JP6565303B2 - Blower - Google Patents
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Description
本発明は、遠心式のブロワに関する。 The present invention relates to a centrifugal blower.
従来、人工呼吸器、掃除機、冷却ファンなどの送風機能を有する機器に搭載される遠心式のブロワが知られている。遠心式のブロワは、ケーシングの内部に配置されたインペラを、モータの動力により回転させて、ケーシングの吸気口から気体を吸引するとともに、ケーシングの排気口から気体を排出する。従来の遠心式のブロワについては、例えば、米国特許第6960854号明細書、米国特許第8638014号明細書、および米国特許出願公開第2012/0199129号明細書に記載されている。
ブロワ駆動時には、ロータの回転に伴い、ステータに振動が発生する。しかしながら、上記の各文献では、モータのステータが、ケーシングに対して直接的に固定されている。このため、上記の各文献の構造では、ステータに生じた振動が、ケーシングに伝達しやすい。したがって、ブロワの駆動時の振動や騒音を低減することが難しい。 When the blower is driven, vibrations are generated in the stator as the rotor rotates. However, in each of the above documents, the motor stator is fixed directly to the casing. For this reason, in the structure of each of the above documents, vibration generated in the stator is easily transmitted to the casing. Therefore, it is difficult to reduce vibration and noise when the blower is driven.
このようなブロワの振動を低減するためには、ステータとケーシングとの間に他の部材を介在させて、ステータの周囲を当該他の部材で覆うことが考えられる。しかしながら、ブロワの駆動時には、コイルへの通電によってステータが発熱する。ステータの周囲を他の部材で単純に覆うだけでは、振動を低減できたとしても、ステータに生じる熱を外部へ放出することが困難となる。すなわち、遠心式のブロワにおいて、防振性と放熱性とを両立させることは、技術的困難性を伴う課題である。 In order to reduce such vibration of the blower, it is conceivable that another member is interposed between the stator and the casing and the periphery of the stator is covered with the other member. However, when the blower is driven, the stator generates heat by energizing the coil. Simply covering the periphery of the stator with another member makes it difficult to release the heat generated in the stator to the outside even if the vibration can be reduced. That is, in a centrifugal blower, it is a problem accompanied by technical difficulties to achieve both vibration isolation and heat dissipation.
本発明の目的は、振動を低減できるとともにステータに生じた熱を外部へ効率よく放出できるブロワを提供することである。 An object of the present invention is to provide a blower that can reduce vibrations and efficiently release heat generated in a stator to the outside.
本願の例示的な第1発明は、遠心式のブロワであって、ケーシングと、前記ケーシング内に配置されたインペラと、中心軸を中心として前記インペラを回転させるモータと、を有し、前記ケーシングは、前記インペラの中央に向けて開口する吸気口と、前記インペラおよび前記モータよりも径方向外側に位置する排気口と、前記吸気口と前記排気口とを連通し、前記モータの周囲において環状に広がる風洞と、を有し、前記モータは、前記インペラに直接または他の部材を介して固定されたロータと、前記ロータの径方向外側に配置され、前記ロータとの間に回転磁界を発生させるステータと、前記ステータを保持するステータハウジングと、を有し、前記ステータハウジングは、前記ケーシングと径方向に接触する径方向接触面と、前記ケーシングと周方向に接触する周方向接触面と、前記ケーシングと軸方向に接触する軸方向接触面と、前記風洞に露出する放熱面となり、前記ステータハウジングは、さらに外周面に複数の凸部を有し、前記ケーシングは、前記風洞の径方向内側に位置する環状のホルダ部を有し、前記ホルダ部は、径方向に貫通する複数の貫通孔または複数の切り欠きを有し、前記複数の凸部が、前記複数の孔または前記複数の切り欠きに、それぞれ嵌り、前記凸部の外端部が、前記放熱面となるブロワ。 An exemplary first invention of the present application is a centrifugal blower, which includes a casing, an impeller disposed in the casing, and a motor that rotates the impeller about a central axis, and the casing Communicates with the intake port that opens toward the center of the impeller, the exhaust port located radially outside the impeller and the motor, the intake port and the exhaust port, and has an annular shape around the motor A wind tunnel extending to the rotor, and the motor is disposed directly on the impeller or via another member, and is disposed radially outside the rotor to generate a rotating magnetic field between the rotor and the rotor. And a stator housing that holds the stator, the stator housing having a radial contact surface that is in radial contact with the casing, and the case. And the circumferential contact surface in contact with the single and circumferential direction, and the axial contact surface in contact with the casing and axially, Ri Do a radiating surface exposed to the wind tunnel, said stator housing further plurality of convex to the outer peripheral surface The casing has an annular holder portion located radially inward of the wind tunnel, the holder portion has a plurality of through holes or a plurality of notches penetrating in the radial direction, A blower in which a plurality of convex portions are fitted into the plurality of holes or the plurality of notches, respectively, and an outer end portion of the convex portion serves as the heat dissipation surface .
本願の例示的な第1発明によれば、ケーシングとステータハウジングとを、径方向、周方向、および軸方向に接触させる。これにより、ケーシングとステータハウジングとの接触面積を増加させて、ブロワの振動を低減させることができる。また、ステータに生じた熱を、ステータハウジングの放熱面から風洞内の気体へ、効率よく放出できる。 According to the exemplary first invention of the present application, the casing and the stator housing are brought into contact with each other in the radial direction, the circumferential direction, and the axial direction. Thereby, the contact area of a casing and a stator housing can be increased, and vibration of a blower can be reduced. Further, the heat generated in the stator can be efficiently released from the heat radiating surface of the stator housing to the gas in the wind tunnel.
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、ブロワ内のモータの中心軸と平行な方向を「軸方向」、モータの中心軸に直交する方向を「径方向」、モータの中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、以下の実施形態では、軸方向を上下方向とし、モータに対してインペラ側を上として、各部の形状や位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、本発明に係るブロワの使用時の向きを限定する意図はない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present application, the direction parallel to the central axis of the motor in the blower is referred to as “axial direction”, the direction orthogonal to the central axis of the motor is referred to as “radial direction”, and the direction along the arc centered on the central axis of the motor is referred to as “ "Circumferential direction". In the following embodiments, the shape and positional relationship of each part will be described with the axial direction as the vertical direction and the impeller side as the upper side with respect to the motor. However, this definition of the vertical direction is not intended to limit the direction of use of the blower according to the present invention.
<1.第1実施形態>
<1−1.ブロワの全体構成>
図1は、本発明の第1実施形態に係るブロワ1の縦断面図である。このブロワ1は、モータ10の動力でインペラ20を回転させることにより、軸方向に吸引した気体を接戦方向へ送り出す、いわゆる遠心式の送風機である。ブロワ1は、例えば、睡眠時無呼吸症候群の患者が睡眠時に気道を確保する経鼻的持続陽圧呼吸療法(CPAP)に用いる、医療用の人工呼吸器に搭載される。患者が当該人工呼吸器を装着して就寝すると、睡眠時の患者の気道に継続的に空気が送り込まれる。
<1. First Embodiment>
<1-1. Overall configuration of blower>
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a
図1に示すように、本実施形態のブロワ1は、モータ10、インペラ20、およびケーシング30を有する。
As shown in FIG. 1, the
モータ10は、インペラ20を回転させるための駆動源である。モータ10は、シャフト11、ロータ12、ステータ13、およびステータハウジング14を有する。シャフト11は、中心軸9に沿って配置された柱状の部材である。シャフト11の上端部には、インペラ20が固定される。一方、シャフト11の下端部には、ロータ12が固定される。すなわち、本実施形態では、ロータ12とインペラ20とが、シャフト11を介して互いに固定されている。
The
ロータ12は、円筒状のロータコア121と、マグネット122とを有する。ロータコア121には、例えば、磁性体である積層鋼板が用いられる。マグネット122は、ロータコア121の外周面に固定される。マグネット122の径方向外側の面には、N極とS極とが、周方向に交互に着磁されている。なお、マグネット122は、複数のマグネットから構成されてもよく、環状の1つのマグネットから構成されてもよい。
The
ステータ13は、ロータ12の径方向外側に配置される。ステータ13は、ステータコア131および複数のコイル132を有する。ステータコア131には、例えば、磁性体である積層鋼板が用いられる。ステータコア131は、環状のコアバック41と、コアバック41から径方向内側へ突出する複数のティース42とを有する。複数のティース42は、周方向に等間隔に配列される。複数のコイル132は、各ティース42に巻かれた導線により構成される。ティース42とコイル132との間には、樹脂製のインシュレータ133が介在する。これにより、ティース42とコイル132とが互いに電気的に絶縁される。
The
ステータ13のコイル132に駆動電流を供給すると、ステータコア131の複数のティース42に磁束が生じる。そして、ティース42とマグネット122との間の磁束の作用により、周方向のトルクが生じる。その結果、ロータ12およびシャフト11が、中心軸9を中心として回転する。シャフト11が回転すると、シャフト11に固定されたインペラ20も、中心軸9を中心として回転する。
When a drive current is supplied to the
ステータハウジング14は、ケーシング30に固定されるとともに、ステータ13を保持する部材である。図2は、ステータハウジング14の縦断面図である。図3は、ステータハウジング14の下面図である。図1〜図3に示すように、ステータハウジング14は、筒状部141、円板部142、軸受保持部143、および複数のリブ144を有する。
The
筒状部141は、ステータ13の径方向外側において、軸方向に略円筒状に延びる。ステータコア131は、筒状部141の内周面に固定される。筒状部141の上端部は、ステータ13よりも上側まで延びる。円板部142は、筒状部141の上端部から、径方向内側へ向けて広がる。軸受保持部143は、円板部142の径方向内側の端部から、上側および下側へ向けて略円筒状に延びる。複数のリブ144は、それぞれ、円板部142の下面側において、軸受保持部143の外周面と筒状部141の内周面とを径方向に繋ぐ。複数のリブ144により、ステータハウジング14の剛性が高められている。
The
後述の通り、本実施形態のステータハウジング14は、ステータ13に生じた熱の放出経路となる。このため、ステータハウジング14の材料には、アルミニウム、アルミニウム合金などの放熱性の高い金属を用いるとよい。特に、人工呼吸器などの患者が直接取り扱う医療機器では、信頼性とともに機器の軽量化が重要な設計課題となる。アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いれば、ステータハウジング14の強度を高めながら、ブロワ1の重量を低減させることができる。
As will be described later, the
軸受保持部143とシャフト11との間には、一対のベアリング51,52が介在する。各ベアリング51,52には、例えばボールベアリングが用いられる。各ベアリング51,52の外輪は、軸受保持部143の内周面に固定される。各ベアリング51,52の内輪は、シャフト11の外周面に固定される。これにより、シャフト11、ロータ12、およびインペラ20が、ステータハウジング14に対して、回転可能に支持される。
A pair of
本実施形態では、一対のベアリング51,52が、いずれも、ロータ12よりもインペラ20側である軸方向上側に配置される。そして、一対のベアリング51,52が、いずれも、ステータハウジング14に保持される。このように、2つのベアリング51,52をロータ12に対して軸方向の同じ側に配置すれば、2つのベアリング51,52を1部品で保持することが容易となる。そして、複数のベアリング51,52を1部品で保持すれば、中心軸9に対してシャフト11を同軸に配置しやすい。
In the present embodiment, the pair of
また、本実施形態では、いずれのベアリング51,52も、ステータハウジング14の円板部142から上側へ完全には突出していない。上側のベアリング51は、ステータハウジング14の円板部142の一部分と、径方向に重なる位置に、配置されている。下側のベアリング52は、ステータハウジング14の筒状部141と、径方向に重なる位置に配置されている。このようにすれば、ベアリング51,52から筒状部141までの距離が短くなる。したがって、シャフト11に対するステータハウジング14の傾きを、より抑制できる。
In the present embodiment, none of the
インペラ20は、ステータハウジング14よりも上側において、シャフト11に固定されている。インペラ20は、略円板状の羽根支持部21と、複数の羽根22とを有する。羽根支持部21は、中心軸9に対して略垂直に広がる。複数の羽根22は、周方向に等間隔に配置される。また、複数の羽根22は、それぞれ、羽根支持部21の上面に沿って径方向に広がる。インペラ20の材料には、例えば、PBT(ポリブチレンテレフタラート)やPC(ポリカーボネート)等の樹脂が使用される。ただし、インペラ20の材料に、金属等の樹脂以外の材料を用いてもよい。
The
モータ10およびインペラ20は、ケーシング30の内部に配置されている。図1に示すように、本実施形態のケーシング30は、第1ケーシング部材31と、第1ケーシング部材31の上側に配置される第2ケーシング部材32とで構成される。第1ケーシング部材31は、ステータ13およびステータハウジング14の周囲を取り囲む。第2ケーシング部材32は、インペラ20の周囲を取り囲む。
The
第1ケーシング部材31と第2ケーシング部材32とは、ねじ止めまたは係合によって、互いに固定される。また、第1ケーシング部材31と第2ケーシング部材32との間には、図示を省略したエラストマー製のシール材が、挟まれている。当該シール材により、両部材31,32の隙間からの気体の漏れが、防止される。
The
第1ケーシング部材31および第2ケーシング部材32の材料には、例えば、PBT(ポリブチレンテレフタラート)やPC(ポリカーボネート)等の樹脂が使用される。第1ケーシング部材31は、金型の内部にステータハウジング14を配置した状態で、金型の内部に樹脂を流し込んで固化させる、いわゆるインサート成型により得られる。すなわち、本実施形態の第1ケーシング部材31は、ステータハウジング14をインサート部品とする樹脂成型品である。インサート成型を利用すれば、ステータハウジング14と第1ケーシング部材31とを、密着させることができる。
As the material of the
ただし、第1ケーシング部材31をステータハウジング14とは別に成型し、成型後の第1ケーシング部材31に、ステータハウジング14を接着剤等で固定してもよい。
However, the
ケーシング30は、吸気口33と排気口34とを有する。吸気口33は、インペラ20の上側において、第2ケーシング部材32を軸方向に貫通する。すなわち、吸気口33は、第2ケーシング部材32の上方の空間から、インペラ20の中央に向けて開口する。排気口34は、モータ10およびインペラ20の径方向外側において、中心軸9を中心とする仮想円の接線方向に開口する。また、ケーシング30は、気体の流路となる風洞35を内部に有する。風洞35は、モータ10およびインペラ20の周囲において、環状に広がる。また、吸気口33と排気口34とは、風洞35を介して連通する。
The
モータ10の駆動時には、シャフト11とともにインペラ20が回転する。そうすると、ケーシング30の上部空間から吸気口33を通ってケーシング30の内部へ、気体が吸引される。吸引された気体は、インペラ20により加速されて、風洞35内を旋回する。そして、風洞35内を旋回した気体が、排気口34を通って、ケーシング30の外部へ排出される。
When the
<1−2.ステータハウジングおよび第1ケーシング部材の詳細な形状について>
続いて、ステータハウジング14および第1ケーシング部材31のより詳細な形状について、説明する。
<1-2. Detailed shape of stator housing and first casing member>
Subsequently, more detailed shapes of the
図1〜図3に示すように、本実施形態のステータハウジング14の外周面には、歯車状の複数の凸部145が設けられている。複数の凸部145は、それぞれ、筒状部141の外周面から径方向外側へ向けて突出する。また、複数の凸部145は、周方向に略等間隔に配置されている。個々の凸部145は、ステータハウジング14の外周面において、軸方向に略直方体状に延びる。
As shown in FIGS. 1 to 3, a plurality of gear-shaped
一方、第1ケーシング部材31は、ステータハウジング14の周囲に形成されたホルダ部311を有する。ホルダ部311は、風洞35の径方向内側に位置する。ホルダ部311は、複数の凸部145の間を、筒状部141の外周面に沿って上方へ延び、その上端部において環状に繋がっている。本実施形態のホルダ部311は、径方向に貫通する複数の貫通孔60を有する。複数の貫通孔60は、周方向に略等間隔に配置されている。ステータハウジング14の複数の凸部145は、ホルダ部311の複数の貫通孔60に、それぞれ嵌る。
On the other hand, the
このため、本実施形態では、ステータハウジング14の各凸部145の上面および下面が、第1ケーシング部材31のホルダ部311と軸方向に接触する軸方向接触面61となる。また、各凸部145の周方向の両端面が、第1ケーシング部材31のホルダ部311と周方向に接触する周方向接触面62となる。また、ステータハウジング14の筒状部141の外周面が、第1ケーシング部材31のホルダ部311と径方向に接触する径方向接触面63となる。
For this reason, in this embodiment, the upper surface and the lower surface of each
このように、本実施形態のブロワ1では、ステータハウジング14と第1ケーシング部材31とが、径方向、周方向、および軸方向の3方向において、互いに面接触している。これにより、ステータハウジング14と第1ケーシング部材31との接触面積が増加する。したがって、ステータハウジング14と第1ケーシング部材31とが、互いに強固に固定される。また、ブロワ1の駆動時には、ステータ13に生じた振動が、ステータハウジング14を介して第1ケーシング部材31に伝達される。その際、第1ケーシング部材31に対してステータハウジング14が3方向に保持されているため、伝達される振動を効率よく抑えることができる。したがって、ブロワ1の駆動時の振動および騒音を低減できる。
Thus, in the
また、第1ケーシング部材31のホルダ部311は、ステータハウジング14の複数の凸部145の径方向外側の端面を覆っていない。このため、各凸部145の径方向外側の端面は、風洞35に露出する。ブロワ1の駆動時には、コイル132に生じた熱が、ステータコア131を通って、ステータハウジング14に伝導する。そして、その熱が、複数の凸部145の径方向外側の端面から、風洞35内の気体へ放出される。これにより、ステータ13が効率よく冷却される。このように、本実施形態では、凸部145の径方向外側の端面が、ステータ13の熱を外部へ放出する放熱面64となる。
Further, the
特に、本実施形態では、複数の凸部145が周方向に略等間隔に配置されている。このため、ステータ13の周囲において、振動の低減および放熱の効果を、均等に得ることができる。
In particular, in the present embodiment, the plurality of
また、本実施形態では、ホルダ部311の径方向外側の面と、複数の凸部145の径方向外側の端面とが、中心軸9を中心とする略同一の仮想円筒面上に位置する。このため、各凸部145の径方向外側の端面が、ホルダ部311の径方向外側の面よりも径方向内側に位置する場合と比べて、風洞35内の気体が、凸部145の端面に当たりやすい。したがって、凸部145から風洞35内の気体へ、より効率よく熱を放出できる。
In the present embodiment, the radially outer surface of the
ただし、本実施形態の凸部145は、ホルダ部311から風洞35内に突出しない。このため、凸部145によって風洞35内の気体の流れが妨げられない。したがって、凸部145による風量の損失を防止できるとともに、風切り音の発生も防止できる。
However, the
また、本実施形態では、ステータハウジング14の材料が金属であるのに対し、第1ケーシング部材31の材料が樹脂である。このように、異なる材料同士を接触させれば、ステータハウジング14から第1ケーシング部材31へ伝達される振動を、効率よく減衰させることができる。また、ステータハウジング14と第1ケーシング部材31との間で、共振が生じにくい。したがって、ブロワ1の駆動時の振動および騒音を、より効率よく低減できる。
In the present embodiment, the material of the
特に、患者が睡眠時に使用する人工呼吸器においては、静音性と長期の信頼性が重視される。本実施形態の構造を採れば、ブロワ1の駆動時の振動および騒音を抑制でき、かつ、ステータ13の熱を効率よく外部へ放出して、ブロワ1の耐用年数を向上させることができる。
In particular, in a ventilator used by a patient during sleep, importance is attached to silence and long-term reliability. If the structure of this embodiment is taken, the vibration and noise at the time of the drive of the
なお、本実施形態では、第1ケーシング部材31のホルダ部311に、閉じた孔である複数の貫通孔60が設けられていた。しかしながら、ホルダ部311は、複数の貫通孔60に代えて、上方または下方に向けて開いた複数の切り欠きを有していてもよい。そして、当該切り欠きに、ステータハウジング14の凸部145が嵌っていてもよい。また、複数の凸部145は、必ずしも周方向に等間隔に配置されていなくてもよい。例えば、複数の凸部145が、周方向に不均一な間隔で配列されていてもよい。
In the present embodiment, the
<2.第2実施形態>
続いて、本発明の第2実施形態について説明する。図4は、第2実施形態に係るブロワ1Aの縦断面図である。図5は、第2実施形態に係るステータハウジング14Aの縦断面図である。図6は、第2実施形態に係るステータハウジング14Aの下面図である。本実施形態のブロワ1Aは、ステータハウジング14Aおよび第1ケーシング部材31Aの構造が、第1実施形態と異なる。このため、以下では、ステータハウジング14Aおよび第1ケーシング部材31Aの構造を中心に説明する。他の部分については、第1実施形態と同等であるため、重複説明を省略する。
<2. Second Embodiment>
Subsequently, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a
図4〜図6に示すように、本実施形態のステータハウジング14Aは、凹凸の無い略円筒状の外周面を有する。そして、ステータハウジング14Aの当該外周面が、風洞35に露出している。ブロワ1Aの駆動時には、コイル132Aに生じた熱が、ステータコア131Aを通って、ステータハウジング14Aに伝導する。そして、ステータハウジング14Aの外周面から、風洞35A内の気体へ、熱が放出される。これにより、ステータ13Aが冷却される。このように、本実施形態では、ステータハウジング14Aの円筒状の外周面が、ステータ13Aの熱を外部へ放出する放熱面64Aとなる。
As shown in FIGS. 4 to 6, the
また、本実施形態のステータハウジング14Aは、3つの貫通孔146Aを有する。各貫通孔146Aは、ステータハウジング14Aの筒状部141Aを、軸方向に貫通する。一方、第1ケーシング部材31Aは、3本の柱状部312Aと、環状部313Aとを有する。3本の柱状部312Aは、それぞれ、ステータハウジング14Aの貫通孔146A内において、軸方向に延びる。環状部313Aは、筒状部141Aの上面を覆う円環状の部位である。
Further, the
第1ケーシング部材31Aの製造時には、金型の内部にステータハウジング14Aを配置した状態で、金型の内部に樹脂を流し込んで固化させる。その際、ステータハウジング14Aの3つの貫通孔146A内にも、樹脂が充填される。これにより、3本の柱状部312Aが形成される。
At the time of manufacturing the
本実施形態では、ステータハウジング14Aの上面および下面が、第1ケーシング部材31Aと軸方向に接触する軸方向接触面61Aとなる。また、ステータハウジング14Aの貫通孔146Aを構成する面が、第1ケーシング部材31Aの柱状部312Aと周方向に接触する周方向接触面62Aおよび径方向に接触する径方向接触面63Aとなる。
In the present embodiment, the upper surface and the lower surface of the
このように、本実施形態のブロワ1Aにおいても、ステータハウジング14Aと第1ケーシング部材31Aとが、径方向、周方向、および軸方向の3方向において、互いに面接触している。これにより、ステータハウジング14Aと第1ケーシング部材31Aとの接触面積が増加する。したがって、ステータハウジング14Aと第1ケーシング部材31Aとが、互いに強固に固定される。また、ブロワ1Aの駆動時には、ステータ13Aに生じた振動が、ステータハウジング14Aを介して第1ケーシング部材31Aに伝達される。その際、第1ケーシング部材31Aに対してステータハウジング14Aが3方向に保持されているため、伝達される振動を効率よく抑えることができる。したがって、ブロワ1Aの駆動時の振動および騒音を低減できる。
Thus, also in the
また、本実施形態のブロワ1Aでは、ステータハウジング14Aの外周面が、全周に亘って風洞35Aに露出する。このため、モータ10Aの周囲の全周に亘って、放熱の効果を得ることができる。
In the
<3.変形例>
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態には限定されない。
<3. Modification>
As mentioned above, although exemplary embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said embodiment.
図7は、一変形例に係るブロワ1Bの縦断面図である。図7の例では、ステータハウジング14Bが、ハウジング本体71Bおよびリング部材72Bの2部材で構成されている。ハウジング本体71Bは、上記の第1実施形態におけるステータハウジング14と、同等の形状を有する。リング部材72Bは、円筒状の部材であり、ハウジング本体71Bおよびホルダ部311Bの径方向外側に取り付けられる。リング部材72Bの固定方法は、圧入であってもよく、接着剤による接着であってもよい。リング部材72Bの材料には、例えば、熱伝導率の高いアルミニウム等の金属が用いられる。リング部材72Bの内周面は、複数の凸部145Bの径方向外側の端面に接触する。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a
このようにすれば、ステータ13Bからハウジング本体71Bに伝導した熱を、リング部材72Bを介して風洞35B内の気体へ放出できる。すなわち、図7の例では、リング部材71Bの円筒状の外周面全体が、ステータ13Bの熱を外部へ放出する放熱面64Bとなる。したがって、上記の第1実施形態に比べて、放熱面64Bの面積を増加させることができる。その結果、放熱効果をより高めることができる。
In this way, the heat conducted from the
また、図7の構造において、リング部材72Bの形状を、図8のように変形させてもよい。図8の例では、リング部材72Bは、円筒部721Bとフランジ部722Bとを有する。円筒部721Bは、ハウジング本体71Bおよびホルダ部311Bの径方向外側において、軸方向に円筒状に延びる。フランジ部722Bは、円筒部721Bの上端部から径方向外側へ向けて突出する。図8の例では、円筒部721Bの外周面だけではなく、フランジ部722Bの表面も、放熱面64Bとなる。したがって、図7の例よりもさらに、放熱面64Bの面積を増加させることができる。その結果、放熱効果をさらに高めることができる。
Further, in the structure of FIG. 7, the shape of the
また、図8の例では、フランジ部722Bの径方向外側の端部が、インペラ20Bの径方向外側の端部よりも、径方向外側に位置する。このようにすれば、フランジ部722Bの下側の空間に巻き込まれた気流が、インペラ20Bから風洞35Bへ流れ込む後続の気流に衝突することを抑制できる。これにより、ブロワ1Bの駆動時の騒音を、さらに抑制できる。
In the example of FIG. 8, the radially outer end of the
図9は、他の変形例に係るブロワ1Cの縦断面図である。図9の例では、ステータハウジング14Cが、ハウジング本体71Cおよびリング部材72Cの2部材で構成されている。ハウジング本体71Cは、上記の第2実施形態におけるステータハウジング14Aと、同等の形状を有する。リング部材72Cは、円筒状の部材であり、ハウジング本体71Cの径方向外側に取り付けられる。リング部材72Cの固定方法は、圧入であってもよく、接着剤による接着であってもよい。リング部材72Cの材料には、例えば、熱伝導率の高いアルミニウム等の金属が用いられる。リング部材72Cの内周面は、ハウジング本体71Cの円筒状の外周面に接触する。
FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a blower 1C according to another modification. In the example of FIG. 9, the
このようにすれば、ステータ13Cからハウジング本体71Cに伝導した熱を、リング部材72Cを介して風洞35C内の気体へ放出できる。すなわち、図9の例では、リング部材71Cの円筒状の外周面全体が、ステータ13Cの熱を外部へ放出する放熱面64Cとなる。特に、図9例では、リング部材71Cの外周面の径は、ハウジング本体71Cの径よりも大きく、リング部材71Cの外周面の軸方向の長さは、ハウジング本体71Cの外周面の軸方向の長さよりも長い。したがって、上記の第2実施形態に比べて、放熱面64Cの面積を増加させることができる。その結果、放熱効果をより高めることができる。
In this way, the heat conducted from the
また、図9の構造において、リング部材72Cの形状を、図10のように変形させてもよい。図10の例では、リング部材72Cは、円筒部721Cとフランジ部722Cとを有する。円筒部721Cは、ハウジング本体71Cの径方向外側において、軸方向に円筒状に延びる。フランジ部722Cは、円筒部721Cの上端部から径方向外側へ向けて突出する。図10の例では、円筒部721Cの外周面だけではなく、フランジ部722Cの表面も、放熱面64Cとなる。したがって、図9の例よりもさらに、放熱面64Cの面積を増加させることができる。その結果、放熱効果をさらに高めることができる。
In the structure of FIG. 9, the shape of the ring member 72C may be modified as shown in FIG. In the example of FIG. 10, the ring member 72C includes a
また、図10の例では、フランジ部722Cの径方向外側の端部が、インペラ20Cの径方向外側の端部よりも、径方向外側に位置する。このようにすれば、フランジ部722Cの下側の空間に巻き込まれた気流が、インペラ20Cから風洞35Cへ流れ込む後続の気流に衝突することを抑制できる。これにより、ブロワ1Cの駆動時の騒音を、さらに抑制できる。 In the example of FIG. 10, the radially outer end of the flange portion 722C is positioned more radially outward than the radially outer end of the impeller 20C. If it does in this way, it can control that the air current caught in the space below flange part 722C collides with the following air current which flows into impeller 35C from impeller 20C. Thereby, the noise at the time of drive of blower 1C can further be suppressed.
また、上記の実施形態では、ロータとインペラとが、シャフトを介して互いに固定されていた。しかしながら、ロータとインペラとは、シャフトを介することなく直接固定されていてもよい。 In the above embodiment, the rotor and the impeller are fixed to each other via the shaft. However, the rotor and the impeller may be directly fixed without using a shaft.
また、上記の実施形態では、一対のベアリングが、ステータハウジングとシャフトとの間に介在していた。しかしながら、ステータハウジングの径方向内側に他の部材が固定され、当該他の部材とシャフトとの間に、複数のベアリングを介在させてもよい。また、上記の実施形態では、複数のベアリングが、ロータに対して軸方向の同じ側に配置されていた。しかしながら、複数のベアリングを、ロータの上側および下側に分けて配置してもよい。また、ベアリングの数は、3つ以上であってもよい。 In the above embodiment, the pair of bearings are interposed between the stator housing and the shaft. However, another member may be fixed inside the stator housing in the radial direction, and a plurality of bearings may be interposed between the other member and the shaft. Moreover, in said embodiment, the some bearing was arrange | positioned on the same side of the axial direction with respect to the rotor. However, a plurality of bearings may be arranged separately on the upper side and the lower side of the rotor. Further, the number of bearings may be three or more.
また、上記の実施形態のブロワは、医療用の人工呼吸器に搭載されるものであった。しかしながら、本発明のブロワは、冷却ファンや掃除機などの医療機器以外の用途に用いられるものであってもよい。 Moreover, the blower of said embodiment was mounted in the medical ventilator. However, the blower of the present invention may be used for applications other than medical devices such as cooling fans and vacuum cleaners.
また、ブロワを構成する各部材の細部の形状は、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。 Moreover, the shape of the detail of each member which comprises a blower may differ from the shape shown by each figure of this application. Moreover, you may combine suitably each element which appeared in said embodiment and modification in the range which does not produce inconsistency.
本発明は、遠心式のブロワに利用できる。 The present invention can be used for a centrifugal blower.
1,1A,1B,1C ブロワ
9 中心軸
10 モータ
11 シャフト
12 ロータ
13,13A,13B,13C ステータ
14,14A,14B,14C ステータハウジング
20,20B,20C インペラ
21 羽根支持部
22 羽根
30 ケーシング
31,31A 第1ケーシング部材
32 第2ケーシング部材
33 吸気口
34 排気口
35,35A,35B,35C 風洞
41 コアバック
42 ティース
51,52 ベアリング
60 貫通孔
61,61A 軸方向接触面
62,62A 周方向接触面
63,63A 径方向接触面
64,64A,64B,64C 放熱面
71B,71C ハウジング本体
72B,72C リング部材
121 ロータコア
122 マグネット
131,131A ステータコア
132,132A コイル
133 インシュレータ
141,141A 筒状部
142 円板部
143 軸受保持部
144 リブ
145,145B 凸部
146A 貫通孔
311,311B ホルダ部
312A 柱状部
313A 環状部
721B,721C 円筒部
722B,722C フランジ部
1, 1A, 1B,
Claims (13)
ケーシングと、
前記ケーシング内に配置されたインペラと、
中心軸を中心として前記インペラを回転させるモータと、
を有し、
前記ケーシングは、
前記インペラの中央に向けて開口する吸気口と、
前記インペラおよび前記モータよりも径方向外側に位置する排気口と、
前記吸気口と前記排気口とを連通し、前記モータの周囲において環状に広がる風洞と、
を有し、
前記モータは、
前記インペラに直接または他の部材を介して固定されたロータと、
前記ロータの径方向外側に配置され、前記ロータとの間に回転磁界を発生させるステータと、
前記ステータを保持するステータハウジングと、
を有し、
前記ステータハウジングは、
前記ケーシングと径方向に接触する径方向接触面と、
前記ケーシングと周方向に接触する周方向接触面と、
前記ケーシングと軸方向に接触する軸方向接触面と、
前記風洞に露出する放熱面と、
を有し、
前記ステータハウジングは、さらに、外周面に複数の凸部を有し、
前記ケーシングは、前記風洞の径方向内側に位置する環状のホルダ部を有し、
前記ホルダ部は、径方向に貫通する複数の貫通孔または複数の切り欠きを有し、
前記複数の凸部が、前記複数の孔または前記複数の切り欠きに、それぞれ嵌り、
前記凸部の外端部が、前記放熱面となるブロワ。 A centrifugal blower,
A casing,
An impeller disposed in the casing;
A motor that rotates the impeller about a central axis;
Have
The casing is
An air inlet opening toward the center of the impeller;
An exhaust port located radially outside the impeller and the motor;
A wind tunnel communicating with the air inlet and the air outlet and extending annularly around the motor;
Have
The motor is
A rotor fixed to the impeller directly or via another member;
A stator that is disposed radially outside the rotor and that generates a rotating magnetic field with the rotor;
A stator housing for holding the stator;
Have
The stator housing is
A radial contact surface in radial contact with the casing;
A circumferential contact surface in circumferential contact with the casing;
An axial contact surface in axial contact with the casing;
A heat radiating surface exposed to the wind tunnel;
I have a,
The stator housing further has a plurality of convex portions on the outer peripheral surface,
The casing has an annular holder portion located radially inside the wind tunnel,
The holder portion has a plurality of through holes or a plurality of notches penetrating in the radial direction,
The plurality of convex portions fit into the plurality of holes or the plurality of notches, respectively.
A blower in which an outer end portion of the convex portion serves as the heat dissipation surface.
前記複数の凸部は、周方向に間隔をあけて配列され、
個々の前記凸部は、前記ステータハウジングの外周面において、軸方向に延びるブロワ。 The blower according to claim 1 , wherein
The plurality of convex portions are arranged at intervals in the circumferential direction,
Each said convex part is a blower extended in an axial direction in the outer peripheral surface of the said stator housing.
前記複数の凸部は、周方向に略等間隔に配置されるブロワ。 The blower according to claim 1 or 2 ,
The plurality of convex portions are blowers arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction.
前記ホルダ部の径方向外側の面と、前記複数の凸部の径方向外側の端面とが、略同一の仮想円筒面上に位置するブロワ。 In blower according to any one of claims 1 to 3,
A blower in which a radially outer surface of the holder portion and radially outer end surfaces of the plurality of convex portions are positioned on substantially the same virtual cylindrical surface.
前記放熱面は、全周に亘って前記風洞に露出する円筒状の面であるブロワ。 The blower according to claim 1, wherein
The heat radiating surface is a blower that is a cylindrical surface exposed to the wind tunnel over the entire circumference.
前記ステータハウジングの材料と、前記ケーシングの材料とが、互いに異なるブロワ。 The blower according to any one of claims 1 to 5 , wherein:
A blower in which the material of the stator housing and the material of the casing are different from each other.
前記ステータハウジングの材料は金属であり、前記ケーシングの材料は樹脂であるブロワ。 The blower according to claim 6 , wherein
The stator housing is made of metal, and the casing is made of resin.
前記ステータハウジングの材料はアルミニウムまたはアルミニウム合金であるブロワ。 The blower according to claim 7 , wherein
The blower is made of aluminum or aluminum alloy.
前記ケーシングは、前記ステータハウジングをインサート部品とする樹脂成型品であるブロワ。 The blower according to claim 7 or 8 ,
The casing is a blower that is a resin molded product using the stator housing as an insert part.
前記ステータハウジングは、
ハウジング本体と、
前記ハウジング本体の径方向外側に位置するリング部材と、
を有し、
前記ハウジング本体と前記リング部材とが、互いに接触し、
少なくとも前記リング部材の外周面が、前記放熱面となるブロワ。 The blower according to claim 1, wherein
The stator housing is
A housing body;
A ring member located radially outside the housing body;
Have
The housing body and the ring member are in contact with each other;
A blower in which at least an outer peripheral surface of the ring member serves as the heat dissipation surface.
前記リング部材は、
ハウジング本体の径方向外側において軸方向に円筒状に延びる円筒部と、
前記円筒部から径方向外側へ向けて突出するフランジ部と、
を有するブロワ。 The blower according to claim 10 , wherein
The ring member is
A cylindrical portion extending in a cylindrical shape in the axial direction on the radially outer side of the housing body;
A flange portion projecting radially outward from the cylindrical portion;
Having a blower.
前記中心軸に沿って配置され、前記ロータおよび前記インペラとともに回転するシャフトと、
前記ステータハウジングまたは前記ステータハウジングに固定された他の部材と、前記シャフトとの間に介在する複数のベアリングと、
をさらに有し、
前記複数のベアリングは、前記ロータに対して軸方向の同じ側に配置されるブロワ。 The blower according to any one of claims 1 to 11 , wherein
A shaft disposed along the central axis and rotating together with the rotor and the impeller;
A plurality of bearings interposed between the stator housing or another member fixed to the stator housing and the shaft;
Further comprising
The plurality of bearings are blowers arranged on the same axial side with respect to the rotor.
睡眠時の人間の気道に空気を送り込むために用いられるブロワ。 The blower according to any one of claims 1 to 12 ,
A blower used to send air into the human airways during sleep.
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