JP6364329B2

JP6364329B2 - 送風装置

Info

Publication number: JP6364329B2
Application number: JP2014233761A
Authority: JP
Inventors: 宏法中島; 建基酒井
Original assignee: Shinano Kenshi Co Ltd
Current assignee: Shinano Kenshi Co Ltd
Priority date: 2014-11-18
Filing date: 2014-11-18
Publication date: 2018-07-25
Anticipated expiration: 2034-11-18
Also published as: JP2016098660A

Description

本発明は、送風装置に関する。

特許文献１には、ファンを回転させるモータを収納したモータケース内に、ファンの回転によって空気を案内することによって、モータを冷却する技術が開示されている。

実開昭６１−１２２４５６号公報

例えば所望の目的のために、ファンの回転によってファンケース内に空気を吸引して所定の流量の空気を排出することが望まれる送風装置が知られている。このような送風装置においても、ファンケース内に吸引された空気の一部をモータケース内に案内してモータを冷却することが考えられる。

しかしながら、例えばモータの冷却効率を向上させるために、ファンケース内からモータケース内へ流れる空気の流量を多くすることが考えられる。しかしながら、ファンケース内からモータケース内へ流れる空気の流量が多いと、ファンケース内に吸引された空気の流量に対して排出される空気の流量が減少する。このような場合には、送風装置の本来の目的を達成できないおそれがある。このため、ファンケース内からモータケース内へ流れる空気の流量を増大するには制限があった。よって、モータへの冷却効率の向上には一定の制限があった。

そこで本発明は、モータへの冷却効率が向上した送風装置を提供することを目的とする。

上記目的は、ファンと、前記ファンの回転により空気をそれぞれ吸引及び排出する吸気口及び排気口を含み、前記ファンを収納したファンケースと、前記ファンを駆動するモータと、前記ファンケースに固定され、前記モータを収納したモータケースと、を備え、前記モータケースは、前記ファンケースに対向する通風口を有し、前記ファンケースは、前記通風口に向けて延び前記ファンの回転により前記ファンケース内の空気を前記通風口を介して前記モータケース内へ案内する筒状の案内部を有し、前記案内部と前記通風口との間には隙間が画定され、前記ファンケース及びモータケースの間には、前記ファンケース及びモータケースの外部と前記通風口とを連通する通風路が画定され、前記案内部から前記通風口を介して前記モータケース内に流れる空気のベンチュリ効果によって、前記ファンケース及びモータケースの外部の空気が前記通風路及び隙間を介して前記モータケース内へ流れる、送風装置によって達成できる。

モータへの冷却効率が向上した送風装置を提供できる。

図１は、本実施例の送風装置の外観図である。図２は、送風装置の断面図である。図３は、図２の部分拡大図である。図４は、送風装置を軸方向下方から見た図である。

図１は、本実施例の送風装置Ａの外観図である。図２は、送風装置Ａの断面図である。送風装置Ａは、上ファンケース１０、下ファンケース２０、上モータケース６０、下モータケース７０、ファン８０、モータＭ等を含む。上ファンケース１０、下ファンケース２０は、互いにファン８０の軸方向から組み付けられて固定されている。上ファンケース１０、下ファンケース２０は、ファン８０を収納するスクロール状のファンケースの一例である。上ファンケース１０、下ファンケース２０は、合成樹脂製であるがこれに限定されない。上ファンケース１０は、周壁部１２、上壁部１４、突出壁部１８を含む。周壁部１２は、ファン８０の外周部を包囲し、略円筒形状である。上壁部１４は、周壁部１２に連続しファン８０よりも軸方向上側に位置する。尚、軸方向とは、ファン８０の回転の中心軸の方向を意味する。上壁部１４には、ファン８０の回転により空気が吸引される吸気口１５ａが形成されている。吸気口１５ａからはファン８０の上部が露出している。突出壁部１８は、周壁部１２及び上壁部１４から部分的に径方向外側に延びている。

下ファンケース２０は、周壁部２２、底壁部２４、突出壁部２８を含む。周壁部２２は、ファン８０の外周部を包囲し、略円筒形状である。周壁部１２、２２は、互いに固定されている。底壁部２４は、周壁部２２に連続してファン８０よりも軸方向下側に位置する。突出壁部２８は、周壁部２２及び底壁部２４から部分的に径方向外側に延びている。突出壁部１８、２８は互いに固定されている。図１に示すように、突出壁部１８、２８にはそれぞれ切欠部１９、２９が形成されている。切欠部１９、２９は、単一の排気口１５ｂを画定する。

ファン８０には複数の羽根部８８が形成されている。ファン８０が回転することにより、吸気口１５ａを介して羽根部８８を通過して上ファンケース１０、下ファンケース２０内に空気が導入され、周壁部１２、２２の内側に沿って空気が流れ、排気口１５ｂから排出される。

上モータケース６０、下モータケース７０は、モータＭを収納するモータケースの一例である。上モータケース６０、下モータケース７０は、互いに軸方向から組み付けられて固定されている。上モータケース６０、下モータケース７０は、金属製であるが合成樹脂製であってもよい。上モータケース６０は、周壁部６２、上壁部６４、フィン６８を含む。周壁部６２は、モータＭを包囲した略円筒形状である。上壁部６４は、周壁部６２に連続しモータＭよりも軸方向上側に位置する。上壁部６４は、下ファンケース２０の底壁部２４にネジなどにより固定されている。フィン６８は、周壁部６２の外側面に複数設けられ、各フィン６８は軸方向に延びている。フィン６８は、上モータケース６０内のモータＭの熱を外部へと放熱するためのものである。下モータケース７０は、周壁部７２、底壁部７４を含む。周壁部７２は、モータＭを包囲した略円筒形状である。底壁部７４は、周壁部７２に連続しモータＭよりも軸方向下側に位置する。

モータＭについて説明する。モータＭは、コイル３０、ロータ４０、ステータ５０を有している。ステータ５０は金属製である。ステータ５０は周壁部６２、７２の内側面に固定されている。ロータ４０の軸方向下端は、下モータケース７０内に形成された支持部７５により回転可能に支持されている。ロータ４０の軸方向下端側の部分の外周には円筒状の永久磁石４６が嵌合している。永久磁石４６は、ステータ５０により包囲されている。ロータ４０から軸方向上方に延びた回転軸４２は、上モータケース６０、下ファンケース２０を貫通して、回転軸４２の先端がファン８０に連結されている。上モータケース６０の上壁部６４には軸方向に延びた筒状の保持部６５が形成され、保持部６５内には、回転軸４２を回転可能に保持する軸受Ｂ１、Ｂ２が保持されている。

ステータ５０には、複数のコイル３０が巻回されている。コイル３０は、不図示のプリント基板と電気的に接続されている。プリント基板は、図１に示すように上モータケース６０、下モータケース７０から延びたケーブルＣＢと電気的に接続されている。コイル３０が通電されることにより、ステータ５０が励磁される。これにより、永久磁石４６とステータ５０との間に磁気的吸引力、反発力が作用する。この磁力の作用により、ロータ４０はステータ５０に対して回転する。このように、モータＭはロータ４０が回転するインナーロータ型のモータである。ロータ４０、即ち、回転軸４２が回転することにより、回転軸４２と共にファン８０が回転する。また、フィン６８は、モータＭの径方向外側に位置しており、モータＭの熱を外部へと放熱する。

図２に示すように、下ファンケース２０の底壁部２４には、上モータケース６０に向けて延びた円筒状の案内部２５が形成されている。また、上モータケース６０の上壁部６４には、通風口６６が形成されている。従って案内部２５は通風口６６に向けて延びている。案内部２５の先端２５ｅは、通風口６６内に位置している。ファン８０が回転することにより、排気口１５ｂから空気が排出されると共に、案内部２５、通風口６６を介して上モータケース６０、下モータケース７０内に空気が排出され、モータＭが冷却される。また、上モータケース６０、下モータケース７０内に排出された空気は、底壁部７４の排出口７６を介して外部へと排出される。案内部２５、通風口６６について以下で詳しく説明する。

図３は、図２の部分拡大図である。ファン８０は底壁部２４の内底面に接触しないように所定の隙間Ｂが設けられている。ファン８０が回転することにより、上ファンケース１０、下ファンケース２０内に吸引された空気の一部は、図３の矢印Ｗ１に示すように、隙間Ｂ、案内部２５の内側面２６、通風口６６を通過して上モータケース６０内へ流れる。内側面２６、通風口６６は同心円状である。ここで、下ファンケース２０と上モータケース６０との間には、下ファンケース２０と上モータケース６０との外部と、通風口６６とを連通した通風路Ｐが画定されている。また、案内部２５の先端２５ｅと通風口６６の内側面との間には、隙間Ｃが設けられている。即ち、先端２５ｅの外径よりも通風口６６の内径の方が大きい。従って、案内部２５、通風口６６を流れる空気のベンチュリ効果によって先端２５ｅ周辺での圧力が低下し、矢印Ｗ２で示すように外部からも通風路Ｐ、隙間Ｃを介して上モータケース６０内に空気が流れこむ。これにより、上モータケース６０内に導入される空気の流量を確保でき、モータＭへの冷却効率が向上している。

また、ベンチュリ効果によって下ファンケース２０、上モータケース６０の外部から上モータケース６０内に空気を導入することができるので、下ファンケース２０から案内部２５を介して上モータケース６０内へ排出される空気の流量が少ない場合であっても、モータＭへ流れる空気の流量を確保できる。このため、排気口１５ｂから排出される空気の流量を確保しつつ、モータＭへの冷却効率が向上している。

また、案内部２５の内側面２６の内径は、下ファンケース２０側から上モータケース６０側に向かって小さくなっており、先端２５ｅ付近で一定となっている。このように内側面２６内での空気が流れる流路断面積が小さくなっている。これにより内側面２６内を流れる空気の流速を増加させて、ベンチュリ効果を発揮できる。尚、通風口６６の内径も下ファンケース２０側から上モータケース６０側に向けて小さくなっている。

また、案内部２５の先端２５ｅは通風口６６内に位置している。例えば、案内部２５の先端ｅが通風口６６に届かない場合には、下ファンケース２０から上モータケース６０に向けて流れた空気の一部が、上モータケース６０内に流れ込まずに通風路Ｐを介して外部へと漏れる恐れがある。この場合、通風路Ｐを介して外部の空気を上モータケース６０内に吸引することは困難となる恐れがある。また、案内部２５の先端が通風口６６を越えて上モータケース６０内に位置すると、ベンチュリ効果によって圧力が低下する部分が上モータケース６０内に位置することになり、ベンチュリ効果によって外部の空気を上モータケース６０内に導入することが困難となる恐れがある。本実施例では案内部２５の先端２５ｅが通風口６６内に位置しているため、下ファンケース２０から上モータケース６０内への空気の流量を確保しつつ、ベンチュリ効果によって外部から上モータケース６０内に流れる空気の流量も確保することができる。

また、通風路Ｐを介して上モータケース６０内に流れる空気は、通風路Ｐを通過する前に隣接するフィン６８の間を通過する。次に、フィン６８について説明する。図４は、送風装置Ａを軸方向下側から見た図であり、下モータケース７０、コイル３０については省略してある。ベンチュリ効果により、外部の空気は隣接するフィン６８の間を流れる。これにより、フィン６８を冷却できモータＭから受けた熱を放熱することができる。

また、ステータ５０は、リング状のリング部５２、リング部５２から径方向内側に延び等角度間隔に並んだ複数のティース部５４、を含む。各ティース部５４には、図４では図示を省略してあるインシュレータを介してコイル３０が巻回される。軸方向から見た場合、案内部２５は、隣接するティース部５４間に位置している。このため、案内部２５及び通風路Ｐから上モータケース６０内に流れる空気は、隣接するティース部５４間、換言すればコイル３０間に流れることになる。これにより、上モータケース６０内を流れる空気によって高温になりやすいコイル３０を効率的に冷却できる。尚、本実施例では、案内部２５、通風口６６は、等角度間隔で３対設けられているがこれに限定されない。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、変形・変更が可能である。

上記実施例では、フィン６８は上モータケース６０に設けられているが、下モータケース７０に設けられていてもよい。

Ａ送風装置
Ｍモータ
１０上ファンケース（ファンケース）
１５ａ吸気口
１５ｂ排気口
２０下ファンケース（ファンケース）
２５案内部
２５ｅ先端
４０ロータ
４２回転軸
６０上モータケース（モータケース）
６８フィン
７０下モータケース（モータケース）
８０ファン
Ｐ通風路
Ｃ隙間

Claims

ファンと、
前記ファンの回転により空気をそれぞれ吸引及び排出する吸気口及び排気口を含み、前記ファンを収納したファンケースと、
前記ファンを駆動するモータと、
前記ファンケースに固定され、前記モータを収納したモータケースと、を備え、
前記モータケースは、前記ファンケースに対向する通風口を有し、
前記ファンケースは、前記通風口に向けて延び前記ファンの回転により前記ファンケース内の空気を前記通風口を介して前記モータケース内へ案内する筒状の案内部を有し、
前記案内部と前記通風口との間には隙間が画定され、
前記ファンケース及びモータケースの間には、前記ファンケース及びモータケースの外部と前記通風口とを連通する通風路が画定され、
前記案内部から前記通風口を介して前記モータケース内に流れる空気のベンチュリ効果によって、前記ファンケース及びモータケースの外部の空気が前記通風路及び隙間を介して前記モータケース内へ流れる、送風装置。
前記モータケースの外側面には、前記ファンの軸方向に延びた複数のフィンが設けられており、
隣接する前記フィンの間を空気が流れて前記通風路に流れる、請求項１の送風装置。
前記案内部の内径は、前記ファンケース側から前記モータケース側に向けて小さくなっている、請求項１又は２の送風装置。
前記案内部の先端は、前記通風口内に位置している、請求項１乃至３の何れかの送風装置。
前記モータは、複数のティース部を含むステータを含み、
前記案内部及び通風口は、前記ファンの軸方向から見た場合、隣接する前記ティース部の間に位置する、請求項１乃至４の何れかの送風装置。