JP2006299808A - 電動送風機及びそれを用いた電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】高効率な電動送風機を提供すること。
【解決手段】インペラ４及び複数の静翼１９を設けたエアガイド５を覆うファンケース６と、前記エアガイド５を通過した風の一部を排出する開口部７とを備え、前記開口部７の総面積をＳ１、静翼１９間の流路の総断面積をＳ２としたとき、Ｓ１≧Ｓ２となるように設定することにより、ファンケース１６から排出される空気量を電動機２内に導かれる空気量より多くすることができるので送風効率を向上させることができる。
【選択図】図１

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。

従来のこの種電動送風機を図６を用いて下記に説明する。

図６に示すように電動送風機１は電動機２のシャフト３に取付け固定されたインペラ４と、前記インペラ４の外周に対向して配置されたエアガイド５と、前記インペラ４とエアガイド５を内包し前記電動機２の外周に気密に取り付けられたファンケース６とで構成されており、前記ファンケース６の中央部には吸気部６ａを有するとともに外周には複数個の開口部７を設けている。

また、電動機２を構成するブラケット８は、前記インペラ４で吸引された空気を排気する排気開口部９を設けていると共に、前記シャフト３に整流子１０と薄い珪素鋼板を積層して成る電機子コア１１を圧入固定し巻線１２を施したローター１３と、薄い珪素鋼板を積層して成る界磁コア１４に巻線１５を施したステーター１６を内蔵している。

また、前記ブラケット８には整流子１０と摺動できるカーボンブラシ１７を収納した異形管１８を設けている。

以上のように構成された電動送風機の動作を説明する。

電動機２が運転してシャフト３に取付け固定されたインペラ４が高速で回転すると空気が吸込まれ気流が発生する。この気流はインペラ４の外周より排出されエアガイド５を経由して、気流の一部はファンケース６の外周に設けられた開口部７から外部に排出され、その他の気流はブラケット８内のローター１３、ステーター１６の巻線１２、１５と、カーボンブラシ１７を冷却した後に排気開口部９から排出されるものであった。
実開昭６１−４７９６４号公報

しかしながら、上記従来の構成では吸込んだ気流の一部をファンケース６の外周から排出させる事により電動送風機１の送風効率が向上する事は以前から知られていたが、具体的な開口部７の面積や形状、エアガイド５との相対位置関係等については詳しく述べられていなかった。

本発明は前記従来の課題を解決するもので、電動送風機１の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ものである。

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、インペラ及びエアガイドを覆うファンケースに前記エアガイドを通過した風の一部を排出する開口部を備え、前記開口部の総面積をＳ１、静翼間の流路の総断面積をＳ２としたとき、Ｓ１≧Ｓ２となるように設定したものである。

これによって、ファンケースから排出される空気量が電動機内に導かれる空気量より多くすることができるので電動機内での圧力損失を抑制させて送風効率を向上させることができる。

また本発明の電動送風機は、本発明の電動送風機は、インペラ及びエアガイドを覆うファンケースに前記エアガイドを通過した風の一部を排出する開口部を備え、前記開口部の総面積をＳ１、ブラケットと電動機との間の流路の総断面積をＳ４としたとき、Ｓ１≧Ｓ４となるように設定したものである。

これによって、ファンケースから排出される空気量が電動機内に導かれる空気量よりも更に確実に多くすることができるので送風効率を向上できる。

本発明の電動送風機は、騒音の増大と電動機の温度上昇を抑制しながら送風効率を向上させることができる。

第１の発明は、電動送風機をブラケットと、このブラケット内に設けた電動機と、前記電動機によって回転駆動されるインペラと、前記インペラの外周に設けられ、表面に複数の静翼を有していて隣り合う静翼間にボリュート室を形成したエアガイドと、前記インペラ及びエアガイドを覆うファンケースと、前記エアガイドを通過した風の一部を排出する開口部とを備え、前記開口部の総面積をＳ１、静翼間の流路の総断面積をＳ２としたとき、Ｓ１≧Ｓ２となるように設定することにより、ファンケース外周の開口部から排出される空気量を電動機内に導かれる空気量より多くすることができるので送風効率を向上させることができる。

第２の発明は、ブラケットと、このブラケット内に設けた電動機と、前記電動機によって回転駆動されるインペラと、前記インペラの外周に設けられ、表面に複数の静翼を有し隣り合う静翼間にボリュート室を形成したエアガイドと、前記インペラ及びエアガイドを覆うファンケースと、前記エアガイドを通過した風の一部を排出する開口部とを備え、前記開口部の総面積をＳ１、ブラケットと電動機との間の流路の総断面積をＳ４としたとき、Ｓ１≧Ｓ４となるように設定することにより、ファンケース外周の開口部から排出される空気量を電動機内に導かれる空気量より更に確実に多くすることができるので送風効率を更に向上できる。

第３の発明は、特に第１または第２の発明におけるブラケット側面に、インペラからブラケット内に供給されてきた風を外部へ排気する排気開口部を備え、Ｓ１を、ファンケースの外周面に設けた開口部の総面積と前記排気開口部の総面積との和とした。

これにより、電動機内のローター、ステーターを冷却した後に電動機外へスムーズに排気できるようになるので温度上昇を抑制することができる。またファンケース外周の開口部から排出される空気量を電動機内に導かれる空気量より更に多くすることができるので送風効率を更に向上できる。

第４の発明は、特に第１〜第３のいずれか１つの発明において、静翼端部とファンケースとの間の流路の総断面積をＳ３としたとき、Ｓ１≦Ｓ３となるように設定したことにより、電動機内へ冷却風を確実に確保できるので電動機の温度上昇を抑制できる。

第５の発明は、特に第４の発明のブラケット側面に設けられた排気開口部の総開口面積をＳ５としたとき、Ｓ３≦Ｓ５となるように設定したことにより、エアガイドから排出された空気は、電動機内に導かれる方が確実に多くなるので電動機の冷却効果を向上させて温度上昇を確実に抑制することができる。

第６の発明は、特に第１〜第５のいずれか１つの発明の電動送風機を電気掃除機に備えることにより、騒音の増大を抑制しながら吸い込み性能の高い電気掃除機を提供できる。

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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における電動送風機の部分断面図を示すものである。

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。

図１において電動送風機１は電動機２のシャフト３に取付け固定されたインペラ４と、前記インペラ４の外周に対向して配置されたエアガイド５と、前記インペラ４とエアガイド５を内包し前記電動機２の外周に気密に取り付けられたファンケース６とで構成されており、前記ファンケース６の中央部には吸気部６ａを有するとともに外周には複数個の開口部７を設けている。

また、電動機２を構成するブラケット８は前記シャフト３に整流子１０と薄い珪素鋼板を積層して成る電機子コア１１を圧入固定し、巻線１２を施したローター１３と、薄い珪素鋼板を積層して成る界磁コア１４に巻線１５を施したステーター１６を内蔵すると共に、前記ブラケット８には整流子１０と摺動できるカーボンブラシ１７を収納した異形管１８を設けている。

また、前記エアガイド５は複数の静翼１９を設けており前記隣り合う静翼１９間でインペラ４外周から排出された空気を導くボリュート室２０を形成している。

ここで、前記ファンケース６に設けられた複数の開口部７の総面積をＳ１、静翼１９間の流路の総断面積をＳ２としたとき、Ｓ１≧Ｓ２となるように設定している。

以上のように構成された電動送風機１について、以下その動作、作用を説明する。

まず、電動機２が運転してシャフト３に取付け固定されたインペラ４が高速で回転すると空気が吸込まれ気流が発生する。この気流はインペラ４の外周より排出され、エアガイド５に設けられた複数の静翼１９間で形成されたボリュート室２０を経由して、気流の一部はファンケース６の外周に設けられた開口部７から外部に排出され、残りの気流はブラケット８内のローター１３、ステーター１６の巻線１２、１５と、カーボンブラシ１７を冷却するものであった。図中の矢印はファンケース６の吸気部６ａから吸い込まれた空気の流れを示している。

以上のように、本実施の形態においては、エアガイド５から排出された気流はその方向を１８０°転換されて電動機２内へ導かれる際に、空気力学的な「曲がり損失」が増大して送風効率を低下させる原因となっていたが、ファンケース６に設けた開口部７から一部の気流を排出することにより前記「曲がり損失」を減少させると共に、電動機２内に導かれる気流の圧力損失も減少するので送風効率が向上するものである。

ここで、ファンケース６に設けられた複数の開口部７の総面積をＳ１、静翼１９間の流路の総断面積をＳ２としたとき、Ｓ１≧Ｓ２となるように設定しているので、ファンケース６の開口部７から排出される気流が増加して上記「曲がり損失」が更に減少させることができるので送風効率が更に向上することは言うまでもない。

また、ブラケット８側面にも開口部７を設けると、電動機２内に導かれる気流による圧力損失が更に減少して送風効率が更に向上する。

（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態におけるエアガイド５とファンケース６の平断面図を示すものである。なお第１の実施の形態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。

ファンケース６に設けた開口部７の総面積をＳ１、静翼１９端部とファンケース６との間の流路の総断面積をＳ３としたとき、Ｓ１≦Ｓ３となるように設定している。

以上のように構成された電動送風機１について、以下その動作、作用を説明する。

まず、電動機２が運転してシャフト３に取付け固定されたインペラ４が高速で回転すると空気が吸込まれ気流が発生する。この気流はインペラ４の外周より排出され、エアガイド５に設けられた複数の静翼１９間で形成されたボリュート室２０を経由して、気流の一部はファンケース６の外周に設けられた開口部７から外部に排出され、残りの気流はブラケット８内のローター１３、ステーター１６の巻線１２、１５と、カーボンブラシ１７を冷却するものであった。

以上のように、本実施の形態においては、エアガイド５から排出された気流はその方向を１８０°転換されて電動機２内へ導かれる際に、空気力学的な「曲がり損失」が増大して送風効率を低下させる原因となっていたが、ファンケース６に設けた開口部７から一部の気流を排出することにより前記「曲がり損失」を減少させると共に、電動機２内に導かれる気流の圧力損失も減少するので送風効率が向上するものである。

ここで、ファンケース６に設けられた複数の開口部７の総面積をＳ１、静翼１９端部とファンケース６との間の流路の総断面積をＳ３としたとき、Ｓ１≦Ｓ３となるように設定しているので、エアガイド５を通過した気流の一部（５０％以下）のみをファンケース６の開口部７から排出され、残り５０％以上の気流は静翼１９端部とファンケース６との間の流路を経由して確実に電動機２内へ導かれることになるので電動機２内のローター１３、ステーター１６の冷却効果を確実に維持させて温度上昇を抑制しながら送風効率を向上する。

（実施の形態３）
図３は、本発明の第３の実施の形態におけるエアガイド５とファンケース６の平断面図を示すものである。なお第１、第２の実施の形態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。

ファンケース６に設けた開口７の総面積をＳ１、ブラケット８と電動機２との間の流路の総断面積をＳ４としたとき、Ｓ１≧Ｓ４となるように設定している。

以上のように構成された電動送風機１について、以下その動作、作用を説明する。

まず、電動機２が運転してシャフト３に取付け固定されたインペラ４が高速で回転すると空気が吸込まれ気流が発生する。この気流はインペラ４の外周より排出され、エアガイド５に設けられた複数の静翼１９間で形成されたボリュート室２０を経由して、気流の一部はファンケース６の外周に設けられた開口部７から外部に排出され、残りの気流はブラケット８内に導かれブラケット８と電動機２との間の流路を経由して電動機２のローター１３、ステーター１６の巻線１２、１５と、カーボンブラシ１７を冷却するものであった。

以上のように、本実施の形態においては、エアガイド５から排出された気流はその方向を１８０°転換されて電動機２内へ導かれる際に、空気力学的な「曲がり損失」が増大して送風効率を低下させる原因となっていたが、ファンケース６に設けた開口部７から一部の気流を排出することにより前記「曲がり損失」を減少させると共に、電動機２内に導かれる気流の圧力損失も減少するので送風効率が向上するものである。

ここで、ファンケース６に設けられた複数の開口部７の総面積をＳ１、ブラケット８と電動機２との間の流路の総断面積をＳ４としたとき、Ｓ１≧Ｓ４となるように設定しているので、ファンケース６の開口部７から排出される気流が増加して上記「曲がり損失」が更に減少させることができるので送風効率が向上する。

（実施の形態４）
図４は、本発明の第４の実施の形態における電動送風機１の部分断面図を示すものである。なお第１〜第３の実施の形態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。

ファンケース６に設けた開口７の総面積をＳ１、ブラケット８に設けられた排気開口９の総開口面積Ｓ５としたとき、Ｓ１≧Ｓ５となるように設定している。

以上のように構成された電動送風機１について、以下その動作、作用を説明する。

まず、電動機２が運転してシャフト３に取付け固定されたインペラ４が高速で回転すると空気が吸込まれ気流が発生する。この気流はインペラ４の外周より排出され、エアガイド５に設けられた複数の静翼１９間で形成されたボリュート室２０を経由して、気流の一部はファンケース６の外周に設けられた開口部７から外部に排出され、残りの気流はブラケット８内に導かれ電動機２内のローター１３、ステーター１６の巻線１２、１５と、カーボンブラシ１７を冷却した後ブラケット８に設けた排気開口部９から排出されるものであった。図中の矢印はファンケース６の吸気部６ａから吸い込まれた空気の流れを示している。

以上のように、本実施の形態においては、エアガイド５から排出された気流はその方向を１８０°転換されて電動機２内へ導かれる際に、空気力学的な「曲がり損失」が増大して送風効率を低下させる原因となっていたが、ファンケース６に設けた開口部７から一部の気流を排出することにより前記「曲がり損失」を減少させると共に、電動機２内に導かれる気流の圧力損失も減少するので送風効率が向上するものである。

ここで、ファンケース６に設けられた複数の開口部７の総面積をＳ１、ブラケット８に設けられた排気開口９の総開口面積Ｓ５としたとき、Ｓ１≧Ｓ５となるように設定しているので、ファンケース６の開口部７から排出される気流が増加して上記「曲がり損失」が更に減少させることができるので送風効率が向上することは言うまでもない。

また、ファンケース６の吸気部６ａから吸い込まれた空気の気流が通過する各部の面積の関係を、Ｓ１≦Ｓ３≦Ｓ５とすることにより、電動機２内へ導かれる空気量が確実に多くなりローター１３、ステーター１６を冷却した後ブラケット８に設けられた排気開口９から電動送風機１外へよりスムーズに排出されるので電動機２内の冷却効果を更に確実にし温度上昇を抑制しながら送風効率を向上することができる。

また、ファンケース６の吸気部６ａから吸い込まれた空気の気流が通過する各部の面積の関係を、Ｓ１≦Ｓ３≦Ｓ４≦Ｓ５とすることにより、同様に電動機２内へ導かれる空気量が確実に多くなりローター１３、ステーター１６を冷却した後ブラケット８に設けられた排気開口９から電動送風機１外へよりスムーズに排出されるので電動機２内の冷却効果を更に確実にし温度上昇を抑制しながら送風効率を向上することができる。

（実施の形態５）
図５は、本発明の第５の実施の形態における電気掃除機２１の縦断面図を示すものである。なお第１〜第４の実施の形態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。

掃除機本体２１は、前方に集塵室２２と、後方にモータ室２３とを備えて、前記集塵室２２内には集塵用の紙袋２４が装着されている。前記モータ室２３内に配置された電動送風機１はファンケース６外周に防振ゴム前２５、ブラケット８後方に防振ゴム後２６が取り付けられていると共に、周囲に前記防振ゴム前２５と接してなる筒状の防音筒２７が設けられている。また前記防音筒２７には排気部２７ａが設けられている。

また、掃除機本体２１の後方には吸い込んだ空気を排出する本体排気部２８が設けられている。

以上のように構成された電動送風機１について、以下その動作、作用を説明する。

まず、電動機２が運転してシャフト３に取付け固定されたインペラ４が高速で回転すると、掃除機本体２１外から塵埃と共に空気が吸込まれ、前記塵埃は集塵室２２内の紙袋２４で補足された後きれいな空気だけが電動送風機１内へ導かれる。この気流はインペラ４の外周より排出され、エアガイド５に設けられた複数の静翼１９間で形成されたボリュート室２０を経由して、気流の一部はファンケース６の外周に設けられた開口部７から外部に排出され、残りの気流はブラケット８内に導かれ電動機２内のローター１３、ステーター１６の巻線１２、１５と、カーボンブラシ１７を冷却した後ブラケット８に設けた排気開口部９から排出され、前記各々の気流は防音筒２７の排気部２７ａを経由して掃除機本体２１の本体排気部２８から排出されるものである。

以上のように、本実施の形態においては、送風効率を向上させた電動送風機１を組み込んでおり、吸い込み性能の高い電気掃除機を提供できるものである。

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い込み仕事率の向上が図れ、騒音も抑えることができるので、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。

本発明の実施の形態１における電動送風機の部分断面図 本発明の実施の形態２における電動送風機のエアガイドの断面図 本発明の実施の形態３における電動送風機の電動機の断面図 本発明の実施の形態４における電動送風機の部分断面図 本発明の実施の形態５における電気掃除機本体の縦断面図 従来の電動送風機の部分断面図

符号の説明

１ 電動送風機
２ 電動機
４ インペラ
５ エアガイド
６ ファンケース
７ 開口部
８ ブラケット
９ 排気開口部
１３ ローター
１６ ステーター
１７ カーボンブラシ
１９ 静翼
２０ ボリュート室
２１ 掃除機本体
２３ モータ室
２５ 防振ゴム前
２６ 防振ゴム後
２７ 防音筒
２８ 本体排気部箇所

Claims (6)

1. ブラケットと、このブラケット内に設けた電動機と、前記電動機によって回転駆動されるインペラと、前記インペラの外周に設けられ、表面に複数の静翼を有し隣り合う静翼間にボリュート室を形成したエアガイドと、前記インペラ及びエアガイドを覆うファンケースと、前記エアガイドを通過した風の一部を排出する開口部とを備え、前記開口部の総面積をＳ１、静翼間の流路の総断面積をＳ２としたとき、Ｓ１≧Ｓ２となるように設定した電動送風機。
2. ブラケットと、このブラケット内に設けた電動機と、前記電動機によって回転駆動されるインペラと、前記インペラの外周に設けられ、表面に複数の静翼を有し隣り合う静翼間にボリュート室を形成したエアガイドと、前記インペラ及びエアガイドを覆うファンケースと、前記エアガイドを通過した風の一部を排出する開口部とを備え、前記開口部の総面積をＳ１、ブラケットと電動機との間の流路の総断面積をＳ４としたとき、Ｓ１≧Ｓ４となるように設定した電動送風機。
3. ブラケット側面に、インペラからブラケット内に供給されてきた風を外部へ排気する排気開口部を備え、Ｓ１を、ファンケースの外周面に設けた開口部の総面積と前記排気開口部の総面積との和とした請求項１または２記載の電動送風機。
4. 静翼端部とファンケースとの間の流路の総断面積をＳ３としたとき、Ｓ１≦Ｓ３となるように設定した請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動送風機。
5. ブラケット側面に設けられた排気開口部の総開口面積をＳ５としたとき、Ｓ３≦Ｓ５となるように設定した請求項４記載の電動送風機。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動送風機を備えた電気掃除機。

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