(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転軸に固定される後面シュラウドと、これに対向する前面シュラウドと、前記両シュラウド間に設けた複数枚のブレードとを有し、前記前面シュラウドの吸気口部を除く前記両シュラウドの子午面の形状は、対向するシュラウド同士で対称となるよう構成して、前記前・後両シュラウドに加わる遠心力が前記両シュラウド共、ほぼ均等に対称的に荷重がかかる構成とした樹脂製インペラを備えた電動送風機。
【請求項２】
両シュラウドの子午面の形状が、前記両シュラウドに加わる遠心力が前記両シュラウド共、ほぼ均等に対称的に荷重がかかる平行形状とした樹脂製インペラを備えた請求項１記載の電動送風機。
【請求項３】
モータの回転軸に固定される後面シュラウドと、これに対向する前面シュラウドと、前記両シュラウド間に設けた複数枚のブレードとを有し、前記前面シュラウドの吸気口部を除く前記両シュラウドの子午面の形状が、インペラの外周部に向かって徐々にその開口が小さくなり、かつ、対向するシュラウド同士で対称となる構成とした樹脂製インペラを備えた電動送風機。
【請求項４】
モータの回転軸に固定される後面シュラウドと、これに対向する前面シュラウドと、前記両シュラウド間に設けた複数枚のブレードとを有し、前記前面シュラウドの吸気口部を除く前記両シュラウドの子午面の形状が、インペラの外周部に向かって徐々にその開口が大きくなり、かつ、対向するシュラウド同士で対称となる構成とした樹脂製インペラを備えた電動送風機。
【請求項５】
モータの回転軸に固定される後面シュラウドと、これに対向する前面シュラウドと、前記両シュラウド間に設けた複数枚のブレードとを有し、前記後面シュラウドの外周部には、回転時のインペラの変形を抑制するようウエイトを貼付した樹脂製インペラを備えた電動送風機。
【請求項６】
後面シュラウドの外周部に、厚肉部を設けた樹脂製インペラを備えた請求項５記載の電動送風機。
【請求項７】
両シュラウド間に設けた複数枚のブレードに、厚肉部を設けた樹脂製インペラを備えた請求項５記載の電動送風機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気掃除機等に使用される電動送風機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電気掃除機は、高出力化が求められるとともに、小型・軽量化の傾向にある。
【０００３】
以下に従来の電動送風機について、図７、図８に基づいて説明する。
【０００４】
図７はインペラ、ファンケース及びモータの一部欠載断面図である。図７において、１はインペラである。２は樹脂製後面シュラウドで、３はこれに対向する樹脂製前面シュラウドで、４はこの１対のシュラウド内に設けた複数枚の樹脂製ブレードであり、後面シュラウド２とは一体に成型されており、さらに前面シュラウド３とは溶着により固定されている。５はインペラ１を駆動するモータで、６はエアガイドである。７はインペラ１・エアガイド６を内包しモータ５の外周に気密に取り付けた中央部に吸気口８を有するファンケースである。
【０００５】
以上の構成における動作について説明すると、インペラ１が高速回転して、インペラ１の吸気口８から空気流を吸い込み、インペラ１外周部から排出する。さらに空気流はエアガイド６を通過し、モータ５内部へ排出される。
【０００６】
ここで、従来のインペラ１の形状は、ブレード４と一体となった後面シュラウド２は平板で、一方それに対向する前面シュラウド３は傘型をしているのが一般的であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の電動送風機の小型・軽量化、すなわち高速回転化の中にあっては、樹脂製インペラ１自体の強度やブレード４とシュラウドの溶着強度の重要性が高まってきている。これまでの傘型形状では、インペラ１を高速で回転すると、図８において破線で示すように、その外周部は遠心力によって、モータ５側とは反対側、すなわち吸気口８側へ湾曲しようとするため、樹脂の材質あるいは成形条件などによっては、インペラ１各部の強度がもたず、破壊を招く危険性があった。また樹脂製インペラ１の場合、ブレード４と前面シュラウド３との接合は超音波溶着等により行われ、金属製のインペラのカシメ力に比べると接合力が劣り、インペラ１が分解する危険性も備えていた。
【０００８】
本発明は、樹脂製インペラ１の上記のような変形による破壊等をなくし、高速回転化にも耐えうる信頼性の高い樹脂製インペラを備えた電動送風機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、モータの回転軸に固定される後面シュラウドと、これに対向する前面シュラウドと、前記両シュラウド間に設けた複数枚のブレードとを有し、前記前面シュラウドの吸気口部を除く前記両シュラウドの子午面の形状は、対向するシュラウド同士で対称となるよう構成して、前記前・後両シュラウドに加わる遠心力が前記両シュラウド共、ほぼ均等に対称的に荷重がかかる構成とした樹脂製インペラを備えた電動送風機としてあり、回転時のインペラの遠心力による変形を防止し、破壊等に対して強く、信頼性の高い樹脂製インペラを備えた電動送風機を提供するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、モータの回転軸に固定される後面シュラウドと、これに対向する前面シュラウドと、前記両シュラウド間に設けた複数枚のブレードとを有し、前記前面シュラウドの吸気口部を除く前記両シュラウドの子午面の形状は、対向するシュラウド同士で対称となるよう構成して、前記前・後両シュラウドに加わる遠心力が前記両シュラウド共、ほぼ均等に対称的に荷重がかかる構成とした樹脂製インペラを備えた電動送風機としてあり、回転時のインペラの遠心力による変形を防止し、破壊等に対して強く、信頼性の高い樹脂製インペラを備えた電動送風機を提供するものである。
【００１１】
本発明の請求項２に記載の発明は、両シュラウドの子午面の形状が、前記両シュラウドに加わる遠心力が前記両シュラウド共、ほぼ均等に対称的に荷重がかかる平行形状とした樹脂製インペラを備えた電動送風機としてあり、両シュラウドともモータの軸方向への変形がなく、強度の高いインペラを備えた電動送風機が得られるものである。
【００１２】
本発明の請求項３に記載の発明は、モータの回転軸に固定される後面シュラウドと、これに対向する前面シュラウドと、前記両シュラウド間に設けた複数枚のブレードとを有し、前記前面シュラウドの吸気口部を除く前記両シュラウドの子午面の形状が、インペラの外周部に向かって徐々にその開口が小さくなり、かつ、対向するシュラウド同士で対称となる構成とした樹脂製インペラを備えた電動送風機としてある。
【００１３】
本発明の請求項４に記載の発明は、前面シュラウドの吸気口部を除く前記両シュラウドの子午面の形状が、インペラの外周部に向かって徐々にその開口が大きくなり、かつ、対向するシュラウド同士で対称となる構成としたので、遠心力によって両シュラウドはブレード側に変形しようとするため、分解に対して強固なインペラを備えた電動送風機を得ることができる。
【００１４】
本発明の請求項５に記載の発明は、モータの回転軸に固定される後面シュラウドと、これに対向する前面シュラウドと、前記両シュラウド間に設けた複数枚のブレードとを有し、前記後面シュラウドの外周部には、回転時のインペラの変形を抑制するようウエイトを貼付したので、おおよそ従来の形状のままで、インペラの重心のみを後面シュラウド側に移動することができ、外周部の吸気口側への変形を抑え、破壊等に対して強く、信頼性の高い樹脂インペラを備えた電動送風機を提供できるものである。
【００１５】
本発明の請求項６に記載の発明は、後面シュラウドの外周部に、厚肉部を設けたので、重心を後面シュラウド側へ移動でき、遠心力による変形の少ないインペラ備えた電動送風機を提供できるものである。
【００１６】
本発明の請求項７に記載の発明は、両シュラウド間に設けた複数枚のブレードに、厚肉部を設けたので、両シュラウドの形状は従来のままで、重心のみを後面シュラウド側へ移動でき、遠心力による変形の少ないインペラを備えた電動送風機を得ることができる。
【００１７】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の第１の実施例を、図１を用いて説明する。図１は樹脂インペラをモータの回転軸１０８を含む面で切断した子午面の形状を表す断面図である。図１において、１０１は樹脂製のインペラであり、１０２は樹脂製の後面シュラウドで、１０３はこれに対向する樹脂製前面シュラウドで、対向するシュラウド同士は互いに対称な形状で構成されている。１０４はこの１対のシュラウド内に設けられ後面シュラウド１０２と一体に成形された樹脂製のブレードであり、各ブレードと前面シュラウド１０３は超音波溶着加工により接合されている。
【００１８】
以上の構成における動作について説明すると、インペラ１０１が高速回転してインペラ１０１の吸気口１０５から空気流を吸い込み、この空気流は後面シュラウド１０２、前面シュラウド１０３、そしてブレード１０４で囲まれる内部通路を通過し、インペラ１０１外周部から排出する。このとき、インペラ１０１には周速の２乗に比例した遠心力が加わるが、インペラ１０１の子午面の形状が対称に構成されているので、両シュラウド共、ほぼ均等に対称的に荷重がかかり、力が打ち消し合い、インペラ１０１の変形は抑えられる。
【００１９】
以上のように本実施例の電動送風機用インペラによれば、前後両シュラウド１０２，１０３の形状を対称にしたことにより、インペラ１０１に加わる遠心力も両シュラウドで対称になり、インペラ１０１の歪みは抑制され、破壊や分解に対して強い、優れた強度をもつ樹脂インペラを備えた電動送風機を得ることができる。
【００２０】
なお、ブレード１０４は前面シュラウド１０３と一体成形し、後面シュラウド１０２に溶着する場合でも同じ効果が得られる。
【００２１】
（実施例２）
次に本発明の第２の実施例を、図２を用いて説明する。なお、上記第１の実施例と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。図２は樹脂インペラの子午面の形状を示す断面図である。１０２は樹脂製の後面シュラウドで、１０３はこれに対向する樹脂製前面シュラウドで、対向するシュラウド同士は互いに対称かつ平行に配設されている。
【００２２】
上記の構成において、インペラ１０１が高速回転すると、インペラ１０１には周速の２乗に比例した遠心力が加わるが、インペラ１０１の子午面の形状が対称かつ平行に構成されているので、両シュラウド１０２，１０３共にモータの回転軸（図示せず）方向には変形を受けにくく、また両シュラウド１０２，１０３の面の広がり方向と遠心力の方向が一致しているため、両シュラウド１０２，１０３とブレード１０４の溶着ははがれにくい。
【００２３】
以上のように本実施例の電動送風機用インペラによれば、両シュラウド１０２、１０３の配置を互いに平行にしたことにより、遠心力による樹脂インペラの変形が抑えられ、また溶着部分の強度アップが図れるものである。
【００２４】
（実施例３）
次に本発明の第３の実施例を、図３を用いて説明する。なお、上記第１の実施例と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。図３は樹脂インペラの子午面の形状を示す断面図である。１０２は樹脂製の後面シュラウドで、１０３はこれに対向する樹脂製前面シュラウドで、両シュラウド１０２，１０３の子午面の形状が、インペラ１０１の外周部に向かって徐々にその開口が大きくなるよう構成されている。
【００２５】
上記の構成において、インペラ１０１が高速回転すると、インペラ１０１には周速の２乗に比例した遠心力が加わるが、インペラ１０１の子午面の形状が対称に構成されているので、両シュラウド共に変形を受けにくい。さらに、各シュラウドは遠心力に対して、ブレードの存在する方向、すなわちブレードに対する接合を強くする方向に変形しようとし、溶着部分からのインペラの分解が抑えられる。
【００２６】
以上のように本実施例の電動送風機用インペラによれば、両シュラウド１０２，１０３の子午面の形状を、インペラ１０１の外周部に向かって徐々にその開口が大きくなるよう構成したので、遠心力によるインペラの変形、また溶着部分からの樹脂インペラの分解を抑えることができるものである。
【００２７】
（実施例４）
次に本発明の第４の実施例を、図４を用いて説明する。なお、上記第１の実施例と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。図４は樹脂インペラの子午面の形状を示す断面図である。１０２は樹脂製の平板後面シュラウドで、１０３はこれに対向する傘型の樹脂製前面シュラウドある。また、後面シュラウド１０２の外周部には適度な重さのウエイト１０６が張り付けられている。
【００２８】
上記の構成において、インペラ１０１が高速回転すると、インペラ１０１には周速の２乗に比例した遠心力が加わるが、後面シュラウド１０２の外周部に適当な荷重のウエイト１０６が張り付けられているので、インペラ１０１の重心がより後面シュラウド１０２側に移り、外周部の吸気口１０５側への変形を抑えられる。
【００２９】
以上のように本実施例の電動送風機用インペラによれば、後面シュラウド１０２の外周部にインペラ１０１の重心をコントロールするウエイト１０６を張り付けたことにより、インペラ１０１全体の重心を後面シュラウド１０２側へ移動し、インペラ１０１全体の変形を抑えることができるため、破壊等に対して強い樹脂インペラをもつ電動送風機を提供できる。また、インペラ１０１の形状が従来の傘型とほぼ同じであるため、インペラ１０１を設計する際に従来の設計指針がそのまま利用できる点も有利である。
【００３０】
（実施例５）
次に本発明の第５の実施例を、図５を用いて説明する。なお、上記第４の実施例と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。図５は樹脂インペラの子午面の形状を示す断面図である。１０２は樹脂製の後面シュラウドで、１０３はこれに対向する傘型の樹脂製前面シュラウドある。また、後面シュラウド１０２の外周部には一体成型により、厚肉部１０７が設けられている。
【００３１】
上記の構成において、インペラ１０１が高速回転すると、インペラ１０１には周速の２乗に比例した遠心力が加わるが、後面シュラウド１０２の外周部に厚肉部１０７が設けられているため、インペラ１０１の重心がより後面シュラウド１０２側に移り、インペラ１０１の外周部の吸気口１０５側への変形を抑えられる。
【００３２】
以上のように本実施例の電動送風機用インペラによれば、後面シュラウド１０２の外周部に一体成形により厚肉部１０７を形成したことにより、インペラ１０１全体の重心を後面シュラウド１０２側へ移動し、インペラ１０１の変形を抑えることができ、破壊等に対して強い樹脂インペラをもつ電動送風機を提供できる。また厚肉部はインペラ１０１と一体に成形されているので、インペラ１０１全体のバランスがとりやすく、部品点数、工数の削減にもなる。
【００３３】
（実施例６）
次に本発明の第６の実施例を、図６を用いて説明する。なお、上記第４の実施例と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。図６（ａ）は樹脂インペラの子午面の形状を示す断面図である。１０２は樹脂製の後面シュラウドで、１０３はこれに対向する傘型の樹脂製前面シュラウドある。１０４はこの１対のシュラウド内に設けられ後面シュラウド１０２と一体に成形された樹脂製のブレードである。（ｂ）は前記ブレードの断面を示したもので、後面シュラウド１０２側には厚肉部１０７が形成されている。
【００３４】
上記の構成において、インペラ１０１が高速回転すると、インペラ１０１には周速の２乗に比例した遠心力が加わるが、ブレード１０４の後面シュラウド１０２側に厚肉部１０７が形成されているため、インペラ１０１の重心がより後面シュラウド１０２側に移り、外周部の吸気口１０５側への変形を抑えられる。
【００３５】
以上のように本実施例の電動送風機用インペラによれば、ブレード１０４に厚肉部１０７を設けたことにより、インペラ１０１全体の重心を後面シュラウド１０２側へ移動でき、インペラ１０１の変形を抑え、破壊等に対して強固なインペラが得られる。また、前後両シュラウド１０２，１０３は従来の形状と全く同じであるので、エアガイド（図示せず）との干渉なども考慮する必要がない。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の請求項１に記載の発明は、電動送風機のインペラの前後両シュラウドの形状を対称にして前記前・後両シュラウドに加わる遠心力が前記両シュラウド共、ほぼ均等に対称的に荷重がかかる構成としたことにより、インペラに加わる遠心力も両シュラウドで対称となり、力が互いに打ち消されるため、高速回転時のインペラの変形は抑制され、破壊や分解に対して強い優れた強度をもつ樹脂インペラを備えた電動送風機を得ることができる。
【００３７】
本発明の請求項２に記載の発明は、前後両シュラウドの配置を互いに平行にして両シュラウドに加わる遠心力が前記両シュラウド共、ほぼ均等に対称的に荷重がかかる平行形状としたことにより、遠心力による両シュラウドのモータ軸方向の変形をなくし、またこれにより、溶着部分からの分解が起こりにくいインペラを得ることができる。
【００３８】
本発明の請求項３に記載の発明は、前面シュラウドの吸気口部を除く前記両シュラウドの子午面の形状が、インペラの外周部に向かって徐々にその開口が小さくなり、かつ、対向するシュラウド同士で対称となる構成としたことにより、破壊や分解に対して強い優れた強度をもつ樹脂インペラを備えた電動送風機を得ることができる。
【００３９】
本発明の請求項４に記載の発明は、前後両シュラウドの子午面の形状が、インペラの外周部に向かって徐々にその開口が大きくなるよう構成したことにより、遠心力によるインペラの変形を抑えることができるばかりでなく、遠心力によって両シュラウドはブレードの存在する方向に変形しようとし、回転時の接合力がより高まり、破壊や分解に対して強固なインペラを提供できるものである。
【００４０】
本発明の請求項５に記載の発明は、後面シュラウドの外周部にインペラの重心をコントロールするウエイトを張り付けたことにより、インペラ全体の重心を後面シュラウド側へ移動し、インペラの変形を抑えることができ、破壊等に対して強いインペラをもつ電動送風機を提供できるものである。
【００４１】
本発明の請求項６に記載の発明は、後面シュラウドの外周部に厚肉部を成形したことにより、インペラ全体の重心を後面シュラウド側へ移動し、インペラの変形を抑えることができ、破壊等に対して強いインペラが得られると同時に、ウエイトが一体成形されているので、バランス調整が容易で部品点数の削減にもつながる。
【００４２】
本発明の請求項７に記載の発明は、ブレードの後面シュラウド側に厚肉部を成形したことにより、インペラ全体の重心を後面シュラウド側へ移動し、インペラ全体の変形を抑え、破壊、分解等に対して強固なインペラが得られる。また前後両シュラウドの形状は従来のものと変わらないため、エアガイドの基本設計も従来通り行える効果がある。
【００４３】
なお、本発明の請求項１から７に共通の効果として、回転時のインペラの変形が抑えられることによって、インペラから排出された空気流の大部分は漏れることなくエアガイドへと導かれると同時に、前面シュラウドがファンケースに当たる心配がなく、電動送風機のモータ軸出力対エア出力の効率を高めることができるとともに、電動送風機としての信頼性が向上する点も挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施例を示す電動送風機のファン部分を示す一部欠載側面図
【図２】  本発明の第２の実施例を示す電動送風機用インペラの断面図
【図３】  本発明の第３の実施例を示す電動送風機用インペラの断面図
【図４】  本発明の第４の実施例を示す電動送風機用インペラの断面図
【図５】  本発明の第５の実施例を示す電動送風機用インペラの断面図
【図６】  （ａ）本発明の第６の実施例を示す電動送風機用インペラの断面図
（ｂ）図６（ａ）のＡ−Ａ断面図
【図７】  従来の電動送風機の一部欠載側面図
【図８】  従来の電動送風機のファン部分を示す一部欠載側面図
【符号の説明】
１０１  インペラ
１０２  後面シュラウド
１０３  前面シュラウド
１０４  ブレード
１０５  モータ
１０６  吸気口
【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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