JP7341936B2 - Blower - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、例えば遠心ファンを用いた送風機に関する。 Embodiments of the present invention relate to a blower using, for example, a centrifugal fan.
例えば遠心ファンを用いた送風機は、例えばファン(以下、ブレードとも言う)と、ブレードを回転させるモータと、ブレードの回転軸方向に設けられた吸気口と、吸気口に対して直交方向に配置された排気口と、を具備している。ブレードがモータにより回転された場合、ブレードの回転軸方向に対して、上面側(吸気口側)と下面側との間に圧力差が生じ、モータのシャフト、及びブレードがスラスト方向(回転軸方向)に移動し、ブレードが送風機のハウジングに接触する。 For example, a blower using a centrifugal fan consists of a fan (hereinafter also referred to as a blade), a motor that rotates the blade, an intake port provided in the direction of the rotation axis of the blade, and a direction perpendicular to the intake port. Equipped with an exhaust port. When the blade is rotated by a motor, a pressure difference is generated between the upper surface side (intake port side) and the lower surface side in the direction of the blade's rotation axis, and the motor shaft and blade are rotated in the thrust direction (rotation axis direction). ) until the blades touch the blower housing.
羽根車の上面と下面に圧力室と、圧力室に隣接するバルブ室を設けることにより、羽根車の上面と下面との圧力差を等しくする技術が開発されている(例えば特許文献1参照)。 A technique has been developed that equalizes the pressure difference between the upper and lower surfaces of the impeller by providing pressure chambers on the upper and lower surfaces of the impeller and a valve chamber adjacent to the pressure chambers (see, for example, Patent Document 1).
また、羽根車の上面及び下面に複数個のリング状のブレード押え板を設け、吸気口より吸引した空気を排出口から排出することにより、羽根車の上面と下面との圧力差を均等にする技術がある(例えば特許文献2参照)。 In addition, multiple ring-shaped blade holding plates are installed on the top and bottom surfaces of the impeller, and the air sucked in from the intake port is discharged from the discharge port, thereby equalizing the pressure difference between the top and bottom surfaces of the impeller. There is a technique (for example, see Patent Document 2).
本発明の実施形態は、ブレードのスラスト方向の移動を抑制することが可能な送風機を提供する。 Embodiments of the present invention provide a blower that can suppress movement of blades in the thrust direction.
本実施形態の送風機は、第1吸気口及び第1排気口を有する第1ケースと、前記第1ケースの内部に設けられ、前記第1吸気口と連通された第2吸気口及び前記第1排気口と連通された第2排気口を有する第2ケースと、前記第2ケースの内部に設けられ、回転軸が前記第1吸気口、及び前記第2吸気口の中心軸と一致された遠心ファンとしてのブレードと、前記第2ケースの内部に設けられ、前記ブレードを回転するモータと、を具備し、前記第1吸気口と前記第2吸気口は同心状に配置され、前記第1吸気口と前記第2吸気口の間の2つの側面は前記回転軸と平行で、前記第1ケースと前記第2ケースの間の空気を前記第1吸気口及び前記第2吸気口に導く第1流路を形成する。 The blower according to the present embodiment includes a first case having a first intake port and a first exhaust port, a second intake port provided inside the first case and communicating with the first intake port, and the first case. a second case having a second exhaust port communicating with the exhaust port; and a centrifugal device provided inside the second case, the rotation axis of which is aligned with the central axis of the first intake port and the second intake port. It includes a blade as a fan, and a motor provided inside the second case to rotate the blade, the first intake port and the second intake port are arranged concentrically, and the first intake port two side surfaces between the mouth and the second intake port are parallel to the rotation axis, and a first Form a flow path.
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。図面において、同一部分には、同一符号を付している。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same parts are designated by the same reference numerals.
図1は、本実施形態に係る送風機10を示している。送風機10は、ハウジングとしてのトップケース11を具備し、トップケース11は、略円筒形であり、吸気口(第1吸気口)11aと排気口(第1排気口)11bを具備している。吸気口11aは、トップケース11の上面、且つ中央部に配置され、排気口11bは、トップケース11の側面で、吸気口11aとほぼ直交方向に配置されている。
FIG. 1 shows a
図2に示すように、トップケース11の内部には、インナーケース12が設けられている。インナーケース12は、下側の第1インナーケース12-1と、上側の第2インナーケース12-2とに分割されている。しかし、インナーケース12は、必ずしも分割される必要はなく、一体構成とされていてもよい。インナーケース12は、トップケース11の吸気口11aと連通された吸気口(第2吸気口)12aと、トップケース11の排気口11bと連通された排気口(第2排気口)12bとを具備している。
As shown in FIG. 2, an
インナーケース12の吸気口12aの径は、トップケース11の吸気口11aの径より大きく、吸気口11aは、吸気口12aの内側に配置される。このため、吸気口11aと吸気口12aは、同心状に配置される。
The diameter of the
さらに、インナーケース12とトップケース11の間には後述する流路(第1流路)(CH3)が設けられている。すなわち、インナーケース12の一部は、トップケース11の内面から離れており、この部分に流路(CH3)が形成される。
Further, a flow path (first flow path) (CH3), which will be described later, is provided between the
トップケース11及びインナーケース12の下部には、ベース13が、複数のねじ14により取着される。トップケース11及びインナーケース12の下部とベース13との間に基板15が設けられる。基板15は、複数のねじ16により、ベース13に固定される。
A
基板15の周囲とトップケース11との間には、シール部材としてのリング状のパッキン18が設けられ、基板15の周囲とベース13との間にもシール部材としてのリング状のパッキン19が設けられる。パッキン18、19は、弾性体、例えばゴムにより構成されている。パッキン18により、トップケース11と基板15との隙間が閉塞され、パッキン19によりベース13と基板15との間の隙間が閉塞される。このため、トップケース11とベース13が密閉され、トップケース11及びベース13から外部に空気が漏れることが防止される。
A ring-
図2、図3に示すように、基板15の中央部には、開口部15aが設けられ、開口部15aの内部には、モータ17のステータ17aが配置される。ステータ17aは、円筒形であり、ベース13の中央部に設けられた凹部13a内に収容される。
As shown in FIGS. 2 and 3, an opening 15a is provided in the center of the
基板15の開口部15aの径は、ステータ17aの外径と同等か、それより僅かに大きく、開口部15aの周囲には、複数の凹部15bが設けられている。このため、基板15とステータ17aとの間に複数の凹部15bにより、複数の間隙が形成される。
The diameter of the opening 15a of the
さらに、基板15の周囲には、複数の開口部15cが設けられている。これら開口部15cは、インナーケース12の外側で、トップケース11の内側に位置し、ベース13に設けられた複数の凹部13bに対応して配置される。
Furthermore, a plurality of
ベース13の凹部13b、基板15の凹部15b、開口部15cは、前述したインナーケース12とトップケース11の間の流路(CH3)に連通する流路(CH2)を構成する。
The
モータ17は、インナーケース12内に配置され、具体的には、第1インナーケース12-1内に配置されている。モータ17は、前述したステータ17aと、スリーブ17bと、シャフト17cと、軸受17dと、複数のコイル17eと、複数のヨーク17fと、ロータフォルダ17gと、永久磁石17hと、シャフトフォルダ17iと、を具備している。
The
スリーブ17bは、ステータ17aの内部に設けられ、シャフト17cは、スリーブ17bの内部に配置される。軸受17dの固定部は、スリーブ17bの内部に固定され、軸受17dの回転部は、シャフト17cの第1端部に固定される。シャフト17cは、軸受17dによりスリーブ17bの内部において、磁力によりスラスト方向に保持される。スリーブ17bとシャフト17cは、空気動圧軸受を構成してもよい。複数のコイル17eが巻回された複数のヨーク17fは、ステータ17aの周囲に配置される。シャフトフォルダ17iは、シャフト17cの第2端部に固定され、ロータフォルダ17gは、シャフトフォルダ17iの内側に保持される。永久磁石17hは、筒状であり、ロータフォルダ17gの内側に固定される。永久磁石17hの内面は、複数のヨーク17fから離間して配置される。
Sleeve 17b is provided inside
シャフトフォルダ17iの外面は、第1インナーケース12-1の内面から離間され、シャフトフォルダ17iの外面と、第1インナーケース12-1の内面との間に形成された隙間は、流路(CH1)を形成する。
The outer surface of the
尚、モータ17の構成は、上記に限定されるものではなく、変形可能である。
Note that the configuration of the
ブレード20は、第2インナーケース12-2の内部に配置され、シャフトフォルダ17iの上部に取着される。
The
図4に示すように、ブレード20は、遠心ファンであり、例えば所謂ターボファンである。しかし、ターボファンに限定されるものではない。
As shown in FIG. 4, the
ブレード20は、吸気口(第3吸気口)20aと、複数の排気口(第3排気口)20bと、複数の羽根20cと、を具備している。吸気口20aは、ブレード20の上面(第1面)20dの中央部に設けられ、複数の排気口は、ブレード20の周囲に配置される。複数の羽根20cは、ブレード20の上面20dと下面(第2面)20eとの間で、吸気口20aと、複数の排気口20bとの間に配置される。
The
さらに、ブレード20の上面20dで、吸気口20aの周囲には、リング状の突部20fが設けられている。
Further, a ring-
図2に示すように、ブレード20は、第2インナーケース12-2の内部に配置された状態において、吸気口20aがトップケース11の吸気口11a及びインナーケース12の吸気口12aに対向される。ブレード20の上面20d、下面20e、及び排気口20bが設けられた側面は、第2インナーケース12-2の内面からそれぞれ離間され、隙間が形成されている。
As shown in FIG. 2, when the
また、第2インナーケース12-2の内面で、吸気口12aの周囲には、リング状の凹部12cが設けられており、ブレード20の突部20fは、凹部12c内に配置される。突部20fが凹部12c内に配置された状態において、突部20fと凹部12cとの間には、ブレード20の上面20dと第2インナーケース12-2の内面との間に設けられた隙間と連通する隙間が形成される。この隙間は、流路(第2流路)(CH4)を形成する。凹部12cと突部20fとで形成される隙間は、トップケース11の吸気口11a及びインナーケース12の吸気口12aと連通される。
Furthermore, a ring-shaped
具体的には、トップケース11の吸気口11aの内面と、インナーケース12の吸気口12aの内面と、ブレード20の突部20fと第2インナーケース12-2の凹部12cとの間のリング状の隙間は、平行である。このため、リング状の流路から出る空気の方向は、トップケース11の吸気口11aと、第2インナーケース12-2の吸気口12aに流入する空気の方向と平行である。
Specifically, a ring shape is formed between the inner surface of the
また、ブレード20の上面20dと第2インナーケース12-2との間の隙間は、ブレード20の突部20fと第2インナーケース12-2の凹部12cとの間のリング状の隙間(径方向(回転軸と直交方向)の隙間)より広く、空気流を制御するバルブ室として機能する。ブレード20の下面20eと第2インナーケース12-2との間にも、ブレード20の上面20dと同様の隙間(流路CH3の一部)が設けられ、ブレード20の上面20d側の隙間と下面20e側の隙間とにより、ブレード20の上面20dと下面20eに対する圧力が均等に保持される。このため、ブレード20のスラスト方向の移動が抑制される。
Further, the gap between the
ブレード20の突部20fと第2インナーケース12-2の凹部12cとの間のリング状の隙間は、ブレード20の上面20dと第2インナーケース12-2との隙間より狭く、空気流を細める絞り(第2絞り)21として機能する。
The ring-shaped gap between the
また、第2インナーケース12-2の吸気口12aの内面と、トップケース11の吸気口11aの外面との間のリング状の隙間は、ブレード20の下面20eと第2インナーケース12-2との隙間や、トップケース11とインナーケース12との間の隙間より狭く、空気流を細める絞り(第1絞り)22として機能する。
Further, a ring-shaped gap between the inner surface of the
本実施形態において、リング状の絞り21は、吸気口11a及び吸気口12aの外側に配置され、絞り21から出る空気流の方向は、吸気口11a及び吸気口12aから吸引される空気流の方向と平行である。換言すると、絞り21が、トップケース11の吸気口11aの内面と、インナーケース12の吸気口12aの内面と、平行に配置されている。
In this embodiment, the ring-shaped
リング状の絞り22は、吸気口11aと吸気口12aとの間に配置され、絞り22から出る空気流の方向は、吸気口11a、吸気口12a、及び絞り21から出る空気流の方向と平行である。すなわち、絞り22は、絞り21と平行に配置されている。
The ring-shaped
(作用)
図5、図6を参照して、上記送風機10の作用について説明する。
(effect)
The operation of the
モータ17が駆動され、ブレード20が回転されると、トップケース11の吸気口11a、インナーケース12の吸気口12aから導入された空気は、ブレード20の吸気口20aに導かれ、ブレード20の排気口20b、インナーケース12の排気口12b、トップケース11の排気口11bから排出される。
When the
一方、インナーケース12内の空気の一部は、モータ17とインナーケース12(第1インナーケース12-1)との間の流路CH1、基板15の開口部15a、凹部15b、ベース13の凹部13b、基板15の開口部15cを通る流路CH2、トップケース11とインナーケース12との間の流路CH3、及び絞り22を通って、トップケース11の吸気口11aとインナーケース12の吸気口12aとの間からブレード20の吸気口20aに導入される。
On the other hand, a part of the air inside the
このように、ブレード20の下側の空気は、流路CH1、CH2、CH3、及び絞り22を通って、インナーケース12の上側(ブレード20の上側)に導かれ、トップケース11の吸気口11aから導入される空気とともに、ブレード20の吸気口20aに導入される。このため、ブレード20のスラスト方向の移動を抑制することが可能である。
In this way, the air below the
さらに、インナーケース12内の空気の一部は、ブレード20の上面(第1面)20dとインナーケース12との(第2インナーケース12-2)との間の流路CH4、及び絞り21を通って、流路CH3、絞り22を通る空気、及びトップケース11の吸気口11aから導入される空気と共に、ブレード20の吸気口20aに導入される。しかも、絞り21からブレード20の吸気口20aに導入される空気の方向は、絞り22を通る空気の方向、及びトップケース11の吸気口11aから導入される空気の方向と平行とされている。このため、トップケース11の吸気口11aから導入される空気流と、絞り22からの空気流と、絞り21からの空気流とが合流されて、ブレード20に導入される。したがって、ブレード20のスラスト方向の移動を一層抑制することが可能である。
Furthermore, a part of the air in the
(実施形態の効果)
上記実施形態によれば、送風機10は、トップケース11と、トップケース11内に設けられたインナーケース12とを具備し、モータ17及びブレード20は、インナーケース12内に配置され、インナーケース12とモータ17との間、トップケース11と、インナーケース12との間には、流路CH1、CH2、CH3がそれぞれ形成されている。このため、インナーケース12からトップケース11内に漏れた空気は、トップケース11と、インナーケース12との間に設けられた流路CH1、CH2、CH3、及び絞り22を通ってトップケース11の吸気口11aとインナーケース12の吸気口12aとの間から、ブレード20の吸気口20aに導かれる。したがって、ブレード20のスラスト方向の移動を抑制することができ、ブレード20がインナーケース12に接触することを防止できる。
(Effects of embodiment)
According to the above embodiment, the
しかも、送風機10は、トップケース11と、インナーケース12との二重構造である。このため、ブレード20の回転により生じた空気流は、トップケース11の排気口11bから排気され、トップケース11の他の部分から空気が漏れることを防止できる。
Moreover, the
また、上記実施形態によれば、インナーケース12は、吸気口12aの周囲にリング状の凹部12cを有し、ブレード20は、吸気口20aの周囲に、凹部12c内に配置されるリング状の突部20fを有し、凹部12cと突部20fとにより、吸気口11a及び吸気口12aの周囲にリング状の絞り21を形成している。しかも、絞り21からブレード20の吸気口20aに導入される空気の方向は、トップケース11とインナーケース12との間の絞り22を通る空気の方向、及びトップケース11の吸気口11aから導入される空気の方向と平行とされている。このため、トップケース11の吸気口11aから導入される空気流と、絞り22からの空気流と、絞り21からの空気流は、合流されて、ブレード20に導入される。したがって、ブレード20のスラスト方向の移動を一層抑制することができ、ブレード20とインナーケース12との接触を防止することが可能である。
Further, according to the above embodiment, the
さらに、絞り21の方向は、絞り22、吸気口11aの側面、及び吸気口12aの側面と平行である。このため、ブレード20が仮にスラスト方向に移動した場合においても、絞り21を構成する凹部12cと突部20fとの間の隙間の幅が回転軸と交差する方向に変化しない。したがって、ブレード20の回転数が一定である場合、絞り21から吸気口20aに導入される空気量を一定に保つことができ、ブレード20のスラスト方向の移動を安定に抑制することが可能であるとともに、絞り21の寸法の管理を容易化することが可能である。
Further, the direction of the
絞り22は、第2インナーケース12-2の吸気口12aがトップケース11の吸気口11aと同心状に配置されて形成されている。このため、絞り22も絞り21と同様に、第2インナーケース12-2(インナーケース12)がトップケース11に対してスラスト方向にずれて配置された場合においても、絞り22の幅が回転軸と交差する方向に変化しない。したがって、絞り22の寸法の管理を容易化することが可能である。
The
また、絞り21、絞り22からブレード20の吸気口20aに導入される空気の方向は、トップケース11の吸気口11aから導入される空気の方向と平行とされている。このため、絞り21、絞り22がトップケース11の吸気口11aに対して直交方向(径方向)に配置される場合に比べて流量の損失が少なく、さらに、騒音を低減することが可能である。
Further, the direction of air introduced from the
具体的には、トップケース11の吸気口11aからブレード20の吸気口20aに導入された空気は、排気口20bに向けて次第に直角方向に向きを変える。このため、絞り21に比べて吸気口20aに近い絞り22からの空気流は、絞り21からの空気流に比べて吸気口20aから導入された空気流と滑らかに合流され、流量の損失や騒音が低減される。
Specifically, the air introduced from the
その他、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 In addition, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments as they are, and in the implementation stage, the constituent elements can be modified and embodied without departing from the spirit of the invention. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining the plurality of constituent elements disclosed in each of the above embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiments. Furthermore, components of different embodiments may be combined as appropriate.
10…送風機、11…トップケース(第1ケース)、11a…吸気口(第1吸気口)、11b…排気口(第1排気口)、12…インナーケース(第2ケース)、12a…吸気口(第2吸気口)、12b…排気口(第2排気口)、17…モータ、18、19…パッキン、20…ブレード、20a…吸気口(第3吸気口)、20b…排気口(第3排気口)、CH1…流路、CH2…流路、CH3…第1流路、CH4…第2流路、21…絞り(第2絞り)、22…絞り(第1絞り)。 10...Blower, 11...Top case (first case), 11a...Intake port (first intake port), 11b...Exhaust port (first exhaust port), 12...Inner case (second case), 12a...Intake port (second intake port), 12b...exhaust port (second exhaust port), 17...motor, 18, 19...packing, 20...blade, 20a...intake port (third intake port), 20b...exhaust port (third exhaust port), CH1... channel, CH2... channel, CH3... first channel, CH4... second channel, 21... throttle (second throttle), 22... throttle (first throttle).
Claims (4)
前記第1ケースの内部に設けられ、前記第1吸気口と連通された第2吸気口及び前記第1排気口と連通された第2排気口を有する第2ケースと、
前記第2ケースの内部に設けられ、回転軸が前記第1吸気口、及び前記第2吸気口の中心軸と一致された遠心ファンとしてのブレードと、
前記第2ケースの内部に設けられ、前記ブレードを回転するモータと、
を具備し、
前記第1吸気口と前記第2吸気口は同心状に配置され、前記第1吸気口と前記第2吸気口の間の2つの側面は前記回転軸と平行で、前記第1ケースと前記第2ケースの間の空気を前記第1吸気口及び前記第2吸気口に導く第1流路を形成することを特徴とする送風機。 a first case having a first intake port and a first exhaust port;
a second case provided inside the first case and having a second intake port communicating with the first intake port and a second exhaust port communicating with the first exhaust port;
a blade serving as a centrifugal fan installed inside the second case and having a rotation axis aligned with a central axis of the first intake port and the second intake port;
a motor provided inside the second case and rotating the blade;
Equipped with
The first intake port and the second intake port are arranged concentrically, and two side surfaces between the first intake port and the second intake port are parallel to the rotation axis, and the first case and the second intake port are parallel to the rotation axis. A blower characterized by forming a first flow path that guides air between two cases to the first intake port and the second intake port.
前記ブレードは、前記第1吸気口及び前記第2吸気口側の第1面に、前記凹部内に配置されるリング状の突部を有し、
前記凹部と前記突部との間で、前記回転軸と平行する2つの側面は、前記ブレードの前記第1吸気口及び前記第2吸気口と対応する面の空気を前記第1吸気口及び前記第2吸気口に導く第2流路であることを特徴とする請求項1記載の送風機。 The second case has a ring-shaped recess provided on a surface facing the blade around the second intake port,
The blade has a ring-shaped protrusion disposed in the recess on a first surface on the side of the first intake port and the second intake port,
Between the recessed portion and the protrusion, two side surfaces parallel to the rotation axis direct air from surfaces corresponding to the first intake port and the second intake port of the blade to the first intake port and the second intake port. The blower according to claim 1, characterized in that the blower is a second flow path leading to a second intake port.
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2020
- 2020-03-25 JP JP2020054421A patent/JP7341936B2/en active Active
Patent Citations (1)
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