JP2017219030A - Blower device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、送風装置に関する。 The present invention relates to a blower.
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。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a centrifugal blower that generates an air flow outward in the radial direction by rotating an impeller having a plurality of blades. About the conventional air blower which has an impeller, it describes in Unexamined-Japanese-Patent No. 2008-88985, for example.
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。
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。 In recent years, there has been a continuing demand for smaller and thinner electronic devices. For this reason, thickness reduction is calculated | required also about the air blower used for the cooling in an electronic device.
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。 Here, when an airflow is generated using an impeller as in the blower described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-88985, the airflow pushed out by the blades leaks from the upper and lower ends in the axial direction of the blades during rotation. As a result, the wind pressure at the upper and lower ends in the axial direction of the blade is smaller than the wind pressure near the axial center of the blade. For this reason, if the delivery device is thinned and the length of the impeller in the axial direction becomes small, there arises a problem that sufficient blowing efficiency cannot be obtained.
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。 The objective of this invention is providing the technique which can implement | achieve the centrifugal type air blower with favorable ventilation efficiency.
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。前記平板の少なくとも一部は、それぞれ、前記中心軸を中心として配置される環状の内環状部と、前記中心軸を中心として前記内環状部の径方向外側に配置される環状の外環状部と、前記内環状部と前記外環状部とを連結する複数のリブと、前記内環状部、前記外環状部および周方向に隣り合う2つの前記リブにより囲まれ、軸方向に貫通する複数の通気孔と、を有する。前記通気孔のそれぞれと、前記送風部の径方向外側の空間とは、前記軸方向隙間を介して連通する。 An exemplary first invention of the present application is a blower device that houses a blower that rotates about a central axis that extends in the vertical direction, a motor that rotates the blower, the blower, and the motor. And a housing. The housing is disposed at an upper portion of the air blowing portion, and has an air inlet that penetrates in the axial direction. Have. The air blower includes a plurality of flat plates arranged in the axial direction with an axial gap therebetween. At least a part of the flat plate is respectively an annular inner annular portion disposed around the central axis, and an annular outer annular portion disposed radially outside the inner annular portion around the central axis. A plurality of ribs that are surrounded by the plurality of ribs that connect the inner annular portion and the outer annular portion, the inner annular portion, the outer annular portion, and two ribs adjacent in the circumferential direction, and that penetrate in the axial direction. And pores. Each of the vent holes communicates with the space on the radially outer side of the blower portion via the axial gap.
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。これにより、吸気口および通気孔を介して供給された気体が、送風部の径方向外側へと向かう。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。また、内環状部と外環状部とをリブで接続する構造により、通気孔の開口面積を大きくできる。よって、吸気効率が向上し、送風効率をより向上できる。したがって、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。 According to the exemplary first invention of the present application, when the air blowing section rotates, an air flow toward the radially outer side is generated in the axial gap between the flat plates due to the viscous resistance and centrifugal force of the flat plate surfaces. Thereby, the gas supplied via the inlet port and the vent hole is directed outward in the radial direction of the blower. Since the airflow is generated between the flat plates, the airflow is less likely to leak in the vertical direction, and the air blowing efficiency can be improved. Further, the opening area of the vent hole can be increased by the structure in which the inner annular portion and the outer annular portion are connected by the rib. Therefore, the intake efficiency is improved, and the blowing efficiency can be further improved. Therefore, even if it is a case where it thins, ventilation efficiency does not fall easily. Moreover, it is excellent in silence compared with a centrifugal fan having an impeller.
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。 Below, the example of an air blower is disclosed. In the present disclosure, the shape and positional relationship of each part will be described with the upper plate part facing up with respect to the lower plate part. However, there is no intention to limit the direction at the time of manufacture and use of the blower by the definition of the vertical direction.
<1.第1実施形態>
<1−1.送風装置の構成>
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、本発明の送風装置は、その他の目的に使用されてもよい。
<1. First Embodiment>
<1-1. Configuration of blower>
FIG. 1 is a perspective view of the
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。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The bearing
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。
The rotating
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512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。
The
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51と、フランジ部材52とから成る。
The
ハブ本体部材51は、第1天板部511と、第1円筒部512と、第2円筒部513と、マグネット保持部514とを有する。
The hub
第1天板部511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。第1天板部511は、ステータ312の上方に配置される。第1天板部511は、その外縁部に、上面から凹む凹部515を有する。
The first
第1円筒部512は、第1天板部511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512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512に固定される。
The first
第2円筒部513は、第1天板部511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513の内径は、第1円筒部512の外径よりも大きい。すなわち、第2円筒部513は、第1円筒部512の径方向外側に配置される。
The second
マグネット保持部514は、第1天板部511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514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514の内周面には、マグネット324が固定される。
The
フランジ部材52は、外壁部521と、第2天板部522と、平板保持部523とを有する。
The
外壁部521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521は、ハブ本体部材51のマグネット保持部514の外周面に沿って配置される。
The
第2天板部522は、外壁部521の上端部から径方向内側へ円環状に延びる。第2天板部522は、ハブ本体部材51の第1天板部511の上面に設けられた凹部515内に配置される。また、第1天板部511の上面と、第2天板部522の上面とは、軸方向の位置が同一である。
The second
平板保持部523は、外壁部521の下端部から径方向外側へ延びる。平板保持部523は、ハブ本体部材のマグネット保持部514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523の上面に載置される。これにより、平板保持部523は、送風部40の有する複数の平板410を保持する。
The flat
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51の第1円筒部512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512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51の第2円筒部513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。
The bearing
マグネット324は、ハブ本体部材51のマグネット保持部514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。
The
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51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51と、潤滑流体300とにより、流体動圧軸受が構成される。
As shown enlarged in FIG. 5, the lubricating
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51の第2円筒部513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513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513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。
The interface of the lubricating
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。
Thus, by using a fluid dynamic pressure bearing as a bearing mechanism that connects the
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523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。
In such a
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。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
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。
As shown in FIGS. 4 and 5, in the present embodiment, the plurality of
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。
Each
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。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。
In the present embodiment, the upper
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。なお、各平板410の形状について、その詳細は後述する。
The lower
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の後述する中央孔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。
As shown in FIG. 4, each of the
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。
The
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。
When the
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。
Here, the axial thickness of each
また、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。
In addition, as shown in FIG. 2, the
<1−2.平板の形状>
続いて、各平板410の形状について、図6および図7を参照しつつ、詳細に説明する。図6は、複数の平板410の分解斜視図である。図7は、複数の平板410の上面図である。
<1-2. Flat plate shape>
Next, the shape of each
本実施形態では、図6に示すように、上側平板411と4つの中間平板413とは、同一形状である。上述の通り、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。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the upper
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とを連結する。通気孔60は、平板410を軸方向に貫通する。通気孔60は、内環状部61、外環状部62および周方向に隣り合う2つのリブ63により囲まれる。
The inner
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。
In a conventional blower that generates an airflow by rotating an impeller having a plurality of blades, the airflow generated by the impeller leaks at the upper and lower ends of the impeller. Moreover, the airflow leakage occurs regardless of the axial length of the blower. For this reason, since the influence of the said leakage in the whole air blower will become large if a thin air blower is made, air blowing efficiency falls. On the other hand, in the
リブ63の周方向の幅は、リブ63の径方向の長さよりも短い。内環状部61と外環状部62とを、このようなリブ63で接続することにより、通気孔60の周方向の長さを大きくできる。したがって、通気孔60の径方向の長さを大きくすることなく、通気孔60の開口面積を大きくできる。これにより、吸気効率が向上するため、送風装置1の送風効率をより向上できる。
The circumferential width of the
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。
Further, in a blower having an impeller, periodic noise is generated due to the shape, number, arrangement, etc. of blades. However, since this
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。
In terms of PQ characteristics (air volume-static pressure characteristics), the
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。
In the present embodiment, the upper
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523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523の下面においても、気流が発生する。
The upper
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。
As described above, the air blowing area of the lower
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。
Airflow passing downward through the
この送風装置1では、図6および図7に示すように、上側平板411および4つの中間平板413のそれぞれが有する複数のリブ63の周方向の位置は、同じである。すなわち、上側平板411および4つの中間平板413のそれぞれが有するリブ63は、他の平板410のリブ63と軸方向に重なる位置に配置される。また、各平板410において、複数のリブ63は、周方向に等間隔に配置される。これにより、各平板410における周方向の重量バランスがよい。したがって、リブ63および通気孔60を有する平板410が安定して回転できる。
In this
また、上述の通り、上側平板411および4つの中間平板413が有するリブ63の数は、それぞれ、5つである。すなわち、上側平板411および4つの中間平板413のそれぞれが有するリブ63の数は、同一であり、かつ、素数である。リブ63の個数によって、その固有振動数に対応する周波数に騒音のピークが発生する。リブ63の数が素数でない場合、約数の全てに対応する周波数に騒音のピークが発生する。この送風装置1では、リブ63の数が素数であるため、その数に対応する周波数のみにピークが発生するため、発生するピークの数を低減できる。すなわち、騒音を低減できる。各平板410の有するリブ63の数は、例えば、7個、11個または13個などの他の素数であってもよい。
Further, as described above, the
この送風装置1では、モータ部30には、12極9スロットのモータが用いられる。このため、各平板410が有するリブ63の数は、それぞれ、モータ部30のスロット数および極数と互いに素である。これにより、リブ63に起因して発生する騒音が、モータ部30に起因して発生する騒音と共鳴するのが抑制される。したがって、騒音をより低減できる。
In the
また、この送風装置1では、複数の平板410は、モータ部30によって周方向一方側へ回転する。図7に示すように、リブ63はそれぞれ、径方向外側に向かうにつれて周方向他方側へと湾曲して延びる。これにより、リブ63が、平板410の表面付近を流れる気流の向きに沿う。これにより、リブ63が平板410の周囲の気流を妨げにくい。したがって、送風装置1の送風効率が向上する。なお、リブ63は、径方向に直線状に延びてもよいし、径方向外側に向かうにつれて周方向他方側へと直線状に延びてもよい。
In the
<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。
<2. Modification>
As mentioned above, although exemplary embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said embodiment.
図8は、一変形例に係る送風装置の複数の平板410Aの上面図である。図8の例の送風装置では、送風部が、上記の実施形態と同様、軸方向隙間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を含む。上側平板411Aを含む少なくとも一部の平板410Aは、それぞれ、環状の内環状部61Aと、環状の外環状部62Aと、内環状部61Aおよび外環状部62Aを繋ぐ複数のリブ63Aと、複数の通気孔60Aとを有する。
FIG. 8 is a top view of a plurality of
図8の例の送風装置では、平板410Aの有する複数のリブ63Aは、周方向の間隔が不均一である。仮に、周方向に等間隔にリブ63Aが配置されていると、リブ63Aの個数によって決まる固有振動数に対応する周波数に騒音のピークが発生する。図8の例の送風装置では、リブ63Aの間隔を不均一とすることにより、騒音のピークの発生が抑制される。したがって、騒音を低減できる。
In the air blower of the example of FIG. 8, the circumferential intervals of the plurality of
図9は、他の変形例に係る送風装置の複数の平板410Bの分解斜視図である。図10は、図9の例の複数の平板410Bの上面図である。図9および図10の例の送風装置では、送風部が、軸方向隙間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、最も下方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414B〜417Bとを含む。4つの中間平板414B〜417Bを、上方から下方へ向かって順に、第1中間平板414B、第2中間平板415B、第3中間平板416Bおよび第4中間平板417Bと称する。上側平板411Bおよび4つの中間平板414B〜417Bはそれぞれ、環状の内環状部61Bと、環状の外環状部62Bと、内環状部61Bおよび外環状部62Bを繋ぐ複数のリブ63Bと、複数の通気孔60Bとを有する。
FIG. 9 is an exploded perspective view of a plurality of
図9および図10の例の送風装置では、これらの平板410Bの有するリブ63Bはそれぞれ、軸方向に隣り合う平板410Bのリブ63Bのそれぞれと、周方向の位置が異なる。具体的には、上側平板411B、第2中間平板415Bおよび第4中間平板417Bからなる第1平板群431Bにおいて、各平板410Bの有する複数のリブ63Bは、所定の第1位置に配置される。第1中間平板414Bおよび第3中間平板416Bからなる第2平板群432Bにおいて、各平板410Bの有する複数のリブ63Bは、所定の第2位置に配置される。また、第1平板群431Bに含まれる平板410Bと、第2平板群432Bに含まれる平板410Bとが、交互に配置される。上述の通り、第1位置に配置された5つのリブ63Bと、第2位置に配置された5つのリブ63Bとは、周方向の位置が異なる。すなわち、第1平板群431Bに含まれる平板410Bのリブ63Bと、第2平板群432Bに含まれる平板410Bのリブ63Bとは、軸方向に重ならない。
In the air blower of the example of FIGS. 9 and 10, the
図10に示すように、上面視において、第1平板群431Bに含まれる平板410Bの有するリブ63Bと、第2平板群432Bに含まれる平板410Bの有するリブ63Bとが、周方向に交互に配置される。送風装置を薄型化するために平板410Bの厚みを小さくすると、平板410Bの剛性が低くなる。平板410Bにおいて、リブ63Bが配置されない周方向位置では、特に剛性が低い。そこで、リブ63Bの位置を隣り合う平板410B同士で重ならない位置に配置することにより、平板410Bのうち剛性の弱い部分同士が軸方向に隣り合わない。したがって、剛性の弱い部分が大きく振動し、軸方向に隣り合う平板410Bと接触するのが抑制される。
As shown in FIG. 10, in a top view,
図11は、他の変形例に係る送風装置の複数の平板410Cの分解斜視図である。図12は、図11の例の複数の平板410Cの上面図である。図13は、図11の例の平板410CのB−B断面図である。図11〜図13の例の送風装置では、送風部が、軸方向隙間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、最も下方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414C〜417Cとを含む。4つの中間平板414C〜417Cを、上方から下方へ向かって順に、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。上側平板411Cおよび4つの中間平板414C〜417Cはそれぞれ、環状の内環状部61Cと、環状の外環状部62Cと、内環状部61Cおよび外環状部62Cを繋ぐ複数のリブ63Cと、通気孔60Cを有する。
FIG. 11 is an exploded perspective view of a plurality of
図11〜図13の例の送風装置では、図12中に矢印で示すように、複数の平板410Cは、モータ部によって周方向一方側へ回転する。すなわち、複数の平板410Cを有する送風部は、周方向一方側へ回転する。また、中間平板414C〜417Cのリブ63Cはそれぞれ、上方に隣り合う平板410Cのリブ63Cと一部が軸方向に重なるとともに、上方に隣り合う平板410Cのリブ63Cよりも周方向他方側にずれて配置される。
In the air blower of the example of FIGS. 11-13, as shown by the arrow in FIG. 12, the some
具体的には、第1中間平板414Cのリブ63Cはそれぞれ、上側平板411Cのリブ63Cと一部が軸方向に重なるとともに、上側平板411Cのリブ63Cよりも周方向他方側にずれて配置される。第2中間平板415Cのリブ63Cはそれぞれ、第1中間平板414Cのリブ63Cと一部が軸方向に重なるとともに、第1中間平板414Cのリブ63Cよりも周方向他方側にずれて配置される。第3中間平板416Cのリブ63Cはそれぞれ、第2中間平板415Cのリブ63Cと一部が軸方向に重なるとともに、第2中間平板415Cのリブ63Cよりも周方向他方側にずれて配置される。また、第4中間平板417Cのリブ63Cはそれぞれ、第3中間平板416Cのリブ63と一部が軸方向に重なるとともに、第3中間平板416Cのリブ63Cよりも周方向他方側にずれて配置される。
Specifically, each of the
複数の平板410Cは、上述の通り、周方向一方側へと回転する。これにより、図13中に矢印で示すように、各平板410Cの通気孔60Cを通って上方から下方へと向かう気流は、複数の平板410Cに対して、周方向一方側から周方向他方側へと向かう。このため、リブ63Cが上方から下方へ向かって周方向他方側へとずれることにより、通気孔60Cを通って上方から下方へと向かう気流が下方かつ周方向他方側へと案内され、リブ63Cに衝突するのが抑制される。したがって、当該気流が弱まるのが抑制される。その結果、全ての軸方向隙間へ十分な量の気体が供給されるため、送風部40における送風効率が向上する。
As described above, the plurality of
図14は、他の変形例に係る送風装置の複数の平板410Dの断面図である。なお、図14の断面図は、図13の断面図と同様の位置における断面図である。複数の平板410Dは、最も上方に配置された上側平板411Dと、最も下方に配置された下側平板412Dと、上側平板411Dの下方かつ下側平板412Dの上方に配置された4つの中間平板414D〜417Dとを含む。4つの中間平板414D〜417Dを、上方から下方へ向かって順に、第1中間平板414D、第2中間平板415D、第3中間平板416Dおよび第4中間平板417Dと称する。
FIG. 14 is a cross-sectional view of a plurality of
上側平板411Dおよび4つの中間平板414D〜417Dはそれぞれ、図11〜図13の例の複数の平板410Cと同様に、環状の内環状部と、環状の外環状部と、内環状部および外環状部を繋ぐリブ63Dと、通気孔60Dとを有する。また、複数の平板410Dは、モータ部によって周方向一方側へ回転する。また、中間平板414D〜417Dのリブ63Dはそれぞれ、上方に隣り合う平板410Dのリブ63Dよりも周方向他方側にずれて配置される。
Each of the upper
具体的には、第1中間平板414Dのリブ63Dはそれぞれ、上側平板411Dのリブ63Dと一部が軸方向に重なるとともに、上側平板411Dのリブ63Dよりも周方向他方側にずれて配置される。第2中間平板415Dのリブ63Dはそれぞれ、第1中間平板414Dのリブ63Dと一部が軸方向に重なるとともに、第1中間平板414Dのリブ63Dよりも周方向他方側にずれて配置される。第3中間平板416Dのリブ63Dはそれぞれ、第2中間平板415Dのリブ63Dと一部が軸方向に重なるとともに、第2中間平板415Dのリブ63Dよりも周方向他方側にずれて配置される。また、第4中間平板417Dのリブ63Dはそれぞれ、第3中間平板416Dのリブ63Dと一部が軸方向に重なるとともに、第3中間平板416Dのリブ63Dよりも周方向他方側にずれて配置される。
Specifically, each of the
複数の平板410Dは、上述の通り、周方向一方側へと回転する。これにより、図14中に矢印で示すように、各平板410Dの通気孔60Dを通って上方から下方へと向かう気流は、複数の平板410Dに対して、周方向一方側から周方向他方側へと向かう。このため、リブ63Dが上方から下方へ向かって周方向他方側へとずれることにより、通気孔60Dを通って上方から下方へと向かう気流が下方かつ周方向他方側へと案内され、リブ63Dに衝突するのが抑制される。したがって、当該気流が弱まるのが抑制される。
As described above, the plurality of
また、図14の例では、各リブ63Dが、周方向一方側の縁部に、軸方向下側に向かうにつれて周方向他方側へ傾斜する傾斜面630Dを有する。これにより、通気孔60Dを通って上方から下方へと向かう気流が、下方かつ周方向他方側へとよりスムーズに案内される。したがって、全ての軸方向隙間へ十分な量の気体が供給されるため、送風部40における送風効率が向上する。
In the example of FIG. 14, each
図15は、他の変形例に係る送風装置1Eの部分断面図である。図15の例の送風装置1Eでは、モータ部30Eが、静止部31Eと、回転部32Eと、2つの玉軸受33Eとを有する。
FIG. 15 is a partial cross-sectional view of a
静止部31Eは、ステータ固定部311Eと、ステータ312Eとを有する。ステータ固定部311Eは、ハウジング20Eに固定される有底円筒状の部材である。ステータ312Eは、ステータ固定部311Eの外周面に固定された電機子である。
The
回転部32Eは、シャフト321Eと、ハブ322Eと、マグネット324Eとを有する。シャフト321Eは、少なくとも下端部がステータ固定部311Eの内部に配置される。また、シャフト321Eの上端部は、ハブ322Eに固定される。マグネット324Eは、ハブ322Eに固定される。マグネット324Eは、ステータ312Eと径方向に対向して配置される。
The
玉軸受33Eはそれぞれ、回転部32Eを静止部31Eに対して回転可能に接続する。具体的には、玉軸受33Eの外輪が静止部31Eのステータ固定部311Eの内周面に固定される。また、玉軸受33Eの内輪が回転部32Eのシャフト321E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30E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。
Each of the
図15の例では、モータ部30Eが2つの玉軸受33Eを有する。そして、ステータ固定部311Eの内周面とシャフト321E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33Eが配置される。これにより、シャフト321Eが中心軸9Eに対して傾斜するのが抑制される。
In the example of FIG. 15, the
図16は、他の変形例に係る送風装置1Fの上面図である。図16の例の送風装置1Fでは、ハウジング20Fは、複数の送風口201Fを有する。具体的には、側壁部22Fが、周方向の複数箇所に、径方向に向けて開口する送風口201Fを有する。ハウジング20Fは、各送風口201Fの周囲に舌部203Fを有する。また、送風部40Fは、軸方向隙間を介して軸方向に配列された複数の平板410Fを有する。
FIG. 16 is a top view of an
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1Fでは、平板410F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1Fのように、複数方向に排気を行った場合でも、舌部203Fとの関係により騒音特性が悪化することを抑制できる。
In a centrifugal fan having an impeller, periodic noise is generated due to the shape, number, and arrangement of blades. In addition, the noise is likely to be generated around the tongue. For this reason, when exhausting in a plurality of directions, the number of tongues increases, and noise characteristics are further deteriorated. However, since the
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、2〜5つであってもよいし、7つ以上であってもよい。 In said embodiment and modification, although the number of the flat plates which a ventilation part has was six, this invention is not limited to this. The number of flat plates may be 2 to 5, or 7 or more.
また、上記の実施形態および変形例では、ハブがハブ本体部材とフランジ部材との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、1部材で構成されてもよいし、3つ以上の部材で構成されてもよい。 Moreover, in said embodiment and modification, although the hub was comprised from two members, a hub main body member and a flange member, this invention is not limited to this. The hub may be composed of one member or may be composed of three or more members.
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。 Moreover, about the detailed shape of each member, you may differ from the shape shown by each figure of this application. For example, the shape of a housing, a ventilation part, or a motor part may differ from said embodiment and a modification. Moreover, you may combine each said element suitably in the range by which a contradiction does not arise.
本発明は、送風装置に利用できる。 The present invention can be used for a blower.
1,1E,1F 送風装置
9,9E 中心軸
20,20E,20F ハウジング
30,30E モータ部
31,31E 静止部
32,32E 回転部
33E 玉軸受
40,40F 送風部
60,60A,60B,60C,60D 通気孔
61,61A,61B,61C 内環状部
62,62A,62B,62C 外環状部
63,63A,63B,63C,63D リブ
201,201F 送風口
202 吸気口
300 潤滑流体
301 シール部
312,312E ステータ
313 軸受ハウジング
321,321E シャフト
322,322E ハブ
323 軸受部材
324,324E マグネット
400 軸方向隙間
410,410A,410B,410C,410D,410F 平板
411,411A,411B,411C,411D 上側平板
412,412B,412C,412D 下側平板
413,414B,414C,414D,415B,415C,415D,416B,416C,416D,417B,417C,417D 中間平板
630D 傾斜面
1,1E,
Claims (12)
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、
前記平板の少なくとも一部は、それぞれ、
前記中心軸を中心として配置される、環状の内環状部と、
前記中心軸を中心として前記内環状部の径方向外側に配置される、環状の外環状部と、
前記内環状部と前記外環状部とを連結する、複数のリブと、
前記内環状部、前記外環状部および周方向に隣り合う2つの前記リブにより囲まれ、軸方向に貫通する複数の通気孔と、
を有し、
前記通気孔のそれぞれと、前記送風部の径方向外側の空間とは、前記軸方向隙間を介して連通する、送風装置。 A blower,
A blower that rotates about a central axis extending in the vertical direction;
A motor unit for rotating the air blowing unit;
A housing that houses the blower section and the motor section;
Have
The housing is
An air intake port disposed in an upper portion of the air blowing portion and penetrating in the axial direction;
An air outlet that is arranged on the radially outer side of the air blowing part and opens in the radial direction at least in a circumferential direction; and
Have
The air blowing part has a plurality of flat plates arranged in the axial direction through an axial gap,
At least a part of the flat plate is
An annular inner annular portion disposed around the central axis;
An annular outer annular portion disposed radially outside the inner annular portion around the central axis;
A plurality of ribs connecting the inner annular portion and the outer annular portion;
A plurality of vent holes surrounded by the inner annular portion, the outer annular portion and two ribs adjacent in the circumferential direction and penetrating in the axial direction;
Have
Each of the vent holes communicates with the space on the radially outer side of the blower portion through the axial gap.
それぞれの前記平板の有する前記リブの数は、同一であり、かつ、素数である、送風装置。 It is an air blower of Claim 1, Comprising:
The number of the ribs of each of the flat plates is the same and is a prime number.
前記平板の有する前記リブの数は、それぞれ、前記モータ部のスロット数および極数と互いに素である、送風装置。 The blower device according to claim 1 or 2, wherein
The number of the ribs that the flat plate has is relatively prime with the number of slots and the number of poles of the motor unit, respectively.
前記平板の有する複数の前記リブは、周方向の間隔が不均一である、送風装置。 It is an air blower of Claim 1, Comprising:
The plurality of ribs of the flat plate are air blowers in which circumferential intervals are not uniform.
前記平板の前記リブはそれぞれ、軸方向に隣り合う前記平板の前記リブのそれぞれと、周方向の位置が異なる、送風装置。 A blower device according to any one of claims 1 to 4,
Each of the ribs of the flat plate is different from each of the ribs of the flat plate adjacent in the axial direction in the circumferential direction.
複数の前記平板は、
複数の前記リブの周方向の位置が所定の第1位置である前記平板により構成される第1平板群と、
複数の前記リブの周方向の位置が、前記第1位置と周方向の位置が異なる第2位置である前記平板により構成される第2平板群と、
を含み、
前記第1平板群に含まれる前記平板と、前記第2平板に含まれる前記平板とが、軸方向に交互に配置される、送風装置。 It is an air blower of Claim 5, Comprising:
The plurality of flat plates are
A first flat plate group constituted by the flat plates in which the circumferential positions of the plurality of ribs are predetermined first positions;
A second flat plate group constituted by the flat plates in which the circumferential positions of the plurality of ribs are second positions different from the first position in the circumferential direction;
Including
The air blower in which the flat plate included in the first flat plate group and the flat plate included in the second flat plate are alternately arranged in the axial direction.
前記送風部は、前記モータ部によって周方向一方側へ回転し、
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複数の中間平板と、
を含み、
前記上側平板および複数の前記中間平板は、それぞれ、前記内環状部、前記外環状部および前記リブを有し、
前記中間平板の前記リブはそれぞれ、上方に隣り合う前記平板の前記リブと一部が軸方向に重なるとともに、上方に隣り合う前記平板の前記リブよりも周方向他方側にずれて配置される、送風装置。 A blower device according to any one of claims 1 to 4,
The air blowing part is rotated to one side in the circumferential direction by the motor part,
The plurality of flat plates are
An upper flat plate arranged at the uppermost position;
A lower flat plate arranged at the bottom,
A plurality of intermediate flat plates disposed between the upper flat plate and the lower flat plate;
Including
The upper flat plate and the plurality of intermediate flat plates have the inner annular portion, the outer annular portion and the rib, respectively.
Each of the ribs of the intermediate flat plate is disposed so as to partially overlap the rib of the flat plate adjacent to the upper side in the axial direction, and shifted to the other circumferential side of the rib of the flat plate adjacent to the upper side. Blower device.
前記リブは、周方向一方側の縁部に、軸方向下側に向かうにつれて周方向他方側へ傾斜する傾斜面を有する、送風装置。 The air blower according to claim 7,
The said rib has an inclined surface which inclines to the circumferential direction other side at the edge part of the circumferential direction one side as it goes to the axial direction lower side.
前記吸気口の中心は、前記中心軸と一致する、送風装置。 A blower device according to any one of claims 1 to 8,
The air blower in which the center of the air inlet coincides with the central axis.
前記モータ部は、
電機子と、軸受ハウジングとを有する静止部と、
前記電機子の径方向に対向する位置に配置されたマグネットと、シャフトと、軸受部材とを有する回転部と、
を有し、
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。 A blower device according to any one of claims 1 to 9,
The motor part is
A stationary part having an armature and a bearing housing;
A rotating part having a magnet, a shaft, and a bearing member, which are arranged at positions opposed to the radial direction of the armature;
Have
A lubricating fluid is interposed between the bearing housing, the shaft and the bearing member,
The interface of the lubricating fluid is disposed in a seal portion that is a gap between the bearing housing and the rotating portion,
The air blower in which the distance between the bearing housing and the rotating part increases as the seal part moves away from the interface.
前記モータ部は、
電機子と、軸受ハウジングとを有する静止部と、
前記電機子の径方向に対向する位置に配置されたマグネットと、シャフトとを有する回転部と、
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と、
を有する、送風装置。 A blower device according to any one of claims 1 to 9,
The motor part is
A stationary part having an armature and a bearing housing;
A rotating part having a magnet and a shaft disposed at a position facing the radial direction of the armature;
A ball bearing that rotatably connects the rotating part to the stationary part;
A blower.
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。 The blower device according to any one of claims 1 to 11,
The said housing is an air blower which has the said air outlet in the multiple places of the circumferential direction.
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