(57)【要約】  本発明のインペラは、吸気口を有する前面シュラウドと、前面シュラウドと対向して設けられる後面シュラウドと、前面シュラウドと後面シュラウドとの間に設けられる第１ハブ部の周囲に設けられた複数の第１羽根部を有する第１インデューサと、第１インデューサの第１羽根部に接続され、第２ハブ部の周囲に設けられた複数の第２羽根部を有する第２インデューサと、第２インデューサの第２羽根部と接続され、複数枚のブレードとを備える。これにより、インデューサの多翼化が実現でき、高性能、低騒音なインペラを提供することができる。
2011102120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気口を有する前面シュラウドと、
前記前面シュラウドと対向して設けられる後面シュラウドと、
前記前面シュラウドと前記後面シュラウドとの間に設けられる第１ハブ部の周囲に設けられた複数の第１羽根部を有する第１インデューサと、
前記第１インデューサの前記第１羽根部に接続され、第２ハブ部の周囲に設けられた複数の第２羽根部を有する第２インデューサと、
前記第２インデューサの前記第２羽根部と接続され、複数枚のブレードと、
を備えたインペラ。
【請求項２】
前記第１インデューサの前記第１羽根部と隣接する前記第２インデューサの前記第２羽根部は互いにオーバラップする請求項１に記載のインペラ。
【請求項３】
前記第１インデューサの前記第１羽根部とおよび前記第２インデューサの前記第２羽根部の枚数は、少なくとも７枚である請求項１に記載のインペラ。
【請求項４】
前記第１インデューサと前記第２インデューサは接合部を介して接続される請求項１に記載のインペラ。
【請求項５】
前記接合部に溝を設けた請求項４に記載のインペラ。
【請求項６】
前記第１羽根部または前記第２羽根部の反回転方向側の表面に溝を設けた請求項５に記載のインペラ。
【請求項７】
前記接合部は前記第１インデューサの前記第１羽根部と前記第２インデューサの前記第２羽根部との接続面である請求項４に記載のインペラ。
【請求項８】
前記接続面はさらに前記第１ハブ部と前記第２ハブ部との接続面である請求項７に記載のインペラ。
【請求項９】
前記第１インデューサの複数の前記第１羽根部を互いにリング部で接続した請求項１に記載のインペラ。
【請求項１０】
前記第１インデューサと前記リング部とは一体成型された請求項９記載のインペラ。
【請求項１１】
前記リング部の外周に突起部を設けた請求項9に記載のインペラ。
【請求項１２】
前記第１インデューサの前記第１羽根部の傾斜角度と前記第２インデューサの前記第２羽根部との傾斜角度とが異なる請求項１に記載のインペラ。
【請求項１３】
前記第１インデューサの前記第１羽根部の軸方向の高さと前記第２インデューサの前記第２羽根部との軸方向の高さとが異なる請求項１に記載のインペラ。
【請求項１４】
請求項１に記載のインペラと電動機とを備えた電動送風機。
【請求項１５】
請求項１４に記載の電動送風機を用いた電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インペラとそれを用いた電動送風機およびその電動送風機を用いた電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気掃除機は、吸引力を向上させるためにインペラを備えた電動送風機が知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
以下、特許文献１に示される電動送風機に設けたインペラについて図１７〜図２０を用いて説明する。【０００４】
図１７は、特許文献１に記載された従来の電動送風機の要部断面図である。図１７に示すように、従来の電動送風機は、電動機７と、電動機７の回転軸に設けた気流を発生するインペラ１２１とを備え、インペラ１２１は、羽根部１２５ａと、略円錐状のハブ１２５ｂからなるインデューサ１２５で構成されている。そして、インペラ１２１は電動機７によって回転駆動され、インペラ１２１から放出された気流はエアガイド８によって整流される。インペラ１２１とエアガイド８はファンケース９により内包されている。【０００５】
以下、インペラ２１の構成について図１８を用いて説明する。【０００６】
図１8は、同電動送風機のインペラの破断図である。図１８に示すように、インペラ１２１は、平板状の後面シュラウド１２２と、略傘状の前面シュラウド１２３と、複数枚のブレード１２４と、前面シュラウド１２３の中央に設けた吸気口１２３ａに対応して設けた樹脂製のインデューサ１２５から構成されている。そして、ブレード１２４は、板金製の後面シュラウド１２２および前面シュラウド１２３にかしめ加工により取り付けられている。【０００７】
また、インデューサ１２５は、略円錐状のハブ１２５ｂと、ハブ１２５ｂ上に形成された複数の羽根部１２５ａから構成されている。そして、略円錐状のハブ１２５ｂにより、前面シュラウド１２３の吸気口１２３ａからインデューサ１２５の羽根部１２５ａを介してブレード１２４側へ流れる気流が整流される。【０００８】
以下に、インデューサ１２５を作成するための金型構造を図１９および図２０を用いて説明する。【０００９】
図１９は、従来の電動送風機のインペラのインデューサの製造方法を説明する平面図である。図２０は、従来の電動送風機のインデューサの製造方法を説明する断面図である。【００１０】
図１９と図２０に示すように、インデューサ１２５は、複数の羽根部１２５ａの形状に対応して、外周方向へ略放射状にスライドするスライド金型１３１と、上下方向に可動するコア１３２およびキャビティ１３３からなる金型を用いて樹脂成型加工により、作製されている。【００１１】
そこで、羽根部１２５ａの枚数を増加して、高周波音の周波数領域を人間の耳が鈍感な領域に移すことが考えられる。しかしながら、インデューサ１２５の羽根部１２５ａは複雑な３次元形状をしているため、羽根部１２５ａの枚数を増やす場合、金型を用いて羽根部１２５ａを作製することが困難である。また、鋳物のような鋳型工法で羽根部１２５ａを作製する方法も考えられるが鋳物工法は、大量生産が困難で、コストも非常に高くなるため現実的ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−４５９９３号公報
【発明の概要】
【００１３】
本発明のインペラは、吸気口を有する前面シュラウドと、前面シュラウドと対向して設けられる後面シュラウドと、前面シュラウドと後面シュラウドとの間に設けられる第１ハブ部の周囲に設けられた複数の第１羽根部を有する第１インデューサと、第１インデューサの第１羽根部に接続され、第２ハブ部の周囲に設けられた複数の第２羽根部を有する第２インデューサと、第２インデューサの第２羽根部と接続され、複数枚のブレードとを備える。これにより、インデューサの多翼化が実現でき、高性能、低騒音なインペラを提供することができる。
【００１４】
また本発明のインペラを用いることで、低騒音で、吸い込み性能に優れた電動送風機を提供できる。
【００１５】
さらに、本発明の電気掃除機は、上記の電動送風機を用いたもので、吸込み性能が高く、低騒音な電気掃除機が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１におけるインペラの構成を説明する破断斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１におけるインペラのインデューサの斜視図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１におけるインペラを構成するインデューサの図２の３−３線矢視図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１におけるインペラの第１インデューサの平面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１におけるインペラの第２インデューサを示す斜視図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１におけるインペラの第１インデューサの製造方法を説明する断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態１におけるインペラの第２インデューサの製造方法を説明する平面図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態１におけるインペラの第２インデューサの製造方法を説明する断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態２におけるインペラを構成するインデューサの図２の３−３線矢視図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態３におけるインペラの図２の３−３線におけるインデューサの矢視図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態４におけるインペラを構成するインデューサの斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態４における第１インデューサの斜視図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態４における別の例のインペラを用いた電動送風機を説明する一部断面図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、本発明の実施の形態５におけるインペラを構成する変更前の第１インデューサの形状を説明する側面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、本発明の実施の形態５におけるインペラを構成する変更後の第１インデューサの形状を説明する側面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、本発明の実施の形態６におけるインペラを構成する変更前の第１インデューサの形状を説明する側面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、本発明の実施の形態６におけるインペラを構成する変更後の第１インデューサの形状を説明する側面図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施の形態７における電気掃除機の全体構成を示す図である。
【図１７】図１７は、従来の電動送風機の要部断面図である。
【図１８】図１８は、従来の電動送風機のインペラの破断図である。
【図１９】図１９は、従来の電動送風機のインペラのインデューサの製造方法を説明する平面図である。
【図２０】図２０は、従来の電動送風機のインデューサの製造方法を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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、本施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるインペラの構成を説明する破断斜視図である。図２は、本発明の実施の形態１におけるインペラのインデューサの斜視図である。図３は、本発明の実施の形態１におけるインペラの図２の３−３線におけるインデューサの矢視図である。図４は、本発明の実施の形態１におけるインペラの第１インデューサの平面図である。図５は、本発明の実施の形態１におけるインペラの第２インデューサを示す斜視図である。なお、インペラを電動機に取り付けた電動送風機の構成は、従来の電動送風機の構成と基本的には同様であるので、図１７を参照しながら説明する。
【００１９】
以下では、電動送風機の電動機に取り付けられるインペラについて詳細に説明する。
【００２０】
図１に示すように、電動機７（図１７参照）によって回転駆動されるインペラ２１は、前面シュラウド２３と、後面シュラウド２２と、第１インデューサ２６と第２インデューサ２７とを有するインデューサ２５と、第２インデューサ２７と接続されたブレード２４とから構成されている。第１インデューサ２６は、図４に示すように、第１ハブ２５ｂ１と、第１ハブ２５ｂ１の外周面に形成した第１羽根部２５ａ１とを有している。同様に、第２インデューサ２７は、図５に示すように、第２ハブ２５ｂ２と、第２ハブ２５ｂ２の外周面に形成した第２羽根部２５ａ２とを有している。
【００２１】
また、前面シュラウド２３と後面シュラウド２２は、例えば板金などで形成され、所定の間隔で対向して配置されている。そして、前面シュラウド２３と後面シュラウド２２との間には、第１インデューサ２６と第２インデューサ２７が設けられるとともに、第２インデューサ２７の第２羽根部２５ａ２に対応して設けた複数のブレード２４が設けられている。なお、ブレード２４は、後面シュラウド２２と前面シュラウド２３とに、例えばかしめ加工により取り付けられている。
【００２２】
このとき、第１インデューサ２６は、前面シュラウド２３の吸気口２３ａに対応して中央に設けられ、略円錐状（円錐状を含む）の第１ハブ２５ｂ１と、第１ハブ２５ｂ１の外周面に沿って、均等に配置された、例えば９枚の第１羽根部２５ａ１とで構成されている。同様に、第２インデューサ２７は、前面シュラウド２３の吸気口２３ａに対応して中央に設けられ、略円錐状（円錐状を含む）の第２ハブ２５ｂ２と、第２ハブ２５ｂ２の外周面に沿って、均等に配置された、例えば９枚の第２羽根部２５ａ２とで構成されている。そして、第１インデューサ２６と第２インデューサ２７は、第１羽根部２５ａ１と第２羽根部２５ａ２の接合面、および第１ハブ２５ｂ１と第２ハブ２５ｂ２の接合面を介して、互いに接続してインデューサ２５が構成されている。このとき、図２と図３に示すように、第１インデューサ２６と第２インデューサ２７で構成されたインデューサ２５は、図１７の電動機７の軸に垂直な面、すなわち、後面シュラウド２２に略平行（平行を含む）な面で接続されている。そして、第１インデューサ２６は前面シュラウド２３の吸気口２３ａ側に、第２インデューサ２７（図５参照）は後面シュラウド２２側に設けられている。このとき、第１インデューサ２６と第２インデューサ２７との接合面である接合部２８は、例えば接着剤により気密接合される。これにより、第１インデューサ２６と第２インデューサ２７との隙間からの気流の漏れを防止して、電動送風機の送風性能を向上することができる。
【００２３】
なお、第１羽根部２５ａ１と第２羽根部２５ａ２は、前面シュラウド２３の吸気口２３ａからブレード２４側へ流れる気流を整流するため、３次元的な曲面形状で形成することが好ましい。
【００２４】
また、通常、接続された第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１と第２インデューサ２７の第２羽根部２５ａ２と、隣接する第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１と第２インデューサ２７の第２羽根部２５ａ２とは、互いにオーバラップして形成する。これにより、互いに隣接する第１羽根部２５ａ１および第２羽根部２５ａ２同士の距離が近くなるため、空間内の気流の圧力分布を均一にできるとともに、乱流の発生や壁面からの気流の剥離を防止できる。その結果、気流などの流体エネルギーの損失を低減して、送風効率の向上が図れるインペラを実現できる。
【００２５】
なお、本実施の形態では、第１羽根部２５ａ１と第２羽根部２５ａ２の枚数を９枚を例に説明したが、これに限られない。例えば、７枚以上であればよい。
【００２６】
その理由を以下に説明する。すなわち、第１羽根部２５ａ１と第２羽根部２５ａ２の枚数が９枚の場合に、例えば電動機７の回転数を約３００００ｒｐｍとすると、発生する高周波音の周波数は約４．５ＫＨｚと高くなる。また、７枚の場合、発生する高周波音の周波数は約３．５ＫＨｚとなる。これらの高周波音の周波数は、人間の耳の感度が低い領域であるので、聞こえにくい音となる。したがって、騒音を低下させた電動送風機を実現できる。
【００２７】
一方、第１羽根部２５ａ１と第２羽根部２５ａ２の枚数が７枚より少ない６枚の場合、例えば、回転数が約３００００ｒ／ｍｉｎの場合、発生する高周波音の周波数は約３．０ＫＨｚとなる。これらの高周波音の周波数は、人間の耳の可聴域内で特に感度が高い領域であるので、聞こえやすい音になる。そのため、「キーン」と表現される高くて非常に耳障りな高周波音となり、使用者に不快感を与える。
【００２８】
また、第１羽根部２５ａ１と第２羽根部２５ａ２の枚数が９枚より多い場合、隣接する第１羽根部２５ａ１および第２羽根部２５ａ２同士の距離が近くなり過ぎるため、乱流の発生や気流の壁面からの剥離などを生じやすくなる。その結果、気流などの流体エネルギーの損失が増大して、送風効率が低下する。
【００２９】
以下に、第１インデューサ２６および第２インデューサ２７を金型を用いて製造する製造方法について、図６から図８を用いて説明する。
【００３０】
図６は、本発明の実施の形態１におけるインペラの第１インデューサの製造方法を説明する断面図である。図７は、本発明の実施の形態１におけるインペラの第２インデューサの製造方法を説明する平面図である。図８は、本発明の実施の形態１におけるインペラの第２インデューサの製造方法を説明する断面図である。
【００３１】
図６に示すように、図４で示した第１インデューサ２６を作製する金型は、コア３２ａと、キャビティ３３ａの２つのプレートにより構成されている。そして、例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートなどの樹脂を、コア３２ａとキャビティ３３ａ間に設置し、図６中の矢印で示す方向で樹脂を加圧することにより、第１インデューサ２６が作製される。これにより、キャビティ３３ａとコア３２ａからなる２プレート金型のみによって、第１インデューサ２６を容易に成型加工できる。
【００３２】
つぎに、図７および図８に示すように、図５で示した第２インデューサ２７の金型は、例えば第２インデューサ２７の第２羽根部２５ａ２の枚数が９枚の場合、４０度角間隔で分割構成された９方向のスライド金型３１、コア３２ｂおよびキャビティ３３ｂにより構成されている。そして、例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートなどの樹脂を、コア３２ｂとキャビティ３３ｂ間に設置し、図８中の矢印で示す方向で樹脂を加圧するとともに、図７中の矢印で示す方向にスライド金型３１を中心に向かってスライドさせて樹脂を加工して第２インデューサ２７を作製する。その後、スライド金型３１、コア３２ｂおよびキャビティ３３ｂを開放する方向に移動させて第２インデューサ２７が作製される。これにより、複雑な形状の第２羽根部２５ａ２を備えた第２インデューサ２７を、外周方向へ略放射状にスライドする複数に分割したスライド金型３１により、簡単に成型加工できる。
【００３３】
従来のインデューサにおいて、多翼化して９枚の羽根を一体的に形成することは、非常に成型加工が困難で高コストであった。
【００３４】
しかし、上述したように、本実施の形態によれば、インデューサ２５を第１インデューサ２６と第２インデューサ２７に分割する構成により、第１インデューサ２６と第２インデューサ２７とをそれぞれ金型で成型できる。その後、インペラ２１の組み立て時に、別々に成型して作製した第１インデューサ２６と第２インデューサ２７とを組み合わせることによりインデューサ２５が作製される。これにより、隣接する第１羽根部２５ａ１および第２羽根部２５ａ２がオーバラップするインデューサ２５を容易に作製できる。また、第１羽根部２５ａ１および第２羽根部２５ａ２の枚数が、９枚などの多翼化した形状のインデューサ２５においても、低コストで高い生産性で作製できる。
【００３５】
なお、本実施の形態では、第１インデューサ２６や第２インデューサ２７が樹脂材料を金型成型で加工する例で説明したが、これに限られない。第１インデューサ２６や第２インデューサ２７を、例えばダイカストや焼結などの工法を用いて、金属材料で作製してもよい。これにより、耐熱性や加工精度に優れたインデューサを作製できる。
【００３６】
本実施の形態によれば、複雑な形状で羽根部の枚数が多いインデューサ２５を有するインペラを容易に実現できる。これにより、羽根部間の気流の流れを改善したインペラを設けた電動送風機および電動送風機を用いた電気掃除機の効率を向上できる。また、従来で実現困難であった羽根部の枚数を増やすことにより、羽根部で発生する高周波音の周波数を、耳障りな周波数領域から高い周波数領域（人間の耳の感度の低い周波数領域）に移動させることができる。これにより、インペラを設けた電動送風機および電動送風機を用いた電気掃除機の低騒音化を実現できる。
【００３７】
以上のように構成されたインペラ２１の動作について、以下で説明する。
【００３８】
まず、電動機を駆動すると、電動機と連結したインペラ２１が高速回転し、インペラ２１の前面シュラウド２３の吸気口２３ａから気流が吸い込まれる。吸い込まれた気流は、前面シュラウド２３、インデューサ２５および後面シュラウド２２で囲まれる内部通路を通過し、ブレード２４側へと押し出される。その後、押し出された気流は、前面シュラウド２３および後面シュラウド２２とブレード２４で囲まれる内部通路を通過して、インペラ２１の外周部から排出される。このとき、気流は、第１羽根部２５ａ１と第２羽根部２５ａ２および第１ハブ２５ｂ１と第２ハブ２５ｂ２で形成される３次元形状の曲面に沿って、インペラ２１の縦方向から側方向へとスムーズに流れる。これにより、インペラ２１で圧力損失が発生することを十分に抑制することができる。
【００３９】
また、以下に、インペラ２１を用いた電動送風機について説明する。なお、本実施の形態の電動送風機は、インペラ２１の構成のみが従来の電動送風機と異なるので、図１７を参照しながら、本実施の形態の電動送風機について説明する。
【００４０】
本実施の形態の電動送風機は、少なくとも、電動機７によって回転駆動される図１に示すインペラ２１と、インペラ２１から放出された気流を整流するエアガイド８と、インペラ２１とエアガイド８を内包するファンケース９とで構成されている。そして、インペラ２１は、前面シュラウド２３と、後面シュラウド２２と、第１インデューサ２６と第２インデューサ２７とを有するインデューサ２５と、第２インデューサ２７と接続されたブレード２４とを有している。このとき、第１インデューサ２６は、図４に示すように、略円錐形状の第１ハブ２５ｂ１と、第１ハブ２５ｂ１の外周面に形成した、例えば７枚以上の羽根を備えた第１羽根部２５ａ１とを有している。同様に、第２インデューサ２７は、図５に示すように、略円錐形状の第２ハブ２５ｂ２と、第２ハブ２５ｂ２の外周面に形成した例えば７枚以上の羽根を備えた第２羽根部２５ａ２とを有している。
【００４１】
すなわち、本実施の形態のインペラ２１を用いることにより、耳障りな高周波音領域の騒音を低減するとともに、インペラ２１内部で発生しやすい乱流や壁面からの気流の剥離を防止して、送風効率に優れた電動送風機を実現できる。
【００４２】
また、上記電動送風機を用いることにより、低い駆動音で高い吸い込み性能を有する電気掃除機を実現できる。
【００４３】
（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２におけるインペラを構成するインデューサの図２の３−３線矢視図である。
【００４４】
本実施の形態のインペラは、少なくとも第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１と第２インデューサ２７の第２羽根部２５ａ２との接合部２８の一方の接合面に溝２９を設けた点で実施の形態１とは異なる。なお、他の構成は実施の形態１と同様である。
【００４５】
図９に示すように、本実施の形態におけるインペラ２１のインデューサ２５は、第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１と第２インデューサ２７との接合部２８に沿った接合面に、溝２９を設けている。そして、溝２９に接着剤を塗布して、第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１と第２インデューサ２７とを接着する。このとき、接着剤が溝２９に沿って流れていくため、効率的に接着剤を塗布できるとともに、接着作業性が向上する。また、溝２９に塗布した接着剤には表面張力が強く作用するため、接着剤が第１羽根部２５ａ１や第２羽根部２５ａ２の気流が流れる表面に溢れ出ることを防止できる。これにより、第１羽根部２５ａ１や第２羽根部２５ａ２の気流が流れる表面の面粗度の低下（接着剤付着による微小な段差）による送風性能の低下を防止できる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、溝２９を第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１側、または第２インデューサ２７の第２羽根部２５ａ２側のどちらか一方の接合面に設ける例で説明したが、これに限られず、両方に設けてもよい。
【００４７】
また、本実施の形態では、溝２９を第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１側、または第２インデューサ２７の第２羽根部２５ａ２側のどちらか一方の接合面に設ける例で説明したが、これに限られない。例えば、第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１側、または第２インデューサ２７の第２羽根部２５ａ２側のどちらか一方の溝２９を設け、他方に溝２９に嵌合する凸部を設けて、嵌め合いにより接続する構成としてもよい。これにより、接着剤などのはみ出しを考慮する必要がないため、生産性が向上する。
【００４８】
また、本実施の形態では、溝２９を第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１側、または第２インデューサ２７の第２羽根部２５ａ２側のどちらか一方の接合面に設ける例で説明したが、これに限られない。例えば、図９に示すように、第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１と第２インデューサ２７の第２羽根部２５ａ２との接合部２８に沿い、かつインペラ２１の反回転方向（図９中の左方向）で気流が流れる第１羽根部２５ａ１または第２羽根部２５ａ２の表面側に、溝２９ａをさらに設けてもよい。これにより、特に送風性能に大きく影響するインペラ２１の回転方向（図９中の右方向）側の第１羽根部２５ａ１または第２羽根部２５ａ２に段差の無い表面（圧力面）を構成して、送風性能の低下を防止できる。
【００４９】
（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３におけるインペラを構成するインデューサの図２の３−３線矢視図である。
【００５０】
本実施の形態のインペラは、少なくとも第１インデューサ２６の第１ハブ２５ｂ１と第２インデューサ２７の第２ハブ２５ｂ２との接合部２８の一方の接合面に溝２９ｂを設けた点で実施の形態２とは異なる。なお、他の構成は実施の形態２と同様である。
【００５１】
図１０に示すように、本実施の形態におけるインペラ２１のインデューサ２５は、第１インデューサ２６の第１ハブ２５ｂ１と第２インデューサ２７との接合部２８に沿った接合面に溝２９ｂを、離散的または全周に設けている。
【００５２】
そして、第１インデューサ２６と第２インデューサ２７とを接着したときに、第１羽根部２５ａ１および第２羽根部２５ａ２の外周部から第１羽根部２５ａ１および第２羽根部２５ａ２の内周部へ流れる接着剤は、第１ハブ２５ｂ１または第２ハブ２５ｂ２の接合部２８に設けた溝２９ｂに流れ込んで溜まる。これにより、第１ハブ２５ｂ１または第２ハブ２５ｂ２と、第１羽根部２５ａ１または第２羽根部２５ａ２との付け根３０に接着剤が流れ込むことを防止できる。その結果、第１羽根部２５ａ１や第２羽根部２５ａ２の気流が流れる表面の面粗度の低下（接着剤付着による微小な段差）による送風性能の低下を防止できる。
【００５３】
（実施の形態４）
図１１は、本発明の実施の形態４におけるインペラを構成するインデューサの斜視図である。図１２は、本発明の実施の形態４における第１インデューサの斜視図である。
【００５４】
本実施の形態のインペラ２１は、第１インデューサ２６の複数の第１羽根部２５ａ１を接続するリング部１９を設けた点で実施の形態１とは異なる。なお、他の構成は実施の形態１と同様である。
【００５５】
図１１と図１２に示すように、本実施の形態におけるインペラ２１の第１インデューサ２６の複数(例えば９枚)の第１羽根部２５ａ１を、例えば金属製のリング部１９で接続して、第１インデューサ２６を構成したものである。
【００５６】
これにより、第１インデューサ２６の機械的な強度を上げることができる。その結果、第１インデューサ２６の反りや変形を防止して、高い精度で形状安定性に優れた第１インデューサ２６を実現できる。
【００５７】
なお、本実施の形態では、リング部１９を金属材で形成する例で説明したが、これに限られない。例えば、リング部１９を第１インデューサ２６の上部外周端部に、第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１および第１ハブ２５ｂ１と一体成型で形成してもよい。これにより、上記と同様の効果を得るとともに、一体成形により生産性を向上できる。
【００５８】
また、本実施の形態では、リング部１９を単なるリング形状で形成する例で説明したが、これに限られない。例えば、図１３に示すように、リング部１９の上面（第１羽根部２５ａ１を設けた面の反対側）に突起部２０を設けてもよい。なお、この突起部２０は、インペラ２１を電動送風機に実装する場合に、高い効果を発揮するものである。
【００５９】
そこで、以下に、上記突起部２０を有する第１インデューサ２６で構成された別の例のインペラを実装した電動送風機について、図１３を用いて説明する。
【００６０】
図１３は、本発明の実施の形態４における別の例のインペラを用いた電動送風機を説明する一部断面図である。
【００６１】
図１３に示すように、インペラ２１の第１インデューサ２６のリング部１９の上面に、例えば鋭角形状の突起部２０が形成されている。そして、突起部２０を介して、ファンケース９に内包された、例えば弾性体からなるシール部１１を変形させて食い込ませることにより、シール部１１に固定している。このとき、第１インデューサ２６のリング部１９で機械的強度を向上させているので、突起部２０とシール部１１とを均一の荷重で加圧してシール部１１と接続できる。これにより、突起部２０とシール部１１とを、高い気密性で接続できる。その結果、インペラに流入する気流の漏れを防いで、送風効率が低下しない電動送風機およびそれを用いた電気掃除機を実現できる。
【００６２】
（実施の形態５）
以下に、本発明の実施の形態５におけるインペラを構成するインデューサについて図面を用いて説明する。
【００６３】
実施の形態５のインデューサは、第１インデューサの第１羽根部の傾斜角度と第２インデューサの第２羽根部の傾斜角度を異なる構成としたものである。
【００６４】
すなわち、電動送風機に要求される風量や回転数が変更された場合、インデューサの簡単な構成で対応するものである。
【００６５】
図１４Ａは、本発明の実施の形態５におけるインペラを構成する変更前の第１インデューサの形状を説明する側面図である。図１４Ｂは、本発明の実施の形態５におけるインペラを構成する変更後の第１インデューサの形状を説明する側面図である。
【００６６】
まず、図１４Ａに示すように、電動送風機の性能を、風量Ｑ１および回転数Ｎ１で設計する場合、最高の効率を発揮する第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１の傾斜角度をθ１とする。
【００６７】
そして、電動送風機の性能が、風量Ｑ２および回転数Ｎ２に変更された場合を例に、以下に説明する。
【００６８】
このとき、本実施の形態のインペラの場合、図１４Ｂに示すように、風量Ｑ２および回転数Ｎ２を実現するために、第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１の傾斜角度をθ２と変更して、第２インデューサ２７の傾斜角度θ１を形成した第２羽根部２５ａ２と接合する。なお、第１羽根部２５ａ１と第２羽根部２５ａ２の形成される間隔は、実施の形態１において、９枚構成で説明したように４０度と変わらないので、第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１の傾斜角度をθ２と変更しても、第２インデューサ２７の傾斜角度θ１と容易に接続することができる。その結果、第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１の傾斜角度を変えるだけで、変更後の電動送風機の性能を実現することができる。
【００６９】
一方、従来でインペラ構造であれば、インデューサ２５の羽根部の傾斜角度θ１を、θ２の変更する場合、新規にインデューサ２５を開発しなければならず、そのために新たな金型が必要なため、生産性の向上や低コストが困難であった。
【００７０】
しかし、本実施の形態によれば、インデューサ２５の特性に最も影響を与える第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１の傾斜角度の変更するだけで、所定の性能を実現できる。そのため、第１インデューサ２６の金型のみを新たに作製するだけで実現できるため、高い生産性と低コストを容易に実現できる。
【００７１】
以上のように、本実施の形態によれば、電動送風機の設計が変更された場合でも、インデューサ全体を再設計する必要はなく、例えば第１インデューサの金型の変更だけで対応できる。これにより、インペラやそれを用いた電動送風機および電動送風機を用いた電動掃除機において、金型費、開発工数、開発日程の削減が可能となる。
【００７２】
なお、本実施の形態では、第１インデューサの金型を変更する例で説明したが、第２インデューサの金型を変更してもよく、同様の効果が得られる。
【００７３】
（実施の形態６）
以下に、本発明の実施の形態６におけるインペラを構成するインデューサについて図面を用いて説明する。
【００７４】
本実施の形態では、電動送風機に要求される風量や回転数が変更された場合、インデューサの簡単な構成で対応するものである。
【００７５】
図１５Ａは、本発明の実施の形態６におけるインペラを構成する変更前の第１インデューサの形状を説明する側面図である。図１５Ｂは、本発明の実施の形態６におけるインペラを構成する変更後の第１インデューサの形状を説明する側面図である。
【００７６】
まず、図１５Ａに示すように、電動送風機の性能を、風量Ｑ１および回転数Ｎ１で設計する場合、最高の効率を発揮する第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１の高さをＨ１とする。
【００７７】
そして、電動送風機の性能が、風量Ｑ２および回転数Ｎ２に変更された場合を例に、以下に説明する。
【００７８】
このとき、本実施の形態のインペラの場合、図１５Ｂに示すように、風量Ｑ２および回転数Ｎ２を実現するために、第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１の高さをＨ２と変更して、第２インデューサ２７の第２羽根部２５ａ２と接合する。これにより、第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１の傾斜角度を変えるだけで、変更後の電動送風機の性能を実現することができる。
【００７９】
一方、従来でインペラ構造であれば、インデューサ２５の羽根部の高さＨ１を、Ｈ２の変更する場合、新規にインデューサ２５を開発しなければならず、そのために新たな金型が必要なため、生産性の向上や低コストが困難であった。
【００８０】
しかし、本実施の形態によれば、インデューサ２５の特性に最も影響を与える第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１の高さの変更するだけで、所定の性能を実現できる。そのため、第１インデューサ２６の金型のみを新たに作製するだけで実現できるため、高い生産性と低コストを容易に実現できる。
【００８１】
以上のように、本実施の形態によれば、電動送風機の設計が変更された場合でも、インデューサ全体を再設計する必要はなく、例えば第１インデューサの金型の変更だけで対応できる。これにより、インペラやそれを用いた電動送風機および電動送風機を用いた電動掃除機において、金型費、開発工数、開発日程の削減が可能となる。
【００８２】
なお、本実施の形態では、第１インデューサの金型を変更する例で説明したが、第２インデューサの金型を変更してもよく、同様の効果が得られる。
【００８３】
（実施の形態７）
図１６は、本発明の実施の形態７における電気掃除機の全体構成を示す図である。
【００８４】
図１６において、本実施の形態における電気掃除機は、掃除機本体３４と、掃除機本体３４と連通したホース３５と、ホース３５の一端と連通した延長管３６と、ホース３５の端部に設けた操作ハンドル３７と、延長管３６の一端と連通した床用吸込具３８とを備える。掃除機本体３４内には、吸引力を発生させるインペラを有する電動送風機３９を内蔵する。そして、電動送風機３９の上流側には、吸引した塵埃を貯める集塵室４０を有している。
【００８５】
そして、本実施の形態では、電動送風機３９として、上記各実施の形態１〜６で説明したいずれかのインペラ２１を備えた電動送風機を内蔵している。
【００８６】
以上のように構成された電気掃除機の動作について、以下で説明する。
【００８７】
まず、使用者が、操作ハンドル３７を持って電気掃除機の運転を開始する。すると、電動送風機３９から吸引力が発生し、床面を動かす床用吸込具３８から塵埃が空気とともに吸引される。吸引された塵埃は、空気とともに延長管３６、ホース３５を経て集塵室４０へ流れて、集塵室４０で塵埃と空気が分離される。分離された塵埃は集塵室４０に貯め込まれ、空気だけが電動送風機３９で吸引される。吸引された空気は、電動送風機３９内部を通過し、さらに掃除機本体３４内部を通過して掃除機本体３４の外部へ排出される。
【００８８】
本実施の形態によれば、本発明の送風効率を高めたインペラを搭載した電動送風機３９により、高い吸引性能と、耳障りな騒音を発生しない、快適で操作性に優れた電気掃除機が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、風量および回転数の効率の向上、騒音の低減が要望される、電動送風機を用いる電気掃除機、家庭用電化機器、産業機器などに有用である。
【符号の説明】
【００９０】
７    電動機
８    エアガイド
９    ファンケース
１１    シール部
１９    リング部
２０    突起部
２１，１２１    インペラ
２２，１２２    後面シュラウド
２３，１２３    前面シュラウド
２３ａ，１２３ａ    吸気口
２４，１２４    ブレード
２５，１２５    インデューサ
２５ａ１    第１羽根部
２５ａ２    第２羽根部
２５ｂ１    第１ハブ
２５ｂ２    第２ハブ
２６    第１インデューサ
２７    第２インデューサ
２８    接合部
２９，２９ａ，２９ｂ    溝
３０    付け根
３１，１３１    スライド金型
３２ａ，３２ｂ，１３２    コア
３３ａ，３３ｂ，１３３    キャビティ
３４    掃除機本体
３５    ホース
３６    延長管
３７    操作ハンドル
３８    床用吸込具
３９    電動送風機
４０    集塵室
１２５ａ    羽根部
１２５ｂ    ハブ
【図１】
2011102120.tif 000003
【図２】
2011102120.tif 000004
【図３】
2011102120.tif 000005
【図４】
2011102120.tif 000006
【図５】
2011102120.tif 000007
【図６】
2011102120.tif 000008
【図７】
2011102120.tif 000009
【図８】
2011102120.tif 000010
【図９】
2011102120.tif 000011
【図１０】
2011102120.tif 000012
【図１１】
2011102120.tif 000013
【図１２】
2011102120.tif 000014
【図１３】
2011102120.tif 000015
【図１４Ａ】
2011102120.tif 000016
【図１４Ｂ】
2011102120.tif 000017
【図１５Ａ】
2011102120.tif 000018
【図１５Ｂ】
2011102120.tif 000019
【図１６】
2011102120.tif 000020
【図１７】
2011102120.tif 000021
【図１８】
2011102120.tif 000022
【図１９】
2011102120.tif 000023
【図２０】
2011102120.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成24年6月6日(2012.6.6)
【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】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インペラとそれを用いた電動送風機およびその電動送風機を用いた電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気掃除機は、吸引力を向上させるためにインペラを備えた電動送風機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、特許文献１に示される電動送風機に設けたインペラについて図１７〜図２０を用いて説明する。
【０００４】
図１７は、特許文献１に記載された従来の電動送風機の要部断面図である。図１７に示すように、従来の電動送風機は、電動機７と、電動機７の回転軸に設けた気流を発生するインペラ１２１とを備え、インペラ１２１は、羽根部１２５ａと、略円錐状のハブ１２５ｂからなるインデューサ１２５で構成されている。そして、インペラ１２１は電動機７によって回転駆動され、インペラ１２１から放出された気流はエアガイド８によって整流される。インペラ１２１とエアガイド８はファンケース９により内包されている。
【０００５】
以下、インペラ１２１の構成について図１８を用いて説明する。
【０００６】
図１８は、同電動送風機のインペラの破断図である。図１８に示すように、インペラ１２１は、平板状の後面シュラウド１２２と、略傘状の前面シュラウド１２３と、複数枚のブレード１２４と、前面シュラウド１２３の中央に設けた吸気口１２３ａに対応して設けた樹脂製のインデューサ１２５から構成されている。そして、ブレード１２４は、板金製の後面シュラウド１２２および前面シュラウド１２３にかしめ加工により取り付けられている。
【０００７】
また、インデューサ１２５は、略円錐状のハブ１２５ｂと、ハブ１２５ｂ上に形成された複数の羽根部１２５ａから構成されている。そして、略円錐状のハブ１２５ｂにより、前面シュラウド１２３の吸気口１２３ａからインデューサ１２５の羽根部１２５ａを介してブレード１２４側へ流れる気流が整流される。
【０００８】
以下に、インデューサ１２５を作成するための金型構造を図１９および図２０を用いて説明する。
【０００９】
図１９は、従来の電動送風機のインペラのインデューサの製造方法を説明する平面図である。図２０は、従来の電動送風機のインデューサの製造方法を説明する断面図である。
【００１０】
図１９と図２０に示すように、インデューサ１２５は、複数の羽根部１２５ａの形状に対応して、外周方向へ略放射状にスライドするスライド金型１３１と、上下方向に可動するコア１３２およびキャビティ１３３からなる金型を用いて樹脂成型加工により、作製されている。
【００１１】
そこで、羽根部１２５ａの枚数を増加して、高周波音の周波数領域を人間の耳が鈍感な領域に移すことが考えられる。しかしながら、インデューサ１２５の羽根部１２５ａは複雑な３次元形状をしているため、羽根部１２５ａの枚数を増やす場合、金型を用いて羽根部１２５ａを作製することが困難である。また、鋳物のような鋳型工法で羽根部１２５ａを作製する方法も考えられるが鋳型工法は、大量生産が困難で、コストも非常に高くなるため現実的ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−４５９９３号公報
【発明の概要】
【００１３】
本発明のインペラは、吸気口を有する前面シュラウドと、前面シュラウドと対向して設けられる後面シュラウドと、前面シュラウドと後面シュラウドとの間に設けられる第１ハブ部の周囲に設けられた複数の第１羽根部を有する第１インデューサと、第１インデューサの第１羽根部に接続され、第２ハブ部の周囲に設けられた複数の第２羽根部を有する第２インデューサと、第２インデューサの第２羽根部と接続された複数枚のブレードとを備える。これにより、インデューサの多翼化が実現でき、高性能、低騒音なインペラを提供することができる。
【００１４】
また本発明のインペラを用いることで、低騒音で、吸い込み性能に優れた電動送風機を提供できる。
【００１５】
さらに、本発明の電気掃除機は、上記の電動送風機を用いたもので、吸込み性能が高く、低騒音な電気掃除機が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１におけるインペラの構成を説明する破断斜視図
【図２】本発明の実施の形態１におけるインペラのインデューサの斜視図
【図３】本発明の実施の形態１におけるインペラを構成するインデューサの図２の３−３線矢視図
【図４】本発明の実施の形態１におけるインペラの第１インデューサの平面図
【図５】本発明の実施の形態１におけるインペラの第２インデューサを示す斜視図
【図６】本発明の実施の形態１におけるインペラの第１インデューサの製造方法を説明する断面図
【図７】本発明の実施の形態１におけるインペラの第２インデューサの製造方法を説明する平面図
【図８】本発明の実施の形態１におけるインペラの第２インデューサの製造方法を説明する断面図
【図９】本発明の実施の形態２におけるインペラを構成するインデューサの図２の３−３線矢視図
【図１０】本発明の実施の形態３におけるインペラを構成するインデューサの図２の３−３線矢視図
【図１１】本発明の実施の形態４におけるインペラを構成するインデューサの斜視図
【図１２】本発明の実施の形態４における第１インデューサの斜視図
【図１３】本発明の実施の形態４における別の例のインペラを用いた電動送風機を説明する一部断面図
【図１４Ａ】本発明の実施の形態５におけるインペラを構成する変更前の第１インデューサの形状を説明する側面図
【図１４Ｂ】本発明の実施の形態５におけるインペラを構成する変更後の第１インデューサの形状を説明する側面図
【図１５Ａ】本発明の実施の形態６におけるインペラを構成する変更前の第１インデューサの形状を説明する側面図
【図１５Ｂ】本発明の実施の形態６におけるインペラを構成する変更後の第１インデューサの形状を説明する側面図
【図１６】本発明の実施の形態７における電気掃除機の全体構成を示す図
【図１７】従来の電動送風機の要部断面図
【図１８】従来の電動送風機のインペラの破断図
【図１９】従来の電動送風機のインペラのインデューサの製造方法を説明する平面図
【図２０】従来の電動送風機のインデューサの製造方法を説明する断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるインペラの構成を説明する破断斜視図である。図２は、本発明の実施の形態１におけるインペラのインデューサの斜視図である。図３は、本発明の実施の形態１におけるインペラの図２の３−３線におけるインデューサの矢視図である。図４は、本発明の実施の形態１におけるインペラの第１インデューサの平面図である。図５は、本発明の実施の形態１におけるインペラの第２インデューサを示す斜視図である。なお、インペラを電動機に取り付けた電動送風機の構成は、従来の電動送風機の構成と基本的には同様であるので、図１７を参照しながら説明する。
【００１９】
以下では、電動送風機の電動機に取り付けられるインペラについて詳細に説明する。
【００２０】
図１に示すように、電動機７（図１７参照）によって回転駆動されるインペラ２１は、前面シュラウド２３と、後面シュラウド２２と、第１インデューサ２６と第２インデューサ２７とを有するインデューサ２５と、第２インデューサ２７と接続されたブレード２４とから構成されている。第１インデューサ２６は、図４に示すように、第１ハブ２５ｂ１と、第１ハブ２５ｂ１の外周面に形成した第１羽根部２５ａ１とを有している。同様に、第２インデューサ２７は、図５に示すように、第２ハブ２５ｂ２と、第２ハブ２５ｂ２の外周面に形成した第２羽根部２５ａ２とを有している。
【００２１】
また、前面シュラウド２３と後面シュラウド２２は、例えば板金などで形成され、所定の間隔で対向して配置されている。そして、前面シュラウド２３と後面シュラウド２２との間には、第１インデューサ２６と第２インデューサ２７が設けられるとともに、第２インデューサ２７の第２羽根部２５ａ２に対応して設けた複数のブレード２４が設けられている。なお、ブレード２４は、後面シュラウド２２と前面シュラウド２３とに、例えばかしめ加工により取り付けられている。
【００２２】
このとき、第１インデューサ２６は、前面シュラウド２３の吸気口２３ａに対応して中央に設けられ、略円錐状（円錐状を含む）の第１ハブ２５ｂ１と、第１ハブ２５ｂ１の外周面に沿って、均等に配置された、例えば９枚の第１羽根部２５ａ１とで構成されている。同様に、第２インデューサ２７は、前面シュラウド２３の吸気口２３ａに対応して中央に設けられ、略円錐状（円錐状を含む）の第２ハブ２５ｂ２と、第２ハブ２５ｂ２の外周面に沿って、均等に配置された、例えば９枚の第２羽根部２５ａ２とで構成されている。そして、第１インデューサ２６と第２インデューサ２７は、第１羽根部２５ａ１と第２羽根部２５ａ２の接合面、および第１ハブ２５ｂ１と第２ハブ２５ｂ２の接合面を介して、互いに接続してインデューサ２５が構成されている。このとき、図２と図３に示すように、第１インデューサ２６と第２インデューサ２７で構成されたインデューサ２５は、図１７の電動機７の軸に垂直な面、すなわち、後面シュラウド２２に略平行（平行を含む）な面で接続されている。そして、第１インデューサ２６は前面シュラウド２３の吸気口２３ａ側に、第２インデューサ２７（図５参照）は後面シュラウド２２側に設けられている。このとき、第１インデューサ２６と第２インデューサ２７との接合面である接合部２８は、例えば接着剤により気密接合される。これにより、第１インデューサ２６と第２インデューサ２７との隙間からの気流の漏れを防止して、電動送風機の送風性能を向上することができる。
【００２３】
なお、第１羽根部２５ａ１と第２羽根部２５ａ２は、前面シュラウド２３の吸気口２３ａからブレード２４側へ流れる気流を整流するため、３次元的な曲面形状で形成することが好ましい。
【００２４】
また、通常、接続された第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１と第２インデューサ２７の第２羽根部２５ａ２と、隣接する第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１と第２インデューサ２７の第２羽根部２５ａ２とは、互いにオーバラップして形成する。これにより、互いに隣接する第１羽根部２５ａ１および第２羽根部２５ａ２同士の距離が近くなるため、空間内の気流の圧力分布を均一にできるとともに、乱流の発生や壁面からの気流の剥離を防止できる。その結果、気流などの流体エネルギーの損失を低減して、送風効率の向上が図れるインペラを実現できる。
【００２５】
なお、本実施の形態では、第１羽根部２５ａ１と第２羽根部２５ａ２の枚数を９枚を例に説明したが、これに限られない。例えば、７枚以上であればよい。
【００２６】
その理由を以下に説明する。すなわち、第１羽根部２５ａ１と第２羽根部２５ａ２の枚数が９枚の場合に、例えば電動機７の回転数を約３００００ｒｐｍとすると、発生する高周波音の周波数は約４．５ＫＨｚと高くなる。また、７枚の場合、発生する高周波音の周波数は約３．５ＫＨｚとなる。これらの高周波音の周波数は、人間の耳の感度が低い領域であるので、聞こえにくい音となる。したがって、騒音を低下させた電動送風機を実現できる。
【００２７】
一方、第１羽根部２５ａ１と第２羽根部２５ａ２の枚数が７枚より少ない６枚の場合、例えば、回転数が約３００００ｒ／ｍｉｎの場合、発生する高周波音の周波数は約３．０ＫＨｚとなる。これらの高周波音の周波数は、人間の耳の可聴域内で特に感度が高い領域であるので、聞こえやすい音になる。そのため、「キーン」と表現される高くて非常に耳障りな高周波音となり、使用者に不快感を与える。
【００２８】
また、第１羽根部２５ａ１と第２羽根部２５ａ２の枚数が９枚より多い場合、隣接する第１羽根部２５ａ１および第２羽根部２５ａ２同士の距離が近くなり過ぎるため、乱流の発生や気流の壁面からの剥離などを生じやすくなる。その結果、気流などの流体エネルギーの損失が増大して、送風効率が低下する。
【００２９】
以下に、第１インデューサ２６および第２インデューサ２７を金型を用いて製造する製造方法について、図６から図８を用いて説明する。
【００３０】
図６は、本発明の実施の形態１におけるインペラの第１インデューサの製造方法を説明する断面図である。図７は、本発明の実施の形態１におけるインペラの第２インデューサの製造方法を説明する平面図である。図８は、本発明の実施の形態１におけるインペラの第２インデューサの製造方法を説明する断面図である。
【００３１】
図６に示すように、図４で示した第１インデューサ２６を作製する金型は、コア３２ａと、キャビティ３３ａの２つのプレートにより構成されている。そして、例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートなどの樹脂を、コア３２ａとキャビティ３３ａ間に設置し、図６中の矢印で示す方向で樹脂を加圧することにより、第１インデューサ２６が作製される。これにより、キャビティ３３ａとコア３２ａからなる２プレート金型のみによって、第１インデューサ２６を容易に成型加工できる。
【００３２】
つぎに、図７および図８に示すように、図５で示した第２インデューサ２７の金型は、例えば第２インデューサ２７の第２羽根部２５ａ２の枚数が９枚の場合、４０度角間隔で分割構成された９方向のスライド金型３１、コア３２ｂおよびキャビティ３３ｂにより構成されている。そして、例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートなどの樹脂を、コア３２ｂとキャビティ３３ｂ間に設置し、図８中の矢印で示す方向で樹脂を加圧するとともに、図７中の矢印で示す方向にスライド金型３１を中心に向かってスライドさせて樹脂を加工して第２インデューサ２７を作製する。その後、スライド金型３１、コア３２ｂおよびキャビティ３３ｂを開放する方向に移動させて第２インデューサ２７が作製される。これにより、複雑な形状の第２羽根部２５ａ２を備えた第２インデューサ２７を、外周方向へ略放射状にスライドする複数に分割したスライド金型３１により、簡単に成型加工できる。
【００３３】
従来のインデューサにおいて、多翼化して９枚の羽根を一体的に形成することは、非常に成型加工が困難で高コストであった。
【００３４】
しかし、上述したように、本実施の形態によれば、インデューサ２５を第１インデューサ２６と第２インデューサ２７に分割する構成により、第１インデューサ２６と第２インデューサ２７とをそれぞれ金型で成型できる。その後、インペラ２１の組み立て時に、別々に成型して作製した第１インデューサ２６と第２インデューサ２７とを組み合わせることによりインデューサ２５が作製される。これにより、隣接する第１羽根部２５ａ１および第２羽根部２５ａ２がオーバラップするインデューサ２５を容易に作製できる。また、第１羽根部２５ａ１および第２羽根部２５ａ２の枚数が、９枚などの多翼化した形状のインデューサ２５においても、低コストで高い生産性で作製できる。
【００３５】
なお、本実施の形態では、第１インデューサ２６や第２インデューサ２７が樹脂材料を金型成型で加工する例で説明したが、これに限られない。第１インデューサ２６や第２インデューサ２７を、例えばダイカストや焼結などの工法を用いて、金属材料で作製してもよい。これにより、耐熱性や加工精度に優れたインデューサを作製できる。
【００３６】
本実施の形態によれば、複雑な形状で羽根部の枚数が多いインデューサ２５を有するインペラを容易に実現できる。これにより、羽根部間の気流の流れを改善したインペラを設けた電動送風機および電動送風機を用いた電気掃除機の効率を向上できる。また、従来において実現困難であった羽根部の枚数を増やすことにより、羽根部で発生する高周波音の周波数を、耳障りな周波数領域から高い周波数領域（人間の耳の感度の低い周波数領域）に移動させることができる。これにより、インペラを設けた電動送風機および電動送風機を用いた電気掃除機の低騒音化を実現できる。
【００３７】
以上のように構成されたインペラ２１の動作について、以下で説明する。
【００３８】
まず、電動機を駆動すると、電動機と連結したインペラ２１が高速回転し、インペラ２１の前面シュラウド２３の吸気口２３ａから気流が吸い込まれる。吸い込まれた気流は、前面シュラウド２３、インデューサ２５および後面シュラウド２２で囲まれる内部通路を通過し、ブレード２４側へと押し出される。その後、押し出された気流は、前面シュラウド２３および後面シュラウド２２とブレード２４で囲まれる内部通路を通過して、インペラ２１の外周部から排出される。このとき、気流は、第１羽根部２５ａ１と第２羽根部２５ａ２および第１ハブ２５ｂ１と第２ハブ２５ｂ２で形成される３次元形状の曲面に沿って、インペラ２１の縦方向から側方向へとスムーズに流れる。これにより、インペラ２１で圧力損失が発生することを十分に抑制することができる。
【００３９】
また、以下に、インペラ２１を用いた電動送風機について説明する。なお、本実施の形態の電動送風機は、インペラ２１の構成のみが従来の電動送風機と異なるので、図１７を参照しながら、本実施の形態の電動送風機について説明する。
【００４０】
本実施の形態の電動送風機は、少なくとも、電動機７によって回転駆動される図１に示すインペラ２１と、インペラ２１から放出された気流を整流するエアガイド８と、インペラ２１とエアガイド８を内包するファンケース９とで構成されている。そして、インペラ２１は、前面シュラウド２３と、後面シュラウド２２と、第１インデューサ２６と第２インデューサ２７とを有するインデューサ２５と、第２インデューサ２７と接続されたブレード２４とを有している。このとき、第１インデューサ２６は、図４に示すように、略円錐形状の第１ハブ２５ｂ１と、第１ハブ２５ｂ１の外周面に形成した、例えば７枚以上の羽根を備えた第１羽根部２５ａ１とを有している。同様に、第２インデューサ２７は、図５に示すように、略円錐形状の第２ハブ２５ｂ２と、第２ハブ２５ｂ２の外周面に形成した例えば７枚以上の羽根を備えた第２羽根部２５ａ２とを有している。
【００４１】
すなわち、本実施の形態のインペラ２１を用いることにより、耳障りな高周波音領域の騒音を低減するとともに、インペラ２１内部で発生しやすい乱流や壁面からの気流の剥離を防止して、送風効率に優れた電動送風機を実現できる。
【００４２】
また、上記電動送風機を用いることにより、低い駆動音で高い吸い込み性能を有する電気掃除機を実現できる。
【００４３】
（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２におけるインペラを構成するインデューサの図２の３−３線矢視図である。
【００４４】
本実施の形態のインペラは、少なくとも第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１と第２インデューサ２７の第２羽根部２５ａ２との接合部２８の一方の接合面に溝２９を設けた点で実施の形態１とは異なる。なお、他の構成は実施の形態１と同様である。
【００４５】
図９に示すように、本実施の形態におけるインペラ２１のインデューサ２５は、第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１と第２インデューサ２７との接合部２８に沿った接合面に、溝２９を設けている。そして、溝２９に接着剤を塗布して、第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１と第２インデューサ２７とを接着する。このとき、接着剤が溝２９に沿って流れていくため、効率的に接着剤を塗布できるとともに、接着作業性が向上する。また、溝２９に塗布した接着剤には表面張力が強く作用するため、接着剤が第１羽根部２５ａ１や第２羽根部２５ａ２の気流が流れる表面に溢れ出ることを防止できる。これにより、第１羽根部２５ａ１や第２羽根部２５ａ２の気流が流れる表面の面粗度の低下（接着剤付着による微小な段差）による送風性能の低下を防止できる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、溝２９を第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１側、または第２インデューサ２７の第２羽根部２５ａ２側のどちらか一方の接合面に設ける例で説明したが、これに限られず、両方に設けてもよい。
【００４７】
また、本実施の形態では、溝２９を第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１側、または第２インデューサ２７の第２羽根部２５ａ２側のどちらか一方の接合面に設ける例で説明したが、これに限られない。例えば、第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１側、または第２インデューサ２７の第２羽根部２５ａ２側のどちらか一方の溝２９を設け、他方に溝２９に嵌合する凸部を設けて、嵌め合いにより接続する構成としてもよい。これにより、接着剤などのはみ出しを考慮する必要がないため、生産性が向上する。
【００４８】
また、本実施の形態では、溝２９を第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１側、または第２インデューサ２７の第２羽根部２５ａ２側のどちらか一方の接合面に設ける例で説明したが、これに限られない。例えば、図９に示すように、第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１と第２インデューサ２７の第２羽根部２５ａ２との接合部２８に沿い、かつインペラ２１の反回転方向（図９中の左方向）で気流が流れる第１羽根部２５ａ１または第２羽根部２５ａ２の表面側に、溝２９ａをさらに設けてもよい。これにより、特に送風性能に大きく影響するインペラ２１の回転方向（図９中の右方向）側の第１羽根部２５ａ１または第２羽根部２５ａ２に段差の無い表面（圧力面）を構成して、送風性能の低下を防止できる。
【００４９】
（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３におけるインペラを構成するインデューサの図２の３−３線矢視図である。
【００５０】
本実施の形態のインペラは、少なくとも第１インデューサ２６の第１ハブ２５ｂ１と第２インデューサ２７の第２ハブ２５ｂ２との接合部２８の一方の接合面に溝２９ｂを設けた点で実施の形態２とは異なる。なお、他の構成は実施の形態２と同様である。
【００５１】
図１０に示すように、本実施の形態におけるインペラ２１のインデューサ２５は、第１インデューサ２６の第１ハブ２５ｂ１と第２インデューサ２７との接合部２８に沿った接合面に溝２９ｂを、離散的または全周に設けている。
【００５２】
そして、第１インデューサ２６と第２インデューサ２７とを接着したときに、第１羽根部２５ａ１および第２羽根部２５ａ２の外周部から第１羽根部２５ａ１および第２羽根部２５ａ２の内周部へ流れる接着剤は、第１ハブ２５ｂ１または第２ハブ２５ｂ２の接合部２８に設けた溝２９ｂに流れ込んで溜まる。これにより、第１ハブ２５ｂ１または第２ハブ２５ｂ２と、第１羽根部２５ａ１または第２羽根部２５ａ２との付け根３０に接着剤が流れ込むことを防止できる。その結果、第１羽根部２５ａ１や第２羽根部２５ａ２の気流が流れる表面の面粗度の低下（接着剤付着による微小な段差）による送風性能の低下を防止できる。
【００５３】
（実施の形態４）
図１１は、本発明の実施の形態４におけるインペラを構成するインデューサの斜視図である。図１２は、本発明の実施の形態４における第１インデューサの斜視図である。
【００５４】
本実施の形態のインペラ２１は、第１インデューサ２６の複数の第１羽根部２５ａ１を接続するリング部１９を設けた点で実施の形態１とは異なる。なお、他の構成は実施の形態１と同様である。
【００５５】
図１１と図１２に示すように、本実施の形態におけるインペラ２１の第１インデューサ２６の複数(例えば９枚)の第１羽根部２５ａ１を、例えば金属製のリング部１９で接続して、第１インデューサ２６を構成したものである。
【００５６】
これにより、第１インデューサ２６の機械的な強度を上げることができる。その結果、第１インデューサ２６の反りや変形を防止して、高い精度で形状安定性に優れた第１インデューサ２６を実現できる。
【００５７】
なお、本実施の形態では、リング部１９を金属材で形成する例で説明したが、これに限られない。例えば、リング部１９を第１インデューサ２６の上部外周端部に、第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１および第１ハブ２５ｂ１と一体成型で形成してもよい。これにより、上記と同様の効果を得るとともに、一体成形により生産性を向上できる。
【００５８】
また、本実施の形態では、リング部１９を単なるリング形状で形成する例で説明したが、これに限られない。例えば、図１３に示すように、リング部１９の上面（第１羽根部２５ａ１を設けた面の反対側）に突起部２０を設けてもよい。なお、この突起部２０は、インペラ２１を電動送風機に実装する場合に、高い効果を発揮するものである。
【００５９】
そこで、以下に、上記突起部２０を有する第１インデューサ２６で構成された別の例のインペラを実装した電動送風機について、図１３を用いて説明する。
【００６０】
図１３は、本発明の実施の形態４における別の例のインペラを用いた電動送風機を説明する一部断面図である。
【００６１】
図１３に示すように、インペラ２１の第１インデューサ２６のリング部１９の上面に、例えば鋭角形状の突起部２０が形成されている。そして、突起部２０を介して、ファンケース９に内包された、例えば弾性体からなるシール部１１を変形させて食い込ませることにより、シール部１１に固定している。このとき、第１インデューサ２６のリング部１９で機械的強度を向上させているので、突起部２０とシール部１１とを均一の荷重で加圧してシール部１１と接続できる。これにより、突起部２０とシール部１１とを、高い気密性で接続できる。その結果、インペラに流入する気流の漏れを防いで、送風効率が低下しない電動送風機およびそれを用いた電気掃除機を実現できる。
【００６２】
（実施の形態５）
以下に、本発明の実施の形態５におけるインペラを構成するインデューサについて図面を用いて説明する。
【００６３】
実施の形態５のインデューサは、第１インデューサの第１羽根部の傾斜角度と第２インデューサの第２羽根部の傾斜角度を異なる構成としたものである。
【００６４】
すなわち、電動送風機に要求される風量や回転数が変更された場合、インデューサの簡単な構成で対応するものである。
【００６５】
図１４Ａは、本発明の実施の形態５におけるインペラを構成する変更前の第１インデューサの形状を説明する側面図である。図１４Ｂは、本発明の実施の形態５におけるインペラを構成する変更後の第１インデューサの形状を説明する側面図である。
【００６６】
まず、図１４Ａに示すように、電動送風機の性能を、風量Ｑ１および回転数Ｎ１で設計する場合、最高の効率を発揮する第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１の傾斜角度をθ１とする。
【００６７】
そして、電動送風機の性能が、風量Ｑ２および回転数Ｎ２に変更された場合を例に、以下に説明する。
【００６８】
このとき、本実施の形態のインペラの場合、図１４Ｂに示すように、風量Ｑ２および回転数Ｎ２を実現するために、第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１の傾斜角度をθ２と変更して、第２インデューサ２７の傾斜角度θ１を形成した第２羽根部２５ａ２と接合する。なお、第１羽根部２５ａ１と第２羽根部２５ａ２の形成される間隔は、実施の形態１において、９枚構成で説明したように４０度と変わらないので、第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１の傾斜角度をθ２と変更しても、第２インデューサ２７の傾斜角度θ１と容易に接続することができる。その結果、第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１の傾斜角度を変えるだけで、変更後の電動送風機の性能を実現することができる。
【００６９】
一方、従来のインペラ構造であれば、インデューサ２５の羽根部の傾斜角度θ１を、θ２に変更する場合、新規にインデューサ２５を開発しなければならず、そのために新たな金型が必要なため、生産性の向上や低コストが困難であった。
【００７０】
しかし、本実施の形態によれば、インデューサ２５の特性に最も影響を与える第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１の傾斜角度に変更するだけで、所定の性能を実現できる。そのため、第１インデューサ２６の金型のみを新たに作製するだけで実現できるため、高い生産性と低コストを容易に実現できる。
【００７１】
以上のように、本実施の形態によれば、電動送風機の設計が変更された場合でも、インデューサ全体を再設計する必要はなく、例えば第１インデューサの金型の変更だけで対応できる。これにより、インペラやそれを用いた電動送風機および電動送風機を用いた電気掃除機において、金型費、開発工数、開発日程の削減が可能となる。
【００７２】
なお、本実施の形態では、第１インデューサの金型を変更する例で説明したが、第２インデューサの金型を変更してもよく、同様の効果が得られる。
【００７３】
（実施の形態６）
以下に、本発明の実施の形態６におけるインペラを構成するインデューサについて図面を用いて説明する。
【００７４】
本実施の形態では、電動送風機に要求される風量や回転数が変更された場合、インデューサの簡単な構成で対応するものである。
【００７５】
図１５Ａは、本発明の実施の形態６におけるインペラを構成する変更前の第１インデューサの形状を説明する側面図である。図１５Ｂは、本発明の実施の形態６におけるインペラを構成する変更後の第１インデューサの形状を説明する側面図である。
【００７６】
まず、図１５Ａに示すように、電動送風機の性能を、風量Ｑ１および回転数Ｎ１で設計する場合、最高の効率を発揮する第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１の高さをＨ１とする。
【００７７】
そして、電動送風機の性能が、風量Ｑ２および回転数Ｎ２に変更された場合を例に、以下に説明する。
【００７８】
このとき、本実施の形態のインペラの場合、図１５Ｂに示すように、風量Ｑ２および回転数Ｎ２を実現するために、第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１の高さをＨ２と変更して、第２インデューサ２７の第２羽根部２５ａ２と接合する。これにより、第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１の高さを変えるだけで、変更後の電動送風機の性能を実現することができる。
【００７９】
一方、従来のインペラ構造であれば、インデューサ２５の羽根部の高さＨ１を、Ｈ２に変更する場合、新規にインデューサ２５を開発しなければならず、そのために新たな金型が必要なため、生産性の向上や低コストが困難であった。
【００８０】
しかし、本実施の形態によれば、インデューサ２５の特性に最も影響を与える第１インデューサ２６の第１羽根部２５ａ１の高さに変更するだけで、所定の性能を実現できる。そのため、第１インデューサ２６の金型のみを新たに作製するだけで実現できるため、高い生産性と低コストを容易に実現できる。
【００８１】
以上のように、本実施の形態によれば、電動送風機の設計が変更された場合でも、インデューサ全体を再設計する必要はなく、例えば第１インデューサの金型の変更だけで対応できる。これにより、インペラやそれを用いた電動送風機および電動送風機を用いた電気掃除機において、金型費、開発工数、開発日程の削減が可能となる。
【００８２】
なお、本実施の形態では、第１インデューサの金型を変更する例で説明したが、第２インデューサの金型を変更してもよく、同様の効果が得られる。
【００８３】
（実施の形態７）
図１６は、本発明の実施の形態７における電気掃除機の全体構成を示す図である。
【００８４】
図１６において、本実施の形態における電気掃除機は、掃除機本体３４と、掃除機本体３４と連通したホース３５と、ホース３５の一端と連通した延長管３６と、ホース３５の端部に設けた操作ハンドル３７と、延長管３６の一端と連通した床用吸込具３８とを備える。掃除機本体３４内には、吸引力を発生させるインペラを有する電動送風機３９を内蔵する。そして、電動送風機３９の上流側には、吸引した塵埃を貯める集塵室４０を有している。
【００８５】
そして、本実施の形態では、電動送風機３９として、上記各実施の形態１〜６で説明したいずれかのインペラ２１を備えた電動送風機を内蔵している。
【００８６】
以上のように構成された電気掃除機の動作について、以下で説明する。
【００８７】
まず、使用者が、操作ハンドル３７を持って電気掃除機の運転を開始する。すると、電動送風機３９から吸引力が発生し、床面を動かす床用吸込具３８から塵埃が空気とともに吸引される。吸引された塵埃は、空気とともに延長管３６、ホース３５を経て集塵室４０へ流れて、集塵室４０で塵埃と空気が分離される。分離された塵埃は集塵室４０に貯め込まれ、空気だけが電動送風機３９で吸引される。吸引された空気は、電動送風機３９内部を通過し、さらに掃除機本体３４内部を通過して掃除機本体３４の外部へ排出される。
【００８８】
本実施の形態によれば、本発明の送風効率を高めたインペラを搭載した電動送風機３９により、高い吸引性能と、耳障りな騒音を発生しない、快適で操作性に優れた電気掃除機が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、風量および回転数の効率の向上、騒音の低減が要望される、電動送風機を用いる電気掃除機、家庭用電化機器、産業機器などに有用である。
【符号の説明】
【００９０】
７  電動機
８  エアガイド
９  ファンケース
１１  シール部
１９  リング部
２０  突起部
２１，１２１  インペラ
２２，１２２  後面シュラウド
２３，１２３  前面シュラウド
２３ａ，１２３ａ  吸気口
２４，１２４  ブレード
２５，１２５  インデューサ
２５ａ１  第１羽根部
２５ａ２  第２羽根部
２５ｂ１  第１ハブ
２５ｂ２  第２ハブ
２６  第１インデューサ
２７  第２インデューサ
２８  接合部
２９，２９ａ，２９ｂ  溝
３０  付け根
３１，１３１  スライド金型
３２ａ，３２ｂ，１３２  コア
３３ａ，３３ｂ，１３３  キャビティ
３４  掃除機本体
３５  ホース
３６  延長管
３７  操作ハンドル
３８  床用吸込具
３９  電動送風機
４０  集塵室
１２５ａ  羽根部
１２５ｂ  ハブ
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気口を有する前面シュラウドと、
前記前面シュラウドと対向して設けられる後面シュラウドと、
前記前面シュラウドと前記後面シュラウドとの間に設けられる第１ハブ部の周囲に設けられた複数の第１羽根部を有する第１インデューサと、
前記第１インデューサの前記第１羽根部に接続され、第２ハブ部の周囲に設けられた複数の第２羽根部を有する第２インデューサと、
前記第２インデューサの前記第２羽根部と接続された複数枚のブレードと、
を備えたインペラ。
【請求項２】
前記第１インデューサの前記第１羽根部と隣接する前記第２インデューサの前記第２羽根部は互いにオーバラップする請求項１に記載のインペラ。
【請求項３】
前記第１インデューサの前記第１羽根部とおよび前記第２インデューサの前記第２羽根部の枚数は、少なくとも７枚である請求項１に記載のインペラ。
【請求項４】
前記第１インデューサと前記第２インデューサは接合部を介して接続される請求項１に記載のインペラ。
【請求項５】
前記接合部に溝を設けた請求項４に記載のインペラ。
【請求項６】
前記第１羽根部または前記第２羽根部の反回転方向側の表面に溝を設けた請求項５に記載のインペラ。
【請求項７】
前記接合部は前記第１インデューサの前記第１羽根部と前記第２インデューサの前記第２羽根部との接続面である請求項４に記載のインペラ。
【請求項８】
前記接続面はさらに前記第１ハブ部と前記第２ハブ部との接続面である請求項７に記載のインペラ。
【請求項９】
前記第１インデューサの複数の前記第１羽根部を互いにリング部で接続した請求項１に記載のインペラ。
【請求項１０】
前記第１インデューサと前記リング部とは一体成型された請求項９記載のインペラ。
【請求項１１】
前記リング部の外周に突起部を設けた請求項９に記載のインペラ。
【請求項１２】
前記第１インデューサの前記第１羽根部の傾斜角度と前記第２インデューサの前記第２羽根部との傾斜角度とが異なる請求項１に記載のインペラ。
【請求項１３】
前記第１インデューサの前記第１羽根部の軸方向の高さと前記第２インデューサの前記第２羽根部との軸方向の高さとが異なる請求項１に記載のインペラ。
【請求項１４】
請求項１に記載のインペラと電動機とを備えた電動送風機。
【請求項１５】
請求項１４に記載の電動送風機を用いた電気掃除機。
【国際調査報告】
2011102120.tif 000025
2011102120.tif 000026
2011102120.tif 000027