(57)【要約】【課題】電動機の支持体の大きさを小さくすることが困難で、結果として風路面積が小さくなり、流量が減少して吸込み性能の低下を招くという課題を有していた。【解決手段】電動機２２の前後に突出させた回転軸２７と、これを保持しかつ電動機２２内に配された軸受け２５、２６と、回転軸２７の前後両側にそれぞれ少なくとも１つ以上配した軸流羽根車３２、３３と、風路内壁部３８と、電動機２２を風路内壁部３８に固定する複数の静翼（支持体）３６、３９を有し、この支持体３６、３９を回転軸２７方向に対して湾曲形状をした静翼として、風路内の障害物を減らし、同時に気流を整流できるものである。この結果、小型で吸込み性能が高く、簡易な構成で強固に固定が可能な電動送風機を実現するものである。【選択図】　図１
2004065355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機の前後に突出させた回転軸と、この回転軸を保持しかつ前記電動機内に配された軸受けと、前記回転軸の前後両側にそれぞれ少なくとも１つ以上配した軸流羽根車と、風路内壁部と、前記電動機を前記風路内壁部に固定する複数の支持体を備え、この支持体を前記回転軸方向に対して湾曲形状をした静翼とした電動送風機。
【請求項２】
電動機の前後に突出させた回転軸と、この回転軸を保持しかつ前記電動機内に配された軸受けと、前記回転軸の前後両側にそれぞれ少なくとも１つ以上配した軸流羽根車と、風路内壁部と、前記電動機を前記風路内壁部に固定する複数の支持体を備え、この支持体を前記電動機と一体となったフランジ部とした電動送風機。
【請求項３】
電動機の外殻は前方外殻と後方外殻から成り、前後それぞれの外殻接合部にフランジ部を設けた請求項２記載の電動送風機。
【請求項４】
接合されたフランジ部内に配線空洞部を有し、この内部に電力線を配する構成とした請求項３記載の電動送風機。
【請求項５】
複数の軸流羽根車は、同一形状とした請求項１から４のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項６】
軸流羽根車は、中央部にネジ部を有し、このネジ部によって回転軸に固定される構成とした請求項１から５のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項７】
電動機を直流ブラシレス電動機とし、電力線とセンサ信号線は、回転軸に垂直な方向に対してお互い反対方向に風路内壁側へと配線する構成とした請求項１から６のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項８】
風路内壁部は、回転軸に垂直な方向に左右分割され、前記風路内壁部に設けた係合部へ支持体が固定される構成とした請求項１から７のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項９】
風路内壁部は、回転軸方向に前後分割され、前記風路内壁部に設けた係合部へ支持体部が固定される構成とした請求項１から７のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の電動送風機を搭載した電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸流型の電動送風機及びこれを搭載した電気掃除機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、軸流型の電動送風機では、例えば特開平２０００−２０５１８４号公報に開示されているように、大型の軸流型電動送風機では電動機の前後に有する回転軸にそれぞれ羽根車を設けてあり、数本の支持体部によって電動機を風路内壁部へと固定しており、広くこの方式が実現されている。
【０００３】
また従来、電気掃除機では、例えば特開平２００１−３０４１７２号公報に開示されているように気流の流入方向と流出方向が９０度曲がった遠心型の羽根車が回転する電動送風機を本体に内蔵しており、広くこの方式が実現されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記従来の構成の電動送風機では、電気掃除機のように小型機器に搭載する場合、支持体の大きさを小さくすることが困難で、結果として風路面積が小さくなり、流量が減少して吸込み性能の低下を招き、電動送風機の小型化が困難であった。
【０００５】
また電動送風機の吸込み性能を確保するために外径が大きくなり、結果として電気掃除機本体の外形寸法も大きくなり、とくに操作部と吸込み具の途中に電動送風機を配する電気掃除機では操作性能を向上させることが困難であった。
【０００６】
本発明は前記従来の技術を解決するもので、小型で吸込み性能が高く、簡易な構成で強固に固定が可能な電動送風機及びこれを搭載した操作性を向上した電気掃除機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電動機の前後に突出させた回転軸と、この回転軸を保持しかつ前記電動機内に配された軸受けと、前記回転軸の前後両側にそれぞれ少なくとも１つ以上配した軸流羽根車と、風路内壁部と、前記電動機を前記風路内壁部に固定する複数の支持体を備え、この支持体を前記回転軸方向に対して湾曲形状をした静翼としている。これにより風路内の障害物を減らし、同時に気流を整流できるものである。そしてこの結果、小型で吸込み性能が高く、簡易な構成で強固に固定が可能な電動送風機を実現できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載した発明は、電動機の前後に突出させた回転軸と、この回転軸を保持しかつ前記電動機内に配された軸受けと、前記回転軸の前後両側にそれぞれ少なくとも１つ以上配した軸流羽根車と、風路内壁部と、前記電動機を前記風路内壁部に固定している複数の支持体を備え、この支持体を前記回転軸方向に対して湾曲形状をした静翼としている。これにより風路内の障害物を減らし、同時に気流を整流できるものである。そしてこの結果、小型で吸込み性能が高く、簡易な構成で強固に固定が可能な電動送風機を実現できる。
【０００９】
請求項２に記載した発明は、電動機の前後に突出させた回転軸と、この回転軸を保持しかつ前記電動機内に配された軸受けと、前記回転軸の前後両側にそれぞれ少なくとも１つ以上配した軸流羽根車と、風路内壁部と、前記電動機を前記風路内壁部に固定している複数の支持体を備え、この支持体を電動機と一体となったフランジ部としている。これにより支持体と電動機との固定部が不要となり、強固に風路内壁部に固定されている。この結果、小型で吸込み性能が高く、簡易な構成で強固に固定が可能な電動送風機を実現できる。
【００１０】
請求項３に記載した発明は、特に、請求項２に記載した電動機の外殻は、前方外殻と後方外殻から成り、前後それぞれの外殻接合部にフランジ部を設けたので、部品を追加することなく簡易な構成でさらに高い強度を有するものである。
【００１１】
請求項４に記載した発明は、特に、請求項３に記載した接合されたフランジ部内に配線空洞部を有し、この内部に電力線を配する構成としたので、電力線の損傷を防ぐことができ信頼性が高く、さらに簡易に組立てが可能な電動送風機とするものである。
【００１２】
請求項５に記載した発明は、特に、請求項１から４のいずれか１項に記載した複数の軸流羽根車は、同一形状としたので、電動機前後での荷重バランスが大きく崩すことがなく、結果として簡易な構成で振動の小さな信頼性が高く、さらに運転音の小さな電動送風機とするものである。
【００１３】
請求項６に記載した発明は、特に、請求項１から５のいずれか１項に記載した軸流羽根車は、中央部にネジ部を有し、このネジ部によって回転軸に固定されている構成としたので、回転軸先端の質量を軽減でき、さらに羽根車を強固に固定でき、結果として簡易な構成で小型軽量かつ信頼性の高い電動送風機とするものである。
【００１４】
請求項７に記載した発明は、特に、請求項１から６のいずれか１項に記載した電動機を直流ブラシレス電動機とし、電力線とセンサ信号線は、回転軸に垂直な方向に対してお互い反対方向に風路内壁側へと配線する構成としたので、気流は風路を偏って流れることなく、さらにセンサ信号線にノイズが乗る可能性も低くでき、結果として吸込み性能が高くかつ信頼性の高い電動送風機とするものである。
【００１５】
請求項８に記載した発明は、特に、請求項１から７のいずれか１項に記載した風路内壁部は、回転軸に垂直な方向に左右分割され、前記風路内壁部に設けた係合部へ支持体が固定される構成としたので、支持体を含めた電動機を風路内壁部への固定が容易で、強固かつ正確な位置に取り付けることができ、結果として組立てが簡便で強度と信頼性の高い電動送風機とするものである。
【００１６】
請求項９に記載した発明は、特に、請求項１から７のいずれか１項に記載した風路内壁部は、回転軸方向に前後分割され、前記風路内壁部に設けた係合部へ支持体部が固定される構成としたので、支持体を含めた電動機の風路内壁部への固定が容易で、強固かつ正確な位置に取り付けることができ、結果として組立てが簡便で強度と信頼性の高い電動送風機とするものである。
【００１７】
請求項１０に記載した発明は、電気掃除機を、請求項１から９のいずれか１項に記載の電動送風機を備える構成としたので、簡易な構成で小型で操作性が向上し、かつ強度の高い電気掃除機を実現できるものである。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（実施例１）
図１は本発明の第１の実施例における電動送風機の略断面図を示すものでり、図２は、同、電動機、羽根車および静翼の外観図である。また図３は、同、配線構成を示す部分断面図であり、図４は、同、組立て構成を示す略断面図である。図において、２１は電動送風機の本体（以下単に本体と称す）、２２は本体２１内に設けられた電動機である。電動機２２は、いわゆる直流ブラシレス電動機としており、その内壁に固定子２３と回転検出用の磁気センサ２４を配し、軸受け２５、２６によって回転自在に保持された回転軸２７、これに固定された回転子２８と磁気センサ２４用の磁石２９を有する。また磁気センサ２４と磁石２９を合わせて回転検出用センサとしている。
【００２０】
３０は固定子２３に接続された電力線であり、３１は磁気センサ２４に接続されたセンサ信号線である。ここで電力線３０とセンサ信号線３１は、回転軸２７に垂直な方向に対してお互い反対方向に風路内壁部３８側へと配線している。３２、３３は回転軸２７に固定された軸流羽根車で、ナット３４、３５によって締結されており、軸流羽根車３２と３３は同一形状としている。３６は電動機の外殻３７に固定した静翼であり、回転軸２７方向に対して湾曲形状としている。ここで電動機２２は静翼３６を支持体として、本体２１の内壁である風路内壁部３８へ固定されている。３９は風路内壁部３８に設けた静翼である。
【００２１】
また本実施例による電動送風機の組立てを説明すると、本体２１すなわち風路内壁部３８は、３８ａ、３８ｂとに分割され、さらにそれぞれには固定用の係合部として溝４０、４１を設けてあり、組立て時に静翼３６と係合する。
【００２２】
以下、本実施例の動作について説明する。電力線３０およびセンサ信号線３１に接続されたインバータ回路（図示せず）を介して電動機２２を回転すると同時に軸流羽根車３２、３３の回転によって矢印Ａの気流の流れが発生する。このとき軸流羽根車３２を通過した気流は、静翼３６で整流及び圧力回復がなされ、これは軸流羽根車３３、静翼３９でも同様である。
【００２３】
さらに静翼３６は湾曲形状であるので略直線形状に比べて、本体２１および電動機２２に加わる衝撃や振動に耐え得ることができる。また電力線３０とセンサ信号線３１が反対方向に配されているので、気流は風路を偏って流れることなく、さらに電力線３０から離すことでセンサ信号線３１にノイズが乗る可能性も低くでき信頼性を向上している。
【００２４】
このようにして本実施例の電動送風機を使用することによって、静翼３６が支持体を兼ねることにより風路内の障害物を減らし、同時に気流を整流でき、さらに強度を高めているものである。この結果、小型で吸込み性能が高く、簡易な構成で強固に固定が可能な電動送風機を実現するものである。
【００２５】
また２つ以上の軸流羽根車を近接して同一回転軸上に配置する場合には、羽形状や大きさを最適化し変更することが一般的であるが、本実施例では軸流羽根車３２と３３との距離が電動機２２の長さ以上に離れており、軸流羽根車３２と３３の形状が同一であったとしても、異なった場合との吸込み性能の差が僅少であり、同一形状であることで簡易に構成することが可能で、さらに質量も同一なことから電動機前後での振動を抑えて信頼性を高めることができる。
【００２６】
なお本実施例では軸流羽根車３２、３３を１組２段構成としているが、吸込み性能を高めるために羽根車を３個以上使用することもできる。この場合、電動機２２の前後で羽根車の個数が等しい、つまり偶数個有することが望ましく、これにより電動機２２前後での荷重バランスが大きく崩れることなく、振動を抑えることが可能でさらに運転音の上昇も抑えることができる。
【００２７】
なお本実施例の構成に対して、軸流羽根車３２の上流側にコーン状のスピンナや案内翼を設けて吸込み性能を向上することもできる。さらに軸流羽根車３３もしくは静翼３９の下流側にコーン状のスピンナを設けても同様の効果が得られる。
【００２８】
図５は、本実施例の電動送風機を搭載した電気掃除機の一部欠載要部断面図を示している。図５において、５０は床ノズルを示す。５１は床面５２に対し開口した吸引口であり、接続管５３を介して略棒状の外観形状を持つ掃除機本体５４に接続され、掃除機本体５４に内蔵された集塵室５５に連通している。集塵室５５の中には袋状の紙フィルタ５６が設置され塵埃を分割しかつ蓄える機能を有している。集塵室５５の下流側には電動送風機本体２１が設置されており、電動送風機本体２１が掃除機本体５４外殻の一部となっている。５７は電源となる電池を示す。５８は掃除機本体５４の排気口をし示し、排気フィルタ５９が設置されている。６０は床ノズル５０内に設置された回転ブラシを示す。
【００２９】
以下、動作を説明する。掃除機本体５４に設けたスイッチを入れると電動送風機本体２１に吸込み力が発生し、同時に回転ブラシ６０が回転することで、床ノズル５０から床面５２上の塵埃が集塵される（矢印Ｂ）。吸込まれた気流と塵埃は紙フィルタ５６で分離され（矢印Ｃ）、塵埃は紙フィルタ５６内に蓄積される。塵埃が分離された清浄な気流は矢印Ｄで示すように、排気フィルタ５９を通過しさらに微小な塵埃が取り除かれ排気口５８から外部に排気される。このとき電動送風機本体２１が掃除機本体５４外殻の一部であり、つまり掃除機本体５４の外径がほぼ電動送風機本体２１の外径となるため、従来の縦型掃除機に比べると非常に細身な構成が実現できる。さらに掃除機本体５４に衝撃や振動が加わったとしても電動送風機本体２１内の電動機２２や軸流羽根車３２、３３が容易に破損しない。また電動送風機本体２１が外気に触れている構成としているので、別途冷却構成を設けなくとも高い冷却効果を得ることが可能で安定した動作を行える。
【００３０】
このようにして本実施例の電気掃除機を使用することによって、簡易な構成で小型で操作性が向上し、かつ強度の高い電気掃除機を実現できるものである。
【００３１】
なお本実施例では集塵構成を集塵室５５に設けた紙フィルタ５６を用いた通過型の集塵方式としているが、軽量化、低圧力損失化、塵埃廃棄の簡便さ等からサイクロン等の慣性集塵方式としても構わない。
【００３２】
なお本実施例では電源を電池５７としているが、軽量化や高出力化を図るために電池５７の代わりに外部の交流電源を使用するために電源コードを設けても構わない。その場合には、電池収容部を電源コード収容部とすることもできる。
【００３３】
（実施例２）
図６は、本発明の第２の実施例における電動送風機の略断面図であり、図７は配線構成を示す部分断面図である。なお電動機の外殻以外の構成は実施例１と同一であり、同一部分には同一符号を付与して、その詳細な説明を省略する。本実施例の電動機の外殻３７は、前方外殻７０と後方外殻７１とに分割され、前後それぞれの外殻接合部にはフランジ部７２、７３を設けており、このフランジ部７２、７３を突き合わせることにより結合している。さらにフランジ部７２、７３内には配線空洞部７４、７５を設けてあり、その内部に電力線３０およびセンサ信号線３１を配している。
【００３４】
このようにして、本実施例の電動送風機を使用することによって、電動機の外殻３７と一体となったフランジ部７２、７３を設けることで、電動機２２を簡易かつ強固に風路内壁部３８に固定でき、さらに組立て時や運転時に電力線３０およびセンサ信号線３１の損傷を防ぐことができ信頼性を高くすることができるものである。
【００３５】
（実施例３）
図８は、本発明の第３の実施例における電動送風機の羽根車近傍を示した断面図である。なお羽根車以外の構成は実施例１、２と同一であるので、同一部分には同一符号を付与して、その詳細な説明を省略する。本実施例の軸流羽根車３２の中央部にネジ部８０を有し、このネジ部８０によって回転軸２７に固定されている構成としたので、ナットを用いないため回転軸２７先端の質量を軽減でき、さらに振動を低減し、軸流羽根車３２を強固に固定でき、結果として簡易な構成で小型軽量かつ信頼性を高めることができるものである。
【００３６】
（実施例４）
図９は、本発明の第４の実施例における電動送風機の組立て構成を示す略断面図である。なお風路内壁部３８すなわち本体２１の組立て構成以外は実施例１、２、３と同一であるので、同一部分には同一符号を付与して、その詳細な説明を省略する。本実施例による電動送風機の組立てを説明すると、本体２１すなわち風路内壁部３８は、３８ａ、３８ｂと前後に分割され、さらにそれぞれには固定用の係合部である突部９０、９１を設けてあり、組立て時に静翼３６と係合する。
【００３７】
さらに配線溝部９２、９３内に電力線３０とセンサ信号線３１が挿入される。支持体である静翼３６を含めた電動機２２の風路内壁部３８への固定が容易で、強固かつ正確な位置に取り付けることができ、結果として組立てが簡便で強度と信頼性を高めることができるものである。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、小型で吸込み性能が高く、簡易な構成で強固に固定が可能な電動送風機、及びこれを搭載し、操作性を向上した電気掃除機を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における電動送風機の略断面図
【図２】同電動送風機の電動機、羽根車および静翼の外観図
【図３】同電動送風機の配線構成を示す部分断面図
【図４】同電動送風機の組立て構成を示す略断面図
【図５】同電動送風機を搭載した電気掃除機の一部欠載要部断面図
【図６】本発明の第２の実施例における電動送風機の略断面図
【図７】同電動送風機の配線構成を示す部分断面図
【図８】本発明の第３の実施例における電動送風機の羽根車近傍を示した断面図
【図９】本発明の第４の実施例における電動送風機の組立て構成を示す略断面図
【符号の説明】
２１　本体（電動送風機本体）
２２　電動機
２５、２６　軸受け
２７　回転軸
３０　電力線
３１　センサ信号線
３２、３３　軸流羽根車
３６、３９　静翼（支持体）
３７　電動機の外殻
３８、３８ａ、３８ｂ　風路内壁部
４０、４１　溝（係合部）
５４　掃除機本体
７０　前方外殻
７１　後方外殻
７２、７３　フランジ部
７４、７５　配線空洞部
８０　ネジ部
９０、９１　突部
【図１】
2004065355.tif 000003
【図２】
2004065355.tif 000004
【図３】
2004065355.tif 000005
【図４】
2004065355.tif 000006
【図５】
2004065355.tif 000007
【図６】
2004065355.tif 000008
【図７】
2004065355.tif 000009
【図８】
2004065355.tif 000010
【図９】
2004065355.tif 000011