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公開番号2021055543
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210408
出願番号2019176155
出願日20190926
発明の名称遠心ファン
出願人日本電産株式会社
代理人特許業務法人 佐野特許事務所
主分類F04D 29/42 20060101AFI20210312BHJP(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】遠心ファンでは、羽根の下端部とハウジングとの隙間において羽根から径方向外方に送出される気流に乱れが生じる。このような気流の乱れのない送風効率の改善を図った遠心ファンを提供する。
【解決手段】遠心ファンは、複数の羽根を有するインペラ2と、モータ1と、ハウジング3と、樹脂部4と、を備える。複数の羽根は、上下方向に延びる中心軸CAを中心とする周方向に配列される。モータのロータ11は、中心軸を中心にして複数の羽根とともに回転可能である。ハウジングは、中心軸から径方向に広がる板状の底板部311と、底板部の上面から上方に突出して周方向に延びるハウジング突起部315と、を有する。底板部の上面には、下方に凹むハウジング凹部3110が形成される。樹脂部は、ハウジング凹部に充填された樹脂充填部41と、羽根よりも下方に配置され、樹脂充填部から上方に突出して周方向に延びる樹脂突起部42と、を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
複数の羽根を有するインペラと、
前記インペラが取り付けられるロータを有するモータと、
前記インペラ及び前記モータを収容して該モータを保持するハウジングと、
樹脂材料を用いて形成される樹脂部と、
を備え、
複数の前記羽根は、上下方向に延びる中心軸を中心とする周方向に配列され、
前記ロータは、前記中心軸を中心にして複数の前記羽根とともに回転可能であり、
前記ハウジングは、
径方向に広がる板状の底板部と、
前記羽根よりも下方に配置され、前記底板部の上面から上方に突出して周方向に延びるハウジング突起部と、
を有し、
前記底板部の上面には、下方に凹むハウジング凹部が形成され、
前記樹脂部は、
前記ハウジング凹部に充填された樹脂充填部と、
前記羽根よりも下方に配置され、前記樹脂充填部から上方に突出して周方向に延びる樹脂突起部と、
を有する、遠心ファン。
続きを表示(約 1,300 文字)【請求項2】
前記モータを駆動する基板と外部電源とを接続するリード線をさらに備え、
前記基板と前記リード線の前記基板側の端部とは、前記ハウジング凹部に収容されるとともに、前記樹脂充填部によって覆われる、請求項1に記載の遠心ファン。
【請求項3】
前記樹脂突起部の周方向端部は、前記ハウジング突起部の周方向端部に連結される、請求項1又は請求項2に記載の遠心ファン。
【請求項4】
前記樹脂突起部及び前記ハウジング突起部のうちの一方の周方向端面には、前記一方から他方に向かって突出する凸部が配置され、
前記樹脂突起部及び前記ハウジング突起部のうちの前記他方の周方向端面には、前記一方から前記他方に向かって凹む凹部が形成され、
前記凹部に前記凸部が嵌まる、請求項3に記載の遠心ファン。
【請求項5】
前記底板部の上面には、上方に突出し且つ軸方向から見て閉曲線形状である閉曲線突起部が配置され、
前記ハウジング突起部は前記閉曲線突起部の一部であり、前記樹脂突起部は前記閉曲線突起部の残りの一部である、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の遠心ファン。
【請求項6】
前記樹脂突起部及び前記ハウジング突起部のうちの少なくともいずれかの径方向外端面は、下方から上方に向かうにつれて前記中心軸に近づく、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の遠心ファン。
【請求項7】
前記ハウジング突起部の上端部及び前記樹脂突起部の上端部はそれぞれ、複数の前記羽根のうちのいずれかの下端部と軸方向に対向する、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の遠心ファン。
【請求項8】
前記インペラは、前記中心軸を中心とする環状のベース環状部をさらに有し、
前記ベース環状部には、前記羽根の下端部が接続され、
前記樹脂突起部及び前記ハウジング突起部は、前記ベース環状部の径方向外端部と同じ径方向位置、或いは、前記ベース環状部の径方向外端部よりも径方向外方に配置される、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の遠心ファン。
【請求項9】
径方向から見て、前記樹脂突起部の上端部は、前記ハウジング突起部の上端部と重なる位置に配置される、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の遠心ファン。
【請求項10】
前記インペラは、前記中心軸を中心とする環状のインペラベースをさらに有し、
前記インペラベースの上面には、各々の前記羽根の下端部が接続され、
前記インペラベースの下面には、下方に突出して周方向に延びる下壁部が配置され、
前記下壁部の下端部は、
前記樹脂突起部及び前記ハウジング突起部のうちの少なくともいずれかの突起部よりも径方向内方にあるとともに、
該少なくともいずれかの突起部の上端部と同じ軸方向位置、又は、該少なくともいずれかの突起部と径方向に対向する、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の遠心ファン。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、遠心ファンに関する。
続きを表示(約 4,800 文字)【背景技術】
【0002】
従来、複数の羽根を有するインペラの回転により、上方から吸気した空気を径方向外方に送出する遠心ファンが知られている(特開2016−205234号公報参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2016−205234号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
遠心ファンでは、インペラの回転軸と平行な軸方向において、羽根の下端部とハウジングとの間には、所定のクリアランスが設けられる。そのため、羽根よりも下方且つ径方向外方において、羽根から径方向外方に送出される気流に乱れが生じる虞があった。このような気流の乱れは、遠心ファンの送風効率に影響する。
【0005】
本発明は、遠心ファンの送風効率をより向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の例示的な遠心ファンは、複数の羽根を有するインペラと、前記インペラが取り付けられるロータを有するモータと、前記インペラ及び前記モータを収容して該モータを保持するハウジングと、樹脂部と、を備える。複数の前記羽根は、上下方向に延びる中心軸を中心とする周方向に配列される。前記ロータは、前記中心軸を中心にして複数の前記羽根とともに回転可能である。前記ハウジングは、前記中心軸から径方向に広がる板状の底板部と、前記羽根よりも下方に配置され、前記底板部の上面から上方に突出して周方向に延びるハウジング突起部と、を有する。前記底板部の上面には、下方に凹むハウジング凹部が形成される。前記樹脂部は、前記ハウジング凹部に充填された樹脂充填部と、前記羽根よりも下方に配置され、前記樹脂充填部から上方に突出して周方向に延びる樹脂突起部と、を有する。
【発明の効果】
【0007】
本発明の例示的な遠心ファンによれば、送風効率をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1は、遠心ファンの斜視図である。
図2は、径方向から見た遠心ファンの断面図である。
図3は、軸方向から見た遠心ファンの上面図である。
図4は、整流突起の一部分の近傍を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に図面を参照して例示的な実施形態を説明する。なお、本明細書では、遠心ファン100において、中心軸CAと平行な方向を「軸方向」と呼ぶ。軸方向のうち、基板13からステータコア121への向きを「上方」と呼び、ステータコア121から基板13への向きを「下方」と呼ぶ。各々の構成要素において、上方における端部を「上端部」と呼び、下方における端部を「下端部」と呼ぶ。また、各々の構成要素の表面において、上方を向く面を「上面」と呼び、下方を向く面を「下面」と呼ぶ。
【0010】
中心軸CAに直交する方向を「径方向」と呼ぶ。径方向のうち、中心軸CAへと近づく向きを「径方向内方」と呼び、中心軸CAから離れる向きを「径方向外方」と呼ぶ。各々の構成要素において、径方向内方における端部を「径方向内端部」と呼び、径方向外方における端部を「径方向外端部」と呼ぶ。また、各々の構成要素の側面において、径方向を向く側面を「径方向側面」と呼ぶ。さらに、径方向内方を向く側面を「径方向内側面」と呼び、径方向外方を向く側面を「径方向外側面」と呼ぶ。
【0011】
中心軸CAを中心とする回転方向を「周方向」と呼ぶ。各々の構成要素において、周方向における端部を「周方向端部」と呼ぶ。周方向のうちの一方の向きを「周方向一方」と呼び、他方の向きを「周方向他方」と呼ぶ。また、周方向一方における端部を「周方向一方端部」と呼び、周方向他方における端部を「周方向他方端部」と呼ぶ。また、各々の構成要素の側面において、周方向を向く側面を「周方向側面」と呼ぶ。さらに、周方向一方を向く側面を「周方向一方側面」と呼び、周方向他方を向く側面を「周方向他方側面」と呼ぶ。
【0012】
また、本明細書において、「環状」は、特に断りのない限り、中心軸CAを中心とする周方向の全域に渡って切れ目の無く連続的に一繋がりとなる形状である。「環状」は、中心軸CAを中心として中心軸CAと交差する曲面において閉曲線を描く形状も含む。
【0013】
方位、線、及び面のうちのいずれかと他のいずれかとの位置関係において、「平行」は、両者がどこまで延長しても全く交わらない状態のみならず、実質的に平行である状態を含む。また、「垂直」及び「直交」はそれぞれ、両者が互いに90度で交わる状態のみならず、実質的に垂直である状態及び実質的に直交する状態を含む。つまり、「平行」、「垂直」及び「直交」はそれぞれ、両者の位置関係に本発明の主旨を逸脱しない程度の角度ずれがある状態を含む。
【0014】
なお、以上に説明した事項は、実際の機器に組み込まれた場合において厳密に適用されるものではない。
【0015】
<1.実施形態>
<1−1.遠心ファン>
図1は、遠心ファン100の斜視図である。図2は、径方向から見た遠心ファン100の断面図である。図3は、軸方向から見た遠心ファン100の上面図である。なお、図2は、図1のA−A線に沿う断面図であり、上下方向に延びる中心軸CAと平行な仮想の平面で遠心ファン100を切断した場合の該遠心ファン100の断面構造を示している。図3では、見易くするため、第2ハウジング32及びインペラ2の図示を省略している。
【0016】
遠心ファン100は、吸気口320から空気を吸引し、排気口30から気流を送出する送風装置である。図2に示すように、遠心ファン100は、モータ1と、複数の羽根21を有するインペラ2と、ハウジング3と、樹脂部4と、リング部材5と、を備える。
【0017】
<1−2.モータ>
まず、図1から図3を参照して、モータ1の構成を説明する。モータ1は、インペラ2を回転駆動する駆動装置である。モータ1は、図2に示すように、シャフト10と、ロータ11と、ステータ12と、基板13と、リード線14と、を有する。言い換えると、遠心ファン100は、シャフト10と、ロータ11と、ステータ12と、基板13と、リード線14と、を備える。
【0018】
<1−2−1.シャフト>
シャフト10は、ロータ11の回転軸であり、ロータ11を支持し、中心軸CAを中心にしてロータ11とともに回転可能である。なお、この例示に限定されず、シャフト10は、ステータ12に取り付けられる固定軸であってもよい。なお、シャフト10が固定軸である場合、ロータ11には、シャフト10との間にベアリング(不図示)が配置される。
【0019】
<1−2−2.ロータ>
ロータ11は、上下方向に延びる中心軸CAを中心にして、複数の羽根21とともに回転可能である。前述の如く、モータ1は、ロータ11を有する。ロータ11には、インペラ2が取り付けられる。ロータ11は、図2に示すように、シャフトハウジング111と、ロータホルダ112と、マグネット113と、を有する。
【0020】
シャフトハウジング111は、シャフト10の上部に取り付けられており、シャフト10の周面から径方向に広がる。
【0021】
ロータホルダ112は、磁性体である。ロータホルダ112は、ロータ蓋部1121と、ロータ筒部1122と、フランジ部1123と、を有する。ロータ蓋部1121は、シャフトハウジング111の径方向外側面から径方向外方に広がる。ロータ筒部1122は、軸方向に延びる筒状である。ロータ筒部1122は、ロータ蓋部1121の径方向外端部から少なくとも下方に延びる。フランジ部1123は、ロータ筒部1122の下端部から径方向外方に広がる。
【0022】
マグネット113は、ロータ筒部1122の径方向内側面に保持されている。マグネット113は、中心軸CAを囲む筒状であり、軸方向に延びる。マグネット113は、ステータ12よりも径方向外側に位置し、ステータ12の径方向外側面と径方向に対向する。マグネット113は、たとえばフェライトゴムマグネット、ネオジム焼結磁石などの希土類焼結磁石であり、互いに異なる複数の磁極、つまりN極とS極とを有する。N極とS極とは、周方向において交互に配列される。
【0023】
<1−2−3.ステータ>
ステータ12は、中心軸CAを中心とする環状であり、ハウジング3に保持されている。ステータ12は、ロータ11を支持し、モータ1を駆動する際にロータ11を駆動して回転させる。ステータ12は、ステータコア121と、インシュレータ122と、複数のコイル部123と、からげピン124と、を有する。
【0024】
ステータコア121は、上下方向に延びる中心軸CAを囲む。ステータコア121は、磁性体であり、本実施形態では電磁鋼板が軸方向に積層された積層体である。
【0025】
インシュレータ122は、ステータコア121の一部を覆う。インシュレータ122は、たとえば合成樹脂、エナメル、ゴムなどの電気絶縁性を有する材料を用いて形成されている。
【0026】
各々のコイル部123は、ステータコア121にインシュレータ122を介して導線(符号省略)が巻き付けられることで形成されている。各々のコイル部123に駆動電流が供給されると、ステータ12は励磁されてロータ11を駆動する。導線は、たとえばエナメル被覆銅線等、絶縁部材で被覆された金属線などである。導線の端部は、からげピン124にからげられ、からげピン124を介して基板13と電気的に接続される。
【0027】
からげピン124は、ステータ12の下部において、インシュレータ122から下方に延びる。からげピン124は、たとえば金属製であり、基板13に接続される。
【0028】
<1−2−4.基板など>
基板13は、ステータ12より下方に配置され、駆動回路などを搭載する。基板13には、からげピン124及びリード線14が電気的に接続される。リード線14は、ハウジング3の内部から引き出し口33を通じて外部に引き出される接続線である。リード線14は、モータ1を駆動する基板13とハウジング3の外部にある外部電源などの機器とを電気的に接続する。
【0029】
<1−3.インペラ>
次に、図1及び図2を参照して、インペラ2の構成を説明する。インペラ2は、モータ1の駆動により中心軸CAを中心に回転する。これにより、吸気口320から吸引された空気が、気流として径方向外方に送出される。送出された気流は、ハウジング3内を周方向に流れ、排気口30からハウジング3の外部に送出される。インペラ2は、図2に示すように、複数の羽根21のほか、ブラケット22と、インペラベース23と、下壁部26と、をさらに有する。
【0030】
複数の羽根21は、上下方向に延びる中心軸CAを中心とする周方向に配列される。各々の羽根21は、径方向及び周方向のうちの少なくとも径方向を含む方向に広がり、軸方向に延びる。
(【0031】以降は省略されています)

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