(57)【要約】      （修正有）【課題】回転バランスが良好な電動送風機を提供する。【解決手段】遠心ファンとワッシャ６３，６４とを粉体塗装により一体化する。遠心ファンとワッシャ６３，６４とを一体的に回転バランス調整する。電動機の回転軸３４を挿通してワッシャ６３，６４により下部ファンプレート５６を挟持することで遠心ファンを回転軸３４に固定する。良好な回転バランスの電動送風機を得ることができる。【選択図】図１
2011202628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を有する電動機と、
この電動機の回転軸が挿通される対をなすワッシャと、
これらワッシャにより一部が挟持されて前記回転軸に固定され、前記各ワッシャと一体的に回転バランスが調整された遠心ファンと
を具備したことを特徴とした電動送風機。
【請求項２】
遠心ファンと各ワッシャとは、粉体塗装により一体化されている
ことを特徴とした請求項１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、ワッシャを介して遠心ファンを回転軸に連結した電動送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば電気掃除機などに用いられる電動送風機は、電動機と、この電動機により回転駆動される遠心ファンと、これら電動機と遠心ファンとの間に位置する整流板とを備えている。電動機は、回転軸を有する回転子(ロータ)および整流子(コンミュテータ)を一体に備えた電機子(アーマチュア)の周囲に、固定子(ステータ)が配置され、かつ、整流子に一対のブラシ装置が押圧されて構成されている。また、遠心ファンは、例えばアルミニウムなどにより形成された円形状の一対のファンプレートが対向配置され、これらファンプレート間に複数のファン翼(ブレード)が渦巻状に一体的に取り付けられて構成され、電動機側のファンプレートの中央部に、電動機の回転軸の端部が挿通されている。そして、遠心ファンは、回転軸に挿通された別体の一対のワッシャにより電動機側のファンプレートが挟持され、回転軸の端部にナットが締め付けられることによって回転軸に一体的に連結固定されている(例えば、特許文献１参照。)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−１６０１９６号公報(第２頁、第１図)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような電動送風機においては、遠心ファンの回転バランスが良好でない場合、回転(駆動)時の振動が大きくなり、整流状態、寿命および効率などが低下する。このため、遠心ファンは回転バランスを調整した状態で回転軸に連結することが好ましい。具体的に、遠心ファンの回転バランスは、例えば電動機側のファンプレートの周縁部を一部切り欠くことで調整する。
【０００５】
しかしながら、ワッシャについては、回転バランスの調整をしていないため、これらワッシャの回転バランスが良好でない場合には、電動送風機の振動が大きくなる要因となる。
【０００６】
また、例えば電機子(回転子)の回転バランスも良好でない場合には、遠心ファンのアンバランス位置と電機子(回転子)のアンバランス位置との相対的な位置(角度)関係を変えることにより全体的な回転バランスを調整することがある。
【０００７】
しかしながら、このような場合でも、ワッシャの回転バランスが良好でないと、仮に遠心ファンのアンバランス位置と電機子(回転子)のアンバランス位置との相対的な位置関係を調整しても、ワッシャによってその関係が崩れ、アンバランスの修正の効果が低下するおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、回転バランスが良好な電動送風機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、回転軸を有する電動機と、この電動機の回転軸に挿通される対をなすワッシャと、これらワッシャにより一部が挟持されて回転軸に固定され、各ワッシャと一体的に回転バランスが調整された遠心ファンとを具備したものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、遠心ファンと各ワッシャとを一体的に回転バランス調整することにより、良好な回転バランスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態の電動送風機を、一部を省略して示す拡大縦断面図である。
【図２】同上電動送風機の遠心ファンの一部を上流側から示す平面図である。
【図３】同上遠心ファンの一部を下流側から示す平面図である。
【図４】同上電動送風機を一部を切り欠いて示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態の構成を図１ないし図４を参照して説明する。
【００１３】
図４において、11は電動送風機を示し、この電動送風機11は、例えば電気掃除機、あるいはブロワなどに用いられるものである。そして、この電動送風機11は、電動機13と、この電動機13に接続されて回転される遠心ファン14と、これら電動機13と遠心ファン14との間に位置する整流板であるディフューザ15と、遠心ファン14およびディフューザ15の一部を覆う略円筒状のファンカバー16とを備えており、図示しない制御手段により動作が制御される。なお、以下、便宜的に、電動機13側を下側、遠心ファン14側(ファンカバー16側)を上側として説明する。
【００１４】
電動機13は、本体部であるモータ本体部21と、このモータ本体部21を保持する胴体ケースとしてのフレーム22と、このフレーム22に取り付けられた一対のブラシ装置23とを有している。
【００１５】
モータ本体部21は、四角形枠状の固定子25の内方に回転子26が配置されて構成されている。
【００１６】
固定子25は、ステータ、あるいはフィールドとも呼ばれるもので、固定子本体としての角筒状のフィールドコア31と、このフィールドコア31の所定位置に巻回されフィールドコア31に固定磁極を形成する界磁巻線32とを有し、フレーム22とディフューザ15との間に配設されている。そして、フィールドコア31の内側に回転子26が配置されている。
【００１７】
また、回転子26は、ロータ、あるいは電機子すなわちアーマチュアとも呼ばれるもので、回転中心となる出力軸である回転軸34と、この回転軸34と一体に設けられた整流子35および回転子本体としてのアーマチュアコア36とを一体的に有している。
【００１８】
回転軸34は、軸方向の一端部である上端部が、ディフューザ15に挿通され、この上端部に遠心ファン14が接続されている。また、この回転軸34は、両端側がベアリング38，39によりそれぞれ回転自在に保持されている。
【００１９】
整流子35は、コンミュテータとも呼ばれるもので、外周側が、ブラシ装置23と摺接する複数の整流子片41に分割されており、回転軸34の下端側に位置している。
【００２０】
アーマチュアコア36の周囲には、多数のリード線が巻回されてコイルであるアーマチュアコイル43が構成されている。このアーマチュアコイル43は、固定子25の界磁巻線32により形成される固定磁極に対して磁気的に吸引あるいは反発される回転磁極を形成するもので、各リード線の端部が、それぞれ整流子35の各整流子片41に電気的に接続されている。
【００２１】
また、フレーム22は、略有底円筒状の第１フレーム45とこの第１フレーム45の上端部に径方向に沿って配置された第２フレーム46とを有している。
【００２２】
第１フレーム45は、例えば金属、あるいは合成樹脂などにより形成され、内部にフィールドコア31を保持している。また、この第１フレーム45の下端側には、各ブラシ装置23が取り付けられるブラシ取付孔48が互いに対向する位置に開口形成されているとともに、これらブラシ取付孔48の間の位置に、複数の排気口49が開口形成されている。さらに、この第１フレーム45の下端部には、ベアリング38を保持するモータヘッド部50が同軸状に形成されている。
【００２３】
第２フレーム46は、例えば金属、あるいは合成樹脂などにより形成され、両端部がねじ51を介して第１フレーム45の上端側に径方向に沿って固定されている。また、この第２フレーム46の中央部には、ベアリング39を内側に保持するベアリング保持部52が上側へと突出するように形成されており、このベアリング保持部52の外側が、ディフューザ15を固定する部分となっている。
【００２４】
また、各ブラシ装置23は、角柱状のカーボンブラシ54を内部に移動可能に保持しており、このカーボンブラシ54の先端側が整流子35の整流子片41に圧接されて電気的に接続されている。さらに、各ブラシ装置23は、カーボンブラシ54が家庭用商用交流電源、あるいは電池などの図示しない電源に電気的に接続されている。
【００２５】
そして、遠心ファン14は、回転軸34と一体的に回転するもので、例えばアルミニウムなどの金属により形成されている。この遠心ファン14は、図１ないし図４に示すように、一のファンプレートである円板状の下部ファンプレート56、この下部ファンプレート56に対して所定の間隙を介して略平行に対向し吸込口57を備えた他のファンプレートである円板状の上部ファンプレート58、および、これらファンプレート56，58の間に一体的に挟持固定された平面視で渦巻状のブレードである複数のファン翼59を備えている。
【００２６】
電動機13側に位置する下部ファンプレート56は、中央部に丸孔状の孔部61が形成されており、この孔部61に回転軸34が挿通されている。この回転軸34は、円板状の一方および他方のワッシャ63，64および固定部材としての締結部材であるナット65を介して遠心ファン14と一体的に連結される。
【００２７】
ワッシャ63，64は、遠心ファン14を回転軸34に対して安定的に固定するための座面を形成するものである。そして、一方のワッシャ63は、下部ファンプレート56の下側、すなわち電動機13側(下流側)に位置しており、例えば金属などの剛性を有する導電性の部材により薄板状に形成されている。また、この一方のワッシャ63の径寸法は、他方のワッシャ64の径寸法よりも大きく、かつ、下部ファンプレート56の径寸法よりも小さく設定されており、遠心ファン14(下部ファンプレート56)の径寸法に対して所定の比率以上の比較的大きな径寸法を有している。さらに、この一方のワッシャ63は、下部ファンプレート56(遠心ファン14)と同軸に配置されており、中央部に回転軸34が挿通される(一方の)挿通孔63aが形成されている。この挿通孔63aは、下部ファンプレート56の孔部61と略等しい径寸法を有している。そして、この一方のワッシャ63の下側、すなわち下部ファンプレート56と反対側の主面63bには、円筒状の間隙保持部材(スペーサ)としての挟持部材であるスリーブ67が当接しており、この一方のワッシャ63の上側、すなわち下部ファンプレート56側の主面63cは、この下部ファンプレート56に対して全面が接触した状態で固定されている。
【００２８】
スリーブ67は、回転軸34に対する遠心ファン14の軸方向の位置を設定するとともに、遠心ファン14とベアリング39との間に間隙を形成するものである。そして、このスリーブ67は、滑動性(摺動性)に優れた部材により形成され、または滑動性(摺動性)を向上した表面加工が施されており、遠心ファン14および各ワッシャ63，64と同軸に配置され、中央部に回転軸34が挿通され、かつ、一方のワッシャ63とベアリング39との間に挟持されている。なお、スリーブ67の径寸法は、ワッシャ63，64の径寸法よりも小さく設定されている。
【００２９】
また、他方のワッシャ64は、下部ファンプレート56の上側(上流側)に位置しており、例えば金属などの剛性を有する導電性の部材により薄板状に形成されている。さらに、この他方のワッシャ64は、遠心ファン14(下部ファンプレート56)の径寸法に対して、一方のワッシャ63よりも小さい所定の比率の径寸法を有している。また、この他方のワッシャ64は、下部ファンプレート56(遠心ファン14)と同軸に配置されており、中央部に回転軸34が挿通される(他方の)挿通孔64aが形成されている。この挿通孔64aは、下部ファンプレート56の孔部61と略等しい径寸法を有している。また、この他方のワッシャ64の下側、すなわち下部ファンプレート56と反対側の主面64bには、ナット65が圧接されており、この他方のワッシャ64の下側、すなわち下部ファンプレート56側の主面63cは、この下部ファンプレート56に対して全面が接触した状態で固定されている。
【００３０】
そして、ワッシャ63，64は、例えば粉体塗装により遠心ファン14と一体化されている。すなわち、これらワッシャ63，64は、遠心ファン14とともに粉体塗装の塗膜Ｍによって全体が覆われており、この塗膜Ｍにより下部ファンプレート56に一体的に固定されている。なお、この塗膜Ｍは、例えば黒色などであり、遠心ファン14とワッシャ63，64とを一体化するとともに、各ファンプレート56，58とファン翼59との隙間を閉塞して遠心ファン14の気密性を保ち、かつ、耐熱性などをも向上するものである。
【００３１】
また、ナット65は、他方のワッシャ64を下部ファンプレート56の上面へと押圧固定するように回転軸34の上端部の螺合部34aに締め付け固定されている。したがって、遠心ファン14は、このナット65とスリーブ67との間に、ワッシャ63，64を介して下部ファンプレート56が挟持固定されている。
【００３２】
また、上部ファンプレート58は、周縁部から吸込口57へと徐々に上方すなわち下部ファンプレート56から離間される側へと突出するように形成されている。
【００３３】
各ファン翼59は、吸込口57の外方から、各ファンプレート56，58の周縁部近傍に亘って円弧状に湾曲して延びている。また、各ファン翼59は、各ファンプレート56，58に対して面方向が略直交するように配置され、各ファンプレート56，58に対して例えばかしめなどによって一体的に固定されている。
【００３４】
また、図４に示すディフューザ15は、遠心ファン14から外周側へと吹き出された空気を整流して電動機13側へと導くもので、電動機13と遠心ファン14との間に位置している。さらに、このディフューザ15は、整流板本体としてのディフューザ本体81と、このディフューザ本体81の一主面である上面から上方へと突出した複数の上流側ブレード82と、ディフューザ本体81の他主面である下面から下方へと突出した複数の下流側ブレード83とを一体に有している。そして、このディフューザ15は、ディフューザ本体81の中央部に形成された保持孔部84に対して第２フレーム46のベアリング保持部52が下側から挿入されており、ねじ85を介して第２フレーム46と固定されている。
【００３５】
また、ファンカバー16は、例えば亜鉛めっき鋼板などの金属によりプレス成形されており、電動機13のフレーム22の第１フレーム45の上端側の外周縁部に圧入嵌合される。さらに、このファンカバー16は、下側から上側へと徐々に縮径され、中央部に丸孔状の吸気口87が開口形成されている。そして、吸気口87の下側には、シール部材88が取り付けられており、このシール部材88が、遠心ファン14の吸込口57の外縁部に圧接されている。このため、吸気口87は、遠心ファン14の吸込口57に対して気密に接続されている。
【００３６】
次に、上記一実施の形態の組み立て方法を説明する。
【００３７】
まず、予め下部ファンプレート56と上部ファンプレート58との間に各ファン翼59をかしめなどにより一体的に固定することで、遠心ファン14を形成する。
【００３８】
次いで、この遠心ファン14の下部ファンプレート56を挟持するようにワッシャ63，64を同軸に固定した状態で、これら遠心ファン14およびワッシャ63，64全体に粉体塗装を施す。
【００３９】
すなわち、これら遠心ファン14およびワッシャ63，64全体に粉体状の塗料を例えば静電塗装し、これら遠心ファン14およびワッシャ63，64を塗料とともに加熱する(焼付けする)ことで、粉体状の塗料を溶融させた後、冷却することにより、遠心ファン14およびワッシャ63，64全体の外側に塗膜Ｍを形成する。
【００４０】
なお、ワッシャ63，64は、粉体塗装前に下部ファンプレート56に対して接着などにより(仮)固定しておいてもよい。
【００４１】
この後、遠心ファン14およびワッシャ63，64を、回転バランスを測定する図示しない回転バランス測定装置に取り付けて回転させることにより、これら遠心ファン14およびワッシャ63，64全体の回転バランスを測定する。そして、必要に応じて下部ファンプレート56の外縁部などの所定箇所に切欠部91(図３)を形成することなどにより、遠心ファン14およびワッシャ63，64を一体的に回転バランス調整する。なお、この切欠部91の位置は、遠心ファン14による整流への影響を抑制した位置とし、その大きさは、遠心ファン14による整流への影響を抑制した微細なものとする。
【００４２】
この後、予め組み立てた電動機13の回転軸34にディフューザ15を取り付け、スリーブ67を取り付けるとともに、ワッシャ63，64とともに遠心ファン14を取り付け、回転軸34の螺合部34aにナット65を締め付けることにより、遠心ファン14を回転軸34に固定する。このとき、例えば回転子26に回転バランスのアンバランス位置がある場合には、遠心ファン14のアンバランス位置と回転子26のアンバランス位置との相対的な位置(角度)関係を周方向に適宜変えることで、回転バランスをさらに調整する。
【００４３】
そして、ファンカバー16をフレーム22に圧入嵌合して電動送風機11を完成する。
【００４４】
次に、上記一実施の形態の動作を説明する。
【００４５】
電動送風機11は、電源からの給電により、界磁巻線32およびフィールドコア31を介して、固定子25の内部に臨んでＮ極およびＳ極の固定磁極が周方向に交互に形成される。
【００４６】
また、回転子26では、ブラシ装置23のカーボンブラシ54を介して整流子35へと給電されることで、この整流子35の各整流子片41と接続されたアーマチュアコイル43にそれぞれＮ極、あるいはＳ極の回転磁極が発生する。
【００４７】
この結果、固定子25側の固定磁極に対して回転子26側の回転磁極が磁気的に吸引・反発することで、固定子25内で回転子26が周方向に回動する。
【００４８】
そして、回転子26の回動に伴い、カーボンブラシ54に接触する整流子35の整流子片41が切り換わることにより、アーマチュアコイル43に形成される回転磁極の極性が切り換わることで、固定子25側の固定磁極との磁気的な吸引・反発がさらに継続されて、回転子26がさらに回動する。
【００４９】
これら動作を繰り返すことで、回転子26が周方向に継続して回転する。
【００５０】
この回転子26の回転に伴い、回転軸34に接続された遠心ファン14が回転し、ファンカバー16の吸気口87から吸込口57を介して空気をファンプレート56，58間に吸い込み、この吸い込んだ空気を、遠心ファン14の外周側へと吹き出す。
【００５１】
この遠心ファン14から吹き出された空気は、ディフューザ15の上流側ブレード82，82間の風路によりディフューザ15の外周方向へと渦巻状に整流された後、ディフューザ15の外周側へと吹き出し、さらに、ディフューザ15の外周側から、下流側ブレード83，83間の風路へと流入し、これら風路によってディフューザ15の中央側へと渦巻状に整流され、第２フレーム46の両側などから第１フレーム45内へと吸い込まれる。そして、この空気は、第１フレーム45内の電動機13を冷却しつつ排気口49から吹き出される。
【００５２】
上述したように、上記一実施の形態によれば、遠心ファン14と各ワッシャ63，64とを一体的に回転バランス調整することにより、良好な回転バランスの電動送風機11を得ることができる。
【００５３】
すなわち、遠心ファンと各ワッシャとを別個に回転軸に取り付ける従来例の場合には、通常、ワッシャの回転バランスが調整されていないため、これらワッシャによりアンバランスが生じて電動送風機の回転バランスが良好でなく、また、各ワッシャの回転バランスをも個々に調整すると、調整作業に手間が掛かり、製造性が低下する。一方で、ワッシャは、遠心ファンを回転軸に対して安定的に固定するために、例えば遠心ファン14の径寸法に対して所定の比率以上の比較的大きな径寸法に設定しなければならないので、回転バランスのアンバランスがより生じやすい。そこで、上記一実施の形態では、遠心ファン14とワッシャ63，64とを一体的に回転バランス調整することにより、ワッシャ63，64により生じるアンバランスを防止し、製造性を低下することなく良好な回転バランスを得ることができる。
【００５４】
また、例えば回転子26の回転バランスが良好でない場合には、遠心ファン14のアンバランス位置と回転子26のアンバランス位置との相対的な位置(角度)関係を周方向に変えることにより全体的な回転バランスを調整することがある。このような場合、上記従来例では、ワッシャの回転バランスが良好でないと、仮に遠心ファンのアンバランス位置と回転子のアンバランス位置との相対的な位置関係を調整しても、ワッシャによってその関係が崩れ、アンバランスの修正の効果が低下する(最良とならない)おそれがある。これに対して、上記一実施の形態では、遠心ファン14とワッシャ63，64とを一体化した上で回転バランスを調整しているので、上記のようなアンバランス位置同士の位置関係の崩れが生じることがなく、遠心ファン14のアンバランス位置と回転子26のアンバランス位置との周方向の相対的な位置関係を調整したときの回転バランスの修正効果を最良とすることができる。
【００５５】
この結果、電動送風機11の回転(駆動)時の振動を抑制できるので、この電動送風機11の整流状態、寿命および効率などを向上できる。
【００５６】
さらに、遠心ファン14とワッシャ63，64とを粉体塗装により一体化することで、遠心ファン14とワッシャ63，64とを容易に一体化できるとともに、粉体塗装は液体の塗装と比較して水分の含有量が少なく、焼付けの際の蒸発などが最小限となり、塗装精度が良好で、塗装に起因する回転バランスの崩れなどが抑制され、遠心ファン14とワッシャ63，64との一体的な回転バランス調整がより容易となる。
【００５７】
しかも、遠心ファン14およびワッシャ63，64自体には何ら設計変更などが必要なく、また、遠心ファン14の気密性を確保するための塗装の際に、この遠心ファン14とワッシャ63，64とを一体化することで、これらの一体化用の工程も別途必要なく、部品点数あるいは工数の増加に起因する製造コストの増加を防止できる。
【００５８】
なお、上記一実施の形態の粉体塗装に代えて、電着塗装などの他の任意の塗装方法を用いることが可能である。
【００５９】
また、遠心ファン14とワッシャ63，64とは、各種塗装により一体化する代わりに、例えば遠心ファン14の塗装後に接着剤などにより一体化してもよい。
【００６０】
さらに、電動機13およびディフューザ15などの構成は、上記に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６１】
11    電動送風機
13    電動機
14    遠心ファン
34    回転軸
63，64    ワッシャ
【図１】
2011202628.tif 000003
【図２】
2011202628.tif 000004
【図３】
2011202628.tif 000005
【図４】
2011202628.tif 000006