JPWO2016189763A1 - 送風装置および掃除機 - Google Patents

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Abstract

本発明の例示的な一実施形態に係る送風装置は、上下に延びるシャフトを有するロータと、ロータの径方向外側に位置するステータと、ロータとステータとを収容し、軸方向に延びる筒状のハウジングと、ステータよりも上側において、シャフトに取り付けられるインペラと、を備える。ステータは、環状のコアバック部と、コアバック部から径方向内側に延びる複数のティース部と、ティース部の少なくとも一部を覆うインシュレータと、インシュレータを介してそれぞれのティース部に巻き回されたコイルと、少なくとも一部がコアバック部よりも径方向内側に位置する流路形成部材と、を有する。ハウジングは、内側に開口する貫通孔を有し、流路形成部材は、周方向一方側のインシュレータまたはコイルの一部と、周方向他方側のインシュレータまたはコイルの一部と、を繋ぎ、コアバック部よりも径方向内側を通る流路を構成する。流路は、ハウジングの貫通孔に繋がる。

Description

本発明は、送風装置および掃除機に関する。
モータの内部に排気を通過させることで冷却効率を高めた掃除機用の送風装置が知られている(特許文献1)。
日本国公開公報:特開平11−148484号公報
しかしながら、特許文献1に騎士の送風装置によれば、モータの内部を通過する際に、排気の流れに乱流が生じて排気効率が低下するという問題があった。
本発明の一つの態様は、モータを効率的に冷却するとともに排気効率を高めた送風装置の提供を目的とする。
本発明の例示的な一の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ロータと、前記ロータの径方向外側に位置するステータと、前記ロータと前記ステータとを収容し、軸方向に延びる筒状のハウジングと、前記ステータよりも上側において、前記シャフトに取り付けられるインペラと、を備え、前記ステータは、環状のコアバック部と、前記コアバック部から径方向内側に延びる複数のティース部と、前記ティース部の少なくとも一部を覆うインシュレータと、前記インシュレータを介してそれぞれの前記ティース部に巻き回されたコイルと、少なくとも一部が前記コアバック部よりも径方向内側に位置する流路形成部材と、を有し、前記ハウジングは、内側に開口する貫通孔を有し、前記流路形成部材は、周方向一方側の前記インシュレータまたは前記コイルの一部と、周方向他方側の前記インシュレータまたは前記コイルの一部と、を繋ぎ、前記コアバック部よりも径方向内側を通る流路を構成し、前記流路は、前記ハウジングの貫通孔に繋がる。
本発明によれば、モータを効率的に冷却するとともに排気効率を高めた送風装置を提供できる。
図1は、本実施形態の送風装置を示す斜視図。 図2は、実施形態の送風装置を示す断面図。 図3は、実施形態の送風装置の分解斜視図。 図4は、実施形態のモータを下側から見た斜視図。 図5は、実施形態のステータの斜視図。 図6は、ステータと、センサ基板と、下蓋を示す分解斜視図。 図7は、送風装置の平断面図。 図8は、回転センサの実装態様を示す説明図。 図9は、排気誘導部材の部分断面斜視図。 図10は、本実施形態の送風装置の第1の誘導路を示す部分拡大断面図。 図11は、本実施形態の送風装置の第2の誘導路を示す部分拡大断面図。 図12はインペラの動翼の平面図。 図13は、本実施形態の送風装置を示す側面図。 図14は、本実施形態の排気誘導孔(流路)を示す断面図である。 図15は、他の例の排気誘導孔(流路)を示す断面図である。 図16は、変形例1の送風装置の平断面図である。 図17は、変形例2の送風装置(遠心送風機)の縦断面図である。 図18は、変形例2のステータの上面図である。 図19は、変形例2のコアピースの上面図である。 図20は、図17にかかる変形例2の送風装置の他の例における断面図である。 図21は、送風装置を有する掃除機の斜視図である。
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。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等とを異ならせる場合がある。
また、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2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。
図1は、本実施形態の送風装置1の斜視図である。図2は、本実施形態の送風装置1を示す断面図である。図3は、制御基板11および基板ケース15を除く本実施形態の送風装置1の分解斜視図である。
送風装置1は、図1〜図3に示すように、モータ10と、インペラ70と、排気誘導部材60と、インペラハウジング80と、制御基板11と、基板ケース15と、を備える。モータ10は、後述するようにロータ30とステータ40とを有するため、送風装置1は、ロータ30と、ステータ40と、ハウジング20と、インペラ70と、を備える。
モータ10の上側(+Z側)には、排気誘導部材60が取り付けられる。インペラハウジング80は排気誘導部材60の上側に取り付けられる。排気誘導部材60とインペラハウジング80との間にインペラ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。モータ10の下側(−Z側)には、制御基板11と制御基板11を覆う基板ケース15が取り付けられる。
[モータ]
図4は、本実施形態のモータ10を下側から見た斜視図である。
モータ10は、図2および図4に示すように、ハウジング20と、下蓋22と、シャフト31を有するロータ30と、ステータ40と、センサ基板50と、下側ベアリング52aおよび上側ベアリング52bと、を備える。
ハウジング20は、ロータ30と、ステータ40とを収容する有蓋の円筒容器である。より詳細に述べると、ハウジング20は、軸方向に延びる筒状であり、ロータ30とステータ40とを収容する。ハウジング20は、円筒状の周壁21と、周壁21の上端に位置する上蓋部23と、上蓋部23の中央部に位置する上側ベアリング保持部27と、を有する。ハウジング20の内側面に、ステータ40が固定される。上側ベアリング保持部27は、上蓋部23の中央部から上側へ突出する筒状である。上側ベアリング保持部27は、内部に上側ベアリング52bを保持する。
図3に示すように、ハウジング20の周壁21と上蓋部23とのエッジ部21aには、複数の貫通孔25、26が設けられている。すなわち、ハウジング20は、内側に開口する貫通孔25、26を有する。3箇所の貫通孔25および3箇所の貫通孔26は、軸周りに交互に位置する(図7参照)。貫通孔25、26は、周壁21の上部側から上蓋部23の外縁部に達している。貫通孔25、26は、周壁21において径方向に貫通する。また、貫通孔25、26は、上蓋部の径方向外縁部の近傍において上下方向に貫通している。
ハウジング20の下側(−Z側)の開口部に下蓋22が取り付けられる。下蓋22の中央部に、下蓋22の下面から下側へ突出する筒状の下側ベアリング保持部22cが設けられている。下側ベアリング保持部22cは下側ベアリング52aを保持する。
図4に示すように、下蓋22には、軸周りの3箇所に、径方向に幅を持った円弧状の貫通孔22aが設けられている。下蓋22の外周端には、下蓋22の外周部を直線状に切り欠いた切欠部22bが3箇所設けられている。ハウジング20の下側の開口端20aと切欠部22bとの間の隙間がモータ10の下側開口部24である。
ロータ30は、図2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32と、上側磁石固定部材34と、を備える。すなわち、ロータ30は、シャフト31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32および上側磁石固定部材34は、ロータマグネット33と同等の直径を有する円筒状である。下側磁石固定部材32および上側磁石固定部材34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34は、中心軸方向の上側部分に、下側(ロータマグネット33側)よりも小さい直径の小径部34a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。インペラ70は、シャフト31と一体となって軸周りに回転する。
図5は、本実施形態のステータ40の斜視図である。図6は、ステータ40と、センサ基板50と、下蓋22を示す分解斜視図である。図7は、モータ10の平断面図である。
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)に囲んでいる。ステータ40は、図5および図6に示すように、ステータコア41と、複数(3つ)の上側インシュレータ43と、複数(3つ)の下側インシュレータ44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、複数のティース部41bと、を有する。また、図5に示すように、ステータ40は、コイル42を内部に埋め込むモールド部(流路形成部材)47を有する。すなわち、ステータ40は、コアバック部41aと、ティース部41bと、インシュレータと、コイル42と、流路形成部材と、を有する。本実施形態においては、インシュレータは、上側インシュレータ43および下側インシュレータ44に対応する。また、流路形成部材は、モールド部47に対応する。
ステータコア41は、図6に示すように、環状のコアバック部41aと、コアバック部41aから径方向内側に延びる複数(3つ)のティース部41b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。コアバック部41aは、軸周りに3箇所の直線部41cと、3箇所の円弧部41dとが交互に位置する構成を有する。ティース部41bは、それぞれ直線部41cの内周面から径方向内側に延びている。ティース部41bは周方向に均等な間隔で配置される。コアバック部41aの円弧部41dの上面には、それぞれ、ステータ40の内側に排気を案内する傾斜部材46が配置される。傾斜部材46は、径方向外側から内側へ向かうに従い厚さが薄くなる形状を有する。
インシュレータ(上側インシュレータ43および下側インシュレータ44)は、ティース部41bの少なくとも一部を覆う。また、コイル42は、インシュレータ(上側インシュレータ43および下側インシュレータ44)を介してそれぞれのティース部41bに巻き回されている。
上側インシュレータ43は、ステータコア41の上面と側面の一部を覆う絶縁部材である。上側インシュレータ43は、3つのティース部41bにそれぞれ対応して設けられる。上側インシュレータ43は、コアバック部41aの上側に位置する上側外周壁部43aと、ティース部41bの先端の上側に位置する上側内周壁部43eと、上側外周壁部43aと上側内周壁部43eとを径方向に連結し、ティース部41bのコイル42が巻かれる部位の上側に位置する上側絶縁部43dと、を有する。
下側インシュレータ44は、ステータコア41の下面と側面の一部を覆う絶縁部材である。下側インシュレータ44は、3つのティース部41bにそれぞれ対応して設けられる。下側インシュレータ44は、コアバック部41aの下側に位置する下側外周壁部44aと、ティース部41bの先端の下側に位置する下側内周壁部44cと、下側外周壁部44aと下側内周壁部44cとを径方向に連結し、ティース部41bのコイル42が巻かれる部位の下側に位置する下側絶縁部44bと、を有する。
ステータコア41のティース部41bを上下方向に挟み込むように上側インシュレータ43と下側インシュレータ44が配置される。上側インシュレータ43の上側絶縁部43dと下側インシュレータ44の下側絶縁部44bとに覆われるティース部41bの周囲にコイル42が巻き回される。
ステータコア41のコアバック部41a上に位置する3つの上側外周壁部43aは、ステータコア41の上側においてコイル42を径方向外側から取り囲む。上側外周壁部43aは、周方向の両端に第1側端面43bと第2側端面43cとを有する。第1側端面43bは、径方向に対して傾斜し、径方向外側に面する傾斜面である。第2側端面43cは、径方向に対して傾斜し、径方向内側に面する傾斜面である。
上側外周壁部43aの外周面のうち、直線部41c上に位置する部分には、平坦面43fおよび上側傾斜凸部43gが周方向に並んで設けられている。平坦面43fは第2側端面43c側に位置し、上側傾斜凸部43gは第1側端面43b側に位置している。平坦面43fと第2側端面43cの間には、ハウジング20の内周面に沿って配置される円弧状の面が設けられる。また、上側傾斜凸部43gの外周面は、ハウジング20の内周面に沿って円弧状の面となっている。
平坦面43fは、ステータコア41の直線部41cの外周面と揃った軸方向に延びる。
上側傾斜凸部43gは、平坦面43fに対して径方向外側に突出している。また、上側傾斜凸部43gは、軸方向下側に突出してステータコア41の直線部41cの一部を径方向外側から覆う。上側傾斜凸部43gの平坦面43fと隣接する側面には、軸方向平坦面43jと、軸方向平坦面43jの下側に位置する上側誘導傾斜面43hと、が設けられている。上側誘導傾斜面43hは、下側にいくにつれて徐々に下側を向く方向に傾斜する。軸方向平坦面43jと上側誘導傾斜面43hとは、滑らかに接続されている。上側誘導傾斜面43hの傾斜方向は、インペラの回転方向と同方向である。この構成によって、空気流路FPを流れる排気の旋回成分は、上側誘導傾斜面43hと後述する下側誘導傾斜面44hとによってスムーズに下側に向けられる。これにより、空気流路FPを流れる排気の排気効率を高めることができる。
図7に示すように、周方向において隣り合う上側外周壁部43a同士は所定の間隔で離間されている。隣り合う上側外周壁部43aにおいて、一方の上側外周壁部43aの第1側端面43bと、他方の上側外周壁部43aの第2側端面43cとは、周方向に対向して配置される。第1側端面43bの径方向に対する傾斜度合いと、第2側端面43cの径方向に対する傾斜度合いは異なる。より詳細には、隣り合う上側外周壁部43aの間に形成される隙間CLの径方向外側の開口部90の周方向の幅は、径方向内側の開口部91の周方向の幅よりも狭い。
隙間CLの下方にはコアバック部41a上に配置された傾斜部材46が位置する(図6参照)。傾斜部材46は、第1側端面43bと第2側端面43cとの間に挟まれている。隙間CLは、ハウジング20の貫通孔26の内側に位置する。貫通孔26と隙間CLは、ハウジング20の外側から流入する排気をステータ40の内側に案内する空気流路となる。上側から見た隙間CLの径方向に対する傾き方向(径方向外側から内側へ向かう方向)は、排気誘導部材60から放出される排気の周方向の流通方向と一致する。すなわち、インペラ70の回転方向と一致する。
図7に示すように、隙間CLの入口側の開口部90を出口側の開口部91より相対的に大きくしていることで、貫通孔26からより多くの排気を吸入させることができ、出口側の開口部91の幅を相対的に狭くしていることで、隙間CLから放出される空気をより正確に狙った位置(コイル42)に向けて流通させることができる。
図6に示すように、コアバック部41aの下側に位置する3つの下側外周壁部44aは、ステータコア41の下側においてコイル42を径方向外側から取り囲む。周方向に隣り合う下側外周壁部44aの間には隙間が空いているが、下側外周壁部44a同士は周方向で互いに接触していてもよい。
下側外周壁部44aの外周面のうち、コアバック部41aの直線部41cの下側に位置する部分には、平坦面44dおよび下側傾斜凸部44gが周方向に並んで設けられている。平坦面44dと下側傾斜凸部44gとが設けられる領域の周方向両側には、ハウジング20の内周面に沿って配置される円弧状の面が設けられている。
平坦面44dは、直線部41cの外周面と揃った軸方向に延びる。
下側傾斜凸部44gは、平坦面44dに対して径方向外側に突出している。また、下側傾斜凸部44gは、軸方向上側に突出してステータコア41の直線部41cを一部覆う。下側傾斜凸部44gの平坦面44dと隣接する側面には、軸方向平坦面44jと、軸方向平坦面44jの上側に位置する下側誘導傾斜面44hが設けられている。下側誘導傾斜面44hは、上側にいくにつれて徐々に上側を向く方向に傾斜する。軸方向平坦面44jと下側誘導傾斜面44hとは、滑らかに接続されている。下側誘導傾斜面44hの傾斜方向は、インペラの回転方向と同方向である。
図5に示すように、下側インシュレータ44の下側傾斜凸部44gと上側インシュレータ43の上側傾斜凸部43gとは、隙間を介して周方向および軸方向にずらして配置されている。下側誘導傾斜面44hと上側誘導傾斜面43hとは、隙間を介して互いに対向している。下側誘導傾斜面44hと上側誘導傾斜面43hとの間の隙間は、ステータ40とハウジング20との間の空気流路FPとなる。空気流路FPを流れる排気の旋回成分は、下側誘導傾斜面44hと上側誘導傾斜面43hとによってスムーズに下側に向けられる。これにより、空気流路FPを流れる排気の排気効率を高めることができる。
平坦面44d上には、軸方向に延びる複数(図示では2つ)の板状部45が設けられる。板状部45は平坦面44dにほぼ垂直に立っている。板状部45の径方向外側の先端はハウジング20の内周面に達する。板状部45は、下側外周壁部44aとハウジング20との間の領域を、周方向に複数の領域に区画する。
モールド部47は、流路形成部材として機能する。すなわち、モールド部47は、流路としての排気誘導孔48を構成する。モールド部47は、少なくとも一部がコアバック部41aの径方向内側に位置する。モールド部47は、図5に示すように、ステータ40において、上側インシュレータ43の上側外周壁部43aおよび下側インシュレータ44の下側外周壁部44aに囲まれた領域を埋め込んで成形されている。これにより、モールド部47は、コイル42を覆う。モールド部47は、互いに隣り合う上側インシュレータ43同士の間、下側インシュレータ44同士の間、およびコイル42同士の間に位置する。すなわち、モールド部47は、周方向一方側のインシュレータまたはコイルの一部と、周方向他方側の前記インシュレータまたは前記コイルの一部と、を繋いでいると言い換えることができる。このようにして、モールド部47は、モータ10の内部で支持されている。モールド部47は、軸方向に沿って、上側インシュレータ43の上端から下側インシュレータ44の下端まで達している。また、モールド部47には、ロータ30を通過させるための貫通孔47aが設けられている。モールド部47は、コイル42を囲んで強固に支持するとともに、上側インシュレータ43、下側インシュレータ44、ステータコア41およびセンサ基板50を一体に保持する。これにより、モールド部47は、ステータ40から生じる振動を低減できる。
モールド部47を構成する樹脂材料は、絶縁性を有しコイル42を覆い埋め込むことができるものであれば限定されない。また、モールド部47は、融点の低いホットメルト材料から構成されていてもよい。モールド部47をホットメルト材料から構成する場合には、簡易な金型でモールド部47を形成することが可能となる。
モールド部47の外周面には、上部側から下端まで達する凹溝状の3つの排気誘導孔(流路)48が設けられている。凹溝状の排気誘導孔48は、上下方向の中程でステータコア41のコアバック部41aに径方向外側から覆われている。すなわち、排気誘導孔48は、コアバック部41aの径方向内側を通る。また、コアバック部41aの径方向内側面の少なくとも一部は、排気誘導孔48に露出する。これにより、コアバック部41aを効率的に冷却できる。なお、排気誘導孔48には、コイル42の巻線、上側インシュレータ43、下側インシュレータ44の一部が露出していてもよい。図2に示すように、排気誘導孔48は、コアバック部41aの上側に位置する上部開口48aで径方向外側に開口する。排気誘導孔48は、上部開口48aの径方向内側において下側に向かって滑らかに傾斜する傾斜面48cを有する。また、排気誘導孔48は、モールド部47の下端面に位置する下部開口48bで下側に開口する。下部開口48bは、下蓋22の貫通孔22aの直上に位置する。すなわち、モールド部47は、コアバック部41aの上側で開口する上部開口48aと、コアバック部41aの下側で開口する下部開口48bと、を有する。上部開口48aは、径方向外側に向かって開口する。これにより、コアバック部41aの外側から流れる空気を、効率よくステータ40の内部へ案内できる。下部開口48bは、軸方向下側に向かって開口する。これにより、軸方向に形成された排気誘導孔48によって、軸方向下側に向かう空気を、気流の方向を変えることなく、ハウジング20の外側に排出できる。また、排気誘導孔48は、上部開口48aと下部開口48bとを繋いでいる。これにより、排気誘導孔48によって、効率よく空気を誘導するとともに、ステータ40の内部を冷却できる。
図5に示すように、排気誘導孔48の上部開口48aは、上側インシュレータ43の第1側端面43bと第2側端面43cとの間の3つの隙間CLにそれぞれ面している。隙間CLは、ハウジング20の貫通孔26に繋がっている。したがって、排気誘導孔48は、ハウジング20の貫通孔26に繋がる。これにより、コアバック部41aよりも内側に空気の流路を構成することができ、ステータ40の内部を効率よく冷却できる。図7に示すように、排気誘導孔48の幅は、隙間CLの径方向内側に位置する開口部91の幅と一致している。また、図2に示すように、排気誘導孔48は、モールド部47の外周面から開口して下側に延びている。ただし、排気誘導孔48の幅と、開口部91の幅は、必ずしも同じ幅である必要はなく、異なる幅でも良い。モールド部47は、排気誘導孔48の幅方向両側側壁を構成する第1傾斜面48dと第2傾斜面48eとを有する。第1傾斜面48dは、上側インシュレータ43の第1側端面43bと連続的に連なる。すなわち、第1傾斜面48dは、径方向内側に向かうに従って、径方向に対してインペラ70の回転方向前方側に位置する。第2傾斜面48eは、上側インシュレータ43の第2側端面43cと連続的に連なる。すなわち、第2傾斜面48eは、径方向内側に向かうに従って、径方向に対してインペラ70の回転方向前方側に位置する。よって、モールド部47は、上部開口48aにおいて径方向内側に向かうに従って、径方向に対してインペラ70の回転方向前方側に位置する傾斜面を有する。ここで、傾斜面は、第1傾斜面48dと第2傾斜面48eに対応する。これにより、排気は、インペラ70の回転方向前方に向かう旋回成分を有するため、排気誘導孔48を構成する側壁として回転方向に傾斜者する第1傾斜面48dおよび第2傾斜面48eを設けることで排気効率を高めることができる。
隙間CLからステータ40の径方向内側に放出される排気は、上部開口48aから排気誘導孔48に導入され、傾斜面48cに沿って流動方向を下側に向けられる。さらに、排気は、排気誘導孔48の内部を通過して下部開口48bを介してステータ40の下側に放出される。モールド部47に排気誘導孔48を設けることで、コイル42の間を流れる排気を乱すことなく下側に向かってスムーズに排出でき、排気効率を高めることができる。なお、ステータ40が、モールド部47を有さない場合には、排気誘導孔48を備えた部材をコイル42同士の間に配置してもよい。また、図14を基に後段で説明するように、下部開口48bは、下側に向かうにつれて、流路の断面積が広がる形状になっている。この構成によって、排気誘導孔48内を通る空気が、よりスムーズに下側に流れるので、排気効率を高めることができる。
図14に、図7に示すXIV−XIV線に沿った排気誘導孔48の断面図を示す。
モールド部47は、排気誘導孔48を構成する側壁として、上下に位置する直線部48fとテーパ部48hとを有する。テーパ部48hは、直線部48fの下側に位置する。また、直線部48fとテーパ部48hとの間には、境界部48gが設けられている。直線部48fは、上下方向に沿って直線的な壁面を構成する。したがって、直線部48fにおいて、排気誘導孔48は、上下方向に沿って断面積が変わらない。テーパ部48hは、下側に向かうに従って対向する壁面が互いに離間し合うように、上下方向に対して傾斜している。したがって、テーパ部48hにおいて、排気誘導孔48は上側から下側に向かうに従い流路断面積が大きくなる。このように、本実施形態によれば、モールド部47は、上側から下側に向かうに従い排気誘導孔48の流路断面積が大きくなるテーパ部48hを有する。これにより、下部開口48bに達するまでに徐々に排気の静圧を低下させることができ、下部開口48bの近傍における乱流発生を抑制でき、送風装置1の排気効率が高められる。
図15に、本実施形態に採用可能な他の例の排気誘導孔148の断面図を示す。なお、図15は、図14に対応する断面図である。また、図15に示す排気誘導孔148は、上下方向に沿った断面形状を除いて、上述の排気誘導孔48と同様の構成を有する。
図15に示す例において、モールド部47は、排気誘導孔148を構成する側壁として、上下に位置する第1テーパ部148fと第2テーパ部148hとを有する。第2テーパ部148hは、第1テーパ部148fの下側に位置する。また、第1テーパ部148fと第2テーパ部148hとの間には、境界部148gが設けられている。
第1テーパ部148fは、下側に向かうに従って対向する壁面が互いに近接し合うように、上下方向に対して傾斜している。したがって、第1テーパ部148fにおいて、排気誘導孔148は上側から下側に向かうに従って流路断面積が小さくなる。すなわち、モールド部47は、上側から下側に向かうに従い排気誘導孔148の流路断面積を小さくする第1テーパ部148fを有する。
一方で、第2テーパ部148hは、下側に向かうに従って対向する壁面が互いに離間し合うように、上下方向に対して傾斜している。したがって、第2テーパ部148hにおいて、排気誘導孔148は上側から下側に向かうに従って流路断面積が大きくなる。すなわち、モールド部47は、第1テーパ部148fの下側に位置し上側から下側に向かうに従い排気誘導孔148の流路断面積が大きくなる第2テーパ部148hを有する。
このような排気誘導孔148は、境界部148gにおいて最も狭くなる。排気誘導孔148に流入した空気は、第1テーパ部148fにおいて流路抵抗が高まり絞り込まれた後、境界部148gを通過して第2テーパ部148hに流入する。第2テーパ部148hに流入した空気は、下方に向かうに際に流路断面積が徐々に広くなる。これにより、空気の圧力が徐々に開放され、流れが徐々に緩やかになり、剥離を起こすことなく排出される。これにより、送風効率が向上する。
センサ基板50は、図2および図6に示すように、ステータ40と下蓋22との間に配置される。センサ基板50は、円形リング状の本体部50aと、本体部50aの外周縁から径方向に対して斜め方向の外側に突出する3つの突出部50bと、を有する。本体部50aはシャフト31が挿通される貫通孔を有する。センサ基板50は、下側インシュレータ44に固定される。
センサ基板50には、3つの回転センサ51が少なくとも実装される。回転センサ51は例えばホール素子である。センサ基板50は、コイル42と電気的に接続されていてもよい。この場合に、コイル42に対して駆動信号を出力する駆動回路がセンサ基板50に実装されていてもよい。
図8は、回転センサ51の実装態様を示す説明図である。
回転センサ51は、図7および図8に示すように、周方向に隣り合う下側内周壁部44cの先端部の間に挟まれて配置される。3つの回転センサ51は、周方向に120°おきの等間隔に配置される。回転センサ51の径方向内側の面は、ロータマグネット33と対向する。本実施形態の場合、ロータマグネット33は、ロータ30の軸方向の中心部に配置されている。そのため、回転センサ51は、センサ基板50からロータマグネット33までの軸方向長さに相当する長さのリード51aによりセンサ基板50と接続される。
下側内周壁部44cの先端部に、回転センサ51を支持する機構を設けてもよい。例えば、回転センサ51を挿入する凹部を設け、回転センサ51の径方向の移動を抑制することができる。あるいは、スナップフィット等により回転センサ51を下側内周壁部44cに固定してもよい。
図4に示すように、下蓋22は、ステータ40とセンサ基板50を収容したハウジング20の開口端20aに取り付けられる。図2に示すように、下蓋22の3つの貫通孔22aは、少なくとも一部がセンサ基板50の本体部50aの外周端よりも径方向外側に位置する。貫通孔22aは、モールド部47の排気誘導孔48を通過した排気をモータ10の下側に排出する第2の排気口97となる。
下蓋22の外周の切欠部22bは、軸方向に見て、ステータコア41の直線部41cと、上側インシュレータ43の平坦面43fと、下側インシュレータ44の平坦面44dとにほぼ一致して配置される。図2に示すように、モータ10の下面の下側開口部24は、ステータ40とハウジング20との間の空気流路FPを通過した排気を排出する第1の排気口96となる。
[排気誘導部材、インペラ、インペラハウジング]
次に、排気誘導部材60、インペラ70、インペラハウジング80について説明する。
図9は排気誘導部材60を下側から見た部分断面斜視図である。図10および図11は、インペラ70、排気誘導部材60、インペラハウジング80の一部を拡大して示す断面図である。なお、図10は、後段において説明する第1の誘導路D1を示し、図11は、後段において説明する第2の誘導路D2を示す。
<排気誘導部材>
排気誘導部材60は、モータ10のハウジング20に取り付けられる。排気誘導部材60は、円板リング状の支持体66aと、支持体66aの外周縁から上側に突出する円環状の突出部66cと、支持体66aの外周縁から下側に延びる円筒状の隔壁リング66bと、隔壁リング66bを径方向外側から囲む外周筒部65と、外周筒部65の下端から下側に延びる複数(図示では6つ)の内方誘導部67と、を有する。
支持体66aは、図9に示すように、中央部の下面から下側へ延びる円筒状の取付リング68と、支持体66aの下面から下側へ突出する3つの円柱凸部69と、を有する。
3つの円柱凸部69は、同等の直径および高さを有し、周方向に120°おきの等間隔で配置される。本実施形態において、円柱凸部69は中空であり、下側の端面69aの中央に、軸方向に貫通する貫通孔69bを有する。
図10に示すように、排気誘導部材60の取付リング68には、ハウジング20の上側ベアリング保持部27が挿入される。排気誘導部材60の取付リング68の下面と円柱凸部69の下側の端面69aとは、ハウジング20の上蓋部23の上面と接触する。円柱凸部69の貫通孔69bと上蓋部23のねじ孔23aに挿通されるボルトBTにより、排気誘導部材60とモータ10とが締結される。
隔壁リング66bと外周筒部65とは、径方向に対向している。隔壁リング66bと外周筒部65との間の隙間は、排気をモータ10内に案内する第1の誘導路D1および排気をモータ10の外周に放出する第2の誘導路D2を構成する。第1の誘導路D1は内方誘導部67が設けられた箇所に位置し、第2の誘導路D2は内方誘導部67同士の周方向の間に位置する。本実施形態において、第1の誘導路D1および第2の誘導路D2は、周方向に沿ってそれぞれ6つ設けられている。
複数の内方誘導部67は、図1に示すように、それぞれハウジング20の貫通孔25又は貫通孔26に嵌る。図9および図10に示すように、内方誘導部67の外周面は、外周筒部65の外周面と揃った軸方向に延びる。内方誘導部67の内周面67bは、下側に向かうに従って径方向内側に傾いた傾斜面となっている。内方誘導部67の内周面67bの内側は、第1の誘導路D1としてインペラ70から放出された排気を径方向内側の貫通孔25、26に誘導する。また、内方誘導部67の内周面67bには、上下方向にリブ状に延びる複数の静翼67aが設けられている。静翼67aは、径方向において隔壁リング66bと内方誘導部67とを連結する。第1の誘導路D1を通過する排気は、静翼67a同士の間で整流されて効率よく貫通孔25、26に誘導される。なお、静翼67aは、インペラ70の回転方向に傾いていてもよい。この場合は、インペラ70の回転方向に旋回成分を含んだ排気をさらに効率よく貫通孔25、26に誘導できる。
図9に示すように、内方誘導部67同士の周方向の間には、インペラ70から放出された排気を径方向外側に誘導してモータ10の外側に排出する第2の誘導路D2が設けられている。図11に示すように、第2の誘導路D2は、隔壁リング66bの外周面66eと外周筒部65の内周面65aとの間に位置する。第2の誘導路D2の下端には、第3の排気口95が設けられている。第3の排気口95は、第2の誘導路D2を通過した排気を下側に向けてモータ10の外側に排出する。この排気は、モータ10の外周面とモータ10を収容する筐体19の内周面19aとの間を流れ、後述する最終排気口17b(図2参照)から最終的に排気される。
隔壁リング66bの外周面66eは、下側に向かうに従って径方向外側に張り出す内側傾斜部66dを有する。一方で、外周筒部65の内周面65aは、下端において外周筒部65の肉厚を薄くする外側傾斜部65bを有する。内側傾斜部66dおよび外側傾斜部65bが設けられていることで、第2の誘導路D2は、下側に向かうにつれて径方向の幅を維持したまま径方向の外側に移動する。第2の誘導路D2において、軸方向に垂直な平面における断面積は、第3の排気口95に近づくにつれて徐々に大きくなることになる。これにより、第3の排気口95から空気が放出される際の排気音を低減することができる。また、第3の排気口から空気が放出される際の排気効率が向上する。
<インペラ>
インペラ70は、ステータ40よりも上側において、シャフト31に取り付けられる。インペラ70は、上側に開口した吸気口70aから吸入された流体を、内部の流路を介して径方向外側へ向かって放出する。インペラ70は、インペラ本体71と、インペラハブ72とを有する。
インペラ本体71は、ベース部73と、複数の動翼74と、シュラウド75とを有する。ベース部73は円盤状であり、中央部に軸方向に貫通する貫通孔73aを有する。ベース部73の貫通孔73aの周囲は、上側に張り出した円錐面状の斜面部73bとされている。動翼74は、ベース部73の上面において径方向の内側から外側へ延びる、周方向に湾曲した板状部材である。動翼74は、軸方向に沿って起立して配置される。シュラウド75は、軸方向の上側に向かって先窄まりの円筒状である。シュラウド75の中央の開口部がインペラ70の吸気口70aである。ベース部73とシュラウド75は、動翼74により連結されている。
図12は、インペラ70の動翼74の平面図である。
複数の動翼74は、図12に示すように、ベース部73の上面に周方向(θ方向)に沿って配置されている。動翼74は、図2に示すように、ベース部73の上面から、軸方向に沿って垂直に起立している。
本実施形態においては、3種類の動翼74が、同じ種類同士で周方向に沿って等間隔に配置される。本実施形態において複数の動翼74は、複数(3つ)の第1の動翼74aと、複数(3つ)の第2の動翼74bと、複数(6つ)の第3の動翼74cを含む。3つの第1の動翼74aは、周方向において120°おきの等間隔に配置される。第2の動翼74bは、周方向に隣り合う第1の動翼74aの中間位置に配置される。3つの第2の動翼74bも、周方向において120°おきの等間隔に配置される。第3の動翼74cは、周方向に隣り合う第1の動翼74aと第2の動翼74bの中間位置に配置される。6つの第3の動翼74cは、周方向において60°おきの等間隔に配置される。
動翼74は、平面視(XY面視)で、ベース部73の上面上において、曲率を持って延びている。動翼74の一端は、ベース部73の外周縁に位置する。動翼74の他端は、ベース部73の外周縁よりも径方向内側に位置する。
すなわち、第1の動翼74a、第2の動翼74b、第3の動翼74cの径方向外側の端部は、いずれもベース部73の外周縁に位置する。一方、第1の動翼74aの内周側の端部P1は、最もベース部73の中心寄りに位置する。第2の動翼74bの内周側の端部P2は、第1の動翼74aの端部P1よりも径方向外側に位置する。第3の動翼74cの内周側の端部P3は、第2の動翼74bの端部P2よりもさらに径方向外側に位置する。
第1の動翼74a、第2の動翼74b、および第3の動翼74cは、いずれも反時計回り方向に弓なりに湾曲した形状を有する。
第1の動翼74aは、曲率半径の異なる4つの円弧からなる。第1の動翼74aの凸状の翼面74dは、長さ方向に3つの変曲点CP11、CP12、CP13を有する。
第2の動翼74bは、曲率半径の異なる3つの円弧からなる。第2の動翼74bの凸状の翼面74eは、長さ方向に2つの変曲点CP21、CP22を有する。
第3の動翼74cは、曲率半径の異なる2つの円弧からなる。第3の動翼74cの凸状の翼面74fは、長さ方向に1つの変曲点CP31を有する。
本実施形態において、第1の動翼74aの変曲点CP11と、第2の動翼74bの変曲点CP21と、第3の動翼74cの変曲点CP31は、ベース部73において同一の半径位置C1上に配置される。また、第1の動翼74aの半径位置C1よりも外側の部分の曲率半径と、第2の動翼74bの半径位置C1よりも外側の部分の曲率半径と、第3の動翼74cの半径位置C1よりも外側の部分の曲率半径は、互いに一致する。
次に、第1の動翼74aの変曲点CP12と、第2の動翼74bの変曲点CP22と、第3の動翼74cの端部P3は、ベース部73において同一の半径位置C2上に配置される。また、第1の動翼74aの半径位置C1と半径位置C2との間の部分の曲率半径と、第2の動翼74bの半径位置C1と半径位置C2との間の部分の曲率半径と、第3の動翼74cの半径位置C1と半径位置C2との間の部分の曲率半径は、互いに一致する。
次に、第1の動翼74aの変曲点CP13と、第2の動翼74bの端部P2は、ベース部73において同一の半径位置C3上に配置される。また、第1の動翼74aの半径位置C2と半径位置C3との間の部分の曲率半径と、第2の動翼74bの半径位置C2と半径位置C3との間の部分の曲率半径は、互いに一致する。
本実施形態の動翼74(74a〜74c)は、インペラ70の径方向の領域ごとに、翼面74d〜74fの曲率半径を異ならせている。一方、異なる種類の動翼74(第1の動翼74a〜第3の動翼74c)であっても、同じ径方向の領域に属する部分は、互いに同一の曲率半径に設定される。
本実施形態において、半径位置C3は、インペラハウジング80の吸気口80aに軸方向から見て一致する。したがって、吸気口80aの内側には、第1の動翼74aの変曲点CP13よりも内周側の部分のみが配置される。
インペラハブ72は、軸方向に延びる筒部72aと、筒部72aの外周面の下部から径方向外側に広がる円盤状のフランジ部72bと、フランジ部72bの上面から上側に突出する複数の凸部72cと、を有する。筒部72aは、上側の先端部に先窄まりのテーパー状の斜面部72dを有する。
インペラハブ72は、筒部72aをベース部73の貫通孔73aに下側から挿入することでインペラ本体71に取り付けられる。筒部72aは貫通孔73aに圧入してもよいし、接着剤等を用いて固着させてもよい。インペラハブ72のフランジ部72bは、インペラ本体71を下側から支持する。フランジ部72b上の凸部72cは、ベース部73の下面の凹部73cに嵌合する。凸部72cと凹部73cとが嵌合することで、インペラ本体71とインペラハブ72との周方向の相対移動が抑制される。
インペラハブ72がフランジ部72bを備えていることで、フランジ部72bによってインペラ本体71を径方向の広い範囲にわたって下方から支持することができる。これにより、インペラ70を安定的に保持することができ、高速回転時の安定性を高くなる。
インペラ70において、インペラハブ72の筒部72aの先端の斜面部72dと、ベース部73の斜面部73bとは、上下方向に滑らかに接続されている。斜面部72dと斜面部73bとが、インペラ70の吸気口70aから吸入した流体を径方向外側へ案内する円環状斜面70bを構成する。
円環状斜面70bをインペラ本体71とインペラハブ72とにより構成することで、ベース部73の斜面部73bを高くしなくても、筒部72a(斜面部72d)の長さを大きくすることで、円環状斜面70bの最大高さを大きくすることができる。したがって、ベース部73の厚さの増加を抑制しつつ、好ましい形状の円環状斜面70bを実現することができる。
インペラハブ72は金属製であることが好ましい。これにより、シャフト31とインペラ70とを強固に連結することができる。したがって、インペラ70を安定的に高速回転させることができる。また、斜面部72dを金属面とすることができるため、円環状斜面70bの上側先端の表面を平滑化することができる。
インペラ70は、インペラハブ72の筒部72aに下側からシャフト31の上端部を嵌め込むことで、シャフト31に固定される。シャフト31と連結されたインペラ70は、図2に示すように、排気誘導部材60の円環状の突出部66cの内側に配置される。したがって、突出部66cは、インペラ70の排気口70cの近傍に位置する。
突出部66cは、後述するインペラハウジング80の排気ガイド部83とともに、インペラ70から放出される排気を下側へ案内する。本実施形態では、突出部66cの外周面は、径方向外側に向かうに従って下方へ傾斜する傾斜面である。突出部66cの外周面は外側に凸の滑らかな曲面形状である。
突出部66cの外周面の下端は、円筒状の隔壁リング66bの外周面と滑らかに連続している。したがって、突出部66cの下端において、軸方向に垂直な方向に対する傾斜角度はほぼ90°である。突出部66cの上端は、インペラ70のベース部73の外周端の径方向のすぐ外側に位置する。突出部66cの上端は、ベース部73の下面よりも上側に位置する一方、ベース部73の外周端の上面よりも下側に位置する。
本実施形態の送風装置1では、突出部66cが上記した形状および配置を有することで、インペラ70から放出される空気を、流れを乱れさせることなく円滑に下方へ案内することができる。インペラ70の排気口70cの下端では、ベース部73の外周端からほぼ軸方向に垂直な方向に空気が放出される。本実施形態では、突出部66cの上端がベース部73の上面よりも下がった位置にあるため、放出された空気が突出部66cに衝突することなく、突出部66cの外周面に沿って案内される。これにより、効率よく空気を搬送することができる。
<インペラハウジング>
インペラハウジング80は、図2に示すように、上側に吸気口80aを有し、軸方向上側へ向かって先窄まりの円筒状である。インペラハウジング80は、吸気口80aの開口端に位置する吸気ガイド部81と、インペラ70を収容するインペラハウジング本体部82と、インペラハウジング本体部82の外周縁から径方向外側および下側へスカート状に延びる排気ガイド部83と、排気ガイド部83の外周縁から上側に延びる外周取付リング84と、を有する。
インペラハウジング本体部82は、インペラ70のシュラウド75に倣った断面形状を有する。インペラハウジング本体部82の内側面(下面)は、シュラウド75の外側面(上面)と、一様な間隔で対向する。
インペラハウジング本体部82の内周側の上端部に、径方向内側へ突出する円環状の吸気ガイド部81が位置する。吸気ガイド部81は、図10に示すように、シュラウド75の上端面75bを上側から覆っている。吸気ガイド部81の下面と、シュラウド75の上端面75bとの間には、径方向に延びる狭幅の隙間が存在する。
インペラハウジング本体部82の外周側の端部には、シュラウド75の外周端を下側へ回り込み屈曲された周縁屈曲部82aが設けられている。周縁屈曲部82aは、下側に延びてシュラウド75の外側端面を径方向外側から囲む。周縁屈曲部82aの内周面とシュラウド75の外側端面との間には、軸方向上側に延びる狭幅の隙間が存在する。
図10および図11に示すように、排気ガイド部83は、インペラ70から径方向外側へ放出される排気を下側へ案内する排気流路92を構成する。排気ガイド部83の内周面は、上端から下端に向かって、軸方向に垂直な方向から軸方向に向かって滑らかに傾斜する。排気ガイド部83の内周面は、下端において、排気誘導部材60の外周筒部65の内周面65aになだらかに接続され、排気流路92の外周側の壁面を構成する。
外周取付リング84は、円筒形状を有している。外周取付リング84は、上端から径方向外側に延びるフランジ部84aを有している。外周取付リング84の外周面は、排気誘導部材60の外周筒部65の内周面と嵌合する。また、フランジ部84aは、外周筒部65の上端と接触して、排気誘導部材60に対するインペラハウジング80の上下方向の位置を決める。
排気ガイド部83の上面には、周方向に延びる凹部86が設けられている。凹部86は、周縁屈曲部82a、排気ガイド部83および外周取付リング84により構成される。インペラハウジング80は、凹部86が設けられることで排気ガイド部83の肉厚が均一化されている。また、凹部86には、外周取付リング84とインペラハウジング本体部82の周縁屈曲部82aを径方向に繋ぐリブ85が設けられている。
インペラハウジング80は、金型成型により生産される。すなわち、インペラハウジング80は、2つ以上の金型同士の隙間に、流動状態の材料を注入し固化させて製造される。本実施形態のインペラハウジング80は、樹脂材料からなり射出成型により作製される。また、インペラハウジング80をアルミニウム合金製とする場合には、インペラハウジング80は、アルミニウムダイカストにより作製される。金型成型により製造される成形品は、材料が固化する際の収縮により厚肉部の表面にひけを生じ寸法精度を低下させる虞がある。また、アルミニウムダイカストを行う場合には、厚肉部の内部に気孔(巣)が生じて強度を低下させる虞がある。
本実施形態のインペラハウジング80は、外周取付リング84とインペラハウジング本体部82の周縁屈曲部82aとの間に凹部86が設けられている。これにより、インペラハウジング80は、排気ガイド部83の肉厚を均一化して排気ガイド部83の周囲にヒケが生じることを抑制できる。また、同様に、インペラハウジング80は、排気ガイド部83の内部に気孔が生じることを抑制できる。さらに、本実施形態のインペラハウジング80は、凹部86にリブ85が設けられていることで、インペラハウジング本体部82に対し外周取付リング84の剛性を高めることができる。これにより、インペラハウジング80は、外周取付リング84において、排気誘導部材60と強固に固定することができる。
[基板ケース、制御基板]
<基板ケース>
図1および図2に示すように、基板ケース15は、モータ10の下側に取り付けられており制御基板11を囲む。基板ケース15は、円板状の底壁16と、底壁16の外縁から上側に延びる筒状部17と、を有する。筒状部17には、径方向に貫通して基板ケース15の内側と外側を連通する最終排気口17bが設けられている。最終排気口17bは、上述した各排気口(第1の排気口96、第2の排気口97および第3の排気口95)から排出された排気を合流させて排出する。
図13は、モータ10の側面図である。
図1および図13に示すように、筒状部17の上端面17aは、中心軸Jを中心とする螺旋状に傾斜している。上端面17aは、下側に向かうに従ってインペラ70の回転方向と同方向に傾斜する。また、上端面17aの螺旋下端側には、最終排気口17bが位置している。排気誘導部材60の第3の排気口95から放出された排気は、モータ10の外周面とモータ10を収容する筐体19の内周面19aとの間を下向きに流れる。この排気は、筒状部17の上端面17aに達すると、上端面17aの傾斜に沿って、旋回しながら最終排気口17bに達して排出される。上端面17aは、第3の排気口95から斜め下に排出される旋回成分を含む排気を、流動方向を急角度で変えることなく最終排気口17bに案内するため、排気効率が低下することを低減できる。
複数の第3の排気口95のうち少なくとも1つの第3の排気口95は、最終排気口17bの直上に位置する。ここでは、最終排気口17bの直上に位置する第3の排気口95を直上排気口95Aと呼ぶ。本実施形態において上端面17aの最上端17cは、内方誘導部67の下側に位置している。これにより、直上排気口95Aから排出された排気は、上端面17aに誘導されることなく、上端面17aに誘導されるよりもより短い距離を通って最終排気口17bから排出され、直上排気口95Aからの排出効率を高めることができる。
本実施形態の上端面17aは、周方向に沿って傾きが一定の傾斜面である場合を例示した。しかしながら、上端面17aは、周方向に沿って傾きが変わる傾斜面であっても良い。この場合、上端面17aは、上側から下側に向かうに従って徐々に傾斜角が緩やかになる傾斜面とすることが好ましい。例えば、上端面17aが下側に凸となる曲面で、上端面が成す曲面の曲率半径中心が、上端面17aよりも上側に位置するような曲面でも良い。これにより、下側に向かって流れる排気を、上端面17aによって従って徐々に旋回させて最終排気口17bに誘導でき、排気効率を高めることができる。
<制御基板>
制御基板11は、コイル42から延びるコイル線およびセンサ基板50と接続され、モータ10を制御する。制御基板11は、図2に示すように、下蓋22に固定された複数(本実施形態では3つ)の柱状部材13を介して、下蓋22に対して傾斜した状態でモータ10の下側に取り付けられている。柱状部材13は、下蓋22のネジ孔22dにネジ固定されている。複数の柱状部材13は、それぞれ異なる高さを有する。また、柱状部材13の下側端面には、傾斜面が設けられている。制御基板11は、柱状部材13の下側端面にスペーサ13aを介してネジ固定されている。
制御基板11は、基板ケース15の内部において、基板ケース15の最終排気口17bに向かって傾いている。すなわち、制御基板11の最下点は、最終排気口17b側に位置している。
モータ10の内部を通過し第1の排気口96および第2の排気口97からモータ10の下側に排出される排気は、制御基板11に当たり、制御基板11を冷却する。さらに、制御基板11の上面11aに当たった排気は、制御基板11の傾きに沿って最終排気口17bにスムーズに排出される。すなわち、制御基板11が最終排気口17bに向かって傾斜していることで、排気効率を高めることができる。さらに、制御基板11が傾斜して配置されることで、制御基板11を軸方向から見た際の投射面積が小さくなる。これにより、制御基板11の外縁と基板ケース15の筒状部17の内周面との間の隙間を大きくして、排気を制御基板11の下面11b側に流入させることができる。したがって、制御基板11の下面11bに、コンデンサ等の発熱量の大きい実装部品を搭載した場合であっても、これらを効果的に冷却できる。
制御基板11の軸方向位置は、制御基板11の上面11aおよび上面11aに搭載された実装部品がモータ10の下蓋22に干渉しない範囲で、近づけて配置することが好ましい。これにより、制御基板11の冷却効果が高まるのみならず、制御基板11の傾斜により排気を最終排気口17bに誘導する効果をも高めることができる。
<送風動作>
本実施形態の送風装置1は、モータ10によりインペラ70を回転させることで、図2に示すように、吸気口80aからインペラ70内に空気を引き込み、インペラ70内の空気流路を介して径方向外側へ空気を放出する。インペラ70から放出された排気は、排気流路92を通過して排気誘導部材60に流入する。排気流路92は、インペラハウジング80の排気ガイド部83の内周面と突出部66cの外周面の間に位置し、インペラ70から径方向外側に向かって放出された排気を下側に向ける。排気流路92を介し下側に向いて流れる排気は、排気誘導部材60において周方向に交互に配置された第1の誘導路D1と第2の誘導路D2とに分岐して流れる。
図10に示すように、第1の誘導路D1を通過する排気は、内方誘導部67の内周面67bにより径方向内側に案内されるとともに、静翼67aにより整流されて貫通孔25、26からモータ10の内部に流入する。
貫通孔25を介してモータ10の内部に流入した排気は、図7に示すステータ40とハウジング20との間の空気流路FPに流入する。空気流路FP内において、排気は下側へ流れる。図5に示したように、空気流路FP内において、上側インシュレータ43の上側傾斜凸部43gと下側インシュレータ44の下側傾斜凸部44gが、排気の旋回成分を下側に向ける。空気流路FP内には、直線部41c(ステータコア41)の外周面が露出しており、排気により冷却される。空気流路FP内には複数の板状部45が位置しており、空気流路FP内を流通する排気を整流する。空気流路FPを流通した排気は、第1の排気口96としての下側開口部24から下方へ排出される。
貫通孔26を介してモータ10内に流入した排気は、図7に示すように、隙間CLを介してステータ40の内側へ流入する。隙間CLを囲む第1側端面43bと第2側端面43cと傾斜部材46は、隙間CLを通過する排気をモールド部47の排気誘導孔48に案内する。この構成により、モータ10の発熱部位であるコイル42を冷却することができる。加えて、モールド部47の排気誘導孔48によって、排気を効率よく下側に案内することができる。排気誘導孔48から下側に放出された排気は、第2の排気口97としての貫通孔22aから下方へ排出される。
第1の排気口96および第2の排気口97から排出された排気は、傾斜して固定された制御基板11の上面11aに当たり、制御基板11を冷却する。さらに、制御基板11の上面11aに沿って基板ケース15の最終排気口17bに向かって案内され排出される。
一方で、図11に示すように、第2の誘導路D2を通過する排気は、隔壁リング66bの内側傾斜部66dにより径方向外側に移動しながら第3の排気口95を介して下側に放出される。第3の排気口95から下側へ放出された排気は、モータ10のハウジング20の外周面に沿って下側へ流れる。図13に示すように、ハウジング20の外周面に沿って流れる排気の一部は、基板ケース15の上端面17aに沿って螺旋状に旋回して最終排気口17bに案内され排出される。上端面17aが、インペラ70の回転方向と一致する方向に傾斜していることで、第3の排気口95から放出されインペラ70回転方向に旋回する成分を含む排気を、モータ10の外周面を沿って効率よく最終排気口17bに誘導できる。また、ハウジング20の外周面に沿って流れる排気の一部は、上端面17aを介さずに、上端面17aに誘導されるよりもより短い距離を通って最終排気口17bに達して排出される。
<変形例1>
次に、変形例1として、上述の実施形態のモールド部47に代えて中空部材(流路形成部材)347を有する送風装置301について図16を基に説明する。なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
送風装置301のステータ340は、複数(3つ)の中空部材(流路形成部材)347を有する。中空部材347は、中心軸に直交する面における断面が径方向外側に開口するU字形状を有しており、U字形状の内側が中空となっている。中空部材347は、コアバック部41aの径方向内側に位置する。また、中空部材347は、周方向に並ぶコイル42同士の間に位置する。中空部材347は、コアバック部41aの径方向内側に上下方向に延びる排気誘導孔(流路)348を構成する。
本変形例の中空部材347は、予め成形した樹脂部材を、周方向に並ぶコイル42同士の間に挿入することで配置される。本変形例によれば、中空部材347は、軸方向に延びる排気誘導孔348を容易に構成することができる。これにより、送風装置301は、モータ10の内部を中空部材347を介して冷却できるとともに、排気効率を高めることができる。
<変形例2>
以下、上述の実施形態の変形例2について、図面を参照しながら説明する。
<1.遠心送風機の構成>
図17は、変形例2の遠心送風機(送風装置)1001の縦断面図である。この遠心送風機1001は、上部に設けられた吸気孔から上方の空気を吸引し、下方へと排出するターボ型遠心ファンである。ターボ型遠心ファンは、シロッコ型遠心ファンと比べて高効率で騒音が少ない。
本変形例の遠心送風機1001は、例えば、キャニスタ型の掃除機に備えられ、掃除機に吸引力を生じさせるために使用される。ただし、本発明の遠心送風機は、掃除機以外の用途に使用されるものであってもよい。例えば、レンジフード用のファンや建物のダクトに用いられる給排気装置等の他の送風機器、家電製品、医療機器、産業用の大型設備等に搭載されて、吸気および排気を行うものであってもよい。
図17に示すように、遠心送風機1001は、モータ1011と、インペラ1012と、ブロアケーシング1013とを有する。モータ1011の後述する回転部(ロータ)1030と、インペラ1012とは、中心軸1009を中心として回転する。モータ1011は、回転部(ロータ)1030と、静止部1020と、を有する。さらに静止部1020は、ステータ1021を有する。また、ブロアケーシング1013は、は下側ケーシング(ハウジング)1135を有する。すなわち、遠心送風機1001は、ロータ30と、ステータ40と、下側ケーシング(ハウジング)1135と、インペラ1012と、を備える。
下側ケーシング1135は、回転部1030と静止部1020とを収容する。下側ケーシング1135の上側には、中央ケーシング1134が位置している。下側ケーシング1135は、軸方向に延び上側に開口する円筒形状である。すなわち、下側ケーシング1135は、上側において上下方向に貫通し内側に開口する貫通孔を有する。下側ケーシング1135の貫通孔は、後述する空隙1090に繋がる。
モータ1011は、インナーロータ型のブラシレスDCモータである。モータ1011は、静止部1020および回転部(ロータ)1030を有する。静止部1020は、ブロアケーシング1013に対して、相対的に静止する。回転部1030は、静止部1020に対して中心軸1009を中心として回転可能に支持される。
静止部1020は、ステータ1021、モータカバー1022、底板1023、回路基板1024、上軸受1025および下軸受1026を有する。回転部1030は、シャフト1031およびロータ1032を有する。
ステータ1021は、回路基板1024から供給される駆動電流に応じて磁束を発生させる。ステータ1021は、後述するロータ1032の周囲に配置される。ステータ1021は、複数のコアピース1060、複数のインシュレータ1070、および複数のコイル1080を有する。
複数のコアピース1060は、中心軸1009の周囲において環状に配置される。各コアピース1060は、周方向に延びるコアバック1061と、コアバック1061から径方向内側へ向けて突出するティース1062とを有する。インシュレータ1070は、各コアピース1060に取り付けられる。コイル1080は、ティース1062の周囲にインシュレータ1070を介して巻かれた導線により構成される。ステータ1021のより詳細な構造については、後述する。
モータカバー1022は、ステータ1021を保持する樹脂製の部材である。モータカバー1022は、上板部1221、側板部1222、第1固定部1223、第2固定部1224および少なくとも1つの底板固定部1225を有する。
上板部1221は、ステータ1021の上方において、中心軸1009に対して略垂直に拡がる板状の部位である。上板部1221の略中央には、貫通孔が形成される。上板部1221の当該貫通孔内には、上軸受1025が保持される。側板部1222は、略円筒状であり、上板部1221の外縁から軸方向下方へ向かって延びる。
底板固定部1225は、側板部1222の下端部付近から径方向外側に突出する。底板固定部1225には、少なくとも1つのねじ孔が形成される。底板固定部1225には、底板1023がねじ止めにより固定される。本変形例のモータ1011では、底板固定部1225は、周方向の3箇所に設けられている。ただし、モータカバー1022と底板1023との固定箇所は3箇所に限られず、2箇所や4箇所以上であってもよい。また、モータカバー1022と底板1023とは、接着やかしめなどの他の方法により固定されてもよい。なお、第1固定部1223および第2固定部1224の構造については、後述する。
底板1023は、モータカバー1022の下方の開口の少なくとも一部を覆う部材である。底板1023は、中心軸1009に対して略垂直に拡がる。底板1023の中央には、凹部が形成される。底板1023の当該凹部内には、下軸受1026が保持される。ステータ1021、回路基板1024、上軸受1025、下軸受1026、およびロータ1032は、モータカバー1022および底板1023により構成される筐体の内部に収容される。
本変形例において、回路基板1024は、略板状である。回路基板1024は、ステータ1021よりも下側において、中心軸1009に対して略垂直に配置される。回路基板1024には、コイル1080に駆動電流を供給するための電気回路を構成する電子部品が搭載される。コイル1080を構成する導線の端部は、回路基板1024上の電気回路と電気的に接続される。
上軸受1025は、モータカバー1022に対して、シャフト1031を回転可能に支持する。下軸受1026は、底板1023に対して、シャフト1031を回転可能に支持する。上軸受1025および下軸受1026には、例えば、内輪と外輪との間に球状の転動体が介在する玉軸受が用いられる。また、モータカバー1022と上軸受1025との間には、弾性部材1027が介在する。これにより、モータ1011およびインペラ1012の回転時における振動が低減される。なお、上軸受1025および下軸受1026には、玉軸受以外の種類の軸受が用いられてもよい。
シャフト1031は、上下に延びる中心軸1009に沿って配置される。より具体的には、シャフト10031は、中心軸1009に沿って配置された円柱状の部材である。シャフト1031は、上軸受1025および下軸受1026に支持され、中心軸1009を中心として回転することができる。シャフト1031の上端部は、モータカバー1022よりも上側へ突出する。シャフト1031の上端部には、インペラ1012が固定される。本変形例では、インペラ1012がシャフト1031に対して直接的に固定されるが、インペラ1012はシャフト1031に対して、樹脂材料や金属材料からなる筒状部材などの他の部材を介して間接的に固定されてもよい。
ロータ1032は、シャフト1031に固定され、シャフト1031とともに中心軸1009を中心として回転する。本変形例のロータ1032は、略円筒形状に形成されたマグネット樹脂からなる。ロータ1032の外周面には、N極とS極とが、周方向に交互に着磁される。また、ロータ1032の外周面は、ティース1062の径方向内側の端面と、僅かな間隙を介して径方向に対向する。すなわち、ロータ1032は、ステータ1021と径方向に対向する磁極面を有する。
なお、本変形例では、マグネット樹脂製のロータ1032を使用しているが、ロータ1032は、複数のマグネットを、磁性体である円筒状のロータコアの外周面または内部に固定したものであってもよい。
モータ1011の駆動時には、電源から回路基板1024上の電気回路を介してコイル1080に、駆動電流が供給され、複数のティース1062に磁束が生じる。これにより、ティース1062とロータ1032との間の磁束が及ぼす作用により、周方向のトルクが発生する。その結果、中心軸1009を中心として回転部1030が回転する。そして、回転部1030の回転とともに、インペラ1012が回転する。
インペラ1012は、いわゆるターボ型の遠心インペラである。インペラ1012は、モータ1011のモータカバー1022の上方に配置される。図1に示すように、インペラ1012は、上シュラウド1051、下シュラウド1052、および複数のブレード1053を有する。
上シュラウド1051は、筒部1511と、裾部1512と、吸気孔1513とを有する。上シュラウド1051は、下シュラウド1052および複数のブレード1053の上方に配置される。
筒部1511は、中心軸1009を中心とした略円筒状の部位である。本変形例の筒部1511は、軸方向の位置によらずその径が略一定である。なお、筒部1511は、軸方向下方に向かうにつれて次第に拡径する形状であってもよい。
裾部1512は、筒部1511の下端部から径方向外側に拡がる。裾部1512の外縁の径方向の位置は、下シュラウド1052の外縁の径方向の位置と略同一である。吸気孔1513は、上シュラウド1051の中央に配置される。吸気孔1513は、筒部1511により形成され、筒部1511の径方向内側において上シュラウド1051を軸方向に貫通する。
下シュラウド1052は、モータカバー1022の上方において、中心軸1009に対して略垂直に拡がる板状の部位である。下シュラウド1052の下面は、モータカバー1022の上面と軸方向に対向する。下シュラウド1052は、その径方向内側の端部がモータ1011のシャフト1031に固定される。
軸方向において、ブレード1053は、上シュラウド1051および下シュラウド1052の間に配置される。複数のブレード1053は、周方向に略等間隔に、配置される。遠心送風機1001の駆動時には、上シュラウド1051と下シュラウド1052との間の気体が、複数のブレード1053によって径方向外側へと加速される。
上側ケーシング1133は、天板部1131と、壁部1132とを有する。天板部1131は、インペラ1012の上方に配置され、上シュラウド1051の上面に沿って、環状に拡がる。天板部1131は、その中央に中央孔1130を有する。中央孔1130は、上述の吸気孔1513と繋がっている。壁部1132は、天板部1131から、モータ1011の径方向外側において、下方へ筒状に延びる。モータ1011の少なくとも上端およびインペラ1012は、壁部1132の径方向内側に収容される。すなわち、壁部1132は、モータ1011の少なくとも一部を囲う。壁部1132の内側面は、モータ1011の少なくとも一部と径方向に対向する。
本変形例のブロアケーシング1013は、上側ケーシング1133、中央ケーシング1134および下側ケーシング1135の3つの環状の部材から形成される。中央ケーシング1134は、上側ケーシング1133の下方に配置される。また、下側ケーシング1135は、中央ケーシング1134の下方に配置される。上側ケーシング1133は、天板部1131および壁部1132の上端を含む。中央ケーシング1134および下側ケーシング1135は、壁部1132を形成する筒状の部材である。本変形例のブロアケーシング1013は3つの部材から形成されたが、ブロアケーシング1013は、1つの部材から形成されてもよいし、2つまたは4つ以上の部材から形成されてもよい。すなわち、ブロアケーシング1013は、少なくとも1つの部材から形成される。
モータカバー1022の外周面と、ブロアケーシング1013の壁部1132の内周面とは、径方向に間隔を空けて配置される。このモータカバー1022の外周面と壁部1132の内周面との間の空間は、遠心送風機1001の駆動時における気体の流路1010となる。流路1010の少なくとも一部は、壁部1132が有する排気孔に繋がる。
また、当該空間もしくは当該空間の軸方向下方において、モータカバー1022には、モータカバー1022の外側と内側とをつなぐ連通孔1100が形成されており、連通孔1100は、空隙(流路)1090と連通する。
空隙1090は平面視において略三角形状または略台形状である。空隙1090は、コアバック1061の径方向内側に位置する。空隙1090は、コアバック1061の上側に位置する上部開口1090aと、コアバック1061の下側に位置する下部開口1090bと、において開口する。上部開口1090aは、軸方向上側に向かって開口する。下部開口1090bは、軸方向下側に向かって開口する。これにより、上部開口1090aから下部開口1090bに向かって効率よく空気を案内することができる。空隙1090は、径方向内方に向かうにつれて、周方向の幅が小さくなる。これにより、空隙1090の径方向内方の領域を通過する空気流は、流速が速くなるため、供給される空気の量が少なくても冷却効果が高くなる。また、空隙1090の径方向外方の領域は、多くの空気が通過でき、冷却効果が高くなる。空隙1090は、連通孔1100を繋がっているのみならず、モータカバー1022の上板部1221に設けられた上下方向に貫通する貫通孔1221aと繋がっていてもよい。この場合には、空隙1090を通過する排気の流れが円滑となり排気効率を高めることができる。
遠心送風機1001の駆動時には、モータ1011のステータ1021に駆動電流が供給され、モータ1011の回転部1030とインペラ1012とが回転する。インペラ1012が回転すると、図17中に実線矢印で示したように、上側ケーシング1133の上方の気体が、上側ケーシング1133の中央孔1130およびインペラ1012の吸気孔1513を介して吸引され、上シュラウド1051と下シュラウド1052との間を通って、インペラ1012の径方向外側へと排出される。
インペラ1012の径方向外側へと排出された気体は、図17に示すように、上側ケーシング1133の壁部1132に当たって下向きおよび径方向内向きへと方向を変えて、モータカバー1022の外周面と壁部1132の内周面との間に形成された流路1010およびステータ1021の空隙1090内を軸方向下向きに進む。そして、当該気流は、流路1010の下端部から排気孔を介して遠心送風機1001の外部へと排出される。
<2.ステータについて>
続いて、ステータ1021のより詳細な構造について、説明する。図18は、ステータ1021の上面図である。図18に示すように、本変形例のステータ1021は、3つのコアピース1060と、3つのインシュレータ1070と、3つのコイル1080とを有する。この構成によって、1回転当たりの巻線の通電される回数を少なくできるため、モータを高速駆動させやすい。ただし、本発明においては、ステータは1つのコアピースによって構成されていてもよい。
なお、インシュレータ1070は、それぞれティース絶縁部1071、内側壁部1072、外側壁部1073を有する。
図19は、コアピース1060の上面図である。複数のコアピース1060は、磁性体からなり、周方向に配置される。コアピース1060には、例えば、磁性体である電磁鋼板が軸方向に積層された積層鋼板が用いられる。図19に示すように、コアピース1060は、コアバック(コアバック部)1061とティース(ティース部)1062とを有する。コアバック1061は、ティース1062よりも径方向外側において、周方向に延びる。ただし、コアバック1061の上面視における形状は、必ずしも円弧状でなくてもよく、全体として概ね周方向に延びていればよい。ティース1062は、コアバック1061の周方向の中央から、径方向内側へ向けて突出する。
本変形例のコアバック1061は、中央コアバック部1611と、一対の接続コアバック部1612とを有する。中央コアバック部1611は、径方向に延びるティース1062に対して略垂直に拡がる。また、中央コアバック部1611は、ティース1062の径方向外側の端部から、周方向の両側へ向けて拡がる。一対の接続コアバック部1612は、中央コアバック部1611の周方向の両側に位置する。各接続コアバック部1612は、中央コアバック部1611の周方向の端部から、ティース1062に近づく方向へ屈曲しながら延びる。
このように、本変形例では、3つのコアピース1060に、それぞれ1つのティース1062が設けられている。このため、ステータ1021が有するティース1062の数は、三相同期モータとして最小の3本となっている。ティース1062の数を少なくすれば、駆動時におけるモータ駆動回路の1回転あたりのスイッチング回数を少なくすることができる。したがって、モータ1011を高速化に対応させやすくなる。
図18に示すように、3つのコアピース1060は、周方向に配列される。そして、3つのコアピース1060のコアバック1061は、環状に連結される。具体的には、隣り合うコアピース1060の接続コアバック部1612の端部同士が、互いに連結される。コアピース1060の繋ぎ目は、例えば、溶接にて固定される。
各コアピース1060のコアバック1061には、軸方向に貫通する固定孔1063が設けられている。すなわち、本変形例では、全てのコアピース1060が、それぞれ、固定孔1063を有している。この構成によって、遠心送風機1001の組み立て時において、全てのコアピース1060をモータカバー1022と強固に固定できる。固定孔1063は、ティース1062の径方向外側に位置する。コアバック1061の周方向の中央付近は、モータ1011の駆動時における磁束密度が低く、磁路としての役割が小さい箇所である。当該箇所に固定孔1063を設けることで、固定孔1063による磁路の狭小化が抑制されている。
モータカバー1022とコアピース1060とは、固定孔1063に挿入される固定部材によって固定される。図17に示すように、モータカバー1022は、3つの第1固定部1223と、3つの第2固定部1224とを有する。3つの第1固定部1223は、それぞれ、上述した固定孔1063の上方において、側板部1222から径方向内側へ突出する。第2固定部1224は、上述した固定孔1063の下方において、側板部1222から径方向内側へ突出する。そして、第1固定部1223および第2固定部1224には、それぞれ、軸方向に延びるねじ孔が設けられている。モータ1011の製造時には、周方向の3箇所において、第2固定部1224のねじ孔、固定孔1063、および第1固定部1223のねじ孔に、固定部材であるねじ1043が挿入される。これにより、ステータ1021とモータカバー1022とが固定される。この構成によって、モータカバー1022とコアピース1060とを強固に固定できる。
なお、ステータ1021とモータカバー1022との固定箇所は、必ずしも3箇所でなくてもよい。例えば、3つのコアピース1060のうち、1つまたは2つのコアピース1060のみに、固定孔1063が設けられていてもよい。また、各コアピース1060に2つ以上の固定孔1063が設けられていてもよい。また、ステータ1021とモータカバー1022との固定方法は、ねじ止め以外の方法であってもよい。例えば、ステータ1021をインサート部品としてモータカバー1022を樹脂成型することで、ステータ1021とモータカバー1022とを固定してもよい。
ここで、コイル1080は、その外周面が被覆部(流路形成部材)1081に覆われる。被覆部1081は樹脂である。コイル1080はステータ1021のティース1062に巻きつけられており、当該コイル1080が被覆部1081に覆われることにより、コイル1080の絶縁を確保するとともに、振動や騒音を低減することができる。
また、当該変形例におけるコアピース1060は、高速回転時の渦電流低減のために、薄い積層鋼板を積層しているが、コイル1080が被覆部1081に覆われることにより、これら積層鋼板の強度を確保することができる。
その他、一のコイル1080を覆う被覆部1081と、隣り合う他のコイル1080を覆う被覆部1081との周方向の間には、空隙1090が形成される。すなわち、被覆部1081は、空隙1090を構成する。これにより、隣り合うティース1062間に風の流路を設けることができ、当該流路を流れる空気によって、ステータ1021を冷却することができるとともに、遠心送風機の風量特性も満足することができる。また、被覆部1081は、周方向一方側のインシュレータ1070またはコイル1080の一部と、周方向他方側のインシュレータ1070またはコイル1080の一部と、に接触して互いを繋ぐ構成を有していてもよい。この場合には、空隙1090に露出する被覆部1081の表面積を大きくすることができ、被覆部1081を介してコイルを効率よく冷却できる。
なお、当該変形例では、3つのコアピース1060を採用し遠心送風機を例に説明している関係上、例えば6つのコアピースと比較すると、隣り合うティース間の間隔が確保しやすく、ステータも冷却しやすい。
なお、一の被覆部1081と他の被覆部1081との周方向の距離は、ティース1062の軸方向中央よりも軸方向上側の方が長く、また、ティース1062の軸方向中央よりも軸方向下側の方が長い。これにより、遠心送風機1001の静圧をより高めることができる。
その他、被覆部1081はモールド成型により形成される。
上記変形例ではキャニスタ型の掃除機に用いる遠心送風機について記載したが、これに限られるものではない。図20はスティック型、またはハンディ型の掃除機に用いられる遠心送風機1001Aである。遠心送風機1001Aにおいても、上記変形例と同様のステータ1021が用いられ、同様の作用効果を奏することができる。このように、より小径な流路に送風する遠心送風機であっても、本発明を適用可能である。
また、上記の変形例と同等の構造を、掃除機以外の用途に用いられるモータに適用してもよい。
また、上記の変形例では、コアピースが3つの形態を例として説明したが、2つでもよいし、4つ以上でもよい。
図21は、本実施形態に記載の送風装置1を有する掃除機100の斜視図である。掃除機100は、上述の実施形態および変形例の送風装置、を有する。これにより、掃除機100に搭載される送風装置1を効率的に冷却するとともに排気効率を高めることができる。なお、実施形態および変形例の送風装置は、掃除機100に限らず、他の電気機器にも搭載できる。
以上に、本発明の実施形態および変形例を説明したが、実施形態および各変形例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。
1,301…送風装置、20…ハウジング、25,26…貫通孔、30,1032…ロータ、31,1031…シャフト、40,340,1021…ステータ、41a…コアバック部、41b…ティース部、42,1080…コイル、47…モールド部(流路形成部材)、48,348…排気誘導孔(流路)、48a,1090a…上部開口、48b,1090b…下部開口、48c…傾斜面、48h…テーパ部、70,1012…インペラ、100…掃除機、148f…第1テーパ部、148h…第2テーパ部、347…中空部材(流路形成部材)、1001…遠心送風機(送風装置)、1009,J…中心軸、1010…流路、1030…回転部(ロータ)、1061…コアバック(コアバック部)、1062…ティース(ティース部)、1070…インシュレータ、1081…被覆部(流路形成部材)、1090…空隙(流路)、1135…下側ケーシング(ハウジング)

Claims (12)

  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ロータと、
    前記ロータの径方向外側に位置するステータと、
    前記ロータと前記ステータとを収容し、軸方向に延びる筒状のハウジングと、
    前記ステータよりも上側において、前記シャフトに取り付けられるインペラと、
    を備え、
    前記ステータは、
    環状のコアバック部と、
    前記コアバック部から径方向内側に延びる複数のティース部と、
    前記ティース部の少なくとも一部を覆うインシュレータと、
    前記インシュレータを介してそれぞれの前記ティース部に巻き回されたコイルと、
    少なくとも一部が前記コアバック部よりも径方向内側に位置する流路形成部材と、
    を有し、
    前記ハウジングは、内側に開口する貫通孔を有し、
    前記流路形成部材は、周方向一方側の前記インシュレータまたは前記コイルの一部と、周方向他方側の前記インシュレータまたは前記コイルの一部と、を繋ぎ、前記コアバック部よりも径方向内側を通る流路を構成し、
    前記流路は、前記ハウジングの貫通孔に繋がる、送風装置。
  2. 前記コアバック部の径方向内側面の少なくとも一部は、前記流路に露出する、請求項1に記載の送風装置。
  3. 前記流路形成部材は、
    前記コアバック部の上側で開口する上部開口と、
    前記コアバック部の下側で開口する下部開口と、
    を有し、
    前記流路は、前記上部開口と前記下部開口を繋ぐ、請求項1又は2に記載の送風装置。
  4. 前記流路形成部材は、前記コイルを覆う、請求項1〜3の何れか一項に記載の送風装置。
  5. 前記下部開口は、軸方向下側に向かって開口する、請求項3に記載の送風装置。
  6. 前記上部開口は、軸方向上側に向かって開口する、請求項5に記載の送風装置。
  7. 前記上部開口は、径方向外側に向かって開口する、請求項5に記載の送風装置。
  8. 前記流路形成部材は、前記上部開口において径方向内側に向かうに従って、径方向に対して前記インペラの回転方向前方側に位置する傾斜面を有する、請求項7に記載の送風装置。
  9. 前記流路形成部材は、周方向に並ぶ前記コイル同士の間に位置する中空部材である、請求項1〜8の何れか一項に記載の送風装置。
  10. 前記流路形成部材は、上側から下側に向かうに従い流路の流路断面積が大きくなるテーパ部を有する、請求項1〜9の何れか一項に記載の送風装置。
  11. 前記流路形成部材は、
    上側から下側に向かうに従い流路の流路断面積が小さくなる第1テーパ部と、
    前記第1テーパ部の下側に位置し上側から下側に向かうに従い流路の流路断面積が大きくなる第2テーパ部と、
    を有する、請求項1〜10の何れか一項に記載の送風装置。
  12. 請求項1〜11の何れか一項に記載の送風装置を有する、掃除機。
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