WO2021192656A1 - 電動送風機 - Google Patents

Abstract

電動送風機が備える遠心ファンは、吸気口を有するシュラウドと、シュラウドに対向するハブと、シュラウドとハブとの間に配置された複数のブレードとを有し、複数のブレードの各々において、内周側端部は、吸気口内に位置し、且つ、当該内周側端部のシュラウド側部分がハブ側部分に対して遠心ファンの回転方向の正側に位置するように傾斜し、ハブ側の端面におけるハブの主面の面内方向の曲率半径は、内周側端部よりも外周側端部の方が大きく、ハブ側部分の側面とハブの主面とのなす角度は、内周側端部よりも外周側端部の方が大きく、内周側部分における入口角は、４０度以上である。

Description

電動送風機

　本開示は、電動送風機に関する。本開示は、特に、電動機の動力により遠心ファンを回転させることで送風を行う電動送風機に関する。

　電動送風機は、電気掃除機等の種々の電気機器に用いられる。電気掃除機に搭載される電動送風機には、高い吸引圧力を得るために遠心ファンが用いられている。遠心ファンは、電動送風機の電動機の回転軸に取り付けられており、高速で回転することにより所望の風圧を発生させる。

　例えば、電動送風機には、図１１Ａ及び図１１Ｂに示される構成の遠心ファン２０Ｘが用いられる。図１１Ａは、従来の遠心ファン２０Ｘの上面図である。図１１Ｂは、図１１ＡのＸＩｂ－ＸＩｂ線における従来の遠心ファン２０Ｘの断面図である。

　図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、従来の遠心ファン２０Ｘは、吸気口２０ａを有するシュラウド２１Ｘと、シュラウド２１Ｘに対向するハブ２２Ｘと、シュラウド２１Ｘとハブ２２Ｘとに挟持された複数のブレード２３Ｘとを有する。

　図１１Ａ及び図１１Ｂに示される遠心ファン２０Ｘでは、ブレード２３Ｘとして、内周側端部２３ｂから外周側端部２３ｃに向けて回転方向とは逆方向に延在する後ろ向きブレードが用いられている。図１１Ａ及び図１１Ｂに示される遠心ファン２０Ｘでは、効率を向上させるために、ブレード２３Ｘの内周側端部２３ｂを吸気口２０ａの開口端縁よりも中央側に若干突出させている。つまり、吸気口２０ａを上面視したときに、ブレード２３Ｘの内周側端部２３ｂの先端が吸気口２０ａの開口内に位置している。このように構成される遠心ファン２０Ｘでは、吸気口２０ａから吸い込まれた空気が遠心ファン２０Ｘの回転により高圧に圧縮されて排気口２０ｂから排出される。

　従来、この種の遠心ファンが特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された遠心ファンでは、高い吸引圧力が得られるように、ブレードとして後ろ向きブレードを用いて、ブレードの外周側の出口角を実質的に４０度以下にしている。さらに、特許文献１に開示された遠心ファンでは、効率を向上させるために、ブレードの内周側端部を吸気口の開口端縁よりも中央側に突出させている。このとき、図１１Ａ及び図１１Ｂのようにブレードの内周側端部がハブに対して実質的に垂直となるように構成すると、吸気口から吸い込まれた空気がブレードの内周側端部に衝突して生じる衝突損失が増大して吸引圧力が低下してしまう。

　そこで、特許文献１に開示された遠心ファンでは、ブレードの内周側端部を傾斜させている。この場合、図１１Ａ及び図１１Ｂに示される遠心ファン２０Ｘを例にとると、ブレード２３Ｘの内周側端部２３ｂを、シュラウド側部分２３ｂ１がハブ側部分２３ｂ２に対して遠心ファン２０Ｘの回転方向の正側に位置するようにハブ２２Ｘの主面に対して傾斜させることになる。

　一方、遠心ファンそのものの構造を工夫するのではなく、電動送風機に別部品を設けることで高い吸引圧力を得ようとする技術も知られている。例えば、特許文献２には、遠心ファンの吸気口側に遠心ファンに吸い込む空気を整流する樹脂製のインデューサを設けることで、高い吸引圧力を得ることができる電動送風機が開示されている。

　近年、電動送風機としてさらに高い吸引圧力を得ることが要望されている。この場合、特許文献１に開示された遠心ファンにおいて、ブレードの内周側端部を吸気口の中央側に向けてさらに延長させることが考えられる。しかしながら、ブレードの内周側端部を中央側に向けて延長させると、遠心ファンが回転するときの遠心力によってブレードの内周側端部が塑性変形するおそれがある。

　このとき、ブレードの内周側端部を傾斜させることで、吸気口から吸い込まれた空気がブレードの内周側端部に衝突して生じる衝突損失を抑制できるだけではなく、ブレードの内周側端部の吸気口から突出させた部分の長さがハブ側部分よりもシュラウド側部分の方が短くなるので、遠心力によるブレードの内周側端部の変形が生じにくくなる。

　しかしながら、特許文献１に開示された遠心ファンの構造では、ブレードの内周側端部を吸気口の中央側に向けて延長させたときの延長長さには限界がある。つまり、高い吸引圧力を得ようとして、ブレードの内周側端部を吸気口の中央側に向けて延長させようとしても、遠心力によってブレードの内周側端部が塑性変形してしまう。

　特許文献２に開示された遠心ファンを用いた電動送風機については、高い吸引圧力が得られるものの、別途インデューサを設けているので、材料費及び製造費が増加する。インデューサを設けると、遠心ファンの重量が増加して電動送風機の振動が増加する。

日本国特許第２７５７５０１号公報 日本国特許第３７９６９７４号公報

　本開示は、このような問題を解決するためになされたものである。本開示は、インデューサを設けなくても、遠心力によるブレードの変形を抑制するとともに高い吸引圧力を得ることができる電動送風機を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本開示に係る電動送風機の一態様は、回転軸を有する回転子と、前記回転軸に取り付けられた遠心ファンとを備え、前記遠心ファンは、吸気口を有するシュラウドと、前記シュラウドに対向するハブと、内周側端部から外周側端部にかけて前記遠心ファンの回転方向とは逆方向側に延在する形状を有し、前記シュラウドと前記ハブとの間に配置された複数のブレードとを有し、前記複数のブレードの各々において、前記内周側端部は、前記シュラウドと前記ハブとの積層方向から見たときに前記吸気口内に位置し、且つ、当該内周側端部のシュラウド側部分がハブ側部分に対して前記回転方向の正側に位置するように傾斜し、前記ハブ側の端面における前記ハブの主面の面内方向の曲率半径は、前記内周側端部よりも前記外周側端部の方が大きく、前記ハブ側部分の側面と前記ハブの主面とのなす角度は、前記内周側端部よりも前記外周側端部の方が大きく、内周側部分における入口角は、４０度以上である。

　また、前記遠心ファンを上面視したときに、前記吸気口は、円形であり、前記複数のブレードの各々の前記内周側端部の先端を結んでできる仮想円の直径は、前記吸気口の直径の８７％以下であることが好ましい。

　また、前記遠心ファンを上面視したときに、前記吸気口は、円形であり、前記複数のブレードの各々において、前記吸気口と同心で且つ前記吸気口よりも直径が小さい円と当該ブレードの前記ハブ側の端面とのなす角は、前記入口角よりも大きい、ことが好ましい。

　また、前記複数のブレードの各々において、前記内周側端部の前記ハブ側部分の側面と前記ハブの主面とのなす角度は、７５度以下であり、かつ、前記外周側端部の前記ハブ側部分の側面は、前記ハブの主面に対して垂直であることが好ましい。

　また、前記複数のブレードの各々において、外周側部分の出口角は、４０度以下であることが好ましい。

　また、前記遠心ファンを上面視したときに、前記吸気口は、円形であり、前記複数のブレードの各々の前記内周側端部のハブ側の先端を結んでできる仮想円の直径は、前記複数のブレードの各々の前記内周側端部のシュラウド側の先端を結んでできる仮想円の直径よりも小さいことが好ましい。

　以上により、インデューサを設けなくても、遠心力によるブレードの変形を抑制するとともに高い吸引圧力を得ることができる。

図１は、実施の形態に係る電動送風機の外観斜視図である。 図２は、実施の形態に係る電動送風機の断面図である。 図３は、ファンケース及び遠心ファンを取り外した状態の実施の形態に係る電動送風機の分解斜視図である。 図４は、実施の形態に係る遠心ファンの分解斜視図である。 図５は、実施の形態に係る遠心ファンの上面図である。 図６は、シュラウドを外した状態の遠心ファンの上面図である。 図７Ａは、実施の形態に係る遠心ファンの上面図である。 図７Ｂは、図７ＡのＶＩＩｂ－ＶＩＩｂ線における同遠心ファンの断面図である。 図８は、実施の形態に係る遠心ファンにおいて、ハブとブレードとの関係を示す図である。 図９は、実施の形態に係る遠心ファンの拡大断面図である。 図１０は、実施の形態に係る遠心ファンにおけるブレードの応力と、ブレードの内周側端部における吸気口の開口端縁から中央側に向かって突出する部分の長さとの関係を示す図である。 図１１Ａは、従来の遠心ファンの上面図である。 図１１Ｂは、図１１ＡのＸＩｂ－ＸＩｂ線における従来の遠心ファンの断面図である。

　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

　また、本明細書及び図面において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、三次元直交座標系の三軸を表している。Ｘ軸及びＹ軸は、互いに直交し、かつ、いずれもＺ軸に直交する軸である。本実施の形態において、Ｚ軸方向は、回転軸１１ａの軸心Ｃの方向である。

　なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

　（実施の形態）
　まず、実施の形態に係る電動送風機１の全体の構成について、図１～図３を用いて説明する。図１は、実施の形態に係る電動送風機１の外観斜視図である。図２は、同電動送風機１の断面図である。図２は、回転軸１１ａの軸心Ｃを通る平面で切断したときの断面（ＸＺ断面）を示している。図３は、ファンケース５０及び遠心ファン２０を取り外した状態の同電動送風機１の分解斜視図である。なお、図２では、断面に現われる線画のみを図示している。図２に示される太線矢印は、電動送風機１内に吸引された空気の主な流れを示している。

　図１～図３に示すように、電動送風機１は、電動機１０と、電動機１０が有する回転軸１１ａに取り付けられた遠心ファン２０と、遠心ファン２０を回転軸１１ａに固定するための固定部材３０と、遠心ファン２０から排出された空気が流れ込むエアガイド４０と、遠心ファン２０を覆うファンケース５０と、ファンケース５０に取り付けられたファンケーススペーサ６０と、電動機１０を収納するモータケース７０と、ブラケット８０とを備える。電動送風機１は、例えば、電気掃除機に用いることができる。

　電動機１０は、遠心ファン２０を回転させるファンモータである。一例として、電動機１０は、直流電源を入力とする直流電動機である。本実施の形態において、電動機１０は、ブラシ付きの整流子電動機である。

　具体的には、電動機１０は、回転子１１（ロータ）と、固定子１２（ステータ）と、第１軸受け１３と、第２軸受け１４と、整流子１５と、ブラシ１６と、を備える。

　回転子１１は、回転軸１１ａを有する。回転子１１は、回転軸１１ａの軸心Ｃを回転中心として回転する。回転子１１は、例えば、５０，０００ｒｐｍ（ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎｓ　ｐｅｒ　ｍｉｎｕｔｅ）で高速回転する。本実施の形態において、回転子１１は、インナーロータであり、図２に示すように、固定子１２の内側に配置されている。

　回転軸１１ａは、回転子１１が回転する際の中心となる長尺状のシャフトである。回転軸１１ａは、例えば金属棒である。回転軸１１ａは、回転子１１の中心に固定されている。具体的には、回転軸１１ａは、回転子１１の両側に延在するように、回転子１１の回転子鉄心１１ｂの中心を貫いた状態で回転子鉄心１１ｂに固定されている。回転軸１１ａは、例えば、回転子鉄心１１ｂの中心孔に圧入したり焼き嵌めしたりすることで回転子鉄心１１ｂに固定されている。

　一例として、回転子１１は、電機子であり、回転子鉄心１１ｂ（ロータコア）と、インシュレータを介して回転子鉄心１１ｂに巻き回されたた巻線コイル１１ｃ（ロータコイル）とを有する。図２において、巻線コイル１１ｃは、模式的に示されている。

　回転子鉄心１１ｂは、巻線コイル１１ｃが巻回された電機子コアである。回転子鉄心１１ｂは、磁性材料によって構成された磁性体である。一例として、回転子鉄心１１ｂは、複数の電磁鋼板が回転軸１１ａの軸心Ｃの方向（軸心方向）に積層された積層体である。なお、回転子鉄心１１ｂは、電磁鋼板の積層体に限るものではなく、磁性材料によって構成されたバルク体であってもよい。回転子鉄心１１ｂには、回転軸１１ａが固定されている。回転軸１１ａは、回転子鉄心１１ｂの中心を貫いた状態で回転子鉄心１１ｂに固定されている。回転子鉄心１１ｂは、回転軸１１ａの軸心Ｃと直交する方向である径方向に突出する複数のティースを有する。

　巻線コイル１１ｃは、回転子鉄心１１ｂの複数のティースのそれぞれに巻回されたコイルを有する。このコイルは、ティースに複数回巻回されている。具体的には、コイルは、インシュレータを介してティースに分布巻きで巻き回された分布巻コイルである。

　巻線コイル１１ｃは、整流子１５と電気的に接続されている。具体的には、巻線コイル１１ｃは、整流子１５の整流子片と電気的に接続されている。回転子鉄心１１ｂのティースは、固定子１２との間に微小なエアギャップを介して配置されている。整流子１５を介して巻線コイル１１ｃに電流が流れることで、回転子１１は、固定子１２に作用させる磁力を発生させる。

　固定子１２は、回転子１１と向い合って位置しており、回転子１１に作用する磁力を発生させる。具体的には、固定子１２は、回転子１１の回転子鉄心１１ｂを囲むように配置されている。固定子１２は、電機子である回転子１１とともに磁気回路を構成している。

　固定子１２は、エアギャップ面にＮ極とＳ極とが周方向に交互に表れるように構成されている。この場合、固定子１２は、周方向に複数の永久磁石が配置されるように構成されていてもよいし、主磁束を発生させる複数のティース部を有するステータコアとステータコアに巻回された巻線コイルとによって構成されていてもよい。固定子１２は、複数の電磁鋼板が積層されたステータコアに巻線コイルが巻回された界磁組立体である。固定子１２は、例えば、モータケース７０に固定されている。

　第１軸受け１３及び第２軸受け１４は、回転軸１１ａを支持している。第１軸受け１３は、回転軸１１ａの一方の端部（遠心ファン２０側の端部）を支持している。第２軸受け１４は、回転軸１１ａの他方の端部（遠心ファン２０側とは反対側の端部）を支持している。第１軸受け１３及び第２軸受け１４は、回転軸１１ａを支持するベアリングである。一例として、第１軸受け１３及び第２軸受け１４は、玉軸受である。しかし、これに限るものではなく、すべり軸受等の他の軸受であってもよい。このように、回転軸１１ａは、第１軸受け１３と第２軸受け１４とによって、回転自在となるように保持されている。なお、第１軸受け１３は、ブラケット８０に固定されており、第２軸受け１４は、モータケース７０の底部に固定されている。

　回転軸１１ａの一方の端部は、第１軸受け１３から突出している。第１軸受け１３から突出した回転軸１１ａの先端部には、遠心ファン２０が取り付けられている。回転軸１１ａにおいて、遠心ファン２０が取り付けられている部分（第１軸受け１３側の部分）を出力軸といい、遠心ファン２０側とは反対側の部分（第２軸受け１４側の部分）を反出力軸という。

　整流子１５は、回転軸１１ａに取り付けられている。したがって、整流子１５は、回転軸１１ａとともに回転する。本実施の形態において、整流子１５は、回転子鉄心１１ｂの第１軸受け１３側に位置している。具体的には、整流子１５は、回転軸１１ａにおける回転子鉄心１１ｂと第１軸受け１３との間の部位に取り付けられている。

　整流子１５は、回転軸１１ａを囲むように円環状に配列された複数の整流子片を有する。複数の整流子片は、回転軸１１ａの回転方向において互いに絶縁分離されている。複数の整流子片の各々は、回転子１１の巻線コイル１１ｃと電気的に接続されている。

　整流子１５には、ブラシ１６が接触している。ブラシ１６は、回転子１１の巻線コイル１１ｃに電力を供給するための給電ブラシである。ブラシ１６が整流子１５に接触することで、ブラシ１６に供給される電機子電流が整流子１５を介して巻線コイル１１ｃに流れる。ブラシ１６は、導電材料によって構成されている。一例として、ブラシ１６は、カーボンによって構成された導電性のカーボンブラシであり、長尺状の実質的な直方体である。

　ブラシ１６は、整流子１５に摺接可能に配置されている。本実施の形態において、ブラシ１６は、一対設けられている。一対のブラシ１６は、整流子１５を挟持するように対向して配置されている。ブラシ１６は、トーションバネ等のブラシバネからの押圧力を受けて整流子１５と摺接するとともに、回転軸１１ａの外周から軸心Ｃに向かう径方向に移動可能に配置されている。ブラシ１６は、例えばブラシ保持器に収納されている。

　遠心ファン２０は、回転ファンの一例であり、回転することで空気を吸引する。具体的には、遠心ファン２０は、ファンケース５０とモータケース７０とにより構成される外郭筐体（ハウジング）内に空気を吸引する。回転ファンとして遠心ファン２０を用いることで、高い吸引圧力を得ることができる。一般的に、遠心ファンとしては、高風量高圧タイプのシロッコ形の遠心ファンもあるが、本実施の形態では、低風量高圧タイプのターボ形の遠心ファンを用いている。

　遠心ファン２０は、電動機１０が有する回転軸１１ａの所定の部位に取り付けられており、回転軸１１ａが回転することで回転する。遠心ファン２０は、回転軸１１ａの一方側の先端部に取り付けられている。遠心ファン２０は、例えば、遠心ファン２０に設けられた貫通孔に回転軸１１ａを圧入することによって回転軸１１ａに固定されている。電動機１０の駆動により遠心ファン２０が回転することで風圧が発生し、ファンケース５０の吸気口５０ａから空気が吸い込まれて遠心ファン２０の内部を通ってから遠心ファン２０から空気が排出される。遠心ファン２０から排出された空気はエアガイド４０に流れ込む。

　遠心ファン２０は、空気を吸気するための吸気口２０ａ（吸込口）と、吸気口２０ａから吸い込んだ空気を排出するための排気口２０ｂ（吹出口）とを有する。遠心ファン２０は、吸気口２０ａを有するシュラウド２１と、シュラウド２１に対向するハブ２２と、シュラウド２１とハブ２２との間に配置された複数のブレード２３とを有する。なお、遠心ファン２０の詳細な構成については、後述する。

　遠心ファン２０は、固定部材３０によって回転軸１１ａに固定される。固定部材３０は、ファンボス３１と、第１当て板３２と、第２当て板３３と、ファンストッパ３４とを有する。ファンボス３１及びファンストッパ３４は、締結ナットとして機能し、回転軸１１ａと螺合するネジ穴を有する。ファンボス３１、第１当て板３２、第２当て板３３及びファンストッパ３４は、金属材料によって構成されている。

　遠心ファン２０を回転軸１１ａに取り付ける際、遠心ファン２０のハブ２２を第１当て板３２及び第２当て板３３に挟んで、ハブ２２を挟んだ第１当て板３２及び第２当て板３３を、回転軸１１ａにねじ込んだファンボス３１とファンストッパ３４とでさらに挟んで加圧する。これにより、固定部材３０によって遠心ファン２０を回転軸１１ａに加圧保持させることができる。

　遠心ファン２０から排出された空気は、エアガイド４０に流入する。エアガイド４０は、気流の流路を形成する機能を有する。例えば、エアガイド４０は、遠心ファン２０から排出された空気の流れを整流してモータケース７０へと滑らかに流し込む機能を有する。具体的には、エアガイド４０は、遠心ファン２０により圧縮された空気を徐々に大気圧に戻しながらモータケース７０の内部に導く。

　エアガイド４０は、複数のディフューザ翼４１を有する。複数のディフューザ翼４１は、各々が円弧状に湾曲する板形状であり、放射状に立設されている。具体的には、複数のディフューザ翼４１は、渦巻き状となるように配置されている。エアガイド４０は、例えば樹脂材料によって構成されているが、これに限らず、金属材料によって構成されていてもよい。

　エアガイド４０は、ファンケース５０の側壁部５２との間に隙間をあけて配置されている。エアガイド４０に流入した空気は、複数のディフューザ翼４１で構成された通風路を通って、エアガイド４０とファンケース５０の側壁部５２との間の隙間を通ってモータケース７０に流入する。

　ファンケース５０は、遠心ファン２０を収納する筐体である。ファンケース５０は、遠心ファン２０及びエアガイド４０を覆うカバーである。一例として、ファンケース５０は、金属材料によって構成された金属カバーである。しかし、ファンケース５０は、樹脂材料によって構成された樹脂カバーであってもよい。

　ファンケース５０は、遠心ファン２０及びエアガイド４０の上方部分を覆う蓋部５１と、遠心ファン２０及びエアガイド４０の側方部分を覆う側壁部５２とを有する。ファンケース５０は、外気を吸い込むための吸気口５０ａ（吸込口）を有する。吸気口５０ａは、蓋部５１の中央部に設けられた円形の貫通孔である。ファンケース５０の吸気口５０ａは、遠心ファン２０の吸気口２０ａと向かい合っている。

　ファンケース５０は、モータケース７０に固定されている。具体的には、ファンケース５０の側壁部５２とモータケース７０の開口部７０ａの開口端とが接続されることで、ファンケース５０とモータケース７０とが固定されている。

　ファンケース５０には、ファンケーススペーサ６０が取り付けられている。ファンケーススペーサ６０は、ファンケース５０の吸気口５０ａに対応する開口を有する薄リング状の筒体である。ファンケーススペーサ６０は、ファンケース５０の吸気口５０ａを囲うようにファンケース５０の蓋部５１に取り付けられている。ファンケーススペーサ６０は、遠心ファン２０の吸気口２０ａとファンケース５０の吸気口５０ａとの間に形成される円環状の隙間を塞いでいる。ファンケーススペーサ６０の開口は、遠心ファン２０の吸気口２０ａと連通している。ファンケーススペーサ６０の開口径は、遠心ファン２０の吸気口２０ａの開口径とほぼ同じである。

　遠心ファン２０が回転すると遠心ファン２０の排気口２０ｂ付近が高圧になる。このため、遠心ファン２０のシュラウド２１とファンケース５０の蓋部５１との間の空間路に風圧差が生じて遠心ファン２０の排気口２０ｂからファンケース５０の吸気口５０ａに向かう循環流が発生しようとする。しかし、ファンケーススペーサ６０を設けることによって、このような循環流を低減することができる。つまり、ファンケーススペーサ６０を設けることで、圧力が逃げないようにすることができ、ファンケーススペーサ６０を設けない場合と比べて、電動送風機１の送風効率を向上させることができる。

　モータケース７０は、電動機１０を収納する筐体である。具体的には、モータケース７０は、回転子１１及び固定子１２等の電動機１０を構成する部品を収納する。モータケース７０は、電動送風機１及び電動機１０の外郭部材（外殻）である。モータケース７０は、例えば、金属材料によって構成された金属ケースである。

　モータケース７０は、開口部７０ａを有する有底円筒形状の筐体（フレーム）である。モータケース７０は、底部及び円筒状の側壁部を有する。モータケース７０の開口部７０ａは、ファンケース５０によって覆われている。

　また、モータケース７０の底部及び側壁部には、遠心ファン２０の回転によって吸い込んだ空気を排気するための複数の排気口７０ｂが設けられている。つまり、排気口７０ｂは、遠心ファン２０によってモータケース７０に吸引された空気を吹き出すための吹出口である。モータケース７０は、ブラケット（第１ブラケット）としても機能し、モータケース７０の底部には、第２軸受け１４が固定されている。

　また、モータケース７０の開口部７０ａを部分的に覆うようにブラケット８０（第２ブラケット）が配置されている。ブラケット８０は、例えばモータケース７０の開口部７０ａを跨るように配置されている。ブラケット８０には、複数の開口が設けられている。エアガイド４０で整流された空気は、ブラケット８０の開口及びモータケース７０のブラケット８０で覆われていない部分を通過してモータケース７０内に流入する。ブラケット８０は、例えば、樹脂材料によって構成されている。しかし、これに限らず、金属材料によって構成されていてもよい。なお、ブラケット８０には、第１軸受け１３が固定されている。

　このように構成される電動送風機１では、電動機１０の回転子１１が回転すると、回転子１１の回転軸１１ａに取り付けられた遠心ファン２０が回転し、ファンケース５０の吸気口５０ａからファンケース５０の内部に空気が吸引される。ファンケース５０の吸気口５０ａから吸い込まれた空気は、遠心ファン２０の吸気口２０ａから遠心ファン２０の内部に流れ込み、遠心ファン２０の径方向外側に向かって遠心送風されて排気口２０ｂから排気される。このとき、遠心ファン２０に吸い込まれた空気は、遠心ファン２０によって高圧に圧縮される。遠心ファン２０から排気された空気は、遠心ファン２０を囲むエアガイド４０に流れ込み、エアガイド４０が有するディフューザ翼４１によってファンケース５０の側壁部５２へと導かれて旋回流となり、モータケース７０内に流入する。モータケース７０内に流入した空気は、電動機１０の回転子１１及び固定子１２を冷却しながら、モータケース７０の排気口７０ｂから電動送風機１の外部に排出される。

　次に、本実施の形態に係る電動送風機１に用いられる遠心ファン２０の詳細な構成について、図２及び図３を参照しつつ、図４～図９を用いて詳細に説明する。図４は、実施の形態に係る遠心ファン２０の分解斜視図である。図５は、同遠心ファン２０の上面図である。図６は、シュラウド２１を外した状態の遠心ファン２０の上面図である。図７Ａは、実施の形態に係る遠心ファンの上面図である。図７Ａは、実施の形態に係る遠心ファン２０の上面図である。図７Ｂは、図７ＡのＶＩＩｂ－ＶＩＩｂ線における同遠心ファンの断面図である。図８は、同遠心ファン２０において、ハブ２２とブレード２３との関係を示す図である。図９は、同遠心ファンの拡大断面図である。

　なお、図８は、図６のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線における断面図を示しているが、６つのブレード２３のうちのブレード２３Ａのみを図示している。

　図４～図９に示すように、遠心ファン２０は、シュラウド２１と、ハブ２２と、複数のブレード２３とによって構成されたファン組立体である。

　シュラウド２１及びハブ２２は、隙間をあけて積層された一対のファンプレートである。シュラウド２１及びハブ２２のうち、シュラウド２１は、上流側（ファンケース５０側）に位置する上板であり、ハブ２２は、下流側（モータケース７０側）に位置する下板である。遠心ファン２０を上面視したときに、シュラウド２１の外形とハブ２２の外形とは同じである。シュラウド２１及びハブ２２の上面視の外形は、円形である。

　複数のブレード２３は、シュラウド２１とびハブ２２との間に配置されたファン翼である。複数のブレード２３は、シュラウド２１とハブ２２と対して立設するように配置されている。複数のブレード２３は、シュラウド２１とハブ２２とに挟持されている。本実施の形態では、６枚のブレード２３が用いられているが、ブレード２３の枚数は、６枚に限るものではない。例えば、ブレード２３の枚数は、９枚又は１１枚等であってもよい。

　シュラウド２１、ハブ２２及びブレード２３の各々は、板金製であり、厚さが一定の金属板によって構成されている。本実施の形態において、シュラウド２１、ハブ２２及びブレード２３の各々は、アルミニウム板によって構成されている。シュラウド２１とハブ２２と複数のブレード２３とはかしめによって固定されている。

　上記のように、遠心ファン２０は、空気を吸い込むための吸気口２０ａを有する。吸気口２０ａは、シュラウド２１に設けられている。シュラウド２１に設けられた吸気口２０ａは、貫通孔であり、図２に示すように、ファンケース５０の吸気口５０ａに対向している。遠心ファン２０を上面視したときに、吸気口２０ａは、円形である。

　シュラウド２１は、扁平な実質的に円錐台状の筒体である。吸気口２０ａは、シュラウド２１の頂部に設けられている。このような形状のシュラウド２１は、吸気口２０ａに対応する貫通孔を有する円形の平板を扁平な実質的に円錐台形に絞り加工することによって形成することができる。

　また、図４及び図７Ａに示すように、シュラウド２１は、複数の貫通孔２１ａを有する。複数の貫通孔２１ａは、各ブレード２３の延在方向に沿って延在するようにスリット状に形成されている。一例として、複数の貫通孔２１ａの各々は、長尺状の角孔である。複数の貫通孔２１ａは、各ブレード２３の複数の第１凸部２３ａ１と一対一に対応して形成されている。各貫通孔２１ａには、ブレード２３の第１凸部２３ａ１が挿入される。

　ハブ２２は、所定の間隙を隔ててシュラウド２１に対向して配置される。ハブ２２は、フラットな円形の平板である。

　図４に示すように、ハブ２２は、複数の貫通孔２２ａを有する。複数の貫通孔２２ａは、各ブレード２３の延在方向に沿って延在するようにスリット状に形成されている。一例として、複数の貫通孔２２ａの各々は、長尺状の角孔である。複数の貫通孔２２ａは、各ブレード２３の複数の第２凸部２３ａ２と一対一に対応して形成されている。各貫通孔２２ａには、ブレード２３の第２凸部２３ａ２が挿入される。なお、ハブ２２の貫通孔２２ａの形状及び大きさは、シュラウド２１の貫通孔２１ａの形状及び大きさと同じであるが、これに限らない。

　また、ハブ２２の中央部には、円形の貫通孔２２ｂが設けられている。貫通孔２２ｂには、回転子１１の回転軸１１ａが挿入される。貫通孔２２ｂに回転軸１１ａを挿入して固定部材３０でハブ２２を回転軸１１ａに固定することで、遠心ファン２０を回転軸１１ａに固定することができる。

　図４及び図７Ａに示すように、各ブレード２３は、シュラウド２１側の端面に設けられた複数の第１凸部２３ａ１と、ハブ２２側の端面に設けられた複数の第２凸部２３ａ２とを有する。第１凸部２３ａ１は、シュラウド２１側に突出するように設けられた突起である。第２凸部２３ａ２は、ハブ２２側に突出するように設けられた突起である。

　第１凸部２３ａ１は、シュラウド２１の貫通孔２１ａに対応する位置に設けられており、貫通孔２１ａに挿入される。第１凸部２３ａ１の長さ（突出量）は、シュラウド２１の板厚より長い寸法に設定されている。これにより、第１凸部２３ａ１がシュラウド２１の貫通孔２１ａに挿入されたときに、第１凸部２３ａ１の先端部は、貫通孔２１ａから突き出る。

　第２凸部２３ａ２は、ハブ２２の貫通孔２２ａに対応する位置に設けられており、貫通孔２２ａに挿入される。第２凸部２３ａ２の長さ（突出量）は、ハブ２２の板厚より長い寸法に設定されている。これにより、第２凸部２３ａ２がハブ２２の貫通孔２２ａに挿入されたときに、第２凸部２３ａ２の先端部は、貫通孔２２ａから突き出る。

　シュラウド２１の貫通孔２１ａから突き出た第１凸部２３ａ１の先端部を潰してかしめるとともに、ハブ２２の貫通孔２２ａから突き出た第２凸部２３ａ２の先端部を潰してかしめることで、ブレード２３をシュラウド２１とハブ２２とに固定することができる。つまり、第１凸部２３ａ１及び第２凸部２３ａ２は、かしめ固定用突起である。なお、第１凸部２３ａ１及び第２凸部２３ａ２を有するブレード２３は、例えば、ブレード２３を構成する金属板を打ち抜くことで形成することができる。

　図６に示すように、複数のブレード２３の各々は、遠心ファン２０を上面視したときに、湾曲するように形成されている。複数のブレード２３は、周方向に等間隔で配置されており、渦を巻くように放射状に並べられている。

　複数のブレード２３の各々は、後ろ向きブレードであり、内周側端部２３ｂから外周側端部２３ｃにかけて遠心ファン２０の回転方向とは逆方向側に延在する形状を有する。言い換えると、各ブレード２３は、外周側端部２３ｃから内周側端部２３ｂにかけて遠心ファン２０の回転方向に延在するように湾曲している。

　図７Ａ及び図７Ｂに示すように、隣り合う２つのブレード２３とシュラウド２１とハブ２２とで囲まれる空間は、吸気口２０ａから遠心ファン２０内に流入した空気が通る通風路である。この通風路の径方向外側の開口は、排気口２０ｂになっている。この通風路は、回転軸１１ａの軸心Ｃを垂直線とする平面に沿って渦巻状に複数形成されている。つまり、排気口２０ｂは、回転軸１１ａの軸心Ｃと直交する方向（径方向）に開口しており、遠心ファン２０の周方向に亘って複数形成されている。ブレード２３は後ろ向きブレードであるので、隣り合う２つのブレード２３の間の通風路は、ブレード２３の内周側端部２３ｂから外周側端部２３ｃにかけて遠心ファン２０の回転方向とは逆方向側に延在するように湾曲している。

　図４、図７Ａ～図９に示すように、湾曲するように形成された各ブレード２３において、ハブ２２側の端面であるハブ側端面２３ｄにおけるハブ２２の主面（ハブ面）の面内方向の曲率半径は、内周側端部２３ｂよりも外周側端部２３ｃの方が大きくなっている。つまり、遠心ファン２０を上面視したときに、各ブレード２３において、外周側端部２３ｃのハブ側端面２３ｄの曲率半径は、内周側端部２３ｂのハブ側端面２３ｄの曲率半径よりも大きくなっている。言い換えると、各ブレード２３において、内周側端部２３ｂのハブ側端面２３ｄの曲率半径は、外周側端部２３ｃのハブ側端面２３ｄの曲率半径よりも小さくなっている。

　本実施の形態において、各ブレード２３におけるハブ側端面２３ｄをなす曲線（図９において太線で示される線）は、それぞれ、曲率半径が異なる複数の円弧の組み合わせによって構成されている。具体的には、各ブレード２３におけるハブ側端面２３ｄをなす曲線は、曲率半径が異なる４つの円弧の組み合わせによって構成されている。これらの４つの曲率半径は、外周側端部２３ｃから内周側端部２３ｂにかけて順に小さくなっている。なお、各ブレード２３におけるハブ側端面２３ｄをなす曲線は、インボリュート曲線であってもよい。各ブレード２３におけるシュラウド側端面をなす曲線は、ハブ側端面２３ｄをなす曲線と同じである。

　図５及び図７Ａに示すように、複数のブレード２３の各々において、内周側端部２３ｂは、遠心ファン２０を上面視したときに、吸気口２０ａの開口端縁よりも中央側に向かって突出している。つまり、各ブレード２３における内周側端部２３ｂは、シュラウド２１とハブ２２との積層方向から見たときに、吸気口２０ａの開口端縁を超えて吸気口２０ａ内に位置している。具体的には、吸気口２０ａを上面視したときに、各ブレード２３の内周側端部２３ｂが吸気口２０ａから露出しており、各ブレード２３の内周側端部２３ｂの先端が吸気口２０ａの開口内に位置している。

　本実施の形態において、ブレード２３における吸気口２０ａの開口端縁から中央側に向かって突出させた部分の長さ（突出長）は、全てのブレード２３において同じである。したがって、各ブレード２３の内周側端部２３ｂの先端を結んでできる形状は、円形となる。また、このようにして各ブレード２３の内周側端部２３ｂの先端を結んでできる仮想円は、吸気口２０ａと同心円となる。複数のブレード２３の各々の内周側端部２３ｂの先端を結んでできる仮想円の直径は、吸気口２０ａの直径の８７％以下になっている。

　具体的には、図７Ａに示すように、６つのブレード２３の各々の内周側端部２３ｂにおけるシュラウド側部分２３ｂ１の最先端を結んでできる仮想円Ａの直径ＬＡは、吸気口２０ａの直径ＬＯの８７％以下になっている。また、６つのブレード２３の各々の内周側端部２３ｂにおけるハブ側部分２３ｂ２の最先端を結んでできる仮想円Ｂの直径ＬＢも、吸気口２０ａの直径ＬＯの８５％以下になっている。なお、仮想円Ｂの直径ＬＢは、仮想円Ａの直径ＬＡよりも小さく吸気口２０ａの直径ＬＯの８５％以下になっている。つまり、仮想円Ｂを構成するブレード２３の内周側端部２３ｂのハブ側部分２３ｂ２の最先端の方が、仮想円Ａを構成するブレード２３の内周側端部２３ｂのシュラウド側部分２３ｂ１の最先端よりも中央側に位置している。

　図７Ｂ及び図８に示すように、ハブ２２に立設するブレード２３は、少なくとも内周側端部２３ｂがハブ２２の主面（ハブ面）に対して傾斜している。本実施の形態では、複数のブレード２３の各々において、内周側端部２３ｂのシュラウド側部分２３ｂ１がハブ側部分２３ｂ２に対して遠心ファン２０の回転方向の正側に位置するように、シュラウド２１とハブ２２との積層方向に対して傾斜している。

　この場合、各ブレード２３において、ハブ側部分の側面とハブ２２の主面とのなす角度は、内周側端部２３ｂよりも外周側端部２３ｃの方が大きくなっている。具体的には、図８に示すように、ブレード２３の内周側端部２３ｂの端縁におけるハブ側部分２３ｂ２の側面とハブ２２の主面とのなす角度（第１傾斜角）をθ１とし、ブレード２３の外周側端部２３ｃの端縁におけるハブ側部分の側面とハブ２２の主面とのなす角度（第２傾斜角）をθ２とすると、θ２＞θ１である。

　一例として、各ブレード２３の内周側端部２３ｂにおいては、内周側端部２３ｂのハブ側部分２３ｂ２の側面とハブ２２の主面とのなす角度は、７５度以下である。つまり、θ１≦７５°である。第１傾斜角θ１は、６５°≦θ１≦７０°であるとよい。本実施の形態では、θ１＝６７°としている。

　また、各ブレード２３の外周側端部２３ｃにおいては、外周側端部２３ｃのハブ側部分の側面は、ハブ２２の主面に対して垂直である。つまり、各ブレード２３の外周側端部２３ｃは、傾斜していない。なお、本明細書において、垂直とは、製造公差及び寸法公差を考慮して、９０°±２°である。したがって、θ２＝９０°±２°である。

　このように構成される各ブレード２３は、ハブ２２の主面に対するブレード２３の傾斜角度が外周側端部２３ｃから内周側端部２３ｂにかけて漸次大きくなるように傾斜している。したがって、各ブレード２３においては、内周側端部２３ｂの先端の傾斜角が最も大きく、外周側端部２３ｃの先端の傾斜角が最も小さくなっている。

　図９に示すように、遠心ファン２０を上面視したときに（つまり、ハブ２２を平面視したときに）、各ブレード２３の内周側部分において、ブレード２３上の任意の点におけるブレード２３の接線と吸気口２０ａの開口端縁の接線とのなす角α１（鋭角）を入口角とすると、入口角α１は、所定の値に設定されている。入口角α１は、吸気口２０ａに対するブレード２３の吸い込み側の角度である。

　各ブレード２３において、ブレード２３の内周側部分の入口角α１は、４０度以上である。つまり、α１≧４０°である。ブレード２３の内周側部分の入口角α１の上限は、特に限定されないが、例えば６０度である。本実施の形態において、ブレード２３の内周側部分の入口角α１は、４５°である。

　また、遠心ファン２０を上面視したときに、各ブレード２３の外周側部分において、ブレード２３上の任意の点におけるブレード２３の接線とハブ２２の外縁の接線とのなす角α２（鋭角）を出口角とすると、出口角α２は、所定の値に設定されている。出口角α２は、ハブ２２に対するブレード２３の吹き出し側の角度である。

　各ブレード２３において、ブレード２３の外周側部分の出口角α２は、４０度以下である。つまり、α２≦４０°である。本実施の形態において、ブレード２３の内周側部分の入口角α２は、２５°である。

　複数のブレード２３の各々において、吸気口２０ａと同心で且つ吸気口２０ａよりも直径が小さい円と当該ブレード２３のハブ側端面２３ｄとのなす角（鋭角）は、入口角α１よりも大きくなっている。具体的には、ブレード２３と吸気口２０ａとの交差部分からブレード２３の内周側端部２３ｂの先端部に向かって、吸気口２０ａの同心円とブレード２３のハブ側端面２３ｄとの交差角度は漸次大きくなっている。つまり、各ブレード２３の内周側端部２３ｂのハブ側部分２３ｂ２の曲率半径が、吸気口２０ａから内周側端部２３ｂの先端に向かって漸次小さくなっている。

　次に、本実施の形態に係る遠心ファン２０を用いた電動送風機１の作用効果について、本開示に至った経緯も含めて説明する。

　電動送風機には、送風するための回転ファンとして、高い吸引圧力が得られる遠心ファンが用いられている。遠心ファンとしては、高風量高圧タイプのシロッコ形の遠心ファンがある。しかし、小型化及び薄型化が容易な低風量高圧タイプのターボ形の遠心ファンが知られている。

　ターボ形の遠心ファンは、例えば、吸気口を有するシュラウドと、シュラウドに対向するハブと、シュラウドとハブとに挟持された複数のブレードとを有している。ブレードとしては、後ろ向きブレードが用いられている。

　従来、このような構造の遠心ファンにおいて、性能の向上を図るために、ブレードの内周側端部を吸気口の開口端縁よりも中央側に突出させることが提案されている。このとき、ブレードの内周側端部がハブに対して実質的な垂直となるように構成すると、吸気口から吸い込まれた空気がブレードの内周側端部に衝突して生じる衝突損失が増大して吸引圧力が低下してしまう。このため、ブレードの内周側端部をハブに対して傾斜させている。

　この場合、さらに高い吸引圧力を得るために、ブレードの内周側端部を吸気口の中央側に向けてさらに延長させることが考えられる。しかしながら、ブレードの内周側端部を中央側に向けて延長させると、遠心ファンが回転するときの遠心力によってブレードの内周側端部が塑性変形するおそれがある。

　このとき、ブレードの内周側端部を傾斜させることで、空気がブレードに衝突して生じる衝突損失を抑制できるだけではなく、遠心力によってブレードの内周側端部が変形することもある程度は抑制できる。しかし、ブレードの内周側端部を吸気口の中央側に向けて延長させたときの延長長さには限界がある。つまり、高い吸引圧力を得ようとして、ブレードの内周側端部を傾斜させたまま吸気口の中央側に向けて延長させたとしても、遠心力によってブレードの内周側端部が塑性変形してしまう。このため、ブレードの内周側端部を延長させるには限界がある。

　例えば、ブレードにおける吸気口の開口端縁から中央側に向かって突出させた部分について、ハブ側部分の長さを吸気口の開口径の実質的に８５％の位置まで中央側に延長させるとともに、シュラウド側部分の長さを吸気口の開口径の実質的に９０％の位置まで中央側に延長させる。これにより、遠心力によってブレードの内周側端部が塑性変形してしまう。

　このような問題に対して、本発明者らが鋭意検討した結果、ブレードとして後ろ向きブレードを用いた遠心ファンにおいて、ブレードの内周側端部を傾斜させるとともにブレードの内周側の入口角を大きくすることで、ブレードの内周側端部を吸気口の開口端縁から中央側に向かって大きく突出させたとしても、遠心力によってブレードが変形することを抑制できることを見出した。つまり、これまで限界とされてきたブレードの内周側端部を延長させたときの延長長さを超えてブレードの内周側端部を吸気口の中央側に向けて大きく突出させることができる構造を見出した。

　具体的には、本実施の形態に係る電動送風機１に用いられる遠心ファン２０は、吸気口２０ａを有するシュラウド２１と、シュラウド２１に対向するハブ２２と、内周側端部２３ｂから外周側端部２３ｃにかけて遠心ファン２０の回転方向とは逆方向側に延在する形状を有し、シュラウド２１とハブ２２との間に配置された複数のブレード２３とを有している。複数のブレード２３の各々において、内周側端部２３ｂは、シュラウド２１とハブ２２との積層方向から見たときに吸気口２０ａ内に位置し、且つ、当該内周側端部２３ｂのシュラウド側部分２３ｂ１がハブ側部分２３ｂ２に対して遠心ファン２０の回転方向の正側に位置するように傾斜しており、ハブ側端面２３ｄにおけるハブ２２の主面の面内方向の曲率半径は、内周側端部２３ｂよりも外周側端部２３ｃの方が大きくなっており、内周側端部２３ｂのハブ側部分２３ｂ２の側面とハブ２２の主面とのなす角度は、内周側端部２３ｂよりも外周側端部２３ｃの方が大きくなっている。

　そして、本実施の形態では、このような構造の遠心ファン２０において、ブレード２３の内周側部分における入口角α１を４０度以上にしている。つまり、遠心ファン２０の入口角を大きくしている。例えば、ブレード２３の内周側端部２３ｂの曲率半径を小さくすることで入口角α１を大きくすることができる。

　この点に関し、これまでの遠心ファンのブレードについては、ブレードのハブ側端面をなす曲線が、外周側端部から内周側端部にかけて曲率半径が順に小さくなるように３つの円弧の組み合わせによって構成されていた。本実施の形態における遠心ファン２０のブレード２３については、この３種の円弧によって構成されたた遠心ファンに対して、さらに内周側に３つ目の曲率半径の円弧よりも小さい４つ目の曲率半径の円弧を導入してブレード２３のハブ側端面２３ｄをなす曲線を構成することで、入口角α１を４０度以上にしている。

　このように構成することで、ブレード２３の内周側端部２３ｂの強度を構造上大きくすることができる。よって、遠心力によってブレード２３の内周側端部２３ｂに作用する応力を分散させることができる。これにより、高い吸引圧力を得るためにブレード２３の内周側端部２３ｂを吸気口２０ａの開口端縁から中央側に向かって大きく突出させたとしても、遠心力によってブレード２３の内周側端部２３ｂが組成変形することを抑制することができる。

　ここで、ブレード２３の内周側端部２３ｂにおける吸気口２０ａの開口端縁から中央側に向かって突出する部分の長さ（突出長）について実験を行ったので、この実験結果について、図１０を用いて説明する。図１０は、実施の形態に係る遠心ファン２０におけるブレード２３の応力と、ブレード２３の内周側端部２３ｂにおける吸気口２０ａの開口端縁から中央側に向かって突出する部分の長さ（つまり、ブレード２３の内周側端部２３ｂの突出長）との関係を示す図である。

　本実験では、遠心ファン２０のブレード２３のハブ２２側の入口角α１が３４．７度、４１．８度、５２．６度のそれぞれの場合において、遠心ファン２０を４６０００［ｒ／ｍｉｎ］で高速回転させたときにブレード２３に加わる応力を構造解析で求めた。このとき、それぞれの入口角α１の場合において、ブレード２３の内周側端部２３ｂの突出長をいくつか変えてブレード２３に加わる応力を求めた。その結果を図１０に示す。なお、本実験では、シュラウド２１の外径及びハブ２２の直径が７５ｍｍで、シュラウド２１の吸気口２０ａの直径が３２ｍｍで、６枚のブレード２３を有する遠心ファン２０を用いた。ブレード２３は、アルミニウムによって構成された板厚０．６ｍｍのアルミニウム板を用いた。

　ここで、アルミニウム材の引張強度の観点から、ブレード２３の応力が３００［ＭＰａ］を超えると、ブレード２３が塑性変形する領域になる。

　したがって、図１０に示すように、入口角α１が３４．７度の場合は、少なくともブレード２３の突出長が５．８［ｍｍ］になると、ブレード２３の応力が３００［ＭＰａ］を超えることが分かる。つまり、入口角α１が３４．７度の場合は、ブレード２３の突出長を５．８［ｍｍ］よりも長くすることができず、図１０からは、ブレード２３の突出長は約５［ｍｍ］までしか長くすることができない。

　入口角α１が４１．８度の場合は、少なくともブレード２３の突出長が８［ｍｍ］になると、ブレード２３の応力が３００［ＭＰａ］を超えることが分かる。図１０からは、入口角α１が４１．８度の場合は、ブレード２３の突出長を約７．５［ｍｍ］まで長くすることができる。この場合、複数のブレード２３の各々の内周側端部２３ｂの先端を結んでできる仮想円の直径は、シュラウド２１側では、吸気口２０ａの直径の８７％以下となる。また、複数のブレード２３の各々の内周側端部２３ｂを、ハブ２２側が吸気口２０ａの直径の８５％以下となる位置まで中央側に延長させることができる。

　このように、入口角α１を４０度以上にすることで、ブレード２３の内周側端部２３ｂにおける吸気口２０ａの開口端縁から中央側に向かって突出する部分の長さを大きく延長できる。これにより、ブレード２３の内周側端部２３ｂにおけるハブ側部分２３ｂ２の長さを吸気口２０ａの開口径の８５％以下の位置まで中央側に延長させたとしても、遠心力によってブレード２３が変形することを防止することができる。

　なお、図１０に示すように、入口角α１が５２．６度の場合は、ブレード２３の応力が３００［ＭＰａ］を超えることがないと考えられる。つまり、入口角α１が５２．６度の場合は、複数のブレード２３同士が吸気口２０ａの中央で接触するまでは、原理的には、ブレード２３の突出長を最大限に長くすることができる。ただし、入口角α１が５０度を超えると、ブレード２３の内周側端部２３ｂをハブ２２に対して傾斜させたままの構造で、ハブ側端面２３ｄをなす曲線の曲率半径を小さくすることは構造的に困難になる。したがって、入口角α１は、５０度以下にするとよい。

　以上説明したように、本実施の形態に係る電動送風機１によれば、ブレード２３の内周側端部２３ｂにおけるハブ側部分２３ｂ２の長さを吸気口２０ａの開口径の８５％以下の位置まで中央側に延長させたとしても、遠心力によってブレード２３の内周側端部２３ｂが変形することを抑制することができる。しかも、ブレード２３の内周側端部２３ｂをハブ２２に対して傾斜させることで、ブレード２３の変形を抑制するだけではなく、吸気口２０ａから吸い込まれた空気がブレード２３の内周側端部２３ｂに衝突して生じる衝突損失を抑制することもできる。これにより、より高い吸引圧力を得ることができる。したがって、インデューサを設けた場合の遠心ファンと同等の高い吸引圧力を有する電動送風機を容易に得ることができる。

　このように、本実施の形態に係る電動送風機１によれば、インデューサを設けなくても、遠心力によるブレードの変形を抑制するとともに高い吸引圧力を得ることができる。

　また、本実施の形態に係る電動送風機１では、上記のように、複数のブレード２３のそれぞれの内周側端部２３ｂの先端を結んでできる仮想円の直径は、ハブ２２側が吸気口２０ａの直径の８５％以下になっている。仮想円の直径は、シュラウド２１側が吸気口２０ａの直径の８７％以下になっている。

　これにより、傾斜させたブレード２３の内周側端部２３ｂを吸気口２０ａの開口端縁よりも中央側に大きく突出させることができるので、より高い吸引圧力が得られる電動送風機１を実現することができる。

　また、電動送風機１では、複数のブレード２３の各々において、吸気口２０ａと同心で且つ吸気口２０ａよりも直径が小さい円とブレード２３のハブ側端面２３ｄとのなす角は、入口角α１よりも大きくなっている。

　この構成により、傾斜させたブレード２３の内周側端部２３ｂの先端まで曲率半径を小さくすることができる。よって、ブレード２３の内周側端部２３ｂをさらに中央側に大きく突出させたとしても、ブレード２３の内周側端部２３ｂが変形することを一層抑制できるとともに、さらに高い吸引圧力を有する電動送風機１を実現することができる。

　また、電動送風機１では、複数のブレード２３の各々において、内周側端部２３ｂのハブ側部分２３ｂ２の側面とハブ２２の主面とのなす角度は、７５度以下であり、外周側端部２３ｃのハブ側部分の側面は、ハブ２２の主面に対して垂直である。

　この構成により、遠心力によってブレード２３の内周側端部２３ｂが変形することをさらに抑制することができる。

　また、電動送風機１では、複数のブレード２３の各々において、外周側部分の出口角α２は、４０度以下である。

　この構成により、さらに高い吸引圧力が得られる電動送風機１を実現することができる。

　また、電動送風機１では、遠心ファン２０を上面視したときに、吸気口２０ａは、円形であり、複数のブレード２３の各々の内周側端部２３ｂのハブ２２側の先端を結んでできる仮想円の直径は、複数のブレード２３の各々の内周側端部２３ｂのシュラウド２１側の先端を結んでできる仮想円の直径よりも小さい。

　（変形例）
　以上、本開示に係る電動送風機１について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。

　例えば、上記実施の形態では、電動送風機１に用いられる電動機１０として、ブラシ付き整流子モータを用いたが、これに限るものではない。電動機１０は、ブラシレスモータ等であってもよい。

　また、上記実施の形態において、電動送風機１は、電気掃除機に用いる場合について説明したが、これに限らない。例えば、電動送風機１は、エアタオル等の他の電気機器に用いてもよい。

　その他、上記実施の形態に対して当業者が思い付く各種変形を施して得られる形態、又は、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。

　本開示の技術は、電動送風機が用いられる種々の電気機器に利用することができる。本開示の技術は、特に、ファンを高速で回転する電気掃除機等に搭載される電動送風機として有用である。

　１　電動送風機
　１０　電動機
　１１　回転子
　１１ａ　回転軸
　１１ｂ　回転子鉄心
　１１ｃ　巻線コイル
　１２　固定子
　１３　第１軸受け
　１４　第２軸受け
　１５　整流子
　１６　ブラシ
　２０　遠心ファン
　２０ａ、５０ａ　吸気口
　２０ｂ、７０ｂ　排気口
　２１　シュラウド
　２１ａ、２２ａ、２２ｂ　貫通孔
　２２　ハブ
　２３、２３Ａ　ブレード
　２３ａ１　第１凸部
　２３ａ２　第２凸部
　２３ｂ　内周側端部
　２３ｂ１　シュラウド側部分
　２３ｂ２　ハブ側部分
　２３ｃ　外周側端部
　２３ｄ　ハブ側端面
　３０　固定部材
　３１　ファンボス
　３２　第１当て板
　３３　第２当て板
　３４　ファンストッパ
　４０　エアガイド
　４１　ディフューザ翼
　５０　ファンケース
　５１　蓋部
　５２　側壁部
　６０　ファンケーススペーサ
　７０　モータケース
　７０ａ　開口部
　８０　ブラケット

Claims (6)

1. 回転軸を有する回転子と、
   前記回転軸に取り付けられた遠心ファンとを備え、
   前記遠心ファンは、
   吸気口を有するシュラウドと、
   前記シュラウドに対向するハブと、
   内周側端部から外周側端部にかけて前記遠心ファンの回転方向とは逆方向側に延在する形状を有し、前記シュラウドと前記ハブとの間に配置された複数のブレードとを有し、
   前記複数のブレードの各々において、
   前記内周側端部は、前記シュラウドと前記ハブとの積層方向から見たときに前記吸気口内に位置し、且つ、当該内周側端部のシュラウド側部分がハブ側部分に対して前記回転方向の正側に位置するように傾斜し、
   前記ハブ側の端面における前記ハブの主面の面内方向の曲率半径は、前記内周側端部よりも前記外周側端部の方が大きく、
   前記ハブ側部分の側面と前記ハブの主面とのなす角度は、前記内周側端部よりも前記外周側端部の方が大きく、
   内周側部分における入口角は、４０度以上である、
   電動送風機。
2. 前記遠心ファンを上面視したときに、前記吸気口は、円形であり、
   前記複数のブレードの各々の前記内周側端部の先端を結んでできる仮想円の直径は、前記吸気口の直径の８７％以下である、請求項１に記載の電動送風機。
3. 前記遠心ファンを上面視したときに、前記吸気口は、円形であり、前記複数のブレードの各々において、前記吸気口と同心で且つ前記吸気口よりも直径が小さい円と当該ブレードの前記ハブ側の端面とのなす角は、前記入口角よりも大きい、請求項１又は２に記載の電動送風機。
4. 前記複数のブレードの各々において、前記内周側端部の前記ハブ側部分の側面と前記ハブの主面とのなす角度は、７５度以下であり、かつ、前記外周側端部の前記ハブ側部分の側面は、前記ハブの主面に対して垂直である、請求項１～３のいずれか１項に記載の電動送風機。
5. 前記複数のブレードの各々において、外周側部分の出口角は、４０度以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の電動送風機。
6. 前記遠心ファンを上面視したときに、前記吸気口は、円形であり、前記複数のブレードの各々の前記内周側端部のハブ側の先端を結んでできる仮想円の直径は、前記複数のブレードの各々の前記内周側端部のシュラウド側の先端を結んでできる仮想円の直径よりも小さい、請求項２～５のいずれか１項に記載の電動送風機。

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