WO2019012880A1 - 送風装置 - Google Patents

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WO2019012880A1
WO2019012880A1 PCT/JP2018/022015 JP2018022015W WO2019012880A1 WO 2019012880 A1 WO2019012880 A1 WO 2019012880A1 JP 2018022015 W JP2018022015 W JP 2018022015W WO 2019012880 A1 WO2019012880 A1 WO 2019012880A1
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WO
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inclined surface
impeller
axial flow
axial
radially
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/022015
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
大介 小笠原
村上　淳
裕一 佐久間
Original Assignee
日本電産株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by 日本電産株式会社 filed Critical 日本電産株式会社
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Priority to JP2019528995A priority patent/JPWO2019012880A1/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/38—Blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers

Definitions

  • the present invention relates to a blower.
  • Patent Document 1 describes an axial flow fan motor in which a coil winding is opposed to a magnet of a rotor with a gap in the axial direction.
  • An object of the present invention is to provide a blower having a structure capable of improving static pressure in view of the above-mentioned circumstances.
  • One aspect of the air blower according to the present invention comprises an impeller rotatable about a central axis extending in the vertical direction, a motor for rotating the impeller about the central axis, and an air inlet opening upward. And a cylindrical housing surrounding the impeller, wherein the radially inner side surface of the housing includes an axially extending extending surface and a first inclined surface connected to the upper side of the extending surface.
  • the upper end portion of the first inclined surface is connected to the air inlet, and the first inclined surface is positioned radially outward from the upper side toward the lower side, and the impeller has an axially extending outer peripheral surface
  • An impeller hub having a plurality of axial flow vanes extending radially outward from an outer peripheral surface of the impeller hub and arranged side by side along the circumferential direction, the axial flow vanes having a rotational direction front side After the direction of rotation
  • the outermost end portion of the axial flow vane portion which is located on the lower side as it goes to the side, and is located on the radially outer side among the axial flow vanes, has a clearance in the axial direction with the first inclined surface on the lower side of the first inclined surface. It is spaced apart and located below the lower end of the first inclined surface.
  • a blower having a structure capable of improving static pressure is provided.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the air blower of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a view showing the air blower of the present embodiment, and is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a top view of the impeller of the present embodiment.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a part of the impeller of the present embodiment.
  • FIG. 5 is a view of the impeller of this embodiment as viewed in the radial direction.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a part of the air blower of the present embodiment.
  • the Z-axis direction appropriately shown in each drawing is a direction parallel to the vertical direction.
  • the positive side in the Z-axis direction is referred to as “upper side”
  • the negative side in the Z-axis direction is referred to as “lower side”.
  • the central axis J appropriately shown in each drawing extends in the Z-axis direction, that is, in the vertical direction.
  • the axial direction of the central axis J that is, the vertical direction parallel to the Z-axis direction
  • axial direction Z a radial direction centered on the central axis J
  • a circumferential direction centered on the central axis J is simply referred to as “circumferential direction ⁇ ”.
  • the vertical direction, the upper side and the lower side are simply names for describing the relative positional relationship of each part, and the actual arrangement relationship etc. is an arrangement relationship etc. other than the arrangement relationship etc. indicated by these names. May be
  • the blower 10 includes a motor support 40, a bearing 60, a housing 50, a motor 30, and an impeller 20 rotatable around a central axis J.
  • the motor support 40 supports the motor 30.
  • the motor support portion 40 has a stator support portion 41 and a bearing holding portion 42.
  • the stator support portion 41 spreads in the radial direction.
  • the shape of the stator support portion 41 is a circular shape centering on the central axis J when viewed along the axial direction Z.
  • the outer diameter of the stator support portion 41 increases from the upper side toward the lower side. That is, the outer peripheral surface 41 a of the stator support portion 41 is an inclined surface whose outer diameter increases as it goes from the upper side to the lower side.
  • An outer circumferential surface 41 a of the stator support portion 41 is located radially outward of an outer circumferential surface 21 a of the impeller hub 21 described later.
  • the bearing holding portion 42 has a cylindrical shape that protrudes upward from the upper surface of the stator support portion 41. More specifically, the bearing holding portion 42 has a cylindrical shape centered on the central axis J and opening upward.
  • the bearing 60 is held inside the bearing holding portion 42.
  • the bearing 60 has a cylindrical shape extending in the axial direction Z and centered on the central axis J.
  • the outer peripheral surface of the bearing 60 is fixed to the inner peripheral surface of the bearing holding portion 42.
  • the bearing 60 is, for example, a slide bearing.
  • the housing 50 is disposed radially outward of the motor support 40. As shown in FIG. 1, the housing 50 is in the shape of a rectangular tube extending in the axial direction Z. As shown in FIG. 2, the housing 50 opens on both sides in the axial direction Z.
  • the upper opening in the housing 50 is an air inlet 53. That is, the housing 50 has the intake port 53 opened to the upper side.
  • the housing 50 surrounds the impeller 20 and the motor 30 radially outside the impeller 20 and the motor 30.
  • the outer shape of the housing 50 is a square with a corner when viewed from the upper side.
  • the housing 50 has a housing body 51 and a flange portion 52.
  • the housing main body 51 has a tubular shape extending in the axial direction Z.
  • the radially inner side surface of the housing body 51 is an extending surface 51 a extending in the axial direction Z.
  • the extension surface 51 a is a part of the radially inner side surface of the housing 50. That is, the radially inner side surface of the housing 50 has the extending surface 51 a.
  • the extending surface 51 a is a cylindrical surface centered on the central axis J. Although illustration is omitted, the extended surface 51 a and the outer peripheral surface 41 a of the stator support portion 41 are connected by a plurality of ribs.
  • the flange portion 52 protrudes radially inward from the upper end portion of the housing main body 51. As shown in FIG. 1, the flange portion 52 has an annular shape centered on the central axis J. The radially inner end portion of the upper surface of the flange portion 52 is a sloped portion 52c located on the lower side as it goes from the radially outer side to the radially inner side.
  • the intake port 53 includes a radially inner portion of the inclined portion 52c.
  • the lower surface of the flange portion 52 is a first inclined surface 52 a connected to the upper side of the extending surface 51 a.
  • the first inclined surface 52 a is a part of the radially inner side surface of the housing 50. That is, the radially inner side surface of the housing 50 has the first inclined surface 52a.
  • the upper end portion of the first inclined surface 52a is connected to the radially inner end portion of the inclined portion 52c. Thereby, the upper end portion of the first inclined surface 52 a is connected to the intake port 53.
  • the first inclined surface 52 a is located radially outward as it goes from the upper side to the lower side.
  • the first inclined surface 52a is an annular tapered surface whose inner diameter increases from the upper side toward the lower side. The inclination of the first inclined surface 52a with respect to the plane orthogonal to the axial direction Z is, for example, the same over the entire first inclined surface 52a.
  • the motor 30 has a shaft 31, a rotor core 32, a magnet 33 and a stator 34.
  • the shaft 31 has a cylindrical shape extending in the axial direction Z about the central axis J.
  • the lower portion of the shaft 31 is rotatably supported by the bearing 60.
  • the rotor core 32 is in the form of an annular plate centered on the central axis J.
  • the rotor core 32 is fixed to the bottom surface of an accommodation recess 21 d provided on the lower surface of the impeller hub 21 described later.
  • the magnet 33 is in the form of an annular plate centered on the central axis J.
  • the magnet 33 is fixed to the lower surface of the rotor core 32. Thereby, the magnet 33 is fixed to the impeller hub 21.
  • the lower surface of the magnet 33 and the lower surface of the impeller hub 21 are disposed on the same plane orthogonal to the axial direction Z.
  • the stator 34 is in the form of an annular plate centered on the central axis J.
  • the stator 34 is fixed to the upper surface of the stator support portion 41.
  • the bearing holding portion 42 is passed radially inside the stator 34.
  • the stator 34 is opposed to the magnet 33 in the axial direction Z with a gap at the lower side of the magnet 33. That is, in the present embodiment, the motor 30 is an axial gap type motor.
  • the stator 34 has a substrate 34 a and a coil 34 b.
  • the coil 34 b is configured by, for example, a wiring pattern printed on the substrate 34 a.
  • the coil 34 b is centered on an axis extending in the axial direction Z.
  • a plurality of coils 34 b are arranged along the circumferential direction ⁇ .
  • the impeller 20 has an impeller hub 21, a plurality of axial flow vanes 22, a connection portion 24, and a centrifugal vane 23.
  • the impeller hub 21 has an outer circumferential surface 21 a extending in the axial direction Z.
  • the impeller hub 21 has a flat, substantially truncated cone shape centered on the central axis J.
  • the outer diameter of the impeller hub 21 increases from the upper side to the lower side. That is, the outer peripheral surface 21a of the impeller hub 21 is an inclined surface whose outer diameter increases as it goes from the upper side to the lower side.
  • the inclination of the outer peripheral surface 21 a of the impeller hub 21 with respect to the axial direction Z is larger than the inclination of the outer peripheral surface 41 a of the stator support portion 41 with respect to the axial direction Z.
  • the portion of the outer peripheral surface 21a of the impeller hub 21 that overlaps with the lower end of the first inclined surface 52a when viewed along the radial direction has a larger inclination with respect to the plane orthogonal to the axial direction Z than the lower end of the first inclined surface 52a.
  • the entire outer peripheral surface 21a of the impeller hub 21 viewed in the radial direction and overlapping the first inclined surface 52a has a larger inclination with respect to the plane orthogonal to the axial direction Z than the first inclined surface 52a.
  • the lower end portion of the outer peripheral surface 21 a of the impeller hub 21 is disposed at substantially the same position in the radial direction as the upper end portion of the outer peripheral surface 41 a of the stator support portion 41.
  • the radially outer edge at the upper end of the impeller hub 21 is rounded.
  • the upper surface 21 e of the impeller hub 21 and the outer peripheral surface 21 a are smoothly connected.
  • the upper surface 21 e is a flat surface orthogonal to the axial direction Z.
  • the upper surface 21 e and the upper surface of the housing 50 are disposed, for example, on the same plane orthogonal to the axial direction Z.
  • the impeller hub 21 has a recess 21 b recessed upward from the lower surface of the impeller hub 21.
  • the outer shape viewed from the lower side of the recess 21 b is a circle whose center is the central axis J.
  • the upper end portion of the bearing holding portion 42 is inserted into the recess 21 b.
  • the impeller hub 21 has a housing recess 21 d which is recessed upward from the lower surface of the impeller hub 21 at the radially outer side of the recess 21 b.
  • the accommodation recess 21 d has an annular shape centered on the central axis J.
  • the accommodation recess 21 d surrounds the recess 21 b.
  • the accommodation recess 21 d accommodates and holds the rotor core 32 and the magnet 33.
  • the impeller hub 21 has a fixing hole 21 c penetrating in the axial direction Z from the bottom surface of the recess 21 b to the top surface 21 e of the impeller hub 21.
  • the upper end of the shaft 31 is fitted and fixed to the fixing hole 21 c.
  • the upper end surface of the shaft 31 and the upper surface 21 e of the impeller hub 21 are disposed on the same plane orthogonal to the axial direction Z.
  • the impeller hub 21, the shaft 31, the rotor core 32, and the magnet 33 constitute a rotor of the motor 30 that rotates around the central axis J.
  • the motor 30 can rotate the impeller hub 21 as a part of the rotor, and rotates the impeller 20 around the central axis J.
  • the motor 30 rotates the impeller 20 in the positive direction in the circumferential direction ⁇ , that is, in the counterclockwise direction as viewed from the upper side to the lower side.
  • the positive side in the circumferential direction ⁇ that is, the side advancing in the counterclockwise direction when viewed from the upper side to the lower side is referred to as the rotational direction front side.
  • the negative side in the circumferential direction ⁇ that is, the side advancing clockwise as viewed from the upper side to the lower side is referred to as the rotational direction rear side.
  • the plurality of axial flow vanes 22 extend radially outward from the outer peripheral surface 21 a of the impeller hub 21 and are arranged side by side along the circumferential direction ⁇ .
  • the plurality of axial flow vanes 22 are arranged at equal intervals along the circumferential direction ⁇ .
  • nine axial flow vanes 22 are provided.
  • the axial flow vane portion 22 is positioned on the front side in the rotational direction as it goes from the radial inner side to the radial outer side. That is, the axial flow vane portion 22 is in the form of an advancing wing having an advancing angle. Therefore, the noise generated when the impeller 20 rotates can be reduced.
  • the axial flow vanes 22 are positioned lower toward the rear in the rotational direction from the front in the rotational direction.
  • the lower surface of the axial flow vane portion 22 is a first blade surface 22 a facing downward. That is, the axial flow blade portion 22 has a first blade surface 22a.
  • the first blade surface 22 a is an inclined surface located on the lower side as it goes from the front side in the rotational direction to the rear side in the rotational direction.
  • the first blade surface 22a is a curved surface whose inclination with respect to a surface orthogonal to the axial direction Z increases from the front side in the rotation direction toward the rear side in the rotation direction.
  • the end on the front side in the rotational direction of the first blade surface 22 a is, for example, disposed at the same position in the axial direction Z as the upper surface 21 e of the impeller hub 21.
  • the end on the rear side in the rotational direction of the first blade surface 22 a is disposed at the same position in the axial direction Z as the lower surface of the impeller hub 21.
  • the upper surface of the axial-flow blade part 22 has the flat part 22c and the curved part 22b.
  • the flat portion 22 c is a flat portion orthogonal to the axial direction Z.
  • the end portion on the front side in the rotational direction of the flat portion 22 c is the end portion on the front side in the rotational direction of the upper surface of the axial flow vane portion 22.
  • the flat portion 22 c is disposed at the same position in the axial direction Z as the upper surface 21 e of the impeller hub 21 and the upper surface of the housing 50.
  • the curved portion 22 b is connected to the end on the rear side in the rotational direction of the flat portion 22 c.
  • the curved portion 22 b is an inclined surface located on the lower side as it goes from the front side in the rotational direction to the rear side in the rotational direction, and the inclination with respect to the plane orthogonal to the axial direction Z rotates from the front side in the rotational direction. It is a curved surface which becomes large as it goes to the direction back side.
  • the outermost end 22 e of the axial flow vanes 22 located on the most radial outer side is disposed on a virtual circle C centered on the central axis J as viewed along the axial direction Z. Be done.
  • the outermost end 22 e is a part of the radially outer surface of the axial flow vane portion 22.
  • the outermost end 22 e is positioned on the front side in the rotational direction as it goes from the lower side to the upper side.
  • the outermost end 22e is disposed below the first inclined surface 52a with a gap in the axial direction Z from the first inclined surface 52a. Therefore, it is possible to suppress the axial flow vane portion 22 from being pulled upward from the inside of the housing 50 by the first inclined surface 52a.
  • the outermost end 22 e is located below the lower end of the first inclined surface 52 a. Therefore, it is easy to arrange the outermost end 22 e closer to the extension surface 51 a of the radial inner surface of the housing 50.
  • the gap 72 between the axial flow vane portion 22 and the extension surface 51a can be reduced. Therefore, the air sent in the axial direction Z by the axial flow vane portion 22 is unlikely to leak from the gap 72, and the static pressure of the air sent by the blower 10 can be improved.
  • the axial flow vane portion 22 can be made closer to the extension surface 51 a and can be enlarged in the radial direction, the ratio occupied by the impeller 20 in the housing 50 can be increased. Thereby, the static pressure can be further improved.
  • the radially inner side surface of the housing 50 has a first inclined surface 52a positioned radially outward from the upper side toward the lower side. Therefore, the radial distance between the outer peripheral surface 21 a of the impeller hub 21 and the first inclined surface 52 a can be easily increased from the intake port 53 toward the lower side. Thereby, the flow passage cross-sectional area through which the air taken in from the intake port 53 passes can be increased from the upper side to the lower side. Therefore, static pressure can be further improved.
  • the blower 10 having a structure capable of improving the static pressure can be obtained.
  • the portion of the outer peripheral surface 21a of the impeller hub 21 that overlaps with the lower end portion of the first inclined surface 52a when viewed along the radial direction has a first inclination surface 52a with respect to the plane orthogonal to the axial direction Z. Greater than the bottom of the Therefore, the radial distance between the outer peripheral surface 21 a of the impeller hub 21 and the first inclined surface 52 a can be easily increased as it goes downward from the intake port 53. Therefore, static pressure can be further improved.
  • the motor for rotating the impeller is an axial gap type motor as in the present embodiment
  • the impeller hub to which the magnet is fixed is likely to be enlarged in the radial direction, and the radial dimension of the axial flow vanes tends to be relatively reduced. Therefore, when the impeller is rotated using an axial gap type motor, there is a problem that the static pressure tends to be particularly small. Therefore, the above-described effect of improving the static pressure is particularly useful when the motor of the blower is an axial gap type motor.
  • the blower 10 can be easily thinned in the axial direction Z.
  • the upper end 22f of the outermost end 22e passes through the connecting portion 52b of the first inclined surface 52a and the extending surface 51a and bisects the angle ⁇ formed by the first inclined surface 52a and the extending surface 51a. It is arranged on the virtual line segment L.
  • the virtual line segment L connects the connection portion 52b and the upper end 22f of the outermost end 22e, as viewed along the circumferential direction ⁇ .
  • the connection portion 52 b is a lower end portion of the first inclined surface 52 a.
  • the axial flow vane portion 22 has a reduced diameter portion 22g located above the outermost end 22e.
  • the radially outer end of the reduced diameter portion 22g is connected to the upper end 22f of the outermost end 22e, and is positioned radially inward from the upper end 22f of the outermost end 22e toward the upper side.
  • the upper end portion of the axial flow vane portion 22 can be disposed above the lower end portion of the first inclined surface 52a while the outermost end 22e is disposed below the first inclined surface 52a. Therefore, the dimension of the axial direction Z of the axial flow blade part 22 can be enlarged, and static pressure can be improved more.
  • the upper end portion of the reduced diameter portion 22 g is a flat portion 22 c which is the upper end portion of the axial flow vane portion 22.
  • the upper end portion of the reduced diameter portion 22g that is, the upper end portion of the axial flow vane portion 22, is positioned above the lower end portion of the first inclined surface 52a. Therefore, the dimension of the axial direction Z of the axial flow blade part 22 can be enlarged, and static pressure can be improved more.
  • the upper end portion of the reduced diameter portion 22 g is located radially inward of the intake port 53.
  • the dimension of the axial direction Z of the axial flow blade part 22 can be enlarged more, and static pressure can be improved more.
  • the upper end portion of the reduced diameter portion 22g is disposed at the same position in the axial direction Z as the upper surface of the housing 50, the dimension of the axial flow vane portion 22 in the axial direction Z can be further increased. The static pressure can be further improved.
  • the radially outer end portion of the reduced diameter portion 22 g is a second inclined surface 22 d which is a part of the radially outer surface of the axial flow vane portion 22. That is, the radially outer end of the reduced diameter portion 22g has a second inclined surface 22d. As shown in FIGS. 3 and 4, the second inclined surface 22 d faces the upper side and the radially outer side. The second inclined surface 22 d extends from the outermost end 22 e toward the upper side and the radially inner side in the forward direction of the rotational direction.
  • the second inclined surface 22 d opposes the first inclined surface 52 a in the axial direction Z with a gap at the lower side of the first inclined surface 52 a.
  • the second inclined surface 22d can be easily aligned with the first inclined surface 52a, and the second inclined surface 22d can be easily brought closer to the first inclined surface 52a. Therefore, the clearance 71 between the impeller 20 and the first inclined surface 52a can be easily reduced, and the static pressure can be further improved.
  • the air flowing into the inside of the housing 50 from the intake port 53 can be easily sent downward along the second inclined surface 22 d.
  • the inclination of the second inclined surface 22d with respect to the plane orthogonal to the axial direction Z is substantially the same as the inclination of the first inclined surface 52a with respect to the plane orthogonal to the axial direction Z.
  • the clearance 71 extends downward as it goes radially outward.
  • the width of the gap 71 in the direction orthogonal to the extending direction is substantially the same as the radial width of the gap 72. Therefore, both of the gaps 71 and 72 can be easily reduced, and the static pressure can be further improved.
  • the direction perpendicular to the extending direction of the gap 71 is a direction orthogonal to at least one of the first inclined surface 52a and the second inclined surface 22d.
  • the width of the gap 71 and the width of the gap 72 can be easily made the same. As a result, both of the gaps 71 and 72 can be more easily reduced, and the static pressure can be further improved.
  • connection portion 24 protrudes radially outward from the outer peripheral surface 21 a of the impeller hub 21.
  • the connection portion 24 is disposed below the axial flow vane portion 22. More specifically, the connection portion 24 is disposed below the radially inner end of the axial flow vane portion 22.
  • the upper end of the connection portion 24 is connected to the radially inner end of the axial flow vane portion 22.
  • the radially outer surface of the connection portion 24 is a connection surface 24 a.
  • the connection surface 24 a is a surface that extends downward from the radial inner end of the first blade surface 22 a in the surface of the impeller 20.
  • connection surface 24 a is disposed at the same position in the axial direction Z as the lower surface of the impeller hub 21. As shown in FIG. 4, the connection surface 24 a is a curved surface extending along the circumferential direction ⁇ . The connection surface 24 a is orthogonal to the radial direction. A plurality of connection portions 24 are provided, and provided for each of the plurality of axial flow vanes 22.
  • the impeller 20 can be made of resin in two molds divided in the axial direction Z.
  • the impeller 20 can be easily manufactured using a mold.
  • the centrifugal blade portion 23 is provided on the outer peripheral surface 21 a of the impeller hub 21.
  • the centrifugal blade portion 23 protrudes radially outward from the outer peripheral surface 21 a of the impeller hub 21.
  • the centrifugal vane portion 23 is connected to the radially inner end portion of the axial flow vane portion 22 on the rotational direction front side of the radial inner end portion of the axial flow vane portion 22.
  • the upper surface of the centrifugal blade portion 23 is connected to the upper surface of the axial flow blade portion 22. More specifically, the end on the rear side in the rotational direction of the upper surface of the centrifugal blade portion 23 is connected to the end on the radially inner side of the flat portion 22c.
  • the upper surface of the centrifugal blade portion 23 and the flat portion 22 c are disposed on the same plane orthogonal to the axial direction Z.
  • the shape of the upper surface of the centrifugal blade 23 as viewed from above is triangular.
  • the centrifugal blade portion 23 has a second blade surface 23 b.
  • the second blade surface 23 b is a surface connected to the upper surface of the centrifugal blade 23 and directed to the front side in the rotational direction.
  • the second blade surface 23 b extends downward from one side of the top surface of the centrifugal blade 23 on the radially outer side.
  • the second blade surface 23 b is an inclined surface located on the rear side in the rotational direction as it goes from the radial inner side to the radial outer side. That is, the second blade surface 23b has a receding angle.
  • the second blade surface 23 b is a flat surface parallel to the axial direction Z. As viewed in the direction orthogonal to the second blade surface 23b, the second blade surface 23b is substantially in the shape of a right triangle.
  • the radial outer end of the second blade surface 23b is connected to the connection surface 24a.
  • the centrifugal blade portion 23 is connected to the axial flow blade portion 22 and the connection portion 24.
  • a plurality of centrifugal blades 23 are provided, and provided for each of the plurality of axial flow blades 22.
  • the material of the impeller 20 is not particularly limited, and is, for example, a resin.
  • the impeller 20 is manufactured as a single member, for example, by injection molding using a mold.
  • the blower 10 of the present embodiment is a relatively thin blower using an axial gap type motor as the motor 30.
  • the ratio of the dimension in the axial direction Z of the blower 10 to the dimension in the direction orthogonal to the axial direction Z of the blower 10 is smaller than 0.25 and preferably 0.2 or less.
  • the dimension in the direction orthogonal to the axial direction Z of the blower 10 is, for example, the length of one side of the outer shape of the housing 50 when viewed from above, and is the dimension in the left-right direction in FIG.
  • the dimension in the axial direction Z of the blower 10 is, for example, the dimension in the axial direction Z of the housing 50.
  • the axial flow vanes 22 move forward in the rotational direction.
  • the first blade surface 22a of the axial flow blade portion 22 is an inclined surface located on the lower side as it goes from the front side in the rotation direction to the rear side in the rotation direction. Therefore, when the first blade surface 22a moves forward in the rotational direction as the axial flow vane portion 22 rotates, the air located on the forward direction of the first blade surface 22a in the rotational direction follows the first blade surface 22a. Sent to the bottom. Thereby, when the impeller 20 rotates and the axial flow vane portion 22 rotates, an air flow AF1 flowing from the upper side of the impeller 20 to the lower side of the impeller 20 is generated as shown in FIG. 2.
  • the air flow AF1 is a flow of air generated by the air located on the upper side of the axial flow vane portion 22 being sent to the lower side of the axial flow vane portion 22 by the axial flow vane portion 22.
  • the air sent radially outward along the second blade surface 23b is, as shown in FIG. 4, the first blade surface 22a.
  • the direction of rotation of the Thereby, the air sent radially outward along the second blade surface 23 b can be sent to the lower side of the impeller 20 by the first blade surface 22 a.
  • the air flow AF2 is drawn radially outward from the upper side of the impeller hub 21, and flows to the lower side of the impeller 20 along the second blade surface 23b and the first blade surface 22a. Will occur.
  • the axial flow blade portion 22 and the centrifugal blade portion 23 can send the combined air flow of the air flow AF1 and the air flow AF2 in the axial direction Z.
  • the air sent by the blower is only the air by the air flow AF1 generated only by the axial flow blade portion 22.
  • the air flow AF2 can be generated by the centrifugal blades 23 and the axial flow blades 22, so the amount of air sent by the blower 10 Can do a lot.
  • the air flow rate of the air blower 10 can be improved without increasing the radial dimension of the axial flow vanes 22.
  • the static pressure of the air can be improved by sending the air radially outward by the centrifugal blades 23. Thereby, the static pressure of the air sent by the air blower 10 can be improved.
  • the motor for rotating the impeller is an axial gap type motor as in this embodiment
  • the radial dimension of the axial flow vanes tends to be relatively small.
  • the amount of air delivered by the axial vanes decreases. Therefore, when the impeller is rotated using an axial gap type motor, there is a problem that the air blowing amount of the air blower tends to be small. Therefore, the effect of improving the air blowing amount described above is particularly useful when the motor of the air blower is an axial gap type motor.
  • the outer peripheral surface 21 a of the impeller hub 21 is an inclined surface whose outer diameter increases as going from the upper side to the lower side. Therefore, air located on the upper side of the impeller hub 21 can be easily sent radially outward and downward along the outer circumferential surface 21 a. Thus, the air flow AF2 can be easily generated smoothly, and the loss of air can be easily reduced. Therefore, the air flow rate of the air blower 10 can be further improved. Further, since the flow of the air flow AF2 can be smoothed, the noise generated by the air flow AF2 can be reduced.
  • the outer peripheral surface 41a of the stator support portion 41 is an inclined surface whose outer diameter increases as going from the upper side to the lower side, and is further radially outward than the outer peripheral surface 21a of the impeller hub 21. Be placed. Therefore, the air sent to the lower side of the impeller 20 while advancing radially outward and downward along the outer circumferential surface 21 a of the impeller hub 21 is radially outward and downward along the outer circumferential surface 41 a of the stator support portion 41. Sent. Accordingly, the air discharged downward from the lower end portion of the outer peripheral surface 41a along the outer peripheral surface 41a moves downward from the outer peripheral surface 41a and away from the outer peripheral surface 41a. Therefore, when the air along the outer circumferential surface 41 a is discharged to the lower side of the blower 10, the air is easily peeled off from the outer circumferential surface 41 a, and the blowing efficiency of the blower 10 can be improved.
  • the second blade surface 23 b is an inclined surface located on the rear side in the rotational direction as it goes from the radial inner side to the radial outer side.
  • the air flowing along the second blade surface 23 b can be easily guided to the axial flow blade portion 22 disposed on the rear side in the rotational direction of the centrifugal blade portion 23.
  • the air sent radially outward along the second blade surface 23b is less likely to be disturbed, and noise generated by the air flow AF2 can be further reduced.
  • the dimension of the second blade surface 23b in the axial direction Z is increased. It is easy to increase the area of the second blade surface 23b. Thereby, the amount of air to be sent radially outward can be further increased by the second blade surface 23b. Therefore, the air flow rate of the air blower 10 can be further improved.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and other configurations can be adopted.
  • the upper end portion of the axial flow vane portion may be located at the same position in the axial direction Z as the lower end portion of the first inclined surface, or below the first inclined surface.
  • the reduced diameter portion may not be provided.
  • the upper end of the outermost end may not be disposed on the virtual line segment L.
  • the outer peripheral surface of the impeller may not be an inclined surface.
  • connection surface of the connection portion may be an inclined surface which is inclined with respect to the axial direction Z.
  • connection part may not be provided.
  • a part of the outer peripheral surface of the impeller hub corresponds to the connection surface.
  • the axial flow vanes may be in the form of a sweptback having a sweepback angle.
  • the axial flow vane portion is positioned on the rear side in the rotational direction as it goes from the radial inner side to the radial outer side.
  • the centrifugal blades may not be provided.
  • the motor is an axial gap type motor in each embodiment described above, the present invention is not limited to this.
  • the type of motor is not particularly limited, and the motor may be, for example, a radial gap type motor.

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Abstract

本発明の送風装置の一つの態様は、インペラと、インペラを回転させるモータと、上側に開口する吸気口を有し、インペラの径方向外側において、インペラを囲む筒状のハウジングと、を備える。ハウジングの径方向内側面は、軸方向に延びる延伸面と、延伸面の上側に繋がる第１傾斜面と、を有する。第１傾斜面の上端部は、吸気口に繋がり、第１傾斜面は、上側から下側に向かうに従って径方向外側に位置する。インペラは、軸方向に延びる外周面を有するインペラハブと、インペラハブの外周面から径方向外側に延び、周方向に沿って並んで配置される複数の軸流羽根部と、を有する。軸流羽根部は、回転方向前方側から回転方向後方側に向かうに従って下側に位置する。軸流羽根部のうち最も径方向外側に位置する最外端部は、第１傾斜面の下側において第１傾斜面と軸方向に隙間を空けて配置され、かつ、第１傾斜面の下端部よりも下側に位置する。

Description

送風装置
　本発明は、送風装置に関する。
　インペラの回転軸の軸方向に送風する軸流ファンモータが知られる。例えば、特許文献１には、コイル巻線がロータのマグネットと軸方向に隙間を有して対向配置される軸流ファンモータが記載される。
特開２００６－２３３８１２号公報
　上記のような軸流ファンモータは、小型化が望まれる一方で、高い冷却効率が望まれる。しかし、軸流ファンモータを小さくすると、空気が流れる流路断面積も小さくなるため、静圧を十分に向上させにくく、軸流ファンモータの冷却効率が低下する場合がある。したがって、軸流ファンモータを設置する場所の制約等によって軸流ファンモータを比較的小型にする必要がある場合に、軸流ファンモータの冷却効率を十分に向上できない場合があった。
　本発明は、上記事情に鑑みて、静圧を向上させることができる構造を有する送風装置を提供することを目的の一つとする。
　本発明の送風装置の一つの態様は、上下方向に延びる中心軸周りに回転可能なインペラと、前記中心軸周りに前記インペラを回転させるモータと、上側に開口する吸気口を有し、前記インペラの径方向外側において、前記インペラを囲む筒状のハウジングと、を備え、前記ハウジングの径方向内側面は、軸方向に延びる延伸面と、前記延伸面の上側に繋がる第１傾斜面と、を有し、前記第１傾斜面の上端部は、前記吸気口に繋がり、前記第１傾斜面は、上側から下側に向かうに従って径方向外側に位置し、前記インペラは、軸方向に延びる外周面を有するインペラハブと、前記インペラハブの外周面から径方向外側に延び、周方向に沿って並んで配置される複数の軸流羽根部と、を有し、前記軸流羽根部は、回転方向前方側から回転方向後方側に向かうに従って下側に位置し、前記軸流羽根部のうち最も径方向外側に位置する最外端部は、前記第１傾斜面の下側において前記第１傾斜面と軸方向に隙間を空けて配置され、かつ、前記第１傾斜面の下端部よりも下側に位置する。
　本発明の一つの態様によれば、静圧を向上させることができる構造を有する送風装置が提供される。
図１は、本実施形態の送風装置を示す斜視図である。 図２は、本実施形態の送風装置を示す図であって、図１におけるII－II断面図である。 図３は、本実施形態のインペラを上側から視た図である。 図４は、本実施形態のインペラの一部を示す斜視図である。 図５は、本実施形態のインペラを径方向に沿って視た図である。 図６は、本実施形態の送風装置の一部を示す部分断面図である。
　各図に適宜示すＺ軸方向は、上下方向と平行な方向である。Ｚ軸方向の正の側を「上側」とし、Ｚ軸方向の負の側を「下側」とする。また、各図に適宜示す中心軸Ｊは、Ｚ軸方向、すなわち上下方向に延びる。以下の説明においては、中心軸Ｊの軸方向、すなわちＺ軸方向と平行な上下方向を単に「軸方向Ｚ」と呼ぶ。また、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向を単に「周方向θ」と呼ぶ。なお、上下方向、上側および下側とは、単に各部の相対位置関係を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。
　図１および図２に示すように、送風装置１０は、モータ支持部４０と、軸受６０と、ハウジング５０と、モータ３０と、中心軸Ｊ周りに回転可能なインペラ２０と、を備える。
　モータ支持部４０は、モータ３０を支持する。図２に示すように、モータ支持部４０は、ステータ支持部４１と、軸受保持部４２と、を有する。ステータ支持部４１は、径方向に拡がる。図示は省略するが、ステータ支持部４１の形状は、軸方向Ｚに沿って視て、中心軸Ｊを中心とする円形状である。ステータ支持部４１の外径は、上側から下側に向かうに従って大きくなる。すなわち、ステータ支持部４１の外周面４１ａは、上側から下側に向かうに従って外径が大きくなる傾斜面である。ステータ支持部４１の外周面４１ａは、後述するインペラハブ２１の外周面２１ａよりも径方向外側に位置する。軸受保持部４２は、ステータ支持部４１の上面から上側に突出する筒状である。より詳細には、軸受保持部４２は、中心軸Ｊを中心とし、上側に開口する円筒状である。
　軸受保持部４２の内部には、軸受６０が保持される。軸受６０は、軸方向Ｚに延び、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。軸受６０の外周面は、軸受保持部４２の内周面に固定される。軸受６０は、例えば、すべり軸受である。
　ハウジング５０は、モータ支持部４０よりも径方向外側に配置される。図１に示すように、ハウジング５０は、軸方向Ｚに延びる角筒状である。図２に示すように、ハウジング５０は、軸方向Ｚの両側に開口する。ハウジング５０における上側の開口は、吸気口５３である。すなわち、ハウジング５０は、上側に開口する吸気口５３を有する。ハウジング５０は、インペラ２０およびモータ３０の径方向外側において、インペラ２０およびモータ３０を囲む。ハウジング５０の外形は、上側から視て、角丸の正方形状である。
　ハウジング５０は、ハウジング本体５１と、フランジ部５２と、を有する。ハウジング本体５１は、軸方向Ｚに延びる筒状である。ハウジング本体５１の径方向内側面は、軸方向Ｚに延びる延伸面５１ａである。延伸面５１ａは、ハウジング５０の径方向内側面の一部である。すなわち、ハウジング５０の径方向内側面は、延伸面５１ａを有する。延伸面５１ａは、中心軸Ｊを中心とする円筒状の面である。図示は省略するが、延伸面５１ａとステータ支持部４１の外周面４１ａとは、複数のリブによって繋がれる。
　フランジ部５２は、ハウジング本体５１の上端部から径方向内側に突出する。図１に示すように、フランジ部５２は、中心軸Ｊを中心とする円環状である。フランジ部５２の上面における径方向内端部は、径方向外側から径方向内側に向かうに従って下側に位置する傾斜部５２ｃである。本実施形態において吸気口５３は、傾斜部５２ｃの径方向内側の部分を含む。
　図２に示すように、フランジ部５２の下面は、延伸面５１ａの上側に繋がる第１傾斜面５２ａである。第１傾斜面５２ａは、ハウジング５０の径方向内側面の一部である。すなわち、ハウジング５０の径方向内側面は、第１傾斜面５２ａを有する。第１傾斜面５２ａの上端部は、傾斜部５２ｃの径方向内端部と繋がる。これにより、第１傾斜面５２ａの上端部は、吸気口５３に繋がる。第１傾斜面５２ａは、上側から下側に向かうに従って径方向外側に位置する。第１傾斜面５２ａは、内径が上側から下側に向かうに従って大きくなる円環状のテーパ面である。軸方向Ｚと直交する面に対する第１傾斜面５２ａの傾きは、例えば、第１傾斜面５２ａの全体に亘って同じである。
　モータ３０は、シャフト３１と、ロータコア３２と、マグネット３３と、ステータ３４と、を有する。シャフト３１は、中心軸Ｊを中心として軸方向Ｚに延びる円柱状である。シャフト３１の下部は、軸受６０に回転可能に支持される。ロータコア３２は、中心軸Ｊを中心とする円環板状である。ロータコア３２は、後述するインペラハブ２１の下面に設けられる収容凹部２１ｄの底面に固定される。マグネット３３は、中心軸Ｊを中心とする円環板状である。マグネット３３は、ロータコア３２の下面に固定される。これにより、マグネット３３は、インペラハブ２１に固定される。マグネット３３の下面とインペラハブ２１の下面とは、軸方向Ｚと直交する同一平面上に配置される。
　ステータ３４は、中心軸Ｊを中心とする円環板状である。ステータ３４は、ステータ支持部４１の上面に固定される。ステータ３４の径方向内側には、軸受保持部４２が通される。ステータ３４は、マグネット３３の下側において、マグネット３３と軸方向Ｚに隙間を介して対向する。すなわち、本実施形態においてモータ３０は、アキシャルギャップ型のモータである。ステータ３４は、基板３４ａと、コイル３４ｂと、を有する。コイル３４ｂは、例えば、基板３４ａに印刷された配線パターンによって構成される。コイル３４ｂは、軸方向Ｚに延びる軸を中心とする。コイル３４ｂは、周方向θに沿って複数配置される。
　図２および図３に示すように、インペラ２０は、インペラハブ２１と、複数の軸流羽根部２２と、接続部２４と、遠心羽根部２３と、を有する。図２に示すように、インペラハブ２１は、軸方向Ｚに延びる外周面２１ａを有する。インペラハブ２１は、中心軸Ｊを中心とする扁平の略円錐台状である。インペラハブ２１の外径は、上側から下側に向かうに従って大きくなる。すなわち、インペラハブ２１の外周面２１ａは、上側から下側に向かうに従って外径が大きくなる傾斜面である。インペラハブ２１の外周面２１ａの軸方向Ｚに対する傾きは、ステータ支持部４１の外周面４１ａの軸方向Ｚに対する傾きよりも大きい。
　インペラハブ２１の外周面２１ａのうち径方向に沿って視て第１傾斜面５２ａの下端部と重なる部分は、軸方向Ｚと直交する面に対する傾きが第１傾斜面５２ａの下端部よりも大きい。本実施形態では、インペラハブ２１の外周面２１ａのうち径方向に沿って視て第１傾斜面５２ａと重なる部分全体は、軸方向Ｚと直交する面に対する傾きが第１傾斜面５２ａよりも大きい。
　インペラハブ２１の外周面２１ａの下端部は、ステータ支持部４１の外周面４１ａの上端部と径方向においてほぼ同じ位置に配置される。インペラハブ２１の上側の端部における径方向外縁部は、丸みを帯びる。これにより、インペラハブ２１の上面２１ｅと外周面２１ａとは、滑らかに繋がる。上面２１ｅは、軸方向Ｚと直交する平坦な面である。上面２１ｅとハウジング５０の上面とは、例えば、軸方向Ｚに直交する同一平面上に配置される。
　インペラハブ２１は、インペラハブ２１の下面から上側に窪む凹部２１ｂを有する。凹部２１ｂの下側から視た外形は、中心軸Ｊを中心とする円形状である。凹部２１ｂには、軸受保持部４２の上端部が挿入される。インペラハブ２１は、凹部２１ｂの径方向外側においてインペラハブ２１の下面から上側に窪む収容凹部２１ｄを有する。収容凹部２１ｄは、中心軸Ｊを中心とする円環状である。収容凹部２１ｄは、凹部２１ｂを囲む。収容凹部２１ｄは、ロータコア３２とマグネット３３とを収容し、保持する。
　インペラハブ２１は、凹部２１ｂの底面からインペラハブ２１の上面２１ｅまでを軸方向Ｚに貫通する固定孔部２１ｃを有する。固定孔部２１ｃには、シャフト３１の上側の端部が嵌め合わされて固定される。シャフト３１の上側の端面とインペラハブ２１の上面２１ｅとは、軸方向Ｚと直交する同一平面上に配置される。
　本実施形態においては、インペラハブ２１とシャフト３１とロータコア３２とマグネット３３とによって、中心軸Ｊ周りに回転するモータ３０のロータが構成される。これにより、モータ３０は、ロータの一部としてインペラハブ２１を回転させることができ、インペラ２０を中心軸Ｊ周りに回転させる。
　本実施形態においてモータ３０は、周方向θのうち正の向き、すなわち上側から下側に向かって視て反時計回りの向きにインペラ２０を回転させる。周方向θにおける正の側、すなわち上側から下側に向かって視て反時計回りに進む側を回転方向前方側と呼ぶ。周方向θにおける負の側、すなわち上側から下側に向かって視て時計回りに進む側を回転方向後方側と呼ぶ。
　図３に示すように、複数の軸流羽根部２２は、インペラハブ２１の外周面２１ａから径方向外側に延び、周方向θに沿って並んで配置される。複数の軸流羽根部２２は、周方向θに沿って一周に亘って等間隔に配置される。図３では、軸流羽根部２２は、例えば、９つ設けられる。軸流羽根部２２は、径方向内側から径方向外側に向かうに従って回転方向前方側に位置する。すなわち、軸流羽根部２２は、前進角を有する前進翼形状である。そのため、インペラ２０が回転する際に生じる騒音を低減できる。
　図４に示すように、軸流羽根部２２は、回転方向前方側から回転方向後方側に向かうに従って下側に位置する。図５に示すように、軸流羽根部２２の下面は、下側を向く第１羽根面２２ａである。すなわち、軸流羽根部２２は、第１羽根面２２ａを有する。第１羽根面２２ａは、回転方向前方側から回転方向後方側に向かうに従って下側に位置する傾斜面である。本実施形態において第１羽根面２２ａは、軸方向Ｚと直交する面に対する傾きが回転方向前方側から回転方向後方側に向かうに従って大きくなる湾曲面である。第１羽根面２２ａの回転方向前方側の端部は、例えば、インペラハブ２１の上面２１ｅと軸方向Ｚにおいて同じ位置に配置される。第１羽根面２２ａの回転方向後方側の端部は、インペラハブ２１の下面と軸方向Ｚにおいて同じ位置に配置される。
　図１および図３に示すように、軸流羽根部２２の上面は、平坦部２２ｃと、湾曲部２２ｂと、を有する。平坦部２２ｃは、軸方向Ｚと直交する平坦な部分である。平坦部２２ｃの回転方向前方側の端部は、軸流羽根部２２の上面の回転方向前方側の端部である。平坦部２２ｃは、インペラハブ２１の上面２１ｅおよびハウジング５０の上面と軸方向Ｚにおいて同じ位置に配置される。
　湾曲部２２ｂは、平坦部２２ｃの回転方向後方側の端部に繋がる。図５に示すように、湾曲部２２ｂは、回転方向前方側から回転方向後方側に向かうに従って下側に位置する傾斜面であり、軸方向Ｚと直交する面に対する傾きが回転方向前方側から回転方向後方側に向かうに従って大きくなる湾曲面である。
　図３に示すように、軸流羽根部２２のうち最も径方向外側に位置する最外端部２２ｅは、軸方向Ｚに沿って視て、中心軸Ｊを中心とする仮想円Ｃ上に配置される。最外端部２２ｅは、軸流羽根部２２の径方向外側面のうちの一部である。図４に示すように、最外端部２２ｅは、下側から上側に向かうに従って回転方向前方側に位置する。
　図６に示すように、最外端部２２ｅは、第１傾斜面５２ａの下側において第１傾斜面５２ａと軸方向Ｚに隙間を空けて配置される。そのため、第１傾斜面５２ａによって、軸流羽根部２２がハウジング５０内から上側に抜け出ることを抑制できる。最外端部２２ｅは、第１傾斜面５２ａの下端部よりも下側に位置する。そのため、最外端部２２ｅをハウジング５０の径方向内側面のうち延伸面５１ａに近づけて配置しやすい。これにより、軸流羽根部２２と延伸面５１ａとの間の隙間７２を小さくすることができる。したがって、軸流羽根部２２によって軸方向Ｚに送られる空気が隙間７２から漏れにくく、送風装置１０によって送られる空気の静圧を向上させることができる。
　また、軸流羽根部２２を延伸面５１ａに近づけて径方向に大きくできるため、ハウジング５０の内部におけるインペラ２０の占める割合を大きくできる。これにより、静圧をより向上させることができる。
　加えて、ハウジング５０の径方向内側面は、上側から下側に向かうに従って径方向外側に位置する第１傾斜面５２ａを有する。そのため、インペラハブ２１の外周面２１ａと第１傾斜面５２ａとの径方向の距離を、吸気口５３から下側に向かうに従って大きくしやすい。これにより、吸気口５３から取り入れた空気が通る流路断面積を上側から下側に向かうに従って大きくできる。したがって、静圧をより向上させることができる。
　以上により、本実施形態によれば、静圧を向上させることができる構造を有する送風装置１０が得られる。特に、本実施形態では、インペラハブ２１の外周面２１ａのうち径方向に沿って視て第１傾斜面５２ａの下端部と重なる部分は、軸方向Ｚと直交する面に対する傾きが第１傾斜面５２ａの下端部よりも大きい。そのため、インペラハブ２１の外周面２１ａと第１傾斜面５２ａとの径方向の距離を、吸気口５３から下側に向かうに従って、より大きくしやすい。したがって、静圧をより向上させることができる。
　ここで、インペラを回転させるモータが本実施形態のようにアキシャルギャップ型のモータである場合、モータの回転トルクを得るために、マグネットを径方向に大きくする必要がある。そのため、マグネットが固定されるインペラハブが径方向に大型化しやすく、相対的に軸流羽根部の径方向の寸法が小さくなりやすい。したがって、アキシャルギャップ型のモータを用いてインペラを回転させる場合、特に静圧が小さくなりやすい問題があった。そのため、上述した静圧を向上させることができる効果は、送風装置のモータがアキシャルギャップ型のモータである場合に、特に有用である。また、モータ３０をアキシャルギャップ型のモータとすることで、送風装置１０を軸方向Ｚに薄型化しやすい。
　本実施形態において最外端部２２ｅの上端部２２ｆは、第１傾斜面５２ａと延伸面５１ａとの接続部分５２ｂを通り第１傾斜面５２ａと延伸面５１ａとの成す角度φを二等分する仮想線分Ｌ上に配置される。仮想線分Ｌは、周方向θに沿って視て、接続部分５２ｂと最外端部２２ｅの上端部２２ｆとを繋ぐ。接続部分５２ｂは、第１傾斜面５２ａの下端部である。
　軸流羽根部２２は、最外端部２２ｅよりも上側に位置する縮径部２２ｇを有する。縮径部２２ｇの径方向外端部は、最外端部２２ｅの上端部２２ｆに繋がり、かつ、最外端部２２ｅの上端部２２ｆから上側に向かうに従って径方向内側に位置する。これにより、最外端部２２ｅを第１傾斜面５２ａの下側に配置しつつ、軸流羽根部２２の上端部を第１傾斜面５２ａの下端部よりも上側に配置できる。したがって、軸流羽根部２２の軸方向Ｚの寸法を大きくすることができ、静圧をより向上させることができる。
　本実施形態において縮径部２２ｇの上端部は、軸流羽根部２２の上端部である平坦部２２ｃである。縮径部２２ｇの上端部、すなわち軸流羽根部２２の上端部は、第１傾斜面５２ａの下端部よりも上側に位置する。したがって、軸流羽根部２２の軸方向Ｚの寸法を大きくでき、静圧をより向上させることができる。
　より詳細には、縮径部２２ｇの上端部は、吸気口５３の径方向内側に位置する。これにより、軸流羽根部２２の軸方向Ｚの寸法をより大きくすることができ、静圧をより向上させることができる。本実施形態では、縮径部２２ｇの上端部は、ハウジング５０の上面と軸方向Ｚにおいて同じ位置に配置されるため、軸流羽根部２２の軸方向Ｚの寸法をさらに大きくすることができ、静圧をさらに向上させることができる。
　縮径部２２ｇの径方向外端部は、軸流羽根部２２の径方向外側面の一部である第２傾斜面２２ｄである。すなわち、縮径部２２ｇの径方向外端部は、第２傾斜面２２ｄを有する。図３および図４に示すように、第２傾斜面２２ｄは、上側および径方向外側に面する。第２傾斜面２２ｄは、最外端部２２ｅから、回転方向前方側に向かうに従って上側および径方向内側に位置する向きに延びる。
　図６に示すように、第２傾斜面２２ｄの少なくとも一部は、第１傾斜面５２ａの下側において第１傾斜面５２ａと軸方向Ｚに隙間を介して対向する。これにより、第２傾斜面２２ｄを第１傾斜面５２ａに沿わせやすく、第２傾斜面２２ｄを第１傾斜面５２ａに近づけやすい。したがって、インペラ２０と第１傾斜面５２ａとの隙間７１を小さくしやすく、静圧をより向上させることができる。また、吸気口５３からハウジング５０の内部に流入した空気を第２傾斜面２２ｄに沿わせて下側に送りやすい。本実施形態では、軸方向Ｚと直交する面に対する第２傾斜面２２ｄの傾きは、軸方向Ｚに直交する面に対する第１傾斜面５２ａの傾きとほぼ同じである。
　隙間７１は、径方向外側に向かうに従って下側に位置する向きに延びる。隙間７１における延びる方向と直交する方向の幅は、隙間７２における径方向の幅とほぼ同じである。そのため、隙間７１，７２を両方とも小さくしやすく、静圧をより向上させることができる。なお、隙間７１における延びる方向と直交する方向とは、第１傾斜面５２ａと第２傾斜面２２ｄとのうちの少なくとも一方と直交する方向である。ここで、上述したように、最外端部２２ｅの上端部２２ｆが仮想線分Ｌ上に配置される場合、隙間７１の幅と隙間７２の幅とを同じにしやすい。これにより、より隙間７１，７２の両方を小さくしやすく、静圧をより向上させることができる。
　図２に示すように、接続部２４は、インペラハブ２１の外周面２１ａから径方向外側に突出する。接続部２４は、軸流羽根部２２の下側に配置される。より詳細には、接続部２４は、軸流羽根部２２の径方向内側の端部の下側に配置される。接続部２４の上側の端部は、軸流羽根部２２の径方向内側の端部と繋がる。接続部２４の径方向外側の面は、接続面２４ａである。接続面２４ａは、インペラ２０が有する面のうち第１羽根面２２ａの径方向内側の端部から下側に延びる面である。接続面２４ａの下側の端部は、インペラハブ２１の下面と軸方向Ｚにおいて同じ位置に配置される。図４に示すように、接続面２４ａは、周方向θに沿って延びる湾曲面である。接続面２４ａは、径方向と直交する。接続部２４は、複数設けられ、複数の軸流羽根部２２のそれぞれに対して設けられる。
　本実施形態のようにインペラハブの外周面が傾斜面である場合、金型を用いた射出成形でインペラを製造しようすると、軸流羽根部の径方向内側の端部が金型から抜きにくく、インペラを製造しにくい場合がある。これに対して、本実施形態によれば、インペラハブ２１の外周面２１ａから径方向外側に突出する接続部２４が設けられることで、インペラ２０を軸方向Ｚに分割された２つの金型に樹脂を流し込む射出成形で製造する場合に、下側の金型から成形されたインペラ２０を抜きやすくできる。そのため、金型を用いてインペラ２０を容易に製造できる。
　遠心羽根部２３は、インペラハブ２１の外周面２１ａに設けられる。遠心羽根部２３は、インペラハブ２１の外周面２１ａから径方向外側に突出する。遠心羽根部２３は、軸流羽根部２２の径方向内側の端部の回転方向前方側において、軸流羽根部２２の径方向内側の端部と繋がる。遠心羽根部２３の上面は、軸流羽根部２２の上面と繋がる。より詳細には、遠心羽根部２３の上面における回転方向後方側の端部は、平坦部２２ｃの径方向内側の端部に繋がる。遠心羽根部２３の上面と平坦部２２ｃとは、軸方向Ｚと直交する同一平面上に配置される。遠心羽根部２３の上面を上側から視た形状は、三角形状である。
　遠心羽根部２３は、第２羽根面２３ｂを有する。第２羽根面２３ｂは、遠心羽根部２３の上面と繋がり回転方向前方側を向く面である。本実施形態において第２羽根面２３ｂは、遠心羽根部２３の上面における径方向外側の一辺から下側に延びる。第２羽根面２３ｂは、径方向内側から径方向外側に向かうに従って回転方向後方側に位置する傾斜面である。すなわち、第２羽根面２３ｂは、後退角を有する。これにより、第２羽根面２３ｂは、回転方向前方側を向くとともに、径方向外側を向く。本実施形態において第２羽根面２３ｂは、軸方向Ｚと平行で平坦な面である。第２羽根面２３ｂと直交する方向に沿って視て、第２羽根面２３ｂは、略直角三角形状である。
　第２羽根面２３ｂの径方向外側の端部は、接続面２４ａと繋がる。これにより、遠心羽根部２３は、軸流羽根部２２と接続部２４とに繋がる。遠心羽根部２３は、複数設けられ、複数の軸流羽根部２２のそれぞれに対して設けられる。
　インペラ２０の材質は、特に限定されず、例えば、樹脂である。インペラ２０は、例えば、金型を用いた射出成形によって、単一の部材として製造される。
　本実施形態の送風装置１０は、モータ３０としてアキシャルギャップ型のモータを採用した比較的薄型の送風装置である。送風装置１０の軸方向Ｚと直交する方向の寸法に対する送風装置１０の軸方向Ｚの寸法の比は、０．２５よりも小さく、０．２以下であることが好ましい。送風装置１０の軸方向Ｚと直交する方向の寸法は、例えば、上側から視た際におけるハウジング５０の外形の一辺の長さであり、送風装置１０の図２における左右方向の寸法である。送風装置１０の軸方向Ｚの寸法は、例えば、ハウジング５０の軸方向Ｚの寸法である。
　モータ３０によってインペラ２０が回転させられると、軸流羽根部２２が回転方向前方側に進む。ここで、軸流羽根部２２が有する第１羽根面２２ａは、回転方向前方側から回転方向後方側に向かうに従って下側に位置する傾斜面である。そのため、軸流羽根部２２の回転に伴って第１羽根面２２ａが回転方向前方側に進むと、第１羽根面２２ａの回転方向前方側に位置する空気が、第１羽根面２２ａに沿って下側に送られる。これにより、インペラ２０が回転して軸流羽根部２２が回転すると、図２に示すようにインペラ２０の上側からインペラ２０の下側に流れる空気流ＡＦ１が生じる。空気流ＡＦ１は、軸流羽根部２２の上側に位置する空気が軸流羽根部２２によって軸流羽根部２２の下側に送られることで生じる空気の流れである。
　一方、インペラ２０の回転によって遠心羽根部２３が回転方向前方側に進むと、第２羽根面２３ｂの回転方向前方側に位置する空気が、遠心力によって第２羽根面２３ｂに沿って径方向外側に送られる。第２羽根面２３ｂの回転方向前方側に位置する空気が径方向外側に送られることで、インペラハブ２１の上側に位置する空気が、第２羽根面２３ｂの回転方向前方側に引き込まれ、径方向外側に送られる。
　第２羽根面２３ｂに沿って径方向外側に送られた空気は、第２羽根面２３ｂの径方向外側の端部が接続面２４ａと繋がるため、図４に示すように、第１羽根面２２ａの回転方向前方側に送られる。これにより、第２羽根面２３ｂに沿って径方向外側に送られた空気を、第１羽根面２２ａによってインペラ２０の下側に送ることができる。以上により、図２および図４に示すようにインペラハブ２１の上側から径方向外側に引き込まれて、第２羽根面２３ｂおよび第１羽根面２２ａを順に沿ってインペラ２０の下側に流れる空気流ＡＦ２が生じる。
　以上により、本実施形態の送風装置１０では、軸流羽根部２２と遠心羽根部２３とを設けることで、空気流ＡＦ１と空気流ＡＦ２とを足し合わせた空気を軸方向Ｚに送ることができる。ここで、遠心羽根部２３が設けられない場合では、送風装置によって送られる空気は、軸流羽根部２２のみによって生じる空気流ＡＦ１による空気のみである。これに対して、本実施形態によれば、空気流ＡＦ１に加えて、遠心羽根部２３と軸流羽根部２２とによって空気流ＡＦ２を生じさせることができるため、送風装置１０によって送る空気の量を多くできる。したがって、軸流羽根部２２の径方向の寸法を大きくすることなく、送風装置１０の送風量を向上できる。また、遠心羽根部２３によって空気を径方向外側に送ることで、空気の静圧を向上させることができる。これにより、送風装置１０によって送られる空気の静圧を向上させることができる。
　ここで、上述したようにインペラを回転させるモータが本実施形態のようにアキシャルギャップ型のモータである場合、相対的に軸流羽根部の径方向の寸法が小さくなりやすい。軸流羽根部の径方向の寸法が小さくなると、軸流羽根部によって送られる空気の量が低減する。したがって、アキシャルギャップ型のモータを用いてインペラを回転させる場合、送風装置の送風量が小さくなりやすい問題があった。そのため、上述した送風量を向上できる効果は、送風装置のモータがアキシャルギャップ型のモータである場合に、特に有用である。
　また、本実施形態によれば、インペラハブ２１の外周面２１ａは、上側から下側に向かうに従って外径が大きくなる傾斜面である。そのため、インペラハブ２１の上側に位置する空気を、外周面２１ａに沿って、径方向外側かつ下側に送りやすい。これにより、空気流ＡＦ２を滑らかに生じさせやすく、空気の損失を低減しやすい。したがって、より送風装置１０の送風量を向上できる。また、空気流ＡＦ２の流れを滑らかにできるため、空気流ＡＦ２によって生じる騒音を低減できる。
　また、本実施形態によれば、ステータ支持部４１の外周面４１ａが、上側から下側に向かうに従って外径が大きくなる傾斜面であり、かつ、インペラハブ２１の外周面２１ａよりも径方向外側に配置される。そのため、インペラハブ２１の外周面２１ａに沿って径方向外側かつ下側に進みつつインペラ２０の下側に送られた空気は、ステータ支持部４１の外周面４１ａに沿って径方向外側かつ下側に送られる。これにより、外周面４１ａに沿って外周面４１ａの下端部から送風装置１０の下側に放出される空気は、外周面４１ａから下側に離れるとともに径方向外側に離れる向きに進む。したがって、外周面４１ａに沿った空気が送風装置１０の下側に放出される際に外周面４１ａから剥がれやすく、送風装置１０の送風効率を向上させることができる。
　また、本実施形態によれば、第２羽根面２３ｂは、径方向内側から径方向外側に向かうに従って回転方向後方側に位置する傾斜面である。これにより、第２羽根面２３ｂに沿って流れる空気を、遠心羽根部２３の回転方向後方側に配置された軸流羽根部２２へと案内しやすい。また、第２羽根面２３ｂに沿って径方向外側に送られる空気に乱れが生じにくく、空気流ＡＦ２によって生じる騒音をより低減できる。
　また、本実施形態によれば、第２羽根面２３ｂの下側の端部は、インペラハブ２１の下側の端部に繋がるため、第２羽根面２３ｂの軸方向Ｚの寸法を大きくして、第２羽根面２３ｂの面積を大きくしやすい。これにより、第２羽根面２３ｂによって径方向外側に送る空気の量をより多くできる。したがって、より送風装置１０の送風量を向上できる。
　本発明は上述の実施形態に限られず、他の構成を採用することもできる。軸流羽根部の上端部は、第１傾斜面の下端部と軸方向Ｚにおいて同じ位置、あるいは第１傾斜面よりも下側に位置してもよい。縮径部は、設けられなくてもよい。最外端部の上端部は、仮想線分Ｌ上に配置されなくてもよい。インペラの外周面は、傾斜面でなくてもよい。
　接続部の接続面は、軸方向Ｚに対して傾く傾斜面であってもよい。また、接続部は、設けられなくてもよい。この場合、インペラハブの外周面の一部が、接続面に相当する。また、軸流羽根部は、後退角を有する後退翼形状であってもよい。この場合、軸流羽根部は、径方向内側から径方向外側に向かうに従って回転方向後方側に位置する。また、遠心羽根部は、設けられなくてもよい。
　また、上述した各実施形態においてモータは、アキシャルギャップ型のモータとしたが、これに限られない。モータの種類は特に限定されず、モータは、例えば、ラジアルギャップ型のモータであってもよい。
　また、上述した各実施形態の送風装置の用途は、特に限定されない。上記の各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。
　１０…送風装置、２０…インペラ、２１…インペラハブ、２２…軸流羽根部、２２ｄ…第２傾斜面、２２ｅ…最外端部、２２ｇ…縮径部、３０…モータ、３３…マグネット、５０…ハウジング、５１ａ…延伸面、５２ａ…第１傾斜面、５２ｂ…接続部分、５３…吸気口、Ｊ…中心軸、Ｌ…仮想線分、Ｚ…軸方向、θ…周方向、φ…角度

 

Claims (8)

  1. 　上下方向に延びる中心軸周りに回転可能なインペラと、
    　前記中心軸周りに前記インペラを回転させるモータと、
    　上側に開口する吸気口を有し、前記インペラの径方向外側において、前記インペラを囲む筒状のハウジングと、
    　を備え、
    　前記ハウジングの径方向内側面は、
    　　軸方向に延びる延伸面と、
    　　前記延伸面の上側に繋がる第１傾斜面と、
    　を有し、
    　前記第１傾斜面の上端部は、前記吸気口に繋がり、
    　前記第１傾斜面は、上側から下側に向かうに従って径方向外側に位置し、
    　前記インペラは、
    　　軸方向に延びる外周面を有するインペラハブと、
    　　前記インペラハブの外周面から径方向外側に延び、周方向に沿って並んで配置される複数の軸流羽根部と、
    　を有し、
    　前記軸流羽根部は、回転方向前方側から回転方向後方側に向かうに従って下側に位置し、
    　前記軸流羽根部のうち最も径方向外側に位置する最外端部は、前記第１傾斜面の下側において前記第１傾斜面と軸方向に隙間を空けて配置され、かつ、前記第１傾斜面の下端部よりも下側に位置する、送風装置。
  2. 　前記軸流羽根部は、前記最外端部よりも上側に位置する縮径部を有し、
    　前記縮径部の径方向外端部は、前記最外端部の上端部に繋がり、かつ、前記最外端部の上端部から上側に向かうに従って径方向内側に位置する、請求項１に記載の送風装置。
  3. 　前記縮径部の径方向外端部は、上側および径方向外側に面する第２傾斜面を有し、
    　前記第２傾斜面は、前記最外端部から、回転方向前方側に向かうに従って上側および径方向内側に位置する向きに延び、
    　前記第２傾斜面の少なくとも一部は、前記第１傾斜面の下側において前記第１傾斜面と軸方向に隙間を介して対向する、請求項２に記載の送風装置。
  4. 　前記軸流羽根部の上端部は、前記第１傾斜面の下端部よりも上側に位置する、請求項２または３に記載の送風装置。
  5. 　前記軸流羽根部の上端部は、前記吸気口の径方向内側に位置する、請求項４に記載の送風装置。
  6. 　前記最外端部の上端部は、前記第１傾斜面と前記延伸面との接続部分を通り前記第１傾斜面と前記延伸面との成す角度を二等分する仮想線分上に配置される、請求項２から５のいずれか一項に記載の送風装置。
  7. 　前記インペラハブの外周面は、上側から下側に向かうに従って外径が大きくなる傾斜面であり、
    　前記インペラハブの外周面のうち径方向に沿って視て前記第１傾斜面の下端部と重なる部分は、軸方向と直交する面に対する傾きが前記第１傾斜面の下端部よりも大きい、請求項１から６のいずれか一項に記載の送風装置。
  8. 　前記モータは、
    　　前記インペラハブに固定されるマグネットと、
    　　前記マグネットの下側において、前記マグネットと軸方向に隙間を介して対向するステータと、
    　を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載の送風装置。
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