WO2017179498A1 - 送風装置及び掃除機 - Google Patents

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WO2017179498A1
WO2017179498A1 PCT/JP2017/014450 JP2017014450W WO2017179498A1 WO 2017179498 A1 WO2017179498 A1 WO 2017179498A1 JP 2017014450 W JP2017014450 W JP 2017014450W WO 2017179498 A1 WO2017179498 A1 WO 2017179498A1
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shroud
blade
impeller
peripheral surface
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慎吾 吉野
亮介 早光
榮 岸
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日本電産株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a blower and a vacuum cleaner.
  • a conventional blower is disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-156128.
  • the turbofan disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2002-156128 includes a casing, a motor, a base plate, a blade, and a shroud.
  • the base plate, the blade, and the shroud are accommodated in the casing.
  • a plurality of blades are arranged in the circumferential direction.
  • the shroud connects the ends of a plurality of blades.
  • the plurality of blades are arranged on the periphery of the base plate.
  • the casing has a suction side end portion, a straight portion, and an inclined step portion.
  • the inner diameter of the suction side end is the same as or larger than the outer diameter of the base plate.
  • Air is discharged from the center of the turbofan in the outer circumferential direction. And since the shroud has the above characteristics, it is claimed that the noise of the turbofan is reduced.
  • an object of the present invention is to provide a blower device that can suppress the occurrence of turbulent flow in the airflow passage of a duct or the reverse flow of the airflow radially inward to improve the blowing efficiency. Moreover, an object of this invention is to provide the cleaner provided with the air blower which can improve ventilation efficiency.
  • An air blower includes an impeller that can rotate around a central axis that extends in the vertical direction, and a motor unit that is positioned below the impeller and that rotates the impeller around the central axis.
  • a blower device comprising: an airflow passage in the internal space; a suction port for allowing fluid to flow into the internal space; and a duct for receiving the fluid from the internal space and accommodating the impeller.
  • the impeller includes a plurality of blades arranged in a circumferential direction, an annular shroud that connects upper portions of the plurality of blades and has an opening at a position facing the suction port in the axial direction, and the plurality of blades
  • a base plate that extends in a radial direction, and the duct has a cover portion that covers at least a part of the blade and the shroud
  • the inner diameter of the shroud is the same as or larger than the outer diameter of the base plate, and the cover portion protrudes downward in the axial direction from the lower surface of the cover portion and is disposed radially inward from the inner peripheral surface of the shroud. It has a convex part.
  • a blower capable of improving the blowing efficiency.
  • a vacuum cleaner provided with such an air blower can be provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a cleaning robot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of the air blower according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the air blower according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of the impeller according to the embodiment of the present invention as viewed from above.
  • FIG. 5 is a top view of the impeller according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a side cross-sectional view of the impeller according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an enlarged longitudinal sectional view showing a part of the blower according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a cleaning robot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of the air blower according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the air blower according to the
  • FIG. 8 is an enlarged longitudinal sectional view showing a part of the blower according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an enlarged longitudinal sectional view showing a part of a blower of a modification according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an enlarged longitudinal sectional view showing the vicinity of the shroud of the air blower according to the modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is an enlarged longitudinal sectional view showing the vicinity of the shroud of the air blower of the modification according to the embodiment of the present invention.
  • the direction in which the central axis A of the blower 1 shown in FIG. 3 extends is simply referred to as “axial direction”, and the radial direction and the circumferential direction around the central axis A of the blower 1 are simply “ It is called “radial direction” and “circumferential direction”.
  • the directions that coincide with the axial direction, the radial direction, and the circumferential direction of the blower device 1 in the state of being incorporated in the blower device 1 are simply “axial direction”, “ It is called “radial direction” and “circumferential direction”.
  • the vertical direction is simply a name used for explanation, and does not limit the actual positional relationship or direction.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a cleaning robot 100 according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. used.
  • the cleaning robot 100 cleans the floor surface F by sucking air containing dust on the floor surface F and exhausting the air from which the dust has been removed while running on the floor surface F at the place where it is installed.
  • the cleaning robot 100 includes a suction path 104, a dust collection container 105, a filter unit 106, an exhaust path 107, and the blower 1 inside a disk-shaped casing 101.
  • Drive wheels 109 and front wheels 110 are provided on the lower surface of the housing 101.
  • the housing 101 has an intake port 103 at the center of the lower surface and an exhaust port 108 at the side surface.
  • the cleaning robot 100 sucks in air containing dust on the floor F from the air inlet 103 while self-propelled.
  • Air containing dust sucked into the housing 101 from the air inlet 103 passes through the suction passage 104 and flows into the dust collecting container 105.
  • the airflow that has flowed into the dust collection container 105 passes through the filter unit 106, passes through the exhaust passage 107, and is sucked into the blower 1.
  • the air sucked into the blower 1 is exhausted from the exhaust port 108 obliquely upward to the rear. At this time, dust contained in the airflow in the dust collection container 105 is captured by the filter unit 106, and dust D accumulates in the dust collection container 105.
  • FIG. 2 is a perspective view of the blower 1 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the blower device 1 according to the embodiment of the present invention.
  • the blower 1 includes an impeller 20, a motor unit 30, and a duct 10.
  • the impeller 20 is accommodated in the internal space of the duct 10.
  • the motor unit 30 is positioned below the impeller 20 and rotates the impeller 20 around the central axis A.
  • the impeller 20 is connected to a shaft (not shown) extending in the axial direction from the motor unit 30 and is supported rotatably about the central axis A. That is, the impeller 20 can rotate around the central axis A extending in the vertical direction.
  • the control board 40 is disposed on the lower side in the axial direction of the motor unit 30 and controls the motor unit 30.
  • the duct 10 has an airflow passage 13 in the internal space, a suction port 11 for flowing fluid into the internal space, and an air outlet 12 for discharging fluid from the internal space, and accommodates the impeller 20.
  • the duct 10 is constituted by a cover part 14, a peripheral wall part 15, and a motor housing 16, and an airflow passage 13 is formed in an internal space surrounded by these. More specifically, the duct 10 has a cover portion 14 that covers at least a part of the blade 23 and the shroud 22.
  • the cover portion 14 covers the upper side of the impeller 20 and is formed in an annular shape in plan view from the axial direction.
  • the outer diameter of the cover portion 14 is larger than the outer diameter of the impeller 20.
  • the duct 10 is constituted by a member including a part of the cover part 14 and the peripheral wall part 15, and a member including a part of the peripheral wall part 15 and the motor housing 16.
  • said 2 member can be shape
  • a cylindrical part 14 a that extends upward in the axial direction is provided.
  • a circular suction port 11 is formed in the cylindrical portion 14a in a plan view from the axial direction.
  • the suction port 11 is disposed so as to face an opening 22a of the shroud 22 described later in the axial direction, and gas (fluid) flows from the outside into the internal space of the duct 10 through the suction port 11.
  • the peripheral wall portion 15 covers the impeller 20 from the side, extends from the outer peripheral edge of the cover portion 14 downward in the axial direction, and is formed in a cylindrical shape. Further, the peripheral wall portion 15 is provided with a nozzle 15a extending outward in the radial direction, and the nozzle 15a is formed with an outlet 12 for discharging gas (fluid) from the internal space of the duct 10.
  • the motor housing 16 is located on the lower side of the impeller 20 in the axial direction. More specifically, the blower 1 further includes a motor housing 16 positioned below the base plate 21 described later. The upper surface of the motor housing 16 extends in the radial direction and extends to the lower end of the peripheral wall portion 15 for connection. The peripheral surface of the motor housing 16 is formed in a cylindrical shape extending from the outer peripheral edge of the peripheral wall portion 15 to the lower side in the axial direction, and the motor portion 30 and the control board 40 are accommodated inside the motor housing 16.
  • an annular recess 16 a that is recessed downward on the radially outer side from the impeller 20 is formed.
  • An airflow passage 13 including an annular region on the radially outer side of the impeller 20 is formed between the suction port 11 and the outlet 12 by the peripheral wall portion 15, the recess portion 16 a, and the cover portion 14.
  • FIG. 4 is a perspective view of the impeller 20 according to the embodiment of the present invention as viewed from above, and FIG. 5 is a top view of the impeller 20 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a side sectional view of the impeller 20 according to the embodiment of the present invention.
  • the impeller 20 includes a plurality of blades 23, an annular shroud 22, and a base plate 21.
  • the blade 23 is interposed between the base plate 21 and the shroud 22.
  • the plurality of blades 23 are arranged in the circumferential direction.
  • the shroud 22 is an annular shape that connects the upper portions of the plurality of blades 23 and has an opening 22a at a position facing the suction port 11 in the axial direction. More specifically, the shroud 22 is formed in an annular shape by connecting the upper portions of the plurality of blades 23, and an opening 22a for taking in gas is formed in the center.
  • the opening 22a is circular in plan view from the axial direction.
  • the base plate 21 connects the lower portions of the plurality of blades 23 and spreads in the radial direction.
  • the base plate 21 is formed in a disc shape.
  • the base plate 21 has a base plate protrusion 21 a that protrudes downward from the lower surface of the base plate 21. More specifically, the base plate protruding portion 21a protrudes from the radially outer edge of the lower surface of the base plate 21 and is formed in an annular shape (see FIG. 6).
  • the blade 23 has a first blade 23a and a second blade 23b having different radial lengths, and the first blade 23a and the second blade 23b are alternately arranged in the circumferential direction.
  • the first blade 23a and the second blade 23b are plate-like members that stand in the axial direction and extend from the radially inner side to the outer side.
  • the radially inner end of the first blade 23a is positioned radially inward of the radially inner end of the second blade 23b, and the first blade 23a is longer in the radial direction than the second blade 23b.
  • first blade 23a and the second blade 23b have a radially outer end that is rearward in the rotational direction with respect to the radially inner end when the impeller 20 is rotated counterclockwise in a plan view from the upper side in the axial direction. It inclines to the side, and is curving so that the rotation direction back may become concave (refer FIG. 5). Further, the distance between the first blade 23a and the second blade 23b increases toward the outside in the radial direction.
  • the radially outer ends 24a and 24b of the first blade 23a and the second blade 23b extend radially outward from the outer peripheral edge of the base plate 21 (see FIG. 4). That is, the radially outer ends 24 a and 24 b of the blade 23 extend radially outward from the outer peripheral edge of the base plate 21.
  • the radially inner ends of the first blade 23a and the second blade 23b extend radially inward from the suction port 11 (see FIG. 3). In other words, the radially inner end of the blade 23 extends radially inward from the suction port 11. Thereby, the blade 23 can be formed large in the radial direction, and the air volume generated by the rotation of the impeller 20 can be increased.
  • the outer peripheral edge of the base plate 21 may have another shape. For example, a part of the outer peripheral edge may be cut out radially inward from the circumferential outer edge.
  • the upper ends of the first blade 23a and the second blade 23b have protrusions 25a and 25b that protrude upward in the axial direction (see FIG. 6).
  • the protrusions 25 a and 25 b are located on the radially inner side of the opening 22 a and are arranged on the same circle, and protrude upward from the upper end of the shroud 22.
  • first blade 23a and the second blade 23b are inclined surfaces 26a, 26b descending radially inward from the projecting portions 25a, 25b and slopes descending radially outward from the projecting portions 25a, 25b. It has surfaces 27a and 27b.
  • the inclined surfaces 27 a and 27 b are formed with protrusions 28 a and 28 b that protrude axially upward on the radially outer side than the opening 22 a of the shroud 22, and the upper ends of the protrusions 28 a and 28 b extend to the lower surface of the shroud 22.
  • the blade 23 has protrusions 28a and 28b that protrude in the axially upper side on the radially outer side than the first convex portion 17 (see FIG. 7) described later. Accordingly, the blade 23 can be formed larger in the axial direction outside the opening 22a in the radial direction, and the amount of air generated by the rotation of the impeller 20 can be increased.
  • the base plate 21, the shroud 22, and the blade 23 are formed of a resin molded product of the same material, and the inner diameter D2 of the shroud 22 is formed to be the same size as the outer diameter D1 of the base plate 21 (see FIG. 6).
  • the impeller 20 when the impeller 20 straddling the base plate 21 and the shroud 22 is formed, the upper and lower molds can be prevented from interfering with each other and the molds can be pulled out on the upper and lower sides in the axial direction. Therefore, the impeller 20 can be integrally formed with a mold, and the mass productivity of the impeller 20 can be improved. Even when the inner diameter D2 of the shroud 22 is formed larger than the outer diameter D1 of the base plate 21, the impeller 20 can be integrally formed by a mold.
  • Relationship between duct and impeller> 7 and 8 are enlarged longitudinal sectional views showing a part of the blower 1 according to the embodiment of the present invention, and show the relationship between the duct 10 and the impeller 20.
  • the shroud 22 has an inner peripheral surface 22b that constitutes an opening 22a.
  • the cover part 14 has a first convex part 17 that protrudes downward in the axial direction from the lower surface of the cover part 14 and is arranged radially inward from the inner peripheral surface 22 b of the shroud 22.
  • the outer peripheral surface of the first convex portion 17 faces the inner peripheral surface 22b of the shroud 22 in the radial direction.
  • the outer peripheral surface of the 1st convex part 17 and the inner peripheral surface 22b of the shroud 22 do not necessarily need to oppose on the peripheral surface. That is, it is only necessary that the outer surface of the first convex portion 17 faces the inner surface 22b of the shroud 22 in the radial direction.
  • the outer surface of the 1st convex part 17 described here and the shape of the inner surface 22b of the shroud 22 mean that it is not restricted to a surrounding surface.
  • the outer surface of the first convex portion 17 and the inner surface 22b of the shroud 22 may have irregularities formed on a part of the peripheral surface.
  • the first convex portion 17 blocks the flow path of the air R1 that flows backward radially inward from the gap between the shroud 22 and the cover portion 14. For this reason, it is possible to suppress a part of the air blown outward in the radial direction of the impeller 20 from flowing back through the gap between the shroud 22 and the cover portion 14. Therefore, it is possible to prevent the blowing efficiency from being lowered due to the occurrence of turbulent flow in the airflow passage 13 or air resistance due to the air flowing backward.
  • the radial gap between the outer peripheral surface of the first convex portion 17 and the inner peripheral surface 22 b of the shroud 22 is narrower than the axial gap between the shroud 22 and the cover portion 14. Therefore, it is possible to block the flow of the air R1 that flows backward inward in the radial direction from the gap between the shroud 22 and the cover portion 14.
  • the lower end of the radially outer end of the first convex portion 17 extends to a position where the axial height is substantially the same as the lower end of the inner peripheral surface 22b of the shroud 22 or a lower position in the axial direction.
  • the air flowing toward the radially outer side along the lower surface of the cover portion 14 is smoothly guided from the lower end of the first convex portion 17 to the lower end of the inner peripheral surface 22b of the shroud 22, and the lower surface of the shroud 22 is It passes through and is blown outward in the radial direction of the impeller 20. Therefore, the blowing efficiency of the blower 1 can be further improved. That is, since the circulated air is reduced from hitting the inner peripheral surface 22b of the shroud 22, it can be efficiently blown out radially outward.
  • the protrusions 28 a and 28 b (not shown in FIG. 7, see FIG. 4) of the first blade 23 a and the second blade 23 b are shroud 22 on the radially outer side than the first protrusion 17.
  • the first convex portion 17 is opposed to the inclined surfaces 27a and 27b in the vertical direction.
  • the first blade 23a and the second blade 23b are located on the radially outer side of the first convex portion 17 as the blade first region L1, and the region facing the first convex portion 17 in the vertical direction is the blade first region.
  • the upper ends of the first blade 23a and the second blade 23b are positioned above the upper end of the radially outer end of the blade second region L2 in the blade first region L1.
  • the blade 23 includes a blade first region L1 positioned radially outward from the first convex portion 17 and a blade second region L2 facing the first convex portion 17 in the vertical direction.
  • the upper end of the first region L1 is located above the upper end of the radially outer end of the blade second region L2. Therefore, even when the impeller 20 vibrates in the vertical direction during rotation, the first blade 23a and the second blade 23b can be prevented from coming into contact with the first convex portion 17.
  • the upper surface of the motor housing 16 is provided with an annular groove 16 b that is axially opposed to the base plate protrusion 21 a that protrudes from the outer peripheral end of the lower surface of the base plate 21.
  • the width of the groove 16b in the radial direction is larger than that of the base plate protrusion 21a.
  • the axial gap between the lower end of the base plate protrusion 21 a and the upper surface of the motor housing 16 is narrower than the axial gap between the lower surface of the base plate 21 and the upper surface of the motor housing 16. Therefore, a part of the air blown to the outer side in the radial direction of the impeller 20 can be further suppressed from flowing into the gap between the lower surface of the base plate 21 and the upper surface of the motor housing 16 and flowing backward in the radial direction.
  • the base plate protrusion 21 a may be formed at a place other than the radially outer edge of the base plate 21.
  • the base plate protrusion 21 a may be formed at a position inside the radial outer edge. Even in this case, a part of the air blown outward in the radial direction of the impeller 20 is prevented from flowing into the gap between the lower surface of the base plate 21 and the upper surface of the motor housing 16 as the air R2 and flowing backward in the radial direction. be able to.
  • FIG. 9 is an enlarged longitudinal sectional view showing a part of a modification of the blower device 1 according to the exemplary embodiment of the present invention. You may provide the 2nd convex part 18 which protrudes on the lower surface of the cover part 14 at an axial direction lower side. The inner peripheral surface of the second convex portion 18 faces the outer peripheral surface of the shroud 22 in the radial direction.
  • the second convex portion 18 blocks airflow from flowing into the gap between the shroud 22 and the cover portion 14. For this reason, it is possible to prevent a part of the air blown outward in the radial direction of the impeller 20 from flowing into the gap between the shroud 22 and the cover portion 14 and to further suppress the occurrence of turbulent flow and backflow in the airflow passage 13. it can.
  • both the first convex portion 17 and the second convex portion 18 may be provided, even if only one of them is provided, the blowing efficiency decreases due to the generation of turbulent flow in the air flow passage 13 or the air resistance due to the air flowing backward. Can be prevented.
  • the radial gap between the inner circumferential surface of the second convex portion 18 and the outer circumferential surface of the shroud 22 is narrower than the axial gap between the shroud 22 and the cover portion 14. Therefore, it is possible to block the flow of air that flows backward inward in the radial direction from the gap between the shroud 22 and the cover portion 14.
  • FIG. 10 is an enlarged longitudinal sectional view showing the vicinity of the shroud 22 of the blower device 1 according to the modification of the exemplary embodiment of the present invention.
  • the inner peripheral surface 22 b of the shroud 22 has a first inner peripheral surface 221 and a second inner peripheral surface 222, and the first inner peripheral surface 221 is disposed on the upper side in the axial direction than the second inner peripheral surface 222.
  • the first inner peripheral surface 221 is formed parallel to the axial direction, and the second inner peripheral surface 222 is inclined with respect to the axial direction so as to be separated from the central axis A toward the lower side in the axial direction, and toward the inner side in the radial direction. And curved in a convex shape.
  • the 1st internal peripheral surface 221 and the 2nd internal peripheral surface 222 are connected through the curved part 223 which curves to convex shape toward radial inside. That is, the lower end of the first inner peripheral surface 221 and the upper end of the second inner peripheral surface 222 are smoothly connected.
  • the radial gap between the outer peripheral surface of the first convex portion 17 and the inner peripheral surface 22b of the shroud 22 is formed wider on the lower side in the axial direction than on the upper side in the axial direction.
  • first inner peripheral surface 221 and the second inner peripheral surface 222 are connected via a curved portion 223 that curves in a convex shape toward the radially inner side, and the second inner peripheral surface 222 faces the radially inner side.
  • the expression that they are connected via the bending portion 223 means that the lower end of the first inner peripheral surface 221 and the upper end of the second inner peripheral surface 222 are smoothly connected.
  • the thickness of the shroud 22 in the vertical direction is secured from the upper end of the inner peripheral surface 22b, so that the rigidity of the shroud 22 is reduced. Can be suppressed.
  • FIG. 11 is an enlarged longitudinal sectional view showing the vicinity of the shroud 22 of the air blower 1 of the modification according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • the inner peripheral surface of the shroud 22 is shown.
  • 22b a plane parallel to the axial direction may be omitted.
  • the entire inner peripheral surface 22 b is constituted by the second inner peripheral surface 222.
  • the second inner peripheral surface 222 is formed to be curved in a convex shape toward the radially inner side. However, the second inner peripheral surface 222 is not curved and is disposed on the lower side in the axial direction. You may form by the conical surface which inclines with respect to an axial direction so that it may leave
  • the impeller 20 can be integrally formed with a mold, and mass productivity can be improved.
  • the first convex portion 17 protrudes axially downward from the lower surface of the cover portion 14, and the first convex portion 17 is disposed radially inward from the inner peripheral surface of the shroud 22.
  • the first convex portion 17 blocks the air flow path in which the airflow flows into the gap between the shroud 22 and the cover portion 14 and flows backward in the radial direction. For this reason, a part of the air blown to the outer side in the radial direction of the impeller 20 is suppressed from flowing into the gap between the shroud 22 and the cover part 14, and the turbulent flow in the airflow passage 13 and the air by the backflowing air It can prevent that ventilation efficiency falls by resistance.
  • the outer peripheral surface of the first convex portion 17 faces the inner peripheral surface of the shroud 22 in the radial direction.
  • the gap between the shroud 22 and the cover portion 14 is blocked by the first convex portion 17 in the radial direction, and the blowing efficiency is reduced due to the occurrence of turbulent flow in the air flow passage 13 or the air resistance due to the air flowing backward. Can be prevented more.
  • the radial gap between the outer peripheral surface of the first protrusion 17 and the inner peripheral surface of the shroud 22 is constant in the axial direction.
  • the radial gap between the outer peripheral surface of the first convex portion 17 and the inner peripheral surface of the shroud 22 may not be constant in the axial direction.
  • at least one of the outer peripheral surface of the first convex portion 17 and the inner peripheral surface of the shroud 22 may be curved.
  • the second convex portion 18 By providing the second convex portion 18 that protrudes downward in the axial direction from the lower surface of the cover portion 14 and faces the outer peripheral surface of the shroud 22, the second convex portion 18 has an air flow in the gap between the shroud 22 and the cover portion 14. Block the inflow. For this reason, a part of the air blown to the outer side in the radial direction of the impeller 20 is prevented from flowing into the gap between the shroud 22 and the cover part 14, and turbulence is generated in the airflow passage 13 or air resistance due to the air flowing backward. Therefore, it is possible to prevent the air blowing efficiency from being lowered.
  • a region located radially outside the first convex portion 17 of the blade 23 is a blade first region and a region facing the first convex portion 17 in the vertical direction is a blade second region
  • the upper end of the blade first region is positioned above the upper end of the radially outer end of the blade second region. Therefore, even when the impeller 20 vibrates in the vertical direction during rotation, it is possible to prevent the upper end of the blade 23 from contacting the first convex portion 17.
  • the blade 23 can be formed larger in the axial direction on the radially outer side than the first convex portion 17, and the amount of air generated by the rotation of the impeller 20 can be increased.
  • the lower end of the inner peripheral surface 22b of the shroud 22 and the lower end of the radially outer end of the first convex portion 17 have substantially the same axial height. Thereby, the air flowing toward the radially outer side along the lower surface of the cover portion 14 is smoothly guided from the lower end of the first convex portion 17 to the lower end of the inner peripheral surface 22b of the shroud 22, and the lower surface of the shroud 22 is It passes through and is blown outward in the radial direction of the impeller 20. Therefore, the air resistance by the 1st convex part 17 can be reduced, and ventilation efficiency can be improved more.
  • the lower end of the inner peripheral surface 22 b of the shroud 22 may be positioned on the upper side in the axial direction than the lower end of the radially outer end of the first convex portion 17. Even in this case, the air flowing toward the radially outer side along the lower surface of the cover portion 14 is smoothly guided from the lower end of the first convex portion 17 to the lower end of the inner peripheral surface 22b of the shroud 22, so that the blower 1 blowing efficiency can be improved. Also in this configuration, since the radial gap between the inner peripheral surface 22b of the shroud 22 and the radial outer end of the first convex portion 17 can be narrowed, a part of the air blown out radially outward of the impeller 20 can be obtained. Further, it is possible to suppress the reverse flow from the gap between the shroud 22 and the cover portion 14.
  • the radially outer end of the blade 23 extends radially outward from the outer peripheral edge of the base plate 21, and the radially inner end of the blade 23 extends radially inward from the suction port 11, so that the brace 23 is moved in the radial direction.
  • the air volume generated by rotation of the impeller 20 can be increased.
  • the base plate protrusion 21 a is connected to the lower surface of the base plate 21. Airflow is prevented from flowing into the axial gap with the upper surface of the motor housing 16. For this reason, part of the air blown to the radially outer side of the impeller 20 is prevented from flowing into the gap between the lower surface of the base plate 21 and the upper surface of the motor housing 16, thereby generating turbulent flow and backflow in the airflow passage 13. It can prevent that ventilation efficiency falls by the air resistance by the air to do.
  • the base plate protruding portion 21 a is located at the radially outer edge of the base plate 21.
  • the groove 16b is formed to have a larger radial width than the base plate protrusion 21a. That is, on the upper surface of the motor housing 16, a groove portion 16b having a width larger in the radial direction than the base plate protruding portion 21a is formed facing the base plate protruding portion 21a in the vertical direction. Therefore, the base plate protruding portion 21a can be disposed close to the groove portion 16b to further narrow the axial gap between the lower surface of the base plate 21 and the upper surface of the motor housing 16. Accordingly, it is possible to further suppress the flow into the gap between the lower surface of the base plate 21 and the upper surface of the motor housing 16.
  • the air blower 1 of this invention is mounted in the cleaning robot 100 as it is described in FIG.
  • the air blower 1 may be mounted not only on the cleaning robot 100 but also on a cleaner such as a handy cleaner. Thereby, the vacuum cleaner with high ventilation efficiency is realizable.
  • you may mount in apparatuses other than a vacuum cleaner.
  • the blower 1 of the present invention may be mounted on an electronic device such as a personal computer for internal cooling.
  • the air blower 1 of this invention may be mounted in other various OA equipment, medical equipment, household appliances, or transport equipment.
  • blower 1 may be different from the above-described embodiment or modification. Moreover, you may combine suitably each element which appeared in said embodiment and modification in the range which does not produce inconsistency.
  • the air blower with high air blowing efficiency of the present invention is suitable for a vacuum cleaner, for example.
  • the air blower of this invention can be utilized also for another electronic device.

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Abstract

上下方向に延びる中心軸周りに回転可能なインペラと、前記インペラの下側に位置し、前記インペラを回転させるモーターと、内部空間に気流通路と、前記内部空間へ流体を流入する吸込口と、前記内部空間から流体を排出する吹出口とを有し、前記インペラを収容するダクトと、を備える送風装置であって、前記インペラが、周方向に配列された複数のブレードと、複数の前記ブレードの上部を連結するとともに前記吸込口と軸方向に対向する位置に開口部を有する環状のシュラウドと、複数の前記ブレードの下部を連結し、径方向に広がるベースプレートと、を有し、前記ダクトが、前記ブレードの少なくとも一部および前記シュラウドの上方を覆うカバー部を有し、前記シュラウドの内径が、前記ベースプレートの外径と同じまたは大きく、前記カバー部は、前記カバー部の下面から軸方向下側に突出して前記シュラウドの内周面よりも径方向内側に配される第１凸部を有する。

Description

送風装置及び掃除機
　本発明は、送風装置及び掃除機に関する。
　従来の送風装置は、日本国公開公報特開２００２－１５６１２８号公報に開示される。日本国公開公報特開２００２－１５６１２８号公報のターボファンは、ケーシングと、モータと、ベース板と、ブレードと、シュラウドと、を備える。ベース板とブレードとシュラウドとは、ケーシング内に収容される。ブレードは周方向に複数配列される。シュラウドは複数のブレードの端部を連結する。複数のブレードは、ベース板周縁に配列される。
　ケーシングは、吸入側端部と、直線部と、傾斜段部と、を有する。吸入側端部の内径は、ベース板の外径と同一である、又は、大きく形成されている。
　空気は、ターボファン中心部分から外側円周方向に排出される。そして、シュラウドが上記特徴を有するため、ターボファンの騒音が減少されると主張している。
日本国公開公報：特開２００２－１５６１２８号公報
　しかしながら、上記日本国公開公報特開２００２－１５６１２８号公報に開示されたターボファンによると、ブレードの径方向外側に排出された空気の一部がシュラウドとケーシングとの隙間から径方向内側に逆流する。このとき、ケーシング内部の気流通路で乱流が発生したり、逆流した気流によって空気抵抗が発生し、送風装置の送風効率が低下する問題があった。
　そこで、本発明は、ダクトの気流通路で乱流が発生したり、気流が径方向内側に逆流するのを抑制し、送風効率を向上することができる送風装置を提供することを目的とする。また、本発明は、送風効率を向上することができる送風装置を備える掃除機を提供することを目的とする。
　本発明の例示的な一実施形態に係る送風装置は、上下方向に延びる中心軸周りに回転可能なインペラと、前記インペラの下側に位置し、中心軸周りに前記インペラを回転させるモーター部と、内部空間に気流通路と、前記内部空間へ流体を流入する吸込口と、前記内部空間から流体を排出する吹出口とを有し、前記インペラを収容するダクトと、を備える送風装置であって、前記インペラが、周方向に配列された複数のブレードと、複数の前記ブレードの上部を連結するとともに前記吸込口と軸方向に対向する位置に開口部を有する環状のシュラウドと、複数の前記ブレードの下部を連結し、径方向に広がるベースプレートと、を有し、前記ダクトが、前記ブレードの少なくとも一部および前記シュラウドの上方を覆うカバー部を有し、前記シュラウドの内径が、前記ベースプレートの外径と同じまたは大きく、前記カバー部は、前記カバー部の下面から軸方向下側に突出して前記シュラウドの内周面よりも径方向内側に配される第１凸部を有することを特徴としている。
　本発明の例示的な一実施形態によれば、送風効率を向上することができる送風装置を提供できる。また、本発明の例示的な一実施形態によれば、そのような送風装置を備える掃除機を提供できる。
図１は、本発明の実施形態に係る掃除ロボットの断面図である。 図２は、本発明の実施形態に係る送風装置の斜視図である。 図３は、本発明の実施形態に係る送風装置の縦断面図である。 図４は、本発明の実施形態に係るインペラを上方から視た斜視図である。 図５は、本発明の実施形態に係るインペラの上面図である。 図６は、本発明の実施形態に係るインペラの側面断面図である。 図７は、本発明の実施形態に係る送風装置の一部を拡大して示す縦断面図である。 図８は、本発明の実施形態に係る送風装置の一部を拡大して示す縦断面図である。 図９は、本発明の実施形態に係る変形例の送風装置の一部を拡大して示す縦断面図である。 図１０は、本発明の実施形態に係る変形例の送風装置のシュラウド近傍を拡大して示す縦断面図である。 図１１は、本発明の実施形態に係る変形例の送風装置のシュラウド近傍を拡大して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、以下の説明においては、図３に示す送風装置１の中心軸Ａの延びる方向を単に「軸方向」と呼び、送風装置１の中心軸Ａを中心とする径方向及び周方向を単に「径方向」及び「周方向」と呼ぶ。同様にして、図４から図６に示すインペラ２０についても、送風装置１内に組み込まれた状態において送風装置１の軸方向、径方向及び周方向と一致する方向を単に「軸方向」、「径方向」及び「周方向」と呼ぶ。なお、上下方向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。
＜１．掃除機の構成＞
　本発明の例示的な一実施形態の送風装置について説明する。図１は、本発明の例示的な一実施形態に係る掃除ロボット１００の断面図であり、図１に示すように、送風装置１は、掃除ロボット（掃除機）１００に搭載されて吸引手段として使用される。
　掃除ロボット１００は、設置された場所の床面Ｆを自走しながら、床面Ｆ上の塵埃を含む空気を吸い込み、塵埃を除去した空気を排気することにより床面Ｆ上を掃除する。掃除ロボット１００は、円盤形の筐体１０１の内部に吸引路１０４、集塵容器１０５、フィルタ部１０６、排気路１０７及び送風装置１を備える。筐体１０１の下面には、駆動輪１０９及び前輪１１０が設けられている。
　筐体１０１は、下面中央部に吸気口１０３を有し、側面部に排気口１０８を有する。送風装置１の駆動により、掃除ロボット１００は、自走しながら吸気口１０３から床面Ｆの塵埃を含む空気を吸い込む。吸気口１０３から筐体１０１内に吸い込まれた塵埃を含む空気は吸引路１０４を通り、集塵容器１０５内に流入する。集塵容器１０５内に流入した気流は、フィルタ部１０６を通過し、排気路１０７を通って送風装置１に吸引される。送風装置１に吸引された空気は、排気口１０８から後方の斜め上方に向けて排気される。このとき、集塵容器１０５内の気流に含まれる塵埃はフィルタ部１０６によって捕獲され、集塵容器１０５内に塵埃Ｄが堆積する。
＜２．送風装置の構成＞
　図２は、本発明の実施形態に係る送風装置１の斜視図である。また、図３は、本発明の実施形態に係る送風装置１の縦断面図である。図２及び図３に示すように、送風装置１はインペラ２０と、モータ部３０と、ダクト１０と、を有する。インペラ２０はダクト１０の内部空間に収容される。モータ部３０はインペラ２０の下側に位置し、中心軸Ａ周りにインペラ２０を回転させる。
　インペラ２０は、モータ部３０から軸方向に延びるシャフト（不図示）と連結し、中心軸Ａを中心として回転可能に支持されている。すなわち、インペラ２０は上下方向に延びる中心軸Ａ周りに回転可能である。制御基板４０はモータ部３０の軸方向下側に配置され、モータ部３０の制御を行う。
＜３．ダクトの構成＞
　ダクト１０は内部空間に気流通路１３と、内部空間へ流体を流入する吸込口１１と、内部空間から流体を排出する吹出口１２と、を有し、インペラ２０を収容する。ダクト１０はカバー部１４と、周壁部１５と、モータハウジング１６とによって構成され、これらに囲まれた内部空間に気流通路１３が形成される。より詳細に述べると、ダクト１０が、ブレード２３の少なくとも一部およびシュラウド２２の上方を覆うカバー部１４を有する。カバー部１４はインペラ２０の上方を覆い、軸方向からの平面視において円環状に形成されている。カバー部１４の外径はインペラ２０の外径よりも大きい。なお、本実施形態においては、ダクト１０はカバー部１４と周壁部１５の一部を含む部材と、周壁部１５の一部とモータハウジング１６を含む部材と、によって構成されている。これにより、上記の２部材を別々の樹脂部材として成形できるため、安価にダクト１０を構成できる。
　カバー部１４の中央部には軸方向上側に延びる円筒形の円筒部１４ａが設けられている。円筒部１４ａには軸方向からの平面視において円形の吸込口１１が形成されている。吸込口１１は後述するシュラウド２２の開口部２２ａと軸方向に対向して配置され、吸込口１１を介して外部からダクト１０の内部空間へ気体（流体）が流入する。
　周壁部１５はインペラ２０を側方から覆ってカバー部１４の外周縁から軸方向下側に延び、円筒状に形成されている。また、周壁部１５には径方向外側に延びるノズル１５ａが設けられ、ノズル１５ａにはダクト１０の内部空間から気体（流体）を排出する吹出口１２が形成されている。
　モータハウジング１６はインペラ２０の軸方向下側に位置する。より詳細に述べると、送風装置１は、後述するベースプレート２１の下側に位置するモータハウジング１６をさらに備える。モータハウジング１６の上面は径方向に広がり、周壁部１５の下端まで延びて連結している。また、モータハウジング１６の周面は、周壁部１５の外周縁から軸方向下側に延びて円筒状に形成され、モータハウジング１６内部にモータ部３０及び制御基板４０を収容している。
　モータハウジング１６の上面には、インペラ２０より径方向外側において下方に凹む環状の凹部１６ａが形成されている。周壁部１５、凹部１６ａ及びカバー部１４により、インペラ２０の径方向外側の環状領域を含む気流通路１３が吸込口１１と吹出口１２との間に構成されている。
＜４．インペラの構成＞
　図４は、本発明の実施形態に係るインペラ２０を上方から視た斜視図であり、図５は、本発明の実施形態に係るインペラ２０の上面図である。また、図６は、本発明の実施形態に係るインペラ２０の側面断面図である。
　図４から図６に示すように、インペラ２０は、複数のブレード２３と、環状のシュラウド２２と、ベースプレート２１と、を有する。ブレード２３は、ベースプレート２１とシュラウド２２との間に介在している。複数のブレード２３は周方向に配列される。
　シュラウド２２は、複数のブレード２３の上部を連結するとともに吸込口１１と軸方向に対向する位置に開口部２２ａを有する環状である。より詳細に述べると、シュラウド２２は、複数のブレード２３の上部を連結して円環状に形成され、中心部には気体を取り込むための開口部２２ａが形成されている。開口部２２ａは軸方向からの平面視において円形である。
　ベースプレート２１は、複数のブレード２３の下部を連結し、径方向に広がる。ベースプレート２１は円板状に形成されている。ベースプレート２１は、ベースプレート２１の下面から下側に突出するベースプレート突出部２１ａを有する。より詳細に述べると、ベースプレート突出部２１ａは、ベースプレート２１の下面の径方向外縁から突出し、環状に形成されている（図６参照）。
　ブレード２３は径方向の長さが異なる第１ブレード２３ａ及び第２ブレード２３ｂを有し、第１ブレード２３ａ及び第２ブレード２３ｂは周方向に交互に配置されている。第１ブレード２３ａ及び第２ブレード２３ｂは軸方向に起立して径方向内側から外側に向って延びる板状部材である。第１ブレード２３ａの径方向内端の方が第２ブレード２３ｂの径方向内端よりも径方向内側に位置し、第１ブレード２３ａの方が第２ブレード２３ｂよりも径方向に長い。
　また、第１ブレード２３ａ及び第２ブレード２３ｂは、軸方向上側からの平面視において、インペラ２０を反時計回り方向に回転した場合に、径方向外端が径方向内端に対して回転方向後方側に傾斜し、回転方向後方が凹になるように湾曲している（図５参照）。また、径方向外側に向うに従って第１ブレード２３ａと第２ブレード２３ｂとの間隔が広がっている。
　また、第１ブレード２３ａ及び第２ブレード２３ｂの径方向外端２４ａ、２４ｂは、ベースプレート２１の外周縁よりも径方向外側に延びている（図４参照）。すなわち、ブレード２３の径方向外端２４ａ、２４ｂが、ベースプレート２１の外周縁よりも径方向外側に延びる。また、第１ブレード２３ａ及び第２ブレード２３ｂの径方向内端は、吸込口１１よりも径方向内側に延びている（図３参照）。すなわち、ブレード２３の径方向内端が、吸込口１１よりも径方向内側に延びる。これにより、ブレード２３を径方向に大きく形成し、インペラ２０の回転により発生する風量を大きくすることができる。ベースプレート２１の外周縁は、他の形状であってもよく、例えば、円周状の外縁から一部の部位が径方向内側に切り欠かれていてもよい。
　第１ブレード２３ａ及び第２ブレード２３ｂの上端は、軸方向上側に突出する突出部２５ａ、２５ｂを有する（図６参照）。突出部２５ａ、２５ｂは開口部２２ａよりも径方向内側に位置して同一円上に並び、シュラウド２２の上端よりも上方に突出している。
　また、第１ブレード２３ａ及び第２ブレード２３ｂの上端は、突出部２５ａ、２５ｂから径方向内側に向かって下降する傾斜面２６ａ、２６ｂと突出部２５ａ、２５ｂから径方向外側に向かって下降する傾斜面２７ａ、２７ｂを有する。
　また、傾斜面２７ａ、２７ｂは、シュラウド２２の開口部２２ａよりも径方向外側において軸方向上側に突出する突起部２８ａ、２８ｂが形成され、突起部２８ａ、２８ｂの上端がシュラウド２２の下面まで延びてシュラウド２２と連結している。すなわち、ブレード２３は、後述する第１凸部１７（図７参照）よりも径方向外側において軸方向上側に突出する突起部２８ａ、２８ｂを有する。これにより、開口部２２ａの径方向外側ではブレード２３を軸方向に大きく形成することができ、インペラ２０の回転により発生する風量を大きくすることができる。
　ベースプレート２１、シュラウド２２及びブレード２３は、同一材質の樹脂成形品で形成され、シュラウド２２の内径Ｄ２は、ベースプレート２１の外径Ｄ１と同じ大きさに形成されている（図６参照）。
　これにより、ベースプレート２１とシュラウド２２に跨るインペラ２０を形成する際に、上下金型の相互干渉を防いで軸方向上側及び下側にそれぞれ金型を抜くことができる。したがって、金型によりインペラ２０を一体成形することができ、インペラ２０の量産性を向上することができる。なお、シュラウド２２の内径Ｄ２をベースプレート２１の外径Ｄ１より大きく形成した場合においても、インペラ２０を金型により一体成形することができる。
＜５．ダクトとインペラの関係＞
　図７と図８は、本発明の実施形態に係る送風装置１の一部を拡大して示す縦断面図であり、ダクト１０とインペラ２０の関係を示す。また、図７に示すように、シュラウド２２は開口部２２ａを構成する内周面２２ｂを有する。カバー部１４は、カバー部１４の下面から軸方向下側に突出してシュラウド２２の内周面２２ｂよりも径方向内側に配される第１凸部１７を有する。第１凸部１７の外周面は、シュラウド２２の内周面２２ｂと径方向に対向している。なお、第１凸部１７の外周面やシュラウド２２の内周面２２ｂは、必ずしも周面で対向していなくてもよい。すなわち、第１凸部１７の外面がシュラウド２２の内面２２ｂと径方向に対向していればよい。なお、ここで述べている第１凸部１７の外面や、シュラウド２２の内面２２ｂの形状は、周面に限られないことを意味する。例えば、第１凸部１７の外面や、シュラウド２２の内面２２ｂは、周面の一部に凹凸が形成されていても良い。
　第１凸部１７は、シュラウド２２とカバー部１４との隙間から径方向内側に逆流する空気Ｒ１の流路を遮る。このため、インペラ２０の径方向外側に吹出された空気の一部が、シュラウド２２とカバー部１４との隙間から逆流するのを抑制することができる。したがって、気流通路１３における乱流の発生や逆流する空気による空気抵抗によって送風効率が低下するのを防止することができる。また、第１凸部１７の外周面とシュラウド２２の内周面２２ｂとの径方向の隙間は、シュラウド２２とカバー部１４との軸方向の隙間よりも狭い。したがって、シュラウド２２とカバー部１４との隙間から径方向内側に逆流する空気Ｒ１の流れを遮ることができる。
　また、第１凸部１７の径方向外端の下端は、軸方向の高さがシュラウド２２の内周面２２ｂの下端の高さと略同じ、または軸方向下方の位置まで延びている。これにより、カバー部１４の下面に沿って径方向外側に向かって流通する空気は、第１凸部１７の下端からシュラウド２２の内周面２２ｂの下端へ円滑に案内され、シュラウド２２の下面を通ってインペラ２０の径方向外側へ吹き出される。従って、送風装置１の送風効率をより向上することができる。つまり、流通された空気は、シュラウド２２の内周面２２ｂに当たることが低減されるため、径方向外側へ効率よく吹き出されることができる。
　なお、図８に示すように、第１ブレード２３ａ及び第２ブレード２３ｂの突起部２８ａ、２８ｂ（図７では不図示、図４参照）は、第１凸部１７よりも径方向外側でシュラウド２２の下面に連結され、第１凸部１７は傾斜面２７ａ、２７ｂと上下方向に対向する。このため、第１ブレード２３ａ及び第２ブレード２３ｂの第１凸部１７よりも径方向外側に位置する領域をブレード第１領域Ｌ１とし、第１凸部１７と上下方向に対向する領域をブレード第２領域Ｌ２とした場合、第１ブレード２３ａ及び第２ブレード２３ｂの上端は、ブレード第１領域Ｌ１の方がブレード第２領域Ｌ２の径方向外端の上端よりも上側に位置する。
　すなわち、ブレード２３は、第１凸部１７よりも径方向外側に位置するブレード第１領域Ｌ１と、第１凸部１７と上下方向に対向するブレード第２領域Ｌ２と、を有し、ブレード第１領域Ｌ１の上端は、ブレード第２領域Ｌ２の径方向外端の上端よりも上側に位置する。したがって、インペラ２０が回転時に上下方向に振動した場合でも、第１ブレード２３ａ及び第２ブレード２３ｂが第１凸部１７に接触するのを防止することができる。
　また、図７に戻って、モータハウジング１６の上面には、ベースプレート２１の下面外周端から突出するベースプレート突出部２１ａと軸方向に対向する環状の溝部１６ｂが設けられている。溝部１６ｂの径方向の幅は、ベースプレート突出部２１ａよりも大きい。これにより、ベースプレート突出部２１ａを溝部１６ｂに近接して配置することによって、ベースプレート２１の下面とモータハウジング１６の上面との軸方向間隙を狭めることができる。
　これにより、インペラ２０の径方向外側に吹き出された空気の一部が、ベースプレート２１の下面とモータハウジング１６の上面との隙間から逆流するのを抑制することができ、気流通路１３における乱流の発生や逆流する空気による空気抵抗によって送風効率が低下するのを防止することができる。
　また、ベースプレート突出部２１ａの下端とモータハウジング１６の上面との軸方向間隙は、ベースプレート２１の下面とモータハウジング１６の上面との軸方向間隙よりも狭い。したがって、インペラ２０の径方向外側に吹き出された空気の一部が、ベースプレート２１の下面とモータハウジング１６の上面との隙間に流入して径方向内側に逆流するのをより抑制することができる。
　なお、ベースプレート突出部２１ａは、ベースプレート２１の径方向外縁以外の場所に形成されてもよい。例えば、ベースプレート２１の下面において、ベースプレート突出部２１ａは、径方向外縁よりも内側の位置に形成されてもよい。この場合でも、インペラ２０の径方向外側に吹き出された空気の一部が、ベースプレート２１の下面とモータハウジング１６の上面との隙間に空気Ｒ２として流入して径方向内側に逆流するのを抑制することができる。
＜６．送風装置の駆動＞
　モータ部３０を駆動させると、インペラ２０が中心軸Ａを中心として回転する。これにより、吸込口１１からダクト１０内部に空気が取り込まれる。ダクト１０内部に取り込まれた空気は、インペラ２０により径方向外側に向って加速される。径方向外側に加速された空気は、シュラウド２２とベースプレート２１の間を通り、インペラ２０の径方向外側に吹き出される。インペラ２０の径方向外側に吹き出された空気は、ダクト１０内部において周方向に形成された気流通路１３を通って吹出口１２からダクト１０外部に排出される。
＜７．変形例＞
　図９は、本発明の例示的な実施形態に係る送風装置１の変形例の一部を拡大して示す縦断面図である。カバー部１４の下面には、軸方向下側に突出する第２凸部１８を設けてもよい。第２凸部１８の内周面は、シュラウド２２の外周面と径方向に対向している。
　第２凸部１８は、シュラウド２２とカバー部１４との隙間に気流が流入するのを遮る。このため、インペラ２０の径方向外側に吹出された空気の一部がシュラウド２２とカバー部１４との隙間に流入するのを防ぎ、気流通路１３における乱流や逆流の発生をより抑制することができる。なお、第１凸部１７及び第２凸部１８の両方を設けてもいいが、一方のみ設けても気流通路１３における乱流の発生や逆流する空気による空気抵抗によって送風効率が低下するのを防止することができる。また、第２凸部１８の内周面とシュラウド２２の外周面との径方向の隙間は、シュラウド２２とカバー部１４との軸方向の隙間よりも狭い。したがって、シュラウド２２とカバー部１４との隙間から径方向内側に逆流する空気の流れを遮ることができる。
　図１０は、本発明の例示的な実施形態に係る変形例の送風装置１のシュラウド２２近傍を拡大して示す縦断面図である。シュラウド２２の内周面２２ｂは第１内周面２２１と第２内周面２２２とを有し、第１内周面２２１は第２内周面２２２よりも軸方向上側に配置されている。第１内周面２２１は軸方向に平行に形成され、第２内周面２２２は軸方向下側に向かって中心軸Ａから離れるように軸方向に対して傾斜するとともに、径方向内側に向かって凸状に湾曲して形成されている。また、第１内周面２２１と第２内周面２２２とは、径方向内側に向かって凸状に湾曲する湾曲部２２３を介して連結している。すなわち、第１内周面２２１の下端と第２内周面２２２の上端とは、滑らかに接続されている。
　すなわち、第１凸部１７の外周面とシュラウド２２の内周面２２ｂとの径方向間隙は、軸方向上側よりも軸方向下側において広く形成されている。
　このため、インペラ２０が回転時に上下方向に振動し、シュラウド２２の内周面２２ｂの下端が第１凸部１７の径方向外端の下端よりも軸方向下側に下がった場合であっても、カバー部１４の下面に沿って径方向外側に向かって流通する空気は、第１凸部１７の下端から第２内周面２２２に沿って径方向外側へ円滑に案内される。従って、インペラ２０が回転時に上下方向に振動した場合においても、送風装置１の送風効率の低減を抑制することができる。
　さらに、第１内周面２２１と第２内周面２２２とは径方向内側に向かって凸状に湾曲する湾曲部２２３を介して連結し、第２内周面２２２が径方向内側に向かって凸状に湾曲して形成することにより、シュラウド２２の内周面２２ｂに沿って流通する空気を径方向外側へ円滑に案内することができる。これにより、送風装置１の送風効率の低減をより抑制することができる。ここで、湾曲部２２３を介して連結されているという表現は、第１内周面２２１の下端と第２内周面２２２の上端とが、滑らかに接続されていることを意味する。
　また、軸方向に平行に形成された第１内周面２２１を有することにより、シュラウド２２の上下方向の厚みが内周面２２ｂの上端から所定幅確保されるため、シュラウド２２の剛性の低下を抑制することができる。
　なお、図１１は、本発明の例示的な実施形態に係る変形例の送風装置１のシュラウド２２近傍を拡大して示す縦断面図であり、図１１に示すように、シュラウド２２の内周面２２ｂにおいて、軸方向に平行な面を省略してもよい。この場合、内周面２２ｂの全面が第２内周面２２２で構成される。この構成により、インペラ２０が回転時に上下方向に振動した場合においても、送風装置１の送風効率の低減をより抑制することができる。
　なお、図１０と図１１において、第２内周面２２２は径方向内側に向かって凸状に湾曲して形成されているが、第２内周面２２２を湾曲させずに軸方向下側に向かって中心軸Ａから離れるように軸方向に対して傾斜する円錐面により形成してもよい。
　本実施形態によると、シュラウド２２の内径が、ベースプレート２１の外径と同じ、または、大きく形成されていることにより、上下金型の相互干渉を防いで軸方向上側及び下側にそれぞれ金型を抜くことができる。したがって、金型によりインペラ２０を一体成形することができ、量産性を向上することができる。
　また、カバー部１４の下面から軸方向下側に第１凸部１７が突出し、第１凸部１７はシュラウド２２の内周面よりも径方向内側に配置される。これにより、第１凸部１７は、シュラウド２２とカバー部１４との隙間に気流が流入して径方向内側に逆流する空気の流路を遮る。このため、インペラ２０の径方向外側に吹き出された空気の一部が、シュラウド２２とカバー部１４との隙間に流入するのを抑制し、気流通路１３における乱流の発生や逆流する空気による空気抵抗によって送風効率が低下するのを防止することができる。
　また、第１凸部１７の外周面が、シュラウド２２の内周面と径方向に対向する。これにより、第１凸部１７によってシュラウド２２とカバー部１４との隙間は、径方向内側が塞がれて気流通路１３における乱流の発生や逆流する空気による空気抵抗によって送風効率が低下するのをより防止することができる。なお、本実施形態においては、第１凸部１７の外周面とシュラウド２２の内周面との径方向間隙は、軸方向において一定である。しかし、第１凸部１７の外周面とシュラウド２２の内周面との径方向間隙は、軸方向において一定でなくても良い。例えば、第１凸部１７の外周面とシュラウド２２の内周面の少なくとも一方が湾曲していてもよい。
　カバー部１４の下面から軸方向下側に突出してシュラウド２２の外周面に対向する第２凸部１８を設けたことにより、第２凸部１８はシュラウド２２とカバー部１４との隙間に気流が流入するのを遮る。このため、インペラ２０の径方向外側に吹き出された空気の一部がシュラウド２２とカバー部１４との隙間に流入するのを抑制し、気流通路１３における乱流の発生や逆流する空気による空気抵抗によって送風効率が低下するのを防止することができる。
　また、ブレード２３の第１凸部１７よりも径方向外側に位置する領域をブレード第１領域とし、第１凸部１７と上下方向に対向する領域をブレード第２領域とした場合、ブレード２３の上端は、ブレード第１領域の方がブレード第２領域の径方向外端の上端よりも上側に位置する。したがって、インペラ２０が回転時に上下方向に振動した場合でも、第１凸部１７にブレード２３の上端が接触するのを防止することができる。また、第１凸部１７よりも径方向外側ではブレード２３を軸方向に大きく形成することができ、インペラ２０の回転により発生する風量を大きくすることができる。
　また、シュラウド２２の内周面２２ｂの下端と、第１凸部１７の径方向外端の下端とは、軸方向の高さが略同じである。これにより、カバー部１４の下面に沿って径方向外側に向かって流通する空気は、第１凸部１７の下端からシュラウド２２の内周面２２ｂの下端へ円滑に案内され、シュラウド２２の下面を通ってインペラ２０の径方向外側へ吹き出される。従って、第１凸部１７による空気抵抗を低減して送風効率をより向上することができる。
　なお、シュラウド２２の内周面２２ｂの下端は、第１凸部１７の径方向外端の下端よりも、軸方向上側に位置してもよい。この場合でも、カバー部１４の下面に沿って径方向外側に向かって流通する空気は、第１凸部１７の下端からシュラウド２２の内周面２２ｂの下端へ円滑に案内されるので、送風装置１の送風効率を向上することができる。また、この構成においても、シュラウド２２の内周面２２ｂと第１凸部１７の径方向外端との径方向間隙を狭くできるため、インペラ２０の径方向外側に吹出された空気の一部が、シュラウド２２とカバー部１４との隙間から逆流するのを抑制できる。
　また、ブレード２３の径方向外端がベースプレート２１の外周縁よりも径方向外側に延び、ブレード２３の径方向内端が吸込口１１よりも径方向内側に延びることにより、ブレー２３を径方向に大きく形成し、インペラ２０の回転により発生する風量を大きくすることができる。
　また、ベースプレート突出部２１ａの下端とモータハウジング１６の上面との軸方向間隙がベースプレート２１の下面とモータハウジング１６の上面との軸方向間隙よりも狭いため、ベースプレート突出部２１ａはベースプレート２１の下面とモータハウジング１６の上面との軸方向間隙に気流が流入するのを遮る。このため、インペラ２０の径方向外側に吹き出された空気の一部が、ベースプレート２１の下面とモータハウジング１６の上面との隙間に流入するのを抑制し、気流通路１３における乱流の発生や逆流する空気による空気抵抗によって送風効率が低下するのを防止することができる。
　また、ベースプレート突出部２１ａはベースプレート２１の径方向外縁に位置する。モータハウジング１６の上面にはベースプレート突出部２１ａと上下方向に対向する溝部１６ｂが設けられている。また、溝部１６ｂはベースプレート突出部２１ａよりも径方向の幅が大きく形成されている。すなわち、モータハウジング１６の上面には、ベースプレート突出部２１ａと上下方向に対向してベースプレート突出部２１ａよりも径方向の幅の大きい溝部１６ｂが形成される。したがって、ベースプレート突出部２１ａを溝部１６ｂに近接して配置してベースプレート２１の下面とモータハウジング１６の上面との軸方向間隙をより狭めることができる。従って、ベースプレート２１の下面とモータハウジング１６の上面との隙間に流入するのをより抑制することができる。
　以上に示した実施形態や変形例は、本発明の例示にすぎない。実施形態や変形例の構成は、本発明の技術的思想を超えない範囲で適宜変更されてもよい。また、実施形態や複数の変形例は、可能な範囲で組み合わせて実施されてよい。
　また、本発明の送風装置１は、図１に記載されている通り、掃除ロボット１００に搭載されている。なお、送風装置１は、掃除ロボット１００だけではなく、ハンディクリーナー等の掃除機に搭載されても良い。これにより、送風効率が高い掃除機を実現できる。また、掃除機以外の装置に搭載してもよい。例えば、本発明の送風装置１は、パソコン等の電子機器に、内部冷却用として搭載されるものであってもよい。また、本発明の送風装置１は、他の種々のＯＡ機器、医療機器、家電製品、または輸送機器に搭載されるものであってもよい。
　また、送風装置１の細部の構成については、上記の実施形態や変形例と相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
　本発明の送風効率が高い送風装置は、例えば掃除機に好適である。なお、本発明の送風装置は、その他の電子機器にも利用することができる。
１・・・送風装置、１０・・・ダクト、１１・・・吸込口、１２・・・吹出口、１３・・・気流通路、１４・・・カバー部、１４ａ・・・円筒部、１５・・・周壁部、１５ａ・・・ノズル、１６・・・モータハウジング、１６ａ・・・凹部、１６ｂ・・・溝部、１７・・・第１凸部、１８・・・第２凸部、２０・・・インペラ、２１・・・ベースプレート、２１ａ・・・ベースプレート突出部、２２・・・シュラウド、２２ａ・・・開口部、２２ｂ・・・内周面、２３・・・ブレード、２３ａ・・・第１ブレード、２３ｂ・・・第２ブレード、２４ａ、２４ｂ・・・径方向外端、２５ａ、２５ｂ・・・突出部、２６ａ、２６ｂ・・・傾斜面、２７ａ、２７ｂ・・・傾斜面、３０・・・モーター部、４０・・・制御基板、１００・・・掃除ロボット、１０１・・・筐体、１０３・・・吸気口、１０４・・・吸引路、１０５・・・集塵容器、１０６・・・フィルタ部、１０７・・・排気路、１０８・・・排気口、１０９・・・駆動輪、１１０・・・前輪、２２１・・・第１内周面、２２２・・・第２内周面、２２３・・・湾曲部、Ａ・・・中心軸、Ｄ・・・塵埃、Ｄ１・・・外径、Ｄ２・・・内径、Ｆ・・・床面、Ｒ１・・・空気、Ｒ２・・・空気、Ｌ１・・・ブレード第１領域、Ｌ２・・・ブレード第２領域

 

Claims (11)

  1. 　上下方向に延びる中心軸周りに回転可能なインペラと、
    　前記インペラの下側に位置し、中心軸周りに前記インペラを回転させるモーター部と、
    　内部空間に気流通路と、前記内部空間へ流体を流入する吸込口と、前記内部空間から流体を排出する吹出口とを有し、前記インペラを収容するダクトと、
    を備える送風装置であって、
    　前記インペラが、
    　　周方向に配列された複数のブレードと、
    　　複数の前記ブレードの上部を連結するとともに前記吸込口と軸方向に対向する位置に開口部を有する環状のシュラウドと、
    　　複数の前記ブレードの下部を連結し、径方向に広がるベースプレートと、
    　を有し、
    　前記ダクトが、前記ブレードの少なくとも一部および前記シュラウドの上方を覆うカバー部を有し、
    　前記シュラウドの内径が、前記ベースプレートの外径と同じまたは大きく、
    　前記カバー部は、前記カバー部の下面から軸方向下側に突出して前記シュラウドの内周面よりも径方向内側に配される第１凸部を有することを特徴とする送風装置。
  2. 　前記第１凸部の外周面が、前記シュラウドの内周面と径方向に対向することを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
  3. 　前記第１凸部の外周面と前記シュラウドの内周面との径方向間隙は、軸方向上側よりも、軸方向下側において広いことを特徴とする請求項２に記載の送風装置。
  4. 　　前記ブレードは、
    　　前記第１凸部よりも径方向外側に位置するブレード第１領域と、
    　　前記第１凸部と上下方向に対向するブレード第２領域と、
    　を有し、
    　前記ブレード第１領域の上端は、前記ブレード第２領域の径方向外端の上端よりも上側に位置することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の送風装置。
  5. 　前記ブレードは、
    　　前記第１凸部よりも径方向外側において軸方向上側に突出する突起部を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の送風装置。
  6. 　前記シュラウドの内周面の下端と、前記第１凸部の径方向外端の下端とは、軸方向の高さが略同じであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の送風装置。
  7. 　前記ブレードの径方向外端が、前記ベースプレートの外周縁よりも径方向外側に延びることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の送風装置。
  8. 　前記ブレードの径方向内端が、前記吸込口よりも径方向内側に延びることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の送風装置。
  9. 　前記ベースプレートの下側に位置するモータハウジングをさらに備え、
    　前記ベースプレートは、前記ベースプレートの下面から下側に突出するベースプレート突出部を有し、
    　前記ベースプレート突出部の下端と前記モータハウジングの上面との軸方向間隙は、前記ベースプレートの下面と前記モータハウジングの上面との軸方向間隙よりも、狭いことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の送風装置。
  10. 　前記ベースプレート突出部は、前記ベースプレートの径方向外縁に位置し、
    　前記モータハウジングの上面には、前記ベースプレート突出部と上下方向に対向して前記ベースプレート突出部よりも径方向の幅の大きい溝部が形成されることを特徴とする請求項９に記載の送風装置。
  11. 　請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の送風装置を備えることを特徴とする掃除機。
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