WO2016174790A1

WO2016174790A1 - 遠心送風機および掃除機

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Publication number: WO2016174790A1
Application number: PCT/JP2015/080697
Authority: WO
Inventors: 澤田知良; 福島真智子
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2015-04-28
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2016-11-03
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Also published as: EP3290716A4; CN107532614A; JP2016211533A; EP3290716A1; US20180100517A1

Abstract

本発明の例示的な一実施形態に係る遠心送風機は、ステータおよびモータカバーを有するモータと、モータの回転部とともに回転する遠心型のインペラと、ブロアケーシングとを有する。ステータは、円環状のコアバックを有するステータコアを有する。モータカバーは、ステータの上方において中心軸に略垂直に拡がる上面と、上面の外縁から下方へ延びる筒状の外周面とを有する。ブロアケーシングは、インペラの上方に配置され、中央に吸気口が配置される上側ケーシング天板部と、上側ケーシング天板部からモータカバーの径方向外側において下方へ延びる筒状の壁部とを有する。壁部の内周面とモータカバーの外周面との間には、軸方向に繋がる流路が構成される。流路の下端部には、外部の空間と連通する排出口が配置される。コアバックは、その外周面に、流路に露出する露出部を有する。

Description

遠心送風機および掃除機

　本発明は、遠心送風機および掃除機に関する。

　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、日本国公開公報特開２０１５－５９５０７号公報に記載されている。

　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。高出力の送風装置では、回転数が大きく、電機子であるステータによる発熱量が多くなるため、ステータを効率よく冷却する必要がある。日本国公開公報特開２０１５－５９５０７号公報の遠心送風機では、インペラの回転により発生した気流がステータの径方向内側および径方向外側の双方を通過することにより、ステータが効率よく冷却されている（図１）。
日本国公開公報：特開２０１５－５９５０７号公報

　しかしながら、日本国公開公報特開２０１５－５９５０７号公報の遠心送風機の構造では、インペラの回転により発生した気流がステータの径方向内側と、径方向外側とに分散するため、気流の速度が低下する。したがって、遠心送風機の送風効率が低下し、高出力・高効率を実現するのが困難である。

　本発明の目的は、遠心送風機の送風効率を低下させることなく、ステータを効率よく冷却できる技術を提供することである。

　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、を有し、前記ステータは、円環状のコアバック、および、前記コアバックから径方向内側に延びる複数のティースを有するステータコアと、前記ティースの周囲に巻かれた導線からなるコイルと、を含み、前記モータカバーは、前記ステータの上方において前記中心軸に対して略垂直に拡がる上面と、前記上面の外縁から下方へ延びる筒状の外周面と、を有し、前記ブロアケーシングは、吸気口と、前記インペラの上方に配置され、中央に前記吸気口が配置される上側ケーシング天板部と、前記上側ケーシング天板部から前記モータカバー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カバーの前記外周面との間には、軸方向に繋がる流路が構成され、前記流路の下端部に、外部の空間と連通する排出口が配置され、前記コアバックは、その外周面の少なくとも一部に、前記流路に露出する露出部を有する、遠心送風機である。

　本願の例示的な第１発明によれば、遠心送風機の送風効率を低下させることなく、ステータを効率よく冷却できる。

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は、第２実施形態に係る遠心送風機の横断面図である。図４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５は、第３実施形態に係る遠心送風機の縦断面図である。図６は、第３実施形態に係るモータおよびインペラの側面図である。図７は、第３実施形態に係る遠心送風機の横断面図である。図８は、掃除機の斜視図である。

　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。

　＜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。

　モータ１１Ａは、ステータ２１Ａとステータ２１Ａを保持するモータカバー２２Ａとを有する静止部２０Ａ、および、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。

　ステータ２１Ａは、ステータコア２１１Ａおよびコイル２１３Ａを含む。ステータコア２１１Ａは、円環状のコアバック４１Ａと、コアバック４１Ａから径方向内側に延びる複数のティース４２Ａを有する。コイル２１３Ａは、ティース４２Ａの周囲に巻かれた導線からなる。

　モータカバー２２Ａは、ステータ２１Ａを保持する。モータカバー２２Ａは、ステータ２１Ａの上方において中心軸９Ａに対して略垂直に拡がる上面２０１Ａと、上面２０１Ａの外縁から下方へ延びる筒状の外周面２０２Ａとを有する。

　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、遠心型のインペラである。

　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、吸気口１０１Ａと、上側ケーシング天板部１３１Ａと、壁部１３２Ａとを有する。上側ケーシング天板部１３１Ａは、インペラ１２Ａの上方に配置される。また、上側ケーシング天板部１３１Ａの中央に吸気口１０１Ａが配置される。壁部１３２Ａは、モータカバー２２Ａの径方向外側において、上側ケーシング天板部１３１Ａから下方へ筒状に延びる。

　この遠心送風機１Ａでは、壁部１３２Ａの内周面とモータカバー２２Ａの外周面２０２Ａとの間には、軸方向に繋がる流路１０Ａが構成される。流路１０Ａの下端部には、外部の空間と連通する排出口１０２Ａが配置される。また、ステータ２１Ａのコアバック４１Ａは、その外周面の少なくとも一部に、流路１０Ａに露出する露出部４１０Ａを有する。

　遠心送風機１Ａの駆動時には、モータ１１Ａの回転部３０Ａとインペラ１２Ａとが回転する。インペラ１２Ａが回転すると、図１中に実線矢印で示したように、ブロアケーシング１３Ａの上方の気体が、吸気口１０１Ａを介してインペラ１２Ａ内へ吸引され、インペラ１２Ａの径方向外側かつ下側へと排出される。

　インペラ１２Ａから排出された気体は、流路１０Ａ内を軸方向下向きに直進し、排出口１０２Ａから外部へと排出される。流路１０Ａが真っ直ぐに延びることにより、流路１０Ａ内において気流の速度が低下するのが抑制される。したがって、遠心送風機１Ａの送風効率が低下するのが抑制される。

　一方、ステータコア２１１Ａが露出部４１０Ａにおいて流路１０Ａに露出することにより、ステータ２１Ａにおいて生じた熱が、露出部４１０Ａから発散される。これにより、ステータ２１Ａの冷却を効率よく行うことができる。したがって、この遠心送風機１Ａでは、送風効率を低下させることなく、ステータ２１Ａを効率よく冷却できる。

　＜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。図３は、ステータコア２１１が配置される軸方向の領域における、遠心送風機１の横断面図である。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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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２および図３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。

　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。

　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。

　図３に示すように、本実施形態のモータ１１は、ティース４２およびコイル２１３をそれぞれ３つずつ有する、３相３スロットのモータである。このようにスロット数を少なくすることにより、１回転あたりの各相に供給する電流のスイッチング回数を少なくできる。すなわち、ロータ３２が一回転する際に、３つのスロットにおいて、各相に対応するスロットのスイッチング回数を１回にできる。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で使用される場合がある。スロット数を少なくすることにより、高速回転時においてスイッチング回数が過多になることなく、適切な制御を行うことができる。

　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２に示すように、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。

　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２０１、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２０２、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。側板部２２２には、径方向に貫通する窓部２２６が設けられる。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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７１～７３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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　上シュラウド５１は、筒部５１１と、上シュラウド天板部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。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。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。

　上シュラウド天板部５１２は、筒部５１１の下端部から径方向外側に拡がる。上シュラウド天板部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。

　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。

　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。

　ブロアケーシング１３は、上側ケーシング天板部１３１と、壁部１３２と、円筒部１３０とを有する。上側ケーシング天板部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、上側ケーシング天板部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。円筒部１３０は、上側ケーシング天板部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、上側ケーシング天板部１３１の中央に吸気口１０１が配置される。

　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、上側ケーシング天板部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。

　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との内周面との間において軸方向に繋がる空間は、遠心送風機１の駆動時における気体の流路１０となる。

　流路１０の下端部には、外部の空間と連通する排出口１０２が配置される。具体的には、図２に示すように、モータカバー２２の第３固定部２２５が配置されていない周方向位置においては、ブロアケーシング１３の壁部１３２の下端部とモータカバー２２の側板部２２２との間に排出口１０２が形成される。また、モータカバー２２の第３固定部２２５が配置されている周方向位置においては、ブロアケーシング１３の壁部１３２の下端部とモータカバー２２の第３固定部２２５との間に排出口１０２が形成される。

　＜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～図４を参照しつつ説明する。図４は、遠心送風機１の部分縦断面図である。

　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４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、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。

　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に当たって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、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。

　このように、この遠心送風機１では、インペラ１２から排出された気体は、流路１０内を軸方向下向きに直進する。インペラ１２からの排出後の送風経路である流路１０が軸方向に真っ直ぐ延びることにより、流路１０内において気流の速度が低下するのが抑制される。したがって、遠心送風機１の送風効率が低下するのが抑制される。

　一方、上記の通り、モータカバー２２の側板部２２２は、窓部２２６を有する。このため、図２および図３に示すように、ステータコア２１１のコアバック４１の外周面の一部が、流路１０に露出する露出部４１０となる。

　モータ１１の駆動時には、コイル２１３が発熱する。コイル２１３から生じた熱は、インシュレータ２１２を介してステータコア２１１へと伝わる。これにより、ステータ２１全体の温度が上昇する。しかしながら、この遠心送風機１では、コアバック４１の一部が流路１０に露出しているため、流路１０内に生じた気流により、コアバック４１が冷却される。すなわち、コアバック４１の一部が流路１０に露出することにより、ステータ２１の冷却を効率よく行うことができる。このように、この遠心送風機１では、送風効率を低下させることなく、ステータ２１を効率よく冷却できる。

　図３に示すように、露出部４１０は、コアバック４１のうち、ティース４２の径方向外側に配置される。これにより、コアバック４１のうち最もコイル２１３に近い領域を流路１０に露出できる。したがって、コイル２１３において発生し、ティース４２からコアバック４１へと伝わった熱を、効率よく流路１０内の気体へ発散できる。すなわち、ステータ２１の冷却をより効率よく行うことができる。

　また、露出部４１０の周方向の幅は、ティース４２の周方向の幅よりも広い。これにより、コイル２１３において発生し、ティース４２からコアバック４１へと伝わった熱を、さらに効率よく発散できる。すなわち、ステータ２１の冷却をさらに効率よく行うことができる。

　遠心送風機１の駆動時において、インペラ１２の回転により発生した気流は、下シュラウド５２の径方向外側からブロアケーシング１３の内面に沿って軸方向下方に向かう。このとき、ブロアケーシング１３内の流路１０は、大きく拡がることなく、下シュラウド５２の外端付近から軸方向下方へ延びている。このため、流路１０内における渦の発生が抑制され、下シュラウド５２の径方向外側から流路１０内を下方へと向かう気流の速度が低下しにくい。これにより、遠心送風機１の送風効率が低下するのがより抑制される。また、流路１０内を通過する気体の流量が低下するのが抑制される。したがって、露出部４１０における熱の発散効率の低下が抑制され、ステータ２１の冷却をより効率よく行うことができる。

　図２に示すように、中心軸９からモータカバー２２の外周面までの径方向の距離は、中心軸９からインペラ１２の下シュラウド５２の径方向外端までの径方向の距離と略一致する。すなわち、少なくとも窓部２２６周辺を除いて、流路１０の径方向内端の径方向位置が、インペラ１２の下シュラウド５２の径方向外端の径方向位置と略一致する。

　このため、インペラ１２から排出された気流が、下シュラウド５２の径方向外端よりも径方向内側へと回り込まなくてよい。したがって、当該気流の方向が９０°以上曲がらない。これにより、インペラ１２から排出された気流が流路１０へ向かう際に、速度が低下するのが抑制される。すなわち、遠心送風機１の送風効率が低下するのがさらに抑制され、かつ、ステータ２１の冷却をさらに効率よく行うことができる。

　なお、中心軸９からモータカバー２２の外周面までの径方向の距離は、中心軸９からインペラ１２の下シュラウド５２の径方向外端までの径方向の距離よりも長くてもよい。その場合であっても、インペラ１２から排出された気流が流路１０へ向かう際に、その気流の方向を９０°以上曲げなくてよい。その場合であっても、インペラ１２から排出された気体の速度が低下するのが抑制される。

　また、図２および図３に示すように、中心軸９から露出部４１０までの径方向の距離は、中心軸９からモータカバー２２の外周面のうち流路１０に面する部分までの径方向の距離よりも短い。コアバック４１の外周面は、モータカバー２２の外周面と比べてなめらかではないため、露出部４１０においては、流路抵抗が大きくなる。そのため、露出部４１０付近において流路１０の径方向の幅を広くすることにより、流路１０内において気流の速度が低下するのが抑制される。したがって、露出部４１０における熱の発散効率の低下が抑制され、ステータ２１の冷却をさらに効率よく行うことができる。

　本実施形態では、図３に示すように、ステータコア２１１が配置される軸方向の領域において、モータカバー２２は、窓部２２６と、側板部２２２のうちコアバック４１の外周面を覆う部分とが交互に配置される。すなわち、モータカバー２２がコアバック４１の外周面の少なくとも一部を覆う。このように、モータカバー２２にコアバック４１を覆う部分を設けることにより、モータカバー２２とコアバック４１との固定強度が向上する。

　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７０を介して軸方向に対向する。図４に示すように、インペラ１２の下面には、縦断面において略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。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７０を介して軸方向に対向する。

　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６１，６２，６３を有する。３つのモータ突起部６１，６２，６３は、径方向に配列されている。

　３つのモータ突起部６１，６２，６３のうち最も径方向外側に配置される第１モータ突起部６１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７１が形成される。第１モータ突起部６１の径方向内側かつ第３モータ突起部６３の径方向外側に配置される第２モータ突起部６２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７２が形成される。また、３つのモータ突起部６１，６２，６３のうち最も径方向内側に配置される第３モータ突起部６３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７３が形成される。

　このように、下側軸方向間隙７０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７１，７２，７３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７０内を径方向内側へ向かって気流が漏れるのが抑制される。その結果、流路１０内を通過する気体の流量が低下するのが抑制される。したがって、露出部４１０における熱の発散効率の低下が抑制され、ステータ２１の冷却をより効率よく行うことができる。

　本実施形態では、下側ラビリンス部７１，７２，７３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６１，６２，６３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。ただし、インペラ１２の下シュラウド５２の下面に突起部を設けることにより、下側ラビリンス部を形成してもよい。

　また、この遠心送風機１では、下側軸方向間隙７０に３つの下側ラビリンス部７１，７２，７３が設けられる。このように、下側軸方向間隙７０が３つ以上の下側ラビリンス部を有することにより、気流の漏れをさらに抑制できる。

　下側軸方向間隙７０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７０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。

　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７０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。

　本実施形態では、３つのモータ突起部６１，６２，６３のうち最も外側の第１モータ突起部６１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６１，６２，６３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。

　また、図４に示すように、第３下側ラビリンス部７３は、第１下側ラビリンス部７１および第２下側ラビリンス部７２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７１，７２，７３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７３は、最も径方向外側に配置された第１下側ラビリンス部７１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７１，７２，７３の１つが、複数の下側ラビリンス部７１，７２，７３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７０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。

　また、第１下側ラビリンス部７１の径方向の長さは、第２下側ラビリンス部７２の径方向の長さおよび第３下側ラビリンス部７３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７１，７２，７３の１つの径方向の長さが、複数の下側ラビリンス部７１，７２，７３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７１を径方向に長くとることがより好ましい。

　＜３．第３実施形態＞
　図５は、第３実施形態に係る遠心送風機１Ｂの縦断面図である。図６は、遠心送風機１Ｂのモータ１１Ｂおよびインペラ１２Ｂの側面図である。図７は、ステータコア２１１Ｂおよび静翼８０Ｂが配置される軸方向の領域における、遠心送風機１Ｂの横断面図である。

　この遠心送風機１Ｂは、モータカバー２２Ｂおよびステータコア２１１Ｂの形状を除いて、第２実施形態に係る遠心送風機１と同等の構造をしている。以下では、第２実施形態に係る遠心送風機１と異なる点について説明する。

　本実施形態では、図５～図７に示すように、モータカバー２２Ｂが複数の静翼８０Ｂを有する。静翼８０Ｂは、側板部２２２Ｂから径方向外側に突出し、流路１０Ｂ内に配置される。また、静翼８０Ｂは、周方向に間隔を空けて、周方向に略等間隔に配置される。流路１０Ｂ内に静翼８０Ｂが配置されることにより、インペラ１２Ｂから流路１０Ｂ内へと流れ込んだ気流が、静翼８０Ｂにより整流される。したがって、遠心送風機１Ｂの駆動時における騒音を低減できる。

　モータカバー２２Ｂは、環状に繋がる窓部２２６Ｂを有する。これにより、モータカバー２２Ｂは、窓部２２６Ｂにより分断された上側モータカバー２２７Ｂおよび下側モータカバー２２８Ｂの２つの部材により構成される。上側モータカバー２２７Ｂは、上板部２２１Ｂと、側板部２２２Ｂのうち窓部２２６Ｂの上側に配置された部分と、第１固定部２２３Ｂと、静翼８０Ｂとを有する。下側モータカバー２２８Ｂは、側板部２２２Ｂのうち窓部２２６Ｂの下側に配置された部分と、第２固定部２２４Ｂと、第３固定部２２５Ｂとを有する。

　この遠心送風機１Ｂでは、このように、窓部２２６Ｂが周方向の全周に亘って配置される。また、静翼８０Ｂの下端部は、窓部２２６Ｂの上端部と下端部との間に配置される。これにより、静翼８０Ｂの下側においては、ステータコア２１１Ｂのコアバック４１Ｂの外周面の全周に亘って露出部４１０Ｂが配置される。また、ステータコア２１１Ｂと静翼８０Ｂの双方が配置される軸方向領域においては、図７に示すように、静翼８０Ｂと露出部４１０Ｂとが周方向に交互に配置される。すなわち、露出部４１０Ｂは、周方向に隣り合う静翼８０Ｂの間に配置される。

　なお、上側モータカバー２２７Ｂと下側モータカバー２２８Ｂとは、周方向の一部において繋がる一繋がりの部材であってもよい。例えば、静翼８０Ｂが窓部２２６Ｂの下方まで延び、上側モータカバー２２７Ｂと下側モータカバー２２８Ｂとが静翼８０Ｂを介して繋がっていてもよい。

　また、この遠心送風機１Ｂでは、中心軸９Ｂから露出部４１０Ｂの径方向外端までの径方向の距離は、中心軸９Ｂからインペラ１２Ｂの下シュラウド５２Ｂの径方向外端までの径方向の距離と略一致する。これにより、インペラ１２Ｂから排出された気流が、下シュラウド５２Ｂの径方向外端よりも径方向内側へと回り込むことなく、露出部４１０Ｂに接触できる。したがって、露出部４１０Ｂにおける熱の発散効率の低下が抑制され、ステータ２１Ｂの冷却をより効率よく行うことができる。

　なお、中心軸９Ｂから露出部４１０Ｂの径方向外端までの径方向の距離は、中心軸９からインペラ１２Ｂの下シュラウド５２Ｂの径方向外端までの径方向の距離よりも長くてもよい。その場合であっても、インペラ１２Ｂから排出された気流が、下シュラウド５２Ｂの径方向外端よりも径方向内側へと回り込むことなく、露出部４１０Ｂに接触できる。

　本実施形態では、さらに、中心軸９Ｂからモータカバー２２Ｂの外周面までの径方向の距離は、中心軸９Ｂからインペラ１２Ｂの下シュラウド５２Ｂの径方向外端までの径方向の距離と略一致する。すなわち、流路１０Ｂを構成する側板部２２２Ｂの外周面とステータ２１Ｂの外周面とが、同一円筒面上に配置される。このように、流路１０Ｂを構成するモータ１１Ｂの外周面が凹凸を有していないことにより、流路１０内を下方へと向かう気流の速度が低下しにくい。これにより、遠心送風機１Ｂの送風効率が低下するのがさらに抑制され、かつ、ステータ２１Ｂの冷却をさらに効率よく行うことができる。

　＜４．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。

　上記の実施形態では、ステータコアの露出部は、コアバックの外周面の上端から下端まで延びていた。しかしながら、露出部は、コアバック外周面の軸方向の一部のみに配置されてもよい。

　また、上記の第３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。

　図８は、掃除機１００の斜視図である。掃除機１００は、上述の遠心送風機を有する。これにより、掃除機１００の送風効率を低下させることなく、掃除機１００に搭載されている遠心送風機のステータを効率よく冷却できる。

　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。

　本発明は、遠心送風機および掃除機に利用できる。

　１，１Ａ，１Ｂ　遠心送風機
　９，９Ａ，９Ｂ　中心軸
　１０，１０Ａ，１０Ｂ　流路
　１１，１１Ａ，１１Ｂ　モータ
　１２，１２Ａ，１２Ｂ　インペラ
　１３，１３Ａ　ブロアケーシング
　２１，２１Ａ，２１Ｂ　ステータ
　２２，２２Ａ，２２Ｂ　モータカバー
　４１，４１Ａ　コアバック
　４２，４２Ａ　ティース
　５１　上シュラウド
　５２，５２Ｂ　下シュラウド
　６１，６２，６３　モータ突起部
　７０　下側軸方向間隙
　７１，７２，７３　下側ラビリンス部
　８０Ｂ　静翼
　１０１，１０１Ａ　吸気口
　１０２，１０２Ａ　排出口
　１３１，１３１Ａ　上側ケーシング天板部
　１３２，１３２Ａ　壁部
　２０１，２０１Ａ　上面
　２０２，２０２Ａ　外周面
　２１１，２１１Ａ，２１１Ｂ　ステータコア
　２１３，２１３Ａ　コイル
　２２１，２２１Ｂ　上板部
　２２２，２２２Ｂ　側板部
　２２６，２２６Ｂ　窓部
　４１０，４１０Ａ，４１０Ｂ　露出部

Claims

　ステータと前記ステータを保持するモータカバーを含む静止部、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、
を有し、
　前記ステータは、
　　円環状のコアバック、および、前記コアバックから径方向内側に延びる複数のティースを有するステータコアと、
　　前記ティースの周囲に巻かれた導線からなるコイルと、
を含み、
　前記モータカバーは、
　　前記ステータの上方において前記中心軸に対して略垂直に拡がる上面と、
　　前記上面の外縁から下方へ延びる筒状の外周面と、
を有し、
　前記ブロアケーシングは、
　　吸気口と、
　　前記インペラの上方に配置され、中央に前記吸気口が配置される上側ケーシング天板部と、
　　前記上側ケーシング天板部から前記モータカバー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カバーの前記外周面との間には、軸方向に繋がる流路が構成され、
　前記流路の下端部に、外部の空間と連通する排出口が配置され、
　前記コアバックは、その外周面の少なくとも一部に、前記流路に露出する露出部を有する、遠心送風機。
　請求項１に記載の遠心送風機であって、
　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、中央に前記吸気口が配置される、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、
　前記中心軸から前記モータカバーの外周面までの径方向の距離は、前記中心軸から前記下シュラウドの径方向外端までの径方向の距離と略一致する、または、前記中心軸から前記下シュラウドの径方向外端までの径方向の距離よりも長い、遠心送風機。
　請求項１に記載の遠心送風機であって、
　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、中央に前記吸気口が配置される、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、
　前記中心軸から前記露出部の径方向外端までの径方向の距離は、前記中心軸から前記下シュラウドの径方向外端までの径方向の距離と略一致する、または、前記中心軸から前記下シュラウドの径方向外端までの径方向の距離よりも長い、遠心送風機。
　請求項１に記載の遠心送風機であって、
　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、中央に前記吸気口が配置される、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する、遠心送風機。
　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、
　前記露出部は、前記コアバックのうち前記ティースの径方向外側に配置される、遠心送風機。
　請求項５に記載の遠心送風機であって、
　前記露出部の周方向の幅は、前記ティースの周方向の幅よりも広い、遠心送風機。
　請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の遠心送風機であって、
　前記モータカバーは、前記コアバックの外周面の少なくとも一部を覆う、遠心送風機。
　請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の遠心送風機であって、
　前記中心軸から前記露出部までの径方向の距離は、前記中心軸から前記モータカバーの外周面のうち前記流路に面する部分までの径方向の距離よりも短い、遠心送風機。
　請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の遠心送風機であって、
　前記モータカバーは、
　　前記流路内に配置され、周方向に間隔をあけて配置される複数の静翼
を有し、
　前記露出部は、隣り合う前記静翼の間に配置される、遠心送風機。
　請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の遠心送風機
を有する、掃除機。