JP2007218101A - 軸流ファンのハウジングおよび軸流ファン - Google Patents

Abstract

【課題】軸流ファンにおいて、射出成形を含む工程により内側面がテーパ面を有する構造として形成されるハウジングを用いつつ、気流の乱れに起因する騒音を低減する
【解決手段】ハウジング３において、外枠部３２の内側面にはテーパ面３２１が設けられる。各リブ３３の一端側はモータ部のステータ部の一部となる取付部３１に接続され、他端側はテーパ面３２１から***する土台部３４に接続される。土台部３４においてテーパ面３２１と接続するとともに中心軸Ｊ１を中心とする周方向に並ぶ２つの面のそれぞれが、中心軸Ｊ１から離れるほどリブ３３の中心線から離れる傾斜面３４２とされる。これにより、軸流ファンにおいて、リブ３３と外枠部３２との間の土台部３４により発生する気流の乱れを抑制して、気流の乱れに起因する騒音を低減することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、射出成形を含む工程により形成される軸流ファンのハウジング、および、当該ハウジングを用いた軸流ファンに関する。

従来より、各種電子機器において筐体の内部や特定の電子部品を冷却するために冷却用ファンが用いられており、冷却用ファンの一種として軸流ファンが知られている。軸流ファンでは、所定の中心軸を中心として回転するインペラを有するモータ部、および、内部にモータ部が配置されるハウジングが設けられ、ハウジングは中心軸に沿ってモータ部の周囲を囲む外枠部を有する。外枠部の内部において、中心軸方向における外枠部の一方の端部近傍に配置される取付部にモータ部のステータ部が取り付けられ、または、ステータ部の一部が取付部とされており、取付部から中心軸に垂直な方向に外枠部の内側面に向かって伸びる複数のリブにより取付部が外枠部に対して固定される。通常、このようなファンでは、外枠部、取付部および複数のリブは樹脂の射出成形により一体的に形成され、ハウジングの製造コストの削減が図られる。

また、近年、軸流ファンの冷却効率を向上するために、外枠部の内側面において外枠部のリブが接続される端部から中央部に向かって中心軸との間の距離が漸次減少するテーパ面が形成される。この場合に、射出成形により形成されるハウジングでは、金型の設計上の制限や金型の耐久性等の諸事情により、テーパ面から***してリブの端部に接続する土台部が形成される（土台部を有するハウジングの一例として、特許文献１の図１参照。）。このようなハウジングでは、通常、中心軸を中心とする周方向に関して土台部の幅はリブの幅よりも太くなっている。
特開２０００−３０３９９８号公報

ところで、近年、各種電子機器において静音化の要求が高まっており、これに伴い、冷却用ファンにおいても低騒音化が求められている。しかしながら、ハウジングにテーパ面を有する軸流ファンでは、インペラの回転により生じる気流が、外枠部の内側面上の土台部により乱されてしまい、騒音が発生するという問題がある。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、軸流ファンにおいて、射出成形を含む工程によりテーパ面を有する構造として形成されるハウジングを用いつつ、気流の乱れに起因する騒音を低減することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、射出成形を含む工程により形成される軸流ファンのハウジングであって、インペラを有するモータ部のステータ部が取り付けられる、または、ステータ部の一部となる取付部と、前記モータ部が配置される予定の空間を前記モータ部の中心軸を中心として囲む環状の外枠部と、前記取付部と前記外枠部とを接続するリブとを備え、前記外枠部の内側面が、前記中心軸方向に関して前記リブと接続する位置近傍から前記モータ部のロータ部側に向かって前記中心軸との間の距離が漸次減少するテーパ面を有し、前記外枠部が、射出成形時の前記中心軸方向への金型分離用として、前記テーパ面から***するとともに前記リブと接続される土台部を備え、前記土台部の少なくとも前記リブと接続する位置において、前記外枠部の前記内側面と接するとともに前記中心軸を中心とする周方向に並ぶ２つの面のうち少なくとも一方の面が、前記中心軸から離れるほど前記リブの中心線から離れる傾斜面を有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の軸流ファンのハウジングであって、前記土台部の前記２つの面のうちの他方の面が、前記中心軸から離れるほど前記リブの中心線から離れるもう１つの傾斜面を有する。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の軸流ファンのハウジングであって、前記傾斜面と前記リブの前記中心線とのなす角が、前記中心軸から離れるほど大きくなる。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の軸流ファンのハウジングであって、前記取付部が複数のリブにより前記外枠部に対して固定され、前記複数のリブに接続される複数の土台部のそれぞれの前記２つの面のうち前記周方向に対して同一側の面が前記傾斜面を有する。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の軸流ファンのハウジングであって、前記傾斜面が、前記射出成形時に前記金型により形成される。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の軸流ファンのハウジングであって、前記外枠部の前記中心軸に垂直な断面の外形が直線部を含む形状であり、前記テーパ面のうち前記直線部が前記外枠部の前記内側面と最も近接する部位を中心とする領域が、前記中心軸とのなす角が他の領域よりも小さい特定テーパ面となっており、前記土台部が前記特定テーパ面上に配置される。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の軸流ファンのハウジングであって、前記土台部との接続位置近傍において前記中心軸から離れるほど前記リブの幅が増大し、前記リブと前記土台部の前記傾斜面とが滑らかに接続される。

請求項８に記載の発明は、軸流ファンであって、請求項１ないし７のいずれかに記載の軸流ファンのハウジングと、ロータ部がインペラを有し、前記ハウジングの取付部にステータ部が取り付けられる、または、前記取付部がステータ部の一部となるモータ部とを備える。

本発明によれば、軸流ファンにおいて、射出成形を含む工程によりテーパ面を有する構造として形成されるハウジングのリブと外枠部との間の土台部により発生する気流の乱れを抑制することにより、気流の乱れに起因する騒音を低減することができる。

また、請求項２、３および７の発明では、気流の乱れをさらに抑制することができ、請求項４の発明では、複数のリブにより取付部が外枠部に対して強固に固定されるハウジングを有する軸流ファンにおいて、気流の乱れを大幅に抑制することができる。

また、請求項５の発明では、気流の乱れに起因する騒音を低減することが可能な軸流ファンのハウジングを射出成形にて容易に製造することができ、請求項６の発明では、気流の乱れの要因となる土台部の高さを低減することにより、気流の乱れに起因する騒音をさらに低減することができる。

図１は本発明の一の実施の形態に係る軸流ファン１の縦断面図である。軸流ファン１は、所定の中心軸Ｊ１を中心に回転するモータ部２、および、内部にモータ部２が設けられるハウジング３を備える。モータ部２は回転体であるロータ部２１、および、固定体であるステータ部２２を有し、ロータ部２１はオイルによる流体動圧を利用した軸受機構によりステータ部２２に対して回転可能に支持される。

ロータ部２１は、ステータ部２２に向かって開口する略椀状のロータ本体２１１、および、多極に着磁されるとともに中心軸Ｊ１を中心とする円環状の界磁用磁石２１２を有し、界磁用磁石２１２はロータ本体２１１の内周面に固定される。ロータ本体２１１の中央には、中心軸Ｊ１を中心とする環状であってステータ部２２側に突出する環状突起部２１３が形成されており、シャフト２１４の一端（固定端）が環状突起部２１３に挿入されて固定される。

また、ロータ部２１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状であってロータ本体２１１が中心軸Ｊ１に沿って内部に挿入されるインペラ２１５をさらに有する。インペラ２１５の外周面には複数のブレード２１６が形成され、インペラ２１５のステータ部２２とは反対側の端部には中心軸Ｊ１側に向かって突出してロータ本体２１１のステータ部２２とは反対側の面に当接する環状のフランジ部２１７が設けられる。

ステータ部２２は、含油性の多孔質金属体からなる円筒状のスリーブ２２１、および、樹脂により形成されるスリーブ保持部２２２を有する。有底円筒状のスリーブ保持部２２２内にはスリーブ２２１が挿入され、スリーブ２２１にはシャフト２１４の自由端側が挿入される。これにより、シャフト２１４は自由端側にてオイルを介してスリーブ２２１により回転可能に支持される。スリーブ保持部２２２内の底面においてシャフト２１４の自由端側の端面に対向する位置には、スラストプレート２２３が設けられる。スラストプレート２２３は低摩擦性の合成樹脂材にて形成され、中心軸Ｊ１方向に関してシャフト２１４を支持する。スリーブ保持部２２２の周囲には電機子２２４が配置される。電機子２２４は電流供給回路２２５に接続され、供給される電流が制御されることにより、ロータ部２１の界磁用磁石２１２および電機子２２４で構成される駆動機構がトルク（回転力）を発生し、ロータ部２１をシャフト２１４を回転軸としてステータ部２２に対して回転させる。

ハウジング３は、中心軸Ｊ１を中心とする円板状であってステータ部２２のスリーブ保持部２２２と一体的に形成される取付部３１、中心軸Ｊ１を中心としてモータ部２の周囲を囲む環状の外枠部３２、および、それぞれが取付部３１から中心軸Ｊ１に垂直な方向に外枠部３２の内側面に向かって伸びる複数のリブ３３を有し、複数のリブ３３により取付部３１が外枠部３２に対して強固に固定される。外枠部３２の内側面は、中心軸Ｊ１方向のほぼ中央において径が一定となる（すなわち、中心軸Ｊ１と平行な）中央環状面３２２、中心軸Ｊ１方向に関して中央環状面３２２からリブ３３が接続する位置に向かって中心軸Ｊ１との間の距離が漸次増大するテーパ状の環状面３２１、並びに、中央環状面３２２の環状面３２１とは反対側にて中央環状面３２２から離れるに従って中心軸Ｊ１との間の距離が漸次増大するもう１つのテーパ状の環状面３２３を有する。以下の説明では、２つのテーパ状の環状面３２１，３２３のうち、リブ３３と接続する環状面３２１を、「テーパ面３２１」と呼ぶ。なお、図１に示す中心軸Ｊ１を含むハウジング３の断面では、テーパ面３２１のエッジは直線状となっているが、当該エッジが曲線状となるテーパ面がハウジング３に設けられてもよい。

軸流ファン１では、インペラ２１５が回転することにより、中心軸Ｊ１方向に関してハウジング３の一方の端部（例えば、環状面３２３側の端部）近傍のガスがハウジング３の内部へと吸引され、インペラ２１５の回転方向に移動しつつ、ハウジング３の他方の端部（例えば、テーパ面３２１側の端部）側から吐出され、送風が行われる。このとき、外枠部３２の内側面に環状面３２３およびテーパ面３２１が形成されていることにより、軸流ファン１における送風効率が向上する。

図２はハウジング３を示す斜視図であり、図３はハウジング３を示す底面図であり、図４は図３中の矢印Ａ−Ａの位置におけるハウジング３の縦断面図である。図２および図３（並びに、後述の図５，図６，図８，図９および図１３ないし図１５）ではハウジング３を取付部３１側から見た場合を示しており、図２ないし図４では中心軸Ｊ１の上下方向が図１の場合とは反対となっている。

ハウジング３において、モータ部２が配置される予定の空間を中心軸Ｊ１を中心として囲む環状の外枠部３２（図１参照）は、図３に示すように中心軸Ｊ１に垂直な断面の外形が略正方形となっている。なお、図１は、図３のハウジング３において正方形の対角線に対応する位置における軸流ファン１の縦断面図となっている。

また、既述のように、図４の外枠部３２の内側面には、中心軸Ｊ１方向に関してリブ３３と接続する位置近傍から、配置される予定のモータ部２のロータ部２１側に向かって（すなわち、図４中の下方に向かって）中心軸Ｊ１との間の距離が漸次減少するテーパ面３２１が設けられる。図３に示すように、テーパ面３２１において、外枠部３２の（中心軸Ｊ１に垂直な）正方形の断面における各辺の中央の内側の領域は、中心軸Ｊ１とのなす角（図４中の符号α１にて表される角度）が他の領域よりも小さくなっている（図３では、ほぼ０となっている。）。また、複数のリブ３３のそれぞれにおいて、中心軸Ｊ１側の端部は取付部３１の外周面に接続され、中心軸Ｊ１とは反対側の端部は外枠部３２に接続される。

リブ３３と外枠部３２との接続について、詳細には、各リブ３３が接続されるテーパ面３２１上の位置には、図２に示すように、テーパ面３２１から対応するリブ３３の端部に向けて***する土台部３４が形成されており、リブ３３は土台部３４に接続されることにより外枠部３２に対して固定される。各土台部３４の中心軸Ｊ１に対向する面３４１（リブ３３の端部に接続される面であり、以下、「接続面３４１」という。ただし、図２では１つの土台部３４の接続面３４１のみに符号を付している。）上では、各位置において中心軸Ｊ１との間の距離が、中央環状面３２２の半径と同じとなっており、接続面３４１から中央環状面３２２に亘って中心軸Ｊ１に平行な面が形成されている。ハウジング３では、リブ３３が伸びる方向に関してリブ３３と土台部３４との境界は中央環状面３２２の位置に一致し、中央環状面３２２よりも中心軸Ｊ１側がリブ３３とされ、中央環状面３２２よりも外枠部３２側が土台部３４とされる。

図５は、ハウジング３の１つの土台部３４近傍を拡大して示す図である。図５では、土台部３４に平行斜線を付している。土台部３４において、テーパ面３２１と接するとともに中心軸Ｊ１を中心とする周方向（すなわち、図５中の中央環状面３２２に沿う方向）に並ぶ２つの面のそれぞれは、中心軸Ｊ１から離れるほど（図３参照）リブ３３の中心線３３１から離れる傾斜面３４２とされる。ここで、リブ３３の中心線３３１は、リブ３３が伸びる方向に沿うとともに、この方向に垂直なリブ３３の断面（後述するように、実際には三角形の断面）の中心（重心）を通る線である。

中心軸Ｊ１に垂直な断面上において、土台部３４の傾斜面３４２の各位置における接線とリブ３３の中心線３３１とのなす角は中心軸Ｊ１から離れるほど大きくなり、この断面上における傾斜面３４２のエッジの形状は滑らかな曲線となっている。そして、傾斜面３４２のテーパ面３２１との境界近傍では、傾斜面３４２とテーパ面３２１とのなす角（すなわち、図５中にて符号θ１，θ２を付す矢印にて示す角度）は微小な鋭角となり、傾斜面３４２とテーパ面３２１とが滑らかに連続する。土台部３４では、中心軸Ｊ１およびリブ３３の中心線３３１に垂直な方向の幅が、リブ３３の当該方向の幅よりも広くされ、土台部３４によりリブ３３が外枠部３２に対して強固に固定される。

次に、ハウジング３の製造における土台部３４の形成について説明する。以下の説明では、土台部３４が形成される様子を判り易くするため、図６に示すように、土台部３４の位置が図２および図３のハウジング３とは僅かに異なるハウジング３が製造対象であるものとするが、図２および図３のハウジング３の製造も図６のハウジング３と同様にして行われる。

本実施の形態におけるハウジング３は所定の金型を用いた樹脂の射出成形により形成される。図７は、図６のハウジング３の外枠部３２の内側面、複数のリブ３３および取付部３１を成型するための上金型９１および下金型９２を示す図である。なお、上金型９１および下金型９２では、ハウジング３の土台部３４以外の他の部位の成型に係る部分の図示を適宜省略している。

図７に示す上金型９１において平行斜線を付す領域９１１は、図６のハウジング３における対応する土台部３４の平行斜線を付す傾斜面（図６中にて符号３４２ａを付している。）を成型するための部分であり、下金型９２において平行斜線を付す領域９２１は、図６のハウジング３における対応する土台部３４の平行斜線を付す接続面３４１を成型するための部分である。

図６のハウジング３の製造では、外枠部３２の外形を成型する他の外側形状成型用の金型にて囲まれる空間内に図７の上金型９１および下金型９２を互いに組み合わせて配置し、これらの金型にて形成される空間に樹脂が注入される。そして、注入された樹脂が冷却されて固化した後に、外側形状成型用の金型が取り外され、続いて、上金型９１および下金型９２が形成途上のハウジング３の中心軸Ｊ１に沿って互いに反対方向に分離される。これにより、外枠部３２の内側面（すなわち、テーパ面３２１、中央環状面３２２、環状面および土台部３４）、複数のリブ３３および取付部３１を成型しつつ、ハウジング３が形成される。このとき、ハウジング３の内側面における上金型９１と下金型９２とによるパーティングラインは、土台部３４が設けられる位置を除き、テーパ面３２１と中央環状面３２２との境界線となる。なお、図７中の下金型９２の領域９２１の形状から判るように、ハウジング３の各リブ３３の断面は略三角形となっている。

ここで、ハウジング３における土台部３４の存在理由について、図６および図７を参照しつつ説明する。ハウジング３の射出成形時には、上金型９１および下金型９２により中心軸Ｊ１方向の両側から囲まれて形成される空間に樹脂が注入されることによりリブ３３が成型されるが、上金型９１および下金型９２を中心軸Ｊ１方向に互いに離間させるのみで、ハウジング３の内側形状成型用の金型９１，９２の分離を容易に行うには、中央環状面３２２のリブ３３側にて中央環状面３２２よりも外側に広がるテーパ面３２１は、通常、上金型９１にて成型することになる。しかしながら、外枠部３２のテーパ面３２１上において、リブ３３と中央環状面３２２とにより挟まれる部位（以下、「注目部位」という。）については、リブ３３が干渉するため上金型９１にて成型することができず、下金型９２の一部（ここでは、領域９２１の一部）にて成型しなければならない。この場合に、下金型９２は中心軸Ｊ１との間の距離がテーパ面３２１における当該距離よりも短い一定値となる中央環状面３２２を成型するため、注目部位も中心軸Ｊ１との間の距離が中央環状面３２２における当該距離と同じとなるように成型され、ハウジング３においてテーパ面３２１から***する部位（すなわち、土台部３４）が存在することとなる。このように、土台部３４（の一部）は、射出成形時の中心軸Ｊ１方向への金型分離のために設けられる。

一方で、金型における一定の耐久性を確保するには、互いに当接する金型は一定の大きさ以上の面同士で接触する（すなわち、面接触する）ことが前提条件となり、図７に示す上金型９１および下金型９２についても、下金型９２のリブ３３を成型するための部位９２３（すなわち、リブ３３成型用の溝が伸びる方向に垂直な断面が図７中の領域９２１と同形状となる部位であり、以下、「リブ成型部位９２３」という。図７では、１つのリブ成型部位にのみ符号を付している。）において上金型９１側の端面が、それぞれが一定の幅にてリブ３３成型用の溝に沿って伸びる２つの当接面９２２（図７中にて平行斜線を付す。）とされて上金型９１の対応する面に当接する。リブ成型部位９２３の外側を向く端面は、土台部３４の接続面３４１を成型する領域９２１となるため、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に関して土台部３４の接続面３４１の幅は、リブ３３の幅よりも２つの当接面９２２に対応する幅（各当接面９２２に対応する幅は、例えば、１ミリメートル［ｍｍ］以上となる。）だけ太くなり、リブ３３よりも太い土台部３４が形成される。

なお、実際には、外枠部３２において、中央環状面３２２の直径がテーパ面３２１側に向かうに従って極僅かな割合で漸次減少するように下金型９２が形成されており、これにより、射出成形時における下金型９２の分離を円滑に行うことが実現される。

次に、ハウジング３に対する比較例として射出成形により形成される一般的なハウジングについて説明する。図８は比較例のハウジング８を示す斜視図であり、図９は比較例のハウジング８を示す底面図である。比較例のハウジング８の外枠部８２の内側面においても、中心軸Ｊ２方向に関してほぼ中央において径が一定となる中央環状面８２２、および、中心軸Ｊ２方向に関して中央環状面８２２側からリブ８３が接続する位置に向かうに従って中心軸Ｊ２との間の距離が漸次増大するテーパ面８２１が形成されている。また、比較例のハウジング８は射出成形により形成されるため、上記ハウジング３と同様に土台部８４が形成されるが、比較例のハウジング８の土台部８４では、外枠部８２のテーパ面８２１と接するとともに中心軸Ｊ２を中心とする周方向に並ぶ２つの面の双方が、リブ８３の中心線８３１（図９参照）および中心軸Ｊ２に平行な平面とされる。

次に、ハウジング３を有する軸流ファン１および比較例のハウジング８を有する軸流ファンのそれぞれを実際に駆動させた場合に発生する騒音の測定結果について述べる。ここで、各軸流ファンのモータ部の回転数は毎分３２００回であり、インペラのブレード数は７枚であるため、軸流ファンの回転により生じる騒音の翼一次成分は（３２００／６０×７＝３７３［Ｈｚ］）として求められる。

図１０はハウジング３を有する軸流ファン１を駆動させた場合に発生する騒音の測定結果を示す図であり、図１１は比較例のハウジング８を有する軸流ファンを駆動させた場合に発生する騒音の測定結果を示す図である。また、図１２は、図１０および図１１の測定結果において特定の周波数帯域に対応する部分を拡大して示す図である。図１２では、ハウジング３を有する軸流ファン１に対する測定結果を符号７１を付す実線にて示し、比較例のハウジング８を有する軸流ファンに対する測定結果を符号７２を付す破線にて示している。

図１２より、軸流ファンの回転により生じる騒音の翼２次成分（７４６Ｈｚ）近傍および翼３次成分（１１１９Ｈｚ）近傍にてハウジング３を有する軸流ファン１と比較例のハウジング８を有する軸流ファンとの間で音圧レベルに大きな差が生じていることが判る。音圧レベルのオーバオール値では、ハウジング３を有する軸流ファン１は２２．４ｄＢ（Ａ）となり、比較例のハウジング８を有する軸流ファンは２３．０ｄＢ（Ａ）となり、軸流ファン１では比較例に比べて０．６ｄＢ（Ａ）だけ音圧レベルが減少している。

以上に説明したように、軸流ファン１のハウジング３では、射出成形時の中心軸Ｊ１方向への金型分離用としてテーパ面３２１から***する土台部３４が外枠部３２に設けられ、土台部３４を介して取付部３１の固定用のリブ３３が外枠部３２に接続される。そして、土台部３４においてテーパ面３２１と接続するとともに中心軸Ｊ１を中心とする周方向に並ぶ２つの面のそれぞれが、中心軸Ｊ１から離れるほどリブ３３の中心線３３１から離れる傾斜面３４２とされる。これにより、軸流ファン１において、射出成形を含む工程によりテーパ面を有する構造として形成されるハウジング３を用いて冷却効率を向上しつつ、リブ３３と外枠部３２との間の土台部３４により発生する気流の乱れを抑制して、気流の乱れに起因する騒音を低減することが実現される。

図１３は他の例に係るハウジング３を示す底面図である。図１３のハウジング３の外枠部３２においても、中心軸Ｊ１に垂直な断面の外形は略正方形となっており、テーパ面３２１のうち正方形の各辺が外枠部３２の内側面と最も近接する位置を中心とする領域（図１３中にて符号３２１ａを付す領域であり、以下、「特定テーパ面」という。）は、中心軸Ｊ１とのなす角が他の領域よりも小さくなっている。すなわち、中心軸Ｊ１方向の各位置において、特定テーパ面３２１ａでは中心軸Ｊ１との間の距離がテーパ面３２１上の他の領域における当該距離よりも小さくなる。

図１３に示すハウジング３では各リブ３３と外枠部３２とを接続する土台部３４が特定テーパ面３２１ａ上に配置される。これにより、テーパ面３２１上の他の領域に形成される場合に比べて、土台部３４の高さ（テーパ面３２１から中心軸Ｊ１側に向かう長さ）が低くなる。これにより、射出成形を含む工程により形成される図１３のハウジング３では、土台部３４における気流の乱れをさらに抑制して、気流の乱れに起因する騒音をさらに低減することができる。なお、軸流ファン１が設けられる電子機器等の設計によっては、軸流ファン１のモータ部２に電力を供給する導線を、中心軸Ｊ１に垂直な外枠部３２の正方形断面の頂点の位置近傍から引き出す必要があり、この場合には、リブ３３が外枠部３２の正方形断面の頂点の位置近傍に向かって伸びる図３のハウジング３が用いられることが好ましい。

図１４はさらに他の例に係るハウジング３を示す底面図であり、１つのリブ３３と土台部３４との接続位置近傍を拡大して示している。図１４においても土台部３４に平行斜線を付している。

図１４のハウジング３に設けられる各リブ３３では、土台部３４との接続位置近傍において中心軸Ｊ１（図３参照）から離れるほど（すなわち、リブ３３の中心線３３１に沿って外枠部３２側へと向かうに従って）リブ３３の幅が増大しており、リブ３３の表面と土台部３４の傾斜面３４２とは滑らかに接続する。すなわち、ハウジング３の中心軸Ｊ１に垂直な断面において、リブ３３の土台部３４側の端部から土台部３４を介してテーパ面３２１へと至るエッジが曲線状となる。これにより、射出成形を含む工程により形成される図１４のハウジング３を有する軸流ファン１では、図３に示すハウジング３における土台部３４の中心軸Ｊ１側のエッジにおいて発生する気流の乱れも抑制することができ、軸流ファン１において気流の乱れに起因する騒音をさらに抑制することが実現される。なお、図１４のハウジング３を形成するための金型は、図３のハウジング３を形成するためのものよりも複雑な形状となるため、金型作製のコストを低減するには、図３のハウジング３を用いることが好ましい。また、図１４と同様の構造のリブ３３および土台部３４が、図１３のハウジング３に用いられてもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

上記実施の形態では、傾斜面３４２が射出成形時に金型により形成されることにより、気流の乱れに起因する騒音を低減することが可能な軸流ファン１のハウジング３を射出成形にて容易に製造することが実現されるが、例えば、射出成形にて形成される図９の比較例のハウジング８において、土台部８４に対して研削加工が施されることにより、各土台部８４においてテーパ面８２１と接するとともに中心軸Ｊ２を中心とする周方向に並ぶ２つの面（以下、「特定側面」という。）に中心軸Ｊ２から離れるほどリブ８３の中心線８３１から離れる傾斜面が形成されてもよい。すなわち、土台部の形成が必要となる射出成形を含む工程により形成されるハウジングにおいて、土台部の特定側面に傾斜面が設けられることにより、軸流ファンにおける気流の乱れに起因する騒音の低減が可能となる。また、ハウジングは、樹脂の射出成形以外に、例えばアルミニウム等の金属材料を用いた射出成形を含む工程により形成されてもよい。

軸流ファン１のハウジング３では、各土台部３４の２つの特定側面のうち一方の特定側面のみに傾斜面３４２が形成される場合であっても、気流の乱れをある程度抑制することが可能である。すなわち、ハウジング３では、各土台部３４においてテーパ面３２１と接するとともに周方向に並ぶ２つの特定側面のうち少なくとも一方の特定側面が傾斜面３４２を有することが重要となる。ただし、ハウジング３において一方の特定側面のみに傾斜面３４２を形成する場合に、軸流ファンにおける気流の乱れを大幅に抑制するには、複数のリブ３３に接続される複数の土台部３４のそれぞれにおいて、２つの特定側面のうち周方向に対して同一側（実際には、モータ部２が配置された場合におけるインペラ２１５の回転方向の上流側）の特定側面が傾斜面３４２とされることが好ましい。もちろん、上記実施の形態のように、各土台部３４の２つの特定側面の双方に傾斜面３４２を設けることにより、気流の乱れをより一層抑制することが可能となる。

また、特定側面の全体が必ずしも傾斜面３４２とされる必要はなく、傾斜面は特定側面において部分的に設けられてもよい。ただし、通常、中心軸Ｊ１方向に関して土台部３４の中央環状面３２２とは反対側の端部はリブ３３と接続する部分となり、この部分において、土台部３４のテーパ面３２１から中心軸Ｊ１に向かう方向の高さが最も大きくなって気流の乱れに寄与する割合が高くなることを考慮すれば、特定側面上において土台部３４の少なくともリブ３３と接続する位置に傾斜面が形成されることが好ましい。また、この場合に、傾斜面において気流の乱れを効率よく抑制するには、特定側面がリブ３３が伸びる方向に平行に形成されていると仮定した場合（図９の場合）における特定側面の当該方向の長さの半分以上に相当する部分が傾斜面とされることが好ましい。

ハウジング３において、土台部３４の傾斜面は、中心軸Ｊ１から離れるほどリブ３３の中心線から離れるように設けられる限り、様々な形状とされてもよい。例えば、ハウジング３の内側形状成型用の金型の設計によっては、図１５に示すように、リブ３３と土台部３４との境界上におけるリブ３３の幅と、土台部３４の幅とが同じとされ、土台部３４にリブ３３の表面から滑らかに連続する傾斜面３４２が形成されてもよい。また、ハウジング３の中心軸Ｊ１に垂直な断面上において、エッジの形状が直線状となるように傾斜面が設けられてもよい。ただし、軸流ファン１において気流の乱れをさらに抑制するには、土台部３４の傾斜面３４２とリブ３３の中心線３３１とのなす角が中心軸Ｊ１から離れるほど大きくなり、ハウジング３の中心軸Ｊ１に垂直な断面上における傾斜面３４２のエッジの形状が滑らかな曲線となることが好ましい。

図１の軸流ファン１では、取付部３１がスリーブ保持部２２２と一体的に形成されてステータ部２２の一部とされているが、スリーブ保持部２２２と取付部３１とが個別の部材として形成され、モータ部２のステータ部２２が取付部３１に取り付けられてもよい。

図１３のハウジング３では、外枠部３２の中心軸Ｊ１に垂直な断面の外形が正方形とされるが、ハウジングの外枠部としては様々な形状が考えられ、例えば、外枠部の当該断面の外形が円周の一部が直線部とされた略円形であってもよい。この場合、テーパ面のうち当該直線部が外枠部の内側面と最も近接する部位を中心とする領域が中心軸Ｊ１とのなす角が他の領域よりも小さい特定テーパ面とされ、特定テーパ面上に比較的高さの低い土台部が配置される。これにより、この土台部にて生じる気流の乱れが抑制される。

以上のように、気流の乱れの要因となる土台部の高さを低くしてこの土台部にて生じる気流の乱れをさらに抑制するという観点では、外枠部の中心軸Ｊ１に垂直な断面の外形が少なくとも直線部を含む形状であり、テーパ面のうち当該直線部が外枠部の内側面と最も近接する部位を中心とする領域が、中心軸Ｊ１とのなす角が他の領域よりも小さい特定テーパ面とされ、土台部が特定テーパ面上に配置されることが重要となる。

ハウジング３において、取付部３１を外枠部３２に対して固定するリブ３３は必ずしも中心軸Ｊ１に対して垂直に伸びる必要はなく、取付部３１の外周面から中心軸Ｊ１に垂直な方向に対して傾斜して伸びて、中心軸Ｊ１方向に関して取付部３１とは異なる位置にて外枠部３２に接続してもよい。

軸流ファンの縦断面図である ハウジングを示す斜視図である。 ハウジングを示す底面図である。 ハウジングの縦断面図である。 土台部近傍を拡大して示す図である。 ハウジングを示す斜視図である。 上金型および下金型を示す図である。 比較例のハウジングを示す斜視図である。 比較例のハウジングを示す底面図である。 軸流ファンの騒音の測定結果を示す図である。 軸流ファンの騒音の測定結果を示す図である。 軸流ファンの騒音の測定結果を示す図である。 ハウジングの他の例を示す図である。 ハウジングのさらに他の例を示す図である。 ハウジングのさらに他の例を示す図である。

符号の説明

１ 軸流ファン
２ モータ部
３ ハウジング
２１ ロータ部
２２ ステータ部
３１ 取付部
３２ 外枠部
３３ リブ
３４ 土台部
９１，９２ 金型
２１５ インペラ
３２１ テーパ面
３２１ａ 特定テーパ面
３３１ 中心線
３４２，３４２ａ 傾斜面
Ｊ１ 中心軸

Claims (8)

1. 射出成形を含む工程により形成される軸流ファンのハウジングであって、
   インペラを有するモータ部のステータ部が取り付けられる、または、ステータ部の一部となる取付部と、
   前記モータ部が配置される予定の空間を前記モータ部の中心軸を中心として囲む環状の外枠部と、
   前記取付部と前記外枠部とを接続するリブと、
   を備え、
   前記外枠部の内側面が、前記中心軸方向に関して前記リブと接続する位置近傍から前記モータ部のロータ部側に向かって前記中心軸との間の距離が漸次減少するテーパ面を有し、
   前記外枠部が、射出成形時の前記中心軸方向への金型分離用として、前記テーパ面から***するとともに前記リブと接続される土台部を備え、
   前記土台部の少なくとも前記リブと接続する位置において、前記外枠部の前記内側面と接するとともに前記中心軸を中心とする周方向に並ぶ２つの面のうち少なくとも一方の面が、前記中心軸から離れるほど前記リブの中心線から離れる傾斜面を有することを特徴とする軸流ファンのハウジング。
2. 請求項１に記載の軸流ファンのハウジングであって、
   前記土台部の前記２つの面のうちの他方の面が、前記中心軸から離れるほど前記リブの中心線から離れるもう１つの傾斜面を有することを特徴とする軸流ファンのハウジング。
3. 請求項１または２に記載の軸流ファンのハウジングであって、
   前記傾斜面と前記リブの前記中心線とのなす角が、前記中心軸から離れるほど大きくなることを特徴とする軸流ファンのハウジング。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の軸流ファンのハウジングであって、
   前記取付部が複数のリブにより前記外枠部に対して固定され、前記複数のリブに接続される複数の土台部のそれぞれの前記２つの面のうち前記周方向に対して同一側の面が前記傾斜面を有することを特徴とする軸流ファンのハウジング。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の軸流ファンのハウジングであって、
   前記傾斜面が、前記射出成形時に前記金型により形成されることを特徴とする軸流ファンのハウジング。
6. 請求項５に記載の軸流ファンのハウジングであって、
   前記外枠部の前記中心軸に垂直な断面の外形が直線部を含む形状であり、前記テーパ面のうち前記直線部が前記外枠部の前記内側面と最も近接する部位を中心とする領域が、前記中心軸とのなす角が他の領域よりも小さい特定テーパ面となっており、
   前記土台部が前記特定テーパ面上に配置されることを特徴とする軸流ファンのハウジング。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の軸流ファンのハウジングであって、
   前記土台部との接続位置近傍において前記中心軸から離れるほど前記リブの幅が増大し、前記リブと前記土台部の前記傾斜面とが滑らかに接続されることを特徴とする軸流ファンのハウジング。
8. 軸流ファンであって、
   請求項１ないし７のいずれかに記載の軸流ファンのハウジングと、
   ロータ部がインペラを有し、前記ハウジングの取付部にステータ部が取り付けられる、または、前記取付部がステータ部の一部となるモータ部と、
   を備えることを特徴とする軸流ファン。

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