JP2015095962A - Rotary machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、回転機械に関する。 Embodiments described herein relate generally to a rotating machine.
一般産業、鉄道、及びエレベータのような種々の分野で、モータのような回転機械が使われる。回転機械は、例えば、固定子コイル、固定子鉄心、及び回転子を有し、これらの部品における損失によって発熱する。 Rotating machines such as motors are used in various fields such as general industries, railways, and elevators. The rotating machine has, for example, a stator coil, a stator core, and a rotor, and generates heat due to losses in these components.
回転機械において、コイルに絶縁材料が設けられるとともに、軸受にグリースが用いられる。当該絶縁材料及びグリースは、使用温度上限が定められる。回転機械の温度を当該使用温度上限より下に保つため、当該回転機械にファンが設けられる。当該ファンは、回転機械を冷却し、絶縁材料及びグリースの劣化を防ぐ。ファンは、例えば、信頼性向上、省スペース化、及びコスト低減のため、一般的には回転軸に取り付けられる。 In a rotating machine, an insulating material is provided for a coil and grease is used for a bearing. For the insulating material and grease, the upper limit of operating temperature is determined. In order to keep the temperature of the rotating machine below the upper limit of the use temperature, a fan is provided in the rotating machine. The fan cools the rotating machine and prevents deterioration of the insulating material and grease. A fan is generally attached to a rotating shaft, for example, in order to improve reliability, save space, and reduce costs.
いわゆる自己通風形の回転機械において、回転機械の内部は、外部に対して開放される。このため、回転機械の内部の空気と外部の空気とが入れ替わることが可能である。ファンは、回転機械の筐体の中で回転軸に取り付けられ、外気を吸引して回転機械の内部を冷却する。 In a so-called self-ventilated rotating machine, the inside of the rotating machine is opened to the outside. For this reason, it is possible to exchange the air inside the rotating machine and the outside air. The fan is attached to the rotating shaft in the casing of the rotating machine and sucks outside air to cool the inside of the rotating machine.
一方、いわゆる全閉外扇形の回転機械において、回転機械の筐体はほぼ密閉される。ファンは、当該筐体の外に突出する回転軸に取り付けられ、ファンカバーによって覆われる。当該ファンは、筐体表面に風を当てることで、回転機械を冷却する。 On the other hand, in a so-called fully-enclosed fan-shaped rotating machine, the casing of the rotating machine is almost sealed. The fan is attached to a rotating shaft that protrudes outside the casing, and is covered with a fan cover. The fan cools the rotating machine by applying wind to the surface of the casing.
回転機械において、上述のファンは、正転方向及び逆転方向のいずれにも回転させられる。両方向の回転において同じ冷却性能を発揮するため、当該ファンとして、例えば、羽根が径方向に延びるラジアルファン（プレートファン）が用いられる。 In the rotating machine, the above-described fan is rotated in both the forward rotation direction and the reverse rotation direction. In order to exhibit the same cooling performance in both directions of rotation, for example, a radial fan (plate fan) whose blades extend in the radial direction is used as the fan.
ラジアルファンは、軸流ファンよりも大きな騒音を発しやすい。ラジアルファンは、羽根の回転により風が径方向に吹き出した際に、羽根の端部から渦が発生することで、騒音を発生させるおそれがある。当該羽根の端部を面取りすることで、ラジアルファンの発する騒音の低減が図られることがある。 Radial fans are more prone to generate noise than axial fans. The radial fan may generate noise due to the vortex generated from the end of the blade when the wind blows in the radial direction due to the rotation of the blade. By chamfering the end portion of the blade, noise generated by the radial fan may be reduced.
例えば、羽根が平坦な板状である場合、曲面状に面取り（Ｒ面取り、丸み面取り）がされる部分の半径（Ｒ）は、例えば、当該羽根の厚さ（面取りされる部分の幅）の半分となる。一般産業用のモータのような比較的小型の回転機械において、ファンの羽根の厚さは薄い。このため、羽根の端部を面取りしたとしても、面取りされた部分は小さい。面取りされた部分が小さい場合、面取りがされていない羽根に対する騒音の低減効果が低くなる。 For example, when the blade is a flat plate, the radius (R) of the portion that is chamfered (R chamfering, round chamfering) in a curved shape is, for example, the thickness of the blade (width of the chamfered portion). It becomes half. In relatively small rotating machines such as general industrial motors, the thickness of the fan blades is small. For this reason, even if the edge part of the blade is chamfered, the chamfered part is small. When the chamfered portion is small, the noise reduction effect for the blades that are not chamfered is reduced.
本発明の解決すべき課題の一つは、騒音を低減できる回転機械を提供することである。 One of the problems to be solved by the present invention is to provide a rotating machine capable of reducing noise.
一つの実施の形態に係る回転機械は、ステータと、ロータと、ファンと、を備える。前記ロータは、少なくとも一部が前記ステータに対向し、正転方向又は当該正転方向の逆方向に回転可能である。前記ファンは、前記ロータに固定されるボスと、前記ボスに対して放射状に延びる複数の羽根と、を有し、前記ロータとともに回転する。前記複数の羽根は、第１の基端部と、前記第１の基端部の反対側に位置するとともに前記第１の基端部よりも前記ボスから遠い第１の先端と、前記第１の基端部と前記第１の先端との間に位置するとともに前記第１の基端部より厚い第１の中間部と、前記第１の中間部から前記第１の先端に亘って設けられる円弧状の第１の曲面と、をそれぞれ有する。 A rotating machine according to one embodiment includes a stator, a rotor, and a fan. The rotor is at least partially opposed to the stator and is rotatable in the normal rotation direction or in the reverse direction of the normal rotation direction. The fan has a boss fixed to the rotor and a plurality of blades extending radially with respect to the boss, and rotates together with the rotor. The plurality of blades include a first base end, a first tip positioned on the opposite side of the first base end and farther from the boss than the first base end, and the first A first intermediate portion located between the base end portion and the first tip end and thicker than the first base end portion, and provided from the first intermediate portion to the first tip end. Each having an arcuate first curved surface.
以下に、第１の実施の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。なお、実施形態に係る構成要素や、当該要素の説明について、複数の表現を併記することがある。当該構成要素及び説明について、記載されていない他の表現がされることは妨げられない。さらに、複数の表現が記載されない構成要素及び説明について、他の表現がされることは妨げられない。 The first embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 to 4. Note that a plurality of expressions may be written together for the constituent elements according to the embodiment and the description of the elements. It is not precluded that other expressions not described in the component and description are made. Furthermore, it is not prevented that other expressions are given for the components and descriptions in which a plurality of expressions are not described.
図１は、第１の実施の形態に係る産業用モータ（以下、モータと称する）１０を概略的に示す断面図である。モータ１０は、回転機械の一例であり、回転電機、電動機、又は原動機とも称され得る。回転機械はモータ１０に限らず、例えば、鉄道用モータ、及びエレベータの巻き上げ機のような他の機械であっても良い。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing an industrial motor (hereinafter referred to as a motor) 10 according to a first embodiment. The
図１に示すように、モータ１０は、いわゆる全閉外扇形のモータである。なお、モータ１０はこれに限らず、いわゆる自己通風形のような他の形式のモータであっても良い。モータ１０は、筐体１１と、ステータ１２と、ロータ１４と、一対の軸受１５と、ファン１６と、ファンカバー１７と、を有する。ステータ１２は、固定子とも称され得る。ロータ１４は、回転子とも称され得る。
As shown in FIG. 1, the
筐体１１は、例えば金属によって形成される。筐体１１は、ステータ１２、ロータ１４の一部、及び軸受１５を収容する。ステータ１２及び軸受１５は、それぞれ、筐体１１の内部に固定される。
The
ロータ１４は、シャフト１９を有する。シャフト１９は、回転軸とも称され得る。シャフト１９は、一対の軸受１５に回転可能に支持される。ロータ１４の一部は、ステータ１２に対向する。モータ１０に電力が供給されると、ロータ１４及びシャフト１９は、ステータ１２、ロータ１４、及びシャフト１９の中心軸（回転軸、回転軸心、回転中心）まわりに、正転方向又は逆転方向に回転する。逆転方向は、正転方向の逆方向である。
The
シャフト１９の両端部は、筐体１１の外に突出する。シャフト１９の一方の端部は、モータ１０のトルクを利用する種々の機器が接続され得る。シャフト１９の他方の端部に、ファン１６が取り付けられる。すなわち、ファン１６は、筐体１１の外部に位置する。なお、モータ１０が自己通風形の場合、ファン１６は筐体１１の内部に配置される。シャフト１９のトルクは、例えばキー又はピンにより、ファン１６に伝わる。すなわち、ファン１６は、ロータ１４及びシャフト１９とともに正転方向又は逆転方向に回転する。
Both end portions of the
ファンカバー１７は、ファン１６を覆うように、筐体１１に取り付けられる。ファンカバー１７は、複数の通気口を有する。ファン１６が回転することで、当該通気口から外気がファンカバー１７の内部に吸い込まれる。ファン１６が生じさせた風は、ファンカバー１７と筐体１１との間に設けられた隙間から、ファンカバー１７の外に出る。この風が筐体１１の表面を流れることにより、モータ１０が冷却される。
The
図２は、ファン１６を示す平面図である。図２に示すように、ファン１６は、ラジアルファン（プレートファン）である。なお、ファンはラジアルファンに限らず、他の種類のファンであっても良い。ファン１６は、ボス２１と、支持板２２と、六つの羽根２３と、を有する。なお、羽根２３の枚数はこれに限らず、例えば、所望の風量及び風圧によって決められ得る。
FIG. 2 is a plan view showing the
ボス２１は、例えば、ハブ、連結部、基部、固定部、及び取付部とも称され得る。ボス２１は、シャフト１９と同じ方向に延びる円筒形状に形成される。ボス２１の中心軸は、シャフト１９の中心軸と一致する。なお、ボス２１の中心軸は、シャフト１９の中心軸からずれても良い。
The
ボス２１は、開口部２５と、外周面２６とを有する。開口部２５は、シャフト１９と同じ方向に延びる円形の孔であり、シャフト１９の端部が挿入される。これにより、ボス２１は、シャフト１９の端部に固定される。
The
図面に示されるように、本明細書において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸が定義される。Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とは、互いに直交する。Ｘ軸は、シャフト１９及びボス２１が延びる方向に沿う。言い換えると、Ｘ軸は、シャフト１９及びボス２１の中心軸に対して平行に延びる。
As shown in the drawings, in this specification, an X axis, a Y axis, and a Z axis are defined. The X axis, the Y axis, and the Z axis are orthogonal to each other. The X axis is along the direction in which the
図３は、ファン１６を、図２のＦ３−Ｆ３線に沿って示す断面図である。図３に示すように、支持板２２は、ボス２１の外周面２６から、おおよそボス２１の径方向に延びる。支持板２２は、例えば、基部、支持部、及び接続部のようにも称され得る。
3 is a cross-sectional view of the
支持板２２は、例えば略円形の傘型に形成される。支持板２２は、略円錐形の第１の面２８及び第２の面２９を有する。第１の面２８は、凸状の面である。第２の面２９は、第１の面２８の反対側に位置する凹状の面である。図１に示すように、第２の面２９は、筐体１１に向く。すなわち、第１及び第２の面２８，２９は、筐体１１に向かうように、ボス２１に対して斜めに延びる。なお、支持板２２はこれに限らず、円盤状のような他の形状であっても良い。
The
羽根２３は、例えば、翼、板、壁、及び送風部のようにも称され得る。図２に示すように、六つの羽根２３は、ボス２１に対して放射状に延びる。言い換えると、羽根２３は、ボス２１の径方向にそれぞれ延びる。
The blade |
ボス２１と、支持板２２と、羽根２３とは、例えば樹脂によって一体に形成される。なお、ファン１６はこれに限らず、ボス２１、支持板２２、及び／又は羽根２３が、個別の部材によって形成されても良い。また、ファン１６は、例えば鋳造された金属のような他の材料によって形成されても良い。
The
図３に示すように、羽根２３は、支持板２２の第１の面２８からＸ軸に沿う方向にそれぞれ延びる。羽根２３は、外側部分３１と、内側部分３２とを有する。外側部分３１は、ボス２１から離間した位置にある略四角形状の部分である。内側部分３２は、外側部分３１とボス２１との間を接続する部分である。Ｘ軸に沿う方向において、外側部分３１の長さ（高さ）は、内側部分３２の長さ（高さ）よりも長い。
As shown in FIG. 3, the
以下、羽根２３について詳しく説明する。以下の記載において、Ｚ軸に沿って延びる一つの羽根２３について、代表して説明する。特段の記載がない限り、当該一つの羽根２３についての説明は、他の羽根２３についても適応される。
Hereinafter, the
図２に示すように、羽根２３は、第１の基端部４１と、第１の先端４２と、第１の中間部４３と、一対の第１の曲面４４と、をそれぞれ有する。第１の基端部４１は、例えば、端部、基部、連結部、及び内側部分とも称され得る。第１の先端４２は、例えば、端及び縁とも称され得る。第１の中間部４３は、例えば、起点部及び幅広部とも称され得る。第１の曲面４４は、例えば、面取り部及びＲ部とも称され得る。
As shown in FIG. 2, the
第１の基端部４１は、羽根２３の一方の端部であり、ボス２１に結合される。言い換えると、第１の基端部４１は、ボス２１に向く。第１の基端部４１は、図２のようにＸ軸に沿う方向からファン１６を見たとき、Ｚ軸に沿う方向においてボス２１に最も近い点、線、又は面状の部分と、当該部分に近い一定の部分とを含む。
The first
第１の先端４２は、第１の基端部４１の反対側に位置する。言い換えると、第１の先端４２は、ボス２１の反対側に向く。第１の先端４２は、図２のようにＸ軸に沿う方向からファン１６を見たとき、Ｚ軸に沿う方向においてボス２１から最も遠い点、線、又は面状の部分である。図３に示すように、第１の実施形態における第１の先端４２は、Ｘ軸に沿って延びる線状の部分である。
The
図２に示すように、第１の中間部４３は、第１の基端部４１と、第１の先端４２との間に位置する。第１の実施形態において、第１の中間部４３は、支持板２２の外周よりもボス２１から離間した位置（外側）にある。第１の中間部４３と第１の基端部４１との間の距離は、第１の中間部４３と第１の先端４２との間の距離よりも長い。すなわち、第１の中間部４３は、羽根２３の長さ方向（Ｚ軸に沿う方向）の中央から外れた位置にある。なお、第１の中間部４３は、羽根２３の長さ方向の中央、又は当該中央よりもボス２１に近い位置にあっても良い。
As shown in FIG. 2, the first
第１の中間部４３は、第１の基端部４１よりも厚い。言い換えると、第１の中間部４３における羽根２３の厚さ（Ｙ軸に沿う方向の幅）は、第１の基端部４１における羽根２３の厚さよりも大きい。例えば、第１の中間部４３の厚さは、第１の基端部４１の厚さの１．２〜３倍である。なお、第１の中間部４３の厚さはこれに限らない。
The first
羽根２３は、一対の側面４６をさらに有する。側面４６は、第１の基端部４１から第１の中間部４３に向かっておおよそ直線状に延びる。一対の側面４６の間の距離は、第１の基端部４１から第１の中間部４３に向かうに従って広くなる。言い換えると、羽根２３は、ボス２１から離れるに従って厚くなる。
The
一対の第１の曲面４４は、第１の中間部４３から第１の先端４２に亘って設けられる。第１の曲面４４は、円弧状に形成される。言い換えると、第１の曲面４４は、曲面状に面取り（Ｒ面取り、丸み面取り）された部分である。一方の第１の曲面４４は、他方の第１の曲面４４と連続する。すなわち、一対の第１の曲面４４は、一つの略半円状の曲面を形成する。第１の先端４２は、一対の第１の曲面４４が形成する当該一つの曲面の中央に位置する。なお、一方の第１の曲面４４は、他方の第１の曲面４４から離間した位置にあっても良い。
The pair of first
図４は、ファン１６を図３のＦ４−Ｆ４線に沿って示す断面図である。図４に示すように、羽根２３は、第２の基端部５１と、第２の先端５２と、第２の中間部５３と、一対の第２の曲面５４と、をそれぞれ有する。第２の基端部５１は、例えば、端部、基部、連結部、及び内側部分とも称され得る。第２の先端５２は、例えば、端及び縁とも称され得る。第２の中間部５３は、例えば、起点部及び幅広部とも称され得る。第２の曲面５４は、例えば、面取り部及びＲ部とも称され得る。
4 is a cross-sectional view of the
第２の基端部５１は、Ｘ軸に沿う方向における羽根２３の一方の端部である。言い換えると、第２の基端部５１は、シャフト１９が延びる方向に向く。さらに、第２の基端部５１は、支持板２２の第１の面２８に結合される。言い換えると、第２の基端部５１は、支持板２２に接続される。第２の基端部５１は、図４のようにＺ軸に沿う方向からファン１６を見たとき、Ｘ軸に沿う方向において支持板２２に最も近い点、線、又は面状の部分と、当該部分に近い一定の部分とを含む。
The second
第２の先端５２は、第２の基端部５１の反対側に位置する。言い換えると、第２の先端５２は、支持板２２の反対側に向く。第２の先端５２は、図４のようにＺ軸に沿う方向からファン１６を見たとき、Ｘ軸に沿う方向において支持板２２から最も遠い点、線、又は面状の部分である。図３に示すように、第１の実施形態における第２の先端５２は、Ｚ軸に沿って延びる線状の部分である。
The second
図４に示すように、第２の中間部５３は、第２の基端部５１と、第２の先端５２との間に位置する。第２の中間部５３と第２の基端部５１との間の距離は、第２の中間部５３と第２の先端５２との間の距離よりも長い。すなわち、第２の中間部５３は、羽根２３の幅方向（Ｘ軸に沿う方向）の中央から外れた位置（外側）にある。なお、第２の中間部５３は、羽根２３の幅方向の中央、又は当該中央よりも支持板２２に近い位置にあっても良い。
As shown in FIG. 4, the second
第２の中間部５３は、第２の基端部５１よりも厚い。言い換えると、第２の中間部５３における羽根２３の厚さ（Ｙ軸に沿う方向の幅）は、第２の基端部５１における羽根２３の厚さよりも大きい。
The second
一対の側面４６は、第２の基端部５１から第２の中間部５３に向かっておおよそ直線状に延びる。一対の側面４６の間の距離は、第２の基端部５１から第２の中間部５３に向かうに従って広くなる。言い換えると、羽根２３は、支持板２２から離れるに従って厚くなる。
The pair of side surfaces 46 extends approximately linearly from the second
一対の第２の曲面５４は、第２の中間部５３から第２の先端５２に亘って設けられる。第２の曲面５４は、円弧状に形成される。言い換えると、第２の曲面５４は、曲面状に面取り（Ｒ面取り、丸み面取り）された部分である。一方の第２の曲面５４は、他方の第２の曲面５４と連続する。すなわち、一対の第２の曲面５４は、一つの略半円状の曲面を形成する。第２の先端５２は、一対の第２の曲面５４が形成する当該一つの曲面の中央に位置する。なお、一方の第２の曲面５４は、他方の第２の曲面５４から離間した位置にあっても良い。
The pair of second
図３に示すように、支持板２２は、第３の基端部６１と、第３の先端６２と、第３の中間部６３と、一対の曲面６４とを有する。第３の基端部６１は、例えば、端部、基部、連結部、及び内側部分とも称され得る。第３の先端６２は、例えば、端及び縁とも称され得る。第３の中間部６３は、例えば、起点部及び幅広部とも称され得る。曲面６４は、第４の曲面の一例であり、例えば、面取り部及びＲ部とも称され得る。
As shown in FIG. 3, the
第３の基端部６１は、支持板２２の一方の端部であり、ボス２１に結合される。言い換えると、第３の基端部６１は、ボス２１に接続される。第３の基端部６１は、図３のようにＹ軸に沿う方向からファン１６を見たとき、支持板２２が延びる方向においてボス２１に最も近い点、線、又は面状の部分と、当該部分に近い一定の部分とを含む。
The third
第３の先端６２は、第３の基端部６１の反対側に位置する。言い換えると、第３の先端６２は、ボス２１の反対側に向く。第３の先端６２は、図３のようにＹ軸に沿う方向からファン１６を見たとき、支持板２２が延びる方向においてボス２１から最も遠い点、線、又は面状の部分である。第１の実施形態における第３の先端６２は、円を形成する線状の部分である。
The third
第３の中間部６３は、第３の基端部６１と、第３の先端６２との間に位置する。第３の中間部６３と第３の基端部６１との間の距離は、第３の中間部６３と第３の先端６２との間の距離よりも長い。なお、第３の中間部６３は、支持板２２の、第３の基端部６１と第３の先端６２との間の中央、又は当該中央よりもボス２１に近い位置にあっても良い。
The third
第３の中間部６３は、第３の基端部６１よりも厚い。言い換えると、第３の中間部６３における羽根２３の厚さ（おおよそＸ軸に沿う方向の幅）は、第３の基端部６１における羽根２３の厚さよりも大きい。
The third
支持板２２の第１の面２８と第２の面２９との間の距離は、第３の基端部６１から第３の中間部６３に向かうに従って広くなる。言い換えると、支持板２２は、ボス２１から離れるに従って厚くなる。
The distance between the
一対の曲面６４は、第３の中間部６３から第３の先端６２に亘って設けられる。曲面６４は、円弧状に形成される。言い換えると、曲面６４は、曲面状に面取り（Ｒ面取り、丸み面取り）された部分である。一方の曲面６４は、他方の曲面６４と連続する。すなわち、一対の曲面６４は、一つの略半円状の曲面を形成する。第３の先端６２は、一対の曲面６４が形成する当該一つの曲面の中央に位置する。なお、一方の曲面６４は、他方の曲面６４から離間した位置にあっても良い。
The pair of
モータ１０が作動し、シャフト１９が正転方向又は逆転方向に回転すると、ファン１６も回転する。ファン１６が回転することで、遠心力により空気が羽根２３の表面に沿って流れる。すなわち、ファン１６は、ファン１６の径方向に風を流す。
When the
風は、羽根２３の側面４６及び第１の曲面４４に沿って流れる。当該風の圧力は、第１の中間部４３から第１の曲面４４に亘る部分で比較的大きく変化する。この圧力変化により、風の渦が発生する場合がある。当該渦は、騒音の原因となり得る。風の一部は、羽根２３の第２の中間部５３から第２の先端５２に亘る部分、及び支持板２２の第３の中間部６３から第３の先端６２に亘る部分においても、渦を生じさせる場合がある。
The wind flows along the
第１の実施の形態に係るモータ１０において、羽根２３は、第１の基端部４１より厚い第１の中間部４３から第１の先端４２に亘る、円弧状の第１の曲面４４を有する。このため、モータ１０及びファン１６が比較的小さい（羽根２３が比較的薄い）場合であっても、第１の曲面４４の曲率半径を大きくすることができる。
In the
第１の曲面４４の曲率半径が大きい（第１の曲面４４の曲がりが緩やかである）ことで、風が、羽根２３の表面から剥離する際に、第１の曲面４４に沿った流れとなる。これにより、羽根２３に沿って流れる風の圧力変化が緩やかになり、当該風による渦の発生が抑制される。従って、羽根２３の回転によって発生する騒音が抑制される。
When the curvature radius of the first
例えば、第１の実施形態の羽根２３は、平坦な板状であって面取りがされていない羽根に対して、約５．５％の騒音低減がされ得る。なお、第１の実施形態の羽根２３は、平坦な板状であって面取りがされていない当該羽根と同等の風量及び風圧を生じさせることができる。
For example, the
さらに、第１の基端部４１の厚さが第１の中間部４３の厚さよりも小さい。これにより、第１の曲面４４の曲率半径を大きくしながらも、ファン１６の材料費を低減することで、モータ１０の製造コストを低減できる。
Further, the thickness of the first
羽根２３は、第２の基端部５１より厚い第２の中間部５３から第２の先端５２に亘る、円弧状の第２の曲面５４を有する。このため、モータ１０及びファン１６が比較的小さい場合であっても、第２の曲面５４の曲率半径を大きくすることができる。これにより、羽根２３の回転によって発生する騒音をさらに抑制できるとともに、モータ１０の製造コストを低減できる。
The
支持板２２は、第３の基端部６１より厚い第３の中間部６３から第３の先端６２に亘る、円弧状の曲面６４を有する。このため、モータ１０及びファン１６が比較的小さい場合であっても、曲面６４の曲率半径を大きくすることができる。これにより、羽根２３の回転によって発生する騒音をさらに抑制できるとともに、モータ１０の製造コストを低減できる。
The
以下に、第２の実施の形態について、図５乃至図７を参照して説明する。なお、以下の複数の実施形態の説明において、既に説明された構成要素と同様の機能を持つ構成要素は、当該既述の構成要素と同じ符号が付され、さらに説明が省略される場合がある。また、同じ符号が付された複数の構成要素は、全ての機能及び性質が共通するとは限らず、各実施形態に応じた異なる機能及び性質を有していても良い。 Hereinafter, a second embodiment will be described with reference to FIGS. In the following description of the plurality of embodiments, components having the same functions as the components already described are denoted by the same reference numerals as those described above, and further description may be omitted. . In addition, a plurality of components to which the same reference numerals are attached do not necessarily have the same functions and properties, and may have different functions and properties according to each embodiment.
図５は、第２の実施の形態に係るファン１６の平面図である。図５に示すように、第２の実施形態における第１の曲面４４は、楕円の円弧状に形成される。当該楕円の長辺は、短辺の例えば１．２〜３倍である。なお、当該楕円の寸法はこれに限らない。
FIG. 5 is a plan view of the
図６は、図５のＦ６−Ｆ６線に沿ったファン１６の断面図である。図７は、図６のＦ７−Ｆ７線に沿ったファン１６の断面図である。図７に示すように、第２の実施形態における第２の曲面５４は、楕円の円弧状に形成される。さらに、図６に示すように、第２の実施形態における曲面６４は、楕円の円弧状に形成される。当該楕円の長辺は、短辺の例えば１．２〜３倍である。なお、当該楕円の寸法はこれに限らない。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the
第２の実施形態のモータ１０において、第１及び第２の曲面４４，５４と曲面６４とは、楕円の円弧状である。このため、風が、羽根２３及び支持板２２の表面から剥離する際に、楕円の円弧状である第１及び第２の曲面４４，５４と曲面６４とに沿った流れとなる。これにより、当該風の圧力変化がさらに緩やかになり、羽根２３の回転によって発生する騒音がさらに抑制される。例えば、第２の実施形態の羽根２３は、平坦な板状であって面取りがされていない羽根に対して、約６％の騒音低減がされ得る。
In the
以下に、第３の実施の形態について、図８を参照して説明する。図８は、第３の実施の形態に係るファン１６を示す平面図である。図８に示すように、第３の実施形態の羽根２３は、略楕円形状に形成される。羽根２３は、基端７１と、一対の第３の曲面７２とをそれぞれ有する。
Hereinafter, a third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a plan view showing the
基端７１は、第１の基端部４１の一部である。基端７１は、第１の基端部４１の端に位置するとともに、ボス２１に向く。基端７１は、図８のようにＸ軸に沿う方向からファン１６を見たとき、Ｚ軸に沿う方向においてボス２１に最も近い点、線、又は面状の部分である。基端７１は、ボス２１から離間した位置にあるとともに、第１の先端４２の反対側に位置する。すなわち、羽根２３は、ボス２１から離間した位置にある。なお、基端７１がボス２１に接続されても良い。
The
第３の実施形態において、第１の中間部４３は、第１の先端４２と、基端７１との間の中央に位置する。すなわち、第１の中間部４３と第１の先端４２との間の距離は、第１の中間部４３と基端７１との間の距離と等しい。なお、第１の中間部４３が、第１の先端４２と基端７１との間の中央からずれていても良い。
In the third embodiment, the first
一対の第３の曲面７２は、第１の中間部４３から基端７１に亘って設けられる。第３の曲面７２は、楕円の円弧状に形成される。言い換えると、第３の曲面７２は、楕円の曲面状に面取りされた部分である。一方の第３の曲面７２は、他方の第３の曲面７２と連続する。すなわち、一対の第３の曲面７２は、一つの略半楕円状の曲面を形成する。基端７１は、一対の第３の曲面７２が形成する当該一つの曲面の中央に位置する。なお、一方の第３の曲面７２は、他方の第３の曲面７２から離間した位置にあっても良い。
The pair of third
第３の実施形態における第１の曲面４４の長辺は、短辺に対して例えば３〜１５倍である。第３の曲面７２の長辺及び短辺の比は、第１の曲面４４の長辺及び短辺の比と等しい。一対の第１の曲面４４と、一対の第３の曲面７２とは、互いに連続する。これにより、第１及び第３の曲面４４，７２は、連続する楕円形の円周を形成する。
The long side of the first
第１の中間部４３から第１の先端４２までの羽根２３の一部の形状は、第１の中間部４３から基端７１までの羽根２３の一部の形状と同じである。言い換えると、羽根２３の形状は、第１の中間部４３を挟んで対称（線対称且つ点対称）に形成される。すなわち、羽根２３の厚さは、長さ方向（Ｚ軸に沿う方向）の中央で最大となる。なお、羽根２３の形状はこれに限らない。
The partial shape of the
第３の実施形態のモータ１０によれば、羽根２３の第１の先端４２と基端７１との間の中央に位置する第１の中間部４３から、第１の先端４２に亘る第１の曲面４４と、基端７１に亘る第３の曲面７２と、が設けられる。言い換えると、羽根２３が楕円形状に形成される。これにより、風が、一つの楕円形の円周を形成する羽根２３の表面を流れ、当該風の圧力変化がさらに緩やかになる。従って、羽根２３の回転によって発生する騒音がさらに抑制される。例えば、第３の実施形態の羽根２３は、平坦な板状であって面取りがされていない羽根に対して、約８％の騒音低減がされ得る。
According to the
以下に、第４の実施の形態について、図９を参照して説明する。図９は、第４の実施の形態に係るファン１６を示す断面図である。図９に示すように、第４の実施形態における第１の先端４２は、略正弦曲線状の波形に形成される。当該波形の周期及び振幅は、例えば、約数ｍｍ〜数ｃｍである。なお、第１の先端４２はこれに限らず、例えば矩形波状のような他の形状に形成されても良い。言い換えると、第１の先端４２は、凹凸を有する。
Hereinafter, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a sectional view showing the
第２の先端５２も同様に、略正弦曲線状の波形に形成される。第２の先端５２はこれに限らず、例えば矩形波状のような他の形状に形成されても良い。言い換えると、第２の先端５２は、凹凸を有する。第２の先端５２は、第１の先端４２と異なる形状を有しても良い。
Similarly, the
第４の実施形態のモータ１０によれば、第１及び第２の先端４２，５２が波形に形成される。これにより、第１及び第２の先端４２，５２における風の剥離が分散される。これにより、羽根２３の回転によって発生する騒音がさらに抑制される。
According to the
以下に、第５の実施の形態について、図１０を参照して説明する。図１０は、第５の実施の形態に係るファン１６の一部を、羽根２３を切り欠いて示す平面図である。図１０に示すように、第５の実施形態における第１の先端４２、第１の中間部４３、及び一対の第１の曲面４４に、複数のディンプル７５が設けられる。複数のディンプル７５は、複数の凹部の一例である。言い換えると、第１の先端４２、第１の中間部４３、及び一対の第１の曲面４４に、複数の凹部及び凸部が形成される。
The fifth embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 10 is a plan view showing a part of the
また、第３の先端６２、第３の中間部６３、及び一対の曲面６４に、複数のディンプル７６が設けられる。さらに、第２の先端５２、第２の中間部５３、一対の第２の曲面５４にも、複数のディンプルが設けられる。
A plurality of
第５の実施形態のモータ１０において、第１及び第２の曲面４４，５４と曲面６４とに複数の凹部及び凸部（ディンプル７５，７６）が形成される。これにより、羽根２３及び支持板２２の表面を流れる風が剥離する位置が、第１乃至第３の先端４２，５２，６２の近く（風下側）に移る。これにより、羽根２３及び支持板２２に沿って流れる風の圧力変化が緩やかになり、羽根２３の回転によって発生する騒音が抑制される。
In the
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、羽根の第１の中間部が第１の基端部よりも厚く、当該第１の中間部から第１の先端に亘って円弧状の第１の曲面が設けられる。これにより、羽根が生じさせる騒音を低減できる。 According to at least one embodiment described above, the first intermediate portion of the blade is thicker than the first proximal end portion, and the arc-shaped first first portion extends from the first intermediate portion to the first distal end. A curved surface is provided. Thereby, the noise which a blade | wing produces can be reduced.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
例えば、ファン１６は、支持板２２を有さなくても良い。また、ファン１６の一部を、ファンシュラウドのような種々の部材が覆っても良い。前記ファンシュラウドがファン１６の一部を覆う場合、例えば、羽根２３の第１の先端４２は、支持板２２の外周（第３の先端６２）よりもボス２１の近くに配置される。
For example, the
１０…モータ、１２…ステータ、１４…ロータ、１６…ファン、２１…ボス、２２…支持板、２３…羽根、４１…第１の基端部、４２…第１の先端、４３…第１の中間部、４４…第１の曲面、５１…第２の基端部、５２…第２の先端、５３…第２の中間部、５４…第２の曲面、６１…第３の基端部、６２…第３の先端、６３…第３の中間部、６４…曲面、７１…基端、７２…第３の曲面、７５，７６…ディンプル。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
少なくとも一部が前記ステータに対向し、正転方向又は当該正転方向の逆方向に回転可能なロータと、
前記ロータに固定されるボスと、前記ボスに対して放射状に延びる複数の羽根と、を有し、前記ロータとともに回転するファンと、
を具備し、
前記複数の羽根は、第１の基端部と、前記第１の基端部の反対側に位置するとともに前記第１の基端部よりも前記ボスから遠い第１の先端と、前記第１の基端部と前記第１の先端との間に位置するとともに前記第１の基端部より厚い第１の中間部と、前記第１の中間部から前記第１の先端に亘って設けられる円弧状の第１の曲面と、をそれぞれ有する、
回転機械。 A stator,
A rotor at least partially facing the stator and capable of rotating in the forward rotation direction or in the reverse direction of the forward rotation direction;
A fan having a boss fixed to the rotor and a plurality of blades extending radially with respect to the boss, and rotating together with the rotor;
Comprising
The plurality of blades include a first base end, a first tip positioned on the opposite side of the first base end and farther from the boss than the first base end, and the first A first intermediate portion located between the base end portion and the first tip end and thicker than the first base end portion, and provided from the first intermediate portion to the first tip end. Each having an arc-shaped first curved surface,
Rotating machine.
前記複数の羽根は、前記支持板に接続された第２の基端部と、前記第２の基端部の反対側に位置する第２の先端と、前記第２の基端部と前記第２の先端との間に位置するとともに前記第２の基端部より厚い第２の中間部と、前記第２の中間部から前記第２の先端に亘って設けられる円弧状の第２の曲面と、をそれぞれ有する、
請求項１の回転機械。 Further comprising a support plate extending from the boss,
The plurality of blades include a second base end connected to the support plate, a second tip positioned on the opposite side of the second base end, the second base end, and the second A second intermediate portion that is located between the two distal ends and is thicker than the second proximal end portion, and an arc-shaped second curved surface that extends from the second intermediate portion to the second distal end. And having
The rotating machine according to claim 1.
第１の中間部は、前記第１の先端と前記基端との間の中央に位置する、
請求項３の回転機械。 The plurality of blades have a base end located on the opposite side of the first tip and the end of the first base end, and an elliptical arc shape provided from the first intermediate part to the base end. Each having a third curved surface,
The first intermediate portion is located at the center between the first distal end and the proximal end.
The rotating machine according to claim 3.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2013234239A JP2015095962A (en) | 2013-11-12 | 2013-11-12 | Rotary machine |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2013
- 2013-11-12 JP JP2013234239A patent/JP2015095962A/en active Pending
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