JP6717029B2 - 送風装置、および清掃機器 - Google Patents

Description

本発明は、送風装置、および清掃機器に関する。

従来、インペラを有する送風装置が知られている。例えば、特開２００３−１２９９９５号公報に記載されている送風装置は、質量の分布を非対称としたアンバランス部材を備えることが開示されている。

特開２００３−１２９９９５号公報

特開２００３−１２９９９５号公報に記載されている送風装置においては、質量の分布が非対称であるアンバランス部材が、回転子のアンバランス位置と逆位相に装着されることが開示されている。しかしながら、このような送風装置においては、フレームを装着した後で、ファンと回転子とシャフトの組立体のアンバランス修正を行うことが困難である。

本発明の例示的な一実施形態は、上記問題点に鑑みて、モータカバーを装着した後でも、モータとインペラの組立体のアンバランス修正を行うことを目的としている。

本発明の例示的な一実施形態に係る送風装置は、上下に延びる中心軸に沿って配置されるシャフトを有するモータと、前記シャフトに固定されるインペラと、前記インペラの径方向外側および上側を囲み、中央に吸気口を有するインペラカバーと、前記インペラカバーの下側に位置し、前記モータの径方向外側に位置するモータカバーと、を備え、前記モータは、前記シャフトに固定され、上側に開口する有蓋円筒状のロータホルダを有するロータ部と、前記ロータ部と径方向に対向するステータ部と、前記ステータ部に対して前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、を有し、前記モータカバーは、軸方向に延び下側に開口する筒状であり、前記インペラは、周方向に配置される複数の動翼と、前記動翼の下側に位置する下シュラウドと、前記動翼の上側に位置し、軸方向に貫通する貫通孔を有する上シュラウドと、前記上シュラウドに位置する上側バランス修正部と、を有し、前記ロータホルダは、ロータホルダ円筒部と、前記ロータホルダ円筒部の下側に位置するロータホルダ底部と、前記ロータホルダ円筒部または前記ロータホルダ底部の少なくともいずれかに位置する下側バランス修正部と、を有する。

本発明の例示的な一実施形態によれば、モータカバーを装着した後でも、モータとインペラの組立体のアンバランス修正を行うことができる。また、そのような送風装置を備える清掃機器が提供される。

図１は、第１実施形態の送風装置の縦断面図である。 図２は、第１実施形態のモータカバー等を示す下面図である。 図３は、第１実施形態のモータカバー等を示す斜視図である。 図４は、第１実施形態の円環部材の上面図である。 図５は、第１実施形態のインペラの上面図である。 図６は、第１実施形態のインペラの斜視図である。 図７は、第２実施形態のロータ部の下面図である。 図８は、清掃機器の斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る送風装置について説明する。以下の説明においては、中心軸Ｊの延びる方向を軸方向とする。また、軸方向上側を単に上側と呼び、軸方向下側を単に下側と呼ぶ。なお、軸方向、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。なお、以下の説明においては、便宜上、断面における斜線を省略している。

＜第１実施形態＞
以下では、本発明の例示的な第１実施形態に係る送風装置１について記載する。図１は、第１実施形態の送風装置１の縦断面図である。送風装置１は、モータ１０とインペラ５０を有する。

モータ１０は、上下に延びる中心軸Ｊに沿って配置されるシャフト１１を有する。モータ１０はロータ部２０と、ステータ部３０と、軸受４０と、を有する。軸受４０は、ステータ部３０に対してシャフト１１を回転可能に支持する。

＜ロータ部＞
ロータ部２０は、シャフト１１に固定され、上側に開口する有蓋円筒状のロータホルダ２１を有する。本実施形態においては、ロータホルダ２１は直接シャフト１１に固定される。ただし、ロータホルダ２１は他の部材を介してシャフト１１に固定されても良い。

ロータホルダ２１は、ロータホルダ円筒部２２と、ロータホルダ底部２３と、下側バランス修正部２４と、を有する。ロータホルダ円筒部２２は、軸方向に延びる筒状の部位である。ロータホルダ円筒部２２の内周面には、マグネット２５が固定される。マグネット２５は、円筒状である。

ロータホルダ底部２３は、ロータホルダ円筒部２２の下側に位置する。より具体的に述べると、ロータホルダ底部２３は、ロータホルダ円筒部２２の下端から内側に延びる略板状の部位である。

下バランス修正部２４は、ロータホルダ円筒部２２またはロータホルダ底部２３の少なくともいずれかに構成される。本実施形態においては、下側バランス修正部２４は、ロータホルダ円筒部２２の外側に位置する。しかしながら、下側バランス修正部２４は、ロータホルダ底部２３の一部に構成されても良い。

＜ステータ部＞
ステータ部３０は、ロータ部２０と径方向に対向する。ステータ部３０は、ステータコア３１を有し、ステータコア３１には、インシュレータ３２を介して導線が巻かれることでコイル３３が形成される。本実施形態においては、モータ１０は、いわゆるアウターロータ型である。従って、ステータコア３１は、ロータホルダ円筒部２２の内周面に固定されるマグネット２５と、径方向に間隙を介して内側に位置する。

ステータ部３０は、軸受ハウジング３４と、取付板３５と、回路基板３７と、を有する。軸受ハウジング３４は、軸方向に延びる筒状の部材である。軸受ハウジング３４は、内面において軸受４０を保持する筒状である。本実施形態においては、軸受４０は玉軸受である。ただし、軸受４０はすべり軸受等であっても良い。

取付板３５は、ロータホルダ２１やステータコア３１よりも上側に位置する。取付板３５は、軸受ハウジング３４よりも外側において、シャフト１１と直交する方向に拡がる。取付板３５の内側の少なくとも一部は軸受ハウジング３４に固定される。取付板３５は金属製の部材で形成されている。取付板３５は外縁から径方向に突出する取付板フランジ部３６を有する。本実施形態においては、取付板フランジ部３６は周方向に３箇所形成される。

モータ１０は、取付板３５よりも下側でかつロータホルダ２１の上側に位置する回路基板３７をさらに有する。回路基板３７は、軸受ハウジング３４よりも外側において、シャフト１１と直交する方向に拡がる。つまり、回路基板３７の外端は、軸受ハウジング３４の外端よりも外側に位置する。回路基板３７の内端は、軸受ハウジング３４に固定される。回路基板３７は、外部電源と電気的に接続されるリード線３８を有する。また、ステータコア３１に形成されるコイル３２から引き出された引出線は、回路基板３７と電気的に接続される。回路基板３７と引出線との電気的接続は、例えばはんだ固定によって実現される。

＜インペラ＞
送風装置１は、モータ１０よりも上側に位置するインペラ５０を有する。インペラ５０は、シャフト１１に固定される。これにより、シャフト１１に固定されるモータ１０が回転するに伴って、シャフト１１に固定されたインペラ５０もシャフト１１とともに中心軸Ｊ周りに回転する。インペラ５０の径方向外側および上側は、インペラカバー６０によって囲まれる。

インペラ５０は、複数の動翼５１と、下シュラウド５２と、上シュラウド５３と、上側バランス修正部５４と、を有する。上側バランス修正部５４は、上シュラウド５３に構成される。より詳細に述べると、上側バランス修正部５４は、上シュラウド５３の上面において、外側の領域に位置する。

複数の動翼５１は、周方向に配置される。本実施形態においては、複数の動翼５１は、全て同一の形状をしている。すなわち、動翼５１の種類は一種類である。しかし、複数の動翼５１は、それぞれが異なる形状であっても良い。例えば、一部の動翼は径方向長さが長く、他の一部の動翼は径方向の長さが短くても良い。

下シュラウド５２は、動翼５１の下側に位置する。複数の動翼５１の下部は、下シュラウド５２に連結されている。下シュラウド５２の内側には上下に貫通する貫通孔５２１が構成されており、貫通孔５２１にシャフト１１が圧入されて固定される。ただし、下シュラウド５２とシャフト１１との固定は、圧入以外の手段であってもよい。本実施形態においては、下シュラウド５２の上面は、中央部において最も高く、外側に向かうに従ってなめらかに下側に位置している。これにより、上側から流れる空気が、下シュラウド５２の上面に沿って径方向外側に案内されるため、インペラ５０の送風効率が向上する。なお、下シュラウド５２は他の形状であってもよく、例えば、シャフト１１に直交する方向に拡がる平板状であっても良い。

下シュラウド５２の下面の内側は、下シュラウド５２の下面における他の部位よりも上側に位置する。下シュラウド５２の下面は、内側から外側に向かうに従って、滑らかに下側に位置するような形状である。下シュラウド５２は、その下面において、周方向に配置される複数の下シュラウドリブ５２２を有する。下シュラウドリブ５２２の下端の軸方向位置は、下シュラウド５２の外縁の軸方向位置と略同一である。ただし、下シュラウド５２の下端は、下シュラウド５２の外縁よりも上側に位置してもよい。下シュラウドリブ５２２は、内側から外側に向かうに従って、インペラの回転方向Ｒ後方側に位置する。これにより、インペラ５０が回転する際に、下シュラウドリブ５２２も一体となって回転するため、下シュラウド５２と、後述するディフューザ７０の上面との間に位置する空気を外側に排出することができる。また、下シュラウドリブ５２２が形成されることによって、インペラ５０の剛性が向上する。

上シュラウド５３は、動翼５２の上側に位置する。上シュラウド５３は、軸方向に貫通する貫通孔５３１を有する。複数の動翼５２の上部は、上シュラウド５３に連結されている。上シュラウド５３の中央部には、軸方向に貫通する貫通孔５３１が構成されている。これにより、インペラ５０よりも上側から吸気された空気が、上シュラウド５３の貫通孔５３１を通ってインペラ５０内部に吸気される。上シュラウド５３は、内端から外側に向かうに従って、滑らかに下側に位置する形状である。よって、インペラ５０内部に吸気された空気は、上シュラウド５３の下面と下シュラウド５２の上面に沿って、滑らかに下側かつ外側に案内される。

＜インペラカバー＞
インペラカバー６０は、インペラ５０の径方向外側および上側を囲む。また、インペラカバー６０は、中央に吸気口６１を有する。これにより、吸気口６１を介して送風装置１の上側の空気を送風装置１内に吸気することができる。吸気口６１から吸気された空気は、上シュラウド５３に形成された貫通孔５３１を通ってインペラ５０内に取り込まれる。

インペラカバー６０は、吸気口６１を形成するインペラカバー上縁部６２と、インペラカバー上縁部６２の外側から滑らかに外側かつ下側に拡がるインペラカバー傾斜部６３と、インペラカバー傾斜部６３の外側から上側に突出するインペラカバー突出部６４と、インペラカバー突出部６４の外側から下側に延びるインペラカバー筒部６５と、を有する。

インペラカバー傾斜部６３の下面は、上シュラウド５３の上面と、間隙を介して対向する。インペラカバー傾斜部６３の下面と、上シュラウド５３の上面との間に構成される隙間は、略一定である。これにより、インペラカバー傾斜部６３と上シュラウド５３との間に空気が流入して送風装置１の送風効率が低下することを抑制できる。

インペラカバー突出部６４は、インペラカバー傾斜部６３の外側から上側に突出する部位である。インペラカバー突出部６４は、中心軸Ｊを中心として環状に形成される。インペラカバー突出部６４の下面は、インペラカバー傾斜部６３の下面外側よりも上側に位置する。すなわち、インペラカバー突出部６４が位置する領域では、インペラカバー６０の下面が上側に凹んでいる。インペラカバー突出部６４の下側に構成された空間には、上側バランス修正部５４が位置する。

インペラカバー筒部６５の内面は、インペラ５０の外端よりも外側から、滑らかな曲面を成すように下側かつ外側に拡がる。これにより、インペラ５０から排気された空気を滑らかに外側かつ下側に誘導する。本実施形態においては、インペラカバー筒部６５の内面は、上シュラウド５３の下端よりも下側において、内側かつ下側に凸となるインペラカバーガイド部６６を有する。インペラカバーガイド部６６と後述するディフューザ平板部７１とは、間隙を介して対向する。上記間隙は、軸方向において下シュラウド５２の上面と略同位置または下側において、最も狭くなる箇所を有する。これにより、インペラ５０から排気された空気の静圧を一時的に高くすることができ、送風装置１の送風効率を向上することができる。

＜ディフューザ＞
送風装置１は、少なくとも一部がステータ部３０よりも上側に位置するディフューザ７０をさらに有する。ディフューザ７０は、ディフューザ平板部７１と、上側静翼７２と、を有する。ディフューザ平板部７１は、シャフト１１と直交する方向に拡がる。ディフューザ平板部７１は、ステータ部３０よりも上側に位置し、かつ、下シュラウド５２よりも下側に位置する。ディフューザ平板部７１の上面は、軸方向に間隙を介して下シュラウド５２の下面と対向する。

ディフューザ７０は、インペラカバー６０の下側において、ステータ部３０に固定される。より具体的には、取付板３５は、ディフューザ７０と固定される。つまり、ディフューザ平板部７１の下面は、取付板フランジ部３６と固定される。これにより、ディフューザ７０とステータ部３０を精度良く締結できる。取付板３５は、シャフト１１に直交する方向に拡がる平板状の金属部材であるため、取付板フランジ部３６の上面とディフューザ平板部７１の下面が面接触することによって、取付板３５とディフューザ平板部７１とを、精度良くシャフト１１に直交する方向に固定することができる。なお、取付板３５やディフューザ７０は、他の材料によって形成される部材であっても良い。

ディフューザ７０は、軸方向に貫通するディフューザ貫通孔７３を有する。すなわち、ディフューザ平板部７１の中央には、中心軸Ｊを中心とする略円状の貫通孔７３が構成されている。軸受ハウジング３４の少なくとも一部は、ディフューザ貫通孔７３と嵌合する。これにより、軸受ハウジング３４とディフューザ７０との同軸度を向上できる。本実施形態においては、軸受ハウジング３５の上側の外側において、ディフューザ貫通孔７３と嵌合する嵌合部３４１が形成されている。本実施形態においては、ディフューザ貫通孔７３の縁の一部に嵌合部３４１が嵌合することによって、軸受ハウジング３４とディフューザ７０との同軸度を向上しながら固定することができる。ただし、ディフューザ７０とステータ部３０との固定は他の構造によるものでも良い。例えば、軸受ハウジング３４の一部とディフューザ７０の一部が強固に固定され、取付板３５とディフューザ７０とは離間していても良い。

ディフューザ７０は、ディフューザ平板部７１の外側から下側に延びる筒状のディフューザ筒部７４を有する。ディフューザ筒部７４の外面には、周方向に配置される複数の上側静翼７２が位置する。すなわち、ディフューザ７０は、複数の上側静翼７２を有する。複数の上側静翼７２は、ディフューザ平板部７１よりも外側において、周方向に配置される。上側静翼７２の外側は、筒状に延びる中央カバー７５に連結されている。

中央カバー７５の上側は、インペラカバー筒部６５の下側と連結されている。上側静翼７２は、インペラ５０の外端よりも外側、かつ、下側に位置する。これにより、インペラカバー６０内を案内された空気は、ディフューザ筒部７４の外面と中央カバー７５の内面によって構成される流路を通り、下側に排出される。その際に、上側静翼７２が流路に配置されることによって、流路内を流れる空気を滑らかに下側に誘導することができる。よって、送風装置１の送風効率を向上させることができる。本実施形態においては、ディフューザ平板部７１と、上側静翼７２と、中央カバー７５とは、一体の樹脂部材である。ただし、ディフューザ平板部７１と、上側静翼７２と、中央カバー７５とは、別体の部材でも良い。また、中央カバー７５とインペラカバー６０とは、一体であってもよい。すなわち、インペラカバー筒部６５は、図１に示されるよりも下側まで延伸し、インペラカバー筒部６５の下端が、上側静翼７２が位置する領域よりも下側に位置しても良い。

＜モータカバー＞
図２は、モータカバー８０等を示す下面図である。図１および図２に示されている通り、送風装置１は、モータカバー８０を有する。モータカバー８０は、インペラカバー６０の下側に位置し、モータ１０の径方向外側に位置する。また、モータカバー８０は、軸方向に延び、下側に開口する筒状である。

本実施形態においては、モータカバー８０の外側において、下側静翼８１と、ブロアケース８２と、が配置される。下部静翼８１は、モータカバー８０の外面において、周方向等間隔に配置される静翼である。下側静翼８１の外側は、ブロアケース８２に連結される。ブロアケース８２は軸方向に延びる筒状である。ブロアケース８２の上部は、中央カバー７５の下部と連結される。モータカバー８０とブロアケース８２とは、径方向に間隙を介して対向し、上側静翼７２から排出された空気が流れる流路を構成する。なお、本実施形態においては、モータカバー８０と、下側静翼８１と、ブロアケース８２とは、一体の樹脂部材である。ただし、モータカバー８０と、下側静翼８１と、ブロアケース８２とは、別体の部材であってもよい。

ブロアケース８２は、ブロアケース外筒部８３と、ブロアケース接続部８４と、ブロアケース内筒部８５と、を有する。ブロアケース外筒部８３は、中央カバー７５の下部と連結され、中央カバー７５の下部から軸方向下側に延びる筒状の部位である。ブロアケース外筒部８３の下部は、内側に向かって滑らかに湾曲し、ブロアケース接続部８４と接続する。ブロアケース接続部８４は、内側に向かうに従って滑らかに下側に湾曲する部位である。ブロアケース接続部８４の内側は、ブロアケース内筒部８５に接続する。ブロアケース外筒部８３は、ブロアケース接続部８４の下部に接続し、下側に延びる筒状の部位である。

ブロアケース８２が上述のような構造であるため、上側静翼７２から下側に排出される空気は、ブロアケース外筒部８３の内側に構成される流路に沿って下側に向かって流れ、ブロアケース接続部８４の内側に沿って内側に向かって流れ、ブロアケース内筒部８５の内側に沿って下側に向かって流れる。ここで、例えば、本実施形態の送風装置１が清掃機器に搭載された場合等では、吸気口６１から吸気された空気の中にゴミや水分が含まれていることがある。その際は、ゴミや水分がモータに当たらないようにする必要がある。送風装置１においては、モータ１０の外側にモータカバー８０が配置されるため、吸気された空気にゴミや水分が含まれていても、モータカバー８０よりも内側に入らないので、ゴミや水分がモータ１０に当たらないようにすることができる。

図３は、モータカバー８０等を示す斜視図である。モータカバー８０は、周方向の少なくとも一箇所にリード線保持部８７を有する。よって、モータカバー８０は、筒状のモータカバー筒部８６と、リード線保持部８７と、を有する。リード線３８は、リード線保持部８７によって保持される。本実施形態においては、リード線保持部８７は、モータカバー８０の一部に構成された軸方向に貫通する貫通孔である。リード線保持部８７の外端はモータカバー筒部８６の外端よりも外側に位置し、リード線保持部８７の内端はモータカバー筒部８６の内端よりも内側に位置する。すなわち、モータカバー８０において、リード線保持部８７は、軸方向に貫通する貫通孔であり、モータカバー筒部８６よりも径方向に膨らむ形状をしている。これにより、リード線３８を保持することができる。リード線保持部８７が無く、リード線３８が回路基板３７から下側に延びている状態では、送風装置１内を流れる空気によって、リード線３８が揺れてしまう。一方、本実施形態においては、リード線保持部８７が構成されることによって、リード線３８が大きく揺れることを抑制することができる。

リード線保持部８７の外端はモータカバー筒部８６よりも外側に膨らんでいるため、モータカバー８０とブロアケース８２によって構成される流路の径方向幅は、リード線保持部８７の外側において、モータカバー筒部８６の外側よりも狭くなっている。また、リード線保持部８７の外側においては、下側静翼８１は配置されない。流路内の空気の流れにおいては、できるだけ流路を軸対称な形状にすることが望ましい。これにより、流路断面積が中心軸Ｊを中心として軸対称になるため、空気が受ける抵抗や空気の圧力分布が軸対称に近くなり、送風効率が向上する。一方、本実施形態においてはリード線保持部８７が構成されているため、軸方向から視た際に、リード線保持部８７の外側において流路が狭くなる。従って、リード線保持部８７の外側に下側静翼８１を配置しないことによって、下側静翼８１が配置される場合に比べて流路の断面積を増加させることができる。よって、空気が流路内を流れる際に、モータカバー筒部８６の外側と、リード線保持部８７の外側とにおいて、空気が受ける抵抗力や圧力を近い条件にすることができ、送風装置１の送風効率が向上する。なお、リード線保持部８７は他の形状や構成でも良いため、本実施形態以外の構造でリード線保持部８７を構成する際は、上記構造とは異なる構造を適宜選択して流路断面積や圧力分布を調整すれば良い。

なお、リード線保持部８７は、他の形状であってもよい。例えば、モータカバー８０内面にフックが形成され、リード線３８の一部がフックに固定されてもよい。また、リード線保持部８７は、ディフューザ７０の下面に構成されてもよく、ディフューザ７０に沿って外側に延び、上側静翼７１の一部に固定されて送風装置１の外側に引き出されても良い。リード線保持部８７の上端は、モータカバー筒部８６の上端よりも下側に位置する。すなわち、モータカバー筒部８６の上面は、下側に向かって凹むモータカバー凹部８８を有しており、リード線保持部８７の上端は、モータカバー凹部８８に対応している。

モータカバー筒部８６の上面には、下側に凹むモータカバー凹部８８が構成される。モータカバー凹部８８は、周方向に複数配置される。モータカバー凹部８８の上側には、取付板フランジ部３６が配置される。本実施形態においては、取付板フランジ部３６とモータカバー凹部８８とは、軸方向に間隙を介して対向する。すなわち、モータカバー凹部８８は、モータカバー８０の内側と外側とを連通させる、連通路８８１を構成する。

送風装置１においては、図１のようにインペラカバー６０と中央カバー７５とブロアケース８２とによって、空気流路の外面が構成される。しかしながら、流路の外面を構成する部材は、３部材である必要はなく、例えばインペラカバー６０が単独で構成しても良い。すなわち、インペラカバー６０の軸方向長さが、図１で示されるよりも長く、インペラカバー筒部６５が略同一の径で下側に延びる形状でも良い。この構成を有する送風装置においては、インペラから排出された空気が滑らかに下側に誘導されるため、送風効率が向上する。

一方、送風装置１においては、ブロアケース接続部８４によって、流路を流れる空気が内側に誘導される。この構成によって、流路をよりモータケース８０に近づけることができる。従って、流路から下側に流れる空気の一部がモータケース８０の下側からモータケース８０の内側に流れ込み、モータケース８０内部を上側へ向かって流れてモータ１０を冷却することができる。モータ１０を冷却した空気は、連通路８８１を通ってモータケース８０の外側へ排出され、再度モータケース８０の外側を下側に向かって流れる。

なお、第１実施形態の送風装置１においては、動翼５１と、上側静翼７２と、下側静翼８１との枚数が、全て互いに異なる。一般的に送風装置においては、インペラの回転に伴って送風装置内において騒音や振動が発生する。特に、動翼の枚数や、静翼の枚数が等しい場合や、各々の枚数が倍数の関係にある場合には、騒音や振動が増幅される可能性がある。一方、送風装置１においては、動翼５１の枚数と、上側静翼７２の枚数と、下側静翼８１の枚数とが、互いに素である。よって、上述のように騒音や振動が増幅されることがない。さらに、送風装置１においては、動翼５１の枚数と、上側静翼７２の枚数と、下側静翼８１の枚数とが、全て異なる素数である。よって、騒音や振動がより低減される。

＜下側バランス修正部＞
本実施形態においては、下側バランス修正部５４は、ロータホルダ円筒部２２の外面に固定される円環部材２６で構成される。図４は、円環部材２６の上面図である。図１および図４に示されている通り、円環部材２６は、円環部材底部２６１と、円環部材筒部２６２と、複数の円環部材壁部２６３と、を有する。円環部材２６は、ロータホルダ２１とは別体の樹脂部材である。円環部材２６は、ロータホルダ円筒部２２における外周面の下側に固定される。

円環部材底部２６１は、中心軸Ｊを中心とする環状の部位である。円環部材底部２６１の内端は、ロータホルダ円筒部２２の外周面に固定される。円環部材筒部２６２は、円環部材底部２６１の外縁から上側に延びる筒状である。円環部材壁部２６３は、円環部材筒部２６２の内面から内側に延びる部位である。円環部材壁部２６３の内端は、ロータホルダ円筒部２２の外面に当接する。この構成によって、ロータホルダ円筒部２２と円環部材２６とは、上側に開口し、周方向に区画された複数の空間を構成する。モータ１０とインペラ５０の組立体のバランスを修正する際には、上記複数の空間の少なくとも一つに重り２６４を入れることによって、中心軸Ｊに対する組立体の質量分布を修正することができる。これにより、組立体の回転バランスが修正される。なお、本実施形態においては、ロータホルダ円筒部２２の外側に下側バランス修正部２４を構成できるため、ロータホルダ円筒部２２の内面に下側バランス修正部２４を構成する場合に比べて、バランス修正の作業性が向上する。なお、本実施形態においては、下側バランス修正部２４は、円環部材２６によって構成されるが、他の部材や方法で構成されても良い。

＜上側バランス修正部＞
図５は、インペラ５０の上面図であり、図６は、インペラ５０の斜視図である。図１、図５、及び図６に示されている通り、インペラ５０は、上側バランス修正部５４を有する。本実施形態においては、上側バランス修正部５４は、上シュラウド５３上面において構成される。上シュラウド５３は、第１凸部５４１と、第２凸部５４２と、上シュラウド壁部５４３と、を有する。第１凸部５４１は、上シュラウド上面から上側に突出する環状の部位である。第２凸部５４２は、上シュラウド上面から上側に突出する環状の部位である。第２凸部５４２は、第１凸部５４１よりも外側に位置する。本実施形態においては、第２凸部５４２は、上シュラウドの外縁に位置する。複数の上シュラウド壁部５４３は、周方向に配置され、第１凸部５４１と第２凸部５４２とを接続する。

上記構成によって、上シュラウド５３上面には、第１凸部５４１と第２凸部５４２と上シュラウド壁部５４３とによって区画され、上側に開口する空間が周方向に沿って複数構成される。モータ１０とインペラ５０の組立体のバランスを修正する際には、上記複数の空間の少なくとも一つに重り５４４を入れることによって、中心軸Ｊに対する組立体の質量分布を修正することができる。これにより、組立体の回転バランスが修正される。なお、本実施形態においては、上シュラウド５３上面に上側バランス修正部５４が構成されるため、組立体を構成した後でも容易にバランス修正が可能である。すなわち、組立体をバランス修正する際の作業性が向上する。

第１凸部５４１の上端は、第２凸部５４２の上端よりも上側に位置する。すなわち、第１凸部５４１は、第２凸部５４２よりも上側に突出する。第２凸部５４２が構成されることで、インペラ５０よりも外側に排出された空気の一部が上シュラウド５３の上面に流入することを低減できる。また、第１凸部５４１が、第２凸部５４２よりも上側に突出するため、第１凸部５４１と、第２凸部５４２と、上シュラウド壁部５４３とによって構成される空間内の空気が、第２凸部５４２よりも内側に流入することを低減できる。また、空気が第２凸部５４２よりも内側に入るよりも、第１凸部５４１よりも外側に出るように作用する。すなわち、第１凸部５４１の上端が第２凸部５４２の上端よりも上側に位置することによって、上シュラウド５３上面と、インペラカバー６０との間におけるラビリンス特性が向上する。

各々の上シュラウド壁部５４３の内端は、各々の上シュラウド壁部５４３の外端よりも、インペラの回転方向Ｒ前方側に位置する。図５および図６に示されているように、各々の上シュラウド壁部５４３は、内側から外側に向かうに従って、滑らかにインペラの回転方向Ｒ後方側に位置するように湾曲している。すなわち、各々の上シュラウド壁部５４３は、各々の動翼５１と類似した形状である。これにより、インペラ５０が回転すると、上シュラウド壁部５４３もインペラ５０とともに回転し、各々の上シュラウド壁部５４３が動翼として作用し、上シュラウド５３の上面とインペラカバー６０との間に構成される空間に位置する空気を外側に排出することができる。また、インペラ５０によって外側に排出された空気が上シュラウド５３の上面に流入することを低減することができる。つまり、インペラ５０とともに上シュラウド壁部５４３が回転することによって、上シュラウド壁部５４３がラビリンス機能を有することになる。さらに、第１凸部５４１の上端が、第２凸部５４２の上端よりも上側に位置するため、第１凸部５４１と第２凸部５４２の間に位置する空気は、より外側に排出されやすい。なお、本実施形態においては、上シュラウド壁部５４３は、内側から外側に向かうに従って滑らかにインペラの回転方向Ｒ後方側に湾曲しているが、上シュラウド壁部５４３は他の形状であっても良い。例えば、上シュラウド壁部５４３は、内側から外側に向かうに従って、インペラの回転方向Ｒ後方側に位置する平板状の部位であっても良い。

なお、本実施形態においては、インペラ５０が上側バランス修正部５４を有し、ロータホルダ２１が下側バランス修正部２４を有する。これにより、インペラ５０とモータ１０との組立体を構成した後で、組立体の２箇所でバランス修正ができる。なお、本実施形態においては、ロータホルダ２１の下側に下側バランス修正部２４が構成され、上シュラウド５３上面に上側バランス修正部５４が構成されるため、ディフューザ７０がモータ１０に固定された後でも、組立体のバランス修正をすることが容易である。さらに、本実施形態においては、モータカバー８０が下側に開口している。つまり、モータカバー８０が筒状であり、下側を塞ぐ構成ではない。これにより、モータカバー８０を組み入れた後においても、下側バランス修正部２４においてバランス修正をすることができる。

本実施形態においては、上側バランス修正部５４は、上シュラウド５３の上面に第１凸部５４１と、第２凸部５４２と、上シュラウド壁部５４３が形成されることによって構成されており、上シュラウド５３の上面に重り５４４を配置することによってバランスが修正されている。しかし、上側バランス修正部５４は、他の構成でも良い。例えば、上シュラウド５３の外縁の一部が切り欠かれることによって、インペラ５０の重量が調整され、インペラ５０とモータ１０の組立体のバランスが修正される、いわゆるマイナスバランスと呼ばれる機構であっても良い。

＜第２実施形態＞
次に、本願発明の例示的な第２実施形態に係る送風装置１Ａについて記述する。第２実施形態に係る送風装置１Ａの説明においては、第１実施形態の送風装置１と重複する箇所については、説明を省略する。また、第１実施形態と同一の構成である部位や部材については、第１実施形態と同一符号で表現する。

図７は、第２実施形態に係る送風装置１Ａのロータ部２０Ａの下面図である。図１及び図７を参照して、以下に第２実施形態に係る送風装置１Ａの構成を列挙する。なお、各部材や部位の詳細については、第１実施形態と異なる箇所のみ詳述し、第１実施形態と同一の箇所については、詳述しない。すなわち、送風装置１Ａは、上下に延びる中心軸Ｊに沿って配置されるシャフト１１を有するモータ１０Ａと、シャフト１１に固定されるインペラ５０と、インペラ５０の径方向外側および上側を囲み、中央に吸気口６１を有するインペラカバー６０と、インペラカバー６０の下側に位置し、モータ１０Ａの径方向外側に位置するモータカバー８０と、インペラカバー６０の下側に位置し、モータカバー８０の径方向外側に位置するブロアケース８２と、を備える。モータ１０Ａは、シャフト１１に固定され、上側に開口する有蓋円筒状のロータホルダ２１Ａを有するロータ部２０Ａと、ロータ部２０Ａと径方向に対向するステータ部３０と、ステータ部３０に対してシャフト１１を回転可能に支持する軸受４０と、を有する。モータカバー８０は、軸方向に延び下側に開口する筒状である。ブロアケース８２は、軸方向に延び下側に開口する筒状である。インペラ５０は周方向に配置される複数の動翼５１を有する。ロータホルダ２１は、ロータホルダ円筒部２２と、ロータホルダ円筒部２２の下側に位置するロータホルダ底部２３Ａと、を有する。モータカバー８０の下端は前記ブロアケース８２の下端よりも軸方向上側に位置し、モータカバー８０は、モータカバー８０の下端よりも上側において、モータカバー８０の径方向内側と外側とを連通する連通路８８１を有する。

上述の構成において、インペラカバー６０と、モータカバー８０と、ブロアケース８２とは、送風装置１Ａにおいて、インペラ５０から外側に排出された空気を下側に誘導する流路を構成する。ここで、特開２００３−１２９９９５号公報に記載される送風装置においては、モータの外側にモータカバーが配置されていないため、インペラから排気される気体に含まれるゴミや水分がモータに当たらないようにモータを冷却することが困難である。しかしながら、モータの外側にモータカバーを配置すると、インペラから排気された空気がモータに当たらないため、モータを冷却することが難しい。よって、インペラから排出された空気に含まれるゴミや水分がモータに当たらないようにしつつ、モータを冷却する送風装置を実現する必要がある。

送風装置１Ａにおいては、モータカバー８０の下端は、ブロアケース８２の下端よりも軸方向上側に位置する。従って、インペラカバー６０と、モータカバー８０と、ブロアケース８２とで構成された流路を流れた空気の大部分はモータカバー８０よりも下側へ向かって排気される。しかしながら、流路を流れた空気の一部は、モータカバー８０の下側へ排出された後、モータカバー８０よりも内側へ回り込み、モータカバー８０の内側を軸方向上側へ向かって流れる。これにより、モータ１０Ａを冷却することができる。モータ１０Ａを冷却した空気の一部は、モータカバー８０の径方向内側と外側とを連通する連通路８８１を通って、モータカバー８０の外側へ排出される。なお、送風装置１Ａを清掃機器等に搭載する際には、できるだけ送風装置１Ａから排出される空気の温度を高くすることが望ましい場合がある。送風装置１Ａを搭載した場合は、上述の通り、インペラ５０から排出された空気の一部でモータ１０Ａを冷却することができ、熱伝導によって、空気の温度を上昇させることができる。よって、連通路８８１を通って再びモータケース８０外側の流路を下向きに流れる空気は、インペラ５０から排出された空気よりも温度が高くなっている。よって、送風装置１Ａから、より温度が高い空気を排出することができる。

また、送風装置１Ａは、インペラカバー６０の下側において、ステータ部３０に固定され、少なくとも一部が前記ステータ部３０よりも上側に位置するディフューザ７０をさらに有する。さらに、ステータ部３０は、内面において軸受４０を保持し、外面においてステータコア３１を保持する筒状の軸受ハウジング３４と、軸受ハウジング３４と締結され、軸受ハウジング３４よりも外側において、シャフト１１と直交する方向に拡がる取付板３５と、を有する。取付板３５は、ディフューザ７０と固定される。

送風装置１Ａが上述の構成を有することによって、モータ１０Ａの冷却特性がさらに向上する。第２実施形態の取付板３５は、金属製の部材である。そして、取付板３５は、ステータコア３１や軸受４０等の温度が高くなりやすい部材と接続されている。従って、モータ１０Ａの温度が高くなる際に、熱源となりやすいステータコア３１等の部材から取付板３５に熱が伝導されやすい。そして、取付板３５に蓄えられた熱は、モータカバー８０の内側を流れる空気によって冷却される。よって、モータ１０Ａの冷却特性が向上する。

また、第２実施形態においては、ディフューザ７０は、径方向に広がるディフューザ平板部７１と、ディフューザ平板部７１の外端から軸方向下側に延びるディフューザ筒部７４と、を有する。連通路８８１は、ディフューザ筒部７４の下端よりも軸方向上側に位置する。これにより、径方向において、ディフューザ筒部７４と、モータカバー８０との間に構成される空間は、流路内に比べて負圧となるため、連通路８８１を介してモータ１０Ａを冷却した空気が流れやすくなる。したがって、モータ１０Ａを効果的に冷却することができる。

取付板３５は、ディフューザ筒部７４の下端よりも軸方向上側に位置する。これにより、取付板３５は、連通路８８１が構成される領域の近傍に配置される。よって、モータケース８０内を上側へ向かって流れる空気は、取付板３５に当たって取付板３５を冷却し、連通路８８１を通ってモータケース８０の外側へ排出される。従って、モータ１０Ａの冷却特性がさらに向上する。

さらに、取付板３５の一部は、連通路８８１の一部を構成する。すなわち、図１や図７を参照して、取付板３５は取付板フランジ部３６を有し、取付板フランジ部３６は、モータカバー凹部８８を介してモータケースの外側へ突出する。従って、モータカバー凹部８８の一部と、取付板フランジ部３６の一部とによって、モータケース８０を径方向に連通させる連通路８８１が構成される。従って、モータケース８０内を上側へ向かって流れる空気は、取付板３５の一部に沿って連通路８８１を通り、モータケース８０の外側へ排出される。この構成によって、取付板３５を効率良く冷却することができ、より効果的に取付板３５及びステータ部３０が有する熱を奪うことができる。

図７に示されている通り、ロータホルダ２１Ａはロータホルダ底部２３Ａにおいて、軸方向に貫通するロータホルダ貫通孔２３１Ａを有する。ロータホルダ貫通孔２３１Ａは、ロータホルダ底部２３Ａにおいて、複数構成される。ロータホルダ貫通孔２３１Ａは、長手方向が径方向を向く貫通孔である。ロータホルダ貫通孔２３１Ａは、周方向に沿って複数構成される。本実施形態においては、周方向に沿って等間隔に８個構成されている。ただし、ロータホルダ貫通孔２３１Ａは、他の形状や配置であっても良いし、８個より少なくても良く、８個より多くても良い。これにより、モータケース８０の内側に流れ込む空気を効率よくモータ１０Ａの内部に誘導することができ、コイル３２やステータコア３１等の部位を効果的に冷却することができる。

軸受ハウジング３４と、取付板３５Ａは、いずれも金属である。これにより、軸受ハウジング３４と取付板３５Ａの熱伝導性を向上することができるため、より効果的にステータ部３０を冷却することができる。

下側バランス修正部２４Ａは、ロータホルダ２１Ａの外面に位置する凹部又は貫通孔によって、構成される。凹部または貫通孔は、軸非対称に形成される。本実施形態においては、下側バランス修正部２４Ａは、ロータホルダ底部２３Ａに形成された凹部である。凹部がロータホルダ底部２３Ａの好ましい箇所に形成されることによって、ロータホルダ２１Ａの肉を一部除去することができるため、インペラ５０とモータ１０Ａとの組立体のバランスを修正することができる。なお、下側バランス修正部２４Ａは、貫通孔や切欠き等でもよく、複数箇所に構成されてもよい。また、下側バランス修正部２４は、ロータホルダ筒部２２に構成されても良い。上記の構成によって、いわゆるマイナスバランスによって組立体のバランス修正ができる。

図８は、清掃機器１００を示す斜視図である。清掃機器１００は、上述の送風装置を有する。これにより、清掃機器１００に搭載される送風装置において、バランス修正が容易になり、量産性が向上する。また、バランス精度が高い送風装置を搭載することによって、清掃機器１００の騒音や振動が低減される。

以上に、本発明の例示的な実施形態について説明したが、第１実施形態および第２実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

Ｊ 中心軸
Ｒ インペラの回転方向
１，１Ａ 送風装置
１０，１０Ａ モータ
１１ シャフト
２０，２０Ａ ロータ部
２１，２１Ａ ロータホルダ
２２ ロータホルダ円筒部
２３，２３Ａ ロータホルダ底部
２３１Ａ ロータホルダ貫通孔
２４，２４Ａ 下側バランス修正部
２５ マグネット
２６ 円環部材
２６１ 円環部材底部
２６２ 円環部材筒部
２６３ 円環部材壁部
２６４ 重り
３０ ステータ部
３１ ステータコア
３２ インシュレータ
３３ コイル
３４ 軸受ハウジング
３４１ 嵌合部
３５，３５Ａ 取付板
３６，３６Ａ 取付板フランジ部
３７ 回路基板
３８ リード線
４０ 軸受
５０ インペラ
５１ 動翼
５２ 下シュラウド
５２１ 貫通孔
５２２ 下シュラウドリブ
５３ 上シュラウド
５３１ 貫通孔
５４ 上側バランス修正部
５４１ 第１凸部
５４２ 第２凸部
５４３ 上シュラウド壁部
５４４ 重り
６０ インペラカバー
６１ 吸気口
６２ インペラカバー上縁部
６３ インペラカバー傾斜部
６４ インペラカバー突出部
６５ インペラカバー筒部
６６ インペラカバーガイド部
７０ ディフューザ
７１ ディフューザ平板部
７２ 上側静翼
７３ ディフューザ貫通孔
７４ ディフューザ筒部
７５ 中央カバー
８０ モータカバー
８１ 下側静翼
８２ ブロアケース
８３ ブロアケース外筒部
８４ ブロアケース接続部
８５ ブロアケース内筒部
８６ モータカバー筒部
８７ リード線保持部
８８ モータカバー凹部
８８１ 連通路
１００ 清掃機器

Claims (11)

1. 上下に延びる中心軸に沿って配置されるシャフトを有するモータと、
   前記シャフトに固定されるインペラと、
   前記インペラの径方向外側および上側を囲み、中央に吸気口を有するインペラカバーと、
   前記インペラカバーの下側に位置し、前記モータの径方向外側に位置するモータカバーと、
   を備え、
   前記モータは、
   前記シャフトに固定され、上側に開口する有蓋円筒状のロータホルダを有するロータ部と、
   前記ロータ部と径方向に対向するステータ部と、
   前記ステータ部に対して前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、
   を有し、
   前記モータカバーは、軸方向に延び下側に開口する筒状であり、
   前記インペラは、
   周方向に配置される複数の動翼と、
   前記動翼の下側に位置する下シュラウドと、
   前記動翼の上側に位置し、軸方向に貫通する貫通孔を有する上シュラウドと、
   前記上シュラウドに構成される上側バランス修正部と、
   を有し、
   前記ロータホルダは、
   ロータホルダ円筒部と、
   前記ロータホルダ円筒部の下側に位置するロータホルダ底部と、
   前記ロータホルダ円筒部または前記ロータホルダ底部の少なくともいずれかに構成される下側バランス修正部と、
   を有する、送風装置。
2. 前記インペラカバーの下側において、前記ステータ部に固定され、少なくとも一部が前記ステータ部よりも上側に位置するディフューザをさらに有し、
   前記ステータ部は、
   内面において軸受を保持する筒状の軸受ハウジングと、
   前記軸受ハウジングよりも外側において、前記シャフトと直交する方向に拡がる取付板と、
   を有し、
   前記取付板は、前記ディフューザと固定される、請求項１に記載の送風装置。
3. 前記ディフューザは、軸方向に貫通するディフューザ貫通孔を有し、
   前記軸受ハウジングの少なくとも一部は、前記ディフューザ貫通孔と嵌合する、請求項２に記載の送風装置。
4. 前記下側バランス修正部は、前記ロータホルダ円筒部の外面に固定される円環部材で構成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の送風装置。
5. 前記下側バランス修正部は、前記ロータホルダの外面に位置する凹部又は貫通孔によって、構成され、
   前記凹部または貫通孔は、軸非対称に形成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の送風装置。
6. 前記上シュラウドは、
   前記上シュラウド上面から上側に突出する環状の第１凸部と、
   前記第１凸部よりも外側に位置し、前記上シュラウド上面から上側に突出する環状の第２凸部と、
   周方向に配置され、前記第１凸部と前記第２凸部とを接続する複数の上シュラウド壁部と、
   を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の送風装置
7. 前記第１凸部の上端は、前記第２凸部の上端よりも上側に位置する、請求項６に記載の送風装置。
8. 各々の前記上シュラウド壁部の内端は、前記各々の上シュラウド壁部の外端よりも、前記インペラの回転方向前方側に位置する、請求項６または７に記載の送風装置。
9. 前記ディフューザは、
   前記シャフトと直交する方向に拡がるディフューザ平板部と、
   前記ディフューザ平板部よりも外側において、周方向に配置される複数の上側静翼と、
   を有する、請求項２または３に記載の送風装置。
10. 前記モータは、前記取付板よりも下側でかつ前記ロータホルダの上側に位置する回路基板をさらに有し、
    前記回路基板は、外部電源と電気的に接続されるリード線を有し、
    前記モータカバーは、周方向の少なくとも一箇所に、前記リード線が保持されるリード線保持部を有する、請求項２または３に記載の送風装置。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載の送風装置を有する、清掃機器。

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