JP5520550B2 - 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備え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（特開平１０−７３０８９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、回転子と固定子を有する電動機と、前記電動機の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でた風を整流する整流板と、遠心ファンと整流板を覆うケーシングによって構成される電動送風機が開示されている。前記遠心ファンの空気流入部分は、ケーシングと遠心ファンの隙間を経由して再び遠心ファンに流入する循環流を防止するために、ケーシングを遠心ファンの空気流入口と接するようにケーシングに気密シールを設けている。さらに、遠心ファンの駆動軸への取り付け面を基準として、遠心ファンの内面を切削することで回転軸と遠心ファンの空気流入口の中心を一致させるとともに、空気流入口の内面を回転軸と平行とすることで、気密シールとの接触面積を増加させ、高い気密を得ている。

また特許文献２（特開２００１−６５４９４号公報）では、遠心ファンを構成する前面プレートの空気流入口の外面が回転中心に対し一定になるように、回転中心から半径Ｒの距離で切削した外面を形成することで、遠心ファンの回転に伴う前面プレートの先端の振れに起因する気密シール部材の摩耗を少なくすることができ、気密漏れを少なくしている。

特開平１０−７３０８９号公報 特開２００１−６５４９４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、遠心ファンの空気流入口の内面を回転軸と平行とすることにより、遠心ファンが回転したときに遠心ファンの空気流入口の内面が回転中心に対し一定となることで気密性を高めている。しかし、気密シール部材と空気入口の隙間からの循環流をより防止するためには、遠心ファンの空気流入口の内面だけでなく、外面においても回転中心に対し一定とすることが重要である。

また、特許文献２に記載の技術においては、遠心ファンの回転に伴う前面プレートの先端の振れに起因する気密シール部材の摩耗は少なくなるが、遠心ファンの振れ自体を抑制するものではない。遠心ファンの振れを抑えて安定回転させるためには、前面プレートの内面と外面の面形状を対称とし、前面プレートの内面と外面に加わる圧力を等しくすることが望まれる。

本発明の目的は、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、遠心ファンの前面プレートの内面と外面の両面から加わる圧力を等しくさせることで、遠心ファンの振れを抑えた安定回転を得ることのできる電動送風機、およ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、前記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、前記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、前記前面プレートの先端側は、前記ファンケーシング側に向かい径が小さくなるよう先端に向かうに従って内周側に傾斜しており、前記前面プレートの先端部は前記シール部材に摺動可能に接触し、前記前面プレートの空気流入部分の内面と外面の両面を、前記遠心ファンの回転軸の形成方向と略平行になるように減厚、例えば切削したことにある。

本発明によれば、前記前面プレートの空気流入部分の内面と外面の両面を、前記遠心ファンの回転中心軸と平行になるように減厚、例えば切削したことにより、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、遠心ファンの前面プレートの内面と外面の両面から加わる圧力を等しくさせることで、遠心ファンの振れを抑えた安定回転を得ることのできる電動送風機、およ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。

本発明によれば、前記前面プレートの空気流入部分の内面と外面の形成方向を、前記遠心ファンの回転軸の形成方向に対して対称にしたことにより、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、遠心ファンの前面プレートの内面と外面の両面から加わる圧力を等しくさせることで、遠心ファンの振れを抑えた安定回転を得ることのできる電動送風機、およ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。

本発明の一実施例にかかる図２のＡ部の拡大図である。 本発明の一実施例にかかる電動送風機１００の断面図である。 本発明の一実施例にかかる電気掃除機の外観図を示す。

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３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２）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２を用いて掃除機本体２０１に収納された電動送風機１００の構成を説明する。図２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。図２では、電動送風機１００の回転軸１０６が上下方向となっている。電動送風機１００が掃除機本体２０１に装着される際には、電動送風機１００の回転軸１０６が掃除機本体２０１の前後方向となるように横置きに装着されてもよいし、電動送風機１００の回転軸１０６が掃除機本体２０１の上下方向となるように縦置きに装着されてもよい。

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。ファンケーシング１０２とハウジング１０１は嵌合によって固定される。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２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２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。シール固定部材１１６の断面は、略Ｌ字形状を有する。

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。

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、前面プレート１１０ａの先端部がシール部材１１５に入り込んでシール部材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。

ここで、遠心ファン１１０が安定した回転を得られずに振れを生じると、その振れが電動送風機の外郭であるハウジング１０１やファンケーシング１０２に伝わり、延いては掃除機本体２０１の振動や騒音の原因となる。よって遠心ファンの振れを抑えることは、低騒音の掃除機を構成するに当たり、重要なファクタであるといえる。

図１を用いて本発明に係る第一の実施例を説明する。図１において回転軸１０６の形成方向は、上下方向である。

前面プレート１１０ａの先端側は、回転軸１０６に対して平行ではなく斜めに形成されている。つまり、前面プレート１１０ａの先端側は、先端に向かうに従って内周側に傾斜しており、径が小さくなっている。そして、前記前面プレート１１０ａの空気流入部分（先端部）の内面１５１ａ（内周面）と外面１５１ｂ（外周面）の両面を、前記遠心ファン１１０の回転軸１０６（図２）の形成方向と略平行になるように、前面プレート１１０ａの他の部分の厚さよりも減厚、例えば切削する。前面プレート１１０ａの先端部における減厚部分の長さは、少なくともシール部材１１５に入り込む範囲であればよい。図１では、減厚部分の長さは、シール部材１１５に入り込む範囲よりも少し長くしている。そして、この減厚部分の内面１５１ａおよび外面１５１ｂがシール部材１１５に摺動可能に密着することとなる。

これにより、遠心ファン１１０とファンケーシング１０２との間の気密性を確保しつつ、遠心ファン１１０の前面プレート１１０ａの内面１５１ａと外面１５１ｂの両面から加わる圧力を等しくさせることで、遠心ファン１１０の振れを抑えた安定回転を得ることのできる電動送風機、およ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。

前面プレート１１０ａの先端部を減厚する代わりに、前面プレート１１０ａの先端部が遠心ファン１１０の回転軸１０６の形成方向と略平行になるように前面プレート１１０ａの先端部を折り曲げてもよい。また、内面１５１ａと外面１５１ｂの形成方向は、回転軸１０６の形成方向に対して対称であればよい。よって、内面１５１ａと外面１５１ｂの形成方向は、図１に示すように回転軸１０６の形成方向に対して略平行であってもよいし、回転軸１０６の形成方向に対して同一角度だけ傾斜してもよい。つまり、前面プレート１１０ａの先端部の断面は、図１に示すように四角形状だけでなく、二等辺三角形状でもよいし、台形状であってもよい。また、内面１５１ａおよび外面１５１ｂは、図１に示すように平面であってもよいし、湾曲または屈曲してもよい。

１００ 電動送風機
１０１ ハウジング
１０２ ファンケーシング
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 気密シール

Claims (2)

1. 回転子及び固定子を有する電動機と、前記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、前記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、
   前記前面プレートの先端側は、前記ファンケーシング側に向かい径が小さくなるよう先端に向かうに従って内周側に傾斜しており、
   前記前面プレートの先端部は前記シール部材に摺動可能に接触し、
   前記前面プレートの空気流入部分の内面と外面の両面を、前記遠心ファンの回転軸の形成方向と略平行になるように減厚したことを特徴とする電動送風機。
2. 請求項１に記載の電動送風機を備えた電気掃除機。

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