JP2010144521A - 電動送風機及び電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】吸込性能に優れた電動送風機を提供する。
【解決手段】電機子（図示せず）の一端に固定され外周に吹き出し口（図示せず）を設けたインペラ１１と、電機子のインペラ１１側の一端を軸受４を介して支持する負荷側ブラケット５と、電機子の他端を回転自在に支持する反負荷側ブラケット（図示せず）と、吹き出し口からの風を整流するエア−ガイド１０と、インペラ１１及びエアーガイド１０を覆うケーシング（図示せず）とを備え、インペラ１１の底面に、先端が鋭角で負荷側ブラケット５側に突出し、その突出部の径が、負荷側ブラケット５の中央部に位置し軸受４を収納するハウジング室１２７の外径よりも大きい径の円形接触リング１２４を設け、円形接触リング１２４の先端をエアーガイド１０の底面部に接触させた。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動送風機及びそれを用いた電気掃除機に関するものである。

従来の電動送風機並びにそれを用いた電気掃除機として、図５〜図７に示されるようなものがあった（例えば、特許文献１参照）。

図５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、図６は、同電動送風機の要部拡大断面図、図７は、同電動送風機を用いた従来の電気掃除機の概略構成図である。

図５において、従来のこの種の電動送風機１９は、モ−タ部３２と、ファン部３１から構成され、モ−タ部３２の５１は、整流子５２、電機子巻線２２を有する電機子で、前記電機子巻線２２は、電機子コアー７０の外周に巻かれている。前記電機子５１は、モ−タ部３２の軸５３の両端に、軸受４が圧入され、この軸受４を、負荷側ブラケット５と反負荷側ブラケット６にて支持している。７は、カ−ボンブラシ８を内蔵した金属からなるブラシホルダーであり、反負荷側ブラケット６にて保持されている。９は界磁巻線２３を有する界磁で、前記界磁巻線２３は、界磁コアー７２の外周に巻かれている。

ファン部３１の１０は、負荷側ブラケット５と、負荷であり空気吸引、吹き出し用のインペラ１１間に形成した整流用のエア−ガイドであり、インペラ１１の上方はケーシング１２で覆われている。アルミなどのプレス部品によって組立てられたインペラ１１は、複数枚のブレード１１０を、平面の円板形状からなるシュラウドウシロ１１２と傘形の円板形状からなるシュラウドマエ１１１によって挟持しており、焼結や真鍮からなるスペーサー１２０、板金などからなる座金１４、及びナット１５により軸５３に固定され、軸５３とともに回転する。

エア−ガイド１０は、ネジ（図示せず）等にて負荷側ブラケット５に固定しており、負荷側ブラケット５と反負荷側ブラケット６もネジ（図示せず）等にて固定してある。１６は、ケーシング１２の吸気口１２ａを形成する樹脂などからなるタイトキャップであり、ケーシング１２の中央部へは溶着等で固定しており、インペラ１１の吸込口１１ａとタイトキャップ１６は接触することで、タイト性を確保している。

次に、図６を用いて、前記電動送風機の負荷側の軸受け近傍の構成について説明する。

図６において、軸受４の内部構成は、内輪１２１と外輪１２２と、その上下を覆うシール板１２３ａ、１２３ｂで内部をシールしており、負荷側のシール板１２３ａは、内輪１２１と非接触、反負荷側のシール板１２３ｂは、内輪１２１と接触する仕様となっている。

一般的には、非接触のシール板１２３ａは、鉄、接触する方のシール板１２３ｂは、ゴムでそれぞれ構成されている。更に過去の電動送風機１９では、負荷側の軸受４の上下２つのシール板１２３ａ、１２３ｂとも非接触の鉄シールを施してきたが、電気掃除機の吸引性能の向上に伴い、ファン部３１内の真空圧が飛躍的に向上し、結果、負荷側の軸受４内部の僅かな隙間を通り、モータ部３２側からファン部３１側に向って僅かな空気洩れが発生し、その僅かな空気洩れがファン部３１の吸引性能の低下要因の一つとなっていた。

従って、昨今は、図６に示すように、軸受４の反負荷側のシール板１２３ｂを内輪１２１と接触させることで、モータ部３２側からファン部３１側に向っての空気洩れを防ぎ、ファン部３１の吸引性能向上を図っていた。

このような構造で、従来の電動送風機１９は構成されており、作用としてはインペラ１１が回転することによって発生する吹き出し風が、インペラ１１の吹き出し口１１ｂ外周に設けた整流用のエア−ガイド１０を通過した後、モ−タ部３２の電機子５１、界磁９の界磁巻線２３を冷却し、反負荷側ブラケット６を通過して後方に排気される。

前記電動送風機１９が組み込まれた従来の電気掃除機は、図７のような構造となっていた。

図７において、電気掃除機本体６１（以下、「本体６１」と称す）は、中央部に設けられた格子隔壁５３により集塵室８１と、モ−タ室８２に分けられており、集塵室８１には紙袋５４が、モ−タ室８２には上記電動送風機１９が備えつけられている。本体６１には、接続パイプ６０、ホ−ス５９、先端パイプ５８、延長管５７、ノズル５６が順次接続されている。

上記従来の電気掃除機の作用としては、電動送風機１９の吸引力によりノズル５６から集められたゴミは、延長管５７、先端パイプ５８、ホ−ス５９、接続パイプ６０を通り、集塵室８１の紙袋５４に集められる。
特許第３５３８００６号公報

従来の電動送風機１９では、負荷側ブラケット５側の軸受４は、軸受４を構成する内輪１２１と外輪１２２の上下を覆う２つのシール板１２３ａ、１２３ｂについて、一方のシール板１２３ｂを内輪と接触させ、その接触させた側を反負荷側に向けて配設することにより、軸受４内部を構成する内輪１２１と外輪１２２、及び内輪１２１と外輪１２２の上下を覆うシール板１２３ａ、１２３ｂの僅かな隙間を通り、モータ部３２側からファン部３１側へ空気が入り込むことを防止し、吸引性能の向上を図ってきた。

しかしながら、ゴム材質からなるシール板１２３ｂを、３０，０００ｒｐｍ〜４５，０００ｒｐｍという高速回転で接触回転させるために、接触による機械摩擦損失が増加し、空気洩れはほぼゼロ化できるものの、機械摩擦損失が増加し、電動送風機１９のトータル効率としては、双方の相殺結果により充分に満足できるレベルではなかった。特に、接触ゴムシール仕様の軸受４は、標準タイプの非接触鉄シール仕様の軸受４と比較すると、価格面で高価であり、前述の電動送風機１９のトータル効率の効果を鑑みても、コストの割には電動送風機１９の吸引性能の改善効果が少ないという課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、安価な構成で、従来の負荷側の軸受からの空気洩れを防止すると共に、摩擦による機械損失を最小限に抑え、更なる吸込性能の向上を実現した電動送風機を提供することを目的とする。

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、電機子巻線を有する電機子と、界磁巻線を有する界磁と、前記電機子の一端に固定され外周に空気吹き出し用の吹き出し口を設けたインペラと、前記電機子の前記インペラ側の一端を軸受を介して回転自在に支持する負荷側ブラケットと、前記電機子の他端を軸受を介して回転自在に支持する反負荷側ブラケットと、樹脂からなり前記吹き出し口からの吹き出し風を整流するエア−ガイドと、板金などからなり前記インペラ及び前記エアーガイドを覆うケーシングとを備え、前記インペラの底面に、先端が鋭角で前記負荷側ブラケット側に突出し、その突出部の径が、前記負荷側ブラケットの中央部に位置し前記軸受を収納するハウジング室の外径よりも大きい径の円形接触リングを設け、前記円形接触リングの先端が前記エアーガイドの底面部に接触してなるもので、負荷側軸受の内部隙間を通過するモータ部からファン部への空気の洩れを防止できるとともに、機械損失の抑制による更なる吸引性能の向上と、低価格化を同時に実現した電動送風機を提供することが可能となる。

また、本発明の電気掃除機は、塵埃を捕集する集塵室と請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動送風機を備え、前記集塵室と前記電動送風機とを連通させたもので、電気掃除機の吸込性能の向上を図ることができる。

本発明の電動送風機は、負荷側軸受の内部隙間を通過するモータ部からファン部への空気の洩れを防止できるとともに、機械損失の抑制による更なる吸引性能の向上と、低価格化を同時に実現できる。

第１の発明は、電機子巻線を有する電機子と、界磁巻線を有する界磁と、前記電機子の一端に固定され外周に空気吹き出し用の吹き出し口を設けたインペラと、前記電機子の前記インペラ側の一端を軸受を介して回転自在に支持する負荷側ブラケットと、前記電機子の他端を軸受を介して回転自在に支持する反負荷側ブラケットと、樹脂からなり前記吹き出し口からの吹き出し風を整流するエア−ガイドと、板金などからなり前記インペラ及び前記エアーガイドを覆うケーシングとを備え、前記インペラの底面に、先端が鋭角で前記負荷側ブラケット側に突出し、その突出部の径が、前記負荷側ブラケットの中央部に位置し前記軸受を収納するハウジング室の外径よりも大きい径の円形接触リングを設け、前記円形接触リングの先端が前記エアーガイドの底面部に接触してなるもので、負荷側軸受の内部隙間を通過するモータ部からファン部への空気の洩れを防止できるとともに、機械損失の抑制による更なる吸引性能の向上と、低価格化を同時に実現した電動送風機を提供することが可能となる。

第２の発明は、特に、第１の発明のインペラは、ハウジング室内の軸受の内輪に、焼結や真鍮などからなるスペーサー、板金などからなる座金を介して位置決め、固定され、前記座金に円形接触リングを一体形成したもので、より低価格で同様の効果を得ることが可能となる。

第３の発明は、特に、第１の発明のインペラを、中央部に吸気口を有した傘形の円板形状からなるシュラウドマエと、樹脂からなり平らな円板状のシュラウドウシロで、複数枚のブレードを挟持して構成し、前記シュラウドウシロの底面に円形接触リングを一体に形成したもので、より低価格で同様の効果を得ることが可能となる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明のエアーガイドの底面部に、円形接触リングの先端が接触するＰＴＦＥをリング状に配設し、前記円形接触リングの先端と前記ＰＴＦＥとでエアータイトする構成としたもので、タイト性の大幅向上が図れるとともに、ＰＴＦＥ採用による更なる機械損失の抑制によって更なる吸引性能の向上を図ることが可能となる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明のエアーガイドの底面部の円形接触リングの先端が位置する部分に断面凹形状のラビリンス室を円環状に設け、前記円形接触リング先端を、前記エアーガイドの底面部に接触させる代わりに、前記ラビリンス室内に入り込むようにしたもので、円形接触リングの先端とラビリンス室との間のラビリンス効果により、エアータイトが確保されると共に、接触による機械損失をゼロ化することが可能となる。

第６の発明は、塵埃を捕集する集塵室と請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動送風機を備え、前記集塵室と前記電動送風機とを連通させたもので、電気掃除機の吸込性能の向上を図ることができる。

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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における電動送風機の要部断面図である。なお、上記従来の電動送風機と同一部分については、同一の符号を付して、その説明を省略する。

本実施の形態は、図１に示すように、負荷側の軸受４の反負荷側のシール板１２３ｂについても、非接触シール構成、すなわち上下のシール板１２３ａ、１２３ｂ共に非接触の標準軸受としたものである。

加えて、インペラ１１を軸５３に固定、位置決めするために、インペラ１１のシュラウドウシロ１１２の底面部には、焼結や真鍮などからなるスペーサー１２０と、板金などからなる座金１４を有し、シュラウドウシロ１１２の吸引側面部は、座金１４を介して、ナット１５により軸５３に確実に固定されている。この時、シュラウドウシロ１１２の底面部に位置する座金１４について、軸受４を収めた負荷側ブラケット５のハウジング室１２７の外径Ａよりも大きい径とし、座金１４の反負荷側外周面には、先端が鋭角に形成された円形接触リング１２４を形成し、前記円形接触リング１２４の先端は、樹脂で形成されたエアーガイド１０の底面部と接触タイトを行う構成としたものである。

本実施の形態は、上記のような構成とすることで、インペラ１１のシュラウドウシロ１１２の底面に設けた座金１４と、エアーガイド１０の中央部間で、接触タイトを実施することができるため、負荷側軸受４の上下シール板１２３ａ、１２３ｂの両側共に非接触鉄シール仕様であっても、モータ部３２側からファン部３１側への空気洩れを防ぐことが可能となる。

また、従来の接触ゴムシール仕様の場合は、ゴムと鉄からなる内輪１２１との接触であったのに対し、本実施の形態では、樹脂と鉄の接触であり、且つ先端部を鋭角な形状で構成していることから、接触による機械摩擦損失を従来構成に較べ低減することができる。また、板金のプレスで作成されることが一般的である座金１４に、プレス加工で円形接触リング１２４を形成するのみであるため、部品追加もなく、僅かな加工費アップのみであり、大幅な価格アップを抑制することも可能である。

図２は、本実施の形態の他の例を示すもので、インペラ１１のシュラウドウシロ１１２を樹脂で形成した場合に、円形接触リング１２４を座金１４に形成する代わりに、シュラウドウシロ１１２の底面部に一体成型するようにしても良い。これにより、樹脂成型によって、図２に示すような円形接触リング１２４を形成することは容易であるとともに、加工費アップもないため、価格アップすることなく同様の効果を得ることが可能となる。

図３は、本実施の形態の他の例を示すもので、円形接触リング１２４の先端部が当たるエアーガイド１０の底面部に、ＰＴＦＥ（フッ素樹脂）からなるＰＴＦＥリング１２５をリング状に配設したものであるする。ＰＴＦＥは、円形接触リング１２４の先端が当たった場合、非常に入り込みがよく、またタイトが確実であるにもかかわらず、接触による摩擦が非常に少ないため、機械摩擦損失を大幅に低減することが可能である。

図４は、本実施の形態の他の例を示すもので、円形接触リング１２４の先端部が当たるエアーガイド１０の底面部に、円形接触リング１２４の先端部が位置する箇所のみに、断面が凹形状、すなわちラビリンス室１２６を円環状に設け、円形接触リング１２４の先端を、ラビリンス室１２６内に入り込むようにしたもので、これにより、ラビリンス効果でエアータイトが確実に確保されると共に、円形接触リング１２４の先端部とエアーガイド１０の底面部との間の接触をゼロ化することができる。結果、負荷側軸受４の上下２つのシール構成が両側とも非接触鉄シール仕様であった過去の軸受４と同等の機械摩擦損失を維持しながら、吸気洩れを確実に防止するとが可能となる。

最後に上述で示してきた電動送風機１９を、図７に示す本体６１に組み込んだ場合には、よりタイト性の向上、すなわちより高効率化を図った電動送風機の搭載が可能となるため、本体６１の吸込性能の向上を図ることが可能となるものである。

以上のように、本発明にかかる電動送風機は、機械摩擦損失を抑えつつ、比較的安価な構成で負荷側軸受を介しての空気洩れを防止することができ、結果、小型・軽量で且つ高効率な吸引性能を得ることが可能であるため、床移動型交流掃除機にかかわらず、小型化が利点となるハンディー型や、縦型、又は直流充電式掃除機等の用途にも使用できるものである。

本発明の第１の実施の形態における電動送風機の要部断面図 他の例を示す電動送風機の要部拡大断面図 他の例を示す電動送風機の要部拡大断面図 他の例を示す電動送風機の要部拡大断面図 従来の電動送風機の断面図 同電動送風機の要部拡大断面図 同電動送風機を用いた従来の電気掃除機の概略構成図

符号の説明

４ 負荷側軸受
５ 負荷側ブラケット
６ 反負荷側ブラケット
９ 界磁
１０ エアーガイド
１１ インペラ
１２ ケーシング
１４ 座金
１９ 電動送風機
２２ 電機子巻線
２３ 界磁巻線
５１ 電機子
５２ 整流子
５３ 軸
１１０ ブレード
１１１ シュラウドマエ
１１２ シュラウドウシロ
１２４ 円形接触リング
１２５ ＰＴＦＥリング
１２６ ラビリンス室
１２７ ハウジング室

Claims (6)

1. 電機子巻線を有する電機子と、界磁巻線を有する界磁と、前記電機子の一端に固定され外周に空気吹き出し用の吹き出し口を設けたインペラと、前記電機子の前記インペラ側の一端を軸受を介して回転自在に支持する負荷側ブラケットと、前記電機子の他端を軸受を介して回転自在に支持する反負荷側ブラケットと、樹脂からなり前記吹き出し口からの吹き出し風を整流するエア−ガイドと、板金などからなり前記インペラ及び前記エアーガイドを覆うケーシングとを備え、前記インペラの底面に、先端が鋭角で前記負荷側ブラケット側に突出し、その突出部の径が、前記負荷側ブラケットの中央部に位置し前記軸受を収納するハウジング室の外径よりも大きい径の円形接触リングを設け、前記円形接触リングの先端が前記エアーガイドの底面部に接触してなる電動送風機。
2. インペラは、ハウジング室内の軸受の内輪に、焼結や真鍮などからなるスペーサー、板金などからなる座金を介して位置決め、固定され、前記座金に円形接触リングを一体形成した請求項１に記載の電動送風機。
3. インペラを、中央部に吸気口を有した傘形の円板形状からなるシュラウドマエと、樹脂からなり平らな円板状のシュラウドウシロで、複数枚のブレードを挟持して構成し、前記シュラウドウシロの底面に円形接触リングを一体に形成した請求項１に記載の電動送風機。
4. エアーガイドの底面部に、円形接触リングの先端が接触するＰＴＦＥをリング状に配設し、前記円形接触リングの先端と前記ＰＴＦＥとでエアタイトする構成とした請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動送風機。
5. エアーガイドの底面部の円形接触リングの先端が位置する部分に断面凹形状のラビリンス室を円環状に設け、前記円形接触リング先端を、前記エアーガイドの底面部に接触させる代わりに、前記ラビリンス室内に入り込むようにした請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動送風機。
6. 塵埃を捕集する集塵室と請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動送風機を備え、前記集塵室と前記電動送風機とを連通させた電気掃除機。

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