JP2008038790A - 電動送風機およびそれを用いた電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】送風効率を高め、かつ外部から加速度が加わってもインペラ変形防止が図れる電動送風機を提供することを目的とする。
【解決手段】後面シュラウド５とエアガイド１０の基板１２間、および前面シュラウド４とケーシング１３間における間隙Ａの少なくとも一方を、軸方向距離が中心部から外周に向けて徐々に大きくなるようにするとともに、間隙Ａの大きさを外部力により前記インペラ２が傾く大きさと等しくする構成としたものである。これによって、間隙Ａを最小にして、間隙Ａ内を回流する空気の体積を減らし、主流とは関係ない箇所での乱れた流れの形成を抑え、送風効率を高めることができ、外部力が加わってインペラ２が傾いても、基板１２とケーシング１３の少なくとも一方とは接触せずインペラ変形防止が図れる。
【選択図】図１

Description

本発明は、インペラ変形防止を図った電動送風機およびそれを用いた電気掃除機に関するものである。

従来、この種のインペラ変形防止を図った電動送風機はすでに提案されている（例えば、特許文献１参照）。

これは、インペラをエアガイドとケーシングで内包するとともに、インペラを構成する後面シュラウドとエアガイドの基板間の軸方向間隙、および前面シュラウドとケーシング間の軸方向間隙を、中心から外周に徐々に大きくなる構成としているものである。
特開平８−１９３５９３号公報

しかしながら、前記従来の構成では、後面シュラウドとエアガイドの基板間の軸方向間隙、および前面シュラウドとケーシング間の軸方向間隙を大きく確保していくと、外部力が加わってインペラが傾いても、エアガイドの基板やケーシングに接触せず、インペラ変形防止が図れるが、間隙内を回流する空気の体積が多くなり、主流とは関係ない箇所で大量の乱れた流れを形成してしまい、送風効率を低下してしまうという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、送風効率を高め、かつ外部から加速度が加わってもインペラ変形防止が図れる電動送風機およびそれを用い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、後面シュラウドとエアガイドの基板間、および前面シュラウドとケーシング間における間隙の少なくとも一方を、軸方向距離が中心部から外周に向けて徐々に大きくなるようにするとともに、間隙の大きさを外部力により前記インペラが傾く大きさと等しくする構成としたものである。

これによって、間隙を最小にして、間隙内を回流する空気の体積を減らし、主流とは関係ない箇所での乱れた流れの形成を抑え、送風効率を高めることができ、外部力が加わってインペラが傾いても、エアガイドの基板とケーシングの少なくとも一方とは接触せずインペラ変形防止が図れるものである。

また、この電動送風機を用いた電気掃除機は、間隙が最小にして吸引性能が高く、かつ素早く移動や回転させて電動送風機に加速度が加わっても、インペラ変形防止が図れ、快適な掃除ができる。

本発明の電動送風機およびそれを用いた電気掃除機は、送風効率を高め、かつ外部から加速度が加わってもインペラ変形防止が図れる。

第１の発明は、前面シュラウド、後面シュラウドおよび両シュラウド間の複数枚のブレードとを有するインペラと、前記インペラの外周に位置した複数枚の静翼およびその基板とを有するエアガイドと、前記エアガイドとともにインペラを内包し中央に吸気孔を有したケーシングと、前記インペラを回転駆動させる電動機とを備え、前記後面シュラウドと前記基板間、および前記前面シュラウドと前記ケーシング間における間隙の少なくとも一方を、軸方向距離が中心部から外周に向けて徐々に大きくなるようにするとともに、間隙の大きさを外部力により前記インペラが傾く大きさと等しくする構成とした電動送風機とすることにより、間隙を最小にして、間隙内を回流する空気の体積を減らし、主流とは関係ない箇所での乱れた流れの形成を抑え、送風効率を高めることができ、外部力が加わってインペラが傾いても、エアガイドの基板とケーシングの少なくとも一方とは接触せずインペラ変形防止が図れるものである。

第２の発明は、特に、第１の発明において、間隙は、エアガイドの基板、およびケーシングの少なくとも一方を傾斜させて形成したことにより、軸方向距離が中心部から外周に向けて徐々に大きくなるような間隙、および外部力によりインペラが傾く大きさと等しい大きさの間隙を簡易に構成することができる。

第３の発明は、特に、第２の発明において、基板またはケーシングの傾斜度合いを中心部近傍に比べて、外周側が増大している構成としたことにより、電動送風機により大きな加速度が加わってインペラが傾く際に、インペラ自身の撓み変形が加わりさらに基板またはケーシングへ近接する方向へ傾いたとしても、撓み変形に相当する分だけ間隙を多く確保している。したがって、少なくとも後面シュラウドと基板、前面シュラウドとケーシングとのいずれかとの接触がなく、インペラが変形しないものである。

第４の発明は、特に、第２または第３の発明において、後面シュラウドを平板とし、対向する基板を傾斜させ、かつ基板を略同厚とする構成としたことにより、エアガイド裏面（基板の後面シュラウドと対向する面の反対側）に有する空気通路の軸方向高さを、外周側に比べて中心部の方を高くできるので、ディフューザとしての圧力回復を有効に行えて送風効率を高めるものである。

第５の発明は、特に、第２〜第４のいずれか１つの発明において、インペラは、ブレードを前面シュラウドと後面シュラウドの少なくとも一方にかしめ加工により締結し、このかしめ加工によるかしめ突出部と対向する少なくとも基板とケーシングの一方に円環状の溝部を設けたことにより、後面シュラウドまたは前面シュラウドとかしめ突出部を含めて最小間隙とすることができ、かしめ加工で製造されたインペラにおいて、インペラと基板またはケーシングとが接触することなく、インペラが変形せず、かつ送風効率を高めるものである。

第６の発明は、特に、第２〜第５のいずれか１つの発明において、インペラの外周端と対向する箇所の基板およびケーシングの少なくとも一方に円環状の溝部を設けたことにより、電動送風機により大きな加速度が加わってインペラが傾く際に、インペラ自身の撓み変形が加わりさらに基板またはケーシングへ近接する方向へ傾いたとしても、インペラ外周端の撓み変形に相当する分だけ間隙を多く確保しているので、後面シュラウドの外周端と基板、または前面シュラウドの外周端とケーシングとの少なくとも一方が接触することなく、インペラが変形しないものである。

第７の発明は、特に、第５または第６の発明において、エアガイドおよびケーシングの少なくとも一方は樹脂成型品とし、円環状の溝部内に射出成型時のゲートを配したことにより、ゲートの残留した微小突起が溝部以外である主面に設ける必要がなく、微小突起によって生じる流れの乱れを抑えることができる。

第８の発明は、特に、第１〜第７のいずれか１つの発明における電動送風機を有する電気掃除機としたことにより、間隙が最小にして吸引性能が高く、かつ素早く移動や回転させて電動送風機に加速度が加わっても、インペラ変形防止が図れ、快適な掃除ができる。

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。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）
図１〜図３は、本発明の実施の形態１における電動送風機を示すものである。

図に示すように、本実施の形態における電動送風機は、前面シュラウド４、後面シュラウド５および両シュラウド間の複数枚のブレード６とを有するインペラ２と、インペラ２の外周に位置した複数枚の静翼１１およびその基板１２とを有するエアガイド１０と、エアガイド１０の外周に装備しエアガイド１０とともにインペラ２を内包し、かつ中央に吸気孔１４を有したケーシング１３と、インペラ２を回転駆動させる電動機１とを備えている。

インペラ２は中央部に吸気孔１４と対向して空気入口３を有している。また、インペラ２を構成する前面シュラウド４、後面シュラウド５および複数枚のブレード６は、本実施の形態では、いずれも板金製であり、これら三部品はかしめ加工により締結され、図３に示すように、かしめ加工によるかしめ突出部１５と対向する基板１２とケーシング１３箇所に円環状の溝部１６を設けている。また、インペラ２の外周端、すなわち前面シュラウド４および後面シュラウド５外周端と対向する基板１２とケーシング１３箇所にも円環状の溝部１７を設けている。また、エアガイド１０の基板１２とケーシング１３は、樹脂成型品とし、円環状の溝部１６、１７内の一部に射出成型時のゲート１８を配し、ここにゲート１８の残留した微小突起ができるようにしている。

また、インペラ２は、後面シュラウド５が電動機１の回転軸７に座金を介してナットにて固着されている。

そして、後面シュラウド５と基板１２間、および前面シュラウド４とケーシング１３間における間隙Ａを、軸方向距離が中心部から外周に向けて徐々に大きくなるようにするとともに、間隙Ａの大きさを外部力によりインペラ２が傾く大きさ（想定される最大の加速度による傾き）と等しくする構成としている。間隙Ａは、本実施の形態では、エアガイド１０の基板１２、およびケーシング１３の天面を傾斜させることにより形成している。なお、基板１２を傾斜させる場合、後面シュラウド５は平板としており、対向する基板１２は略同厚とする構成としている。

以上のように構成された電動送風機について、以下その動作、作用を説明する。

電動機１に接続されたインペラ２が高速回転して、ケーシング１３の吸気孔１４から空気を吸込み、続いてインペラ２の空気入口３から空気を吸込み、この空気流は前面シュラウド４、後面シュラウド５、そして２枚のブレード６で囲まれる内部流路を通過し、インペラ２外周部から排出される。

インペラ２から排出された空気流は、エアガイド１０の静翼１１間を通過し、ケーシング１３の外周壁に衝突後、またエアガイド１０の裏面、続いて電動機１の内部を冷却しながら通過し、電動機１に設けた排気孔１ａから電動機外へ排出される。

このとき後面シュラウド５と基板１２の間隙Ａの軸方向距離を小さくすることで、間隙Ａ内を回流する空気の体積を減らし、主流とは関係ない箇所での乱れた流れの形成を抑えるものである。これは前面シュラウド４とケーシング１３との間隙Ａについても同様である。

ここで、移動機器などに組み込んだ際に、電動送風機外から加速度が加わると、固定中心部７ａを中心にインペラ２が基板１２側へ傾いたり（図３（ａ）の破線で示す状態）、反対にインペラ２がケーシング１３側へ傾いたりする（図３（ｂ）の破線で示す状態）。

このとき予めインペラ２が傾く最大の角度だけ基板１２を傾斜させているので、インペラ２が基板１２と接触することがなく高速回転を続けることができる。これは前面シュラウド４とケーシング１３との間隙についても同様である。

さらに後面シュラウド５から突出したかしめ突出部１５についても、基板１２の対向する箇所に円環状の溝部１６を設けているので、この溝部１６内にかしめ突出部１５が収まり接触することがない。

以上のように、本実施の形態においては、基板１２の傾斜角度を、電動機１外からの任意の力でインペラ２が固定中心部７ａを中心に傾く角度と等しくする構成としたことにより、組み込まれた移動機器の急激な移動、回転などの動きに伴って電動送風機にも同様の加速度が加わり、インペラ２が固定中心部７ａを略中心に傾いても後面シュラウド５と基板１２とが接触せず、かつ両者の軸方距離である間隙Ａを最小にして、間隙内を回流する空気の体積を減らし、主流とは関係ない箇所での乱れた流れの形成を抑えるものである。これは前面シュラウド４とケーシング１３との間隙Ａについても同様である。

この結果、間隙Ａを最小にして送風効率を高めることができ、かつインペラ２とエアガイド１０およびケーシング１３が接触しないので、運転中にインペラ２が変形することがないものである。

また、後面シュラウド５を平板とし、対向する基板１２を傾斜させ、かつ基板１２を略同厚とする構成としたことにより、エアガイド１０裏面（基板１２の後面シュラウド５と対向する面の反対側）に有する空気通路の軸方向高さを、外周側に比べて中心部の方を高くできるので、ディフューザとしての圧力回復を有効に行えて送風効率を高めるものである。

また、前面シュラウド４および後面シュラウド５とブレード６とをかしめ加工で締結し、前面シュラウド４および後面シュラウド５から突出するかしめ突出部１５を有し、基板１２およびケーシング１３のかしめ突出部１５と対向する箇所に円環状の溝部１６を設けたことにより、後面シュラウド５または前面シュラウド４とかしめ突出部１５を含めて最小間隙とすることができ、かしめ加工で製造されたインペラ２において、インペラ２と基板１２またはケーシング１３とが接触することなく、インペラ２が変形せず、かつ送風効率を高めるものである。

また、基板１２およびケーシング１３の後面シュラウド５および前面シュラウド４外周端と対向する箇所に円環状の溝部１７を設けたことにより、電動送風機により大きな加速度が加わってインペラ２が傾く際に、インペラ２自身の撓み変形が加わりさらに基板１２またはケーシング１３へ近接する方向へ傾いたとしても、インペラ２外周端の撓み変形に相当する分だけ間隙Ａを多く確保しているので、後面シュラウド５外周端と基板１２、または前面シュラウド４外周端とケーシング１３とが接触することなく、インペラ２が変形しないものである。

また、エアガイド１０およびケーシング１３の少なくとも一方は樹脂成型品とし、円環状の溝部１６、１７内のいずれかに射出成型時のゲート１８を配したことにより、ゲート１８の残留した微小突起が溝部以外である主面に設ける必要がなく、微小突起によって生じる流れの乱れを抑えることができる。

なお、本実施の形態では、後面シュラウド５と基板１２間、および前面シュラウド４とケーシング１３間における両方の間隙Ａを、軸方向距離が中心部から外周に向けて徐々に大きくなるようにするとともに、間隙Ａの大きさを外部力によりインペラ２が傾く大きさと等しくする構成としたが、この構成は後面シュラウド５と基板１２間、および前面シュラウド４とケーシング１３間の一方の間隙Ａに対してのみ採用するようにしてもよい。また、インペラ２の構成にあたっては、ブレード６を前面シュラウド４および後面シュラウド５の両者にかしめ加工で締結したが、かしめ加工は一方のシュラウドのみに施すようにしてもよく、この場合は、当然のことであるが、円環状の溝部１６はかしめ突出部１５と対向する側の基板１２またはケーシング１３にのみ形成すればよい。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における電動送風機を示すものである。実施の形態１と基本的な構成は同じであるので同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態では、エアガイド１０の基板１２およびケーシング１３の天面の傾斜度合いを、中心部近傍に比べて、外周側が増大する構成としたものである。

これにより、電動送風機により大きな加速度が加わってインペラ２が傾く際に、インペラ２自身の撓み変形が加わりさらに基板１２へ近接する方向へ傾くか（図４（ａ）の破線で示す状態）、またはケーシング１３へ近接する方向へ傾く（図４（ｂ）の破線で示す状態）としても、撓み変形に相当する分だけ間隙Ａを多く確保しているので、後面シュラウド５と基板１２、または前面シュラウド４とケーシング１３とが接触することなく、インペラ２が変形しないものである。

なお、実施の形態１において説明したように、本実施の形態における構成は、後面シュラウド５と基板１２間、および前面シュラウド４とケーシング１３間の一方の間隙Ａに対してのみ採用するようにしてもよい。

（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３における電気掃除機を示すものである。

図に示すように、本実施の形態では、実施の形態１または２で示した構成の電動送風機２６を、掃除機本体２５内に有し、吸引ノズル２７から空気流とともに塵埃を延長パイプ２９、ホース３０を介して吸引し、集塵室２８に塵埃を蓄えるようにしている。

ここで、電動送風機２６は、実施の形態１または２で示したように、間隙Ａが最小にして吸引性能が高く、かつ素早く移動や回転させて電動送風機２６に加速度が加わっても、インペラ変形防止が図れ、快適な掃除ができる。さらには、送風効率が高いため消費エネルギーを抑えた電気掃除機が実現できる。

以上のように、本発明にかかる電動送風機は、送風効率を高め、かつ外部から加速度が加わってもインペラ変形防止が図れるので、移動機器、可動機器などへの組込み用途としても適用でき、同様の観点において、圧縮機、タービン、液体用ポンプにも適用可能である。また、この電動送風機を用いた電気掃除機は、吸込み性能を向上できるので、一般家庭などでの使用に最適である。

本発明の実施の形態１における電動送風機の半断面図 同電動送風機のインペラ、エアガイド周辺の平面図 （ａ）同電動送風機のインペラ移動状態を示す要部断面図（ｂ）同電動送風機の他のインペラ移動状態を示す要部断面図 （ａ）本発明の実施の形態２における電動送風機のインペラ移動状態を示す要部断面図（ｂ）同電動送風機の他のインペラ移動状態を示す要部断面図 本発明の実施の形態３における電気掃除機の略断面図

符号の説明

１ 電動機
２ インペラ
４ 前面シュラウド
５ 後面シュラウド
６ ブレード
７ 回転軸
１０ エアガイド
１１ 静翼
１２ 基板
１３ ケーシング
１４ 吸気孔
１５ かしめ突出部
１６、１７ 円環状の溝部
１８ ゲート
Ａ 間隙

Claims (8)

1. 前面シュラウド、後面シュラウドおよび両シュラウド間の複数枚のブレードとを有するインペラと、前記インペラの外周に位置した複数枚の静翼およびその基板とを有するエアガイドと、前記エアガイドとともにインペラを内包し中央に吸気孔を有したケーシングと、前記インペラを回転駆動させる電動機とを備え、前記後面シュラウドと前記基板間、および前記前面シュラウドと前記ケーシング間における間隙の少なくとも一方を、軸方向距離が中心部から外周に向けて徐々に大きくなるようにするとともに、間隙の大きさを外部力により前記インペラが傾く大きさと等しくする構成とした電動送風機。
2. 間隙は、エアガイドの基板、およびケーシングの少なくとも一方を傾斜させて形成した請求項１に記載の電動送風機。
3. 基板またはケーシングの傾斜度合いを中心部近傍に比べて、外周側が増大している構成とした請求項２に記載の電動送風機。
4. 後面シュラウドを平板とし、対向する基板を傾斜させ、かつ基板を略同厚とする構成とした請求項２または３に記載の電動送風機。
5. インペラは、ブレードを前面シュラウドと後面シュラウドの少なくとも一方にかしめ加工により締結し、このかしめ加工によるかしめ突出部と対向する少なくとも基板とケーシングの一方に円環状の溝部を設けた請求項２〜４のいずれか１項に記載の電動送風機。
6. インペラの外周端と対向する箇所の基板およびケーシングの少なくとも一方に円環状の溝部を設けた請求項２〜５のいずれか１項に記載の電動送風機。
7. エアガイドおよびケーシングの少なくとも一方は樹脂成型品とし、円環状の溝部内に射出成型時のゲートを配した請求項５または６に記載の電動送風機。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の電動送風機を有する電気掃除機。