JP2016200079A - 送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】安価で簡易な構造で防塵および防水の効果が得られる送風機を提供する。
【解決手段】
径方向外側に突出する複数の突極を備えたステータコア１０２と、ステータコア１０２の外側で回転可能なロータマグネット、ステータコア１０２に装着された防塵カバー１０７を備え、防塵カバー１０７は、内側に突条１１０が設けられた円筒部１０７ａを有し、凸条１１０がステータコア１０２における複数の突極間のスロット隙間部１２３に嵌合している。
【選択図】図１

Description

本発明は、防塵および防水に配慮した送風機に関する。

送風機の防塵および防水に関する構造として、特許文献１および２が知られている。特許文献１には、固定子ユニットをハウジング密閉空間内に設置することによる防水および防塵機能を備える送風機の構造が開示されている。特許文献２には、ステータを覆う非磁性材からなるシールドケースによる防水および防塵機能を備える送風機が開示されている。

実用新案登録第３１６５６１２号公報 特開平２０１３−１８８０９１号公報

特許文献１のハウジングは、軸筒と固定子ユニットの内周壁に嵌めこむ構造であるのでハウジングが複雑な形状となる。また、軸筒とステータとの間にハウジングを嵌めこむ為にハウジングに高い寸法精度と剛性を必要とする。特許文献２のシールドケースは、ベアリングライナーの外周とベース部の爪部とで固定する方法なので高い寸法精度と剛性を必要とする。

特許文献１や２の構造は、防塵を行うための部材に高い寸法精度と剛性が必要とされるので、高コストであるという問題がある。このような背景において、本発明は、安価で簡易な構造で防塵および防水の効果が得られる送風機を提供することを目的とする。

本発明は、径方向外側に突出する複数の突極を備えたステータコアと、前記ステータコアの外側で回転可能なロータマグネットと、前記ステータコアに装着され、前記ステータコアと前記ロータマグネットの間に位置する防塵カバーとを備え、前記防塵カバーは、内側に少なくとも１つ凸部が設けられた筒形状部を有し、隣接する前記突極の先端部間の隙間であるスロット隙間部に前記凸部が嵌合していることを特徴とする送風機である。

上記の発明によれば、ステータコアの隣接する突極間のスロット隙間部に防塵カバーの凸部を嵌合させることで、防塵カバーをステータコアに固定する。この構造は、それほど高い寸法精度が要求されず、簡素であり、低コストで得ることができる。なお、本明細書におけるスロット隙間部とは、隣接する突極先端部において、一方の先端部における周方向の端縁と他方の先端部における周方向の端縁との間の隙間のこという。

凸部を軸方向に延在した突条部とすることは好ましい。この態様によれば、ステータコアのスロット隙間部と防塵カバー内側の突条とが嵌合するので、防塵カバーのステータへの固定が線状の部分で行われ、ステータコアと防塵カバーの結合をより堅牢なものとできる。

周方向において、嵌合が行なわれていない状態における凸部の幅をスロット隙間部の幅と同じまたは大きくすることは好ましい。この態様によれば、凸部がスロット隙間部に嵌るので、防塵カバーのステータへの装着強度がより高くなる。

防塵カバーを、柔軟性を有する樹脂により構成することは好ましい。この態様によれば、ステータのスロット隙間部への防塵カバーの凸部の嵌合が弾性的に行われるので、嵌合が行い易く、また嵌合の強度を高くできる。

筒形状部を、ステータコアに装着される方向に向かって径が拡大するテーパ形状とすることは好ましい。この態様によれば、ステータコアへの防塵カバーの装着が容易であり、また防塵カバーの小径部がステータコアを締め付けた状態となるので、高い装着強度を得ることができる。

防塵カバーが透明な材質で構成することは好ましい。この態様によれば、防塵カバーを透かしてステータコアを視認できるので、組み立て作業中における異常を発見し易く、また目視による点検が容易となる。

本発明によれば、安価で簡易な構造で防塵および防水の効果が得られる送風機が得られる。

実施形態の分解斜視図である。 実施形態の断面図である。 防塵カバーをステータに装着した状態を軸方向から見た断面図である。 防塵カバーの斜視図（Ａ）および（Ｂ）である。 防塵カバーの側面図である。

（構成）
図１は、実施形態の送風機１００の分解斜視図である。図２は、送風機１００を軸方向に沿って切断した断面図である。ここで、軸方向というのは、送風機１００の回転軸の方向として定義される。送風機１００は、軸流ファンであり、ステータ２００とその外側で回転するロータ３００を備えたアウターロータ型のモータ構造を有している。

ステータ２００は、ステータコア１０２とステータコア１０２の突極１２０に巻回されたステータコイル１０４を有している。ステータコア１０２は、円筒形状の軸受ハウジング１０５の外周に固定されている。軸受ハウジング１０５は、筐体を構成するベース１０１に固定されている。ベース１０１は、樹脂製であり、外周を囲む外側筐体１０１ａ、外側筐体１０１ａを支持するスポーク１０１ｂと一体に形成されている。

ステータコア１０２は、電磁鋼鈑等の板状の軟磁性材料を軸方向で複数積層した構造を有し、周方向に沿って複数の突極１２０（この例では４個の突極）を備えている。ステータコア１０２の各突極１２０には、樹脂製のインシュレータ１０３を介してステータコイル（駆動コイル）１０４が巻回されている。また、インシュレータ１０３には、駆動回路や磁気センサ等が搭載された回路基板１０６が固定されている。

軸受ハウジング１０５の内周には、転がり軸受１０８ａと１０８ｂが固定され、転がり軸受１０８ａと１０８ｂによってシャフト１０９が回転自在な状態で保持されている。シャフト１０９には、ロータ３００が固定されている。ロータ３００は、羽根１１２と一体化された樹脂製のロータハブ１１１、ロータハブ１１１の内側に取り付けられたロータヨーク１１３およびロータマグネット１１４を有している。また、軸受１０８ｂとロータハブ１１１との間には、スプリング１１５が配置され、軸受１０８ｂの内輪に与圧が与えられている。

ロータハブ１１１は、略カップ形状を有し、その周囲に羽根１１２が一体成形により形成されている。ロータハブ１１１の内側には、磁性材料により構成された円筒形状のロータヨーク１１３が固定され、ロータヨーク１１３の内側には、略円筒形状のロータマグネット１１４が固定されている。ロータマグネット１１４は、周方向に沿ってＳＮＳＮ・・と交互に異なる極性となるように着磁されている。

インシュレータ１０３を介してステータコイル１０４が巻回されたステータコア１０２には、防塵カバー１０７が装着されている。図４（Ａ）および（Ｂ）は、防塵カバー１０７の斜視図であり、図５は、防塵カバー１０７を軸に垂直な方向から見た側面図である。防塵カバー１０７は、筒形状の円筒部１０７ａ、円筒部１０７ａの一端において軸中心から離れる方向に延在する鍔形状の外側フランジ部１０７ｂ、円筒部１０７ａの他端において軸中心の方向に延在する内向きフランジ部１０７ｃを有している。防塵カバー１０７は、透明性と柔軟性を有するフィルム状の樹脂材料をプレス加工することで形成されている。防塵カバー１０７を構成する材料としては、ポリプロピレンが適当であるが、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート等を利用できる。

円筒部１０７ａの内周には、軸方向から見た等角な位置（９０°毎の角度位置）に断面形状が略半円形状の突条１１０が設けられている。突条１１０は、内側（軸中心の側）に突出し、軸方向に向かって直線状に延在している。

図３に示すように、ステータコア１０２は、４個の突極１２０を有している。なお、図３では、ステータコイル１０４は、図示省略されている。突極１２０は、径方向外側、すなわち軸中心から離れる方向に延在する延在部１２１、延在部１２１の先端にあり、傘型に開いた形状の先端部１２２を有している。周方向で隣接する２つの突極１２０の先端部１２２の間には、スロット隙間部１２３が設けられている。スロット隙間部１２３は、２つの突極の先端部１２２の間に設けられた軸方向に延在する隙間である。スロット隙間部１２３の数は、４つあり、その位置は軸方向から等角な部分（９０°毎の部分）にある。

図３に示すように、ステータコア１０２に防塵カバー１０７を装着した状態において、スロット隙間部１２３に防塵カバー１０７の突条１１０が嵌合している。スロット隙間部１２３に突条１１０が嵌り込むことで防塵カバー１０７がステータに固定されている。ここで、嵌合が行なわれていない状態における周方向における突条１１０の幅が、スロット隙間部１２３の幅よりも僅かに大きくなるように寸法を設定している。防塵カバー１０７は、柔軟性を有し、変形が可能な樹脂で構成されているので、上記の寸法関係に設定することで、突条１１０が僅かに弾性変形しつつスロット隙間部１２３に圧入された状態で嵌る。なお、嵌合が行なわれていない状態での周方向における突条１１０の幅をスロット隙間部１２３の幅と同じ寸法にすることも可能である。

また、防塵カバー１０７をステータコア１０２に装着した状態において、図２に示すように内向きフランジ部１０７ｃの内縁がロータハブ１１１のボス部１１１ａのテーパ形状部に近接する構造とし、内向きフランジ部１０７ｃの内縁とロータハブ１１１との隙間からの塵や水の侵入を極力抑える構造としている。

また、外側フランジ部１０７ｂが回路基板１０６およびモータベース１０１と接触する構造とすることで、回路基板１０６への塵や水の侵入が防止され、また防塵カバー１０７の気密性が高められている。送風機１００は、図２の上から下に向けて流れる気流を発生させる。この気流は、外側フランジ部１０７ｂを回路基板１０６およびベース１０１に押し付ける力を発生する。この力により、防塵カバー１０７がステータコア１０２に押し付けられ、防塵カバー１０７の緩みが発生し難い構造が得られる。

なお、防塵カバー１０７のステータコア１０２への固定は、単に押し込んで突条１１０とスロット隙間部１２３との嵌合構造より行うことが可能であるが、補助的に接着剤を用いて固定構造を補強することもできる。

また、図５に示すように、防塵カバー１０７の円筒部１０７ａは、完全な円筒ではなく、外側フランジ部１０７ｂに近づくにつれて僅かではあるが径が徐々に大きくなるテーパ角θのテーパ形状を有している。この例では、外側フランジ部１０７ｂの部分では、円筒部１０７ａの内径がステータ２００の外径よりも大きく、内向きフランジ部１０７ｃの部分では、円筒部１０７ａの内径がステータ２００の外径よりも小さくなる寸法に設定されている。この構造によれば、防塵カバー１０７をステータ２００に装着する際、円筒部１０７ａの外側フランジ部１０７ｂの側は内径寸法が大きいのでステータ２００に装着し易く、さらに続けて防塵カバー１０７をステータ２００に押しつけながら装着してゆくと、徐々に円筒部１０７ａとステータ２００との密着の程度が高くなり、最終的に円筒部１０７ａの縮径した部分がステータ２００によって押し広げられることで弾性的に拡径し、円筒部１０７ａがステータ２００を弾性的に締め付けた状態で装着が完了する。このため、装着の作業が行い易く、また装着後の高い密着性が得られる。

（優位性）
安価で簡易な構造でステータコイルの防塵および防水が行なえる。また、防塵カバー１０７をステータコア１０２に組み付ける作業が容易である。スロット隙間部１２３に防塵カバー１０７の突条１１０が嵌合することで防塵カバー１０７がステータコア１０２に固定されるので、簡素な構造で、且つ、装着作業が簡単でありながら信頼性の高い構造が得られる。特に防塵カバー１０７がテーパ形状を有しているのでステータコア１０２への装着が行い易い。また、このテーパ形状では、小径部がステータコア１０２に弾性的に嵌るので、装着が行い易いことに加えて高い装着強度が得られる。また、防塵カバー１０７は、プレス加工により形成されるが、テーパ形状とすることで、プレス型から抜き出し易いという製造工程上の優位性も得られる。また、防塵カバー１０７が透明であり、内部が視認できるので、組み立て作業中における異常を発見し易く、また目視による点検が容易となる。

（その他）
図４の符号１３１、図５の符号１３２および１３３で示されるエッジ部分をＲ形状としてもよい。突条１１０の断面形状は、略半円形に限定されず、矩形形状等の形状とすることも可能である。上記の例において、突条１１０の数は、後述するスロット隙間部１２３の数に合わせた数が用意されているが、突条１１０の数がスロット隙間部１２３の数よりも少なくてもよい。例えば、突条１１０が一つである構造でも、防塵カバー１０７をステータコア１０２に固定する機能が得られる。

１００…送風機、１０１…ベース、１０１ａ…外側筐体、１０１ｂ…スポーク、１０２…ステータコア、１０３…インシュレータ、１０４…ステータコイル、１０５…軸受ハウジング、１０６…回路基板、１０７…防塵カバー、１０７ａ…円筒部、１０７ｂ…外側フランジ部、１０７ｃ…内向きフランジ部、１０８ａ…転がり軸受、１０８ｂ…転がり軸受、１０９…シャフト、１１０…突条、１１１…ロータハブ、１１１ａ…ボス部、１１２…羽根、１１３…ロータヨーク、１１４…ロータマグネット、１１５…スプリング、１２０…突極、１２１…延在部、１２３…スロット隙間部、２００…ステータ、３００…ロータ。

Claims (6)

1. 径方向外側に突出する複数の突極を備えたステータコアと、
   前記ステータコアの外側で回転可能なロータマグネットと、
   前記ステータコアに装着され、前記ステータコアと前記ロータマグネットの間に位置する防塵カバーと
   を備え、
   前記防塵カバーは、内側に少なくとも１つ凸部が設けられた筒形状部を有し、
   隣接する前記突極の先端部間の隙間であるスロット隙間部に前記凸部が嵌合していることを特徴とする送風機。
2. 前記凸部は、軸方向に延在した突条部であることを特徴とする請求項１に記載の送風機。
3. 周方向において、前記嵌合が行なわれていない状態における前記凸部の幅が前記スロット隙間部の幅と同じまたは大きいことを特徴とする請求項２に記載の送風機。
4. 前記防塵カバーは柔軟性を有する樹脂により構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の送風機。
5. 前記筒形状部は、前記ステータコアに装着される方向に向かって径が拡大するテーパ形状を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の送風機。
6. 前記防塵カバーが透明な材質で構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の送風機。

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