JP2017044168A - インペラの取付け構造、及びそれを用いた遠心ファン - Google Patents

Abstract

【課題】ロータヨークとインペラとの結合強度を十分に得られるとともに、さらなる薄型化を図ったインペラの取付け構造、及びそれを用いた遠心ファンを提供する。【解決手段】インペラ１０の取付け構造は、主板１２に傾斜面が形成され、主板１２の傾斜面の下方に空間１５が形成されたインペラ１０と、インペラ１０が装着され、突起用貫通穴２３ａを有するカップ状のロータヨーク２３と、突起２４ａを突起用貫通穴２３ａに嵌入することによってロータヨーク２３に結合された環状のバックヨーク２４と、を備えることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、インペラの取付け構造、及びそれを用いた遠心ファンに関する。

家電機器、ＯＡ機器、産業機器の冷却、換気、空調や、車両用の空調、送風などに広く用いられている送風機として、遠心式ファンが知られている。従来の遠心式ファンとして、ケーシングが上ケーシングと下ケーシングとからなり、上ケーシングと下ケーシングの間に羽根車を収納し、この羽根車の回転に伴って吸い込み口から吸入した空気を上ケーシングと下ケーシングの間の側面に形成された吹き出し口から外方に向けて排出する遠心式ファンが知られている（例えば、特許文献１参照）

図７に示す特許文献１に記載された遠心ファン１００は、モータ１６０のロータヨーク１６３の外周にインペラ（羽根車に相当）１３０のハブ１４１を装着した構成で、ロータの高さを遠心ファン１００の上下方向の高さＨの１／２以下とすることで薄型化を図った構造となっている。これによってロータとインペラ１３０のハブ１４１は吸込み口１３３の方向に突出しないため、モータ１６０の回転に伴って回転するインペラ１３０によって空気吸込み口１３３から吸い込まれた空気がロータヨーク１６３及びハブ１４１に衝突せず、空気の流れを阻害することなく、羽根１５１の間に案内される。この結果、騒音の発生を抑制することができる。

しかしながら、特許文献１に記載の遠心ファン１００は、一般にインペラ１３０のハブ１４１の内周にロータヨーク１６３を圧入して装着が行われるが、インペラ１３０は高速で回転するため、圧入、及び接着では十分な結合強度が得られないという問題がある。また、ロータマグネットもロータヨーク１６３の内周面に接着されるが、圧入時に接着剤がしごかれ、接着剤が不足した場合には、十分な結合強度が得られないという問題がある。

さらに遠心ファンの薄型化の要求に対して、モータ１６０の薄型化を図る必要があるが、回路基板１６９に実装された電子部品がインペラのハブ１４１の下面に衝突してしまう問題がある。

特開２０１４−１５８４９号公報（図３）

本発明は上述のような課題に鑑み、ロータヨークとインペラとの結合強度を十分に得られるとともに、さらなる薄型化を図ったインペラの取付け構造、及びそれを用いた遠心ファンを提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、以下の構成によって把握される。
（１）本発明の第１の観点は、インペラの取付け構造であって、主板に傾斜面が形成され、前記主板の傾斜面の下方に空間が形成されたインペラと、前記インペラが装着され、突起用貫通穴を有するカップ状のロータヨークと、突起を前記突起用貫通穴に嵌入することによって前記ロータヨークに結合された環状のバックヨークと、を備えることを特徴とする。

（２）上記（１）の構成において、前記環状のバックヨークの前記突起は、前記突起用貫通穴から突出する先端において折り曲げられていてもよい。

（３）上記（１）の構成において、前記環状のバックヨークの前記突起は、前記突起用貫通穴から突出する先端においてかしめられていてもよい。

（４）本発明の第２の観点は、遠心ファンであって、上記（１）から（３）のいずれか１つに記載のインペラの取付け構造を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ロータヨークとインペラとの結合強度を十分に得られるとともに、さらなる薄型化を図ったインペラの取付け構造、及びそれを用いた遠心ファンを提供することができる。

本発明の第１実施形態におけるロータにインペラを装着した状態を示した図である。 図１におけるインペラとロータの分解斜視図である。 図２におけるロータの構成を示した図である。 図３におけるバックヨークを示した図である。 第２実施形態におけるロータの構成を説明した図である。 図５におけるバックヨークのかしめを説明した図である。 従来構造における遠心ファンを示した断面図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という）を、添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。

＜第１実施形態＞
まず、第１実施形態に係るインペラ１０の取付け構造について説明する。図１に示すように、遠心ファン１のロータ２０には、インペラ１０が装着されている。

ロータ２０は、図２及び図３に示すように、金属材からなるシャフト２１と、ボス部２２と、金属材からなるカップ状のロータヨーク２３と、金属材からなる環状（ここでは、円環状）のバックヨーク２４と、バックヨーク２４の内側に装着されたロータマグネット２５と、を備えている。

ボス部２２は、例えば、真鍮にて形成され、大径部と小径部を有している。ボス部２２の中央の貫通穴にシャフト２１を圧入し、ロータヨーク２３の中央の開口にボス部２２の小径部を嵌め込み、ボス部２２の小径部の外周縁の一部をかしめ、ロータヨーク２３とボス部２２を結合している。

環状のバックヨーク２４は、ロータヨーク２３に次のような態様で結合されている。バックヨーク２４は、図４に示すように、例えば、鉄材からなる板状の部材をプレス加工することによって形成されており、その両端２４ｃ，２４ｃは、カーリングして結合して環状に形成される。図２及び図３に戻って、バックヨーク２４は、その外周縁の上端に形成された突起２４ａ（第１実施形態では周方向に均等ピッチで９個形成）を有しており、この突起２４ａをロータヨーク２３の突起用貫通穴２３ａに嵌入し、突起用貫通穴２３ａから突出する突起２４ａの先端を折り曲げることにより、ロータヨーク２３に結合されている。

バックヨーク２４の内周面には接着剤が塗布されており、ロータマグネット２５が接着されている。また、あわせて、バックヨーク２４は、その内周面の下部に形成された係合爪２４ｂ（第１実施形態では周方向に均等ピッチで３個形成）を有しており、この係合爪２４ｂをロータマグネット２５に形成された凹部２５ａに係合される。この係合爪２４ｂは、ロータマグネット２５の脱落防止として機能する。ロータマグネット２５に形成された凹部２５ａは、ロータマグネット２５の磁極の境（Ｎ極とＳ極の境）に形成されている。

ロータマグネット２５は円筒状であっても、シート状ラバーマグネットであっても構わない。シート状ラバーマグネットの場合、カーリングしてバックヨーク２４の内周面に圧入される。

インペラ１０は合成樹脂製で形成されており、環状のシュラウド１１と、主板１２と、環状のシュラウド１１と主板１２の間に配置された複数の羽根１３と、を備えている。主板１２と羽根１３は射出成形にて形成され、各羽根１３の上面と環状のシュラウド１１とは、例えば、超音波溶着にて結合されている。羽根１３は全て同じ形状で形成されており、回転方向に対して後向き羽根を構成している。主板１２の下面には射出成形時に一体に形成された複数のピン１２ａが突設している。なお、環状のシュラウド１１の中央に形成された開口１１ａが空気吸込み口となる。

図１及び図２を参照して、ロータヨーク２３へのインペラ１０の装着について説明する。主板１２に形成されたピン１２ａをロータヨーク２３に形成されたピン用貫通穴２３ｂにそれぞれ挿通することにより、インペラ１０がロータヨーク２３に載置され、ピン用貫通穴２３ｂから突出したピン１２ａの先端を熱で潰すことによって、ロータヨーク２３にインペラ１０が結合される。インペラ１０に形成されたピン１２ａと、ロータヨーク２３に形成されたピン用貫通穴２３ｂは周方向に均等ピッチで形成されている。

ここで、インペラ１０の主板１２は内周側から外周側に向けて傾斜面を形成している。インペラ１０をロータヨーク２３に結合すると、軸方向において、主板１２の傾斜面の下方に空間１５が形成される。このため、この空間１５が逃げ部となって、回路基板（不図示）に実装された電子部品（不図示）の一部がこの空間１５に収容されるため、電子部品（不図示）がインペラ１０と衝突することが回避される。この空間１５に電子部品（不図示）の一部が収容される結果、軸方向の薄型化を図ることができる。

上述のとおり、インペラ１０の装着について説明したが、このインペラ１０は、例えば、図７の従来のような遠心ファン１００にも用いることができる。また、モータにも同様に適用できる。なお、図７の従来の遠心ファン１００のインペラ１３０は主板を備えていないものが図示されているが、第１実施形態のインペラ１０を使用する場合、インペラ１０は主板１２を備えた構成となる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係るインペラ１０の取付け構造について説明する。第１実施形態では、ロータヨーク２３とバックヨーク２４とは、バックヨーク２４に形成された突起２４ａをロータヨーク２３に形成された突起用貫通穴２３ａに嵌入し、バックヨーク２４の突起２４ａの先端を折り曲げることによって、結合されている。これに対して、第２実施形態では、ロータヨーク２３とバックヨーク２４とは、図５に示すように、バックヨーク２４に形成された突起２４ａをロータヨーク２３に形成された突起用貫通穴２３ａに嵌入した後、突起用貫通穴２３ａから突出する突起２４ａの先端を周方向にかしめることによって、結合されている。

具体的には、図６に示したように、バックヨーク２４に形成された突起２４ａの先端に凹部２４ｄが形成されており、凹部２４ｄを周方向に押し広げるようにかしめることによって、バックヨーク２４はロータヨーク２３に結合されている。

＜実施形態の効果＞
上記２つの実施形態によれば、次のような効果が得られる。
イ．インペラ１０の主板１２は内周側から外周側に向けて傾斜面を形成しているため、主板の傾斜面の下方に空間１５が形成される。この結果、この空間１５が逃げ部となって、回路基板（不図示）に実装された電子部品（不図示）の一部がこの空間１５に収容されるため、電子部品（不図示）がインペラ１０と衝突することが回避され、軸方向の薄型化を図ることができる。

ロ．ロータヨーク２３とインペラ１０との結合強度を十分に得ることができる。

ハ．以上に加えて、バックヨーク２４にロータマグネット２５を装着した状態でロータマグネット２５に着磁することができ、バックヨーク２４を着磁ヨークとして使うことができる。このため、着磁した後、ロータマグネット２５を外すことなく、そのまま使うことができる。

このように、本発明は、具体的な実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を行ったものも含まれるものであり、そのことは、当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。

１…遠心ファン、１０…インペラ、１１…シュラウド、１１ａ…開口（シュラウド１１の）、１２…主板、１２ａ…ピン（主板１２の）、１３…羽根、１５…空間、２０…ロータ、２１…シャフト、２２…ボス部、２３…ロータヨーク、２３ａ…突起用貫通穴（ロータヨーク２３の）、２３ｂ…ピン用貫通穴（ロータヨーク２３の）、２４…バックヨーク、２４ａ…突起（バックヨーク２４の）、２４ｂ…係合爪（バックヨーク２４の）、２４ｃ…両端（バックヨーク２４の）、２４ｄ…凹部（突起２４ａの）、２５…ロータマグネット、２５ａ…凹部（ロータマグネット２５の）

Claims (4)

1. インペラの取付け構造であって、
   主板に傾斜面が形成され、前記主板の傾斜面の下方に空間が形成されたインペラと、
   前記インペラが装着され、突起用貫通穴を有するカップ状のロータヨークと、
   突起を前記突起用貫通穴に嵌入することによって前記ロータヨークに結合された環状のバックヨークと、を備えることを特徴とするインペラの取付け構造。
2. 前記環状のバックヨークの前記突起が、前記突起用貫通穴から突出する先端において折り曲げられていることを特徴とする請求項１に記載のインペラの取付け構造。
3. 前記環状のバックヨークの前記突起が、前記突起用貫通穴から突出する先端においてかしめられていることを特徴とする請求項１に記載のインペラの取付け構造。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のインペラの取付け構造を備えることを特徴とする遠心ファン。

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