JP2021080868A - Blower and cleaner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、送風装置、及び、送風装置を備えた掃除機に関する。 The present invention relates to a blower and a vacuum cleaner provided with a blower.
従来の電動送風機は、ブラシレスモータを覆うモータケースと一体で構成された第1の案内翼と、ブラシレスモータのステータのコアと一体で構成された第2の案内翼を有する。そして、第1の案内翼および第2の案内翼は径方向に当接して、通気路内に配置されている(特開2012−255352号公報参照)。 A conventional electric blower has a first guide blade integrally formed with a motor case that covers the brushless motor, and a second guide blade integrally formed with a core of a stator of the brushless motor. The first guide blade and the second guide blade are in contact with each other in the radial direction and are arranged in the air passage (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-255352).
ステータで発生した熱を、第1の案内翼と第2の案内翼に伝達させることで、流路内を流れる気流でステータが冷却される。 By transferring the heat generated by the stator to the first guide blade and the second guide blade, the stator is cooled by the air flow flowing in the flow path.
しかしながら、上述の電動送風機では、第2の案内翼に伝導した熱を冷却することでステータを冷却しているため、冷却効率が低い。また、ステータを冷却することは可能であるが、ロータの冷却は困難である。 However, in the above-mentioned electric blower, the cooling efficiency is low because the stator is cooled by cooling the heat conducted to the second guide blade. Further, although it is possible to cool the stator, it is difficult to cool the rotor.
本発明は、ロータおよびステータを効率よく冷却できる送風装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a blower capable of efficiently cooling a rotor and a stator.
本発明の例示的な送風装置は、上下に延びる中心軸回りに回転するロータと、前記ロータと径方向に対向するステータと、前記ロータに固定されるインペラと、前記インペラの下方に配置されるディフューザと、少なくとも一部が前記ディフューザの下方に配置されて前記ロータおよび前記ステータの径方向外方を囲むハウジングと、を備え、前記ディフューザは、前記中心軸と交差する方向に拡がる天板部と、前記天板部から下方に延びるとともに周方向に配列される複数の第1静翼と、を有し、周方向に隣り合う前記第1静翼の間には、前記ディフューザの径方向外方と径方向内方とを連通する第1流路が形成され、前記ハウジングの少なくとも一部は、前記第1静翼よりも下方に配置され、前記ハウジングは、前記第1静翼の径方向内端よりも径方向内方に配置されて周方向に拡がる第1壁部と、前記第1壁部の径方向外方と内方とを通気可能に繋ぐハウジング連通部と、を有する。 An exemplary blower of the present invention is arranged below the impeller, a rotor that rotates about a central axis extending vertically, a stator that faces the rotor in the radial direction, an impeller that is fixed to the rotor, and an impeller that is fixed to the rotor. It comprises a diffuser and a housing that is at least partially located below the diffuser and surrounds the rotor and the stator radially outwardly, the diffuser having a top plate portion that extends in a direction intersecting the central axis. , A plurality of first stationary blades extending downward from the top plate portion and arranged in the circumferential direction, and between the first stationary blades adjacent to each other in the circumferential direction, the diffuser is radially outward. A first flow path is formed to communicate with the inside in the radial direction, at least a part of the housing is arranged below the first stationary blade, and the housing is within the radial direction of the first stationary blade. It has a first wall portion that is arranged inward in the radial direction from the end and extends in the circumferential direction, and a housing communication portion that connects the outer and inner diameters of the first wall portion in a ventilated manner.
例示的な本発明の送風装置によれば、ロータおよびステータの効率的な冷却を可能とする。 An exemplary blower of the invention allows efficient cooling of the rotor and stator.
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本明細書では、送風装置Aにおいて、送風装置Aの中心軸Cxと平行な方向を「軸方向」、送風装置Aの中心軸Cxに直交する方向を「径方向」、送風装置Aの中心軸Cx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。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present specification, in the blower A, the direction parallel to the central axis Cx of the blower A is the "axial direction", the direction orthogonal to the central axis Cx of the blower A is the "diameter direction", and the blower A The directions along the arc centered on the central axis Cx are referred to as "circumferential directions".
また、本明細書では、送風装置Aにおいて、軸方向を上下方向とし、インペラ20に対してインペラカバー51の吸気口511側を上として、各部の形状や位置関係を説明する。上下方向は単に説明のために用いられる名称であって、送風装置Aの使用状態における位置関係及び方向を限定しない。また、「上流」及び「下流」はインペラ20を回転させた際に空気の流通方向の上流及び下流をそれぞれ示す。
Further, in the present specification, the shape and positional relationship of each part of the blower A will be described with the axial direction being the vertical direction and the
さらに、送風装置Aにおいて、インペラ20は中心軸Cxを中心に周方向に回転する。本明細書では、インペラ20の回転方向において、回転する先を「回転方向前方」、回転する手前を「回転方向後方」とする。換言すると、インペラ20上のある点を基準としたとき、その点が所定時間経過後に到達する側を回転方向前方とし、すでに通過した側を回転方向後方とする。
Further, in the blower device A, the
また本明細書では、掃除機100において、図1の床面F(被清掃面)に近づく方向を「下方」とするとともに床面Fから離れる方向を「上方」として、各部の形状や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の用いられる名称であって、掃除機100使用状態における位置関係及び方向を限定しない。また、「上流」及び「下流」は送風装置Aを駆動させた際に吸気部103から吸い込まれた空気の流通方向の上流及び下流をそれぞれ示す。
Further, in the present specification, in the
(第1実施形態)
<1.掃除機の全体構成>
本発明の例示的な実施形態の掃除機について以下説明する。図1は、本実施形態にかかる掃除機の斜視図である。掃除機100は所謂スティック型の電気掃除機であり、下面及び上面にそれぞれ吸気部103及び排気部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等に設けられた電源コンセント(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。
(First Embodiment)
<1. Overall configuration of vacuum cleaner>
An exemplary embodiment of the vacuum cleaner of the present invention will be described below. FIG. 1 is a perspective view of the vacuum cleaner according to the present embodiment. The
筐体102内には吸気部103と排気部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)及び送風装置A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。集塵部及びフィルタは筐体102に対して着脱可能に構成される。
An air passage (not shown) connecting the
筐体102の上部には把持部105及び操作部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Aの駆動開始、駆動停止、及び回転数の変更等が指示される。吸気部103には筒状の吸引管107が接続される。吸引管107の上流端(図中、下端)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。掃除機100は、後述する送風装置Aを有する。これにより、掃除機100に搭載される送風装置Aにおいて、送風装置Aのロータ12とステータ13とを効率よく冷却できる。
A
<2.送風装置の全体構成>
図2は、本実施形態に係る送風装置の斜視図である。図3は、図2に示す送風装置の縦断面図である。図4は、ディフューザの下方から見た斜視図である。図5は、ディフューザの底面図である。送風装置Aは掃除機100に搭載されて空気を吸引する。
<2. Overall configuration of the blower>
FIG. 2 is a perspective view of the blower device according to the present embodiment. FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the blower shown in FIG. FIG. 4 is a perspective view of the diffuser as viewed from below. FIG. 5 is a bottom view of the diffuser. The blower A is mounted on the
送風装置Aは、モータ10と、インペラ20と、ディフューザ30と、ハウジング40と、ブロアカバー50と、回路基板Bdとを備える。
The blower A includes a
ブロアカバー50は、インペラカバー51と、モータカバー52と、ブロアベース53と、を有する。インペラカバー51の軸方向下方に、モータカバー52が連結される。また、ブロアカバー50の内部に、インペラ20、ディフューザ30およびハウジング40が収容される。図3に示すとおり、ブロアカバー50とハウジング40との径方向の隙間が、インペラ20によって発生した気流が流れる送風路60を構成する。なお、送風路60を流れる気流から、分岐した気流が後述の第1流路321を通って内部に流入する。そのため、送風路60を流れる気流を主気流Sとする。
The
なお、送風路60は、複数の部材にまたがって構成されている。送風路60は上端で後述のインペラカバー51に繋がる。また、送風路60の下端には排気口61が形成される。送風路60を流れる主気流Sは、排気口61から外部に排出される。
The
ハウジング40には、インペラ20と連結されたモータ10が収納される。インペラ20は、上下に延びる中心軸Cx回りに回転する。モータ10は、インペラ20の下方に配置されてインペラ20を回転させる。つまり、モータ10の回転によりインペラ20は上下に延びる中心軸Cx回りに回転する。インペラ20が回転することで発生する主気流Sは、送風路60を通って排気口61から排出される。
The
<3.モータ10の構成>
図3に示すように、インペラ20の下方にはハウジング40に収納されたモータ10が配置される。モータ10は所謂インナーロータ型のモータである。モータ10は、シャフト11と、ロータ12と、ステータ13とを備える。
<3. Configuration of
As shown in FIG. 3, a
<3.1 シャフト11の構成>
シャフト11は、円柱状である。シャフト11は、ロータ12の一部に含まれる。シャフト11は、中心軸Cxに沿って配置される。図3に示すとおり、シャフト11は、ハウジング40の後述する天板部31に設けられた天板孔311を貫通する。シャフト11の天板部31の上面から突出している端部に、インペラ20が固定される。シャフト11は、上軸受Br1および下軸受Br2に回転可能に支持されている。
<3.1 Configuration of
The
上軸受Br1および下軸受Br2は、玉軸受である。そして、シャフト11は、上軸受Br1及び下軸受Br2の内輪に固定される。固定は、接着や、圧入等の手段が採用される。上軸受Br1の外輪はハウジング40の軸受保持部451に固定される。下軸受Br2の外輪はブロアベース53に固定される。なお、上軸受Br1および下軸受Br2は、玉軸受に限定されない。
The upper bearing Br1 and the lower bearing Br2 are ball bearings. Then, the
<3.2 ロータ12の構成>
ロータ12は、シャフト11と共に回転する。すなわち、ロータ12は、上下に延びる中心軸Cx回りに回転する。ロータ12はマグネット121を有する。マグネット121はシャフト11の外周面に固定される。なお、複数個のマグネット121を周方向に配列してもよいし、単一の環状のマグネット121を用いてもよい。いずれの構成においても、径方向の外面の磁極がN、S交互に配置される。また、マグネット121は、磁性体粉を配合した樹脂を環状に成形し、着磁した構成であってもよい。
<3.2 Configuration of
The
<3.3 ステータ13の構成>
ステータ13はロータ12の径方向外方に配置される。ステータ13は、ロータ12と径方向に対向する。より詳細に述べると、ロータ12は、径方向においてステータ13の内側に配置される。つまり、モータ10は、インナーロータ型である。
<3.3 Configuration of
The
ステータ13は、ステータコア131と、インシュレータ132と、コイル133とを有する。ステータコア131は電磁鋼板を軸方向(図3において、上下方向)に積層した積層体である。なお、ステータコア131は、電磁鋼板を積層した積層体に限定されず、例えば、紛体の焼成、鋳造等、単一の部材であってもよい。
The
ステータコア131は、環状のコアバック134と複数のティース135とを有する。複数のティース135はコアバック134の内周面からロータ12のマグネット121に向かって径方向内側に延びて放射状に形成される。これにより、複数のティース135が周方向に配置される。コイル133はインシュレータ132を介して各ティース135の周囲にそれぞれ導線を巻いて構成される。
The
すなわち、ステータ13は、コアバック134と、コアバック134から径方向内方に延びるティース135と、ティース135にインシュレータ132を介して導線が巻かれることで形成されたコイル133と、を有する。
That is, the
なお、モータ10は、ブラシレスモータである。ブラシレスモータは、供給タイミングが異なる3系統(以下、3相とする)に分けられた電流によって駆動される。複数個のコイル133に決められたタイミングで電流を供給することで、コイル133とロータ12のマグネットとが引き合う又は反発することで、ロータ12が回転する。モータ10は、例えば、分速10万回転以上の回転数で回転可能な高回転型のモータである。
The
通常、モータ10、コイル133の個数が少ない方が高速回転に有利である。そして、モータ10は、3相の電流で制御される。そのため、モータ10において、コイル133及びコイル133が配置されるティース135の個数は3個である。モータ10は3相モータである。3個のティース135は、周方向に等間隔で配置される。これにより、ロータ12の回転が円滑になる。
Generally, a smaller number of
コアバック134の曲面部分は、ハウジング40の内面と接触する。このとき、曲面部分がハウジング40に圧入されてもよい。なお、コアバック134とハウジング40との固定は、挿入接着等、他の方法であってもよい。
The curved surface portion of the core back 134 comes into contact with the inner surface of the
コイル133にはリード線(不図示)が接続される。リード線の一端はブロアカバー50の下方に配された回路基板Bd上の駆動回路(不図示)に接続される。これにより、コイル133に電力が供給される。
A lead wire (not shown) is connected to the
<4.インペラ20の構成>
次にインペラ20について図面を参照して説明する。インペラ20は、ベースプレート21と、複数枚の動翼22と、シュラウド23と、を有する。インペラ20は、エンジニアリングプラスチック等の樹脂で形成される。なお、インペラ20は、アルミニウム合金等の金属材料で形成されてもよい。
<4. Configuration of
Next, the
<4.1 ベースプレート21>
ベースプレート21は、円板状である。ベースプレート21は、中央に軸方向に貫通する貫通孔211を有する。シャフト11の上端は、貫通孔211を貫通する。シャフト11に取り付けられた固定部材111は、ベースプレート21の貫通孔211の辺縁部を軸方向の上下から挟む。固定部材111はシャフト11に固定されており、ベースプレート21はシャフト11に固定される。つまり、インペラ20は、ロータ12に固定される。
<4.1
The
<4.2 動翼22>
複数の動翼22は、ベースプレート21の上面210に周方向に並んで配置される。本実施形態においては、複数の動翼22はベースプレート21の上面210上に中心軸Cxを中心として、周方向に等間隔で並んで配置される。複数の動翼22は、ベースプレート21と同一の部材として形成される。なお、動翼22をベースプレート21と別部材とし、接着、圧入、溶接等の固定方法を用いて固定してもよい。ベースプレート21と動翼22の固定方法は、これに限定されない。ベースプレート21と動翼22とを強固に固定できる固定方法を広く採用できる。
<4.2
The plurality of moving
<4.3 シュラウド23>
シュラウド23は、複数の動翼22のそれぞれの軸方向の上端と接触する。シュラウド23は中心に向かうにつれて、軸方向上方に延びる。図3に示すとおり、シュラウド23は、中心軸に向かうにつれて中心軸Cxに対する傾斜角度が緩くなる曲面形状である。軸方向に見たときシュラウド23は、環状である。つまり、シュラウド23は、径方向の中央に軸方向に貫通する吸込孔231を有する。
<4.3
The
シュラウド23は、ベースプレート21および動翼22と同一の部材として製造される。なお、シュラウド23は、ベースプレート21および複数の動翼22と別部材として製造し、複数の動翼22それぞれの軸方向の上端に固定されてもよい。シュラウド23と動翼22の固定方法は、例えば、接着、溶接等を挙げることができるが、これに限定されない。シュラウド23と動翼22とを強固に固定できる固定方法を広く採用できる。
The
インペラ20は、中心軸Cxを中心に回転することで、動翼22が中心軸Cxを中心に回転し、気流を発生させる。このとき、気流は、シュラウド23の吸込孔231から吸い込まれる。そして、動翼22で加速および加圧された後、径方向外縁のベースプレート21とシュラウド23の間から径方向外側に吐出される。
The
<5. ディフューザ30の構成>
ディフューザ30は、送風路60を流れる主気流Sを整流する。ディフューザ30は、インペラ20の下方に配置される。ディフューザ30は、天板部31と、複数の第1静翼32と、を有する。より詳細に述べると、図3〜図5に示すとおり、ディフューザ30は、天板部31と、複数の第1静翼32と、複数の第2静翼33と、ディフューザ筒部34とを有する。
<5. Configuration of
The
<5.1 天板部31>
天板部31は、中心軸Cxと直交する円板状である。すなわち、天板部31は、中心軸Cxと交差する方向に拡がる。天板部31の径方向の中央には、軸方向に貫通する天板孔311を有する。天板孔311は、シャフト11および固定部材111の一部が貫通する。なお、天板孔311は、固定部材111と径方向に隙間を介して対向する。つまり、シャフト11および固定部材111は、天板部31と非接触であり、中心軸Cxを中心に回転可能である。
<5.1
The
<5.2 第1静翼32>
複数の第1静翼32は、天板部31の下方に延びる。また、複数の第1静翼32は、周方向に配列される。すなわち、複数の第1静翼32は、天板部31よりも下方に延びるとともに周方向に配列される。なお、本実施形態にかかる送風装置Aにおいて、複数の第1静翼32は、周方向に等間隔で配置される。図4、図5に示すとおり、第1静翼32は、回転方向前方に向かうにつれて径方向内側に延びる曲面を有する。
<5.2 First
The plurality of first
周方向に隣り合う第1静翼32同士の間には、ディフューザ30の径方向外方と径方向内方とを連通する第1流路321が形成される。なお、連通するとは、空気が通過可能な状態である。以下の説明においても同様である。すなわち、周方向に隣り合う第1静翼32の間には、ディフューザ30の径方向外方と径方向内方とを連通する第1流路321が形成される。なお、本実施形態においては、第1静翼32は、天板部31から下方に延びるが、第1静翼32は、天板部31以外の部位から下方に延びてもよい。例えば、ディフューザが天板部から下方に延びる筒状の部位を有し、当該筒状の部位の下端部に第1静翼が配置されてもよい。
A
<5.3 ディフューザ筒部34>
ディフューザ筒部34は、中心軸Cxに沿って延びる円筒状である。ディフューザ筒部34は、天板部31の径方向外方に隙間を開けて配置される。ディフューザ筒部34の径方向内面と第1静翼32の径方向外面との間に主気流Sが流れる。つまり、ディフューザ筒部34の径方向内面と第1静翼32との間が送風路60となる。
<5.3
The
ディフューザ筒部34は、ブロアカバー50の径方向内面に取り付けられる。さらに詳細には、ディフューザ筒部34は、ブロアカバー50の径方向内面に形成されて、径方向外側に向かって凹むブロアカバー凹部501に取り付けられる。ブロアカバー凹部501の軸方向上部は、インペラカバー51に形成され、軸方向下部は、モータカバー52に形成される。そして、ブロアカバー凹部501に取り付けられたディフューザ筒部34の径方向内面はインペラカバー51の径方向内面と滑らかに連続する。また、ディフューザ筒部34の径方向内面とモータカバー52の径方向内面とも滑らかに連続する。これにより、送風路60内を流れる主気流Sが乱れにくい。
The
<5.4 第2静翼33>
複数の第2静翼33は、天板部31よりも径方向外方に配置される。すなわち、ディフューザ30は、天板部31よりも径方向外方に配列される複数の第2静翼33を有する。第2静翼33は、送風路60の内部に配置される。ディフューザ30において、第2静翼33は、ディフューザ筒部34の径方向内面から径方向内方に向かって延びる。そして、第2静翼33の径方向内端は、第1静翼32と連結する。第1静翼32の軸方向に延びる面と第2静翼33の軸方向に延びる面とは、滑らかに連結される。第2静翼33は、第1静翼32とディフューザ筒部34とを連結する連結リブとしての役割を果たす。
<5.4 Second
The plurality of second
ディフューザ30が第2静翼33を有することで、送風効率を高めることができる。これにより、ハウジング連通部421に誘導される気流を多くすることができ、ハウジング40内部のコイル133の冷却効率を高めることができる。
Since the
本実施形態の送風装置Aに用いられるディフューザ30において、第2静翼33は、第1静翼32およびディフューザ筒部34と同一の部材として形成される。しかしながら、これに限定されない。例えば、第2静翼33は、第1静翼32とのみ同一の部材として形成されてもよいし、ディフューザ筒部34とのみ同一の部材として形成されてもよい。また、第2静翼33を他の部材と別部材として形成し、その後、接着、溶着、溶接等の固定方法で固定してもよい。
In the
上述のとおり、送風装置Aにおいて、インペラ20が回転すると、ディフューザ筒部34の径方向内面と第1静翼32との径方向外面との間隙の送風路60に主気流Sが流れる。第2静翼33は、送風路60の内部に配置されており、送風路60に流れる主気流Sは、第2静翼33によって整流される。また、送風路60を流れる主気流Sの一部は、第1流路321を通って、ディフューザ30の径方向の内方に誘導される。
As described above, when the
<6. ハウジング40の構成>
図6は、送風装置Aの中心軸Cxと直交する面で切断した断面斜視図である。図7は、ハウジング40の斜視図である。ハウジング40は、例えば、金属で形成される。ハウジング40は、一部がディフューザ30の下方に配置される。ハウジング40は、モータ10の径方向外方に配置される。すなわち、ハウジング40の少なくとも一部はディフューザ30の下方に配置される。ハウジング40はロータ12およびステータ13の径方向外方を囲む。ハウジング40は、ハウジング筒部41と、第1壁部42と、第2壁部43と、内方突出部44と、軸受保持部451と、複数のリブ452と、を有する。
<6. Configuration of
FIG. 6 is a cross-sectional perspective view cut along a plane orthogonal to the central axis Cx of the blower device A. FIG. 7 is a perspective view of the
<6.1 ハウジング筒部41>
ハウジング筒部41は、中心軸Cxを中心とする円筒状である。図3等に示すとおり、ハウジング筒部41は、第1静翼32よりも軸方向下方に配置される。すなわち、ハウジング40の少なくとも一部は、第1静翼32よりも下方に配置される。ハウジング筒部41の径方向の内面には、ステータコア131が固定される。ステータコア131とハウジング筒部41の径方向の内面は、圧入によって固定される。
<6.1
The
しかしながら、ステータコア131とハウジング筒部41との固定方法はこれに限定されず、接着、溶接、ねじ止め等、ステータコア131をハウジング筒部41に強固に固定できる方法を広く採用できる。ハウジング筒部41の径方向外面は、モータカバー52の径方向内面との間に隙間を有する。ハウジング筒部41の径方向外面とモータカバー52の内面との径方向の隙間が送風路60である。ハウジング筒部41は、モータカバー52の内部に径方向に延びる支持アーム54を介して固定される。なお、支持アーム54は、周方向に一定の幅を有し、周方向に等間隔で配置される。
However, the method of fixing the
<6.2 第1壁部42>
第1壁部42は、ハウジング筒部41の軸方向上端部に配置される。ハウジング40において、第1壁部42は、ハウジング筒部41の軸方向上端部に一体的に形成される。第1壁部42は、第1静翼32の径方向内端よりも径方向内方に配置される。第1壁部42は、周方向に拡がる。すなわち、第1壁部42は、第1静翼32の径方向内端よりも径方向内方に配置されて周方向に拡がる。
<6.2
The
第1壁部42は、円筒を周方向に切断したアーチ状である。ハウジング40は、3個の第1壁部42を備え、周方向に隙間あけて配列される。周方向に隣り合う第1壁部42同士の周方向の隙間がハウジング連通部421である。ハウジング40は、3個のハウジング連通部421を有する。すなわち、ハウジング連通部421は、第1壁部42の径方向外方と内方とを通気可能に繋ぐ。ハウジング連通部421は周方向に等間隔で配置される。
The
ハウジング連通部421の数は、3に限定されず、3以上であってもよい。送風装置Aでは、第1静翼32の数が、ハウジング連通部421よりも多い。すなわち、ハウジング40は、ハウジング連通部421を複数有する。複数のハウジング連通部421は周方向に等間隔で配置される。第1静翼32の数は、ハウジング連通部421の数以上である。このようにすることで、第1流路321を通る気流をコイル133に効率よく誘導することが可能である。これにより、コイル133を効率よく冷却することができる。
The number of
なお、ハウジング連通部421の数は、第1静翼32の数よりも少ないが、これに限定されず、同数であってもよいし、ハウジング連通部421の数が第1静翼32の数よりも多くてもよい。
The number of
ハウジング連通部421は、第1壁部42の径方向外方と内方とを連通する。つまり、第1壁部42の径方向外方を流れる気流が、ハウジング連通部421を介して、ハウジング40の径方向内方に流入する。これにより、第1壁部42に沿って流れた気流を、ハウジング連通部421からハウジング40の内部に流すことができる。つまり、気流を効率よくハウジング40の内部に流すことができ、送風装置Aの送風効率の低下を抑制しつつ、ハウジング40の内部に配置されたロータ12およびステータ13を冷却することが可能である。
The
ハウジング連通部421は、流入した気流がステータ13のコイル133に直接吹き付けられる位置に形成される。例えば、ハウジング連通部421は、軸方向に見て、コイル133の少なくとも一部と径方向に対向して配置される。すなわち、コイル133の少なくとも一部は、ハウジング連通部421と径方向に対向する。
The
また、ハウジング連通部421は、第2流路411を流れる気流の流れ方向において、コイル133よりも上流側に形成してもよい。これにより、第2流路411を流れて周方向に向かう方向の成分を有する気流をコイル133に効果的に吹き付けることができ、モータ10の冷却効率を高めることが可能である。さらには、ハウジング連通部421は、コイル133の一部と径方向に対向しつつコイル133よりも気流が流れる方向の上流側に配置されてもよい。
Further, the
なお、第1壁部42は、アーチ状に限定されず、平板状であってもよいし、平板を周方向に複数組み合わせた形状であってもよい。また、第1壁部42は、円筒状であってもよい。この場合、ハウジング連通部421は、第1壁部42の径方向外方と径方向内方とを連通する貫通孔であってもよい。
The
<6.3 第2壁部43>
第2壁部43は、ハウジング筒部41の軸方向上面から軸方向上方に延びる。第2壁部43は、第1静翼32の径方向内端よりも径方向外方に配置されて、周方向に拡がる。第2壁部43は、円筒を周方向に切断したアーチ状である。第2壁部43は、ハウジング40に配置されているが、これに限定されず、例えば、モータカバー52、ディフューザ30等、ハウジング40以外の部材に配置されてもよい。また、第2壁部43は、他の部材と別部材として形成してもよい。すなわち、送風装置Aは、第1静翼32の径方向内端よりも径方向外方に配置されて、周方向に拡がる第2壁部43をさらに有する。
<6.3
The
第2壁部43を備えることで、第1壁部42と第2壁部43との間に流れる気流が径方向外方に流れることを抑制できる。これにより、第1壁部42と第2壁部43との間を流れる気流のほとんどをハウジング連通部421に流入させることができ、ロータ12およびステータ13を効率よく冷却できる。
By providing the
第1壁部42の周方向長さと第2壁部43の周方向長さとは、それぞれ、第1壁部42と第2壁部43との径方向間隙よりも長い。これにより、送風装置Aの外径が大きくなることを抑制しつつ、ロータ12及びステータ13を効率良く冷却できる。
The circumferential length of the
第1壁部42および第2壁部43との間には、周方向に延びる第2流路411が形成される。第2流路411は、ハウジング筒部41の軸方向の上面に形成される。第2流路411を気流が流れる。すなわち、第1壁部42と第2壁部43との間に周方向に気流が流れる第2流路411が形成される。気流が第2流路411に沿って流れるため、効率よくロータ12およびステータ13を冷却できる。
A
第2流路411は、インペラ20の回転方向前方に向かうにつれて、下方に拡がる形状である。第2流路411の下流側の体積が大きくなっているため、回転方向後方側の第1流路321から気流が流入しても、第2流路411内の圧力が上昇しにくい。これにより、気流が径方向外方に流れたり、第1流路321から流れにくくなったりしにくく、流量を増加させることが可能であり、冷却効率を高めることが可能である。
The
<6.4 内方突出部44>
内方突出部44は、ハウジング筒部41の軸方向上面に配置される。内方突出部44は、第2壁部43の径方向内面よりも径方向内方に配置され、径方向内方に延びる。すなわち、送風装置Aは、第2壁部43の径方向内面から径方向内方に延びる内方突出部44をさらに有する。つまり、内方突出部44は、第2壁部43の径方向内面よりも径方向内方に配置される。図6に示すとおり、内方突出部44は、第2流路411内に突出する。内方突出部44の径方向内端は、周方向においてハウジング連通部421のインペラ20の回転方向後方端よりも、回転方向前方側に配置される。
<6.4
The inwardly projecting
内方突出部44は、第2壁部43と同一の部材で形成される。そして、内方突出部44は、第2壁部43の径方向内面と滑らかに連続する。これにより、第2壁部43に沿って流れる気流は、第2壁部43と内方突出部44との境界で乱れにくい。第2流路411を流れる気流は、内方突出部44によって、径方向内方に誘導される。つまり、第2流路411を流れる気流は、内方突出部44によって径方向内方のハウジング連通部421に誘導される。これにより、内方突出部44によって誘導された気流は、ハウジング連通部421を通ってハウジング40の径方向外方から径方向内方に流入する。
The inwardly projecting
つまり、内方突出部44が、第2流路411を流れる気流をハウジング連通部421に誘導する。これにより、より多くの気流をハウジング連通部421からハウジング40の内部に流入させることができ、効率よく、ロータ12およびステータ13を冷却できる。また、内方突出部44を第2壁部43と同一の部材として形成することによって、送風装置Aの部品数が多くなることを抑制できるため、送風装置Aの組み立て効率が向上する。
That is, the inwardly projecting
なお、内方突出部44は、第2壁部43と別部材で形成されてもよい。さらには、ハウジング40と別部材で形成されてもよい。
The inwardly projecting
<6.5 軸受保持部451およびリブ452>
軸受保持部451は、中心軸Cxに沿って延びる円筒状である。軸受保持部451の中心線は、中心軸Cxと重なる。また、軸方向に見たときハウジング筒部41よりも径方向内方に配置される。すなわち、ハウジング40は、第1壁部42よりも径方向内方に配置される筒状の軸受保持部451をする。
<6.5
The
複数のリブ452は、第1壁部42から中心軸Cxに近づく方向に延びる。複数のリブ452は、周方向に並んで配置される。ハウジング40において、複数のリブ452は、周方向に等間隔で配置される。軸受保持部451と第1壁部42とは、複数のリブ452を介して連結される。すなわち、第1壁部42と軸受保持部451とは、第1壁部42から中心軸Cxに近づく方向に延びるリブ452を介して連結されている。これにより、ハウジング40の軽量化が可能である。また、リブ452を介して軸受保持部451と第1壁部42を連結するため、第1壁部42によって軸受保持部451の剛性を高めることが可能である。
The plurality of
軸受保持部451は、第1壁部42の軸方向上面よりも軸方向上方に配置される。さらに説明すると、軸受保持部451がハウジング連通部421よりも上方に配置される。そして、リブ452は、中心軸Cxに近づくにつれて軸方向上方に延びる。これにより、軸受保持部451がハウジング連通部421から流入した気流と干渉しにくい。そのため、冷却効率を高めることが可能である。また、送風装置Aの送風効率が低減することを抑制できる。
The
軸受保持部451の径方向内面に上軸受Br1の外輪が固定される。上軸受Br1の外輪の固定は、例えば、圧入を挙げることができるがこれに限定されない。接着、溶接等、上軸受Br1の外輪を軸受保持部451の径方向内面に強固に固定できる固定方法を広く採用することができる。
The outer ring of the upper bearing Br1 is fixed to the radial inner surface of the
<7.ブロアカバー50>
次にブロアカバー50について説明する。ブロアカバー50は、インペラカバー51と、モータカバー52と、ブロアベース53と、を備える。
<7. Blower cover 50>
Next, the
<7.1 インペラカバー51>
インペラカバー51は、軸方向上方に膨らんだドーム状である。インペラカバー51の内部にインペラ20が配置される。インペラカバー51は、軸方向の上端に軸方向に貫通する吸気口511を備える。また、吸気口511はベルマウス512と、流入管部513とを有する。ベルマウス512は、径方向内側に向かって下方に向かう曲面である。ベルマウス512の直径は、上方から下方に向かうに従って滑らかに小さくなる。そして、流入管部513は、中心軸Cxに沿って延びる円環状であり、ベルマウス512の内端部と連結される。これにより、インペラ20の回転時に吸気口511から空気が滑らかに吸い込まれる。それだけ、送風装置Aの送風効率を高めることが可能である。
<7.1
The
本実施形態の送風装置Aでは、インペラカバー51はモータカバー52に固定される。固定方法としては、軸方向及び周方向の移動を抑制できる固定方法を広く採用することが可能である。
In the blower A of the present embodiment, the
<7.2 モータカバー52>
モータカバー52は、断面円形で軸方向に延びる筒状である。モータカバー52は、ハウジング40の径方向外側に配置される。本実施形態においては、モータカバー52はハウジング40の径方向外側に間隙をあけて配置される。モータカバー52とハウジング40との径方向の隙間が送風路60である。なお、本実施形態では、ハウジング40とモータカバー52とは同一の部材で形成されるが、別部材で形成した後に、組み立てにより一体化する構成であってもよい。
<7.2
The
<7.3 ブロアベース53>
ブロアベース53は、軸方向においてモータカバー52よりも下方に配置される。ブロアベース53は、モータカバー52と連結されている。なお、ブロアベース53とモータカバー52との連結は、ねじ止めにて行われるが、これに限定されない。接着、溶接等で連結してもよい。モータカバー52とブロアベース53とを強固に連結できる連結方法を広く採用することができる。
<7.3
The
ブロアベース53は、径方向中央に軸方向下方に凹む下軸受取付部531を有する。下軸受取付部531は、下軸受Br2が固定される凹部である。詳しくは、下軸受取付部531の径方向内面に下軸受Br2の外輪(不図示)が固定される。そして、下軸受Br2の内輪(不図示)をシャフト11が挿入されるとともに、内輪にシャフト11が固定される。これにより、シャフト11は、下軸受Br2に回転可能に支持される。
The
<8. 回路基板Bd等>
図3に示すとおり、ブロアカバー50の軸方向下方には、回路基板Bdが配置される。回路基板Bdは、例えば、コイル133に電力を供給するドライバ回路(不図示)が実装されている。また、これ以外の回路、例えば、ロータ12の位置を検出する位置検出素子(不図示)が実装される場合もある。
<8. Circuit board Bd, etc.>
As shown in FIG. 3, the circuit board Bd is arranged below the
送風装置Aは以上示した構成を有する。 The blower A has the configuration shown above.
<9.送風装置Aの動作>
送風装置Aでは、電力供給によりモータ10のロータ12が回転する。これにより、インペラカバー51の内部でインペラ20が回転し、吸気口511から空気が取り込まれる。インペラカバー51の内部に取り込まれた空気は隣接する動翼22間を流通し、回転するインペラ20により径方向外方および下方に向かって加速される。径方向外側で下方に向かって加速した空気はインペラ20よりも下方に吹き出される。インペラ20よりも下方に吹き出された空気はディフューザ筒部34の径方向内面と第1静翼32との径方向の隙間の送風路60に流入する。送風路60に流入した気流は、主気流Sとしてインペラ20の回転方向に旋回しつつ軸方向下方に流れる。
<9. Operation of blower A>
In the blower A, the
ディフューザ筒部34の径方向内面と第1静翼32との隙間の送風路60には、第2静翼33が配置されている。ディフューザ30に形成された送風路60を通過するとき、主気流Sは、第2静翼33によって整流される。第2静翼33の径方向内端は、第1静翼32と連結されている。そのため、第2静翼33に沿って流れる主気流Sの一部は、第2静翼33に誘導されて第1静翼32に沿って流れる。
The second
周方向に隣り合う第1静翼32同士の周方向間には、ディフューザ30の径方向外方から内方に連通する第1流路321が形成される。そのため、第2静翼33から第1静翼32に誘導された気流は、第1静翼32によって第1流路321に誘導されて、ディフューザ30の径方向内方に向かって流れる。
A
第1静翼32よりも径方向内方には、ハウジング40の第1壁部42が配置されている。第1壁部42は、周方向に延びるアーチ状である。第1流路321を通って径方向内方に流れた気流は、第1壁部42に沿うとともに軸方向下方に向かって流れる。
The
第1壁部42は、ハウジング筒部41の軸方向上端部に配置されている。そのため、第1壁部42に沿うとともに軸方向下方に向かって流れる気流は、ハウジング筒部41の軸方向上面と接触する。ハウジング筒部41の軸方向上面には、第1壁部42および第2壁部43に挟まれて、周方向に延びる第2流路411が形成されており、ハウジング筒部41に接触した気流は、第2流路411に沿って流れる。
The
ハウジング筒部41の軸方向上面の径方向外縁に第2壁部43が形成されているため、第2流路411に沿って流れる気流が径方向外方に流出しにくい。また、第2壁部43は、第1静翼32の径方向内端よりも径方向外方に配置される。そのため、第1流路321を通過し、第1壁部42と接触せずにハウジング筒部41の上面に接触する気流も第2壁部43よりも径方向内方を流れる。これにより、第1流路321から直接、第2流路411に誘導される気流の径方向外方への流出を抑制できる。
Since the
第2流路411に沿って流れる気流は、流れ方向を内方突出部44によって径方向内方に曲げられる。内方突出部44の径方向の内端は、周方向においてハウジング連通部421のインペラ20の回転方向後方端よりも、回転方向前方側に配置される。そのため、内方突出部44にて曲げられた気流は、ハウジング連通部421に誘導される。気流は、ハウジング連通部421を介して第1壁部42の径方向外方から径方向内方に流入し、モータ10のコイル133に吹き付けられる。これにより、コイル133は、気流によって冷却される。
The airflow flowing along the
コイル133を冷却した気流は、軸方向下流で送風路60に戻る。これにより、コイル133を冷却した気流も、送風装置Aの送風量の一部として利用される。
The airflow that has cooled the
以上示したとおり、本実施形態にかかる送風装置Aでは、インペラ20で発生した主気流Sの一部をモータ10の内部に流入させて、直接冷却するため、冷却効率が高い。また、モータ10の内部に流入し、モータ10を冷却した気流が、軸方向下流で送風路60に戻るため、主気流Sの無駄を抑制できる。つまり、本実施形態にかかる送風装置Aでは、送風効率の低下を抑制しつつ、モータ10を冷却することができる。ひいては、送風装置Aの送風効率の低下を抑制できる。
As shown above, in the blower A according to the present embodiment, a part of the main airflow S generated by the
<10.1 第1変形例>
図8は、変形例のハウジング40aを示す平面図である。図8に示すハウジング40aは、ハウジング連通部421の数が異なる以外、図6に示すハウジング40と同じ構成である。そのため、図8に示すハウジング40aにおいて、図6に示すハウジング40と実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。
<10.1 First modification>
FIG. 8 is a plan view showing the
ハウジング40aは、ハウジング連通部421aを有する。ハウジング連通部421aの数は6である。つまり、ハウジング40aは、コイル133の数の2倍のハウジング連通部421aを有する。すなわち、ハウジング40aは、ハウジング連通部421aを複数個備える。複数のハウジング連通部421aの数は、コイル133の数の整数倍であるこのように構成することで、各コイル133に単一または複数のハウジング連通部421aからの気流が流入するため、コイル133を効率よく冷却することが可能である。
The
そして、ハウジング連通部421aは、各コイル133とそれぞれ対応して配置される。図8に示すハウジング40aの場合、コイル133について、ハウジング連通部421aの数は2である。そして、各コイル133と対応するハウジング連通部421aのうち、一方は、コイル133と径方向に対向し、他方はコイル133と径方向に対向しない。
The
このように構成することで、コイル133と径方向に対向しないハウジング連通部421aから流入した気流は、周方向に隣り合うコイル133の間を軸方向に流れる。これにより、ロータ12の冷却も可能である。
With this configuration, the airflow that has flowed in from the
また、コイル133の下部にも気流が直接吹き付けられるため、コイル133の全体を効果的に冷却可能である。さらに、コイル133と径方向に対向しない部分に気流が流入するため、つまり、モータ10の全体の冷却が可能であり、モータ10の効率を高めることが可能である。
Further, since the airflow is directly blown to the lower part of the
なお、本実施形態のハウジング40aは、1個のコイル133に対して、ハウジング連通部421aの数が2であるがこれに限定されない。1個のコイル133に対して、3以上のハウジング連通部421aを有してもよい。この場合、ハウジング40aは、コイル133と径方向に対向するハウジング連通部421aとコイル133と径方向に対向しないハウジング連通部421aとをそれぞれ、少なくとも1つ備える。
In the
<10.2 第2変形例>
図9は、変形例のハウジング40bを示す平面図である。図9に示すハウジング40bは、ハウジング蓋部46を有する以外、図6に示すハウジング40と同じ構成である。そのため、図9に示すハウジング40bにおいて、図6に示すハウジング40と実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。
<10.2 Second modification>
FIG. 9 is a plan view showing the
図9に示すとおり、ハウジング40bは、ハウジング蓋部46を有する。ハウジング蓋部46は中心軸Cxに交差する方向に拡がり、第1壁部42と軸受保持部451とを接続する。すなわち、ハウジング40bは、中心軸Cxに交差する方向に拡がり、第1壁部42と軸受保持部451とを接続するハウジング蓋部46を有する。ハウジング蓋部46を有することで、ハウジング連通部421からハウジング筒部41の内部に流入した気流がリブ452の間を軸方向上方に逆流することが抑制される。これにより、気流による冷却効率を高めることが可能である。また、送風装置Aの送風効率が低減することを抑制できる。
As shown in FIG. 9, the
なお、ハウジング蓋部46はリブ452の軸方向下端部を閉じる構成であることが好ましい。このように構成することで、気流の軸方向上方への気流の逆流をより効果的に抑制することが可能である。
The
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々の変形が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments can be modified in various ways within the scope of the gist of the present invention.
本発明によると、送風装置及びそれを備えた掃除機に利用することができる。 According to the present invention, it can be used for a blower and a vacuum cleaner equipped with the blower.
100 掃除機
102 筐体
103 吸気部
104 排気部
105 把持部
106 操作部
106a ボタン
107 吸引管
110 吸引ノズル
10 モータ
11 シャフト
111 固定部材
12 ロータ
121 マグネット
13 ステータ
131 ステータコア
132 インシュレータ
133 コイル
134 コアバック
135 ティース
20 インペラ
21 ベースプレート
210 上面
211 貫通孔
22 動翼
23 トッププレート
231 吸込孔
30 ディフューザ
31 天板部
311 天板孔
32 第1静翼
321 第1流路
33 第2静翼
34 ディフューザ筒部
40 ハウジング
41 ハウジング筒部
411 第2流路
42 第1壁部
421 ハウジング連通部
43 第2壁部
44 内方突出部
451 軸受保持部
452 リブ
40a ハウジング
421a ハウジング連通部
40b ハウジング
46 ハウジング蓋部
50 ブロアカバー
501 ブロアカバー凹部
51 インペラカバー
511 吸気口
512 ベルマウス
513 流入管部
52 モータカバー
53 モータベース
54 支持アーム
60 送風路
61 排気口
A 送風装置
Bd 回路基板
Br1 上軸受
Br2 下軸受
Cx 中心軸
F 床面
100
Claims (15)
前記ロータと径方向に対向するステータと、
前記ロータに固定されるインペラと、
前記インペラの下方に配置されるディフューザと、
少なくとも一部が前記ディフューザの下方に配置されて前記ロータおよび前記ステータの径方向外方を囲むハウジングと、を備え、
前記ディフューザは、
前記中心軸と交差する方向に拡がる天板部と、
前記天板部よりも下方に延びるとともに周方向に配列される複数の第1静翼と、を有し、
周方向に隣り合う前記第1静翼の間には、前記ディフューザの径方向外方と径方向内方とを連通する第1流路が形成され、
前記ハウジングの少なくとも一部は、前記第1静翼よりも下方に配置され、
前記第1静翼の径方向内端よりも径方向内方に配置されて周方向に拡がる第1壁部と、
前記第1壁部の径方向外方と内方とを通気可能に繋ぐハウジング連通部と、を有する送風装置。 A rotor that rotates around the central axis that extends up and down,
A stator facing the rotor in the radial direction,
The impeller fixed to the rotor and
With the diffuser placed below the impeller,
A housing, at least in part, located below the diffuser and surrounding the rotor and the stator radially outwardly.
The diffuser is
A top plate that extends in the direction that intersects the central axis,
It has a plurality of first stationary blades that extend downward from the top plate portion and are arranged in the circumferential direction.
A first flow path that communicates the radial outer side and the radial inner side of the diffuser is formed between the first stationary blades adjacent to each other in the circumferential direction.
At least a portion of the housing is located below the first vane.
A first wall portion that is arranged inward in the radial direction from the radial inner end of the first stationary blade and extends in the circumferential direction.
A blower device having a housing communication portion that vertically connects the outer side and the inner side of the first wall portion in the radial direction.
前記内方突出部の径方向内端は、周方向において前記ハウジング連通部の前記インペラの回転方向後方端よりも、前記回転方向前方側に配置される請求項2から請求項5のいずれかに記載の送風装置。 Further provided with an inwardly projecting portion extending radially inward from the radial inner surface of the second wall portion.
The radial inner end of the inwardly projecting portion is any of claims 2 to 5 arranged in the circumferential direction on the front side in the rotation direction of the impeller of the housing communication portion with respect to the rear end in the rotation direction. The blower described.
コアバックと、
前記コアバックから径方向内方に延びるティースと、
前記ティースにインシュレータを介して導線が巻かれることで形成されたコイルと、を有し、
前記コイルの少なくとも一部は、前記ハウジング連通部と径方向に対向する請求項1から請求項7のいずれかに記載の送風装置。 The stator is
With core back
Teeth extending inward in the radial direction from the core back,
It has a coil formed by winding a conducting wire around the tooth via an insulator.
The blower according to any one of claims 1 to 7, wherein at least a part of the coil faces the housing communicating portion in the radial direction.
複数の前記ハウジング連通部は周方向に等間隔で配置され、
前記第1静翼の数は、前記ハウジング連通部の数以上である請求項8に記載の送風装置。 The housing has a plurality of the housing communication portions, and has a plurality of housing communication portions.
The plurality of housing communication portions are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
The blower according to claim 8, wherein the number of the first stationary blades is equal to or larger than the number of the housing communication portions.
複数の前記ハウジング連通部の数は、前記コイルの数の整数倍である請求項8に記載の送風装置。 The housing has a plurality of the housing communication portions, and the housing has a plurality of housing communication portions.
The blower according to claim 8, wherein the number of the plurality of housing communication portions is an integral multiple of the number of the coils.
前記第1壁部と前記軸受保持部とは、前記第1壁部から前記中心軸に近づく方向に延びるリブを介して連結されている請求項1から請求項10のいずれかに記載の送風装置。 The housing has a tubular bearing holding portion that is arranged radially inward from the first wall portion.
The blower according to any one of claims 1 to 10, wherein the first wall portion and the bearing holding portion are connected via a rib extending from the first wall portion in a direction approaching the central axis. ..
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