JP2017219033A - 送風装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この送風装置は、軸方向隙間を介して配列された複数の平板411,413〜416を有する送風部と、送風部を回転させるモータ部と、送風部およびモータ部を収容するハウジングとを有する。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。平板の1つは、上方および/または下方に突出する突出部710を有し、他の1つは、突出部と周方向に対向する対向部を有する。対向部において、平板同士の周方向の位置関係を容易に決めることができる。【効果】したがって、所望の送風性能を得られるとともに、製造工程において迅速に組み立てを行うことができる。【選択図】図6
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。
そこで、送風部として、複数の羽根を有するインペラに代えて、軸方向隙間を介して軸方向に配列された複数の平板を用いることができる。このような送風装置では、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。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。
ただし、複数の平板を有する送風装置において、平板同士の周方向の位置関係によって、送風性能が変化する。このため、所望の送風性能を得るためには、平板同士の位置決めが重要となる。このため、平板同士の位置関係を、迅速かつ確実に行うことが求められる。
本発明の目的は、複数の平板を有する送風装置の製造工程において、平板同士の位置決めを容易に行う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する。複数の前記平板の1つは、上方および下方の少なくとも一方に突出する突出部を有する。複数の前記平板の他の1つは、前記突出部と周方向に対向する対向部を有する。
本願の例示的な第1発明によれば、対向部において、平板同士の周方向の位置関係を容易に決めることができる。したがって、所望の送風性能を得られるとともに、製造工程において迅速に組み立てを行うことができる。
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>
<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。
<1−1.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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。すなわち、軸方向に隣り合う平板410同士は、スペーサ420を介して互いに固定される。
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413〜416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。ここで、4つの中間平板413〜416をそれぞれ、上方から下方へ向かって順に、第1中間平板413、第2中間平板414、第3中間平板415および第4中間平板416と称する。
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。各平板410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。なお、各平板410の形状について、その詳細は後述する。
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、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。
この送風装置1では、スペーサ420は、例えば、金属または樹脂により形成される。しかしながら、スペーサ420が熱溶着シートであってもよい。また、スペーサ420が、金属または樹脂の部材と、熱溶着シートとを積層させたものであってもよい。
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。
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。
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。
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。
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。
<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。
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。
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413〜416とは、同一形状である。上側平板411および中間平板413〜416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。
本実施形態では、上側平板411および全ての中間平板413〜416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。上側平板411および中間平板413〜416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413〜416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。
ここで、下側平板412は、上方に突出する5つの突出部710を有する。一方、上側平板411および中間平板413〜416は、各リブ63に位置決め孔720を有する。位置決め孔720は、リブ63を軸方向に貫通する貫通孔である。位置決め孔720には、突出部710が嵌まる。このように、下側平板412は、上方に突出する突出部710を有する第1位置決め平板71を構成する。また、上側平板411および中間平板413〜416は、位置決め孔720を有し、第1位置決め平板71の上方に隣り合う複数の第2位置決め平板72を構成する。
第2位置決め平板72である上側平板411および中間平板413〜416の位置決め孔720を構成するリブ63の内縁部は、第1位置決め平板71である下側平板412の突出部710と周方向に対向する対向部を構成する。なお、「対向する」とは、間隙を介して非接触状態で対向する場合と、間隙を介さず接触状態で対向する場合との双方を含む。
このように、第1位置決め平板71である下側平板412と、第2位置決め平板72である他の平板410とが互いに周方向に対向する部位を有することにより、平板410同士の周方向の位置決めが容易となる。したがって、平板410同士の位置決めを、迅速かつ確実に行うことができる。これにより、送風装置1の製造工程において、送風部40の組立を迅速に行うことができる。
特に、突出部710を位置決め孔720に挿入することにより、突出部710の周方向の両側に突出部710と対向する対向部が配置される。これにより、第1位置決め平板71に対して、第2位置決め平板72が、周方向の両側に相対的にずれるのが抑制される。したがって、平板410同士の位置関係を、より確実に所望の配置とすることができる。
また、位置決め孔720を構成するリブ63の縁部は、突出部710と径方向にも対向する。このため、第1位置決め平板71に対して、第2位置決め平板72が、径方向に相対的にずれるのも抑制される。したがって、平板410同士の位置関係を、より確実に所望の配置とすることができる。
また、この送風装置1では、突出部710が、第1位置決め平板71である下側平板412から上方へと突出している。これにより、送風部40の製造工程において、第1位置決め平板71である下側平板412に対して、第2位置決め平板72である上側平板411および中間平板413〜416を下方から順に載置していくことができる。したがって、送風部40の組立が行いやすく、製造効率が向上する。
この送風装置1では、上述の通り、位置決め孔720がリブ63に設けられる。すなわち、送風領域となる外環状部62よりも径方向内側に配置されたリブ63に突出部710が挿入される。これにより、突出部710が、軸方向隙間400内を径方向外側へと向かう気流の妨げとなるのが抑制される。したがって、突出部710によって送風装置1の送風効率が低下するのが抑制される。
<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8は、一変形例に係る送風装置1Aの部分断面図である。図9は、図8の例の送風装置1Aの複数の平板410Aの分解斜視図である。図8および図9の例の送風装置1Aでは、送風部40Aが、上記の実施形態と同様、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と、複数のスペーサ420Aとを有する。
下側平板412Aは、円形の貫通孔である第1中央孔651Aを有する円環状である。また、上側平板411Aおよび中間平板413A〜416Aはそれぞれ、円形の貫通孔である第2中央孔652Aを有する円環状である。第2中央孔652Aは、第1中央孔651Aと比べて、上面視における面積が大きい。これにより、上側平板411Aおよび中間平板413A〜416Aにおいて、第2中央孔652Aを形成する内縁部と、モータ部30Aとの径方向の間隙が、軸方向に貫通する円環状の通気孔60Aを構成する。このように、通気孔60Aが周方向の全体に配置されることにより、送風装置1Aの吸気効率が向上する。
下側平板412Aは、上方に突出する5つの突出部710Aを有する。一方、上側平板411Aおよび中間平板413A〜416Aは、5つの位置決め孔720Aを有する。位置決め孔720Aは、各平板411A,413A〜416Aを軸方向に貫通する貫通孔である。位置決め孔720Aには、突出部710Aが嵌まる。このように、下側平板412Aは、上方に突出する突出部710Aを有する第1位置決め平板71Aを構成する。また、上側平板411Aおよび中間平板413A〜416Aは、第1位置決め平板71Aの上方に隣り合う複数の第2位置決め平板72Aを構成する。第2位置決め平板72Aである上側平板411Aおよび中間平板413A〜416Aの位置決め孔720Aを構成する内縁部は、第1位置決め平板71Aである下側平板412Aの突出部710Aと周方向に対向する対向部を構成する。
このように、第1位置決め平板71Aである下側平板412Aと、第2位置決め平板72Aである他の平板410Aとが互いに周方向に対向する部位を有することにより、平板410A同士の周方向の位置決めが容易となる。したがって、平板410A同士の位置決めを、迅速かつ確実に行うことができる。これにより、送風装置1Aの製造工程において、送風部40Aの組立を迅速に行うことができる。
特に、突出部710Aを位置決め孔720Aに挿入することにより、突出部710Aの周方向の両側に、位置決め孔720Aを構成する第2位置決め平板72Aの縁部が配置される。すなわち、第2位置決め平板72Aの当該縁部が、突出部710Aと周方向に対向する対向部となる。これにより、第1位置決め平板71Aに対して、第2位置決め平板72Aが、周方向の両側に相対的にずれるのが抑制される。したがって、平板410A同士の位置関係を、より確実に所望の配置とすることができる。
図8に示すように、隣り合う平板410A間には、突出部710Aの周囲に環状に配置されたスペーサ420Aが配置される。これにより、平板410A間に、軸方向隙間400Aが確保される。
図8および図9の例の送風装置1Aでは、突出部710Aが、上側平板411Aおよび中間平板413A〜416Aとモータ部30Aとの間の通気孔60Aよりも径方向外側に配置される。このように、比較的径方向外側において平板410Aの位置決めを行うことにより、平板410A同士の周方向の位置関係を、より精度良く所望の配置とすることができる。
図10は、他の変形例に係る送風装置1Bの部分断面図である。図10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、最も下方に配置された下側平板412Bと、上側平板411Bの下方および下側平板412Bの上方に配置された4つの中間平板413B〜416Bとを含む。4つの中間平板413B〜416Bをそれぞれ、上方から下方へ向かって順に、第1中間平板413B、第2中間平板414B、第3中間平板415Bおよび第4中間平板416Bと称する。
下側平板412Bは、円形の貫通孔である第1中央孔651Bを有する円環状である。また、上側平板411および中間平板413B〜416Bはそれぞれ、円形の貫通孔である第2中央孔652Bを有する円環状である。第2中央孔652Bは、第1中央孔651Bと比べて、上面視における面積が大きい。これにより、上側平板411Aおよび中間平板413B〜416Bにおいて、第2中央孔652Bを形成する内縁部と、モータ部30Bとの径方向の間隙が、軸方向に貫通する円環状の通気孔60Bを構成する。このように、通気孔60Bが周方向の全体に配置されることにより、送風装置1Bの吸気効率が向上する。
下側平板412Bは、上方に突出する複数の突出部710Bを有する。一方、上側平板411Bおよび中間平板413B〜416Bは、貫通孔である位置決め孔720Bを有する。位置決め孔720Bには、突出部710Bが嵌まる。このように、下側平板412Bは、上方に突出する突出部710Bを有する第1位置決め平板71Bを構成する。また、上側平板411Bおよび中間平板413B〜416Bは、第1位置決め平板71Bの上方に隣り合う複数の第2位置決め平板72Bを構成する。第2位置決め平板72Bである上側平板411Bおよび中間平板413B〜416Bの位置決め孔720Bを構成する内縁部は、第1位置決め平板71Bである下側平板412Bの突出部710Bと周方向に対向する対向部を構成する。
また、突出部710Bは、上方に向かうにつれて、軸方向に直行する平面における断面積が小さくなる。一方、複数の第2位置決め平板72Bである上側平板411Bおよび中間平板413B〜416Bにおいて、位置決め孔720Bの径は、上方の平板410Bに向かうにつれて順に小さくなる。具体的には、第3中間平板415Bの位置決め孔720Bは、第4中間平板416Bの位置決め孔720Bよりも小さい。第2中間平板414Bの位置決め孔720Bは、第3中間平板415Bの位置決め孔720Bよりも小さい。第1中間平板413Bの位置決め孔720Bは、第2中間平板414Bの位置決め孔720Bよりも小さい。また、上側平板411Bの位置決め孔720Bは、第1中間平板413Bの位置決め孔720Bよりも小さい。
このように、軸方向の位置が上方へ向かうにつれて、突出部710Bおよび位置決め孔720Bの大きさが次第に小さくなるにより、各第2位置決め平板72Bが所定の軸方向位置よりも下方へとずれない。このため、平板410B間にスペーサを配置することなく、各平板410Bの相対的な軸方向位置を所望の間隔に固定できる。
また、第1位置決め平板71Bである下側平板412Bと、第2位置決め平板72Bである他の平板410Bとが、互いに周方向に対向する部位を有することにより、平板410B同士の周方向の位置決めが容易となる。したがって、平板410B同士の位置決めを、迅速かつ確実に行うことができる。これにより、送風装置1Bの製造工程において、送風部40Bの組立を迅速に行うことができる。
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11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。
下側平板412Cは、円形の貫通孔である第1中央孔651Cを有する円環状である。また、上側平板411Cおよび中間平板413C〜416Cはそれぞれ、円形の貫通孔である第2中央孔652Cを有する円環状である。第2中央孔652Cは、第1中央孔651Cと比べて、上面視における面積が大きい。
下側平板412Cは、上方に突出する5つの突出部710Cを有する。一方、上側平板411Cおよび中間平板413C〜416Cは、それぞれ、外縁から径方向内側へ凹む5つの切り欠き730Cを有する。切り欠き730Cには、突出部710Cが嵌まる。このように、下側平板412Cは、上方に突出する突出部710Cを有する第1位置決め平板71Cを構成する。また、上側平板411Cおよび中間平板413C〜416Cは、第1位置決め平板71Cの上方に隣り合う複数の第2位置決め平板72Cを構成する。第2位置決め平板72Cである上側平板411Cおよび中間平板413C〜416Cの切り欠き730Cを構成する縁部は、第1位置決め平板71Cである下側平板412Cの突出部710Cと周方向に対向する対向部を構成する。
このように、図11の例では、突出部710Cと対向する対向部は、位置決め孔に代えて、切り欠き730Cである。突出部710Cを切り欠き730Cに挿入することにより、突出部710Cの周方向の両側に突出部710Cと対向する対向部を配置できる。これにより、平板410C同士の周方向の位置決めが容易となる。
図12は、他の変形例に係る送風装置1Dの部分断面図である。図12の例の送風装置1Dでは、モータ部30Dが、静止部31Dと、回転部32Dと、2つの玉軸受33Dとを有する。
静止部31Dは、ステータ固定部311Dと、ステータ312Dとを有する。ステータ固定部311Dは、ハウジング20Dに固定される有底円筒状の部材である。ステータ312Dは、ステータ固定部311Dの外周面に固定された電機子である。
回転部32Dは、シャフト321Dと、ハブ322Dと、マグネット324Dとを有する。シャフト321Dは、少なくとも下端部がステータ固定部311Dの内部に配置される。また、シャフト321Dの上端部は、ハブ322Dに固定される。マグネット324Dは、ハブ322Dに固定される。マグネット324Dは、ステータ312Dと径方向に対向して配置される。
玉軸受33Dはそれぞれ、回転部32Dを静止部31Dに対して回転可能に接続する。具体的には、玉軸受33Dの外輪が静止部31Dのステータ固定部311Dの内周面に固定される。また、玉軸受33Dの内輪が回転部32Dのシャフト321D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30D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12の例では、モータ部30Dが2つの玉軸受33Dを有する。そして、ステータ固定部311Dの内周面とシャフト321D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33Dが配置される。これにより、シャフト321Dが中心軸9Dに対して傾斜するのが抑制される。
図13は、他の変形例に係る送風装置1Eの上面図である。図13の例の送風装置1Eでは、ハウジング20Eは、複数の送風口201Eを有する。具体的には、側壁部22Eが、周方向の複数箇所に、径方向に向けて開口する送風口201Eを有する。ハウジング20Eは、各送風口201Eの周囲に舌部203Eを有する。また、送風部40Eは、軸方向隙間を介して軸方向に配列された複数の平板410E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1Eでは、平板410E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1Eのように、複数方向に排気を行った場合でも、舌部203E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、2〜5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、第1位置決め平板から突出する突出部と、第2位置決め平板の本体の一部とが周方向に対向したが、本発明はこれに限られない。例えば、第1位置決め平板から、隣り合う第2位置決め平板に向かって突出する突出部と、第2位置決め平板から第1位置決め平板に向かって突出する突出部とが、周方向に対向してもよい。
また、上記の実施形態および変形例では、最も下方に配置された下側平板が第1位置決め平板であったが、本発明はこれに限られない。最も上方に配置された上側平板が第1位置決め平板であって、下方へ突出する突出部を有していてもよい。また、中間平板が第1位置決め平板であって、上方へ突出する突出部および下方へ突出する突出部の少なくとも一方を有していてもよい。
また、上記の実施形態および変形例では、複数の平板のうちの1つが第1位置決め平板であったが、本発明はこれに限られない。複数の平板のうち、2つ以上の平板が第1位置決め平板であってもよい。その場合、それぞれの第1位置決め平板に隣接する1つ以上の平板が第2位置決め平板であればよい。
また、上記の実施形態および変形例では、複数の平板の全てが第1位置決め平板または第2位置決め平板であったが、本発明はこれに限られない。複数の平板のうちの一部は、第1位置決め平板または第2位置決め平板でなくてもよい。
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。
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,1D,1E 送風装置
9,9D 中心軸
20,20D,20E ハウジング
30,30A,30B,30D モータ部
31,31D 静止部
32,32D 回転部
33D 玉軸受
40,40A,40B,40E 送風部
60,60A,60B 通気孔
61 内環状部
62 外環状部
63 リブ
65,651A,651B,651C,652A,652B,652C 中央孔
71,71A,71B,71C 第1位置決め平板
72,72A,72B,72C 第2位置決め平板
201,201E 送風口
202 吸気口
300 潤滑流体
301 シール部
312,312D ステータ
313 軸受ハウジング
321,321D シャフト
322,322D ハブ
323 軸受部材
324,324D マグネット
400,400A,400B 軸方向隙間
410,410A,410B,410C,410E 平板
411,411A,411B,411C 上側平板
412,412A,412B,412C 下側平板
413,413A,413B,413C,414,414A,414B,414C,415,415A,415B,415C,416,416A,416B,416C 中間平板
420,420A スペーサ
710,710A,710B,710C 突出部
720,720A,720B 位置決め孔
730C 切り欠き
9,9D 中心軸
20,20D,20E ハウジング
30,30A,30B,30D モータ部
31,31D 静止部
32,32D 回転部
33D 玉軸受
40,40A,40B,40E 送風部
60,60A,60B 通気孔
61 内環状部
62 外環状部
63 リブ
65,651A,651B,651C,652A,652B,652C 中央孔
71,71A,71B,71C 第1位置決め平板
72,72A,72B,72C 第2位置決め平板
201,201E 送風口
202 吸気口
300 潤滑流体
301 シール部
312,312D ステータ
313 軸受ハウジング
321,321D シャフト
322,322D ハブ
323 軸受部材
324,324D マグネット
400,400A,400B 軸方向隙間
410,410A,410B,410C,410E 平板
411,411A,411B,411C 上側平板
412,412A,412B,412C 下側平板
413,413A,413B,413C,414,414A,414B,414C,415,415A,415B,415C,416,416A,416B,416C 中間平板
420,420A スペーサ
710,710A,710B,710C 突出部
720,720A,720B 位置決め孔
730C 切り欠き
Claims (14)
- 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、
複数の前記平板の1つは、上方および下方の少なくとも一方に突出する突出部を有し、
複数の前記平板の他の1つは、前記突出部と周方向に対向する対向部を有する、送風装置。 - 請求項1に記載の送風装置であって、
複数の前記平板は、
上方に突出する前記突出部を有する第1位置決め平板と、
前記突出部が嵌まる切り欠きを有し、前記第1位置決め平板の上方に隣り合う1つまたは複数の第2位置決め平板と、
を含む、送風装置。 - 請求項1に記載の送風装置であって、
複数の前記平板は、
上方に突出する前記突出部を有する第1位置決め平板と、
前記突出部が嵌まる貫通孔である位置決め孔を有し、前記第1位置決め平板の上方に隣り合う1つまたは複数の第2位置決め平板と、
を含む、送風装置。 - 請求項3に記載の送風装置であって、
複数の前記平板は、
複数の前記第2位置決め平板
を含み、
複数の前記第2位置決め平板の前記位置決め孔の径は、上方の前記平板に向かうにつれて順に小さくなり、
前記突出部は、上方に向かうにつれて断面積が小さくなる、送風装置。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか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一部は、それぞれ、軸方向に貫通する通気孔を有し、
前記突出部は、前記通気孔よりも径方向外側に配置される、送風装置。 - 請求項3または請求項4に記載の送風装置であって、
複数の前記第2位置決め平板は、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径方向に連結する、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、
前記位置決め孔は、前記リブに設けられる、送風装置。 - 請求項3または請求項4に記載の送風装置であって、
複数の前記第2位置決め平板は、それぞれ、円形の貫通孔である中央孔を有する環状であり、
前記第2位置決め平板において、前記中央孔を構成する内縁部と、前記モータ部との径方向の間隙が前記通気孔を構成する、送風装置。 - 請求項7に記載の送風装置であって、
前記送風部は、軸方向に隣り合う前記平板の間に配置されるスペーサをさらに有し、
前記スペーサは、前記突出部の周囲に環状に配置され、
軸方向に隣り合う前記平板同士は、前記スペーサを介して互いに固定される、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、
前記送風部は、軸方向に隣り合う前記平板の間に配置されるスペーサをさらに有し、
軸方向に隣り合う前記平板同士は、前記スペーサを介して互いに固定される、送風装置。 - 請求項8または請求項9に記載の送風装置であって、
前記スペーサは、熱溶着シートである、送風装置。 - 請求項1ないし請求項10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11のいずれかに記載の送風装置であって、
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。 - 請求項1ないし請求項11のいずれかに記載の送風装置であって、
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に対向する位置に配置されたマグネットを有する回転部と、
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。 - 請求項1ないし請求項13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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