(57)【要約】【課題】耳障りな周波数帯域で発生する騒音を低減し、かつ、効率を高めることが可能な送風機およびこの送風機を搭載した電気掃除機を得る。【解決手段】整流子電動機１００と、主板と側板との間に設けられ貫通穴から主板の外周側に延設され電機子５０の回転方向に等間隔に立設された複数の翼とを有する羽根車１１と、を備え、羽根車１１の吸気口の内径は、３０〜４０ｍｍに設定され、翼の枚数は、１６〜２５枚に設定され、電機子５０が３３，０００から４５，０００ｒｐｍで駆動される。【選択図】図１
2013002424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
界磁鉄心に界磁巻線を施した界磁と回転軸が取り付けられ前記界磁の内側に配設された電機子とを有する電動機と、
円盤状を成し前記回転軸が挿入される貫通穴が形成された主板と、円盤状を成し前記主板に対向して配設され中央に吸気口が設けられた側板と、前記主板と前記側板との間に設けられ前記貫通穴から前記主板の外周側に延設され前記電機子の回転方向に等間隔に立設された複数の翼とを有する羽根車と、
を備え、
前記吸気口の内径は、３０〜４０ｍｍに設定され、
前記翼の枚数は、１６〜２５枚に設定され、
前記電機子が３３，０００から４５，０００ｒｐｍで駆動されることを特徴とする送風機。
【請求項２】
前記翼の枚数は、１６枚に設定されていることを特徴とする請求項１記載の送風機。
【請求項３】
前記各翼には、前記各翼が対向する面に設けられ、前記各翼の長手方向における外端部から内端部に向けて延設される凹部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の送風機。
【請求項４】
前記凹部は、前記側板から前記主板に向かう方向に沿って所定間隔で複数設けられていることを特徴とする請求項３に記載の送風機。
【請求項５】
前記凹部は、前記外端部から前記内端部に向かう所定の位置までの間に延設されていることを特徴とする請求項３または４に記載の送風機。
【請求項６】
前記各翼には、前記各翼が対向する面に設けられ、前記各翼の長手方向に沿って所定間隔に配置され、前記側板から前記主板に向けて延設される複数の凹部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の送風機。
【請求項７】
前記各凹部は、前記各翼の長手方向における外端部から内端部に向かう所定の位置までの間に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の送風機。
【請求項８】
前記界磁巻線は、一対の磁極部に二分割され、
前記各界磁巻線の間には、前記電機子が接続され、
前記電機子の回転数は、トライアックを用いた位相制御方式により制御されることを特徴とする請求項１〜７の何れか１つに記載の送風機。
【請求項９】
前記請求項１〜８の何れか１つに記載の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、送風機およびこの送風機を搭載した電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動送風機において、回転軸と結合する主板と、この主板と、平行に配設され中央に吸気口を有する円形の側面と、主板と側板との間に配設される複数の翼とを有する羽根車を備え、翼の枚数を１１枚〜１５枚（望ましくは、１２枚）にすることによって、人間にとって耳障りな周波数帯域である１ｋＨｚ〜７ｋＨｚで発生する騒音を低減させた電動送風機が提案されている（例えば、下記特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３４２６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の電動送風機では，一分間の回転数が３０，０００ｒｐｍで運転されたときのｎＺ音（回転数ｎと翼の枚数Ｚに起因する）の基本周波数（以下「ｎＺ周波数」と称する）が６ｋＨｚになるため、人間にとって耳障りな周波数帯域の騒音が残ってしまうという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、耳障りな周波数帯域で発生する騒音を低減し、かつ、効率を高めることが可能な送風機およびこの送風機を搭載した電気掃除機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、界磁鉄心に界磁巻線を施した界磁と回転軸が取り付けられ前記界磁の内側に配設された電機子とを有する電動機と、円盤状を成し前記回転軸が挿入される貫通穴が形成された主板と、円盤状を成し前記主板に対向して配設され中央に吸気口が設けられた側板と、前記主板と前記側板との間に設けられ前記貫通穴から前記主板の外周側に延設され前記電機子の回転方向に等間隔に立設された複数の翼とを有する羽根車と、を備え、前記吸気口の内径は、３０〜４０ｍｍに設定され、前記翼の枚数は、１６〜２５枚に設定され、前記電機子が３３，０００から４５，０００ｒｐｍで駆動されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、翼の枚数を１６枚〜２５枚に設定し、かつ、位相制御方式により一分間の回転数を３３，０００〜４５，０００ｒｐｍに制御するようにしたので、耳障りな周波数帯域で発生する騒音を低減し、かつ、効率を高めることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる送風機の縦断面図である。
【図２】図２は、図１に示される矢印Ａ方向から羽根車を見たときの平面図である。
【図３】図３は、図１に示される羽根車の縦断面図である。
【図４】図４は、図３に示される翼の展開図である。
【図５】図５は、本実施の形態にかかる送風機の騒音特性と従来の送風機の騒音特性とを示す図である。
【図６】図６は、等ラウドネス特性を示す図である。
【図７】図７は、図１に示される整流子電動機の横断面図である。
【図８】図８は、図１に示される電機子の横断面図である。
【図９】図９は、整流子電動機に供給される交流電源と、位相制御方式によって整流子電動機の回転を制御する素子とを示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態にかかる電気掃除機の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明にかかる送風機および電動掃除機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態にかかる送風機の縦断面図であり、図２は、図１に示される矢印Ａ方向から羽根車を見たときの平面図であり、図３は、図１に示される羽根車の縦断面図であり、図４は、図３に示される翼の展開図であり、図５は、本実施の形態にかかる送風機の騒音特性と従来の送風機の騒音特性とを示す図であり、図６は、等ラウドネス特性を示す図であり、図７は、図１に示される整流子電動機の横断面図であり、図８は、図１に示される電機子の横断面図である。
【００１１】
図１において、送風機４００は、主たる構成として、整流子電動機１００および羽根車１１を有して構成され、整流子電動機１００は、界磁４０と、電機子５０と、軸受１２ａ、１２ｂと、フレーム９と、ブラケット１０とを有して構成されている。具体的に説明すると、ブラケット１０と共に送風機４００の外郭を構成するフレーム９には、界磁鉄心１に界磁巻線５を巻回して成る界磁４０が配設され、さらに界磁４０の内周側には、電機子巻線７が巻回され出力軸（回転軸）８が取り付けられた電機子５０が設けられている。この電機子巻線７は、整流子１３に接続され、整流子１３に接触するブラシ６０からの電流によって電機子磁束を発生する。出力軸８の一端（羽根車１１側）は、フレーム１０に配置された軸受１２ａによって回転自在に支持され、出力軸８の他端（羽根車１１の反対側）は、フレーム９に配置された軸受１２ｂによって回転自在に支持されている。
【００１２】
界磁４０は、フレーム９に圧入して固定され、軸受１２ａ、１２ｂが取付けられた電機子５０は、軸受１２ｂ側から界磁４０の内側に挿入される。そして、フレーム９の開口部にブラケット１０が取り付けられることによって、電機子５０は軸受１２ａで支持される。なお、図１には、フレーム９の一端にブラケット１０を設けた送風機４００の構成例が示されているが、本実施の形態にかかる送風機４００は、これに限定されるものではなく、例えば、フレーム９の軸方向の両端に開口部を設けて、各々の開口部にブラケット１０を取り付ける構成でもよい。
【００１３】
羽根車１１は、ブラケット１０の内部に配設されると共に、ブラケット１０から外部に突出する出力軸８の端部に固定される。羽根車１１の外側にはファンカバー１１ｄが取り付けられる。
【００１４】
次に、羽根車１１に関して説明する。図２および図３において、羽根車１１は、円盤状を成し出力軸８が挿入される貫通穴１１ｊが形成された主板１１ａと、円盤状を成し主板１１ａに対向して配設され、中央部に送風機４００の風路の入口となる吸気口１１ｇ（内径寸法Ｄ）が設けられた側板１１ｂと、主板１１ａと側板１１ｂとの間に設けられ電機子５０の回転方向に等間隔に立設された複数の翼１１ｃとで構成されている。羽根車１１の外周部には吐出口１１ｈが形成される。
【００１５】
各翼１１ｃは、弓形を成し、渦巻き状に配設され、外端が側板１１ｂの外周縁１１ｍ付近に達し、かつ、内端が側板１１ｂの内周縁１１ｎ（吸気口１１ｇ）付近に達するように形成されている。さらに、各翼１１ｃは、かしめ部１１ｅによって主板１１ａと側板１１ｂとの間にてかしめ固定される。図２に示される羽根車１１には、一例として、１６枚の翼１１ｃが設けられている。
【００１６】
翼１１ｃの側面（側板１１ｂと主板１１ａとが対向する面の反対の面）側には、図１に示されるように、中央部に吸気口を有すると共に羽根車１１を覆うファンカバー１１ｄが配置されている。そのため、羽根車１１の回転に伴い、羽根車１１に設けられた吸気口１１ｇより空気が吸引され、この空気は、羽根車１１の吐出口１１ｈから排出される。
【００１７】
次に、界磁４０および電機子５０に関して説明する。図７および図８において、界磁鉄心１は、全体形状が略四角形の筒状を成し、それぞれ対向して配置される一対の磁極部２ａ、２ｂと一対の継鉄部３ａ、３ｂとを備える。界磁鉄心１は、薄板の電磁鋼板（例えば０．１〜１．０ｍｍ程度の板厚のもの）を所定の形状に金型で打ち抜き、所定枚数（複数枚）積層して形成される。磁極部２ａには絶縁部材（図示せず）を介して界磁巻線５ａが巻回され、同様に、磁極部２ｂには絶縁部材（図示せず）を介して界磁巻線５ｂが巻回されている。そして、界磁巻線５ａ、５ｂに電流を流すことによって界磁磁束が生成される。
【００１８】
電機子５０は、電機子鉄心６、電機子巻線７、および出力軸８を有して構成され、電機子鉄心６は、界磁鉄心１と同様に、薄板の電磁鋼板（例えば０．１〜１．０ｍｍ程度の板厚のもの）を所定の形状に金型で打ち抜き、所定枚数（複数枚）積層して形成された円筒状を成す。なお、電機子鉄心６は、界磁鉄心１と同じ材料の電磁鋼板を用いてもよいし、別の材料の電磁鋼板を用いてもよい。例えば、電機子鉄心６の電磁鋼板の厚さを、界磁鉄心１の電磁鋼板の厚さより薄い材料に設定してもよい。これにより、電機子鉄心６の鉄損（特に渦電流損）が低減して、高効率な送風機４００を得ることができる。
【００１９】
図８に示される電機子鉄心６には、一例として２２個のスロット１５が設けられ、このスロット１５には、絶縁材（図示せず）を介して電機子巻線７が施されている。この電機子巻線７は、図１に示される整流子１３に接続されている。電機子鉄心６の中心部には、図１に示される出力軸８を貫設するための軸孔１７が設けられ、出力軸８に羽根車１１（図１参照）を取り付けることによって、送風機４００が構成される。このように構成された送風機４００は、例えば、後述する電気掃除機５００に用いられる。なお、電機子鉄心６の隣り合うスロット１５間の鉄心部は歯部１６が形成され、この歯部１６は、スロット１５と同様に２２個形成されている。
【００２０】
次に、送風機４００の動作を説明する。後述するように、交流電源３０からの交流電圧が整流子電動機１００に印加されたとき、交流電源３０からの電流は、一方の界磁巻線（例えば界磁巻線５ａ）を介して整流子１３に接触する一方のブラシ６０ａに流れ、さらにブラシ６０ａと整流子１３の摺動接触によって電機子巻線７を経由した後に、他方のブラシ６０ｂから他方の界磁巻線５ｂに流れる。このように電流が流れることによって、界磁磁束および電機子磁束が生成され、電機子５０の回転トルクを発生する。そして、出力軸８に設けられた羽根車１１は、電機子５０の回転に伴って回転駆動することによって、吸気口１１ｇから空気を取り込む。
【００２１】
次に、本実施の形態にかかる送風機４００で設定されるｎＺ周波数と人間にとって耳障りな騒音の周波数帯との関係を説明する。
【００２２】
本実施の形態にかかる送風機４００は、羽根車１１が１６枚の翼１１ｃで構成されると共に、一分間あたり回転数が３３，０００〜４５，０００ｒｐｍで制御されるため、ｎＺ音のｎＺ周波数は、８．８ｋＨｚ〜１２ｋＨｚとなる。すなわち、一分間あたり回転数を一秒間あたりの回転数に換算すると５５０〜７５０ｒｐｓとなるため、この回転数に翼１１ｃの枚数（１６枚）をかけた値がｎＺ周波数となる。
【００２３】
図６に示される等ラウドネス特性は、横軸が周波数、縦軸が音圧レベルｄＢ、図中の曲線が騒音レベル、すなわち人間の聴感レベル（単位：ｐｈｏｎ）を表している。なお、図６には音の大きさを表す単位である「ｓｏｎｅ」も併記しているが、本発明は、聴感上大きく聴こえる音の低減を目的としているため、以下の説明では「ｐｈｏｎ」を用いて説明する。人間にとって耳障りな騒音の周波数帯は、前述したように１ｋＨｚ〜７ｋＨｚ（図６のハッチングされた領域）である。例えば、聴感レベルが４０ｐｈｏｎの曲線に着目した場合、１ｋＨｚ〜７ｋＨｚにおける音圧レベルは、３０ｄＢ〜４０ｄＢの範囲となる。すなわち、１ｋＨｚ付近の音は、音圧レベルが４０ｄＢのとき、人には聴感レベルが４０ｐｈｏｎの音（騒音）として聞こえるが、３ｋＨｚ付近の音は、音圧レベルが３０ｄＢ程度であっても、人には聴感レベルが４０ｐｈｏｎの騒音として聞こえる。
【００２４】
一方、１ｋＨｚ〜７ｋＨｚ以下およびそれ以上の周波数帯における音圧レベルに関しては、例えば８ｋＨｚ付近の音は、音圧レベルが約４５ｄＢのとき、人には聴感レベルが４０ｐｈｏｎの騒音として聞こえる。ただし、この８ｋＨｚ付近の騒音レベルを、１ｋＨｚ〜７ｋＨｚにおける騒音レベルと同じ値にするためには、１ｋＨｚ〜７ｋＨｚにおける騒音（エネルギー）よりも大きなエネルギーが必要となる。すなわち、８ｋＨｚ付近の騒音は、１ｋＨｚ〜７ｋＨｚにおける騒音と同一騒音値であっても、人には実際の聴感レベルよりも低く感じられるため、ｎＺ周波数を７ｋＨｚ以上に設定することができれば、快音化を実現する送風機４００を得ることができる。
【００２５】
本実施の形態にかかる送風機４００は、ｎＺ周波数を８．８ｋＨｚ〜１２ｋＨｚに設定することによって低騒音化を実現している。
【００２６】
図５には、従来例である翼の枚数が８枚の送風機を運転させたときの騒音特性（実線）と、本実施の形態にかかる羽根車１１（翼１１ｃの枚数を１６枚とした場合）を設けた送風機４００を運転させたときの騒音特性（点線）とが示されており、横軸は周波数（単位：ｋＨｚ）、縦軸は騒音レベル（ｄＢ）である。なお、図５に示される騒音レベルは、１マスが１０ｄＢである。
【００２７】
図５から明らかなように、従来例のｎＺ周波数は、約５．５ｋＨｚであるのに対し、本実施の形態にかかる送風機４００によるｎＺ周波数は、約１１ｋＨｚであることがわかる。また、４ｋＨｚ〜１１ｋＨｚ付近における点線の騒音レベルは、実線の騒音レベルよりも低い値を示している。なお、１１ｋＨｚ付近の騒音レベルと５．５ｋＨｚ付近における騒音レベルとの差は、約８ｄＢであるが、図６にて説明したように、１１Ｈｚ付近の騒音レベルを、５．５ｋＨｚ付近の騒音レベルと同じ値にするためには、大きなエネルギーが必要であるため、人には実際の聴感レベルよりも大幅に低く感じられる。
【００２８】
このように、本実施の形態にかかる送風機４００は、ｎＺ周波数を相対的に高い値にするために、翼１１ｃの枚数を１６枚以上に設定しているわけであるが、このように翼１１ｃの枚数を増加することで聴感騒音を低減することができるものの、翼１１ｃの枚数を増加しすぎると風路面積が小さくなり、送風機４００の性能の低下を招き送風機４００の効率が悪化するという問題が生じることとなる。このような問題を回避するため、本実施の形態にかかる送風機４００は、側板１１ｂに設けられる吸気口１１ｇの内径寸法Ｄがφ３０〜φ４０に設定されている。
【００２９】
ここで、側板１１ｂの内径寸法Ｄを大きくすれば風路面積を確保することができるが、送風機４００の運転時の圧力が低下するため、送風機４００を電気掃除機５００に搭載した場合における吸引力が低下することとなる。吸引力の低下を確保するためには、電機子５０の回転数を高くすればよいわけであるが、高回転になると、整流子１３とブラシ６０ａ、６０ｂとの接触（摺動）による摺動損失が増加して、整流子電動機１００の効率が低下すると共に、この摺動に伴うブラシ６０ａ、６０ｂの摩耗が早くなり短時間でブラシエンドとなり、整流子電動機１００を運転することができなくなるという問題が生じることとなる。
【００３０】
また、電機子５０の高回転化に伴い、羽根車１１の遠心力に対する強度が低下するため、翼１１ｃと主板１１ａとのかしめ部１１ｅ（翼１１ｃと側板１１ｂとのかしめ部１１ｅを含む）の数を増やす必要がある。ただし、かしめ部１１ｅの数が増加することによって、かしめ部１１ｅの微小隙間から送風漏れが発生し、送風機４００の性能が低下するという問題が生じることとなる。
【００３１】
本実施の形態にかかる送風機４００は、これらの問題を回避可能に構成されており、以下その構成を具体的に説明するが、まず、かしめ部１１ｅの数の増加させることなく羽根車１１の遠心力に対する強度を向上させる態様について説明する。
【００３２】
図４（ａ）に示される翼１１ｃには、各翼１１ｃが対向する面に設けられ、各翼１１ｃの長手方向における外端部１１ｋから内端部１１ｐに向けて延設されるリブ１１ｆ（凹部）が形成されている。このリブ１１ｆを設けることによって、かしめ部１１ｅの数を増加させることなく、羽根車１１の遠心力に対する強度を向上させることが可能である。従って、信頼性の高い送風機４００を得ることができる。また、リブ１１ｆを設けることによって、翼１１ｃの厚さ（板厚）を相対的に薄くすることができる。従って、翼１１ｃの板厚を薄くした場合でも、リブ１１ｆを設けていない翼と同等の強度（遠心力に対する強度）を得ることができると共に、翼１１ｃの板厚を薄くすることで、風路面積が拡大し、送風機４００の効率を更に改善することができる。
【００３３】
なお、図４（ａ）に示されるリブ１１ｆは、１本に限定されるものではなく、側板１１ｂから主板１１ａに向かう方向（翼１１ｃの短手方向）に沿って所定間隔で複数設けるようにしてもよい。このような複数のリブ１１ｆを設けることによって、羽根車１１の遠心力に対する強度をより一層向上させることが可能である。
【００３４】
なお、図４（ａ）に示されるリブ１１ｆは、翼１１ｃの内端部１１ｐ側にも設けられているが、外端部１１ｋ側だけに設けるようにしてもよい。例えば、リブ１１ｆは、翼１１ｃの外端部１１ｋから内端部１１ｐに向かう所定の位置までの間に延設してもよい。所定の位置は、例えば、図４に示される複数のかしめ部１１ｅの内、翼１１ｃの外端部１１ｋから３つ目のかしめ部１１ｅが配設された部分である。このようにリブ１１ｆを設けることによって、かしめ部１１ｅの数を増加させることなく、羽根車１１の遠心力に対する強度を向上させることができると共に、リブ１１ｆを全体に施す場合に比べて加工に伴うコストを低減することができる。
【００３５】
図４（ｂ）は、リブ１１ｆの別の態様を説明するための図である。図４（ｂ）に示される翼１１ｃには、各翼１１ｃが対向する面に設けられ、各翼１１ｃの長手方向に沿って所定間隔に配置され、側板１１ｂから主板１１ａに向けて延設される複数のかしめ部１１ｅ（凹部）が形成されている。このようにリブ１１ｆを設けることによって、図４（ａ）に示される翼１１ｃと同様の効果を得ることが可能である。
【００３６】
なお、図４（ｂ）に示される各リブ１１ｆは、翼１１ｃの内端部１１ｐ側にも設けられているが、外端部１１ｋ側だけに設けるようにしてもよい。例えば、リブ１１ｆは、翼１１ｃの外端部１１ｋから内端部１１ｐに向かう所定の位置までの間に形成するようにしてもよい。所定の位置は、図４（ｂ）の例では外端部１１ｋから３つ目のかしめ部１１ｅが配設される部分である。このように外端部１１ｋ側にリブ１１ｆを設けることによって、かしめ部１１ｅの数を増加させることなく、羽根車１１の遠心力に対する強度を向上させることができると共に、リブ１１ｆを全体に施す場合に比べて加工に伴うコストを低減することができる。
【００３７】
次に、摺動損失による整流子電動機１００の効率低下とブラシ６０ａ、６０ｂの摩耗とを抑制する態様について説明する。
【００３８】
図９は、整流子電動機１００に供給される交流電源３０と、位相制御方式によって整流子電動機１００の回転を制御する素子とを示す図であり、図１０は、本発明の実施の形態にかかる電気掃除機５００の斜視図である。
【００３９】
図９において、界磁巻線５ａの一端は交流電源３０に接続され、界磁巻線５ａの他端はブラシ６０ａに接続されている。また、界磁巻線５ｂの一端は交流電源３０に接続され、界磁巻線５ｂの他端はブラシ６０ｂに接続されている。そして、電機子５０には各ブラシ６０ａ、６０ｂを介して交流電源３０からの電圧が印加される。
【００４０】
図９に示される界磁巻線５ａ、５ｂは、一対の磁極部に二分割され、各界磁巻線５ａ、５ｂの間には電機子５０が接続されている。さらに、交流電源３０と界磁巻線５ｂとの間には、位相制御方式によって整流子電動機１００の回転を制御する素子の一例としてトライアック２０が示され、このトライアック２０は、交流電源３０と界磁巻線５ｂとの間に直列に接続されている。そして、電機子５０の回転数は、このトライアック２０によって制御される。すなわち、交流電源３０の半周機毎にオン／オフを制御する位相制御方式により、整流子電動機１００に印加される電圧実効値が制御され、その結果、整流子電動機１００の回転数、すなわち送風機４００の風量が制御される。なお、トライアック２０は、後述する電気掃除機５００に配設されているものとする。
【００４１】
本実施の形態の整流子電動機１００は、このような回路構成によって、一分間あたりの回転数が３３，０００ｒｐｍ〜４５，０００ｒｐｍとなるように制御されている。また、電機子鉄心６には、前述したように２２個のスロット１５が設けられている。なお、整流子１３にも、このスロット１５の数に対応するように、２２個の整流子片（図示せず）が設けられている。
【００４２】
この電機子巻線７の整流動作（回転モーメントを一定方向に保つための動作）は、１回転あたり２２回切り替わるため、その切替周波数は、１２，１００Ｈｚで（３３，０００ｒｐｍ／６０×２２）である。従って、切替時間は、約８３μｓｅｃ程度である。このように、電機子巻線７は、非常に短時間で電機子巻線７および界磁巻線５ａ、５ｂに流れる電流を整流している。
【００４３】
また、整流子電動機１００に流れる交流電流は、実効値で１０〜１２Ａ（アンペア）程度である。この整流子電動機１００を用いた送風機４００を、図１０に示される電気掃除機５００に搭載した場合、電気掃除機５００では、トライアック２０を用いた位相制御（通電角制御）方式による電流制御（風量制御）が行われることで、電気掃除機５００の吸引力が制御される。
【００４４】
トライアック２０を用いた位相制御方式では、交流電源３０の半周期毎に交流電圧のオン／オフが制御されるため、電圧をオンさせたときに整流子電動機１００に流れる電流が急峻に立ち上がる。従って、電動機に流れる電流の時間変化率であるｄｉ／ｄｔが非常に大きくなる。
【００４５】
特に、位相制御時の位相角が９０度近傍では、電流時間変化率ｄｉ／ｄｔが最も大きくなる。電流時間変化率ｄｉ／ｄｔが大きくなると、ブラシ６０ａ、６０ｂおよび整流子１３の整流の切替タイミングで、ブラシ６０ａ、６０ｂの整流火花が大きくなってブラシ６０ａ、６０ｂの摩耗が早くなる。従って、ブラシ６０ａ、６０ｂが短時間で摩耗し、場合によっては整流子電動機１００を運転できなくなる可能性がある。
【００４６】
本実施の形態にかかる送風機４００は、界磁巻線５ａ、５ｂが一対の磁極部に二分割され、かつ、各界磁巻線５ａ、５ｂの間に電機子５０を配置することによって、電流時間変化率ｄｉ／ｄｔを小さくすることができる。従って、ブラシ６０ａ、６０ｂおよび整流子１３の整流の切替タイミングにおける整流火花が抑制され、ブラシ６０ａ、６０ｂの長期使用と交流電源３０へ伝達されるノイズの低減とを実現可能である。
【００４７】
以上に説明したように、本実施の形態にかかる送風機４００は、界磁鉄心１に界磁巻線５ａ、５ｂを施した界磁４０と出力軸（回転軸）８が取り付けられ界磁４０の内側に配設された電機子５０とを有する整流子電動機１００と、円盤状を成し出力軸８が挿入される貫通穴１１ｊが形成された主板１１ａと、円盤状を成し主板１１ａに対向して配設され中央に吸気口１１ｇが設けられた側板１１ｂと、主板１１ａと側板１１ｂとの間に設けられ貫通穴１１ｊから主板１１ａの外周側に延設され電機子５０の回転方向に等間隔に立設された複数の翼１１ｃとを有する羽根車１１と、を備え、吸気口１１ｇの内径は、３０〜４０ｍｍに設定され、翼１１ｃの枚数は、１６〜２５枚に設定され、電機子５０が３３，０００から４５，０００ｒｐｍで駆動されるようにしたので、翼枚数の増加に伴う送風機４００の性能低下を招くことがない。その結果、耳障りな周波数帯域で発生する騒音を低減し、かつ、効率を高めることが可能である。
【００４８】
また本実施の形態にかかる翼１１ｃの枚数は、１６枚に設定するようにしたので、騒音の低減化と整流子電動機１００の高効率化とを両立させることが可能である。
【００４９】
また本実施の形態にかかる翼１１ｃには、図４（ａ）に示されるように、各翼１１ｃが対向する面に設けられ、各翼１１ｃの長手方向における外端部１１ｋから内端部１１ｐに向けて延設されるリブ１１ｆが形成されているので、かしめ部１１ｅの数の増加させることなく羽根車１１の遠心力に対する強度を向上させることが可能である。
【００５０】
また図４（ａ）に示されるリブ１１ｆは、側板１１ｂから主板１１ａに向かう方向に沿って所定間隔で複数設けるようにしたので、羽根車１１の遠心力に対する強度をより一層向上させることが可能である。
【００５１】
また図４（ａ）に示されるリブ１１ｆは、外端部１１ｋから内端部１１ｐに向かう所定の位置までの間に延設するようにしたので、羽根車１１の遠心力に対する強度を向上させることができると共に、リブ１１ｆを全体に施す場合に比べて加工に伴うコストを低減することができる。
【００５２】
また本実施の形態にかかる翼１１ｃには、図４（ｂ）に示されるように、各翼１１ｃが対向する面に設けられ、各翼１１ｃの長手方向に沿って所定間隔に配置され、側板１１ｂから主板１１ａに向けて延設される複数の凹部が形成されているので、かしめ部１１ｅの数の増加させることなく羽根車１１の遠心力に対する強度を向上させることが可能である。
【００５３】
また図４（ｂ）に示されるリブ１１ｆは、各翼１１ｃの長手方向における外端部１１ｋから内端部１１ｐに向かう所定の位置までの間に形成するようにしたので、羽根車１１の遠心力に対する強度を向上させることができると共に、リブ１１ｆを全体に施す場合に比べて加工に伴うコストを低減することができる。
【００５４】
また、本実施の形態にかかる界磁巻線５ａ、５ｂは、一対の磁極部に二分割され、各界磁巻線５ａ、５ｂの間には、電機子５０が接続され、電機子５０の回転数は、トライアック２０を用いた位相制御方式により制御されるようにしたので、電流時間変化率ｄｉ／ｄｔを小さくすることができる。従って、ブラシ６０ａ、６０ｂおよび整流子１３の整流の切替タイミングにおける整流火花が抑制され、ブラシ６０ａ、６０ｂの長期使用と交流電源３０へ伝達されるノイズの低減とを実現可能である。
【００５５】
なお、本発明の実施の形態にかかる送風機４００および電気掃除機５００は、本発明の内容の一例を示すものであり、更なる別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略するなど、変更して構成することも可能であることは無論である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上のように、本発明は、送風機およびこの送風機を搭載した電気掃除機に適用可能であり、特に、耳障りな周波数帯域で発生する騒音を低減し、かつ、効率を高めることができる発明として有用である。
【符号の説明】
【００５７】
１  界磁鉄心
２ａ、２ｂ  磁極部
３ａ、３ｂ  継鉄部
５、５ａ、５ｂ  界磁巻線
６  電機子鉄心
７  電機子巻線
８  出力軸（回転軸）
９  フレーム
１０  ブラケット
１１  羽根車
１１ａ  主板
１１ｂ  側板
１１ｃ  翼
１１ｄ  ファンカバー
１１ｅ  かしめ部
１１ｆ  リブ（凹部）
１１ｇ  吸気口
１１ｈ  吐出口
１１ｊ  貫通穴
１１ｋ  外端部
１１ｍ  外周縁
１１ｎ  内周縁
１１ｐ  内端部
１２ａ、１２ｂ  軸受
１３  整流子
１５  スロット
１６  歯部
１７  軸孔
２０  トライアック
３０  交流電源
４０  界磁
５０  電機子
６０、６０ａ、６０ｂ  ブラシ
１００  整流子電動機（電動機）
４００  送風機
５００  電気掃除機
【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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