(57)【要約】【課題】送風効率の低下を招くことなく、フロントプレートとリアープレートの中心を通る軸線の同軸度の許容度を小さくできるファンを提供する。【解決手段】フロントプレート３２のフロント連結孔３４を挿通してかしめられるブレード４１の第１連結突起４２と、リアープレートのリアー連結孔を挿通してかしめられるブレード４１の第２連結突起の内の少なくとも一方の突起の根元に溝４２ａを形成する。この溝４２ａにフロント連結孔３４の孔縁３４ａ又はリアー連結孔の孔縁を挿入可能としたことを特徴としている。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央部に空気吸込み口を有するとともにこの吸込み口の周囲に複数のフロント連結孔を有したフロントプレートと、中央部に回転軸連結孔を有するとともにこの連結孔の周囲に前記フロント連結孔に対応する複数のリアー連結孔を有したリアープレートと、前記フロント連結孔を挿通してかしめられた複数の第１連結突起及び前記リアー連結孔を挿通してかしめられた複数の第２連結突起を有して前記両プレート間に挟設されてこれらプレートを接続した複数のブレードと、を具備したファンにおいて、
前記第１連結突起と第２連結突起の内の少なくとも一方の突起の根元に、この突起が挿入された前記フロント連結孔又はリアー連結孔の孔縁が挿入可能な溝を形成したことを特徴とするファン。
【請求項２】
回転軸を有した電動機部と、
請求項１に記載のファンであって、その回転軸連結孔に通された前記回転軸にナットを螺合して前記リアープレートが前記回転軸に連結された前記ファンと、
このファンを覆って前記電動機部に支持されるとともに、中央部に吸込み口を有し、かつ、この吸込み口の縁部裏面に前記ファンの空気吸込み口の縁が接するシール材が取付けられたファンカバーと、
を具備したことを特徴とする電動送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心型のファン、及びこのファンを備えて例えば電気掃除機の負圧発生源として用いられる電動送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、中央部に吸気部（空気吸込み口）を有したフロントプレートをブレードの前縁に連結するとともに、中央部に回転軸連結孔を有したリアープレートをブレードの後縁に連結してなるインペラ（ファン）が知られている。このインペラのリアープレートは、回転軸連結孔に通された電動機の回転軸にナットを用いて固定される。そのため、インペラが電動機の駆動により高速回転されることにより、このインペラを覆ったケーシング（ファンカバー)の吸気口から吸込みまれインペラの吸気部に流れ込んだ気流を、圧縮増速させてインペラ周囲の排気部に放出させる送風ができる。
【０００３】
前記インペラのブレードと両プレートは以下のように連結されている。つまり、ブレードの前縁から一体に突出された複数の突起を、これらに対応してフロントプレートに設けた複数の連結孔に通してかしめることで、ブレードとフロントプレートとが連結されている。同様に、ブレードの後縁から一体に突出された複数の突起を、これらに対応してリアープレートに設けた連結孔に通してかしめることで、ブレードとリアープレートとが連結されている。ブレードが有した各突起は真っ直ぐに形成されており、これらが挿通した両プレートの連結孔は、突起に形状に合致したスリット状に形成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平３−１６０１９６号公報（従来の技術の欄、発明が解決しようとする課題の欄、実施例の欄、及び第１図−第６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ファンはその使用時に高速回転されるため、回転のアンバランス量をできるだけ小さくすることが望まれている。このアンバランス量が大きい場合には、電動送風機の振動とそれに伴う騒音が増加する。これとともに、ファンカバーの吸気口の縁部裏面に取付けられたシール材とフロントプレートの空気吸込み口の縁との接触を原因とする負荷が増えて、電動送風機の送風効率が低下する。
【０００５】
ファンの回転のアンバランス量は、フロントプレートの空気吸込み口の中心を通る軸線と、リアープレートの回転軸連結孔の中心を通る軸線の同軸度（同心度とも称される。）、つまり、前記両軸線が一致していない程度によって決められる。この同軸度は、ブレードに対するフロントプレート及びリアープレートの取付け位置の精度に依存する。
【０００６】
従来のファンは、ブレードに対する両プレートの取付け位置の調整が、両プレートの連結孔とこれに挿入されたブレードの突起との嵌め合い隙間の範囲でのみ可能であるに過ぎないので、同軸度の許容度を小さくするには適していない。
【０００７】
前記同軸度の許容度を小さくする策の一つとして、各プレートの連結孔を大きくして、これらとブレードの突起との嵌め合い隙間を大きくすることが考えられる。しかし、この対策では、連結孔が大きいことにより、ブレードのかしめられた突起跡で連結孔を完全に塞ぐ信頼性に欠けるので、連結孔の塞がれない部分が孔となって残り易い。そのため、ファンにその組立て後に塗装がされる場合、連結孔の塞がれない部分が孔となって視認され易くなるので、商品性が損なわれるだけではなく、連結孔の塞がれない部分を通ってファン内を流れる気流の一部がファンの外に漏れて、送風効率が低下する。
【０００８】
本発明の目的は、送風効率の低下を招くことなく、フロントプレートとリアープレートの中心を通る軸線の同軸度の許容度を小さくできるファン及びこのファンを備えた電動送風機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のファンは、フロントプレートのフロント連結孔を挿通してかしめられるブレードの第１連結突起と、リアープレートのリアー連結孔を挿通してかしめられるブレードの第２連結突起の内の少なくとも一方の突起の根元に溝を形成して、この溝にフロント連結孔又はリアー連結孔の孔縁を挿入可能としたことを特徴としている。又、本発明の電動送風機は、前記構成のファンを備えたことを特徴としている。
【００１０】
本発明のファンでは、フロント連結孔又はリアー連結孔を大きくすることなく、連結突起とこれが挿通される連結孔との嵌め合い隙間が、突起の溝の深さに応じて大きく確保されるから、この嵌め合い隙間を利用してフロントプレートとリアープレートの中心を通る軸線の同軸度を調整できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、送風効率の低下を招くことなく、フロントプレートとリアープレートの中心を通る軸線の同軸度の許容度を小さくできるファン及びこのファンを備えた電動送風機を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１〜図６を参照して本発明の一実施形態を説明する。
【００１３】
図１中符号１は例えば図示しない電気掃除機の掃除機本体に内蔵されて吸塵用の送風動作を営む電動送風機を示している。この電動送風機１は、電動機フレーム２、固定子１１、回転子１５、一対のブラシ装置２１、遠心型のファン３１、ディフューザ４７、及びファンカバー５１等を備えている。電動機フレーム２、固定子１１、回転子１５、及び一対のブラシ装置２１は、電動機をなす電動機部Ｍを形成している。
【００１４】
金属製の電動機フレーム２は、フレーム本体３と、通気孔を有するフレーム端面板４を連結して形成されている。フレーム本体３は有底円筒状に形成され、その開口縁３ａは、外側に折れ曲がって張り出していて、かつ、円環状をなしている。フレーム端面板４はフレーム本体３の開口を横切っていて、その両端部が開口縁３ａにねじ止めされている。フレーム端面板４の長手方向中央部に形成された軸受支え部４ａに軸受５が収容されている。フレーム本体３の端壁３ｂは、フレーム本体３の開口と反対側に位置していて、この端壁３ｂの中央部に軸受支え部３ｃが形成され、この軸受支え部３ｃに軸受６が収容されている。
【００１５】
固定子１１は固定子鉄心１２を備え、この固定子鉄心１２は環状で平面的に見た外形形状が略四角である。固定子鉄心１２は、その四隅をフレーム本体３の円筒形周壁の内面に圧接させて電動機フレーム２内に固定されている。固定子鉄心１２の外面とこれに対向した前記円筒形周壁の内面との間にフレーム内風路３ｄ（図１に一つのみ図示する）が形成されている。このフレーム内風路３ｄの下流側、つまり、固定子１１と端壁３ｂとの間に位置して円筒形周壁に複数の排気孔３ｅ（図１に一つのみ図示する）が開けられている。
【００１６】
図１に示すように回転子１５は、回転軸１６と、この回転軸１６に固定された電機子コアをなす積層鉄心１７、回転軸１６に固定された整流子１８と、この整流子１８に巻線端末部を接続して積層鉄心１７に絶縁して巻き付けられた電機子巻線をなす回転子巻線１９とを備えている。
【００１７】
回転子１５は、その回転軸１６を軸受５，６に回転自在に支持させることによって、固定子１１の内側を貫通して電動機フレーム２に取付けられている。この取付けによって、整流子１８が、積層鉄心１７と軸受６との間に配設される。これとともに、回転軸１６は軸受５及び軸受支え部４ａを貫通して電動機フレーム２の外部に突出されている。
【００１８】
図１に示すように前記一対のブラシ装置２１は、フレーム本体３に対して電気絶縁されて取付けられていて、フレーム本体３を半径方向に貫通して設けられている。これらのブラシ装置２１が有したカーボンブラシ２１ａはコイルばね２１ｂによって整流子１８に押付けられている。
【００１９】
前記ファン３１、ディフューザ４７、及びファンカバー５１はファン部Ｆを形成している。
【００２０】
図１及び図３に示すようにファン３１は、フロントプレート３２と、リアープレート３５と、複数のブレード４１とを具備している。これらフロントプレート３２、リアープレート３５、及びブレード４１は、金属、好ましくは軽金属、具体的にはアルミニウム又はその合金で作られている。なお、図１及び図３中符号３１ａはファン３１の吐出し口を示し、この吐出し口３１ａはファン３１の外周部に開口して形成されている。
【００２１】
図２及び図３に示すようにフロントプレート３２は、円形で、その中央部に円形の空気吸込み口３３を有している。フロントプレート３２の空気吸込み口３３側の部位３２ａは、それ以外の部位、つまり、空気吸込み口３３の周囲に対して急傾斜で曲げられて筒状をなしている。
【００２２】
フロントプレート３２は、空気吸込み口３３の周囲に複数のフロント連結孔３４（図５及び図６にひとつのみ示す。）を有している。これらフロント連結孔３４はスリット状の細長い孔からなる。フロント連結孔３４は数個一組で使用され、各組のフロント連結孔３４は、その長手方向をブレード４１が延びる方向に合わせて互いに間隔を空けて並べられている。
【００２３】
図３に示すようにリアープレート３５は、フロントプレート３２と同径の平らな編板からなり、その中央部に円形の回転軸連結孔３６を有している。この回転軸連結孔３６は空気吸込み口３３より小径である。
【００２４】
リアープレート３５は、回転軸連結孔３６の周囲にスリット状の細長い孔からなるリアー連結孔３７を複数有している。これらリアー連結孔３７の一部を代表して図２に示す。リアー連結孔３７は数個一組で使用され、各組のリアー連結孔３７は、その長手方向をブレード４１が延びる方向に合わせて互いに間隔を空けて並べられている。各リアー連結孔３７は各フロント連結孔３４に対応して、例えば好ましい例として、各リアー連結孔３７はファン３１の厚み方向にフロント連結孔３４と対向するように設けられているが、各リアー連結孔３７と各フロント連結孔３４とはファン３１の厚み方向に対向しないように設けられていてもよい。
【００２５】
図４（Ａ）に示すように各ブレード４１は円弧状に曲げられている。図４（Ｂ）に示すようにこれらブレード４１は、その前縁から一体に突出するかしめ用の第１連結突起４２と、後縁から一体に突出するかしめ用の第２連結突起４３を夫々複数有している。各第１連結突起４２は前記各組のフロント連結孔３４に対応してこれらと同じ配列で設けられており、同様に各第２連結突起４３も前記各組のリアー連結孔３７に対応してこれらと同じ配列で設けられている。
【００２６】
第１連結突起４２はフロント連結孔３４より僅かに小さく、その突出高さはフロントプレート３２の板厚よりも高い。これにより、フロント連結孔３４と第１連結突起４２とは嵌合可能で、この嵌合状態で第１連結突起４２はフロント連結孔３４に挿通している。図５（Ａ）中寸法Ａは、第１連結突起４２及びフロント連結孔３４の中心を通る夫々の軸線が一致された状態、つまり、共通の軸線を持つように第１連結突起４２及びフロント連結孔３４が配置された状態における第１連結突起４２及びフロント連結孔３４の長手方向の寸法差を示している。したがって、両者の寸法差の合計は２Ａである。この寸法差２Ａは、フロント連結孔３４と第１連結突起４２とを嵌合させる上で必要最小限に設定される。
【００２７】
図４（Ｂ）、図５（Ａ）、図６に示すように第１連結突起４２の根元に、この根元の全周にわたる溝４２ａが形成されている。溝４２ａはプレス型を用いて設けられる。この溝４２ａの幅ｈ（第１連結突起４２の突出方向に沿う寸法）はフロントプレート３２の板厚より僅かに大きい。そのため、フロント連結孔３４の孔縁３４ａは溝４２ａに挿入可能である。なお、図５（Ａ）及び図６中寸法Ｂは溝４２ａの深さを示している。
【００２８】
第２連結突起４３は第１連結突起４３と同様に形成されている。すなわち、第２連結突起４３はリアー連結孔３７より僅かに小さく、その突出高さはリアープレート３５の板厚よりも高い。したがって、リアー連結孔３７と第２連結突起４３とは嵌合可能で、この嵌合状態で第２連結突起４３はリアー連結孔３７に挿通可能となっている。第２連結突起４３及びリアー連結孔３７の長手方向の寸法差(図示しない)は、第１連結突起４２とフロント連結孔３４との長手方向の寸法差と同じである。
【００２９】
図４（Ｂ）に示すように第２連結突起４３の根元にも、この根元の全周にわたる溝４３ａが形成されている。溝４３ａはプレス型を用いて設けられる。この溝４３ａの幅（第２連結突起４３の突出方向に沿う寸法）はリアープレート３５の板厚より僅かに大きい。そのため、リアー連結孔３７の孔縁（図示しない）は溝４３ａに挿入可能である。溝４３ａの深さは溝４２ａの深さと同じである。
【００３０】
ファン３１は以下のようにして組立てられる。
【００３１】
まず、フロントプレート３２と、リアープレート３５と、複数のブレード４１の夫々を、図示しない冶具にセットする。このセットにより、各ブレード４１の第１連結突起４２の夫々がフロントプレート３２の対応するフロント連結孔３４に挿通されるとともに、各ブレード４１の第２連結突起４３の夫々がリアープレート３５の対応するリアー連結孔３７に挿通されて、これら三者が仮組みされる。この仮組み状態で各ブレード４１は、その幅方向一端に配置されたフロントプレート３２及び幅方向他端に配置されたリアープレート３５に対して直角となって、これら両プレートにわたって配設される。
【００３２】
前記仮組みで前記三者は冶具で位置決めされる。それにより、フロントプレート３２の空気吸込み口３３の中心（なお、この中心とフロントプレート３２の中心とは同じである。）を通る図示しない軸線と、リアープレート３５の回転軸連結孔の中心(なお、この中心と、リアープレート３５の中心とは同じである。）を通る図示しない軸線が、共通の軸線となるように同軸度が確保される。
【００３３】
この場合、第１連結突起４２とこれが挿通されたフロント連結孔３４との嵌め合い隙間を、第１連結突起４２の溝４２ａの深さＢに応じて大きく確保できるとともに、第２連結突起４３とこれが挿通されたリアー連結孔３７との嵌め合い隙間を、第２連結突起４３の溝４３ａの深さＢに応じて大きく確保できるので、同軸度の許容度を小さくできる。
【００３４】
すなわち、図５（Ａ）（Ｂ）を参照して第１連結突起４２とフロント連結孔３４との関係で代表して説明する。図５（Ａ）に示すように第１連結突起４２の溝４２ａを除いた部位とフロント連結孔３４との寸法差の合計は２Ａであるが、ブレード４１に対してフロントプレート３２が適正に組み合わされた状態で、フロント連結孔３４の孔縁３４ａと第１連結突起４２の溝４２ａの底との間の嵌め合い隙間の大きさは２（Ａ＋Ｂ）である。つまり、同軸度が確保された状態での第１連結突起４２とフロント連結孔３４との嵌め合い隙間の大きさは、溝４２ａの深さＢの２倍に相当する分だけ前記寸法差２Ａより大きい。なお、寸法差Ａと溝４２ａの深さＢの合計値からなる嵌め合い隙間の大きさを、ここでは符号Ｇで示す。
【００３５】
一方、溝４２ａの幅ｈはフロントプレート３２の板厚より大きいので、冶具によりファン３１の各部品を位置決めして仮組みする際に、フロントプレート３２を、第１連結突起４２とフロント連結孔３４の嵌合を許すための前記寸法差Ａに制約されることなく、符号Ｇで示す範囲内で移動させて、フロントプレート３２の位置を調整することが可能である。このようにブレード４１の第１連結突起４２に対してフロントプレート３２を移動させる自由度、言い換えれば、調整量が大きく確保されることで、ブレード４１に対するフロントプレート３２の位置決め精度が向上される。そして、こうした位置決め精度の向上は、同様の理由からブレード４１に対するリアープレート３５の位置決めについても得られる。
【００３６】
したがって、冶具を用いてのフロントプレート３２の空気吸込み口３３の中心を通る軸線と、リアープレート３５の回転軸連結孔３６の中心を通る軸線が、共通の軸線となるように同軸度が確保される。
【００３７】
次に、以上のように同軸度が確保された仮組み状態のままで、フロントプレート３２から突出されたブレード４１の全ての第１連結突起４２及びリアープレート３５から突出された全ての第２連結突起４３を、プレス機により同時にかしめる。このかしめ作業により、図５（Ｂ）で代表するように第１連結突起４２は叩き潰されて、フロント連結孔３４を覆って塑性変形する。これにより、フロントプレート３２がブレード４１に連結される。同時にリアープレート３５とブレード４１も同様に連結される。
【００３８】
なお、図５（Ｂ）はブレード４１に対するフロントプレート３２の位置調整が最大に行われて第２連結突起４２がかしめられた状態を示している。このような最大位置調整下においても、塑性変形された第１連結突起４２によりフロント連結孔３４が完全に覆われるので、フロント連結孔３４の一部が塞がれないで孔となって残ることがない。
【００３９】
その理由は、前記嵌め合い隙間Ｇを、第１連結突起４２を大きくして確保するのではなく、第１連結突起４２の根元に溝４２ａを設けたことで、第１連結突起４２を大きくしないで済むことによる。このことは、リアープレート３５のリアー連結孔３７とブレード４１にかしめられた第２連結突起４３との関係についても同じ様である。
【００４０】
そのため、以上のファン３１の組立て後、このファン３１を塗装した場合、フロント連結孔３４及びリアー連結孔３７の一部が視認されて、商品性が損なわれることがない。これとともに、電動送風機１の運転時に、ファン３１内を流れる気流の一部がフロント連結孔３４及びリアー連結孔３７を通ってファン３１の外に漏れることがないので、送風効率を向上できる。
【００４１】
以上のように前記構成のファン３１及びこれを備えた電動送風機１によれば、送風効率の低下を招くことなく、フロントプレート３２とリアープレート３５の中心を通る軸線の同軸度の許容度を小さくできるとともに、それに伴いファン３１の回転のアンバランス量を小さくすることができる。したがって、電動送風機１の振動及び騒音を低減できるとともに、後述するシール材５２とフロントプレート３２の空気吸込み口３３の縁３３ａ（図２及び図３参照）との接触を原因とする負荷が軽減されて電動送風機１の送風効率を向上できる。
【００４２】
組立てられたファン３１のリアープレート３５の回転軸連結孔３６には、図１に示すように電動機フレーム２外に突出された回転軸１６の軸端部が通されていて、この軸端部に螺合されたナット４５の締め付けによりファン３１が回転軸１６に固定されている。なお、ナット４５の締め付け力を受けるために、前記軸受支え部４ａとリアープレート３５の中央部裏面との間に、これらで挟まれるように図示しないリング状のスペーサ部材が介在される。
【００４３】
図１に示すようにディフューザ４７は、ファン３１と電動機フレーム２との間に配置されていて、フレーム端面板４及びフレーム本体３の開口縁３ａに固定されている。このディフューザ４７は、ファン３１の吐出し口３１ａから吐出された気流を静圧化して電動機フレーム２のフレーム内風路３ｄに案内する。
【００４４】
図１に示すようにファンカバー５１は、その周部を電動機フレーム２の開口縁３ａに嵌合して取付けられていてディフューザ４７の周部及びファン３１を覆っている。ファンカバー５１はその中央部に空気吸込み口３３に対向する吸込み口５１ａを有している。吸込み口５１ａの縁部裏面にリング形のシール材５２が取付けられている。このシール材５２にはファン３１の空気吸込み口３３の縁３３ａが接している。
【００４５】
前記構成の電動送風機１は、その電動機部Ｍへの通電により、回転子１５とともにファン３１を回転させることができる。それにより、気流が、吸込み口５１ａ、ファン３１、ディフューザ４７、フレーム内風路３ｄ、及び排気孔３ｅを、この記載順に流通して、電気掃除機の吸塵用の送風動作が営まれる。
【００４６】
なお、前記一実施形態の構成では、ブレードに対してフロントプレート及びリアープレートが取付けられる位置を夫々調整できるので、フロントプレートとリアープレートとの同軸度の許容値をより小さくすることが可能である点で優れている。しかし、本発明は、フロントプレートとリアープレートとの内の少なくとも一方についてのみ実施することができる。この場合、例えばフロントプレートのブレードに対する取付け位置の調整についてのみ実施することが可能である。又、電動送風機は電気掃除機用のものに限定されず、他の用途に使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態に係るファンを備えた電動送風機を一部切欠した状態で示す側面図。
【図２】図１の電動送風機が備えたファンを一部切欠して示す正面図。
【図３】図２のファンを一部切欠した状態で示す側面図。
【図４】(Ａ）は図２のファンが備えるブレードを示す平面図。（Ｂ）は同ブレードを示す側面図。
【図５】(Ａ）はフロントプレートの一部断面とともに図４（Ｂ）中Ｆ５部を拡大して示す図。（Ｂ）は図４（Ｂ）中Ｆ５部にフロントプレートが連結された状態を示す断面図。
【図６】図５(Ａ）中Ｆ６−Ｆ６線に沿って示す断面図。
【符号の説明】
【００４８】
１…電動送風機、Ｍ…電動機部、１６…回転軸、３１…ファン、３２…フロントプレート、３３…空気吸込み口、３３ａ…空気吸込み口の縁、３４…フロント連結孔、３４ａ…フロント連結孔の孔縁、３５…リアープレート、３６…回転軸連結孔、３７…リアー連結孔、４１…ブレード、４２…第１連結突起、４２ａ…第１連結突起の溝、４３…第２連結突起、４３ａ…第２連結突起の溝、５１…ファンカバー、５２…シール材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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