JP2022079382A - インペラ、送風装置、および、掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】インペラのシュラウドとブレードの樹脂の溶着による結合方法において、シュラウド側の突起部が、高速運転時において乱流が発生し、送風効率が低下する。【解決手段】インペラ６０は、上下に延びる中心軸と交差する方向に広がる上ベース部６１と、前記上ベース部よりも下方に配置され、前記中心軸と交差する方向に広がる下ベース部と、前記上ベース部と前記下ベース部とを接続し、周方向に配列される複数のブレードと、を有し、前記ブレードは、径方向外方かつ周方向一方側に向かう長手方向一方に向かって延び、前記上ベース部は、前記上ベース部の下面から下方に突出し、前記ブレードの周方向他方側の側面と接触する第１突出部６２と、前記上ベース部の下面から下方に突出し、前記ブレードの周方向一方側の側面と接触する第２突出部と、を有し、第１突出部の長手方向一方端は、前記第２突出部の前記長手方向一方端よりも前記長手方向一方に配置される。【選択図】図４

Description

本発明は、インペラ、送風装置、および、掃除機に関する。

従来のインペラとして、前面シュラウドと、後面シュラウドと、インデューサと、ブレードと、によって構成されており、後面シュラウド、インデューサ、ブレードが樹脂によって一体的に成形されている構成が知られている。ブレードには複数の突起部が設けられており、前面シュラウドには突起部が挿入される複数の角穴が設けられている。角穴の幅は、ブレードの厚みよりも大きく、突起部とブレードとの接合部には曲面部が設けられている。これによって、高速回転に耐え得る高効率な樹脂製インペラを提供できるとされている。（特許文献１）

特開２０１１－１５７８６７号公報

しかしながら、上記インペラにおいては、突起部が前面シュラウドの上面よりも上方に突出するため、前面シュラウドの上面において乱流が発生し、送風効率が低下する可能性がある。

そこで本発明は、より強度が高く、送風効率の低下を抑制できるインペラを提供することを目的とする。

本発明の例示的な実施形態にかかるインペラは、上下に延びる中心軸と交差する方向に広がる上ベース部と、前記上ベース部よりも下方に配置され、前記中心軸と交差する方向に広がる下ベース部と、前記上ベース部と前記下ベース部とを接続し、周方向に配列される複数のブレードと、を有し、前記ブレードは、径方向外方かつ周方向一方側に向かう長手方向一方に向かって延び、前記上ベース部は、前記上ベース部の下面から下方に突出し、前記ブレードの周方向他方側の側面と接触する第１突出部と、前記上ベース部の下面から下方に突出し、前記ブレードの周方向一方側の側面と接触する第２突出部と、を有し、前記第１突出部の前記長手方向一方端は、前記第２突出部の前記長手方向一方端よりも前記長手方向一方に配置される。

本発明の例示的な実施形態においては、より強度が高く、送風効率の低下を抑制できるインペラを提供できる。

図１は、本実施形態にかかる掃除機の斜視図である。 図２は、送風装置の斜視図である。 図３は、図２に示す送風装置の縦断面図である。 図４は、インペラの横断面図である。 図５は、図４に示す破線領域の拡大図である。 図６は、図３に示す縦断面図のインペラ周辺の拡大図である。 図７は、図３に示す縦断面図のシャフト周辺の拡大図である。 図８は、図３に示す縦断面図のロータコア周辺の拡大図である。 図９は、図３に示す縦断面図の上ハウジングと下ハウジング周辺の拡大図である。 図１０は、上ハウジングの平面斜視図である。 図１１は、上ハウジングの底面斜視図である。 図１２は、下ハウジングの平面斜視図である。 図１３は、インペラの変形例の横断面図の拡大図である。 図１４は、インペラの変形例の周辺を示す縦断面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本明細書では、送風装置１において、送風装置１の中心軸Ｊと平行な方向を「軸方向」、送風装置１の中心軸Ｊに直交する方向を「径方向」、送風装置１の中心軸Ｊを中心とする円弧に沿う方向を「周方向」とそれぞれ称する。また、本明細書では、送風装置１において、軸方向を上下方向とし、ステータ１４に対してインペラ６０が配置される方を上とする。上下方向は単に説明のための方向であって、送風装置１の使用状態における位置関係および方向を限定しない。また、「上流」および「下流」はインペラ６０を回転させた際に発生する気流の上流および下流をそれぞれ示す。

さらに、送風装置１において、インペラ６０は中心軸Ｊを中心に周方向に回転する。本明細書では、インペラ６０の回転方向Ｒにおいて、回転する先を「回転方向前方」又は「周方向他方側」、回転する手前を「回転方向後方」又は「周方向一方側」とする。換言すると、インペラ６０上のある点を基準としたとき、その点が所定時間経過後に到達する側を回転方向Ｒ前方又は周方向他方側とし、すでに通過した側を回転方向Ｒ後方又は周方向一方側とする。なお、本明細書中では、各部位の構成を分かりやすくするために、各部位の形状や寸法を実際の構造とは異ならせる場合があり、特定の部位を図面から取り除いた状態を記載する場合がある。

＜掃除機Ａ＞
図１は、本実施形態にかかる掃除機８０の斜視図である。図１に示すように、本実施形態にかかる掃除機８０は、いわゆる、スティック型の電気掃除機であり、内部に送風装置１が配置される空気通路（不図示）が形成された筐体８１を有する。筐体８１には、吸気部８２および排気部８３が構成される。吸気部８２には筒状の吸引管８４が接続される。なお、掃除機８０は、スティック型に限定されず、いわゆる、ロボット型、キャニスター型またはハンディ型の電気掃除機でもよい。すなわち、掃除機８０は、送風装置１を有する。これにより、掃除機８０に搭載される送風装置１において、インペラ６０の強度を向上しつつ、送風効率の低下を抑制できる。

図２は、送風装置１の斜視図である。図３は、図２に示す送風装置１の縦断面図である。図３は、中心軸Ｊを通る断面で送風装置１を切断した縦断面を示す。図２から図３に示す通り、送風装置１は、モータ１０と、上ハウジング２０と、下ハウジング３０と、上軸受４０と、下軸受５０と、インペラ６０と、ハウジング７０と、を有する。

モータ１０は、ロータ１１と、ステータ１４と、上ハウジング２０と、下ハウジング３０と、上軸受４０と、下軸受５０と、を有する。ロータ１１は、上下に延びる中心軸Ｊ回りに回転可能なシャフト１２を有する。シャフト１２の径方向外側面にはロータコア１３が固定される。ロータコア１３は、環状のマグネットである。ロータコア１３は、シャフト１２の径方向外側面に直接固定されてもよく、他の部材を介して固定されてもよい。

ステータ１４は、ロータ１１と径方向に対向して配置される。ステータ１４は、ステータコア１５と、インシュレータ１６と、コイル１７と、を有する。ステータコア１５は、環状のコアバック１５１と、コアバック１５１から径方向内方に延び、周方向に配列される複数のティース１５２と、を有する。ティース１５２の少なくとも一部は、インシュレータ１６に覆われる。各ティース１５２には、インシュレータ１６を介して導線が巻かれることによってコイル１７が形成されている。ティース１５２の径方向内側面は、ロータコア１３の径方向外側面と径方向に対向する。

上軸受４０及び下軸受５０は、シャフト１２を中心軸Ｊ回りに回転可能に支持する。上軸受４０はステータ１４よりも上方に配置され、下軸受５０はステータ１４よりも下方に配置される。上軸受４０および下軸受５０は、玉軸受である。なお、上軸受および下軸受は、滑り軸受等の他の軸受であってもよい。また、上軸受および下軸受の両方がステータよりも上方又は下方に配置されてもよい。

上ハウジング２０の少なくとも一部は、ステータ１４よりも上方に配置される。上ハウジング２０は、上軸受保持部２１と、上接続部２２と、上突出部２３と、を有する。上軸受保持部２１は、軸方向に延びる筒状の部位である。上軸受保持部２１は、ステータ１４よりも上方において上軸受４０を支持する。上接続部２２は、上軸受保持部２１から、中心軸Ｊから離れる方向に延びる。本実施形態においては、上接続部２２は、中心軸Ｊから径方向外方かつ下方に向かって延び、周方向に配列される複数のリブである。ただし、上接続部は、中心軸Ｊと交差する方向に広がる板状の部位であってもよい。上突出部２３は、上接続部２２から下方に延びる。

下ハウジング３０の少なくとも一部は、ステータ１４よりも下方に配置される。下ハウジング３０は、下軸受保持部３１と、下接続部３２と、を有する。下軸受保持部３１は、軸方向に延びる筒状の部位である。下軸受保持部３１は、ステータ１４よりも下方において下軸受５０を支持する。下接続部３２は、下軸受保持部３１から、中心軸Ｊから離れる方向に延びる。本実施形態においては、下接続部３２は、下軸受保持部３１から径方向外方に延び、周方向に配列される複数のリブを有する。ただし、下接続部は、中心軸Ｊと交差する方向に広がる板状の部位を有してもよい。

モータ１０は、基板１８を有する。基板１８は、下ハウジング３０よりも下方に配置される。下ハウジング３０の径方向外方と下方は、基板カバー１９によって囲まれる。基板カバー１９は下ハウジング３０に固定される。

インペラ６０は、シャフト１２の上端部に固定される。インペラ６０は、上ベース部６１と、下ベース部６６と、複数のブレード６７と、を有する。上ベース部６１は、上下に延びる中心軸Ｊと交差する方向に広がる。上ベース部６１の中央には、軸方向に貫通する吸気口６５が構成される。下ベース部６６は、上ベース部６１よりも下方に配置され、中心軸Ｊと交差する方向に広がる。下ベース部６６は、ブッシュ６８を介してシャフト１２の上端部に固定される。ブッシュ６８は、軸方向に延びる筒状である。複数のブレード６７は上ベース部６１と下ベース部６６とを接続し、周方向に配列される。

ハウジング７０は、インペラカバー７１と、ディフューザ７２と、を有する。インペラカバー７１は、インペラ６０の径方向外方および上方の少なくとも一部を覆う。インペラカバー７１の中央には、軸方向に貫通する吸気口７１１が構成される。なお、ハウジングは、単一のインペラカバーのみによって構成されてもよく、本実施形態と異なる構造の他の部材を含んでもよい。

ディフューザ７２は、天面部７３と、内壁部７４と、外壁部７５と、静翼７６と、を有する。天面部７３は、中心軸Ｊと交差する方向に広がる部位である。天面部７３の径方向内縁は、上軸受保持部２１に固定される。内壁部７４は、天面部７３の径方向外縁から下方に延びる部位である。外壁部７５は、内壁部７４よりも径方向外方に配置され、軸方向に延びる筒状の部位である。静翼７６は、内壁部７４と外壁部７５とを接続する。内壁部７４と外壁部７５との径方向間には流路が構成される。

インペラ６０が回転すると、吸気口７１１から吸気された気体が、吸気口６５を通ってインペラ６０内に取り込まれ、インペラカバー７１の径方向内方を通って、内壁部７４と外壁部７５との径方向間を下方に向かって流れる。なお、気体の一部は、周方向に配列される内壁部７４の間を通って内壁部７４よりも径方向内方に案内され、ロータ１１及びステータ１４の周辺を下方に向かって流れる。これにより、ロータ１１及びステータ１４を冷却することができる。

図４は、インペラ６０の横断面図である。より詳細に述べると、図４は、図３に示す断面Ｘ－Ｘに沿ってインペラ６０を切断して下方から見た様子を示す。図５は、図４における破線領域を示す拡大図である。以下では、主に図４と図５を参照してインペラ６０について説明する。

図４及び図５に示す通り、ブレード６７は、長手方向一方ＤＬ１に向かって延びる。長手方向一方ＤＬ１は、径方向外方かつ周方向一方側Ｃ１に向かう向きである。なお、ブレード６７が延びる方向に沿って、径方向内方かつ周方向他方側Ｃ２に向かう向きを長手方向他方ＤＬ２と称する。また、長手方向と略直交する方向を短手方向と称する。短手方向において、周方向一方側Ｃ１を向く向きを短手方向一方ＤＳ１、周方向他方側Ｃ２を向く向きを短手方向他方ＤＳ２とそれぞれ称する。

上ベース部６１は、第１突出部６２と、第２突出部６３と、を有する。第１突出部６２は、上ベース部６１の下面６１１から下方に突出する。第１突出部６２は、ブレード６７の周方向他方側Ｃ２の側面６７２と接触する。これにより、ブレード６７の周方向他方側Ｃ２の側面６７２を第１突出部６２によって支持できるため、インペラ６０の強度が向上する。なお、本実施形態においては、下ベース部６６とブレード６７とが一体の部材として成型されている。しかし、上ベース部とブレードとが一体の部材として成型されており、下ベース部が第１突出部と第２突出部とを有していてもよい。

第２突出部６３は、上ベース部６１の下面６１１から下方に突出する。第２突出部６３は、ブレード６７の周方向一方側Ｃ１の側面６７１と接触する。より詳細に述べると、第２突出部６３の周方向他方側Ｃ２の側面６３２は、ブレード６７の周方向一方側Ｃ１の側面６７１と接触する。これにより、ブレード６７の周方向一方側Ｃ１の側面６７１を第２突出部６３によって支持できるため、インペラ６０の強度が向上する。本実施形態においては、ブレードの６７の周方向両側の側面が、第１突出部６２と第２突出部６３とによってそれぞれ支持されるため、インペラ６０の強度がより向上する。また、本実施形態においては、第１突出部６２及び第２突出部６３は、ブレード６７と溶着されている。よって、インペラ６０の強度がさらに向上する。

第１突出部６２の長手方向一方端６２３は、第２突出部６３の長手方向一方端６３３よりも長手方向一方ＤＬ１に配置される。これにより、インペラ６０における流路が狭くなることを抑制できるため、インペラ６０の送風効率が低下することを抑制できる。言い換えると、第２突出部６３の長手方向一方端６３３の長手方向位置が、第１突出部６２の長手方向一方端６２３の長手方向位置と略同一である場合と比較して、第２突出部６３の長手方向の長さを短くできる。よって、第２突出部６３が長手方向に長いことによってインペラ６０における流路が狭くなることを抑制できる。

また、インペラ６０が回転方向Ｒに沿って回転する際に、長手方向に長い第１突出部６２によって、より応力が集中しやすいブレード６７の周方向他方側Ｃ２の側面６７２を支持しつつ、インペラ６０の流路が第２突出部６３によって狭くなることを抑制できる。よって、インペラ６０の強度を向上しつつ、送風効率が低下することを抑制できる。なお、回転方向Ｒは、周方向他方側Ｃ２と同一方向である。

さらに、ブレード６７と上ベース部６１とを組み立てる際に、ブレード６７を第１突出部６２と第２突出部６３との周方向間に配置する必要がある。このとき、第２突出部６３の長手方向一方端６３３の長手方向位置が、第１突出部６２の長手方向一方端６２３の長手方向位置と略同一であると、ブレード６７を第１突出部６２と第２突出部６３との周方向間に挿入する工程の作業性が悪くなる可能性がある。しかし、本実施形態においては、第２突出部６３の長手方向の長さを短くすることによって、上述の工程の作業性が悪くなることを抑制できる。

送風装置１は、上述のインペラ６０と、インペラ６０を中心軸Ｊ回りに回転可能なモータ１０と、インペラ６０の径方向外方を囲むハウジング７０と、を有する。これにより、送風装置１に搭載されるインペラ６０の強度を向上し、送風効率の低下を低減できる。

第１突出部６２は、ブレード６７の周方向他方側Ｃ２の側面６７２に沿うように配置されている。つまり、第１突出部６２の周方向一方側Ｃ１の側面６２１は、ブレード６７の周方向他方側Ｃ２の側面６７２と沿うように配置されている。これにより、第１突出部６２によってブレード６７をより強固に支持できる。
第１突出部６２の短手方向の幅は、長手方向において略一定である。よって、第１突出部６２の周方向他方側Ｃ２の側面６２２は、ブレード６７の周方向他方側Ｃ２の側面６７２に沿うように配置されている。

第２突出部６３は、凸部６３５を有する。凸部６３５は、第２突出部６３の周方向一方側Ｃ１の側面６３１において、周方向一方側Ｃ１に突出する部位である。つまり、第２突出部６３の周方向一方側Ｃ１の側面６３１は、周方向一方側Ｃ１に突出する。これにより、第２突出部６３の短手方向における幅を広くできるため、第２突出部６３の強度が向上する。よって、インペラ６０の剛性が向上する。

ブレード６７の長手方向他方端６７４における、短手方向の幅Ｗ１は、ブレード６７の長手方向の中央部における短手方向の幅Ｗ２よりも狭い。なお、短手方向は、長手方向と直交する方向である。これにより、ブレード６７の長手方向他方端６７４を、第１突出部６２と第２突出部６３の周方向間により挿入しやすくなる。よってインペラ６０の組み立ての作業性が向上する。

第１突出部６２の長手方向他方端６２４と、ブレード６７の長手方向他方端６７４と、第２突出部６３の長手方向他方端６３４とは、中心軸Ｊと交差する方向において、略一直線上に配置されている。これにより、第１突出部６２の長手方向他方端６２４と第２突出部６３の長手方向他方端６３４の両方によって、ブレード６７の長手方向他方端６７４を支持できるため、インペラ６０の強度がより向上する。なお、ブレード６７の長手方向他方端６７４の短手方向の幅Ｗ１が狭い場合には、ブレード６７の長手方向他方端６７４を周方向両方から支持することによって、インペラ６０の強度を向上する効果がより顕著である。

図３から図５を参照して、上ベース部６１は、径方向内方かつ上方に向かって延びる上方延伸部６４を有する。すなわち、上方延伸部６４は、上ベース部６１の下面６１１における径方向外端６１２と径方向内端６１３との径方向中間よりも径方向内方側の部位である。上方延伸部６４は、軸方向に貫通する吸気口６５を有する。

第２突出部６３は、上方延伸部６４の下面６４１に配置される。よって、第２突出部６３の長手方向の長さは、ブレード６７の長手方向の長さの半分以下である。第２突出部６３の下端６３６は、上ベース部６１の下面６１１における径方向外端６１２よりも上方に配置される。これにより、インペラ６０内において圧力が高くなりやすい領域であるベース部６１の下面６１１の径方向外端６１２における流路が狭くなることを抑制し、インペラ６０の送風効率が低下することを抑制できる。言い換えると、ブレード６７と上ベース部６１とを強固に固定しつつ、インペラ６０の送風効率が低下することを抑制できる。特に、上方延伸部６４においては、上ベース部６１が上方に湾曲しているため、ブレード６７と上ベース部６１とを溶着することが難しい傾向がある。しかし、本実施形態においては、上方延伸部６４に第２突出部６３を形成することによって、インペラ６０の送風効率への影響を抑制しつつ、ブレード６７と上ベース部６１とを強固に溶着できる。

図６は、図３に示す縦断面図のインペラ６０周辺の拡大図である。図６に示す通り、インペラ６０は、下ベース部６６と、複数のブレード６７と、ブッシュ６８と、を有する。下ベース部６６は、上下に延びる中心軸Ｊと交差する方向に広がる。複数のブレード６７は、ベース部６６の上面６６１において周方向に配列される。ブッシュ６８は、ベース部６６の中央近傍に配置される。

ブッシュ６８は、筒部６８１と、突出部６８４と、を有する。筒部６８１は、軸方向に延びる筒状である。突出部６８４は、筒部６８１の径方向外側面６８１１から径方向外方に突出する。下ベース部６６は、ブッシュ６８を介してシャフト１２に固定される。シャフト１２の径方向外側面は、ブッシュ６８の径方向内側面と固定される。ブッシュ６８の径方向外側面は、下ベース部６６の径方向内側面６６３と固定される。

下ベース部６６は、下突出部６６６を有する。下突出部６６６は、ベース部６６の径方向内側面６６３から径方向内方に突出する。本実施形態においては、下ベース部６６は、下突出部６６６よりも上方に配置される上突出部６６４を有する。上突出部６６４は、ベース部６６の径方向内側面６６３から径方向内方に突出する。

突出部６８４の下面６８６の少なくとも一部は、下突出部６６６の上面６６７と軸方向に接触している。これにより、ベース部６６とブッシュ６８とを強固に固定できる。インペラ６０が回転する際には、インペラ６０によって気体が径方向外方かつ下方に向かって排出されるため、インペラ６０にはその反作用として上方に向かう力が作用する。その際、下ベース部６６の一部である下突出部６６６の上面６６７が、突出部６８４の下面６８６と軸方向に接触していることによって、下ベース部６６が上方に移動することを抑制できる。

送風装置１は、上述のインペラ６０と、インペラ６０を中心軸Ｊ回りに回転可能なモータ１０と、インペラ６０の径方向外方を囲むハウジング７０と、を有する。これにより、送風装置１に搭載されるインペラ６０において、ベース部６６とブッシュ６８とを強固に固定できる。

掃除機８０は、上述の送風装置１を有する。これにより、送風装置１が搭載される掃除機８０において、インペラ６０の強度を向上できる。

突出部６８４の上面６８５の少なくとも一部は、上突出部６６４の下面６６５と軸方向に接触している。これにより、下ベース部６６とブッシュ６８とを強固に固定できる。インペラ６０においては、上突出部６６４の下面６６５と下突出部６６６の上面６６７とが、それぞれ突出部６８４の上面６８５と下面６８６と軸方向に接触しているため、下ベース部６６とブッシュ６８とをより強固に固定できる。

突出部６８４の径方向外側面６８７の少なくとも一部は、ローレット加工されている。すなわち、突出部６８４の径方向外側面６８７は、ローレット加工されている加工面６８７０を有する。本実施形態においては、加工面６８７０は、軸方向に長手方向を有して径方向外方に突出し、周方向に配列される複数の凸部と、凸部の周方向間に配置され、凸部の径方向外側面よりも径方向内方に凹む凹部と、を有する。

加工面６８７０は、下ベース部６６の径方向内側面６６３と径方向に接触している。これにより、下ベース部６６とブッシュ６８とを強固に固定できる。本実施形態においては、下ベース部６６のうち、上突出部６６４よりも下方、かつ、下突出部６６６よりも上方の部分の径方向内側面６６３が、加工面６８７０と径方向に接触している。しかし、筒部の径方向外側面がローレット加工されている加工面を有し、上突出部と下突出部の少なくとも一方が当該加工面と径方向に接触してもよい。

突出部６８４の上面６８５と突出部６８４の径方向外側面６８７とは、接続部６８８によって接続される。接続部６８８は、径方向外方かつ下方に向かって延びる部位である。つまり、突出部６８４は、突出部６８４の上面６８５と径方向外側面６８７とを接続し、径方向外方に向かって下方に延びる接続部６８８を有する。

筒部６８１の上面６８２は、下ベース部６６の上面６６１の径方向内端部と略面一である。これにより、下ベース部６６の軸方向の長さが長くなることを抑制できる。すなわち、筒部の上端が下ベース部の上面よりも上方に突出している場合に比べて、下ベース部６６の軸方向の長さを短くできる。

下ベース部６６の上面６６１は、拡大部６６８を有する。拡大部６６８は、径方向外方に向かうにつれて下方に延びる。拡大部６６８の径方向内端は、突出部６８４の径方向外側面６８７よりも径方向内方に配置される。拡大部６６８の径方向外端は、突出部６８４の径方向外側面６８７よりも径方向外方かつ下方に配置される。

拡大部６６８の少なくとも一部は、接続部６８８から径方向外方かつ上方に向かう法線Ｎと交差する。これにより、突出部の上面と径方向外側面とが垂直に接続される場合と比べて、突出部６８４の上面６８５と径方向外側面６８７との接続領域と拡大部６６８との距離を長くできる。よって、拡大部６６８と法線Ｎとが交差する領域において、下ベース部６６の法線Ｎ方向の厚みが増加するため、下ベース部６６の強度が向上する。本実施形態においては、拡大部６６８と接続部６８８とは、径方向外方かつ下方に向かって略平行に延びる。これにより、当該領域において、下ベース部６６の法線Ｎ方向における厚みを略一定にすることができるため、当該領域の全域において下ベース部６６の強度を向上できる。

筒部６８１の下面６８３は、下ベース部６６の下面６６２と面一である。これにより、インペラ６０が軸方向に長くなることを抑制できる。

図７は、図３に示す縦断面図のシャフト１２周辺の拡大図である。図８は、図３に示す縦断面図のロータコア１３周辺の拡大図である。図３、図７、図８を参照して、モータ１０は、ロータ組立体１００を有する。

ロータ組立体１００は、シャフト１２と、インペラ６０と、ロータコア１３と、上軸受４０と、下軸受５０と、を有する。シャフト１２は、上下に延びる中心軸Ｊに沿って配置される。インペラ６０は、シャフト１２に固定され、中心軸Ｊ回りに回転可能である。ロータコア１３は、シャフト１２に固定される。上軸受４０及び下軸受５０は、シャフト１２に固定される。下軸受５０は、上軸受４０よりも下方に配置される。

シャフト１２は、第１外径部１２１と、第２外径部１２２と、第３外径部１２３と、第４外径部１２４と、を有する。第１外径部１２１の外径は第１外径ｄ１である。第１外径部１２１には、インペラ６０と上軸受４０とが固定される。第２外径部１２２は、第１外径部１２１よりも下方に配置される。第２外径部１２２の外径は第２外径ｄ２であり、第１外径ｄ１よりも大きい。第３外径部１２３は、第２外径部１２２よりも下方に配置される。第３外径部１２３の外径は第３外径ｄ３であり、第２外径ｄ２よりも小さい。第３外径部１２３にはロータコア１３が固定される。第４外径部１２４は、第３外径部１２３よりも下方に配置される。第４外径部１２４の外径は第４外径ｄ４であり、第３外径ｄ３よりも小さい。第４外径部１２４には下軸受５０が固定される。本実施形態においては、第３外径ｄ３は、第１外径ｄ１よりも大きい。つまり、第３外径部１２３は、第１外径部１２１よりも太い。

第１外径部１２１の下端部と第２外径部１２２の上端部とは、中心軸Ｊから離れる方向に広がる第１接続部１２５によって接続されている。第２外径部１２２の下端部と第３外径部１２３の上端部とは、中心軸Ｊから離れる方向に広がる第２接続部１２６によって接続される。第３外径部１２３の下端部と第４外径部１２４の上端部とは、中心軸Ｊから離れる方向に広がる第３接続部１２７によって接続される。本実施形態においては、第１接続部１２５と、第２接続部１２６と、第３接続部１２７と、は径方向に延びる平面によって構成されている。

上軸受４０の下面４１の少なくとも一部は、第１接続部１２５の上面と軸方向に接触する。これにより、上軸受４０とシャフト１２とを位置決めできる。また、例えば、上軸受４０の下面４１が第１接続部１２５の上面に接触するまで上軸受４０を圧入することによって容易に上軸受４０とシャフト１２との位置決めができるため、ロータ組立体１００の組立作業性が向上する。

ロータコア１３の上面１３１の少なくとも一部は、第２接続部１２６の下面と軸方向に接触する。これにより、ロータコア１３とシャフト１２とを位置決めできる。また、例えば、ロータコア１３の上面１３１が第２接続部１２６の上面に接触するまでロータコア１３を圧入することによって容易にロータコア１３とシャフト１２との位置決めができるため、ロータ組立体１００の組立作業性が向上する。

下軸受５０の上面５１の少なくとも一部は、第３接続部１２７の下面と軸方向に接触する。これにより、下軸受５０とシャフト１２とを位置決めできる。また、例えば、下軸受５０の上面５１が第３接続部１２７の上面に接触するまで下軸受５０を圧入することによって容易に下軸受５０とシャフト１２との位置決めができるため、ロータ組立体１００の組立作業性が向上する。

シャフト１２とインペラ６０とロータコア１３との重心ＣＭは、第２外径部１２２に配置されている。より詳細に述べると、重心ＣＭは中心軸Ｊ上に配置され、重心ＣＭは、軸方向において、第２外径部１２２の上端と第２外径部１２２の下端との軸方向間に配置されている。これにより、ロータ組立体１００においては、上軸受４０と下軸受５０とによって、重心ＣＭを軸方向の両方から支持することができる。

また、ロータ組立体１００が上記構成を有することによって、ロータ組立体１００の径方向のサイズが大きくなることを抑制できる。つまり、モータにおいては、ロータコアとステータとの間に力が作用するため、通常のロータ組立体を構成する場合は、シャフトとインペラとロータコアとの重心の軸方向位置は、ロータコアの上端と下端との軸方向間に配置されることが多い。しかし、その場合は、ロータコアが固定される領域のシャフトの外径が、シャフトの他の領域の外径よりも大きくなってしまい、ロータコアの外径が大きくなるため、ロータコア組立体の径方向サイズが大きくなってしまう。一方、ロータ組立体１００においては、第２外径ｄ２が、ロータコア１３が固定される第３外径部１２３の第３外径ｄ３よりも大きいことによって、第３外径ｄ３を相対的に小さくすることができるため、ロータ組立体１００の径方向サイズが大きくなってしまうことを抑制できる。なお、シャフト１２とインペラ６０とロータコア１３との重心ＣＭという意味は、軸受によって回転可能に支持される回転体という意味である。つまり、ロータ組立体がスペーサを有する場合は、シャフトとインペラとロータコアとスペーサとの重心が第２外径部に配置されていればよい。

送風装置１は、上記ロータ組立体１００と、ロータコア１３と径方向に対向して配置されるステータ１４と、インペラ６０の径方向外方を囲むハウジング７０と、を有する。これにより、送風装置１に搭載されるロータ組立体１００において、径方向サイズが大きくなることを抑制できる。

掃除機８０は、送風装置１を有する。これにより、掃除機８０に搭載されるロータ組立体１００の径方向サイズが大きくなることを抑制できる。

第１外径部１２１の軸方向長さＬ１は、第２外径部１２２の軸方向長さＬ２よりも長い。第３外径部１２３の軸方向長さＬ３は、第２外径部１２２の軸方向長さＬ２よりも長い。第４外径部１２４の軸方向長さＬ４は、第２外径部１２２の軸方向長さＬ２よりも短い。これにより、ロータ組立体１００の回転が安定する。つまり、第３外径部１２３の軸方向長さＬ３を第２外径部１２２の軸方向長さＬ２よりも長くすることによって、重心ＣＭをできるだけ下方に配置することができる。よって、軸方向において、重心ＣＭをできるだけロータコア１３に近づけることができるため、ロータコア１３とステータ１４との間に力が作用する領域に重心ＣＭを近づけることができ、ロータ組立体１００の回転が安定する。

第３外径部１２３の上端から第４外径部１２４の下端までの軸方向長さは、第１外径部１２１の軸方向長さＬ１よりも長い。つまり、軸方向長さＬ３と軸方向長さＬ４の和は、軸方向長さＬ１よりも長い。これにより、軸方向において、重心ＣＭがロータコア１３に近づくため、ロータ組立体１００の回転が安定する。

重心ＣＭは、第２外径部１２２の軸方向中点Ｍ１よりも下方に配置される。これにより、軸方向において、重心ＣＭがロータコア１３に近づくため、ロータ組立体１００の回転が安定する。

図８に示す通り、ロータコア１３の径方向内端１３３とロータコア１３の径方向外端１３４との径方向中点Ｍ２は、第２外径部１２２の径方向外端よりも径方向外方に配置される。これにより、第２外径部１２２の太さを低減できるため、ロータ組立体１００の重量が大きくなることを抑制できる。また、第２外径部１２２の太さを抑制することによって、重心ＣＭが軸方向においてロータコア１３に近づくため、ロータ組立体１００の回転が安定する。

ロータコア１３の上面１３１における径方向内縁１３２は、中心軸Ｊに近づくにつれて下方に延びる。これにより、ロータコア１３の上面１３１と第２接続部１２６の下面との接触面積を低減することができる。よって、ロータコア１３の磁束が第２外径部１２２に漏れることを抑制できる。また、ロータコア１３とシャフト１２との位置決め精度が向上する。

図９は、図３に示す縦断面図の上ハウジング２０と下ハウジング３０周辺の拡大図である。図１０は、上ハウジング２０の平面斜視図である。図１１は、上ハウジング２０の底面斜視図である。図１２は、下ハウジング２０の平面斜視図である。

図９から図１１に示す通り、上ハウジング２０は、上軸受保持部２１と、上接続部２２と、上突出部２３と、を有する。上軸受保持部２１は、軸方向に延びる筒状の部位である。上接続部２２は、上軸受保持部２１から径方向外方に延びる。上突出部２３は、上接続部２２から下方に突出する部位である。

本実施形態においては、上突出部２３は、第１壁部２４と、第２壁部２５と、を有する。第１壁部２４は、上接続部２２の径方向外端部から下方に延びる壁状の部位である。第１壁部２４の径方向外側面の一部は、内壁部７４と固定される。第１壁部２４の上部には、径方向に貫通する連通部２４１が構成される。本実施形態においては、連通部２４１は、接続部２２の周方向間において第１壁部２４の一部が切り欠かれ、径方向に連通する切欠きである。インペラ６０によって内壁部７４の近傍を下方に向かって流れる気体の一部は、連通部２４１を通ってロータ１１及びステータ１４に当たる。これにより、ロータ１１及びステータ１４を冷却できる。

第２壁部２５は、第１壁部２４よりも径方向外方に配置され、軸方向に延びる筒状の部位である。第１壁部２４と第２壁部２５とは、静翼２６によって接続される。第２壁部２５の少なくとも一部は、インペラカバー７１と固定される。本実施形態においては、第２壁部２５の少なくとも一部は、外壁部７５と固定される。これにより、第１壁部２４と第２壁部２５との間には気体の流路が構成される。よって、内壁部７４と外壁部７５との径方向間を下方に流れる気体は、第１壁部２４と第２壁部２５との径方向間に構成される流路を下方に向かって流れ、上ハウジング２０の下端部から送風装置１の外部空間に排出される。

突出部２３は、複数の柱状部２７を有する。柱状部２７は、第１壁部２４と第２壁部２５の一部が接続され、下方に延びる柱状の部位である。柱状部２７の径方向の幅は、第１壁部２４の径方向の幅及び第２壁部２５の径方向の幅よりも広い。突出部２３が柱状部２７を有することによって、上ハウジング２０の剛性が向上する。また、柱状部２７の近傍の剛性が特に向上する。

柱状部２７の径方向外側には、下方に突出する凸部２７１が形成される。言い換えると、第２壁部２５の一部が凸部２７１として下方に突出している。凸部２７１は、下ハウジング３０の少なくとも一部と接触している。より詳細に述べると、第２壁部２５の径方向内側面２５１は、下ハウジング３０と接触している。つまり、上ハウジング２０の少なくとも一部は、下ハウジング３０の少なくとも一部と、中心軸Ｊと交差する方向に接触している。これにより、上ハウジング２０と下ハウジング３０とを精度良く位置決めできる。つまり、中心軸Ｊと交差する方向において、上ハウジング２０と下ハウジング３０とを精度良く位置決めできる。よって、上ハウジング２０に固定される上軸受４０と下ハウジング３０に固定される下軸受５０との同軸度が向上する。よって、モータ１０の回転精度が向上する。

本実施形態においては、上突出部２３の少なくとも一部が、下ハウジング３０の少なくとも一部と、中心軸Ｊと交差する方向に接触している。これにより、上ハウジング３０に任意の形状の上突出部２３を形成し、当該上突出部２３における適した形状の部位を下ハウジング３０の少なくとも一部と接触させることによって、上ハウジング２０と下ハウジング３０とを精度良く位置決めできる。

上ハウジング２０は、上方に凹む固定凹部２８を有する。より詳細に述べると、固定凹部２８は、上ハウジング２０の一部である柱状部２７の下面から上方に凹む凹部として構成される。固定凹部２８には、固定部材Ｓが挿入される。剛性が高い柱状部２７に固定凹部２８を構成することによって、上ハウジング２０の剛性が低下することを抑制できる。また、剛性が高い部位を用いて固定部材Ｓを用いて上ハウジング２０と下ハウジング３０とを固定することによって、上ハウジング２０と下ハウジング３０とを精度良く位置決めできる。

下ハウジング３０は、下軸受保持部３１と、下接続部３２と、を有する。下軸受保持部３１は、軸方向に延びる筒状の部位である。下軸受保持部３１の径方向内方には、下ブッシュ５３が配置される。下軸受５０は、下ブッシュ５３の径方向内側面によって支持される。本実施形態においては、下接続部３２は、径方向に延び、周方向に配列されるリブである。ただし、下接続部は中心軸Ｊと交差する方向に広がる板状の部位であってもよい。

下ハウジング３０は、第１壁部３３と第２壁部３４とを有する。第１壁部３３は、周方向に隣接する下接続部３２の径方向外端部を接続する部位である。第１壁部３３の上面は、径方向外方かつ下方に傾斜する傾斜面３３１を有する。これにより、第１壁部２４と第２壁部２５との間に構成される流路を下方に流れる気体が、径斜面３３１によって滑らかに径方向外方かつ下方に案内されるため、送風装置１の送風効率が向上する。

第２壁部３４は、第１壁部３３の下端部から下方に延びる部位である。第２壁部３４の少なくとも一部は、下接続部３２の径方向外端部と接続される。第２壁部３４が構成されることによって、下ハウジング３０の径方向外端部の剛性が向上する。

下ハウジング３０は、軸方向に貫通する固定孔３５を有する。より詳細に述べると、固定孔３５は、下接続部３２の径方向外端部に構成される。固定孔３５には、固定部材Ｓが挿入される。つまり、固定部材Ｓは、固定孔３５を貫通して固定凹部２８に挿入される。よって、上ハウジング２０と下ハウジング３０とは、軸方向に延びる固定部材Ｓによって固定される。本実施形態においては、固定部材Ｓはネジである。しかし、固定部材Ｓはネジ以外の部材であってもよい。これにより、上ハウジング２０と下ハウジング３０とを精度良く位置決めした状態で固定できる。

図９に示す通り、固定孔３５を構成する下ハウジング３０の内側面３５１の少なくとも一部は、固定部材Ｓの外側面と間隙を介して対向する。つまり、固定孔３５を構成する下ハウジング３０の内側面３５１の少なくとも一部は、固定部材Ｓの径方向外側面と接触しない。これにより、上ハウジング２０と下ハウジング３０とを精度良く位置決めできる。つまり、例えば固定孔を構成する下ハウジングの内側面の内径が固定部材の外径と略同一である場合、上ハウジングと下ハウジングとは、固定部材が固定孔に挿入された際の配置によって、それらの部材の径方向における位置がきまってしまう。しかし、本構造においては、内側面３５１と固定部材Ｓの径方向外側面との間に隙間があるため、上ハウジング２０の径方向内側面２５１と下ハウジング３０の径方向外側面３２１とが接触している状態における両者の径方向位置において、固定部材Ｓによって両者を固定できる。よって、上ハウジング２０と下ハウジング３０とを精度良く位置決めできる。

本実施形態においては、上突出部２３の径方向内側面２５１は、下接続部３２の径方向外側面３２１と径方向に接触している。これにより、上ハウジング２０と下ハウジング３０とを簡易な構成にしつつ、上ハウジング２０と下ハウジング３０とを精度良く位置決めできる。下ハウジング３０には上方に突出する部位を形成することなく、上ハウジング２０と下ハウジング３０とを固定することができるため、下ハウジング３０の構成を特に簡易にすることができる。

固定部材Ｓは、上ハウジング２０の径方向内側面２５１と下ハウジング３０の径方向外側面３２１とが接触する領域の近傍に配置される。これにより、上ハウジング２０と下ハウジング３０との位置決めの精度がさらに向上する。

上突出部２３の少なくとも一部は、下ハウジング３０の少なくとも一部と軸方向に接触している。これにより、上ハウジング２０と下ハウジング３０とを軸方向に固定できる。特に、固定孔３５を構成する内側面３５１の少なくとも一部が、固定部材Ｓの外側面と間隙を介して対向している場合は、上記構成によって下ハウジング３０を上ハウジング２０に対して軸方向に押しつけながら両者を固定することによって、両者を強固に固定できる。

上ハウジング２０の少なくとも一部と下ハウジング３０の少なくとも一部とが中心軸Ｊと交差する方向に接触している領域の少なくとも一部は、軸方向において、下軸受５０の上面５１と下面５１との軸方向間に配置されている。より具体的に述べると、第２壁部２５の径方向内側面２５１と下接続部３２の径方向外側面３２１とが径方向に接触している領域の少なくとも一部は、軸方向において、下軸受５０の上面５１から下軸受の下面５２の間に配置される。これにより、上ハウジング２０と下ハウジング３０との固定領域が下軸受５０により近くなるため、ロータ１１の回転精度が向上する。

送風装置１は、上述のモータ１０と、上軸受４０よりも上方に配置され、シャフト１２に固定されるインペラ６０と、インペラ６０の径方向外方を囲むハウジング７０と、を有する。これにより、送風装置１に搭載されるモータ１０の回転精度が向上する。また、掃除機８０は送風装置１を有する。これにより、回転精度が高いモータ１０を有する掃除機が実現できる。

図１３は、インペラの変形例の横断面図の拡大図である。つまり、図１３は、インペラの変形例について、図５と同様の領域を示す拡大図である。図１３においては、第１突出部６２Ａの構成が第１突出部６２と異なり、その他の構成はインペラ６０と同様である。よって、図１３に示すインペラの変形例については、図５に示すインペラ６０の構成と同一の部位については同一の符号を付し、説明を省略する。以下では、図１３に示すインペラと図５に示すインペラ５０との相違点のみについて説明する。

図１３に示すインペラの変形例においては、第１突出部６２Ａは、長手方向において複数配置される。これにより、インペラ６０における第１突出部６２と比較して、全ての第１突出部６２Ａの長手方向における合計の長さを短くできるため、インペラ６０の重量を軽くできる。また、第１突出部６２Ａの周方向一方側Ｃ１の側面６２１Ａは、ブレード６７の周方向他方側Ｃ２の側面６７２と部分的に接触するため、ブレード６７と第１突出部６２Ａとの接触面積を狭くできるので、両者を組立てる際の作業性が向上する。

第１突出部６２Ａの周方向一方側Ｃ１の側面６２１Ａと周方向他方側Ｃ２の側面６２２Ａとの周方向の幅は、各第１突出部６２Ａにおいて略一定である。これにより、第１突出部６２Ａとブレード６７とが溶着された際に、溶着の強度を長手方向においてできるだけ均一にできる。

本実施形態においては、あるブレード６７に接触している第１突出部６２Ａの数は３個である。しかし、第１突出部６２Ａの数は、他の数であってもよい。長手方向一方ＤＬ１に配置される第１突出部６２Ａの長手方向一方端６２３Ａは、ブレード６７の長手方向一方端よりも長手方向他方ＤＬ２に配置される。また、長手方向他方ＤＬ２に配置される第１突出部６２Ａの長手方向他方端６２４Ａは、ブレード６７の長手方向他方端６７４と、長手方向において同じ位置に配置される。

図１４は、インペラの変形例の周辺を示す縦断面図である。図１４は、インペラの変形例において、図６に示す断面図に対応する領域を示す。以下では、インペラの変形例について、インペラ６０との相違点のみについて説明する。

図１４に示すインペラの変形例においては、下ベース部６６Ａの形状が下ベース部６６の形状と異なる。図１４においては、下ベース部６６Ａの径方向内端部は、カップ状になっている。つまり、上突出部６６４Ａの上側が径方向内方にさらに延び、板状の部位となって、シャフト１２の上面１２１を覆う。同様に、下ベース部６６Ａの上面６６１Ａにおける径方向内端部は、筒部６８１の上面を覆う。これにより、下ベース部６６Ａの剛性がさらに向上する。また、ベース部６６の形状と比較して、下ベース部６６Ａの上面６６１Ａをさらに上方かつ径方向内方に長くできるため、ブレード６７によって吸引する気流をさらに滑らかに下方かつ径方向外方に案内できるので、下ベース部６６Ａの上面６６１Ａにおいて乱流が発生することを抑制できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々の変形及び組み合わせが可能である。

本発明は、インペラ、送風装置、および、掃除機に利用できる。

Ｊ 中心軸
Ｒ 回転方向
Ｃ１ 周方向一方側
Ｃ２ 周方向他方側
ＤＬ１ 長手方向一方
ＤＬ２ 長手方向他方
ＤＳ１ 短手方向一方
ＤＳ２ 短手方向他方
ＣＭ 重心
Ｍ１ 軸方向中点
Ｍ２ 径方向中点
Ｎ 法線
Ｓ 固定部材
Ｗ１ 周方向の幅
Ｗ２ 周方向の幅
１ 送風装置
１０ モータ
１１ ロータ
１２ シャフト
１３ ロータコア
１４ ステータ
１５ ステータコア
１６ インシュレータ
１７ コイル
１８ 基板
１９ 基板カバー
２０ 上ハウジング
２１ 上軸受保持部
２２ 上接続部
２３ 上突出部
２３１ 径方向内側面
２４ 第１壁部
２４１ 連通部
２５ 第２壁部
２５１ 径方向内側面
２６ 静翼
２７ 柱状部
２７１ 凸部
２８ 固定凹部
３０ 下ハウジング
３１ 下軸受保持部
３２ 下接続部
３２１ 径方向外側面
３３ 第１壁部
３３１ 径斜面
３４ 第２壁部
３５ 固定孔
３５１ 内側面
４０ 上軸受
４１ 下面
４２ 上ブッシュ
５０ 下軸受
５１ 上面
５２ 下面
５３ 下ブッシュ
６０ インペラ
６１ 上ベース部
６１１ 下面
６１２ 径方向外端
６１３ 径方向内端
６２ 第１突出部
６２１ 側面
６２２ 側面
６２３ 長手方向一方端
６２４ 長手方向他方端
６３ 第２突出部
６３１ 側面
６３２ 側面
６３３ 長手方向一方端
６３４ 長手方向他方端
６３５ 凸部
６３６ 下端
６４ 上方延伸部
６４１ 下面
６５ 吸気口
６６ 下ベース部
６６１ 上面
６６２ 下面
６６３ 径方向内側面
６６４ 上突出部
６６５ 下面
６６６ 下突出部
６６７ 上面
６６８ 拡大部
６７ ブレード
６７１ 側面
６７２ 側面
６７４ 長手方向他方端
６８ ブッシュ
６８１ 筒部
６８２ 上面
６８３ 下面
６８４ 突出部
６８５ 上面
６８６ 下面
６８７ 径方向外側面
６８７０ 加工面
６８８ 接続部
７０ ハウジング
７１ インペラカバー
７１１ 吸気口
７２ ディフューザ
７３ 天面部
７４ 内壁部
７５ 外壁部
７６ 静翼
８０ 掃除機

Claims (10)

1. 上下に延びる中心軸と交差する方向に広がる上ベース部と、
   前記上ベース部よりも下方に配置され、前記中心軸と交差する方向に広がる下ベース部と、
   前記上ベース部と前記下ベース部とを接続し、周方向に配列される複数のブレードと、
   を有し、
   前記ブレードは、径方向外方かつ周方向一方に向かう長手方向一方側に向かって延び、
   前記上ベース部は、
   前記上ベース部の下面から下方に突出し、前記ブレードの周方向他方側の側面と接触する第１突出部と、
   前記上ベース部の下面から下方に突出し、前記ブレードの周方向一方側の側面と接触する第２突出部と、
   を有し、
   前記第１突出部の前記長手方向一方端は、前記第２突出部の前記長手方向一方端よりも前記長手方向一方に配置される、インペラ。
2. 前記第１突出部は、前記ブレードの周方向一方側の側面に沿うように配置されている、請求項１に記載のインペラ。
3. 前記第１突出部の前記長手方向他方端と、前記ブレードの前記長手方向他方端と、前記第２突出部の前記長手方向他方端とは、前記中心軸と交差する方向において略一直線上に配置されている、請求項１又は２に記載のインペラ。
4. 前記ブレードの前記長手方向の他方端における、前記長手方向と直交する短手方向の幅は、前記ブレードの前記長手方向の中央部における前記短手方向の幅よりも狭い、請求項１から３のいずれかに記載のインペラ。
5. 前記第１突出部及び前記第２突出部は、前記ブレードと溶着されている、請求項１から４のいずれかに記載のインペラ。
6. 前記上ベース部は、径方向内方かつ上方に向かって延び、軸方向に貫通する吸気口を有する上方延伸部を有し、
   前記第２突出部は、前記上方延伸部の下面に配置され、
   前記第２突出部の下端は、前記上ベース部の下面における径方向外端よりも上方に配置される、請求項１から５のいずれかに記載のインペラ。
7. 前記第２突出部の周方向一方側の側面は、周方向一方側に突出する、請求項１から６のいずれかに記載のインペラ。
8. 前記第１突出部は、前記長手方向において複数配置される、請求項１から７のいずれかに記載のインペラ。
9. 請求項１から８のいずれかに記載のインペラと、
   前記インペラを前記中心軸回りに回転可能なモータと、
   前記インペラの径方向外方を囲むハウジングと、
   を有する、送風装置。
10. 請求項９に記載の送風装置を有する、掃除機。

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