ITTO950131U1

ITTO950131U1 - PERMANENT MAGNET MOTOR FAN.

Info

Publication number: ITTO950131U1
Authority: IT
Inventors: Filippis Pietro De; Alberto Petrone; Ernesto Quartero
Original assignee: Bitron Spa
Priority date: 1995-06-02
Filing date: 1995-06-02
Publication date: 1996-12-02
Also published as: IT235874Y1; ITTO950131V0

Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per Modello di Utilità dal titolo: Description accompanying a patent application for a Utility Model entitled:

Motoventilatore a magneti permanenti. Permanent magnet motor fan.

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Il presente trovato si riferisce ad un motoventilatore a magneti permanenti, atto a trovare particolare applicazione in campo automobilistico per la ventilazione di un sensore di temperatura dell'abitacolo di una vettura. The present invention relates to a permanent magnet motor fan, adapted to find particular application in the automotive field for the ventilation of a temperature sensor of the passenger compartment of a car.

Sono attualmente diffusi motoventilatori come quello illustrato in sezione assiale in FIG. 1, che è associato ad un sensore 10 atto a sentire la temperatura media dell'abitacolo di un autoveicolo. Il motoventilatore comprende un gruppo rotore ed un gruppo statore. Il gruppo rotore è costituito da una ventola 11 costampata con una boccola 12 recante magneti permanenti 13. I magneti sono attirati in senso assiale, con tutto il gruppo rotore, nel verso indicato dalla freccia A, per cui l'intero gruppo rotore si appoggia stabilmente e ruota intorno ad un albero 14 fissato allo statore strisciando su rondelle di spailamento assiale 15a e 15b in materiale antifrizione. Gli spostamenti assiali del gruppo rotore nel verso opposto a quello indicato dalla freccia A, in caso di urti o vibrazioni sono limitati da un arresto 16 solidale all'albero 14. Motor fans such as the one illustrated in axial section in FIG. 1, which is associated with a sensor 10 suitable for sensing the average temperature of the passenger compartment of a motor vehicle. The motor fan comprises a rotor unit and a stator unit. The rotor assembly consists of a fan 11 co-molded with a bushing 12 bearing permanent magnets 13. The magnets are attracted axially, with the whole rotor assembly, in the direction indicated by the arrow A, so that the entire rotor assembly rests stably and rotates around a shaft 14 fixed to the stator by sliding on axial shearing washers 15a and 15b made of anti-friction material. The axial displacements of the rotor assembly in the opposite direction to that indicated by the arrow A, in the event of shocks or vibrations, are limited by a stop 16 integral with the shaft 14.

Uno degli inconvenienti legati a questo tipo di accoppiamento è la coppia d'attrito elevata che si verifica sulle rondelle per cui il rendimento del motoventilatore resta lontano da valori ottimali. Inoltre, a causa dell'attrito strisciante che si genera durante la rotazione reciproca tra rondelle e statore, e tra le rondelle stesse, queste si consumano e provocano un progressivo aumento delle vibrazioni e della rumorosità. Le rondelle possono anche presentare difetti di fabbricazione che accelerano o esaltano questi effetti negativi. One of the drawbacks associated with this type of coupling is the high friction torque that occurs on the washers so that the efficiency of the motor fan remains far from optimal values. Furthermore, due to the sliding friction that is generated during the reciprocal rotation between washers and stator, and between the washers themselves, these wear out and cause a progressive increase in vibrations and noise. Washers can also have manufacturing defects that accelerate or enhance these negative effects.

Un altro inconveniente è che con l'uso le impurità tendono ad accumularsi nelle zone delle rondelle e dell'arresto assiale 16, peggiorando il funzionamento del motoventilatore o, in casi estremi, causando il blocco del rotore. Another drawback is that with use the impurities tend to accumulate in the areas of the washers and of the axial stop 16, worsening the functioning of the motor fan or, in extreme cases, causing the rotor to block.

Uno scopo del presente trovato è di realizzare un motoventilatore a magneti permanenti in grado di ovviare ai suddetti inconvenienti e limiti della tecnica nota. In particolare si vuole proporre un motoventilatore ad alto rendimento avente una coppia d'attrito minima, se non trascurabile. An object of the present invention is to provide a permanent magnet motor fan capable of overcoming the aforementioned drawbacks and limitations of the known art. In particular, we want to propose a high efficiency motor fan having a minimum, if not negligible, friction torque.

Questi ed altri scopi sono raggiunti, secondo il presente trovato, da un motoventilatore a magneti permanenti costituito da un gruppo rotore ed un gruppo statore, dove il gruppo rotore comprende una ventola recante magneti permanenti per cui tutto il gruppo rotore è attirato dal gruppo statore in senso assiale. Il motoventilatore è caratterizzato dal fatto che uno di detti due gruppi è dotato di un elemento convesso, centrato sull'asse di rotazione, costituente un mezzo di appoggio sostanzialmente puntiforme e di rotazione su di un mezzo di attestamento assiale sopportato dall'altro di detti due gruppi . These and other purposes are achieved, according to the present invention, by a permanent magnet motor fan consisting of a rotor assembly and a stator assembly, where the rotor assembly comprises a fan bearing permanent magnets so that the whole rotor assembly is attracted by the stator assembly in axial sense. The motor-driven fan is characterized by the fact that one of said two groups is equipped with a convex element, centered on the rotation axis, constituting a substantially point-like support and rotation means on an axial abutment means supported by the other of said two groups.

Verranno ora descritte le caratteristiche strutturali e funzionali di due forme di realizzazione preferite ma non limitative del motoventilatore secondo il trovato; si fa riferimento ai disegni allegati, in cui: The structural and functional characteristics of two preferred but non-limiting embodiments of the motor fan according to the invention will now be described; reference is made to the attached drawings, in which:

la FIG. 1 è una vista in sezione assiale di un motoventilatore di tipo noto; e FIG. 1 is an axial sectional view of a known type motor fan; And

la FIG. 2 è una vista In sezione assiale di una prima forma di realizzazione di un motoventilatore secondo il trovato; e la FIG. 3 è una vista in sezione assiale di una seconda forma di realizzazione di un motoventilatore secondo il trovato. FIG. 2 is an axial sectional view of a first embodiment of a motor fan according to the invention; and FIG. 3 is an axial sectional view of a second embodiment of a motor fan according to the invention.

Facendo riferimento alla FIG. 2, analogamente a guanto discusso per il dispositivo di FIG. 1 il motoventilatore secondo il presente trovato comprende un gruppo rotore ed un gruppo statore, dove il gruppo rotore è costituito da una ventola 11 costampata con una boccola 12 recante magneti permanenti 13. I magneti con tutto il gruppo rotore sono attirati dallo statore in senso assiale nel verso indicato dalla freccia A. Nello statore è piantato un albero non rotante 14, sul cui estremo 14a si attesta e ruota stabilmente l'intero gruppo rotore. Referring to FIG. 2, similarly to the glove discussed for the device of FIG. 1 the motor fan according to the present invention comprises a rotor assembly and a stator assembly, where the rotor assembly consists of a fan 11 co-molded with a bushing 12 bearing permanent magnets 13. The magnets with the whole rotor assembly are attracted by the stator in an axial direction in the direction indicated by the arrow A. A non-rotating shaft 14 is planted in the stator, on whose end 14a the entire rotor assembly abuts and rotates stably.

Nel corpo della ventola 11 è ricavata una sede cilindrica 23 in cui è fissata una boccola 20; nel fondo della sede cilindrica 23 è ricavato un foro cieco centrale 21 facente da sede per una sfera 22 di acciaio, preferibilmente del tipo per cuscinetti volventi. La sfera 22 determina per l'albero 14 un appoggio convesso assialmente centrato e sostanzialmente puntiforme. Il foro cieco 21 viene preferibilmente dimensionato in modo che la sfera 22 vi sia fissata mediante un'operazione di piantaggio. A cylindrical seat 23 is formed in the body of the fan 11 in which a bushing 20 is fixed; in the bottom of the cylindrical seat 23 there is a central blind hole 21 which acts as a seat for a steel ball 22, preferably of the type for rolling bearings. The ball 22 determines for the shaft 14 an axially centered and substantially point-like convex support. The blind hole 21 is preferably sized so that the ball 22 is fixed to it by means of a driving operation.

Come si può apprezzare, questa configurazione costituisce un accoppiamento a momento resistente estremamente basso grazie al contatto puntiforme ed assiale tra due metalli duri componenti la sfera e l'albero; la bassa logorabilità di questi materiali permette di mantenere inalterato nel tempo tale accoppiamento a basso attrito. In modo vantaggioso, inoltre, l'estremo 14a dell’albero è bombato per ridurre al minimo l'area di contatto. As can be appreciated, this configuration constitutes an extremely low resistant moment coupling thanks to the point and axial contact between two hard metals making up the sphere and the shaft; the low wear and tear of these materials allows this low friction coupling to remain unaltered over time. Advantageously, moreover, the end 14a of the shaft is rounded to minimize the contact area.

L'attrito tra l'albero e la sfera e tra l'albero e la boccola è ulteriormente ridotto dalla costante azione lubrificante dell'olio che riempie la sede cilindrica 23 e il foro cieco 21 e agevola la rotazione relativa tra l'albero e la ventola. The friction between the shaft and the ball and between the shaft and the bush is further reduced by the constant lubricating action of the oil which fills the cylindrical seat 23 and the blind hole 21 and facilitates relative rotation between the shaft and the fan.

Inoltre, una pellicola di questo olio, interponendosi tra l'albero e la sfera, esercita anche una benefica azione di smorzamento delle vibrazioni. Il foro 21 costituisce vantaggiosamente una riserva d'olio che garantisce la corretta lubrificazione della boccola 20 lungo tutta la sua vita utile. Furthermore, a film of this oil, interposing itself between the shaft and the sphere, also exerts a beneficial action of damping vibrations. The hole 21 advantageously constitutes an oil reserve which guarantees the correct lubrication of the bushing 20 throughout its useful life.

Come illustrato in FIG. 2, la ventola aspira assialmente l'aria da un estremo del motoventilatore in modo che il flusso investa il sensore di temperatura 10 e quindi la espelle radialmente attraverso aperture laterali (non illustrate). La camera contenente olio (costituita dalla sede 23 con foro cieco 21) è chiusa rispetto alla zona di ingresso dell'aria nella ventola per cui risulta esclusa qualsiasi possibilità di imbrattamento con formazione di depositi permanenti: sono quindi eliminati gli inconvenienti della tecnica nota discussi nel preambolo della descrizione. Inoltre, l'assenza delle tradizionali rondelle di spallamento, oltre ad eliminare i problemi inerenti alle stesse rondelle, evita la presenza di zone atte a costituire potenziali ricettacoli per impurità e sporcizia. As illustrated in FIG. 2, the fan axially sucks the air from one end of the motor fan so that the flow invests the temperature sensor 10 and then expels it radially through lateral openings (not shown). The oil-containing chamber (consisting of the seat 23 with blind hole 21) is closed with respect to the air inlet area into the fan so that any possibility of contamination with the formation of permanent deposits is excluded: the drawbacks of the known art discussed in the preamble of the description. Furthermore, the absence of traditional shoulder washers, in addition to eliminating the problems inherent to the washers themselves, avoids the presence of areas capable of constituting potential receptacles for impurities and dirt.

In FIG. 3 è illustrata una forma di realizzazione alternativa a quella discussa con riferimento alla FIG. 2. Secondo tale variante, l'albero 14 è rotante in quanto piantato nella ventola 11, mentre la sfera 22 è fissata in una sede 21 ricavata appositamente nello statore. Come si comprenderà, anche la variante di FIG. 3, dove la disposizione dell'albero 14 e della sfera 22 è semplicemente invertita rispetto alla FIG. 2, consente di raggiungere gli stessi vantaggi sopra discussi per la prima forma di realizzazione. In FIG. 3 illustrates an alternative embodiment to that discussed with reference to FIG. 2. According to this variant, the shaft 14 is rotating since it is planted in the fan 11, while the ball 22 is fixed in a seat 21 specially made in the stator. As will be understood, also the variant of FIG. 3, where the arrangement of shaft 14 and ball 22 is simply reversed with respect to FIG. 2, allows to achieve the same advantages discussed above for the first embodiment.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Motoventllatore a magneti permanenti costituito da un gruppo rotore ed un gruppo statore, dove il gruppo rotore comprende una ventola (11) recante magneti permanenti (13) per cui tutto il gruppo rotore è attirato dal gruppo statore in senso assiale; caratterizzato dal fatto che uno di detti due gruppi è dotato di un elemento convesso (22), centrato sull'asse di rotazione, costituente un mezzo di appoggio sostanzialmente puntiforme e di rotazione su di un mezzo (14) di attestamento assiale sopportato dall'altro di detti due gruppi. CLAIMS 1. Permanent magnet motor fan consisting of a rotor assembly and a stator assembly, where the rotor assembly comprises a fan (11) carrying permanent magnets (13) so that the whole rotor assembly is attracted by the stator assembly in an axial direction; characterized by the fact that one of said two groups is equipped with a convex element (22), centered on the rotation axis, constituting a substantially point-like support and rotation means on an axial abutment means (14) supported by the other of said two groups.

2. Motoventilatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato del fatto che detto elemento convesso (22) è solidale al gruppo statore, e che detto mezzo di attestamento assiale (14) è solidale al gruppo rotore. 2. Motor fan according to claim 1, characterized in that said convex element (22) is integral with the stator unit, and said axial abutment means (14) is integral with the rotor unit.

3. Motoventllatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato del fatto che detto elemento convesso (22) è solidale al gruppo rotore, e che detto mezzo di attestamento assiale (14) e solidale al gruppo statore. 3. Motor fan according to claim 1, characterized in that said convex element (22) is integral with the rotor unit, and said axial abutment means (14) is integral with the stator unit.

4. Motoventllatore secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il mezzo di attestamento assiale è costituito dall'estremo (14a) di un albero (14) fissato nel gruppo che sopporta il mezzo (14). 4. Motor fan according to claim 1, characterized in that the axial abutment means is constituted by the end (14a) of a shaft (14) fixed in the unit which supports the means (14).

5. Motoventilatore secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che l'estremo (14a) dell'albero (14) è convesso. 5. Motor fan according to claim 4, characterized in that the end (14a) of the shaft (14) is convex.

6. Motoventilatore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto elemento convesso (22) del gruppo rotore è una sfera d'acciaio fissata nello statore. 6. Motor fan according to claim 2, characterized in that said convex element (22) of the rotor assembly is a steel ball fixed in the stator.

7. Motoventilatore secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto elemento convesso (22) del gruppo rotore è una sfera d'acciaio fissata nel corpo della ventola (11). 7. Motor fan according to claim 3, characterized in that said convex element (22) of the rotor assembly is a steel ball fixed in the body of the fan (11).

8. Motoventilatore secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzato dal fatto che la sfera (22) è una sfera in acciaio per cuscinetti. 8. Motor fan according to claim 6 or 7, characterized in that the ball (22) is a ball made of steel for bearings.

9. Motoventilatore secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che l'elemento convesso (22) è collocato in una cavità (21, 23) contenente olio in quantità adeguata a costituire una riserva di lubrificante per le parti a contatto in rotazione. 9. Motor fan according to claim 1 characterized in that the convex element (22) is placed in a cavity (21, 23) containing oil in an adequate quantity to constitute a lubricant reserve for the parts in contact in rotation.

10. Motoventilatore secondo la rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che la cavità (21, 23) è chiusa rispetto alla zona di ingresso del flusso d'aria aspirato nella ventola. 10. Motor fan according to claim 6 characterized in that the cavity (21, 23) is closed with respect to the inlet area of the air flow sucked into the fan.