JPH0759957B2 - 電動送風機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電気掃除機などに使用する電動送風機に関する
ものである。

従来の技術 従来、この種の電動送風機は特公昭52−38246号公報に
示すような構成が一般的であった。以下その構成につい
て図面を参照しながら説明する。

第５図〜６図において、モータ１の一方にエアガイド２
が設けられ、モータ１のシャフト３にはファン４が固着
されてエアガイド２の内側へおさまっている。その上方
はファンケース５で覆われ、中央部に開口5aが設けられ
ている。開口5aに対向してファン４も吸気口4aが開口
し、その外側に羽根4bが設けてある。羽根4bの上方と下
方はプレート4cと4dが設けられ、ファン４の外周に排気
口4eが形成されている。エアガイド２には案内羽根（固
定羽根）2aがファン４の外周に近接して設けられ、ファ
ン４からの空気流をエアガイド２の下方へ通じる連通路
2bへ導びくべく設けられ、連通路2bはエアガイド２の上
方から、下方、モータ１の開口1aへつづいている。

発明が解決しようとする課題 このような電動送風機は、ファン４の回転により、空気
がファンケースの開口5aから吸気口4a、ファン４内部へ
と吸い込まれ、羽根4bに押されて、排気口4eからエアガ
イド２へ、エアガイド２では案内羽根2aにより、連通路
2bへ導びかれ、エアガイド２の裏側へ回り込みモータ１
の開口1aへ流れていく。

電気掃除機などに用いる電動送風機は、小形で強い吸込
力が必要なため、高速でファン４を回転させる。このた
め、羽根4bに押された空気は非常な高速でファン４から
排出され、それが案内羽根2aの先端へぶつかる。従来の
場合、ファン４の直径は約110mm、回転数は約３万回転
毎分であり、ファン４の外周スピードは約622Km毎時と
いう高いスピードになる。これだけの高いスピードで羽
根4bにより、空気が案内羽根2aに次々とぶつかってくる
ため、案内羽根2aでは、羽根4bの枚数Ｚ×ファン４の回
転数Ｎ＝NZの周波数で騒音が発生する。従来の場合羽根
4bの枚数は６枚であり、Ｚ＝６として、NZ＝６×３万回
転毎分＝18万毎分＝3kHzの騒音が発生する。3kHzの周波
数は、人間の耳には聞こえやすい音であり、うるさいと
いう欠点があった。

これを解決するため、第７図に示すように、羽根4bの枚
数を増し（９枚）、さらに、羽根4bの中間に、短かい羽
根4fを設けて、ファン４外周での羽根枚数Ｚを多くした
ものも考えられている。この場合NZは、回転数Ｎを３万
回転毎分、Ｚを９枚×２＝18枚とすると、NZ＝18×３万
回転毎分＝54万毎分＝9kHzとなり、人の耳には聞こえに
くくなるとともに、羽根4b,4fで空気をこきざみに排出
するため、案内羽根2aへ羽根4bと4fからの空気のぶつか
る衝撃の変化（羽根の表側では、羽根に押され圧縮され
た空気が、羽根の裏側では、すこし薄めの空気が案内羽
根2aにぶつかってくるが、その空気圧の変化）が小さく
なり、音圧が低下するため、騒音値が低下する。さらに
は、モータ１から排出後、掃除機内部で吸音材にて、消
音する場合、低周波音より、高周波音の方が一般的に吸
音しやすいため、静かな電気掃除機を得ることができ
る。

ところが、これを実際に測定してみると、第８図に示す
ように、（横軸は周波数（kHz）、縦軸は音圧レベル）N
Z音以外に、NZ×1/2の騒音（約4.5kHz）が発生してお
り、しかも、そのレベルはNZ音（約9kHz）よりも高く、
耳によく聞こえる騒音である。

このように、従来の電気掃除機用電動送風機は、人の耳
によく聞える周波数のファン騒音が発生し、静かな掃除
機を得るためには、防音、消音にコストをかけねばなら
ないという欠点があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、静か
な電動送風機を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記問題点を解決するため本発明は、ファンの長い羽根
の間の外周部に短かい羽根を設け、この短かい羽根の外
周ピッチは長い羽根と同一にし、短かい羽根の内側ピッ
チを長い羽根の表側へ近寄らせたものである。

作用 上記構成により、ファン外周では、短かい羽根からも、
長い羽根からも同一の空気密度で、同一ピッチで空気が
排出されるため、案内羽根で発生する騒音はNZ音だけに
なる。従来のようなNZ×1/2音がなくなり、高周波音だ
けのため、人の耳には聞こえにくく、かつ、消音しやす
い周波数のため、静かな機器を提供することができる。

実 施 例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図〜２図において、モータ11の一方にエアガイド12
が設けられ、モータ11のシャフト13にはファン14が固着
されてエアガイド12の内側におさまっている。その上方
はファンケース15で覆われ、中央部に開口15aが設けて
ある。開口15aに対向して、ファン14には吸気口14aが開
口し、その外側に長い羽根14bが設けてある。長い羽根1
4bの上、下には前プレート（中央に吸気口14aを開口）1
4cと後プレート14bが設けられ、ファン14の外周に排気
口14eを形成している。長い羽根14bの間に短い羽根14f
が設けられ、そのピッチは、外周部で長い羽根14bの中
間に、内側で長い羽根14bの中間（細線で図示）より
も、羽根14bの表面側（回転時、羽根によって空気を押
し付ける側）へ近寄せてある。エアガイド12には案内羽
根12aがファン14の外周に近接して設けられ、ファン14
からの空気流をエアガイド12の下方へ通じる連通路12b
へ導びくべく設けられ、連通路12bはエアガイド12の上
方（ファン14側）から、下方、モータ11の開口11aへつ
づいている。

上記構成により、モータ11の運転により、シャフト13と
ともにファン14が回転する。空気はファンケース15の開
口15aから、ファン14の吸気口14aに吸い込まれ、ファン
14の内部を通って外周の排気口14eより排出される。エ
アガイド12では案内羽根12aに導びかれ、連通路12bより
エアガイド12の下方、モータ11の開口11aへ流れる。

第３図でファン14内部の空気の流れを説明すると、ファ
ン14の回転により（反時計回り）、長い羽根14b、短い
羽根14fが空気を押して、その羽根の表面に沿って空気
を外周方向へ押し出してゆく。つまり、空気は羽根の表
面（羽根の回転方向側の面）で押され、裏側は空気から
逃げてゆく運動となる。このため、空気の密度を点にて
表現すると、ファン14の吸気口付近では全体に均一だ
が、外周へ向かうほどファン14の回転による加速度で、
長い羽根14bの表面の密度が大となる。短い羽根14fの内
周部では、空気は長い羽根14bの表面で少し濃く、裏側
で少し薄くなっている。これを細線で示した長い羽根14
bと等ピッチで分割すると、短い羽根の表面側へは少し
薄い空気が流れ込み、裏側へは少し濃い空気が流れ込ん
で、ファン14の外周から排出される空気密度が短い羽根
14fの表面側と裏側では異なってしまう。これがNZ×1/2
の原因であり、本実施例はこれを防止するため、短い羽
根14fの内周（入口部）を、長い羽根14bの表面側へ近寄
せてある。このため、短い羽根14fの表面側の少し薄い
空気は多くとり込み、裏側の少し濃い空気は少なくとり
込んで、表側と裏側の取り込み空気量を同一にしてい
る。これがファン外周へ行くと、長い羽根14bの表面で
濃い、短い羽根14fの裏側で薄い、短い羽根14fの表面で
濃い、長い羽根14bの裏側で薄い、と同一の変化パター
ンとなり、しかも、排気口14eでの羽根14b,14fのピッチ
が同一なため、案内羽根12aではNZ音しか発生しない。

実験によれば、ファン外径を109mm、回転数を３万２千
回転毎分にし、羽根枚数を長い羽根９枚、短い羽根９
枚、短い羽根の長さを長い羽根の約半分にした所、短い
羽根の入口の表面と裏側の面積比を1.2:1にすると、第
４図に示すように、NZ×1/2騒音はほとんどなくなっ
た。面積比が1.1:1以下の場合は、NZの1/2の音はほとん
ど低下せず、また、1.4:1以上の場合は、全体の風量が
低下して、送風効率が大きく低下した。また、短かい羽
根を長くして、長い羽根と同一長さにすればNZ音しか発
生しないが、吸気口部のせまい所に、多数の羽根が並ぶ
ため、通気抵抗が大きくなり、送風効率が低下した。

なお、説明より明らかなように、短かい羽根が、さらに
短かい場合は、ファンの排気口での空気量を均一にする
ため、短い羽根の入口部をもっと長い羽根の表面へ近づ
ける必要があり、面積比をもっと大きくしなければなら
ない。面積比をあまり大きくすると、先に述べたよう
に、空気流のじゃまになり、送風効率が低下する。実験
によれば、短い羽根を長い羽根の３分の１程度まで短か
くしても、騒音の発生と、効率は良好に保たれた。

また逆に、短かい羽根がさらに長い（長い羽根よりは短
かいが）場合は、面積比はもっと小さくても、NZ×1/2
騒音を低下させることができる。

従来の短い羽根のあるファンにくらべ、NZ×1/2を低下
させることができるとともに、短い羽根のないファンと
くらべると、周波数を高くして、耳に聞こえにくくし、
かつ消音をやり易くするとともに、短い羽根のないファ
ンでは、羽根と羽根のピッチが大きいため、空気の濃
い、薄いの差が大きくなって高い騒音になっていたが、
本願は小きざみに空気を送るため濃い、薄いの差が小さ
くでき、音圧レベルも低下させられる。

発明の効果 以上のように、本発明によれば、電動送風機のファンの
羽根を長い羽根と、その長い羽根の間ファン外周に設け
た短かい羽根で構成し、短かい羽根の外周は長い羽根と
同一形状、同一ピッチとし、その内周を長い羽根の回転
方向面へ近寄せて配置することにより、電動送風機の騒
音を低下させることができ、しかも防音、吸音仕様が簡
単にできるため、低コストな電気掃除機などの機器を実
現することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す電動送風機の部分欠截断
面図、第２図は同ファン部の上面図、第３図は同ファン
の部分拡大図、第４図は同騒音のスペクトル図、第５図
は従来例を示す電動送風機の部分欠截断面図、第６図は
同ファンの上面図、第７図は従来の他の例を示すファン
の上面図、第８図は同騒音のスペクトル図である。 11……モータ、14……ファン、14b……長い羽根、14c…
…前プレート、14d……後プレート、14f……短い羽根。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モータにより駆動される遠心形のファンを
   具備し、前記ファンは前・後プレート間に複数の羽根を
   配設して構成され、かつこれら羽根は複数の長い羽根
   と、その間の外周側に設けられた短い羽根とからなり、
   さらに短い羽根の外周は長い羽根と同一形状、同一ピッ
   チにし、しかも短い羽根の内周は、長い羽根の空気を押
   しつける側へ近寄せて配設した電動送風機。