JP2018193940A - 送風装置、および掃除機 - Google Patents

Abstract

【解決手段】上下に延びる中心軸周りに回転するインペラと、前記インペラを回転させるモータと、前記モータを収容するモータハウジングと、前記モータハウジングよりも径方向外側に配置され、前記モータハウジングとの間隙に流路を構成するファンケーシングと、を備え、前記モータハウジングの径方向外側には、周方向に配置され、軸方向に延びる複数の第１静翼と、周方向において隣接する前記第１静翼間に配置され、軸方向に延びる第２静翼と、が配置され、前記第２静翼の上端は、前記第１静翼の上端よりも下側、且つ、前記第１静翼の下端よりも上側に配置される送風装置とする。【選択図】図５

Description

本発明は、送風装置に関する。

従来の遠心圧縮機は、特許文献１に開示される。特許文献１の遠心圧縮機は、ロータと、ディフューザと、シュラウドを有する。

ロータは、シャフトに羽根車と軸受カートリッジが取付けられて構成される。ディフューザは、ハブと、周壁と、複数の半径方向ベーンと、複数の軸線方向ベーンを有する。半径方向ベーンは、ハブの上面において周方向に間隔を隔てて配置される２次元翼である。周壁は、ハブから間隔を隔ててハブを包囲する。軸線方向ベーンは、周壁とハブとの間に延びる２次元翼である。ロータは、軸受カートリッジによってディフューザに回転可能に取付けられる。シュラウドは、羽根車とディフューザを覆うようにディフューザに取付けられる。

特開２０１０−１９６７０５号公報

しかしながら、上記特許文献１では、半径方向ベーンと軸線方向ベーンは、羽根車の回転によって空気が流れる別々の領域に設けられるので、それぞれの領域においてベーンの数が少なくなり、隣接するベーン同士の周方向間隙を小さくできない。従って、送風効率が低下する可能性がある。

上記状況に鑑み、本発明は、送風効率を向上させることができる送風装置を提供することを目的とする。

本発明の例示的な送風装置は、上下に延びる中心軸周りに回転するインペラと、前記インペラを回転させるモータと、前記モータを収容するモータハウジングと、前記モータハウジングよりも径方向外側に配置され、前記モータハウジングとの間隙に流路を構成するファンケーシングと、を備え、前記モータハウジングの径方向外側には、周方向に配置され、軸方向に延びる複数の第１静翼と、周方向において隣接する前記第１静翼間に配置され、軸方向に延びる第２静翼と、が配置され、前記第２静翼の上端は、前記第１静翼の上端よりも下側、且つ、前記第１静翼の下端よりも上側に配置される。

本発明の例示的な送風装置によれば、送風効率を向上させることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る掃除機の斜視図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る送風装置の斜視図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る送風装置においてファンケーシングを取り外した状態を示す斜視図である。 図４は、本発明の一実施形態に係る送風装置の縦断面図である。 図５は、本発明の一実施形態に係る送風装置においてファンケーシングの一部を切断した状態の断面図である。 図６は、静翼の枚数と送風効率との関係の一例を示すグラフである。

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本明細書では、送風装置の中心軸が延びる方向を「軸方向」、送風装置の中心軸に直交する方向を「径方向」、送風装置の中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」とそれぞれ称する。また、上記中心軸は「上下方向」に延びるものとし、本明細書では、インペラに対して吸気側を「上側」として、各部の形状および位置関係を説明する。但し、上記の「上下方向」は、実際に機器に組み込まれる際の位置関係および方向を限定しない。また、「上流」および「下流」は、インペラを回転させた際に吸気口から吸い込まれた空気の流通方向の上流および下流をそれぞれ示す。

また、本明細書では、掃除機において、床面に近づく方向を「下方」とするとともに、床面から離れる方向を「上方」として、各部の形状および位置関係を説明する。なお、これらの方向は、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係および方向を限定しない。また、「上流」および「下流」は、送風装置を駆動させた際に吸気口から吸い込まれた空気の流通方向の上流および下流をそれぞれ示す。

＜１．掃除機の全体構成＞
ここでは、本発明の例示的な実施形態の掃除機について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る掃除機の斜視図を示す。図１に示す掃除機１００は、所謂スティック型の電気掃除機であり、下面および上面にそれぞれ吸気口１０３および排気口１０４を開口する筐体１０２を備える。筐体１０２の背面からは電源コード（不図示）が導出される。電源コードは居室の側壁面に設けた電源コンセント（不図示）に接続され、掃除機１００に電力を供給する。なお、掃除機１００は所謂ロボット型、キャニスター型またはハンディ型の電気掃除機でもよい。

筐体１０２内には吸気口１０３と排気口１０４とを連結する空気通路（不図示）が形成される。空気通路内には上流側から下流側に向かって集塵部（不図示）、フィルタ（不図示）および送風装置１が順に配置される。空気通路内を流通する空気に含まれる塵埃等のゴミはフィルタにより遮蔽され、容器状に形成される集塵部内に集塵される。集塵部およびフィルタは、筐体１０２に対して着脱可能に構成される。これにより、床面Ｆ上を清掃することができる。

筐体１０２の上部には把持部１０５および操作部１０６が設けられる。使用者は把持部１０５を把持して掃除機１００を移動させることができる。操作部１０６は複数のボタン１０６ａを有し、ボタン１０６ａの操作によって掃除機１００の動作設定を行う。例えば、ボタン１０６ａの操作により、送風装置１の駆動開始、駆動停止、および回転数の変更等が指示される。吸気口１０３には棒状の吸引管１０７の下流端（図中、上端）が接続される。吸引管１０７の上流端には吸引ノズル１１０が吸引管１０７に対して着脱可能に取り付けられる。

＜２．送風装置の全体構成＞
次に、送風装置１の全体構成について説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る送風装置１の斜視図である。図３は、送風装置１においてファンケーシング２を取り外した状態を示す斜視図である。図４は、送風装置１の縦断面図である。

送風装置１は、大きく分けて、ファンケーシング２と、インペラ３と、モータハウジング４と、モータ５と、上軸受６と、下軸受７と、基板８と、を備える。モータ５によりインペラ３が中心軸Ｃ周りに回転方向Ｒに回転駆動されることにより、空気は上側よりファンケーシング２内部に吸い込まれ、ファンケーシング２より下側へ排気される。

＜２．１ ファンケーシングについて＞
送風装置１は、平面視の断面で円形である筒状のファンケーシング２を有する。ファンケーシング２は、インペラ３と、モータハウジング４を収容する。ファンケーシング２は、上部ケース部２Ａと、下部ケース部２Ｂを有する。上部ケース部２Ａは、インペラ３を覆う。下部ケース部２Ｂは、モータハウジング４を覆う。上部ケース部２Ａと下部ケース部２Ｂは、同一部材として構成されてもよいし、別部材として構成されてもよい。

上部ケース部２Ａの上端部には、上端から内側に屈曲して下方へ延びるベルマウス２１が設けられる。ベルマウス２１の上端には、上下方向に開口する吸気口２１１が設けられる。吸気口２１１は、インペラ３の上端よりも上側に位置する。また、下部ケース部２Ｂの下端には、上下方向に開口する排気口２２が設けられる。なお、掃除機１において、送風装置１は、吸気口２１１が下側を向くように備えられる（図１）。

＜２．２ インペラについて＞
インペラ３は、樹脂成型品により構成される。インペラ３は、ベース部３１と、複数の羽根３２を有する。ベース部３１の直径は、下方に向かうにつれ大きくなる。

ベース部３１は、下方に突出するボス部３１１を有する。ボス部３１１は、後述するシャフト５３の上部と圧入により連結される。インペラ３は、モータ５によって、中心軸Ｃを中心として回転方向Ｒに回転する。

複数の羽根３２は、ベース部３１の外周面に周方向に配列される。羽根３２は、ベース部３１と同一部材として構成される。羽根３２の上部は下部に対して回転方向Ｒ前方側に配置される。これにより、インペラ３が回転することにより、吸気口２１１から吸い込まれた空気は、回転方向Ｒ前方側且つ下側へ導かれ、インペラ３より下側に位置する後述の流路ＦＬへ導かれる。

＜２．３ モータハウジングについて＞
モータハウジング４は、上側ハウジング４１と、下側ハウジング４２を有する。上側ハウジング４１は、下側ハウジング４２よりも上側に配置される。モータハウジング４は、内部にモータ５を収容する。

上側ハウジング４１は、カップ状の基部４１１を有する。基部４１１は、下方が開口する円筒状部４１１１と、円筒状部４１１１の上側に位置する上蓋部４１１２を有する。上蓋部４１１２の中央には、上下方向に貫通する孔部４１１２Ａが設けられる。孔部４１１２Ａの下部には、上軸受６が固定される。上軸受６は、ボールベアリングで構成されるが、スリーブ軸受などによって構成されてもよい。

上蓋部４１１２の上面には、下側に凹む環状の溝部４１１２Ｂが設けられる。ここで、インペラ３のベース部３１の下面には、環状のインペラ凸部３１Ａが設けられる。溝部４１１２Ｂには、インペラ凸部３１Ａの少なくとも一部が収容される。これにより、インペラ３の回転により生じる気流がインペラ３の内側（空間ＳＰ）へ流れ込むことを抑制できる。すなわち、ラビリンス効果が奏され、送風装置１の送風効率を向上させることができる。

円筒状部４１１１の内周面には、複数の柱状突出部（不図示）が設けられる。柱状突出部は、円筒状部４１１１の内周面から径方向内側へ突出し、上下方向に柱状に延びる。柱状突出部には、下端から上方に延びるネジ孔（不図示）が設けられる。

円筒状部４１１１の外周面には、周方向に複数配置される第１静翼４１２が設けられる。第１静翼４１２は、軸方向に延びる。円筒状部４１１１の外周面には、さらに周方向に複数配置される第２静翼４１３が設けられる。第２静翼４１３は、周方向に隣接する第１静翼４１２の間に配置される。なお、静翼の構成については、後述でより詳細に説明する。

下側ハウジング４２は、上側が開口するカップ状部材である。下側ハウジング４２の底部には、中央において軸受保持部４２１が設けられる。軸受保持部４２１には、下軸受７が保持される。下軸受７は、スリーブ軸受で構成されるが、ボールベアリングなどにより構成してもよい。

下側ハウジング４２の底部において、軸受保持部４２１の径方向外側には、周方向に複数の上下方向に開口する排気口４２Ａが配列される。排気口４２Ａは、後述するように、ステータ５１を冷却した空気を排気するための開口部である。

下側ハウジング４２の内周面側には、径方向内側へ突出する複数の基台部（不図示）が設けられる。基台部には、上下方向に貫通するネジ孔（不図示）が設けられる。なお、基台部と上記柱状突出部の関係については後述する。

＜２．４ モータについて＞
インペラ３の下方には、モータハウジング４に収容されたモータ５が配置される。モータ５は、ステータ５１と、ロータ５２と、シャフト５３と、を有する。ステータ５１は、ステータコア５１１と、複数のコイルと、インシュレータと、を有する。

ステータコア５１１は、電磁鋼板を上下方向に積層して構成される。ステータコア５１１は、環状のコアバック５１１１と、複数のティース（不図示）を有する。複数のティースは、コアバック５１１１の内周面から径方向内側へ向かって延びて放射状に形成される。ティースは、平面視で略Ｔ字形状である。コイルは、絶縁性を有するインシュレータを介して各ティースの周囲にそれぞれ巻き回されて構成される。

ティースの根元近傍で、コアバック５１１１の内周面および外周面は、平面で構成される。これにより、コイルの巻き崩れを抑制できる。また、ティースの根元近傍以外のコアバック５１１１の内周面および外周面は、曲面である。

上側ハウジング４１の上述した柱状突出部の内側面は平面で構成され、当該内側面にコアバック５１１１の外周面における平面部が接触し、上側ハウジング４１が下側ハウジング４２上に載置される。上側ハウジング４１の柱状突出部は、下側ハウジング４２の基台部上に載置される。柱状突出部のネジ孔と、基台部のネジ孔は、上下に連なって位置し、下方から両方のネジ孔にボルトがねじ止めされる。これにより、上側ハウジング４１は、下側ハウジング４２にボルトにより固定される。

上側ハウジング４１を下側ハウジング４２に固定した状態で、円筒状部４１１１における柱状突出部の周方向両隣、且つ、第１静翼４１２の下方の位置には、径方向に貫通する通気孔４１１Ａが構成される（図３）。通気孔４１１Ａの作用については、後述する。

また、コアバック５１１１の外周面における曲面部は、円筒状部４１１１の曲面状の内周面に沿って接触する。すなわち、ステータコア５１１は、上側ハウジング４１と直接的に接触する。

ロータ５２は、ステータ５１の径方向内側に配置される。すなわち、モータ５は、所謂、インナーロータ型である。ロータ５２は、複数のマグネットを有する。

ロータ５２には、上下方向に延びるシャフト５３が固定される。シャフト５３は、上軸受６と下軸受７によって回転可能に保持される。シャフト５３の上端部は、インペラ３のボス部３１１に固定される。

＜２．５ 基板について＞
円板状の基板８は、下側ハウジング４２よりも下側に配置される。基板８は、リジッド基板またはフレキシブル基板により構成される。モータ５のコイルから引き出された引出線（不図示）は、基板８に実装された駆動回路（不図示）に電気的接続される。これにより、コイルに電力を供給することができる。

＜２．６ 静翼の構成について＞
図４に示すように、上側ハウジング４１の外周面とファンケーシング２の内周面とによって挟まれる空間、および、下側ハウジング４２の外周面とファンケーシング２の内周面によって挟まれる空間によって、流路ＦＬが構成される。流路ＦＬ中には、第１静翼４１２と第２静翼４１３が配置される。

ここで、静翼の構成について説明するため、送風装置１においてファンケーシング２の一部を切断して静翼を可視化した状態の断面図を図５に示す。軸方向に延びる第１静翼４１２は、周方向に配置される。軸方向に延びる第２静翼４１３は、周方向に隣接する第１静翼４１２の間に配置される。第２静翼４１３の上端は、第１静翼４１２の上端よりも下側、且つ、第１静翼４１２の下端よりも上側に配置される。

これにより、インペラ３の回転により吸気口２１１から吸い込まれた空気は、流路ＦＬの上端から流路ＦＬに流れ込み、第１静翼４１２へ送られる。周方向に隣接した第１静翼４１２間に流れ込む空気は、第１静翼間４１２間を案内された後、その一部が第１静翼４１２の圧力面ＰＳ１と第２静翼４１３の負圧面ＭＳ２の間を案内され、他の一部が第１静翼４１２の負圧面ＭＳ１と第２静翼４１３の圧力面ＰＳ２の間を案内される。なお、圧力面とは、静翼におけるインペラ３の回転方向Ｒ後方側の面であり、負圧面とは、静翼におけるインペラ３の回転方向Ｒ前方側の面である。

静翼間を案内された空気は、下方の排気口２２から外部へ排気される。ここで、図４に示す矢印は、空気の流れを示す。このように、第１静翼４１２および第２静翼４１３によって気流が整流されて送風が行われるので、送風効率を向上させることができる。

すなわち、本実施形態の送風装置１は、上下に延びる中心軸Ｃ周りに回転するインペラ３と、インペラ３を回転させるモータ５と、モータ５を収容するモータハウジング４と、モータハウジング４よりも径方向外側に配置され、モータハウジング４との間隙に流路ＦＬを構成するファンケーシング２と、を備える。そして、モータハウジング４の径方向外側には、周方向に配置され、軸方向に延びる複数の第１静翼４１２と、周方向において隣接する第１静翼４１２間に配置され、軸方向に延びる第２静翼４１３と、が配置され、第２静翼４１３の上端は、第１静翼４１２の上端よりも下側、且つ、第１静翼４１２の下端よりも上側に配置される。

これにより、流路ＦＬ内の特定領域に静翼を多数配置させることが可能となり、静翼間の周方向間隙を小さくすることができる。従って、インペラ３の回転により生じる気流による送風の送風効率を向上させることができる。図６には、静翼の枚数と送風効率との関係の一例を示す。本実施形態では、一例として、第１静翼４１２の枚数を１３枚、第２静翼４１３の枚数を１３枚とし、静翼全体の枚数として２６枚としている。図６に示すように、静翼の枚数が増えるほど、送風効率が高くなることが分かる。

また、図５に示すように、第２静翼４１３の下端は、第１静翼４１２の下端よりも下側に配置される。これにより、第１静翼４１２の下端よりも下方においても第２静翼４１３によって空気を案内することができるので、第１静翼４１２のみが配置されている場合に比べて送風効率を向上させることができる。

また、第１静翼４１２の少なくとも一部は、軸方向視において、第２静翼４１３と重なる。これにより、流路ＦＬ中の周方向特定領域に第１静翼４１２と第２静翼４１３を配置させることで、より多くの静翼を配置できるので、送風効率を向上させることができる。

また、先述したように、ステータコア５１１は直接的に上側ハウジング４１に接触する。ここで、上側ハウジング４１を例えば、金属によって構成すれば、第１静翼４１２および第２静翼４１３は金属により構成されることになる。すなわち、モータ５の少なくとも一部は、直接的にモータハウジング４と接触し、第１静翼４１２および第２静翼４１３は、金属部材である。

これにより、金属部材を用いることで、静翼の剛性を高めることができる。また、モータ５から熱伝導により静翼に熱が伝わり、静翼から空気へ熱伝達により放熱される。金属部材を用いることで静翼の熱伝導性を高めることにより、モータ５の冷却性を向上させることができる。なお、例えば、ステータコア５１１とモータハウジング４とを別の部材を介して接触させてもよい。すなわち、モータ５の少なくとも一部は、間接的にモータハウジング４と接触してもよい。この場合、上記別の部材は、熱伝導性の高い材料により構成されることが好ましい。

また、先述したように、一例として、第１静翼４１２と第２静翼４１３の各々の枚数はそれぞれ１３枚である。すなわち、第１静翼４１２の数は、第２静翼４１３の数に等しい。これにより、静翼を周方向に等配分させることで乱流の発生を抑制し、送風効率を向上させることができる。

また、第２静翼４１３の周方向の肉厚は、第１静翼４１２の周方向の肉厚よりも薄い。これにより、第２静翼４１３の肉厚が厚い場合に比べて、流路ＦＬ中の第２静翼４１３が配置される領域において、隣接する第１静翼４１２と第２静翼４１３とで区画される流路ＦＬの周方向幅を広くすることができる。よって、流路ＦＬ内において、第１静翼４１２と第２静翼４１３の両方が配置される領域における流路断面積が増加するため、送風効率を向上させることができる。

また、第１静翼４１２における圧力面ＰＳ１の下端部には、下側に向かうにつれてインペラ３の回転方向Ｒ前方側に湾曲する第１下湾曲面ＣＳ１が形成される。第２静翼４１３における圧力面ＰＳ２の下端部には、下側に向かうにつれてインペラ３の回転方向Ｒ前方側に湾曲する第２下湾曲面ＣＳ２が形成される。第２下湾曲面ＣＳ２の曲率半径は、第１下湾曲面ＣＳ１の曲率半径よりも長い。

これにより、周方向に肉厚が厚い第１静翼４１２の下端部をより湾曲させることで、第１下湾曲面ＣＳ１に沿って下向きに流れた空気が、第１静翼４１２の直下で剥離することを抑制できるため、第１静翼４１２の直下で乱流が発生することを抑制できる。

なお、第２下湾曲面ＣＳ２の曲率半径は、第１下湾曲面ＣＳ１の曲率半径の１．８倍から２．５倍であることが好ましい。これにより、第１静翼４１２の圧力面ＰＳ１を流れる空気が、第１下湾曲面ＣＳ１に沿って第１静翼４１２の下端から回転方向Ｒ前方側に誘導される際に、第２静翼４１３の圧力面ＰＳ２に当たることを抑制できる。よって、第１静翼４１２と第２静翼４１３の下側において乱流が発生することを抑制し、気流をなるべく一様とすることができる。

また、第１静翼４１２は、下側から上側に向かうに従ってインペラ３の回転方向Ｒ後方側に向かって周方向に傾く第１静翼上部４１２１と、第１静翼上部４１２１よりも軸方向下側に位置する、第１静翼下部４１２２と、を備える。第２静翼４１３は、下側から上側に向かうに従ってインペラ３の回転方向Ｒ後方側に向かって周方向に傾く、第２静翼上部４１３１と、第２静翼上部４１３１よりも軸方向下側に位置する第２静翼下部４１３２と、を備える。

これにより、インペラ３の回転方向Ｒ前方側に排気される空気を、第１静翼上部４１２１と第２静翼上部４１３１に沿って滑らかに軸方向下側に案内できるため、送風効率を向上させることができる。

第１静翼上部４１２１は、圧力面ＰＳ１側において湾曲する第１圧力湾曲面４１２１Ａを有し、負圧面ＭＳ１側において湾曲する第１負圧湾曲面４１２１Ｂを有する。また、第２静翼上部４１３１は、圧力面ＰＳ２側において湾曲する第２圧力湾曲面４１３１Ａを有し、負圧面ＭＳ２側において湾曲する第２負圧湾曲面４１３１Ｂを有する。

すなわち、第１静翼上部４１２１は、第１静翼下部４１２２よりも、インペラ３の回転方向Ｒ後方側に湾曲する第１湾曲面（４１２１Ａ、４１２１Ｂ）を有し、第２静翼上部４１３１は、第２静翼下部４１３２よりも、インペラ３の回転方向Ｒ後方側に湾曲する第２湾曲面（４１３１Ａ、４１３１Ｂ）を有する。

これにより、第１湾曲面と第２湾曲面によって、滑らかに空気を誘導することができるため、送風効率を向上させることができる。なお、静翼上部において、圧力面側と負圧面側の少なくとも一方で湾曲面が構成されていればよい。例えば、圧力面側と負圧面側のいずれか一方においては、湾曲しない平面としての傾斜面が構成されてもよい。

また、第１静翼４１２におけるインペラ３の回転方向Ｒ後方端と、第１静翼上部４１２１の圧力面ＰＳ１におけるインペラ３の回転方向Ｒ前方端との周方向長さＬ１は、第２静翼４１３におけるインペラ３の回転方向Ｒ後方端と、第２静翼上部４１３１の圧力面ＰＳ２におけるインペラ３の回転方向Ｒ前方端との周方向長さＬ２よりも長い。

これにより、第１静翼上部４１２１の圧力面ＰＳ１における湾曲面４１２１Ａは大きく湾曲するため、第１静翼４１２により気流を下向きに案内し、案内された空気を第２静翼４１６でさらに下向きに誘導できる。

また、第１湾曲面における圧力面（４１２１Ａ）の曲率半径は、第２湾曲面における圧力面（４１３１Ａ）の曲率半径よりも小さい。これにより、第１静翼上部４１２１によって、インペラ３の回転方向Ｒ前方側に向かう旋回成分を有する空気を軸方向下側へ誘導することができ、送風効率を向上させることができる。特に、第２湾曲面における圧力面の曲率半径は、第１湾曲面における圧力面の曲率半径の１．８倍から２．２倍であることが好ましい。

また、第２静翼下部４１３２は、第１静翼４１２の下端よりも下側の位置において、圧力面ＰＳ２側において、軸方向に延びる延伸面Ｓ２１を有する。これにより、第１静翼４１２により案内されて第１静翼４１２から離れた空気が、延伸面Ｓ２１に沿って滑らかに下側に案内される。よって、第１静翼４１２から離れた空気が第２静翼４１３から剥離することを抑制でき、送風効率を向上させることができる。

また、第１静翼下部４１２２は、圧力面ＰＳ１側において、軸方向に延びる第１面Ｓ１を有し、第２静翼下部４１３１は、圧力面ＰＳ２側において、軸方向に延びる第２面Ｓ２を有する。第１面Ｓ１の軸方向長さは、第２面Ｓ２の軸方向長さよりも短い。延伸面Ｓ２１は、第２面Ｓ２に含まれる。これにより、第２面Ｓ２の軸方向長さが長いため、第１静翼４１２によって軸方向に曲げられた気流が第２静翼４１３から剥離することを抑制でき、送風効率を向上させることができる。特に、第２面Ｓ２の軸方向長さは、第２静翼下部４１３２の軸方向長さの０．２倍から０．６５倍であることが好ましい。

また、第２静翼上部４１３１の軸方向長さは、第２静翼４１３の軸方向長さの０．２倍から０．５倍であることが好ましい。これにより、第２静翼上部４１３１によって気流を軸方向下側に案内することによって、送風効率を向上させることができる。

また、第１静翼下部４１２２と第２静翼下部４１３２とが周方向に重なる領域において、周方向において隣接する第１静翼４１２のうち、インペラ３の回転方向Ｒ後方側に配置される第１静翼４１２と、第２静翼４１３との間の周方向幅Ｗ１は、インペラ３の回転方向Ｒ前方側に配置される第１静翼４１２と、第２静翼４１３との間の周方向幅Ｗ２の１．１倍から１．３倍であることが好ましい。これにより、インペラ３の回転方向Ｒ後方側に位置する静翼間の流路に気流をより案内することができるので、送風効率を向上させることができる。

また、第１静翼４１２と第２静翼４１３が周方向に重なる領域において、第２静翼４１３の周方向中心は、周方向に隣接する第１静翼４１２間の周方向中心に配置される。これにより、各静翼間の流路をなるべく均一にすることにより、送風効率を向上させることができる。

また、第１静翼４１２の上端と第２静翼４１３の上端との軸方向長さは、周方向に隣接する第１静翼４１２の上端間の周方向間隙の長さよりも短い。これにより、第１静翼４１２の上端間の周方向間隙を広くすることで、第１静翼４１２間の流路の断面積を大きくし、より多くの空気を第１静翼４１２間の流路に誘導できる。

また、第１静翼４１２と第２静翼４１３が周方向に重なる領域の軸方向長さは、前記第１静翼の軸方向長さの０．５倍から０．８倍であることが好ましい。これにより、送風効率を向上させることができる。

また、第２静翼４１３の軸方向長さは、第１静翼４１２の軸方向長さよりも長い。これにより、第２静翼４１３の長さを長くすることで、流路の下側においても空気が第２静翼４１３に沿って滑らかに案内されるため、乱流が発生しづらく、送風効率を向上させることができる。

＜３．モータの冷却について＞
先述したように、上側ハウジング４１には、通気孔４１１Ａが設けられる。通気孔４１１Ａは、径方向に貫通し、流路ＦＬと上側ハウジング４１の内部を連通する。図５に示すように、通気孔４１１Ａは、所定の第１静翼４１２の直下に配置される。

流路ＦＬを流れ、第１静翼４１２と第２静翼４１３によって整流された空気の一部は、通気孔４１１Ａを通り、モータハウジング４の内部へ流れ込む(図４)。流れ込んだ空気は、上方に向かって流れ、ステータ５１の上側の空間に流入する。流入した空気は、ティース間などのステータ５１に形成される隙間を下方へ通過し、下側ハウジング４２の排気口４２Ａから排気される。これにより、モータハウジング４内にステータ５１の熱が溜まりにくくなり、ステータ５１の冷却効率を向上させることができる。

すなわち、モータハウジング４には、径方向に貫通して流路ＦＬとモータハウジング４の内部を連通する通気孔４１１Ａが構成される。これにより、モータ５の冷却効率を向上させることができる。

＜４．その他＞
以上説明した通り、本実施形態に係る掃除機１００は、上述の送風装置１を有する。これにより、送風効率を向上させた掃除機を実現することができる。なお、送風装置は、掃除機に限らず、種々のＯＡ機器、医療機器、輸送機器、または掃除機以外の家庭用電気製品などに搭載されてもよい。

なお、本発明の趣旨の範囲内であれば、上述した実施形態は種々に変形することが可能である。

本発明は、例えば、掃除機用の送風装置に利用することができる。

１００・・・掃除機、１・・・送風装置、２・・・ファンケーシング、２Ａ・・・上部ケース部、２Ｂ・・・下部ケース部、２１・・・ベルマウス、２１１・・・吸気口、２２・・・排気口、３・・・インペラ、３１・・・ベース部、３２・・・羽根、４・・・モータハウジング、４１・・・上側ハウジング、４１１・・・基部、４１１１・・・円筒状部、４１１２・・・上蓋部、４１１Ａ・・・通気孔、４１２・・・第１静翼、４１２１・・・第１静翼上部、４１２１Ａ・・・第１圧力湾曲面、４１２１Ｂ・・・第１負圧湾曲面、４１２２・・・第１静翼下部、４１３・・・第２静翼、４１３１・・・第２静翼上部、４１３１Ａ・・・第２圧力湾曲面、４１３１Ｂ・・・第２負圧湾曲面、４１３２・・・第２静翼下部、４２・・・下側ハウジング、４２Ａ・・・排気口、５・・・モータ、５１・・・ステータ、５１１・・・ステータコア、５１１１・・・コアバック、５２・・・ロータ、５３・・・シャフト、６・・・上軸受、７・・・下軸受、８・・・基板、ＰＳ１、ＰＳ２・・・圧力面、ＭＳ１、ＭＳ２・・・負圧面、ＣＳ１・・・第１下湾曲面、ＣＳ２・・・第２下湾曲面、Ｓ１・・・第１面、Ｓ２・・・第２面、Ｓ２１・・・延伸面、ＦＬ・・・流路、Ｃ・・・中心軸、Ｒ・・・回転方向

Claims (24)

1. 上下に延びる中心軸周りに回転するインペラと、
   前記インペラを回転させるモータと、
   前記モータを収容するモータハウジングと、
   前記モータハウジングよりも径方向外側に配置され、前記モータハウジングとの間隙に流路を構成するファンケーシングと、
   を備え、
   前記モータハウジングの径方向外側には、
   周方向に配置され、軸方向に延びる複数の第１静翼と、
   周方向において隣接する前記第１静翼間に配置され、軸方向に延びる第２静翼と、
   が配置され、
   前記第２静翼の上端は、前記第１静翼の上端よりも下側、且つ、前記第１静翼の下端よりも上側に配置される、送風装置。
2. 前記第２静翼の下端は、前記第１静翼の下端よりも下側に配置される、請求項１に記載の送風装置。
3. 前記第１静翼の少なくとも一部は、軸方向視において、前記第２静翼と重なる、請求項１または請求項２に記載の送風装置。
4. 前記モータの少なくとも一部は、直接的または間接的に前記モータハウジングと接触し、
   前記第１静翼および前記第２静翼は、金属部材である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の送風装置。
5. 前記第１静翼の数は、前記第２静翼の数に等しい、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の送風装置。
6. 前記第２静翼の周方向の肉厚は、前記第１静翼の周方向の肉厚よりも薄い、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の送風装置。
7. 前記第１静翼における圧力面の下端部には、下側に向かうにつれて前記インペラの回転方向前方側に湾曲する第１下湾曲面が形成され、
   前記第２静翼における圧力面の下端部には、下側に向かうにつれて前記インペラの回転方向前方側に湾曲する第２下湾曲面が形成され、
   前記第２下湾曲面の曲率半径は、前記第１下湾曲面の曲率半径よりも長い、請求項６に記載の送風装置。
8. 前記第２下湾曲面の曲率半径は、前記第１下湾曲面の曲率半径の１．８倍から２．５倍である、請求項７に記載の送風装置。
9. 前記第１静翼は、
   下側から上側に向かうに従って前記インペラの回転方向後方側に向かって周方向に傾く、第１静翼上部と、
   前記第１静翼上部よりも軸方向下側に位置する、第１静翼下部と、を備え、
   前記第２静翼は、
   下側から上側に向かうに従って前記インペラの回転方向後方側に向かって周方向に傾く、第２静翼上部と、
   前記第２静翼上部よりも軸方向下側に位置する、第２静翼下部と、を備える、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の送風装置。
10. 前記第１静翼上部は、前記第１静翼下部よりも、前記インペラの回転方向後方側に湾曲する第１湾曲面を有し、
    前記第２静翼上部は、前記第２静翼下部よりも、前記インペラの回転方向後方側に湾曲する第２湾曲面を有する、請求項９に記載の送風装置。
11. 前記第１静翼における前記インペラの回転方向後方端と、前記第１静翼上部の圧力面における前記インペラの回転方向前方端との周方向長さは、前記第２静翼における前記インペラの回転方向後方端と、前記第２静翼上部の圧力面における前記インペラの回転方向前方端との周方向長さよりも長い、請求項１０に記載の送風装置。
12. 前記第１湾曲面における圧力面の曲率半径は、前記第２湾曲面における圧力面の曲率半径よりも小さい、請求項１０または請求項１１に記載の送風装置。
13. 前記第２湾曲面における圧力面の曲率半径は、前記第１湾曲面における圧力面の曲率半径の１．８倍から２．２倍である、請求項１２に記載の送風装置。
14. 前記第２静翼下部は、前記第１静翼の下端よりも下側の位置において、圧力面側において、軸方向に延びる延伸面を有する、請求項９から請求項１３のいずれか１項に記載の送風装置。
15. 前記第１静翼下部は、圧力面側において、軸方向に延びる第１面を有し、前記第２静翼下部は、圧力面側において、軸方向に延びる第２面を有し、
    前記第１面の軸方向長さは、前記第２面の軸方向長さよりも短い、請求項１４に記載の送風装置。
16. 前記第２面の軸方向長さは、前記第２静翼下部の軸方向長さの０．２倍から０．６５倍である、請求項１５に記載の送風装置。
17. 前記第２静翼上部の軸方向長さは、前記第２静翼の軸方向長さの０．２倍から０．５倍である、請求項９から請求項１６のいずれか１項に記載の送風装置。
18. 前記第１静翼下部と前記第２静翼下部とが周方向に重なる領域において、
    周方向において隣接する前記第１静翼のうち、前記インペラの回転方向後方側に配置される前記第１静翼と、前記第２静翼との間の周方向幅は、
    前記インペラの回転方向前方側に配置される前記第１静翼と、前記第２静翼との間の周方向幅の１．１倍から１．３倍である、請求項９から請求項１７のいずれか１項に記載の送風装置。
19. 前記第１静翼と前記第２静翼が周方向に重なる領域において、前記第２静翼の周方向中心は、周方向に隣接する前記第１静翼間の周方向中心に配置される、請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の送風装置。
20. 前記第１静翼の上端と前記第２静翼の上端との軸方向長さは、周方向に隣接する前記第１静翼の上端間の周方向間隙の長さよりも短い、請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の送風装置。
21. 前記第１静翼と前記第２静翼が周方向に重なる領域の軸方向長さは、前記第１静翼の軸方向長さの０．５倍から０．８倍である、請求項１から請求項２０のいずれか１項に記載の送風装置。
22. 前記第２静翼の軸方向長さは、前記第１静翼の軸方向長さよりも長い、請求項１から請求項２１のいずれか１項に記載の送風装置。
23. 前記モータハウジングには、径方向に貫通して前記流路と前記モータハウジングの内部を連通する通気孔が構成される、請求項１から請求項２２のいずれか１項に記載の送風装置。
24. 請求項１から請求項２３のいずれか１項に記載の送風装置を備える掃除機。

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