(57)【要約】【課題】前面シュラウド近傍で生じる循環流を防止あるいは低減し、送風効率の高い電動送風機及びそれを用いた電気掃除機を提供する。【解決手段】ファンケース３６と一体成型されたファンケーススペーサ３７を、前面シュラウド２９の吸気口３２側と当接シールすることで、インペラ２７の排気口４１から吸気口３２へ戻る循環流Ｆを防止するとともに、前面シュラウド２９の排気口４１側とファンケーススペーサ３７の隙間ｉを狭くすることで、排気口４１付近で生じる循環流Ｇを低減させることで、送風効率を向上させることができる。さらに、前面シュラウド２９を強度の強い金属製、ファンケーススペーサ３７を強度の弱い樹脂製とすることで、前面シュラウド２９とファンケーススペーサ３７が接触した場合でも、回転体でないファンケーススペーサ３７側が削れるため、安全に使用することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機により回転駆動されるインペラと、このインペラの周囲に複数のトングを配置したエアガイドと、中央に吸気口を有し、前記インペラ及び前記エアガイドを内包するファンケースとを有し、前記インペラは、吸気口と傾斜部を有する前面シュラウドと、この前面シュラウドと間隔を置いて配される後面シュラウドと、この１対のシュラウドで挟持されるブレードを有し、前記ファンケース内面に、前記インペラの吸気口から前記エアガイドのインペラ側先端の上部までカバーするファンケーススペーサを前記ファンケースと一体成型し、前記ファンケーススペーサは前記インペラの吸気口でのみ前記前面シュラウドと接触し、前記インペラの前記前面シュラウドの外周端と前記ファンケーススペーサとの隙間を前記前面シュラウドの傾斜部と前記ファンケーススペーサとの間の隙間よりも狭くなるよう構成し、前記前面シュラウドを強度の強い金属とし、前記ファンケーススペーサを強度の弱い樹脂とした電動送風機。
【請求項２】
ファンケーススペーサは被切削性の良い樹脂とした請求項１に記載の電動送風機。
【請求項３】
前面シュラウドの外周側先端に尖形部を設けた請求項１または２のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項４】
前面シュラウドの排気口側上端にインペラの回転軸方向に対して傾斜する傾斜部を設けた請求項１〜２のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項５】
請求項１〜４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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動送風機及び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としては、図７、図８に示すように、前面シュラウド１、後面シュラウド２、ブレード３を有するインペラ４と、インペラ４の周囲にエアガイド５と、吸気口６を有しインペラ４とエアガイド５を内包するファンケース７と、モータ部（図示せず）で構成され、インペラ４の吸気口８側あるいは排気口９側の前面シュラウド１端部とファンケース７との間をラビリンス構成とし、インペラ４の排気口９から前面シュラウド１の上側を通ってインペラ４の吸気口へ流れる循環流Ａを低減させることにより、送風効率を向上させるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、図９に示すように、前面シュラウド１の排気口９側端部とエアガイド５の端部との間の隙間を埋める固着部１０をファンケース７に設け、前面シュラウド１の排気口９側端部と固着部１０をわずかに接している状態にすることで、インペラ４の排気口９からインペラ４の吸気口への循環流Ａを低減させることにより、送風効率を向上させるものもある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
さらに、図１０に示すように、ファンケース７の吸気口６にキャップ１１をファンケース７と一体的に形成し、前面シュラウド１の吸気口８側をキャップ１１と当接することにより、循環流Ａが生じるのを防止するものもある（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開昭６０−２１６０９７号公報
【特許文献２】特開平６−３０７３９１号公報
【特許文献３】特開平６−３２３２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図７、図８に示す前記従来の構成では、ファンケース７は耐熱性や防音性から金属で作られるのが一般的であるため、図７及び図８のような複雑な形状の加工が困難であり、さらにインペラ４の前面シュラウド１とファンケース７との間に隙間が残る構成であるため、循環流Ａを完全に防ぐことはできないので、ある一定以上の送風効率向上は望めないという課題を有していた。
【０００６】
また、図９に示す前記従来の構成では、固着部１０を前面シュラウド１の排気口９付近に設けているが、径の大きい排気口９付近は、インペラ４の回転によるブレ（Ｂが大きく、シール性を保つことが困難である上に、前面シュラウド１と固着部１０の当接部での摩擦損失が大きいという課題を有していた。
【０００７】
さらに、図１０に示す前記従来の構成では、ファンケース７とインペラ４の前面シュラウド１の排気口９側との間の隙間による循環流Ｃにより、送風効率が低下してしまうという課題を有していた。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ファンケース内の前面シュラウド近傍で発生する循環流を防止し、送風効率を向上させる電動送風機及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】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電動送風機及びそれを用いた電気掃除機は、ファンケーススペーサをファンケースと一体成型し、ファンケーススペーサをインペラの吸気口でのみ接触させ、インペラの前面シュラウドの外周端とファンケーススペーサとの隙間を狭くなるよう構成し、前面シュラウドを強度の強い金属とし、ファンケーススペーサを強度の弱い樹脂としたものである。
【００１０】
これによって、インペラの回転によるブレが少なく、シール性を保つことが容易な前面シュラウドの吸気口側をシールし、前面シュラウドの排気口側端部とファンケースの隙間を前面シュラウドの傾斜部とファンケーススペーサとの間の隙間よりも狭くすることで、インペラの排気口から前面シュラウドの上側を通ってインペラの吸気口へ流れる循環流を防止し、さらに、前面シュラウドの排気口付近での循環流を低減させることができるため、送風効率を向上させることができる。
【００１１】
また、ファンケーススペーサをファンケースと一体成型することにより、簡単な構成で上記効果を得ることができる。この際、ファンケースとファンケーススペーサとの接触部分を広く取ることができるため、ファンケーススペーサがファンケースから外れることを防ぐことができる。さらに、ファンケーススペーサを樹脂部品とすることにより、複雑な形状にしても加工を容易にすることができる。
【００１２】
そして、前面シュラウドを強度の強い金属とし、ファンケーススペーサを強度の弱い樹脂としているため、前面シュラウドとファンケーススペーサが接触した場合でも、ファンケーススペーサ側が削れるため、インペラ側である前面シュラウドが削られてしまうことで回転バランスが崩れたり、ファンの性能が大幅に低減したり、回転力によってインペラが破壊したりすることがない。
【００１３】
また、この電動送風機を用いた電気掃除機は、送風効率が高く、吸引力が強い、きわめて実用的なものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の電動送風機及びそれを用いた電気掃除機は、ファンケース内の前面シュラウド近傍で生じる循環流を低減あるいは防止することにより、送風効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
第１の発明は、電動機により回転駆動されるインペラと、このインペラの周囲に複数のトングを配置したエアガイドと、中央に吸気口を有し、前記インペラ及び前記エアガイドを内包するファンケースとを有し、前記インペラは、吸気口と傾斜部を有する前面シュラウドと、この前面シュラウドと間隔を置いて配される後面シュラウドと、この１対のシュラウドで挟持されるブレードを有し、前記ファンケース内面に、前記インペラの吸気口から前記エアガイドのインペラ側先端の上部までカバーするファンケーススペーサを前記ファンケースと一体成型し、前記ファンケーススペーサは前記インペラの吸気口でのみ前記前面シュラウドと接触し、前記インペラの前面シュラウドの外周端と前記ファンケーススペーサとの隙間を前記前面シュラウドの傾斜部と前記ファンケーススペーサとの間の隙間よりも狭くなるよう構成し、前記前面シュラウドを強度の強い金属とし、前記ファンケーススペーサを強度の弱い樹脂としたことにより、ファンの回転半径が小さいことでファンの回転によるブレが少なく、シール性を保つことが容易な前面シュラウドの吸気口側を接触方式のシール構造とし、ファンの回転半径が大きいことでファンの回転によるブレが大きい前面シュラウドの排気口側端部とファンケース間は被接触のシール構造とし、この隙間を前面シュラウドの傾斜部とファンケーススペーサとの間の隙間よりも狭くすることで、インペラの排気口から前面シュラウドの上側を通ってインペラの吸気口へ流れる循環流
を防止し、さらに、前面シュラウドの排気口付近での循環流を低減させることができるため、送風効率を向上させることができる。そして、前面シュラウドとファンケーススペーサが接触した場合でも、ファンケーススペーサ側が削れるため、回転体である前面シュラウドが削られてしまうことで回転バランスが崩れたり、ファンの性能が大幅に低減したり、回転力によってインペラが破壊したりすることがない。また、ファンケーススペーサを樹脂とすることにより、複雑な形状にしても加工を容易にすることができる。
【００１６】
第２の発明は、特に、第１の発明において、ファンケーススペーサを被切削性の良い樹脂としたことにより、ファンケーススペーサと前面シュラウドが接触した場合に、ファンケーススペーサは熱で溶けて変形するのではなく、きれいに削り取れるため、前面シュラウドが変形したファンケーススペーサに引っかかることがないので、ファンケーススペーサと前面シュラウドとの間の接触による摩擦損失を低減することができるとともに、インペラの回転が阻害されることによるモータロックを防ぐことができる。
【００１７】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、前面シュラウドの外周側先端に尖形部を設けたことにより、ファンケーススペーサと前面シュラウドが接触した場合に、きれいに削り取りやすくなるため、ファンケーススペーサと前面シュラウドとの間の接触による摩擦損失を低減することができるとともに、前面シュラウドが変形したファンケーススペーサに引っかかりモータロックを起こしてしまうことを防ぐことができる。また、ファンケーススペーサと前面シュラウドの接触部を面でなく線接触とすることができるため、ファンケーススペーサと前面シュラウドとの間の接触による摩擦損失を低減することができる。
【００１８】
第４の発明は、特に、第１〜第２のいずれか１つの発明において、前面シュラウドの排気口側上端にインペラの回転軸方向に対して傾斜する傾斜部を設けたことにより、インペラが軸に対してねじれる方向にブレたとしても、前面シュラウドとファンケーススペーサが接触しにくい構成で、前面シュラウド外周端とファンケーススペーサとの隙間を狭くすることができ、循環流損失をより低減させることができる。
【００１９】
第５の発明は、特に、第１〜第４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することにより、送風効率が高く、吸引力が強い、きわめて実用的な電気掃除機を得ることができる。
【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から図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。
【００２２】
図１から図３に示すように、本実施の形態における電動送風機２１には電動機２２が配置されている。電動機２２はローター部２３とステータ部２４と、それらを覆うブラケット２５からなり、回転軸２６によってインペラ２７と接続されている。インペラ２７は、傾斜部２８を有するアルミ製の前面シュラウド２９と、前面シュラウド２９と間隔を置いて配したアルミ製の後面シュラウド３０と、１対の前面シュラウド２７、後面シュラウド２８とで狭持される複数枚のアルミ製のブレード３１と、前面シュラウド２９の中央に設けた吸気口３２に対応して設けた樹脂製インデューサ３３から構成されている。
【００２３】
そして、インペラ２７の周囲には、複数枚のトング３４によって流路が分けられたエアガイド３５が配置されており、金属製のファンケース３６によってインペラ２７とエアガイド３５が内包されている。そして、樹脂であるＰＥＴ製のファンケーススペーサ３７が
ファンケース３６と一体的に成型されている。ファンケース３６の外周には、複数の孔部３８が設けられており、インペラ２７からエアガイド３５に流入した空気の一部は、空気の流れＤで示すようにこの孔部３８から排気され、残りの空気は空気の流れＥで示すようにブラケット２５内部を通ることでローター部２３とステータ部２４を冷却する構成となっている。
【００２４】
インペラ２７周辺の詳細を図４を用いて説明する。
【００２５】
図４に示すように、ファンケース３６の吸気口４０近傍で、前面シュラウド２９の吸気口３２側と、ファンケーススペーサ３７が当接シールされることにより、循環流Ｆが生じないようにしている。さらに、インペラ２７の排気口４１とファンケース３６との隙間によって生じる循環流Ｇを低減するために、ファンケーススペーサ３７にはエアガイド３５のインペラ２７側先端位置４２から回転軸２６に略平行となるよう平行部４３が設けられている。そして、前面シュラウド２９の排気口４１側上端部には、尖形部４４が設けられている。
【００２６】
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。
【００２７】
まず、電動送風機２１を起動すると、電動機２２が回転し、それに伴って回転軸２６とインペラ２７が回転する。その結果、インペラ２７の吸気口３２から空気が吸い込まれ、排気口４１から排気される。インペラ２７の排気口４１から排気された空気の大部分はトング３４によって分けられたエアガイド３５の流路に流れ込み、ディフューザ効果により、圧力回復が行われる。そしてエアガイド３５の流路に流れ込んだ空気の一部は、空気の流れＤで示すようにファンケース３６の外周に設けられた孔部３８から外部に排気され、残りの空気は空気の流れＥで示すようにブラケット２５内部に流れ込み、ローター部２３とステータ部２４が異常過熱しないよう冷却している。
【００２８】
ここで、インペラ２７の排気口４１から排気された空気の一部が、前面シュラウド２９とファンケース３６との間の隙間を通り、インペラ２７の吸気口３２に再び流れ込む循環流Ｆが生じてしまう。この循環流Ｆの流れは、送風の仕事をしていないため、送風効率が低下してしまう。
【００２９】
しかし、本実施の形態では、前面シュラウド２９の吸気口３２側と、ファンケーススペーサ３７が当接シールされているため、上記循環流Ｆを防止することで送風効率を向上させる構成としている。特に、本発明では、径の小さい前面シュラウド２９の吸気口３２側でシールする構成としているので、インペラ２７の回転によるブレ量が少なく、シール性を保つことが容易であり、そして径の大きい前面シュラウド２９の排気口４１側はインペラ２７の回転によるブレ量が大きいので、前面シュラウド２９の排気口４１端部とファンケーススペーサ３５の間は隙間ｉを設ける非接触方式のシール構造とした組み合わせにしているので、シール性を高めるという特長を有している。
【００３０】
また、前面シュラウド２９の排気口４１側とファンケース３６との間の隙間が大きい場合、前面シュラウド２９の傾斜部２８とファンケース３６との間の隙間ｈに空気が入ったり出たりする循環流Ｇが生じる。この循環流Ｇの流れも送風の仕事をしていないため、送風効率が低下してしまう。この循環流Ｇを低減するために、前面シュラウド２９の傾斜部２８とファンケース３３との間の隙間ｈを狭くすると、空気の粘性による摩擦損失が増え、かえって送風効率が低下してしまう可能性がある。
【００３１】
しかし、本実施の形態では、ファンケーススペーサ３７をエアガイド３５のインペラ２７側先端位置４２付近まで設けることにより、前面シュラウド２９の排気口４１側とファ
ンケース３６との間の隙間ｉを減らす構成としているので、空気の粘性による摩擦損失を増やすことなく、循環流Ｇを低減することで、送風効率を向上させる構成としている。
【００３２】
ここで、本実施の形態では、ファンケーススペーサ３７をエアガイド３５のインペラ２７側先端位置４２から回転軸２６に略平行となる平行部４３を設けているので、インペラ２７が回転軸２６方向あるいは回転軸２６に対してねじれる方向にブレた場合でも、前面シュラウド２９がファンケーススペーサ３７に当たり、摩擦損失が生じることを防ぐことができる。このことは、特に、前面シュラウド２９の剛性を確保するのが困難な場合や、インペラ２７の回転速度が速い場合などの理由により、インペラ２７の回転中に、遠心力により前面シュラウド２９が径方向に変形してしまう場合にでも、前面シュラウド２９がファンケーススペーサ３７に当たりにくくすることができるため、効果的である。
【００３３】
そして、本実施の形態では、ファンケーススペーサ３７を樹脂であるＰＥＴ製、前面シュラウド２９を金属であるアルミ製としているので、もし、前面シュラウド２９がファンケーススペーサ３７に当たることがあっても、強度の弱いファンケーススペーサ３７側が削れることになるため、回転体である前面シュラウド２９が削られてしまうことによって、インペラ２７の回転バランスが崩れて性能が大幅に低減したり、回転力によってインペラが破壊することがないため、安全に使用することができる。また、ＰＥＴはＡＢＳなどと比較して、被切削性がよく、前面シュラウド２９がファンケーススペーサ３７に接触した際の摩擦熱で変形せずに削り取れるので、前面シュラウド２９がファンケーススペーサ３７に引っかかることによる接触摩擦損失や、回転軸２６の回転を阻害することによるモータロックを防ぐことができる。
【００３４】
さらに、本実施の形態では、前面シュラウド２９の排気口４１側上端部に尖形部４４を設けることで、前面シュラウド２９とファンケーススペーサ３７が接触した場合に、よりファンケーススペーサ３７を削り取りやすい構成としている。また、尖形部４４を設けることにより、前面シュラウド２９とファンケーススペーサ３７が接触し続けた場合でも、接触部が面でなく線接触となるため、接触摩擦損失が少なくてすむ。
【００３５】
そして、前面シュラウド２９によって削り取られたファンケーススペーサ３７の樹脂破片はエアガイド３５の流路を流れる気流によって運ばれ、そのまま慣性力によって、ファンケース３６の外周に設けられた孔部３８を通って外部に排出される。そのため、ブラケット２５内部には空気のみが流入するため、ブラケット２５内部に樹脂破片が混入し、温度の高いローター部２３やステータ部２４によって加熱されて発火や発煙にいたるということがない。
【００３６】
また、ファンケーススペーサ３７をファンケース３６と一体成型することにより、複雑な取り付け方法を必要とせず、簡単な構成で送風効率向上効果を得ることができる。さらに、ファンケース３６とファンケーススペーサ３７との接触部分を広く取ることができる構成であるため、ファンケーススペーサ３７がファンケース３６から外れることを防ぐことができる。さらに、ファンケーススペーサ３７は樹脂製としているため、複雑な形状にしても加工を容易にすることができる。
【００３７】
なお、本実施の形態では、前面シュラウド２９をアルミ製、ファンケーススペーサ３７をＰＥＴ製としているが、前面シュラウド２９とファンケーススペーサ３７が接触したときにファンケーススペーサ３７側が削れるような材質であれば他の材質でも良い。
【００３８】
以上のように、本実施の形態では、ファンケーススペーサ３７によって、前面シュラウド２９近傍で生じる循環流を低減あるいは防止することが可能であるため、送風効率を向上させることができる。さらに、インペラ２７のブレなどで前面シュラウド２９とファン
ケーススペーサ３７が接触した場合でも、ファンケーススペーサ３７側が削れるため、回転体である前面シュラウド２９側が削られることによって起こる問題を回避することができるので、安全に使用できる。そのため、前面シュラウド２９の排気口４１側とファンケース３６との間の隙間ｉを狭くすることができるため、循環流Ｆや循環流Ｇを大幅に低減することができ、送風効率を大幅に向上させることが可能となる。
【００３９】
（実施の形態２）
図５は、本発明の第２の形態における電動送風機の正面図である。
【００４０】
本実施の形態が、実施の形態１と異なる点は、前面シュラウド２９の排気口４１側のファンケース３６側上端に傾斜部５１を設け、インペラ２７が回転中に、回転軸２６方向あるいは回転軸２６に対してねじれる方向にブレても、前面シュラウド２９とファンケーススペーサ３７が接触しにくい構成としている点である。さらに、前面シュラウド２９を金属であるアルミ製、ファンケーススペーサ３７を樹脂であるＰＥＴ製とすることにより、インペラ２７が大きくブレて前面シュラウド２９とファンケーススペーサ３７が接触したとしても、ファンケーススペーサ３７側が削れるため、回転体である前面シュラウド２９が削られてしまうことによって、インペラ２７の回転バランスが崩れて性能が大幅に低減したり、回転力によってインペラ２７が破壊されることがないため、安全に使用することができる。
【００４１】
（実施の形態３）
図６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。
【００４２】
図６において、電気掃除機８１は、ホース８２、延長管８３及び床面上を移動して塵埃を吸引する吸引具８４を有しており、掃除機本体８５には、実施の形態１〜２に示したファンケーススペーサ（図示せず）を有する電動送風機２１が内蔵されている。
【００４３】
以上のように構成された電気掃除機について、以下その動作、作用を説明する。
【００４４】
まず、電気掃除機８１を起動すると電動送風機２１が送風を行う。電動送風機２１は、内部に実施の形態１〜２に示したファンケーススペーサ（図示せず）が設けられているため、高い送風効率で動作する。したがって電気掃除機全体としても高い送風効率で動作でき、強い吸引力を得ることができ、きわめて実用的なものである。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、本発明にかかる電動送風機及びそれを用いた電気掃除機は、ファンケーススペーサにより、前面シュラウド近傍で生じる循環流を防止あるいは低減することができるため、送風効率を向上させることができるので、家庭用はもちろんのこと業務用の機器にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態１における電動送風機の正面図
【図２】同電動送風機のインペラの構成を示す斜視図
【図３】同電動送風機のエアガイドの斜視図
【図４】同電動送風機のインペラ周辺の詳細構成を示す断面図
【図５】本発明の実施の形態２における電動送風機のインペラ周辺の詳細構成を示す断面図
【図６】本発明の実施の形態３における電気掃除機の全体構成図
【図７】従来の電動送風機のインペラ周辺の詳細構成を示す断面図
【図８】同電動送風機の別形態のインペラ周辺の詳細構成を示す断面図
【図９】同電動送風機の別形態のインペラ周辺の詳細構成を示す断面図
【図１０】同電動送風機の別形態のインペラ周辺の詳細構成を示す断面図
【符号の説明】
【００４７】
２１  電動送風機
２２  電動機
２７  インペラ
２９  前面シュラウド
３０  後面シュラウド
３１  ブレード
３２  吸気口
３４  トング
３５  エアガイド
３６  ファンケース
３７  ファンケーススペーサ
４４  尖形部
５１  傾斜部
８１  電気掃除機
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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