JP6568914B2

JP6568914B2 - 送風装置

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Publication number: JP6568914B2
Application number: JP2017176207A
Authority: JP
Inventors: 陽仁福澤
Original assignee: Shinano Kenshi Co Ltd
Current assignee: Shinano Kenshi Co Ltd
Priority date: 2017-09-13
Filing date: 2017-09-13
Publication date: 2019-08-28
Anticipated expiration: 2037-09-13
Also published as: JP2019054597A; CN109494918A; US20190081527A1; US10644562B2; EP3456976A1; CN109494918B; EP3456976B1

Description

本発明は、送風装置に関する。

ステータを収容するケーシング内にエポキシ樹脂等の充填体が充填された送風装置が知られている（例えば特許文献１参照）。これにより、ステータの防水性及び防塵性が確保される。

特開２００２−２５２９５８号公報

上記特許文献１の技術では、液状の充填体をケーシング内に充填して硬化させる必要があるため、組み立て作業性が低下する可能性がある。

そこで本発明は、防水性及び防塵性を確保しつつ組み立て作業性の低下を抑制した送風装置を提供することを目的とする。

上記目的は、ファンと、ステータ、コイル、前記ステータを支持したハウジング、前記ステータ及びコイルを覆うカバー、を有し、前記ファンを回転させるモータと、前記コイルと電気的に接続されたプリント基板を収納したケースと、を備え、前記ハウジングは、外側で前記ステータを支持する円筒部と、前記円筒部よりも外径が大きく前記カバーと対向したフランジ部と、を備え、前記ケースは、前記フランジ部が内部に位置し前記円筒部が外側に位置するように前記ハウジングを逃がす開口の周辺を画定し、前記カバーと前記フランジ部との間に位置した周辺壁部を有し、前記カバーと前記周辺壁部の一方の面とに挟まれて前記モータの軸心方向に圧縮された環状の第１弾性体が設けられ、前記カバーと前記フランジ部とに挟まれると共に前記フランジ部と前記周辺壁部の他方の面に挟まれて前記軸心方向に圧縮され、外径が前記第１弾性体よりも小さい環状の第２弾性体が設けられた、送風装置によって達成できる。

本発明によれば、防水性及び防塵性を確保しつつ組み立て作業性の低下を抑制した送風装置を提供できる。

図１は、本実施例の送風装置の外観図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、図２の拡大図である。図４Ａは、ステータの説明図であり、図４Ｂは、カバーが取り付けられたステータを示した図である。図５Ａ〜５Ｄは、ゴム部材の外観図である。図６Ａは、ゴム部材の外観図であり、図６Ｂは、ゴム部材を軸心方向から見た場合の部分拡大図である。

図１は、本実施例の送風装置Ａの外観図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、図２の拡大図である。送風装置Ａは、ケース１０及び２０、モータＭ、モータＭにより回転されるファンＩ、モータＭに電気的に接続されたプリント基板ＰＢ等を含む。尚、ファンＩは、図２Ａのみにおいて示し、その他の図では省略してある。ケース１０の一方側にモータＭ及びファンＩが位置し、ケース１０の他方側にケース２０が取り付けられている。ケース１０及び２０は、それぞれ半ケース状に形成され、互いに組み付けられることにより、ケース１０及び２０内にプリント基板ＰＢが収納されている。ケース１０及び２０は合成樹脂製であるが、これに限定されず、金属製であってもよい。

モータＭについて説明する。図２に示すように、モータＭは、ファンＩとケース１０との間に位置している。モータＭは、コイル３０と、ロータ４０、ステータ５０、ターミナル６０、ハウジング８０、カバー９０等を有している。ステータ５０は、金属製であり詳しくは後述する。ステータ５０の各ティース部には、それぞれコイル３０が巻回されている。コイル３０は、ステータ５０に導通不能に支持されたターミナル６０を介して、プリント基板ＰＢと電気的に接続されている。プリント基板ＰＢには、コイル３０の通電状態を制御するための部品が実装されている。カバー９０については後述する。

ロータ４０は、回転軸４２、ヨーク４４、１つまたは複数の永久磁石４６、を有している。回転軸４２は、ハウジング８０を貫通して回転可能に支持されており、具体的には、ハウジング８０内で保持された軸受ＢＢにより回転軸４２は回転可能に支持されている。ヨーク４４は、ハウジング８０の外側で回転軸４２に固定されており、略円筒状であり金属製である。ハウジング８０は、略円筒形状の円筒部８１と、円筒部８１のプリント基板ＰＢ側の端部に円筒部８１よりも外径が大きい円板状のフランジ部８５とを有している。フランジ部８５には、詳しくは後述するが、ターミナル６０が貫通した逃げ孔８５１が形成されている。ヨーク４４の内周側面には、１つまたは複数の永久磁石４６が固定されている。尚、ヨーク４４には、回転軸４２の周囲に複数の通気孔４４ａが設けられて、モータＭの放熱が促進されている。永久磁石４６は、ステータ５０のティース部の外側に対向している。コイル３０が通電されることにより、ステータ５０のティース部が励磁され、これにより永久磁石４６とティース部との間に磁気的吸引力及び反発力が作用し、ヨーク４４、即ち、ロータ４０はステータ５０に対して回転する。このように、モータＭはロータ４０が回転するアウターロータ型のモータである。

図３に示すように、ケース１０の略中心に開口が形成されている。この開口を貫通するようにハウジング８０が配置されている。具体的には、ケース１０及び２０内であってプリント基板ＰＢ側にハウジング８０のフランジ部８５が位置し、円筒部８１が開口から外側に突出するように配置されている。また、開口の周辺に位置するケース１０の周辺壁部１５とカバー９０との間には、これらにより軸心方向ＡＤに圧縮された、略円環状のゴム部材１１０が配置されている。また、ハウジング８０のフランジ部８５と周辺壁部１５との間、及びフランジ部８５とカバー９０との間には、軸心方向ＡＤに圧縮された、略円環状のゴム部材１００が配置されている。ゴム部材１００は、ゴム部材１１０と略同心円状に配置されており、外径はゴム部材１１０よりも小さい。ゴム部材１１０は、第１弾性体の一例であり、ゴム部材１００は第２弾性体の一例である。これらについては詳しくは後述する。

ケース１０の周辺壁部１５について説明する。周辺壁部１５は、軸心方向ＡＤからカバー９０を投影したケース１０上の領域である。図３に示すように、周辺壁部１５は、径方向内側から外側の順に、内側部１５１、周壁部１５３、及び低壁部１５５を有している。内側部１５１は、開口周りを包囲する薄肉の略円環状である。内側部１５１は、詳しくは後述するがゴム部材１００の内周壁部１０１に接触する内縁面１５１ａと、ゴム部材１００のシール部１０３に接触する内縁面１５１ｂとを有している。内縁面１５１ａ及び１５１ｂは、連続して一周した内周縁面を画定するが、内縁面１５１ｂは、内縁面１５１ａよりも径方向外側に退避している。また、内側部１５１には、後述するカバー９０の円板部９１に対向した平坦な対向面１５１ｃが形成されている。内側部１５１には、対向面１５１ｃとは反対側の面に、周方向に連続した突起部１５２が形成されている。突起部１５２は、後述するゴム部材１００の外周壁部１０５に接触している。周壁部１５３は、内側部１５１の径方向外側の端部から略軸心方向ＡＤであってハウジング８０のフランジ部８５側に突出した略円筒状である。周壁部１５３の径方向内側の面に、ゴム部材１００の外周壁部１０５に接触している。周壁部１５３の径方向外側には、ゴム部材１１０が接触している。低壁部１５５は、周壁部１５３のフランジ部８５側の端部から径方向外側に延びた略円環状である。低壁部１５５のカバー９０側の面には、ゴム部材１１０が接触している。ここで、周壁部１５３及び低壁部１５５は、ゴム部材１１０を収納すると共に周方向に連続した窪み部１５７を画定している。尚、低壁部１５５よりも径方向外側であってファンＩ側には外側面１５９が形成されている。外側面１５９は、対向面１５１ｃよりもファンＩ側に位置してファンＩと対向し、軸心方向ＡＤに直交する。

次に、ステータ５０とカバー９０について説明する。図４Ａは、ステータ５０の説明図である。図４Ａでは、ステータ５０にインシュレータ７０ａ及び７０ｂが組み付けられている。インシュレータ７０ａには、３つのターミナル６０が組み付けられている。ステータ５０は、環状部５１、ティース部５７、及び磁極部５８を有している。ティース部５７は、環状部５１から径方向外側に複数延びている。磁極部５８は、各ティース部５７の先端に形成され、上述した永久磁石４６と対向する。環状部５１の内周には、溝５２が複数設けられている。

インシュレータ７０ａ及び７０ｂは、合成樹脂製であり絶縁性を有している。インシュレータ７０ａは、ステータ５０のケース１０側に組み付けられており、インシュレータ７０ｂはステータ５０のファンＩ側に組み付けられる。インシュレータ７０ａは、環状被覆部７１ａ及びティース被覆部７７ａを有している。環状被覆部７１ａは、ステータ５０の環状部５１の軸心方向ＡＤでの一方側の端部の外周側と、環状部５１の外周面の一部とを覆うように、略環状に形成されている。ティース被覆部７７ａは、環状被覆部７１ａから径方向外側に複数延びており、ステータ５０の各ティース部５７の一方側を覆う。図４Ａに示すように、インシュレータ７０ｂも同様に環状被覆部７１ｂ及びティース被覆部７７ｂを有している。尚、インシュレータ７０ａ及び７０ｂは、磁極部５８を露出している。上述したコイル３０は、図３には示していないが、ティース被覆部７７ａ及び７７ｂを介してステータ５０のティース部５７に巻回されている。

図４Ａに示すように、環状被覆部７１ａには、保持部７２が形成されている。ターミナル６０は保持部７２により保持されている。各保持部７２には２つの係合ピン７３が設けられている。係合ピン７３は、溝５２内に嵌合している。ターミナル６０には、図４Ａに示すように、一部分が切り欠けられて径方向外側に折り曲げられた折曲部６３が形成されている。折曲部６３には、コイル３０の一部分が引き出されて溶接されて導通接続されている。これによりコイル３０とターミナル６０とは導通接続される。尚、導通方法はこれに限定されず、例えば、半田付けや、コイル３０の被膜の脱皮などであってもよい。ターミナル６０の先端は、図３に示すように、所定の金属製の部品を介してプリント基板ＰＢに導通接続される。

図４Ａに示すように、環状被覆部７１ａには、略等角度間隔に３つのスナップフィット爪７４が設けられている。スナップフィット爪７４は複数の保持部７２の間に設けられている。スナップフィット爪７４は、後述するカバー９０と係合して、カバー９０をインシュレータ７０ａに固定する。

図４Ｂは、カバー９０が取り付けられたステータ５０を示した図である。カバー９０は、合成樹脂製であり、円板部９１、円筒部９５、及び羽根部９８を有している。円板部９１は、中央部に開口部９２を有した略円板状である。尚、スナップフィット爪７４は、開口部９２の近傍で係合している。円筒部９５は、円板部９１の外周縁側に設けられている。羽根部９８は、円筒部９５に設けられ径方向外側に突出している。円筒部９５には、外周周りに亘って通気孔９６が形成されており、通気性が確保されている。

開口部９２周囲には、それぞれターミナル６０が突出した貫通孔９２ａが形成されている。貫通孔９２ａからはターミナル６０と共に折曲部６３の一部も突出している。円板部９１には、貫通孔９２ａの近傍に突出部９３ａ及び９３ｂが形成されている。突出部９３ａ及び９３ｂは、ターミナル６０をターミナル６０の幅方向から挟む位置に形成されている。円板部９１からの突出部９３ａ及び９３ｂの突出高さは、円板部９１からのターミナル６０の突出高さよりも低い。

次に、図３、図５Ａ〜図５Ｄを参照して、ゴム部材１００について説明する。図５Ａ〜５Ｄは、ゴム部材１００の外観図である。図５Ａは、カバー９０に取り付けられる側からゴム部材１００を見た場合の図であり、図５Ｄは、反対側からゴム部材１００を見た場合の図である。ゴム部材１００は、略円環状に成形されている。ゴム部材１００は、内周壁部１０１、接続部１０４、外周壁部１０５、シール部１０３、シール部１０７を有している。外周壁部１０５は、ゴム部材１００の外周部を画定し、略円筒形である。内周壁部１０１は、ゴム部材１００の内周部を画定する。接続部１０４は、内周壁部１０１と外周壁部１０５との間に位置して両者を接続している。接続部１０４の軸心方向ＡＤでの厚みは、内周壁部１０１及び外周壁部１０５のそれぞれよりも薄い。シール部１０３は、内周壁部１０１に連続して、等角度間隔に３つ形成されている。シール部１０３は、図５Ａに示すようにゴム部材１００の周方向の接線方向を長手方向とする長溝状である。シール部１０３は、内周壁部１０１よりも内側に突出している。上述した周辺壁部１５の内縁面１５１ａ及び１５１ｂは、それぞれ内周壁部１０１及びシール部１０３に対応している。シール部１０３の底面には、ターミナル６０が貫通する貫通孔１０３ａがスリット状に形成されて軸心方向ＡＤに延びている。図３に示すように、ゴム部材１００は、ハウジング８０の円筒部８１のフランジ部８５側の外周面に嵌合している。具体的には、内周壁部１０１とシール部１０３の内周側とが、円筒部８１の外周面に接触している。即ち、円筒部８１のフランジ部８５側の外周面の形状は、ゴム部材１００の内周の形状と相補形状に形成されている。

シール部１０７は、シール部１０３から軸心方向ＡＤに連続して形成され、ゴム部材１００に対してカバー９０が取り付けられる側とは反対側に突出している。シール部１０３は、図５Ａに示すように、ゴム部材１００の周方向の接線方向を長手方向とする形状である。シール部１０３及び１０７は、図５Ｃに示すように軸心方向ＡＤに並んでおり、換言すればターミナル６０が延びた方向に並んでいる。シール部１０７は、ゴム部材１００の周方向での長さは、シール部１０３よりも小さく形成されている。そのため、図３に示すように、シール部１０３及び１０７全体で段部を有した略筒状に形成されている。

図３に示すようにシール部１０３は、ターミナル６０の一部と折曲部６３と貫通孔９２ａと突出部９３ａ及び９３ｂとを包囲する。また、シール部１０７は、ハウジング８０のフランジ部８５の逃げ孔８５１内に挿入されて、ターミナル６０の一部を包囲している。このため、ターミナル６０や折曲部６３が他の部材と接触することが抑制されており絶縁性が確保されている。更に、ターミナル６０や折曲部６３の防塵性及び防水性も確保されている。また、ターミナル６０の振動も抑制できる。尚、突出部９３ａ及び９３ｂは、シール部１０３の変形を抑制して所望の形状に維持するためのスペーサとして機能する。

図３に示すように、内周壁部１０１及シール部１０３は、ハウジング８０のフランジ部８５とカバー９０の円板部９１との間で軸心方向ＡＤに圧縮されている。更に内周壁部１０１は、円筒部８１の外周面と内縁面１５１ａとにより径方向に挟持されている。また、シール部１０３の内側壁は円筒部８１の外周面に接触し、シール部１０３の外側壁は内縁面１５１ｂに接触している。このため、内周壁部１０１及びシール部１０３が軸心方向ＡＤに圧縮された際の径方向への変形量の増大が抑制されている。これにより、カバー９０とフランジ部８５との間には軸心方向ＡＤに内周壁部１０１及びシール部１０３の強い弾性復元力が作用しており、防水性及び防塵性が確保されている。更に上述したように、内周壁部１０１は円筒部８１の外周面と内縁面１５１ａとにより径方向に挟持されているため、ロータ４０の回転に起因してハウジング８０からケース１０への振動、より詳細には、ハウジング８０の径方向での振動を内周壁部１０１により効果的に吸収でき、ケース１０に振動が伝達することが抑制される。また、内周壁部１０１のファンＩ側の端部は、対向面１５１ｃよりもカバー９０側に突出しており、カバー９０の円板部９１と対向面１５１ｃとの間を塞いでいる。このため、円板部９１と対向面１５１ｃと隙間を介して内部に塵や水などが浸入することが抑制される。

同様に、外周壁部１０５は、内側部１５１とフランジ部８５との間で軸心方向ＡＤに圧縮されており、外周壁部１０５の内側面の一部は突起部１５２に接触し、外周壁部１０５の外側面は周壁部１５３に接触している。このため、外周壁部１０５が軸心方向ＡＤに圧縮された際の径方向への変形量の増大が抑制されている。これにより、内側部１５１とフランジ部８５との間には軸心方向ＡＤに外周壁部１０５の強い弾性復元力が作用しており、防水性及び防塵性が確保されている。更に上述したように、外周壁部１０５は内側部１５１とフランジ部８５との間で軸心方向ＡＤに挟持されているため、ロータ４０の回転に起因してハウジング８０からケース１０の周辺壁部１５への振動、より詳細には、ハウジング８０の軸心方向ＡＤでの振動を外周壁部１０５により効果的に吸収できる。

次に、図３、図６Ａ及び図６Ｂを参照して、ゴム部材１１０について説明する。図６Ａは、ゴム部材１１０の外観図であり、図６Ｂは、ゴム部材１１０を軸心方向ＡＤから見た場合の部分拡大図である。ゴム部材１１０は、略円環状に成形されている。ゴム部材１１０は、内周壁部１１１、接続部１１４、外周壁部１１５、凹部１１３、凸部１１７を有している。外周壁部１１５は、ゴム部材１１０の外周部を画定し、略円筒形である。内周壁部１１１は、ゴム部材１１０の内周部を画定する。接続部１１４は、内周壁部１１１と外周壁部１１５との間に位置して、半径方向に延びて両者を接続している。接続部１１４は、放射状に複数設けられている。内周壁部１１１及び接続部１１４の軸心方向ＡＤでの厚みはほぼ同じであるが、外周壁部１１５の軸心方向ＡＤでの厚みは内周壁部１１１及び接続部１１４のそれぞれよりも厚い。凹部１１３は、内周壁部１１１、隣接する２つの接続部１１４、及び外周壁部１１５により画定され、これらよりも高さの低い底面１１３ａを有している。凹部１１３は、周方向に等角度間隔で複数形成されている。各凹部１１３内には、底面１１３ａから突出した略直方体状の凸部１１７が形成されている。

複数の凸部１１７は、周方向で所定の間隔を空けて設けられている。このため、凸部１１７は、例えば周方向に連続した周壁部と比較して、周方向への弾性変形が容易となっている。更に、図６Ｂに示すように軸心方向ＡＤから見た場合、凸部１１７は径方向の長さよりも周方向に短い略矩形状であるため、これによっても径方向よりも周方向への弾性変形が容易となっている。尚、凸部１１７の軸心方向ＡＤでの厚みは、内周壁部１１１及び接続部１１４のそれぞれよりも厚く、外周壁部１１５よりは薄く形成されている。

ゴム部材１１０には、周方向に延びた係合部１１９が形成されており、図６Ｂに示すように、凹部１１３の底面１１３ａから凹部１１３内に突出するように形成されているが、図３に示すように、底面１１３ａの裏側では凹状に形成されている。係合部１１９は、図３Ｂに示すように、ケース１０の窪み部１５７の底面に設けられ周方向に連続した突起１５８と係合する。これにより、ケース１０の周辺壁部１５に対してゴム部材１１０が位置決めされている。尚、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、底面１１３ａからの係合部１１９の突出高さは、凸部１１７よりも低く形成されている。

図３に示すように外周壁部１１５及び凸部１１７は、周辺壁部１５の低壁部１５５とカバー９０の円板部９１との間で軸心方向ＡＤに圧縮されている。このため、ロータ４０の回転に起因した振動がカバー９０を介してケース１０に伝達することが抑制されている。また、外周壁部１１５は、ケース１０の外側面１５９よりもカバー９０側に突出して、円板部９１の外周縁全体に接触している。このため、外部からゴム部材１１０の内側への塵や水の侵入を抑制できる。更に、上述したように複数の凸部１１７は周方向に弾性変形しやすい形状に形成されているため、ロータ４０の回転に起因した周方向での振動を効率的に吸収できる。

以上のように、ゴム部材１００及び１１０により、防塵性、防水性、及び防振性が確保されている。また、外部からケース１０等に衝撃が加わった際にも、ゴム部材１００及び１１０によりモータＭへ伝達される衝撃が抑制され、耐衝撃性が確保されている。また、ゴム部材１００及び１１０の代わりにエポキシ樹脂等の液状の充填体を所定の空間内に充填して硬化させる場合と比較して、本実施例ではそのような充填作業及び硬化作業が不要であるため、組み立て作業性が向上している。また、ゴム部材１００及び１１０は、少なくとも一部が互いに径方向に重なるように配置されている。このため、送風装置Ａの軸心方向ＡＤでの大型化が抑制されている。尚、上述した用途を満たすのであれば、ゴム部材１００及び１１０の代わりに、ゴム以外の弾性材料で形成された部材を用いてもよい。

凸部１１７は、上記の形状に限定されず、周方向の長さと径方向の長さとが同じであってもよいし、径方向の長さよりも周方向に長い形状であってもよい。また、円柱状や筒状であってもよい。また、本実施例では内周壁部１１１は、カバー９０の円板部９１には接触しないが、接触するように構成してもよい。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の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された本発明の要旨の範囲内において、変形・変更が可能である。

Ａ送風装置
Ｍモータ
１０、２０ケース
１５周辺壁部
３０コイル
４２回転軸
５０ステータ
６０ターミナル
８０ハウジング
８１円筒部
８５フランジ部
９０カバー
１００ゴム部材（第２弾性部材）
１０３ａ貫通孔
１０７シール部
１１０ゴム部材（第１弾性部材）
１１５外周壁部
１１７凸部

Claims

ファンと、
ステータ、コイル、前記ステータを支持したハウジング、前記ステータ及びコイルを覆うカバー、を有し、前記ファンを回転させるモータと、
前記コイルと電気的に接続されたプリント基板を収納したケースと、を備え、
前記ハウジングは、外側で前記ステータを支持する円筒部と、前記円筒部よりも外径が大きく前記カバーと対向したフランジ部と、を備え、
前記ケースは、前記フランジ部が内部に位置し前記円筒部が外側に位置するように前記ハウジングを逃がす開口の周辺を画定し、前記カバーと前記フランジ部との間に位置した周辺壁部を有し、
前記カバーと前記周辺壁部の一方の面とに挟まれて前記モータの軸心方向に圧縮された環状の第１弾性体が設けられ、
前記カバーと前記フランジ部とに挟まれると共に前記フランジ部と前記周辺壁部の他方の面に挟まれて前記軸心方向に圧縮され、外径が前記第１弾性体よりも小さい環状の第２弾性体が設けられた、送風装置。
前記第１弾性体は、前記カバーの外周縁に接触する外周壁部を有している、請求項１の送風装置。
前記第１弾性体は、前記軸心方向に突出して前記カバーに接触し周方向に間隔を空けて複数設けられた凸部を有する、請求項１又は２の送風装置。
前記第２弾性体は、前記コイルと前記プリント基板とを電気的に接続するターミナルが貫通した貫通孔を有している、請求項１乃至３の何れかの送風装置。
前記フランジ部は、逃げ孔を有し、
前記第２弾性体は、前記コイルと前記プリント基板とを電気的に接続するターミナルを前記逃げ孔内で包囲するシール部を有している、請求項４の送風装置。
前記第１及び第２弾性体は、少なくとも一部分が径方向に重なるように配置されている、請求項１乃至５の何れかの送風装置。