JP5034648B2 - 電動送風機及びそれを用いた電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、主に電気掃除機に使用される電動送風機に関するものであり、特にインペラのタイト性を向上して、吸引力の向上を図った電動送風機に関するものである。

従来の電動送風機としては特許文献１のような電動送風機がある。

この種の電動送風機１９は図６に示されるような構造になっていた。モ−タ部３２の電機子５１は整流子５２、電機子巻線２２を有し、電機子巻線２２は電機子コアー２１の外周に巻かれている。電機子５１はモ−タの軸３の両端に軸受４が圧入され、この軸受４を負荷側ブラケット５と反負荷側ブラケット６にて支持している。ブラシホルダー７はカ−ボンブラシ８を内蔵した金属からなり、反負荷側ブラケット６にて保持されている。界磁巻線２３は界磁コアー２４の外周に巻かれている。

ファン部３１の１０は負荷側ブラケット５と、負荷であり空気吸引、吹き出し用のインペラ１１間に形成した整流用のエア−ガイドであり、インペラ１１の上方はケーシング１２で覆われている。インペラ１１は、スペ−サ−（図示せず）、座金１４及びナット１５により軸３に固定され軸３とともに回転する。エア−ガイド１０は、ネジ（図示せず）等にて負荷側ブラケット５に固定しており、負荷側ブラケット５と反負荷側ブラケット６もネジ（図示せず）等にて固定してある。ケーシング１２の吸気口２０を形成するタイトキャップ１６は、樹脂等で成形され、ケーシング１２中央部へは溶着等で固定しており、インペラ１１の吸込口先端部１１ｃとタイトキャップ１６は接触することで、タイト性を確保している。

このように構成された電動送風機１９は、モータ部３２の軸３に固定されたインペラ１１が回転することによって、電動送風機１９外部、具体的には図６中の中央上方の空気を吸気口２０からインペラ１１内に吸込んで、インペラ１１の回転による遠心力でその空気をインペラ１１の外周側へと押しやり、インペラ１１外周の吹き出し口１１ｂから吹き出す吹き出し風を発生する。その吹き出し風は、インペラ１１の吹き出し口１１ｂ外周に設けた整流用のエア−ガイド１０を通過した後、モ−タ部３２の電機子巻線２２、界磁巻線２３等を冷却し、反負荷側ブラケット６を通過して図６中の下方、即ち電動送風機１９の外部へと排気される。なお、電動送風機１９の吸気口２０からインペラ１１内に吸込む空気は吸引風として活用される。

また、電動送風機１９を搭載した電気掃除機は、図７のような構造となっていた。掃除機本体６１は、中央部に設けられた格子隔壁５３により集塵室８１とモ−タ室８２に分けられており、集塵室８１には紙袋５４、モ−タ室８２には電動送風機１９が備えつけられている。掃除機本体６１には接続パイプ６０、ホ−ス５９、先端パイプ５８、延長管５７、ノズル５６が接続されている。よって作用としては、電動送風機１９の吸引力によりノズル５６から集められたゴミは、延長管５７、先端パイプ５８、ホ−ス５９、接続パイプ６０を通り、集塵室８１内の紙袋５４に集められる。
特開平７−６３１９５号公報

従来の電動送風機１９では、ケーシング１２に溶着した樹脂製のタイトキャップ１６とインペラ１１の吸込口先端部１１ｃとが接触することで、インペラとタイトキャップとのタイト性を確保している。

ここで、インペラ１１の吸込口先端部１１ｃにタイトキャップ１６の先端接触部１６ａを圧入する製造工程について説明する。図８は、タイトキャップの圧入工程を説明するための図であり、図８（ａ）は圧入直前の状態を示す拡大断面図であり、図８（ｂ）は圧入直後の状態を示す拡大断面図である。

タイトキャップ１６を装着したケーシング１２を負荷側ブラケット５に圧入する工程は、モータ部３２を駆動しインペラ１１を回転した状態で、ケーシング１２を負荷側ブラケット５に圧入固定する。この時の、インペラ１１の吸込口先端部１１ｃがタイトキャップ１６の先端接触部１６ａに接する直前の状態を図８（ａ）に示している。インペラ１１の吸込口先端部１１ｃの径とタイトキャップ１６の先端接触部１６ａの径とでは、オーバーラップ寸法ｄが存在する。その後、ケーシング１２が圧入され、回転しているインペラ１１の吸込口先端部１１ｃと樹脂製のタイトキャップ１６の先端接触部１６ａが接触すると、オーバーラップ寸法ｄ分がインペラ１１の吸込口先端部１１ｃの摩擦によって削り取られるとともに、摩擦によって発生する熱で樹脂が溶解除去もされる。この時、図８（ｂ）に示すように、タイトキャップ１６の削りカス１７がタイトキャップ１６の先端接触部１６ａの内側、及び外側に付着してしまう。

図８（ｂ）に示すように、モータ部３２の駆動によりインペラ１１が回転すると、外部の空気を吸込む吸込風Ｗ１を発生する。インペラ１１の内側に付着した削りカス１７は、インペラ１１の吸込風Ｗ１に対して乱流Ｗ２を発生させるため、結果的にロスとなり、電動送風機の吸込性能を低下させる要因になっていた。

また、従来の方法では、インペラ１１を回転させて、インペラ１１の吸込口先端部１１ｃとタイトキャップ１６とを摩擦することによる磨耗力と、磨耗熱による溶解によって、タイトキャップ１６を削るため、タイトキャップ１６のオーバーラップ部を削り取るために多くの時間を要するという欠点を有していた。

本発明は上記課題を解決するもので、インペラとタイトキャップが接する箇所のタイト性を向上し、吸引力を向上した電動送風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、電機子巻線、軸、及び整流子を有する電機子と、前記電機子の前記軸を回転自在に支持する反負荷側ブラケット及び負荷側ブラケットと、前記電機子の前記軸に固定され中央に吸込口を有し外周に空気吹き出し用の吹き出し口を有したインペラと、前記インペラの外周に設けられ前記吹き出し口からの吹き出し風を整流するエアーガイドと、前記インペラの吸込口先端部と接触タイトするための先端接触部を有するタイトキャップと、一体的に成形された前記タイトキャップと共に前記インペラおよび前記エアーガイドの外側を覆うケーシングとを備え、前記タイトキャップの先端接触部と接触する前記インペラの前記吸込口先端部に切削部を構成しており、前記切削部は、前記インペラの外周方向から前記インペラの吸込口先端部を見た形状がノコギリ刃状を成すように構成され、その刃先が、前記電機子の軸方向から見て前記軸を中心に略放射状を成している。

本発明の電動送風機は、タイトキャップを装着した後、インペラの回転によって吸込口先端部の切削部がタイトキャップの先端接触部をスムーズに削り取ることから、削りカスを吸気口近傍に溶着させる心配が無く、インペラのタイト性を向上し、電動送風機の高効率化を図ることができる。

第１の発明は、電機子巻線、軸、及び整流子を有する電機子と、前記電機子の前記軸を回転自在に支持する反負荷側ブラケット及び負荷側ブラケットと、前記電機子の前記軸に固定され中央に吸込口を有し外周に空気吹き出し用の吹き出し口を有したインペラと、前記インペラの外周に設けられ前記吹き出し口からの吹き出し風を整流するエアーガイドと、前記インペラの吸込口先端部と接触タイトするための先端接触部を有するタイトキャッ
プと、一体的に成形された前記タイトキャップと共に前記インペラおよび前記エアーガイドの外側を覆うケーシングとを備え、前記タイトキャップの先端接触部と接触する前記インペラの前記吸込口先端部に切削部を構成しており、前記切削部は、前記インペラの外周方向から前記インペラの吸込口先端部を見た形状がノコギリ刃状を成すように構成され、その刃先が、前記電機子の軸方向から見て前記軸を中心に略放射状を成している電動送風機とするものであり、タイトキャップを装着した後、インペラの回転によって吸込口端部の切削部がタイトキャップの先端接触部をスムーズに削り取ることから、削りカスを吸気口近傍に溶着させる心配が無く、タイト性を向上し高効率化を図った電動送風機を実現できる。

また、第１の発明は、切削部は、インペラの外周方向から前記インペラの吸込口先端部を見た形状がノコギリ刃状を成すように構成され、その刃先が、前記電機子の軸方向から見て前記軸を中心に略放射状を成している電動送風機とするものであり、タイトキャップを装着した後、インペラの回転によって吸込口先端部のノコギリ刃形状の刃先がタイトキャップの先端接触部をスムーズに削り取ることから、溶融した削りカスを吸気口近傍に付着させる心配が無く、タイト性を向上し高効率化を図った電動送風機を実現できる。

第２の発明は、第１の発明の構成に加えて、タイトキャップは、インペラの吸込口先端部と接触タイトを行う箇所の内径が前記吸込口先端部の内径よりも小さく、且つ同箇所の外径が前記吸込口先端部の外径より大きくなるようにした電動送風機とするものであり、インペラの吸込口先端部がタイトキャップの先端接触部に埋もれるラビリンス形状となるため、タイト性をより向上し、より高効率化を図った電動送風機を提供することができる。

第３の発明は、塵埃を捕集する集塵室と、前記集塵室に吸込風を与える第１または２の発明の電動送風機を備えた電気掃除機とするものであり、電気掃除機の吸込み性能の向上を図ることができる。

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。尚、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の実施の形態に係る電動送風機について、図１〜図３を用いて説明する。従来の技術と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。図１は、第１の実施の形態に係る電動送風機に用いるインペラの構成を説明するための図であり、図１（ａ）は本実施の形態に係るインペラの外観斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）中のＡ部分の拡大図である。

図１（ａ）に示すように、インペラ１１は、固定される予定の軸３（図示せず）を中心にブレード８３の複数枚を配置し、複数枚のブレード８３を上下２枚のプレートで挟み込んでカシメ部１１ｄで固定している。インペラ１１の中央には吸込口１１ａを有し、インペラ１１の外周部分が吹き出し口となっている。インペラ１１は、図１（ｂ）に示すように、吸込口先端部１１ｃには切削部を構成する複数の突起１８が配置されており、インペラの外周方向から吸込口先端部１１ｃを見た形状がノコギリ刃状を成し、そのノコギリ刃状の刃先が、電機子５１（図示せず）の軸方向から見て軸を中心に略放射状を成している。

このように構成されたインペラ１１を用いた電動送風機１９の組み立て方法について、図２を用いて説明する。図２は本実施の形態に係る電動送風機の組み立て方法を説明するための図であり、図２（ａ）はタイトキャップ１６を圧入する直前の状態を示す図であり
、図２（ｂ）はタイトキャップ１６の圧入後の状態を示す図である。

図２（ａ）に示すように、インペラ１１の吸込口先端部１１ｃとタイトキャップ１６の先端接触部１６ａとの一部（ｄ）をオーバーラップさせるように、タイトキャップ１６とインペラ１１とを上下に配置し、モータ部（図６中の３２）の回転駆動によって軸（図６中の３）に固定されたインペラ１１を図１及び図２中に示す回転方向に回転させ続ける。その状態でタイトキャップ１６を上方から下方へ押し下げて圧入する。本実施の形態で示すように、インペラ１１の吸込口先端部１１ｃにノコギリ刃状の突起１８を設ければ、タイトキャップ１６の先端接触部１６ａがスムーズに削られ、切削部の突起１８が接触するオーバーラップ寸法ｄを正確に削除できる。その結果、タイトキャップ１６の先端接触部１６ａを削るときに発熱が抑制され、タイトキャップ１６の削りカスが溶解してインペラ１１の吸込口先端部１１ｃ近傍に付着することを防止することができるため、インペラ１１吸込口で発生する乱流を防止し、吸込性能の向上を図ることが可能となる。

また、切削部の突起１８で削り取られた削りカス１７ａ、１７ｂについては、図２で示すように、インペラ１１の吸込口先端部１１ｃ内側に発生する削りカス１７ａと、インペラ１１の吸込口先端部１１ｃ外側に発生する削りカス１７ｂにわかれる。この時、インペラ１１は図１からもわかるように、複数枚のブレード８３を内部に有しているため、インペラ１１の内側に発生した削りカス１７ａは、インペラ１１内部を形成している複数枚の羽根に挟まったり、引っかかったりし、インペラ１１内部の風の流れに対してロスを発生さる要因となる。これはインペラ１１の吸込口先端部１１ｃに設けたノコギリ刃状をした切削部の突起１８の刃先形状によって左右されるものであり、そのことについて図３を用いて以下に説明する。

図３はインペラ１１の動作を説明するための図であり、図３（ａ）はインペラ１１を上方から見た部分上面図であり、図３（ｂ）はインペラ１１の吸込口先端部１１ｃに設ける突起１８の刃先形状を放射状にした場合の吸込口１１ａ近傍を拡大した部分拡大図であり、図３（ｃ）は突起１８の刃先形状を傾斜させて設けた吸込口１１ａ近傍を拡大した部分拡大図である。

図３（ａ）に示されるように、軸３方向から見た切削部の突起１８の刃先形状が、軸３を中心とした略放射状で刃先が形成されている場合については、前述のように削りカス１７ａ，１７ｂがインペラ１１の吸引口内側と吸引口外側に分離してしまう。このような不都合を改善するには、図３（ｂ）で示すように、切削部の突起１８の刃先形状を、軸３を中心とした放射状ではなく、回転方向に対し、インペラ１１の吸込口先端部１１ｃ内側の刃先が回転方向に対し前進するような刃先形状とすることによって、切削部の突起１８によって削り取られた削りカス１７ｂは、刃先形状により全て外側に押し出される。よって削りカス１７は、インペラ１１の吸込口先端部１１ｃ内側に発生することがないため、より安定して吸込性能の向上を図ることが可能となる。

また、上述の図（ｂ）の場合であっても、比較的削りカス１７ｂの粒が大きいため、インペラ１１内側に挟まったり、引っかかったりする可能性はないものの、その他、エアーガイド１０やそれ以降のモータ部３２内部で削りカス１７が悪影響を及ぼす可能性がある。

（実施の形態２）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る電動送風機について図４を用いて説明する。図４は、第２の実施の形態に係るインペラの構造を示す図であり、図４（ａ）はインペラ１１を上方から見た部分上面図であり、図４（ａ）中のＡ−Ａ部の断面構造を示す図である。なお、ここでの説明は、従来例や第１の実施の形態と同じ構成については同じ符号を用
いて説明を省略する。

図４に示すように、インペラ１１の吸込口先端部１１ｃには、山状の突起１８を格子状の配置した凹凸からなる形状、すなわち鉄の鑢などに施されている形状と同じ鑢形状とすることで、削りカス１７の粒を細かくし、削りカス１７がファン部３１、モータ部３２内部に挟まったり、引っかかったりすることを防止し、悪影響を及ぼす可能性を低下させることができる。

（実施の形態３）
次に、本発明の第３の実施の形態に係る電動送風機について図５を用いて説明する。図５は、第３の実施の形態に係る電動送風機の組み立て方法を説明するための図であり、図５（ａ）はタイトキャップ１６を圧入する直前の状態を示す図であり、図５（ｂ）はタイトキャップ１６の圧入後の状態を示す図である。なお、ここでの説明は、従来例や第１及び第２の実施の形態と同じ構成については同じ符号を用いて説明を省略する。

図５に示すように、インペラ１１の吸込口先端部１１ｃの内径ｂとタイトキャップ１６の先端接触部１６ａの内径Ｂについては、ｂ＞Ｂの寸法関係とし、インペラ１１の吸込口先端部１１ｃの外径ａとタイトキャップ１６の先端接触部１６ａの外径Ａについては、ａ＜Ａの寸法関係とする。このような状態で、下方に配置したインペラ１１をモータ部３２によって回転させながら、上方に配置したタイトキャップ１６を下方へと押し下げる。すると、タイトキャップ１６の先端接触部１６ａはインペラ１１の吸込口先端部１１ｃに在る突起（切削部）１８によって削られる。タイトキャップ１６の先端接触部１６ａを削った後の形状は、図５（ｂ）に示すような形状となる。すなわち、インペラ１１の吸込口先端部１１ｃをタイトキャップ１６の先端接触部１６ａで挟み込む形状となるため、ラビリンス効果によりタイト部分での空気洩れを防ぐことができる。従って、より安定して吸込性能の向上を図ることが可能となる。

なお、上述してきた実施の形態の電動送風機１９を図７に示す掃除機本体６１に組み込んだ場合には、高効率化を図った電動送風機からより強い吸込風が得られ、掃除機本体６１の吸込み性能の向上を図ることが可能となる。

以上のように、本発明にかかる電動送風機は、インペラとタイトキャップ間のタイト性を向上することにより、高効率な吸引性能を得ることを可能にするものであり、交流式電気掃除機や直流充電式掃除機等の用途にかかわらず、広く電気掃除機に使用できるものである。

本発明の第１の実施の形態に係る電動送風機に用いるインペラの構成図であり、（ａ）同インペラの外観斜視図、（ｂ）同インペラの吸込口先端部の部分拡大図 同実施の形態の電動送風機の組み立て方法を説明するための図であり、（ａ）インペラとタイトキャップの圧入直前状態を示す部分拡大図、（ｂ）インペラとタイトキャップの圧入直後状態を示す部分拡大図 同インペラの動作を説明するための部分拡大図であり、（ａ）同インペラを上面から見た部分拡大図、（ｂ）刃先形状を軸中心に略放射状としたインペラの部分拡大図、（ｃ）同インペラの刃先形状の変形例を示す部分拡大図 第２の実施の形態に係る電動送風機に用いるインペラの構造を示す図（（ａ）同インペラを軸方向から見た部分拡大図、（ｂ）同図Ａ−Ａ部分の断面図） 第３の実施の形態に係る電動送風機に用いるインペラを説明するための図であり、（ａ）インペラとタイトキャップの圧入直前状態を示す部分拡大図、（ｂ）インペラとタイトキャップの圧入直後状態を示す部分拡大図 従来例における電動送風機の側面部分断面図 従来例における電気掃除機の構成を示す部分断面図 従来例における電動送風機の組み立て方法を説明するため図であり、（ａ）インペラとタイトキャップの圧入直前状態を示す部分拡大図、（ｂ）インペラとタイトキャップの圧入直後状態を示す部分拡大図

３ 軸
５ 負荷側ブラケット
６ 反負荷側ブラケット
７ ブラシホルダー
１１ インペラ
１１ａ 吸込口
１１ｂ 吹き出し口
１１ｃ 吸込口先端部
１２ ケーシング
１６ タイトキャップ
１６ａ 先端接触部
１７ 削りカス
１８ 突起（切削部）
１９ 電動送風機
２０ 吸気口
２２ 電機子巻線
２３ 界磁巻線
５１ 電機子
５２ 整流子

Claims (3)

1. 電機子巻線、軸、及び整流子を有する電機子と、前記電機子の前記軸を回転自在に支持する反負荷側ブラケット及び負荷側ブラケットと、前記電機子の前記軸に固定され中央に吸込口を有し外周に空気吹き出し用の吹き出し口を有したインペラと、前記インペラの外周に設けられ前記吹き出し口からの吹き出し風を整流するエアーガイドと、前記インペラの吸込口先端部と接触タイトするための先端接触部を有するタイトキャップと、一体的に成形された前記タイトキャップと共に前記インペラおよび前記エアーガイドの外側を覆うケーシングとを備え、前記タイトキャップの先端接触部と接触する前記インペラの前記吸込口先端部に切削部を構成しており、前記切削部は、前記インペラの外周方向から前記インペラの吸込口先端部を見た形状がノコギリ刃状を成すように構成され、その刃先が、前記電機子の軸方向から見て前記軸を中心に略放射状を成している電動送風機。
2. 前記タイトキャップは、前記インペラの吸込口先端部と接触タイトを行う箇所の内径が前記吸込口先端部の内径よりも小さく、且つ同箇所の外径が前記吸込口先端部の外径より大きくなるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電動送風機。
3. 塵埃を捕集する集塵室と、前記集塵室に吸込風を与える請求項１または２に記載の電動送風機とを備えた電気掃除機。

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