(57)【要約】      （修正有）【課題】羽根車及び送風装置に関して、ねじを用いてインペラをシャフトに固定する場合、インペラにおけるクラックの発生を抑制できる技術を提供する。【解決手段】羽根車は、中心軸に沿って配置されるシャフトと、前記シャフトの軸方向一端部が挿入されるインペラ筒部を有するインペラと、前記インペラ筒部の軸方向一端側に配置され、前記シャフトと前記インペラとを固定する固定部材と、を有する。前記シャフトは、前記シャフトの軸方向一端部の軸方向他端にて径方向外方に広がる平面である段差面を有する。前記インペラ筒部の軸方向他端面と、前記段差面とは軸方向に対向する。前記インペラは、前記インペラ筒部の軸方向一端面と軸方向他端面とのうちの少なくとも一方に、軸方向に突出する凸部を有する。前記凸部は、前記固定部材、又は、前記段差面に接触する。【選択図】図５
2019015206.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るシャフトと、
前記シャフトの軸方向一端部が挿入されるインペラ筒部を有するインペラと、
前記インペラ筒部の軸方向一端側に配置され、前記シャフトと前記インペラとを固定する固定部材と、
を有し、
前記シャフトは、前記シャフトの軸方向一端部の軸方向他端にて径方向外方に広がる平面である段差面を有し、
前記インペラ筒部の軸方向他端面と、前記段差面とは軸方向に対向し、
前記インペラは、前記インペラ筒部の軸方向一端面と軸方向他端面とのうちの少なくとも一方に、軸方向に突出する凸部を有し、
前記凸部は、前記固定部材、又は、前記段差面に接触する、羽根車。
【請求項２】
前記凸部の径方向外側の端部は、前記固定部材又は前記段差面の径方向外側の端部よりも径方向内側に位置する、請求項１に記載の羽根車。
【請求項３】
前記凸部は、周方向に連続する円環状である、請求項１又は２に記載の羽根車。
【請求項４】
前記凸部は、周方向に間隔をあけて配列される複数の円弧状部を有する、請求項１又は２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台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、
前記シャフトの軸方向一端部は、前記インペラ筒部に圧入固定されており、
前記シャフトの軸方向一端部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と径方向に対向する、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、請求項１から５のいずれか１項に記載の羽根車。
【請求項７】
前記シャフトは、前記インペラ筒部に接着剤で固定されている、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】
前記固定部材は、前記インペラの回転によって締め付けられる方向のねじ山を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載の羽根車。
【請求項９】
請求項１から８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２０１７−４４１２６号公報には、インペラの取り付けが緩んでしまうことを防止して、回転軸からのインペラの脱落を効果的に防止する回転機械が開示される。特開２０１７−４４１２６号公報の極低温回転機械は、回転によって主冷媒を移送するインペラと、インペラを貫通すると共に、インペラに螺合される先端部を備えた回転軸と、を備える。回転軸に螺合されるインペラの締結回転方向は、主冷媒を移送する正転方向とは逆の反転方向であり、先端部には、インペラが正転方向に力を受けた際に、インペラの回転を規制する軸先端ピースが取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−４４１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ねじを用いてインペラをシャフトに固定する場合、ねじの締め付けによりインペラに加わる力によって、インペラ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るシャフトと、前記シャフトの軸方向一端部が挿入されるインペラ筒部を有するインペラと、前記インペラ筒部の軸方向一端側に配置され、前記シャフトと前記インペラとを固定する固定部材と、を有する。前記シャフトは、前記シャフトの軸方向一端部の軸方向他端にて径方向外方に広がる平面である段差面を有する。前記インペラ筒部の軸方向他端面と、前記段差面とは軸方向に対向する。前記インペラは、前記インペラ筒部の軸方向一端面と軸方向他端面とのうちの少なくとも一方に、軸方向に突出する凸部を有する。前記凸部は、前記固定部材、又は、前記段差面に接触する。
【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、インペラ筒部を軸方向下方から見た概略平面図である。
【図７】図７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８】図８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９】図９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１０】図１０は、本発明の実施形態に係る羽根車の第３変形例の別形態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。吸気口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、不図示のねじ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の一部を模式的に示す。図４及び図５に示すように、羽根車１は、インペラ１１と、シャフト１２と、固定部材１３と、を有する。
【００２９】
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。高速回転では、インペラ１１は、例えば１０００００ｒｐｍ以上の速度で回転する。図３に示すように、送風装置１００において、インペラ１１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。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。
【００３０】
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は円錐台状である。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。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。
【００３１】
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の軸方向一端部が挿入される。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１２ａが挿入される。インペラ筒部１１２は、インペラ１１の下端から上端まで延びる。インペラ筒部１１２の上端面（軸方向一端面）は、インペラ１１の上端面の少なくとも一部を形成する。インペラ１１の上端面の全てがインペラ筒部１１２の上端面で構成されてよい。
【００３２】
本実施形態では、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、円形状に限定されず、多角形状や楕円状等の他の形状であってよい。例えば、インペラ筒部１１２の外形は、上部と下部とで異なる形状であってもよい。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。本実施形態では、インペラ筒部１１２の内周面は、軸方向からの平面視において円形状であるが、例えば楕円状等の他の形状であってもよい。
【００３３】
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。
【００３４】
シャフト１２は、中心軸Ｃに沿って配置される。本実施形態では、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。ただし、シャフト１２は、円形状以外の形状であってよく、例えば楕円形状等であってよい。シャフト１２は、柱状又は筒状であってよい。本実施形態では、シャフト１２は金属製であり、詳細にはステンレス製である。
【００３５】
図５に示すように、シャフト１２は段差面１２ｂを有する。段差面１２ｂは、シャフト１２の軸方向一端部の軸方向他端にて径方向外方に広がる平面である。本実施形態においては、段差面１２ｂは、シャフト１２の上端部１２ａの下端にて径方向外方に広がる平面である。シャフト１２は、段差面１２ｂを境として直径が変わる。段差面１２ｂより上側は、段差面１２ｂより下側に比べて直径が小さい。段差面１２ｂより上側の直径が小さい部分が、インペラ筒部１１２に挿入される。このインペラ筒部１１２に挿入される部分が、シャフト１２の上端部（軸方向一端部）１２ａに該当する。
【００３６】
インペラ筒部１１２の軸方向他端面と、段差面１２ｂとは軸方向に対向する。本実施形態では、インペラ筒部１１２の下端面１１２ｂと、段差面１２ｂとは軸方向に対向する。インペラ筒部１１２の下端面１１２ｂの直径は、シャフト１２の段差面１２ｂの位置における直径と比べて、大きくても、小さくても、同じであってもよい。
【００３７】
図５に示すように、固定部材１３は、インペラ筒部１１２の軸方向一端側に配置される。固定部材１３は、シャフト１２とインペラ１１とを固定する。本実施形態では、固定部材１３は、インペラ筒部１１２の上端側に配置される。詳細には、固定部材１３は、軸部１３１と頭部１３２とを有する。軸部１３１は上下方向に延び、外周面に雄ねじとなるねじ山１３ａを有する。頭部１３２は、軸部１３１の上端側に配置される。頭部１３２は、軸部１３１に比べて大きな直径を有する。頭部１３２は、軸方向からの平面視において、円形状や六角形状等であってよい。固定部材１３はボルト又はねじである。
【００３８】
シャフト１２の上端面には、内周面に固定部材１３のねじ山１３ａを受け入れる溝が切られたねじ穴１２ｃが設けられる。固定部材１３がねじ穴１２ｃに受け入れられた状態で、固定部材１３が締め付けられる。これによって、インペラ１１は、頭部１３２の下面と段差面１２ｂとの間に挟まれてシャフト１２に固定される。
【００３９】
本実施形態では、固定部材１３は、インペラ１１の回転によって締め付けられる方向のねじ山１３ａを有する。固定部材１３の締め付け方向は、インペラ１１の回転方向Ｒと反対方向である。これによれば、インペラ１１の回転によって固定部材１３が緩むことを防止することができ、インペラ１１がシャフト１２から外れることを防ぐことができる。
【００４０】
図５に示すように、インペラ１１は、インペラ筒部１１２の軸方向一端面と軸方向他端面とのうちの少なくとも一方に、軸方向に突出する凸部１１４を有する。本実施形態では、インペラ１１は、インペラ筒部１１２の上端面１１２ａに上方に向けて突出する凸部１１４を有する。インペラ１１は、インペラ筒部１１２の下端面１１２ｂに下方に向けて突出する凸部１１４を有する。
【００４１】
凸部１１４は、固定部材１３、又は、段差面１２ｂに接触する。詳細には、インペラ筒部１１２の上端面１１２ａに設けられる凸部１１４は、頭部１３２の下面に接触する。インペラ筒部１１２の下端面１１２ｂに設けられる凸部１１４は、段差面１２ｂに接触する。
【００４２】
本実施形態では、凸部１１４の径方向外側の端部は、固定部材１３又は段差面１２ｂの径方向外側の端部よりも径方向内側に位置する。詳細には、インペラ筒部１１２の上端面１１２ａに設けられる凸部１１４は、頭部１３２の径方向外側の端部よりも径方向内側に位置する。インペラ筒部１１２の下端面１１２ｂに設けられる凸部１１４は、段差面１２ｂの径方向外側の端部よりも径方向内側に位置する。これによれば、凸部１１４の径方向の幅を広くし過ぎることなく、凸部１１４と固定部材１３、又は、凸部１１４と段差面１２ｂを接触させることができる。このために、凸部１１４が軸方向の力を受けた場合に、凸部１１４を変形し易くすることができる。そして、凸部１１４が応力を吸収しやすくすることができる。
【００４３】
図６は、インペラ筒部１１２を軸方向下方から見た概略平面図である。図６に示すように、凸部１１４は周方向に連続する円環状である。図６に示す凸部１１４は、インペラ筒部１１２の下端面１１２ｂに設けられる凸部１１４である。図示は省略するが、本実施形態では、インペラ筒部１１２の上端面１１２ａに設けられる凸部１１４も、周方向に連続する円環状である。凸部１１４を円環状とした場合、凸部１１４と固定部材１３、及び、凸部１１４と段差面１２ｂとの周方向の接触面積を多くすることができ、インペラ１１のシャフト１２への固定を強固にすることができる。
【００４４】
図６に示すように、本実施形態では、凸部１１４の内周面１１４ａは、インペラ筒部１１２の内周面１１２ｃより径方向外側に位置する。上述のように凸部１１４の外周面１１４ｂは、固定部材１３及び段差面１２ｂの径方向外側の端部より内側に位置する。すなわち、凸部１１４は、径方向の幅が狭い円環状である。このために、凸部１１４は、軸方向の力を受けた場合に変形し易くなっている。また、凸部１１４の内周面１１４ａがインペラ筒部１１２の内周面１１２ｃより径方向外側に位置する構成とした場合、軸方向の力を受けて変形した凸部１１４がインペラ筒部１１２の内周面１１２ｃより内側に突出することを防止できる。
【００４５】
なお、凸部１１４の軸方向の長さは、凸部１１４が軸方向の力を受けた場合に変形できる程度の長さであればよい。装置の小型化等を考慮して、凸部１１４の軸方向の長さは長すぎないことが好ましい。凸部１１４の内周面１１４ａは、インペラ筒部１１２の内周面１１２ｃと径方向の位置が同じあってもよい。凸部１１４の外周面１１４ｂは、固定部材１３及び段差面１２ｂの径方向外側の端部と径方向の位置が同じであってよい。凸部１１４の外周面１１４ｂは、固定部材１３及び段差面１２ｂの径方向外側の端部より径方向外側に位置してもよい。
【００４６】
本実施形態の羽根車１では、固定部材１３を締め付けて軸方向に力を加えることによって、固定部材１３と段差面１２ｂとでインペラ１１を挟み込んで、インペラ１１をシャフト１２に固定することができる。固定部材１３による締め付けに際して、インペラ１１は、凸部１１４を固定部材１３及び段差面１２ｂに接触させる。このために、固定部材１３の締め付けによってインペラ筒部１１２に軸方向の力が加わった場合に、凸部１１４の変形によって軸方向の力を吸収することができる。この結果、固定部材１３の締め付けに伴ってインペラ１１にクラックが生じることを抑制することができる。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。
【００４７】
以上においては、インペラ筒部１１２の上端面１１２ａと下端面１１２ｂとの両方に凸部１１４を設ける構成とした。ただし、インペラ筒部１１２の上端面１１２ａと下端面１１２ｂとのうちのいずれか一方にのみ凸部１１４が設けられてよい。この場合でも、固定部材１３の締め付けによってインペラ筒部１１２の軸方向に加わる力を凸部１１４によって吸収することができる。このために、固定部材１３の締め付けに伴ってインペラ１１にクラックが生じることを抑制することができる。
【００４８】
＜４．変形例等＞
＜４−１．第１変形例＞
図７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７は、インペラ筒部１１２Ａを軸方向下方から見た概略平面図である。第１変形例においては、インペラ筒部１１２Ａの下端面１１２ｂＡに設けられる凸部１１４Ａは、周方向に間隔をあけて配列される複数の円弧状部１１５を有する。なお、本変形例では、インペラ筒部１１２Ａの上端面にも、同様の凸部１１４Ａが設けられる。
【００４９】
本変形例では、複数の円弧状部１１５は、周方向に等間隔に配列される。本変形例では、円弧状部１１５の数は４つであるが、この数は変更されてよい。複数の円弧状部１１５の数は２つ以上であればよい。
【００５０】
本変形例では、各円弧状部１１５の内周面１１５ａは、インペラ筒部１１２Ａの内周面１１２ｃＡより径方向外側に位置する。各円弧状部１１５の外周面１１５ｂは、固定部材１３及び段差面１２ｂの径方向外側の端部より内側に位置する。すなわち、円弧状部１１５は、径方向の幅が狭い構成である。このために、円弧状部１１５は、軸方向からの力を受けた場合に変形し易くなっている。
【００５１】
本変形例では、固定部材１３の締め付けによってインペラ筒部１１２Ａの軸方向に加わる力を円弧状部１１５によって吸収することができる。このために、固定部材１３の締め付けに伴ってインペラにクラックが生じることを抑制することができる。
【００５２】
＜４−２．第２変形例＞
図８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８は、羽根車の一部の垂直断面を模式的に示した図である。第２変形例においては、シャフト１２Ｂは、インペラ筒部１１２Ｂに接着剤１４で固定されている。接着剤１４は、例えばエポキシ系の樹脂等で構成されてよい。なお、本変形例では、インペラ筒部１１２Ｂの上端面及び下端面には凸部１１４Ｂが設けられている。
【００５３】
本変形例では、接着剤１４は、シャフト１２Ｂの上端部１２ａＢに外周面と、インペラ筒部１１２Ｂの内周面１１２ｃＢとの間の少なくとも一部に配置される。接着剤１４は、シャフト１２Ｂの上端部１２ａＢの外周面と、インペラ筒部１１２Ｂの内周面１１２ｃＢとを接続する。例えば、接着剤１４は、シャフト１２Ｂを挿入する前にインペラ筒部１１２Ｂの内周面１１２ｃＢに塗布しておき、シャフト１２Ｂのインペラ筒部１１２Ｂへの挿入後に硬化させてよい。
【００５４】
本変形例の構成によれば、固定部材１３Ｂによるインペラ１１Ｂとシャフト１２Ｂの固定に加えて、接着剤１４によってもインペラ１１Ｂとシャフト１２Ｂを固定する。このために、インペラ１１Ｂとシャフト１２Ｂとを強固に固定することができる。
【００５５】
＜４−３．第３変形例＞
以上に示した実施形態においては、シャフト１２の軸方向一端部（上端部１２ａ）は、インペラ筒部１１２に挿入される構成とした。シャフト１２の軸方向一端部は、インペラ筒部１１２に圧入固定される構成としてよい。この場合、固定部材１３による固定に加えて、圧入固定によってもインペラ１１とシャフト１２とを固定できる。このために、インペラ１１とシャフト１２との固定を強固にすることができる。
【００５６】
シャフト１２がインペラ筒部１１２に圧入固定される場合、シャフト１２の軸方向一端部の少なくとも一部は、空隙部１１３（図５参照）を介してインペラベース部１１１と径方向に対向することが好ましい。シャフト１２の軸方向一端部は、その全てが空隙部１１３を介してインペラベース部１１１に対向することがより好ましい。これによれば、圧入によってシャフト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、シャフト１２の圧入にともなって、インペラベース部１１１に設けられる羽根１１１ａが変形することを防止できる。
【００５７】
第３変形例では、後述の図９に示すように、シャフト１２Ｃは、インペラ筒部１１２Ｃに圧入される。以下、シャフト１２Ｃがインペラ筒部１１２Ｃに圧入固定される場合のインペラ筒部１１２Ｃの構成例について説明する。
【００５８】
図９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９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９に示すように、インペラ筒部１１２Ｃは、複数の第１部分１１２１と、複数の第２部分１１２２とを内周面１１２ｃＣ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１２Ｃに接触してシャフト１２Ｃを固定する。複数の第２部分１１２２のそれぞれは、シャフト１２Ｃ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１１２１の間には、１つの第２部分１１２２が位置する。
【００５９】
本変形例では、シャフト１２Ｃ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１２Ｃがインペラ筒部１１２Ｃに圧入される区間である。第２部分１１２２は、シャフト１２Ｃがインペラ筒部１１２Ｃ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をしっかりと保持するために、複数の第１部分１１２１に強圧入により固定されることが好ましい。
【００６０】
本変形例では、シャフト１２Ｃは、周方向において、インペラ筒部１１２Ｃの内周面１１２ｃＣ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。圧入固定されない部分の存在により、インペラ筒部１１２Ｃにシャフト１２Ｃ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る。この結果、シャフト１２Ｃの圧入によってインペラにクラックが生じることを抑制することができる。
【００６１】
詳細には、図９に示すように、インペラ筒部１１２Ｃの内周面１１２ｃＣは、軸方向からの平面視において、多角形状あることが好ましい。図９に示す例では、インペラ筒部１１２Ｃの内周面１１２ｃＣは、正五角形状であるが、他の多角形状であってよい。なお、インペラ筒部１１２の内周面１１２ｃＣは楕円状であってもよい。
【００６２】
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。第２部分１１２２は、正五角形の頂部を含む。なお、インペラ筒部１１２Ｃの内周面１１２ｃＣ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。
【００６３】
図１０は、本発明の実施形態に係る羽根車１の第３変形例の別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１１２Ｃ１とシャフト１２Ｃ１との関係を示す水平断面図である。図１０に示す構成においても、インペラ筒部１１２Ｃ１は、上述した複数の第１部分１１２１Ｃと、複数の第２部分１１２２Ｃとを内周面１１２ｃＣ１に有する。このために、インペラ筒部１１２Ｃ１にシャフト１２Ｃ１が圧入された場合にインペラ筒部１１２Ｃ１に発生する圧入応力を分散することができ、シャフト１２Ｃ１の圧入によってインペラにクラックが生じることを抑制することができる。
【００６４】
図１０に示す別例においては、インペラ筒部１１２Ｃ１は、内周面１１２ｃＣ１に径方向内側に突出する複数の突出部１１２３を有する。インペラ筒部１１２Ｃ１の内周面１１２ｃＣ１は軸方向からの平面視において円形状であり、一部に突出部１１２３を有する。複数の突出部１１２３は、周方向に等間隔に配置される。
【００６５】
詳細には、突出部１１２３の数は３つである。ただし、突出部１１２３の数は、２つ又は４つ以上であってよい。本例では、突出部１１２３のシャフト１２Ｃ１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。第１部分１１２１Ｃは、突出部１１２３のシャフト１２Ｃ１と径方向に対向する面の一部を含む。突出部１１２３の数は３つであり、第１部分１１２１Ｃの数は３つである。シャフト１２Ｃ１は、３つの第１部分１１２１Ｃによって圧入固定されている。周方向に隣り合う２つの第１部分１１２１Ｃに挟まれる第２部分１１２２Ｃの数も３つである。
【００６６】
なお、上述した本実施形態の構成において、シャフト１２をインペラ筒部１１２に圧入する場合に、上述の第３変形例の構成とは異なり、シャフト１２の外周面全周をインペラ筒部１１２の内周面に接触させて固定する構成としてもよい。
【００６７】
＜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、羽根車の一部の垂直断面を模式的に示した図である。第４変形例においては、固定部材１３Ｄは、内周面に雌ねじとなるねじ山１３ａＤが設けられたナットである。この構成では、シャフト１２Ｄの上端部１２ａＤ（軸方向一端部）の少なくとも一部に、雄ねじとなるねじ山が設けられる。シャフト１２Ｄの上端部１２ａＤの一部は、インペラ筒部１１２Ｄの上端面１１２ａＤに設けられる凸部１１４Ｄより上側に突出する。この突出した部分には、雄ねじが設けられている。
【００６８】
シャフト１２Ｄに設けられる雄ねじに対して、雌ねじを有する固定部材１３Ｄが締め付けられることによって、インペラ１１Ｄは、固定部材１３Ｄの下面と段差面１２ｂＤとの間に挟まれてシャフト１２Ｄに固定される。インペラ筒部１１２Ｄの上端面１１２ａＤ及び下端面１１２ｂＤに凸部１１４Ｄが設けられている。このために、固定部材１３Ｄの締め付けによってインペラ筒部１１２Ｄの軸方向に加わる力を凸部１１４Ｄによって吸収することができ、固定部材１３Ｄの締め付けに伴ってインペラ１１Ｄにクラックが生じることを抑制することができる。
【００６９】
本変形例でも、固定部材１３Ｄは、インペラ１１Ｄの回転によって締め付けられる方向のねじ山１３ａＤを有する。すなわち、固定部材１３Ｄの締め付け方向は、インペラ１１Ｄの回転方向Ｒと反対方向である。これによれば、インペラ１１Ｄの回転によって固定部材１３Ｄが緩むことを防止することができ、インペラ１１Ｄがシャフト１２Ｄから外れることを防ぐことができる。
【００７０】
＜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】
【００７１】
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】
【００７２】
１・・・羽根車
１１・・・インペラ
１２・・・シャフト
１２ｂ・・・段差面
１３・・・固定部材
１３ａ・・・ねじ山
１４・・・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
１１３・・・空隙部
１１４・・・凸部
１１５・・・円弧状部
１１２１・・・第１部分
１１２２・・・第２部分
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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