(57)【要約】【課題】電動機フレーム内の空気がファン側に漏れ難くして吸込み特性を向上できる電動送風機を提供する。【解決手段】内部に軸受７が装着された軸受ハウジング部４ａを有するフレーム端面板４を備えた電動機フレーム２に、フレーム端面板４を覆う整流板３１を装着する。整流板はハウジング部４ａの外周に嵌合する通孔３２を有する。軸受、軸受ハウジング部、及び整流板を貫通した回転子１５の回転子軸１６に、整流板を覆ってファン２１を固定する。ハウジング部４ａより大きく環状に形成されたシール手段３５を備える。シール手段により、ファン２１のファンベース２２とこれに対向された整流板の整流板ベース３１ａとの間の隙間Ｇを、ハウジング部４ａとファン２１の周縁との間で部分的に狭くし、フレーム２内の空気が、軸受７を通ってファン側に漏れないようにするとともに、ハウジング部４ａに嵌合された通孔３２を通ってファン側に漏れないようにしたことを特徴としている。【選択図】図２
2011001939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と回転子が収納されたフレーム本体、及び軸受ハウジング部を有して前記フレーム本体に装着されたフレーム端面板を備えた電動機フレームと、
前記軸受ハウジング部内に装着されて前記回転子の回転子軸を回転自在に支持した軸受と、
前記軸受ハウジング部の外周に嵌合する通孔を有して前記フレーム端面板を覆って前記電動機フレームに装着され前記電動機フレーム内に気流を導く整流板と、
このファン及び前記整流板を覆って前記電動機フレームに取付けられ前記ファンから吐出される気流を前記整流板に導くファンカバーと、
前記軸受ハウジング部より大きい環状に形成されて、前記ファンのファンベースとこれに対向された前記整流板の整流板ベースとの間の隙間を、前記軸受ハウジング部と前記ファンの周縁との間で部分的に狭くするシール手段と、
を具備したことを特徴とする電動送風機。
【請求項２】
前記整流板が合成樹脂製の成形品であって、前記シール手段が、前記ファンベースに近接又は軽微に接触するように前記整流板ベースから前記ファンベースに向けて一体に突出された少なくとも一つの円環形のリブからなることを特徴とした請求項１に記載の電動送風機。
【請求項３】
前記シール手段が、前記整流板に取付けられて前記ファンベースに向けて突出された環状の突出部を有した金属製のシール板と、このシール板より強度が低い材料で作られていて前記ファンベースに固定されるとともに、前記突出部が前記整流板ベース側から食い込むように挿入されたシール部材とで、形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電動送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気掃除機の掃除機本体に内蔵されて吸込み気流を発生させるのに使用される電動送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
固定子及び回転子が収納されたケース本体内に、ファンの送風を整流板により通風させる電動送風機で、ケース本体の開口部に装着された金属製のケース端面板の軸受ハウジングと、合成樹脂製の整流板の中央部に形成されて軸受ハウジングが挿入された透孔との間を通って、ケース本体側の空気がファン側に吸込まれて漏れる場合は、電動送風機の特性(吸込み特性)が低下する。
【０００３】
これに対処して、整流板の透孔の内側(ケース本体側)孔縁に環状の薄肉状部を一体に形成し、この薄肉状部の弾性変形を利用して、薄肉状部の内周を軸受ハウジングの外周に密接させた状態で、薄肉状部を軸受ハウジングに嵌合させ、それにより、透孔のシール性を高めた技術が、従来知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１８３９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ケース端面板は金属のプレス成型品であるので、その軸受ハウジングの周部を真円に形成することは至難であり、一般的に軸受ハウジングの周部は楕円形状に形成される。そのため、薄肉状部と軸受ハウジングとの嵌合において薄肉状部が弾性変形するといえども、薄肉状部の内周全体を軸受ハウジングの外周全体に確実に密接できない恐れがある。それにより、ケース本体内の空気がファン側に吸込まれて漏れることを防止する上での信頼性が低い。
【０００６】
その上、電動送風機の運転に伴い固定子及び回転子側から波及する熱により、合成樹脂製の整流板が熱収縮する。この熱収縮に伴い、軸受ハウジングの外周に対する整流板の薄肉状部の密接性が低下する。それにより、透孔でのシール性（気密性）を長期間わたり維持し難く、ケース本体内の空気がファン側に吸込まれ漏れ易くなる。
【０００７】
更に、ファンが連結される回転子の回転子軸が通る孔が、ケース端面板の軸受ハウジングに開けられている。そのため、軸受ハウジング内に装着された軸受がシール材付きのものでない場合には、この軸受を通ってケース本体内の空気がファン側に吸込まれて漏れる。こうした漏れを防止することについては、前記透孔でのシール構造は何ら有効ではない。そのため、透孔と軸受ハウジングとの嵌合部でのシール性が確保されているとしても、軸受を通る空気の漏れによって、電動送風機の吸込み特性が低下する。
【０００８】
以上のように従来技術は、ケース本体内の空気がファン側に吸込まれて漏れないようにする上では充分ではなく、吸込み性能を改善する余地がある、という課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の課題を解決するために、本発明は、内部に軸受が装着された軸受ハウジング部を有するフレーム端面板を備えた電動機フレームに、軸受ハウジング部の外周に嵌合する通孔を有してフレーム端面板を覆う整流板を装着し、軸受、軸受ハウジング部、及び整流板を貫通した回転子の回転子軸に、整流板を覆うファンを固定し、軸受ハウジング部より大きく環状に形成されたシール手段により、ファンのファンベースとこれに対向された整流板の整流板ベースとの間の隙間を、軸受ハウジング部とファンの周縁との間で部分的に狭くして、電動機フレーム内の空気が、ファン側に軸受を通って漏れないようにするとともに、軸受ハウジング部に嵌合された通孔を通って前記隙間に漏れないようにしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電動送風機によれば、電動機フレーム内からファン側へ空気が吸込まれて漏れる可能性のある部位の下流側に位置する整流板ベースとファンベースとの間の隙間に、前記部位からファンの吐出し口に向かう気流が流れないようにするシール手段を設けたので、フレーム端面板の軸受ハウジング部及びこれに嵌合された整流板の通孔の寸法のばらつきや、整流板の熱収縮に左右されず、しかも、軸受ハウジング内に装着された軸受が通気可能であるにも拘らず、電動機フレーム内からファン側に空気が漏れ難いので、吸込み特性を向上できる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電動送風機を一部切欠いて示す側面図である。
【図２】図１の電動送風機の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】図１の電動送風機が備えた整流板を示す平面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る電動送風機の一部を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図１〜図３を参照して本発明の第１の実施の形態について、詳細に説明する。
【００１３】
図１中符号１は図示しない電気掃除機の掃除機本体に内蔵されて吸塵用の送風動作を営む電動送風機を示している。この電動送風機１は、電動機部Ｍとファン部Ｆとからなる。電動機部Ｍは、例えば整流子電動機であり、電動機フレーム２、一対のブラシ装置８、固定子１１、及び回転子１５を備えている。なお、電動機部Ｍはブラシレス電動機であってもよい。ファン部Ｆは、ファン２１、整流板３１、シール手段３５、及びファンカバー４１を備えている。
【００１４】
電動機フレーム２は、フレーム本体３と、通気孔を有するフレーム端面板４を連結して形成されている。
【００１５】
金属板を絞り加工して作られたフレーム本体３は一端が開口されるとともに他端が端壁３ａで閉じられた有底円筒状に形成され、その開口縁３ｂは円環状をなして外側に張り出している。端壁３ａの中央部に第１の軸受ハウジング部３ｃが電動機フレーム２の外側に突出して形成されている。第１の軸受ハウジング部３ｃはフレーム本体３の内側に開放されている。この第１の軸受ハウジング部３ｃの内部に、玉軸受からなる第１の軸受５が圧入して保持されているとともに、予圧ばね６が収容されている。予圧ばね６は第１の軸受５の内輪をファン２１側に付勢する。
【００１６】
金属板をプレス成形して作られたフレーム端面板４は、その長手方向中央部に第２の軸受ハウジング部４ａを有している。このフレーム端面板４は、フレーム本体３の開口を径方向に横切っていて、その両端部が開口縁３ｂにねじ止めされている。フレーム端面板４はその中央部と両端部との間に開口された円形の通気孔を有している。電動機フレーム２は、フレーム本体３とフレーム端面板４との間に残された開口及びフレーム端面板４の通気孔を通して外部と連通されている。
【００１７】
第２の軸受けハウジング部４ａは電動機フレーム２の外側に第１の軸受ハウジング部３ｃとは逆方向に突出して形成されていて、その内部に玉軸受からなる第２の軸受７が圧入して保持されている。
【００１８】
固定子１１は、平面的に見た外形形状が略四角な固定子鉄心と、これに巻き付けられた固定子巻線を有している。固定子１１は、その四隅をフレーム本体３の円筒形周壁の内面に圧接させて電動機フレーム２内に固定されている。固定子鉄心の外面とこれに対向した前記円筒形周壁の内面との間にフレーム内風路１２（図１に一つのみ図示する）が形成されている。このフレーム内風路１２の下流側に位置してフレーム本体３に排気部１３が設けられている。排気部１３は、例えば固定子１１と端壁３ａとの間に位置して前記円筒形周壁に開けられた複数の排気孔（図１に一つのみ図示する）からなる。フレーム内風路１２はその上流側に位置されたフレーム本体３の開口及びフレーム端面板４の通気孔に連通している。
【００１９】
図１に示すように回転子１５は、回転子軸１６に、電機子巻線１７ａが巻かれた電機子鉄心１７、及び電機子巻線１７ａの巻線端末が接続された整流子１８を取付けるとともに、防塵円板１９を取付けて形成されている。防塵円板１９は、第２の軸受７の防塵をするために用いられるもので、電機子巻線１７ａが巻かれた電機子鉄心１７を境に整流子１８と反対側に位置して回転子軸１６の他端部に支持されていて第２の軸受７を覆っている。
【００２０】
回転子１５は、その回転子軸１６の両端部を第１の軸受５と第２の軸受７に回転自在に支持させることによって、固定子１１の内側を貫通して電動機フレーム２内に取付けられている。
【００２１】
前記一対のブラシ装置８は、フレーム本体３に対して電気絶縁されて取付けられていて、図１に示すようにフレーム本体３を半径方向に貫通して設けられている。これらのブラシ装置８が有したカーボンブラシ８ａはコイルばね８ｂによって整流子１８の外周に押付けられている。
【００２２】
前記ファン部Ｆのファン２１は、遠心型のものであって、図２に示すように円板状のファンベース２２と、このファンベース２２に対向する円板状の前シュラウド２３とを、ファン２１の周方向に一定間隔で配置された複数枚のブレード２４（１枚のみ図示する）で連結してなる。これらの部材は、いずれも金属製例えばアルミニウム製である。各ブレード２４はファンベース２２及び前シュラウド２３に対して直角に設けられている。これらブレード２４は、その両側縁に複数のかしめ突起（図示しない）を有しており、これらの突起をファンベース２２及び前シュラウド２３に設けたかしめ用孔に夫々挿入した状態で、各かしめ突起をかしめて潰すことによって、各ブレード２４とファンベース２２及び前シュラウド２３が連結されている。ファン２１の周部に吐出し口２１ａが形成され、前シュラウド２３の中央部に吸込み口２１ｂが開口されている。
【００２３】
このファン２１は、第２の軸受７、第２の軸受ハウジング部４ａ、及び後述する整流板３１の中央部を貫通して電動機フレーム２の外に突出された回転子軸１６の軸端部に、ナット２５を用いて固定されている。図２に示すようにファンベース２２の中央部は三層構造となっており、その裏面と第２の軸受７の内輪との間に、リング形のディスタンス部材２６が挟まれている。したがって、回転子軸１６が貫通したファンベース２２の中央部とディスタンス部材２６は、第２の軸受７の内輪とナット２５とで挟まれている。
【００２４】
整流板３１は合成樹脂例えばナイロン系樹脂の一体成形品であって、ファン２１の吐出し口２１ａから吐出された気流を静圧化して電動機フレーム２のフレーム内風路１２に案内するために用いられている。図３に示すように整流板３１は、ファン２１の直径より大きい円板形の整流板ベース３１ａと、この整流板ベース３１ａの周部表面（上流側の面）に一体に設けられた複数の略円弧状をなす上流側静翼３１ｂと、整流板ベース３１ａの裏面（下流側の面）に一体に設けられた複数の略円弧状をなす下流側静翼３１ｃ（図２参照）を有している。
【００２５】
この整流板３１は中央部に円形の通孔３２を有している。整流板３１は、その通孔３２を第２の軸受ハウジング部４ａの外周に嵌合させて、ファン２１と電動機フレーム２との間に配置されていて、フレーム端面板４の中央部に設けたねじ孔に通されたねじ３３により、フレーム端面板４に固定されている。この整流板３１は、フレーム本体３の開口及びフレーム端面板４を覆っている。
【００２６】
整流板３１の整流板ベース３１ａはファン２１のファンベース２２の裏面に対向していて、これらの間に隙間Ｇ(図１及び図２参照)が形成されている。整流板３１の上流側静翼３１ｂは、ファン２１の周囲に配設されて、ファン２１の吐出し口２１ａに対向されている。整流板３１の下流側静翼３１ｃはフレーム本体３の開口に対向されている。
【００２７】
隙間Ｇは、電動機フレーム２の内部からファン２１の吐出し口２１ａ側への通気が可能な漏れ可能部位に対して、この漏れ可能部位の下流側に設けられている。ここに、漏れ可能部位とは、第２の軸受ハウジング部４ａの外周と整流板３１の通孔３２との嵌合部、及び第２の軸受ハウジング部４ａ内に装着された第２の軸受７を指している。隙間Ｇは、ファン２１の吐出し口２１ａとこれを包囲した上流側静翼３１ｂとの間に空隙Ｓ１に連通されている。
【００２８】
ファン部Ｆは、第２の軸受ハウジング部４ａとファン２１の周縁との間で隙間Ｇを部分的に狭くするシール手段３５を備えている。このシール手段３５は、整流板ベース３１ａからこれに対向したファンベース２２に向けて一体に突出された少なくとも一つ例えば複数のリブ３６からなる。リブ３６が複数である場合、シール性をより高くする上では、その数を多くするほどラビリンス作用を確実に発揮させ得る点で好ましい。
【００２９】
各リブ３６は、図３に示すように円環形に形成されているとともに、第２の軸受ハウジング部４ａより大径である。各リブ３６の半径方向の断面は例えば半円形であるが、シール性をより高める上では平坦な先端面を有していることが望ましい。これらリブ３６はその先端がファンベース２２に近接又は軽微に接触するように突出されている。
【００３０】
ここに、近接とは、リブ３６とファンベース２２とが0.5ｍｍ未満の微小な隙間を設けて非接触状態にあることを指している。又、軽微に接するとは、ファンベース２２の裏面がリブ３６に摺接する状態を指している。この摺接状態は、リブ３６にファンベース２２の裏面を接触させた状態にファン部Ｆを組立てた後に、電動送風機１が初めて運転されるに伴い、ファンベース２２より強度が低いリブ３６の先端面を、回転されるファン２１のファンベース２２で擦り取って、これらファンベース２２とリブ３６がなじんだ状態と擦ることで得ることができる。
【００３１】
リブ３６は、ファンベース２２の裏面に露出されたブレード２４のかしめ部との干渉でファン２１の駆動力が増加しないように、かしめ部を避けて設けられている。これとともに、後述するファン２１の振動によりリブ３６がファンベース２２に接触する可能性をより少なくするために、リブ３６は、整流板ベース３１ａにおける吐出し口２１ａに近い部位ではなく、整流板ベース３１ａの内周側に寄せて設けられている。
【００３２】
ファン２１から吐出される気流を整流板３１に導くファンカバー４１は、例えば金属製であって、図１及び図２に示すように中央部にファン２１の吸込み口２１ｂに対向する吸気口４１ａを有しているとともに、周部に静翼押え部４１ｂを有している。このファンカバー４１は、電動機部Ｍの開口縁３ｂに嵌合されて、ファン２１及び整流板３１を覆って電動機フレーム２に取付けられている。静翼押え部４１ｂは、フレーム本体３の開口縁３ｂとの間に整流板３１の周部を挟んでいる。
【００３３】
図２に示すようにファンカバー４１の裏面に吸気口４１ａを囲んでリング形のシール材４２が装着されている。シール材４２は、ファン２１をなした金属材料より強度が低い材料、例えば紙材等で作られている。シール材４２は、前シュラウド２３の吸込み口２１ｂの縁が挿入されたシール溝４２ａを有している。シール溝４２ａは、吸込み口２１ｂの縁をシール材４２に挿入した状態で、ファン２１を回転させることにより、シール材４２の一部が吸込み口２１ｂの縁で削り取られて形成されたものである。このシール溝４２ａと吸込み口２１ｂの縁の嵌合により、前シュラウド２３とファンカバー４１との間のスペースＳとファン２１の吸込み口２１ｂとの間がシールされていて、それにより、ファン２１から吐出された空気の一部が、スペースＳを通って吸込み口２１ｂに吸込まれないようにしている。
【００３４】
電動送風機１の電動機部Ｍへの通電がなされると、回転子１５とともにファン２１が回転されることにより、気流が、ファンカバー４１の吸気口４１ａ、ファン２１、整流板３１内の風路、フレーム内風路１２、及び排気部１３を、この記載順に流通して、電気掃除機の吸塵用の送風動作が営まれる。
【００３５】
この送風動作において、ファン２１の吐出し口２１ａから整流板３１の上流側静翼３１ｂ間に吐出される空気によって、上流側静翼３１ｂと吐出し口２１ａとの間の空隙Ｓ１に連通している隙間Ｇは負圧となる。
【００３６】
しかし、隙間Ｇの途中は複数のリブ３６からなるシール手段３５でシールされているので、リブ３６を境として第２の軸受ハウジング部４ａ側で、ファンベース２２と整流板３１との間に形成され、かつ、第２の軸受ハウジング部４ａが臨んだ空隙Ｓ２には、リブ３６より下流側での隙間Ｇの負圧が波及し難い。これにより、電動機フレーム２内の圧力と、前記空隙Ｓ２内の圧力の差を小さくできる。
【００３７】
そのため、整流板３１を通って電動機フレーム２内に導入された圧力が高い空気の一部が、第２の軸受７の内輪と外輪との間を通って前記空隙Ｓ２に吸い出されること、及びフレーム端面板４及び整流板３１の寸法のばらつきや整流板３１の熱収縮を原因として、第２の軸受ハウジング部４ａと整流板３１の通孔３２との嵌合部に隙間ができている場合であっても、その隙間を通って前記空隙Ｓ２に吸い出されることが抑制される。
【００３８】
したがって、以上の２系統の漏れ可能部位を通った空気が隙間Ｇを流通し、ファン２１の吐出し口２１ａから吐出される空気に前記空隙Ｓ１で合流して、循環を繰り返すことが抑制される。このように電動送風機１内で空気循環がし難いことにより、送風効率の低下を抑制できる。
【００３９】
これとともに、既述のように電動機フレーム２内の空気が第２の軸受７を通ってファン２１側に到達し難いので、電動機フレーム２内でカーボン粉等の塵埃が僅かながら空気中に混じったとしても、それが第２の軸受７内に侵入して、この第２の軸受７の寿命低下を招くことも防止できる。そのため、第２の軸受７に、コストが高いシール部材付きの玉軸受を用いることなく、既述の空気循環をし難くできる。しかも、シール手段３５が整流板３１と一体に成形されたリブ３６からなるので、空気循環をし難くするためにそれ専用の部品を要することがなく、この点においても低コストで実現できる。
【００４０】
又、ファン２１内を流通する空気は、連続した層流状態でなく、吸込み負圧の変動、ブレード２４による空気の掻き取り、ファン２１内の流路に臨んだ壁面付近での空気のよどみ、乱流の発生、乱流の崩壊(消失)等により、脈動状態となって流れる。この脈動に応じて、ファン２１はその厚み方向に変形（振動）することを繰り返す。そのため、ファン２１の振動が大きいほど、それに伴う騒音が増える。
【００４１】
しかし、既述のようにシール手段３５をなした整流板３１のリブ３６が、ファンベース２２に近接若しくは軽微に接触しているので、このリブ３６をストッパとしてファン２１の前記振動が小さく抑制される。したがって、ファン２１の振動を原因とする騒音を低下させることができる。
【００４２】
図４を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。第２実施形態で以下説明する事項以外は、図４に示されない構成を含めて第１実施形態と同じであるため、第１実施形態と同じ構成については第１実施形態と同符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
第２実施形態では、シール手段３５が、金属製のシール板３８と、シール部材３９とで形成されている。
【００４４】
シール板３８は、アルミニウム等の金属製の薄い板からなり、環状の突出部３８ａを有していて、整流板３１に取付けられている。このシール板３８は、整流板３１の一部をなしていて、整流板３１の樹脂部を成形する際に、その成形型内にインサートして設けられたものである。突出部３８ａはファンベース２２に近接するように突出されている。
【００４５】
シール部材３９は、シール板３８より強度が低い紙材等の材料で作られていてファンベース２２の裏面に固定されている。このシール部材３９は、突出部３８ａが整流板ベース３１ａ側から食い込むように挿入された溝３９ａを有している。溝３９ａは、突出部３８ａをシール部材３９に挿入した状態で、ファン２１を回転させることにより、シール部材３９の一部が突出部３８ａで削り取られて形成されたものである。この場合、シール板３８が金属製で薄いので、シール部材３９に対する挿入性及び切削性がよい。溝３９ａとシール板３８の突出部３８ａとの嵌合により、これらが軽微に接触されるとともに、第２の軸受ハウジング部４ａとファン２１の周縁との間で隙間Ｇを部分的に狭くしている。
【００４６】
以上説明した構成以外は第１実施形態と同じである。この第２実施形態でも、ファンベース２２と整流板ベース３１ａとの間に形成された隙間Ｇの途中が、シール板３８と、これが挿入されたシール部材３９とからなるシール手段３５でシールされているので、シール手段３５を境として第２の軸受ハウジング部４ａ側で、ファンベース２２と整流板３１との間に形成され、かつ、第２の軸受ハウジング部４ａが臨んだ空隙Ｓ２に、シール手段３５より下流側での隙間Ｇの負圧が波及し難い。これにより、電動機フレーム２内の圧力と、前記空隙Ｓ２内の圧力の差を小さくできる。したがって、第１実施形態と同様に、前記２系統の漏れ可能部位を通った空気が隙間Ｇを流通し、ファン２１の吐出し口２１ａから吐出される空気に前記空隙Ｓ１で合流して、循環を繰り返すことが抑制される。こうした電動送風機１内で空気循環がし難いことにより、送風効率の低下を抑制できる。
【符号の説明】
【００４７】
１…電動送風機、２…電動機フレーム、３…フレーム本体、４…フレーム端面板、４ａ…軸受ハウジング部、７…軸受、１１…固定子、１５…回転子、１６…回転子軸、２１…ファン、２２…ファンベース、２１ａ…吐出し口、３１…整流板、３１ａ…整流板ベース、３２…通孔、Ｇ…隙間、３５…シール手段、３６…リブ、３８…シール板、３８ａ…突出部、３９…シール部材
【図１】
2011001939.tif 000003
【図２】
2011001939.tif 000004
【図３】
2011001939.tif 000005
【図４】
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