JP2016223432A - インペラ、送風装置、および掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】シャフトに対してインペラが傾くことを抑制しつつ、インペラが取り付けられる装置の部品点数を少なくできるインペラ、およびそのようなインペラを備えた送風装置を提供する。
【解決手段】インペラ７０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に取り付けられ、かつ、シャフトとともに中心軸周りに回転可能なインペラであって、径方向に広がる円環板状の円板部７１ａと、円板部から上側に突出し、円板部の内縁を周方向に囲む突出部７１ｂと、突出部の上端部と接続され、突出部よりも径方向内側に位置し、軸方向に延びる円筒状の筒部７１ｃと、円板部の上面に位置する複数の動翼７３と、を備える。筒部の下端部は、円板部よりも下側に位置する。円板部と突出部と筒部とは、単一の部材の部分である。
【選択図】図１

Description

本発明は、インペラ、送風装置、および掃除機に関する。

従来、モータのシャフトに取り付けられる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１参照）。

特開平６−２４９１９４号公報

上記のような電動送風機では、例えばスペーサおよびナット等によってインペラの後面シュラウドを上下に挟むことによって、シャフトに対してインペラが傾くことを抑制しつつ、インペラをシャフトに固定する。

しかし、スペーサおよびナット等の固定部材が設けられるため、電動送風機の部品点数が増加し、電動送風機の組み立て工数が増加する問題があった。これにより、電動送風機の製造コストが増大し、電動送風機の生産性が低下する問題があった。

本発明の例示的な一実施形態は、上記問題点に鑑みて、シャフトに対してインペラが傾くことを抑制しつつ、インペラが取り付けられる装置の部品点数を少なくできるインペラ、およびそのようなインペラを備えた送風装置を提供することを目的の一つとする。また、そのようなインペラを有す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インペラは、上下に延びる中心軸に沿って配置されるシャフトに取り付けられ、かつ、前記シャフトとともに前記中心軸周りに回転可能なインペラであって、径方向に広がる円環板状の円板部と、前記円板部から上側に突出し、前記円板部の内縁を周方向に囲む突出部と、前記突出部の上端部と接続され、前記突出部よりも径方向内側に位置し、軸方向に延びる円筒状の筒部と、前記円板部の上面に位置する複数の動翼と、を備え、前記筒部の下端部は、前記円板部よりも下側に位置し、前記円板部と前記突出部と前記筒部とは、単一の部材の部分である。

本発明の例示的な一実施形態の送風装置は、上記のインペラと、前記シャフトを有するロータを備えるモータと、を備え、前記筒部の径方向内側には、前記シャフトが圧入される。

本発明の例示的な一実施形態の掃除機は、上記インペラを有する。

本発明の例示的な一実施形態によれば、シャフトに対してインペラが傾くことを抑制しつつ、インペラが取り付けられる装置の部品点数を少なくできるインペラ、およびそのようなインペラを備えた送風装置が提供される。また、そのようなインペラを有する掃除機が提供される。

図１は、第１実施形態の送風装置を示す断面図である。 図２は、第１実施形態の送風装置を示す斜視図である。 図３は、第１実施形態のベアリング保持部材を示す斜視図である。 図４は、第１実施形態のロータアセンブリを示す正面図である。 図５は、第１実施形態の送風装置の部分を示す拡大断面図である。 図６は、第２実施形態の送風装置を示す断面図であり、図８におけるVI−VI断面図である。 図７は、第２実施形態の送風装置を示す斜視図である。 図８は、第２実施形態の送風装置を示す平面図である。 図９は、実施形態の掃除機を示す斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るインペラおよび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＞
送風装置１は、図１および図２に示すように、インペラ７０と、モータ１０と、を備える。送風装置１は、ベアリング保持部材６０と、流路部材６１と、複数の静翼６７と、インペラハウジング８０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。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周りに回転可能にモータ１０に取り付けられる。より具体的には、インペラ７０は、シャフト３１に取り付けられ、シャフト３１とともに中心軸Ｊ周りに回転可能である。なお、図２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。

モータ１０は、図１に示すように、ハウジング２０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、コネクタ９０と、を備える。つまり、モータ１０は、シャフト３１を有するロータ３０を備える。

ハウジング２０は、ロータ３０と、ステータ４０とを収容する有底の円筒容器である。ハウジング２０は、円筒状の周壁２１と、周壁２１の下端に位置する下蓋部２２と、下蓋部２２の中央部に位置する下側ベアリング保持部２２ｂと、を有する。ハウジング２０における周壁２１の内側面には、ステータ４０が固定される。下側ベアリング保持部２２ｂは、下蓋部２２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２２ｂは、内部に下側ベアリング５２ａを保持する。

図１および図２に示すように、ハウジング２０には、貫通孔２１ａが設けられる。貫通孔２１ａは、周壁２１の下部側から下蓋部２２に跨って設けられる。すなわち、貫通孔２１ａは、周壁２１を径方向に貫通するとともに、下蓋部２２を軸方向（Ｚ軸方向）に貫通する。図示は省略するが、貫通孔２１ａは、例えば、周方向に沿って３つ設けられる。

図１に示すように、貫通孔２１ａの上端部は、後述するステータコア４１の下端部よりも上側に位置する。そのため、ステータコア４１の下部側が、ハウジング２０の外部に露出する。これにより、ステータコア４１の径方向外側の面が、モータ１０と流路部材６１との間に設けられる後述する排気流路８７に面する。したがって、排気流路８７を流れる空気によって、ステータコア４１を冷却することができる。

また、例えば、ステータコア４１を冷却する方法としては、ハウジング２０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２０内のステータコア４１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１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８７に面してステータコア４１の外側面を露出させる構成としたため、ステータコア４１が排気流路８７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４１を冷却することが可能である。

貫通孔２１ａの上端部は、軸方向（Ｚ軸方向）において、ステータコア４１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４１の下部側の半分が、排気流路８７に露出する。そのため、ステータコア４１をより冷却することができる。

ロータ３０は、図１に示すように、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。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に取り付けられている。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。

シャフト３１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３１の上側（＋Ｚ側）の端部にインペラ７０が取り付けられる。すなわち、モータ１０は、シャフト３１を支持するベアリングを備える。本実施形態においては、下側ベアリング５２ａと上側ベアリング５２ｂとが、ベアリングに対応する。

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は中心軸周りのリング状である。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。ティース部４１ｂは周方向に均等な間隔で配置される。

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２２ｂ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６２ｄ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２２ｂ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６２ｄ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。

ベアリング保持部材６０は、ハウジング２０の上側の開口に位置する。図３に示すように、ベアリング保持部材６０は、保持部材本体部６２ｃと、第１凸部６２ａと、第２凸部６２ｂと、上側ベアリング保持部６２ｄと、を有する。

保持部材本体部６２ｃは、例えば、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。図２に示すように、保持部材本体部６２ｃは、ハウジング２０の周壁２１の内側に嵌め合わされる。保持部材本体部６２ｃの外周面には、下側から上側に向かって保持部材本体部６２ｃの外径が大きくなる段差がある。保持部材本体部６２ｃの段差の軸方向に直交する段差面は、周壁２１の上端部と接触する。これにより、保持部材本体部６２ｃの軸方向位置が位置決めされる。

第１凸部６２ａは、保持部材本体部６２ｃの上面から上側に突出する。第１凸部６２ａは、中心軸Ｊの周方向を囲む円環状である。第１凸部６２ａの中心には、例えば、中心軸Ｊが通る。

第２凸部６２ｂは、保持部材本体部６２ｃの上面から上側に突出する。第２凸部６２ｂは、第１凸部６２ａの径方向外側に位置する。第２凸部６２ｂは、第１凸部６２ａを周方向に囲む円環状である。第２凸部６２ｂ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６０は、複数の保持部材片６０ａが組み合わされて構成される。そのため、図４に示すロータアセンブリ１１の回転バランスを高精度に調整できる。図４に示すように、ロータアセンブリ１１は、上側ベアリング５２ｂが取り付けられたロータ３０にインペラ７０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１１の回転バランスの調整は、まずロータ３０単体のバランス調整と、インペラ７０単体のバランス調整とを別々に行う。その後、ロータ３０を含むモータ１０を組み立てて、ロータ３０のシャフト３１にインペラ７０を固定する。ここで、インペラ７０をシャフト３１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３１にインペラ７０を固定した状態、すなわちロータアセンブリ１１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１１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１１のバランス調整は、例えば、ロータアセンブリ１１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１０を組み立てた後に、シャフト３１にインペラ７０を取り付けるため、ロータアセンブリ１１が組み立てられた状態においてロータ３０はステータ４０およびハウジング２０によって囲まれる。したがって、ロータアセンブリ１１のバランス調整を行う際に、ロータ３０の一部を切り欠くことができず、インペラ７０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１１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１１のバランスのずれ方によっては、ロータアセンブリ１１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６０が複数の保持部材片６０ａによって構成される。そのため、図４に示すロータアセンブリ１１を組み立ててから、ロータアセンブリ１１をステータ４０の内側に挿入し、その後、保持部材片６０ａ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１０を組み立てることができる。これにより、モータ１０を組み立てる前に、ロータアセンブリ１１のバランス調整を行うことができる。したがって、ロータ３０とインペラ７０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１１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１１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１１の回転バランスを高精度に調整できるため、ロータ３０単体とインペラ７０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１１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１１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６０が複数の保持部材片６０ａによって構成される場合、各保持部材片６０ａの寸法誤差、および保持部材片６０ａ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６０が単一の部材である場合に比べて、ベアリング保持部材６０の上側ベアリング保持部６２ｄの寸法誤差が大きくなる虞がある。これにより、上側ベアリング保持部６２ｄ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５３ｂを介して、上側ベアリング保持部６２ｄに保持される。そのため、上側ベアリング保持部６２ｄに寸法誤差が生じた場合であっても、弾性部材５３ｂ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６０を複数の保持部材片６０ａ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３の例では、ベアリング保持部材６０は、例えば、３つの保持部材片６０ａが組み合わされて構成される。複数の保持部材片６０ａは、例えば、互いに同形状である。そのため、保持部材片６０ａの製造が容易である。一例として、保持部材片６０ａ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６０ａを製造する金型を同じとできる。これにより、保持部材片６０ａを製造する手間およびコストを低減できる。図３の例では、保持部材片６０ａの平面視形状は、例えば、中心角が１２０°の扇形である。

図１に示すように、コネクタ９０は、ステータ４０から下側に延びる。コネクタ９０は、貫通孔２１ａを介して、ハウジング２０の下側に突出する。コネクタ９０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９０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７０は、シャフト３１に固定される。インペラ７０は、シャフト３１とともに中心軸Ｊ周りに回転可能である。インペラ７０は、ベース部材７１と、動翼７３と、シュラウド７２と、を備える。本実施形態においてベース部材７１は、例えば、単一の部材である。すなわち、ベース部材７１は、動翼７３とは別部材である。ベース部材７１は、例えば、金属製である。

ベース部材７１は、円板部７１ａと、外側筒部７１ｂと、内側筒部７１ｃと、を有する。すなわち、インペラ７０は、円板部７１ａと、外側筒部７１ｂと、内側筒部７１ｃと、複数の動翼７３と、を備える。上述したようにベース部材７１は、金属製の単一の部材である。よって、円板部７１ａと外側筒部７１ｂと内側筒部７１ｃとは、単一の部材の部分である。本実施形態では、円板部７１ａと外側筒部７１ｂと内側筒部７１ｃとは、金属製の単一部材の部分である。また、円板部７１ａと外側筒部７１ｂと内側筒部７１ｃと、複数の動翼７３とは別部材である。

円板部７１ａは、径方向に広がる円環板状である。円板部７１ａの中心には、中心軸Ｊが通る。外側筒部７１ｂは、円板部７１ａから上側に突出する突出部である。外側筒部７１ｂは、円板部７１ａの内縁を周方向に囲む。

なお、本明細書において、外側筒部（突出部）が円板部の内縁を周方向に囲む、とは、例えば、外側筒部（突出部）が互いに分離された複数の部分から構成され、その複数の部分が周方向に沿って配置されることで円板部の内縁を囲む場合も含む。

外側筒部７１ｂは、円板部７１ａの内縁から上側に延びる円筒状である。外側筒部７１ｂは、例えば、中心軸Ｊを中心とする。外側筒部７１ｂの上端部は、径方向内側に湾曲する。これにより、外側筒部７１ｂの上端部の上面は、下側から上側に向かうに従って径方向内側に位置する。すなわち、外側筒部７１ｂの上面は、下側から上側に向かうに従って径方向内側に位置する湾曲部を有する。

そのため、後述する吸気口８０ａを介してインペラ７０内に流入した空気が、外側筒部７１ｂ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１の送風効率を向上できる。

外側筒部７１ｂにおける湾曲部の軸方向に対する傾きは、例えば、下側から上側に向かうに従って、徐々に大きくなる。外側筒部７１ｂの湾曲部は、下端において軸方向と平行であり、上端において軸方向と直交する。

内側筒部７１ｃは、外側筒部７１ｂよりも径方向内側に位置する。内側筒部７１ｃ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７１ｃは、例えば、中心軸Ｊを中心とする。内側筒部７１ｃの上端部は、径方向外側に湾曲する。これにより、内側筒部７１ｃの上端部の上面は、下側から上側に向かうに従って径方向外側に位置する。すなわち、内側筒部７１ｃの上面は、下側から上側に向かうに従って径方向外側に位置する湾曲部を有する。

内側筒部７１ｃの上端部における軸方向に対する傾きは、例えば、下側から上側に向かうに従って、徐々に大きくなる。内側筒部７１ｃの湾曲部は、下端において軸方向と平行であり、上端において軸方向と直交する。

内側筒部７１ｃは、外側筒部７１ｂの上端部と接続される。内側筒部７１ｃの上端部は、外側筒部７１ｂの上端部と滑らかに接続される。内側筒部７１ｃのうち円板部７１ａよりも上側の部分と、外側筒部７１ｂ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。これにより、内側筒部７１ｃと外側筒部７１ｂとの接続箇所において、部材に作用する圧力が集中することをより抑制できる。

内側筒部７１ｃの径方向内側には、シャフト３１が圧入される。これにより、インペラ７０がシャフト３１に固定される。このように、本実施形態のインペラ７０によれば、内側筒部７１ｃの径方向内側にシャフト３１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３１にインペラ７０を固定することができる。したがって、送風装置１の部品点数を少なくできる。また、円板部７１ａと外側筒部７１ｂと内側筒部７１ｃとが単一の部材の部分であるため、より送風装置１の部品点数を少なくできる。これにより、送風装置１の組み立て工数を低減できる。なお、インペラ７０をシャフト３１に固定する固定部材とは、例えば、ナットである。

内側筒部７１ｃの下端部は、円板部７１ａよりも下側に位置する。これにより、内側筒部７１ｃの軸方向の寸法を大きくしやすく、インペラ７０とシャフト３１との固定部分における軸方向の寸法を大きくできる。したがって、シャフト３１に対してインペラ７０が傾くことを抑制しつつ、インペラ７０を安定してシャフト３１に固定できる。

以上により、本実施形態によれば、インペラ７０がシャフト３１に対して傾くことを抑制しつつ、送風装置１の部品点数を少なくできる。したがって、送風装置１の組み立て工数を少なくできる。その結果、送風装置１の製造コストを低減でき、送風装置１の生産性を向上できる。

また、例えば、内側筒部７１ｃを外側筒部７１ｂよりも上側に延ばして、内側筒部７１ｃにおけるシャフト３１が圧入される部分を円板部７１ａ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３１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３１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７１ｃが円板部７１ａよりも下側に延びる。これにより、内側筒部７１ｃにおけるシャフト３１が圧入される部分を、円板部７１ａよりも下側とすることができ、シャフト３１の軸方向（Ｚ軸方向）の寸法を小さくできる。

また、例えば、円板部７１ａの内縁から軸方向に延びる筒状部にシャフト３１が圧入される場合、円板部７１ａ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７０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７０に応力が加えられた場合に、インペラ７０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７１ａの内縁から上側に延びる外側筒部７１ｂよりも径方向内側に位置する内側筒部７１ｃにシャフト３１が圧入される。これにより、円板部７１ａと外側筒部７１ｂとの接続箇所に応力が集中することを抑制でき、円板部７１ａと外側筒部７１ｂと内側筒部７１ｃ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７０に応力が加えられた場合に、インペラ７０が振れ回ることを抑制できる。

本実施形態では、外側筒部７１ｂの上端部と内側筒部７１ｃの上端部とが、径方向に互いに向かい合う向きに湾曲し、外側筒部７１ｂと内側筒部７１ｃとが接続された部分の形状が、断面視で、下側に開口するＵ字状である。そのため、外側筒部７１ｂと内側筒部７１ｃとが接続された部分において応力を分散させやすく、円板部７１ａと外側筒部７１ｂとの接続箇所に応力が集中することをより抑制できる。

内側筒部７１ｃの下端部は、ベアリング保持部材６０と径方向に重なる。内側筒部７１ｃにおけるシャフト３１が圧入される部分は、円板部７１ａよりも下側に位置する。内側筒部７１ｃ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７１ｃは、円板部７１ａ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１の部品点数をより少なくでき、かつ、送風装置１の組み立て工数をより少なくできる。

外側筒部７１ｂの上端部および内側筒部７１ｃの上端部は、シャフト３１の上端部よりも下側に位置する。すなわち、シャフト３１の上端部は、外側筒部７１ｂおよび内側筒部７１ｃよりも上側に位置する。そのため、シャフト３１の上端部と、外側筒部７１ｂの上端部および内側筒部７１ｃの上端部と、円板部７１ａの上面と、の順で、径方向内側から径方向外側に向かって、軸方向の位置が下側となる。したがって、インペラ７０の上側からインペラ７０内に流入する空気を上側から下側に向かうに従って、径方向内側から径方向外側へと案内しやすい。これにより、インペラ７０内に流入する空気をよりスムーズに径方向外側に送ることができる。その結果、送風装置１の送風効率をより向上できる。

外側筒部７１ｂと内側筒部７１ｃとの径方向の間には、隙間が設けられる。そのため、ベース部材７１が他の部材と接触してベース部材７１に力が加えられた場合であっても、隙間があることによって、力の一部を吸収することができるため、シャフト３１に力が伝わることを抑制できる。これにより、シャフト３１が変形することを抑制できる。

ベース部材７１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７１は、円板部７１ａと、筒状の外側筒部７１ｂおよび内側筒部７１ｃ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７１を製造することができる。これにより、インペラ７０の製造を容易にできる。また、板状部材からベース部材７１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７１を製造する場合に比べて、ベース部材７１を軽量化しやすい。

複数の動翼７３は、円板部７１ａの上面に位置する。動翼７３は、例えば、円板部７１ａの上面に設けられた溝に差し込まれて、円板部７１ａの上面に固定される。動翼７３は、周方向に沿って複数設けられる。

シュラウド７２は、円板部７１ａの上面と対向する環状の部分である。シュラウド７２の内縁は、例えば、円板部７１ａと同心の円形状である。シュラウド７２は、動翼７３を介して、円板部７１ａと固定される。

図２に示すように、シュラウド７２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、上側に開口するインペラ開口部７２ｃを有する。シュラウド円筒部７２ｂは、ベース部材７１の外側筒部７１ｂよりも径方向外側に位置する。

図５に示すように、シュラウド円筒部７２ｂの内側面は、曲面部７２ｄを有する。曲面部７２ｄは、シュラウド円筒部７２ｂの内側面の上端部に位置する。曲面部７２ｄ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。

軸方向（Ｚ軸方向）においてシュラウド円環部７２ａと円板部７１ａとの間には、インペラ流路８６が設けられる。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７２ｃと連通する。インペラ流路８６は、インペラ７０の径方向外側に開口する。

インペラ７０の軸方向位置は、スペーサとして機能する内側筒部７１ｃによって決められる。インペラ７０の下面、すなわち円板部７１ａの下面は、ベアリング保持部材６０における第１凸部６２ａの上端、および第２凸部６２ｂ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６２ａ、第２凸部６２ｂおよび円板部７１ａによって、インペラ７０とベアリング保持部材６０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７０のインペラ流路８６から径方向外側に排出された空気が、インペラ７０とベアリング保持部材６０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１の送風効率をより向上できる。

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６１ｃ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６１ｃ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側の端部の径方向位置を含む。

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、後述する吸気口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、モータ１０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６１は、上側流路部材６１ｂと、下側流路部材６１ａと、を有する。上側流路部材６１ｂは、下側流路部材６１ａの上側に連結される。上側流路部材６１ｂ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６１ａ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６１において内径が最小となる位置は、上側流路部材６１ｂと下側流路部材６１ａとが連結される連結位置Ｐ１と軸方向（Ｚ軸方向）において同じである。同様に、排気流路８７の径方向の幅が最小となる位置は、連結位置Ｐ１と軸方向において同じである。

複数の静翼６７は、流路部材６１とモータ１０との径方向の間に設けられる。すなわち、静翼６７は、排気流路８７内に設けられる。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（−θ_Ｚ向き）に湾曲する。

図１に示すように、静翼下部６７ａは、例えば、下側流路部材６１ａと径方向に重なる。静翼上部６７ｂは、例えば、上側流路部材６１ｂと径方向に重なる。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、上側流路部材６１ｂと単一の部材として製造される。

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、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、上側に開口する吸気口８０ａを有する。

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、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。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５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の軸方向と直交する段差面８３ａ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（Ｚ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６１ｃ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。

湾曲面８２ａの上端部Ｐ２は、シュラウド円環部７２ａの下面の径方向外側の端部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の径方向外側の端部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は、後述する対向面８２ｂとシュラウド７２の外側面との間の隙間ＧＡ３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へと空気が流入することを抑制できる。

湾曲面８２ａの上端部Ｐ２は、シュラウド円環部７２ａの上面の径方向外側の端部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。

対向面８２ｂは、インペラ７０のシュラウド７２と対向する面である。対向面８２ｂは、シュラウド７２の外側面に倣う形状である。そのため、対向面８２ｂとシュラウド７２の外側面との間の隙間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。隙間ＧＡ３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の上側の開口は、吸気口８０ａである。吸気ガイド部８１の径方向内側面は、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は、シュラウド円筒部７２ｂの上側に位置する。吸気ガイド部８１とシュラウド円筒部７２ｂとの軸方向の隙間ＧＡ１は、隙間ＧＡ３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の径方向内側の端部の径方向位置は、シュラウド円筒部７２ｂの径方向内側の端部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７０の内部に入った空気が、シュラウド円筒部７２ｂに沿って流れやすい。これにより、インペラ７０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７０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７２ｂ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７２ｂの内側面は、上端部に位置する曲面部７２ｄを有する。そのため、インペラ７０の径方向位置がずれた場合であっても、空気が曲面部７２ｄ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。

ベース部材７１は、ダイキャストで製造されてもよい。この場合、円板部７１ａから上側に突出する突出部の径方向の寸法が大きくなりやすい。そのため、ヒケが生じて、ベース部材７１の成形精度が低下する虞がある。

これに対して、本実施形態によれば、突出部と内側筒部７１ｃとの間には、隙間が設けられる。これにより、突出部の径方向の寸法が大きくなることを抑制できる。したがって、ベース部材７１をダイキャストで製造する場合に、ヒケが生じることを抑制できる。その結果、ベース部材７１の成形精度が低下することを抑制できる。また、隙間の分だけベース部材７１を軽量化できるため、インペラ７０を軽量化できる。

外側筒部７１ｂにおける湾曲部の軸方向に対する傾き、および内側筒部７１ｃにおける湾曲部の傾きは、例えば、下側から上側に向かうに従って、徐々に小さくなってもよい。この場合、外側筒部７１ｂの湾曲部および内側筒部７１ｃの湾曲部は、下端において軸方向と直交し、上端において軸方向と平行であってもよい。円板部７１ａから上側に突出する突出部の上面は、全体が湾曲部であってもよい。

外側筒部７１ｂは、円板部７１ａの内縁よりも径方向外側に設けられてもよい。

本実施形態においては、インペラ７０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６０は、２つの保持部材片６０ａによって構成されてもよいし、４つ以上の保持部材片６０ａによって構成されてもよい。

＜第２実施形態＞
図７および図８においては、流路部材１６１、ベアリング保持部材１６０、インペラ７０、およびインペラハウジング８０の図示を省略している。なお、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６に示すように、送風装置２は、モータ１１０と、ベアリング保持部材１６０と、インペラ７０と、流路部材１６１と、複数の静翼１６７と、インペラハウジング８０と、を備える。

モータ１１０は、ハウジング１２０と、シャフト３１を有するロータ３０と、ステータ１４０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９０と、を備える。ハウジング１２０は、周壁１２１と、下蓋部２２と、下側ベアリング保持部２２ｂと、を有する。

図７に示すように、周壁１２１には、複数の貫通孔１２１ａと、複数の切欠き１２１ｂと、が設けられる。図６に示すように、貫通孔１２１ａの上端部は、後述するステータコア１４１よりも下側に位置する。貫通孔１２１ａのその他の構成は、第１実施形態の貫通孔２１ａの構成と同様である。

図７に示すように、切欠き１２１ｂは、周壁１２１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１２１ｂは、周壁１２１を径方向に貫通し、上側に開口する。切欠き１２１ｂ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１２１ｂの形状は、例えば、軸方向に延びる矩形状である。

図８に示すように、ステータ１４０は、ステータコア１４１を有する。ステータコア１４１は、コアバック部４１ａと、ティース部４１ｂと、コア突出部１４１ｃと、を有する。コア突出部１４１ｃは、コアバック部４１ａの外周面から径方向外側に突出する。コア突出部１４１ｃは、例えば、周方向に沿って６つ設けられる。

各コア突出部１４１ｃは、それぞれ切欠き１２１ｂに嵌め合わされる。コア突出部１４１ｃの径方向外側の面は、ハウジング１２０の外周面と同一面上に位置する。コア突出部１４１ｃの径方向外側の面は、ハウジング１２０の外部に露出する。本実施形態においては、複数の切欠き１２１ｂが周方向に沿って等間隔に配置されるため、モータ１１０の外周面においては、ステータコア１４１のコア突出部１４１ｃの外周面と、ハウジング１２０の外周面とが、周方向に沿って互い違いに並ぶ。

図６に示すように、コア突出部１４１ｃの径方向外側の面は、排気流路８７に面する。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１４１を冷却することができる。

コア突出部１４１ｃの下端部は、切欠き１２１ｂの下側の縁と接触する。これにより、ステータコア１４１は、軸方向に位置決めされる。

静翼１６７は、静翼下部１６７ａと、静翼上部１６７ｂと、を有する。静翼下部１６７ａと静翼上部１６７ｂとは、例えば、互いに別部材である。静翼下部１６７ａのその他の構成は、第１実施形態の静翼下部６７ａの構成と同様である。静翼上部１６７ｂのその他の構成は、第１実施形態の静翼上部６７ｂの構成と同様である。

ベアリング保持部材１６０は、外周面に静翼上部１６７ｂが固定される点を除いて、第１実施形態のベアリング保持部材６０と同様である。ベアリング保持部材１６０と静翼上部１６７ｂ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１６０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１６１は、単一の部材である。流路部材１６１の内周面には、静翼下部１６７ａが固定される。流路部材１６１と静翼下部１６７ａとは、例えば、単一の部材である。流路部材１６１のその他の構成は、第１実施形態の流路部材６１の構成と同様である。送風装置２のその他の構成は、第１実施形態の送風装置１の構成と同様である。

なお、本実施形態において切欠き１２１ｂ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１２１ｂの代わりに、周壁１２１を径方向に貫通する貫通孔が設けられてもよい。

図９は、実施形態の掃除機１００を示す。掃除機１００は、上述のインペラを有する。これにより、インペラにおいて、シャフトに対してインペラが傾くことを抑制しつつ、インペラが取り付けられる装置の部品点数を少なくできるので、掃除機の送風効率が向上し、掃除機に搭載されるインペラの部品点数を少なくできる。よって、掃除機１００の組立て工数を削減することができる。

なお、上記の第１実施形態および第２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。例えば、上記の第１実施形態および第２実施形態の送風装置は、例えば、掃除機、ドライヤーに用いることができる。

また、上記の第１実施形態および第２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…送風装置、１０，１１０…モータ、３０…ロータ、３１…シャフト、５２ｂ…上側ベアリング（ベアリング）、７０…インペラ、７１ａ…円板部、７１ｂ…外側筒部（突出部）、７１ｃ…内側筒部（筒部）、７３…動翼、１００…掃除機、Ｊ…中心軸

Claims (9)

1. 上下に延びる中心軸に沿って配置されるシャフトに取り付けられ、かつ、前記シャフトとともに前記中心軸周りに回転可能なインペラであって、
   径方向に広がる円環板状の円板部と、
   前記円板部から上側に突出し、前記円板部の内縁を周方向に囲む突出部と、
   前記突出部の上端部と接続され、前記突出部よりも径方向内側に位置し、軸方向に延びる円筒状の筒部と、
   前記円板部の上面に位置する複数の動翼と、
   を備え、
   前記筒部の下端部は、前記円板部よりも下側に位置し、
   前記円板部と前記突出部と前記筒部とは、単一の部材の部分である、インペラ。
2. 前記突出部は、前記円板部の内縁から上側に延びる円筒状であり、
   前記円板部と前記突出部と前記筒部とは、金属製であり、かつ、前記動翼とは別部材である、請求項１に記載のインペラ。
3. 前記突出部と前記筒部との径方向の間には、隙間が設けられる、請求項１または２に記載のインペラ。
4. 前記突出部の上面は、下側から上側に向かうに従って径方向内側に位置する湾曲部を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のインペラ。
5. 前記突出部は、前記円板部の内縁から上側に延びる円筒状であり、
   前記突出部の上端部は、径方向内側に湾曲し、
   前記筒部の上端部は、径方向外側に湾曲し、前記突出部の上端部と滑らかに接続される、請求項１から４のいずれか一項に記載のインペラ。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載のインペラと、
   前記シャフトを有するロータを備えるモータと、
   を備え、
   前記筒部の径方向内側には、前記シャフトが圧入される、送風装置。
7. 前記モータは、前記シャフトを支持するベアリングを備え、
   前記筒部の下端部は、前記ベアリングの内輪の上端部と接触する、請求項６に記載の送風装置。
8. 前記シャフトの上端部は、前記突出部および前記筒部よりも上側に位置する、請求項６または７に記載の送風装置。
9. 請求項１から５のいずれか一項に記載のインペラを有する、掃除機。

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