JP5200702B2 - Electric blower and electric vacuum cleaner using the same - Google Patents
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Description
本発明は、電気掃除機等に使用される電動送風機に関する。 The present invention relates to an electric blower used for a vacuum cleaner or the like.
従来の技術で用いられる電気掃除機用電動送風機の構成について、図5〜7を用いて説明する。図5は従来の電動送風機の部分断面図、図6は、従来の電動送風機のファンケースを外した状態の上面図であり、断面A−B−C−Dが図5の部分断面図を表している。図7は後述するエアガイドの静翼がない状態を描いた斜視図である。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と共に回転するインペラ、7はインペラ4から排出された気流を整えるエアガイド、5はインペラ4の前方に位置し、インペラ4、エアガイド7を覆うファンケースである。また、8は吸気ガイドで、ファンケース5に溶着固定されている。12はモータ1の外郭を構成するブラケット、13はブラケットに設けられた排気口である。
The structure of the electric blower for vacuum cleaners used by the prior art is demonstrated using FIGS. FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a conventional electric blower, FIG. 6 is a top view of the conventional electric blower with the fan case removed, and cross-section A-B-C-D represents the partial cross-sectional view of FIG. ing. FIG. 7 is a perspective view depicting a state in which there is no air guide vane to be described later. 1 is a motor having a stator 2 and a rotor 3 that rotates at high speed, 4 is an impeller that is fixed to a rotating shaft 6 of the rotor 3 and rotates together with the
また、エアガイド7を詳細に見ると、9はエアガイド7の外周付近に円形に配置された静翼、10は隣り合う静翼9間で構成されるディフューザ通路、11はそのディフューザ通路の底面である。ディフューザ通路10の終端からブラケット12にかけての略三角地帯は流れ変更部14と呼ばれ、エアガイド7裏面の戻り通路15へと、通路は連なっている。さらに、図7の示すところにより、ディフューザ通路10の底面11は、インペラ4の外周から、エアガイド7の外周にかけて、下方傾斜している。すなわち、底面11は、回転軸6を中心とする、円錐の母線が形成する傾斜面の一部により構成されている。
Further, when the
以上のように構成された電動送風機において、動作を説明する。ロータ3の回転により、回転軸6に直結されたインペラ4が回転し、気流を発生する。発生した気流は、インペラ4の外周より排出され、エアガイド7に突入する。気流はエアガイド7に設けられた複数の静翼9で区切られたディフューザ通路10を通り、前記流れ変更部14で流れを180度変え、エアガイド7の裏面に流れ込み、戻り通路15を通過する。その後、モータ1内部を冷却しながら下流方向へ流れ、ブラケット12に設けられた排気口13より排出される。エアガイド7の役割は、インペラ4から排出される気流がもつ多くの動圧成分を静圧成分に変換し、電気掃除機に必要な真空圧を得ることである。この役割を果たすべく、ディフューザ通路10は入口から出口にかけて、その断面積が徐徐に拡大する拡大管となっているが、従来のディフューザ通路10は、その底面11が外周に向かって斜めに傾斜しているため、通路断面をみた場合、その形状は管の中を流れる流体にとって必ずしも最適なものとは言えず、底面11と静翼9とで形成される鋭角部分で流れのよどみが発生しやすいものとなっていた。それが原因となり、ディフューザ通路10での圧力回復効率を低下させる原因となっていた(例えば、特許文献1参照)。
本発明は、上記従来例の課題点を鑑み、エアガイドのディフューザ部の断面形状を、略長方形を維持するようにし、ディフューザ通路内での流れのよどみをなくし、同部での圧力回復を向上させ、送風効率を高めた電動送風機を提供することを目的とする。 In view of the problems of the conventional example described above, the present invention maintains the substantially rectangular cross-sectional shape of the diffuser portion of the air guide, eliminates the stagnation of the flow in the diffuser passage, and improves the pressure recovery in the same portion. An object is to provide an electric blower with improved blowing efficiency.
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、電動機と、前記電動機の軸に固定され、回転駆動されるインペラと、複数の静翼を具備し、インペラの下部および外周に配されるエアガイドと、吸引口を有するとともに、前記インペラ、エアガイドを覆うファンケースを備え、前記エアガイドの隣り合う静翼間およびファンケースで構成される複数のディフューザ通路において、流線に垂直な通路断面形状は、略長方形であり、ディフューザ通路内の底面および天面は、電動機の軸に対して略垂直となるように電動機の軸を中心とする螺旋状に形成されており、かつ、ディフューザ通路内の底面および天面は、各々の通路ごとに、ディフューザ通路内の流線に沿う方向に下方傾斜するとともに、通路の流線方向に、通路断面積が徐々に拡大する電動送風機としたので、ディフューザ通路内での流れのよどみをなくし、同部での圧力回復を向上させ、送風効率を高めた電動送風機を提供できる。 In order to solve the above-described conventional problems, an electric blower of the present invention includes an electric motor, an impeller fixed to a shaft of the electric motor and driven to rotate, and a plurality of stationary blades, and is arranged on a lower portion and an outer periphery of the impeller. A plurality of diffuser passages each including a fan case that includes an air guide and a suction port and covers the impeller and the air guide. The cross-sectional shape of the passage is substantially rectangular, and the bottom surface and the top surface in the diffuser passage are formed in a spiral shape around the motor shaft so as to be substantially perpendicular to the motor shaft , and bottom and top of the diffuser passages, each respective passage, with inclined downward in the direction along the streamlines of the diffuser passage, a streamline direction of the passage, the passage sectional area is gradually Since the electric blower be extended to eliminate the stagnation of the flow in the diffuser passage, it improves the pressure recovery in the department can provide an electric blower with increased blowing efficiency.
本発明によれば、高い空気性能を有する電動送風機およびそれを搭載した電気掃除機を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric blower which has high air performance, and a vacuum cleaner carrying it can be provided.
第1の発明は、電動機と、前記電動機の軸に固定され、回転駆動されるインペラと、複数の静翼を具備し、インペラの下部および外周に配されるエアガイドと、吸引口を有するとともに、前記インペラ、エアガイドを覆うファンケースを備え、前記エアガイドの隣り合う静翼間およびファンケースで構成される複数のディフューザ通路において、流線に垂直な通路断面形状は、略長方形であり、ディフューザ通路内の底面および天面は、電動機の軸に対して略垂直となるように電動機の軸を中心とする螺旋状に形成されており、かつ、ディフューザ通路内の底面および天面は、各々の通路ごとに、ディフューザ通路内の流線に沿う方向に下方傾斜するとともに、通路の流線方向に、通路断面積が徐々に拡大する電動送風機としたので、ディフューザ通路内での流れのよどみをなくし、同部での圧力回復を向上させ、送風効率を高めることができるものである。 The first invention includes an electric motor, an impeller fixed to the shaft of the electric motor and driven to rotate, a plurality of stationary blades, an air guide disposed on the lower and outer periphery of the impeller, and a suction port. A plurality of diffuser passages including a fan case that covers the impeller and the air guide, and the air guides between adjacent stationary blades and the fan case, the passage cross-sectional shape perpendicular to the streamline is substantially rectangular, The bottom surface and top surface in the diffuser passage are formed in a spiral shape around the motor shaft so as to be substantially perpendicular to the motor shaft , and the bottom surface and top surface in the diffuser passage are respectively For each of the passages, the electric blower is inclined downward in the direction along the flow line in the diffuser passage and the passage cross-sectional area gradually increases in the flow line direction of the passage. Eliminating the stagnation of the flow in the chromatography. The passage, it improves the pressure recovery in the department, in which it is possible to enhance the blowing efficiency.
また、第1の発明は、ディフューザ通路内の底面および天面を、各々の通路ごとに、ディフューザ通路内の流線に沿う方向に下方傾斜させたことにより、ディフューザ部入口から出口にかけて、通路断面形状が縦長になることを防ぎ、通路内の流速分布を効率よくできるものである。 Further, the first invention is that the bottom surface and the top surface in the diffuser passage are inclined downward in the direction along the streamline in the diffuser passage for each passage, so that the passage cross section from the diffuser portion inlet to the outlet. It is possible to prevent the shape from becoming vertically long and to efficiently distribute the flow velocity distribution in the passage.
第2の発明は、特に第1の発明において、前記ディフューザ通路の上部には、ディフューザ通路の上部を構成する略リング状の樹脂製のフタ体が配置されている構成としたので、樹脂製のフタ体によって、ディフューザ通路の天面を形成しやすくし、通路部からのエア漏れがなく、圧力回復を向上させることができるものである。 In the second invention, in particular, in the first invention, since the substantially ring-shaped resin lid body constituting the upper portion of the diffuser passage is disposed at the upper portion of the diffuser passage, The lid body makes it easy to form the top surface of the diffuser passage, there is no air leakage from the passage portion, and pressure recovery can be improved.
第3の発明は、第1または第2の発明の電動送風機を備えた電気掃除機としたので、吸い込み性能の高い、低騒音の電気掃除機を実現できるものである。 Since the third aspect of the invention is a vacuum cleaner provided with the electric blower of the first or second aspect of the invention, a vacuum cleaner with high suction performance and low noise can be realized.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
本発明の第1の実施の形態を、図1、2を用いて説明する。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。
(Embodiment 1)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same components as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図1は本発明の電動送風機のエアガイド付近の断面を拡大して示したものであり、図2は本発明のエアガイドの静翼がない状態を描いたものである。図1より、複数の静翼9間で形成されるディフューザ通路10の底面11の断面は、従来例のように外周方向に傾斜しておらず、回転軸に対して垂直となっている。しかしながら、ディフューザ通路10の入口から出口にかけてはその流れの方向に従って、下方傾斜している。すなわち、底面11は、回転軸を中心とする円錐の母線が形成する傾斜面の一部から構成されるのではなく、回転軸を中心とするいわば螺旋階段面の一部として構成されている(図2)。
FIG. 1 is an enlarged view of the vicinity of an air guide of an electric blower of the present invention, and FIG. 2 depicts a state where there is no stationary blade of the air guide of the present invention. From FIG. 1, the cross section of the
以上のような構成のもとで、動作を説明する。電動送風機1に電圧が印加されると、ロータ3の回転により、回転軸6に直結されたインペラ4が回転し、気流を発生する。発生した気流は、インペラ4の外周より排出され、エアガイド7に突入する。気流はエアガイド7に設けられた複数の静翼9で区切られたディフューザ通路10を通り、前記流れ変更部14で流れを180度変え、エアガイド7の裏面に流れ込み、戻り通路15を通過する。その後、モータ1内部を冷却しながら下流方向へ流れ、ブラケット12に設けられた排気口13より排出される。エアガイド7の役割は、インペラ4から排出される気流がもつ
多くの動圧成分を静圧成分に変換し、電気掃除機に必要な真空圧を得ることである。この役割を果たすべく、ディフューザ通路10は入口から出口にかけて、その断面積が徐徐に拡大する拡大管となっているが、従来のディフューザ通路10は、その底面11が外周に向かって斜めに傾斜していたのに対し、本発明のディフューザ通路10の底面11は、通路断面は常に略長方形となるため、90度以下の鋭角部分がなくなる。よって、従来気流がディフューザ通路10を通過する際に発生していた、鋭角部分での流れのよどみがなくなり、境界層の面積を減らすことが出来るため、流体損失を低減することができる。結果、ディフューザ通路10での圧力回復率を高めることが出来る。しかも、通路としては、各々が独立して下方傾斜しているので、流れ変更部で流れを転換する際の、曲がり損失は従来と変わらない。
The operation will be described with the above configuration. When a voltage is applied to the
このように本実施の形態によれば、エアガイドのディフューザ通路での流体損失を抑え、圧力回復率を高めた電動送風機が実現できるため、高い空気性能をもつ電気掃除機を提言できるものである。 As described above, according to the present embodiment, since an electric blower that suppresses fluid loss in the diffuser passage of the air guide and increases the pressure recovery rate can be realized, a vacuum cleaner having high air performance can be proposed. .
(実施の形態2)
本発明の第2の実施の形態を、図3を用いて説明する。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。
(Embodiment 2)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same components as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図3は本発明の電動送風機のエアガイド付近の断面を拡大して示したものである。複数の静翼9間で形成されるディフューザ通路10の底面11の断面は、外周方向に傾斜しておらず、回転軸に対して垂直となっている。しかしながら、ディフューザ通路10の入口から出口にかけてはその流れの方向に従って、下方傾斜している。さらに、静翼9の高さについても、ディフューザ通路10の底面11と同じく、気流の流れる方向に下方傾斜しており、それを覆うファンケース5の静翼9と当接する面についても同様に、流れの方向に従って下方傾斜し、静翼9の上端と間で隙間の発生なきよう、同じ傾斜で構成されている。
FIG. 3 is an enlarged view of a cross section near the air guide of the electric blower of the present invention. The cross section of the
以上のような構成のもとで、動作を説明する。電動送風機1に電圧が印加されると、ロータ3の回転により、回転軸6に直結されたインペラ4が回転し、気流を発生する。発生した気流は、インペラ4の外周より排出され、エアガイド7に突入する。気流はエアガイド7に設けられた複数の静翼9で区切られたディフューザ通路10を通り、前記流れ変更部14で流れを180度変え、エアガイド7の裏面に流れ込み、戻り通路15を通過する。その後、モータ1内部を冷却しながら下流方向へ流れ、ブラケット12に設けられた排気口13より排出される。本発明の実施の形態では、底面11はディフューザ通路10の入口から出口にかけてはその流れの方向に従って、下方傾斜しているのに加え、静翼9の高さおよびファンケースの当接面についても、気流の流れる方向に下方傾斜しているため、通路断面の略長方形のアスペクト比が維持され、断面が縦長に成りすぎて気流の分布が乱れ、流体損失を増大するといったことがない。
The operation will be described with the above configuration. When a voltage is applied to the
このように本実施の形態によれば、エアガイドのディフューザ通路での流体損失を抑え、圧力回復率を高めた電動送風機が実現できるため、高い空気性能をもつ電気掃除機を提言できるものである。 As described above, according to the present embodiment, since an electric blower that suppresses fluid loss in the diffuser passage of the air guide and increases the pressure recovery rate can be realized, a vacuum cleaner having high air performance can be proposed. .
(実施の形態3)
本発明の第3の実施の形態を、図4を用いて説明する。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。
(Embodiment 3)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same components as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図4は本発明の電動送風機のエアガイド付近の断面を拡大して示したものである。複数の静翼9間で形成されるディフューザ通路10の底面11の断面は、外周方向に傾斜して
おらず、回転軸に対して垂直となっている。しかしながら、ディフューザ通路10の入口から出口にかけてはその流れの方向に従って、下方傾斜している。さらに、静翼9の高さについても、ディフューザ通路10の底面11と同じく、気流の流れる方向に下方傾斜している。また、静翼9とファンケース5との間に樹脂製のフタ体16が介在され、このフタ体16が静翼9と当接する面についても同様に、流れの方向に従って下方傾斜し、静翼9の上端と間で隙間の発生なきよう、同じ傾斜で構成されている。加えて、前記樹脂製のフタ体16と、静翼9との間で形成されるコーナ部には、フタ体16側にRが設けられるとともに、静翼9と底面11との間のコーナ部にもRが設けられている。
FIG. 4 is an enlarged view of a section near the air guide of the electric blower of the present invention. The cross section of the
以上のような構成のもとで、動作を説明する。電動送風機1に電圧が印加されると、ロータ3の回転により、回転軸6に直結されたインペラ4が回転し、気流を発生する。発生した気流は、インペラ4の外周より排出され、エアガイド7に突入する。気流はエアガイド7に設けられた複数の静翼9で区切られたディフューザ通路10を通り、前記流れ変更部14で流れを180度変え、エアガイド7の裏面に流れ込み、戻り通路15を通過する。その後、モータ1内部を冷却しながら下流方向へ流れ、ブラケット12に設けられた排気口13より排出される。本発明の実施の形態では、底面11がディフューザ通路10の入口から出口にかけてはその流れの方向に従って、下方傾斜しているのに加え、静翼9の高さおよび樹脂製のフタ体16の当接面についても、気流の流れる方向に下方傾斜しているため、通路断面の略長方形のアスペクト比が維持され、断面が縦長に成りすぎて気流の分布が乱れ、流体損失を増大するといったことがないような構成となっている。さらに、前記樹脂製のフタ体16と、静翼9との間で形成されるコーナ部、および静翼9と底面11との間のコーナ部にもRが設けられているので、気流の流れもスムーズになり、通路損失がさらに低減される。静翼9の上部にファンケース5ではなく樹脂製のフタ体16を介在させたことにより、加工性もよく、静翼9との気密性も、より向上できる。
The operation will be described with the above configuration. When a voltage is applied to the
このように本実施の形態によれば、エアガイドのディフューザ通路での流体損失を抑え、圧力回復率を高めた電動送風機が実現できるため、高い空気性能をもつ電気掃除機を提言できるものである。 As described above, according to the present embodiment, since an electric blower that suppresses fluid loss in the diffuser passage of the air guide and increases the pressure recovery rate can be realized, a vacuum cleaner having high air performance can be proposed. .
以上のように、本発明にかかる電動送風機とそれを用いた電気掃除機は、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。 As described above, since the electric blower according to the present invention and the electric vacuum cleaner using the electric blower can improve the efficiency of the electric blower and the suction work rate of the electric vacuum cleaner, the household electric appliance using the electric blower It can be applied to a wide range of applications such as industrial equipment.
1 電動送風機
2 ステータ
3 ロータ
4 インペラ
5 ファンケース
6 回転軸
7 エアガイド
8 吸気ガイド
9 静翼
10 ディフューザ通路
11 底面
12 ブラケット
13 排気口
14 流れ変更部
15 戻り通路
16 フタ体
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