(57)【要約】  【課題】モータ側から遠心ファン側への空気漏れを防止できる電動送風機を提供する。  【解決手段】回転軸14を気密に挿通したキャップ部材52の前端部を、ベアリング51の外方の整流板25に気密に摺動可能に設けることで、ベアリング51をキャップ部材52で気密に覆って密閉性を向上し、モータ２側よりも空気圧が小さくなる遠心ファン３側へのモータ２側からのベアリング51を介してのリークを防止できる。  【選択図】図１
2005256662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を備えたモータと、
前記回転軸の一端に設けられた遠心ファンと、
前記モータと前記遠心ファンとの間に位置し、前記回転軸が挿通される整流板と、
この整流板に設けられた軸受支持部と、
この軸受支持部に嵌着され、前記回転軸を回転可能に軸支する軸受と、
前記整流板の中央部に前記軸受支持部に連通して設けられ、前記回転軸が挿通される挿通孔と、
前記回転軸が気密に挿通され、前記軸受と前記挿通孔との少なくともいずれか一方の外方の前記整流板に端部が気密に摺動可能に設けられて前記モータ側から前記遠心ファン側への空気の流れを遮るキャップ部材と
を具備したことを特徴とした電動送風機。
【請求項２】
回転軸を備えたモータと、
前記回転軸の一端に設けられた遠心ファンと、
前記モータと前記遠心ファンとの間に位置し、前記回転軸が挿通される整流板と、
この整流板に設けられた軸受支持部と、
この軸受支持部に嵌着され、前記回転軸を回転可能に軸支する軸受と、
前記整流板の中央部に前記軸受支持部に連通して設けられ、前記回転軸が挿通される挿通孔と、
前記回転軸が気密に挿通され、前記挿通孔の外方の前記整流板に設けられたシール部材に端部が気密に当接して前記モータ側から前記遠心ファン側への空気の流れを遮るファンワッシャと
を具備した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、回転軸を回転可能に軸支する軸受を備えた電動送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電動送風機は、回転軸を有するモータ本体部を収容した胴体ケースを備えたモータを有している。胴体ケースから突出した回転軸の一端には、吸気口を有する遠心ファンが取り付けられている。この遠心ファンとモータとの間には、遠心ファンから吐出された空気をモータ側へと整流する整流板が取り付けられている。この整流板には、回転軸が挿通されている。また、この整流板の回転軸の周囲には、この回転軸を回転可能に軸支する軸受としてのベアリングが設けられている。そして、遠心ファンの回転により吸気口から空気が吸い込まれて遠心ファンの外周に吹き出され、この吹き出された空気が整流板により整流される（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−３８９５号公報（第３頁、図１−２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の電動送風機では、遠心ファン側の空気の流れにより遠心ファン側の空気圧が低下し、モータ側の空気圧が遠心ファン側よりも相対的に高くなるため、ベアリングの内部をモータ側から遠心ファン側へと空気が通過して空気漏れを起こすおそれがあるという問題点を有している。
【０００４】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、モータ側から遠心ファン側への空気漏れを防止できる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】
【０００５】
本発明は、回転軸を備えたモータと、回転軸の一端に設けられた遠心ファンと、モータと遠心ファンとの間に位置し、回転軸が挿通される整流板と、この整流板に設けられた軸受支持部に嵌着され、回転軸を回転可能に軸支する軸受と、整流板の中央部に軸受支持部に連通して設けられ、回転軸が挿通される挿通孔と、回転軸が気密に挿通され、軸受と挿通孔との少なくともいずれか一方の外方の整流板に端部が気密に摺動可能に設けられてモータ側から遠心ファン側への空気の流れを遮るキャップ部材とを具備したものである。
【０００６】
また、本発明は、回転軸が気密に挿通され、挿通孔の外方の整流板に設けられたシール部材に端部が気密に当接してモータ側から遠心ファン側への空気の流れを遮るファンワッシャを具備したものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、モータの回転軸が気密に挿通されたキャップ部材の端部を、軸受と軸受支持部に連通して設けられた挿通孔との少なくともいずれか一方の外方の整流板に気密に摺動可能に設けることで、軸受をキャップ部材で気密に覆って密閉性を向上し、モータ側から遠心ファン側へと軸受を介して空気が漏れることを防止できる。
【０００８】
また、本発明によれば、モータの回転軸が気密に挿通されたファンワッシャの端部を、軸受支持部に連通して設けられた挿通孔の外方の整流板に設けられたシール部材に気密に当接させることで、軸受をファンワッシャで気密に覆って密閉性を向上し、モータ側から遠心ファン側へと軸受を介して空気が漏れることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の第１の実施の形態の電動送風機の構成を図１および図２を参照して説明する。
【００１０】
図１は、電動送風機１を示し、この電動送風機１は、例えば図示しない電気掃除機、あるいは産業用ブロワなどに用いられるものである。また、この電動送風機１は、電動部としてのモータ２と、このモータ２に設けられた遠心ファン３とを備えている。
【００１１】
なお、以下、モータ２側を後側、遠心ファン３側を前側として説明する。
【００１２】
モータ２は、略筒状の胴体ケースとしてのフレーム４と、このフレーム４内に収容されたモータ本体部５と、フレーム４に設けられたブラシ機構部６とを有している。
【００１３】
フレーム４は、略有底筒状に形成され、軸方向の一端である後端面すなわち底面の中心部に、モータヘッド部11が凹状に設けられている。また、フレーム４には、モータヘッド部11の前方の両側部にブラシ機構部６が取り付けられる一対のブラシ部取付孔12，12が設けられている。さらに、フレーム４の両側部のブラシ部取付孔12，12の前方には、それぞれ開口部13，13が開口形成されている。
【００１４】
モータヘッド部11には、モータ本体部５の出力軸としての回転軸14の軸方向の一端部である後端部を回転可能に軸支するベアリング15およびスラストばね16が収容されている。また、このモータヘッド部11には、フレーム４の軸方向に沿って図示しない排気孔が穿設されている。
【００１５】
ブラシ部取付孔12，12は、フレーム４の両側部を中心軸方向に貫通してそれぞれ設けられている。
【００１６】
モータ本体部５は、フレーム４の中心軸に沿って配置された回転軸14と、この回転軸14の外周面に設けられた円筒状の整流子21および回転子としての電機子であるアーマチュア22と、固定子としてのステータ23とを備えている。
【００１７】
回転軸14は、軸方向の他端部である前端部が、ディフューザである整流板25に挿通され、この前端部に遠心ファン３が設けられている。
【００１８】
整流子21は、導電性を有し、ベアリング15よりも前方の回転軸14の外周面に固定されてこの回転軸14と一体に回転するもので、外周面にブラシ機構部６の先端部が摺接している。
【００１９】
アーマチュア22は、整流子21よりも前方の回転軸14の外周面に固定されるとともにステータ23の内周側に配置され、整流子21と電気的に接続されている。
【００２０】
ステータ23は、平面視四角形状のステータコア31を有し、フレーム４の軸方向の中心域に開口部13，13に対向して配置されている。
【００２１】
ステータコア31は、鉄板が多数積層されて板状に設けられ、中心部に、アーマチュア22が挿入される略四角形状の挿入孔部33が穿設されている。すなわち、この挿入孔部33は、内周部がアーマチュア22の外周面に所定の間隙を介して対向している。また、ステータコア31の内周部には、複数の固定極すなわちＮ極およびＳ極が形成される。
【００２２】
各ブラシ機構部６は、フレーム４の中心軸方向に向けてブラシ部取付孔12，12に先端部が挿入されて固定されている。そして、各ブラシ機構部６は、カーボンブラシ35と、このカーボンブラシ35を保持するブラシ保持器36と、このブラシ保持器36に収容された付勢部材としてのばね37と、このブラシ保持器36に設けられた端子38とをそれぞれ有している。
【００２３】
カーボンブラシ35は、長手方向の一端部がブラシ保持器36からフレーム４の中心軸方向に突出して整流子21の外周面に摺接してこの整流子21と電気的に導通するとともに、長手方向の他端部がブラシ保持器36に挿入されている。
【００２４】
ブラシ保持器36は、長手方向の一端部がブラシ部取付孔12，12に挿入され、長手方向の他端部がフレーム４から外方に突出している。
【００２５】
ばね37は、カーボンブラシ35を整流子21の外周面に押圧するものである。
【００２６】
端子38は、ブラシ保持器36の長手方向の他端部に突設され、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部に電気的に接続されている。
【００２７】
整流板25は、遠心ファン３からの風を整流してモータ２側へと流すもので、モータ２と遠心ファン３との間に位置し、フレーム４の前端部を閉塞するように、図示しない螺子などでフレーム４に取り付けられている。そして、この整流板25は、円板状の整流板本体41と、この整流板本体41に突設された固定翼としての複数のブレード42とを有している。
【００２８】
整流板本体41は、フレーム４の中心軸と同軸状に設けられ、フランジ部45が外周部に突設されているとともに、回転軸14の前端部が挿通される挿通孔46が中心部に穿設されている。そして、整流板本体41の後部の中央部には、挿通孔46よりも径寸法が大きくこの挿通孔46と連通する平面視円形状の軸受支持部としての取付凹部47が、挿通孔46と同軸状に設けられ、この取付凹部47には、軸受としての円筒状のベアリング51が内部に嵌着されて収容されている。
【００２９】
ベアリング51は、回転軸14の前端部の外周面を回転可能に軸支するもので、回転軸14の周囲に配置されている。また、このベアリング51の軸方向のモータ２側には、略円筒状の円筒円盤であるキャップ部材52が配置されている。
【００３０】
このキャップ部材52は、回転軸14に圧入されてこの回転軸14と一体的に回転するもので、耐熱性、あるいは強度などを考慮して、例えば金属などの部材で形成されている。また、このキャップ部材52は、回転軸14が挿通される軸挿通孔53を中心部に備えた円環状のキャップ本体54を備えている。
【００３１】
さらに、このキャップ本体54の内周縁部には、遠心ファン３側に向けて内周突出部55が垂直に突設されている。この内周突出部55は、軸挿通孔53の全周に設けられ、内周面が回転軸14の外周面に気密に当接するとともに、前端部がベアリング51の後部の内周部近傍に当接している。すなわち、軸挿通孔53には、回転軸14が気密に挿通されている。
【００３２】
また、キャップ本体54の外周縁部には、遠心ファン３側に向けて外周突出部56が垂直に突設されている。この外周突出部56は、キャップ本体54の外周全体に設けられ、内周突出部55と略等しい突出寸法を有している。そして、この外周突出部56は、整流板25のモータ２側であって、かつ挿通孔46の周囲に設けられた溝部57に嵌着されたシール部材58に前端部が気密に当接している。
【００３３】
溝部57は、取付凹部47の外方に設けられ、挿通孔46の全周に亘る円環状、かつ挿通孔46と同心円状に設けられている。また、この溝部57は、断面が四角形状に形成されている。
【００３４】
シール部材58は、例えば摩擦係数が比較的小さい部材、例えばゴアテックス(登録商標)、フッ素樹脂、紙にシリコンを含浸させたものなどで円環状に形成され、溝部57に隙間なく嵌着され、後端部が溝部57の後端部よりも若干前側に位置している。さらに、このシール部材58には、キャップ部材52の外周突出部56の前端部が気密に当接している。したがって、キャップ部材52の前端部は、回転軸14の回転によりシール部材58に気密に摺動可能となっている。この結果、ベアリング51近傍の回転軸14の周囲は、キャップ部材52およびシール部材58によりモータ２側に対して気密となっている。
【００３５】
また、キャップ部材52の後部には、回転軸14に嵌着された抜け止め用のＥリング61が当接している。
【００３６】
各ブレード42は、整流板25の中心部から外周方向に向かうように平面渦巻き状に設けられ、整流板本体41の周方向に互いに離間されている。このため、各ブレード42の間には、整流板本体41の外周部に連続する案内風路62が区画形成されている。また、この案内風路62は、整流板本体41に穿設された図示しない流通孔により整流板25の前部である遠心ファン３側に連通している。
【００３７】
また、ベアリング51の前部と遠心ファン３との間の回転軸14には、スペーサ63が設けられている。このスペーサ63は、前端部が整流板25の前面よりも前方に突出している。
【００３８】
遠心ファン３は、回転軸14の前端部に設けられ、この回転軸14と一体的に回転する。また、遠心ファン３は、フレーム４の径方向に沿って円板状に設けられた後部ファンプレート66、この後部ファンプレート66に対してフレーム４の軸方向に所定の間隙を介して略平行に対向する前部ファンプレート67、および、これらファンプレート66，67の間に一体に設けられたファン翼68を備えている。
【００３９】
後部ファンプレート66は、モータ２の回転軸14が嵌挿される嵌挿孔71が中心部に穿設されている。また、この後部ファンプレート66の後部には、回転軸14が挿通される後部ワッシャ孔72aを備えた円環状の座金である後部ファンワッシャ72が、スペーサ63との間に取り付けられている。さらに、この後部ファンプレート66の前部には、回転軸14が挿通される前部ワッシャ孔73aを備えた円環状の座金である前部ファンワッシャ73が取り付けられている。この前部ファンワッシャ73は、後部ファンワッシャ72と略等しい形状に形成され、この後部ファンワッシャ72と前後の向きを反対にした状態で、遠心ファン３を回転軸14に固定するナット74と後部ファンプレート66との間に取り付けられている。
【００４０】
ここで、ナット74は、回転軸14の前端部の外周に設けられた雄螺子部75に螺合され、遠心ファン３と回転軸14とを一体とするものである。そして、このナット74の締め付けにより、後部ファンワッシャ72がスペーサ63と後部ファンプレート66との間に、前部ファンワッシャ73が後部ファンプレート66とナット74との間に、それぞれ挟持される。
【００４１】
一方、前部ファンプレート67には、丸孔状の通風孔77が中心部に穿設されている。この通風孔77は、各ファンワッシャ72，73の外径寸法と略等しい径寸法に形成されている。そして、この前部ファンプレート67は、通風孔77の周囲から、後部ファンプレート66に向けて拡径されている。
【００４２】
ファン翼68は、平面視で通風孔77の周縁部近傍から遠心ファン３の外周方向に向かうように渦巻き状に設けられ、複数の吸気風路78を区画形成する壁状に形成されている。
【００４３】
そして、遠心ファン３は、略筒状のファンカバー81により前側が覆われている。
【００４４】
ファンカバー81は、整流板25のフランジ部45に後端部が嵌合されている。また、このファンカバー81は、前面の中心部に、遠心ファン３の通風孔77に連通する吸込口82が開口形成されている。
【００４５】
次に、上記第１の実施の形態の動作を説明する。
【００４６】
電源部から端子38へと供給された電力によりモータ２が駆動し、回転軸14が遠心ファン３などと一体に回転すると、この遠心ファン３の回転により生じる負圧により吸込口82から電動送風機１内へと空気が吸い込まれる。この吸い込まれた空気は、通風孔77を介して遠心ファン３の前部ファンプレート67と後部ファンプレート66との間の吸気風路78に流入した後、ファン翼68に沿って遠心ファン３の外周方向へと吹き出される。
【００４７】
遠心ファン３から吹き出された空気は、整流板25の流通孔から案内風路62へと流れ込み、整流板25のディフューザ効果によりブレード42に沿って整流されて静圧化され、モータ２側へと吹き出される。
【００４８】
そして、このモータ２側へと吹き出された空気は、ステータ23の外周面に沿って流れてこのステータ23を冷却しつつ、開口部13，13からフレーム４内へと流入する。
【００４９】
このとき、モータ２側へと吹き出された空気は、キャップ部材52によりベアリング51へと漏れる、すなわちリークすることが防止される。
【００５０】
フレーム４の内側へと流入した空気は、整流子21およびブラシ機構部６をそれぞれ冷却し、排気孔からフレーム４の外部へと排気される。
【００５１】
上述したように、上記第１の実施の形態では、回転軸14が気密に挿通されたキャップ部材52の前端部を、整流板25のモータ２側であって、かつ回転軸14の周囲に設けたシール部材58に気密に摺動可能にする構成とした。
【００５２】
この結果、ベアリング51をモータ２側に対してキャップ部材52で気密に覆う簡単な構成で密閉性を向上し、モータ２側よりも空気圧が小さくなる遠心ファン３側へのモータ２側からのベアリング51を介してのリーク風を防止できる。
【００５３】
特に、遠心ファン３は、外周部の空気圧よりも中心部の空気圧が小さくなるので、遠心ファン３の中心部となる回転軸14の周りに位置したベアリング51をキャップ部材52で気密に覆うことで、モータ２側から遠心ファン３側へのリークを確実に防止できる。
【００５４】
また、ベアリング51のモータ２側を気密に覆うことにより、例えば粉塵が多い悪条件などで使用する場合などでも、ベアリング51の内部に粉塵が侵入してベアリング51の使用寿命が低下したり、異音などの音不良が発生したりすることを防止でき、電動送風機１の出力および効率の低下をも防止できる。
【００５５】
さらに、シール部材58を摩擦係数が比較的小さい部材で形成することにより、キャップ部材52とシール部材58との摺動の際の摩擦力により回転軸14の回転が妨げられたり、摩擦熱が生じたりすることを抑制できる。
【００５６】
そして、シール部材58を溝部57に嵌着することで、シール部材58が整流板25から突出することを防止でき、電動送風機１の内部を省スペース化できるとともに、シール部材58が外れてしまったり、キャップ部材52と一体的に回転してしまったりすることを防止できる。
【００５７】
なお、上記第１の実施の形態において、シール部材58は、必ずしも必要なものではなく、また、キャップ部材52は、上記実施の形態のように金属で形成したものに代えて、強度に問題がないものであれば、例えば樹脂などであってもよい。なお、キャップ部材52は、摩擦係数が比較的小さい部材で、少なくとも整流板25に当接する部分を覆ったものとしてもよい。
【００５８】
次に、第２の実施の形態を図３および図４を参照して説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５９】
この図３および図４に示す実施の形態では、後部ファンワッシャ72に代えて、ファンワッシャ85が取り付けられている。
【００６０】
このファンワッシャ85は、回転軸14と一体的に回転するもので、耐熱性、あるいは強度などを考慮して、例えば金属などの部材で形成されている。また、このファンワッシャ85は、円環状のワッシャ本体86と、このワッシャ本体86の周縁部から後方に垂直に突出した後部突出部87とを有している。
【００６１】
ワッシャ本体86は、前部ファンワッシャ73と略等しい形状に形成され、スペーサ63の前端部と遠心ファン３の後端部との間で挟持されている。そして、このワッシャ本体86には、回転軸14が気密に圧入されて挿通される軸嵌挿孔86aが中心部に穿設されている。
【００６２】
後部突出部87は、ワッシャ本体86の外周縁部から後方に向けて垂直に突設されている。また、この後部突出部87は、ワッシャ本体86の外周縁部全体に連続して設けられ、整流板25の遠心ファン３側の挿通孔46の周囲に設けられた溝部88に嵌着されたシール部材58に後端部が気密に当接している。
【００６３】
このように、上記第２の実施の形態によれば、回転軸14が気密に挿通されたファンワッシャ85の後端部を、整流板25の遠心ファン３側の回転軸14の周囲に設けたシール部材58に気密に当接させることにより、ベアリング51を遠心ファン３側に対してファンワッシャ85で気密に覆う簡単な構成で密閉性を向上し、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００６４】
また、遠心ファン３の座金となるファンワッシャ85を、ベアリング51を気密に覆う部材として共用でき、部品点数の増加を防止して製造コストを抑制できるとともに、電動送風機１内に余分なスペースが必要ないので、電動送風機１の省スペース化および小型化が可能になる。
【００６５】
なお、上記第２の実施の形態において、ファンワッシャ85以外の部材でベアリング51の遠心ファン３側を覆う構成とすることも可能である。
【００６６】
また、上記各実施の形態において、電動送風機１の細部の構成は、上記各構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施の形態の電動送風機を示す縦断面図である。
【図２】同上電動送風機の一部を拡大して示す縦断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の電動送風機を示す縦断面図である。
【図４】同上電動送風機の一部を拡大して示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１    電動送風機
２    モータ
３    遠心ファン
14    回転軸
25    整流板
46    挿通孔
47    軸受支持部としての取付凹部
51    軸受としてのベアリング
52    キャップ部材
58    シール部材
85    ファンワッシャ
【図１】
2005256662.tif 000003
【図２】
2005256662.tif 000004
【図３】
2005256662.tif 000005
【図４】
2005256662.tif 000006