JP4851791B2 - 電動送風機 - Google Patents

Description

本発明は、整流板とモータとの間に配設されて回転子を支持する回転子支持板を備えた電動送風機に関する。

従来、例えば電気掃除機などに用いられる電動送風機は、遠心ファンが取り付けられた回転軸を有するモータを収容した略筒状のケース体を備え、モータと遠心ファンとの間には、遠心ファンから吹き出された空気をモータ側の中心軸方向へと渦巻状に整流する整流板が配設されている。この整流板には、遠心ファン側とモータ側とに、それぞれ固定翼としての複数の前側ブレードと複数の後側ブレードとが平面視で螺旋状に突設され、前側ブレード間および後側ブレード間に、遠心ファンから吹き出された空気を案内する前側案内風路および後側案内風路がそれぞれ区画されている。

また、整流板とモータとの間には、モータの回転子を支持する回転子支持板としてのフレームがケース体の径方向に亘ってブリッジ状に配設されている。そして、このフレームの両端部には、ケース体の周縁部に螺子止めされる螺子止め部が設けられている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
特開平９−２０９９８７号公報（第４−５頁、図４−５） 特開平９−２０９９８９号公報（第５頁、図５−６）

しかしながら、上述の電動送風機では、フレームをケース体に螺子止め部にて螺子止めする螺子が、整流板の後側案内風路内に突出するため、この螺子により、後側案内風路を通過する遠心ファンから吹き出された空気に乱流が発生し、送風効率を確保することが容易でないという問題点を有している。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、送風効率を向上した電動送風機を提供することを目的とする。

本発明は、内周部に支持部および回転防止部を備え、モータを収容した略円筒状のケース体と、回転軸の一端側に設けられた遠心ファンと、この遠心ファンとモータとの間に配設され、遠心ファンから吹き出された空気をモータ側へと整流する整流板と、ケース体の径方向に沿って長手状に形成され、ケース体の内周面に沿って挿入され支持部により支持されて固定されるとともに回転防止部に両側が当接することでケース体の周方向への回転が規制される固定部を両端部に備え、整流板とモータとの間に配設されて回転子の回転軸をケース体との間で支持する回転子支持板とを具備したものである。

本発明によれば、回転子支持板の固定部を、ケース体の内周面に沿って挿入して固定するとともに、支持部により支持し、かつ、その両側を回転防止部に当接させて周方向への回転を規制することにより、例えば回転子支持板をケース体の周縁部に固定するための螺子などが整流板側に突出することがなく、整流板により整流された空気の乱流を抑制して、送風効率を向上できるとともに、回転子支持板の各固定部をケース体の内周部の支持部により支持するとともに、固定部の両側を回転防止部に当接させることで、回転子支持板を容易かつ確実に位置決めでき、組み立て精度および回転子支持板の位置精度が向上して性能を向上できるとともに、製造性が向上する。

以下、本発明の一実施の形態の電動送風機の構成を図１および図２を参照して説明する。

図２に電動送風機１を示し、この電動送風機１は、例えば図示しない電気掃除機、あるいは産業用ブロワなどに用いられるものである。また、この電動送風機１は、モータ２が略有底円筒状の本体ケース３内に配設されているとともに、この本体ケース３の外部に、整流用の整流板４と、モータ２により回転される遠心ファン５とがモータ２側から順次取り付けられ、かつ、この遠心ファン５がファンカバー６により覆われている。

なお、以下、モータ２側を後側、ファンカバー６側を前側として説明する。

モータ２は、本体ケース３の中心軸に沿って配置された回転軸11を有し、この回転軸11の外周面に、円筒状の整流子としてのコンミュテータ12および回転子としての電機子であるアーマチュア13が一体的に設けられ、さらに、アーマチュア13の周囲に固定子としてのステータ14が配設され、かつ、一対のブラシ機構部であるカーボンブラシ組立15，15が取り付けられて構成されている。

回転軸11は、軸方向の他端部である前端部が、整流板４に挿通され、この前端部に遠心ファン５が取り付けられている。

コンミュテータ12は、導電性を有し、外周面にカーボンブラシ組立15，15の先端部が摺接している。

ステータ14は、鉄板が多数積層された平面視四角形板状のステータコア21を有し、このステータコア21の中心部に、アーマチュア13が挿入される略四角形状の挿入孔部22が穿設され、この挿入孔部22は、内周部がアーマチュア13の外周面に所定の間隙を介して対向している。また、ステータコア21の内周部には、複数の固定極すなわちＮ極およびＳ極が形成される。

各カーボンブラシ組立15は、本体ケース３に穿設された一対のブラシ部取付孔24(一方のみ図示)に先端部が挿入されて固定されている。また、各カーボンブラシ組立15は、カーボンブラシ25と、このカーボンブラシ25を保持するブラシホルダ26と、このブラシホルダ26に収容された付勢部材としてのばね27と、ブラシホルダ26に設けられた端子28とをそれぞれ有している。

カーボンブラシ25は、長手方向の一端部がブラシホルダ26から本体ケース３の中心軸方向に突出してコンミュテータ12の外周面に摺接してこのコンミュテータ12と電気的に導通するとともに、長手方向の他端部がブラシホルダ26に挿入されている。

このブラシホルダ26は、カーボンブラシ25長手方向の一端部がブラシ部取付孔24に挿入され、長手方向の他端部が本体ケース３から外方に突出している。

ばね27は、カーボンブラシ25をコンミュテータ12の外周面に押圧するものである。

端子28は、ブラシホルダ26の長手方向の他端部に突設され、家庭用商用交流電源、あるいは電池などの図示しない電源部に電気的に接続されている。

本体ケース３は、略有底円筒状のケース体としての胴体フレーム31と、この胴体フレーム31の前端部から挿入されて固定されアーマチュア13を軸方向に支持する回転子支持板としてのフレーム32とを有している。

胴体フレーム31は、軸方向の一端である後端面すなわち底面の中心部に、円筒状のモータヘッド部34が後方に突出して設けられている。また、この胴体フレーム31の前端部には、フレーム32が挿入される開口部35が形成され、この開口部35の周縁部には、ファンカバー６が固定されるフランジ部36が突設されている。さらに、この胴体フレーム31の前端部寄りの外周面には、カーボンブラシ組立15，15がそれぞれ取り付けられる一対のブラシ部取付孔24(一方のみ図示)と、遠心ファン５から吹き出された空気を外部に排気する角孔状の複数の排気口38とがそれぞれ穿設されている。

そして、胴体フレーム31の側部には、挿入されたフレーム32を支持する一対の支持部39（一方のみ図示）が切り起こし形成されている。

モータヘッド部34には、モータ２の回転軸11の軸方向の一端部である後端部が圧入されて回転自在に軸支される軸受としてのベアリング41が配設されているとともに、このベアリング41の後部に、このベアリング41に予圧を加えるスラストばね43が収容されている。

また、各ブラシ部取付孔24は、胴体フレーム31を中心軸方向に貫通してそれぞれ設けられている。

各支持部39は、胴体フレーム31に対してフレーム32を軸方向に位置決めするストッパとなるもので、胴体フレーム31の径方向に互いに略対称な位置にて、前側へと段差状に突出するように例えばポンチなどで形成されている。

一方、フレーム32は、図１および図２に示すように、長手状に形成されたフレーム本体45と、このフレーム本体45の両端部に一体に屈曲形成された固定部46とを備えている。

フレーム本体45は、中央部に取付凹部47が形成され、この取付凹部47から両端部の固定部46へと取付凹部47の突出方向と反対側へと傾斜している。また、このフレーム本体45には、取付凹部47の周囲に、整流板４を螺子止めする一対の整流板螺子止め孔48，48が穿設されている。さらに、このフレーム本体45の両側部には、それぞれ補強用のリブ51（一方のみ図示）が取付凹部47の突出方向と反対側へと略垂直に屈曲形成されている。

取付凹部47は、モータ２の回転軸11の軸方向の他端部である前端部が圧入されて回転自在に軸支されるベアリング53が内部に保持されているとともに、外周部が整流板４に挿通されている。また、この取付凹部47の底部の中央部には、回転軸11が前側に突出される突出孔54が穿設されている。

整流板螺子止め孔48，48には、螺子56（一方のみ図示）が挿通されている。

また、各固定部46は、フレーム本体45の両端部に、このフレーム本体45に対してリブ状に略垂直にそれぞれ屈曲されている。さらに、これら固定部46の外側には、胴体フレーム31の内周形状に対応して円弧状に形成され胴体フレーム31の内周面に接触する接触面46aが形成され、この胴体フレーム31の内周側に圧入されて支持部39に先端部である後端部がそれぞれ支持されている。

そして、各固定部46は、フレーム32を胴体フレーム31に圧入する際に、この胴体フレーム31に設けられた一対のガイド部58によりその圧入方向をガイドされる。

ここで、ガイド部58は、例えば胴体フレーム31の内周部に開口部35から各支持部39へと軸方向に沿って直線状に形成された溝部であり、各固定部46の幅と略等しい幅に形成されている。また、これらガイド部58の両側面は、各固定部46が嵌合された状態でこれら固定部46の両側面が当接することでフレーム32の周方向への回転を防止する回転防止部59となっている。さらに、これらガイド部58の曲面状の周面は、固定部46の接触面46aが接触する胴体側接触面60となっている。

なお、フレーム32は、各固定部46を胴体フレーム31の内周側に圧入せずに、胴体フレーム31の内周面に沿って挿入して側方からそれぞれ螺子止めなどにより固定してもよく、その固定方法は特に限定されるものではない。

また、整流板４は、ディフューザとも呼ばれ、遠心ファン５から吹き出された空気を整流してモータ２側へと流すもので、モータ２と遠心ファン５との間に位置し、本体ケース３の前端部を閉塞するように取り付けられている。そして、この整流板４は、円板状の整流板本体63と、この整流板本体63に突設された固定翼としての複数の前側ブレード64と複数の後側ブレード65とを有している。

整流板本体63は、本体ケース３の中心軸と同軸状に設けられ、中央部に、モータ２側に突出した凹部67が設けられ、この凹部67の中央部には、フレーム32の取付凹部47が挿通される挿通孔68が穿設されているとともに、この挿通孔68の周囲に、螺子56が螺子止めされる螺子孔69が穿設されている。

前側ブレード64は、整流板本体63から前側へと突設され、整流板本体63の外周縁部に、外周方向に向かうように平面渦巻き状に設けられ、整流板本体63の周方向に互いに離間されている。このため、各前側ブレード64の間には、整流板本体63の外周部に連続する前側案内風路71が区画形成されている。この前側案内風路71は、遠心ファン５から吹き出された空気を回転軸11側から外周方向へと螺旋状に案内するものである。さらに、これら前側ブレード64は、遠心ファン５の外周よりも外側に位置し、この遠心ファン５の外周に対向している。

また、後側ブレード65は、整流板本体63から後側へと突設され、中心側から外周方向に向かうように前側ブレード64と反対方向の平面渦巻き状に設けられ、整流板本体63の周方向に互いに離間されている。このため、各後側ブレード65の間には、整流板本体63の外周部に連続する後側案内風路73が区画形成されている。この後側案内風路73は、整流板本体63の外周縁部にて前側案内風路71に連通し、この前側案内風路71により外周方向へと案内された吸込風を整流板４の後側で回転軸11側へと螺旋状に案内するものであり、胴体フレーム31のフランジ部36の前側に対向して形成されている。

さらに、前側案内風路71と後側案内風路73とは、整流板４の外周縁部に切り欠き形成された図示しない連通切欠部により互いに連通している。

図２に戻って、遠心ファン５は、モータ２の回転軸11と一体的に回転するもので、円板状に設けられた後面シュラウド75、この後面シュラウド75の前方に位置する前面シュラウド76、および、これらシュラウド75，76の間に一体に設けられたファン翼77を備えている。

後面シュラウド75は、モータ２の回転軸11が嵌挿される嵌挿孔81が中心部に穿設されている。また、この後面シュラウド75は、回転軸11が挿通される円環状の後部ファンワッシャ83と前部ファンワッシャ84とで前後に挟持されている。そして、前部ファンワッシャ84は、ナット85により回転軸11の前端側に固定されている。

一方、前面シュラウド76には、丸孔状の通風孔87が中心部に穿設され、この通風孔87の周囲から、後面シュラウド75に向けて傾斜状に拡径されている。

ファン翼77は、平面視で通風孔87の周縁部近傍から遠心ファン５の外周方向に向かうように、整流板４の前側ブレード64と反対方向の平面渦巻き状に設けられ、複数の吸気風路88を区画形成する壁状に形成されている。これら吸気風路88は、整流板４の前側案内風路71に連通している。

そして、ファンカバー６は、胴体フレーム31のフランジ部36の外周縁部に後端部が嵌合されている。また、このファンカバー６は、前面の中心部に、丸孔状の吸込口89が開口形成されている。さらに、このファンカバー６の後面の吸込口89の外周縁部には、遠心ファン５の通風孔87の周縁部が摺接してこの通風孔87を吸込口89に気密に接続するシール部材90が取り付けられている。

次に、上記一実施の形態の動作を説明する。

電動送風機１の組み立ての際には、本体ケース３の胴体フレーム31内にモータ２を収容し、各カーボンブラシ組立15，15を胴体フレーム31の外部からブラシ部取付孔24に取り付けた後、モータ２の回転軸11の前側にフレーム32と整流板４とを順次挿通させる。

このとき、フレーム32は、各固定部46をガイド部58に嵌合させ、このガイド部58に沿って各支持部39に先端部が当接するまで胴体フレーム31の軸方向に圧入すると、各固定部46の接触面46aがガイド部58の胴体側接触面60に摺接して保持される。

この後、整流板４の前側に突出した回転軸11に各ファンワッシャ83，84を介して遠心ファン５を取り付け、ナット85で締め付け固定し、ファンカバー６を胴体フレーム31の前側に取り付ける。

そして、電動送風機１は、端子28へと給電されることでモータ２が駆動し、回転軸11が遠心ファン５と一体に回転すると、この遠心ファン５の回転により生じる負圧によりファンカバー６の吸込口89から電動送風機１内へと空気が吸い込まれる。この吸い込まれた空気は、通風孔87を介して遠心ファン５の吸気風路88に流入した後、ファン翼77に沿って遠心ファン５の外周方向へと吹き出される。

この遠心ファン５から吹き出された空気は、整流板４の前側案内風路71に流入し、前側ブレード64に沿って整流板４の前面側を中心軸側から外周方向へと螺旋状に案内された後、図示しない連通切欠部を介して整流板４の外周部から後側案内風路73に流入する。

このとき、後側案内風路73内には、螺子などの突起物がないため、空気が円滑に通過する。

そして、後側ブレード65に沿って整流板４の後面側を外周側から中心軸方向へと螺旋状に案内されて静圧化され、フレーム32の両側を経由して胴体フレーム31の開口部35から本体ケース３内へと流入し、ステータ14に吹き付けられてこのステータ14を冷却するとともに、さらにカーボンブラシ組立15のカーボンブラシ25を冷却しつつ、排気口38から電動送風機１の外部へと排気される。

上述したように、上記一実施の形態によれば、フレーム32の各固定部46を、胴体フレーム31の内周面に沿って挿入して固定することにより、例えばフレームの両端部を胴体フレームのフランジ部に螺子などで固定する従来の場合と比較して、螺子などが整流板の後側案内風路側に突出したり、フレームの両端部の板厚が後側案内風路に突出したりすることがなく、風路抵抗を抑制して整流板４により整流された空気の乱流を抑制でき、送風効率を向上できるとともに、風切り音を抑制して低騒音化を図ることができる。

また、フレーム32の各固定部46を支持する支持部39を胴体フレーム31の内周部に突設することで、フレーム32を胴体フレーム31にて確実に支持できるとともに、製造の際に固定部46の先端が支持部39に突き当たるまでフレーム32を胴体フレーム31内に挿入すれば、フレーム32の胴体フレーム31への挿入深さなどを考慮することなくフレーム32を容易かつ確実に位置決めでき、電動送風機１の組み立て精度およびフレーム32の位置精度が向上して電動送風機１の性能を向上できるとともに、製造性が向上する。

さらに、胴体フレーム31に設けたガイド部58にて、フレーム32の各固定部46を挿入方向にガイドすることで、フレーム32の取り付けがより容易となって、電動送風機１の組み立て精度およびフレーム32の位置精度がより向上し、電動送風機１の性能のばらつきを抑制できるとともに製造性がより向上する。

同様に、胴体フレーム31に設けた回転防止部59にて、フレーム32の周方向への回転を防止することで、電動送風機１の組み立て精度およびフレーム32の位置精度がより向上し、電動送風機１の性能のばらつきを抑制できるとともに製造性がより向上する。

しかも、ガイド部58を溝状に形成することで、このガイド部58の両側面が回転防止部59となるので、ガイド部と別個に回転防止部を設ける場合と比較して、製造性が良好になる。

そして、フレーム32の各固定部46の外周に、胴体フレーム31の内周面の形状に沿った曲面状の接触面46aを設けることで、フレーム32と胴体フレーム31の内周面であるガイド部58の胴体側接触面60との接触面積を増加させることができ、フレーム32が胴体フレーム31に、より確実に固定可能となる。

なお、上記一実施の形態において、支持部39、ガイド部58および回転防止部59の形状は、任意に設定できる。

また、電動送風機１の細部は、上記構成に限定されるものではない。

さらに、上記電動送風機１は、電気掃除機および産業用ブロワなどの他にも、様々なものへ適用可能である。

本発明の一実施の形態の電動送風機のケース体と回転子支持板とを示す分解斜視図である。 同上電動送風機を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 電動送風機
２ モータ
４ 整流板
５ 遠心ファン
11 回転軸
13 回転子としてのアーマチュア
31 ケース体としての胴体フレーム
32 回転子支持板としてのフレーム
39 支持部
46 固定部
58 ガイド部
59 回転防止部

Claims (2)

1. 回転軸を有する回転子を備えたモータと、
   内周部に支持部および回転防止部を備え、前記モータを収容した略円筒状のケース体と、
   前記回転軸の一端側に設けられた遠心ファンと、
   この遠心ファンと前記モータとの間に配設され、前記遠心ファンから吹き出された空気を前記モータ側へと整流する整流板と、
   前記ケース体の径方向に沿って長手状に形成され、前記ケース体の内周面に沿って挿入され前記支持部により支持されて固定されるとともに前記回転防止部に両側が当接することで前記ケース体の周方向への回転が規制される固定部を両端部に備え、前記整流板と前記モータとの間に配設されて前記回転子の回転軸を前記ケース体との間で支持する回転子支持板と
   を具備したことを特徴とした電動送風機。
2. ケース体は、回転子支持板の固定部を挿入方向にガイドするガイド部を内周部に備えている
   ことを特徴とした請求項１記載の電動送風機。

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