(57)【要約】【課題】空気ポンプの電動機部からの発熱を自冷ファンを用いて冷却する際に、自冷ファンの風の流れを効果的に用いて放熱作用を高めること。【解決手段】空気ポンプには自冷ファンとファンからの風の流れを制御するカバーを設け、自冷ファンの作用による風の流れが空気流制御カバーから排出される際にモータの表面部と周辺部で風がかき乱された乱流となるよう、空気流制御カバーからの空気出口の開口部をオリフィス状に絞った形状にカバーを構成して空気ポンプに配設する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を動作流体とするポンプ機構と、これを駆動させる電動機と、電動機を冷却するための自冷ファンと、自冷ファンの風の流れを制御する空気流制御カバーとを備え、自冷ファンの作用による空気の流れが空気流制御カバーから排出される際に電動機の表面部と周辺部でかき乱された乱流となるよう、空気流制御カバーからの空気出口の開口部をオリフィス状に絞ったことを特徴とする空気ポンプ。
【請求項２】
空気流制御カバーの空気出口の開口部を複数設けたことを特徴とする請求項１に記載の空気ポンプ。
【請求項３】
空気流制御カバーに設けた複数の空気出口の開口部が互いに連通するように空気出口の開口部に空気の回廊部を設けた空気流制御カバーを有することを特徴とする請求項２に記載の空気ポンプ。
【請求項４】
空気流制御カバーの空気出口の開口部から吹き出る空気の流れの向きが、電動機の軸方向を基準に概略６０度以内の方向となるようにオリフィスの開口部を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３に記載の空気ポンプ。
【請求項５】
空気流制御カバーがモータの端部に覆い被さるように配設されてなることを特徴とする請求項４記載の空気ポンプ。
【請求項６】
空気流制御カバーと自冷ファンを電動機の軸方向の左右両端部に配設し、この二つの自冷ファンによる空気の流れ方向が互いに逆方向となるようにしたことを特徴とする請求項１から請求項４に記載の空気ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷暖房装置あるいは酸素富化空気の供給などに用いられる空気ポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の空気ポンプは電動機を駆動源としてその動力をポンプ機構部に伝達する構成となっており、電動機の巻線部分が発熱体となって発生した熱がポンプ機構部に伝わると、動作流体である空気が加熱されることにより空気が熱膨張し、空気ポンプの基本性能である空気流量が変動するという課題があった。
【０００３】
これを解決するべく電動機による発熱を周囲の大気中へ逃がす手段として、ハウジング等の電動機を構成する部品の表面積を大きくしたり、放熱フィンを設けるなどの手段で放熱面積を確保する方法（例えば、特許文献１または２参照）や、ハウジング等の電動機を構成する部品に小さな開口部や通風空間を設けて電動機内部の熱を大気中に放熱する方法（例えば、特許文献３または４参照）や、熱伝導部材を発熱部とハウジング間に効果的に配置する方法（例えば、特許文献５または６参照）、更には自冷ファンにより強制的に電動機部を冷却する方法（例えば、特許文献７または８参照）が知られている。
【０００４】
図１０は、特許文献７に記載された電動機周辺部品を冷却するための従来からの自冷ファンの構造の一例を示すものである。
【特許文献１】特開２００１−１７８０６７号公報
【特許文献２】特開２００１−３２７１１３号公報
【特許文献３】特開２００３−１４３７９７号公報
【特許文献４】特開平９−１９１５９７号公報
【特許文献５】特開２０００−１１６０６３号公報
【特許文献６】特開平８−３３３００号公報
【特許文献７】特開２０００−５０５７５号公報
【特許文献８】特開平６−１２１５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献に示された構成では、いずれも電動機部の内部で発生した熱を電動機の構成部材に順次伝えた後、最終的には主に電動機のハウジング部から大気中へ放熱しているので、電動機を構成する部材の熱伝導特性の良し悪しが放熱効果に大きく影響するほか、発熱部が直接大気と接していないか、接していてもわずかな面積であると熱拡散性に劣る。このため、自冷ファンで強制冷却して放熱効果を加速しようとする事例もあるが、この場合にも自冷ファンの作用で引き起こされた風の流れが効果的に電動機の発熱を除去していなければその効果は期待できない。
【０００６】
これを解決するためには、自冷ファンの風の流れが同一方向に向かって層流となるよう制御し、なおかつこの層流が電動機表面部に沿って流れることにより効果的に電動機の発熱が除去されるものと考えられている。しかし実際には電動機の表面には電動機の結線端子が配設されていたりするので表面は同一形状ではなく、電動機表面に沿って流れる空気を層流に制御することは難しい。また、電動機を組み込んだポンプユニットが部品として製品に組み込まれた環境を考えると、空気の流れを層流に制御する事は実質的に不可能である。
【０００７】
本発明は、前記従来の自冷ファンによる電動機の効果的な冷却方法についての課題を解決するもので、電動機部から生じる熱の放熱特性を改善するよう設計されたカバーを配設したことを特徴とする空気ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の空気ポンプは、電動機部を強制冷却するための自冷ファンと自冷ファンから流れ出す風を制御するカバーを配設し、自冷ファンの作用で生起した風が空気流制御カバーから流れ出る際に、流れ出た冷却風が電動機表面部と周辺部で乱流状態になるよう、カバーからの風の出口部分をポンプ構成部材と空気流制御カバーでオリフィス状に構成したものである。
【０００９】
これにより、電動機表面での電動機の発熱による熱風はすぐさま攪乱され、電動機が効果的に冷却される。また、乱流による熱風の攪乱作用により、電動機表面から持ち去られた熱は、ポンプが配設された製品の周辺部材のすきまを通して更に電動機から遠くへ運ばれて行く。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の空気ポンプは、自冷ファンから送り出される風を意識的に乱流とすることにより、電動機部の発熱を効果的に除去する事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１の発明は、空気を動作流体とするポンプ機構を駆動させる電動機を冷却するために自冷ファンを設け、この自冷ファンの風の流れを電動機の冷却に効果的となるように制御する目的でカバーを備えている。
【００１２】
すなわち、この空気流制御カバーとポンプ部材とで風の出口部をオリフィス形状に構成しているので、自冷ファンの風はカバーの出口部から吹き出るように乱流となって流れ出る。
【００１３】
更にこの乱流が電動機の表面部や周辺部に向かうようにカバーとポンプ部材で構成されたオリフィス部からの風の向きが制御されているので流れ出た風が無駄なく電動機部の冷却に作用する。
【００１４】
第２の発明は、空気流制御カバーに空気出口の開口部を複数設けているため電動機の冷却作用の効果が更に増す。
【００１５】
第３の発明は、空気流制御カバーに設けた複数の空気出口の開口部が互いに連通するように空気出口の開口部に空気の回廊部を設けることにより、複数の空気出口部への風の供給を支障無く十分に行う事が出来る。また、何らかの外乱の作用により、各空気出口部毎で流れ出ることの出来る風量に差が生じても、流れ出やすい出口に風を無駄なく融通して送ることが出来るので、冷却効果に支障を来すことがない。
【００１６】
第４の発明は、空気流制御カバーの空気出口の開口部から吹き出る空気の流れの向きが、電動機の軸方向を基準に概略６０度以内の方向となるようにオリフィスの開口部を設けているので、流れ出た冷却風が必ず電動機部に覆い被さるように吹くため冷却効果が確実となる。
【００１７】
第５の発明は、空気流制御カバーと自冷ファンを電動機の軸方向の左右両端部に配設し、この二つの自冷ファンによる空気の流れ方向が互いに逆方向となるようにしているので、乱流が電動機部を包み込むように作用するので冷却効果が一層確実となる。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１９】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における空気ポンプの外観図を図１に、部分断面図を図２に、側面図を図３に、制御カバーとモータ端部で構成されたオリフィス状の冷却空気出口部の部分断面図を図４に示す。
【００２０】
図１から図４において、モータ４を動力源として自冷ファン３が回転すると、自冷ファン３は外部から空気を吸い込み、モータ４に向けてその空気を流し、モータの端部５に吹き付けられた後、モータの端部５と空気流制御カバー１とで構成されたオリフィス状の出口２から空気流制御カバーの外部へ排出される。この時、排出される空気の流れはオリフィス状の出口部を通るので、一旦圧縮された後膨張するように流れ、その主流の部分はモータ４の軸線に対して概略４５度の角度を持って乱流となってモータ４の外周部に拡散するのでモータ４が冷却される。
【００２１】
（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２における空気ポンプの部分断面図、図６はその側面図である。
【００２２】
図５と６で、空気流制御カバー１にはリブ７で支えられたふた８が設けられ、ふた８の周囲はモータ端部５に接する付近で回廊状の空間になっており、自冷ファン３による空気の流れが出口部２から出る際にこの回廊状の空間６で渦巻くため、出口部２から排出される空気の流れが出口部２で空気流制御カバー１の円周方向に攪乱され、乱流化の効果が増大する。
【００２３】
（実施の形態３）
図７は本発明の実施の形態３における空気ポンプの外観図、図８はモータ４の端部５と空気流制御カバー１で構成される空気出口部２の部分断面図である。
【００２４】
図７と８で、空気出口部２は空気流制御カバー１がモータ４の端部５に覆い被さるように配設されて構成されるので、乱流と化した空気の流れはモータ４の表面に沿ってモータ軸方向に吐き出されるのでよりよくモータ４を冷却することが出来る。この効果を更に増すために、図８に示すように空気出口部２で空気流制御カバー１を若干カバー外周方向に膨らませても良い。
【００２５】
（実施の形態４）
図９は本発明の実施の形態４における空気ポンプの部分断面図である。
【００２６】
図９において、モータ４を挟み込むように自冷ファン３を２個配設し、自冷ファンによる空気の流れが互いに向き合う方向となるようにしているので、自冷ファン３により送り出された空気の流れがモータ４の表面部で更に乱流化されるため、本発明による効果が一層増大される。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
以上のように、本発明における空気ポンプは、電動機部の発熱を効率よく放熱できるので、空気ポンプに限らず、電動機からの発熱の影響の大幅な排除が必要となる産業上の諸分野に応用展開できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態１における空気ポンプの外観図
【図２】本発明の実施の形態１における空気ポンプの部分断面図
【図３】本発明の実施の形態１における空気ポンプの側面図
【図４】本発明の実施の形態１における冷却空気出口部の部分断面図
【図５】本発明の実施の形態２における空気ポンプの部分断面図
【図６】本発明の実施の形態２における空気ポンプの側面図
【図７】本発明の実施の形態３における空気ポンプの外観図
【図８】本発明の実施の形態３における冷却空気出口部の部分断面図
【図９】本発明の実施の形態４における空気ポンプの部分断面図
【図１０】従来の空気ポンプの断面図
【符号の説明】
【００２９】
１    空気流制御カバー
２    空気出口部
３    自冷ファン
４    モータ
５    モータ端部
６    回廊状空間
７    リブ
８    ふた
１０    ポンプ機構部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005192272.tif 000008
【図７】
2005192272.tif 000009
【図８】
2005192272.tif 000010
【図９】
2005192272.tif 000011
【図１０】
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