CN114270051A - 涵道风扇 - Google Patents

Abstract

涵道风扇具有：圆筒状的壳体；环形马达，其收纳于壳体；以及多个风扇叶片，该多个风扇叶片从环形马达的内周面向径向内侧延伸。壳体具有：第1壳体，其覆盖环形马达的轴向一侧；以及第2壳体，其覆盖环形马达的轴向另一侧。第2壳体在比环形马达靠轴向另一侧的部位具有贯穿第2壳体的贯通孔。壳体具有外周壁，该外周壁包含位于第1壳体的外周部的第1壁部和位于第2壳体的外周部的第2壁部。外周壁具有由第1壁部与第2壁部的间隙构成的开口部。

Description

涵道风扇

技术领域

本发明涉及涵道风扇。

背景技术

以往，例如如日本公开公报特开2017-109726号公报所公开的那样，已知有具有由环形马达驱动的螺旋桨的涵道风扇。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本公开公报：日本特开2017-109726号公报

发明内容

发明要解决的课题

环形马达收纳于构成管道的环状的外壳。在高输出的涵道风扇中，环形马达的发热量变多，因此环形马达的冷却成为课题。

用于解决课题的手段

根据本发明的一个方式，提供一种涵道风扇，其具有：圆筒状的壳体；环形马达，其收纳于所述壳体；以及多个风扇叶片，该多个风扇叶片从所述环形马达的内周面向径向内侧延伸。所述壳体具有：第1壳体，其覆盖所述环形马达的轴向一侧；以及第2壳体，其覆盖所述环形马达的轴向另一侧。所述第2壳体在比所述环形马达靠轴向另一侧的部位具有贯穿所述第2壳体的贯通孔。所述壳体具有外周壁，该外周壁包含位于所述第1壳体的外周部的第1壁部和位于所述第2壳体的外周部的第2壁部。所述外周壁具有由所述第1壁部与所述第2壁部的间隙构成的开口部。

发明效果

根据本发明的一个方式，提供一种冷却性能优异的涵道风扇。

附图说明

图1是从上侧观察实施方式的涵道风扇的立体图。

图2是从下侧观察实施方式的涵道风扇的立体图。

图3是实施方式的涵道风扇的剖视图。

图4是实施方式的环形马达的剖视图。

图5是定子的局部俯视图。

图6是实施方式的涵道风扇的局部剖视图。

具体实施方式

以下参照的各附图所示的Z轴方向是以正侧作为“上侧”、以负侧作为“下侧”的上下方向。各图中适当示出的中心轴线J是与Z轴方向平行且沿上下方向延伸的假想线。在以下的说明中，将中心轴线J的轴向、即与上下方向平行的方向简称为“轴向”，将以中心轴线J为中心的径向简称为“径向”，将以中心轴线J为中心的周向简称为“周向”。

在以下的实施方式中，上侧相当于轴向一侧，下侧相当于轴向另一侧。另外，上下方向、上侧以及下侧只是用于说明各部的配置关系等的名称，实际的配置关系等也可以是由这些名称表示的配置关系等以外的配置关系等。

如图1至图3所示，本实施方式的涵道风扇1具有圆筒状的壳体10、收纳于壳体10的环形马达20以及从环形马达20的内周面向径向内侧延伸的多个风扇叶片50。

壳体10具有覆盖环形马达20的轴向一侧的第1壳体11和覆盖环形马达20的轴向另一侧的第2壳体12。沿轴向观察时，壳体10呈圆环状。壳体10在内周侧具有供环形马达20露出的环状的开口部14。

第1壳体11位于壳体10的上部。沿轴向观察时，第1壳体11呈圆环状。第1壳体11是向下开口的半圆筒部件。第2壳体12位于壳体10的下部和外周部。第2壳体12具有支承环形马达20的支承筒部120、位于支承筒部120的径向外侧的外周壳体12A以及位于支承筒部120的径向内侧的内周壳体12B。外周壳体12A具有：圆环部12a，其从支承筒部120的下端向径向外侧扩展，位于环形马达20的下侧；以及圆筒部12b，其从圆环部12a的外周端向上侧延伸。内周壳体12B位于圆环部12a的径向内侧。从轴向观察时，内周壳体12B呈圆环状。

环形马达20由第2壳体12的支承筒部120支承。支承筒部120呈以中心轴线J为中心而沿上下方向延伸的圆筒状。环形马达20具有：圆环状的定子30，其支承于支承筒部120的外周面；以及圆环状的转子40，其经由上侧轴承21和下侧轴承22支承于支承筒部120的内周侧。

如图3至图5所示，定子30具有固定于支承筒部120的外周面的定子铁芯31和安装于定子铁芯31的多个线圈32。多个线圈32沿着周向配置。如图5所示，定子铁芯31具有沿周向延伸的圆环状的铁芯背部31a和从铁芯背部31a的外周端向径向外侧延伸的多个齿31b。

定子铁芯31在铁芯背部31a的内周部具有从铁芯背部31a的内周面向径向外侧凹陷的凹部31c。定子铁芯31具有多个凹部31c。各个凹部31c位于齿31b的径向内侧。凹部31c与支承筒部120的外周面之间构成沿轴向贯穿定子铁芯31的流体流路30A。即，定子30具有流体流路30A。根据该结构，能够使空气在流体流路30A中流通，因此能够使从线圈32经由齿31b而传递到铁芯背部31a的热向在流体流路30A中流动的空气高效地扩散。

在本实施方式中，从轴向观察时，凹部31c呈半圆状。凹部31c的形状并不限定于半圆状，从轴向观察时，也可以为三角形状、四边形状等多边形状，也可以为半椭圆状等曲线形状。优选的是，从轴向观察时，凹部31c的形状为随着朝向径向外侧而前端变细的形状。通过形成为这样的形状，不易阻碍经由铁芯背部31a而在齿31b之间延伸的磁力线。流体流路30A也可以由沿轴向贯穿定子铁芯31的贯通孔构成。流体流路30A也可以是供空气以外的液体或气体的制冷剂流通的流路。

转子40具有：转子磁铁41，其与定子铁芯31在径向上对置；外侧圆筒壁42，其位于定子铁芯31的径向外侧，对转子磁铁41进行保持；内侧圆筒壁43，其位于定子铁芯31的径向内侧；以及多个连结部44，该多个连结部44位于定子铁芯31的上侧(轴向一侧)，在径向上连结外侧圆筒壁42和内侧圆筒壁43。

转子磁铁41呈包围定子铁芯31的圆环状。转子磁铁41可以是单一的永磁铁，也可以为包含沿周向排列的多个永磁铁的结构。转子磁铁41例如通过粘接而固定于外侧圆筒壁42的内周面。作为转子磁铁41的固定方法，也可以是使用固定框等固定部件的方法。

内侧圆筒壁43经由上侧轴承21和下侧轴承22而以能够旋转的方式支承于支承筒部120。内侧圆筒壁43位于在第1壳体11的内周端与第2壳体12的内周端之间开口的开口部14。内侧圆筒壁43向壳体10的内周侧露出。在内侧圆筒壁43的内周面连接有多个风扇叶片50。

多个风扇叶片50从内侧圆筒壁43的内周面向径向内侧延伸。多个风扇叶片50具有相对于轴向倾斜的叶片形状。多个风扇叶片50沿着周向等间隔地配置。在本实施方式的情况下，风扇叶片50彼此不连结，但在环形马达20的中心位置处，多个风扇叶片也可以相互连接。

连结部44位于定子30的上侧。连结部44在径向上连接外侧圆筒壁42的上端部和内侧圆筒壁43的上端部。转子40具有多个连结部44。多个连结部44沿周向等间隔地配置。多个连结部44沿周向彼此隔开间隔地配置。多个连结部44具有相对于轴向倾斜的叶片形状。根据该结构，随着转子40的旋转，由叶片形状的连结部44产生向下或向上的风。由此，空气相对于定子30在轴向上流通，将定子30冷却。

壳体10通过第1壳体11和第2壳体12从上下夹持环形马达20，将环形马达20收纳在内部。

第1壳体11位于转子40的上侧。第1壳体11将开口部朝向转子40侧配置。第1壳体11的下端的轴向位置与转子40的上端部的轴向位置大致一致。第1壳体11的内部空间位于转子40的连结部44的上方。第1壳体11的内周侧的下端面与转子40的内侧圆筒壁43的上表面在轴向上对置。

第2壳体12的外周壳体12A在内侧收纳转子40的外侧圆筒壁42和定子30。外侧圆筒壁42的朝向径向外侧的面与外周壳体12A的圆筒部12b在径向上对置。在本实施方式的情况下，圆筒部12b的上端的轴向位置与外侧圆筒壁42的上端部的轴向位置大致一致。

第2壳体12在外周壳体12A内的下侧部分具有沿周向排列的多个分隔壁12d。多个分隔壁12d沿周向等间隔地配置。分隔壁12d呈沿径向扩展的板状。多个分隔壁12d的下端到达外周壳体12A的底面。多个分隔壁12d将外周壳体12A的内部空间中的位于比环形马达20靠下侧的位置的内部空间在周向上划分为多个区域。

根据该结构，能够利用分隔壁12d抑制在外周壳体12A内的下部区域形成空气向周向的流动。由此，能够抑制通过定子30而被加热的空气滞留在壳体10内，从而冷却效率提高。

第2壳体12在外周壳体12A的下端具有沿轴向贯穿外周壳体12A的贯通孔12e。即，第2壳体12在比环形马达20靠轴向另一侧(下侧)的部位具有贯穿第2壳体12的贯通孔12e。贯通孔12e是壳体10中的排气口。通过定子30而向下侧流动的空气经由贯通孔12e向壳体10的下侧排出。

内周壳体12B是随着从支承筒部120的下端朝向径向内侧而向上侧延伸的锥形状的筒部。内周壳体12B的上端面与转子40的内侧圆筒壁43的下端面在轴向上对置。内周壳体12B构成涵道风扇1的排气口。

壳体10具有外周壁10A，该外周壁10A具有朝向径向外侧的外周面。如图3所示，外周壁10A具有位于第1壳体11的外周部的第1壁部10a和位于第2壳体12的外周部的第2壁部10b。第1壁部10a由第1壳体11中的具有朝向径向外侧的外表面的部分构成。第2壁部10b由圆环部12a的具有朝向径向外侧的面的部分和圆筒部12b构成。

如图1和图2所示，第2壳体12具有从圆筒部12b的外周面向径向外侧突出的多个肋12f。多个肋12f分别沿着轴向延伸。肋12f的上端固定于第1壳体11的外周侧的下端。即，肋12f是连结第1壳体11和第2壳体12的连结部件。

由于肋12f从圆筒部12b向径向外侧突出，因此与肋12f的上端连接的第1壳体11的外周端位于比圆筒部12b的外周面靠径向外侧的位置。通过该结构，壳体10的外周壁10A具有由第1壁部10a与第2壁部10b的间隙构成的开口部10B。

在本实施方式中，第1壁部10a和第2壁部10b在开口部10B处沿径向对置，并且第1壁部10a位于比第2壁部10b靠径向外侧的位置。通过该结构，开口部10B在外周壁10A的上部向下开口。

另外，在本实施方式中，第1壳体11从轴向一侧和径向外侧覆盖第2壳体12的轴向一侧的端部。通过该结构，从上侧观察时，开口部10B被第1壳体11覆盖，因此能够抑制从上侧飞来的水和物体从开口部10B进入壳体10的内部。

在涵道风扇1中，当使环形马达20进行动作而使风扇叶片50旋转时，如图3所示，在涵道风扇1的内周产生从上侧朝向下侧的风。在进行该送风动作时，在涵道风扇1的周围，形成朝向作为涵道风扇1的进气口的上侧的开口部的空气的流动和朝向作为涵道风扇1的送风方向的下侧的空气的流动。即，在外周壁10A的上侧部分，空气从下侧朝向上侧流动，在外周壁10A的下侧部分，空气从上侧朝向下侧流动。

在本实施方式的涵道风扇1中，在外周壁10A配置有朝向下侧开口的开口部10B。通过该结构，能够使随着涵道风扇1的动作而在外周壁10A附近从下侧向上侧流动的空气从开口部10B高效地流入到壳体10的内部。

另外，在涵道风扇1中，第1壳体11从轴向一侧和径向外侧覆盖第2壳体12的轴向一侧的端部。通过该结构，从开口部10B流入到壳体10内的空气沿着第1壳体11的内周面流动。即，从开口部10B流入的空气沿着第1壳体11的内周面的外周侧部分向上侧且径向内侧流动，在通过了第1壳体11的内周面的顶部之后，沿着位于第1壳体11的径向内侧的内周面向下侧流动。

在本实施方式中，通过转子40具有叶片形状的连结部44，从而随着环形马达20的旋转动作而通过连结部44产生从上侧朝向下侧的风。由此，第1壳体11内的空气经由多个连结部44的间隙而向下侧输送，并从上侧吹到定子30。在本实施方式的情况下，叶片形状的连结部44通过送风使第1壳体11侧的压力降低，因此促进了空气从开口部10B流入，有助于冷却性能的提高。

吹到定子30的空气在相邻的线圈32彼此的间隙以及定子铁芯31的流体流路30A中从上侧向下侧流动。由此，线圈32和定子铁芯31被沿轴向流通的空气冷却。如图6所示，在定子30的下侧排出的空气通过在周向上相邻的分隔壁12d之间而经由第2壳体12下端的贯通孔12e向壳体10的下侧排出。

根据具有以上结构的本实施方式的涵道风扇1，在环形马达20的上下分别配置有壳体10的开口部10B和贯通孔12e，因此能够使冷却空气从开口部10B经由环形马达20向贯通孔12e流通。因此，根据涵道风扇1，能够高效地冷却壳体10内的环形马达20。

在涵道风扇1中，开口部10B是第1壁部10a与第2壁部10b的间隙，因此仅通过将第1壳体11与第2壳体12隔开间隔地配置就能够容易地进行配置。因此，根据本实施方式，第1壳体11或者第2壳体12的形状不会复杂化，能够得到良好的制造性。

另外，在本实施方式中，第1壁部10a与第2壁部10b经由沿着周向排列的作为连结部件的肋12f而连结。根据该结构，能够利用简单的构造的多个肋12f稳定地支承第1壳体11。多个肋12f沿周向隔开间隔地配置，因此能够在第1壳体11与第2壳体12之间容易地配置作为进气口的开口部10B。并且，通过肋12f沿着轴向延伸，在壳体10的外周面容易沿轴向引导空气，从而容易使空气向开口部10B流入。

本发明不限于上述的实施方式，也可以采用以下的结构。

在上述实施方式中，采用了开口部10B朝向下侧开口的结构，但并不限定于该结构。例如，在开口部10B位于外周壁10A的下侧部分的情况下，开口部10B朝向上侧开口更容易使空气进入壳体10的内部。另外，也可以根据涵道风扇1的送风方向，将开口部10B的开口方向设定为容易供空气进入的方向。在开口部10B向上开口的情况下，第1壁部10a构成为位于比第2壁部10b靠径向内侧的位置。

并且，开口部10B也可以朝向径向外侧开口。在该情况下，第1壁部10a和第2壁部10b在从径向观察时不重叠，而沿轴向相互分离地配置。

在上述实施方式中，连结部44为具有叶片形状的结构，但连结部44也可以呈不具有叶片形状的棒状或板状。在该结构中，从在下侧开口的开口部10B流入的空气也被第1壳体11的内周面向下引导，因此在外周壳体12A内形成从上侧朝向下侧的空气的流动。由此，能够高效地冷却定子30。

另外，在本说明书中进行了说明的各结构能够在相互不矛盾的范围内适当地组合。

Claims (9)

1.一种涵道风扇，其具有：

圆筒状的壳体；

环形马达，其收纳于所述壳体；以及

多个风扇叶片，该多个风扇叶片从所述环形马达的内周面向径向内侧延伸，

所述壳体具有：

第1壳体，其覆盖所述环形马达的轴向一侧；以及

第2壳体，其覆盖所述环形马达的轴向另一侧，

所述第2壳体在比所述环形马达靠轴向另一侧的部位具有贯穿所述第2壳体的贯通孔，

所述壳体具有外周壁，该外周壁包含位于所述第1壳体的外周部的第1壁部和位于所述第2壳体的外周部的第2壁部，

所述外周壁具有由所述第1壁部与所述第2壁部的间隙构成的开口部。

2.根据权利要求1所述的涵道风扇，其中，

所述第1壁部和所述第2壁部在所述开口部处沿径向对置。

3.根据权利要求2所述的涵道风扇，其中，

所述第1壁部位于比所述第2壁部靠径向外侧的位置。

4.根据权利要求3所述的涵道风扇，其中，

所述第1壳体从轴向一侧和径向外侧覆盖所述第2壳体的轴向一侧的端部。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的涵道风扇，其中，

所述第2壳体具有将所述第2壳体的位于比所述环形马达靠轴向另一侧的位置的内部空间沿周向划分的多个分隔壁。

6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的涵道风扇，其中，

所述环形马达具有圆环状的定子，

所述定子具有：

定子铁芯；以及

流体流路，其沿轴向贯穿所述定子铁芯。

7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的涵道风扇，其中，

所述环形马达具有圆环状的转子和圆环状的定子，

所述定子具有：

多个线圈，该多个线圈沿着周向配置；以及

定子铁芯，其供所述多个线圈安装，

所述转子具有：

转子磁铁，其与所述定子铁芯在径向上对置；

外侧圆筒壁，其位于所述定子铁芯的径向外侧，对所述转子磁铁进行保持；

内侧圆筒壁，其位于所述定子铁芯的径向内侧；以及

多个连结部，该多个连结部位于所述定子铁芯的轴向一侧，在径向上连结所述外侧圆筒壁和所述内侧圆筒壁，

所述多个连结部具有相对于轴向倾斜的叶片形状。

8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的涵道风扇，其中，

在所述壳体的所述外周壁中，所述第1壁部和所述第2壁部经由沿着周向排列的多个连结部件而连结。

9.根据权利要求8所述的涵道风扇，其中，

所述连结部件是从所述第2壁部的外周面向径向外侧突出并沿着轴向延伸的肋。

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