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公開番号2021055545
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210408
出願番号2019176165
出願日20190926
発明の名称送風装置
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 29/28 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】送風装置のインペラとロータとの接続部分には、動作時に大きな力が作用するため、両部材の固定方法を強固にできる装置を提供する。
【解決手段】送風装置は、上下方向に延びる中心軸CAを中心に回転可能なロータと、ロータに取り付けられるインペラ2と、中心軸を中心とする環状のリング部材5と、を備える。ロータは、軸方向に延びるロータ筒部1122と、ロータ筒部から径方向外方に広がるフランジ部1123と、を有する。インペラは、中心軸を中心とする環状のインペラベース23を有する。リング部材は、インペラベースと軸方向に接続されている。フランジ部は、軸方向においてインペラベースとリング部材との間に挟まれている。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項1】
上下方向に延びる中心軸を中心に回転可能なロータと、
前記ロータに取り付けられるインペラと、
前記中心軸を中心とする環状のリング部材と、
を備え、
前記ロータは、
軸方向に延びるロータ筒部と、
前記ロータ筒部から径方向外方に広がるフランジ部と、
を有し、
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有し、
前記リング部材は、前記インペラベースと軸方向に接続されており、
前記フランジ部は、軸方向において前記インペラベースと前記リング部材との間に挟まれている、送風装置。
続きを表示(約 1,300 文字)【請求項2】
前記インペラベースは、前記インペラベースの下面から下方に突出するインペラ第1突出部を有し、
前記インペラ第1突出部は、前記フランジ部よりも径方向外方に配置されて、前記リング部材に接続されている、請求項1に記載の送風装置。
【請求項3】
前記インペラ第1突出部の先端が前記リング部材に溶着されている、請求項2に記載の送風装置。
【請求項4】
前記リング部材は、前記インペラ第1突出部よりも径方向外方において上方に突出するリング第1突出部を有し、
前記リング第1突出部は、前記インペラ第1突出部と径方向に対向する、請求項2又は請求項3に記載の送風装置。
【請求項5】
前記インペラベースの下面には、前記リング第1突出部よりも径方向外方において、インペラ第2突出部が形成され、
前記インペラ第2突出部は、
前記リング第1突出部よりも上方に配置される第1下面と、
前記リング第1突出部の上端部よりも下方に配置される第2下面と、
前記第1下面の径方向外端部と前記第2下面の径方向内端部とを繋ぐ内側面と、
を有し、
前記インペラ第2突出部の前記内側面は、前記リング第1突出部と径方向に対向する、請求項4に記載の送風装置。
【請求項6】
前記インペラ第1突出部の径方向内端部及び前記フランジ部の径方向外端部のうちの一方には、リブが配置され、
前記リブは、径方向に沿って前記一方から他方に向かって突出し、
前記インペラ第1突出部の径方向内端部及び前記フランジ部の径方向外端部のうちの前記他方には、前記一方から前記他方に向かって凹む凹部が形成され、
前記リブが、前記凹部に嵌まっている、請求項2から請求項5のいずれか1項に記載の送風装置。
【請求項7】
前記フランジ部の下面は、前記リング部材と圧接されている、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の送風装置。
【請求項8】
前記リング部材は、前記リング部材の上面から上方に突出するリング第2突出部を有し、
前記リング第2突出部の上端は、前記フランジ部の下面に圧接されている、請求項7に記載の送風装置。
【請求項9】
前記フランジ部の下面と前記リング部材との圧接部分は、前記リング部材の径方向内端部よりも径方向外方にある、請求項7又は請求項8に記載の送風装置。
【請求項10】
前記リング部材の上面には、下方に凹んで周方向に延びる溝部が形成され、
前記溝部は、
前記圧接部分よりも径方向内方において下方に凹んで周方向に延びる第1溝部と、
前記圧接部分よりも径方向外方において下方に凹んで周方向に延びる第2溝部と
のうちの少なくとも一方を含む、請求項9に記載の送風装置。
【請求項11】
前記リング部材の上面の径方向内端部は、径方向内方に向かうにつれて下方に向かう傾斜面である、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の送風装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、送風装置に関する。
続きを表示(約 5,200 文字)【背景技術】
【0002】
従来、移動止め接続などの手法を用いて、ロータにインペラが取り付けられた送風装置が知られている。該移動止め接続では、たとえば、インペラに設けられた移動止めフックが、ロータハブの縁部に係合する。(特開2017−89647号公報参照)
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2017−89647号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、送風装置の動作条件及び動作環境によっては、インペラとロータとの接続部分により大きな力が作用する場合がある。そのため、上述のような移動止め接続よりも強くインペラとロータとを固定することが求められている。
【0005】
本発明は、ロータとインペラとを強固に固定できる送風装置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】
本発明の例示的な送風装置は、上下方向に延びる中心軸を中心に回転可能なロータと、前記ロータに取り付けられるインペラと、前記中心軸を中心とする環状のリング部材と、を備える。前記ロータは、軸方向に延びるロータ筒部と、前記ロータ筒部から径方向外方に広がるフランジ部と、を有する。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有する。前記リング部材は、前記インペラベースと軸方向に接続されている。前記フランジ部は、軸方向において前記インペラベースと前記リング部材との間に挟まれている。
【発明の効果】
【0007】
本発明の例示的な送風装置によれば、ロータとインペラとを強固に固定できる。
【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、中心軸に沿って遠心ファンを切断した場合の断面斜視図である。
図3は、軸方向から見た遠心ファンの平面図である。
図4は、リング部材近傍の断面構造を拡大した図である。
図5Aは、変形例において径方向から見たリング部材近傍の断面構造を拡大した図である。
図5Bは、変形例において軸方向から見たリング部材近傍の断面構造を拡大した図である。
【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、中心軸CAに沿って遠心ファン100を切断した場合の断面斜視図である。図3は、軸方向から見た遠心ファン100の平面図である。なお、図2の断面は、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、ハウジング3の上部及びインペラ2の図示を省略している。
【0016】
遠心ファン100は、吸気口である上側開口320から空気を吸引し、排気口である側開口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、樹脂充填部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を中心にして回転可能である。ロータ11は、複数の羽根21とともに回転可能である。前述の如く、遠心ファン100は、ロータ11を備える。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、ロータハブ111と、ロータヨーク112と、マグネット113と、を有する。
【0020】
ロータハブ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の径方向外側面から径方向に広がる。ロータヨーク112は、磁性体である。ロータヨーク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、ロータハブ111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11は、ロータ筒部1122を有する。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から径方向外方に広がる。ロータ11は、フランジ部1123を有する。本実施形態では、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。
【0021】
さらに、フランジ部1123の径方向外端部には、1又は複数のフランジ凹部1124が形成されている。フランジ凹部1124は、フランジ部1123の径方向外端部から径方向内方に凹み、フランジ部1123の上面に開口している。本実施形態では、フランジ凹部1124は、フランジ部1123を軸方向に貫通している。但し、この例示に限定されず、フランジ凹部1124は、フランジ部1123を軸方向に貫通していなくてもよい。或いは、フランジ凹部1124は、形成されていなくてもよい。
【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磁石、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、ベアリングホルダ125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に接続されている。
【0028】
ベアリングホルダ125は、軸方向に延びる筒状であり、ベアリングBrを介してシャフト10を回動可能に支持する。また、ベアリングホルダ125の径方向外側面には、ステータコア121が固定されている。
【0029】
<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、基板13をハウジング3の外部にある機器などと電気的に接続する。
【0030】
<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、上側開口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、側開口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、インペラ第1突出部24と、インペラ第2突出部25と、をさらに有する。
(【0031】以降は省略されています)

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