JPH04234A

JPH04234A - 電動送風機

Info

Publication number: JPH04234A
Application number: JP9735990A
Authority: JP
Inventors: Shigenori Sato; 繁則佐藤; Koji Iwase; 幸司岩瀬; Yoshitaro Ishii; 石井　吉太郎; Fumio Joraku; 文夫常楽; Hisanori Toyoshima; 久則豊島
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-04-12
Filing date: 1990-04-12
Publication date: 1992-01-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は電動送風機に係り、特に電気掃除機に使用され
ファン騒音の低減化を図った電動送風機に関する。

〔従来の技術〕

一般に、電気掃除機に使用される電動送風機は、特開昭
６２−２３７０９９号公報に記載されているように、電
動機の回転軸にファンが直結され、該ファンの回転によ
り生じる空気流をエアガイドを介して電動機内部に導入
し、この空気流で電動機内の一ロータ、ステータおよび
コイルなどを冷却するようになっている。

ところで、このような電動送風機は、ファンが非常に高
速で回転するためファンから大きな騒音が発生する。こ
の騒音を低減させるために、従来の電動送風機では電動
機のハウジング側面に防音筒が形成され、その防音筒内
に厚さ２０ｍｍ程度の通気性の吸音材が設けられている
。すなわち、エアガイドから電動機内部に入ったファン
騒音は。

ロータ、ステータ間を通り、更にハウジング側面の排気
口を介して防音筒内に入り、防音筒内を通過するとき吸
音材により吸音される構成となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来技術では、吸音材の厚さが２０
ＩＩｅ程度しかないために十分な吸音効果が期待できな
い。すなわち、電動送風機内部の消音機構の減音特性は
ローパス形の特性を示し易く、また、ハウジング壁の透
過損失もローパス形の特性を示し易いため、電動送風機
では主として２ＫＨｚ以下の低周波帯域での騒音が問題
となる。

ところが、厚さ２０ｍｍ程度の吸音材の吸音率は、２Ｋ
Ｈｚ以上の高周波帯域では高いが、２ＫＨｚ以下の低周
波帯域では低いのが一般的であり、上記厚さの吸音材で
十分な吸音を行うことは困難である。

そこで、吸音材の厚さを増加したり長さを長くしたりし
て、低周波帯域での吸音材の吸音率を高くすることが考
えられている。しかし、このように吸音材の使用量を増
やすことは、電動送風機本体が大形化して高価格になる
だけでなく、防音筒内の通路が狭くなって通気損失が増
大し、吸込性能が低下するという問題が生じる。また、
ブラシとコンミテータ間で発生する火花により吸音材が
発火し易くなるので、防火上からも好ましいことではな
い。

本発明の目的は、吸音材を用いることなく、高周波帯域
および低周波帯域での騒音を低減することができる電動
送風機を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、ハウジング内に
ロータとステータなどが内蔵された電動機と、ファンケ
ーシング内に収納され前記電動機の回転軸に直結された
ファンとを備え、該ファンを前記電動機で回転させるこ
とにより生じる空気流を前記ハウジング内に導入して前
記ロータやステータなどを冷却する電動送風機において
、前記ハウジング内の空気流を外部へ排出する排気口を
ハウジング端面に設け、通路断面積がどの位置でも一様
な枠体を前記排気口に接続したことを特徴とするもので
ある。

この場合、前記枠体を、前記ハウジング端面に垂直方向
に設けたり、径方向に設けたり、周方向に設けたり、ま
たはハウジング外周面に設けたりするのが良い。

〔作用〕

上記構成によれば、ファンからの空気流はハウジング内
に流入して、ロータやコイルなどを冷却した後、ハウジ
ング端面の排気口を介して枠体内に入り、更に外気へと
流れる。

一方、ファンで発生した騒音は、ハウジング内を通過し
て排気口、枠体を介して外気へと伝わる。

ファン以降の流路を一種の音響フィルタとして考えると
、低周波帯域は集中定数範囲となり、音響特性は一般に
共振周波数ｆｏをアンダーピーク（このときの減音量は
１となり、音が増幅される）とした周波数特性となる。

ここで、ファンから排気口までの流路容積をＶとし、枠
体の通路断面積をＳ、その長さをＱとし、定数をＣとす
ると、共振周波数ｆｏは次式で求められる。

この共振周波数ｆｏの位置を低周波側へ移行することが
できれば、低周波帯域での騒音を低減することが可能で
ある。そこで、本発明では、枠体の通路断面積Ｓを一様
として通路長さＱを長くすることにより、共振周波数ｆ
ｏを低周波側へ移行させ、低周波帯域での騒音を低減さ
せている。

また、枠体をハウジング端面に垂直方向に設けると電動
送風機の軸方向高さが大きくなってしまう欠点がある。

そこで、枠体をハウジング端面に径方向又は周方向に設
けることにより、上記欠点を解消できる。なお、周方向
に設けた場合は、枠体の通路長さを大きく確保すること
ができ、共振周波数ｆｏを一層低周波側へ移行すること
ができ、低周波帯域での騒音低減により一層効果的であ
る。

さらに、枠体をハウジング外周面に設けると、枠体によ
って形成される通路を多数設けることが可能となり、通
路断面積、通路長さおよび通路の個数を色々と変えるこ
とにより、音響特性を容易に変更することができる。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例を図面に従って説明する。

（第１実施例）第１図および第２図は本発明の第１実施例を示している
。第１図は電動送風機の正面図を、第１図はその平面図
をそれぞれ示し、両図とも一部が断面で表わされている
。電動送風機は送風機１と電動機２とから構成されてい
る。電動機２のハウジング３の内部には、回転軸１１に
固定されたロータ４と、両側にコイル１７ａ、１７ｂを
有するステータ１８とが配設されている。ハウジング３
の端面中央には軸受保持部３ａが形成され、この軸受保
持部３ａに回転軸１１の一端を軸支する軸受５ａが設け
られている。またハウジング３の端面には排気口３ｂが
形成され、通路断面積がどの位置でも一様な排気通路６
ａを有する枠体６が排気口３ｂにネジ等で固定されてい
る。

ハウジング３の端面の反対側にはエンドブラケット７が
設けられ、このエンドブラケット７を介して送風機１と
電動機２が接続されている。エンドブラケット７は、そ
の中央の軸受保持部７ａと外周の平面部７ｂとから構成
され、平面部７ｂには、送風機１からの空気流を電動機
２内へ導入するための吸気口８が形成されている。軸受
保持部７ａには回転軸１１の他端を軸支する軸受５ｂが
設けられている。またエンドブラケット７にはデイフユ
ーザ９が配置され、その上流側にファン１０がナツト１
２により回転軸１１に固定されている。そして、ファン
１０およびデイフユーザ９は、エンドブラケット７の外
周に圧入固定されたファンケーシング１３に覆われてい
る。なお、ファンケーシング１３の中央部にはファンケ
ーシング１３内に空気を流入するための吸込口１６が形
成されている。

デイフユーザ９は、ファン１０の外周延長上に形成され
た複数のデイフユーザ翼１４と、その背面側に形成され
た戻り案内羽根１５とから構成され、戻り案内羽根１５
は、エンドブラケット７とともに空気流を吸気口８まで
導く戻り通路１５ａを形成している。

なお、枠体６は、ハウジング３の内側に設けることも可
能である。

次に本実施例に示した電動送風機についてその動作を説
明する。

電動機２を能動してファン１ｏを回転させると、図中の
矢印で示すように、吸込口１６からファンケーシング１
３内に空気が流入し、空気流はファン１０から吐出され
てデイフユーザ翼１４間を通過し、その外周部で流れ方
向が変換され、更に戻り通路１５ａを通過し、吸気口８
を介して電動機２のハウジング３内へ導入される。ハウ
ジング３内へ導入された空気流は、ロータ４を冷却する
とともに、ステータ１８とハウジング３内面とで形成さ
れる空気通路を通り、コイル１７ａ、１７ｂを冷却して
、ハウジング３端面上の排気口３ｂを介して排気通路６
ａ内へ流れ、更に外気へと排出される。この場合、排気
口３ｂはハウジング３の端面に設けられているので、空
気流はハウジング３の端面内側まで流れるので、従来、
冷却しにくかったコイル１７ｂを十分に冷却することが
できる。

また、ファン１０で発生した騒音は、デイフユーザ９、
戻り通路１５ａおよびハウジング３内で圧縮・膨張を繰
り返しながら、ハウジング３端面上の排気口３ｂから排
気通路６ａを通って外気へ出る。

このとき、第３図のように、ファン１０以降の流路を消
音器とみなして、電動機２の容積をＶとし、枠体６の通
路長さをＱ、通路断面積をＳとして音響系を考えると、
第４図に示すように共振周波数ｆｏをアンダーピークと
する音響特性が得られ、定数をＣで表わせば共振周波数ｆｏは次
式を与えられる。

このことは、一定の通路断面積Ｓを有する枠体６の通路
長さによって、共振周波数ｆｏを低周波側へ移行できる
ことを示している。

第５図は電動送風機の騒音を１／３オクタ一ブ分析した
結果を示す図である。折れ線Ａは本実施例の電動送風機
の場合であり、折れ線Ｂは従来の電動送風機（排気口だ
けで枠体が設けられていない）の場合である。この結果
より、４００ＨｚからＩＫＨｚ間の低周波帯域で騒音が
７〜１５ｄＢ低下しており、枠体６を付加したことによ
り共振周波数ｆｏが低周波側へ移行したことが分かる。

また、第５図に示すように、２ＫＨｚ以上の高周波帯域
でも騒音が低下している。これは枠体６によって、電動
送風機のもつ空間の音響フィルタとしての特性が変化し
たためであり、必ずしもこのように高周波帯域の騒音が
低下するとは限らない。しかし、枠体６によって高周波
帯域の特性も若干変更できるという利点は持っている。

なお。

高周波成分の特性変化については、電動送風機の場合は
複雑であるので解析は困難であるが、断面の膨張収縮に
よるものであり、枠体６の通路長さＱにより、その反射
波の干渉状態が変化したために、本実施例の場合は高周
波帯域での騒音が低下したものと考えられる。

本実施例の電動送風機は、従来のものに比べて騒音レベ
ルを５ｄＢ低減することができた。

また、電動送風機を掃除機本体に搭載して騒音分析を行
った結果を第６図に示す。折れ線Ａは本実施例の電動送
風機を搭載した場合であり、折れ線Ｂは第５図と同じ従
来の電動送風機を搭載した場合である。この結果より、
低周波帯域で騒音レベルが２〜３ｄＢ低下しており、オ
ーバーオール値で約３ｄＢ低減していることが分かる。

（第２実施例）第７図および第８図は本発明の第２実施例を示している
。第７図および第８図に示した電動送風機では、ハウジ
ング３の端面上に排気口３ｂが設けられ、枠体１９とハ
ウジング３の外面により一様な通路断面積に形成された
排気通路１９ａが排気口３ｂに接続され、かつ排気通路
１９ａはハウジング３の端面上に径方向に設けられてい
る。

本実施例によれば、ステータ１８とハウジング１８との
間の空気通路を通った空気流は、ハウジング３の端面内
側で流れ方向が電動機中心軸方向へ変えられ、排気口３
ｂを介して排気通路１９ａ内へ流れる。このとき、排気
口３ｂの手前で空気流はコイル１７ｂの外面に沿って流
れ、また排気口３ｂの直後で空気流は軸受保持部３ａに
当るため、コイル１７ｂと軸受保持部３ａを空気流によ
り十分に冷却することができる。

（第３実施例）第９図および第１０図は本発明の第３実施例を示してい
る。第９図および第１０図に示した電動送風機では、ハ
ウジング３の端面上に排気口３ｂが設けられ、枠体２０
とハウジング３の外面により一様な通路断面積に形成さ
れた排気通路２０ａが排気口３ｂに接続され、かつ排気
通路２０ａはハウジング３の端面上に周方向に設けられ
ている。

本実施例によれば、排気通路２０ａの長さＱを長くする
ことができるので、共振周波数ｆｏを更に低周波側へ移
行することができ、低周波帯域の騒音をより一層低減す
ることが可能である。

なお、第２実施例および第３実施例では、枠体１９およ
び２０がハウジング３の端面に沿って設けられているの
で、電動送風機の軸方向高さを大きくしなくて済み、電
動送風機の大形化を防ぐことができる。

（第４実施例）第１１図および第１２図は本発明の第４実施例を示して
いる。第１１図および第１２図に示した電動送風機では
、ハウジング３の端面上に排気口３ｂが設けられ、枠体
２１とハウジング３の外面により一様な通路断面積に形
成された排気通路２１ａが排気口３ｂに接続され、かつ
排気通路２１ａがハウジング３の外周面に軸方向に沿っ
て設けられている。

本実施例によれば、枠体２１とハウジング３を圧入固定
法で組立ることができるので、ネジ等が不要となり、生
産性が向上するとともに、排気通路２１ａと外部との気
密もとり易い。また枠体２１の通路断面積・通路長さ、
または排気通路２１ａの個数を変更することにより、電
動送風機の音響特性を変更することが可能である。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の電動送風機によれば、騒
音低減が困難であった低周波帯域での騒音を低減するこ
とができる。

また排気通路内は何も設けられておらず空洞のままなの
で、通気損失が少なく吸込性能の低下を防ぐことができ
るとともに、可燃物が存在しないため防火の点でも都合
がよい。

さらに、枠体をハウジング外面に設けるだけなので、構
造が簡単でコスト的に有利であるとともに、電動送風機
のコンパクト化にも寄与している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示し電動送風機の一部断
面を含む正面図、第２図は第１図の電動送風機の一部断
面を含む平面図、第３図は電動送風機を簡略化して示し
た模式図、第４図は騒音低減の原理を説明する説明図、
第５図は電動送風機についての騒音分析結果を示す線図
、第６図は電動送風機を搭載した掃除機についての騒音
分析結果を示す線図、第７図は本発明の第２実施例を示
し電動送風機の一部断面を含む正面図、第８図は第７図
の電動送風機の一部断面を含む平面図、第９図は本発明
の第３実施例を示し電動送風機の−部所面を含む正面図
、第１０図は第９図の電動送風機の一部断面を含む平面
図、第１１図は本発明の第４実施例を示し電動送風機の
一部断面を含む正面図、第１２図は第１１図の電動送風
機の一部断面を含む平面図である。１・・・送風機、２・・・電動機、３・・・ハウジング
、４−ｏ−タ、６，１９，２０，２１・・・枠体、６ａ
。１９ａ、２０ａ、２１ａ・・・排気通路、８・・・吸気
口、９・・・デイフユーザ、１０・・・ファン、１１・
・回転軸、１３・・・ファンケーシング、１７ａ、１７
ｂ・・・コイル、１８・・・ステータ。

Claims

【特許請求の範囲】１、ハウジング内にロータとステータなどが内蔵された
電動機と、ファンケーシング内に収納され前記電動機の
回転軸に直結されたファンとを備え、該ファンを前記電
動機で回転させることにより生じる空気流を前記ハウジ
ング内に導入して前記ロータやステータなどを冷却する
電動送風機において、前記ハウジング内の空気流を外部へ排出する排気口をハ
ウジング端面に設け、通路断面積がどの位置でも一様な
枠体を前記排気口に接続したことを特徴とする電動送風
機。２、請求項１記載の電動送風機において、前記枠体を前記ハウジング端面の外側に接続したことを
特徴とする電動送風機。３、請求項１記載の電動送風機において、前記枠体を前記ハウジング端面の内側に接続したことを
特徴とする電動送風機。４、ハウジング内にロータとステータなどが内蔵された
電動機と、ファンケーシング内に収納され前記電動機の
回転軸に直結されたファンとを備え、該ファンを前記電
動機で回転させることにより生じる空気流を前記ハウジ
ング内に導入して前記ロータやステータなどを冷却する
電動送風機において、前記ハウジング内の空気流を外部へ排出する排気口をハ
ウジング端面に設け、通路断面積がどの位置でも一様な
枠体を前記排気口に接続し、かつ該枠体を前記ハウジン
グ端面に垂直方向に設けたことを特徴とする電動送風機
。５、ハウジング内にロータとステータなどが内蔵された
電動機と、ファンケーシング内に収納され前記電動機の
回転軸に直結されたファンとを備え、該ファンを前記電
動機で回転させることにより生じる空気流を前記ハウジ
ング内に導入して前記ロータやステータなどを冷却する
電動送風機において、前記ハウジング内の空気流を外部へ排出する排気口をハ
ウジング端面に設け、通路断面積がどの位置でも一様な
枠体を前記排気口に接続し、かつ該枠体を前記ハウジン
グ端面に径方向に設けたことを特徴とする電動送風機。６、ハウジング内にロータとステータなどが内蔵された
電動機と、ファンケーシング内に収納され前記電動機の
回転軸に直結されたファンとを備え、該ファンを前記電
動機で回転させることにより生じる空気流を前記ハウジ
ング内に導入して前記ロータやステータなどを冷却する
電動送風機において、前記ハウジング内の空気流を外部へ排出する排気口をハ
ウジング端面に設け、通路断面積がどの位置でも一様な
枠体を前記排気口に接続し、かつ該枠体を前記ハウジン
グ端面に周方向に設けたことを特徴とする電動送風機。７、ハウジング内にロータとステータなどが内蔵された
電動機と、ファンケーシング内に収納され前記電動機の
回転軸に直結されたファンとを備え、該ファンを前記電
動機で回転させることにより生じる空気流を前記ハウジ
ング内に導入して前記ロータやステータなどを冷却する
電動送風機において、前記ハウジング内の空気流を外部へ排出する排気口をハ
ウジング端面に設け、通路断面積がどの位置でも一様な
枠体を前記排気口に接続し、かつ該枠体を前記ハウジン
グ外周面に設けたことを特徴とする電動送風機。８、請求項１〜７のいずれかに記載の電動送風機におい
て、前記枠体の通路断面積を前記排気口の開口面積と略同一
にしたことを特徴とする電動送風機。９、請求項１〜８のいずれかに記載の電動送風機を搭載
した電気掃除機。