JP3904595B1 - 二重反転式軸流送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】 ステータの冷却効果を高めることができる二重反転式軸流送風機を提供する。
【解決手段】 支持フレーム本体２１，７５に、軸線が延びる方向に支持フレーム本体２１，７５を貫通する１以上の貫通孔８３を形成する。第１のインペラ９のカップ状部材５１の底壁部５７に、吸い込み口１９から吸い込んだ空気をカップ状部材５１の内部に導入する１以上の通風孔５７ａを形成する。第２のインペラ６３のカップ状部材１０５の底壁部１１１に、第２のモータ６１の内部空間に導入された空気を外部に排出する１以上の通風孔１１１ａを形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電気機器の内部の冷却等に用いる二重反転式軸流送風機に関するものである。

特開２００４−２７８３７１号公報（特許文献１）の図１〜図４には、軸線方向の一方に吸い込み口を有し且つ軸線方向の他方に吐き出し口を有する風洞を内部に有するハウジング本体と、風洞の中央部に配置されたモータ支持フレームとを備えたハウジングを備えた二重反転式軸流送風機が示されている。この二重反転式軸流送風機では、ハウジング内のモータ支持フレームと吸い込み口との間の第１の空間内に、第１のモータによって回転される第１のインペラが配置されている。また、ハウジング内のモータ支持フレームと吐き出し口との間の第２の空間内に、第２のモータによって回転される第２のインペラが配置されている。第１のインペラは、第２のインペラと逆方向に回転する。第１及び第２のモータは、それぞれ回転軸と、ステータとステータの外側を回転するロータとを備えている。第１及び第２のモータは、回転軸の軸線が吸い込み口の中心と吐き出し口の中心とを結ぶ仮想中心線に沿うように、それぞれ第１の空間及び第２の空間に配置され、第１のモータのステータ及び第２のモータのステータが、支持フレーム本体にそれぞれ固定されている。この種のモータでは、モータの内部温度の上昇を抑えることが課題となっている。実開昭５８−１５９８８９号公報（特許文献２）、特開平１０−２１０７２７号公報（特許文献３）には、単体のモータにおいて、ロータに通風孔を設け、通風孔から導入した空気によりステータを冷却する技術が示されている。また、特開２０００−３５６２００号公報（特許文献４）には、単体軸流送風機において、モータの筐体に通風孔を設け、インペラの回転により、モータの内部に空気を流通させる技術が示されている。
特開２００４−２７８３７１号公報 実開昭５８−１５９８８９号公報 特開平１０−２１０７２７号公報 特開２０００−３５６２００号公報

しかしながら、二重反転式軸流送風機では、ロータ等に通風孔を設けても、インペラが大きくなってモータ電流が大きくなると、モータのステータから発生した熱がそれぞれのモータの内部空間内に溜まり、モータの内部温度が許容温度を超えてしまい、モータの性能を十分に利用することができないという問題があった。

本発明の目的は、モータの内部温度を下げてモータの性能を最大限利用することを可能にした二重反転式軸流送風機を提供することにある。

本願発明が改良の対象とする二重反転式軸流送風機は、ハウジングと第１のインペラと第１のモータと第２のインペラと第２のモータとを備えている。ハウジングは、軸線方向の一方に吸い込み口を有し且つ軸線方向の他方に吐き出し口を有する風洞を内部に有するハウジング本体と、風洞の中央部に配置されたモータ支持フレームとを備えている。第１のインペラは、ハウジング内のモータ支持フレームと吸い込み口との間の第１の空間内に配置され、複数枚のブレードを備えている。第１のモータは、第１のインペラを第１の空間内で第１の回転方向に回転させる。第２のインペラは、ハウジング内のモータ支持フレームと吐き出し口との間の第２の空間内に配置され、複数枚のブレードを備えている。第２のモータは、第２のインペラを第２の空間内で第１の回転方向とは逆の第２の回転方向に回転させる。そして、モータ用支持フレームは、風洞の中央部に位置する支持フレーム本体と、支持フレーム本体とハウジング本体との間に、回転軸の周方向に所定の間隔をあけて配置されて、支持フレーム本体とハウジング本体とを連結する複数本のウエブとを備えている。また、第１及び第２のモータは、それぞれ回転軸と、ステータとステータの外側を回転するロータとを備えている。第１及び第２のモータは、回転軸の軸線が吸い込み口の中心と吐き出し口の中心とを結ぶ仮想中心線に沿うように、それぞれ第１の空間及び第２の空間に配置され、第１のモータのステータ及び第２のモータのステータが、支持フレーム本体にそれぞれ固定されている。本発明では、第１のインペラ及び第１のモータのロータは、第１のモータの内部空間に吸い込み口から吸い込んだ空気を導入できるように構成されている。また、支持フレーム本体には、軸線が延びる方向に支持フレーム本体を貫通する１以上の貫通孔が形成されている。１以上の貫通孔の位置及び総断面積は、第１のモータの内部空間に導入された空気を第２のモータの内部空間に導入して、第１のモータのステータと第２のモータのステータとを直接冷却するように定められている。

本発明の二重反転式軸流送風機では、第１のインペラが第１の回転方向に回転し、第２のインペラが第１の回転方向とは逆の第２の回転方向に回転すると、第１のモータの内部空間に吸い込み口から吸い込んだ空気が導入される。そして、第１のモータの内部空間に吸い込まれた空気の一部は、支持フレーム本体を貫通する１以上の貫通孔を通過して第２のモータの内部空間に導入される。このような空気の流れにより、第１のモータのステータと第２のモータのステータが直接冷却され、ステータの冷却効果を高めてモータの内部温度を下げることができる。特に高温化しやすい第１のモータの内部温度を下げることができれば、第１及び第２のモータの性能を最大限利用できる二重反転式軸流送風機を得ることができる。

第２のインペラ及び第２のモータのロータは、第２のモータの内部空間に導入された空気を外部に排出できるように構成するのが好ましい。このようにすれば、第２のモータの内部空間に導入された空気は、効率よく外部に排出されて、第２のモータのステータの冷却効果を更に高めることができる。

１以上の貫通孔は、回転軸の周方向に等間隔に形成された複数の貫通孔から構成するのが好ましい。このようにすれば、１以上の貫通孔を通過して第２のモータの内部空間に導入される空気の流れに偏りが生じないので、ステータ全体を効果的に冷却することができる。

ハウジングは、結合構造によって連結される第１及び第２の分割ハウジングユニットによって構成することができる。この場合、第１の分割ハウジングユニットは、一端に吸い込み口を有し且つ第１の空間を内部に有する第１のハウジング本体半部と、モータ用支持フレームが仮想中心線が垂線となる分割面で二つに分割されて得られた第１の支持フレーム半部とを有している。また、第２の分割ハウジングユニットは、一端に吐き出し口を有し且つ第２の空間を内部に有する第２のハウジング本体半部と、モータ用支持フレームを仮想中心線が垂線となる分割面で二つに分割して得られる第２の支持フレーム半部とを有している。第１及び第２の支持フレーム半部には、結合構造によって第１及び第２の分割ハウジングユニットが結合された状態で整合して、１以上の貫通孔を形成する１以上の貫通孔半部がそれぞれ形成されている。このようにすれば、内部に配置されるモータ及びインペラの種類が異なる複数種類の軸流送風機を使用目的に応じて選択し、選択した一方の軸流送風機の第１の分割ハウジングユニットと、選択した他方の軸流送風機の第２の分割ハウジングユニットとを結合することにより、容易に所望の二重反転式軸流送風機を得ることができる。

第１のインペラは、複数枚のブレードが固定される周壁部と、周壁部の一端に一体に設けられて回転軸の一端が固定される底壁部とを備えたカップ状部材を備えているものを採用することができる。この場合、ロータはカップ状部材の周壁部の内側に配置された環状部材と、環状部材の内周面に固定された複数の永久磁石とから構成する。また、第１のインペラのカップ状部材の底壁部には、吸い込み口から吸い込んだ空気をカップ状部材の内部に導入する１以上の通風孔が形成することができる。このようにすれば、単純な構造により、第１のインペラ及び第１のモータのロータを、第１のモータの内部空間に吸い込み口から吸い込んだ空気を導入できるように構成することができる。

第１及び第２のモータのステータは、ステータコアと、ステータコアに装着される励磁巻線と、励磁巻線に励磁電流を流すための励磁電流通電回路が実装された回路基板とを備えることができる。そして、第１及び第２のモータ中のそれぞれの回路基板は、支持フレーム本体と所定の間隔をあけて支持フレーム本体に沿うように配置することができる。この場合、回路基板には、１以上の貫通孔に向かうまたは１以上の貫通孔を通った空気が通過する１以上の基板貫通孔を形成するのが好ましい。このようにすれば、第１及び第２のモータの内部空間を流れる空気は、１以上の基板貫通孔を通過して流れるので、回路基板により空気の流れが遮られるのを防ぐことができる。

第１の支持フレーム半部は、支持フレーム本体の半部を構成する第１の支持フレーム本体半部を有しており、第２の支持フレーム半部は、支持フレーム本体の残りの半部を構成する第２の支持フレーム本体半部を有しているように構成できる。そして、第１の支持フレーム本体半部の中央部に、第１のモータの回転軸を支える軸受けが嵌合される第１の軸受けホルダを固定し、第２の支持フレーム本体半部の中央部に、第２のモータの回転軸を支える軸受けが嵌合される第２の軸受けホルダを固定することができる。この場合、第１の軸受けホルダと第２の軸受けホルダとは、第１及び第２の分割ハウジングユニットが結合された状態で、相互に熱伝達可能に接触させるのが好ましい。二重反転式軸流送風機は、通常、第１のモータのステータは第２のモータのステータより高温になりやすい。そのため、第１の軸受けホルダと第２の軸受けホルダとを相互に熱伝達可能に接触させると、第１のモータのステータで発生した熱が第１の軸受けホルダ及び第２の軸受けホルダを通して第２のモータ側に発散され、第１のモータのステータが加熱するのを防止することができる。

このような場合、第１の軸受けホルダと第２の軸受けホルダは、共に金属製とするのが好ましい。このようにすれば、第１の軸受けホルダ及び第２の軸受けホルダの熱伝導性がたかくなり、第１のモータのステータで発生した熱を第２のモータ側に発散させやすくなる。

本発明の二重反転式軸流送風機では、第１のインペラが第１の回転方向に回転し、第２のインペラが第１の回転方向とは逆の第２の回転方向に回転すると、第１のモータの内部空間に吸い込み口から吸い込んだ空気が導入される。そして、第１のモータの内部空間に吸い込まれた空気の一部は、支持フレーム本体を貫通する１以上の貫通孔を通過して第２のモータの内部空間に導入される。このような空気の流れにより、第１のモータのステータと第２のモータのステータが直接冷却され、ステータの冷却効果を高めてモータの内部温度を下げることができる。特に高温化しやすい第１のモータの内部温度を下げることができれば、第１及び第２のモータの性能を最大限利用できる二重反転式軸流送風機を得ることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態の二重反転式軸流送風機の半部断面図である。本図に示すように、本例の二重反転式軸流送風機は、第１の単体軸流送風機１と第２の単体軸流送風機３とが結合構造を介して組み合わされて構成されている。第１の単体軸流送風機１は、第１の分割ハウジングユニット５と、第１の分割ハウジングユニット５内に配置される第１のモータ７と、第１のインペラ９とを有している。

図２に示すように、第１の分割ハウジングユニット５は、合成樹脂またはアルミからなり、第１のハウジング本体半部１１と第１の支持フレーム半部１３とを一体に有している。第１のハウジング本体半部１１は、筒部１５と吸い込み側フランジ１７と４つの第１の補強用リブ１８と８つの嵌合用突出部２０とを有している。筒部１５は内部に風洞を構成する円筒形状を有しており、一方の端部には吸い込み側フランジ１７が設けられている。吸い込み側フランジ１７は、輪郭が四角形を有しており、内部に吸い込み口１９を有している。吸い込み側フランジ１７の四隅には、二重反転式軸流送風機を電気機器に取り付ける取付具が挿入される貫通孔１７ａがそれぞれ形成されている。４つの第１の補強用リブ１８は、筒部１５上に後述する第１のモータ７の回転軸３１の周方向に等間隔で並ぶように配置されており、先端部が筒部１５の端部から第２の単体軸流送風機３側に突出するように軸線方向に延びている。８つの嵌合用突出部２０は、筒部１５上に回転軸３１の周方向に延び且つ並ぶように４つの第１の補強用リブ１８の周方向両側にそれぞれ設けられている。そして、８つの嵌合用突出部２０の長手方向と直交する半部２０ａは、筒部１５の端部から第２の単体軸流送風機３側に突出している。

第１の支持フレーム半部１３は、第１の支持フレーム本体半部２１と、第１の支持フレーム本体半部２１と第１のハウジング本体半部１１との間に配置された８本の第１のウエブ半部２３Ａ〜２３Ｈとを有している。これら８本の第１のウエブ半部２３Ａ〜２３Ｈの内の１本のウエブ２３Ａは、第２の単体軸流送風機３側に開口する溝状の凹部２３ａを有している。

第１の支持フレーム本体半部２１は、中央部に開口部２１ａを有する円板形を有している。開口部２１ａ内には、真鍮からなる金属製の第１の軸受けホルダ２７が嵌合されて固定されている（図１）。第１の支持フレーム本体半部２１には、第１のモータ７の軸線方向に貫通する４つの第１の貫通孔半部２９Ａ〜２９Ｄが形成されている。４つの第１の貫通孔半部２９Ａ〜２９Ｄは回転軸３１の周方向に等間隔に形成されている。４つの第１の貫通孔半部２９Ａ〜２９Ｄの内、１つの貫通孔半部２９Ａは、ウエブ２３Ａの凹部２３ａの内部と連通している。４つの第１の貫通孔半部２９Ａ〜２９Ｄの内、３つの貫通孔半部２９Ｂ〜２９Ｄは、貫通孔半部２９Ｂに符号を付して説明すると、第１のモータ７の回転軸３１の径方向に対向する２つの辺２９ａ，２９ｂと、回転軸３１の周方向に対向する２つの辺２９ｃ，２９ｄとを有している。辺２９ａ，２９ｂは、円弧形状を有しており、辺２９ｃ，２９ｄは、第１のモータ７の回転軸３１の径方向に延びている。４つの第１の貫通孔半部２９Ａ〜２９Ｄの作用は後に詳細に説明する。

図１に戻って説明すると、第１のモータ７は、回転軸３１とステータ３３とロータ３５とを有している。回転軸３１は、第１の軸受けホルダ２７に嵌合された２つの軸受３４により、第１の軸受けホルダ２７に回転自在に支持されている。

ステータ３３は、ステータコア３７と励磁巻線３９と回路基板４１とを備えている。ステータコア３７は、複数枚の鋼板が積層されて構成されており、第１の軸受けホルダ２７に固定されている。このステータコア３７は、回転軸３１の周方向に並ぶ複数の突極部３７ａを有している。励磁巻線３９は、各突極部３７ａにインシュレータ４３を介して装着されている。回路基板４１は、支持フレーム本体半部２１と所定の間隔をあけて支持フレーム本体半部２１に沿うように配置されている。この回路基板４１には、励磁巻線３９に励磁電流を流すための励磁電流通電回路が実装されている。本例では、回路基板４１上の励磁電流通電回路と励磁巻線３９とは、回路基板４１のスルーホールに通されて回路基板４１上の電極に半田付けされた端子ピン４５に励磁巻線３９のリード線が巻き付けられて、電気的に接続されている。また、回路基板４１には、複数の基板貫通孔４１ａが形成されている。複数の基板貫通孔４１ａは、回転軸３１の周方向に等間隔に並んで形成されており、ステータ３３の周囲から第１の支持フレーム本体半部２１の４つの第１の貫通孔半部２９Ａ〜２９Ｄに向かう空気が通過する。

ロータ３５は、環状部材４７と、環状部材４７の内周面に固定された複数の永久磁石４９とを有している。環状部材４７は、後述する第１のインペラ９のカップ状部材５１の周壁部５５の内側に配置されている。

以上のような構成により、第１のモータ７は、回転軸３１の軸線が吸い込み口１９の中心と後述する吐き出し口７４の中心とを結ぶ仮想中心線Ｌに沿うように、第１の支持フレーム半部１３と吸い込み口１９との間の第１の空間Ｓ１内に配置されることになる。

第１のインペラ９は、図３に示すように、カップ状部材５１と９枚のブレード５３とを備えている。カップ状部材５１は、９枚のブレード５３が固定される周壁部５５と、周壁部５５の一端に一体に設けられて回転軸３１の一端が固定される底壁部５７とを有している。底壁部５７には、９個の通風孔５７ａが形成されている。９個の通風孔５７ａは、回転軸３１の周方向に等間隔に形成されている。そして、これらの９個の通風孔５７ａは、第１のモータ７の回転軸３１の径方向にそれぞれ延びる細長い形状を有している。９個の通風孔５７ａは、吸い込み口１９から吸い込んだ空気を第１のモータ７の内部空間に導入する役割を果たしている。

前述したように、ロータ３５の環状部材４７は、第１のインペラ９のカップ状部材５１の周壁部５５の内側に配置されているので、第１のインペラ９は、第１の空間Ｓ１内で第１のモータ７によって第１の回転方向（図３に向かって反時計回り方向）Ｒ１に回転する。

第２の単体軸流送風機３は、第２の分割ハウジングユニット５９と、第２の分割ハウジングユニット５９内に配置される第２のモータ６１と、第２のインペラ６３とを有している。図４に示すように、第２の分割ハウジングユニット５９は、合成樹脂またはアルミからなり、第２のハウジング本体半部６５と第２の支持フレーム半部６７とを一体に有している。第２のハウジング本体半部６５は、筒部６９と吐き出し側フランジ７１と４つの補強用リブ７３とを有している。筒部６９は内部に風洞を構成する円筒形状を有しており、他方の端部には吐き出し側フランジ７１が設けられている。吐き出し側フランジ７１は、輪郭が四角形を有しており、内部に吐き出し口７４を有している。吐き出し側フランジ７１の四隅には、二重反転式軸流送風機を電気機器に取り付ける取付具が挿入される貫通孔７１ａがそれぞれ形成されている。４つの第２の補強用リブ７３は、筒部６９上に後述する第２のモータ６１の回転軸８５の周方向に等間隔で並ぶように形成されており、内部に軸線方向に延びる空洞部７３ａを有している。本例の二重反転式軸流送風機では、図５に示すように、第１の分割ハウジングユニット５と第２の分割ハウジングユニット５９とが結合されて、ハウジングが構成されている。具体的には、第１のハウジング本体半部１１の４つの第１の補強用リブ１８の先端部が、４つの第２の補強用リブ７３の空洞部７３ａ内にそれぞれ嵌合されている。また、筒部６９の外周が、第１のハウジング本体半部１１の８つの嵌合用突出部２０の半部２０ａに嵌合されている（図１参照）。そして、吐き出し側フランジ７１の貫通孔７１ａと吸い込み側フランジ１７の貫通孔１７ａとを貫通するボルト等の図示しない取付具により、第１の分割ハウジングユニット５と第２の分割ハウジングユニット５９とが結合された状態で二重反転式軸流送風機が電気機器に取り付けられている。

図４に戻って説明すると、第２の支持フレーム半部６７は、第２の支持フレーム本体半部７５と、第２の支持フレーム本体半部７５と第２のハウジング本体半部６５との間に配置された８本の第２のウエブ半部７７Ａ〜７７Ｈとを有している。８本の第２のウエブ半部７７Ａ〜７７Ｈの内の１本のウエブ７７Ａは、第１の単体軸流送風機１側に開口する溝状の凹部７７ａを有している。８本の第１のウエブ半部７７Ａ〜７７Ｈは、８本の第１のウエブ半部２３Ａ〜２３Ｈとそれぞれ接合されて、断面が流星形の静止ブレードからなる８枚のウエブ（図１に示す符号２５）を構成している。また、第２のウエブ半部７７Ａの凹部７７ａと第１のウエブ２３Ａの凹部２３ａとに囲まれた内部には、第１のモータ７及び第２のモータ６１の励磁巻線に接続される図示しない給電用配線が配置されている。

第２の支持フレーム本体半部７５は、中央部に開口部７５ａを有する円板形を有している。開口部７５ａ内には、真鍮からなる金属製の第２の軸受けホルダ７９が嵌合されて固定されている（図１参照）。第１の分割ハウジングユニット５と第２の分割ハウジングユニット５９とが結合された状態で、第２の軸受けホルダ７９と第１の軸受けホルダ２７とが相互に熱伝達可能に接触している。第２の支持フレーム本体半部７５には、第２のモータ６１の軸線方向に貫通する４つの第２の貫通孔半部８１Ａ〜８１Ｄが形成されている。４つの第２の貫通孔半部８１Ａ〜８１Ｄは、４つの第１の貫通孔半部と２９Ａ〜２９Ｄとそれぞれ同形状を有しており、第１の分割ハウジングユニット５と第２の分割ハウジングユニット５９とが結合された状態で、４つの貫通孔８３（図１）を形成している。

本例では、第１の分割ハウジングユニット５と第２の分割ハウジングユニット５９とが結合された状態で、第２のハウジング本体半部６５と第１のハウジング本体半部１１とが接触してハウジング本体が構成される。また、第１の分割ハウジングユニット５と第２の分割ハウジングユニット５９とが結合された状態で、第２の支持フレーム半部６７と第１の支持フレーム半部１３とが接触してモータ用支持フレームが構成される。言い換えると、モータ用支持フレームが仮想中心線Ｌが垂線となる分割面で二つに分割されて第１の支持フレーム半部１３と第２の支持フレーム半部６７とが得られることになる。

第２のモータ６１は、回転軸８５とステータ８７とロータ８９とを有している。回転軸８５は、第２の軸受けホルダ７９に嵌合された２つの軸受９１により、第２の軸受けホルダ７９に回転自在に支持されている。

ステータ８７は、ステータコア９３と励磁巻線９５と回路基板９７とを備えている。ステータコア９３は、複数枚の鋼板が積層されて構成されており、第２の軸受けホルダ７９に固定されている。このステータコア９３は、回転軸３１の周方向に並ぶ複数の突極部９３ａを有している。励磁巻線９５は、各突極部９３ａにインシュレータ９９を介して装着されている。回路基板９７は、第２の支持フレーム本体半部７５と所定の間隔をあけて第２の支持フレーム本体半部７５に沿うように配置されている。この回路基板９７には、励磁巻線９５に励磁電流を流すための励磁電流通電回路が実装されている。本例では、回路基板９７上の励磁電流通電回路と励磁巻線９５とは、回路基板９７のスルーホールに通されて回路基板９７上の電極に半田付けされた端子ピン１０１に励磁巻線９５のリード線が巻き付けられて、電気的に接続されている。また、回路基板９７には、複数の基板貫通孔９７ａが形成されている。複数の基板貫通孔９７ａは、回転軸３１の周方向に等間隔に並んで形成されており、４つの第２の貫通孔半部８１Ａ〜８１Ｄを通ってステータ８７の周囲に向かう空気が通過する。

ロータ８９は、環状部材１０３と、環状部材１０３の内周面に固定された複数の永久磁石１０４とを有している。環状部材１０３は、後述する第２のインペラ６３のカップ状部材１０５の周壁部１０９の内側に配置されている。

以上のような構成により、第２のモータ６１は、回転軸８５の軸線が吸い込み口１９の中心と後述する吐き出し口７４の中心とを結ぶ仮想中心線Ｌに沿うように、第２の支持フレーム半部６７と吐き出し口７４との間の第２の空間Ｓ２内に配置されることになる。

第２のインペラ６３は、図６に示すように、カップ状部材１０５と７枚のブレード１０７とを備えている。カップ状部材１０５は、７枚のブレード１０７が固定される周壁部１０９と、周壁部１０９の一端に一体に設けられて回転軸８５の一端が固定される底壁部１１１とを有している。底壁部１１１には、１２個の通風孔１１１ａが形成されている。１２個の通風孔１１１ａは、底壁部１１１の回転軸８５から離れた位置において、回転軸８５の周方向に等間隔に形成されている。これら１２個の通風孔１１１ａは、回転軸８５の周方向にそれぞれ延びる細長い円弧形状を有している。そして、１２個の通風孔１１１ａは、第２のモータ６１の内部空間に導入された空気を外部に排出する役割を果たしている。

前述したように、ロータ８９の環状部材１０３は、第２のインペラ６３のカップ状部材１０５の周壁部１０９の内側に配置されているので、第２のインペラ６３は、第２の空間Ｓ２内で第２のモータ６１によって第１の回転方向とは逆の第２の回転方向（図６に向かって時計回り方向）Ｒ２に回転する。

本例の二重反転式軸流送風機では、図１の矢印に示すように、第１のインペラ９が第１の回転方向に回転し、第２のインペラ６３が第１の回転方向とは逆の第２の回転方向に回転すると、吸い込み口１９から吸い込んだ空気が第１のインペラ９の９個の通風孔５７ａを通して第１のモータ７の内部空間に導入される。そして、第１のモータ７の内部空間に吸い込まれた空気の一部は、回路基板４１の外部または複数の基板貫通孔４１ａを通過した後、第１の分割ハウジングユニット５及び第２の分割ハウジングユニット５９に形成された４つの貫通孔８３を通過して第２のモータ６１の内部空間に導入される。次に、第２のモータ６１の内部空間に導入された空気は、回路基板９７の外部または複数の基板貫通孔９７ａを通過する。その後、第２のインペラ６３の１２個の通風孔１１１ａを通して、外部に排出される。このように、４つの貫通孔８３の位置及び総断面積は、第１のモータ７の内部空間に導入された空気を第２のモータ６１の内部空間に導入して、第１のモータ７のステータ３３と第２のモータ６１のステータ８７とを直接冷却するように定められている。本例の二重反転式軸流送風機によれば、上述したような空気の流れにより、第１のモータ７のステータ３３と第２のモータ６１のステータ８７が直接冷却され、ステータの冷却効果を高めてモータの内部温度を下げることができる。

次に、本例（本実施例）の二重反転式軸流送風機と第１の分割ハウジングユニット及び第２の分割ハウジングユニットに貫通孔を形成せず、その他は本実施例の二重反転式軸流送風機と同じ構造を有する比較例の二重反転式軸流送風機とを製造した試験を行った。具体的には、両二重反転式軸流送風機の第１のインペラ９が６０００回／分で回転させ、第２のインペラ６３が２５００回／分で回転させて６０分後の各二重反転式軸流送風機の各部（第１の単体軸流送風機１の励磁巻線３９並びに回路基板４１上のトランジスタＴＲ及びツェナダイオードＺＤと、第２の単体軸流送風機３励磁巻線９５並びに回路基板９７上のトランジスタＴＲ及びツェナダイオードＺＤ）の温度上昇値を測定した。表１は、その測定結果を示している。

表１に示すように、本実施例の二重反転式軸流送風機は、比較例の二重反転式軸流送風機に比べていずれの各部においても温度上昇を抑制できるのが分かる。

なお、上記例では、結合構造によって連結される第１及び第２の分割ハウジングユニットによってハウジングを構成したが、ハウジングを一体成形により形成しても構わない。

本発明の実施の形態の二重反転式軸流送風機の半部断面図である。 図１の二重反転式軸流送風機に用いる第１の分割ハウジングユニットの斜視図である。 図１の二重反転式軸流送風機に用いる第１のインペラの斜視図である。 図１の二重反転式軸流送風機に用いる第２の分割ハウジングユニットの斜視図である。 図１の二重反転式軸流送風機に用いる第１の分割ハウジングユニットと第２の分割ハウジングユニットとが結合されて構成されたハウジングの斜視図である。 図１の二重反転式軸流送風機に用いる第２のインペラの斜視図である。

符号の説明

５ 第１の分割ハウジングユニット
７ 第１のモータ
９ 第１のインペラ
１１ 第１のハウジング本体半部
１３ 第１の支持フレーム半部
１９ 吸い込み口
２１ 第１の支持フレーム本体半部
２７ 第１の軸受けホルダ
２９Ａ〜２９Ｄ 第１の貫通孔半部
３１，８５ 回転軸
３３，８７ ステータ
３５，８９ ロータ
３７，９３ ステータコア
３９，９５ 励磁巻線
４１，９７ 回路基板
４１ａ，９７ａ 基板貫通孔
４７，１０３ 環状部材
４９，１０４ 永久磁石
５１，１０５ カップ状部材
Ｌ 仮想中心線
５３，１０７ ブレード
５５，１０９ 周壁部
５７，１１１ 底壁部
５７ａ，１１１ａ 通風孔
５９ 第２の分割ハウジングユニット
６１ 第２のモータ
６３ 第２のインペラ
６５ 第２のハウジング本体半部
６７ 第２の支持フレーム半部
７４ 吐き出し口
７５ 第２の支持フレーム本体半部
７９ 第２の軸受けホルダ
８１Ａ〜８１Ｄ 第２の貫通孔半部
８３ 貫通孔

Claims (8)

1. 軸線方向の一方に吸い込み口を有し且つ前記軸線方向の他方に吐き出し口を有する風洞を内部に有するハウジング本体と、前記風洞の中央部に配置されたモータ支持フレームとを備えたハウジングと、
   前記ハウジング内の前記モータ支持フレームと前記吸い込み口との間の第１の空間内に配置された、複数枚のブレードを備えた第１のインペラと、
   前記第１のインペラを前記第１の空間内で第１の回転方向に回転させる第１のモータと、
   前記ハウジング内の前記モータ支持フレームと前記吐き出し口との間の第２の空間内に配置された、複数枚のブレードを備えた第２のインペラと、
   前記第２のインペラを前記第２の空間内で前記第１の回転方向とは逆の第２の回転方向に回転させる第２のモータとを備え、
   前記モータ用支持フレームは、前記風洞の中央部に位置する支持フレーム本体と、前記支持フレーム本体と前記ハウジング本体との間に、前記回転軸の周方向に所定の間隔をあけて配置されて、前記支持フレーム本体と前記ハウジング本体とを連結する複数本のウエブとを備え、
   前記第１及び第２のモータは、それぞれ回転軸と、ステータと前記ステータの外側を回転するロータとを備え、前記第１及び第２のモータは、前記回転軸の軸線が前記吸い込み口の中心と前記吐き出し口の中心とを結ぶ仮想中心線に沿うように、それぞれ前記第１の空間及び第２の空間に配置され、前記第１のモータの前記ステータ及び前記第２のモータの前記ステータが、前記支持フレーム本体にそれぞれ固定されている二重反転式軸流送風機であって、
   前記第１のインペラ及び前記第１のモータの前記ロータは、前記第１のモータの内部空間に前記吸い込み口から吸い込んだ空気を導入できるように構成され、
   前記支持フレーム本体には、前記軸線が延びる方向に前記支持フレーム本体を貫通する１以上の貫通孔が形成され、
   前記１以上の貫通孔の位置及び総断面積は、前記第１のモータの前記内部空間に導入された前記空気を前記第２のモータの内部空間に導入して、前記第１のモータの前記ステータと前記第２のモータのステータとを直接冷却するように定められていることを特徴とする二重反転式軸流送風機。
2. 前記第２のインペラ及び前記第２のモータの前記ロータは、前記第２のモータの前記内部空間に導入された前記空気を外部に排出できるように構成されている請求項１に記載の二重反転式軸流送風機。
3. 前記１以上の貫通孔は、前記回転軸の周方向に等間隔に形成された複数の貫通孔からなる請求項１に記載の二重反転式軸流送風機。
4. 前記ハウジングは、結合構造によって連結される第１及び第２の分割ハウジングユニットによって構成され、
   前記第１の分割ハウジングユニットは、一端に前記吸い込み口を有し且つ前記第１の空間を内部に有する第１のハウジング本体半部と、前記モータ用支持フレームが前記仮想中心線が垂線となる分割面で二つに分割されて得られた第１の支持フレーム半部とを有しており、
   前記第２の分割ハウジングユニットは、一端に前記吐き出し口を有し且つ前記第２の空間を内部に有する第２のハウジング本体半部と、前記モータ用支持フレームを前記仮想中心線が垂線となる分割面で二つに分割して得られる第２の支持フレーム半部とを有しており、
   前記第１及び第２の支持フレーム半部には、前記結合構造によって前記第１及び第２の分割ハウジングユニットが結合された状態で整合して、前記１以上の貫通孔を形成する１以上の貫通孔半部がそれぞれ形成されている請求項１または２に記載の二重反転式軸流送風機。
5. 前記第１のインペラは、前記複数枚のブレードが固定される周壁部と、前記周壁部の一端に一体に設けられて前記回転軸の一端が固定される底壁部とを備えたカップ状部材を備えており、
   前記ロータは前記カップ状部材の前記周壁部の内側に配置された環状部材と、前記環状部材の内周面に固定された複数の永久磁石とからなり、
   前記第１のインペラの前記カップ状部材の前記底壁部には、前記吸い込み口から吸い込んだ前記空気を前記カップ状部材の内部に導入する１以上の通風孔が形成されている請求項１，２，３または４に記載の二重反転式軸流送風機。
6. 前記第１及び第２のモータの前記ステータは、ステータコアと、前記ステータコアに装着される励磁巻線と、前記励磁巻線に励磁電流を流すための励磁電流通電回路が実装された回路基板とを備えており、
   前記第１及び第２のモータ中のそれぞれの前記回路基板は、前記支持フレーム本体と所定の間隔をあけて前記支持フレーム本体に沿うように配置されており、
   前記回路基板に、前記１以上の貫通孔に向かうまたは前記１以上の貫通孔を通った前記空気が通過する１以上の基板貫通孔が形成されている請求項１，２，３または４に記載の二重反転式軸流送風機。
7. 前記第１の支持フレーム半部は、前記支持フレーム本体の半部を構成する第１の支持フレーム本体半部を有しており、
   前記第２の支持フレーム半部は、前記支持フレーム本体の残りの半部を構成する第２の支持フレーム本体半部を有しており、
   前記第１の支持フレーム本体半部の中央部には、前記第１のモータの前記回転軸を支える軸受けが嵌合される第１の軸受けホルダが固定され、
   前記第２の支持フレーム本体半部の中央部には、前記第２のモータの前記回転軸を支える軸受けが嵌合される第２の軸受けホルダが固定され、
   前記第１の軸受けホルダと前記第２の軸受けホルダとは、前記第１及び第２の分割ハウジングユニットが結合された状態で、相互に熱伝達可能に接触している請求項４に記載の二重反転式軸流送風機。
8. 前記第１の軸受けホルダと前記第２の軸受けホルダは、共に金属製である請求項７に記載の二重反転式軸流送風機。