JP5588747B2 - 送風機 - Google Patents

Description

本発明はシロッコファンやターボブロワーと称される送風機に関する。

従来、高速回転が可能で、小型でも大風量で高圧の送風ができ、経済的で長寿命である流体圧軸受を使用したモータを用いた送風機が考えられている。

しかしながら、このような構成の送風機は羽根車にアキシャル方向に衝撃が加わるとロータがアキシャル方向に上下し、加わる力の大きさによっては羽根車の羽根がケース体の内壁面に接触してしまい、摩耗粉やゴミが発生したり、羽根が削れて性能が劣化したりするという欠点があった。

特開２００６−２２６２１１ 特開２００９−５２４８５

本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、羽根車にアキシャル方向に衝撃が加わっても、羽根車の羽根がケース体の内壁面に接触するのを効率よく阻止し、摩耗粉やゴミの発生を防止し、羽根が削れて性能が劣化したりすることのない送風機を提供することを目的としている。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は次の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。

ただし、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するために、本発明は空気吸引口が形成された周壁に排出口が形成されたケース体と、このケース体内に取付けられた流体動圧軸受を用いたモータと、このモータの回転部材にボスが固定され、回転により前記空気吸引口より空気を吸引し、前記排出口より排出することができる所定間隔で一体形成された弧状の多数個の羽根を設けた羽根車とを備える送風機において、前記羽根車にアキシャル方向の衝撃が加わると、該羽根車の羽根が前記ケース体の内壁面に接触するのを阻止できるように、該羽根車の中央上面と当接する前記空気吸引口の中央部に位置するように前記ケース体にストッパーを設けるとともに、前記羽根車の中央部には空気の通り抜け孔が形成し、該空気の通り抜け孔の下部には焼結体が取付けられた送風機を構成している。

以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。
（１）請求項1により、羽根車にアキシャル方向の衝撃が加わっても、ストッパーに当接させて、羽根車の羽根がケース体の内壁面に接触するのを防止することができる。
したがって、摩耗粉やケース体の内壁面や羽根車に付着したゴミが飛散するのを確実に阻止することができるとともに、羽根が削れて性能が劣化したりするのを確実に阻止することができる。
（２）前記（１） により、アキシャル方向の衝撃が加わった時に、羽根車の中央正面と当接するように空気吸引口の中央部に位置するようにケース体にストッパーを設ければよいので、構造が簡単で、容易に実施することができる。
（３）前記（１） により、羽根車の中央上面とストッパーがアキシャル方向の衝撃が加わった時に当接するため、抵抗が小さく、騒音の発生も小さく抑えることができる。
（４）前記（１） により、羽根車の中央部には空気の通り抜け孔が形成し、該空気の通り抜け孔の下部には焼結体が取付けられているので、外部から衝撃を受けた際に、空気の粘性によるダンパー効果により羽根車やロータの振動を抑制することができる。
（５）請求項２も前記（１）〜（４）と同様な効果が得られるとともに、損傷を効率よく阻止することができる。
（６）請求項３も前記（１）〜（４）と同様な効果が得られるとともに、外部から衝撃を受けた際に、さらに、空気の粘性によるダンパー効果により羽根車やロータの振動を抑制することができる。

本発明を実施するための第１の形態の平面図。 本発明を実施するための第1の形態の正面図。 図1の３−３線に沿う断面図。 本発明を実施するための第1の形態の要部拡大断面図。 図4の５−５線に沿う断面図。 本発明を実施するための第1の形態の羽根車の平面図。 本発明を実施するための第1の形態の羽根車の正面図。 本発明を実施するための第1の形態の羽根車の底面図。 本発明を実施するための第1の形態のアキシャル方向の衝撃が加わった時の動作説明図。 本発明を実施するための第２の形態の平面図。 図１０の１１−１１線に沿う断面図。 図１１の要部拡大断面図。 本発明を実施するための第３の形態の平面図。 図１３の１４−１４線に沿う断面図。 本発明を実施するための第4の形態の平面図。 図１５の１６−１６線に沿う断面図。 図１6の要部拡大断面図。

以下、図面に示す本発明を実施するための形態により、本発明を詳細に説明する。

図１ないし図９に示す本発明を実施するための第１の形態において、１は本発明の送風機で、この送風機1は中央上部に空気吸引口２が形成され、周壁に排出口３が形成されたケース体4と、今ケース体4内に取付けられた高速回転で駆動される流体動圧軸受を使用したモータ５と、このモータ５の外周部に位置するように、該モータ５の回転部材に固定された回転により前記ケース体４の空気吸引口２より空気を吸引し、前記排出口３より排出することができる羽根車６と、この羽根車６にアキシャル方向の衝撃が加わると、該羽根車の６の羽根が前記ケース体４の内壁面に接触するのを防止できるように、該羽根車６の中央上面と当接する前記空気吸引口２の中央部に位置するように、前記ケース体４に設けた金属材製のストッパー１０とで構成されている。

前記ケース体４は図１ないし図３に示すようにベース板７と、このベース板７上に複数個のビス８で固定された、前記モータ５の外周部および前記羽根車６の下部を覆う下部ケース９と、この下部ケース９の上部に複数個のビス８で固定される上面中央面に空気吸引口２が形成された前記羽根車６の上部を覆う上部ケース１１と、この上部ケース１１と前記下部ケース９の外周部に形成された排出口３と、前記上部ケース１１の空気吸引口２の中央部に位置するストッパー１０を支持する、該上部ケース１１の空気吸引口２内へ突出するように一体形成された複数本の支持バー１２ａ、１２ａ、１２ａを備えたストッパー支持部材１２とで構成されている。

前記モータ５は図３に示すように、前記ケース体４のベース板７の上面に固定された基板１３と、この基板１３より上方へ突出するように固定されたシャフト１４と、このシャフト１４の外周部に微小隙間１５を介して配置されたスリーブ１６と、このスリーブ１６の外周部に取付けられたバックヨーク１７と、このバックヨーク１７の外周部に位置するように、前記基板１３に取付けられたコアレス波形連続コイル１８と、このコアレス波形連続コイル１８の外周部に位置するように設けられた永久磁石が配置されたロータ１９と、前記スリーブ１６、バックヨーク１７およびロータ１９を支持するとともに、前記シャフト１４の上部および該ロータ１９の外周部を覆う回転部材としてのハブ２０とを備え、前記シャフト１４を覆うハブ２０の上部の凹部２１に固定されたリング状の外側のスラストマグネット２２と、この外側のスラストマグネット２２と対向するように、前記シャフト１４の上部に固定されたリング状の内側のスラストマグネット２３とで構成されている。

前記羽根車６は図６ないし図８に示すように、前記モータ５の回転部材としてのハブ２０に嵌合固定される円筒状のボス２４と、このボス２４の下部外周部より外方へ突出するように一体成型された底板２５と、この底板２５に所定間隔で一体成型された前記ボス２４部より順次外側下方へ高さ寸法が順次小さくなるような弧状の多数個の長い羽根２６と、この多数個の長い羽根２６、２６間のボス２４部側を除く外周部寄りの部位にそれぞれ、該長い羽根２６とほぼ同じ高さと弧状に形成された多数個の短い羽根２７と、前記底板２５の中央部寄りの底面に前記長い羽根２６と短い羽根２７間にそれぞれ開口し、該長い羽根２６と短い羽根２７の前記ケース体４の排出口３側と反排出口側とに異なる圧力が加わるのを阻止する羽根車６の軸心と同軸心となるリング状の圧力均一空間２８と、前記羽根車６の中心部に形成された軸心方向の空気の通り抜け孔２９と、この空気の通り抜け孔２９の下部に形成された、該空気の通り抜け孔２９より大径の焼結体収納凹部３０に挿入固定された下面が台形状に突出する突出片３１を有する焼結体３２とで構成されている。

上記構成の送風機１は、モータ５を駆動させると羽根車６が高速で回転し、ケース体４の空気吸引口２より上部ケース１１と下部ケース９の羽根車室３３内へ空気を吸引し、圧力を高めて排出口３より排出する。このため、小型でも大風量で高圧の送風ができる。

この時、モータ５はシャフト１４の外周部に微小隙間１５を介して配置したスリーブ１６の外周部に回転構造の永久磁石が配置されたロータ１９とコアレス波形連続コイル１８が配置されているので、回転力を発生する磁気回路からシャフト１４とスリーブ１６に加えられる有害な力は全くなくなる。

このため基本的にはロータ１９の自重を支えるだけの軸受け剛性があればよいことになる。

このような送風機１の羽根車６にアキシャル方向の衝撃が加わると、羽根車６はアキシャル方向に移動するが、ストッパー１０と当接し、それ以上の移動が不可となるため、羽根車６の羽根２６、２７がケース体４の上部ケース１１の内壁面と接触するのが阻止される。

このため、従来のように羽根２６、２７が削れて性能が劣化したり、上部ケース１１の内壁面と接触することによる摩耗粉や羽根車や上部ケースに付着したゴミの飛散を防止することができる。

また、流体動圧軸受空気動圧軸受では、上下のへリングボーン溝にばらつきが生じた場合、軸方向に空気の流れが生じてしまうが、羽根車６の底面とシャフト１４に囲まれた空間が、焼結体３２と空気の通り抜け孔２９を介して、羽根車室３３とを常に連通しているため、羽根車６がアキシャル方向に移動するのを阻止することができる。

さらに焼結体３２と空気の通り抜け孔２９とからなる流路を狭く小さく構成していることから、適度な流路抵抗を与えることができるため、外部衝撃等の外力により羽根車６がアキシャル方向にスライド移動しようとした際には、空気の粘性によるダンパー効果によって、羽根車６やロータ１９の振動を抑制することができる。

[発明を実施するための異なる形態]
次に、図１０ないし図１７に示す本発明を実施するための異なる形態につき説明する。なお、これらの本発明を実施するための異なる形態の説明に当って、前記本発明を実施するための第１の形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。

図１０ないし図１２に示す本発明を実施するための第２の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、空気の通り抜け孔２９の上部に、該空気の通り抜け孔２９より大径のスペーサ収納凹部３４に該スペーサ収納凹部３４の内径よりも外径寸法が小さく、かつストッパー１０と当接する上面が円弧状３５のスペーサ３６と、このスペーサ３６が支持される前記スペーサ収納凹部３４の底面に形成された、前記空気の通り抜け孔２９と連通する連通溝３７を形成した羽根車６Ａを用いた点で、このような羽根車６Ａを用いて構成した送風機１Ａにしても、前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果が得られる。

図１３および図１４に示す本発明を実施するための第３の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、合成樹脂材製のストッパー１０Ａを用いるとともに、ハイエンジニアリングプラスチックで羽根車６Ｂを形成したものを用いた点で、このように構成された送風機１Ｂにしても、前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果が得られる。

図１５ないし図１７に示す本発明を実施するための第４の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、スリーブ１６Ａをベース板７に固定するとともに、スリーブ１６Ａ内に微小隙間１５を介して回転可能にシャフト１４Ａを取付け、該シャフト１４Ａに回転部材としてのハブ２０Ａを嵌合固定させたシャフト回転構造のモータ５Ａを用いた点で、このようなモータ５Ａを用いて構成した送風機１Ｃにしても、前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果が得られる。

本発明はシロッコファンやターボブロワーと称される送風機を製造する産業で利用される。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ：送風機、２：空気吸引口、
３：排出口、 ４：ケース体、
５：モータ、 ６、６Ａ、６Ｂ：羽根車、
７：ベース板、 ８：ビス、
９：下部ケース、 １０、１０Ａ：ストッパー、
１１：上部ケース、 １２：ストッパー支持部材、
１３：基板、 １４：シャフト、
１５：微小隙間、 １６：スリーブ、
１７：バックヨーク、 １８：コアレス波形連続コイル、
１９：ロータ、 ２０：回転部材としてのハブ、
２１：凹部、 ２２：外側のスラストマグネット、
２３：内側のスラストマグネット、 ２４：ボス、
２５：底板、 ２６：長い羽根、
２７：短い羽根、 ２８：圧力均一空間、
２９：空気の通り抜け孔、 ３０：焼結体収納凹部、
３１：突出片、 ３２：焼結体、
３３：羽根車室、 ３４：スペーサ収納凹部、
３５：円弧状、 ３６：スペーサ、
３７：連通溝。

Claims (3)

1. 空気吸引口が形成された周壁に排出口が形成されたケース体と、このケース体内に取付けられた流体動圧軸受を用いたモータと、このモータの回転部材にボスが固定され、回転により前記空気吸引口より空気を吸引し、前記排出口より排出することができる所定間隔で一体形成された弧状の多数個の羽根を設けた羽根車とを備える送風機において、前記羽根車にアキシャル方向の衝撃が加わると、該羽根車の羽根が前記ケース体の内壁面に接触するのを阻止できるように、該羽根車の中央上面と当接する前記空気吸引口の中央部に位置するように前記ケース体にストッパーを設けるとともに、前記羽根車の中央部には空気の通り抜け孔が形成し、該空気の通り抜け孔の下部には焼結体が取付けられていることを特徴とする送風機。
2. ストッパーあるいは該ストッパーと当接する羽根車の中央上面のいずれか一方が金属材あるいはハイエンジニアリングプラスチックで形成されていることを特徴とする請求項1記載の送風機。
3. 羽根車の中央部に形成された空気の通り抜け孔の上部には空気の通り抜けができ、かつストッパーと当接するスペーサが設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２いずれかに記載の送風機。

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