风扇单元和使用它的风扇过滤器单元的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种能够使风扇单元薄型化并且能够实现节省空间化的风扇单元和使用该风扇单元的风扇过滤器单元。该风扇过滤器单元包括：风扇单元(3)，其包括在中心部的定子(41)的外侧配置有外转子(42)的驱动电动机(32)和在固定于上述外转子的叶片固定部件(61)形成有多个叶片(62)的斜流风扇(33)；和单元箱体(2)，其具有安装上述风扇单元的空气导入孔(24)和安装过滤器的开口部。
【专利说明】风扇单元和使用它的风扇过滤器单元
【技术领域】
[0001]本发明涉及在洁净室等中使用的风扇单元和使用它的风扇过滤器单元。
【背景技术】
[0002]作为这种风扇过滤器单元，例如专利文献I中记载的风扇过滤器单元是公知的。该风扇过滤器单元具有在过滤器的上游侧具有箱体，在箱体内设有离心风扇的结构，在离心风扇的下部设置隔板，将由离心风扇和隔板形成的空气的刚吹出之后的水平方向W的气流所流动的第一开口部通路截面积，和通过使气流与箱体的壁面碰撞而在箱体的壁面与隔板的负值部分之间使气流向垂直方向改变方向后流出的第二开口部通路截面积设定为大致相等。
[0003]在此，离心风扇通过由在上部形成的喇叭口台支承的手指保护件吸入空气，利用离心力将吸入的空气沿水平方向吹出。从离心风扇吹出的水平方向的空气流通过被隔板划分出的第一开口部通路，与箱体平面和隔板碰撞后，空气流向垂直下方改变方向，通过第二开口部通路向过滤器吹出。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:(日本)特开2012 — 26696号公报
【发明内容】
[0007]发明要解决的技术问题
[0008]但是，在使用上述离心风扇的风扇过滤器单元中，离心风扇将所吸入的气流向与轴心正交的方向吹出，因此,需要将离心风扇本身配置于箱体内。另外，为了对从离心风扇吹出的水平方向的空气流进行整流，需要在箱体内设置隔板，箱体的厚度需要设定为至少比构成离心风扇的叶片的轴向长度厚，存在不能满足薄型化和省空间化的要求的未解决的技术问题。
[0009]于是，本发明着眼于上述现有例的未解决的技术问题而提出，其目的在于，提供一种使风扇单元薄型化，并且能够实现省空间化的风扇单元和使用该风扇单元的风扇过滤器单元。
[0010]为了实现上述目的，本发明的风扇单元的一个方式构成为，包括:在中心部的定子的外侧配置有外转子的驱动电动机；和在固定于上述外转子的叶片固定部件形成有多个叶片的斜流风扇。
[0011]另外，本发明的风扇过滤器单元的一个方式包括风扇单元和单元箱体，其中，上述风扇单元包括:在中心部的定子的外侧配置有外转子的驱动电动机；和在固定于上述外转子的叶片固定部件形成有多个叶片的斜流风扇，上述单元箱体具有安装上述风扇单元的空气导入孔和安装过滤器的开口部。
[0012]发明效果
[0013]根据本发明，应用斜流风扇作为风扇单元的送风部，采用由外转子式的驱动电动机旋转驱动该斜流风扇的结构，因此，能够将驱动电动机内置在斜流风扇内，从而使整体的结构薄型化。
[0014]另外，通过使用具有上述结构的风扇单元构成风扇过滤器单元，能够在设置过滤器的单元箱体的外侧配置风扇单元，能够实现薄型化和节省空间化。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是表示本发明的风扇过滤器单元的一实施方式的图，图1(a)是主视图，图1 (b)是仰视图，图1 (C)是右侧视图.
[0016]图2是表示图1的风扇单元的放大图，图2(a)是主视图，图2(b)是仰视图。
[0017]图3是表示图1的风扇单元的后视图。
[0018]图4是图2的A — A线上的放大截面图。
[0019]图5是表示图4的驱动电动机的放大截面图。
[0020]图6是表示斜流风扇的立体图。
[0021]图7是表示应用了本发明的洁净室的示意图。
[0022]图8是表示洁净室中的风扇过滤器单元的安装状态的侧视图。
[0023]附图标记说明
[0024]1:风扇过滤器单元
[0025]2:单元箱体
[0026]3:风扇单元
[0027]4:过滤器
[0028]21:正面板
[0029]22:侧面板
[0030]23:开口部
[0031]24:空气导入孔
[0032]31:安装板
[0033]32:驱动电动机
[0034]33:斜流风扇
[0035]34:罩部件
[0036]35:支承件
[0037]36:电动机安装部
[0038]41:定子
[0039]42:外转子
[0040]45a>45b:滚珠轴承
[0041]61:轮毂
[0042]62:叶片
[0043]81:贮存区域
[0044]82:被贮存部件
【具体实施方式】
[0045]下面，对本发明的实施方式参照附图进行说明。
[0046]图1是表示本发明的风扇过滤器单元的一实施方式的结构图，图2是表示图1的风扇单元的结构图。
[0047]图中，I为风扇过滤器单元，如图1(b)和(C)所示，该风扇过滤器单元I具有从正面看例如为方形且扁平的单元箱体2。在该单元箱体2中，在其正面中央部安装有风扇单元3，在背面侧安装有除尘的高性能过滤器等过滤器4。
[0048]如图1 (a)?(C)所示，单元箱体2由例如正方形的正面板21和从该正面板21的各边向后方延长的侧面板22形成为在背面侧形成有开口部23的扁平的箱体状。在正面板21的中央部，如图1(a)中虚线图示的那样，形成例如正方形的空气导入孔24。
[0049]如图2?图4所示,风扇单元3具有覆盖在单元箱体2的正面板21形成的空气导入孔24，且具有与空气导入孔24连通的开口部31a的安装板31。在该安装板31 —体地安装有驱动电动机32、斜流风扇33和兼用作进气环的罩部件34，从而模块化。
[0050]在安装板31的下表面，如图2(b)和图3所示，在固定于开口部31a的外侧且向内侧延伸的多个例如4个U字状的支承件35的自由端支承着电动机安装部36。
[0051]图5中特别清楚地表明，该电动机安装部36包括:安装于支承件35的自由端的在中央部形成有开口部37a的支承圆板部37 ;和从该支承圆板部37的开口部37a的周围向上方延伸的支承圆筒部38。
[0052]在支承圆板部37，在与驱动电动机32的后述的外转子42的下端相对的位置形成有隔着很小的间隙接近外转子42的下端的圆筒部37b。
[0053]另外，支承圆筒部38包括开口部37a侧的大径圆筒部38a和在该大径圆筒部38a的上方一体形成的小径圆筒部38b。
[0054]参照图5可知，驱动电动机32包括:固定支承于电动机安装部36的小径圆筒部38b的外周侧的定子41 ;与该定子41的外周面相对配置的外转子42。由此，驱动电动机32具有表面磁体型的外转子式的结构。
[0055]定子41由在叠层铁芯中心部的圆筒状的磁轭41a、从该磁轭41a的外周面在半径方向上朝向外周侧的齿41b构成。磁轭41a通过紧固螺纹件43固定在大径圆筒部38a的上表面，在齿41b卷绕有励磁绕组44。
[0056]外转子42利用在电动机安装部36的小径圆筒部38b的内周面中的上下端部分别配置的上下一对滚珠轴承45a和45b可自由旋转地被支承。在此，外转子42具有:插入贯通一对滚珠轴承45a和45b的内圈的圆柱状的支承轴46 ;和安装于该支承轴46的从滚珠轴承45a突出的端部的杯状体47。
[0057]杯状体47包括:在中心部形成有支承轴46的上端所插通的贯通孔47a的圆板部47b ;和从该圆板部47b的外周缘向下方延伸,覆盖定子41的外周面的圆筒部47c。在圆筒部47c，在与定子41的外周面相对的内周面，在圆周方向上保持规定间隔地配置有多个例如9个永磁体47d。
[0058]另外，支承轴46在上端固定有例如E环48，在下端面形成有内螺纹部49。该支承轴46的长度如下设定，在使杯状体47的圆板部47b与滚珠轴承45a的内圈上表面接触的状态下，支承轴46插通在贯通孔47a、滚珠轴承45a和45b内，在E环48与杯状体47的圆板部47b的上表面接触的状态下，下端成为比滚珠轴承45b的内圈的下面更靠上方的位置。
[0059]而且，在如上所述使支承轴46插通贯通孔47a、滚珠轴承45a和45b的状态下，如图5所示，从下表面侧使安装有垫圈50的固定螺纹件51与支承轴46的内螺纹部49螺合紧固。由此，支承轴46和杯状体47被固定支承于滚珠轴承45a及45b的内圈侧。
[0060]另外，在杯状体47的圆板部47b的上表面的外周面侧形成有固定斜流风扇33的安装台阶部52，在该安装台阶部52形成有固定用的内螺纹部53。
[0061]如图4和图6所示，斜流风扇33固定于驱动电动机32的外转子42。该斜流风扇33固定有:在外转子42的圆板部42b形成的作为向安装台阶部52固定的叶片固定部件的轮毂61 ;和固定在该轮毂61的外周面的例如5个叶片62。
[0062]如图4所示，轮毂61具有:固定于外转子42的圆板部42b的安装台阶部52的圆板部61a ;和与该圆板部61a的外周缘一体形成的圆锥台筒部61b,构成将下端面开放的杯状。
[0063]从图2(a)和图6可知，叶片62中，安装缘62a和外周缘62b以相对于图2(b)中虚线图示的罩部件34隔开规定的间隙相对的方式形成，其中，安装缘62a从将轮毂61的圆锥台筒部61b的上端的圆周方向五等分的点Pu延长到将下端的圆周方向5等分且相对于点Pu向逆时针方向偏移角度Θ例如60度的点Pd，外周缘62b以从该安装缘62a稍向外方描绘出圆弧的方式延伸。另外，如图4所示，叶片62的下端缘62c从轮毂61的圆锥台筒部61b的下端部向斜上方延伸。
[0064]而且设定为:轮毂61的圆锥台筒部61b的下端面比安装板31的下表面更向下侧突出，叶片62的下端缘62c的上端部位于比安装板31的下表面更靠上方的位置。
[0065]另外，叶片62的下端缘62c的上端部能够下降到与安装板31的下表面一致，且下端部能够上升到与安装板31的下表面一致，该安装板31与单元箱体2的正面板21的外表面接触。在此，如果使叶片62的下端缘62c的下端部升到超过与安装板31的下表面一致的位置，则斜流风扇33的高度就会变高，不能满足薄型化的要求。相反，如果使叶片62的下端缘62c的上端部降到比安装板31的下表面低的位置，则不能够与罩部件34相对，因此送风效率降低。因此，设定为叶片62的下端缘62c横穿安装板31的下表面，从而能够满足薄型化的要求和提高送风效率这一相反的要求。
[0066]如图4所示，罩部件34包括:安装于安装板31的凸缘部34a ;从该凸缘部34a的内周面一体地向上方以相对于斜流风扇33的叶片62的外周缘62b隔开规定的间隙相对的方式延伸的圆锥台筒部34b ;和在该圆锥台筒部34b的上端侧的空气吸入口 34c形成的截面为C字状且锥状扩展的喇叭口部34d。在此，通过在空气吸入口 34c侧形成喇叭口部34d，能够抑制在旋转驱动风扇单元3的驱动电动机32使斜流风扇33旋转时产生的风噪。
[0067]而且，如图4所示，在罩部件34的空气吸入口 34c，安装有防止手指插入的手指保护件70。
[0068]下面，说明上述实施方式的动作。
[0069]在上述实施方式中具有:在安装过滤器4的开口部23的相反侧形成有空气导入孔24的单元箱体2 ;和驱动电动机32、斜流风扇33、罩部件34 —体化地模块形成在安装板31上的风扇单元3。因此，仅通过以覆盖单元箱体2的空气导入孔24的方式由例如螺丝固定件安装风扇单元3的安装板31，就能够将风扇单元3安装在单元箱体2的外侧。
[0070]在该状态下，通过在单元箱体2的开口部23安装过滤器4，能够容易地构成风扇过滤器单元I。
[0071]为了使这样构成的风扇过滤器单元I动作，通过未图示的电动机驱动电路对风扇单元3的驱动电动机32进行旋转驱动，使斜流风扇33在图1 (a)中看时向顺时针方向旋转驱动。当该斜流风扇33向顺时针方向驱动时，利用安装于轮毂61的叶片62，从罩部件34的上方的开口部34c吸入空气。然后，吸入的空气如图4中箭头X所示，在单元箱体2的空气导入孔24内以回旋流的方式倾斜地向外排出。
[0072]这时,如图1(a)所示,单元箱体2的空气导入孔24形成于单元箱体2的上表面板21的中央部，因此，从空气导入部24作为倾斜向外的回旋流导入的空气能够向四方扩散，通过过滤器4导入例如洁净室内。
[0073]作为此时的洁净室，具有图7所示的结构。即，在直线状的输送路80的至少一侧，沿输送路80的延伸方向隔开规定间隔地形成有多个贮存区域81。在各贮存区域81配置有收纳棚83，收纳棚83将例如液晶面板等被贮存部件82以其板面为水平方向、在垂直方向上隔开规定间隔的方式进行载置。
[0074]而且，利用在输送路80行进的机器人84，在贮存区域81的收纳棚83中保管被贮存部件82，或取出并输送被保管的被贮存部件82。
[0075]在各贮存区域81中，在夹着收纳棚83的两侧壁上安装有上述风扇过滤器单元1，能够通过风扇过滤器单元I将洁净的空气供应给贮存区域81。
[0076]这时，如上所述，能够使风扇过滤器单元I薄型化，并且，将风扇单元3安装在薄的单元箱体2的空气导入孔24，将过滤器4安装在开口部23，以构成风扇过滤器单元I。
[0077]这时，如图8所示，使安装在邻接的贮存区域81间的风扇过滤器单元I的风扇单元3的安装位置，在上下方向上错开配置。由此，能够交错配置风扇过滤器单元3，能够使面对面的风扇过滤器单元I彼此近接到能够确保向风扇单元3导入的必要的空气量的最小限的间隔。因此，能够使邻接的贮存区域81间的间隔变窄，实现节省空间化。
[0078]另外，在保养检查和修理风扇单元3时，通过将安装板31从单元箱体2卸下，就能够容易地进行保养检查和修理。
[0079]这样，根据上述实施方式，通过在斜流风扇33内配置外转子式的驱动电动机32而构成风扇单元3，能够将风扇单元3配置在单元箱体2的外侧，不需要如上述现有例那样使用离心风扇时将离心风扇配置于单元箱体2内，能够使单元箱体2薄型化。
[0080]另外，从风扇单元3排出的空气流成为倾斜向外的回旋气流，因此，能够可靠地进行空气向单元箱体2内的四方的扩散，与使用离心风扇时向与轴方向正交的方向排出的空气那样一度与单元箱体2的内壁碰撞之后成为下方气流的情况相比，能够使空气向广范围扩散。
[0081]进一步，斜流风扇33由形成为杯状的轮毂61和形成于该轮毂61的外周面的多个叶片62形成，能够在轮毂61内配置驱动电动机32，因此，能够使风扇单元3的结构薄型化。
[0082]另外，通过将驱动电动机32构成为外转子式，能够较大地获取在外转子42的内周面与定子41相对配置的永磁体47d的表面积，能够相应地增加由该永磁体47d产生的磁通量，能够增加电动机转矩。
[0083]另外，通过在安装板31上一体化地配置驱动电动机32、斜流风扇33和罩部件34，将风扇单元3模块化，能够减少组装部件数量，并且，能够容易地进行风扇单元3对单元箱体2的安装和拆下。因此，能够容易地进行风扇过滤器单元I的制作，并且，通过卸下风扇单元3，能够容易地进行风扇单元3的修理检查。
[0084]另外，斜流风扇33按照风扇箱体2的空气导入孔24侧的外表面即安装板31的下表面位于叶片62的靠风扇箱体2的空气导入孔侧的端缘的最大突出部与最小突出部之间的方式被定位，因此，能够确保薄型化的要求，同时能够确保排气效率。
[0085]另外，在上述实施方式中，对在电动机支承部36的支承圆板部37形成的圆筒部37b隔开规定的间隙接近构成驱动电动机32的外转子42的杯状体47的下表面的情况进行了说明。但本发明不限定于上述结构，优选在杯状体47的下表面与圆筒部37b之间形成迷宫(曲径)，以防止滚珠轴承45a及45b的润滑油等尘埃从驱动电动机32向外部漏出。
[0086]另外，在上述实施方式中，对将由斜流风扇33排出的空气流直接通过空气导入孔24导入单元箱体2内的情况进行了说明。但本发明不限定于上述结构，也可以如图4中点划线所示，在安装板31的开口部31a的周围设置向下方突出的兼具有增强作用的栅格状的气流导向孔90。在这种情况下，利用气流导向孔90使从斜流风扇33排出的空气流的一部分被弹回，由此能够形成向斜流风扇33的下侧旋入的空气流，从而能够实现向过滤器4供给的空气流的均匀化。
[0087]另外，在上述实施方式中，对将斜流风扇33的叶片62设为5个的情况进行了说明，但不限定于此，可以根据需要的送风量任意地设定叶片62的个数和倾斜角度。
[0088]另外，在上述实施方式中，对单元箱体2为扁平的立方体的情况进行了说明，但不限定于此，也可以形成扁平的长方体。在这种情况下，也可以在单元箱体2的长度方向形成多个空气导入孔24，对该多个空气导入孔24的各个安装风扇单元3。
[0089]另外，在上述实施方式中，对在安装板31将驱动电动机32、斜流风扇33和罩部件34 一体化而形成模块结构的风扇单元3的情况进行了说明。但本发明不限定于上述结构，也可以省略安装板31，将罩部件34固定在单元箱体2的空气导入孔24的周围，将支承件35固定在单元箱体2的正面板21的背面侧，从而构成风扇单元3。
【权利要求】
1.一种风扇单元，其特征在于，包括: 在中心部的定子的外侧配置有外转子的驱动电动机；和 在固定于所述外转子的叶片固定部件形成有多个叶片的斜流风扇。
2.一种风扇过滤器单元，其特征在于，具有: 风扇单元，其包括在中心部的定子的外侧配置有外转子的驱动电动机，和在固定于所述外转子的叶片固定部件形成有多个叶片的斜流风扇；和 单元箱体，其具有安装所述风扇单元的空气导入孔和安装过滤器的开口部。
3.如权利要求2所述的风扇过滤器单元，其特征在于: 所述斜流风扇以该风扇箱体的空气导入孔侧外表面位于所述叶片的靠所述风扇箱体的开口部侧的端部的最大突出部与最小突出部之间的方式定位。
4.如权利要求2或3所述的风扇过滤器单元，其特征在于: 所述风扇单元具有使所述驱动电动机、斜流风扇和包围该斜流风扇的叶片的外周缘的罩部件一体化而成的结构。
5.如权利要求4所述的风扇过滤器单元，其特征在于: 所述风扇单元包括:固定在所述单元箱体的空气导入孔的周围、具有与该空气导入孔连通的开口部的安装板；与该安装板一体形成的所述罩部件；和电动机安装部，其固定保持经由多个支承件安装于所述安装板的所述驱动电动机的定子。
6.如权利要求4或5所述的风扇过滤器单元，其特征在于: 所述罩部件形成为具有大径开口部和小径开口部的圆锥台筒形状，在所述小径开口部形成有抑制风噪的锥状扩展的喇叭口部。
7.如权利要求5所述的风扇过滤器单元，其特征在于: 所述电动机安装部包括:具有在外周面固定所述定子的圆筒部的定子支承部；和对在该定子支承部的所述圆筒部的内部配置的所述外转子以所述外转子可自由旋转的方式进行支承的轴承部。
【文档编号】F04D25/08GK104421184SQ201410333799
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】榎本让 申请人:富士电机株式会社