WO2019176625A1 - 電動送風機、電気掃除機およびエアタオル - Google Patents

電動送風機、電気掃除機およびエアタオル Download PDF

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WO2019176625A1
WO2019176625A1 PCT/JP2019/008495 JP2019008495W WO2019176625A1 WO 2019176625 A1 WO2019176625 A1 WO 2019176625A1 JP 2019008495 W JP2019008495 W JP 2019008495W WO 2019176625 A1 WO2019176625 A1 WO 2019176625A1
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WO
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ventilation path
diffuser
return
electric blower
air
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PCT/JP2019/008495
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English (en)
French (fr)
Inventor
哲夫 嶋崎
博則 竹内
Original Assignee
パナソニックIpマネジメント株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing

Definitions

  • the present disclosure relates to an electric blower, a vacuum cleaner, and an air towel.
  • the present disclosure particularly relates to an electric blower used for household electric appliances and the like, and an electric appliance such as an electric vacuum cleaner and an air towel using the electric blower.
  • a centrifugal fan capable of obtaining a high suction pressure is adopted as a rotating fan.
  • This centrifugal fan is attached to a rotating shaft of the electric motor. The centrifugal fan rotates at a high speed to generate a desired air volume and pressure.
  • an electric blower using a centrifugal fan for example, an electric motor, a centrifugal fan attached to a rotating shaft of the electric motor, an air guide having diffuser blades arranged on the outer peripheral side of the centrifugal fan, a centrifugal fan, and an air guide What has a fan case which covers is known.
  • an air passage through which air discharged from the centrifugal fan flows is formed by the diffuser blades and the fan case of the air guide.
  • the air flowing into the air guide from the centrifugal fan passes through the ventilation path formed in the air guide, then passes through the internal space of the bracket that houses the electric motor, and is discharged outside through the opening of the bracket.
  • the air flowing from the centrifugal fan to the air guide generates a sound having a frequency corresponding to the product of the rotational speed (N) of the centrifugal fan and the number of blades (Z) of the centrifugal fan, so-called NZ sound.
  • this NZ sound has the largest sound pressure.
  • This NZ sound can be suppressed by devising the shape of the ventilation path formed in the air guide.
  • Patent Document 1 attempts to reduce the noise of the electric blower by suppressing the pressure fluctuation of the sound wave by providing a through hole in the plate surface of the diffuser blade in the middle portion of the ventilation path. .
  • the air discharged from the centrifugal fan is boosted as the centrifugal fan rotates.
  • the diffuser blades of the air guide serve to recover pressure by gradually decreasing the flow rate of the air that has been pressurized and discharged from the centrifugal fan. Therefore, when a through hole is provided in the diffuser blade in the middle part of the ventilation path, the air flow is disturbed at a location where the speed of the air flowing through the ventilation path is not sufficiently reduced. For this reason, it will result in producing a loss in the pressure recovery in the ventilation path in a diffuser blade, and the performance as an electric blower will fall.
  • Patent Document 1 can suppress noise, there is a problem that the original performance of the electric blower is degraded.
  • An object of the present disclosure is to provide an electric blower that can suppress noise without degrading performance, and a vacuum cleaner, an air towel, and the like using the electric blower.
  • an electric blower includes a rotor and an electric motor having a rotating shaft attached to the rotor, a centrifugal fan attached to the rotating shaft, and an exhaust from the centrifugal fan.
  • the side where the centrifugal fan is located is the surface on the centrifugal fan side and the opposite side of the centrifugal fan side is the opposite side of the centrifugal fan.
  • a first diffuser ventilation path and a first diffuser ventilation path formed by a plurality of diffuser blades provided so as to surround a side of the fan and a pair of adjacent diffuser blades among the plurality of diffuser blades.
  • a second diffuser ventilation path adjacent to each other, a plurality of return blades on the opposite surface of the centrifugal fan, and a set adjacent to each other among the plurality of return blades A return ventilation path formed by a return wing and including a first return ventilation path communicating with the first diffuser ventilation path and a second return ventilation path adjacent to the first return ventilation path; and a diffuser An air guide having a return ventilation path that communicates each of the ventilation path and the return ventilation path, and a through hole that communicates the diffuser ventilation path or the return ventilation path with the return ventilation path in an outer peripheral region of the air guide
  • one aspect of the electric vacuum cleaner according to the present disclosure includes the above-described electric blower and a control unit that controls the electric blower.
  • one aspect of the air towel according to the present disclosure includes the above-described electric blower and a control unit that controls the electric blower.
  • This disclosure can realize an electric blower that can suppress noise and a vacuum cleaner, an air towel, and the like using the electric blower without reducing the performance of the electric blower.
  • FIG. 1 is an external perspective view of the electric blower according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a half sectional view of the electric blower according to the first embodiment.
  • 3 is an exploded perspective view of the electric blower according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 4 is a top view of the electric blower according to Embodiment 1 with the fan case removed.
  • FIG. 5 is a perspective view of the air guide used in the electric blower according to Embodiment 1 when viewed from the front side (fan case side).
  • FIG. 6 is a perspective view of the air guide used in the electric blower according to Embodiment 1 when viewed from the back side (rotor side).
  • FIG. 7 is a top view of an air guide used in the electric blower according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is an external perspective view of the electric blower according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a half sectional view of the electric blower according to the first embodiment.
  • 3 is an exploded perspective
  • FIG. 8A is a horizontal sectional view of the electric blower according to Embodiment 1.
  • FIG. 8B is an enlarged top view of a region VIIIB surrounded by an alternate long and short dash line in FIG. 8A.
  • FIG. 9 is an enlarged top view of a region IX surrounded by a broken line in FIG.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of an electric blower of a comparative example.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating the PQ characteristics of the electric blower of the example and the PQ characteristics of the electric blower of the comparative example.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating sound pressure levels with respect to frequency in the electric blower of the example and the electric blower of the comparative example.
  • FIG. 13 is an enlarged top view of the air guide according to the first modification.
  • FIG. 14 is a perspective view of an air guide according to the second modification.
  • FIG. 15 is a schematic diagram illustrating an example of the electric vacuum cleaner according to the second embodiment.
  • FIG. 16 is a schematic diagram illustrating an example of an air towel according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is an external perspective view of the electric blower 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a half sectional view of the electric blower 1.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the electric blower 1.
  • FIG. 4 is a top view of the electric blower 1 with the fan case 40 removed.
  • the thick line arrow shown by FIG. 2 has shown the flow of the air attracted
  • FIG. 1 is an external perspective view of the electric blower 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a half sectional view of the electric blower 1.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the electric blower 1.
  • FIG. 4 is a top view of the electric blower 1 with the fan case 40 removed.
  • the thick line arrow shown by FIG. 2 has shown the flow of the air attracted
  • FIG. 1 is an external perspective view of the electric blower 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a half sectional view
  • an electric blower 1 includes an electric motor 10 having a rotor 11 and a stator 12, a centrifugal fan 20 attached to a rotary shaft 13 of the electric motor 10, a centrifugal fan An air guide 30 into which air discharged from the fan 20 flows, a fan case 40 that covers the centrifugal fan 20 and the air guide 30, and a bracket 50 that houses the rotor 11 and the stator 12 are provided.
  • the electric motor 10 is a motor that rotates the centrifugal fan 20.
  • Electric motor 10 in the present embodiment is a brushed commutator electric motor.
  • the electric motor 10 includes a rotor (rotor) 11, a stator (stator) 12, a rotating shaft 13, a commutator 14, a brush 15, a first bearing portion 16, and a second bearing portion 17.
  • the rotor 11 rotates around the rotation shaft 13 by the magnetic force of the stator 12.
  • the rotor 11 is an inner rotor and is disposed inside the stator 12 as shown in FIG. Specifically, the rotor 11 is surrounded by the stator 12 via a minute air gap between the rotor 11 and the stator 12.
  • the rotor 11 has a core 11a and a coil 11b.
  • the rotor 11 rotates at a high speed, for example, at 40,000 rpm (revolutions per minute).
  • the stator 12 generates a magnetic force that acts on the rotor 11.
  • the stator 12 is arranged so as to surround the rotor 11.
  • the stator 12 may be composed of a permanent magnet having S poles and N poles, or may be composed of a core (stator core) and a winding coil (stator coil).
  • the stator 12 is fixed to the bracket 50, for example.
  • the rotary shaft 13 is a shaft that becomes the center when the rotor 11 rotates.
  • the rotating shaft 13 extends in the longitudinal direction, which is the direction of the axis C.
  • the rotating shaft 13 is a metal rod, for example.
  • the rotating shaft 13 is fixed to the rotor 11. Specifically, the rotating shaft 13 is fixed to the core 11a in a state of passing through the center of the core 11a of the rotor 11 so as to extend on both sides of the rotor 11, for example. As an example, the rotating shaft 13 is press-fitted into the core 11 a of the rotor 11.
  • first bearing portion 16 One end portion (end portion on the centrifugal fan 20 side) of the rotating shaft 13 is supported by the first bearing portion 16.
  • second bearing portion 17 the first bearing portion 16 and the second bearing portion 17 are bearings that support the rotating shaft 13.
  • both ends of the rotating shaft 13 are held by the first bearing portion 16 and the second bearing portion 17 so as to be rotatable.
  • a centrifugal fan 20 is attached to the tip of the rotating shaft 13.
  • the commutator 14 is attached to the rotary shaft 13.
  • the commutator 14 is fixed to a portion of the rotating shaft 13 between the rotor 11 and the second bearing portion 17.
  • the commutator 14 is electrically connected to the coil 11 b included in the rotor 11 and is in sliding contact with the brush 15.
  • the commutator 14 includes a plurality of segments that are insulated from each other in the rotation direction of the rotary shaft 13.
  • the brush 15 is a power supply brush for supplying power to the rotor 11 by contacting the commutator 14.
  • the brush 15 supplies an armature current to the commutator 14 by contacting the commutator 14.
  • the brush 15 is a carbon brush.
  • the brush 15 is a long and substantially rectangular parallelepiped.
  • the brush 15 is disposed so as to be slidable on the commutator 14.
  • a pair of brushes 15 is provided.
  • the pair of brushes 15 are arranged to face each other with the commutator 14 sandwiched so as to sandwich the commutator 14.
  • the inner tip portions of the pair of brushes 15 are in contact with the commutator 14.
  • the end surface on the inner side (rotary shaft 13 side) in the longitudinal direction of the brush 15 is a contact surface with the commutator 14.
  • the centrifugal fan 20 sucks air into the outer casing (housing) constituted by the fan case 40 and the bracket 50.
  • the centrifugal fan 20 is attached to a predetermined part of the rotating shaft 13 of the electric motor 10 and rotates when the rotating shaft 13 rotates.
  • wind pressure is generated, and air is sucked from the air inlet 40a of the fan case 40.
  • the centrifugal fan 20 is attached to the tip of the rotating shaft 13.
  • the centrifugal fan 20 is inserted into the rotating shaft 13 together with a fastening nut, for example, and is pressed and held on the rotating shaft 13 by tightening the fastening nut with a screw provided on an end surface of the rotating shaft 13.
  • the centrifugal fan 20 may be fixed to the rotary shaft 13 by press-fitting the rotary shaft 13 into a hole formed in the centrifugal fan 20.
  • the centrifugal fan 20 includes a first side plate 21 having a suction port in the center, a second side plate 22 facing the first side plate 21 with a predetermined gap, and a plurality of sandwiched between the first side plate 21 and the second side plate 22.
  • the plurality of fan blades 23 are arranged in a spiral shape at equal intervals.
  • wing 23 are comprised by the aluminum plate, for example, it is not restricted to this. In the present embodiment, six fan blades 23 are provided. However, the number of fan blades 23 is not limited to six and may be eleven.
  • the air discharged from the centrifugal fan 20 flows into the air guide 30.
  • the air guide 30 rectifies the flow of air discharged from the centrifugal fan 20 and smoothly flows it into the bracket 50.
  • the air guide 30 has a diffuser blade 32 disposed on the outer periphery of the centrifugal fan 20.
  • the air guide 30 may be made of resin or metal, but is made of resin in the present embodiment. The detailed configuration of the air guide 30 will be described later.
  • the fan case 40 is a cover that covers the centrifugal fan 20 and the air guide 30.
  • the fan case 40 includes a lid portion 41 (first fan case portion) that covers upper portions of the centrifugal fan 20 and the air guide 30, and a side wall portion 42 (second fan case) that covers side portions of the centrifugal fan 20 and the air guide 30. Part).
  • the fan case 40 is fixed to the bracket 50. Specifically, the side wall part 42 of the fan case 40 and the lid part 52 of the bracket 50 are fixed by connecting the side wall part 42 of the fan case 40 and the lid part 52 of the bracket 50.
  • the fan case 40 has an intake port 40a for sucking outside air. As the centrifugal fan 20 rotates, air flows into the fan case 40 from the air inlet 40a of the fan case 40.
  • the bracket 50 is a housing that houses the electric motor 10. Specifically, the bracket 50 houses the rotor 11 and the stator 12. In the present embodiment, the bracket 50 includes a frame 51 (first bracket portion) and a lid portion 52 (second bracket portion).
  • the frame 51 is a housing that houses the electric motor 10.
  • a plurality of exhaust ports 51 a for discharging air sucked by the rotation of the centrifugal fan 20 are provided on the side wall at the bottom of the frame 51.
  • the lid portion 52 is a plate member arranged so as to cover the opening of the frame 51.
  • a plurality (two in the present embodiment) of openings 52 a are formed in the lid 52. That is, the lid part 52 partially covers the opening of the frame 51.
  • the air rectified by the air guide 30 passes through the opening 52a of the lid 52 and flows into the bracket 50 (frame 51).
  • FIG. 5 is a perspective view of the air guide 30 used in the electric blower 1 according to Embodiment 1 when viewed from the front side (fan case 40 side).
  • FIG. 6 is a perspective view of the air guide 30 when viewed from the back side (rotor 11 side).
  • FIG. 7 is a top view of the air guide 30.
  • FIG. 8A is a horizontal cross-sectional view of electric blower 1 according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 8A shows a cross section when cut along a horizontal plane passing through the side wall portion 42 of the fan case 40 and having the rotation shaft 13 as a normal line.
  • FIG. 8A shows a cross section when cut along a horizontal plane passing through the side wall portion 42 of the fan case 40 and having the rotation shaft 13 as a normal line.
  • FIG. 8A is an enlarged top view of a region VIIIB surrounded by an alternate long and short dash line in FIG. 8A.
  • FIG. 9 is an enlarged top view of a region IX surrounded by a broken line in FIG.
  • the air guide 30 has a partition plate 31, a plurality of diffuser blades 32, a plurality of return blades 33, and a plurality of guide blades 34.
  • the partition plate 31 partitions the centrifugal fan 20 and the bracket 50. As shown in FIGS. 5 to 7, the partition plate 31 also partitions the plurality of diffuser blades 32 and the plurality of return blades 33. That is, the plurality of diffuser blades 32 and the plurality of return blades 33 are provided via the partition plate 31.
  • the plurality of diffuser blades 32 are provided on the front surface of the partition plate 31 (surface on the centrifugal fan 20 side).
  • the plurality of diffuser blades 32 are provided so as to surround the side of the centrifugal fan 20. That is, each diffuser blade 32 is located on the outer periphery of the centrifugal fan 20.
  • the plurality of diffuser blades 32 each have a curved plate shape and are erected on the partition plate 31.
  • 16 diffuser blades 32 are provided, but the number of diffuser blades 32 is not limited to 16.
  • the plurality of return vanes 33 are provided on the back side surface of the partition plate 31 (the surface on the opposite side to the centrifugal fan 20 side, the surface on the rotor 11 side in the present embodiment). ing.
  • the plurality of return wings 33 each have a curved plate shape and are erected on the partition plate 31.
  • the same number of return blades 33 as the diffuser blades 32 are provided. Specifically, 16 return wings 33 are provided.
  • Each diffuser blade 32 and each return blade 33 are connected by a guide blade 34. That is, the air guide 30 is provided with a plurality of guide vanes 34, and one diffuser vane 32, one guide vane 34, and one return vane 33 are integrally formed, and the partition plate One wing is formed continuously over the front and back surfaces of 31.
  • Each of the plurality of guide blades 34 is provided so as to protrude from the partition plate 31.
  • the boundary point between the diffuser blade 32 and the guide blade 34 is a point on the outer peripheral end of the partition plate 31.
  • the plurality of guide blades 34 are inclined with respect to each of the diffuser blade 32 and the return blade 33 corresponding to the guide blade 34.
  • the guide blades 34 are formed so as to be inclined when the air guide 30 is viewed from the side.
  • the diffuser blade 32 and the guide blade 34 have the same thickness. Both surfaces of each of the diffuser blade 32 and the guide blade 34 are flush with each other. However, each guide blade 34 is formed so as to be gently twisted with respect to the diffuser blade 32 corresponding to the guide blade 34. Accordingly, each side surface of the plurality of guide blades 34 is inclined with respect to the side surface of the diffuser blade 32 provided continuously with the guide blade 34. That is, the starting point of the guide blade 34 is the point at which the direction of the side surface of the diffuser blade 32 starts to change. In the present embodiment, this point is a boundary point between the diffuser blade 32 and the guide blade 34.
  • the guide wing 34 is formed so as to stand upright from the end of the return wing 33 with respect to the return wing 33 continuing to the guide wing 34. That is, the connecting portion between the return wing 33 and the guide wing 34 is continuously formed so as to bend from the return wing 33 to the guide wing 34.
  • the plurality of diffuser blades 32 are provided in a clockwise spiral shape at equal intervals.
  • the plurality of return vanes 33 are also provided at regular intervals in a clockwise spiral shape. Therefore, as shown in FIG. 7, when viewed from one direction on the front side of the air guide 30, the plurality of diffuser blades 32 and the plurality of return blades 33 are provided so as to be opposite to each other.
  • a plurality of diffuser ventilation paths 30 a are formed by a plurality of diffuser blades 32 on the centrifugal fan 20 side (front side) of the partition plate 31.
  • the n-th one diffuser ventilation path 30a is indicated by hatching of a right upward line.
  • Each of the plurality of diffuser ventilation paths 30 a is an air flow path surrounded by two adjacent diffuser blades 32, the partition plate 31, and the lid portion 41 of the fan case 40. That is, each diffuser ventilation path 30a is a spatial region having the inner surfaces of the two diffuser blades 32 as a pair of side surfaces, the surface of the partition plate 31 as the bottom surface, and the inner surface of the lid portion 41 of the fan case 40 as the upper surface.
  • the diffuser ventilation path 30a composed of the diffuser blades 32 has a function of recovering the pressure by gradually decreasing the speed of the air flow increased by the rotation of the centrifugal fan 20.
  • the diffuser ventilation path 30a is configured such that the cross-sectional area of the diffuser ventilation path 30a gradually increases from the inside to the outside of the air guide 30.
  • the two diffuser blades 32 adjacent to each other from the entrance side of the diffuser ventilation path 30a into which the air discharged from the centrifugal fan 20 enters to the exit side of the diffuser ventilation path 30a outside the air guide 30. The interval gradually increases.
  • a plurality of return ventilation paths 30 b are formed by a plurality of return blades 33.
  • the nth (n is a natural number) one return ventilation path 30b is indicated by hatching of a right-down line.
  • Each of the plurality of return ventilation paths 30 b is an air flow path surrounded by two adjacent return blades 33 and the partition plate 31. That is, the return ventilation path 30b is a space region in which the inner surfaces of the two return blades 33 are a pair of side surfaces and the back surface of the partition plate 31 is the upper surface.
  • the return air passage 30b returns the air that has flowed back from the diffuser air passage 30a on the front side of the air guide 30 to the back side of the air guide 30 and returns to the center side of the air guide 30 so that the entire air guide 30 It has a function of flowing air downward.
  • a return ventilation path 30c is formed as a ventilation path for returning the air flow path from each of the plurality of diffuser ventilation paths 30a to each of the plurality of return ventilation paths 30b.
  • the nth (n is a natural number) folded air passage 30c is indicated by dotted hatching.
  • the (n ⁇ 1) th, nth and n + 1th adjacent folded air passages 30c are indicated by underlining the symbols n ⁇ 1, n and n + 1.
  • Each of the plurality of folded air passages 30c is a flow changing unit that changes the direction of the air flow from the diffuser air passage 30a constituted by the diffuser blades 32 to the return air passage 30b. For this reason, each of the plurality of diffuser ventilation paths 30a and each of the plurality of return ventilation paths 30b are connected by the folded ventilation path 30c. That is, one diffuser ventilation path 30a and one return ventilation path 30b are connected on a single road by one folded ventilation path 30c. Therefore, for example, the air flowing through the nth diffuser ventilation path 30a is folded back by the nth return ventilation path 30c and passes through the nth return ventilation path 30b. Since the number of return ventilation paths 30b is the same as the number of diffuser ventilation paths 30a, the number of return ventilation paths 30c is the same as the number of diffuser ventilation paths 30a.
  • guide wings 34 are provided in the plurality of folded ventilation paths 30c. Therefore, the air that has passed through the diffuser ventilation path 30a is guided by the guide blades 34, passes through the return ventilation path 30c, and flows into the return ventilation path 30b. That is, the guide blade 34 has a function of guiding the air flowing through each of the plurality of diffuser ventilation paths 30a to the corresponding return ventilation path 30c.
  • Each of the plurality of folded air passages 30 c is an air flow path surrounded by two adjacent guide blades 34 and the side wall portion 42 of the fan case 40. That is, the air that has passed through the diffuser ventilation path 30a collides with the side wall portion 42 of the fan case 40 while being guided by the guide blades 34 in the return ventilation path 30c, and flows into the return ventilation path 30b.
  • a through hole 35 is provided in the outer peripheral region of the air guide 30.
  • the through hole 35 is provided in the outer peripheral region of the partition plate 31 and communicates the diffuser ventilation path 30a and the return ventilation path 30b.
  • the through hole 35 is provided in the terminal area of the diffuser ventilation path 30a. That is, the through hole 35 is provided in a portion of the partition plate 31 where the diffuser blade 32 is almost finished. In the present embodiment, the through hole 35 is provided in the periphery of the boundary area between the diffuser ventilation path 30a and the folded ventilation path 30c.
  • the opening shape of the through-hole 35 is circular, for example, shapes other than circular shapes, such as a rectangular shape, may be sufficient.
  • a circle or a polygon formed by connecting boundary points BP between the plurality of diffuser blades 32 and the corresponding guide blades 34 is defined as a boundary line BL.
  • the outer peripheral area of the air guide 30 provided with the through hole 35 is an area outside the boundary line BL. Therefore, the through hole 35 is located outside the boundary line BL.
  • the boundary line BL is illustrated as a polygon that connects two adjacent boundary points BP with a straight line.
  • each diffuser ventilation path 30 a is provided with two through holes 35, a first through hole 35 a and a second through hole 35 b.
  • Each opening shape of the 1st through-hole 35a and the 2nd through-hole 35b is circular, for example, but shapes, such as rectangular shapes other than circular, may be sufficient.
  • the opening shape of the 1st through-hole 35a and the opening shape of the 2nd through-hole 35b may be the same, and may differ.
  • the first through hole 35a and the second through hole 35b have different opening areas.
  • the opening area of the first through hole 35a corresponding to the inside of the air flowing through the diffuser ventilation path 30a (the in-course side of the air flow) is the outside area of the air flowing through the diffuser ventilation path 30a (air Is larger than the opening area of the second through hole 35b corresponding to the out-course side).
  • the opening diameter of the first through hole 35a is ⁇ 1.2 mm
  • the opening diameter of the second through hole 35b is ⁇ 1.0 mm.
  • the through holes 35 are formed of the first diffuser ventilation path 30an and the plurality of return ventilation paths 30b among the plurality of diffuser ventilation paths 30a.
  • the second return ventilation path 30bn + 1 located adjacent to the first return ventilation path 30bn connected to the first diffuser ventilation path 30an is communicated.
  • the through hole 35 provided in the nth diffuser ventilation path 30a among the plurality of diffuser ventilation paths 30a is not in communication with the nth return ventilation path 30b among the plurality of return ventilation paths 30b. Rather, it communicates with the (n + 1) th return ventilation path 30b located adjacent to the nth return ventilation path 30b.
  • the through hole 35 provided in the nth diffuser ventilation path 30a is not the (n + 1) th return ventilation path 30b but the (n ⁇ 1) th. It may communicate with the return ventilation path.
  • the magnetic force generated by the interaction between the magnetic flux generated by the rotor 11 of the electric motor 10 and the magnetic flux generated by the stator 12 becomes torque that rotates the rotor 11, The child 11 rotates.
  • the centrifugal fan 20 fixed to the rotary shaft 13 included in the electric motor 10 rotates. As indicated by the arrows in FIG. Air is sucked inside. As a result, air flows into the centrifugal fan 20, and an airflow that flows from the central air inlet of the centrifugal fan 20 toward the outer peripheral side is generated and discharged from the side of the centrifugal fan 20. At this time, the air flowing into the centrifugal fan 20 is compressed to a high pressure by the fan blades 23 of the centrifugal fan 20.
  • the air discharged from the centrifugal fan 20 flows into a plurality of diffuser ventilation passages 30 a included in the air guide 30 disposed on the outer periphery of the centrifugal fan 20.
  • the air discharged from the centrifugal fan 20 and flowing into the air guide 30 flows toward the outside (the side wall portion 42 side of the fan case 40) through each diffuser ventilation path 30a as shown by a thick arrow in FIG. 8A.
  • the folded back by the folded air passage 30c it flows into the return air passage 30b on the back surface of the air guide 30.
  • the air from the diffuser ventilation path 30a toward the folded ventilation path 30c hits the inner surface of the side wall portion 42 of the fan case 40 and swirls so that the direction of the airflow changes from the outside to the inside in the folded ventilation path 30c. It becomes a swirl flow and flows into the return ventilation path 30b.
  • the air that has passed through the return air passage 30b of the air guide 30 flows into the bracket 50 (frame 51) through an opening 52a formed in the lid 52 of the bracket 50.
  • the air that has flowed into the bracket 50 is discharged out of the electric blower 1 from the exhaust port 51a provided in the bracket 50 while cooling the components of the electric motor 10 such as the rotor 11 and the stator 12 of the electric motor 10.
  • a through hole 35 is provided in the outer peripheral region of the air guide 30.
  • a through-hole 35 that connects the diffuser ventilation path 30a and the return ventilation path 30b is provided in the outer peripheral region of the partition plate 31.
  • the pressure of the air boosted by the centrifugal fan 20 is recovered by decelerating the speed of the air flowing through the diffuser ventilation path 30a. That is, in the diffuser ventilation path 30a, the kinetic energy generated by the centrifugal fan 20 is converted into pressure energy. Thereby, the efficiency of the electric blower 1 can be improved.
  • the through hole 35 is provided in the outer peripheral region of the air guide 30.
  • the through hole 35 is provided in the outer peripheral region of the partition plate 31.
  • the through-hole 35 is provided in the terminal area
  • the through hole 35 allows the diffuser ventilation path 30a and the return ventilation path 30b to communicate with each other.
  • the first air is located at the joining position of the return ventilation path 30b.
  • the phase of the sound wave and the phase of the second air sound wave are shifted. That is, a phase difference is generated between the sound wave of the first air and the sound wave of the second air.
  • the sound wave of the first air and the sound wave of the second air cancel each other, and the sound pressure of the air flowing through the air guide 30 is suppressed.
  • the air flowing through the first diffuser ventilation path 30an is the folded ventilation path 30cn connected to the first diffuser ventilation path 30an.
  • the second air flowing in the (n + 1th return ventilation path 30b) is the second diffuser ventilation path 30a. Will be merged with the second return air flow passage 30bn leading to +1 + 1 (n + 1-th return air passage 30b).
  • the air discharged from the centrifugal fan 20 passes through the diffuser ventilation path 30a of the air guide 30 so that the flow speed is gradually reduced and the pressure is recovered. Thereafter, the first air (first flow) that flows to the return ventilation path 30b through the first path that is the path passing through the return ventilation path 30c and the second path that is the path that passes through the through hole 35 are passed. The air is divided into second air (second flow) flowing to the return ventilation path 30b.
  • the second air passing through the through hole 35 flows to the return air passage 30b by using the through hole 35 as a bypass to shortcut the return air passage 30c, and therefore, compared with the first air passing through the return air passage 30c.
  • the total length of the ventilation path is shortened.
  • the through hole 35 is provided in the outer peripheral area of the partition plate 31 (specifically, the terminal area of the diffuser ventilation path 30a), there is no loss of pressure recovery in the diffuser ventilation path 30a.
  • noise can be suppressed without degrading performance.
  • the through hole 35 has the first diffuser ventilation of the first diffuser ventilation path 30an and the plurality of return ventilation paths 30b among the plurality of diffuser ventilation paths 30a.
  • the second return ventilation path 30bn + 1 located adjacent to the first return ventilation path 30bn connected to the path 30an is communicated.
  • a plurality of through holes 35 are provided in each of the plurality of diffuser ventilation paths 30a.
  • the plurality of through holes 35 provided in each of the plurality of diffuser ventilation paths 30a include first through holes 35a and second through holes 35b having different opening areas. It is.
  • the electric blower 1 shown in FIGS. 1 to 9 was used as the electric blower 1 of the example.
  • the electric blower 1X of the comparative example shown by FIG. 10 was used as a comparison object of the electric blower 1 of an Example.
  • the electric blower 1X of the comparative example shown in FIG. 10 has the same configuration as the electric blower 1 of the embodiment except that the through hole 35 is not provided.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating the PQ characteristics of the electric blower 1 of the example and the PQ characteristics of the electric blower 1X of the comparative example.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating sound pressure levels with respect to frequency in the electric blower 1 of the example and the electric blower 1X of the comparative example.
  • FIG. 12 shows the measurement results when the air volume is 20 l / sec in FIG. 11 and 12, the electric blower 1 of the example is denoted as “Example”, and the electric blower 1 ⁇ / b> X of the comparative example is denoted as “Comparative example”.
  • a through hole 35 is provided in the electric blower 1 of the embodiment. It turns out that the electric blower 1 of an Example has a performance substantially equivalent to the electric blower 1X of the comparative example in which the through-hole 35 is not provided. That is, it has been confirmed that even if the through hole 35 is provided in the outer peripheral region of the air guide 30, the performance as an electric blower does not deteriorate.
  • the electric blower 1 of an Example has a sound pressure lower than the electric blower 1X of a comparative example, and a noise is suppressed.
  • the sound pressure decreases by about 2 dB to 7 dB in the frequency range of 1000 Hz to 8000 Hz.
  • the sound pressure drops by 5 dB or more at a frequency of 3150 Hz to 4000 Hz.
  • the product of the rotational speed (N) of the centrifugal fan 20 and the blade number (Z) of the centrifugal fan 20 is set to 4000. Therefore, as shown in FIG. 12, it can be seen that the frequency corresponding to the NZ sound (4000 Hz) is effective, but the frequency corresponding to twice the NZ sound (2 NZ) (8000 Hz) is not very effective.
  • the opening shape of the through-hole 35 was circular, it is not restricted to this.
  • a slit-shaped through hole 35A may be provided in the outer peripheral region of the partition plate 31 as in an air guide 30A shown in FIG.
  • FIG. 13 is an enlarged top view of the air guide according to the first modification.
  • the longitudinal direction of the through hole 35A may be a direction along the flow direction of the diffuser ventilation path 30a.
  • the longitudinal direction of the through hole 35A is preferably set to a direction along the circumferential direction of the air guide 30A as shown in FIG.
  • the through hole 35 is provided in the terminal region of the diffuser ventilation path 30a and the diffuser ventilation path 30a and the return ventilation path 30b communicate with each other.
  • the present invention is not limited to this.
  • the through-hole 35 may be provided in the portion of the return blade 33 in the folded air passage 30c.
  • the through hole 35 is provided in the outer peripheral region of the air guide 30B.
  • the diffuser ventilation path 30a and the return ventilation path 30b are not communicated with each other, but the folded ventilation path 30c and the return ventilation path 30b are communicated with each other.
  • the 14 includes a first return ventilation path 30cn of the plurality of return ventilation paths 30c and the first return ventilation path 30cn of the plurality of return ventilation paths 30b.
  • the second return ventilation path 30bn + 1 located adjacent to the first return ventilation path 30bn connected to the second return ventilation path 30bn is connected.
  • the electric blower 1 in the present embodiment includes the electric motor 10, the centrifugal fan 20, and the air guide 30.
  • the electric motor 10 has a rotor 11 and a rotating shaft 13 attached to the rotor 11.
  • the centrifugal fan 20 is attached to the rotating shaft 13.
  • the air discharged from the centrifugal fan 20 flows into the air guide 30.
  • the air guide 30 includes a partition plate 31, a plurality of diffuser blades 32 and a diffuser ventilation path 30 a on the surface on the centrifugal fan 20 side, a plurality of return blades 33 and a return ventilation path 30 b on the surface on the opposite side of the centrifugal fan 20, And a return ventilation path 30c.
  • the plurality of diffuser blades 32 are provided so as to surround the side of the centrifugal fan 20.
  • Each diffuser ventilation path 30 a is formed by a pair of adjacent diffuser blades 32 among the plurality of diffuser blades 32.
  • the diffuser ventilation path 30a includes a first diffuser ventilation path 30an and a second diffuser ventilation path 30an + 1 adjacent to the first diffuser ventilation path 30an.
  • Each return ventilation path 30 b is formed by a pair of adjacent return blades 33 among the plurality of return blades 33.
  • the return ventilation path 30b includes a first return ventilation path 30bn that communicates with the first diffuser ventilation path 30an, and a second return ventilation path 30bn + 1 that is adjacent to the first return ventilation path 30bn.
  • Each return ventilation path 30c connects one diffuser ventilation path 30a and one return ventilation path 30b.
  • a diffuser ventilation path 30 a or a return ventilation path 30 c and a return ventilation path 30 b are provided in the outer peripheral area of the air guide 30 to communicate with each other.
  • the through hole 35 is provided in the outer peripheral region of the partition plate 31. Further, the through hole 35 allows the diffuser ventilation path 30a and the return ventilation path 30b to communicate with each other.
  • the through hole 35 is located in the terminal area of the diffuser ventilation path 30a.
  • the through-hole 35 communicates the first diffuser ventilation path 30an and the second return ventilation path 30bn + 1.
  • the air guide 30 further includes a first return ventilation path 30cn that connects the first diffuser ventilation path 30an and the first return ventilation path 30bn.
  • the through hole 35 communicates the first return ventilation path 30cn and the second return ventilation path 30bn + 1.
  • the air guide 30 includes a plurality of guide blades 34 that guide the air flowing through the plurality of diffuser ventilation paths 30a to the plurality of folded ventilation paths 30c.
  • the plurality of guide blades 34 are provided continuously with each of the plurality of diffuser blades 32.
  • a circle or a polygon formed by connecting boundary points BP between each of the plurality of diffuser blades 32 and each of the plurality of guide blades 34 when the air guide 30 is viewed from above is defined as a boundary line BL.
  • the outer peripheral area of the air guide 30 provided with the through hole 35 is an area outside the boundary line BL.
  • the guide blades 34 are provided so as to protrude from the partition plate 31.
  • the side surface of the guide blade 34 is inclined with respect to the side surface of the diffuser blade 32 provided continuously with the guide blade 34.
  • a plurality of through holes 35 are provided in each of the plurality of diffuser ventilation paths 30a.
  • the plurality of through holes 35 provided in the diffuser ventilation path 30a include a first through hole 35a and a second through hole 35b having different opening areas.
  • the electric blower 1 of the present embodiment includes the rotor 11 and the electric motor 10 having the rotating shaft 13 attached to the rotor 11, the centrifugal fan 20 attached to the rotating shaft 13, and the centrifugal fan 20.
  • a partition plate 31 in which the air exhausted from the air flows, the side where the centrifugal fan 20 is located is the surface on the centrifugal fan 20 side, and the opposite side of the surface on the centrifugal fan 20 side is the opposite side surface of the centrifugal fan 20;
  • a plurality of diffuser blades 32 provided on the surface on the centrifugal fan 20 side so as to surround the side of the centrifugal fan 20 and a pair of adjacent diffuser blades 32 among the plurality of diffuser blades 32 are respectively formed.
  • a diffuser passage including one diffuser ventilation passage 30an and a second diffuser ventilation passage 30an + 1 adjacent to the first diffuser ventilation passage 30an.
  • a plurality of return blades 33 and a pair of adjacent return blades 33 among the plurality of return blades 33 are formed on the opposite surface of the passage 30a and the centrifugal fan 20 and communicated with the first diffuser ventilation passage 30an.
  • Each of the return ventilation path 30b, the diffuser ventilation path 30a, and the return ventilation path 30b including the first return ventilation path 30bn and the second return ventilation path 30bn + 1 adjacent to the first return ventilation path 30bn.
  • An air guide 30 having a return ventilation path 30c to be communicated, and has a through hole 35 in the outer peripheral region of the air guide 30 for communicating the diffuser ventilation path 30a or the return ventilation path 30c with the return ventilation path 30b. .
  • FIG. 15 is a schematic diagram illustrating an example of the electric vacuum cleaner 2 according to the second embodiment.
  • the vacuum cleaner 2 includes an electric blower 1 and a control unit 2 a that controls the electric blower 1 (electric motor 10).
  • the electric vacuum cleaner 2 is cleaned by sucking air with the electric blower 1.
  • the control unit 2a controls the electric blower 1 (electric motor 10). For example, the control unit 2a starts suction by the electric blower 1, stops suction, or adjusts the suction amount.
  • the electric vacuum cleaner 2 in the present embodiment uses the electric blower 1 in the first embodiment, a low-noise electric vacuum cleaner can be realized.
  • FIG. 16 is a schematic diagram illustrating an example of the air towel 3 according to the second embodiment.
  • the air towel 3 includes an electric blower 1 and a control unit 3 a that controls the electric blower 1 (electric motor 10).
  • the air towel 3 blows warm air or cold air by the electric blower 1.
  • the control unit 3a controls the electric blower 1 (electric motor 10). For example, the control unit 3a starts blowing by the electric blower 1, stops blowing, or adjusts the blowing amount.
  • the air towel 3 in the present embodiment uses the electric blower 1 in the first embodiment, a low-noise air towel can be realized.
  • a brush commutator motor is used as the electric motor 10 used in the electric blower 1, but the present invention is not limited to this.
  • the electric motor 10 may be a brushless electric motor or the like.
  • Embodiment 1 The case where the electric blower 1 in Embodiment 1 is applied to a vacuum cleaner or an air towel has been described.
  • the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to automobile equipment, and may be applied to other household equipment or industrial equipment.
  • the technology of the present disclosure can be used for various electric devices such as an electric blower and a vacuum cleaner.
  • it is useful as an electric blower mounted on a vacuum cleaner, an air towel, or the like that rotates a centrifugal fan at a high speed.

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Abstract

電動機の回転軸に取り付けられた遠心ファンと、遠心ファンから排出された空気が流れ込むエアガイドと、を備え、エアガイドは、仕切り板と、仕切り板の遠心ファン側の面に設けられ、且つ、遠心ファンの側方を囲むように設けられた複数のディフューザ翼と、仕切り板の遠心ファンの反対側の面に設けられた複数の戻り翼とを有し、エアガイドの外周領域には、ディフューザ通風路または折り返し通風路と戻り通風路とを連通させる貫通孔が設けられている。

Description

電動送風機、電気掃除機およびエアタオル
 本開示は、電動送風機、電気掃除機およびエアタオルに関する。本開示は、特に、家庭用電気機器等に使用される電動送風機および電動送風機を用いた電気掃除機、エアタオル等の電気機器に関する。
 電気掃除機等に搭載される電動送風機は、高出力化に伴って騒音が増大している。一方、電気掃除機の本体は小型化が進んでいるため、電気掃除機の本体側で防音対策を行う空間が少なくなってきている。このため、近年では、電動送風機自身によって電動送風機の騒音を抑制することが要望されている。
 電気掃除機に搭載される電動送風機では、回転ファンとして、高い吸引圧力が得られる遠心ファンが採用されている。この遠心ファンは、電動機が有する回転軸に取り付けられている。遠心ファンが、高速で回転することにより、所望の風量と圧力とを発生させている。
 遠心ファンを用いた電動送風機としては、例えば、電動機と、電動機が有する回転軸に取り付けられた遠心ファンと、遠心ファンの外周側に配置されたディフューザ翼を有するエアガイドと、遠心ファンおよびエアガイドを覆うファンケースとを有するものが知られている。
 このように構成された電動送風機では、エアガイドが有するディフューザ翼とファンケースとによって、遠心ファンから排出された空気が流れ込む通風路が形成されている。遠心ファンからエアガイドに流入した空気は、エアガイドに形成された通風路を通過した後、電動機を収納するブラケットの内部空間を通って、ブラケットが有する開口部から外部に排出される。
 遠心ファンからエアガイドに流れる空気については、遠心ファンの回転数(N)と遠心ファンの翼数(Z)との積に対応する周波数の音、いわゆるNZ音が発生する。電動送風機の騒音の中では、このNZ音が最も音圧が大きい要素となっている。このNZ音は、エアガイドに形成された通風路の形状を工夫することによって、抑制することができる。
 従来、エアガイドに形成された通風路を構成するディフューザ翼(静翼)の板面の一部に貫通孔を設けることで、電動送風機自身から発生する騒音を抑制する技術が提案されている(特許文献1を参照)。
 特許文献1に開示された技術は、通風路の中間部分におけるディフューザ翼の板面に貫通孔を設けることで、音波の圧力変動を抑制して、電動送風機の騒音を小さくしようとするものである。
 しかしながら、遠心ファンから排出される空気は、遠心ファンが回転することにより昇圧される。エアガイドが有するディフューザ翼は、昇圧されて遠心ファンから排出された空気の流れの速度を徐々に下げて、圧力を回復させる役目を担っている。よって、通風路の中間部分におけるディフューザ翼に貫通孔を設けると、通風路を流れる空気の速度が充分に減速していない箇所で空気の流れに乱れが生じることになる。このため、ディフューザ翼における通風路での圧力回復に損失を生じさせる結果となり、電動送風機としての性能が低下する。
 このように、特許文献1に開示された電動送風機は、騒音を抑制することができるものの、電動送風機本来の性能を低下させてしまうという問題がある。
特開平11-351196号公報
 本開示は、このような問題を解決するためになされたものである。本開示は、性能を低下させることなく騒音を抑制することができる電動送風機とこの電動送風機を用いる電気掃除機、エアタオル等を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、本開示に係る電動送風機の一態様は、回転子および回転子に取り付けられた回転軸を有する電動機と、回転軸に取り付けられた遠心ファンと、遠心ファンから排出された空気が流れ込み、遠心ファンが位置する側を遠心ファン側の面とし、遠心ファン側の面の反対側を遠心ファンの反対側の面とする、仕切り板と、遠心ファン側の面に、遠心ファンの側方を囲むように設けられた複数のディフューザ翼と、複数のディフューザ翼のうち隣り合う一組のディフューザ翼によってそれぞれ形成される、第1のディフューザ通風路と、第1のディフューザ通風路と隣り合う第2のディフューザ通風路と、を含む、ディフューザ通風路と、遠心ファンの反対側の面に、複数の戻り翼と、複数の戻り翼のうち隣り合う一組の戻り翼によってそれぞれ形成され、第1のディフューザ通風路と連絡する第1の戻り通風路と、第1の戻り通風路と隣り合う第2の戻り通風路と、を含む、戻り通風路と、ディフューザ通風路と戻り通風路のそれぞれを連絡する折り返し通風路と、を有するエアガイドと、を備え、エアガイドの外周領域には、ディフューザ通風路または折り返し通風路と戻り通風路とを連通させる貫通孔を有する。
 また、本開示に係る電気掃除機の一態様は、上記の電動送風機と、電動送風機を制御する制御部と、を備える。
 また、本開示に係るエアタオルの一態様は、上記の電動送風機と、電動送風機を制御する制御部と、を備える。
 本開示により、電動送風機の性能を低下させることなく、騒音を抑制することができる電動送風機とそれを用いる電気掃除機、エアタオル等を実現することができる。
図1は、実施の形態1に係る電動送風機の外観斜視図である。 図2は、実施の形態1に係る電動送風機の半断面図である。 図3は、実施の形態1に係る電動送風機の分解斜視図である。 図4は、実施の形態1に係る電動送風機の、ファンケースを外した状態の上面図である。 図5は、実施の形態1に係る電動送風機に用いられるエアガイドを表側(ファンケース側)から見たときの斜視図である。 図6は、実施の形態1に係る電動送風機に用いられるエアガイドを裏側(回転子側)から見たときの斜視図である。 図7は、実施の形態1に係る電動送風機に用いられるエアガイドの上面図である。 図8Aは、実施の形態1に係る電動送風機の水平断面図である。 図8Bは、図8Aの一点鎖線で囲まれる領域VIIIBの拡大上面図である。 図9は、図7の破線で囲まれる領域IXの拡大上面図である。 図10は、比較例の電動送風機の構成を示す図である。 図11は、実施例の電動送風機のPQ特性と比較例の電動送風機のPQ特性とを示す図である。 図12は、実施例の電動送風機と比較例の電動送風機とにおける周波数に対する音圧レベルを示す図である。 図13は、変形例1に係るエアガイドの拡大上面図である。 図14は、変形例2に係るエアガイドの斜視図である。 図15は、実施の形態2に係る電気掃除機の一例を示す模式図である。 図16は、実施の形態2に係るエアタオルの一例を示す模式図である。
 以下、本開示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、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態等は、一例であって、本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
 なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する。
 (実施の形態1)
 図1~図4を用いて、実施の形態1に係る電動送風機1について説明する。図1は、実施の形態1に係る電動送風機1の外観斜視図である。図2は、同電動送風機1の半断面図である。図3は、同電動送風機1の分解斜視図である。図4は、同電動送風機1の、ファンケース40を外した状態の上面図である。なお、図2に示される太線矢印は、電動送風機1内に吸引した空気の流れを示している。
 図1~図4に示すように、本実施の形態における電動送風機1は、回転子11および固定子12を有する電動機10と、電動機10が有する回転軸13に取り付けられた遠心ファン20と、遠心ファン20から排出された空気が流れ込むエアガイド30と、遠心ファン20およびエアガイド30を覆うファンケース40と、回転子11および固定子12を収納するブラケット50とを備える。
 電動機10は、遠心ファン20を回転させるモータである。本実施の形態における電動機10は、ブラシ付き整流子電動機である。電動機10は、回転子(ロータ)11と、固定子(ステータ)12と、回転軸13と、整流子14と、ブラシ15と、第1軸受け部16と、第2軸受け部17とを備える。
 回転子11は、固定子12による磁力によって回転軸13を回転中心として回転する。本実施の形態において、回転子11は、インナーロータであり、図2に示すように、固定子12の内側に配置されている。具体的には、回転子11は、固定子12との間に微小なエアギャップを介して固定子12に囲まれている。回転子11は、コア11aと、コイル11bとを有する。回転子11は、例えば、40,000rpm(revolutions per minute)で高速回転する。
 固定子12は、回転子11に作用する磁力を発生させる。本実施の形態において、固定子12は、回転子11を囲むように配置されている。固定子12は、S極およびN極を有する永久磁石によって構成されていてもよいし、コア(ステータコア)と巻線コイル(ステータコイル)とによって構成されていてもよい。固定子12は、例えば、ブラケット50に固定されている。
 回転軸13は、回転子11が回転する際の中心となるシャフトである。回転軸13は、軸心C方向である長手方向に延伸している。回転軸13は、例えば金属棒である。回転軸13は、回転子11に固定されている。具体的には、回転軸13は、例えば、回転子11の両側に延在するように回転子11のコア11aの中心を貫いた状態でコア11aに固定されている。一例として、回転軸13は、回転子11のコア11aに圧入されている。
 回転軸13が有する一方の端部(遠心ファン20側の端部)は、第1軸受け部16に支持されている。一方、回転軸13が有する他方の端部は、第2軸受け部17に支持されている。一例として、第1軸受け部16および第2軸受け部17は、回転軸13を支持するベアリングである。このように、回転軸13は、第1軸受け部16と第2軸受け部17とによって、回転自在となるように両端部が保持されている。
 また、回転軸13の一方の端部は、第1軸受け部16から突出している。回転軸13の先端部には、遠心ファン20が取り付けられている。
 整流子14は、回転軸13に取り付けられている。本実施の形態において、整流子14は、回転軸13における回転子11と第2軸受け部17との間の部分に固定されている。整流子14は、回転子11が有するコイル11bと電気的に接続されており、ブラシ15と摺接する。整流子14は、回転軸13の回転方向に互いに絶縁分離された複数のセグメントによって構成されている。
 ブラシ15は、整流子14に接触することで回転子11に電力を供給するための給電ブラシである。ブラシ15は、整流子14に接触することで整流子14に電機子電流を供給する。一例として、ブラシ15は、カーボンブラシである。ブラシ15は、長尺状の実質的な直方体である。
 ブラシ15は、整流子14に摺接可能に配置されている。ブラシ15は、一対設けられている。一対のブラシ15は、整流子14を挟持するように整流子14を挟んで対向して配置されている。具体的には、一対のブラシ15の内側の先端部は、整流子14に当接している。本実施の形態において、ブラシ15の長手方向の内側(回転軸13側)の端面が整流子14との接触面となっている。
 遠心ファン20は、ファンケース40とブラケット50とにより構成される外郭筐体(ハウジング)内に空気を吸引する。遠心ファン20は、電動機10が有する回転軸13の所定の部位に取り付けられており、回転軸13が回転することで回転する。遠心ファン20が回転することにより風圧が発生し、ファンケース40の吸気口40aから空気が吸い込まれる。
 本実施の形態において、遠心ファン20は、回転軸13の先端部に取り付けられている。遠心ファン20は、例えば、締結ナットとともに回転軸13に挿入され、回転軸13の端面に設けられたネジによって締結ナットを締め付けることで回転軸13に加圧保持されている。なお、遠心ファン20は、遠心ファン20に形成された穴に回転軸13を圧入することによって、遠心ファン20を回転軸13に固定してもよい。
 遠心ファン20は、中心に吸込口を有する第1側板21と、所定の間隙を隔てて第1側板21に対面する第2側板22と、第1側板21および第2側板22に挟持された複数のファン翼23とを有する。複数のファン翼23は、等間隔で渦巻き状となるように配置されている。第1側板21、第2側板22およびファン翼23は、例えばアルミニウム板によって構成されているが、これに限らない。本実施の形態において、ファン翼23は、6枚設けられているが、ファン翼23の枚数は、6枚に限るものではなく、11枚等であってもよい。
 エアガイド30には、遠心ファン20から排出された空気が流れ込む。エアガイド30は、遠心ファン20から排出された空気の流れを整流してブラケット50へと滑らかに流し込む。エアガイド30は、遠心ファン20の外周に配置されたディフューザ翼32を有する。エアガイド30は、樹脂製および金属製のいずれであってもよいが、本実施の形態では、樹脂製である。なお、エアガイド30の詳細な構成については、後述する。
 ファンケース40は、遠心ファン20およびエアガイド30を覆うカバーである。ファンケース40は、遠心ファン20およびエアガイド30の上方部分を覆う蓋部41(第1ファンケース部)と、遠心ファン20およびエアガイド30の側方部分を覆う側壁部42(第2ファンケース部)とを有する。
 ファンケース40は、ブラケット50に固定されている。具体的には、ファンケース40の側壁部42とブラケット50の蓋部52とが接続されることで、ファンケース40の側壁部42とブラケット50の蓋部52とが固定されている。
 ファンケース40は、外気を吸引するための吸気口40aを有している。遠心ファン20が回転することで、ファンケース40の吸気口40aからファンケース40内に空気が流れ込む。
 ブラケット50は、電動機10を収納する筐体である。具体的には、ブラケット50は、回転子11および固定子12を収納する。本実施の形態において、ブラケット50は、フレーム51(第1ブラケット部)と、蓋部52(第2ブラケット部)とを有する。
 フレーム51は、電動機10を収納する筐体である。フレーム51の底部の側壁には、遠心ファン20の回転によって吸引した空気を排出する複数の排気口51aが設けられている。
 蓋部52は、フレーム51の開口に蓋をするように配置された板部材である。蓋部52には、複数(本実施の形態では2つ)の開口部52aが形成されている。つまり、蓋部52は、フレーム51の開口を部分的に覆っている。エアガイド30で整流された空気は、蓋部52の開口部52aを通過してブラケット50(フレーム51)内に流入する。
 次に、本実施の形態に係る電動送風機1に用いられるエアガイド30の詳細な構成について、図2~図4を参照しながら、図5~図9を用いて説明する。図5は、実施の形態1に係る電動送風機1に用いられるエアガイド30を表側(ファンケース40側)から見たときの斜視図である。図6は、同エアガイド30を裏側(回転子11側)から見たときの斜視図である。図7は、同エアガイド30の上面図である。図8Aは、実施の形態1に係る電動送風機1の水平断面図である。図8Aでは、ファンケース40の側壁部42を通り且つ回転軸13を法線とする水平面で切断したときの断面を示している。なお、図8Aでは、遠心ファン20を省略している。図8Bは、図8Aの一点鎖線で囲まれる領域VIIIBの拡大上面図である。また、図9は、図7の破線で囲まれる領域IXの拡大上面図である。
 図5~図7に示すように、エアガイド30は、仕切り板31と、複数のディフューザ翼32と、複数の戻り翼33と、複数のガイド翼34とを有する。
 図2に示すように、仕切り板31は、遠心ファン20とブラケット50との間を仕切っている。また、図5~図7に示すように、仕切り板31は、複数のディフューザ翼32と複数の戻り翼33との間も仕切っている。つまり、複数のディフューザ翼32と複数の戻り翼33とは、仕切り板31を介して設けられている。
 図4に示すように、複数のディフューザ翼32は、仕切り板31の表側の面(遠心ファン20側の面)に設けられている。また、複数のディフューザ翼32は、遠心ファン20の側方を囲むように設けられている。つまり、各ディフューザ翼32は、遠心ファン20の外周に位置している。
 複数のディフューザ翼32は、各々が湾曲する板形状であり、仕切り板31に立設されている。本実施の形態において、ディフューザ翼32は、16枚設けられているが、ディフューザ翼32の枚数は、16枚に限られない。
 図5~図7に示すように、複数の戻り翼33は、仕切り板31の裏側の面(遠心ファン20側の反対側の面、本実施の形態における回転子11側の面)に設けられている。複数の戻り翼33は、各々が湾曲する板形状であり、仕切り板31に立設されている。戻り翼33は、ディフューザ翼32と同じ数だけ設けられている。具体的には、戻り翼33は、16枚設けられている。
 各ディフューザ翼32と各戻り翼33とは、ガイド翼34によって連結されている。つまり、エアガイド30には複数のガイド翼34が設けられており、1つのディフューザ翼32と1つのガイド翼34と1つの戻り翼33とは、一続きに一体に形成されており、仕切り板31の表裏にわたって連続して形成された一つの翼となっている。
 複数のガイド翼34の各々は、仕切り板31から突出して設けられている。本実施の形態において、ディフューザ翼32とガイド翼34との境界点は、仕切り板31の外周端上の点となっている。
 本実施の形態において、複数のガイド翼34は、当該ガイド翼34に対応するディフューザ翼32および戻り翼33の各々に対して傾斜している。具体的には、ガイド翼34は、エアガイド30を側方から見たときに傾斜するようにして形成されている。
 ディフューザ翼32とガイド翼34とは同じ厚みである。ディフューザ翼32およびガイド翼34の各々の両面は面一になっている。しかし、各ガイド翼34は、当該ガイド翼34に対応するディフューザ翼32に対して緩やかにひねるように形成されている。したがって、複数のガイド翼34の各々の側面は、当該ガイド翼34と連続して設けられたディフューザ翼32の側面に対して傾斜している。つまり、ディフューザ翼32の側面の向きが変化し始める点が、ガイド翼34の開始点となっている。本実施の形態では、この点がディフューザ翼32とガイド翼34との境界点になっている。
 ガイド翼34は、当該ガイド翼34に連続する戻り翼33に対しては、戻り翼33の端部から立設するように形成されている。つまり、戻り翼33とガイド翼34との連結部分において、戻り翼33からガイド翼34にわたって屈曲するようにして連続して形成されている。
 図5に示すように、エアガイド30の表側から見たときに、複数のディフューザ翼32は、右回りの渦巻き状に等間隔で設けられている。図6に示すように、エアガイド30の裏側から見たときに、複数の戻り翼33も、右回りの渦巻き状に等間隔で設けられている。したがって、図7に示すように、エアガイド30の表側の一方向から見たときに、複数のディフューザ翼32と複数の戻り翼33とは、互いに反対回りとなる関係で設けられている。
 図8Aに示すように、仕切り板31の遠心ファン20側(表側)には、複数のディフューザ翼32によって複数のディフューザ通風路30aが形成されている。図8Aにおいて、n番目の1つのディフューザ通風路30aを、右上がり線のハッチングで示している。
 複数のディフューザ通風路30aの各々は、隣り合う2つのディフューザ翼32と仕切り板31とファンケース40の蓋部41とで囲まれる空気流路である。つまり、各ディフューザ通風路30aは、2つのディフューザ翼32の内面を一対の側面とし、仕切り板31の表面を底面とし、ファンケース40の蓋部41の内面を上面とする空間領域である。
 ディフューザ翼32で構成されるディフューザ通風路30aは、遠心ファン20の回転により昇圧された空気の流れの速度を徐々に下げて圧力を回復させる機能を有する。このため、ディフューザ通風路30aは、エアガイド30の内側から外側に向かって、ディフューザ通風路30aの断面積が徐々に拡大するように構成されている。具体的には、遠心ファン20から排出された空気が入り込むディフューザ通風路30aの入り口側からエアガイド30の外方であるディフューザ通風路30aの出口側に向かって、隣り合う2つのディフューザ翼32の間隔が徐々に広くなっている。
 一方、仕切り板31の回転子11側(裏側)には、複数の戻り翼33によって複数の戻り通風路30bが形成されている。図8Aにおいて、n番目(nは自然数)の1つの戻り通風路30bを、右下がり線のハッチングで示している。
 複数の戻り通風路30bの各々は、隣り合う2つの戻り翼33と仕切り板31とで囲まれる空気流路である。つまり、戻り通風路30bは、2つの戻り翼33の内面を一対の側面とし、仕切り板31の裏面を上面とする空間領域である。
 戻り通風路30bは、エアガイド30の表側のディフューザ通風路30aからエアガイド30の裏側に折り返して流れ込んだ空気をエアガイド30の中央側に戻してエアガイド30の裏側の全体からエアガイド30の下方に空気を流す機能を有する。
 したがって、エアガイド30の側方には、複数のディフューザ通風路30aの各々から複数の戻り通風路30bの各々に空気の流路を折り返すための通風路として折り返し通風路30cが形成されている。図8Aにおいて、n番目(nは自然数)の1つの折り返し通風路30cを、散点状のハッチングで示している。また、図8Aにおいて、n-1番目、n番目およびn+1番目の隣り合う3つの折り返し通風路30cについては、n-1、n、n+1の記号に下線を引いて示している。
 複数の折り返し通風路30cの各々は、ディフューザ翼32によって構成されるディフューザ通風路30aから戻り通風路30bへと空気の流れの向きを変更する流れ変更部である。このため、複数のディフューザ通風路30aの各々と複数の戻り通風路30bの各々とは、折り返し通風路30cによって繋がっている。つまり、1つのディフューザ通風路30aと1つの戻り通風路30bとは、1つの折り返し通風路30cによって***で繋がっている。したがって、例えば、n番目のディフューザ通風路30aに流れる空気は、n番目の折り返し通風路30cで折り返されて、n番目の戻り通風路30bを通過することになる。なお、戻り通風路30bはディフューザ通風路30aと同じ数だけ形成されるので、折り返し通風路30cもディフューザ通風路30aと同じ数だけ形成される。
 本実施の形態において、複数の折り返し通風路30cには、ガイド翼34が設けられている。したがって、ディフューザ通風路30aを通過した空気は、ガイド翼34で導かれて折り返し通風路30cを通過して、戻り通風路30bに流れ込む。つまり、ガイド翼34は、複数のディフューザ通風路30aの各々を流れる空気を対応する折り返し通風路30cに導く機能を有する。
 複数の折り返し通風路30cの各々は、隣り合う2つのガイド翼34とファンケース40の側壁部42とで囲まれる空気流路である。つまり、ディフューザ通風路30aを通過した空気は、折り返し通風路30cにおいて、ガイド翼34でガイドされながらファンケース40の側壁部42に衝突して戻り通風路30bに流れ込む。
 図5~図7に示すように、エアガイド30の外周領域には、貫通孔35が設けられている。本実施の形態において、貫通孔35は、仕切り板31の外周領域に設けられており、且つ、ディフューザ通風路30aと戻り通風路30bとを連通させている。
 具体的には、貫通孔35は、ディフューザ通風路30aの終端領域に設けられている。つまり、貫通孔35は、仕切り板31におけるディフューザ翼32が概ね終了する部分に設けられている。本実施の形態において、貫通孔35は、ディフューザ通風路30aにおける折り返し通風路30cとの境界領域周辺に設けられている。なお、貫通孔35の開口形状は、例えば円形であるが、矩形状等の円形以外の形状であってもよい。
 図9に示すように、エアガイド30を上面視したときに、複数のディフューザ翼32と対応する複数のガイド翼34との境界点BPを結んでできる円または多角形を境界線BLとすると、貫通孔35が設けられたエアガイド30の外周領域は、境界線BLよりも外側の領域である。したがって、貫通孔35は、境界線BLよりも外側に位置している。なお、図9では、境界線BLは、隣り合う2つの境界点BP同士を直線で結んだ多角形として図示されている。
 本実施の形態において、貫通孔35は、複数のディフューザ通風路30aの各々に複数ずつ設けられている。具体的には、図8Aおよび図9に示すように、各ディフューザ通風路30aには、複数の貫通孔35として、第1貫通孔35aおよび第2貫通孔35bの2つが設けられている。第1貫通孔35aおよび第2貫通孔35bの各々の開口形状は、例えば円形であるが、円形以外の矩形状等の形状であってもよい。なお、第1貫通孔35aの開口形状と第2貫通孔35bの開口形状は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
 また、第1貫通孔35aと第2貫通孔35bとは、開口面積が異なっている。本実施の形態では、ディフューザ通風路30aを流れる空気の内側(空気の流れのインコース側)に対応する部分の第1貫通孔35aの開口面積を、ディフューザ通風路30aを流れる空気の外側(空気の流れのアウトコース側)に対応する部分の第2貫通孔35bの開口面積よりも大きくしている。一例として、第1貫通孔35aの開口径は、φ1.2mmであり、第2貫通孔35bの開口径は、φ1.0mmである。
 図8Aに示すように、貫通孔35(第1貫通孔35a、第2貫通孔35b)は、複数のディフューザ通風路30aのうち、第1のディフューザ通風路30anと、複数の戻り通風路30bのうち、第1のディフューザ通風路30anに繋がっている第1の戻り通風路30bnの隣りに位置する第2の戻り通風路30bn+1とを連通させている。
 例えば、複数のディフューザ通風路30aのうちのn番目のディフューザ通風路30aに設けられた貫通孔35は、複数の戻り通風路30bのうちのn番目の戻り通風路30bに連通しているのではなく、n番目の戻り通風路30bの隣りに位置するn+1番目の戻り通風路30bに連通している。
 なお、ディフューザ通風路30aおよび戻り通風路30bの渦巻きの巻き方向等によっては、n番目のディフューザ通風路30aに設けられた貫通孔35は、n+1番目の戻り通風路30bではなく、n-1番目の戻り通風路に連通していてもよい。
 このように構成される電動送風機1では、電動機10が有する回転子11で発生する磁束と固定子12で発生する磁束との相互作用によって生じた磁気力が回転子11を回転させるトルクとなり、回転子11が回転する。
 電動機10が有する回転子11が回転すると、電動機10が有する回転軸13に固定された遠心ファン20が回転し、図2の矢印で示すように、ファンケース40の吸気口40aからファンケース40の内部に空気が吸引される。これにより、遠心ファン20に空気が流れ込み、遠心ファン20の中央の吸気口から外周側に向かって流れる気流が生じて、遠心ファン20の側部から排出される。このとき、遠心ファン20に流れ込んだ空気は、遠心ファン20が有するファン翼23によって、高圧に圧縮される。
 遠心ファン20から排出された空気は、遠心ファン20の外周に配置されたエアガイド30が有する複数のディフューザ通風路30aに流れ込む。遠心ファン20から排出されてエアガイド30に流入した空気は、図8Aの太線矢印に示すように、各ディフューザ通風路30aを通って外方(ファンケース40の側壁部42側)に向かって流れて、折り返し通風路30cで折り返された後、エアガイド30の裏面の戻り通風路30bに流入する。このとき、ディフューザ通風路30aから折り返し通風路30cに向かう空気は、ファンケース40の側壁部42の内面に当たり、折り返し通風路30cにおいて、気流の向きが外方から内方に変化するように旋回した旋回流となって、戻り通風路30bに流入する。
 エアガイド30が有する戻り通風路30bを通過した空気は、ブラケット50が有する蓋部52に形成された開口部52aを介して、ブラケット50(フレーム51)内に流入する。ブラケット50内に流入した空気は、電動機10が有する回転子11および固定子12等の電動機10の部品を冷却しながら、ブラケット50に設けられた排気口51aから電動送風機1の外に吐き出される。
 本実施の形態における電動送風機1では、エアガイド30の外周領域に貫通孔35が設けられている。具体的には、仕切り板31の外周領域に、ディフューザ通風路30aと戻り通風路30bとを連通させる貫通孔35が設けられている。この構成により、電動送風機1の性能を低下させることなく、電動送風機1の騒音を抑制することができる。以下、この点について詳述する。
 エアガイド30が有するディフューザ通風路30aでは、ディフューザ通風路30aに流れる空気の速度を減速させることで、遠心ファン20で昇圧された空気の圧力を回復させている。つまり、ディフューザ通風路30aでは、遠心ファン20で発生した運動エネルギーを圧力エネルギーに変換している。これにより、電動送風機1の効率を向上させることができる。
 この場合、仮に、ディフューザ通風路30aの中間部分において、仕切り板31又はディフューザ翼32に、ディフューザ通風路30aと戻り通風路30bとを連通させる貫通孔を設けると、ディフューザ通風路30aに流れる空気の速度が充分に減速していない箇所において、空気の流れに乱れを生じさせてしまう。このため、ディフューザ通風路30aにおける圧力回復に損失を生じさせる結果となり、電動送風機の効率が低下してしまう。
 これに対して、本実施の形態における電動送風機1では、エアガイド30の外周領域に貫通孔35が設けられている。具体的には、貫通孔35は、仕切り板31の外周領域に設けられている。より具体的には、貫通孔35は、ディフューザ通風路30aの終端領域に設けられている。つまり、仕切り板31におけるディフューザ翼32が概ね終了する部分に貫通孔35が設けられている。このため、ディフューザ通風路30aを流れる空気の速度を所望に減速させることができ、ディフューザ通風路30aに流れる空気の流れが乱れることがほぼない。したがって、貫通孔35を設けたとしても、電動送風機1の効率が低下しない。
 また、本実施の形態における電動送風機1では、貫通孔35は、ディフューザ通風路30aと戻り通風路30bとを連通させている。この構成により、ディフューザ通風路30aから戻り通風路30bに流れる空気の経路としては、貫通孔35を経由せずに折り返し通風路30cを経由して戻り通風路30bに流入する第1経路と、折り返し通風路30cを経由せずに貫通孔35を経由して戻り通風路30bに流入する第2経路とが存在することになる。
 この結果、第1経路を通った第1の空気と第2経路を通った第2の空気とではトータルの通風路の長さが異なることから、戻り通風路30bの合流位置において第1の空気の音波の位相と第2の空気の音波の位相とがずれることになる。つまり、第1の空気の音波と第2の空気の音波とで位相差が生じることになる。これにより、第1の空気の音波と第2の空気の音波とが打ち消し合うこととなり、エアガイド30を流れる空気の音圧が抑制される。
 なお、本実施の形態では、図8Bに示すように、第1のディフューザ通風路30an(例えばn番目のディフューザ通風路30a)を流れる空気は、第1のディフューザ通風路30anに繋がる折り返し通風路30cn(n番目の折り返し通風路30c)を経由して第1のディフューザ通風路30anに繋がる第1の戻り通風路30bn(n番目の戻り通風路30b)に流れる第1の空気と、第1のディフューザ通風路30anの隣りの第2のディフューザ通風路30an+1(n+1番目のディフューザ通風路30a)を流れる空気のうち貫通孔35を経由して第2のディフューザ通風路30an+1に繋がる第2の戻り通風路30bn+1(n+1番目の戻り通風路30b)に流れる第2の空気とが、第2のディフューザ通風路30an+1に繋がる第2の戻り通風路30bn+1(n+1番目の戻り通風路30b)で合流することになる。
 このように、本実施の形態における電動送風機1では、遠心ファン20から排出された空気は、エアガイド30のディフューザ通風路30aを通過することで流れの速度が徐々に下がって圧力が回復された後、折り返し通風路30cを通る経路である第1経路を通って戻り通風路30bへと流れる第1の空気(第1の流れ)と、貫通孔35を通る経路である第2経路を通って戻り通風路30bへと流れる第2の空気(第2の流れ)とに分かれることになる。
 そして、折り返し通風路30cを通る第1の空気と貫通孔35を通る第2の空気とはトータルの通風路の長さが異なるため、第1の空気と第2の空気とが戻り通風路30bで合流した時に第1の空気の音波と第2の空気の音波とに位相差が生じて互いに打ち消すことになり、音圧が抑制される。
 また、貫通孔35を通る第2の空気は、貫通孔35をバイパスとして折り返し通風路30cをショートカットして戻り通風路30bに流れていくため、折り返し通風路30cを通る第1の空気と比べてトータルの通風路の長さが短くなる。しかし、貫通孔35は、仕切り板31の外周領域(具体的にはディフューザ通風路30aの終端領域)に設けられているので、ディフューザ通風路30aにおける圧力回復の損失が生じない。
 以上説明したように、本実施の形態における電動送風機1によれば、性能を低下させることなく騒音を抑制することができる。
 また、本実施の形態における電動送風機1では、貫通孔35は、複数のディフューザ通風路30aのうち、第1のディフューザ通風路30anと、複数の戻り通風路30bのうち、当該第1のディフューザ通風路30anに繋がっている第1の戻り通風路30bnの隣りに位置する第2の戻り通風路30bn+1とを連通させている。
 この構成により、折り返し通風路30cn+1を通る第1の空気の音波と、貫通孔35を通る第2の空気の音波とで、位相差が生じやすくなる。このため、電動送風機1の騒音を一層効果的に抑制することができる。
 また、本実施の形態における電動送風機1では、貫通孔35は、複数のディフューザ通風路30aの各々に複数ずつ設けられている。
 このように、1箇所のディフューザ通風路30aに複数の貫通孔35を設けることで、貫通孔35を通る第2の空気の中だけでも通風路の長さが異なる複数の空気を生成することができる。つまり、折り返し通風路30cを通る第1の空気を合わせて、少なくとも3つ以上の通風路の長さが異なる空気が存在することになる。これにより、騒音を抑制する効果のある周波数の範囲を広げることができるので、電動送風機1の騒音を一層抑制することができる。
 さらに、本実施の形態における電動送風機1では、複数のディフューザ通風路30aの各々に設けられた複数の貫通孔35には、開口面積が異なる第1貫通孔35aと第2貫通孔35bとが含まれている。
 このように、1箇所のディフューザ通風路30aに設けられた複数の貫通孔35の開口面積を異ならせることによっても、騒音を抑制する効果のある周波数の範囲を広げることができる。これにより、電動送風機1の騒音を一層抑制することができる。
 ここで、本実施の形態における電動送風機1の効果を検証するための実験を行ったので、その実験結果について説明する。本実験では、実施例の電動送風機1として、図1~図9に示される上記電動送風機1を用いた。また、実施例の電動送風機1の比較対象として、図10に示される比較例の電動送風機1Xを用いた。図10に示される比較例の電動送風機1Xは、貫通孔35が設けられていない点以外は、実施例の電動送風機1と同じ構成である。
 そして、実施例の電動送風機1と比較例の電動送風機1Xとについて、電動送風機の風量-静圧特性(PQ特性)と音圧レベルを評価した。その結果を図11および図12に示す。図11は、実施例の電動送風機1のPQ特性と比較例の電動送風機1XのPQ特性とを示す図である。図12は、実施例の電動送風機1と比較例の電動送風機1Xとにおける周波数に対する音圧レベルを示す図である。図12は、図11において、風量が20l/secのときの測定結果を示している。なお、図11および図12において、実施例の電動送風機1を「実施例」と表記し、比較例の電動送風機1Xを「比較例」と表記している。
 実施例の電動送風機1には貫通孔35が設けられている。実施例の電動送風機1は、貫通孔35が設けられていない比較例の電動送風機1Xとほぼ同等の性能を有することが分かる。つまり、エアガイド30の外周領域に貫通孔35を設けても電動送風機としての性能が低下しないことが確認できた。
 また、図12に示すように、実施例の電動送風機1は、比較例の電動送風機1Xに対して、音圧が低下しており、騒音が抑制されることが分かった。具体的には、周波数が1000Hz~8000Hzの範囲では、音圧が2dB~7dB程度低下することが分かった。特に、3150Hz~4000Hzの周波数では、音圧が5dB以上低下することが分かった。
 なお、本実験では、遠心ファン20の回転数(N)と遠心ファン20の翼数(Z)との積が4000に設定されている。したがって、図12に示すように、NZ音に対応する周波数(4000Hz)では効果があるが、NZ音の2倍(2NZ)に対応する周波数(8000Hz)では、あまり効果がないことも分かる。
 以上、実験結果からも分かるように、実施例の電動送風機1によれば、エアガイド30の外周領域に貫通孔35を設けることで、電動送風機本来の性能を低下させることなく、騒音を効果的に抑制することができる。
 なお、本実施の形態において、貫通孔35の開口形状は、円形としたが、これに限られない。例えば、図13に示されるエアガイド30Aのように、仕切り板31の外周領域に、スリット状の貫通孔35Aを設けてもよい。図13は、変形例1に係るエアガイドの拡大上面図である。この場合、貫通孔35Aの長手方向は、ディフューザ通風路30aの流れ方向に沿った方向となっていてもよい。しかし、貫通孔35Aが長くなりすぎると、ディフューザ通風路30aにおける圧力回復に損失を生じさせるおそれがある。このため、貫通孔35Aの長手方向は、図13に示すように、エアガイド30Aの周方向に沿った方向にするとよい。
 また、本実施の形態において、ディフューザ通風路30aの終端領域に貫通孔35を設けて、ディフューザ通風路30aと戻り通風路30bとを連通させていたが、これに限らない。例えば、図14に示されるエアガイド30Bのように、折り返し通風路30cにおける戻り翼33の部分に貫通孔35を設けてもよい。この場合、貫通孔35は、エアガイド30Bの外周領域に設けられている。ディフューザ通風路30aと戻り通風路30bとを連通させているのではなく、折り返し通風路30cと戻り通風路30bとを連通させている。具体的には、図14に示される貫通孔35は、複数の折り返し通風路30cのうちの第1の折り返し通風路30cnと、複数の戻り通風路30bのうちの当該第1の折り返し通風路30cnに繋がっている第1の戻り通風路30bnの隣りに位置する第2の戻り通風路30bn+1とを連通させている。
 以上の説明から明らかなように、本実施の形態における電動送風機1は、電動機10と、遠心ファン20と、エアガイド30と、を備える。
 電動機10は、回転子11および回転子11に取り付けられた回転軸13を有する。遠心ファン20は、回転軸13に取り付けられている。
 エアガイド30には、遠心ファン20から排出された空気が流れ込む。エアガイド30は、仕切り板31と、遠心ファン20側の面に複数のディフューザ翼32とディフューザ通風路30aと、遠心ファン20の反対側の面に複数の戻り翼33と戻り通風路30bと、折り返し通風路30cと、を有する。
 複数のディフューザ翼32は、遠心ファン20の側方を囲むように設けられる。各ディフューザ通風路30aは、複数のディフューザ翼32のうち隣り合う一組のディフューザ翼32によって形成される。ディフューザ通風路30aは、第1のディフューザ通風路30anと、第1のディフューザ通風路30anと隣り合う第2のディフューザ通風路30an+1と、を含む。
 各戻り通風路30bは、複数の戻り翼33のうち隣り合う一組の戻り翼33によって形成される。戻り通風路30bは、第1のディフューザ通風路30anと連絡する第1の戻り通風路30bnと、第1の戻り通風路30bnと隣り合う第2の戻り通風路30bn+1と、を含む。
 各折り返し通風路30cは、ひとつのディフューザ通風路30aとひとつの戻り通風路30bのそれぞれを連絡する。
 電動送風機1において、エアガイド30の外周領域には、ディフューザ通風路30aまたは折り返し通風路30cと戻り通風路30bとを連通させる貫通孔35を有する。
 特に、顕著な作用効果を奏する構成は、以下のとおりである。
 すなわち、貫通孔35は、仕切り板31の外周領域に設けられている。且つ、貫通孔35は、ディフューザ通風路30aと戻り通風路30bとを連通させている。
 貫通孔35は、ディフューザ通風路30aの終端領域に位置する。
 貫通孔35は、第1のディフューザ通風路30anと、第2の戻り通風路30bn+1とを連通させている。
 エアガイド30は、第1のディフューザ通風路30anと第1の戻り通風路30bnとを連絡する第1の折り返し通風路30cnをさらに有する。貫通孔35は、第1の折り返し通風路30cnと、第2の戻り通風路30bn+1とを連通させている。
 エアガイド30は、複数のディフューザ通風路30aのそれぞれを流れる空気を複数の折り返し通風路30cのそれぞれに導く複数のガイド翼34を有する。複数のガイド翼34は、複数のディフューザ翼32のそれぞれと連続して設けられる。エアガイド30を上面視したときに、複数のディフューザ翼32のそれぞれと複数のガイド翼34のそれぞれとの境界点BPを結んでできる円または多角形を境界線BLとする。このとき、貫通孔35が設けられたエアガイド30の外周領域は、境界線BLよりも外側の領域である。
 ガイド翼34は、仕切り板31から突出して設けられている。
 ガイド翼34が有する側面は、ガイド翼34と連続して設けられたディフューザ翼32が有する側面に対して傾斜している。
 貫通孔35は、複数のディフューザ通風路30aの各々に複数ずつ設けられている。
 ディフューザ通風路30aに設けられた複数の貫通孔35には、開口面積が異なる第1貫通孔35aと第2貫通孔35bとが含まれる。
 以上のように、本実施の形態の電動送風機1は、回転子11および回転子11に取り付けられた回転軸13を有する電動機10と、回転軸13に取り付けられた遠心ファン20と、遠心ファン20から排出された空気が流れ込み、遠心ファン20が位置する側を遠心ファン20側の面とし、遠心ファン20側の面の反対側を遠心ファン20の反対側の面とする、仕切り板31と、遠心ファン20側の面に、遠心ファン20の側方を囲むように設けられた複数のディフューザ翼32と、複数のディフューザ翼32のうち隣り合う一組のディフューザ翼32によってそれぞれ形成される、第1のディフューザ通風路30anと、第1のディフューザ通風路30anと隣り合う第2のディフューザ通風路30an+1と、を含む、ディフューザ通風路30aと、遠心ファン20の反対側の面に、複数の戻り翼33と、複数の戻り翼33のうち隣り合う一組の戻り翼33によってそれぞれ形成され、第1のディフューザ通風路30anと連絡する第1の戻り通風路30bnと、第1の戻り通風路30bnと隣り合う第2の戻り通風路30bn+1と、を含む、戻り通風路30bと、ディフューザ通風路30aと戻り通風路30bのそれぞれを連絡する折り返し通風路30cと、を有するエアガイド30と、を備え、エアガイド30の外周領域には、ディフューザ通風路30aまたは折り返し通風路30cと戻り通風路30bとを連通させる貫通孔35を有する。
 これにより、電動送風機の性能を低下させることなく、騒音を抑制することができる電動送風機等を実現することができる。
 (実施の形態2)
 実施の形態2として、実施の形態1に係る電動送風機1を用いた電気機器について説明する。
 電動送風機1を用いた電気掃除機2について、図15を用いて説明する。図15は、実施の形態2に係る電気掃除機2の一例を示す模式図である。
 図15に示すように、電気掃除機2は、電動送風機1と、電動送風機1(電動機10)を制御する制御部2aとを備えている。電気掃除機2は、電動送風機1によって空気を吸引することで清掃する。制御部2aは、電動送風機1(電動機10)を制御する。例えば、制御部2aは、電動送風機1による吸引を開始したり、吸引を停止したり、吸引量を調整したりする。
 このように、本実施の形態における電気掃除機2は、実施の形態1における電動送風機1を用いているので、低騒音の電気掃除機を実現することができる。
 また、図16に示すように、電動送風機1は、手を風で乾かすエアタオル3に用いてもよい。図16は、実施の形態2に係るエアタオル3の一例を示す模式図である。
 図16に示すように、エアタオル3は、電動送風機1と、電動送風機1(電動機10)を制御する制御部3aとを備えている。エアタオル3は、電動送風機1によって温風または冷風を送風する。制御部3aは、電動送風機1(電動機10)を制御する。例えば、制御部3aは、電動送風機1による送風を開始したり、送風を停止したり、送風量を調整したりする。
 このように、本実施の形態におけるエアタオル3は、実施の形態1における電動送風機1を用いているので、低騒音のエアタオルを実現することができる。
 (変形例)
 以上、本開示に係る電動送風機、電気掃除機およびエアタオル等について、実施の形態に基づいて説明した。しかし、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。
 例えば、実施の形態1では、電動送風機1に用いられる電動機10として、ブラシ付き整流子電動機を用いたが、これに限られるものではない。電動機10は、ブラシレス電動機等であってもよい。
 実施の形態1における電動送風機1は、電気掃除機またはエアタオルに適用する場合について説明した。しかし、これに限らず、自動車用機器に適用してもよいし、その他の家庭用機器または産業用機器に適用してもよい。
 例えば、実施の形態1、2に対して当業者が思い付く各種変形を施して得られる形態、または、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素および機能を任意に組み合わせることで実現される形態も、本開示に含まれる。
 本開示の技術は、電動送風機および電気掃除機等の種々の電気機器に利用することができる。特に、遠心ファンを高速で回転する電気掃除機およびエアタオル等に搭載される電動送風機として有用である。
 1、1X 電動送風機
 2 電気掃除機
 2a、3a 制御部
 3 エアタオル
 10 電動機
 11 回転子
 11a コア
 11b コイル
 12 固定子
 13 回転軸
 14 整流子
 15 ブラシ
 16 第1軸受け部
 17 第2軸受け部
 20 遠心ファン
 21 第1側板
 22 第2側板
 23 ファン翼
 30、30A、30B エアガイド
 30a ディフューザ通風路
 30an 第1のディフューザ通風路
 30an+1 第2のディフューザ通風路
 30b 戻り通風路
 30bn 第1の戻り通風路
 30bn+1 第2の戻り通風路
 30c 折り返し通風路
 30cn 第1の折り返し通風路
 31 仕切り板
 32 ディフューザ翼
 33 戻り翼
 34 ガイド翼
 35、35A 貫通孔
 35a 第1貫通孔
 35b 第2貫通孔
 40 ファンケース
 40a 吸気口
 41 蓋部
 42 側壁部
 50 ブラケット
 51 フレーム
 51a 排気口
 52 蓋部
 52a 開口部

Claims (12)

  1. 回転子および前記回転子に取り付けられた回転軸を有する電動機と、
    前記回転軸に取り付けられた遠心ファンと、
    前記遠心ファンから排出された空気が流れ込み、
       前記遠心ファンが位置する側を遠心ファン側の面とし、前記遠心ファン側の面の反対側を遠心ファンの反対側の面とする、仕切り板と、
       前記遠心ファン側の面に、
          前記遠心ファンの側方を囲むように設けられた複数のディフューザ翼と、
          前記複数のディフューザ翼のうち隣り合う一組のディフューザ翼によってそれぞれ形成される、第1のディフューザ通風路と、前記第1のディフューザ通風路と隣り合う第2のディフューザ通風路と、を含む、ディフューザ通風路と、
       前記遠心ファンの反対側の面に、
          複数の戻り翼と、
          前記複数の戻り翼のうち隣り合う一組の戻り翼によってそれぞれ形成され、前記第1のディフューザ通風路と連絡する第1の戻り通風路と、前記第1の戻り通風路と隣り合う第2の戻り通風路と、を含む、戻り通風路と、
       前記ディフューザ通風路と前記戻り通風路のそれぞれを連絡する折り返し通風路と、
    を有するエアガイドと、
    を備え、
    前記エアガイドの外周領域には、前記ディフューザ通風路または折り返し通風路と前記戻り通風路とを連通させる貫通孔を有する、
    電動送風機。
  2. 前記貫通孔は、前記仕切り板の外周領域に設けられており、且つ、前記ディフューザ通風路と前記戻り通風路とを連通させている、
    請求項1に記載の電動送風機。
  3. 前記貫通孔は、前記ディフューザ通風路の終端領域に位置する、
    請求項2に記載の電動送風機。
  4. 前記貫通孔は、前記第1のディフューザ通風路と、前記第2の戻り通風路とを連通させている、
    請求項2または3に記載の電動送風機。
  5. 前記エアガイドは、前記第1のディフューザ通風路と前記第1の戻り通風路とを連絡する第1の折り返し通風路をさらに有し、
    前記貫通孔は、前記第1の折り返し通風路と、前記第2の戻り通風路とを連通させている、
    請求項2または3に記載の電動送風機。
  6. 前記エアガイドは、複数の前記ディフューザ通風路のそれぞれを流れる空気を複数の前記折り返し通風路のそれぞれに導く複数のガイド翼を有し、
    複数の前記ガイド翼は、前記複数のディフューザ翼のそれぞれと連続して設けられ、
    前記エアガイドを上面視したときに、前記複数のディフューザ翼のそれぞれと前記複数のガイド翼のそれぞれとの境界点を結んでできる円または多角形を境界線とすると、前記貫通孔が設けられた前記エアガイドの外周領域は、前記境界線よりも外側の領域である、
    請求項1~5のいずれか一項に記載の電動送風機。
  7. 前記複数のガイド翼は、前記仕切り板から突出して設けられている、
    請求項6に記載の電動送風機。
  8. 前記複数のガイド翼が有する側面は、前記ガイド翼と連続して設けられた前記複数のディフューザ翼のひとつが有する側面に対して傾斜している、
    請求項6または7に記載の電動送風機。
  9. 前記貫通孔は、複数の前記ディフューザ通風路の各々に複数ずつ設けられている、
    請求項1~8のいずれか一項に記載の電動送風機。
  10. 前記ディフューザ通風路に設けられた前記複数の貫通孔には、開口面積が異なる第1貫通孔と第2貫通孔とが含まれる、
    請求項9に記載の電動送風機。
  11. 請求項1~10のいずれか一項に記載の電動送風機と、
    前記電動送風機を制御する制御部と、
    を備える、
    電気掃除機。
  12. 請求項1~10のいずれか一項に記載の電動送風機と、
    前記電動送風機を制御する制御部と、
    を備える、
    エアタオル。
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