JP4952061B2

JP4952061B2 - 電動送風機及びこれを用いた電気掃除機

Info

Publication number: JP4952061B2
Application number: JP2006148072A
Authority: JP
Inventors: 剛西村
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-05-29
Filing date: 2006-05-29
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2026-05-29
Also published as: JP2007315346A

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。

従来の技術で用いられる電気掃除機用の電動送風機の構成について、図３を用いて説明する。

２は界磁コア３に界磁巻線（省略）を施してなるステータ、５はシャフト６に通された電機子コア７に電機子巻線（略図）８を施し、整流子９を同軸上に配置してシャフト６の両端に設けられた軸受１０によって回転自在に固定されたロータである。ステータ２及びロータ５は負荷側ブラケット１１、反負荷側ブラケット１２に固定され、前記反負荷側ブラケット１２に一対のカーボンブラシ１３を異形管１４を介して挿入することでモータ１５を形成している。１９は排気口である。また、出力軸のシャフト６にはインペラ１６が備えられ、インペラ１６の外周部に通風路を形成するエアーガイド１７が配されており、前記エアガイド１７は表面の隣り合う静翼２６間によって構成される複数の通路をもつディフューザ部２０と、流れをエアガイド１７裏面へと導く流れ変更部２１、さらに戻り通路２２により構成される。１８はその外周上に複数のスリット２５を備えたファンケースであり、インペラ１６、エアーガイド１７を覆うように取り付けられ電動送風機１となる。２４は吸気口を示している。

上記構成において、電力が供給されると界磁巻線を伝導した電流がカーボンブラシ１３を通って整流子９に伝わり、界磁コア３で発生した磁束と電機子巻線８を通る電流との間で力が発生し、ロータ５が回転する。次にロータ５が回転することにより、ロータ５のシャフト６に固定されたインペラ１６が回転し、インペラ１６内の空気を増速し、増速された空気の大部分は、エアーガイド１７のディフューザ部２０を通り、減速されて流れ変更部２１へと入り込み、方向を１８０度転換されて、戻り通路２２を通り、モータ１５へと導かれる。そしてその後、ロータ５、ステータ２、カーボンブラシ１３を冷却しながら、反負荷側ブラケット１２の排気口１９より排出される。しかしながら、一部の空気は、ファンケース１８の外周上に複数のスリット２５から直線的に放出され、電動送風機１の送風効率を高める働きをする。これにより、電動送風機１の効率を向上させようとするものであった（例えば、特許文献１参照）。
実開昭６１−４７９６４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、電動送風機１の効率は向上するものの、電動機の冷却に使用される風量は減少し、電動機の温度が高くなり、ブラシ寿命等の耐久性、信頼性に少なからず影響を与えるものであった。

また、インペラ１６で増速された空気をそのまま排出するので、インペラ１６エアガイド１７の間で発生する干渉音等の騒音もそのまま放出され、従来に比べ、騒音の高いものとなっていた。

本発明は、上記課題を解決し、高い効率を維持し、モータの耐久性を向上、騒音も低減させた電動送風機およびそれを搭載した電気掃除機を提供することを目的とする。

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、排気口を有する有底略円筒形の反負荷側ブラケットと、ブラケット開口部を有する負荷側ブラケット内にロータ、ステータ等の電動機部材を配設して構成された電動機と、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
間にインペラからの気流が通る複数のディフューザ通路を形成すると共に、前記ディフューザ通路の終端部で気流をリターンさせ、裏面のエアガイド中央部へと導く戻り通路を裏面に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を備え、前記ディフューザ通路の終端と対向するファンケースの外周側面に、前記ディフューザ通路を通過した気流の一部を排出する複数のファンケース開口部を設け、前記戻り通路の終端の位置が前記負荷側ブラケットのブラケット開口部の範囲内に位置する場合における前記ファンケース開口部の面積Ｓ１と、前記戻り通路の終端の位置が前記負荷側ブラケットのブラケット開口部の範囲内に位置しない場合における前記ファンケース開口部の面積Ｓ２との間には、Ｓ１＜Ｓ２の関係が成立するとともに、前記インペラで発生した気流の一部は、前記エアガイドのディフューザ通路を通り、前記戻り通路の終端の位置が前記負荷側ブラケットのブラケット開口部の範囲内に位置する場合における前記ファンケース開口部、及び、前記エアガイドのディフューザ通路を通り、前記戻り通路の終端の位置が前記負荷側ブラケットのブラケット開口部の範囲内に位置しない場合における前記ファンケース開口部から外気へと放出されることを特徴としたもので、電動機の冷却に寄与する通路はファンケースの開口を小さくし、冷却風を稼ぐとともに、騒音も抑制し、電動機の冷却にあまり寄与していない通路の開口は大きくすることで、高い効率を維持することができる。

本発明によれば、高い効率を維持しつつ、モータの信頼性の向上、ならびに騒音も低減した電動送風機およびそれを搭載した電気掃除機を提供できる。

第１の発明は、排気口を有する有底略円筒形の反負荷側ブラケットと、ブラケット開口部を有する負荷側ブラケット内にロータ、ステータ等の電動機部材を配設して構成された電動機と、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、隣り合う静翼間にインペラからの気流が通る複数のディフューザ通路を形成すると共に、前記ディフューザ通路の終端部で気流をリターンさせ、裏面のエアガイド中央部へと導く戻り通路を裏面に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を備え、前記ディフューザ通路の終端と対向するファンケースの外周側面に、前記ディフューザ通路を通過した気流の一部を排出する複数のファンケース開口部を設け、前記戻り通路の終端の位置が前記負荷側ブラケットのブラケット開口部の範囲内に位置する場合における前記ファンケース開口部の面積Ｓ１と、前記戻り通路の終端の位置が前記負荷側ブラケットのブラケット開口部の範囲内に位置しない場合における前記ファンケース開口部の面積Ｓ２との間には、Ｓ１＜Ｓ２の関係が成立するとともに、前記インペラで発生した気流の一部は、前記エアガイドのディフューザ通路を通り、前記戻り通路の終端の位置が前記負荷側ブラケットのブラケット開口部の範囲内に位置する場合における前記ファンケース開口部、及び、前記エアガイドのディフューザ通路を通り、前記戻り通路の終端の位置が前記負荷側ブラケットのブラケット開口部の範囲内に位置しない場合における前記ファンケース開口部から外気へと放出されることを特徴としたもので、電動機の冷却に寄与する通路はファンケースの開口を小さくし、冷却風を稼ぐとともに、騒音も抑制し、冷却にあまり寄与していない通路の開口は大きくすることで、高い効率を維持することができる。

第２の発明は、第１の発明の電動送風機を備える電気掃除機としたもので、高い吸込仕事率を維持するとともに、信頼性の向上、ならびに騒音を低減した、使用性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）
本発明の第１の実施の形態を、図１、図２を用いて説明する。なお従来例と同一部分については同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図１は本実施の形態の電動送風機の部分断面図、図２は同電動送風機を吸気口側より見た平面図で、ファンケース、インペラは省略して示している。２５、２６はファンケース１８外周上に設けられたスリット（ファンケース開口部）で、円周方向の幅は同一であるが、軸方向の高さが異なり、開口面積としては、スリット２６の方が大きく設定してある。また、図２で、破線で示されたリブは、戻り通路２２を形成するエアガイド１７裏面の戻り通路案内翼で、電動送風機１のシャフト６の方向へ、その終端が延設されている。その延長上に、負荷側ブラケット１１のブラケット開口部２７（斜線）が存在する。Ａ〜Ｈは通路（半周分）をあらわしており、通路Ａ〜Ｃに対しては、図１のファンケース１８のスリット２６が、Ｄ〜Ｈに対しては、スリット２５の位置が対応している。残りの半周分に対しても同様である。

上記の構成において動作を説明すると、電力が供給されると、従来例と同様、ロータ５が回転しインペラ１６で発生した気流が、エアガイド１７のディフューザ部（ディフューザ通路）２０を通り、一部はファンケース１８外周のスリット２５、２６から外気へと放出され、残りの空気は、流れ変更部（ディフューザ通路の終端）２１、戻り通路２２を経て、モータ１５を流れ、ロータ５、ステータ２、カーボンブラシ１３を冷却し、反負荷側ブラケット１２の排気口１９より排出される。このとき、通路Ａ〜Ｃの延長上には、負荷側ブラケット１１のブラケット開口部２７がないため、戻り通路２２を通過してきた気流は、負荷側ブラケット１１の壁にぶつかり、屈曲して隙間等を通り抜けて、負荷側ブラケットの開口部１１に流れ込むため、そこでの圧力損失が大きくなる。

しかしながら、通路Ａ〜Ｃに対しては、ファンケース１８のスリット２６の開口面積が大きく設定されているので、同部から外気へと流れやすく、戻り通路２２終端での圧力損失を極力抑えることができる。また、通路Ｄ〜Ｈを通ってきた気流は、その延長上に負荷側ブラケット１１のブラケット開口部２７が存在しており、モータ１５内部へ流れ込みやすく、損失が少ない。

従って、ファンケース１８のスリット２５の面積は小さく設定しても、ロスは少なく、その分、モータ１５内部へ流れる空気が増え、モータ１５内部を効率よく冷却するとともに、ファンケース１８のスリット２５から直線的に放出されるインペラからの騒音も抑えることができる。

このように本実施の形態によれば、負荷側ブラケット１１の形状によって、戻り通路の流れに差が生じる現象を、ファンケース１８に設けたスリット２５、２６の面積を調整することで、効率に寄与する部分と、モータの冷却に寄与する部分とに分け、全体の効率化を図ったため、高効率を維持しながら、モータの耐久性、信頼性を向上させ、なおかつ、騒音にも配慮した電動送風機を実現するものである。

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込仕事率の向上が図れるので、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。

本発明の第１の実施の形態を示す電動送風機の部分断面図同電動送風機の、ファンケース、インペラを除去した状態の平面図従来の電動送風機を示す部分断面図

１電動送風機
２ステータ
５ロータ
１１負荷側ブラケット
１２反負荷側ブラケット
１３カーボンブラシ
１５モータ（電動機）
１６インペラ
１７エアガイド
１８ファンケース
１９排気口
２０ディフューザ部（ディフューザ通路）
２１流れ変更部（ディフューザ通路の終端部）
２２戻り通路
２４吸気口
２５スリット（ファンケース開口部）
２６スリット（ファンケース開口部）
２７ブラケット開口部

Claims

排気口を有する有底略円筒形の反負荷側ブラケットと、ブラケット開口部を有する負荷側ブラケット内にロータ、ステータ等の電動機部材を配設して構成された電動機と、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、隣り合う静翼間にインペラからの気流が通る複数のディフューザ通路を形成すると共に、前記ディフューザ通路の終端部で気流をリターンさせ、裏面のエアガイド中央部へと導く戻り通路を裏面に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を備え、前記ディフューザ通路の終端と対向するファンケースの外周側面に、前記ディフューザ通路を通過した気流の一部を排出する複数のファンケース開口部を設け、前記戻り通路の終端の位置が前記負荷側ブラケットのブラケット開口部の範囲内に位置する場合における前記ファンケース開口部の面積Ｓ１と、前記戻り通路の終端の位置が前記負荷側ブラケットのブラケット開口部の範囲内に位置しない場合における前記ファンケース開口部の面積Ｓ２との間には、Ｓ１＜Ｓ２の関係が成立するとともに、前記インペラで発生した気流の一部は、前記エアガイドのディフューザ通路を通り、前記戻り通路の終端の位置が前記負荷側ブラケットのブラケット開口部の範囲内に位置する場合における前記ファンケース開口部、及び、前記エアガイドのディフューザ通路を通り、前記戻り通路の終端の位置が前記負荷側ブラケットのブラケット開口部の範囲内に位置しない場合における前記ファンケース開口部から外気へと放出されることを特徴とする電動送風機。
請求項１に記載の電動送風機を備えた電気掃除機。