CN101988517B

CN101988517B - 送风风扇

Info

Publication number: CN101988517B
Application number: CN201010245815.8A
Authority: CN
Inventors: 野上荣; 横谷裕嗣; 岩本贤二
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2009-08-03
Filing date: 2010-08-03
Publication date: 2015-07-15
Anticipated expiration: 2030-08-03
Also published as: US20110027075A1; JP2011052684A; US8678785B2; JP5636788B2; CN101988517A

Abstract

一种送风风扇，其具有：转子支架(10)，其以旋转轴J为中心进行旋转；叶轮杯(12)，其被固定在转子支架(10)的外周面上，在其外周面上具有多个叶片(13)；和基座部(18)，其通过轴承部(15)以使其能够旋转的方式支承转子支架(10)，基座部(18)在外周缘部具有向轴向上方延伸的外周壁(18a)。在基座部外周壁(18a)的上端部(18b)与叶轮杯外周部(12a)的下端部(12b)之间，形成有构成迷宫式构造的间隙(31)。叶轮杯(12)具有在叶轮杯外周部(12a)的径向内侧沿轴向延伸的圆筒部(23)，圆筒部(23)的下端部(23a)相比于基座部外周壁(18a)的上端部(18b)位于轴向下方。

Description

送风风扇

技术领域

本发明涉及具有防水防尘机构的送风风扇。

背景技术

轴流风扇或离心风扇等送风风扇构成为，在壳体内收容具有多个叶片的叶轮、使叶轮旋转的电动机、和进行电动机的旋转控制的电路基板。

根据送风风扇的使用环境，水分和/或尘埃等有可能从外部进入到壳体内，如果水分和/或尘埃进入到电动机和/或电路基板上，将产生电动机故障、送风风扇不能动作的问题。

针对这种问题，在日本特开平10-191611号公报中记述了利用树脂来模塑电动机的定子部和电路基板的技术。

但是，该技术在进行树脂模塑的成形时花费时间和成本，所以导致送风风扇的成本上升。

因此，在日本特开2000-110773号公报中记述了如下技术，在叶轮杯的开口侧端部与电动机支承部件的外侧壁部的开口侧端部之间的间隙处，设置迷宫式构造。

但是，在日本特开2000-110773号公报中，除了构成迷宫式构造的间隙之外，还需要在电动机支承部件设置筒状的内侧壁部，同时在内侧壁部的开口侧端部设置环状凸缘，存在送风风扇的构造变复杂的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种结构简单、具有良好的防水防尘机构的送风风扇。

本发明的一个方面的送风风扇具有：大致圆筒状的转子支架，其以旋转轴为中心进行旋转；励磁用磁铁，其被固定在转子支架的内周面上；大致圆筒状的叶轮杯，其被固定在转子支架的外周面上，在其外周面具有多个叶片；基座部，其通过轴承部和轴承保持部以能够旋转的方式支承转子支架；和定子部，其被支承在轴承保持部上，基座部在外周缘部具有向轴向上方延伸的外周壁，在基座部外周壁的上端部和叶轮杯外周部的下端部之间形成有构成迷宫式构造的间隙，叶轮杯在叶轮杯外周壁的径向内侧具有沿轴向延伸的圆筒部，圆筒部的下端部相比于基座外周壁的上端部位于轴向下方。

根据这种结构，除了在基座部外周壁的上端部与叶轮杯外周部的下端部之间的间隙处设置迷宫式构造之外，还在基座部外周壁与转子支架外周部之间的间隙处设置第二迷宫式构造。由此，能够实现结构简单、具备带有双重迷宫式构造的防水防尘机构的送风风扇。

附图说明

图1是示意性示出本发明的第1实施方式的送风风扇的结构的剖面图。

图2是将图1所示的基座部外周壁的附近放大的局部剖面图。

图3A～图3H是表示基座部上端部与叶轮杯下端部的相对面的形式的局部剖面图。

图4是表示图3G、图3H所示的相对面的倾斜角度的局部剖面图。

图5是表示本发明的第2实施方式的送风风扇的电动机部的结构的半剖面图。

图6是从下方观察第2实施方式的叶轮杯时的仰视图。

图7是表示第2实施方式的变形例的送风风扇的电动机部的结构的半剖面图。

图8是表示第2实施方式的另一个变形例的送风风扇的电动机部的结构的半剖面图。

图9是从下方观察第2实施方式的另一个变形例的叶轮杯时的仰视图。

图10是表示本发明的另一个实施方式的送风风扇的电动机部的结构的剖面图。

图11是表示另一个实施方式的基座部的结构的立体图。

图12是表示另一个实施方式的绝缘体的结构的立体图。

图13是表示另一个实施方式的电路基板的结构的平面图。

图14A是表示另一个实施方式的变形例的基座部的结构的立体图，图14B是其局部放大图。

具体实施方式

下面，根据附图具体说明本发明的实施方式。另外，在本实施方式的说明中，为了方便起见，把各个附图中沿着轴向的上下方向设为“上下方向”，但并不意味着实际安装状态的方向。并且，在本实施方式的说明中，把与旋转轴平行的方向设为“轴向”，把以旋转轴为中心的半径方向设为“径向”。另外，本发明不限于以下的实施方式。并且，可以在不脱离发挥本发明的效果的范围的情况下适当进行变更。另外，也可以与其他实施方式组合。

(第1实施方式)

图1是示意性示出本发明的第1实施方式的送风风扇100的结构的剖面图。另外，在本实施方式中以轴流风扇为例进行说明，当然本发明也能够适用于离心风扇。

如图1所示，在以旋转轴J为中心进行旋转的大致圆筒状的转子支架10的外周面上固定有大致圆筒状的叶轮杯12。并且，叶轮杯12在其外周面上具有多个叶片13。转子支架10通过轴14、由滚珠轴承构成的轴承部15以及轴承保持部16，以能够旋转的方式被支承在基座部18上。并且，励磁用磁铁11被固定在转子支架10的内周面上，定子17被固定在轴承保持部16上。并且，基座部18具有在其外周缘部向轴向上方延伸的外周壁18a。控制电动机的旋转驱动的电路基板19设置在基座部18和定子17之间。

图2是将图1所示的基座部外周壁18a的附近放大的局部剖面图。如图2所示，在基座部外周壁18a的上端部18b和叶轮杯外周部12a的下端部12b之间形成有构成第1迷宫式构造的间隙30。并且，转子支架外周部10a的下端部10b相比于基座部外周壁18a的上端部18b位于轴向下方。由此，利用基座部外周壁18a与转子支架外周部10a之间的间隙31构成第2迷宫式构造。

这样，只需将基座部外周壁18a和叶轮杯外周部12a的各个在径向及轴向的相对性位置设定在预定位置，即可容易地形成利用间隙30构成的第1迷宫式构造。另外，关于利用间隙31构成的第2迷宫式构造，只需将基座部外周壁18a和转子支架外周部10a的各个在径向及轴向相对性位置设定在预定的位置，即可容易地形成。由此，能够实现结构简单、具有双重迷宫式构造的防水防尘机构的送风风扇。

其中，所说本发明中的“迷宫式构造”，指形成使通过“间隙”与内外部连通的通道弯曲的构造。在这种弯曲的通道中流动的流体由于压力损耗增大、流路阻力增加，因此能够获得密封效果。由于该密封效果，能够防止从外部进入到壳体内的水分和/或尘埃等进入电动机和/或电路基板19中。另外，关于“间隙”的大小和/或流路的弯曲形状，可以考虑送风风扇的使用状况等适当设定。

并且，在送风风扇旋转时，间隙30的径向外侧(叶片13侧)相比径向内侧(电路基板19侧)成为负压，所以能够获得将已进入到径向内侧的水分和/或尘埃吸出到径向外侧的效果。

并且，在轴流风扇中，由于叶片13的旋转，产生从轴向上方朝向轴向下方的气流。因此，如图2所示，优选基座部外周壁18a的上端部18b及叶轮杯外周部12a的下端部12b的隔着间隙30相对的相对面18c、12c，以大致相同的倾斜角随着朝向径向内侧而向上方倾斜。由此，由于形成了与气流的方向为反方向的通道，所以能够进一步发挥密封效果。

另外，各个相对面18c、12c处的倾斜面的形式没有特别限定，只要至少形成于基座部外周壁18a的上端部18b和叶轮杯外周部12a的下端部12b的一部分的面上即可。图3A～图3H是示例表示相对面18c、12c的各种形式的局部剖面图。另外，图中的箭头表示气流的方向。各个相对面18c、12c处的倾斜面可以如图3A所示沿着整个相对面18c、12c形成，或者也可以如图3B～3F所示形成于各个相对面18c、12c的一部分上。其中，图3B～3D表示倾斜面形成于一处的情况，图3E、3F表示倾斜面形成于两处的情况。并且，倾斜面也可以如图3G、3H所示形成为圆弧形状。另外，优选各个相对面18c、12c的倾斜角度在相对于轴向为20°～50°的范围内。其中，在倾斜面是如图3G、H所示的圆弧形状的情况下，各个相对面18c、12c的倾斜角度是如图4A、4B所示线段AB与轴向形成的夹角θ。并且，在本实施方式中，如图3A～3H所示，在叶轮杯外周部12a的下端部12b相比于基座部外周壁18a的上端部18b位于轴向下方的情况下，能够进一步提高密封效果。另外，在叶轮杯外周部12a的下端部12b的全周相比于基座部外周壁18a的上端部18b位于轴向下方的情况下，能够期待更好的密封效果。

另外，优选转子支架外周部10a的下端部10b延伸到电路基板19的附近。由此，能够使基座部外周壁18a与转子支架外周部10a之间的间隙31较长，所以能够进一步发挥密封效果。

另外，如图1所示，叶片13的下端部的一部分也可以具有在基座部外周壁18a的径向外侧向轴向下方延伸的延伸部13a。由此，能够实现增加风量或静压、或者降低噪音等与特性要求相对应的自由度较高的叶片形状设计。此外，如图2所示，叶片13的下端部的一部分具有在基座部外周壁18a的径向外侧相比于基座部外周壁18a的上端部18b向轴向下方延伸的延伸部13a，由此利用旋转的叶片13的延伸部13a与基座部外周壁18a之间的间隙32构成第3迷宫式构造。由此，能够进一步发挥密封效果。

并且，如图1所示，如果基座部外周壁18a的外侧部的基座最大径向尺寸L1、与叶轮杯外周部12a的外侧部的叶轮杯最大径向尺寸L2大致相等，或者基座最大径向尺寸L1比叶轮杯最大径向尺寸L2小，则能够抑制噪音的产生、发挥较高的密封效果，而且不会恶化风量特性。并且，本实施方式的基座部18形成为基座部外周壁18a的外侧部与中心轴大致平行地延伸的形状，但也可以是基座部外周壁18a的外侧部的径向尺寸随着从轴向上方到轴向下方而变小的杯状形状，在这种情况下，根据上述的L1、L2的关系，也能够抑制噪音的产生、发挥较高的密封效果，而且不会恶化风量特性。

(第2实施方式)

叶轮杯12被固定在转子支架10的外周面上。在叶轮杯外周部12a的径向内侧设置沿轴向延伸的多条筋，将转子支架10压入叶轮杯12中并固定于此。

在第1实施方式中，通过使转子支架外周部10a的下端部10b位于基座部外周壁18a的上端部18b的轴向下方，形成了构成第2迷宫式构造的间隙31。在本实施方式中，取代转子支架外周部10a，使多个筋的下端部位于基座部外周壁18a的上端部18b的轴向下方，由此形成构成第2迷宫式构造的间隙31。

图5是表示本实施方式的送风风扇的电动机部的结构的半剖面图。并且，图6是从下方观看叶轮杯12时的仰视图。

如图5和图6所示，叶轮杯12在外周部12a的径向内侧具有沿轴向延伸的多条筋20，转子支架10被压入叶轮杯12中并固定于此。并且，多条筋20的下端部20a位于基座部外周壁18a的上端部18b的轴向下方。由此，基座部外周壁18a与各条筋20的外周面之间的间隙31构成第2迷宫式构造。另外，利用基座部外周壁18a的上端部18b与叶轮杯外周部12a的下端部12b之间的间隙30构成的第1迷宫式构造，与第1实施方式相同。

在本实施方式中，只需将基座部外周壁18a与叶轮杯外周部12a的在径向及轴向的各个相对位置设定在预定的位置，即可容易地形成利用间隙30构成的第1迷宫式构造。另外，只需将基座部外周壁18a与筋20的在径向及轴向的各个相对位置设定在预定的位置，即可容易地形成利用间隙31构成的第2迷宫式构造。

另外，如图6所示，在邻接的筋20之间，没有在与基座部外周壁18a之间形成间隙31。因此，为了提高利用间隙31构成的第2迷宫式构造的密封效果，优选扩大筋20的周向的宽度。并且，也可以使转子支架外周部10a的下端部10b向轴向下方延伸直到与筋20的下端部20a相同的位置。由此，在邻近的筋20之间，能够在转子支架外周部10a与基座部外周壁18a之间设置比间隙31增大了筋20的壁厚的量的间隙。结果，能够进一步提高第2迷宫式构造的密封效果。对于筋20的周向宽度、径向宽度、轴向高度，可以根据所要求的效果和制品的尺寸等选择恰当的尺寸。

另外，如图5和图6所示，多条筋20形成于叶轮杯外周部12a的径向内侧，但也可以如图7所示，使叶轮杯12的外周部12a倾斜为随着朝向轴向下方而远离中心轴。这样，如图5所示，能够提高压入转子支架10时的强度，而无需使形成间隙31的筋20的部位的壁厚变薄。另外，此时对于筋20的径向宽度，根据根据叶轮杯外周部12a的倾斜，从轴向上方向着轴向下方增大等，进行适当变更。

并且，在本实施方式中，如图3A～3H所示，在叶轮杯外周部12a的下端部12b位于基座部外周壁18a的上端部18b的轴向下侧的情况下，能够进一步提高密封效果。另外，在叶轮杯外周部12a的下端部12b沿着全周位于基座部外周壁18a的上端部18b的轴向下方的情况下，能够期待更好的密封效果。

并且，作为第2实施方式的其它变形例，如图7、图8、图9所示，也可以在叶轮杯12的叶轮杯外周部12a的径向内侧设置沿着全周在径向上与基座部外周壁18a的内周部相对的圆筒部23。更具体地讲，圆筒部23的下端部23a位于基座部外周壁18a的上端部18b的轴向下侧。由此，基座部外周壁18a与圆筒部23的外周面的间隙31构成第2迷宫式构造。本变形例沿着全周形成第2迷宫式构造，所以能够进一步提高密封效果。此时，也可以在圆筒部23的径向内侧设置多条筋20，并使该多条筋20的下端部20a位于基座部外周壁18a的上端部18b的轴向下方，也可以位于圆筒部23的下端部21a的轴向下方。另外，对于筋20的周向宽度、径向宽度、轴向高度，可以根据所要求的效果和制品的尺寸等选择恰当的尺寸。另外，在本变形例中，转子支架外周部10a的下端部10b也可以延伸到电路基板19的附近，或者也可以位于圆筒部23的下端部23a的轴向下方。并且，在本变形例中，叶片13的下端部的一部分也可以具有在基座部外周壁18a的径向外侧按照图2所示向轴向下方延伸的延伸部13a。在以上任一种情况下，都能够进一步提高密封效果。并且，在本变形例中，叶轮杯12的外周部12a也可以像图7中的叶轮杯12的外周部12a那样，倾斜成随着朝向轴向下方而远离中心轴。此时，在叶轮杯外周部12a的外侧部，从轴向上方朝向轴向下方流动的风被施加离心力，风速增大，叶轮杯12的外部与内部相比成为负压。因此，风从叶轮杯12的内部通过间隙30向外部排气。结果，能够期待更好的密封效果。另外，优选在叶轮杯外周部12a与圆筒部23之间沿着周向呈放射状地以大致相同间隔设置加强用筋24。利用该加强用筋24提高注射模塑成形叶轮杯12时的成形精度，能够提高叶轮杯外周部12a的下端部12b与基座部外周壁18a的上端部18b之间的间隙30的尺寸精度。由此，能够将间隙30的尺寸保持得更小，能够进一步提高密封效果。另外，利用加强用筋24能够防止由于旋转时的叶轮杯12的离心力而造成的向径向外侧的扩散。并且，在本变形例中，如图3A～3H所示，在叶轮杯外周部12a的下端部12b位于基座部外周壁18a的上端部18b的轴向下方的情况下，能够进一步提高密封效果。另外，在叶轮杯外周部12a的下端部12b沿着全周位于基座部外周壁18a的上端部18b的轴向下方的情况下，能够期待更好的密封效果。

并且，如图7所示，如果基座最大径向尺寸L1与叶轮杯最大径向尺寸L2大致相同，或者基座最大径向尺寸L1比叶轮杯最大径向尺寸L2小，则能够抑制噪音的产生、发挥较高的密封效果，而不会恶化风量特性。并且，本实施方式的基座部18形成为基座部外周壁18a的外侧部与中心轴大致平行地延伸的形状，但也可以是基座部外周壁18a的外侧部的径向尺寸随着从轴向上方朝向轴向下方而变小的杯子形状，在这种情况下，只要满足上述的L1、L2的关系，则也能够抑制噪音的产生、发挥较高的密封效果，而不会恶化风量特性。

(其他实施方式)

在本发明的示例性公开内容中，在基座部18的外周缘部形成向轴向上方延伸的外周壁18a，在该外周壁18a的上端部18b及侧壁部附近设置双重迷宫式构造，由此发挥防水防尘功能。

另外，也有利用树脂被覆电路基板19，由此发挥防水防尘功能的技术。该技术通过从电路基板19的外周缘部与基座部外周壁18a之间的间隙浇注树脂来实现。但是，在该间隙较小时，树脂的流动性差，树脂被覆到电路基板19的背面需要很长时间，或者有时树脂不能流动到电路基板19的背面。并且，在用于浇注的间隙被树脂堵塞时，空气的排气路径消失，所以导致气泡滞留于内部。

图10是表示能够顺利浇注树脂的送风风扇的电动机部的结构的剖面图。

如图10所示，在基座部18的内周端设有向轴向上方延伸的内周壁18d，轴承保持部16被固定在该内周壁18d的内周面上。如图11所示，在该内周壁18d的一部分上形成有使壁厚变薄而形成的缺口部18e。

并且，如图10所示，电路基板19被固定在将定子17的定子铁心和线圈绝缘的绝缘体21的侧壁部21a上。如图12所示，在该绝缘体侧壁部21a的一部分上形成有轴向变短的切槽21b。

这样，通过在电路基板19的内周缘部附近形成缺口部18e和切槽21b，如图10中的箭头所示，能够设置从电路基板19的背面侧向表面侧排气的空气通道。由此，即使电路基板19的外周缘部与基座部外周壁18a之间的间隙在浇注时被树脂堵塞，也能够确保空气的排气路径，所以能够顺利注入树脂，同时能够防止产生气泡。其结果，能够在短时间内利用树脂可靠地被覆电路基板19。

另外，形成于基座部内周壁18d的缺口部18e只要至少有1处以上即可。另外，形成于绝缘体侧壁部21a的切槽21b只要至少有1处以上即可。另外，如果使设于基座部18的缺口部18e和设于绝缘体21的切槽21b形成在周向的相同位置，则能够确保更大的空气通道。

将图12所示的设于绝缘体21的配合爪21c与图13所示的设于电路基板19的内周缘部的配合孔19a配合，由此将电路基板19固定在绝缘体21上。此时，通过使配合爪21c的宽度为例如配合孔19a的一半，能够把配合孔19a的一半区域用作浇注时的空气的排气路径。

另外，如图13所示，通过在电路基板19的外周缘部设置缺口19b，能够增大浇注的间隙。由此，能够确保树脂的注入通道，能够更顺利地注入树脂。另外，缺口部19b只要至少有1处以上即可。

另外，通过把电路基板19的平面形状设为非圆形，也能够增大电路基板19的外周缘部与基座部外周壁18a之间的间隙。由此，能够确保树脂的注入通道，能够更顺利地注入树脂。另外，电路基板19能够使用例如正方形、长方形、菱形等多边形基板。

可是，为了利用树脂被覆电路基板19，需要在具有外周壁18a的杯状基座部18内注入预定量的树脂。因此，如图14A所示，在基座部外周壁18a的内周面设置能够目视监视注入量的监视标记22。如图14B所示，该监视标记22例如把上部设为三角形状。如果根据电路基板19的配置高度预先设定监视标记22的高度，则通过监视被浇注的树脂进入到上部的三角形状的区域中的情况，能够注入预定量的树脂而不会发生不足或过量。并且，如果设置3处以上的监视标记22，则也能够目视监视杯状基座部18的水平度，所以能够利用树脂均匀被覆电路基板19。

另外，监视标记22的数量没有特别限定，优选在周向上以大致相同间隔配置3处以上，由此能够高精度地控制树脂的注入量。另外，监视标记22的形状不限于三角形状，也可以采用四边形或圆形等各种形状。

以上利用优选的实施方式说明了本发明，但上述的记述不是限定事项，当然能够实现各种变更。例如，在上述实施方式中，电动机的轴承部15使用了滚珠轴承，但也可以使用由套筒构成的含油轴承。

Claims

1.一种送风风扇，该送风风扇为轴流风扇，其通过叶片的旋转产生从轴向上方朝向轴向下方的气流，该送风风扇具有：

大致圆筒状的转子支架，其以旋转轴为中心进行旋转；

励磁用磁铁，其被固定在所述转子支架的内周面上；

大致圆筒状的叶轮杯，其被固定在所述转子支架的外周面上，在其外周面具有多个叶片；

基座部，其通过轴承部和轴承保持部以能够旋转的方式支承所述转子支架；以及

定子部，其被支承在所述轴承保持部上，

所述基座部在外周缘部具有向轴向上方延伸的外周壁，

在所述基座部的外周壁的上端部和所述叶轮杯的外周部的下端部之间形成有构成迷宫式构造的间隙，

所述叶轮杯在所述叶轮杯的外周部的径向内侧具有沿轴向延伸的圆筒部，

所述圆筒部的下端部相比于所述基座部的外周壁的上端部位于轴向下方，

其中，所述基座部的外周壁的上端部及所述叶轮杯的外周部的下端部的隔着所述间隙相对的各个相对面，以大致相同的倾斜角随着朝向径向内侧而向上方倾斜，形成与所述气流方向为反方向的通道，

沿周向配置有连接所述圆筒部和所述叶轮杯的外周部的多条加强用筋，所述加强用筋在周向上大致等间隔地配置。

2.根据权利要求1所述的送风风扇，其中，所述叶片的下端部的一部分具有在所述基座部的外周壁的径向外侧向轴向下方延伸的延伸部。

3.根据权利要求1所述的送风风扇，其中，所述叶轮杯的外周部倾斜成随着朝向轴向下方而远离中心轴。

4.根据权利要求1所述的送风风扇，其中，所述基座部的外周壁的外侧部的最大径向尺寸与所述叶轮杯的外周部的外侧部的最大径向尺寸大致相等，或者所述基座部的外周壁的外侧部的最大径向尺寸小于所述叶轮杯的外周部的外侧部的最大径向尺寸。

5.根据权利要求1所述的送风风扇，其中，所述叶轮杯在所述圆筒部的径向内侧具有沿轴向延伸的多条筋。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的送风风扇，其中，所述转子支架外周部的下端部相比于所述基座部的外周壁的上端部位于轴向下方。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的送风风扇，其中，所述叶轮杯的外周部的下端部相比于所述基座部的外周壁的上端部位于轴向下方。

8.根据权利要求1～5中任一项所述的送风风扇，其中，所述叶轮杯的外周部的下端部在全周范围内相比于所述基座部的外周壁的上端部位于轴向下方。