JP7126913B2

JP7126913B2 - 送風機

Info

Publication number: JP7126913B2
Application number: JP2018175992A
Authority: JP
Inventors: 嘉浩小見山
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2018-09-20
Publication date: 2022-08-29
Anticipated expiration: 2038-09-20
Also published as: JP2020045863A

Description

本発明は、送風機に関する。

回転軸を有するアウターローター型の電動機と、回転軸の先端部に固定される羽根車と、を備える送風機が知られている。

特開２０１７－９６２３２号公報

電動機は、固定子と回転子との磁気的吸引力が回転角度に依存して細かく脈動する。磁気的吸引力の脈動はコギング（Cogging）と呼ばれている。

そして、羽根車と回転子との接触の状態、または固定の状態によっては、電動機のコギングは、羽根車に伝播してしまう。電動機のコギングが羽根車に伝播してしまうと、騒音のような異常な音が発生する虞がある。つまり、従来の送風機は、電動機のコギングに起因する騒音のような異常な音を発生させる虞があった。

そこで、本発明は、電動機のコギングに起因する異常な音の発生を抑制可能な送風機を提供することを目的とする。

前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る送風機は、アウターローターを有する電動機と、前記アウターローターとの間に隙間を隔てて設けられるアダプターと、前記アダプターを前記アウターローターに支持する支持部である緩衝部材と、前記アダプターに固定される円筒状のハブを有する羽根車と、を備え、前記アダプターは、前記アウターローターと前記ハブとの間に介在している。

本発明の実施形態に係る送風機の第一例の断面図。本発明の実施形態に係る送風機の第一例の斜視図。本発明の実施形態に係る送風機の第二例の断面図。本発明の実施形態に係る送風機の第三例の断面図。

本発明に係る送風機の実施形態について図１から図４を参照して説明する。なお、複数の図面中、同じまたは相当する構成には同一の符号が付されている。

図１は、本発明の実施形態に係る送風機の第一例の断面図である。図２は、本発明の実施形態に係る送風機の第一例の斜視図である。図３は、本発明の実施形態に係る送風機の第二例の断面図である。図１および図３は、送風機の回転中心線Ｃを通る断面図である。

図１から図３に示すように、本発明の実施形態に係る送風機１は、電動機２と、電動機２によって回転駆動される羽根車３と、羽根車３を電動機２に支持する支持構造部５と、を備えている。

電動機２は、いわゆるアウターローター型である。つまり、電動機２は、内側に配置される巻線１１と、外側に配置される永久磁石１２と、を備えている。また、電動機２は、回転中心線Ｃ上に配置される回転軸１３と、回転軸１３を回転自在に支える基部１５と、巻線１１を含む固定子１６と、永久磁石１２を含む回転子１７と、を備えている。

回転軸１３は、適宜の数量のベアリング１８を介して基部１５に回転自在に支持されている。

基部１５は、電動機２の駆動回路（図示省略）を収容している。基部１５は、例えば樹脂製であって、有底筒状に形成されている。

固定子１６は、鉄心１９と、鉄心１９に巻き付けられた巻線１１と、を備えている。固定子１６は、基部１５に固定されている。

回転子１７は、固定子１６の外側に配置されている。回転子１７は、アウターローター２１と、アウターローター２１の内周面に固定される複数の永久磁石１２と、を備えている。アウターローター２１は、例えば金属製であって、有底円筒状に形成されている。アウターローター２１は、締結部材（図示省略）によって回転軸１３に回転一体に固定されている。

羽根車３は、例えばプロペラファン（図１）や、ターボファン（図３）である。羽根車３は、軸流ファンであっても良いし、斜流ファンであっても良い。

羽根車３は、電動機２が発生させる回転駆動力によって気流を発生させる。羽根車３は、送風機１の回転中心線Ｃ上に配置されるハブ２５と、ハブ２５の外周側に設けられる複数の羽根２６と、を備えている。羽根車３は、例えば樹脂の一体成形品である。

ハブ２５は、有底円筒状に形成されている。

支持構造部５は、電動機２と羽根車３との間に介在している。支持構造部５は、アウターローター２１との間に隙間を隔てて設けられるアダプター３１と、アダプター３１をアウターローター２１に支持する支持部である緩衝部材３２と、を備えている。

アダプター３１は、例えば樹脂製であって、有底円筒状に形成されている。アダプター３１は、電動機２のアウターローター２１と羽根車３のハブ２５との間に介在している。アダプター３１は、電動機２のアウターローター２１を覆い隠し、羽根車３のハブ２５に覆い隠されている。換言すると、いずれも有底円筒状のアウターローター２１、アダプター３１、およびハブ２５は、三重に重なっている。

アダプター３１の底板３１ａには、その表裏を貫く保持孔３３が複数設けられている。保持孔３３のハブ２５に近い側の端部には、開口径の拡張された凹部３３ａ、いわゆる座繰りが設けられている。

緩衝部材３２は、複数設けられている。複数の緩衝部材３２は、羽根車３の回転中心線の周囲に均等に配置される。例えば、緩衝部材３２が２つの場合には、複数の緩衝部材３２は、１８０度毎に配置される。緩衝部材３２が３つの場合には、複数の緩衝部材３２は、１２０度毎に配置される。緩衝部材３２が４つの場合には、複数の緩衝部材３２は、９０度毎に配置される。

それぞれの緩衝部材３２は、アダプター３１を貫通している。緩衝部材３２は、例えばシリコンゴム製の弾性体であり、いわゆるブッシュである。緩衝部材３２は、柱状の本体部３５と、本体部３５の両方の端部に設けられる第一鍔部３６および第二鍔部３７を、を備えている。

本体部３５は、アダプター３１の底板３１ａの表裏を貫く保持孔３３に嵌め込まれている。第一鍔部３６は、アウターローター２１とアダプター３１との間に挟み込まれている。第二鍔部３７は、アダプター３１とハブ２５との間に挟み込まれている。第二鍔部３７の一部は、保持孔３３の凹部３３ａに嵌め込まれている。

緩衝部材３２は、アダプター３１に締結部材３９で固定されている。締結部材３９は、緩衝部材３２を押さえ付けるヘッド３９ａと、緩衝部材３２を貫く軸部３９ｂと、アウターローター２１に締め込まれるねじ部３９ｃと、を備えている。

なお、緩衝部材３２は、締結部材３９によってアダプター３１に固定されていても良い。換言すると、締結部材３９は、アダプター３１またはアウターローター２１に締結されて緩衝部材３２を固定している。

アダプター３１は、開口側の端部に、周方向に配置される複数の凹部４１を備えている。ハブ２５は、複数の凹部４１のそれぞれに引っ掛かってアダプター３１と羽根車３とを回転一体に固定する、アダプター３１の径方向内側に突出した複数の凸部４２を備えている。凸部４２は、ハブ２５にアダプター３１を嵌め込む際に、適宜に弾性変形してハブ２５の径方向外側へ開き、ハブ２５にアダプター３１が嵌め込まれると、凹部４１に没入して引っ掛かる。

なお、凹部４１がハブ２５に設けられ、凸部４２がアダプター３１に設けられていても良い。換言すると、送風機１は、アダプター３１およびハブ２５のいずれか一方に設けられ、かつ羽根車３の回転中心線の周囲に均等に配置される複数の凹部４１と、アダプター３１およびハブ２５のいずれか他方に設けられ、複数の凹部４１のそれぞれに引っ掛かってアダプター３１と羽根車３とを回転一体に固定する複数の凸部４２と、を備えている。

本実施形態の送風機では、ハブ２５の開口側の端部に凸部４２を設け、アダプター３１の開口側の端部に凹部４１を設けているが、凸部４２と凹部４１の位置はこれに限定されない。特に、凹部４１がハブ２５に設けられ、凸部４２がアダプター３１に設けられる場合には、凹部４１はハブ２５の円筒部分の中間位置（円筒形状の側壁部分）に設けられて、羽根２６とアダプター３１の回転中心線上のずれを防いでいる。

また、凹部４１および凸部４２がそれぞれ２つの場合には、複数の凹部４１および複数の凸部４２は、１８０度毎に配置される。凹部４１および凸部４２がそれぞれ３つの場合には、複数の凹部４１および複数の凸部４２は、１２０度毎に配置される。凹部４１および凸部４２がそれぞれ４つの場合には、複数の凹部４１および複数の凸部４２は、９０度毎に配置される。

凹部４１および凸部４２の対、および緩衝部材３２は、同数あっても良いし、異なっていても良い。凹部４１および凸部４２の対、および緩衝部材３２は、羽根車３の回転中心線Ｃの周囲に揃って並んでいても良く、交互に等間隔に並んでいても良い。

さらに、緩衝部材３２は、アウターローター２１とアダプター３１との間に挟み込まれる第一鍔部３６でアダプター３１および羽根車３を一体で支持していれば良く、第二鍔部３７は無くても良い。アダプター３１とハブ２５との間に挟み込まれる第二鍔部３７は、引っ掛かり合う凹部４１および凸部４２によって押し潰されてアダプター３１と羽根車３との固定を強固にする。

次に、本実施形態に係る送風機１の他の例を説明する。なお、第三例で説明する送風機１Ａにおいて第一例および第二例の送風機１と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図４は、本発明の実施形態に係る送風機の第三例の断面図である。

図４に示すように、本発明の実施形態に係る送風機１Ａの羽根車３Ａは、電動機２の回転軸１３に固定されている。アダプター３１Ａは、回転軸１３を挿し通す孔４５を有している。羽根車３Ａは、回転軸１３に嵌め込まれていたり、接着されていたり、図示しない締結部材やコレットチャックで固定されたりしている。アダプター３１Ａは、羽根車３Ａと同様に回転軸１３に固定されていても良いし、回転軸１３の軸径よりも十分に大きい開口径の孔４５を有して振動等により回転軸１３に接触しないようにされていても良い。

このように本実施形態に係る送風機１、１Ａは、緩衝部材３２により電動機２に支持されるアダプター３１、３１Ａを介して、電動機２と羽根車３、３Ａとを固定している。そのため、送風機１、１Ａは、電動機２が発生させるコギングが電動機２から羽根車３、３Ａに伝播することを抑制、および緩和して、電動機２のコギングに起因する騒音のような異常な音の発生を抑えることができる。

また、本実施形態に係る送風機１、１Ａは、アダプター３１、３１Ａおよびハブ２５のいずれか一方に設けられる複数の凹部４１と、アダプター３１、３１Ａおよびハブ２５のいずれか他方に設けられて凹部４１に引っ掛かる複数の凸部４２と、を備えている。そのため、送風機１、１Ａは、緩衝部材３２を備えつつ、電動機２と羽根車３との組み立てに要するねじなどの締結部材の増加を抑制し、組立時の作業を容易化して製造コストを低減させる。

さらに、本実施形態に係る送風機１、１Ａは、アダプター３１、３１Ａまたはアウターローター２１に締結されて緩衝部材３２を固定する締結部材３９を備えている。そのため、送風機１、１Ａは、アウターローター２１とアダプター３１、３１Ａとを強固に固定して、アダプター３１および羽根車３へ電動機２の回転駆動力を確実に伝達することができる。

また、本実施形態に係る送風機１Ａは、回転軸１３を挿し通す孔４５を有するアダプター３１Ａと、回転軸１３に固定される羽根車３Ａと、を備えている。そのため、送風機１Ａは、アダプター３１Ａおよび羽根車３Ａを一体で支持しつつ、かつアダプター３１Ａおよび羽根車３Ａの回転中心を確実に一致させて、羽根車３Ａの回転を安定させる。

したがって、本実施形態に係る送風機１、１Ａによれば、電動機２のコギングに起因する異常な音の発生を抑制できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１、１Ａ…送風機、２…電動機、３、３Ａ…羽根車、５…支持構造部、１１…巻線、１２…永久磁石、１３…回転軸、１５…基部、１６…固定子、１７…回転子、１８…ベアリング、１９…鉄心、２１…アウターローター、２５…ハブ、２６…羽根、３１、３１Ａ…アダプター、３１ａ…底板、３２…緩衝部材、３３…保持孔、３３ａ…保持孔の凹部、３５…本体部、３６…第一鍔部、３７…第二鍔部、３９…締結部材、３９ａ…ヘッド、３９ｂ…軸部、３９ｃ…ねじ部、４１…凹部、４２…凸部、４５…孔。

Claims

アウターローターを有する電動機と、
前記アウターローターとの間に隙間を隔てて設けられるアダプターと、
前記アダプターを前記アウターローターに支持する支持部である緩衝部材と、
前記アダプターに固定される円筒状のハブを有する羽根車と、を備え、
前記アダプターは、前記アウターローターと前記ハブとの間に介在している送風機。
前記アダプターおよび前記ハブのいずれか一方に設けられ、前記アダプターの周方向に配置される複数の凹部と、
前記アダプターおよび前記ハブのいずれか他方に設けられ、前記複数の凹部のそれぞれに引っ掛かって前記アダプターと前記羽根車とを回転一体に固定する複数の凸部と、を備える請求項１に記載の送風機。
前記アダプターまたは前記アウターローターに締結されて前記緩衝部材を固定する締結部材を備える請求項１または２に記載の送風機。
前記電動機は回転軸を備え、
前記アダプターは、前記回転軸を挿し通す孔を有し、
前記羽根車は、前記回転軸に固定されている請求項１から３のいずれか１項に記載の送風機。