JP7213063B2

JP7213063B2 - 軸流ブロワ

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Publication number: JP7213063B2
Application number: JP2018209409A
Authority: JP
Inventors: 賢司鈴木
Original assignee: Yamabiko Corp
Current assignee: Yamabiko Corp
Priority date: 2018-11-07
Filing date: 2018-11-07
Publication date: 2023-01-26
Anticipated expiration: 2038-11-07
Also published as: EP3650701B1; JP2020076355A; US11371514B2; EP3650701A1; US20200137966A1

Description

本発明は、軸流ブロワに関する。

高速の空気流を吐出して落ち葉や塵埃を吹き飛ばすための軸流ブロワ（送風機）は、送風路が形成されたハウジングと、送風路内に配置されたモータケースと、モータケース内に収容されたモータと、モータの駆動部に連結された送風ファンと、を備えている。このような軸流ブロワでは、モータの駆動力によって送風ファンが回転することで、送風路の吸込口から吐出口に向けて空気流が生じるように構成されている。

従来の軸流ブロワとしては、ハウジングの壁部に通気孔を形成して、外気を送風路に取り入れているものがある（例えば、特許文献１参照）。また、他の軸流ブロワとしは、モータケースに通気孔を形成し、モータケース内と送風路とを連通させることで、モータを冷却するように構成されているものがある（例えば、特許文献２参照）。

特許第６３６８６１６号公報米国特許第９７３７１８２号明細書

前記した従来の軸流ブロワにおいて、外気を送風路に取り入れる構成では、モータケース内のモータの冷却効果を期待することが難しい。また、モータケースに通気孔を形成した軸流ブロワでは、高速の空気流が生じている送風路内からモータケース内に空気が入り込み難いため、モータの冷却効果が低いという問題がある。

本発明は、前記した問題を解決し、送風路内に配置されたモータケース内のモータを効果的に冷却できる軸流ブロワを提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、軸流ブロワであって、吸込口および吐出口が形成されるとともに、前記吸込口から前記吐出口に通じる送風路が形成されたハウジングを備えている。また、前記軸流ブロワは、前記送風路内に配置されたモータケースと、前記モータケース内に収容されたモータと、を備えている。また、軸流ブロワは、前記モータの駆動部に連結され、前記モータの駆動力によって前記送風路内で回転することで、前記吸込口から前記吐出口に向けて送風する送風ファンと、前記送風路の外側と前記モータケースの内側との間に介設された通気路と、を備えている。前記モータケースには、前記送風路に通じる流出孔が形成され、前記ハウジングの外部空間と前記モータケースの内部空間とは、前記通気路により連通されている。また、前記ハウジングには、前記モータの駆動を制御する制御装置が収容された制御ケースと、前記制御ケース内に連通している案内路と、が形成され、前記制御ケースに前記外部空間に通じる流入孔を形成し、前記案内路は前記通気路に連通している。

本発明の軸流ブロワでは、送風ファンが回転して送風路内に空気流が生じると、送風路内がモータケース内よりも低圧となり、モータケース内の空気が流出孔から送風路に吸い出される。これにより、モータケース内に吸気作用が生じるため通気路を通じて、モータケース内に外気が取り込まれる。また、モータケース内では、通気路から流出孔に向けて空気が流れて、この空気流によってモータが冷却される。さらに、モータケース内の空気は、流出孔から送風路に流出し、送風路内の空気流として利用できる。

本発明の軸流ブロワでは、外気を確実かつ効率良くモータケース内に導くとともに、モータケース内に空気流が生じるため、モータを効果的に冷却できる。

本発明の実施形態に係る軸流ブロワを示した全体斜視図である。本発明の実施形態に係る軸流ブロワを示した図１のII－II断面図である。本発明の実施形態に係る軸流ブロワのモータケースおよび送風ファンを示した分解斜視図である。本発明の実施形態の変形例を示した図で、モータの上流側に通気路を開口するとともに、下流側に流出孔を開口した構成の断面図である。本発明の実施形態の変形例を示した図で、モータケース内に内部ファンを設けた構成の断面図である。

本発明の実施形態の一例について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態の軸流ブロワ１は、図１に示すように、吸込口１５から吐出口１６に通じる送風路１７が形成されたハウジング１０を備えている。また、ハウジング１０内には、図２に示すように、モータケース２０と、モータ３０と、モータ３０に連結された送風ファン４０と、送風路１７内に配置された前後の整流板６１，６２と、が設けられている。

軸流ブロワ１では、モータ３０の駆動力によって送風ファン４０が送風路１７内で回転することで、吸込口１５から吐出口１６に向けて高速の空気流が発生し、その空気流が吐出口１６から外部に排出される。
作業者は、図１に示す軸流ブロワ１を持った状態で吐出口１６から空気流を地面に吹き付けることで、落ち葉や塵埃を吹き飛ばすことができる。

ハウジング１０は、本体部１１と、本体部１１から前方に突出した吹出管１２と、を備えている。
本体部１１は、後端面および前端面が開口している樹脂製の箱体である。本体部１１内には、図２に示すように、前後方向に延びている吸込管１３が形成されている。吸込管１３の後端部は、本体部１１の後端面に開口しており、吸込口１５を構成している。

吹出管１２は、前後方向に延びている樹脂製の円筒状の部材である。吹出管１２の後部は、本体部１１の前側の開口部に挿入されている。吹出管１２の前部は、本体部１１の前側の開口部から前方に突出している。吹出管１２の前側の開口部は、吐出口１６を構成している。吐出口１６の開口面積は、吸込口１５の開口面積よりも小さく形成されている。

吹出管１２と吸込管１３とは、前後二つの外筒体５１，５２を介して連結されている。両外筒体５１，５２は、樹脂製の円筒状の部材であり（図３参照）、吹出管１２の後端部および吸込管１３の前端部と同径に形成されている。

前側の外筒体５１の前縁部は、吹出管１２の後縁部に連結されている。また、後側の外筒体５２の前縁部は、前側の外筒体５１の後縁部に連結されている。また、後側の外筒体５２の後縁部は、吸込管１３の前縁部に連結されている。

そして、吹出管１２、両外筒体５１，５２および吸込管１３の内部空間によって送風路１７が形成されている。送風路１７は、吸込口１５から吐出口１６に亘って前後方向に延びている通気路である。

モータケース２０は、ハウジング１０内に配置されている樹脂製の容器である。モータケース２０は、前側ケース２１および後側ケース２２を備えている。

前側ケース２１は、円筒状の部材であり、送風路１７の中心部に配置されている。前側ケース２１の後端面は円形に開口し、前端部は円錐形状に閉塞されている。
前側ケース２１は、前側の外筒体５１の中心部に配置されている。前側ケース２１の前部は、外筒体５１よりも前方に突出している。前側ケース２１は、図３に示すように、複数の前側の整流板６１によって外筒体５１に支持されている。

前側の整流板６１は、前側の外筒体５１の内面と、前側ケース２１の外面との間に介設されている。整流板６１は、送風路１７の径方向に延びている樹脂製の板状の部材である。整流板６１の内端部は前側ケース２１の外周面に接続されている。また、整流板６１の外端部は外筒体５１の内周面に接続されている。整流板６１は、送風路１７の内面と、モータケース２０の外面との間に介設されている支持部材である。

整流板６１は、送風路１７内の空気流を整流するものである。本実施形態では、複数の整流板６１が外筒体５１の周方向に等間隔に配置されている。
前側ケース２１、各整流板６１および外筒体５１は一体成形された一つの部品である。

図２に示すように、一つの整流板６１の内部には、ハウジング１０の外部空間（送風路１７の外側）に通じる通気路６５が形成されている。また、通気路６５は、前側ケース２１の壁部を貫通して、前側ケース２１の内部空間（モータケース２０の内側）に通じている。
このように、外筒体５１の外部空間と、前側ケース２１の内部空間とは通気路６５を通じて連通している。

図３に示すように、通気路６５が形成された整流板６１の前側の略半分は、外筒体５１の一部および前側ケース２１の一部と共に着脱自在に形成されている。そして、整流板６１の前側の略半分を取り外すことで、通気路６５を開くことができる。
また、本実施形態の軸流ブロワ１では、整流板６１が複数の部品で形成されているが、単一の部品で形成してもよい。その場合、比較的簡単に製造（成型）するために、成形金型が通気路６５の延長方向（前側ケース２１の径方向）に離型できるように形成してもよい。

本実施形態の軸流ブロワ１では、図２に示すように、後側ケース２２が前側ケース２１の後方に配置されている。後側ケース２２と前側ケース２１とは、前後方向に間隔を空けて配置されている。後側ケース２２は、複数の後側の整流板６２によって後側の外筒体５２の中心部に支持されている。
後側ケース２２は、後部が半球面で閉塞され、前端面は円形に開口している。また、後側ケース２２の前縁部には、複数の流出孔２６が径方向に貫通している。

後側の整流板６２は、図３に示すように、前側の整流板６１と同様に、外筒体５２（送風路１７）の内面と、後側ケース２２の外面との間に介設された支持部材である。本実施形態の後側ケース２２、各整流板６２および外筒体５２は、一体成形された一つの部品である。

モータ３０は、図２に示すように、電動式モータであり、モータケース２０内に収容されている。モータ３０は、駆動部３１および固定部３３を備えている。
駆動部３１は、円筒状のケース内にマグネットなどの各種部品が収容されたものである。駆動部３１のケースの前端面および後端面は開口している。駆動部３１に対して軸部３２が動作不能に固定されている。
固定部３３は、駆動部３１内のマグネットに囲まれたコイルを有するステータである。固定部３３の前端部は、駆動部３１の前端部よりも前方に突出している。
モータ３０では、固定部３３のコイルに電流が供給されると、駆動部３１が軸部３２の軸回りに回転するように構成されている。

固定部３３は、前側ケース２１内に固定されている。固定部３３を前側ケース２１内に固定した状態では、駆動部３１の前部は前側ケース２１内に配置され、駆動部３１の後部は前側ケース２１よりも後方に向けて突出している。
固定部３３には、複数の開口部３３ａが前後方向に貫通している。駆動部３１の内部空間と、前側ケース２１の内部空間とは、固定部３３の各開口部３３ａを通じて連通している。

送風ファン４０は、前側ケース２１と後側ケース２２との間に配置されている。送風ファン４０は、連結部４１と、複数の翼部４２と、を備えている。
連結部４１は、円板状の部材である。連結部４１の前面には、モータ３０の駆動部３１の前部が挿入される円形の窪み部が形成されている。そして、連結部４１に駆動部３１を嵌め合わせることで、連結部４１は駆動部３１の前部に固定されている。
また、連結部４１の円筒部４１ａは、前側ケース２１および後側ケース２２に対して回転しつつ、前側ケース２１および後側ケース２２の間の中間ケースとして、モータケース２０の一部を形成している。
また、連結部４１には、図３に示すように、複数の開口部４１ａが前後方向に貫通している。駆動部３１の内部空間と、後側ケース２２の内部空間とは、連結部４１の各開口部４１ａを通じて連通している。

本実施形態の軸流ブロワ１では、連結部４１の外周面に複数の翼部４２が配置されている。モータ３０を駆動させ、駆動部３１および送風ファン４０を軸部３２に対して回転させると、送風路１７内で各翼部４２が後方から前方に向けて送風する。
軸流ブロワ１では、図２に示すように、モータ３０の駆動力によって送風ファン４０が送風路１７内で回転すると、吸込口１５から吐出口１６に向けて高速の空気流が生じる。

軸流ブロワ１では、モータケース２０内において、前側ケース２１の通気路６５と、後側ケース２２の流出孔２６との間にモータ３０が配置されている。そして、前側ケース２１の内部空間と、後側ケース２２の内部空間とは、固定部３３の各開口部３３ａ、駆動部３１の内部空間および連結部４１の各開口部４１ａを通じて連通している。
また、後側ケース２２の各流出孔２６は、送風ファン４０よりも吸込口１５側に配置されている。そして、後側ケース２２の内部空間と送風路１７とは各流出孔２６を通じて連通している。

軸流ブロワ１では、図１に示すように、本体部１１の上面にハンドル７０が設けられている。ハンドル７０は、前後方向に延びている円柱状の部材であり、作業者が把持する部位である。ハンドル７０の前端部および後端部は、本体部１１の上面に固定されている。ハンドル７０の前部には、作業者が把持した状態で、モータ３０の駆動部３１の回転を増減させるための操作手段であるスロットルレバー７１が設けられている。

軸流ブロワ１によって落ち葉や塵埃を吹き飛ばす場合には、作業者は手でハンドル７０を把持して、軸流ブロワ１を携帯する。そして、ハンドル７０のスロットルレバー７１を操作して、送風ファン４０を回転させることで、送風路１７内に高速の空気流を生じさせ、吐出口１６から空気流を地面に吹き付ける。

軸流ブロワ１の本体部１１には、制御ケース８０と、制御ケース８０内に連通している案内路９０と、が形成されている。
制御ケース８０は、ハンドル７０の後端部に形成されている。制御ケース８０の左側の壁部には、複数の流入孔８１が貫通している。これにより、制御ケース８０の内部空間と外部空間（大気）とが各流入孔８１を通じて連通している。

制御ケース８０内には、モータ３０の駆動を制御する制御装置８５が収容されている。制御装置８５は、基板に各種の電子部品を取り付けたものである。制御装置８５には、外部電源に接続される電源ケーブル（図示せず）が接続されている。また、制御装置８５とスロットルレバー７１とは、ハンドル７０内に通した信号ケーブル（図示せず）によって接続されている。

制御装置８５には、モータ３０に接続される給電ケーブル（図示せず）が接続されている。この給電ケーブルは、図２に示す整流板６１内の通気路６５を通じて、モータケース２０内のモータ３０に接続されている。なお、給電ケーブルを通気路６５内に通す場合には、整流板６１の前側の略半分を外して、通気路６５内に給電ケーブルを入れることができる。

案内路９０は、図１に示すように、ハウジング１０の右側の壁部に形成されており、一端（後側の端部）は制御ケース８０内に連通している。また、案内路９０の他端（前側の端部）は、図２に示すように、通気路６５に連通している。

軸流ブロワ１では、制御ケース８０の各流入孔８１（図１参照）、制御ケース８０の内部空間、案内路９０および通気路６５を通じて、外部空間（大気）とモータケース２０の内部空間とが連通している。

軸流ブロワ１では、送風ファン４０が回転して送風路１７内に高速の空気流が生じると、送風路１７内がモータケース２０内よりも低圧となり、モータケース２０内の空気が各流出孔２６から送風路１７に吸い出される。
なお、送風路１７内に空気流が生じると、送風ファン４０の下流側（吐出口１６側）よりも上流側（吸込口１５側）が低圧領域となる。軸流ブロワ１では、送風ファン４０の上流側にモータケース２０の各流出孔２６が配置されているため、モータケース２０内の空気が送風路１７に効率良く吸い出される。
この場合に、送風路１７の軸断面積が、送風路１７の低圧の大きさに影響を与えるので、軸断面積が小さくなる後側ケース２２の領域に流出孔２６を設けるとよい。また、流出孔２６の開口方向が、送風路１７の低圧の大きさに影響を与えるので、送風路１７の空気流に垂直な方向に開口させるとよい。

モータケース２０内の空気が送風路１７に吸い出されると、モータケース２０内に吸気作用が生じる。これにより、図１に示す制御ケース８０の各流入孔８１から制御ケース８０の内部空間に外気が吸い込まれる。これにより、制御ケース８０内の制御装置８５が外気によって冷却される。

さらに、制御ケース８０の空気は、図２に示すように、案内路９０および通気路６５を通じて、モータケース２０の前側ケース２１内に空気が流入する。
そして、前側ケース２１内に流入した空気は、駆動部３１内を通じて、後側ケース２２に流れる。このとき、駆動部３１内を流れる空気によってモータ３０が冷却される。

後側ケース２２に流入した空気は、各流出孔２６から送風路１７内の低圧領域に流出して、送風路１７内の空気流に合流する。このように、モータケース２０内に流入した外気を送風路１７内の空気流として効率良く利用できる。

以上のように、本実施形態の軸流ブロワ１では、外気を確実かつ効率良くモータケース２０内に導くとともに、モータケース２０内に空気流が生じるため、モータ３０を効果的に冷却できる。

また、本実施形態の軸流ブロワ１では、送風路１７内の空気流を整流するための整流板６１によってモータケース２０を支持しており、その整流板６１の内部にモータケース２０内に通じる通気路６５が形成されている。この構成では、ハウジング１０内の構造を簡素化しつつ、外気を確実にモータケース２０内に導くことができる。

以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
本実施形態の軸流ブロワ１では、図１に示すように、外気を制御ケース８０および案内路９０を通じて通気路６５に取り入れているが、本発明の参考例としては、案内路９０を設けることなく、外気を通気路６５に取り込むように構成してもよい。

本実施形態の軸流ブロワ１では、図２に示すように、整流板６１によってモータケース２０が送風路１７内に支持されているが、モータケース２０を送風路１７内に支持するための支持部材の構成は限定されるものではない。

本実施形態のモータケース２０では、モータ３０に対して送風路１７の空気流の下流側に通気路６５が開口するとともに、上流側に流出孔２６が開口し、通気路６５と流出孔２６との間に送風ファン４０が配置されている。しかしながら、図４に示すように、モータ３０に対して送風路１７の空気流の上流側に通気路６５が開口するとともに、下流側に流出孔２６が開口し、送風ファン４０をモータ３０および流出孔２６よりも下流側に配置してもよい。

図５に示すように、モータ３０の駆動部３１の後端面に内部ファン３４を設け、モータ３０の駆動力によって内部ファン３４が後側ケース２２内で回転することで、内部ファン３４が後方に向けて送風するように構成してもよい。この構成では、後側ケース２２の後部に流出孔２６を形成し、流出孔２６から送風路１７内の低圧領域に空気を効率良く流出させることができる。また、回転する連結部４１の開口部４１ａを空気が通過する際に、連結部４１の回転による空気抵抗を低減し、空気の流れを補助するために、内部ファン３４を設けてもよい。
なお、図５の構成では、駆動部３１の後端面に内部ファン３４が直接設けられているが、内部ファンの構成は限定されるものではなく、駆動部３１とは別体に内部ファンを設け、軸部材などの連結部材によって、内部ファンを駆動部３１に接続してもよい。

１軸流ブロワ
１０ハウジング
１１本体部
１２吹出管
１３吸込管
１５吸込口
１６吐出口
１７送風路
２０モータケース
２１前側ケース
２２後側ケース
２６流出孔
３０モータ
３１駆動部
３２軸部
３３固定部
３４内部ファン
４０送風ファン
４１連結部
４２翼部
５１前側の外筒体
５２後側の外筒体
６１前側の整流板
６２後側の整流板
６５通気路
７０ハンドル
７１スロットルレバー
８０制御ケース
８１流入孔
８５制御装置
９０案内路

Claims

吸込口および吐出口が形成されるとともに、前記吸込口から前記吐出口に通じる送風路が形成されたハウジングと、
前記送風路内に配置されたモータケースと、
前記モータケース内に収容されたモータと、
前記モータの駆動部に連結され、前記モータの駆動力によって前記送風路内で回転することで、前記吸込口から前記吐出口に向けて送風する送風ファンと、
前記送風路の外側と前記モータケースの内側との間に介設された通気路と、を備え、
前記モータケースには、前記送風路に通じる流出孔が形成され、前記ハウジングの外部空間と前記モータケースの内部空間とは、前記通気路により連通されており、
前記ハウジングには、
前記モータの駆動を制御する制御装置が収容された制御ケースと、
前記制御ケース内に連通している案内路と、が形成されており、
前記制御ケースには、前記外部空間に通じる流入孔が形成され、
前記案内路は、前記通気路に連通していることを特徴とする軸流ブロワ。
請求項１に記載の軸流ブロワであって、
前記流出孔は、前記送風ファンよりも前記吸込口側に配置されていることを特徴とする軸流ブロワ。
請求項１または請求項２に記載の軸流ブロワであって、
前記モータは、前記モータケース内において、前記通気路と前記流出孔との間に配置されていることを特徴とする軸流ブロワ。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の軸流ブロワであって、
前記モータケース内には、
前記モータの駆動部に連結され、前記モータの駆動力によって前記モータケース内で回転することで、前記流出孔に向けて送風する内部ファンが設けられていることを特徴とする軸流ブロワ。