JP2016223429A - 送風装置、および掃除機 - Google Patents
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Abstract
【課題】吸気効率を向上できる構造を有する送風装置を提供する。また、そのような送風装置を備える掃除機を提供する。
【解決手段】送風装置1は、上下に延びる中心軸Jに沿って配置されるシャフト31を備えるモータ10と、シャフトに取り付けられるインペラ70と、インペラの上方および径方向外側を囲むインペラハウジング80と、を備える。インペラハウジングは、上側に開口する吸気口80aを有する環状の吸気ガイド部81と、吸気ガイド部の周縁およびインペラの径方向外側を囲むインペラハウジング本体部82と、を有する。吸気ガイド部の内側面である吸気ガイド部内側面は、上側から下側に向かうに従って径方向内側に位置し、かつ、水平面に対する傾きが上側から下側に向かうに従って大きくなる曲面である。
【選択図】図1
【解決手段】送風装置1は、上下に延びる中心軸Jに沿って配置されるシャフト31を備えるモータ10と、シャフトに取り付けられるインペラ70と、インペラの上方および径方向外側を囲むインペラハウジング80と、を備える。インペラハウジングは、上側に開口する吸気口80aを有する環状の吸気ガイド部81と、吸気ガイド部の周縁およびインペラの径方向外側を囲むインペラハウジング本体部82と、を有する。吸気ガイド部の内側面である吸気ガイド部内側面は、上側から下側に向かうに従って径方向内側に位置し、かつ、水平面に対する傾きが上側から下側に向かうに従って大きくなる曲面である。
【選択図】図1
Description
本発明は、送風装置、および掃除機に関する。
従来、インペラを有する電動送風機が知られている。例えば、特許文献1の電動送風機は、外部空気が吸入される吸入ホールが形成されたインペラカバーを有する。
上記のような電動送風機においては、吸入ホールからインペラ内に空気が流入する。このような電動送風機では、インペラ内に流入される空気の吸気効率を向上することが求められている。
本発明の例示的な一実施形態は、上記問題点に鑑みて、吸気効率を向上できる構造を有する送風装置を提供することを目的の一つとする。また、そのような送風装置を備える掃除機を提供することを目的の一つとする。
本発明の例示的な一実施形態の送風装置は、上下に延びる中心軸に沿って配置されるシャフトを備えるモータと、前記シャフトに取り付けられるインペラと、前記インペラの上方および径方向外側を囲むインペラハウジングと、を備え、前記インペラハウジングは、上側に開口する吸気口を有する環状の吸気ガイド部と、前記吸気ガイド部の周縁および前記インペラの径方向外側を囲むインペラハウジング本体部と、を有し、前記吸気ガイド部の内側面である吸気ガイド部内側面は、上側から下側に向かうに従って径方向内側に位置し、かつ、水平面に対する傾きが上側から下側に向かうに従って大きくなる曲面である。
本発明の例示的な一実施形態の掃除機は、上記送風装置を備える。
本発明の例示的な一実施形態によれば、吸気効率を向上できる構造を有する送風装置が提供される。また、そのような送風装置を備える掃除機が提供される。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る送風装置について説明する。図面においては、適宜3次元直交座標系としてXYZ座標系を示す。XYZ座標系において、Z軸方向は、図1に示す中心軸Jの軸方向と平行な方向とする。Y軸方向は、Z軸方向と直交する方向であって図1の左右方向とする。X軸方向は、Y軸方向とZ軸方向との両方と直交する方向とする。
また、以下の説明においては、中心軸Jの延びる方向(Z軸方向)を上下方向とする。Z軸方向の正の側(+Z側)を「上側(軸方向上側)」と呼び、Z軸方向の負の側(−Z側)を「下側(軸方向下側)」と呼ぶ。なお、上下方向、上側および下側とは、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係や方向を限定しない。また、特に断りのない限り、中心軸Jに平行な方向(Z軸方向)を単に「軸方向」と呼び、中心軸Jを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Jを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。
<第1実施形態>
図1から図4に示すように、送風装置1は、モータ10と、インペラ70と、インペラハウジング80と、を備える。送風装置1は、ベアリング保持部材60と、取付部材75と、ナット76と、スペーサ77と、流路部材61と、複数の静翼67と、を備える。モータ10の上側(+Z側)には、ベアリング保持部材60が取り付けられる。流路部材61は、モータ10の径方向外側を周方向に囲む。インペラハウジング80は流路部材61の上側に取り付けられる。インペラハウジング80は、上側に開口する吸気口80aを有する。ベアリング保持部材60とインペラハウジング80との軸方向(Z軸方向)の間にインペラ70が収容される。インペラ70は、中心軸J周り(±θZ方向)に回転可能にモータ10に取り付けられる。より詳細に述べると、インペラ70は、シャフト31に取り付けられる。インペラ70は、吸気口80aから流入する空気が通るインペラ流路86を有する。インペラ流路86は、インペラ70の径方向外側に開口する。なお、図2および図3においては、流路部材61およびインペラハウジング80の図示を省略している。
図1から図4に示すように、送風装置1は、モータ10と、インペラ70と、インペラハウジング80と、を備える。送風装置1は、ベアリング保持部材60と、取付部材75と、ナット76と、スペーサ77と、流路部材61と、複数の静翼67と、を備える。モータ10の上側(+Z側)には、ベアリング保持部材60が取り付けられる。流路部材61は、モータ10の径方向外側を周方向に囲む。インペラハウジング80は流路部材61の上側に取り付けられる。インペラハウジング80は、上側に開口する吸気口80aを有する。ベアリング保持部材60とインペラハウジング80との軸方向(Z軸方向)の間にインペラ70が収容される。インペラ70は、中心軸J周り(±θZ方向)に回転可能にモータ10に取り付けられる。より詳細に述べると、インペラ70は、シャフト31に取り付けられる。インペラ70は、吸気口80aから流入する空気が通るインペラ流路86を有する。インペラ流路86は、インペラ70の径方向外側に開口する。なお、図2および図3においては、流路部材61およびインペラハウジング80の図示を省略している。
図1に示すように、モータ10は、ハウジング20と、ブラケット24と、シャフト31を有するロータ30と、ステータ40と、下側ベアリング52aおよび上側ベアリング52bと、回路基板90と、を備える。
ハウジング20は、上側に開口する有底の円筒容器である。本実施形態においてハウジング20は、例えば、アルミニウム等の熱伝導率に優れた金属で構成される。ハウジング20は、周壁21と、下蓋部22と、ハウジング側取付脚部23と、ハウジング側固定部25と、を有する。
周壁21は、軸方向(Z軸方向)に延びる円筒状である。周壁21の内側面には、ステータ40が嵌め合わされる。より詳細には、周壁21の内側面には、後述するステータコア41の径方向外側の面の下部が嵌め合わされる。本実施形態において周壁21の上端部は、例えば、ステータコア41の軸方向の中央と、軸方向において同じ位置である。
下蓋部22は、周壁21の下端に位置する。下蓋部22は、ステータ40の下側を覆う。下蓋部22は、下蓋部22を軸方向(Z軸方向)に貫通する孔である蓋部貫通孔22aを有する。図3に示すように、蓋部貫通孔22aは、例えば、周方向に延びる。図3の例では、下蓋部22は、蓋部貫通孔22aを例えば2つ有する。
図2に示すように、ハウジング側取付脚部23は、周壁21の下端部から径方向外側に延びる。図3に示すように、本実施形態においてハウジング側取付脚部23は、例えば、周方向に沿って等間隔に3つ設けられる。
図1に示すように、ハウジング側固定部25は、下蓋部22から上側に延びる。ハウジング側固定部25は、周壁21の内側面と接続される。図示は省略するが、ハウジング側固定部25は、例えば、周方向に沿って等間隔に3つ設けられる。ハウジング側固定部25の周方向位置は、例えば、ハウジング側取付脚部23の周方向位置と同じである。ハウジング側固定部25は、ハウジング側固定部25を軸方向に貫通する孔である固定用貫通孔25aを有する。固定用貫通孔25aは、下蓋部22の下側の面に開口する。
ブラケット24は、ハウジング20の下側に固定される。図3に示すように、ブラケット24は、ブラケット本体部24aと、ブラケット側取付脚部24bと、下側ベアリング保持部24cと、を有する。ブラケット側取付脚部24bは、ブラケット本体部24aから径方向外側に延びる。ブラケット側取付脚部24bは、例えば、周方向に沿って等間隔に3つ設けられる。ブラケット側取付脚部24bは、それぞれハウジング側取付脚部23と固定される。
図1および図3の例においては、ブラケット側取付脚部24bと、ハウジング側取付脚部23とは、ネジ92によって固定される。これにより、ブラケット24がハウジング20に固定される。ブラケット側取付脚部24bは、ブラケット側取付脚部24bを軸方向(Z軸方向)に貫通する孔であるブラケット貫通孔24dを有する。
下側ベアリング保持部24cは、ブラケット本体部24aの中央に位置する。下側ベアリング保持部24cは、ブラケット本体部24aから下側へ突出する筒状である。図1に示すように、下側ベアリング保持部24cは、内部に下側ベアリング52aを保持する。
ロータ30は、シャフト31と、ロータマグネット33と、下側磁石固定部材32aと、上側磁石固定部材32bと、を有する。すなわち、モータ10は、シャフト31を備える。ロータマグネット33は、シャフト31を径方向外側で軸周り(θz方向)に囲む円筒状である。下側磁石固定部材32aおよび上側磁石固定部材32bは、ロータマグネット33と同等の外径を有する円筒状である。下側磁石固定部材32aおよび上側磁石固定部材32bは、ロータマグネット33を軸方向両側から挟み込んでシャフト31に取り付けられる。上側磁石固定部材32bは、軸方向(Z軸方向)の上側部分に、下側(ロータマグネット33側)の部分よりも小さい外径の小径部32cを有する。
モータ10は、シャフト31を備える。シャフト31は、上下(Z軸方向)に延びる中心軸Jに沿って配置される。シャフト31は、下側ベアリング52aと上側ベアリング52bとによって中心軸J周り(±θz方向)に回転可能に支持される。シャフト31の上側(+Z側)の端部にインペラ70が取り付けられる。インペラ70は、シャフト31と一体となって中心軸J周りに回転する。
ステータ40は、ロータ30の径方向外側に位置する。ステータ40は、ロータ30を軸周り(θz方向)に囲む。ステータ40は、ステータコア41と、インシュレータ43と、コイル42と、を有する。
ステータコア41は、コアバック部41aと、複数(3つ)のティース部41bと、を有する。コアバック部41aは中心軸J周り(θZ方向)に延びるリング状である。コアバック部41aは、コアバック部41aを軸方向に貫通する孔であるコアバック部貫通孔41cを有する。コアバック部41aの下端部は、ハウジング側固定部25の上端部に接触する。これにより、ステータコア41が軸方向(Z軸方向)に位置決めされる。
ティース部41bは、コアバック部41aの内周面から径方向内側に延びる。図示は省略するが、ティース部41bは周方向に等間隔に配置される。インシュレータ43は、ティース部41bに装着される。コイル42は、インシュレータ43を介してティース部41bに装着される。コイル42は、導電線が巻き回されて構成される。
下側ベアリング52aは、弾性部材53aを介して下側ベアリング保持部24cに保持される。上側ベアリング52bは、弾性部材53bを介して後述する上側ベアリング保持部66に保持される。弾性部材53a,53bが設けられることによって、ロータ30の振動を抑制できる。
弾性部材53a,53bは、軸方向両側に開口する円筒状である。弾性部材53a,53bは、弾性体製である。本実施形態において弾性部材53a,53bの材質は、例えば、熱硬化性エラストマー(ゴム)であってもよいし、熱可塑性エラストマーであってもよい。
弾性部材53aは、下側ベアリング保持部24cの径方向内側に嵌め合わされる。下側ベアリング52aは、弾性部材53aの径方向内側に嵌め合わされる。弾性部材53bは、後述する上側ベアリング保持部66の径方向内側に嵌め合わされる。上側ベアリング52bは、弾性部材53bの径方向内側に嵌め合わされる。
回路基板90は、ハウジング20の内部に収容される。回路基板90は、ステータ40の下側に位置する。回路基板90は、インシュレータ43に固定される。図示は省略するが、回路基板90には、例えば、ロータ30の回転位置を検出する回転センサが取り付けられる。
ベアリング保持部材60は、ハウジング20の上側に取り付けられる。ベアリング保持部材60は、保持部材本体部62と、保持部材突出部63と、保持部材側固定部64と、上側ベアリング保持部66と、を有する。
保持部材本体部62は、例えば、中心軸Jを中心とし下側に開口する有蓋の円筒状である。保持部材本体部62の下端部は、ハウジング20の周壁21の上端部と接触する。本実施形態において保持部材本体部62の外側面と周壁21の外側面とは、例えば、径方向において同じ位置にある。保持部材本体部62の内側面には、ステータ40が嵌め合わされる。より詳細には、保持部材本体部62の内側面には、ステータコア41の上部が嵌め合わされる。
本実施形態においては、ハウジング20と保持部材本体部62とが軸方向(Z軸方向)重ね合わされることで、ハウジング20の内部と保持部材本体部62の内部とによって、収容空間Sが構成される。本実施形態において収容空間Sには、ロータ30、ステータ40および回路基板90が収容される。
保持部材突出部63は、保持部材本体部62から上側に突出する。図5に示すように、保持部材突出部63は、例えば、円環状である。保持部材突出部63は、第1突出部斜面63aと、第2突出部斜面63bと、を有する。
第1突出部斜面63aは、上側に臨む面である。第1突出部斜面63aは、例えば、周方向の一周に亘って延びる円環状である。図6に示すように、第1突出部斜面63aは、径方向内側から径方向外側に向かうに従って、下側に位置する斜面である。第1突出部斜面63aは、インペラ70の後述する円環部71aの下面である円環部下面71eに沿った形状である。
そのため、第1突出部斜面63aと円環部下面71eとの軸方向の間の隙間GA4の幅を小さくしやすい。また、隙間GA4の形状を、径方向内側から径方向外側に向かうに従って、下側に傾斜する形状とできる。そのため、隙間GA4の幅を単純に小さくする場合に比べて、より隙間GA4に空気が通ることを抑制できる。これにより、例えば、空気がモータ10の内部から上側ベアリング52bを介して隙間GA4に流入する流れが生じることを抑制できる。また逆に、例えば、インペラ70の径方向外側から排出された空気が、径方向外側から隙間GA4に流入することを抑制できる。
このように、本実施形態によれば、吸気口80aからインペラ70に流入された空気が後述する排気口88から排出されるまでの流れ以外の無駄な空気の流れおよび循環が生じることを抑制できる。したがって、本実施形態によれば、送風装置1の送風効率を向上できる。
本実施形態において第1突出部斜面63aの水平面(XY平面)に対する傾きは、例えば、径方向内側から径方向外側に向かうに従って小さくなる。
第2突出部斜面63bは、第1突出部斜面63aの径方向外端に接続される。図5に示すように、第2突出部斜面63bは、上側に臨む面である。第2突出部斜面63bは、例えば、周方向の一周に亘って延びる円環状である。図6に示すように、第2突出部斜面63bは、径方向内側から径方向外側に向かって下側に傾斜する斜面である。
第2突出部斜面63bの水平面(XY平面)に対する傾きは、第1突出部斜面63aよりも大きい。本実施形態において第2突出部斜面63bの水平面に対する傾きは、例えば、一定である。
保持部材突出部63は、保持部材本体部62の径方向外端から径方向内側に離れた位置にある。保持部材突出部63の径方向外側には、保持部材本体部62の上面である本体部上面62aとインペラ70の後述する円環部下面71eとの軸方向(Z軸方向)の間の隙間GA5がある。隙間GA5は、隙間GA4よりも径方向外側に位置する。隙間GA5は、隙間GA4の径方向外端と接続される。隙間GA5の径方向外端は、後述する接続流路84に接続される。隙間GA5の軸方向の寸法は、隙間GA4の軸方向の寸法よりも大きい。
例えば、インペラ70が軸方向(Z軸方向)に振動する場合、インペラ70の軸方向位置の変化は、径方向外側の位置程大きくなりやすい。これに対して本実施形態によれば、隙間GA4よりも軸方向の寸法が大きい隙間GA5が、隙間GA4よりも径方向外側の位置において、インペラ70とベアリング保持部材60との軸方向の間に位置する。そのため、インペラ70が軸方向に振動する場合に、インペラ70がベアリング保持部材60に接触することを抑制できる。
図1に示すように、保持部材側固定部64は、保持部材本体部62の上蓋部から下側に突出する。保持部材側固定部64は、保持部材本体部62の内側面と接続される。図示は省略するが、保持部材側固定部64は、例えば、周方向に沿って等間隔に3つ設けられる。保持部材側固定部64の下端部は、コアバック部41aの上端部と接触する。
保持部材側固定部64は、例えば、下側に開口するネジ穴である固定用ネジ穴64aを有する。本実施形態において保持部材側固定部64は、ハウジング側固定部25と、例えば、ネジ91で固定される。ネジ91は、ハウジング側固定部25の固定用貫通孔25aの下側から挿入され、コアバック部41aのコアバック部貫通孔41cを介して、保持部材側固定部64の固定用ネジ穴64aに締め込まれる。これにより、保持部材側固定部64とハウジング側固定部25とが、コアバック部41aを介して固定される。その結果、ハウジング20とベアリング保持部材60とがネジ91によって固定される。
本実施形態においては、ネジ91がコアバック部41aのコアバック部貫通孔41cを通るため、コアバック部41aは、保持部材側固定部64とハウジング側固定部25とによって軸方向に挟持される。これにより、ステータコア41をハウジング20およびベアリング保持部材60に対して、より強固に固定できる。
上側ベアリング保持部66は、保持部材本体部62の中央に位置する。本実施形態において上側ベアリング保持部66は、例えば、保持部材本体部62の上蓋部から下側に突出する円筒状である。上側ベアリング保持部66は、下側に開口する。上側ベアリング保持部66の径方向内側には、上側ベアリング52bが保持される。
図6に示すように、ベアリング保持部材60は、保持部材突出部63と保持部材本体部62とを軸方向(Z軸方向)に貫通する孔であるベアリング保持部材貫通孔60aを有する。ベアリング保持部材貫通孔60aの下端部は、上側ベアリング保持部66の内部と接続される。ベアリング保持部材貫通孔60aの平面視形状は、例えば、円形状である。
ベアリング保持部材貫通孔60aは、下側孔部60bと、上側孔部60cと、を有する。下側孔部60bの下端部は、上側ベアリング保持部66の内部に開口する。上側孔部60cは、下側孔部60bの上端部に接続される。上側孔部60cは、保持部材突出部63の上面に開口する。上側孔部60cは、第1突出部斜面63aよりも径方向内側に位置する。上側孔部60cの内径は、下側孔部60bの内径よりも大きい。
図1に示すように、流路部材61は、モータ10の径方向外側を囲む円筒状である。流路部材61の内径は、上端部から下側に向かうに従って小さくなった後、内径が最小となった箇所P1から下側に向かうに従って大きくなる。言い換えると、流路部材61の径方向内側の面である流路部材内側面61aは、上端部から下側に向かうに従って径方向内側に位置した後、径方向位置が最も内側となった箇所から下側に向かうに従って径方向外側に位置する。
流路部材61の内径は、例えば、上端部において最大である。言い換えると、流路部材内側面61aの径方向位置は、例えば、上端部において最も外側に位置する。
流路部材61とモータ10との径方向の間には、軸方向(Z軸方向)に延びる排気流路87が設けられる。すなわち、流路部材61とモータ10とによって、排気流路87が形成される。排気流路87は、周方向の一周に亘って設けられる。本実施形態においてモータ10の外側面、すなわちハウジング20の外周面は、軸方向に直線的に延びる円筒状であるため、排気流路87の径方向の幅は、流路部材61の内径に応じて変化する。
すなわち、排気流路87の径方向の幅は、上端部から下側に向かうに従って小さくなった後、幅が最小となった箇所から下側に向かうに従って大きくなる。排気流路87の径方向の幅は、例えば、上端部において最大となる。このように排気流路87の幅を変化させることで、排気流路87内を通る空気の静圧を大きくできる。これにより、排気流路87内を通る空気が逆流すること、すなわち空気が下側から上側に向かって流れることを抑制できる。
排気流路87の径方向位置は、排気流路87の径方向の幅が小さくなるほど径方向内側となり、排気流路87の径方向の幅が大きくなるほど径方向外側となる。ここで、排気流路87の径方向位置が径方向内側になるほど、排気流路87の周方向の長さは小さくなるため、排気流路87の流路面積が小さくなる。一方、排気流路87の径方向位置が径方向外側になるほど、排気流路87の周方向の長さは大きくなるため、排気流路87の流路面積が大きくなる。
したがって、例えば、排気流路87の径方向の幅を小さくしても、排気流路87の径方向位置が径方向外側となる場合には、排気流路87の流路面積を十分に小さくしにくく、排気流路87を通る空気の静圧を大きくしにくい場合がある。
これに対して、本実施形態によれば、排気流路87の径方向位置は、排気流路87の径方向の幅が小さくなるほど径方向内側となる。そのため、排気流路87の径方向の幅を小さくすることで、流路面積を十分に小さくしやすい。一方、排気流路87の径方向の幅を大きくすることで、流路面積を十分に大きくしやすい。これにより、排気流路87の流路面積の変化を大きくできるため、排気流路87を通る空気の静圧を大きくしやすい。したがって、本実施形態によれば、排気流路87を通る空気が逆流することをより抑制できる。
なお、本明細書において排気流路の径方向位置とは、排気流路における径方向外端の径方向位置を含む。
排気流路87には、ハウジング20の周壁21が露出する。そのため、排気流路87を流れる空気によってハウジング20が冷却されやすい。そして、ハウジング20は、例えば、アルミニウム等の熱伝導率に優れた金属製である。したがって、本実施形態によれば、排気流路87を流れる空気によって、ステータコア41を、ハウジング20の周壁21を介して間接的に冷却しやすい。
排気流路87の下端部には、排気口88が設けられる。排気口88は、吸気口80aから送風装置1に流入した空気が排出される部分である。本実施形態において排気口88の軸方向位置は、ハウジング20の下端部の軸方向位置と概ね同じである。
図6に示すように、流路部材61の径方向外側の面には、下側から上側に向かって流路部材61の外径が小さくなる段差65が設けられる。
図1に示すように、インペラハウジング80は、円筒状の部材である。インペラハウジング80は、インペラ70の上方および径方向外側を囲む。インペラハウジング80は、流路部材61の上端部に取り付けられる。インペラハウジング80は、インペラハウジング本体部82と、吸気ガイド部81と、を有する。
インペラハウジング本体部82は、吸気ガイド部81の周縁およびインペラ70の径方向外側を囲み軸方向両側に開口する円筒状である。つまり、インペラハウジング本体部82は、吸気ガイド部81の周縁およびインペラ70の径方向外側を囲む。インペラハウジング本体部82の径方向内側には、流路部材61の上端部が嵌め合わされる。本実施形態において流路部材61の上端部は、例えば、インペラハウジング本体部82の径方向内側に圧入される。
図6に示すように、インペラハウジング本体部82の下端部には、インペラハウジング本体部82の内径が上側から下側に向かって大きくなる段差83が設けられる。流路部材61の上端面は、段差83の軸方向(Z軸方向)と直交する段差面83aと接触する。インペラハウジング本体部82の下端部は、流路部材61における段差65の軸方向と直交する段差面65aと接触する。これにより、インペラハウジング本体部82が流路部材61に対して軸方向に位置決めされる。
インペラハウジング本体部82の内側面は、湾曲面82aと、対向面82bと、を有する。湾曲面82aは、上側から下側に向かって径方向外側に位置する断面視円弧状の曲面である。湾曲面82aは、流路部材内側面61aと段差なく連続して接続される。そのため、湾曲面82aに沿って流れる空気が排気流路87に流入する際に、損失が生じにくい。したがって、本実施形態によれば、送風装置1の送風効率を向上できる。
湾曲面82aは、インペラ70の径方向外側の開口部と径方向に対向する。湾曲面82aとインペラ70との径方向の間には、インペラ流路86と排気流路87とを接続する接続流路84が設けられる。
接続流路84の径方向の幅は、上側から下側に向かうに従って大きくなる。すなわち、接続流路84の径方向の幅は、下端部において最大となる。接続流路84の下端部は、排気流路87の上端部と接続される部分である。接続流路84の下端部の径方向の幅と、排気流路87の上端部の径方向の幅とは、同じである。
上述したように、排気流路87の上部側では、上側から下側に向かうに従って排気流路87の幅が小さくなる。そのため、接続流路84から排気流路87の上部側までの流路においては、接続流路84と排気流路87とが接続される箇所において、流路の幅が最も大きい。言い換えると、接続流路84から排気流路87の上部側までの流路において最も幅が大きい箇所に、インペラハウジング80と流路部材61との接続部である段差83が設けられる。
対向面82bは、インペラ70の後述するシュラウド円環部72aと対向する面である。対向面82bは、シュラウド円環部上面72cに倣う形状である。そのため、対向面82bとシュラウド円環部上面72cとの隙間GA3の幅を小さくしやすい。
例えば、隙間GA3の幅が大きすぎると、隙間GA3内における圧力が低くなるため、隙間GA3内に空気が流れやすく、損失が大きくなりやすい。これに対して、本実施形態によれば、隙間GA3の幅を小さくしやすいため、隙間GA3内に空気が流れることを抑制でき、空気の損失を低減できる。
吸気ガイド部81は、インペラハウジング本体部82の上端部の内縁から径方向内側に突出する。吸気ガイド部81は、例えば、円環状である。吸気ガイド部81の内側は、吸気口80aである。すなわち、吸気ガイド部81は、上側に開口する吸気口80aを有する。本実施形態において吸気ガイド部81の内側面である吸気ガイド部内側面81aは、上側から下側に向かうに従って径方向内側に位置する斜面である。吸気ガイド部内側面81aは、水平面(XY平面)に対する傾きが上側から下側に向かうに従って大きくなる曲面である。つまり、吸気ガイド部81の内側面である吸気ガイド部内側面81aは、上側から下側に向かうに従って径方向内側に位置し、かつ、水平面に対する傾きが上側から下側に向かうに従って大きくなる曲面である。
そのため、吸気口80aから送風装置1に流入する空気を、吸気ガイド部内側面81aによって滑らかにインペラ70の内部に送ることができる。これにより、吸気口80aから空気が取り入れられる際の損失を低減でき、空気をインペラ70内に取り入れやすい。したがって、本実施形態によれば、吸気効率を向上できる構造を有する送風装置1が得られる。
吸気ガイド部内側面81aの水平面(XY平面)に対する傾きは、上側から下側に向かうに従って大きくなる。吸気ガイド部内側面81aの径方向内端における水平面に対する傾きは、上側斜面部74aの上端部における水平面に対する傾きとほぼ同じである。吸気ガイド部内側面81aの径方向内端は、上側斜面部74aの上端部と径方向においてほぼ同じ位置である。
インペラ70は、シャフト31に固定される。インペラ70は、ベース部71と、シュラウド72と、複数の動翼73と、を有する。本実施形態においてベース部71は、例えば、金属製の板をプレス加工することによって製造される。
ベース部71は、シャフト31に固定される。ベース部71は、平板部71bと、円環部71aと、を有する。平板部71bは、径方向に広がる円板状である。本実施形態において平板部71bの中心には、中心軸Jが通る。平板部71bの上面である平板部上面71dおよび平板部71bの下面である平板部下面71fは、平坦面である。平板部上面71dおよび平板部下面71fは、例えば、水平面(XY平面)と平行である。平板部71bは、中央にシャフト31が通る孔を有する。
円環部71aは、平板部71bの径方向外側の外縁に接続される。円環部71aは、平面視で円環状である。円環部71aは、径方向内側から径方向外側に向かうに従って、下側に位置する。円環部71aの上面である円環部上面71cおよび円環部71aの下面である円環部下面71eは、径方向内側から径方向外側に向かうに従って下側に位置する斜面である。
円環部上面71cの水平面(XY平面)に対する傾き、および円環部下面71eの水平面に対する傾きは、径方向内側から径方向外側に向かうに従って小さくなる。円環部下面71eの一部は、保持部材突出部63の第1突出部斜面63aと軸方向(Z軸方向)に対向する。
シュラウド72は、中央が上側に開口する環状である。シュラウド72は、円環部上面71cと隙間を介し軸方向に対向する。シュラウド72の内縁は、例えば、円環部71aと同心の円形状である。シュラウド72は、動翼73の上側において動翼73と接続される。シュラウド72は、動翼73を介して、円環部71aと固定される。
シュラウド72は、シュラウド本体部72eと、円環部材74と、を有する。シュラウド本体部72eは、ベース部71の上面と隙間を介して軸方向に対向する。シュラウド本体部72eは、円環状である。シュラウド本体部72eは、シュラウド円環部72aと、シュラウド円筒部72bと、を有する。
シュラウド円環部72aは、円環板状である。シュラウド円環部72aの上面であるシュラウド円環部上面72cおよびシュラウド円環部72aの下面であるシュラウド円環部下面72dは、径方向内側から径方向外側に向かうに従って、下側に位置する斜面である。シュラウド円環部上面72cの水平面(XY平面)に対する傾き、およびシュラウド円環部下面72dの水平面に対する傾きは、径方向内側から径方向外側に向かうに従って小さくなる。
シュラウド円環部72aの径方向外端は、湾曲面82aの上端部P2と径方向に重なる。すなわち、湾曲面82aの上端部P2は、シュラウド円環部下面72dの径方向外端よりも上側に位置する。そのため、インペラ流路86からインペラ70の径方向外側に排出される空気が上端部P2に衝突することがない。これにより、シュラウド円環部72aの径方向外端とインペラハウジング本体部82との径方向の間の隙間GA2に空気が入り込むことを抑制できる。したがって、本実施形態によれば、送風装置1の送風効率を向上できる。
隙間GA2の幅は、対向面82bとシュラウド円環部上面72cとの隙間GA3の幅よりも小さい。これにより、接続流路84を流れる空気が隙間GA2を介して隙間GA3へと流入することを抑制できる。
また、湾曲面82aの上端部P2は、シュラウド円環部72aの上面の径方向外端よりも下側に位置する。そのため、インペラ流路86からインペラ70の径方向外側に排出される空気が、湾曲面82aに沿って流れやすい。これにより、空気がインペラ流路86から接続流路84を介して排気流路87へと流れる際の損失を低減できる。したがって、本実施形態によれば、送風装置1の送風効率を向上できる。
シュラウド円筒部72bは、シュラウド円環部72aの内縁から上側に延びる円筒状である。シュラウド円筒部72bは、ベース部71の平板部71bよりも径方向外側に位置する。
円環部材74は、円環状の部材である。円環部材74は、シュラウド本体部72eの上部に取り付けられる。本実施形態においては、円環部材74は、シュラウド円筒部72bの上端部に取り付けられる。円環部材74は、シュラウド円筒部72bの径方向内側に嵌め合わされて固定される。ただし、円環部材74は、シュラウド円筒部72bの上端部以外の部位に取り付けられても良い。
円環部材74の径方向外側の面には、上側から下側に向かって、円環部材74の外径が小さくなる段差74cがある。シュラウド円筒部72bの上端面は、段差74cの軸方向(Z軸方向)と直交する段差面74dと接触する。これにより、円環部材74がシュラウド円筒部72bに対して軸方向に位置決めされる。円環部材74の径方向内側は、吸気口80aからの空気が流入されるインペラ開口部70aである。
円環部材74の内側面は、シュラウド72の内側面の一部である。円環部材74の内側面の径方向内端である内端部P3は、シュラウド72の内側面における径方向内端である。内端部P3は、吸気ガイド部内側面81aよりも径方向内側に位置する。言い換えると、内端部P3は、吸気口80aの内縁80bよりも径方向内側に位置する。つまり、シュラウド72の径方向内端である内端部P3は、吸気ガイド部内側面81aよりも径方向内側に位置する。そのため、例えば、円環部材74の内側面のうちの内端部P3よりも上側の部分を斜面とすることで、吸気ガイド部81の吸気口80aからインペラ70内に流入する空気を滑らかに案内することができる。これにより、送風装置1の吸気効率をより向上できる。
円環部材74の内側面は、斜面である。円環部材74は、上側斜面部74aを有する。さらに、円環部材74は、下側斜面部74bを有する。より詳細に述べると、円環部材74の内側面は、上側斜面部74aと、下側斜面部74bと、を有する。すなわち、シュラウド72の内側面は、上側斜面部74aと、下側斜面部74bと、を有する。上側斜面部74aは、内端部P3よりも上側に位置する。従って、シュラウド72の内側面は、内端部P3よりも上側に位置する上側斜面部74aを有する。上側斜面部74aは、上側から下側に向かうに従って径方向内側に位置する斜面である。
そのため、吸気ガイド部内側面81aと、上側斜面部74aとで、吸気口80aに流入する空気を径方向内側に滑らかに案内する斜面を構成することができる。これにより、インペラ70の内部に空気を取り入れる際に、より損失が生じにくく、インペラ70内に空気を取り入れやすい。これにより、送風装置1の吸気効率をより向上できる。
また、例えば、インペラ開口部70aの内側面、すなわち図6の例では円環部材74の内側面が、軸方向(Z軸方向)に延びる面である場合、インペラ70に流入した空気が剥離して空気の逆流が生じる場合がある。これに対して、本実施形態によれば、円環部材74の内側面が上側斜面部74aを有するため、インペラ70に流入した空気が剥離しにくく、逆流することを抑制できる。
また、例えば、吸気ガイド部内側面81aを、円環部材74の上側斜面部74aに沿って内端部P3まで延びる形状とした場合、本実施形態と同様に、空気をインペラ70の内部に送りやすい。しかし、この場合においては、吸気ガイド部81の軸方向(Z軸方向)の寸法を大きくする必要がある。そのため、インペラ70の軸方向の寸法を維持しようとすると、送風装置1が軸方向に大型化する問題がある。一方、送風装置1の軸方向の寸法を維持するためにインペラ70の軸方向の寸法を小さくすると、送風装置1の軸方向の寸法に占めるインペラ70の軸方向の寸法の割合を小さくする必要があった。
これに対して、本実施形態によれば、円環部材74が上側斜面部74aを有し、吸気ガイド部内側面81aと上側斜面部74aとによって空気を径方向内側に滑らかに送る。これにより、空気の損失が生じることを抑制しつつ、送風装置1の軸方向の寸法に占めるインペラ70の軸方向の寸法の割合を大きくできる。
また、円環部材74が上側斜面部74aを有するため、例えば、吸気口80aの設計変更等に伴って上側斜面部74aの設計変更が必要となった場合に、円環部材74のみを交換することで上側斜面部74aの設計を変更できる。したがって、設計変更に伴う手間およびコストを少なくできる。
上側斜面部74aの上端部は、吸気ガイド部内側面81aの径方向内端と径方向においてほぼ同じ位置にある。上側斜面部74aは、吸気口80a側(上側)に臨む。図4に示すように、上側斜面部74aは、吸気口80aの内縁80bよりも径方向内側に位置する。そのため、上側斜面部74aが吸気口80aと軸方向に重なり、吸気口80aから流入する空気が上側斜面部74aに沿って案内されやすい。したがって、送風装置1の吸気効率をより向上できる。
図6に示すように、本実施形態において上側斜面部74aは、水平面に対する傾きが上側から下側に向かうに従って大きくなる曲面である。そのため、上側斜面部74aによって、空気をより滑らかに案内することができる。これにより、送風装置1の吸気効率をより向上できる。ここで、水平面は、図6におけるXY平面に対応する。
吸気ガイド部内側面81aと上側斜面部74aとは、隙間を介して滑らかに接続される。そのため、インペラ70内に流入する空気を案内する部分が、吸気ガイド部内側面81aから上側斜面部74aに移る際に、空気の損失が生じることを抑制できる。これにより、送風装置1の吸気効率をより向上できる。
なお、本明細書において、ある2つの面が隙間を介して接続される、とは、一方の面を隙間側の端部の傾きに沿って延長した場合に、他方の面と接続されることを含む。また、ある2つの面が隙間を介して接続される、とは、ある2つの面が、共に同一面の一部を構成することを含む。
また、本明細書において、ある2つの面が滑らかに接続される、とは、互いに接続される側の端部において、各面の傾きがほぼ同じであることを含む。また、ある2つの面が隙間を介して接続される場合には、ある2つの面が滑らかに接続される、とは、一方の面の隙間側の端部の傾きと、他方の面の隙間側の端部の傾きと、がほぼ同じであることを含む。
吸気ガイド部内側面81aと上側斜面部74aとは、例えば、吸気ガイド部内側面81aと上側斜面部74aとを含む滑らかな同一曲面状に位置する。そのため、吸気口80aから空気をより滑らかに径方向内側へと送り、インペラ70内に流入させることができる。
下側斜面部74bは、上側斜面部74aの下端部に接続される。上側斜面部74aと下側斜面部74bとの接続箇所は、例えば、内端部P3である。下側斜面部74bは、内端部P3よりも下側に位置する。
シュラウド72の内側面は、下側斜面部74bを有する。下側斜面部74bは、上側から下側に向かうに従って径方向外側に位置する。下側斜面部74bは、水平面(XY平面)に対する傾きが上側から下側に向かうに従って小さくなる曲面である。そのため、上側斜面部74aから径方向内側に送られた空気を下側斜面部74bに沿って径方向外側に滑らかに案内することができる。これにより、空気の損失をより低減でき、送風装置1の吸気効率をより向上できる。
本実施形態においては、円環部材74が下側斜面部74bを有するため、例えば、吸気口80aの設計変更等に伴って下側斜面部74bの設計変更が必要となった場合に、円環部材74のみを交換することで下側斜面部74bの設計を変更できる。したがって、設計変更に伴う手間およびコストを少なくできる。
下側斜面部74bの下端部は、シュラウド円環部下面72dの径方向内端と接続される。そのため、インペラ70内に流入した空気を、下側斜面部74bおよびシュラウド円環部下面72dに沿って、滑らかに径方向外側に送ることができる。これにより、本実施形態によれば、送風装置1の送風効率を向上できる。
下側斜面部74bと、シュラウド円環部下面72dとは、滑らかに接続される。すなわち、円環部材74の内側面とシュラウド本体部72eの下面とは、滑らかに接続される。そのため、インペラ70内に流入した空気を、下側斜面部74bおよびシュラウド円環部下面72dに沿って、より滑らかに径方向外側に送ることができる。
下側斜面部74bとシュラウド円環部下面72dとの接続箇所において、下側斜面部74bの水平面(XY平面)に対する傾きと、シュラウド円環部下面72dの水平面に対する傾きとは、ほぼ同じである。
円環部材74の内径は、上端部から、上側斜面部74aと下側斜面部74bとが接続される内端部P3に向かうに従って小さくなる。円環部材74の内径は、内端部P3から下側に向かうに従って大きくなる。すなわち、円環部材74の内径は、内端部P3において、最も小さくなる。本実施形態において内端部P3における円環部材74の内側面の傾きは、例えば、水平面(XY平面)と直交する。
吸気ガイド部81は、円環部材74の上側に位置する。吸気ガイド部81と円環部材74との軸方向(Z軸方向)の隙間GA1の幅は、隙間GA3の幅よりも小さい。これにより、吸気口80aからインペラ70に流入する空気が隙間GA1を介して隙間GA3へと流入することを抑制できる。
本実施形態において円環部材74とインペラハウジング本体部82との径方向の隙間GA6の幅は、隙間GA1の幅と同程度である。すなわち、隙間GA6の幅は、隙間GA3の幅よりも小さい。隙間GA6は、隙間GA1と隙間GA3とを接続する。隙間GA6の幅が隙間GA1の幅と同程度に小さいことで、隙間GA1から隙間GA3に空気が流入することをより抑制できる。
複数の動翼73は、ベース部71の上側において周方向に配列される。動翼73は、ベース部71の円環部上面71cとシュラウド72のシュラウド円環部下面72dとに、軸方向(Z軸方向)に挟まれて固定される。動翼73の下端部は、円環部上面71cに固定される。動翼73の上端部は、シュラウド円環部下面72dに固定される。本実施形態において動翼73の下端部は、円環部上面71cに位置する溝に差し込まれて固定される。本実施形態において動翼73の上端部は、シュラウド円環部下面72dに位置する溝に差し込まれて固定される。
インペラ流路86は、軸方向(Z軸方向)においてシュラウド円環部72aと円環部71aとの間に設けられる。インペラ流路86は、複数の動翼73によって仕切られる。インペラ流路86は、インペラ開口部70aと連通する。
スペーサ77は、ベアリング保持部材貫通孔60aの径方向内側に挿入される。スペーサ77は、ベース部71の平板部71bの下側に位置する。スペーサ77は、スペーサ下部77aと、スペーサ上部77bと、を有する。スペーサ下部77aは、軸方向(Z軸方向)に延びる円筒状である。スペーサ下部77aは、シャフト31の外周面に嵌め合わされる。スペーサ下部77aの下端部は、上側ベアリング52bの内輪の上端部と接触する。スペーサ下部77aは、ベアリング保持部材貫通孔60aの下側孔部60bに位置する。
スペーサ上部77bは、スペーサ下部77aの上端部に接続される円環板状である。スペーサ上部77bは、スペーサ下部77aの上端部から径方向外側に延びる。スペーサ上部77bは、ベアリング保持部材貫通孔60aの上側孔部60cに位置する。
スペーサ上部77bの上面であるスペーサ上面77cは、平坦面である。スペーサ上面77cは、例えば、水平面(XY平面)と平行である。スペーサ上面77cは、ベース部71の平板部下面71fと接触する。
インペラ70の軸方向(Z軸方向)の位置は、スペーサ77によって決められる。そのため、スペーサ77の軸方向の寸法を調整することで、インペラ70とベアリング保持部材60との間の隙間GA4,GA5の軸方向の寸法を調整できる。
スペーサ77とベアリング保持部材貫通孔60aとの隙間は、例えば、隙間GA4と同程度の幅を有する。そのため、スペーサ77とベアリング保持部材貫通孔60aとの隙間に空気が流れることを抑制できる。これにより、無駄な空気の流れおよび循環が生じることをより抑制できる。
また、本実施形態によれば、ベアリング保持部材貫通孔60aは、下側孔部60bと、下側孔部60bよりも内径が大きい上側孔部60cと、を有する。そのため、下側孔部60bと、上側孔部60cとの接続箇所において、段差が生じる。これにより、ベアリング保持部材貫通孔60aが軸方向(Z軸方向)に沿って直線上に延びる形状である場合に比べて、ベアリング保持部材貫通孔60aとスペーサ77との隙間の形状を複雑にできる。したがって、本実施形態によれば、ベアリング保持部材貫通孔60aとスペーサ77との隙間に空気が流れることをより抑制できる。
また、保持部材突出部63の上面に開口する上側孔部60cの内径を、下側孔部60bの内径よりも大きくすることで、スペーサ上部77bの外径を大きくできる。そのため、スペーサ77と平板部71bとが接触する面積を大きくできる。これにより、スペーサ77によってベース部71をより安定して支持しやすい。
取付部材75は、ベース部71の平板部71bの上側に位置する。取付部材75は、環状の部材である。取付部材75は、シャフト31の外周面に嵌め合わされる。取付部材75の下面である取付部材下面75bは、平坦面である。取付部材下面75bは、例えば、水平面(XY平面)と平行である。取付部材下面75bは、平板部上面71dと接触する。これにより、平板部71bが、スペーサ77と取付部材75とによって軸方向(Z軸方向)に挟持される。
例えば、ベース部71を金属製の板部材をプレス加工して製造する場合、シャフト31に対してベース部71を垂直に精度よく取り付けるためには、垂直に取り付けられたかどうかを判断するための基準となる面がベース部71には必要である。つまり、水平面(XY平面)に対して平行な平坦面を有する平板部71bを設ける必要がある。しかし、平板部71bの厚みは比較的薄いため、平板部71bのみではベース部71をシャフト31に対して精度よく取り付けることは困難である。
これに対して、本実施形態によれば、平板部71bは、シャフト31に嵌め合わされるスペーサ77および取付部材75によって軸方向(Z軸方向)に挟持される。そして、平板部下面71fは、平坦面であるスペーサ上面77cと接触し、平板部上面71dは、平坦面である取付部材下面75bと接触する。したがって、本実施形態によれば、スペーサ77と取付部材75とによって、平板部71bをシャフト31に対して垂直に精度よく取り付けることができる。その結果、インペラ70をシャフト31に対して軸精度よく取り付けることができる。
取付部材75は、取付部材斜面75aを有する。取付部材斜面75aは、上側に臨む面である。図4に示すように、本実施形態において取付部材斜面75aは、例えば、円環状である。図6に示すように、取付部材斜面75aは、上側から下側に向かうに従って径方向外側に傾斜する斜面である。取付部材斜面75aの水平面(XY平面)に対する傾きは、上側から下側に向かうに従って小さくなる。
取付部材斜面75aの下端部(径方向外端)は、ベース部71における円環部上面71cの上端部(径方向内端)と接続される。
上述したように、ベース部71を金属製の板部材をプレス加工して製造する場合、シャフト31に対して精度よく固定するために平板部71bを設ける必要がある。この場合、平板部71bは平板部上面71dを有する。そのため、平板部71bが吸気口80aに対して露出した状態では、インペラ70に流入した空気の一部が平坦面である平板部上面71dに衝突し、空気の損失が生じやすい。
また、例えば、平板部71bを上側から支持する部材を取り付けて、平板部上面71dが吸気口80aに対して露出しない状態とした場合でも、支持する部材自体に空気が衝突することで、空気の損失が生じやすい問題があった。
これに対して、本実施形態によれば、平板部71bを上側から支持する取付部材75が、インペラ70の円環部上面71cと接続される斜面である取付部材斜面75aを有する。そのため、ベース部71を金属製の板部材をプレス加工して製造した場合であっても、取付部材斜面75aと円環部上面71cとで滑らかに空気を径方向外側に送ることができる。
以上により、本実施形態によれば、ベース部71をプレス加工で製造する場合であっても、ベース部71をシャフト31に対して精度よく取り付けることができ、かつ、空気の損失が生じることを抑制できる。したがって、インペラ70のシャフト31に対する軸精度を確保しつつ、送風装置1の送風効率を向上できる。
取付部材斜面75aと円環部上面71cとは、滑らかに接続される。取付部材斜面75aと円環部上面71cとの接続箇所において、取付部材斜面75aの傾きと円環部上面71cの傾きとは同じである。そのため、空気をより滑らかに径方向外側に送ることができる。
ナット76は、シャフト31の上端部に締め込まれて固定される。ナット76は、ナット本体部76bと、ナット上部76aと、を有する。ナット本体部76bは、例えば、六角ナットである。ナット本体部76bの下端部は、取付部材75の上端部と接触する。ナット本体部76bが取付部材75の上側から締め込まれることで、取付部材75とスペーサ77とによって平板部71bを強固に挟持することができる。
ナット上部76aは、ナット本体部76bの上側に接続される。ナット上部76aは、ナット本体部76bのネジ穴部分の上側を覆うドーム状である。ナット上部76aは、シャフト31の上側を覆う。ナット上部76aの外側面は、半球面である。そのため、シャフト31の上側からインペラ70の内部に流入する空気をナット上部76aの外側面に沿って滑らかに径方向外側に送ることができる。これにより、本実施形態によれば、送風装置1の送風効率を向上できる。
また、本実施形態によれば、取付部材75が取付部材斜面75aを有するため、シャフト31の上側からインペラ70の内部に流入する空気を、ナット上部76aの外側面および取付部材斜面75aに沿って滑らかにインペラ流路86に送ることができる。これにより、本実施形態によれば、送風装置1の送風効率をより向上できる。なお、ナット上部76aの下端部が、ナット本体部76bの上端部と、滑らかに接続されていれば、更に、送風装置1の送風効率を向上できる。更に、ナット本体部76bの外表面が、ナット上部76aの下端部および取付部材斜面75aと滑らかに接続される斜面であれば、より送風装置1の送風効率を向上できる。
本実施形態においてナット上部76aの上端部は、例えば、円環部材74よりも上側に位置する。ナット上部76aの上端部は、吸気ガイド部81の径方向内側に位置する。そのため、吸気口80aから吸入される空気をインペラ70の内部により案内しやすい。
図1に示すように、複数の静翼67は、流路部材61とモータ10との径方向の間に位置する。すなわち、静翼67は、排気流路87内に位置する。静翼67は、排気流路87内を流れる空気を整流する。図2に示すように、複数の静翼67は、周方向に沿って等間隔に配置される。静翼67は、静翼下部67aと、静翼上部67bと、を有する。静翼下部67aは、軸方向(Z軸方向)に延びる。
静翼上部67bは、静翼下部67aの上端部に接続される。静翼上部67bは、下側から上側に向かうに従って、平面視で時計回り向き(−θZ向き)に湾曲する。
本実施形態において静翼下部67aと静翼上部67bとは、例えば、単一の部材の一部である。本実施形態において静翼67は、例えば、ベアリング保持部材60と単一の部材である。
図1に示すように、モータ10によってインペラ70が回転されると、吸気口80aから空気がインペラ70に流入する。インペラ70内に流入した空気は、インペラ流路86から径方向外側に排出される。インペラ流路86から排出された空気は、接続流路84および排気流路87を介して、上側から下側に向かって進み、排気口88から下向きに排出される。このようにして、送風装置1は、空気を送る。
なお、本実施形態においては、以下の構成を採用することもできる。
上記説明においては、上側斜面部74aの全体が内縁80bよりも径方向内側に位置する構成としたが、これに限られない。本実施形態においては、上側斜面部74aの一部が内縁80bよりも径方向外側に位置してもよい。すなわち、本実施形態においては、上側斜面部74aの少なくとも一部が、吸気口80aの内縁80bよりも径方向内側に位置する構成を採用できる。
また、本実施形態において円環部材74の内側面は、下側斜面部74bを有しなくてもよい。
また、本実施形態において保持部材突出部63は、保持部材本体部62の径方向全体に亘って設けられてもよい。この場合において、第1突出部斜面63aは、インペラ70の円環部下面71eの全体と対向してもよい。この構成によれば、隙間GA4の延びる長さを大きくできるため、隙間GA4に空気が流れることをより抑制できる。
また、本実施形態においてナット76のナット本体部76bは、取付部材75に埋め込まれてもよい。つまり、ナット上部76aの外側面と、取付部材75の取付部材斜面75aとが接続されてもよい。この構成によれば、ナット上部76aの外側面と、取付部材斜面75aとによって、より滑らかに空気を径方向外側に送ることができる。そのため、送風装置1の送風効率をより向上できる。
また、本実施形態においては、インペラ70が単一の部材であってもよい。また、本実施形態においては、静翼67は、流路部材61と単一の部材であってもよい。
<第2実施形態>
以下の説明においては、第1実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
以下の説明においては、第1実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
図7に示すように、送風装置2は、ベアリング保持部材160と、インペラ170と、ナット76と、スペーサ77と、流路部材61と、インペラハウジング80と、を備える。ベアリング保持部材160は、保持部材本体部162と、保持部材突出部163と、上側ベアリング保持部66と、を有する。
本実施形態において保持部材本体部162と保持部材突出部163とは、互いに異なる部材である。そのため、インペラ170の形状が変更された場合等に、保持部材突出部163のみを交換することで、隙間GA4の幅を小さくすることができる。保持部材突出部163は、保持部材本体部162の上面である本体部上面162aに固定される。ベアリング保持部材160のその他の構成は、第1実施形態のベアリング保持部材60の構成と同様である。
インペラ170は、ベース部171と、シュラウド172と、動翼173と、を有する。ベース部171は、円環部71aと、取付部175と、を有する。取付部175の形状は、第1実施形態の取付部材75と平板部71bとを接続した形状である。すなわち、本実施形態のベース部171は、第1実施形態のベース部71と、第1実施形態の取付部材75と、を単一の部材とした部材である。本実施形態のベース部171は、例えば、ダイカストにより製造される。
ベース部171は、平坦面であるベース部下面171aを有する。ベース部下面171aは、ベース部171の下面の一部である。ベース部下面171aは、第1実施形態の平板部下面71fと同様である。ベース部下面171aには、スペーサ77のスペーサ上面77cが接触する。
ところで、ダイカストで製造した部材は精度が出しにくいため、精度が必要な部分については、切削加工を施す等の追加工を施す必要がある。そのため、シャフト31に固定されるベース部171をダイカストで製造する場合においては、シャフト31に固定される部分に追加工を施す必要がある。本実施形態の例においては、嵌め合わされる内側面を切削加工によって精度よく作る必要がある。
ここで、例えば、ベース部171とスペーサ77とを単一の部材として、ダイカストで製造することも可能である。しかし、この場合、ダイカストで製造される部材のシャフト31と嵌め合わされる部分の軸方向(Z軸方向)の寸法が、スペーサ77の分だけ大きくなる。そのため、追加工する手間が大きくなり、ベース部171を製造する手間とコストが増大する。
これに対して、本実施形態によれば、ベース部171とスペーサ77とは別部材である。そのため、ベース部171におけるシャフト31に嵌め合わされる部分の軸方向(Z軸方向)の寸法を小さくできる。これにより、ベース部171をダイカストで製造した場合であっても、切削加工等の追加工を施す手間を小さくできる。したがって、本実施形態によれば、ベース部171を製造する手間とコストが増大することを抑制できる。
また、本実施形態によれば、ベース部171は平坦面であるベース部下面171aを有する。そのため、ベース部下面171aとスペーサ77のスペーサ上面77cとを接触させて、スペーサ77とナット76とでベース部171を挟持することで、ベース部171をシャフト31に対して精度よく取り付けることができる。
シュラウド172は、シュラウド円環部72aと、シュラウド円筒部174と、を有する。シュラウド円筒部174の形状は、第1実施形態のシュラウド円筒部72bと、第1実施形態の円環部材74と、を接続した形状である。すなわち、本実施形態のシュラウド円筒部174は、第1実施形態のシュラウド72と、第1実施形態の円環部材74と、を単一の部材とした部材である。
シュラウド円筒部174の内側面は、上側斜面部174aと、下側斜面部174bと、を有する。上側斜面部174aは、第1実施形態の円環部材74における上側斜面部74aと同様である。下側斜面部174bは、第1実施形態の円環部材74における下側斜面部74bと同様である。
本実施形態において動翼173は、シュラウド172と、単一の部材である。動翼173とシュラウド172とは、例えば、ダイカストによって単一の部材として製造される。
軸方向において、動翼173の上端部は、シュラウド円筒部174の内径が最も小さくなる内端部P3よりも下側に位置する。そのため、上側斜面部174aの径方向内側の空気が上側に逆流することを抑制できる。
本実施形態においては、動翼173の全体は、内端部P3よりも下側に位置する。つまり、動翼173の上端部は、内端部P3よりも下側に位置する。そのため、上側斜面部174aの径方向内側の空気が上側に逆流することをより抑制できる。
なお、本実施形態においては、以下の構成を採用することもできる。
軸方向において、動翼173の上端部は、内端部P3と同じ位置に位置してもよい。この場合においても、上側斜面部174aの径方向内側の空気が上側に逆流することをより抑制できる。
また、軸方向において、動翼173とシュラウド172との接続箇所における上端部が、内端部P3の位置と同じ位置または内端部P3よりも下側に位置してもよい。この場合、動翼173におけるシュラウド172との接続部分以外の部分は、内端部P3よりも上側に位置してもよい。
<第3実施形態>
送風装置3は、図8および図9に示すように、モータ210と、ベアリング保持部材260と、インペラ270と、流路部材261と、複数の静翼267と、インペラハウジング280と、を備える。モータ210の上側(+Z側)には、ベアリング保持部材260が取り付けられる。流路部材261は、モータ210の径方向外側を周方向に囲む。インペラハウジング280は流路部材261の上側に取り付けられる。ベアリング保持部材260とインペラハウジング280との軸方向(Z軸方向)の間にインペラ270が収容される。インペラ270は、中心軸J周りに回転可能にモータ210に取り付けられる。なお、図9においては、流路部材261およびインペラハウジング280の図示を省略している。
送風装置3は、図8および図9に示すように、モータ210と、ベアリング保持部材260と、インペラ270と、流路部材261と、複数の静翼267と、インペラハウジング280と、を備える。モータ210の上側(+Z側)には、ベアリング保持部材260が取り付けられる。流路部材261は、モータ210の径方向外側を周方向に囲む。インペラハウジング280は流路部材261の上側に取り付けられる。ベアリング保持部材260とインペラハウジング280との軸方向(Z軸方向)の間にインペラ270が収容される。インペラ270は、中心軸J周りに回転可能にモータ210に取り付けられる。なお、図9においては、流路部材261およびインペラハウジング280の図示を省略している。
モータ210は、図8に示すように、ハウジング220と、シャフト231を有するロータ230と、ステータ240と、下側ベアリング52aおよび上側ベアリング52bと、コネクタ290と、を備える。
ハウジング220は、ロータ230と、ステータ240とを収容する有底の円筒容器である。ハウジング220は、円筒状の周壁221と、周壁221の下端に位置する下蓋部222と、下蓋部222の中央部に位置する下側ベアリング保持部222bと、を有する。ハウジング220における周壁221の内側面には、ステータ240が固定される。下側ベアリング保持部222bは、下蓋部222の中央部から下側(−Z側)へ突出する筒状である。下側ベアリング保持部222bは、内部に下側ベアリング52aを保持する。
図8および図9に示すように、ハウジング220には、貫通孔221aが設けられる。貫通孔221aは、周壁221の下部側から下蓋部222に跨って設けられる。すなわち、貫通孔221aは、周壁221を径方向に貫通するとともに、下蓋部222を軸方向(Z軸方向)に貫通する。図示は省略するが、貫通孔221aは、例えば、周方向に沿って3つ設けられる。
図8に示すように、貫通孔221aの上端部は、後述するステータコア241の下端部よりも上側に位置する。そのため、ステータコア241の下部側が、ハウジング220の外部に露出する。これにより、ステータコア241の径方向外側の面が、モータ210と流路部材261との間に設けられる後述する排気流路287に面する。したがって、排気流路287を流れる空気によって、ステータコア241を冷却することができる。
また、例えば、ステータコア241を冷却する方法としては、ハウジング220内に空気を流入させる方法も考えられる。しかし、この方法では、ハウジング220内のステータコア241およびコイル42等が空気の流れを妨げる抵抗となって、空気の損失が生じる。そのため、送風装置3の送風効率が低下する問題があった。
これに対して、本実施形態によれば、排気流路287に面してステータコア241の外側面を露出させる構成としたため、ステータコア241が排気流路287内の空気の流れの抵抗とならない。これにより、本実施形態によれば、送風効率を低下させることなく、ステータコア241を冷却することが可能である。
貫通孔221aの上端部は、軸方向(Z軸方向)において、ステータコア241のほぼ中心に位置する。すなわち、本実施形態においては、ステータコア241の下部側の半分が、排気流路287に露出する。そのため、ステータコア241をより冷却することができる。
ロータ230は、図8に示すように、シャフト231と、ロータマグネット33と、下側磁石固定部材232aと、上側磁石固定部材232bと、を有する。ロータマグネット33は、シャフト231を径方向外側で軸周り(θz方向)に囲む円筒状である。下側磁石固定部材232aおよび上側磁石固定部材232bは、ロータマグネット33と同等の外径を有する円筒状である。下側磁石固定部材232aおよび上側磁石固定部材232bは、ロータマグネット33を軸方向両側から挟み込んでシャフト231に取り付けられている。上側磁石固定部材232bは、軸方向(Z軸方向)の上側部分に、下側(ロータマグネット33側)の部分よりも小さい外径の小径部32cを有する。
シャフト231は、上下(Z軸方向)に延びる中心軸Jに沿って配置される。シャフト231は、下側ベアリング52aと上側ベアリング52bとによって軸周り(±θz方向)に回転可能に支持されている。シャフト231の上側(+Z側)の端部にインペラ270が取り付けられる。
ステータ240は、ロータ230の径方向外側に位置する。ステータ240は、ロータ230を軸周り(θz方向)に囲む。ステータ240は、ステータコア241と、インシュレータ43と、コイル42と、を有する。ステータコア241は、コアバック部241aと、複数(3つ)のティース部41bと、を有する。
下側ベアリング52aは、弾性部材253aを介して下側ベアリング保持部222bに保持される。上側ベアリング52bは、弾性部材253bを介して後述する保持筒部262dに保持される。弾性部材253a,253bが設けられることによって、ロータ230の振動を抑制できる。
弾性部材253a,253bは、軸方向両側に開口する円筒状である。弾性部材253a,253bは、弾性体製である。本実施形態において弾性部材253a,253bの材質は、例えば、熱硬化性エラストマー(ゴム)であってもよいし、熱可塑性エラストマーであってもよい。
弾性部材253aは、下側ベアリング保持部222bの径方向内側に嵌め合わされる。下側ベアリング52aは、弾性部材253aの径方向内側に嵌め合わされる。弾性部材253bは、後述する保持筒部262dの径方向内側に嵌め合わされる。上側ベアリング52bは、弾性部材253bの径方向内側に嵌め合わされる。
ベアリング保持部材260は、ハウジング220の上側の開口に位置する。図10に示すように、ベアリング保持部材260は、保持部材本体部262cと、第1凸部262aと、第2凸部262bと、保持筒部262dと、を有する。
保持部材本体部262cは、例えば、中心軸Jを中心とする円筒状である。図9に示すように、保持部材本体部262cは、ハウジング220の周壁221の内側に嵌め合わされる。
保持部材本体部262cの外周面には、下側から上側に向かって保持部材本体部262cの外径が大きくなる段差がある。保持部材本体部262cの段差の軸方向に直交する段差面は、周壁221の上端部と接触する。これにより、保持部材本体部262cの軸方向位置が位置決めされる。
第1凸部262aは、保持部材本体部262cの上面から上側に突出する。第1凸部262aは、中心軸Jの周方向を囲む円環状である。第1凸部262aの中心には、例えば、中心軸Jが通る。
第2凸部262bは、保持部材本体部262cの上面から上側に突出する。第2凸部262bは、第1凸部262aの径方向外側に位置する。第2凸部262bは、第1凸部262aを周方向に囲む円環状である。第2凸部262bの中心には、例えば、中心軸Jが通る。
本実施形態においてベアリング保持部材260は、複数の保持部材片260aが組み合わされて構成される。そのため、図11に示すロータアセンブリ211の回転バランスを高精度に調整できる。図11に示すように、ロータアセンブリ211は、上側ベアリング52bが取り付けられたロータ230にインペラ270が固定されて構成される。以下、詳細に説明する。
従来、ロータアセンブリ211の回転バランスの調整は、まずロータ230単体のバランス調整と、インペラ270単体のバランス調整とを別々に行う。その後、ロータ230を含むモータ210を組み立てて、ロータ230のシャフト231にインペラ270を固定する。ここで、インペラ270をシャフト231に固定する際には組み付け誤差が生じるため、再度、シャフト231にインペラ270を固定した状態、すなわちロータアセンブリ211のバランス調整を行う。このようにして、従来は、ロータアセンブリ211の回転バランスを調整するためには、複数回バランス調整を行う必要があり、手間が掛かる問題があった。
また、ロータアセンブリ211のバランス調整は、例えば、ロータアセンブリ211を構成する部品の一部を切り欠くことによって行われる。ここで、上述した従来の方法では、モータ210を組み立てた後に、シャフト231にインペラ270を取り付けるため、ロータアセンブリ211が組み立てられた状態においてロータ230はステータ240およびハウジング220によって囲まれる。したがって、ロータアセンブリ211のバランス調整を行う際に、ロータ230の一部を切り欠くことができず、インペラ270を切り欠くことのみによってバランス調整を行うしかない。すなわち、従来の方法では、ロータアセンブリ211のバランス調整を1面でしか行えない。そのため、ロータアセンブリ211のバランスのずれ方によっては、ロータアセンブリ211の回転バランスを高精度に調整できない場合があった。
これに対して、本実施形態によれば、ベアリング保持部材260が複数の保持部材片260aによって構成される。そのため、図11に示すロータアセンブリ211を組み立ててから、ロータアセンブリ211をステータ240の内側に挿入し、その後、保持部材片260aを上側ベアリング52bの径方向外側から組み付けることで、モータ210を組み立てることができる。これにより、モータ210を組み立てる前に、ロータアセンブリ211のバランス調整を行うことができる。したがって、ロータ230とインペラ270との両方を切り欠いてバランス調整をすることができる。すなわち、ロータアセンブリ211のバランス調整を2面以上で行うことができる。その結果、本実施形態によれば、ロータアセンブリ211の回転バランスを高精度に調整することができる。
また、ロータアセンブリ211の回転バランスを高精度に調整できるため、ロータ230単体とインペラ270単体とで、別々にバランス調整をする必要がない。これにより、ロータアセンブリ211のバランス調整を行う回数を1回とできる。したがって、本実施形態によれば、ロータアセンブリ211の回転バランスの調整に掛かる手間を低減できる。
また、例えば、本実施形態のようにベアリング保持部材260が複数の保持部材片260aによって構成される場合、各保持部材片260aの寸法誤差、および保持部材片260a同士の組み付け誤差が生じやすい。そのため、ベアリング保持部材260が単一の部材である場合に比べて、ベアリング保持部材260の保持筒部262dの寸法誤差が大きくなる虞がある。これにより、保持筒部262dに上側ベアリング52bを安定して保持できない虞がある。
これに対して、本実施形態によれば、上側ベアリング52bは、弾性部材253bを介して、保持筒部262dに保持される。そのため、保持筒部262dに寸法誤差が生じた場合であっても、弾性部材253bによって寸法誤差を吸収することができる。したがって、本実施形態によれば、ベアリング保持部材260を複数の保持部材片260aによって構成した場合であっても、上側ベアリング52bを安定して保持することができる。
図10の例では、ベアリング保持部材260は、例えば、3つの保持部材片260aが組み合わされて構成される。複数の保持部材片260aは、例えば、互いに同形状である。そのため、保持部材片260aの製造が容易である。一例として、保持部材片260aを樹脂製として射出成形で製造する場合には、保持部材片260aを製造する金型を同じとできる。これにより、保持部材片260aを製造する手間およびコストを低減できる。図10の例では、保持部材片260aの平面視形状は、例えば、中心角が120°の扇形である。
図8に示すように、コネクタ290は、ステータ240から下側に延びる。コネクタ290は、貫通孔221aを介して、ハウジング220の下側に突出する。コネクタ290は、図示しない接続配線を有する。接続配線は、コイル42と電気的に接続される。コネクタ290に図示しない外部電源が接続されることによって、接続配線を介してコイル42に電源が供給される。
インペラ270は、シャフト231に固定される。インペラ270は、シャフト231とともに中心軸J周りに回転可能である。インペラ270は、ベース部材271と、動翼273と、シュラウド272と、を有する。本実施形態においてベース部材271は、例えば、単一の部材である。すなわち、ベース部材271は、動翼273とは別部材である。ベース部材271は、例えば、金属製である。
ベース部材271は、円板部271aと、外側筒部271bと、内側筒部271cと、を有する。円板部271aは、図示は省略するが、径方向に広がる円環板状であり、その中心を中心軸Jが通る。外側筒部271bは、円板部271aの内縁から上側に延びる円筒状である。外側筒部271bは、例えば、中心軸Jを中心とする。外側筒部271bの上端部は、径方向内側に湾曲する。
そのため、後述する吸気口80aを介してインペラ270内に流入した空気が、外側筒部271bの上面に沿って、径方向外側に流れやすい。これにより、本実施形態によれば、送風装置3の送風効率を向上できる。
内側筒部271cは、外側筒部271bよりも径方向内側に位置する。内側筒部271cは、軸方向(Z軸方向)に延びる円筒状の筒部である。内側筒部271cは、例えば、中心軸Jを中心とする。内側筒部271cの上端部は、径方向外側に湾曲する。
内側筒部271cの上端部は、外側筒部271bの上端部と滑らかに接続される。内側筒部271cのうち円板部271aよりも上側の部分と、外側筒部271bと、が接続された形状は、断面視で、下側に開口するU字状である。
内側筒部271cの径方向内側には、シャフト231が圧入される。これにより、インペラ270がシャフト231に固定される。このように、本実施形態のインペラ270によれば、内側筒部271cの径方向内側にシャフト231を圧入することで、固定部材を別途設けることなく、シャフト231にインペラ270を固定することができる。したがって、送風装置3の部品点数を少なくできる。また、円板部271aと外側筒部271bと内側筒部271cとが単一の部材の部分であるため、より送風装置3の部品点数を少なくできる。これにより、送風装置3の組み立て工数を低減できる。なお、インペラ270をシャフト231に固定する固定部材とは、例えば、ナットである。
また、例えば、円板部271aの内縁から軸方向に延びる筒状部にシャフト231が圧入される場合、円板部271aと筒状部との接続箇所に応力が集中しやすい。そのため、例えば、インペラ270が回転する際に生じるジャイロ効果等によって、インペラ270に応力が加えられた場合に、インペラ270が振れ回る虞がある。
これに対して、本実施形態によれば、円板部271aの内縁から上側に延びる外側筒部271bよりも径方向内側に位置する内側筒部271cにシャフト231が圧入される。これにより、円板部271aと外側筒部271bとの接続箇所に応力が集中することを抑制でき、円板部271aと外側筒部271bと内側筒部271cとが接続される部分の剛性を大きくできる。したがって、インペラ270に応力が加えられた場合に、インペラ270が振れ回ることを抑制できる。
内側筒部271cの下端部は、円板部271aよりも下側に位置する。内側筒部271cの下端部は、ベアリング保持部材260と径方向に重なる。内側筒部271cにおけるシャフト231が圧入される部分は、円板部271aよりも下側に位置する。内側筒部271cの下端部は、上側ベアリング52bの内輪の上端部と接触する。
そのため、内側筒部271cは、円板部271aの軸方向(Z軸方向)の位置を規定するスペーサとして機能する。これにより、本実施形態によれば、別途スペーサを設ける必要がなく、送風装置3の部品点数をより少なくでき、かつ、送風装置3の組み立て工数をより少なくできる。
また、例えば、内側筒部271cを外側筒部271bよりも上側に延ばして、内側筒部271cにおけるシャフト231が圧入される部分を円板部271aよりも上側に位置する構成が考えられる。しかし、この場合においては、シャフト231を上側に突出する寸法を大きくする必要がある。そのため、シャフト231の軸方向(Z軸方向)の寸法が大きくなる問題がある。
これに対して、本実施形態によれば、内側筒部271cが円板部271aよりも下側に延びる。これにより、内側筒部271cにおけるシャフト231が圧入される部分を、円板部271aよりも下側とすることができ、シャフト231の軸方向(Z軸方向)の寸法を小さくできる。
ベース部材271の製造方法は、特に限定されない。本実施形態においては、ベース部材271は、円板部271aと、筒状の外側筒部271bおよび内側筒部271cと、を有する金属製の単一部材である。そのため、例えば、金属製の板状部材にバーリング加工を施すことによって、ベース部材271を製造することができる。これにより、インペラ270の製造を容易にできる。また、板状部材からベース部材271を製造する場合には、例えばダイキャストによってベース部材271を製造する場合に比べて、ベース部材271を軽量化しやすい。
動翼273は、円板部271aの上面に位置する。動翼273は、例えば、円板部271aの上面に設けられた溝に差し込まれて、円板部271aの上面に固定される。動翼273は、周方向に沿って複数設けられる。
シュラウド272は、円板部271aの上面と対向する環状の部分である。シュラウド272の内縁は、例えば、円板部271aと同心の円形状である。シュラウド272は、動翼273を介して、円板部271aと固定される。
図9に示すように、シュラウド272は、シュラウド円環部272aと、シュラウド円筒部272bと、を有する。シュラウド円環部272aは、円環板状である。シュラウド円筒部272bは、シュラウド円環部272aの内縁から上側に延びる円筒状である。つまり、シュラウド272は、軸方向に延びる円筒状のシュラウド円筒部272bを有する。シュラウド円筒部272bは、上側に開口するインペラ開口部272cを有する。シュラウド円筒部272bは、ベース部材271の外側筒部271bよりも径方向外側に位置する。
図12に示すように、シュラウド円筒部272bの内側面は、曲面部272dを有する。曲面部272dは、シュラウド円筒部272bの内側面の上端部に位置する。曲面部272dは、下側から上側に向かうに従って径方向外側に湾曲する。曲面部272dの上端部は、吸気ガイド部81の内側面における下端部よりも径方向外側に位置する。これにより、インペラ270の径方向位置がずれた場合であっても、吸気ガイド部81から流入する空気が曲面部272dの上端部に当たらない。よって、空気がインペラ270と吸気ガイド部81との間に入り込みにくくなる。また、その際に渦が生じること等が抑制される。これにより、送風効率が向上する。
軸方向(Z軸方向)においてシュラウド円環部272aと円板部271aとの間には、インペラ流路286が設けられる。インペラ流路286は、複数の動翼273によって仕切られる。インペラ流路286は、インペラ開口部272cと連通する。インペラ流路286は、インペラ270の径方向外側に開口する。
インペラ270の軸方向位置は、スペーサとして機能する内側筒部271cによって決められる。インペラ270の下面、すなわち円板部271aの下面は、ベアリング保持部材260における第1凸部262aの上端、および第2凸部262bの上端と、近接した位置に設けられる。これにより、第1凸部262a、第2凸部262b及び円板部271aによって、インペラ270とベアリング保持部材260との軸方向(Z軸方向)の間にラビリンス構造が構成される。したがって、インペラ270のインペラ流路286から径方向外側に排出された空気が、インペラ270とベアリング保持部材260との隙間を介して、径方向外側から径方向内側に流れることを抑制できる。その結果、本実施形態によれば、送風装置3の送風効率をより向上できる。
図8に示すように、流路部材261は、モータ210の径方向外側を囲む円筒状である。流路部材261の内径は、上端部から下側に向かうに従って小さくなった後、内径が最小となった箇所から下側に向かうに従って大きくなる。言い換えると、流路部材261の径方向内側の面である流路部材内側面261cは、上端部から下側に向かうに従って径方向内側に位置した後、径方向位置が最も内側となった箇所から下側に向かうに従って径方向外側に位置する。
流路部材261の内径は、例えば、上端部において最大である。言い換えると、流路部材内側面261cの径方向位置は、例えば、上端部において最も外側に位置する。
流路部材261とモータ210との径方向の間には、軸方向(Z軸方向)に延びる排気流路287が設けられる。すなわち、流路部材261とモータ210とによって、排気流路287が形成される。排気流路287は、周方向の一周に亘って設けられる。本実施形態においてモータ210の外側面、すなわちハウジング220の外周面は、軸方向に直線的に延びる円筒状であるため、排気流路287の径方向の幅は、流路部材261の内径に応じて変化する。
すなわち、排気流路287の径方向の幅は、上端部から下側に向かうに従って小さくなった後、幅が最小となった箇所から下側に向かうに従って大きくなる。排気流路287の径方向の幅は、例えば、上端部において最大となる。このように排気流路287の幅を変化させることで、排気流路287内を通る空気の静圧を大きくできる。これにより、排気流路287内を通る空気が逆流すること、すなわち空気が下側から上側に向かって流れることを抑制できる。
排気流路287の径方向位置は、排気流路287の径方向の幅が小さくなるほど径方向内側となり、排気流路287の径方向の幅が大きくなるほど径方向外側となる。ここで、排気流路287の径方向位置が径方向内側になるほど、排気流路287の周方向の長さは小さくなるため、排気流路287の流路面積が小さくなる。一方、排気流路287の径方向位置が径方向外側になるほど、排気流路287の周方向の長さは大きくなるため、排気流路287の流路面積が大きくなる。
したがって、例えば、排気流路287の径方向の幅を小さくしても、排気流路287の径方向位置が径方向外側となる場合には、排気流路287の流路面積を十分に小さくしにくく、排気流路287を通る空気の静圧を大きくしにくい場合がある。
これに対して、本実施形態によれば、排気流路287の径方向位置は、排気流路287の径方向の幅が小さくなるほど径方向内側となる。そのため、排気流路287の径方向の幅を小さくすることで、流路面積を十分に小さくしやすい。一方、排気流路287の径方向の幅を大きくすることで、流路面積を十分に大きくしやすい。これにより、排気流路287の流路面積の変化を大きくできるため、排気流路287を通る空気の静圧を大きくしやすい。したがって、本実施形態によれば、排気流路287を通る空気が逆流することをより抑制できる。
なお、本明細書において排気流路の径方向位置とは、排気流路における径方向外端の径方向位置を含む。
排気流路287の下端部には、排気口288が設けられる。排気口288は、後述する吸気口80aから送風装置3に流入した空気が排出される部分である。本実施形態において排気口288の軸方向位置は、モータ210の下端部の軸方向位置とほぼ同じである。
本実施形態において流路部材261は、上側流路部材261bと、下側流路部材261aと、を有する。上側流路部材261bは、下側流路部材261aの上側に連結される。上側流路部材261bの内径は、上端部から下側に向かうに従って小さくなる。下側流路部材261aの内径は、上端部から下側に向かうに従って大きくなる。すなわち、流路部材261において内径が最小となる位置は、上側流路部材261bと下側流路部材261aとが連結される連結位置P4と軸方向(Z軸方向)において同じである。同様に、排気流路287の径方向の幅が最小となる位置は、連結位置P4と軸方向において同じである。
複数の静翼267は、流路部材261とモータ210との径方向の間に設けられる。すなわち、静翼267は、排気流路287内に設けられる。静翼267は、排気流路287内を流れる空気を整流する。図9に示すように、複数の静翼267は、周方向に沿って等間隔に配置される。静翼267は、静翼下部267aと、静翼上部267bと、を有する。静翼下部267aは、軸方向(Z軸方向)に延びる。
静翼上部267bは、静翼下部267aの上端部に接続される。静翼上部267bは、下側から上側に向かうに従って、平面視で時計回り向き(−θZ向き)に湾曲する。
図8に示すように、静翼下部267aは、例えば、下側流路部材261aと径方向に重なる。静翼上部267bは、例えば、上側流路部材261bと径方向に重なる。本実施形態において静翼下部267aと静翼上部267bとは、例えば、単一の部材の一部である。本実施形態において静翼267は、例えば、上側流路部材261bと単一の部材として製造される。
インペラハウジング280は、円筒状の部材である。インペラハウジング280は、流路部材261の上端部に取り付けられる。インペラハウジング280は、上側に開口する吸気口80aを有する。
インペラハウジング280は、インペラハウジング本体部282と、吸気ガイド部81と、を有する。インペラハウジング本体部282は、インペラ270の径方向外側を囲み軸方向両側に開口する円筒状である。インペラハウジング本体部282の径方向内側には、流路部材261の上端部が嵌め合わされる。本実施形態において流路部材261の上端部は、例えば、インペラハウジング本体部282の径方向内側に圧入される。
図12に示すように、インペラハウジング本体部282の下端部には、インペラハウジング本体部282の内径が上側から下側に向かって大きくなる段差283が設けられる。流路部材261の上端面は、段差283の軸方向と直交する段差面283aと接触する。これにより、インペラハウジング本体部282が流路部材261に対して軸方向(Z軸方向)に位置決めされる。
インペラハウジング本体部282の内側面は、湾曲面282aと、対向面282bと、を有する。湾曲面282aは、上側から下側に向かって径方向外側に位置する断面視円弧状の曲面である。湾曲面282aは、流路部材内側面261cと段差なく連続して接続される。そのため、湾曲面282aに沿って流れる空気が排気流路287に流入する際に、損失が生じにくい。したがって、本実施形態によれば、送風装置3の送風効率を向上できる。
湾曲面282aは、インペラ270の径方向外側の開口部と径方向に対向する。湾曲面282aとインペラ270との径方向の間には、インペラ流路286と排気流路287とを接続する接続流路284が設けられる。
接続流路284の径方向の幅は、上側から下側に向かうに従って大きくなる。すなわち、接続流路284の径方向の幅は、下端部において最大となる。接続流路284の下端部は、排気流路287の上端部と接続される部分である。接続流路284の下端部の径方向の幅と、排気流路287の上端部の径方向の幅とは、同じである。
上述したように、排気流路287の上部側では、上側から下側に向かうに従って排気流路287の幅が小さくなる。そのため、接続流路284から排気流路287の上部側までの流路においては、接続流路284と排気流路287とが接続される箇所において、流路の幅が最も大きい。言い換えると、接続流路284から排気流路287の上部側までの流路において最も幅が大きい箇所に、インペラハウジング280と流路部材261との接続部である段差283が設けられる。
湾曲面282aの上端部P5は、シュラウド円環部272aの下面の径方向外端よりも上側に位置する。そのため、インペラ流路286からインペラ270の径方向外側に排出される空気が上端部P5に衝突することがない。これにより、シュラウド円環部272aの径方向外端とインペラハウジング本体部282との径方向の間の隙間GA8に空気が入り込むことを抑制できる。したがって、本実施形態によれば、送風装置3の送風効率を向上できる。
隙間GA8は、後述する対向面282bとシュラウド272の外側面との間の隙間GA9よりも小さい。これにより、接続流路284を流れる空気が隙間GA8を介して隙間GA9へと空気が流入することを抑制できる。
湾曲面282aの上端部P5は、シュラウド円環部272aの上面の径方向外端よりも下側に位置する。そのため、インペラ流路286からインペラ270の径方向外側に排出される空気が、湾曲面282aに沿って流れやすい。これにより、空気がインペラ流路286から接続流路284を介して排気流路287へと流れる際の損失を低減できる。したがって、本実施形態によれば、送風装置3の送風効率を向上できる。
対向面282bは、インペラ270のシュラウド272と対向する面である。対向面282bは、シュラウド272の外側面に倣う形状である。そのため、対向面282bとシュラウド272の外側面との間の隙間GA9の幅を小さくしやすい。
例えば、隙間GA9の幅が大きすぎると、隙間GA9内における圧力が低くなるため、隙間GA9内に空気が流れやすく、損失が大きくなりやすい。これに対して、本実施形態によれば、隙間GA9の幅を小さくしやすいため、隙間GA9内に空気が流れることを抑制でき、空気の損失を低減できる。隙間GA9の幅は、例えば、ほぼ均一である。
吸気ガイド部81は、インペラハウジング本体部282の上端部の内縁から径方向内側に突出する。吸気ガイド部81は、例えば、円環状である。吸気ガイド部81の上側の開口は、吸気口80aである。吸気ガイド部81の内側面は、下側から上側に向かうに従って、径方向外側に位置する曲面である。吸気ガイド部81の内側面は、水平面に対する傾きが上側から下側に向かうに従って大きくなる。そのため、インペラ270内に送風装置3の吸気効率を向上できる。
吸気ガイド部81は、シュラウド円筒部272bの上側に位置する。吸気ガイド部81とシュラウド円筒部272bとの軸方向の隙間GA7は、隙間GA9よりも小さい。これにより、吸気口80aからインペラ270に流入する空気が隙間GA7を介して隙間GA9へと空気が流入することを抑制できる。
吸気ガイド部81の径方向内端の径方向位置は、シュラウド円筒部272bの径方向内端の径方向位置とほぼ同じである。そのため、吸気ガイド部81に沿ってインペラ270の内部に入った空気が、シュラウド円筒部272bに沿って流れやすい。これにより、インペラ270内に吸入する空気の損失を低減できる。
また、例えば、回転時の振動等によってインペラ270の径方向位置が内側にずれる場合、吸気口80aから吸気ガイド部81に沿って流れる空気が、シュラウド円筒部272bの上端部に当たって、剥離が生じる虞がある。そのため、空気の損失が大きくなる虞がある。
これに対して、本実施形態によれば、上述したようにシュラウド円筒部272bの内側面は、上端部に位置する曲面部272dを有する。そのため、インペラ270の径方向位置がずれた場合であっても、空気が曲面部272dに沿って空気が下側に流れやすい。したがって、空気の損失を低減できる。
図8に示すように、モータ210によってインペラ270が回転されると、吸気口80aから空気がインペラ270に流入する。インペラ270内に流入した空気は、インペラ流路286から径方向外側に排出される。インペラ流路286から排出された空気は、接続流路284および排気流路287を介して、上側から下側に向かって進み、排気口288から下向きに排出される。このようにして、送風装置3は、空気を送る。
なお、本実施形態においては、以下の構成を採用することもできる。
本実施形態においては、インペラ270は単一の部材であってもよい。また、本実施形態においてベアリング保持部材260は、2つの保持部材片260aによって構成されてもよいし、4つ以上の保持部材片260aによって構成されてもよい。
<第4実施形態>
図14および図15においては、流路部材361、ベアリング保持部材360、インペラ270、およびインペラハウジング280の図示を省略している。なお、第3実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
図14および図15においては、流路部材361、ベアリング保持部材360、インペラ270、およびインペラハウジング280の図示を省略している。なお、第3実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
図13に示すように、送風装置4は、モータ310と、ベアリング保持部材360と、インペラ270と、流路部材361と、複数の静翼367と、インペラハウジング280と、を備える。
モータ310は、ハウジング320と、シャフト231を有するロータ230と、ステータ340と、下側ベアリング52aおよび上側ベアリング52bと、コネクタ290と、を備える。ハウジング320は、周壁321と、下蓋部222と、下側ベアリング保持部222bと、を有する。
図14に示すように、周壁321には、複数の貫通孔321aと、複数の切欠き321bと、が設けられる。図13に示すように、貫通孔321aの上端部は、後述するステータコア341よりも下側に位置する。貫通孔321aのその他の構成は、第3実施形態の貫通孔221aの構成と同様である。
図14に示すように、切欠き321bは、周壁321の上端部から下側に向かって切り欠かれた部分である。すなわち、切欠き321bは、周壁321を径方向に貫通し、上側に開口する。切欠き321bは、例えば、周方向に沿って等間隔に6つ設けられる。径方向に視た際の切欠き321bの形状は、例えば、軸方向に延びる矩形状である。
図15に示すように、ステータ340は、ステータコア341を有する。ステータコア341は、コアバック部241aと、ティース部41bと、コア突出部341cと、を有する。コア突出部341cは、コアバック部241aの外周面から径方向外側に突出する。コア突出部341cは、例えば、周方向に沿って6つ設けられる。
各コア突出部341cは、それぞれ切欠き321bに嵌め合わされる。コア突出部341cの径方向外側の面は、ハウジング320の外周面と同一面上に位置する。コア突出部341cの径方向外側の面は、ハウジング320の外部に露出する。本実施形態においては、複数の切欠き321bが周方向に沿って等間隔に配置されるため、モータ310の外周面においては、ステータコア341のコア突出部341cの外周面と、ハウジング320の外周面とが、周方向に沿って互い違いに並ぶ。
図13に示すように、コア突出部341cの径方向外側の面は、排気流路287に面する。したがって、本実施形態によれば、排気流路287を流れる空気によって、ステータコア341を冷却することができる。
コア突出部341cの下端部は、切欠き321bの下側の縁と接触する。これにより、ステータコア341は、軸方向に位置決めされる。
静翼367は、静翼下部367aと、静翼上部367bと、を有する。静翼下部367aと静翼上部367bとは、例えば、互いに別部材である。静翼下部367aのその他の構成は、第3実施形態の静翼下部267aの構成と同様である。静翼上部367bのその他の構成は、第3実施形態の静翼上部267bの構成と同様である。
ベアリング保持部材360は、外周面に静翼上部367bが固定される点を除いて、第3実施形態のベアリング保持部材260と同様である。ベアリング保持部材360と静翼上部367bとは、例えば、単一の部材である。本実施形態においては、ベアリング保持部材360は、静翼を有するディフューザとして機能する。
本実施形態において流路部材361は、単一の部材である。流路部材361の内周面には、静翼下部367aが固定される。流路部材361と静翼下部367aとは、例えば、単一の部材である。流路部材361のその他の構成は、第3実施形態の流路部材261の構成と同様である。送風装置4のその他の構成は、第3実施形態の送風装置3の構成と同様である。
なお、本実施形態において切欠き321bの数は、特に限定されず、5つ以下であってもよいし、7つ以上であってもよい。また、本実施形態においては、切欠き321bの代わりに、周壁321を径方向に貫通する貫通孔が設けられてもよい。
図16に示す掃除機100は、本発明に係る送風装置を備える。これにより、吸気効率が良い送風装置を搭載した掃除機が実現できる。
なお、上記の第1実施形態から第4実施形態の送風装置は、いかなる機器に用いられてもよい。上記の第1実施形態から第4実施形態の送風装置は、例えば、掃除機、ドライヤー等に用いることができる。
また、上記の第1実施形態から第4実施形態で説明した各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。
1,2,3,4…送風装置、10,210,310…モータ、20,220,320…ハウジング、31,231…シャフト、70,170,270…インペラ、71,171…ベース部、71a…円環部、72,172,272…シュラウド、72b,174,272b…シュラウド円筒部、72e…シュラウド本体部、73,173,273…動翼、74…円環部材、74a,174a…上側斜面部、74b,174b…下側斜面部、80,280…インペラハウジング、80a…吸気口、81…吸気ガイド部、81a…吸気ガイド部内側面、82,282…インペラハウジング本体部、100…掃除機、272d…曲面部、J…中心軸、P3…内端部
Claims (12)
- 上下に延びる中心軸に沿って配置されるシャフトを備えるモータと、
前記シャフトに取り付けられるインペラと、
前記インペラの上方および径方向外側を囲むインペラハウジングと、
を備え、
前記インペラハウジングは、
上側に開口する吸気口を有する環状の吸気ガイド部と、
前記吸気ガイド部の周縁および前記インペラの径方向外側を囲むインペラハウジング本体部と、
を有し、
前記吸気ガイド部の内側面である吸気ガイド部内側面は、上側から下側に向かうに従って径方向内側に位置し、かつ、水平面に対する傾きが上側から下側に向かうに従って大きくなる曲面である、送風装置。 - 前記インペラは、
前記シャフトに固定されるベース部と、
前記ベース部の上側において周方向に配列される複数の動翼と、
前記動翼の上側において前記動翼と接続され、中央が上側に開口する環状のシュラウドと、
を有し、
前記シュラウドの径方向内端である内端部は、前記吸気ガイド部内側面よりも径方向内側に位置する、請求項1に記載の送風装置。 - 前記シュラウドの内側面は、前記内端部よりも上側に位置する上側斜面部を有し、
前記上側斜面部は、上側から下側に向かうに従って径方向内側に位置する斜面である、請求項2に記載の送風装置。 - 前記上側斜面部は、水平面に対する傾きが上側から下側に向かうに従って大きくなる曲面である、請求項3に記載の送風装置。
- 前記吸気ガイド部内側面と前記上側斜面部とは、隙間を介して滑らかに接続される、請求項3に記載の送風装置。
- 前記シュラウドの内側面は、前記内端部よりも下側に位置する下側斜面部を有し、
前記下側斜面部は、上側から下側に向かうに従って径方向外側に位置し、かつ、水平面に対する傾きが上側から下側に向かうに従って小さくなる曲面である、請求項3に記載の送風装置。 - 前記シュラウドは、前記ベース部の上面と隙間を介して軸方向に対向する円環状のシュラウド本体部と、前記シュラウド本体部の上部に取り付けられる円環状の円環部材と、を有し、
前記円環部材は、前記上側斜面部を有する、請求項6に記載の送風装置。 - 前記円環部材の内側面と前記シュラウド本体部の下面とは、滑らかに接続される、請求項7に記載の送風装置。
- 前記円環部材は、前記下側斜面部を有する、請求項7に記載の送風装置。
- 軸方向において、前記動翼の上端部は、前記内端部と同じ位置または前記内端部よりも下側に位置する、請求項2に記載の送風装置。
- 前記インペラは、
前記シャフトに固定されるベース部と、
前記ベース部の上側において周方向に配列される複数の動翼と、
前記動翼の上側において前記動翼と接続され、中央が上側に開口する環状のシュラウドと、
を有し、
前記シュラウドは、軸方向に延びる円筒状のシュラウド円筒部を有し、
前記シュラウド円筒部の内側面は、下側から上側に向かうに従って径方向外側に湾曲する曲面部を有し、
前記曲面部は、前記シュラウド円筒部の内側面の上端部に位置し、
前記曲面部の上端部は、前記吸気ガイド部の内側面における下端部よりも径方向外側に位置する、請求項1に記載の送風装置。 - 請求項1から11のいずれか一項に記載の送風装置を備える、掃除機。
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