JP2018017167A - インペラおよびモータ - Google Patents
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Abstract
【課題】製造が簡単で、高い静圧を得ることができるインペラを提供する。【解決手段】ハブの外周面11は、傾斜翼2との接続部分よりも上方に配された部分を含む第1外周面111と、第1外周面111の後方で傾斜翼2との接続部分よりも下方に配された部分を含む第2外周面と、第1外周面111の回転方向の後方側の端部1110と第2外周面の回転方向の前方側の端部のそれぞれを連結する連結部13と、を備え、第1外周面111の回転方向の後方側の端部1110上の任意の第1点の中心軸からの距離は、第2外周面の回転方向の前方側の端部上において中心軸方向の位置が第1点と同じ位置である第2点の中心軸からの距離以上である。【選択図】図1
Description
本発明は、気流を発生するインペラおよびインペラを有するモータに関する。
静圧を上昇させる目的で円錐台状のハブを用いた送風機羽根車が、特許文献1に開示される。この送風機羽根車は、円錐台状のハブと、ハブの周囲に放射状に延び出して形成された複数枚の羽根を備える。
送風機羽根車のハブは、羽根の付け根部分が吸込み側から吹出し側に向かって外径が大きくなっている。そのため、軸方向に抜く金型だけで送風機羽根車を形成することは困難である。そこで、ハブと羽根とを別部品で成形し、ハブに羽根を取り付ける方法も開示されるが、工数が増加して製造コストが高くなる。また、取り付け方法によってはハブと羽根との取り付け部の強度が下がることがある。さらに、周方向に複数ある取り付け部の重量がばらつくと、振動、騒音等の原因になる恐れがある。
そこで、本発明は、製造が簡単で、高い静圧を得ることができるインペラを提供することを目的とする。
本発明の例示的なインペラは、上下方向に延びる中心軸の回りに回転する外周面を有するハブと、前記ハブの外周面に周方向に設けられた複数の傾斜翼と、を有し、前記傾斜翼は前記中心軸に対して傾くとともに回転方向前縁が後縁よりも上側に配置され、前記ハブの外周面は、前記傾斜翼との接続部分よりも上方で前記傾斜翼と前記中心軸方向に重なる位置に配された部分を含む第1外周面と、前記回転方向において前記第1外周面の後方側で前記傾斜翼との接続部分よりも下方で前記傾斜翼と前記中心軸方向に重なる位置に配された部分を含む第2外周面と、前記第1外周面の前記回転方向の後方側の端部と前記第2外周面の前記回転方向の前方側の端部のそれぞれを連結する連結部と、を備え、前記連結部は、傾斜翼の前縁の前記回転方向前方側に配されており、前記第1外周面は、上から下に向かって曲率半径が漸次大きくなる曲面であり、前記第2外周面上の任意の点における接平面は、前記中心軸と平行又は上部が下部よりも前記中心軸から遠くなり、前記第1外周面の前記回転方向の後方側の端部上の任意の第1点の前記中心軸からの距離は、前記第2外周面の前記回転方向の前方側の端部上において前記中心軸方向の位置が前記第1点と同じ位置である第2点の前記中心軸からの距離以上であることを特徴とする。
本発明の例示的なインペラによれば、高い静圧を得ることができるとともに、製造が簡単である。
<1.第1実施形態>
以下に本発明の例示的な第1実施形態について図面を参照して説明する。以下の説明では、中心軸が延びる方向を「軸方向」と定義する。また、中心軸を中心として中心軸と直交する方向を「径方向」と定義する。さらに、中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」と定義する。また、図1の状態を基準として、軸方向を「上下方向」とする。また、上下方向の位置を示す場合、「上方」、「上側」、「下方」および「下側」と示す場合がある。これらは、次のとおり定義する。「上方」は、ある部材に対して軸方向に重なる位置で、ある部材の上を示す。「上側」は重なりに関係なくある部材に対して上を示す。同様に、「下方」は、ある部材に対して軸方向に重なる位置で、ある部材に対して下を示す。「下側」は重なりに関係なくある部材に対して下を示す。なお、軸方向Ad、径方向Ddおよび周方向Pdとして、必要に応じて、図面中に矢線とともに表示する。
以下に本発明の例示的な第1実施形態について図面を参照して説明する。以下の説明では、中心軸が延びる方向を「軸方向」と定義する。また、中心軸を中心として中心軸と直交する方向を「径方向」と定義する。さらに、中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」と定義する。また、図1の状態を基準として、軸方向を「上下方向」とする。また、上下方向の位置を示す場合、「上方」、「上側」、「下方」および「下側」と示す場合がある。これらは、次のとおり定義する。「上方」は、ある部材に対して軸方向に重なる位置で、ある部材の上を示す。「上側」は重なりに関係なくある部材に対して上を示す。同様に、「下方」は、ある部材に対して軸方向に重なる位置で、ある部材に対して下を示す。「下側」は重なりに関係なくある部材に対して下を示す。なお、軸方向Ad、径方向Ddおよび周方向Pdとして、必要に応じて、図面中に矢線とともに表示する。
また、以下、上述した各方向を利用して、各部の形状および位置関係を説明する。なお、この上下方向の定義は、説明の便宜上、定義するものであって、インペラの使用時の向きおよび位置を限定するものではない。図1は、本発明にかかるインペラの一例の斜視図である。図2は、図1に示すインペラを軸方向の反対側から見た斜視図である。図3は、図1に示すインペラを中心軸に沿った面で切断した断面図である。図4は、図1に示すインペラを周方向に展開した展開図である。図5は、図4に示すインペラをV−V線で切断した断面図である。図6は、図5に示すハブの連結部を拡大した拡大図である。なお、図5および図6は、周面であるハブ1の外周面11を平面上に展開した図である。また、図6に示す拡大図は、図5に円P1で囲んだ部分を拡大した図である。
<1.1 インペラの概略構成>
本実施形態において、インペラAは一定方向に回転する。インペラAの回転方向は、図1に示すように、軸方向の上から見たとき、反時計回り方向である。以下、インペラAの回転方向Rdを用いて説明する。なお、表示可能な図面には、回転方向Rdを矢線と共に示す。
本実施形態において、インペラAは一定方向に回転する。インペラAの回転方向は、図1に示すように、軸方向の上から見たとき、反時計回り方向である。以下、インペラAの回転方向Rdを用いて説明する。なお、表示可能な図面には、回転方向Rdを矢線と共に示す。
インペラAは、ハブ1と、3枚の傾斜翼2と、ボス部3とを有する。すなわち、インペラAは、上下方向に延びる中心軸の回りに回転する外周面を有するハブ1と、ハブ1の外周面に周方向に設けられた複数の傾斜翼2とを有する。
傾斜翼2は、ハブ1の外周面11に配置されるとともに、径方向外側に延びる。3枚の傾斜翼2は、周方向に等間隔で配置される。しかしながら、これに限定されない。例えば、傾斜翼2が2枚または4枚以上であってもよい。また、傾斜翼2は、1枚であってもよい。また、傾斜翼2を複数枚有する場合、隣り合う傾斜翼2の間隔は、異なってもよい。ボス部3は、ハブ1の軸方向の上端部100から、径方向内側に延びる円板形状である。詳細は後述するが、ハブ1、傾斜翼2およびボス部3は、同一の部材で形成される。ハブ1、傾斜翼2およびボス部3を同一の部材で形成する方法として、例えば、金型に材料を流し込み、成形後、金型を取り外す、射出成形を挙げることができる。
<1.2 傾斜翼の構成>
<1.2 傾斜翼の構成>
傾斜翼2は、ハブ1の外周面11から径方向外側に延びる。図4に示すように、傾斜翼2は、それぞれ、軸方向に対して傾斜する。傾斜翼2は、例えば、らせん面を有する板状である。なお、らせん面とは、厳密な意味のらせん面だけでなく、周方向に移動しつつ、軸方向にも移動する曲面を広く含むものとする。
傾斜翼2において、回転方向の前方側の端部である前縁21が、回転方向の後方側の端部である後縁22よりも軸方向上側に配置される。すなわち、傾斜翼2は中心軸に対して傾くとともに回転方向前縁が後縁よりも上側に配置される。なお、前縁21は、外周面11の後述する第1外周面111の軸方向上端部に配置される。また、後縁22は、外周面11の後述する第2外周面112の軸方向下端部の近傍に配置される。なお、傾斜翼2の後縁22は、第2外周面112の軸方向下端部に近い方が好ましい。さらには、後縁22が、第2外周面112の軸方向下端部に達することが好ましい。後縁22が第2外周面112の軸方向下端部に達していることで、第2外周面112の回転方向の後方側と第1外周面111の段差をなくすことができ、乱流、振動等の発生を抑えることが可能である。
<1.3 ボス部の構成>
ボス部3は、ハブ1の軸方向の上端部100から径方向内側に延びる円環形状である。ボス部3は、径方向の中央にモータ等の原動機の回転軸に固定されるボス孔31を有する。ボス孔31は、ボス部3を軸方向に貫通する貫通孔である。
ボス部3は、ハブ1の軸方向の上端部100から径方向内側に延びる円環形状である。ボス部3は、径方向の中央にモータ等の原動機の回転軸に固定されるボス孔31を有する。ボス孔31は、ボス部3を軸方向に貫通する貫通孔である。
<1.4 ハブの構成>
ハブ1は、上述のとおり、軸方向に延びる筒形である。ハブ1は、テーパ面10と、外周面11と、内周面12とを有する。ハブ1の内部には、インペラAを回転させるモータの一部が収納される。そして、内周面12には、モータに用いられる円筒形のマグネットが固定される。なお、モータの詳細な説明は、後述する。
ハブ1は、上述のとおり、軸方向に延びる筒形である。ハブ1は、テーパ面10と、外周面11と、内周面12とを有する。ハブ1の内部には、インペラAを回転させるモータの一部が収納される。そして、内周面12には、モータに用いられる円筒形のマグネットが固定される。なお、モータの詳細な説明は、後述する。
テーパ面10は、外周面11の軸方向上方に配置されており、インペラAに対する空気の流入を促す役割を果たしている。テーパ面10は、軸方向上から下に向かって、漸次曲率半径が大きくなる。すなわち、テーパ面10は、中心軸を中心とする円錐台形状を有している。なお、テーパ面10は、空気の流入を促す役割を果たすが、不要である場合、省略してもよい。
テーパ面10と第1外周面111とは、軸方向に沿って微分可能に連続する。換言すると、テーパ面10と第1外周面111との接続部分が、滑らかな面である。インペラAが回転するとき、空気は、テーパ面10から第1外周面111に流れる。テーパ面10と第1外周面111とが滑らかに接続されることで、空気の流れの乱れを抑制可能である。
なお、空気の流れの乱れは、空気の性質(温度、湿度等)、流速等によって変化する。空気の流れが乱れにくい場合、テーパ面10と第1外周面111との接続部分に、空気の乱れが発生しない程度の凹凸が形成されていてもよい。また、接続部分に凹凸を設けて、空気の流れを制御する構成を有していてもよい。
外周面11には、傾斜翼2が接続される。外周面11は、第1外周面111と、第2外周面112と、連結部13と、を有する。第1外周面111は、第1部分1111と、第2部分1112とを有する。第1部分1111は、傾斜翼2と軸方向に重なるとともに、傾斜翼2との接続部分の軸方向の上方に配される。第2部分1112は、第1部分1111の回転方向後方側と連続して形成されているとともに傾斜翼2の後縁22よりも回転方向後方側に配される。すなわち、第1外周面111は、傾斜翼2と軸方向に重なるとともに、傾斜翼2との接続部分の軸方向の上方に配される部分1111を有する。
図1、図2示すように、第1外周面111は、中心軸を中心とする周面である。なお、中心軸を中心とする周面とは、任意の点における曲率の中心が中心軸と重なる形状である。周面として、例えば、円柱、円錐台、切断した球体、これらを組み合わせた形状およびその一部を挙げることができる。なお、上述の形状では中心軸と直交する面で切断した断面が円または円弧であるが、円以外の曲面、例えば、楕円等であってもよい。
また、図3に示すように、第1外周面111の曲率半径は、軸方向上部から下部に向かって漸次大きい。つまり、第1外周面111は、軸方向の下部が上部に比べて広がった形状(テーパ形状)である。第1外周面111の曲率半径が、軸方向上から下に向かって、すなわち、吸込み側から吹き出し側に向かって、漸次大きくなることで、インペラAの静圧が大きくなる。
第2外周面112は、第1部分1121と、第2部分1122とを有する。第1部分1121は、傾斜翼2と軸方向に重なるとともに、傾斜翼2との接続部分の軸方向の下方に配される。第2部分1122は第1部分1121の回転方向前方側と連続して形成されているとともに、傾斜翼2の前縁21よりも回転方向前方側に配される。すなわち、第2外周面112は、傾斜翼2と軸方向に重なるとともに、傾斜翼2との接続部分の軸方向の下方に配される第1部分1121を有する。
本実施形態に示すハブ1において、第2外周面112は、中心軸を中心とする周面である。そして、第2外周面112の中心軸と直交する切断面で切断した端面は、切断面の軸方向位置にかかわらず、常に一定の曲率半径である。すなわち、第2外周面112は、軸方向上から下にかけて曲率半径が等しい。図3に示すように、本実施形態のハブ1では、中心軸を含み、中心軸に沿った面で切断したときの、第2外周面112の切断の端部は、中心軸と平行である。つまり、第2外周面112の任意の点における接平面は、中心軸と平行になる。第1外周面111および第2外周面112の大きさについては、後述する。
第1外周面111の回転方向の後方側の端部1110と、第2外周面112の回転方向の前方側の端部1120とは、連結部13を介して連結される。すなわち、ハブ1の外周面11は、第1外周面111の回転方向の後方側の端部1110と第2外周面112の回転方向の前方側の端部1120のそれぞれを連結する連結部13を有する。また、連結部13は、少なくとも、傾斜翼2の前縁21よりも回転方向の前方側に配される。なお、以下において、第1外周面111の回転方向の後方側の端部1110を単に第1外周面111の端部1110とし、第2外周面112の回転方向の前方側の端部1120を第2外周面112の端部1120とする場合がある。
ハブ1において、上述のとおり、第1外周面111は、軸方向上から下に向かって曲率半径が漸次大きくなる。一方、第2外周面112の曲率半径は、軸方向の上から下にかけて同じ曲率半径である。図5、図6に示すように、第1外周面111の端部1110は、第2外周面112の端部1120に対して、ハブ1の径方向の外側にある。
例えば、V−V線で切断した場合の、第1外周面111の回転方向の後方側の端部1110上の第1点Q1(図6参照)の中心軸からの距離は、第2外周面112の回転方向の前方側の端部1120上の第2点Q2(図6参照)の中心軸からの距離以上である。また、V−V線以外で切断した場合でも、第1外周面111の端部1110上の第1点と第2外周面112の端部1120上の第2点とは、同じ特徴を有している。すなわち、第1外周面111の回転方向の後方側の端部1110上の任意の第1点の中心軸からの距離は、第2外周面112の回転方向の前方側の端部1120上において軸方向の位置が第1点と同じ位置である第2点の中心軸からの距離以上である。換言すると、軸方向の位置が同じ場合において、第1外周面111の端部1110の中心軸からの距離(すなわち、曲率半径)は、第2外周面112の端部1120の中心軸からの距離(すなわち、曲率半径)以上となる。
<1.4.1 連結部の構成>
連結部13は、第1外周面111の回転方向後方側の端部1110と、第2外周面112の回転方向前方側の端部1120とのそれぞれと連結された傾斜面131を有する。上述のとおり、第1外周面111は、軸方向下側に向かって曲率半径が漸次大きくなる。一方、第2外周面112の曲率半径は、軸方向の上から下にかけて同じ曲率半径である。そのため、傾斜面131は、第1外周面111の端部1110(Q1)から第2外周面112の端部1120(Q2)に向かって、中心軸からの距離が漸次小さくなる。換言すると、傾斜面131は、ハブ1の回転方向と逆方向(気流Afwの流れ方向)に向かって、中心軸からの距離、すなわち、径方向の距離が漸次小さくなる。連結部13は、第1外周面111から第2外周面112に向かって径方向の距離が漸次減少する傾斜面131を有する。なお、傾斜面131で連結されて、第1外周面111と第2外周面112とが連続した面となる。
連結部13は、第1外周面111の回転方向後方側の端部1110と、第2外周面112の回転方向前方側の端部1120とのそれぞれと連結された傾斜面131を有する。上述のとおり、第1外周面111は、軸方向下側に向かって曲率半径が漸次大きくなる。一方、第2外周面112の曲率半径は、軸方向の上から下にかけて同じ曲率半径である。そのため、傾斜面131は、第1外周面111の端部1110(Q1)から第2外周面112の端部1120(Q2)に向かって、中心軸からの距離が漸次小さくなる。換言すると、傾斜面131は、ハブ1の回転方向と逆方向(気流Afwの流れ方向)に向かって、中心軸からの距離、すなわち、径方向の距離が漸次小さくなる。連結部13は、第1外周面111から第2外周面112に向かって径方向の距離が漸次減少する傾斜面131を有する。なお、傾斜面131で連結されて、第1外周面111と第2外周面112とが連続した面となる。
連結部13は、傾斜翼2の前縁21の回転方向前方側に配される。図4に示すように、本実施形態に示すハブ1では、外周面11において、周方向に隣り合う傾斜翼2の間に、傾斜翼2が配置されない隙間部分が存在する。ハブ1では、この隙間部分に連結部13が配置される。すなわち、連結部13は、ハブ1の回転方向前方側に配置された傾斜翼2の後縁22と、ハブ1の回転方向後方側に配置された傾斜翼2の前縁21との間に位置する。
<1.5 インペラの動作>
インペラAは、中心軸周りに、回転方向Rdに回転する。ここで、ハブ1の外周面11に対する相対的な空気の流れについて説明する。なお、図5および図6に、外周面11に対する空気の流れである相対的な気流Afwを破線の矢印で示す。
インペラAは、中心軸周りに、回転方向Rdに回転する。ここで、ハブ1の外周面11に対する相対的な空気の流れについて説明する。なお、図5および図6に、外周面11に対する空気の流れである相対的な気流Afwを破線の矢印で示す。
インペラAが回転方向に回転すると、傾斜翼2の回転方向前方側の面が、空気を押し、空気の流れ(気流)が発生する。気流Afwは、外周面11に対して相対的に、回転方向と反対方向に流れる。つまり、インペラAが回転方向Rdに回転することで、外周面11の近傍では、相対的に回転方向Rdと反対向きの気流Afwが発生する(図5、図6等参照)。すなわち、気流Afwは外周に沿って第1外周面111から第2外周面112に流れる。
連結部13では、気流Afwの流れ方向の上流側である第1外周部111の端部1110の径方向の位置が、下流側である第2外周部112の端部1120の径方向の位置よりも高い。すなわち、連結部13の傾斜面131が、気流Afwの流れ方向の下流側に向かって径方向の内側に凹んでいる。そのため、気流Afwが、第1外周面111から第2外周面112に流れるとき、連結部13に沿って流れ、気流Afwの抵抗になりにくい。そのため、気流Afwの流れが乱されにくく、気流Afwが乱流になったり、よどみ点が発生したりするのを抑制できる。これにより、インペラAが回転するときの、振動、騒音等を抑制することが可能である。
<1.6 インペラの製造>
上述のとおり、インペラAは、ハブ1、傾斜翼2およびボス部3は同一の部材として形成される。例えば、インペラAは、樹脂で成形する場合、組み立てた成形型(金型)の内部に、溶融した樹脂を射出し(流し込み)、樹脂が固化した後に金型を外して成形する射出成形が採用される場合がある。
上述のとおり、インペラAは、ハブ1、傾斜翼2およびボス部3は同一の部材として形成される。例えば、インペラAは、樹脂で成形する場合、組み立てた成形型(金型)の内部に、溶融した樹脂を射出し(流し込み)、樹脂が固化した後に金型を外して成形する射出成形が採用される場合がある。
射出成形では、金型の個数が少ないほど、コストを低くすることが可能である。本実施形態のインペラAでは、ハブ1と傾斜翼2とを同一の部材として成形するため、少なくとも、傾斜翼2の軸方向上方と、軸方向下方とを別の金型で成形する。以下の説明において、成形体が固化した後に金型を引っ張って取り外す。この金型の取り外しを、金型を抜くと称する。例えば、成形時に軸方向上に配置された金型は、成形後、軸方向上に取り外される、すなわち、軸方向上に抜かれる。以下に、インペラAの各部を射出成形で成形する場合の金型について説明する。
傾斜翼2は、らせん面を有する板状である。すなわち、立体的な曲面を有する。そのため、傾斜翼2を射出成形で成形する場合、軸方向上に抜く金型と、軸方向下に抜く金型とを用いることで成形が可能である。
ハブ1は、テーパ面10と、外周面11と、内周面12とを有する。テーパ面10は、軸方向の上部の外径が下部の外径に比べて小さい。そのため、テーパ面10は、軸方向上に抜く金型を用いて成形が可能である。内周面12は、図3に示すように、異なる内径の円筒を軸方向に連結した形状である。内周面12は、軸方向下部の円筒の内径が軸方向上部の内径よりも大きい。そのため、内周面12は、軸方向下に抜く金型で成形可能である。
第1外周面111は、傾斜翼2よりも軸方向上方に配置される第1部分1111を含む。そして、第1外周面111の軸方向上部の曲率半径は、下部の曲率半径よりも小さい。そのため、第1外周面111は、軸方向上に抜く金型を用いて成形が可能である。
また、第2外周面112は、傾斜翼2よりも軸方向下方に配置される第1部分1121を有する。そして、第2外周面112は、軸方向に上から下にかけて曲率半径が等しい。すなわち、第2外周面112の第1部分1121は、軸方向の上から下にかけて外径が変化しない筒状であり、軸方向下に抜く金型で成形可能である。
また、図4に示すように、傾斜面131と連結される第1外周面111の端部1110は、径方向に見た場合に軸方向に沿って延びる。一方、傾斜面131と連結される第2外周面112の端部1120は、軸方向の上部が下部に比べて回転方向前方側に傾いている。つまり、傾斜面131は、軸方向上方に面する傾斜面である。そのため、連結部13は、第1外周面111と同じく、軸方向上に抜く金型で成形可能である。なお、第2外周面112の第2部分1122の一部は、傾斜面131の軸方向の上方に配置されているが、第2外周面112は、軸方向上から下にかけて曲率半径が等しいため、軸方向上に抜く金型で成形可能である。
また、ボス部3は、円環状である。そして、貫通孔であるボス孔31は、軸方向に延びるとともに、軸方向にかけて内径が等しい。そのため、ボス部3は、軸方向上に抜く金型と、軸方向下に抜く金型とで成形可能である。
以上のとおり、インペラAは、ハブ1の外周面11の傾斜翼2よりも軸方向上方の第1部分1111を含む面、すなわち、第1外周面111を、軸方向の上から下に向かって径方向に広がる形状とすることで、静圧を上げることができる。また、インペラAを、軸方向上に抜く金型と、軸方向下に抜く金型で形成することが可能である。換言すると、径方向に抜く金型が不要である。そのため、金型の構成を簡略化することができる。また、射出成形後の金型の抜き方向が、軸方向だけであるため、製造装置も簡略化可能である。すなわち、本実施形態のインペラAは、静圧を高めることができるとともに、製造に要するコストを低減することが可能である。
なお、下に抜く金型として、内周面12を成形する金型と、外周面11の第2外周面112の第1部分1121を成形する金型と、を別体としてもよい。内周面12を成形する金型と、外周面11を成形する金型と、第2外周面112の第1部分1121を成形する金型と、が別体であるため、金型の数は増えるが、それぞれの金型の形状が簡単になる。
<1.7 第1実施形態の第1変形例>
本実施形態にかかるハブ1の変形例について図面を参照して説明する。図7は、第1実施形態にかかるインペラの変形例の展開図である。図8は、図7に示すインペラを中心軸に沿った面で切断した断面図である。本変形例のインペラA1は、連結部13aの傾斜面132が異なる以外、インペラAと同じ構成を有している。そのため、実質上同じ部分には同じ符号を付している。
本実施形態にかかるハブ1の変形例について図面を参照して説明する。図7は、第1実施形態にかかるインペラの変形例の展開図である。図8は、図7に示すインペラを中心軸に沿った面で切断した断面図である。本変形例のインペラA1は、連結部13aの傾斜面132が異なる以外、インペラAと同じ構成を有している。そのため、実質上同じ部分には同じ符号を付している。
図7に示すように、インペラA1では、径方向に見た第2外周面112の端部1120が中心軸と平行であり、第1外周面111の端部1110は、軸方向の上部を下部に比べて回転方向後方側に傾斜している。このとき、連結部13aの傾斜面132は、軸方向に傾斜しない面となる。
そして、インペラA1の場合、傾斜面132が軸方向に傾斜しないため、連結部13aを軸方向下に抜く金型で成形することが可能である。すなわち、インペラA1では、第2外周面112全体を、軸方向下に抜く金型で成形できる。図8に示すように、第2外周面112は、軸方向下部の中心軸からの距離が軸方向上部の中心軸からの距離よりも小さくてよい。すなわち、第2外周面112の任意の点における接平面は、中心軸と平行または軸方向の下部が上部に比べて中心軸に近い形状である。第2外周面112は、軸方向の上部の中心軸からの距離が、下部の中心軸からの距離よりも大きくなっている。このような形状としても、第2外周面112および連結部13aを下に抜く金型で成形できる。なお、本変形例の連結部13aは、傾斜面132が中心軸に対して傾斜していない。そのため、連結部13aは軸方向上に抜く金型で形成することも可能である。
<1.8 第1実施形態の第2変形例>
本実施形態にかかるハブ1の変形例について図面を参照して説明する。図9は、第1実施形態にかかるインペラの変形例の展開図である。本変形例に示すインペラA2は、連結部13a2の位置が異なる以外、インペラAと同じ構成を有している。そのため、実質上同じ部分には同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。
本実施形態にかかるハブ1の変形例について図面を参照して説明する。図9は、第1実施形態にかかるインペラの変形例の展開図である。本変形例に示すインペラA2は、連結部13a2の位置が異なる以外、インペラAと同じ構成を有している。そのため、実質上同じ部分には同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。
図9に示すインペラA2のように、周方向に隣り合う傾斜翼2の間に隙間が形成されない場合もある。この場合、連結部13a2は、第1外周面111と軸方向上下に重なる傾斜翼2の軸方向上方に設けられる。すなわち、第1外周面111の回転方向の後方側の端部1110および第2外周面112の回転方向の前方側の端部1120は、傾斜翼2の上方で傾斜翼2と軸方向に重なる。
連結部13a2をこのような形状とすることで、第1外周面111を、軸方向に上から下に向かって漸次曲率半径が大きくなる形状とすることができる。また、第1外周面111、連結部13a2および第2外周面112の第2部分1122を軸方向上に抜く金型で成形可能である。そして、第2外周面112の第1部分1121は、軸方向下に抜く金型で成形可能である。つまり、ハブ1の周方向において、回転方向の前方側に配された傾斜翼2の後縁22と回転方向の後方側に配された傾斜翼2の前縁21との間に隙間が形成されない場合であっても、インペラA2は、軸方向上に抜く金型と、軸方向下に抜く金型で形成することが可能である。
<2. 第2実施形態>
図5、図6に示すように、ハブ1の外周面11の表面には、外周面11に対して、回転方向Rdと反対方向の気流Afwが流れる。第1実施形態では、第1外周面11と第2外周面12とを平面で接続する傾斜面131を有する、連結部13が開示されていた。例えば、気流Afwの外周面11に対する周方向の流速が遅い場合、気流は外周面11に沿って、すなわち、第1外周面111、傾斜面131および第2外周面112に沿って流れる。
図5、図6に示すように、ハブ1の外周面11の表面には、外周面11に対して、回転方向Rdと反対方向の気流Afwが流れる。第1実施形態では、第1外周面11と第2外周面12とを平面で接続する傾斜面131を有する、連結部13が開示されていた。例えば、気流Afwの外周面11に対する周方向の流速が遅い場合、気流は外周面11に沿って、すなわち、第1外周面111、傾斜面131および第2外周面112に沿って流れる。
第1外周面111と傾斜面131との接続部分で、面の角度が急激に変化する。気流Afwの外周面11に対する周方向の流速が速い場合、気流Afwは、第1外周面111の接線方向の慣性力がついている。そのため、気流Afwは、第1外周面111の端部1110の接線方向に流れやすい、すなわち、傾斜面131から離れやすい。なお、気流Afwが外周面11から離れることを、気流Afwが剥離すると称する。気流Afwが剥離すると、渦等が発生して、気流が乱れる。気流が乱れることで、インペラが振動したり、騒音を発生したりする。
そこで、図10に示す、本発明の例示的な第2実施形態のインペラBは、第1外周面111の回転方向の後方側の端部における剥離を、抑制可能な連結部14を有する。図10は、本発明にかかるインペラの連結部の他の例を拡大した断面図である。なお、図10に示す断面図は、図5において、ハブの円で囲んだ部分と同じ部分の断面図である。そのため、図10では、円P1で囲んだ内部に表示する。図10に示す、第2実施形態のハブ1bは、連結部14を有する。それ以外の部分については、第1実施形態のハブ1と同じ構成を有する。そのため、実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。
図10に示すように、連結部14は、傾斜面140を有する。傾斜面140は、第1傾斜部141を有する。第1外周面111は回転方向の後方側の端部1110で第1傾斜部141と微分可能に連続である。すなわち、第1外周面111の端部1110と第1傾斜部141とは滑らかに接続する。第1傾斜部141は、外周面11に対して凸面形状である。なお、外周面に対して凸面形状とは、曲面の膨らんだ部分が、径方向の外側に向く形状である。曲面の断面が円弧であったとすると、外周面に対して凸面形状とは、その曲率中心が、外周面11に対して中心軸側にある形状である。すなわち、傾斜面140は、外周面11に対して凸形状の第1傾斜部141を有する。
第1外周面111と傾斜面140とは、第1外周面111の端部1110において、微分可能に連続する。すなわち、第1外周面111の端部1110において、傾斜面140と第1外周面111の周方向の接線が一致する。そのため、第1外周面111に沿って流れた気流Afwは、第1傾斜部141に流入するときに、流れ方向がほとんど変化しない。そのため、第1外周面111の表面を流れる気流Afwが、第1傾斜部141に流入するときに剥離しにくい。そして、第1傾斜部141は、外周面11に対して凸面形状であるため、その傾斜角度はゆっくり変化する。そのため、気流Afwは、剥離しにくく、傾斜面140の表面を流れる。
連結部14を有するインペラBを用いることで、インペラBの駆動時の振動、騒音等を抑制することが可能である。なお、第1傾斜部141は、軸方向にかけて同一の曲率を有する周面であってもよいし、軸方向に沿って曲率が変化する曲面であってもよい。また、第1傾斜部141は、断面が円弧ではない曲面、例えば、複数の異なる曲率の曲面を周方向に組み合わせた形状であってもよいし、二次関数、三角関数等を利用した曲線等の断面を有する形状であってもよい。第1傾斜部141として、第1外周面111と微分可能に連続する凸面形状を広く採用することが可能である。
その他の特徴については、第1実施形態と同じである。
<3. 第3実施形態>
本発明の例示的な第3実施形態のインペラについて図面を参照して説明する。図11は、本発明にかかるインペラの連結部のさらに他の例を拡大した断面図である。なお、図11に示す断面図は、図5において、ハブの円で囲んだ部分と同じ部分の断面図である。そのため、図11では、円P1で囲んだ内部に表示する。図11に示すように、第3実施形態のハブ1cは、連結部15を有する。それ以外の部分については、第1実施形態のハブ1と同じ構成を有する。そのため、実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。
本発明の例示的な第3実施形態のインペラについて図面を参照して説明する。図11は、本発明にかかるインペラの連結部のさらに他の例を拡大した断面図である。なお、図11に示す断面図は、図5において、ハブの円で囲んだ部分と同じ部分の断面図である。そのため、図11では、円P1で囲んだ内部に表示する。図11に示すように、第3実施形態のハブ1cは、連結部15を有する。それ以外の部分については、第1実施形態のハブ1と同じ構成を有する。そのため、実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。
第1実施形態のハブ1において、傾斜面131は、第2外周面112と角度をなして接している。そのため、傾斜面131の表面を流れた気流Afwは、第2外周面112の端部1120で第2外周面112と衝突する。例えば、気流Afwの圧力が大きいと、第2外周面112で衝突したときの力が大きくなる。この力が、インペラAの振動、騒音等の原因となる場合がある。
図11に示すように、第3実施形態のインペラCでは、ハブ1cが連結部15を有する。連結部15の傾斜面150は、第2傾斜部151を有する。外周面11は、第2傾斜部151と第2外周面112とは第2外周面112の端部1120において、微分可能に連続する。すなわち、第2外周面112の端部1120と第2傾斜部151とは滑らかに接続する。第2傾斜部151は、外周面11に対して凹面形状である。なお、外周面11に対して凹面形状とは、径方向内側に凹んだ形状である。曲面の断面が円弧であったとすると、その曲率中心が、外周面11に対して中心軸と反対側にある形状である。すなわち、傾斜面150は、外周面11に対して凹形状の第2傾斜部151を有する。
第2外周面112の端部1120において、傾斜面150と第2外周面112とが、微分可能に連続している。すなわち、第2外周面112の端部1120において、傾斜面150と第2外周面112の周方向の接線が一致する。そのため、傾斜面150に沿って流れた気流Afwは、第2傾斜部151に沿って、徐々に流れの角度が変化する。流れの方向は、第2傾斜部151の接線方向である。そして、第2外周面112の端部1120では、第2傾斜部151と第2外周面112の接線方向が同じになる。そのため、第2傾斜部151に沿って流れた気流Afwは、第2外周面112に衝突することなく、第2外周面112に沿って流れる。
これにより、第2外周面112に流入する気流Afwが第2外周面112と衝突するのを抑制できる。そして、インペラCの駆動時の振動、騒音等を抑制することが可能である。なお、第2傾斜部151は、軸方向にかけて同一の曲率を有する周面であってもよいし、軸方向に沿って曲率が変化する曲面であってもよい。また、第2傾斜部151は、断面が円弧ではない曲面、例えば、複数の異なる曲率の曲面を周方向に組み合わせた形状であってもよいし、二次関数、三角関数等を利用した曲線等の断面を有する形状であってもよい。第2傾斜部151として、第2外周面112と微分可能に連続する凹面形状を広く採用することが可能である。
その他の特徴については、第1実施形態と同じである。
<4. 第4実施形態>
本発明の例示的な第4実施形態のインペラについて図面を参照して説明する。図12は、本発明にかかるインペラの連結部のさらに他の例を拡大した断面図である。なお、図12に示す断面図は、図5において、ハブの円で囲んだ部分と同じ部分の断面図である。そのため、図12では、円P1で囲んだ内部に表示する。図12に示すように、第4実施形態のインペラDは、連結部16を有する。それ以外の部分については、第1実施形態のハブ1と同じ構成を有する。そのため、実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。
本発明の例示的な第4実施形態のインペラについて図面を参照して説明する。図12は、本発明にかかるインペラの連結部のさらに他の例を拡大した断面図である。なお、図12に示す断面図は、図5において、ハブの円で囲んだ部分と同じ部分の断面図である。そのため、図12では、円P1で囲んだ内部に表示する。図12に示すように、第4実施形態のインペラDは、連結部16を有する。それ以外の部分については、第1実施形態のハブ1と同じ構成を有する。そのため、実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。
図12に示すように、連結部16は、傾斜面160を有する。そして、傾斜面160は、第1傾斜部161と、第2傾斜部162とを有する。第1傾斜部161は、第2実施形態で示した、傾斜面140の第1傾斜部141と同様、外周面11に対して凸面形状を有する。第1外周面111の端部1110において、第1外周面111と第1傾斜面161とは微分可能に連続する。すなわち、第1外周面111と第1傾斜面161とは滑らかな曲面で接続する。
また、第2傾斜部162は、第3実施形態で示した、傾斜面150の第2傾斜部151と同様、外周面11に対して凹面形状を有する。つまり、第2外周面112の端部1120において、第2傾斜面162と第2外周面112と微分可能に連続する。すなわち、第2傾斜面162と第2外周面112とは滑らかな曲面で接続する。
第1傾斜部161が回転方向前方側であり、第2傾斜部162が回転方向後方側に配置される。そして、第1傾斜部161と第2傾斜部162とは周方向に接続される。第1傾斜部161および第2傾斜部162は、第1傾斜部161と第2傾斜部162の接続部分で微分可能に連続する。すなわち、第1傾斜部161と第2傾斜部162とは、滑らかに接続する。
すなわち、傾斜面160は、第1外周面111と連続して外周面11に対して凸形状の第1傾斜部161と、第1傾斜部161および第2外周面112のそれぞれと連続して外周面11に対して凹形状の第2傾斜部162とを有する。
連結部16では、第1傾斜部161を有することで、第1外周面111の回転方向後方側の端部からの気流Afwの剥離が抑制される。また、第2傾斜部162を有することで、第2外周面112の回転方向前方側に対する気流Afwの衝突が抑制される。すなわち、インペラDを用いることで、気流Afwの外周面11からの剥離および外周面11への衝突に基づく、振動、騒音等が抑制される。
その他の特徴については、第1実施形態と同じである。
<4.1 第4実施形態の変形例>
本発明の例示的な第4実施形態のインペラの変形例ついて図面を参照して説明する。図13は、本発明にかかるインペラの連結部のさらに他の例を拡大した断面図である。なお、図13に示す断面図は、図5において、ハブの円で囲んだ部分と同じ部分の断面図である。そのため、図13では、円P1で囲んだ内部に表示する。
本発明の例示的な第4実施形態のインペラの変形例ついて図面を参照して説明する。図13は、本発明にかかるインペラの連結部のさらに他の例を拡大した断面図である。なお、図13に示す断面図は、図5において、ハブの円で囲んだ部分と同じ部分の断面図である。そのため、図13では、円P1で囲んだ内部に表示する。
図13に示すインペラD2では、ハブ1d2が連結部16dを有する。連結部16dは、第1傾斜部161と、第2傾斜部162との間に、平面状の第3傾斜部163を有する。第3傾斜部163は、第1傾斜部161の回転方向後方側の端部と、第2傾斜部162の回転方向前方側の端部とそれぞれ接続する。第1傾斜部161および第3傾斜部163は、第1傾斜部161と第3傾斜部163の接続部分で微分可能に連続である。すなわち、第1傾斜部161と第3傾斜部163とは、滑らかに接続する。また、第2傾斜部162および第3傾斜部163は、第2傾斜部162と第3傾斜部163の接続部分で微分可能に連続である。すなわち、第2傾斜部162と第3傾斜部163とは、滑らかに接続する。
このように、第1傾斜部161と、第2傾斜部162との間を平面状の第3傾斜部163で接続してもよい。なお、第3傾斜部163は平面に限定されず、曲面であってもよい。曲面とする場合、凸面または凹面のいずれかであってもよいし、両方を組み合わせた形状であってもよい。第3傾斜部163を、曲面とする場合、気流Afwの乱れを抑制するため、第1傾斜部161および第2傾斜部162の曲率半径よりも大きい曲率半径を有することが好ましい。
上述した、第4実施形態のインペラD、D2は、逆回転して、外周面11の表面を気流が、気流Afwと反対方向に流れた場合でも、剥離および気流の衝突を抑制できる。これにより、インペラDは、送風方向を切り替えても、振動、騒音等を抑制可能である。なお、流速、圧力等の条件次第では、第1実施形態〜第3実施形態のインペラで、逆回転しても、剥離および気流の衝突を抑制できる。
<5. 第5実施形態>
本発明の例示的な第5実施形態のインペラについて図面を参照して説明する。図14は、本発明にかかるインペラの連結部のさらに他の例を拡大した断面図である。なお、図14に示す断面図は、図5において、ハブの円で囲んだ部分と同じ部分の断面図である。そのため、図14では、円P1で囲んだ内部に表示する。図14に示すように、第5実施形態のインペラEは、連結部17を備えたハブ1eを有する。それ以外の部分については、第1実施形態のハブ1と同じ構成を有する。そのため、実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。
本発明の例示的な第5実施形態のインペラについて図面を参照して説明する。図14は、本発明にかかるインペラの連結部のさらに他の例を拡大した断面図である。なお、図14に示す断面図は、図5において、ハブの円で囲んだ部分と同じ部分の断面図である。そのため、図14では、円P1で囲んだ内部に表示する。図14に示すように、第5実施形態のインペラEは、連結部17を備えたハブ1eを有する。それ以外の部分については、第1実施形態のハブ1と同じ構成を有する。そのため、実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。
図14に示すように、ハブ1eは、第1外周面111の回転方向後方側の端部および第2外周面112の回転方向前方側の端部と接続する接続部171を有する。接続部171および第1外周面111の回転方向後方側の端部1110は、端部1110における周方向の接線と直交する。また、接続部171および第2外周面112の回転方向前方側の端部1120は、端部1120における周方向の接線と直交する。
すなわち、連結部17は、第1外周面111および第2外周面112と接続する平面である接続部171を有する。そして、接続部171は、第1外周面111の端部1110において、第1外周面111の接線方向と直交する。なおかつ、接続部171は第2外周面112の端部1120において、第2外周面112の接線方向と直交する。
接続部171は、周方向に傾斜しない面を有する。接続部171を有することで、接続部171は、軸方向にも傾斜しないので、射出成形を行うときに、軸方向下側に抜く金型でも成形可能である。そのため、傾斜面を形成するための幅が不要になる。
傾斜面の幅が不要であることから、回転方向前方側の傾斜翼2の後縁22および回転方向後方側の傾斜翼2の前縁21を周方向に接近させることが可能となる。これにより、気流を効率よく発生させることが可能である。
その他の特徴については、第1実施形態と同じである。
<6. 第6実施形態>
本発明の例示的な第6実施形態のインペラについて図面を参照して説明する。図15は、本発明にかかるインペラのさらに他の例を軸方向下方から見た下面図である。図15に示すインペラFは、ハブ1fの外周面11fの第2外周面113が異なる以外、第5実施形態における、インペラDと同じ構成を有している。そのため、実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。
本発明の例示的な第6実施形態のインペラについて図面を参照して説明する。図15は、本発明にかかるインペラのさらに他の例を軸方向下方から見た下面図である。図15に示すインペラFは、ハブ1fの外周面11fの第2外周面113が異なる以外、第5実施形態における、インペラDと同じ構成を有している。そのため、実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。
図15に示すように、インペラFの第2外周面113は、回転方向の前方側の端部1130から回転方向後方側に向かって、中心軸からの距離が長くなる曲面形状を有している。そして、第2外周面113は、回転方向の後方側の端部1133で、第1外周面111と滑らかに、例えば、微分可能に連続する。また、第2外周面113は、傾斜翼2と軸方向に重なる位置に配置されているとともに、任意の点における接平面が中心軸と平行となる曲面である。
インペラFの連結部18は、第1外周面111および第2外周面113と接続する平面である接続面181を有する。接続面181は、第1外周面111の端部1110において、第1外周面111の接線方向と直交する。なおかつ、接続面181は第2外周面113の端部1130において、第2外周面113の接線方向と直交する。
傾斜面の幅が不要であることから、回転方向前方側の傾斜翼2の後縁22および回転方向後方側の傾斜翼2の前縁21を周方向に接近させることが可能となる。これにより、気流を効率よく発生させることが可能である。
また、ハブ1fは、第2外周面113の回転方向の後方側の端部1133を、第1外周面111に滑らかに接続させる構成である。すなわち、ハブ1fにおいて、第2外周面113は、回転方向の前方側から回転方向の後方側に向かって、中心軸からの距離が大きくなる面であり、第2外周面113の回転方向の後方側の端部1133が第1外周面111と接続する場合、第2外周面113は後方側の端部1133で第1外周面111と微分可能に連続する。
これにより、外周面11fが傾斜翼2の後縁22よりも軸方向下方に延びる構成とした場合、外周面11fの第2外周面113の後方側の端部1133から第1外周面111に気流が流入する部分で、気流が乱れにくい。そのため、気流の乱れによる振動、騒音等を抑制することが可能である。
その他の特徴については、第1実施形態と同じである。
<7. 第7実施形態>
本発明の例示的なモータについて図面を参照して説明する。図16は、本発明にかかるインペラを有するモータを軸方向に分解した分解斜視図である。なお、図16に示すモータMrには、第1実施形態で示したインペラAが取り付けられるが、これに限定されない。使用目的、流速、温度等に応じて、上述の第2実施形態〜第6実施形態のそれぞれに記載のインペラを取り付けてもよい。
本発明の例示的なモータについて図面を参照して説明する。図16は、本発明にかかるインペラを有するモータを軸方向に分解した分解斜視図である。なお、図16に示すモータMrには、第1実施形態で示したインペラAが取り付けられるが、これに限定されない。使用目的、流速、温度等に応じて、上述の第2実施形態〜第6実施形態のそれぞれに記載のインペラを取り付けてもよい。
図16に示すように、本実施形態に示すモータMrは、インペラAと、マグネット4と、ステータ5と、シャフト6と、軸受7とを有する。インペラAは、上述と同じ構成であるため詳細は省略する。
マグネット4は軸方向に延びる円筒形である。マグネット4は複数の磁極が周方向に交互に並んでいる。マグネット4の外周面は、インペラAの内周面12に固定される。マグネット4の外周面とインペラAの内周面12とは、接着剤を用いて固定される。しかしながら、固定方向は接着に限定されるものではなく、圧入、軽圧入、溶着、ねじ止め等でもよい。マグネット4がインペラAに対して移動しない固定方法を広く採用することができる。
ステータ5は、複数枚の磁性鋼板を軸方向に積層して形成される。ステータ5は、周方向に並んで配置された複数個のティース51と、ティース51に巻きつけられたコイル52とを有する。コイル52には、図示を省略した回路から電力が供給される。
シャフト6は、回転軸である。シャフト6は、ステータ5に、軸受7を介して回転可能に支持される。軸受7は、球、円柱等を用いた転がり軸受を用いるが、これに限定されない。例えば、すべり軸受を用いてもよい。なお、軸受7は、図示したステータ5の軸方向上端部と、図示を省略したステータ5の軸方向下端部とに配置される。つまり、シャフト6は、軸受7を介して、ステータ5の軸方向上端部および下端部のそれぞれに、支持される。
シャフト6は、インペラAのボス孔31の内面に固定される。シャフト6は、ボス孔31に圧入にて固定される。これにより、シャフト6とインペラAとの相対的な移動が抑制される。なお、シャフト6とボス孔31との固定は、圧入に限定されるものではない。例えば、接着、溶着、ねじ止め等、インペラAとシャフト6との相対的な移動を抑制できる固定方法を広く採用することができる。インペラA、マグネット4およびシャフト6は、モータMrのロータである。すなわち、モータMrは、ロータと、ステータ5と、を有する。そして、インペラAがロータに固定される。
コイル52に電流を流すことで、コイル52とマグネット4の磁極との間に発生する磁力で、ロータが回転する。本実施形態のように、インペラAは、モータMrのロータの一部を構成することが可能である。なお、本実施形態において、モータMrは、ロータのマグネット4がステータ5の径方向外側に配置された、すなわち、アウターロータ型のモータである。しかしながら、これに限定されるものではなく、モータMrは、ロータのマグネットがステータの径方向内側に配置された、すなわち、インナーロータ型のモータであってもよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々の変形が可能である。
本発明は、例えば、冷蔵庫などの家電製品、または複数の電子機器が配置されたサーバルームなどの室内に、冷却用の空気流を供給するインペラとして用いられる。
A・・・インペラ、A1・・・インペラ、A2・・・インペラ、B・・・インペラ、C・・・インペラ、D・・・インペラ、D2・・・インペラ、E・・・インペラ、F・・・インペラ、1・・・ハブ、1b・・・ハブ、1c・・・ハブ、1d・・・ハブ、1d2・・・ハブ、1e・・・ハブ、1f・・・ハブ、10・・・テーパ面、100・・・上端部、11・・・外周面、11f・・・外周面、111・・・第1外周面、1110・・・回転方向の後方側の端部、1111・・・第1部分、1112・・・第2部分、112・・・第2外周面、1120・・・回転方向の前方側の端部、1121・・・第1部分、1122・・・第2部分、113・・・第2外周面、1130・・・回転方向の前方側の端部、1133・・・回転方向の後方側の端部、12・・・内周面、13・・・連結部、131・・・傾斜面、132・・・傾斜面、14・・・連結部、140・・・傾斜面、141・・・第1傾斜部、15・・・連結部、150・・・傾斜面、151・・・第2傾斜部、16・・・連結部、16d・・・連結部、160・・・傾斜面、161・・・第1傾斜部、162・・・第2傾斜部、17・・・連結部、171・・・接続部、18・・・連結部、181・・・接続面、2・・・傾斜翼、21・・・前縁、22・・・後縁、3・・・ボス部、31・・・ボス孔、4・・・マグネット、5・・・ステータ、51・・・ティース、52・・・コイル、6・・・シャフト、7・・・軸受、Mr・・・モータ
Claims (10)
- 上下方向に延びる中心軸の回りに回転する外周面を有するハブと、
前記ハブの外周面に周方向に設けられた複数の傾斜翼と、を有するインペラであって、
前記傾斜翼は前記中心軸に対して傾くとともに回転方向前縁が後縁よりも上側に配置され、
前記ハブの外周面は、
前記傾斜翼との接続部分よりも上方で前記傾斜翼と前記中心軸方向に重なる位置に配された部分を含む第1外周面と、
前記回転方向において前記第1外周面の後方で前記傾斜翼との接続部分よりも下方で前記傾斜翼と前記中心軸方向に重なる位置に配された部分を含む第2外周面と、
前記第1外周面の前記回転方向の後方側の端部と前記第2外周面の前記回転方向の前方側の端部のそれぞれを連結する連結部と、
を備え、
前記連結部は、傾斜翼の前縁の前記回転方向前方に配されており、
前記第1外周面は、上から下に向かって曲率半径が漸次大きくなる曲面であり、
前記第2外周面上の任意の点における接平面は、前記中心軸と平行又は上部が下部よりも前記中心軸から遠くなり、
前記第1外周面の前記回転方向の後方側の端部上の任意の第1点の前記中心軸からの距離は、前記第2外周面の前記回転方向の前方側の端部上において前記中心軸方向の位置が前記第1点と同じ位置である第2点の前記中心軸からの距離以上であることを特徴とするインペラ。 - 前記連結部が、前記ハブの回転方向前方側に配置された前記傾斜翼の後縁と、前記ハブの回転方向後方側に配置された前記傾斜翼の前縁との間に位置する請求項1に記載のインペラ。
- 前記連結部は、前記第1外周面側から前記第2外周面側に向かって径方向の距離が漸次減少する傾斜面を備える請求項1又は請求項2に記載のインペラ。
- 前記傾斜面は、前記外周面に対して凸形状の第1傾斜部を備える請求項3に記載のインペラ。
- 前記傾斜面は、前記外周面に対して凹形状の第2傾斜部を備える請求項3に記載のインペラ。
- 前記傾斜面は、
前記第1外周面と連続して前記外周面に対して凸形状の第1傾斜部と、
前記第1傾斜部及び前記第2外周面のそれぞれと連続して前記外周面に対して凹形状の第2傾斜部と、
を備える請求項3に記載のインペラ。 - 前記傾斜面は、
前記第1外周面と連続して前記外周面に対して凸形状の第1傾斜部と、
前記第2外周面と連続して前記外周面に対して凹形状の第2傾斜部と、
前記第1傾斜部と前記第2傾斜部との間に配されて前記第1傾斜部及び前記第2傾斜部のそれぞれと連続する平面状の第3傾斜部と、を備える請求項3又は請求項6に記載のインペラ。 - 前記連結部は、前記第1外周面と接続する部分における前記第1外周面の接線方向と直交し、前記第2外周面と接続する部分における前記第2外周面の接線方向と直交する接続面を有している請求項1又は請求項2に記載のインペラ。
- 前記第2外周面は、前記回転方向の前方側から前記回転方向の後方側に向かって、中心軸からの距離が大きくなる面である請求項1から請求項8のいずれかに記載のインペラ。
- ステータと、
前記ステータに対して回転可能に支持されたロータと、
前記ロータに固定された請求項1から請求項9のいずれかに記載のインペラと、を有するモータ。
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