(57)【要約】      （修正有）【課題】インペラにおけるクラックの発生を抑制することができる技術を提供する。【解決手段】羽根車は、中心軸Ｃに沿って配置され、軸方向からの平面視において円形状のシャフト１２と、シャフトの軸方向の一端部が固定されるインペラ筒部１１２を有するインペラと、を有する。インペラ筒部は、周方向に間隔をあけて配置され、シャフトに接触してシャフトを固定する複数の第１部分１１２１と、シャフトと径方向に間隔をあけて対向し、周方向に隣り合う２つの第１部分の間に位置する第２部分１１２２と、を内周面に有する。【選択図】図６
2019015205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
羽根車であって、
中心軸に沿って配置され、軸方向からの平面視において円形状のシャフトと、
前記シャフトの軸方向の一端部が固定されるインペラ筒部を有するインペラと、
を有し、
前記インペラ筒部は、
周方向に間隔をあけて配置され、前記シャフトに接触して前記シャフトを固定する複数の第１部分と、
前記シャフトと径方向に間隔をあけて対向し、周方向に隣り合う２つの前記第１部分の間に位置する複数の第２部分と、
を内周面に有する、羽根車。
【請求項２】
前記シャフトは、複数の前記第１部分に圧入固定されている、請求項１に記載の羽根車。
【請求項３】
前記シャフトは、前記一端部の外周面に、径方向に凹む複数の溝部を有する、請求項１又は２に記載の羽根車。
【請求項４】
前記シャフトと前記第２部分との径方向の間には接着剤が配置され、
前記接着剤は、前記シャフトと前記インペラ筒部とを接続している、請求項１から３のいずれか１項に記載の羽根車。
【請求項５】
前記インペラは、
外周面に複数の羽根を有する円錐状のインペラベース部と、
前記インペラベース部の径方向内側に位置する前記インペラ筒部と、
前記インペラベース部と前記インペラ筒部との径方向の間に位置する空隙部と、
を有し、
前記一端部の軸方向の少なくとも一部は、前記空隙部を介して前記インペラベース部に対向する、請求項１から４のいずれか１項に記載の羽根車。
【請求項６】
前記インペラは、
外周面に複数の羽根を有する円錐状のインペラベース部と、
前記インペラベース部の径方向内側に位置する前記インペラ筒部と、
前記インペラベース部と前記インペラ筒部との径方向の間に位置する空隙部と、
前記空隙部に配置され、前記インペラ筒部と前記インペラベース部とを径方向に接続する複数のリブと
を有し、
前記リブは、径方向において、前記第２部分と重なる、請求項１から４のいずれか１項に記載の羽根車。
【請求項７】
前記インペラ筒部の内周面は、軸方向からの平面視において、多角形状又は楕円状であり、
前記第１部分は、前記インペラ筒部の内周面の、前記中心軸からの径方向距離が最小となる部分を含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の羽根車。
【請求項８】
前記インペラ筒部は、内周面に、周方向に間隔をあけて配置され、径方向内側に突出する複数の凸部を有し、
前記第１部分は、前記凸部の前記シャフトと径方向に対向する面の少なくとも一部を含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の羽根車。
【請求項９】
前記インペラ筒部の内周面において、前記凸部が配置される領域の前記中心軸に対する周方向の角度は、周方向に隣り合う２つの前記凸部の間の領域の前記中心軸に対する周方向の角度と比べて同じ、又は小さい、請求項８に記載の羽根車。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の羽根車を有する、送風装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、羽根車及び送風装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１５−１４０７９６号公報には、回転バランスを低下させることなく遠心ファンを回転軸に対して確実に回り止めできる電動送風機が開示される。電動送風機は、ブラシレスモータのロータの回転軸の回転により回転する遠心ファンを有する。遠心ファンは、中央部を貫通し回転軸が挿通される挿通孔を有する筒状のファン本体を備える。遠心ファンは、挿通孔の内部にファン本体の軸方向に沿って設けられ、挿通孔の一端側と連通するとともに、挿通孔の他端側と連通しない溝部を備える。電動送風機は、樹脂材料により形成され、回転軸の外周面に固着されて溝部に嵌合されることで回転軸と遠心ファンとを周方向に回り止めする回り止め部を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１４０７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、電動送風機の遠心ファンを高速回転させる要求が高まっている。樹脂材料によって遠心ファンを回転軸に固定する構成では、高速回転時の耐久性が不足する可能性がある。例えば、回転軸を遠心ファンに強固に圧入固定する構成とすることで、高速回転時の耐久性を向上することができる。しかし、例えば回転軸を遠心ファンに強固に圧入固定する構成では、製造時において遠心ファンにクラックが生じる可能性がある。
【０００５】
本発明は、インペラにおけるクラックの発生を抑制することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の例示的な羽根車は、中心軸に沿って配置され、軸方向からの平面視において円形状のシャフトと、前記シャフトの軸方向の一端部が固定されるインペラ筒部を有するインペラと、を有する。前記インペラ筒部は、周方向に間隔をあけて配置され、前記シャフトに接触して前記シャフトを固定する複数の第１部分と、前記シャフトと径方向に間隔をあけて対向し、周方向に隣り合う２つの前記第１部分の間に位置する複数の第２部分と、を内周面に有する。
【０００７】
また、本発明の例示的な送風装置は、上記羽根車を有する。
【発明の効果】
【０００８】
例示的な本発明は、インペラにおけるクラックの発生を抑制することができる技術を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る掃除機の斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る送風装置の斜視図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る送風装置の垂直断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る羽根車の斜視図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る羽根車の垂直断面図である。
【図６】図６は、インペラ筒部とシャフトとの関係を示す水平断面図である。
【図７】図７は、シャフトの一端部の構成を示す模式図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態に係る羽根車の第１変形例を説明するための図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態に係る羽根車の第２変形例を説明するための図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態に係る羽根車の第３変形例を説明するための図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態に係る羽根車の第４変形例を説明するための図である。
【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詳細に説明する。なお、本明細書では、羽根車１及び送風装置１００において、羽根車１の中心軸Ｃと平行な方向を「軸方向」、羽根車１の中心軸Ｃに直交する方向を「径方向」、羽根車１の中心軸Ｃ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。
【００１１】
また、本明細書では、送風装置１００において、軸方向を上下方向とし、モータ２に対してインペラ１１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、実際の位置関係及び方向を限定しない。
【００１２】
また本明細書では、掃除機２００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、実際の位置関係及び方向を限定しない。
【００１３】
また、「上流」及び「下流」は羽根車１を回転させた際に吸気口１０２から吸い込まれる空気の流通方向の上流及び下流をそれぞれ示す。
【００１４】
＜１．掃除機の概要＞
本発明の例示的な実施形態の羽根車１を有する送風装置１００を搭載した掃除機について以下説明する。図１は、本発明の実施形態に係る掃除機２００の斜視図である。掃除機２００は所謂スティック型の電気掃除機である。掃除機２００は、下面及び上面にそれぞれ吸気部２０２及び排気部２０３が設けられた筐体２０１を有する。筐体２０１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られた電源コンセント（不図示）に接続され、掃除機２００に電力を供給する。なお、掃除機２００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。
【００１５】
筐体２０１内には吸気部２０２と排気部２０３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１００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捕集され、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２０１に対して着脱可能に構成される。
【００１６】
筐体２０１の上部には把持部２０４及び操作部２０５が設けられる。使用者は把持部２０４を把持して掃除機２００を移動させることができる。操作部２０５は複数のボタン２０５ａを有する。使用者は、ボタン２０５ａの操作によって掃除機２００の動作設定を行う。例えば、ボタン２０５ａの操作により、送風装置１００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２０２には棒状の吸引管２０６が接続される。吸引管２０６の上流端には吸引ノズル２０７が吸引管２０６に対して着脱可能に取り付けられる。なお、吸引管２０６の上流端は、図１において吸引管２０６の下端である。
【００１７】
＜２．送風装置の概要＞
図２は、本発明の実施形態に係る送風装置１００の斜視図である。図３は、本発明の実施形態に係る送風装置１００の垂直断面図である。送風装置１００は、掃除機２００に搭載されて空気を吸引する。送風装置１００は羽根車１を有する。
【００１８】
送風装置１００は、水平断面円形の筒状のファンケーシング１０１を有する。ファンケーシング１０１は、羽根車１及びモータ２を内部に収納する。ファンケーシング１０１の上部には、上下方向に開口する吸気口１０２が設けられる。吸気口１０２には、上端から径方向内側に傾斜して下方に延びるベルマウス１０２ａが設けられる。これにより、吸気口１０２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。ファンケーシング１０１の下面は上下方向に開口する。
【００１９】
インペラ１１を有する羽根車１は、インペラ１１の下方に配置されるモータ２に連結される。モータ２の駆動により、羽根車１は、上下に延びる中心軸Ｃを中心として回転する。本実施形態では、羽根車１は、図２に示すＲ方向に回転する。羽根車１の詳細については後述する。
【００２０】
モータ２は、水平断面円形の筒状のモータハウジング２０を有する。ファンケーシング１０１とモータハウジング２０との隙間に、流路１０３が形成される。流路１０３は上端（上流端）でインペラ１１に連通し、流路１０３の下端（下流端）には排気口１０４が形成される。後述のステータ２２の下方には、円板状の下蓋２１が配置される。下蓋２１によりモータハウジング２０の下面が覆われる。下蓋２１は、不図示の螺子によってモータハウジング２０に取り付けられる。
【００２１】
モータハウジング２０の外周面には、複数の静翼２０ａが周方向に並んで設けられる。静翼２０ａは、板状に構成される。静翼２０ａは、上方へ行くほど羽根車１の回転方向Ｒと反対方向に向かって傾斜する。静翼２０ａは、上側が凸に湾曲する。複数の静翼２０ａの外縁は、ファンケーシング１０１の内面に接する。静翼２０ａは、送風装置１００の駆動によって、矢印Ｓに示すように気流を下方に案内する。
【００２２】
モータ２は、所謂インナーロータ型のモータであり、ステータ２２、ロータ２３、軸受部２４、及び、回路基板２５を有する。
【００２３】
ステータ２２は、ロータ２３の径方向外方に配置される。ステータ２２は、ステータコア２２１及びインシュレータ２２２を有する。ステータコア２２１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２２１は、環状のコアバック２２１ａと、複数のティース２２１ｂと、を有する。複数のティース２２１ｂは、コアバック２２１ａの内周面から径方向内方に延びて放射状に形成される。複数のティース２２１ｂは、周方向に等間隔に配列される。
【００２４】
インシュレータ２２２は、樹脂等の絶縁材料により構成され、ステータコア２２１の少なくとも一部を覆う。コイル２２３は、インシュレータ２２２を介してティース２２１ｂの周囲に導線を巻き回して構成される。すなわち、コイル２２３とティース２２１ｂとの間には、インシュレータ２２２が配置される。インシュレータ２２２により、ティース２２１ｂとコイル２２３とが絶縁される。
【００２５】
ロータ２３は、円筒形状のロータハウジング２３１及び複数のマグネット２３２を有する。ロータハウジング２３１は、羽根車１のシャフト１２を保持する。複数のマグネット２３２は、ロータハウジング２３１の外周面に配置される。各マグネット２３１の径方向外側の面は、各ティース２２１ｂの径方向内側の端面と対向する。複数のマグネット２３２は、Ｎ極の磁極面とＳ極の磁極面とが交互に並び、周方向に等間隔に配置される。なお、複数のマグネット２３２に替えて、単一の環状のマグネットが用いられてもよい。この場合、マグネットの外周面にＮ極とＳ極とが周方向に交互に着磁されればよい。また、マグネット及びロータハウジングが磁性体粉を配合した樹脂により一体に成形されてもよい。
【００２６】
ロータハウジング２３１に保持されたシャフト１２は、上下の軸受部２４により回転可能に支持され、中心軸Ｃを中心としてロータ２３とともに回転する。回転方向は、図２に示すＲ方向である。上方の軸受部２４は、モータハウジング２０の上部の中央部に支持される。下方の軸受部２４は、下蓋２１の中央部に支持される。本実施形態では、上方の軸受部２４はボールベアリングを有し、下方の軸受部２４はすべり軸受を有する。なお、上下の軸受部２４は他の方式の軸受を有してもよい。例えば、上下の軸受部２４は、いずれもボールベアリングを有してもよい。
【００２７】
回路基板２５は、下蓋２１の下方に配置される。回路基板２５は、円形状であり、例えばエポキシ樹脂等の樹脂により形成される。回路基板２５上には、電子部品２５１が配置される。電子部品２５１には、ＡＣ／ＤＣコンバータ、インバータ、制御回路等が含まれる。回路基板２５は、不図示の接続端子によってステータ２２と電気的に接続されている。商用電源から供給される交流電力が直流電力に変換され、インバータを介してコイル２２３に電力が供給されることによってモータ２は駆動する。送風装置１００は、モータ２の駆動によって羽根車１を回転させ、風の流れを発生させる。
【００２８】
＜３．羽根車の詳細＞
図４は、本発明の実施形態に係る羽根車１の斜視図である。図５は、本発明の実施形態に係る羽根車１の垂直断面図である。図５は羽根車１の一部を示す。図４及び図５に示すように、羽根車１は、シャフト１２とインペラ１１とを有する。
【００２９】
シャフト１２は、中心軸Ｃに沿って配置される。シャフト１２は、軸方向からの平面視において円形状である。シャフト１２は金属製の棒状部材である。本実施形態では、シャフト１２はステンレス製である。シャフト１２は、円柱状又は円筒状であってよい。
【００３０】
インペラ１１は、所謂斜流インペラである。本実施形態では、インペラ１１は、アルミニウム合金を用いて鋳造によって形成される。ただし、インペラ１１は、他の金属を用いて形成されてもよい。インペラ１１は、金属製に限らず、樹脂製であってもよい。高速回転時における耐久性を向上する等の目的で、インペラ１１は鋳造品であることが好ましい。インペラ１１は、インペラベース部１１１と、インペラ筒部１１２と、空隙部１１３と、を有する。
【００３１】
インペラベース部１１１は、外周面に複数の羽根１１１ａを有する。本実施形態では、インペラベース部１１１は円錐状である。詳細には、インペラベース部１１１の直径は、下方に向かうにつれて大きくなる。インペラベース部１１１の下端部は開口している。開口の形状は、軸方向からの平面視において円形状である。なお、円錐状には円錐台形状も含まれてよい。図３に示すように、送風装置１００において、インペラベース部１１１の上端部はベルマウス１０２ａの下端と略同じ高さに配置される。複数の羽根１１１ａは、インペラベース部１１１の外周面上に周方向に並んで配置される。各羽根１１１ａにおいて、羽根１１１ａの上部は、羽根１１１ａの下部よりも回転方向Ｒの前方に位置する。
【００３２】
インペラ筒部１１２は、インペラベース部１１１の径方向内側に位置する。インペラ筒部１１２には、シャフト１２の一端部が固定される。本実施形態では、インペラ筒部１１２には、シャフト１２の上端部が固定される。図６は、インペラ筒部１１２とシャフト１２との関係を示す水平断面図である。
【００３３】
図６に示すように、インペラ筒部１１２は、軸方向からの平面視において、外形が円形状である。ただし、インペラ筒部１１２の外形は、軸方向からの平面視において円形状に限定されず、他の形状であってよい。インペラ筒部１１２の外形は、軸方向からの平面視において、例えば多角形状又は楕円形状等であってよい。インペラ筒部１１２の外形を円形状とすることによって空気抵抗を減らすことができる。
【００３４】
図６に示すように、インペラ筒部１１２は、複数の第１部分１１２１と、複数の第２部分１１２２とを内周面１１２ａに有する。複数の第１部分１１２１は、周方向に間隔をあけて配置され、シャフト１２に接触してシャフト１２を固定する。複数の第２部分１１２２のそれぞれは、シャフト１２と径方向に間隔をあけて対向し、周方向に隣り合う２つの第１部分１１２１の間に位置する。換言すると、周方向に隣り合う２つの第１部分１２１の間には、１つの第２部分１１２２が位置する。
【００３５】
本構成では、周方向において、シャフト１２の外周面１２ａの一部をインペラ筒部１１２の内周面１１２ａに接触させることによって、シャフト１２をインペラ筒部１１２に固定する。本構成では、周方向において、インペラ筒部１１２はシャフト１２から径方向に離れた部分を有する。シャフト１２から径方向に離れた部分は変形し易いために、本構成では、シャフト１２からインペラ筒部１１２に加わる力を分散させることができる。すなわち、本構成によれば、インペラ筒部の内周面を円形状に設け、シャフト１２の外周面全周をインペラ筒部の内周面に接触させて固定する場合に比べて、インペラ１１におけるクラックの発生を低減することができる。本実施形態の羽根車１を有する送風装置１００は、製造時において、インペラ１１におけるクラックの発生を抑制できるために、効率良く製造することができる。
【００３６】
本実施形態では、シャフト１２は、複数の第１部分１１２１に圧入固定されている。換言すると、第１部分１１２１は、シャフト１２がインペラ筒部１１２に圧入される区間である。第２部分１１２２は、シャフト１２がインペラ筒部１１２に圧入されない区間である。詳細には、複数の第１部分１１２１は、周方向にほぼ等間隔に配置される。複数の第２部分１１２２のそれぞれは、周方向に隣り合う２つの第１部分１１２１の間に挟まれる。シャフト１２は、高速回転するインペラ１１をしっかりと保持する必要があるために、複数の第１部分１１２１に強圧入により固定されている。インペラ１１は、例えば１０００００ｒｐｍ以上の回転速度で回転する。
【００３７】
本実施形態では、シャフト１２は、周方向において、インペラ筒部１１２の内周面１１２ａの一部に圧入固定されており、残りの部分とは接触していない。このために、インペラ筒部１１２にシャフト１２が圧入された場合にインペラ筒部１１２に発生する圧入応力を分散することができ、シャフト１２の圧入によってインペラ１１にクラックが生じることを抑制することができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、シャフト１２は、インペラ筒部１１２に圧入される構成としているが、この構成に限定されない。例えば、シャフト１２は、インペラ筒部１１２に焼嵌めによって固定される構成としてもよい。焼嵌めにおいては、インペラ筒部１１２が加熱され、加熱によって拡がったインペラ筒部１１２の孔にシャフト１２が入れられる。インペラ筒部１１２の冷却に伴う熱収縮によって、シャフト１２はインペラ筒部１１２に固定される。焼嵌めの場合においても、シャフト１２から径方向に離れた部分の存在によって、シャフト１２からインペラ筒部１１２に加わる力を分散させることができる。このために、シャフト１２をインペラ筒部１１２に固定する際に、インペラ１１にクラックが生じることを抑制することができる。
【００３９】
本実施形態においては、インペラ筒部１１２の内周面１１２ａは、軸方向からの平面視において、多角形状又は楕円状である。インペラ筒部１１２の内周面１１２ａにおいてシャフト１２が固定される部位の形状は、上端から下端まで同一形状である。第１部分１１２１は、インペラ筒部１１２の内周面１１２ａの、中心軸Ｃからの径方向距離Ｄが最小となる部分を含む。本構成によれば、インペラ筒部１１２の内周面１１２ａの形状が複雑になり難く、羽根車１の製造を行い易くすることができる。
【００４０】
本実施形態においては、詳細には、インペラ筒部１１２の内周面１１２ａは、軸方向からの平面視において五角形状である。ただし、インペラ筒部１１２の内周面１１２ａは、五角形状に限らず、三角形状等の他の多角形状であってよい。より詳細には、インペラ筒部１１２の内周面１１２ａは、軸方向からの平面視において正五角形状である。正五角形状とすることによって、インペラ１１の回転時のバランスを保ち易くすることができる。また、シャフト１２からインペラ筒部１１２に加わる力を均等に分散させることができる。第１部分１１２１は、正五角形の各辺の中点位置を含む。すなわち、５つの第１部分１１２１がある。第２部分１１２２は、正五角形の頂部を含む。なお、インペラ筒部１１２の内周面１１２ａが多角形状である場合においては、多角形の各頂部は、必ずしも尖っている必要はなく、丸みを帯びていてもよい。また、多角形の隣り合う頂部を結ぶ線は、必ずしも直線である必要はなく、湾曲していてもよい。
【００４１】
図４及び図５に示すように、空隙部１１３はインペラベース部１１１とインペラ筒部１１２との径方向の間に位置する。空隙部１１３の径方向の幅は、インペラ筒部１１２の下方から上方に向けて徐々に小さくなる。シャフト１２のインペラ筒部１１２に固定される一端部の少なくとも一部は、空隙部１１３を介してインペラベース部１１１に対向する。シャフト１２のインペラ筒部１１２に固定される一端部は、その全てが空隙部１１３を介してインペラベース部１１１に対向することが好ましい。本実施形態では、シャフト１２のインペラ筒部１１２に固定される一端部の大部分が、空隙部１１３を介してインペラベース部１１１に径方向に対向する。
【００４２】
本構成では、軸方向においてシャフト１２とインペラ筒部１１２とが圧入によって接触する区間の少なくとも一部が、空隙部１１３を介してインペラベース部１１１に径方向に対向している。このために、シャフト１２からインペラ筒部１１２に加わる力がインペラベース部１１１に伝達されることを抑制することができる。このために、インペラベース部１１１に設けられる羽根１１１ａの変形を防止することができる。
【００４３】
図７は、シャフト１２の一端部の構成を示す模式図である。図７において、シャフト１２の右に示す図は、シャフト１２上の破線で囲んだ部分の概略拡大図である。図７に示すように、シャフト１２は、インペラ筒部１１２に固定される一端部の外周面に、径方向に凹む複数の溝部１２１を有する。
【００４４】
本実施形態では、複数の溝部１２１には、軸方向に対して互いに反対方向に傾斜して交差する複数の溝部が含まれる。これにより、シャフト１２の、インペラ筒部１１２に固定される一端部の外周面には、微細な凹凸が設けられている。本構成によれば、インペラ筒部１１２とシャフト１２とが圧入によって固定される部分において、インペラ筒部１１２の一部をシャフト１２の溝部１２１に入り込ませることができるために、シャフト１２をインペラ筒部１１２に対して強固に固定することができる。
【００４５】
なお、微細な凹凸を構成する複数の溝部１２１は、例えばローレット加工によって形成することができる。また、シャフト１２の一端部に構成される微細な凹凸は、上述の構成に限らず、例えば、軸方向に対して平行、垂直または１方向のみに傾斜した方向に延びる複数の溝部によって構成されてもよい。また、本実施形態では、シャフト１２の一端部に複数の溝部１２１を設けたが、当該溝部１２１は設けられなくてもよい。
【００４６】
＜４．変形例等＞
＜４−１．第１変形例＞
図８は、本発明の実施形態に係る羽根車１の第１変形例を説明するための図である。詳細には、図８は、インペラ筒部１１２Ａとシャフト１２Ａとの関係を示す水平断面図である。第１変形例においては、シャフト１２Ａと第２部分１１２２Ａとの径方向の間には、接着剤１３が配置される。接着剤１３は、シャフト１２Ａとインペラ筒部１１２Ａとを接続している。接着剤１３は、例えばエポキシ系の樹脂等で構成されてよい。
【００４７】
本変形例の構成によれば、第１部分１１２１Ａにおける圧入固定に加えて、接着剤１３によってシャフト１２Ａとインペラ筒部１１２Ａとを固定することができるために、シャフト１２Ａをインペラ筒部１１２に強固に固定することができる。また、接着剤１３は、シャフト１２Ａに対してインペラ筒部１１２Ａが回転することを防止する回り止めとして機能することができる。
【００４８】
例えば、接着剤１３は、シャフト１２Ａを圧入する前にインペラ筒部１１２Ａの内周面１１２ａＡに塗布しておくことによって、シャフト１２Ａと第２部分１１２２Ａとの径方向の間に配置される構成としてよい。別の例として、接着剤１３は、インペラ筒部１１２Ａにシャフト１２Ａを圧入後、シャフト１２Ａと第２部分１１２２Ａとの径方向の間に充填される構成としてよい。前者のように、予め液状の接着剤１３をインペラ筒部１１２Ａの内周面１１２ａＡに塗布しておく構成では、液状の接着剤１３をシャフト１２Ａの圧入時の潤滑剤として機能させることができる。その後、接着剤１３を硬化させることで、シャフト１２Ａとインペラ筒部１１２Ａとを固定することができる。
【００４９】
＜４−２．第２変形例＞
図９は、本発明の実施形態に係る羽根車１の第２変形例を説明するための図である。詳細には、図９は、インペラ１１Ｂとシャフト１２Ｂとの関係を示す水平断面図である。第２変形例においては、インペラ１１Ｂは、インペラベース部１１１Ｂ、インペラ筒部１１２Ｂ、及び、空隙部１１３Ｂに加えて、複数のリブ１１４を有する。複数のリブ１１４は、空隙部１１３Ｂに配置され、インペラ筒部１１２Ｂとインペラベース部１１１Ｂとを径方向に接続する。
【００５０】
本変形例では、リブ１１４の数は５つである。５つのリブ１１４は、周方向に等間隔に配置される。各リブ１１４は板状であってよい。リブ１１４は、インペラベース部１１１Ｂ及びインペラ筒部１１２Ｂと単一部材である。本変形例の構成によれば、高速回転による遠心力によってインペラベース部１１１Ｂが径方向に拡がることをリブ１１４によって抑制することができる。
【００５１】
リブ１１４は、径方向において、第２部分１１２２Ｂと重なる。本変形例では、各リブ１１４は、径方向において、インペラ筒部１１２Ｂの正五角形状の内周面１１２ａＢの頂部と重なる。ただし、各リブ１１４は、径方向において、第２部分１１２２Ｂと重なればよく、多角形の頂部からずれた位置に配置されてもよい。各リブ１１４は、径方向において、第１部分１１２１Ｂと重ならないことが好ましい。
【００５２】
本変形例の構成によれば。リブ１１４は、径方向において、シャフト１２Ｂとインペラ筒部１１２Ｂとが接触しない部分に重なるために、シャフト１２Ｂからインペラ筒部１１２Ｂに加わる力がリブ１１４を伝ってインペラベース部１１１Ｂに伝達されることを抑制することができる。このために、インペラベース部１１１Ｂに設けられる羽根の変形を防止することができる。
【００５３】
＜４−３．第３変形例＞
図１０は、本発明の実施形態に係る羽根車１の第３変形例を説明するための図である。詳細には、図１０は、インペラ筒部１１２Ｃとシャフト１２Ｃとの関係を示す水平断面図である。図１０に示すように、インペラ筒部１１２Ｃの内周面１１２ａＣは、軸方向からの平面視において楕円状である。インペラ筒部１１２Ｃの内周面１１２ａＣにおいてシャフト１２Ｃが固定される部位の形状は、上端から下端まで同一形状である。
【００５４】
第１部分１１２１Ｃは、インペラ筒部１１２Ｃの内周面１１２ａＣの、中心軸Ｃからの径方向距離Ｄが最小となる部分を含む。詳細には、第１部分１１２１Ｃは、楕円の短軸と交差する位置を含む。本変形例の構成でも、周方向において、インペラ筒部１１２Ｃはシャフト１２Ｃから径方向に離れた第２部分１１２２Ｃを有する。シャフト１２Ｃから径方向に離れた部分は変形し易いために、本変形例の構成では、シャフト１２Ｃからインペラ筒部１１２Ｃに加わる力を分散させることができる。すなわち、本変形例でも、インペラにおけるクラックの発生を低減することができる。本変形例でも、シャフト１２Ｃと第２部分１１２２Ｃとの径方向の間に接着剤が配置されてよい。これにより、シャフト１２Ｃのインペラ筒部１１２Ｃに対する固定を強固にすることができる。
【００５５】
＜４−４．第４変形例＞
図１１は、本発明の実施形態に係る羽根車１の第４変形例を説明するための図である。詳細には、図１１は、インペラ筒部１１２Ｄとシャフト１２Ｄとの関係を示す水平断面図である。第４変形例においては、インペラ筒部１１２Ｄは、内周面１１２ａＤに径方向内側に突出する複数の凸部１１２３を有する。本変形例では、インペラ筒部１１２Ｄの内周面１１２ａＤは軸方向からの平面視において円形状であり、一部に凸部１１２３を有する。複数の凸部１１２３は、周方向に等間隔に配置される。ただし、複数の凸部１１２３は等間隔に配置されなくてもよい。複数の凸部１１２３が等間隔に配置されることによって、インペラの回転時におけるバランスを良くすることができる。また、シャフト１２Ｄからインペラ筒部１１２Ｄに加わる力を均等に分散させることができる。
【００５６】
本変形例では、凸部１１２３の数は３つである。ただし、凸部１１２３の数は、２つ又は４つ以上であってよい。本変形例では、凸部１１２３のシャフト１２Ｄと径方向に対向する面は、径方向内側に向けて突き出す凸面である。ただし、凸部１１２３のシャフト１２Ｄと径方向に対向する面は、径方向外側に向けて凹む凹面であってもよい。
【００５７】
第１部分１１２１Ｄは、凸部１１２３のシャフト１２と径方向に対向する面の少なくとも一部を含む。本変形例では、第１部分１１２１Ｄは、凸部１１２３のシャフト１２Ｄと径方向に対向する面の一部を含む。凸部１１２３の数は３つであり、第１部分１１２１Ｄの数は３つである。シャフト１２Ｄは、３つの第１部分１１２１Ｄによって圧入固定されている。
【００５８】
本変形例の構成でも、周方向において、インペラ筒部１１２Ｄはシャフト１２Ｄから径方向に離れた部分を有する。シャフト１２Ｄから径方向に離れた部分は変形し易いために、本変形例の構成では、シャフト１２Ｄからインペラ筒部１１２Ｄに加わる力を分散させることができる。すなわち、本変形例でもインペラにおけるクラックの発生を低減することができる。なお、本変形例でも、シャフト１２Ｄと第２部分１１２２Ｄとの径方向の間に接着剤が配置されてよい。これにより、シャフト１２Ｄのインペラ筒部１１２Ｄに対する固定を強固にすることができる。
【００５９】
インペラ筒部１１２Ｄの内周面１１２ａＤにおいて、凸部１１２３が配置される領域の中心軸Ｃに対する周方向の角度αは、周方向に隣り合う２つの凸部１１２３の間の領域の中心軸Ｃに対する周方向の角度βと比べて同じ、又は小さい。本変形例では、角度αは角度βよりも小さい。なお、周方向に隣り合う２つの凸部１１２３の間の領域は、凸部１１２３が配置されない領域である。この構成によれば、周方向に隣り合う凸部１１２３同士の間隔を大きくして、シャフト１２Ｄからインペラ筒部１１２Ｄに力が加わった場合に凸部１１２３が変形する余地を確保することができる。このために、例えば圧入固定の際に、シャフト１２Ｄからインペラ筒部１１２Ｄに加わる力を分散させて、インペラにおけるクラックの発生を低減することができる。
【００６０】
＜４−５．留意事項＞
本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。また、本明細書中に示される複数の実施形態及び変形例は可能な範囲で組み合わせて実施されてよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、例えば、羽根車を有する送風装置や、送風装置を有する掃除機等に利用することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１・・・羽根車
１１・・・インペラ
１２・・・シャフト
１３・・・接着剤
１００・・・送風装置
１１１・・・インペラベース部
１１１ａ・・・羽根
１１２・・・インペラ筒部
１１２ａ・・・インペラ筒部の内周面
１１３・・・空隙部
１１４・・・リブ
１２１・・・溝部
１１２１・・・第１部分
１１２２・・・第２部分
１１２３・・・凸部
Ｃ・・・中心軸
【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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【図１０】
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【図１１】
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