(57)【要約】【課題】エア漏れ等のロスが少なく、吸い込み性能に優れた電動送風機を提供する。【解決手段】ロータ５のシャフト６に固定されると共に中央に第１の吸気口１６ｃを有するインペラ１６と、インペラ１６の外周部に設けられたエアガイド１７と、中央に第２の吸気口１８ａを有すると共にインペラ１６及びエアガイド１７を覆うファンケース１８と、ファンケース１８の内壁とインペラ１６との間に配され中央に第３の吸気口２４を有する樹脂製の略円形のシール部材２５を備え、エアガイド１７は、ディフューザ部２０と、流れ変更部２１と、気流を中央部へと導く戻り通路２２を備え、シール部材２５の内側先端をインペラ１６の入口部１６ａに摺接させ、先端がインペラ１６の外周上部に摺接するリブ２７Ａをシール部材２５に設けたもので、インペラ１６の出口部１６ｂから、入口部１６ａへのエアーリークが防止でき、高い空気性能を有する電動送風機が得られる。【選択図】図１
2008157119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在のロータのシャフトに固定されると共に中央に第１の吸気口を有するインペラと、前記インペラの外周部に設けられたエアガイドと、中央に第２の吸気口を有すると共に前記インペラ及び前記エアガイドを覆うファンケースと、前記ファンケースの内壁と前記インペラとの間に配され中央に第３の吸気口を有する樹脂製の略円形のシール部材を備え、前記エアガイドは、前記インペラの外周部に設けられ、複数の静翼からなるディフューザ部と、外周部に設けられ気流をリターンする流れ変更部と、気流を中央部へと導く戻り通路を備え、前記シール部材の内外周部と前記インペラの内外周部をそれぞれ近接または摺接させることを特徴とする電動送風機。
【請求項２】
シール部材の外周部に、厚みが薄く、先端がインペラの外周部に近接または摺接するリブを単数または複数、かつ円周状に形成した請求項１に記載の電動送風機。
【請求項３】
シール部材の外周部に、先端がインペラの外周部に摺接するバリを円周状に形成した請求項１に記載の電動送風機。
【請求項４】
シール部材の外周端部を、エアガイドとファンケースとの間まで延設し、前記シール部材をインペラの外周と近接または摺接させると共に、前記エアガイドの静翼に隙間なく密着させたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項５】
シール部材の外周端部を、エアガイドの流れ変更部まで延設し、ディフューザ部の入口から流れ変更部までを隙間なく密閉した請求項４に記載の電動送風機。
【請求項６】
請求項１〜５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、電気掃除機等に使用される電動送風機及び電気掃除機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の電動送風機の構成について、図５を用いて説明する。
【０００３】
図５において、２は、界磁コア３に界磁巻線（省略）を施してなるステータ、５は、シャフト６に通された電機子コア１５に電機子巻線（略図）８を施し、整流子９を、同軸上に配置してシャフト６の両端に設けられた軸受１０によって回転自在に支持されたロータである。ステータ２及びロータ５は、負荷側ブラケット１１、反負荷側ブラケット１２に固定され、前記反負荷側ブラケット１２には、一対のカーボンブラシ１３が異形管１４を介して挿入されている。１９は、排気口である。
【０００４】
また、出力軸のシャフト６には、インペラ１６が備えられ、インペラ１６の外周部に通風路を形成するエアガイド１７が配されている。前記エアガイド１７は、表面の隣り合う静翼２６間によって構成される複数のディフューザ通路をもつディフューザ部２０と、流れをエアガイド１７裏面へと導く流れ変更部２１と、さらに気流を中央部に導く戻り通路２２により構成されている。
【０００５】
２５は、樹脂製のシール部材で、中央に第３の吸気口２４を有すると共に、ファンケース１８に溶着されており、ファンケース１８は、インペラ１６、エアガイド１７を覆うように取り付けられ、電動送風機１が構成されている。
【０００６】
上記のように構成された従来の電動送風機１の動作は、以下の通りである。
【０００７】
電力が供給されると、界磁巻線を伝導した電流がカーボンブラシ１３を通って整流子９に伝わり、界磁コア３で発生した磁束と電機子巻線８を通る電流との間で力が発生し、ロータ５が回転する。
【０００８】
次に、ロータ５が回転することにより、ロータ５のシャフト６に固定されたインペラ１６が回転し、インペラ１６内の空気を増速し、増速された空気の大部分は、エアガイド１７のディフューザ部２０を通り、減速されて流れ変更部２１へと入り込み、方向を１８０度転換されて、戻り通路２２を通り、電動送風機１内部へと導かれるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−７６１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１に記載された従来の電動送風機の構成では、第３の吸気口２４の前面は負圧となるため、インペラ１６から排出された空気のごく一部は、ディフューザ部２０へ流れ込まず、ファンケース１８とインペラ１６との間を逆流して、再びインペラ１６の入口部１６ａから吸い込まれようとする環流が生じる。それを防止するために、シール部材２５が存在するが、その効果は完全なものとはいえないものであった。
【００１０】
本発明は、上記従来の課題を解決し、インペラから排出された空気が、インペラとファンケースとの間から逆流し、再びインペラの入口部に戻る環流を防ぎ、同部でのロスを低減し、高い空気性能を有する電動送風機およびそれを用いた電気掃除機を提供することを目的とするものである。
【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、回転自在のロータのシャフトに固定されると共に中央に第１の吸気口を有するインペラと、前記インペラの外周部に設けられたエアガイドと、中央に第２の吸気口を有すると共に前記インペラ及び前記エアガイドを覆うファンケースと、前記ファンケースの内壁と前記インペラとの間に配され中央に第３の吸気口を有する樹脂製の略円形のシール部材を備え、前記エアガイドは、前記インペラの外周部に設けられ、複数の静翼からなるディフューザ部と、外周部に設けられ気流をリターンする流れ変更部と、気流を中央部へと導く戻り通路を備え、前記シール部材の内外周部と前記インペラの内外周部をそれぞれ近接または摺接させるもので、加速された気流が排出されるインペラの出口部から、同入口部へのエアーリークが防止でき、空気損失が低減し、高い空気性能を有する電動送風機が得られる。
【００１２】
また、本発明の電気掃除機は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動送風機を備えたもので、高い吸込性能を有する電気掃除機を提供できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電動送風機は、空気損失が小さく、高い吸込性能を有するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
第１の発明は、回転自在のロータのシャフトに固定されると共に中央に第１の吸気口を有するインペラと、前記インペラの外周部に設けられたエアガイドと、中央に第２の吸気口を有すると共に前記インペラ及び前記エアガイドを覆うファンケースと、前記ファンケースの内壁と前記インペラとの間に配され中央に第３の吸気口を有する樹脂製の略円形のシール部材を備え、前記エアガイドは、前記インペラの外周部に設けられ、複数の静翼からなるディフューザ部と、外周部に設けられ気流をリターンする流れ変更部と、気流を中央部へと導く戻り通路を備え、前記シール部材の内外周部と前記インペラの内外周部をそれぞれ近接または摺接させるもので、加速された気流が排出されるインペラの出口部から、同入口部へのエアーリークが防止でき、空気損失が低減し、高い空気性能を有する電動送風機が得られる。
【００１５】
第２の発明は、特に、第１の発明のシール部材の外周部に、厚みが薄く、先端がインペラの外周部に近接または摺接するリブを単数または複数、かつ円周状に形成したもので、エアーリークを防止するとともに、周速の大きいインペラ外周での摩擦損失を低減し、空気性能の向上かつ機械的損失を低減し、効率の高い電動送風機を提供できる。
【００１６】
第３の発明は、特に、第１の発明のシール部材の外周部に、先端がインペラの外周部に摺接するバリを円周状に形成したもので、エアーリークを防止するとともに、周速の大きいインペラ外周での摩擦損失を低減し、空気性能の向上かつ機械的損失を低減し、効率の高い電動送風機を提供できる。
【００１７】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明のシール部材の外周端部を、エアガイドとファンケースとの間まで延設し、前記シール部材をインペラの外周と近接または摺接させると共に、前記エアガイドの静翼に隙間なく密着させたもので、エアーリークを防止するとともに、エアガイドの静翼上部での密着性を改善でき、さらに空気性能の向上が図れるものである。
【００１８】
第５の発明は、特に、第４の発明のシール部材の外周端部を、エアガイドの流れ変更部まで延設し、ディフューザ部の入口から流れ変更部までを隙間なく密閉したもので、長く密閉されたディフューザ通路内を空気が流れることで、エアガイドの圧力回復機能を高めることができ、さらに空気性能を向上させることができる。
【００１９】
第６の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動送風機を備えたもので、高い吸込性能を有する電気掃除機を提供できる。
【００２０】
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、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における電動送風機の部分断面図である。なお、上記従来の電動送風機と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００２２】
図１において、１６ｃは、インペラ１６に形成された第１の吸気口、１８ａは、ファンケース１８に形成された第２の吸気口、２４は、シール部材２５に形成された第３の吸気口で、第２の吸気口１６ｃと第３の吸気口２４は、連通している。
【００２３】
本実施の形態は、インペラ１６と、ファンケース１８の内壁との間に、樹脂製のシール部材２５を、ファンケース１８に溶着されるような形で配し、シール部材２５の第３の吸気口２４側の先端を、インペラ１６の入口部１６ａを覆うように折り曲げると共に、同入口部１６ａと接触させている。また、インペラ１６の出口側の末端には、リブ２７Ａとリブ２７Ｂが垂下形成され、リブ２７Ａの先端はインペラ１６の上部に近接し、リブ２７Ｂの側面はインペラ１６の外周とラジアル方向で接している。
【００２４】
上記のように構成された本実施の形態における電動送風機１の動作は以下の通りである。
【００２５】
電動送風機１に電力が供給されると、従来例と同様、ロータ５が回転しインペラ１６で発生した気流が、エアガイド１７のディフューザ部２０を通り、減速されて流れ変更部２１へと入り込み、方向を１８０度転換されて、戻り通路２２を通り、電動送風機１内部へと導かれる。しかしながら、インペラ１６から排出されたごく一部の気流は、第３の吸気口２４の前面が負圧となるため、ディフューザ部２０へ流れ込まず、ファンケース１８とインペラ１６との間を逆流して、再びインペラ１６入口部から吸い込まれようとするが、樹脂製のシール部材２５に設けられたリブ２７Ａおよびリブ２７Ｂが防御壁となって、環流が生じにくくなっている。
【００２６】
さらに、インペラ１６の入口部１６ａとシール部材２５とのシール効果によっても、空気の流れが妨げられ、環流は発生しない。
【００２７】
このように本実施の形態によれば、樹脂製のシール部材２５は、吸気をスムーズにインペラ１６へと導くガイドの役割と、インペラ１６の入口部１６ａと出口部１６ｂの両方で、環流を防ぐシールの役割を果たしており、同部での空気損失を低減し、空気性能の高い電動送風機を実現できるものである。
【００２８】
（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態における電動送風機の部分断面図である。なお、上記従来の電動送風機及び上記第１の実施の形態における電動送風機と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００２９】
本実施の形態における電動送風機は、図２に示すように、インペラ１６と、ファンケース１８の内壁との間に樹脂製のシール部材２５が、ファンケース１８に溶着されるような形で配され、シール部材２５の第３の吸気口２４側の先端は、インペラ１６の入口部１６ａを覆うように折り曲げられ、同入口部１６ａと接触している。また、インペラ１６の出口部１６ｂ側の末端には、厚みが薄く糸状で先端がインペラ１６の外周上部に接するリブ２８が円周状に形成されている。
【００３０】
以上のように構成された本実施の形態における電動送風機１の動作は、以下の通りである。
【００３１】
電動送風機１に電力が供給されると、従来例と同様、ロータ５が回転しインペラ１６で発生した気流が、エアガイド１７のディフューザ部２０を通り、減速されて流れ変更部２１へと入り込み、方向を１８０度転換されて、戻り通路２２を通り、電動送風機１内部へと導かれる。しかしながら、インペラ１６から排出されたごく一部の気流は、第３の吸気口２４の前面が負圧となるため、ディフューザ部２０へ流れ込まず、ファンケース１８とインペラ１６との間を逆流して、再びインペラ１６の入口部１６ａから吸い込まれようとするが、樹脂製のシール部材２５に設けられたリブ２８が、インペラ１６の外周上部と接触しており、その状態でインペラ１６が回転しているため、エア漏れの防御壁となって、環流が生じにくくなっている。
【００３２】
また、リブ２８の先端が細いので、インペラ１６の回転に対して接触抵抗が非常に小さく、摺動によるロスは少ない。さらに、インペラ１６の入口部１６ａとシール部材２５とのシール効果によっても、空気の流れが妨げられ、環流は発生しない。
【００３３】
このように本実施の形態によれば、樹脂製のシール部材２５は、吸気をスムーズにインペラ１６へと導くガイドの役割と、インペラ１６の入口部１６ａと出口部１６ｂの両方で、できる限り摺動によるロスを少なくする形で、空気の環流を防ぐシールの役割を果たしており、同部での空気損失を低減し、空気性能の高い電動送風機を実現できるものである。なお、リブ２８は、複数本設けても良い。また、厚みの薄い糸状のリブは、バリのようなものでも代用できる。
【００３４】
（実施の形態３）
図３は、本発明の第３の実施の形態における電動送風機の部分断面図である。なお、上記従来の電動送風機及び上記実施の形態における電動送風機と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３５】
本実施の形態における電動送風機は、図３に示すように、インペラ１６と、ファンケース１８の間に、樹脂製のシール部材２５がファンケース１８に溶着されるような形で、配され、シール部材２５の第３の吸気口２４側の先端は、インペラ１６の入口部１６ａを覆うように折り曲げられ、同入口部１６ａと接触している。また、インペラ１６の出口部１６ｂ側の末端には、先端が、インペラ１６の上部に近接したリブ２７Ａが形成されている。また、インペラ１６の外周先端と、前記シール部材２５は、端面同士が近接または接触し、さらにシール部材２５は、ディフューザ部２０の上面まで延設され、前記ディフューザ部２０上面を密閉し、ディフューザ通路の気密性をあげている。
【００３６】
以上のように構成された本実施の形態における電動送風機１の動作は、以下の通りである。
【００３７】
電動送風機１に電力が供給されると、従来例と同様、ロータ５が回転しインペラ１６で発生した気流が、エアガイド１７のディフューザ部２０を通り、減速されて流れ変更部２１へと入り込み、方向を１８０度転換されて、戻り通路２２を通り、電動送風機１内部へと導かれる。しかしながら、インペラ１６から排出されたごく一部の気流は、第３の吸気口２４の前面が負圧となるため、ディフューザ部２０へ流れ込まず、ファンケース１８とインペラ１６との間を逆流して、再びインペラ１６の入口部１６ａから吸い込まれようとするが、樹脂製のシール部材２５に設けられたリブ２７Ａがインペラ１６に近接しており、防御壁となって、環流が生じにくくなっている。
【００３８】
また、シール部材２５は、インペラ１６の外周先端と近接または接触しているため、インペラ１６の回転に対して非常に接触抵抗が小さく、摺動によるロスが少ないので、高いシール効果が得られるとともに、環流によるロスも発生しない。
【００３９】
さらに、シール部材２５は、インペラ１６の外周先端部から、ディフューザ部２０上面を覆うように延設されているので、インペラ１６の出口部１６ｂからディフューザ部２０の入口部までの直線通路により、気流を直線的に効率よくディフューザ部２０へと導き、さらに、ディフューザ部２０とシール部材２５が形成する、気密性の高い閉空間を気流が流れることで、高い圧力回復性能を得ることができる。
【００４０】
このように本実施の形態によれば、樹脂製のシール部材２５は、吸気をスムーズにインペラ１６へと導くガイドの役割と、インペラ１６の入口部１６ａと出口部１６ｂの両方で、できる限り摺動によるロスを少なくする形で、空気の環流を防ぐシールの役割、そして、インペラ１６の出口部１６ｂからディフューザ部２０への通路形成によるスムーズな流入、さらには、ディフューザ部２０においての、高い気密性による圧力回復性能の向上を果たしており、同部での空気損失を低減し、空気性能の高い電動送風機を実現できるものである。
【００４１】
（実施の形態４）
図４は、本発明の第４の実施の形態における電動送風機の部分断面図である。なお、上記従来の電動送風機及び上記実施の形態における電動送風機と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００４２】
本実施の形態における電動送風機は、図４に示すように、インペラ１６と、ファンケース１８の内壁との間に、樹脂製のシール部材２５がファンケース１８に溶着されるような形で配され、シール部材２５の第３の吸気口２４側の先端は、インペラ１６の入口部１６ａを覆うように折り曲げられ、同入口部１６ａと接触している。
【００４３】
また、シール部材２５のインペラ１６の出口部１６ｂ側の末端には、先端がインペラ１６の上面に近接したリブ２７Ａが垂下形成されている。
【００４４】
また、インペラ１６外周先端と、前記シール部材２５は端面同士が近接または摺接すると共に、シール部材２５は、ディフューザ部２０の上面、さらには流れ変更部２１まで延設され、前記ディフューザ部２０の上面および側面を密閉し、ディフューザ通路の気密性をあげている。
【００４５】
以上のように構成された本実施の形態における電動送風機１の動作は、以下の通りである。
【００４６】
電動送風機１に電力が供給されると、ロータ５が回転しインペラ１６で発生した気流が、エアガイド１７のディフューザ部２０を通り、減速されて流れ変更部２１へと入り込み、方向を１８０度転換されて、戻り通路２２を通り、電動送風機１内部へと導かれる。しかしながら、インペラ１６から排出されたごく一部の気流は、第３の吸気口２４の前面が負圧となるため、ディフューザ部２０へ流れ込まず、ファンケース１８とインペラ１６との間を逆流して、再びインペラ１６の入口部１６ａから吸い込まれようとするが、樹脂製のシール部材２５に設けられたリブ２７Ａが、インペラ１６の上面に近接して、防御壁となるので環流が生じにくくなっている。
【００４７】
また、シール部材２５は、インペラ１６の外周先端と近接または摺接しているため、インペラ１６の回転に対して非常に接触抵抗が小さく、摺動によるロスが少ないので、高いシール効果が得られるとともに、環流によるロスも発生しない。
【００４８】
さらに、シール部材２５は、インペラ１６の外周先端部から、ディフューザ部２０上面、さらには流れ変更部２１を覆うように延設されているので、インペラ１６の出口部１６ｂからディフューザ部２０の入口部までの直線通路により、気流を直線的に効率よくディフューザ部２０へと導き、さらに、ディフューザ部２０、流れ変更部２１とシール部材２５が形成する気密性の高い閉空間を気流が流れることで、高い圧力回復性能を得ることができる。
【００４９】
このように本実施の形態によれば、樹脂製のシール部材２５は、吸気をスムーズにインペラ１６へと導くガイドの役割と、インペラ１６の入口部１６ａと出口部１６ｂの両方で、できる限り摺動によるロスを少なくする形で、空気の環流を防ぐシールの役割、そして、インペラ１６の出口部１６ｂからディフューザ部２０への通路形成によるスムーズな流入、さらには、ディフューザ部２０から、流れ変更部２１においての、長い通路におよぶ高い気密性の保持による圧力回復性能の向上を果たしており、同部での空気損失を低減し、空気性能の高い電動送風機を実現できるものである。
【００５０】
また、上記各実施の形態における電動送風機１のいずれかを、電気掃除機に採用すれば、高い吸込性能を有する電気掃除機を提供することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上のように、本発明にかかる電動送風機と電気掃除機は、高い吸込性能により吸込仕事率の向上が図れるので、電動送風機を用いる家庭用電化機器、産業機器等の用途にも幅広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１の実施の形態における電動送風機の部分断面図
【図２】本発明の第２の実施の形態における電動送風機の部分断面図
【図３】本発明の第３の実施の形態における電動送風機の部分断面図
【図４】本発明の第４の実施の形態における電動送風機の部分断面図
【図５】従来の電動送風機を示す部分断面図
【符号の説明】
【００５３】
１    電動送風機
２    ステータ
５    ロータ
１１  負荷側ブラケット
１２  反負荷側ブラケット
１３  カーボンブラシ
１５  電機子コア
１６  インペラ
１７  エアガイド
１８  ファンケース
１９  排気口
２０  ディフューザ部
２１  流れ変更部
２２  戻り通路
２４  第３の吸気口
２５  シール部材
２６  静翼
２７  リブＡ、Ｂ
２８  リブ
【図１】
2008157119.tif 000003
【図２】
2008157119.tif 000004
【図３】
2008157119.tif 000005
【図４】
2008157119.tif 000006
【図５】
2008157119.tif 000007