特許 7591369 回転機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-20

(45)【発行日】2024-11-28

(54)【発明の名称】回転機器

(51)【国際特許分類】

   H02K 7/14 20060101AFI20241121BHJP

   H02K 5/20 20060101ALI20241121BHJP

   H02K 9/06 20060101ALI20241121BHJP

【ＦＩ】

H02K7/14 A

H02K5/20

H02K9/06 C

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020145022

(22)【出願日】2020-08-28

(65)【公開番号】P2022039822

(43)【公開日】2022-03-10

【審査請求日】2023-07-13

(73)【特許権者】

【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】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】岩田 仁

(72)【発明者】

【氏名】清水 道弘

(72)【発明者】

【氏名】大沢 直生

(72)【発明者】

【氏名】西方 俊之

(72)【発明者】

【氏名】加納 剛

(72)【発明者】

【氏名】山西 生馬

(72)【発明者】

【氏名】天城 雄太

(72)【発明者】

【氏名】千田 祐也

【審査官】津久井 道夫

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－１３２１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０７０７９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３０８９６６３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００６－１０５１２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ７／１４

Ｈ０２Ｋ ５／２０

Ｈ０２Ｋ ９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸部材と、
前記軸部材に対して回転可能な筒状の回転体と、
前記回転体を囲む筒状のハウジングと、
前記回転体を前記軸部材に対して支持する第１軸受と、
前記回転体を前記軸部材に対して支持する第２軸受と、
前記回転体の内側にあるステータと、
前記回転体に設けられた、前記第１軸受と前記第２軸受の間にある動翼と、
前記軸部材の軸方向において、前記第１軸受と前記動翼との間にある前記回転体の第１部分に設けられた、空気の第１通気口と、
前記軸部材の軸方向において、前記第２軸受と前記動翼との間にある前記回転体の第２部分に設けられた、空気の第２通気口と、
を備え、
前記動翼は２つの部材を備え、当該２つの部材は、前記軸部材の軸方向に重ね合わせられている、回転機器。

【請求項2】

前記動翼は複数の羽根を備え、
前記複数の羽根がそれぞれ、前記２つの部材で形成されている、請求項１に記載の回転機器。

【請求項3】

前記複数の羽根において、前記軸部材の軸方向の途中に、前記２つの部材間の境目がある、請求項２に記載の回転機器。

【請求項4】

前記複数の羽根のそれぞれは、前記軸部材の軸方向の一方側から見て、前記軸部材の周方向における隣の羽根と、位置が重なっている、請求項２または３に記載の回転機器。

【請求項5】

前記複数の羽根のそれぞれの、隣の羽根と重なっている位置同士が、それぞれ、前記２つの部材の別の部材に当たる、請求項４に記載の回転機器。

【請求項6】

前記羽根は捻じれた形状を有する、請求項２～５のいずれかに記載の回転機器。

【請求項7】

前記羽根は、前記軸部材の径方向において、前記回転体側にある端部と、前記ハウジング側にある端部と、を備え、
前記羽根は、前記回転体側にある端部から前記ハウジング側にある端部に向かう方向において、湾曲している、請求項６に記載の回転機器。

【請求項8】

前記羽根は、前記軸部材の軸方向において、前記２つの部材のうち一方の部材側にある端部と、他方の部材側にある端部と、を備え、
前記羽根は、前記一方の部材側にある端部から前記他方の部材側にある端部に向かう方向において、湾曲している、請求項６または７に記載の回転機器。

【請求項9】

前記動翼は、前記軸部材の径方向において、前記複数の羽根の前記回転体側にある端部が接続されたリングを備える、請求項２～８のいずれかに記載の回転機器。

【請求項10】

前記リングが、２つのリング部を備え、当該２つのリング部は、それぞれ、前記２つの部材の別の部材に相当する、請求項９に記載の回転機器。

【請求項11】

前記軸部材の回転軸方向において、前記動翼は、前記回転体の中央部に設けられている、請求項１～１０のいずれかに記載の回転機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転機器に関し、特に、吸気あるいは送風の目的で風を起こす回転機器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、様々な用途や要求される性能に応じて、吸気あるいは送風の目的で風を起こす各種回転機器が開発・製造され、用いられてきた。その中で、風を起こす上での基本的な性能である高速回転化や風量増加といった性能の向上の要求と、装置全体としてのより一層の小型化の要求とがあり、両要求のより高い次元での実現が求められている。

【0003】

一方、小型化や風量増加、風速向上の要求に対しては、動翼の羽根の形状や大きさを適切なものに設計することが望まれる。しかし、羽根の形状が、捻じれがあったり、あるいは、隣り合う羽根同士が重なり合っていたり等、複雑な形状であると、動翼の成形のための金型が複雑化して、高コスト化に繋がり、さらには成形が困難になる場合もあり、設計の自由度を狭める虞がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００４－６４８００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

したがって、本発明は、容易に成形することができる回転機器を提供することを目的の一例とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題は、以下の本発明により解決される。即ち、本発明の回転機器は、軸部材と、
前記軸部材に対して回転可能な筒状の回転体と、
前記回転体を囲む筒状のハウジングと、
前記回転体を前記軸部材に対して支持する軸受と、
前記回転体の内側にあるステータと、
前記回転体に設けられた動翼と、
を備え、
前記動翼は２つの部材を備え、当該２つの部材は、前記軸部材の軸方向に重ね合わせられている。

【0007】

また、本発明の回転機器においては、前記動翼は複数の羽根を備え、
前記複数の羽根がそれぞれ、前記２つの部材で形成されていてもよい。
この場合に、前記複数の羽根において、前記軸部材の軸方向の途中に、前記２つの部材間の境目があってもよい。

【0008】

また、この場合に、前記複数の羽根のそれぞれは、前記軸部材の軸方向の一方側から見て、前記軸部材の周方向における隣の羽根と、位置が重なっていてもよい。
さらに、この場合に、前記複数の羽根のそれぞれの、隣の羽根と重なっている位置同士が、それぞれ、前記２つの部材の別の部材に当たる状態であってもよい。

【0009】

本発明の回転機器において、前記羽根は捻じれた形状を有していてもよい。
この場合に、前記羽根は、前記軸部材の径方向において、前記回転体側にある端部と、前記ハウジング側にある端部と、を備え、
前記羽根は、前記回転体側にある端部から前記ハウジング側にある端部に向かう方向において、湾曲していてもよい。

【0010】

また、この場合に、前記羽根は、前記軸部材の軸方向において、前記２つの部材のうち一方の部材側にある端部と、他方の部材側にある端部と、を備え、
前記羽根は、前記一方の部材側にある端部から前記他方の部材側にある端部に向かう方向において、湾曲していてもよい。

【0011】

本発明の回転機器において、前記動翼は、前記軸部材の径方向において、前記複数の羽根の前記回転体側にある端部が接続されたリングを備えていてもよい。
また、前記軸部材の回転軸方向において、前記動翼は、前記回転体の中央部に設けられていてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一例である実施形態にかかる回転機器の透過斜視図である。

【図2】本発明の一例である実施形態にかかる回転機器の軸線ｘを含む断面の透過断面図である。

【図3】図２におけるＡ－Ａ断面の断面図である。

【図4】本発明の一例である実施形態にかかる回転機器から動翼、及び、動翼が取り付けられた軸部材の一部を抜き出した下方からの斜視図である。

【図5】本発明の一例である実施形態にかかる回転機器から動翼のみを抜き出した側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態にかかる回転機器について、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形態にかかる回転機器１の断面図であり、図２は、回転機器１の軸線ｘを含む断面の透過断面図である。図１及び図２において、ハウジング７が、想像線（二点鎖線）で描かれることで、透過状態で示されている。また、図３は、回転機器１の軸線ｘ方向と垂直な断面（図１におけるＡ－Ａ断面）の断面図である。図３においては、ハウジング７を示す想像線が省略されている。

【0014】

なお、本実施形態の説明において、上方乃至下方と云う時は、図１及び図２における上下関係を意味し、重力方向における上下関係とは、必ずしも一致しない。
さらに、軸線ｘ方向（以下、「軸方向」ともいう。）において矢印ａ方向を上側ａとし、矢印ｂ方向を下側ｂとする。そして、回転軸ｘを中心とする円周方向（上側ａから見た円周方向）の時計回りを周方向ｅ、及び、反時計回りを周方向ｆとする。

【0015】

また、本実施形態の説明において、回転機器１内で回転する部分を「回転側」と、当該回転側の部材を支持して、自らは回転せず固定される部分を「固定側」と、それぞれ称する場合がある。また、自らは回転せず固定される部分は回転する部分に対して相対的に静止しているので、自らは回転せず固定される部分を静止部と呼称する場合がある。

【0016】

また、以下の実施形態に記載される、吸引口や排出口は通気口であり、空気の流れの方向に対応させる関係上、便宜的に吸引口あるいは排出口として記載している。しかし、空気の流れの方向により、吸引口が排出口に、排出口が吸引口にもなり、実施形態における吸引口及び排出口の記載により本発明は限定されない。

【0017】

本実施形態の回転機器１は、軸部材５と、当該軸部材５に対して回転可能な筒状の回転体であるロータ３と、ロータ３を囲む筒状のハウジング７と、ロータ３を軸部材５に対して支持する軸受４と、ロータ３の内側にあるステータ２と、ロータ３に設けられた複数の動翼６と、を備えている。

【0018】

ステータ２は、軸部材５に固定され、軸部材５を軸として外周側に放射状に延びる磁極部２３を有するステータコア２１と、磁極部２３に巻き回されたコイル２２と、を含む。図示のステータ２は、第１軸受４１とステータ２との間隙と、第２軸受４２とステータ２との間隙とが等しくなるように、ハウジング７内に配置されている。
また、ステータコア２１は、珪素鋼板等の磁性体を積み重ねた積層体となっており、軸部材５を取り囲むように同軸上に配された円環部２４と、円環部２４から外周側へ向かって径方向に放射状に延びるように形成された複数の磁極部２３と、からなる。

【0019】

コイル２２は、ステータコア２１において、複数の磁極部２３の各々の周囲に巻き回されている。ステータコア２１とコイル２２とは、絶縁体で形成されたインシュレータ２５によって絶縁されている。なお、インシュレータ２５に代えて、ステータコア２１の表面に絶縁膜を塗装してコイルと絶縁しても構わない。

【0020】

ロータ３は、ステータ２の外周側で磁極部２３と対向するマグネット３１と、筒状の筒部材３２と、を含む。筒部材３２の内周面には、マグネット３１が配置されている。筒部材３２は、軸部材５の軸を中心とする円筒状であり、ステータ２を取り囲んだ状態になっている。筒部材３２は、筒部材３２内部からの磁界の漏れを防ぐ機能を併せ持ち、磁性体により形成されている。なお、筒部材３２は、特性上問題がなければ、例えば、アルミニウムやプラスチック等の非磁性体で形成されていても構わない。

【0021】

マグネット３１は、ステータ２と対向するように筒部材３２の内周面に取り付けられている。マグネット３１は環状の形状を有しており、Ｎ極に着磁された領域と、Ｓ極に着磁された領域とが円周方向に沿って一定周期（又は一定の間隔）で交互に設けられている。マグネット３１は環状の一体成形物であってもよいが、複数のマグネットを筒部材３２の内周面に並べて取り付けて筒状に配置しても構わない。

【0022】

軸受４は、軸部材５の軸方向において、ステータ２の両側に配置されており、上側ａに位置する第１軸受４１及び下側ｂに位置する第２軸受４２の２つを有する。即ち、マグネット３１とステータ２は、軸部材５の軸方向において、第１軸受４１と第２軸受４２との間に位置する。第１軸受４１及び第２軸受４２は、同一構成（形状、構造、大きさ、材質が同一）の部材を用いている。以下、第１軸受４１を取り上げて説明するが、第２軸受４２についても同様に適用される。

【0023】

第１軸受４１は、外輪４１ａと、内輪４１ｂと、外輪４１ａ及び内輪４１ｂ間に介在するベアリングボール４１ｃと、を備える、いわゆるボールベアリングである。ベアリングボール４１ｃが外輪４１ａと内輪４１ｂとの間で転がることにより、外輪４１ａに対する内輪４１ｂの回転抵抗が大幅に少なくなるようになっている。第１軸受４１は、その機能から、例えば、鉄等の硬質の金属やセラミックス等の部材で形成されている。

【0024】

第１軸受４１の内輪４１ｂは、軸部材５に隙間嵌めされた後、接着剤により固定される。よって第１軸受４１の内輪４１ｂと軸部材５との間の間隙には接着剤が充填される。あるいは、第１軸受４１の内輪４１ｂは、軸部材５に圧入されて固定される。このため、第１軸受４１の内輪４１ｂは軸部材５に対して固定され、軸部材５とともに静止部となる。また、第２軸受の内輪４２ｂは、軸部材５に圧入により固定されており、軸部材５とともに静止部となる。ここで、軸部材５とハウジング７は、ロータ３に対して（相対的に）静止した部材である。よって、これらを総称して静止部材（静止部）と呼称している。

【0025】

第１軸受４１の外輪４１ａ及び第２軸受４２の外輪４２ａは、筒部材３２の両端部の内周面に固定されている。一方、第１軸受４１の内輪４１ｂ及び第２軸受４２の内輪４２ｂは、軸部材５の外周面に固定される。これにより、軸部材５の軸線ｘを中心軸として、ロータ３が回転可能に構成されている。

【0026】

軸部材５は、軽量化のために、例えばアルミニウムで形成され、中空状態（より詳しくは円筒状態）になっている。本実施形態において、軸部材５は、固定側の部材である。ステータ２、ロータ３、軸受４及び動翼６をハウジング７に対して支持する機能を有する部材なので、当該機能に応じた剛性が求められる。

【0027】

軸部材５の途中（中間部）には、不図示の開口部が設けられており、コイル２２に接続された不図示のリード線が、当該開口部から軸部材５内部の空洞に引き込まれ、軸部材５の不図示の端部開口から回転機器１の外部に引き出されるようになっている。
本実施形態にかかる回転機器１において、筒部材３２は、その両端部が第１軸受４１及び第２軸受４２によって閉塞されている。この閉塞された空間内にあるステータ２のコイル２２に対して、給電しなければならない。

【0028】

本実施形態にかかる回転機器１では、軸部材５内部の空洞にリード線を通すことによって、筒部材３２及び軸受４等により閉塞された空間内とその外部とを電気的に繋いでいる。そのため、当該リード線によって、閉塞された空間内にあるステータ２のコイル２２に給電できるようになっている。

【0029】

以上のように構成された回転機器１におけるモータ部分（ステータ２、ロータ３、軸受４及び軸部材５で構成される部分を云う。以下同じ。）は、軸部材５に固定されたステータ２に対して、ステータ２を取り囲むロータ３が回転可能となっており、いわゆるアウターロータ型のブラシレスモータを構成する。一般的なアウターロータ型のブラシレスモータでは、ロータに固定された軸部材が回転し、軸部材によって回転力が取り出されるようになっているが、本実施形態にかかる回転機器１では、軸部材５は固定側の部材であり、ロータ３から直接回転力が取り出されるように構成されている。

【0030】

ハウジング７は、円筒状の形状を有する部材であり、例えば、プラスチックあるいは金属等で形成されている。ハウジング７における軸方向の両端は、不図示ではあるが、開口部（以下、上側ａの開口部を「上端開口部」、下側ｂの開口部を「下端開口部」と称する。）になっている。ハウジング７の内周面と、筒部材３２の外周面と、の間には、上端開口部から下端開口部に連通する空間７７が通気路として形成されている。

【0031】

本実施形態にかかる回転機器１においては、ハウジング７が、筒状の第１ハウジング（以下、上ハウジングと呼称する。）７ａと第２ハウジング（以下、下ハウジングと呼称する。）７ｂの２部材により構成されている。上ハウジング７ａ及び下ハウジング７ｂを図１及び図２に示すように嵌合させて固定することによって、一体化したハウジング７が構成される。

【0032】

ハウジング７の内部には、回転機器１の構成部品の一部が収容されており、軸部材５が、上ハウジング７ａの上端部及び下ハウジング７ｂの下端部に固定されている。上ハウジング７ａの上端部及び下ハウジング７ｂの下端部は、それぞれ、上ハウジング７ａ及び下ハウジング７ｂの筒状の本体部（筒状部７２）から連なる３本のスポーク部７１ａと該スポーク部７１ａが連結する円盤部７１ｂと、を有し、円盤部７１ｂに軸部材５が固定されている。

【0033】

ハウジング７及び軸部材５は、固定側の部材を構成している。また、上ハウジング７ａの上端部及び下ハウジング７ｂの下端部には、上端開口部７５と下端開口部７６が設けられ、上端開口部７５と下端開口部７６は、それぞれ、円盤部７１ｂ及び軸部材５を囲んでいる。

【0034】

ロータ３の筒部材３２の外周面には、軸部材５の軸方向（軸線ｘ方向）における中央部に、ハウジング７の内周面に向けて（外周側へ）突出した動翼６が取り付けられている。動翼６は、その全体形状が、筒部材３２の外周面に取り付けられたリング６１と、当該リング６１の外周面に取り付けられて放射状に延びる複数の羽根６２と、からなっている。

【0035】

動翼６の複数の羽根６２は、周方向において、リング６１の外周面に所定の間隔で設けられている。また、図１及び図３を見ればわかるように、軸線ｘ方向の一方側（例えば、図１における上側ａ。図３は、当該視点からの断面図である。）から動翼６を見ると、それぞれの羽根６２が、軸部材５の周方向ｅｆにおける隣の羽根と、位置が一部重なって、隙間なく配置された状態になっている。

【0036】

図４に、本実施形態にかかる回転機器から動翼６、及び、動翼６が取り付けられた軸部材５の一部を抜き出した下方からの斜視図を示す。また、図５に、本実施形態にかかる回転機器から動翼６のみを抜き出した側面図を示す。
本実施形態において、動翼６は２つの部材６ａ，６ｂを備えている。以下、軸線ｘ方向の一方側（図１においては上側ａ）の部材を上側動翼部材６ａと称し、他方側（図１においては下側ｂ）の部材を下側動翼部材６ｂと称する。

【0037】

上側動翼部材６ａは、リング部６１ａ及び羽根部６２ａを備えている。また、下側動翼部材６ｂは、リング部６１ｂ及び羽根部６２ｂを備えている。動翼６の上側略半分が上側動翼部材６ａ、下側略半分が下側動翼部材６ｂによって構成されている。したがって、これら上側動翼部材６ａと下側動翼部材６ｂとが重ね合わせられて、一体となったリング６１と羽根６２とが形成されて、全体として１つの動翼６が形成される。

【0038】

本実施形態において、羽根部６２ａ，６２ｂが、上側動翼部材６ａ及び下側動翼部材６ｂの２つの部材で形成されている。そして、それぞれの羽根６２において、軸部材５の軸線ｘ方向の途中に、上側動翼部材６ａ及び下側動翼部材６ｂの２つの部材間、即ち、羽根部６２ａと羽根部６２ｂとの境目６Ｈがある。
なお、本実施形態において「重ね合わせられる」とは、２部材を軸方向から重ねて接合した際に、両者が合わさって１つの部材となり、全体として１つの動翼が形成される状態をいう。

【0039】

図４や図５を見ればわかるように、本実施形態において、動翼６の複数の羽根６２のそれぞれは、軸部材５の軸線ｘ方向の一方側（例えば、図１における上側ａ）から見て、軸部材５の周方向ｅｆにおける隣の羽根と、位置が重なっている。そして、複数の羽根６２のそれぞれの、隣の羽根と重なっている位置同士は、それぞれ、前記２つの部材の別の部材（即ち、上側動翼部材６ａ及び下側動翼部材６ｂ）に当たる。

【0040】

また、図４や図５を見ればわかるように、本実施形態において、動翼６の複数の羽根６２は、捻じれた形状を有している。
なお、本実施形態において、「捻じれた形状」とは、平面の一端が固定されて、当該一端と他端とを結ぶ軸を中心として他端側を回転させた（捻った）形状をいう。具体的には、羽根６２のリング６１と接続する一端（換言すれば、軸部材５の径方向において、ロータ（回転体）３側にある端部）６Ｄが固定されて、当該一端６Ｄと他端（換言すれば、軸部材５の径方向において、ハウジング７側にある端部）６Ｅを含む軸（リング６１の径方向と同じ方向の線）を中心として他端６Ｅ側（羽根６２の外周端）を回転させた（捻った）形状になっている。

【0041】

また、羽根６２は、一端６Ｄから他端６Ｅに向かう方向において、両矢印Ｂで示されるように湾曲している。
さらに、羽根６２は、軸部材５の軸線ｘ方向において、上側動翼部材（一方の部材）６ａ側にある端部６Ｆから下側動翼部材（他方の部材）６ｂ側にある端部６Ｇに向かう方向において、両矢印Ｃで示されるように湾曲している。

【0042】

本実施形態における動翼６の如く、複数の羽根６２が捻じれた複雑な形状の動翼を一体で形成しようとすると、動翼を成形するための金型が複雑化してしまう。特に、それぞれの羽根６２が、軸線ｘ方向の一方側（例えば、図１における上側ａ）から動翼６を見て、軸部材５の周方向ｅｆにおける隣の羽根と、位置が一部重なるような形状の場合、一般的な金型では、これら羽根同士が軸線ｘ方向で干渉し合ってしまい、軸線ｘ方向に型を開けても型から成形物を取り外すことができない。

【0043】

よって、成形のための極めて複雑な金型を用意する必要が生じるか、あるいは、如何にしても成形することができないか、といった状態になってしまう。そのため、動翼の成形のための金型が複雑化して高コスト化に繋がったり、さらには成形が困難な形状を避けなければならず、設計の自由度が狭まったり、といった虞がある。

【0044】

しかし、本実施形態によれば、動翼６が、上側動翼部材６ａ及び下側動翼部材６ｂの２つの部材に分かれて形成されているため、これら２つの部材６ａ，６ｂを別々に成形することができる。それぞれの部材６ａ，６ｂは、形状があまり複雑ではないため成形し易い。そのため、本実施形態によれば、動翼６の成形性が向上する。

【0045】

上側動翼部材６ａについて見てみると、図４及び図５に示されるように、羽根６２ａの捻じれはそれほど大きくない。また、それぞれの羽根６２ａが、軸線ｘ方向の一方側（例えば、図１における上側ａ）から動翼６を見て、軸部材５の周方向ｅｆにおける隣の羽根と、位置が重ならない。したがって、上側動翼部材６ａを成形しようとした場合、これら羽根同士が軸線ｘ方向で干渉することがなく、一般的な金型を使用したとして軸線ｘ方向に型を開けても、型から成形物を取り外すことができる。
以上のことは、上側動翼部材６ａと形状が近似する下側動翼部材６ｂについても、同様である。

【0046】

したがって、本実施形態によれば、上側動翼部材６ａ及び下側動翼部材６ｂの２つの部材に分けて成形することができるため、動翼６の成形のための金型を比較的単純化することができ、低コスト化することができる。さらには、比較的複雑な形状の動翼６の成形が可能となり、低コスト化とともに、設計の自由度を向上させることができる。

【0047】

軸部材５の軸方向（軸線ｘ方向）において、動翼６が、ロータ３（回転体）の外周面の中央部に配置されている。ロータ３の中央の位置は、軸部材５の軸方向において、ロータ３に生じた振動の振幅が比較的小さいため、ロータ３に生じた振動がハウジング７へと伝搬しにくくなり、回転機器全体における振動の発生を抑制することができる。

【0048】

動翼６は、ロータ３の回転に連れ回るようになっているため、ロータ３とともに回転し、動翼６の回転に応じて、空気の流れが生じる。この空気の流れは、ハウジング７とロータ３との間の空間７７において、軸部材５の軸方向における上方向及び下方向のいずれかの方向に向けて、生じるようになっている。本実施形態の回転機器１においては、回転機器１を駆動させて動翼６を反時計回りの周方向ｆに回転させることで、上端開口部７５から取り込んだ空気が下端開口部７６から吹き出すように構成されている。

【0049】

ロータ３の筒部材３２には、通気口としての吸引口３３と通気口としての排出口３４が設けられている。軸部材５の軸方向（軸線ｘ方向）において、吸引口３３は、第１軸受（軸受）４１と動翼６との間にある筒部材３２の部分に設けられている。排出口３４は、第２軸受（軸受）４２と動翼６との間にある筒部材３２の部分に設けられている。吸引口３３及び排出口３４は、周方向ｅｆが長手となる長方形の形状に形成されている。複数の吸引口３３と複数の排出口３４はそれぞれ周方向ｅｆに等間隔に並んでいる。なお、ロータ３の回転方向に応じて、吸引口３３が排出口になり、排出口３４は吸引口になっても構わない。

【0050】

動翼６の回転によって、下方向（矢印ｂ方向）に向けて空間７７に生じた空気の影響により、吸引口３３からロータ３の内部に空気が吸引され、排出口３４から空気が排出される。吸引口３３から取り込まれた空気は、ロータ３の内部で、ステータコア２１及びコイル２２を備えるステータ２を冷却しながら、ステータコア２１の複数の磁極部２３の間や、マグネット３１とステータ２との間に形成された磁気ギャップＧを通り、排出口３４から排出される。
したがって、本実施形態にかかる回転機器１においては、多くの冷却用の空気をロータ３内部に送り込むことができ、加熱したコイルを備えるステータ２を効率的に冷却することができる。

【0051】

本実施形態にかかる回転機器１は、回転体であるロータ３の外周面に動翼６を設け、それを囲うように筒状のハウジング７を設けた構成にすることで、ハウジング７の両端開口部の一方を吸気口、他方を吐出口とし、ハウジング７の内部空間にモータ部分や動翼６を収納することができている。特に、空気が流れる流路（風路と呼称する場合もある。）に動翼６が位置するため、省スペース化でき、回転機器全体の小型化を実現することができる。

【0052】

また、本実施形態にかかる回転機器１では、上端開口部から下端開口部に連通する空間７７は、スポーク部７１ａ以外の部材により空気の流れが阻害されないよう、空洞になっている。さらに、空間７７は、円柱状のモータが占める空間を除き、直管状なので、空気がまっすぐに流れる。そのため、動翼６を回転させることによって、空気を、上端開口部から下端開口部に向けて、まっすぐに送り出すことができる。したがって、本実施形態にかかる回転機器１によれば、空気を効率的に送り出すことができ、強風及び大風量の供給を実現することができる。

【0053】

また、回転する軸部材がモータから突出する従来のモータの構成による回転機器では、軸部材の一方側が支持されつつ回転し、突出した他端側から回転力を取り出すことになるため、回転のブレが生じやすいが、本実施形態にかかる回転機器１は、軸受４で支持されたロータ３自体が回転体として回転するため、ロータ３の回転が安定する。

【0054】

また、本実施形態にかかる回転機器１は、ロータ３の両端部に第１軸受４１及び第２軸受４２がそれぞれ固定されて、回転体となるロータ３が支持されているので、軸部材５に対してロータ３の回転が安定する。特に、回転体であるロータ３の構成部材であり、所定の重量を有するマグネット３１が、軸部材５の軸方向において、ロータ３を回転可能に支持する第１軸受４１と第２軸受４２との間にあるので、軸方向におけるバランスが良好になり、ロータ３の回転が安定化する。

【0055】

なお、軸受の位置としては、本実施形態の如く、回転体の両端部であることがより望ましいが、回転体の両端部近傍であれば、軸部材に対する回転体の回転は十分に安定した状態になる。ここで云う「近傍」とは、回転体の両端部と中央部の間であって回転体の両端部寄りの位置であればよく、数値で明確に定義できるものではないが、例えば、回転体の軸方向における両端から２０％の長さの領域、好ましくは両端から１０％の長さの領域は、「両端部近傍」の概念に含まれる。

【0056】

また、本実施形態にかかる回転機器１においては、第１軸受４１と第２軸受４２とが同一構成の部材であるため、軸受４の一部である外輪４１ａ，４２ａとロータ３とからなる回転部分の軸方向のバランスが良好になる。即ち、本実施形態にかかる回転機器１においては、回転機器１全体としての軸方向のバランスが良好になるため、かかる観点からも、ロータ３の回転が安定化する。

【0057】

以上のように、本実施形態にかかる回転機器１は、装置全体の小型化を実現できるとともに、ロータ３の回転にブレが生じ難く、高精度の安定化を達成することができる。
また、ロータ３の回転の安定化は、回転ムラが生じ難くなることを意味するため、回転機器１の高トルク化を実現することもできる。即ち、本実施形態にかかる回転機器１によれば、小型化を実現しながら、回転機器としての特性に優れたものを提供することができる。

【0058】

以上、本発明の回転機器について、好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明の回転機器は上記実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、以上説明した実施形態では、軸部材５の上下両端部が、ハウジング７に固定されている構成を例に挙げているが、固定側の軸部材５が何らかの形でハウジング７に固定されればよいので、少なくとも一方の端部乃至軸部材５の一部分がハウジングに固定されていれば構わない。

【0059】

また、上記実施形態において、動翼６は、その全体形状が、筒部材３２の外周面に取り付けられたリング６１と、当該リング６１の外周面に取り付けられて放射状に延びる複数の羽根部６２ａ，６２ｂと、からなる態様を例示している。しかし、動翼は、これに限定されず、複数の羽根が筒部材３２に、リング６１無しに直接、固定されていても構わない。

【0060】

この場合に、複数の羽根を軸部材の軸方向で上下２部材に分割し、それら分割された部材それぞれの羽根同士がリング部６１ａに依らずに連結された形状としておくことで、これら２部材を重ね合わせ、回転体（本実施形態では、詳しくは筒部材３２）を嵌挿させて、一体化された動翼を形成することができる。

【0061】

あるいは、回転体（本実施形態では、詳しくは筒部材３２）にそれぞれの羽根が直接固定された形状であって、複数の羽根とともに回転体をも軸部材の軸方向で上下２部材に分割された態様とすることで、複数の羽根と回転体が上下に分割された２部材を容易に成形することができる。そして、これら２部材を重ね合わせることで、動翼と該動翼が固定された回転体とを形成することができる。

【0062】

その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の回転機器を適宜改変することができる。かかる改変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。

【符号の説明】

【0063】

１…回転機器、２…ステータ、３…ロータ（回転体）、４…軸受、５…軸部材、６…動翼、６ａ…上側動翼部材、６ｂ…下側動翼部材、７…ハウジング、７ａ…上ハウジング、７ｂ…下ハウジング、２１…ステータコア、２２…コイル、２３…磁極部、２４…円環部、２５…インシュレータ、３１…マグネット、３２…筒部材、３３…吸引口、３４…排出口、４１…第１軸受（軸受）、４１ａ，４２ａ…外輪、４１ｂ，４２ｂ…内輪、４１ｃ，４２ｃ…ベアリングボール、４２…第２軸受（軸受）、６１…リング、６１ａ，６１ｂ…リング部、６２…羽根、６２ａ，６２ｂ…羽根部、７１ａ…スポーク部、７１ｂ…円盤部、７２…筒状部、７７…空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】