JP6421610B2

JP6421610B2 - 送風機

Info

Publication number: JP6421610B2
Application number: JP2015007922A
Authority: JP
Inventors: 宇佐見　卓也; 卓也宇佐見
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-01-19
Filing date: 2015-01-19
Publication date: 2018-11-14
Anticipated expiration: 2035-01-19
Also published as: JP2016133045A

Description

本発明は、アウターロータ型の電動機にてファンを駆動する送風機に関するものである。

従来、この種の送風機として、例えば特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された送風機は、アウターロータ内に冷却風を導入して電動機を冷却するために、冷却風を排出させる排出口、およびアウターロータ内に空気流れを発生させる送風突起が、有底円筒状のヨークの底部に形成されている。また、送風突起は、ヨークの底部の排出口部分を略直角に切り起こすことによって形成されている。

特開２０１２−１１０１３０号公報

しかしながら、従来の送風機のように、ヨークの底部の排出口部分を切り起こすことによって送風突起を形成する場合、送風突起の大きさは排出口の大きさの制約を受けるため、送風突起を大きくすることが困難である。したがって、送風効果が小さく、電動機の冷却が不十分な場合があった。

本発明は上記点に鑑みて、ファンを駆動するアウターロータ型の電動機の冷却性を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、有底円筒状のファンボス（２１）の外周側に羽根（２２）を有するファン（２）と、有底円筒状のヨーク（１４１）の内周側に永久磁石（１４２）が固定され、ファンボスの内側に配置されてファンと一体に回転するアウターロータ（１４）と、アウターロータの内側に配置されたステータ（１５）とを備え、ヨークは、アウターロータ内に導入された冷却風をファンボスとヨークとの間の冷却風通路（３）に排出させる排出口（１４３）を備え、ファンボスは、ファンボスの内壁面からヨーク側に向かって突出して、冷却風通路内に空気流れを発生させる冷却リブ（２３）が、排出口に近接して複数設けられており、複数の冷却リブそれぞれは、冷却リブにおける送風機径方向内側の端部（２３１）が、排出口に対して、送風機径方向に重ならない位置に配置されていることを特徴とする。

これによると、ヨークに排出口を設け、ファンボスに冷却リブを設けるため、排出口の大きさの制約を受けることなく、冷却リブを大きくすることができる。したがって、冷却風の流量を十分に確保して、ファンを駆動するアウターロータ型の電動機の冷却性を向上させることができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態に係る送風機を示す断面図である。図１の送風機におけるファンボス、冷却リブ、およびヨークのＡ矢視図である。第１実施形態に係る送風機の変形例を示す断面図である。本発明の第２実施形態に係る送風機を示す断面図である。図４の送風機におけるファンボス、冷却リブ、およびヨークのＣ矢視図である。第２実施形態に係る送風機の変形例を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。

図１、図２に示すように、送風機は、アウターロータ型の電動機１と、この電動機１に回転駆動されて空気流れを発生させるファン２を備えている。

電動機１は、ハウジング１１、シャフト１２、ベアリング１３、アウターロータ１４、およびステータ１５を備えている。

ハウジング１１に円柱状のシャフト１２が固定され、このシャフト１２に２個のベアリング１３が固定されている。

アウターロータ１４は、金属製の有底円筒状のヨーク１４１と、ヨーク１４１の内周側に固定された永久磁石１４２とからなり、ベアリング１３を介してシャフト１２に回転自在に固定されている。

ステータ１５は、鉄心１５１にコイル１５２が巻装されて構成され、アウターロータ１４の内側に配置されてハウジング１１に固定されている。

アウターロータ１４の開口側端部とハウジング１１との隙間から、アウターロータ１４内に冷却風が導入されるようになっている。そして、ヨーク１４１における円筒部と底部との境界部には、アウターロータ１４内に導入された冷却風を後述する冷却風通路に排出させる排出口１４３が、送風機回転方向に沿って等間隔に複数個形成されている。

ファン２は、有底円筒状のファンボス２１と、ファンボス２１の外周側に配置された板状の多数の羽根２２と、ファンボス２１の内周側に配置された板状の複数の冷却リブ２３を備えている。ファンボス２１と、羽根２２と、冷却リブ２３は、樹脂にて一体成形されている。

ファンボス２１の内側にアウターロータ１４が配置され、ファンボス２１の円筒部とヨーク１４１の円筒部との間に、排出口１４３から排出された冷却風の通路となる冷却風通路３が形成されている。

また、ファンボス２１とヨーク１４１が接合されて、ファン２とアウターロータ１４が一体的に回転するようになっている。

ファン２は、送風機軸方向の空気流れを発生させる軸流ファンであり、羽根２２は、送風機回転方向に沿って等間隔に配置されるとともに、ファンボス２１の外周面からファンボス２１の径方向外側に向かって延びている。

冷却リブ２３は、冷却風通路３内に空気流れを発生させるものであり、排出口１４３と同数設けられ、送風機回転方向に沿って等間隔に配置されている。

また、冷却リブ２３は、ファンボス２１における円筒部の内壁面からヨーク１４１の円筒部に向かって突出している。より詳細には、冷却リブ２３における送風機径方向内側の端部２３１は、冷却リブ２３における送風機径方向外側の端部２３２よりも、送風機回転方向の前方側に位置している。なお、冷却リブ２３における送風機径方向内側の端部２３１を、以下、単にリブ先端部２３１という。

図２に示すように、任意のリブ先端部２３１に隣接する２つの排出口１４３のうち、リブ先端部２３１よりも送風機回転方向前方側に位置する排出口１４３が、リブ先端部２３１よりも送風機回転方向後方側に位置する排出口１４３よりも、リブ先端部２３１に近接している。換言すると、リブ先端部２３１は、最も近接する排出口１４３に対して送風機回転方向の後方側に位置している。

また、リブ先端部２３１は、排出口１４３に対して、送風機径方向に重ならない位置に配置されている。

このように構成された送風機は、コイル１５２に電力が供給されると、ファン２がアウターロータ１４と一体的に回転し、羽根２２によって送風機軸方向の空気流れが発生するとともに、冷却リブ２３によって冷却風通路３内に空気流れＢが発生する。

アウターロータ１４内に導入された冷却風は、冷却リブ２３による空気流れＢにより、排出口１４３を介して冷却風通路３に吸い出され、さらにはファンボス２１の外部に排出される。

そして、本実施形態では、ヨーク１４１に排出口１４３を設け、ファンボス２１に冷却リブ２３を設けているため、排出口１４３の大きさの制約を受けることなく、冷却リブ２３を大きくすることができる。したがって、アウターロータ１４内に導入される冷却風の流量を十分に確保して、電動機１の冷却性を向上させることができる。

また、リブ先端部２３１を排出口１４３に対して送風機径方向に重ならない位置に配置しているため、冷却風が排出口１４３を通過する際の冷却風の流れが冷却リブ２３によって妨げられることを回避して、アウターロータ１４内に導入される冷却風の流量を十分に確保することができる。因みに、リブ先端部２３１を排出口１４３に近接させ、且つリブ先端部２３１を排出口１４３に対して送風機径方向に重ならない位置に配置した送風機と、リブ先端部２３１を排出口１４３に対して送風機径方向に重なる位置に配置した送風機とについて、アウターロータ１４内に導入された冷却風の風速を流れ解析により比較したところ、前者の送風機の方が風速が高くなることが確認された。

また、リブ先端部２３１を、冷却リブ２３における送風機径方向外側の端部２３２よりも、送風機回転方向の前方側に位置させた送風機は、リブ先端部２３１を、冷却リブ２３における送風機径方向外側の端部２３２よりも、送風機回転方向の後方側に位置させた送風機よりも、アウターロータ１４内に導入された冷却風の風速を高くすることができる。

なお、上記実施形態においては、リブ先端部２３１を、最も近接する排出口１４３に対して送風機回転方向の後方側に配置したが、図３に示す変形例のように、リブ先端部２３１を、最も近接する排出口１４３に対して送風機回転方向の前方側に配置してもよい。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。以下、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図４、図５に示すように、冷却風通路３は、ファンボス２１の円筒部とヨーク１４１の円筒部との間、およびヨーク１４１の底部とファンボス２１の底部との間に、連続して形成されている。

排出口１４３は、ヨーク１４１の底部に形成され、送風機回転方向に沿って等間隔に複数個配置されている。

冷却リブ２３は、ファンボス２１における円筒部の内壁面からヨーク１４１の円筒部に向かって突出する部位と、ファンボス２１における底部の内壁面からヨーク１４１の底部に向かって突出する部位とから構成されている。

本実施形態の送風機は、第１実施形態と同様に、アウターロータ１４内に導入された冷却風は、冷却リブ２３による空気流れＢにより、排出口１４３を介して冷却風通路３に吸い出され、さらにはファンボス２１の外部に排出される。

そして、本実施形態によると、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施形態においては、リブ先端部２３１を、最も近接する排出口１４３に対して送風機回転方向の後方側に配置したが、図６に示す変形例のように、リブ先端部２３１を、最も近接する排出口１４３に対して送風機回転方向の前方側に配置してもよい。

また、本実施形態においては、リブ先端部２３１を、冷却リブ２３における送風機径方向外側の端部２３２よりも、送風機回転方向の前方側に配置したが、図６に示す変形例のように、リブ先端部２３１を、冷却リブ２３における送風機径方向外側の端部２３２よりも、送風機回転方向の後方側に配置してもよい。

（他の実施形態）
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。

また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。

また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

２ファン
３冷却風通路
１４アウターロータ
１５ステータ
２１ファンボス
２２羽根
２３冷却リブ
１４１ヨーク
１４２永久磁石
１４３排出口

Claims

有底円筒状のファンボス（２１）の外周側に羽根（２２）を有するファン（２）と、
有底円筒状のヨーク（１４１）の内周側に永久磁石（１４２）が固定され、前記ファンボスの内側に配置されて前記ファンと一体に回転するアウターロータ（１４）と、
前記アウターロータの内側に配置されたステータ（１５）とを備え、
前記ヨークは、前記アウターロータ内に導入された冷却風を前記ファンボスと前記ヨークとの間の冷却風通路（３）に排出させる排出口（１４３）を備え、
前記ファンボスは、前記ファンボスの内壁面から前記ヨーク側に向かって突出して、前記冷却風通路内に空気流れを発生させる冷却リブ（２３）が前記排出口に近接して複数設けられており、
複数の前記冷却リブそれぞれは、前記冷却リブにおける送風機径方向内側の端部（２３１）が、前記排出口に対して、送風機径方向に重ならない位置に配置されていることを特徴とする送風機。
前記冷却リブにおける送風機径方向内側の端部（２３１）は、最も近接する前記排出口に対して送風機回転方向の後方側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の送風機。
前記冷却リブにおける送風機径方向内側の端部（２３１）は、最も近接する前記排出口に対して送風機回転方向の前方側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の送風機。
前記冷却リブにおける送風機径方向内側の端部（２３１）は、前記冷却リブにおける送風機径方向外側の端部（２３２）よりも送風機回転方向の前方側に位置していることを特徴とする請求項１または２に記載の送風機。
前記ヨークには、送風機回転方向に沿って前記排出口が複数個形成されており、
前記冷却リブは、前記排出口と同数設けられ、送風機回転方向において隣り合う前記冷却リブとの間に前記排出口と同数の前記冷却風通路が形成されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の送風機。