JP2019085987A - Blower device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はブロワ装置に関し、特に遠心ファンを用いたブロワ装置に関する。 The present invention relates to a blower apparatus, and more particularly to a blower apparatus using a centrifugal fan.
遠心ファンを用いたブロワ装置は、家電機器、OA機器、産業機器の冷却、換気、空調、車両用の空調、送風、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される電池の冷却、等に広く用いられている。ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される電池の冷却手段として、遠心ファンを用いたブロワ装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Blower devices using centrifugal fans are widely used in household appliances, office automation equipment, cooling of industrial equipment, ventilation, air conditioning, air conditioning for vehicles, air blowing, cooling of batteries mounted in hybrid vehicles and electric vehicles, etc. There is. DESCRIPTION OF RELATED ART The blower apparatus using a centrifugal fan is known as a cooling means of the battery mounted in a hybrid vehicle or an electric vehicle (for example, refer patent document 1).
図6と図7は、特許文献1に記載された、電池パックとブロア(ブロワ)の概略図で、ブロア30は、電池パック10の側面に隣接して配置されている。電池パック10とブロア30との間にはダクト41が配置され、ブロア30から吐き出された空気がダクト41を通じて電池パック10に導入され、電池パック内の電池を冷却する。
6 and 7 are schematic views of a battery pack and a blower (blower) described in
ダクト41は電池パック10側が幅広になっている。このため、ブロア30から吐き出された空気を効率よく均等にダクト41に吐き出すために、ブロア30の排気口に整流フィンを設けて整流することが考えられる。
The
ブロワの排気口に整流フィンを設けた構成として、例えば、特許文献2が知られている。図8は特許文献2に記載されたファンで、ケーシング2の排気口8には回転軸に沿って略垂直に、整流フィンにあたる整流板29が設けられている。整流板29によって羽根車から吐き出された空気の流れは整流されて排気口8に案内される。
For example,
また、ブロワのケーシングは、樹脂の成型品で形成されることが一般的である。図9に示すように、ケーシングの排気口を2分割するような構造となっており、2つのケーシングを合わせて形成するものが多い(例えば、特許文献3参照)。 In addition, the casing of the blower is generally formed of a resin molded product. As shown in FIG. 9, the exhaust port of the casing is configured to be divided into two, and in many cases, two casings are formed together (see, for example, Patent Document 3).
しかしながら、特許文献2に記載された整流板29を特許文献1に記載されたブロア30に適用した場合、整流板29は排気口の幅広方向に延在して立設するため、ブロア30の排気口から吐き出された空気は、ダクト41の幅広方向に効率的に案内されないという問題がある。
However, when the
この場合、ブロア30の排気口から吐き出された空気をダクト41の幅広方向に効率的に案内させるため、整流板29を幅広方向に直交する方向に延在させ立設して形成すればよい。ところで、特許文献3のようにブロアのケーシングは、樹脂の成形品で形成されることが一般的であり、ケーシングの排気口を2分割するような構造となっている。このため、上述した整流板をダクト41の幅広方向に直交する方向に延在させた構造では、2分割された各ケーシングが、上下型を用いて樹脂成型することができず、金型構造が複雑になるという問題が生じる。
In this case, in order to efficiently guide the air discharged from the exhaust port of the
本発明は、上記の課題に鑑み、簡易な構成でブロワ装置から吐き出された空気が相手側装置(被装着装置)の吸気口に効率的に均等または集中的に案内できるブロワ装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention provides a blower device capable of efficiently and evenly or intensively guiding air expelled from a blower device to an intake port of a counterpart device (mounted device) with a simple configuration. With the goal.
本発明は、ケーシングの内側に遠心ファンを内蔵したブロワ装置であって、前記ケーシングは、前記遠心ファンの軸方向において結合した上側ケーシングと下側ケーシングとにより構成されると共に取付台に固定され、前記ケーシングには、前記軸方向に直交する方向に開口した排気口が形成され、前記排気口の内面は、前記ケーシングの内側と前記取付台の上面で構成され、前記取付台の上面には整流フィンが配置されているブロワ装置である。 The present invention is a blower apparatus incorporating a centrifugal fan inside a casing, wherein the casing is constituted by an upper casing and a lower casing coupled in the axial direction of the centrifugal fan and fixed to a mount. The casing is formed with an exhaust port opened in a direction orthogonal to the axial direction, the inner surface of the exhaust port is constituted by the inside of the casing and the upper surface of the mount, and the upper surface of the mount is rectified It is a blower apparatus with which the fin is arrange | positioned.
本発明として、前記整流フィンは、前記取付台に1枚または複数枚立設され、前記軸方向に直交する方向に延在している態様が挙げられる。本発明として、前記整流フィンの面に垂直な方向が前記軸方向に一致または前記軸方向の成分を有する態様が挙げられる。本発明として、前記整流フィンは、前記取付台の面に平行な方向に傾斜または湾曲している態様が挙げられる。本発明として、前記上側ケーシングと前記下側ケーシングとは凹凸構造により係合しており、前記凹凸構造による係合は、前記排気口における前記取付台の上面に対向する部分で行われている態様が挙げられる。本発明として、前記取付台は、当該ブロワ装置を備える装置の筐体の一部である態様が挙げられる。 According to the present invention, the straightening fins may be provided one or more on the mount and extend in a direction orthogonal to the axial direction. The aspect of the present invention may include an aspect in which a direction perpendicular to the surface of the straightening fin coincides with the axial direction or a component in the axial direction. In the present invention, the straightening fins may be inclined or curved in a direction parallel to the surface of the mount. As an aspect of the present invention, the upper casing and the lower casing are engaged by a concavo-convex structure, and the engagement by the concavo-convex structure is performed at a portion of the exhaust port facing the upper surface of the mount. Can be mentioned. As this invention, the said mounting base is a aspect which is a part of housing | casing of the apparatus provided with the said blower apparatus.
本発明によれば、簡易な構成でブロワ装置から吐き出された空気が相手側装置(被装着装置)の吸気口に効率的に均等または集中的に案内できるブロワ装置が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a blower apparatus capable of efficiently and evenly or intensively guiding the air discharged from the blower apparatus to the air inlet of the counterpart apparatus (mounted apparatus) with a simple configuration.
(概要)
図1,2には、ケーシング110の内側に遠心ファンを内蔵したブロワ装置100が示されている。ケーシング110は、遠心ファンの軸方向(Y軸方向)において結合した上側ケーシング111と下側ケーシング112とにより構成されると共に取付台300に固定され、ケーシング110には、軸方向に直交する方向に開口した排気口102が形成され、排気口102は、ケーシング110の内側と取付台300の上面で構成され、取付台300の上面には整流フィン121が配置されている。
(Overview)
The
整流フィン121は、取付台300に立設され、軸方向に直交する方向に延在している。整流フィン121は、取付台300の面に平行な方向に傾斜または湾曲している。上側ケーシング111と下側ケーシング112とは係合部113において凹凸構造により係合しており、この凹凸構造による係合は、排気口102における取付台300の上面に対向する部分で行われている。 取付台300は、ブロワ装置100を備える装置の筐体の一部であってもよい。
The
(構成)
図1には、ブロワ装置100が示されている。ブロワ装置100は、本体部200と取付台300により構成されている。取付台300は、ブロワ装置100が固定される相手部材や装置の一部を利用して構成してもよいし、独立した部品として用意したものであってもよい。
(Constitution)
A
ブロワ装置100は、流体(この場合は空気)を吸い込む吸気口101と、吸気口101から吸い込んだ空気を内部の遠心ファン(インペラ組立体500(図4,5参照))の作用によって排気する排気口102を備えている。排気口102には、1枚または複数枚(この例では3枚)の整流フィン121が取付台300に立設されて配置されている。整流フィン121は、排気口102の開口面および取付台300の上面(本体部200が固定される側の面)に垂直な方向に延在している。整流フィン121は、3つあり、両側の2つは、排気される空気の流れる方向(X軸方向)に沿って、排気口102の幅方向(取付台300の上面に平行な方向)(Y軸正負の方向)に湾曲している。これにより、排気口102から出た空気の流れは、排気口102の幅方向(Y軸正負の方向)に広がるように整流される。なお、整流フィンの数は一例であり、図示される数に限定されない。また、そのデザインも図示されるものに限定されない。
以下、ブロワ装置100を構成する本体部200について説明する。本体部200は、樹脂製で渦巻き状のケーシング110を有している。ケーシング110は、樹脂成型で形成された上側ケーシング111と下側ケーシング112からなり、上側ケーシング111には軸方向に吸気口101を構成する開口が形成されている。下側ケーシング112には、後述するモータ部を取り付ける開口(図1,2では見えていない)が形成されている。ここで、軸方向(図1,2のY軸方向)は、ブロワ装置100の後述するインペラ320の回転軸の延在方向として定義される。
Hereinafter, the
上側ケーシング111と下側ケーシング112は、排気口102の箇所で軸方向において2分割されており、互いの合わせ面に凹部と凸部がそれぞれ形成され、凸部を凹部に係合させことで軸方向において結合されている。図1〜3には、上記の係合構造で係合させた上側ケーシング111と下側ケーシング112の係合部113が示されている。図3は、回転中心を含み取付台300に平行な面で本体部200を切断した断面の図である。
The
上側ケーシング111には固定用取付脚114aおよび114bが一体形成され、下側ケーシングには固定用取付脚114cが一体形成されている。固定用取付脚114a,114b,114cには貫通孔が形成されている。本体部200は取付台300に、前記貫通孔と取付台300に形成されたボルト孔115を利用してボルトにより固定されている。
Fixing mounting
下側ケーシング112の内側には、図4,5に示すインペラ組立体500が収容されている。インペラ組立体500は遠心ファンであり、インペラ320とモータ組立体400とから構成されている。インペラ組立体500では、モータ組立体400に駆動されてインペラ320が回転し、この回転によりインペラ320の上部から吸い込まれた空気が遠心方向に排出される。
Inside the
インペラ320とケーシング110との間には、インペラ320から吹き出される空気が圧送される流路が形成されている。この流路は、排気口102に向かって徐々に断面積が増加する構造を有している。
Between the
ケーシング110の内周面は、排気口102に隣接する部分に形成された舌部から、図1のY軸負の方向から見て左旋回方向に沿ったインボリュート曲線を有し、このインボリュート曲線を有するケーシング110の内周面とインペラ320との間に上述した流路が形成されている。インペラ320の回転に伴い、空気は吸気口101からインペラ320の内側に吸い込まれ、インペラ320の周囲(上記流路)噴き出される。インペラ320から吹き出された空気は、インペラ320の回転に従って上記の流路を圧送され、排気口102に至り、排気口102から排気される。
The inner circumferential surface of the
以下、図3,4,5を参照して、インペラ組立体500について説明する。インペラ組立体500は、モータ組立体400とインペラ320が結合した構造を有している。インペラ320は、樹脂を材料とした一体成型品であり、ハブ321、前向羽根となっている羽根323、羽根323の縁をつなぐ連結部322により構成されている。ハブ321は、モータ組立体400のシャフト(駆動軸)431に止めワッシャ324によって固定されている。モータ組立体400のシャフト431が回転すると、インペラ320が回転する。
Hereinafter, the
モータ組立体400は、ステータの内側でロータが回転するインナーロータ型モータを構成する。モータ組立体400は、樹脂製のモータハウジング403、金属製のブラケット410、ステータ420、ロータ430、回路基板402を備えている。
ステータ420は、略円環形状を有し、ステータコア421、インシュレータ422、コイル423を備えている。ステータコア421は、軟磁性のコアを所定枚数積層して構成され、径内方に延在する複数の突極を備えている。ステータコア421には、軸方向両側からそれぞれ樹脂製のインシュレータ422が装着され、径内方に延在する突極に、インシュレータ422を介してコイル423が巻回されている。
The
ステータ420は、金属製のブラケット410に固定されている。ブラケット410は、円筒部411とフランジ部412を備えている。フランジ部412は、円筒部411の一方端から径外方に延在する形状を有する。円筒部411の内側にステータ420が固定されている。ステータ420が固定されたブラケット410は、樹脂製のモータハウジング403に装着されている。
The
ステータ420の内側には、ロータ430が回転自在な状態で配置されている。ロータ430は、金属製のシャフト431、金属製のスリーブ432、中空円筒形状のマグネット(ロータマグネット)433を備えている。スリーブ432は、円筒部と円板部を有し、円筒部の外周にマグネット433が固定され、円板部の中心にシャフト431が固定されている(図3参照)。シャフト431は、軸受404と405(図3参照)を介してモータハウジング403に回転自在な状態で保持されている。
The rotor 430 is rotatably disposed inside the
ブラケット410の背面には、回路基板402が配置されている。回路基板402は、モータハウジング403にねじ等で装着されている。モータハウジング403が下側ケーシング1112に固定され、ケーシング110へのインペラ組立体500の装着が行われている。また、ケーシング110へのインペラ組立体500の装着が行われた後、インペラ組立体500(モータ組立体)の背後にカバー406が装着される。カバー406は、ねじにより下側ケーシング112に固定される(図3参照)。
A
この構造では、シャフト431の先端にインペラ320を装着した後、インペラ組立体500(モータ組立体400)を下側ケーシング112の内側から、下側ケーシング112に形成した開口に挿入し、ねじ等にてインペラ組立体500(モータ組立体400)が下側ケーシング112に装着される。この際、モータ組立体400にインペラ320を装着した状態で、インペラ組立体500を下側ケーシング112に装着できるため、モータ組立体400にインペラ320を装着した状態でインペラ320の動バランスを調整することができる。この結果、振動を抑制したインペラ320をケーシング110に組み込むことができる。
In this structure, after the
(優位性)
図1に示すように、上側ケーシング111と下側ケーシング112は、排気口102の箇所で2分割されており、互いの合わせ面に凹部と凸部がそれぞれ形成され、凸部を凹部に係合させることで係合部113において結合され、ケーシング110が構成されている。
(Superiority)
As shown in FIG. 1, the
この構造では、整流フィン121と同様なものを上側ケーシング111および下側ケーシング112と一体に設けるのは難しい。これは、上記のケーシング110の構造では、射出成型型と射出成形された成形品(上側ケーシング111および下側ケーシング112)とを軸方向(図1のY軸方向)で分離する必要があり、この分離の際に、分離方向(Y軸方向)に直交する方向に延在する整流フィン121が障害となるからである。成形型として分離型を用いれば、この問題に対応できるが、型の部品点数が増え、また工程が複雑化するので高コストとなる。(という問題がある)。
In this structure, it is difficult to provide the same as the straightening
本実施形態では、ケーシング110の排気口102の下側の壁面箇所をカットし、ブロア装置100を取り付け固定する取付台300に整流フィン121を設け、取付台300の一部をブロワ装置100の排気口102の下側の壁面として機能させている。すなわち、排気口102の付近において、ケーシング110の内周面と取付台300の上面とで流路が構成されている。この部分では、ケーシング110(上側ケーシング111と下側ケーシング112)の下面は切り欠かれた構造を有し、この切り欠かれた部分が取付台300によって下面から塞がれた構造となり、開口102付近の筐体が構成されている。そして、排気口102の排気方向(X軸正方向)に延在する整流フィン121は、取付台300に配置されている。
In the present embodiment, a wall surface of the lower side of the
この構造では、整流フィン121は取付台300に配置されているので、上述した成型型から成形品を抜く際の困難は発生しない。また、整流フィンの向きや形状を自由に設定することができる。例えば、ブロワ装置100の軸方向(Y軸方向))に排気流を広げる整流を行う構造の整流フィンを容易に得ることができる。
In this structure, since the
すなわち、ブロワ装置100の軸方向(Y軸方向))に排気流を広げる整流を行うためには、整流フィン121として、その面(薄板状の整流フィン121の面)の少なくとも一部に垂直な方向がブロワ装置100の軸方向(シャフト431の延在方向)と一致した構造(またはその方向の成分を有する構造)とする必要がある(整流フィン431の例では、主要な面が軸方向を向いている)。
That is, in order to perform rectification to widen the exhaust flow in the axial direction (Y-axis direction) of the
本実施形態では、上側ケーシング111と下側ケーシング112の結合方向(Y軸方向)に延在する面を有する取付台300上に整流フィン121を立設させることで、整流フィン121の面(またはその少なくとも一部)に垂直な方向をブロワ装置100の軸方向(インペラ320の回転軸の軸方向)に一致させた状態(またはその方向の成分を有する状態)がコスト増を招かずに実現でき、ブロワ装置100の軸方向(Y軸方向))に排気流を広げる整流を行う構造が容易に得られる。また、取付台300を樹脂製とすると、整流フィン121を取付台300の一部として一体成型により得ることができ、より低コスト化が図れる。
In the present embodiment, the straightening
整流フィン121の形状のバリエーションとしては、整流フィン121の断面形状を航空機の翼の断面形状のように緩く湾曲した形状とする構造、図1,2に示すデザインを基本として、Y軸方向に折れ曲がった構造、Y軸方向に湾曲した構造、X軸方向に対して角度を有する方向(X軸方向に対して斜めの方向)に延在した形状等とする例が挙げられる。
As a variation of the shape of the
以上述べたように、本実施形態では、取付台300に複数の整流フィンを立設させることで、整流フィン121のデザインとして、ブロワ装置100の軸方向(Y軸方向))に排気流を広げる構造が容易に得られる。
As described above, in the present embodiment, the exhaust flow is expanded in the axial direction (Y-axis direction) of the
また本実施形態では、凹凸構造の嵌合を用いた係合(係合部113における係合)を排気口102の上辺のみで行うので、限られた寸法で排気口102の高さ寸法を確保できる優位性がある。例えば仮に、上側ケーシング111と下側ケーシング112との凹凸構造を用いた係合を、排気口の上辺と下辺の両方で行った構造を考える。この場合、樹脂成型で凹部を作製する場合に樹脂のショートモールドを防止するために凹部の厚さが必要となるが、それが上辺と下辺の2ヵ所で必要になる。このため、排気口102の開口部の上下2ヵ所で係合部113と同様な構造が必要となり、その分、排気口の高さ寸法が犠牲になる。この構造では、排気口の高さ寸法と相手側装置(被装着装置)の吸気口の高さ寸法とが整合しない場合がある。
Further, in the present embodiment, since the engagement (engagement at the engagement portion 113) using the engagement of the concavo-convex structure is performed only on the upper side of the
これに対して、本実施形態では、排気口102の下側の壁面箇所をカットし、ブロア装置100を取り付け固定する取付台300の一部を排気口102の下側の壁面として機能させているので、下側には凹凸構造を用いた係合部は必要でなく、その分、排気口102の開口部の高さ寸法を確保できる。このため、ブロワ装置100の排気口102の高さ寸法と、相手側装置(被装着装置)の吸気口の高さ寸法とを整合させることが容易となる。
On the other hand, in the present embodiment, the lower wall surface portion of the
(その他)
排気口102の内側を構成するケーシング110内側下側の壁面箇所の先端部は、取付台300に密着し、また空気の流路となるため、流路の断面積が徐々に拡大するテーパー形状を形成することが好ましい。
(Others)
The tip of the wall surface on the inner lower side of the
本実施形態では、取付台300に整流フィン121を形成しているが、相手側装置(被装着装置)の吸気口に整流フィンを形成した構成であっても勿論よい。
In the present embodiment, the
100…ブロワ装置、101…吸気口、102…排気口、110…ケーシング、111…上側ケーシング、112…下側ケーシング、113…係合部、114a…固定用取付脚、114b…固定用取付脚、114c…固定用取付脚、115…ねじ孔、121…整流フィン、200…本体部、300…取付台、320…インペラ、321…ハブ、322…連結部、323…羽根、324…止めワッシャ、402…回路基板、403…モータハウジング、404…軸受、405…軸受、406…カバー、410…ブラケット、411…円筒部、412…フランジ部、420…ステータ、421…ステータコア、422…インシュレータ、423…コイル、430…ロータ、431…シャウト、432…スリーブ、433…マグネット、500…インペラ組立体。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ケーシングは、前記遠心ファンの軸方向において結合した上側ケーシングと下側ケーシングとにより構成されると共に取付台に固定され、
前記ケーシングには、前記軸方向に直交する方向に開口した排気口が形成され、
前記排気口の内面は、前記ケーシングの内側と前記取付台の上面で構成され、
前記取付台の上面には整流フィンが配置されているブロワ装置。 A blower apparatus incorporating a centrifugal fan inside a casing,
The casing is constituted by an upper casing and a lower casing coupled in the axial direction of the centrifugal fan and fixed to a mount.
The casing is formed with an exhaust port opened in a direction orthogonal to the axial direction,
The inner surface of the exhaust port is constituted by the inner side of the casing and the upper surface of the mount;
The blower apparatus by which the rectification | straightening fin is arrange | positioned on the upper surface of the said mounting stand.
前記凹凸構造による係合は、前記排気口における前記取付台の上面に対向する部分で行われている請求項1乃至4のいずれか一項に記載のブロワ装置。 The upper casing and the lower casing are engaged by a concavo-convex structure,
The blower device according to any one of claims 1 to 4, wherein the engagement by the concavo-convex structure is performed at a portion of the exhaust port facing the upper surface of the mount.
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