【手続補正書】
【提出日】平成17年10月12日(2005.10.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  電動送風機並びに電気掃除機
【特許請求の範囲】
【請求項１】  複数のブレードを有するインペラと、このインペラを回転駆動するモータと、前記インペラの外周部に設け表面に複数の静翼を有するエアガイドと、前記インペラ、エアガイドを内包するファンケースとを備え、吸込み流量が１．２ｍ３／ｍｉｎ以上で４００００ｒｐｍ以上の回転速度を有し、インペラの外径Ｄ２とエアガイドの外径Ｄ４の比Ｄ２／Ｄ４を０．７４以下に設定した電動送風機。
【請求項２】  請求項１記載の電動送風機を備えた電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インペラの外周部にエアガイドを設け、モータにより回転駆動する電動送風機並びにこの電動送風機を備えた電気掃除機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電動送風機は図３に示すように構成していた。以下、その構成について説明する。
【０００３】
図３に示すように、ファンケース１１は、上部中央部に吸気口１２を有しており、吸気口１２に対向する開口部はモータブラケット１３に圧入により取り付けている。ファンケース１１の内部には複数のブレード１４を有し、外径Ｄ１のインペラ１５を配設し、その外周には複数枚の静翼１６をもち、外径Ｄ３のエアガイド１７を配設している。インペラ１５はモータ軸１８にナット１９により締め付けて取り付けている。モータ２０はインぺラ１５を回転駆動する。
【０００４】
上記構成において、空気の流れを説明すると、インペラ１５を回転させることにより、気流を発生させるのであるが、その流れの経路は吸気口１２→インペラ１５の内部→エアガイド１７→モータ２０内部の順で、外部へと排出される。
【０００５】
図４には電動送風機を回転駆動させたときの風量に対する特性を示している。風量最大のとき、消費する電力も最大になり、真空度は最も低い。風量を絞り込んでいくと、インペラ１５にかかる負荷が軽減されるので、消費電力は徐々に減少し、真空度が増していく。電動送風機の空気出力は（風量）×（真空度）で表せるため、図４に示すように、上に凸なカーブを描く。
【０００６】
電気掃除機で重要な吸い込み性能を表す吸込仕事率は、この電動送風機の空気出力から掃除機本体、ホース、延長管などの圧損を差し引いたものとして表され、１０００Ｗクラスの電気掃除機の場合、通常、風量が約１．２ｍ３／ｍｉｎ〜１．８ｍ３／ｍｉｎの範囲でピークを迎える曲線を描く。また、電動送風機の効率は（空気出力）／（消費電力で）表され、さらにそれはファンの効率とモータ効率の積で表される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の電気掃除機では、消費電力は規格によって上限が定められているため、吸込仕事率をあげるには電動送風機の効率を上げるか、掃除機本体、ホース、延長管等の圧損を減らすしかない。
【０００８】
従来の電動送風機では、モータ２０自体の信頼性や効率の面などから、回転速度は低めに設定され、比速度の小さい比較的外径Ｄ１が大きいインペラ１５を回転することによって真空圧（出力）を稼いでいた。それゆえ、ファンケース１１の外径も大きな電動送風機が主流であった。
【０００９】
ところが、近年の電気掃除機に対する市場のニーズは、高吸込仕事率化に加えて、使い回しの良さ、あるいは高齢者の使用性向上などから、小型、軽量化への動きも加わってきている。掃除機本体を小型、軽量化するには電動送風機の小型、軽量化を余儀なくされ、そのためには、整流子モータの原理から、モータ２０自体を高速回転化して小型化し、それに応じて小型のインペラ１５を設計し、出力を確保しなければならない。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するもので、ファン効率を向上して、高出力、高効率とすることを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、複数のブレードを有するインペラをモータにより回転駆動し、表面に複数の静翼を有するエアガイドをインペラの外周部に設け、インペラ、エアガイドをファンケースにより内包するよう構成し、吸込み流量が１．２ｍ３／ｍｉｎ以上で４００００ｒｐｍ以上の回転速度を有し、インペラの外径Ｄ２とエアガイドの外径Ｄ４の比Ｄ２／Ｄ４を０．７４以下に設定したものである。
【００１２】
これにより、ファン効率を向上できて、高出力、高効率とすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、複数のブレードを有するインペラと、このインペラを回転駆動するモータと、前記インペラの外周部に設け表面に複数の静翼を有するエアガイドと、前記インペラ、エアガイドを内包するファンケースとを備え、吸込み流量が１．２ｍ３／ｍｉｎ以上で４００００ｒｐｍ以上の回転速度を有し、インペラの外径Ｄ２とエアガイドの外径Ｄ４の比Ｄ２／Ｄ４を０．７４以下に設定した電動送風機であり、インペラに対してエアガイドの面積を大きくとることができ、エアガイドでの圧力回復性能を向上し、高速回転を有する小型の電動送風機のファン効率を向上させることができ、高出力、高効率の電動送風機を得ることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、上記請求項１記載の電動送風機を備えた電気掃除機であり、電動送風機のファン効率を向上できて、高出力、高効率の電気掃除機を得ることができる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について、図１を参照しながら説明する。
【００１６】
図１に示すように、ファンケース１は、上部中央部に吸気口２を有しており、吸気口２に対向する開口部はモータブラケット３に圧入により取り付けている。ファンケース１の内部には複数のブレード４を有し、外径Ｄ２のインペラ５を配設し、その外周には複数枚の静翼６をもち、外径Ｄ４のエアガイド７を配設している。インペラ５はモータ軸８にナット９により締め付けて取り付けている。モータ１０はインペラ５を回転駆動する。
【００１７】
上記構成において、エアガイド７の外径Ｄ４を固定し、風量１．２ｍ３／ｍｉｎ以上で４００００ｒｐｍ以上の回転速度を有し、同一出力ねらいの外径Ｄ２の異なる複数のインペラ５を用いて、ファン効率を測定したときの特性カーブを図２に示す。図２より明らかなように、インペラ５の外径Ｄ２を約８９ｍｍ以下に設定したときが最もファン効率が良くなることがわかる。
【００１８】
このとき、インペラ５の外径Ｄ２対エアガイド７の外径Ｄ４の比、すなわちＤ２／Ｄ４は約０．７４となる。この結果は次のように説明することができる。
【００１９】
インペラ５にとって最大の損失である円板回転摩擦損失を減らすには、インペラ５の外径Ｄ２を落として、回転速度を増した方が効率的には有利である。また、インペラ５から排出された気流は大きな運動エネルギーをもっており、エアガイド７の静翼間の通路長をある程度長くとれば、この運動エネルギーを効率よく静圧に変換することができる。
【００２０】
近年、出力アップまたは回転速度アップのために、インペラ５から吐き出される流速が速くなる傾向があり、エアガイド７での圧力回復の重要度が高まってきている。
【００２１】
ところで電動送風機の効率は従来例で述べたとおり、ファン効率とモータ効率の積として表されるため、モータ効率の回転速度特性にも電動送風機全体の効率は左右される。しかし４００００ｒｐｍ前後の回転速度であると、モータ効率の変化はさほど大きくなく、電動送風機としての効率はファンの効率に左右される。図２に示すとおり、実際に電動送風機の効率もファン効率と同じ傾向を示している。
【００２２】
以上のように本実施例の電動送風機によれば、高速回転時においても高い効率を得ることができる。また、上記電動送風機を電気掃除機に備えることにより、電動送風機のファン効率を向上できて、高出力、高効率の電気掃除機を得ることができる。
【００２３】
なお、近年ではインペラ５の入口部の衝突損失を軽減するために、３次元的な曲面を持つインデューサ付きのものが登場しているが、その場合にも同様の特性を示す。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１に記載の発明によれば、インペラの外径Ｄ２とエアガイドの外径Ｄ４の比Ｄ２／Ｄ４を０．７４以下に設定した電動送風機であるから、インペラを径小化して円板回転摩擦損失を低減するとともに、エアガイドによる十分な静圧回復がなされ、高効率で小型、軽量の電動送風機を得ることができる。
【００２５】
また、請求項２に記載の発明によれば、上記請求項１記載の電動送風機を備えた電気掃除機であるから、電動送風機のファン効率を向上できて、高出力、高効率の電気掃除機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施例の電動送風機の一部切欠した側面図
【図２】
同電動送風機のインペラの外径と効率の関係を示す特性図
【図３】
従来の電動送風機の一部切欠した側面図
【図４】
同電動送風機の空気特性を示す特性図
【符号の説明】
１    ファンケース
４    ブレード
５    インペラ
６    静翼
７    エアガイド
１０  モータ
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2000303989.tif 000001
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2000303989.tif 000002