JP5897515B2 - 送風装置 - Google Patents

Description

本発明は、送風装置に関する。

ケースにファン及びモータが取り付けられ、モータがファンを回転させることにより、ケースの吸気口から空気を吸引し排気口から排出する送風装置が知られている。例えば特許文献１、２にはこのような送風装置が関連した技術が開示されている。

特開２００９−９１９６２号公報 特開２０１１−１８５１１３号公報

このようなモータは、ユニットとして単独で駆動可能に製造した後に、ケースに取り付けられる場合がある。モータユニットは、単体でモータとして機能するため、固定子を支持する支持板を備える。例えば、モータユニットをケースに固定する場合、モータユニットの支持板をケースの低壁部に軸方向に重なるように固定することが考えられる。この場合、送風装置の軸方向の厚みが増すおそれがある。

そこで本発明は、薄型化された送風装置を提供することを目的とする。

上記目的は、ファンと、前記ファンを回転させるモータと、前記ファンの回転により空気が流通する第１及び第２開口部を含み、前記モータ及びファンを収納し、スクロール状に形成されたケースと、前記ケースに固定され仕切り前記モータを包囲して前記モータと前記ファンとの間を仕切る仕切部材と、を備え、前記ケースは、上ケース、前記上ケースに固定された下ケース、を含み、前記上ケースは、前記ファンの軸方向の上側に位置した前記第１開口部を含み、前記下ケースは、前記軸方向の下側に位置した低壁部を含み、前記モータ及び前記仕切部材は、前記低壁部の内側に固定されている、送風装置によって達成できる。

本発明によれば、薄型化された送風装置を提供できる。

図１は、本実施例の送風装置の外観図である。 図２は、本実施例の送風装置の外観図である。 図３は、本実施例の送風装置の外観図である。 図４は、本実施例の送風装置の断面図である。

図１〜３は、本実施例の送風装置Ａの外観図である。送風装置Ａは、上ケース１０、下ケース２０、ファン８０等を含む。上ケース１０、下ケース２０は、互いにファン８０の軸方向から組み付けられ固定されている。上ケース１０、下ケース２０は、協働で単一のスクロール状のケースを画定する。上ケース１０、下ケース２０は、合成樹脂製である。上ケース１０は、周壁部１２、上壁部１４、突出壁部１８を含む。周壁部１２は、ファン８０の外周部を包囲し、略円筒形状である。周壁部１２は、上ケース側周壁部の一例である。上壁部１４は、周壁部１２に連続しファン８０よりも軸方向上側に位置する。上壁部１４には、ファン８０の軸方向上側に位置する。尚、軸方向とは、ファン８０の回転の中心軸の方向を意味する。上壁部１４には、ファン８０の回転により空気が通過する開口部１５ａが形成されている。開口部１５ａからはファン８０の上部が露出している。突出壁部１８は、周壁部１２及び上壁部１４から部分的に径方向外側に延びている。

下ケース２０は、周壁部２２、底壁部２４、突出壁部２８を含む。周壁部２２は、ファン８０の外周部を包囲し、略円筒形状である。周壁部２２は、下ケース側周壁部の一例である。周壁部１２、２２は、互いに固定されている。底壁部２４は、周壁部２２に連続してファン８０よりも軸方向下側に位置する。底壁部２４には、上壁部１４と異なり開口部は形成されていない。底壁部２４からは、後述するモータＭに導通した複数の端子ピンＬＤが突出している。複数の端子ピンＬＤは、ケーブルＣＢに接続されている。底壁部２４は、詳しくは後述するが、ファン８０、ファン８０を回転させるモータＭを支持している。即ち、上ケース１０、下ケース２０内に、ファン８０、モータＭが収納されている。突出壁部２８は、周壁部２２及び底壁部２４から部分的に径方向外側に延びている。突出壁部１８、２８は互いに固定されている。図２に示すように、突出壁部１８、２８にはそれぞれ切欠部１９、２９が形成されている。切欠部１９、２９は、単一の開口部１５ｂを画定する。

ファン８０が回転することにより、開口部１５ａ、１５ｂの一方から空気が吸引され、上ケース１０、下ケース２０内を空気が周り開口部１５ａ、１５ｂの他方から排出される。このようにして、ファン８０が回転することにより開口部１５ａ、１５ｂを空気が通過する。

送風装置Ａは、例えば、ハイブリット車両に搭載されたバッテリを冷却するために用いられる。このバッテリはハイブリット車両のエンジンによって駆動される発電機によって生成された電力を蓄えるために使用される。尚、送風装置Ａはこのような用途に限定されない。また、ファン８０が回転することにより、開口部１５ａから空気が吸引され開口部１５ｂから空気が排出されるが、これに限定されない。開口部１５ｂから空気を吸引し開口部１５ａから排出するように使用してもよい。

図４は、本実施例の送風装置Ａの断面図である。ファン８０は、先端部８２、ドーム部８４、フランジ部８６、羽根部８８、リング部８９を含む。ファン８０は、合成樹脂製である。先端部８２は、後述する回転軸４２の先端部に固定されている。ドーム部８４は、先端部８２から径方向外側に延び、径方向外側に延びるにつれて下側に延びている。ドーム部８４は、空気抵抗が小さくなるように流線形状である。開口部１５ａから吸引した空気をスムーズにファン８０の径方向外側に案内するためである。

フランジ部８６は、ドーム部８４の下端部から径方向外側に延びている。フランジ部８６は、径方向外側に延びるに従って若干軸方向下側に傾斜している。羽根部８８は、フランジ部８６の外周端部から略円筒状に延びて形成され、複数の羽根から構成されている。隣接する羽根の間に空気が通過するように所定の間隔を空けて、複数の羽根が円状に設けられている。羽根は軸方向に延びている。上ケース１０の周壁部１２、下ケース２０の周壁部２２は羽根部８８の外周に位置する。リング部８９は、羽根部８８の上側に設けられており各羽根の上端部が接続されている。ファン８０が回転することにより、開口部１５ａを介して羽根部８８を通過して上ケース１０、下ケース２０内に空気が導入され、周壁部１２、２２の内側に沿って空気が流れ、開口部１５ｂから排出される。

モータＭについて説明する。モータＭは、コイル３０、ロータ４０、ステータ５０、軸受ハウジング６０、プリント基板ＰＢ等を有している。ステータ５０は金属製である。ステータ５０は、軸受ハウジング６０に固定されている。軸受ハウジング６０は、下ケース２０の底壁部２４の内側に固定されている。軸受ハウジング６０は、筒部６２、フランジ部６４、を含む。筒部６２は、回転軸４２周りに形成されている。筒部６２内には、回転軸４２を回転可能に保持する軸受Ｂ１、Ｂ２が保持されている。フランジ部６４は、筒部６２の下端部から径方向外側に延びている。フランジ部６４は、複数のネジＳ１により底壁部２４の内側に固定されている。筒部６２はステータ５０を貫通するようにして保持している。

ステータ５０には、複数のコイル３０が巻回されている。コイル３０は、プリント基板ＰＢと電気的に接続されている。プリント基板ＰＢは、剛性を有した絶縁性の基板上に導電パターンが形成されたものである。プリント基板ＰＢは、下ケース２０の底壁部２４の内側から軸方向上側に延びた複数のピンボス部Ｐにより支持されて固定されている。プリント基板ＰＢには、コイル３０に電力を供給するための複数の端子部材Ｔや、その他の電子部品が実装されている。端子部材Ｔは、金属製の薄い板が曲げられて形成されている。電子部品は、例えばコイル３０の通電状態を制御するためのＦＥＴ等の出力トランジスタ（スイッチング素子）やコンデンサ等である。また、電子部品は、例えばロータ４０の回転によって出力が変化する磁気センサであってもよい。プリント基板ＰＢには、複数の端子ピンＬＤが電気的に接続されている。コイル３０が通電されることにより、ステータ５０が励磁される。

ロータ４０は、回転軸４２、ヨーク４４、１つまたは複数の永久磁石４６、を有している。回転軸４２は、軸受Ｂ１、Ｂ２により回転可能に支持されている。回転軸４２には、ヨーク４４が固定されており、ヨーク４４は回転軸４２と共に回転する。ヨーク４４は、略円筒状であり金属製である。ヨーク４４の内周側面には、１つまたは複数の永久磁石４６が固定されている。永久磁石４６は、ステータ５０の外周面と対向している。コイル３０が通電されることにより、ステータ５０が励磁される。従って、永久磁石４６とステータ５０との間に磁気的吸引力、反発力が作用する。この磁力の作用により、ロータ４０はステータ５０に対して回転する。このように、モータＭはロータ４０が回転するアウターロータ型のモータである。ロータ４０、即ち、回転軸４２が回転することにより、回転軸４２と共にファン８０が回転する。

ファン８０とモータＭとの間を仕切り、モータＭを包囲する仕切部材７０が設けられている。仕切部材７０は、合成樹脂製である。仕切部材７０は、先端部７２、ドーム部７４、フランジ部７６を含む。先端部７２は、軸方向上部に突出しており、回転軸４２の回転を逃す孔７２ａが形成されている。先端部７２の内側には、回転軸４２に嵌め合うオイルシールＣが圧入固定されている。オイルシールＣは孔７２ａから混入する埃や水などの侵入を防ぐ。ドーム部７４は、先端部７２から径方向外側に延びて軸方向下側に延びている。フランジ部７６は、ドーム部７４の下端側から径方向外側に延びている。フランジ部７６は、ネジＳ２により下ケース２０の底壁部２４の内側に固定されている。

仕切部材７０内には、モータＭや、プリント基板ＰＢ、端子部材Ｔも収納されている。仕切部材７０は、これらの部品を包囲するので、防塵性や防水性が向上している。また、仕切部材７０は、モータＭを密閉し、孔などは設けられていないため、防塵性が防水性が更に向上している。

フランジ部７６と底壁部２４との間で挟まれたＯリングＲが配置されている。詳細には、フランジ部７６に接触する底壁部２４の面には、回転軸４２を中心としたリング状の溝部Ｇが形成されている。この溝部Ｇ内にＯリングＲが配置されている。ＯリングＲは、弾性を有したゴム製である。ネジＳ２によって底壁部２４にフランジ部７６が固定されることにより、ＯリングＲはフランジ部７６により押しつぶされる。これにより、たとえフランジ部７６と底壁部２４との間に隙間が生じたとしても、フランジ部７６によりその隙間が塞がれる。

本実施例では、ケースを画定する下ケース２０の底壁部２４にモータＭの軸受ハウジング６０が固定されている。即ち、モータＭの固定子が下ケース２０の底壁部２４に固定されている。従って、下ケース２０の底壁部２４は、空気が内部を流通するケースを画定しつつモータＭが固定されている。

例えば、下ケースの低壁部とモータを支持する支持板とが別体であった場合を想定する。この場合、モータをユニットとして単体で製造した後に、この支持板を含むモータユニットを下ケースに固定することが考えられる。この場合に、例えば、下ケースの低壁部と支持板とが軸方向に重なるように固定した場合、装置全体の軸方向の厚みが増大するおそれがある。また、下ケースの低壁部とモータユニットの支持板とが別体であるため、送風装置全体の部品点数が増大し、コストが増加する。また、下ケースの低壁部とモータユニットの支持板との固定方法によっては、モータユニットの振動等により、低壁部と支持板とががたついて振動音等が生じるおそれもある。また、モータの回転軸を支持する支持板と、下ケースの低壁部とが別体であるため、支持板や下ケースの成型精度や組付精度によっては、下ケースに対する回転軸の位置精度が低下して、下ケースに対する回転軸に固定されるファンの位置精度が低下するおそれもある。これにより、所望の風力を確保できないおそれもある。

本実施例では、下ケース２０の底壁部２４は、空気が流通する流路を画定すると共にモータＭを支持する支持板の機能をも兼ね備えている。このため、軸方向に薄型化され、部品点数が削減され、振動音も抑制される。また、下ケース２０に対するファン８０の位置精度も確保できる。

また、モータＭは、アウターロータ型のモータであるため、同じ大きさのインナーロータ型モータよりも出力が向上している。ただ、出力がそれほど必要無い場合や十分なスペースがある場合はインナーロータ型モータでも良い。

本実施例では、単一のスクロール状のケースを２つの上ケース１０、下ケース２０によって画定している。上ケース１０、下ケース２０は、互いに固定された周壁部１２、２２を含む。周壁部１２、２２は、ファン８０の径方向外側に位置した円筒状である。即ち、本実施例では、それぞれ半ケース状の上ケース１０、下ケース２０によって単一のケースが画定されている。

例えば、特許文献１、２のように、スクロール状の本体ケースに、板状の部材を蓋のように固定することによって、ケースを画定することが考えられる。しかしながら、このように、ケースを２つの部材によって画定する場合に一方が板状部材であった場合、板状部材の強度を確保することが困難となり板状部材に外力が作用した場合には撓むおそれがある。即ち、板状部材に外力が加わった場合には、本体ケースは変形することなく板状部材のみが変形するおそれがある。このため、板状部材に力が作用するおそれがあるような設置の仕方はできずに、送風装置の設置場所や設置方法などが制限されるおそれがある。

本実施例の場合、上ケース１０、下ケース２０は、それぞれ周壁部１２、２２を含み、上ケース１０、下ケース２０は共に半ケース状であり板状部材ではない。例えば上ケース１０の上壁部１４に対して軸方向下側の力が作用した場合、上壁部１４は周壁部１２と連続しているため、上壁部１４のみならず周壁部１２にも力が分散される。よって、上壁部１４の変形が抑制される。下ケース２０についても同様である。このように、上ケース１０、下ケース２０のそれぞれの強度が確保されている。

このため、本実施例の送風装置Ａは設置場所や設置方法は制限されない。例えば、上ケース１０を下側にして送風装置Ａを設置してもよい。また、下ケース２０を下側にして上ケース１０の上にその他の装置や部材などを配置してもよい。

また、本実施例の場合、このように強度が確保された下ケース２０にモータＭが固定されている。このため、下ケース２０が変形することによる回転軸４２が傾くことなどが防止されている。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、変形・変更が可能である。

ファン８０のドーム部８４には、孔を設けてもよい。これにより、仕切部材７０が風に晒されモータＭの放熱が促進される。

Ａ 送風装置
Ｍ モータ
ＬＤ 端子ピン
１０ 上ケース
１２ 周壁部
１４ 上壁部
１５ａ、１５ｂ 開口部
１８、２８ 突出壁部
１９、２９ 切欠部
２０ 下ケース
２２ 周壁部
２４ 低壁部
３０ コイル
４０ ロータ
４２ 回転軸
４６ 永久磁石
５０ ステータ
６０ 軸受ハウジング
７０ 仕切部材
８０ ファン

Claims (6)

1. ファンと、
   前記ファンを回転させるモータと、
   前記ファンの回転により空気が流通する第１及び第２開口部を含み、前記モータ及びファンを収納し、スクロール状に形成されたケースと、
   前記ケースに固定され、前記モータを包囲して前記モータと前記ファンとの間を仕切る仕切部材と、を備え、
   前記ケースは、上ケース、前記上ケースに固定された下ケース、を含み、
   前記上ケースは、前記ファンの軸方向の上側に位置した前記第１開口部を含み、
   前記下ケースは、前記軸方向の下側に位置した低壁部を含み、
   前記モータ及び前記仕切部材は、前記低壁部の内側に固定され、
   前記モータは、コイル、ロータ、及びステータを含み、
   前記ロータは、ヨーク、前記ヨークに固定された永久磁石、を含み、
   前記仕切部材は、前記コイル、前記ヨーク、前記永久磁石、及び前記ステータを包囲している、送風装置。
2. 前記仕切部材は、前記モータを密閉する、請求項１の送風装置。
3. 前記モータに電気的に接続され前記下ケースに固定されたプリント基板を備えた、請求項１又は２の何れかの送風装置。
4. 前記プリント基板は、前記仕切部材に包囲されている、請求項３の送風装置。
5. 前記モータは、アウターロータ型モータである、請求項１乃至４の何れかの送風装置。
6. ハイブリッド車両に搭載されたバッテリを冷却するために用いられる、請求項１乃至５の何れかの送風装置。

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