(57)【要約】      （修正有）【課題】高効率のディフューザ、ファン、及びこれらを有する真空掃除機を提供する。【解決手段】真空掃除機のファンは、モータと、インペラと、ディフューザとを含む。前記ディフューザは、底板４２と、前記底板に配設されるガイドベーン４４とを含む。前記ガイドベーンは、前記底板の周方向に沿って等間隔に配置される。各ガイドベーンは、前記底板の内縁から外縁に斜めに延在する。各ガイドベーンの外端は、前記底板の前記外縁を越えて延在する。各ガイドベーンは、そのガイドベーンの内端で、前記底板の接線方向に対して３０〜７０度の角度だけ偏向される。各ガイドベーンの前記外端は、そのガイドベーンの前記内端に対して、周方向に沿って、３５〜１２０度の角度だけ偏向される。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
形状が環状である底板と、
前記底板に配設される複数のガイドベーンであって、前記ガイドベーンは、前記底板の周方向に沿って等間隔に配置され、前記ガイドベーンの各々は、前記底板の内縁から外縁に斜めに延在し、各ガイドベーンの外端は、前記底板の前記外縁よりも外方に延在し、各ガイドベーンは、そのガイドベーンの内端で、前記底板の接線方向に対して３０〜７０度の角度だけ偏向され、各ガイドベーンの前記外端は、そのガイドベーンの前記内端に対して、周方向に沿って、３５〜１２０度の角度だけ偏向される、複数のガイドベーンと、
を備えることを特徴とするディフューザ。
【請求項２】
各ガイドベーンの長さと、２つの隣接するガイドベーンの間の前記底板の前記外縁の円弧長との比は、１．０〜２．８の範囲内であることを特徴とする、請求項１に記載のディフューザ。
【請求項３】
前記ガイドベーンは、軸方向に延在し、前記底板に対して垂直であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のディフューザ。
【請求項４】
前記ガイドベーンの数は、１８〜３５の範囲内であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のディフューザ。
【請求項５】
回転軸を備えるモータと、
前記回転軸に結合されて、前記モータと共に回転するようになっていて、複数のブレードを備えるインペラと、
前記インペラを取り囲む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のディフューザと、
を備えることを特徴とするファン。
【請求項６】
前記インペラは、更に、ベースプレートを備え、前記ブレードは、前記ベースプレートに形成され、前記ベースプレートは、実質的にトランペット状であり、軸支持体が、前記ベースプレートの内壁面から軸方向に延在し、前記モータの前記回転軸は、前記軸支持体と枢動可能に連結され、前記ベースプレートの外壁面は、凹状円弧面であり、前記ブレードは、前記外壁面に形成され、前記ブレードの各々の外端は、半径方向において、前記ベースプレートの外縁の内側に位置することを特徴とする、請求項５に記載のファン。
【請求項７】
前記ブレードの前記外端の接線方向と、前記ブレードの前記外端における前記ベースプレートの一部の接線方向とが、両者間に、４０〜７０度の角度をなすことを特徴とする、請求項６に記載のファン。
【請求項８】
前記底板の内径と前記インペラの外径との比は、１．０５〜１．４０の範囲内であることを特徴とする、請求項５乃至７のいずれか一項に記載のファン。
【請求項９】
前記ブレードの外端は、前記ブレードの軸方向に対して垂直な平面に対して、６５〜９０度の範囲内の角度だけ傾斜していることを特徴とする、請求項５乃至８のいずれか一項に記載のファン。
【請求項１０】
前記ブレードの外端は、前記ブレードの内端に対して或る角度だけ偏向され、前記ブレードの前記内端に対する前記ブレードの前記外端の偏向方向は、前記ガイドベーンの前記内端に対する前記ディフューザの前記ガイドベーンの前記外端の偏向方向の逆であることを特徴とする、請求項５乃至９のいずれか一項に記載のファン。
【請求項１１】
前記ファンは、更に、前記モータ、前記インペラ及び前記ディフューザが収容される外部ハウジングを備え、前記外部ハウジングは、その一端に吸気口を形成するとともに、その他端に排気口を形成し、前記インペラ及び前記ディフューザは、前記吸気口に配設され、前記インペラの前記ブレードと、前記吸気口の内面とは、両者間に、０．５ｍｍ以下の間隙を形成することを特徴とする、請求項５乃至１０のいずれか一項に記載のファン。
【請求項１２】
前記モータは、単相直流ブラシレスモータであり、１２０ｋｒｐｍを超える回転速度を有することを特徴とする、請求項５乃至１１のいずれか一項に記載のファン。
【請求項１３】
請求項５乃至１２のいずれか一項に記載のファンを備えることを特徴とする真空掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]
本発明は、真空掃除機に関し、特に、真空掃除機のファン及びこのファンのためのディフューザに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]
真空掃除機では、ファンの高速回転によって、内部の空気を排出して、真空掃除機の内部と外部との間の圧力差を生じさせることにより、吸気口の周囲の空気をファン内に連続的に吸い込むと同時に、吸気口の周囲の埃や屑などのごみを吸い込んで集める。
【０００３】
[0003]
通常、真空掃除機のファンは、モータと、インペラと、ディフューザとを含む。インペラは、モータに連結され、ディフューザは、インペラを取り囲み、モータは、インペラを回転駆動して、高圧気流を発生させ、ディフューザは、モータから迅速に排出させるように、気流を案内する。ディフューザの構造は、気流の速度分布及び流量に影響を及ぼす。したがって、ファンの流量を効果的に増加させ、消費電力を低減することができる高効率のディフューザが望まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
[0004]
したがって、高効率のディフューザ、ファン、及びこれらを有する真空掃除機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[0005]
一態様において、ディフューザを提供するものであり、このディフューザは、底板と、前記底板に配設される複数のガイドベーンとを含む。前記底板は、形状が環状である。前記ガイドベーンは、前記底板の周方向に沿って等間隔に配置される。前記ガイドベーンの各々は、前記底板の内縁から外縁に斜めに延在する。各ガイドベーンの外端は、前記底板の前記外縁よりも外方に延在する。各ガイドベーンは、そのガイドベーンの内端で、前記底板の接線方向に対して３０〜７０度の角度だけ偏向される。各ガイドベーンの前記外端は、そのガイドベーンの前記内端に対して、周方向に沿って、３５〜１２０度の角度だけ偏向される。
【０００６】
[0006]
別の態様において、ファンを提供するものであり、このファンは、モータと、インペラと、前記インペラを取り囲む上記のディフューザとを含む。前記モータは、回転軸を含む。前記インペラは、前記回転軸に結合されて、前記モータと共に回転するようになっていて、前記インペラは、複数のブレードを含む。
【０００７】
[0007]
別の態様において、上記のファンを含む真空掃除機を提供するものである。
【０００８】
[0008]
従来技術と比較して、この真空掃除機のファンは、偏向されたガイドベーンを有するディフューザを含み、これにより、気流をより良く案内し、気流の圧力を高め、ファンの効率を効果的に高め、消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態のファンの斜視図である。
【図２】図１の分解図であり、同図で、ファンは、インペラ及びディフューザを含む。
【図３】図２の断面図である。
【図４】図３の枠で囲んだ部分ＩＶの拡大図である。
【図５】別の側面から見た、図２のインペラ及びディフューザの拡大組立図である。
【図６】図５の分解図である。
【図７】図５の上面図である。
【図８】本発明のファンと従来のファンとの有効性の比較を示す図である。
【図９】真空掃除機に用いられる図１のファンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[0018]
図１及び図２を参照すると、本発明の一実施形態によるファン１００は、外部ハウジング１０と、外部ハウジング１０に収容されるモータ２０、インペラ３０及びディフューザ４０とを含む。
【００１１】
[0019]
図２、図３及び図９を参照すると、外部ハウジング１０は、円筒形状であり、下部ベース１１と、下部ベース１１に連結される上部カバー１２とを含む。上部カバー１２の上板の中央に、吸気口１３が形成されて、真空掃除機３００の吸込口の周囲の空気をファン１００内に吸い込むようになっている。下部ベース１１の側壁は、ファン１００内の空気をファン１００から排出するための複数の排気口１４を形成する。下部ベース１１及び上部カバー１２の互いに連結された端部、すなわち、下部ベース１１の上端及び上部カバー１２の下端は、半径方向外方に突出して、それぞれ、フランジ１５及び１６を形成する。上部カバー１２のフランジ１５の周囲に、ロックリング１７が取り付けられる。ロックリング１７の上端は、半径方向内方に突出して、環状フランジを形成し、このフランジは、上部カバー１２のフランジ１５に重なって配設される。ロックリング１７の外面に、おねじが形成される。下部ベース１１のフランジ１６の周囲に、ナット１８が取り付けられる。ナット１８の下端は、半径方向内方に突出して、別の環状フランジを形成し、このフランジは、下部ベース１１のフランジ１６の下方に重なって配設される。組立時、ナット１８は、ロックリング１７に螺合されて、上部カバー１２を下部ベース１１に固定連結する。
【００１２】
[0020]
モータ２０は、外部ハウジング１０に収容される。この実施形態では、下部ベース１１の上端の内壁面に、段部１９が形成され、モータ２０は、段部１９に配設される。好ましくは、モータ２０は、インナーロータ型単相直流ブラシレスモータ２０であり、中心回転軸２２を含む。回転軸２２の上端は、吸気口１３まで上方に延在して、インペラ３０に連結し、インペラ３０を駆動して、回転軸２２と同期回転させるようになっている。
【００１３】
[0021]
また、図５及び図６を参照すると、インペラ３０は、実質的にトランペット状のベースプレート３２と、ベースプレート３２に形成される複数のブレード３４とを含む。ベースプレート３２の外壁面３６は、トランペット状の凹状円弧面であり、この凹状円弧面は、軸方向に上から下に延在して、徐々に広がる形状を成し、その外径は、徐々に大きくなっており、その軸方向に沿った断面は、漢字の「八」の字状である。軸支持体３８（図３及び図４）が、ベースプレート３２の内壁面から軸方向下方に延在し、回転軸２２の上端は、軸支持体３８内に枢動可能に連結される。好ましくは、軸支持体３８の内径は、回転軸２２の直径に等しいか又はそれよりもわずかに小さく、回転軸２２及び軸支持体３８が、締まり嵌めによって固定連結されて、同期回転するようになっている。ブレード３４は、インペラ３０のベースプレート３２の外壁面３６に一体に形成され、インペラ３０の周方向に沿って等間隔に配置され、２つごとの隣接するブレード３４の間に、流路が形成されている。インペラ３０が回転すると、空気が、ブレード３４の間の流路から外方に流れ、空気が流れる間、加圧されて、高圧気流になる。
【００１４】
[0022]
また、図７を参照すると、各ブレード３４は、ねじれて延在し、半径方向及び軸方向の両方に湾曲している。ブレード３４の内端は、ベースプレート３２の外壁面３６の内縁に隣接して配設され、ブレード３４の外端は、ベースプレート３２の外壁面３６の外縁内に配設され、ブレード３４の外端と外壁面３６の内縁との間の離間距離は小さい。ブレード３４の外端は、ブレード３４の内端に対して、時計回り方向に沿って、或る角度だけ偏向される。ブレード３４の外端の接線方向と、ブレード３４の外端におけるベースプレート３２の一部の接線方向との間に形成される角度αは、鋭角であり、好ましくは、４０〜７０度の範囲内である。ブレード３４の外端は、ブレードの軸方向に対して垂直な平面に対して傾斜しており、両者間に、角度β（図６参照）が形成されている。角度βは、好ましくは、６５〜９０度の範囲内である。これによって、ブレード３４の気流を、効果的に加圧することができるだけでなく、気流を、ブレード３４の外端から、或る角度に出す。
【００１５】
[0023]
また、図４を参照すると、インペラ３０を自由に回転させながら、気流に対する加圧効果を確保するため、外部ハウジング１０の吸気口１３の内面は、形状が、インペラ３０と一致し、上から下に徐々に広がる形状を有する。吸気口１３の内面と、インペラ３０のブレード３４とは、両者間に、狭い間隙ｔを形成する。好ましくは、間隙ｔは、０．５ｍｍ以下である。
【００１６】
[0024]
また、図３、図５、図６及び図７を参照すると、ディフューザ４０は、モータ２０に配設され、インペラ３０を取り囲む。ディフューザ４０は、底板４２と、底板４２に配設される複数のガイドベーン４４とを含む。
【００１７】
[0025]
底板４２は、形状が環状であり、インペラ３０のベースプレート３２の最大外径Ｒ１よりもわずかに大きい内径Ｒ２を有し、インペラ３０が、ディフューザ４０内で自由に回転することができるようになっている。好ましくは、底板４２の内径Ｒ２とインペラ３０の外径Ｒ１との比、Ｒ２／Ｒ１は、約１．０５〜１．４０の範囲内である。好ましくは、ベースプレート３２の外縁は、気流を排出し易くするため、円弧状に面取りされる。複数の位置決めブロック４６が、底板４２の外縁から軸方向下方に突出する。この実施形態では、位置決めブロック４６は、実質的にＵ字状の断面を有し、各位置決めブロック４６は、モータ２０のコラムのうちの対応する１つの周囲に配置されて、ディフューザ４０が、周方向に位置決めされ、回転できないようになっている。好ましくは、１つの位置決めブロック４６は、ロック穴４８を形成し、モータ２０のコラムの１つは、突出部２４（図２参照）を形成し、これらは、一緒に、フールプルーフ機構を形成する。組立時、ロック穴４８を突出部２４と係合することによって、インペラ３０を、モータ２０に、正確に組み付けることができる。
【００１８】
[0026]
図６及び図７を参照すると、ガイドベーン４４は、底板４２の上面に一体に結合され、その数は、インペラ３０のブレード３４の数よりもはるかに多い。好ましくは、ガイドベーン４４の数は、１８〜３５の範囲内であり、ガイドベーン４４は、底板４２の周方向に沿って均等に配置され、各２つの隣接するガイドベーン４４の間に、周方向の間隙が形成されている。各ガイドベーン４４は、底板４２の上面に対して近似的に垂直であり、内側から外側に斜めに延在する。ガイドベーン４４の外端は、反時計回り方向に沿って、ガイドベーン４４の内端に対して、角度γだけ偏向される。好ましくは、角度γは、３５〜１２０度の範囲内である。ガイドベーン４４は、その内端で、底板４２の接線方向から、角度θだけそれる。好ましくは、角度θは、３０〜７０度の範囲内である。
【００１９】
[0027]
ガイドベーン４４の内端は、底板４２の上面の内縁に近接しているか又はこの内縁から少しの距離だけ離間しており、ガイドベーン４４の外端は、底板４２の上面の外縁よりも或る距離だけ越えて延在する。好ましくは、各ガイドベーン４４の長さＬ、すなわち、ガイドベーン４４の内端と外端との間の距離は、２つの隣接するガイドベーン４４の間の底板４２の外縁の円弧長Ｄ以上である。好ましくは、ガイドベーン４４の長さＬと円弧長Ｄとの比、すなわち、Ｌ／Ｄは、約１．０〜２．８の範囲内である。
【００２０】
[0028]
モータ２０がインペラ３０を回転駆動すると、空気が流される。空気は、加圧された後、インペラ３０のブレード３４の外端を介して流出し、ディフューザ４０のガイドベーン４４の間の間隙に流入する。ディフューザ４０による適当な案内によって、気流の乱流損失を低減し、ディフューザ４０の徐々に広がる流路領域によって、気流の運動エネルギの一部が、静圧エネルギに変換され、したがって、ディフューザ４０の出口での動圧損失を低減し、これによって、ファンシステム全体の静圧及び効率を高める。空気がディフューザ４０の外縁から出ると、空気の圧力は、更に高くなり、その結果、高圧気流が、モータ２０に吐出されて、モータ２０の熱を取り去り、最終的に、外部ハウジング１０の排気口１４を介して、ファン１００から排出され、これによって、ファンの効率を効果的に高め、消費電力を低減する。図８に示すように、本発明のファンの巻線圧力及び巻線効率は、両方とも、真空掃除機の従来のファンと比較して、約１０％高くなる。
【００２１】
[0029]
本発明のファン１００は、特に、真空掃除機３００、ハンドドライヤ又は送風機などの高回転速度の電気装置での使用に適している。
【００２２】
[0030]
本発明は、１つ以上の好ましい実施形態を参照して説明されるが、当業者であれば種々の変更が可能であるものと理解される。したがって、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲を参照することにより決定されるべきである。
【符号の説明】
【００２３】
１０  外部ハウジング
１１  下部ベース
１２  上部カバー
１３  吸気口
１４  排気口
１５，１６  フランジ
１７  ロックリング
１８  ナット
１９  段部
２０  モータ
２２  回転軸
２４  突出部
３０  インペラ
３２  ベースプレート
３４  ブレード
３６  外壁面
３８  軸支持体
４０  ディフューザ
４２  底板
４４  ガイドベーン
４６  位置決めブロック
４８  ロック穴
１００  ファン
３００  真空掃除機
Ｄ  円弧長
Ｌ  ガイドベーンの長さ
Ｒ１  インペラの外径
Ｒ２  底板の内径
ｔ  間隙
α，β，γ，θ  角度
【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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【外国語明細書】
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