CN203532333U

CN203532333U - 送风机

Info

Publication number: CN203532333U
Application number: CN201320587627.2U
Authority: CN
Inventors: 小田裕介; 野中朋子; 西泽正晃; 内河信一
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2013-09-23
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2023-09-23
Also published as: US9890798B2; US20140186198A1; JP2014126041A

Abstract

本实用新型提供一种送风机，使在马达基座部形成的加强肋的形状以及配置构造最优化，即使在将送风机的最大转速提高至接近20000rpm的情况下，也能够减小经由马达基座传递至箱体的振动的影响。送风机具备：形成为圆板状的马达基座部(18)，其设置有多个与箱体(11)分别一体形成且从中空圆筒状的突起部(18a)的外周侧呈放射状地朝外侧延伸的加强肋(21)；以及多个辐条(20)，它们将马达基座部与箱体连结，并且送风机构成为：使多个加强肋的数量形成为至少与辐条的数量相同或者大于辐条的数量，并设定为使箱体的固有振动频率比在使马达(15)以20000rpm旋转时从马达传递至箱体的振动频率高。

Description

送风机

技术领域

本实用新型涉及送风机，尤其是涉及用于电子设备等的设备内部的冷却等的送风机。

背景技术

通常，送风机具备：在中央具有空洞部(开口)的箱体、旋转轴、具有多个叶片并与旋转轴一体旋转的叶轮、使旋转轴旋转的马达、以及对马达进行保持的马达基座部，叶轮、马达以及马达基座部收纳于箱体的空洞部内。

马达基座部在其中央一体形成有供中空圆筒状的轴承壳体嵌合安装的突起部，其中，上述轴承壳体设置有对旋转轴进行支承的轴承。对于安装于该突起部的轴承壳体而言，在其外侧安装有马达的定子，在其内侧经由轴承将旋转轴安装为能够旋转。另外，马达基座部通过多个辐条而与箱体连结。

而且，若驱动马达，则旋转轴与叶轮一同旋转，通过该叶轮的旋转流体(空气)从箱体的空洞部的一端侧、即吸入口吸入到叶轮内，通过箱体内部，从箱体的空洞部的另一端侧、即排出口排出至箱体外部。此时，在需要提高朝箱体外部排出的流体的压力的情况下，存在在箱体的排出口附近设置固定翼的情况，另外也存在辐条兼作固定翼的情况。此外，上述箱体、马达基座以及辐条由树脂、金属等通过一体成型而形成。

然而，这种送风机用于安装于电子设备，将从电子设备内部的电子部件产生的热有效地排出至电子设备外部，来对电子部件进行冷却。因此，要求送风机的高风量(单位时间内送风机送出的空气量)。另外，在服务器(server)等电子设备中，由于框体内部的高密度安装，所以供空气流动的空间变得越来越小，从而对冷却框体内部的送风机，除了要求上述高风量以外还要求高静压(送风机送出空气的力)。

为了获得上述送风机的高风量与高静压，而需要使叶轮旋转的马达以高速旋转。但是，在使马达以高速旋转的情况下，存在如下问题：伴随着马达的高速旋转的振动经由轴承传递至箱体，振动也传递至安装了送风机的电子设备，从而导致电子设备也产生振动。尤其是在伴随着马达的旋转的振动与箱体的固有振动频率共振的情况下，振动变大，结果，电子设备可能产生异常振动而造成严重的问题。

对于上述的问题，提出如下送风机：在马达基座部形成有多个强化加强肋，来强化壳体的构造，抑制振动的产生(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2006-57631号公报

然而，专利文献1所记载的技术是通过在马达基座部形成多个强化加强肋来强化壳体的构造的送风机，但未充分地公开形成于马达基座部的强化加强肋的形状、构造。另外，在服务器等电子设备中，由于框体内部的高密度安装，所以存在使送风机的最大转速旋转至20000rpm的情况。在如此高速旋转的情况下，存在使经由马达基座部传递至箱体的振动减少的效果未必充足这样的问题点。

实用新型内容

因此，本实用新型是鉴于上述问题点而完成的，目的在于提供一种送风机，使在马达基座部形成的加强肋的形状以及配置构造最优化，即使在将送风机的最大转速提高至接近20000rpm的情况下，也能够减小经由马达基座传递至箱体的振动的影响。

本实用新型是为了实现上述目的而提出的，本实用新型的送风机具备：叶轮，其具有多个叶片；马达，其使所述叶轮旋转；箱体，其收纳所述叶轮与所述马达；马达基座部，其供所述马达安装；以及多个辐条，它们将所述箱体与所述马达基座部之间连结，所述送风机构成为：在所述马达基座部形成有多个加强肋，所述加强肋的数量形成为与所述辐条的数量相同或者比所述辐条的数量多，设定为当使所述马达的转速旋转至20000rpm时，所述箱体的固有振动频率比所述马达的转速传递至箱体的振动频率高。(技术方案1)。

根据该结构，在俯视观察形成为圆板状的马达基座部呈放射状地设置有多个加强肋，并且在马达基座部与箱体之间设置有多个将该马达基座部与箱体连结的辐条来对壳体的构造进行强化。并且，将多个加强肋的数量形成为与辐条的数量相同，或者比辐条的数量多，设定为当使马达以20000rpm旋转时，箱体的固有振动频率比伴随着该马达的旋转而传递至箱体的振动频率高。因此，即使马达以20000rpm旋转，马达与壳体也不会共振，结果，能够抑制壳体发生异常振动。

另外，优选所述多个辐条的数量至少为七根以上的结构。(技术方案2)。

根据该结构，在至少形成七根辐条的情况下，若在马达基座部形成七根以上加强肋，则在马达的最大转速为20000rpm时，箱体的固有振动频率比由马达的旋转而产生的振动频率高，由此能够防止箱体与马达共振而使箱体发生异常振动。

另外，优选所述多个辐条形成为相对于与和所述叶轮一体旋转的旋转轴正交的面倾斜规定的角度的结构。(技术方案3)。

根据该结构，各辐条作为提高向箱体的外部排出的空气的压力并且对排出的空气进行整流的固定翼而发挥功能。

另外，优选所述多个加强肋形成为从在所述马达基座部的中央突出的中空圆筒状的突起部的外周侧到所述马达基座部的外周宽度相同的结构。(技术方案4)。

根据该结构，通过使加强肋从突起部到马达基座的外周宽度相同，从而马达基座部被均匀地加强，能够防止发生异常振动。

另外，优选所述多个加强肋形成为伴随着从在所述马达基座部的中央突出的中空圆筒状的突起部的外周侧朝所述马达基座部的外周侧延伸而宽度递减的结构。(技术方案5)。

根据该结构，将加强肋的宽度形成为在突起部处宽度较宽，伴随着朝向马达基座外周侧延伸而宽度递减，由此能够有效地加强突起部，且抑制多余的加强，实现箱体的轻量化。

另外，优选当所述多个加强肋的数量与所述辐条的数量相同时，所述加强肋形成为朝所述辐条与所述马达基座部接合的位置延伸的结构。(技术方案6)。

根据该结构，将加强肋设置为朝向辐条与马达基座部接合的位置延伸，从而能够提高该接合位置的强度，进一步实现箱体的构造整体的强化。

根据本实用新型，能够提供一种即使在送风机的最大转速旋转至20000rpm的情况下，也不会发生异常振动的送风机。

附图说明

图1是作为本实用新型的一个实施方式而表示的送风机的剖视图。

图2是表示图1所示的送风机的箱体的立体图。

图3A是表示图2的箱体的俯视图。

图3B是图3A的A-A线放大剖视图。

图4是表示形成于马达基座部的加强肋的数量与壳体的固有振动频率的值的图表。

符号说明

10...送风机；11...箱体；12...旋转轴；13...叶片；14...叶轮；15...马达；15a...转子；15b...定子；16a、16b...轴承；17...轴承壳体；18...马达基座部；18a...突起部；19...空洞部；19a...吸入口；19b...排出口；20...辐条；21...加强肋。

具体实施方式

以下，基于附图对用于实施本实用新型的方式(以下，称为“实施方式”)进行详细地说明。此外，在以下的说明中，表示上下的方向的表达方式并非绝对的，虽然在本实用新型的送风机的各部分处于所描绘姿势的情况下是适当的，但是在其姿势变化的情况下需根据姿势的变化来变更解释。

如图1所示，本实用新型的实施方式的一个例子的送风机10是轴流式风扇，具备：箱体11、旋转轴12、在外周具有多个叶片13并与旋转轴12一体旋转的叶轮14、使旋转轴12旋转的马达15、安装有对旋转轴12进行支承的上下一对轴承16a、16b的中空圆筒状的轴承壳体17、以及具有对轴承壳体17进行支承的突起部18a的马达基座部18等，旋转轴12、叶轮14、马达15、轴承壳体17以及马达基座部18配设于箱体11内。

更详细叙述，如图1～图3A所示，上述箱体11在中央设置有前后贯通的呈圆形的通气用的空洞部19，且俯视观察形成为四边形的框体。另外，箱体11在其空洞部19的中央配设有上述马达基座部18，以由多个辐条20(在实施例中为七根)将该空洞部19内周面与马达基座部18外周面之间连结的方式，将箱体11与马达基座部18以及辐条20由树脂一体成形。而且，如图1所示，在空洞部19的上下端分别形成有吸入口19a与排出口19b。

如图1所示，上述多个辐条20配设于箱体11的排出口19b侧，另外如图3A所示，上述多个辐条20沿圆周方向以均匀的角度从马达基座部18的外周面朝空洞部19的内周面呈放射状地形成。上述多个辐条20分别相对于与旋转轴12正交的面倾斜规定的角度，由此提高向箱体11的外部排出的空气的压力并且对排出的空气进行整流，上述多个辐条20也作为固定翼发挥功能。

被上述辐条20支承于箱体11的马达基座部18与辐条20一同设置于箱体11的排出口19b侧。另外，如图2、图3A所示，马达基座部18在中央一体地设置有朝向吸入口19a侧突出的中空圆筒状的突起部18a，马达基座部18俯视观察形成为圆板状。上述轴承壳体17的一端侧嵌合插入并同心地固定安装在该突起部18a内。使用粘合剂来固定该轴承壳体17。

并且，在马达基座部18的突起部18a所突出的面、即与吸入口19a对置的面上与上述辐条20分别对应地设置有多个加强肋21(在实施例中七根)，其中，上述多个加强肋21从突起部18a的外周面沿马达基座部18的外周方向且朝马达基座部18与辐条20接合的接合位置C呈放射状地延伸。如作为图3A的A-A线剖面的图3B所示，上述各加强肋21从马达基座部18的背面向外侧剖面呈山形状地突出，并与该马达基座部18一体地形成。此外，加强肋21的剖面形状并不局限于图3B所示的形状，也可以形成为除此之外的三角形、四边形、梯形等。

如图3A、图3B所示，上述各加强肋21沿圆周方向以均匀的角度、并且以全部相同的形状、从突起部18a的外周面到接合位置C之间以相同的宽度(周向)W、相同的高度(轴向)H而形成。而且，通过如此设置多个加强肋21，从而提高接合位置C的强度，同时实现箱体11整体的强化。更详细地进行后述，设定为当使马达15以20000rpm旋转时，箱体11的固有振动频率比马达15的旋转传递至箱体11的振动频率高。

此外，箱体11、马达基座部18、辐条20以及加强肋21由树脂一体成形而形成，但也可以由金属等一体成形。另外，轴承壳体17也可以与马达基座部18的突起部18a由树脂一体成形。

如图1所示，上述旋转轴12将在轴承壳体17的内周安装的一对轴承16a、16b上下贯通，并被支承为能够旋转，在上述旋转轴12的上端一体地安装有叶轮14。

此外，在本实施方式中，虽将轴承壳体17形成独立的部件，但也可以与突起部18a一体。

上述叶轮14具有与旋转轴12一体旋转的轮毂22，在该轮毂22的外周面设置上述多个叶片13。

上述轮毂22是将普通的树脂材料(PBT、ABS等合成树脂)通过注射模塑成形而形成的，在其成形时，在成形模具(未图示)内，一端(上端)侧闭合，另一端(下端)侧开口，并在内周面配置有安装上述马达15的转子磁铁23而成的形成为剖面呈圆形的近似杯状的磁轭24、与旋转轴12，然后，向成形模具内注入树脂材料，由此，如图1所示，上述轮毂22设置有连结支承于旋转轴12的圆板状的顶部22a与以沿轴向延伸的方式设置的圆筒部22b，且上端侧闭合下端侧开口，并形成为剖面呈圆形的近似杯状，另外，同时在轮毂22的圆筒部22b的外周面一体形成有上述多个叶片13。

如图1所示，上述马达15包括转子15a与定子15b，其中，上述转子15a包括叶轮14侧的磁轭24与安装于该磁轭24的内周面的转子磁铁23，上述定子15b在箱体11侧固定安装于轴承壳体17的外周，通过使转子15a相对于定子15b旋转，从而使叶轮14与旋转轴12一体旋转。

如图1所示，上述定子15b从吸入口19a侧安装于轴承壳体17的外周面。该定子15b具备嵌合安装于轴承壳体17的外周的铁芯25、与经由绝缘体26卷绕于该铁芯25的驱动用的线圈27。另外，在定子15b的下部，马达驱动用的电路基板28固定安装于绝缘体26，其中，上述电路基板28安装有用于对供给至线圈27的驱动电流进行控制的电子部件，电路基板28经由未图示的导线而与同样未图示的外部电源电连接。

对于如上构成的送风机10而言，若从电路基板28向马达15的线圈27供给驱动电流，则转子15a可动由此旋转轴12与叶轮14一体旋转。另外，若叶轮14旋转，则作为流体的空气从箱体11的吸入口19a吸入到叶轮14的叶片13内，并通过箱体11的内部，从箱体11的排出口19b排出到箱体11的外部。此时，在箱体11的排出口19b侧设置的多个辐条20对向箱体11的外部排出的空气进行整流，并且提高空气的压力。结果，在安装了该送风机10的服务器等电子设备中进行换气(或者空气循环)而实现内部冷却。

然而，在服务器等电子设备中，由于框体内部的高密度安装，所以供空气流动的空间变得越来越小，从而对冷却框体内部的送风机10要求高风量、高静压。因此，存在如下情况：为了获得送风机10的高风量、高静压，而将使叶轮14旋转的马达15的最大转速旋转至20000rpm。在使马达15以高速旋转的情况下，伴随与此的振动经由轴承16a、16b传递至箱体11，振动也传递至安装了送风机10的电子设备，结果，电子设备也产生振动。在该情况下，在伴随着马达15的旋转的振动与箱体11的固有振动频率共振的情况下，振动进一步变大，结果，电子设备可能产生异常振动。

表1

表1示出了将在箱体11的马达基座部18形成的加强肋21的数量与辐条20的数量作为参数，通过分析来推断该情况下的箱体11的固有振动频率(Hz)而得的值、以及基于该值的马达15的共振转速。此外，省略基于分析的推断方法的详细说明。

在表1中，比较例1是辐条20为四根且加强肋21也形成为四根的箱体11。比较例2是辐条20为六根且加强肋21也形成为六根的箱体11。实施例1使用本实用新型的实施方式即图1～图3A所示的箱体11，辐条20为七根，加强肋21也为七根。另外，在比较例1、比较例2、实施例1中，箱体11的形状均相同，加强肋21形成为与辐条20和马达基座部18接合的位置C一致。

如表1所示，通过分析推断而得的箱体的固有振动频率分别是比较例1约252Hz、比较例2约275Hz、实施例1约365Hz。据此可知在使辐条20与加强肋21的数量相同的情况下，若增加辐条20与加强肋21的数量，则箱体11的固有振动频率变大。此处，在实施例1中，从转速比(365：X=21910：20000)求得使送风机10的叶轮14旋转的马达15的最大转速为20000rpm的情况下的X(称为激励振动频率)，则可知X=334、即马达15的旋转的激励的振动频率为334Hz。

因此，在通过预先分析求得的箱体11的固有振动频率比激励振动频率334Hz低的情况下，存在伴随着马达15的旋转的箱体11的振动频率与箱体11的固有振动频率共振的可能性。结果，电子设备等可能产生异常振动。

据此，如表1所示，在比较例1、比较例2的箱体11中，箱体11的固有振动频率分别是252Hz、275Hz均为比334Hz低的值。因此，在使送风机10的叶轮14旋转的马达15的最大转速为20000rpm的情况下，存在伴随与此产生的箱体11的振动频率与箱体11的固有振动频率共振的可能性。

与此相对，图1～图3B所示的实施例1示出了箱体11的固有振动频率比334Hz高的值(365Hz)。结果，即使在使送风机10的叶轮14旋转的马达15的最大转速为20000rpm的情况下，也不会达到共振点，从而能够防止安装了送风机10的电子设备等产生异常振动。

表2

表2分别示出了在图1～图3B所示的作为实施方式的送风机10(实施例1)的箱体11中，将辐条20的数量设定为七根，将在马达基座部18形成的加强肋21的根数作为参数，通过分析来推断该情况下的箱体11的固有振动频率而得的值、以及基于该值的马达15的共振转速。图4是表示对改变表2所示的加强肋21的数量时的箱体11的固有振动频率进行推断而得的值的图表。

在表2中，箱体A是辐条20的数量为七根且不形成加强肋21的箱体。箱体B是辐条20的数量为七根且将加强肋21的数量形成为四根的箱体。箱体C是辐条20的数量为七根且加强肋21的数量形成为五根的箱体。箱体D是辐条20的数量为七根且将加强肋21的数量形成为六根的箱体。箱体E是辐条20的数量为七根且加强肋21的数量也形成为七根的箱体，是图1～图3B所示的作为本实用新型的实施方式的箱体(实施例1)。箱体F是辐条20的数量为七根且加强肋21的数量形成为九根的箱体。此外，箱体的形状全部相同，仅作为本实用新型的实施方式的实施例1的箱体E形成为加强肋21与辐条20和马达基座部18接合的位置C一致。

如表2以及图4所示，在使箱体11的辐条20形成为七根的情况下，通过将在马达基座部18形成的加强肋22形成为六根以上，从而即使在使送风机10的叶轮14旋转的马达15的最大转速为20000rpm的情况下，也能够使箱体11的固有振动频率比通过分析推断而得的值334Hz高(337Hz)。

但是，在形成于马达基座部18的加强肋21为六根的情况下，该值是比送风机10的激励振动频率334Hz稍高的值，不能说足够充裕。因此，通过使在马达基座部18形成的加强肋21的数量形成为与辐条20相同的数量亦即七根以上，从而箱体11的固有振动频率能够得到比送风机10的激励振动频率334Hz充分高的值(365Hz)。结果，若使在马达基座部18形成的加强肋21至少为六根以上，更加优选为七根以上，则即使在使送风机10的叶轮14旋转的马达15的最大转速为20000rpm的情况下，也能够减少经由马达基座部18传递至箱体11的振动的影响，从而能够防止安装了送风机10的电子设备等产生异常振动。

另外，优选在形成于马达基座部18的加强肋21与辐条20的数量相同的情况下，加强肋21形成为与辐条20和马达基座部18接合的位置一致。

此外，在实施例中，虽对辐条20的数量为七根的情况进行了说明，但只要为七根以上即可。在将辐条20的数量至少形成为七根的情况下，若在马达基座部18形成七根以上加强肋21，则在使叶轮14旋转的马达15的最大转速为20000rpm时，箱体11的固有振动频率比由马达15的旋转的激励而引起的振动频率高，从而能够防止产生异常振动。

另外，对于多个加强肋21而言，虽公开了从突起部18a的外周侧至马达基座部18的外周侧面以相同的宽度(周向)W、相同的高度(轴向)H延伸而构成的结构，但也可以是以伴随着从突起部18a的外周侧向马达基座部18的外周侧延伸而宽度W递减、高度H递减的方式延伸而构成的结构。这样，将多个加强肋21的宽度形成为在突起部18a处宽度较宽，伴随着朝马达基座部18外周侧延伸而宽度递减，由此能够有效地加强突起部18a，并抑制多余的加强，实现箱体11的轻量化。

并且，本实用新型不限定于上述实施方式，能够实现本实用新型的目的的范围内的变形、改进等均包含于本实用新型。

Claims

1.一种送风机，具备：

叶轮，其具有多个叶片；

马达，其使所述叶轮旋转；

箱体，其收纳所述叶轮与所述马达；

马达基座部，其供所述马达安装；以及

多个辐条，它们将所述箱体与所述马达基座部之间连结，

所述送风机的特征在于，

在所述马达基座部形成有多个加强肋，

所述加强肋的数量形成为与所述辐条的数量相同或者比所述辐条的数量多，

设定为当使所述马达的转速旋转至20000rpm时，所述箱体的固有振动频率比所述马达的转速传递至箱体的振动频率高。

2.根据权利要求1所述的送风机，其特征在于，

所述多个辐条的数量至少为七根以上。

3.根据权利要求1或2所述的送风机，其特征在于，

所述多个辐条形成为相对于与和所述叶轮一体旋转的旋转轴正交的面倾斜规定的角度。

4.根据权利要求1所述的送风机，其特征在于，

所述多个加强肋形成为从在所述马达基座部的中央突出的中空圆筒状的突起部的外周侧到所述马达基座部的外周宽度相同。

5.根据权利要求1所述的送风机，其特征在于，

所述多个加强肋形成为伴随着从在所述马达基座部的中央突出的中空圆筒状的突起部的外周侧朝所述马达基座部的外周侧延伸而宽度递减。

6.根据权利要求1所述的送风机，其特征在于，

当所述多个加强肋的数量与所述辐条的数量相同时，所述加强肋形成为朝所述辐条与所述马达基座部接合的位置延伸。