JP2007231890A - 遠心ファンモータ - Google Patents

Abstract

【課題】モータ外枠の両面に対称形の空気吸込み口を有し、空気吸込み口に対し直角方向の１側面に吐出し口を有する遠心ファンモータにおいて、騒音の低減化および風量低下を抑制することができる遠心ファンモータを提供する。
【解決手段】モータ外枠１に設けられる円形の吸込み径の中心４ａに対し、ロータの羽根回転中心４ｂは吐出し口６より遠ざかる方向にずらして配置される。圧力が正で高い部分の吸込み部分の面積は減少し、圧力が負で低い部分の吸込み部分の面積は増加し、騒音の低下または風量の増加を図ることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、モータ外枠の両面の吸込み口を最適化して騒音および風量低下を低減化した遠心ファンモータに関する。

ファンモータにおいては、タイプを問わず、騒音と風量低下を防止することは重要な課題である。ファンモータの設置位置によっては騒音を避けつつ風量を維持する性能が求められるからである。遠心ファンモータについても同様である。
遠視ファンモータは、片面吸入タイプと両面吸入タイプのモータがあり、各タイプはそれぞれ特有の吸入特性，吐出特性を有し、それぞれの特性を考慮して対策を立てることが肝要である。

特許文献１は、片面吸入タイプのシロッコ型ファンに騒音低減，風量低下防止を施した従来例を示すものである。
これはシロッコ型ファンとシロッコ型散熱装置モジュールを備えるシロッコ型散熱装置であって、片面の吸入口は阻止板を備えるため円形ではなく、この阻止板により経路の高圧区域を散逸する気流を抑制し、排出量を増加するものである。
この片面吸入タイプのものは、排出口側の吸入口付近が高圧区域という特性を有し、これを解決するためにその部分に阻止板を備え、吸入形状を円形状にしないようにしたものである。
特開２００３−３９９８号公報

図７に従来の両面吸込みタイプの遠心ファンモータの外形例を示す。
外枠２１の略中心に円形の吸込み口２２が形成され、同様な吸込み口は裏側にも設けられている。
吸込み口２２の中心と羽根の中心は一致しており、吸込み径２５に対し羽根径２４は大きな形状に構成してある。
この遠心ファンモータについて、ロータ側およびステー側の吸込み口の圧力分布の状態を測定したのが図８である。

図８（ａ），（ｄ）はロータ側およびステー側の色濃度のグランデーションにより圧力の正，負が表現されており、この（ａ），（ｄ）は白黒のグランデーションで記載されているため色については明らかではないが、圧力が正で大きい程、赤色が濃くなり、圧力が負で小さい程、青色が濃くなっているものである（赤色，青色が濃くなると白黒グランデーションは共に黒っぽくなる）。（ｂ），（ｅ）は圧力分布メータであり、左側の負圧側ほど青色が濃く、右側の正圧側ほど赤色が濃い状態を示すものである。また、（ｃ）はロータ側の平面図で（ａ）に対応し、（ｆ）はステー側の平面図で（ｄ）に対応するものである。

図８を用いてロータ側吸込み口の圧力分布について（ａ），（ｃ）を参照しながら説明する。
（ａ）の吸込み口径の中心より上側のエッジ付近は赤色の島形状部分３１が分布し、極端に圧力が高いことを示している。一方、吸込み口径の中心より下側のエッジ上に青色の固まり部分３２が連なっており、極端に圧力が低いことを示している。吸込み口径の中央の一定の大きさ部分３３は、モータ部であり、吸込は行わない部分で通常の濃さの赤色である。
また、部分３３と吸込み口径のエッジの間の部分３４は薄い赤，黄色，薄い青が多い部分で特に圧力が高い，低いという部分ではなく通常の圧力となっている。さらに吸込み口のエッジ部分から少し離れた外側部分３５は外枠の吸込み口が形成されていない部分で濃い目の赤色となっている。

つぎにステー側吸込み口の圧力分布について（ｄ），（ｆ）を参照しながら説明する。
ステー側もロータ側吸込み口の圧力分布の傾向は略同様である。（ｄ）の吸込み口径の中心より上側のエッジ付近は赤色の島形状部分３７（ロータ側より赤みが少し少ない）が分布し、極端に圧力が高いことを示している。一方、吸込み口径の中心より下側のエッジ上に青色がやや薄めの固まり部分３８が連なっており、極端に圧力が低いことを示している。吸込み口径の中央の一定の大きさ部分３９は、モータ部で吸込を行わない部分で通常の濃さの赤色である。３本のステー４１付近の部分４０は、圧力が正の赤色を呈している。部分３９，４０と吸込み口径のエッジの間の部分４２はロータ側と同様、薄い赤，黄色，薄い青であり、通常の圧力となっている。さらに吸込み口径のエッジ部分から少し離れた外側部分４３は濃い目の赤色となっている。

本件発明者は、上記のような測定に基づき吸込み口径の中心より吐出し方向側のエッジ付近は負の圧力になり、かつ吸込み口径の中心より吐出し方向と反対側のエッジ付近は圧力が正で大きくなっていることを見いだした。
これは、片側吸込みタイプのシロッコファンでは吸込み口の吐出し側エッジ付近のみが高圧区域になることに対し全く異なる空気吸込み特性を備えるものである。したがって、片側吸込みタイプとは異なる対策を施さなければ、騒音および風量低下を防止することができない。
本発明は上記背景に基づきなしたもので、モータ外枠の両面に対称形の空気吸込み口を有し、空気吸込み口に対し直角方向の１側面に吐出し口を有する遠心ファンモータにおいて、騒音の低減化および風量低下を抑制することができる遠心ファンモータを提供することにある。

前記目的を達成するために本発明の請求項１は、モータ外枠の両面に対称形の空気吸込み口を有し、該空気吸込み口に対し直角方向の１側面に吐出し口を有する遠心ファンモータにおいて、前記空気吸込み口の径の中心とロータが植設された羽根の回転中心とを、前記吐出し口に対し前記空気吸込み口の径の中心が前記吐出し口の方向に近づくようにずらして配置し、前記羽根の回転中心から上側の空気吸入面積に対し、前記羽根の回転中心から下側の空気吸入面積を増加させたことを特徴とする。
本発明の請求項２は、モータ外枠の両面に対称形の空気吸込み口を有し、該空気吸込み口に対し直角方向の１側面に吐出し口を有する遠心ファンモータにおいて、
前記空気吸込み口の径の中心と、ロータが植設された羽根の回転中心とを一致させ、
かつ、空気吸込み口の圧力分布において、前記吐出し口から最も遠い位置にある空気吸込み口の外形エッジ付近の吸込圧力分布の圧力が正になっている付近は空気の吹出を制限するため吸込面を塞ぎ、前記吐出し口から最も近い位置にある空気吸込み口の外形エッジ付近の吸込圧力分布の圧力が負になっている付近は空気の吸込を増加させるために吸込面を拡げ、前記羽根の回転中心から上側の空気吸入面積に対し、前記羽根の回転中心から下側の空気吸入面積を増加させたことを特徴とする。

上記構成によれば、両面吸込みタイプの遠心ファンモータにおいて、吸込み口形状を最適化でき、従来のものと比較して同じ騒音時では風量の増加を図ることができる。一方、同じ風量時では騒音値を低減化できる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。
図１は、両吸込み口形状の遠心ファンモータの圧力分布に基づき圧力が正で、圧力値が大きい位置について吸込面積を少なくする例を示す図である。
矩形形状の外枠１内は、図示しないステーに取り付けられるモータを収容するためのモータ収容部５を有している。モータ収容部５はモータ外枠１の側面に有する空気の吐出し口６に連設され、吐出し口６の反対側は略半円の内壁が形成されている。モータの外周に取り付けられる羽根の径４の中心と、上部分の一部が塞がれた円形状の吸込み口３の中心は一致している。この羽根の径４の中心は、モータ収容部５の略半円の中心５ａに対し、右側部分にずれた位置に配置されている。ステー側に設けられる吸込み口についても同様な構成である。

図８で説明したように吸込み口２の中心に対し吐出し口６とは反対側の吸込み口２のエッジ付近であって吸込み口の圧力分布が正で、圧力値が大きい部分は２ａに示すように覆われて空気の吹出が制限されている。この構成において、同じ入力で風量・静圧の性能の変化は生じないが、騒音を低減ができる。実測したデータとして、このような構成にすることにより、騒音値を１．２％（０．４ｄｂ）減少させることができた。

図２は、両吸込み口形状の遠心ファンモータの圧力分布に基づき圧力が負で、圧力値が小さい位置について吸込面積を増加させる例を示す図である。
矩形形状の外枠１内のモータ収容部５の形状および吐出し口６に連設される構成は、図１と同じであり、また、羽根の径４の中心と、下部分の一部が拡げられた円形状の吸込み口７の中心とは一致し、この中心は、モータ収容部５の略半円の中心５ａに対し、右側部分にずれた位置に配置されている点は図１と同様である。

図８で説明したように吸込み口７の中心に対し吐出し口６と同じ側の吸込み口７のエッジ付近であって吸込み口の圧力分布が負で、圧力値が小さい部分は７ａに示すように円形の外側部分は楕円型に拡大され空気の吸込み量を増大可能に構成してある。
この構成は騒音値はほとんど変化しないで、風量の増加、静圧が減少する効果が得られる。したがって、圧力の低い箇所を楕円形状で開口した場合、楕円の一方向の長軸を大きくすればする程、風量は増大し、静圧は減少する。よって同じ風量時、騒音を減少させることができる。

図３は、本発明による遠心ファンモータの実施の形態を示す図である。
図１および図２に示すように圧力分布が正で、圧力値が大きい部分を塞ぎ、かつ圧力分布が負で、圧力値が小さい部分を拡げれば、同じ風量であれば騒音を防止でき、同じ騒音であれば、風量を増加させることができる。これと同じような効果を持たせるため、吸込み口９は円形形状で、吸込み口中心４ａに対し、圧力が正であって圧力値が高い部分を塞ぐこと、および圧力が負であって圧力値が小さい部分を拡げることを考慮して羽根回転中心４ｂを所定の量だけ吐出し口６から遠ざかる方向にずらした構成としてある。

図４に図３の偏芯吸込み形状の遠心ファンモータの外観斜視図を示す。
羽根回転中心４ｂを円形の吸込み口中心４ａから、吐出し口６の反対側にずらしているため、羽根１１ａの吸込み口９から露出する幅Ａは、羽根１１ｂの吸込み口９から露出する幅Ｂより大きくなり、羽根１１ａ付近の吸込み口の開口面積は羽根１１ｂ付近の吸込み口の開口面積より大きくなっている。
圧力が正で圧力値が高い部分９ａは塞がれ，圧力が負で圧力値が低い部分９ｂが拡げられるため、従来の円形の吸込み口を有し、軸受け寿命のために回転数を上げられない遠心ファンモータに本発明を適用することにより、従来の同じ入力でさらなる風量を得ることができる。また、同じ風量時には騒音の低減化を図ることができる。

図５は、本発明による遠心ファンモータの他の実施の形態を示す図である。
この実施の形態は、図１と図２の構成をそのまま組み合わせたものである。羽根の径４の中心と、吸込み口８の中心とは一致しており、吸込み口８の中心より上側の圧力の高い部分８ａの吸込み部分は塞がれており、下側の圧力の低い部分８ｂの吸込み面は拡大されている。図１と図２の効果を備えている。

図６に図５の異型吸込み形状の遠心ファンモータの外観斜視図を示す。
羽根回転中心と吸込み口中心とを一致させ、吐出し口６側の吸込み口８のエッジは、楕円の長軸方向の形状になるように、吐出し口６側の反対側の吸込み口８のエッジは楕円の短軸方向の形状になるように形成されている。吐出し口６側の吸込み口８の幅Ｃは、吐出し口６側の反対側の吸込み口８の幅Ｄより大きくなり、羽根１２ａ付近の吸込み口の開口面積は羽根１２ｂ付近の吸込み口の開口面積より大きくなる。
この形状も図４と同様な効果がある。

以上の実施の形態は、吸込み口の形状が円形および円形の一部の曲率を大きくしたり、小さくしたりする例を示したが、吸込み口の圧力分布が正で、圧力値が大きい部分は塞いで吸込みを制限し、圧力分布が負で、圧力値が小さい部分は吸入面積を拡大する形状であれば、吸込み口の形状は実施の形態以外の形状であっても良い。

両方向から吸入し、直角方向に吐き出すように風を送る必要のある電子装置内などに使用される。

両吸込み口形状の遠心ファンモータの圧力分布に基づき圧力が正で、圧力が大きい位置について吸込面積を少なくする例を示す図である。 両吸込み口形状の遠心ファンモータの圧力分布に基づき圧力が負で、圧力が小さい位置について吸込面積を増加させる例を示す図である。 本発明による遠心ファンモータの実施の形態を示す図である。 図４の遠心ファンモータの外観を示す斜視図である。 本発明による遠心ファンモータの他の実施の形態を示す図である。 図５の遠心ファンモータの外観を示す斜視図である。 従来の遠心ファンモータのケースの一例を示す斜視図である。 従来の遠心ファンモータの圧力分布を説明するための図である。

符号の説明

１ 外枠
２，７，８，９ 吸込み口
３ 吸込み径
４ 羽根径
５ モータ収容部
６ 吐出し口
１０ ロータ

Claims (2)

1. モータ外枠の両面に対称形の空気吸込み口を有し、該空気吸込み口に対し直角方向の１側面に吐出し口を有する遠心ファンモータにおいて、
   前記空気吸込み口の径の中心とロータが植設された羽根の回転中心とを、前記吐出し口に対し前記空気吸込み口の径の中心が前記吐出し口の方向に近づくようにずらして配置し、
   前記羽根の回転中心から上側の空気吸入面積に対し、前記羽根の回転中心から下側の空気吸入面積を増加させたことを特徴とする遠心ファンモータ。
2. モータ外枠の両面に対称形の空気吸込み口を有し、該空気吸込み口に対し直角方向の１側面に吐出し口を有する遠心ファンモータにおいて、
   前記空気吸込み口の径の中心と、ロータが植設された羽根の回転中心とを一致させ、
   かつ、空気吸込み口の圧力分布において、前記吐出し口から最も遠い位置にある空気吸込み口の外形エッジ付近の吸込圧力分布の圧力が正になっている付近は空気の吹出を制限するため吸込面を塞ぎ、前記吐出し口から最も近い位置にある空気吸込み口の外形エッジ付近の吸込圧力分布の圧力が負になっている付近は空気の吸込を増加させるために吸込面を拡げ、前記羽根の回転中心から上側の空気吸入面積に対し、前記羽根の回転中心から下側の空気吸入面積を増加させたことを特徴とする遠心ファンモータ。

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