JP2017219028A - 送風装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電子機器の薄形化とともに送風効率の向上と静音性に優れた送風装置を提供する。【解決手段】送風装置は、軸方向隙間400を介して配列された複数の平板410を有する送風部40と、送風部を回転させるモータ部30と、送風部およびモータ部を収容するハウジング20とを有する。ハウジングは、送風部の上部において軸方向に貫通する吸気口202と、送風部の径方向外側において径方向に向けて開口する送風口とを有する。モータ部の回転部は、複数の平板を保持する平板保持部57を有するハブ322を有する。送風部が回転すると、平板の表面の粘性抵抗および遠心力により、平板間に径方向外側へと向かう気流が発生する。平板間に気流を生じさせるため、上下方向に当該気流が漏れにくく、送風効率を向上できる。さらに、平板保持部により複数の平板が保持されることにより、送風部が安定的に回転できる。したがって、送風効率をより向上できる。【選択図】図5
Description
本発明は、送風装置に関する。
従来、複数の羽根を有するインペラを回転させることで、径方向外側へ向かって気流を発生させる遠心型の送風装置が知られている。インペラを有する従来の送風装置については、例えば、特開2008−88985号公報に記載されている。
特開2008−88985号公報に記載の送風装置では、ファンブレードと呼ばれる複数の羽根が周囲の気体を押し出すことにより、径方向外側へ向かう気流が発生する。
特開2008−88985号公報
近年、電子機器の小型化・薄型化が引き続き求められている。このため、電子機器内の冷却に用いられる送風装置についても薄型化が求められている。
ここで、特開2008−88985号公報に記載の送風装置のように、インペラを用いて気流を発生させる場合、回転時に、羽根の軸方向上下端部から、羽根が押し出した気流が漏れる。これにより、羽根の軸方向の上下端部での風圧は、羽根の軸方向中央付近での風圧と比べて小さくなる。このため、送付装置を薄型化してインペラの軸方向の長さが小さくなると、十分な送風効率を得られなくなるという問題が生じる。
本発明の目的は、送風効率の良好な遠心型の送風装置を実現できる技術を提供することである。
本願の例示的な第1発明は、送風装置であって、上下方向に延びる中心軸を中心として回転する送風部と、前記送風部を回転させるモータ部と、前記送風部および前記モータ部を収容するハウジングと、を有する。前記ハウジングは、前記送風部の上部に配置され、軸方向に貫通する吸気口と、前記送風部の径方向外側に配置され、周方向の少なくとも一部に径方向に向けて開口する送風口と、を有する。前記送風部は、軸方向隙間を介して軸方向に配列された複数の平板を有する。前記モータ部は、電機子を有する静止部と、前記電機子の径方向外側に配置されたマグネットと、前記マグネットを保持するハブとを有する回転部と、を有する。 前記ハブは、前記電機子の上部を覆う天板部と、前記天板部から下方へ円筒状に延び、内周面に前記マグネットを保持するマグネット保持部と、前記マグネット保持部の径方向外側において径方向に拡がり、複数の前記平板の少なくとも一部を保持する平板保持部と、を有する。
本願の例示的な第1発明によれば、送風部が回転すると、平板の表面の粘性抵抗および遠心力により、平板間の軸方向隙間に径方向外側へと向かう気流が発生する。平板間に気流を生じさせるため、上下方向に当該気流が漏れにくく、送風効率を向上できる。さらに、平板保持部により複数の平板が保持されることにより、送風部が安定的に回転できる。したがって、送風効率をより向上できる。これにより、薄型化した場合であっても、送風効率が低下しにくい。また、インペラを有する遠心ファンと比べて、静音性に優れている。
以下に、送風装置の例を開示する。なお、本開示では、下プレート部に対して上プレート部を上として、各部の形状および位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、送風装置の製造時および使用時の向きを限定する意図はない。
<1.第1実施形態>
図1は、第1実施形態に係る送風装置1の斜視図である。図2は、送風装置1の上面図である。図3は、A−A断面における送風装置1の断面図である。図4は、送風装置1の分解斜視図である。図5は、送風装置1の部分断面図である。この送風装置1は、送風部40が回転することにより、径方向外側へ向かう気流を発生させる遠心型の送風装置である。この送風装置1は、例えば、パーソナルコンピュータ等の電子機器に搭載され、その内部を冷却するのに用いられる。なお、本発明の送風装置1は、その他の目的に使用されてもよい。
図1は、第1実施形態に係る送風装置1の斜視図である。図2は、送風装置1の上面図である。図3は、A−A断面における送風装置1の断面図である。図4は、送風装置1の分解斜視図である。図5は、送風装置1の部分断面図である。この送風装置1は、送風部40が回転することにより、径方向外側へ向かう気流を発生させる遠心型の送風装置である。この送風装置1は、例えば、パーソナルコンピュータ等の電子機器に搭載され、その内部を冷却するのに用いられる。なお、本発明の送風装置1は、その他の目的に使用されてもよい。
図1〜図4に示すように、送風装置1は、ハウジング20と、モータ部30と、送風部40とを有する。
ハウジング20は、モータ部30および送風部40を収容する筐体である。ハウジング20は、下プレート部21と、側壁部22と、上プレート部23とを有する。
下プレート部21は、ハウジング20の底部を構成する。下プレート部21は、送風部40の下方において径方向に拡がり、送風部40の下側の少なくとも一部を覆う。また、下プレート部21は、モータ部30を支持する。
側壁部22は、下プレート部21から上方へ向かって延びる。側壁部22は、下プレート部21と上プレート部23との間において送風部40の側方を覆う。また、側壁部22は、周方向の一部に、径方向に向けて開口する送風口201を有する。本実施形態では、下プレート部21と側壁部22とは、一体に形成される。ただし、下プレート部21と側壁部22とは、別部材であってもよい。
上プレート部23は、ハウジング20の蓋部を構成する。上プレート部23は、下プレート部21の上方において、径方向に拡がる。また、上プレート部23は、軸方向に貫通する吸気口202を有する。すなわち、上プレート部23は、吸気口202を構成する内縁部231を有する。上面視における吸気口202の形状は、例えば、中心軸9を中心とする円形である。
モータ部30は、送風部40を回転させる駆動部である。図5に示すように、モータ部30は、静止部31と、回転部32とを有する。静止部31は、下プレート部21に固定される。これにより、静止部31は、ハウジング20に対して相対的に静止する。回転部32は、静止部31に対して、中心軸9を中心として回転可能に支持される。
静止部31は、ステータ固定部311と、ステータ312と、軸受ハウジング313とを有する。
ステータ固定部311は、下プレート部21に設けられた固定孔211に嵌まる。これにより、ステータ固定部311は、下プレート部21に固定される。ステータ固定部311は、固定孔211との固定部から上方へ向かって、中心軸9を中心として円筒状に延びる。ステータ固定部311の上部の外周部には、ステータ312が固定される。
ステータ312は、外部から供給される駆動電流に応じて磁束を発生させる電機子である。ステータ312は、上下に延びる中心軸9の周りを環状に取り囲む。ステータ312は、例えば、積層鋼板からなる環状のステータコアと、ステータコアに巻かれた導線とを有する。
軸受ハウジング313は、有底円筒状の部材である。すなわち、軸受ハウジング313は、円板状の底部と、底部から上方へ延びる円筒状部とを有する。軸受ハウジング313は、ステータ固定部311の内周面に固定される。
回転部32は、シャフト321と、ハブ322と、軸受部材323と、マグネット324とを有する。
シャフト321は、中心軸9に沿って配置された部材である。本実施形態のシャフト321は、後述する第1円筒部52の内部に配置され、かつ、中心軸9を中心として延びる円柱状の部位と、当該円柱状の部位の下端部から径方向に延びる円板状の部位とを有する。
ハブ322は、シャフト321に固定される。ハブ322は、ハブ本体部材501と、フランジ部材502とから成る。ハブ本体部材501は、天板部51と、第1円筒部52と、第2円筒部53と、マグネット保持部54とを有する。フランジ部材502は、外壁部55と、天板固定部56と、平板保持部57とを有する。
天板部51は、中心軸9を中心として径方向に拡がる円板状の部位である。天板部51は、ステータ312の上方に配置される。天板部51は、その外縁部に、上面から凹む凹部511を有する。
第1円筒部52は、天板部51から下方へ向かって、中心軸9を中心として円筒状に延びる。第1円筒部52の内部には、シャフト321の円柱状の部位が収容される。そして、シャフト321は、第1円筒部52に固定される。
第2円筒部53は、天板部51から下方へ向かって、中心軸9を中心として円筒状に延びる。第2円筒部53の内径は、第1円筒部52の外径よりも大きい。すなわち、第2円筒部53は、第1円筒部52の径方向外側に配置される。
マグネット保持部54は、天板部51の径方向外端から下方へ向けて、中心軸9を中心として円筒状に延びる。マグネット保持部54は、ステータ312の径方向外側に配置される。マグネット保持部54の内周面には、マグネット324が固定される。
外壁部55は、中心軸9を中心として上下に延びる円筒状の部位である。外壁部55は、ハブ本体部材501のマグネット保持部54の外周面に沿って配置される。
天板固定部56は、外壁部55の上端部から径方向内側へ円環状に延びる。天板固定部56は、ハブ本体部材501の天板部51の上面に設けられた凹部511内に配置される。また、これにより、天板部51の上面と、天板固定部56の上面とは、軸方向の位置が同一である。
平板保持部57は、外壁部55の下端部から径方向外側へ延びる。平板保持部57は、ハブ本体部材のマグネット保持部54の径方向外側において、送風部40を保持する。本実施形態では、送風部40は、平板保持部57の上面に載置される。これにより、平板保持部57は、送風部40の有する複数の平板410を安定的に保持する。
軸受部材323は、中心軸9を中心として上下に延びる円筒状の部材である。軸受部材323は、ハブ本体部材501の第1円筒部52の外周面に沿って配置される。また、軸受部材323は、第1円筒部52の外周面に固定される。軸受部材323の径方向外側かつハブ本体部材501の第2円筒部53の径方向内側には、軸受ハウジング313の円筒状部が配置される。
マグネット324は、ハブ本体部材501のマグネット保持部54の内周面に固定される。また、マグネット324は、ステータ312の径方向外側に配置される。本実施形態では、円環状のマグネット324が使用される。マグネット324の径方向内側の面は、ステータ312と、僅かな間隙を介して径方向に対向する。また、マグネット324の内周面には、N極とS極とが周方向に交互に着磁されている なお、円環状のマグネット324に代えて、複数のマグネットを使用してもよい。複数のマグネットを使用する場合には、N極のマグネットとS極のマグネットとが交互に並ぶように、複数のマグネットを周方向に配列すればよい。
図5中に拡大して示すように、軸受ハウジング313と、シャフト321、軸受部材323およびハブ本体部材501との間には、潤滑流体300が介在する。潤滑流体300には、例えば、ポリオールエステル系オイルまたはジエステル系オイルが使用される。シャフト321、ハブ322および軸受部材323は、軸受ハウジング313に対して、潤滑流体300を介して回転可能に支持される。このように、本実施形態では、静止部31の構成要素である軸受ハウジング313と、回転部32の構成要素であるシャフト321、軸受部材323およびハブ本体部材501と、潤滑流体300とにより、流体動圧軸受が構成される。
潤滑流体300の界面は、軸受ハウジング313の外周面とハブ本体部材501の第2円筒部53の内周面との間隙であるシール部301に配置される。シール部301において、上方から下方へ向かうにつれて、軸受ハウジング313の外周面と第2円筒部53の内周面との距離が大きくなる。すなわち、シール部301において、潤滑流体300の界面から遠ざかるにつれて、軸受ハウジング313の外周面と第2円筒部53の内周面との距離が大きくなる。このように、シール部301の径方向の幅が上方から下方へ向かうにつれて大きくなることにより、界面付近において潤滑流体300が上方へと引きつけられる。したがって、潤滑流体300がシール部301の外部へと漏れ出るのが抑制される。
このように、静止部31と回転部32とを接続する軸受機構として流体動圧軸受を用いることにより、回転部32が安定して回転できる。したがって、モータ部30から異音が発生するのを抑制できる。
このようなモータ部30において、ステータ312に駆動電流を供給すると、ステータ312に磁束が生じる。そして、ステータ312とマグネット324との間の磁束の作用により、静止部31と回転部32との間に、周方向のトルクが発生する。その結果、静止部31に対して回転部32が、中心軸9周りに回転する。回転部32の平板保持部57に保持された送風部40は、回転部32とともに、中心軸9周りに回転する。
図4および図5に示すように、送風部40は、複数の平板410と、複数のスペーサ420とを有する。平板410とスペーサ420とは、軸方向に交互に配列される。また、隣り合う平板410およびスペーサ420は、接着等により固定される。
図4および図5に示すように、本実施形態では、複数の平板410は、最も上方に配置された上側平板411と、最も下方に配置された下側平板412と、上側平板411の下方かつ下側平板412の上方に配置された4つの中間平板413とを含む。すなわち、本実施形態の送風部40は、6つの平板410を有する。複数の平板410は、軸方向隙間400を介して軸方向に配列される。
各平板410は、例えば、ステンレス等の金属材料または樹脂材料により形成される。また、各平板410は、例えば、紙により形成されてもよい。その場合、植物繊維にガラス繊維または金属線等を含む紙が用いられてもよい。平板410を金属材料により形成すると、平板410を樹脂材料により形成する場合と比べて、平板410の寸法精度を向上できる。
本実施形態では、上側平板411と4つの中間平板413とは、同一形状である。図1、図2および図5に示すように、上側平板411および中間平板413はそれぞれ、内環状部61、外環状部62、複数のリブ63および複数の通気孔60を有する。なお、本実施形態では、各平板410の有するリブ63の数および通気孔60の数はそれぞれ5つである。
内環状部61は、中心軸9を中心として配置される、環状の部位である。内環状部61は、その中央に、上下に貫通する中央孔65(図4参照)を有する。外環状部62は、中心軸9を中心として内環状部61の径方向外側に配置される、環状の部位である。リブ63はそれぞれ、内環状部61と外環状部62を連結する。通気孔60のそれぞれと、送風部40の径方向外側の空間とは、当該通気孔60を有する平板410の上下に隣り合う軸方向隙間400を介して連通する。なお、通気孔60はそれぞれ、軸方向に見て、ハウジング20の吸気口202と重なる位置に配置される。
下側平板412は、中心軸9を中心として配置される、環状かつ板状の部材である。下側平板412は、その中央に、上下に貫通する中央孔65を有する。
図4に示すように、スペーサ420のそれぞれは、円環状の部材である。スペーサ420が平板410間に配置されることにより、平板410間に軸方向隙間400が確保される。スペーサ420はそれぞれ、その中央に、上下に貫通する中央孔429を有する。各平板410の中央孔65と、各スペーサ420の中央孔429との内部には、モータ部30が配置される。
スペーサ420は、上側平板411および中間平板413の内環状部61と軸方向に重なる位置に配置される。このように、スペーサ420は、軸方向隙間400内の径方向の一部の領域のみに配置される。
モータ部30が駆動すると、回転部32とともに、送風部40が回転する。これにより、各平板410の表面の粘性抵抗および遠心力により、各平板410の表面付近に、径方向外側へと向かう気流が発生する。したがって、平板410間の軸方向隙間400に径方向外側へと向かう気流が発生する。すると、ハウジング20の吸気口202と、上側平板411および中間平板413の通気孔60とを介して、ハウジング20の上部の気体が各軸方向隙間400へと供給され、ハウジング20の側部に設けられた送風口201から送風装置1の外部へと排出される。
ここで、各平板410の軸方向厚みは、約0.1mmである。一方、各軸方向隙間400の軸方向の長さは、約0.3mmである。軸方向隙間400の軸方向の長さは、0.2mm〜0.5mmであることが好ましい。軸方向隙間400の軸方向の長さが大きいと、送風部40の回転時に、上側の平板410の下面で生じる気流と下側の平板410の上面で生じる気流との間に間隔が空く。すると、軸方向隙間400内における静圧が大きくならず、十分な風量を排出できない可能性がある。また、軸方向隙間400の軸方向の長さが大きいと、送風装置1の軸方向の体格を小さくするのが困難となる。そのため、この送風装置1では、軸方向隙間400の軸方向の長さを0.2mm〜0.5mmの範囲内としている。これにより、軸方向隙間400内の静圧を高め、十分な排出風量を得ることができるとともに、送風装置1をより薄型化できる。
上側平板411および中間平板413は、通気孔60を有する。このため、上側平板411および中間平板413では、通気孔60の外側に配置された外環状部62が、表面付近に気流を発生させる送風領域となる。一方、下側平板412は、通気孔60を有しない。このため、下側平板412の上面側では、スペーサ420と接触する部分より外側の領域全体が送風領域となる。すなわち、下側平板412の上面側では、上側平板411および中間平板413の通気孔60およびリブ63と軸方向に重なる領域と、外環状部62と軸方向に重なる領域とが、送風領域となる。また、下側平板412の下面側では、平板保持部57と接触する部分より外側の領域全体が送風領域となる。なお、平板保持部57の下面においても、気流が発生する。
このように、下側平板412の送風領域は、上側平板411および中間平板413の送風領域よりも広い。したがって、最も下側に配置された中間平板413と下側平板412との間の軸方向隙間400では、他の軸方向隙間400に比べて静圧を向上できる。
吸気口202および複数の通気孔60を下方へと向かって通過する気流は、各軸方向隙間400において径方向外側へと引きつけられる。このため、下方へ向かうにつれて、通気孔60を通過する気流が弱まる。本実施形態では、下側平板412における送風領域を上側平板411および中間平板413の送風領域よりも大きくすることにより、最も下方に配置された軸方向隙間400において、他の軸方向隙間400よりも強い気流を発生させ、通気孔60を下方へと通過する気流を引きつける。これにより、最も下方に配置された軸方向隙間400にも十分な量の気体が供給される。その結果、送風部40における送風効率がより向上する。
複数の羽根を有するインペラを回転させて気流を発生させる従来の送風装置では、インペラにより発生する気流が、インペラの上下の端部において漏れる。また、当該気流の漏れは、送風装置の軸方向の長さによらず発生する。このため、送風装置を薄型化すると、送風装置全体における当該漏れの影響が大きくなるため、送風効率が低下する。一方、本実施形態の送風装置1では、平板410の表面付近に気流が生じるため、上下方向に当該気流が漏れにくい。したがって、気流を発生させる送風部40の軸方向の長さを小さくした場合であっても、気流の漏れによる送風効率の低下が生じにくい。すなわち、送風装置1を薄型化した場合であっても、送風効率が低下しにくい。さらに、送風部40が径方向に拡がる平板保持部57により保持されることにより、送風部40が安定して回転できる。
また、インペラを有する送風装置では、羽根の形状、枚数、配置等に起因する周期的な騒音が発生する。しかしながら、この送風装置1は平板410の表面の粘性抵抗および遠心力により気流を発生させるため、インペラを有する送風装置と比べて、静音性に優れている。特に、上述の通り、送風部40が安定して回転できるため、さらに騒音の発生を抑制できる。
また、PQ特性(風量−静圧特性)の観点において、複数の平板410を有する送風装置1は、インペラを有する送風装置と比べて、低風量領域における静圧が大きい。このため、送風装置1は、インペラを有する送風装置と比べて、比較的低い風量しか排出できない高密度な筐体内で用いるのに適している。このような筐体としては、例えば、パーソナルコンピュータ等の電子機器が挙げられる。
本実施形態では、上側平板411および全ての中間平板413が通気孔60を有する。これにより、吸気口202および通気孔60を介して、全ての軸方向隙間400がハウジング20の上方の空間と軸方向に連通する。
なお、この送風装置1の製造工程においては、平板保持部57の軸方向一方側(上面側)から、6つの平板410を、積み重ねていく。このため、平板保持部57の軸方向両側から組み立てる実施形態と比較して、生産効率が良い。
図2に示すように、吸気口202は、中心軸9を中心として配置される。すなわち、吸気口202の中心は、中心軸9と一致する。一方、送風部40も、中心軸9を中心として配置される。これにより、送風部40において、周方向に圧力差が生じにくい。その結果、騒音の発生を抑制できる。なお、「一致する」とは、完全に一致する場合だけで無く、略一致する場合を含めるものとする。
<2.変形例>
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されない。
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されない。
図6は、一変形例に係る送風装置1Aの部分断面図である。図6の例の送風装置1Aでは、送風部40Aが、軸方向隙間400Aを介して軸方向に配列された複数の平板410Aを有する。複数の平板410Aは、最も上方に配置された上側平板411Aと、最も下側に配置された下側平板412Aと、上側平板411Aの下方かつ下側平板412Aの上方に配置された4つの中間平板413Aとを含む。
また、ハブ322Aは、天板部51Aおよびマグネット保持部54Aを有するハブ本体部材501Aと、径方向に拡がる平板保持部57Aを有するフランジ部材502Aとを有する。
この送風装置1Aでは、平板保持部57Aが、送風部40Aの下側平板412Aとしての役割を果たす。すなわち、下側平板412Aは、平板保持部57Aの一部である。また、平板保持部57Aは、その上面に、他の平板410Aである上側平板411Aおよび4つの中間平板413Aを保持する。
なお、この送風装置1Aの製造工程においては、平板保持部57Aの軸方向一方側(上面側)から、他の平板410Aである上側平板411Aおよび4つの中間平板413Aを、積み重ねていく。このため、平板保持部57Aの軸方向両側から組み立てる実施形態と比較して、生産効率が良い。
図7は、他の変形例に係る送風装置1Bの部分断面図である。図7の例の送風装置1Bでは、送風部40Bが、軸方向隙間400Bを介して軸方向に配列された複数の平板410Bを有する。複数の平板410Bは、最も上方に配置された上側平板411Bと、最も下側に配置された下側平板412Bと、上側平板411Bの下方かつ下側平板412Bの上方に配置された4つの中間平板413Bとを含む。
また、ハブ322Bは、天板部51Bおよびマグネット保持部54Bを有するハブ本体部材501Bと、径方向に拡がる平板保持部57Bを有するフランジ部材502Bとを有する。
この送風装置1Bでは、平板保持部57Bが、送風部40Bの上側平板411Bとしての役割を果たす。すなわち、上側平板411Bは、平板保持部57Bの一部である。また、平板保持部57Bは、その下面に、他の平板410Bである4つの中間平板413Bおよび下側平板412Bを保持する。このように、平板保持部57Bは、下面側に平板410Bを保持してもよい。
なお、この送風装置1Bの製造工程においては、平板保持部57Bの軸方向一方側(下面側)から、他の平板410Bである4つの中間平板413Bおよび下側平板412Bを、積み重ねていく。このため、平板保持部57Bの軸方向両側から組み立てる実施形態と比較して、生産効率が良い。さらに、組み立て時において、ワーク(組立装置の一部)に載置されるのは、平坦な表面を有するハブ322Bの天板部51Bとなる。すなわち、ハブ322Bの天板部51Bを載置するワークの載置面の形状を複雑にする必要が無いため、生産性も向上する。
図8は、他の変形例に係る送風装置1Cの部分断面図である。図8の例の送風装置1Cでは、送風部40Cが、軸方向隙間400Cを介して軸方向に配列された複数の平板410Cを有する。複数の平板410Cは、最も上方に配置された上側平板411Cと、最も下側に配置された下側平板412Cと、上側平板411Cの下方かつ下側平板412Cの上方に配置された4つの中間平板413Cとを含む。以下では、4つの中間平板413Cを、上方から順に、第1中間平板414C、第2中間平板415C、第3中間平板416Cおよび第4中間平板417Cと称する。
また、ハブ322Cは、天板部51Cおよびマグネット保持部54Cを有するハブ本体部材501Cと、径方向に拡がる平板保持部57Cを有するフランジ部材502Cとを有する。
この送風装置1Cでは、平板保持部57Cが、送風部40Cの第3中間平板416Cとしての役割を果たす。すなわち、中間平板413Cの1つである第3中間平板416Cは、平板保持部57Cの一部である。平板保持部57Cは、その上面に、上側平板411C、第1中間平板414Cおよび第2中間平板415Cを保持する。また、平板保持部57Cは、その下面に、第4中間平板417Cおよび下側平板412Cを保持する。このように、平板保持部57Cは、上面側および下面側の双方に、平板410Cを保持してもよい。
図6〜図8の例の送風装置1A,1B,1Cのように、送風部の複数の平板の少なくとも1つが、平板保持部の一部であってもよい。複数の平板の1つと平板保持部とを一体に形成することにより、部品点数を抑制できる。これにより、組み立て部品の数が少なくなるため、生産性が向上する。
図9は、他の変形例に係る送風装置1Dの部分断面図である。図9の例の送風装置1Dでは、ハブ322Dは、天板部51D、マグネット保持部54Dおよび平板保持部57Dを有する単一の部材により構成される。平板保持部57Dは、マグネット保持部54Dの下端部から径方向外側に拡がる。また、送風部40Dは、軸方向隙間400Dを介して軸方向に配列された複数の平板410Dを有する。ハブ322Dの平板保持部57Dは、送風部40Dを保持する。すなわち、平板保持部57Dは、複数の平板410Dを保持する。
なお、この送風装置1Dの製造工程においては、平板保持部57Dの軸方向一方側(上面側)から、6つの平板410Dを、積み重ねていく。このため、平板保持部57Dの軸方向両側から組み立てる実施形態と比較して、生産効率が良い。
図10は、他の変形例に係る送風装置1Eの部分断面図である。図10の例の送風装置1Eでは、ハブ322Eは、天板部51E、マグネット保持部54Eおよび平板保持部57Eを有する単一の部材により構成される。平板保持部57Eは、マグネット保持部54Eの下端部から径方向外側に拡がる。
また、送風部40Eが、軸方向隙間400Eを介して軸方向に配列された複数の平板410Eを有する。複数の平板410Eは、最も上方に配置された上側平板411Eと、最も下方に配置された下側平板412Eと、上側平板411Eの下方かつ下側平板412Eの上方に配置された4つの中間平板413Eとを含む。
この送風装置1Eでは、平板保持部57Eが、送風部40Eの下側平板412Eとしての役割を果たす。すなわち、下側平板412Eは、平板保持部57Eの一部である。また、平板保持部57Eは、その上面に、他の平板410Eである上側平板411Eおよび4つの中間平板413Eを保持する。
なお、この送風装置1Eの製造工程においては、平板保持部57Eの軸方向一方側(上面側)から、他の平板410Eである上側平板411Eおよび4つの中間平板413Eを、積み重ねていく。このため、平板保持部57Eの軸方向両側から組み立てる実施形態と比較して、生産効率が良い。
図11は、他の変形例に係る送風装置1Fの部分断面図である。図11の例の送風装置1Fでは、ハブ322Fは、天板部51F、マグネット保持部54Fおよび平板保持部57Fを有する単一の部材により構成される。平板保持部57Fは、マグネット保持部54Fの側面から径方向外側に拡がる。
また、送風部40Fが、軸方向隙間400Fを介して軸方向に配列された複数の平板410Fを有する。複数の平板410Fは、最も上方に配置された上側平板411Fと、最も下方に配置された下側平板412Fと、上側平板411Fの下方かつ下側平板412Fの上方に配置された4つの中間平板413Fとを含む。
この送風装置1Fでは、平板保持部57Fが、送風部40Fの上側平板411Fとしての役割を果たす。すなわち、上側平板411Fは、平板保持部57Fの一部である。また、平板保持部57Fは、その下面に、他の平板410Fである4つの中間平板413Fおよび下側平板412Fを保持する。
なお、この送風装置1Fの製造工程においては、平板保持部57Fの軸方向一方側(下面側)から、他の平板410Fである4つの中間平板413Fおよび下側平板412Fを、積み重ねていく。このため、平板保持部57Fの軸方向両側から組み立てる実施形態と比較して、生産効率が良い。さらに、組み立て時において、ワーク(組立装置の一部)に載置されるのは、平坦な表面を有するハブ322Fの天板部51Fとなる。すなわち、ハブ322Fの天板部51Fを載置するワークの載置面の形状を複雑にする必要が無いため、生産性も向上する。
図12は、他の変形例に係る送風装置1Gの部分断面図である。図12の例の送風装置1Gでは、ハブ322Gは、天板部51G、マグネット保持部54Gおよび平板保持部57Gを有する単一の部材により構成される。平板保持部57Gは、マグネット保持部54Gの側面から径方向外側に拡がる。
また、送風部40Gが、軸方向隙間400Gを介して軸方向に配列された複数の平板410Gを有する。複数の平板410Gは、最も上方に配置された上側平板411Gと、最も下方に配置された下側平板412Gと、上側平板411Gの下方かつ下側平板412Gの上方に配置された4つの中間平板413Gとを含む。以下では、4つの中間平板413Gを、上方から順に、第1中間平板414G、第2中間平板415G、第3中間平板416Gおよび第4中間平板417Gと称する。
この送風装置1Gでは、平板保持部57Gが、送風部40Gの第3中間平板416Gとしての役割を果たす。すなわち、中間平板413Gの1つである第3中間平板416Gは、平板保持部57Gの一部である。平板保持部57Gは、その上面に、上側平板411G、第1中間平板414Gおよび第2中間平板415Gを保持する。また、平板保持部57Gは、その下面に、第4中間平板417Gおよび下側平板412Gを保持する。
図9〜図12の例の送風装置1D,1E,1F,1Gのように、ハブは、単一の部材により構成されてもよい。ハブが単一の部材により構成されることにより、ハブが複数の部材により構成される場合と比べて、部品点数を抑制できる。これにより、組み立て部品の数が少なくなるため、生産性が向上する。
また、図10〜図12の例の送風装置1E,1F,1Gのように、送風部の複数の平板の少なくとも1つが、平板保持部の一部であってもよい。複数の平板の1つと平板保持部とを一体に形成することにより、部品点数をさらに抑制できる。これにより、組み立て部品の数がさらに少なくなるため、生産性がより向上する。
図13は、他の変形例に係る送風装置1Hの部分断面図である。図13の例の送風装置1Hでは、モータ部30Hが、静止部31Hと、回転部32Hと、2つの玉軸受33Hとを有する。
静止部31Hは、ステータ固定部311Hと、ステータ312Hとを有する。ステータ固定部311Hは、ハウジング20Hに固定される有底円筒状の部材である。ステータ312Hは、ステータ固定部311Hの外周面に固定された電機子である。
回転部32Hは、シャフト321Hと、ハブ322Hと、マグネット324Hとを有する。シャフト321Hは、少なくとも下端部がステータ固定部311Hの内部に配置される。また、シャフト321Hの上端部は、ハブ322Hに固定される。マグネット324Hは、ハブ322Hに固定される。マグネット324Hは、ステータ312Hと径方向に対向して配置される。
玉軸受33Hはそれぞれ、回転部32Hを静止部31Hに対して回転可能に接続する。具体的には、玉軸受33Hの外輪が静止部31Hのステータ固定部311Hの内周面に固定される。また、玉軸受33Hの内輪が回転部32Hのシャフト321Hの外周面に固定される。そして、外輪と内輪との間に複数の球状の転動体である玉が介在する。このように、モータ部30Hの軸受構造として、流体動圧軸受に代えて、玉軸受等の転がり軸受(ベアリング)が用いられてもよい。
図13の例では、モータ部30Hが2つの玉軸受33Hを有する。そして、ステータ固定部311Hの内周面とシャフト321Hとが対向している軸方向領域の上端付近と下端付近に玉軸受33Hが配置される。これにより、シャフト321Hが中心軸9Hに対して傾斜するのが抑制される。
図14は、他の変形例に係る送風装置1Jの上面図である。図14の例の送風装置1Jでは、ハウジング20Jは、複数の送風口201Jを有する。具体的には、側壁部22Jが、周方向の複数箇所に、径方向に向けて開口する送風口201Jを有する。ハウジング20Kは、各送風口201Kの周囲に舌部203Kを有する。また、送風部40Jは、軸方向隙間を介して軸方向に配列された複数の平板410Jを有する。
インペラを有する遠心ファンでは、羽根の形状、枚数、配置等に起因する周期的な騒音が発生する。また、当該騒音は舌部周辺で発生しやすい。このため、複数方向に排気しようとすると舌部が増えるため、さらに騒音特性が悪化する。しかしながら、この送風装置1Jでは、平板410Jの回転により径方向外側へ向かう気流を発生させるため、インペラを有する遠心ファンと比べて周期的な騒音を小さくできる。したがって、この送風装置1Jのように、複数方向に排気を行った場合でも、舌部203Kとの関係により騒音特性が悪化することを抑制できる。
上記の実施形態および変形例では、送風部の有する平板の数が6つであったが、本発明はこれに限られない。平板の数は、2〜4つであってもよいし、7つ以上であってもよい。
また、上記の実施形態および変形例では、ハブが1部材または2部材から構成されたが、本発明はこれに限られない。ハブは、3つ以上の部材で構成されてもよい。
また、各部材の細部の形状については、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。例えば、ハウジング、送風部またはモータ部の形状が、上記の実施形態および変形例と異なっていてもよい。また、上記の各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
本発明は、送風装置に利用できる。
1,1A,1B,1C,1D,1E,1F,1G,1H,1J 送風装置
9,9H 中心軸
20,20H,20J ハウジング
30,30H モータ部
31,31H 静止部
32,32H 回転部
33H 玉軸受
40,40A,40B,40C,40D,40E,40F,40G,40J 送風部
51,51A,51B,51C,51D,51E,51F,51G 天板部
54,54A,54B,54C,54D,54E,54F,54G マグネット保持部
57,57A,57B,57C,57D,57E,57F,57G 平板保持部
60 通気孔
201,201J 送風口
202 吸気口
300 潤滑流体
301 シール部
312,312H ステータ
313 軸受ハウジング
321,321H シャフト
322,322A,322B,322C,322D,322E,322F,322G,322H ハブ
323 軸受部材
324,324H マグネット
400,400A,400B,400C,400D,400E,400F,400G 軸方向隙間
410,410A,410B,410C,410D,410E,410F,410G,410J 平板
411,411A,411B,411C,411E,411F,411G 上側平板
412,412A,412B,412C,412E,412F,412G 下側平板
413,413A,413B,413C,413E,413F,413G 中間平板
420 スペーサ
501,501A,501B,501C ハブ本体部材
502,502A,502B,502C フランジ部材
9,9H 中心軸
20,20H,20J ハウジング
30,30H モータ部
31,31H 静止部
32,32H 回転部
33H 玉軸受
40,40A,40B,40C,40D,40E,40F,40G,40J 送風部
51,51A,51B,51C,51D,51E,51F,51G 天板部
54,54A,54B,54C,54D,54E,54F,54G マグネット保持部
57,57A,57B,57C,57D,57E,57F,57G 平板保持部
60 通気孔
201,201J 送風口
202 吸気口
300 潤滑流体
301 シール部
312,312H ステータ
313 軸受ハウジング
321,321H シャフト
322,322A,322B,322C,322D,322E,322F,322G,322H ハブ
323 軸受部材
324,324H マグネット
400,400A,400B,400C,400D,400E,400F,400G 軸方向隙間
410,410A,410B,410C,410D,410E,410F,410G,410J 平板
411,411A,411B,411C,411E,411F,411G 上側平板
412,412A,412B,412C,412E,412F,412G 下側平板
413,413A,413B,413C,413E,413F,413G 中間平板
420 スペーサ
501,501A,501B,501C ハブ本体部材
502,502A,502B,502C フランジ部材
Claims (10)
- 送風装置であって、
上下方向に延びる中心軸を中心として回転する送風部と、
前記送風部を回転させるモータ部と、
前記送風部および前記モータ部を収容するハウジングと、
を有し、
前記ハウジングは、
前記送風部の上部に配置され、軸方向に貫通する吸気口と、
前記送風部の径方向外側に配置され、周方向の少なくとも一部に径方向に向けて開口する送風口と、
を有し、
前記送風部は、軸方向隙間を介して軸方向に配列された複数の平板を有し、
前記モータ部は、
電機子を有する静止部と、
前記電機子の径方向外側に配置されたマグネットと、前記マグネットを保持するハブとを有する回転部と、
を有し、
前記ハブは、
前記電機子の上部を覆う天板部と、
前記天板部から下方へ円筒状に延び、内周面に前記マグネットを保持するマグネット保持部と、
前記マグネット保持部の径方向外側において径方向に拡がり、複数の前記平板の少なくとも一部を保持する平板保持部と、
を有する、送風装置。 - 請求項1に記載の送風装置であって、
前記ハブは、
前記天板部および前記マグネット保持部を有するハブ本体部材と、
前記平板保持部を有するフランジ部材と、
を含む、送風装置。 - 請求項1または請求項2に記載の送風装置であって、
複数の前記平板の少なくとも1つは、前記平板保持部の一部である、送風装置。 - 請求項3に記載の送風装置であって、
複数の前記平板のうち最も下方に配置された下側平板は、前記平板保持部の一部である、送風装置。 - 請求項3に記載の送風装置であって、
複数の前記平板のうち最も上方に配置された上側平板は、前記平板保持部の一部である、送風装置。 - 請求項3に記載の送風装置であって、
前記送風部は、3つ以上の前記平板を有し、
複数の前記平板は、
最も上方に配置された上側平板と、
最も下方に配置された下側平板と、
前記上側平板と前記下側平板との間に配置された、1つまたは複数の中間平板と、
を含み、
前記中間平板の少なくとも1つは、前記平板保持部の一部である、送風装置。 - 請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の送風装置であって、
前記吸気口の中心は、前記中心軸と一致する、送風装置。 - 請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の送風装置であって、
前記静止部は、軸受ハウジングをさらに有し、
前記回転部は、シャフトと、軸受部材とをさらに有し、
前記軸受ハウジングと、前記シャフトおよび前記軸受部材との間には、潤滑流体が介在し、
前記潤滑流体の界面が、前記軸受ハウジングと前記回転部との間隙であるシール部に配置され、
前記シール部は、前記界面から遠ざかるにつれて前記軸受ハウジングと前記回転部との距離が大きくなる、送風装置。 - 請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の送風装置であって、
前記モータ部は、
前記回転部を前記静止部に対して回転可能に接続する玉軸受
をさらに有する、送風装置。 - 請求項1ないし請求項9のいずれかに記載の送風装置であって、
前記ハウジングは、周方向の複数箇所に前記送風口を有する、送風装置。
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