JP2007224761A

JP2007224761A - 送風機およびこの送風機を搭載した冷却ユニット

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Publication number: JP2007224761A
Application number: JP2006044573A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Nishio; 政信西尾
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2006-02-21
Filing date: 2006-02-21
Publication date: 2007-09-06

Abstract

【課題】送風機を筐体に直接取り付けても、長寿命を保証することのできる送風機およびこの送風機を搭載した、薄型化および小型化を実現した冷却ユニットを提供すること。
【解決手段】インペラ部５のボス部５１とモータ部４の回転体１０におけるロータハブ１２との軸線方向の間には、円環形状の断熱材１５が配置されている。そしてロータハブ１２に固定され、軸受部２０に回転自在に支持されるシャフト１１とボス部５１とは非接触であり、且つ軸線方向に間隙が設けられる。この構造により、インペラ部５から軸受部２０への伝熱経路を長くすることができ、且つその経路の間に断熱材１５を介在させるので、軸受部２０へ伝わる熱量を抑えることができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、送風機およびこの送風機を搭載した筐体内に存在する発熱体を冷却する冷却ユニットに関する。

従来から発熱体を収容した密閉の筐体を冷却するために、筐体の一部の外壁に送風機が取り付けられる構造が採用されている（このような従来の構造として、例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２４６７８１号公報

しかしながら、筐体の一部に直接送風機を取り付けてしまうと、筐体内の熱が送風機の軸受部に直接伝わってしまう。そのため、軸受寿命を低下させてしまう問題が生じていた。特に送風機の軸受部が含油焼結体である場合には、筐体内の熱によって、含油焼結体の油が蒸発してしまう可能性がある。

また筐体内からの伝熱を防ぐために送風機のインペラを筐体の外側に配置する構造を採用すると、送風機の高さの分だけ筐体から突出するので、筐体全体を薄型化および小型化を図ることが困難であった。

本発明は、上記問題に鑑み、なされたものであり、その目的とするところは、送風機を筐体に直接取り付けても、長寿命を保証することのできる送風機およびこの送風機を搭載した、薄型化および小型化を実現した冷却ユニットを提供することである。

本発明の請求項１によれば、回転軸の周りを回転するロータマグネットを有する、回転体、前記ロータマグネットと対向する面を有する、ステータ、および、前記回転体を回転自在に支持する、軸受部を有するモータ部と、前記回転軸の周りを前記回転体と一体となって回転し、複数の羽根を有するインペラ部とを備える送風機であって、前記モータ部における前記回転体は、前記回転軸と同軸となるシャフトと、該シャフトに固定され、前記ロータマグネットを保持するロータハブとを有し、前記インペラ部は前記ロータハブに固定され、前記シャフトの軸線方向上端面と前記インペラ部との間に間隙が設けられることを特徴とする。

本発明の請求項１に従えば、シャフトとインペラ部とが直接接触していないことより、インペラ部から直接シャフトへ伝熱することを防ぐことができる。したがって、送風機を高温環境下にて使用したとしても、インペラ部からシャフトへの伝熱はロータハブを介すことにより伝熱経路を長くすることができる。したがって、シャフトの高熱化を防ぐことができ、シャフトを介しての軸受部への伝熱量を抑えることができる。これにより、軸受寿命の長い送風機を提供することができる。その上、高温環境下においても軸受寿命に関して信頼性の高い送風機を提供することができる。

本発明の請求項２によれば、請求項１に係わり、前記インペラ部は金属材料を塑性加工によって成形されたことを特徴とする。

本発明の請求項２に従えば、インペラ部を金属材料にて形成することによって、送風機を約２００度の高温環境下に配置したとしても塑性変形を抑えることができる。またインペラ部を塑性加工にて成形することにより、インペラ部の製造コストを大幅に抑えることができる。

本発明の請求項３によれば、請求項１および請求項２のいずれかに係わり、前記インペラ部は、前記回転軸付近に形成され、軸線方向上側に略円錐形状の突起部を有するボス部と、該ボス部の外周側に形成され、前記羽根を保持する羽根保持部とを有し、前記ボス部の板厚は、前記羽根保持部の板厚より厚いことを特徴とする
本発明の請求項３に従えば、ボス部の板厚を羽根保持部の板厚より厚くすることにより、ボス部にて他の部材との固定部材による固定を行うことができる。

本発明の請求項４によれば、請求項１乃至請求項３のいずれかに係わり、前記インペラ部と、前記ロータハブの上面との軸線方向間には断熱材が固定されており、前記インペラ部および前記ロータハブとは非接触であることを特徴とする。

本発明の請求項４に従えば、ロータハブとインペラ部との軸線方向の間に断熱材を挟むことにより、インペラ部からロータハブへの伝熱を断熱材にて防ぐことができる。したがって、ロータハブからシャフトへの伝熱量を抑えることができ、シャフトから軸受部への伝熱量も抑えることができる。したがって、軸受部の寿命の低下を抑えることができる。

本発明の請求項５によれば、請求項４に係わり、前記断熱材は、樹脂材料であることを特徴とする。

本発明の請求項５に従えば、樹脂材料は金属と比較して大幅な断熱効果を有しているので断熱材として適用することは望ましい。したがって、インペラ部から軸受部への伝熱を効率よく防ぐことができる。

本発明の請求項６によれば、請求項４および請求項５のいずれかに係わり、前記インペラ部と前記断熱材と前記ロータハブとは樹脂材料の固定部材にて固定されていることを特徴とする。

本発明の請求項６に従えば、インペラ部と断熱材とロータハブとの固定する固定部材はインペラ部からロータハブに直結するので、樹脂材料にて断熱効果を向上させることにより、インペラ部からロータハブへの伝熱量を抑えることができる。

本発明の請求項７によれば、請求項６に係わり、前記固定部材は、ネジであることを特徴とする。

本発明の請求項７に従えば、樹脂材料のネジにてロータハブに羅着することにより、インペラ部とロータハブとの固定を確実に行うことができる。したがって信頼性の高い送風機を提供することができる。

本発明の請求項８によれば、請求項１および請求項２のいずれかに係わり、前記インペラ部は、前記回転軸付近に形成され、上面中央部に軸線方向上側に略円錐形状の突部を有する略円筒形状のボス部と、該ボス部の円筒部側面に形成され、前記羽根を保持する羽根保持部とを有し、前記ロータハブの上面と前記ボス部の下面との間には、略円環形状の断熱材が固定され、前記ロータハブは前記断熱材の内周面と嵌合する上面円筒部が設けられ、前記ボス部の前記円筒部の内周面と前記断熱材の外周面とは嵌合されることを特徴とする。

本発明の請求項８に従えば、ロータハブの上面円筒部の外周面と断熱材の内周面とを嵌合することにより、ロータハブの中心と断熱材の中心とを一致させることができる。さらに断熱材の外周面とボス部の内周面とを嵌合させることにより、断熱材の中心とボス部の中心とを一致させることができる。したがって、ロータハブの中心とボス部の中心とを一致させることができる。その結果、ロータハブとボス部を介したインペラ部との中心が精度良く一致しているので、回転体の振れ回りが小さくなり、軸受部に負担の少ない送風機を提供することができる。

本発明の請求項９によれば、請求項１乃至請求項８のいずれかに係わり、前記軸受部は、前記シャフトを回転自在に受ける、油を浸した焼結体にて形成された略円筒形状のスリーブと、該スリーブを外周側から保持するハウジングと、前記スリーブと前記ハウジングとの間に配置され、前記スリーブの外周面と当接することによって前記スリーブに油を補給する補油部材とを有することを特徴とする
本発明の請求項９に従えば、軸受部に補油部材を使用することによって、すべり軸受の寿命を大幅に延長することができる。特に高温環境下に使用するモータおよび送風機に関しては、油の蒸発が激しいので、補油部材を介在させることによって寿命の信頼性を向上させることができる。

本発明の請求項１０によれば、請求項１乃至請求項９のいずれかに係わり、前記送風機は、前記ロータマグネットより軸線方向下側に位置し、前記軸受部に固定される取付板と、前記取付板に固定される回路基板と、前記取付板の少なくとも一部を収容し、且つ、前記ロータマグネットの少なくとも一部を外囲する軸線方向上側に開口する略カップ形状の取付筐体とを有し、前記取付筐体は、前記取付板に固定されることを特徴とする。

本発明の請求項１０に従えば、取付筐体が取付板に固定されることにより、取付筺体が直接軸受部に固定する場合と比較して、軸受部への伝熱経路を長くすることができる。

本発明の請求項１１によれば、請求項１０に係わり、前記回路基板は、前記取付板の軸線方向下側に固定され、前記取付筐体の底面部における前記回路基板の対応部には、前記回路基板を露出する基板露出開口部が形成されることを特徴とする。

本発明の請求項１１に従えば、取付筺体に基板露出開口部を形成することにより、回路基板での発熱を取付筺体内に閉じ込めることなく、外部へ放熱することができる。したがって、回路基板での発熱を軸受部へ伝熱させることを防ぐことができる。

本発明の請求項１２によれば、請求項１０および請求項１１のいずれかに係わり、前記取付筐体の底面部の一部には、開口穴が形成され、前記開口穴には、前記軸受部の少なくとも一部が挿通されることを特徴とする。

本発明の請求項１２に従えば、取付筺体の底面部の開口穴と軸受部が挿通されることにより、軸受部の底面部が外部に露出する。したがって、軸受部の底面部は外部の空気によって冷却することができる。したがって、軸受部の放熱性が向上し、軸受部の寿命の低下を防ぐことができる。

本発明の請求項１３によれば、冷却ユニットは、発熱体と、該発熱体を密閉する筐体と、該筐体に取り付けられ、前記発熱体を冷却する送風機と、を有する冷却ユニットであって、前記送風機は、請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の送風機であり、前記インペラ部の少なくとも一部は、前記筐体内に配置されることを特徴とする。

本発明の請求項１３に従えば、筺体内にインペラ部の一部を収容させることにより、送風機全部を筺体外部に配置する必要がなくなる。したがって、筺体の小型化、薄型化を図ることができる。

本発明の請求項１４によれば、請求項１３に係わり、前記筐体の前記送風機が取り付けられる一面は前記送風機を取り付ける開口部が形成され、前記インペラ部の前記プレートの少なくとも一部は、前記開口部内に収容されていることを特徴とする
本発明の請求項１４に従えば、インペラ部のプレートの一部が筺体の開口部内に収容されることにより、筺体内のインペラ部が占める部分をその分だけ減らすことができるので筺体の小型化、薄型化を図ることができる。

本発明の請求項１５によれば、請求項１４に係わり、前記開口部の径は、前記ロータハブの外径よりも大きく前記インペラ部の外径よりも小さく形成されることを特徴とする。

本発明の請求項１５に従えば、開口部の径をインペラ部の外径より小さくすることにより、筺体内の壁にてインペラ部を覆うケースの一部を形成することができる。さらに開口部の径をロータハブの内径よりも大きくすることにより、ロータハブの一部を開口部に収容することができる。したがって、筺体の小型化、薄型化を図ることができる。

本発明の請求項１６によれば、請求項１３乃至請求項１６のいずれかに係わり、前記インペラ部の前記プレートと前記取付筐体の円筒部の上端面との軸線方向には間隙を有し、前記間隙には、断熱材が配置されていることを特徴とする。

本発明の請求項１６に従えば、インペラ部のプレートと取付筺体の円筒部の上端面との間に形成される間隙に断熱材を配置することにより、筺体内の高温の熱のモータ部への侵入を防ぐことができる。

本発明の請求項１７によれば、請求項１６に係わり、前記断熱材は繊維材料にて形成されていることを特徴とする。

本発明の請求項１７に従えば、インペラ部のプレートと取付筐体の円筒部の上端面との間に配置される断熱材を繊維材料にて成形することにより、断熱材が回転するインペラ部に接触したとしても、断熱材の破損を防止することができる。

本発明の請求項１８によれば、請求項１３乃至請求項１７のいずれかに係わり、前記取付筐体の前記円筒部には、前記筐体と取り付けるための径方向延出部が形成され、前記円筒部は、前記開口部と径方向に重なり、前記円筒部の外周面と、前記開口部の内周面とすきま嵌めされることを特徴とする。

本発明の請求項１８に従えば、取付筐体の円筒部が筺体の開口部とすきま嵌めされることにより、取付筺体の円筒部の中心と筺体の開口部の中心とを一致させることができる。また径方向延出部が筺体の開口部の周縁と当接することにより、取付筺体と筺体との軸線方向の位置決めを容易に行うことができる。

本発明の請求項１９によれば、回転軸の周りを回転するインペラおよびロータマグネットを含む回転体と、前記ロータマグネットと対向する面を有するステータと、前記回転体を回転自在に支持する軸受機構と、前記ロータマグネットより軸線方向下側に配置され、該軸受機構と固定される、回路基板を含む取付板と、前記取付板を収容し、前記ロータマグネットの少なくとも一部を外囲する軸線方向上側に開口する取付筐体と、前記取付筐体と固定され、前記回転体の一部を挿通する開口部を有し、他部材に搭載する板状部材と、を備える送風機の製造方法であって、
ａ）前記軸受機構に前記取付板および前記ステータを固定する工程と、
ｂ）前記取付筐体および前記取付板を固定する工程と、
ｃ）前記板状部材に前記取付筐体を固定する工程と、
ｄ）前記回転体を前記軸受機構に挿通する工程と、
を含み、前記ｄ）工程は、前記ｃ）工程の後に行われることを特徴とする。

本発明の請求項２０によれば、前記板状部材の開口部の径は、前記ロータハブの外径よりも大きく前記インペラ部の外径よりも小さく形成され、前記板状部材は、前記インペラ部と前記取付筐体との軸線方向の間隙に配置されることを特徴とする。

本発明の請求項１９および請求項２０に従えば、開口部の径をインペラ部の外径より小さくする形成することにより、インペラ部の径に係わらず開口部の径を設定することができる。したがって、開口部の周縁に取付けられる取付筺体の円筒部および径方向延出部に合わせた径の開口部を形成することができる。

本発明に従えば、送風機を筐体に直接取り付けても、長寿命を保証することのできる送風機およびこの送風機を搭載した冷却ユニットを提供することができる。

また本発明に従えば、冷却ユニットの薄型化および小型化を図ることができる。

＜冷却ユニット構造＞
本発明に係わる冷却ユニットの構造について図１を参照して説明する。図１は冷却ユニットの内部を示す模式図である。

図１を参照して、六方からの外壁によって外囲された筐体１は発熱体２が収容されている。また筐体１の外壁１ａの一面には、送風機３が取り付けられる。ここで、送風機３は、モータ部４とインペラ部５とモータ部４を外壁に取り付ける筐体取付板６とから構成される。そしてインペラ部５は、筐体１の内部に収容される。また筺体１の内部に位置するインペラ部５には、筺体１内に吸気口７ａを設けた遠心送風機用流路を形成するケース７が外壁１ａとともにインペラ部５を外囲するように外壁１ａに取付けられる。そしてケース７の吹き出し口７ｂより発熱体２への空気の流路を確保する発熱体案内部８が形成されている。送風機３によってケース７の吹き出し口７ｂより吹き出した空気は、発熱体案内部８を通り、発熱体２に空気を衝突させて発熱体２を冷却する。ここで、このような外壁１ａを挟んでモータ部４およびインペラ部５を取付ける送風機３のような構造では、特に筺体１内の完全密閉を目的とする場合においては、筺体１の外部からの空気を取り入れることができないためにモータ部４側に吸気口を設けることが困難である。筺体１内側に吸気口を設けることのできる遠心送風機であることが望ましい。その上、密閉された筺体１内においては、静圧が大きくなるので、送風の風量を多くすることができる遠心送風機であることが望ましい。また外壁１ａをケース７の一面として利用することができることから、外壁１ａの板厚を有効利用することができるので、筺体１の小型化および薄型化を図ることができる。

＜モータ部構造＞
次に本発明に係わる送風機３のモータ部４の構造に関して、図２を参照して説明する。図２はモータ部４の軸線方向の模式断面図である。

図２を参照して、モータは、中心軸Ｊ１を中心に回転する回転部１０、回転部１０を回転自在に支持する軸受部２０、軸受部２０を保持する固定部３０とから構成される。

回転部１０は、中心軸Ｊ１と同軸に回転するシャフト１１、シャフト１１の上部に固定されるロータハブ１２、ロータハブ１２に固定され、磁性部材にて形成された略円筒形状のヨーク１３、ヨーク１３の円筒部内周面に固定される環状のロータマグネット１４とから構成される。

ロータハブ１２は、例えば、アルミニウム等の非磁性材料を下側に開口する中央部に上側に突出する円筒部１２ａを有する円盤状に形成される。この円筒部１２ａの下端部には、半径方向外側に延びる延出部１２ｂが形成される。

ヨーク１３は、ロータハブ１２の延出部１２ｂの外周縁の下面側に例えば、カシメ等の塑性加工にて固定される。そしてヨーク１３の内周面には、ロータマグネット１４が例えば、接着剤にて固定される。

軸受部２０は、シャフト１１を回転自在に支持する油を含浸した焼結材料にて成形されたスリーブ２１、スリーブ２１を保持する軸線方向の上側に開口した略カップ形状のハウジング２２、スリーブ２１とハウジング２２の間に保持され、スリーブ２１に油を補給する補油部材２３、およびハウジング２２の底部２２ａに配置され、シャフト１１の下端部を回転自在に支持する耐摩耗性の良い樹脂材料から形成されるスラストプレート２４を備える。

ハウジング２２の内周面の上側には、半径方向に拡径する環状の凹部２２ｂが形成される。この凹部２２ｂの上端面２２ｂ１は、半径方向内方に向かうに従い、上方に傾斜するテーパ面が形成される。また凹部２２ｂの下端面２２ｂ２は、中心軸Ｊ１に対して垂直な平面が形成される。またスリーブ２１の外周面は、ハウジング２２の内周面のうち、凹部２２ｂの軸方向両側に位置する部分と当接する。そして補油部材２３は、凹部２２ｂとスリーブ２１の外周面とで形成された空間に配置される。これにより、補油部材２３の油の量だけ軸受部２０の寿命を延長させることができるので、高温環境下においても寿命に関する信頼性を確保することができる。

固定部３０は、ハウジング２２の外周部に固定されるステータ３１、ハウジング２２の下端面の外周側に固定される取付板３２、取付板３２の下面に固定され、回転制御を行う回路基板３３、回路基板３３の下面に固定され、外部電源（不図示）との接続を行う、例えばフレキシブル回路基板等のケーブル３４とから構成される。

ステータ３１は、磁性体の薄板を積層させて形成されたステータコア３１ａと、ステータコア３１ａの周囲に巻回する巻線３１ｂとから構成される。この巻回された巻線３１ｂの端部は、回路基板３３に半田等にて電気的に接続される。

外部電源からの電流は、ケーブル３４を通じてステータ３１に通流されることによって、ステータ３１の周囲に磁場を発生させる。この磁場とロータマグネット１４との相互作用によって回転部１０は回転駆動力を得る。

＜外壁と取付筐体との取付構造および取付筐体構造＞
次に図１における筐体１の外壁とモータ部４および取付筺体６との取付構造について図３および図４を参照して説明する。図３は、外壁１ａにモータ部４および取付筺体６を取り付けた際の模式断面図を示し、図４は、図３の矢視Ｖ方向より示した図面を示す。

図３を参照して、筐体１の外壁１ａの送風機３（図１参照）の取付部には、開口部１ｂが形成されている。そして取付筐体６は、外壁１ａに向かい開口する略カップ形状にて形成されている。取付筐体６の円筒部６ａの内周面は、ヨーク１３を径方向に外囲する。そして円筒部６ａの外周面は、外壁１ａの開口部１ｂの内周面と嵌合する。これにより、外壁１ａの開口部１ｂの軸線方向の中心と取付筐体６の軸線方向の中心とを一致させることができる。したがって、外壁１ａと取付筐体６との取付けを精度の良く行うことができる。

また取付筐体６の円筒部６ａの外周面の一部には、外壁１ａとの取付けを行う径方向延出部６ｂが形成されている。この径方向延出部６ｂの軸線方向上面と外壁１ａの軸線方向下面とが当接することによって取付筐体６の軸線方向位置が決定される。またこれら外壁１ａおよび取付筐体６の径方向延出部６ｂとの固定には、ネジ等の固定部材６１が用いられる。この固定部材６１は周方向等間隔に配置される。本実施例では、１２０度間隔に３個の固定部材６１が用いられる（図４参照）。

また取付筐体６の底面部６ｃの軸線方向上面は、モータ部４の取付板３２の軸線方向下面と当接する。そして、底面部６ｃと取付板３２とは、ネジ等の固定部材６２にて固定される。そしてこの固定部材６２は周方向等間隔に配置される。本実施例では、１２０度間隔に３個の固定部材６２が用いられる（図４参照）。その上、底面部６ｃの軸線方向の中心には、開口穴６ｃ１が形成される。そして底面部６ｃと取付板３２との取付けた状態にて、ハウジング２２の軸線方向の下部は開口穴６ｃ１に挿通される。そしてハウジング２２の底部２２ａは、取付筐体６の底面部６ｃより軸線方向の下側に位置する。これにより、軸受部２０の一部が外気に接することにより、軸受部２０は冷却されるので軸受寿命を延長させることができる。

また図４を参照して、取付筐体６の底面部６ｃの回路基板３３と軸線方向に対向する位置には、回路基板３３を外気に露出する基板露出開口部６ｃ２が形成されている。これにより、回路基板３３およびケーブル３４のような電流を通流する部材を外気に露出することができる。したがって、回路基板３３およびケーブル３４が通流することによって発熱したとしても、取付筐体６の内部に熱が停滞することなく、取付筐体６の外部へ放熱することができる。これにより取付筐体６の内部に余計な熱を加えることを防ぐことができるので、軸受部２０への熱影響を防ぐことができる。

＜インペラ形状およびインペラのモータ部への取付構造＞
次にインペラ部５の形状およびインペラ部５とモータ部４との取付構造について図５乃至図７を参照して説明する。図５は、外壁１ａに送風機３を取付けた状態の軸線方向の模式断面図であり、図６は、インペラ部５を示し、ａ）はインペラ部５を上面より見た図であり、ｂ）はインペラ部５の軸線方向の模式断面図である。また図７は、図５の軸線方向に切った半図の拡大図である。

図６のｂ）を参照して、インペラ部５は、金属材料にて成形され、軸線方向の中心に円錐形状の突起部５１ａを有した略円筒形状のボス部５１およびこのボス部５１の円筒部５１ｂの外周面に固定され、複数の羽根５２ａを有する羽根保持部５２を備える。羽根保持部５２は軸線方向の上側に開口した環状の略カップ形状であり、そして羽根５２ａは羽根保持部５２の円筒部５２ｂを周方向の所定間隔に半径方向内方に切り起こすことによって形成される。またボス部５１および羽根保持部５２は、プレス等の塑性加工によって形成される。そしてボス部５１の円筒部５１ｂの端部には、半径方向外方に延びる径方向延長部５１ｃが形成される。ボス部５１の円筒部５１ｂと羽根保持部５２とが嵌合し、且つ、径方向延長部５１ｃの軸線方向の上面に羽根保持部５２が当接して、カシメ等によって固定される。これにより羽根保持部５２の径方向および軸線方向の位置決めを容易に行うことができる。

また羽根保持部５２の円筒部５２ｂの軸線方向の上部には、軸線方向の下側に向かい径方向内方へ広がることによって空気をインペラ部５の中央へ案内する環状の案内傾斜面５２ｂ１が形成されている。これにより、筐体１（図１参照）内の空気をインペラ部５内に効率良く吸気することができる。

案内傾斜面５２ｂ１によってインペラ部５内に吸気された空気は、ボス部５１の突起部５１ａに衝突することによって、羽根保持部５２の羽根５２ａの方向へ流れる。そしてこの羽根５２ａによって発熱体２（図１参照）へ送風することによって発熱体２を冷却する。

図６のｂ）を参照して、ボス部５１の突起部５１ａと円筒部５１ｂとを連結する蓋部５１ｄには、後述の固定部材１７を挿通する固定用穴５１ｄ１が周方向等間隔に複数形成されている。本実施例の固定用穴５１ｄ１は１２０°間隔にて３つ形成されている。

図５を参照して、ロータハブ１２の円筒部１２ａの外周面および径方向延出部１２ｂの軸線方向の上面に当接するように円環形状に形成された断熱材１５が配置される。これにより、ロータハブ１２の径方向の中心と断熱材１５の径方向の中心とを一致させることができる。したがってロータハブ１２および断熱材１５の同軸度精度を向上させることができる。そしてボス部５１の円筒部５１ｂの内周面は、断熱材１５の外周面と嵌合する。よって断熱材１５の径方向の中心とボス部５１の円筒部５１ｂの径方向の中心とを一致させることができる。したがって、インペラ部５の回転中心とロータハブ１２の回転中心とを一致させることができる。ここで、インペラ部５の回転中心とロータハブ１２の回転中心とが精度良く一致していない場合、インペラ部５の振れ回りによって、シャフト１１が振れまわってしまう。これによりシャフト１１の外周面とスリーブ２１の内周面との接触回数が増加してしまい、スリーブ２１の内周面が削れてしまう可能性がある。その結果、シャフト１１の外周面とスリーブ２１の内周面との間にスリーブの内周面を削った削り粉が侵入してしまい、その削り粉とスリーブ２１の内周面との接触によって焼きつきを発生してしまう可能性がある。さらにこの焼きつきによってシャフト１１の回転がロックしてしまう不具合が発生する可能性がある。しかし、本発明の実施例のように断熱材１５の軸線方向の中心とボス部５１の円筒部５１ｂの径方向の中心とを一致させることによって、インペラ部５の振れ回りを抑えることができる。したがって、上記のようなシャフト１１とスリーブ２１との接触によって生じる軸受寿命の低下の問題を抑えることができ、寿命に関する信頼性の高い送風機を提供することができる。

またロータハブ１２とインペラ部５のボス部５１とは、断熱材１５が軸線方向の間に介在するので、直接接触しない。したがって、インペラ部５のボス部５１からロータハブ１２への伝熱経路には、必ず断熱材１５を経由する必要があるので、ボス部５１からロータハブ１２への伝熱量を抑えることができる。

さらに軸受部２０のスリーブ２１に直接回転支持されるシャフト１１とインペラ部５とは、直接接触しない。そしてその上、シャフト１１の軸線方向の上端面とインペラ部５のボス部５１との軸線方向には間隙が形成されている。この構造により、インペラ部５からシャフト１１へ直接伝熱することはないので、シャフト１１の高熱化を防ぐことができる。その結果、シャフト１１を介したスリーブ２１への伝熱を防ぐことができる。

したがって、筐体１（図１参照）内に配置されるインペラ部５からスリーブ２１への伝熱経路は、インペラ部５→断熱材１５→ロータハブ２１→シャフト１１→スリーブ２１となる。すなわち、インペラ部５からスリーブ２１までの伝熱に他の部材を多く入れることによって伝熱経路を長くし、スリーブ２１への伝熱を防ぐことができる。したがって、スリーブ２１の熱による油の蒸発を防ぐことにより、軸受部２０の寿命の低下を防ぐことができ、信頼性の高い送風機を提供することができる。

次に図７を参照して、取付筐体６の円筒部６ａの軸線方向の上端面は、外壁１ａの軸線方向の上面より軸線方向の下側に形成される。そして、ボス部５１の径方向延長部５１ｃの軸線方向の下端面は、外壁１ａの軸線方向の上面より軸線方向の下側に形成される。この構造により、外壁１ａの軸線方向の厚さを有効に利用することができるので、筐体１（図１参照）の小型化を実現することができる。

さらに取付筐体６の円筒部６ａの軸線方向の上端面およびボス部５１の径方向延長部５１ｃの軸線方向の下端面の軸線方向には間隙が設けられる。そしてこの間隙には、断熱材１６が配置される。この断熱材１６はボス部５１との接触によって削られることを避けるために繊維材料にて形成される。

これら断熱材１５、１６によって、筐体１内が例えば、約２００度という高温下においても軸受部２０の寿命を損なうことなく使用することができる。すなわち、インペラ部５からの軸受部２０への伝熱を断熱材１５によって防ぐことができ、その上、筐体１内の高温下の熱流がモータ部側に侵入することを断熱材１６によって防ぐことができる。したがって、軸受部２０を筐体１内の熱によって高温にさせることを防ぐことができるので、軸受部２０におけるスリーブ２１の油の蒸発を防ぐことができる。

また図５を参照して、インペラ部５、断熱材１５、およびロータハブ１２の固定には、樹脂材料にて成形された固定部材１７を用いるとよい。固定部材１７に樹脂材料を使用することにより、インペラ部５からロータハブ１２への伝熱を抑えることができる。また固定部材１７の固定方法は、ネジ形状にして羅着しても、棒状に形成した樹脂材料の軸線方向両端側を溶着して固定してもよい。

＜送風機３の組立方法＞
次に本発明に係わる板状部材である外壁１ａを含めた送風機３の組立方法について図８および図９を参照して説明する。図８は工程を示す図であり、図９は工程に従う組立図である。

まず図９のａ）を参照して、軸受部２０を作製する。そして、この軸受部２０に取付板３２およびステータ３１等の固定部３０を固定する（図８のステップＳ１）。

次に図９のｂ）を参照して、取付筐体６と固定部３０の取付板３２とを固定部材６１にて固定する（図８のステップＳ２）。この際に、軸受部２０のハウジング２２の底部２２ａ、回路基板３３およびケーブル３４は外部に露出する。

次に図７のｃ）を参照して、取付筐体６の円筒部６ａと外壁１ａの開口部１ｂとをすきま嵌めによって円筒部６ｂの径方向の中心と開口部１ｂの径方向の中心とを合わせる。また取付筐体６の径方向延出部６ｃの上面と外壁１ａの下面とを当接して軸線方向の位置を決定する。この状態にて、径方向延出部６ｃと外壁１ａとを固定部材６１にて締結する。そしてその後に、断熱材１６を取付筐体６の円筒部６ａの軸線方向の上端面に配置する。（図６のステップＳ３）
最後に図７のｄ）を参照して、予めインペラ部５、回転部１０および断熱材１５を固定部材１７にて固定した回転ユニット１０ａを作製する。そして回転部１０のシャフト１１を軸受部２０のスリーブ２１内に挿通する（図６のステップＳ４）。このインペラ部５を回転部１０に固定した回転ユニット１０ａを最後に固定部３０に組み込むことによって、外壁１ａの開口部１ｂの径方向の内径がインペラ部５の半径方向の外径よりも小さい場合においても送風機３を組み立てることができる。すなわち、開口部１ｂの内径はインペラ部５の外径よりも大きくするという制約を受けることがない。したがって、送風機３の固定部３０および取付筐体６を小さくしても、開口部１ｂの内径を自由に設定することができることにより、開口部１ｂの内径を取付筐体６の円筒部６ａの外径に合わせることができる。開口部１ｂの内径を自由に設定することができることにより、取付筐体６の円筒部６ａの内径も自由に設定することができる。その結果、円筒部６ａの内周面は回転体１０の径方向の外径に対して径方向に微小間隙を有して形成することができるので、筐体１内の熱が固定部３０および軸受部２０に侵入することを防ぐことができる。さらに図７のｃ）において、断熱材１６を取付筐体６の円筒部６ａの上端面に配置することによってより筐体１内の熱の軸受部２０への侵入を防ぐことができる。

以上、本発明に係わる送風機３およびこの送風機３を搭載した冷却ユニットの構造の実施例についての説明を行ったが、本発明はこの実施例に限定されることはない。本発明は、特許請求項の範囲内にて種々の変形が可能である。

本発明の実施例におけるハウジング２２は略カップ形状に一部材にて形成されていたが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、ハウジング２２の底部２２ａを別部材にて形成してもよい。

また本発明の実施例における軸受部２０は、油を浸した焼結体であるスリーブ２１を採用したが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、ボールベアリングを採用してもよい。ボールベアリングにおいてもボールベアリング内部にグリスを使用しており、このグリスが高温になってしまうと寿命に係わる不具合を発生させてしまうので、本発明のような断熱材１５および１６を使用する構造およびシャフト１１をインペラ部５に直接接触させない構造は有用である。

また本発明の実施例におけるインペラ部５は金属材料にて形成されているが、本発明はこれに限定されることはない。筺体１内が約２００°と高温の場合、金属材料であると塑性変形量を抑えることができるので有利であるが、樹脂材料でもこのような高温環境下において耐久性のあるものであれば、使用可能である。ただしこのような高温環境下に耐え得る樹脂材料は金属材料と比較して高価であるデメリットが存在する。

本発明に係わる筐体内の模式図である本発明に係わる送風機のモータ部の模式断面図である本発明に係わる外壁とモータ部との取付けを示す模式断面図である図３の矢視Ｖから見た下面図である本発明に係わるインペラ部とモータ部とを取付けた構造を示す模式断面図である本発明に係わるインペラ部を示した図である図５の半図の拡大図である本発明に係わる送風機の製造方法のフロー図である図６に係わる組立図である

符号の説明

１筐体
１ａ外壁
１ｂ開口部
２発熱体
３送風機
４モータ部
５インペラ部
５１ボス部
５１ａ突起部
５１ｂ円筒部
５２羽根保持部
５２ａ羽根
５２ｂ円筒部
６筐体取付板
６ａ円筒部
６ｂ径方向延長部
６ｃ開口穴
１０回転部
１１シャフト
１２ロータハブ
１４ロータマグネット
１５断熱材
１６断熱材
１７固定部材
２０軸受部
２１スリーブ
２２ハウジング
２３補油部材
３０固定部
３２取付板
３３回路基板
６１固定部材
６２固定部材

Claims

回転軸の周りを回転するロータマグネットを有する、回転体、
前記ロータマグネットと対向する面を有する、ステータ、および、
前記回転体を回転自在に支持する、軸受部、
を有するモータ部と、
前記回転軸の周りを前記回転体と一体となって回転し、複数の羽根を有するインペラ部と、
を備える送風機であって、
前記モータ部における前記回転体は、
前記回転軸と同軸となる、シャフトと、
該シャフトに固定され、前記ロータマグネットを保持する、ロータハブと、
を有し、
前記インペラ部は前記ロータハブに固定され、前記シャフトの軸線方向上端面と前記インペラ部との間に間隙が設けられることを特徴とする送風機。
前記インペラ部は金属材料を塑性加工によって成形されたことを特徴とする請求項１に記載の送風機。
前記インペラ部は、
前記回転軸付近に形成され、軸線方向上側に略円錐形状の突起部を有するボス部と、
該ボス部の外周側に形成され、前記羽根を保持する羽根保持部と、
を有し、
前記ボス部の板厚は、前記羽根保持部の板厚より厚いことを特徴とする請求項１および請求項２のいずれかに記載の送風機。
前記インペラ部と、前記ロータハブの上面との軸線方向間には、断熱材が配置されており、
前記インペラ部および前記ロータハブとは前記断熱材を介して固定され、前記インペラ部および前記ロータハブとは非接触となることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の送風機。
前記断熱材は、樹脂材料であることを特徴とする請求項４に記載の送風機。
前記インペラ部と前記断熱材と前記ロータハブとは樹脂材料の固定部材にて固定されていることを特徴とする請求項４および請求項５のいずれかに記載の送風機。
前記固定部材は、ネジであることを特徴とする請求項６に記載の送風機。
前記インペラ部は、
前記回転軸付近に形成され、上面中央部に軸線方向上側に略円錐形状の突部を有する略円筒形状のボス部と、
該ボス部の円筒部側面に形成され、前記羽根を保持する羽根保持部と、
を有し、
前記ロータハブの上面と前記ボス部の下面との間には、略円環形状の断熱材が固定され、
前記ロータハブは前記断熱材の内周面と嵌合する上面円筒部が設けられ、
前記ボス部の前記円筒部の内周面と前記断熱材の外周面とは嵌合されることを特徴とする請求項１および請求項２のいずれかに記載の送風機。
前記軸受部は、
前記シャフトを回転自在に受ける、油を浸した焼結体にて形成された略円筒形状のスリーブと、
該スリーブを外周側から保持するハウジングと、
前記スリーブと前記ハウジングとの間に配置され、前記スリーブの外周面と当接することによって前記スリーブに油を補給する補油部材と、
を有することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の送風機。
前記送風機は、
前記ロータマグネットより軸線方向下側に位置し、前記軸受部に固定される取付板と、
前記取付板に固定される回路基板と、
前記取付板の少なくとも一部を収容し、且つ、前記ロータマグネットの少なくとも一部を外囲する軸線方向上側に開口する略カップ形状の取付筐体と、
を有し、
前記取付筐体は、前記取付板に固定されることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の送風機。
前記回路基板は、前記取付板の軸線方向下側に固定され、
前記取付筐体の底面部における前記回路基板の対応部には、前記回路基板を露出する基板露出開口部が形成されることを特徴とする請求項１０に記載の送風機。
前記取付筐体の底面部の一部には、開口穴が形成され、
前記開口穴には、前記軸受部の少なくとも一部が挿通されることを特徴とする請求項１０および請求項１１のいずれかに記載の送風機。
発熱体と、
該発熱体を密閉する筐体と、
該筐体に取り付けられ、前記発熱体を冷却する送風機と、
を有する冷却ユニットであって、
前記送風機は、請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の送風機であり、前記インペラ部の少なくとも一部は、前記筐体内に配置されることを特徴とする冷却ユニット。
前記筐体の前記送風機が取り付けられる一面は前記送風機を取り付ける開口部が形成され、
前記インペラ部の少なくとも一部は、前記開口部内に収容されていることを特徴とする請求項１３に記載の冷却ユニット。
前記開口部の径は、前記ロータハブの外径よりも大きく前記インペラ部の最外径よりも小さく形成されることを特徴とする請求項１４に記載の冷却ユニット。
前記インペラ部と前記取付筐体の円筒部の上端面との軸線方向には間隙を有し、
前記間隙には、断熱材が配置されていることを特徴とする請求項１３乃至請求項１５のいずれかに記載の冷却ユニット。
前記断熱材は繊維材料にて形成されていることを特徴とする請求項１６に記載の冷却ユニット。
前記取付筐体の前記円筒部には、前記筐体と取り付けるための径方向延出部が形成され、
前記円筒部は、前記開口部と径方向に重なり、
前記円筒部の外周面と、前記開口部の内周面とすきま嵌めされることを特徴とする請求項１３乃至請求項１７のいずれかに記載の冷却ユニット。
回転軸の周りを回転するインペラ部およびロータマグネットを含む、回転ユニットと、
前記ロータマグネットと対向する面を有する、ステータと、
前記回転ユニットを回転自在に支持する、軸受部と、
前記ロータマグネットより軸線方向下側に配置され、該軸受部と固定される、回路基板を含む取付板と、
前記取付板を収容し、前記ロータマグネットの少なくとも一部を外囲する軸線方向上側に開口する取付筐体と、
前記取付筐体と固定され、前記回転ユニットの一部を挿通する開口部を有し、他部材に搭載する板状部材と、
を備える送風機の製造方法であって、
ａ）前記軸受部に前記取付板および前記ステータを固定する工程と、
ｂ）前記取付筐体および前記取付板を固定する工程と、
ｃ）前記板状部材に前記取付筐体を固定する工程と、
ｄ）前記回転ユニットを前記軸受部に挿通する工程と、
を含み、前記ｄ）工程は、前記ｃ）工程の後に行われることを特徴とする送風機の製造方法。
前記板状部材の開口部の径は、前記ロータハブの外径よりも大きく前記インペラ部の最外径よりも小さく形成され、
前記板状部材は、前記インペラ部と前記取付筐体との軸線方向の間隙に配置されることを特徴とする請求項１９に記載の送風機の製造方法。