JP2023046766A - 軸流送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】摩耗を防止した軸流送風機を提供する。【解決手段】一対のファンユニット１を有する軸流送風機１００であって、各々のファンユニット１０、３０は、回転軸線Ｌ回りに回転するインペラカップとインペラカップから径方向に延びるファン１５、３５とを有するロータと、インペラカップの内部に設けられたモータと、ロータを収容する収容部とモータを支持するベース部を有するハウジングと、を備える。インペラカップよりも内周側であって各々のベース部の軸方向端面に接続部が設けられており、各々のファンユニット１０、３０が互いの接続部を介して回転軸線Ｌ方向に互いに接続されている。【選択図】図１

Description

本発明は、軸流送風機に関する。

一対のファンユニットを直列に連結して風量を増加させる軸流送風機が知られている。

例えば、特許文献１の軸流送風機では、一対のファンユニットのうち前段のファンユニットの外周側に雄ねじが設けられ、後段のファンユニットの外周側に雌ねじが設けられている。この雄ねじと雌ねじとを締結することにより、一対のファンユニットが直列に連結されている。

特開平８－２８４９１号公報

特許文献１のファンユニットには、回転軸部及び軸受を支持するブッシュやハウジングのベース部が径方向の中央部に設けられている。このため、一対のファンユニットが二重反転ファンとして互いに連結されると、各々のブッシュが、ファンユニットの中央部で、互いに接触するように配置される。各々のブッシュは互いに直接連結されていないため、ファンの振動により金属製のブッシュ同士がこすれて摩耗粉が発生する恐れがある。

そこで、本発明は、摩耗が防止された軸流送風機を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る軸流送風機は、
一対のファンユニットを有する軸流送風機であって、
各々の前記ファンユニットは、
回転軸線回りに回転するインペラカップと、インペラカップから径方向に延びるファンと、を有するロータと、
前記インペラカップの内部に設けられたモータと、
前記ロータを収容する収容部と、前記モータを支持するベース部と、を有するハウジングと、
を備え、
前記インペラカップよりも内周側であって各々の前記ベース部の軸方向端面に接続部が設けられており、各々の前記ファンユニットが互いの前記接続部を介して前記回転軸線方向に互いに接続されている。

本発明によれば、ファンの振動により接続部同士がこすれて摩耗粉が発生することを防止することができる。

本発明の第１実施形態に係る軸流送風機の斜視図である。 図１におけるＡ－Ａの断面斜視図である。 図１におけるＡ－Ａの断面図である。 図１におけるＢ－Ｂの断面図である。 本発明の第１実施形態に係る一対のハウジングの斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る一対のハウジングの斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る一対のハウジングの斜視図である。 従来例の軸流送風機の斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、実施形態の説明において既に説明された部材と同一の参照番号を有する部材については、説明の便宜上、その説明は省略する。また、本図面に示された各部材の寸法は、説明の便宜上、実際の各部材の寸法とは異なる場合がある。
［第１実施形態］

図１は、本発明の第１実施形態に係る軸流送風機の一例を示す斜視図である。
図１に示すように、軸流送風機１００は、一対のファンユニット１を有する。一対のファンユニット１は、前段のファンユニット１０と後段のファンユニット３０が互いに直列に接続されて構成されている。各々のファンユニット１０、３０のファンの回転軸線Ｌは共通である。

軸流送風機１００は、前段のファンユニット１０のファン１５と後段のファンユニット３０のファン３５の回転方向が異なる二重反転ファンである。前段のファンユニット１０のファン１５から空気が吸い込まれ、後段のファンユニット３０のファン３５から吸い込まれた空気が吐き出される。なお、本実施形態に係る軸流送風機１００は、ファンの回転方向が異なる二重反転ファンであるが、ファンの回転方向が同じように直列に接続された構成であってもよい。

図２は、図１におけるＡ－Ａの断面斜視図である。図３は、図１におけるＡ－Ａの断面図である。なお、図３は、説明のためにファンユニット１０、３０が接続される前の軸流送風機１００の構成を示している。
図２、３に示すように、ファンユニット１０は、ロータ１１と、モータ１２と、樹脂製のハウジング１３と、を備える。ロータ１１は、回転軸線Ｌ回りに回転するインペラカップ１４と、インペラカップ１４から径方向に延びるファン１５と、を有する。モータ１２は、インペラカップ１４の内部に設けられている。ハウジング１３は、ロータ１１を収容する収容部１６と、モータ１２を支持するベース部１７と、を有する。
同様に、ファンユニット３０は、ロータ３１と、モータ３２と、樹脂製のハウジング３３と、を備える。ロータ３１は、回転軸線Ｌ回りに回転するインペラカップ３４と、インペラカップ３４から径方向に延びるファン３５と、を有する。モータ３２は、インペラカップ３４の内部に設けられている。ハウジング３３は、ロータ３１を収容する収容部３６と、モータ３２を支持するベース部３７と、を有する。なお、ファンユニット３０は、ファンユニット１０と同様の構成を有する。このため以降の説明では、ファンユニット３０の各部に同様の符号を付してファンユニット３０の詳細な説明は省略し、ファンユニット１０の詳細を説明するものとする。

インペラカップ１４は、軸方向の一方側に開口するカップ状の部材である。このインペラカップ１４の内部に、モータ１２が設けられている。インペラカップ１４はモータ１２の可動子と接続されている。モータ１２は、インペラカップ１４に固定されたファン１５を回転させる。

図４は、図１における回転軸線Ｌと直交するＢ－Ｂの断面図である。図３、４に示すように、ハウジング１３は、回転軸線Ｌ方向に延びる円筒状の収容部１６と、収容部１６の軸方向の一方側の開口に位置する円板状のベース部１７と、収容部１６とベース部１７とを接続する複数のスポーク部２２を有している。
円筒状の収容部１６の内部にロータ１１が回転可能に収容されている。

ベース部１７は、回転軸線Ｌと直交する方向に延びる円板形状を有する。ベース部１７には、モータ１２の固定子および可動子を駆動する回路基板が固定されている。回転軸線Ｌ方向から見て、ベース部１７は、インペラカップ１４と同様の大きさ・形状を有している。これにより、インペラカップ１４から径方向に延びるファン１５によって生じた気流がベース部１７で遮られないようにされている。

回転軸線Ｌ方向から見て、ベース部１７は収容部１６から隔てられて配置されている。このベース部１７と収容部１６との間の空間にスポーク部２２が設けられている。スポーク部２２はベース部１７から径方向に延びて、ベース部１７と収容部１６とを接続している。なお、スポーク部２２は、単にベース部１７と収容部１６とを接続するのみならず、ファン１５によって生じた気流を整流させる静翼として構成してもよい。

ところで本実施形態のファンユニット１０において、このインペラカップ１４よりも内周側であってベース部１７の軸方向端面１７Ｅに接続部１８が設けられている。図示した例では、接続部１８はねじ締結部で構成されている。同様に、ファンユニット３０において、インペラカップ３４よりも内周側であってベース部３７の軸方向端面３７Ｅに接続部３８が設けられている。なお、軸方向端面１７Ｅと軸方向端面３７Ｅは互いに向かい合う面である。
前段のファンユニット１０と後段のファンユニット３０は、互いの接続部１８、３８を介して回転軸線Ｌの方向に互いに接続されている。

図示した例では、ファンユニット１０は、ロータ１１をベース部１７に対して回転可能に支持する軸受１９を有する。この軸受１９の内輪部材がロータ１１に固定されている。軸受１９の外輪部材は、ベース部１７に設けられたブッシュ２０に固定されている。つまり、ベース部１７は、軸受１９を支持するブッシュ２０を有する。

ブッシュ２０は、アルミや真鍮等の金属製であり、ベース部１７の中心部にインサート成形されている。ブッシュ２０は、円筒状の部材である。ブッシュ２０の内周面に軸受１９が圧入されている。詳細には、ブッシュ２０の内周面のうち、回転軸線Ｌ方向の中央部に小径部が設けられ、回転軸線Ｌ方向の両端部に内径が小径部より大きい大径部が設けられている。軸受１９をこの大径部から回転軸線Ｌ方向の中央に向かって圧入し、軸受１９が小径部に突き当たることで軸受１９の回転軸線Ｌ方向の位置が定められている。

このベース部１７の軸方向端面１７Ｅに、接続部１８が設けられている。図示した例では、接続部１８は、回転軸線Ｌ方向に延びる円筒状の部位である。この円筒状の接続部１８の内周面に雌ねじが設けられている。ブッシュ２０と接続部１８は一体の金属部材として構成されている。

一方、ファンユニット３０のベース部３７は円筒状のブッシュ４０を有する。ベース部１７の軸方向端面３７Ｅに、接続部３８が設けられている。接続部３８は、回転軸線Ｌ方向に延びる円筒状の形状を有する。この円筒状の接続部３８の外周面に、接続部１８の雌ねじと噛み合う雄ねじが設けられている。なお接続部３８の内周面の内径は、圧入される軸受３９を挿通させるために、軸受３９の外径よりも大きい。

本実施形態に係る軸流送風機１００によれば、インペラカップ１４、３４よりも内周側であって各々のベース部１７、３７の軸方向端面１７Ｅ、３７Ｅに接続部１８、３８が設けられており、各々のファンユニット１０、３０が互いの接続部１８、３８を介して回転軸線Ｌ方向に互いに接続されている。
つまり、特許文献１の軸流送風機とは異なり、本実施形態に係る軸流送風機１００においては内周側に設けられた接続部１８、３８によって、各々のファンユニット１０、３０が接続されている。このため、ファンユニット１０、３０が振動してもその内周側に位置する金属製のブッシュ２０、４０同士がこすれることを抑制でき、摩耗粉の発生を抑制できる。
また、上述した実施形態では、ハウジング１３、３３は樹脂で構成され、ブッシュ２０、４０は金属で構成されている。ハウジング１３、３３が軽量な樹脂で構成しつつ、強度が求められるブッシュ２０、４０が金属で構成されていることにより、軸流送風機１００全体の軽量化を図りながら、強固な接続構造とすることができる。

また、上述したように接続部１８、３８を内周側に設けたことにより、リード線の取り扱いが容易となる。図４および図８を用いてこの効果を説明する。図８は、従来例の軸流送風機の斜視図である。
図８で示した従来例では、収容部の外周側に雄ねじ２０２、雌ねじ２０３（接続部に相当）が設けられている。このため、この収容部の外周側の空間にこれら雄ねじ２０２、雌ねじ２０３が位置してしまい、収容部から外周側に引き出したリード線の引き回しの妨げになることがあった。
これに対して本実施形態に係る軸流送風機１００によれば、接続部１８、３８が内周側に設けられているので、図８の従来例において接続部が占めていた領域を他の用途に使うことができる。そこで本実施形態に係る軸流送風機１００においては、図４に示すように、ハウジング１３の収容部１６の外周側において、モータと接続されるリード線（不図示）の引き出し空間Ｓが開放されている。つまり、収容部１６の径方向の外側の領域である引き出し空間Ｓには他の部材が存在していない。このため、この引き出し空間Ｓを自由に使ってリード線を配置することができる。

なお上述した実施形態において、ファンユニット１０、３０の互いの周方向の位置を定める位置決め部が設けられていてもよい。
図５は、本発明の第１実施形態に係る一対のハウジング１３、３３の斜視図である。
ハウジング１３、３３のベース部１７、３７の軸方向端面１７Ｅ、３７Ｅに複数の位置決め部２１、４１が設けられている。位置決め部２１は位置決め用溝であり、位置決め部４１は位置決め用爪である。また、位置決め用溝と位置決め用爪は、接続部３８の雄ねじの回転方向に沿って互いにガイドされるように、ねじ嵌合に対応した形状となっている。これにより、前段のファンユニット１０と後段のファンユニット３０の接続時における、一対のハウジング１３、３３の位置決めが容易となる。
［第２実施形態］

なお上述した実施形態においては、一対の接続部１８、３８がねじ嵌合により互いに接続される例を説明したが、本発明はこれに限られない。
図６は、本発明の第２実施形態に係る一対のハウジング１３、３３の斜視図である。
本発明の第１実施形態と比較して、接続部１８、３８がねじ嵌合ではなく、圧入による嵌合で接続される構成である点で相違する。
接続部１８は円柱状の凹部を有し、接続部３８はリング形状の凸部を有する。圧入される凸部を挿通するため、凹部の内周面の内径は凸部の外径より大きい。また、複数の位置決め部２１、４１は回転軸線Ｌ方向に沿ってガイドされるように圧入に対応した形状となっている。これにより、軸流送風機１００の組み立て作業（接続作業）が容易となる。
［第３実施形態］

また、上述した実施形態では、接続部１８、３８をベース部１７、３７の軸方向端面１７Ｅ、３７Ｅの中心部分に設けた例を説明したが、本発明はこれに限られない。
図７は、本発明の第３実施形態に係る一対のハウジング１３、３３の斜視図である。
上述した第１実施形態と比較して、ベース部１７、３７の軸方向端面１７Ｅ、３７Ｅの中心部分のみではなく、軸方向端面１７Ｅ、３７Ｅの全体に接続部１８、３８が設けられている点で相違する。これにより、接続部１８、３８の嵌合面積を十分に確保することが可能となり、接続部１８、３８同士を強固に接続することができる。さらに、本発明の第１実施形態と比較して、ハウジング１３、３３及びブッシュ２０、４０が、それぞれ樹脂製、金属製ではなく、アルミ等の金属製の一体成型品である点で相違する。これにより、軸流送風機全体の強度や放熱性能の向上を図ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明をしたが、本発明の技術的範囲が本実施形態の説明によって限定的に解釈されるべきではないのは言うまでもない。本実施形態は単なる一例であって、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、様々な実施形態の変更が可能であることが当業者によって理解されるところである。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲に記載された発明の範囲及びその均等の範囲に基づいて定められるべきである。

１ 一対のファンユニット
１０ 前段のファンユニット
３０ 後段のファンユニット
１１、３１ ロータ
１２、３２ モータ
１３、３３ ハウジング
１４、３４ インペラカップ
１５、３５ ファン
１６、３６ 収容部
１７、３７ ベース部
１７Ｅ、３７Ｅ 軸方向端面
１８、３８ 接続部
１９、３９ 軸受
２０、４０ ブッシュ
２１、４１ 位置決め部
２２、４２ スポーク部
１００、２００ 軸流送風機
２０１ 一対のファンユニット
２０２ 雄ねじ
２０３ 雌ねじ
２１０ 前段のファンユニット
２３０ 後段のファンユニット
Ｌ 回転軸線
Ｓ 引き出し空間

Claims (9)

1. 一対のファンユニットを有する軸流送風機であって、
   各々の前記ファンユニットは、
   回転軸線回りに回転するインペラカップと、前記インペラカップから径方向に延びるファンと、を有するロータと、
   前記インペラカップの内部に設けられたモータと、
   前記ロータを収容する収容部と、前記モータを支持するベース部と、を有するハウジングと、
   を備え、
   前記インペラカップよりも内周側であって各々の前記ベース部の軸方向端面に接続部が設けられており、各々の前記ファンユニットが互いの前記接続部を介して前記回転軸線方向に互いに接続されている、軸流送風機。
2. 前記軸流送風機は、前記ロータを前記ベース部に対して回転可能に支持する軸受を有し、
   各々の前記ベース部は前記軸受を支持するブッシュを有し、
   各々の前記ブッシュの軸方向端面に前記接続部が設けられている、請求項１に記載の軸流送風機。
3. 少なくとも各々の前記収容部は樹脂製であり、
   各々の前記ブッシュは金属製である、請求項２に記載の軸流送風機。
4. 前記軸流送風機は、前記ロータを前記ベース部に対して回転可能に支持する軸受を有し、
   各々の前記ベース部は前記軸受を支持するブッシュと、前記ブッシュを支持するブッシュ支持部を有し、
   各々の前記ブッシュ支持部の軸方向端面に前記接続部が設けられている、請求項１に記載の軸流送風機。
5. 少なくとも各々の前記収容部は金属製である、請求項４に記載の軸流送風機。
6. 各々の前記接続部は互いにねじ嵌合により接続されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の軸流送風機。
7. 各々の前記接続部は互いに圧入による嵌合により接続されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の軸流送風機。
8. 各々の前記ベース部の前記軸方向端面に位置決め部が設けられている、請求項１から７のいずれか１項に記載の軸流送風機。
9. 各々の前記収容部の外周側において、前記モータと接続されるリード線の引き出し空間が開放されている、請求項１から８のいずれか１項に記載の軸流送風機。

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