(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機とファン部とからなる電動送風機であって、
前記電動機は、
一端側に開口を有する有底筒状に形成され、底壁に軸受部が形成され、周壁に排出孔が形成されるとともに、前記開口の外周部に前記周壁よりも径大とし外周面を嵌合面としたフランジ部が形成された合成樹脂製の主ケースと、
金属板により円盤状に形成され、中央部に軸受部が形成されるとともに、この軸受部の周囲に複数の通気口が形成され、前記主ケースのフランジ部の端面に取り付けられる副ケースと、
前記主ケース内に収納された固定子と、
前記主ケースおよび前記副ケースのそれぞれの軸受部に配置された軸受に軸支されるとともに、その一端側を前記副ケースから突出させた回転軸を有し、前記主ケース内に回転可能に配置される回転子と、から構成され、
前記ファン部は、
前記回転軸の一端側に取り付けられる遠心ファンと、
前記遠心ファンの下流側に配置される整流板と、
金属板からなり、前記遠心ファンと前記整流板を覆って前記主ケースの嵌合面に圧入して取り付けられるファンカバーと、から構成され、
前記主ケースのフランジ部の端面外周部に、この端面から突出する環状壁を形成し、この環状壁の内周壁面に前記副ケースの外周縁を嵌合させて前記主ケースに前記副ケースを取り付け、前記環状壁の突出寸法を前記副ケースの厚み寸法よりも大きくするとともに、前記副ケースの外周縁と前記ファンカバーの内周面との間に介在される前記環状壁の肉厚を前記主ケースの周壁の肉厚よりも小さくしたことを特徴とする電動送風機。
【請求項２】
請求項１に記載の電動送風機を用いたことを特徴とする電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動送風機およびこの電動送風機を用いた電気掃除機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気掃除機は、本体ケース内に集塵室、この集塵室の下流側に設けられ送風機室を設け、また前記集塵室に集塵フィルターを配設するとともに送風機室に電動送風機を収納し、この電動送風機の吸引作用によって床ブラシなどの吸込口体から吸込気流とともに吸引された塵埃を前記集塵フィルターによって除去した後、前記吸込気流を排気風として外部に排気するように構成されている。そして、前記電動送風機は電動機と遠心ファン等からなるファン部とから構成されており、また、電動送風機の中には電動機を効率よく冷却するために前記排気風を電動機のケース内を通過させる構造としたものがある。
【０００３】
また、電気掃除機は、小型化、高性能化、軽量化を図ることが進められており、そのために電動送風機も小型かつ高性能であってしかも軽量化を図ることが要求されている。このような小型化、高性能化、軽量化の要求の下に出願人が電気掃除機用とした開発した電動送風機を従来技術として図５ないし図７を参照して説明する。
図５は電動送風機１の分解斜視図であり、この電動送風機１は電動機２とファン部３とからなっている。
そして、前記電動機２は、主ケース１０、副ケース２０、主ケース１０内に収納されている固定子３０、主ケース１０内に回転可能に配設される回転子４０などから構成されている。
【０００４】
そして、前記主ケース１０は合成樹脂からなり一端側（図５において上側）を開口１１とした有底筒状に形成され、底壁１２の中央部には環状の壁１３ａが形成されておりこの環状の壁１３ａと底壁１２によって囲まれた凹部は軸受部１３（図６参照）となっており、また、環状の周壁１４には複数の排出孔１４ａが形成されている。
【０００５】
また、主ケース１０の開口１１の外周部には周壁１４の外径よりも径大とするとともに端面を平坦面としたフランジ部１５が一体に形成されており、このフランジ部１５の嵌合面としての外周面１５ａは後述するファンカバー７０が圧入されるようになっている。また、フランジ部１５には４個のネジ穴１５ｂが形成されている。
【０００６】
また、前記副ケース２０は、金属板により円盤状に形成されており、その中央部には円形状の凹部からなるとともに貫通孔２１ａが形成された軸受部２１が設けられている。また、軸受部２１の周囲には４個の橋架片２２よって仕切られて略扇状の４個の通気孔２３が形成されており、この橋架片２２の外側部には前記フランジ部１５に形成した４個のネジ穴１５ｂにそれぞれ対応した４個の挿通孔２４が形成されている。
【０００７】
そして、この挿通孔２４にネジ２５を挿通し、このネジ２５を前記ネジ穴１５ｂに締結することによって副ケース２０は主ケース１０に一体的に取り付けられるものである。また、前記橋架片２２の内の互いに対向する橋架片２２の内側部にはネジ孔２６が形成されており、このネジ孔２６を介して後述する整流板５０が取り付けられるようになっている。
【０００８】
つぎに、前記主ケース１０の周壁１４に圧入されて収納される前記固定子３０は、磁性鋼板を打ち抜いて形成され互いに対向する複数の磁極を有する固定鉄心３１ａを所定枚数積層して形成した積層鉄心３１、この積層鉄心３１の両端面に取り付けた絶縁端板３２を介して前記磁極に巻装した固定子巻線３３から構成されている。また、前記絶縁端板３２には図示しない端子が取り付けられており、この端子を介して駆動電流が各固定子巻線３３に供給されるようになっている。
【０００９】
つぎに、前記回転子４０は、磁性鋼板を打ち抜いて形成され中心に軸孔４２および外周部に円弧状とした複数のスリット状の孔４３が形成された回転子鉄心４１ａを所定枚数積層して形成した回転子鉄心４１、この回転子鉄心４１の前記それぞれのスリット状孔４３内に収容された永久磁石４４、前記軸孔４２に圧入された回転軸（出力軸）４５から構成されている。また、前記回転軸４５の一端側先端部にはネジ４６が形成されており、この回転軸４５の一端側つまりネジ４６が形成されている側は、軸受であるボールベアリング４７ａの内輪を貫通させて圧入されており、また、他端側先端部は同様に軸受であるボールベアリング４７ｂの内輪に圧入されている。
【００１０】
そして、電動機２は、前記主ケース１０の周壁１４の所定位置に固定子３０を圧入して収納し、ついで、回転軸４５の他端側に取り付けられたボールベアリング４７ｂを前記主ケース１０の軸受部１３にリング状バネ１７を介在させてその外輪を圧入して収納し、また、回転軸４５の一端側に取り付けられたボールベアリング４７ａの外輪を前記副ケース２０の軸受部２１に圧入し、ついで、副ケース２０の挿通孔２４を主ケース１０のネジ穴１５ｂと対応させてネジ２５を締結することによって電動機２は組み立てられ、組み立てられた状態では回転子４０はボールベアリング４７ａおよび４７ｂに軸支されて主ケース１０内に回転可能に配設されているものである。
【００１１】
なお、この電動機２はいわゆるブラシレス電動機であって、前記複数の固定子巻線３３に図示しない制御手段によって制御される駆動回路から駆動電流を供給することによって回転子４０は回転するようになっている。
【００１２】
つぎに、前記ファン部３は、従来のものと同様整流板５０、遠心ファン６０およびこれら整流板５０および遠心ファン６０を覆うファンカバー７０とから構成されている。
【００１３】
そして、前記整流板５０は、図６に示すようにその中央部に嵌合孔５１が形成されており、また、この嵌合孔５１の近傍には複数（図６には１個のみ図示）の挿通孔５２が形成されている。また、整流板５０の上面側（電動機２と反対側）には、外周に沿うとともに前記遠心ファン６０の外周に沿うように形成された円弧状の案内羽根５３が形成され、また、下面側にも同様に外周に沿って複数の円弧状の案内羽根５４が形成されている。
【００１４】
そして、前記遠心ファン６０の回転よって外周部から吐出された空気は前記案内羽根５３および案内羽根５４に整流されつつ下面側に案内され前記副ケース２０の通気孔２３を通って主ケース１０内に流れ込み排出孔１４ａから排出されるようになっている。
【００１５】
また、前記遠心ファン６０は、円盤状の下プレート板６１、上プレート板６２および下プレート板６１と上プレート板６２との間に配設される複数のブレード６３とから構成されている。また、前記下プレート板６１の中心には前記電動機の回転軸４５が嵌合する貫通孔６４が形成されており、上プレート板６２の中央部には前記ファンカバー７０に形成した後述する吸込開口７３と対向する開口６５が形成されている。
【００１６】
また、前記ファンカバー７０は、図６、図７に示すように一端側（図において下側）を開口７１とした略有底筒状に形成されており、その底壁７２には吸込開口７３が形成されており、また、前記開口７１の近傍内周面は前記主ケース１０のフランジ部１５の外周面１５ａに圧入嵌合されるようになっている。また、開口７１の開口縁部には外側に拡開する曲面に形成されており、フランジ部１５に嵌合する際の案内面７５となっている。
【００１７】
そして、ファン部３の電動機２への取付けは、まず、整流板５０を、その挿通孔５２を副ケース２０のネジ孔２６と対向させるとともにネジ５５（図６参照）を挿通してネジ孔２６に締結することによって副ケース２０つまり電動機２に取り付け、ついで遠心ファン６０を、その貫通孔６４を回転軸４５に嵌合させてナット６６をネジ４６に締結することにより回転軸４５に取り付ける。つぎに、ファンカバー７０を前記遠心ファン６０および整流板５０を覆ってフランジ部１５の外周面１５ａに圧入することによってなされる。
【００１８】
そして、ファンカバー７０がフランジ部１５に圧入された状態では、整流板５０の上側の案内羽根５３の上端縁はファンカバー７０の底壁７２に密着している。
【００１９】
そして、電動機２が駆動されると遠心ファン６０が回転し、ファンカバー７０の吸込開口７３から空気が吸込まれる。この空気は、前記整流板５０の案内羽根５３および５４によって整流されつつ電動機２の主ケース１０内に流れ込み、排出孔１４ａから排出される。そして、主ケース１０内に流れる空気によって電動機２は冷却される。
【００２０】
そして、上記電動機２は、主ケース１０は合成樹脂によって一端面を開口１１とした有底筒状に形成し、また、副ケース２０は円盤状の金属板によって形成したことから小型化、軽量化は達成されているものであるが、つぎのような点で必ずしも満足できるといえないことが判明した。
【００２１】
つまり、前記主ケース１０は合成樹脂（ポリエチレンテレフタレートなど）で形成されていることから軽量化は図れるものの、吸湿性を有するため湿気を含むと膨張し乾燥すると収縮する。このため電動機２にファン部３を取り付けて電動送風機１を組み立てる場合において、周囲の雰囲気などの状況により主ケース１０が吸湿により膨張して、フランジ部１５の嵌合面である外周面１５ａの外径が大きくなっている場合は、前記外周面１５ａへのファンカバー７０の圧入がし難くなり、場合によっては外周面１５ａの部分が破損するなどの事態が生じる。
【００２２】
また、膨張した状態でファンカバー７０が圧入されると、この膨張状態でファンカバー７０の内周面と前記外周面１５ａとは全周にわたって密着した状態となっているものの、乾燥して収縮すると前記フランジ部１５の外径は小さくなり、前記ファンカバー７０の内周面とフランジ部１５の外周面１５ａとの密着度が弱まり微小間隙が生じることがある。
【００２３】
また、高速で回転子４０および遠心ファン６０が回転すると、両者の動的アンバランスによって生じる振動によってファンカバー７０が振動する。そのため、上記したようにファンカバー７０の内周面とフランジ部１５の外周面１５ａとの間に微小間隙生じていると、この振動によってファンカバー７０の内周面とフランジ部１５の外周面１５ａとが互いに衝突し合って生じるいわゆるビビリ音などが発生し騒音が大きくなるという事態を招くことになる。
【００２４】
また、吸湿状態の主ケース１０のフランジ部１５にファンカバー７０が圧入された後乾燥し、上記したようにファンカバー７０の内周面と外周面１５ａとの密着度つまり圧接力が弱まると、電気掃除機に組み込まれた状態などにおける電動送風機１の運転中に振動によってファンカバー７０の圧入位置が所定位置に維持されなくなり、その結果、例えばファンカバー７０の底壁７２と整流板５０の案内羽根５３の上端縁との間に微小間隙が生じるなどして電動送風機１の吸込性能が低下するという事態を招くことになる。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように電動送風機１の電動機２は、主ケース１０を合成樹脂によって形成し、また、副ケース２０は円盤状の金属板によって形成したことから小型化、軽量化は達成されているものであるが、主ケース１０を合成樹脂によって形成していることから、吸湿または乾燥状態によって膨縮するためフランジ部１５の外径が変化する。このため、膨張した状態では外周面１５ａにファンカバー７０の圧入がし難くなるとともに場合によっては前記外周面１５ａが破損してしまう（この場合新たな主ケース１０を用いて電動機２を組みなおす必要が生じる）、また、フランジ部１５の外周面１５ａとファンカバー７０の内周面との密着度が弱まり両者の間に生じる微小間隙によって、回転する回転子４０および遠心ファン６０の動的アンバランスによって生じる振動に起因して騒音が大きくなる。また、乾燥によってフランジ部１５が収縮してファンカバー７０の圧入位置が所定位置に維持されなくなり、電動送風機１の吸込性能の低下を招くなどの事態が生じるということから、必ずしも満足できるものでない。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、請求項１に係る発明は、
電動機とファン部とからなる電動送風機であって、
前記電動機は、一端側に開口を有する有底筒状に形成され、底壁に軸受部が形成され、周壁に排出孔が形成されるとともに、前記開口の外周部に前記周壁よりも径大とし外周面を嵌合面としたフランジ部が形成された合成樹脂製の主ケースと、金属板により円盤状に形成され、中央部に軸受部が形成されるとともに、この軸受部の周囲に複数の通気口が形成され、前記主ケースのフランジ部の端面に取り付けられる副ケースと、前記主ケース内に収納された固定子と、前記主ケースおよび前記副ケースのそれぞれの軸受部に配置された軸受に軸支されるとともに、その一端側を前記副ケースから突出させた回転軸を有し、前記主ケース内に回転可能に配置される回転子と、から構成され、
前記ファン部は、前記回転軸の一端側に取り付けられる遠心ファンと、前記遠心ファンの下流側に配置される整流板と、金属板からなり、前記遠心ファンと前記整流板を覆って前記主ケースの嵌合面に圧入して取り付けられるファンカバーと、から構成され、
前記主ケースのフランジ部の端面外周部に、この端面から突出する環状壁を形成し、この環状壁の内周壁面に前記副ケースの外周縁を嵌合させて前記主ケースに前記副ケースを取り付け、前記環状壁の突出寸法を前記副ケースの厚み寸法よりも大きくするとともに、前記副ケースの外周縁と前記ファンカバーの内周面との間に介在される前記環状壁の肉厚を前記主ケースの周壁の肉厚よりも小さくしたことを特徴としている。
このように構成した請求項１の発明は、電動機の主ケースのフランジ部の端面外周部に、この端面から突出する環状壁を形成するとともに、この環状壁の内周壁面に、金属板から形成した副ケースの外周縁を嵌合させて前記主ケースに前記副ケースを取り付け、吸湿・乾燥に起因する前記フランジ部の外周部に形成した環状壁の外径の変化を防止できることから、主ケースへのファンカバーの取付け、つまり圧入を容易かつ確実にできる。これとともに、この圧入状態を維持できることから、騒音の発生が防止されて、吸込性能の低下を防止できるという作用を有するものである。
さらに、請求項１の発明では、環状壁の突出寸法を副ケースの厚み寸法よりも大きくしたから、ファンカバーをフランジ部に圧入する際に、環状壁の突出した外側先端部が小径となるように変形して、圧入を容易にできるという作用を有するものである。
加えて、請求項１の発明では、副ケースの外周縁とファンカバーの内周面との間に介在される環状壁の肉厚を主ケースの周壁の肉厚よりも小さくしたから、環状壁の周方向と直交する方向の環状壁の肉厚が小さくなる。このため、吸湿・乾燥に起因する環状壁の外径の変化をさらに確実に防止でき、主ケースへのファンカバーの圧入をさらに容易かつ確実にできる。それとともに、ファンカバーの圧入状態を維持できるので、騒音の発生をさらに防止できるとともに、吸込性能の低下を確実に防止できるという作用を有するものである。
【００２９】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の電動送風機を用いた電気掃除機としたものである。
【００３０】
このような請求項２の発明によれば、電気掃除機の騒音を低くできるとともに、安定した吸込性能を維持させることができるという作用を有するものである。
【００３１】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
なお、この発明と上記した従来の電動送風機との相違点は、電動機の主ケースのフランジ部に係る構成であって、その他の構成は同一であることから、同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。
先ず最初に、この発明の実施の形態の元となる参考例について、図１ないし図３に基づいて説明する。
【００３２】
電動機２の主ケース１０のフランジ部１５の一端側つまり上面外周部には、図１ないし図３に示すように幅すなわち肉厚寸法をＷとした環状壁１５０が形成されており、環状壁１５０の内周壁面１５１の内径は副ケース２０の外径が圧入されるように設定されている。また、環状壁１５０の高さつまり突出寸法Ｔは副ケース２０の厚み寸法Ｔ１よりも大きく設定されている。そのため、副ケース２０を、その外周を前記環状壁１５０の内周壁面１５１に圧入して嵌合したときは、環状壁１５０の上面（ファン部側の面）一部は副ケース２０の上面よりもＴ３（Ｔ３＝Ｔ−Ｔ１）だけ突出することになる。また、前記環状壁１５０の外周面は、フランジ部１５の外周面１５ａの一部を形成しており、ファンカバー７０が圧入されたとき密着状態となるようになっている。
【００３３】
このようにフランジ部１５の外周部に環状壁１５０を形成し、この環状壁１５０の内周壁面１５１に副ケース２０の外周を圧入嵌合して主ケース１０に取り付けるようにしている。このことから、主ケース１０が吸湿し径大となっているフランジ部１５の周面にファンカバー７０が圧入され、その後乾燥し収縮して径が小さくなることが生じたとしても、ファンカバー７０の内周面と副ケース２０の外周縁つまり外周面との間には、厚み寸法Ｗとしたすなわち肉厚Ｗの前記環状壁１５０が介在している。これにより、主ケース１０の吸湿あるいは乾燥によって生じる膨張あるいは膨縮する変化量を、この環状壁１５０が形成されていない場合に比べて小さくできるものである。
【００３４】
したがって、吸湿して径大となった状態となったフランジ部１５にファンカバー７０が圧入され、その後主ケース１０が乾燥してフランジ部１５の外径が径小となってもその変化量は少ない。このため、圧接力の低下は少なく、フランジ部１５の外周面１５ａとファンカバー７０の内周面との密着状態は維持されるため、回転子４０および遠心ファン６０の回転に起因する振動によって生じる騒音の発生は防止される。また、圧接力の低下が少ないことから、ファンカバー７０が所定の圧入位置から移動することはなく所定の圧入位置に維持されて、吸込性能の低下をすることが防止できる。
【００３５】
また、上述したように環状壁１５０の突出寸法Ｔは副ケース２０の厚み寸法Ｔ１よりも大きく設定されていることから、膨張してフランジ部１５が径大となっていたとしても、ファンカバー７０の圧入の際に突出した外周先端部が案内面７５に案内されて内側に径小となるように変形するため圧入は容易になされるものである。
【００３６】
このように電動送風機１における上記電動機２は、電動機２の主ケース１０のフランジ部１５の端面外周部にこの端面から突出させて環状壁１５０を形成するとともに、この環状壁１５０の内周壁面１５１に、金属板から形成した副ケース２０の外周縁すなわち外周面を圧入嵌合させて前記主ケース１０に取り付けたので、吸湿・乾燥に起因する前記フランジ部１５の外周部に形成した環状壁１５０の外径の変化を防止できる。このことから、主ケース１０へのファンカバー７０の取付けつまり圧入を容易かつ確実にできる。これとともに、この圧入状態を維持できることから騒音の発生が防止されて、吸込性能の低下を防止できるものである。
【００３７】
そして、上記電動送風機１を電気掃除機に用いる場合は、図示しないが従来周知の電気掃除機に形成された送風機室に配置されるものである。そして、この電動送風機１を駆動することによってこの電動送風機１の吸引作用によって床ブラシなどの吸込口体から吸込気流とともに吸込まれた塵埃を集塵フィルターによって除去して掃除がされるものであり、この掃除をなす際に上述したように電動送風機１のファンカバー７０と主ケース１０のフランジ部１５の外周面１５ａとの圧接力の低下に起因して発生する騒音を防止できるとともに、吸込性能を防止でき良好な掃除性能が維持されるものである。
【００３８】
上記参考例においては、主ケース１０のフランジ部１５の外周部に形成した環状壁１５０の幅寸法Ｗ、つまり副ケース２０の外周縁とファンカバー７０の内周面との間に介在する環状壁１５０の肉厚Ｗを主ケース１０の周壁１４の肉厚Ｔ２よりも大きく形成している。
これに対し、本発明の実施の形態を示す図４では、環状壁１５０の幅寸法（肉厚）Ｗが主ケース１０の周壁１４の肉厚Ｔ２よりも小さく形成されている。
このような構成によれば、吸湿・乾燥に起因する前記フランジ部１５の外周部に形成した環状壁１５０の外径の変化をさらに確実に防止できる。このことから、主ケース１０へのファンカバー７０の取付け、つまり圧入をさらに容易かつ確実にできる。それとともに、この圧入状態を維持できることから、騒音の発生をさらに確実に防止でき、また、吸込性能の低下を確実に防止できるものである。
加えて、ファンカバー７０の圧入の際に、環状壁１５０の突出した外周先端の内側への変形がし易くなることから、ファンカバー７０の圧入が更に容易となるものである。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、環状壁の周方向と直交する方向の環状壁の肉厚が小さくなるので、吸湿・乾燥に起因する環状壁の外径の変化をより一層確実に防止でき、主ケースへのファンカバーの取付け、つまり圧入を容易かつ確実にできる。それとともに、この圧入状態を維持できることから、騒音の発生を防止できるとともに、吸込性能の低下を防止できるという効果を有するものである。
加えて、環状壁の突出した外周先端部がファンカバーを圧入する際に変形し易くなるため、ファンカバーの圧入を容易にできるという効果を有するものである。
【００４２】
請求項２の発明によれば、電気掃除機の騒音を低くできるとともに、安定した吸込性能を維持させることができるという効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明の実施の形態の元となる参考例に関与する電動送風機の分解斜視図。
【図２】    本発明の実施の形態の元となる参考例に関与する電動送風機の一部を断面した図。
【図３】    本発明の実施の形態の元となる参考例に関与する電動送風機において、その電動機の主ケースと副ケースとの取付状態を示す部分拡大図。
【図４】  本発明の実施の形態に係る電動送風機おいて、その電動機の主ケースと副ケースとの取付状態を示す部分拡大図。
【図５】従来の電動送風機の分解斜視図。
【図６】上記従来の電動送風機の一部を断面した図。
【図７】上記従来の電動送風機の電動機の主ケースと副ケースとの取付状態を示す部分拡大図。
【符号の説明】
１            電動送風機
２            電動機（電動送風機の一部）
３            ファン部（電動送風機の一部）
１０          電動機の主ケース
１３          主ケースの軸受部
１４          主ケースの周壁
１５          主ケースのフランジ部
１５ａ        フランジ部の外周面（嵌合部）
２０          副ケース
２１          副ケースの軸受部
３０          固定子
４０          回転子
４５          回転子の回転軸
５０          整流板（ファン部の一部）
６０          遠心ファン（ファン部の一部）
７０          ファンカバー（ファン部の一部）
１５０        フランジ部に形成した環状壁
１５１        環状壁の内周壁面
Ｔ            環状壁の突出寸法
Ｔ１          副ケースの厚み寸法
Ｔ２          主ケースの周壁の肉厚
Ｗ            副ケースとファンカバーとの間に介在する環状壁の肉厚
【図１】
0004011814.tif 000002
【図２】
0004011814.tif 000003
【図３】
0004011814.tif 000004
【図４】
0004011814.tif 000005
【図５】
0004011814.tif 000006
【図６】
0004011814.tif 000007
【図７】
0004011814.tif 000008