JP2016102491A - ブロワ - Google Patents

Abstract

【課題】振動を低減できるとともにステータに生じた熱を外部へ効率よく放出できるブロワを提供する。【解決手段】ブロワ１は、ステータ１３を保持するステータハウジング１４を有する。ステータハウジングは、ケーシング３０と径方向に接触する径方向接触面と、ケーシングと周方向に接触する周方向接触面と、ケーシングと軸方向に接触する軸方向接触面と、を有する。また、ステータハウジングは、ケーシング内の風洞３５に露出する放熱面６４を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、遠心式のブロワに関する。

従来、人工呼吸器、掃除機、冷却ファンなどの送風機能を有する機器に搭載される遠心式のブロワが知られている。遠心式のブロワは、ケーシングの内部に配置されたインペラを、モータの動力により回転させて、ケーシングの吸気口から気体を吸引するとともに、ケーシングの排気口から気体を排出する。従来の遠心式のブロワについては、例えば、米国特許第６９６０８５４号明細書、米国特許第８６３８０１４号明細書、および米国特許出願公開第２０１２／０１９９１２９号明細書に記載されている。
米国特許第６９６０８５４号明細書 米国特許第８６３８０１４号明細書 米国特許出願公開第２０１２／０１９９１２９号明細書

ブロワ駆動時には、ロータの回転に伴い、ステータに振動が発生する。しかしながら、上記の各文献では、モータのステータが、ケーシングに対して直接的に固定されている。このため、上記の各文献の構造では、ステータに生じた振動が、ケーシングに伝達しやすい。したがって、ブロワの駆動時の振動や騒音を低減することが難しい。

このようなブロワの振動を低減するためには、ステータとケーシングとの間に他の部材を介在させて、ステータの周囲を当該他の部材で覆うことが考えられる。しかしながら、ブロワの駆動時には、コイルへの通電によってステータが発熱する。ステータの周囲を他の部材で単純に覆うだけでは、振動を低減できたとしても、ステータに生じる熱を外部へ放出することが困難となる。すなわち、遠心式のブロワにおいて、防振性と放熱性とを両立させることは、技術的困難性を伴う課題である。

本発明の目的は、振動を低減できるとともにステータに生じた熱を外部へ効率よく放出できるブロワを提供することである。

本願の例示的な第１発明は、遠心式のブロワであって、ケーシングと、前記ケーシング内に配置されたインペラと、中心軸を中心として前記インペラを回転させるモータと、を有し、前記ケーシングは、前記インペラの中央に向けて開口する吸気口と、前記インペラおよび前記モータよりも径方向外側に位置する排気口と、前記吸気口と前記排気口とを連通し、前記モータの周囲において環状に広がる風洞と、を有し、前記モータは、前記インペラに直接または他の部材を介して固定されたロータと、前記ロータの径方向外側に配置され、前記ロータとの間に回転磁界を発生させるステータと、前記ステータを保持するステータハウジングと、を有し、前記ステータハウジングは、前記ケーシングと径方向に接触する径方向接触面と、前記ケーシングと周方向に接触する周方向接触面と、前記ケーシングと軸方向に接触する軸方向接触面と、前記風洞に露出する放熱面と、を有する。

本願の例示的な第１発明によれば、ケーシングとステータハウジングとを、径方向、周方向、および軸方向に接触させる。これにより、ケーシングとステータハウジングとの接触面積を増加させて、ブロワの振動を低減させることができる。また、ステータに生じた熱を、ステータハウジングの放熱面から風洞内の気体へ、効率よく放出できる。

図１は、第１実施形態に係るブロワの縦断面図である。 図２は、第１実施形態に係るステータハウジングの縦断面図である。 図３は、第１実施形態に係るステータハウジングの下面図である。 図４は、第２実施形態に係るブロワの縦断面図である。 図５は、第２実施形態に係るステータハウジングの縦断面図である。 図６は、第２実施形態に係るステータハウジングの下面図である。 図７は、変形例に係るブロワの縦断面図である。 図８は、変形例に係るブロワの縦断面図である。 図９は、変形例に係るブロワの縦断面図である。 図１０は、変形例に係るブロワの縦断面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、ブロワ内のモータの中心軸と平行な方向を「軸方向」、モータの中心軸に直交する方向を「径方向」、モータの中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、以下の実施形態では、軸方向を上下方向とし、モータに対してインペラ側を上として、各部の形状や位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、本発明に係るブロワの使用時の向きを限定する意図はない。

＜１．第１実施形態＞
＜１−１．ブロワの全体構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るブロワ１の縦断面図である。このブロワ１は、モータ１０の動力でインペラ２０を回転させることにより、軸方向に吸引した気体を接戦方向へ送り出す、いわゆる遠心式の送風機である。ブロワ１は、例えば、睡眠時無呼吸症候群の患者が睡眠時に気道を確保する経鼻的持続陽圧呼吸療法（CPAP）に用いる、医療用の人工呼吸器に搭載される。患者が当該人工呼吸器を装着して就寝すると、睡眠時の患者の気道に継続的に空気が送り込まれる。

図１に示すように、本実施形態のブロワ１は、モータ１０、インペラ２０、およびケーシング３０を有する。

モータ１０は、インペラ２０を回転させるための駆動源である。モータ１０は、シャフト１１、ロータ１２、ステータ１３、およびステータハウジング１４を有する。シャフト１１は、中心軸９に沿って配置された柱状の部材である。シャフト１１の上端部には、インペラ２０が固定される。一方、シャフト１１の下端部には、ロータ１２が固定される。すなわち、本実施形態では、ロータ１２とインペラ２０とが、シャフト１１を介して互いに固定されている。

ロータ１２は、円筒状のロータコア１２１と、マグネット１２２とを有する。ロータコア１２１には、例えば、磁性体である積層鋼板が用いられる。マグネット１２２は、ロータコア１２１の外周面に固定される。マグネット１２２の径方向外側の面には、Ｎ極とＳ極とが、周方向に交互に着磁されている。なお、マグネット１２２は、複数のマグネットから構成されてもよく、環状の１つのマグネットから構成されてもよい。

ステータ１３は、ロータ１２の径方向外側に配置される。ステータ１３は、ステータコア１３１および複数のコイル１３２を有する。ステータコア１３１には、例えば、磁性体である積層鋼板が用いられる。ステータコア１３１は、環状のコアバック４１と、コアバック４１から径方向内側へ突出する複数のティース４２とを有する。複数のティース４２は、周方向に等間隔に配列される。複数のコイル１３２は、各ティース４２に巻かれた導線により構成される。ティース４２とコイル１３２との間には、樹脂製のインシュレータ１３３が介在する。これにより、ティース４２とコイル１３２とが互いに電気的に絶縁される。

ステータ１３のコイル１３２に駆動電流を供給すると、ステータコア１３１の複数のティース４２に磁束が生じる。そして、ティース４２とマグネット１２２との間の磁束の作用により、周方向のトルクが生じる。その結果、ロータ１２およびシャフト１１が、中心軸９を中心として回転する。シャフト１１が回転すると、シャフト１１に固定されたインペラ２０も、中心軸９を中心として回転する。

ステータハウジング１４は、ケーシング３０に固定されるとともに、ステータ１３を保持する部材である。図２は、ステータハウジング１４の縦断面図である。図３は、ステータハウジング１４の下面図である。図１〜図３に示すように、ステータハウジング１４は、筒状部１４１、円板部１４２、軸受保持部１４３、および複数のリブ１４４を有する。

筒状部１４１は、ステータ１３の径方向外側において、軸方向に略円筒状に延びる。ステータコア１３１は、筒状部１４１の内周面に固定される。筒状部１４１の上端部は、ステータ１３よりも上側まで延びる。円板部１４２は、筒状部１４１の上端部から、径方向内側へ向けて広がる。軸受保持部１４３は、円板部１４２の径方向内側の端部から、上側および下側へ向けて略円筒状に延びる。複数のリブ１４４は、それぞれ、円板部１４２の下面側において、軸受保持部１４３の外周面と筒状部１４１の内周面とを径方向に繋ぐ。複数のリブ１４４により、ステータハウジング１４の剛性が高められている。

後述の通り、本実施形態のステータハウジング１４は、ステータ１３に生じた熱の放出経路となる。このため、ステータハウジング１４の材料には、アルミニウム、アルミニウム合金などの放熱性の高い金属を用いるとよい。特に、人工呼吸器などの患者が直接取り扱う医療機器では、信頼性とともに機器の軽量化が重要な設計課題となる。アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いれば、ステータハウジング１４の強度を高めながら、ブロワ１の重量を低減させることができる。

軸受保持部１４３とシャフト１１との間には、一対のベアリング５１，５２が介在する。各ベアリング５１，５２には、例えばボールベアリングが用いられる。各ベアリング５１，５２の外輪は、軸受保持部１４３の内周面に固定される。各ベアリング５１，５２の内輪は、シャフト１１の外周面に固定される。これにより、シャフト１１、ロータ１２、およびインペラ２０が、ステータハウジング１４に対して、回転可能に支持される。

本実施形態では、一対のベアリング５１，５２が、いずれも、ロータ１２よりもインペラ２０側である軸方向上側に配置される。そして、一対のベアリング５１，５２が、いずれも、ステータハウジング１４に保持される。このように、２つのベアリング５１，５２をロータ１２に対して軸方向の同じ側に配置すれば、２つのベアリング５１，５２を１部品で保持することが容易となる。そして、複数のベアリング５１，５２を１部品で保持すれば、中心軸９に対してシャフト１１を同軸に配置しやすい。

また、本実施形態では、いずれのベアリング５１，５２も、ステータハウジング１４の円板部１４２から上側へ完全には突出していない。上側のベアリング５１は、ステータハウジング１４の円板部１４２の一部分と、径方向に重なる位置に、配置されている。下側のベアリング５２は、ステータハウジング１４の筒状部１４１と、径方向に重なる位置に配置されている。このようにすれば、ベアリング５１，５２から筒状部１４１までの距離が短くなる。したがって、シャフト１１に対するステータハウジング１４の傾きを、より抑制できる。

インペラ２０は、ステータハウジング１４よりも上側において、シャフト１１に固定されている。インペラ２０は、略円板状の羽根支持部２１と、複数の羽根２２とを有する。羽根支持部２１は、中心軸９に対して略垂直に広がる。複数の羽根２２は、周方向に等間隔に配置される。また、複数の羽根２２は、それぞれ、羽根支持部２１の上面に沿って径方向に広がる。インペラ２０の材料には、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタラート）やＰＣ（ポリカーボネート）等の樹脂が使用される。ただし、インペラ２０の材料に、金属等の樹脂以外の材料を用いてもよい。

モータ１０およびインペラ２０は、ケーシング３０の内部に配置されている。図１に示すように、本実施形態のケーシング３０は、第１ケーシング部材３１と、第１ケーシング部材３１の上側に配置される第２ケーシング部材３２とで構成される。第１ケーシング部材３１は、ステータ１３およびステータハウジング１４の周囲を取り囲む。第２ケーシング部材３２は、インペラ２０の周囲を取り囲む。

第１ケーシング部材３１と第２ケーシング部材３２とは、ねじ止めまたは係合によって、互いに固定される。また、第１ケーシング部材３１と第２ケーシング部材３２との間には、図示を省略したエラストマー製のシール材が、挟まれている。当該シール材により、両部材３１，３２の隙間からの気体の漏れが、防止される。

第１ケーシング部材３１および第２ケーシング部材３２の材料には、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタラート）やＰＣ（ポリカーボネート）等の樹脂が使用される。第１ケーシング部材３１は、金型の内部にステータハウジング１４を配置した状態で、金型の内部に樹脂を流し込んで固化させる、いわゆるインサート成型により得られる。すなわち、本実施形態の第１ケーシング部材３１は、ステータハウジング１４をインサート部品とする樹脂成型品である。インサート成型を利用すれば、ステータハウジング１４と第１ケーシング部材３１とを、密着させることができる。

ただし、第１ケーシング部材３１をステータハウジング１４とは別に成型し、成型後の第１ケーシング部材３１に、ステータハウジング１４を接着剤等で固定してもよい。

ケーシング３０は、吸気口３３と排気口３４とを有する。吸気口３３は、インペラ２０の上側において、第２ケーシング部材３２を軸方向に貫通する。すなわち、吸気口３３は、第２ケーシング部材３２の上方の空間から、インペラ２０の中央に向けて開口する。排気口３４は、モータ１０およびインペラ２０の径方向外側において、中心軸９を中心とする仮想円の接線方向に開口する。また、ケーシング３０は、気体の流路となる風洞３５を内部に有する。風洞３５は、モータ１０およびインペラ２０の周囲において、環状に広がる。また、吸気口３３と排気口３４とは、風洞３５を介して連通する。

モータ１０の駆動時には、シャフト１１とともにインペラ２０が回転する。そうすると、ケーシング３０の上部空間から吸気口３３を通ってケーシング３０の内部へ、気体が吸引される。吸引された気体は、インペラ２０により加速されて、風洞３５内を旋回する。そして、風洞３５内を旋回した気体が、排気口３４を通って、ケーシング３０の外部へ排出される。

＜１−２．ステータハウジングおよび第１ケーシング部材の詳細な形状について＞
続いて、ステータハウジング１４および第１ケーシング部材３１のより詳細な形状について、説明する。

図１〜図３に示すように、本実施形態のステータハウジング１４の外周面には、歯車状の複数の凸部１４５が設けられている。複数の凸部１４５は、それぞれ、筒状部１４１の外周面から径方向外側へ向けて突出する。また、複数の凸部１４５は、周方向に略等間隔に配置されている。個々の凸部１４５は、ステータハウジング１４の外周面において、軸方向に略直方体状に延びる。

一方、第１ケーシング部材３１は、ステータハウジング１４の周囲に形成されたホルダ部３１１を有する。ホルダ部３１１は、風洞３５の径方向内側に位置する。ホルダ部３１１は、複数の凸部１４５の間を、筒状部１４１の外周面に沿って上方へ延び、その上端部において環状に繋がっている。本実施形態のホルダ部３１１は、径方向に貫通する複数の貫通孔６０を有する。複数の貫通孔６０は、周方向に略等間隔に配置されている。ステータハウジング１４の複数の凸部１４５は、ホルダ部３１１の複数の貫通孔６０に、それぞれ嵌る。

このため、本実施形態では、ステータハウジング１４の各凸部１４５の上面および下面が、第１ケーシング部材３１のホルダ部３１１と軸方向に接触する軸方向接触面６１となる。また、各凸部１４５の周方向の両端面が、第１ケーシング部材３１のホルダ部３１１と周方向に接触する周方向接触面６２となる。また、ステータハウジング１４の筒状部１４１の外周面が、第１ケーシング部材３１のホルダ部３１１と径方向に接触する径方向接触面６３となる。

このように、本実施形態のブロワ１では、ステータハウジング１４と第１ケーシング部材３１とが、径方向、周方向、および軸方向の３方向において、互いに面接触している。これにより、ステータハウジング１４と第１ケーシング部材３１との接触面積が増加する。したがって、ステータハウジング１４と第１ケーシング部材３１とが、互いに強固に固定される。また、ブロワ１の駆動時には、ステータ１３に生じた振動が、ステータハウジング１４を介して第１ケーシング部材３１に伝達される。その際、第１ケーシング部材３１に対してステータハウジング１４が３方向に保持されているため、伝達される振動を効率よく抑えることができる。したがって、ブロワ１の駆動時の振動および騒音を低減できる。

また、第１ケーシング部材３１のホルダ部３１１は、ステータハウジング１４の複数の凸部１４５の径方向外側の端面を覆っていない。このため、各凸部１４５の径方向外側の端面は、風洞３５に露出する。ブロワ１の駆動時には、コイル１３２に生じた熱が、ステータコア１３１を通って、ステータハウジング１４に伝導する。そして、その熱が、複数の凸部１４５の径方向外側の端面から、風洞３５内の気体へ放出される。これにより、ステータ１３が効率よく冷却される。このように、本実施形態では、凸部１４５の径方向外側の端面が、ステータ１３の熱を外部へ放出する放熱面６４となる。

特に、本実施形態では、複数の凸部１４５が周方向に略等間隔に配置されている。このため、ステータ１３の周囲において、振動の低減および放熱の効果を、均等に得ることができる。

また、本実施形態では、ホルダ部３１１の径方向外側の面と、複数の凸部１４５の径方向外側の端面とが、中心軸９を中心とする略同一の仮想円筒面上に位置する。このため、各凸部１４５の径方向外側の端面が、ホルダ部３１１の径方向外側の面よりも径方向内側に位置する場合と比べて、風洞３５内の気体が、凸部１４５の端面に当たりやすい。したがって、凸部１４５から風洞３５内の気体へ、より効率よく熱を放出できる。

ただし、本実施形態の凸部１４５は、ホルダ部３１１から風洞３５内に突出しない。このため、凸部１４５によって風洞３５内の気体の流れが妨げられない。したがって、凸部１４５による風量の損失を防止できるとともに、風切り音の発生も防止できる。

また、本実施形態では、ステータハウジング１４の材料が金属であるのに対し、第１ケーシング部材３１の材料が樹脂である。このように、異なる材料同士を接触させれば、ステータハウジング１４から第１ケーシング部材３１へ伝達される振動を、効率よく減衰させることができる。また、ステータハウジング１４と第１ケーシング部材３１との間で、共振が生じにくい。したがって、ブロワ１の駆動時の振動および騒音を、より効率よく低減できる。

特に、患者が睡眠時に使用する人工呼吸器においては、静音性と長期の信頼性が重視される。本実施形態の構造を採れば、ブロワ１の駆動時の振動および騒音を抑制でき、かつ、ステータ１３の熱を効率よく外部へ放出して、ブロワ１の耐用年数を向上させることができる。

なお、本実施形態では、第１ケーシング部材３１のホルダ部３１１に、閉じた孔である複数の貫通孔６０が設けられていた。しかしながら、ホルダ部３１１は、複数の貫通孔６０に代えて、上方または下方に向けて開いた複数の切り欠きを有していてもよい。そして、当該切り欠きに、ステータハウジング１４の凸部１４５が嵌っていてもよい。また、複数の凸部１４５は、必ずしも周方向に等間隔に配置されていなくてもよい。例えば、複数の凸部１４５が、周方向に不均一な間隔で配列されていてもよい。

＜２．第２実施形態＞
続いて、本発明の第２実施形態について説明する。図４は、第２実施形態に係るブロワ１Ａの縦断面図である。図５は、第２実施形態に係るステータハウジング１４Ａの縦断面図である。図６は、第２実施形態に係るステータハウジング１４Ａの下面図である。本実施形態のブロワ１Ａは、ステータハウジング１４Ａおよび第１ケーシング部材３１Ａの構造が、第１実施形態と異なる。このため、以下では、ステータハウジング１４Ａおよび第１ケーシング部材３１Ａの構造を中心に説明する。他の部分については、第１実施形態と同等であるため、重複説明を省略する。

図４〜図６に示すように、本実施形態のステータハウジング１４Ａは、凹凸の無い略円筒状の外周面を有する。そして、ステータハウジング１４Ａの当該外周面が、風洞３５に露出している。ブロワ１Ａの駆動時には、コイル１３２Ａに生じた熱が、ステータコア１３１Ａを通って、ステータハウジング１４Ａに伝導する。そして、ステータハウジング１４Ａの外周面から、風洞３５Ａ内の気体へ、熱が放出される。これにより、ステータ１３Ａが冷却される。このように、本実施形態では、ステータハウジング１４Ａの円筒状の外周面が、ステータ１３Ａの熱を外部へ放出する放熱面６４Ａとなる。

また、本実施形態のステータハウジング１４Ａは、３つの貫通孔１４６Ａを有する。各貫通孔１４６Ａは、ステータハウジング１４Ａの筒状部１４１Ａを、軸方向に貫通する。一方、第１ケーシング部材３１Ａは、３本の柱状部３１２Ａと、環状部３１３Ａとを有する。３本の柱状部３１２Ａは、それぞれ、ステータハウジング１４Ａの貫通孔１４６Ａ内において、軸方向に延びる。環状部３１３Ａは、筒状部１４１Ａの上面を覆う円環状の部位である。

第１ケーシング部材３１Ａの製造時には、金型の内部にステータハウジング１４Ａを配置した状態で、金型の内部に樹脂を流し込んで固化させる。その際、ステータハウジング１４Ａの３つの貫通孔１４６Ａ内にも、樹脂が充填される。これにより、３本の柱状部３１２Ａが形成される。

本実施形態では、ステータハウジング１４Ａの上面および下面が、第１ケーシング部材３１Ａと軸方向に接触する軸方向接触面６１Ａとなる。また、ステータハウジング１４Ａの貫通孔１４６Ａを構成する面が、第１ケーシング部材３１Ａの柱状部３１２Ａと周方向に接触する周方向接触面６２Ａおよび径方向に接触する径方向接触面６３Ａとなる。

このように、本実施形態のブロワ１Ａにおいても、ステータハウジング１４Ａと第１ケーシング部材３１Ａとが、径方向、周方向、および軸方向の３方向において、互いに面接触している。これにより、ステータハウジング１４Ａと第１ケーシング部材３１Ａとの接触面積が増加する。したがって、ステータハウジング１４Ａと第１ケーシング部材３１Ａとが、互いに強固に固定される。また、ブロワ１Ａの駆動時には、ステータ１３Ａに生じた振動が、ステータハウジング１４Ａを介して第１ケーシング部材３１Ａに伝達される。その際、第１ケーシング部材３１Ａに対してステータハウジング１４Ａが３方向に保持されているため、伝達される振動を効率よく抑えることができる。したがって、ブロワ１Ａの駆動時の振動および騒音を低減できる。

また、本実施形態のブロワ１Ａでは、ステータハウジング１４Ａの外周面が、全周に亘って風洞３５Ａに露出する。このため、モータ１０Ａの周囲の全周に亘って、放熱の効果を得ることができる。

＜３．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態には限定されない。

図７は、一変形例に係るブロワ１Ｂの縦断面図である。図７の例では、ステータハウジング１４Ｂが、ハウジング本体７１Ｂおよびリング部材７２Ｂの２部材で構成されている。ハウジング本体７１Ｂは、上記の第１実施形態におけるステータハウジング１４と、同等の形状を有する。リング部材７２Ｂは、円筒状の部材であり、ハウジング本体７１Ｂおよびホルダ部３１１Ｂの径方向外側に取り付けられる。リング部材７２Ｂの固定方法は、圧入であってもよく、接着剤による接着であってもよい。リング部材７２Ｂの材料には、例えば、熱伝導率の高いアルミニウム等の金属が用いられる。リング部材７２Ｂの内周面は、複数の凸部１４５Ｂの径方向外側の端面に接触する。

このようにすれば、ステータ１３Ｂからハウジング本体７１Ｂに伝導した熱を、リング部材７２Ｂを介して風洞３５Ｂ内の気体へ放出できる。すなわち、図７の例では、リング部材７１Ｂの円筒状の外周面全体が、ステータ１３Ｂの熱を外部へ放出する放熱面６４Ｂとなる。したがって、上記の第１実施形態に比べて、放熱面６４Ｂの面積を増加させることができる。その結果、放熱効果をより高めることができる。

また、図７の構造において、リング部材７２Ｂの形状を、図８のように変形させてもよい。図８の例では、リング部材７２Ｂは、円筒部７２１Ｂとフランジ部７２２Ｂとを有する。円筒部７２１Ｂは、ハウジング本体７１Ｂおよびホルダ部３１１Ｂの径方向外側において、軸方向に円筒状に延びる。フランジ部７２２Ｂは、円筒部７２１Ｂの上端部から径方向外側へ向けて突出する。図８の例では、円筒部７２１Ｂの外周面だけではなく、フランジ部７２２Ｂの表面も、放熱面６４Ｂとなる。したがって、図７の例よりもさらに、放熱面６４Ｂの面積を増加させることができる。その結果、放熱効果をさらに高めることができる。

また、図８の例では、フランジ部７２２Ｂの径方向外側の端部が、インペラ２０Ｂの径方向外側の端部よりも、径方向外側に位置する。このようにすれば、フランジ部７２２Ｂの下側の空間に巻き込まれた気流が、インペラ２０Ｂから風洞３５Ｂへ流れ込む後続の気流に衝突することを抑制できる。これにより、ブロワ１Ｂの駆動時の騒音を、さらに抑制できる。

図９は、他の変形例に係るブロワ１Ｃの縦断面図である。図９の例では、ステータハウジング１４Ｃが、ハウジング本体７１Ｃおよびリング部材７２Ｃの２部材で構成されている。ハウジング本体７１Ｃは、上記の第２実施形態におけるステータハウジング１４Ａと、同等の形状を有する。リング部材７２Ｃは、円筒状の部材であり、ハウジング本体７１Ｃの径方向外側に取り付けられる。リング部材７２Ｃの固定方法は、圧入であってもよく、接着剤による接着であってもよい。リング部材７２Ｃの材料には、例えば、熱伝導率の高いアルミニウム等の金属が用いられる。リング部材７２Ｃの内周面は、ハウジング本体７１Ｃの円筒状の外周面に接触する。

このようにすれば、ステータ１３Ｃからハウジング本体７１Ｃに伝導した熱を、リング部材７２Ｃを介して風洞３５Ｃ内の気体へ放出できる。すなわち、図９の例では、リング部材７１Ｃの円筒状の外周面全体が、ステータ１３Ｃの熱を外部へ放出する放熱面６４Ｃとなる。特に、図９例では、リング部材７１Ｃの外周面の径は、ハウジング本体７１Ｃの径よりも大きく、リング部材７１Ｃの外周面の軸方向の長さは、ハウジング本体７１Ｃの外周面の軸方向の長さよりも長い。したがって、上記の第２実施形態に比べて、放熱面６４Ｃの面積を増加させることができる。その結果、放熱効果をより高めることができる。

また、図９の構造において、リング部材７２Ｃの形状を、図１０のように変形させてもよい。図１０の例では、リング部材７２Ｃは、円筒部７２１Ｃとフランジ部７２２Ｃとを有する。円筒部７２１Ｃは、ハウジング本体７１Ｃの径方向外側において、軸方向に円筒状に延びる。フランジ部７２２Ｃは、円筒部７２１Ｃの上端部から径方向外側へ向けて突出する。図１０の例では、円筒部７２１Ｃの外周面だけではなく、フランジ部７２２Ｃの表面も、放熱面６４Ｃとなる。したがって、図９の例よりもさらに、放熱面６４Ｃの面積を増加させることができる。その結果、放熱効果をさらに高めることができる。

また、図１０の例では、フランジ部７２２Ｃの径方向外側の端部が、インペラ２０Ｃの径方向外側の端部よりも、径方向外側に位置する。このようにすれば、フランジ部７２２Ｃの下側の空間に巻き込まれた気流が、インペラ２０Ｃから風洞３５Ｃへ流れ込む後続の気流に衝突することを抑制できる。これにより、ブロワ１Ｃの駆動時の騒音を、さらに抑制できる。

また、上記の実施形態では、ロータとインペラとが、シャフトを介して互いに固定されていた。しかしながら、ロータとインペラとは、シャフトを介することなく直接固定されていてもよい。

また、上記の実施形態では、一対のベアリングが、ステータハウジングとシャフトとの間に介在していた。しかしながら、ステータハウジングの径方向内側に他の部材が固定され、当該他の部材とシャフトとの間に、複数のベアリングを介在させてもよい。また、上記の実施形態では、複数のベアリングが、ロータに対して軸方向の同じ側に配置されていた。しかしながら、複数のベアリングを、ロータの上側および下側に分けて配置してもよい。また、ベアリングの数は、３つ以上であってもよい。

また、上記の実施形態のブロワは、医療用の人工呼吸器に搭載されるものであった。しかしながら、本発明のブロワは、冷却ファンや掃除機などの医療機器以外の用途に用いられるものであってもよい。

また、ブロワを構成する各部材の細部の形状は、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

本発明は、遠心式のブロワに利用できる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ ブロワ
９ 中心軸
１０ モータ
１１ シャフト
１２ ロータ
１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ ステータ
１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ ステータハウジング
２０，２０Ｂ，２０Ｃ インペラ
２１ 羽根支持部
２２ 羽根
３０ ケーシング
３１，３１Ａ 第１ケーシング部材
３２ 第２ケーシング部材
３３ 吸気口
３４ 排気口
３５，３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ 風洞
４１ コアバック
４２ ティース
５１，５２ ベアリング
６０ 貫通孔
６１，６１Ａ 軸方向接触面
６２，６２Ａ 周方向接触面
６３，６３Ａ 径方向接触面
６４，６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃ 放熱面
７１Ｂ，７１Ｃ ハウジング本体
７２Ｂ，７２Ｃ リング部材
１２１ ロータコア
１２２ マグネット
１３１，１３１Ａ ステータコア
１３２，１３２Ａ コイル
１３３ インシュレータ
１４１，１４１Ａ 筒状部
１４２ 円板部
１４３ 軸受保持部
１４４ リブ
１４５，１４５Ｂ 凸部
１４６Ａ 貫通孔
３１１，３１１Ｂ ホルダ部
３１２Ａ 柱状部
３１３Ａ 環状部
７２１Ｂ，７２１Ｃ 円筒部
７２２Ｂ，７２２Ｃ フランジ部

Claims (14)

1. 遠心式のブロワであって、
   ケーシングと、
   前記ケーシング内に配置されたインペラと、
   中心軸を中心として前記インペラを回転させるモータと、
   を有し、
   前記ケーシングは、
   前記インペラの中央に向けて開口する吸気口と、
   前記インペラおよび前記モータよりも径方向外側に位置する排気口と、
   前記吸気口と前記排気口とを連通し、前記モータの周囲において環状に広がる風洞と、
   を有し、
   前記モータは、
   前記インペラに直接または他の部材を介して固定されたロータと、
   前記ロータの径方向外側に配置され、前記ロータとの間に回転磁界を発生させるステータと、
   前記ステータを保持するステータハウジングと、
   を有し、
   前記ステータハウジングは、
   前記ケーシングと径方向に接触する径方向接触面と、
   前記ケーシングと周方向に接触する周方向接触面と、
   前記ケーシングと軸方向に接触する軸方向接触面と、
   前記風洞に露出する放熱面と、
   を有するブロワ。
2. 請求項１に記載のブロワにおいて、
   前記ステータハウジングは、外周面に複数の凸部を有し、
   前記ケーシングは、前記風洞の径方向内側に位置する環状のホルダ部を有し、
   前記ホルダ部は、径方向に貫通する複数の貫通孔または複数の切り欠きを有し、
   前記複数の凸部が、前記複数の孔または前記複数の切り欠きに、それぞれ嵌り、
   前記凸部の外端部が、前記放熱面となるブロワ。
3. 請求項２に記載のブロワにおいて、
   前記複数の凸部は、周方向に間隔をあけて配列され、
   個々の前記凸部は、前記ステータハウジングの外周面において、軸方向に延びるブロワ。
4. 請求項２または請求項３に記載のブロワにおいて、
   前記複数の凸部は、周方向に略等間隔に配置されるブロワ。
5. 請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載のブロワにおいて、
   前記ホルダ部の径方向外側の面と、前記複数の凸部の径方向外側の端面とが、略同一の仮想円筒面上に位置するブロワ。
6. 請求項１に記載のブロワにおいて、
   前記放熱面は、全周に亘って前記風洞に露出する円筒状の面であるブロワ。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のブロワにおいて、
   前記ステータハウジングの材料と、前記ケーシングの材料とが、互いに異なるブロワ。
8. 請求項７に記載のブロワにおいて、
   前記ステータハウジングの材料は金属であり、前記ケーシングの材料は樹脂であるブロワ。
9. 請求項８に記載のブロワにおいて、
   前記ステータハウジングの材料はアルミニウムまたはアルミニウム合金であるブロワ。
10. 請求項８または請求項９に記載のブロワにおいて、
    前記ケーシングは、前記ステータハウジングをインサート部品とする樹脂成型品であるブロワ。
11. 請求項１に記載のブロワにおいて、
    前記ステータハウジングは、
    ハウジング本体と、
    前記ハウジング本体の径方向外側に位置するリング部材と、
    を有し、
    前記ハウジング本体と前記リング部材とが、互いに接触し、
    少なくとも前記リング部材の外周面が、前記放熱面となるブロワ。
12. 請求項１１に記載のブロワにおいて、
    前記リング部材は、
    ハウジング本体の径方向外側において軸方向に円筒状に延びる円筒部と、
    前記円筒部から径方向外側へ向けて突出するフランジ部と、
    を有するブロワ。
13. 請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載のブロワにおいて、
    前記中心軸に沿って配置され、前記ロータおよび前記インペラとともに回転するシャフトと、
    前記ステータハウジングまたは前記ステータハウジングに固定された他の部材と、前記シャフトとの間に介在する複数のベアリングと、
    をさらに有し、
    前記複数のベアリングは、前記ロータに対して軸方向の同じ側に配置されるブロワ。
14. 請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載のブロワにおいて、
    睡眠時の人間の気道に空気を送り込むために用いられるブロワ。

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