(57)【要約】【課題】小型で高い送風性能を有す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。【解決手段】斜流型ブレード２ａを有するインペラ２と、インペラ２が固定された回転軸５を駆動する電動機６と、インペラ２で発生した気流を導いて電動機６外周に沿って流す風路を有するエアガイド９とを備え、エアガイド９は上流から下流にかけて風路断面積を連続的に大きくして延在した風路を延在方向に複数に分割して構成されている。この構成により、インペラ２からの気流はエアガイド９の風路にスムーズに導くことができると共に、エアガイド９の風路長を十分に確保することができるため、気流の流速を小さくしながら動圧を静圧に十分に変換することができ、小型で高い送風性能を有する電動送風機を実現できる。【選択図】図１
2010281231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
斜流型ブレードを有するインペラと、前記インペラが固定された回転軸を駆動する電動機と、前記インペラで発生した気流を導いて前記電動機外周に沿って流す風路を有するエアガイドとを備え、前記エアガイドは上流から下流にかけて風路断面積を連続的に大きくして延在した前記風路を延在方向に複数に分割して構成されている電動送風機。
【請求項２】
エアガイドは、気流を電動機外周へ導くエアガイド前部と電動機外周に風路を形成するエアガイド後部とに分割して構成されている請求項１に記載の電動送風機。
【請求項３】
エアガイドは、電動機外周に設けた風路の上流から下流にかけて連続的に厚さを薄くした案内翼を有している請求項１または請求項２に記載の電動送風機。
【請求項４】
エアガイドは、電動機外周に設けた風路の上流から下流にかけて連続的に大きくした外径を成している請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項５】
エアガイドは、電動機外周に沿って螺旋状に配された案内翼を有している請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項６】
エアガイドは、電動機との接触面に接触抵抗低減手段を設けている請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動送風機を搭載した電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型で高い送風性能を有する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。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電動送風機は家庭用電気掃除機に多く利用されている（例えば、特許文献１参照）。電気掃除機の入力は限られており、より強い吸引力を得るためには電動送風機の送風性能を向上する必要がある。同時に、掃除のしやすさの視点から掃除機本体の小回りがよい電気掃除機が望まれており、電動送風機を小型化する必要がある。
【０００３】
図１０は、特許文献１に記載された従来の電動送風機の断面構成を示す断面図である。図１０に示すように、従来の電動送風機は、斜流型ブレード２８を有したインペラ２９と、インペラ２９の下流側に配置したエアガイド３０と、軸端にインペラ２９を固着し回転駆動する電動機３１とからなり、電動機３１の回転軸３３の一部がインペラ２９のハブ３４内に位置するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３０７９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、エアガイド３０が単一部品で構成されており、製造時に金型で抜ける静翼の形状や長さが制約されるため、エアガイド３０の静翼で形成する風路長を十分に確保することが困難である。そのため、インペラで発生させた気流の動圧を静圧に変換するためには、短い風路長で風路断面積を急拡大させるしかないため、圧損が大きくなり、電動送風機の送風性能が低下してしまうという課題があった。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、小型で高い送風性能を有す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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、斜流型ブレードを有するインペラと、前記インペラが固定された回転軸を駆動する電動機と、前記インペラで発生した気流を導いて前記電動機外周に沿って流す風路を有するエアガイドとを備え、前記エアガイドは上流から下流にかけて風路断面積を連続的に大きくして延在した前記風路を延在方向に複数に分割して構成されている。
【０００８】
これによって、インペラで発生した気流はエアガイドの風路にスムーズに導くことができると共に、エアガイドの風路長を十分に確保することができるため、気流の動圧を静圧に十分に変換することができるようになり、小型で強い吸引力が得られる電動送風機を実現することができる。
【０００９】
また、本発明の電気掃除機は、小型で高い送風性能を有する電動送風機を搭載しているので、強い吸引力によりゴミ取れ性が良好であり、電動送風機が軽量・小型なので小回りの利く、使い勝手のよい電気掃除機となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電動送風機は、斜流型ブレードを有するインペラで発生させた気流を、複数に分割された部品で構成されたエアガイドの風路にスムーズに流すことで、小型で高い送風性能を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態における電動送風機の一部断面側面図
【図２】同電動機の一部断面斜視図
【図３】同電動送風機のインペラの一部断面斜視図
【図４】同電動送風機の子午面形状を表す模式図
【図５】同電動送風機のエアガイドの分解斜視図
【図６】同電動送風機を用いた電気掃除機の構成を表す断面図
【図７】本発明の第２の実施の形態における電動送風機の一部断面側面図
【図８】同電動送風機の一部断面斜視図
【図９】同電動送風機のエアガイドの分解斜視図
【図１０】従来の電動送風機の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明は、斜流型ブレードを有するインペラと、前記インペラが固定された回転軸を駆動する電動機と、前記インペラで発生した気流を導いて前記電動機外周に沿って流す風路を有するエアガイドとを備え、前記エアガイドは上流から下流にかけて風路断面積を連続的に大きくして延在した前記風路を延在方向に複数に分割して構成されている電動送風機としたものである。
【００１３】
これによって、インペラで発生した気流はエアガイドの風路にスムーズに導くことができると共に、エアガイドの風路長を十分に確保することができるため、気流の流速を小さくしながら動圧を静圧に十分に変換することができるようになり、小型で高い送風性能を有する電動送風機を容易に組み立てることができる。
【００１４】
第２の発明は、特に、第１の発明のエアガイドが、気流を電動機外周へ導くエアガイド前部と電動機外周に風路を形成するエアガイド後部とに分割して構成されていることにより、外形が３次元曲面上に変化するインペラであっても、インペラの排気口から電動機外周にかけての風路と、電動機外周に沿った風路とを分割して形成することが可能になるため、静圧変換効率の高いエアガイドを容易に組み立てることができる。
【００１５】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明のエアガイドが、電動機外周に設けた風路の上流から下流にかけて連続的に厚さを薄くした案内翼を有していることにより、限られたエアガイド外径においても、エアガイドの風路断面積を連続的に大きくすることができるようになり、エアガイドの静圧変換効率を高くして吸引力を高めることができるので、小型で高い送風性能を有する電動送風機を実現できる。
【００１６】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明のエアガイドが、電動機外周に設けた風路の上流から下流にかけて連続的に大きくした外径を成していることにより、エアガイドの子午面形状において風路を連続的に大きくして、エアガイドの風路断面積をエアガイドの外径に応じて調整することが可能であり、静圧回復の高いエアガイドを構成して損失を低減することができ、小型で高い送風性能を有する電動送風機を実現できる。
【００１７】
第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明のエアガイドが、電動機外周に沿って螺旋状に配された案内翼を有していることにより、限られたエアガイドの外形寸法においてもディフューザとして使用できる風路を長くすることができると共に、風路を空気
伝播する騒音に対して遮音効果が上がるため、低騒音化を図りつつ、静圧回復を高めることができる。
【００１８】
第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明のエアガイドが、電動機との接触面に接触抵抗低減手段を設けていることにより、電動機とエアガイド間での熱伝導性が向上し、電動機を駆動した際に生じる熱は電動機外周に配したエアガイドに伝導され、放熱面積を拡げることができ、エアガイド風路の気流によって効率的に電動機を冷却することができる。
【００１９】
第７の発明は、特に、第１〜６のいずれか１つの電動送風機を搭載した電気掃除機とすることにより、強い吸引力でゴミを吸引できるのでゴミ取れ性がよく、電動送風機が小型・軽量なので、小回りが利き使い勝手がよい電気掃除機となる。
【００２０】
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。
【００２１】
（実施の形態１）
図１〜図５は、本発明の実施の形態１における電動送風機の構成を示すものであり、図１は同電動送風機の一部断面側面図であり、図２は同電動送風機の一部断面斜視図であり、図３は同電動送風機に用いるインペラの一部断面斜視図であり、図４は同電動送風機の子午面形状を表す模式図であり、図５は同電動送風機のエアガイドの分解斜視図であり、図６は同電動送風機を用いた電気掃除機の構成を示す断面図である。
【００２２】
図１〜図３に示すように、電動送風機１ａは、３次元曲面で形成された６枚の斜流型ブレード２ａを有するインペラ２と、インペラ２を固定した回転軸５を駆動する電動機６と、インペラ２で発生した気流Ａを電動機６外周に導き、電動機６外周に沿って流すための案内翼７ａで形成された風路８ａ、８ｂを有する熱伝導性樹脂のエアガイド９とを備えており、インペラ２はファンケース１３で覆われ、インペラ２先端とファンケースはＰＴＦＥ樹脂のリング１４でシールされている。
【００２３】
図１，図２に示すように、電動機６は、回転軸３に連結された回転子３と、回転子３の外周に配置された固定子４とを、円筒状のモータケース内に収納している。回転軸５の一部は、そのモータケースから突出しており、その部分にインペラ２が固定されている。
【００２４】
図４に示すように、エアガイド９は、インペラ２の出口部１０を回転軸５まわりに３６０度回転させてなる面１１と略平行な入口面１２を有しており、その入口面がインペラ２の出口部１０の面と平行になっている。
【００２５】
図１，図２及び図５に示すように、エアガイド９は、円筒状の電動機６の外側円周面に接して外周に沿って湾曲しており、エアガイド９内に構成する風路８ａ，８ｂを電動機６の外周に沿って延在するように構成している。そして、その風路８ａ，８ｂの延在方向に分割して、インペラ２から発生した気流を電動機６外周へ導くエアガイド前部９ａと、電動機６の外周面に風路８ｂを形成するエアガイド後部９ｂとに分割され、エアガイド後部９ｂは中央が中空になった略円筒状を成している。そして、エアガイド９は、２つの部品（エアガイド前部９ａとエアガイド後部９ｂ）を嵌合させて接続することで、連通した風路８ａ、８ｂを滑らかに形成し、風路８ｂの上流から下流にかけて案内翼７ａの厚みを連続的に薄くした構成をしている。
【００２６】
また、エアガイド前部９ａの案内翼７ａは、インペラ２の外周に放射状に配置され、エアガイド後部９ｂと電動機６との接触面１５ａ、１５ｂには熱伝導性グリスを塗布して密
着させ、熱伝導性の向上を図っている。
【００２７】
図６において、電気掃除機１６ａは、本体吸気口１７に連通した集塵室１８と本体排気口１９を備えた送風室２０とを有する掃除機本体２１と、集塵室１８に本体吸気口１７と気密に装着された集塵袋２２と、送風室２０に設置された電動送風機１ａと、電動送風機１ａを覆う難燃樹脂製の防音カバー２３と、送風室２０の上下に配置された吸音材２４とから構成されている。なお、図示していないが、本体吸気口１７には、ホース、延長管が順次接続され、延長管の先端には床面上の塵埃を吸引するノズルが取りつけられる。
【００２８】
以上のように構成された電動送風機およびそれを用いた電気掃除機１６ａについて、以下その動作、作用を説明する。
【００２９】
まず、電動送風機における気流の流れについて説明する。
【００３０】
図１において、電動機６に電力が供給されると、固定子４と回転子３に磁界が発生し、電磁力により回転子３が回転し、回転軸５に固定されたインペラ２が回転することで、インペラ２内の空気が遠心力によってインペラ２内の外周へ且つ後方へと押しやられ、インペラ２内が負圧になり、前方からインペラ２へ流れ込む気流Ａが発生する。
【００３１】
気流Ａはインペラ２の入口から軸方向に流入し、６枚の斜流型ブレード２ａに沿って流れた後、軸方向と径方向との中間の角度でインペラ２から流出する。インペラ２から流出した気流は、エアガイド前部９ａに流入し案内翼７ａで形成された風路を流れて電動機６外周に導かれた後、連通したエアガイド後部９ｂの風路８ｂを通過して電動送風機１ａ外部へ流出する。
【００３２】
エアガイド前部９ａは、インペラ２の出口部１０を回転軸５まわりに３６０度回転させてなる面１１と略平行な入口面１２を有しており、インペラ２とエアガイド前部９ａとの間の空気漏れに起因する循環流れを低減し、発生した気流をスムーズにエアガイド前部９ａに流入することができる。
【００３３】
またエアガイド前部９ａとエアガイド後部９ｂとで形成される風路は、上流から下流にかけて案内翼７ａの厚みが連続的に薄くなるため、風路断面積は連続的に大きくなり、エアガイド前部９ａに流入した気流は流速を徐々に落としながら、気流の動圧が静圧へと変換される。
【００３４】
エアガイド９は、エアガイド前部９ａとエアガイド後部９ｂの２つの部品で構成されるため、金型で製造可能な案内翼７ａの曲面形状に対する制約が一体構成の単一部品の場合よりも少ないため、流路を長くすることが可能であり、静圧回復の高いディフューザを構成することができる。
【００３５】
また電動機６内部におけるコイルのジュール熱や回転軸５の粘性摩擦が原因で発生する熱は、電動機６外周に熱伝導するが、電動機６外周の風路に流れる気流によって外部へ輸送される。これにより、電動機６は冷却される。そのため、エアガイド９には熱伝導性の高い材質を選定するのが好ましく、熱伝導性樹脂の他にも、熱伝導に優れたアルミニウム、銅などの金属材料を用いるのもよく、電動機６の熱をエアガイド９へ伝えて放熱面積を大きくし、電動機６の冷却効果を高めることが可能である。
【００３６】
熱伝導性樹脂は、樹脂中に熱伝導性の高い金属や炭素の粉末や繊維などの充填剤（フィラー）を含有させることで、熱伝導性を向上させたものであり、ポリフェニレンサンファイド樹脂（ＰＰＳ）、ナイロンおよび液晶ポリマー（ＬＣＰ）が知られている。充填剤の
配合比率を大きくすると、溶融時の粘度が大きくなって成形性が低下するので、配合比率については実験的に最適値を求めて実施すればよい。
【００３７】
さらに、エアガイド後部９ｂと電動機６との接触面に熱伝導性グリスを塗布することで、接触面での熱的な接触抵抗が低減されて、電動機６からエアガイド後部９ｂへの熱伝導性が向上する。つまり、電動機６外周に風路を形成するエアガイド後部９ｂを放熱体として有効活用することができる。
【００３８】
次に、電気掃除機における気流の流れについて説明する。
【００３９】
図６において、インペラ２が回転することで集塵室１８が負圧状態になり、ノズル（図示せず）から吸引された塵埃を含む気流が本体吸気口１７を通過して集塵室１８へ流入する。集塵袋２２で塵埃を濾過分離した清潔な気流は、電動送風機１ａのインペラ２へ流入し、エアガイドを通過した後、防音カバー２３の排気口から流出して掃除機本体２１外部へ放出される。電気掃除機１６ａは、小型で送風性能の高い電動送風機１ａを搭載しているため、強い吸引力を有し、ゴミ取れ性がよく、電動送風機１ａの本体サイズが小さくて、重量が軽いので、小回りが利いて、使い勝手がよい。
【００４０】
また、掃除機本体２１内に吸音材２４を配置可能な空間の拡大を図り、掃除機本体２１内に設ける吸音材２４の設置面積を大きくすることで、運転音の小さな電気掃除機１６ａにすることも可能である。
【００４１】
以上のように、本実施の形態においては、気流を電動機６外周へ導くエアガイド前部９ａと電動機６外周に風路を形成するエアガイド後部９ｂとに分割し、インペラ２の出口部１０とエアガイドの入口面１２を略平行にすることで、インペラ２で発生した気流をエアガイド９の案内翼７ａで形成された風路にスムーズに導くことができると共に、風路長を十分に確保して静圧回復の高いエアガイド９にすることができる。また、エアガイド９を電動機６の放熱体として使用することで、電動機６を効率的に冷却できる。
【００４２】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る電動送風機について、図面を用いて詳細に説明する。図７は本発明の第２の実施の形態に係る電動送風機の一部断面側面図であり、図８は同電動送風機の一部断面斜視図であり、同電動送風機のエアガイドの構成を示す分解斜視図であり、図９は同電動送風機のエアガイドを分解した状態を示す分解斜視図であり、実施の形態１と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。
【００４３】
図７，図８に示すように、電動送風機１ｂのエアガイド２５は、円筒状の電動機６の外側円周面に接して外周に沿って湾曲しており、エアガイド２５内には回転軸５を中心とした螺旋状の案内翼２６ａ，２６ｂ、２６ｃを有しており、構成する風路２７ａ，２７ｂ，２７ｃを電動機６の外周に沿って延在するように構成している。
【００４４】
そして、図９に示すように、その風路２７ａ，２７ｂの延在方向に分割して、インペラ２から発生した気流を電動機６外周へ導くエアガイド前部２５ａと、電動機６の外周面に風路２７ｂを形成するエアガイド中間部２７ｂと、風路２７ｃを形成するエアガイド後部２５ｃとに分割され、エアガイド中間部２５ｂ，エアガイド後部２５ｃは中央が中空になった略円筒状を成している。エアガイド２５は２つの平面、即ち電動機６前面と略同一面および螺旋状をした案内翼２６ｂ、２６ｃの軸方向高さの中心を通る平面で３分割された部品で構成されている。
【００４５】
そして、風路の上流から下流にかけて、エアガイド前部２５ａ、エアガイド中間部２５
ｂ、エアガイド後部２５ｃの３部品の案内翼２６ａ，２６ｂ，２６ｃを繋ぎ合わせて、エアガイド２５の滑らかな風路２７ａ〜ｃを形成している。また、各部品の接続部には嵌合用の凹凸が設けられており、各部品を嵌め合わせて接着させた。また、エアガイド中間部２５ｂおよびエアガイド後部２５ｃは、外径を上流から下流にかけて連続的に大きくした形状をしている。
【００４６】
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。
【００４７】
まず、電力の供給によって電動機６が駆動すると、回転軸５に固定されたインペラ２が回転し、インペラ２内の空気は遠心力によってインペラ２内の外周へ且つ後方へと押しやられ、インペラ２内が負圧になって、矢印に示すような気流Ａが前方からインペラ２内へと流入する。インペラ２から流出した気流は、エアガイド前部２５ａに流入し、案内翼２６ａで形成された風路を流れて電動機６外周に導かれた後、連通したエアガイド中間部２５ｂおよびエアガイド後部２５ｃの案内翼２６ｂ、２６ｃで構成された風路を通過して電動送風機１ｂ外部へと流出する。
【００４８】
エアガイド前部２５ａは、子午面におけるインペラ２の出口部１０を回転軸５まわりに３６０度回転させてなる面１１と略平行な入口面１２を有しており、その入口面がインペラ２の出口面１０と平衡になっているから、インペラ２とエアガイド前部２５ａとの間の空気漏れに起因する循環流れを低減し、インペラ２で発生した気流をスムーズにエアガイド前部２５ａに流入することができる。またエアガイド中間部２５ｂとエアガイド後部２５ｃの外径は連続的に大きくなるため、エアガイド２５の風路断面積は上流から下流にかけて連続的に大きくなり、エアガイド前部２５ａに流入した気流は流速を徐々に落としながら、気流の動圧が静圧へと変換される。
【００４９】
エアガイド中間部２５ｂおよびエアガイド後部２５ｃの案内翼７ａは、電動機６の外周面に沿って螺旋状に配置されているため、エアガイド２５の外形長が限られていても、ディフューザとして使用できる風路を長くすることができ、静圧回復を大幅に向上することができる。
【００５０】
また、螺旋状の案内翼７ａは、エアガイド２５の風路２７ａ，２７ｂ，２７ｃを空気伝播する騒音に対して遮音効果を有しているため、掃除機本体２１へ放射される騒音を低減し、電気掃除機１６ａの運転音を小さくすることができる。特に、耳障りな騒音として問題となる電動送風機１ｂの回転騒音は、可聴周波数域であっても高い周波数域の騒音であるから、騒音が伝播するときに直進性を有しているため、螺旋状をした案内翼７ｂ、７ｃは遮音壁として有効に機能する。また、吸音する周波数域を回転騒音の周波数域に合わせた吸音材２４を掃除機本体２１内に配すると、消音効果を更に高めることができる。
【００５１】
エアガイド前部２５ａ、エアガイド中間部２５ｂおよびエアガイド後部２５ｃを一体のものとして樹脂成形する場合、エアガイド内部に構成する案内翼７ｂ，７ｃが螺旋状のように入り込んだ形状をしていると、樹脂成形した後に金型を抜くことが難しく、案内翼７ｂ，７ｃを含むエアガイドを射出成形やダイキャスト等の金型で一体成形することが困難である。
【００５２】
しかしながら、エアガイド中間部２５ｂおよびエアガイド後部２５ｃを軸方向高さの中間で分割し、複数の円筒状の部品にすることで、樹脂成形後に金型を抜くことが可能になる。図９に示すように、螺旋状の案内翼７ｂ，７ｃを含むエアガイド中間部２５ｂ，エアガイド後部２５ｃを輪切りにしたように分割した状態で樹脂成形した後、それらを繋ぎ合わせて一体のエアガイド２５を完成することができる。また、案内翼７ｂ、７ｃが螺旋状をしていることから、平板状の場合に比べて放熱面積を大きくすることが可能であり、電
動機６の冷却効果を向上することできる。
【００５３】
以上のように、本実施の形態においては、螺旋状の案内翼２６ｂ、２６ｃを有したエアガイド２５を２箇所で輪切りにしたような状態に、２つの平面で分割した３部品で一旦樹脂成形した後、それらを繋ぎ合わせて一体に構成すれば、樹脂成形や組み立てが容易であり、限られたエアガイド２５の外形長においてもディフューザとして使用する風路２７ａ，２７ｂ，２７ｃを長くすることができると共に、風路２７ａ，２７ｂ，２７ｃを空気伝播する騒音に対して遮音効果を向上することができるため、低騒音で静圧回復の高いエアガイド２５を構成することができる。
【００５４】
なお、上述した各実施の形態１と２の構成は、これに限定されるものではなく、必要に応じて適宜組み合わせて構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上のように、本発明にかかる電動送風機は、斜流型ブレードを有するインペラで発生させた気流を、複数に分割された部品で構成されたエアガイドの風路にスムーズに流すことで、小型で高い送風性能を有するため、家庭用は勿論のこと、業務用の電気掃除機に適用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１ａ，１ｂ  電動送風機
２  インペラ
２ａ  ブレード
５  回転軸
６  電動機
７ａ，７ｂ  案内翼
８ａ，７ｂ  風路
９  エアガイド
９ａ  エアガイド前部
９ｂ  エアガイド後部
１６ａ  電気掃除機
２５  エアガイド
２５ａ  エアガイド前部
２５ｂ  エアガイド中間部
２５ｃ  エアガイド後部
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ  案内翼
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ  風路
【図１】
2010281231.tif 000003
【図２】
2010281231.tif 000004
【図３】
2010281231.tif 000005
【図４】
2010281231.tif 000006
【図５】
2010281231.tif 000007
【図６】
2010281231.tif 000008
【図７】
2010281231.tif 000009
【図８】
2010281231.tif 000010
【図９】
2010281231.tif 000011
【図１０】
2010281231.tif 000012