JP2021011867A - Fan device - Google Patents

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Yuma Ono
裕茉 大野
祐司 大村
Yuji Omura
祐司 大村
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Abstract

To improve fan efficiency while improving cooling performance of components.SOLUTION: In a fan device 1, a housing 10 has a first housing 11 and a second housing 12 disposed in an axis x direction, and a motor base portion 120 of the second housing 12 formed into a cylindrical shape and covering a motor 20 from a lower side in the axis x direction, has a base main body portion 121 extended in a radial direction and covering the motor 20 from a lower side in the axis x direction, and a base outer peripheral wall portion 124 extended from an end portion of the base main body portion 121 toward an upper side from a lower side in the axis x direction. A hub 27 has a hub main body portion 272 as a face extended in the radial direction orthogonal to the axis x direction and covering the motor 20 from an upper side a in the axis x direction, and a hub outer peripheral wall portion 271 extended from an end portion of the hub main body portion 272 toward a lower side from an upper side in the axis x direction, and 1.05<b1/a1<1.13 is established when a diameter of an outer peripheral face of the hub outer peripheral wall portion 271 is a1, and a diameter of an outer peripheral face of the base outer peripheral wall portion 124 is b1.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ファン装置に関する。 The present invention relates to a fan device.

ファン装置として、電子機器、家電機器、OA機器、産業機器、車両において、冷却、換気、空調、送風などの用途に広く用いられている軸流ファンがある。軸流ファンとしては、例えば、ファンベースに枕部を設けられている枕部が、インペラボスと反対側に通気口と流路を形成することにより、ファンによる空気流の一部がインペラボス内に導入されてモータ全体の放熱を行うファンの放熱構造が知られている(特許文献1参照)。 Fan devices include axial fans that are widely used in applications such as cooling, ventilation, air conditioning, and ventilation in electronic devices, home appliances, OA devices, industrial devices, and vehicles. As an axial fan, for example, a pillow portion having a pillow portion on the fan base forms a vent and a flow path on the opposite side of the imperabos, so that a part of the air flow by the fan is introduced into the imperabos. A fan heat dissipation structure that dissipates heat from the entire motor is known (see Patent Document 1).

特開2006−177309号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-177309

ところで、ファン装置は、インペラを回転させるモータを搭載するモータベース部の内部に回路基板が設けられている。回路基板には、モータの動作を制御する制御回路を構成するための電子部品が搭載されている。従来のファン装置において、回路基板は、インペラの回転により発生する空気流を阻害しないように、モータベース部においてインペラのハブ外周から径方向外方に突出しないように搭載されていた。 By the way, in the fan device, a circuit board is provided inside a motor base portion on which a motor for rotating an impeller is mounted. The circuit board is equipped with electronic components for forming a control circuit that controls the operation of the motor. In the conventional fan device, the circuit board is mounted on the motor base portion so as not to protrude outward in the radial direction from the outer circumference of the hub of the impeller so as not to obstruct the air flow generated by the rotation of the impeller.

しかしながら、モータベース部において上述のように搭載されている場合に、従来のファン装置における回路基板は、モータベース部の内部に十分な空気流が導入されない。このため、従来のファン装置は、回路基板に実装された電子部品の発熱が増大すると、モータベース部の内部に熱が籠ってしまい、回路基板の温度が上昇し、その結果、ファン装置としての寿命が低下するという問題が生じていた。 However, when mounted in the motor base portion as described above, a sufficient air flow is not introduced into the inside of the motor base portion in the circuit board in the conventional fan device. For this reason, in the conventional fan device, when the heat generated by the electronic components mounted on the circuit board increases, the heat is trapped inside the motor base portion, and the temperature of the circuit board rises. As a result, the fan device can be used as a fan device. There was a problem that the life was shortened.

また、特許文献1に記載されたファンの放熱構造は、モータベース部としてのファンベースに設けた枕部が、ハブとしてのインペラボスの反対側に通気口と流路を形成することにより、インペラが回転して生じる空気流の一部がインペラボス内に導入されてモータの放熱を行っていた。 Further, in the heat dissipation structure of the fan described in Patent Document 1, the pillow portion provided on the fan base as the motor base portion forms a vent and a flow path on the opposite side of the imperabos as the hub, so that the impeller can be formed. A part of the air flow generated by rotation was introduced into the imperabos to dissipate heat from the motor.

しかし、特許文献1に記載された構造は、枕部の外周がインペラのハブ外周から径方向外方に突出している。このため、特許文献1に記載された構造は、枕部の突出を大きくしてモータの放熱の促進を図った場合に、空気流が阻害されてしまい、その結果、ハウジングの排気口から吐き出される風量が減少してファン効率が低下するという問題があった。 However, in the structure described in Patent Document 1, the outer circumference of the pillow portion protrudes outward in the radial direction from the outer circumference of the hub of the impeller. Therefore, in the structure described in Patent Document 1, when the protrusion of the pillow portion is increased to promote heat dissipation of the motor, the air flow is obstructed, and as a result, the air flow is discharged from the exhaust port of the housing. There was a problem that the air volume decreased and the fan efficiency decreased.

本発明は、上述の課題を一例とするものであり、構成要素の冷却性能を高めつつ、ファン効率を向上させることができるファン装置を提供することを目的とする。 The present invention is an example of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a fan device capable of improving fan efficiency while improving cooling performance of components.

上記目的を達成するために、本発明に係るファン装置は、ハブと、前記ハブに設けられた複数の羽根を有するインペラと、前記インペラを回転させるモータと、前記インペラを収容したハウジングと、を備え、前記ハウジングは、円筒形状に形成されていて軸線方向の下側から前記モータを覆うモータベース部を有し、前記モータベース部は、前記軸線方向に直交する径方向に延びる面であり前記軸線方向の下側から前記モータを覆うベース本体部と、前記ベース本体部の端部から前記軸線方向の下側から上側に向かって延びるベース外周壁部と、を有し、前記ハブは、前記軸線方向に直交する径方向に延びる面であり、前記軸線方向の上側から前記モータを覆うハブ本体部と、前記ハブ本体部の端部から前記軸線方向の上側から下側に向かって延びるハブ外周壁部と、を有し、前記ハブ外周壁部の外周面の径をa1、前記ベース外周壁部の外周面の径をb1としたときに、1.05<b1/a1<1.13 である。 In order to achieve the above object, the fan device according to the present invention includes a hub, an impeller having a plurality of blades provided on the hub, a motor for rotating the impeller, and a housing accommodating the impeller. The housing is formed in a cylindrical shape and has a motor base portion that covers the motor from the lower side in the axial direction, and the motor base portion is a surface extending in a radial direction orthogonal to the axial direction. The hub has a base main body portion that covers the motor from the lower side in the axial direction, and a base outer peripheral wall portion that extends from the lower side to the upper side in the axial direction from the end portion of the base main body portion. A surface extending in the radial direction orthogonal to the axial direction, the hub main body portion covering the motor from the upper side in the axial direction, and the outer periphery of the hub extending from the upper end to the lower side in the axial direction from the end portion of the hub main body portion. 1.05 <b1 / a1 <1.13 when the diameter of the outer peripheral surface of the hub outer peripheral wall portion is a1 and the diameter of the outer peripheral surface of the base outer peripheral wall portion is b1. is there.

本発明の一態様に係るファン装置において、前記ベース外周壁部の内周面の径は、全周にわたって前記ハブ外周壁部の外周面の径よりも大きい。 In the fan device according to one aspect of the present invention, the diameter of the inner peripheral surface of the base outer peripheral wall portion is larger than the diameter of the outer peripheral surface of the hub outer peripheral wall portion over the entire circumference.

本発明の一態様に係るファン装置において、前記ハブ本体部は、軸線方向に貫通している排気孔を有している。 In the fan device according to one aspect of the present invention, the hub main body has an exhaust hole penetrating in the axial direction.

本発明の一態様に係るファン装置において、前記モータベース部の内周面と前記ハブの外周面との間に間隙部を備える。 In the fan device according to one aspect of the present invention, a gap portion is provided between the inner peripheral surface of the motor base portion and the outer peripheral surface of the hub.

本発明の一態様に係るファン装置において、前記ハウジングは、軸線方向に配設した第1ハウジングと第2ハウジングとを有し、前記第1ハウジングは、前記インペラの上側に開口している吸気口を有し、前記第2ハウジングは、前記インペラの下側に開口している排気口を有し、前記インペラが回転することにより前記吸気口から前記排気口に向かう空気流の一部は、前記間隙部から前記モータベース部の内部に導入される。 In the fan device according to one aspect of the present invention, the housing has a first housing and a second housing arranged in the axial direction, and the first housing is an intake port opened on the upper side of the impeller. The second housing has an exhaust port that is open to the lower side of the impeller, and a part of the air flow from the intake port to the exhaust port due to the rotation of the impeller is described as described above. It is introduced into the inside of the motor base portion from the gap portion.

本発明に係るファン装置によれば、構成要素の冷却性能を高めつつ、ファン効率を向上させることができる。 According to the fan device according to the present invention, it is possible to improve the fan efficiency while improving the cooling performance of the components.

本発明の実施の形態に係るファン装置の構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic the structure of the fan apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図1に示すファン装置の構成を概略的に示す拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view schematically showing the configuration of the fan device shown in FIG. 図1に示すファン装置におけるベース外周壁部の径とハブ外周壁部の径との関係を概略的に示す模式図である。FIG. 5 is a schematic view schematically showing the relationship between the diameter of the outer peripheral wall portion of the base and the diameter of the outer peripheral wall portion of the hub in the fan device shown in FIG. 図1に示すファン装置における空気流を模式的に示す拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view schematically showing an air flow in the fan device shown in FIG. 図1に示すファン装置における、ハブの外径に対するモータベース部の外径の比率とファン効率との関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between the ratio of the outer diameter of the motor base portion to the outer diameter of the hub and the fan efficiency in the fan device shown in FIG. 本発明の他の実施の形態に係るファン装置の構成を概略的に示す拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view schematically showing a configuration of a fan device according to another embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施の形態に係るファン装置1について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, the fan device 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施の形態に係るファン装置1の構成を概略的に示す断面図である。図2は、図1に示すファン装置1の構成を概略的に示す拡大断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a fan device 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view schematically showing the configuration of the fan device 1 shown in FIG.

以下の説明では、便宜上、軸線x方向において矢印a方向を上側aとし、矢印b方向を下側bとする。また、軸線xに垂直な径方向において、軸線xから遠ざかる方向(図1の矢印c方向)を外周側cとし、軸線xに向かう方向(図1の矢印d方向)を内周側dとする。以下の説明では、便宜上、図1に示す方向をファン装置1の側面とする。また、以下の説明では、便宜上、ファン装置1を上側aから下側bに向かって見る方向を正面、下側bから上側aに向かって見る方向を底面とする。 In the following description, for convenience, the arrow a direction is the upper side a and the arrow b direction is the lower side b in the axis x direction. Further, in the radial direction perpendicular to the axis x, the direction away from the axis x (direction of arrow c in FIG. 1) is defined as the outer peripheral side c, and the direction toward the axis x (direction of arrow d in FIG. 1) is defined as the inner peripheral side d. .. In the following description, for convenience, the direction shown in FIG. 1 is referred to as the side surface of the fan device 1. Further, in the following description, for convenience, the direction in which the fan device 1 is viewed from the upper side a toward the lower side b is the front surface, and the direction in which the fan device 1 is viewed from the lower side b toward the upper side a is the bottom surface.

図1及び図2に示すように、本実施の形態に係るファン装置1は、シャフト15を回転させるモータ20と、シャフト15に装着されているインペラ25と、インペラ25を収容するハウジング10と、を備える。インペラ25は、軸線x方向の上側aからモータ20を覆うと共にハブ27と、ハブ27に設けられている複数の羽根28と、を有する。ハウジング10の第2ハウジング12は、円筒形状に形成されていて軸線x方向の下側bからモータ20を覆うモータベース部120を有する。モータベース部120は、軸線x方向に直交する径方向に延びる面であり軸線x方向の下側bからモータ20を覆うベース本体部121と、ベース本体部121の端部から軸線x方向の下側bから上側aに向かって延びるベース外周壁部124と、を有する。ハブ27は、軸線x方向に直交する径方向に延びる面であり、軸線c方向の上側aからモータ20を覆うハブ本体部272と、ハブ本体部272の端部から軸線x方向の上側aから下側bに向かって延びるハブ外周壁部271と、を有し、ハブ外周壁部271の外周面の外径をa1、ベース外周壁部124の外周面の外径をb1としたときに、1.05<b1/a1<1.13 である。以下、ファン装置1の構成及び動作を具体的に説明する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the fan device 1 according to the present embodiment includes a motor 20 for rotating the shaft 15, an impeller 25 mounted on the shaft 15, and a housing 10 for accommodating the impeller 25. To be equipped. The impeller 25 covers the motor 20 from the upper side a in the axis x direction and has a hub 27 and a plurality of blades 28 provided on the hub 27. The second housing 12 of the housing 10 has a motor base portion 120 which is formed in a cylindrical shape and covers the motor 20 from the lower side b in the axis x direction. The motor base portion 120 is a surface extending in the radial direction orthogonal to the axis x direction, and is a base main body portion 121 that covers the motor 20 from the lower side b in the axis x direction and a lower portion in the axis x direction from the end of the base main body portion 121. It has a base outer peripheral wall portion 124 extending from the side b toward the upper side a. The hub 27 is a surface extending in the radial direction orthogonal to the axis x direction, from the hub body 272 covering the motor 20 from the upper side a in the axis c direction, and from the upper side a in the axis x direction from the end of the hub body 272. When the hub outer peripheral wall portion 271 extending toward the lower side b is provided, the outer diameter of the outer peripheral surface of the hub outer peripheral wall portion 271 is a1, and the outer diameter of the outer peripheral surface of the base outer peripheral wall portion 124 is b1. 1.05 <b1 / a1 <1.13. Hereinafter, the configuration and operation of the fan device 1 will be specifically described.

[ファン装置の構成]
ファン装置1は、主な構成要素として、モータ20、インペラ25、第1ハウジング11、及び、第2ハウジング12を備える。
[Fan device configuration]
The fan device 1 includes a motor 20, an impeller 25, a first housing 11, and a second housing 12 as main components.

インペラ25は、第1ハウジング11及び第2ハウジング12の内部において軸線xを中心に配置されている。インペラ25は、下側bに向かって開放されている円筒または略円筒形状に形成されているカップ状のハブ27と、ハブ27の外周面に設けられているハブ外周壁部271から周方向に向かって複数(例えば、5枚)の羽根28を有しており、羽根28は全て同じ形状で、周方向に等間隔で配置されている。インペラ25は、ハブ27と羽根28が樹脂の一体成形にて形成されている。 The impeller 25 is arranged about the axis x inside the first housing 11 and the second housing 12. The impeller 25 has a cup-shaped hub 27 formed in a cylindrical or substantially cylindrical shape that is open toward the lower side b, and a hub outer peripheral wall portion 271 provided on the outer peripheral surface of the hub 27 in the circumferential direction. It has a plurality of (for example, five) blades 28 facing toward it, and all the blades 28 have the same shape and are arranged at equal intervals in the circumferential direction. In the impeller 25, the hub 27 and the blade 28 are integrally molded with resin.

インペラ25は、例えば接着剤にてロータヨーク40に接着されている。インペラ25は、ハブ27のハブ本体部272の上側aの面に、軸線x方向に貫通している複数の開口としての第1排気孔32を有している。ロータヨーク40は、径方向において第1排気孔32と同じ位置に軸線x方向に貫通している第2排気孔41が形成されている。ファン装置1は、第1排気孔32と第2排気孔41により、インペラ25の内部と外部とで空気流を流通可能にする排気孔を形成している。また、インペラ25は、ハブ本体部272の径方向中心部に、シャフト15と結合されているブッシュ35の一部を通すことができる開口部33が設けられている。 The impeller 25 is adhered to the rotor yoke 40 with, for example, an adhesive. The impeller 25 has first exhaust holes 32 as a plurality of openings penetrating in the axis x direction on the upper surface a of the hub main body portion 272 of the hub 27. The rotor yoke 40 is formed with a second exhaust hole 41 penetrating in the axis x direction at the same position as the first exhaust hole 32 in the radial direction. In the fan device 1, the first exhaust hole 32 and the second exhaust hole 41 form an exhaust hole that allows air flow to flow inside and outside the impeller 25. Further, the impeller 25 is provided with an opening 33 at the radial center of the hub main body 272 through which a part of the bush 35 connected to the shaft 15 can be passed.

なお、ロータヨーク40は、インサート成形によりインペラ25と一体成形してもよい。 The rotor yoke 40 may be integrally molded with the impeller 25 by insert molding.

モータ20は、第2ハウジング12側に固定して取り付けられるステータ13とインペラ25側に取り付けられるロータ24とを備える。 The motor 20 includes a stator 13 that is fixedly attached to the second housing 12 side and a rotor 24 that is attached to the impeller 25 side.

ロータ24は、ブッシュ35を介して軸線x方向を長手方向としてハブ27の中心部分に設けられているシャフト15と、ハブ27の内周面27aに沿って設けられているロータヨーク40と、ロータヨーク40の内周側dに設けられているマグネット26を備える。ロータヨーク40は、径方向の中心部にシャフト15が結合されているブッシュ35を挿通することができる挿通孔43が設けられている。ロータヨーク40はブッシュ35にカシメ固着されている。 The rotor 24 includes a shaft 15 provided at the center of the hub 27 with the axis x direction as the longitudinal direction via the bush 35, a rotor yoke 40 provided along the inner peripheral surface 27a of the hub 27, and a rotor yoke 40. A magnet 26 provided on the inner peripheral side d of the above is provided. The rotor yoke 40 is provided with an insertion hole 43 at the center in the radial direction through which a bush 35 to which the shaft 15 is connected can be inserted. The rotor yoke 40 is caulked and fixed to the bush 35.

ステータ13は、主に、インシュレータ16、軸受ホルダ17、ステータコア18、コイル19、及び軸受22を備える。 The stator 13 mainly includes an insulator 16, a bearing holder 17, a stator core 18, a coil 19, and a bearing 22.

インシュレータ16は、ステータコア18の軸線方向上側a及び下側bの両側から装着されている。軸受ホルダ17は、第2ハウジング12のボス部125に装着されている。軸受ホルダ17は、金属製(例えば、真鍮)の中空の円筒状の部材である、軸受ホルダ17は、樹脂製のボス部125に圧入などの適宜な方法により装着されている。軸受ホルダ17の内周部の空間には、シャフト15を回転自在に支持する一対の軸受22と、下側bの軸受22に予圧を付与するためのコイルばね23が装着されている。 The insulator 16 is mounted from both sides of the upper side a and the lower side b in the axial direction of the stator core 18. The bearing holder 17 is attached to the boss portion 125 of the second housing 12. The bearing holder 17 is a hollow cylindrical member made of metal (for example, brass). The bearing holder 17 is attached to a resin boss portion 125 by an appropriate method such as press fitting. A pair of bearings 22 that rotatably support the shaft 15 and a coil spring 23 for applying a preload to the bearing 22 on the lower side b are mounted in the space of the inner peripheral portion of the bearing holder 17.

ステータコア18は、軸受ホルダ17の外周に装着されている。ステータコア18は、その下側bに例えばドーナッツ形状の回路基板21が取り付けられている。回路基板21には、ファン装置1におけるモータ20の動作を制御する制御回路を構成する電子部品が搭載されている。ステータコア18は、軟磁性材(例えば、電磁鋼板)からなるコアを複数枚、軸線x方向に積層して構成されている。ステータコア18は、環状部から径方向外方に延在する複数の突極を有している。 The stator core 18 is mounted on the outer circumference of the bearing holder 17. A donut-shaped circuit board 21, for example, is attached to the lower side b of the stator core 18. The circuit board 21 is equipped with electronic components that constitute a control circuit that controls the operation of the motor 20 in the fan device 1. The stator core 18 is formed by laminating a plurality of cores made of a soft magnetic material (for example, an electromagnetic steel plate) in the axis x direction. The stator core 18 has a plurality of salient poles extending radially outward from the annular portion.

コイル19は、インシュレータ16を介してステータコア18の各突極に巻回されている。また、インシュレータ16の下側bには、回路基板21が取り付けられている。回路基板21は、モータベース部120の内部に収容されている。 The coil 19 is wound around each salient pole of the stator core 18 via an insulator 16. A circuit board 21 is attached to the lower side b of the insulator 16. The circuit board 21 is housed inside the motor base portion 120.

第1ハウジング11は、ファン装置1における吸気側、すなわち、軸線x方向上側aに位置している。第2ハウジング12は、ファン装置1における排気側、すなわち、軸線x方向下側bに位置している。第1ハウジング11及び第2ハウジング12は、結合されて上述のファン装置1の構成要素であるモータ20やインペラ25などを収容する1つのハウジングを形成している。ファン装置1は、第1ハウジング11及び第2ハウジング12を結合する2体構造でハウジング10を構成している。このため、第1ハウジング11及び第2ハウジング12は、金型を用いて複雑な形状、例えば、内周面の形状及び固定翼123の形状を成型する際に、形状の自由度を高くすることができる。 The first housing 11 is located on the intake side of the fan device 1, that is, on the upper side a in the axis x direction. The second housing 12 is located on the exhaust side of the fan device 1, that is, on the lower side b in the axis x direction. The first housing 11 and the second housing 12 are combined to form one housing for accommodating the motor 20 and the impeller 25, which are the components of the fan device 1 described above. The fan device 1 has a two-body structure that connects the first housing 11 and the second housing 12 to form the housing 10. Therefore, the first housing 11 and the second housing 12 have a high degree of freedom in shape when molding a complicated shape, for example, the shape of the inner peripheral surface and the shape of the fixed wing 123 by using a mold. Can be done.

第1ハウジング11は、インペラ25を外周側cから囲むように形成されている。第1ハウジング11は、吸気口111、接合部112、及び、内周部113を有する。 The first housing 11 is formed so as to surround the impeller 25 from the outer peripheral side c. The first housing 11 has an intake port 111, a joint portion 112, and an inner peripheral portion 113.

吸気口111は、インペラ25に吸気するためにインペラ25の上側a方向に開口している。吸気口111は、内周部113に連通し、下側bから上側aに向かって拡径している傾斜面が設けられている。接合部112は、後述する第2ハウジング12の接合部と接合可能な形状に形成されていて、上述のように第1ハウジング11と第2ハウジング12とを1つのハウジングとして機能させている。 The intake port 111 opens in the upper a direction of the impeller 25 in order to take air into the impeller 25. The intake port 111 is provided with an inclined surface that communicates with the inner peripheral portion 113 and increases in diameter from the lower side b toward the upper side a. The joint portion 112 is formed in a shape that can be joined to the joint portion of the second housing 12 described later, and the first housing 11 and the second housing 12 function as one housing as described above.

内周部113は、第1ハウジング11においてインペラ25に面する周面である。内周部113は、第1ハウジング11の上側aの吸気口111側に面する箇所と、接合部112付近の後述する第2ハウジング12の上側aに面する箇所とのそれぞれに傾斜面が形成されている。内周部113における、第2ハウジング12の上側aと面する箇所は、傾斜面と連続している箇所について拡径させるように形成されている。 The inner peripheral portion 113 is a peripheral surface of the first housing 11 facing the impeller 25. The inner peripheral portion 113 is formed with an inclined surface at a portion facing the intake port 111 side of the upper side a of the first housing 11 and a portion facing the upper side a of the second housing 12 described later near the joint portion 112. Has been done. The portion of the inner peripheral portion 113 facing the upper side a of the second housing 12 is formed so as to increase the diameter of the portion continuous with the inclined surface.

第2ハウジング12は、回路基板21を外周側cから囲むような形状に形成されている。第2ハウジング12は、モータベース部120、ベース本体部121、排気口122、固定翼123、ベース外周壁部124、接合部126、内周部127、及び、基板収容部128を有する。 The second housing 12 is formed in a shape that surrounds the circuit board 21 from the outer peripheral side c. The second housing 12 includes a motor base portion 120, a base main body portion 121, an exhaust port 122, a fixed wing 123, a base outer peripheral wall portion 124, a joint portion 126, an inner peripheral portion 127, and a substrate accommodating portion 128.

モータベース部120は、軸線x方向の下側bからモータ20を覆っている。モータベース部120は、軸線x方向に直交する径方向に延びる面により形成されているベース本体部121と、ベース本体部121の端部から軸線x方向の下側bから上側aに向かって延びるように形成されている立壁状のベース外周壁部124とを有する。ベース本体部121は、軸線xを中心とした円形状または略円形状に形成されている。モータベース部120は、ベース本体部121を底面としベース外周壁部124を側面とした、上側aに向かって開放された円筒または略円筒形状に形成されている。モータベース部120は、円筒または略円筒形状の内周面に、回路基板21を収容することができる基板収容部128が形成されている。 The motor base portion 120 covers the motor 20 from the lower side b in the axis x direction. The motor base portion 120 extends from the base main body portion 121 formed by a surface extending in the radial direction orthogonal to the axis x direction and the end portion of the base main body portion 121 from the lower side b in the axis x direction toward the upper side a. It has a vertical wall-shaped base outer peripheral wall portion 124 formed as described above. The base main body 121 is formed in a circular shape or a substantially circular shape centered on the axis x. The motor base portion 120 is formed in a cylindrical shape or a substantially cylindrical shape that is open toward the upper side a, with the base main body portion 121 as the bottom surface and the base outer peripheral wall portion 124 as the side surface. The motor base portion 120 has a substrate accommodating portion 128 capable of accommodating the circuit board 21 formed on an inner peripheral surface having a cylindrical or substantially cylindrical shape.

図2は、図1に示すファン装置1の構成を概略的に示す拡大断面図である。また、図3は、ファン装置1におけるベース外周壁部124の径(外径b1、内径b2)とハブ外周壁部271の径(外径a1)との関係を概略的に示す模式図である。 FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view schematically showing the configuration of the fan device 1 shown in FIG. Further, FIG. 3 is a schematic view schematically showing the relationship between the diameter (outer diameter b1, inner diameter b2) of the base outer peripheral wall portion 124 and the diameter (outer diameter a1) of the hub outer peripheral wall portion 271 in the fan device 1. ..

図2及び図3に示すように、モータベース部120において、ベース外周壁部124の外径b1は、インペラ25のハブ27のハブ外周壁部271の外周面の径、すなわち外径a1よりも大きい。また、ベース外周壁部124は、径方向に所定の厚みを有しているが、内周部124aの径、すなわち内径b2も、ハブ外周壁部271の外径a1よりも大きい。ここで、モータベース部120とインペラ25のハブ27は、上述のように円筒または略円筒形状に形成されている。このため、ベース外周壁部124の内径b2は、軸線x周りの全周にわたって、ハブ外周壁部271の外径a1よりも大きい。 As shown in FIGS. 2 and 3, in the motor base portion 120, the outer diameter b1 of the base outer peripheral wall portion 124 is larger than the diameter of the outer peripheral surface of the hub outer peripheral wall portion 271 of the hub 27 of the impeller 25, that is, the outer diameter a1. large. Further, the base outer peripheral wall portion 124 has a predetermined thickness in the radial direction, but the diameter of the inner peripheral portion 124a, that is, the inner diameter b2 is also larger than the outer diameter a1 of the hub outer peripheral wall portion 271. Here, the motor base portion 120 and the hub 27 of the impeller 25 are formed in a cylindrical shape or a substantially cylindrical shape as described above. Therefore, the inner diameter b2 of the base outer peripheral wall portion 124 is larger than the outer diameter a1 of the hub outer peripheral wall portion 271 over the entire circumference around the axis x.

ファン装置1は、ベース外周壁部124の外径b1及び内径b2とハブ外周壁部271の外径a1との相違により、モータベース部120のベース外周壁部124の内周面とハブ外周壁部271との間に間隙部Gが形成される。図2に示すように、間隙部Gは、ファン装置1における上側a、すなわち、吸気口111側に向かって開放されている。このため、間隙部Gの内周側dに形成されている基板収容部128には、インペラ25の羽根28により排気口122に向かって送り込まれた空気流の一部が導入される。 The fan device 1 has an inner peripheral surface of the base outer peripheral wall portion 124 of the motor base portion 120 and a hub outer peripheral wall due to the difference between the outer diameter b1 and the inner diameter b2 of the base outer peripheral wall portion 124 and the outer diameter a1 of the hub outer peripheral wall portion 271. A gap portion G is formed between the portion 271 and the portion 271. As shown in FIG. 2, the gap G is open toward the upper side a of the fan device 1, that is, the intake port 111 side. Therefore, a part of the air flow sent toward the exhaust port 122 by the blades 28 of the impeller 25 is introduced into the substrate accommodating portion 128 formed on the inner peripheral side d of the gap portion G.

排気口122は、吸気口111からハウジング10内に吸気した空気をファン装置1の外方に排気するためにインペラ25の上側a方向に開口している。排気口122は、第1ハウジング11の内周部113と第2ハウジング12の内周部127とに連通している。接合部126は、第1ハウジング11の接合部112と接合可能な形状に形成されていて、上述のように第1ハウジング11と第2ハウジング12とを1つのハウジングとして機能させている。 The exhaust port 122 opens in the upper a direction of the impeller 25 in order to exhaust the air taken into the housing 10 from the intake port 111 to the outside of the fan device 1. The exhaust port 122 communicates with the inner peripheral portion 113 of the first housing 11 and the inner peripheral portion 127 of the second housing 12. The joint portion 126 is formed in a shape that can be joined to the joint portion 112 of the first housing 11, and the first housing 11 and the second housing 12 function as one housing as described above.

固定翼123は、第2ハウジング12の下側bの排気口122側に、円形または略円形に形成されているモータベース部120の外周面に複数形成されている。固定翼123は、モータベース部120の外周面から径方向外周側cに延び出て第2ハウジング12の内周部127と結合している。第2ハウジング12と、モータベース部120と固定翼123は、樹脂の一体成形にて形成されている。 A plurality of fixed wings 123 are formed on the outer peripheral surface of the motor base portion 120 which is formed in a circular shape or a substantially circular shape on the exhaust port 122 side of the lower side b of the second housing 12. The fixed wing 123 extends from the outer peripheral surface of the motor base portion 120 to the outer peripheral side c in the radial direction and is coupled to the inner peripheral portion 127 of the second housing 12. The second housing 12, the motor base portion 120, and the fixed wing 123 are integrally formed of resin.

内周部127は、第2ハウジング12においてインペラ25に面する周面である。内周部127の内径は、軸線x方向において同径になっている。第2ハウジング12の内周部127は、インペラ25の羽根28が回転する第1ハウジング11の内周部113の径よりも拡径されている。ファン装置1は、吸気口111から排気口122に向かうに従って内周部113,127を拡径させることで、圧力(静圧)を増加させている。 The inner peripheral portion 127 is a peripheral surface facing the impeller 25 in the second housing 12. The inner diameter of the inner peripheral portion 127 has the same diameter in the axis x direction. The inner peripheral portion 127 of the second housing 12 has a diameter larger than the diameter of the inner peripheral portion 113 of the first housing 11 in which the blade 28 of the impeller 25 rotates. The fan device 1 increases the pressure (static pressure) by increasing the diameters of the inner peripheral portions 113 and 127 from the intake port 111 toward the exhaust port 122.

[ファン装置の動作]
次に、以上説明した構成を備えるファン装置1の動作について説明する。
[Operation of fan device]
Next, the operation of the fan device 1 having the configuration described above will be described.

図4は、ファン装置1における空気流を模式的に示す拡大断面図である。図4に示すように、モータ20は、ステータ13に対してロータ24を回転させることで、インペラ25を回転駆動する。モータ20によりインペラ25が回転することにより、インペラ25に設けられている複数の羽根28は、インペラの25上側aに開口している第1ハウジング11の吸気口111から第2ハウジング12の下側bに開口している排気口122に向かって固定翼123の間を通って外部に吐き出される空気流を生成する。 FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view schematically showing the air flow in the fan device 1. As shown in FIG. 4, the motor 20 rotationally drives the impeller 25 by rotating the rotor 24 with respect to the stator 13. As the impeller 25 is rotated by the motor 20, the plurality of blades 28 provided on the impeller 25 are opened from the intake port 111 of the first housing 11 to the lower side of the second housing 12 which are open on the upper side a of the impeller 25. An air flow is generated that is discharged to the outside through between the fixed blades 123 toward the exhaust port 122 that is open to b.

モータベース部120は、その外径b1が、インペラ25におけるハブ27のハブ外周壁部271の外径a1よりも大径に形成されている。また、モータベース部120は、その内径b2が、インペラ25におけるハブ27のハブ外周壁部271の外径a1よりも大径に形成されている。このため、ファン装置1は、インペラ25が回転することにより、羽根28の間を通って排気口122から吐き出される空気流F1,F2のうち、ハブ外周壁部271に沿って流れる空気流F2の一部は、間隙部Gからモータベース部120の基板収容部128の内部に導入される。そして、ファン装置1は、モータベース部120内に導入された空気流F2によって、回路基板21に実装された電子部品が冷却され、放熱が促進される。 The outer diameter b1 of the motor base portion 120 is formed to be larger than the outer diameter a1 of the hub outer peripheral wall portion 271 of the hub 27 in the impeller 25. Further, the inner diameter b2 of the motor base portion 120 is formed to be larger than the outer diameter a1 of the hub outer peripheral wall portion 271 of the hub 27 in the impeller 25. Therefore, in the fan device 1, among the air flows F1 and F2 discharged from the exhaust port 122 through the blades 28 by the rotation of the impeller 25, the air flow F2 flowing along the hub outer peripheral wall portion 271. A part of the portion is introduced from the gap portion G into the inside of the substrate accommodating portion 128 of the motor base portion 120. Then, in the fan device 1, the electronic components mounted on the circuit board 21 are cooled by the air flow F2 introduced in the motor base portion 120, and heat dissipation is promoted.

図5は、ファン装置1における、ハブ27の外径a1に対するモータベース部120の外径b1の比率b1/a1とファン効率Eとの関係を示すグラフである。ファン効率Eは、ハブ27の外径a1に対するモータベース部120の外径b1の比率b1/a1が1におけるファン効率Eを基準として、その比率で示している。 FIG. 5 is a graph showing the relationship between the ratio b1 / a1 of the outer diameter b1 of the motor base portion 120 to the outer diameter a1 of the hub 27 and the fan efficiency E in the fan device 1. The fan efficiency E is shown as a ratio based on the fan efficiency E when the ratio b1 / a1 of the outer diameter b1 of the motor base portion 120 to the outer diameter a1 of the hub 27 is 1.

図5に示すように、比率b1/a1が、1〜1.05の間では、ファン効率Eはほとんど変化していない。一方、比率b1/a1が1.05以上になると、ファン効率Eは向上し、比率b1/a1が約1.105である場合にファン効率Eが最大値を示す。ファン効率Eは、最大値を示した後に低下し、比率b1/a1が約1.13の位置になると、比率b1/a1が1〜1.05と変化前とほぼ同じ値を示す。 As shown in FIG. 5, when the ratio b1 / a1 is between 1 and 1.05, the fan efficiency E hardly changes. On the other hand, when the ratio b1 / a1 becomes 1.05 or more, the fan efficiency E improves, and when the ratio b1 / a1 is about 1.105, the fan efficiency E shows the maximum value. The fan efficiency E decreases after showing the maximum value, and when the ratio b1 / a1 reaches the position of about 1.13, the ratio b1 / a1 shows 1 to 1.05, which is almost the same value as before the change.

以上のように、ファン装置1において、ファン効率Eを向上できる比率b1/a1の範囲は、1.05<b1/a1<1.13 である。好ましくは、ファン装置1において、1.09<b1/a1<1.12 とすることで、回路基板21の冷却を高めると共に、ファン効率Eを向上できる。 As described above, in the fan device 1, the range of the ratio b1 / a1 that can improve the fan efficiency E is 1.05 <b1 / a1 <1.13. Preferably, in the fan device 1, by setting 1.09 <b1 / a1 <1.12, the cooling of the circuit board 21 can be enhanced and the fan efficiency E can be improved.

なお、ファン装置1において、モータベース部120の基板収容部128に空気流を導入するための間隙部Gを形成するためには、モータベース部120のベース外周壁部124の内周面の内径b2がハブ外周壁部271の外径a1よりも大きいことが求められる。このため、ベース外周壁部124の外径b1は、ベース外周壁部124の厚さ寸法(例えば、約1mm)を考慮して設定することが望ましい。ここで、ベース外周壁部124の厚さ寸法は、モータベース部120の成形方法、あるいはベース外周壁部124の機械的強度に応じて、上述した約1mmには限定されず、例えば、所定の数値範囲(0.5〜1.5mm)であればよい。そして、ベース外周壁部124の外径b1は、このようなベース外周壁部124の厚さ寸法の上記数値範囲を考慮して設定することが望ましい。 In the fan device 1, in order to form a gap G for introducing an air flow into the substrate accommodating portion 128 of the motor base portion 120, the inner diameter of the inner peripheral surface of the base outer peripheral wall portion 124 of the motor base portion 120 is formed. It is required that b2 is larger than the outer diameter a1 of the hub outer peripheral wall portion 271. Therefore, it is desirable that the outer diameter b1 of the base outer peripheral wall portion 124 is set in consideration of the thickness dimension (for example, about 1 mm) of the base outer peripheral wall portion 124. Here, the thickness dimension of the base outer peripheral wall portion 124 is not limited to the above-mentioned about 1 mm depending on the molding method of the motor base portion 120 or the mechanical strength of the base outer peripheral wall portion 124, for example, a predetermined one. It may be in the numerical range (0.5 to 1.5 mm). Then, it is desirable that the outer diameter b1 of the base outer peripheral wall portion 124 is set in consideration of the above numerical range of the thickness dimension of the base outer peripheral wall portion 124.

ファン装置1は、ハブ27の内部と外部とを軸線x方向に貫通している排気孔として、ハブ本体部272に設けられている第1排気孔32と、ロータヨークに設けられている第2排気孔41を有している。第1排気孔32と第2排気孔41は、間隙部Gからモータベース部120の基板収容部128に導入された空気流F2を、ハブ27の内部に設けられているモータ20を通過させて再度外部に排出させることができる。 The fan device 1 has a first exhaust hole 32 provided in the hub main body 272 and a second exhaust provided in the rotor yoke as exhaust holes penetrating the inside and the outside of the hub 27 in the axis x direction. It has a hole 41. The first exhaust hole 32 and the second exhaust hole 41 allow the air flow F2 introduced from the gap portion G into the substrate accommodating portion 128 of the motor base portion 120 to pass through the motor 20 provided inside the hub 27. It can be discharged to the outside again.

図6は、本発明の他の実施の形態に係るファン装置100の構成を概略的に示す拡大断面図である。図6に示すように、ハブ外周壁部271がテーパー状等に傾斜して形成されている場合、ファン装置100におけるハブ27のハブ外周壁部271の外径a1は、ベース外周壁部124と対向した箇所であるハブ外周壁部271の下端で定義される。また、ベース外周壁部124がテーパー状等に傾斜して形成されている場合、モータベース部120のベース外周壁部124の外径b1は、ハブ外周壁部271と対向した箇所であるベース外周壁部124の上端で定義される。 FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view schematically showing the configuration of the fan device 100 according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, when the hub outer peripheral wall portion 271 is formed so as to be inclined in a tapered shape or the like, the outer diameter a1 of the hub outer peripheral wall portion 271 of the hub 27 in the fan device 100 is the base outer peripheral wall portion 124. It is defined at the lower end of the hub outer peripheral wall portion 271 which is an opposed portion. Further, when the base outer peripheral wall portion 124 is formed so as to be inclined in a tapered shape or the like, the outer diameter b1 of the base outer peripheral wall portion 124 of the motor base portion 120 is a portion facing the hub outer peripheral wall portion 271. It is defined at the upper end of the wall portion 124.

以上のように構成されているファン装置によれば、構成要素の冷却性能を高めつつ、ファン効率を向上させることができる。 According to the fan device configured as described above, it is possible to improve the fan efficiency while improving the cooling performance of the components.

その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明のファン装置を適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。 In addition, those skilled in the art can appropriately modify the fan device of the present invention according to conventionally known knowledge. As long as the modification still has the structure of the present invention, it is, of course, included in the category of the present invention.

1、100…ファン装置、10…ハウジング、11…第1ハウジング、12…第2ハウジング、13…ステータ、15…シャフト、16…インシュレータ、17…軸受ホルダ、18…ステータコア、19…コイル、20…モータ、21…回路基板、22…軸受、24…ロータ、25…インペラ、26…マグネット、27…ハブ、27a…内周面、28…羽根、32…第1排気孔、33…開口部、35…ブッシュ、40…ロータヨーク、41…第2排気孔、43…挿通孔、111…吸気口、112…接合部、113…内周部、120…モータベース部、121…ベース本体部、122…排気口、123…固定翼、124…ベース外周壁部、124a…内周部、125…ボス部、126…接合部、127…内周部、128…基板収容部、271…ハブ外周壁部、272…ハブ本体部 1,100 ... fan device, 10 ... housing, 11 ... first housing, 12 ... second housing, 13 ... stator, 15 ... shaft, 16 ... insulator, 17 ... bearing holder, 18 ... stator core, 19 ... coil, 20 ... Motor, 21 ... Circuit board, 22 ... Bearing, 24 ... Rotor, 25 ... Impeller, 26 ... Magnet, 27 ... Hub, 27a ... Inner peripheral surface, 28 ... Blade, 32 ... First exhaust hole, 33 ... Opening, 35 Bush, 40 ... rotor yoke, 41 ... second exhaust hole, 43 ... insertion hole, 111 ... intake port, 112 ... joint, 113 ... inner circumference, 120 ... motor base, 121 ... base body, 122 ... exhaust Mouth, 123 ... Fixed wing, 124 ... Base outer wall, 124a ... Inner circumference, 125 ... Boss, 126 ... Joint, 127 ... Inner circumference, 128 ... Board housing, 271 ... Hub outer wall, 272 … Hub body

Claims (5)

ハブと、
前記ハブに設けられた複数の羽根を有するインペラと、
前記インペラを回転させるモータと、
前記インペラを収容したハウジングと、
を備え、
前記ハウジングは、円筒形状に形成されていて軸線方向の下側から前記モータを覆うモータベース部を有し、
前記モータベース部は、前記軸線方向に直交する径方向に延びる面であり前記軸線方向の下側から前記モータを覆うベース本体部と、前記ベース本体部の端部から前記軸線方向の下側から上側に向かって延びるベース外周壁部と、を有し、
前記ハブは、前記軸線方向に直交する径方向に延びる面であり、前記軸線方向の上側から前記モータを覆うハブ本体部と、前記ハブ本体部の端部から前記軸線方向の上側から下側に向かって延びるハブ外周壁部と、を有し、
前記ハブ外周壁部の外周面の径をa1、前記ベース外周壁部の外周面の径をb1としたときに、
1.05<b1/a1<1.13
である、
ファン装置。
With a hub
An impeller having a plurality of blades provided on the hub and
The motor that rotates the impeller and
The housing containing the impeller and
With
The housing is formed in a cylindrical shape and has a motor base portion that covers the motor from the lower side in the axial direction.
The motor base portion is a surface extending in the radial direction orthogonal to the axial direction, and covers the motor from the lower side in the axial direction and from the end portion of the base main body portion to the lower side in the axial direction. It has a base outer peripheral wall that extends upward,
The hub is a surface extending in a radial direction orthogonal to the axial direction, and a hub main body portion that covers the motor from the upper side in the axial direction and an end portion of the hub main body portion from the upper side to the lower side in the axial direction. Has an outer peripheral wall of the hub that extends toward
When the diameter of the outer peripheral surface of the hub outer peripheral wall portion is a1 and the diameter of the outer peripheral surface of the base outer peripheral wall portion is b1
1.05 <b1 / a1 <1.13
Is,
Fan device.
前記ベース外周壁部の内周面の径は、全周にわたって前記ハブ外周壁部の外周面の径よりも大きい、
請求項1に記載のファン装置。
The diameter of the inner peripheral surface of the base outer peripheral wall portion is larger than the diameter of the outer peripheral surface of the hub outer peripheral wall portion over the entire circumference.
The fan device according to claim 1.
前記ハブ本体部は、軸線方向に貫通している排気孔を有している、
請求項1または2に記載のファン装置。
The hub body has an exhaust hole penetrating in the axial direction.
The fan device according to claim 1 or 2.
前記モータベース部の内周面と前記ハブの外周面との間に間隙部を備える、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載のファン装置。
A gap is provided between the inner peripheral surface of the motor base portion and the outer peripheral surface of the hub.
The fan device according to any one of claims 1 to 3.
前記ハウジングは、軸線方向に配設した第1ハウジングと第2ハウジングとを有し、
前記第1ハウジングは、前記インペラの上側に開口している吸気口を有し、
前記第2ハウジングは、前記インペラの下側に開口している排気口を有し、
前記インペラが回転することにより前記吸気口から前記排気口に向かう空気流の一部は、前記間隙部から前記モータベース部の内部に導入される、
請求項4に記載のファン装置。
The housing has a first housing and a second housing arranged in the axial direction.
The first housing has an intake port that is open on the upper side of the impeller.
The second housing has an exhaust port that is open to the underside of the impeller.
A part of the air flow from the intake port to the exhaust port due to the rotation of the impeller is introduced into the inside of the motor base portion from the gap portion.
The fan device according to claim 4.
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