JP2016205336A - Centrifugal blower and cleaning machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、遠心送風機および掃除機に関する。 The present invention relates to a centrifugal blower and a vacuum cleaner.
従来、掃除機や吸排気装置等の高出力の送風装置には、遠心送風機が用いられている。遠心送風機は、駆動力を発生させるモータと、送風を行うインペラと、モータおよびインペラを収容するブロアケーシングとを有する。従来の遠心送風機については、例えば、特開1996−326685号公報に記載されている。 Conventionally, centrifugal blowers have been used for high-power blowers such as vacuum cleaners and intake / exhaust devices. The centrifugal blower has a motor that generates a driving force, an impeller that blows air, and a blower casing that houses the motor and the impeller. A conventional centrifugal blower is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1996-326685.
特開1996−326685号公報の遠心送風機では、遠心ファン(インペラ)と、遠心ファンの下側に配置された固定ファンとの軸方向の間隙に環状突起を配置して微小間隙を形成している。これにより、遠心ファン(インペラ)の回転により発生した気流の一部が遠心ファン(インペラ)の下側において送風経路と異なる経路を進むのが抑制されている。その結果、送風量が減少するのが抑制されている(段落0019)。
近年、遠心送風機のさらなる高出力・高効率化が求められている。そのため、インペラの下側だけでなく、インペラの上側においても、インペラの回転により発生した気流の一部が送風経路と異なる経路を進むのを抑制することが望ましい。 In recent years, there has been a demand for higher output and higher efficiency of centrifugal blowers. Therefore, it is desirable to suppress not only the lower side of the impeller but also the upper side of the impeller from traveling a part of the airflow generated by the rotation of the impeller along a path different from the air blowing path.
しかしながら、特開1996−326685号公報に記載の遠心送風機に対して、単に遠心ファン(インペラ)の上側においても遠心ファン(インペラ)とファンカバー(ブロアケーシング)との間に軸方向に微小間隙を形成すると、遠心ファン(インペラ)と固定ファンとについて軸方向の寸法管理が困難になるだけでなく、遠心ファン(インペラ)とファンカバー(ブロアケーシング)とについても軸方向の寸法管理が困難になる。 However, with respect to the centrifugal blower described in Japanese Patent Laid-Open No. 1996-326685, there is a small gap in the axial direction between the centrifugal fan (impeller) and the fan cover (blower casing) even just above the centrifugal fan (impeller). When formed, not only is it difficult to manage the axial dimension of the centrifugal fan (impeller) and the fixed fan, but also it is difficult to manage the axial dimension of the centrifugal fan (impeller) and the fan cover (blower casing). .
本発明の目的は、遠心送風機の組み立て時における軸方向の寸法管理を容易にし、かつ、送風量の減少を抑制できる技術を提供することである。 The objective of this invention is providing the technique which makes easy the dimension management of the axial direction at the time of the assembly of a centrifugal blower, and can suppress the reduction | decrease in ventilation volume.
本願の例示的な第1発明は、モータカバーを有する静止部、および、上下に延びる中心軸を中心として回転する回転部を有するモータと、前記モータの上方に配置され、前記回転部とともに回転するインペラと、前記モータの少なくとも上端および前記インペラを径方向内側に収容するブロアケーシングと、を有し、前記インペラは、前記中心軸に対して略垂直に拡がり、下面が前記モータカバーの上面と対向する、板状の下シュラウドと、前記下シュラウドの上方に配置され、中央に吸気孔を有する、上シュラウドと、前記下シュラウドおよび前記上シュラウドの間に配置される、複数のブレードと、を有し、前記上シュラウドは、前記吸気孔を形成する筒部と、前記筒部の下端部から径方向外側に拡がる裾部と、を有し、前記下シュラウドの下面と前記モータカバーの上面とは、下側軸方向間隙を介して軸方向に対向し、前記下側軸方向間隙は、軸方向の幅が部分的に狭くなる下側ラビリンス部を有し、前記筒部の上端面と前記ブロアケーシングとは、上側軸方向間隙を介して軸方向に対向し、前記筒部の内周面または外周面と、前記ブロアケーシングとは、径方向間隙を介して径方向に対向し、前記径方向間隙は、前記上側軸方向間隙の軸方向の幅よりもその径方向の幅が狭い上側ラビリンス部を有する、遠心送風機である。 An exemplary first invention of the present application includes a stationary part having a motor cover, a motor having a rotating part that rotates about a central axis that extends vertically, and a motor that is disposed above the motor and rotates together with the rotating part. An impeller, and at least an upper end of the motor and a blower casing that accommodates the impeller radially inside. The impeller extends substantially perpendicularly to the central axis, and a lower surface faces the upper surface of the motor cover. A plate-like lower shroud, an upper shroud disposed above the lower shroud and having a suction hole in the center, and a plurality of blades disposed between the lower shroud and the upper shroud. The upper shroud includes a cylindrical portion that forms the intake hole, and a skirt that extends radially outward from a lower end portion of the cylindrical portion, and the lower shroud The lower surface of the motor cover and the upper surface of the motor cover are opposed to each other in the axial direction through a lower axial gap, and the lower axial gap has a lower labyrinth portion in which the axial width is partially narrowed. The upper end surface of the cylindrical portion and the blower casing face each other in the axial direction through an upper axial gap, and the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the cylindrical portion and the blower casing pass through a radial gap. And the radial gap is a centrifugal fan having an upper labyrinth portion having a radial width narrower than an axial width of the upper axial gap.
本願の例示的な第1発明によれば、遠心送風機の組み立て時における軸方向の寸法管理を容易にし、かつ、送風量の減少を抑制できる。 According to the exemplary first invention of the present application, it is possible to easily manage the axial dimension when assembling the centrifugal blower, and to suppress a reduction in the amount of blown air.
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、遠心送風機の中心軸と平行な方向を「軸方向」、遠心送風機の中心軸に直交する方向を「径方向」、遠心送風機の中心軸を中心とする円周に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、本願では、軸方向を上下方向とし、モータに対してインペラ側を上として、各部の形状および位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、遠心送風機の製造時および使用時の向きを限定する意図はない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present application, the direction parallel to the central axis of the centrifugal blower is referred to as “axial direction”, the direction orthogonal to the central axis of the centrifugal blower is referred to as “radial direction”, and the direction along the circumference centered on the central axis of the centrifugal blower is defined. These are referred to as “circumferential directions”, respectively. Further, in the present application, the shape and positional relationship of each part will be described with the axial direction as the vertical direction and the impeller side as the upper side with respect to the motor. However, the definition of the vertical direction is not intended to limit the direction of the centrifugal blower during manufacture and use.
<1.第1実施形態>
図1は、第1実施形態に係る遠心送風機1Aの縦断面図である。図1に示すように、遠心送風機1Aは、モータ11Aと、インペラ12Aと、ブロアケーシング13Aとを有する。
<1. First Embodiment>
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a
モータ11Aは、モータカバー22Aを有する静止部20Aと、上下に延びる中心軸9Aを中心として回転する回転部30Aとを有する。
The
インペラ12Aは、モータ11Aの上方に配置され、モータ11Aの回転部30Aとともに回転する。インペラ12Aは、上シュラウド51Aと、下シュラウド52Aと、上シュラウド51Aおよび下シュラウド52Aの間に配置される複数のブレード53Aとを有する。
The
上シュラウド51Aは、下シュラウド52Aの上方に配置される。上シュラウド51Aは、その中央に吸気孔513Aを有する。また、上シュラウド51Aは、吸気孔513Aを形成する筒部511Aと、筒部511Aの下端部から径方向外側に拡がる裾部512Aとを有する。下シュラウド52Aは、中心軸9Aに対して略垂直に拡がる板状の部材である。下シュラウド52Aの下面は、モータカバー22Aの上面と対向する。
The
ブロアケーシング13Aは、モータ11Aの少なくとも上端とインペラ12Aとを、径方向内側に収容する。
The
筒部511Aの内周面と、ブロアケーシング13Aとは、径方向間隙71Aを介して径方向に対向する。筒部511Aの上端面とブロアケーシング13Aとは、上側軸方向間隙73Aを介して軸方向に対向する。径方向間隙71Aは、上側軸方向間隙73Aの軸方向の幅よりもその径方向の幅が狭い上側ラビリンス部81Aを有する。
The inner peripheral surface of the
下シュラウド52Aの下面とモータカバー22Aの上面とは、下側軸方向間隙74Aを介して軸方向に対向する。下側軸方向間隙74Aは、軸方向の幅が部分的に狭くなる下側ラビリンス部84A,85Aを有する。
The lower surface of the
この遠心送風機1Aでは、上側ラビリンス部81Aおよび下側ラビリンス部84A,85Aの2種類のラビリンス部により、インペラ12Aの回転により発生した気流の一部が送風経路と異なる経路を進み、送風量が減少するのが効果的に抑制される。
In this
また、この遠心送風機1Aでは、上側ラビリンス部81Aが、上側軸方向間隙73A等の上シュラウド51Aとブロアケーシング13Aとの軸方向の間隙ではなく、径方向間隙71Aに形成されている。これにより、ブロアケーシング13Aに対してインペラ12Aが軸方向上方にずれた場合であっても、インペラ12Aとブロアケーシング13Aとが接触するのが抑制される。したがって、遠心送風機1Aの組み立て時における軸方向の寸法管理を容易にし、かつ、送風量の減少を抑制できる。
Further, in the
<2.第2実施形態>
<2−1.遠心送風機の構成>
図2は、第2実施形態に係る遠心送風機1の縦断面図である。この遠心送風機1は、上部に設けられた吸気孔513から上方の空気を吸引し、下方へと排出するターボ型遠心ファンである。ターボ型遠心ファンは、シロッコ型遠心ファンと比べて高効率で騒音が少ない。
<2. Second Embodiment>
<2-1. Centrifugal blower configuration>
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the centrifugal blower 1 according to the second embodiment. The centrifugal blower 1 is a turbo centrifugal fan that sucks upward air from an
本実施形態の遠心送風機1は、例えば、掃除機に備えられ、吸引力を生じさせるために使用される。ただし、本発明の遠心送風機は、掃除機以外の用途に使用されるものであってもよい。例えば、レンジフード用のファンや建物のダクトに用いられる給排気装置等の他の送風機器、家電製品、医療機器、産業用の大型設備等に搭載されて、吸気および排気を行うものであってもよい。 The centrifugal blower 1 of this embodiment is provided in a vacuum cleaner, for example, and is used to generate a suction force. However, the centrifugal blower of the present invention may be used for applications other than the vacuum cleaner. For example, it is installed in other blower devices such as range hood fans and air supply and exhaust devices used for building ducts, home appliances, medical devices, industrial large equipment, etc., and performs intake and exhaust Also good.
図2に示すように、遠心送風機1は、モータ11と、インペラ12と、ブロアケーシング13とを有する。モータ11の後述する回転部30と、インペラ12とは、中心軸9を中心として回転する。
As shown in FIG. 2, the centrifugal blower 1 includes a
モータ11は、インナーロータ型のブラシレスDCモータである。モータ11は、静止部20および回転部30を有する。静止部20は、ブロアケーシング13に対して、相対的に静止する。回転部30は、静止部20に対して中心軸9を中心として回転可能に支持される。
The
静止部20は、ステータ21、モータカバー22、底板23、回路基板24、上軸受25および下軸受26を有する。回転部30は、シャフト31およびロータ32を有する。
The
ステータ21は、回路基板24から供給される駆動電流に応じて磁束を発生させる電機子である。ステータ21は、上下に延びる中心軸9の周りを環状に取り囲む。ステータ21は、ステータコア211、インシュレータ212、および複数のコイル213を有する。
The
ステータコア211は、電磁鋼板が軸方向に積層された積層鋼板からなる。ステータコア211は、円環状のコアバック41と、コアバック41から径方向内側へ向けて突出する複数のティース42と、を有する。コアバック41は、中心軸9と略同軸に配置される。複数のティース42は、周方向に略等間隔に配列される。
The
インシュレータ212は、ステータコア211に取り付けられる。インシュレータ212の材料には、絶縁体である樹脂が用いられる。インシュレータ212は、ティース42の軸方向の両端面および周方向の両端面を覆う。コイル213は、ティース42の周囲にインシュレータ212を介して巻かれた導線により構成される。
The
モータカバー22は、ステータ21および上軸受25を保持する部材である。モータカバー22は、上板部221、側板部222、第1固定部223、第2固定部224および第3固定部225を有する。
The
上板部221は、ステータ21の上方において、中心軸9に対して略垂直に拡がる板状の部位である。上板部221の径方向内側には、上軸受25が保持される。側板部222は、上板部221の外縁から軸方向下方へ向かって略円筒状に延びる。このため、モータカバー22の上面、すなわち、上板部221の上面は、ステータ21の上方において中心軸9に対して略垂直に拡がる。また、モータカバー22の外周面、すなわち、側板部222の外周面は、モータカバー22の上面の外縁から下方へ向かって筒状に延びる。
The
第1固定部223および第2固定部224は、側板部222の内周面から径方向内側に突出する。第1固定部223は、ステータコア211のコアバック41の上方に配置される。第1固定部223は、下面から上方に凹むねじ穴を有する。第2固定部224は、ステータコア211のコアバック41の下方に配置される。第2固定部224は、上下に貫通するねじ穴を有する。
The
コアバック41には、軸方向に貫通する貫通孔411が設けられている。モータカバー22に設けられたねじ穴と、貫通孔411とにねじ43が嵌められることにより、ステータ21とモータカバー22とが固定される。
The core back 41 is provided with a through
本実施形態のモータ11では、ねじ43が嵌められる第1固定部223および第2固定部224のねじ穴および貫通孔411は、周方向の3箇所に設けられている。なお、ステータ21とモータカバー22との固定箇所は3箇所に限られず、2箇所や4箇所以上であってもよい。また、ステータ21とモータカバー22との固定方法はねじ止めに限られない。ステータ21とモータカバー22とは、圧入や接着等の他の方法により固定されてもよい。
In the
第3固定部225は、側板部222の下端部付近から径方向外側に突出する。第3固定部225には、底板23がねじ止めにより固定される。本実施形態のモータ11では、第3固定部225は、周方向の3箇所に設けられている。なお、モータカバー22と底板23との固定箇所は3箇所に限られず、2箇所や4箇所以上であってもよい。また、モータカバー22と底板23とは、他の方法により固定されてもよい。
The
底板23は、モータカバー22の下方の開口の少なくとも一部を覆う部材である。底板23は、中心軸9に対して略垂直に拡がる。底板23の中央には、下軸受26が保持される。ステータ21、回路基板24、上軸受25、下軸受26、およびロータ32は、モータカバー22および底板23により構成される筐体の内部に収容される。
The
回路基板24は、ステータ21よりも下側において、中心軸9に対して略垂直に配置される。回路基板24には、コイル213に駆動電流を供給するための電気回路を構成する電子部品が搭載される。コイル213を構成する導線の端部は、回路基板24上の電気回路と電気的に接続される。
The
上軸受25は、モータカバー22に対して、シャフト31を回転可能に支持する機構である。上軸受25は、後述する下側ラビリンス部84〜86よりも下方に配置される。下軸受26は、底板23に対して、シャフト31を回転可能に支持する機構である。上軸受25および下軸受26には、例えば、内輪と外輪との間に球状の転動体が介在する玉軸受が用いられる。
The
モータカバー22と上軸受25との間には、弾性部材27が介在する。これにより、モータ11およびインペラ12の回転時における振動を低減できる。
An
シャフト31は、中心軸9に沿って配置された円柱状の部材である。シャフト31は、上軸受25および下軸受26に支持され、中心軸9を中心として回転する。シャフト31の上端部は、モータカバー22よりも上側へ突出し、インペラ12が固定される。本実施形態では、インペラ12がシャフト31に対して直接的に固定されるが、インペラ12はシャフト31に対して、他の部材を介して間接的に固定されてもよい。
The
ロータ32は、シャフト31に固定され、シャフト31とともに回転する。本実施形態のロータ32は、略円筒形状に形成されたマグネット樹脂からなる。ロータ32の外周面には、N極とS極とが、周方向に交互に着磁される。また、ロータ32の外周面は、ティース42の径方向内側の端面と、僅かな間隙を介して径方向に対向する。すなわち、ロータ32は、ステータ21と径方向に対向する磁極面を有する。
The
なお、本実施形態では、マグネット樹脂製のロータ32を使用しているが、ロータ32は、複数のマグネットを、磁性体である円筒状のロータコアの外周面または内部に固定したものであってもよい。
In this embodiment, the
モータ11の駆動時には、回路基板24上の電気回路からコイル213に、駆動電流が供給され、ステータコア211の複数のティース42に、磁束が生じる。これにより、ティース42とロータ32との間の磁束が及ぼす作用により、周方向のトルクが発生する。その結果、中心軸9を中心として回転部30が回転する。そして回転部30の回転とともに、インペラ12が回転する。
When the
インペラ12は、いわゆるターボ型の遠心インペラである。インペラ12は、モータ11のモータカバー22の上方に配置される。図2に示すように、インペラ12は、上シュラウド51、下シュラウド52、および複数のブレード53を有する。
The
上シュラウド51は、筒部511と、裾部512と、吸気孔513とを有する。上シュラウド51は、下シュラウド52および複数のブレード53の上方に配置される。
The
筒部511は、中心軸9を中心とした略円筒状の部位である。本実施形態の筒部511は、軸方向の位置によらずその径が略一定である。なお、筒部511は、軸方向下方に向かうにつれて次第に拡径する形状であってもよい。
The
裾部512は、筒部511の下端部から径方向外側に拡がる。裾部512の外縁の径方向の位置は、下シュラウド52の外縁の径方向の位置と略同一である。吸気孔513は、上シュラウド51の中央に配置される。吸気孔513は、筒部511により形成され、筒部511の径方向内側において上シュラウド51を軸方向に貫通する。
The
下シュラウド52は、モータカバー22の上方において、中心軸9に対して略垂直に拡がる板状の部位である。下シュラウド52の下面は、モータカバー22の上面と軸方向に対向する。下シュラウド52は、その径方向内側の端部がモータ11のシャフト31に固定される。
The
ブレード53は、上シュラウド51および下シュラウド52の間に配置される。複数のブレード53は、周方向に略等間隔に、配置される。遠心送風機1の駆動時には、上シュラウド51と下シュラウド52との間の気体が、複数のブレード53によって径方向外側へと加速される。
The
ブロアケーシング13は、天板部131と、壁部132とを有する。天板部131は、インペラ12の上方に配置され、上シュラウド51の上面に沿って、環状に拡がる。天板部131は、その中央に中央孔130を有する。壁部132は、天板部131から、モータ11の径方向外側において、下方へ筒状に延びる。モータ11およびインペラ12は、壁部132の径方向内側に収容される。
The
本実施形態のブロアケーシング13は、上側ケーシング133、中央ケーシング134および下側ケーシング135の3つの環状の部材から形成される。中央ケーシング134は、上側ケーシング133の下方に配置される。また、下側ケーシング135は、中央ケーシング134の下方に配置される。上側ケーシング133は、天板部131および壁部132の上端を含む。中央ケーシング134および下側ケーシング135は、壁部132を形成する筒状の部材である。本実施形態のブロアケーシング13は3つの部材から形成されたが、ブロアケーシング13は、1つの部材から形成されてもよいし、2つまたは4つ以上の部材から形成されてもよい。
The
モータカバー22の外周面と、ブロアケーシング13の壁部132の内周面とは、径方向に間隔を空けて配置される。このモータカバー22の外周面と壁部132との内周面との間の空間は、遠心送風機1の駆動時における気体の流路10となる。
The outer peripheral surface of the
<2−2.気流の流れについて>
次に、遠心送風機1の駆動時における気流の流れについて、図2および図3を参照しつつ説明する。図3は、遠心送風機1の部分縦断面図である。
<2-2. About airflow>
Next, the flow of the airflow when the centrifugal blower 1 is driven will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 3 is a partial longitudinal sectional view of the centrifugal blower 1.
遠心送風機1の駆動時には、モータ11のステータ21に駆動電流が供給され、モータ11の回転部30とインペラ12とが回転する。インペラ12が回転すると、図2中および図3中に実線矢印で示したように、ブロアケーシング13の上方の気体が、ブロアケーシング13の中央孔130およびインペラの吸気孔513を介して吸引される。そして、気体は、上シュラウド51と下シュラウド52との間を通って、インペラ12の径方向外側へと排出される。
When the centrifugal blower 1 is driven, a drive current is supplied to the
インペラ12の径方向外側へと排出された気体は、図2に示すように、ブロアケーシング13の壁部132付近で下向きへと方向を変えて、モータカバー22の外周面と壁部132の内周面との間に形成された流路10内を軸方向下向きに進む。そして、気体は、流路10の下端部から遠心送風機1の外部へと排出される。
As shown in FIG. 2, the gas discharged to the radially outer side of the
ここで、ブロアケーシング13の天板部131は、その径方向内端部に、内側環状部61と、接続環状部62と、外側環状部63とを有する。内側環状部61は、天板部131の最も径方向内端に配置される。また、内側環状部61は、インペラ12の筒部511の径方向内側に配置され、上下に延びる略円筒状の部位である。接続環状部62は、内側環状部61の上端から径方向外側へ延びる板状かつ円環状の部位である。外側環状部63は、接続環状部62の外縁から下方に延び、筒部511の径方向外側に配置される筒状の部位である。本実施形態の外側環状部63は、その上端から下方に向かうにつれて中心軸9からの距離が次第に大きくなる、円錐面形状をしている。
Here, the
このブロアケーシング13は、外側環状部63の内周面に固定される環状部材136を有している。環状部材136は、外側環状部63の内周面から径方向内側に突出する、2つの環状のケーシング突出部64を有する。2つのケーシング突出部64は、環状部材136の上端部と下端部とに、軸方向に間隔を空けて配置される。
The
インペラ12の筒部511の内周面と、ブロアケーシング13の内側環状部61の外周面とは、内側径方向間隙71を介して径方向に対向する。インペラ12の筒部511の外周面と、ブロアケーシング13の環状部材136の内周面とは、外側径方向間隙72を介して径方向に対向する。また、インペラ12の筒部511の上端面と、ブロアケーシング13の接続環状部62の下面とは、上側軸方向間隙73を介して軸方向に対向する。
The inner peripheral surface of the
内側径方向間隙71は、上側軸方向間隙73の軸方向の幅よりもその径方向の幅が狭い第1上側ラビリンス部81である。また、外側径方向間隙72は、上側軸方向間隙73の軸方向の幅よりもその径方向の幅が狭い第2上側ラビリンス部82および第3上側ラビリンス部83を有する。図3中に拡大して示すように、第1上側ラビリンス部81の径方向の幅D1は、上側軸方向間隙73の軸方向の幅D2よりも狭い。また、第2上側ラビリンス部82および第3上側ラビリンス部83の径方向の幅D3は、上側軸方向間隙73の軸方向の幅D2よりも狭い。
The inner
第2上側ラビリンス部82は、インペラ12の筒部511の外周面と上側のケーシング突出部64との間に形成される。第3上側ラビリンス部83は、筒部511の外周面と下側のケーシング突出部64との間に形成される。外側径方向間隙72は、第2上側ラビリンス部82と第3上側ラビリンス部83との間に、上側ラビリンス部81,82,83よりも径方向の幅が大きい幅広部89を有する。すなわち、第2上側ラビリンス部82は、幅広部89の軸方向上側に配置され、第3上側ラビリンス部83は、幅広部89の軸方向下側に配置される。
The second
このように、インペラ12の筒部511とブロアケーシング13の内端部付近との間には、上側ラビリンス部81,82,83が設けられる。これにより、複数のブレード53によってインペラ12の径方向外側に吐出され、流路10へと向かう気体の一部が、図3中に破線矢印で示すように、上シュラウド51とブロアケーシング13との間の空間へと漏れるのが抑制される。
As described above, the
ブロアケーシング13がケーシング突出部64を有することにより、外側径方向間隙72において、容易に複数の上側ラビリンス部82,83を設けることができる。外側径方向間隙72に2つの上側ラビリンス部82,83を設けることにより、外側径方向間隙72全体に1つの長い上側ラビリンス部を設ける場合と比べて、外側径方向間隙72内における軸方向の気流の動きをより抑制できる。すなわち、複数のブレード53によってインペラ12の径方向外側に吐出された気体の一部が、上シュラウド51とブロアケーシング13との間の空間へと漏れるのがより抑制される。このように、要求されるラビリンス特性に合わせてケーシング突出部64を形成できる。したがって、安価かつ簡単に目的のラビリンス特性を得られる。その結果、送風量が減少するのが抑制される。
Since the
また、外側径方向間隙72全体を1つの上側ラビリンス部とするためには、外側径方向間隙72を構成する面全体の寸法精度を高くする必要がある。一方で、幅広部89を設けることにより、寸法管理が容易になり、製造時における作業効率が向上する。
In order to make the entire outer
内側径方向間隙71に第1上側ラビリンス部81が設けられ、外側径方向間隙72に第2上側ラビリンス部82および第3上側ラビリンス部83が設けられることにより、インペラ12の筒部511とブロアケーシング13の内端部付近との間には、3つの上側ラビリンス部81,82,83が設けられる。このように、より多くの上側ラビリンス部を設けることにより、複数のブレード53によってインペラ12の径方向外側に吐出され、流路10へと向かう気体の一部が、上シュラウド51とブロアケーシング13との間の空間へと漏れるのがさらに抑制される。
By providing the first
インペラ12の下シュラウド52の下面とモータカバー22の上面とは、下側軸方向間隙74を介して軸方向に対向する。図3に示すように、インペラ12の下面には、略T字形状のワッシャ14が接触している。ワッシャ14は、その内周面がシャフト31の外周面と接触する筒状の軸部141と、軸部141の上端から径方向外側に延びるフランジ部142とを有する。軸部141の下端面は、上軸受25の上面と接触する。すなわち、ワッシャ14は、下シュラウド52の下面に位置し、モータ11の回転部30に接触する環状の接触部材である。
The lower surface of the
ワッシャ14によって、インペラ12の軸方向下側への位置ずれが抑制される。これにより、インペラ12が軸方向下側へずれて、インペラ12とモータカバー22とが接触するのが抑制される。ワッシャ14のフランジ部142の下面とモータカバー22の上面とは、下側軸方向間隙74を介して軸方向に対向する。
The
モータカバー22は、モータカバー22の上面から上方に突出する3つの環状のモータ突起部226,227,228を有する。3つのモータ突起部226,227,228は、径方向に配列されている。
The
3つのモータ突起部226,227,228のうち最も径方向外側に配置される第1モータ突起部226と、下シュラウド52の下面との間には、第1下側ラビリンス部84が形成される。第1モータ突起部226の径方向内側かつ第3モータ突起部228の径方向外側に配置される第2モータ突起部227と、下シュラウド52の下面との間には、第2下側ラビリンス部85が形成される。また、3つのモータ突起部226,227,228のうち最も径方向内側に配置される第3モータ突起部228と、ワッシャ14のフランジ部142の下面との間には、第3下側ラビリンス部86が形成される。
A first
このように、下側軸方向間隙74は、軸方向の幅が部分的に狭くなる3つの下側ラビリンス部84,85,86を有する。これにより、インペラ12の径方向外側から、モータ11の外周面に沿って流路10内へと向かう送風経路から、下側軸方向間隙74内を径方向内側へ向かって気体が漏れるのが抑制される。
Thus, the lower axial gap 74 has three
本実施形態では、下側ラビリンス部84,85,86を形成するために、回転体であるインペラ12側でなく、静止部材であるモータカバー22側に突起部であるモータ突起部226,227,228を設けている。これにより、インペラ12の下シュラウド52の下面に突起部を設けた場合と比べて、インペラ12に作用する遠心力等の負荷を低減できる。
In the present embodiment, in order to form the
上記の通り、この遠心送風機1では、上側ラビリンス部81,82,83および下側ラビリンス部84,85,86の2種類のラビリンス部により、インペラ12の回転により発生した気流の一部が送風経路と異なる経路を進み、送風量が減少するのが効果的に抑制される。
As described above, in the centrifugal blower 1, a part of the air flow generated by the rotation of the
このとき、上側ラビリンス部81,82,83が、上側軸方向間隙73等の上シュラウド51とブロアケーシング13との軸方向の間隙ではなく、内側径方向間隙71および外側径方向間隙72に形成されている。これにより、ブロアケーシング13に対してインペラ12が軸方向上方にずれた場合であっても、インペラ12とブロアケーシング13とが接触するのが抑制される。したがって、遠心送風機1の組み立て時における軸方向の寸法管理を容易にし、かつ、送風量の減少を抑制できる。
At this time, the
遠心送風機1を構成するモータカバー22、インペラ12、ブロアケーシング13等の各パーツには、それぞれ軸方向の高さに公差が発生する。そのため、上側軸方向間隙73の軸方向の幅を、下側ラビリンス部84,85,86の軸方向の幅よりも狭く設計すると、遠心送風機1の組み立て時に、ブロアケーシング13と上シュラウド51とが接触する虞がある。
Each part such as the
しかしながら、この遠心送風機1では、上側軸方向間隙73の軸方向の幅が、下側ラビリンス部84,85,86の軸方向の幅よりも広い。このため、各パーツの公差が大きい場合であっても、軸方向に関しては、モータカバー22とインペラ12との間の軸方向間隙の幅のみを精度良く寸法管理すればよい。
However, in the centrifugal blower 1, the axial width of the upper
本実施形態では、下側軸方向間隙74に複数の下側ラビリンス部84,85,86を設けることにより、それぞれの下側ラビリンス部84,85,86の軸方向の幅を極端に狭くすることなく、気体の漏れを抑制できる。したがって、モータ11に対してインペラ12が軸方向上方にずれた場合であっても、インペラ12の下面とモータ11の上面との間で径方向の気流が発生するのを抑制できる。すなわち、遠心送風機1の組み立て時における軸方向の寸法管理をより容易にできる。
In the present embodiment, by providing a plurality of
また、この遠心送風機1では、下側軸方向間隙74に3つの下側ラビリンス部84,85,86が設けられる。このように、下側軸方向間隙74が3つ以上の下側ラビリンス部を有することにより、気体の漏れをさらに抑制できる。
In the centrifugal blower 1, three
下側軸方向間隙74に設けられる下側ラビリンス部が1つの場合、下側ラビリンス部を設けない場合と比べて、モータ11の回転数が低い領域(例えば、分速5,000回転)においては吸引仕事率が高くなるが、回転数が高い領域(例えば、分速60,000回転)においては吸引仕事率の顕著な向上は見られない。下側軸方向間隙74に設けられる下側ラビリンス部の数を増やすにつれて、モータ11の回転数が高い領域においても吸引仕事率が向上する。
When the number of the lower labyrinth portion provided in the lower axial gap 74 is one, in a region where the rotational speed of the
この遠心送風機1は、掃除機に用いられ、分速60,000回転程度の回転数が高い領域において使用されるものである。そのため、下側軸方向間隙74に3つ以上の下側ラビリンス部を設けることが好ましい。 This centrifugal blower 1 is used in a vacuum cleaner, and is used in a region where the number of revolutions is about 60,000 rpm. Therefore, it is preferable to provide three or more lower labyrinth portions in the lower axial gap 74.
本実施形態では、3つのモータ突起部226,227,228のうち最も外側の第1モータ突起部226は、中心軸9とブロアケーシング13の内周面との略中央に配置されている。このように、モータ突起部226,227,228をなるべく径方向内側に配置することにより、仮に、インペラ12が高速回転する場合であっても、インペラ12が受ける抵抗力を低減できる。モータカバー22の上面に設けられるモータ突起部は、中心軸9とブロアケーシング13の内周面との径方向中点よりも径方向内側に配置されることが、より好ましい。
In the present embodiment, of the three
また、図3に示すように、第3下側ラビリンス部86は、第1下側ラビリンス部84および第2下側ラビリンス部85よりも軸方向下方に配置される。すなわち、下側ラビリンス部84,85,86のうち最も径方向内側に配置された第3下側ラビリンス部86は、最も径方向外側に配置された第1下側ラビリンス部84よりも軸方向下方に配置される。このように、複数の下側ラビリンス部84,85,86の1つが、複数の下側ラビリンス部84,85,86の他の1つと、軸方向の高さが異なる。これにより、下側軸方向間隙74内において、径方向の気流が発生するのをより抑制できる。
Further, as shown in FIG. 3, the third
また、第1下側ラビリンス部84の径方向の長さは、第2下側ラビリンス部85の径方向の長さおよび第3下側ラビリンス部86の径方向の長さよりも長い。このように、径方向の長さの長い下側ラビリンス部を設けることにより、下側軸方向間隙内において径方向外側から内側へと向かう気流が発生するのがさらに抑制される。そのため、このように、複数の下側ラビリンス部84,85,86の1つの径方向の長さが、複数の下側ラビリンス部84,85,86の他の1つの径方向の長さよりも長いことが好ましい。特に、本実施形態のように、最も径方向外側の第1下側ラビリンス部84を径方向に長くとることがより好ましい。
The radial length of the first
<3.変形例>
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態には限定されない。
<3. Modification>
As mentioned above, although exemplary embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said embodiment.
図4は、一変形例に係る遠心送風機1Bの部分縦断面図である。図4の例では、インペラ12Bが、下シュラウド52Bの下面から下方に突出する、2つの環状のインペラ突起部521B,522Bを有する。2つの環状のインペラ突起部521B,522Bは、径方向に配列される。
FIG. 4 is a partial longitudinal sectional view of a
下シュラウド52Bの下面とモータカバー22Bとの間の下側軸方向間隙74Bは、3つの下側ラビリンス部84B,85B,86Bを有する。3つの下側ラビリンス部84B,85B,86Bのうち、第1下側ラビリンス部84Bおよび第2下側ラビリンス部85Bはそれぞれ、モータカバー22Bの上面と、インペラ突起部521B,522Bとの間に形成される。3つの下側ラビリンス部84B,85B,86Bのうち最も径方向内側に配置された第3下側ラビリンス部86Bは、モータカバー22Bの上面と、ワッシャ14Bのフランジ部142Bとの間に形成される。
The lower
図4の例のように、インペラ12B側に突起を設けることにより、下側ラビリンス部84B,85Bが形成されてもよい。
As in the example of FIG. 4, the
図5は、他の変形例に係る遠心送風機1Cの部分縦断面図である。図5の例では、ブロアケーシング13Cの外側環状部63Cが略円筒形状をしており、ブロアケーシング13Cが環状部材を有していない。
FIG. 5 is a partial longitudinal sectional view of a centrifugal blower 1C according to another modification. In the example of FIG. 5, the outer
インペラ12Cの筒部511Cの内周面と、ブロアケーシング13Cの内側環状部61Cの外周面とは、内側径方向間隙71Cを介して径方向に対向する。インペラ12Cの筒部511Cの外周面と、ブロアケーシング13Cの外側環状部63Cの内周面とは、外側径方向間隙72Cを介して径方向に対向する。また、インペラ12Cの筒部511Cの上端面と、ブロアケーシング13Cの接続環状部62Cの下面とは、上側軸方向間隙73Cを介して軸方向に対向する。
The inner peripheral surface of the
内側径方向間隙71Cは、上側軸方向間隙73Cの軸方向の幅よりもその径方向の幅が狭い第1上側ラビリンス部81Cである。また、外側径方向間隙72Cは、上側軸方向間隙73Cの軸方向の幅よりもその径方向の幅が狭い第2上側ラビリンス部82Cである。
The inner radial gap 71C is a first upper labyrinth portion 81C whose radial width is narrower than the axial width of the upper
図5の例のように、ブロアケーシング13Cは、環状部材を有していなくてもよい。
As in the example of FIG. 5, the
図6は、他の変形例に係る遠心送風機1Dの部分縦断面図である。図6の例では、ブロアケーシング13Dの外側環状部63Dが略円筒形状の上側円筒部631Dおよび下側円筒部632Dと、上側円筒部631Dおよび下側円筒部632Dよりも径方向外側に凹む凹部633Dとを有する。凹部633Dは、上側円筒部631Dの下側かつ下側円筒部632Dの上側に配置される。また、ブロアケーシング13Dは、環状部材を有していない。
FIG. 6 is a partial longitudinal sectional view of a
インペラ12Dの筒部511Dの内周面と、ブロアケーシング13Dの内側環状部61Dの外周面とは、内側径方向間隙71Dを介して径方向に対向する。インペラ12Dの筒部511Dの外周面と、ブロアケーシング13Dの外側環状部63Dの内周面とは、外側径方向間隙72Dを介して径方向に対向する。また、インペラ12Dの筒部511Dの上端面と、ブロアケーシング13Dの接続環状部62Dの下面とは、上側軸方向間隙73Dを介して軸方向に対向する。
The inner peripheral surface of the
内側径方向間隙71Dは、上側軸方向間隙73Dの軸方向の幅よりもその径方向の幅が狭い第1上側ラビリンス部81Dである。また、外側径方向間隙72Dは、上側軸方向間隙73Dの軸方向の幅よりもその径方向の幅が狭い第2上側ラビリンス部82Dおよび第3上側ラビリンス部83Dを有する。第2上側ラビリンス部82Dは、インペラ12Dの筒部511Dの外周面と上側円筒部631Dの内周面との間に形成される。第3上側ラビリンス部83Dは、インペラ12Dの筒部511Dの外周面と下側円筒部632Dの内周面との間に形成される。
The
図6の例のように、外側環状部63Dが上側円筒部631D、下側円筒部632Dおよび凹部633Dを有する事により、外側径方向間隙72Dに2つの上側ラビリンス部82D,83Dを形成してもよい。
As in the example of FIG. 6, the outer
また、各部材の細部の形状については、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。また、上述した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。 Moreover, about the detailed shape of each member, you may differ from the shape shown by each figure of this application. Moreover, you may combine suitably each element mentioned above in the range by which a contradiction does not arise.
本発明は、遠心送風機および掃除機に利用できる。 The present invention can be used for a centrifugal blower and a vacuum cleaner.
1,1A,1B,1C,1D 遠心送風機
9,9A 中心軸
10 流路
11,11A モータ
12,12A,12B,12C,12D インペラ
13,13A,13C,13D ブロアケーシング
14,14B ワッシャ
20,20A 静止部
22,22A,22B モータカバー
25 上軸受
27 弾性部材
30,30A 回転部
51,51A 上シュラウド
52,52A,52B 下シュラウド
53,53A ブレード
61,61C,61D 内側環状部
62,62C,62D 接続環状部
63,63C,63D 外側環状部
64 ケーシング突出部
71,71C,71D 内側径方向間隙
71A 径方向間隙
72,72C,72D 外側径方向間隙
73,73A,73C,73D 上側軸方向間隙
74,74A,74B 下側軸方向間隙
81,81A,81C,81D,82,82C,82D,83,83D 上側ラビリンス 部
84,84A,84B,85,85A,85B,86,86B 下側ラビリンス部
89 幅広部
130 中央孔
131 天板部
132 壁部
136 環状部材
142,142B フランジ部
226,227,228 モータ突起部
511,511A,511C,511D 筒部
513,513A 吸気孔
521B,522B インペラ突起部
1, 1A, 1B, 1C,
Claims (15)
前記モータの上方に配置され、前記回転部とともに回転するインペラと、
前記モータの少なくとも上端および前記インペラを径方向内側に収容するブロアケーシングと、
を有し、
前記インペラは、
前記中心軸に対して略垂直に拡がり、下面が前記モータカバーの上面と対向する、板状の下シュラウドと、
前記下シュラウドの上方に配置され、中央に吸気孔を有する、上シュラウドと、
前記下シュラウドおよび前記上シュラウドの間に配置される、複数のブレードと、
を有し、
前記上シュラウドは、
前記吸気孔を形成する筒部と、
前記筒部の下端部から径方向外側に拡がる裾部と、
を有し、
前記下シュラウドの下面と前記モータカバーの上面とは、下側軸方向間隙を介して軸方向に対向し、
前記下側軸方向間隙は、軸方向の幅が部分的に狭くなる下側ラビリンス部を有し、
前記筒部の上端面と前記ブロアケーシングとは、上側軸方向間隙を介して軸方向に対向し、
前記筒部の内周面または外周面と、前記ブロアケーシングとは、径方向間隙を介して径方向に対向し、
前記径方向間隙は、前記上側軸方向間隙の軸方向の幅よりもその径方向の幅が狭い上側ラビリンス部を有する、遠心送風機。 A motor having a stationary part having a motor cover and a rotating part rotating around a central axis extending vertically;
An impeller disposed above the motor and rotating together with the rotating part;
A blower casing that houses at least the upper end of the motor and the impeller radially inside;
Have
The impeller is
A plate-like lower shroud that extends substantially perpendicular to the central axis and whose lower surface faces the upper surface of the motor cover;
An upper shroud disposed above the lower shroud and having a suction hole in the center;
A plurality of blades disposed between the lower shroud and the upper shroud;
Have
The upper shroud is
A cylindrical portion forming the intake hole;
A hem that extends radially outward from the lower end of the tubular portion;
Have
The lower surface of the lower shroud and the upper surface of the motor cover are opposed to each other in the axial direction through a lower axial gap,
The lower axial gap has a lower labyrinth portion in which the axial width is partially narrowed,
The upper end surface of the cylindrical portion and the blower casing are opposed to each other in the axial direction through an upper axial gap,
The inner peripheral surface or outer peripheral surface of the cylindrical portion and the blower casing are opposed to each other in a radial direction through a radial gap,
The radial blower has an upper labyrinth portion whose radial width is narrower than the axial width of the upper axial gap.
前記モータカバーは、
前記モータカバーの上面から上方に突出する、環状のモータ突起部
を有し、
前記下側ラビリンス部は、前記モータ突起部と、前記下シュラウドの下面との間に形成される、遠心送風機。 The centrifugal blower according to claim 1,
The motor cover is
Having an annular motor protrusion protruding upward from the upper surface of the motor cover;
The lower labyrinth portion is a centrifugal blower formed between the motor protrusion and a lower surface of the lower shroud.
前記モータ突起部は、前記中心軸と前記ブロアケーシングの内周面との径方向中点よりも、径方向内側に配置される、遠心送風機。 It is a centrifugal blower of Claim 2, Comprising:
The motor protrusion is a centrifugal blower disposed on a radially inner side than a radial middle point between the central shaft and an inner peripheral surface of the blower casing.
前記インペラの前記下シュラウドの下面に位置し、前記回転部に接触する環状の接触部材
をさらに有し、
前記下側ラビリンス部は、前記モータ突起部と、前記接触部材の下面との間に形成される、遠心送風機。 It is a centrifugal blower of Claim 2 or Claim 3, Comprising:
An annular contact member located on the lower surface of the lower shroud of the impeller and in contact with the rotating portion;
The lower labyrinth part is a centrifugal blower formed between the motor protrusion and a lower surface of the contact member.
前記インペラは、
前記下シュラウドの下面から下方に突出する、環状のインペラ突起部
を有し、
前記下側ラビリンス部は、前記モータカバーの上面と、前記インペラ突起部との間に形成される、遠心送風機。 The centrifugal blower according to any one of claims 1 to 4,
The impeller is
An annular impeller projection projecting downward from the lower surface of the lower shroud;
The lower labyrinth portion is a centrifugal blower formed between an upper surface of the motor cover and the impeller protrusion.
前記下側軸方向間隙は、径方向に配列された複数の前記下側ラビリンス部を有する、遠心送風機。 The centrifugal blower according to any one of claims 1 to 5,
The lower axial gap is a centrifugal blower having a plurality of the lower labyrinth portions arranged in a radial direction.
前記下側軸方向間隙は、径方向に配列された3つ以上の前記下側ラビリンス部を有する、遠心送風機。 It is a centrifugal blower of Claim 6, Comprising:
The lower axial gap is a centrifugal blower having three or more lower labyrinth portions arranged in a radial direction.
前記下側ラビリンス部の1つは、前記下側ラビリンス部の他の1つと、軸方向の高さが異なる、遠心送風機。 The centrifugal blower according to claim 6 or 7, wherein
One of the lower labyrinth parts is a centrifugal blower having a different axial height from the other one of the lower labyrinth parts.
最も径方向内側に配置された前記下側ラビリンス部は、最も径方向外側に配置された前記下側ラビリンス部よりも下方に配置される、遠心送風機。 It is a centrifugal blower of Claim 8, Comprising:
The lower side labyrinth portion arranged at the innermost radial direction is a centrifugal blower arranged below the lower labyrinth portion arranged at the outermost radial direction.
前記下側ラビリンス部の1つの径方向の長さは、前記下側ラビリンス部の他の1つの径方向の長さよりも長い、遠心送風機。 A centrifugal blower according to any one of claims 6 to 9,
The centrifugal blower in which one radial length of the lower labyrinth portion is longer than another radial length of the lower labyrinth portion.
前記径方向間隙は、
2つの前記上側ラビリンス部と、
前記上側ラビリンス部よりも径方向の幅が大きい幅広部と、
を有し、
2つの前記上側ラビリンス部はそれぞれ、前記幅広部の軸方向上側および前記幅広部の軸方向下側に配置される、遠心送風機。 It is a centrifugal blower in any one of Claims 1 thru | or 10, Comprising:
The radial gap is
Two upper labyrinth sections;
A wide portion having a larger radial width than the upper labyrinth portion;
Have
The two upper labyrinth parts are respectively arranged in the axially upper side of the wide part and the axially lower side of the wide part.
前記径方向間隙は、前記筒部の外周面と前記ブロアケーシングの内周面との間に位置し、
前記ブロアケーシングは、その内周面に、径方向内側に突出するケーシング突出部を有し、
前記上側ラビリンス部は、前記ケーシング突出部と、前記筒部の外周面との間に形成される、遠心送風機。 It is a centrifugal blower of Claim 11, Comprising:
The radial gap is located between the outer peripheral surface of the cylindrical portion and the inner peripheral surface of the blower casing,
The blower casing has a casing protrusion that protrudes radially inward on the inner peripheral surface thereof.
The upper labyrinth part is a centrifugal blower formed between the casing protruding part and an outer peripheral surface of the cylindrical part.
前記上側軸方向間隙の軸方向の幅は、前記下側ラビリンス部の軸方向の幅よりも広い、遠心送風機。 A centrifugal blower according to any one of claims 1 to 12,
The centrifugal blower, wherein an axial width of the upper axial gap is wider than an axial width of the lower labyrinth part.
前記モータは、
前記インペラが直接的または間接的に固定されるシャフトと、
前記静止部に対して前記シャフトを回転可能に支持する、玉軸受と、
前記モータカバーと前記玉軸受との間に介在する弾性部材と、
を有し、
前記玉軸受は、前記下側ラビリンス部よりも下方に配置される、遠心送風機。 The centrifugal blower according to any one of claims 1 to 13,
The motor is
A shaft to which the impeller is fixed directly or indirectly;
A ball bearing that rotatably supports the shaft with respect to the stationary portion;
An elastic member interposed between the motor cover and the ball bearing;
Have
The ball bearing is a centrifugal blower disposed below the lower labyrinth portion.
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