(57)【要約】      （修正有）【課題】流路上または流路の延長線上に配置された構造物に気流が当たることにより発生する騒音をコントロールする【解決手段】送風機は、モータおよびインペラを内部に収容するブロアケーシングと、複数の静翼１４Ａの下方において周方向の一部に配置される延伸部１５Ａとを有する。静翼は、モータの外周面とブロアケーシングの内周面との間に構成された流路内に配置される。静翼の周方向一方側の端面である一方端面６０Ａは、下端部が上端部よりも周方向他方側に配置される。複数の静翼は、延伸部と周方向に重なる第１静翼１４１Ａと、第１静翼と周方向に隣り合う第２静翼１４２Ａとを含む。第１静翼の一方端面の有する第１案内部６１２Ａと、第２静翼の一方端面の有する第２案内部６２２Ａとは、一部の形状が異なることにより、第１静翼と第２静翼の周方向一方側を通る気流の向きを、異ならせることができる。【選択図】図２
2019132128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータと前記ステータを保持するモータカバーとを含む静止部、および、上下に延びる中心軸を中心として回転する回転部を有するモータと、
前記モータの上方に配置され、前記回転部とともに回転する遠心型のインペラと、
前記モータおよび前記インペラを内部に収容するブロアケーシングと、
径方向において前記モータと前記ブロアケーシングとの間に配置される複数の静翼と、
周方向の一部に配置される延伸部と、
を有し、
前記モータは、上下に延びる筒状の外周面を有し、
前記ブロアケーシングは、
前記インペラの上方に配置され、中央に吸気口が配置される天板部と、
前記天板部から前記モータの径方向外側において下方へ延びる筒状の壁部と、
を有し、
前記壁部の内周面と前記モータの前記外周面との間には、軸方向に繋がり、下端部に外部の空間と連通する排出口を有する流路が構成され、
前記複数の静翼は、前記延伸部の上方において、前記流路内に配置され、
前記複数の静翼の周方向一方側の端面である一方端面はそれぞれ、下端部が上端部よりも周方向他方側に配置され、
前記複数の静翼は、
周方向の少なくとも一部が、前記延伸部と周方向の位置が重なる第１静翼と、
前記第１静翼と周方向に隣り合って配置される第２静翼と、
を含み、
前記第１静翼の前記一方端面である第１一方端面は、
前記第１一方端面の下端部を含む第１案内部
を有し、
前記第２静翼の前記一方端面である第２一方端面は、
前記第２一方端面の下端部を含む第２案内部
を有し、
前記第１案内部と前記第２案内部とは、少なくとも一部の形状が異なる、送風機。
【請求項２】
請求項１に記載の送風機であって、
前記第２静翼は、前記第１静翼の周方向一方側に隣り合って配置され、
前記第１案内部は、下方に向かうにつれて周方向他方側へ傾斜し、
前記第２案内部は、軸方向に垂直、または、下方に向かうにつれて周方向他方側へ傾斜し、
軸方向の各位置において、前記第１案内部の軸方向に対する傾斜角度は、前記第２案内部の軸方向に対する傾斜角度よりも大きい、送風機。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の送風機であって、
前記複数の静翼の前記一方端面はそれぞれ、
前記一方端面の上端部を含む整流部と、
前記整流部の下方に配置され、前記一方端面の下端部を含む案内部と、
を含み、
前記複数の静翼の各前記整流部は、径方向に見て同一形状であり、かつ、周方向に等間隔に配置され、
前記第１案内部は、前記第１静翼の前記案内部であり、
前記第２案内部は、前記第２静翼の前記案内部である、送風機。
【請求項４】
請求項３に記載の送風機であって、
前記整流部は、それぞれ、前記一方端面の上端部から下方に向かうにつれて、周方向他方側へ傾斜するとともに、軸方向に対する傾斜角度が次第に小さくなる、送風機。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の送風機であって、
前記第１案内部は、下方に向かうにつれて、周方向他方側へ傾斜するとともに、軸方向に対する傾斜角度が次第に大きくなる曲面である、送風機。
【請求項６】
請求項５に記載の送風機であって、
前記第２案内部は、下方に向かうにつれて、周方向他方側へ傾斜するとともに、軸方向に対する傾斜角度が次第に大きくなる曲面であり、
前記第１案内部の曲率半径は、前記第２案内部の曲率半径よりも小さい、送風機。
【請求項７】
請求項３または請求項４に記載の送風機であって、
前記案内部はそれぞれ、下方に向かうにつれて、周方向他方側へ傾斜するとともに、軸方向に対する傾斜角度が次第に大きくなる曲面状であり、
前記第１静翼から前記第２静翼まで周方向他方側へ向かうにつれて、各前記静翼の前記案内部の曲率半径は、次第に大きくなる、送風機。
【請求項８】
請求項２ないし請求項７のいずれかに記載の送風機であって、
前記第２静翼の下端面は、軸方向に直交する平面である、送風機。
【請求項９】
請求項２ないし請求項８のいずれかに記載の送風機であって、
前記第１一方端面の下端部と前記第２一方端面の下端部とは、軸方向の位置が同一であり、
前記第２静翼の周方向一方側に隣り合う前記静翼の前記一方端面の下端部と前記第２一方端面の下端部との周方向の距離は、前記第１一方端面の下端部と前記第２一方端面の下端部との周方向の距離よりも小さい、送風機。
【請求項１０】
請求項２ないし請求項８のいずれかに記載の送風機であって、
前記第１静翼の下端部は、前記第２静翼の下端部よりも上方に配置される、送風機。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の送風機であって、
前記延伸部は、前記モータカバーと前記ブロアケーシングとを固定する固定部である、送風機。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の送風機であって、
前記延伸部は、前記ブロアケーシングの下方において、前記モータから径方向外側に延び、前記モータと外部の部材とを接続する接続部である、送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、掃除機や吸排気装置等の高出力の送風装置には、遠心送風機が用いられている。遠心送風機は、駆動力を発生させるモータと、送風を行うインペラと、モータおよびインペラを収容するブロアケーシングとを有する。そして、インペラにより発生させた気流を、モータとブロアケーシングとの間に構成された流路を通って排出させる。従来の遠心送風機については、例えば、特開２０１０−２８１２３２号公報に記載されている。
【０００３】
例えば、特開２０１０−２８１２３２号公報に記載の電動送風機では、インペラにより発生させた気流を、電動送風機モータの一部であるモータケースと、インペラおよび電動機を収容するエアガイドとの間に構成された流路を通って排出させる（図１）。
【特許文献１】特開２０１０−２８１２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特開２０１０−２８１２３２号公報に記載の電動送風機は、その下流側において、防音カバーを介して掃除機本体に固定されている。電気送風機と防音カバーとの固定部は、流路の延長線上に配置されている（図６、段落００３１）。
【０００５】
このように、モータとモータを収容する部材との固定またはモータと外部部材との固定を行うために、流路内または流路の延長線上に固定部を設ける場合がある。流路内または流路の延長線上に何らかの構造物が配置されると、流路内または流路の延長線上の気流が当該構造物に当たり、騒音の原因となり得る。
【０００６】
本発明の目的は、流路上または流路の延長線上に配置された構造物に気流が当たることにより発生する騒音をコントロールすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の例示的な第１発明は、ステータと前記ステータを保持するモータカバーとを含む静止部、および、上下に延びる中心軸を中心として回転する回転部を有するモータと、前記モータの上方に配置され、前記回転部とともに回転する遠心型のインペラと、前記モータおよび前記インペラを内部に収容するブロアケーシングと、径方向において前記モータと前記ブロアケーシングとの間に配置される複数の静翼と、周方向の一部に配置される延伸部と、を有し、前記モータは、上下に延びる筒状の外周面を有し、前記ブロアケーシングは、前記インペラの上方に配置され、中央に吸気口が配置される天板部と、前記天板部から前記モータの径方向外側において下方へ延びる筒状の壁部と、を有し、前記壁部の内周面と前記モータの前記外周面との間には、軸方向に繋がり、下端部に外部の空間と連通する排出口を有する流路が構成され、前記複数の静翼は、前記延伸部の上方において、前記流路内に配置され、前記複数の静翼の周方向一方側の端面である一方端面はそれぞれ、下端部が上端部よりも周方向他方側に配置され、前記複数の静翼は、周方向の少なくとも一部が、前記延伸部と周方向の位置が重なる第１静翼と、前記第１静翼と周方向に隣り合って配置される第２静翼と、を含み、前記第１静翼の前記一方端面である第１一方端面は、前記第１一方端面の下端部を含む第１案内部を有し、前記第２静翼の前記一方端面である第２一方端面は、前記第２一方端面の下端部を含む第２案内部を有し、前記第１案内部と前記第２案内部とは、少なくとも一部の形状が異なる、送風機である。
【発明の効果】
【０００８】
本願の例示的な第１発明によれば、第１静翼の周方向一方側を通る気流の向きと、第２静翼の周方向一方側を通る気流の向きとを、異ならせることができる。これにより、延伸部の位置を考慮して、周方向の位置によって気流の向きを異ならせることができる。したがって、気流が延伸部に当たることにより発生する騒音をコントロール可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１実施形態に係る遠心送風機の縦断面図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る遠心送風機において、径方向外側から見た静翼と延伸部との位置関係を概念的に示した図である。
【図３】図３は、第１実施形態の一変形例に係る遠心送風機において、径方向外側から見た静翼と延伸部との位置関係を概念的に示した図である。
【図４】図４は、第２実施形態に係る遠心送風機の縦断面図である。
【図５】図５は、第２実施形態に係る遠心送風機の下面図である。
【図６】図６は、第２実施形態に係る遠心送風機において、径方向外側から見た静翼と延伸部との位置関係を概念的に示した図である。
【図７】図７は、第２実施形態の一変形例に係る遠心送風機において、径方向外側から見た静翼と延伸部との位置関係を概念的に示した図である。
【図８】図８は、第２実施形態の他の変形例に係る遠心送風機において、径方向外側から見た静翼と延伸部との位置関係を概念的に示した図である。
【図９】図９は、変形例に係る遠心送風機の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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説明する。なお、本願では、遠心送風機の中心軸と平行な方向を「軸方向」、遠心送風機の中心軸に直交する方向を「径方向」、遠心送風機の中心軸を中心とする円周に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、本願では、軸方向を上下方向とし、モータに対してインペラ側を上として、各部の形状および位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、遠心送風機の製造時および使用時の向きを限定する意図はない。
【００１１】
＜１．第１実施形態＞
＜１−１．遠心送風機の構成＞
図１は、第１実施形態に係る遠心送風機１Ａの縦断面図である。図１に示すように、この遠心送風機１Ａは、モータ１１Ａと、インペラ１２Ａと、ブロアケーシング１３Ａと、複数の静翼１４Ａと、延伸部１５Ａとを有する。
【００１２】
モータ１１Ａは、静止部２０Ａと、回転部３０Ａとを有する。静止部２０Ａは、ステータ２１Ａとモータカバー２２Ａとを含む。モータカバー２２Ａは、ステータ２１Ａを保持する。回転部３０Ａは、上下に延びる中心軸９Ａを中心として回転する。また、モータ１１Ａは、上下に延びる筒状の外周面１１０Ａを有する。
【００１３】
インペラ１２Ａは、モータ１１Ａの上方に配置される。インペラ１２Ａは、モータ１１Ａの回転部３０Ａとともに回転する遠心型のインペラである。
【００１４】
ブロアケーシング１３Ａは、モータ１１Ａおよびインペラ１２Ａを内部に収容する。ブロアケーシング１３Ａは、天板部１３１Ａと、壁部１３２Ａとを有する。天板部１３１Ａは、インペラ１２Ａの上方に配置される。また、天板部１３１Ａの中央には、吸気口１０１Ａが配置される。壁部１３２Ａは、天板部１３１Ａからモータ１１Ａの径方向外側において下方へ筒状に延びる。
【００１５】
モータ１１Ａの外周面１１０Ａとブロアケーシング１３Ａの壁部１３２Ａの内周面との間には、軸方向に繋がる流路１０Ａが構成される。流路１０Ａは、その下端部に、外部の空間と連通する排出口１０２Ａを有する。
【００１６】
複数の静翼１４Ａは、径方向においてモータ１１Ａとブロアケーシング１３Ａとの間に配置される。延伸部１５Ａは、周方向の一部に配置される。なお、本実施形態の延伸部１５Ａは、ブロアケーシング１３Ａの下端部から径方向内側へ延びる。また、延伸部１５Ａは、ブロアケーシング１３Ａと同一部材に含まれる。複数の静翼１４Ａは、延伸部１５Ａの上方に配置される。また、複数の静翼１４Ａは、流路１０Ａ内に配置される。
【００１７】
＜１−２．静翼の配置および形状について＞
図２は、径方向外側から見た静翼１４Ａと延伸部１５Ａとの位置関係を概念的に示した図である。図２は、遠心送風機１Ａの軸方向が図面の上下方向となり、遠心送風機１Ａの周方向が図面の左右方向となるように表されている。
【００１８】
図２に示すように、複数の静翼１４Ａは、周方向に間隔を空けて配置される。複数の静翼１４Ａの周方向一方側の端面である一方端面６０Ａはそれぞれ、下端部が上端部よりも周方向他方側に配置される。
【００１９】
複数の静翼１４Ａは、第１静翼１４１Ａと、第２静翼１４２Ａとを有する。第１静翼１４１Ａの周方向の少なくとも一部は、延伸部１５Ａと周方向の位置が重なる。第２静翼１４２Ａは、第１静翼１４１Ａと周方向に隣り合って配置される。
【００２０】
第１静翼１４１Ａの一方端面６０Ａである第１一方端面６１Ａは、第１案内部６１２Ａを有する。第１案内部６１２Ａは、第１一方端面６１Ａの下端部を含む。第２静翼１４２Ａの一方端面６０Ａである第２一方端面６２Ａは、第２案内部６２２Ａを有する。第２案内部６２２Ａは、第２一方端面６２Ａの下端部を含む。
【００２１】
第１案内部６１２Ａと第２案内部６２２Ａとは、少なくとも一部の形状が異なる。これにより、第１静翼１４１Ａの周方向一方側を通る気流の向きと、第２静翼１４２Ａの周方向一方側を通る気流の向きとを、異ならせることができる。このため、延伸部１５Ａの位置を考慮して、周方向の位置によって気流の向きを異ならせることができる。したがって、気流が延伸部１５Ａに当たることにより発生する騒音をコントロール可能である。
【００２２】
また、この遠心送風機１Ａでは、第２静翼１４２Ａは、第１静翼１４１Ａの周方向一方側に隣り合って配置される。第１案内部６１２Ａは、下方に向かうにつれて周方向他方側へ傾斜する。第２案内部６２２Ａは、下方に向かうにつれて周方向他方側へ傾斜する。また、軸方向の各位置において、第１案内部６１２Ａの軸方向に対する傾斜角度は、第２案内部６２２Ａの軸方向に対する傾斜角度よりも大きい。
【００２３】
ここで、図２中には、流路１０Ａ内における気流が矢印で示されている。第１静翼１４１Ａの第１一方端面６１Ａに沿って流れる気流Ｆ１Ａは、第１案内部６１２Ａにより、周方向他方側へと案内される。このため、第１静翼１４１Ａの周方向一方側に沿って流れる気流Ｆ１Ａが、第１静翼１４１Ａの下方に配置される延伸部１５Ａに当たるのが抑制される。一方、第２静翼１４２Ａの第２一方端面６２Ａに沿って流れる気流Ｆ２Ａは、第２案内部６２２Ａにより、気流Ｆ１Ａよりも鉛直下向きに近い方向へと案内される。したがって、第２静翼１４２Ａの周方向一方側に沿って流れる気流Ｆ２Ａが、第２静翼１４２Ａの下方において、延伸部１５Ａよりも周方向他方側へと流れる。これにより、気流Ｆ２Ａが延伸部１５Ａに当たるのが抑制される。
【００２４】
このように、第１案内部６１２Ａの軸方向に対する傾斜角度を、第２案内部６２２Ａの軸方向に対する傾斜角度よりも大きくすることにより、流路１０Ａ内の気流が延伸部１５Ａに当たるのが抑制される。その結果、気流が延伸部１５Ａに当たることにより発生する騒音および振動を低減できる。
【００２５】
＜１−３．変形例＞
図３は、第１実施形態の一変形例に係る遠心送風機において、径方向外側から見た静翼１４Ｂと延伸部１５Ｂとの位置関係を概念的に示した図である。
【００２６】
図３の例では、複数の静翼１４Ｂの一方端面６０Ｂはそれぞれ、整流部６０１Ｂと案内部６０２Ｂとを有する。整流部６０１Ｂは、一方端面６０Ｂの上端部を含む。案内部６０２Ｂは、整流部６０１Ｂの下方に配置され、一方端面６０Ｂの下端部を含む。
【００２７】
複数の静翼１４Ｂの各整流部６０１Ｂは、径方向に見て同一形状である。また、複数の静翼１４Ｂの各整流部６０１Ｂは、周方向に等間隔に配置される。このように、各案内部６０２Ｂの上方に同一形状かつ等間隔に配置された整流部６０１Ｂが有ることにより、静翼１４Ｂの上方から下方へと流れてきた気体が、周方向に隣り合う静翼１４Ｂ間に形成された流路のそれぞれに、均一に流入できる。したがって、静翼１４Ｂの上方から静翼１４Ｂ間へと向かう気流に周方向のムラが生じにくい。その結果、気流が静翼１４Ｂ間に流れ込む際に発生する騒音を低減できる。
【００２８】
図３の例でも、上記の第１実施形態と同様に、第１静翼１４１Ｂの案内部６０２Ｂである第１案内部６１２Ｂと、第２静翼１４２Ｂの案内部６０２Ｂである第２案内部６２２Ｂとは、少なくとも一部の形状が異なる。これにより、延伸部１５Ｂの位置を考慮して、周方向の位置によって気流の向きを異ならせることができる。したがって、気流が延伸部１５Ｂに当たることにより発生する騒音をコントロール可能である。
【００２９】
また、軸方向の各位置において、第１案内部６１２Ｂの軸方向に対する傾斜角度は、第２案内部６２２Ｂの軸方向に対する傾斜角度よりも大きい。これにより、流路１０Ｂ内の気流が延伸部１５Ｂに当たるのを抑制できる。その結果、気流が延伸部１５Ｂに当たることにより発生する騒音および振動を低減できる。なお、図３の例では、第２案内部６２２Ｂが、下方につれて周方向他方側へ傾斜していた。しかしながら、第２案内部６２２Ｂは、軸方向に垂直であってもよい。
【００３０】
＜２．第２実施形態＞
＜２−１．遠心送風機の構成＞
図４は、第２実施形態に係る遠心送風機１の縦断面図である。図５は、遠心送風機１の下面図である。この遠心送風機１は、上部に設けられた吸気口１０１から上方の空気を吸引し、下方へと排出するターボ型遠心ファンである。ターボ型遠心ファンは、シロッコ型遠心ファンと比べて高効率で騒音が少ない。
【００３１】
本実施形態の遠心送風機１は、例えば、掃除機に備えられ、吸引力を生じさせるために使用される。ただし、本発明の遠心送風機は、掃除機以外の用途に使用されてもよい。例えば、レンジフード用のファンや建物のダクトに用いられる給排気装置等の他の送風機器、家電製品、医療機器、産業用の大型設備等に搭載されて、吸気および排気を行うものであってもよい。
【００３２】
図４に示すように、遠心送風機１は、モータ１１と、インペラ１２と、ブロアケーシング１３と、複数の静翼１４と、延伸部１５とを有する。モータ１１の後述する回転部３０と、インペラ１２とは、中心軸９を中心として回転する。
【００３３】
モータ１１は、インナーロータ型のブラシレスＤＣモータである。モータ１１は、静止部２０および回転部３０を有する。静止部２０は、ブロアケーシング１３に対して、相対的に静止する。回転部３０は、静止部２０に対して中心軸９を中心として回転可能に支持される。
【００３４】
静止部２０は、ステータ２１、モータカバー２２、底板２３、回路基板２４、上軸受２５および下軸受２６を有する。回転部３０は、シャフト３１およびロータ３２を有する。
【００３５】
ステータ２１は、回路基板２４から供給される駆動電流に応じて磁束を発生させる電機子である。ステータ２１は、上下に延びる中心軸９の周りを環状に取り囲む。図４に示すように、ステータ２１は、ステータコア２１１、インシュレータ２１２、および複数のコイル２１３を有する。
【００３６】
ステータコア２１１は、電磁鋼板が軸方向に積層された積層鋼板からなる。ステータコア２１１は、円環状のコアバック４１と、コアバック４１から径方向内側に延びる複数のティース４２と、を有する。コアバック４１は、中心軸９と略同軸に配置される。複数のティース４２は、周方向に略等間隔に配列される。
【００３７】
インシュレータ２１２は、ステータコア２１１に取り付けられる。インシュレータ２１２の材料には、絶縁体である樹脂が用いられる。インシュレータ２１２は、ティース４２の軸方向の両端面および周方向の両端面を覆う。コイル２１３は、ティース４２の周囲にインシュレータ２１２を介して巻かれた導線により構成される。
【００３８】
モータカバー２２は、ステータ２１および上軸受２５を保持する部材である。図４に示すように、モータカバー２２は、上板部２２１、側板部２２２および突出部２２３を有する。本実施形態では、ステータコア２１１の外周面の一部が、モータカバーから露出して配置される。モータカバー２２の外周面と、ステータコア２１１の外周面の一部とにより構成されるモータ１１の外周面１１０は、上下に筒状に延びる。
【００３９】
突出部２２３は、側板部２２２の下端部付近から径方向外側に突出する。
【００４０】
底板２３は、モータカバー２２の下方の開口の少なくとも一部を覆う部材である。底板２３は、中心軸９に対して略垂直に拡がる。底板２３は、下軸受２６を保持する中央部２３１と、中央部から径方向外側に延びる外延部２３２とを有する。外延部２３２の外端部を含む一部は、モータカバー２２の突出部２２３と軸方向に重なって配置される。ステータ２１、回路基板２４、上軸受２５、下軸受２６、およびロータ３２は、モータカバー２２および底板２３により構成される筐体の内部に収容される。
【００４１】
モータカバー２２の突出部２２３と、底板２３の外延部２３２により、周方向の一部に配置される延伸部１５が構成される。図４に示すように、モータカバー２２の突出部２２３と、底板２３の外延部２３２と、ブロアケーシング１３の下端部とは、ねじ止めにより固定される。すなわち、延伸部１５は、モータカバー２２とブロアケーシング１３とを固定する固定部である。
【００４２】
図５に示すように、モータカバー２２の突出部２２３と、底板２３の外縁部２３２とは、周方向の３箇所に設けられている。なお、モータカバー２２とブロアケーシング１３との固定箇所は３箇所に限られず、２箇所や４箇所以上であってもよい。また、モータカバー２２とブロアケーシング１３とは、他の方法により固定されてもよい。
【００４３】
回路基板２４は、ステータ２１よりも下側において、中心軸９に対して略垂直に配置される。回路基板２４には、コイル２１３に駆動電流を供給するための電気回路を構成する電子部品が搭載される。コイル２１３を構成する導線の端部は、回路基板２４上の電気回路と電気的に接続される。
【００４４】
上軸受２５は、モータカバー２２に対して、シャフト３１を回転可能に支持する機構である。下軸受２６は、底板２３に対して、シャフト３１を回転可能に支持する機構である。上軸受２５および下軸受２６には、例えば、内輪と外輪との間に球状の転動体が介在する玉軸受が用いられる。
【００４５】
シャフト３１は、中心軸９に沿って配置された円柱状の部材である。シャフト３１は、上軸受２５および下軸受２６に支持され、中心軸９を中心として回転する。シャフト３１の上端部は、モータカバー２２よりも上側へ突出し、インペラ１２が固定される。本実施形態では、インペラ１２がシャフト３１に対して直接的に固定されるが、インペラ１２はシャフト３１に対して、他の部材を介して間接的に固定されてもよい。
【００４６】
ロータ３２は、シャフト３１に固定され、シャフト３１とともに回転する。本実施形態のロータ３２は、略円筒形状に形成されたマグネット樹脂からなる。ロータ３２の外周面には、Ｎ極とＳ極とが、周方向に交互に着磁される。また、ロータ３２の外周面は、ティース４２の径方向内側の端面と、僅かな間隙を介して径方向に対向する。すなわち、ロータ３２は、ステータ２１と径方向に対向する磁極面を有する。
【００４７】
なお、本実施形態では、マグネット樹脂製のロータ３２を使用しているが、ロータ３２は、複数のマグネットを、磁性体である円筒状のロータコアの外周面または内部に固定したものであってもよい。また、単一部材のマグネットでロータ３２を構成してもよい。
【００４８】
モータ１１の駆動時には、回路基板２４上の電気回路からコイル２１３に、駆動電流が供給され、ステータコア２１１の複数のティース４２に、磁束が生じる。これにより、ティース４２とロータ３２との間の磁束が及ぼす作用により、周方向のトルクが発生する。その結果、中心軸９を中心として回転部３０が回転する。そして回転部３０の回転とともに、インペラ１２が回転する。
【００４９】
インペラ１２は、いわゆるターボ型の遠心インペラである。インペラ１２は、モータ１１のモータカバー２２の上方に配置される。図２に示すように、インペラ１２は、上シュラウド５１、下シュラウド５２、および複数のブレード５３を有する。
【００５０】
上シュラウド５１は、筒部５１１と、裾部５１２とを有する。上シュラウド５１は、下シュラウド５２および複数のブレード５３の上方に配置される。筒部５１１は、中心軸９を中心とした略円筒状の部位である。裾部５１２は、筒部５１１の下端部から径方向外側に拡がる。筒部５１１の内周面と、ブロアケーシング１３の後述する円筒部１３０の内周面とにより、吸気口１０１が形成される。すなわち、上シュラウド５１の中央に吸気口１０１が配置される。
【００５１】
下シュラウド５２は、モータカバー２２の上方において、中心軸９に対して略垂直に拡がる。複数のブレード５３は、上シュラウド５１および下シュラウド５２の間に配置される。複数のブレード５３は、周方向に略等間隔に、配置される。遠心送風機１の駆動時には、上シュラウド５１と下シュラウド５２との間の気体が、複数のブレード５３によって径方向外側へと加速される。
【００５２】
ブロアケーシング１３は、天板部１３１と、壁部１３２と、円筒部１３０とを有する。天板部１３１は、インペラ１２の上方に配置され、上シュラウド５１の上面に沿って、環状に拡がる。壁部１３２は、天板部１３１の径方向外端から、モータ１１の径方向外側において、下方へ筒状に延びる。モータ１１およびインペラ１２は、壁部１３２の径方向内側に収容される。円筒部１３０は、天板部１３１の径方向内端から下方へ円筒状に延びる。インペラ１２の筒部５１１の内周面と、円筒部１３０の内周面とにより、吸気口１０１が形成される。すなわち、天板部１３１の中央に吸気口１０１が配置される。
【００５３】
本実施形態のブロアケーシング１３は、上側ケーシング１３３、中央ケーシング１３４および下側ケーシング１３５の３つの環状の部材から形成される。しかしながら、ブロアケーシング１３は、１つの部材から形成されてもよいし、２つまたは４つ以上の部材から形成されてもよい。
【００５４】
モータ１１の外周面１１０と、ブロアケーシング１３の壁部１３２の内周面とは、径方向に間隔を空けて配置される。この外周面１１０と壁部１３２との内周面との間には、軸方向に繋がる流路１０が構成される。流路１０は、遠心送風機１の駆動時における気体の流路となる。流路１０は、その下端部に、外部の空間と連通する排出口１０２を有する。
【００５５】
複数の静翼１４は、径方向においてモータ１１とブロアケーシング１３との間に配置される。また、複数の静翼１４は、延伸部１５の上方において、流路１０内に配置される。本実施形態では、静翼１４とモータカバー２２とは一部材として形成される。しかしながら、静翼１４は、ブロアケーシング１３を構成する部材と一部材として形成されてもよいし、モータカバー２２およびブロアケーシング１３とは別個の部材であってもよい。静翼１４の配置および形状については、後述する。
【００５６】
遠心送風機１の駆動時には、モータ１１のステータ２１に駆動電流が供給され、モータ１１の回転部３０とインペラ１２とが回転する。インペラ１２が回転すると、図４中に矢印で示したように、ブロアケーシング１３の上方の気体が、吸気口１０１を介して吸引され、上シュラウド５１と下シュラウド５２との間を通って、インペラ１２の径方向外側へと排出される。
【００５７】
インペラ１２の径方向外側へと排出された気体は、ブロアケーシング１３の内周面に沿って下向きへと方向を変えて、流路１０内を軸方向下向きに進む。そして、当該気流は、流路１０の下端部において排出口１０２から遠心送風機１の外部へと排出される。
【００５８】
＜２−２．静翼の配置および形状について＞
続いて、遠心送風機１における静翼１４の配置および形状について説明する。図６は、径方向外側から見た静翼１４と延伸部１５との位置関係を概念的に示した図である。図６は、遠心送風機１の軸方向が図面の上下方向となり、遠心送風機１の周方向が図面の左右方向となるように表されている。
【００５９】
図６に示すように、複数の静翼１４は、周方向に間隔を空けて配置されている。複数の静翼１４はそれぞれ、周方向一方側の端面である一方端面６０と、周方向他方側の端面である他方端面７０とを有する。
【００６０】
複数の静翼１４の一方端面６０はそれぞれ、下端部が上端部よりも周方向他方側に配置される。なお、遠心送風機１の駆動時に、インペラ１２の回転により流路１０内に生じる気流は、静翼１４の上方においては、上方側かつ周方向一方側から、下方側かつ周方向他方側へと向かって流れる。すなわち、インペラ１２から静翼１４へと向かう気流は、上方から下方へ向かうにつれて周方向一方側から周方向他方側へと向かう旋回成分を有する。
【００６１】
複数の静翼１４は、第１静翼１４１、第２静翼１４２、第３静翼１４３、第４静翼１４４および第５静翼１４５を含む。第１静翼１４１の周方向の少なくとも一部は、延伸部１５と周方向の位置が重なる。第２静翼１４２は、第１静翼１４１と周方向に隣り合って配置される。具体的には、第２静翼１４２は、第１静翼１４１の周方向一方側に隣り合って配置される。
【００６２】
本実施形態では、周方向他方側から周方向一方側へ向かって第１静翼１４１、第２静翼１４２、第３静翼１４３、第４静翼１４４および第５静翼１４５が順に配置され、第５静翼１４５の周方向一方側には、再び第１静翼１４１が配置される。
【００６３】
図５に示すように、３つの延伸部１５は、周方向に等間隔に配置されている。また、延伸部１５に対する複数の静翼１４の相対位置は、それぞれの延伸部１５に対して同一である。したがって、３つの延伸部１５に対して配置される複数の静翼１４は、第１静翼１４１、第２静翼１４２、第３静翼１４３、第４静翼１４４および第５静翼１４５を、それぞれ３つずつ含む。
【００６４】
静翼１４の一方端面６０はそれぞれ、整流部６０１と、案内部６０２とを有する。整流部６０１は、一方端面６０の上端部を含む。案内部６０２は、一方端面６０の下端部を含む。
【００６５】
複数の静翼１４の各整流部６０１は、径方向に見て同一形状である。なお、複数の静翼１４の各整流部６０１は、軸方向に見ても、同一形状である。また、複数の静翼１４の各整流部６０１は、周方向に等間隔に配置される。このように、各案内部６０２の上方に同一形状かつ等間隔に配置された整流部６０１が有ることにより、静翼１４の上方から下方へと流れてきた気体が、周方向に隣り合う静翼１４間に形成された流路のそれぞれに、均一に流入できる。したがって、静翼１４の上方から静翼１４間へと向かう気流に周方向のムラが生じにくい。その結果、気流が静翼１４間に流れ込む際に発生する騒音を低減できる。
【００６６】
整流部６０１は、それぞれ、一方端面６０の上端部から下方へ向かうにつれて、周方向他方側へ傾斜する。また、整流部６０１はそれぞれ、一方端面６０の上端部から下方へ向かうにつれて、軸方向に対する傾斜角度が次第に小さくなる。整流部６０１は、インペラ１２から静翼１４へと向かう旋回成分を有する気流を、軸方向下方へと向かう気流へと整流する。
【００６７】
ここで、第１静翼１４１の一方端面６０を第１一方端面６１、第２静翼１４２の一方端面６０を第２一方端面６２、第３静翼１４３の一方端面６０を第３一方端面６３、第４静翼１４４の一方端面６０を第４一方端面６４、そして、第５静翼１４５の一方端面６０を第５一方端面６５と称する。
【００６８】
また、第１一方端面６１の案内部６０２を第１案内部６１２、第２一方端面６２の案内部６０２を第２案内部６２２、第３一方端面６３の案内部６０２を第３案内部６３２、第４一方端面６４の案内部６０２を第４案内部６４２、そして、第５一方端面６５の案内部６０２を第５案内部６５２と称する。第１案内部６１２は、第１一方端面６１の下端部を含む。第２案内部６２２は、第２一方端面６２の下端部を含む。
【００６９】
第１案内部６１２と第２案内部６２２とは、少なくとも一部の形状が異なる。これにより、第１静翼１４１の周方向一方側を通る気流の向きと、第２静翼１４２の周方向一方側を通る気流の向きとを、異ならせることができる。このため、延伸部１５の位置を考慮して、周方向の位置によって気流の向きを異ならせることができる。したがって、気流が延伸部１５に当たることにより発生する騒音をコントロール可能である。
【００７０】
第１案内部６１２、第２案内部６２２、第３案内部６３２、第４案内部６４２および第５案内部６５２は、それぞれ、下方に向かうにつれて周方向他方側へ傾斜する。軸方向の各位置において、第１案内部６１２の軸方向に対する傾斜角度は、第２案内部６２２の軸方向に対する傾斜角度よりも大きい。
【００７１】
ここで、図６中には、流路１０内における気流が矢印で示されている。第１静翼１４１の第１一方端面６１に沿って流れる気流Ｆ１は、第１案内部６１２により、周方向他方側へと案内される。このため、第１静翼１４１の周方向一方側に沿って流れる気流Ｆ１が、第１静翼１４１の下方に配置される延伸部１５に当たるのが抑制される。一方、第２静翼１４２の第２一方端面６２に沿って流れる気流Ｆ２は、第２案内部６２２により、気流Ｆ１よりも鉛直下向きに近い方向へと案内される。したがって、第２静翼１４２の周方向一方側に沿って流れる気流Ｆ２が、第２静翼１４２の下方において周方向他方側へと流れて延伸部１５に当たるのが抑制される。
【００７２】
このように、第１案内部６１２の傾斜角度を第２案内部６２２の傾斜角度よりも大きくすることにより、流路１０内の気流が延伸部１５に当たるのが抑制される。その結果、気流が延伸部１５Ａに当たることにより発生する騒音および振動を低減できる。
【００７３】
第１案内部６１２、第２案内部６２２、第３案内部６３２、第４案内部６４２および第５案内部６５２は、それぞれ、下方に向かうにつれて軸方向に対する傾斜角度が次第に大きくなる曲面である。このように、各案内部６０２が曲面状であることにより、各案内部６０２に沿って流れる気流を、所望の方向に案内しやすい。このため、第１案内部６１２が曲面状であることにより、第１案内部６１２に沿って流れる気流Ｆ１を、周方向他方側へと案内しやすい。
【００７４】
また、第１案内部６１２の曲率半径は、第２案内部６２２の曲率半径よりも小さい。このため、第１案内部６１２に沿って流れる気流Ｆ１は、第２案内部６２２に沿って流れる気流Ｆ２と比べて、より周方向他方側へと案内される。
【００７５】
ここで、本実施形態では、延伸部１５および５つの静翼１４１〜１４５が周方向に等間隔に繰り返し配置されている。このような場合に、図６に示すように、第１静翼１４１から、当該第１静翼１４１よりも周方向他方側に配置される第２静翼１４２まで、周方向他方側へ向かうにつれて、各静翼１４の案内部６０２の曲率半径が、次第に大きくなる。なお、「曲率半径が次第に大きくなる」には、周方向に隣り合う静翼１４の案内部６０２の曲率半径が同一である場合も含むものとする。
【００７６】
具体的には、第１静翼１４１の周方向他方側に隣り合う第５静翼１４５の第５案内部６５２の曲率半径は、第１静翼１４１の第１案内部６１２の曲率半径と同一である。第５静翼１４５の周方向他方側に隣り合う第４静翼１４４の第４案内部６４２の曲率半径は、第５静翼１４５の第５案内部６５２の曲率半径と同一である。第４静翼１４４の周方向他方側に隣り合う第３静翼１４３の第３案内部６３２の曲率半径は、第４静翼１４４の第４案内部６４２の曲率半径よりも大きい。そして、第３静翼１４３の周方向他方側に隣り合う第２静翼１４２の第２案内部６２２の曲率半径は、第３静翼１４３の第３案内部６３２の曲率半径よりも大きい。
【００７７】
このように、案内部６０２の曲率半径が次第に変化することにより、隣り合う２つの静翼１４のそれぞれの一方端面６０に沿って流れる２つの気流の向きが大きく異ならない。したがって、当該気流同士が衝突して乱流が生じるのが抑制される。その結果、騒音が大きくなるのが抑制される。
【００７８】
本実施形態では、第１静翼１４１の下端部と、第２静翼１４２の下端部とは、軸方向の位置が同一である。第１案内部６１２の軸方向に対する傾斜角度が、第２案内部６２２の軸方向に対する傾斜角度よりも大きいことにより、第１案内部６１２の上端と下端との周方向の距離は、第２案内部６２２の上端と下端との周方向の距離よりも大きい。ここで、複数の静翼１４について、一方端面６０の整流部６０１の形状は同一である。したがって、第１一方端面６１の上端と下端との周方向の距離は、第２一方端面６２の上端と下端との周方向の距離よりも大きい。
【００７９】
このため、第２静翼１４２の第２一方端面６２の下端部と第３静翼１４３の第３一方端面６３の下端部との周方向の距離は、第１静翼１４１の第１一方端面６１の下端部と第２静翼１４２の第２一方端面６２の下端部との周方向の距離よりも小さい。
【００８０】
また、複数の静翼１４は、他方端面７０の形状が同一である。第１静翼１４１では、第１一方端面６１の下端部と他方端面７０の下端部とが一致する。すなわち、第１静翼１４１は下端面を有していない。しかしながら、第２静翼１４２では、第２一方端面６２の下端部と他方端面７０の下端部とが周方向に離れて配置される。このため、第２静翼１４２の下端面は、軸方向に直交する平面を有する。
【００８１】
このように、流路１０内に静翼１４を配置することにより、流路１０内を上方から下方へと向かう気流の周方向の向きを調整できる。これにより、気流が延伸部１５に当たるのを抑制できる。その結果、当該気流が延伸部１５に当たることにより発生する騒音を低減できる。
【００８２】
＜２−３．変形例＞
図７は、第２実施形態の一変形例に係る遠心送風機において、径方向外側から見た静翼１４Ｃと延伸部１５Ｃとの位置関係を概念的に示した図である。
【００８３】
図７の例では、第２静翼１４２Ｃの他方端面７０Ｃの形状が、第１静翼１４１Ｃを含む他の静翼１４Ｃの他方端面７０Ｃの形状と異なっている。具体的には、第２静翼１４２Ｃの他方端面７０Ｃの下端部付近は、下方に向かうにつれて周方向他方側へ傾斜する。また、当該部位は、下方に向かうにつれて軸方向に対する傾斜角度が次第に大きくなる曲面である。これにより、第１静翼１４１Ｃの周方向一方側かつ第２静翼１４２Ｃの周方向他方側を通る気流を、より周方向他方側へと案内できる。このように、他方端面の形状は、静翼ごとに異なっていてもよい。
【００８４】
図８は、第２実施形態の他の変形例に係る遠心送風機において、径方向外側から見た静翼１４Ｄと延伸部１５Ｄとの位置関係を概念的に示した図である。
【００８５】
図８の例では、第１静翼１４１Ｄの下端部は、第２静翼１４２Ｄを含む他の静翼１４Ｄの下端部よりも上方に配置される。これにより、第１静翼１４１Ｄの周方向一方側を通る気流Ｆ１Ｄが、他の静翼１４Ｄよりも上方の位置から周方向他方側へと案内される。したがって、気流Ｆ１Ｄが、より周方向他方側へと向かいやすい。その結果、気流Ｆ１Ｄが延伸部１５Ｄに当たるのがより抑制される。このように、静翼の下端部の軸方向の位置は、静翼ごとに異なっていてもよい。
【００８６】
＜３．その他の変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態には限定されない。
【００８７】
上記の実施形態および変形例では、延伸部がモータカバーとブロアケーシングとを繋いだが、本発明はこれに限られない。
【００８８】
図９は、本発明の変形例に係る遠心送風機１Ｅの縦断面図である。この遠心送風機１Ｅは、遠心送風機１Ｅの外部の部材８Ｅに固定されて用いられる。この遠心送風機１Ｅでは、モータカバー２２Ｅが、ブロアケーシング１３Ｅの下端部よりも下方に延びる固定筒部２２４Ｅと、固定筒部２２４Ｅから部材８Ｅへ径方向外側へ延びる接続部２２５Ｅを有する。すなわち、接続部２２５Ｅは、ブロアケーシング１３Ｅの下方において、モータ１１Ｅから径方向外側に延びる。また、接続部２２５Ｅは、モータ１１Ｅと外部の部材８Ｅとを接続する。
【００８９】
図９の例では、この接続部２２５Ｅが、静翼１４Ｅの下方において、周方向の一部に配置される延伸部１５Ｅを構成する。このように、延伸部は、遠心送風機の一部と、外部の部材とを接続する接続部であってもよい。
【００９０】
また、上記の実施形態および変形例では、径方向から見て同一形状の延伸部が周方向に等間隔に配置されていた。このため、１つの延伸部の周辺における静翼の配置関係と、他の延伸部の周辺における静翼の配置関係とが、同一であった。しかしながら、本発明はこの限りではない。複数の延伸部は、それぞれ、異なる形状をしていてもよい。また、延伸部同士の周方向の間隔は、必ずしも同一でなくてもよい。その場合、１つの延伸部の周辺における静翼の配置関係と、他の延伸部の周辺における静翼の位置関係とは、異なっていてもよい。
【００９１】
また、上記の実施形態では、静翼が、流路の径方向内端から径方向外端まで延びている。しかしながら、静翼は、流路内の径方向の一部の領域に配置されてもよい。
【００９２】
また、各部材の細部の形状については、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。また、上述した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、送風機に利用できる。
【符号の説明】
【００９４】
１，１Ａ，１Ｅ  遠心送風機
９，９Ａ  中心軸
１０，１０Ａ，１０Ｂ  流路
１１，１１Ａ，１１Ｅ  モータ
１２，１２Ａ  インペラ
１３，１３Ａ，１３Ｅ  ブロアケーシング
１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ，１４Ｅ  静翼
１５，１５Ａ，１５Ｂ１５Ｃ，１５Ｄ，１５Ｅ  延伸部
２０，２０Ａ  静止部
２１，２１Ａ  ステータ
２２，２２Ａ，２２Ｅ  モータカバー
２３  底板
３０，３０Ａ  回転部
６０，６０Ａ，６０Ｂ  一方端面
６１，６１Ａ  第１一方端面
６２，６２Ａ  第２一方端面
１０１，１０１Ａ  吸気口
１０２，１０２Ａ  排出口
１１０，１１０Ａ  外周面
１４１，１４１Ａ，１４１Ｂ，１４１Ｃ，１４１Ｄ  第１静翼
１４２，１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃ，１４２Ｄ  第２静翼
２２３  突出部
２２５Ｅ  接続部
２３２  外延部
６０１，６０１Ｂ  整流部
６０２，６０２Ｂ  案内部
６１２，６１２Ａ，６１２Ｂ  第１案内部
６２２，６２２Ａ，６２２Ｂ  第２案内部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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