叶轮和送风装置的制作方法

本实用新型涉及叶轮和送风装置。

背景技术：

在日本公开公报2015-140796号中公开了如下的电动送风机：该电动送风机能够在不降低旋转平衡的情况下使离心风扇相对于旋转轴可靠止转。电动送风机具有通过无刷马达的转子的旋转轴的旋转而进行旋转的离心风扇。离心风扇具有筒状的风扇主体，该风扇主体具有在中央部贯穿且供旋转轴贯穿插入的贯插孔。离心风扇具有槽部，该槽部沿着风扇主体的轴向而设置于贯插孔的内部，与贯插孔的一端侧连通并且与贯插孔的另一端侧不连通。电动送风机具有止转部，该止转部由树脂材料形成，通过固定于旋转轴的外周面并与槽部嵌合，从而使旋转轴和离心风扇在周向上止转。

近年来，使电动送风机的离心风扇高速旋转的要求变高。在通过树脂材料将离心风扇固定于旋转轴的结构中，高速旋转时的耐久性有可能不足。例如，通过采用将旋转轴牢固地压入固定于离心风扇的结构，能够提高高速旋转时的耐久性。但是，在例如将旋转轴牢固地压入固定于离心风扇的结构中，有可能在制造时在离心风扇上产生裂纹。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提供能够抑制轮部上的裂纹的产生的技术。

本实用新型的例示的叶轮具有轴和轮部。轴沿着中心轴线配置，在从轴向进行的平面观察时呈圆形。轮部具有轮筒部，所述轴的轴向上的一端部固定于该轮筒部。轮筒部在内周面上具有多个第一部分和第二部分。第一部分在周向上隔着间隔配置，与轴接触并固定轴。第二部分在径向上与轴隔着间隔对置，位于在周向上相邻的2个第一部分之间。

在上述实施方式中，轴被压入固定于多个第一部分。

在上述实施方式中，轴在一端部的外周面上具有沿径向凹陷的多个槽部。

在上述实施方式中，在轴与第二部分的径向之间配置有粘接剂。粘接剂将轴和轮筒部连接起来。

在上述实施方式中，轮部具有轮基部、轮筒部以及空隙部。轮基部呈圆锥状，在外周面上具有多个叶片。轮筒部位于轮基部的径向内侧。空隙部位于轮基部与轮筒部的径向之间。轮部的一端部的轴向上的至少一部分隔着空隙部而与轮基部对置。

在上述实施方式中，轮部具有轮基部、轮筒部、空隙部以及多个肋。轮基部呈圆锥状，在外周面上具有多个叶片。轮筒部位于轮基部的径向内侧。空隙部位于轮基部与轮筒部的径向之间。肋配置于空隙部，在径向上将轮筒部和轮基部连接起来。肋在径向上与第二部分重叠。

在上述实施方式中，轮筒部的内周面在从轴向进行的平面观察时呈多边形或者椭圆状。第一部分包含轮筒部的内周面上的与中心轴线的径向距离最小的部分。

在上述实施方式中，轮筒部在内周面上具有向径向内侧突出的多个凸部，该多个凸部在周向上隔着间隔配置。第一部分包含凸部的在径向上与轴对置的面的至少一部分。

在上述实施方式中，在轮筒部的内周面上，配置凸部的区域相对于中心轴线的周向上的角度与在周向上相邻的2个凸部之间的区域相对于中心轴线的周向上的角度相同或者较小。

本实用新型的例示的送风装置具有上述的叶轮。

例示的本实用新型提供能够抑制轮部上的裂纹的产生的技术。

由以下的本实用新型优选实施方式的详细说明，参照附图，可以更清楚地理解本实用新型的上述及其他特征、要素、步骤、特点和优点。

附图说明

图1是本实用新型的实施方式的吸尘器的立体图。

图2是本实用新型的实施方式的送风装置的立体图。

图3是本实用新型的实施方式的送风装置的垂直剖视图。

图4是本实用新型的实施方式的叶轮的立体图。

图5是本实用新型的实施方式的叶轮的垂直剖视图。

图6是轮筒部与轴的关系的水平剖视图。

图7是示出轴的一端部的结构的示意图。

图8是用于说明本实用新型的实施方式的叶轮的第一变形例的图。

图9是用于说明本实用新型的实施方式的叶轮的第二变形例的图。

图10是用于说明本实用新型的实施方式的叶轮的第三变形例的图。

图11是用于说明本实用新型的实施方式的叶轮的第四变形例的图。

具体实施方式

以下，参照附图详细地说明本实用新型的例示的实施方式。另外，在本说明书中，在叶轮1和送风装置100中，将与叶轮1的中心轴线C平行的方向称为“轴向”，将与叶轮1的中心轴线C垂直的方向称为“径向”，将沿着以叶轮1的中心轴线C为中心的圆弧的方向称为“周向”。

在本说明书中，在送风装置100中，将轴向设为上下方向，相对于马达2将轮部11侧设为上而说明各部分的形状或位置关系。上下方向仅仅是为了说明而使用的名称，没有限定实际的位置关系和方向。

在本说明书中，在吸尘器200中，将接近图1的地面F(被清扫面)的方向设为“下方”，并且将远离地面F的方向设为“上方”，而对各部分的形状或位置关系进行说明。另外，这些方向仅仅是为了说明而使用的名称，不限定实际的位置关系和方向。

“上游”和“下游”分别表示在使叶轮1旋转时从吸气口102吸入的空气的流通方向的上游和下游。

以下对搭载了送风装置100的吸尘器进行说明，该送风装置100具有本实用新型的例示的实施方式的叶轮1。图1是本实用新型的实施方式的吸尘器200的立体图。吸尘器200是杆型的电吸尘器。吸尘器200具有在下表面和上表面上分别设置有吸气部202和排气部203的壳体201。电源线(未图示)被从壳体201的背面导出。电源线与设置于居室的侧壁面上的电源插座(未图示)连接，向吸尘器200供给电力。另外，吸尘器200也可以是机器人型、罐型或者手持型的电吸尘器。

在壳体201内形成有将吸气部202和排气部203连结起来的空气通路(未图示)。在空气通路内，从上游侧朝向下游侧依次配置有集尘部(未图示)、过滤器(未图示)以及送风装置100。在空气通路内流通的空气中包含的尘埃等灰尘由过滤器捕集，而收集在形成为容器状的集尘部内。集尘部和过滤器构成为能够相对于壳体201装卸。

在壳体201的上部设置有把持部204和操作部205。使用者能够对把持部204进行把持而使吸尘器200移动。操作部205具有多个按钮205a。使用者通过按钮205a的操作来进行吸尘器200的动作设定。例如，通过按钮205a的操作来指示送风装置100的驱动开始、驱动停止以及转速的变更等。杆状的抽吸管206与吸气部202连接。抽吸嘴部207以能够相对于抽吸管206装卸的方式安装于抽吸管206的上游端。另外，抽吸管206的上游端在图1中是抽吸管206的下端。

图2是本实用新型的实施方式的送风装置100的立体图。图3是本实用新型的实施方式的送风装置100的垂直剖视图。送风装置100搭载于吸尘器200而抽吸空气。送风装置100具有叶轮1。

送风装置100具有水平截面为圆形的筒状的风扇壳101。风扇壳101在内部收纳叶轮1和马达2。在风扇壳101的上部设置有在上下方向上开口的吸气口102。在吸气口102处设置有向径向内侧倾斜地从上端向下方延伸的喇叭口102a。由此，吸气口102的直径随着从上方朝向下方而平滑地变小。风扇壳101的下表面在上下方向上开口。

具有轮部11的叶轮1与配置在轮部11的下方的马达2连结。通过马达2的驱动，叶轮1以上下延伸的中心轴线C为中心进行旋转。在本实施方式中，叶轮1向图2所示的R方向旋转。关于叶轮1的详细情况，在后文进行说明。

马达2具有水平截面为圆形的筒状的马达壳20。在风扇壳101与马达壳20之间的间隙中形成了流路103。流路103在上端(上游端)与轮部11连通，在流路103的下端(下游端)形成了排气口104。在后述的定子22的下方配置有圆板状的下盖21。通过下盖21来覆盖马达壳20的下表面。下盖21通过未图示的螺钉而安装于马达壳20。

多个静叶片20a以在周向上排列的方式设置于马达壳20的外周面上。静叶片20a构成为板状。静叶片20a随着朝向上方而朝向与叶轮1的旋转方向R相反的方向倾斜。静叶片20a的上侧呈凸状弯曲。多个静叶片20a的外缘与风扇壳101的内表面接触。静叶片20a借助送风装置100的驱动而如箭头S所示将气流引导到下方。

马达2是内转子型的马达，具有定子22、转子23、轴承部24以及电路板25。

定子22配置在转子23的径向外侧。定子22具有定子铁芯221和绝缘件222。定子铁芯221由在轴向上层叠了电磁钢板而得到的层叠钢板构成。定子铁芯221具有环状的铁芯背部221a和多个齿221b。多个齿221b从铁芯背部221a的内周面向径向内侧延伸而形成为放射状。多个齿221b在周向上等间隔地排列。

绝缘件222由树脂等绝缘材料构成，覆盖定子铁芯221的至少一部分。线圈223通过隔着绝缘件222在齿221b的周围卷绕导线而构成。即，在线圈223与齿221b之间配置有绝缘件222。通过绝缘件222而使齿221b与线圈223绝缘。

转子23具有圆筒形状的转子壳231和多个磁体232。转子壳231保持叶轮1的轴12。多个磁体232配置于转子壳231的外周面。各磁体232的径向外侧的面与各齿221b的径向内侧的端面对置。多个磁体232的N极的磁极面与S极的磁极面交替地排列，在周向上等间隔地配置。另外，也可以取代多个磁体232而使用单一的环状的磁体。在该情况下，只要在磁体的外周面上沿周向交替地磁化出N极与S极即可。并且，磁体和转子壳也可以通过配合了磁性体粉的树脂而成型为一体。

转子壳231所保持的轴12被上下的轴承部24支承为能够旋转，以中心轴线C为中心与转子23一同旋转。旋转方向是图2所示的R方向。上方的轴承部24被支承于马达壳20的上部的中央部。下方的轴承部24被支承于下盖21的中央部。在本实施方式中，上方的轴承部24具有球轴承，下方的轴承部24具有滑动轴承。另外，上下的轴承部24也可以具有其他方式的轴承。例如，上下的轴承部24也可以都具有球轴承。

电路板25被配置在下盖21的下方。电路板25是圆形状，由例如环氧树脂等树脂形成。在电路板25上配置有电子部件251。电子部件251包括AC/DC转换器、逆变器、控制电路等。电路板25通过未图示的连接端子而与定子22电连接。从商用电源供给的交流电力被转换成直流电力，经由逆变器向线圈223供给电力，从而马达2进行驱动。送风装置100通过马达2的驱动而使叶轮1旋转，产生风的流动。

图4是本实用新型的实施方式的叶轮1的立体图。图5是本实用新型的实施方式的叶轮1的垂直剖视图。图5示出叶轮1的一部分。如图4和图5所示，叶轮1具有轴12和轮部11。

轴12沿着中心轴线C配置。轴12在从轴向进行的平面观察时呈圆形状。轴12是金属制成的棒状构件。在本实施方式中，轴12是不锈钢制成的。轴12可以是圆柱状或者圆筒状。

轮部11是斜流叶轮。在本实施方式中，轮部11是使用铝合金通过铸造而形成的。但是，轮部11也可以使用其他金属而形成。轮部11不限于是金属制成的，也可以是树脂制成的。出于提高高速旋转时的耐久性等目的，优选轮部11是铸造件。轮部11具有轮基部111、轮筒部112以及空隙部113。

轮基部111在外周面上具有多个叶片111a。在本实施方式中，轮基部111呈圆锥状。详细地说，轮基部111的直径随着朝向下方而变大。轮基部111的下端部是开口的。开口的形状在从轴向进行平面观察时呈圆形状。另外，圆锥状还可以包含圆锥台形状。如图3所示，在送风装置100中，轮基部111的上端部被配置成与喇叭口102a的下端处于大致相同的高度。多个叶片111a以沿周向排列的方式配置在轮基部111的外周面上。在各叶片111a中，叶片111a的上部位于比叶片111a的下部靠旋转方向R的前方的位置。

轮筒部112位于轮基部111的径向内侧。轴12的一端部固定于轮筒部112。在本实施方式中，轴12的上端部固定于轮筒部112中。图6是示出轮筒部112与轴12的关系的水平剖视图。

如图6所示，轮筒部112在从轴向进行的平面观察时，外形呈圆形状。但是，轮筒部112的外形在从轴向进行的平面观察时不限于圆形状，也可以是其他形状。轮筒部112的外形在从轴向进行的平面观察时，可以是例如多边形状或者椭圆形状等。通过使轮筒部112的外形呈圆形状能够减少空气阻力。

如图6所示，轮筒部112在内周面112a上具有多个第一部分1121和多个第二部分1122。多个第一部分1121在周向上隔着间隔配置，与轴12接触并固定轴12。多个第二部分1122分别在径向上与轴12隔着间隔对置，位于在周向上相邻的2个第一部分1121之间。换言之，1个第二部分1122位于在周向上相邻的2个第一部分1121之间。

在本结构中，通过在周向上使轴12的外周面12a的一部分与轮筒部112的内周面112a接触，而将轴12固定于轮筒部112中。在本结构中，轮筒部112在周向上具有沿径向与轴12分离的部分。由于沿径向与轴12分离的部分容易变形，因而在本结构中，能够使从轴12施加给轮筒部112的力分散。即，根据本结构，与将轮筒部的内周面设置成圆形状，使轴12的外周面全周与轮筒部的内周面接触而进行固定的情况相比，能够降低轮部11上的裂纹的产生。具有本实施方式的叶轮1的送风装置100在制造时能够抑制轮部11上的裂纹的产生，因而能够高效地进行制造。

在本实施方式中，轴12被压入固定于多个第一部分1121。换言之，第一部分1121是轴12被压入到轮筒部112中的区间。第二部分1122是轴12没有被压入到轮筒部112中的区间。多个第一部分1121在周向上大致等间隔地配置。多个第二部分1122分别夹在沿周向相邻的2个第一部分1121之间。轴12需要牢固地保持高速旋转的轮部11，因而轴12通过强力压入而固定于多个第一部分1121。轮部11以例如100000rpm以上的旋转速度进行旋转。

在本实施方式中，轴12在周向上被压入固定于轮筒部112的内周面112a的一部分，与剩余的部分不接触。因此，在将轴12压入了轮筒部112中的情况下，能够使在轮筒部112上产生的压入应力分散，能够抑制由于轴12的压入而在轮部11上产生裂纹的情况。

另外，在本实施方式中，轴12采用被压入轮筒部112中的结构，但不限于该结构。例如，轴12也可以采用通过热压配合而固定于轮筒部112中的结构。在热压配合中，对轮筒部112进行加热，使轴12进入到轮筒部112的因加热而扩张的孔中。通过伴随着轮筒部112冷却的热收缩，轴12被固定于轮筒部112中。在热压配合的情况下，也能够通过沿径向与轴12分离的部分的存在而使从轴12施加给轮筒部112的力分散。因此，能够抑制在将轴12固定于轮筒部112中时轮部11上产生裂纹的情况。

在本实施方式中，轮筒部112的内周面112a在从轴向进行的平面观察时呈多边形状或者椭圆状。在轮筒部112的内周面112a上固定轴12的部位的形状从上端到下端为同一形状。第一部分1121包含轮筒部112的内周面112a上的与中心轴线C的径向距离D最小的部分。根据本结构，轮筒部112的内周面112a的形状不容易变得复杂，能够容易地进行叶轮1的制造。

在本实施方式中，详细地说，轮筒部112的内周面112a在从轴向进行的平面观察时呈五边形状。但是，轮筒部112的内周面112a不限于五边形状，可以是三角形状等其他的多边形状。更详细地说，轮筒部112的内周面112a在从轴向进行的平面观察时呈正五边形状。通过形成为正五边形状，能够容易保持轮部11的旋转时的平衡。并且，能够使从轴12施加给轮筒部112的力均等地分散。第一部分1121包含正五边形的各边的中点位置。即，具有5个第一部分1121。第二部分1122包含正五边形的顶部。另外，在轮筒部112的内周面112a是多边形状的情况下，多边形的各顶部未必一定尖锐，也可以带有圆度。并且，连结多边形的相邻的顶部的线未必一定是直线，也可以弯曲。

如图4和图5所示，空隙部113位于轮基部111与轮筒部112的径向之间。空隙部113的径向上的宽度从轮筒部112的下方朝向上方逐渐变小。轴12的固定于轮筒部112中的一端部的至少一部分隔着空隙部113而与轮基部111对置。优选的是，轴12的固定于轮筒部112中的一端部全部隔着空隙部113而与轮基部111对置。在本实施方式中，轴12的固定于轮筒部112中的一端部的大部分隔着空隙部113而在径向上与轮基部111对置。

在本结构中，在轴向上轴12与轮筒部112通过压入而接触的区间的至少一部分隔着空隙部113而沿在径向上与轮基部111对置。因此，能够抑制从轴12施加给轮筒部112的力传递给轮基部111。由此，能够防止设置于轮基部111上的叶片111a的变形。

图7是示出轴12的一端部的结构的示意图。在图7中，轴12的右方所示的图是轴12上的被虚线包围的部分的概略放大图。如图7所示，轴12在固定于轮筒部112中的一端部的外周面上具有沿径向凹陷的多个槽部121。

在本实施方式中，多个槽部121中包含相对于轴向向彼此相反的方向倾斜地交叉的多个槽部。由此，在轴12的固定于轮筒部112中的一端部的外周面上设置有微细的凹凸。根据本结构，在轮筒部112和轴12通过压入而被固定的部分处，能够使轮筒部112的一部分进入到轴12的槽部121中，因此能够使轴12相对于轮筒部112牢固地固定。

另外，构成微细的凹凸的多个槽部121能够通过例如滚花加工而形成。并且，在轴12的一端部构成的微细的凹凸不限于上述的结构，例如也可以由在与轴向平行、垂直或者仅向1个方向倾斜的方向上延伸的多个槽部来构成。并且，在本实施方式中，在轴12的一端部上设置有多个槽部121，但也可以不设置该槽部121。

图8是用于说明本实用新型的实施方式的叶轮1的第一变形例的图。详细地说，图8是示出轮筒部112A与轴12A的关系的水平剖视图。在第一变形例中，在轴12A与第二部分1122A的径向之间配置有粘接剂13。粘接剂13将轴12A和轮筒部112A连接起来。粘接剂13可以由例如环氧系的树脂等构成。

根据本变形例的结构，除了第一部分1121A处的压入固定之外，还能够通过粘接剂13将轴12A和轮筒部112A固定，因而能够将轴12A牢固地固定于轮筒部112中。并且，粘接剂13能够作为防止轮筒部112A相对于轴12A旋转的止转件发挥功能。

例如，粘接剂13可以构成为，通过在压入轴12A之前将粘接剂13涂布在轮筒部112A的内周面112aA上，从而将粘接剂13配置在轴12A与第二部分1122A的径向之间。在预先将液状的粘接剂13涂布在轮筒部112A的内周面112aA上的结构中，能够使液状的粘接剂13作为轴12A压入时的润滑剂发挥功能。然后，通过使粘接剂13固化，能够将轴12A和轮筒部112A固定。作为其他例子，粘接剂13可以构成为，在将轴12A压入于轮筒部112A中之后，将粘接剂13填充到轴12A与第二部分1122A的径向之间。

图9是用于说明本实用新型的实施方式的叶轮1的第二变形例的图。详细地说，图9是示出轮部11B与轴12B的关系的水平剖视图。在第二变形例中，轮部11B除了具有轮基部111B、轮筒部112B以及空隙部113B之外，还具有多个肋114。多个肋114配置于空隙部113B中，在径向上将轮筒部112B和轮基部111B连接。

在本变形例中，肋114的数量为5个。5个肋114在周向上等间隔地配置。各肋114可以呈板状。肋114相对于轮基部111B和轮筒部112B是单一构件。根据本变形例的结构，能够通过肋114来抑制由于高速旋转的离心力而使轮基部111B沿径向扩张的情况。

肋114在径向上与第二部分1122B重叠。在本变形例中，各肋114在径向上与轮筒部112B的正五边形状的内周面112aB的顶部重叠。但是，只要各肋114在径向上与第二部分1122B重叠，则各肋114也可以配置在与多边形的顶部错开的位置。优选各肋114在径向上与第一部分1121B不重叠。

根据本变形例的结构，肋114在径向上与轴12B和轮筒部112B不相接触的部分重叠。由此，能够抑制从轴12B施加给轮筒部112B的力顺着肋114而传递给轮基部111B。因此，能够防止设置于轮基部111B的叶片的变形。

图10是用于说明本实用新型的实施方式的叶轮1的第三变形例的图。详细地说，图10是示出轮筒部112C与轴12C的关系的水平剖视图。如图10所示，轮筒部112C的内周面112aC在从轴向进行的平面观察时呈椭圆状。在轮筒部112C的内周面112aC上固定轴12C的部位的形状从上端到下端为同一形状。

第一部分1121C包含轮筒部112C的内周面112aC上的与中心轴线C的径向距离D最小的部分。详细地说，第一部分1121C包含与椭圆的短轴交叉的位置。在本变形例的结构中，在周向上，轮筒部112C也具有在径向上与轴12C分离的第二部分1122C。由于在径向上与轴12C分离的部分容易变形，因而在本变形例的结构中，能够使从轴12C施加给轮筒部112C的力分散。即，在本变形例中，也能够降低轮部上的裂纹的产生。在本变形例中，也可以在轴12C与第二部分1122C的径向之间配置粘接剂。由此，能够使轴12C相对于轮筒部112C的固定变得牢固。

图11是用于说明本实用新型的实施方式的叶轮1的第四变形例的图。详细地说，图11是示出轮筒部112D与轴12D的关系的水平剖视图。在第四变形例中，轮筒部112D在内周面112aD上具有向径向内侧突出的多个凸部1123。在本变形例中，轮筒部112D的内周面112aD在从轴向进行的平面观察时呈圆形状，并在一部分具有凸部1123。多个凸部1123在周向上等间隔地配置。但是，多个凸部1123也可以不是等间隔地配置。通过使多个凸部1123等间隔地配置，能够使轮部的旋转时的平衡性良好。并且，能够使从轴12D施加给轮筒部112D的力均等地分散。

在本变形例中，凸部1123的数量为3个。但是，凸部1123的数量可以为2个、或者4个以上。在本变形例中，凸部1123的在径向上与轴12D对置的面是朝向径向内侧突出的凸面。但是，凸部1123的在径向上与轴12D对置的面也可以是朝向径向外侧凹陷的凹面。

第一部分1121D包含凸部1123的在径向上与轴12对置的面的至少一部分。在本变形例中，第一部分1121D包含凸部1123的在径向上与轴12D对置的面的一部分。凸部1123的数量为3个，第一部分1121D的数量为3个。通过3个第一部分1121D对轴12D进行压入固定。

在本变形例的结构中，在周向上，轮筒部112D也具有在径向上与轴12D分离的部分。由于在径向上与轴12D分离的部分容易变形，因而在本变形例的结构中，能够使从轴12D施加给轮筒部112D的力分散。即，在本变形例中也能够降低轮部上的裂纹的产生。另外，在本变形例中，也可以在轴12D与第二部分1122D的径向之间配置粘接剂。由此，能够使轴12D相对于轮筒部112D的固定变得牢固。

在轮筒部112D的内周面112aD上，配置凸部1123的区域相对于中心轴线C的周向上的角度α与沿周向相邻的2个凸部1123之间的区域相对于中心轴线C的周向上的角度β相同或者较小。在本变形例中，角度α比角度β小。另外，沿周向相邻的2个凸部1123之间的区域是没有配置凸部1123的区域。根据该结构，能够增大沿周向相邻的凸部1123之间的间隔，在从轴12D对轮筒部112D施加了力的情况下，能够确保凸部1123变形的余地。因此，在例如压入固定时，能够使从轴12D施加给轮筒部112D的力分散，从而降低轮部上的裂纹的产生。

本说明书中公开的各种技术特征在不脱离其技术创作的主旨的范围内能够施加各种变更。并且，本说明书中所示的多个实施方式和变形例可以在可实施的范围内组合实施。

本实用新型例如能够用于具有叶轮的送风装置以及具有送风装置的吸尘器等。