JP2017219037A - 送風装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】送風部とモータ部とを強固に固定し、送風部が安定して回転でき、送風効率が向上するとともに騒音を低減できる送風機を提供する。
【解決手段】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、モータ部と固定されるクランパ部と、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。送風部は、モータ部およびクランパ部によって軸方向の上下方向に挟み込まれる。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、薄型化した場合であっても、送風効率を向上できる。また、クランパにより送風部とモータ部とが強固に固定されるため、送風部が安定して回転できる。これにより、送風効率が向上するとともに、騒音をより低減できる。
【選択図】図5
【解決手段】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、モータ部と固定されるクランパ部と、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。送風部は、モータ部およびクランパ部によって軸方向の上下方向に挟み込まれる。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、薄型化した場合であっても、送風効率を向上できる。また、クランパにより送風部とモータ部とが強固に固定されるため、送風部が安定して回転できる。これにより、送風効率が向上するとともに、騒音をより低減できる。
【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、少なくとも一部が前記送風部の下側に配置され、前記送風部を回転させるモータ部と、少なくとも一部が前記送風部の上側に配置され、前記モータ部と固定されるクランパ部と、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。前記送風部は、前記モータ部および前記クランパ部によって軸方向の上下方向に挟み込まれる。
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。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。さらに、クランパにより送風部とモータ部とが強固に固定されるため、送風部が安定して回転できる。これにより、送風効率が向上するとともに、騒音をより低減できる。
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>
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、クランパ部50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612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61と、フランジ部材62とから成る。
ハブ本体部材61は、第1天板部611と、第1円筒部612と、第2円筒部613と、マグネット保持部614とを有する。
第1天板部611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611は、ステータ312の上方に配置される。第1天板部611は、その中央に、上下に貫通する固定孔610を有する。
第1円筒部612は、第1天板部611の固定孔610を構成する内縁部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612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612に固定される。
第2円筒部613は、第1天板部611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613の内径は、第1円筒部612の外径よりも大きい。すなわち、第2円筒部613は、第1円筒部612の径方向外側に配置される。
マグネット保持部614は、第1天板部611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614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614の内周面には、マグネット324が固定される。
フランジ部材62は、外壁部621と、第2天板部622と、平板保持部623とを有する。
外壁部621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621は、ハブ本体部材61のマグネット保持部614の外周面に沿って配置される。
第2天板部622は、外壁部621の上端部から径方向内側へ円環状に延びる。第2天板部622は、ハブ本体部材61の第1天板部611の上面の上に配置される。これにより、第2天板部622は、ハブ本体部材61の上面の一部を覆う。
平板保持部623は、外壁部621の下端部から径方向外側へ延びる。平板保持部623は、ハブ本体部材のマグネット保持部614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623の上面に載置される。これにより、平板保持部623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61の第1円筒部612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612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61の第2円筒部613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61のマグネット保持部614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61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61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61の第2円筒部613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613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613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623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71、外環状部72、複数のリブ73および複数の通気孔70を有する。なお、本実施形態では、各平板410の有するリブ73の数および通気孔70の数はそれぞれ5つである。
内環状部71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71は、その中央に、上下に貫通する中央孔75(図4参照)を有する。外環状部72は、中心軸9を中心として内環状部71の径方向外側に配置される、環状の部位である。リブ73はそれぞれ、内環状部71と外環状部72を連結する。通気孔70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70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70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75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75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71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。なお、この送風装置1では、上側平板411の上側にもスペーサ420が配置される。
クランパ部50は、蓋部51と、締付部52とを有する。
蓋部51は、円板状の部材である。蓋部51は、モータ部30と、送風部40の径方向の一部の上側とを覆う。すなわち、蓋部51は、少なくとも一部が送風部40の上側に配置される。また、蓋部51は、中心軸9に重なる位置に配置された取付孔510を有する。
蓋部51は、最も径方向中央に配置される中央部511と、中央部511の径方向外側に配置される第1環状部512と、第1環状部512の径方向外側に配置される第2環状部513とを有する。中央部511の下面は、ハブ322のハブ本体部材61の第1天板部611の上面に沿って配置される。第1環状部512の下面は、フランジ部材62の第2天板部622の上面に沿って配置される。第2環状部513の下面は、送風部40の最も上方に配置されたスペーサ420の上面に沿って配置される。
第1環状部512の下面は、中央部511の下面および第2環状部513の下面よりも上側に配置される。このため、蓋部51の下面は、第1環状部512の径方向領域において、第2天板部622の軸方向上側において上方へ凹む凹部514を有する。そして、凹部514の内部に第2天板部622が配置される。このように、蓋部51が第2天板部622が収容される凹部514を有することにより、クランパ部50の軸方向の厚みを必要最小限とできる。したがって、送風装置1の軸方向の大きさを小さくできるとともに、送風装置1の軽量化に寄与できる。
締付部52は、蓋部51の取付孔510と、ハブ322のハブ本体部材61の固定孔610とに挿入される。これにより、締付部52は、蓋部51と、ハブ本体部材61とを固定する。すなわち、締付部52は、蓋部51とモータ部30とを固定する。また、モータ部30のシャフト321と、締付部52とは、ハブ本体部材61の第1円筒部612の内側において、間隙を介して軸方向に対向する。
このような構成により、送風部40は、ハブ322のフランジ部材62の平板保持部623と、蓋部51の第2環状部513とにより軸方向の上下方向に挟み込まれている。すなわち、送風部40は、モータ部30およびクランパ部50によって軸方向の上下方向に挟み込まれる。このように、送風部40を上下から挟み込んで固定することにより、送風部40とモータ部30とを強固に固定できる。したがって、送風部40が安定して回転できるため、送風装置1の送風効率が向上する。
なお、この送風装置1では、蓋部51が軸方向に貫通する複数の孔部515を有する。具体的には、第1環状部512に6つの孔部515が配置される。また、第2環状部513に6つの孔部515が配置される。これにより、蓋部51の重量が軽減される。したがって、送風装置1をより軽量化できる。なお、蓋部51は、孔部515に代えて、上方から凹む窪部を有していてもよい。その場合であっても、蓋部51の重量を軽減できる。
図5に示すように、蓋部51の外端部を有する第2環状部513は、凹部514および第2天板部622の径方向外側に配置され、かつ、第2天板部622と径方向に重なるフランジ保持部を構成する。第2環状部513が第2天板部622と径方向に重なる位置に配置されることにより、モータ部30の回転部32、送風部40およびクランパ部50により構成される回転体の耐久性が向上する。
モータ部30が駆動すると、回転部32とともに、送風部40およびクランパ部50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70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70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70の外側に配置された外環状部72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70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70およびリブ73と軸方向に重なる領域と、外環状部72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623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623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70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70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70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。
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。
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70を有する。これにより、吸気口202および通気孔70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。
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なく、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の斜視図である。図7は、図6の例の送風装置1Aの上面図である。図8は、図6の例の送風装置1Aの部分断面図である。図6〜図8の例の送風装置1Aは、モータ部30Aと、送風部40Aと、クランパ部50Aとを有する。モータ部30Aは、静止部31Aと、回転部32Aとを有する。静止部31Aは、電機子であるステータ312Aを有する。回転部32Aは、ステータ312Aの径方向外側に配置されたマグネット324Aと、マグネット324Aを保持するハブ322Aとを有する。
ハブ322Aは、ハブ本体部材61Aと、フランジ部材62Aとから成る。ハブ本体部材61Aは、第1天板部611Aと、マグネット保持部614Aとを有する。第1天板部611Aは、ステータ312Aの上部を覆う。マグネット保持部614Aは、内周面にマグネット324Aを保持する。フランジ部材62Aは、外壁部621Aと、第2天板部622Aと、平板保持部623Aとを有する。平板保持部623Aは、マグネット保持部614Aの径方向外側において送風部40Aを保持する。外壁部621Aは、平板保持部623Aからマグネット保持部614Aの外周面に沿って上方へと延びる。第2天板部622Aは、外壁部621Aの上端から径方向内側へと延び、第1天板部611Aの上面に沿って配置される。
クランパ部50Aは、蓋部51Aと、締付部52Aとを有する。蓋部51Aは、取付孔510Aを有する中心部516Aと、中心部516Aから放射状に延びる複数の腕部517Aとを有する。腕部517Aは、少なくとも一部が送風部40Aの上側に配置される。これにより、送風部40Aは、モータ部30Aの平板保持部623Aとクランパ部50Aの腕部517Aとによって軸方向の上下に挟み込まれる。これにより、送風部40Aとモータ部30Aとが強固に固定される。このように、蓋部51Aを中心部516Aと複数の腕部517Aとにより構成することにより、蓋部51Aの体積を小さくできる。したがって、送風装置1Aを軽量化できる。
この送風装置1では、第2天板部622Aは、周方向に複数に分割して配置される。第1天板部611Aの上面において、第2天板部622Aと、蓋部51Aの腕部517Aとが、周方向に交互に配置される。すなわち、第2天板部622Aは、周方向に隣り合う腕部517Aの間に配置される。また、図8に示すように、第2天板部622Aと腕部517Aとは、軸方向の位置が重なる。このようにすることにより、クランパ部50Aの蓋部51Aが第2天板部622Aの上側に配置される場合と比べて、送風装置1Aの軸方向の大きさを小さくできる。したがって、送風装置1Aを薄型化できる。
図9は、他の変形例に係る送風装置1Bの部分断面図である。図9の例の送風装置1Bでは、モータ部30Bが、静止部31Bと、回転部32Bと、2つの玉軸受33Bとを有する。
静止部31Bは、ステータ固定部311Bと、ステータ312Bとを有する。ステータ固定部311Bは、ハウジング20Bに固定される有底円筒状の部材である。ステータ312Bは、ステータ固定部311Bの外周面に固定された電機子である。
回転部32Bは、シャフト321Bと、ハブ322Bと、マグネット324Bとを有する。シャフト321Bは、少なくとも下端部がステータ固定部311Bの内部に配置される。また、シャフト321Bの上端部は、ハブ322Bに固定される。マグネット324Bは、ハブ322Bに固定される。マグネット324Bは、ステータ312Bと径方向に対向して配置される。
玉軸受33Bはそれぞれ、回転部32Bを静止部31Bに対して回転可能に接続する。具体的には、玉軸受33Bの外輪が静止部31Bのステータ固定部311Bの内周面に固定される。また、玉軸受33Bの内輪が回転部32Bのシャフト321B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30B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9の例では、モータ部30Bが2つの玉軸受33Bを有する。そして、ステータ固定部311Bの内周面とシャフト321B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33Bが配置される。これにより、シャフト321Bが中心軸9Bに対して傾斜するのが抑制される。
図10は、他の変形例に係る送風装置1Cの上面図である。図10の例の送風装置1Cでは、ハウジング20Cは、複数の送風口201Cを有する。具体的には、側壁部22Cが、周方向の複数箇所に、径方向に向けて開口する送風口201Cを有する。ハウジング20Cは、各送風口201Cの周囲に舌部203Cを有する。また、送風部40Cは、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。
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1Cでは、平板410C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1Cのように、複数方向に排気を行った場合でも、舌部203C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、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,1C 送風装置
9,9B 中心軸
20,20B,20C ハウジング
21 下プレート部
22,22C 側壁部
23 上プレート部
30,30A,30B モータ部
31,31A,31B 静止部
32,32A,32B 回転部
33B 玉軸受
40,40A,40C 送風部
50,50A クランパ部
51,51A 蓋部
52,52A 締付部
61,61A ハブ本体部材
62,62A フランジ部材
201,201C 送風口
202 吸気口
203C 舌部
211 固定孔
231 内縁部
300 潤滑流体
301 シール部
312,312A,312B ステータ
313 軸受ハウジング
321,321B シャフト
322,322A,322B ハブ
323 軸受部材
324,324A,324B マグネット
400 軸方向隙間
410,410C 平板
510,510A 取付孔
514 凹部
515 孔部
516A 中心部
517A 腕部
611,611A 第1天板部
614,614A マグネット保持部
621,621A 外壁部
622,622A 第2天板部
623,623A 平板保持部
9,9B 中心軸
20,20B,20C ハウジング
21 下プレート部
22,22C 側壁部
23 上プレート部
30,30A,30B モータ部
31,31A,31B 静止部
32,32A,32B 回転部
33B 玉軸受
40,40A,40C 送風部
50,50A クランパ部
51,51A 蓋部
52,52A 締付部
61,61A ハブ本体部材
62,62A フランジ部材
201,201C 送風口
202 吸気口
203C 舌部
211 固定孔
231 内縁部
300 潤滑流体
301 シール部
312,312A,312B ステータ
313 軸受ハウジング
321,321B シャフト
322,322A,322B ハブ
323 軸受部材
324,324A,324B マグネット
400 軸方向隙間
410,410C 平板
510,510A 取付孔
514 凹部
515 孔部
516A 中心部
517A 腕部
611,611A 第1天板部
614,614A マグネット保持部
621,621A 外壁部
622,622A 第2天板部
623,623A 平板保持部
Claims (12)
- 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、
少なくとも一部が前記送風部の下側に配置され、前記送風部を回転させるモータ部と、
少なくとも一部が前記送風部の上側に配置され、前記モータ部と固定されるクランパ部と、
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、
前記送風部は、前記モータ部および前記クランパ部によって軸方向の上下方向に挟み込まれる、送風装置。 - 請求項1に記載の送風装置であって、
前記クランパ部は、
少なくとも一部が前記送風部の上側に配置され、前記中心軸に重なる位置に配置された取付孔を有する蓋部と、
前記取付孔に挿入され、前記蓋部および前記モータ部を固定する締付部と、
を有する、送風装置。 - 請求項2に記載の送風装置であって、
前記蓋部には、上方から凹む窪部、または、軸方向に貫通する孔部が設けられている、送風装置。 - 請求項2または請求項3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第1天板部と、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を有するハブ本体部材と、
前記ハブ本体部材の上面の一部を覆う第2天板部と、前記マグネット保持部の径方向外側において前記送風部を保持する平板保持部とを有するフランジ部材と、
を含み、
前記蓋部の下面は、前記第2天板部の軸方向上側において上方へ凹む凹部を有し、
前記凹部の内部に前記第2天板部が配置される、送風装置。 - 請求項4に記載の送風装置であって、
前記蓋部は、
前記凹部および前記第2天板部の径方向外側に配置され、前記第2天板部と径方向に重なるフランジ保持部
を有する、送風装置。 - 請求項2または請求項3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、
前記蓋部は、
前記取付孔を有する中心部と、
前記中心部から放射状に延び、少なくとも一部が前記送風部の上側に配置される、複数の腕部と、
を有する、送風装置。 - 請求項6に記載の送風装置であって、
前記ハブは、
前記電機子の上部を覆う第1天板部と、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を有するハブ本体部材と、
前記マグネット保持部の径方向外側において前記送風部を保持する平板保持部と、前記平板保持部から前記マグネット保持部の外周面に沿って上方へと延びる外壁部と、前記外壁部の上端から径方向内側へと延び前記第1天板部の上面に沿って配置される第2天板部とを有するフランジ部材と、
前記第1天板部の上面において、前記第2天板部と前記腕部とが周方向に交互に配置される、送風装置。 - 請求項2または請求項3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、前記中心軸に沿って配置されたシャフトとを有する回転部と、
を有し、
前記シャフトと、前記締付部とは、間隙を介して軸方向に対向する、送風装置。 - 請求項1ないし請求項8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3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3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11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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