CN109578300A - 离心风扇 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种离心风扇。离心风扇具有马达、叶轮、电路板以及外壳。马达具有定子和能够相对于定子旋转的转子。叶轮固定于转子，并与转子一同旋转。外壳具有下壳，在该下壳设置有向轴向下侧凹陷并容纳电路板的基板容纳部。叶轮具有毂部、多个叶片部、上护罩以及下护罩。多个叶片部在毂部的外周面沿周向隔开间隔而配置，并向径向外侧延伸。上护罩连接叶片部的轴向上侧的至少一部分。下护罩连接叶片部的轴向下侧的至少一部分。叶片部的下端面的至少一部分在轴向上与电路板的上表面相对。

Description

离心风扇

技术领域

本公开涉及离心风扇。

背景技术

在日本公开公报2016-106197号公报中公开有离心风扇。该离心风扇具有在形成有空气的吸入口的上壳与下壳之间容纳叶轮的结构，该叶轮具有在圆周上排列的多个叶片。离心风扇使通过开口部导入的空气随着叶轮的旋转而向叶轮的侧方排出。下壳由金属板制成，具有向下方凹陷的凹部。在凹部的底面安装有马达。马达的定子的一部分和装设有马达的驱动电路的电路板容纳于凹部的内部。在凹部设置有孔部，该孔部供用于供给驱动马达的电力的构件通过。

如日本公开公报2016-106197号公报的离心风扇，在叶轮的叶片部被上护罩与下护罩夹入的结构中，在利用单一的部件成型叶轮的情况下，需要模具的横向滑动机构，模具结构变得复杂。并且，存在无法设置吸气口附近的底切(under cut)部分的制约。另一方面，在利用两个部件制作叶轮的情况下，能够解决在利用单一的部件成型时成为问题的形状上的问题。但是，由于模具需要两个面，并且需要紧固两个部件的焊接等方法，因此制造的难易度变高。因而，优选将叶轮的结构设成能够沿上下方向拔出模具的结构，并利用单一的部件成型。

另一方面，由于在高输出马达中使用的电子元件也大型化，因此存在配合电子元件的大型化而增大电路板之类的要求。在专利文献1的结构中，在增大电路板的情况下，需要增大容纳电路板的凹部。其结果是，在凹部的周缘部与叶轮之间产生空间，失去下壳所具有的导风功能。根据以上，在增大电路板的情况下，有可能使静压特性、风量特性以及噪音特性下降。

作为该对策，还考虑通过向径向外侧延长叶轮的下护罩来填满凹部的周缘部与叶轮之间的空间。但是，在该方法中，在上护罩和下护罩中产生底切部分，存在模具结构变得复杂之类的问题。并且，有可能使叶片部的高度变小，在薄型离心风扇中导致风量下降。

发明内容

本公开的目的在于提供一种具有适合于小型化、薄型化的结构并且增大电路板时的静压特性以及风量特性优异并且噪音也小的离心风扇。

本公开的例示性的离心风扇具有：马达，其具有定子和能够相对于定子旋转的转子；叶轮，其固定于转子，并与转子一同旋转；电路板，其与马达电连接；以及外壳，其容纳马达、叶轮以及电路板。外壳具有下壳，在该下壳设置有向轴向下侧凹陷并容纳电路板的基板容纳部。叶轮具有：圆筒状的毂部，其固定于转子；多个叶片部，它们在毂部的外周面沿周向隔开间隔而配置，并向径向外侧延伸；环状的上护罩，其连接叶片部的轴向上侧的至少一部分；以及环状的下护罩，其连接叶片部的轴向下侧的至少一部分。叶片部的下端面的至少一部分在轴向上与电路板的上表面相对。

根据例示性的本公开，能够提供一种用于使离心风扇小型化、薄型化的技术。

由以下的本发明优选实施方式的详细说明，参照附图，可以更清楚地理解本发明的上述及其他特征、要素、步骤、特点和优点。

附图说明

图1是示出本公开的实施方式所涉及的离心风扇的整体结构的外观立体图。

图2是本公开的实施方式所涉及的离心风扇的侧面剖视图。

图3是示出从离心风扇卸下上壳和叶轮的状态的立体图。

图4是从上侧观察叶轮的立体图。

图5是从下侧观察叶轮的立体图。

图6是本公开的实施方式所涉及的离心风扇的排气口周边的局部剖视图。

图7是图6中的叶轮的上护罩以及下护罩附近的放大图。

图8是图7中的叶轮和电路板的相对部分的放大图。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的例示性的实施方式进行详细说明。另外，在本说明书中，将与图2所示的离心风扇100的中心轴线P平行的方向称作“轴向”，将与中心轴线P垂直的方向称作“径向”，将沿以中心轴线P为中心的圆弧的方向称作“周向”。并且，在本说明书中，以中心轴线P延伸的方向为上下方向，将叶轮10侧作为上方向并将马达30侧作为下方向来对各部的形状和位置关系进行说明。但是，并非通过该上下方向的定义来限定本发明所涉及的离心风扇100在使用时的方向。

并且，在本公开中，“平行的方向”还包含大致平行的方向。并且，在本申请中，“垂直的方向”还包含大致垂直的方向。

图1是示出本公开的实施方式所涉及的离心风扇100的整体结构的外观立体图。图2是本公开的实施方式所涉及的离心风扇100的侧面剖视图。图3是示出从离心风扇100卸下上壳2和叶轮10的状态的立体图。如图1以及图2所示，离心风扇100具有外壳1、叶轮10、马达30以及电路板40。

外壳1容纳叶轮10、马达30以及电路板40。外壳1具有上壳2和下壳3。上壳2覆盖叶轮10的轴向上侧，并且具有与叶轮10的径向中央部相对的圆形的吸气口2a。下壳3容纳马达30和电路板40。下壳3具有基板容纳部4和从基板容纳部4的周缘向径向外侧延伸的凸缘部5。基板容纳部4向轴向下侧凹陷并容纳电路板40。基板容纳部4是与电路板40相同的形状，形成为在径向上比电路板40稍微大。在基板容纳部4的径向中央部存在马达30，在马达30的周围配置有电路板40。

马达30具有定子31、转子32、轴33、轴承部34以及轴承保持部35。转子32配置于定子31的上侧并且径向外侧。转子32是向下方向开口的杯形状。在转子32的外侧固定有叶轮10。在转子32的径向中心固定有轴33。在转子32的内周面固定有转子磁铁36。在本实施方式中，转子磁铁36是单一的环状磁铁。在转子磁铁36的径向内侧的面沿周向交替磁化出N极和S极。也可以代替单一的环状磁铁而在转子32的内周面配置有多个磁铁。

轴33是沿中心轴线P配置的柱状的部件。轴33的材料例如使用不锈钢等金属。轴33的上端部位于比上侧的轴承部34靠上方的位置处。轴33的上端部固定于转子32的沿中心轴线P在轴向上贯通的转子孔内。

轴承部34将轴33支承为能够以中心轴线P为中心旋转。轴承保持部35在径向外侧对定子31进行支承，并且在径向内侧对轴承部34进行支承。轴承保持部35的材料例如使用不锈钢、黄铜等金属。但是，轴承保持部35的材料并不限于金属，也可以是树脂。轴承保持部35在中心轴线P的周围沿轴向呈圆筒状延伸。轴承保持部35的下端部插入到下壳3的沿中心轴线P设置的圆孔内，并固定于下壳3。

定子31是根据驱动电流而产生磁通的电枢。定子31具有定子铁芯、绝缘件以及线圈。

定子铁芯是磁性体。定子铁芯例如使用层叠钢板。定子铁芯具有圆环状的铁芯背部和多个齿。铁芯背部固定于轴承保持部35的外周面。多个齿从铁芯背部向径向外侧突出。绝缘件是绝缘体。绝缘件的材料例如使用树脂。绝缘件覆盖定子铁芯的至少一部分。线圈由隔着绝缘件卷绕于齿的导线构成。

通过对定子31供给驱动电流，在转子磁铁36与定子31之间产生旋转转矩。由此，转子32相对于定子31旋转，固定于转子32的叶轮10也以中心轴线P为中心而旋转。另外，图2中例示的马达30是在定子31的径向外侧配置有转子32的外转子型马达，但是也可以是在定子31的径向内侧配置有转子32的内转子型马达。

电路板40与马达30电连接，并支承于马达30的径向外侧。电路板40配置于下壳3的基板容纳部4内。电路板40与中心轴线P大致垂直地配置于下壳3的上侧并且定子31的下侧。电路板40例如固定于绝缘件。在电路板40装设有用于对线圈供给驱动电流的电路。构成线圈的导线的端部与设置于电路板40的端子电连接。

图4是从上侧观察叶轮10的立体图。图5是从下侧观察叶轮10的立体图。叶轮10具有毂部11、多个叶片部13、上护罩15以及下护罩17。毂部11、叶片部13、上护罩15以及下护罩17是由相同的树脂材料形成的单一的部件。

毂部11呈圆筒状，在马达30的上侧固定于转子32的外周面。多个叶片部13从毂部11的外周面沿周向隔开间隔而配置。俯视观察时，叶片部13向与离心风扇100的旋转方向相同的方向倾斜，并且向径向外侧呈放射线状延伸。另外，叶片部13向径向外侧延伸的方向并不限于此，叶片部13的一部分也可以向与旋转方向相反的方向延伸，或者也可以与旋转方向垂直地延伸。

上护罩15被设置成环状，以便连接叶片部13的上侧的至少一部分，具体地说连接径向外侧的部分。下护罩17被设置成环状，以便连接叶片部13的下侧的至少一部分，具体地说连接径向内侧的部分。

从上壳2的吸气口2a吸入的气体通过叶轮10的旋转而在外壳1内沿周向回转之后，从设置于上壳2与下壳3之间的排气口2b排出。上护罩15以及下护罩17通过将从吸气口2a引入到外壳1内的气体高效地向排气口2b引导来提高离心风扇100的风扇效率。排气口2b设置于外壳1的整个周向区域。但是，也可以只在外壳1的周向的一部分设置排气口2b。

接下来，对作为本实施方式所涉及的离心风扇100的特征部分的排气口2b周边的结构进行详细说明。图6是本发明的实施方式所涉及的离心风扇100的排气口2b周边的局部剖视图。图7是图6中的叶轮10的上护罩15以及下护罩17附近的放大图。

如图6所示，转子32、叶轮10的毂部11以及叶片部13配置成在径向上重叠。转子32的下端面以及毂部11的下端面位于比叶片部13的下端面13a靠轴向上侧的位置处。而且，通过将毂部11的轴向高度限制在叶轮10的轴向高度内，能够使离心风扇100薄型化。而且，定子31以及转子磁铁36的轴向高度限制在叶轮10的轴向高度内。由此，能够使离心风扇100薄型化。

在叶轮10中，叶片部13的下端面13a的至少一部分、具体地说叶片部13的下端面13a的径向内侧的部分在轴向上与电路板40的上表面40a相对。由此，从吸气口2a以及毂部11的外周面与上护罩15的内周面之间的间隙沿轴向流入的空气流沿着电路板40的上表面40a被向离心方向引导。即，电路板40的上表面40a兼作空气流的流路的一部分，由此能够使外壳1薄型化。

如图7所示，下护罩17的径向外侧的端缘17a位于比电路板40的径向外侧的端缘40b靠径向内侧的位置处。由此，如图6的黑色箭头所示，从吸气口2a沿着下护罩17流入的空气流在电路板40的上表面40a再向离心方向改变方向，从排气口2b排出。

并且，下壳3的凸缘部5的上表面5a是与电路板40的上表面40a相同的轴向高度。由此，凸缘部5的上表面5a与电路板40的上表面40a位于同一平面上，因此能够沿着电路板40以及凸缘部5顺畅地向离心方向排出空气流。另外，也可以是凸缘部5的上表面5a比电路板40的上表面40a低的结构。在该情况下，能够抑制沿着电路板40的上表面40a向离心方向改变方向的空气流与凸缘部5的径向内侧的端缘5b碰撞而衰减。即，只要凸缘部5的上表面5a的高度是电路板40的上表面40a的高度以下即可。

例如，在电路板40的面向轴向下侧的下表面配置有多个电子元件。凸缘部5的径向内侧的端缘5b与电路板的径向外侧的端缘40b隔开规定的间隙50而相对。电路板40的轴向上侧的配置叶轮10的空间经由间隙50而与位于电路板40的轴向下侧的基板容纳部4内的空间连通。由此，沿着下护罩17以及电路板40向离心方向改变方向的空气流通过间隙50，流入至位于电路板40与下壳3之间的基板容纳部4内的空间。因而，能够对安装于电路板40的下表面的电子元件进行冷却。由此，能够抑制电子元件的发热。

并且，叶片部13的下端面13a的至少一部分、具体地说叶片部13的下端面13a的径向外侧的部分在轴向上与凸缘部5的上表面5a相对。即，叶片部13的下端面13a在轴向上分别与电路板40的上表面40a和凸缘部5的上表面5a相对。电路板40的上表面40a和凸缘部5的上表面5a在水平方向上连续配置，并且在电路板40的上表面40a和凸缘部5的上表面5a的上方配置有叶片部13。通过将叶片部13延长至在轴向上与凸缘部5重叠的位置处，能够增大通过叶轮10的旋转而产生的风量。

下护罩17具有倾斜部17b和平坦部17c。倾斜部17b的径向内端与毂部11的外周面连接。倾斜部17b从径向内侧朝向外侧而向下方倾斜。平坦部17c与倾斜部17b的径向外侧连续地形成，并沿与轴向垂直的平面扩展。通过下护罩17具有倾斜部17b，从吸气口2a沿轴向流入的空气流能够在电路板40的上表面沿着倾斜部17b改变方向。并且，通过与倾斜部17b连续地设置平坦部17c，能够沿着倾斜部17b、平坦部17c以及电路板40顺畅地向离心方向改变空气流的方向。

下护罩17的径向外侧的端缘17a位于在径向上与上护罩15的径向内侧的端缘15a相同的位置处。由此，在使用树脂注射成型叶轮10时，能够沿上下方向拔出模具。因而，无需将模具设成分割模具，或者设置模具的滑动机构，能够简化模具的结构或制造工序。另外，下护罩17的径向外侧的端缘17a也可以位于比上护罩15的径向内侧的端缘15a靠径向内侧的位置处。即，只要下护罩17的径向外侧的端缘17a位于在径向上与上护罩15的径向内侧的端缘15a相同的位置处，或者位于比上护罩15的径向内侧的端缘15a靠径向内侧的位置处，则能够沿上下方向拔出模具。

为了简化叶轮10的模具结构或制造工序，如上述那样设定下护罩17的径向外侧的端缘17a与上护罩15的径向内侧的端缘15a之间的位置关系，由此从中心轴线P到下护罩17的径向外侧的端缘17a为止的径向长度变短，限制了空气流顺畅地向离心方向流动。但是，在本实施方式中，通过叶片部13的下端面13a在轴向上与电路板40的上表面40a相对，从吸气口2a沿轴向流入的空气流沿着电路板40的上表面40a被向离心方向引导。即，通过电路板40的上表面40a兼作空气流的流路的一部分，能够使外壳1薄型化。

图8是图7中的叶轮10与电路板40的相对部分的放大图。在电路板40中，在比下护罩17的径向外侧的端缘17a靠径向外侧的位置处安装电子元件60。由此，电子元件60配置于沿着下护罩17被向离心方向引导的空气流的流路上，具有利用空气流对电子元件60进行空冷的效果。尤其通过将发热量较大的电子元件60配置于比径向外侧的端缘17a靠径向外侧的位置，能够降低电子元件60的散热量。

并且，通过在上护罩15的上方配置上壳2，抑制上护罩15周边的空气流的紊乱，提高离心风扇100的效率。

在本说明书中公开的各种技术特征在不脱离其技术创作的宗旨的范围内能够进行各种变更。并且，在本说明书中示出的多个实施方式以及变形例也可以在可能的范围内进行组合来实施。

本公开例如能够用于排油烟机风扇、通风管用换气扇、热交换单元、印刷装置的纸张吸附等中使用的离心风扇。

Claims (10)

1.一种离心风扇，其包括：

马达，其具有定子和能够相对于所述定子旋转的转子；

叶轮，其固定于所述转子，与所述转子一同旋转；

电路板，其与所述马达电连接；以及

外壳，其容纳所述马达、所述叶轮以及所述电路板，

所述外壳具有下壳，在所述下壳设置有向轴向下侧凹陷并容纳所述电路板的基板容纳部，

所述叶轮具有：

圆筒状的毂部，其固定于所述转子；

多个叶片部，它们在所述毂部的外周面沿周向隔开间隔而配置，并向径向外侧延伸；

环状的上护罩，其连接所述叶片部的轴向上侧的至少一部分；以及

环状的下护罩，其连接所述叶片部的轴向下侧的至少一部分，

所述离心风扇的特征在于，

所述叶片部的下端面的至少一部分在轴向上与所述电路板的上表面相对。

2.根据权利要求1所述的离心风扇，其特征在于，

所述下护罩的径向外侧的端缘配置于比所述电路板的外周缘靠径向内侧的位置处。

3.根据权利要求1或2所述的离心风扇，其特征在于，

所述下壳具有从所述基板容纳部的外周缘向径向外侧延伸的凸缘部，

所述凸缘部的上表面的轴向高度是所述电路板的上表面的轴向高度以下。

4.根据权利要求3所述的离心风扇，其特征在于，

所述凸缘部的径向内侧的端缘与所述电路板的径向外侧的端缘隔开规定的间隙而相对，

所述电路板的轴向上侧的空间经由所述间隙而与位于所述电路板的轴向下侧的所述基板容纳部内的空间连通。

5.根据权利要求3至4中任意一项所述的离心风扇，其特征在于，

所述叶片部的下端面的至少一部分在轴向上与所述凸缘部的上表面相对。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的离心风扇，其特征在于，

所述下护罩具有从径向内侧朝向外侧而向轴向下侧倾斜的倾斜部。

7.根据权利要求6所述的离心风扇，其特征在于，

所述下护罩具有与所述倾斜部的径向外侧连续地形成并沿与轴向垂直的平面扩展的平坦部。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的离心风扇，其特征在于，

所述下护罩的径向外侧的端缘位于在径向上与所述上护罩的径向内侧的端缘相同的位置处，或者位于比所述上护罩的径向内侧的端缘靠径向内侧的位置处。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的离心风扇，其特征在于，

所述电路板在比所述下护罩的径向外侧的端缘靠径向外侧的位置处安装电子元件。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的离心风扇，其特征在于，

所述外壳具有覆盖所述叶轮的轴向上侧的上壳，

所述上壳具有与所述叶轮的径向中央部相对的圆形的吸气口。