WO2024257820A1 - 送風装置 - Google Patents

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yoke
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智之 鈴木
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MinebeaMitsumi Inc
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MinebeaMitsumi Inc
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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
    • F04D29/34—Blade mountings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans

Definitions

  • the present invention relates to a blower device.
  • an outer rotor type blower has been proposed that has a simple structure and is waterproof and dustproof.
  • a magnet is fixed to the inner circumferential surface of the cylindrical part of the rotor yoke, and part of the hub of the impeller fits into a through hole provided in the disk-shaped top plate part of the rotor yoke (see, for example, Patent Document 1).
  • part of the hub fits into a through hole in the top plate of the rotor yoke, making the overall length of the shaft long in the axial direction, and making it difficult to reduce the overall height of the blower and make it compact.
  • stator coil is located below the top plate of the rotor yoke, if the motor is to be made smaller without changing the structure, the stator coil must be made smaller, which inevitably results in a decrease in performance.
  • the objective of the blower of the present invention is to make it even smaller than conventional blowers without compromising its performance.
  • the blower device of the present invention comprises a shaft, a yoke fixed to the shaft, and an impeller fixed to the yoke, the yoke having a cylindrical portion extending in the direction of the rotation axis of the impeller, the cylindrical portion having a through hole penetrating in the radial direction of the impeller, and a part of the impeller fitting into the through hole.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a blower according to an embodiment that is an example of the present invention.
  • 1A is a perspective view showing a configuration of a yoke according to an embodiment that is an example of the present invention, as viewed from the downstream side
  • FIG. 1B is a perspective view showing a configuration of the yoke as viewed from the upstream side.
  • 1 is a perspective view showing a configuration of a combined body of an impeller and a yoke of a blower according to an embodiment that is an example of the present invention, as viewed from the upstream side.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a combination of an impeller and a yoke of a blower according to an embodiment that is an example of the present invention, as viewed from the downstream side.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an impeller of a blower according to an embodiment that is an example of the present invention.
  • FIG. 4 is a partial enlarged view showing a state in which a part of an impeller according to an embodiment of the present invention is inserted into a through hole of a yoke.
  • Fig. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a blower according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 is a perspective view showing the configuration of a yoke according to an embodiment of the present invention when viewed from the downstream side (A) and the configuration of the yoke when viewed from the upstream side (B).
  • Fig. 3 is a perspective view showing the configuration of a combination of an impeller and a yoke of a blower according to an embodiment of the present invention when viewed from the upstream side.
  • Fig. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a blower according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 is a perspective view showing the configuration of a yoke according to an embodiment of the present invention when viewed from the downstream side (A) and the configuration of the yoke when viewed from the upstream side (B).
  • Fig. 3 is a perspective view showing the configuration of a combination of an impeller and a
  • FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of a combination of an impeller and a yoke of a blower according to an embodiment of the present invention when viewed from the downstream side.
  • Fig. 5 is a perspective view showing the configuration of an impeller of a blower according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 6 is a partial enlarged view showing a state in which a part of an impeller according to an embodiment of the present invention is inserted into a through hole of a yoke.
  • the direction of arrow a along axis X is referred to as the upstream side or one side.
  • the direction of arrow b along axis X is referred to as the downstream side or the other side.
  • the direction of arrows ab is referred to as the upstream/downstream direction or axial direction.
  • the upstream side and downstream side do not necessarily coincide with the vertical direction.
  • the direction of arrows cd is referred to as the radial direction
  • the direction of arrow c away from axis X is referred to as the outer side or one radial side
  • the direction of arrow d approaching axis X is referred to as the inner side or the other radial side
  • the direction rotating around axis X is referred to as the circumferential direction.
  • the fan motor 100 serving as a blower in this embodiment is an axial fan that blows air from the upstream side (arrow a direction) to the downstream side (arrow b direction) in the X-axis direction, and has an overall rectangular cylindrical shape that is roughly square when viewed from above.
  • the fan motor 100 includes a motor 200, an impeller 300 arranged upstream (in the direction of arrow a) of the shaft 210 of the motor 200, and a casing 400 that houses the motor 200 and the impeller 300.
  • the impeller 300 is composed of a hub 311 and blades 312, and is driven to rotate by the motor 200.
  • the fan motor 100 has an upstream opening 401 for drawing in air from the upstream side in the X-axis direction (the direction of the arrow a) through the impeller 300, and a downstream opening 402 for discharging air through the impeller 300.
  • the casing 400 of the fan motor 100 includes a side wall 410 that surrounds the impeller 300 from the radially outer side (arrow c direction), a base 420 that is formed at the end on the downstream side (arrow b direction) and holds the fan motor 100, and spokes 430 consisting of multiple stator blades (fixed blades) that connect the side wall 410 and the base 420 in the radial direction (arrows cd direction).
  • the sidewall 410, base 420, and spokes 430 of the casing 400 are integrally formed by injection molding of a synthetic resin such as polybutylene terephthalate reinforced with glass fiber. Note that the sidewall 410, base 420, and spokes 430 of the casing 400 may be formed from other materials.
  • the side wall 410 of the casing 400 is a tube or cylindrical body that defines the air tunnel of the fan motor 100.
  • the side wall 410 has an upstream opening 401 and a downstream opening 402, and has a cylindrical inner circumferential surface 410a centered on the axis X as the axis of rotation.
  • the diameter of the inner circumferential surface 410a of the side wall 410 is large enough not to come into contact with the radially outer ends (in the direction of arrow c) of the blades 312 of the impeller 300.
  • a predetermined gap is formed between the radially outer end (direction of arrow c) of the blades 312 of the impeller 300 and the inner circumferential surface 410a of the side wall 410.
  • the side wall 410 also functions as a guard portion that protects the impeller 300.
  • the base 420 of the casing 400 is formed by a substantially disk-shaped base 420a, a cylindrical outer peripheral wall 420b that extends a predetermined length from the radially outer end (arrow c direction) of the base 420a toward the upstream side (arrow a direction), and a cylindrical inner peripheral wall 420c that protrudes a predetermined length from the radially inner end (arrow d direction) on the other radial side of the base 420a toward the upstream side (arrow a direction).
  • the inner peripheral wall 420c and the outer peripheral wall 420b of the base 420 are disposed radially on either side of the base 420a, and the inner peripheral wall 420c is formed longer (higher) in the X-axis direction than the outer peripheral wall 420b.
  • the inner peripheral wall 420c of the base 420 has an end surface (hereinafter referred to as the "upper end surface") on the upstream side (the direction of the arrow a), and the inner peripheral end of the circuit board 500 is placed on the upper end surface and fixed thereto by adhesive or the like.
  • the circuit board 500 is a printed wiring board made of a thin, annular member, having a single layer or multiple wiring layers on which electronic components that constitute a motor drive control circuit (not shown) that drives the rotor 240 of the motor 200 to rotate are mounted.
  • a plurality of spokes 430 are integrally formed on the radially outer (arrow c direction) surface (hereinafter referred to as the "outer surface") of the outer peripheral wall 420b of the base 420.
  • the outer peripheral wall 420b of the base 420 is supported by the side wall 410 of the casing 400 via the spokes 430.
  • the base 420 and the side wall 410 of the casing 400 are integrally connected via the plurality of spokes 430.
  • the motor 200 has a shaft 210, a rotor 240 arranged on the upstream side of the shaft 210 (in the direction of the arrow a), a bearing device 260, and a stator 250.
  • the shaft 210 is a cylindrical member that is rotatably supported by an upstream bearing 263 and a downstream bearing 264.
  • the upstream end (in the direction of the arrow a) of the shaft 210 is integrally joined to the shaft support portion 233 of the rotor yoke 230 by press-fitting, adhesive bonding, or the like.
  • Bearings 263 and 264 are, for example, ball bearings. Bearings 263 and 264 are not limited to ball bearings, and may be various other bearings, such as sleeve bearings. In addition, a coil spring sp for applying preload to bearing 263 is interposed around shaft holder 233 between the upstream end of bearing 263 and disk portion 232 of rotor yoke 230.
  • the bearing device 260 has an upstream bearing 263, a downstream bearing 264, and a retaining member 262 that holds the two bearings 263, 264.
  • the retaining member 262 is made of metal and has an overall generally hollow cylindrical shape.
  • the retaining member 262 is press-fitted into the inner circumferential surface (the radially inner surface) of the inner circumferential wall 420c of the base 420.
  • the retaining member 262 may be formed integrally with the base 420 while being inserted into the inner circumferential wall 420c.
  • Bearing 263 is disposed on the upstream side of shaft 210 (in the direction of arrow a) and rotatably supports the upstream side of shaft 210 (in the direction of arrow a) with respect to holding member 262.
  • Bearing 264 is disposed on the downstream side of shaft 210 (in the direction of arrow b) and rotatably supports the downstream side of shaft 210 (in the direction of arrow b) with respect to holding member 262.
  • Motor 200 is an outer rotor type single-phase brushless DC motor, and has rotor 240 and stator 250. Note that motor 200 is not limited to being a single-phase brushless DC motor, and may be other motors, such as a three-phase brushless DC motor.
  • the rotor 240 is fixed to the upstream side (in the direction of the arrow a) of the shaft 210.
  • the rotor 240 has a rotor yoke 230 and a magnet mg.
  • the rotor yoke 230 has a cylindrical portion 231, a disk portion 232, and a shaft holding portion 233.
  • the cylindrical portion 231 of the rotor yoke 230 is a cylindrical portion formed of a soft magnetic material and arranged coaxially with the shaft 210. As shown in FIG. 1, a cylindrical magnet mg is fixed integrally to the inner peripheral surface (diametrically inner surface) of the cylindrical portion 231 coaxially with the cylindrical portion 231.
  • the cylindrical portion 231 functions as a portion that prevents leakage of the magnetic field of the magnet mg.
  • the disk portion 232 of the rotor yoke 230 is a roughly disk-shaped portion that extends from the upstream end of the cylindrical portion 231 toward the shaft 210 radially inward (in the direction of arrow d) and blocks the upstream side of the cylindrical portion 231 (in the direction of arrow a).
  • the shaft retaining portion 233 is a generally cylindrical portion that protrudes a predetermined length from the end of the disk portion 232 on the radially inner side (in the direction of the arrow d) toward the downstream bearing 263 (in the direction of the arrow b).
  • the inner diameter of the shaft retaining portion 233 is formed to be slightly smaller than the outer diameter of the shaft 210.
  • the shaft 210 is press-fitted into the inner circumferential surface (the surface facing radially inward (in the direction of arrow d)) of the shaft retaining portion 233, thereby fixing the rotor yoke 230 and the shaft 210 together.
  • the cylindrical portion 231 and the disk portion 232 of the rotor yoke 230 are fixed together to the inner circumferential surface of the hub 311 of the impeller 300 by insert molding or the like.
  • the rotor yoke 230 has a plurality of (e.g., five) through holes 234 that penetrate radially through the cylindrical portion 231 at the upstream end (direction of arrow a) of the cylindrical portion 231 and at the radially outer end (direction of arrow c) of the disk portion 232, i.e., at the corner where the cylindrical portion 231 and the disk portion 232 intersect.
  • These through holes 234 are rectangular in plan view, and are holes into which molten resin enters when the rotor yoke 230 and the hub 311 of the impeller 300 are insert-molded together. After the protrusions 350 (FIGS. 1, 5, and 6) of the hub 311 are formed by insert molding, the through holes 234 also serve as entrances into which the protrusions 350 enter. In this case, five through holes 234 are provided, but this is not limited to this and any number may be used.
  • the stator 250 (FIG. 1) is attached to the outer peripheral surface (the radially outer surface) of the retaining member 262. However, the stator 250 may be attached directly to the base 420 without using the retaining member 262.
  • the stator 250 has a stator core 251 formed by stacking multiple electromagnetic steel cores made of soft magnetic material, an insulator 252 made of an insulating material attached to the stator core 251, and a coil (not shown) wound around the stator core 251 via the insulator 252.
  • the stator core 251 and the coil are insulated by the insulator 252.
  • the rotor 240 rotates together with the shaft 210 due to the electromagnetic action between the rotor 240 and the stator 250, causing the impeller 300 fixed integrally to the rotor 240 to rotate, and air (hereinafter also referred to as "air flow”) is sent from the upstream side (direction of arrow a) to the downstream side (direction of arrow b) by the action of the multiple blades 312. Therefore, the fan motor 100 functions as a blower.
  • the impeller 300 has a hub 311 that is cup-shaped with a cross section that is roughly an inverted U-shape with a bottom, and a number of blades 312 that are provided at regular intervals in the circumferential direction on the outer peripheral surface, which is the radially outer surface of the hub 311.
  • the hub 311 In the axial direction, the hub 311 has an opening 311a that opens at the upstream end (arrow a direction), and the upstream end face (arrow a direction) of the shaft 210 and the disk portion 232 are exposed through the opening 311a ( Figure 1) ( Figure 3).
  • the state in which the impeller 300 and the rotor yoke 230 are fixed together is called a combined body 360, and will be used in the following explanation.
  • the multiple blades 312 of the impeller 300 that make up the combined body 360 all have the same shape and are evenly spaced around the hub 311.
  • the hub 311 and the multiple blades 312 are integrally formed by injection molding of a synthetic resin such as polybutylene terephthalate reinforced with glass fiber.
  • the hub 311 of the impeller 300 is fixed to the radially outer (arrow c) end of the upper end surface 232u on the upstream side (arrow a) of the disk portion 232 of the rotor yoke 230, covering the radially outer (arrow c) outer peripheral surface of the cylindrical portion 231.
  • the hub 311 of the impeller 300 forms a cup shape with a cross section that is roughly an inverted U-shape with a bottom, and has a cylindrical portion 330 formed coaxially with the shaft 210, and a disk-shaped upper cover portion 340 that extends from the upstream end (direction of arrow a) of the cylindrical portion 330 toward the shaft 210.
  • the upper cover portion 340 of the hub 311 has an opening 311a (Fig. 1) of a predetermined radius centered on the X-axis, and the upstream end face (direction of arrow a) of the shaft 210 and the disk portion 232 of the rotor yoke 230 are exposed through the opening 311a (Figs. 1 and 3).
  • the cylindrical portion 330 of the hub 311 has protrusions 350 that enter multiple (e.g., five) through holes 234 provided in the cylindrical portion 231 of the rotor yoke 230.
  • the protrusions 350 are formed in a generally rectangular cross-section and annular shape that enter from the through holes 234 of the cylindrical portion 231 of the rotor yoke 230 toward the shaft 210 and extend in the circumferential direction.
  • the protrusion 350 has an inner peripheral surface 350n on the radially inward side (in the direction of the arrow d), and has an annular locking portion 352 that extends from the inner peripheral surface 350n at the upstream end (in the direction of the arrow a) of the protrusion 350 so as to protrude slightly toward the shaft 210 on the radially inward side (in the direction of the arrow d).
  • the protrusion 350 refers to the portion surrounded by the dashed line and the inner peripheral surface 350n in FIG. 6.
  • the protrusion 350 also has an annular protruding portion 353 that extends slightly downstream (in the direction of arrow b) along the X-axis direction beyond the upper end surface 231u on the upstream side (in the direction of arrow a) of the cylindrical portion 231 of the rotor yoke 230.
  • the protruding portion 353 is flush with the inner peripheral surface 350n of the projection 350.
  • the outer diameter r1 of the protruding portion 353 is smaller than the inner diameter r2 of the cylindrical portion 231 of the rotor yoke 230.
  • This protruding portion 353 has a flat lower end surface 353d on the downstream side (direction of arrow b), and this lower end surface 353d is adjacent to the upper end surface mgu on the upstream side (direction of arrow a) of the magnet mg with a small gap between them.
  • this is not limited to this, and the lower end surface 353d of the protruding portion 353 may abut against the upper end surface mgu on the upstream side (direction of arrow a) of the magnet mg.
  • the protrusion 350 has a predetermined distance d1 (r2-r1) between the inner peripheral surface 231n on the radially inner side (direction of arrow d) of the cylindrical portion 231 of the rotor yoke 230 and the outer peripheral surface 353g on the radially outer side (direction of arrow c) of the protruding portion 353.
  • a pocket space 350p is formed as an annular groove between the protruding portion 353 of the protrusion 350, the cylindrical portion 231 of the rotor yoke 230, and the upper end surface mgu of the magnet mg.
  • the cylindrical portion 231 of the rotor yoke 230 is inserted into the hub 311 in a mold, and the molten resin of the hub 311 is poured into the through hole 234 of the cylindrical portion 231 to form the protrusion 350 having the locking portion 352 and the protruding portion 353.
  • the protrusion 350 on the hub 311 of the impeller 300 is integrally formed in a state where it fits into the through hole 234 of the cylindrical portion 231 of the rotor yoke 230, so that the impeller 300 can be prevented from coming out of the rotor yoke 230 due to centrifugal force when the impeller 300 rotates.
  • the protrusion 350 which is part of the hub 311, fits into the through hole 234 in the cylindrical portion 231 of the rotor yoke 230. This allows the fan motor 100 to be compact by reducing its overall height without being too long in the X-axis direction of the shaft 210.
  • the lower end surface 353d of the protruding portion 353 of the protrusion 350 can be brought into contact with the upper end surface mgu of the magnet mg. This makes it easy to determine the height in the X-axis direction when fixing the magnet mg to the inner circumferential surface 231n of the cylindrical portion 231 in the fan motor 100.
  • the three elements of the cylindrical portion 231, the protruding portion 353, and the magnet mg form a pocket space 350p that is rectangular in cross section and annular.
  • the magnet mg is pressed against the inner circumferential surface 231n of the cylindrical portion 231 and is pushed up from the downstream side (arrow b direction) to the upstream side (arrow a direction) until it is adjacent to or abuts the lower end surface 353d of the protruding portion 353.
  • the adhesive present between the inner circumferential surface 231n of the cylindrical portion 231 and the magnet mg is also squeezed by the magnet mg and pushed up upstream (in the direction of the arrow a), so that the pushed-up adhesive can be stored in the pocket space 350p.
  • the pocket space 350p of the protrusion 350 can naturally accommodate not only the adhesive but also burrs.
  • the disk portion 232 is also sandwiched between the upper cover portion 340 of the rotor yoke 230 and the locking portion 352 of the protrusion 350.
  • the hub 311 of the impeller 300 and the disk portion 232 of the rotor yoke 230 are firmly fixed together, preventing the impeller 300 from slipping out of the rotor yoke 230 to the upstream side in the X-axis direction (in the direction of arrow a) when the impeller 300 rotates.
  • blower of the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment.
  • the fan motor 100 is an outer rotor type motor, but the motor of the present invention may be an inner rotor type motor.
  • a through hole 234 that is rectangular in plan view is provided at the end of the disk portion 232 on the radially outer side (in the direction of the arrow c), i.e., at the corner where the cylindrical portion 231 and the disk portion 232 intersect.
  • the present invention is not limited to this, and a through hole that is circular in plan view or has various other shapes may be provided in part of the cylindrical portion 231, and the protrusion 350 of the hub 311 may fit into the through hole.
  • blower device of the present invention can appropriately modify the blower device of the present invention and change the combination of various components according to previously known knowledge. As long as the configuration of the present invention is still provided even after such modifications, it is of course included in the scope of the present invention.

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Abstract

送風装置としての性能を低下させることなく従来よりも一段と小型化する。　本発明の送風装置（１００）は、シャフト（２１０）と、シャフト（２１０）に固定されたヨーク（２３０）と、ヨーク（２３０）に固定されたインペラ（３００）と、を備え、ヨーク（２３０）は、インペラ（３００）の回転軸（Ｘ軸）の方向に延びる円筒部（２３１）を有し、円筒部（２３１）は、インペラ（３００）の径方向に向かって貫通した貫通孔（２３４）を有し、貫通孔（２３４）に対して、インペラ（３００）の一部が入り込んでいる。

Description

送風装置
　本発明は、送風装置に関する。
　従来、簡易な構成により防水機能、および、防塵機能を備えるアウターロータ型の送風機が提案されている。この送風機では、ロータヨークの円筒部の内周面にマグネットが固定され、ロータヨークの円盤状の天板部に設けられた貫通孔に対して、インペラのハブの一部が入り込んだ構成を有している（例えば、特許文献１を参照。）。
特開２０１３－１８８０９１号公報
　しかしながら、特許文献１の送風機においては、ロータヨークの天板部に設けられた貫通孔にハブの一部が入り込んだ構成となっているため、全体的にシャフトの軸方向に長くなり、送風機全体の高さを低くして小型することが困難であった。
　また、ロータヨークの天板部の下方にはステータコイルが配置されているため、構造を変更することなく小型化する場合には、ステータコイルを小型化しなければならず、性能の低下を避けられなかった。
　本発明の送風装置においては、送風装置としての性能を低下させることなく従来よりも一段と小型化することを課題の一例とする。
　本発明の送風装置は、シャフトと、前記シャフトに固定されたヨークと、前記ヨークと固定されたインペラと、を備え、前記ヨークは、前記インペラの回転軸の方向に延びる円筒部を有し、前記円筒部は、前記インペラの径方向に向かって貫通した貫通孔を有し、前記貫通孔に対して、前記インペラの一部が入り込んでいる。
本発明の一例である実施の形態にかかる送風装置の構成を示す断面図である。 本発明の一例である実施の形態にかかるヨークを下流側から見た場合の構成（Ａ）、および、ヨークを上流側から見た場合の構成（Ｂ）を示す斜視図である。 本発明の一例である実施の形態にかかる送風装置のインペラおよびヨークの結合体を上流側から見た場合の構成を示す斜視図である。 本発明の一例である実施の形態にかかる送風装置のインペラおよびヨークの結合体を下流側から見た場合の構成を示す斜視図である。 本発明の一例である実施の形態にかかる送風装置のインペラの構成を示す斜視図である。 本発明の一例である実施の形態にかかるインペラの一部がヨークの貫通孔に入り込んでいる状態を示す部分拡大図である。
　以下、本発明の一例である実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一例である実施の形態にかかる送風装置の構成を示す断面図である。図２は、本発明の一例である実施の形態にかかるヨークを下流側から見た場合の構成（Ａ）、および、ヨークを上流側から見た場合の構成（Ｂ）を示す斜視図である。図３は、本発明の一例である実施の形態にかかる送風装置のインペラおよびヨークの結合体を上流側から見た場合の構成を示す斜視図である。図４は、本発明の一例である実施の形態にかかる送風装置のインペラおよびヨークの結合体を下流側から見た場合の構成を示す斜視図である。図５は、本発明の一例である実施の形態にかかる送風装置のインペラの構成を示す斜視図である。図６は、本発明の一例である実施の形態にかかるインペラの一部がヨークの貫通孔に入り込んでいる状態を示す部分拡大図である。
　なお、本発明の実施の形態の説明において、説明の便宜上、軸Ｘに沿った矢印ａ方向を上流側または一方側とする。軸Ｘに沿った矢印ｂ方向を下流側または他方側とする。ここで、矢印ａｂ方向を上下流方向または軸方向と称する。ただし、上流側、および、下流側は、鉛直方向とは必ずしも一致しない。また、矢印ｃｄ方向を径方向と称し、軸Ｘから離れる矢印ｃ方向を外側または径方向一方側、軸Ｘに近づく矢印ｄ方向を内側または径方向他方側と称する。さらに、軸Ｘの周りに回転する方向を周方向と称する。
　図１に示すように、本実施の形態にかかる送風装置としてのファンモータ１００は、Ｘ軸方向の上流側（矢印ａ方向）から下流側（矢印ｂ方向）に向かって空気を送る軸流ファンであり、全体的に平面視略正方形の角筒形状を有している。
　ファンモータ１００は、モータ２００と、モータ２００のシャフト２１０の上流側（矢印ａ方向）に配置されるインペラ３００と、モータ２００およびインペラ３００を収容するケーシング４００とを備えている。
　インペラ３００は、ハブ３１１および羽根３１２からなり、モータ２００により回転駆動される。ファンモータ１００は、Ｘ軸方向の上流側（矢印ａ方向）からインペラ３００を介して空気を吸入するための上流側の開口部４０１と、インペラ３００を介して空気を排出するための下流側の開口部４０２とを有している。
　ファンモータ１００のケーシング４００は、インペラ３００の周囲を径方向一方側である径方向外側（矢印ｃ方向）から囲う側壁４１０と、下流側（矢印ｂ方向）の端部に形成され、ファンモータ１００を保持するベース４２０と、側壁４１０とベース４２０とを径方向（矢印ｃｄ方向）において繋ぐ複数の静翼（固定翼）からなるスポーク４３０とを備えている。
　ケーシング４００の側壁４１０、ベース４２０、および、スポーク４３０は、例えばガラス繊維により強化されたポリブチレンテレフタレート等の合成樹脂の射出成形により一体に形成されている。なお、ケーシング４００の側壁４１０、ベース４２０、および、スポーク４３０は、その他の素材により形成されていてもよい。
　ケーシング４００の側壁４１０は、ファンモータ１００の風洞部を画定する筒または筒状体である。側壁４１０は、上流側の開口部４０１および下流側の開口部４０２を有すると共に、回転軸としての軸Ｘを中心とする円筒形状の内周面４１０ａを有する。側壁４１０の内周面４１０ａの直径は、インペラ３００の羽根３１２の径方向外側（矢印ｃ方向）の端部と接触しない大きさとなっている。
　すなわち、インペラ３００の羽根３１２の径方向外側（矢印ｃ方向）の端部と、側壁４１０の内周面４１０ａとの間には、所定の隙間が形成されている。なお、側壁４１０は、インペラ３００を保護するガード部としても機能する。
　ケーシング４００のベース４２０は、略円盤形状の基部４２０ａと、基部４２０ａの径方向外側（矢印ｃ方向）の端部から上流側（矢印ａ方向）へ所定の長さだけ延在する円筒形状の外周壁４２０ｂと、基部４２０ａの径方向他方側である径方向内側（矢印ｄ方向）の端部から上流側（矢印ａ方向）へ所定の長さだけ突出する円筒形状の内周壁４２０ｃとによって形成されている。
　ベース４２０の内周壁４２０ｃおよび外周壁４２０ｂは、径方向において基部４２０ａを挟んで配置されており、内周壁４２０ｃは外周壁４２０ｂよりもＸ軸方向に長く（高く）形成されている。
　また、ベース４２０の内周壁４２０ｃは、上流側（矢印ａ方向）の端面（以下、これを「上端面」と呼ぶ。）を有し、その上端面には回路基板５００の内周側の端部が載置された状態で接着等により一体に固定されている。
　回路基板５００は、薄板状の円環状部材からなり、モータ２００のロータ２４０を回転駆動させるモータ駆動制御回路（図示せず）を構成する電子部品が実装された単層又は複数の配線層を有するプリント配線基板である。
　径方向において、ベース４２０の外周壁４２０ｂの径方向外側（矢印ｃ方向）の面（以下、これを「外周面」と呼ぶ。）には、複数のスポーク４３０が一体に形成されている。ベース４２０の外周壁４２０ｂは、スポーク４３０を介して、ケーシング４００の側壁４１０に支持されている。つまり、ベース４２０とケーシング４００の側壁４１０とは複数のスポーク４３０を介して一体に結合されている。
　モータ２００は、シャフト２１０と、シャフト２１０の上流側（矢印ａ方向）に配置されるロータ２４０と、軸受装置２６０と、ステータ２５０と、を有する。
　シャフト２１０は、上流側の軸受２６３、および、下流側の軸受２６４によって回転可能に保持された円柱状部材である。シャフト２１０は、その上流側（矢印ａ方向）の端部がロータヨーク２３０の軸保持部２３３に対して圧入または接着等によって一体に結合されている。
　軸受２６３、および、軸受２６４は、例えばボールベアリングである。なお、軸受２６３および軸受２６４は、ボールベアリングに限られず、例えばスリーブベアリング等、その他種々の軸受であってもよい。また、軸受２６３の上流側の端部とロータヨーク２３０の円盤部２３２との間には、軸受２６３に対して予圧を与えるためのコイルバネｓｐが軸保持部２３３の周囲に介装されている。
　軸受装置２６０は、上流側の軸受２６３、下流側の軸受２６４、および、２つの軸受２６３、２６４を保持する保持部材２６２を有する。保持部材２６２は、金属により形成されており、全体として略中空円筒形状を有している。
　保持部材２６２は、ベース４２０の内周壁４２０ｃの内周面（径方向内側の面）に圧入されている。なお、保持部材２６２は、内周壁４２０ｃにインサートした状態でベース４２０と一体に形成されてもよい。
　軸受２６３は、シャフト２１０の上流側（矢印ａ方向）に配置され、シャフト２１０の上流側（矢印ａ方向）を保持部材２６２に対して回転可能に支持する。軸受２６４は、シャフト２１０の下流側（矢印ｂ方向）に配置され、シャフト２１０の下流側（矢印ｂ方向）を保持部材２６２に対して回転可能に支持する。これにより、シャフト２１０は、２つの軸受２６３および軸受２６４を介して保持部材２６２に対して相対的に回転可能に支持される。
　モータ２００は、アウターロータ型の単相のブラシレスＤＣモータであり、ロータ２４０と、ステータ２５０とを有する。なお、モータ２００は、単相のブラシレスＤＣモータに限るものではなく、例えば三相ブラシレスＤＣモータ等、その他のモータであってもよい。
　ロータ２４０は、シャフト２１０の上流側（矢印ａ方向）に固定されている。ロータ２４０は、ロータヨーク２３０およびマグネットｍｇを有する。ロータヨーク２３０は、円筒部２３１、円盤部２３２、および、軸保持部２３３を有する。
　ロータヨーク２３０の円筒部２３１は、シャフト２１０と同軸上に配置された軟磁性材によって形成された円筒状部分である。円筒部２３１の内周面（径方向内側の面）には、図１に示すように、円筒部２３１と同軸上に円筒形状のマグネットｍｇが一体に固定されている。円筒部２３１は、マグネットｍｇの磁界の漏れを防ぐ部分として機能する。
　ロータヨーク２３０の円盤部２３２は、円筒部２３１の上流側の端部から径方向内側（矢印ｄ方向）のシャフト２１０に向かって延び、円筒部２３１の上流側（矢印ａ方向）を閉塞する略円盤状の部分である。
　軸保持部２３３は、円盤部２３２の径方向内側（矢印ｄ方向）の端部から下流側（矢印ｂ方向）の軸受２６３に向かって所定の長さだけ突出する略円筒形状の部分である。軸保持部２３３は、その内径がシャフト２１０の外径よりも僅かに小さく形成されている。
　軸保持部２３３の内周面（径方向内側（矢印ｄ方向）の面）にはシャフト２１０が圧入され、これによりロータヨーク２３０とシャフト２１０とが一体に固定される。ロータヨーク２３０の円筒部２３１および円盤部２３２は、インペラ３００のハブ３１１の内周面に対してインサート成型等により一体に固定されている。
　さらに、図２（Ａ）および（Ｂ）に示すように、ロータヨーク２３０は、円筒部２３１における上流側（矢印ａ方向）の端部であって、かつ、円盤部２３２における径方向外側（矢印ｃ方向）の端部、すなわち、円筒部２３１と円盤部２３２とが交差する角部において、円筒部２３１を径方向に貫通する複数（例えば５個）の貫通孔２３４を有している。
　これらの貫通孔２３４は、平面視矩形状であり、ロータヨーク２３０とインペラ３００のハブ３１１とを一体にインサート成形する際に、溶融樹脂が入り込むための孔である。また貫通孔２３４は、インサート成形によりハブ３１１の突起部３５０（図１、図５および図６）が形成された後は、その突起部３５０が入り込んでいる入口でもある。この場合、貫通孔２３４は、５個設けられているが、これに限るものではなく、任意の個数であってもよい。
　ステータ２５０（図１）は、保持部材２６２の外周面（径方向外側の面）に取り付けられている。ただし、ステータ２５０は、保持部材２６２を介することなく、ベース４２０に直接取り付けられていてもよい。
　ステータ２５０は、軟磁性材からなる電磁鋼板のコアを複数枚積層された積層体によって形成されたステータコア２５１と、ステータコア２５１に装着された絶縁材料からなるインシュレータ２５２と、インシュレータ２５２を介してステータコア２５１に巻回された図示しないコイルとを有している。ステータコア２５１とコイルとはインシュレータ２５２によって絶縁されている。
　モータ２００が作動し、ロータ２４０とステータ２５０との電磁気的作用によりロータ２４０がシャフト２１０と共に回転すると、ロータ２４０と一体に固定されたインペラ３００が回転し、複数の羽根３１２の作用により上流側（矢印ａ方向）から下流側（矢印ｂ方向）に向かって空気（以下、これを「空気流」とも言う。）が送られる。したがって、ファンモータ１００は、送風機として機能する。
　図３および図４に示すように、インペラ３００は、有底断面略逆Ｕ字状のカップ形状からなるハブ３１１と、ハブ３１１の径方向外側の面である外周面に対して周方向に一定間隔で設けられた複数の羽根３１２とを備えている。
　軸方向において、ハブ３１１は、上流側（矢印ａ方向）の端部が開口した開口部３１１ａを有し、その開口部３１１ａ（図１）を介してシャフト２１０の上流側（矢印ａ方向）の端面、および、円盤部２３２が露出している（図３）。なお、インペラ３００とロータヨーク２３０とが一体に固定された状態を結合体３６０と呼び、以下の説明において用いる。
　結合体３６０を構成しているインペラ３００の複数の羽根３１２は、全て同じ形状を有しており、ハブ３１１の周方向において当間隔で均等に配置されている。ハブ３１１および複数の羽根３１２は、例えばガラス繊維により強化されたポリブチレンテレフタレート等の合成樹脂の射出成形により一体に形成されている。
　図１に示すように、インペラ３００のハブ３１１は、円筒部２３１の径方向外側（矢印ｃ方向）の外周面を覆った状態で、ロータヨーク２３０の円盤部２３２における上流側（矢印ａ方向）の上端面２３２ｕの径方向外側（矢印ｃ方向）の端部、および、円筒部２３１の外周面に対して固定されている。
　図５に示すように、インペラ３００のハブ３１１は、有底断面略逆Ｕ字状のカップ形状を形成しており、シャフト２１０と同軸上に形成された円筒部３３０と、その円筒部３３０の上流側（矢印ａ方向）の端部からシャフト２１０に向かって延びる円盤状の上蓋部３４０と、を有している。
　ハブ３１１の上蓋部３４０は、Ｘ軸を中心として所定半径の開口部３１１ａ（図１）を有し、その開口部３１１ａを介してシャフト２１０の上流側（矢印ａ方向）の端面、および、ロータヨーク２３０の円盤部２３２が露出している（図１、および、図３）。
　図６に示すように、ハブ３１１の円筒部３３０は、ロータヨーク２３０の円筒部２３１に設けられた複数（例えば５個）の貫通孔２３４に入り込んだ突起部３５０を有している。突起部３５０は、ロータヨーク２３０の円筒部２３１の貫通孔２３４からシャフト２１０に向かって入り込んで周方向に延びた断面略矩形状かつ円環状に形成された部分である。
　突起部３５０は、径方向内側（矢印ｄ方向）の内周面３５０ｎを有し、突起部３５０の上流側（矢印ａ方向）の端部において内周面３５０ｎから径方向内側（矢印ｄ方向）のシャフト２１０に向かって僅かに突出するように延びる環状の係止部３５２を有している。なお、突起部３５０とは、図６において、破線と内周面３５０ｎによって囲まれた部分のことである。
　この係止部３５２の上流側（矢印ａ方向）の上端面３５２ｕは、ロータヨーク２３０の円盤部２３２における下流側（矢印ｂ方向）の下端面２３２ｄと当接されており、インペラ３００の回転時にハブ３１１が上流側（矢印ａ方向）へ外れてしまうことを防止している。
　また、突起部３５０は、ロータヨーク２３０の円筒部２３１における上流側（矢印ａ方向）の上端面２３１ｕよりもＸ軸方向に沿って下流側（矢印ｂ方向）へ僅かに延びる環状の突部分３５３を有している。
　突部分３５３は、突起部３５０の内周面３５０ｎと面一である。突部分３５３の外径ｒ１は、ロータヨーク２３０の円筒部２３１の内径ｒ２よりも小さい。この突部分３５３は、下流側（矢印ｂ方向）の平坦な下端面３５３ｄを有し、この下端面３５３ｄとマグネットｍｇの上流側（矢印ａ方向）の上端面ｍｇｕとが僅かな隙間を介して隣接している。ただし、これに限るものではなく、突部分３５３の下端面３５３ｄとマグネットｍｇの上流側（矢印ａ方向）の上端面ｍｇｕとが当接していてもよい。
　突起部３５０は、ロータヨーク２３０の円筒部２３１における径方向内側（矢印ｄ方向）の内周面２３１ｎと、突部分３５３における径方向外側（矢印ｃ方向）の外周面３５３ｇとの間が所定の距離ｄ１（ｒ２－ｒ１）だけ離れている。
　これにより、突起部３５０の突部分３５３と、ロータヨーク２３０の円筒部２３１と、マグネットｍｇの上端面ｍｇｕとの間には、環状の溝部としてのポケット空間３５０ｐが形成されている。
　実際上、金型においてロータヨーク２３０の円筒部２３１をハブ３１１にインサートし、円筒部２３１の貫通孔２３４に当該ハブ３１１の溶融樹脂を流し込んで成形することにより、係止部３５２および突部分３５３を有する突起部３５０が形成される。
　以上の構成において、ファンモータ１００では、インペラ３００のハブ３１１における突起部３５０がロータヨーク２３０の円筒部２３１の貫通孔２３４に入り込んだ状態で一体に形成されているため、インペラ３００の回転時に当該インペラ３００が遠心力によりロータヨーク２３０から抜け出てしまうことを防止することができる。
　また、ファンモータ１００では、従来のように、ロータヨーク２３０の円盤部２３２に貫通孔を設け、そこにインペラ３００のハブ３１１の一部を入り込むようにするのではなく、ロータヨーク２３０の円筒部２３１の貫通孔２３４にハブ３１１の一部である突起部３５０を入り込ませるようにした。これによりファンモータ１００は、全体的にシャフト２１０のＸ軸方向に長くならずに済み、全体の高さを低くして小型することができる。
　さらに、ファンモータ１００は、ロータヨーク２３０の円筒部２３１の内周面２３１ｎにマグネットｍｇを接着剤等により固定する際、突起部３５０の突部分３５３の下端面３５３ｄとマグネットｍｇの上端面ｍｇｕとを当接させることができる。これにより、ファンモータ１００では、円筒部２３１の内周面２３１ｎにマグネットｍｇを固定する際のＸ軸方向における高さを容易に決定することができる。
　突起部３５０の突部分３５３の下端面３５３ｄとマグネットｍｇの上端面ｍｇｕとを隣接または当接させた場合、円筒部２３１と、突部分３５３と、マグネットｍｇとの３要素により断面矩形状かつ環状のポケット空間３５０ｐが形成される。
　マグネットｍｇは、円筒部２３１の内周面２３１ｎに押し当てられ、突部分３５３の下端面３５３ｄに隣接または当接するまで下流側（矢印ｂ方向）から上流側（矢印ａ方向）へ押し上げられる。
　このとき、円筒部２３１の内周面２３１ｎとマグネットｍｇとの間に存在する接着剤についても、マグネットｍｇによりしごかれて上流側（矢印ａ方向）へ押し上げられるので、押し上げられた接着剤をポケット空間３５０ｐに収容することができる。
　なお、円筒部２３１の内周面２３１ｎに対してマグネットｍｇが固定される際に、接着剤を用いるのではなく、圧入される場合には、接着剤ではなく、マグネットｍｇの上側端部に存在するバリ等をポケット空間３５０ｐに収容することができる。
　因みに、突起部３５０のポケット空間３５０ｐは、円筒部２３１の内周面２３１ｎに対してマグネットｍｇを接着剤で固定する場合であっても、当然に接着剤に加えてバリについても収容することができる。
　ファンモータ１００では、インペラ３００のハブ３１１に設けられた突起部３５０の係止部３５２がロータヨーク２３０の円盤部２３２に係止されているだけではなく、ロータヨーク２３０の上蓋部３４０と、突起部３５０の係止部３５２との間に円盤部２３２を挟み付けている。
　このため、インペラ３００のハブ３１１とロータヨーク２３０の円盤部２３２とが強固に固定されることになり、インペラ３００の回転時に当該インペラ３００がロータヨーク２３０からＸ軸方向の上流側（矢印ａ方向）へ抜け出てしまうことを防止することができる。
　以上、本発明の送風装置について、好ましい実施の形態を挙げて説明したが、本発明の送風装置は上記実施の形態の構成に限定されるものではない。例えば、ファンモータ１００は、アウターロータ型のモータであるが、本発明のモータは、インナーロータ型のモータであってもよい。
　また、本発明においては、円盤部２３２における径方向外側（矢印ｃ方向）の端部、すなわち、円筒部２３１と円盤部２３２とが交差する角部に平面視矩形状の貫通孔２３４を設けるようにした場合について述べた。しかしながら、本発明はこれに限らず、円筒部２３１の一部に平面視円形やその他種々の形状からなる貫通孔を設け、その貫通孔にハブ３１１における突起部３５０が入り込むようにしてもよい。
　その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の送風装置を適宜改変し、また各種構成の組み合わせを変更することができる。かかる変更によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
　１００…ファンモータ、２００…モータ、２１０…シャフト、２３０…ロータヨーク、２３１…円筒部、２３１ｎ…内周面、２３２…円盤部、２３２ｕ…上端面、２３２ｄ…下端面、２３３…軸保持部、２３４…貫通孔、２４０…ロータ、２５０…ステータ、２５１…ステータコア、２５２…インシュレータ、２６０…軸受装置、２６２…保持部材、２６３，２６４…軸受、３００…インペラ、３１１…ハブ、３１１ａ…開口部、３１２…羽根、３３０…円筒部、３４０…上蓋部、３５０…突起部、３５０ｎ…内周面、３５０ｐ…ポケット空間、３５２…係止部、３５２ｕ…上端面、３５３…突部分、３５３ｇ…外周面、３５３ｄ…下端面、３６０…結合体、４００…ケーシング、４０１，４０２…開口部、４１０…側壁、４１０ａ…内周面、４２０…ベース、４２０ａ…基部、４２０ｂ…外周壁、４２０ｃ…内周壁、４３０…スポーク、５００…回路基板、ｓｐ…コイルバネ、ｍｇ…マグネット、ｍｇｕ…上端面。

Claims (6)

  1. 　シャフトと、
    　前記シャフトに固定されたヨークと、
    　前記ヨークに固定されたインペラと、
    　を備え、
    　前記ヨークは、前記インペラの回転軸の方向に延びる円筒部を有し、
    　前記円筒部は、前記インペラの径方向に向かって貫通した貫通孔を有し、
    　前記貫通孔に対して、前記インペラの一部が入り込んでいる、
    　送風装置。
  2. 　前記インペラは、前記インペラの径方向において前記シャフトに向かって延びる突起部を有し、
    　前記突起部が前記貫通孔に入り込んでいる
    　請求項１に記載の送風装置。
  3. 　前記突起部の端部には、前記回転軸の方向に延びる環状の突部分を有する
    　請求項２に記載の送風装置。
  4. 　前記インペラは、前記回転軸の方向に凹む環状の溝部を有し、
    　前記溝部は、前記径方向において前記突部分と前記円筒部の内周面との間に形成され、
    　前記円筒部の内周面にはマグネットが固定され、
    　前記マグネットは、前記溝部と隣接している、
    　請求項３に記載の送風装置。
  5. 　前記マグネットは、前記突部分の軸方向における端面と接触している
    　請求項４に記載の送風装置。
  6. 　前記溝部は、前記マグネットを前記円筒部の内周面に固定する際の接着剤を収容可能な環状のポケット空間である、
    　請求項４または５に記載の送風装置。
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