JP7445839B2 - 送風機 - Google Patents

Description

本開示は、ファン及びモータを備える送風機に関する。

従来、送風機は、発熱機器の冷却などに用いられる。例えば、特許文献１には、車載用電池の冷却などに用いるシロッコファンが開示されている。特許文献１に記載されたシロッコファンにおいては、ファンの組立精度を改善することで、振動及び騒音を低減しようとしている。

しかしながら、特許文献１に記載されたような従来の送風機においては、使用時に、モータが有する軸受に、砂、埃などの微小異物が吸い込まれ、吸い込まれた微小異物によって軸受が損傷し得ることが分かってきた。このように軸受が損傷すれば、騒音が発生したり、モータの寿命が短縮したりする。特に、砂塵などが多い環境において送風機を使用する場合に、このような問題がより顕著となる。

特開２０１３－５９１４０号公報

本開示は、このような課題を解決するためになされたものであり、モータが有する軸受への微小異物の侵入を低減できる送風機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本開示に係る送風機の一態様は、ファン及びモータを備える送風機であって、モータは、軸心を含むシャフトと、シャフトを支持する軸受と、軸受の少なくとも一部を覆うモータケースと、を有する。ファンは、モータケースに対向する第一面、及び、第一面に背向する第二面を有し、シャフトに接続される主板と、主板が有する第二面に立設され、シャフトが含む軸心に対して放射状に配置される複数のブレードと、を有する。ファン及びモータケースの少なくとも一方は、１以上の遮断部材を有する。１以上の遮断部材は、主板が有する第一面と、モータケースとの間に、軸心と直交する径方向において、シャフトから離隔して位置し、かつ、シャフトを囲む。

また、ファンは、シャフトの外面に取り付けられ、シャフトを支持するボスを有してもよい。ボスとモータケースとの間隔は、０ｍｍより大きく、２．５ｍｍ以下であることが好ましい。

また、１以上の遮断部材は、環状の形状を有してもよい。

また、１以上の遮断部材は、円筒状の形状を有してもよい。

また、１以上の遮断部材は、軸心からの距離が互いに異なる複数の遮断部材を含んでもよい。

また、主板には、シャフトが含む軸心と複数のブレードが立設された領域との間に、第一面と第二面との間を貫通する１以上の貫通孔が形成されていることが好ましい。

また、１以上の遮断部材は、１以上の貫通孔より、シャフトに近い位置に配置されることが好ましい。

また、モータケースは、モータが有するシャフトが延伸する方向に沿って伸び、シャフトを囲む側面を有してもよい。１以上の遮断部材は、モータケースの側面に対向する位置に配置されることが好ましい。

また、主板は、円錐面状の形状であってもよい。

また、ファンは、１以上の遮断部材を有してもよい。

本開示により、モータが有する軸受への微小異物の侵入を低減できる送風機を提供できる。

図１は、実施の形態１に係る送風機の外観を示す斜視図である。 図２は、実施の形態１に係る送風機の外観を示す上面図である。 図３は、実施の形態１に係る送風機の内部構造を示す断面図である。 図４は、実施の形態１に係るファンの外観を示す第一の斜視図である。 図５は、実施の形態１に係るファンの外観を示す第二の斜視図である。 図６は、比較例に係る送風機の内部構造を示す部分断面図である。 図７は、比較例及び実施の形態１に係る各送風機の解析結果を示す図である。 図８は、実施の形態２に係る送風機の内部構造を示す部分断面図である。 図９は、比較例及び実施の形態２に係る各送風機の解析結果を示す図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であって本開示を限定する主旨ではない。

なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

（実施の形態１）
［１－１．全体構成］
実施の形態１に係る送風機１０の全体構成について、図１～図３を用いて説明する。図１及び図２は、それぞれ、実施の形態１に係る送風機１０の外観を示す斜視図及び上面図である。図３は、実施の形態１に係る送風機１０の内部構造を示す断面図である。図３は、図２に示されるＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面、言い換えると、送風機１０が備えるシャフト５１の軸心Ｃを通る平面で切断したときの断面を示している。

図１及び図２に示される送風機１０は、吸込口１１から吸い込んだ気体を吹出口１２から吹き出すシロッコファンである。送風機１０は、図３に示されるように、ケース１４と、ファン３０と、モータ５０とを備える。送風機１０は、モータ５０によってファン３０を回転させることで、気体を吸込口１１から吸い込み、吹出口１２から吹き出す。

ケース１４は、図１～図３に示されるように、送風機１０の外殻となる器具である。ケース１４には、吸込口１１及び吹出口１２が形成されている。図３に示されるように、ケース１４の内部に、ファン３０及びモータ５０が配置される。図３中、ケース１４の底部にモータ５０が固定される。モータ５０が有するシャフト５１にファン３０が固定される。ケース１４に形成された吸込口１１は、シャフト５１が含む軸心Ｃ（つまり、モータ５０の回転軸）上に配置される。吹出口１２は、軸心Ｃから径方向に離れた位置に配置される。ここで、径方向とは、軸心Ｃと直交する方向をいう。これにより、吸込口１１から軸心Ｃに沿う方向に吸い込まれた気体が、吹出口１２から軸心Ｃと交差する方向に吹き出される。

ケース１４を形成する材料は、特に限定されないが、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ、Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリカーボネート（ＰＣ、Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ポリプロピレン（ＰＰ、Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、又はこれらの混合材などであってもよい。

モータ５０は、ファン３０を回転させる機器である。モータ５０は、図３に示されるように、シャフト５１と、軸受５２と、モータケース５４とを有する。モータ５０は、ロータ５６と、ステータ５８とをさらに備える。モータ５０は、シャフト５１と、軸受５２と、モータケース５４とを有するモータであれば、特に限定されないが、本実施の形態では、インナーロータ型ブラシレスモータである。

シャフト５１は、モータケース５４に対して回転する柱状部材である。シャフト５１を形成する材料は、特に限定されないが、例えば、ステンレスなどの金属であってもよい。

軸受５２は、シャフト５１を支持する部材である。軸受５２は、実質的に円筒状の形状を有する。軸受５２の内面は、シャフト５１が延伸する軸心Ｃ方向に沿ってシャフト５１の外面に取り付けられる。軸受５２の外面は、モータケース５４に固定される。軸受５２により、シャフト５１のモータケース５４に対する回転抵抗を低減できる。軸受５２として、例えば、焼結含油軸受を用いることができる。

モータケース５４は、軸受５２の少なくとも一部を覆う筐体である。モータケース５４は、シャフト５１の一部、軸受５２、ロータ５６、ステータ５８などを覆う。モータケース５４は、ケース１４に固定される。モータケース５４を形成する材料は、特に限定されないが、例えば、亜鉛めっき鋼板などであってもよい。本実施の形態では、モータケース５４は、天面５４ａと、側面５４ｂと、段差上面５４ｃと、段差側面５４ｄと、底面５４ｅとを含む。

天面５４ａは、ファン３０が有する主板３２の第一面３２ａに対向する面である。天面５４ａは、シャフト５１が含む軸心Ｃと交差する面である。天面５４ａは、実質的に円形の形状を有する。側面５４ｂは、天面５４ａの外縁から、モータ５０が有するシャフト５１が延伸する方向に沿って伸びる面である。側面５４ｂは、モータ５０が有するシャフト５１を囲む環状の形状を成している。側面５４ｂは、実質的に円筒状の形状を有する。段差上面５４ｃは、側面５４ｂのファン３０から遠い側の端部から外側に延びる。段差上面５４ｃは、ファン３０の主板３２が有する第一面３２ａに対向する面である。段差上面５４ｃは、実質的に円環状の形状を有する平面である。段差側面５４ｄは、段差上面５４ｃの外縁から、モータ５０の回転軸であるシャフト５１に沿って平行に伸びる面である。段差側面５４ｄは、モータ５０の回転軸であるシャフト５１を囲む環状の形状を成す。段差側面５４ｄは、実質的に円筒状の形状を有する。底面５４ｅは、段差側面５４ｄの段差上面５４ｃから遠い側の端部で囲まれた領域を覆う面である。

ロータ５６は、ステータ５８に対して回転する部材である。ロータ５６は、シャフト５１の軸心Ｃ方向に沿ってシャフト５１の外面に取り付けられる。

ステータ５８は、ロータ５６を回転させる部材である。ステータ５８は、ロータ５６の周囲に配置され、モータケース５４に固定される。

ファン３０は、図３に示されるように、モータ５０が有するシャフト５１に接続されて、シャフト５１が含む軸心Ｃを中心として回転する部品である。ファン３０が所定の向きに回転することによって、送風機１０が有する吸込口１１から吹出口１２への気体の流れが生じる。ファン３０を形成する材料は、特に限定されない。しかし、例えば、ＰＢＴ、ＰＣ、ＰＰなどの樹脂であってもよいし、これらの混合材などであってもよい。ファン３０は、１０重量％程度のガラス繊維を含むポリプロピレンで形成されている。

以下、ファン３０の構成について、図３と併せて図４及び図５も用いて説明する。図４は、実施の形態１に係るファン３０の外観を示す第一の斜視図である。図５は、実施の形態１に係るファン３０の外観を示す第二の斜視図である。図３～図５に示されるように、ファン３０は、主板３２と、複数のブレード３４と、ボス４１と、遮断部材４２と、遮断部材４３とを有する。ファン３０は、環状部材３６と、補強部材３８とをさらに有する。

主板３２は、図３に示されるように、モータケース５４に対向する第一面３２ａ、及び、第一面３２ａに背向する第二面３２ｂを有する。主板３２は、シャフト５１に接続される部材である。主板３２は、その中心軸において、シャフト５１に接続される。ここで、主板３２の中心軸とは、ファン３０の回転軸であり、主板３２の中心を通る。主板３２は、円錐面状の形状を有する。第一面３２ａ及び第二面３２ｂは、それぞれ、円錐面状の主板３２の内側及び外側に位置する面である。主板３２が形成する円錐状の空間の内部に、モータケース５４の少なくとも一部が配置される。

主板３２には、主板３２が接続されるシャフト５１の軸心Ｃと複数のブレード３４が立設される領域との間に、第一面３２ａと第二面３２ｂとの間を貫通する１以上の貫通孔３３が形成されている。より詳しくは、１以上の貫通孔３３は、主板３２のボス４１が配置される領域と、複数のブレード３４が立設される領域との間に配置される。このような貫通孔３３が形成されることにより、送風機１０を組み立てる組立作業者は、ファン３０に形成された貫通孔３３に指先などを挿入することができる。このため、ファン３０のハンドリングを容易化できる。また、ファン３０を形成するために要する材料を削減でき、かつ、ファン３０を軽量化できる。したがって、ファン３０を回転させるために要する電力を削減できる。本実施の形態では、主板３２に複数の貫通孔３３が形成されている。これにより、送風機１０の組立作業者は、複数の貫通孔３３を用いてファン３０を把持することができる。このため、ファン３０のハンドリングをより一層容易化できる。貫通孔３３の個数は、特に限定されないが、図２に示される例では、貫通孔３３の個数は６個である。

ブレード３４は、主板３２が有する第二面３２ｂに立設される。ブレード３４は、シャフト５１が含む軸心Ｃ（つまり、主板３２の中心軸）に対して放射状に配置される板状の部材である。ブレード３４は、図４及び図５に示されるように、湾曲していてもよい。複数のブレード３４は、主板３２の外周縁に沿って配置される。

環状部材３６は、複数のブレード３４に対して主板３２と反対側の端部に取り付けられる円環状の部材である。

ボス４１は、モータ５０が有するシャフト５１の外面に取り付けられる。ボス４１は、シャフト５１に固定される部材である。ボス４１は、主板３２が有する第一面３２ａに立設される。ボス４１は、シャフト５１が含む軸心Ｃを囲む円筒状の形状を有する。ボス４１と、モータ５０が有するモータケース５４との間隔は、０ｍｍより大きい。これにより、ボス４１と、モータケース５４とが干渉することを抑制できる。なお、ボス４１と、モータケース５４との間隔とは、ボス４１と、モータケース５４との隙間の長さを意味する。

遮断部材４２及び遮断部材４３の各々は、砂などの微小異物が、ファン３０が有する主板３２とモータケース５４との間を通って、軸受５２に侵入することを抑制する部材である。遮断部材４２及び遮断部材４３の各々は、主板３２が有する第一面３２ａと、モータケース５４との間に、径方向においてシャフト５１から離隔して配置され、かつ、シャフト５１を囲む。ここで、各遮断部材がシャフト５１を囲むという状態には、各遮断部材がシャフト５１の全周囲を途切れることなく囲む状態だけでなく、各遮断部材がシャフト５１の周囲に配置され、かつ、各遮断部材の一部が途切れている状態も含まれる。例えば、各遮断部材は、シャフト５１を囲む実質的に環状の形状を有し、かつ、各遮断部材が、シャフト５１が含む軸心Ｃを中心軸として、周方向に複数の部分に分離していてもよい。各遮断部材は、シャフト５１が含む軸心Ｃを中心軸とする周方向の角度のうち、合計で全周方向角度（３６０°）のうち５０％を超える角度の範囲に配置されていればよい。

遮断部材４２及び遮断部材４３の各々は、シャフト５１を囲む環状の形状を有する。より具体的には、図５に示されるように、遮断部材４２及び遮断部材４３の各々は、モータ５０の回転軸（つまり、シャフト５１が含む軸心Ｃ）を中心軸とする円筒状の形状を有する。図３に示されるように、遮断部材４２及び遮断部材４３は、シャフト５１が含む軸心Ｃからの距離が互いに異なる。遮断部材４２及び遮断部材４３の各々は、主板３２の外縁から回転軸側に離隔して配置される。

補強部材３８は、主板３２が有する第一面３２ａと、ボス４１と接続する部材である。補強部材３８は、シャフト５１が含む軸心Ｃから径方向に延びる板状の部材である。これにより、ボス４１が主板３２から外れることを抑制できる。

［１－２．作用］
次に、本実施の形態に係る送風機１０の作用について、比較例と比較しながら、図６を用いて説明する。図６は、比較例に係る送風機９１０の内部構造を示す部分断面図である。図６は、送風機９１０が備えるシャフト５１の軸心Ｃを通る平面で切断したときの断面のうち、モータ５０及び主板３２付近の一部を示している。

比較例に係る送風機９１０は、図６に示されるように、ケース１４と、ファン９３０と、モータ５０とを備える。比較例に係る送風機９１０のケース１４及びモータ５０は、それぞれ、本実施の形態に係る送風機１０のケース１４及びモータ５０と同様の構成を有する。

比較例に係る送風機９１０が備えるファン９３０は、本実施の形態に係るファン３０と、同様に、主板３２と、複数のブレード３４と、ボス１４１とを有する。ファン９３０が有する主板３２及び複数のブレード３４は、それぞれ、本実施の形態に係る主板３２及び複数のブレード３４と同様の構成を有する。ボス１４１は、本実施の形態に係るボス４１と、回転軸方向すなわち軸心Ｃ方向における長さにおいて相違し、その他の構成において一致する。ボス１４１は、本実施の形態に係るボス４１より、回転軸方向における長さが短い。このため、比較例に係る送風機９１０におけるボス１４１とモータケース５４との間隔Ｇｂは、本実施の形態に係る送風機１０におけるボス４１とモータケース５４との間隔Ｇｂより大きい。具体的には、本実施の形態に係る送風機１０においては間隔Ｇｂは２ｍｍであるが、比較例に係る送風機９１０においては間隔Ｇｂは３ｍｍである。

比較例に係るファン９３０は、遮断部材４２及び遮断部材４３を備えない点においても、本実施の形態に係るファン３０と相違する。

比較例に係る送風機９１０においては、図６において破線矢印で示されるように、吸込口１１から吸い込まれた気体に含まれる砂、埃などの微小異物は、ファン９３０とケース１４との隙間から、主板３２とモータ５０との間に侵入し得る。微小異物は、ファン９３０が有する主板３２に形成された貫通孔３３からも、主板３２とモータ５０との間に侵入し得る。主板３２とモータ５０との間に侵入した微小異物は、モータ５０が有するシャフト５１と軸受５２との隙間に侵入し得る。

比較例に係る送風機９１０では、上述のとおり、微小異物は、ファン９３０が有する主板３２と、モータ５０が有するモータケース５４の天面５４ａとの間に侵入し得る。特に、主板３２が円錐面状の形状を有する場合には、主板３２と、モータケース５４の天面５４ａとの間に比較的大きい空間が形成される。このため、微小異物が主板３２と、モータケース５４の天面５４ａとの間に侵入し易い。

一方、本実施の形態に係る送風機１０では、ファン３０は、主板３２が有する第一面３２ａと、モータケース５４との間に、径方向にシャフト５１から離隔して配置され、かつ、シャフト５１を囲む遮断部材４２及び遮断部材４３を有する。遮断部材４２及び遮断部材４３によって、主板３２と、モータケース５４との隙間が狭い部分を形成できる。このため、主板３２とモータ５０との間に微小異物が侵入した場合にも、各遮断部材によって、シャフト５１及び軸受５２に向かう微小異物の少なくとも一部を遮断することができる。したがって、本実施の形態に係る送風機１０によれば、モータ５０が有する軸受５２への微小異物の侵入を低減できる。

本実施の形態では、遮断部材４２及び遮断部材４３の各々は、主板３２の外縁から回転軸側すなわちシャフト５１側に離隔して配置されている。このため、各遮断部材と、主板３２に配置された当該遮断部材より外側の部分とによって挟まれる空間に微小異物を流入させることができる。したがって、微小異物が、各遮断部材より回転軸側に流入することを低減できる。

各遮断部材は、シャフト５１を囲む環状の形状を有する。これにより、シャフト５１が含む軸心Ｃを中心軸として、全方向からの微小異物の軸受５２への侵入を低減できる。

各遮断部材は、モータ５０の回転軸（シャフト５１の軸心Ｃ）を中心軸とする円筒状の形状を有する。これにより、ファン３０の形状をモータ５０の回転軸に対して軸対称とすることができるため、ファン３０の回転時における振動及び騒音を低減できる。

ファン３０は、シャフト５１が含む軸心Ｃからの距離が互いに異なる二つの遮断部材を有する。これにより、微小異物が、モータ５０の回転軸からの距離が大きい方の遮断部材４３とモータケース５４との隙間を通過した場合にも、回転軸からの距離が小さい方の遮断部材４２によって、微小異物を遮断し得る。言い換えれば、微小異物が、モータ５０が有するシャフト５１からの径方向の距離が大きい方の遮断部材４３とモータケース５４との隙間を通過した場合にも、シャフト５１からの径方向の距離が小さい方の遮断部材４２によって、微小異物を遮断し得る。

各遮断部材は、貫通孔３３より、シャフト５１に近い位置へ配置される。これにより、貫通孔３３から主板３２とモータ５０との間に侵入した微小異物が軸受５２へ侵入することを低減できる。

本実施の形態では、ボス４１とモータケース５４との間隔Ｇｂは２ｍｍであり、比較例におけるボス１４１とモータケース５４との間隔Ｇｂより狭い。これにより、ボス４１とモータケース５４との間に侵入する微小異物を低減できる。したがって、軸受５２に侵入する微小異物を低減できる。なお、間隔Ｇｂは２ｍｍに限定されない。間隔Ｇｂは、０ｍｍより大きく、２．５ｍｍ以下程度であればよい。これにより、比較例に係る送風機９１０のように間隔Ｇｂが３ｍｍである場合より、軸受５２に侵入する微小異物を低減できる。

［１－３．解析結果］
次に、本実施の形態に係る送風機１０の効果を確認するために、計算機を用いて解析した結果について図７を用いて説明する。図７は、比較例及び実施の形態１に係る各送風機の解析結果を示す図である。図７には、変形例１～３に係る送風機の解析結果も併せて示されている。

まず、比較例及び実施の形態１に係る各送風機の解析条件について説明する。本解析においては、各送風機において吸い込まれ、かつ、吹き出される気体の流体解析を行った。ここで、気体には、微小異物を模した粒子が含まれており、解析においては、気体とともに移動する各粒子の位置を追跡した。本解析において、各送風機が吸い込む気体の体積は１００ｍ^３／ｈであり、各ファンの回転数は２３５０ｒｐｍである。粒子の密度は３ｍｇ／ｍｍ^３である。粒子の直径は、１μｍ以上、２０μｍ以下の範囲内に分布している。各送風機に流入する粒子の個数は６０万個／ｓｅｃである。以上の条件の下で、各ファンが有するボスとモータケース５４との間に、円筒に、０．１３ｓｅｃの間に到達した粒子の個数を粒子の侵入量とした。より具体的には、ボスとモータケース５４との間に配置された円筒状の空間に到達した粒子の個数を粒子の侵入量とした。ここで、当該円筒状の空間の中心軸は、モータ５０の回転軸（すなわち、シャフト５１）であり、直径が１８ｍｍであり、高さは間隔Ｇｂと等しい。

図７に示されるように、比較例に係る送風機９１０では、侵入量は７３個であった、本実施の形態に係る送風機１０では、比較例に係る送風機９１０における侵入量の７％程度に相当する５個にまで侵入量を低減できた。このように、本実施の形態に係る送風機１０によれば、比較例に係る送風機９１０より、大幅に微小異物の侵入量を低減できることが確認された。

本実施の形態に係るファン３０では、比較例に係るファン９３０と比較して、ボス４１の軸心Ｃ方向の長さが延長され、かつ、遮断部材４２及び遮断部材４３が追加されたことに伴って、比較例に係るファン９３０より質量が増加している。図７には、このような比較例に係るファン９３０の重量に対する、ファン３０の質量の増加量も併せて示されている。図７に示されるように、本実施の形態に係るファン３０の質量の、比較例のファン９３０の質量に対する増加量は、１．８ｇである。この増加量はファン３０の全質量６８ｇの２．６５％程度に相当する。このように、本実施の形態に係るファン３０によれば、質量の増加を抑制しつつ、微小異物の軸受５２への侵入を低減できる。

続いて、本実施の形態に係る各構成要素の効果について、図７に示される変形例１～変形例３に係る各送風機の解析結果を用いて説明する。変形例１に係る送風機は、図７における変形例１の形状欄に示されるように、比較例に係る送風機９１０のボス１４１だけを本実施の形態に係る送風機１０のボス４１に交換した送風機である。変形例２に係る送風機は、図７における変形例２の形状欄に示されるように、比較例に係る送風機９１０に、本実施の形態に係る送風機１０の遮断部材４２だけを追加した送風機である。変形例３に係る送風機は、図７における変形例３の形状欄に示されるように、比較例に係る送風機９１０に、本実施の形態に係る送風機１０の遮断部材４３だけを追加した送風機である。

変形例１に係る送風機では、比較例に係る送風機９１０における侵入量の３２％程度に相当する２３個にまで侵入量を低減できた。このように、本実施の形態に係るボス４１の長さを、比較例に係るボス１４１より延長することによる微小異物の侵入低減効果が確認された。変形例１に係るファンの質量の、比較例のファン９３０の質量に対する増加量は、０．１ｇであった。この増加量はファン３０の全質量６８ｇの０．１４％程度に相当する。このように、変形例１に係るファンによれば、質量の増加を抑制しつつ、微小異物の軸受５２への侵入を低減できる。

変形例２及び変形例３に係る送風機では、比較例に係る送風機９１０における侵入量の２２％程度に相当する１６個にまで侵入量を低減できた。また、変形例２に係るファンの質量の増加量は、比較例のファン９３０の質量に対して、１．１ｇである。この増加量はファン３０の全質量６８ｇの１．６２％程度に相当する。変形例３に係るファンの質量の増加量は、比較例のファン９３０の質量に対して０．６ｇである。この増加量はファン３０の全質量６８ｇの０．８８％程度に相当する。このように、変形例２及び変形例３に係るファンによれば、質量の増加を抑制しつつ、微小異物の軸受５２への侵入を低減できる。

変形例１～変形例３に係る送風機の解析結果から、本実施の形態に係るボス４１、遮断部材４２、及び遮断部材４３の各々が、微小異物が軸受５２に侵入することを低減できる効果を有することが確認された。また、本実施の形態では、これらの変形例１～変形例３の構成を組み合わせることにより、変形例１～変形例３の各々よりも、微小異物が軸受５２に侵入することを低減できる効果をさらに高められることが確認された。

以上のように、本実施の形態の送風機１０は、ファン３０及びモータ５０を備える送風機１０であって、モータ５０は、軸心Ｃを含むシャフト５１と、シャフト５１を支持する軸受５２と、軸受５２の少なくとも一部を覆うモータケース５４と、を有する。ファン３０は、モータケース５４に対向する第一面３２ａ、及び、第一面３２ａに背向する第二面３２ｂを有し、シャフト５１に接続される主板３２と、主板３２が有する第二面３２ｂに立設され、シャフト５１含む軸心Ｃに対して放射状に配置される複数のブレード３４と、を有する。ファン３０及びモータケース５４の少なくとも一方は、１以上の遮断部材４２，４３を有する。１以上の遮断部材４２，４３は、主板３２が有する第一面３２ａと、モータケース５４との間に、軸心と直交する径方向において、シャフト５１から離隔して位置し、かつ、シャフト５１を囲む。

これにより、モータ５０が有する軸受５２への微小異物の侵入を低減できる送風機１０を提供できる。

また、ファン３０は、シャフト５１の外面に取り付けられ、シャフト５１を支持するボス４１を有してもよい。

また、モータケース５４は、モータ５０が有するシャフト５１が延伸する方向に沿って伸び、シャフト５１を囲む側面５４ｂを有してもよい。

（実施の形態２）
実施の形態２に係る送風機について説明する。本実施の形態に係る送風機は、主に、ファンが有する遮断部材の構成において実施の形態１に係る送風機１０と相違する。以下の本実施の形態に係る送風機について、実施の形態１に係る送風機１０との相違点を中心に説明する。

［２－１．全体構成］
まず、本実施の形態に係る送風機の全体構成について、図８を用いて説明する。図８は、実施の形態２に係る送風機１１０の内部構造を示す部分断面図である。図８は、送風機１１０が備えるシャフト５１が含む軸心Ｃを通る平面で切断したときの断面のうち、モータ５０及び主板３２付近の一部を示している。

本実施の形態に係る送風機１１０は、図８に示されるように、ケース１４と、ファン１３０と、モータ５０とを備える。本実施の形態に係る送風機１１０のケース１４及びモータ５０は、それぞれ、実施の形態１に係る送風機１０のケース１４及びモータ５０と同様の構成を有する。

本実施の形態に係る送風機１１０のファン１３０は、実施の形態１に係るファン３０と同様に、主板３２と、複数のブレード３４と、ボス１４１とを有する。ファン１３０が有する主板３２及び複数のブレード３４は、それぞれ、実施の形態１に係る主板３２及び複数のブレード３４と同様の構成を有する。ボス１４１は、上述した比較例に係るファン９３０のボス１４１と、同様の構成を有する。つまり、ボス１４１は、実施の形態１に係るボス４１より、モータ５０の回転軸方向すなわちシャフト５１の軸心Ｃ方向における長さが短い。

また、本実施の形態に係るファン１３０は、遮断部材１４４をさらに有する。遮断部材１４４は、実施の形態１に係る各遮断部材と同様に、主板３２が有する第一面３２ａと、モータケース５４との間に、シャフト５１から径方向に離隔して配置され、かつ、シャフト５１を囲む。本実施の形態に係る遮断部材１４４は、モータケース５４の側面５４ｂに対向する位置に配置される。また、遮断部材１４４は、シャフト５１を囲む環状の形状を有する。より詳しくは、遮断部材１４４は、モータ５０の回転軸を中心軸とする円筒状の形状を有する。

図８に示されるように、遮断部材１４４は、径方向において、貫通孔３３よりシャフト５１から遠い位置に配置される。また、遮断部材１４４は、径方向において、モータケース５４の段差側面５４ｄよりシャフト５１に近い位置に配置される。

［２－２．作用］
次に、本実施の形態に係る送風機１１０の作用について、図８を用いて説明する。本実施の形態に係る送風機１１０では、遮断部材１４４を有するため、実施の形態１に係る各遮断部材と同様の効果が奏される。遮断部材１４４が、モータケース５４が含む側面５４ｂに対向する位置に配置されることにより、ファン１３０が有する主板３２と、モータケース５４との間に迷路構造（ラビリンス）が形成される。このような迷路構造が形成されることによって、微小異物が回転軸付近すなわち軸受５２付近に侵入することを低減できる。

遮断部材１４４は、径方向において、段差側面５４ｄよりシャフト５１に近い位置に配置される。これにより、段差側面５４ｄに接続される段差上面５４ｃの上方に遮断部材１４４が配置されるため、段差上面５４ｃと、遮断部材１４４との間に、さらなる迷路構造が形成される。このような迷路構造が形成されることによって、微小異物が回転軸付近すなわち軸受５２付近に侵入することをさらに低減できる。

遮断部材１４４と主板３２に配置された遮断部材１４４より外側の部分とで挟まれる空間に、図８に破線矢印で示されるような気流を形成できるため、微小異物を当該空間に流入させることができる。したがって、微小異物が、遮断部材１４４より回転軸側すなわち軸受５２側に侵入することを低減できる。

遮断部材１４４は、シャフト５１を囲む環状の形状を有する。これにより、シャフト５１が含む軸心Ｃを中心軸として、全方向から微小異物が軸受５２に向かって侵入することを低減できる。

遮断部材１４４は、モータ５０の回転軸を中心軸とする円筒状の形状を有する。言い換えれば、遮断部材１４４は、シャフト５１が含む軸心Ｃを中心軸とする円筒状の形状を有する。これにより、ファン１３０の形状をモータ５０の回転軸に対して軸対称とすることができるため、ファン１３０の回転時における振動及び騒音を低減できる。

［２－３．解析結果］
次に、本実施の形態に係る送風機１１０の効果を確認するために、計算機を用いて解析した結果について図９を用いて説明する。図９は、比較例及び実施の形態２に係る各送風機の解析結果を示す図である。

図９には、上述した実施の形態１に係る送風機１０の解析条件と同様の条件で解析を行った結果が示されている。

図９に示されるように、比較例に係る送風機９１０では、侵入量は７３個であった。一方、本実施の形態に係る送風機１１０では、比較例に係る送風機９１０における侵入量の６０％程度に相当する４４個にまで侵入量を低減できた。このように、本実施の形態に係る送風機１１０によれば、比較例に係る送風機９１０より、大幅に微小異物の侵入量を低減できることが確認された。

（変形例）
以上、本開示に係る電動送風機について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記各実施の形態では、ファンが遮断部材を有した。しかし、モータ５０が有するモータケース５４が遮断部材を有してもよいし、ファン及びモータケース５４の両方がそれぞれ遮断部材を有してもよい。つまり、ファン及びモータケース５４の少なくとも一方が、１以上の遮断部材を有していればよい。

上記実施の形態１では、ファン３０は、二つの遮断部材４２及び４３を有した。しかし、遮断部材の個数は二つに限定されず、１以上であればよい。例えば、図７に示される変形例２及び変形例３のように遮断部材の個数は一つであってもよい。

ファン３０は、シャフト５１が含む軸心Ｃからの径方向の距離が互いに異なる二つの遮断部材を有した。しかし、シャフト５１が含む軸心Ｃからの距離が互いに異なる三つ以上の遮断部材を有してもよい。つまり、ファン３０は、シャフト５１が含む軸心Ｃからの距離が互いに異なる複数の遮断部材を有してもよい。

上記各実施の形態では、軸受の全体がモータケースに覆われている。しかし、軸受の一部が覆われればよい。例えば、軸受のファン側の一部がモータケースから外部に露出していてもよい。

その他、上記実施の形態に対して当業者が思い付く各種変形を施して得られる形態、又は、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。

本開示の技術は、例えば、シロッコファンに利用することができる。特に、車載用電池の冷却に用いられるシロッコファンのように、微小異物の多い環境で用いられるシロッコファンとして有用である。

１０、１１０、９１０ 送風機
１１ 吸込口
１２ 吹出口
１４ ケース
３０、１３０、９３０ ファン
３２ 主板
３２ａ 第一面
３２ｂ 第二面
３３ 貫通孔
３４ ブレード
３６ 環状部材
３８ 補強部材
４１、１４１ ボス
４２、４３、１４４ 遮断部材
５０ モータ
５１ シャフト
５２ 軸受
５４ モータケース
５４ａ 天面
５４ｂ 側面
５４ｃ 段差上面
５４ｄ 段差側面
５４ｅ 底面
５６ ロータ
５８ ステータ
Ｃ 軸心

Claims (10)

1. ファン及びモータを備える送風機であって、
   前記モータは、
   軸心を含むシャフトと、
   前記シャフトを支持する軸受と、
   前記軸受の一部を覆うモータケースと、を有し、
   前記ファンは、
   前記モータケースに対向する第一面、及び、前記第一面に背向する第二面を有し、前記シャフトに接続される主板と、
   前記主板が有する前記第二面に立設され、前記シャフトが含む前記軸心に対して放射状に配置される複数のブレードと、を有し、
   前記ファン及び前記モータケースの少なくとも一方は、１以上の遮断部材を有し、
   前記１以上の遮断部材は、前記主板が有する前記第一面と、前記モータケースとの間に、前記軸心と直交する径方向において、前記シャフトから離隔して位置し、かつ、前記シャフトを囲み、
   前記主板には、前記シャフトが含む前記軸心と前記複数のブレードが立設された領域との間に、前記第一面と前記第二面との間を貫通する１以上の貫通孔が形成され、
   前記１以上の遮断部材は、前記１以上の貫通孔より、前記シャフトに近い位置に配置される
   送風機。
2. 前記ファンは、前記シャフトの外面に取り付けられ、前記シャフトを支持するボスを有し、前記ボスと前記モータケースとの間隔は、０ｍｍより大きく、２．５ｍｍ以下である請求項１に記載の送風機。
3. 前記１以上の遮断部材は、環状の形状を有する請求項１又は２に記載の送風機。
4. 前記１以上の遮断部材は、円筒状の形状を有する請求項１～３のいずれか１項に記載の送風機。
5. 前記１以上の遮断部材は、前記軸心からの距離が互いに異なる複数の遮断部材を含む請求項１～４のいずれか１項に記載の送風機。
6. 前記モータケースは、前記モータが有する前記シャフトが延伸する方向に沿って伸び、前記シャフトを囲む側面を有し、
   前記１以上の遮断部材は、前記モータケースの前記側面に対向する位置に配置される
   請求項１～５のいずれか１項に記載の送風機。
7. 前記主板は、円錐面状の形状である
   請求項１～６のいずれか１項に記載の送風機。
8. 前記ファンは、前記１以上の遮断部材を有する
   請求項１～７のいずれか１項に記載の送風機。
9. 前記遮断部材は複数存在し、前記複数の遮断部材は、前記軸心に近い前記遮断部の長さが最も長い請求項１に記載の送風機。
10. 前記軸方向における前記貫通孔の上端より下方に、前記遮断部材の下端が位置する請求項１に記載の送風機。
    

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