にそれぞれ差し込み、インペラ４を仮組みする。仮組みされたインペラ４を下金型１２にセットする。この際、インペラ４の後面シュラウド９の外径と、下金型１２のインペラ４を装着する凹部１７の外径は一致するよう設定されているので、インペラ４は隙間なく下金型１２にセットされる（図２）。その状態で、上金型１１が降りてくると、まず最初に、上金型１１の凸部１５が前面シュラウド８の吸気口１９に入り込む。

このとき、上金型の凸部１５の外径は、前面シュラウド８の吸気口１９の内径と一致するよう設定されているので、吸気口１９が位置決めされる。また、下金型１２の凹部１７の内径と、上金型１１の凸部１５の外径は同軸度を保つように金型設計されているので、吸気口１９に上金型の凸部１５が入り込むと、前面シュラウド８の吸気口１９と、後面シュラウド９の外径の同軸度は保たれる。

次に、ばね１４で付勢された上下のスライド金型１３が、前面シュラウド８、後面シュ
ラウド９のかしめ用の突起１６以外の曲面又は平面部に当接し、インペラ４を挟持し、固定する。

その状態のまま、上金型１１はさらに降下し、ブレード１０の突起１６をかしめる（図３）。これにより、吸気口１９と後面シュラウド９の同軸度が保たれたインペラ４が完成する。当然ながら、後面シュラウド９の外径と、回転軸６挿入用の軸孔１８の同軸度は、プレス加工にて、精度よく仕上げることが前提となるが、後面シュラウド９は、板金の単純な平板であり、たとえば、コンパウンド型等を用いれば、比較的容易にその精度を確保することができる。

よって、本実施の形態による工法でかしめたインペラ４を電動送風機に組み込めば、回転時の吸気口１９の偏心がなく、吸気ガイド７と前面シュラウド８との間に隙間がなく、インペラ４から出た空気流がケーシング５とインペラ４の隙間を経由して再びインペラ４に流入する循環流（図中矢印）を確実に防止することができ、吸気口１９内面を２次加工することなく、空気性能の高い電動送風機を実現できる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態における電動送風機用インペラとそれを加工する金型の断面図（かしめ直後）である。なお上記第１の実施の形態および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。

本実施の形態は、図４に示すように、下金型１２に、後面シュラウド９に設けた軸孔１８を固定し、位置決めするための凸部２０を一体的に設けたもので、他の構成は、上記第１の実施の形態と同じである。

本実施の形態において、インペラ４のカシメ時の動作を説明すると、まず、ブレード１０の複数の突起１６を、後面シュラウド９、前面シュラウド８のそれぞれに設けた角孔（図示せず）にそれぞれ差し込み、インペラ４を仮組みする。仮組みされたインペラ４を下金型１２にセットする。

この際、インペラ４の後面シュラウド９の軸孔１８の内径と、下金型１２の凸部２０の外径は一致するよう設定されているので、インペラ４は、軸孔１８で固定され、隙間なく下金型１２にセットされる。その状態で、上金型１１が降りてくると、まず最初に、上金型１１の凸部１５が、前面シュラウド８の吸気口１９に入り込む。このとき、上金型の凸部１５の外径は、前面シュラウド８の吸気口１９の内径と一致するよう設定されているので、吸気口１９に上金型の凸部１５が入り込んで位置決めされると、直接的に、前面シュラウド８の吸気口１９と、後面シュラウド９の軸孔１８の同軸度は、確実に保たれることになる。

その状態のまま、上金型１１はさらに降下し、ブレード１０の突起１６をかしめる。これにより、吸気口１９と後面シュラウド９の軸孔１８の同軸度が保たれたインペラ４が完成する。本実施の形態による方法では、後面シュラウド９と軸孔１８の同軸精度が多少悪くても、直接的に、軸孔１８と、吸気口１９の同軸度を保つことができる。

よって、本実施の形態による工法でかしめたインペラ４を電動送風機に組み込めば、回転時の吸気口１９の偏心がなく、吸気ガイド７と前面シュラウド８との間に隙間がなく、インペラ４から出た空気流がケーシング５とインペラ４の隙間を経由して再びインペラ４に流入する循環流（図中矢印）を防止することができ、吸気口１９の内面を２次加工することなく、空気性能の高い電動送風機を実現できる。

また、上記第１、第２の実施の形態における電動送風機用インペラを用いて製造された電動送風機を電気掃除機に搭載すれば、高い吸込み性能を有する電気掃除機を提供することができるものである。

以上のように、本発明にかかる電動送風機用インペラの製造方法は、組み立て精度に優れているので、電動送風機の効率の向上、ならびに電気掃除機の吸込仕事率の向上が図れるもので、電動送風機を用いる家庭用電化機器、産業機器等の用途にも幅広く適用できる。

本発明の第１の実施の形態における電動送風機用インペラの平面図 同インペラのブレードの突起をかしめるためのカシメ金型と、その中にセットされたインペラを示すと共に、かしめる直前の状態を示す断面図 同インペラがかしめられた瞬間の断面図 本発明の第２の実施の形態における電動送風機用インペラとそれを加工する金型の断面図（かしめ直後） 従来の電動送風機用インペラを搭載した電動送風機の断面図 同電動送風機の吸気口部分の拡大断面図 （ａ）従来の他の電動送風機の吸気口付近の拡大断面図、（ｂ）同電動送風機のインペラの先端部分の拡大断面図

１ モータ
２ ステータ
３ ロータ
４ 電動送風機用インペラ（インペラ）
５ ケーシング
６ 回転軸
７ 吸気ガイド
８ 前面シュラウド
９ 後面シュラウド
１０ ブレード
１１ 上金型
１２ 下金型
１３ スライド金型
１４ ばね
１５ 凸部
１６ 突起
１７ 凹部
１８ 軸孔
１９ 吸気口
２０ 凸部

Claims (3)

1. 中央に吸気口を備えた前面シュラウドと、前記前面シュラウドに対向すると共に中央部に電動送風機の回転軸を挿入するための軸孔を備えた後面シュラウドと、前記前面シュラウドと前記後面シュラウド間に配され、端面にカシメ用の突起を複数形成した複数のブレードを備え、前記突起を、前記前面シュラウドと前記後面シュラウドのそれぞれに設けた複数の角孔に挿入し、貫通した前記突起を、前記前面シュラウド側に配され、前記吸気口に挿入される凸部を有する上金型と、前記後面シュラウド側に配され、前記後面シュラウドを位置決めする凹部と前記軸孔に挿入される凸部とを有する下金型で押しつぶして製造する電動送風機用インペラの製造方法において、前記後面シュラウドを前記下金型に設けられた前記凹部に挿入するとともに、前記後面シュラウドの前記軸孔を前記下金型に設けられた前記凸部に挿入し、前記後面シュラウドを前記下金型で位置規制し、前記上金型で前記突起を押しつぶす前に、前記上金型に設けられた前記凸部を前記前面シュラウドの前記吸気口に挿入し、前記上金型で前記吸気口の位置決めを行い、その後、前記突起を押しつぶして製造される電動送風機用インペラの製造方法。
2. 請求項１に記載された電動送風機用インペラの製造方法で製造された電動送風機用インペラを備えた電動送風機。
3. 請求項２に記載の電動送風機を備えた電気掃除機。

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