(57)【要約】【課題】樹脂ブレードの接合強度確保を行うこと。【解決手段】樹脂ブレード１１０側面のシュラウド１０２，１０２に当接する近傍についてはＲ断面形状で構成し、シュラウド１０２，１０２内側面に対してＲ形状で接合されると共に、樹脂ブレード１１０のシュラウド１０１，１０２との固定については、樹脂ブレード１１０肉厚よりも厚い形状からなる溶着部１１２を設け、前記溶着部１１２については、シュラウド１０１，１０２外側面で溶着され、外側面に対しなだらかなＲ断面形状で構成することにより、強度を確保しながら、インペラ１１でのロス軽減も同時に図ることが可能となる。【選択図】図１
2011094578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電機子巻線、軸、及び整流子を有する電機子と、界磁巻線を有する界磁と、前記電機子の一端を軸受を介して回転自在に支持し、整流子と電気的接続をするためのブラシホルダーを保持した反負荷側ブラケット及び負荷側ブラケットと、前記電機子の一端に固定され外周に空気吹き出し用の吹き出し口を設けたインペラと、前記インペラ吹き出し口からの吹き出し風を整流する複数枚の案内翼を配設したエア−ガイドと、前記インペラ、エアーガイドを覆う板金などからなるケーシングからなり、前記インペラを構成する複数枚からなるブレードについては樹脂で構成され、前記樹脂ブレードについては、円板形状でアルミプレスなどからなる後面シュラウド、及び吸引穴を中央部に設けた円板で且つ傘形状に絞り加工を施したアルミプレスからなる前面シュラウドによって挟持され、樹脂ブレード側面のシュラウドに当接する近傍についてはＲ断面形状で構成し、シュラウド内側面に対してＲ形状で接合されると共に、樹脂ブレードのシュラウドとの固定については、樹脂ブレード肉厚よりも厚い形状からなる溶着ボスをブレード端面に複数個所設け、前記溶着ボスに対向した位置には溶着ボスに合致した溶着穴をシュラウドに施し、前記溶着ボスについては、シュラウド外側面で溶着され、外側面に対しなだらかなＲ断面形状で構成した電動送風機。
【請求項２】
シュラウドに設けた溶着穴の断面形状については、樹脂ブレード側から外側に向かって穴幅が拡大するプレス加工を施してなる請求項１記載の電動送風機。
【請求項３】
樹脂ブレード側面のシュラウドに当接する近傍を構成するＲ断面形状について、樹脂ブレードの左右、又は上下において異なったＲ形状で構成してなる請求項１、２のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項４】
樹脂ブレードの外周側先端部に、アルミなどからなる支柱をインサート成型してなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項５】
塵埃を捕集する集塵室と、前記集塵室に連通するように接続される吸気部と、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動送風機を備えた電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に電気掃除機に使用される電動送風機に関するものであり、樹脂ブレードを用いたインペラの最大の弱点であった強度について、大幅強度改善を図ることで、樹脂ブレードによる高効率化を実現し、電気掃除機の基本性能である吸引性能の向上を実現可能とするものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動送風機としては特許文献１のような電動送風機がある。従来この種の電動送風機１９は図５に示されるような構造になっていた。モ−タ部３２の５１は整流子５２、電機子巻線２２を有する電機子で、前記電機子巻線２２は電機子コアー７０の外周に巻かれている。前記電機子１はモ−タの軸５３の両端に軸受４が圧入され、この軸受４を負荷側ブラケット５と反負荷側ブラケット６にて支持しており、７はカ−ボンブラシ８を内蔵した金属からなるブラシホルダーであり、反負荷側ブラケット６にて保持されている。９は界磁巻線を有する界磁で、前記界磁巻線２３は界磁コアー７２の外周に巻かれている。
【０００３】
ファン部３１の１１は負荷であり空気吸引、吹き出し用のインペラであり、図６に示すように、アルミプレス等からなるブレード１００を複数枚有し、円板でアルミプレス等からなる後面シュラウド１０２、及び吸引穴を中央部に設けた円板で且つ傘形状に絞り加工を施したアルミプレスからなる前面シュラウド１０１によって挟持され、ブレード１００端面には複数個のカシメ突起１０３が設けられ、カシメ突起１０３に対向した箇所のシュラウドに設けられたカシメ穴１０４に挿入され、シュラウド外側でカシメ固定されている。
【０００４】
また、中央部には樹脂等からなる３次元形状のインデューサー１０５を挟持することで、インペラ１１の高効率化を図っているが、インデューサー１０５については、挟持されていない場合も多くある。１０は負荷側ブラケット５と、インペラ１１間に形成した複数枚の案内翼１１０を有してなる整流用のエア−ガイドであり、インペラ１１の上方は板金などからなるケ−シング１２で覆われている。
【０００５】
インペラ１１はスペーサー（図示せず）、板金などからなる座金１４、及びナット１５により軸５３に固定され、軸５３とともに回転する。エア−ガイド１０は、ネジ（図示せず）等にて負荷側ブラケット５に固定しており、負荷側ブラケット５と反負荷側ブラケット６もネジ（図示せず）等にて固定してある。１６は、ケ−シング１２の吸気口を形成する樹脂などからなるタイトキャップであり、ケ−シング１２中央部へは溶着等で固定しており、インペラ１１の吸込口とタイトキャップ１６は接触することで、タイト性を確保している。
【０００６】
このような構造で電動送風機１９は構成されており、作用としてはインペラ１１が回転することによって発生する吹き出し風が、インペラ１１の吹き出し口外周に設けた整流用のエア−ガイド１０を通過した後、モ−タ部３２の電機子１、界磁９の巻線を冷却し、反負荷側ブラケット６を通過して後方に排気される。
【０００７】
前記電動送風機１９が電気掃除機に組み込まれる場合については、図８のような構造となっていた。電気掃除機本体６１（以下、本体と称す）は中央部に設けられた格子隔壁５３により集塵室８１とモ−タ室８２に分けられており、集塵室８１には紙袋５４、モ−タ室８２には電動送風機１９が備えつけられている。本体６１には接続パイプ６０、ホ−ス５９、先端パイプ５８、延長管５７、ノズル５６が接続されている。よって作用としては
、電動送風機１９の吸引力によりノズル５６から集められたゴミは、延長管５７、先端パイプ５８、ホ−ス５９、接続パイプ６０を通り、集塵室８１の紙袋５４に集められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平４−２６５４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の電動送風機１９では、インペラ１１のブレード１００をアルミプレス等により形成しているため、ブレード１００側面とシュラウド内面部が直角で接合されており、接合部にもＲ形状は施されていない。本来、インペラ１１の高効率化を図っていく場合、接合部はＲ形状で接合されているのが理想ではあるが、アルミでは前記形状の実現が困難であり、また樹脂でのブレード形成を考えた場合においては、前記形状課題は実現できても、樹脂であるためにシュラウドとの接合強度確保が困難であり、結果実現不可能とされてきた。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するもので、樹脂ブレードの接合強度確保を行うことで、インペラ１１の更なる高効率化を実現し、吸込性能の更なる向上を実現した電動送風機１９を提供することが可能となる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電動送風機は、インペラ樹脂ブレード側面のシュラウドに当接する近傍についてはＲ断面形状で構成し、シュラウド内側面に対してＲ形状で接合されると共に、樹脂ブレードのシュラウドとの固定については、樹脂ブレード肉厚よりも厚い形状からなる溶着ボスをブレード端面に複数個所設け、前記溶着ボスに対向した位置には溶着ボス径に合致した溶着穴をシュラウドに施し、前記溶着ボスについては、シュラウド外側面で溶着され、外側面に対しなだらかなＲ断面形状で構成したものである。
【００１２】
これによって、樹脂ブレードの接合強度を確保しつつ、更なる高効率化が図れるため、吸込性能の更なる向上を実現した電動送風機を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電動送風機は、樹脂ブレードの接合強度を確保しつつ、更なる高効率化が図れるため、吸込性能の更なる向上を実現した電動送風機を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態を示す樹脂ブレードとシュラウド接合部の拡大部分断面図
【図２】同樹脂ブレードのカシメ穴断面徐々変化時の拡大部分断面図
【図３】同樹脂ブレードの上下根元Ｒ変更時の拡大部分断面図
【図４】同樹脂ブレードのアルミ支柱インサート時の拡大斜視図
【図５】従来例における電動送風機の側面部分断面図
【図６】従来例におけるインペラの分解斜視図
【図７】従来例におけるアルミブレードとシュラウド接合部の拡大部分断面図
【図８】従来例における電気掃除機の部分断面図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
第１の発明は、電機子巻線、軸、及び整流子を有する電機子と、界磁巻線を有する界磁と、前記電機子の一端を軸受を介して回転自在に支持し、整流子と電気的接続をするためのブラシホルダーを保持した反負荷側ブラケット及び負荷側ブラケットと、前記電機子の一端に固定され外周に空気吹き出し用の吹き出し口を設けたインペラと、前記インペラ吹き出し口からの吹き出し風を整流する複数枚の案内翼を配設したエア−ガイドと、前記インペラ、エアーガイドを覆う板金などからなるケーシングからなり、前記インペラを構成する複数枚からなるブレードについては樹脂で構成され、前記樹脂ブレードについては、円板形状でアルミプレスなどからなる後面シュラウド、及び吸引穴を中央部に設けた円板で且つ傘形状に絞り加工を施したアルミプレスからなる前面シュラウドによって挟持され、樹脂ブレード側面のシュラウドに当接する近傍についてはＲ断面形状で構成し、シュラウド内側面に対してＲ形状で接合されると共に、樹脂ブレードのシュラウドとの固定については、樹脂ブレード肉厚よりも厚い形状からなる溶着ボスをブレード端面に複数個所設け、前記溶着ボスに対向した位置には溶着ボスに合致した溶着穴をシュラウドに施し、前記溶着ボスについては、シュラウド外側面で溶着され、外側面に対しなだらかなＲ断面形状で構成することにより、樹脂ブレードとシュラウドとの接合強度を確保しつつ、接合側面がＲ断面形状で構成できているため、ブレード側面での空気の剥離現象を最小に抑え、結果、吸込性能の更なる向上を実現した電動送風機を提供することが可能となる。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明において、シュラウドに設けた溶着穴の断面形状については、樹脂ブレード側から外側に向かって穴幅が拡大するプレス加工を施すことにより、接合強度の更なる確保ができると共に、シュラウド外側面に対し溶着後断面を略フラット化し、更なるインペラの効率アップを図ることが可能となる。
【００１７】
第３の発明は、第１、２のいずれか１つの発明において、樹脂ブレード側面のシュラウドに当接する近傍を構成するＲ断面形状について、樹脂ブレードの左右、又は上下において異なったＲ形状で構成することにより、インペラの個別形状に最適なＲ形状を構成することが可能であるため、更なるインペラの効率アップを図ることが可能となる。
【００１８】
第４の発明は、第１〜３のいずれか１つの発明において、樹脂ブレードの外周側先端部に、アルミなどからなる支柱をインサート成型することにより、インペラ効率アップのために樹脂ブレードを細く形成した場合の強度不足を補うことが可能となる。
【００１９】
第５の発明は、第１〜４のいずれか１つの発明において、塵埃を捕集する集塵室と、前記集塵室に連通するように接続される吸気部を備えた電気掃除機に本電動送風機を搭載することにより、電気掃除機の吸込性能の向上を図ることができる。
【００２０】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施例を図面に沿って説明する。従来の技術と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。図７は従来のインペラ１１におけるブレード１００と前面シュラウド１０１、後面シュラウド１０２の接合部拡大断面図である。このような従来のインペラ１１の構成の場合、ブレード１００もアルミプレス等で加工されているため、ブレード１００側面とシュラウド１０１、１０２内側面の接合部は直角で形成される。
【００２１】
インペラ１１内の空気の流れについては、前面シュラウド１０１の絞り形状や、ブレード１００の枚数や、ブレード１００の巻き角など様々な要素には左右されるものの、図７に示すＡ、Ｂ部、すなわちブレード１００側面とシュラウド１０１、１０２内側面との接合直角部の風の流れが他の場所よりも早くなったり、圧力が他の場所よりも高くなったりしており、風の流れが他の場所よりも早いと空気の剥離減少が発生しロスとなったり、また圧力が他の場所よりも高いと、これも剥離減少と同様にロスとなり、インペラ１１の効率アップの妨げになってしまう。
【００２２】
従って図１に示すように、インペラ１１のブレードを樹脂ブレード１１０とすることで、樹脂ブレード１１０側面とシュラウド１０１、１０２との接合部に比較的大きな根元Ｒ部１１３を設けることができるため、直角部をなくし、結果風の流れが他の場所よりも早くなったり、圧力が他の場所よりも高くなることによるインペラ１１内でのロスを削減することが可能となる。
【００２３】
しかしながら、従来のアルミプレスの場合は、ブレード１００の肉厚とほぼ同等の幅のカシメ穴１０４に挿入して、カシメ保持していたが、樹脂ブレード１１０については、樹脂ブレード１１０の肉厚ｔとほぼ同等の幅のカシメ穴１０４の場合、３００００〜４５０００ｒｐｍという非常に高速な回転方向に対するせん断力に樹脂強度が耐え切れずに、カシメ穴１０４挿入部近傍で樹脂ブレード１１０が破断する現象が発生する。
【００２４】
よって、図１に示すように、シュラウド１０１、１０２に設けたカシメ穴１０４の幅Ｌについて、樹脂ブレード１１０の肉厚ｔよりも大きく設定することで、破断部の強度を格段にアップさせ、破断によるインペラ１１の破損を防ぐことが可能となる。加えて、シュラウド１０１、１０２外側面における樹脂ブレード１１０の溶着部１１２については、図１に示すようななだらかなＲ曲面になるように溶着することで、インペラ１１回転時に発生する溶着部１１２凹凸による空気ロスを防ぎ、更なるインペラ１１の高効率化を図ることが可能となる。
【００２５】
また、シュラウド１０１、１０２のカシメ穴１０４の断面形状について、図２に示すようにシュラウド内側から外側に向けて、断面積が徐々に大きくなるように加工を施すことで、カシメ穴１０４の体積を大きく確保できるため、溶着部１１２の樹脂がカシメ穴１０４に多く入り込み、結果シュラウド１０１、１０２の外側の溶着部１１２の形状を、よりなだらかなＲ形状で形成することが可能となる。よって、更なるインペラ１１の高効率化を図ることが可能となる。
【００２６】
また、図１、２では根元Ｒ部１１３のＲ形状を、樹脂ブレード１１０の上下、左右とも同じＲで説明を行ってきたが、樹脂からなる樹脂ブレード１１０であるため、上下、左右などで異なったＲ形状で加工することは可能である。樹脂ブレード１１０根元部での風の速度変化や、圧力差については、上下や左右で同じ変化をしているものではなく、実際はインペラ１１自体の形状によって大きく左右される。
【００２７】
例えば、樹脂ブレード１１０の下側根元部の速度が特に速く、剥離現象が発生している場合には、樹脂ブレード１１０根元Ｒ部１１３について、上側よりも下側のＲを大きく設計するほうがよい。従って図３に示すように、上側根元Ｒ部１１３のＲａに対し、下側根元Ｒ部１１３のＲｂにＲを大きく設計することで、より剥離現象によるロスを軽減することが可能となる。結果、更なるインペラ１１の高効率化を図ることが可能となる。
【００２８】
図３の説明では、事例としてＲａ＜Ｒｂで説明を実施したが、インペラ１１の形状によっては、Ｒａ＞Ｒｂであったり、左右のＲを異ならせるなど、インペラ１１それぞれの形状に最適なＲ形状で設計を行うことで、最適なインペラ１１特性を得ることができるものである。
【００２９】
また、上述で説明を行ってきた図１〜３の場合について、カシメ穴１０４の幅Ｌを樹脂ブレード１１０の肉厚ｔより幅を確保することで、高速回転時の強度確保を行う構成としてきたが、やはり遠心力が最も加わる最外周側のカシメ部については、回転数や樹脂ブレード１１０の肉厚によって強度確保が困難な場合が生じる。このような場合、図４に示すように、最外周カシメ部にアルミなどからなる支柱１１４を樹脂ブレード１１０とインサ
ート成型することにより、高速回転時や樹脂ブレード１１０肉厚ｔを薄くした際の強度確保を行うことが可能となる。
【００３０】
最後に上述で示してきた電動送風機１９を、図８に示す電気掃除機本体６１に組み込んだ場合には、よりインペラ１１でのロス低減、すなわちより高効率化を図った電動送風機の搭載が可能となるため、本体６１の吸込性能の向上を図ることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上のように、本発明にかかる電動送風機は、樹脂ブレードの強度を確保しながら、樹脂ブレードの特徴を活かした小型・軽量で且つ高効率な吸引性能を得ることが可能であるため、床移動型交流掃除機にかかわらず、小型化が利点となるハンディー型や、縦型、又は直流充電式掃除機等の用途にも使用できるものである。
【符号の説明】
【００３２】
４  軸受
５  負荷側ブラケット
６  反負荷側ブラケット
９  界磁
１０  エアーガイド
１１  インペラ
１２  ケーシング
１４  座金
１９  電動送風機
２２  電機子巻線
２３  界磁巻線
５１  電機子
５２  整流子
５３  軸
１０１  前面シュラウド
１０２  後面シュラウド
１０４  カシメ穴
１１０  樹脂ブレード
１１２  溶着部
１１３  根元Ｒ部
１１４  支柱
【図１】
2011094578.tif 000003
【図２】
2011094578.tif 000004
【図３】
2011094578.tif 000005
【図４】
2011094578.tif 000006
【図５】
2011094578.tif 000007
【図６】
2011094578.tif 000008
【図７】
2011094578.tif 000009
【図８】
2011094578.tif 000010