(57)【要約】【課題】送風効率が高く、高い回転数で使用可能な電気掃除機用の電動送風機を提供する。【解決手段】インペラ１２０を上下２部品で構成し、上流側のインペラＡ１２０ａを熱伝導性の高い金属で構成し、下流側のインペラＢ１２０ｂを樹脂材料で構成するとともに、インペラ１２０の吸気口１９５とファンケース１９２の吸込口１９４とを接触式のシール構成とすることにより、送風効率が高く、高い回転数で使用してもシール部の摺動摩擦熱がインペラＡ１２０ａの翼部Ａ１２６ａから放熱されるので、インペラＢ１２０ｂの樹脂製部品が変形したり損傷したりすることがなく、また、インペラＡ１２０ａはインペラＢ１２０ｂに対して回転軸方向、回転軸の円周方向ともに位置ずれ防止手段を設けているため、翼部Ａ１２６ａと、翼部Ｂ１２６ｂとがずれることによる漏れ損失や流れの乱れによる損失が生じることがないので、送風効率の高い電動送風機を実現できる。【選択図】図１
2013060874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を有する電動機と、
前記電動機により回転駆動され、中央に吸気口を有するインペラと、
前記インペラを覆い前記吸気口と連通する吸込口を有するファンケースとを備え、
前記インペラは、金属材料から成る上流側のインペラＡと、
樹脂材料から成る下流側のインペラＢとで構成され、
前記インペラＢは、
前面シュラウドと、
この前面シュラウドと間隔をおいて配され、ハブ部Ｂを有する後面シュラウドと、
この１対のシュラウドとで挟持される複数枚の翼部Ｂとで構成され、
前記インペラＡは、
複数枚の翼部Ａと、
これらの翼部Ａの少なくとも一部に当接する、外周側のリング部および内周側のハブ部Ａとで構成され、
前記翼部Ａと前記翼部Ｂには、係合部が各々の合わせ面に設けられ、
前記ハブ部Ｂの外周に前記ハブ部Ａを挿入し前記ハブ部Ｂの上部から締結体により前記インペラＢを前記回転軸に固定することで前記翼部Ｂと前記翼部Ａが前記係合部にて連結される構成とし、
前記ハブ部Ａの上面部が前記締結体の下面部に対し当接して覆われる様に配置することで前記回転軸方向の移動が規制されるよう構成するとともに、
前記インペラの吸気口と前記ファンケースの吸込口とを接触式シール構成とした電動送風機。
【請求項２】
係合部は、翼部Ｂにおける負圧面側に凸部が設けられるよう構成された段差部である請求項１に記載の電動送風機。
【請求項３】
係合部は、翼部Ｂにおける外周側の負圧面側に凸部が設けられるよう構成した第１の段差部と、前記翼部Ｂにおける内周側の圧力面側に凸部が設けられるよう構成した第２の段差部である請求項１に記載の電動送風機。
【請求項４】
係合部の、回転軸に対する円周方向における合わせ面は、略垂直になるよう構成された請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項５】
ハブ部Ａとハブ部Ｂの回転軸方向における合わせ面に、テーパ部を有する凹凸状の係合部を、翼部Ａと翼部Ｂの合わせ面に設けられた係合部よりも上端面が高くなるように設けた請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動送風機。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動送風機を有する電気掃除機。
【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としては、図１２に示すように、回転軸１を有する電動機２と、ナット３によって回転軸１に固定され電動機２によって回転駆動されるインペラ４と、インペラ４から排出された空気の流速のエネルギーを圧力のエネルギーに変換するためのエアガイド５と、インペラ４とエアガイド５を内包するファンケース６とを有したものがある。
【０００３】
インペラ４の詳細を図１３に基づいて説明する。インペラ４は、板金製の後面シュラウド１１と、後面シュラウド１１と間隔を置いて配した板金製の前面シュラウド１２と、１対の後面シュラウド１１、前面シュラウド１２とで挟持される複数枚の板金製ブレード１３と、前面シュラウド１２の中央に設けた吸気口１４に対応して設けた樹脂製インデューサ１５とから構成されている。板金製ブレード１３は各後面シュラウド１１、前面シュラウド１２にかしめ加工により取り付けている。また、樹脂製インデューサ１５は略円錐状のハブ１６とそのハブ１６上に形成される羽根部１７から構成されており、特に吸気口１４から板金製ブレード１３側へ流れる空気を整流するため、羽根部１７の形状を３次元的曲面を持った形状としている。
【０００４】
図１４（ａ）、（ｂ）は、インデューサ１５の金型構造を示す。このような複雑な形状のインデューサ１５を作成するために、インデューサ羽根部１７の外周方向へ略放射状にスライドする側方スライド金型２１を用いた樹脂成型加工を行っている。成型金型は羽根部１７と同数の側方スライド金型２１とコア２２、キャビティ２３から構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、図１５に示すように、樹脂材料から成るインペラ３１を、後面シュラウド３２と前面シュラウド３３にブレード単位で分割し、後面シュラウド３２には後面側ブレード３４を、同じく前面シュラウド３３には前面側ブレード３５を一体化し、各ブレードと対向するシュラウドを超音波溶着加工により接合することにより、各ブレード全面を気流の流れに合せた複雑な形状に成型することを可能にした構成もある（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
また、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、金属材料から成る前面シュラウド４１および後面シュラウド４２に突起用穴４３、４４を設けるとともに、三次元的な曲面を持った樹脂材料から成るブレード４５に突起４６、４７を設け、この突起４６、４７を突起用穴４３、４４に圧入し、前面シュラウド４１、後面シュラウド４２と一体化させる、あるいは、突起４６、４７を突起用穴４３、４４に挿入後、突起用穴４３、４４から突き出た突起４６、４７を溶かして前面シュラウド４１、後面シュラウド４２と一体化させる構成もある（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
さらに、図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、中央部に吸気口５１を有し、樹脂製の前面シュラウド５２と、樹脂製後面シュラウド５３と、３次元的な曲面形状を持つ複数枚の樹脂製ブレード５４とで構成されたインペラ５５と、中央部に吸込口５６を有し、インペラ５５を覆うように構成されたファンケース５７とを有し、前面シュラウド５２の吸気口５１側の端部に設けられた金属環などの耐熱耐磨耗部５８と、ファンケース５７の吸込口５６側の端部に設けられた樹脂製シール部５９とが当接することで、インペラ５５の吸気
口５１とファンケース５７の吸込口５６とを接触式のシール構成としているため、インペラ５５から吐出された空気が再び吸気口５１からインペラ５５内部に入り込む還流を防いで送風効率を高めるとともに、接触式のシール構成の一方を樹脂、他方を金属などの耐熱耐磨耗性を有する材料で構成することにより、樹脂製の前面シュラウド５２がシール部の摺動摩擦熱により変形したり、損傷したりすることがない構成もある（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−４５９９３号公報
【特許文献２】特開平１１−１０７９９０号公報
【特許文献３】特開平７−１２７５９７号公報
【特許文献４】特開平１０−１４１２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、当時の特許文献１では、ブレードが板金製であることや、前面シュラウドと後面シュラウドにかしめ加工により取り付けられていることから、ひねり形状など複雑な３次元曲面形状を構成することが困難であるため、樹脂製のインデューサ部分しか気流の流れに合せた複雑な３次元曲面形状で構成することができないので、形状の制限が大きいという課題を有していた。
【００１０】
また、図１５に示す前記従来の構成では、各ブレードを全て樹脂製とすることで、ブレード全面を気流の流れに合せた複雑な形状にすることが可能となるが、送風性能向上のために、図１７（ａ）に示すような、ファンケース５７の吸込口５６とインペラ５５の吸気口５１とを接触式のシール構成とした場合、シール部での摺動摩擦熱により、樹脂製の前面シュラウド３３が変形したり、破損したりする可能性が生じるため、非接触式のシール構成とせざるを得ないため、インペラから吐出した空気が再びインペラの吸気口から入り込む還流損失を防ぐことができないという課題を有していた。
【００１１】
また、図１６（ａ）、（ｂ）に示す前記従来の構成では、ブレードを樹脂製とすることで、ブレード全面を気流の流れに合せた複雑な形状にすることが可能となり、さらに、前面シュラウドを金属製にすることにより、接触式のシール構成としても、前面シュラウドがシール部の摺動摩擦熱によって変形したり破損したりすることはないが、樹脂製の突起部のみで金属製の前面シュラウドおよび後面シュラウドに保持されているため、回転数の高い電動送風機に使用した場合、シール部の摺動摩擦熱が増大し、その熱が金属製の前面シュラウドを伝わり樹脂製の突起部を溶かしてしまい、ブレードが前面シュラウドから外れてしまうという課題を有していた。
【００１２】
さらに、図１７（ａ）、（ｂ）に示す前記従来の構成では、ブレードを樹脂製とすることで、ブレード全面を気流の流れに合せた複雑な形状にすることが可能となり、さらに、接触式のシール構成の一方を樹脂、他方を金属などの耐熱耐磨耗性を有する材料で構成することにより、樹脂製の前面シュラウドがシール部の摺動摩擦熱により変形したり、損傷したりすることがないよう構成しているが、耐熱耐磨耗部に気流があまり当たらないため、回転数の高い電動送風機に使用した場合、耐熱耐磨耗部での放熱量よりもシール部の摺動摩擦熱の方が大きくなり、その結果、耐熱耐磨耗部の耐熱性能を超えてしまったり、耐熱耐磨耗部の熱が前面シュラウドに伝わり、樹脂製の前面シュラウドが変形したり、損傷したりしてしまう可能性があるという課題を有していた。
【００１３】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、気流に沿った複雑な３次元曲面形状の翼
部を用いたり、インペラの吸気口での還流損失を低減したりすることを可能にすることで、送風効率を高め、シール部の摺動摩擦熱を放熱させるとともに摺動摩擦によって回転方向と逆方向に上流側のインペラＡがずれてしまうことを防止することで、高い回転数で使用することを可能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】
【００１４】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電動送風機及びそれを用いた電気掃除機は、回転軸を有する電動機と、前記電動機により回転駆動され、中央に吸気口を有するインペラと、前記インペラを覆い前記吸気口と連通する吸込口を有するファンケースとを備え、前記インペラは、金属材料から成る上流側のインペラＡと、樹脂材料から成る下流側のインペラＢとで構成され、前記インペラＢは、前面シュラウドと、この前面シュラウドと間隔をおいて配され、ハブ部Ｂを有する後面シュラウドと、この１対のシュラウドとで挟持される複数枚の翼部Ｂとで構成され、前記インペラＡは、複数枚の翼部Ａと、これらの翼部Ａの少なくとも一部に当接する、外周側のリング部および内周側のハブ部Ａとで構成され、前記翼部Ａと前記翼部Ｂには、係合部が各々の合わせ面に設けられ、前記ハブ部Ｂの外周に前記ハブ部Ａを挿入し前記ハブ部Ｂの上部から締結体により前記インペラＢを前記回転軸に固定することで前記翼部Ｂと前記翼部Ａが前記係合部にて連結される構成とし、前記ハブ部Ａの上面部が前記締結体の下面部に対し当接して覆われる様に配置することで前記回転軸方向の移動が規制されるよう構成するとともに、前記インペラの吸気口と前記ファンケースの吸込口とを接触式シール構成としたものである。
【００１５】
これによって、翼部Ｂを樹脂材料とすることで気流に沿った複雑な３次元曲面形状を用いることができるようになるとともに、インペラの吸気口での還流損失を低減することが可能になるため、送風効率が高く、さらに、気流が直接当たる翼部Ａと、リング部とが熱的に接触しているため、高い回転数で使用してもシール部の摺動摩擦熱が効果的に放熱されるので、樹脂製の翼部Ｂや前面シュラウドなどの部品が変形したり損傷したりすることを防ぐことができる。
【００１６】
また、シール部の摩擦抵抗により、インペラＡにはインペラの回転方向と逆の方向の力がかかるが、翼部Ｂと翼部Ａが係合部にて連結される構成とすることで、回転軸の円周方向にインペラＡがインペラＢに対してずれることを防止している。さらに、回転軸方向においても、締結体により、インペラＡがインペラＢに対してずれることを防止しているため、翼部Ｂと翼部Ａがずれることによる空気の流れの乱れを防止することができる。
【００１７】
そして、この電動送風機を用いた電気掃除機は、送風効率が高く、吸引力が強いきわめて実用的なものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の電動送風機およびそれを用いた電気掃除機は、インペラを上下２部品で構成し、上流側のインペラＡを、熱伝導性の高い金属材料で構成し、下流側のインペラＢを、形状自由度の高い樹脂材料で構成するとともに、インペラの吸気口とファンケースの吸込口とを接触式のシール構成とすることにより、送風効率が高く、高い回転数で使用してもシール部の摺動摩擦熱がインペラＡの翼部Ａから放熱されるので、樹脂製部品が変形したり損傷したりすることがない。また、インペラＡはインペラＢに対して回転軸方向、回転軸の円周方向ともに移動を防止する手段を設けているため、翼部Ｂと翼部Ａがずれることによって生じる問題を回避することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す電動送風機の断面図
【図２】同、電動送風機のインペラＡとインペラＢの斜視図
【図３】同、電動送風機のインペラＢの部分断面図
【図４】（ａ）同、電動送風機の翼部Ｂと後面シュラウドの金型構成を示す平面図（ｂ）同、電動送風機の翼部Ｂと後面シュラウドの金型構成を示す側方断面図
【図５】同、電動送風機の前面シュラウドの裏側斜視図
【図６】（ａ）同、電動送風機のインペラＡの上方斜視図（ｂ）同、電動送風機のインペラＡの裏側斜視図
【図７】（ａ）同、電動送風機のインペラＡの平面図（ｂ）同、電動送風機のインペラＡの金型構成を示す側方断面図
【図８】（ａ）同、電動送風機のインペラの平面図（ｂ）同、電動送風機のインペラの翼部を示す図８（ａ）のＹ−Ｙ部分断面図
【図９】本発明の第２の実施の形態のインペラＡとインペラＢの斜視図
【図１０】（ａ）同、電動送風機のインペラＡの上方斜視図（ｂ）同、電動送風機のインペラＡの裏側斜視図
【図１１】本発明の第３の実施の形態を示す電気掃除機の全体構成図
【図１２】従来の電動送風機の部分断面図
【図１３】同、電動送風機のインペラの部分断面図
【図１４】（ａ）同、電動送風機のインデューサの金型構成を示す平面図（ｂ）同、電動送風機のインデューサの金型構成を示す側方断面図
【図１５】同、電動送風機の別形態のインペラの斜視図
【図１６】（ａ）同、電動送風機の別形態のインペラの各部品の断面図（ｂ）同、電動送風機のインペラの側方断面図
【図１７】（ａ）同、電動送風機の別形態の部分断面図（ｂ）同、電動送風機の図１７（ａ）でのＢ部拡大図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
第１の発明は、回転軸を有する電動機と、前記電動機により回転駆動され、中央に吸気口を有するインペラと、前記インペラを覆い前記吸気口と連通する吸込口を有するファンケースとを備え、前記インペラは、金属材料から成る上流側のインペラＡと、樹脂材料から成る下流側のインペラＢとで構成され、前記インペラＢは、前面シュラウドと、この前面シュラウドと間隔をおいて配され、ハブ部Ｂを有する後面シュラウドと、この１対のシュラウドとで挟持される複数枚の翼部Ｂとで構成され、前記インペラＡは、複数枚の翼部Ａと、これらの翼部Ａの少なくとも一部に当接する、外周側のリング部および内周側のハブ部Ａとで構成され、前記翼部Ａと前記翼部Ｂには、係合部が各々の合わせ面に設けられ、前記ハブ部Ｂの外周に前記ハブ部Ａを挿入し前記ハブ部Ｂの上部から締結体により前記インペラＢを前記回転軸に固定することで前記翼部Ｂと前記翼部Ａが前記係合部にて連結される構成とし、前記ハブ部Ａの上面部が前記締結体の下面部に対し当接して覆われる様に配置することで前記回転軸方向の移動が規制されるよう構成するとともに、前記インペラの吸気口と前記ファンケースの吸込口とを接触式シール構成とした。
【００２１】
この構成により、翼部Ｂを樹脂材料とすることで気流に沿った複雑な３次元曲面形状を用いることができるようになるとともに、インペラの吸気口での還流損失を低減することが可能になるため、送風効率が高く、高い回転数で使用してもシール部の摺動摩擦熱がインペラＡの翼部Ａから放熱されるので、樹脂製部品が変形したり損傷したりすることがない。また、インペラＡはインペラＢに対して回転軸方向、回転軸の円周方向ともに移動を防止する手段を設けているため、翼部Ｂと翼部Ａがずれることによって生じる問題を回避することが可能である。
【００２２】
第２の発明は、特に、第１の発明において、係合部を、翼部Ｂにおける負圧面側に凸部が設けられるよう構成された段差部としたことにより、シール部の摺動摩擦抵抗や空気の抵抗により、翼部Ａが回転方向と逆の方向に移動することを防止可能となる。
【００２３】
第３の発明は、特に、第１の発明において、係合部を、翼部Ｂにおける外周側の負圧面側に凸部が設けられるよう構成した第１の段差部と、前記翼部Ｂにおける内周側の圧力面側に凸部が設けられるよう構成した第２の段差部としたことにより、インペラＡとインペラＢとを組み立てる際に、それぞれの羽根で位置が決まるため、翼部Ａと翼部Ｂがずれて組みあがることがない。
【００２４】
第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、係合部の、回転軸に対する円周方向における合わせ面を、略垂直になるよう構成したことにより、円周方向に力がかかった場合でも、その力が回転軸方向に分散しないため、翼部Ａと翼部Ｂが回転軸方向にずれてしまうことを防止することができる。
【００２５】
第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明において、ハブ部Ａとハブ部Ｂの回転軸方向における合わせ面に、テーパ部を有する凹凸状の係合部を、翼部Ａと翼部Ｂの合わせ面に設けられた係合部よりも上端面が高くなるよう設けたことにより、インデューサＡとインデューサＢを組み立てる際に、多少位置がずれそうになったとしても、このテーパ部によって所定の位置に導かれるため、組立性が向上する。
【００２６】
第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明における電動送風機を有する電気掃除機とすることにより、送風効率が高く、吸引力が強い、きわめて実用的な電気掃除機を得ることができる。
【００２７】
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。
【００２８】
（実施の形態１）
図１から図８は、本発明の実施の形態１における電動送風機を示すものである。
図１に示すように、本実施の形態における電動送風機１０１には、電動機１０２が配置されている。電動機１０２は、ブラシレスモータと呼ばれるタイプのモータであり、回転軸１０３を有するローター部１０４と、ステータ部１０５と、それらを覆うブラケット１０６と制御装置（図示せず）とで構成されている。そして、回転軸１０３にナット１０７によってインペラ１２０が接続されている。
【００２９】
インペラ１２０は、図２に示すように、上流側のインペラＡ１２０ａと下流側のインペラＢ１２０ｂで構成されている。
【００３０】
インペラＢ１２０ｂは、図３に示すように、略円錐形状のハブ部Ｂ１２３ｂを有する樹脂製の後面シュラウド１２４、これに対向する樹脂製の前面シュラウド１２５、この１対のシュラウド１２４、１２５内に設けた３次元的な曲面形状を持つ７枚の樹脂製の翼部Ｂ１２６ｂから構成されている。
【００３１】
そして、翼部Ｂ１２６ｂは後面シュラウド１２４と一体に成形されている。この翼部Ｂ１２６ｂと後面シュラウド１２４の金型構造は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、約５１度角間隔で構成された７方向のスライド金型１３１と、コア１３２、キャビティ１３３より構成されている。本実施の形態では、隣接する翼部Ｂ１２６ｂがコア１３２側から見て互いにオーバーラップしないように構成することで、翼部Ｂ１２６ｂと後面シュラウド１２４とは図４（ａ）、（ｂ）に示すような平易な金型構造で、一体に射出成型可能となっている。
【００３２】
また、前面シュラウド１２５には、図５に示すように、翼部Ｂ１２６ｂの接触面１４１
に沿った溝部１４２が設けられており、接触面１４１を含む翼部Ｂ１２６ｂの突出部１４３を溝部１４２にはめ込んだ後、熱溶着処理を行うことにより両者を固定している。
【００３３】
そしてインペラＡ１２０ａは、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、リング部１５１、翼部Ａ１２６ａ、ハブ部Ａ１２３ａにより構成されており、熱伝導性の高い金属であるアルミを用いて一体に成型されている。本実施の形態では、図７（ａ）に示すように、隣接する翼部Ａ１２６ａをコア１６１側およびキャビティ１６２側から見てオーバーラップしないよう構成することで、インペラＡ１２０ａの金型構造は、図７（ｂ）に示すように、単純なコア１６１とキャビティ１６２の２プレート金型により一体にダイカスト成型可能となっている。
【００３４】
インペラＡ１２０ａとインペラＢ１２０ｂには、図３、図６（ｂ）に示すように、翼部Ａ１２６ａと翼部Ｂ１２６ｂのそれぞれの合わせ面１７１ａ、合わせ面１７１ｂに、階段状の段差部１７２ａ、１７２ｂが設けられている。この段差部１７２ａ、１７２ｂは、図８に示すように、翼部Ｂ１２６ｂの負圧面１７４側に凸部１７５が設けられるよう構成されている。
【００３５】
ここで、段差部１７２ａ、１７２ｂの、回転軸１０３に対する円周方向の合わせ面１７６ａ、１７６ｂには、テーパを設けず、略垂直面で合わさるよう構成している。また、リング部１５１と前面シュラウド１２５との合わせ面１７３ａ、１７３ｂにそれぞれピン１７７と穴部１７８が設けられている。
【００３６】
さらに、インペラＡ１２０ａのハブ部Ａ１２３ａと、インペラＢ１２０ｂのハブ部Ｂ１２３ｂには、両側にテーパ部１８１ａ、１８１ｂを有する係合部１８２ａ、１８２ｂが複数個設けられており、この係合部１８２ａ、１８２ｂの回転軸１０３方向の高さは、翼部Ａ１２６ａ、翼部Ｂ１２６ｂに設けられた段差部１７２ａ、１７２ｂやリング部１５１に設けられたピン１７７の高さよりも高くなるように構成されている。
【００３７】
インペラＡ１２０ａは、インペラＢ１２０ｂのハブ部Ｂ１２３ｂに設けられた円筒部１８３の外周側に、ハブ部Ａ１２３ａを挿入する形で組み立てられる。この際、多少位置がずれてしまっても、係合部１８２ａ、１８２ｂに設けられたテーパ部１８１ａ、テーパ部１８１ｂによって、所定の位置に導かれるため、組立性を大幅に向上させることができる。
【００３８】
なお、インペラＡ１２０ａとインペラＢ１２０ｂとの間に隙間が開いていると、そこから空気が漏れて損失となるため、接着剤または塗装を施してこれらの隙間を埋めることが望ましい。
【００３９】
このようにして組み立てられたインペラ１２０は、ナット１０７によって回転軸１０３に取り付けられている。ここで、ナット１０７は、インペラＡ１２０ａのハブ部Ａ１２３ａに当接するように、すなわち、ハブ部Ａ１２３ａにナット１０７の締結力がかかるように、円筒部１８３とハブ部Ａ１２３ａの高さを等しく、あるいは、円筒部１８３の方が微小に短くなるように構成する（円筒部１８３上部の下面部１８５がハブ部Ａ１２３ａの上面部１８４と同一面となるあるいは微小に下がように構成するる）ことで、インペラＡ１２０ａとインペラＢ１２０ｂが回転軸１０３の円周方向および回転軸１０３方向にずれないように押さえている。なお、ハブ部Ａ１２３ａは金属材料で設けられているため、インペラＡ１２０ａの回転軸１０３の軸方向の軸方向の厚みを薄くしても、ナット１０７による締結力でインペラＡ１２０ａが破損することを防ぐことができる。
【００４０】
そして、インペラ１２０の周囲には、エアガイド１９１が設けられている。これは、イ
ンペラ１２０から吐出される空気の流速を徐々に減速することで、流速のエネルギーを圧力のエネルギーに変換し、送風効率を高めるものである。そして、金属製のファンケース１９２によって、インペラ１２０とエアガイド１９１が内包されている。
【００４１】
また、ファンケース１９２にはＰＴＦＥ製のファンケーススペーサ１９３が接着剤によって取りつけられている。ここで、ファンケーススペーサ１９３とリング部１５１とが当接するようにファンケース１９２およびファンケーススペーサ１９３を取り付けることにより、ファンケース１９２の吸込口１９４とインペラ１２０の吸気口１９５とを接触式のシール構成としている。
【００４２】
以上のように構成された電動送風機について、以下その動作、作用を説明する。
【００４３】
まず、電動送風機１０１を起動すると、電動機１０２のローター部１０４が回転し、それに伴って回転軸１０３が回転し、回転軸１０３にナット１０７によって取り付けられているインペラ１２０が図２の矢印が示す回転方向Ｚの方向に回転する。
【００４４】
インペラ１２０の回転に伴い、空気がファンケース１９２の吸込口１９４から流入し、インペラ１２０の吸気口１９５を通ってインペラ１２０内部に流入する。そしてインペラ１２０の内部流路を通って、インペラ１２０の外周部から吐出される。
【００４５】
ここで、インペラ１２０の内部流路を空気が通る際、インペラＡ１２０ａのリング部１５１と翼部Ａ１２６ａ、あるいは、翼部Ａ１２６ａとハブ部Ａ１２３ａとの間に隙間が生じると、その隙間から空気が漏れ、気流の乱れが生じるため、送風効率を低下させてしまう。しかし、本実施の形態では、リング部１５１と翼部Ａ１２６ａとハブ部Ａ１２３ａとを、ダイカスト成型により一体に成型しているため、各部品間に隙間が生じないよう容易に構成することが可能となるので、隙間に起因する気流の乱れによる送風効率の低下を防止することができる。
【００４６】
同様に、インペラＢ１２０ｂの後面シュラウド１２４と翼部Ｂ１２６ｂとを射出成型により一体に成型するとともに、前面シュラウド１２５に設けられた溝部１４２に翼部Ｂ１２６ｂの突出部１４３をはめ込んだ後、熱溶着処理を施すことにより、後面シュラウド１２４と翼部Ｂ１２６ｂとの間だけでなく、翼部Ｂ１２６ｂと前面シュラウド１２５との間にも隙間が生じないよう構成することが可能となるため、インペラＢ１２０ｂにおいても、これらの隙間に起因する気流の乱れによる送風効率の低下を防止することができる。
【００４７】
さらに、インペラＢ１２０ｂの翼部Ｂ１２６ｂを形状自由度の高い樹脂製としているため、図３に示すように、翼部Ｂ１２６ｂを後面シュラウド１２４に対して複雑にひねった形状にすることが可能となっている。そのため、翼部Ｂ１２６ｂの全面に渡ってインペラ１２０内部を流れる気流に合った３次元曲面形状とすることで、インペラ１２０内部での気流の乱れを抑えて、送風効率を高めることが可能となっている。
【００４８】
そして、インペラ１２０の外周部から吐出された空気はエアガイド１９１に流入する。ここで、インペラ１２０の吸気口１９５とファンケース１９２の吸込口１９４との間に隙間が生じている場合、インペラ１２０から吐出された空気が、インペラ１２０とファンケース１９２との間の空間を通り、再びインペラ１２０の吸気口１９５からインペラ１２０内部へ流入してしまう。この流れは、送風効率に寄与しない流れであるので、還流損失となり、送風効率を低下させてしまう。
【００４９】
しかし、本実施の形態では、ファンケーススペーサ１９３とリング部１５１を当接するよう構成することで、ファンケース１９２の吸込口１９４をインペラ１２０の吸気口１９
５とを接触式のシール構成としているので、還流損失が生じず、送風効率を向上させることができる。
【００５０】
この際、インペラ１２０の回転に伴い、当接するファンケーススペーサ１９３とリング部１５１との間で摺動摩擦熱が生じてしまう。しかし、本実施の形態では、リング部１５１と翼部Ａ１２６ａとを熱伝導性の高いアルミ製とするとともに、リング部１５１と気流が直接当たる翼部Ａ１２６ａとを隙間が生じないよう一体に成型しているため、摺動摩擦熱が効果的にリング部１５１から翼部Ａ１２６ａに伝わり、気流へと放熱されるので、樹脂製の翼部Ｂ１２６ｂや前面シュラウド１２５、そしてファンケーススペーサ１９３が、摺動摩擦熱によって、変形したり損傷したりすることを防ぐことができる。このことにより、回転数の早い電動送風機や、吸気口が広いインペラなど、当接部分の周速が速く、摺動摩擦熱が多く生じる電動送風機でも使用することが可能となる。
【００５１】
なお、本実施の形態では、ＰＴＦＥ製のファンケーススペーサ１９３をファンケース１９２に接着剤で取りつける構成としているが、ファンケーススペーサ１９３をＰＥＴなどの樹脂製とし、金属製のファンケース１９２と一体成型する構成とし、インペラ１２０を回転させながら組立を行い、金属製のリング部１５１が樹脂製のファンケーススペーサ１９３を切削することで当接シールさせる構成としても良い、この場合でも、当接するリング部１５１とファンケーススペーサ１９３との間で生じる摺動摩擦熱が効果的に翼部Ａ１２６ａより放熱されるため、樹脂製のファンケーススペーサ１９３が、使用時に摺動摩擦熱によって、変形したり損傷したりすることを防ぐことができる。
【００５２】
さらに、本実施の形態では、リング部１５１を、金属製のアルミで構成したことにより、耐熱性や強度および耐磨耗性が一般的な樹脂よりも優れているため、リング部１５１が、摺動摩擦熱や磨耗によって変形したり、損傷したりすることを防ぐことができるので、５００００ｒ／ｍｉｎ以上といった高速回転域でも使用することができる。
【００５３】
また、インペラ１２０がＺ方向に回転すると、リング部１５１は、摺動摩擦抵抗により、回転方向Ｚとは反対方向に力がかかるため、一体に成型されているインペラＡ１２０ａは、インペラＢ１２０ｂに対して、回転方向Ｚとは反対方向にずれようとする。しかし、本実施の形態では、翼部Ａ１２６ａと翼部Ｂ１２６ｂとの間の合わせ面１７１ａ、１７１ｂに設けられた階段状の段差部１７２ａ、１７２ｂを、翼部Ｂ１２６ｂの負圧面１７４側すなわち回転方向Ｚに対する翼部Ｂ１２６ｂの背面側に凸部がくるように構成することで、インペラＡ１２０ａがインペラＢ１２０ｂに対して、回転方向Ｚの反対方向にずれることを防止している。
【００５４】
さらに、段差部１７２ａ、１７２ｂの回転軸１０３に対する円周方向の合わせ面１７６ａ、１７６ｂにテーパを設けず略垂直面で合わさるよう構成されているため、翼部Ａ１２６ａに回転方向Ｚの反対方向にかかる力が回転軸１０３に対する軸方向に分散しにくいので、合わせ面１７１ａ、１７１ｂが軸方向にずれることも防止している。
【００５５】
ここで、段差部１７２ａ、１７３ａを介して翼部Ｂ１２６ｂにも回転方向Ｚの反対方向に力が加わるが、翼部Ｂ１２６ｂと後面シュラウド１２４は射出成型により一体に成型されているとともに、翼部Ｂ１２６ｂは前面シュラウド１２５に設けられた溝部１４２に突出部１４３をはめ込んだ後、熱溶着処理を施して固定しているため、十分な強度を有しているので、摺動摩擦による力により、樹脂製のブレードが変形したり、破損したりすることがない構成となっている。
【００５６】
そして、エアガイド１９１に流入した空気は、エアガイド１９１外周部から流出し、電動機１０２のブラケット１０６外周部とファンケース１９２の間の流路を通ることで、電
動機１０２を外側から冷却する構成となっている。
【００５７】
以上のように、本実施の形態では、インペラ１２０を上下２部品で構成し、上流側のインペラＡ１２０ａを熱伝導性の高い金属であるアルミで構成し、下流側のインペラＢ１２０ｂを形状自由度の高い樹脂材料で構成するとともに、インペラ１２０の吸気口１９５とファンケース１９２の吸込口１９４とを接触式のシール構成とすることにより、送風効率が高く、高い回転数で使用してもシール部の摺動摩擦熱がインペラＡ１２０ａの翼部Ａ１２６ａから放熱されるので、前面シュラウド１２５などの樹脂製部品が変形したり損傷したりすることがない。
【００５８】
また、インペラＡ１２０ａはインペラＢ１２０ｂに対して回転軸１０３方向、回転軸１０３の円周方向ともに位置がずれることを防止する手段を設けているため、翼部Ｂ１２６ｂと翼部Ａ１２６ａがずれることによる漏れ損失や流れの乱れによる損失が生じることがない。
【００５９】
（実施の形態２）
図９、図１０は、本実施の形態２におけるインペラ２０１を示すものである。
【００６０】
本実施の形態が、実施の形態１と異なる点は、インペラＡ２０１ａの翼部Ａ２０２ａと、インペラＢ２０１ｂの翼部Ｂ２０２ｂのそれぞれの合わせ面２０３ａ、２０３ｂに、翼部Ｂ２０２ｂにおける外周側の負圧面２０４側に凸部２０５が設けられるよう構成した第１の段差部２０６ａ、２０６ｂと、翼部Ｂ２０２ｂにおける内周側の圧力面２０７側に凸部２０８が設けられるよう構成した第２の段差部２０９ａ、第２の段差部２０９ｂを有し、第１の段差部２０６ａ、第１の段差部２０６ｂの径方向の長さを第２の段差部２０９ａ、２０９ｂの径方向の長さよりも長くなるように構成した点である。その他は実施の形態１と同様であり、同一番号を付して詳細な説明を省略する。
【００６１】
本実施の形態では、各翼部２０２ａ、２０２ｂの合わせ面２０３ａ、２０３ｂにそれぞれ第１の段差部２０６ａ、２０６ｂと、逆の位置に第２の段差部２０９ａ、２０９ｂを設けているため、インペラＡ２０１ａとインペラＢ２０１ｂとを組み立てる際に、第１の段差部２０６ａ、２０６ｂと第２の段差部２０９ａ、２０９ｂによって、各翼部２０２でそれぞれ位置がずれないように係止されているため、翼部Ａ２０２ａと翼部Ｂ２０２ｂとがずれて組みあがることがない。
【００６２】
ここで、インペラ２０１が回転することによって、翼部２０２の圧力面２０７にかかる力は、周速が速い外周側のほうが強くなるため、翼部Ｂ２０２ｂにおける外周側の負圧面２０４側に凸部を設ける構成とするとともに、第１の段差部２０６ａ、２０６ｂを、第２の段差部２０９ａ、２０９ｂよりも長くなるよう構成することで、インペラＡ２０１ａがインペラＢ２０１ｂに対して矢印Ｚで示す回転方向と逆方向にずれることを防止している。
【００６３】
よって、以上のように構成することで、インペラＢ２０１ｂとインペラＡ２０１ａがずれることによって空気の流れが乱れ、送風性能を低減してしまう問題を回避することが可能となる。
【００６４】
（実施の形態３）
図１１は、本発明の実施の形態３における電気掃除機を示すものである。
図１１において、電気掃除機３０１は、ホース３０２、延長管３０３及び床面上を移動して塵埃を吸引する吸引具３０４を有しており、掃除機本体３０６には、実施の形態１に示したインペラ３０７を有する電動送風機３０８が内蔵されている。
【００６５】
以上のように構成された電気掃除機について、以下その動作、作用を説明する。
【００６６】
まず、電気掃除機３０１を起動すると電動送風機３０８が送風を行う。電動送風機３０８は、内部に実施の形態１に示したインペラ３０７が設けられているため、送風効率が高く、高い回転数で使用してもシール部の摺動摩擦熱によって樹脂製部品が変形したり損傷したりすることがないため掃除機本体としても、吸引力が強く、きわめて実用的なものとなる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上のように、本発明にかかる電動送風機及びそれを用いた電気掃除機は、インペラを上下２部品で構成し、上流側のインペラＡを熱伝導性の高い金属であるアルミで構成し、下流側のインペラＢを形状自由度の高い樹脂材料で構成するとともに、インペラの吸気口とファンケースの吸込口とを接触式のシール構成とすることにより、送風効率が高く、高い回転数で使用してもシール部の摺動摩擦熱がインペラＡの翼部Ａから放熱されるので、前面シュラウドなどの樹脂製部品が変形したり損傷したりすることがない。また、インペラＡはインペラＢに対して回転軸方向、回転軸の円周方向ともに位置がずれることを防止する手段を設けているため、翼部Ｂと翼部Ａがずれることによる漏れ損失や流れの乱れによる損失が生じることがないので、家庭用はもちろんのこと業務用の機器にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１０１  電動送風機
１０２  電動機
１０３  回転軸
１０７  ナット（締結体）
１２０  インペラ
１２０ａ  インペラＡ
１２０ｂ  インペラＢ
１２３ａ  ハブ部Ａ
１２３ｂ  ハブ部Ｂ
１２４  後面シュラウド
１２５  前面シュラウド
１２６ａ  翼部Ａ
１２６ｂ  翼部Ｂ
１５１  リング部
１７１ａ  合わせ面
１７１ｂ  合わせ面
１７２ａ  段差部（係合部）
１７２ｂ  段差部（係合部）
１７３ａ  合わせ面
１７３ｂ  合わせ面
１７４  負圧面
１７５  凸部
１７６ａ  合わせ面
１７６ｂ  合わせ面
１８１ａ  テーパ部
１８１ｂ  テーパ部
１８２ａ  係合部
１８２ｂ  係合部
１８４  上面部
１８５  下面部
１９２  ファンケース
１９４  吸込口
１９５  吸気口
２０１  インペラ
２０１ａ  インペラＡ
２０１ｂ  インペラＢ
２０２ａ  翼部Ａ
２０２ｂ  翼部Ｂ
２０３ａ  合わせ面
２０３ｂ  合わせ面
２０４  負圧面
２０５  凸部
２０６ａ  第１の段差部（係合部）
２０６ｂ  第１の段差部（係合部）
２０７  圧力面
２０８  凸部
２０９ａ  第２の段差部（係合部）
２０９ｂ  第２の段差部（係合部）
３０１  電気掃除機
３０７  インペラ
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】
2013060874.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2013060874.tif 000016
【図１５】
2013060874.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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