JP6419741B2 - Centrifugal fan - Google Patents
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Description
本発明は他の装置や機器の筺体に取り付ける際、位置決めを容易にできる遠心ファンに関する。 The present invention relates to a centrifugal fan that can be easily positioned when attached to a casing of another device or apparatus.
家電機器、OA機器、産業機器の冷却、換気、空調、車両用の空調、送風などに広く用いられている送風機として、遠心ファンが知られている。従来の遠心ファンとして、ケーシングが上ケーシングと下ケーシングとからなり、上ケーシングと下ケーシングの間にインペラを収納し、インペラの回転に伴って吸い込み口から吸入した空気を上ケーシングと下ケーシングの間の側面に形成された吹き出し口から外方に向けて排出する遠心ファンが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Centrifugal fans are known as blowers that are widely used for cooling, ventilation, air conditioning, vehicle air conditioning, air blowing, and the like for home appliances, OA equipment, and industrial equipment. As a conventional centrifugal fan, the casing consists of an upper casing and a lower casing. An impeller is accommodated between the upper casing and the lower casing, and the air sucked from the suction port as the impeller rotates is placed between the upper casing and the lower casing. There is known a centrifugal fan that discharges outward from a blow-out port formed on the side surface of the door (see, for example, Patent Document 1).
図4は、特許文献1に記載の遠心ファン100で、四角形のケーシング120が上ケーシング121と下ケーシング122からなり、上ケーシング121と下ケーシング122の間にインペラ130を収納している。インペラ130は環状のシュラウド131を備えている。インペラ130の高速回転により、吸込み口110から吸い込まれた空気は、羽根135の間を通過してインペラ130の外周から外方に吹き出され、上ケーシング121と下ケーシング122の間の側面に形成された吹出し口111から外方に向けて排出される。
FIG. 4 shows a
特許文献1には、遠心ファンを他の装置や機器の筺体に取り付ける場合の具体的な構造について記載されていない。この種のファンでは、通常、上ケーシングに径方向外方に延在するフランジを複数箇所形成し、フランジに形成した貫通穴にボルトやねじ等を挿通し、装置や機器の筺体に締結する構造が採用される。 Patent Document 1 does not describe a specific structure when the centrifugal fan is attached to a casing of another device or device. This type of fan usually has a structure in which multiple flanges extending radially outward are formed in the upper casing, bolts and screws are inserted into through holes formed in the flange, and fastened to the housing of the device or equipment. Is adopted.
しかしながら、遠心ファンの位置決め精度を求められる場合、ボルトやねじ等を挿通し、装置や機器の筺体に締結する構造のみでは、位置決め作業が容易ではなく、また高精度な位置決めは容易ではない。また、特許文献1のような構造の遠心ファンでは、遠心ファンの取り付け空間が狭い場合、遠心ファンの全高を小さくして薄型化する必要があるが、このような場合、インペラも薄型になり、インペラの空気吸込み側の流路断面積が小さくなり、通気抵抗が増加するため、騒音が大きくなる。 However, when the positioning accuracy of the centrifugal fan is required, the positioning operation is not easy and high-precision positioning is not easy only with a structure in which a bolt or a screw is inserted and fastened to the housing of the apparatus or device. Further, in the centrifugal fan having the structure as in Patent Document 1, when the mounting space of the centrifugal fan is narrow, it is necessary to reduce the total height of the centrifugal fan to reduce the thickness, but in such a case, the impeller also becomes thinner. Since the flow passage cross-sectional area on the air suction side of the impeller is reduced and the ventilation resistance is increased, noise is increased.
このような背景において、本発明は、装置や機器への取り付け時の位置合わせが容易にでき、位置決め精度を向上することができ、かつ薄型化しても騒音を低減できる遠心ファンを提供することを目的とする。 In such a background, the present invention provides a centrifugal fan that can be easily aligned at the time of attachment to an apparatus or device, can improve positioning accuracy, and can reduce noise even if it is thinned. Objective.
本発明は、上ケーシングと下ケーシングとから構成されるケーシングの内部に環状のシュラウドを備えたインペラを収納し、前記インペラの回転に伴って吸い込み口から吸入した空気を、前記上ケーシングと前記下ケーシングの間に介装された支柱を除いた側面に形成された吹き出し口から前記ケーシングの外方に向けて排出する遠心ファンにおいて、前記上ケーシングの上面には、前記遠心ファンが取り付けられる対象物に嵌合するための複数の段差部と、複数の肉盗み部分が設けられ、前記複数の段差部は、前記空気吸い込み口の周縁に形成された軸方向上方に突出する環状の突起部により構成される第1の段差部と、前記環状の突起部の径方向外側に形成された第2の段差部を有し、前記環状の突起部は、前記第2の段差部より上方に突出しており、前記複数の肉盗み部分が設けられた箇所は前記第2の段差部の径方向外側に位置しており、前記シュラウドの上面は第1の段部と第2の段部を有し、前記ケーシングの前記第2の段差部が前記シュラウドの前記第1の段部に対向する位置関係にあり、前記シュラウドの前記第1の段部は、軸方向において、前記複数の肉盗み部分が設けられた箇所よりも前記吸い込み口側に位置している遠心ファンである。 According to the present invention, an impeller having an annular shroud is accommodated in a casing composed of an upper casing and a lower casing, and air sucked from a suction port as the impeller rotates is supplied to the upper casing and the lower casing. A centrifugal fan that discharges outward of the casing from a blowout port formed on a side surface excluding a support column interposed between casings, and an object to which the centrifugal fan is attached on an upper surface of the upper casing Are provided with a plurality of stepped portions and a plurality of meat stealing portions , and the plurality of stepped portions are configured by annular projecting portions formed on the periphery of the air suction port and projecting upward in the axial direction. And a second step formed on the outer side in the radial direction of the annular protrusion, the annular protrusion being above the second step. Put out and, places the plurality of thinned portions are provided is located radially outward of the second step, the upper surface of the shroud chromatic a first step portion and the second stepped portion The second step portion of the casing is in a positional relationship facing the first step portion of the shroud, and the first step portion of the shroud is, in the axial direction, the plurality of meat stealing portions. It is a centrifugal fan located in the said suction inlet side rather than the location provided .
本発明において、前記環状の突起部の下面には環状の溝が形成され、前記シュラウドの上端に形成された環状の突起部の頂部が前記環状の溝の中に位置している構造は有用である。 In the present invention, the lower surface of the annular protrusion is formed an annular groove, the structure in which the top portion of the protrusion of the upper end is formed annular of the sheet shroud is positioned in the groove of the annular useful It is.
本発明において、回転軸に垂直な方向から見て、前記シュラウドの上端に形成された前記環状の突起部の頂部と前記第2の段差部の外周側面とが重なる位置関係にある構造は有用である。 In the present invention, as viewed from a direction perpendicular to the rotation axis, the structure in the positional relationship and the outer peripheral side overlap before carboxymethyl shroud the second stepped portion and the top portion of the projecting portion of the annular formed on the upper end of Useful.
本発明において、回転軸に垂直な方向から見て、ケーシングとインペラとの間の隙間に設けられたラビリンスシール構造と第2の段差部の外周側面とが重なる位置関係にある構造は有用である。 In the present invention, a structure in which the labyrinth seal structure provided in the gap between the casing and the impeller overlaps with the outer peripheral side surface of the second step portion when viewed from the direction perpendicular to the rotation axis is useful. .
本発明において、前記シュラウドの前記第1の段部は、前記シュラウドのバランス調整のための厚肉部分を有する構造は有用である。また、環状のシュラウドの上面には第1の段部と第2の段部を有し、ケーシングの第2の段差部が第1の段部に対向する位置関係にある構造は有用である。 In the present invention, it is useful that the first step portion of the shroud has a thick portion for adjusting the balance of the shroud. Moreover, the structure which has a 1st step part and a 2nd step part on the upper surface of a cyclic | annular shroud, and the 2nd step part of a casing faces the 1st step part is useful.
本発明によれば、装置や機器への取り付け時の位置合わせが容易にでき、位置決め精度を向上することができ、かつ薄型化しても騒音を低減できる遠心ファンが得られる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the positioning at the time of attachment to an apparatus or an apparatus can be performed easily, a positioning accuracy can be improved, and the centrifugal fan which can reduce a noise even if it reduces in thickness is obtained.
(1)遠心ファンの基本構造について
図1および図2には、遠心ファン1が示されている。遠心ファン1の基本構造は、特許文献1に記載された構造と略同じである。遠心ファン1は、ケーシング2を備えている。ケーシング2は、上ケーシング3と下ケーシング4から構成されている。上ケーシング3と下ケーシング4の間にはインペラ8が回転可能な状態で収納されている。インペラ8の回転に伴って吸い込み口35から空気が吸入され、この空気は羽根10の間を通過して上ケーシング3と下ケーシング4の間に介装された支柱7を除いた側面に形成された吹き出し口36からケーシング2の外方(径外方向)に向けて排出される。
(1) Basic Structure of Centrifugal Fan FIGS. 1 and 2 show a centrifugal fan 1. The basic structure of the centrifugal fan 1 is substantially the same as the structure described in Patent Document 1. The centrifugal fan 1 includes a
下ケーシング4は、金属製(例えば、鉄板)のモータベース5と、樹脂製のベースプレート6とから構成されており、両者を重ね合わせて下ケーシング4が形成されている。モータベース5には、略筒形状の軸受保持部26が固定されている。軸受保持部26の内側には軸受27,28が装着され、軸受27,28は回転軸となるシャフト16を回転可能な状態で支持している。
The
モータベース5に形成された凹部5aの底面には、アウターロータ型のブラシレスDCモータであるモータ21が装着されている。モータ21は、下インシュレータ24bを備え、下インシュレータ24bは凹部5aの底面に接触している。また、下インシュレータ24bには回路基板30が固定され、回路基板30も凹部5aの中に収納されている。
A
軸受保持部26の外側にはモータ21を構成するステータ22が固定されている。ステータ22は、軟磁性材料からなる鋼板等の薄板状のコアを所定枚数積層してなるステータコア23、ステータコア23の軸方向両側から装着された樹脂製の上インシュレータ24aと下インシュレータ24bからなるインシュレータ24、インシュレータ24を介してステータコア23のティースに巻回されたコイル25とから構成されている。
A
ステータコア23を構成する薄板状のコアは、環状ヨークから径外方に延在する複数のティース(図1では6個のティースを有している)を備えており、このコアを積層させてステータコア23が構成されている。ステータコア23の中央には開口が形成され、そこに軸受保持部26が嵌合している。
The thin plate-like core constituting the
ベースプレート6の外周端の4箇所には下方に延在する側部6a(図1参照)が形成されており、この側部6aの内側がモータベース5の4辺の外周に当接し、モータベース5とベースプレート6相互の位置決めが行われている。
軸受27,28により回転可能な状態で支持されたシャフト16と、シャフト16に装着されたボス部17と、ボス部17にカシメにより固着されたカップ状態のロータヨーク18と、ロータヨーク18の内側に固着された環状のマグネット19とによりロータ15が構成されている。後述するインペラ8と一体となったロータ15が、モータ21によって駆動され、ステータ22に対して回転する。
The
ロータ15には、インペラ8が固定されている。インペラ8は、環状のシュラウド9と複数の羽根10と円板状の主板11から構成されており、羽根10と主板11は樹脂の一体成形にて形成されている。羽根10は、主板11から軸方向に立設し、回転方向に対して後向きに湾曲傾斜した形状を有し、回転方向に対して後向き羽根(いわゆる、ターボ型)である。羽根10は全て同じ形状で、羽根10と環状のシュラウド9との結合は、例えば溶着によって行われているが、インペラ8は異種の樹脂材料による二色成形技術を用いて成形したものであっても勿論よい。環状のシュラウド9の上面は第1の環状の段部9bと第2の環状の段部9cを有し、各段部9b、9cは略平面で、各段部9b、9cの間は傾斜面を形成し、環状のシュラウド9の軸方向上端には環状の突起部9aが形成されている。環状のシュラウド9の軸方向上端に形成された環状の突起部9aの頂部は上ケーシング3の下面に形成された環状の凹部(溝)3dの中に位置し、上ケーシング3で覆われている。
An
インペラ8の主板11は、内周側と外周側との間に傾斜面11aを有している。つまり、インペラ8の内周側は軸方向上方に位置し、インペラ8の外周側は軸方向下方に位置し、この内周側と外周側との間に傾斜面11aを有している。
The
インペラ8とロータ15との結合は、以下のようにして行われている。主板11の内周側の下面には一体成形にて形成したピン11bが設けられ、このピン11bをロータヨーク18の外周から径外方に延在するフランジ18aに形成した貫通穴に嵌合させ、ピン11bの先端を熱カシメや赤外線カシメすることでロータヨーク18と主板11とが結合されている。こうして、ロータ15にインペラ8が装着されている。
The
上ケーシング3の上面側には複数の凹部3a(肉盗み部分)が形成されている。上ケーシング3と下ケーシング4の結合は、上ケーシング3と下ケーシング4の間に支柱7を介装し、支柱7をねじ等の締結材で締結することで行われている。具体的には、支柱7は上ケーシング3と樹脂の一体成形にて形成されており、支柱7に形成した下穴に、下ケーシング4の貫通孔5d,6dを貫通させたタッピンねじ40を締め付けることで、上ケーシング3と下ケーシング4とが結合している。なお、締結手段はこれに限定されない。例えば、下ケーシング4側からねじ(またはボルト)を支柱7の貫通穴に挿通し、上ケーシング3側からナットで固定する構成であっても勿論よい。
On the upper surface side of the
回路基板30には、モータ21を駆動制御するための部品や制御ICなどの電子部品31が実装されている。このため、限られた空間で回路基板30に実装された電子部品31とインペラ8との接触を防止するために、主板11には傾斜面11aが形成されており、この傾斜面11aの位置に電子部品31の一部が収容されることで、電子部品31とインペラ8との接触が防止できると共に、軸方向の薄型化が図られている。
On the
(2)特徴
上ケーシング3の中央には吸い込み口35となる開口が形成され、上ケーシング3の上面は複数の段差部(第1の段差部、第2の段差部)が形成されている。開口の周縁には軸方向上方に突出する環状の突起部3b(第1の段差部)が形成されており、この環状の突起部3bの外周部には第2の段差部3cが形成されており、突起部3b(第1の段差部)は第2の段差部3cより上方に突出している。例えば、遠心ファン1を、遠心ファン1が取り付けられる対象物としての装置や機器の筺体に取り付ける際、装置や機器の筺体に形成された取り付け穴やダクトに突起部3b(第1の段差部)と第2の段差部3cをインローとして嵌合させる。すなわち、突起部3b(第1の段差部)の外周側面3b’と第2の段差部3cの外周側面3c’を遠心ファン1の取り付け対象となる装置や機器の取り付け穴の内周に接触嵌合させる。この構造によれば、遠心ファン1の装置や機器への取り付け時の位置合わせが容易にでき、位置決め精度を向上できる。この結果、さらに筺体に形成する開口の寸法も遠心ファン1の取り付け時のバラツキを考慮する必要がない。
(2) Features An opening serving as a
上ケーシング3の環状の突起部3bの下面には環状の凹部(溝)3dが形成されており、環状のシュラウド9の軸方向上端に形成された環状の突起部9aの頂部は上ケーシング3の下面に形成された環状の凹部(溝)3dの中に位置し、上ケーシング3で覆われている。環状のシュラウド9の突起部9aの側面と上ケーシング3との間に形成された隙間でラビリンスシール構造が構成されている。このラビリンスシール構造でインペラ外周から吹き出された空気の一部の吸い込み口35への逆流が防止される。
An annular recess (groove) 3 d is formed on the lower surface of the
また、環状のシュラウド9の上面にある第1の環状の段部9bは略平面となっている。このため、第1の環状の段部9bに対向する位置に上ケーシング3の第2の段差部3cが形成されている。この第1の環状の段部9bの厚肉部分はインペラ8のバランス調整を行う箇所として用いることができる。具体的には、この段部9bの厚肉部分に凹部9dを形成し、形成した凹部9dにウエイトを装着してプラスバランスとして用いる、あるいはこの段部9bの厚肉部分の一部を削ってマイナスバランスとして用いることでバランス調整を行うことができる。
The first
また、従来の特許文献1のような構造の遠心ファンでは、遠心ファンの取り付け空間が狭い場合、遠心ファンの全高を小さくして薄型化する必要がある。この場合、インペラも薄型になり、インペラの空気吸込み側の流路断面積が小さくなり、通気抵抗が増加し騒音が大きくなる。これに対して、遠心ファン1は、突起部3b(第1の段差部)と第2の段差部3c(または、第2の段差部3cのみ)をインローとして装置や機器の筺体(遠心ファンが取り付けられる対象物)に形成された取り付け穴やダクトの内側に嵌合させている。この構造によれば、インペラ8の空気吸込み側の流路断面積を小さくすることなく、換言すれば、従来の特許文献1の遠心ファンの全高と同じ高さであれば、特許文献1の遠心ファンのインペラよりも、インペラ8の空気吸込み側の流路断面積を大きくすることができる。この結果、通気抵抗を低減でき風量特性が向上し、また騒音を低減できるとともに、遠心ファンを薄型化できる。
Further, in the conventional centrifugal fan having the structure as disclosed in Patent Document 1, when the centrifugal fan mounting space is narrow, it is necessary to reduce the total height of the centrifugal fan to make it thinner. In this case, the impeller is also thin, the flow passage cross-sectional area on the air intake side of the impeller is reduced, the ventilation resistance is increased, and the noise is increased. On the other hand, the centrifugal fan 1 has a
特に、本実施形態では、回転軸(シャフト16)に垂直な方向から見て、環状のシュラウド9の上端に形成された環状の突起部の頂部9aと第2の段差部3cの外周側面3c’とが重なる位置関係にある。すなわち、上ケーシング3とインペラ8との間の隙間に設けられたラビリンスシール構造と第2の段差部3cの外周側面3c’とが重なる位置関係にある。この構造では、遠心ファン1の上部に設けられたラビリンスシール構造、すなわち上ケーシング3とインペラ8との間の隙間に設けられたラビリンスシール構造が取り付け対象の構造体中に入り込むので、遠心ファン1の薄型化とインペラ8の空気吸込み側の流路断面積の確保とを両立できる。
In particular, in the present embodiment, when viewed from the direction perpendicular to the rotation axis (shaft 16), the
また、本実施形態では、遠心ファン1は、上ケーシング3の上面には複数の段差部(第1の段差部、第2の段差部)が形成され、突起部3b(第1の段差部)と第2の段差部3c(または、第2の段差部3cのみ)をインローとして装置や機器の筺体に形成された取り付け穴やダクトの内側に嵌合させた構成であるが、第2の段差部の径外方に第3の段差部(または、複数の段差部)を形成した構成とし、第1の段差部と第2の段差部と第3の段差部(または、第3の段差部のみ)をインローとして装置や機器の筺体に形成された取り付け穴やダクトの内側に嵌合させる構造であってもよい。また段差部は3箇所より多くても勿論よい。
In the present embodiment, the centrifugal fan 1 has a plurality of stepped portions (first stepped portion, second stepped portion) formed on the upper surface of the
1…遠心ファン、2…ケーシング、3…上ケーシング、3a…凹部、3b…環状の突起部(第1の段差部)、3c…第2の段差部。4…下ケーシング、5…モータベース、5a…凹部、5d…貫通孔、6…ベースプレート、6a…側部、6d…貫通孔、7…支柱、8…インペラ、9…シュラウド、9a…突起部、10…羽根、11…主板、11a…傾斜面、11b…ピン、15…ロータ、16…シャフト、17…ボス部、18…ロータヨーク、18a…フランジ、19…マグネット、21…モータ、22…ステータ、23…ステータコア、24…インシュレータ、24a…上インシュレータ、24b…下インシュレータ、25…コイル、26…軸受保持部、27…軸受、28…軸受、30…回路基板、31…電子部品、35…吸い込み口、36…吹き出し口。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Centrifugal fan, 2 ... Casing, 3 ... Upper casing, 3a ... Recessed part, 3b ... Ring-shaped projection part (1st step part), 3c ... 2nd step part. 4 ... Lower casing, 5 ... Motor base, 5a ... Recess, 5d ... Through hole, 6 ... Base plate, 6a ... Side, 6d ... Through hole, 7 ... Post, 8 ... Impeller, 9 ... Shroud, 9a ... Projection, DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記上ケーシングの上面には、前記遠心ファンが取り付けられる対象物に嵌合するための複数の段差部と、複数の肉盗み部分が設けられ、
前記複数の段差部は、前記空気吸い込み口の周縁に形成された軸方向上方に突出する環状の突起部により構成される第1の段差部と、前記環状の突起部の径方向外側に形成された第2の段差部を有し、
前記環状の突起部は、前記第2の段差部より上方に突出しており、
前記複数の肉盗み部分が設けられた箇所は前記第2の段差部の径方向外側に位置しており、
前記シュラウドの上面は第1の段部と第2の段部を有し、前記ケーシングの前記第2の段差部が前記シュラウドの前記第1の段部に対向する位置関係にあり、
前記シュラウドの前記第1の段部は、軸方向において、前記複数の肉盗み部分が設けられた箇所よりも前記吸い込み口側に位置している遠心ファン。 An impeller having an annular shroud is accommodated in a casing constituted by an upper casing and a lower casing, and air sucked from a suction port as the impeller rotates is interposed between the upper casing and the lower casing. In the centrifugal fan for discharging toward the outside of the casing from the blowout port formed on the side surface excluding the interposed support column ,
The upper surface of the upper casing, a plurality of step portions for fitting, a plurality of thinned portions provided on the object to the centrifugal fan is mounted,
The plurality of stepped portions are formed on a radially outer side of the annular stepped portion and a first stepped portion formed by an annular protruding portion formed on the periphery of the air suction port and protruding upward in the axial direction. Having a second stepped portion,
The annular protrusion protrudes upward from the second step portion ,
The location where the plurality of meat stealing portions are provided is located on the radially outer side of the second stepped portion,
The upper surface of the shroud has a first step portion and a second step portion, and the second step portion of the casing is in a positional relationship facing the first step portion of the shroud,
The centrifugal fan in which the first step portion of the shroud is positioned closer to the suction port than the portion where the plurality of meat stealing portions are provided in the axial direction .
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