JP2008038860A - 電動送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】 電動送風機において、遠心型ファンから放出された気流を円滑に整流して、エネルギー効率または送風効率をさらに向上させることが課題であった。
【解決手段】 遠心型ファン３５を覆って底部４２の中心に流入口４１を有する椀状のファンカバー４４と、渦巻状のガイドリブ５１、５２が表面に設けられた整流板４５と、ファンカバー４４に設けられ底部４２から離間するように傾斜した複数の整流ガイド６１とを備え、これらの整流ガイド６１は、遠心型ファン３５の外周から放出された気流を、整流板４５の外周部で整流する電動送風機１である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、遠心型ファンの排気風により電動部を冷却可能にした電動送風機に関する。

従来の電気掃除機などに用いられる電動送風機には、遠心ファンを覆うファンカバーの外周部を内方に向って複数個所切り起こして、排気口と切り起こし片とを形成したものがある。そして遠心ファンから放出された気流の一方は、このファンカバーの排気口から流出させ、また遠心ファンから放出された気流の他方は、切り起こし片によりモータ駆動部側に導いている。

このように、電動送風機から放出された気流をファンカバーにより分流させて、一方の気流はファンカバーの排気口からホースおよび連結パイプの排気流路を経由して床用吸込具に還流させ、床面の塵埃を舞い上げて再び外気とともに吸引するようになっている。また、他方の気流は切り起こし片により分流され電動部であるモータ駆動部に向けて流出させてこれを冷却するようになっている。（例えば、特許文献１参照）

また、他の従来の電動送風機には、ファンカバーの開口部を覆う平板状となったモータフレームの複数個所を切り起こして、それぞれに開口と舌片とを形成しているものがある。そして、ファンから放出された気流の一方を、この開口から流出させ舌片により案内して円筒状となったブラケットの外表面に沿って流れるようにしている。またファンから放出された他方の気流を、平板状モータフレームの通風口から円筒状ブラケットの内部を流れるようにしている。これらの気流により、ブラケットの内外からモータを冷却している。（例えば、特許文献２参照）

上記いずれの電動送風機においても、ファンカバーまたは平板状モータフレームの一部を切り起こして開口および切り起こし片を設け、この開口からは気流を流出させるとともに、切り起こし片により気流を案内するようになっている。

また、前者の特許文献は、ファンカバーをディフーザの案内リブと同一である渦巻方向に切り起こしている。後者の特許文献は、ディフーザに固定されたブラケットを切り起こしている。
特開２００１−１２３９５号公報（第５頁、図３〜図６） 特開平３−１０５０９９号公報（第３頁、図４）

従来のこれらの電動送風機は、回転する遠心型ファンから放出された気流がディフューザとも言われる整流板の外周部で乱流を生じる可能性が高いものである。すなわち、この整流板の両面にはそれぞれ渦巻状の案内リブが設けられているが、表側の案内リブまたは案内壁の外周部から裏側の案内リブの外周部に気流が流入する際に、乱流を生じて風路損を生じるものである。

本発明は、上記事情によりなされたものであって、遠心型ファンから放出された気流をディフューザである整流板の外周部で整流して円滑に流れるようにし、乱気流の生じる可能性を少なくする電動送風機の提供を目的とする。

本発明は、ロータ、ステータおよびこれらの外周部を覆う筒状の本体ケースを有する電動部と、前記ロータに有する回転軸の一端に固定された遠心型ファンと、この遠心型ファンを覆って前記本体ケースに固定され底部の中心に流入口を有する椀状のファンカバーと、前記遠心型ファンと前記電動部との間に配置され渦巻状のガイドリブが表面に設けられた整流板と、この整流板と前記ロータの回転軸とを支持し前記本体ケースに固定されたフレームと、前記ファンカバーに設けられ前記底部から離間するように傾斜した複数の整流ガイドとを備え、これらの整流ガイドは、前記遠心型ファンの外周から放出された気流を、前記整流板の外周部で整流する電動送風機としたことを特徴とする。

本発明の電動送風機は、ファンカバーに設けた整流ガイドにより整流板の外周部で気流を整流することにより、エネルギー効率または送風効率を向上させることができる。

以下、本発明による電動送風機の実施態様について、図１から図７を参照して説明する。

図１は、この発明の１つの実施形態に係る電動送風機１を示す。この電動送風機１は、一般に電気掃除機などに用いられるもので、大きく分けて電動部２とファン部３とから構成されている。このうち電動部２は、比較的肉厚の鉄板を有底円筒状に成形した本体ケース４を有し、この本体ケース４の内周壁には、ステータ５が固定されている。また本体ケース４の底部６の中心部には、円形の軸受凹部７が設けられてベアリング８が収容されている。

さらに、底部６と反対側にある本体ケース４の端部には、円形の開口部９を有するとともに、湾曲部１０を経由して外方へ直角方向に延びて平坦面となった環状のフランジ部１１が一体的に設けられている。

このフランジ部１１には、開口部９の中心を所定幅で横切るように架け渡され、中央部が電動部２と反対側に多少湾曲したフレーム１４の両端部１５がネジ１６により固定されている。このフレーム１４は、全体が金属製の長尺状板体からなり、プレス加工により両端部１５を除いた一対のアーム部１８を含む両側を、本体ケース４の開口部９に向かって折り曲げて、強度を持たせるための補強部１９が設けられている。

さらにフレーム１４は、中心部に円筒状の軸受凹部２３を有し、この軸受凹部２３にベアリング２４を収容し、このベアリング２４と本体ケース４の底部６にある前記ベアリング８とにより支持されて、回転子であるロータ２５の回転軸２６が回転自在に設けられている。また、本体ケース４の開口部９を横切るように所定幅のフレーム１４が架け渡されているが、このフレーム１４のアーム部１８の両側にある開口部９は、気流が通過する通風路２８となっている。

回転軸２６には、整流子片を多数外周に有する整流子３０、積層鉄心を主体とするアーマチュアコア３１、およびこのアーマチュアコア３１に巻回して各整流子片に各端部が接続されたアーマチュアコイル３２が固定されて設けられ、回転子である前記ロータ２５を形成している。また整流子３０の外周面には、本体ケース４に固定された一対のカーボンブラシ装置３３に収容されたカーボンブラシ３４の先端が、それぞれ両側から圧接されている。

また、回転軸２６の先端部には、遠心型ファン３５が取り付けられている。この遠心型ファン３５は、いずれも円板状をして吸入口３６を有する上ファンプレート３７および下ファンプレート３８と、これらの間にそれぞれ離間して多数固定された渦巻状のファン翼３９とを備え、下ファンプレート３８の中心孔を回転軸２６の先端部に挿入してナット４０により固定されている。さらに遠心型ファン３５は、図２にも示すように中心部に円形の流入口４１を有し中間部に円弧状の段部２９を有するほぼ円板状の底部４２と、この底部４２の周端部に有する外周円筒部４３とからなる椀状のファンカバー４４により覆われている。このファンカバー４４は、外周円筒部４３の端部が本体ケース４に一体となったフランジ部１１の外周端に嵌合して堅固に固定されている。

さらに、遠心型ファン３５とフランジ部１１との間に位置して設けられた円盤状の整流板であるディフューザ４５は、軸受凹部２３を中心にして相対的な位置にある一対のねじ４６を取付穴４７に係合することによりフレーム１４に取り付けられている。このディフューザ４５は、中心にあるほぼ円形の円板部５０とその表側にある上流ガイドリブ５１および裏側にある下流ガイドリブ５２とから構成されている。

整流板であるディフューザ４５の上流ガイドリブ５１は、その側方がファンカバー４４の底部４２で閉鎖され、下流ガイドリブ５２は、その側方がフランジ部１１の平坦面およびフレーム１４が掛け渡された部分を除き本体ケース４の開口部９に向って開放されている。

また上流ガイドリブ５１は、遠心型ファン３５の外周部を入口として複数本が渦巻状となって設けられており、下流ガイドリブ５２は、上流ガイドリブ５１の渦巻状と反対方向に渦巻状となって複数本が設けられている。また隣接する上流ガイドリブ５１間により形成される送風路５３は、ディフューザ４５の外周部とファンカバー４４の外周円筒部４３との間を経由して、隣接する下流ガイドリブ５２間により形成される通気路５５に連通している。これらの上流ガイドリブ５１と下流ガイドリブ５２とが、互いに反対方向の渦巻状となっていることにより気流が円滑に流れるようになっている。

さらに下流ガイドリブ５２による通気路５５は、本体ケース４の開口部９に有する前記通風路２８から、電動部２の前記ステータ５とロータ２５との間の空隙や周辺部に連通するとともに、さらに本体ケース４の端部外周に設けた複数の排気口５７に連通している。このステータ５は、ロータ２５の外周部に配置され、図示しないステータコイルを巻回した積層鉄心からなるステータコア５８を有して本体ケース４に固定されている。

また、図３および図４に示すように、ディフューザ４５に有する上流ガイドリブ５１および下流ガイドリブ５２のそれぞれの外周端部５６Ａ、５６Ｂは、それぞれ中心部にある円板部５０の外周端よりも外方に突出していることにより、それぞれの外周端部５６Ａ間、５６Ｂ間は、ファンカバー４４の外周円筒部４３との間隔が広くなっている。

次に、ファンカバー４４の底部４２には、気流の上流側でかつ直径方向の１つの短辺と、この短辺から始まり回転軸２６を中心とした円周方向に同一長さの２つの長辺とによりほぼコの字状となるように３辺を切断し、残りの下流側となる直径方向の短辺で屈曲して外周円筒部４３の内壁面に沿うように切り起したことによる、長方形の切り起こし片５９と長方形の切り欠き部である切欠開口６０とが設けられている。

この切り起こし片５９の表裏面には、気流を整流するためのほぼ平坦な整流ガイド６１を有しているが、この整流ガイド６１は、ファンカバー４４の直径方向にほぼ並行となった面が連続する傾斜面となって底部４２から離間する方向に傾斜している。

また、切り起こし片５９は、上流ガイドリブ５１の隣接する外周端部５６Ａ間に位置するように設けられ、上流ガイドリブ５１の送風路５３から流出した気流を整流ガイド６１によって下流ガイドリブ５２の通気路５５に円滑に流入させるように、底部４２から直線的に傾斜し下方に突出している。これらの切り起こし片５９と切欠開口６０とは、複数設けられた上流ガイドリブ５１の各外周端部５６Ａ間に位置するように、ファンカバー４４の底部４２に等間隔となってそれぞれ配置されている。

また、ファンカバー４４の外周面には、肉厚で弾力性を有する材料からなるサポートゴム６２が着脱自在に取り付けられている。図５に示したように、このサポートゴム６２は、ファンカバー４４の外周円筒部４３と底部４２とのそれぞれ一部に接合する嵌合部６３と閉鎖部６４とによって断面Ｌ字状をなしており、外方からファンカバー４４に係合することにより閉鎖部６４は全ての切欠開口６０を同時に密閉する。さらにこのサポートゴム６２は、電動送風機１を図示しない電気掃除機などに保持するための支持体として使用される。

次に、図６により、電気掃除機などの筐体６５に電動送風機１が保持された状態を説明する。筐体６５は、上ケース６６と下ケース６７とが上下方向から嵌合して固定され、中空の容器を形成するようになっている。上ケース６６は、支持段部６８を有する半円筒状の上仕切壁６９を備え、下ケース６７には、円弧状の支持段部７０および上方に突出して上端が半円弧状の支持壁７１、ならびに同じく上方に突出して上端がＵ字状のとなった支持アーム７２が設けられている。

電動送風機１を筐体６５に取り付ける場合には、まずファンカバー４４にサポートゴム６２を嵌合するとともに、本体ケース４の底部６の有する軸受凹部７の外方から防振ゴム７３を嵌合するように取り付ける。次に、下ケース６７の支持段部７０、支持壁７１、支持アーム７２のそれぞれに、電動送風機１を持ち上げてファンカバー４４に装着した支持体であるサポートゴム６２、および軸受凹部７に取り付けた防振ゴム７３を上方から嵌合させる。

そして、上方から上ケース６６の支持段部６８および上仕切壁６９がサポートゴム６２の外周面に密着するよう下ケース６７に係合させて、上ケース６６と下ケース６７とを図示しないネジにより固定する。この場合、軸受凹部７に嵌合した防振ゴム７３を上方から押圧する図示しない固定アームを設けることにより、より堅固に電動送風機１を筐体６５に保持することができる。このとき全ての切欠開口６０は、サポートゴム６２の閉鎖部６４により密閉されている。

次に、この電動送風機１を駆動した場合について説明する。ステータ５のステータコイルおよびアーマチュアコイル３２に電流が供給されると、回転軸２６を中心にロータ２５が回転して遠心型ファン３５を回転させる。これによりファンカバー４４の流入口４１から空気が流入し、遠心型ファン３５を通過して整流板であるディフーザ４５の表側にある各上流ガイドリブ５１により区画された送風路５３から、ファンカバー４４の外周円筒部４３に向って放出される。このときファンカバー４４の底部４２から突出した切り起こし片５９に有する整流ガイド６１により整流されて反転し、ディフーザ４５の裏側にある下流ガイドリブ５２の外周端部５６Ｂ間に向って流出する。

この上流ガイドリブ５１の外周端部５６Ａ間から流出し、ディフーザ４５の表側から裏側に１８０度の角度で反転して下流ガイドリブ５２の外周端部５６Ｂ間に流入する際に、隣接する外周端部５６Ａ間にそれぞれ位置した切り起こし片５９に有する整流ガイド６１は、乱気流が生じるのを少なくして電動送風機１のエネルギー効率または送風効率を向上させることができる。

そして、下流ガイドリブ５２の外周端部５６Ｂ間から通気路５５に流入した気流は、フレーム１４の両脇から本体ケース４の開口部９にある通風路２８に流入して、本体ケース４内にあるステータ５、ロータ２５などの電動部２を冷却し、その後排気口５７から電動送風機１の外部に放出される。

次に、図７により、その他の実施例を説明する。実施例１の図３、図４と同一の構成は、同一の符号により示した。実施例１の場合は、ファンカバー４４の底部４２を切り起こして整流ガイド６１を有する切り起こし片５９を設けたが、この場合は、プレスの絞り加工によりファンカバー４４の底部４２を外周円筒部４３に沿って突出させて３角形の立方体となった整流体７５を成形し、この整流体７５に有するなだらかに傾斜した１面を整流ガイド７６としたものである。この整流体７５および整流ガイド７６は、上流ガイドリブ５１の隣接する外周端部５６Ａ間にそれぞれ形成されている。

このようなファンカバー４４の絞り加工によって整流ガイド７６を設けた場合には、実施例１のような切欠開口６０が存在しないので、支持体であるサポートゴム６２によって切欠開口６０を閉鎖する必要はない。

また、ファンカバー４４に整流ガイドを設ける他の方法としては、ファンカバー４４の外周円筒部４３において、傾斜した長方形となるように２つの短辺と１つの長辺とを切断し、残りの長辺を内側に屈曲して切り起こし片を設け、この切り起こし片に底部４２から離間するように傾斜した整流ガイドを設けることもできる。この場合の整流ガイドは円筒面を有するが、傾斜角度によっては整流ガイドが平面となるようそれぞれ成形する必要がある。この切り起こし片によって生じた切欠開口は、サポートゴムなどにより閉鎖する必要がある。

さらに他の整流ガイドを設ける方法としては、ヘの字状に屈曲して支持部とガイド部とした板体を別途準備し、この板体の支持部をファンカバー４４の底部４２または外周円筒部４３の内側に接着または溶接して、ガイド部を整流ガイドとすることもできる。

また、切り起こし片などによる整流ガイドは、ファンカバーの底部から離間する方向に傾斜していれば、必ずしも図４に示したような外周円筒部４３の内周面に沿って設ける必要はなく、例えば渦巻状となった上流ガイドリブの方向、すなわち気流の流出方向と同一の方向に向けて設けることもできる。さらに、整流ガイドはファンカバーの底部から離間する方向に傾斜していれば、多少湾曲させたり捩れて設けることにより一層整流精度を向上させることもできる。

以上説明したように、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で変形することが可能である。

本発明による電動送風機の一部断面図である。（実施例１） 図１に示す電動送風機のファンカバーの斜視図である。 図１に示す電動送風機の拡大部分断面図である。 図１に示す電動送風機のファンカバー、遠心型ファン、整流板を表す一部切欠平面図である。 図１に示す電動送風機のサポートゴムの斜視図である。 図１に示す電動送風機を筐体に取り付けた状態を表す一部断面とした側面図である。 本発明の他の電動送風機のファンカバーと整流板との一部切欠斜視図である。（実施例２）

符号の説明

１ 電動送風機
２ 電動部
４ 本体ケース
５ ステータ
１４ フレーム
２５ ロータ
２６ 回転軸
３５ 遠心型ファン
４１ 流入口
４２ 底部
４３ 外周円筒部
４４ ファンカバー
４５ 整流板（ディフューザ）
５１ 上流ガイドリブ
５２ 下流ガイドリブ
５９ 切り起こし片
６０ 切欠開口
６１ 整流ガイド
６２ 支持体（閉鎖部、サポートゴム）

Claims (5)

1. ロータ、ステータおよびこれらの外周部を覆う筒状の本体ケースを有する電動部と、
   前記ロータに有する回転軸の一端に固定された遠心型ファンと、
   この遠心型ファンを覆って前記本体ケースに固定され底部の中心に流入口を有する椀状のファンカバーと、
   前記遠心型ファンと前記電動部との間に配置され渦巻状のガイドリブが表面に設けられた整流板と、
   この整流板と前記ロータの回転軸とを支持し前記本体ケースに固定されたフレームと、
   前記ファンカバーに設けられ前記底部から離間するように傾斜した複数の整流ガイドとを備え、
   これらの整流ガイドは、前記遠心型ファンの外周から放出された気流を、前記整流板の外周部で整流することを特徴とする電動送風機。
2. 前記整流ガイドは、前記ファンカバーの前記底部を絞り加工することにより形成したことを特徴とする請求項１記載の電動送風機。
3. ロータ、ステータおよびこれらの外周部を覆う筒状の本体ケースを有する電動部と、
   前記ロータに有する回転軸の一端に固定された遠心型ファンと、
   この遠心型ファンを覆って前記本体ケースに固定され底部の中心に流入口を有する椀状のファンカバーと、
   前記遠心型ファンと前記電動部との間に配置され渦巻状のガイドリブが両面に設けられた整流板と、
   この整流板と前記ロータの回転軸とを支持し前記本体ケースに固定されたフレームと、
   前記ファンカバーの外周部を複数個所切り起こして前記底部から離間するように傾斜した整流ガイドを有する切り起こし片と、
   この切り起こし片によって生じた全ての切欠開口を閉鎖する閉鎖体とを備え、
   前記整流ガイドは、前記遠心型ファンの外周から放出された気流を、前記整流板の両面に設けた一方面の前記ガイドリブの外周端部から他方面の前記ガイドリブの外周端部に向けて整流することを特徴とする電動送風機。
4. 前記閉鎖体は、電動送風機を筐体に支持するサポートゴムとしたことを特徴すると請求項３記載の電動送風機。
5. 前記整流ガイドは、前記整流板に設けた前記ガイドリブの両面外周部に渡って前記底部から突出させて設けたことを特徴すると請求項１または請求項３記載の電動送風機。

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