(57)【要約】【課題】インペラファン回転により負圧になり、軸受からファン側へ空気流れが発生し、軸受部品から潤滑グリスが洩れることにより、軸受部品の潤滑グリス不足による信頼性低下が発生。【解決手段】インペラファン１２の後面シュラウド１２ａとフレーム前１０ａとの間に円環状突起部３１を有したシール板３２を配し、フレーム前１０ａに支持されシール板３２の突起部３１と接触する円環状の軸受リング３０を前記フレーム前１０ａに固定配置する構成とすることにより、突起部３１と軸受リング３０のシール作用により、インペラファン１２側への空気流れを少なくし、軸受９からの潤滑グリス洩れを抑えることができ、ファン効率向上および軸受９の信頼性向上を図ることができる。【選択図】図２
2012193647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を有する回転子と固定子とを対向配置したモータと、
前記回転軸の少なくとも一端を支持する軸受を保持し、前記軸受と前記固定子を覆うフレームと、
前記回転軸の端部に固定され、中央に吸込口を有する前面シュラウドと前記前面シュラウドに対向する後面シュラウドと前記１対のシュラウド間に挟持される複数枚のブレードとで構成されたインペラファンファンと、
中央に吸気口を有し、前記インペラファンファンを覆うファンケースと、
前記後面シュラウドと前記フレームとの間に配置され、前記フレーム側に突出した円環状突起を有したシール板と、
前記フレームに支持された円環状の軸受リングと、を備え、
前記円環状の軸受リングは、前記円環状の軸受リングの中心が前記回転軸の略中心に合うように配置され、前記シール板の円環状突起全周が前記円環状の軸受リングと接触するように構成し、前記円環状の軸受リングは、前記フレーム前に固定配置された電動送風機。
【請求項２】
前記軸受リングは、前記フレームに接着固定された請求項１に記載の電動送風機。
【請求項３】
前記軸受リングの外周部には、内周まで繋がらない円弧形状をした溝部を少なくとも一つ以上設け、前記溝部には、接着剤を溜める構成とした請求項２に記載の電動送風機。
【請求項４】
請求項１〜３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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、簡易なシール構成により、軸受側からのファン負圧側への空気洩れせず、軸受信頼性向上を簡易な構成で行う電動送風機およびそれ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、この種の電動送風機は、家庭用の電気掃除機に多く利用されている。電気掃除機には、強い吸引力が望まれており、より強い吸引力を得るためには、電気掃除機の電動送風機の送風性能を向上する必要がある。送風性能向上には、ファン出力増加ともに、ファン効率向上も望まれている。ファン効率向上には、ファン開発における設計項目（直径アップ等）以外にファン小径による円盤摩擦損失を低減し、ファン高速回転化による効率向上も設計項目に含まれており、ファン効率向上のため、開発項目として必須である。
【０００３】
電動送風機は、大きく５つの部品により構成されている。高速で回転することにより、風量と圧力（動圧と静圧）を発生させるファンとしてのインペラファン部品、インペラファンにより発生した動圧を静圧に変換し、ファンの効率に寄与できるようにするエアガイド部品。（いわゆるディフューザガイドである。）また、インペラファンとエアガイドを覆い、内部の空気を洩らさない、外部からの空気浸入させないために、構成される外郭部品のファンケース。電気により回転する回転軸を有する回転子と固定子により構成されるモータ部、回転軸の両端部を支持する軸受部とその軸受を保持し、軸受と固定子を覆うフレームの大きく５点により構成されている。
【０００４】
インペラファンは、複数の部品により組立構成されている。中央に吸込み口を有する前面シュラウドと後面シュラウドと、一対のシュラウド間に狭時されるブレードと、ブレードの吸込口側を接合され、前面シュラウド及び後面シュラウドによって前後から押さえつけられるインデューサを有し、インデューサの基部を構成するハブ内部に、回転軸を固定する筒状スペーサーを有し構成されている。
【０００５】
インペラファン部は、回転数増加に伴い、インペラファンへかかる負担も増加するため、インペラファン構造（強度、材料、構造体）や組付け時の組み付け不良等により、インペラファン部が他部品（エアガイドやファンケース）との接触により破損やインペラファン強度不足により回転数増大による遠心力増大、ファン出力増加によるインペラファンへかかる圧力増大によりインペラファンが変形し、ファンの性能低下、寿命低下（信頼性低下）が懸念される。前述のように、電動送風機のファン部のインペラファン部は、風量と圧力を発生させるファン性能にとって重要部品であるとともに、ファンの信頼性を確保する上でも重要部品である。
【０００６】
また、前述のインペラファンと同様に、回転軸の両端部を支持する軸受部についても、モータ部の回転トルクを損失を少なく、インペラファンに伝達する。ファンの信頼性を確保する上で重要部品である。
【０００７】
軸受部はいわゆるころがり軸受（以下、軸受）が電動送風機には、一般的に使用されており、回転数増加に伴い、インペラファン同様に軸受へかかる負担も増加する。そのため、軸受が正規寿命を迎えるまでに、使用不能になる軸受の寿命低下（信頼性低下）が懸念される。
【０００８】
一般的には、軸受が正規寿命までに使用不能になるには、軸受のころがり運動を行うこ
ろまたは球（ボール）への大荷重による破損や、組み付け時の組み付け不良以外には、軸受の外輪や内輪ところまたは球への潤滑を行う潤滑グリス不足による破損と軸受への異物混入による破損が多くの使用不能となる原因を占めている。潤滑グリス不足や異物混入等により破損を未然に防止し、より軸受を正規寿命までの状態へ導く軸受信頼性向上も必須技術である。
【０００９】
従来では軸受の信頼性向上を図るため、様々な技術が開発されている。例えば軸受の信頼性向上には、以下の構成としたものもある。整流子モータのファン軸受の少なくともどちらか一方に接触式のシール板を配し、軸受を防塵し軸受信頼性を向上するものである。（例えば特許第文献１参照）。
【００１０】
図６〜図９において、図６は、上記特許文献１に記載された従来の電動送風機の断面図、図７は、同電動送風機の軸受拡大断面図、図８は、同電動送風機を用いた従来の電気掃除機の概略構成図である。図９従来の特許文献２に示す電動送風機の軸受拡大図である。
【００１１】
図６において、従来のこの種の電動送風機５１は、モ−タ部５３と、ファン部５２から構成され、モ−タ部５３の回転子３８は、整流子、回転子巻線を有し、前記回転子巻線は、電機子コア外周に巻かれている。
【００１２】
前記回転子３８は、モ−タ部５３の回転軸３７の両端には軸受４０、４１が圧入され、この軸受４０，４１がファン側フレーム５４と反ファン側フレーム５５にて保持されることにより、支持されている。そして、前記回転子３８は、巻線を有した固定子３９と、固定子３９を内包し回転軸３７を支持する軸受４０を保持した反ファン側フレーム５５とにより構成されている。
【００１３】
ファン部５２は、ファン側フレーム５４と、空気を吸引、吹き出しを行うインペラファン４３とインペラファン４３の間に形成した吹き出された空気の動圧を静圧に変換・整流用のエアガイド４４があり、インペラファン４３の上方はファンケース４６で覆われている。
【００１４】
インペラファン４３は、アルミなどのプレス部品によって組立てられ、複数枚のブレード４２を、平面の円板形状からなる後面シュラウド４２ｂと傘形の円板形状からなる前面シュラウド４２ａによって挟持しており、焼結や真鍮からなるスペーサー５７、板金などからなる座金５６、及びナット５８により回転軸３７に固定され、回転軸３７とともに回転する。
【００１５】
エアガイド４４は、ネジ（図示せず）等にてファン側フレーム５４に固定しており、ファン側フレーム５４と反ファン側フレーム５５もネジ（図示せず）等にて固定してある。
【００１６】
次に、図７を用いて、前記電動送風機の軸受部の構成について説明する。
【００１７】
図７において、軸受４０の内部構成は、内輪４０ｃと外輪４０ｂと、その上下を覆うシール板４０ｄ、４０ｅで内部をシールしており、ファン側のシール板４０ｄは、内輪４０ｃと非接触、反ファン側のシール板４０ｅは、内輪４０ｃと接触する仕様となっている。一般的には、非接触のシール板４０ｄは鉄、接触する方のシール板４０ｅはゴムでそれぞれ構成されている。
【００１８】
従来の電動送風機（図示しない）では、負荷側の軸受の上下２つのシール板とともに非接触の鉄シールを施してきたが、電気掃除機の吸引性能の向上に伴い、ファン部内の真空圧が向上し、結果、負荷側の軸受内部の僅かな隙間を通り、モ−タ部側からファン部側に
向って僅かな空気洩れが発生し、その僅かな空気洩れにより、ファン部の吸引性能低下および軸受からの潤滑グリス洩れが発生する。そのため、ファン部吸引性能の低下および軸受の信頼性の低下要因の一つとなっていた。
【００１９】
従って、図７に示すように、軸受４０の反負荷側のシール板４０ｅを内輪４０ｃと接触させることで、モ−タ部５３側からファン部５２側に向っての空気洩れを防ぎ、ファン部５２の吸引性能向上および軸受の潤滑グリス洩れを防止を図っていた。
【００２０】
このような構造で、従来の電動送風機５１は構成されており、動作・作用としてはインペラファン４３が回転することによって発生する吹き出し風が、インペラファン４３の吹き出し口１１ｂ外周に設けた整流用のエアガイド４４を通過した後、モ−タ部５３の回転子３８、固定子３９を冷却し、反ファン側フレーム５５を通過して後方に排気される。
【００２１】
従来の電動送風機５１が組み込まれた電気掃除機は、図８のような構造となっている。図８において、電気掃除機本体６１（以下、「本体６１」と称す）は、中央部に設けられた格子隔壁６２より集塵室６３と、モ−タ室６４に分けられており、集塵室６３には紙袋６５が、モ−タ室６４には上記電動送風機５１が備えつけられている。本体６１には、接続パイプ６６、ホ−ス６７、先端パイプ６８、延長管６９、ノズル７０が順次接続されている。
【００２２】
上記従来の電気掃除機の作用としては、電動送風機５１の吸引力によりノズル７０から集められたゴミは、延長管６９、先端パイプ６８、ホ−ス６７、接続パイプ６６を通り、集塵室６３の紙袋６５に集める構成になっている。
【００２３】
また、軸受信頼性向上を図る構成として、前述以外の方法として図９に示すものもある。図９は、前述の従来の特許文献１以外の方法の電動送風機の軸受拡大図を示すものである。ファン部のインペラファン回転により負圧になり、軸受部からの空気流入を防ぐために、モータハウジング室外径より大きい径の円形の接触リングをエアガイド底面部に接触固定し、空気洩れを少なくし、ファン性能を向上するものである。（例えば特許文献２参照）
図９は、負荷側の軸受４０の反負荷側のシール板４０ｅについても、非接触シール構成、で上下のシール板４０ｄ、４０ｅ共に非接触の標準ころがり軸受としたものである。インペラファン４３を回転軸３７に固定、位置決めするために、インペラファン４３の後面シュラウド４２ｂの底面部には、焼結や真鍮などからなるスペーサー５７と、板金などからなる座金５６を有し、後面シュラウド４２ｂの吸引側面部は、座金５６を介して、ナット５８により回転軸３７に固定されている。後面シュラウド４２ｂの底面部に位置する座金５６について、軸受４０を収めたファン側フレーム５４のハウジング室１２７の外径Ａよりも大きい径とされており、座金５６の反負荷側外周面には、先端が鋭角に形成された円形接触リング１２４が、樹脂で形成されたエアガイド４４の底面部との接触を行う構成である。
【００２４】
上記のような構成とすることで、インペラファン４３の後面シュラウド４２ｂの底面に設けた座金５６はエアガイド４４の中央部間で、接触シールを実施することができるため、負荷側軸受４０の上下シール板４０ｄ、４０ｅの両側共に非接触の標準軸受仕様であっても、ファン負圧によるモ−タ部５３側からファン部５２側への空気流れを防ぐことが可能となるとされるものである。
【００２５】
接触ゴムシール仕様に比べて、ゴムと鉄からなる内輪４０ｃとの接触であったのに対し、樹脂材料と鉄材料の接触おおび、円形接触リング１２４の先端部を鋭角な形状で構成していることから、接触による機械摩擦損失を接触ゴムシール式軸受に比べ低減することが
できるとされているものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】特許第３５３８００６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４４５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
しかしながら、電動送風機５１ａは、電気掃除機の吸引力向上のため、ファン回転数も高速化しており、通常の電動送風機５１ａは、３０，０００〜４５，０００ｒ／ｍｉｎという高速回転で運転される。前記従来の特許文献１の構成では、軸受の外輪部に取り付け固定されたゴム材質からなるシール板４０ｅを、３０，０００〜４５，０００ｒ／ｍｉｎという高速回転で軸受の内輪と接触回転するものなので、接触シール式軸受は、非接触シール式により、機械摩擦損失が増大し、入力電力も増大する。
【００２８】
軸受部からインペラファン部への空気流れを少なくすると同時に軸受４０の潤滑グリス漏れを少なくするためには軸受４０を接触式シールにし、シールプレートをゴム等の弾性材料で設け配置構成する必要がある。いわゆる外輪４０ｂと内輪４０ｃのシール板４０ｄ、４０ｅを構成し、軸受４０隙間をタイトにする必要がある。
【００２９】
従来の特許文献１の方法により、軸受４０を通過する空気洩れを少なくすることはできるが、結果としてシール板が４０ｄ、４０ｅ高速回転で運転される電動送風機５１では、接触による機械摩擦損失の増大によることから総合的には、ファン効率が低下するという課題を有していた。
【００３０】
また、接触ゴムシール式の軸受４０は、一般的に使用されている鉄材料で構成される非接触シール軸受と比較すると一般的に流通数が少なくゴムと鉄という異材料のため構成および組立が複雑化し、価格が高価になる。また、極めて軸受４０近傍でゴムが接触することにより、接触部から発生するゴムの削りカスが軸受部へ侵入し、軸受４０の信頼性低下を招くという課題を有していた。
【００３１】
また、電動送風機５１が更なる出力増加を求めるために、回転数増加を行った場合、例えば４５，０００〜１２０，０００ｒ／ｍｉｎという高速回転化を行った際には、機械摩擦損失は荷重に比例するため遠心力増加により増大する。
【００３２】
また、接触ゴムシールのため、ゴムの削りカスも増大する。削りカスは軸受４０部に侵入し、異物混入による軸受４０の信頼性低下という課題を有していた。
【００３３】
また、従来の特許文献２では、円形接触リング１２４と非接触シール式軸受４０により、機械摩擦損失が従来特許文献１に比べ増大せず、ファン側への空気流入を少なくするため、ファン効率の低下は少ないものとされている。しかしながらインペラファン４３の回転によりインペラファン４３側へ発生した空気流れにより、軸受４０の潤滑グリスが圧力差によりインペラファン４３側へ洩れ出す。潤滑グリスは、円形接触リング１２４によりインペラファン４３側へは洩れ出すことはないが、ハウジング外径以上の大きさで形成されているため、容積が大きく、円形接触リング１２４内部には、軸受４０より洩れ出す潤滑グリスもその容積に比例し、増加。容積内に潤滑グリスがサイズに応じて溜まる量も比例する。
【００３４】
電動送風機５１が更なる高速運転が行われることにより、負圧による空気流れも増大し
、軸受４０から流出する潤滑グリスも増大し、軸受４０の信頼性低下がさらに課題になる。結果として、潤滑グリスが軸受４０より洩れ出すことで信頼性低下という課題を有していた。
【００３５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、円環状の接触リングと円突起のシール作用で、軸受４０からの潤滑グリス洩れを少なくすることにより、軸受部品の信頼性向上を図る構成であり、軸受部からインペラファン部への空気洩れも低減する高効率化も図る構成とした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】
【００３６】
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、
回転軸を有する回転子と固定子とを対向配置したモータと、
前記回転軸の少なくとも一端を支持する軸受を保持し、前記軸受と前記固定子を覆うフレームと、
前記回転軸の端部に固定され、中央に吸込口を有する前面シュラウドと前記前面シュラウドに対向する後面シュラウドと前記１対のシュラウド間に挟持される複数枚のブレードとで構成されたインペラファンファンと、
中央に吸気口を有し、前記インペラファンファンを覆うファンケースと、
前記後面シュラウドと前記フレームとの間に配置され、前記フレーム側に突出した円環状突起を有したシール板と、
前記フレームに支持された円環状の軸受リングと、を備え、
前記円環状の軸受リングは、前記円環状の軸受リングの中心が前記回転軸の略中心に合うように配置され、前記シール板の円環状突起全周が前記円環状の軸受リングと接触するように構成し、前記円環状の軸受リングは、前記フレーム前に固定配置されたものである。
【００３７】
これによって、フレームに支持された円環状の軸受リングと前記後面シュラウドと前記フレームとの間に、前記フレーム側に突出した円環状突起を有したシール板とによるシール作用により、ファン回転により負圧になったインペラファン部への軸受からの空気流れを少なくすることが出来る。また、インペラファンの回転による遠心力および圧力差による空気流れの影響により軸受からの潤滑グリスが洩れ出すが、後面シュラウドと前記フレームとの間に配した円環状突起を有したシール板よびフレームに支持された円環状の軸受リングにより、空気より粘性、密度、比重が大きな軸受の潤滑グリスはその接触部を通過することができず、潤滑グリス洩れを低減することができる。
【００３８】
また、円環状突起と円環状軸受リングとのシールは、軸受外輪外径より小さく構成されているため、内部の容積が少ないことから、軸受から潤滑グリス少量しか洩れ出すスペースは無く。結果として、軸受からの潤滑グリス洩れを防止し、軸受の信頼性向上を図ることができる。
【００３９】
また、本実施の形態においては、円環状の軸受リングはフレームに固定配置している。円環状の軸受リングを固定しない場合には、この種の電動送風機は、家庭用の電気掃除機に多く利用されているため、家庭用の電気掃除機は、その用途から、運転しながら持ち運びされることになる。つまり、ファン運転中に電動送風機が傾いたりする状況が考えられ、電動送風機が傾くことにより円環状の軸受リングが落下する可能性がある。
【００４０】
また、ファン運転時の負圧による圧力差およびファン運転時の回転による遠心力がかかり、円環状の軸受リングがフレーム前より落下し、軸受側に落ちることも考えられる。また、円環状の軸受リングがフレーム前の所定の位置より、外れることにより、軸受リングとシール板の円環状の突起部のシール作用がなくなり、軸受部からインペラファン部への空気洩れおよび潤滑グリス洩れが発生し、ファンの信頼性低下およびファン性能低下が発
生する。
【００４１】
また、さらに軸受リングが固定されていない状態では、シール板の突起部と軸受リングとには接触による機械摩擦が発生しており、この摩擦抵抗により、軸受リングはシール板と共に共回りすることになり、軸受リングとフレームの接地面部は、摺動部による摩擦損失が発生する。
【００４２】
また、ファン運転には、負圧により軸受側からファン側へ空気流れが発生するが、軸受リングが固定配置されていないため、軸受リングとフレームとの接地面部に隙間が発生し、軸受リングの浮きが発生する。フレーム接地面部から軸受リングの浮きが発生することにより、軸受リングとフレームとのシール機能が損なわれ、空気洩れが発生し、ファン効率が低下する。
【００４３】
また、軸受リングの固定を別部品を用いてフレーム前にボルト部品によるネジ固定などを行った場合は、部品点数増加による質量増加、組立工数増加による電動送風機のコストアップ。あるいは、電動送風機のサイズアップ等、電動送風機の商品性が低下する。
【００４４】
また、円環状の軸受リングは、フレームに固定配置することにより、軸受リングの回転止めができ、共回りによる摺動損失増大を防ぐことができる。また、軸受リングとフレームとの固定配置は、軸受リングがフレーム接地面部より離れる（浮き）ことによるファン側への空気洩れも防ぐことができ、ファン効率低下も防止することができる。
【００４５】
またさらに、円環状の軸受リングをフレームに固定配置されているため、電動送風機の傾きやファン運転時の落下・外れを防止することが可能となり、軸受リングのシール機能を損なうことがない。またシール機能により軸受けの潤滑グリス洩れが低減できるため、軸受の信頼性は向上する。またシール機能は、ファン側への空気洩れを防止することも可能となるため、ファン効率の低下を防止するものである。
【発明の効果】
【００４６】
本発明の電動送風機は、円環状の軸受リングと円環状の突起部のシール作用で軸受からの潤滑グリス洩れを少なくすることにより、軸受部品の信頼性向上を図ることができる。また、軸受リングをフレーム前に固定配置することにより、摺動損失増大による性能低下や、落下・はずれによる信頼性低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態１における電動送風機の断面図
【図２】本発明の実施の形態１における軸受部周辺の断面図
【図３】本発明の実施の形態１における軸受リングの外観図
【図４】同軸受リングの外周部に複数溝部を設けた場合の外観図
【図５】本発明の実施の形態１における電気掃除機の本体構成の縦断面図
【図６】従来の電動送風機の部分断面図
【図７】従来の電動送風機の軸受部の部分断面図
【図８】従来の電動送風機を用いた電気掃除機の概略構成図
【図９】従来の電動送風機の軸受部の部分断面図
【発明を実施するための形態】
【００４８】
第１の発明は、回転軸を有する回転子と固定子とを対向配置したモータと、
前記回転軸の少なくとも一端を支持する軸受を保持し、前記軸受と前記固定子を覆うフレームと、
前記回転軸の端部に固定され、中央に吸込口を有する前面シュラウドと前記前面シュラウ
ドに対向する後面シュラウドと前記１対のシュラウド間に挟持される複数枚のブレードとで構成されたインペラファンファンと、
中央に吸気口を有し、前記インペラファンファンを覆うファンケースと、
前記後面シュラウドと前記フレームとの間に配置され、前記フレーム側に突出した円環状突起を有したシール板と、
前記フレームに支持された円環状の軸受リングと、を備え、
前記円環状の軸受リングは、前記円環状の軸受リングの中心が前記回転軸の略中心に合うように配置され、前記シール板の円環状突起全周が前記円環状の軸受リングと接触するように構成し、前記円環状の軸受リングは、前記フレーム前に固定配置した。これによって、軸受リングと円環状突起によりシール作用により、ファン回転により負圧の影響による軸受からの空気流れを少なくすることができ、その圧力差による空気流れの影響により軸受からの潤滑グリスが洩れ出すが、インペラファン底面に配したシール板の円環状の突起および円環状の軸受リングにより、空気より粘性、密度、比重が大きな潤滑グリスはその接触部を通過することができないため、潤滑グリスが接触部から外部への洩れを防止することとなり、軸受の信頼性向上を図ることが出来る。
【００４９】
また、円環状の軸受リングを樹脂材料で構成し、フレームに固定配置することにより、軸受リングの回転止めを行うことができ、軸受リングとシール板との共回りによる摺動損失増大を防ぐことができ、さらに、軸受リングとフレームとの固定配置するため、軸受リングがフレーム接地面部より離れる浮きにより、軸受リングとフレームの接地面からのファン側への空気洩れも防ぐことができ、ファン効率低下を防止することができる。
【００５０】
また、円環状の軸受リングは、フレームに固定配置されているため、電動送風機が傾いて運転されたり、ファン運転時の回転による遠心力、回転力、回転モーメントや、ファン運転時の負圧によるファン側への空気流れによる圧力差による軸受リングの落下や軸受リングのフレームからの外れを防止することが可能となる。
【００５１】
また、軸受リングが落下や軸受リングのフレームからの外れを防止することによりシール機能を損なうことがなくなり、潤滑グリス洩れによる軸受けの信頼性低下は防止することができる。軸受の信頼性を向上することができ、ファンの空気洩れを防止することによりファン効率の向上をすることができる。
【００５２】
第２の発明は、特に、第１の発明の軸受リングを前記フレームに接着固定した。これにより、例えば、前記フレーム前にフレームにボンド剤による接着や弾性接着剤による接着、あるいは、樹脂系接着剤や、硬化樹脂による接着固定、と様々な接着剤を用いてフレームと軸受リングを接着固定することができ、円環状の軸受リングの回転止めを防止することが可能となり、円環状の軸受リングが円環状の突起部の回転に合わせての共回りによる摺動損失増大を防ぐことができる。
【００５３】
さらに、軸受リングとフレーム前との接着固定配置により、軸受リングが接地面部からの浮きにより、軸受リングとフレーム前の接地面からのファン側への空気洩れをより防止することができ、ファン効率低下をより防止することができる。
【００５４】
また、軸受リングをフレームに接着固定配置することにより、電動送風機が傾いて運転されたり、ファン運転時の回転による遠心力や、ファン運転時の負圧によるファン側への空気流れによる圧力差による軸受リングの落下や軸受リングのフレームからの外れをより防止することが可能となり、シール機能を損なうことがなくなり、潤滑グリス洩れによる軸受の信頼性低下を防止し、より信頼性を向上することができる。
【００５５】
さらに、ファンの空気洩れを防止することによりファン効率の向上をすることができ、
軸受リングとフレームの接着固定による簡易な構成でより信頼性を向上し、効率低下を防止した電動送風機の提供ができる。
【００５６】
第３の発明は、特に、第２の発明の前記軸受リングの外周部には、内周まで繋がらない円弧形状をした溝部を少なくとも一つ以上設け、前記円弧形状をした溝部には、接着剤を溜める構成とすることにより、軸受リングをフレームにボンドや接着剤による接着を行う際に軸受リング外周部に円弧形状の溝部に接着用のボンドや接着剤を溜めること可能となり、いわゆる接着溜り部を設けことになり、接着部の断面積が外周部に溝を設けない軸受リングに比べ、接触面積が増加することができる。
【００５７】
これにより、接着性は向上し、より確実に軸受リングはフレーム前に接着固定されることになり、円環状の軸受リングとシール板の円環状の突起部に回転により、共回りをされることを防止することがより可能となり、よりシール機能を損なうことがない。
【００５８】
そのため、軸受の潤滑グリス洩れを防止することにより軸受の信頼性向上およびファンの空気洩れを防止することによるファン効率の向上ができ、簡易な構成で信頼性を向上し、ファン効率低下を防止した電動送風機を提供することができる。
【００５９】
また、さらに軸受リングの外周部に設けた円弧状の溝部を複数設ける構成とすることにより、接着用のボンドや接着剤をためるいわゆる接着溜り部が複数になり、接着部の断面積が外周部に一つしか設けていない軸受リングに比べ、接触代が増加することになる。
【００６０】
そのため接着面積の増加により、接着性は向上し、より確実に軸受リングはフレーム前に接着固定されることができ、接着性が向上することにより、円環状の軸受リングとシール板の円環状の突起部に回転により、共回りをされることを防止することがより可能となるため、よりシール機能を損なうことがない。
【００６１】
そのため、軸受の潤滑グリス洩れを防止することにより軸受の信頼性向上およびファンの空気洩れを防止することによるファン効率の向上ができ、簡易な構成で信頼性を向上し、ファン効率低下を防止した電動送風機を提供することができる。
【００６２】
このとき、複数の溝部は、軸受リングの外周部の配置形状は、均等な角度で配置される形状や対角に配置、あるいは、不均等な配置でもかまわなく、様々な配置形状が考えられる。配置の角度、位置、形状、個数は電動送風機の運転条件に左右されるため、実験的に最適な形状を求める必要がある、ただ、溝部を円弧形状ではなく、応力集中のでやすい形状、例えばＶ型溝形状を用いれば、軸受けリングのＶ型部に応力集中が発生し、軸受リングの溝部が内周まで千切れることになり、軸受リング本来の目的であるシール機能が損なわれるため、溝部は応力集中しない形状、例えば円弧形状とすることがのぞまれる。
【００６３】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の電動送風機を搭載した電気掃除機とすることにより、強い吸引力を有し、ゴミ取れ性がよく、電動送風機の軸受信頼性が向上した電気掃除機となる。
【００６４】
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。
【００６５】
（実施の形態１）
図１〜図５は、本発明の第１の実施の形態における電動送風機の構成を示すものである。
【００６６】
図１は同電動送風機の断面図であり、図２は、同電動送風機の軸受部周辺の断面図である。また、図３は、同電動送風機の円環状の軸受リング外周部に溝部を設けた外観図であり、図４は、本発明の円環状の軸受リング外周部に複数溝部を設けた場合での軸受リングの外観図である。また、図５は、同電動送風機を用いた電気掃除機の構成を表す断面図である。
【００６７】
図１〜図５に示すように、電動送風機１ａは、回転軸２を有する回転子３と、回転子３の外周に隙間を設けて配置され巻線４が巻かれたコア５ａで構成される固定子６と、コア５ａ外周部に溝７ａを設け嵌め合い固定した複数の第２の案内翼８ａと、回転軸２の軸受９を保持し固定子６を覆う吸い込み気流上流側に位置する前側のフレーム前１０ａと吐き出し方向に位置するフレーム後１０ｂとで構成されるブラシレスモータ１１と、回転軸２に固定され、中央部に吸気口を有した傘形の円板形状からなるシュラウドと平らな円板形状をした後面シュラウド１２ａで、中心部から空気を吸い込み外周部に空気を吹き出すブレードを挟み込み支持して構成されたインペラファン１２と、インペラファン１２を覆うファンケース１３と、フレーム前１０ａと当接して配置され複数の第１の独立風路１６を形成するモータケース１５を備えている。
【００６８】
図２においては、本発明の電動送風機の軸受部周辺の断面図であり、前述したインペラファン１２とフレーム前１０ａと回転軸２と軸受９の断面形状を現している。
【００６９】
その中でインペラファン１２の底面部に位置する後面シュラウド１２ａには、フレーム前１０ａ側に突出した円環状の突起部３１を配したシール板３２を配し、フレーム前１０ａ固定されたシール板３２の円環状の突起部３１の全周が接触するように構成された円環状の軸受リング３０を有し、フレーム前１０ａに構成されている。尚、円環状の軸受リング３０は、円環状の軸受リング３０の中心と回転軸２の略中心に配置し、シール板３２の円環状の突起部３１の全周が円環状の軸受リング３０を接触するように構成され、固定配置されている。
【００７０】
尚、円環状の軸受リング３０は、外周部に溝３０ａを設け、溝部３０ａは下端まで貫通したものである。また、溝部３０ａは、複数設けることも可能であり、溝部３０ａ深さは、貫通せずに円環状の軸受リング３０の外周途中で止まる形状としている。
【００７１】
本実施の形態では、前述の溝部３０ａを円環状の軸受リング３０の外周に１個あるいは４個設けたもので説明をするが、本発明はこの形状、個数、構成に限定されるものではない。
【００７２】
軸受リング３０は、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ等）等に代表されるような低摩擦係数の樹脂材料で構成された円環状の軸受リング３０である。本実施の形態では、前述のＰＴＦＥ（フッ素樹脂）の樹脂材料を用いた構成説明をするが、本発明はこれに限定されるものではなく、摺動性がよく、シール性を満たすものであればよく、ポリフェニレンサンファイド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）やポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、等の耐摩耗性を持った樹脂材料であればよい。
【００７３】
また、他の樹脂材料でも可能であり、耐摩耗性および摺動性が良い樹脂材料で、接着剤との接着性がよい樹脂材料を用いて構成してもよい。また、樹脂材料以外の鉄、アルミ系、焼結合金、真鍮等材料、あるいは、ゴム等の弾性体の材料を用いて構成してもよく、シール板３２の円環状の突起部３１との接触で機械摩擦損失を低減し、なおかつ潤滑グリス洩れを防止するシール構成を保て、フレーム前１０ａとの接着剤による接着性を保てれば、本発明にかかる効果は変わるものではない。
【００７４】
なお、シール板３２の突起部３１と軸受リング３０との接触代はタイトにする。いわゆるクリアランスがなく常時接触している状態で構成することで、接触シールのシール性を良好に保つことなり、潤滑グリス洩れおよび空気洩れを低減することができるが、この接触代が大きくするためには、シール板３２にかかるスラスト方向の荷重が大きくなる。
【００７５】
機械摩擦損失は、荷重に比例するため、機械摩擦損失も増大する。したがって、接触代については、電動送風機１ａの運転条件（回転数およびファン出力）により、左右されるため、電動送風機１ａの運転条件に応じて実験的に最適値を求める必要がある。同様に突起部２１の形状についても、先端形状については鋭角突起や鈍角突起、９０度の直角三角形や、あるいはＲ面取り状の突起等の形状で構成することが可能である。
【００７６】
あるいは、インペラファン１２に円環状の突起部３１を有したシール板３２をダイカスト工法や鋳造、鋳物、鍛造、焼結あるいはプレスなどの工法を用いてインペラファン１２に一体として後面シュラウド１２ａに形成し構成することも可能であるが、本発明は前述の形状に限定するものではなく、機械摩擦損失を抑える形状で、接触代を少なくシール性を保つ形状であればよく、本実施の形態の形状に限定するものではない。
【００７７】
なお、突起部３１やインペラファン１２の一体形状についての工法および寸法についても前述のとおり、電動送風機の運転条件に左右されるため、実験的に最適値を求める必要がある。
【００７８】
回転軸２の軸受９については、フレーム前１０ａに構成配置されている外輪９ｂと回転軸２に構成配置され回転子３とインペラファン１２と共に回転する内輪９ｃ、回転軸３からの回転荷重を受けた内輪９ｃとつなげるボール部９ａ、ボール部９ａを均等な位置間隔に配置し、外輪９ｂと内輪９ｃとにボール９ａを保持する保持器（図示しない）により構成されたいわゆるころがり軸受である。この軸受９には、潤滑グリス（図示しない）が内臓されており、軸受９の外輪９ｂ、内輪９ｃ、ボール部９ａを潤滑している。潤滑グリスの洩れを防止するのと軸受外部からの塵埃や異物の侵入を防止するシールプレート９ｄを軸受９のインペラファン１２に対して、スラスト方向の前後に配置している。この前後のシールプレート９ｄは、外輪９ｂに固定されており、内輪部９ｃには接触をしていない構成のいわゆる非接触シール構成とした軸受９である。
【００７９】
加えてインペラファン１２を回転軸２に固定および位置決めをするために、インペラファン１２の底面部に位置するプレート１２ａの底面部には、フレーム前１０ａ側に突出した円環状の突起部３１を配したシール板３２を配し、シール板３２の底面部には、焼結や真鍮などからなる筒状スペーサー３３が構成されシール板１２およぶ筒状スペーサー３３を介して、ナット３４により、回転軸２にインペラファン１２は固定されている。
【００８０】
シール板は、アルミや鉄、焼結合金、真鍮等の金属により構成されている。フレームモータケース１５は通気路１４上流から下流にかけて所定の角度で拡がる円錐形状を有しており、第１の案内翼１５ａはモータケース１５内壁に当接している。それに伴い、第１の独立風路１６とそれに連通する第２の独立風路１８とで形成される一連の独立風路は、通気路１４の上流から下流にかけて断面積が連続的に大きくなっている。
【００８１】
またインペラファン１２の前面シュラウド１２ｂの中央に設けた吸気口と先端部とファンケース１３の中央に設けた吸気口１３ａとは、インペラファン１２が回転駆動可能な状態でＰＴＦＥ等の樹脂材料で構成されて円環状のリング１９を介して動的シールされている。
【００８２】
図５において、電気掃除機２０は、本体吸気口２１に連通した集塵室２２と本体排気口
２３を備えた送風室２４とを有する掃除機本体２５と、集塵室２２に本体吸気口２１と気密に装着された集塵袋２６と、送風室２４に設置された電動送風機１ａと、電動送風機１ａを覆う難燃性の樹脂材料等で構成された防音カバー２７と、送風室２４の上下に配置された吸音材２８とから構成されている。なお図示していないが、本体吸気口２１には、ホース、延長管が順次接続され、延長管の先端には、床面上の塵埃を吸引するノズルが取り付けられている。
【００８３】
以上のように構成された電動送風機およびそれを用いた電気掃除機について、以下その動作、作用を説明する。
【００８４】
まず、電動送風機１ａの動作について説明する。図１において、巻線４を励磁することで回転磁界が発生し、回転磁界と同期して回転子３が回転し、回転軸２には、フレーム１前０ａ側軸受９から順に、筒状スペーサー３３、シール板３２、インペラファン１２となり、ナット３３で回転軸２に締結され、固定されたインペラファン１２が回転する。
【００８５】
インペラファン１２は、中央部に吸気口を有した傘形の円板形状からなる前面シュラウド１２ｂと平らな円板形状をした後面シュラウド１２ａで、中心部から空気を吸い込み外周部に空気を吹き出すブレード１２ｃを挟み込み支持して構成されているため、回転軸２の回転とともに、インペラファン１２の回転で生じる遠心力により、インペラファン１２内の空気がインペラファン１２の中央部に配された吸気口から傘型の円板形状の前面シュラウド１２ｂの形状に沿って、同じくインペラファン１２に配されているブレード１２ｃによって掻き出され、インペラファン１２内の外周方向へかつ後方へと押しやられ、インペラファン１２内は負圧になる。
【００８６】
負圧になったインペラファン１２内部には、ファンケース１３の吸気口１３ａおよびシュラウド１２ｂの中央部の吸気口からインペラファン１２内へ空気が流れ込み、インペラファン１２に流れ込む気流が発生する。気流はインペラファン１２の中心部の吸気口から軸方向に流入し、前面シュラウド１２ｂ、ブレード１２ｃに沿って流れた後インペラファン１２から流出する。
【００８７】
インペラファン１２から流出した気流は、複数の第１の独立風路１６に流入した後、それに連通する複数の第２の独立風路１８をフレーム前１０ａの外周面に沿って流れて電動送風機１ａ外部へと流出する。
【００８８】
その際、第１の独立風路１６と第２の独立風路１８とで形成される一連の独立風路の断面積は上流から下流にかけて大きくなるため、気流は減速されながら、動圧が静圧へと変換される。電動送風機１ａの送風性能は、電動送風機１ａを駆動するために入力した電力と、電動送風機１ａが行う仕事（インペラファン１２が回転することで発生する真空度と流量の積）との比であらわされる。そのため、実際に使用する流量において電動送風機１ａが発生する真空度（静圧）を大きくすることが、電動送風機１ａの送風性能をあげる上で大変重要となる。
【００８９】
また、ブラシレスモータ１１の発熱は、銅損、鉄損、機械損によるものがある。銅損は巻線４を流れる電流によって生じるジュール熱であり、電流の二乗に比例して大きくなる。また、鉄損はヒステリシス損と渦電流損に分けられる。ヒステリシス損は、モータの磁路を形成する電磁鋼板の物性が原因で発生するもので、回転による磁界の変化で磁束密度が変化することに起因する。また渦電流損は、コア５ａに通る磁束の変動により磁束線のまわりに渦状の電流が流れ、その際の電気抵抗で発生するものである。
【００９０】
機械損は、軸受９部の摩擦やロータ３とステータ６間の空気の攪拌抵抗に起因するもの
である。特に、鉄損については、ヒステリシス損及び渦電流損共に運転周波数に依存して大きくなるため、ブラシレスモータ１１を高速回転で使用する際には、鉄損での発熱が大きくなり、これをいかに効率よく放熱させるかが重要となる。電気掃除機２０では、電動送風機１ａは高速回転領域での使用が大半であるため、小型で高い送風性能を得るためにはコア５ａの冷却が大変重要である。
【００９１】
コア５ａで発生した熱は、コア５ａ外周部に設けられた直線状の溝７ａに嵌合固定された複数の第２の案内翼８ａへと伝導し、それぞれの案内翼の表面から独立風路を流れるインペラファン１２からの気流に熱が伝達されてブラシレスモータ１１外部へと出ていく。コア５ａと第２の案内翼８ａは熱伝導性の高い接着剤で接着されているので嵌合部に微小な隙間ができるのを防ぐことができ、嵌合部の熱的な接触抵抗が低減することで、コア５ａから第２の案内翼８ａへの熱伝導性を向上することができ、コア５ａで発生した熱が第２の案内翼８ａへ伝導しやすく、また第２の案内翼８ａはインペラファン１２からの気流によって連続的に強制冷却されているため、第２の案内翼８ａとコア５ａとの間に温度差が生じ、コア５ａ内部の熱伝導が促進されて効率よくコア５ａの熱をブラシレスモータ１１外部へと逃がすことができる。
【００９２】
また熱伝導性の高いアルミニウムを使用することで、コア５ａから伝導した熱が第２の案内翼８ａ全体へ伝わりやすく、第２の案内翼８ａを放熱フィンとして扱うことができるようになり、ブラシレスモータ１１を効率よく冷却することが可能となる。
【００９３】
また、巻線４で発生した熱は、熱伝導性樹脂で成形されたモールド部１７を伝導して、両端を保持されている複数の第２の案内翼８ａへと伝わり、コア５ａから伝導した熱と同様の過程を経てインペラファン１２からの気流に伝達して、ブラシレスモータ１１外部へと出ていく。モールド部１７には熱伝導性樹脂を用いているため空気に比べて熱伝導率が飛躍的に高くなり、巻線４で発生した熱を効率的に放熱することができる。
【００９４】
また、第２の案内翼８ａには熱伝導性の高い材質を選定するのが好ましく、アルミニウムの他にも、銅、銀などの金属材料や、熱伝導性の硬い金属や炭素の粉末や繊維などの充填剤（フィラー）を含有させることで熱伝導性を向上させた熱伝導性樹脂を用いてもよく、コア５ａの熱を第２の案内翼８ａへ伝えて放熱面積を大きくし、ブラシレスモータ１１の冷却効果を高めることが可能である。
【００９５】
熱伝導性樹脂としては、ポリフェニレンサンファイド樹脂（ＰＰＳ）、ナイロンおよび液晶ポリマー（ＬＣＰ）が知られている。導電性のフィラーとしては金属粉末、グラファイト、カーボンブラックなどが用いられ、絶縁性のフィラーとしては窒化アルミニウム、窒化ホウ素、アルミナなど焼結セラミックが用いられており、絶縁性の有無に応じて選択するフィラーを部位ごとに使い分ける必要がある。但し、放熱フィンとして機能する複数の第２の案内翼８ａには、導電性フィラーを配合した樹脂を用いる方が、絶縁性フィラーを配合した樹脂に比べて熱伝導性を大きくすることができるため、導電性フィラーを配合した樹脂を用いるのが望ましい。
【００９６】
充填剤の配合比率を大きくすると、溶融時の粘度が大きくなって成形性が低下するため、注意が必要である。また、第２の案内翼８ａの厚みと翼枚数は、通気路１４に形成される複数の第２の独立風路１８に対して、ディフューザとして必要な断面積および断面積の変化率とステータ６の冷却に必要な放熱能力の双方から決める必要があり、実験的に最適値を求める必要がある。
【００９７】
本実施の形態では、ブラシレスモータの構成を用いた説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、従来の電動送風機に用いられる整流子モータ等を用いた場合で
も、本発明の効果を変わるものではない。
【００９８】
また、本実施の形態は、図２で示すように、回転軸２に固定されたインペラファン１２の底面に配置されている後面シュラウド１２ａのフレーム前１０ａ側には、シール板３２が配置構成されており、回転軸２に固定されている軸受９は、非接触シール式のシールプレート９ｄで構成されている。インペラファン１２の回転により、インペラファン１２外周方向へ空気は流れる。そのため、軸受９には、ブラシレスモータ１１からインペラファン１２の方向へ空気が流れる。空気は回転している軸受９の内部を通過し、非接触シール式のシールプレート９ｄの隙間からインペラファン１２の方向へ空気が流れていく。シール板３２に配置された円環状の突起部３１とフレーム前１０ａに支持された円環状の軸受リング３０による接触シール作用により、インペラファン１２の回転により負圧になったインペラファン１２部側へ引き込む軸受９からの空気の流れを少なくすることが出来る。
【００９９】
また、そのインペラファン１２の回転による負圧になった圧力差による空気流れの影響により、軸受９からの潤滑グリスが洩れ出すことになるが、軸受９の外径より小さく構成された円環状の突起３１とフレーム前１０ａに支持した円環状の軸受リング３０が全周が接触するように構成された接触シールの構成を保っており、空気より粘性、密度、比重が大きな潤滑グリスはその接触部を通過することができない。
【０１００】
また、円環状の突起部３１と円環状の軸受リング３０は、軸受９外径より小さく構成し、比較的内部の容積が少なる構成をしていることから、軸受９から潤滑グリスは少量しか洩れ出すスペースしかないことになり、軸受９からの潤滑グリス洩れを防止し、軸受９の信頼性向上を図ることとなる。
【０１０１】
また、従来の軸受９を接触ゴムシール仕様にした場合は、ゴムの弾性材料と鉄材料からなる内輪４０ｃとの接触であったのに対し、本実施の形態では、円環状の軸受リング３０の摺動性がよくなるよう摩擦係数の低い樹脂材料と突起部３１の金属材料の接触であり、且つ先端部の突起部３１のみに接触するように接触面積を少なく構成していることから、接触による機械摩擦損失を従来の接触ゴムシール軸受に比べ低減することができる。
【０１０２】
また、板金のプレスで作成されることが一般的である座金５６と同様なプレス加工でシール板３２も加工され、プレスによる部品加工工程の中で突起部３１を形成するのみであるため、部品追加もなく、プレスの金型を変更するという僅かな金型加工費増加のみであり、大幅な価格増加を抑制することも可能である。
【０１０３】
また、円環状の軸受リング３０は、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）からなる摺動性がよく、摩擦係数の低い樹脂素材で構成されている。本実施の形態では、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）を用いた構成を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、摺動性がよく、シール性を満たすものであればよく、ポリフェニレンサンファイド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＳ）やポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）等の熱可塑性樹脂材料および熱硬化性樹脂でも耐摩耗性を持った樹脂材料であればよい。
【０１０４】
また、前述した以外の樹脂材料を用いても可能であり、耐摩耗性および摺動性が良い樹脂材料で、接着剤との接着性がよい樹脂材料を用いて構成してもよく、シール板３２の突起部３１との接触で機械摩擦損失を低減し、なおかつ潤滑グリス洩れを防止するシール構成を保て、フレーム前１０ａとの接着剤による接着性を保てれば、本発明にかかる効果は変わるものではない。
【０１０５】
また、前述の円環状の突起部３１と円環状の軸受リング３０との接触シール構成があるため、軸受９には、従来の接触ゴムシール軸受に比べ、比較的コストが安価で簡易な構成
をしている非接触シール式軸受を用いることができる。このとき軸受のシールプレート９ｄに用いられる材料は、一般的には、鉄系材料ではあるが、アルミや樹脂材料等の他の材料を用いた場合の構成でも、前述の効果に変わりはない。また、軸受９には、接触ゴムシール式軸受を用いた場合でも、軸受の信頼性向上を図ることが可能となり、本発明の効果が軸受種類により、変わるものではない。
【０１０６】
また、軸受リング３０には、突起部３１の回転による遠心力や回転モーメントがかかる。通常、遠心力は、同質量体で同軸半径に位置するものであれば回転速度の２乗に比例し、回転モーメントは回転力と軸半径の積により比例する。回転力は、回転数により増加する。したがってインペラファン１２の高速回転化に伴い遠心力および回転モーメントも増大する。
【０１０７】
軸受リング３０には、インペラファン１２の高速回転の回転モーメントがかかり、突起部３１と共に軸受リング３０が共回りすることになる。軸受リング３０を接着固定することにより、軸受リング３０が突起部３１との共回りを防止することが出来る。
【０１０８】
軸受リング３０とフレーム前１０ａの接着に用いる接着剤は、フレーム前１０ａにボンド剤による接着や弾性接着剤による接着、あるいは、樹脂系接着剤や、硬化樹脂による接着固定、と様々な接着剤を用いてフレーム前１０ａと軸受リング３０を接着固定することにより、軸受リング３０の回転止めを行うことができ、軸受リング３０とシール板３２との共回りによる摺動損失増大を防ぐことができ、さらに、軸受リング３０とフレーム前１０ａとの接着固定により、軸受リング３０浮きによる軸受リング３０とフレーム前１０ａの接地面からのファン側への空気洩れをより確実に防止することができ、ファン効率低下をより確実に防止することができる。
【０１０９】
また、軸受リング３０をフレーム前１０ａに接着固定することにより、電動送風機１ａが傾いて運転されたり、ファン運転時の回転による遠心力や、ファン運転時の負圧によるファン側への空気流れによる圧力差による軸受リング３０の落下や軸受リング３０のフレーム前１０ａからの外れをより防止することが可能となり、軸受リング３０の落下、軸受リング３０のフレーム前１０ａからの外れによるシール機能を損なうことがなくなり、潤滑グリス洩れによる軸受９の信頼性低下を防止し、より信頼性を向上することができ、さらに、ファンの空気洩れを防止することによりファン効率の向上をすることができ、軸受リング３０とフレーム前１０ａの接着固定による簡易な構成でより信頼性を向上し、ファン効率低下を防止することができる。
【０１１０】
また、本実施の形態では、ボンドによる接着固定を用いて説明を行っているが、本発明は、接着剤による接着固定に限ったものではなく、軸受リング３０とフレーム前１０ａを固定ができればよいものであって、軸受リング３０をフレーム前１０ａに圧入固定、いわゆるしまり嵌めによる固定や、軸受けリング３０とフレーム前１０ａを溶接工法や溶着工法による固定、あるいは、軸受リング３０外周部とフレーム前１０ａにねじ部を設け、ねじによる固定等の固定方法を用いてもよく、軸受リング３０とフレーム前１０ａを簡易な方法で固定すればよいため、本発明の効果はかわらないものである。
【０１１１】
また、前述の円環状の突起部３１と円環状の軸受リング３０との接触シール構成があるため、軸受９には、比較的コストが安価で簡易な構成をしている非接触シール式軸受を用いても軸受の信頼性は向上する。このとき軸受のシールプレート９ｄに用いられる材料は、一般的には、鉄材料ではあるが、アルミや樹脂材料等の他の材料を用いた場合の構成でも、前述の効果に変わりはない。
【０１１２】
また、軸受９には、接触シール式軸受を用いた場合でも、軸受の信頼性向上を図ること
が可能となる。また、軸受リング３０の固定を別部品を用いてフレーム前１０ａにボルト部品によるネジ固定などを行った場合は、部品点数増加による質量増加、組立工数増加による電動送風機のコストアップ。あるいは、電動送風機のサイズアップ等、電動送風機の商品性が低下する。
【０１１３】
また、電動送風機１ａは、より電気掃除機２０の吸引性能向上のため、更なる出力向上が求められており、前述したとおり従来の電気送風機１ａの回転数は３０，０００〜４５，０００ｒ／ｍｉｎと高速運転を行っているが、今後は、４５，０００〜１２０，０００ｒ／ｍｉｎとさらに高速運転が行われる。インペラファン１２が高速で回転すると同時に、軸受９も同じ高速回転を行うため、インペラファン１２による負圧による空気流れから、軸受９の潤滑グリス抜けを増大する。
【０１１４】
ゴム材料を用いた接触シール式の軸受は、接触によるゴムシール削れ、および機械摩擦損失増大のため、前述の４５，０００〜１２０，０００ｒ／ｍｉｎの高速化に対応をした軸受は流通が少ない。しかしながら、本発明は、非接触シール式の軸受９でも軸受の潤滑グリス抜けを防止することが出来るため、特殊で高価な軸受を使用することなく、軸受の信頼性を向上することが可能となる。
【０１１５】
次に、図３は、本発明の軸受リング３０部の外周部に溝部３０ａを設けた軸受リング３０の図である。軸受リング３０の外周部には、内周まで繋がらない円弧形状をした溝部３０ａを少なくとも一つ設けてあり、円弧形状の溝部３０ａには、円弧形状の溝部３０ａのため、接着剤を組み立て時には、充填しやすく、また接着剤が溝部３０ａに溜めることが容易であり、接着溜まり部にもなる構成としている。
【０１１６】
この様にすることにより、軸受リング３０をフレーム前１０ａにボンドや接着剤による接着を行う際に軸受けリング３０外周部に円弧形状の溝部３０ａに接着用のボンドや接着剤が溜り、いわゆる接着溜り部を設けことになり、接着部の断面積が外周部の溝なし軸受リング３０に比べ、接触代が増加することにより、接着性は向上し、より確実に軸受リング３０はフレーム前１０ａに接着固定されることになる。
【０１１７】
これにより、軸受リング３０とシール板３２突起部３１のシール機能を損なうことがなく、より軸受９の信頼性向上およびファンの空気洩れを防止することによるファン効率の向上が可能となり、簡易な構成で信頼性を向上し、ファン効率低下を防止した電動送風機１ａを提供することができる。
【０１１８】
また、図４は、本発明の軸受リング３０外周部の複数溝部３０ａを設けた軸受リング３０を示している。軸受けリング３０の外周部に設けた溝部３０ａを複数設ける構成とすることにより、接着用のボンドや接着剤をためるいわゆる接着溜り部が複数になり増加することになり、接着部の断面積が外周部に一つしか設けていない軸受けリング３０に比べ、溝部３０ａが複数になることにより、接触代が増加することにより、接着性は向上し、より確実に軸受リング３０はフレーム前１０ａに接着固定されることとなる。
【０１１９】
これにより、軸受リング３０とシール板３２突起部３１のシール機能を損なうことがなく、より軸受９の信頼性向上およびファンの空気洩れを防止することによるファン効率の向上ができ、簡易な構成で信頼性を向上し、ファン効率低下を防止した電動送風機１ａを提供することができる。
【０１２０】
このとき、複数の溝部３０ａを配置する位置は、軸受リング３０の外周部に配置していればよく、均等な角度で複数個配置される形状や対角に配置、あるいは、ファン回転力および回転モーメントがかかる部分を中心に配置した不均等な配置、また、製造工法、部品
材料の歩留まり低減のためのランダムな複数配置にでもかまわなく、様々な配置形状が考えられるが、溝部の配置や個数は、電動送風機１ａの真空度や回転数といった運転条件に左右されるため、実験的に最適な形状を求める必要がある。
【０１２１】
ただ、溝部３０ａを円弧形状ではなく、応力集中のでやすい形状、例えばＶ型溝形状を用いれば、軸受リング３０のＶ型部に応力集中が発生し、軸受リング３０の溝部３０ａが内周までち切れることになり、内周部まで溝部３０ａが到達すると軸受リング３０本来の目的であるシール機能が損なわれるため、溝部３０ａは応力集中しない形状、例えば円弧形状とすることが望ましい。
【０１２２】
また、前述しているとおり電動送風機１ａは、より電気掃除機２０の吸引性能向上のため、更なる出力向上が求められており、前述したとおり従来の電動送風機１ａの回転数は３０，０００〜４５，０００ｒ／ｍｉｎと高速運転を行っているが、今後は、４５，０００〜１２０，０００ｒ／ｍｉｎとさらに高速運転が行われる。そのため、インペラファン１２が高速で回転すると同時に、軸受９も同じ高速回転を行うため、インペラファン１２による負圧による空気流れも増大する。また、突起部３１にかかる遠心力も高速化により、増大するため、軸受リング３０にかかる回転モーメントも増大する。
【０１２３】
しかしながら、本発明は、軸受リング３０をフレーム前１０ａに固定配置することにより、軸受リング３０の共周りおよび浮きにより空気洩れを防止することが出来るため、特殊で高価な部品を使用することなく、簡易な組み立て工法、簡易な部品で軸受の信頼性を向上することが可能となる。
【０１２４】
次に、電気掃除機２０の動作について図５を用いて説明する。図５において、電動送風機１ａのインペラファン１２が回転すると、集塵室２２が負圧状態になり、ノズル（図示せず）から吸引された塵埃を含む気流が本体吸気口を通過して集塵室２２内に装着された集塵袋２６へ流入する。集塵袋２６で塵埃を濾過分離した清潔な気流は、電動送風機１ａのインペラファン１２へ流入し、第１の独立風路１６とそれに連通する第２の独立風路１８を通過した後、防音カバー２７の排気口から流出して掃除機本体２５外部へと放出される。
【０１２５】
電気掃除機２０は、小型で送風性能の高い電動送風機１ａを搭載しているため、強い吸引力を有し、ゴミ取れ性がよく、電動送風機１ａの本体サイズが小さくて、重量が軽いので、小回りが利いて使い勝手がよい。また、掃除機本体２５内に吸音材２８が配置可能な空間の拡大を図り、掃除機本体２５内に設ける吸音材２８の設置面積を大きくすることで、吸音面積を拡げて運転音の小さな電気掃除機２０にすることも可能である。
【０１２６】
以上のように、本実施の形態においてはインペラファン１２の後面シュラウド１２ａとフレーム前１０ａとの間に円環状突起部３１を有したシール板３２を配し、シール板３２には、フレーム前１０ａ側に突出した円環状の突起部３１を配置し、フレーム前１０ａには、シール板３２の突起部３１と接触し、シールをする構成とした円環状の軸受リング３０を接着剤等を用いて固定配置構成とすることにより、突起部３１と軸受リング３０のシール作用により、インペラファン１２側への空気流れを少なくし、軸受９からの潤滑グリス洩れを抑えることができ、ファン効率向上および軸受９の信頼性向上を図ることができる。
【０１２７】
また、円環状の軸受リング３０は、フレーム前１０ａに接着剤等を用いて固定配置している。家庭用の電気掃除機２０は、その用途から、運転しながら持ち運びされることになるが、インペラファン１２回転中に電動送風機１ａが傾いたりする状況が考えられる。そのため、電動送風機１ａが傾くことにより円環状の軸受リング３０が落下する可能性があ
る。
【０１２８】
また、電動送風機１ａの負圧による圧力差およびインペラファン１２の回転の遠心力がかかり、円環状の軸受リング３０がフレーム前１０ａより落下し、軸受９内輪９ｃ側に外れることも考えられ、円環状の軸受リング３０がフレーム前１０ａの所定の位置より、外れることにより、軸受リング３０とシール板３２の円環状の突起部３１のシール作用がなくなり、軸受９部からインペラファン１２部への空気洩れおよび潤滑グリス洩れが発生し、軸受９の信頼性低下およびファン性能低下が発生する。
【０１２９】
また、軸受リング３０が固定されていない場合では、シール板３２の突起部３１と軸受リング３０には、接触により機械摩擦が発生する。摩擦抵抗により、軸受リング３０はシール板３２と共に共回りすることになり、軸受リング３０とフレーム前１０ａの接地面部は、摺動部による摩擦損失が発生する。
【０１３０】
また、電動送風機１ａ運転には、負圧により軸受９側からインペラファン１２側へ空気流れが発生するが、軸受リング３０が固定配置されていないため、軸受リング３０とフレーム前１０ａとの接地面部に隙間が発生し、軸受リング３０の浮きが発生する。フレーム前１０ａ接地面部から軸受リング３０の浮きが発生することにより、軸受リング３０とフレーム前１０ａとのシール機能が損なわれ、空気洩れが発生し、ファン効率が低下する。
【０１３１】
円環状の軸受リング３０をフレーム前１０ａに固定配置することにより、軸受リング３０の回転止めを行うため、共回りによる摺動損失増大を防ぐことができる。また、軸受リング３０とフレーム前１０ａとの固定配置は、軸受リング３０がフレーム前１０ａ接地面部より離れる（浮き）ことによるファン側への空気洩れも防ぐことができ、ファン効率低下も防止することができる。
【０１３２】
また、接着固定により、電動送風機１ａの傾きやファン運転時の落下・外れを防止することが可能となり、軸受リング３０のシール機能を損なうことがない。またシール機能により、軸受９の潤滑グリス洩れが低減できるため、軸受９の信頼性は向上する。また、シール機能は、ファン側への空気洩れを防止することも可能となるため、ファン効率の低下を防止することも可能となるため、簡易な構成でファン効率向上および軸受の信頼性向上をすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
以上のように、本発明にかかる電動送風機は、機械摩擦損失を抑えながら、ファン負圧による軸受からの空気洩れを少なくし、軸受からの潤滑グリス洩れも少なくし、軸受リングの共回り防止、軸受リングとフレーム間の空気洩れ防止、軸受リングの落下や外れ防止をするため、軸受の信頼性向上が可能となるので、高効率な吸引性能および高信頼性な電動送風機を得ることが可能となり、床移動型交流掃除機にかぎらず、ハンディ型や、縦型、または直流充電式掃除機等の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【０１３４】
１ａ、ｂ  電動送風機
２  回転軸
３  回転子
４  巻線
５ａ、ｂ  コア
６  固定子
７ａ、ｂ  溝（凹部）
８ａ、ｂ  第２の案内翼
９  軸受
９ａ  ボール
９ｂ  外輪
９ｃ  内輪
９ｄ  シールプレート
１０ａ  フレーム前
１０ｂ  フレーム後
１１  ブラシレスモータ
１２  インペラファン
１２ａ  後面シュラウド
１２ｂ  前面シュラウド
１２ｃ  ブレード
１３  ファンケース
１３ａ  吸気口
２０  電気掃除機
３０  軸受リング
３１  突起部
３２  シール板
３３  筒状スペーサー
【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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