(57)【要約】      （修正有）【解決手段】インペラ１２Ａは、吸気孔５１３Ａを形成する筒部５１１Ａを有する上シュラウド５１Ａと、下シュラウド５２Ａと、上シュラウドおよび下シュラウドの間に配置される複数のブレード５３Ａとを有する。ブロアケーシング１３Ａは、モータ１１Ａの少なくとも上端とインペラとを径方向内側に収容する。筒部の内周面または外周面とブロアケーシングとの間の径方向間隙は、筒部の上端面とブロアケーシングとの間の上側軸方向間隙７３Ａの軸方向の幅よりも径方向の幅が狭い上側ラビリンス部８１Ａを有する。下シュラウドの下面とモータカバー２２Ａの上面との間の下側軸方向間隙７４Ａは、軸方向の幅が部分的に狭くなる下側ラビリンス部８４Ａを有する。【効果】遠心送風機の組み立て時における軸方向の寸法管理を容易にし、かつ、送風量の減少を抑制できる。【選択図】図１
2016205336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータカバーを有する静止部、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インペラと、
前記モータの少なくとも上端および前記インペラを径方向内側に収容するブロアケーシングと、
を有し、
前記インペラは、
前記中心軸に対して略垂直に拡がり、下面が前記モータカバーの上面と対向する、板状の下シュラウドと、
前記下シュラウドの上方に配置され、中央に吸気孔を有する、上シュラウドと、
前記下シュラウドおよび前記上シュラウドの間に配置される、複数のブレードと、
を有し、
前記上シュラウドは、
前記吸気孔を形成する筒部と、
前記筒部の下端部から径方向外側に拡がる裾部と、
を有し、
前記下シュラウドの下面と前記モータカバーの上面とは、下側軸方向間隙を介して軸方向に対向し、
前記下側軸方向間隙は、軸方向の幅が部分的に狭くなる下側ラビリンス部を有し、
前記筒部の上端面と前記ブロアケーシングとは、上側軸方向間隙を介して軸方向に対向し、
前記筒部の内周面または外周面と、前記ブロアケーシングとは、径方向間隙を介して径方向に対向し、
前記径方向間隙は、前記上側軸方向間隙の軸方向の幅よりもその径方向の幅が狭い上側ラビリンス部を有する、遠心送風機。
【請求項２】
請求項１に記載の遠心送風機であって、
前記モータカバーは、
前記モータカバーの上面から上方に突出する、環状のモータ突起部
を有し、
前記下側ラビリンス部は、前記モータ突起部と、前記下シュラウドの下面との間に形成される、遠心送風機。
【請求項３】
請求項２に記載の遠心送風機であって、
前記モータ突起部は、前記中心軸と前記ブロアケーシングの内周面との径方向中点よりも、径方向内側に配置される、遠心送風機。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の遠心送風機であって、
前記インペラの前記下シュラウドの下面に位置し、前記回転部に接触する環状の接触部材
をさらに有し、
前記下側ラビリンス部は、前記モータ突起部と、前記接触部材の下面との間に形成される、遠心送風機。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の遠心送風機であって、
前記インペラは、
前記下シュラウドの下面から下方に突出する、環状のインペラ突起部
を有し、
前記下側ラビリンス部は、前記モータカバーの上面と、前記インペラ突起部との間に形成される、遠心送風機。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の遠心送風機であって、
前記下側軸方向間隙は、径方向に配列された複数の前記下側ラビリンス部を有する、遠心送風機。
【請求項７】
請求項６に記載の遠心送風機であって、
前記下側軸方向間隙は、径方向に配列された３つ以上の前記下側ラビリンス部を有する、遠心送風機。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の遠心送風機であって、
前記下側ラビリンス部の１つは、前記下側ラビリンス部の他の１つと、軸方向の高さが異なる、遠心送風機。
【請求項９】
請求項８に記載の遠心送風機であって、
最も径方向内側に配置された前記下側ラビリンス部は、最も径方向外側に配置された前記下側ラビリンス部よりも下方に配置される、遠心送風機。
【請求項１０】
請求項６ないし請求項９のいずれかに記載の遠心送風機であって、
前記下側ラビリンス部の１つの径方向の長さは、前記下側ラビリンス部の他の１つの径方向の長さよりも長い、遠心送風機。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の遠心送風機であって、
前記径方向間隙は、
２つの前記上側ラビリンス部と、
前記上側ラビリンス部よりも径方向の幅が大きい幅広部と、
を有し、
２つの前記上側ラビリンス部はそれぞれ、前記幅広部の軸方向上側および前記幅広部の軸方向下側に配置される、遠心送風機。
【請求項１２】
請求項１１に記載の遠心送風機であって、
前記径方向間隙は、前記筒部の外周面と前記ブロアケーシングの内周面との間に位置し、
前記ブロアケーシングは、その内周面に、径方向内側に突出するケーシング突出部を有し、
前記上側ラビリンス部は、前記ケーシング突出部と、前記筒部の外周面との間に形成される、遠心送風機。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の遠心送風機であって、
前記上側軸方向間隙の軸方向の幅は、前記下側ラビリンス部の軸方向の幅よりも広い、遠心送風機。
【請求項１４】
請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載の遠心送風機であって、
前記モータは、
前記インペラが直接的または間接的に固定されるシャフトと、
前記静止部に対して前記シャフトを回転可能に支持する、玉軸受と、
前記モータカバーと前記玉軸受との間に介在する弾性部材と、
を有し、
前記玉軸受は、前記下側ラビリンス部よりも下方に配置される、遠心送風機。
【請求項１５】
請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の遠心送風機を有する、掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心送風機および掃除機に関する。
【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。従来の遠心送風機については、例えば、特開１９９６−３２６６８５号公報に記載されている。
【０００３】
特開１９９６−３２６６８５号公報の遠心送風機では、遠心ファン（インペラ）と、遠心ファンの下側に配置された固定ファンとの軸方向の間隙に環状突起を配置して微小間隙を形成している。これにより、遠心ファン（インペラ）の回転により発生した気流の一部が遠心ファン（インペラ）の下側において送風経路と異なる経路を進むのが抑制されている。その結果、送風量が減少するのが抑制されている（段落００１９）。
【特許文献１】特開１９９６−３２６６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、遠心送風機のさらなる高出力・高効率化が求められている。そのため、インペラの下側だけでなく、インペラの上側においても、インペラの回転により発生した気流の一部が送風経路と異なる経路を進むのを抑制することが望ましい。
【０００５】
しかしながら、特開１９９６−３２６６８５号公報に記載の遠心送風機に対して、単に遠心ファン（インペラ）の上側においても遠心ファン（インペラ）とファンカバー（ブロアケーシング）との間に軸方向に微小間隙を形成すると、遠心ファン（インペラ）と固定ファンとについて軸方向の寸法管理が困難になるだけでなく、遠心ファン（インペラ）とファンカバー（ブロアケーシング）とについても軸方向の寸法管理が困難になる。
【０００６】
本発明の目的は、遠心送風機の組み立て時における軸方向の寸法管理を容易にし、かつ、送風量の減少を抑制できる技術を提供することである。
【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、モータカバーを有する静止部、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インペラと、前記モータの少なくとも上端および前記インペラを径方向内側に収容するブロアケーシングと、を有し、前記インペラは、前記中心軸に対して略垂直に拡がり、下面が前記モータカバーの上面と対向する、板状の下シュラウドと、前記下シュラウドの上方に配置され、中央に吸気孔を有する、上シュラウドと、前記下シュラウドおよび前記上シュラウドの間に配置される、複数のブレードと、を有し、前記上シュラウドは、前記吸気孔を形成する筒部と、前記筒部の下端部から径方向外側に拡がる裾部と、を有し、前記下シュラウドの下面と前記モータカバーの上面とは、下側軸方向間隙を介して軸方向に対向し、前記下側軸方向間隙は、軸方向の幅が部分的に狭くなる下側ラビリンス部を有し、前記筒部の上端面と前記ブロアケーシングとは、上側軸方向間隙を介して軸方向に対向し、前記筒部の内周面または外周面と、前記ブロアケーシングとは、径方向間隙を介して径方向に対向し、前記径方向間隙は、前記上側軸方向間隙の軸方向の幅よりもその径方向の幅が狭い上側ラビリンス部を有する、遠心送風機である。
【発明の効果】
【０００８】
本願の例示的な第１発明によれば、遠心送風機の組み立て時における軸方向の寸法管理を容易にし、かつ、送風量の減少を抑制できる。
【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２実施形態に係る遠心送風機の縦断面図である。
【図３】図３は、第２実施形態に係る遠心送風機の部分縦断面図である。
【図４】図４は、一変形例に係る遠心送風機の部分縦断面図である。
【図５】図５は、一変形例に係る遠心送風機の部分縦断面図である。
【図６】図６は、一変形例に係る遠心送風機の部分縦断面図である。
【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＞
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、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とを有する。
【００１２】
モータ１１Ａは、モータカバー２２Ａを有する静止部２０Ａと、上下に延びる中心軸９Ａを中心として回転する回転部３０Ａとを有する。
【００１３】
インペラ１２Ａは、モータ１１Ａの上方に配置され、モータ１１Ａの回転部３０Ａとともに回転する。インペラ１２Ａは、上シュラウド５１Ａと、下シュラウド５２Ａと、上シュラウド５１Ａおよび下シュラウド５２Ａの間に配置される複数のブレード５３Ａとを有する。
【００１４】
上シュラウド５１Ａは、下シュラウド５２Ａの上方に配置される。上シュラウド５１Ａは、その中央に吸気孔５１３Ａを有する。また、上シュラウド５１Ａは、吸気孔５１３Ａを形成する筒部５１１Ａと、筒部５１１Ａの下端部から径方向外側に拡がる裾部５１２Ａとを有する。下シュラウド５２Ａは、中心軸９Ａに対して略垂直に拡がる板状の部材である。下シュラウド５２Ａの下面は、モータカバー２２Ａの上面と対向する。
【００１５】
ブロアケーシング１３Ａは、モータ１１Ａの少なくとも上端とインペラ１２Ａとを、径方向内側に収容する。
【００１６】
筒部５１１Ａの内周面と、ブロアケーシング１３Ａとは、径方向間隙７１Ａを介して径方向に対向する。筒部５１１Ａの上端面とブロアケーシング１３Ａとは、上側軸方向間隙７３Ａを介して軸方向に対向する。径方向間隙７１Ａは、上側軸方向間隙７３Ａの軸方向の幅よりもその径方向の幅が狭い上側ラビリンス部８１Ａを有する。
【００１７】
下シュラウド５２Ａの下面とモータカバー２２Ａの上面とは、下側軸方向間隙７４Ａを介して軸方向に対向する。下側軸方向間隙７４Ａは、軸方向の幅が部分的に狭くなる下側ラビリンス部８４Ａ，８５Ａを有する。
【００１８】
この遠心送風機１Ａでは、上側ラビリンス部８１Ａおよび下側ラビリンス部８４Ａ，８５Ａの２種類のラビリンス部により、インペラ１２Ａの回転により発生した気流の一部が送風経路と異なる経路を進み、送風量が減少するのが効果的に抑制される。
【００１９】
また、この遠心送風機１Ａでは、上側ラビリンス部８１Ａが、上側軸方向間隙７３Ａ等の上シュラウド５１Ａとブロアケーシング１３Ａとの軸方向の間隙ではなく、径方向間隙７１Ａに形成されている。これにより、ブロアケーシング１３Ａに対してインペラ１２Ａが軸方向上方にずれた場合であっても、インペラ１２Ａとブロアケーシング１３Ａとが接触するのが抑制される。したがって、遠心送風機１Ａの組み立て時における軸方向の寸法管理を容易にし、かつ、送風量の減少を抑制できる。
【００２０】
＜２．第２実施形態＞
＜２−１．遠心送風機の構成＞
図２は、第２実施形態に係る遠心送風機１の縦断面図である。この遠心送風機１は、上部に設けられた吸気孔５１３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。
【００２１】
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るものであってもよい。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。
【００２２】
図２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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。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。
【００２６】
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から径方向内側へ向けて突出する複数のティース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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。モータカバー２２は、上板部２２１、側板部２２２、第１固定部２２３、第２固定部２２４および第３固定部２２５を有する。
【００２９】
上板部２２１は、ステータ２１の上方において、中心軸９に対して略垂直に拡がる板状の部位である。上板部２２１の径方向内側には、上軸受２５が保持される。側板部２２２は、上板部２２１の外縁から軸方向下方へ向かって略円筒状に延びる。このため、モータカバー２２の上面、すなわち、上板部２２１の上面は、ステータ２１の上方において中心軸９に対して略垂直に拡がる。また、モータカバー２２の外周面、すなわち、側板部２２２の外周面は、モータカバー２２の上面の外縁から下方へ向かって筒状に延びる。
【００３０】
第１固定部２２３および第２固定部２２４は、側板部２２２の内周面から径方向内側に突出する。第１固定部２２３は、ステータコア２１１のコアバック４１の上方に配置される。第１固定部２２３は、下面から上方に凹むねじ穴を有する。第２固定部２２４は、ステータコア２１１のコアバック４１の下方に配置される。第２固定部２２４は、上下に貫通するねじ穴を有する。
【００３１】
コアバック４１には、軸方向に貫通する貫通孔４１１が設けられている。モータカバー２２に設けられたねじ穴と、貫通孔４１１とにねじ４３が嵌められることにより、ステータ２１とモータカバー２２とが固定される。
【００３２】
本実施形態のモータ１１では、ねじ４３が嵌められる第１固定部２２３および第２固定部２２４のねじ穴および貫通孔４１１は、周方向の３箇所に設けられている。なお、ステータ２１とモータカバー２２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、ステータ２１とモータカバー２２との固定方法はねじ止めに限られない。ステータ２１とモータカバー２２とは、圧入や接着等の他の方法により固定されてもよい。
【００３３】
第３固定部２２５は、側板部２２２の下端部付近から径方向外側に突出する。第３固定部２２５には、底板２３がねじ止めにより固定される。本実施形態のモータ１１では、第３固定部２２５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と底板２３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と底板２３とは、他の方法により固定されてもよい。
【００３４】
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の中央には、下軸受２６が保持される。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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。上軸受２５は、後述する下側ラビリンス部８４〜８６よりも下方に配置される。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。
【００３７】
モータカバー２２と上軸受２５との間には、弾性部材２７が介在する。これにより、モータ１１およびインペラ１２の回転時における振動を低減できる。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
上シュラウド５１は、筒部５１１と、裾部５１２と、吸気孔５１３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。
【００４４】
筒部５１１は、中心軸９を中心とした略円筒状の部位である。本実施形態の筒部５１１は、軸方向の位置によらずその径が略一定である。なお、筒部５１１は、軸方向下方に向かうにつれて次第に拡径する形状であってもよい。
【００４５】
裾部５１２は、筒部５１１の下端部から径方向外側に拡がる。裾部５１２の外縁の径方向の位置は、下シュラウド５２の外縁の径方向の位置と略同一である。吸気孔５１３は、上シュラウド５１の中央に配置される。吸気孔５１３は、筒部５１１により形成され、筒部５１１の径方向内側において上シュラウド５１を軸方向に貫通する。
【００４６】
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板状の部位である。下シュラウド５２の下面は、モータカバー２２の上面と軸方向に対向する。下シュラウド５２は、その径方向内側の端部がモータ１１のシャフト３１に固定される。
【００４７】
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。
【００４８】
ブロアケーシング１３は、天板部１３１と、壁部１３２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。天板部１３１は、その中央に中央孔１３０を有する。壁部１３２は、天板部１３１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。
【００４９】
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。中央ケーシング１３４は、上側ケーシング１３３の下方に配置される。また、下側ケーシング１３５は、中央ケーシング１３４の下方に配置される。上側ケーシング１３３は、天板部１３１および壁部１３２の上端を含む。中央ケーシング１３４および下側ケーシング１３５は、壁部１３２を形成する筒状の部材である。本実施形態のブロアケーシング１３は３つの部材から形成されたが、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。
【００５０】
モータカバー２２の外周面と、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。このモータカバー２２の外周面と壁部１３２との内周面との間の空間は、遠心送風機１の駆動時における気体の流路１０となる。
【００５１】
＜２−２．気流の流れについて＞
次に、遠心送風機１の駆動時における気流の流れについて、図２および図３を参照しつつ説明する。図３は、遠心送風機１の部分縦断面図である。
【００５２】
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２中および図３中に実線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、ブロアケーシング１３の中央孔１３０およびインペラの吸気孔５１３を介して吸引される。そして、気体は、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。
【００５３】
インペラ１２の径方向外側へと排出された気体は、図２に示すように、ブロアケーシング１３の壁部１３２付近で下向きへと方向を変えて、モータカバー２２の外周面と壁部１３２の内周面との間に形成された流路１０内を軸方向下向きに進む。そして、気体は、流路１０の下端部から遠心送風機１の外部へと排出される。
【００５４】
ここで、ブロアケーシング１３の天板部１３１は、その径方向内端部に、内側環状部６１と、接続環状部６２と、外側環状部６３とを有する。内側環状部６１は、天板部１３１の最も径方向内端に配置される。また、内側環状部６１は、インペラ１２の筒部５１１の径方向内側に配置され、上下に延びる略円筒状の部位である。接続環状部６２は、内側環状部６１の上端から径方向外側へ延びる板状かつ円環状の部位である。外側環状部６３は、接続環状部６２の外縁から下方に延び、筒部５１１の径方向外側に配置される筒状の部位である。本実施形態の外側環状部６３は、その上端から下方に向かうにつれて中心軸９からの距離が次第に大きくなる、円錐面形状をしている。
【００５５】
このブロアケーシング１３は、外側環状部６３の内周面に固定される環状部材１３６を有している。環状部材１３６は、外側環状部６３の内周面から径方向内側に突出する、２つの環状のケーシング突出部６４を有する。２つのケーシング突出部６４は、環状部材１３６の上端部と下端部とに、軸方向に間隔を空けて配置される。
【００５６】
インペラ１２の筒部５１１の内周面と、ブロアケーシング１３の内側環状部６１の外周面とは、内側径方向間隙７１を介して径方向に対向する。インペラ１２の筒部５１１の外周面と、ブロアケーシング１３の環状部材１３６の内周面とは、外側径方向間隙７２を介して径方向に対向する。また、インペラ１２の筒部５１１の上端面と、ブロアケーシング１３の接続環状部６２の下面とは、上側軸方向間隙７３を介して軸方向に対向する。
【００５７】
内側径方向間隙７１は、上側軸方向間隙７３の軸方向の幅よりもその径方向の幅が狭い第１上側ラビリンス部８１である。また、外側径方向間隙７２は、上側軸方向間隙７３の軸方向の幅よりもその径方向の幅が狭い第２上側ラビリンス部８２および第３上側ラビリンス部８３を有する。図３中に拡大して示すように、第１上側ラビリンス部８１の径方向の幅Ｄ１は、上側軸方向間隙７３の軸方向の幅Ｄ２よりも狭い。また、第２上側ラビリンス部８２および第３上側ラビリンス部８３の径方向の幅Ｄ３は、上側軸方向間隙７３の軸方向の幅Ｄ２よりも狭い。
【００５８】
第２上側ラビリンス部８２は、インペラ１２の筒部５１１の外周面と上側のケーシング突出部６４との間に形成される。第３上側ラビリンス部８３は、筒部５１１の外周面と下側のケーシング突出部６４との間に形成される。外側径方向間隙７２は、第２上側ラビリンス部８２と第３上側ラビリンス部８３との間に、上側ラビリンス部８１，８２，８３よりも径方向の幅が大きい幅広部８９を有する。すなわち、第２上側ラビリンス部８２は、幅広部８９の軸方向上側に配置され、第３上側ラビリンス部８３は、幅広部８９の軸方向下側に配置される。
【００５９】
このように、インペラ１２の筒部５１１とブロアケーシング１３の内端部付近との間には、上側ラビリンス部８１，８２，８３が設けられる。これにより、複数のブレード５３によってインペラ１２の径方向外側に吐出され、流路１０へと向かう気体の一部が、図３中に破線矢印で示すように、上シュラウド５１とブロアケーシング１３との間の空間へと漏れるのが抑制される。
【００６０】
ブロアケーシング１３がケーシング突出部６４を有することにより、外側径方向間隙７２において、容易に複数の上側ラビリンス部８２，８３を設けることができる。外側径方向間隙７２に２つの上側ラビリンス部８２，８３を設けることにより、外側径方向間隙７２全体に１つの長い上側ラビリンス部を設ける場合と比べて、外側径方向間隙７２内における軸方向の気流の動きをより抑制できる。すなわち、複数のブレード５３によってインペラ１２の径方向外側に吐出された気体の一部が、上シュラウド５１とブロアケーシング１３との間の空間へと漏れるのがより抑制される。このように、要求されるラビリンス特性に合わせてケーシング突出部６４を形成できる。したがって、安価かつ簡単に目的のラビリンス特性を得られる。その結果、送風量が減少するのが抑制される。
【００６１】
また、外側径方向間隙７２全体を１つの上側ラビリンス部とするためには、外側径方向間隙７２を構成する面全体の寸法精度を高くする必要がある。一方で、幅広部８９を設けることにより、寸法管理が容易になり、製造時における作業効率が向上する。
【００６２】
内側径方向間隙７１に第１上側ラビリンス部８１が設けられ、外側径方向間隙７２に第２上側ラビリンス部８２および第３上側ラビリンス部８３が設けられることにより、インペラ１２の筒部５１１とブロアケーシング１３の内端部付近との間には、３つの上側ラビリンス部８１，８２，８３が設けられる。このように、より多くの上側ラビリンス部を設けることにより、複数のブレード５３によってインペラ１２の径方向外側に吐出され、流路１０へと向かう気体の一部が、上シュラウド５１とブロアケーシング１３との間の空間へと漏れるのがさらに抑制される。
【００６３】
インペラ１２の下シュラウド５２の下面とモータカバー２２の上面とは、下側軸方向間隙７４を介して軸方向に対向する。図３に示すように、インペラ１２の下面には、略Ｔ字形状のワッシャ１４が接触している。ワッシャ１４は、その内周面がシャフト３１の外周面と接触する筒状の軸部１４１と、軸部１４１の上端から径方向外側に延びるフランジ部１４２とを有する。軸部１４１の下端面は、上軸受２５の上面と接触する。すなわち、ワッシャ１４は、下シュラウド５２の下面に位置し、モータ１１の回転部３０に接触する環状の接触部材である。
【００６４】
ワッシャ１４によって、インペラ１２の軸方向下側への位置ずれが抑制される。これにより、インペラ１２が軸方向下側へずれて、インペラ１２とモータカバー２２とが接触するのが抑制される。ワッシャ１４のフランジ部１４２の下面とモータカバー２２の上面とは、下側軸方向間隙７４を介して軸方向に対向する。
【００６５】
モータカバー２２は、モータカバー２２の上面から上方に突出する３つの環状のモータ突起部２２６，２２７，２２８を有する。３つのモータ突起部２２６，２２７，２２８は、径方向に配列されている。
【００６６】
３つのモータ突起部２２６，２２７，２２８のうち最も径方向外側に配置される第１モータ突起部２２６と、下シュラウド５２の下面との間には、第１下側ラビリンス部８４が形成される。第１モータ突起部２２６の径方向内側かつ第３モータ突起部２２８の径方向外側に配置される第２モータ突起部２２７と、下シュラウド５２の下面との間には、第２下側ラビリンス部８５が形成される。また、３つのモータ突起部２２６，２２７，２２８のうち最も径方向内側に配置される第３モータ突起部２２８と、ワッシャ１４のフランジ部１４２の下面との間には、第３下側ラビリンス部８６が形成される。
【００６７】
このように、下側軸方向間隙７４は、軸方向の幅が部分的に狭くなる３つの下側ラビリンス部８４，８５，８６を有する。これにより、インペラ１２の径方向外側から、モータ１１の外周面に沿って流路１０内へと向かう送風経路から、下側軸方向間隙７４内を径方向内側へ向かって気体が漏れるのが抑制される。
【００６８】
本実施形態では、下側ラビリンス部８４，８５，８６を形成するために、回転体であるインペラ１２側でなく、静止部材であるモータカバー２２側に突起部であるモータ突起部２２６，２２７，２２８を設けている。これにより、インペラ１２の下シュラウド５２の下面に突起部を設けた場合と比べて、インペラ１２に作用する遠心力等の負荷を低減できる。
【００６９】
上記の通り、この遠心送風機１では、上側ラビリンス部８１，８２，８３および下側ラビリンス部８４，８５，８６の２種類のラビリンス部により、インペラ１２の回転により発生した気流の一部が送風経路と異なる経路を進み、送風量が減少するのが効果的に抑制される。
【００７０】
このとき、上側ラビリンス部８１，８２，８３が、上側軸方向間隙７３等の上シュラウド５１とブロアケーシング１３との軸方向の間隙ではなく、内側径方向間隙７１および外側径方向間隙７２に形成されている。これにより、ブロアケーシング１３に対してインペラ１２が軸方向上方にずれた場合であっても、インペラ１２とブロアケーシング１３とが接触するのが抑制される。したがって、遠心送風機１の組み立て時における軸方向の寸法管理を容易にし、かつ、送風量の減少を抑制できる。
【００７１】
遠心送風機１を構成するモータカバー２２、インペラ１２、ブロアケーシング１３等の各パーツには、それぞれ軸方向の高さに公差が発生する。そのため、上側軸方向間隙７３の軸方向の幅を、下側ラビリンス部８４，８５，８６の軸方向の幅よりも狭く設計すると、遠心送風機１の組み立て時に、ブロアケーシング１３と上シュラウド５１とが接触する虞がある。
【００７２】
しかしながら、この遠心送風機１では、上側軸方向間隙７３の軸方向の幅が、下側ラビリンス部８４，８５，８６の軸方向の幅よりも広い。このため、各パーツの公差が大きい場合であっても、軸方向に関しては、モータカバー２２とインペラ１２との間の軸方向間隙の幅のみを精度良く寸法管理すればよい。
【００７３】
本実施形態では、下側軸方向間隙７４に複数の下側ラビリンス部８４，８５，８６を設けることにより、それぞれの下側ラビリンス部８４，８５，８６の軸方向の幅を極端に狭くすることなく、気体の漏れを抑制できる。したがって、モータ１１に対してインペラ１２が軸方向上方にずれた場合であっても、インペラ１２の下面とモータ１１の上面との間で径方向の気流が発生するのを抑制できる。すなわち、遠心送風機１の組み立て時における軸方向の寸法管理をより容易にできる。
【００７４】
また、この遠心送風機１では、下側軸方向間隙７４に３つの下側ラビリンス部８４，８５，８６が設けられる。このように、下側軸方向間隙７４が３つ以上の下側ラビリンス部を有することにより、気体の漏れをさらに抑制できる。
【００７５】
下側軸方向間隙７４に設けられる下側ラビリンス部が１つの場合、下側ラビリンス部を設けない場合と比べて、モータ１１の回転数が低い領域（例えば、分速５，０００回転）においては吸引仕事率が高くなるが、回転数が高い領域（例えば、分速６０，０００回転）においては吸引仕事率の顕著な向上は見られない。下側軸方向間隙７４に設けられる下側ラビリンス部の数を増やすにつれて、モータ１１の回転数が高い領域においても吸引仕事率が向上する。
【００７６】
この遠心送風機１は、掃除機に用いられ、分速６０，０００回転程度の回転数が高い領域において使用されるものである。そのため、下側軸方向間隙７４に３つ以上の下側ラビリンス部を設けることが好ましい。
【００７７】
本実施形態では、３つのモータ突起部２２６，２２７，２２８のうち最も外側の第１モータ突起部２２６は、中心軸９とブロアケーシング１３の内周面との略中央に配置されている。このように、モータ突起部２２６，２２７，２２８をなるべく径方向内側に配置することにより、仮に、インペラ１２が高速回転する場合であっても、インペラ１２が受ける抵抗力を低減できる。モータカバー２２の上面に設けられるモータ突起部は、中心軸９とブロアケーシング１３の内周面との径方向中点よりも径方向内側に配置されることが、より好ましい。
【００７８】
また、図３に示すように、第３下側ラビリンス部８６は、第１下側ラビリンス部８４および第２下側ラビリンス部８５よりも軸方向下方に配置される。すなわち、下側ラビリンス部８４，８５，８６のうち最も径方向内側に配置された第３下側ラビリンス部８６は、最も径方向外側に配置された第１下側ラビリンス部８４よりも軸方向下方に配置される。このように、複数の下側ラビリンス部８４，８５，８６の１つが、複数の下側ラビリンス部８４，８５，８６の他の１つと、軸方向の高さが異なる。これにより、下側軸方向間隙７４内において、径方向の気流が発生するのをより抑制できる。
【００７９】
また、第１下側ラビリンス部８４の径方向の長さは、第２下側ラビリンス部８５の径方向の長さおよび第３下側ラビリンス部８６の径方向の長さよりも長い。このように、径方向の長さの長い下側ラビリンス部を設けることにより、下側軸方向間隙内において径方向外側から内側へと向かう気流が発生するのがさらに抑制される。そのため、このように、複数の下側ラビリンス部８４，８５，８６の１つの径方向の長さが、複数の下側ラビリンス部８４，８５，８６の他の１つの径方向の長さよりも長いことが好ましい。特に、本実施形態のように、最も径方向外側の第１下側ラビリンス部８４を径方向に長くとることがより好ましい。
【００８０】
＜３．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。
【００８１】
図４は、一変形例に係る遠心送風機１Ｂの部分縦断面図である。図４の例では、インペラ１２Ｂが、下シュラウド５２Ｂの下面から下方に突出する、２つの環状のインペラ突起部５２１Ｂ，５２２Ｂを有する。２つの環状のインペラ突起部５２１Ｂ，５２２Ｂは、径方向に配列される。
【００８２】
下シュラウド５２Ｂの下面とモータカバー２２Ｂとの間の下側軸方向間隙７４Ｂは、３つの下側ラビリンス部８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂを有する。３つの下側ラビリンス部８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂのうち、第１下側ラビリンス部８４Ｂおよび第２下側ラビリンス部８５Ｂはそれぞれ、モータカバー２２Ｂの上面と、インペラ突起部５２１Ｂ，５２２Ｂとの間に形成される。３つの下側ラビリンス部８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂのうち最も径方向内側に配置された第３下側ラビリンス部８６Ｂは、モータカバー２２Ｂの上面と、ワッシャ１４Ｂのフランジ部１４２Ｂとの間に形成される。
【００８３】
図４の例のように、インペラ１２Ｂ側に突起を設けることにより、下側ラビリンス部８４Ｂ，８５Ｂが形成されてもよい。
【００８４】
図５は、他の変形例に係る遠心送風機１Ｃの部分縦断面図である。図５の例では、ブロアケーシング１３Ｃの外側環状部６３Ｃが略円筒形状をしており、ブロアケーシング１３Ｃが環状部材を有していない。
【００８５】
インペラ１２Ｃの筒部５１１Ｃの内周面と、ブロアケーシング１３Ｃの内側環状部６１Ｃの外周面とは、内側径方向間隙７１Ｃを介して径方向に対向する。インペラ１２Ｃの筒部５１１Ｃの外周面と、ブロアケーシング１３Ｃの外側環状部６３Ｃの内周面とは、外側径方向間隙７２Ｃを介して径方向に対向する。また、インペラ１２Ｃの筒部５１１Ｃの上端面と、ブロアケーシング１３Ｃの接続環状部６２Ｃの下面とは、上側軸方向間隙７３Ｃを介して軸方向に対向する。
【００８６】
内側径方向間隙７１Ｃは、上側軸方向間隙７３Ｃの軸方向の幅よりもその径方向の幅が狭い第１上側ラビリンス部８１Ｃである。また、外側径方向間隙７２Ｃは、上側軸方向間隙７３Ｃの軸方向の幅よりもその径方向の幅が狭い第２上側ラビリンス部８２Ｃである。
【００８７】
図５の例のように、ブロアケーシング１３Ｃは、環状部材を有していなくてもよい。
【００８８】
図６は、他の変形例に係る遠心送風機１Ｄの部分縦断面図である。図６の例では、ブロアケーシング１３Ｄの外側環状部６３Ｄが略円筒形状の上側円筒部６３１Ｄおよび下側円筒部６３２Ｄと、上側円筒部６３１Ｄおよび下側円筒部６３２Ｄよりも径方向外側に凹む凹部６３３Ｄとを有する。凹部６３３Ｄは、上側円筒部６３１Ｄの下側かつ下側円筒部６３２Ｄの上側に配置される。また、ブロアケーシング１３Ｄは、環状部材を有していない。
【００８９】
インペラ１２Ｄの筒部５１１Ｄの内周面と、ブロアケーシング１３Ｄの内側環状部６１Ｄの外周面とは、内側径方向間隙７１Ｄを介して径方向に対向する。インペラ１２Ｄの筒部５１１Ｄの外周面と、ブロアケーシング１３Ｄの外側環状部６３Ｄの内周面とは、外側径方向間隙７２Ｄを介して径方向に対向する。また、インペラ１２Ｄの筒部５１１Ｄの上端面と、ブロアケーシング１３Ｄの接続環状部６２Ｄの下面とは、上側軸方向間隙７３Ｄを介して軸方向に対向する。
【００９０】
内側径方向間隙７１Ｄは、上側軸方向間隙７３Ｄの軸方向の幅よりもその径方向の幅が狭い第１上側ラビリンス部８１Ｄである。また、外側径方向間隙７２Ｄは、上側軸方向間隙７３Ｄの軸方向の幅よりもその径方向の幅が狭い第２上側ラビリンス部８２Ｄおよび第３上側ラビリンス部８３Ｄを有する。第２上側ラビリンス部８２Ｄは、インペラ１２Ｄの筒部５１１Ｄの外周面と上側円筒部６３１Ｄの内周面との間に形成される。第３上側ラビリンス部８３Ｄは、インペラ１２Ｄの筒部５１１Ｄの外周面と下側円筒部６３２Ｄの内周面との間に形成される。
【００９１】
図６の例のように、外側環状部６３Ｄが上側円筒部６３１Ｄ、下側円筒部６３２Ｄおよび凹部６３３Ｄを有する事により、外側径方向間隙７２Ｄに２つの上側ラビリンス部８２Ｄ，８３Ｄを形成してもよい。
【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、遠心送風機および掃除機に利用できる。
【符号の説明】
【００９４】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ  遠心送風機
９，９Ａ  中心軸
１０  流路
１１，１１Ａ  モータ
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ  インペラ
１３，１３Ａ，１３Ｃ，１３Ｄ  ブロアケーシング
１４，１４Ｂ  ワッシャ
２０，２０Ａ  静止部
２２，２２Ａ，２２Ｂ  モータカバー
２５  上軸受
２７  弾性部材
３０，３０Ａ  回転部
５１，５１Ａ  上シュラウド
５２，５２Ａ，５２Ｂ  下シュラウド
５３，５３Ａ  ブレード
６１，６１Ｃ，６１Ｄ  内側環状部
６２，６２Ｃ，６２Ｄ  接続環状部
６３，６３Ｃ，６３Ｄ  外側環状部
６４  ケーシング突出部
７１，７１Ｃ，７１Ｄ  内側径方向間隙
７１Ａ  径方向間隙
７２，７２Ｃ，７２Ｄ  外側径方向間隙
７３，７３Ａ，７３Ｃ，７３Ｄ  上側軸方向間隙
７４，７４Ａ，７４Ｂ  下側軸方向間隙
８１，８１Ａ，８１Ｃ，８１Ｄ，８２，８２Ｃ，８２Ｄ，８３，８３Ｄ  上側ラビリンス  部
８４，８４Ａ，８４Ｂ，８５，８５Ａ，８５Ｂ，８６，８６Ｂ  下側ラビリンス部
８９  幅広部
１３０  中央孔
１３１  天板部
１３２  壁部
１３６  環状部材
１４２，１４２Ｂ  フランジ部
２２６，２２７，２２８  モータ突起部
５１１，５１１Ａ，５１１Ｃ，５１１Ｄ  筒部
５１３，５１３Ａ  吸気孔
５２１Ｂ，５２２Ｂ  インペラ突起部
【図１】
2016205336.tif 000003
【図２】
2016205336.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2016205336.tif 000008