(57)【要約】【課題】周波数範囲８〜１０ＫＨｚのピーク値の騒音が低減できる掃除機用インペラーとこれを有するモータ組立体を提供すること。【解決手段】本発明に係る掃除機用インペラーは、円板状の下板と、下板から所定の距離隔てられて配設され、下板と同径を有し中央に空気吸込口が形成された上板、および上板と下板との間に放射状に配設され、外側端の両角部が面取り加工された複数の空気案内部材と、を含む。【選択図】  図５
2006161803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状の下板と、
前記下板から所定の距離隔てられて配設され、前記下板と同径を有し中央に空気吸込口が形成された上板、および
前記上板と下板との間に放射状に配設され、外側端の両角部が面取り加工された複数の空気案内部材と、
を含むことを特徴とする掃除機用インペラー。
【請求項２】
前記面取りは、次式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の掃除機用インペラー。
【数１】
2006161803.tif 000008
（前記式中、Ｂは、面取り加工された空気案内部材の幅方向の長さを表し、Ｃは、空気案内部材の幅を表す）
【請求項３】
前記面取り加工された空気案内部材の長手方向の長さＡは、１．５〜３ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載の掃除機用インペラー。
【請求項４】
円板状の下板と、
前記下板の上側に放射状に配設され、外側端の両角部が面取り加工された複数の空気案内部材、および
前記複数の空気案内部材の上側に配設され、前記複数の空気案内部材の面取り加工の開始点に対応する直径を有し中央に空気吸込口が形成された上板と、
を含むことを特徴とする掃除機用インペラー。
【請求項５】
前記面取りは、次式を満たすことを特徴とする請求項４に記載の掃除機用インペラー。
【数２】
2006161803.tif 000009
（前記式中、Ｂは、面取り加工された空気案内部材の幅方向の長さを表し、Ｃは、空気案内部材の幅を表す）
【請求項６】
前記面取り加工された空気案内部材の長手方向の長さは、１．５〜３ｍｍであることを特徴とする請求項５に記載の掃除機用インペラー。
【請求項７】
モータと、
前記モータのモータ軸に設けられた円板状の下板と、
前記下板から所定の距離隔てられて配設され、前記下板と同径を有し中央に空気吸込口が形成された上板と、
前記上板と下板との間に放射状に配設され、外側端の両角部が面取り加工された複数の空気案内部材を含むインペラー、および
前記モータの上端に配設され、前記インペラーから吸い込まれる空気を前記モータ側に導くディフューザーと、
を含むことを特徴とする掃除機用モータ組立体。
【請求項８】
前記面取りは、次式を満たすことを特徴とする請求項７に記載の掃除機用モータ組立体。
【数３】
2006161803.tif 000010
（前記式中、Ｂは、面取り加工された空気案内部材の幅方向の長さを表し、Ｃは、空気案内部材の幅を表す）
【請求項９】
前記面取り加工された空気案内部材の長手方向の長さは、１．５〜３ｍｍであることを特徴とする請求項８に記載の掃除機用モータ組立体。
【請求項１０】
モータと、
円板状の下板と、
前記下板の上側に放射状に配設され、外側端の両角部が面取り加工された複数の空気案内部材と、
前記複数の空気案内部材の上側に配設され、前記複数の空気案内部材の面取り加工の開始点に対応する直径を有し中央に空気吸込口が形成された上板を含むインペラー、および
前記モータの上端に配設され、前記インペラーから吸い込まれる空気を前記モータ側に導くディフューザーと、
を含むことを特徴とする掃除機用モータ組立体。
【請求項１１】
前記面取りは、次式を満たすことを特徴とする請求項１０に記載の掃除機用モータ組立体。
【数４】
2006161803.tif 000011
（前記式中、Ｂは、面取り加工された空気案内部材の幅方向の長さを表し、Ｃは、空気案内部材の幅を表す）
【請求項１２】
前記面取り加工された空気案内部材の長手方向の長さは、１．５〜３ｍｍであることを特徴とする請求項１１に記載の掃除機用モータ組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掃除機用インペラーおよびこれを有するモータ組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、掃除機は、部分真空引きを発生させ、これによりゴミなどを収集する装置である。従って、掃除機は、部分真空引きを発生させるためのモータ組立体を備えている。部分真空引きは、モータの回転に伴い回転するインペラーにより空気が吸い込まれることにより発生する。
【０００３】
添付した図１は、従来技術に係るモータ組立体の概略断面図であり、図２は、図１中のインペラーを示す斜視図である。
【０００４】
図１および図２に示すように、従来技術に係るモータ組立体１は、モータ１０と、モータ１０の回転に伴い回転するインペラー２０と、インペラー２０により吸い込まれた空気をモータ１０側に導くディフューザー３０とを含む。
【０００５】
インペラー２０は、下板２１と、上板２２と、複数の空気案内部材２３とを含む。下板２１は、円板状を有し、モータ１０のモータ軸１１に軸支される。上板２２は、下板２１に対応する円板状を有し下板２１とほぼ同径を有するように成形される。上板２２の中央には、空気が吸い込まれる空気吸込口２５が設けられる。複数の空気案内部材２３は、上板２２と下板２１との間に放射状に等間隔で配設される。各空気案内部材２３は、通常、所定の曲率を有する曲線形帯状に成形される。このとき、下板２１および上板２２の外周側に位置する空気案内部材２３の一端２３ａは、その両角部が直角をなしている。また、空気案内部材２３の長さは、この空気案内部材２３の一端２３ａが上板２２と下板２１の外周より奥側に位置し、その他端が上板２２の空気吸込口２５の外側に位置する長さを有すればよい。
【０００６】
ディフューザー３０は、インペラー２０の外側にこのインペラー２０が回転できるように所定の間隔をおいてインペラー２０と同心円状にモータ１０の上端に配設される。ディフューザー３０には、インペラー２０へ吸い込まれ排出される空気をモータ１０側に導く複数のガイド部材が設けられている。
【０００７】
前記のような構成を有する従来のモータ組立体の作用について、添付した図１および図２を参照して説明する。
【０００８】
モータ組立体１のモータ１０が回転すれば、このモータ軸１１に軸支されこのモータ軸１１の回転に伴い回転するインペラー２０の下板２１の回転に連動してインペラー２０が回転するようになる。インペラー２０が回転すれば、インペラーの上板２２の空気吸込口２５と連通する吸込ブラシ（図示せず）のゴミ吸込口から塵埃やゴミなどを含む空気が吸い込まれる。空気に含まれているゴミなどは、図示しない集塵室のゴミ収集ユニットを通りながら除去され、清浄な空気のみがインペラー２０の空気吸込口２５から引き込まれる。空気吸込口２５から引き込まれた空気は、複数の空気案内部材２３に沿って流れていき、ディフューザー３０側へ排出される。ディフューザー３０側へ排出された空気はモータ１０を冷却させ、図示しない本体の排出口から掃除機の外部へ排出される。
【０００９】
しかし、この種のモータ組立体１の空気吸引力を用いてゴミなどを捕集する掃除機は、高速で回転するモータ１０により相当に大きな騒音を発生させるといった不具合がある。このような騒音を低減させるためにモータ組立体から排出される空気の流路を変えたり、吸音部材を張り付けたりするなどの様々な方法が工夫され使われているが、要求に応えられる騒音の低減には至っていない。特に、掃除時の使用者の不快感を解消するためには、モータ組立体１のインペラー２０の回転時に発生する騒音のうち、周波数範囲８〜１０ＫＨｚのピーク値の騒音を低減する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前記のような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、インペラーの回転時に発生する騒音のうち、周波数範囲８〜１０ＫＨｚのピーク値の騒音および全体的な騒音の低減が可能な掃除機用インペラーを提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、掃除機の騒音が低減できるように前記のような掃除機用インペラーを有するモータ組立体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記のような本発明の目的は、円板状の下板と、前記下板から所定の距離隔てられて配設され、前記下板と同径を有し中央に空気吸込口が形成された上板、および前記上板と下板との間に放射状に配設され、外側端の両角部が面取り加工された複数の空気案内部材と、を含む掃除機用インペラーを提供することにより達成される。
【００１３】
このとき、前記面取りは、次式を満たすことが好ましい。
【００１４】
【数１】
2006161803.tif 000003
【００１５】
ここで、Ｂは、面取り加工された空気案内部材の幅方向の長さを表し、Ｃは、空気案内部材の幅を表す。
【００１６】
また、前記複数の空気案内部材は、前記上板と下板にかしめ接合される。
【００１７】
そして、前記面取りは、前記空気案内部材の長手方向の面取り長が前記かしめ接合の最外郭のかしめ部の位置より小さい範囲で加工されることが好ましい。または、前記長手方向の面取り長は、１．５〜３ｍｍにすることが好ましい。
【００１８】
本発明の他の態様として、前記のような本発明の目的は、円板状の下板と、前記下板の上側に放射状に配設され、外側端の両角部が面取り加工された複数の空気案内部材、および前記複数の空気案内部材の上側に配設され、前記複数の空気案内部材の面取り加工の開始点に対応する直径を有し中央に空気吸込口が形成された上板と、を含む掃除機用インペラーを提供することにより達成できる。
【００１９】
本発明のまた他の態様として、前記のような本発明の目的は、モータと、前記モータのモータ軸に軸支される円板状の下板と、前記下板から所定の距離隔てられて配設され、前記下板と同径を有し中央に空気吸込口が形成された上板と、前記上板と下板との間に放射状に配設され、外側端の両角部が面取り加工された複数の空気案内部材を含むインペラー、および前記モータの上端に配設され、前記インペラーから吸い込まれる空気を前記モータ側に導くディフューザーと、を含む掃除機用モータ組立体を提供することにより達成される。
【００２０】
このとき、前記面取りは、次式を満たすことが好ましい。
【００２１】
【数２】
2006161803.tif 000004
【００２２】
ここで、Ｂは、空気案内部材の幅方向の長さを表し、Ｃは、空気案内部材の幅を表す。
【００２３】
また、前記複数の空気案内部材は、前記上板と下板にかしめ接合され、この場合、前記面取りは、前記空気案内部材の長手方向の面取り長が、前記かしめ接合の最外郭のかしめ部の位置より小さい範囲で加工される。または、前記長手方向の面取り長は、１．５〜３ｍｍの範囲で加工される。
【００２４】
本発明の更なる態様として、前記のような本発明の目的は、モータと、円板状の下板と、前記下板の上側に放射状に配設され、外側端の両角部が面取り加工された複数の空気案内部材と、前記複数の空気案内部材の上側に配設され、前記複数の空気案内部材の面取り加工の開始点に対応する直径を有し中央に空気吸込口が形成された上板を含むインペラー、および前記モータの上端に配設され、前記インペラーから吸い込まれる空気を前記モータ側に導くディフューザーと、を含む掃除機用モータ組立体を提供することにより達成される。
【００２５】
このとき、前記面取りは、前記空気案内部材の長手方向の面取り長が、前記下板と複数の空気案内部材とがかしめ接合されたかしめ部のうち、最外郭に位置したかしめ部までの距離より小さい範囲で加工されることが好ましい。
【００２６】
本発明のまた更なる態様として、前記のような本発明の目的は、吸込ブラシと、前記吸込ブラシと連通しゴミを収集するゴミ収集ユニット、およびゴミ収集ユニットと連通し吸引力を発生させるモータ組立体と、を含む掃除機において、前記モータ組立体は、モータと、前記モータのモータ軸に軸支される円板状の下板と、前記下板から所定の距離隔てられて配設され、前記下板と同径を有し中央に空気吸込口が形成された上板と、前記上板と下板との間に放射状に配設され、外側端の両角部が面取り加工された複数の空気案内部材を含むインペラー、および前記モータの上端に配設され、前記インペラーから吸い込まれる空気を前記モータ側に導くディフューザーと、を含む掃除機を提供することにより達成される。
【発明の効果】
【００２７】
上述したように、本発明に係る掃除機用インペラーによれば、インペラーの回転時における周波数範囲８〜１０ＫＨｚのピーク値の騒音および全体的な周波数範囲での騒音を従来のインペラーのそれに比べて低減することができる。
【００２８】
また、本発明に係るインペラーを有する掃除機用モータ組立体によれば、モータの回転時における周波数範囲８〜１０ＫＨｚのピーク値の騒音および全体的な周波数範囲での騒音を従来のモータ組立体のそれに比べて低減することができる。
【００２９】
特に、本発明に係るモータ組立体を備えた掃除機によれば、周波数範囲８〜１０ＫＨｚのピーク値の騒音および全体の周波数範囲での騒音が従来の掃除機のそれに比べて低減するため、静かな状態で掃除を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
まず、インペラーの回転時に発生する騒音、特に、周波数範囲８〜１０ＫＨｚのピーク値の騒音を低減するために、騒音源が何処にあるかを見つけ出す実験を行った。その結果を、図３および図４を参照して説明する。
【００３１】
コンピュータシミュレーションを通じて、図３に示すようにディフューザー３０の内部でインペラー２０を回転させながら流動解析を行った。その結果が図４に示されている。図４を参照すると、複数の空気案内部材２３の外側端２３ａに三角形のテール２３ｂが付いていることが分かる。この三角形のテール２３ｂは、複数の空気案内部材２３の外側端２３ａにかかる力を表す。これにより、インペラー２０の回転時に発生する騒音がインペラー２０の複数の空気案内部材２３の外側端２３ａから発生することが分かる。これは、インペラー２０が図３に示すようにディフューザー３０の内側で回転する時、インペラー２０の空気案内部材２３の外側端２３ａとディフューザー３０のガイド部材３１との相互作用により発生すると解釈することができる。即ち、インペラー２０の回転時における騒音源は、複数の空気案内部材２３の外側端２３ａであると判断し得る。
【００３２】
従って、インペラー２０の回転時における騒音、特に、周波数範囲８〜１０ＫＨｚのピーク値の騒音を低減するために、空気案内部材２３の外側端２３ａの形状およびインペラーの上板の直径を変える本発明を見出すに至った。
【００３３】
以下、本発明に係る掃除機用インペラーの実施例について、添付した図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００３４】
図５は、本発明に係る掃除機用インペラーの第１の実施例の斜視図であり、図６は、図５の掃除機用インペラーの側面図である。
【００３５】
図５および図６を参照すると、本発明の第１の実施例に係る掃除機用インペラー１１０は、下板１１１と、上板１１２と、複数の空気案内部材１１３とを含む。
【００３６】
下板１１１は円板状を有し、その中心を貫通するモータ（図示せず）のモータ軸に軸支される。上板１１２は、下板１１１に対応する円板状を有し下板１１１とほぼ同径を有する。上板１１２の中央には、空気が吸い込まれる空気吸込口１１５が設けられる。また、空気吸込口１１５は、上板１１２から所定の高さにて突設することが好ましい。このとき、空気吸込口１１５と上板１１２との連結部１１４は、吸い込まれる空気が滑らかに流れるように所定の曲率を有する曲線形に形成される。複数の空気案内部材１１３は、上板１１２と下板１１１との間に放射状に等間隔で配設される。各空気案内部材１１３は、通常、所定の曲率を有する曲線形帯状に成形される。そして、各空気案内部材１１３は、各種の結合部材により上板１１２および下板１１１に結合される。本実施例の場合は、各空気案内部材１１３は、かしめ接合１１６で上板１１２および下板１１１に結合される。このとき、下板１１１および上板１１２の外周側に位置する空気案内部材１１３の一端１１３ａは、その両角部１１３ｃが面取り加工されている。この面取り加工は、次の範囲内で行われることが好ましい。
【００３７】
図７は、空気案内部材の面取り加工を説明するための図である。図７に示すように、面取り１１３ｃの空気案内部材１１３の長手方向への長さＡ（以下、「面取りの長手方向の長さ」という）は、最大として、上板１１２および下板１１１と空気案内部材１１３とを結合するかしめ接合１１６の最外郭の接合部１１６ａ、１１６ｂから空気案内部材１１３の一端１１３ａまでの距離より短い範囲を有することが好ましい。または、面取り１１３ｃの長手方向の長さＡは、面取り加工される前の角１１３ｄから１．５〜３ｍｍの範囲内にすることが好ましい。そして、面取り１１３ｃの空気案内部材１１３の幅方向への長さＢ（以下、「面取りの幅方向の長さ」という）は、次式を満たすことが好ましい。
【００３８】
【数３】
2006161803.tif 000005
【００３９】
ここで、Ｂは、面取り１１３ｃの幅方向の長さを表し、Ｃは、空気案内部材１１３の幅を表す。
【００４０】
また、空気案内部材１１３の長さは、この空気案内部材１１３の一端１１３ａが上板１１２と下板１１１の外周より奥側に位置し、その他端が上板１１２の空気吸込口１１５の外側に位置する長さを有すればよい。
【００４１】
前記のように構成された掃除機用インペラー１１０の作用については、後述する掃除機用モータ組立体の作用を説明するときに併せて説明する。
【００４２】
図８は、本発明の第１の実施例に係るインペラーを有する掃除機用モータ組立体の一実施例を示す断面図である。
【００４３】
図８に示すように、本発明の第１の実施例に係るインペラーを有する掃除機用モータ組立体１００は、モータ１０１と、モータ１０１の回転に伴い回転するインペラー１１０と、インペラー１１０により吸い込まれた空気をモータ１０１側に導くディフューザー１２０とを含む。
【００４４】
モータ１０１は、一般に掃除機に使用される回転数３,０００〜３,６００ｒｐｍのモータであれば何れの形式のものを使用してもよいが、本実施例の場合は、３,０００ｒｐｍのユニバーサルモータを使用した。ここで、本実施例で使用されたモータが本発明の権利範囲を限定することではない。
【００４５】
インペラー１１０は、下板１１１と、上板１１２と、複数の空気案内部材１１３とを含む。図５および図８に示すように、下板１１１は円板状を有し、その中心を貫通するモータ１０１のモータ軸１０２に軸支される。上板１１２は、下板１１１に対応する円板状を有し下板１１１とほぼ同径を有する。上板１１２の中央には、空気が吸い込まれる空気吸込口１１５が設けられる。また、空気吸込口１１５は、上板１１２から所定の高さにて突設され、空気吸込口１１５と上板１１２との連結部１１４は、吸い込まれる空気が滑らかに流れるように所定の曲率を有する曲線形に形成される。複数の空気案内部材１１３は、上板１１２と下板１１１との間に放射状に等間隔で配設される。各空気案内部材１１３は、通常、所定の曲率を有する曲線形帯状に成形される。本実施例の場合は、９つの空気案内部材１１３がかしめ接合１１６で上板１１２および下板１１１に結合される。このとき、下板１１１および上板１１２の外周側に位置する空気案内部材１１３の一端１１３ａは、その両角部１１３ｃが面取り加工されている。面取り加工は、上述した範囲内で行われることが好ましい。本実施例の場合は、面取り１１３ｃの幅方向の長さＢは、空気案内部材１１３の幅Ｃ＝７ｍｍであるとき、Ｂ＝Ｃ／２＝３．５ｍｍとし、面取り１１３ｃの長手方向の長さＡは３ｍｍとした。このとき、かしめ接合１１６の最外郭のかしめ部１１６ａ、１１６ｂは、空気案内部材１１３の外側端１１３ａから３ｍｍ以上離れている（図７参照）。
【００４６】
ディフューザー１２０は、インペラー１１０の外側にこのインペラー１１０が回転できるように所定の間隔をおいてインペラー１１０と同心円状にモータ１０１の上端に配設される。ディフューザー１２０には、インペラー１１０へ吸い込まれ排出される空気をモータ１０１側に導く複数のガイド部材が設けられている。図３および図８に示すディフューザー１２０は、本発明に係る掃除機用モータ組立体１００に使用可能なディフューザー１２０の一実施例に過ぎず、その他の各種の形式のディフューザーを使用してもよい。
【００４７】
前記のように構成された本発明に係る掃除機用モータ組立体の一実施例の作用について説明する。
【００４８】
モータ組立体１００のモータ軸１０２が回転すれば、このモータ軸１０２に軸支されたインペラー１１０の下板１１１も回転してインペラー１１０が回転するようになる。インペラー１１０が回転すれば、インペラーの上板１１２の空気吸込口１１５と連通する吸込ブラシ（図示せず）のゴミ吸込口から塵埃やゴミなどを含む空気が吸い込まれる。空気に含まれているゴミなどは、図示しない集塵室を通りながら除去され、清浄な空気のみがインペラー１１０の空気吸込口１１５から引き込まれる。空気吸込口１１５から引き込まれた空気は分散され、複数の空気案内部材１１３の内側端から引き込まれて空気案内部材１１３の外側端１１３ａに向かって流れていき、ディフューザー１２０側へ排出される。
【００４９】
このとき、インペラー１１０の周波数範囲８〜１０ＫＨｚのピーク値の騒音は、従来の空気案内部材の形状や他の形状を有する空気案内部材に比べ、表１と図１０および図１２に示すように低減する。即ち、第１の被実験インペラーの空気案内部材２３に比べては９ｄＢ程度の騒音が低減し、第２の被実験インペラーの空気案内部材２３’に比べては７．３ｄＢ程度の騒音が低減する。図１０および図１２中の太線で示すグラフ（（１）、（３））は、本発明の第１の実施例に係るインペラーの騒音を表し、細線で示すグラフ（（２）、（４））は、それぞれ第１および第２の被実験インペラーの騒音を表す。
【００５０】
【表１】
2006161803.tif 000006
【００５１】
ここで、本発明の第１の実施例に係るインペラー１１０の空気案内部材１１３は、外側端１１３ａの両角部１１３ｃの面取り加工を行ったものであり、面取り加工寸法は、上述したようにＡ＝３ｍｍ、Ｂ＝３．５ｍｍである（図７参照）。また、第１の被実験インペラーの空気案内部材２３は、図９に示すように空気案内部材２３の両角部２３ｄが直角をなしており、第２の被実験インペラーの空気案内部材２３’は、図１１に示すように、その外側端から奥側へと所定の半径をもつ窪み部２３ａ’を有する。本発明の第１の実施例に係るインペラー１２０と第１および第２の被実験インペラーは、何れも８つまたは９つの空気案内部材から構成される。また、モータは、回転数３,０００および３,６００ｒｐｍのユニバーサルモータを使用した。また、騒音は、図１０および図１２に示すように、周波数範囲８〜１０ＫＨｚでのピーク値の騒音を表す。通常、周波数範囲８〜１０ＫＨｚは、インペラーの２次ＢＰＦ（Ｂｌａｄｅ  Ｐａｓｓａｇｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の範囲を表す。ここで、ＢＰＦとは、秒当たりに通過する羽根の個数であって、その単位はＨｚで表す。例えば、本発明の実施例のようにモータの回転数が３,０００ｒｐｍでインペラーの空気案内部材の個数が９つの場合は、ＢＰＦは４,５００Ｈｚになり、これを１次ＢＰＦという。また、２次ＢＰＦとは、１次ＢＰＦの２倍となるものをいい、本実施例の場合は、９,０００Ｈｚとなる。
【００５２】
ディフューザー１２０側へ排出された空気は、モータ１０１を冷却させ、図示しない本体の排出口から掃除機の外部へ排出される。
【実施例２】
【００５３】
図１３および図１４を参照すると、本発明の第２の実施例に係る掃除機用インペラー１１０’は、下板１１１と、上板１１２’と、複数の空気案内部材１１３とを含む。
【００５４】
下板１１１は円板状を有し、その中心が図示されないモータのモータ軸に軸支される。
【００５５】
上板１１２’は、下板１１１に対応する円板状を有し第１の実施例に係るインペラー１１０とは異なって、下板１１１より小径を有する。上板１１２’の直径は、複数の空気案内部材１１３の面取りに対応して決められる。このとき、上板１１２’の外周端１１２ａ’の直径は、複数の空気案内部材１１３における長手方向への面取り加工が始まる面取り開始点１１３ｓに対応する直径を有することが好ましい。上板１１２’の中央には、空気が吸い込まれる空気吸込口１１５が設けられる。また、空気吸込口１１５は、上板１１２’から所定の高さにて突設することが好ましい。このとき、空気吸込口１１５と上板１１２’との連結部１１４’は、吸い込まれる空気が滑らかに流れるように所定の曲率を有する曲線形に形成される。
【００５６】
複数の空気案内部材１１３は、上板１１２’と下板１１１との間に放射状に等間隔で配設される。各空気案内部材１１３は、通常、所定の曲率を有する曲線形帯状に成形される。そして、各空気案内部材１１３は、各種の結合部材により上板１１２’および下板１１１に結合される。本実施例の場合は、各空気案内部材１１３は、かしめ接合１１６で上板１１２’および下板１１１に結合される。このとき、下板１１１および上板１１２’の外周側に位置する空気案内部材１１３の一端１１３ａは、その両角部１１３ｃが面取り加工されている。この面取り加工は、上述した第１の実施例に係るインペラー１１０における空気案内部材の面取り加工と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
【００５７】
図１４に示すように、面取り１１３ｃの長手方向の長さＡは、最大として、上板１１２’および下板１１１と空気案内部材１１３とを結合するかしめ接合１１６の最外郭の接合部１１６ａ、１１６ｂから空気案内部材１１３の一端１１３ａまでの距離より短い範囲を有することが好ましい。または、面取り１１３ｃの長手方向の長さＡは、空気案内部材１１３の面取り加工される前の角１１３ｄから１．５〜３ｍｍの範囲内にすることが好ましい。
【００５８】
また、空気案内部材１１３の長さは、この空気案内部材１１３の一端１１３ａが下板１１１の外周より奥側に位置し、その他端が上板１１２’の空気吸込口１１５の外側に位置する長さを有すればよい。
【００５９】
前記のように構成された掃除機用インペラー１１０’の作用については、後述する掃除機用モータ組立体の作用を説明するときに併せて説明する。
【００６０】
図１５は、本発明の第２の実施例に係るインペラー１１０’を有する掃除機用モータ組立体を示す断面図である。
【００６１】
図１５に示すように、本発明の第２の実施例に係るインペラー１１０’を有する掃除機用モータ組立体１００’は、モータ１０１と、モータ１０１の回転に伴い回転するインペラー１１０’と、インペラー１１０’により吸い込まれた空気をモータ１０１側に導くディフューザー１２０とを含む。
【００６２】
モータ１０１は、一般に掃除機に使用される回転数３,０００〜３,６００ｒｐｍのモータであれば何れの形式のものを使用してもよいが、本実施例の場合は、３,０００ｒｐｍのユニバーサルモータを使用した。ここで、本実施例で使用されたモータが本発明の権利範囲を限定することではない。
【００６３】
インペラー１１０’は、下板１１１と、上板１１２’と、複数の空気案内部材１１３とを含む。図１３および図１４に示すように、下板１１１は円板状を有し、その中心を貫通するモータ１０１のモータ軸１０２に軸支される。上板１１２’は、下板１１１に対応する円板状を有し複数の空気案内部材１１３の面取り開始点１１３ｓの位置に対応する直径を有する。上板１１２’の中央には、空気が吸い込まれる空気吸込口１１５が設けられる。また、空気吸込口１１５は、上板１１２’から所定の高さにて突設され、空気吸込口１１５と上板１１２’との連結部１１４’は、吸い込まれる空気が滑らかに流れるように所定の曲率を有する曲線形に形成される。複数の空気案内部材１１３は、上板１１２’と下板１１１との間に放射状に等間隔で配設される。各空気案内部材１１３は、通常、所定の曲率を有する曲線形帯状に成形される。本実施例の場合は、９つの空気案内部材１１３がかしめ接合１１６で上板１１２’および下板１１１に結合される。このとき、下板１１１および上板１１２’の外周側に位置する空気案内部材１１３の一端１１３ａは、その両角部１１３ｃが面取り加工されている。面取り加工は、上述した範囲内で行われることが好ましい。本実施例の場合は、面取り１１３ｃの幅方向の長さＢは、空気案内部材１１３の幅Ｃ＝７ｍｍであるとき、Ｂ＝Ｃ／２＝３．５ｍｍとし、面取り１１３ｃの長手方向の長さＡは３ｍｍとした。このとき、かしめ接合１１６の最外郭のかしめ部１１６ａ、１１６ｂは、空気案内部材１１３の外側端１１３ａから３ｍｍ以上離れている（図１４参照）。
【００６４】
ディフューザー１２０は、インペラー１１０’の外側にこのインペラー１１０’が回転できるように所定の間隔をおいてインペラー１１０’と同心円状にモータ１０１の上端に配設される。ディフューザー１２０には、インペラー１１０’へ吸い込まれ排出される空気をモータ１０１側に導く複数のガイド部材が設けられている。図１５に示すディフューザー１２０は、本発明に係る掃除機用モータ組立体１００’に使用可能なディフューザー１２０の一実施例に過ぎず、その他の各種の形式のディフューザーを使用してもよい。
【００６５】
前記のように構成された本発明の第２の実施例に係るインペラー１１０’を有する掃除機用モータ組立体１００’の作用は、上述した第１の実施例に係るインペラー１１０を有する掃除機モータ組立体１００と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
【００６６】
このとき、前記のような構造を有する本発明の第２の実施例に係るインペラー１１０’を有するモータ組立体１００’は、インペラー１１０’の周波数範囲８〜１０ＫＨｚのピーク値の騒音が従来技術に係るインペラー２０（図２参照）に比べ、表２と図１６に示すように低減する。即ち、従来のインペラー２０に比べて６．５ｄＢ程度の騒音が低減する。図１６中の太線で示すグラフ（５）は、本発明の第２の実施例に係るインペラー１１０’の騒音を表し、細線で示すグラフ（６）は、従来技術に係るインペラー２０の騒音を表す。また、全体的な周波数範囲での騒音を平均したオーバーオールノイズも１．６ｄＢ程度低減した。
【００６７】
【表２】
2006161803.tif 000007
【００６８】
ここで、本発明の第２の実施例に係るインペラー１１０’の空気案内部材１１３は、外側端１１３ａの両角部１１３ｃの面取り加工を行ったものであり、面取り加工寸法は、上述したようにＡ＝３ｍｍ、Ｂ＝３．５ｍｍである。なお、インペラー１１０’の上板１１２’の直径は、長手方向への面取り加工の開始点１１３ｓに対応する（図１４参照）。また、従来技術に係るインペラー２０は、図９に示すように両角部２３ｄが直角をなす空気案内部材を有する。本発明の第２の実施例に係るインペラー１１０’と従来技術に係るインペラー２０ともに８つまたは９つの空気案内部材から構成される。また、モータは、回転数３,０００および３,６００ｒｐｍのユニバーサルモータを使用した。オーバーオールノイズとは、全体の周波数範囲での騒音を平均した値を表し、８〜１０ＫＨｚのピーク値の騒音は、周波数範囲８〜１０ＫＨｚでピーク値を有する騒音を表す。通常、周波数範囲８〜１０ＫＨｚは、インペラーの２次ＢＰＦ（Ｂｌａｄｅ  Ｐａｓｓａｇｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の範囲を表す。ここで、ＢＰＦとは、秒当たりに通過する羽根の個数であって、その単位はＨｚで表す。例えば、本発明の実施例のようにモータの回転数が３,０００ｒｐｍでインペラーの空気案内部材の個数が９つの場合は、ＢＰＦは４,５００Ｈｚになり、これを１次ＢＰＦという。また、２次ＢＰＦとは、１次ＢＰＦの２倍となるものをいい、本実施例の場合は、９,０００Ｈｚとなる。
【００６９】
図１７は、本発明の第１の実施例に係るインペラー１１０を有するモータ組立体１００を備えた掃除機の一実施例を概略的に示す図である。
【００７０】
図１７に示すように、本発明に係る掃除機２００は、塵埃やゴミなどを吸い込む吸込ブラシ２１０と、吸込ブラシ２１０と本体２３０とを連通する延長管２２０と、集塵室とモータ室２３１とに画成された本体２３０とを含む。
【００７１】
吸込ブラシ２１０は、床面から塵埃やゴミなどを吸い込むゴミ吸込口（図示せず）を有する。集塵室（図示せず）には、吸込ブラシ２１０から吸い込まれるゴミなどを含有した空気からゴミなどを分離／収集するゴミ収集ユニットが配設される。ゴミ収集ユニットとしては、一般の集塵袋とサイクロン集塵ユニットの何れかを使用すればよい。モータ室２３１には、吸込ブラシ２１０から塵埃やゴミなどを吸い込む吸引力を発生させるモータ組立体１００が配設される。モータ組立体１００は、モータ１０１と、モータ１０１の回転に伴い回転するインペラー１１０（図８参照）と、インペラー１１０により吸い込まれた空気をモータ１０１側に導くディフューザー１２０とを含む。インペラー１１０は、複数の空気案内部材１１３を含み、空気案内部材１１３の外側端１１３ａの両角部１１３ｃは、面取り加工されている。このようなモータ組立体１００の詳細は上述した通りであり、他の構成要素は、一般の掃除機のそれと同一であるため、その詳細な説明は省略する。
【００７２】
前記のような本発明に係る掃除機２００で掃除をする場合、電源をオン（ＯＮ）にすれば、モータ室２３１のモータ１０１が回転し始める。モータ１０１が回転すれば、これに連動してモータ軸１０２の先端に軸支されたインペラー１１０が回転し始める。インペラー１１０が回転すれば、吸込ブラシ２１０のゴミ吸込口から塵埃やゴミなどを含有する空気が吸い込まれる。吸い込まれるゴミなどを含有する空気は、集塵室のゴミ収集ユニットを通りながらゴミなどが除去され、清浄な空気になる。ゴミなどが除去された空気は、インペラー１１０の空気吸込口１１５から引き込まれ、複数の空気案内部材１１３の外側端１１３ａへと流れていき、ディフューザー１２０側へ引き込まれる（図７および図８参照）。このとき、複数の空気案内部材１１３の外側端１１３ａは、その両角部１１３ｃが面取り加工されているため、周波数範囲８〜１０ＫＨｚのピーク値の騒音が低減される。ディフューザー１２０側へ引き込まれた空気は、モータ１０１を通って流れていき、排出口２３３から本体２３０の外部へ排出される。
【００７３】
以上、第１の実施例に係るインペラー１１０を有するモータ組立体１００を備えた掃除機について説明したが、第２の実施例に係るインペラー１１０’を有するモータ組立体１００’を備えた掃除機の構成および作用も上述した説明と類似するため、その詳細な説明は省略する。
【００７４】
本発明は、上述した特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱しない範囲内で当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が行い得る単なる構成要素の置き換え、付加、削除、変更は、本発明の特許請求の範囲の記載範囲内に属することは自明である。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、掃除機を生産、販売、使用等をするあらゆる産業分野で利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】従来技術に係るモータ組立体を概略的に示す断面図である。
【図２】図１中のモータ組立体に使用される掃除機用インペラーを示す斜視図である。
【図３】インペラーがディフューザーの内側で回転する状態を示す平面図である。
【図４】コンピュータシミュレーションの流動解析により見出したインペラーの騒音源を示す図である。
【図５】本発明に係る掃除機用インペラーの第１の実施例を示す斜視図である。
【図６】図５中の第１の実施例に係る掃除機用インペラーの正面図である。
【図７】図５中の第１の実施例に係る掃除機用インペラーの空気案内部材の面取りを説明するための図である。
【図８】本発明の第１の実施例に係るインペラーを有するモータ組立体を示す図である。
【図９】騒音比較実験に用いられた第１の被実験インペラーの空気案内部材を示す図である。
【図１０】図９中の空気案内部材と本発明の一実施例に係る空気案内部材との騒音比較実験による結果を示すグラフである。
【図１１】騒音比較実験に用いられた第２の被実験インペラーの空気案内部材を示す図である。
【図１２】図１１中の空気案内部材と本発明の一実施例に係る空気案内部材との騒音比較実験による結果を示すグラフである。
【図１３】本発明に係る掃除機用インペラーの第２の実施例を示す斜視図である。
【図１４】図１３中の第２の実施例に係る掃除機用インペラーの部分正面図である。
【図１５】本発明の第２の実施例に係るインペラーを有するモータ組立体を示す図である。
【図１６】従来技術に係るインペラーと本発明の第２の実施例に係るインペラーとの騒音比較実験による結果を示すグラフである。
【図１７】本発明の一実施例に係るモータ組立体を備えた掃除機の一実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１００、１００’  モータ組立体
１０１  モータ
１０２  モータ軸
１１０、１１０’  インペラー
１１１  下板
１１２、１１２’  上板
１１３  空気案内部材
１１５  空気吸込口
１２０  ディフューザー
２００  掃除機
２１０  吸込ブラシ
２２０  延長管
２３０  本体
２３１  モータ室
【図１】
2006161803.tif 000012
【図２】
2006161803.tif 000013
【図３】
2006161803.tif 000014
【図４】
2006161803.tif 000015
【図５】
2006161803.tif 000016
【図６】
2006161803.tif 000017
【図７】
2006161803.tif 000018
【図８】
2006161803.tif 000019
【図９】
2006161803.tif 000020
【図１０】
2006161803.tif 000021
【図１１】
2006161803.tif 000022
【図１２】
2006161803.tif 000023
【図１３】
2006161803.tif 000024
【図１４】
2006161803.tif 000025
【図１５】
2006161803.tif 000026
【図１６】
2006161803.tif 000027
【図１７】
2006161803.tif 000028