(57)【要約】【課題】高効率な電動送風機を提供する。【解決手段】中央にモータ軸６を備えたロータ（図示せず）と、前記ロータの外側に位置するステータ（図示せず）と、前記ロータと前記ステータを格納するブラケットＢ３とを備えたモータ部８と、吸気口２を有する前面シュラウド１２と、前記前面シュラウド１２と間隔をおいて配される後面シュラウド１３と、前記前面シュラウド１２と前記後面シュラウド１３との間に位置する複数枚のブレード１４からなるインペラ４を具備した電動送風機において、前記後面シュラウド１３に前記モータ部８側に向かって突出する凸部１５を設け、前記凸部１５を前記モータ軸６に設けた凹部１６に嵌合させて、前記インペラ４を前記モータ軸６に固定するもので、インペラ４の吸気口２付近にナット等の障害物が無く、内部流れが改善され、電動送風機の性能の向上に効果を発揮するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央にモータ軸を備えたロータと、前記ロータの外側に位置するステータと、前記ロータと前記ステータを格納するブラケットとを備えたモータ部と、吸気口を有する前面シュラウドと、前記前面シュラウドと間隔をおいて配される後面シュラウドと、前記前面シュラウドと前記後面シュラウドとの間に位置する複数枚のブレードからなるインペラを具備した電動送風機において、前記後面シュラウドに前記モータ部側に向かって突出する凸部を設け、前記凸部を前記モータ軸に設けた凹部に嵌合させて、前記インペラを前記モータ軸に固定するようにしたことを特徴とする電動送風機。
【請求項２】
後面シュラウドのモータ部側中央部に土台部を設け、前記土台部に凸部を設けた請求項１に記載の電動送風機。
【請求項３】
土台部の凸部の外周に溝部を設け、前記溝部に凹部の外周部分を挿入して固定した請求項２に記載の電動送風機。
【請求項４】
凸部の中央にモータ部側に突出する第２の凸部を形成し、モータ軸の凹部の中央に第２の凹部を設けて、前記第２の凸部を前記第２の凹部に嵌合させて固定した請求項２または３に記載の電動送風機。
【請求項５】
少なくとも後面シュラウドを金属で構成した請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項６】
凸部におねじ加工を、凹部にめねじ加工をそれぞれ施し、両者を締結して固定するようにした請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項７】
請求項１〜６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として、図８に示されるようなものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８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である。
【０００４】
図８において、従来の電動送風機のファンケース１は、上部中央部に吸気口２を有しており、モータ部８のブラケットＢ３に圧入により取り付けられている。前記ファンケース１の内部には、複数のブレード１４を有するインペラ４と、その外周および下部にエアガイド５を設けている。
【０００５】
インペラ４は、モータ軸６にナット７により締め付けて取り付けられている。ブラケットＢ３の側面には、排気口１８が設けられている。
【０００６】
以上のように構成された従来の電動送風機における空気の流れを説明すると、モータ部８が駆動し、モータ軸６に直結されたインペラ４が回転し、気流が発生する。発生した気流は、エアガイド５を通り、モータ部８へと流れ込み、モータ部８を冷却したあと、機外へ排出される。つまり、その流れの経路は「吸気口２→インペラ４の内部→エアガイド５→モータ部８→排気口１８」となる。
【０００７】
しかしながら、このような従来の電動送風機の構成では、吸気口２より流入した空気は、インペラ４入口部で流れの方向を９０度変える際に、ナット７やモータ軸６にぶつかる事によって、乱流となったり、渦が発生したりして、スムーズに方向転換出来ず、流体損失が生じている。
【０００８】
そこで、図９に示すように、インペラ４の中央部に、インデューサ１１と呼ばれる３次元曲面を持つ羽根を設けて、入口の曲がり損失を軽減し、吸い込み力を高めた電動送風機が登場している（例えば、特許文献２参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−３３７２９５号公報
【特許文献２】特開２００８−１９３８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献２に記載されたような、インペラ４の中央部にインデューサ１１を設けた従来の電動送風機においても、インデューサ１１の中央を、モータ軸６が通り、ナット７でインペラ４を固定する必要があるため、ナット７部で空気流の乱れが発生し、損失となっていた。
【００１１】
本発明は、このような、従来の課題を解決するもので、インペラの入口で発生する流体損失を低減し、吸い込み能力を高めた電動送風機並びにそれを用いた電気掃除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】
【００１２】
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、中央にモータ軸を備えたロータと、前記ロータの外側に位置するステータと、前記ロータと前記ステータを格納するブラケットとを備えたモータ部と、吸気口を有する前面シュラウドと、前記前面シュラウドと間隔をおいて配される後面シュラウドと、前記前面シュラウドと前記後面シュラウドとの間に位置する複数枚のブレードからなるインペラを具備した電動送風機において、前記後面シュラウドに前記モータ部側に向かって突出する凸部を設け、前記凸部を前記モータ軸に設けた凹部に嵌合させて、前記インペラを前記モータ軸に固定するようにしたもので、インペラの吸気口付近にナット等の障害物が無く、内部流れが改善され、電動送風機の性能の向上に効果を発揮するものである。
【００１３】
また、本発明の電気掃除機は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動送風機を備えたもので、高い吸い込み性能を備えた電気掃除機を提供できるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の電動送風機は、インペラ入口部での流体損失が低減できるため、高効率な電動送風機を実現するもので、その電動送風機を電気掃除機に搭載することで、吸引性能に優れた電気掃除機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１における電動送風機のファン部の断面図
【図２】同電動送風機の他の例を示すファン部の断面図
【図３】同電動送風機の他の例を示すファン部の断面図
【図４】本発明の実施の形態２における電動送風機のファン部の断面図
【図５】本発明の実施の形態３における電動送風機のファン部の断面図
【図６】本発明の実施の形態４における電動送風機のファン部の断面図
【図７】本発明の実施の形態５における電動送風機のファン部の断面図
【図８】従来の電動送風機の断面図
【図９】従来の他の例を示す電動送風機のファン部の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
第１の発明は、中央にモータ軸を備えたロータと、前記ロータの外側に位置するステータと、前記ロータと前記ステータを格納するブラケットとを備えたモータ部と、吸気口を有する前面シュラウドと、前記前面シュラウドと間隔をおいて配される後面シュラウドと、前記前面シュラウドと前記後面シュラウドとの間に位置する複数枚のブレードからなるインペラを具備した電動送風機において、前記後面シュラウドに前記モータ部側に向かって突出する凸部を設け、前記凸部を前記モータ軸に設けた凹部に嵌合させて、前記インペラを前記モータ軸に固定するようにしたもので、インペラの吸気口付近にナット等の障害物が無く、内部流れが改善され、電動送風機の性能の向上に効果を発揮するものである。
【００１７】
第２の発明は、特に、第１の発明の後面シュラウドのモータ部側中央部に土台部を設け、前記土台部に凸部を設けたもので、後面シュラウドから突出した凸部の根元部の強度が増すとともに、モータ軸先端が後面シュラウドと接触した際に生じる可能性のある後面シュラウドの変形を軽減することができる。
【００１８】
第３の発明は、特に、第２の発明の土台部の凸部の外周に溝部を設け、前記溝部に凹部の外周部分を挿入して固定したもので、双方の接触面積が増大し、より確実に両者の固定ができる。
【００１９】
第４の発明は、特に、第２または３の発明の凸部の中央にモータ部側に突出する第２の凸部を形成し、モータ軸の凹部の中央に第２の凹部を設けて、前記第２の凸部を前記第２の凹部に嵌合させて固定したもので、双方の接触面積が増大し、より確実に両者の固定ができるとともに、挿入が深い分、より強固な固定が可能となる。
【００２０】
第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか一つの発明の少なくとも後面シュラウドを金属で構成したもので、凸部とモータ軸の接合部分の強度がアップし、インペラとモータ軸の圧入力を増すことができる。
【００２１】
第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか一つの発明の凸部におねじ加工を、凹部にめねじ加工をそれぞれ施し、両者を締結して固定するようにしたもので、モータ部の突入のトルクに対しても緩まない固定が可能となる。
【００２２】
第７の発明に係る電気掃除機は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動送風機を備えたもので、高い吸い込み性能を備えた電気掃除機を提供できるものである。
【００２３】
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。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電動送風機のファン部の断面図である。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。
【００２５】
図１において、本実施の形態における電動送風機のモータ部８は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換するもので、その内部には、中央にモータ軸６を備えたロータ（図示せず）と、前記ロータの外側に位置するステータ（図示せず）などからなり、それらは、ブラケットＢ３およびブラケットＡ９に格納され、ロータは、モータ軸６の両端に備えられた軸受１０により回転自在に軸支されている。
【００２６】
また、インペラ４は、複数のブレード１４を、傘型をした前面シュラウド１２と後面シュラウド１３で挟み込む形で構成されている。インペラ４の外周から下部にかけては、インペラ４から排出された気流を整流するエアガイド５が配され、それらは、中央に吸気口２を備えたファンケース１に内包されている。前記ファンケース１は、ブラケットＡ９に圧入され、電動送風機を構成している。
【００２７】
そして、インペラ４の後面シュラウド１３の中央から、下方へ向かって凸部１５が形成され、一方、モータ軸６の上端部には、凹部１６が形成されている。そして凹部１６に凸部１５を圧入嵌合させて、インペラ４をモータ軸６に固定している。
【００２８】
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の動作について説明すると、インペラ４が高速回転して、吸気口２から空気流を吸い込み、この空気流は、インペラ４内部を通過し、外周部から排出される。排出された空気流は、エアガイド５の内部を通り、流れが１８０度転換されて、モータ部８内部へと進み、モータ部８を冷却し、ブラケットＢ３の排気口１８より外部へと排出される。
【００２９】
このとき、吸気口２から導入された空気流は、インペラ４の回転により、流れを９０度曲げられ、前面シュラウド１２、後面シュラウド１３、ブレード１４により構成されるインペラ４の内部通路を通り、エアガイド５へと流れ込むわけであるが、本実施の形態においては、従来、インペラ４の中央部に存在した、モータ軸６にインペラ４を固定するため
のナット７などがないため、それらの部品表面で発生する流れの乱れや、渦などの発生がなく、スムーズに流れ、流体損失が大幅に軽減される。その結果、ファン部の効率が上がり、電動送風機全体の効率も向上する。
【００３０】
また、図２は、同電動送風機の他の例を示すもので、インペラ４のブレード１４の下部を、中央の方向へ延設したものである。これは、前進翼２３と呼ばれ、吸気口２からインペラ４に流れ込む気流がスムーズに９０度流れを転換できるようにしたり、あるいは、騒音防止の目的で度々設けられるものであるが、従来露出していたモータ軸６の先端やワッシャ、ナット７などが存在しないため、より広範囲に前進翼２３を配置でき、設計の自由度があがることで、より大きな効果を引き出すことも可能となる。
【００３１】
また、図３は、本実施の形態における電動送風機の他の例を示すもので、インペラ４の中央部に、インデューサ１１を配設したものである。インデューサ１１は、吸気口２から流入する気流の９０度方向転換をスムーズに行うための部品で、入口衝突損失を低減する効果があり、近年よく用いられる。
【００３２】
従来のインペラ４の固定方法では、ナット７がインデューサ１１の中央部に存在し、そこでの流体損失が多少なりとも発生していたが、本実施の形態におけるインペラ４は、図３に示すように、モータ軸６が貫通していないため、ナット７が不要となり、さらにインデューサ１１中央部の先端の形状を空気抵抗が少ない形状に設計することができるので、流体損失が一層減り、インペラ４の効率向上、さらには、電動送風機の効率が向上する。
【００３３】
以上のように、本実施の形態における電動送風機においては、インペラ４側から凸部１５を形成し、モータ軸６に形成した凹部１６に直接圧入固定したことにより、インペラ４の入口付近の損失を低減することができ、電動送風機の性能の向上に効果を発揮するものである。
【００３４】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における電動送風機のファン部の断面図である。  なお、上記実施の形態１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４に示すように、インペラ４を構成する後面シュラウド１３の中央付近に、後面シュラウド１３と同心円状で、他の部分に比べて、厚肉に設定された土台部１７を設け、その土台部１７の下方に凸部１５を形成したものである。
【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の動作について説明すると、インペラ４が高速回転して、吸気口２から空気流を吸い込み、この空気流は、インデューサ１１、インペラ４内部を通過し、外周部から排出される。排出された空気流は、エアガイド５の内部を通り、流れが１８０度転換されて、モータ部８内部へと進み、モータ部８を冷却し、ブラケットＢ３の排気口１８より外部へと排出される。
【００３７】
このとき、吸気口２から導入された空気流は、インペラ４の回転により、流れを９０度曲げられ、前面シュラウド１２、後面シュラウド１３、ブレード１４により構成されるインペラ４の内部通路を通り、エアガイド５へと流れ込むわけであるが、本実施の形態では、従来、インペラ４中央部に存在した、インペラ４を固定するためのナットなどが無いため、その部品表面で発生する流れの乱れや、渦などの発生がなく、スムーズに流れ、流体損失が軽減される。その結果、ファン部の効率が上がり、電動送風機全体の効率も向上する。
【００３８】
また、上記実施の形態１では、後面シュラウド１３から凸部１５が直接形成されていたのでインペラ４の回転時に、その付け根付近には、大きな応力が加わり、変形しやすい形状であった。また、インペラ４を樹脂で成形するような場合には、肉厚の違いから、凸部１５の逆側に大きなひけが発生する可能性もあった。しかしながら本実施の形態では、厚肉の土台部１７の上に凸部１５が形成されているため、凸部１５の付け根付近の強度が増し、破壊や変形等を防ぐことができる。また、ひけに関しても軽減される。
【００３９】
以上のように、本実施の形態における電動送風機においては、インペラ４側から土台部１７を形成した上に凸部１５を形成し、モータ軸６に形成した凹部１６に直接圧入固定したことにより、インペラ４の入口付近の損失を低減するとともに、インペラ４の取り付け強度を向上させることが可能で、電動送風機の性能の向上ならびに、信頼性アップに効果を発揮するものである。
【００４０】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３における電動送風機のファン部の断面図である。  なお、上記実施の形態１、２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。
【００４１】
本実施の形態における電動送風機は、図５に示すように、インペラ４を構成する後面シュラウド１３の中央付近に、後面シュラウド１３と同心円状で、他の部分に比べて、厚肉の土台部１７を設け、その土台部１７の下方に凸部１５を形成すると共に、その凸部１５の周りの土台部１７には、少し薄肉の溝部２１を形成したものである。
【００４２】
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の動作について説明すると、インペラ４が高速回転して、吸気口２から空気流を吸い込み、この空気流は、インデューサ１１、インペラ４の内部を通過し、外周部から排出される。排出された空気流は、エアガイド５の内部を通り、流れが１８０度転換されて、モータ部８の内部へと進み、モータ部８を冷却し、ブラケットＢ３の排気口１８より外部に排出される。
【００４３】
このとき、吸気口２から導入された空気流は、インペラ４の回転により、流れを９０度曲げられ、前面シュラウド１２、後面シュラウド１３、ブレード１４により構成されるインペラ４の内部通路を通り、エアガイド５へと流れ込むわけであるが、本実施の形態では、従来、インペラ４中央部に存在した、インペラ４を固定するためのナット７が無いため、その部品表面で発生する流れの乱れや、渦などの発生がなく、スムーズに流れ、流体損失が軽減される。その結果、ファン部の効率が上がり、電動送風機全体の効率も向上する。
【００４４】
また、上記実施の形態１または２における電動送風機では、後面シュラウド１３に形成された凸部１５を、モータ軸６の凹部１６に単純にはめ込んだだけであったが、本実施の形態では、土台部１７にわずかな深さの溝部２１を設け、モータ軸６の凹部１６の外周部分をその溝部２１にまではめ込んで固定するため、一体感が生まれ、より強固な圧入が可能となる。また、後面シュラウド１３と、モータ軸６との摩擦面も増えるため、回転方向に働く力に対しても、より頑強な固定となる。
【００４５】
以上のように、本実施の形態における電動送風機においては、インペラ４側から土台部１７を形成した上に凸部１５を形成し、さらにその周りに溝部２１を構成し、モータ軸６の凹部１６の先端をその溝部２１に入り込むように固定したことにより、インペラ４の入口付近の損失を低減するとともに、インペラ４の取り付け強度をより向上させることが可能で、電動送風機の性能の向上ならびに、信頼性アップに効果を発揮するものである。
【００４６】
（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４における電動送風機のファン部の断面図である。  なお、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。
【００４７】
本実施の形態における電動送風機は、図６に示すように、インペラ４を構成する後面シュラウド１３の中央付近に、後面シュラウド１３と同心円状で、他の部分に比べて、厚肉の土台部１７を設け、その土台部１７の下方に凸部１５を形成している。また、その凸部１５の周りの土台部１７には、少し薄肉の溝部２１が形成されている。さらに、凸部１５の先端の中央には、第２の凸部１９が形成され、モータ軸６の凹部１６の中央部に、第２の凸部１９が圧入される第２の凹部２０が形成されている。
【００４８】
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の動作について説明すると、インペラ４が高速回転して、吸気口２から空気流を吸い込み、この空気流は、インデューサ１１、インペラ４の内部を通過し、外周部から排出される。排出された空気流は、エアガイド５の内部を通り、流れが１８０度転換されて、モータ部８の内部へと進み、モータ部８を冷却し、ブラケットＢ３の排気口１８より外部へと排出される。
【００４９】
このとき、吸気口２から導入された空気流は、インペラ４の回転により、流れを９０度曲げられ、前面シュラウド１２、後面シュラウド１３、ブレード１４により構成されるインペラ４の内部通路を通り、エアガイド５へと流れ込むわけであるが、本実施の形態では、従来、インペラ４中央部に存在した、インペラ４を固定するためのナット７が無いため、その部品表面で発生する流れの乱れや、渦などの発生がなく、スムーズに流れ、流体損失が軽減される。その結果、ファン部の効率が上がり、電動送風機全体の効率も向上する。
【００５０】
また、上記実施の形態１または２では、後面シュラウド１３に形成された凸部１５を、モータ軸６の凹部１６に単純にはめ込んだだけであったが、本実施の形態では、第２の凸部１９が第２の凹部２０へ、奥深く圧入固定されているため、後面シュラウド１３と、モータ軸６との摩擦面も増え、回転方向、引き抜き方向ともに、より頑強な固定力を生んでいる。
【００５１】
以上のように、本実施の形態における電動送風機においては、インペラ４側から土台部１７を形成した上に凸部１５を形成し、さらに凸部１５の中央に第２の凸部１９を形成し、また、モータ軸６の凹部１６の中央にも第２の凹部２０を形成し、それらが互いに入り込むように固定したことにより、インペラ４の入口付近の損失を低減するとともに、インペラ４の取り付け強度をより向上させることが可能で、電動送風機の性能の向上ならびに、信頼性アップに効果を発揮するものである。なお、インペラ４をマグネシウム合金などの金属にて構成すれば、さらに高い圧入力が得られ、より効果が発揮できる。
【００５２】
（実施の形態５）
図７は、本発明の実施の形態５における電動送風機のファン部の断面図である。  なお、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。
【００５３】
本実施の形態における電動送風機は、図７に示すように、インペラ４の後面シュラウド１３の中央から下方に凸部１５を突設し、モータ軸６の上端部に凹部１６を形成し、さらに凸部１５におねじ加工を、凹部１６にめねじ加工をそれぞれ施して、凸部１５と凹部１６がネジ嵌合するネジ部２２を形成したものである。
【００５４】
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の動作について説明すると、インペラ４が高速回転して、吸気口２から空気流を吸い込み、この空気流はインデューサ１１、インペラ４内部を通過し、外周部から排出される。排出された空気流は、エアガイド５の内部を通り、流れが１８０度転換されて、モータ部８の内部へと進み、モータ部８を冷却し、ブラケットＢ３の排気口１８より外部へと排出される。
【００５５】
このとき、吸気口２から導入された空気流は、インペラ４の回転により、流れを９０度曲げられ、前面シュラウド１２、後面シュラウド１３、ブレード１４により構成されるインペラ４の内部通路を通り、エアガイド５へと流れ込むわけであるが、本実施の形態によれば、従来、インペラ４中央部に存在した、インペラ４を固定するためのナット７が無いため、その部品表面で発生する流れの乱れや、渦などの発生がなく、スムーズに流れ、流体損失が軽減される。その結果、ファン部の効率が上がり、電動送風機全体の効率も向上する。
【００５６】
また、本実施の形態では、凸部１５と凹部１６が、回転方向に対して締まり方向のネジにより固定されているため、より頑強な固定力を生んでいる。
【００５７】
以上のように、本実施の形態における電動送風機においては、インペラ４の入口付近の損失を低減するとともに、インペラ４の取り付け強度をより向上させることが可能で、電動送風機の性能の向上ならびに、信頼性アップに効果を発揮するものである。なお、インペラ４をマグネシウム合金などの金属にて構成すれば、さらに高い圧入力が得られ、より効果が発揮できる。
【００５８】
また、上記第１〜５の実施の形態における電動送風機のいずれかを電気掃除機に搭載すれば、吸込み性能が高く、信頼性の高い電気掃除機が提供できる、ということはいうまでも無い。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上のように、本発明にかかる電動送風機とそれを用いた電気掃除機は、電動送風機の効率の向上、ならびに電気掃除機の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。
【符号の説明】
【００６０】
１  ファンケース
２  吸気口
３  ブラケットＢ（ブラケット）
４  インペラ
５  エアガイド
６  モータ軸
７  ナット
８  モータ部
９  ブラケットＡ（ブラケット）
１０  軸受
１１  インデューサ
１２  前面シュラウド
１３  後面シュラウド
１４  ブレード
１５  凸部
１６  凹部
１７  土台部
１８  排気口
１９  第２の凸部
２０  第２の凹部
２１  溝部
２２  ネジ部
２３  前進翼
【図１】
2013185495.tif 000003
【図２】
2013185495.tif 000004
【図３】
2013185495.tif 000005
【図４】
2013185495.tif 000006
【図５】
2013185495.tif 000007
【図６】
2013185495.tif 000008
【図７】
2013185495.tif 000009
【図８】
2013185495.tif 000010
【図９】
2013185495.tif 000011