特開 2024-78821 送風機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024078821

(43)【公開日】2024-06-11

(54)【発明の名称】送風機

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/28 20060101AFI20240604BHJP

   F04D 29/02 20060101ALI20240604BHJP

【ＦＩ】

F04D29/28 N

F04D29/02

F04D29/28 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022191387

(22)【出願日】2022-11-30

(71)【出願人】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096884

【弁理士】

【氏名又は名称】末成 幹生

(72)【発明者】

【氏名】柳川 厚司

(72)【発明者】

【氏名】東原 徹也

(72)【発明者】

【氏名】昭和 秀明

【テーマコード（参考）】

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H130AA13

3H130AB26

3H130AB44

3H130AB47

3H130AC11

3H130AC13

3H130AC19

3H130BA66C

3H130DA02Z

3H130DD02Z

3H130EA02C

3H130EA06C

3H130EC02C

3H130EC13C

3H130EC14C

3H130EC17C

(57)【要約】

【課題】送風機使用時の消費電力を低減し、環境負荷を低減する。
【解決手段】シャフト１３０に固定されたブッシング１４０と、ブッシング１４０の径方向外側に固定されたハブ１５０と、ハブ１５０の径方向外側にインペラ２００が配置された送風機である。ハブ１５０およびインペラ２００の比重をブッシング１４０の比重よりも小さくした。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シャフトに直接または間接的に固定されたブッシングと、
前記ブッシングの径方向外側に固定されたハブと、
前記ハブの径方向外側に羽根が配置された送風機において、
前記ハブおよび前記羽根の比重が前記ブッシングの比重よりも小さい送風機。

【請求項2】

前記羽根の比重が前記ハブの比重よりも小さい請求項１に記載の送風機。

【請求項3】

前記ハブの熱膨張係数が前記羽根の熱膨張係数よりも小さく、前記ブッシングの熱膨張係数よりも大きい請求項２に記載の送風機。

【請求項4】

前記ブッシングおよび前記ハブが金属からなり、前記羽根が樹脂からなる請求項２または３に記載の送風機。

【請求項5】

前記ハブが鍛造品からなる請求項４に記載の送風機。

【請求項6】

前記ブッシングがステンレス鋼からなり、前記ハブがアルミニウムまたは銅合金からなる請求項５に記載の送風機。

【請求項7】

前記羽根と前記ハブとが一体構造である請求項１に記載の送風機。

【請求項8】

前記羽根およびハブの一体構造の熱膨張係数が前記ブッシングの熱膨張係数よりも大きい請求項７に記載の送風機。

【請求項9】

前記ブッシングが金属からなり、前記羽根およびハブの一体構造が樹脂からなる請求項７または８に記載の送風機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、送風機に係り、環境負荷を低減する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

家電機器、ＯＡ機器、産業機器の冷却、換気、空調や、車両用の空調、送風などには送風機が広く用いられている（例えば特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－１２１２１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、環境問題への意識が高まるなかで、できるだけ環境負荷の少ない製品およびサービスを社会に普及させていくことが求められている。本発明は、送風機使用時の消費電力を低減し、環境負荷を低減することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、シャフトに直接または間接的に固定されたブッシングと、前記ブッシングの径方向外側に固定されたハブと、前記ハブの径方向外側に羽根が配置された送風機において、前記ハブおよび前記羽根の比重が前記ブッシングの比重よりも小さい送風機である。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、送風機使用時の消費電力を低減し、環境負荷を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の実施形態の送風機の斜視図である。

【図2】実施形態の送風機の蓋体を取った斜視図である。

【図3】実施形態の送風機の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

１．送風機の構成
図１は、本発明の実施形態の送風機１を示す斜視図である。送風機１は、ベース部２０に蓋体３０を装着したケーシング１０内に、モータ１００と、モータ１００に固定したインペラ２００とから概略構成されている。

【0009】

ベース部２０は、平板状をなし、その外周部のほぼ対角上の位置には、外周側へ突出するフランジ部２１が形成されている。フランジ部２１には貫通孔２１ａが形成され、貫通孔２１ａにネジ等の締結具を貫通させて所望の機器に締結し、送風機１を機器に装着するようになっている。

【0010】

蓋体３０は、天板部３１と、天板部３１の外周部に形成された側板部３２とからなり、天板部３１のほぼ中央部に円形に開口した吸込口３３を備えている。そして、ベース部２０に蓋体３０を固定することにより、吹出口１１が形成されている。

【0011】

図３はモータ１００とインペラ２００を示す断面図である。なお、以下の説明においては、モータ１００の回転軸方向を軸方向と称し、軸方向と直交する方向を径方向と称する。また、「上」、「下」といった方向を示す用語は、図３における方向を示すものとする。

【0012】

ベース部２０には、軸方向に突出する環状凸部２２が形成されている。環状凸部２２の外周には、他の部分よりも小径となる部分の境界に段部２２ａが形成され、段部２２ａには、ステータ１１０が載置されている。ステータ１１０は、ステータコア１１１、インシュレータ１１２およびステータコイル１１３により構成されている。

【0013】

ステータコア１１１は、電磁鋼板等の軟磁性材料の薄板を複数積層した構造を有している。ステータコア１１１は、円環形状を有するコアバック部から径方向外側に放射状に延在する複数の極歯を備えている。ステータコア１１１は、圧入や接着等の手段により環状凸部２２の外周面に固定されている。ステータコア１１１には、樹脂製のインシュレータ１１２が装着され、複数の極歯にはインシュレータ１１２を介して、ステータコイル１１３が巻かれている。

【0014】

環状凸部２２の内周面には、軸受１２０が固定されている。軸受１２０は、玉軸受であっても流体動圧軸受であってもよい。軸受１２０の内周面にはシャフト１３０が回転可能に支持されている。シャフト１３０は、例えばステンレス鋼で構成される。シャフト１３０の軸受から突出した上端部には、ブッシング１４０が圧入や接着等の手段で固定されている。

【0015】

ブッシング１４０は、環状をなす平板部１４１と、平板部１４１の外周面と下面との境界部から軸方向下側へ向かって延在する円筒部１４２とからなっている。ブッシング１４０は、例えばステンレス鋼で構成される。円筒部１４２の上端面と平板部１４１の外周面には、ハブ１５０が圧入や接着等の手段で固定されている。

【0016】

ハブ１５０は、例えばアルミニウムで構成され、冷間鍛造によって成形されている。ハブ１５０は、環状をなす平板部１５１と、平板部１５１の外周縁部から軸方向下側へ向かって延在する円筒部１５２と、円筒部１５２の外周下端縁部から径方向外側に突出するフランジ部１５３とからなっている。

【0017】

ハブ１５０の円筒部１５２の内周面には、軟磁性材（鉄材）からなる環状のロータヨーク１５４が固定され、ロータヨーク１５４の内周面には、環状のロータマグネット１５５が接着剤により固着されている。ロータマグネット１５５は、周方向に沿ってＮＳＮＳ・・と交互に磁極の極性が反転する状態で着磁されている。

【0018】

ハブ１５０の円筒部１５２とフランジ部１５３には、インペラ２００が固定されている。インペラ２００は、樹脂の射出成形で一体に成形されたもので、図１に示すように、環状の本体部２１０と、本体部２１０の外周から径方向外側に延在する複数の羽根２２０とからなっている。以上の構成からなるロータは、ベース部２０に取り付けられた回路基板１６０からモータ１００に駆動電流を供給することで回転する。回路基板１６０には、モータ１００の駆動に必要な電子回路及び電子部品が搭載されている。ステータコイル１１３から引き出された端線１１３ａは、半田１６１で回路基板１６０の配線パターンに電気的に接続されている。

【0019】

２．作用および効果
回路基板１６０からモータ１００に駆動電流が供給されると、シャフト１３０が回転し、ハブ１５０とともにインペラ２００が回転する。そして、羽根２２０の作用により空気が吸込口３３からケーシング１０内に流入し、吹出口１１から吹き出される。

【0020】

上記構成の送風機１においては、ハブ１５０がアルミニウムで構成され、インペラ２００が樹脂で構成され、それらはステンレス鋼で構成されたブッシング１４０よりも比重が小さいから、ロータのイナーシャ(慣性モーメント)が小さくなる。送風機１は、都度適正な温度を保つために頻繁に速度を変えることが必要になるため、可能な限りロータのイナーシャを小さくすることで、加減速に伴う消費電力を低減することができる。

【0021】

特に、上記実施形態では、最も径方向外側に位置するインペラ２００の比重がハブ１５０の比重よりも小さいから、ロータのイナーシャを効果的に低減することができる。

【0022】

また、上記実施形態では、ハブ１５０の熱膨張係数はアルミニウムの２３．１μｍ／ｍＫであり、樹脂からなるインペラ２００の熱膨張係数よりも小さく、ステンレス鋼製のブッシング１４０の熱膨張係数（Ｆｅ：１１．８μｍ／ｍＫ）よりも大きい。つまり、ブッシング１４０→ハブ１５０→インペラ２００の順番で熱膨張係数が大きくなるから、部材間での熱膨張係数の差が低減される。したがって、熱膨張に伴う変形が低減され、接着強度の低減が抑制される。なお、ハブ１５０の材料はアルミニウムに変えて真鍮（Ｃｕの熱膨張係数：１６．５μｍ／ｍＫ）とすることもできる。

【0023】

また、上記実施形態では、ハブ１５０が冷間鍛造品であるから、ムク材を機械加工して切り出す場合と比較すると材料費を大幅に低減することができる。このように製造工程において使用する材料の削減を行うことで、環境負荷をより低減できる。

【0024】

３．変更例
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように種々の変更が可能である。
インペラ２００とハブ１５０とを樹脂の射出成形で一体に成形することができる。この場合、ブッシング１４０よりも径方向外側の構成がかなり軽量化されるので、加減速したときのロータのイナーシャをさらに低減することができる。また、インペラの部分とハブの部分との間に接合部が存在しないので、熱膨張に伴う変形が低減され、接着強度の低減が抑制される。

【0025】

上記実施形態は、本発明をアウターロータ型の送風機に適用したものであるが、インナーロータ型の送風機に適用することもできる。

【産業上の利用可能性】

【0026】

本発明は、家電機器、ＯＡ機器、産業用や車両用の空気調和装置における送風、換気、冷却等に用いられる送風機に利用可能である。

【符号の説明】

【0027】

１…送風機、１０…ケーシング、１１…吹出口、２０…ベース部、２１…フランジ部、２１ａ…貫通孔、２２…環状凸部、２２ａ…段部、３０…蓋体、３１…天板部、３２…側板部、３３…吸込口、１００…モータ、１１０…ステータ、１１１…ステータコア、１１２…インシュレータ、１１３…ステータコイル、１１３ａ…端線、１２０…軸受、１３０…シャフト、１４０…ブッシング、１４１…平板部、１４２…円筒部、１５０…ハブ、１５１…平板部、１５２…円筒部、１５３…フランジ部、１５４…ロータヨーク、１５５…ロータマグネット、１６０…回路基板、１６１…半田、２００…インペラ、２１０…本体部、２２０…羽根。

【図1】

【図2】

【図3】