JP2015228768A - 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、羽根の外側の端部から流れの剥離が発生することで、騒音を発生させるおそれがある。また、ラジアルファンは、風を吸引する際に、羽根の内側の端部で風を回転方向にせん断することで、騒音を発生させるおそれがある。 Radial fans are more prone to generate noise than axial fans. The radial fan may generate noise due to separation of the flow from the outer end of the blade when the wind blows in the radial direction due to the rotation of the blade. Moreover, when a radial fan attracts | sucks a wind, there exists a possibility of generating a noise by shearing a wind in the rotation direction in the edge part inside a blade | wing.
ファンには、騒音の低減が求められるととともに、所望の風量の確保も求められる。ファンの羽根の面積が小さくされると、騒音は低減されるが、ファンが発生させる風量も低減する。逆に、ファンの羽根の面積が大きくされると、ファンが発生させる風量は増加するが、騒音も増大する。 The fan is required to reduce noise and to secure a desired air volume. When the fan blade area is reduced, noise is reduced, but the air volume generated by the fan is also reduced. Conversely, when the fan blade area is increased, the amount of air generated by the fan increases, but the noise also increases.
本発明が解決する課題の一例は、騒音を低減できる回転機械を提供することである。 An example of the problem to be solved by the present invention is to provide a rotating machine that can reduce 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、ボスと、支持部と、複数の羽根と、を備える。前記ロータは、第1の方向に延びるとともに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。前記ボスは、前記ロータに取り付けられる。前記支持部は、前記ボスから前記第1の方向と交差した第2の方向に延びる。前記複数の羽根は、前記支持部から前記第1の方向に突出するとともに前記ボスに対して放射状に延び、前記ボスに向いた第1の端部と、前記第1の端部の反対側に位置した第2の端部と、前記支持部の反対側に位置した第3の端部と、をそれぞれ有する。前記複数の羽根の前記第1の端部は、前記第3の端部に接続されるとともに前記第1の方向における前記第1の端部の幅の半分以上に形成された円弧状の部分、を含んだ、少なくとも一つの円弧状の部分によって形成される。 A rotating machine according to one embodiment includes a stator, a rotor, a boss, a support portion, and a plurality of blades. The rotor extends in the first direction and at least a part thereof faces the stator, and is rotatable in the forward rotation direction or in the reverse direction of the forward rotation direction. The boss is attached to the rotor. The support portion extends from the boss in a second direction that intersects the first direction. The plurality of blades protrude from the support portion in the first direction and extend radially with respect to the boss, on a first end facing the boss and on a side opposite to the first end. Each of the second end portion and the third end portion is located on the opposite side of the support portion. The first end portion of the plurality of blades is connected to the third end portion, and is an arc-shaped portion that is formed to be half or more of the width of the first end portion in the first direction, Is formed by at least one arcuate portion.
以下に、第1の実施の形態について、図1乃至図3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。 A first embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 to 3. 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、二つの軸受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。ファンカバー17は、カバーの一例である。
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。筐体11は、第1の周壁21と、二つの第1の端壁22とを有する。
The
第1の周壁21は、略円筒形に形成される。二つの第1の端壁22は、第1の周壁21の端部にそれぞれ位置し、第1の周壁21を塞ぐ。ステータ12は、第1の周壁21の内側に固定される。軸受15は、それぞれ、第1の端壁22の内側に固定される。
The first
ロータ14は、シャフト25を有する。シャフト25は、回転軸、駆動軸、又は出力軸とも称され得る。シャフト25は、二つの軸受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。
The
モータ10に電力が供給されると、ロータ14及びシャフト25は、ステータ12、ロータ14、及びシャフト25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。
When electric power is supplied to 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。シャフト25は、X軸に沿う方向に延びる。X軸に沿う方向は、第1の方向の一例である。
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
シャフト25の両端部は、筐体11の外に突出する。シャフト25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に接続され得る。シャフト25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25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25とともに正転方向又は逆転方向に回転する。
Both end portions of 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31と、支持板32と、六つの羽根33と、を有する。なお、羽根33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31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。支持板32は、支持部の一例であり、例えば、基部及び接続部とも称され得る。羽根33は、例えば、翼、板、壁、及び送風部とも称され得る。
The
ボス31と、支持板32と、羽根33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31、支持板32、及び羽根33の少なくとも一つが、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
ボス31は、シャフト25と同じくX軸に沿う方向に延びる円筒形状に形成される。ボス31の中心軸は、シャフト25の中心軸と略一致する。ボス31は、取付孔35と、外周面36とを有する。
The
取付孔35は、ボス31の内周面によって形成され、X軸に沿う方向に延びる円形の孔である。取付孔35に、シャフト25の端部が挿入される。これにより、ボス31は、シャフト25の端部に取り付けられる。取付孔35に、例えばシャフト25に取り付けられたキーが嵌め込まれる溝が形成される。外周面36は、ファン16の径方向に向く。
The
図3は、ファン16を、図2のF3−F3線に沿って羽根33の厚さ方向からの視点で示す断面図である。図3に示すように、支持板32は、ボス31の外周面36から、ボス31の径方向に延びる。ボス31の径方向は、X軸と直交(交差)した方向であり、第2の方向の一例である。図2に示すように、支持板32は、例えば略円形の板状に形成される。なお、支持板32は、例えば、X軸に対して斜めに交差する方向に延びる略円形の傘型に形成されても良い。この場合、当該X軸に対して斜めに交差する方向が第2の方向の一例である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the
図3に示すように、支持板32は、略平坦な第1の面38及び第2の面39を有する。第1の面38から、ボス31が突出する。第2の面39は、第1の面38の反対側に位置する。図1に示すように、第2の面39は、筐体11に向く。
As shown in FIG. 3, the
羽根33は、ボス31と同じく、支持板32の第1の面38からX軸に沿う方向にそれぞれ突出する。さらに、図2に示すように、六つの羽根33は、ボス31に対して放射状に延びる。言い換えると、羽根33は、ボス31の径方向にそれぞれ延びる。
Like the
以下、羽根33について詳しく説明する。以下の記載は、Z軸に沿って延びる一つの羽根33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33についての説明は、他の羽根33についても適用される。
Hereinafter, the
六つの羽根33は、ボス31から離間して配置される。なお、ファン16に、羽根33をボス31に接続する部分が形成されても良い。図3に示すように、羽根33は、内側端部41と、外側端部42と、先端部43と、基端部44とを有する。内側端部41は、第1の端部の一例である。外側端部42は、第2の端部の一例である。先端部43は、第3の端部の一例である。
The six
内側端部41は、Z軸に沿う方向(羽根33の長手方向、ファン16の径方向)における羽根33の一方の端部である。内側端部41は、羽根33の長手方向において、ボス31に向く。言い換えると、内側端部41は、外側端部42よりもボス31に近い、ファン16の径方向における羽根33の端部である。
The
外側端部42は、羽根33の長手方向における羽根33の他方の端部である。すなわち、外側端部42は、内側端部41の反対側に位置する。言い換えると、外側端部42は、内側端部41よりもボス31から遠い、ファン16の径方向における羽根33の端部である。
The
先端部43は、X軸に沿う方向(羽根33の幅方向、シャフト25が延びる方向)における羽根33の一方の端部である。先端部43は、支持板32の反対側に位置する。言い換えると、先端部43は、基端部44よりも支持板32から遠い、シャフト25が延びる方向における羽根33の端部である。先端部43は、支持板32の第1の面38と略平行に延びるが、第1の面38に対して傾斜して延びても良いし、凹凸を有しても良い。
The
基端部44は、羽根33の幅方向における羽根33の他方の端部である。基端部44は、先端部43の反対側に位置し、支持板32に接続される。言い換えると、基端部44は、先端部43よりも支持板32に近い、シャフト25が延びる方向における羽根33の端部である。
The
本実施形態の羽根33の内側端部41は、一つの円弧状の部分によって形成される。円弧状の部分は、例えば、R部、曲部、及び湾曲部とも称され得る。本明細書において円弧状の部分とは、曲率半径を有する曲線状の部分を示し、円の一部を構成する曲線状の部分、楕円の一部を構成する曲線状の部分、放物線の一部を構成する曲線状の部分、及び円錐曲線の一部を構成する曲線状の部分を含む。
The
内側端部41の円弧状の部分の半径は、羽根33の幅と略同一である。このため、X軸に沿う方向における内側端部41の幅の全域が、当該円弧状の部分によって形成される。なお、内側端部41の円弧状の部分の半径は、羽根33の幅より大きくても良い。
The radius of the arc-shaped portion of the
当該円弧状の部分の中心(曲率中心)Cは、支持板32の第1の面38に大よそ重なる。すなわち、円弧状の部分の中心Cは、X軸に沿う方向における羽根33の幅の中央と、支持板32との間に位置する。言い換えると、円弧状の部分の中心Cは、X軸に沿う方向における羽根33の幅の中央と、先端部43との間から外れた位置にある。なお、図3は、X軸に沿う方向における羽根33の幅の中央を二点鎖線Lで示す。
The center (curvature center) C of the arc-shaped portion roughly overlaps the
内側端部41の一方の端は、先端部43の端に接続される。内側端部41の当該一方の端における、円弧状の内側端部41の接線は、先端部43の延長線に重なる。言い換えると、内側端部41は、先端部43から滑らかに連続する。なお、内側端部41の一方の端における、円弧状の内側端部41の接線は、先端部43の延長線に対して傾いても良い。
One end of the
内側端部41の他方の端は、支持板32の第1の面38に接続される。内側端部41の他方の端における円弧状の内側端部41の接線は、支持板32の第1の面38に対して直交する。なお、内側端部41の他方の端における円弧状の内側端部41の接線は、支持板32の第1の面38に対して斜めに傾いても良い。
The other end of the
図2に示すように、羽根33は、二つの側面47をさらに有する。側面47は、Y軸に沿う方向(羽根33の長手方向に直交する方向)に向く。側面47はそれぞれ略平面状に形成されるが、曲面状に形成されても良い。二つの側面47は略平行に延びるが、互いに傾斜して延びても良い。
As shown in FIG. 2, the
側面47と、内側端部41、外側端部42、及び先端部43とは、略直交する。なお、側面47と、内側端部41、外側端部42、及び先端部43との角部分が、面取りされていても良い。この場合、ファン16によって生じる騒音が低減される。
The
図1に示すように、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、例えば薄い金属板によって作られる。ファンカバー17は、第2の周壁51と、第2の端壁52と、傾斜壁53と、吸気口54とを有する。吸気口54は、開口部の一例である。
As shown in FIG. 1, the
第2の周壁51は、略円筒状に形成される。第2の周壁51の内径は、筐体11の第1の周壁21の外径よりも大きい。第2の周壁51は、隙間を介して、第1の周壁21に部分的に対向する。
The second
第2の端壁52は、第2の周壁51の一方の端部を塞ぐ。第2の端壁52は、筐体11の第1の端壁22から離間して配置される。第1の端壁22と第2の端壁52との間に、ファン16が位置する。第2の端壁52は、支持板32の第1の面38、及び羽根33の先端部43に対向する。第2の端壁52と羽根33の先端部43とは、例えば、風の逆流が発生しない程度に近接する。
The
傾斜壁53は、第2の周壁51と、第2の端壁52とを接続する。傾斜壁53は、X軸に対して傾斜した円錐台状に形成される。なお、傾斜壁53は、他の形状に形成されても良い。
The
吸気口54は、第2の端壁52に設けられる。吸気口54は、例えば円形の孔である。吸気口54の半径は、Z軸に沿う方向(ファン16の径方向)において、ファン16の中心軸から羽根33の先端部43の内側の端までの距離よりも小さい。言い換えると、吸気口54の縁は、羽根33の内側端部41と先端部43との接続部(境界)よりも、ファン16の内周側に位置する。
The
吸気口54は、羽根33の内側端部41を露出させる。言い換えると、内側端部41は、X軸に沿う方向において、吸気口54に面する。一方、羽根23の先端部43は、吸気口54によって露出されず、第2の端壁52によって覆われる。
The
吸気口54は、例えば、メッシュによって覆われても良い。また、吸気口54は、例えば、複数の円孔や円弧状の孔によって形成されても良い。この場合、最も外側に位置する孔の縁が、羽根33の内側端部41と先端部43との接続部よりも、ファン16の内周側に位置する。
For example, the
モータ10が作動し、シャフト25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33の側面47に沿って流れる。これにより、ファン16は、ファン16の径方向に風を流す。
When the
風は、羽根33の内側端部41の近傍から吸引される。すなわち、遠心力により空気が側面47に沿ってファン16の径方向に流れると、内側端部41近傍の圧力が低下する。このため、おおよそ回転するファン16の軸方向(X軸に沿う方向)に流れ、内側端部41に向かう風が生じる。なお、ファン16の回転によって生じる風の向き及び経路はこれに限らない。
The wind is sucked from the vicinity of the
風は、吸気口54からファンカバー17の内部に吸い込まれ、羽根33の内側端部41に向かう。吸引された風は、隣り合う羽根33の間に入り、羽根33の側面47に沿って流れる。風は、羽根33の外側端部42から、ファン16の径方向に吹き出す。
The wind is sucked into the
ファン16の回転により生じ、ファン16の径方向に流れる風は、傾斜壁53によって方向を変えられる。当該風は、傾斜壁53によってX軸に沿う方向に流され、第2の周壁51と第1の周壁21との間の隙間(排気口)からファンカバー17の外に出る。この風が第1の周壁21の表面を流れることにより、モータ10が冷却される。なお、第1の周壁21の表面に、放熱フィンが形成されても良い。
The direction of the wind generated by the rotation of the
吸気口54からファンカバー17の中に流入した風は、回転する羽根33の内側端部41に衝突する。この際、当該風は、羽根33のエッジ部分(内側端部41と側面47との角部分)によって、ファン16の回転方向にせん断される。
The wind that flows into the
羽根33によってせん断された風は、渦を作り、羽根33の表面で圧力変動を生じさせる。当該圧力変動は、二重極音源となり、回転するファン16によって生じる騒音の原因となり得る。
The wind sheared by the
本実施形態において、羽根33の内側端部41は、一つの円弧状の部分によって形成され、先端部43に滑らかに連続する。このため、吸引された風が内側端部41に衝突する際に、当該風がせん断される角度が分散し、渦の発生が抑制される。さらに、当該風に衝突する側面47の反対側に位置する側面47における、渦の発生や再付着と、これによる羽根33の表面での圧力変動とが抑制される。これにより、羽根33の表面の圧力変動によって生じる二重極音源の強度が低減される。
In the present embodiment, the
第1の実施の形態に係るモータ10において、羽根33の内側端部41は、一つの円弧状の部分によって形成される。内側端部41は羽根33の吸引側であり、先端部43に接続された円弧状の部分である内側端部41は、吸引された風に衝突する。当該円弧状の部分は、X軸に沿う方向における内側端部41の幅の半分以上に形成される。すなわち、なだらかな円弧状の部分である内側端部41が吸引された風に衝突するため、風のせん断及び剥離が分散され、渦の発生が抑制される。これにより、風に衝突する側面47の反対側の側面47における、負圧による渦の発生や再付着による羽根33の表面での圧力変動が抑制される。当該圧力変動による二重極音源の強度が低減されるため、モータ10の騒音が低減される。
In the
ファン16の回転による騒音を低減するため、別の例として、羽根33の内周側の端部を、支持板32の第1の面38に対して斜めに延びる直線状(C面取りされた形状)に形成することも考えられる。しかし、羽根33の長さ(Z軸に沿う方向における寸法)及び幅(X軸に沿う方向における寸法)が同一である場合、本実施形態の羽根33は、この例よりも大きい面積を得られる。したがって、本実施形態の羽根33は、上記例よりも、より大きい面積を得ることでファン16の風量を大きくできる。また、本実施形態の羽根33は、上記例より小さくされても、当該例と同等の風量を得ることができる。羽根33が小さくされれば、ファン16の回転によって発生する騒音はより低減される。
In order to reduce noise caused by the rotation of the
ファンカバー17の第2の端壁52が、羽根33の先端部43を覆う。ファンカバー17に羽根33の内側端部41を露出させる吸気口54が設けられる。このため、吸引された風が内側端部41に衝突しやすくなり、モータ10の騒音がより抑制される。
The
以下に、第2の実施の形態について、図4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。 The second embodiment will be described below with reference to FIG. 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4は、第2の実施の形態に係るファン16を示す断面図である。図4に示すように、第2の実施形態のファン16の内側端部41は、先端側部分61と、根元側部分62とを有する。先端側部分61は、第1の部分の一例である。根元側部分62は、第2の部分の一例である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the
先端側部分61は、一つの円弧状の部分によって形成される。言い換えると、先端側端部61は、一つの円弧状の部分を有する。先端側部分61の円弧状の部分の半径は、羽根33の幅よりも小さく、羽根33の幅の二分の一よりも大きい。先端側部分61は、X軸に沿う方向における内側端部41の幅の半分以上に形成される。当該円弧状の部分の中心Cは、X軸に沿う方向における羽根33の幅の中央と、支持板32との間に位置する。
The
円弧状の先端側部分61の一方の端は、先端部43の端に接続される。先端側部分61は、先端部43から滑らかに連続する。
One end of the arcuate
根元側部分62は、先端側部分61の他方の端と、支持板32の第1の面38との間に設けられる。根元側部分62は、先端側部分61の他方の端から、支持板32の第1の面38に向かって延びる略直線状の部分である。根元側部分62は、X軸に沿う方向に延びるが、X軸に対して傾斜する方向に延びても良い。
The
根元側部分62の一方の端は、円弧状の先端側部分61の他方の端に接続される。先端側部分61の当該他方の端における、円弧状の先端側部分61の接線は、根元側部分62の延長線に重なる。言い換えると、先端側部分61の他方の端は、根元側部分62から滑らかに連続する。なお、先端側部分61の他方の端における、円弧状の先端側部分61の接線は、根元側部分62の延長線に対して傾いても良い。
One end of the
第2の実施形態のモータ10において、羽根33の内側端部41は、先端部43に接続された円弧状の部分である先端側部分61を有する。先端側部分61は、X軸に沿う方向における内側端部41の幅の半分以上に形成される。当該先端部分61の形状により、吸引された風のせん断及び剥離が分散され、渦の発生が抑制される。したがって、第1の実施形態と同様に、モータ10の騒音が低減される。
In the
根元部分62は、直線状に形成される。このため、羽根33の長さ及び幅が同一である場合、第2の実施形態の羽根33は、第1の実施形態の羽根33よりも大きい面積を得られる。したがって、第2の実施形態の羽根33は、第1の実施形態の羽根33よりも、より大きい面積を得ることでファン16の風量を大きくできる。また、第2の実施形態の羽根33は、第1の実施形態の羽根33より小さくされても、当該羽根33と同等の風量を得ることができる。
The
ファン16の回転によって吸引される風は、ファン16の軸方向に流れる。根元側部分62は、先端側部分61よりも、当該風の流れの風下側に位置する。このため、根元側部分62に衝突する風の量は、先端側部分61に衝突する風の量よりも少ない。したがって、根元側部分62が直線状に形成されても、モータ10の騒音の増加は少ない。
The wind sucked by the rotation of the
以下に、第3の実施の形態について、図5を参照して説明する。図5は、第3の実施の形態に係るファン16を示す断面図である。図5に示すように、第3の実施形態の先端側部分61は、第1の曲部71と、第2の曲部72と、延部73とを有する。第1の曲部71及び第2の曲部72は、円弧状の部分の一例である。
A third embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a
本実施形態における先端側部分61は、傾斜部の一例である。先端側部分61は、X軸に沿う方向における内側端部41の幅の半分以上に形成される。なお、先端側部分61は、内側端部41の全域に設けられても良い。
The
第1の曲部71は、先端側部分61の一方の端部に設けられる。第1の曲部71は、円弧状に形成された先端側部分61の一部である。円弧状の第1の曲部71の半径は、羽根33の幅よりも小さく、羽根33の幅の二分の一よりも大きい。円弧状の第1の曲部71の中心C1は、X軸に沿う方向における羽根33の幅の中央と、支持板32との間に位置する。
The first
第1の曲部71の一方の端は、先端部43の端に接続される。第1の曲部71の当該一方の端における、円弧状の第1の曲部71の接線は、先端部43の延長線に重なる。言い換えると、第1の曲部71は、先端部43から滑らかに連続する。なお、第1の曲部71の一方の端における、円弧状の第1の曲部71の接線は、先端部43の延長線に対して傾いても良い。
One end of the first
第2の曲部72は、先端側部分61の他方の端部に設けられる。第2の曲部72は、円弧状に形成された先端側部分61の一部である。円弧状の第2の曲部72の曲率半径は、第1の曲部71の曲率半径よりも小さい。円弧状の第2の曲部72の中心C2は、X軸に沿う方向における羽根33の幅の中央と、支持板32との間に位置する。
The second
第2の曲部72の一方の端は、根元側部分62の端に接続される。第2の曲部72の当該一方の端における、円弧状の第2の曲部72の接線は、根元側部分62の延長線に重なる。言い換えると、第2の曲部72の一方の端は、根元側部分62から滑らかに連続する。なお、第2の曲部72の一方の端における、円弧状の第2の曲部72の接線は、根元側部分62の延長線に対して傾いても良い。
One end of the second
延部73は、第1の曲部71の他方の端から、第2の曲部72の他方の端に向かって略直線状に延びる。なお、延部73は、全体として第1の曲部71の端から第2の曲部72の端へ略直線状に延びれば良く、部分的に曲げられても良い。
The extending
延部73は、支持板32の第1の面38、及び第1の面38と平行な先端部43に対し、斜めに交差する方向に延びる。延部73と第1の面38との間の角度θは、例えば45°である。なお、角度θはこれに限らない。
The extending
第3の実施形態のモータ10において、先端側部分61は、第1の曲部71と、第2の曲部72と、延部73とを有する。延部73は、先端部43に対し斜めに交差する方向に延び、内側端部41にC面取りされた形状を形成する。当該延部73の両端部に円弧状の第1の曲部71及び第2の曲部72が設けられるため、羽根33にC面取りされた形状のみが形成された場合よりも、モータ10の騒音が低減される。
In the
第1の曲部71の曲率半径は、第2の曲部72の曲率半径よりも大きい。第1の曲部71は、第2の曲部72よりも、吸引される風の上流側に位置する。すなわち、よりなだらかな円弧状の第1の曲部71に衝突する風の量は、第2の曲部72に衝突する風の量より多くなる。このため、モータ10の騒音がより抑制される。
The radius of curvature of the first
以下に、第4の実施の形態について、図6を参照して説明する。図6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6に示すように、第4の実施形態の内側端部41は、楕円の円弧状の部分によって形成される。言い換えると、内側端部41は、円錐曲線状の部分によって形成される。
Hereinafter, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a sectional view showing a
内側端部41の楕円の円弧状の部分は、長軸がZ軸に沿う方向(羽根33の長手方向)に延び、短軸がX軸に沿う方向(羽根33の幅方向)に延びるように形成される。なお、内側端部41はこれに限らず、長軸がX軸に沿う方向に延び、短軸がZ軸に沿う方向に延びるように形成されても、長軸及び短軸がX軸及びZ軸に対して斜めに傾くように形成されても良い。
The elliptical arc-shaped portion of the
当該楕円の円弧状の部分の中心Cは、支持板32の第1の面38に重なる。すなわち、円弧状の部分の中心Cは、X軸に沿う方向における羽根33の幅の中央と、支持板32との間に位置する。
The center C of the elliptical arcuate portion overlaps the
内側端部41の一方の端は、先端部43の端に接続される。内側端部41は、先端部43から滑らかに連続する。内側端部41の他方の端は、支持板32の第1の面38に接続される。内側端部41の、先端部43に接続される端における曲率半径は、第1の面38に接続される端における曲率半径よりも大きい。
One end of the
図6に示す内側端部41は、支持板32の第1の面38から垂直に延出する。しかし、内側端部41は、第1の部分38から斜めに延出しても良い。この場合、円弧状の部分の中心Cは、X軸に沿う方向において、第1の面38よりも、羽根33の幅の中央から遠い位置(図6においてより右側)にある。
The
第4の実施形態のモータ10において、先端部43に接続される内側端部41は、楕円の円弧状の部分である。このため、よりなだらかな円弧状の内側端部41が吸引された風に衝突し、モータ10の騒音がより低減される。
In the
内側端部41の、先端部43に接続される端における曲率半径は、第1の面38に接続される端における曲率半径よりも大きい。このため、内側端部41のより曲率半径が大きい(なだらかな)部分に衝突する風の量は、内側端部41のより曲率半径が小さい部分に衝突する風の量より多くなる。このため、モータ10の騒音がより低減される。
The radius of curvature of the
以下に、第5の実施の形態について、図7を参照して説明する。図7は、第5の実施の形態に係るファン16の断面図である。第5の実施形態の内側端部41は、凸曲部81と、凹曲部82とを有する。凸曲部81は、第1の円弧状の部分の一例である。凹曲部82は、第2の円弧状の部分の一例である。
Hereinafter, a fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view of the
凸曲部81は、円弧状に形成された内側端部61の一部である。凸曲部81の半径は、羽根33の幅よりも小さく、羽根33の幅の二分の一以上である。凸曲部81は、X軸に沿う方向における内側端部41の幅の半分以上に形成される。
The convex
円弧状の凸曲部81の中心C3は、羽根33の内部に位置する。言い換えると、凸曲部81は、凸状の曲面を形成する。凸曲部81の一方の端は、先端部43の端に接続される。凸曲部81は、先端部43から滑らかに連続する。
The center C <b> 3 of the arc-shaped convex
凹曲部82は、円弧状に形成された内側端部61の一部である。凹曲部82は、凸曲部81と支持板32の第1の面38との間に設けられる。凹曲部82の半径は、羽根33の幅の二分の一以下である。言い換えると、凹曲部82の半径は、凸曲部81の半径以下である。
The concave
円弧状の凹曲部82の中心C4は、羽根33の外部に位置する。言い換えると、凹曲部82は、凹状の曲面を形成する。凹曲部82の一方の端は、支持板32の第1の面38に接続される。凹曲部82は、第1の面38から滑らかに連続する。凹曲部82の他方の端は、凸曲部81の他方の端に接続される。凹曲部82は、凸曲部81から滑らかに連続する。
The center C <b> 4 of the arc-shaped concave
第5の実施形態のモータ10において、内側端部41は、中心C3が羽根33の内部に位置する凸曲部81と、中心C4が羽根33の外部に位置した凹曲部82と、を有する。羽根33の根元部分においても、円弧状の凹曲部82が吸引された風に衝突するため、風のせん断及び剥離が分散され、渦の発生が抑制される。したがって、モータ10の騒音が低減される。さらに、凹曲部82が設けられることで、羽根33の強度が向上する。
In the
以下に、第6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6の実施の形態に係るファン16を示す断面図である。図8に示すように、第6の実施形態のファン16は、ファンシュラウド91を有する。ファンシュラウド91は、カバーの一例である。
Hereinafter, a sixth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view showing the
ファンシュラウド91は、円盤状に形成される。なお、ファンシュラウド91は、他の形状であっても良い。ファンシュラウド91は、羽根33と一体に形成され、複数の羽根33の先端部43に接続される。言い換えると、ファンシュラウド91は、隣り合う羽根33の間の空間を覆う。
The
ファンシュラウド91は、開口部92を有する。開口部92は、羽根33の内側端部41を露出させる。言い換えると、内側端部41は、X軸に沿う方向において、開口部92に面する。一方、羽根23の先端部43は、開口部92によって露出されず、ファンシュラウド91によって覆われる。
The
第6の実施形態のモータ10に、羽根33の先端部43に取り付けられ、隣り合う羽根33の間の空間を覆うファンシュラウド91が設けられる。これにより、吸引された風がもれなくファン16から送出される。したがって、ファンカバー17の中での風の循環が抑制され、ファン16の風量が増大する。さらに、循環する風によって風の流れが乱れ、騒音が発生することが抑制される。
The
ファンシュラウド91は、羽根33の先端部43を覆う。ファンシュラウド91に羽根33の内側端部41を露出させる開口部92が設けられる。このため、吸引された風が内側端部41に衝突しやすくなり、モータ10の騒音がより抑制される。
The
以下に、第7の実施の形態について、図9乃至図11を参照して説明する。図9は、第7の実施の形態に係るファン16を示す平面図である。図10は、第7の実施形態のファン16を、図9のF10−F10線に沿って示す断面図である。図11は、第7の実施形態のファン16を、図9のF11−F11線に沿って示す断面図である。
The seventh embodiment will be described below with reference to FIGS. 9 to 11. FIG. 9 is a plan view showing the
図10に示すように、羽根33と支持板32との接続部分101は、円弧状に形成される。接続部分101は、互いに接続される羽根33と支持板32との角部分である。円弧状の接続部分101の中心は、羽根33の外部に位置する。言い換えると、接続部分101は、凹状の曲面を形成する。
As shown in FIG. 10, the
羽根33の内側端部41と支持板32との接続部分101の曲率半径は、羽根33の外側端部42と支持板32との接続部分101の曲率半径よりも大きい。例えば、内側端部41と支持板32との接続部分101の曲率半径は、外側端部42と支持板32との接続部分101の曲率半径の約3倍に設定される。図9に示すように、接続部分101の曲率半径は、内側端部41から外側端部42に向かうに従って小さくなる。
The curvature radius of the
図10に示すように、ファン16は、六つの凹部102をさらに有する。凹部102は、支持板32の第2の面39に開口する。六つの凹部102は、六つの羽根33に対応する穴である。すなわち、羽根33は、凹部102によって中空に形成される。凹部102によって、ファン16が軽量化され、接続部分101によるファン16の重量の増加が相殺される。
As shown in FIG. 10, the
第7の実施形態のモータ10において、羽根33と支持板32との接続部分101が円弧状に形成される。内側端部41と支持板32との接続部分101の曲率半径は、外側端部42と支持板32との接続部分101の曲率半径よりも大きい。すなわち、羽根33の吸気側において、接続部分101の曲率半径はより大きく設定される。これにより、接続部分101における騒音の発生が低減され、特に内側端部41と支持板32との接続部分101における騒音の発生がより低減される。
In the
以下に、第8の実施の形態について、図12を参照して説明する。図12は、第8の実施の形態に係るファン16の一部を示す平面図である。図12に示すように、羽根33の内側端部41にディンプル111が設けられる。ディンプル111は、内側端部41に設けられた複数の凹部である。なお、内側端部41に複数の凸部が設けられても良い。
Hereinafter, an eighth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a plan view showing a part of the
第8の実施形態のモータ10において、吸引される風に衝突する内側端部41に、ディンプル111が形成される。ディンプル111の複数の凹部が、風のせん断及び剥離を分散する。これにより、ファン16の回転によって生じる騒音が低減される。
In the
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、ボスに向いた複数の羽根の第1の端部が、少なくとも一つの円弧状の部分によって形成される。これにより、回転機械の騒音を低減できる。 According to at least one embodiment described above, the first ends of the plurality of blades facing the boss are formed by at least one arcuate portion. Thereby, the noise of a rotary machine 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.
10…モータ、12…ステータ、14…ロータ、16…ファン、17…ファンカバー、25…シャフト、31…ボス、32…支持板、33…羽根、41…内側端部、42…外側端部、43…先端部、54…吸気口、61…先端側部分、62…根元側部分、71…第1の曲部、72…第2の曲部、73…延部、81…凸曲部、82…凹曲部、91…ファンシュラウド、92…開口部、101…接続部分、111…ディンプル。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
第1の方向に延びるとともに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、
前記ロータに取り付けられたボスと、
前記ボスから前記第1の方向と交差した第2の方向に延びた支持部と、
前記支持部から前記第1の方向に突出するとともに前記ボスに対して放射状に延び、前記ボスに向いた第1の端部と、前記第1の端部の反対側に位置した第2の端部と、前記支持部の反対側に位置した第3の端部と、をそれぞれ有した複数の羽根と、
を具備し、
前記複数の羽根の前記第1の端部は、前記第3の端部に接続されるとともに前記第1の方向における前記第1の端部の幅の半分以上に形成された円弧状の部分、を含んだ、少なくとも一つの円弧状の部分によって形成された、
回転機械。 A stator,
A rotor that extends in the first direction and at least a portion thereof faces the stator and is rotatable in the normal rotation direction or in the reverse direction of the normal rotation direction;
A boss attached to the rotor;
A support portion extending from the boss in a second direction intersecting the first direction;
A first end protruding from the support portion in the first direction and extending radially with respect to the boss, facing the boss, and a second end located on the opposite side of the first end A plurality of blades each having a portion and a third end located on the opposite side of the support portion;
Comprising
The first end portion of the plurality of blades is connected to the third end portion, and is an arc-shaped portion that is formed to be half or more of the width of the first end portion in the first direction, Formed by at least one arcuate part, including
Rotating machine.
第1の方向に延びるとともに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、
前記ロータに取り付けられたボスと、
前記ボスから前記第1の方向と交差する第2の方向に延びた支持部と、
前記支持部から前記第1の方向に突出するとともに前記ボスに対して放射状に延び、前記ボスに向いた第1の端部と、前記第1の端部の反対側に位置した第2の端部と、前記支持部の反対側に位置した第3の端部と、をそれぞれ有した複数の羽根と、
を具備し、
前記複数の羽根の前記第1の端部は、前記第3の端部に接続された第1の部分と、前記支持部から前記第1の部分に向かって直線状に延びた第2の部分と、を有し、
前記第1の部分は、少なくとも一つの円弧状の部分を有し、前記少なくとも一つの円弧状の部分で前記第3の端部及び前記第2の部分にそれぞれ接続され、前記第1の方向における前記第1の端部の幅の半分以上に形成された、
回転機械。 A stator,
A rotor that extends in the first direction and at least a part thereof faces the stator and is rotatable in the forward rotation direction or in the reverse direction of the forward rotation direction
A boss attached to the rotor;
A support portion extending from the boss in a second direction intersecting the first direction;
A first end protruding from the support portion in the first direction and extending radially with respect to the boss, facing the boss, and a second end located on the opposite side of the first end A plurality of blades each having a portion and a third end located on the opposite side of the support portion;
Comprising
The first end portions of the plurality of blades include a first portion connected to the third end portion and a second portion extending linearly from the support portion toward the first portion. And having
The first portion has at least one arc-shaped portion, and is connected to the third end portion and the second portion at the at least one arc-shaped portion, respectively, in the first direction. Formed over half the width of the first end,
Rotating machine.
第1の方向に延びるとともに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、
前記ロータに取り付けられたボスと、
前記ボスから前記第1の方向と交差する第2の方向に延びた支持部と、
前記支持部から前記第1の方向に突出するとともに前記ボスに対して放射状に延び、前記ボスに向いた第1の端部と、前記第1の端部の反対側に位置した第2の端部と、前記支持部の反対側に位置した第3の端部と、をそれぞれ有した複数の羽根と、
を具備し、
前記複数の羽根の前記第1の端部は、前記第3の端部に接続された円弧状の第1の曲部と、円弧状の第2の曲部と、前記第1の曲部の端部から前記第2の曲部の端部に向かって前記第3の端部に対し斜めに交差する方向に延びた延部と、を有するとともに前記第1の方向における前記第1の端部の幅の半分以上に形成された傾斜部を有した、
回転機械。 A stator,
A rotor that extends in the first direction and at least a part thereof faces the stator and is rotatable in the forward rotation direction or in the reverse direction of the forward rotation direction
A boss attached to the rotor;
A support portion extending from the boss in a second direction intersecting the first direction;
A first end protruding from the support portion in the first direction and extending radially with respect to the boss, facing the boss, and a second end located on the opposite side of the first end A plurality of blades each having a portion and a third end located on the opposite side of the support portion;
Comprising
The first end portions of the plurality of blades are arc-shaped first curved portions connected to the third end portions, arc-shaped second curved portions, and the first curved portions. The first end portion in the first direction and extending in a direction obliquely intersecting the third end portion from the end portion toward the end portion of the second curved portion Having an inclined portion formed to more than half of the width of the
Rotating machine.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2018127970A1 (en) * | 2017-01-06 | 2018-07-12 | 三菱電機株式会社 | Fan, blower, and electric motor |
CN109690919A (en) * | 2016-11-15 | 2019-04-26 | 法雷奥电机设备公司 | The fan of rotor for rotating electric machine |
EP3832858A1 (en) * | 2019-12-02 | 2021-06-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Arrangement comprising an electric rotating machine |
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- 2014-06-02 JP JP2014114178A patent/JP2015228768A/en active Pending
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