(57)【要約】【課題】ファンの内部風路における送風損失を低減することで、高効率かつ低価格なファン、このファンを備えた電動送風機及びこの電動送風機を用いた電気掃除機を得る。【解決手段】中央に外気を吸入するための吸気口９を有するドーナツ形の前面プレート１０と、円板状でその面が前面プレート１０の面と対向する後面プレート１１と、前面プレート１０と後面プレート１１との間の空間を周方向に所定の間隔で仕切り、径方向に延在する内部風路を形成するブレード１２とを備え、吸気口９からブレード１２の回転により吸入される外気を、内部風路の内径側から外径側へ流通させて外径側から排出させるファンにおいて、ブレード１２は、後面プレート１１の表面を削いだ薄肉片からなり、この薄肉片を後面プレート１１の表面に起立させ起立部１２ａを有し、内部風路は後面プレート１１と起立部と前面プレート１０とで囲まれて形成されたものとする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央に外気を吸入するための吸気口を有するドーナツ形の前面プレートと、円板状でその面が上記前面プレートの面と対向する後面プレートと、上記前面プレートと上記後面プレートとの間の空間を周方向に所定の間隔で仕切ることにより径方向に延在する内部風路を形成するブレードとを備え、上記ブレードの回転により、上記吸気口から吸入される上記外気を上記内部風路の内径側から外径側へ流通させて上記外径側から排出させるファンにおいて、
上記ブレードは、上記前面プレートと上記後面プレートの両方または片方の表面を削いだ薄肉片からなり、上記薄肉片を上記表面に起立させた起立部を有し、
上記内部風路は、上記後面プレートと上記起立部と上記前面プレートとで囲まれて形成されていることを特徴とするファン。
【請求項２】
上記ブレードにおける起立部の回転する前方側の面に、上記起立する方向へ沿って凹形状に湾曲するブレード湾曲部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のファン。
【請求項３】
上記ブレードにおける起立部の回転する前方側の面の根元に、上記起立する方向へ沿って凹形状に湾曲する隅湾曲部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のファン。
【請求項４】
上記ブレードにおける起立部の先端に、上記ブレードをカシメにより上記前面または後面プレートに固定するためのカシメ突起部が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のファン。
【請求項５】
上記ブレードは、上記薄肉片が上記後面プレートの表面を削いで形成され上記起立部の先端から折り曲げられた折り曲げ部を有し、上記折り曲げ部が全周に渡って連なって上記前面プレートが形成されるとともに、上記内部風路が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のファン。
【請求項６】
上記内部風路を形成する上記ブレードの径方向内側の端部を上記ブレードの他部より薄くしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のファン。
【請求項７】
上記前面プレートと上記後面プレートの両方に上記表面を削いだ薄肉片からなる上記ブレードを設け、上記前面プレートから形成したブレードと上記後面プレートから形成したブレードとで上記内部風路を形成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のファン。
【請求項８】
フレーム内に固定された界磁部と、上記フレームに回転できるように支持された回転軸と、上記回転軸に固定され回転軸を中心に上記界磁部と同軸に回転する電機子部とを備え、上記回転軸の一端に上記請求項１〜７のいずれか１項に記載のファンを備えたことを特徴とする電動送風機。
【請求項９】
掃除機本体内に、外気を吸入する吸入口と、上記吸入した外気中の塵芥を集める集塵室と、上記吸入した外気を排出する排出口と、上記吸入口から外気を吸入し、空気流を発生させ、外気を排出口から排出させる電動送風機とを備え、上記電動送風機として上記請求項８に記載の電動送風機を用いたことを特徴とする電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ファン、そのファンを備えた電動送風機及び、その電動送風機を用いた電気掃除機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動送風機のファンは、中心側に吸気口を有するドーナツ形の板からなる前面プレートと、前面プレートと間隔をおいて配される円形の板からなる後面プレートと、径方向に延在し前面プレート及び後面プレート間の空間を周方向に所定の間隔で仕切り、径方向に延在する内部風路を形成する複数枚の板からなるブレードとを有し、吸気口から吸入された空気は内部風路の内径側から外径側へ流通して排出される。前面プレートとブレードあるいは後面プレートとブレードはカシメ加工により一体的に固定されている。送風効率の向上を図るために、前面プレートあるいは後面プレートとブレードとの接合部にシートを挟みカシメ固定することで、接合部の隙間を小さくしたファンが示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来の別の電動送風機のファンでは、送風効率の向上を図るために、前面プレートとブレードとの接合部に沿って湾曲部品を挟持、構成することで、内部風路における送風損失を低減したファンが示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４６８１２号公報（第４−５頁、図１、図２）
【特許文献２】特開２００８−１２１６５０号公報（第５頁、図１、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来の電動送風機のファンでは、前面プレートあるいは後面プレートとブレードとの接合部にシートを挟持することで、接合部の隙間は小さくできるが、挟持したシートによりファンの内部風路が狭くなることや、ファンの重量が増加するという問題があった。
【０００６】
さらに、シートの位置決めミスにより、ファンのアンバランスを発生させるという問題があった。
【０００７】
また、別のファンでは、ファンの内部風路に湾曲部を形成することで、ファンの内部風路における送風損失は低減できるが、湾曲部に別部品を使用するため、ファンの内部風路が湾曲部のため狭くなること、ファンの重量が増加するため、送風効率の低下やコストが高くなるという問題があった。
【０００８】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、部品点数の増加やファンの内部風路を減少させることなく、前面プレートあるいは後面プレートとブレードとの接合部の隙間を無くし、ファンの内部風路における送風損失を低減することで、高効率かつ低価格なファン、このファンを備えた電動送風機及びこの電動送風機を用いた電気掃除機を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係るファンは、中央に外気を吸入するための吸気口を有するドーナツ形の前面プレートと、円板状でその面が上記前面プレートの面と対向する後面プレートと、上記前面プレートと上記後面プレートとの間の空間を周方向に所定の間隔で仕切ることにより径方向に延在する内部風路を形成するブレードとを備え、上記ブレードの回転により、上記吸気口から吸入される上記外気を上記内部風路の内径側から外径側へ流通させて上記外径側から排出させるファンにおいて、
上記ブレードは、上記前面プレートと上記後面プレートの両方または片方の表面を削いだ薄肉片からなり、上記薄肉片を上記表面に起立させた起立部を有し、
上記内部風路は、上記後面プレートと上記起立部と上記前面プレートとで囲まれて形成されているものである。
【００１０】
この発明に係る電動送風機は、フレーム内に固定された界磁部と、上記フレームに回転できるように支持された回転軸と、上記回転軸に固定され回転軸を中心に上記界磁部と同軸に回転する電機子部とを備え、上記この発明に係るファンを上記回転軸の一端に備えたものである。
【００１１】
この発明に係る電気掃除機は、掃除機本体内に、外気を吸入する吸入口と、上記吸入した外気中の塵芥を集める集塵室と、上記吸入した外気を排出する排出口と、上記吸入口から外気を吸入し、空気流を発生させ、外気を排出口から排出させる電動送風機とを備え、上記電動送風機して上記この発明に係る電動送風機を用いたものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係るファンよれば、中央に外気を吸入するための吸気口を有するドーナツ形の前面プレートと、円板状でその面が上記前面プレートの面と対向する後面プレートと、上記前面プレートと上記後面プレートとの間の空間を周方向に所定の間隔で仕切ることにより径方向に延在する内部風路を形成するブレードとを備え、上記ブレードの回転により、上記吸気口から吸入される上記外気を上記内部風路の内径側から外径側へ流通させて上記外径側から排出させるファンにおいて、
上記ブレードは、上記前面プレートと上記後面プレートの両方または片方の表面を削いだ薄肉片からなり、上記薄肉片を上記表面に起立させた起立部を有し、
上記内部風路は、上記後面プレートと上記起立部と上記前面プレートとで囲まれて形成されているものであるので、ブレードの薄肉片と薄肉片を起立させた表面との間に隙間がないため、漏れ出る空気流が無くなり、ファンとしての送風効率が向上する。
【００１３】
また、ブレードを前面プレートと後面プレートの両方または片方の表面を削いで成形するため、部品点数を大幅に削減でき組立工数を低減することができる。
【００１４】
また、ブレードは、径方向に延在するほぼ全域に渡って前面プレートと後面プレートの両方または片方に繋がっているため、高速回転による遠心力に耐えうる、高強度なファンを得ることができる。
【００１５】
この発明に係る電動送風機によれば、フレーム内に固定された界磁部と、上記フレームに回転できるように支持された回転軸と、上記回転軸に固定され回転軸を中心に上記界磁部と同軸に回転する電機子部とを備え、上記この発明に係るファンを上記回転軸の一端に備えたものであるので、送風効率のよい、安価な電動送風機が得られる。
【００１６】
この発明に係る電気掃除機によれば、掃除機本体内に、外気を吸入する吸入口と、上記吸入した外気中の塵芥を集める集塵室と、上記吸入した外気を排出する排出口と、上記吸入口から外気を吸入し、空気流を発生させ、外気を排出口から排出させる電動送風機とを備え、上記電動送風機して上記この発明に係る電動送風機を用いたものであるので、高効率で安価な電気掃除機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態１における電動送風機を備えた電気掃除機を示す断面図である。
【図２】図１の電動送風機を示す縦断面図である。
【図３】図２におけるファンの断面図である。
【図４】図３におけるファンのＡ−Ａ断面図である。
【図５】図３におけるファンのＢ−Ｂ断面図である。
【図６】実施の形態１におけるブレードを製作するための、削ぎ刃を示す斜視図である。
【図７】実施の形態１におけるブレードを製作する方法を説明する断面図である。
【図８】実施の形態１におけるファンの構造を説明する断面図である。
【図９】実施の形態１におけるファンの複数の形状例を示す断面図である。
【図１０】実施の形態１におけるファンの他の例を示す断面図である。
【図１１】実施の形態２における電動送風機のファンを示す断面図である。
【図１２】実施の形態３におけるファンのブレードを示す斜視図である。
【図１３】実施の形態４における電動送風機のファンを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施の形態１．
図１は、この実施の形態１における電動送風機を備えた電気掃除機を示す断面図である。図１に示したように、電気掃除機は、掃除機本体１内に外気を吸入する吸入口１ａ、吸入した外気中の粉塵を集める集塵室３、吸入した外気を排出する排出口１ｂ、外気を吸入口１ａから吸入し排出口１ｂから排出する空気流を発生させる電動送風機２を有し、吸入口１ａから矢印で示す方向に吸入された空気は、集塵室３、電動送風機２、排出口１ｂを通って、掃除機本体１の外へ排気される。
【００１９】
図２は、電動送風機を示す縦断面図である。図２に示したように、この実施の形態１における電動送風機２は、フレーム４内に固定された界磁部５と、界磁部５と同軸に配置されフレーム４に回転できるように支持されたた回転軸７と、回転軸７に固定され界磁部５と同軸に回転する電機子部６と、回転軸７の一端に固定され、電機子部６と共に回転するファン８と、整流子３０を備えている。なお、図２において、電機子部６及び整流子３０における回転軸７の中心より左の部分はスロットが見える状態を示している。
【００２０】
図３は、図２におけるファンの断面図、図４は、図３におけるファンのＡ−Ａ断面図、図５は、図３におけるファンのＢ−Ｂ断面図である。図３〜図５において、ファン８は、ドーナツ形で中央に外気を吸入する吸気口９を有する板状の前面プレート１０と、前面プレート１０と間隔をおいて配置され、その面が前面プレート１０の面と対向する円板状の後面プレート１１と、前面プレート１０と後面プレート１１との間の空間を周方向に所定の間隔で仕切ることによって径方向に延在する内部風路１４を形成する複数枚のブレード１２とを有し、ブレード１２の回転によって吸気口９から外気が吸入され、内部風路１４の内径側から外径側へ流通し外径側から排出される。
【００２１】
図６は、この実施の形態１におけるブレードを製作するための、削ぎ刃を示す斜視図であり、図７は、この実施の形態１におけるブレードを製作する方法を説明する断面図である。
図６及び図７に示したように、ブレード１２は、湾曲面２４を有する削ぎ刃２６で後面プレート１１となる金属プレート２５の表面を薄肉に削いで薄肉片を形成するとともに、この薄肉片を基端部２７から折り曲げて金属プレート２５の表面に起立させた起立部１２ａを形成することにより、後面プレート１１と起立部１２ａと前面プレート１０とで囲まれた内部風路が形成される。上記薄肉片の起立は、成形ブロック２８を使用して行い、成形ブロック２８により所定角度、所定形状に成型する。
【００２２】
以上のように構成されたファン８を有する電動送風機２において、ファン８が図５の矢印で示す回転方向へ回転すると、吸気口９から吸い込まれた空気は、空気流１３となって、前面プレート１０、後面プレート１１及びブレード１２で囲まれ径方向に延在する内部風路１４を通過し、内部風路１４の外径側の排気口１５から排出される。
【００２３】
この実施の形態１のファン８によれば、図４（ａ）に示したように、ブレード１２が後面プレート１１の表面から起立され、後面プレート１１とブレード１２との間にカシメ等の接合部がないため、接合部での空気流１３の漏れのない送風効率の高いファン８が得られるとともに、部品点数を少なくできるので組立工数の低減を図ることができる。
【００２４】
また、後面プレート１１の表面から起立されたブレード１２は、図８に示すように、内径側の吸気側端部１６から外径側の排気側端部１７のほぼ全域に渡って後面プレート１１に繋がっており、高速回転による遠心力がブレード１２の一部に集中しない構造のため、高強度なファン８を得ることができる。なお、図８において、前面プレート１０は省略している。
【００２５】
図４（ａ）では、複数のブレード１２は後面プレート１１から切り起しているが、図４（ｂ）に示すように、複数のブレード１２は前面プレート１０から切り起しても同様の効果が得られる。
【００２６】
次に、ファン８の内部風路１４を流れる空気流１３について、図３〜図５を用いて説明する。ファン８の内部風路１４を流れる空気流１３は、吸気口９からファン８の外周部にある排気口１５へ進む流れと、ファン８の高速回転と内部風路１４が湾曲していることによる循環流１８との合成流となる。そのため空気流１３は、ファン８の内部風路１４を略螺旋流となってファン８の外周部にある排気口１５から排出される。また、空気流１３は、ファン８の高速回転による遠心力を受けるが、回転しているため空気流１３はブレード１２の回転の前方側の面に多く流れる。
【００２７】
この実施の形態１の構成において、前面プレート１０あるいは後面プレート１１から起立するブレード１２の回転の前方側の面に、起立する方向に沿って凹形状に湾曲するブレード湾曲部１９を設けることにより、空気流１３がブレード湾曲部１９に沿って滑らかに流れるため、電動送風機２の送風効率が向上する。また、起立するブレード１２の回転の前方側の面の根元に、凹形状に湾曲する隅湾曲部２０を設けることで、空気流１３が隅湾曲部２０に沿って滑らかに流れるため、送風効率を更に向上させることできる。
【００２８】
図９は、この実施の形態１におけるファン８の複数の形状例を示す断面図である（図９において、前面プレート１０は省略している）。
【００２９】
図９（ａ）の直線型は、一体成形したブレード１２を垂直に起立させ、起立するブレード１２の回転の前方側の面の根元である基端部に隅湾曲部２０を設けたものである。循環流１８が隅湾曲部２０の湾曲面に沿って滑らかに流れるため、電動送風機２の送風効率が向上する。
【００３０】
図９（ｂ）の湾曲型は、一体成形したブレード１２の基端部に隅湾曲部２０とブレード１２にブレード湾曲部１９を設けたものである。基端部の隅湾曲部２０に加え、ブレード１２にもブレード湾曲部１９を設けたので、さらに電動送風機２の送風効率が向上する。
【００３１】
図９（ｃ）の傾斜型は、一体成形したブレード１２の起立角度を垂直から傾斜させたものである。ファン８の形状や使用回転数によっては、ブレードの最適起立角度が異なるため、最適な角度にブレードを傾斜させたので電動送風機２の送風効率が向上する。
【００３２】
図９（ｄ）の湾曲傾斜型は、（ｂ）湾曲型と（ｃ）傾斜型を合わせた形状を設けたものである。（ｂ）湾曲型と（ｃ）傾斜型を合わせた形状としたため、電動送風機２の送風効率が更に向上する。
【００３３】
図９（ｅ）のＬ字型は、一体成形したブレード１２の基端部だけでなく、上部の内部風路１４の隅にもブレード１２で上部湾曲部２２を設けたものである。循環流１８が上部湾曲部に沿って滑らかに流れるため、電動送風機２の送風効率が向上する。
【００３４】
図９（ｆ）の折返型は、ブレード１２で上側に折返し湾曲部２３を設けたものである。折り返し湾曲部２３を設けたことで、循環流１８の折返しが折返し湾曲部２３に沿って滑らかに流れるため電動送風機２の送風効率が向上する。
【００３５】
図９（ｇ）の逆湾曲型のように、一体成形したブレード１２の回転の後方側の面に湾曲部を設けた場合でも、循環流１８の剥離などによる損失を抑えることができる。ファン８の形状や使用回転数によっては、回転する後方側の面に湾曲部を設けた方が電動送風機２の送風効率が向上する。
【００３６】
図９（ｈ）の波型では、図に示すように、回転の前方側の面と回転の後方側の面の両面に湾曲部を設けたため、循環流１８が滑らかに流れ、電動送風機２の送風効率が向上する。
【００３７】
図１０は、この実施の形態１におけるファンの他の例を示す断面図である。図１０に示したように、後面プレート１１から一体成形した複数のブレード１２にカシメ突起部２４も同時に成形し、前面プレート１０とブレード１２を、カシメ突起部２４を利用し、カシメによって固定する構造としてもよい。従来から用いられているカシメが利用できるので、前面プレート１０の正確な位置決め固定が可能となる。
【００３８】
実施の形態２．
図１１（ａ）及び（ｂ）は、実施の形態２における電動送風機のファンを示す断面図である。この実施の形態２では、図１１に示したように、後面プレート１１から薄肉に削いで形成したブレード１２で略四角状の内部風路１４を成形している。図１１（ａ）では、起立したブレード１２の起立部１２ａの先端から折り曲げた折り曲げ部１２ｂを形成し、折り曲げ部１２ｂが全周に渡って連なるようにすることにより前面プレート１０とし、後面プレート１１とブレード１２から形成された起立部１２ａと折り曲げ部１２ｂとで囲まれた内部風路１４を形成し、図１１（ｂ）では、ブレード１２をコ字形状に折り曲げることにより１個のブレード１２で内部風路１４を形成している。
【００３９】
この実施の形態２によれば、後面プレート１１から薄肉に削いで形成したブレード１２の折り曲げ部１１ａで前面プレート１０を形成することができるため、材料を節減し、組立工数を低減することができる。
【００４０】
実施の形態３．
図１２は、この実施の形態３におけるファンのブレードを示す斜視図である。この実施の形態３では、図１２に示したように、前面プレート１０あるいは、後面プレート１１から切起して一体成形したブレード１２の内径側の吸気側端部１６を他部より薄く成形している。
【００４１】
この実施の形態３によれば、吸気側端部１６を他部より薄くしているので、空気流がブレード１２の吸気側端部１６へ衝突して生じる送風損失を低減することができる。
【００４２】
実施の形態４．
図１３は、この実施の形態４における電動送風機のファンを示す断面図である。この実施の形態４では、図１３に示したように、前面プレート１０と後面プレート１１の両方に表面を薄肉片に削いで形成したブレード１２を設け、前面プレート１０及び後面プレート１１を組み合わせ、前面プレート１０に形成されたブレードと後面プレート１１に形成されたブレードとで内部風路１４を形成している。
【００４３】
この実施の形態４によれば、前面プレート１０とブレード１２との接合部及び後面プレート１１とブレード１２との接合部の両方において隙間をなくして、電動送風機の送風効率を向上することができる。また、ブレード１２の枚数を多くすることができるため送風効率がさらに向上する。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
この発明に係るファン及び電動送風機は、電気掃除機等に有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１  掃除機本体、１ａ  吸入口、１ｂ  排出口、２  電動送風機、３  集塵部、
４  フレーム、５  界磁部、６  電機子部、７  回転軸、８  ファン、９  吸気口、
１０  前面プレート、１１  後面プレート、１２  ブレード、１２ａ  起立部、
１２ｂ  折り曲げ部、１３  空気流、１４  内部風路、１５  排気口、
１６  吸気側端部、１７  排気側端部、１８  循環流、１９  ブレード湾曲部、
２０  隅湾曲部、２１  カシメ突起部、２２  上部湾曲部、２３  折返し湾曲部、
２４  湾曲面、２５  金属プレート、２６  削ぎ刃、２７  基端部、
２８  成形ブロック、３０  整流子。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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