JP2008038791A - 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】インペラ２が外部力により傾き基板１２とケーシング１３との接触箇所の少なくとも一方には略円環状の干渉保護部１５を設けたものである。これによって、後面シュラウド５とエアガイド１０の基板１２間の軸方向間隙、および前面シュラウド４とケーシング１３間の軸方向間隙の少なくとも一方の間隙Ａを極小にして、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２が傾いて基板１２またはケーシング１３と接触しても、略円環状の干渉保護部１５にてインペラ２に伝わる力が減衰し、インペラ変形防止が図れるものである。
【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、インペラが外部力により傾き基板とケーシングとの接触箇所の少なくとも一方には略円環状の干渉保護部を設けたものである。

これによって、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の少なくとも一方の間隙を極小にして、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基板またはケーシングと接触しても、略円環状の干渉保護部にてインペラに伝わる力が減衰し、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ものである。

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、前記インペラが外部力により傾き基板とケーシングとの接触箇所の少なくとも一方には略円環状の干渉保護部を設けた電動送風機とすることにより、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の少なくとも一方の間隙を極小にして、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基板またはケーシングと接触しても、略円環状の干渉保護部にてインペラに伝わる力が減衰し、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、干渉保護部は、干渉保護部を設けた基材の摺動抵抗と比べて低い摺動抵抗を有する構成としたことにより、後面シュラウドと基板、または前面シュラウドとケーシングとが接触しても、干渉保護部にて滑りを生じさせることで、インペラが基板またはケーシングに食い込むことを防ぎ、インペラに伝わる力を減衰させることができる。

第３の発明は、特に、第１の発明において、干渉保護部は、弾性体としたことにより、後面シュラウドと基板、または前面シュラウドとケーシングとが接触しても、干渉保護部が弾性変形を起こして凹むことで、インペラに伝わる力を減衰させることができる。

第４の発明は、特に、第１の発明において、干渉保護部は、樹脂製としたことにより、電動送風機に外部から大きな加速度が加わりインペラが大きく傾いて、インペラと基板またはケーシングに接触しても、干渉保護部が削り取られるだけでインペラが破損することを避けることができる。

第５の発明は、特に、第４の発明の発明において、干渉保護部の樹脂は、インペラとの接触時に削り取られて粉末状となる構成としたことにより、干渉保護部の近傍に突起ができずに空気の流れを乱すことを抑制できる。また、削り取られた樹脂が塊とならず、静翼間、電動機内の空気通路に詰まることがなく、空気の流れを妨げないものである。

第６の発明は、特に、第１〜第５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４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などにより締結されている。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。なお、後面シュラウド５とエアガイド１０の基板１２間の軸方向間隙、および前面シュラウド４とケーシング１３間の軸方向間隙の少なくとも一方の間隙Ａを極小にして、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、送風効率を高めるようにしている。

そして、インペラ２が外部力により傾いて、前面シュラウド４、後面シュラウド５の端部が基板１２とケーシング１３とに接触する接触箇所には略円環状の干渉保護部１５を設けている。この干渉保護部１５はインペラ２が傾いて基板１２またはケーシング１３と接触しても、インペラ２に伝わる力を減衰し、インペラ変形防止を図るものである。

また、干渉保護部１５は、干渉保護部を設けた基材（本実施の形態では基板１２とケーシング１３）の摺動抵抗と比べて低い摺動抵抗を有する構成（例えば、基材１２をＰＡ樹脂、ＰＰＳ樹脂など、ケーシング１３を鉄やアルミなどの金属としたときに、干渉保護部１５をフッ素樹脂やフッ素樹脂のコーティング、ポリアセタール、高分子／超高分子ポリエチレンなど）とすることにより、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とが接触しても、干渉保護部１５にて滑りを生じさせることで、インペラ２が基板１２またはケーシング１３に食い込むことを防ぎ、インペラ２に伝わる力を減衰させるようにしている。

また、干渉保護部１５を弾性体（例えば、ゴム、エラストマー、ゲル状材質、弾性のある多孔質材、弾性のあるウレタン材など）とすると、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とが接触しても、干渉保護部１５が弾性変形を起こして凹むことで、インペラ２に伝わる力を減衰させることができる。

また、干渉保護部１５を樹脂製（例えば、非切削性の高いＡＢＳ樹脂、ポリスチレン、フェノール樹脂、ＰＥＴ樹脂など）とすると、電動送風機に外部から大きな加速度が加わりインペラ２が大きく傾いて、インペラ２と基板１２またはケーシング１３に接触しても、干渉保護部１５が削り取られるだけでインペラ２が破損することを避けることができる。

また、干渉保護部１５の樹脂としては、インペラ２との接触時に削り取られて粉末状となるもの（例えば、アクリル樹脂、ポリアセタール、ガラス繊維やカーボン繊維を含んだもの）を用いると、干渉保護部１５の近傍に突起ができずに空気の流れを乱すことを抑制できる。また、削り取られた樹脂が塊とならず、静翼１１間、電動機１内の空気通路に詰まることがなく、空気の流れを妨げないものである。

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、続いて電動機の内部を冷却しながら通過し、電動機に設けた排気孔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（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がケーシング側１３へ傾いたりする（図３（ｂ）の破線で示す状態）。

このとき、前面シュラウド４、後面シュラウド５の端部が基板１２とケーシング１３とに接触する接触箇所には略円環状の干渉保護部１５を設けているので、インペラ２が傾いて基板１２またはケーシング１３と接触しても、インペラ２に伝わる力を減衰し、インペラ変形防止を図ることができる。なお、干渉保護部１５は、干渉保護部を設けた基材の摺動抵抗と比べて低い摺動抵抗を有する構成として、干渉保護部１５にて滑りを生じさせたり、干渉保護部１５を弾性体として、干渉保護部１５が弾性変形を起こして凹ませたりすると、インペラ２に伝わる力を効果的に減衰させることができ、より一層インペラ変形防止を図ることができる。

また、電動送風機に外部からより大きな加速度が加わり、インペラ２が基板１２側へ大きく傾いたり（図４（ａ）の破線で示す状態）、反対にインペラ２がケーシング側１３へ大きく傾いたりする（図４（ｂ）の破線で示す状態）場合は、干渉保護部１５を樹脂製とすると、インペラ２が大きく傾いて、基板１２またはケーシング１３に接触しても、干渉保護部１５が削り取られるだけでインペラ２が破損することを避けることができる。さらに、干渉保護部１５の樹脂として、インペラ２との接触時に削り取られて粉末状となるものを用いることにより、干渉保護部１５の近傍に突起ができずに空気の流れを乱すことを抑制できるとともに、削り取られた樹脂が塊とならず、静翼１１間、電動機１内の空気通路に詰まることがなく、空気の流れを妨げない。

以上のように、本実施の形態においては、略円環状の干渉保護部を設けた電動送風機とすることにより、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極小にして、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基板またはケーシングと接触しても、略円環状の干渉保護部にてインペラに伝わる力が減衰し、インペラ変形防止が図れるものである。

なお、本実施の形態では、略円環状の干渉保護部１５を基板１２とケーシング１３との両者に設けたが、基板１２とケーシング１３の一方にのみ設けるようにしてもよく、本実施の形態の構成に限られるものではない。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２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）同電動送風機のより大きなインペラ移動状態を示す要部断面図（ｂ）同電動送風機のより大きな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２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 干渉保護部
Ａ 間隙

Claims (6)

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、前記インペラが外部力により傾き基板とケーシングとの接触箇所の少なくとも一方には略円環状の干渉保護部を設けた電動送風機。
2. 干渉保護部は、干渉保護部を設けた基材の摺動抵抗と比べて低い摺動抵抗を有する構成とした請求項１に記載の電動送風機。
3. 干渉保護部は、弾性体とした請求項１に記載の電動送風機。
4. 干渉保護部は、樹脂製とした請求項１に記載の電動送風機。
5. 干渉保護部の樹脂は、インペラとの接触時に削り取られて粉末状となる構成とした請求項４に記載の電動送風機。
6. 請求項１〜５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。