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公開番号2020143608
公報種別公開特許公報(A)
公開日20200910
出願番号2019039852
出願日20190305
発明の名称送風機
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人
主分類F04D 29/32 20060101AFI20200814BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】電動機を収容するボスの内部に空気が滞留することを抑制できる送風機を提供する。
【解決手段】送風機10は、底部211と底部211に接続される側壁部212とを有するボス21及び側壁部212からボス21の外側へ向かって延びるブレード22を有するファン20と、ボス21の内側に固定され、ボス21と一体的に回転するアウターロータ31及びステータ34を有する電動機30と、ステータ34が固定されるシュラウド40とを備える。ファン20は、ステータ34に対してアウターロータ31が回転することによって、側壁部212とシュラウド40との間に負圧を発生させる負圧発生部を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
送風機であって、
底部(211)と前記底部の外周に接続される側壁部(212)とを有するボス(21)及び前記側壁部から前記ボスの外側へ向かって延びるブレード(22)を有するファン(20)と、
前記ボスの内側に固定され、前記ファンと同調して回転するアウターロータ(31)及び前記アウターロータの内側に配置されるステータ(34)を有する電動機(30)と、
前記ステータが固定されるシュラウド(40)と、を備え、
前記ファンは、前記ステータに対して前記アウターロータが回転する前記電動機の回転駆動によって、前記側壁部と前記シュラウドとの間に負圧を発生させる負圧発生部(25,25A,25B)を有する、送風機。
続きを表示(約 920 文字)【請求項2】
請求項1に記載の送風機であって、
前記負圧発生部は、前記ブレードに設けられる。
【請求項3】
請求項2に記載の送風機であって、
前記負圧発生部は、前記ブレードが前記側壁部に接続される部分である翼元(221,221A,221B)に設けられる。
【請求項4】
請求項3に記載の送風機であって、
前記ブレードは、前記電動機の回転軸に沿う方向の軸流を発生させ、
前記ブレードの後縁(223)は、前記軸流の主流方向において、前記ブレードの前縁(222)よりも、前記シュラウド側に設けられており、
前記負圧発生部は、前記翼元において、前記前縁よりも前記後縁側に近接するように設けられる。
【請求項5】
請求項4に記載の送風機であって、
前記翼元は、前記ブレードの回転方向における前方側に面する表翼面(2211)及び前記ブレードの回転方向における前方側とは反対側に面する裏翼面(2212)を有しており、
前記表翼面は、前記ブレードの回転により、前記回転方向における前方側に正圧領域を形成し、
前記裏翼面は、前記ブレードの回転により、前記回転方向における前方側とは反対側に負圧領域を形成し、
前記負圧発生部は、前記表翼面が形成する正圧領域に隣接するように負圧領域を形成する。
【請求項6】
請求項5に記載の送風機であって、
前記負圧発生部は、前記表翼面に繋がる負圧発生翼面(251,251B)を有し、
前記表翼面は、前記回転方向における前方側とは反対側に凹むように形成され、
前記裏翼面は、前記回転方向における前方側とは反対側に膨らむように形成され、
前記負圧発生翼面は、前記回転方向における前方側に膨らむように形成されている。
【請求項7】
請求項5に記載の送風機であって、
前記負圧発生部は、前記表翼面に繋がる負圧発生翼面(251,251A,251B)を有し、
前記表翼面と前記負圧発生翼面との間に変曲点が形成されている。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、送風機に関する。
続きを表示(約 4,900 文字)【背景技術】
【0002】
アウターロータ型の電動機によりファンを駆動する送風機では、電動機がボスによって囲まれるように配置される。電動機が駆動されると、電動機を囲むボスの内側の空気の温度が上昇する。このため、電動機の冷却を行う必要がある。アウターロータ型の電動機の冷却を促進する送風機が、特許文献1に示されている。特許文献1に記載の送風機は、電動機のアウターロータに開口部を設けている。送風機のファンボスには、冷却リブを設けている。開口部及び冷却リブを設けることによってロータ及びファンボス内で空気流れが形成される。この空気流れによって、電動機の冷却を促進させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2016−133045号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1では、アウターロータの内側に導入された空気を、冷却リブによる空気流れによって、アウターロータとファンボスとの間の空間に吸い出している。この時、アウターロータの内側に導入され、開口部から吸い出された空気が、再度アウターロータの内側を循環する循環流れも形成される。循環流れが形成されると、高温空気がファン内部に滞留することになり、電動機の冷却が妨げられる。
【0005】
本開示は、電動機を収容するボスの内部に空気が滞留することを抑制できる送風機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】
本開示に係る送風機は、底部(211)と底部の外周に接続される側壁部(212)とを有するボス(21)及び側壁部からボスの外側へ向かって延びるブレード(22)を有するファン(20)と、ボスの内側に固定され、ファンと同調して回転するアウターロータ(31)及びアウターロータの内側に配置されるステータ(34)を有する電動機(30)と、ステータが固定されるシュラウド(40)と、を備えている。ファンは、ステータに対してアウターロータが回転する電動機の回転駆動によって、側壁部とシュラウドとの間に負圧を発生させる負圧発生部(25,25A,25B)を有する。
【0007】
送風機が送風するためにファンを回転させると、負圧発生部が負圧を発生させる。負圧発生部は、シュラウドとボスとの間の空間に負圧を発生させるため、ボスの内側にある空気をボスの外側へ流出させるように作用する。空気の流出に伴って、ボスの内側に新たに空気が吸引される。よって、電動機の駆動によって温度が上昇した空気が、電動機とボスの内側とによって作られる空間に滞留しにくくなり高温空気の滞留が妨げられるため、電動機の冷却効率を高めることができる。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、電動機を収容するボスの内部に空気が滞留することを抑制できる送風機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1は、本実施形態に係る送風機の断面図である。
図2は、図1に示されるファンの平面図である。
図3は、図1に示されるブレードの断面図である。
図4は、図3に示されるブレードによる圧力分布を示す模式図である。
図5は、負圧発生部によるボス周囲の圧力の状態を説明する図である。
図6は、負圧発生部を設けない場合のボス周囲の圧力の状態を説明する図である。
図7は、変形例としてのブレードによる圧力分布を示す模式図である。
図8は、変形例としてのブレードによる圧力分布を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【0011】
図1を参照しながら、本実施形態に係る送風機10について説明する。送風機10は、ファン20と、電動機30と、シュラウド40と、を備えている。
【0012】
ファン20は、電動機30によって回転駆動され、主流方向A1に沿って空気流れを発生させる。ファン20は、ボス21と、ブレード22と、冷却リブ23と、を有する。ファン20は、例えば、樹脂材料によって一体的に成形される。
【0013】
ボス21は、軸m1周りに円筒状を成す有底円筒状の部材であり、底部211と側壁部212とを有する。底部211は、主流方向A1に沿った方向へ流れる空気流れの上流側に位置する。底部211から空気流れの下流側へ向かって延びるように円筒状の側壁部212が形成される。側壁部212は、底部211の外周から立ち上がるように設けられている。側壁部212は、下流側に下流側端面2121を有する。
【0014】
ブレード22は、側壁部212からボス21の外側へ延びるように設けられている。ブレード22は、翼元221が側壁部212に繋がるように設けられている。翼元221には、負圧発生部25が設けられている。
【0015】
冷却リブ23は、側壁部212からボス21内部に向かって延びるように形成されている。冷却リブ23は、ボス21内部に空気流れを発生させる。
【0016】
電動機30は、アウターロータ31と、ベアリング32と、シャフト33と、ステータ34と、を有する。電動機30は、底部211と側壁部212に囲まれるように、ボス21の内側に配置されている。電動機30は、アウターロータ31がボス21の底部211に固定されることで、ボス21に対して固定されている。電動機30は、底部211に固定されているのとは反対側において、ステータ34がシュラウド40に固定されている。電動機30は、アウターロータ31が、ステータ34の周囲を回転することで回転駆動する。
【0017】
アウターロータ31は、ヨーク311と、永久磁石312とを有する。ヨーク311は、軸m1周りに円筒状を成す有底円筒状の部材であり、底部3111と側壁部3112とを有している。底部3111は、ボス21の底部211に固定されている。
【0018】
底部3111には、開口部3113が設けられている。開口部3113を通り、アウターロータ31内部の空気がボス21側へ流れることができる。冷却リブ23は、開口部3113を通る空気の流れを促進する。
【0019】
永久磁石312は、側壁部3112の内側に配置されている。永久磁石312は、ステータ34と対向するように設けられている。
【0020】
底部3111には、軸m1周りに凹部3114が設けられている。凹部3114は、ベアリング32が配置されている。ベアリング32は、凹部3114と密接固定されている。軸m1に沿ってシャフト33が設けられている。シャフト33は、ベアリング32に挿入固定されている。シャフト33は、シュラウド40に固定されている。ベアリング32が回転することで、アウターロータ31が軸m1を軸として回転することができる。
【0021】
ステータ34は、コア341とコイル342とを有する。コア341は、ベアリング32及びシャフト33を囲むようにアウターロータ31の内側に配置されている。コイル342は、コア341に電線を巻き付けることにより形成されている。
【0022】
シュラウド40は、ボス21及びアウターロータ31に対して、空気流れの下流側に設けられる。シュラウド40は、側壁部212の下流側端面2121との間に、空気が流通可能な空間を形成する。シュラウド40は、アウターロータ31との間にも、空気が流通可能な空間を形成する。
【0023】
ステータ34に通電されると、アウターロータ31がステータ34の周りを、シャフト33を軸として回転する。アウターロータ31の回転によって、ファン20がアウターロータ31と同調して、軸m1を軸として回転する。回転方向A2におけるファン20の回転によって、主流方向A1に沿って軸流が発生する。ファン20の回転によって負圧発生部25が負圧を発生させ、吸出し方向A3に沿ってボス21内の空気を吸い出す流れを発生させる。
【0024】
続いて図2を参照しながら、ファン20について説明する。ファン20は、ボス21から、リング24へ向かう方向に延びる複数のブレード22を有する。本実施形態の場合、ブレード22は7枚設けられている。ブレード22は、回転方向A2へ回転する。複数のブレード22は、それぞれ、回転方向A2の前方側に前縁222を、前縁222の反対側に後縁223を有する。ボス21の内側には、側壁部212から延びるように冷却リブ23が複数設けられている。
【0025】
ファン20のそれぞれのブレード22は、ブレード22が側壁部212と接続する部分である翼元221を有する。複数のブレード22の全ての翼元221を通る翼元断面線Cを設定し、1つの翼元221の断面図を図3に示す。
【0026】
図3に示されるように、翼元221は、表翼面2211及び裏翼面2212を有する。表翼面2211は、ブレード22の回転方向側に向くように設けられている。裏翼面2212は、ブレード22の回転方向とは反対側に向くように設けられている。図3において、ボス21の軸流における下流側端をボス上面L1とし、ボス21の軸流における上流側端をボス下面L2としている。
【0027】
表翼面2211と裏翼面2212とは、前縁222において繋がっている。表翼面2211及び裏翼面2212は、後縁223側では負圧発生部25と繋がっている。表翼面2211は、回転方向A2とは反対側に向かって凹むように形成されている。裏翼面2212は、回転方向A2とは反対側に向かって膨らむように形成されている。
【0028】
負圧発生部25は、負圧発生翼面251と正圧発生翼面252とを有している。負圧発生翼面251は、表翼面2211に繋がるように設けられている。正圧発生翼面252は、裏翼面2212に繋がるように設けられている。負圧発生翼面251と正圧発生翼面252とは、後縁223において繋がっている。負圧発生翼面251は、回転方向A2に向かって膨らむように形成されている。正圧発生翼面252は、回転方向A2に向かって凹むように形成されている。表翼面2211と負圧発生翼面251との接続部分には変曲点Pが形成される。
【0029】
図4を参照しながら、ブレード22の形状によりもたらされる現象について説明する。ブレード22が回転方向A2の向かう方向へ移動すると、ブレード22の翼型形状によって、ブレード22の前縁222から後縁223へと向かう空気の流れが発生する。ブレード22の回転により、表翼面2211側に正圧領域PP1が発生する。表翼面2211に沿う流れが、負圧発生部25の負圧発生翼面251において剥離することにより、負圧発生翼面251側に負圧領域NP1が発生する。
【0030】
ブレード22の回転により、裏翼面2212側に負圧領域NP2が発生する。正圧発生翼面252側には正圧領域PP2が発生する。正圧領域PP1,PP2は、周囲の空気に対して圧力が高い領域であるため、空気が押しのけられる。負圧領域NP1,NP2は周囲の空気に対して圧力が低い領域であるため、空気が引き込まれる。
(【0031】以降は省略されています)

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