JPWO2017082224A1 - 送風装置、および掃除機 - Google Patents

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、前記モータよりも上側に配置されるインペラと、前記インペラの上側及び径方向外側を囲み、中央に吸気口を有するインペラカバーと、前記モータの径方向外側に配置されるモータカバーと、を備え、前記モータは、前記シャフトに固定され、マグネットを有するロータ部と、前記マグネットと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部と、を有し、前記モータカバーは、下側に開口する筒状のモータカバー筒部を有し、前記モータカバー筒部の内面は、前記モータと径方向に間隙を介して対向し、前記モータカバー筒部は、前記モータカバー筒部の内側空間と前記モータカバー筒部の外側空間とを連通する連通部を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、送風装置、および掃除機に関する。

従来、駆動用半導体素子を冷却できる電動送風機が知られている。例えば、日本国公開公報特開平１１−３３６６９６号公報に記載されている電動送風機は、インペラによって発生し、エアガイドに導かれた空気を、外筒とフレーム間で構成した通気路に沿って流し、外筒に駆動用半導体素子を取り付けることにより、コンパクトで効率がよく、低騒音な冷却機構を実現できると主張している。

日本国公開公報： 特開平１１−３３６６９６号公報

しなしながら、日本国公開公報特開平１１−３３６６９６号公報に記載されている電動送風機においては、通気路に沿って流れた空気がフレームの内部に流れ込まないため、モータを効率良く冷却することができないという課題があった。

本発明の例示的な一実施形態は、上記問題点に鑑みて、モータカバー内に配置されるモータを効率良く冷却できる送風装置を実現する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、前記モータよりも上側に配置されるインペラと、前記インペラの上側及び径方向外側を囲み、中央に吸気口を有するインペラカバーと、前記モータの径方向外側に配置されるモータカバーと、を備え、前記モータは、前記シャフトに固定され、マグネットを有するロータ部と、前記マグネットと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部と、を有し、前記モータカバーは、下側に開口する筒状のモータカバー筒部を有し、前記モータカバー筒部の内面は、前記モータと径方向に間隙を介して対向し、前記モータカバー筒部は、前記モータカバー筒部の内側空間と前記モータカバー筒部の外側空間とを連通する連通部を有する。

本発明の例示的な一実施形態に係る送風装置によれば、モータカバー内に配置されるモータを効率良く冷却できる。また、そのような送風装置を備える掃除機を実現できる。

図１は、第１実施形態に係る送風装置の上斜視図である。 図２は、第１実施形態に係る送風装置の縦断面図である。 図３は、第１実施形態に係る送風装置の下面図である。 図４は、第１実施形態に係る送風装置の下斜視図である。 図５は、第２実施形態に係る送風装置の縦断面図である。 図６は、第２実施形態に係る送風装置の下面図である。 図７は、掃除機の斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の例示的な一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、断面における斜線や、一部の構造を示す線を省略する場合がある。

＜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、送風装置１の上斜視図である。送風装置１は、インペラカバー６０と、ブロアカバー７４と、インペラ５０を有する。

図２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と、インペラカバー６０と、モータカバー７０と、を備える。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、軸受部４０と、を有する。軸受部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、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２４が固定される。すなわち、ロータ部２０は、シャフト１１に固定され、マグネット２４を有する。マグネット２４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の下側に配置される。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。

＜ステータ部＞
ステータ部３０は、マグネット２４と対向する。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（不図示）を介して導線が巻かれることでコイル３２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、ロータホルダ円筒部２２の内周面には、マグネット２４が固定される。ステータコア３１は、マグネット２４と径方向に間隙を介して内側に配置される。

ステータ部３０は、軸受ハウジング３３と、取付板３４と、回路基板３６と、を有する。軸受ハウジング３３は、軸方向に延びる筒状の部材である。軸受ハウジング３３の一部は、後述するモータカバー天板部７１の一部に固定される。軸受部４０は、軸受ハウジング３３の内面に固定される。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３４は、ロータホルダ２１やステータコア３１よりも上側に配置される。取付板３４は、軸受ハウジング３３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３４の少なくとも一部は、軸受ハウジング３３に固定される。取付板３４は、金属製の部材で形成されている。図３に示されている通り、取付板３４は、外縁から径方向に突出する取付板フランジ部３５を有する。本実施形態においては、取付板フランジ部３５は、周方向に３箇所形成される。取付板フランジ部３５と後述するモータカバー天板部７１とは、ネジによって固定される。

図２に戻って、モータ１０は、取付板３４よりも下側、かつロータホルダ２１よりも上側に配置される回路基板３６をさらに有する。回路基板３６は、軸受ハウジング３３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３６の径方向外端は、軸受ハウジング３３の径方向外端よりも径方向外側に配置される。回路基板３６の径方向内端は、軸受ハウジング３３に固定される。コイル３２から引き出された引出線は、回路基板３６と電気的に接続される。回路基板３６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＞
インペラ５０は、シャフト１１に固定され、モータ１０よりも上側に配置される。インペラ５０は、シャフト１１に固定されるモータ１０の回転に伴って、シャフト１１とともに中心軸Ｊ周りに回転する。本実施形態においては、インペラ５０は、軸方向上側からの平面視において、反時計周りに回転する。すなわち、軸方向上側からの平面視において、インペラの回転方向Ｒは、反時計周りである。

インペラ５０は、複数の動翼５１と、主板５２と、シュラウド５３と、バランス修正部５４と、を有する。バランス修正部５４は、シュラウド５３に構成される。より詳細に述べると、バランス修正部５４は、シュラウド５３の上面において、径方向外側の領域に配置される。

バランス修正部５４は、第１凸部５４１と、第２凸部５４２と、を有する。第１凸部５４１は、シュラウド５３の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、シュラウド５３の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よりも径方向外側に配置される。本実施形態においては、第２凸部５４２は、シュラウド５３の外縁に配置される。これにより、第１凸部５４１と第２凸部５４２との径方向間には、空間が構成される。

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、第１凸部５４１と第２凸部５４２との径方向空間に重り５４３を入れることによって、中心軸Ｊに対するインペラ５０とロータ部３０との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、シュラウド５３の上面にバランス修正部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。また、第１凸部５４１の上端が第２凸部５４２の上端よりも上側に配置されることによって、インペラ５０が回転する際に、空気が第１凸部５４１よりも径方向内側に流入することを抑制できる。すなわち、シュラウド５３の上面と、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。

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、第１の動翼５１１と、第２の動翼５１２によって構成される。第１の動翼５１１の径方向内端は、第２の動翼５１２の径方向内端よりも径方向内側に配置される。すなわち、複数の動翼５１は、径方向の長さが異なる２種類の動翼によって構成される。本実施形態においては、第１の動翼５１１と第２の動翼５１２とが周方向に配置されることによって動翼５１が構成される。しかし、複数の動翼５１は、全て同一の形状であっても良く、３種類以上の異なる形状であっても良い。

主板５２は、複数の動翼５１と一体の部材として成型される。主板５２は、動翼５１の下側に配置される。複数の動翼５１の下部は、主板５２と接続される。主板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、インペラ５０は、貫通孔５２１に固定されるインペラハブ５０１を介してシャフト１１に固定される。ただし、インペラ５０とシャフト１１とは、他の固定方法によって固定されても良い。本実施形態においては、主板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拡がる曲面を成す。これにより、上側から流れる空気が、主板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、主板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。

主板５２の下面の内側は、主板５２の外縁の下面よりも上側に配置される。主板５２の下面は、内側から外側に向かうに従って、滑らかに下側に向かう曲面を有する。主板５２は、下面において、周方向に配置される複数の主板リブ５２２を有する。主板リブ５２２の下端の軸方向位置は、主板５２の外縁における下面の軸方向位置と略同一である。ただし、主板リブ５２２の下端は、主板５２の外縁よりも上側に位置してもよい。主板リブ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後方側に配置される。これにより、インペラ５０が回転する際に、主板リブ５２２も一体となって回転するため、主板５２と、後述するモータカバー天板部７１の上面との間の空気を径方向外側に排出することができる。よって、インペラ５０の回転によって径方向外側に排出された空気が主板５２とモータカバー天板部７１との軸方向間隙に流れこむことによって送風効率が低下することを低減することができる。また、主板リブ５２２が形成されることによって、主板５２の剛性が向上する。

シュラウド５３は、動翼５２の上側に配置される。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、シュラウド５３の貫通孔５３１を通ってインペラ５０の内部に吸気される。シュラウド５３は、内端から外側に向かうに従って、滑らかに下側に湾曲する。よって、インペラ５０内部に吸気された空気は、シュラウド５３の下面と主板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の上側及び径方向外側を囲み、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、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、インペラカバー上縁部６２と、インペラカバー傾斜部６３と、インペラカバー突出部６４と、インペラカバー筒部６５と、インペラカバーガイド部６６と、を有する。

インペラカバー上縁部６２は、中央に吸気口６１を備える。インペラカバー傾斜部６３は、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の下面は、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、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。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配置される。すなわち、インペラカバー突出部６４が配置される領域では、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が配置される。

インペラカバー筒部６５は、インペラカバー突出部６４の外側から下側に延びる筒状の部位である。インペラカバーガイド部６６は、インペラ５０の外端よりも外側において、インペラカバー筒部６５の下端部から、インペラカバー６０の外側に向かって凸となる滑らかな曲面を成すように下側かつ径方向外側に拡がる。これにより、インペラ５０から排気された空気を滑らかに径方向外側かつ下側に誘導する。

＜モータカバー＞
モータカバー７０は、モータ１０の径方向外側に配置される。モータカバー７０は、モータカバー天板部７１と、モータカバー筒部７２と、を有する。モータカバー天板部７１は、モータ１０よりも上側に配置され、中心軸Ｊと略直交する方向に拡がる板状の部位である。モータカバー筒部７２は、モータカバー天板部７１の径方向外側から下側に延びる筒状の部位である。モータカバー筒部７２は、下側に開口する。すなわち、モータカバー７０は、下側に開口する筒状のモータカバー筒部７２を有する。

モータカバー筒部の外面７２１よりも径方向外側には、ブロアカバー７４が配置される。ブロアカバー７４は、インペラカバーガイド部６６に接続され、下側に向かって延びる筒状の部位である。モータカバー筒部の外面７２１と、ブロアカバー７４の内面とは、径方向に間隙を介して対向する。これにより、インペラカバー筒部の外面７２１とブロアカバー７４の内面との間に、流路８０が構成される。モータカバー筒部の外面７２１とブロアカバー７４の下端は、流路８０の排気口８１を構成する。よって、インペラ５０から径方向外側に排出された空気は、インペラカバーガイド部６６の内面に沿って滑らかに径方向外側かつ軸方向下側に向かって誘導され、流路８０を通って排気口８１から下側に向かって排出される。

モータカバー７０は、モータカバー筒部７２の外面において周方向に配置される複数の静翼７３を有する。静翼７３の軸方向下部は、静翼７３の軸方向上部よりもインペラの回転方向Ｒ前方側に配置される。より詳細に述べると、静翼７３の軸方向上部はインペラの回転方向Ｒの後方側に位置し、上端から下側に向かって、インペラの回転方向Ｒの前方側かつ下側に向かって滑らかに湾曲し、静翼７３の軸方向下部に向かって下側に延びる。これにより、流路８０内を流れる空気を滑らかに排気口８１に向かって案内する。すなわち、インペラ５０の回転によって排出された空気はインペラの回転方向Ｒの前方側に向かう周方向の旋回成分を有するため、静翼７３によって旋回成分を有する空気が滑らかに下側に向かって案内される。これにより、流路８０内を流れる空気の送風効率が向上する。

本実施形態においては、モータカバー７０と、静翼７３と、ブロアカバー７４とは、一体の樹脂部材で構成される。静翼７３の径方向外側は、ブロアカバー７４の内面に接続される。すなわち、インペラカバー７０は、インペラカバー６０の下端部から下側に延び、静翼７３の径方向外端と接続する、筒状のブロアカバー７４を有する。これにより、上下方向にスライドする一対の金型によって、モータカバー７０と静翼７３とブロアカバー７４とが、一体の部材として安価に成型できる。また、モータカバー筒部７２とブロアカバー７４とを一体部材で構成できるため、モータカバー筒部７２とブロアカバー７４とが別体の部材である場合に比べて、モータカバー筒部７２の外面とブロアカバー７４との同軸度が向上する。従って、流路８０の径方向幅が周方向で一定となるため、流路８０内を流れる空気において、周方向の圧力差が生じることを抑制できるため、送風装置１の送風効率が向上する。

＜連通部＞
モータカバー筒部７２の径方向内側には、モータ１０が配置される。モータカバー筒部の内面７２２は、モータ１０と径方向に間隙を介して対向する。これにより、モータカバー筒部７２の径方向内側には、インナーロータ型モータ又はアウターロータ型モータのいずれであっても配置することができる。本実施形態においては、モータカバー筒部７２の径方向内側に、アウターロータ型のモータ１０が配置される。モータ１０は、回転するロータホルダ２１を有しており、ロータホルダ２１とモータカバー筒部の内面７２２との間に径方向間隙を有することにより、送風装置１の駆動部として、アウターロータ型のモータ１０を利用することができる。

モータカバー筒部７２は、モータカバー筒部の内側空間８３とモータカバー筒部の外側空間８２とを連通する連通部７５を有する。また、モータカバー筒部７２は下側に開口しているため、流路８０を下側に向かって流れた空気の一部は、排気口８１から排出されてから径方向内側に向かって旋回し、モータカバー筒部７２の径方向内側に広がるモータカバー筒部の内側空間８３に入って、モータカバー筒部の内側空間８３から連通部７５を通ってモータカバー筒部の外側空間８２に排出される。モータカバー筒部の外側空間８２は流路８０であるため、連通部７５を通って流路８０に排出された空気は、流路８０内を下向きに流れる空気流と合流し、再び流路８０内を下向きに流れて、排気口８１から排出される。

モータカバー筒部の内側空間８３にはモータ１０が配置される。よって、コイル３２や回路基板３６に実装される回路素子等が発熱することにより、モータカバー筒部の内側空間８３の温度は、モータカバー筒部の外側空間８２の温度よりも高くなる。しかしながら、本実施形態の送風装置１においては、上述のメカニズムによって流路８０を流れる空気の一部が連通部７５を介してモータカバー筒部の内側空間８３とモータカバー筒部の外側空間８２とを循環するため、モータカバー筒部の内側空間８３で発生した熱の一部を、効率良くモータカバー筒部の外側空間８２に排出することができる。これにより、モータカバー筒部の内側空間８３の温度が下がり、モータ１０や回路基板３６に実装された回路素子が冷却される。また、軸受ハウジング３３及び取付板３４は、金属製の部材である。これにより、軸受ハウジング３３及び取付板３４は熱伝導性に優れるため、軸受ハウジング３３及び取付板３４に蓄えられた熱は、モータカバー筒部の内側空間８３を流れる空気によって効率良く冷却される。よって、モータ１０の冷却特性が向上する。

なお、本実施形態においては、モータカバー筒部７２の下端周辺、すなわち排気口８１の周辺におけるモータカバー筒部の外面７２１は、モータカバー筒部７２の上側、すなわち静翼７３が配置される領域周辺におけるモータカバー筒部の外面７２１よりも、径方向内側に配置される。より詳細に述べると、モータカバー筒部の外面７２１は、下側に向かうに従って滑らかに径方向内側に湾曲するモータカバー下部領域７２３を有する。これにより、流路８０を下向きに流れて排気口８１から排出される空気の一部は、モータカバー筒部の外面７２１の下端周辺の形状に合わせて滑らかにモータカバー筒部の内側空間８３に向かって誘導されるため、モータカバー筒部の内側空間８３を循環する空気の流れが滑らかになる。従って、モータカバー筒部の内側空間８３に配置されるモータ１０を効率良く冷却できる。なお、モータカバー下部領域７２３は、下側に向かうに従って径方向内側に向かうような平面であっても良い。

また、本実施形態においては、ブロアカバー７４の内面は、軸方向に平行になるように構成される。そのため、モータカバー筒部の外面７２１とブロアカバー７４の内面とで構成される流路８０の径方向幅は、静翼７３が配置される領域において狭くなり、排気口８１が構成される領域において最も広くなる。これにより、静翼７３が配置される領域においては、流路８０を流れる空気の静圧が高くなり、排気口８１が構成される領域においては、空気の静圧が徐々に低くなるため、排気口８１周辺での空気抵抗を減らすことができる。よって、流路８０において乱流が発生することを低減し、送風装置１の送風効率を向上できる。

次に、連通部７５の具体的な構成について記載する。図３は、第１実施形態の送風装置１の下面図であり、図４は、第１実施形態の送風装置１の下斜視図である。図３と図４に記載されている通り、本実施形態においては、モータカバー筒部７２は、モータカバー筒部の外面７２１とモータカバー筒部の内面７２２とを接続する筒部側壁部７６を有する。筒部側壁部７６は、筒部側壁部の径方向外端部７６１と筒部側壁部の径方向内端部７６２とを接続する。筒部側壁部７６は、連通部７５の側壁である。モータカバー筒部７２は、上述の筒部側壁部７６と周方向に間隙を介して対向する他の筒部側壁部７６を有する。他の筒部側壁部７６は、連通部７５の側壁である。つまり、モータカバー筒部７２は、モータカバー筒部の外面７２１とモータカバー筒部の内面７２２とを接続し、連通部７５の側壁を構成する筒部側壁部７６を有する。連通部７５の周方向幅は、周方向に間隙を介して対向する２つの筒部側壁部７６の周方向幅に等しい。

連通部７５は、径方向に対して周方向に傾いて構成される。言い換えると、筒部側壁部７６は、径方向に対して周方向に傾いている。本実施形態においては、筒部側壁部の径方向外端部７６１は、筒部側壁部の径方向内端部７６２よりもインペラの回転方向Ｒ前方側に配置される。これにより、連通部７５を通ってモータカバー筒部の外側空間８２に排出された空気は、インペラの回転方向Ｒに沿う周方向旋回成分を有する。よって、連通部７５からモータカバー筒部の外側空間８２に排出された空気は、流路８０を流れ、インペラの回転方向Ｒに沿う旋回成分を有する空気と、滑らかに合流できる。従って流路８０内の送風効率が向上する。なお、図３は送風装置１の下面図であるため、インペラの回転方向Ｒは、時計回りである。

筒部側壁部７６は、筒部側壁部の径方向外端部７６１と筒部側壁部の径方向内端部７６２とを接続し、インペラの回転方向Ｒ後方側に凸となる滑らかな曲面である。これにより、連通部７５を通ってモータカバー筒部の外側空間８２に排出される空気は、インペラの回転方向Ｒ後方側に凸となる滑らかな曲面に沿って滑らかに回転方向Ｒ前方側に向かう旋回成分を有するように誘導される。よって、流路８０を流れる空気とより滑らかに合流できるため、流路８０内の送風効率が向上する。なお、筒部側壁部の径方向外端部７６１や筒部側壁部の径方向内端部７６２の形状は、Ｃ面やＲ形状になっていても良い。これによって、筒部側壁部の径方向外端部７６１や筒部側壁部の径方向内端部７６２の周辺において、空気の渦が発生して送風効率が低下することを低減できる。

モータカバー筒部７２は、モータカバー筒部の外面７２１とモータカバー筒部の内面７２２とを接続する筒部上壁部７７を有する。筒部上壁部７７は、連通部７５の側壁部である。つまり、モータカバー筒部７２は、モータカバー筒部の外面７２１とモータカバー筒部の内面７２２とを接続し、連通部７５の軸方向上側壁を構成する筒部上壁部７７を有する。連通部７５は、軸方向下側に開口する。すなわち、連通部７５は、モータカバー筒部７２の下端から上側に凹む凹部である。これにより、上下方向にスライドする金型によって連通部７５を有するモータカバー７０を成型できる。よって、安価にモータカバー７０を成型でき、量産性も向上する。

連通部７５の少なくとも一部と、ブロアカバー７４の少なくとも一部とは、径方向に対向する。これにより、連通部７５を通ってモータカバー筒部の外側空間８２に排出された空気は、モータカバー筒部の外面７２１とブロアカバー７４の内面との間に構成される流路８０に沿って下向きに流れる。すなわち、連通部７５の径方向外側にブロアカバー７４が配置されることによって、連通部７５を通って径方向外側に排出された風が、流路８０よりも径方向外側に流れることなく、流路８０内を下向きに流れるように案内されるため、送風効率が向上する。

筒部上壁部７７の径方向外端部は、静翼７３の下端よりも軸方向下側に配置される。すなわち、連通部７５は、流路８０において静翼７３が配置されない領域に形成される。よって、静翼７３が配置されることによって流路８０の断面積が狭くなる領域に連通部７５が形成される場合に比べて、流路８０の断面積が広い領域において、連通部７５を通った空気が流路８０に合流するため、流路８０内を流れる空気の圧力が極端に高くなることを抑制でき、流路８０内の送風効率が低減することを抑制できる。また、連通部７５は静翼７３の下端よりも軸方向下側に構成されるため、連通部７５を通った空気は静翼７３によって軸方向下向きに整流された流路８０内の空気と合流するので、流路８０内で乱流が発生することを低減できる。

連通部７５は、周方向に複数配置される。これにより、空気が、複数の連通部７５を通ってモータカバー筒部の内側空間８３とモータカバー筒部の外側空間８２とを循環するため、より効率良くモータカバー筒部の内側空間８３の熱を放出できる。また、本実施形態においては、連通部７５は、周方向等間隔に配置される。これにより、連通部７５を通る空気の流れを周方向において、なるべく均等にすることができる。よって、周方向において流路８０内の空気の流れを均等にできるため、送風効率が向上する。

複数の連通部７５は、周方向に不等配であっても良い。すなわち、ある連通部７５と他の連通部７５との周方向の間隔は、周方向において同一でなくても良い。これにより、連通部７５を通ってモータカバー筒部の外側空間８２に排出される空気の流れが、周方向において流路８０内で一定ではなくなるため、流路８０内で発生する音波は、特定の周波数を有する定常波になりにくいため、大きな騒音が出ることを低減できる。

連通部７５の数と、動翼５１の数と、静翼７３の数は、互いに素であることが望ましい。例えば、連通部７５の数が１１、動翼５１の数が１０、静翼７３の数が２７となるように構成すれば良い。これにより、インペラ５０が回転した際に、連通部７５と、動翼５１と、静翼７３と、において発生する騒音が共振することを低減できるため、発生する騒音を低減できる。なお、連通部７５の数と、動翼５１の数と、静翼７３の数は、互いに素となる他の組み合わせでも良い。その際は、静翼７３の数が一番大きくなることが望ましい。これにより、多数の静翼７３で流路８０内を流れる空気を整流できるため、送風効率が向上する。また、動翼５１の数は、静翼７３の数の半分以下であることが望ましい。これにより、動翼５１と隣接する他の動翼５１との間隙を広げることができるため、空気が流れやすくなる。また、連通部７５の数も、静翼７３の数の半分以下であることが望ましい。これにより、連通部７５の断面積を広げることができるため、連通部７５を流れる空気の送風効率が向上する。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る送風装置１Ａについて説明する。なお、以下の説明においては、第１実施形態に係る送風装置１と重複する構成については、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を付与する。

図５は、第２実施形態に係る送風装置１Ａの縦断面図であり、図６は、第２実施形態に係る送風装置１Ａの下面図である。図５に示されている通り、送風装置１Ａにおいては、モータカバー筒部７２Ａは、モータカバー筒部の内側空間８３Ａとモータカバー筒部の外側空間８２Ａとを連通する連通部７５Ａを有する。連通部７５Ａは、モータカバー筒部７２Ａを径方向に貫通する貫通孔である。すなわち、第１実施形態に係る送風装置１の連通部７５とは異なり、連通部７５Ａは下側に開口する切欠きではなく、モータカバー筒部７２Ａを径方向に貫通する貫通孔である。これにより、切欠き形状の連通部７５を構成する場合に比べて、モータカバー筒部７２Ａの剛性を向上できる。また、連通部７５を構成することによって、モータカバー筒部の内側空間８３Ａで発生した熱を効率良くモータカバー筒部の外側空間８２Ａに排出できる。モータカバー筒部の内側空間８３Ａで発生した熱をモータカバー筒部の外側空間８２Ａに排出する際のメカニズムは、第１実施形態に係る送風装置１の場合と同様である。

送風装置１Ａにおいては、モータカバー筒部７２Ａは、モータカバー天板部７１Ａの径方向外側から下向きに延びる第１モータカバー筒部７２４Ａと、第１モータカバー筒部７２４Ａの下端部から下向きに延びる環状の第２モータカバー筒部７２５Ａと、によって構成される。すなわち、第２モータカバー筒部７２５Ａは、モータカバー７０Ａとは別体の部材であり、第１モータカバー筒部７２４Ａと略同軸に配置される環状の部材である。

モータカバー７０Ａは、モータカバー筒部の外面７２１Ａにおいて周方向に配置される複数の静翼７３Ａを有する。複数の静翼７３Ａは、第１モータカバー筒部７２４Ａの外面に形成される。第１モータカバー筒部７２４Ａと、複数の静翼７３Ａと、ブロアカバー７４Ａは、一体の樹脂部材である。第１モータカバー筒部７２４Ａは、モータカバー天板部７１Ａを有するため、第２モータカバー筒部７２５Ａよりも剛性が高い。従って、複数の静翼７３Ａは、第１モータカバー筒部７２４Ａに一体の部位として構成されることで、第２モータカバー筒部７２５Ａに構成される場合に比べて固定強度を向上することができる。すなわち、第１モータカバー筒部７２４Ａの外面に静翼７３Ａを形成することによって、流路８０Ａ内を空気が流れる際に、静翼７３Ａが振動することを低減できる。

モータカバー筒部７２Ａは、モータカバー筒部の外面７２１Ａとモータカバー筒部の内面７２２Ａとを接続し、連通部７５Ａの軸方向上側壁を構成する筒部上壁部７７Ａを有する。本実施形態においては、筒部上壁部７７Ａは、第１モータカバー筒部７２４Ａの下面の一部によって構成される。筒部上壁部７７Ａの径方向外端部は、筒部上壁部７７Ａの径方向内端部よりも軸方向下側に配置される。これにより、連通部７５Ａを通ってモータカバー筒部の内側空間８３Ａからモータカバー筒部の外側空間８２Ａに排出される空気は、軸方向下側に向かう速度成分を有する。よって、連通部７５Ａを介して流路に流れる空気は、流路８０Ａ内を下向きに流れる空気と滑らかに合流することができるので、流路８０Ａ内の送風効率が向上する。

また、本実施形態においては、筒部上壁部７７Ａは、筒部上壁部７７Ａの径方向外端部と筒部上壁部７７Ａの径方向内端部を接続し、軸方向上側に凸となる滑らかな曲面である。これにより、連通部７５Ａを通ってモータカバー筒部の外側空間８２Ａに排出される空気は、筒部上壁部７７Ａに沿って滑らかに径方向外側かつ軸方向下側に案内されるため、より効率良く流路８０Ａ内を下向きに流れる空気と合流できるので、流路８０Ａ内の送風効率が向上する。

筒部上壁部７７Ａの径方向外端部は、静翼７３Ａの下端よりも軸方向上側に配置される。これにより、連通部７５Ａをなるべく軸方向上側に配置することができる。インペラ５０Ａの回転によって径方向外側に排出されて流路８０Ａを通って排気口８１Ａから下向きに排出された空気の一部が、モータカバー筒部の内側空間８３Ａを循環して連通部７５Ａを通って再び流路８０Ａに合流する際において、連通部７５Ａをなるべく軸方向上側に配置することによって、循環する空気がモータカバー筒部の内側空間８３Ａを通る距離を長くすることができるため、モータカバー筒部の内側空間８３Ａにおいて発生した熱をより効率良くモータカバー筒部の外側空間８２Ａに排出することができる。

特に、本実施形態においては、回路基板３６Ａがモータカバー筒部の内側空間８３Ａの上側に配置されるため、モータカバー筒部の内側空間８３Ａを循環する空気ができるだけ軸方向上側まで到達してモータカバー筒部の外側空間８２Ａに流れることで、回路基板３６Ａ上に配置された回路素子から発生する熱を効率良く排出することができる。

また、本実施形態においては、連通部７５Ａは下側に開口する切欠きではなく、第１モータカバー筒部７２４Ａと第２モータカバー筒部７２５Ａとで構成される貫通孔である。よって、軸方向上側に大きく凹む凹部によってモータカバー筒部の内側空間８３Ａの上側まで連通部７５Ａを構成する場合に比べて、モータカバー筒部７２Ａの剛性を向上することができるので、流路８０Ａ内を流れる空気によってモータカバー筒部７２Ａが振動することを低減することができる。

モータカバー筒部７２Ａは、モータカバー筒部の外面７２１Ａとモータカバー筒部の内面７２２Ａとを接続し、連通部７５Ａの軸方向下側壁を構成する筒部下壁部７８Ａを有する。本実施形態においては、筒部下壁部７８Ａは、第２モータカバー筒部７２５Ａの上面の一部によって構成される。筒部下壁部７８Ａの径方向外端部は、筒部下壁部７８Ａの径方向内端部よりも軸方向下側に配置される。これにより、連通部７５Ａを通ってモータカバー筒部の内側空間８３Ａからモータカバー筒部の外側空間８２Ａに排出される空気は、軸方向下側に向かう速度成分を有する。よって、連通部７５Ａを介して流路８０Ａに流れる空気は、流路内を下向きに流れる空気と滑らかに合流することができるので、流路８０Ａ内の送風効率が向上する。

モータカバー筒部７２Ａは、モータカバー筒部の外面７２１Ａとモータカバー筒部の内面７２２Ａとを接続する筒部側壁部７６Ａを有する。筒部側壁部７６Ａは、筒部側壁部の径方向外端部７６１Ａと筒部側壁部の径方向内端部７６２Ａとを接続する。筒部側壁部７６Ａは、連通部７５Ａの側壁である。モータカバー筒部７２Ａは、上述の筒部側壁部７６Ａと周方向に間隙を介して対向する他の筒部側壁部７６Ａを有する。他の筒部側壁部７６Ａは、連通部７５Ａの側壁である。つまり、モータカバー筒部７２Ａは、モータカバー筒部の外面７２１Ａとモータカバー筒部の内面７２２Ａとを接続し、連通部７５Ａの側壁を構成する筒部側壁部７６Ａを有する。連通部７５Ａの周方向幅は、周方向に間隙を介して対向する２つの筒部側壁部７６Ａの周方向幅に等しい。本実施形態においては、筒部側壁部７６Ａは、第２モータカバー筒部７２５Ａの一部によって構成される。ただし、筒部側壁部７６Ａは、第１モータカバー筒部７２４Ａの一部によって構成されても良い。

筒部側壁部の径方向外端部７６１Ａは、筒部側壁部の径方向内端部７６２Ａよりもインペラの回転方向Ｒ前方側に配置される。より詳細に述べると、筒部側壁部７６Ａは、筒部側壁部の径方向外端部７６１Ａと筒部側壁部の径方向内端部７６２Ａとを接続し、インペラの回転方向Ｒ後方側に凸となる滑らかな曲面である。これにより、流路８０Ａを流れる空気とより滑らかに合流できるため、流路８０Ａ内の送風効率が向上する。送風効率が向上するメカニズムは、第１実施形態の筒部側壁部７６におけるメカニズムと同様である。図６に示されている通り、インペラの回転方向Ｒは、軸方向下側から見て、時計回りである。

なお、径方向に貫通する連通部７５Ａは、一体部材であるモータカバー筒部７２Ａを径方向に貫通する貫通孔によって構成されても良い。本実施形態のようにモータカバー筒部７２Ａを第１モータカバー筒部７２４Ａと第２モータカバー筒部７２５Ａとで構成する場合は、第１モータカバー筒部７２４Ａと第２モータカバー筒部７２５Ａとを、それぞれ上下方向にスライドする金型で成型することができるため、モータカバー筒部７２Ａに径方向に貫通する連通部７５Ａを構成する際の量産性が向上するため、より好ましい構成である。

連通部７５Ａは、周方向に複数構成されることが好ましい。これにより、モータカバー筒部の内側空間８３Ａで発生した熱をより効率良くモータカバー筒部の外側空間８２Ａに排出できる。また、本実施形態においては、モータ１０Ａはいわゆるアウターロータ側であるが、インナーロータ型であっても良い。インナーロータ型のモータが配置された場合は、モータカバー筒部の内側空間８３Ａを循環する空気は、モータ１０Ａの外側を覆うモータカバーの外側を流れる。従って、コイル等で発生し、ステータを介してモータカバーに伝達した熱をモータカバー筒部の外側空間８２Ａに排出できる。

図７は、掃除機１００の斜視図である。掃除機１００は、本発明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において、モータカバー筒部の内側空間で発生した熱を効率良くモータカバー筒部の外側空間に排出することができる。よって、冷却機能に優れた掃除機１００を実現できる。

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。また、本発明の送風装置は、掃除機以外の電気機器に利用されても良い。

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 ロータ部
２１ ロータホルダ
２２ ロータホルダ円筒部
２３ ロータホルダ底部
２４ マグネット
３０ ステータ部
３１ ステータコア
３２ コイル
３３ 軸受ハウジング
３４ 取付板
３５ 取付板フランジ部
３６ 回路基板
４０ 軸受部
５０，５０Ａ インペラ
５０１ インペラハブ
５１ 動翼
５１１ 第１の動翼
５１２ 第２の動翼
５２ 主板
５２１ 貫通孔
５２２ 主板リブ
５３ シュラウド
５３１ 貫通孔
５４ バランス修正部
５４１ 第１凸部
５４２ 第２凸部
５４３ 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
７０，７０Ａ モータカバー
７１，７１Ａ モータカバー天板部
７２，７２Ａ モータカバー筒部
７２１，７２１Ａ モータカバー筒部の外面
７２２，７２２Ａ モータカバー筒部の内面
７２３ モータカバー下部領域
７２４Ａ 第１モータカバー筒部
７２５Ａ 第２モータカバー筒部
７３，７３Ａ 静翼
７４，７４Ａ ブロアカバー
７５，７５Ａ 連通部
７６，７６Ａ 筒部側壁部
７６１，７６１Ａ 筒部側壁部の径方向外端部
７６２，７６２Ａ 筒部側壁部の径方向内端部
７７，７７Ａ 筒部上壁部
７８Ａ 筒部下壁部
８０，８０Ａ 流路
８１，８１Ａ 排気口
８２，８２Ａ モータカバー筒部の外側空間
８３，８３Ａ モータカバー筒部の内側空間
１００ 掃除機

Claims (16)

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、前記モータよりも上側に配置されるインペラと、
   前記インペラの上側及び径方向外側を囲み、中央に吸気口を有するインペラカバーと、
   前記モータの径方向外側に配置されるモータカバーと、
   を備え、
   前記モータは、
   前記シャフトに固定され、マグネットを有するロータ部と、
   前記マグネットと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部と、
   を有し、
   前記モータカバーは、下側に開口する筒状のモータカバー筒部を有し、
   前記モータカバー筒部の内面は、前記モータと径方向に間隙を介して対向し、
   前記モータカバー筒部は、前記モータカバー筒部の内側空間と前記モータカバー筒部の外側空間とを連通する連通部を有する、送風装置。
2. 前記連通部は、周方向に複数配置される、請求項１に記載の送風装置。
3. 前記連通部は、周方向等間隔に配置される、請求項１又は２の何れか一項に記載の送風装置。
4. 前記連通部は、軸方向下側に開口する、請求項１から３の何れか一項に記載の送風装置。
5. 前記連通部は、前記モータカバー筒部を径方向に貫通する貫通孔である、請求項１から３の何れか一項に記載の送風装置。
6. 前記モータカバー筒部は、前記モータカバー筒部の外面とモータカバー筒部の内面とを接続し、前記連通部の側壁を構成する筒部側壁部を有し、
   前記筒部側壁部の径方向外端部は、前記筒部側壁部の径方向内端部よりもインペラの回転方向前方側に配置される、請求項１から５の何れか一項に記載の送風装置。
7. 前記筒部側壁部は、前記筒部側壁部の径方向外端部と前記筒部側壁部の径方向内端部とを接続し、前記インペラの回転方向後方側に凸となる滑らかな曲面である、請求項６に記載の送風装置。
8. 前記モータカバー筒部は、前記モータカバー筒部の外面とモータカバー筒部の内面とを接続し、前記連通部の軸方向上側壁を構成する筒部上壁部を有し、
   前記筒部上壁部の径方向外端部は、前記筒部上壁部の径方向内端部よりも軸方向下側に配置される、請求項１から７の何れか一項に記載の送風装置。
9. 前記筒部上壁部は、前記筒部上壁部の径方向外端部と前記筒部上壁部の径方向内端部を接続し、軸方向上側に凸となる滑らかな曲面である、請求項８に記載の送風装置。
10. 前記モータカバーは、前記モータカバー筒部の外面において周方向に配置される複数の静翼を有する、請求項１から９の何れか一項に記載の送風装置。
11. 前記静翼の軸方向下部は、前記静翼の軸方向上部よりも前記インペラの回転方向前方側に配置される、請求項１０に記載の送風装置。
12. 前記モータカバーは、前記インペラカバーの下端部から下側に延び、前記静翼の径方向外端と接続する、筒状のブロアカバーを有する、請求項１０又は１１に記載の送風装置。
13. 前記モータカバーと、前記静翼と、前記ブロアカバーとは、一体の樹脂部材で構成され、
    前記連通部の少なくとも一部と、前記ブロアカバーの少なくとも一部とは、径方向に対向する、請求項１２に記載の送風装置。
14. 前記モータカバーは、前記モータカバー筒部の外面において周方向に配置される複数の静翼を有し、
    前記筒部上壁部の径方向外端部は、前記静翼の下端よりも軸方向下側に配置される、請求項８又は９に記載の送風装置。
15. 前記モータカバーは、前記モータカバー筒部の外面において周方向に配置される複数の静翼を有し、
    前記筒部上壁部の径方向外端部は、前記静翼の下端よりも軸方向上側に配置される、請求項８又は９に記載の送風装置。
16. 請求項１から１５のいずれか一項に記載の送風装置を有する、掃除機。

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