JP2008232024A - 送風機および空調機 - Google Patents

Abstract

【課題】送風機のモータ内部への塵埃の侵入を阻止して、モータロックや塵埃に起因する回路基板トラブルを効果的に防止する。
【解決手段】外周に羽根部１を有する一端側が開口するインペラカップ２の内部にステータ８等が配置されている。ステータ８の軸方向の一端側に回路基板９が配置されている。回路基板９を覆ってインペラカップ２の開口に面して基板カバーＣが配置され、インペラカップ２の開口端２ｃに円環状のリング体Ｒが装着されている。基板カバーＣの延長部２５とリング体Ｒの突出部３１とが径方向に対向することにより、微小間隙３２を形成している（ラビリンスシール）。インペラカップ２の内部への塵埃の侵入を阻止でき、たとえば、エアコンのフィルター自動清掃装置Ｓに好適である。
【選択図】図１

Description

本発明は、送風機に関し、なかでもエアコンなどに装備されるフィルターの自動清掃装置用に好適な送風機に関する。

近年、エアコンに追加される機能の一つとして、エアコン内部の空気取入口のフィルターを自動的に掃除する、お掃除ロボットと称される装置が注目されている（特許文献１，２）。お掃除ロボットは、たとえば、フィルターの前面に付着した塵埃を掻き落としてフィルターの下側に配置した埃受に受け止める、受け止めた塵埃を排出口からエアコンの外部（室外）に排出する、といった機能を備えている。塵埃を吸引してエアコンの外部に排出するために、お掃除ロボットには送風機（ファン）が装備されている。

この種の送風機の一例を図１３に示す。図１３に示すように、送風機は、外周に張り出した羽根部１０１と、軸方向の一端側（図１３において下側）が開口する略円筒形状のインペラカップ１０２とを有するインペラ（羽根車）を備え、インペラカップ１０２の内側にロータホルダ１０３や、ロータマグネット１０５、シャフト１０６、ハウジング１０７、ステータ１０８、回路基板１０９などからなるモータが設けられている。

ロータホルダ１０３は、インペラカップ１０２と同様に一端側が開口する略円筒形状をしており、下側に開口を向けた状態でインペラカップ１０２に固定されている。回転軸となるシャフト１０６は、インペラカップ１０２とロータホルダ１０３の各上壁１０２ａ、１０３ａの中心部に同軸に取り付けられ、ハウジング１０７に回転自在に支持されている。ステータ１０８は、ロータホルダ１０３の内部に収容され、ロータホルダ１０３の内周面に固定されたロータマグネット１０５と対向した状態でハウジング１０７に固定されている。回路基板１０９は、ハウジング１０７の上部に固定されて、ロータホルダ１０３の開口近くに配置されている。回路基板１０９には複数の電子部品群１１４が実装されており、これら電子部品群１１４によってインペラカップ１０２およびロータホルダ１０３の回転駆動が制御されている。

送風機は、図１３および図１４に示すように、吸気口から排気口に向かうダクト１３８途中に設けられたケースｋ内に、インペラカップ１０２の上壁１０２ａ側をケース内に向けた状態で設置される。

特開２００６−１３２８６３号公報 特開２００２−３４０３９５号公報

しかし、図１３に示すような従来の送風機では、モータの内部に塵埃が侵入してモータの回転が不良となる、いわゆるモータロックが発生する問題があった。

調査したところ、図１３および図１４に示すように、送風機によって発生するケースｋ内での風の流れに関し、インペラの上側を流れる本来的な風の経路（主通風路ｔ１）とは別に、インペラとケースｋの壁面との間に存在する隙間からインペラの下側（開口側）に回り込む副次的な風の経路（副通風路ｔ２）が形成されていることが判明した。

元々このような用途においては、送風される空気中に多量の塵埃が含まれているため、モータトラブルを招き易いことに加え、従来の送風機では、図１３に示すように、モータのロータホルダ１０３等（回転部）とハウジング１０７や回路基板１０９など（固定部）との間に隙間が存在し、先の副次的な風に含まれる塵埃がモータ内部に侵入してモータロックが引き起こされていたのである。なお、図１３中の矢印は、風の流れを示している。

また、従来の送風機では、回路基板１０９が剥き出しになっているため、電子部品群１１４に塵埃が付着してショートするおそれがあった。また、電子部品の温度が異常上昇した場合には、発火する可能性もあった。

そこで、本発明は前記問題点に鑑み、送風する空気に多量の塵埃が含まれているような劣悪な環境の下でも、モータロックを効果的に防止でき、よりいっそう安心して使用できる送風機等の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明は、送風機であって、所定の中心軸を中心に回転し、外周に羽根部を有した、軸方向の一端側が開口する略円筒形状のインペラカップと、前記インペラカップの内周に配置されるロータマグネットと、前記中心軸と同軸に配置され、前記インペラカップに接続されるシャフトと、前記シャフトを回転自在に支持するハウジングと、前記インペラカップの内部に配置され、前記ロータマグネットと協働して前記インペラカップを回転駆動させるステータと、前記ステータの軸方向の一端側に配置され、前記インペラカップの回転駆動を制御する回路基板と、前記回路基板を覆って前記インペラカップの開口に面して配置される基板カバーと、を備え、前記基板カバーと、前記インペラカップの開口端との間に、ラビリンスシールが全周にわたって設けられる、ことを特徴とする。

請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の送風機であって、前記基板カバーと前記インペラカップとが、径方向に微小間隙を形成することによって、前記ラビリンスシールは形成されることを特徴とする。

請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載の送風機であって、前記インペラカップの開口端に装着される円環状のリング体、を含み、前記リング体と、前記基板カバーとが、径方向に微小間隙を形成することによって、前記ラビリンスシールが形成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の本発明は、請求項２または請求項３に記載の送風機であって、前記微小間隙は、径方向外側に傾斜する傾斜部を有していることを特徴とする。

請求項５に記載の本発明は、請求項３に記載の送風機であって、前記基板カバーの外周部に、軸方向外側に延びる延長部が形成されており、前記リング体が、前記インペラカップの開口端から軸方向外側に突出する突出部、を備え、前記突出部が、前記延長部と径方向に対向することにより、前記ラビリンスシールが形成されていることを特徴とする。

請求項６に記載の本発明は、請求項５に記載の送風機であって、前記突出部の突端よりも、前記延長部の突端の方が軸方向外側に突出しており、前記延長部の突端から前記突出部の突端にわたって、面一状に傾斜面が形成されており、前記傾斜面が、径方向外側に向かって前記インペラカップ側に傾斜していることを特徴とする。

請求項７に記載の本発明は、請求項５または請求項６に記載の送風機であって、前記延長部の内周側が、基端から突端に向かって、径方向外側に傾斜する傾斜部を有していることを特徴とする。

請求項８に記載の本発明は、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の送風機であって、前記回路基板と、前記基板カバーと、によって、前記インペラカップの内部が二重に塞がれていることを特徴とする。

請求項９に記載の本発明は、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の送風機であって、前記ハウジングは、金属材料にて形成され、前記回路基板における前記基板カバーが覆う面には、複数の電子部品群が実装され、前記基板カバーにおける前記電子部品群の一部と面する部位には、切り欠き部が形成され、前記ハウジングにおける前記切り欠き部と同位置には、該切り欠き部と略同形状である放熱部を有し、該放熱部は、前記電子部品群の一部と軸方向に対向することを特徴とする。

請求項１０に記載の本発明は、請求項９に記載の送風機であって、前記電子部品群の一部は、前記インペラカップの回転駆動を制御する駆動ＩＣおよびＦＥＴの少なくともどちらか一方を含むことを特徴とする。

請求項１１に記載の本発明は、送風機であって、所定の中心軸を中心に回転する、外周に羽根部および内周にロータマグネットを有したインペラカップと、前記インペラカップの内部に配置され、前記ロータマグネットと協働して前記インペラカップを回転駆動させるステータと、前記ステータの軸方向下側に配置され、複数の電子部品群が実装された回路基板と、吸気口および排気口を有し、前記インペラカップが回転することによって発生する風の前記吸気口から前記排気口へと向かう主通風路を形成するケースと、を備え、前記ケースと前記回路基板との間には、前記主通風路とは異なる前記排気口から前記吸気口へと向かう副通風路が形成され、前記回路基板における前記副通風路に面した部位には、前記回路基板を覆う基板カバーが配置されることを特徴とする。

請求項１２に記載の本発明は、請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の送風機を装備する空調機である。

請求項１３に記載の本発明は、請求項１２に記載の空調機であって、前記送風機が、前記空調機が装備しているフィルタを自動的に清掃するフィルタ自動清掃装置に用いられていることを特徴とする。

請求項１４に記載の本発明は、送風機であって、周面を備えた固定部と、外周に羽根部を備え、前記固定部に対して所定の中心軸を中心に回転自在であり、軸方向の一端側が開口し他端側が閉塞された円筒部を有する、ロータと、前記円筒部の内側に配置された、ロータマグネットと、前記固定部と前記ロータとの間に介在して該ロータマグネットとの間で磁気的相互作用による回転駆動力を発生する、ステータと、からなり、前記ロータの軸方向側一端部は前記固定部の周面を取り囲み、略軸方向の延びる微小間隙を介して前記固定部の周面と径方向に対向して該固定部の周面と共に、外部から前記円筒部の内側への異物の侵入を低減する保護間隙部を形成することを特徴とする。

請求項１５に記載の本発明は、請求項１４に記載の送風機であって、前記固定部は、周面を備えたカバー部材をさらに有し、該カバー部材の周面が前記固定部の周面の少なくとも一部を構成し、且つ、前記ロータの軸方向一端部の内周面と対向して、前記保護間隙部の少なくとも一部を構成することを特徴とする。

請求項１６に記載の本発明は、請求項１４または請求項１５に記載の送風機であって、前記保護間隙部は、軸方向一端側に進むに従って該保護間隙部を構成する壁面が前記中心軸から離れていく、傾斜部を有していることを特徴とする。

請求項１７に記載の本発明は、請求項１４または請求項１５に記載の送風機であって、前記ロータは、軸方向一端部に配置され前記固定部の周面を取り囲む内周面を備えたリング体を有し、該リング体と前記固定部との間の間隙は、前記保護間隙の少なくとも一部を構成することを特徴とする。

請求項１８に記載の本発明は、請求項１４ないし請求項１７のいずれかに記載の送風機であって、前記保護間隙部を構成する前記固定部の周面は、該保護間隙部の軸方向一端側終点を越えて、軸方向一端側に延長していることを特徴とする。

請求項１９に記載の本発明は、請求項１５ないし請求項１８のいずれかに記載の送風機であって、前記固定部の軸方向一端側表面には、前記ステータへ供給する駆動電流を制御する回路を備えた、回路基板が配置され、前記カバー部材は、該回路基板を軸方向一端側から覆う、基板カバー部を備えていることを特徴とする。

請求項２０に記載の本発明は、請求項１４ないし請求項１９のいずれかに記載の送風機であって、前記保護間隙部の少なくとも一部の径方向の大きさは、前記ステータと前記ロータマグネットとの間の径方向の間隙と同程度に間隙が小さい領域を有していることを特徴とする。

ステータの軸方向の一端側に配置される回路基板を覆う形で、インペラカップの開口に面して基板カバーが配置され、基板カバーとインペラカップの開口端との間に、ラビリンスシールが全周にわたって設けられていると、ステータや回路基板が収容されているインペラカップの内部への塵埃の侵入を阻止することができ、モータロックや、塵埃を起因とする回路基板でのトラブルを効果的に防止することができる。ちなみに、検討の過程で、回路基板の周りを覆うようにインペラカップの開口端を長く延出させることも試みたが、かえって塵埃を巻き込んで、直にモータロックが発生した。

インペラやモータとは別部材のプラスチック成形品である、基板カバーとリング体とでラビリンスシールを構成することによって、高精度が要求されるラビリンス構造を簡単に実現することができ、量産性と高品質とが効率よく両立できる。ラビリンスシールを構成する部材の一部に基板カバーを兼用したことで、部材点数を減らすことができ、量産性、製品コストに優れる。

ラビリンスシールを形成する微小間隙が径方向外側に傾斜するように設定されていると、モータの回転によって発生する遠心力によって、微小間隙からの塵埃の侵入を効果的に阻止できる。

基板カバーの外周部に軸方向外側に延びる延長部と、リング体のインペラカップの開口端から軸方向外側に突出する突出部とが径方向に対向することによってラビリンスシールが形成されていると、ラビリンスシールを形成する微小間隙の外側の開口が、風を発生させる羽根部から離れて中心軸側に近づくため、風圧が減って塵埃が入り難くなり、さらにいっそう微小間隙からの塵埃の侵入を阻止できる。

突出部の突端よりも、延長部の突端の方が軸方向外側に突出し、延長部の突端から突出部の突端にわたって、径方向外側に向かってインペラカップ側に傾斜する傾斜面が面一状に形成されていると、径方向外側から内側に流れ込む風の流れが、傾斜面に誘導されて滑らかになり、流入時に塵埃を微小間隙に巻き込み難い。インペラの下側から流出する際にも、突出した延長部の突端に遮られて微小間隙から塵埃が侵入し難い。

延長部の内周側が、基端から突端に向かって径方向外側に傾斜していると、径方向内側から流れ出る風の流れが滑らかになって、さらにいっそう微小間隙からの塵埃の侵入を阻止できる。

回路基板と基板カバーとによって、インペラカップの内部を二重に塞ぐことで、モータロックを確実に防止できる。

ハウジングを金属材料で形成する。基板カバーに切り欠き部を形成して、ハウジングに基板カバーの切り欠き部と略同形状の放熱部を形成する。そして、ハウジングの放熱部を基板カバーの切り欠き部から基板カバーの内方に臨ませ、先の電子部品群の一部と軸方向に対向させる。そうすることで、電子部品群の発熱を効果的に抑えて異常発熱を阻止することができ、塵埃付着の防止と相俟ってショートの発生や、発火を確実に防止できる。

とくに、先の電子部品群の一部が、比較的高温になり易い、インペラカップの回転駆動を制御する駆動ＩＣおよびＦＥＴの少なくともどちらか一方を含む場合に効果的である。

ケースを含んで構成された送風機において、ケースと回路基板との間に形成される副通風路に面する回路基板の部位に、これを覆う基板カバーを配置する。そうすることで、副通風路を流れる風が回路基板側へ侵入するのを阻止でき、モータ内への塵埃の侵入を効果的に防止できる。

これら送風機を装備した空調機であれば、モータロックやショートなどのトラブルを招くことがなく、長期にわたって安心して使用できる。

なかでも、フィルタ自動清掃装置に好適である。この装置は付加機能である関係上、設置スペースが限られることが多いが、本送風機であれば、薄型であるため簡単に設置できる。

以下、図面を参照しつつ本発明の最良の実施の形態について説明する。図１ないし図１１に、本発明にかかる送風機Ｆを示す。図１および図２に示すように、送風機Ｆは、インペラＰや、インペラＰを回転駆動するモータＭ、基板カバーＣ、リング体Ｒなどで構成されている。なお、符号Ｊは、インペラＰ等の回転軸となる中心軸を示しており、符号Ｋは、送風機Ｆを収容するケースを示している。

インペラＰ（羽根車）は、プラスチックの一体成形品であり、一群のフィンを有する羽根部１と、一端側（図１において下側）が開口する略円筒形状のインペラカップ２とを備えている。インペラカップ２は、円板状の天板部２ａと、天板部２ａの外周に連なる周基部２ｂとを有し、その周基部２ｂの外面から、羽根部１が全周にわたって張り出し形成されている。

モータＭは、ロータホルダ３や、ロータマグネット５、シャフト６、ハウジング７、ステータ８、回路基板９などで構成されており、インペラカップ２の内部に収容される形でインペラＰと一体に組み付けられている。すなわち、インペラカップ２、ロータホルダ３、ロータマグネット５およびシャフト６が組み合わされて、回転する一群の部材で構成されるロータが形成されている（回転部）。そして、ハウジング７、ステータ８および回路基板９等の、ロータの回転支持を行い、それ自体は回転しない部材が組み合わされて固定部が形成されている。

ロータホルダ３は、インペラカップ２よりもひとまわり小さい金属製のプレス加工品からなる。ロータホルダ３は、円板状の端壁３ａと、端壁３ａの外周に連なる周壁３ｂとを有し、インペラカップ２と同様に一端側が開口した略円筒形状をしている。ロータホルダ３は、その開口をインペラカップ２の開口と同じ下側に向け、ロータホルダ３の中心軸とインペラカップ２の中心軸とを略一致させた状態で、インペラカップ２の内側に一体に固定されている。ロータホルダ３の周壁３ｂの内面には、ロータマグネット５が取り付けられている。端壁３ａの中心部には、シャフト６を固定するシャフト固定部３ｃが凹み形成されている。なお、ここではインペラカップ２とロータホルダ３とは別体としたが、インペラカップ２がロータホルダ３を兼ねて一体に構成されていてもよい。

シャフト６は、棒状の金属材からなり、その上端がロータホルダ３のシャフト固定部３ｃに形成された貫通孔に圧入されて、軸方向にそってロータホルダ３の内側に一体に固定されている。シャフト６は、インペラカップ２およびロータホルダ３と同軸に配置されていて、これらとともに中心軸Ｊを中心に回転する。

ハウジング７は、たとえば、熱伝導性のよいアルミなどの金属材料で形成されたダイカスト製品からなる。図３にハウジング７の平面図を、図４に、図３における矢視Ｗ−Ｗ断面図を、図５にハウジング７の底面図をそれぞれ示す。ハウジング７は、図３ないし図５に示すように、軸方向に貫通孔７ａが形成された円柱状の軸受部７ｂと、軸受部７ｂの基端にフランジ状に形成された基部７ｃとを備えている。基部７ｃの、軸受部７ｂの反対側には脚部７ｄが突出しており、脚部７ｄの突端３箇所には、ビス止めによってハウジングを固定するためのビス穴７ｅが形成されている。なお、脚部７ｄは、貫通孔７ａの外周から軸方向下側に延びる周壁となっており、ベアリング１６への塵埃の侵入を防ぐ役割を果たしている。さらに、脚部７ｄは、ビス止めによる３点支持を踏まえた構造的強化によって薄肉化が実現されているため、ハウジング７を形成する材料費の低減が図られている。

ステータ８は、周囲に複数のコイルを備えた円環状の部材からなり、図１に示すように、ハウジング７の軸受部７ｂの外周面に固定されている。

回路基板９は、ロータホルダ３の開口とほぼ同径の略環形の板状材からなり、その片面にモータＭの回転駆動を制御する駆動ＩＣや各種ＦＥＴなどの複数の電子部品群１４や、コネクタのリード線が接続される配線部品１５が実装されている。回路基板９は、図１に示すように、電子部品群１４を基部７ｃ側に向けた状態で軸受部７ｂの先端側から挿入されて、ハウジング７の基部７ｃにネジ止めされている。回路基板９は、ステータ８よりも下側（軸方向の一端側）に配置されている。

ハウジング７の貫通孔７ａを形成する軸受部７ｂの内壁の、先端側と基端側の２箇所には、それぞれベアリング１６が取り付けられている。貫通孔７ａの基端側には、貫通孔７ａを封止する蓋材１８が取り付けられている。そして、軸受部７ｂの先端側から、インペラＰおよびロータホルダ３と一体に固定されたシャフト６が貫通孔７ａに挿入されて、シャフト６はベアリング１６を介してハウジング７に回転自在に支持されている。なお、シャフト６は、止め環１９の脱着により軸受部７ｂに対して抜き差し可能に支持されており、インペラＰのバランス修正が容易に行える点で、量産効率に優れる。

図１に示すように、インペラＰがモータＭに組み付けられた状態では、ステータ８は、インペラカップ２の内部でロータマグネット５と対向状に配置され、回路基板９からの電力供給を受けることによって、ロータマグネット５と協働してインペラカップ２を回転駆動する。回路基板９はロータホルダ３の開口を覆うように近接配置されており、ロータホルダ３内への塵埃の侵入を防ぐ防塵板としても機能している。

基板カバーＣは、プラスチックの一体成形品である。図６に基板カバーＣの正面図を、図７に、図６における矢視Ｘを、図８に、図７における矢視Ｙ−Ｙ断面図を、それぞれ示す。図６ないし図８に示すように、基板カバーＣは、円板形状の主壁部２０を有し、この主壁部２０には、第１切り欠き部２１と、第２切り欠き部２２とが形成されている。第１切り欠き部２１の軸方向の一端側には、支持壁２４が突出形成されている。主壁部２０の外周部には、全周にわたって軸方向の一端側に延びる延長部２５が径方向外側に傾斜する状態で形成されている。主壁部２０の軸方向の他端側には、延長部２５に連なる防塵部２７が全周にわたって突出形成されている。

基板カバーＣは、図１に示すように、延長部２５を軸方向外側に向けた状態で、第２切り欠き部２２に軸受部７ｂが先端側から挿入されて、ハウジング７の基部７ｃにネジ止めされている。基板カバーＣは、回路基板９とハウジング７の基部７ｃとの間、つまり、回路基板９よりも、ロータホルダ３の内部に対して軸方向外側に配置されている。したがって、基板カバーＣは、回路基板９を覆ってロータホルダ３の開口に面して配置されることとなるため、ロータホルダ３の内部は、回路基板９と基板カバーＣとによって２重に塞がれ、モータロックの発生がよりいっそう阻止できる構成となっている。

基板カバーＣが送風機Ｆに装着された状態では、図１に示すように、回路基板９における基板カバーＣが覆う面には電子部品群１４が実装されており、基板カバーＣの防塵部２７の突端は回路基板９に近接しているため、防塵部２７は電子部品群１４の周囲を囲んで電子部品群１４に塵埃が付着するのを阻止している。なお、第１切り欠き部２１から突出しているのは配線部品１５であり、配線部品１５の周囲には支持壁２４が密着状に配置されている（図２参照）。配線部品１５の周囲に支持壁２４を密着状に配置することで、第１切り欠き部２１から回路基板９側への塵埃の侵入を効果的に防止することができる。

また、基板カバーＣの、回路基板９の主要な電子部品群１４の一部と面する部位には、第２切り欠き部２２の一部（放熱領域２８）が配置されている（図７参照）。そして、この放熱領域２８と同位置に配置されて、これら電子部品群１４の一部と軸方向に対向するハウジング７の基部７ｃには、図３の格子状線で示す放熱領域２８と略同形状の放熱部７ｆが形成されている。ハウジング７の放熱部７ｆは、図９に示すように、放熱領域２８から基板カバーＣの内側に露出しており、図１に示すように、電子部品群１４の一部と軸方向に対向して近接配置されている。したがって、電子部品群１４で発生した熱は、ハウジング７の放熱部７ｆを通じて外部に排出されるため、電子部品群１４の発熱を効果的に抑えて異常発熱を阻止することができ、塵埃付着の防止と相俟ってショートの発生や、発火が確実に防止できるようになっている。

リング体Ｒは、図１０および図１１に示すように、円環形状をしたプラスチックの一体成形品である。リング体Ｒは、ロータホルダ３の外径とほぼ同寸の内径を有し、その外周縁から全周にわたって軸方向に延びる周側部３０を備えている。リング体Ｒは、図１に示すように、この周側部３０の先端を軸方向外側に向けて、インペラカップ２の開口端２ｃとロータホルダ３の開口端との間に挿入される形で、インペラカップ２およびロータホルダ３と一体に装着されている。このとき、周側部３０の一部は、インペラカップ２の開口端２ｃから軸方向外側に突出しており（突出部３１）、この突出部３１は、基板カバーＣの延長部２５と非接触の状態で径方向に対向している。そして、基板カバーＣの延長部２５とリング体Ｒの突出部３１とが、径方向に微小間隙３２を形成し、ラビリンス構造が形成されている。

つまり、ロータホルダ３の軸方向下側には、リング体Ｒが取り付けられており、下側に延長する内周面を有している。また、基板カバーＣは、リング体５の内周面に対向する外周面を有しており、その間が軸方向に延びる幅の狭い間隙となって、ラビリンスシールとなる保護間隙部を構成しているのである。そして、この保護間隙部は、軸方向外側（軸方向一端側）に進むに従って保護間隙部を構成する壁面が中心軸から離れていく傾斜部を有している。

この保護間隙部の径方向の間隔は、ロータマグネット５とこれに対向するステータ８の径方向の間隙と同程度かそれよりもやや広い程度とすることにより、塵埃の流入を防いでいる。通常、ロータマグネット５とステータ８との間の間隔は、モータの磁気的効率を高めるために構造上許される範囲でできるだけ小さくする。上記の幅狭の間隙の大きさも、塵埃の円筒部内部への侵入を可能な限り抑制するために、同程度、或いは、これよりもやや大きい程度の大きさとする。特に本実施の形態の保護間隙の径方向の大きさは、約０．８ｍｍである。

また、本実施の形態では、基板カバーＣとリング体Ｒとでラビリンスシールが形成されている。プラスチック成形品である基板カバーＣとリング体Ｒとを利用し、インペラＰやモータＭとは別の部材でラビリンスシールを構成することによって、高精度が要求されるラビリンス構造を簡単に実現することができ、量産性と高品質とが効率よく両立できるようになっている。ラビリンスシールを構成する部材の一部に基板カバーＣを兼用したことで、部材点数を減らすことができ、量産性、製品コストにも優れている。また、微小間隙３２の外側の開口が、風を発生させる羽根部１から離れて、中心軸Ｊ側に近づくため、風圧が減って微小間隙３２から塵埃が入り難くなっている。

ラビリンスシールを形成する先の微小間隙３２は、図１に示すように、径方向外側に傾斜するように設けられている（傾斜部）。こうすることで、インペラカップ２等の回転によって発生する遠心力によって、微小間隙３２からの塵埃の侵入をよりいっそう阻止することができる。

さらに、リング体Ｒの突出部３１の突端よりも基板カバーＣの延長部２５の突端の方が、軸方向外側に突出し、延長部２５の突端から突出部３１の突端にわたって、面一状に傾斜面３３が形成されている。そして、この傾斜面３３は、径方向外側に向かってインペラカップ２側に傾斜するように設定されている。なお、傾斜面３３は、平面状でも曲面状でもよい。少なくとも、インペラカップ２側から傾斜面３３に沿って流れる風が、微小間隙３２の開口近傍で乱れることがないように段差なく滑らかになっていればよい。また、基板カバーＣは、延長部２５の内周側に傾斜部を有し、その基端から突端に向かって、径方向外側に傾斜している。

以上の構成からなる送風機Ｆは、たとえば、フィルター３５を装備する空調機であって、そのフィルター３５を自動的に清掃するフィルター自動清掃装置Ｓを備えた空調機に好適である。すなわち、フィルター自動清掃装置Ｓは補助的な機能に過ぎないため、通常、その設置スペースは限られるが、構造上薄型な本発明の送風機Ｆであれば、簡単に設置することができる。

具体的には、図１２に示すようなエアコンのフィルター自動清掃装置Ｓに用いることができる。そこでのフィルター自動清掃装置Ｓは、エアコンのフィルター３５の外面に対向配置されて、スライド移動可能な掃除アーム３６と、掃除アーム３６に接続されて、掃除アーム３６が掻き落とした塵埃を受け止める埃受３７と、埃受３７内の塵埃をエアコン外部に排出するダクト３８などで構成されている。そして、埃受３７に接続されるダクト３８の吸気口と、エアコン外部に通じるダクト３８の排気口との間には、内部に送風機Ｆが設置されるケースＫが設けられている。

ケースＫは、図１に示すように、内部が風の通る通風路を形成する箱体からなり、その一側壁の内面に、外方に窪む段部４０が形成されている。送風機Ｆは、ハウジング７のビス穴７ｅ部にビス止めすることにより、ケースＫの段部４０内に固定され、インペラＰをケース内側に向けた状態でケースＫ内に設置される。

インペラＰの回転により、吸気口側から排気口側へと向かう風の流れが形成されて、塵埃を含む空気がエアコン外部に排出される。このとき、ケースＫ内では、図１に示すように、インペラＰの上側を流れる本来的な風の経路（主通風路Ｔ１）とは別に、インペラＰとケースＫの壁面との間に存在する隙間からインペラＰの下側に回り込む副次的な風の経路（副通風路Ｔ２）が形成される。なお、図１中の矢印は風の流れを示している。

福通風路Ｔ２を吸気口側から排気口側へ流れる風は、まずリング体Ｒの傾斜面３３に誘導されて、流れを乱すことなく中心軸Ｊ側に案内される。その際、遠心力と傾斜面３３との相互作用によって微小間隙３２への塵埃の侵入が効果的に阻止される。そして、インペラＰの下側は、基板カバーＣ等によって、ロータホルダ３の開口が完全に塞がれているため、塵埃がロータホルダ３内に侵入するおそれがなく、回路基板９に付着するおそれもない。その後、副通風路Ｔ２を流れる風は、径方向外側に傾斜した基板カバーＣの延長部２５に誘導されて、流れを乱すことなく排気口側に案内される。その際、延長部２５の突端は軸方向外側に突出しているため、塵埃は延長部２５に遮られて微小間隙３２に巻き込まれ難くなっている。

以上のように、本発明による送風機によれば、ラビリンスシールを構成する基板カバーＣやリング体Ｒの装着により、モータＭの内部への塵埃の侵入を阻止することができ、たとえば、お掃除ロボットのような、送風する空気に多量の塵埃が含まれる劣悪な環境の下でも、モータロックや、塵埃に起因する回路基板トラブルを効果的に防止することができる。

リング体Ｒを用いずに、インペラカップ２の周基部２ｂの開口端２ｃ側を利用して、基板カバーＣとインペラカップ２とで、径方向に微小間隙３２を形成し、ラビリンスシールを形成してもよい。リング体Ｒが不要になる分、部材点数を減らすことができる利点がある。

必ずしも基板カバーＣによって、微小間隙３２を形成しなくてもよい。たとえば、ハウジング７を利用して一体に形成することができる。固定部に別途カバー部材を取り付けることによって微小間隙３２を形成してもよい。

本発明の送風機の側面断面図である。 本発明の送風機の正面図（ａ）および底面図（ｂ）である。 ハウジングの平面図である。 図３における矢視Ｗ−Ｗ断面図である。 ハウジングの底面図である。 基板カバーの正面図である。 図６における矢視Ｘから見た図である。 図７における矢視Ｙ−Ｙ断面図である。 ハウジングに基板カバーを装着した状態をロータホルダ側から見た図である。 リング体の平面図である。 図１０における矢視Ｚ−Ｚ断面図である。 エアコンの内部を示す正面図である。 従来の送風機の側面断面図である。 従来の送風機の使用状態を示す図である。

符号の説明

１ 羽根部
２ インペラカップ
３ ロータホルダ
５ ロータマグネット
６ シャフト
７ ハウジング
７ｂ 軸受部
７ｃ 基部
７ｆ 放熱部
８ ステータ
９ 回路基板
１４ 電子部品群
２１ 第１切り欠き部
２２ 第２切り欠き部
２５ 延長部
２８ 放熱領域
３１ 突出部
３２ 微小間隙
３３ 傾斜面
３５ フィルター
Ｆ 送風機
Ｐ インペラ
Ｍ モータ
Ｃ 基板カバー
Ｒ リング体
Ｊ 中心軸
Ｋ ケース
Ｓ 自動清掃装置
Ｔ１ 主通風路
Ｔ２ 副通風路

Claims (20)

1. 送風機であって、
   所定の中心軸を中心に回転し、外周に羽根部を有した、軸方向の一端側が開口する略円筒形状のインペラカップと、
   前記インペラカップの内周に配置されるロータマグネットと、
   前記中心軸と同軸に配置され、前記インペラカップに接続されるシャフトと、
   前記シャフトを回転自在に支持するハウジングと、
   前記インペラカップの内部に配置され、前記ロータマグネットと協働して前記インペラカップを回転駆動させるステータと、
   前記ステータの軸方向の一端側に配置され、前記インペラカップの回転駆動を制御する回路基板と、
   前記回路基板を覆って前記インペラカップの開口に面して配置される基板カバーと、
   を備え、
   前記基板カバーと、前記インペラカップの開口端との間に、ラビリンスシールが全周にわたって設けられる、ことを特徴とする送風機。
2. 請求項１に記載の送風機であって、
   前記基板カバーと前記インペラカップとが、径方向に微小間隙を形成することによって、前記ラビリンスシールは形成されることを特徴とする送風機。
3. 請求項１に記載の送風機であって、
   前記インペラカップの開口端に装着される円環状のリング体、
   を含み、
   前記リング体と、前記基板カバーとが、径方向に微小間隙を形成することによって、前記ラビリンスシールが形成されていることを特徴とする送風機。
4. 請求項２または請求項３に記載の送風機であって、
   前記微小間隙は、径方向外側に傾斜する傾斜部を有していることを特徴とする送風機。
5. 請求項３に記載の送風機であって、
   前記基板カバーの外周部に、軸方向外側に延びる延長部が形成されており、
   前記リング体が、前記インペラカップの開口端から軸方向外側に突出する突出部、
   を備え、
   前記突出部が、前記延長部と径方向に対向することにより、前記ラビリンスシールが形成されていることを特徴とする送風機。
6. 請求項５に記載の送風機であって、
   前記突出部の突端よりも、前記延長部の突端の方が軸方向外側に突出しており、
   前記延長部の突端から前記突出部の突端にわたって、面一状に傾斜面が形成されており、
   前記傾斜面が、径方向外側に向かって前記インペラカップ側に傾斜していることを特徴とする送風機。
7. 請求項５または請求項６に記載の送風機であって、
   前記延長部の内周側が、基端から突端に向かって、径方向外側に傾斜する傾斜部を有していることを特徴とする送風機。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の送風機であって、
   前記回路基板と、前記基板カバーと、によって、前記インペラカップの内部が二重に塞がれていることを特徴とする送風機。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の送風機であって、
   前記ハウジングは、金属材料にて形成され、
   前記回路基板における前記基板カバーが覆う面には、複数の電子部品群が実装され、
   前記基板カバーにおける前記電子部品群の一部と面する部位には、切り欠き部が形成され、
   前記ハウジングにおける前記切り欠き部と同位置には、該切り欠き部と略同形状である放熱部を有し、
   該放熱部は、前記電子部品群の一部と軸方向に対向することを特徴とする送風機。
10. 請求項９に記載の送風機であって、
    前記電子部品群の一部は、前記インペラカップの回転駆動を制御する駆動ＩＣおよびＦＥＴの少なくともどちらか一方を含むことを特徴とする送風機。
11. 送風機であって、
    所定の中心軸を中心に回転する、外周に羽根部および内周にロータマグネットを有したインペラカップと、
    前記インペラカップの内部に配置され、前記ロータマグネットと協働して前記インペラカップを回転駆動させるステータと、
    前記ステータの軸方向下側に配置され、複数の電子部品群が実装された回路基板と、
    吸気口および排気口を有し、前記インペラカップが回転することによって発生する風の前記吸気口から前記排気口へと向かう主通風路を形成するケースと、
    を備え、
    前記ケースと前記回路基板との間には、前記主通風路とは異なる前記排気口から前記吸気口へと向かう副通風路が形成され、
    前記回路基板における前記副通風路に面した部位には、前記回路基板を覆う基板カバーが配置されることを特徴とする送風機。
12. 請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の送風機を装備する空調機。
13. 請求項１２に記載の空調機であって、
    前記送風機が、前記空調機が装備しているフィルタを自動的に清掃するフィルタ自動清掃装置に用いられていることを特徴とする空調機。
14. 送風機であって、
    周面を備えた固定部と、
    外周に羽根部を備え、前記固定部に対して所定の中心軸を中心に回転自在であり、軸方向の一端側が開口し他端側が閉塞された円筒部を有する、ロータと、
    前記円筒部の内側に配置された、ロータマグネットと、
    前記固定部と前記ロータとの間に介在して該ロータマグネットとの間で磁気的相互作用による回転駆動力を発生する、ステータと、
    からなり、
    前記ロータの軸方向側一端部は前記固定部の周面を取り囲み、略軸方向の延びる微小間隙を介して前記固定部の周面と径方向に対向して該固定部の周面と共に、外部から前記円筒部の内側への異物の侵入を低減する保護間隙部を形成することを特徴とする送風機。
15. 請求項１４に記載の送風機であって、
    前記固定部は、周面を備えたカバー部材をさらに有し、
    該カバー部材の周面が前記固定部の周面の少なくとも一部を構成し、且つ、前記ロータの軸方向一端部の内周面と対向して、前記保護間隙部の少なくとも一部を構成することを特徴とする送風機。
16. 請求項１４または請求項１５に記載の送風機であって、
    前記保護間隙部は、軸方向一端側に進むに従って該保護間隙部を構成する壁面が前記中心軸から離れていく、傾斜部を有していることを特徴とする送風機。
17. 請求項１４または請求項１５に記載の送風機であって、
    前記ロータは、軸方向一端部に配置され前記固定部の周面を取り囲む内周面を備えたリング体を有し、
    該リング体と前記固定部との間の間隙は、前記保護間隙の少なくとも一部を構成することを特徴とする送風機。
18. 請求項１４ないし請求項１７のいずれかに記載の送風機であって、
    前記保護間隙部を構成する前記固定部の周面は、該保護間隙部の軸方向一端側終点を越えて、軸方向一端側に延長していることを特徴とする送風機。
19. 請求項１５ないし請求項１８のいずれかに記載の送風機であって、
    前記固定部の軸方向一端側表面には、前記ステータへ供給する駆動電流を制御する回路を備えた、回路基板が配置され、
    前記カバー部材は、該回路基板を軸方向一端側から覆う、基板カバー部を備えていることを特徴とする送風機。
20. 請求項１４ないし請求項１９のいずれかに記載の送風機であって、
    前記保護間隙部の少なくとも一部の径方向の大きさは、前記ステータと前記ロータマグネットとの間の径方向の間隙と同程度に間隙が小さい領域を有していることを特徴とする送風機。

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