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この項目の情報は公開日時点(2019年5月23日)のものです。
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図面 (6)

課題

装置を軸方向に小型化すると共に回転子軸軸支する軸受を可及的に回転体近傍に配置することで回転バランスを改善しかつ軸受の耐久性を向上させた回転装置を提供する。

解決手段

第一ケース体3の吸気口3aに軸受保持部3bが一体形成され、該軸受保持部3b内に回転子軸8の一端側を軸支する軸受9が組み付けられ、軸受保持部3bの外周にインペラ2(回転体)が同軸状に組み付けられている。インペラ2の回転により第一ケース体3内に軸方向から外気を吸い込んで周方向から送風する送風機1である。

概要

背景

回転装置の一例として、例えばCPAP療法(持続陽圧呼吸療法)に用いられる送風機を図5に示す。ブロワケース51とモータケース52が一体となったケース体53内に回転子軸54が回転可能に軸支されている。回転子軸54の一端側は、モータケース53に設けられた軸受ハウジング55に設けられた一対の軸受56により回転可能に軸支されている。

回転子軸54には回転子57が組み付けられている。回転子57はバックヨーク57aを介して回転子マグネット57bが同軸状に組み付けられている。モータケース53には、固定子58が組み付けられている。固定子58は、固定子コア58aにインシュレータを介してコイル58bが巻き付けられている。固定子コア58aは、環状のコアバック部より径方向内側に複数の極歯突設されている。各極歯の磁束作用面は回転子マグネット57bと対向配置されている。

回転子軸54の他端側にはインペラ59が一体に組み付けられている。インペラ59はブロワケース51内に収容されている。インペラ59には複数のブレード59aが形成されている。インペラ59が回転するとブロワケース51の軸方向に設けられた開口51aより吸気して圧縮された空気がケース体53の周方向に設けられた吐出口より吐出されるようになっている(特許文献1:図4参照)。

概要

装置を軸方向に小型化すると共に回転子軸を軸支する軸受を可及的に回転体近傍に配置することで回転バランスを改善しかつ軸受の耐久性を向上させた回転装置を提供する。第一ケース体3の吸気口3aに軸受保持部3bが一体形成され、該軸受保持部3b内に回転子軸8の一端側を軸支する軸受9が組み付けられ、軸受保持部3bの外周にインペラ2(回転体)が同軸状に組み付けられている。インペラ2の回転により第一ケース体3内に軸方向から外気を吸い込んで周方向から送風する送風機1である。

目的

以下に述べるいくつかの実施形態は、これらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

回転体を収容する第一ケース体固定子及び回転子を収容する第二ケース体が一体に組み付けられたケース本体内に回転可能に軸支された回転子軸に前記回転体及び前記回転子が各々組み付けられており、前記第一ケース体の吸込み口軸受保持部が一体形成され、該軸受保持部内に前記回転子軸の一端側を回転可能に軸支する軸受が組み付けられ、前記軸受保持部の外周に前記回転体が同軸状に組み付けられていることを特徴とする回転装置

請求項2

前記回転体はインペラであり、前記回転体の回転により前記第一ケース体内に軸方向から外気を吸い込んで周方向から送風する送風機である請求項1記載の回転装置。

請求項3

前記回転子軸の他端側は前記回転子が固定部材により軸方向に抜け止めされて装着されている請求項1又は請求項2記載の回転装置。

請求項4

前記軸受としてすべり軸受又は流体動圧軸受が用いられる請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の回転装置。

技術分野

0001

本開示は、例えば医療機器産業機器民生機器などに用いられる回転体を備えた回転装置に関する。

背景技術

0002

回転装置の一例として、例えばCPAP療法(持続陽圧呼吸療法)に用いられる送風機図5に示す。ブロワケース51とモータケース52が一体となったケース体53内に回転子軸54が回転可能に軸支されている。回転子軸54の一端側は、モータケース53に設けられた軸受ハウジング55に設けられた一対の軸受56により回転可能に軸支されている。

0003

回転子軸54には回転子57が組み付けられている。回転子57はバックヨーク57aを介して回転子マグネット57bが同軸状に組み付けられている。モータケース53には、固定子58が組み付けられている。固定子58は、固定子コア58aにインシュレータを介してコイル58bが巻き付けられている。固定子コア58aは、環状のコアバック部より径方向内側に複数の極歯突設されている。各極歯の磁束作用面は回転子マグネット57bと対向配置されている。

0004

回転子軸54の他端側にはインペラ59が一体に組み付けられている。インペラ59はブロワケース51内に収容されている。インペラ59には複数のブレード59aが形成されている。インペラ59が回転するとブロワケース51の軸方向に設けられた開口51aより吸気して圧縮された空気がケース体53の周方向に設けられた吐出口より吐出されるようになっている(特許文献1:図4参照)。

先行技術

0005

特許第5659208号公報

発明が解決しようとする課題

0006

上述した図5に示す送風機の構成においては、回転子軸54の軸方向に沿って、軸受56、回転子57(バックヨーク57a及び回転子マグネット57b)及びインペラ59が、直列状に連なって配置されるため、軸方向にスペースを要し大型化する。
また、回転子軸54を軸支する軸受56が、最大回転径を有するインペラ59や回転子57より離れた位置に配置されるため、回転バランスが不安定になりやすく、インペラ59のアンバランスにより軸受荷重が増大して振動による騒音が発生したり軸受56の寿命が低下したりするおそれがある。
特に、CPAP療法に用いられる送風機は、小型化を図りつつ圧力・流量を確保するため、モータ高速回転させる必要があるため、回転バランスの不安定化は、軸受の機械損による発熱が増大して、オイル劣化を促進し、軸受寿命が低下するおそれもある。

課題を解決するための手段

0007

以下に述べるいくつかの実施形態は、これらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、装置を軸方向に小型化すると共に回転子軸を軸支する軸受を可及的に回転体近傍に配置することで回転バランスを改善しかつ軸受の耐久性を向上させた回転装置を提供することにある。

0008

以下に述べるいくつかの実施形態に関する開示は、少なくとも次の構成を備える。
回転体を収容する第一ケース体と固定子及び回転子を収容する第二ケース体が一体に組み付けられたケース本体内に回転可能に軸支された回転子軸に前記回転体及び前記回転子が各々組み付けられており、前記第一ケース体の吸込み口に軸受保持部が一体形成され、該軸受保持部内に前記回転子軸の一端側を回転可能に軸支する軸受が組み付けられ、前記軸受保持部の外周に前記回転体が同軸状に組み付けられていることを特徴とする。

0009

これにより、第一ケース体の吸込み口に軸受保持部が一体形成され、該軸受保持部内に回転子軸を軸支する軸受が組み付けられているので、軸受保持部の外周に回転体を同軸状に組み付けることができる。
よって、回転子軸の長さを短くすることができ、回転装置を軸方向に小型化することができる。また、回転子軸を軸支する軸受を可及的に回転体近傍に配置することで回転重心が軸受に近づくため、回転径が大きい回転体のアンバランスが荷重負荷として影響し難くなり、回転バランスが改善される。更には、モータを起動し回転体が回転すると第一ケース体の吸気口から軸方向に吸気されるので、軸受の機械損による発熱が吸気によって冷却されるので、軸受の温度上昇は抑えられ、オイル劣化が抑制され、耐久性を向上させることができる。

0010

前記回転体はインペラであり、当該インペラの回転により前記第一ケース体内に軸方向から外気を吸い込んで周方向から送風する送風機であってもよい。これにより送風機を軸方向に小型化しかつ軸受をインペラ近傍に配置して回転バランスを改善することができ、しかも軸受が空冷されるので耐久性を向上させることができる。

0011

また、前記回転子軸の他端側は前記回転子が固定部材により軸方向に抜け止めされて装着されていてもよい。
これにより、モータ側の軸受を省略して回転子軸の軸長を短くし、かつ回転重心を軸受に近づけて回転バランスがとりやすくなる。

0012

また、前記軸受としてすべり軸受又は流体動圧軸受を用いることができる。この場合、転がり軸受に比べて小型化し易く、低騒音、低振動化を実現することができる。よって、小型モータを高速回転させても機械的損失により軸受が発熱することもないので耐久性が向上し、流量を確保することができる。

発明の効果

0013

上述した回転装置を用いれば、軸方向に小型化すると共に回転子軸を軸支する軸受を可及的にインペラ近傍に配置することで回転バランスを改善しかつ軸受の耐久性を向上させることができる。

図面の簡単な説明

0014

送風機の軸方向平面図である。
図1の送風機の矢印X−X方向断面図である。
図1の送風機の軸方向底面図である。
回転子軸に組み付けたインペラ及び回転子の正面図及び平面図である。
従来の送風機の軸方向断面図である。

実施例

0015

以下、本発明に係る回転装置の一実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。先ず、回転装置の一例として送風機の概略構成について図1乃至図3を参照して説明する。
送風機1は、以下の構成を備えている。図2に示すように、インペラ2(回転体)が収容される第一ケース体3と、固定子4及び回転子5(モータM)が収容される第二ケース体6が、ねじ11によりねじ止めされて一体に組み付けられてケース本体7が形成されている。ケース本体7内に回転可能に軸支された回転子軸8にインペラ2及び回転子5が各々組み付けられている。

0016

図1に示すように、第一ケース体3の吸気口3a(吸込み口)には筒状の軸受保持部3bが放射状に形成された複数の連結梁3cにより一体形成されている。
図2に示すように、軸受保持部3b内には、回転子軸8の一端側を回転可能に軸支する軸受9が組み付けられている。軸受9は筒状に形成されたすべり軸受(焼結含油すべり軸受)が好適に用いられる。回転子軸8の一端は軸受保持部3b内の段付き部に設けられたエンドカバー3dに突き当て支持されている。軸受保持部3bの外周にはインペラ2が軸受ハウジング2aを介して同軸状に組み付けられている。図4Aに示すように軸受ハウジング2aは、回転子軸8に圧入接着等により一体に組付けられている。インペラ2は、軸受ハウジング2aに対してモールド、接着、圧入等により一体に組み付けられている。インペラ2には周方向に複数のブレード2bが起立形成されている(図4B参照)。

0017

回転子軸8の他端側は回転子ヨーク5aを介して回転子マグネット5bが装着されている。回転子マグネット5bには周方向にN極及びS極が交互に着磁されている。回転子5は、回転子軸8の端部に設けられ固定部材10に軸方向に抜け止めされて組み付けられている。

0018

第二ケース体6には固定子4が組み付けられている。第二ケース体6の内壁6aには固定子コア4aが組み付けられている。固定子コア4aは環状のコアバック部4bから径方向内側に極歯4cが複数箇所に突設されている。各極歯4cにはコイル4dが巻かれている。固定子コア4aの極歯4cは回転子マグネット5bと対向配置されている。また、第二ケース体6の底部には、モータ基板12が設けられており、各コイルから引き出されたコイルリードが接続されている。また、図3に示すように、第二ケース体6の底部から、口出し線13が固定部材14により外部に取り出されて給電されるようになっている。

0019

送風機1は、モータMを起動すると、インペラ2の回転により第一ケース体3の吸気口3aより軸方向から外気を吸い込んで、インペラ2の回転により径方向内側から外側に案内された圧縮空気が、送風路3eを周回して吐出口3fより吐出されるようになっている(図1参照)。

0020

図1及び図2に示すように、第一ケース体3の吸気口3aに軸受保持部3bが一体形成され、該軸受保持部3b内に回転子軸8を軸支する軸受9が組み付けられているので、軸受保持部3bの外周にインペラ2を同軸状に組み付けることができる。
よって、図2に示すように回転子軸8の長さを短くすることができ、送風機1の軸方向寸法L1を図5に示す軸方向寸法L2に比べて短縮して(L1<L2)小型化することができる。また、回転子軸8を軸支する軸受9を可及的にインペラ2近傍に配置することで回転重心が軸受9に近づくため、インペラ2のアンバランスが荷重負荷として影響し難くなり、回転バランスが改善される。
更には、モータMを起動しインペラ2が回転すると第一ケース体3の吸気口3aから軸方向に吸気されるので、軸受9の機械損による発熱が吸気によって冷却されるので、軸受9の温度上昇は抑えられ、オイルの劣化が抑制されて耐久性を向上させることができる。

0021

また、図4Aに示すように、回転子軸8の他端側には回転子5が組み付けられている。具体的には、回転子軸8には回転子ヨーク5aを介して回転子マグネット5bが装着されており、軸端部に設けられた固定部材10により抜け止めされている。
回転子マグネット5bは、第二ケース体6に保持された固定子コア4aの極歯4cと対向配置されている。
これにより、モータM側の軸受を省略して回転子軸8の軸長を短くし、かつ回転重心を軸受9に近づけて回転バランスが取りやすくなる。

0022

また、軸受9としては、すべり軸受が好適に用いられる。この場合、転がり軸受に比べて小型化し易く、低騒音、低振動化を実現することができる。また、小型モータを高速回転させても、機械的損失により軸受9が発熱することもないので耐久性が低下することなく、風量を確保することができる。

0023

尚、軸受9は、インペラ2の軸方向の寸法内に収まるように配置すると軸方向に最大限小型化することができるが、インペラ2の組み付け位置より軸方向にずれて配置されていてもよい。
また、軸受9は焼結含油すべり軸受を例示したがこれに限定されるものではなく他の軸受、例えば流体動圧軸受であってもよく、使用用途によっては、転がり軸受等を用いてもよい。
また、本実施形態は、インナーロータ型モータを用いて説明したがアウターロータ型モータであっても良い。
本実施例形状のインペラに限らず他形状のインペラ、例えばシロッコファンなどでも同様の効果を得られる。
更にはインペラ以外の回転体、例えばミラー磁気ディスクなどを回転させる場合にも有効である。
また、ブラシ付きモータブラシレスモータなどモータの種類に限らず適用できる。
更には、回転装置は送風機に限らず、流体を圧送りするポンプ等であってもよい。

0024

1送風機2インペラ2a軸受ハウジング2bブレード3 第一ケース体3a吸気口 3b軸受保持部 3c連結梁3dエンドカバー3e送風路3f吐出口 4固定子4a固定子コア4bコアバック部 4c極歯5回転子5a回転子ヨーク5b回転子マグネット6 第二ケース体 6a内壁7ケース本体 8回転子軸9 軸受 10,14固定部材11 ねじ 12モータ基板13口出し線M モータ

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