JP2022054465A - 送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】組立性に優れた多段式送風機を提供する。【解決手段】エアダスタは、モータ４、モータシャフト４５、複数のファン６、本体ハウジング２、少なくとも１つの区画構造７、および単一のナット８１とを備える。モータシャフト４５は、モータ４の駆動に伴って、所定の回転軸周りに回転する。ファン６は、同軸上に多段配置され、モータシャフト４５と一体的に回転軸周りに回転する。本体ハウジング２は、モータ４およびファン６を収容するとともに、空気を本体ハウジング２内へ吸い込むための吸込み口２０１と、ファン６によって送出された空気を吐出するための吐出口２０３を有する。区画構造７は、回転軸の軸方向においてファン６の間に配置され、本体ハウジング２１の内部をファン６に対応する複数の領域に区画する。ナット８１は、ファン６および区画構造７を、夫々、モータシャフト４５および本体ハウジング２に締着する。【選択図】 図３

Description

本発明は、送風機に関し、より詳細には、多段配置された複数のファンを備えた多段式送風機に関する。

空気をノズルから吐出することで、塵埃等を吹き飛ばすことが可能な送風機が知られている。このような送風機は、一般的にはエアダスタと称されている。例えば、特許文献１には、５段の遠心ファンを含む空気圧縮部を備え、この空気圧縮部によって生成された圧縮空気を噴射することが可能なエアダスタが開示されている。

特開２０１１―１１７４４２号公報

特許文献１のエアダスタでは、空気圧縮部の各段は、ハウジングに固定された静翼の内側に、モータの出力シャフトに固定された動翼を非接触で嵌め合わせることによって構成されている。そして、各段の動翼および静翼は、区画板によって区画された部屋内に配置されている。このような構成のエアダスタは、組み立て作業が煩雑になりやすい。

本発明は、かかる状況に鑑み、組立性に優れた多段式送風機を提供することを目的とする。

本発明の一態様において、モータと、回転シャフトと、複数のファンと、ハウジングと、少なくとも１つの区画構造と、単一の締着部材とを備えた送風機が提供される。回転シャフトは、モータの駆動に伴って、所定の回転軸周りに回転するように構成されている。複数のファンは、同軸上に多段配置され、回転シャフトと一体的に回転軸周りに回転するように構成されている。ハウジングは、モータおよび複数のファンを収容する。また、ハウジングは、空気をハウジング内へ吸い込むための吸込み口と、複数のファンによって送出された空気を吐出するための吐出口を有する。少なくとも１つの区画構造は、回転軸の軸方向において複数のファンの間に配置され、ハウジングの内部を複数のファンに対応する複数の領域に区画する。単一の締着部材は、複数のファンおよび少なくとも１つの区画構造を、夫々、回転シャフトおよびハウジングに締着するように構成されている。

本態様に係る多段式送風機では、少なくとも１つの区画構造によって区画された複数の領域に複数のファンが夫々配置されている。そして、共通する単一の締着部材によって、複数のファンが回転シャフトに締着されるとともに、少なくとも１つの区画構造がハウジングに締着されている。このような構成によれば、送風機の組み立てにおいて、複数のファンを回転シャフトに組み付ける作業と、少なくとも１つの区画構造をハウジングに組み付ける作業とを、単一の締着部材を用いて一度に行うことができる。よって、本態様によれば、組立性に優れた多段式送風機が実現される。

本態様において、モータは、バッテリから供給される電力で駆動されてもよいし、外部の交流電源から供給される電力で駆動されてもよい。また、モータはブラシを有するモータであっても、ブラシレスモータであってもよい。なお、小型で高出力、且つ、回転数が可変であることから、ブラシレスモータが採用されることが好ましい。

ファン（羽根車ともいう）の数（つまり、段数）は特に限られるものではなく、例えば、送風機に求められる風力に応じて適宜選定されうる。複数のファンには、夫々、遠心ファン、斜流ファン、または軸流ファンを採用することができるが、より高い圧力が得られるという点で、遠心ファンまたは斜流ファンを採用することが好ましく、遠心ファンを採用することがより好ましい。遠心ファンの中でも、高効率で、径方向の大型化を抑えつつ比較的大きな風量を発揮できる点で、後向き羽根を有する後向きファン（ターボファンともいう）を採用することが好ましい。また、複数のファンの全てが必ずしも同一構造を有する必要はないが、製造コストおよび組立性の観点から、同一構造を有することが好ましい。また、複数のファンのみが締着部材によって回転シャフトに締着されてもよいし、複数のファンと他の介在部材（例えば、複数のファンを軸方向に位置決めするための位置決め部材）とが併せて回転シャフトに締着されてもよい。

区画構造の数は、ファンの数に応じて決まるものであって、ファンの数が２の場合は１であり、３以上の場合は複数となる。なお、複数の区画構造が設けられる場合、必ずしも全ての区画構造が同一構造を有する必要はないが、製造コストおよび組立性の観点から、同一構造を有することが好ましい。区画構造は、単一の部材であってもよいし、複数の別個の部材の組み合わせであってもよい。また、区画構造のみが締着部材によってハウジングに締着されてもよいし、区画構造と他の介在部材（例えば、少なくとも１つの区画構造を軸方向に位置決めするための位置決め部材）とが併せてハウジングに締着されてもよい。

なお、締着部材は、例えば、螺合や圧入によって、回転シャフトまたはハウジングに固定され、軸方向の力によって、複数のファンおよび少なくとも１つの区画構造を締着することができる。

本発明の一態様において、送風機は、相対回転可能に構成された第１部分と第２部分とを含むベアリングを更に備えてもよい。ベアリングは、回転シャフトをハウジングに対して回転軸周りに回転可能に支持する。締着部材は、第１部分を介して複数のファンを回転シャフトに締着し、且つ、第２部分を介して少なくとも１つの区画構造をハウジングに締着するように構成されていてもよい。本態様によれば、回転シャフトを支持するベアリングを利用して、単一の締着部材によって、複数のファンおよび少なくとも１つの区画構造の両方を容易に締着することができる。なお、ベアリングの種類は特に限られるものではないが、例えば、外輪、内輪、および転動体を含む転がりベアリングが採用されうる。

本発明の一態様において、モータは、ハウジングに保持されたステータと、ステータの内側に配置されたロータと、ロータが固定された出力シャフトとを含んでもよい。そして、回転シャフトは、モータの出力シャフトであってもよい。本態様によれば、締着部材によって、ベアリングを介して複数のファンおよび少なくとも１つの区画構造を締着するとともに、モータの出力シャフトのガタを抑制し、ロータをステータに対して適切に位置決めすることができる。

本発明の一態様において、モータの出力シャフトのうち、複数のファンが取り付けられる部分は、均一径を有してもよい。本態様によれば、出力シャフトを容易に製造することができ、且つ、複数のファンを全て同一構造とすることができる。

本発明の一態様において、複数のファンは、夫々、回転軸の軸方向に吸い込んだ空気を回転軸の径方向外側に向けて送出するように構成された遠心ファンであってもよい。そして、少なくとも１つの区画構造は、遠心ファンによって送出された空気を径方向内側へ向かわせるように構成された整流部材を含んでもよい。本態様によれば、各段の遠心ファンによって送出された空気を次段の遠心ファンの吸込み領域に効率的に案内するための構成を、ハウジングに容易に組み付けることができる。なお、整流部材は、典型的には、案内羽根を含む。

本発明の一態様において、送風機は、複数のファンのうち最終段のファンと吐出口の間に配置され、最終段のファンから送出された空気を吐出口へ向かわせるように構成された最終整流部材を更に備えてもよい。そして、締着部材は、最終整流部材を、少なくとも１つの区画構造と共にハウジングに締着するように構成されていてもよい。本態様によれば、ハウジング内部を区画するための構成と、最終段のファンから送出された空気を吐出口へ効率的に案内するための構成を、ハウジングに容易に組み付けることができる。

本発明の一態様において、締着部材は、回転シャフトに螺合された第１ネジ部材であってもよい。そして、送風機は、第１ネジ部材の緩み止め用の第２ネジ部材を更に備えてもよい。この場合、締着部材としての第１ネジ部材を回転シャフトに螺合し、更に緩み止め用の第２ネジ部材を更に回転シャフトに螺合することで、複数のファンおよび少なくとも１つの区画構造を容易且つ確実に締着することができる。

本発明の一態様において、モータは、ブラシレスモータであってもよい。そして、送風機は、使用者による外部操作が可能に構成された操作部材と、操作部材の操作に応じてブラスレスモータの回転数を制御する制御装置とを更に備えてもよい。本態様によれば、使用者は、操作部材の操作に応じて、回転数、ひいては風力を調整することが可能となる。なお、操作部材の種類は特に限られるものではないが、例えば、トリガ、押しボタン、ダイアル、タッチパネル等が採用されうる。制御装置は、操作部材の操作に応じて、モータの回転数を複数段階で変更してもよいし、無段階で変更してもよい。

エアダスタの斜視図である。 エアダスタの断面図である。 図２の本体ハウジングの部分拡大図である。 図３のＩＶ－ＩＶ線における断面図である。 図３の部分拡大図である。 ファンの断面図である。 ファンの本体の背面図である。 ファンの本体の斜視図である。 ファンの本体の前面図である。 ロック部材の斜視図である。 第１段、第２段の整流部材の前面図である。 第３段の整流部材の前面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るエアダスタ１について説明する。図１に示すエアダスタ１は、吐出口２０３から空気を吐出することで、塵埃等を吹き飛ばすことが可能な送風機の一種であって、使用者が把持して使用する手持ち式の電動ツールとして構成されている。

まず、エアダスタ１の概略構成について説明する。

図１および図２に示すように、エアダスタ１の外郭は、主として、本体ハウジング２と、ハンドル３とによって形成されている。本体ハウジング２は、モータ４、複数のファン（羽根車ともいう）６等を収容する中空体として構成されている。本実施形態では、本体ハウジング２は、概ね円筒状に形成されており、その軸方向における一端部に吐出口２０３を有する。ハンドル３は、使用者による把持が可能に構成されており、本体ハウジング２の軸と交差する方向（概ね直交する方向）に、本体ハウジング２から突出している。ハンドル３の基端部（本体ハウジング２に接続する端部）には、使用者による押圧操作（引き操作）が可能なトリガ３１１が設けられている。また、ハンドル３の突出側の端部（先端部）には、バッテリ装着部３４を介して、バッテリ３４０が取り外し可能に装着されている。使用者によってトリガ３１１が引き操作されると、モータ４が通電されてファン６が駆動され、圧縮された空気が吐出口２０３から吐出される。

以下、エアダスタ１の詳細構成について説明する。なお、以下では、説明の便宜上、本体ハウジング２の軸方向（後述するモータシャフト４５およびファン６の回転軸Ａ１の軸方向（以下、回転軸Ａ１方向という）ともいえる）をエアダスタ１の前後方向と規定し、吐出口２０３が配置されている側を前側、反対側を後側と規定する。また、本体ハウジング２の軸（回転軸Ａ１）に直交し、ハンドル３の延在方向に対応する方向を上下方向と規定し、基端部側を上側、突出端側（バッテリ３４０が着脱される側）を下側と規定する。また、前後方向および上下方向に直交する方向を左右方向と規定する。

ハンドル３およびその内部構造について説明する。

図１および図２に示すように、ハンドル３は、概ね上下方向に延在する筒状の把持部３１と、把持部３１の下端部に接続し、ハンドル３の下端部を構成する矩形箱状のコントローラ収容部３３とを含む中空体として構成されている。ハンドル３（把持部３１）の上端部は、本体ハウジング２にネジで固定されており、これにより、ハンドル３は本体ハウジング２と一体化されている。

把持部３１は、エアダスタ１の使用時（稼働時）に使用者によって把持される部分である。トリガ３１１は、把持部３１の上端部の前側に設けられている。把持部３１内には、スイッチ３１３が収容されている。スイッチ３１３は、常時にはオフ状態で維持され、トリガ３１１の引き操作に応じてオン状態とされる。スイッチ３１３は、図示しない配線を介して後述するコントローラ３３１に接続されており、オン状態とされた場合、トリガ３１１の操作量（引き量）に応じた信号を、コントローラ３３１に出力するように構成されている。

コントローラ収容部３３内には、モータ４の駆動制御等、エアダスタ１の各種動作を制御するように構成されたコントローラ３３１が収容されている。なお、本実施形態では、コントローラ３３１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、メモリを含むマイクロコンピュータとして構成されており、メイン基板に搭載され、ケースに収容された状態でコントローラ収容部３３内に配置されている。本実施形態では、コントローラ３３１は、スイッチ３１３から出力される信号（つまり、トリガ３１１の操作量）に応じて、モータ４の回転数を無段階で制御するように構成されている。なお、トリガ３１１の最大操作量に対応するモータ４の最高回転数は、毎分６３，０００回転（６３，０００ｒｐｍ）である。

更に、コントローラ収容部３３の上部には、使用者による外部操作が可能な操作部３３３が設けられている。操作部３３３は、各種情報の入力を受け付ける押しボタンを有する。操作部３３３は、図示しない配線を介してコントローラ３３１に接続されており、入力された情報を示す信号をコントローラ３３１に出力するように構成されている。

コントローラ収容部３３の下端部には、バッテリ装着部３４が設けられている。バッテリ装着部３４は、充電式のバッテリ３４０をスライド係合可能な係合構造と、バッテリ３４０の係合に伴って、バッテリ３４０の端子に接続可能な端子とを有する。なお、バッテリ装着部３４およびバッテリ３４０の構成自体は周知であるため、ここでの説明は省略する。

本体ハウジング２およびその内部構造について説明する。

図１および図２に示すように、本体ハウジング２の大部分は円筒状に形成される一方、前端部は先細りの漏斗状（円錐状）に形成されている。この漏斗状部分の円筒状の先端部を、ノズル２３１という。ノズル２３１の開口は、本体ハウジング２内で圧縮された空気が本体ハウジング２の外部へ吐出される吐出口２０３を構成する。なお、本実施形態では、吐出口２０３は円形であって、その直径（ノズル径ともいう）は６ミリメートル（ｍｍ）である。吐出口２０３は、回転軸Ａ１上に配置される。なお、詳細は図示しないが、ノズル２３１には、ノズル径より大きい、または小さい内径を有する円筒状のアタッチメントを着脱可能である。アタッチメントがノズル２３１に装着された場合には、吐出口２０３から吐出された空気は、アタッチメント内を通過して、アタッチメントの先端の開口から吐出されることになる。また、本体ハウジング２の後端部を規定する後壁には、複数の貫通孔が形成されている。これらの貫通孔は、本体ハウジング２の外部から内部へ空気を吸い込むための吸込み口２０１を構成する。

なお、本実施形態では、本体ハウジング２は、筒状部２１と、筒状部２１に連結された前側カバー２３および後側カバー２５とを主体として形成されている。本体ハウジング２は、合成樹脂製である。

筒状部２１は、概ね円筒状の部材である。図３および図４に示すように、筒状部２１の後部には、内周面から内側（中心軸側）に突出する複数のリブ２１１が設けられている。リブ２１１の前端面２１２は、後述する第１区画板７１１、ひいては区画構造７を前後方向に位置決めするための位置決め面として機能する。前側カバー２３は、筒状部２１の前端の開口を覆う漏斗状の部材である。前側カバー２３は、ノズル２３１を含み、本体ハウジング２の前端部を構成する。後側カバー２５は、筒状部２１の後端の開口を覆う背面視円形の部材である。後側カバー２５は、本体ハウジング２の後壁を構成する部材であって、吸込み口２０１としての貫通孔を複数有する。また、後側カバー２５には、前方へ突出する複数のリブ２５１が設けられている。リブ２５１は、筒状部２１のリブ２１１と共に、モータ４のステータ４１を支持するように構成されている。

更に、後側カバー２５は、ベアリング４７の保持部材として構成されており、中央部に設けられたベアリング保持部２５５を有する。ベアリング保持部２５５は、後端側に開口する有底円筒状の部分であって、貫通孔を有する底壁（前壁）と、円筒状の周壁とを有する。ベアリング保持部２５５内には、ベアリング４７が嵌め込まれている。ベアリング４７は、リテーナ２５６によって、ベアリング４７の外輪４７１がベアリング保持部２５５の底壁に当接した状態で後側カバー２５に締着されている。なお、リテーナ２５６は、ベアリング４７の後側から周壁の内周面に形成された雌ネジ部にねじ込まれている。

上述の通り、本体ハウジング２には、モータ４と、ファン６とが収容されている。より詳細には、図３および図４に示すように、モータ４の本体部４０は、本体ハウジング２の後部内に配置され、モータ本体部４０の前側にファン６が配置されている。つまり、モータ４は、吸込み口２０１から吐出口２０３までの本体ハウジング２内の空気の流路において、吸込み口２０１とファン６の間（ファン６の上流側）に配置されている。

本実施形態では、モータ４として、ブラシレスモータが採用されている。モータ４は、ステータ４１およびロータ４３を含む本体部４０と、ロータ４３から延設され、ロータ４３と一体的に回転するモータシャフト４５とを備えている。

ステータ４１は、円筒状のケース４１１に収容され、本体ハウジング２の後端部内で保持されている。より詳細には、ステータ４１のケース４１１は、筒状部２１のリブ２１１と後側カバー２５のリブ２５１との間で挟み込まれ、支持されている。

モータシャフト４５は、本体ハウジング２の軸に沿って前後方向に延在している。なお、本実施形態のモータシャフト４５は、本体部４０に比べて非常に長く、本体ハウジング２の前端部から後端部まで延在している。モータシャフト４５は、ベアリング４６、４７によって、本体ハウジング２に対して回転軸Ａ１周りに回転可能に支持されている。なお、本実施形態では、ベアリング４６、４７は何れも、外輪と、内輪と、転動体としてのボールを備えたボールベアリングである。モータシャフト４５の前端部を支持するベアリング４６は、後述する整流部材７５を介して本体ハウジング２に保持されている。モータシャフト４５の後端部を支持するベアリング４７は、上述した後側カバー２５のベアリング保持部２５５に保持されている。

ロータ４３は、モータシャフト４５の後端部に固定されており、後側のベアリング４７の前側で、ステータ４１の内側に配置されている。また、モータシャフト４５には、ロータ４３の前側に、バランスリング４３１が取り付けられている。バランスリング４３１は、切削が可能な素材（例えば、銅）で形成されており、必要に応じて切削されて、ロータ４３の回転時の動的バランスを最適化することを可能とするものである。更に、モータシャフト４５は、バランスリング４３１の前側に、径方向外側に突出するフランジ４５１を有する。モータシャフト４５の前端部は、外周面にネジが切られた雄ネジ部４５３として構成されている。モータシャフト４５のうち、雄ネジ部４５３とフランジ４５１との間の部分（以下、ファン取付け部４５５という）には、後述する３つのファン６が取り付けられている。ファン取付け部４５５は、雄ネジ部４５３よりも大径であって、均一径を有する。

図３および図４に示すように、本実施形態では、エアダスタ１は、同一構成を有する３つのファン６を備えている。ファン６は、モータシャフト４５上に同軸状に配置され、モータ４の駆動に伴ってモータシャフト４５と一体的に回転軸Ａ１周りに回転するように構成されている。ファン６は、回転軸Ａ１方向に空気を吸い込み、径方向外側に送出する遠心ファンである。３つのファン６は、夫々、区画された３つの領域（部屋ともいう）に配置されている。以下では、３つのファン６を区別して指す場合、第１段側（吸込み口２０１の側。本体ハウジング２内の空気の流れ方向における最上流側ともいえる。本実施形態では本体ハウジング２の後端側）から順に、第１ファン６０１、第２ファン６０２、第３ファン６０３ともいう。また、第１ファン６０１、第２ファン６０２、第３ファン６０３に夫々対応する領域（部屋）を、夫々、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、第３領域Ｒ３ともいう。

ここで、本体ハウジング２内部の区画について説明する。図３および図４に示すように、本体ハウジング２内には、中央部に貫通孔を有する円形の区画板７１が３枚配置されている。３枚の区画板７１は、夫々、３つのファン６の後側（前段側または吸込み側ともいえる）に配置されている。第１ファン６０１の後側に配置された区画板７１は、モータ４が収容される領域（以下、モータ領域という）と、ファン６が収容される領域（以下、ファン領域という）との境界を画定する。第２ファン６０２の後側に配置された区画板７１は、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との境界を画定する。第３ファン６０３の後側に配置された区画板７１は、第２領域Ｒ２と第３領域Ｒ３との境界を画定する。なお、以下では、３つの区画板７１を区別して指す場合、第１段側から順に、第１区画板７１１、第２区画板７１２、第３区画板７１３ともいう。区画板７１の外径は、本体ハウジング２（筒状部２１）の内径に概ね等しい。各区画板７１の中央部の貫通孔は、回転軸Ａ１上に配置され、その前段（後側）の領域と次段（前側）の領域とを連通させる通気口７１０を構成する。

第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の夫々において、ファン６の前側（次段側、吐出口２０３側ともいえる）には、ファン６によって送出された空気を径方向内側へ向かわせ、次段へ導くための整流部材７３が配置されている。２つの整流部材７３は、同一の構成を有する。また、第３領域Ｒ３において、ファン６の前側には、ファン６によって径方向外側に送出された空気を径方向内側へ向かわせ、吐出口２０３へ導くための整流部材７５が配置されている。つまり、本実施形態では、各段のファン６に対応して、空気の流れを特定の方向へ案内するための整流部材７３または７５が設けられている。

なお、ファン６がモータシャフト４５に組み付けられるのに対し、区画板７１、整流部材７３および７５は、本体ハウジング２に組み付けられる部材である。本実施形態では、３つのファン６は、ベアリング４６を介してモータシャフト４５に組み付けられている。一方、区画板７１、整流部材７３および７５は、間に配置されたスペーサ７７と一体的に、ベアリング４６を介して本体ハウジング２に組み付けられている。この点については後で詳述する。

以下、ファン６の詳細構成について説明する。上述の通り、ファン６は、遠心ファンである。図５および図６に示すように、ファン６は、いわゆるオープン式の羽根車であって、ハブ６１と、背板６３１と、複数の羽根６３３とを含む。

ハブ６１は、モータシャフト４５が挿通される貫通孔を有する筒状の部分である。背板６３１は、ハブ６１から径方向外側に突出する円板状の部分である。なお、本実施形態の背板６３１は、平板状であって、概ね均一の厚みを有する。羽根６３３は、背板６３１の２つの板面のうち、吸込み口２０１の側（吸込み側）の面、つまり、後面から後方へ突出している。なお、ファン６の羽根６３３と、後側（吸込み側）の区画板７１との間の隙間は、径方向外側に送出された空気がこの隙間に逆流することを防ぐため、最小限とされている。羽根６３３は、ハブ６１（詳細には、後述するボス６３５）の外周から背板６３１の外縁まで、湾曲しつつ放射状に延びている。回転軸Ａ１方向に吸い込まれた空気は、背板６３１および隣接する羽根６３３によって規定される流路（以下、ファン流路という）を径方向外側に流れ、羽根６３３の径方向外側の端部の間の開口（出口）から流出する。

本実施形態では、ファン６は、後向き羽根を有する後向きファン（ターボファンともいう）であって、図７に示すように、羽根６３３の径方向外側の端部は、ファン６の回転方向Ｒとは反対側に傾いている。このような後向きファンを採用することで、径向き羽根を有するラジアルファンを採用する場合に比べ、高効率で、径方向の大型化を抑えつつ比較的大きな風量を発揮可能な多段式遠心送風機を実現することができる。

なお、本実施形態では、ファン６は、別部材として構成された３つの部材が固定状に連結されることによって構成されている。より詳細には、図６に示すように、ファン６は、スリーブ６１０と、本体６３と、ロック部材６５とで構成されている。なお、本実施形態では、スリーブ６１０とロック部材６５は強度確保のために鉄製とされ、本体６３は軽量化のためにアルミニウム合金製とされている。

スリーブ６１０は、図５に示すように、モータシャフト４５の外周に嵌め込まれる円筒状の部材であって、モータシャフト４５の直径と概ね等しい内径を有する。図６に示すように、スリーブ６１０の概ね半分は大径部６１２として構成され、残りの半分は、より小さい外径を有する小径部６１４として構成されている。大径部６１２のうち、小径部６１４とは反対側の一端には、フランジ６１３が設けられている。詳細は後述するが、大径部６１２の外周には、本体６３が圧入される。フランジ６１３は、本体６３の位置決め部および抜け止め部として機能する。

図５～図８に示すように、本体６３は、円筒状のボス６３５と、上述の背板６３１と羽根６３３とを含む部材である。ボス６３５は、スリーブ６１０の大径部６１２に圧入される部分であって、大径部６１２の外径より若干小さい内径を有する。背板６３１は、ボス６３５の前端部から径方向外側に突出している。背板６３１の外径は、本体ハウジング２（筒状部２１）の内径よりも小さい。なお、本実施形態では、背板６３１の外径（つまり、ファン（羽根車）６の外径（ファン径ともいう））は、５０ｍｍである。また、図５および図９に示すように、背板６３１のうち、羽根６３３が設けられているのとは反対側の面、つまり、前面には、複数の突起６３２が設けられている。本実施形態では、４つの突起６３２が、本体６３中央部の貫通孔の周囲に等間隔で配置されている。

図６に示すように、ロック部材６５は、スリーブ６１０の小径部６１４の外周に圧入されて、スリーブ６１０と本体６３とをより強固に固定する部材である。図６および図１０に示すように、ロック部材６５は、円筒状のボス６５１と、ボス６５１の軸方向の一端から径方向外側に突出するフランジ６５３とを含む部材である。ボス６５１は、小径部６１４の外径よりも若干小さい内径を有する。フランジ６５３の周縁には、複数の凹部６５４が設けられている。本実施形態では、本体６３の４つの突起６３２（図９参照）に対応して、４つの凹部６５４が周方向に等間隔で設けられている。各凹部６５４は、突起６３２に整合する形状を有する。

ファン６は、以上のように構成されたスリーブ６１０、本体６３およびロック部材６５によって、次のようにして組み立てられる。まず、本体６３が、突起６３２がフランジ６１３とは反対側に位置する向きに配置され、スリーブ６１０の大径部６１２の外周に圧入される。そして、凹部６５４が突起６３２に係合するように、ロック部材６５が本体６３に対して周方向に位置決めされた状態で、ロック部材６５がスリーブ６１０の小径部６１４に圧入される。これにより、スリーブ６１０、本体６３およびロック部材６５が一体化され、ファン６が完成する。なお、ファン６が完成すると、スリーブ６１０と、本体６３のボス６３５と、ロック部材６５のボス６５１とによって、ハブ６１が構成される。本実施形態では、ハブ６１は、３つのファン６がモータシャフト４５上に直列状に配置されたときに、隣接するファン６の背板６３１同士の間隔を規定するスペーサとしても機能する。

整流部材７３の詳細構成について説明する。図５および図１１に示すように、整流部材７３は、ベース板７３１と、複数の案内羽根７３５とを含む。なお、本実施形態では、ベース板７３１と案内羽根７３５とは、アルミニウム合金によって一体的に成形されている。

ベース板７３１は、中央部に貫通孔７３３を有する円板状の部分である。ベース板７３１の２つの板面のうち一方は平面である。他方の面は、中央部に、中心に向けて緩やかに湾曲しつつ突出する突出部７３２を有する。ベース板７３１は、平面側がファン６の背板６３１の前面（羽根６３３が設けられているのとは反対側の面）に非接触で対向するように配置される。なお、背板６３１とベース板７３１との間の隙間は、ファン通路の出口から送出された空気がこの隙間に逆流することを防ぐため、最小限とされている。また、ベース板７３１の外径は、ファン６の背板６３１の外径と概ね等しい。貫通孔７３３は、背板６３１に対向したときに、ベース板７３１がファン６に接触しないように構成されている。

案内羽根７３５は、径方向内側へ空気を導くための羽根である。案内羽根７３５は、ベース板７３１の２つの板面のうち、同じ段のファン６（背板６３１）との対向面とは反対側の面、つまり、前面から前方へ突出している。また、案内羽根７３５は、ベース板７３１の突出部７３２の外周から、湾曲しつつ放射状に延びている。なお、案内羽根７３５の数は、ファン６の羽根６３３の数よりも少ない。ファン通路の出口から径方向外側に送出された空気は、ベース板７３１、隣接する案内羽根７３５、および次段側の区画板７１によって規定される流路（以下、戻り流路という）を径方向内側に流れる。案内羽根７３５の径方向外側（空気が流入する側）の端部は、ファン６の回転方向Ｒとは反対側に傾いている。また、案内羽根７３５の径方向外側の端は、ベース板７３１の外縁よりも径方向外側に突出し、本体ハウジング２（筒状部２１）の内面まで達している。つまり、整流部材７３の外径は、本体ハウジング２（筒状部２１）の内径に概ね等しい。

なお、本実施形態では、整流部材７３（案内羽根７３５）の前端は、次段側の区画板７１に当接している。このため、整流部材７３と次段側の区画板７１とは、一体的に次の段との境界を画定する区画構造７を構成しているということもできる。なお、整流部材７３と区画板７１とを単一の部材として一体成形することも可能であるが、本実施形態のように、別部材とすることで、夫々をよりシンプルな構成として製造コストを抑えることができる。

整流部材７５の詳細構成について説明する。図５および図１２に示すように、整流部材７５は、円筒部７５１と、複数の案内羽根７５３とを含む。また、本実施形態では、整流部材７５は、ベアリング４６の保持部材も兼用する。このため、整流部材７５は、ベアリング保持部７５５を有する。なお、本実施形態では、円筒部７５１、案内羽根７５３およびベアリング保持部７５５は、アルミニウム合金によって一体的に成形されている。

円筒部７５１は、本体ハウジング２の筒状部２１内に嵌め込まれる部分であって、筒状部２１の内径と概ね等しい外径を有する。案内羽根７５３は、径方向内側へ空気を導くための羽根であって、ベアリング保持部７５５と円筒部７５１とを放射状に接続している。案内羽根７５３は、整流部材７３の案内羽根７３５と同様、湾曲しつつ放射状に延びており、案内羽根７５３の径方向外側の端は、ファン６の回転方向Ｒとは反対側に傾いている。ベアリング保持部７５５は、円筒部７５１の前端部中央に設けられている。ベアリング保持部７５５は、前端側に開口する有底円筒状の部分であって、貫通孔７５６を有する底壁（後壁）と、円筒状の周壁とを有する。貫通孔７５６の直径は、ファン６のハブ６１の前端部（ロック部材６５）の外径よりも大きく設定されている。ベアリング保持部７５５内には、ベアリング４６が嵌め込まれている。ベアリング４６の外輪４６１はベアリング保持部７５５の底壁に当接している。また、ベアリング４６の内輪４６３は、第３ファン６０３のハブ６１の前端に当接した状態で、モータシャフト４５（ファン取付け部４５５）の前端部に圧入されている。

モータシャフト４５の雄ネジ部４５３は、ベアリング４６よりも前方へ突出している。雄ネジ部４５３には、ナット８１と緩み止めナット８３とが締結されている。ベアリング４６とナット８１の間には、ワッシャ８９が配置されている。本実施形態では、ナット６は、ベアリング４６の内輪４６３を介して３つのファン６をモータシャフト４５に締着するとともに、ベアリング４６の外輪４６１を介して区画構造７等を本体ハウジング２１に締着している。なお、この点については後で詳述する。

スペーサ７７の詳細構成について説明する。スペーサ７７は、各段（第１領域Ｒ１～第３領域Ｒ３の各々）において、後側（前段側）の区画板７１と、整流部材７３、７５とに当接して区画板７１と整流部材７３、７５との間の間隔を規定することで、整流部材７３、７５を前後方向において位置決めするための部材である。具体的には、３つのスペーサ７７が、夫々、第１区画板７１１と第１ファン６０１に対応する整流部材７３の間、第２区画板７１２と第２ファン６０２に対応する整流部材７３の間、および第３区画板７１３と第３ファン６０３に対応する整流部材７５の間に配置されている。本実施形態では、スペーサ７７は、筒状部２１の内径に概ね等しい外径を有する円筒部材であって、アルミニウム合金の薄板で形成されている。スペーサ７７の軸方向の長さは、同じ段のファン６の背板６３１の前面と、整流部材７３のベース板７３１の後面（互いに対向する二面）の間の隙間が最小限となるように設定されている。

以下、モータ４駆動時の空気の流れについて説明する。モータ４が駆動され、モータシャフト４５と一体的に３つのファン６が回転すると、吸込み口２０１（図２参照）から本体ハウジング２内部へ空気が吸い込まれる。吸い込まれた空気は、モータ本体部４０を冷却しつつモータ領域を通過し、図５に太矢印で示すように、第１区画板７１１の通気口７１０から、第１ファン６０１が配置された第１領域Ｒ１へ流入する。そして、第１ファン６０１のファン流路を通って、ファン流路の出口から第１ファン６０１の径方向外側へ送出される。なお、図５には、便宜上、本体ハウジング２内部の上半分における空気の流れが太矢印で示されているが、下半分における流れも同様である。

送出された空気は、スペーサ７７の内周面によって向きを変えられ、整流部材７３の案内羽根７３５の径方向外側の端部の間から戻り流路へ流入する。本実施形態では、上述したように、ファン６の背板６３１と整流部材７３のベース板７３１とは、概ね同一の外径を有する。また、整流部材７３の案内羽根７３５は、ベース板７３１よりも径方向外側に突出し、本体ハウジング２の内面まで達している。このような構成によれば、ファン通路の出口から送出された空気を、案内羽根７３５の径方向外側の端部（ベース板７３１から突出している端部）の間へ後側から容易に流入させ、ベース板７３１の前面側に形成された戻り流路へ容易に流すことができる。更に、案内羽根７３５は、夫々の径方向外側の端部が、ファン６の回転方向と反対側に傾斜するように配置されているため、ファン６から送出された空気は、案内羽根の径方向外側の端部に沿って、戻り流路へ円滑に流入することができる。戻り流路内を径方向内側へ向かって案内された空気は、第２区画板７１２の通気口７１０から第２領域Ｒ２へ流入する。

第２領域Ｒ２に流入した空気は、第２ファン６０２のファン通路を通って径方向外側へ送出され、スペーサ７７の内周面によって向きを変えられ、整流部材７３の戻り流路へ容易且つ円滑に流入する。更に、戻り流路内を径方向内側へ向かって案内された空気は、第３区画板７１３の通気口７１０から第３領域Ｒ３へ流入する。第３領域Ｒ３に流入した空気は、第３ファン６０３のファン通路を通って径方向外側へ送出され、スペーサ７７の内周面によって向きを変えられ、整流部材７５の案内羽根７５３の間に形成される戻り流路へ流入する。整流部材７５の案内羽根７５３も、整流部材７３の案内羽根７３５と同様、ベース板７３１よりも径方向外側に突出し、円筒部７５１の内面まで達している。また、案内羽根７５３の径方向外側の端部は、ファン６の回転方向と反対側に傾斜するように配置されている。よって、第３ファン６０３から送出された空気は、整流部材７５の戻り流路へ容易且つ円滑に流入する。

流入した空気は、案内羽根７５３によって、戻り流路内を径方向内側へ向かって案内され、前側カバー２３のノズル２３１を通って、回転軸Ａ１上にある吐出口２０３から吐出される。このように、最終段の第３ファン６０３と吐出口２０３の間に整流部材７５を配置することで、第３ファン６０３から送出された空気を、吐出口２０３へ効率的に案内し、風力の低下を抑制することができる。

以下、エアダスタ１の組み立て（特に、モータシャフト４５に対するファン６の組み付け、ならびに、区画板７１、スペーサ７７、整流部材７３、７５の本体ハウジング２に対する組み付け）について説明する。

まず、モータ４が本体ハウジング２内に収容される。具体的には、前側カバー２３と後側カバー２５とが外された状態の筒状部２１の後部に、ケース４１１に収容されたステータ４１が配置され、後側カバー２５がネジ２９で筒状部２１に固定される。後側カバー２５が筒状部２１に取り付けられることで、ステータ４１は、リブ２１１および２５１によって、本体ハウジング２内で支持される（図３および図４参照）。また、ロータ４３およびバランスリング４３１が固定されたモータシャフト４５が、筒状部２１内に配置され、モータシャフト４５の後端部がベアリング４７の内輪４７３に圧入される。

続いて、第１区画板７１１によって、モータ領域とファン領域（詳細には、第１領域Ｒ１）とが区画される。具体的には、第１区画板７１１が、モータシャフト４５が挿通された状態で、筒状部２１前端の開口から内部へ挿入される。第１区画板７１１の外縁部が筒状部２１のリブ２１１の前端面２１２に当接し、第１区画板７１１が筒状部２１に対して前後方向に位置決めされる（図４参照）。

続いて、次の手順で、第１段の構造の配置、および第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との区画が行われる。

まず、第１段のスペーサ７７が、モータシャフト４５が挿通された状態で、前端側から筒状部２１内部に嵌め込まれる。スペーサ７７は、第１区画板７１１の後端面の外縁部に当接し、前後方向に位置決めされる。続いて、第１ファン６０１が、モータシャフト４５の前端側からモータシャフト４５の外周に嵌め込まれ、筒状部２１内に挿入される。ハブ６１（詳細には、フランジ６１３）の後端が、モータシャフト４５のフランジ４５１の前端面に当接し、第１ファン６０１がモータシャフト４５に対して前後方向に位置決めされる（図５参照）。

更に、整流部材７３が、モータシャフト４５が挿通された状態で、前端側から筒状部２１内部に嵌め込まれる。整流部材７３の案内羽根７３５の径方向外側の端部の後端面が、スペーサ７７の前端面に当接し、整流部材７３が前後方向に位置決めされる。これにより、同じ段のファン６の背板６３１の前面と、整流部材７３のベース板７３１の後面の間に最小限の隙間が形成された状態で、第１ファン６０１の前側（次段側）に整流部材７３が配置される。また、ファン６のハブ６１の前部（ロック部材６５）と突起６３２が貫通孔７３３に挿通された状態で、ハブ６１の径方向外側に整流部材７３が配置される（図５参照）。

更に、第２区画板７１２が筒状部２１内に挿入される。第２区画板７１２の外縁部が第１段の整流部材７３の前端面に当接し、前後方向に位置決めされる。これをもって、第１段のファン６、スペーサ７７および整流部材７３の配置と、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２の区画が完了する（図５参照）。

続いて、次の手順で、第２段の構造の配置、および第２領域Ｒ２と第３領域Ｒ３との区画が行われる。

第２段の構造の配置方法は、上述の第１段の方法と実質的に同じである。具体的には、第２段に対応するスペーサ７７が、筒状部２１内部に嵌め込まれ、前後方向に位置決めされる。第２ファン６０２がモータシャフト４５に嵌め込まれ、ハブ６１の後端が、前段の第１ファン６０１のハブ６１の前端に当接するように位置決めされる。なお、位置決めされた第２ファン６０２のハブ６１の前端は、第２区画板７１２の通気口７１０内に配置される。また、羽根６３３は、第２区画板７１２から僅かに前方に離間した位置に配置される。第２段に対応する整流部材７３、および第２領域Ｒ２と第３領域Ｒ３とを区画する第３区画板７１３が、筒状部２１内部に順に嵌め込まれ、前後方向に位置決めされる。これをもって、第２段のファン６、スペーサ７７および整流部材７３の配置と、第２領域Ｒ２と第３領域Ｒ３の区画が完了する（図５参照）。

続いて、第２段と同様の手順で、第３段の構造が配置される。具体的には、第３段に対応するスペーサ７７が筒状部２１内部に嵌め込まれ、前後方向に位置決めされる。第３ファン６０３がモータシャフト４５に嵌め込まれ、ハブ６１の後端が、前段の第２ファン６０２のハブ６１の前端に当接するように位置決めされる。第３段に対応する整流部材７５が筒状部２１内部に嵌め込まれ、前後方向に位置決めされる。これをもって、第３段のファン６、スペーサ７７および整流部材７５の配置が完了する。第３段のファン６のハブ６１の前端部は、貫通孔７５６を介してベアリング保持部７５５内に突出する（図５参照）。

なお、第３段の構造の配置が完了した時点では、第１段～第３段の３つのファン６は、隣接するハブ６１同士が当接した状態で、回転軸Ａ１方向（前後方向）に直列状に配置されるとともに、第１ファン６０１のハブ６１の後端（フランジ６１３）が、モータシャフト４５のフランジ４５１の前端に当接する。但し、３つのファン６は、モータシャフト４５には固定されていない。また、第１区画板７１１、スペーサ７７、整流部材７３、第２区画板７１２、スペーサ７７、整流部材７３、第３区画板７１３、スペーサ７７、および整流部材７５は、隣接する部材の外縁同士が当接した状態で、回転軸Ａ１方向（前後方向）に直列状に配置されるとともに、第１区画板７１１の後端面の外縁が、本体ハウジング２（筒状部２１）内のリブ２１１の前端面に当接する。但し、これらの部材は、本体ハウジング２に対して固定されていない状態である。

続いて、次の手順で、ナット８１によって、３つのファン６がモータシャフト４５に締着されるとともに、区画板７１、スペーサ７７、ならびに整流部材７３、７５が本体ハウジング２に締着される。

まず、モータシャフト４５の雄ネジ部４５３（前端部）にベアリング４６が遊嵌され、その一部がベアリング保持部７５５の前端部内に配置される。更に、ベアリング４６の前側で、環状のワッシャ８９が雄ネジ部４５３に嵌められる。なお、ワッシャ８９の内径は雄ネジ部４５３の外径と概ね等しく、ワッシャ８９の外径はベアリング４６の外輪４６１の内径よりも小さい。よって、ワッシャ８９は、ベアリング４６の内輪４６３にのみ当接し、外輪４６１には接触しない。続いて、ワッシャ８９の前側からナット８１が雄ネジ部４５３に締結される。締結が進行し、ナット８１がモータシャフト４５の後方へ移動するにつれて、ワッシャ８９を介してベアリング４６が押圧されて、ベアリング保持部７５５内で後方へ移動するとともに、内輪４６３がファン取付け部４５５の前端部に圧入される。

ベアリング４６の内輪４６３が第３ファン６０３のハブ６１の前端に当接し、且つ、外輪４６１がベアリング保持部７５５の底壁に当接した状態で、ナット８１が更に締め付けられる。これにより、ワッシャ８９、ベアリング４６の内輪４６３、第３ファン６０３のハブ６１、第２ファン６０２のハブ６１、第１ファン６０１のハブ６１が、ナット８１とフランジ４５１の間で挟持され、モータシャフト４５に作用する軸力によってモータシャフト４５に締着される。また、ベアリング４６の外輪４６１、整流部材７５、スペーサ７７、第３区画板７１３、整流部材７３、スペーサ７７、第２区画板７１２、整流部材７３、スペーサ７７、第１区画板７１１が、ナット８１とリブ２１１との間で挟持され、軸力によって本体ハウジング２に締着される。

その後、ナット８１の緩みを防止するため、緩み止めナット８３が雄ネジ部４５３締結される。更に、前側カバー２３が筒状部２１の前端部に螺合される。これにより、本体ハウジング２の組み立てが完了する。更に、ハンドル３が本体ハウジング２に固定され、エアダスタ１の組み立てが完了する。

以上に説明したように、本実施形態のエアダスタ１は、３段の遠心送風機であって、３つのファン（遠心ファン）６の夫々の吸込み側に配置された区画板７１（第１区画板７１１～第３区画板７１３）によって、各段の領域の境界が画定されている。また、最終段以外の段（つまり、第１段および第２段）では、夫々、ファン６（第１ファン６０１および第２ファン６０２）に対応して整流部材７３が設けられている。ファン６の羽根６３３は、背板６３１の吸込み側の面である後面から突出する一方、整流部材７３の案内羽根７３５は、ベース板７３１の前面、つまり、ファン６とは反対側の面から突出する。ベース板７３１の後面、つまりファン６側の面には、空気の流れを何らかの方向に案内する羽根等の突出部は設けられていないため、ベース板７３１と背板６３１とをできるだけ近くに配置することができる。これにより、ファン６から径方向外側へ送出された空気が、圧力差で背板６３１とベース板７３１の間で径方向内側へ流れることを抑制することができる。また、ベース板７３１の後面には突出部が設けられていないため、組立時にファン６と整流部材７３とが干渉する可能性を低減でき、組立性も向上することができる。このように、合理的な構成を有するエアダスタ１が実現されている。

また、本実施形態のエアダスタ１では、３つのファン６（第１ファン６０１～第３ファン６０３）の間に夫々配置された２つの区画構造７（整流部材７３と第２区画板７１２、および整流部材７３と第３区画板７１３）によって、本体ハウジング２の内部が、第１領域Ｒ１～第３領域Ｒ３に区画されている。そして、共通する単一のナット８１によって、３つのファン６がモータシャフト４５に締着されるとともに、２つの区画構造７（詳細には、上記２つの区画構造７、第１区画板７１１、整流部材７５および３つのスペーサ７７））が本体ハウジング２に締着されている。

このような構成により、上述のように、エアダスタ１の組み立てにおいては、ファン６をモータシャフト４５に組み付ける作業と、区画構造７を本体ハウジング２に組み付ける作業とを、単一のナット８１を用いて一度に行うことができる。このように、組立性に優れた多段送風機としてのエアダスタ１が実現されている。特に、本実施形態では、ファン６および区画構造７の締着は、ネジ部材であるナット８１をモータシャフト４５の雄ネジ部４５３に螺合することで行われるため、組み付け作業が非常に容易である。更に、ナット８１に加え、緩み止めナット８３を更にモータシャフト４５に螺合することで、ファン６および区画構造７をより確実に締着することができる。

また、本実施形態では、ナット８１は、ベアリング４６の内輪４６３を介してファン６をモータシャフト４５に締着し、且つ、外輪４６１を介して区画構造７を本体ハウジング２に締着している。このように、互いに相対移動可能な外輪４６１と内輪４６３とを有し、モータシャフト４５を回転可能に支持するベアリング４６を利用することで、単一のナット８１によって、ファン６および区画構造７を異なる経路で容易に締着することができる。また、モータシャフト４５のガタを抑制し、ロータ４３をステータ４１に対して適切に位置決めすることができる。更に、モータシャフト４５のファン取付け部４５５は均一径を有するため、モータシャフト４５を容易に製造することができ、且つ、モータシャフト４５に締着される３つのファン６を、全て同一構造とすることができる。

また、本実施形態では、各区画構造７は、次段との境界を画定するとともに、次段へ空気を流入させる通気口７１０を有する区画板７１と、区画板７１に当接配置され、ファン６によって送出された空気を径方向内側、つまり通気口７１０へ向かわせる整流部材７３とを含む。よって、第１段および第２段の各々において、ファン６によって送出された空気を次段のファン６の吸込み領域に効率的に案内するための構成を、ナット８１によって本体ハウジング２に容易に組み付けることができる。更に、本実施形態では、最終段である第３段にも、第３ファン６０３から送出された空気を吐出口２０３へ向かわせるように構成された整流部材７５が設けられている。そして、整流部材７５も、区画構造７と共に、ナット８１によって本体ハウジング２に締着されている。よって、第３ファン６０３から送出された空気を吐出口へ効率的に案内し、風力の低下を抑制するための構成も、本体ハウジング２に容易に組み付けることができる。

以下、エアダスタ１の諸元の数値設定に関する詳細について説明する。

本実施形態では、エアダスタ１は、小型でありつつも、モータ４が最高回転数で駆動された場合に塵埃等を吹き飛ばすのに十分な風力（吐出能力）を発揮可能な電動式の多段送風機として構成されている。一般的には、風力が１ニュートン（Ｎ）から３Ｎの範囲内であれば、塵埃等を吹き飛ばすのに十分と考えられる。なお、この風力の値は、米国国家規格協会（略称ＡＮＳＩ）によって定められた「ＡＮＳＩ Ｂ１７５．２規格」に従って測定される値である。

本実施形態では、要求される風力に応じて、エアダスタ１の吐出口２０３の直径（ノズル径）、ファン６の外径（ファン径）、およびモータ４の最高回転数が、次のような手順で選定されている。

まず、要求される風力Ｆ（ニュートン：Ｎ）を、１Ｎから３Ｎの範囲内で選定する。ここで、空気の密度をρ（キログラム毎立方メートル：ｋｇ／ｍ^３）、吐出口２０３を通過する空気の風量をＱ（立法メートル毎秒：ｍ^３／ｓ）、風速をＶ（メートル毎秒：ｍ／ｓ）、吐出口２０３の面積をＡ（平方メートル：ｍ^２）、ノズル径をｄ（メートル：ｍ）とした場合、風力Ｆは次の数式１で表される。

数式１中の空気の密度ρは既知の値であるから、ノズル径ｄを選定すれば、数式１に基づき、所望の風力Ｆを得るために必要な風量Ｑを算出することができる。本実施形態では、ノズル径ｄは、本体ハウジング２の小型化に鑑み、２．５ｍｍから１０ｍｍの範囲内で選定される。なお、できるだけ広範囲に空気を吹き付けて効率的に塵埃を吹き飛ばすべく、ノズル径ｄは、５ｍｍから１０ｍｍの範囲内で選定されるとより好ましい。このような範囲から選定されたノズル径ｄに応じて、必要な風量Ｑが算出される。更に、吐出口２０３の面積Ａおよび風量Ｑとの関係（Ｑ＝ＡＶ）から、風速Ｖが算出される。

更に、吐出口２０３から吐出される空気の圧力をＰ（パスカル：Ｐａ）、背圧をＰ_ｂ（Ｐａ）、空気の比熱比をγとした場合、風速Ｖは次の数式２で表される。

なお、数式２中の背圧Ｐ_ｂは大気圧で既知の値であり、空気の密度ρと比熱比γも既知の値である。よって、数式２に基づき、風速Ｖを得るのに必要な圧力Ｐ（要求圧力Ｐともいう）を算出することができる。

更に、理論締切圧力（吐出口２０３を完全に塞いだときに理論上得られる圧力）をＰ_ｔｈ（Ｐａ）、滑り係数をｋ、ファン６の周速度をｕ_２（ｍ／ｓ）、モータ４の最高回転数をｎ（回転毎分：ｒｐｍ）、ファン径をＤ_２（ｍ）とした場合、理論締切圧力Ｐ_ｔｈは、次の数式３で表すことができる。

なお、数式３中の滑り係数ｋおよび空気の密度ρは既知の値である。よって、要求圧力Ｐを理論締切圧力Ｐ_ｔｈとして、数式３に基づき、要求圧力Ｐを得るために必要なファン径Ｄ_２と最高回転数ｎの組み合わせを選定することができる。本実施形態では、ファン径Ｄ_２は、本体ハウジング２の小型化に鑑み、３０ｍｍから７０ｍｍの範囲内、より好ましくは３０ｍｍから５０ｍｍの範囲内で選定される。また、ノズル径ｄおよびファン径Ｄ_２を比較的小さく設定する代わりに、モータ４の最高回転数ｎは、５０,０００ｒｐｍから１２０,０００ｒｐｍという比較的高い数値範囲内で選定される。なお、コストの抑制等に鑑みれば、モータ４の最高回転数ｎは、５０,０００ｒｐｍから７０,０００ｒｐｍの範囲内で選定されることが好ましい。

ここで、理論締切圧力Ｐ_ｔｈは、吐出口２０３を完全に塞いだときの理論上の最高圧力であるため、実際に吐出される空気の圧力は、その２０パーセント程度であると考えられる。よって、ファン６を１つのみとした場合、上述の範囲から選定されたファン径Ｄ_２と最高回転数ｎでは、実際には要求圧力Ｐが得られないことになる。そこで、ファン６を多段配置することで要求圧力Ｐを実現可能なファン径Ｄ_２と最高回転数ｎの組み合わせが選定される。

本実施形態では、要求される風力Ｆを１．５Ｎとして、上述の手順により、ノズル径、ファン径、モータ４の最高回転数、およびファン６の段数が決定されている。具体的には、ノズル径は６ｍｍ、ファン径は５０ｍｍ、モータ４の最高回転数は６３，０００ｒｐｍ、ファン６の段数は３である。なお、日本工業規格（ＪＩＳ規格）の「ＪＩＳ Ｂ８３３０」に従って測定されたエアダスタ１の風量は概ね０．３６ｍ^３／ｓ、風速は概ね２１２ｍ／ｓ、圧力は概ね２６．６ｋＰａである。エアダスタ１は、比較的小風量、且つ高圧型の多段式遠心送風機であるといえる。

以上に説明したように、本実施形態のエアダスタ１では、ノズル径やファン径が上述の範囲内で選定され、ノズル２３１やファン６が小径化されていることから、本体ハウジング２を比較的小型化することができる。一方で、ノズル２３１やファン６の小径化に伴う風力の低下は、モータ４の最高回転数が、上述の範囲内で選定され、比較的高く設定されることで抑制される。このように、諸元が上述の範囲に設定されることで、比較的小型で、塵埃等を吹き飛ばすことが可能な風力を発揮することができる電動式の多段式送風機が実現されている。

また、本実施形態では、モータ４は、ブラシレスモータである。そして、コントローラ３３１は、トリガ３１１の操作量に応じて、モータ４の回転数を制御するように構成されている。よって、使用者は、トリガ３１１の操作に応じて、回転数、ひいては風力を調整することができる。また、エアダスタ１は、使用者がハンドル３（把持部３１）を把持してトリガ３１１を引き操作しつつ使用可能な手持ち式の送風機であるため、利便性に優れている。

上記実施形態の各構成要素と本発明の各構成要素の対応関係を以下に示す。エアダスタ１は、本発明の「送風機」の一例である。モータ４は、「モータ」の一例である。モータシャフト４５および回転軸Ａ１は、夫々、「回転シャフト」および「回転軸」の一例である。ファン６は、「ファン」の一例である。本体ハウジング２、吸込み口２０１、吐出口２０３は、夫々、「ハウジング」、「吸込み口」、「吐出口」の一例である。区画構造７は、「区画構造」の一例である。第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、第３領域Ｒ３の各々は、「ファンに対応する領域」の一例である。ナット８１は、「締着部材」の一例である。

ベアリング４６、内輪４６３、外輪４６１は、夫々、「ベアリング」、「第１部分」、「第２部分」の一例である。ステータ４１、ロータ４３、モータシャフト４５は、夫々、「ステータ」、「ロータ」、「出力シャフト」の一例である。整流部材７３は、「整流部材」の一例である。整流部材７５は、「最終整流部材」の一例である。ナット８１、緩み止めナット８３は、夫々、「第１ネジ部材」、「第２ネジ部材」の一例である。トリガ３１１は、「操作部材」の一例である。コントローラ３３１は、「制御装置」の一例である。

なお、上記実施形態は単なる例示であり、本発明に係る送風機は、例示されたエアダスタ１に限定されるものではない。例えば、下記に例示される変更を加えることができる。なお、これらの変更は、これらのうちいずれか１つのみ、あるいは複数が、実施形態に示すエアダスタ１、あるいは各請求項に記載された発明と組み合わされて採用されうる。

例えば、エアダスタ１の電源は、充電式のバッテリ３４０に限られるものではなく、使い捨ての電池であってもよいし、外部の交流電源であってもよい。また、エアダスタ１に充電式のバッテリが内蔵されていてもよい。また、モータ４はブラシを有するモータであってもよい。

ファン６の数（つまり、段数）は例示された３に限られるものではなく、２であっても４以上であってもよい。ファン６の数は、例えば、エアダスタに求められる風力に応じて適宜選定されうる。

ファン６の構成も、適宜変更が可能である。例えば、ファン６の種類は、例示されたオープン式の後向きファンである必要はなく、他の構成を有する遠心ファン（例えば、クローズ式の後向きファン、ラジアルファン、多翼ファン）、斜流ファン、または軸流ファンであってもよい。背板６３１の大きさや形状、羽根６３３の数、大きさ、形状、配置は、適宜変更されうる。また、ファン６は、互いに連結固定された複数の部材で構成されるのではなく、全体が一体化されていても、一部が一体化されていてもよい。また、複数のファン６の全てが必ずしも同一構造を有する必要はない。また、ファン６は、モータシャフト４５に代えて、モータ４の駆動に伴って回転駆動される別の回転シャフトに締着されてもよい。

区画構造７は、回転軸Ａ１方向において複数のファン６の間に配置され、本体ハウジング２の内部をファン６に対応する複数の領域に区画すればよく、その数は、上記実施形態の例に限られない。具体的には、区画構造７の数は、ファン６の数に応じて決まるものであって、ファン６の数が２の場合は１であり、３以上の場合は複数（ファン６の数より１少ない数）となる。

区画構造７の構成も、適宜変更が可能である。上記実施形態では、区画構造７は、別個の部材として形成された整流部材７３と区画板７１とを含むが、整流部材７３と区画板７１とは、一体的に形成された単一部材であってもよい。また、例えば、区画板７１が省略され、整流部材７３が区画板を兼用してもよい。つまり、区画構造７は、整流部材７３のみで構成されてもよい。例えば、整流部材７３が、案内羽根７３５がベース板７３１から後方（同じ段のファン６側）に突出する向きに配置された場合、ベース板７３１が次段との境界を画定する区画板を兼用することができる。なお、複数の区画構造７が設けられる場合、必ずしも全ての区画構造７が同一構造を有する必要はない。

上記実施形態では、区画構造７とは別個に形成され、区画構造７を回転軸Ａ１方向（前後方向）に位置決めするためのスペーサ７７が、区画構造７と共に本体ハウジング２に締着されている。しかしながら、例えば、第１段および第２段のスペーサ７７は、夫々、同じ段の整流部材７３と一体化されていてもよいし、同じ段の整流部材７３およびその次段側（前側）の区画板７１（第２区画板７１２、第３区画板７１３）と一体化されていてもよい。あるいは、スペーサ７７は、前段側（後側）の区画板７１（第１区画板７１１、第２区画板７１２）と一体化されていてもよい。同様に、第３段のスペーサ７７は、整流部材７５と一体化されていてもよいし、前段側（後側）の区画板７１（第３区画板７１３）と一体化されていてもよい。なお、最終段のファン６と吐出口２０３の間に配置される整流部材７５は、省略されてもよい。

区画板７１、整流部材７３、７５、スペーサ７７の個々の構成も、上記実施形態で例示されたものに限られない。例えば、整流部材７３のベース板７３１の大きさや形状、整流部材７３、７５の案内羽根７３５、７５３の数、大きさ、形状、配置、向きは、適宜変更されうる。また、例えば、整流部材７３、７５は、前面（ファン６とは反対側の面）に設けられる案内羽根７３５、７５３以外にも、特定の方向に空気の流れを案内するための突出部を有してもよい。例えば、後面（ファン６の背板６３１との対向面）から突出するディフューザが設けられてもよい。また、上記実施形態では、本体ハウジング２のリブ２１１が、第１区画板７１１を受けているが、本体ハウジング２のうち、区画構造７または介在部材を受ける部分は、リブ２１１以外の部分であってもよい。

上記実施形態では、モータシャフト４５に螺合されて固定される単一のナット８１によって、ファン６および区画構造７が、夫々、モータシャフト４５および本体ハウジング２に締着されている。しかしながら、ナット８１に代えて、モータシャフト４５に圧入されて、ファン６および区画構造７を、夫々、モータシャフト４５および本体ハウジング２に締着する単一の締着部材が採用されてもよい。また、例えば、内輪４６３に非接触、且つ外輪４６１に当接した状態で、本体ハウジング２または本体ハウジング２に固定された部材にねじ込まれ、ベアリング４６を押圧する締着部材が採用されてもよい。この場合も、ベアリング４６の外輪４６１と内輪４６３とを介した異なる経路で、ファン６および区画構造７を、夫々、モータシャフト４５および本体ハウジング２に締着することができる。また、ベアリング４６は、ボールベアリングではなく、他の種類のベアリング（例えば、ローラベアリング）であってもよい。ワッシャ８９および緩み止めナット８３は省略されてもよい。

本体ハウジング２の構成および内部構造の配置は、適宜変更されうる。例えば、本体ハウジング２（筒状部２１）の形状は、円筒状ではなく、矩形筒状等に変更されてもよい。吸込み口２０１および吐出口２０３の大きさ、形状、配置等は、上記実施形態の例から適宜変更されてよい。また、例えば、モータ４は、吸込み口２０１と第１段のファン６の間ではなく、最終段のファン６と吐出口２０３の間に配置されてもよい。ハンドル３の構成も適宜変更されうる。また、ハンドル３に代えて、本体ハウジング２の一部が、使用者によって把持される把持部を有してもよい。

上記実施形態では、モータ４の回転数は、トリガ３１１の操作量に応じて無段階で変更可能であるが、予め定められた回転数から変更不能であってもよいし、複数段階で変更可能であってもよい。例えば、エアダスタ１は、操作部３３３（押しボタン）の操作によって、モータ４の回転数を複数段階に設定可能に構成されてもよい。この場合、コントローラ３３１は、操作部３３３から出力された信号に応じて、モータ４の回転数を制御すればよい。また、モータ４の回転数の設定を入力可能な操作部材は、トリガ３１１や押しボタンのほか、ダイアル、タッチパネル等が採用されうる。コントローラ３３１は、マイクロコンピュータではなく、他の種類の制御回路で構成されてもよい。

上記実施形態で挙げられた諸元（風力、ノズル径、ファン径、最高回転数、風量、風速、圧力等）の数値はあくまでも例示であり、異なる数値が採用されてもよい。また、本体ハウジング２、ファン６、区画板７１、整流部材７３、７５、スペーサ７７等の材質についても同様である。

更に、本発明、上記実施形態およびその変形例の趣旨に鑑み、以下の態様が構築される。以下の態様は、これらのうちいずれか１つのみ、あるいは複数が、実施形態および上述の変形例に示すエアダスタ１、または各請求項に記載された発明と組み合わされて採用されうる。

［態様１］
前記締着部材は、前記回転シャフトまたは前記ハウジングに固定されている。

［態様２］
前記締着部材は、前記回転シャフトに螺合されたネジ部材である。

［態様３］
前記複数のファンおよび前記少なくとも１つの区画構造は、夫々、前記回転軸の軸方向に作用する軸力によって、前記回転シャフトおよび前記ハウジングに締着されている。

［態様４］
前記回転シャフトは、第１受け部を有し、
前記ハウジングは、第２受け部を有し、
前記複数のファンは、前記軸方向において、前記第１受け部と前記締着部材の間で挟持され、
前記少なくとも１つの区画構造は、前記軸方向において、前記第２受け部と前記締着部材の間で挟持されている。
なお、第１受け部と締着部材の間では、複数のファンのみが挟持されてもよいし、隣接するファンの間、ファンと第１受け部の間、あるいはファンと締着部材の間に別部材が介在してもよい。同様に、区画構造が複数の場合には、隣接する区画構造の間、区画構造と第２受け部の間、あるいは区画構造と締着部材の間に別部材が介在してもよい。上記実施形態のフランジ４５１、リブ２１１は、夫々、本態様の「第１受け部」、「第２受け部」の一例である。

［態様５］
前記少なくとも１つの区画構造の各々は、
前記回転軸に交差するように配置されて次段との境界を画定するとともに、前記回転軸上に設けられた通気口を有する区画板と、
前記区画板の前段側に配置され、前記ファンによって送出された空気を前記通気口へ向けて案内するように構成された複数の案内羽根とを含む。
上記実施形態の区画板７１（詳細には、第２区画板７１２、第３区画板７１３）は、本態様の「区画板」の一例である。案内羽根７３５は、本態様の「案内羽根」の一例である。

［態様６］
前記送風機は、前記少なくとも１つの区画構造の各々の前段側に配置され、前記少なくとも１つの区画構造を前記軸方向に位置決めする少なくとも１つの位置決め部材を更に備え、
前記少なくとも１つの位置決め部材は、前記少なくとも１つの区画構造と共に前記ハウジングに締着されている。
上記実施形態のスペーサ７７は、本態様の「位置決め部材」の一例である。

［態様７］
前記ハウジングは、単一部材として構成された筒状部を含み、
前記少なくとも１つの区画構造は、前記筒状部に嵌め込まれている。
上記実施形態の筒状部２１は、本態様の「筒状部」の一例である。

［態様８］
前記複数のファンは、夫々、
前記回転シャフトの外周に嵌め込まれたハブと、
前記ハブから径方向外側に突出する背板と、
前記背板の吸込み側の面に設けられた複数の羽根とを含み、
前記複数のファンは、夫々のハブが前記軸方向に互いに当接した状態で、前記回転シャフトに締着されている。
上記実施形態のハブ６１、背板６３１、羽根６３３は、夫々、本態様の「ハブ」、「背板」、「羽根」の一例である。

［態様９］
前記ベアリングは、内輪と、外輪と、転動体とを含む転がりベアリングであって、
前記第１部分および前記第２部分は、夫々、前記内輪および前記外輪である。

［態様１０］
前記出力シャフトの両端部を前記ハウジングに対して前記回転軸周りに回転可能に支持するとともに、内輪と、外輪と、転動体とを夫々に含む第１ベアリングおよび第２ベアリングを更に備え、
前記第１ベアリングの外輪は前記ハウジングに固定され、前記第１ベアリングの内輪は、前記出力シャフトに固定されており、
前記締着部材は、前記第２ベアリングの内輪を介して前記複数のファンを前記回転シャフトに締着し、且つ、前記第２ベアリングの外輪を介して前記少なくとも１つの区画構造を前記ハウジングに締着するように構成されている。
上記実施形態のベアリング４６は、本態様の「第１ベアリング」の一例であり、ベアリング４７は、「第２ベアリング」の一例である。

１：エアダスタ、２：本体ハウジング、２０１：吸込み口、２０３：吐出口、２１：筒状部、２１１：リブ、２１２：前端面、２３：前側カバー、２３１：ノズル、２５：後側カバー、２５１：リブ、２５５：ベアリング保持部、２５６：リテーナ、２９：ネジ、３：ハンドル、３１：把持部、３１１：トリガ、３１３：スイッチ、３３：コントローラ収容部、３３１：コントローラ、３３３：操作部、３４：バッテリ装着部、３４０：バッテリ、４：モータ、４０：本体部、４１：ステータ、４３：ロータ、４３１：バランスリング、４５：モータシャフト、４５１：フランジ、４５３：雄ネジ部、４５５：ファン取付け部、４６：ベアリング、４６１：外輪、４６３：内輪、４７：ベアリング、４７１：外輪、４７３：内輪、６：ファン、６０１：第１ファン、６０２：第２ファン、６０３：第３ファン、６１：ハブ、６１０：スリーブ、６１２：大径部、６１３：フランジ、６１４：小径部、６３：本体、６３１：背板、６３２：突起、６３３：羽根、６３５：ボス、６５：ロック部材、６５１：ボス、６５３：フランジ、６５４：凹部、７：区画構造、７１：区画板、７１０：通気口、７１１：第１区画板、７１２：第２区画板、７１３：第３区画板、７３：整流部材、７３１：ベース板、７３２：突出部、７３３：貫通孔、７３５：案内羽根、７５：整流部材、７５１：円筒部、７５３：案内羽根、７５５：ベアリング保持部、７５６：貫通孔、７７：スペーサ、８１：ナット、８３：緩み止めナット、８９：ワッシャ、Ｒ１：第１領域、Ｒ２：第２領域、Ｒ３：第３領域

Claims (8)

1. 送風機であって、
   モータと、
   前記モータの駆動に伴って、所定の回転軸周りに回転するように構成された回転シャフトと、
   同軸上に多段配置され、前記回転シャフトと一体的に前記回転軸周りに回転するように構成された複数のファンと、
   前記モータおよび前記複数のファンを収容するハウジングであって、空気を前記ハウジング内へ吸い込むための吸込み口と、前記複数のファンによって送出された空気を吐出するための吐出口を有するハウジングと、
   前記回転軸の軸方向において前記複数のファンの間に配置され、前記ハウジングの内部を前記複数のファンに対応する複数の領域に区画する少なくとも１つの区画構造と、
   前記複数のファンおよび前記少なくとも１つの区画構造を、夫々、前記回転シャフトおよび前記ハウジングに締着するように構成された単一の締着部材を備えたことを特徴とする送風機。
2. 請求項１に記載の送風機であって、
   相対回転可能に構成された第１部分と第２部分とを含み、前記回転シャフトを前記ハウジングに対して前記回転軸周りに回転可能に支持するベアリングを更に備え、
   前記締着部材は、前記第１部分を介して前記複数のファンを前記回転シャフトに締着し、且つ、前記第２部分を介して前記少なくとも１つの区画構造を前記ハウジングに締着するように構成されていることを特徴とする送風機。
3. 請求項２に記載の送風機であって、
   前記モータは、前記ハウジングに保持されたステータと、前記ステータの内側に配置されたロータと、前記ロータが固定された出力シャフトとを含み、
   前記回転シャフトは、前記出力シャフトであることを特徴とする送風機。
4. 請求項３に記載の送風機であって、
   前記出力シャフトのうち、前記複数のファンが取り付けられる部分は、均一径を有することを特徴とする送風機。
5. 請求項１～４の何れか１つに記載の送風機であって、
   前記複数のファンは、夫々、前記回転軸の軸方向に吸い込んだ空気を前記回転軸の径方向外側に向けて送出するように構成された遠心ファンであって、
   前記少なくとも１つの区画構造は、前記遠心ファンによって送出された空気を径方向内側へ向かわせるように構成された整流部材を含むことを特徴とする送風機。
6. 請求項１～５の何れか１つに記載の送風機であって、
   前記複数のファンのうち最終段のファンと前記吐出口の間に配置され、前記最終段のファンから送出された空気を前記吐出口へ向かわせるように構成された最終整流部材を更に備え、
   前記締着部材は、前記最終整流部材を、前記少なくとも１つの区画構造と共に前記ハウジングに締着するように構成されていることを特徴とする送風機。
7. 請求項１～６の何れか１つに記載の送風機であって、
   前記締着部材は、前記回転シャフトに螺合された第１ネジ部材であって、
   前記送風機は、前記第１ネジ部材の緩み止め用の第２ネジ部材を更に備えたことを特徴とする送風機。
8. 請求項１～７の何れか１つに記載の送風機であって、
   前記モータは、ブラシレスモータであって、
   前記送風機は、
   前記使用者による外部操作が可能に構成された操作部材と、
   前記操作部材の操作に応じて前記ブラシレスモータの回転数を制御する制御装置とを更に備えたことを特徴とする送風機。

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