JP4606110B2 - モータファン - Google Patents

Description

本発明は、小型化・高性能・高入力化での、自己発熱高騰に対応する熱放散性に優れたモータファンの実現を目的とする。

特開平０７−０４６８１１号公報

本願発明に係るモータファン等では、小型化が進む中でも、性能向上・長寿命化のニーズが緩和されることは無く、これらの動力源として多用されているブラシレスＤＣモータでは、駆動回路をも内装する構成を採ることから、上述先願公報に見るように、駆動回路を構成する電子部品の放熱への配慮も欠くことの出来ないもので、封止された形の空間に配置される回転機や駆動回路が故の温度上昇抑制に係る重要な課題となっていることは周知の通りである。

図９は、上述従来構成に成る遠心ファンの一例で、回転子ハブ２−１は、回転子軸との結合部と回転子永久磁石のバックヨークを兼ねるカップ状金属部と、該金属部外周面を覆うように多翼羽根車と一体的を成す樹脂成型部とで形成されている。

また、図１０は周知の別の例を示し、金属部材で形成される回転子ヨークと一体の回転子ハブを示し、金属で形成される回転子ハブが通気に曝されることから、内部の熱の放散を助長してはいるが、回転子ハブの頭部形状が災いして、円滑な通気が行われず、冷却効果としては充分とは言えないのが実態であった。

上述の如き従来の構成は、性能と動作に関わる電子部品の放熱面での高温回避策としては効果を見せているが、止む事の無い小型化と高性能・高入力化のニーズへの対応として、回転子ハブの形状や、羽根車と一体を成す樹脂の覆い部による該回転子ハブの熱放散を妨げる構成の改良が、更なる課題として残されている。

本発明に成るモータファンは、通風路を形成するケーシングと、該ケーシングに内装される回転機及びその制御回路と、回転軸に固定された回転子ハブにより前記回転機の回転子永久磁石と共に回転自在に保持され前記ケーシングの通風路に配置される羽根車とを備え、前記回転子ハブが金属等の良熱伝導体より成り、頭部が断面円弧状部を有し、該頭部に連通する円筒部外周面に軸方向に伸延する複数の凹陥部を備えると共に、羽根車の嵌合保持円筒部端縁から軸方向に伸長し、前記凹陥部に対応・嵌着する脚状部を備え、該凹陥部と脚状部の嵌着が羽根車の固定手段を形成し、また、好ましくは、

前記脚状部は、その先端近傍の前記凹陥部との当接側内面に小突起を備え、該小突起に対応する部位に形成された凹陥部の穿孔との嵌合が、軸方向の位置決め手段として機能するように構成され、また、

前記脚状部と凹陥部とは、その外周面が、嵌着された状態で回転子ハブの円筒部外周面とほぼ同一径となるように形成され、又は、

本発明に成るモータファンは、通風路を形成するケーシングと、該ケーシングに内装される回転機及びその制御回路と、回転軸に固定された回転子ハブにより前記回転機の回転子永久磁石と共に回転自在に保持され前記ケーシングの通風路に配置される羽根車とを備え、前記回転子ハブが金属等の良熱伝導体より成り、頭部が断面円弧状部を有し、該頭部に連通する円筒部外周面に軸方向に伸延する複数の凹陥部を備えると共に、羽根車の嵌合保持円筒部の内径が前記回転子ハブ外周面より大径で、該内周面に前記凹陥部の深さよりも高さが高く軸方向に伸長した、対応凹陥部に嵌着する突条部を備え、回転子ハブの外周面と羽根車の嵌合保持円筒部内周面とに隙間を形成するようにした該凹陥部と突条部の嵌着が、羽根車の固定手段を形成し、また、好ましくは、

前記突条部が、その内周端縁に軸方向に伸長する伸長脚状部を備え、又は、

前記突条部は、その先端近傍の凹陥部との当接側内面に小突起を備え、該小突起に対応する部位に形成された凹陥部の穿孔との嵌合が、軸方向の位置決め手段として機能するように構成され、また、

前記回転子ハブの頭端部に連通する円筒部の内周面に、拡径段差部を有し、該内周面の段差が回転子永久磁石の位置決め手段となるように構成され、更にまた、

前記回転子ハブは、磁性体板状部材を素材として加圧成形され、前記回転子永久磁石と当接する内周面側全周に亘って同寸径として形成される一方、外周面側に凹陥部が形成されることで、該凹陥部分において薄肉となるように構成されている。

本発明は、小型化や高入力・高性能化での、自己発熱高騰に対応するモータファンの、熱放散効果の更なる改良を実現する。

以下図面によって本発明の実施例を、遠心ファンの例で説明する。

図１は、本発明に成る遠心ファンの例の全体像を説明する半断面図で、詳細は省略するが、回転子永久磁石３−２と羽根車２を連結保持する回転子ハブ２−１は、金属等の良熱伝導体で形成され、該回転子ハブ２−１の円筒部と羽根車の嵌合保持円筒部との締結手段に本願の狙いがあることを示唆している。

図２は本願発明の第１の実施例を示す要部拡大図で、以下の実施例の説明と同じく図１を参照して説明する。

図２の締結部外周面の正面図（ａ）、そのＡ−Ａ矢示断面図（ｂ）及びＢ−Ｂ矢示断面図（ｃ）に示すように、回転子ハブ２−１の頭部円弧状面に連通する円筒部２−１１の外周面には、所定数・所定配置された軸方向に伸長する凹陥部２−１２が形成される一方、該凹陥部２−１２に対応する形で、羽根車２の嵌合保持円筒部２−２１の端縁２−２２から軸方向に伸長する脚状部２−２３が形成されている。

即ち、回転子ハブ２−１と羽根車２は、全周に亘る回転子ハブの円筒部２−１１と羽根車の嵌合保持円筒部２−２１との嵌着が、軸方向に短い嵌合保持円筒部２−２１の範囲での当接と、回転子ハブの円筒部２−１１の形成された凹陥部２−１２と上記短い羽根車の嵌合保持円筒部の端縁から伸長する脚状部２−２３との嵌合との併用で固定されるもので、特に後者の凹陥部２−１２と脚状部２−２３との嵌合は、周方向の締結力を確保するのに有効な手段となっている。

図３は、第２の実施例で、締結部の要部拡大断面図（ａ）と、そのＣ−Ｃ矢示図（ｂ）に示すように、羽根車の嵌合保持円筒部２−２１の内径が前記回転子ハブ円筒部２−１１の外周面より大径で両者の間に隙間６を設け、この隙間に通気の一部が冷却空気７’として流れるように形成され、該内周面に、回転子ハブの円筒部２−１１に形成された凹陥部２−１２の深さよりも高さが高く、軸方向に伸長した突条部２−２４を備え、両者の結合状態が、上述の通り、全周の大半で回転子ハブの円筒部２−１１外周面と羽根車の嵌合保持円筒部２−２１の内周面とに隙間に冷却空気の流れ７’を確保しつつ、回転子ハブ側円筒部の凹陥部２−１２と羽根車側の突条部２−２４との嵌着が、羽根車の固定手段を形成するように構成されるものである。

図４は、第３の実施例で、締結部の要部拡大断面図（ａ）と、そのＤ−Ｄ矢示図（ｂ）に示すように、上述第の実施例の構成に第１の実施例の構成を付加した形のもので、羽根車の嵌合保持円筒部２−２１の端縁２−２２から伸長脚状部２−２５を設けることで締結力を補完するものである。

図５は、第４の実施例で、図２に示す上述第１の実施例に、軸方向の固定保持安定化のために、脚状部２−２３の先端近傍内周面に小突起２−２６を形成し、該小突起に対応する部位の凹陥部２−１２に穿孔２−１３を設け、両者の嵌着が回転子ハブ２−１と羽根車２の締結力、特に軸方向の締結力の信頼性確保に備えるものである。

同様に、図６は第５の実施例で、図３に示す上述第２の実施例に、突条部２−２４の内周端縁近傍に小突起２−２６を形成し、該小突起に対応する部位の凹陥部２−１２に穿孔２−１３を設け、両者の嵌着が回転子ハブ２−１と羽根車２の締結力、特に軸方向の締結力の信頼性確保に備えるものである。

更に、図７は、第６の実施例で、図４に示す上述第３の実施例に、軸方向の固定保持安定化のために、伸長脚状部２−２５の先端近傍内周面に小突起２−２６を形成し、該小突起に対応する部位の凹陥部２−１２に穿孔２−１３を設け、両者の嵌着が回転子ハブ２−１と羽根車２の締結力、特に軸方向の締結力の信頼性確保に備えるものである。

また、図８は、上述いずれの構成にも適用出来る第７の実施例で、回転子ハブの円筒部２−１１の内周面に、回転子永久磁石３−２の軸方向位置決めのため、段差２−１４を形成したものである。

また詳細は省くが、回転子ハブを、磁性体板状部材の加圧成形で形成し、回転子永久磁石と当接する内周面側全周に亘って同寸径として形成する一方、外周面側に形成される凹陥部の配置を回転子永久磁石の磁極ピッチに対応させることで、バックヨークとする一方、当該凹陥部の薄肉による磁気抵抗の増加による磁束の周方向漏洩の抑制にも有利なように構成することも好ましい。

上述実施例は、いずれも遠心ファンとして示しているが、いわゆる外転型回転機により駆動される羽根車を備え、回転機や夫々の制御回路が内装される構成のモータファンには広く適用可能なものである。

本発明に成るモータファンは、小型化と高性能・高入力化という、相反する条件を求めるニーズに広く応えることができる。

本発明に成る遠心ファンの例の半断面説明図である。 図１の例の部分拡大説明図で、正面略図（ａ）、Ａ−Ａ矢示図（ｂ）及びＢ−Ｂ矢示図（ｃ）である。 本発明に成る別の例の部分拡大説明図で、断面図（ａ）とＣ−Ｃ矢示図（ｂ）である。 本発明に成る第２の例の部分拡大説明図で、断面図（ａ）とＣ−Ｃ矢示図（ｂ）である。 本発明に成る第３の例の部分拡大説明図である。 本発明に成る第４の例の部分拡大説明図である。 本発明に成る第５の例の部分拡大説明図である。 本発明に成る第６の例の部分拡大説明図である。 本従来技術に成る遠心ファンの例の半断面図である。 従来技術に成る遠心ファンの別の例の半断面図である。

符号の説明

１ ケーシング
１−１ 軸受箱
２ 羽根車
２−１ 回転子ハブ
２−１１ 円筒部
２−１２ 凹陥部
２−１３ 穿孔
２−１４ 永久磁石の位置決め段差
２−２１ 羽根車の嵌合保持円筒部
２−２２ 嵌合保持円筒部の端縁
２−２３ 脚状部
２−２４ 突条部
２−２５ 伸長脚状部
２−２６ 小突起
３ 回転機
３−１ 固定子
３−２ 回転子永久磁石
４ 回転軸
５ 軸受
６ 隙間
７ 空気の流れ
７’ 冷却空気の流れ

Claims (10)

1. 通風路を形成するケーシングと、該ケーシングに内装される回転機及びその制御回路と、回転軸に固定された回転子ハブにより前記回転機の回転子永久磁石と共に回転自在に保持され前記ケーシングの通風路に配置される羽根車と、を備えるモータファンにおいて、前記回転子ハブは、金属等の良熱伝導体より成り、頭部が断面円弧状部を有し、該頭部に連通する円筒部外周面に軸方向に伸延する複数の凹陥部を備えると共に、羽根車の嵌合保持円筒部端縁から軸方向に伸長し、前記凹陥部に対応・嵌着する脚状部を備え、該凹陥部と脚状部の嵌着が羽根車の固定手段を形成していること、を特徴とするモータファン。
2. 前記脚状部は、その先端近傍の前記凹陥部との当接側内面に小突起を備え、該小突起に対応する部位に形成された凹陥部の穿孔との嵌合が、軸方向の位置決め手段として機能するように構成されていること、を特徴とする請求項１に記載のモータファン。
3. 前記脚状部と凹陥部とは、その外周面が、嵌着された状態で回転子ハブの円筒部外周面とほぼ同一径となるように形成されていること、を特徴とする請求項１又は２に記載のモータファン。
4. 通風路を形成するケーシングと、該ケーシングに内装される回転機及びその制御回路と、回転軸に固定された回転子ハブにより前記回転機の回転子永久磁石と共に回転自在に保持され前記ケーシングの通風路に配置される羽根車と、を備えるモータファンにおいて、前記回転子ハブは、金属等の良熱伝導体より成り、頭部が断面円弧状部を有し、該頭部に連通する円筒部外周面に軸方向に伸延する複数の凹陥部を備えると共に、羽根車の嵌合保持円筒部の内径が前記回転子ハブ外周面より大径で、該内周面に前記凹陥部の深さよりも高さが高く軸方向に伸長した、対応凹陥部に嵌着する突条部を備え、回転子ハブの外周面と羽根車の嵌合保持円筒部内周面とに隙間を形成するようにした該凹陥部と突条部の嵌着が、羽根車の固定手段を形成していること、を特徴とするモータファン。
5. 前記突条部が、その内周端縁に軸方向に伸長する伸長脚状部を備えること、を特徴とする請求項４に記載のモータファン。
6. 前記突条部は、その先端近傍の凹陥部との当接側内面に小突起を備え、該小突起に対応する部位に形成された凹陥部の穿孔との嵌合が、軸方向の位置決め手段として機能するように構成されていること、を特徴とする請求項４又は５に記載のモータファン。
7. 前記回転子ハブの頭端部に連通する円筒部の内周面に、拡径段差部を有し、該内周面の段差が回転子永久磁石の位置決め手段となるように構成されていること、を特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のモータファン。
8. 前記回転子ハブは、磁性体板状部材を素材として加圧成形され、前記回転子永久磁石と当接する内周面側全周に亘って同寸径として形成される一方、外周面側に凹陥部が形成されることで、該凹陥部分において薄肉となるように構成されていること、を特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のモータファン。
9. 請求項１から８のいずれかの構成を具備すること、を特徴とする遠心ファン。
10. 請求項１から８のいずれかの構成を具備すること、を特徴とする軸流ファン。