JP2018115585A - Air blower - Google Patents

Air blower Download PDF

Info

Publication number
JP2018115585A
JP2018115585A JP2017005943A JP2017005943A JP2018115585A JP 2018115585 A JP2018115585 A JP 2018115585A JP 2017005943 A JP2017005943 A JP 2017005943A JP 2017005943 A JP2017005943 A JP 2017005943A JP 2018115585 A JP2018115585 A JP 2018115585A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
blower
fan
air
housing
blades
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017005943A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
由智 赤羽根
Yoshitomo Akabane
由智 赤羽根
正悟 ▲柳▼
正悟 ▲柳▼
Shogo Yanagi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nidec Copal Electronics Corp
Original Assignee
Nidec Copal Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nidec Copal Electronics Corp filed Critical Nidec Copal Electronics Corp
Priority to JP2017005943A priority Critical patent/JP2018115585A/en
Priority to PCT/JP2017/039157 priority patent/WO2018135069A1/en
Publication of JP2018115585A publication Critical patent/JP2018115585A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air blower capable of improving reliability in operation by restricting a pressure difference generated between an upper surface and a lower surface of an air blower.SOLUTION: An air blower 10 of this preferred embodiment comprises; a housing 11 including an inlet port 17a for taking external air, a storing chamber LR communicated with the inlet port and a discharging port 17b for discharging air in the storing chamber to an external part, a motor 12 arranged in the storing chamber of the housing and provided with a coil, and a fan 13 arranged at a rotating shaft of the motor to take external air into the storing chamber from the inlet port and to blow air from the storing chamber into the discharging port. The fan 13 comprises; several plate-like blades 131 arranged on the first surface 13a radially from a rotation center CO toward the peripheral part and several grooves 133 arranged on the second surface 13b opposing against the first surface and at a position opposing between several adjoining blades toward the peripheral part.SELECTED DRAWING: Figure 5B

Description

本発明の実施形態は、例えば人工呼吸器等に適用可能な送風機に関する。   Embodiments of the present invention relate to a blower applicable to, for example, a ventilator.

吸気口から吸気した空気を排気口に排出する送風機において、例えば回転時にロータとステータとが非接触である空気動圧軸受を備える送風機等がある(例えば、特許文献1参照)。   As a blower for discharging air sucked from an intake port to an exhaust port, for example, there is a blower including an air dynamic pressure bearing in which a rotor and a stator are not in contact with each other during rotation (see, for example, Patent Document 1).

空気動圧軸受を備える送風機は、ロータとステータとが直接的に接触するボールベアリング式の軸受を備える送風機等に比べて、長寿命かつ低音である。そのため、人工呼吸器用等の送風機として好適とされている。   A blower including an air dynamic pressure bearing has a long life and low sound compared to a blower including a ball bearing type bearing in which a rotor and a stator are in direct contact. Therefore, it is suitable as a blower for ventilators.

特許第5588747号公報Japanese Patent No. 5588747

しかしながら、空気動圧軸受を備える送風機では、送風ファン(ブレード)の上面と下面と間に圧力差が生じ、発生した圧力差により送風ファンが所定の位置よりスラスト方向に移動し、最悪の場合では送風ファンがケース体であるハウジングに接触してしまうおそれがある。   However, in a blower equipped with an air dynamic pressure bearing, a pressure difference is generated between the upper surface and the lower surface of the blower fan (blade), and the blower fan moves in a thrust direction from a predetermined position due to the generated pressure difference. There exists a possibility that a ventilation fan may contact the housing which is a case body.

そこで、本発明の実施形態では、送風ファンの上面と下面との間に発生する圧力差を抑制して信頼性を向上できる送風機を提供する。   Therefore, in the embodiment of the present invention, a blower that can improve the reliability by suppressing the pressure difference generated between the upper surface and the lower surface of the blower fan is provided.

実施形態に係る送風機は、外部の空気を取り込む吸気口と、前記吸気口に連通する収容室と、前記収容室内の空気を外部に排出する排気口とを備えるハウジングと、前記ハウジングの前記収容室内に設けられ、コイルを備えるモータと、前記モータの回転軸に設けられ、外部の空気を前記吸気口から前記収容室内に取り込み、前記収容室から前記排気口に送風するファンと、を具備し、前記ファンは、第1面上に回転の中心から周辺部へ向かって放射状に設けられる板形状の複数のブレードと、前記第1面と対向する第2面上であって隣接する前記複数のブレードの間と対向する位置に前記中心から前記周辺部へ向かって放射状に設けられる複数の溝とを備える。   The blower according to the embodiment includes a housing including an intake port that takes in external air, a storage chamber that communicates with the intake port, an exhaust port that discharges air in the storage chamber to the outside, and the storage chamber of the housing A motor provided with a coil, and a fan that is provided on a rotating shaft of the motor, takes in external air from the intake port into the storage chamber, and blows air from the storage chamber to the exhaust port, The fan has a plurality of plate-shaped blades provided radially on the first surface from the center of rotation toward the peripheral portion, and the plurality of blades adjacent on the second surface facing the first surface. And a plurality of grooves provided radially from the center toward the peripheral portion.

第1実施形態に係る送風機の全体構成を示す図。The figure which shows the whole structure of the air blower which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る送風機の全体構成を示す平面図。The top view which shows the whole structure of the air blower which concerns on 1st Embodiment. 図2のIII−III線に沿った断面図。Sectional drawing along the III-III line of FIG. 図3の破線で囲って示すA近傍を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows A vicinity shown enclosed with the broken line of FIG. 第1実施形態に係る送風ファンの上面側を示す斜視図。The perspective view which shows the upper surface side of the ventilation fan which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る送風ファンの下面側を示す斜視図。The perspective view which shows the lower surface side of the ventilation fan which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る送風機の電気的構成を示すブロック図。The block diagram which shows the electric constitution of the air blower concerning 1st Embodiment. 第1実施形態に係る送風機の送風動作の際に発生する圧力を説明するための断面図。Sectional drawing for demonstrating the pressure which generate | occur | produces in the case of the ventilation operation | movement of the air blower which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る送風機の送風動作の際に発生する流路を示す断面図。Sectional drawing which shows the flow path which generate | occur | produces in the case of the ventilation operation | movement of the air blower which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る送風機の送風動作の際の送風ファンの移動を説明するための断面図。Sectional drawing for demonstrating the movement of the ventilation fan in the case of the ventilation operation | movement of the air blower which concerns on 1st Embodiment. 比較例に係る送風機の送風動作の際の送風ファンの移動を説明するための断面図。Sectional drawing for demonstrating the movement of the ventilation fan in the case of the ventilation operation | movement of the air blower which concerns on a comparative example.

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、実質的に同一の機能及び要素については、同一符号を付し、必要に応じて説明を行う。また、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係や各層の厚みの比率などは現実のものと異なることがある。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the following description, substantially the same functions and elements are denoted by the same reference numerals and will be described as necessary. Further, the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimensions, the ratio of the thickness of each layer, and the like may differ from the actual ones.

(第1実施形態)
[構成]
全体構成
図1、図2を用いて第1実施形態に係る送風機の全体構成について説明する。図1は、第1実施形態に係る送風機10の全体構成を示す図である。図2は、第1実施形態に係る送風機10の全体構成を示す平面図である。
(First embodiment)
[Constitution]
overall structure
The whole structure of the air blower concerning 1st Embodiment is demonstrated using FIG. 1, FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a blower 10 according to the first embodiment. FIG. 2 is a plan view showing the overall configuration of the blower 10 according to the first embodiment.

図1、図2に示すように、第1実施形態に係る送風機10は、ハウジング11、および送風ファン13を備えている。送風ファン13は、ハウジング11内の収容室内に配置されるモータの回転軸に設けられた複数の送風ブレード131を有する。ハウジング11は、吸気口17aおよび排気口17bを有しており、分割された2つのハウジング部材11a、11cにより構成される。吸気口17aは、ハウジング11の上部に設けられ、ハウジング部材11aより構成される。排気口17bは、ハウジング11の側部に設けられ、ハウジング部材11aおよび11bにより構成される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the blower 10 according to the first embodiment includes a housing 11 and a blower fan 13. The blower fan 13 has a plurality of blower blades 131 provided on a rotating shaft of a motor disposed in a housing chamber in the housing 11. The housing 11 has an intake port 17a and an exhaust port 17b, and is constituted by two divided housing members 11a and 11c. The intake port 17a is provided in the upper part of the housing 11, and is comprised from the housing member 11a. The exhaust port 17b is provided in the side part of the housing 11, and is comprised by the housing members 11a and 11b.

断面構成
図3、図4を用いて第1実施形態に係る送風機の断面構成について詳細に説明する。図3は、図2のIII−III線に沿って矢印の方向から見た断面図である。図4は、図3の破線で囲って示すA近傍を拡大して示す断面図である。
Sectional Configuration A sectional configuration of the blower according to the first embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of A surrounded by a broken line in FIG.

図3に示すように、ハウジング11内には、吸気口17aおよび排気口と連通し、ファンユニット51を収容するための収容室LRが設けられている。ファンユニット51は、送風ファン13および送風ファンを駆動するためのモータ12を備えている。   As shown in FIG. 3, a housing chamber LR for housing the fan unit 51 is provided in the housing 11 so as to communicate with the air inlet 17 a and the air outlet. The fan unit 51 includes a blower fan 13 and a motor 12 for driving the blower fan.

モータ12は、本実施形態ではコアレスモータを一例に挙げる。モータ12は、シャフト(固定軸)121、微小隙間122、スリーブ123、バックヨーク124、コイル126、マグネット125、ハブ127、およびスラストマグネット128a、128bを少なくとも備える。上記構成のうち、シャフト121、コイル126、およびスラストマグネット128aは固定子であり、スリーブ123、バックヨーク124、マグネット125、ハブ127、スラストマグネット128bは回転子である。   In the present embodiment, the motor 12 is exemplified by a coreless motor. The motor 12 includes at least a shaft (fixed shaft) 121, a minute gap 122, a sleeve 123, a back yoke 124, a coil 126, a magnet 125, a hub 127, and thrust magnets 128a and 128b. In the above configuration, the shaft 121, the coil 126, and the thrust magnet 128a are stators, and the sleeve 123, the back yoke 124, the magnet 125, the hub 127, and the thrust magnet 128b are rotors.

シャフト121は、台座190を介してベース板200に固定される。微小隙間122は、シャフト121とスリーブ123との間に設けられるごくわずかな間隙である。スリーブ123は、微小隙間122を介してシャフト121の外周に設けられる。バックヨーク124は、スリーブ123の外周に設けられる。コイル126は、バックヨーク124の外周に設けられる。ハブ127は、スリーブ123およびマグネット125の側面等を支持するとともに、シャフト121の上部を覆う回転部材である。スラストマグネット128aは、シャフト121の上部の内側に固定されたリング状のマグネットである。スラストマグネット128bは、上記スラストマグネット128aと対向するように、ハブ127の上部の外側に固定されたリング状のマグネットである。本実施形態では、上記構成により、空気動圧軸受を構成している。   The shaft 121 is fixed to the base plate 200 via the pedestal 190. The minute gap 122 is a very small gap provided between the shaft 121 and the sleeve 123. The sleeve 123 is provided on the outer periphery of the shaft 121 through a minute gap 122. The back yoke 124 is provided on the outer periphery of the sleeve 123. The coil 126 is provided on the outer periphery of the back yoke 124. The hub 127 is a rotating member that supports the side surfaces of the sleeve 123 and the magnet 125 and covers the upper portion of the shaft 121. The thrust magnet 128 a is a ring-shaped magnet fixed to the inside of the upper portion of the shaft 121. The thrust magnet 128b is a ring-shaped magnet fixed to the outside of the upper portion of the hub 127 so as to face the thrust magnet 128a. In the present embodiment, an air dynamic pressure bearing is configured by the above configuration.

尚、モータ12の近傍に、基板230を介してコイル126と電気的に接続されたインダクタとしての別コイルを設けてもよい。   Note that another coil as an inductor electrically connected to the coil 126 via the substrate 230 may be provided in the vicinity of the motor 12.

送風ファン13は、収容室LRに配置され、回転の中心COを含む回転軸がモータ12の回転軸と一致するようにハブ127に固定される。送風ファン13の上面には、吸気口17aから取り込んだ外部の空気を、所定の出力(送風圧力および送風流量)にて排気口17bへ送風するための複数の送風ブレード131が設けられている。複数の送風ブレード131は、送風ファン13に所定の間隔で設けられ、軸方向に突出した板状の部材で構成される。送風ファン13の詳細については、後述する。   The blower fan 13 is disposed in the accommodation chamber LR, and is fixed to the hub 127 so that the rotation axis including the center of rotation CO coincides with the rotation axis of the motor 12. On the upper surface of the blower fan 13, a plurality of blower blades 131 are provided for blowing external air taken in from the intake port 17 a to the exhaust port 17 b with a predetermined output (blow pressure and flow rate). The plurality of blower blades 131 are formed of plate-like members provided in the blower fan 13 at predetermined intervals and protruding in the axial direction. Details of the blower fan 13 will be described later.

さらに、図4において、図3の破線で囲った部分のA近傍を拡大して示すように、送風ファン13の上面13aと収容室LRを構成するハウジング部材11aとの間には所定のギャップ(隙間)GP1が設けられ、送風ファン13の下面13bと収容室LRを構成するハウジング部材11bとの間には所定のギャップ(隙間)GP2が設けられている。これらのギャップGP1、GP2が設けられていることにより、送風ファン13が回転しても、送風ファン13とハウジング11とが接触することなく、正常な送風動作を行うことができる。   Further, in FIG. 4, a predetermined gap (between the upper surface 13 a of the blower fan 13 and the housing member 11 a constituting the housing chamber LR is shown, as enlarged and shown in the vicinity of A of the portion surrounded by the broken line in FIG. 3. A gap (GP1) is provided, and a predetermined gap (gap) GP2 is provided between the lower surface 13b of the blower fan 13 and the housing member 11b constituting the housing chamber LR. By providing these gaps GP1 and GP2, even if the blower fan 13 rotates, a normal blower operation can be performed without the blower fan 13 and the housing 11 contacting each other.

尚、ハウジング部材11aは、底部に配置されたベース板200上に設けられる。ベース板200およびハウジング部材11aは、これらを貫通する取付ネジ200nにより固定される。また、ベース板200および基板230は、これらを貫通する取付ネジ230nにより固定される。   In addition, the housing member 11a is provided on the base plate 200 arrange | positioned at the bottom part. The base plate 200 and the housing member 11a are fixed by mounting screws 200n that pass through them. Further, the base plate 200 and the substrate 230 are fixed by mounting screws 230n penetrating them.

送風ファンの詳細構成
図5A、図5Bを用いて第1実施形態に係る送風機10が備える送風ファン13の詳細構成について説明する。図5Aは、送風ファン13の上面13a側を示す斜視図である。図5Bは、送風ファン13の下面13b側を示す斜視図である。
Detailed Configuration of Blower Fan A detailed configuration of the blower fan 13 included in the blower 10 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 5A and 5B. FIG. 5A is a perspective view showing the upper surface 13 a side of the blower fan 13. FIG. 5B is a perspective view showing the lower surface 13 b side of the blower fan 13.

図5Aに示すように、送風ファン13の上面13a上には、複数の送風ブレード(送風羽)131が設けられている。複数の送風ブレード131は、回転の中心COを含む中央部から周辺部へ向かって放射状に上面13a上に所定の間隔で設けられ、軸方向に突出した板状の部材で構成される。   As shown in FIG. 5A, a plurality of blowing blades (blowing blades) 131 are provided on the upper surface 13 a of the blowing fan 13. The plurality of blower blades 131 are configured by plate-like members that are provided at predetermined intervals on the upper surface 13a radially from the central portion including the center of rotation CO toward the peripheral portion and project in the axial direction.

さらに、複数の送風ブレード131は、送風ファン13の回転方向(ここでは、図中の矢印で示す反時計回り)と反対の方向(時計回り)に湾曲して構成されている。このように構成することで、上部の吸気口17aから空気を吸気し、吸気した空気をスクロールして側部の排気口17bから空気を排気する。また、送風ブレード131を湾曲構成することで、上面13aに配置される送風ブレード131の表面積を増大させ、送風ファン13の回転により送風ブレード131の間に入り込む空気の量を増大することができる。   Further, the plurality of blower blades 131 are configured to bend in a direction (clockwise) opposite to the rotation direction of the blower fan 13 (here, counterclockwise indicated by an arrow in the drawing). With this configuration, air is sucked from the upper intake port 17a, and the air that has been sucked is scrolled to exhaust air from the side exhaust port 17b. Further, by configuring the air blowing blade 131 to be curved, the surface area of the air blowing blade 131 disposed on the upper surface 13a can be increased, and the amount of air entering between the air blowing blades 131 by the rotation of the air blowing fan 13 can be increased.

図5Bに示すように、送風ファン13の上面13aと対向する下面13b上には、複数のブレード131と対向する位置に凸部132がそれぞれ設けられることにより、中心COから周辺部へ向かって放射状に複数の溝部133が設けられている。換言すると、送風ファン13の下面13b上には、隣接する複数のブレード131の間と対向する位置に、中心COから周辺部へ向かって放射状に複数の溝部133が設けられている。複数の凸部132および複数の溝部133は、送風ファン13の下面13b上の周辺部のみに設けられる。送風ファン13の中心COを含む中央部と周辺部との間には空洞OPがあり、空洞OPをまたいで上面13a上に複数のブレード131が設けられることで送風ファン13の中央部と周辺部とを接続している。   As shown in FIG. 5B, convex portions 132 are provided on the lower surface 13b facing the upper surface 13a of the blower fan 13 at positions facing the plurality of blades 131, respectively, so that the radial direction from the center CO toward the peripheral portion is obtained. A plurality of groove portions 133 are provided in the upper surface. In other words, on the lower surface 13 b of the blower fan 13, a plurality of groove portions 133 are provided radially from the center CO toward the peripheral portion at positions facing between the adjacent blades 131. The plurality of convex portions 132 and the plurality of groove portions 133 are provided only in the peripheral portion on the lower surface 13 b of the blower fan 13. There is a cavity OP between the central part including the center CO of the blower fan 13 and the peripheral part, and a plurality of blades 131 are provided on the upper surface 13a across the cavity OP, whereby the central part and the peripheral part of the blower fan 13 are provided. And connected.

しかも、複数の溝部133は、送風ファン13が回転する方向と反対の方向に湾曲して構成されている。換言すると、複数の溝部133は、複数のブレード131と同じ方向に湾曲して設けられている。このように溝部133を構成することで、送風動作の際に、図5Bに矢印で示す各溝部133に沿って生成される空気の流路Wbを増大でき、収容室LR内の圧力を効果的に減圧することができる。詳細については、後述する。   Moreover, the plurality of grooves 133 are configured to curve in a direction opposite to the direction in which the blower fan 13 rotates. In other words, the plurality of grooves 133 are provided curved in the same direction as the plurality of blades 131. By configuring the groove 133 in this way, the air flow path Wb generated along each groove 133 indicated by an arrow in FIG. 5B can be increased during the air blowing operation, and the pressure in the storage chamber LR can be effectively increased. The pressure can be reduced. Details will be described later.

また、図5Bに拡大して示すように、凸部132の下面13bからの高さH132は、ブレード133の上面13aからの高さH131よりも低い(H132<H131)。凸部132の幅W132は、ブレード133の幅W131よりも広い(W132>W131)。   5B, the height H132 from the lower surface 13b of the convex portion 132 is lower than the height H131 from the upper surface 13a of the blade 133 (H132 <H131). The width W132 of the convex portion 132 is wider than the width W131 of the blade 133 (W132> W131).

電気的構成
図6は、第1実施形態に係る送風機10の制御系の構成を概略的に示している。
Electrical Configuration FIG. 6 schematically shows the configuration of the control system of the blower 10 according to the first embodiment.

図6に示すように、送風機10の制御系の電気的構成は、送風ファン13が設けられたモータ12を備えるファンユニット51と、ファンユニット51の駆動を制御するための駆動制御ユニット52とにより構成される。駆動制御ユニット52は、モータ12を駆動する駆動電力を切り替えるためのパワーMOS−FET32と、パワーMOS−FET32の動作を制御するための制御回路31とを備える。制御回路31およびパワーMOS−FET32は、所定の回路部品として例えば基板230上に実装されている。   As shown in FIG. 6, the electrical configuration of the control system of the blower 10 includes a fan unit 51 including the motor 12 provided with the blower fan 13 and a drive control unit 52 for controlling the drive of the fan unit 51. Composed. The drive control unit 52 includes a power MOS-FET 32 for switching drive power for driving the motor 12 and a control circuit 31 for controlling the operation of the power MOS-FET 32. The control circuit 31 and the power MOS-FET 32 are mounted on the substrate 230 as predetermined circuit components, for example.

パワーMOS−FET32は、例えば高耐圧系のパワーMOS−FET等であって、図示せぬ電流経路の一端が所定の電源に電気的に接続され、他端が基板230を介してコイル126に電気的に接続され、制御端子が制御回路31に電気的に接続される。   The power MOS-FET 32 is, for example, a high-voltage power MOS-FET or the like, and one end of a current path (not shown) is electrically connected to a predetermined power source, and the other end is electrically connected to the coil 126 via the substrate 230. And the control terminal is electrically connected to the control circuit 31.

制御回路31は、ファンユニット51の駆動状態等に基づき、パワーMOS−FET32の制御端子に制御信号を送信し、モータ12に供給する電力を制御する。そのため、制御回路31は、例えばパワーMOS−FET32の動作を制御するためのコントローラ等を含んでいてもよい。   The control circuit 31 transmits a control signal to the control terminal of the power MOS-FET 32 based on the driving state of the fan unit 51 and controls the power supplied to the motor 12. Therefore, the control circuit 31 may include a controller or the like for controlling the operation of the power MOS-FET 32, for example.

[送風動作]
図7、図8を用いて第1実施形態に係る送風機10の送風動作を説明する。図7は、第1実施形態に係る送風機の送風動作の際に発生する圧力を説明するための断面図である。図8は、第1実施形態に係る送風機の送風動作の際に発生する流路を示す断面図である。
[Blower operation]
The air blowing operation of the blower 10 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the pressure generated during the blowing operation of the blower according to the first embodiment. FIG. 8 is a cross-sectional view showing a flow path generated during the blowing operation of the blower according to the first embodiment.

上記構成において、制御ユニット52によりモータ12が駆動されると、送風ファン13が回転することにより、送風機10内部の圧力が外部の大気圧と比べて負圧となることで、吸気口17aから収容室LRに外気が取り込まれる。   In the above configuration, when the motor 12 is driven by the control unit 52, the blower fan 13 rotates, so that the pressure inside the blower 10 becomes a negative pressure compared to the external atmospheric pressure. Outside air is taken into the chamber LR.

収容室LRに取り込まれた空気は、送風ブレード131により収容室LRをスクロールして所定の出力をもって排気口17bから外部へ排気される。   The air taken into the storage chamber LR is scrolled through the storage chamber LR by the blower blade 131 and is exhausted from the exhaust port 17b to the outside with a predetermined output.

ここで、図7に示すように、送風ブレード131のスクロールが継続されると、送風ファン13の上面13a側が負圧、下面13b側が正圧となり、送風ファン13の上面13aと下面13bとの間に圧力差が発生する。この発生した圧力差により、図中の矢印で示すように、送風ファン13には圧力の低い領域である負圧側に移動しようとする力が働く。そのため、送風ファン13が、所定の位置より軸方向のスラスト方向に移動し、送風ファン13が異常浮上するおそれがある。   Here, as shown in FIG. 7, when the scroll of the blower blade 131 is continued, the upper surface 13 a side of the blower fan 13 becomes negative pressure and the lower surface 13 b side becomes positive pressure, and the space between the upper surface 13 a and the lower surface 13 b of the blower fan 13. Pressure difference occurs. Due to the generated pressure difference, as indicated by an arrow in the figure, a force is exerted on the blower fan 13 to move to the negative pressure side, which is a low pressure region. Therefore, the blower fan 13 moves from the predetermined position in the axial thrust direction, and the blower fan 13 may abnormally float.

しかし、上述のように、本実施形態に係る送風機10では、送風ブレード13の下面13b上に、中心COから周辺部へ向かって放射状に複数の溝部133が設けられている。そのため、図5Bに示したように、送風ファン13が回転すると、凸部132に空気が衝突して各溝部133に空気が集められ、各溝部133に沿って空気の流路Wbが生成される。   However, as described above, in the blower 10 according to the present embodiment, the plurality of grooves 133 are provided radially on the lower surface 13b of the blower blade 13 from the center CO toward the peripheral portion. Therefore, as shown in FIG. 5B, when the blower fan 13 rotates, air collides with the convex portion 132 and air is collected in each groove portion 133, and an air flow path Wb is generated along each groove portion 133. .

そのため、図8に示すように、この空気の流路Wbにより、ハウジング11の収容室LR内の空気は、排気口17bから外部へ吸い出される。より具体的には、送風ファン13の下面13bとハウジング11aとの間の隙間(ギャップGP2)に発生した空気の流路Wbに伴い、モータ12の側面のハウジング11aとハブ127と間に、収容室LR内の空気を吸い出すように空気の流路Wb1が発生する。発生した流路WbおよびWb1により、下面13b側のギャップGP2に発生した正圧が減圧され、送風ファン13の上面13aと下面13bとの間の圧力差が抑制され、送風ファン13のスラスト方向への移動を防止できる。   Therefore, as shown in FIG. 8, the air in the housing chamber LR of the housing 11 is sucked out from the exhaust port 17b to the outside by the air flow path Wb. More specifically, it is accommodated between the housing 11a on the side surface of the motor 12 and the hub 127 along with the air flow path Wb generated in the gap (gap GP2) between the lower surface 13b of the blower fan 13 and the housing 11a. An air flow path Wb1 is generated so as to suck out the air in the chamber LR. Due to the generated flow paths Wb and Wb1, the positive pressure generated in the gap GP2 on the lower surface 13b side is reduced, the pressure difference between the upper surface 13a and the lower surface 13b of the blower fan 13 is suppressed, and in the thrust direction of the blower fan 13 Can be prevented.

[作用効果]
ここで、図9に示すように、比較例に係る送風機100において、送風ブレードのスクロールが継続されると、上述したように、送風ファンの上面側が負圧、下面側が正圧となり、送風ファンの上面と下面との間に圧力差が発生する。この圧力差が発生する要因は、送風ファンの上面は吸気口と連通して大気開放されているためその圧力が大気圧となるが、送風ファンの下面の圧力はハウジング内の内圧と等価となることによる。しかし、比較例に係る送風機100は、本実施形態に係る溝部133等の構成を備えていない。そのため、発生した圧力差がしだいに増大し、送風ファンに働く負圧側に浮上しようとする力も大きくなる。そのため、送風ファンの下面とハウジングと間のギャップGP12が増大し、送風ファンは上面とハウジングとのギャップGP11が実質的に0となるまでスラスト方向に移動し、送風ファンがハウジングに接触してしまうおそれがある。また、送風ファンの下面側を大気開放してその圧力を大気圧とすると、送風効率が低減する。
[Function and effect]
Here, as shown in FIG. 9, in the blower 100 according to the comparative example, when the scroll of the blower blade is continued, as described above, the upper surface side of the blower fan has a negative pressure and the lower surface side has a positive pressure. A pressure difference is generated between the upper surface and the lower surface. The cause of this pressure difference is that the upper surface of the blower fan communicates with the intake port and is open to the atmosphere, so the pressure becomes atmospheric pressure, but the pressure on the lower surface of the blower fan is equivalent to the internal pressure in the housing. It depends. However, the blower 100 according to the comparative example does not include the configuration of the groove 133 according to the present embodiment. For this reason, the generated pressure difference gradually increases, and the force to float on the negative pressure side acting on the blower fan also increases. Therefore, the gap GP12 between the lower surface of the blower fan and the housing increases, and the blower fan moves in the thrust direction until the gap GP11 between the upper surface and the housing becomes substantially zero, and the blower fan comes into contact with the housing. There is a fear. Moreover, if the lower surface side of the blower fan is opened to the atmosphere and the pressure is set to atmospheric pressure, the blower efficiency is reduced.

そこで、第1実施形態に係る送風機10は、送風ブレード13の下面13b上に、中心COから周辺部へ向かって放射状に設けられた複数の溝部133を備える。上記構成において、送風ファン13が回転すると、空気が各溝部133に集められ、各溝部133に中心COから周辺部へ向かう空気の流路Wbが生成される(図5B)。この空気の流路Wbにより、ハウジング11の収容室LR内の空気は、送風ブレード131のスクロールにより、排気口17bから外部へ吸い出される(図8)。   Therefore, the blower 10 according to the first embodiment includes a plurality of grooves 133 provided radially on the lower surface 13b of the blower blade 13 from the center CO toward the periphery. In the above configuration, when the blower fan 13 rotates, air is collected in each groove 133, and an air flow path Wb from the center CO toward the periphery is generated in each groove 133 (FIG. 5B). By the air flow path Wb, the air in the housing chamber LR of the housing 11 is sucked out from the exhaust port 17b by the scroll of the blower blade 131 (FIG. 8).

これにより、図10に示すように、送風ファン13の下面13b側のギャップGP2に発生した正圧が減圧され、送風ファン13の上面13a側のギャップGP1と下面13b側のギャップGP2とに発生した圧力を均等化できる。その結果、送風動作の前後にかかわらず、送風ファン13の上面13a側のギャップGP1と下面13b側のギャップGP2を維持でき、送風ファン13のスラスト方向への移動を防止することができるため、信頼性を向上することができる点で有利である。さらに、本実施形態では、送風ファン13の下面13b側の圧力を大気開放することなく、上面13a側と連結させるため、供給電力に対するモータ12の駆動効率の低下を防止でき、送風機10の出力が低下することもない。   As a result, as shown in FIG. 10, the positive pressure generated in the gap GP2 on the lower surface 13b side of the blower fan 13 is reduced and generated in the gap GP1 on the upper surface 13a side and the gap GP2 on the lower surface 13b side of the blower fan 13. Pressure can be equalized. As a result, the gap GP1 on the upper surface 13a side and the gap GP2 on the lower surface 13b side of the blower fan 13 can be maintained regardless of before and after the blower operation, and the movement of the blower fan 13 in the thrust direction can be prevented. This is advantageous in that the property can be improved. Furthermore, in this embodiment, since the pressure on the lower surface 13b side of the blower fan 13 is connected to the upper surface 13a side without releasing to the atmosphere, the drive efficiency of the motor 12 with respect to the supplied power can be prevented from being lowered, and the output of the blower 10 can be reduced. There is no decline.

しかも、溝部133に生成される空気の流路Wbの流量は、送風ファン13の回転数に応じて増大するように構成されるため、送風ファン13の回転数に応じて、スラスト方向への送風ファン13の変位量を効果的に抑制することができる。   Moreover, since the flow rate of the air flow path Wb generated in the groove 133 is configured to increase according to the rotational speed of the blower fan 13, the air flow in the thrust direction according to the rotational speed of the blower fan 13. The displacement amount of the fan 13 can be effectively suppressed.

さらに、送風ブレード131、凸部132、および溝部133は、所定の樹脂等により一体的に成形されるため、所望の形状を精密かつ容易に形成することが可能である。   Furthermore, since the blower blade 131, the convex part 132, and the groove part 133 are integrally formed of a predetermined resin or the like, a desired shape can be formed precisely and easily.

また、溝部133の本数、深さ(凸部132の高さH132)、幅(凸部の幅W132)を選択することで、送風ファン13のスラスト方向への変位量を制御することができる。   Moreover, the displacement amount to the thrust direction of the ventilation fan 13 is controllable by selecting the number of the groove part 133, depth (height H132 of the convex part 132), and width | variety (width W132 of a convex part).

さらに、本実施形態では、複数の凸部132および複数の溝部133は、送風ファン13の下面13bの周辺部のみに設けられ、送風ファン13の中心COを含む中央部と周辺部との間には空洞OPがあり、上面13a上の空洞OPをまたいで複数のブレード131が設けられることで、送風ファン13の中心部と周辺部とを接続している。そのため、送風ファン13を軽量化でき、消費電力を低減することができる。   Further, in the present embodiment, the plurality of convex portions 132 and the plurality of groove portions 133 are provided only in the peripheral portion of the lower surface 13b of the blower fan 13, and between the central portion including the center CO of the blower fan 13 and the peripheral portion. Has a cavity OP, and a plurality of blades 131 are provided across the cavity OP on the upper surface 13a, thereby connecting the central portion and the peripheral portion of the blower fan 13. Therefore, the blower fan 13 can be reduced in weight, and power consumption can be reduced.

加えて、本実施形態に係る送風機10を人工呼吸器用の送風機等として利用する場合、一般的な送風機と異なり送風動作のオン/オフを頻繁に行う必要がない一方で、より長時間かつ安定した送風動作が求められる。そのため、本実施形態に係る送風機10を当該人口呼吸器用の送風機として適用すると、送風ファンの上面13aと下面13bとの間における圧力差を抑制できるため、信頼性のある送風動作を安定的に行うことが可能となる。   In addition, when the blower 10 according to the present embodiment is used as a ventilator for a ventilator or the like, unlike a general blower, it is not necessary to frequently turn on / off the blowing operation, but it is longer and stable. A blowing operation is required. Therefore, when the blower 10 according to the present embodiment is applied as a blower for the artificial respirator, a pressure difference between the upper surface 13a and the lower surface 13b of the blower fan can be suppressed, so that reliable blowing operation is performed stably. It becomes possible.

尚、基板230に送風動作時に発熱体となる制御回路31およびパワーMOS−FET32を配置する場合、空気の流路Wb、Wb1により、これらの発熱体を冷却することも可能となる。そのため、制御回路31およびパワーMOS−FET32から発生した熱によるモータ12のコイル126の温度上昇を抑制することができ、送風機10の出力の低下を防止することも可能となる。   In the case where the control circuit 31 and the power MOS-FET 32 that serve as heating elements during the blowing operation are arranged on the substrate 230, these heating elements can be cooled by the air flow paths Wb and Wb1. Therefore, the temperature rise of the coil 126 of the motor 12 due to the heat generated from the control circuit 31 and the power MOS-FET 32 can be suppressed, and the output of the blower 10 can be prevented from being lowered.

(変形例)
本発明の実施形態は、第1実施形態に開示した内容に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変形が可能であることは勿論である。
(Modification)
The embodiment of the present invention is not limited to the contents disclosed in the first embodiment, and it is needless to say that various modifications are possible as necessary.

例えば、第1実施形態に係る送風機10では、溝部133の本数は、送風ブレード131の本数と同一であるが、これに限定されない。また、溝部133の深さ(凸部132の高さH132)および幅(凸部の幅W132)も必要に応じて選択することが可能である。   For example, in the blower 10 according to the first embodiment, the number of the groove portions 133 is the same as the number of the blower blades 131, but is not limited thereto. Further, the depth (height H132 of the convex portion 132) and the width (width W132 of the convex portion) of the groove portion 133 can be selected as necessary.

さらに、溝部133の形状において、その側面が水平面に対してほぼ垂直である構造を一例に挙げたがこれに限定されず、例えば溝部133の側面が水平面に対して所定のテーパ角を有するように構成してもよい。   Furthermore, in the shape of the groove part 133, the structure in which the side surface is substantially perpendicular to the horizontal plane is given as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the side surface of the groove part 133 has a predetermined taper angle with respect to the horizontal plane. It may be configured.

尚、本実施形態に開示の送風機10の用途は、人工呼吸器用に限定されない。例えば睡眠時無呼吸症候群の治療のための持続陽圧呼吸療法(CPAP:Continuous Positive Airway Pressure)用の医療用途等、その他の送風用途に広く適用可能であることは勿論である。   In addition, the use of the air blower 10 disclosed in the present embodiment is not limited to a ventilator. Needless to say, the present invention is widely applicable to other air blowing applications such as medical use for continuous positive airway pressure (CPAP) for the treatment of sleep apnea syndrome.

その他、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

10…送風機、11…ハウジング、11a、11b…ハウジング部材、12…モータ、13…送風ファン、13a…送風ファンの上面、13b…送風ファンの下面、17a…吸気口、17b…排気口、31…制御回路、32…パワーMOS−FET、131…送風ブレード、132…凸部、133…溝部、LR…収容室、Wb、Wb1…空気の流路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Blower, 11 ... Housing, 11a, 11b ... Housing member, 12 ... Motor, 13 ... Blower fan, 13a ... Blower fan upper surface, 13b ... Blower fan lower surface, 17a ... Intake port, 17b ... Exhaust port, 31 ... Control circuit, 32... Power MOS-FET, 131... Blower blade, 132 .. Projection, 133 .. Groove, LR .. Storage chamber, Wb, Wb1.

Claims (5)

外部の空気を取り込む吸気口と、前記吸気口に連通する収容室と、前記収容室内の空気を外部に排出する排気口とを備えるハウジングと、
前記ハウジングの前記収容室内に設けられ、コイルを備えるモータと、
前記モータの回転軸に設けられ、外部の空気を前記吸気口から前記収容室内に取り込み、前記収容室から前記排気口に送風するファンと、を具備し、
前記ファンは、第1面上に回転の中心から周辺部へ向かって放射状に設けられる板形状の複数のブレードと、前記第1面と対向する第2面上であって隣接する前記複数のブレードの間と対向する位置に前記中心から前記周辺部へ向かって放射状に設けられる複数の溝と、を備える
送風機。
A housing comprising an intake port for taking in external air, a storage chamber communicating with the intake port, and an exhaust port for discharging the air in the storage chamber to the outside;
A motor provided in the housing chamber of the housing and provided with a coil;
A fan that is provided on the rotating shaft of the motor, takes in external air from the intake port into the storage chamber, and blows air from the storage chamber to the exhaust port;
The fan has a plurality of plate-shaped blades provided radially on the first surface from the center of rotation toward the peripheral portion, and the plurality of blades adjacent on the second surface facing the first surface. A plurality of grooves provided radially from the center toward the peripheral portion at positions facing each other.
前記複数の溝は、前記ファンの前記第2面上の周辺部のみに設けられる
請求項1に記載の送風機。
The blower according to claim 1, wherein the plurality of grooves are provided only in a peripheral portion on the second surface of the fan.
前記複数の溝の数は、前記複数のブレードの数と同一である
請求項1または2に記載の送風機。
The blower according to claim 1, wherein the number of the plurality of grooves is the same as the number of the plurality of blades.
前記複数のブレードは、前記ファンが回転する方向と反対の方向に湾曲して設けられ、
前記複数の溝は、前記複数のブレードと同じ方向に湾曲して設けられる
請求項1乃至3のいずれかに記載の送風機。
The plurality of blades are provided curved in a direction opposite to a direction in which the fan rotates,
The blower according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of grooves are curved in the same direction as the plurality of blades.
前記ファンの前記中心を含む中央部と前記周辺部との間に空洞が設けられ、
前記空洞をまたいで前記ファンの上面上に前記複数のブレードが設けられ、前記ファンの中央部と周辺部とを接続する
請求項1乃至4のいずれかに記載の送風機。
A cavity is provided between a central part including the center of the fan and the peripheral part,
The blower according to any one of claims 1 to 4, wherein the plurality of blades are provided on an upper surface of the fan across the cavity to connect a central portion and a peripheral portion of the fan.
JP2017005943A 2017-01-17 2017-01-17 Air blower Pending JP2018115585A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017005943A JP2018115585A (en) 2017-01-17 2017-01-17 Air blower
PCT/JP2017/039157 WO2018135069A1 (en) 2017-01-17 2017-10-30 Air blower

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017005943A JP2018115585A (en) 2017-01-17 2017-01-17 Air blower

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018115585A true JP2018115585A (en) 2018-07-26

Family

ID=62908897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017005943A Pending JP2018115585A (en) 2017-01-17 2017-01-17 Air blower

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2018115585A (en)
WO (1) WO2018135069A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6839219B2 (en) 2019-03-22 2021-03-03 シナノケンシ株式会社 Blower

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001165091A (en) * 1999-12-06 2001-06-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Pump
JP2002202094A (en) * 2000-12-28 2002-07-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Centrifugal blower and vehicle air-conditioner equipped with it
JP2007100548A (en) * 2005-09-30 2007-04-19 Daikin Ind Ltd Centrifugal fan and air conditioner using the same
JP2008185000A (en) * 2007-01-31 2008-08-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Centrifugal fan device and electronic apparatus provided with same
JP2008240584A (en) * 2007-03-27 2008-10-09 Hitachi Plant Technologies Ltd Welding groove sealing structure and its welding method
JP2012202362A (en) * 2011-03-28 2012-10-22 Minebea Co Ltd Impeller, and centrifugal fan including the same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59179297U (en) * 1983-05-18 1984-11-30 松下電器産業株式会社 electric blower
JPS62195699U (en) * 1986-05-30 1987-12-12
GB0329607D0 (en) * 2003-12-20 2004-01-28 Johnson Electric Sa Electric motor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001165091A (en) * 1999-12-06 2001-06-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Pump
JP2002202094A (en) * 2000-12-28 2002-07-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Centrifugal blower and vehicle air-conditioner equipped with it
JP2007100548A (en) * 2005-09-30 2007-04-19 Daikin Ind Ltd Centrifugal fan and air conditioner using the same
JP2008185000A (en) * 2007-01-31 2008-08-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Centrifugal fan device and electronic apparatus provided with same
JP2008240584A (en) * 2007-03-27 2008-10-09 Hitachi Plant Technologies Ltd Welding groove sealing structure and its welding method
JP2012202362A (en) * 2011-03-28 2012-10-22 Minebea Co Ltd Impeller, and centrifugal fan including the same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018135069A1 (en) 2018-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4935051B2 (en) Centrifugal fan
US7207774B2 (en) Centrifugal fan and casing thereof
WO2018105206A1 (en) Fan device and air distribution system equipped with fan device
WO2018105207A1 (en) Fan device
JP2008014302A (en) Axial flow fan
JP2008215330A (en) Centrifugal fan
JP2008082328A (en) Centrifugal fan
WO2013176028A1 (en) Vacuum pump
WO2006087829A1 (en) Blower
JP2017166330A (en) Centrifugal fluid machine, centrifugal blower, and centrifugal compressor
JP6678302B2 (en) Temperature control unit, temperature control system, vehicle
US11268532B2 (en) Electric blower, electric vacuum cleaner, and hand dryer
JPWO2006137141A1 (en) Blower
JP2019112963A (en) Air blowing device and cleaner comprising the same
JP2017129023A (en) Centrifugal fan
WO2018135069A1 (en) Air blower
JP2019082115A (en) Centrifugal fan
US11982283B2 (en) Air compressor for vehicle
JP2004274800A (en) Cooling mechanism of electric motor
JP2004036569A (en) Serial fan device
JP2010501783A (en) A block-type rotary airfoil oil rotary vacuum pump or vane compressor with a disk armature-type synchronous motor overhanging and supported
JPWO2018003051A1 (en) Blower and vacuum cleaner
JP2003193994A (en) Fan device for cooling and waste heat
JP2001135964A (en) Fan device
JP2014088772A (en) Axial blower

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191203

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200526

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20201124