(57)【要約】【課題】  排気口から発生する騒音により電動掃除機の騒音増加並びに騒音低減手法を用いることで、排気口からの空気をスムーズに案内できなくなり、損失が生じ、電動送風機の効率向上と低騒音化が両立できないという問題があった。【解決手段】  回転軸を有するロータと、該ロータの外周に配置されたステータと、開放部を有し該開放部の端部が外周に向かって折り曲げられたフランジ部を有すると共に、前記ロータ及び前記ステータを収納するハウジングと、前記回転軸に固定された遠心羽根車と、該遠心羽根車の外周側に設けられた固定案内羽根と、前記遠心羽根車及び前記固定案内羽根を覆うファンケーシングとを有し、前記フランジ部には、前記遠心羽根車から流出した空気を排出する排気口が形成され、前記ハウジングの外側には、前記排気口から流出した空気を流すための流路を形成する排気カバーを設けた。【選択図】図１
2008280848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を有するロータと、該ロータの外周に配置されたステータと、開放部を有し該開放部の端部が外周に向かって折り曲げられたフランジ部を有すると共に、前記ロータ及び前記ステータを収納するハウジングと、前記回転軸に固定された遠心羽根車と、該遠心羽根車の外周側に設けられた固定案内羽根と、前記遠心羽根車及び前記固定案内羽根を覆うファンケーシングとを有する電動送風機において、
前記フランジ部には、前記遠心羽根車から流出した空気を排出する排気口が形成され、前記ハウジングの外側には、前記排気口から流出した空気を流すための流路を形成する排気カバーを設けたことを特徴とする電動送風機。
【請求項２】
請求項１において、
前記流路は、空気が流れる方向に向かって断面積が拡大するように形成されていることを特徴とする電動送風機。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記流路内に吸音材を設置したことを特徴とする電動送風機。
【請求項４】
電動送風機及び集塵室を備えた掃除機本体と、一端が該掃除機本体に接続されたホースと、一端が該ホースの他端に接続されたホース手元部と、一端がホース手元部の他端に接続された延長管と、該延長管の他端に接続された吸口とを有する電気掃除機において、
前記電動送風機は、回転軸を有するロータと、該ロータの外周に配置されたステータと、開放部を有し該開放部の端部が外周に向かって折り曲げられたフランジ部を有すると共に、前記ロータ及び前記ステータを収納するハウジングと、前記回転軸に固定された遠心羽根車と、該遠心羽根車の外周側に設けられた固定案内羽根と、前記遠心羽根車及び前記固定案内羽根を覆うファンケーシングとを有し、
前記フランジ部には、前記遠心羽根車から流出した空気を排出する排気口が形成され、前記ハウジングの外側には、前記排気口から流出した空気を流すための流路を形成する排気カバーを設け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】
本発明は、電動送風機及びこ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】
従来の電気掃除機用の電動送風機としては、特許文献１（特開２００４−１１６４５０号公報）に開示されているものがある。
【０００３】
特許文献１に開示されている構造は、モータ部とこのモータにより駆動される遠心ファンと、前記遠心ファンからの吹き出し空気を整流し、前記モータ部へ案内するエアーガイドと、ファン部を覆うファンケーシングとを備え、前記ファンケーシングの外周には遠心ファンから送出された空気の一部を直接外部へ排気する排気穴を形成するとともに、この排気穴と間隔をおいて筒状の防音カバーを設けている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１１６４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような従来技術によると、排気口の風切り音を防音カバーにより遮断でき、電動送風機の騒音低減が可能となる。更に防音カバーとファンケーシングとの透間を５mm以上
２０mm以下にすることで性能と低騒音化が可能となる。しかし、これでは、電動送風機の外周に防音カバーを設置するため、限られた寸法で集塵機構、電動送風機を搭載する電動掃除機では、設計自由度が低下する。また、排気口から出た空気は、防音カバーに衝突し曲げられるため、流れの転向による曲り損失が発生するという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、防音部材を設置した場合でも電動送風機の体格を大きくせず、排気口から発生する騒音を低減するとともに、排気口からの空気をスムーズに流し、損失の小さな流路構造を構成し、電動送風機の効率向上と低騒音化を両立させることにある。
また、該送風機を用いた電動送風機効率を向上することで、吸込仕事率を向上させた電気掃除機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明の特徴とするところは、回転軸を有するロータと、該ロータの外周に配置されたステータと、開放部を有し該開放部の端部が外周に向かって折り曲げられたフランジ部を有すると共に、前記ロータ及び前記ステータを収納するハウジングと、前記回転軸に固定された遠心羽根車と、該遠心羽根車の外周側に設けられた固定案内羽根と、前記遠心羽根車及び前記固定案内羽根を覆うファンケーシングとを有する電動送風機において、前記フランジ部には、前記遠心羽根車から流出した空気を排出する排気口が形成され、前記ハウジングの外側には、前記排気口から流出した空気を流すための流路を形成する排気カバーを設けたことにある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電動送風機の効率を向上できると共に、騒音を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施例を添付の図面を参照し説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１２に本実施例に係る電気掃除機の外観斜視図を示す。図１２において、２０１は電動送風機３０８及び集塵室３０６（図１１参照）を備えた掃除機本体である。２０２は一端が掃除機本体２０１に接続され、掃除機本体の集塵室３０６（図１１参照）と連通するホースである。２０３は一端がホース２０２の他端と接続されると共に、電動送風機３０８の運転を制御するスイッチ操作部２０６を備えたホース手元部である。２０４は一端がホース手元部２０３の他端と接続された延長管であり、２０５は延長管２０４の他端に接続された吸口である。
【００１１】
次に、掃除機本体２０１の構造について、図１１を参照し説明する。図１１は掃除機本体２０１の縦断側面図である。
【００１２】
掃除機本体２０１は、下部を構成する下ケース３０１と、上部を構成する上ケース３０２、及び上方に向かって開口した集塵室３０６を覆う集塵蓋３０３により外郭が構成される。集塵室３０６には、塵埃を集塵し取り外し可能な集塵袋３０５が設けられている。集塵蓋３０３にはホース２０２の一端が接続される吸込口３０４が形成され、この吸込口３０４と集塵室３０６に配置された集塵袋３０５とが連通し、吸口２０５から吸い込んだ塵埃が集塵袋３０５に集塵される。
【００１３】
集塵室３０６の後方には、電動送風機室３０７が形成され、吸引力を発生させる電動送風機３０８が収納されている。この電動送風機３０８の吸気側は、補助フィルタ３０９を介して集塵室３０６と連通している。電動送風機３０８の排気側は、排気室及び排気フィルタを介して排気口３１０から外部へ開放される。
【００１４】
次に、図９及び図１０を参照して電動送風機３０８について説明する。図９は電動送風機３０８の縦断面図であり、図１０はハウジング３の斜視図である。
【００１５】
電動送風機３０８は、送風機部１と電動機部２に大別される。送風機部１は、回転軸４の端部にナット１０によって固定された複数の羽根１２ａを有する遠心羽根車１２と、この遠心羽根車１２からの空気流を電動機部２へ案内する固定案内羽根２５と、遠心羽根車１２及び固定案内羽根２５を覆うファンケーシング１３とから構成されている。ファンケーシング１３には、その中央部に吸込口１３ａが形成され、遠心羽根車１２に形成された吸込口１２ａと連通している。固定案内羽根２５には、遠心羽根車１２の外周に配置されるディフューザ１１と、このディフューザ１１の裏面に配置されるリターンガイド１４と、ディフューザ１１とリターンガイド１４との間に配置される仕切板１５より構成されている。ディフューザ１１は複数枚の羽根を有するディフューザベーン１１ａで構成され、リターンガイド１４は複数枚の羽根を有するリターンガイドベーン１４ａから構成される。そして、仕切板１５の両面に複数枚のディフューザベーン１１ａとリターンガイドベーン１４ａとが一体で成型される。
【００１６】
電動機部２は、外郭を構成し送風機部１側が開放したハウジング３と、ハウジング３の開放部３ｃ側に配置されたエンドブラケット９から成る電動機ケースと、前記電動機ケース内に収納される回転軸４を有するロータ５及びステータコイル６が巻装されたステータ７から構成される。
【００１７】
ハウジング３とエンドブラケット９には軸受８が保持され、回転軸４を支持している。また、ハウジング３には、遠心羽根車１２で昇圧された空気の一部をモータ内部冷却に使わず電動送風機外部に排気する排気口１８が設けられている。この排気口１８は、図１０に示すようにハウジング３の開放側の端部を外周に向かって折り曲げて形成したフランジ部３ａに形成されている。排気口１８はフランジ部３ａの周方向に沿って複数形成され、周方向に沿って伸びるように形成されている。本実施例では複数も形成された排気口１８の周方向に伸びる長さが異なるように形成されているが、全て同じ長さにするようにしても良い。また、円形の孔をフランジ部３ａの周方向に沿って複数個形成するようにしても良い。
【００１８】
次に、図９を用いて電動送風機３０８内における空気の流れを説明する。電動機部２を駆動して遠心羽根車１２を回転させると吸込口１３ａからファンケーシング１３内へ空気が流入する。このとき、気流ガイド１３ｂは、遠心羽根車１２の吸込口１２ａに流入する空気流を整流する。遠心羽根車１２から吐出された空気流はディフューザベーン１１ａの間を通過し、静止流路部の外周とファンケーシング１３の内周との環状の隙間部１６において、子午面で見て流れが９０度方向転換する。転向した流れは、リターンガイドベーン１４ａの翼間を通過した後に、モータ冷却される空気と、ハウジング３に設けられた排気口１８を通りモータ冷却に使わず外部へ排出される空気に分岐される。このとき、リターンガイドベーン１４ａの翼間へ導入された空気流は、ロータ５，ステータコイル６，ブラシ１７などモータ内部を冷却したのちハウジング３の排気口３ｂから外部へ排出される。また、ハウジング３に設けられた排気口１８を通り外部へ排出される空気は、モータ内部を冷却した空気と合流し電動送風機室３０７に流れる。
【００１９】
上記のような電動送風機３０８において、遠心羽根車１２で昇圧された空気の一部を電動送風機外部に排気する排気口１８から、排気口１８を通る際の流体音，電動送風機内部からの音が発生し、電動送風機，電動掃除機全体の騒音増加の懸念がある。また、排気口
１８を設けることにより、空気の一部が電動送風機外部に排気されるため、リターンガイドベーンの翼間，モータ冷却に使われる風量が小さくなり、リターンガイドベーンの翼間を通る際の損失，モータ冷却時の損失が低減され電動送風機の効率向上が図れる。このような騒音増加，効率向上という相反する関係からハウジング３に設けられた排気口１８を通り外部へ排出される空気流の損失を防ぎながら、排気口１８からの騒音を低減することが重要である。これを解決するための構造について、図１〜図３を参照し説明する。
【００２０】
図１は本発明の一実施例におけるハウジング３と、リターンガイド１４，排気口を覆う排気カバー１９などの静止流路部の縦断面図である。図２は、排気口を覆う排気カバー１９単体の平面図、図３は排気口を覆う排気カバー１９単体の縦断面図である。
【００２１】
図１に示すように、排気口を覆う排気カバー１９は、ハウジング３の外壁と接し、排気口１８を覆うように設けている。さらに、ハウジング３の外壁と排気カバー１９により排気口１８からつながる流路２０が形成される。
【００２２】
排気カバー１９には、外周部を形成する側壁部１９ａと、この側壁部１９ａの下方と接続され、フランジ部３ａの外周と接する下壁部１９ｂと、下壁部１９ｂに形成された開口部１９ｃと、フランジ部３ａが挿入される大開口部１９ｄが形成されている。遠心羽根車１２からの昇圧した空気の一部は排気口１８を通り、排気カバー１９で形成された流路２０に流入する。流路２０に流入した空気は、下壁部１９ｂに形成された開口部１９ｃから排出され、モータ内部を冷却した空気と合流し電動送風機室３０７に流れる。
【００２３】
図２と図３に示すように、排気口１８を覆う排気カバー１９は、ハウジング３の周囲を覆うように設けており、形成される流路２０は、モータ回転方向に対し一定の断面積Ｄ（図３参照）を持つように設置されている。さらに形成される流路の断面積Ｄは、複数形成された排気口１８（図１０参照）の総面積と略同一としている。
【００２４】
このような構造とすることにより、ハウジング３の外壁と排気口１８を覆う排気カバー１９によって形成された流路２０により、遠心羽根車１２からの昇圧した空気の一部を外部へ排出する際に、前記流路内で整流される。また、排気口部もしくは排気口からの漏れ騒音は、形成される流路２０を通ることにより騒音の遮断とハウジング面と排気口を覆う排気カバーの内壁で反射されるため流路内で騒音の減衰が行われる。その結果、排気口１８からの空気を連続して流路に流入でき、損失なく騒音を低減でき、電動送風機の効率向上と低騒音化を両立することができる。
【実施例２】
【００２５】
次に、本発明の第二の実施例について図４を用い説明する。図４はハウジング３と、リターンガイド１４，排気口を覆う排気カバー１９などの静止流路部の縦断面図である。図５は排気口１８を覆う排気カバー１９単体の縦断面図である。また、図６は、排気口を覆う排気カバー１９の斜視図である。上記実施例と同一部品については同一の符号を用い、その説明は省略する。
【００２６】
排気口を覆う排気カバー１９は、ハウジングの外壁と接し、排気口１８を覆うように設けている。さらに、ハウジング３の外壁と排気口１８を覆う排気カバー１９により排気口からつながる流路２０が形成される。
【００２７】
排気カバー１９には、実施例１と同様、外周部を形成する側壁部１９ａと、この側壁部１９ａの下方と接続され、フランジ部３ａの外周と接する下壁部１９ｂと、下壁部１９ｂに形成された開口部１９ｃと、フランジ部３ａが挿入される大開口部１９ｄが形成されている。遠心羽根車１２からの昇圧した空気の一部は排気口１８を通り、排気カバー１９で形成された流路２０に流入する。流路２０に流入した空気は、下壁部１９ｂに形成された開口部１９ｃから排出され、モータ内部を冷却した空気と合流し電動送風機室３０７に流れる。
【００２８】
実施例１とは、流路２０がモータ回転方向に進むにつれ、軸方向に面積が拡大しているところで異なっている。すなわち、図５に示すように流路の拡大する角度θを７〜１０度としている。この流路を形成するにあたり、本実施例では空気が流れる上流から下流に向かって下るように下壁部１９ｄを傾斜して配置し、空気が流れる方向に向かって流路の断面積が拡大している。そして、傾斜した下壁部１９ｄの下流には開口部１９ｃが形成されている。この開口部１９ｃは大開口部１９ｄの中心に対して対称的に配置されている（図２参照）。本実施例では、２つの開口部１９ｃが形成され、下壁部１９ｂが２つに分かれて形成されている。
【００２９】
２つに分かれた下壁部１９ｂは、開口部１９ｃを挟むように配置される。開口部１９ｃを挟むように配置された下壁部１９ｂの端部においては、一方の下壁部１９ｂの端部は上方に位置し、他方の端部は下方に位置している。排気口１８から出た空気は流路２０に流入し、傾斜して配置された下壁部１９ｂの下るように流れる。そして、空気は下壁部１９ｂの最下部まで来ると、最下部の下流側に形成された開口部１９ｃから電動送風機室３０７へと流れる。対象に配置された反対側の下壁部１９ｂにおいても、同様に空気が流れ、開口部から電動送風機室３０７へと流れる。
【００３０】
本実施例では、２つの開口部１９ｃが形成されているが、開口部１９ｃでも良く、また２つ以上複数設けるようにしても良い。２つ以上形成した場合、流路長さが５０mm以下にすることが望ましい。また、本実施例では、下壁部１９ｂの傾斜角度θを７〜１０度とし排気口１８から出てくる空気の軸方向速度と回転方向速度のなす角と同一角度としている。
【００３１】
さらに、図７に示すように排気口を覆う排気カバー１９は、２つの開口部１９ｃを境として２つに分け、２つの部品から構成することもできるが、機密性を考慮すると、射出成型などによる一体成型が望ましい。このような構造とすることにより、遠心羽根車からの昇圧した空気を一部外部へ排出する際に、形成流路内の速度が一定に減速され、圧力回復される。それは、流れ角と流路拡大角を合わせることで、排気口からの流れをスムーズに案内することができる。さらに、面積を徐々に拡大することにより、排気室へ案内する間に、整流とともに一定減速されるため、ベルヌーイの定理に示すように速度エネルギーから圧力エネルギーに変換され圧力回復される。これにより、ハウジングの外壁と排気口を覆う排気カバー１９により形成される流路すなわち、排気口１８から電動送風機室３０７へ向かう流路間で圧力回復され、電動送風機の効率を向上できる。また、排気口部もしくは排気口１８からの漏れ騒音が、形成される流路２０を通ることにより遮断及び流路内で騒音減衰される。特に、電動送風機は、遠心羽根車の羽根枚数と回転数の積から決まる羽根卓越音の周波数が略４ｋＨｚであり、その騒音の波長が８５mm程度であり、波長の半分である４２.５mm を流路長さとすることで、卓越音を低減することができる。その結果、排気口からの空気を損失なく騒音を低減でき、電動送風機の効率向上と低騒音化を両立することができる。
【実施例３】
【００３２】
次に、本発明に係る第三の実施例について図７を用い説明する。図７はハウジング３と、リターンガイド１４，排気口を覆う排気カバー１９などの静止流路部内に吸音材２１を設置した一実施例の縦断面図である。
【００３３】
排気口を覆う排気カバー１９は、ハウジングの外壁と接し、排気口１８を覆うように設けている。さらに、ハウジング３の外壁と排気口１８を覆う排気カバー１９により排気口からつながる流路２０が形成される。
【００３４】
排気カバー１９には、実施例１と同様、外周部を形成する側壁部１９ａと、この側壁部１９ａの下方と接続され、フランジ部３ａの外周と接する下壁部１９ｂと、下壁部１９ｂに形成された開口部１９ｃと、フランジ部３ａが挿入される大開口部１９ｄが形成されている。遠心羽根車１２からの昇圧した空気の一部は排気口１８を通り、排気カバー１９で形成された流路２０に流入する。流路２０に流入した空気は、下壁部１９ｂに形成された開口部１９ｃから排出され、モータ内部を冷却した空気と合流し電動送風機室３０７に流れる。
【００３５】
実施例１とは、流路２０内に吸音材２１を設置しているところで異なっている。本実施例では、流路２０を構成する下壁部１９ｂの上面に吸音材２１を配置している。この吸音材２１は下壁部１９ｂの全体に渡って設けることが好ましい。吸音材２１の材料としては、ウレタンフォーム，フェルト等を用いる、これに限られるものではない。吸音特性のある材料を適宜選択すれば良い。
【００３６】
このような構造とすることにより、遠心羽根車からの昇圧した空気を一部外部へ排出する際に、形成流路内の速度が整流もしくは一定減速される。これにより、ハウジングの外壁と排気口を覆う排気カバー１９により形成される流路２０すなわち、排気口１８から電動送風機室３０７へ向かう流路間で圧力回復され、電動送風機の効率を向上できる。また、排気口部もしくは排気口１８からの漏れ騒音が、形成される流路２０を通ることにより遮断及び流路内で騒音減衰される。さらに、吸音材２１を設置しているため、吸音材による吸音効果が発揮され、更なる低騒音化がすることができる。図８に排気口を覆う排気カバー１９の有無及び流路内吸音材付きの騒音低減効果について示す。図８より排気口を覆う排気カバー１９があることにより全周波数帯域において、騒音が低減できていることが分かる。また、流路内に吸音材２１を設けたことにより、２ｋＨｚより大きい高周波数帯域において、さらに騒音が低下していることが分かる。これにより、排気口からの空気を損失なく騒音を低減でき、電動送風機の効率向上と低騒音化を両立することができる。
【００３７】
本実施例では、下壁部１９ｂを水平に形成した例を示したが、これに限られるものではない。例えば、第二の実施例のように、空気が流れる上流から下流に向かって下るように下壁部１９ｄを傾斜して配置し、流路を形成するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施例に係る静止流路部の縦断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係る排気口を覆う排気カバー単体の平面図である。
【図３】本発明の一実施例に係る排気口を覆う排気カバー単体の縦断面図である。
【図４】本発明の一実施例に係る静止流路部の縦断面図である。
【図５】本発明の一実施例に係る排気口を覆う排気カバー単体の縦断面図である。
【図６】本発明の一実施例に係る排気口を覆う排気カバー単体の斜視図である。
【図７】本発明の一実施例に係る静止流路部の縦断面図である。
【図８】本発明の一実施例に係る実施例の騒音低減効果の図である。
【図９】本発明の一実施例に係る電動送風機の縦断面図である。
【図１０】本発明の一実施例に係るハウジングの斜視図である。
【図１１】図１２の電気掃除機における掃除機本体の縦断面図である。
【図１２】本発明による一実施例の電気掃除機の外観斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  送風機部
２  電動機部
３  ハウジング
３ａ  フランジ部
９  エンドブラケット
１１  ディフューザ
１１ａ  ディフューザベーン
１１ｂ  シュラウド
１２  遠心羽根車
１３  ファンケーシング
１４  リターンガイド
１５  仕切板
１８  排気口
１９  排気カバー
１９ａ  側壁部
１９ｂ  下壁部
１９ｃ  開口部
２０  流路
２１  吸音材
３０７  電動送風機室
３０８  電動送風機
【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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