JP2007170270A - 送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】送風機の送風能力を向上しながら小形化、低騒音化を可能にし、かつ製造コストの低減が図られる送風機を提供する。
【解決手段】内部に風洞部３２を形成する円筒管３０と、前記円筒管３０の中心Ｃを軸として回転自在に軸支され前記円筒管３０内で回転する回転子２０と、前記円筒管３０の外周に配された固定子１１とを有し、前記回転子２０は、複数の羽根２４を備えた羽根車２１と、該羽根車２１の外周に前記円筒管３０の内周面と隙間を設けて対向する円筒状磁性体２５とからなり、前記固定子１１は、前記円筒管３０の外周に配されたリング状の積層鉄心１２と、該鉄心１２に巻装されたコイル１３とからなる送風機１０。
【選択図】図２

Description

本発明は、送風機に関し、小形化、低騒音化を可能にし、かつ製造コストの低減が図られる送風機に関するものである。

従来より、乾燥機、吸排気装置、空調装置、電気機器の冷却などの多くの用途に使用される送風機は、送風能力の向上や、小形化、低騒音化などの多数の改良技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

図８は、従来の送風機の１例を示す断面図である。図において、１１０はその内径部に円筒形の風洞１１１を有するベンチュリケース、１１２は該ベンチュリケース１１０の端部に設けられたモータ保持部、１１３はモータの固定子、１１４はモータの固定子巻線、１１５は回転子の永久磁石、１１６は永久磁石のヨーク、１１７は羽根車１０２の椀形ハブ、１１８は羽根車１０２の羽根、１１９は回転軸、１２０は軸受であり、一般的に軸流ファンと呼ばれる送風機１００である。

図示する送風機１００は固定子巻線１１４に通電することにより羽根車１０２が所定の方向に回転して、主たる空気の流れは矢符１０５に示すように、風洞部１１１の吸込口１０６から流入する空気が、羽根１１８の表面に達して該羽根１１８の回転によって付勢されて吐出口１０７へ送り出される。
特開２００４−１１６２９０号公報

上記のような送風機では、種々の問題点を有している。例えば、ダクトに送風したい時は、通常ダクトの入口や出口に送風機を取り付けており、従来の送風機の構成ではモータの回転軸にファンが装着されたものであるので、風洞中心部にモータが存在し送風能力に問題がある。また、ダクトの中間部に送風機を設けることも不可能ではないが、容易ではなかった。

また、配管抵抗の大きいダクトに送風する場合、静圧の高い送風機を用いる必要があり、従来では羽根径を大きくしたり、モータの回転速度を高くするといった方策がとられていた。その結果、送風機が大形化し、またモータの出力を大きくする必要が生じていた。さらに、回転速度を高くする場合は、騒音が大きくなるという問題も生じる。また、コストの削減は常に強く要請される課題である。

そこで本発明の目的は、送風機の送風能力を向上しながら小形化、低騒音化を可能にし、かつ製造コストの低減が図られる送風機を提供することにある。

請求項１の発明は、内部に風洞部を形成する円筒管と、前記円筒管の中心を軸として回転自在に軸支され前記円筒管内で回転する回転子と、前記円筒管の外周に配された固定子とを有し、前記回転子は、複数の羽根を備えた羽根車と、該羽根車の外周に前記円筒管の内周面と隙間を設けて対向する円筒状磁性体とからなり、前記固定子は、前記円筒管の外周に配されたリング状の積層鉄心と、該鉄心に巻装されたコイルとからなることを特徴とする送風機である。

請求項２の発明は、前記固定子が、モールド樹脂でモールド成形されていることを特徴とする請求項１に記載の送風機である。

請求項３の発明は、前記羽根車と前記円筒状磁性体とが、磁性体部材により一体に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の送風機である。

請求項４の発明は、前記円筒管と前記固定子とが、共にモールド樹脂により一体にモールド成形されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の送風機である。

請求項５の発明は、前記羽根車が、遠心ファンを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の送風機である。

請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の送風機を、直列に複数配置し用いたことを特徴とする送風機である。

請求項１の発明によれば、羽根車を有する回転子が円筒管外周の固定子と共にモータを構成するので、従来の別体からなるモータが不要になり、特に軸方向の短縮化が図られるので洗濯乾燥機など装置内部に送風機を組み込み使用する装置のコンパクト化に寄与することができる。また、ダクトの出入口だけでなく、その中間部にも送風機を配置することが容易となり送風能力を向上することができる。さらに、部品点数減、コンパクト化に伴い材料費などのコスト低減が期待できる。

請求項２の発明によれば、固定子への水分、塵埃等の侵入を防ぎ耐久性を向上することができる。

請求項３の発明によれば、回転子が磁性体部材により１ピース化されるので、部品点数や組立工数が削減され、コストの低減につながる。

請求項４の発明によれば、円筒管と固定子とが一体化されることでコストの低減、さらに両者間の接続強度が高められ耐久性を改善することができる。

請求項５の発明によれば、遠心ファンにより高い静圧が得られ、配管抵抗の大きいダクトに送風する場合にも送風量を確保することができる。

請求項６の発明によれば、送風機の多段配置により高い静圧を得ることができるようになり、径方向のサイズを不変にして配管抵抗の大きいダクトを有する機器のコンパクト化に寄与することができる。また、個々のモータの回転速度を高くする必要がなく、低騒音化が図られる。さらに、モータ１台当たりの出力を大きくする必要がなくモータ作製の初期費用が不要となる。

以下に、本発明に係る送風機の実施形態について、図面に基づいて説明する。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態の送風機１０の正面図であり、図２はその縦断面図、図３（ａ）は羽根車の正面図、（ｂ）はその断面図である。

図に示すように送風機１０は、内部に風洞部３２を形成する円筒管３０と、該円筒管３０の中心Ｃを軸として円筒管３０内に回転自在に配された回転子２０と、該円筒管３０の外周面に沿って配された固定子１１とを有している。

円筒管３０は、樹脂や金属材料からなり、該円筒管３０の内周面から前記風洞部３２を横断し円筒管３０の中心Ｃに向かって延びる３本の脚部３１ａ、３１ｂを円筒管３０の軸方向前後に設けている。

また、この円筒管３０の両端外周部には、円筒管３０同士や円筒管３０とダクトの配管との接続時に互いに密着し嵌め合わされるように、切り欠き部３３ａ、３３ｂが外周側と内周側に設けられている。

回転子２０は、回転軸２３が前記脚部３１ａ，３１ｂの中央部に配設された軸受２６ａ、２６ｂにより、円筒管３０すなわち風洞部３２の中心Ｃを軸にして回転自在に軸支され、羽根車２１と円筒状の磁性体２５とから構成されている。

羽根車２１は、回転軸２３に装着される羽根基部２２から等間隔で３方に延びる軸流ファン型の羽根２４を設け、３本の羽根２４の先端部は円環状の連結部２２ａにより環状に連結されている。この羽根車２１は、通常樹脂材料で一体成形されるが、アルミ合金製等の羽根２４を羽根車２１の成形時に樹脂と共に成形するものでもよい。

そして回転子２０は、前記連結部２２ａの外周に、前記円筒管３０の内周面との間に回転のための隙間を設けて固定子１１の鉄心１２に対向する円筒状マグネット２５を装着して形成される。

固定子１１は、前記円筒管３０の外周面に沿って配されたリング状の積層鉄心１２と、それに巻装されたコイル１３とからなり、制御用回路基板１４と共にモールド樹脂１５内にモールド成形されている。これにより、固定子１１を内蔵するリング状の樹脂成形体を形成し、固定子１１を円筒管３０の外周に固定している。

送風機１０は、この回転子２０と固定子１１によりブラシレス直流モータを内蔵するものとなり、別体のモータが不要となり、軸方向の短縮化が可能となる。

送風機１０は固定子１１のコイル１３に通電することにより回転子２０が所定の方向に回転して、風洞部３２の吸込口３４から流入する空気は、羽根２４の回転によって付勢されて吐出口３５へ送り出され送風される。

この送風機１０は、ダクトの出入口だけでなく、送風機１０の前後にダクトの配管を接続しやすいことから、ダクトの中間部にも送風機１０を配置することが容易となり送風能力を向上することが容易となる。

さらに、部品点数減、コンパクト化に伴い材料費などのコスト低減が期待できる。

［第２の実施形態］
図４は第２の実施形態の送風機に用いられる回転子２７を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）はその断面図である。送風機の構成は上記送風機１０と同一であるので、その説明を省略する。

回転子２７の形状は第１の実施形態で示した回転子２０と同一形状であるが、図３における基部２２、羽根２４、連結部２２ａ及びマグネット２５が、磁性体部材により一体に成形され、一部品でなる回転子２７を形成するものである。磁性部材としては、プラスチックマグネットなどの樹脂材料が成形性の点から好ましい。

これにより、部品コストや組立工数が削減され、送風機のコスト低減につながる。

［第３の実施形態］
図５は第３の実施形態の送風機に用いられる回転子２８を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）はその断面図である。送風機の構成は上記送風機１０と同一であるので、その説明を省略する。

回転子２８は、第１の実施形態で用いた軸流ファン型の羽根２４に代えて、遠心ファン２９に変更したものであり、この場合風の流れを軸流的なもの（矢符Ａ）とするために、羽根２９の外周部にシュラウド４０が設けられている。

このように、羽根の種類を軸流ファンより高い静圧が得られる遠心ファンにすることで、軸流ファンよりも多い風量を出すことが可能となり、配管抵抗の大きいダクトに好適である。

［第４の実施形態］
図６は第４の実施形態の送風機５０を示す縦断面図である。送風機５０の構成は上記送風機１０と同一であるので、その説明を省略する。

送風機５０は、円筒管５２部分と固定子１１を覆うモールド成形部分５１とが、モールド樹脂で一体成形され、円筒管５２と固定子１１とが１ピース化されたものである。

これにより、部品点数や組立工数が削減され、送風機のコスト低減につながるとともに、円筒管と固定子部分との接続強度が高められ耐久性を向上するものとなる。

［第５の実施形態］
図７は第５の実施形態の１例を示すものである。

図に示すように、この実施例では３台の送風機１０を直列に接続し用いたものである。３台の送風機１０は、それぞれの円筒管３０の両端外周部に設けた接続用の切り欠き部３３ａ、３３ｂを嵌め合わせて接続されている。

図では、３台の送風機１０がダクト５４の中間部に配置された例を示すもので、ダクト５４の配管５５、５６がそれぞれの端部外周部に設けた接続用の切り欠き部５５ａ、５６ａにおいて、送風機１０の切り欠き部３３ａ、３３ｂに嵌め合わされ接続されている。

また、図では３台の送風機１０を連続して配置しているが、断続的に配置するものでもよく、ダクトの曲り部の前後に配置することもでき、ダクト５４の出入口に配置するものでも勿論よい。送風機１０の台数も制限されることはない。

このように送風機を多段で配置し用いることで、高い静圧を得ることができるようになり、配管抵抗の大きいダクトの径方向のサイズを大きくせずに機器のコンパクト化を図ることができる。また、モータの回転速度を高くする必要がなく、低騒音化が図られ、さらに、モータ１台当たりの出力を大きくする必要がないので使用モータの低価格化が可能となる。

なお、本発明の送風機は、上記の第１〜第４の各実施形態で説明した手段の複数を同時に採用してもよい。

本発明の送風機は、乾燥機、吸排気装置、空調装置、電気機器の冷却などに使用される。

第１の実施形態の送風機の正面図である。 同上の縦断面図である。 同上の回転子を示す、正面図（ａ）、断面図（ｂ）である。 第２の実施形態の回転子を示す、正面図（ａ）、断面図（ｂ）である。 第３の実施形態の回転子を示す、正面図（ａ）、断面図（ｂ）である。 第４の実施形態の送風機の縦断面図である。 第５の実施形態の送風機の縦断面図である。 従来の送風機の１例を示す縦断面図である。

符号の説明

１０……送風機
１１……固定子
１２……鉄心
１５……コイル
２０……回転子
２１……羽根車
２３……回転軸
２４……羽根
２５……磁性体
３０……円筒管
３１……脚部
３２……風洞部
Ｃ……中心

Claims (6)

1. 内部に風洞部を形成する円筒管と、前記円筒管の中心を軸として回転自在に軸支され前記円筒管内で回転する回転子と、前記円筒管の外周に配された固定子とを有し、
   前記回転子は、複数の羽根を備えた羽根車と、該羽根車の外周に前記円筒管の内周面と隙間を設けて対向する円筒状磁性体とからなり、
   前記固定子は、前記円筒管の外周に配されたリング状の積層鉄心と、該鉄心に巻装されたコイルとからなる
   ことを特徴とする送風機。
2. 前記固定子が、モールド樹脂でモールド成形されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の送風機。
3. 前記羽根車と前記円筒状磁性体とが、磁性体部材により一体に形成されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の送風機。
4. 前記円筒管と前記固定子とが、共にモールド樹脂により一体にモールド成形されている
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の送風機。
5. 前記羽根車が、遠心ファンを有する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の送風機。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の送風機を、直列に複数配置し用いた
   ことを特徴とする送風機。
   

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