WO2022038816A1 - 電動送風機及びそれを備えた電気掃除機 - Google Patents

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WO2022038816A1
WO2022038816A1 PCT/JP2021/009293 JP2021009293W WO2022038816A1 WO 2022038816 A1 WO2022038816 A1 WO 2022038816A1 JP 2021009293 W JP2021009293 W JP 2021009293W WO 2022038816 A1 WO2022038816 A1 WO 2022038816A1
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flow path
impeller
axial
flow
diffuser
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PCT/JP2021/009293
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English (en)
French (fr)
Inventor
武史 本多
誠二 坂上
康博 松井
賢宏 伊藤
則和 伊藤
聡 菊地
真一 湧井
潤之介 中津川
博洋 床井
Original Assignee
日立グローバルライフソリューションズ株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D23/00—Other rotary non-positive-displacement pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer

Definitions

  • the present invention relates to an electric blower and a vacuum cleaner equipped with the electric blower.
  • Patent Document 1 is disclosed as an electric blower. As shown in FIGS. 1 to 4 attached to Patent Document 1, "an impeller (10) rotating around a central axis (C) extending vertically and a stator (10) arranged below the impeller (10) are described.
  • the gap between the fan casing (2) and the fan casing (2) constituting the first flow path (5) is provided, and the upper portion of the fan casing (2) covers the upper part of the impeller (10) and the intake air opens in the vertical direction.
  • An exhaust port (104) having a port (103) and communicating with an intake port (103) via a first flow path (5) is provided at the lower portion of the fan casing (2), and the motor housing (21) is provided with an exhaust port (104).
  • (21) is a blower (1) having a second flow path (6) extending upward from the inflow port (21a) and communicating with a space above the stator (24). ” ..
  • JP-A-2018-105269 (FIGS. 1 to 4, paragraphs 0012 to 0037, etc.)
  • the operating air volume of an electric vacuum cleaner changes greatly depending on the operating conditions such as the clogging of the filter due to dust and the material of the floor to be cleaned. Therefore, the electric vacuum cleaner is required to be an electric blower having a strong suction force in a wide air volume range. Further, from the viewpoint of usability of the electric vacuum cleaner, it is required to reduce the size and weight of the electric blower. Therefore, the heat dissipation area is reduced, the heat generation density inside the electric blower is increased, and it is necessary to improve the cooling performance of the motor and the bearing.
  • the diffuser with wings can perform excellent pressure recovery at the design point air volume, but at the non-design point air volume, the diffuser performance is improved due to the mismatch between the inlet angle of the diffuser blade and the inflow angle of the air flow into the diffuser. descend. Therefore, the suction force of the vacuum cleaner is high at the design point air volume, but may decrease at the non-design point air volume.
  • a vacuum cleaner driven by a battery such as a cordless stick type or an autonomous traveling type has a small power consumption of an electric blower and a small maximum air volume due to the battery capacity. Therefore, there is a problem that the dust transporting capacity is lowered when the filter is clogged, and the suction power of the vacuum cleaner is lowered.
  • vacuum cleaners driven by batteries (secondary batteries) such as cordless stick type or autonomous traveling type are required to be small and lightweight, and the electric blower mounted on the vacuum cleaner has a suction force in a wide air volume range. It is required to have both strong and small size.
  • a fan casing (2) constituting the first flow path (5) is provided in a gap between the motor housing (21) in which the impeller (10) and the motor (20) are housed.
  • the upper part of the fan casing (2) covers the upper part of the impeller (10) and has an intake port (103) that opens in the vertical direction, and the lower part of the fan casing (2) has a first flow path (5).
  • An exhaust port (104) communicating with the intake port (103) is provided, and the motor housing (21) has a diameter below the upper surface of the stator (24) fixed to the inner surface of the motor housing (21).
  • An inflow port (21a) that penetrates in the direction and communicates with the first flow path (5) is provided, and the motor housing (21) extends upward from the inflow port (21a) and is a space above the stator (24). It is described that it has a second flow path (6) that communicates with. That is, in Patent Document 1, the flow of the first flow path (5) flows into the second flow path (6) and flows in the vicinity of the bearing (26) of the ball bearing on the fan side existing above the stator (24). After that, it is shown that the bearing (26) of the slide bearing on the anti-fan side is cooled and exhausted to the outside of the electric motor (motor 20).
  • the blower (1) of Patent Document 1 passes through the inlet (21a) through which the air volume of the first flow path (5) penetrates in the radial direction and communicates with the first flow path (5), and passes through the second flow path (6). ), The air volume of the first flow path (5) downstream of the inflow port (21a) communicating with the flow path decreases with respect to the air volume upstream of the inflow port (21a) due to the pressure loss (resistance) of the flow path. do.
  • the diffuser with wings can perform excellent pressure recovery at the design point air volume, but if the air volume is lower than the design point air volume, the diffuser will be due to the mismatch between the inlet angle of the diffuser blade and the inflow angle of the air flow into the diffuser. Performance may be reduced and the suction power of the vacuum cleaner may be reduced.
  • the second flow path (6) extending upward from the inflow port (21a) and communicating with the space above the stator (24) has a small flow path area because it is small. Further, since the flow flows while bending inside the motor (20), there is a concern that the pressure loss in the flow path is large, the cooling air volume is lowered, the temperature inside the motor (motor 20) is high, and the efficiency of the motor is lowered.
  • the present invention has been devised in view of the above-mentioned actual conditions in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a highly efficient, compact and lightweight electric blower in a wide air volume range and a vacuum cleaner equipped with the electric blower.
  • the electric blower of the present invention has an axial flow diffuser having blades in the circumferential direction downstream of the impeller in the axial direction, and an axial flow diffuser located inside the axial flow diffuser in the radial direction.
  • a stator and a rotor arranged at positions overlapping in the axial direction, a first flow path passing through a suction port provided in the impeller and a flow path of the axial flow diffuser, and a bearing on the anti-impeller side.
  • An end bracket that holds and is provided with an opening, a second flow path through which at least part of the flow path passes through the outer periphery of the stator and the opening, and an inner wall of the stator core and a plurality of windings passing through the opening.
  • the second flow path includes a third flow path formed from the wire, and a connecting portion connecting the first flow path, the second flow path, and the third flow path. Is located at a position farther from the impeller than the connection portion, and the opening area of the opening is larger than the flow path cross-sectional area of the connection portion.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line I in the vacuum cleaner body shown in FIG. 1. It is an external view of the electric blower which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is a vertical sectional view of the electric blower shown in FIG. 3A. It is a perspective view of the impeller of 1st Embodiment. It is sectional drawing of the impeller shown in FIG. 4A. It is a side view of the wing of the axial flow type diffuser on the impeller side as seen from the shroud side.
  • FIG. 1 is a perspective view of an electric vacuum cleaner to which an electric blower according to the first embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line I in the vacuum cleaner body of the first embodiment.
  • the vacuum cleaner 300 includes a vacuum cleaner main body 100, a holding portion 102 to which the vacuum cleaner main body 100 is attached, a grip portion 103 gripped by the user, and a mouthpiece 105 for sucking dust.
  • the battery unit 108 (see FIG. 2), which is the drive source of the vacuum cleaner 300, is charged using the charging stand 107.
  • the battery unit 108 (see FIG. 2) is housed in the vacuum cleaner main body 100.
  • the vacuum cleaner main body 100 houses a dust collecting chamber 101 that collects dust and an electric blower 200 (see FIG. 2) that generates a suction airflow necessary for collecting dust.
  • a grip portion 103 is provided at one end of the holding portion 102.
  • the grip portion 103 is provided with a switch portion 104 that turns on / off the electric blower 200.
  • a mouthpiece 105 is attached to the other end of the holding portion 102.
  • the mouthpiece 105 and the vacuum cleaner body 100 that generates a suction airflow are connected by a connecting portion 106.
  • the user When using the vacuum cleaner 300, the user "turns on” the switch portion 104 of the grip portion 103. Then, the operation of the electric blower 200 (see FIG. 2) housed in the vacuum cleaner main body 100 is started, and a suction airflow is generated in the mouthpiece 105. Dust on the floor surface Y is sucked from the mouthpiece 105 by the suction airflow. The sucked dust is collected in the dust collecting chamber 101 of the vacuum cleaner main body 100 through the connection portion 106.
  • the vacuum cleaner main body 100 As shown in FIG. 2, an electric blower 200, a battery unit 108, a drive circuit 109, and a dust collecting chamber 101 are arranged inside the vacuum cleaner main body 100.
  • the battery unit 108 drives the electric blower 200.
  • the electric blower 200 generates a suction force at the mouthpiece 105.
  • the vacuum cleaner main body 100 includes a main body grip portion 110 and a mouthpiece opening 111. The user can grip the main body grip portion 110, remove the vacuum cleaner main body 100 from the holding portion 102, and use it as a handheld vacuum cleaner.
  • the main body switch unit 112 shown in FIG. 1 is a switch for turning on / off the electric blower 200 when the vacuum cleaner main body 100 is used as a handheld vacuum cleaner.
  • the main body switch 112 can be operated "on / off" instead of the switch portion 104 even when the vacuum cleaner main body 100 is attached to the holding portion 102.
  • the vacuum cleaner 300 shown in FIGS. 1 and 2 shows a cordless vacuum cleaner in which the suction port opening 111 (see FIG. 2) and the connection portion 106 can be removed, but with a power cord not equipped with a battery. It may be a vacuum cleaner.
  • FIG. 3A is an external view of the electric blower 200 according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 3B is a vertical sectional view of the electric blower 200 shown in FIG. 3A.
  • FIG. 3B shows a case where the annular anti-vibration rubber 19 is applied to the electric blower 200.
  • the electric blower 200 will be described. Note that, in FIG. 3B, a typical air flow is shown by a solid line arrow ⁇ 1, a broken line arrow ⁇ 2, and a two-dot chain line arrow ⁇ 3 only on the left side of FIG. 3B.
  • the electric blower 200 has a substantially cylindrical shape, and the fan casing 3 is arranged on the air suction side (upper side in the drawing) and the motor housing 9 is arranged on the air discharge side (lower side in the drawing). ing. Further, the electric blower 200 is configured by combining a motor housing 9 on the anti-impeller side and a motor housing 2 on the impeller side. Further, in the electric blower 200, a part of the motor housing 2 is exposed between the fan casing 3 and the motor housing 9.
  • Claw-shaped projections 20 are provided at three points in the circumferential direction on the outer peripheral portion of the motor housing 2 on the side of the impeller 1 (see FIG. 3B) (the side closer to the impeller 1).
  • a mounting hole 21 formed in a protrusion 22 provided on the outer peripheral portion of the motor housing 9 on the side of the anti-impeller 1 (the side far from the impeller 1) and a claw-shaped protrusion 20 of the motor housing 2 on the side of the impeller 1. Is fitted to connect the motor housing 2 and the motor housing 9.
  • the electric blower 200 is attached to the vacuum cleaner 300 (see FIGS. 1 and 2) with the impeller 1 side facing the lower mouthpiece 105. Further, in the electric blower 200, the electric motor unit 202 is configured inside the blower unit 201 in the radial direction.
  • the blower unit 201 is located on the side (rear stage) of the impeller 1 which is a rotary blade, the axial flow type diffuser 23 (axial flow diffuser) on the side (front stage) of the impeller 1 and the anti-impeller 1 side (rear stage) from the upstream of the suction air flow. It includes an axial-flow diffuser 24 (axial-flow diffuser) and a wingless diffuser 25. An exhaust port 16 is provided downstream of the wingless diffuser 25.
  • the axial flow type diffuser 23 arranged on the side of the impeller 1 has a plurality of blades 23s.
  • the plurality of blades 23s are located between the inner wall 2a and the outer wall 2b of the motor housing 2 on the side of the impeller 1 in the radial direction of the impeller 1.
  • the end portion of the axial flow type diffuser 23 on the inner peripheral side of the blade 23s is integrally formed with the inner wall 2a constituting the inner peripheral wall surface of the flow path formed on the outer periphery of the motor housing 2.
  • the end portion of the axial flow type diffuser 23 on the outer peripheral side of the blade 23s is integrally formed with the outer wall 2b constituting the outer peripheral wall surface of the flow path.
  • the axial flow type diffuser 24 arranged on the side of the anti-impeller 1 has a plurality of blades 24s.
  • the plurality of blades 24s are located between the inner wall 9a and the outer wall 9b of the motor housing 9 on the side of the anti-impeller 1 in the radial direction of the impeller 1.
  • the blade 24s of the axial flow type diffuser 24 is integrally formed with the inner wall 9a constituting the inner peripheral wall surface of the flow path formed on the outer periphery of the motor housing 9.
  • the end portion of the axial flow type diffuser 24 on the outer peripheral side of the blade 24s is integrally formed with the outer wall 9b constituting the outer peripheral wall surface of the flow path.
  • the wingless diffuser 25 is not provided with a diffuser wing, and is formed of an inner wall 9a and an outer wall 9b. That is, the downstream side of the axial flow type diffuser 24 (the side of the anti-impeller 1) is the bladeless diffuser 25. Further, the bladeless diffuser 25 is configured so that the cross-sectional area of the flow path expands from the side of the axial flow type diffuser 24 toward the side of the exhaust port 16. Further, in the wingless diffuser 25, the inner wall 9a is inclined toward the exhaust port 16 toward the rotation axis 5 side (inward in the radial direction), so that the cross-sectional area of the flow path is expanded.
  • the motor unit 202 is covered with an inner wall 2a of the motor housing 2 and an inner wall 9a of the motor housing 9. Further, the motor unit 202 includes a rotor R (rotor) and a stator S1 (stator).
  • the rotor R has a rotor core 7, and the rotor core 7 is fixed to a rotating shaft 5 housed in the motor housings 2 and 9.
  • the rotor core 7 is configured to have a rare earth-based bond magnet.
  • Rare earth-based bonded magnets are made by mixing rare earth-based magnetic powder and an organic binder.
  • the rare earth-based bond magnet for example, a samarium iron-nitrogen magnet, a neodymium magnet, or the like can be used.
  • the rotor core 7 is integrally molded or fixed to the rotating shaft 5.
  • the operating rotation speed of the electric blower 200 is 50,000 to 200,000 cycles / min.
  • Balance rings 6 and 6 for correcting the eccentricity of the rotating body are installed at both ends of the rotor core 7 in the axial direction.
  • the unbalanced amount of the rotating body is minimized.
  • the noise and vibration of the electric blower 200 are reduced.
  • a permanent magnet is used for the rotor core 7, but the present invention is not limited to this, and a reluctance motor or the like, which is a kind of non-commutator motor, may be used.
  • the stator S1 has a stator core 8, a bobbin 33, and a winding 34, and is arranged outside the rotor R in the radial direction. Further, the rotor core 7 and the bobbin 33 are arranged via a minute gap.
  • a bobbin 33 around which a winding 34 is wound is provided on the inner peripheral portion of the stator core 8.
  • the winding 34 is provided on the inner peripheral side and the outer peripheral side of the bobbin 33. Further, the winding 34 is electrically connected to a drive circuit 109 (see FIG. 2) provided in the electric blower 200.
  • the motor unit 202 is located inside the axial-flow diffusers 23 and 24 in the radial direction, and is arranged at a position where they overlap the axial-flow diffusers 23 and 24 in the axial direction. In other words, the motor unit 202 is arranged at a position overlapping the axial flow side diffusers 23 and 24 in the radial direction. With such a configuration, the motor unit 202 (electric blower 200) can be downsized, and the weight can be reduced by downsizing.
  • the motor unit 202 is provided with a bearing 10 between the impeller 1 and the rotor core 7 (balance ring 6). Further, the motor unit 202 includes a bearing 11 on the opposite side of the bearing 10 in the direction of the rotating shaft 5 with respect to the rotor core 7. The bearing 10 on one side of the rotary shaft 5 and the bearing 11 on the other side rotatably support the rotary shaft 5.
  • the motor housing 2 on the side close to the impeller 1 is fastened to the end bracket 12 that supports the bearing 10.
  • the motor housing 9 on the side far from the impeller 1 supports the bearing 11 via the end bracket 13.
  • the motor housing 9 is fastened to an end bracket 13 having an opening 15.
  • the end bracket 13 is made of metal and is press-fitted into the motor housing 9 or integrally molded with the motor housing 9 by insert molding.
  • a second flow path 14 for cooling and a third flow path 35 are configured inside the motor unit 202.
  • the motor unit 202 has an opening 15 at the end on the side of the anti-impeller 1. Although the state in which the openings 15 are formed at one place is shown in FIG. 3B, for example, the openings 15 are formed at a plurality of places (three places in the present embodiment) at intervals in the circumferential direction. Further, the openings 15 are formed at equal intervals (every 120 degrees) in the circumferential direction.
  • the impeller 1 is fixed by screwing a fixing nut 18 into a screw groove threaded at the end of the rotating shaft 5.
  • the impeller 1 shown in FIG. 3B shows a mixed flow type impeller, it may be a centrifugal type or an axial flow type impeller.
  • the opening 15 is provided in the end bracket 13.
  • the end bracket 13 holds the bearing 11 on the side of the anti-impeller 1 in the axial direction of the motor unit 202 (direction of the rotating shaft 5).
  • the second flow path 14 is configured so that at least a part thereof passes through the outer periphery of the stator core 8 and the opening 15.
  • the third flow path 35 is configured to pass through a gap between windings 34 provided on the bobbin 33 on the radial inner side of the stator core 8.
  • An axial-flow diffuser 23 on the impeller 1 and the impeller 1 side, an axial-flow diffuser 24 on the anti-impeller 1 side (rear stage), and a bladeless diffuser 25 are provided on the side (outer peripheral portion) of the electric blower 200.
  • a first flow path 17 is provided through which the flow path 17 passes.
  • the first flow path 17 is a flow path through which an air flow of suction force flows in the mouthpiece 105 (see FIG. 1).
  • the electric blower 200 has a connecting portion 28 (connecting path) that connects the first flow path 17, the second flow path 14, and the third flow path 35 to communicate (merge). That is, the second flow path 14 and the third flow path 35 and the first flow path 17 are between the axial flow type diffuser 23 on the impeller side and the axial flow type diffuser 24 on the anti-impeller side. They are connected (communicated) by a located connecting portion 28.
  • a connecting portion 28 By forming such a connection portion 28, cooling air is generated from the opening 15 of the end bracket 13 by the Venturi effect (details will be described later), and the axial flow type diffuser 23 on the impeller side and the anti-impeller side
  • the air volume in the axial-flow diffuser 24 and the bladeless diffuser 25 is increased. As a result, it is possible to improve the cooling performance of the motor unit 202 and improve the efficiency of the electric blower 200 in a wide operating range.
  • the second flow path 14 is located on the side of the anti-impeller 1 in the axial direction with respect to the connection portion 28. Further, the opening area of the opening portion 15 is configured to have a size larger than the flow path cross-sectional area of the connecting portion 28. As a result, the benteri effect at the connecting portion 28 can be promoted, and the motor portion 202 can be further cooled by the wind flowing from the second flow path 14 to the connecting portion 28.
  • the cross-sectional area of the flow path of the connecting portion 28 is the cross-sectional area having the smallest area in the cross section orthogonal to the flow path (in the first embodiment, the flow path extending diagonally). If the cross section has a fillet or an R shape, the flow path cross-sectional area of the connecting portion 28 may be calculated by ignoring the fillet or the R shape.
  • a part of the winding 34 comes out from the opening 15 and is electrically connected to the drive circuit 109 (see FIG. 2).
  • the area when the winding 34 is removed may be equal to or larger than the flow path cross-sectional area of the connecting portion 28.
  • the structure of the opening 15 may be a square hole, a round hole, or a hole having another shape, and can be appropriately selected.
  • Claw-shaped protrusions 20 are provided at three points in the circumferential direction on the outer peripheral portion of the motor housing 2 on the side of the impeller 1 (the side closer to the impeller 1).
  • the protrusion 22 provided on the outer peripheral portion of the motor housing 9 on the side of the anti-impeller 1 (the side far from the impeller 1) and the mounting hole 21 of the motor housing 2 on the side of the impeller 1 are fitted and connected to each other.
  • the number of blades is composed of the number of blades and the greatest common divisor of the mounting holes 21.
  • the fan casing 3 that covers the impeller 1 is in contact with the outer peripheral portion of the motor housing 2 on the impeller 1 side and the inner surface 3a of the fan casing, and is adhesively fixed to the motor housing 2.
  • the anti-vibration rubber 19 is installed in the installation portion of the vacuum cleaner main body 100 (see FIG. 1) of the fan casing 3. By providing the anti-vibration rubber 19, the vibration of the electric blower 200 is suppressed, and the air leakage between the fan casing 3 and the installation portion of the vacuum cleaner main body 100 (see FIG. 1) is prevented to reduce noise. We are trying to improve efficiency.
  • the axial flow type diffuser 23 on the side of the impeller 1 substantially matches the flow flowing out from the impeller 1 with the blade inlet angle at the design point, and reduces the pressure loss. As a result, the axial flow type diffuser 23 reduces the rotational velocity component of the flow, thereby enhancing the diffuser effect and improving the blower efficiency.
  • the axial flow type diffuser 24 installed downstream of the axial flow type diffuser 23 further reduces the rotational velocity component of the flow flowing out from the axial flow type diffuser 23.
  • the bladeless axial-flow diffuser 25 downstream of the axial-flow diffuser 24 faces the exhaust port 16 at the axial end, and the cross-sectional area of the flow path expands inward in the radial direction. As a result, the deceleration of the air flow in the direction of the rotating shaft 5 is enhanced, and the efficiency of the blower is further improved.
  • FIG. 4A is a perspective view of the impeller of the first embodiment
  • FIG. 4B is a cross-sectional view of the impeller shown in FIG. 4A
  • the impeller 1 includes a hub plate 26 and a plurality of blades 27.
  • the hub plate 26 and the blade 27 are integrally molded with a thermoplastic resin.
  • the impeller 1 is adapted to rotate in the W direction (counterclockwise direction) shown in the figure.
  • a cylindrical shaft hole 29 through which the rotation shaft 5 (see FIG. 3B) is inserted is formed at the center in the radial direction.
  • a convex portion 26a is formed on the back surface side of the hub plate 26.
  • the convex portion 26a is formed as a whole along the circumferential direction.
  • the impeller 1 is a mixed flow impeller in which the boss curved surface 29a is inclined toward the outer peripheral portion of the impeller 1 in the direction of the rotation axis 5 (downward in FIG. 4B).
  • FIGS. 4A and 4B show the impeller 1 as an open type mixed flow impeller without a shroud plate, a centrifugal impeller may be used regardless of the presence or absence of the shroud plate.
  • FIG. 5 is a side view of the blade of the axial flow type diffuser on the impeller side as viewed from the shroud side.
  • the outer wall of the motor housing constituting the shroud of the blade 23s of the axial-flow diffuser 23 is deleted and shown for the sake of explanation.
  • the axial-flow diffuser 23 is configured by, for example, providing 15 blades 23s at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the inner wall 2a of the motor housing 2. Further, the blades 23s of the axial flow type diffuser 23 are provided between the inner wall 2a and the outer wall 2b (see FIG. 3B) of the motor housing 2 on the side of the impeller 1 and are integrally molded with the motor housing 2.
  • the shape of the blade 23s in the height direction extends from the inner wall 2a of the motor housing 2 on the impeller 1 side to the outer wall 2b (see FIG. 3B) and is inclined toward the anti-impeller 1 side (the side away from the impeller 1) in the radial direction. It is curved in the height direction from the vicinity of the center (in the radial direction) to the outer peripheral portion so as to have an inclination returning to the upstream in the direction of the rotation axis 5 (see FIG. 3B).
  • the wing 23s is formed in a substantially square plate shape, and has a leading edge portion 23m, a trailing edge portion 23n, a side edge portion 23o on the inner wall 2a side, and a side edge portion 23p on the outer wall 2b (see FIG. 3B) side. There is. Further, the wings 23s have the same shape and the same arrangement. Further, the leading edge portion 23m is arranged so as to be offset in the circumferential direction so as not to overlap the trailing edge portion 23n in the axial direction.
  • the blade 23s is a distance along the circumferential direction of the chord length shown in FIG. 5 (for example, the length L1 connecting the leading edge 23a to the trailing edge 23b of the blade 23s of the axial flow type diffuser 23) and the blade mounting interval. It has a wing shape whose solidity divided by 1 is less than 1. If the solidity is smaller than 1, it can be manufactured with a mold structure formed in the direction of the rotating shaft 5, and high efficiency and productivity can be improved.
  • chord length L2 (straight line connecting the leading edge 23c and the trailing edge 23d) on the shroud side of the blade 23s of the axial flow type diffuser 23 on the impeller 1 side is the blade on the hub side (side of the inner wall 2a). It is formed longer than the chord length L1 (L2> L1). Since the chord length L2 on the shroud side has a high wind speed on the shroud side at the exit of the impeller 1, the blade 23s has a gentle shape, that is, the shroud side of the inner wall 2a side (inside) of the blade 23s. By loosening the (outside) bend, loss is suppressed and efficiency is improved.
  • the blade surface (the surface of the blade 23s of the axial flow type diffuser 23) and the hub surface (inner wall 2a) on the hub side (inner wall 2a side) of the diffuser are formed.
  • FIG. 6 is a side view of the blade of the axial flow type diffuser on the anti-impeller side as viewed from the shroud side.
  • the outer wall of the motor housing 9 constituting the shroud of the blade 24s of the axial-flow diffuser 24 is deleted and shown for explanation.
  • the blade 24s of the axial-flow diffuser 24 is installed between the inner wall 9a and the outer wall 9b (see FIG. 3B) of the motor housing 9 on the side of the anti-impeller 1, and is integrally molded with the motor housing 9.
  • the number of blades of the axial-flow diffuser 24 (the number of blades 24s) is the same as that of the blades 23s of the axial-flow diffuser 23.
  • the wing 24s is formed in a substantially square plate shape, and has a leading edge portion 24m, a trailing edge portion 24n, a side edge portion 24o on the inner wall 9a side, and a side edge portion 24p on the outer wall 9b (see FIG. 3B) side. Further, the blades 24s have the same shape and the same arrangement. Further, the leading edge portion 24m is arranged so as to be offset in the circumferential direction so as not to overlap the trailing edge portion 24n in the axial direction.
  • leading edge portion 24m is formed so as to extend radially from the inner wall 9a toward the outer wall 9b (see FIG. 3B).
  • trailing edge portion 24n is formed so as to extend radially from the inner wall 9a toward the outer wall 9b (see FIG. 3B).
  • the blade 24s has a blade thickness t24 (blade thickness on the trailing edge side of the blade) thicker toward the bladeless diffuser 25 (from the leading edge portion 24 m toward the trailing edge portion 24n), and the axial flow type diffuser.
  • the blade 23 is formed thicker than the blade thickness t23 (see FIG. 5) of the blade 23s.
  • an end surface (inclined surface) 9s that is inclined so as to reduce the diameter from the anti-impeller side to the impeller side with respect to the axial direction (direction of the rotating shaft 5) is formed. There is.
  • the end face 9s (wall surface) is formed as a whole along the circumferential direction.
  • FIG. 7 is a side view of the blower unit as viewed from the shroud side.
  • the outer wall 2b of the motor housing 2 (see FIG. 3B) constituting the shroud of the blade 23s of the axial-flow diffuser 23 and the outer wall 9b of the motor housing 9 constituting the shroud of the blade 24s of the axial-flow diffuser 24 are shown. (See FIG. 3B) is deleted and shown for explanation.
  • the axial length L5 of the bladeless diffuser flow path 25 located downstream of the blade 24s of the axial-flow diffuser 24 is the blade 23s and the anti-blade of the axial-flow diffuser 23 on the impeller side. It is configured to have substantially the same length as the axial length L4 of the blade 24s of the axial flow type diffuser 24 on the vehicle side.
  • chord length L3 of the blade 24s of the axial flow type diffuser 24 is substantially the same as the chord length L2 on the shroud side of the blade 23s of the axial flow type diffuser 23 on the impeller side.
  • the chord length L3 of the blade 24s of the axial flow type diffuser 24 in the latter stage is made large, and the blade thickness t24 (see FIG. 6) is made large toward the trailing edge of the blade 24s of the axial flow type diffuser 24 in the rear stage. Deceleration can be slowed down, static pressure recovery is enhanced, and efficiency can be improved.
  • the circumferential position of the trailing edge 23d on the shroud side (outer peripheral side) of the blade 23s of the axial flow type diffuser 23 and the leading edge 24c on the shroud side (outer peripheral side) of the blade 24s of the axial flow type diffuser 24 is circumferential.
  • the directions are almost the same.
  • the efficiency on the low air volume side can be improved by substantially matching the circumferential positions of the trailing edge 23d of the blade 23s of the axial-flow diffuser 23 and the leading edge 24c of the blade 24s of the axial-flow diffuser 24.
  • the pitch (360 / Zd) between the blades 23s and the blades 24s is set to 15 to 50%.
  • Zd indicates the number of blades 23s and 24s.
  • the blade 24s is located between the adjacent blades 23s and the blades 23s.
  • the air flow flowing out from the impeller 1 passes through the blades 23s of the axial flow type diffuser 23 on the impeller side and the blades 24s of the axial flow type diffuser 24 on the anti-impeller side (rear stage). By flowing along (see FIGS. 5 to 7), the rotational velocity component of the flow is reduced. Further, the flow through the bladeless diffuser 25 increases the cross-sectional area of the flow path toward the exhaust port 16 of the motor housing 9 on the side of the anti-impeller 1, so that the directional speed of the rotating shaft 5 is decelerated and the pressure is recovered. After that, it is discharged from the exhaust port 16.
  • the first flow path 17 is a flow path from the air suction port 4 of the fan casing 3 to the exhaust port 16 of the motor housing 9, as shown by the solid line arrow ⁇ 1 in FIG. 3B.
  • the outlet wind speed of the blade 23s of the axial flow type diffuser 23 on the impeller 1 side is faster than the wind speed of the exhaust port 16 of the motor housing 9 on the anti-impeller 1 side, and the axial flow type diffuser 23 on the impeller 1 side.
  • the static pressure at the outlet of the blade 23s is lower than that at the exhaust port 16.
  • the second flow path 14 has an opening 15 provided in the end bracket 13 on the side of the anti-impeller 1 holding the bearing 11 of the motor portion 202, and at least the flow path. A part of the above passes between the outer circumference of the stator core 8 and the outer circumference of the stator core 8.
  • the third flow path 35 has an opening 15 provided in the end bracket 13 on the side of the anti-impeller 1 holding the bearing 11 of the electric motor portion 202, and a stator core. It passes between the inner wall of 8 and the winding 34 installed in the circumferential direction.
  • the second flow path 14 and the first flow path 17 shown in FIG. 3B are connected by a connecting portion 28 between the outlet of the blade 23s of the axial flow type diffuser 23 and the blade 24s of the axial flow type diffuser 24. (Communicating). Further, the second flow path 14 is located axially downstream of the connection portion 28, and the opening area of the opening portion 15 is larger than the flow path cross-sectional area of the connection portion 28.
  • connection portion 28 is formed of a motor housing 2 on the side of the impeller 1 and a motor housing 9 on the side of the anti-impeller 1.
  • the inner wall 2a of the motor housing 2 and the inner wall 9a of the motor housing 9 are arranged apart from each other in the axial direction, and the end surface (inclined surface) 2s of the inner wall 2a and the end surface (inclined surface, see FIG. 6) 9s of the inner wall 9a.
  • the connection portion 28 is configured by the above.
  • the connecting portion 28 is formed as a whole along the circumferential direction.
  • connection portion 28 is inclined in the axial direction on the blade 24s side of the axial flow type diffuser 24 toward the first flow path 17 from the outer peripheral portion of the stator core 8.
  • the flow path constituting the connection portion 28 is configured to be inclined toward the anti-impeller 1 in the axial direction from the outer circumference of the stator S1 (outer circumference of the stator core 8) toward the first flow path 17. There is.
  • the air flow flowing through the connecting portion 28 can smoothly merge with the air flow flowing through the first flow path 17, and the air volume can be increased.
  • the flow in the second flow path 14 has a low static pressure due to the high wind speed at the outlet of the blade 23s of the axial flow type diffuser 23, and the venturi effect causes the axial flow type diffuser from the opening 15 of the end bracket 13.
  • a flow is generated toward the connection portion 28 at the exit of the 23.
  • the flow of the second flow path 14 sucks the low-temperature flow from the opening 15 of the end bracket 13 on the anti-impeller side into the motor unit 202.
  • the bearing 11 on the side of the anti-impeller 1 is cooled and flows on the outer peripheral side of the stator core 8 to flow to the connection portion 28 while cooling the stator core 8 and the winding 34.
  • the flow in the third flow path 35 Similar to the second flow path 14, the flow in the third flow path 35 generates a flow from the opening 15 of the end bracket 13 to the connection portion 28 at the outlet of the axial-flow diffuser 23 due to the Venturi effect. ..
  • the flow of the third flow path 35 sucks the low-temperature flow from the opening 15 of the end bracket 13 on the anti-impeller side into the motor unit 202.
  • the bearing 11 on the side of the anti-impeller 1 is cooled, and by passing between the inner wall of the stator core 8 and the winding 34, the stator core 8 and the winding 34 are cooled and flow through the connecting portion 28.
  • the flow of the end bracket 12 on the impeller 1 side inside the motor unit 202 has the Venturi effect generated at the outlet of the blade 23s of the axial flow type diffuser 23 and the flow of the turning component due to the rotation of the rotor core 7, and the bearing is caused by the flow.
  • the end bracket 12 on the side of the impeller 1 and the impeller 1 is cooled.
  • the flow flowing from the connecting portion 28 to the first flow path 17 merges with the flow boosted by the impeller 1, flows to the blades 24s of the axial flow type diffuser 24 in the subsequent stage, and passes through the bladeless diffuser portion 25. Is decelerated and discharged from the exhaust port 16 of the motor housing 9 on the side of the anti-impeller 1.
  • the air volume passing through the blades 24s of the axial flow type diffuser 24 is the air volume passing through the blades 23s of the axial flow type diffuser 23 from the impeller 1 and the connecting portion 28 from the second flow path 14 and the third flow path 35.
  • the amount of air flowing through is combined, and the maximum amount of air is reached inside the electric blower 200.
  • the air volume of the axial flow type diffuser 24 increases by combining the air volume from the axial flow type diffuser 23 and the air volume from the connection portion 28. Therefore, peeling in the axial flow type diffuser 24 is suppressed, and the efficiency of the blower is improved.
  • the air volume from the opening 15 of the end bracket 13 on the anti-impeller 1 side toward the connection portion 28 flows more on the large air volume side where the air volume at the outlet of the axial-flow diffuser 23 on the impeller 1 side increases. Therefore, in the present embodiment, the efficiency of the blower on the large air volume side can be improved, and the efficiency can be improved in a wide operating range.
  • FIG. 9A is a plan view of the stator as viewed from the opening side of the end bracket on the anti-impeller side.
  • FIG. 9B is a perspective view of the stator as viewed from the opening side of the end bracket on the anti-impeller side.
  • FIG. 9C is a plan view showing the positional relationship between the opening of the end bracket on the anti-impeller side and the third flow path.
  • the stator S1 has a stator core 8 and a winding 34 wound around the bobbin 33.
  • the bobbin 33 is made of synthetic resin and has a cylindrical body 33a facing the rotor core 7 (see FIG. 3B) on the inner peripheral side and a plate portion 33b arranged on the outer periphery of the cylindrical body 33a to hold the stator core 8.
  • a plurality of plate portions 33b are arranged in the circumferential direction. Further, the plate portion 33b and the cylindrical body 33a are connected via a leg portion (not shown).
  • a distributed winding coil composed of windings 34a, 34b, 34c (collectively referred to as winding 34) is provided between the cylindrical body 33a and the plate portion 33b. Further, the windings 34a, 34b, 34c are wound so that the outer peripheral side thereof protrudes from the side edge portion in the circumferential direction of the plate portion 33b.
  • the third flow path 35 is a flow path that passes through the opening 15 (see FIG. 3B) and is surrounded by the stator core 8 and the windings 34a, 34b, 34c, and is peripheral to the inner peripheral side of the stator core 8. Multiple are formed in the direction. More specifically, the third flow path 35 includes a flow path surrounded by the stator core 8, winding 34a, and winding 34b, a flow path surrounded by the stator core 8, winding 34b, and winding 34c, and a stator core 8. And a flow path surrounded by the winding 34c and the winding 34a (see FIG. 9A).
  • the third flow path 35 passes through the inner wall of the stator core 8 from the anti-impeller side to the impeller side and is connected (communication) with the connection portion 28. Further, the cooling air passing through the third flow path 35 passes through the flow path including the inner wall of the stator core 8 and the winding 34, and can cool the stator core 8 and the winding 34.
  • the number of the third flow paths 35 matches the number of the openings 15 of the end bracket 13. Further, both the third flow path 35 and the opening 15 coincide with each other in the circumferential direction. As a result, the loss when air flows from the opening 15 to the third flow path 35 is reduced.
  • the cooling air of the third flow path 35 merges with the first flow path 17 via the connection portion 28 in the same manner as the second flow path 14, so that the axial flow type diffuser 23 and the axial flow type can be used.
  • the wind speed (air volume) in the diffuser 24 and the wingless diffuser 25 is increased.
  • the cooling performance of the motor unit 202 can be improved and the efficiency of the electric blower 200 can be improved in a wide operating range.
  • the present invention is not limited to such a configuration. Low loss can also be achieved by making at least a part of the opening 15 and the third flow path 35 overlap in the circumferential direction.
  • the hub surface 30 of the axial-flow diffuser 23 and the hub surface 31 of the axial-flow diffuser 24 are substantially the same.
  • it is desirable that the hub surface 30 of the axial-flow diffuser 23 and the hub surface 31 of the axial-flow diffuser 24 are flush with each other.
  • the inner wall 9a of the motor housing 9 after merging at the connection portion 28 is larger than the inner wall 2a, and the diameter of the hub surface 31 is larger than the diameter of the hub surface 30 and protrudes into the first flow path 17. In this case, the loss in the blades 23s and 24s of the axial flow type diffusers 23 and 24 increases.
  • the blower efficiency on the large air volume side increases due to the increase in the air volume in the blades 24s of the axial flow type diffuser 24 due to the Venturi effect. Further, on the low air volume side, the blower efficiency is increased by the circumferential position of the blade 23s of the axial flow type diffuser 23 and the blade 24s of the axial flow type diffuser 24. This makes it possible to improve efficiency over a wider operating air volume range.
  • the inner wall 2a of the motor housing 2 on the impeller 1 side and the inner wall 9a of the motor housing 9 on the anti-impeller side have a gap in the axial direction with the first flow path 17. It constitutes a connecting portion 28 connecting the second flow path 14.
  • the connecting portion 28 is an annular flow path that is inclined from the inside of the motor portion 202 to the first flow path 17 toward the blade 24s side of the axial flow type diffuser 24 from the radial direction.
  • the outer wall 2b of the motor housing 2 and the outer wall 9b of the motor housing 9 are provided with the cores of the motor housings 2 and 9 by the fitting portion 32 (see FIG. 3B) to secure the flow path area of the connecting portion 28 and to make the assembly easier. We are trying to improve.
  • the cross-sectional area of the flow path increases toward the exhaust port 16 of the motor housing 9. Therefore, the flow in the bladeless diffuser 25 (solid line arrow ⁇ 1, broken line arrow ⁇ 2 and two-dot chain line arrow ⁇ 3 in FIG. 3B) is discharged from the exhaust port 16 after the axial speed is decelerated and the pressure is restored.
  • the flow path expands in the radial direction (on the side of the rotation shaft 5 in FIG. 3B) toward the exhaust port 16 of the motor housing 9.
  • the bladeless diffuser 25 can realize high blower efficiency by recovering the pressure in the bladeless diffuser 25 by increasing the flow path cross-sectional area as it advances in the axial direction.
  • FIG. 8 is a diagram showing a comparison of blower efficiency of blowers.
  • the horizontal axis shows the dimensionless air volume with the design point air volume as 1, and the vertical axis shows the fluid analysis result of the blower efficiency.
  • the definition of blower efficiency in FIG. 8 is the product of the suction volume flow rate and the increase in static pressure at the blower inlet / outlet, divided by the axial power of the blower.
  • the electric blower 200 (white square in FIG. 8) of the first embodiment has a blower efficiency in a wider operating range than the blower (black circle in FIG. 8) of the prior art (Patent Document 1). Can be improved. In addition, it can be seen that efficiency can be improved especially toward the large air volume side from the design point. That is, the electric blower 200 of the first embodiment can maintain high efficiency in a wide operating range. Therefore, it is possible to provide the vacuum cleaner 300 (see FIG. 1) having a high suction power in a wide range.
  • connection portion 28 is shown in FIG. 3B, which is formed by a directional gap between the inner wall 2a of the motor housing 2 and the rotation shaft 5 of the inner wall 9a of the motor housing 9, but the motor housings 2 and 9 are formed.
  • the connection portion 28 may be formed in either of the above holes with a plurality of holes inclined in either the radial direction or the direction of the rotation axis 5 shown in FIG. 3B.
  • the connecting portion 28 is an axial flow type by forming an annular flow path inclined toward the blade 24s side of the axial flow type diffuser 24 from the stator core 8 to the first flow path 17. The peeling of the blade 24s of the diffuser 24 can be efficiently suppressed. It should be noted that even if the connecting portion 28 is configured by a connecting portion extending in the radial direction or a connecting portion inclined toward the impeller 1, motor cooling and high efficiency can be achieved.
  • the axial flow type diffusers 23 and 24 having the blades 23s and 24s in the circumferential direction downstream of the rotation shaft 5 of the impeller 1 and the axial flow type diffuser 23.
  • the stator S1 and rotor R located inside the radial direction of the 24 and overlapping the axial flow type diffuser 23 and 24, and the air suction port 4 and the axial flow type diffuser 23 provided in the impeller 1.
  • a second flow path 14 passing through the outer periphery and the opening 15, a third flow path 35 formed from the inner wall of the stator core 8 and the plurality of windings 34 passing through the opening 15, and a first flow path. 17 is provided with a connecting portion 28 connecting the second flow path 14 and the third flow path 35.
  • the second flow path 14 is located closer to the anti-impeller 1 than the connection portion 28, and the opening area of the opening 15 has a size larger than the flow path cross-sectional area of the connection portion 28. ..
  • the flow path of the connecting portion 28 is inclined toward the anti-impeller side in the axial direction from the outer periphery of the stator S1 to the first flow path 17.
  • the air flow flowing through the connecting portion 28 can smoothly merge with the air flow flowing through the first flow path 17, and the air volume can be increased.
  • the third flow path 35 and the opening 15 have the same number in the circumferential direction, and are arranged so that at least a part of them coincides in the circumferential direction. As a result, the loss when air flows from the opening 15 to the third flow path 35 is reduced.
  • the upstream hub surface 30 and the downstream hub surface 31 of the connecting portion 28 of the axial flow type diffuser 23 and 24 to which the flow path of the connecting portion 28 and the first flow path 17 are connected are connected. Is the same radius. As a result, it is possible to suppress an increase in loss in the axial flow type diffusers 23 and 24.
  • the flow path of the connecting portion 28 is the end surface 2s of the inner wall 2a of the motor housing 2 covering the motor unit 202 composed of the stator S1 and the rotor R, and the end surface 9s of the inner wall 9a of the motor housing 9. Is formed by. As a result, molding becomes possible only with a mold that is pulled out in the axial direction, and molding when forming the connection portion 28 becomes easy.
  • FIG. 10A is a plan view of the stator according to the modified example of the present invention as viewed from the opening side of the end bracket on the anti-impeller side.
  • FIG. 10B is a perspective view of the stator according to the modified example of the present invention as viewed from the opening side of the end bracket on the anti-impeller side.
  • the stator S2 has two windings wound in the circumferential direction inside the stator core 8 in the radial direction.
  • winding 36 The inner windings 36a, 36b, 36c (collectively referred to as winding 36) and the outer windings 37a, 37b, 37c (collectively referred to as winding 37) are wound in different phases in the circumferential direction. Since the stator S2 has the same basic configuration as that of the first embodiment, the same reference numerals are used for the same elements, and the description thereof will be omitted.
  • the third flow path 35A is a flow path that passes through the opening 15 (see FIG. 3B) and is covered with the stator core 8, the winding 36 on the inner peripheral side, and the winding 37 on the outer peripheral side, and is inside the stator core 8.
  • a plurality of coils are formed in the circumferential direction. More specifically, the third flow path 35A is a region surrounded by the inner wall of the stator core 8, the winding 37a, the winding 37b, and the winding 36a. Further, the other third flow path 35A is a region surrounded by the inner wall of the stator core 8, the winding 37b, the winding 37c, and the winding 36b.
  • Still another third flow path 35A is a region surrounded by the inner wall of the stator core 8, the winding 37c, the winding 37a, and the winding 36c.
  • the third flow path 35A passes through the inner wall of the stator core 8 from the anti-impeller side to the impeller side and is connected (communication) with the connection portion 28.
  • the cooling air passing through the third flow path 35A is a flow path including the inner wall of the stator core 8, the winding 36 and the winding 37, and can cool the stator core 8 and the windings 36 and 37.
  • the cooling air of the third flow path 35A merges with the first flow path 17 in the same manner as the second flow path 14, so that the axial flow type diffuser 23 on the impeller side and the axial flow type diffuser in the subsequent stage are used. Increases wind speed at 24 and the wingless diffuser 25. As a result, the cooling performance of the motor unit 202 can be improved and the efficiency of the electric blower 200 can be improved in a wide operating range.
  • the number of the openings 15 and the third flow path 35 are the same, and the openings 15 and the third flow path 35A are aligned in the circumferential direction, so that the loss is low. Cooling air can be taken in and high cooling performance can be obtained.
  • a suction force can be obtained in a wide air volume range in a vacuum cleaner driven by a battery (secondary battery) such as a cordless stick type or an autonomous traveling type. Since it can be made stronger, it can be used more easily, and it can be made smaller and lighter.
  • a battery secondary battery
  • FIG. 11 is a vertical sectional view of the electric blower according to the second embodiment of the present invention.
  • the electric blower 200A of the second embodiment has a connection portion 28A installed at the inlet of the blade 23s of the axial flow type diffuser 23 on the side of the impeller 1. Since the electric blower 200A has the same basic configuration as that of the first embodiment, the same reference numerals are used for the same elements, and the description thereof will be omitted.
  • connection portion 28A is configured to penetrate the inner wall 2a of the motor housing 2 in the radial direction.
  • the connecting portion 28A may be configured by forming a plurality of through holes in the circumferential direction, or may be configured by providing a plurality of elongated holes elongated in the circumferential direction at intervals. good.
  • the first flow path 17 is configured to pass through the air suction port 4 provided in the impeller 1 and the flow paths of the axial flow type diffusers 23 and 24.
  • the second flow path 14A is configured such that at least a part of the flow path passes through the outer periphery of the stator S1 and the opening 15.
  • the third flow path 35A passes through the opening 15 and is configured to be formed from the inner wall of the stator core 8 and the plurality of windings 36 and 37.
  • the connecting portion 28A is located on the impeller 1 side with respect to the stator core 8.
  • the static pressure becomes low due to the high wind speed at the inlet of the blade 23s of the axial flow type diffuser 23, and the opening of the end bracket 13 on the side of the anti-impeller 1 due to the Venturi effect.
  • a flow is generated from 15 toward the connection portion 28A at the inlet of the axial flow type diffuser 23 on the impeller side.
  • the flow of the second flow path 14A is on the side of the anti-impeller 1 by sucking a low temperature flow from the opening 15 of the end bracket 13 on the side of the anti-impeller 1 into the inside of the motor unit 202.
  • the stator core 8 By cooling the bearing 11 and flowing on the outer peripheral side of the stator core 8, the stator core 8, the windings 36, and 37 are cooled and flow to the connecting portion 28A.
  • the flow of the third flow path 35A is a flow from the opening 15 of the end bracket 13 to the connection portion 28A of the outlet of the blade 23s of the axial flow type diffuser 23 due to the Venturi effect. Occurs.
  • the flow of the third flow path 35A sucks the low temperature flow from the opening 15 of the end bracket 13 into the motor unit 202.
  • the bearing 11 on the side of the anti-impeller 1 is cooled, and by passing between the inner wall of the stator core 8 and the winding 34 (see FIGS. 9A and 9B), the stator core 8 and its winding 34 are cooled. , Flows to the connection portion 28A.
  • connection portion 28 shown in the first embodiment and the connection portion 28A shown in the second embodiment may be used in combination.
  • the second flow path 14A a flow path divided in the circumferential direction
  • the flow discharged from the blades 23s and 24s of the axial flow type diffusers 23 and 24 on the impeller 1 side is inside the motor unit 202. It is possible to prevent the flow to the flow path of the blade, and it is possible to suppress the peeling of the blades 23s and 24s.
  • the axial flow type diffusers 23 and 24 having the blades 23s and 24s in the circumferential direction downstream of the rotation shaft 5 of the impeller 1 and the axial flow type diffuser 23.
  • the stator S1 and rotor R which are the motor units 202 located inside the 24 in the radial direction and overlapped with the axial flow type diffusers 23 and 24 in the axial direction, and the air suction port 4 provided in the impeller 1.
  • a first flow path 17 that passes through the flow paths of the axial flow type diffusers 23 and 24, an end bracket 13 that holds the bearing 11 on the side of the anti-impeller 1 and is provided with an opening 15, and at least a part of the flow path.
  • the connecting portion 28A is located between the impeller 1 and the inlet of the axial flow type diffuser 23 in the direction of the rotating shaft 5.
  • the second flow path 14A is located below the connection portion 28A in the direction of the rotation shaft 5, and the opening area of the opening portion 15 has a size larger than the flow path cross-sectional area of the connection portion 28A.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes various modifications.
  • the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the described configurations.
  • it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment.

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Abstract

羽根車（１）に設けられた吸込口（４）と軸流型ディフューザ（２３、２４）の流路を通る第１の流路（１７）と、反羽根車（１）側の軸受（１１）を保持し、開口部（１５）が設けられるエンドブラケット（１３）と、少なくとも流路の一部がステータ（８）の外周と開口部（１５）を通る第２の流路（１４）と、開口部（１５）を通り、ステータコア（８）の内壁と複数の巻線（３４）から形成される第３の流路（３５）と、第１の流路（１７）と第２の流路（１４）および第３の流路（３５）とを接続する接続部（２８）とを備え、第２の流路（１４）は、接続部（２８）よりも羽根車（１）から遠い位置にあり、開口部（１５）の開口面積は、接続部（２８）の流路断面積以上の大きさをもつ。

Description

電動送風機及びそれを備えた電気掃除機
　本発明は、電動送風機及びそれを搭載した電気掃除機に関する。
　従来、電動送風機としては、下記の特許文献１が開示されている。
　特許文献１には、添付の図１～図４に図示されるように、「上下に延びる中心軸(Ｃ)周りに回転するインペラ(１０)と、インペラ(１０)の下方に配置されステータ(２４)を有してインペラ(１０)を回転させるモータ(２０)と、ステータ(２４)を収納するモータハウジング(２１)と、インペラ(１０)とモータハウジング(２１)とを収納してモータハウジング(２１)との隙間に第１流路(５)を構成するファンケーシング(２)とを備え、ファンケーシング(２)の上部はインペラ(１０)の上方を覆い、かつ上下方向に開口する吸気口(１０３)を有し、ファンケーシング(２)の下部には第１流路(５)を介して吸気口(１０３)に連通する排気口(１０４)が設けられ、モータハウジング(２１)にはモータハウジング(２１)の内面に固定されるステータ(２４)の上面よりも下方において、径方向に貫通して第１流路(５)に連通する流入口(２１ａ)が設けられ、モータハウジング(２１)は流入口(２１ａ)から上方に延びて前記ステータ(２４)よりも上方の空間に連通される第２流路(６)を有する、送風装置(１)。」が記載されている。
特開２０１８-１０５２６９号公報（図１～図４、段落００１２～００３７等）
　ところで、電気掃除機は粉塵によるフィルタの目詰まりや、掃除対象の床の材質等の運転条件によって動作風量が大きく変化する。そのため、電気掃除機は広い風量範囲で吸引力が強い電動送風機が求められる。また、電気掃除機の使い勝手から、電動送風機の小型化や軽量化が求められる。そのため、放熱領域が減少し、電動送風機内部の発熱密度は増加し、電動機や軸受の冷却性能向上が必要となっている。
　また、翼付ディフューザは設計点風量において優れた圧力回復を行うことができるが、非設計点風量においては、ディフューザ翼の入口角と、空気流れのディフューザへの流入角との不一致によりディフューザ性能が低下する。そのため、電気掃除機の吸引力は設計点風量では高いが、非設計点風量では低下する恐れがあった。
　また、コードレススティック型もしくは自律走行型のような電池（２次電池）で駆動する掃除機は、電池容量の関係から電動送風機の消費電力が小さく、最大風量も小さい。そのため、フィルタの目詰り時にごみ搬送能力が低下し、掃除機の吸引力が低下する課題がある。さらに、コードレススティック型もしくは自律走行型のような電池（２次電池）で駆動する掃除機は、小型で軽量であることが求められ、掃除機に搭載される電動送風機は広い風量範囲で吸引力が強いこと、および小型であることの両立が求められる。
　前記したように、特許文献１には、インペラ(１０)とモータ(２０)とを収納したモータハウジング(２１)との隙間に第１流路(５)を構成するファンケーシング(２)とを備え、ファンケーシング(２)の上部はインペラ(１０)の上方を覆い、かつ上下方向に開口する吸気口(１０３)を有し、ファンケーシング(２)の下部には第１流路(５)を介して吸気口(１０３)に連通する排気口(１０４)が設けられ、モータハウジング(２１)にはモータハウジング(２１)の内面に固定されるステータ(２４)の上面よりも下方において、径方向に貫通して第１流路(５)に連通する流入口(２１ａ)が設けられ、モータハウジング(２１)は流入口(２１ａ)から上方に延びて前記ステータ(２４)よりも上方の空間に連通される第２流路(６)を有することが記載されている。すなわち、特許文献１には第１流路(５)の流れは、第２流路(６)に流れ込み、ステータ(２４)より上方に存在するファン側の玉軸受の軸受(２６)付近を流れ、その後、反ファン側のすべり軸受の軸受(２６)を冷却し、電動機 (モータ２０)外部に排気されていることが示されている。
　特許文献１の送風機(１)は、第１流路(５)の風量が径方向に貫通して第１流路(５)に連通する流入口(２１ａ)を通り、第２流路(６)へ流れることで、流路の圧力損失（抵抗）によって、連通する流入口(２１ａ)より下流の第１流路(５)の風量は、流入口(２１ａ)より上流の風量に対して減少する。
　なお、翼付ディフューザは設計点風量において優れた圧力回復を行うことができるが、設計点風量より風量が低下した場合は、ディフューザ翼の入口角と空気流れのディフューザへの流入角の不一致によりディフューザ性能が低下し、電気掃除機の吸引力が低下する可能性がある。また、特許文献１では、流入口(２１ａ)から上方に延びてステータ(２４)よりも上方の空間に連通される第２流路(６)は、小型であることから流路面積が小さく、さらに、電動機(２０)内部で曲がりながら流れるため、流路の圧力損失が大きく、冷却風量が低下し、電動機(モータ２０)内部の温度が高くなり、電動機効率が低下する懸念がある。
　本発明は上記実状に鑑み上述の課題を解決すべく創案されたものであり、広い風量域において高効率、かつ小型で軽量な電動送風機及びそれを備えた電気掃除機の提供を目的とする。
　前記課題を解決するため、本発明の電動送風機は、羽根車の軸方向の下流に周方向に翼を持つ軸流ディフューザと、前記軸流ディフューザの半径方向の内側に位置し、前記軸流ディフューザと前記軸方向に重なる位置に配置されるステータおよびロータと、前記羽根車に設けられた吸込口と前記軸流ディフューザの流路とを通る第１の流路と、反羽根車側の軸受を保持し、開口部が設けられるエンドブラケットと、少なくとも流路の一部が前記ステータの外周と前記開口部とを通る第２の流路と、前記開口部を通り、ステータコアの内壁と複数の巻線とから形成される第３の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路および前記第３の流路とを接続する接続部と、を備え、前記第２の流路は、前記接続部よりも前記羽根車から遠い位置にあり、前記開口部の開口面積は、前記接続部の流路断面積以上の大きさであることを特徴とする。
　本発明によれば、広い風量域において高効率、かつ小型で軽量な電動送風機及びそれを備えた電気掃除機を提供することができる。
本発明の第1実施形態に係る電動送風機を適用した電気掃除機の斜視図である。 図１に示す電気掃除機における掃除機本体のＩ方向矢視断面図である。 本発明の第１実施形態に係る電動送風機の外観図である。 図３Ａに示す電動送風機の縦断面図である。 第１実施形態の羽根車の斜視図である。 図４Ａに示す羽根車の断面図である。 羽根車側の軸流型ディフューザの翼をシュラウド側から見た側面図である。 反羽根車側の軸流型ディフューザの翼をシュラウド側から見た側面図である。 送風機部をシュラウド側から見た側面図である。 送風機の送風機効率の比較を示す図である。 ステータを反羽根車側のエンドブラケットの開口部側から見た平面図である。 ステータを反羽根車側のエンドブラケットの開口部側から見た斜視図である。 反羽根車側のエンドブラケットの開口部と第３の流路との位置関係を示す平面図である。 本発明の変形例に係るステータを反羽根車側のエンドブラケットの開口部側から見た平面図である。 本発明の変形例に係るステータを反羽根車側のエンドブラケットの開口側から見た斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る電動送風機の縦断面図である。
　以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
（第1実施形態）
　図１は、本発明の第1実施形態における電動送風機を適用した電気掃除機の斜視図である。図２は、第1実施形態の電気掃除機における掃除機本体のＩ方向矢視断面図である。
　電気掃除機３００は、掃除機本体１００と、掃除機本体１００が取り付けられる保持部１０２と、利用者が把持するグリップ部１０３と、塵埃を吸引する吸口体１０５とを備えている。
　電気掃除機３００の駆動源の電池ユニット１０８(図２参照)は、充電台１０７を用いて充電される。電池ユニット１０８（図２参照）は掃除機本体１００に収容されている。
　掃除機本体１００には、塵埃を集塵する集塵室１０１と、集塵するのに必要な吸込気流を発生させる電動送風機２００（図２参照）とが収納されている。
　保持部１０２の一端部には、グリップ部１０３が設けられている。グリップ部１０３には、電動送風機２００の入／切を行うスイッチ部１０４が設けられている。
　保持部１０２の他端部には、吸口体１０５が取り付けられている。吸口体１０５と吸込気流を発生させる掃除機本体１００とは、接続部１０６で接続されている。
　電気掃除機３００の使用に際し、利用者はグリップ部１０３のスイッチ部１０４を「入」操作する。すると、掃除機本体１００に収納された電動送風機２００（図２参照）の運転が開始され、吸口体１０５に吸込気流が発生する。吸込気流により吸口体１０５から床面Ｙ上の塵埃が吸込まれる。吸込まれた塵埃は、接続部１０６を通って掃除機本体１００の集塵室１０１に集塵される。
　次に、掃除機本体１００について説明する。
　図２に示すように、掃除機本体１００の内部には、電動送風機２００、電池ユニット１０８、駆動用回路１０９、および集塵室１０１が配置されている。
　電池ユニット１０８は、電動送風機２００を駆動する。電動送風機２００は、吸口体１０５での吸引力を発生させる。
　掃除機本体１００は、本体グリップ部１１０と吸口開口１１１を備えている。
　利用者は、本体グリップ部１１０を把持して、掃除機本体１００を保持部１０２から取り外し、ハンディ掃除機として使用することができる。
　図１に示す本体スイッチ部１１２は、掃除機本体１００をハンディ掃除機として使用する際の電動送風機２００の入／切を行うスイッチである。本体スイッチ１１２は、掃除機本体１００を保持部１０２に取り付けているときでも、スイッチ部１０４に代えて「入／切」操作できる。
　なお、図１、図２に示す電気掃除機３００は、吸口開口１１１（図２参照）と接続部１０６とが取り外し可能なコードレス掃除機を示しているが、電池を搭載していない電源コード付きの掃除機でもよい。
　図３Ａは、本発明の第１実施形態に係る電動送風機２００の外観図であり、図３Ｂは、図３Ａに示す電動送風機２００の縦断面図である。なお、図３Ｂでは電動送風機２００に環状の防振ゴム１９を適用した場合を示す。
　次に、電動送風機２００について説明する。なお、図３Ｂには代表的な空気の流れを図３Ｂの左側のみに実線矢印α１および破線矢印α２、二点鎖線矢印α３で示している。
　図３Ａに示すように、電動送風機２００は、略円柱形状を呈し、空気の吸込側（図示上側）にファンケーシング３が配置され、空気の排出側（図示下側）にモータハウジング９が配置されている。また、電動送風機２００は、反羽根車側のモータハウジング９と羽根車側のモータハウジング２とが組み合わせて構成されている。また、電動送風機２００は、ファンケーシング３とモータハウジング９との間にモータハウジング２の一部が露出している。
　羽根車１（図３Ｂ参照）の側（羽根車１に近い側）のモータハウジング２の外周部には、周方向３箇所に爪状突起２０が設けられている。反羽根車１の側（羽根車１から遠い側）のモータハウジング９の外周部に設けた突起部２２と、羽根車１の側のモータハウジング２の爪状突起２０に形成された取付孔２１とが嵌合されて、モータハウジング２とモータハウジング９とが接続される。
　図３Ｂに示すように、電動送風機２００は、電気掃除機３００（図１、図２参照）に、羽根車１の側が下部の吸口体１０５に向いて取り付けられる。また、電動送風機２００は、送風機部２０１の半径方向内側に電動機部２０２が構成されている。
　送風機部２０１は、吸引空気流の上流から、回転翼である羽根車１、羽根車１の側（前段）の軸流型ディフューザ２３（軸流ディフューザ）、反羽根車１の側（後段）の軸流型ディフューザ２４（軸流ディフューザ）、および翼なしディフューザ２５を備えている。そして、翼なしディフューザ２５の下流には、排気口１６が設けられている。
　羽根車１の側（羽根車１に近い側）に配置される軸流型ディフューザ２３は、複数の翼２３ｓを有している。複数の翼２３ｓは、羽根車１の半径方向における羽根車１の側のモータハウジング２の内壁２ａと外壁２ｂとの間に位置している。また、軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓの内周側の端部は、モータハウジング２の外周に形成された流路の内周壁面を構成する内壁２ａと一体に形成されている。また、軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓの外周側の端部は、流路の外周壁面を構成する外壁２ｂと一体に形成されている。これにより、軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓが、空気が流れる際の圧力によって変形するのを防止でき、整流効果を安定して得ることができる。
　反羽根車１の側(羽根車１に遠い側)に配置される軸流型ディフューザ２４は、複数の翼２４ｓを有している。複数の翼２４ｓは、羽根車１の半径方向における反羽根車１の側のモータハウジング９の内壁９ａと外壁９ｂとの間に位置している。また、軸流型ディフューザ２４の翼２４ｓは、モータハウジング９の外周に形成された流路の内周壁面を構成する内壁９ａと一体に形成されている。また、軸流型ディフューザ２４の翼２４ｓの外周側の端部は、流路の外周壁面を構成する外壁９ｂと一体に形成されている。これにより、軸流型ディフューザ２４の翼２４ｓが、空気が流れる際の圧力によって変形するのを防止でき、整流効果を安定して得ることができる。
　翼なしディフューザ２５は、ディフューザ翼が設けられていないものであり、内壁９ａと外壁９ｂとから形成されている。すなわち、軸流型ディフューザ２４の下流側（反羽根車１の側）が翼なしディフューザ２５となっている。また、翼なしディフューザ２５は、軸流型ディフューザ２４の側から排気口１６の側に向けて流路断面積が拡大するように構成されている。また、翼なしディフューザ２５は、排気口１６に向けて内壁９ａが回転軸５側（半径方向内側）に向けて傾斜することで、流路断面積が拡大するようになっている。
　電動機部２０２は、モータハウジング２の内壁２ａと、モータハウジング９の内壁９ａとで覆われている。また、電動機部２０２は、ロータＲ（回転子）とステータＳ１（固定子）とを備えている。
　ロータＲは、ロータコア７を有し、ロータコア７がモータハウジング２，９内に収納される回転軸５に固定されている。
　ロータコア７は、希土類系のボンド磁石を有して構成されている。希土類系のボンド磁石は、希土類系磁性粉末と有機バインダーとを混合して作られる。希土類系のボンド磁石としては、例えば、サマリウム鉄窒素磁石や、ネオジム磁石等を用いることができる。また、ロータコア７は、回転軸５に一体成形されるか、または固定されている。なお、電動送風機２００の運転回転速度は、５０，０００～２００，０００ｃｙｃｌｅ／ｍｉｎである。
　ロータコア７の軸方向の両端には、回転体(羽根車１、ロータコア７、回転軸５等)の偏芯を是正するためのバランスリング６，６が設置されている。バランスリング６における回転体のアンバランス側を切削することで、回転体のアンバランス量を最小化している。これにより、電動送風機２００の騒音および振動の低減を図っている。
　なお、本実施形態では、ロータコア７に永久磁石を用いているが、これに限定されず、無整流子電動機の一種であるリラクタンスモータなどを使用してもよい。
　ステータＳ１は、ステータコア８、ボビン３３、巻線３４を有し、ロータＲの径方向の外側に配置されている。また、ロータコア７とボビン３３は、微小なギャップを介して配置されている。
　ステータコア８の内側外周部には、巻線３４が巻かれたボビン３３が設けられている。図３Ｂでは、巻線３４は、ボビン３３の内周側と外周側に設けられたものを示している。また、巻線３４は、電動送風機２００に備わる駆動用回路１０９（図２参照）に電気的に接続されている。
　電動機部２０２は、軸流型ディフューザ２３、２４の半径方向の内側に位置し、軸流型ディフューザ２３、２４と軸方向に重なる位置に配置されている。換言すると、電動機部２０２は、径方向において軸流側ディフューザ２３，２４と重なる位置に配置されている。このような構成によって、電動機部２０２（電動送風機２００）の小型化を図ることができ、小型化によって軽量化することができる。
　また、電動機部２０２は、羽根車１とロータコア７（バランスリング６）との間に軸受１０を備えている。また、電動機部２０２は、ロータコア７に対して、軸受１０の回転軸５の方向の反対側に軸受１１を備えている。回転軸５の一方側の軸受１０と他方側の軸受１１とで、回転軸５を回転自在に支持している。
　羽根車１に近い側のモータハウジング２は、軸受１０を支持するエンドブラケット１２と締結されている。羽根車１から遠い側のモータハウジング９は、エンドブラケット１３を介して軸受１１を支持している。モータハウジング９は、開口部１５を有するエンドブラケット１３と締結されている。エンドブラケット１３は、金属製であり、モータハウジング９に圧入されるか、または、インサート成型によりモータハウジング９と一体成型されている。
　また、電動機部２０２の内部には、冷却用の第２の流路１４および第３の流路３５が構成されている。また、電動機部２０２は、反羽根車１の側の端部に開口部１５を有している。なお、図３Ｂでは、開口部１５が１箇所に形成された状態が図示されているが、例えば周方向に間隔を置いて複数個所（本実施形態では３ヶ所）に形成されている。また、開口部１５は、周方向に等間隔（１２０度毎）に形成されている。
　羽根車１は、回転軸５の端部に螺刻されたねじ溝に、固定ナット１８が螺着されて固定されている。ここで、第１実施形態では、回転翼である羽根車１を回転軸５の端部にねじ溝を設け、固定ナット１８を用いて固定される場合を例示したが、圧入して固定してもよい。また、図３Ｂに示す羽根車１は、斜流型羽根車を示すが、遠心型、軸流型羽根車でもよい。
　開口部１５は、エンドブラケット１３に設けられている。エンドブラケット１３は、電動機部２０２の軸方向（回転軸５の方向）であって反羽根車１の側の軸受１１を保持している。
　第２の流路１４は、少なくとも一部がステータコア８の外周と開口部１５とを通るように構成されている。第３の流路３５は、ステータコア８の径方向内側のボビン３３に設けられた巻線３４間の隙間を通るように構成されている。
　電動送風機２００の側部（外周部）には、羽根車１と羽根車１側の軸流型ディフューザ２３、反羽根車１の側（後段）の軸流型ディフューザ２４、および翼なしディフューザ２５を通る第１の流路１７が設けられている。第１の流路１７は、吸口体１０５（図１参照）における吸引力の空気流が流れる流路である。
　また、電動送風機２００は、第１の流路１７と第２の流路１４、第３の流路３５とを接続して連通（合流）させる接続部２８（接続路）を有している。つまり、第２の流路１４および第３の流路３５と、第１の流路１７とは、羽根車側の軸流型ディフューザ２３と反羽根車側の軸流型ディフューザ２４との間に位置する接続部２８によって連結されている（連通している）。このような接続部２８を形成することで、ベンチュリ効果によってエンドブラケット１３の開口部１５から冷却風を発生させて（詳細は後記）、羽根車側の軸流型ディフューザ２３、反羽根車側の軸流型ディフューザ２４、および翼なしディフューザ２５での風量を増加させる。これにより、電動機部２０２の冷却性能向上と電動送風機２００の広作動範囲での高効率化を図ることができる。
　第２の流路１４は、接続部２８に対して軸方向の反羽根車１の側に位置している。また、開口部１５の開口面積は、接続部２８の流路断面積以上の大きさをもって構成されている。これにより、接続部２８でのベンチェリ効果を促進し、第２の流路１４から接続部２８へ流れる風で電動機部２０２をより冷却できる。
　ここで、接続部２８の流路断面積は、流路（第１実施形態では、斜めに延びる流路）に直交する断面において、最小の面積となる断面積である。なお、接続部２８の流路断面積は、断面にフィレットやＲ形状がある場合は、フィレットやＲ形状を無視して算出してもよい。
　なお、開口部１５から巻線３４の一部が出て、駆動用回路１０９（図２参照）に電気的に接続される。ここで、巻線３４が開口部１５を通る構成の場合は、巻線３４を無くした際の面積が接続部２８の流路断面積以上であればよい。さらに、開口部１５の構成は四角の孔でも、丸孔、他の形状の孔でもよく、適宜選択することができる。
　羽根車１の側（羽根車１に近い側）のモータハウジング２の外周部には、周方向の３箇所に爪状突起２０が設けられている。反羽根車１の側（羽根車１から遠い側）のモータハウジング９の外周部に設けた突起部２２と、羽根車１の側のモータハウジング２の取付孔２１とが嵌合されて接続される。
　また、羽根車１の側の軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓの枚数と、反羽根車１の側のモータハウジング９の端部の突起２２及び羽根車１の側のモータハウジング２の取付孔２１の個数とは、翼枚数と取付孔２１の最大公約数で構成されている。こうして、羽根車１の側の軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓ及び反羽根車１の側（後段）の軸流型ディフューザ２４の翼２４ｓの周方向の位置が所定の周方向位置になるようにし、量産性の向上を図っている。
　また、羽根車１を覆うファンケーシング３は、羽根車１の側のモータハウジング２の外周部とファンケーシングの内面３aが接し、モータハウジング２に接着固定される。また、ファンケーシング３の掃除機本体１００（図１参照）の設置部には、防振ゴム１９が設置されている。防振ゴム１９を設けることで、電動送風機２００の振動の抑制と、ファンケーシング３と掃除機本体１００（図１参照）の設置部との間の空気の漏れを防止することで、低騒音化と高効率化を図っている。
　また、羽根車１の側の軸流型ディフューザ２３は、設計点において、羽根車１から流出した流れと翼入口角度を略一致させ、圧力損失を低減している。これにより、軸流型ディフューザ２３により、流れの回転方向速度成分を減少させることで、ディフューザ効果を高め、送風機効率を向上している。
　また、軸流型ディフューザ２３の軸方向下流に設置された軸流型ディフューザ２４は、軸流型ディフューザ２３から流出した流れの回転方向速度成分を更に減少させている。
　また、軸流型ディフューザ２４の下流の翼なし軸流型ディフューザ２５は、軸方向端部の排気口１６に向かい、半径方向の内向き側に流路断面積が拡大している。これにより、回転軸５の方向の空気の流れの減速を高め、更なる送風機効率の向上が図られている。
　図４Ａは、第１実施形態の羽根車の斜視図、図４Ｂは、図４Ａに示す羽根車の断面図である。
　図４Ａに示すように、羽根車１は、ハブ板２６と複数枚の羽根２７とを有して構成されている。ハブ板２６と羽根２７は熱可塑性樹脂で一体成形されている。また、羽根車１は、図示Ｗ方向（反時計回り方向）に回転するようになっている。また、羽根車１は、径方向の中心に、回転軸５（図３Ｂ参照）が挿通される円筒状の軸孔２９が形成されている。
　図４Ｂに示すように、ハブ板２６の裏面側には、凸部２６ａが形成されている。この凸部２６ａは、周方向に沿って全体に形成されている。羽根車１を回転させて凸部２６ａを手動で削ることで、羽根車１のバランス修正を行うことができる。これにより、羽根車１のアンバランス量を小さくし、振動や騒音の低減を図ることができる。
　また、羽根車１は、ボス曲面２９ａが羽根車１の外周部にかけ回転軸５の方向(図４Ｂの下方向)に傾斜した斜流羽根車である。
　なお、図４Ａ、図４Ｂでは、シュラウド板を持たないオープン型斜流羽根車としての羽根車１を示しているが、シュラウド板の有無にかかわらず遠心羽根車でもよい。
　図５は、羽根車の側の軸流型ディフューザの翼をシュラウド側から見た側面図である。なお、図５では、軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓのシュラウドを構成するモータハウジングの外壁を説明のために削除して示す。
　図５に示すように、軸流型ディフューザ２３は、例えば、モータハウジング２の内壁２ａの外周面に周方向に等間隔に１５枚の翼２３ｓを設けることによって構成されている。また、軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓは、羽根車１の側のモータハウジング２の内壁２ａと外壁２ｂ（図３Ｂ参照）の間に設けられ、モータハウジング２と一体で成型されている。
　翼２３ｓの高さ方向の形状は、羽根車１側のモータハウジング２の内壁２ａから外壁２ｂ（図３Ｂ参照）にかけ、反羽根車１側（羽根車１から離れる側）に傾斜し、半径方向（径方向）の中央付近から外周部にかけ、回転軸５（図３Ｂ参照）の方向上流に戻る傾斜を有するようにして高さ方向に湾曲している。
　また、翼２３ｓは、略四角板状に形成され、前縁部２３ｍ、後縁部２３ｎ、内壁２ａ側の側縁部２３ｏ、外壁２ｂ（図３Ｂ参照）側の側縁部２３ｐを有している。また、翼２３ｓはいずれも同じ形状であり、同じ配置である。また、前縁部２３ｍは、後縁部２３ｎに対して軸方向に重ならないように周方向にずれて配置されている。
　また、翼２３ｓは、図５に示す翼弦長（例えば、軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓの前縁２３ａから後縁２３ｂを結ぶ長さＬ１）と翼取付間隔の円周方向に沿った距離で割ったソリディティが１より小さい翼形状を持つ。なお、ソリディティは１より小さければ、回転軸５の方向に成型する金型構成で製造でき、高効率化と生産性向上が可能である。
　また、羽根車１の側の軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓのシュラウド側の翼弦長さＬ２（前縁２３ｃと後縁２３ｄを結んだ直線）は、ハブ側（内壁２ａの側）の翼弦長さＬ１に比べて長く形成されている（Ｌ２＞Ｌ１）。なお、シュラウド側の翼弦長さＬ２は、羽根車１の出口のシュラウド側の風速が速いため、翼２３ｓを緩やかな形状、つまり翼２３ｓの内壁２ａ側（内側）の曲がり方よりもシュラウド側（外側）の曲がり方を緩くすることで損失を抑制し、高効率化を図っている。また、軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓを高さ方向に湾曲させることで、ディフューザのハブ側(内壁２ａ側)の翼面(軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓの面)およびハブ面(内壁２ａ)で生じる２次流れを抑えることができる。そのため、ディフューザ内部（軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓの内壁２ａ側の翼面および内壁２ａ）のはく離を抑制でき、高効率化が可能となる。
　図６は、反羽根車側の軸流型ディフューザの翼をシュラウド側から見た側面図である。なお、図６では、軸流型ディフューザ２４の翼２４ｓのシュラウドを構成するモータハウジング９の外壁を説明のために削除して示す。
　図６に示すように、軸流型ディフューザ２４の翼２４ｓは、反羽根車１の側のモータハウジング９の内壁９ａと外壁９ｂ（図３Ｂ参照）の間に設置され、モータハウジング９と一体成型されている。また、軸流型ディフューザ２４の翼枚数（翼２４ｓの枚数）は、軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓと同一で構成されている。
　翼２４ｓは、略四角板状に形成され、前縁部２４ｍ、後縁部２４ｎ、内壁９ａ側の側縁部２４ｏ、外壁９ｂ（図３Ｂ参照）側の側縁部２４ｐを有している。また、翼２４ｓは、いずれも同じ形状であり、同じ配置である。また、前縁部２４ｍは、後縁部２４ｎに対して軸方向に重ならないように周方向にずれて配置されている。
　また、前縁部２４ｍは、内壁９ａから外壁９ｂ（図３Ｂ参照）に向けて径方向に延びて形成されている。また、後縁部２４ｎは、内壁９ａから外壁９ｂ（図３Ｂ参照）に向けて径方向に延びて形成されている。
　また、翼２４ｓは、翼なしディフューザ２５に向かうにつれて（前縁部２４ｍから後縁部２４ｎに向けて）翼厚さｔ２４（翼の後縁側の翼厚さ）が厚く、かつ、軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓの翼厚さｔ２３（図５参照）より厚く形成されている。
　また、モータハウジング９の上端には、軸方向（回転軸５の方向）に対して反羽根車側から羽根車側に向けて縮径するように傾斜する端面（傾斜面）９ｓが形成されている。この端面９ｓ（壁面）は、周方向に沿って全体に形成されている。
　図７は、送風機部をシュラウド側から見た側面図である。なお、図７では、軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓのシュラウドを構成するモータハウジング２の外壁２ｂ（図３Ｂ参照）と軸流型ディフューザ２４の翼２４ｓのシュラウドを構成するモータハウジング９の外壁９ｂ（図３Ｂ参照）を説明のために削除して示す。
　図７に示すように、軸流型ディフューザ２４の翼２４ｓの下流に位置する翼なしのディフューザ流路２５の軸方向長さＬ５は、羽根車側の軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓと反羽根車側の軸流型ディフューザ２４の翼２４ｓの軸方向長さＬ４と略同一の長さを持つように構成されている。
　また、軸流型ディフューザ２４の翼２４ｓの翼弦長Ｌ３は、羽根車側の軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓのシュラウド側の翼弦長さＬ２と略同一である。後段の軸流型ディフューザ２４の翼２４ｓの翼弦長Ｌ３を大きく取るとともに、後段の軸流型ディフューザ２４の翼２４ｓの後縁にかけて翼厚さｔ２４（図６参照）を大きく取ることで、流れの減速を緩やかにでき、静圧回復が高められ、高効率化が図れる。
　また、軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓのシュラウド側（外周側）の後縁２３ｄと、軸流型ディフューザ２４の翼２４ｓのシュラウド側（外周側）の前縁２４ｃとの周方向位置は、周方向に略一致している。低風量側の効率を向上させるには、軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓの後縁２３ｄと軸流型ディフューザ２４の翼２４ｓの前縁２４ｃの周方向位置を略一致させることで実現できる。
　また、大風量側の効率を向上させるには、翼２３ｓと翼２４ｓとの間のピッチ（３６０／Ｚｄ）を１５～５０％に設定することが好ましい。なお、Ｚｄは、翼２３ｓ，２４ｓの枚数を示す。例えば、ピッチを５０％にした場合とは、隣り合う翼２３ｓと翼２３ｓとの間に翼２４ｓが位置するようになる。
　次に、電動送風機２００内における空気の流れを説明する。
　図３Ｂに示す電動機部２０２を駆動して、羽根車１を回転させると、ファンケーシング３の空気吸込口４から空気が流入し、羽根車１内に流入する。流入した空気は、斜流型羽根車の場合、羽根車１内で昇圧しながら、回転軸５の方向から吸い込んだ流れに半径方向成分を与え、回転軸５の方向に対して傾いた流れを発生させる。こうして、羽根車１の出口１ａでは回転方向成分と回転軸５の方向成分とを持つ流れとなり羽根車１から流出される。
　羽根車１から流出された空気流は、羽根車側の軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓと、反羽根車側（後段）の軸流型ディフューザ２４の翼２４ｓを通る際に、翼２３ｓ，２４ｓ（図５～図７参照）に沿って流れることで、流れの回転方向速度成分が減少する。さらに、翼なしディフューザ２５を通る流れは、反羽根車１の側のモータハウジング９の排気口１６に向かうにつれて流路断面積が増加することにより、回転軸５の方向速度が減速され、圧力回復された後、排気口１６から排出される。なお、第１の流路１７は、図３Ｂの実線矢印α１に示すように、ファンケーシング３の空気吸込口４からモータハウジング９の排気口１６までの流路である。
　羽根車１の側の軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓの出口風速は、反羽根車１の側のモータハウジング９の排気口１６の風速より速く、羽根車１の側の軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓの出口は、排気口１６より静圧が低い。
　第２の流路１４は、図３Ｂの破線矢印α２に示すように、電動機部２０２の軸受１１を保持する反羽根車１の側のエンドブラケット１３に設けられた開口部１５と、少なくとも流路の一部がステータコア８の外周との間を通る。
　第３の流路３５は、図３Ｂの二点鎖線矢印α３に示すように、電動機部２０２の軸受１１を保持する反羽根車１の側のエンドブラケット１３に設けられた開口部１５と、ステータコア８の内壁と周方向に設置された巻線３４との間を通る。
　図３Ｂに示す第２の流路１４と第１の流路１７とは、軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓの出口と軸流型ディフューザ２４の翼２４ｓとの間の接続部２８で連結されている（連通している）。また、第２の流路１４は、接続部２８よりも軸方向下流に位置し、開口部１５の開口面積は、接続部２８の流路断面積以上の大きさである。
　接続部２８は、羽根車１の側のモータハウジング２と反羽根車１の側のモータハウジング９で形成されている。換言すると、モータハウジング２の内壁２ａとモータハウジング９の内壁９ａとは軸方向に離間して配置され、内壁２ａの端面（傾斜面）２ｓと内壁９ａの端面（傾斜面、図６参照）９ｓとによって接続部２８が構成されている。この接続部２８は、周方向に沿って全体に形成されている。
　また、接続部２８は、ステータコア８の外周部から第１の流路１７に向かうにつれて、軸流型ディフューザ２４の翼２４ｓ側の軸方向へ傾斜している。換言すると、接続部２８を構成する流路は、ステータＳ１の外周（ステータコア８の外周）から第１の流路１７に向けて軸方向の反羽根車１の側に傾斜するように構成されている。これにより、接続部２８を流れる空気の流れは、円滑に第１の流路１７を流れる空気流と合流でき、風量を増加させられる。
　第２の流路１４内の流れは、軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓの出口の風速が速いことで、静圧が低くなり、ベンチュリ効果によって、エンドブラケット１３の開口部１５から軸流型ディフューザ２３の出口の接続部２８へと向かう流れが発生する。第２の流路１４の流れは、反羽根車側のエンドブラケット１３の開口部１５から温度の低い流れを、電動機部２０２内へ吸い込む。これにより、反羽根車１の側の軸受１１を冷却し、ステータコア８の外周側を流れることで、ステータコア８、巻線３４を冷却しながら、接続部２８に流れる。
　第３の流路３５内の流れは、第２の流路１４と同様にベンチュリ効果によって、エンドブラケット１３の開口部１５から軸流型ディフューザ２３の出口の接続部２８へと向かう流れが発生する。第３の流路３５の流れは、反羽根車側のエンドブラケット１３の開口部１５から温度の低い流れを、電動機部２０２内へ吸い込む。これにより、反羽根車１の側の軸受１１を冷却し、ステータコア８の内壁と巻線３４との間を通ることで、ステータコア８、巻線３４を冷却しながら、接続部２８を流れる。
　電動機部２０２の内部の羽根車１側のエンドブラケット１２の流れは、軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓの出口で生じるベンチュリ効果と、ロータコア７の回転による旋回成分の流れがあり、当該流れにより軸受１０および羽根車１の側のエンドブラケット１２が冷却される。
　接続部２８から第１の流路１７へ流れ込んだ流れは、羽根車１で昇圧した流れと合流し、後段の軸流型ディフューザ２４の翼２４ｓに流れ、そして翼なしディフューザ部２５を通ることで、減速され、反羽根車１の側のモータハウジング９の排気口１６から排出される。なお、軸流型ディフューザ２４の翼２４ｓを通る風量は、羽根車１から軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓを通る風量と、第２の流路１４および第３の流路３５から接続部２８を通り流れ込む風量が合わさり、電動送風機２００の内部で最大風量となる。
　ところで、軸流型ディフューザ２４の翼２４ｓは、風量が小さい非設計点において、羽根車１の側の軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓの後縁で後流渦が発生しやすく、軸流型ディフューザ２４の入口流れが複雑になりやすい。しかし、本実施形態の軸流型ディフューザ２４の翼２４ｓは、接続部２８からの風量が羽根車側の軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓと合流し、軸流型ディフューザ２４に流れる。
　これにより、非設計点においても、軸流型ディフューザ２４の風量は、軸流型ディフューザ２３からの風量と接続部２８からの風量とが合わさって増加する。そのため、軸流型ディフューザ２４での剥離が抑制され、送風機効率が向上する。なお、反羽根車１の側のエンドブラケット１３の開口部１５から接続部２８へ向かう風量は、羽根車１の側の軸流型ディフューザ２３の出口の風量が増加する大風量側で多く流れる。このため、本実施形態では大風量側の送風機効率を向上でき、幅広い運転範囲での高効率化が可能となる。
　図９Ａは、ステータを反羽根車側のエンドブラケットの開口部側から見た平面図である。図９Ｂは、ステータを反羽根車側のエンドブラケットの開口部側から見た斜視図である。図９Ｃは、反羽根車側のエンドブラケットの開口部と第３の流路との位置関係を示す平面図である。
　図９Ａおよび図９Ｂに示すように、ステータＳ１は、ステータコア８と、ボビン３３に巻かれた巻線３４と、を有している。ボビン３３は、合成樹脂製であり、内周側にロータコア７（図３Ｂ参照）と対向する円筒体３３ａと、この円筒体３３ａの外周に配置されてステータコア８を保持する板部３３ｂと、を有している。板部３３ｂは、周方向に複数配置されて構成されている。また、板部３３ｂと円筒体３３ａとは、図示しない脚部を介して接続されている。円筒体３３ａと板部３３ｂとの間には、巻線３４ａ，３４ｂ，３４ｃ（まとめて巻線３４とする）からなる分布巻のコイルが設けられている。また、巻線３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、その外周側が板部３３ｂの周方向の側縁部から突出するようにして巻回されている。
　第３の流路３５は、開口部１５（図３Ｂ参照）を通り、ステータコア８と巻線３４ａ，３４ｂ，３４ｃとで囲まれて構成された流路であり、ステータコア８の内周側に周方向に複数形成されている。詳述すると、第３の流路３５は、ステータコア８と巻線３４ａと巻線３４ｂとで囲まれる流路と、ステータコア８と巻線３４ｂと巻線３４ｃとで囲まれる流路と、ステータコア８と巻線３４ｃと巻線３４ａとで囲まれる流路と、を有している（図９Ａ参照）。なお、第３の流路３５は、反羽根車側から羽根車側へとステータコア８の内壁を通り、接続部２８と連結されている（連通している）。また、第３の流路３５を通る冷却風は、ステータコア８の内壁と巻線３４とからなる流路を通り、ステータコア８と巻線３４とを冷却することができる。
　また、図９Ｃに示すように、第３の流路３５の数は、エンドブラケット１３の開口部１５の数と一致している。また、第３の流路３５と開口部１５とは、いずれも、周方向に一致している。これにより、開口部１５から第３の流路３５に空気が流れる際の低損失化を図っている。
　なお、第３の流路３５の冷却風は、第２の流路１４と同様に、第１の流路１７と接続部２８を介して合流することで、軸流型ディフューザ２３、軸流型ディフューザ２４、および翼なしディフューザ２５での風速（風量）を増加させる。これにより、電動機部２０２の冷却性能向上と電動送風機２００の広作動範囲での高効率化を図れる。
　ここで、本実施形態では、開口部１５と第３の流路３５とがすべての位置において周方向に重なる場合を例に挙げて説明したが、このような構成に限定されるものではなく、開口部１５と第３の流路３５とが少なくとも一部が周方向に重なるようにすることでも低損失化が図れる。
　また、図３Ｂに示すように、軸流型ディフューザ２３のハブ面３０と軸流型ディフューザ２４のハブ面３１は、略一致している。ここで、軸流型ディフューザ２３のハブ面３０と軸流型ディフューザ２４のハブ面３１とは面一にすることが望ましい。例えば、接続部２８での合流後のモータハウジング９の内壁９ａが内壁２ａよりも大きく、ハブ面３１の径がハブ面３０の径よりも大きくて第１の流路１７に突出した形状である場合、軸流型ディフューザ２３，２４の翼２３ｓ、２４ｓでの損失が増加する。
　なお、軸流型ディフューザ２４の翼２４ｓが形成されたハブ面３１を、軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓが形成されたハブ面３０より、半径方向内側にしても、接続部２８からの流れの流入により、剥離が抑えられ高効率化が可能である。
　ここで、上記のように構成した電動送風機２００は、ベンチュリ効果による軸流型ディフューザ２４の翼２４ｓ内の風量増加により、大風量側での送風機効率は増加する。さらに、低風量側は、軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓと軸流型ディフューザ２４の翼２４ｓとの周方向位置により、送風機効率が増加する。これにより、さらなる広い運転風量範囲での高効率化が可能となる。
　また、図３Ｂに示すように、羽根車１の側のモータハウジング２の内壁２ａと反羽根車側のモータハウジング９の内壁９ａは、軸方向に隙間を有し、第１の流路１７と第２の流路１４を接続する接続部２８を構成している。
　接続部２８は、電動機部２０２の内側から第１の流路１７にかけて、半径方向から軸流型ディフューザ２４の翼２４ｓ側に傾斜する円環状の流路である。
　モータハウジング２の外壁２ｂとモータハウジング９の外壁９ｂは、嵌め合い部３２（図３Ｂ参照）によりモータハウジング２，９の芯を出すことで、接続部２８の流路面積確保と、組み立て性の向上を図っている。
　また、図３Ｂに示すように、翼なしディフューザ２５は、モータハウジング９の排気口１６に向かうにつれて、流路断面積が増加している。したがって、翼なしディフューザ２５内の流れ（図３Ｂの実線矢印α１、破線矢印α２および二点鎖線矢印α３)は軸方向の速度が減速されて圧力回復された後、排気口１６から排出される。なお、翼なしディフューザ２５は、モータハウジング９の排気口１６に向かうにつれて、半径方向内側（図３Ｂの回転軸５の側）に流路が広がる。翼なしディフューザ２５は、軸方向に進むにつれて流路断面積が増加することで、翼なしディフューザ２５内で圧力回復され高い送風機効率が実現できる。
　図８は、送風機の送風機効率の比較を示す図である。なお、図８は、横軸に設計点風量を１とした無次元風量を、縦軸に送風機効率の流体解析結果を示す。図８の送風機効率の定義は、吸込体積流量と送風機出入口の静圧上昇との積を、送風機の軸動力で除したものである。
　図８に示すように、第１実施形態の電動送風機２００（図８の白抜き四角）は、従来技術（特許文献１）の送風機（図８の黒丸）に比べて、広い運転範囲で送風機効率が向上できることがわかる。また、特に設計点より大風量側にかけて効率向上が可能であることがわかる。すなわち、第１実施形態の電動送風機２００は、広い運転範囲で効率を高く維持できる。したがって、広い範囲で吸込力が高い電気掃除機３００（図１参照）を提供できる。
　第１実施形態では、一例として、図３Ｂに接続部２８を示し、モータハウジング２の内壁２ａとモータハウジング９の内壁９ａの回転軸５の方向隙間で形成されているが、モータハウジング２、９のどちらかに、図３Ｂに示す半径方向または回転軸５の方向のどちらかに傾斜した複数の孔で接続部２８を形成してもよい。また、図３Ｂに示すように、接続部２８は、ステータコア８から第１の流路１７にかけて、軸流型ディフューザ２４の翼２４ｓ側に傾斜する円環状の流路にすることで、軸流型ディフューザ２４の翼２４ｓの剥離を効率よく抑制することができる。なお、接続部２８を半径方向に延びる接続部または羽根車１の側に傾斜する接続部によって構成しても、モータ冷却と高効率化が可能である。
　以上説明した第１実施形態の電動送風機２００によれば、羽根車１の回転軸５の方向下流に周方向に翼２３ｓ，２４ｓを持つ軸流型ディフューザ２３、２４と、軸流型ディフューザ２３、２４の半径方向内側に位置し、軸流型ディフューザ２３、２４と軸方向に重なる位置に配置されるステータＳ１およびロータＲと、羽根車１に設けられた空気吸込口４と軸流型ディフューザ２３、２４の流路とを通る第１の流路１７と、反羽根車１の側の軸受１１を保持し、開口部１５が設けられるエンドブラケット１３と、少なくとも流路の一部がステータコア８の外周と開口部１５とを通る第２の流路１４と、開口部１５を通り、ステータコア８の内壁と複数の巻線３４とから形成される第３の流路３５と、第１の流路１７と第２の流路１４と第３の流路３５とを接続する接続部２８とを備える。そして、第２の流路１４は、接続部２８よりも反羽根車１の側に位置し、開口部１５の開口面積は、接続部２８の流路断面積以上の大きさを有している。これにより、広い風量域において高効率かつ、小型で軽量な電動送風機２００を提供できる。したがって、電動機部２０２のステータＳ１、軸受１１、１０を冷却し、小型で広い風量域において吸引力を向上した電気掃除機３００を得ることができる。
　また、第１実施形態は、接続部２８の流路は、ステータＳ１の外周から第１の流路１７にかけて軸方向の反羽根車側へ傾斜している。これにより、接続部２８を流れる空気の流れは、円滑に第１の流路１７を流れる空気流と合流でき、風量を増加させることができる。
　また、第１実施形態は、第３の流路３５と開口部１５とは、周方向に同一の個数であり、少なくとも周方向に一部が一致するように配置されている。これにより、開口部１５から第３の流路３５に空気が流れる際の低損失化を図っている。
　また、第１実施形態は、接続部２８の流路と第１の流路１７とが接続される、軸流型ディフューザ２３、２４の接続部２８の上流のハブ面３０および下流のハブ面３１は、同一半径である。これにより、軸流型ディフューザ２３、２４での損失が増加するのを抑制できる。
　また、第１実施形態は、接続部２８の流路は、ステータＳ１およびロータＲから構成される電動機部２０２を覆うモータハウジング２の内壁２ａの端面２ｓと、モータハウジング９の内壁９ａの端面９ｓによって形成されている。これにより、軸方向に抜く型のみで成型が可能になり、接続部２８を形成する際の成型が容易になる。
　図１０Ａは、本発明の変形例に係るステータを反羽根車側のエンドブラケットの開口部側から見た平面図である。図１０Ｂは、本発明の変形例に係るステータを反羽根車側のエンドブラケットの開口側から見た斜視図である。
　図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、ステータＳ２は、第１実施形態のステータＳ１と異なり、ステータコア８の内側に周方向に巻かれている巻線が半径方向に２段設置されている。内側の巻線３６ａ，３６ｂ，３６ｃ（まとめて巻線３６とする）と外側の巻線３７ａ，３７ｂ，３７ｃ（まとめて巻線３７とする）とは周方向に異なる位相で巻かれている。なお、ステータＳ２は、第１実施形態と基本的な構成は同じであるので同一要素については同一符号を用い、その説明を省略する。
　第３の流路３５Ａは、開口部１５（図３Ｂ参照）を通り、ステータコア８と内周側の巻線３６と外周側の巻線３７とで覆われた流路であり、ステータコア８の内側に周方向に複数形成されている。詳述すると、第３の流路３５Ａは、ステータコア８の内壁と、巻線３７ａと、巻線３７ｂと、巻線３６ａとで囲まれる領域である。また、他の第３の流路３５Ａは、ステータコア８の内壁と、巻線３７ｂと、巻線３７ｃと、巻線３６ｂとで囲まれる領域である。さらに他の第３の流路３５Ａは、ステータコア８の内壁と、巻線３７ｃと、巻線３７ａと、巻線３６ｃとで囲まれる領域である。なお、第３の流路３５Ａは、反羽根車側から羽根車側へとステータコア８の内壁を通り、接続部２８と連結されている（連通している）。また、第３の流路３５Ａを通る冷却風は、ステータコア８の内壁と巻線３６および巻線３７からなる流路であり、ステータコア８と巻線３６、３７とを冷却することができる。
　なお、第３の流路３５Ａの冷却風は、第２の流路１４と同様に第１の流路１７と合流することで、羽根車側の軸流型ディフューザ２３、後段の軸流型ディフューザ２４、および翼なしディフューザ２５での風速を増加させる。これにより、電動機部２０２の冷却性能向上と電動送風機２００の広作動範囲での高効率化を図れる。
　また、図１０Ｃと同様にして、開口部１５と第３の流路３５の数を同じにし、かつ、開口部１５と第３の流路３５Ａとを周方向に一致させることで、低損失で冷却風を取り込むことができ、高い冷却性能を得ることができる。
　このように構成された電動送風機２００を電気掃除機３００に適用することで、コードレススティック型もしくは自律走行型のような電池（２次電池）で駆動する掃除機において、広い風量範囲で吸引力を強くできるので使い勝手を向上でき、しかも小型で軽量にすることができる。
（第２実施形態）
　図１１は本発明の第２実施形態における電動送風機の縦断面図である。
　第２実施形態の電動送風機２００Ａは、第１実施形態の電動送風機２００と異なり、羽根車１の側の軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓの入口に接続部２８Ａが設置されている。なお、電動送風機２００Ａは、前記第１実施形態と基本的な構成は同じであるので同一要素については同一符号を用い、その説明を省略する。
　接続部２８Ａは、モータハウジング２の内壁２ａに半径方向に貫通するように構成されている。なお、接続部２８Ａは、複数の貫通孔が周方向に複数形成されることで構成されていてもよく、周方向に細長い長孔が間隔を空けて複数個設けられることで構成されていてもよい。
　第１の流路１７は、羽根車１に設けられた空気吸込口４と軸流型ディフューザ２３、２４の流路とを通るように構成されている。第２の流路１４Ａは、少なくとも流路の一部がステータＳ１の外周と開口部１５とを通るように構成されている。第３の流路３５Ａは、開口部１５を通り、ステータコア８の内壁と複数の巻線３６，３７とから形成されるように構成されている。接続部２８Ａは、ステータコア８よりも羽根車１側に位置している。
　第２の流路１４Ａの流れは、軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓの入口の風速が速いことで、静圧が低くなり、ベンチュリ効果によって、反羽根車１の側のエンドブラケット１３の開口部１５から羽根車側の軸流型ディフューザ２３の入口の接続部２８Ａへと向かう流れが発生する。
　また、第２の流路１４Ａの流れは、反羽根車１の側のエンドブラケット１３の開口部１５から温度の低い流れを、電動機部２０２の内部へ吸い込むことで、反羽根車１の側の軸受１１を冷却し、ステータコア８の外周側を流れることで、ステータコア８、巻線３６、３７を冷却しながら、接続部２８Ａに流れる。
　第３の流路３５Ａの流れは、第２の流路１４Ａと同様に、ベンチュリ効果によって、エンドブラケット１３の開口部１５から軸流型ディフューザ２３の翼２３ｓの出口の接続部２８Ａへと向かう流れが発生する。
　また、第３の流路３５Ａの流れは、エンドブラケット１３の開口部１５から温度の低い流れを、電動機部２０２内へ吸い込む。これにより、反羽根車１の側の軸受１１を冷却し、ステータコア８の内壁と巻線３４（図９Ａ、図９Ｂ参照）の間を通ることで、ステータコア８、その巻線３４を冷却しながら、接続部２８Ａに流れる。
　なお、第1実施形態で示した接続部２８と、第２実施形態で示した接続部２８Ａとを併用してもよい。その場合、第２の流路１４Ａを周方向に分けた流路にすることで、羽根車１の側の軸流型ディフューザ２３、２４の翼２３ｓ、２４ｓから出た流れが、電動機部２０２内の流路へ流れることを防止でき、各翼２３ｓ、２４ｓの剥離の抑制が可能となる。
　以上説明した第２実施形態の電動送風機２００Ａによれば、羽根車１の回転軸５の方向下流に周方向に翼２３ｓ、２４ｓを持つ軸流型ディフューザ２３、２４と、軸流型ディフューザ２３、２４の半径方向内側に位置し、軸流型ディフューザ２３、２４と軸方向に重なる位置に配置される電動機部２０２であるステータＳ１およびロータＲと、羽根車１に設けられた空気吸込口４から軸流型ディフューザ２３、２４の流路を通る第１の流路１７と、反羽根車１の側の軸受１１を保持し、開口部１５が設けられるエンドブラケット１３と、少なくとも流路の一部がステータコア８の外周と開口部１５とを通る第２の流路１４Ａと、開口部１５を通り、ステータコア８の内壁と複数の巻線３４とから形成される第３の流路３５Ａと、第１の流路１７と第２の流路１４Ａおよび第３の流路３５Ａとを接続する接続部２８Ａと、を備えている。そして、接続部２８Ａは、回転軸５の方向における羽根車１と軸流型ディフューザ２３の入口との間に位置している。第２の流路１４Ａは、接続部２８Ａよりも回転軸５の方向下部に位置し、開口部１５の開口面積は、接続部２８Ａの流路断面積以上の大きさを有している。これにより、広い風量域において高効率かつ、小型で軽量な電動送風機２００Ａを提供できる。したがって、電動機部２０２のステータＳ１、軸受１１を冷却し、小型で広い風量域において吸引力を向上した電気掃除機３００（図１参照）を得ることができる。
　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分りやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部については、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　１　　　羽根車
　２　　　羽根車側モータハウジング(モータハウジング)
　２ａ　　内壁(モータハウジングの内壁、軸流型ディフューザの上流のハブ面)
　２ｓ　　端面
　４　　　空気吸込口(吸込口)
　５　　　回転軸（軸）
　７　　　ロータコア(ロータ)
　８　　　ステータコア(ステータ)
　９　　　反羽根車側のモータハウジング(モータハウジング)
　９ａ　　内壁(モータハウジングの内壁軸流、軸流ディフューザの下流のハブ面)
　９ｓ　　端面
　１１　　軸受(反羽根車側の軸受)
　１３　　反羽根車側のエンドブラケット(エンドブラケット)
　１４，１４Ａ　第２の流路
　１５　　開口部
　１７　　第１の流路
　２３　　羽根車側の軸流型ディフューザ(軸流ディフューザ)
　２４　　反羽根車側の軸流型ディフューザ(軸流ディフューザ)
　２３ｓ，２４ｓ　翼
　２５　　翼なしディフューザ
　２８，２８Ａ　接続部
　３０，３１　ハブ面
　３３　　ボビン
　３４，３６，３７　巻線
　３５，３５Ａ　第３の流路
　２００　電動送風機
　３００　電気掃除機
　Ｒ　　　ロータ
　Ｓ１，Ｓ２　ステータ

Claims (8)

  1. 　羽根車の軸方向の下流に周方向に翼を持つ軸流ディフューザと、
    　前記軸流ディフューザの半径方向の内側に位置し、前記軸流ディフューザと前記軸方向に重なる位置に配置されるステータおよびロータと、
    　前記羽根車に設けられた吸込口と前記軸流ディフューザの流路とを通る第１の流路と、
    　反羽根車側の軸受を保持し、開口部が設けられるエンドブラケットと、
    　少なくとも流路の一部が前記ステータの外周と前記開口部とを通る第２の流路と、
    　前記開口部を通り、ステータコアの内壁と複数の巻線とから形成される第３の流路と、
    　前記第１の流路と前記第２の流路および前記第３の流路とを接続する接続部と、を備え、
    　前記第２の流路は、前記接続部よりも前記軸方向の反羽根車側の位置にあり、
    　前記開口部の開口面積は、前記接続部の流路断面積以上の大きさであることを特徴とする電動送風機。
  2. 　羽根車の軸方向の下流に周方向に翼を持つ軸流ディフューザと、
    　前記軸流ディフューザの半径方向の内側に位置し、前記軸流ディフューザと前記軸方向に重なる位置に配置されるステータおよびロータと、
    　前記羽根車に設けられた吸込口と前記軸流ディフューザの流路とを通る第１の流路と、
    　反羽根車側の軸受を保持し、開口部が設けられるエンドブラケットと、
    　少なくとも流路の一部が前記ステータの外周と前記開口部とを通る第２の流路と、
    　前記開口部を通り、ステータコアの内壁と複数の巻線とから形成される第３の流路と、
    　前記第１の流路と前記第２の流路および前記第３の流路とを接続する接続部と、を備え、
    　前記第２の流路は、前記接続部よりも前記軸方向の反羽根車側の位置にあり、
    　前記接続部の流路は、前記ステータの外周から第１の流路にかけて、前記軸方向の反羽根車側に傾斜していることを特徴とする電動送風機。
  3. 　羽根車の軸方向の下流に周方向に翼を持つ軸流ディフューザと、
    　前記軸流ディフューザの半径方向の内側に位置し、前記軸流ディフューザと前記軸方向に重なる位置に配置されるステータおよびロータと、
    　前記羽根車に設けられた吸込口と前記軸流ディフューザの流路とを通る第１の流路と、
    　反羽根車側の軸受を保持し、開口部が設けられるエンドブラケットと、
    　少なくとも流路の一部が前記ステータの外周と前記開口部とを通る第２の流路と、
    　前記開口部を通り、ステータコアの内壁と複数の巻線とから形成される第３の流路と、
    　前記第１の流路と前記第２の流路および前記第３の流路とを接続し、かつ前記羽根車の出口部に配置される接続部と、を備え、
    　前記第２の流路は、前記接続部よりも前記軸方向の下流に位置し、前記開口部の開口面積は、前記接続部の流路断面積以上の大きさであることを特徴とする電動送風機。
  4. 　前記接続部の流路は、前記ステータの外周から前記第１の流路にかけて、半径方向にあるか、または、前記反羽根車側へ傾斜していることを特徴とする請求項１または請求項３に記載の電動送風機。
  5. 　前記第３の流路と前記開口部とは、周方向に同一の個数であり、少なくとも周方向に一部が一致するように配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の電動送風機。
  6. 　前記接続部の流路と前記第１の流路とが接続される、前記軸流ディフューザの前記接続部より上流のハブ面および前記接続部より下流のハブ面は、同一半径または下流側のハブ面の半径が小さいことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の電動送風機。
  7. 　前記接続部の流路は、前記ステータおよび前記ロータから構成される電動機部を覆うモータハウジングの端面によって形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の電動送風機。
  8. 　請求項１から請求項３の何れか１項に記載の電動送風機を備えたことを特徴とする電気掃除機。
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JP2018105269A (ja) * 2016-12-28 2018-07-05 日本電産株式会社 送風装置及びそれを備えた掃除機

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