(57)【要約】  高効率な電動送風機およびそれを搭載した電気掃除機が得られる。電動送風機（６）は、遠心羽根車（１１）とファンカバー（１６）と電動部とを備える。遠心羽根車（１１）は、主面を有する円板状のハブ（２３）、円環状のシュラウド（２４）、および複数の動翼（２５）を含む。動翼（２５）は、ハブ（２３）とシュラウド（２４）との間においてシュラウド（２４）の円周方向に複数設けられる。ファンカバー（１６）は、遠心羽根車（１１）を内包するように、遠心羽根車（１１）の軸方向においてシュラウド（２４）より外側に設置される。シュラウド（２４）の外周径は、複数の動翼（２５）の最外周部に外接する円の径よりも大きい。ファンカバー（１６）には、シュラウド（２４）の外周部に対向する位置に段差部（１６Ａ）が設けられている。シュラウド（２４）の外周部の一部は段差部（１６Ａ）の内部に配置されている。
2017085890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに連結された、主面を有する円板状のハブ、円環状のシュラウド、および複数の動翼を含む遠心羽根車を備え、
前記シュラウドは前記主面に面し、
前記動翼は、前記ハブと前記シュラウドとの間に前記シュラウドの円周方向に複数設けられ、前記ハブおよび前記シュラウドに連結され、さらに、
前記遠心羽根車を内包するように、前記遠心羽根車の軸方向において前記シュラウドより外側に設置されたファンカバーと、
前記遠心羽根車を回転させる電動部とを備え、
前記シュラウドの外周径は、前記複数の動翼の最外周部に外接する円の径よりも大きく、
前記ファンカバーには、前記シュラウドの外周部に対向する位置に段差部が設けられており、
前記シュラウドの前記外周部の一部は前記段差部の内部に配置されている、電動送風機。
【請求項２】
前記段差部は、前記シュラウドの外周よりも内周側に設置されており、前記シュラウドの前記外周に沿って設けられている、請求項１に記載の電動送風機。
【請求項３】
前記シュラウドの前記外周部が、前記軸方向に対して垂直な径方向に延出している、請求項１または請求項２に記載の電動送風機。
【請求項４】
前記ファンカバーは、前記段差部の外周側の前記ハブからの軸方向高さが、前記シュラウドの前記外周部の前記ハブからの軸方向高さと一致するように設けられている、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項５】
前記シュラウドの前記外周部は、前記段差部の内部に位置するとともに前記ファンカバーに向けて延びる延出部を含む、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項６】
前記シュラウドの前記外周部の前記ハブからの軸方向高さが、前記動翼の外周の前記ハブからの軸方向高さより高くなっている、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項７】
電気掃除機本体と、
電気掃除機本体と管路で連結され、被清掃部の空気を吸引する吸込具と、
前記電気掃除機本体内部に設けられ、前記吸込具と連通し、吸引した空気の塵を収納する集塵部と、
前記電気掃除機本体内部に設けられ、前記吸込具から前記集塵部へと空気を吸引する、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の電動送風機と、
前記電気掃除機本体外側に設けられ、前記集塵部で集塵された後の空気を前記電気掃除機本体の外へ排出する排出口とを備えた、電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動送風機および電気掃除機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気掃除機に用いられる電動送風機が知られている。電動送風機は、円環状のシュラウドと、シュラウドに対向して配置されるハブと、シュラウドとハブとの間に円周方向に複数配置される動翼と、シュラウドとハブと動翼とを回転する遠心羽根車とを備える。このような電動送風機において、高効率化のため、遠心羽根車入口と遠心羽根車を内包するファンカバーとの隙間に、遠心羽根車出口から流出した気流が遠心羽根車入口に再流入しないよう、漏れ防止手段を備えたものがある（例えば、特開２０１３−６０８３９号公報（特許文献１）の図１〜図３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−６０８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、遠心羽根車入口とファンカバーの隙間に設けられる漏れ防止手段は、遠心羽根車の回転を阻害しないシール部材が用いられている。そのため、遠心羽根車が回転する際、シュラウドとシール部材とが擦れ、シール部材が摩耗する。この結果、シール部材の漏れ防止効果が低下してしまう。漏れ防止効果が低下すると、遠心羽根車出口から流出した気流が、遠心羽根車入口から再流入する循環流が増大する。このような循環流が増大すると、動翼にかかる負荷が増大し、効率が低下するという課題があった。【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、長期間運転しても、遠心羽根車出口から流出した気流が遠心羽根車入口へ再流入する循環流を抑制し、高効率な電動送風機およびそれを搭載した電気掃除機を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電動送風機は、遠心羽根車とファンカバーと電動部とを備える。遠心羽根車は、主面を有する円板状のハブ、円環状のシュラウド、および複数の動翼を含む。ハブ、シュラウドおよび複数の動翼は互いに連結されている。シュラウドはハブの主面に面する。動翼は、ハブとシュラウドとの間においてシュラウドの円周方向に複数設けられる。動翼はハブおよびシュラウドに連結される。ファンカバーは、遠心羽根車を内包するように、遠心羽根車の軸方向においてシュラウドより外側に設置される。電動部は、遠心羽根車を回転させる。シュラウドの外周径は、複数の動翼の最外周部に外接する円の径よりも大きい。ファンカバーには、シュラウドの外周部に対向する位置に段差部が設けられている。シュラウドの外周部の一部は段差部の内部に配置されている。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の電動送風機は、ファンカバーの段差部でのシュラウドとファンカバーとの間の隙間を小さくできる。このため、当該段差部では接触部が無いため摩耗による機能低下の恐れもなく、また当該隙間を小さくすることで遠心羽根車に再流入するする空気の流れを低減できる。この結果、耐久性に優れ高効率な電動送風機を実現できる。さらにこの電動送風機を搭載することにより、高効率な電気掃除機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態を示す電気掃除機の模式図である。
【図２】本発明の実施の形態における電動送風機の鉛直方向の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態における電動送風機の一部を示す鉛直方向の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態の変形例における遠心羽根車１１の下流側の一部を示す鉛直断面図である。
【図５】本発明の実施の形態の変形例における電動送風機の一部を示す鉛直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１０】
＜本実施形態に係る電気掃除機の構成＞
図１は本発明の実施形態に係る電気掃除機の模式図である。図１において、本電気掃除機は、電気掃除機本体１と、吸込具４と、集塵部５と、電動送風機６と排出口７とを備える。吸込具４は、電気掃除機本体１と管路としてのホース２および延長パイプ３で連結され、被清掃部の空気を吸引する。ホース２は電気掃除機本体１に接続される。延長パイプ３は、ホース２の先端側に接続される。吸込具４は延長パイプ３の先端部に接続される。集塵部５は、電気掃除機本体１内部に設けられ、吸込具４と連通し、吸引した空気の塵を収納する。電動送風機６は、電気掃除機本体１内部に設けられ、吸込具４から集塵部５へと空気を吸引する。電動送風機６は、後述する本発明の実施形態に係る電動送風機である。排出口７は、電気掃除機本体１外側に設けられ、集塵部５で集塵された後の空気を電気掃除機本体１の外へ排出する。排出口７は、図１に示すように電気掃除機本体１の後方に設けられている。
【００１１】
電気掃除機本体１の側部には、走行方向後側に後部車輪８が配置されている。電気掃除機本体１の下部には、走行方向前側に前部車輪（図示せず）が設けられている。
【００１２】
＜本実施形態に係る電動送風機の構成＞
図２は本発明の実施形態に係る電動送風機の鉛直方向の断面図である。図２において、矢印は空気の流れを示している。図３は、図２に示した電動送風機の一部を示す鉛直方向の断面図である。
【００１３】
図２および図３に示すように、本発明の実施形態に係る電動送風機６は、遠心羽根車１１とファンカバー１６と電動部９とを備える。遠心羽根車１１は、主面を有する円板状のハブ２３、円環状のシュラウド２４、および複数の動翼２５を含む。ハブ２３、シュラウド２４および複数の動翼２５は互いに連結されている。シュラウド２４はハブ２３の主面に面する。動翼２５は、ハブ２３とシュラウド２４との間においてシュラウド２４の円周方向に複数設けられる。動翼２５はハブ２３およびシュラウド２４に連結される。ファンカバー１６は、遠心羽根車１１を内包するように、遠心羽根車１１の軸方向においてシュラウド２４より外側に設置される。電動部９は、遠心羽根車１１を回転させる。電動部９は、電動送風機６の内部に配置される。電動部９はシャフト１０を含む。遠心羽根車１１はシャフト１０に固定されている。電動部９はシャフト１０を回転させることにより、遠心羽根車１１を回転駆動する。電動部９はたとえばモータなどの電動機である。
【００１４】
電動部９と遠心羽根車１１の間には、ディフューザ１５が配置されている。ディフューザ１５は、複数の静翼１２と、複数の戻り静翼１３と、主板１４とを含む。複数の静翼１２は、遠心羽根車１１の外周側に配置されている。戻り静翼１３は、シャフト１０の延在方向である軸方向において静翼１２と隣接するように配置されている。主板１４は、静翼１２と戻り静翼１３との間に位置し、静翼１２と戻り静翼１３とを連結する。
【００１５】
遠心羽根車１１の上部には、上述のようにファンカバー１６が設けられている。ファンカバー１６は、遠心羽根車１１およびディフューザ１５の静翼１２を内包する。ファンカバー１６の外径は、静翼１２の外径よりも大きい。ファンカバー１６の中央部には、遠心羽根車１１の吸込口１７に対向する位置に、ベルマウス１８が設けられている。ファンカバー１６とディフューザ１５の間には、静翼１２の外周側において静翼１２から戻り静翼１３側への気体の流路となる隙間２１が設けられている。
【００１６】
電動送風機６の側面には、ファンカバー１６と連結し、戻り静翼１３を内包するブラケット１９が配置されている。また、電動送風機６の側面には、ブラケット１９に連結し、電動部９を内包するモータフレーム２０が設けられている。モータフレーム２０には、遠心羽根車１１、ディフューザ１５、電動部９を通過した空気が吐出される吐出孔２２が数箇所設けられている。
【００１７】
シュラウド２４の外周径は、複数の動翼２５の最外周部に外接する円の径よりも大きい。ファンカバー１６には、シュラウド２４の外周部に対向する位置に段差部１６Ａが設けられている。シュラウド２４の外周部の一部は段差部１６Ａの内部に配置されている。段差部１６Ａは、内周側での段差開始位置が、シュラウド２４の外周径よりも内周側に設置されている。また、段差部１６Ａの内周面は、シュラウド２４の外周部の表面に略平行に設けられている。
【００１８】
また異なる観点から言えば、図２および図３に示す電動送風機６では、シュラウド２４の外周径が複数の動翼２５の後縁外周径よりも大きい。シュラウド２４の外周部での軸方向高さは、動翼２５の後縁の軸方向高さよりも高くなっている。ファンカバー１６には、ファンカバー１６と遠心羽根車１１との軸方向距離を短縮させるような段差部１６Ａが設けられている。この段差部１６Ａは、シュラウド２４の外周よりも内周側に設置されている。シュラウド２４の外周部の一部が段差部１６Ａ内においてファンカバー１６の内壁に隣接する位置にまで延在している。ここで、段差部１６Ａの内面とシュラウド２４の外周部との間の距離は、たとえば０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下としてもよい。
【００１９】
上記電動送風機６において、シュラウド２４の外周部は、軸方向に対して垂直な径方向に延出している。シュラウド２４の外周部は、動翼２５の外周部より外周側に延びている。ファンカバー１６は、段差部１６Ａの外周側に関するハブ２３からの軸方向高さが、シュラウド２４の外周部に関するハブ２３からの軸方向高さと実質的に一致するように設けられている。ここで、ファンカバー１６の段差部１６Ａの外周側に関するハブ２３からの軸方向高さとは、ハブ２３の表面からファンカバー１６の段差部１６Ａの外周側の部分におけるハブ２３側の面までの、シャフト１０に沿った方向である軸方向での距離をいう。また、シュラウド２４の外周部に関するハブ２３からの軸方向高さとは、ハブ２３の表面から、シュラウド２４の外周部におけるハブ２３側の面までの、軸方向での距離をいう。そして、上記２つの軸方向高さが実質的に一致するとは、軸方向高さの値の差が１ｍｍ以下である場合をいう。
【００２０】
また、電動送風機６において、シュラウド２４の外周部のハブ２３からの軸方向高さは、動翼２５の外周のハブ２３からの軸方向高さより高くなっている。ここで、動翼２５の外周のハブ２３からの軸方向高さとは、ハブ２３の表面から、動翼２５の外周の上端までの、軸方向での距離をいう。
【００２１】
＜電動送風機の作用効果＞
図２および図３のような構成とすれば、シュラウド２４の外周部の一部がファンカバー１６の段差部１６Ａの内部に配置されているので、当該段差部１６Ａでのシュラウド２４とファンカバー１６との間の隙間を小さくできる。このため、遠心羽根車１１出口から流出した気流が遠心羽根車１１入口へ再流入する循環流が抑制される。そして、動翼２５にかかる負荷が減少することにより効率が向上する。さらに、当該段差部１６Ａでは接触部が無いため摩耗による機能低下の恐れもない。この結果、耐久性に優れ高効率な電動送風機６を実現できる。さらにこの電動送風機６を搭載することにより、高効率な電気掃除機を得ることができる。
【００２２】
また、シュラウド２４の外周部のハブ２３からの軸方向高さが、動翼２５の外周のハブ２３からの軸方向高さより高くなっているので、動翼２５の出口からの流れが拡大したシュラウド２４の壁に沿って静翼１２へ流入する。このため、静翼１２の入口における、軸方向での気流の速度分布が均一化する。つまり、ハブ２３側に偏った気体の流れがシュラウド２４側へ戻されて速度分布が均一化する。その結果、静翼１２の前縁での衝突損失が低下する。さらに、静翼１２における静圧上昇が大きくなり、高静圧、高効率な電動送風機６を実現できる。
【００２３】
また、ファンカバー１６に設けられた段差部１６Ａは、内周側段差開始位置が、シュラウド２４の外周径よりも内周側に設置されている。さらに、段差部１６Ａの内周面はシュラウド２４の外周部に略平行に設けられている。このため、シュラウド２４とファンカバー１６の狭小隙間を維持したラップ代を形成することができる。ここで、ラップ代の幅とは、シャフト１０から見た径方向での、上記狭小隙間が維持された部分の幅である。ラップ代の幅は、たとえば２ｍｍ以上とすることができる。このようなラップ代を形成することで、遠心羽根車１１の循環流をさらに低減することができる。したがって、動翼２５にかかる負荷を低減することができる。
【００２４】
また、シュラウド２４の外周部には水平方向に延出部が設けられているため、遠心羽根車１１から吐出した空気の流れは水平方向に滑らかに静翼１２へ導かれる。このため、電動送風機６での通風抵抗を低減することができる。
【００２５】
また、ファンカバー１６の段差部１６Ａの外周側の軸方向高さは、シュラウド２４の外周部の軸方向高さと略一致するように設けられているため、遠心羽根車１１から吐出した空気の流れはファンカバー１６に衝突することなく静翼１２へ導かれる。このため、電動送風機６での通風抵抗をさらに低減することができる。
【００２６】
＜電気掃除機の動作および作用効果＞
次に電気掃除機の動作について説明する。
【００２７】
上述のように構成された電気掃除機は、電動部９に電力が供給されると、シャフト１０が回転する。このシャフト１０が回転することにより、シャフト１０に取付けられた遠心羽根車１１が回転し、吸込口１７から空気を吸引する。これにより、電気掃除機本体１に連結されたホース２、延長パイプ３、吸込具４を通じて、被清掃面の空気が電気掃除機本体１に吸引される。電気掃除機本体１に吸引された空気は、集塵部５において集塵される。その後、集塵部５から排出された空気は、電動送風機６のベルマウス１８を通り、遠心羽根車１１の吸込口１７から吸引される。遠心羽根車１１に吸引された空気は、遠心羽根車１１により昇圧、増速され、旋回しながら径方向外側へ向かう。遠心羽根車１１から吐出された空気は、一部がシュラウド２４とファンカバー１６の隙間を通って遠心羽根車１１の吸込口へ再流入する循環流となる。一方、遠心羽根車１１から吐出された空気の大部分は、ディフューザ１５の静翼１２の翼間で減速、昇圧される。その後、空気はディフューザ１５とファンカバー１６の隙間２１を通る。さらに、空気は戻り静翼１３により電動部９側に導かれ、電動部９を冷却する。その後、モータフレーム２０に設けられた吐出孔２２から電動送風機の外側へ空気は排出される。そして、掃除機本体１に設けられた排出口７から電気掃除機本体１の外側へ空気が排出される。
【００２８】
上述した電気掃除機では、電動送風機６においてシュラウド２４の外周径が動翼２５の後縁外周径よりも大きくなっている。さらに、シュラウド２４の外周部での軸方向高さが、動翼２５の後縁（外主側）の軸方向高さよりも高くなっている。そして、ファンカバー１６には、ファンカバー１６とシュラウド２４との軸方向距離を短縮させるような段差部１６Ａが設けられている。このような構成の電動送風機６を用いているため、遠心羽根車１１から空気が吐出された後、シュラウド２４とファンカバー１６との隙間を通って遠心羽根車１１に再流入する空気の量を低減できる。このため、再流入する空気による動翼２５への負荷の増大を抑制できる。この結果、高効率な電動送風機および電気掃除機を得ることができる。また、上記のような構成の電動送風機６では、遠心羽根車１１から吐出された空気の流れが、静翼１２のファンカバー１６側に流入しやすくなる。このため、静翼１２において減速、昇圧しやすくなるので、高静圧、高効率な電動送風機を備える電気掃除機を得ることができる。
【００２９】
＜電動送風機の変形例の構成および作用効果＞
図４は本発明の実施の形態の変形例における動翼２５の鉛直断面図である。図５は、本発明の実施の形態の変形例の電動送風機の一部を示す鉛直断面図である。図４および図５に示す電動送風機は、基本的には図２および図３に示した電動送風機と同様の構成を備えるが、シュラウド２４の外周部の形状が異なっている。具体的には、上記電動送風機において、シュラウド２４の外周部は、段差部３２の内部に位置するとともにファンカバーに向けて延びる延出部３１を含む。
【００３０】
このような構成を備えることにより、図４および図５に示した電動送風機においては、図２および図３に示した電動送風機と同様の効果を得られる。さらに、シュラウド２４の外周部において、ファンカバー１６に向けて延出部３１が設けられているため、シュラウド２４とファンカバー１６の段差部３２との隙間における流通抵抗を高めることができる。このため、当該隙間を通過する漏れ流れをさらに減少させることができる。この結果、動翼２５にかかる負荷を低減することができる。
【００３１】
以上のように、本発明の実施の形態の電動送風機は、シュラウド２４とファンカバー１６の隙間を流れる漏れ流れを、シール部材を用いて防止するのではなく、シュラウド２４とファンカバー１６の形状や位置関係を利用して抑制している。このため、経年劣化による漏れ防止効果の低下が抑制され、長期間に渡り性能を維持することができる。
【００３２】
上記のような電動送風機は、家庭用または業務用の電気掃除機に限られず、ハンドドライヤーなど電動送風機を用いた任意の機器に適用できる。この結果、高効率および長寿命な機器を実現できる。
【００３３】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行ったが、上述の実施の形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は上述の実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、家庭用および業務用電気掃除機、ハンドドライヤーなど、電動送風機を用いた機器に有利に適用できる搭載しても高効率な機器を得ることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  電気掃除機本体、２  ホース、３  延長パイプ、４  吸込具、５  集塵部、６  電動送風機、７  排出口、８  後部車輪、９  電動部、１０  シャフト、１１  遠心羽根車、１２  静翼、１３  戻り静翼、１４  主板、１５  ディフューザ、１６  ファンカバー、１６Ａ，３２  段差部、１７  吸込口、１８  ベルマウス、１９  ブラケット、２０  モータフレーム、２１  隙間、２２  吐出孔、２３  ハブ、２４  シュラウド、２５  動翼、３１  延出部。
【図１】
2017085890.tif 000003
【図２】
2017085890.tif 000004
【図３】
2017085890.tif 000005
【図４】
2017085890.tif 000006
【図５】
2017085890.tif 000007
【国際調査報告】
2017085890.tif 000008
2017085890.tif 000009