JP2011064096A - 電動送風機及びこれを用いた電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】長期にわたって高能率を維持できる電動送風機及びこれを用いた電気掃除機を提供する。
【解決手段】電動機２によって駆動される遠心羽根車１０と、上面に複数の静翼１７が設けられ、下面に複数の戻り静翼１８が設けられて電動機２と遠心羽根車１０との間に配設されたディフューザ１５と、ベルマウス２１を有し、遠心羽根車１０及びディフューザ１５を覆うファンガイド２０とを備え、遠心羽根車１０は、円板状のハブ１１と、吸込み口１３を有する円環状のシュラウド１２と、ハブ１１とシュラウド１２との間に設けられた複数の翼１４とからなり、ファンガイド２０のベルマウス２１を、遠心羽根車１０の吸込み口１３の内側に位置させてその下部を外方かつ斜め下方に折曲げて傾斜面を有する折曲げ部２３を設け、折曲げ部２３の先端部を遠心羽根車１０のシュラウド１２の吸込み口１３の周縁部より内側でかつ下方に位置させた。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動送風機及びこれを用いた電気掃除機に関するものである。

従来、電気掃除機に用いられる電動送風機において、遠心羽根車の吹出し口から吐出した気流の一部が、遠心羽根車のシュラウドとファンガイドとの間のすき間に流入し、遠心羽根車の吸込み口に流出する循環流が発生し、この循環流が遠心羽根車の吸込み口から流入した主流に混合して混合損失を発生させるため、電動送風機の効率が低下するという問題があった。

このような問題を解決するために、ファンの前面シュラウドとファンカバーとの間のすき間を、軟質でしかも変形し易い発泡紙製のシール部材でシールして、すき間を通ってファンの吸込み口に流れ込もうとする循環流を塞ぎ止めるようにした電動送風機がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２０００１４号公報（第３−５頁、図４）

特許文献１の電動送風機は、特別仕様のシール部材を必要とし、また、ファンの前面シュラウドとファンカバーとの間のすき間を、このシール部材でシールするための工数が必要なため、製造コストが高くなるという問題がある。
また、この電動送風機は、使用開始から暫らくの間は高効率を維持できるが、使用している間にファンの振動などによりシール部材が削られ、使用開始時より循環流が増大する。

そして、増大した循環流は、シール部材とファンの前面シュラウドとのすき間から吹き出す際、吹出し方向を制御することができないため、ファンの吸込み口から流入する主流にある角度で混合するため、混合損失が増大して効率が低下する。
また、削られたシール部材が下流側で通風抵抗となるため、ファンの入力が増加してさらに効率が低下するという問題もあった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、簡単な構造で製造コストが増加することなく、長期にわたって高効率を維持することのできる電動送風機及びこれを用いた電気掃除機を提供することを目的としたものである。

本発明に係る電動送風機は、電動機と、該電動機によって駆動される遠心羽根車と、外周側の上面の円周方向に複数の静翼が設けられ、下面の周方向に複数の戻り静翼が設けられて前記電動機と遠心羽根車との間に配設されたディフューザと、中心部にベルマウスを有し、前記遠心羽根車及びディフューザを覆うファンガイドとを備え、前記遠心羽根車は、円板状のハブと、中心部に前記ファンガイドのベルマウスより大径の吸込み口を有する円環状のシュラウドと、前記ハブとシュラウドとの間に設けられた複数の翼とからなり、前記ファンガイドのベルマウスを、前記遠心羽根車の吸込み口の内側に位置させてその下部を外方かつ斜め下方に折曲げて傾斜面を有する折曲げ部を設け、該折曲げ部の先端部を前記遠心羽根車のシュラウドの吸込み口の周縁部より内側でかつ下方に位置させたものである。

また、本発明に係る電気掃除機は、上記の電動送風機を用いたものである。

本発明によれば、簡単な構造で製造コストを増加することなく、長期にわたって高効率を維持することのできる信頼性の高い電動送風機及びこれを用いた電気掃除機を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る電動送風機の縦断面図である。 図１の要部の説明図である。 本発明の実施の形態２に係る電動送風機の要部の説明図である。 本発明の実施の形態３に係る電気掃除機の全体構成を示す説明図である。

［実施の形態１］
本発明の実施の形態１に係る電動送風機の縦断面図である図１及びその要部の説明図である図２において、２はロータ３とステータ４とからなり、後述のブラケット３０及びモータフレーム３５に回転自在に支持された電動機で、その出力軸５には遠心羽根車１０が取付けられている。なお、以下の説明では、図の遠心羽根車１０側を上部又は上方、電動機２側を下部又は下方という。

遠心羽根車１０は円板状のハブ１１と、中心部に吸込み口１３を有し、内径側から外径側に向って軸方向の高さが低下する円環状のシュラウド１２と、ハブ１１とシュラウド１２との間にほぼ等間隔で設けられた複数の翼１４とからなっている。

１５は電動機２と遠心羽根車１０との間に配設され、ブラケット３０に固定されたディフューザで、外周にはドーナツ状の主板１６が設けられており、主板１６の遠心羽根車１０側（上面）の周方向には、複数の静翼１７がほぼ等間隔で設けられており、また主板１６の遠心羽根車１０と反対側（下面）の周方向には、複数の戻り静翼１８がほぼ等間隔で設けられている。

また、遠心羽根車１０の上部からディフューザ１５の静翼１７の外周にかけて、その内径が静翼１７の外径より大きいファンガイド２０が、これらを覆って設けられており、ファンガイド２０の中心部には、遠心羽根車１０の吸込み口１３の内側（中心部側）にすき間を隔てて位置する円筒部２２を有するベルマウス２１が設けられている。なお、静翼１７の上縁部はファンガイド２０の下面に当接している。

ファンガイド２０に設けたベルマウス２１は、図２に示すように、円筒部２２の下部には、外側にかつ斜め下方に向って折曲げられた傾斜面を有する折曲げ部２３が形成されており、この折曲げ部２３は、遠心羽根車１０の吸込み口１３を形成するシュラウド１２の吸込み口１３の周縁部と僅かなすき間を隔ててその内側でかつ下方に位置している。そして、この折曲げ部２３の先端部の内径Ｄ₁はベルマウス２１の最小内径（円筒部２２の内径）Ｄ₀より大きく、遠心羽根車１０側に延出している。なお、折曲げ部２３の先端部の内径Ｄ₁は、遠心羽根車１０のシュラウド１２の吸込み口１３の内径Ｄ₂よりは小さい。

また、折曲げ部２３の傾斜面の傾斜角度α₁は、ほぼ同一平面上におけるシュラウド１２の傾斜角度α₂とほぼ等しくなっている。なお、折曲げ部２３の傾斜面の最上端から上方は、鉛直方向に延びる円筒部２２となっている。

ファンガイド２０の下部には、戻り静翼１８を覆ってディフューザ１５が固定され、また、軸受を介して電動機２の出力軸５を支持するブラケット３０が固定されており、ブラケット３０の下部には、ブラケット３０に接合されて電動機２を内包し、かつ軸受を介して電動機２の他端を支持するモータフレーム３５が設けられている。そして、ファンガイド２０とディフューザ１５の外周との間には、静翼１７から戻り静翼１８への流路となるすき間１９が形成されている。また、ブラケット３０には電動機室３６へ連通する複数の通気口３１が設けられており、モータフレーム３５の外周の下部には複数の空気吐出口３７が設けられている。

次に、上記のように構成した電動送風機１の作用を説明する。
電送機２に通電して駆動すると、出力軸５に取付けられた遠心羽根車１０が回転し、ベルマウス２１を介して吸込み口１３から空気を吸引する。

遠心羽根車１０に吸引された空気は昇圧、増速され、翼１４に沿って旋回しながら径方向の外側に向う。遠心羽根車１０から吐出された空気の大部分（以下、主流といい、実線矢印Ａ₁で示す）は、ディフューザ１５の静翼１７の翼間で減速、昇圧される。そして、ディフューザ１５とファンガイド２０との間のすき間１９を通り、戻り静翼１８によって通気口３１から電動機室３６に導かれ、電動機２を冷却してモータフレーム３５に設けた空気吐出口３７から外部へ排出される。

一方、遠心羽根車１０から吐出された空気の一部（以下、循環流といい、破線矢印Ａ₂で示す）は、シュラウド１２とファンガイド２０との間のすき間を通り、シュラウド１２とベルマウス２１との間のすき間から吹出し、再度遠心羽根車１０に吸い込まれる。

本実施の形態においては、傾斜面を有するベルマウス２１の折曲げ部２３は遠心羽根車１０の吸込み口１３（シュラウド１２の内周部）より下方に位置し、その先端部の内径Ｄ₁がベルマウス２１の最小内径Ｄ₀より大きく、遠心羽根車１０側に延出しており、また、折曲げ部２３の傾斜面の傾斜角度α₁が、ほぼ同一平面上におけるシュラウド１２の傾斜角度α₂とほぼ等しく形成されているので、循環流Ａ₂は、シュラウド１２とベルマウス２１とのすき間から、シュラウド１２の下面に沿って主流Ａ₁と同方向に吹出して主流Ａ₁と混合するため、主流Ａ₁との混合損失を大幅に低減することができる。

このため、シュラウド１２とベルマウス２１とを接触させたり、両者の間にシール部材を設けたりする必要がなく、簡単な構造で製造コストが増加することなく、長期にわたって高能率を維持することができる。
また、ベルマウス２１の折曲げ部２３の先端部の内径Ｄ₁は、シュラウド１２の内径より小さいため、組立時にシュラウド１２とベルマウス２１が接触して破損したりすることがないので、組立性を向上することができる。

さらに、ベルマウス２１は、折曲げ部２３の傾斜面の最上端部から上方に、鉛直方向に延びる円筒部２２が形成されているので、吸引された空気が円筒部２２を通過する際に、径方向の速度及び乱れが低減するため通風抵抗が減少して、効率を向上することができる。

［実施の形態２］
図３は本発明の実施の形態２に係る電動送風機の要部の説明図である。なお、実施の形態１と同じ部分には、同じ符号が付してある。
本実施の形態は実施の形態１の遠心羽根車１０とファンガイド２０において、シュラウド１２の内径側を、ほぼ鉛直に上方に折曲げて円筒状突部１２ａを設けたものである。

上記のように構成した本実施の形態によれば、循環流Ａ₂の速度エネルギーを、シュラウド１２と円筒状突部１２ａとの摩擦により低減できるため、循環流Ａ₂と主流Ａ₁との混合損失がさらに低減され、効率をより向上させることができる。

［実施の形態３］
図４は本発明の実施の形態３に係る電気掃除機の全体構成を示す説明図で、本発明に係る電動送風機を用いたものである。
この電気掃除機は、掃除機本体４０と、この掃除機本体４０に着脱自在に接続されるホースユニット４４とからなっている。

掃除機本体４０内には、吸引した塵埃を集塵する集塵室４１や、フィルタを介して集塵室４１の下流側に設置された実施の形態１又は２に係る電動送風機１などが設けられており、後部には排気口４２が設けられている。４３は後部側の両側面に設けられた後車輪で、前面側の下面には前車輪（図示せず）が設けられている。

ホースユニット４４は、一端に掃除機本体４０に着脱自在に接続される接続部４６を有し、他端に操作部を備えた手元ハンドル４７が設けられたホース４５と、手元ハンドル４７に着脱自在に接続される延長パイプ４８と、延長パイプ４８に着脱自在に接続される吸込み具４９とからなっている。

上記のように構成した電気掃除機により被掃除面を掃除する場合は、先ず、ホース４５の接続部４６を掃除機本体４０に接続し、電源コード（図示せず）を引き出して商用電源に接続し、手元ハンドル４７の電源スイッチをＯＮする。
これにより、電動送風機１が駆動されて、その吸引力により被掃除面の塵埃を含む空気が吸込み具４９に吸引され、延長パイプ４８、手元ハンドル４７、ホース４５を通って掃除機本体４０の集塵室４１に吸い込まれる。

そして、塵埃は集塵室４１に集塵され、これから分離した空気はフィルタにより清浄化され、前述のように電動送風機１のベルマウス２１から遠心羽根車１０の吸込み口１３に吸引され、戻り静翼１８により電動機室３６に導かれて、電動機２を冷却する。電動機２を冷却した空気は、モータフレーム３５の空気吐出口３７から外側へ排出され、さらに、掃除機本体４０に設けた排気口４２から外部へ排出される。

ところで、電気掃除機に用いられる電動送風機は、通常２万〜４万ｒ．ｐ．ｍで回転されるため、遠心羽根車の吸込み口から流入する主流、及びシュラウドとベルマウスとの間から流出する循環流の速度は、一般的な空気調和機などに用いられる電動送風機に比べて、はるかに高速になる。そのため、循環流の吹き出し角度は、主流への混合による混合損失に大きな影響を及ぼし、電気掃除機の能率低下を招いていた。

本実施の形態に係る電気掃除機は、実施の形態１又は２に係る電動送風機１を用いているため、循環流Ａ₂の主流Ａ₁への混合によって生じる混合損失を大幅に低減することができるので、長期にわたって高能率で信頼性の高い電気掃除機を得ることができる。なお、上記の説明では、図４の電気掃除機に本発明に係る電動送風機を搭載した場合を示したが、これに限定するものではなく、他の構造に係る電気掃除機においても本発明に係る電動送風機を用いることができる。

上記の説明では、電気掃除機に本発明に係る電動送風機を用いた場合を示したが、さらに、ハンドドライヤーなどの高速回転を必要とする機器にも本発明に係る電動送風機を用いることができる。

１ 電動送風機、２ 電動機、１０ 遠心羽根車、１２ シュラウド、１２ａ 円筒状突部、１３ 吸込み口、１５ ディフューザ、１６ 主板、１７ 静翼、１８ 戻り静翼、２０ ファンガイド、２１ ベルマウス、２２ 円筒部、２３ 折曲げ部、３０ ブラケット、３５ モータフレーム、４０ 掃除機本体、４１ 集塵室、４４ ホースユニット。

Claims (5)

1. 電動機と、該電動機によって駆動される遠心羽根車と、外周側の上面の円周方向に複数の静翼が設けられ、下面の周方向に複数の戻り静翼が設けられて前記電動機と遠心羽根車との間に配設されたディフューザと、中心部にベルマウスを有し、前記遠心羽根車及びディフューザを覆うファンガイドとを備え、
   前記遠心羽根車は、円板状のハブと、中心部に前記ファンガイドのベルマウスより大径の吸込み口を有する円環状のシュラウドと、前記ハブとシュラウドとの間に設けられた複数の翼とからなり、
   前記ファンガイドのベルマウスを、前記遠心羽根車の吸込み口の内側に位置させてその下部を外方かつ斜め下方に折曲げて傾斜面を有する折曲げ部を設け、該折曲げ部の先端部を前記遠心羽根車のシュラウドの吸込み口の周縁部より内側でかつ下方に位置させたことを特徴とする電動送風機。
2. 前記ファンガイドのベルマウスは、折曲げ部の傾斜面の最上部から上方に、鉛直方向に延びる円筒部を形成したことを特徴とする請求項１記載の電動送風機。
3. 前記ファンガイドの折曲げ部の傾斜面の傾斜角度を、該折曲げ部とほぼ同一平面における前記遠心羽根車のシュラウドの傾斜角度とほぼ等しく形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の電動送風機。
4. 前記遠心羽根車のシュラウドの吸込み口の周縁部を、ほぼ鉛直に上方に折曲げて円筒状突部を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電動送風機。
5. 前記請求項１〜４のいずれかに記載の電動送風機を用いたことを特徴とする電気掃除機。

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