JP2016033352A

JP2016033352A - 電動送風機

Info

Publication number: JP2016033352A
Application number: JP2014156607A
Authority: JP
Inventors: 亮介早光; Ryosuke Hayamitsu
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2014-07-31
Publication date: 2016-03-10
Anticipated expiration: 2034-07-31
Also published as: EP2980412A1; CN204851785U; US20160032938A1; US9810239B2; JP6417771B2

Abstract

【課題】ディフューザを有する電動送風機の効率を高め、騒音を低減する。【解決手段】遠心羽根車と、この遠心羽根車の吐出側に配設された複数の静翼を有するディフューザと、遠心羽根車を駆動するモータと、遠心羽根車及びディフューザを覆うファンケースと、ファンケースに連結されたハウジングケースと、ディフューザの静翼からハウジングケースの内面に案内された空気をディフューザの下部を通して中心側に案内する複数の戻り案内翼とを備え、ハウジングケースにディフューザの軸方向下側に位置する環状下板部を設け、環状下板部の上面に戻り案内翼をひとつながりに位置させて、戻り案内翼の上端をディフューザと対向させることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、ディフューザを用いた電動送風機に関する。

従来、電気掃除機に用いられる電動送風機においては、高速で回転する遠心羽根車から吐き出された気流は、渦巻き型の複数の静翼とディフューザ基盤及びファンケース内壁からなり徐々に流路面積が拡大していくディフューザ流路部を通り、さらに外周流路部にてハウジングケース内壁に沿って軸方向排気側へ流れを変え、ディフューザの下側に配置した戻り案内翼に案内されてハウジングケース内壁の戻り流路部を通り、最終的にはハウジングケースの排気口より電動送風機の外へ排出されるようになっている（特許文献１参照）。

従来の電動送風機では、上記ディフューザ基盤の外周部に渦巻き型の静翼を有するディフューザの下面に戻り流路部を構成する戻り案内翼を一体に設けている。

特開２０１０−１９０１３６号公報

上述した電動送風機においては、遠心羽根車で生じた外周方向の気流は、ディフューザの静翼に案内され、この静翼で流れが円周方向に変えられると共に、ハウジングケースの内壁にて１８０度流れが転換され、ハウジングケースとディフューザとの間に潜り込むようになっている。このとき、ディフューザの下側においては、ハウジングケースの内壁で流れが変わった気流はハウジングケースの内面に沿って移動することになるが、従来の電動送風機においては、ディフューザの下側に戻り案内翼が一体に設けられ、戻り案内翼とハウジングケースの内面との間に公差による隙間が生じる構成であるため、ディフューザの下側に案内された気流の一部がこの隙間に入り込み、気流が円滑に案内されず、損失を生じることになり、加えて、隙間部分に空気が入り込むことにより騒音が発生する不具合を生じる不具合がある。

本発明は、このような従来技術の問題点に留意してなされたものであり、その目的とするところは、効率を高め、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にある。

上記目的を達成するために、本発明の電動送風機にあっては、上下方向に延びる中心軸を中心として回転する遠心羽根車と、前記遠心羽根車の吐出側に配設された複数の静翼を有するディフューザと、前記遠心羽根車を駆動するモータと、前記遠心羽根車及び前記ディフューザを覆い前記遠心羽根車の上面中央に対向して開口する吸入口を有するファンケースと、前記ファンケースに連結され前記モータの径方向外方に位置するハウジングケースと、前記ディフューザの静翼から前記ハウジングケースの内面に案内された空気を前記ディフューザの下部を通して中心側に案内する複数の戻り案内翼とを備え、
前記ハウジングケースに、前記ディフューザの軸方向下側に位置する環状下板部を備え、前記環状下板部の上面に前記戻り案内翼がひとつながりに位置させ、前記戻り案内翼の上端を前記ディフューザと対向させることを特徴とする。

上記した構成の電動送風機においては、ディフューザの下部に配置する複数の戻り案内翼がハウジングケースにおける環状下板部にひとつながりに立ち上げた形で位置するため、ハウジングケースと戻り案内翼との間に隙間を生じることが無くなる。遠心羽根車で生じた外周方向への気流は、ディフューザの静翼で案内された後、ハウジングケース内面からディフューザの下側に潜り込み、ハウジングケースの環状下板部に沿って流れるが、この気流は戻り案内翼に案内されてハウジングケースの内周側に流れ込む。このとき、ハウジングケースと戻り案内翼との間には従来のような隙間は生じないため、気流に損失を生じることが無く、騒音の発生もない。

また、上記電動送風機において、前記戻り案内翼の内周部を、前記環状下板部の内端よりも内側まで延設することが望ましい。こうすることにより、戻り案内翼によってハウジングケースの内周側に案内された気流が乱れることがなく、効率がより高まる。

さらに、上記電動送風機において、前記ハウジングケースにおける前記環状下板部の内周部に前記モータの外側との間に排気通路を形成する筒部を設け、前記戻り案内翼を、前記筒部の内周面と前記モータの外側との間に挿入されるよう延設するのがよい。

戻り案内翼がディフューザの下部で途切れていた場合、戻り案内翼でハウジングケースの内周側に案内された気流は筒部の位置で空気の流れが不安定となり、乱流の発生原因ともなるが、戻り案内翼が筒部の内周面とモータの外側との間まで連続的に延設されることにより、空気の流れが安定し良好なものとなり、効率がさらに高まる。

また、前記ハウジングケースにおける前記環状下板部と前記筒部との接続部を滑らかな湾曲内面とするのがよく、環状下板部から筒部への空気の流れが円滑になる。加えて、前記戻り案内翼は、少なくとも前記環状下板部において周方向に湾曲させるのがよく、ディフューザからの気流がハウジングケースの内面から戻り案内翼に案内される際に大きな抵抗を生じることなく筒部の内側に案内される。

この場合、前記ディフューザに、前記戻り案内翼の径方向内側に位置し該戻り案内翼で内周側に案内された空気を排気通路に案内する湾曲周面を有する内壁部を設ければ、排気通路への気流の流れがより円滑になり、効率がさらに高まる。

さらに、前記筒部の内周面と前記モータの外周面との間に、隣り合う前記戻り案内翼の間に位置する整流翼を軸方向に設けることにより、戻り案内翼により筒部の内側に案内された気流を整流することができ、空気を円滑に排気側に案内することができる。

上述した構成の電動送風機にあっては、遠心羽根車で生じた気流が、ディフューザの静翼で案内されてハウジングケース内面からディフューザの下側においてハウジングケースの環状下板部に沿って流れる際、この気流は環状下板部にひとつながりの戻り案内翼に案内されるため、気流に損失を生じることが無く、従来のようにハウジングケースと戻り案内翼との間に隙間を有する場合のような損失を生じることが無く、効率が向上し、騒音の発生もない。

本発明の一実施形態による電動送風機を示す断面図である。図１のディフューザを示す断面図である。図１のディフューザを示す斜視図である。図１のハウジングを示す平面図である。図４のＤ−Ｄ線断面図である。図１のハウジングの斜視図である。

以下、本発明に係る電動送風機の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、電動送風機の中心軸と平行な方向を「軸方向」、電動送風機の中心軸に直交する方向を「径方向」、電動送風機の中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、本願では、軸方向を上下方向とし、モータに対して遠心羽根車側を上として、各部の形状や位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、本発明に係る電動送風機の使用時の向きを限定する意図はない。

図１は電動送風機の全体構成を示す断面図である。この電動送風機の中心部に配置されたモータ１は金属製のブラケット２によって覆われ、ブラケット２より上方に導出された回転軸３に遠心羽根車１０が取り付けられている。遠心羽根車１０は、円形平板よりなる基板１１の上面に複数の動翼を周方向に配列すると共に、各動翼の上端を中央部に開口を有する円錐曲面状のシュラウド１３により連結する構成となっており、基板１１の中央部裏面に固定された取り付け具１４を用いてモータ１の回転軸３に遠心羽根車１０が取り付けられている。モータ１が駆動すると、回転軸３と共に遠心羽根車１０が回転し、各動翼１２の回転移動に伴ってその近傍の空気が径方向外側に押し出され、これに伴って各動翼１２の内周側に負圧が生じ、シュラウド１３の中央開口より外部空気が吸引され、図１に破線矢印で示すような気流が生じる。モータ１によって遠心羽根車１０は例えば平面視で反時計方向に回転する。

遠心羽根車１０は後述するディフューザと共にファンケース２０により覆われている。このファンケース２０には、遠心羽根車１０の中央開口に対応して吸入口２１が設けられ、この吸入口２１より外部空気が遠心羽根車１０により吸引される。ファンケース２０は金属板のプレス成型によるほぼ逆カップ状に形成されており、吸入口２１が形成された天板部２２と、天板部２２の外周に接続された円筒壁部２３とからなる。天板部２２は、図１より明らかなように、吸入口２１の外周部分が遠心羽根車１０のシュラウド１３の形状に合わせて円錐曲面状に形成され、遠心羽根車１０より外周側に対応する部分が平板状に形成されている。

ファンケース２０内には、遠心羽根車１０の下面及び外周部を覆うようにディフューザ３０が設けられている。ディフューザ３０は、図２及び図３に示すような構成であり、遠心羽根車１０の下面を覆う円形基部３１の外周に、遠心羽根車１０の外側つまり吐出側に配置された複数の渦巻き状の静翼３２が一体に設けられている。円形基部３１には、ディフューザ３０をモータ１へ取り付けるために中央開口部３３やねじ用凹部３４等が設けられている。

複数の静翼３２は、遠心羽根車１０から吐出された空気をファンケース２０の円筒壁部２３の内面に沿う流れになるよう、円形基部３１の外周部から反時計方向及び外周方向に向けて延びると共に、周方向外側に行くに従い隣り合う静翼３２の間隔が徐々に大きくなるように設けられており、各静翼３２のそれぞれの下端間を塞ぐように円形基部３１から連続する底板部３５が設けられている。ディフューザ３０における各静翼３２の上端は、ファンケース２０における天板部２２の平板部分の下面に接しており、これにより、各静翼３２と底板部３５と天板部２２により囲まれたディフューザ流路部が形成され、遠心羽根車１０からの空気をガイドしてファンケース２０の円筒壁部２３内側に案内する。

ディフューザ３０の円形基部３１には、環状内壁部３６が一体に設けられている。この環状内壁部３６の内側には、後述するモータホルダの上部が嵌り込む嵌合凹部３７が形成され、これが中央開口３３に連通している。環状内壁部３６の外周面には、下方に行くに従い径が小さくなる湾曲周面３８が形成されている。

モータ１の外周にはハウジングケース４０が設けられる。このハウジングケース４０は、円筒状外周壁部４１をファンケース２０の円筒壁部２３の下部内側に嵌合し、例えばねじを用いてモータ１とハウジングケースとの固定が行われている。このハウジングケース４０は樹脂成型品であり、図４〜図６に示すような構成になっている。すなわち、ハウジングケース４０は、外周壁部４１の内側の軸方向中間より径方向内方に延設された円環状の環状下板部４２と、環状下板部４２の内周部に連続して設けられ軸方向下方に延出された筒部４３と、モータ１の外周の上半部及び上面を覆うキャップ状のモータホルダ部４４と、このモータホルダ部４４の外周壁部（環状部となる）と筒部４３との間に放射状に配列され両者を連結する複数の整流翼４５と、環状下板部４２の上面と筒部４３の内面とに渡って連続して設けられた複数の戻り案内翼４６とを有している。環状下板部４２と筒部４３との接続部はその内周面が滑らかな湾曲面に形成されている。また、ハウジングケース４０における筒部４３とモータホルダ部４４の外周壁部との間には、軸方向の排気通路５０が形成されている。

複数の戻り案内翼４６は、図４及び図５より明らかなように、環状下板部４２の上面にひとつながりに位置する湾曲翼部４６ａと、この湾曲翼部４６ａの内側より内周方向に延設されると共に筒部４３とモータホルダ部４４の外周壁部との間に入り込んだ放射状の整流翼部４６ｂとからなる。戻り案内翼４６の湾曲翼部４６ａは、環状下板部４２において、径方向内側から外側に向かうに従い時計方向に湾曲する形状となっており、ディフューザ３０の静翼３２より吐出された反時計方向の旋回気流を湾曲翼部４６ａが受け、その曲面によって気流を径方向内側に向きを変えて案内する。湾曲翼部４６ａの上端縁はディフューザ３０の外周部の下面、つまり底板部３５の下面に対向し、例えば両者が接触した状態となっている。戻り案内翼４６の整流翼部４６ｂは、筒部４３とモータホルダ４４との間において隣り合う整流翼４５の間に配置され、各整流翼４５と共に筒部４３とモータホルダ４４との間を連結している。

上述した構成の電動送風機は、以下の順序で組み立てられる。すなわち、ハウジングケース４０のモータホルダ部４４にその下側開口よりモータ１を嵌め込む一方、ハウジングケース４０の上方よりディフューザ３０をその環状内壁部３５の嵌合凹部３６にモータホルダ部４４の上部を嵌め込み、例えばねじを用いて、モータ１、ハウジングケース４０及びディフューザ３０を一体化する。次に、ディフューザ３０の円形基部３１より上方に導出したモータ１の回転軸３に遠心羽根車１０を取り付け、さらに、遠心羽根車１０、ディフューザ３０及びハウジングケース４０を覆うようにファンケース２０を取り付ける。

このように構成された電動送風機にあっては、モータ１が駆動されると遠心羽根車１０が回転し、ファンケース２０の吸入口２１より外部空気が取り込まれ、遠心羽根車１０より径方向外方に吐出されると共に、ディフューザ３０の渦巻き状の静翼３２によって反時計方向の旋回流となってファンケース２０の円筒壁部２３の内面に案内される。さらに、ディフューザ３０からの旋回流は、円筒壁部２３の内面に沿って下方に押し出され、ハウジングケース４０の環状下板部４２に案内されてディフューザ３０の下側に潜り込むように風向きが変更され、環状下板部４２の上面とディフューザ３０の下面との間を径方向内側に案内される。すなわち、環状下板部４２に案内された旋回気流は、まず戻り案内翼４６の湾曲翼部４６ａを通ることにより径方向の流れに変更され、さらに戻り案内翼４６の整流翼部４６ｂに案内されて排気通路５０に案内される。

ここで、ディフューザ３０から送り込まれてくる気流はその流れの勢いによりハウジングケース４０の環状下板部４２の表面に押し当てられて流れるが、ディフューザ３０の軸方向下側に位置する戻り案内翼４６は環状下板部４２の上面にひとつながりに設けられるため、従来の構成、つまり戻り案内翼と環状下板部との間に隙間を生じるような構成に比較して、隙間に空気が入り込むことによる損失を生じることが全く無く、効率のよい空気流の案内を実現できることになる。

また、戻り案内翼４６の整流翼部４６ｂは、ディフューザ３０の環状内壁部３６の位置まで延設されているため、径方向内方に案内される空気が途中で乱れることなく円滑に案内され、しかも、この気流はディフューザ３０の環状内壁部３６の湾曲周面３８によって滑らかに排気通路５０に案内されることになる。加えて、戻り案内翼４６の整流翼部４６ｂは排気通路５０の下端位置まで連続して延設されている結果、排気通路５０の整流翼４５と共に空気の流れに淀みや乱れを生じることなく円滑に案内することが可能となる。このように、実施形態におけるハウジングケース４０とディフューザ３０とで形成する流路には損失を生じる個所がほとんどなく、騒音の発生が極めて少ないだけでなく、損失改善に効果を発揮し、効率が大幅に向上するものである。なお、排気通路４０を通過した気流は、その一部がモータ１の金属製ブラケット２の表面に触れる結果、モータ１の冷却に効果を発揮する。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した範囲において種々の変形が可能である。

本発明による電動送風機は、電気掃除機等に適用して好適である。

１モータ
３回転軸
１０遠心羽根車
２０ファンケース
３０ディフューザ
３２静翼
３６環状内壁部
３８湾曲周面
４０ハウジングケース
４２環状下板部
４３筒部
４４モータホルダ部
４５整流翼
４６戻り案内翼
４６ａ湾曲翼部
４６ｂ整流翼部
５０排気通路

Claims

上下方向に延びる中心軸を中心として回転する遠心羽根車と、
前記遠心羽根車の吐出側に配設された複数の静翼を有するディフューザと、
前記遠心羽根車を駆動するモータと、
前記遠心羽根車及び前記ディフューザを覆い前記遠心羽根車の上面中央に対向して開口する吸入口を有するファンケースと、
前記ファンケースに連結され前記モータの径方向外方に位置するハウジングケースと、
前記ディフューザの静翼から前記ハウジングケースの内面に案内された空気を前記ディフューザの下部を通して中心側に案内する複数の戻り案内翼と、
を備えた電動送風機であって、
前記ハウジングケースは、前記ディフューザの軸方向下側に位置する環状下板部を有し、
前記環状下板部の上面には、前記戻り案内翼がひとつながりに位置し、
前記戻り案内翼の上端は、前記ディフューザと対向していることを特徴とする電動送風機。
前記戻り案内翼の内周部は、前記環状下板部の内端よりも内側まで延設されている請求項１に記載の電動送風機。
前記ハウジングケースにおける前記環状下板部の内周部には前記モータの外側との間に排気通路を形成する筒部が設けられており、前記戻り案内翼は、前記筒部の内周面と前記モータの外側との間に挿入されるように延設されている請求項１又は２に記載の電動送風機。
前記ハウジングケースにおける前記環状下板部と前記筒部との接続部は滑らかな湾曲内面となっている請求項３に記載の電動送風機。
前記ディフューザには、前記戻り案内翼の径方向内側に位置し該戻り案内翼で内周側に案内された空気を排気通路に案内する湾曲周面を有する内壁部が設けられている請求項３又は４に記載の電動送風機。
前記戻り案内翼は、少なくとも前記環状下板部において周方向に湾曲されている請求項１~５の何れかに記載の電動送風機。
前記筒部の内周面と前記モータの外周面との間には、隣り合う前記戻り案内翼の間に位置する整流翼が設けられている請求項３又は４に記載の電動送風機。
前記戻り案内翼の内端には、各戻り案内翼を連結する環状部が設けられる請求項１〜７のいずれかに記載の電動送風機。