JP2009197593A - ファン装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】風量の低下を抑制しつつ、静圧の向上及び静音化が図れるファン装置を提供する。
【解決手段】このファン装置11は、複数の動翼22を有するインペラ12と、モータ13と、外枠体15と、第1支持体16と、第1支持体16に接続されるとともに回転軸23方向に対して傾斜する受風面を有する複数の第1静翼18と、第1静翼18の回転軸23方向吸気側又は排気側の少なくともいずれか一方に配置され、回転軸23方向に対して傾斜する受風面を有する複数の第2静翼19とを備える。
【選択図】図1
【解決手段】このファン装置11は、複数の動翼22を有するインペラ12と、モータ13と、外枠体15と、第1支持体16と、第1支持体16に接続されるとともに回転軸23方向に対して傾斜する受風面を有する複数の第1静翼18と、第1静翼18の回転軸23方向吸気側又は排気側の少なくともいずれか一方に配置され、回転軸23方向に対して傾斜する受風面を有する複数の第2静翼19とを備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、ファン装置に関する。
近年、電子機器の高性能化及び小型化に伴い、電子機器の内部において電子部品が集約化されて配置される傾向にある。電子部品が集約化されて配置されるため、電子部品から発生する熱も電子部品が配置される場所の周辺に集中し、その周辺が高温になりやすい。発生する熱の電子機器への影響を避けるためには、電子機器外部への放熱が必要になる。その放熱手段の一つとして、ファンによる冷却手段がある。
ファンには種々な種類があるが、その中に軸流ファンがある。軸流ファンでは、インペラの回転により、空気を回転軸方向の一方から吸気し、他方へと排気する。排気される空気の静圧を増加させ、吸排気される空気の整流を行うためには、軸流ファンに静翼が取り付けられている。静翼は、吸気口又は排気口に取り付けることができる。吸気口に静翼が配置された場合、吸気する空気の整流を行うことができる。排気口に静翼を配置した場合には、排気される空気の整流を行うとともに、空気流の径方向外方へと広がる遠心方向成分を軸方向成分へと変換する集風効果を得ることができる。但し、吸排気の際には、空気流が静翼に衝突して騒音が発生する。
なお、先行技術文献としては、特許文献1〜4に記載のものがある。
実用新案登録第3089663号公報
特開2004−132300号公報
米国特許第6318964号公報
米国特許第6779992号公報
一般にファンに求められる冷却性能としては、高風量と高静圧が挙げられる。風量が多いほどより大きな熱量を被冷却体から奪うことができ、また電子機器などの筐体内の空気を換気することができる。空気流の静圧が低い場合、ファンの内部に空気が逆流してしまう。そのため、空気流の静圧はなるべく高い方が望ましい。
ファンから排出される空気流の静圧を高める手段として、一般に排気口に静翼が取り付けられている。静翼を取り付けることにより、空気流の静圧を上昇させることはできるが、その一方で排気口における流路の断面積が狭くなってしまうため、風量が低下するおそれがある。それ故、風量の低下を抑制しつつ静圧を高くすることが求められている。
そこで、本発明の解決すべき課題は、風量の低下を抑制しつつ、静圧の向上及び静音化が図れるファン装置を提供することである。
上記の課題を解決するため、請求項1の発明では、ファン装置であって、回転することで回転軸方向の一方から吸気され、該回転軸方向の他方に排気される空気の流れをつくる複数の動翼を有するインペラと、前記インペラを駆動するモータと、前記インペラを収容する外枠体と、前記外枠体内に設けられ前記モータを支持する第1支持体と、前記第1支持体に接続されるとともに前記回転軸方向に対して傾斜する受風面を有する複数の第1静翼と、前記第1静翼の前記回転軸方向吸気側又は排気側の少なくともいずれか一方に配置され、前記回転軸方向に対して傾斜する受風面を有する複数の第2静翼とを備える。
また、請求項2の発明では、請求項1の発明に係るファン装置において、前記回転軸方向に沿って前記第1支持体と隣接するとともに前記第2静翼が接続される第2支持体をさらに備える。
また、請求項3の発明では、請求項1又は請求項2の発明に係るファン装置において、前記回転軸方向から見たときに、少なくとも1つの前記第1静翼が、少なくとも1つの前記第2静翼の少なくとも一部と重なる。
また、請求項4の発明では、請求項3の発明に係るファン装置において、前記回転軸方向から見たときに、前記第1静翼と前記第2静翼が全て重なる。
また、請求項5の発明では、請求項1ないし請求項3のいずれかの発明に係るファン装置において、前記回転軸方向から見たときに、前記第1静翼と前記第2静翼とが前記回転軸を中心として周方向に互い違いになっている。
また、請求項6の発明では、請求項1ないし請求項5のいずれかの発明に係るファン装置において、前記第1静翼の数と前記第2静翼の数が等しい。
また、請求項7の発明では、請求項1ないし請求項6のいずれかの発明に係るファン装置において、前記第1静翼と前記第2静翼が前記回転軸方向に沿って隙間を介して隣接する。
また、請求項8の発明では、請求項1ないし請求項7のいずれかの発明に係るファン装置において、前記第1静翼が有する前記受風面と前記第2静翼が有する前記受風面とが、前記回転軸方向に対して同方向に傾斜している。
また、請求項9の発明では、請求項1ないし請求項8のいずれかの発明に係るファン装置において、前記外枠体、前記第1支持体、及び前記第1静翼が射出成型又はダイキャストにより連続した部材として形成される。
また、請求項10の発明では、ファン装置であって、回転することで回転軸方向の一方から吸気され、該回転軸方向の他方に排気される空気の流れをつくる複数の動翼を有するインペラと、前記インペラを駆動するモータと、前記インペラを収容する外枠体と、前記外枠体内に設けられ前記モータを支持する第1支持体と、前記第1支持体に接続されるとともに前記回転軸方向に対して傾斜する受風面を有する複数の第1静翼と、前記第1静翼の前記回転軸方向吸気側又は排気側の少なくともいずれか一方に配置され、前記回転軸方向に対して傾斜する受風面を有する複数の第2静翼とを備え、前記複数の第2静翼のうちの少なくとも1つが、少なくとも1つの前記第1静翼と組み合わさることによって、前記回転軸方向に対して傾斜する受風面を有する組合せ静翼を構成する。
また、請求項11の発明では、請求項10の発明に係るファン装置において、前記中心軸方向に沿って前記第1支持体と隣接するとともに前記第2静翼が接続される第2支持体をさらに備える。
また、請求項12の発明では、請求項10又は請求項11の発明に係るファン装置において、少なくとも1つの前記組合せ静翼は、隣り合う前記第1静翼、前記第2静翼、又は前記組合せ静翼の少なくともいずれか1つと、少なくとも一部が重なっている。
また、請求項13の発明では、請求項10ないし請求項12のいずれかの発明に係るファン装置において、前記第1静翼と前記第2静翼が同数である。
また、請求項14の発明では、請求項10ないし請求項13のいずれかの発明に係るファン装置において、前記第1静翼と前記第2静翼が前記回転軸方向に沿って隙間を介して隣接する。
また、請求項15の発明では、請求項10ないし請求項14のいずれかの発明に係るファン装置において、前記外枠体、前記第1支持体、及び前記第1静翼が射出成型又はダイキャストにより連続した部材として形成される。
請求項1ないし請求項9に記載の発明によれば、静翼として複数の第1静翼と、その第1静翼の回転軸方向吸気側又は排気側の少なくともいずれか一方に配置された複数の第2静翼とが備えられている。そのため、インペラの回転によって発生される空気流が静翼に衝突しやすくなり、静圧の向上が図れる。また、空気流が隣り合う静翼間の隙間を通過していくが、第1静翼と第2静翼とが回転軸方向に段違いに配置されているため、空気流が隣り合う静翼同士の隙間を通過するときのスパンが長くなり、空気流が隣り合う静翼間の隙間を逆流しにくくなる。その結果、空気流の流路の断面積を確保して風量の低下を抑制しつつ、静圧の向上が図れる。
また、静翼として上述の第1静翼と第2静翼とが備えられるため、動翼との回転軸方向の距離が小さい位置に配置される静翼の数を減らすことができる。静止している静翼に回転する動翼が近接・離反していく際に、動翼によって押された空気流が静翼に衝突するとともに一時的に圧縮及び膨張し、これによって騒音(干渉音)が発生する。この騒音は、回転軸方向に沿った静翼と動翼との距離が小さいほど、また動翼の近くに配置される静翼の数が多いほど大きくなる。そのため、騒音を小さくしようとすると、回転軸方向における静翼と動翼との間の距離が小さい静翼の数が少ない方がよいが、そのような動翼との間の距離が小さい静翼の数が少ないと静圧が低下しやすくなる。それ故、本発明では、静翼として上述の第1静翼と第2静翼とを備え、動翼との回転軸方向の距離が小さい位置に配置される静翼の数を減らすことで、動翼と静翼との間を空気流が通過するときの騒音(干渉音)を抑制しつつ、静圧の向上が図れる。
また、静翼として上述の第1静翼と第2静翼とが備えられるため、通常では金型による成型が困難な静翼の配置又は形状等であっても、複数のピースを組み合わせて静翼の複雑な配置又は形状等を実現することができ、静圧の向上及び静音化等に有利である。
請求項2に記載の発明によれば、第2静翼が接続される第2支持体と第1静翼が接続される第1支持体とを別部材として形成することにより、通常では金型による成型が困難な静翼の配置又は形状等であっても、複数のピースを組み合わせて複雑な静翼の配置又は形状等を容易に実現できる。
請求項9に記載の発明によれば、外枠体、第1支持体、及び第1静翼が金型成型により連続した部材として形成されるため、ファン装置を安価に量産することができる。
請求項10ないし請求項15に記載の発明によれば、静翼として複数の第1静翼と、その第1静翼の回転軸方向吸気側又は排気側の少なくともいずれか一方に配置された複数の第2静翼とが備えられている。そのため、インペラの回転によって発生される空気流が静翼に衝突しやすくなり、静圧の向上が図れる。また、空気流が隣り合う静翼間の隙間を通過していくが、第1静翼と第2静翼とが回転軸方向に段違いに配置されているため、空気流が隣り合う静翼同士の隙間を通過するときのスパンが長くなり、空気流が隣り合う静翼間の隙間を逆流しにくくなる。その結果、空気流の流路の断面積を確保して風量の低下を抑制しつつ、静圧の向上が図れる。
また、静翼として上述の第1静翼と第2静翼とが備えられるため、動翼との回転軸方向の距離が小さい位置に配置される静翼の数を減らすことができる。静止している静翼に回転する動翼が近接・離反していく際に、動翼によって押された空気流が静翼に衝突するとともに一時的に圧縮及び膨張し、これによって騒音(干渉音)が発生する。この騒音は、回転軸方向に沿った静翼と動翼との距離が小さいほど、また動翼の近くに配置される静翼の数が多いほど大きくなる。そのため、騒音を小さくしようとすると、回転軸方向における静翼と動翼との間の距離が小さい静翼の数が少ない方がよいが、そのような動翼との間の距離が小さい静翼の数が少ないと静圧が低下しやすくなる。それ故、本発明では、静翼として上述の第1静翼と第2静翼とを備え、動翼との回転軸方向の距離が小さい位置に配置される静翼の数を減らすことで、動翼と静翼との間を空気流が通過するときの騒音(干渉音)を抑制しつつ、静圧の向上が図れる。
また、静翼として上述の第1静翼と第2静翼とが備えられるため、通常では金型による成型が困難な静翼の配置又は形状等であっても、複数のピースを組み合わせて静翼の複雑な配置又は形状等を実現することができ、静圧の向上及び静音化等に有利である。特に、本発明では、少なくとも1つの第1静翼と少なくとも1つの第2静翼とが組み合わされることによって組合せ静翼が構成されるため、通常では金型による成型が困難な静翼の形状であっても、複数のピースを組み合わせて複雑な形状の静翼を形成することができ、静圧の向上及び静音化等により有利である。
請求項11に記載の発明によれば、第2静翼が接続される第2支持体と第1静翼が接続される第1支持体とを別部材として形成することにより、通常では金型による成型が困難な静翼の配置又は形状等であっても、複数のピースを組み合わせて複雑な静翼の配置又は形状等を容易に実現できる。
請求項15に記載の発明によれば、外枠体、第1支持体、及び第1静翼が射出成型又はダイキャストにより連続した部材として形成されるため、ファン装置を安価に量産することができる。
[第1実施形態]
図1は本発明の第1実施形態に係るファン装置11の断面図であり、図2はそのファン装置11の平面図である。このファン装置11は、図1及び図2に示すように、インペラ12と、モータ13と、回路基板14と、外枠体15と、第1及び第2支持体16,17と、複数の第1及び第2静翼18,19とを備えている。なお、図2において、ハッチングが付された静翼が第1静翼18であり、ハッチングなしの静翼が第2静翼19である。
図1は本発明の第1実施形態に係るファン装置11の断面図であり、図2はそのファン装置11の平面図である。このファン装置11は、図1及び図2に示すように、インペラ12と、モータ13と、回路基板14と、外枠体15と、第1及び第2支持体16,17と、複数の第1及び第2静翼18,19とを備えている。なお、図2において、ハッチングが付された静翼が第1静翼18であり、ハッチングなしの静翼が第2静翼19である。
外枠体15、第1支持体16及び第1静翼18は、射出成型又はダイキャストにより連続した部材として形成されている。材料として射出成型の場合は樹脂材料等が用いられ、ダイキャストの場合はアルミニウム(アルミニウム合金を含む)等が用いられる。一般的に射出成型又はダイキャストに用いられる金型は、外枠体19等に対して回転軸23方向に離型される可動側金型と固定側金型の主に2種類の金型部材で構成される。これによって、ファン装置11を安価に量産することができる。また、第2支持体17と第2静翼19は、射出成型又はダイキャストにより連続した部材として形成されている。
インペラ12は、モータ13を収容するカップ部21と、そのカップ部21から径方向外方に延設された複数の動翼22とを有しており、動翼22が回転することで回転軸23方向の一方から吸気され、回転軸23方向の他方に排気される空気流を発生する。なお、図1上における上側が回転軸23方向排気側となっている。外枠体15はインペラ12を外囲するように設けられている。第1支持体16はその外枠体15の内方に設けられ、モータ13及び回路基板14を支持している。
このファン装置11では、図1に示す配置状態において、外枠体15の回転軸23方向排気側の開口部の少なくとも一部には、回転軸23方向排気側に向かうにつれて径方向外方へと広がる内周面を有する拡径部15aが設けられている。また、外枠体15の回転軸23方向吸気側の開口部の少なくとも一部には、回転軸23方向吸気側に向かうにつれて径方向外方へと広がる内周面を有する拡径部15bが設けられている。より具体的には、回転軸23方向排気側から見たときの外枠体15の形状が略矩形の枠形状であるため、拡径部15a,15bは開口部の4つの隅部(角部)に形成されている。なお、外枠体15の形状はこれに限定されるものではない。そのような拡径部15a,15bを設けることにより、インペラ12の回転により生成される空気流がファン装置11の内外に対して滑らかに吸排気される。
図1の回転軸23方向排気側の拡径部15aの下端(回転軸23方向吸気側端部)は、回転軸23方向と実質的に平行に延びる内周面を有するストレート部15cに連なっている。また、図1の回転軸23方向吸気側の拡径部15bの上端(回転軸23方向排気側端部)は、ストレート部15cに連なっている。
第1支持体16の形状としては、モータ13及び回路基板14を支持できれば任意の形状を採用できる。本実施形態では、第1支持体16は、図1及び図2に示すように、回転軸23方向排気側から見たときに略円形の形状を有しているが、円形に限定されるものではない。
第1静翼18は、外枠体15と第1支持体16とを連結し、第1支持体16からこのファン装置11の径方向外方に向けて放射状に延伸されている。
第2支持体17は、第2静翼19を支持するための部材であり、本実施形態では回転軸23方向に沿って第1支持体16と隣接して配置されている。例えば、第2支持体17は、第1支持体16に固定手段(例えば、互いに係合する係合部及び被係合部、ボルト等の固定具、又は接着剤等)により固定されている。図1に示す例では、第2支持体17は、第1支持体16の形状(すなわち、回転軸23方向排気側から見て第1支持体16の外形)に合わせて略リング形状が採用されている。しかしながら、第1支持体16と第2支持体17の形状は必ずしも一致しなくてもよい。
変形例として、第2静翼19の径方向外方側の端部が接続された枠部材を追加してもよい。この枠部材は、回転軸23方向から見て外枠体15とほぼ同様な枠形状(例えば、略矩形リング状)を有し、外枠体15の回転軸23方向排気側に配置される。
第2静翼19は、第1静翼18の回転軸23方向吸気側又は排気側の少なくともいずれか一方に配置される。本実施形態では、第2静翼19は、第1静翼18の回転軸23方向吸気側に配置されている。また第2静翼19は、その径方向内方側の端部が第2支持体17に接続されている。変形例として、第2静翼19の径方向内方側の端部は、第1支持体16に接続されてもよく、宙に浮いた形となっていてもよい。
ここで、図1に示すように、第1静翼18と別部材として形成された第2静翼19を第1静翼18の回転軸23方向排気側に配置することにより、次のような利点がある。すなわち、第1静翼18及び第2静翼19が配置される外枠体15の回転軸23方向排気側の開口部には、上述のように拡径部15aが設けられている。このため、仮に第2静翼19の径方向外方側の端部が外枠体15の拡径部15aに結合された構成の場合では、第2静翼19と外枠体15とを、射出成型やダイキャストなどにより回転軸23方向に離型する金型を用いて連続した部材として形成しようとすると、第2静翼19と拡径部15aとの結合部の回転軸23方向から見て陰になる部分に、台座部が形成されてしまう。この台座部は、インペラ12の回転によって発生される空気の流れを乱す。しかし、本実施形態に係る構成では、第2静翼19は、第1静翼18、外枠体15及び第1支持体16と別部材として形成されているため、第2静翼19の径方向外方側の端部を、回転軸23方向排気側から見て拡径部15aと重なる位置に設けても、第2静翼19の径方向外方側の端部には上記のような台座部が形成されず、台座部によって空気の流れが乱されることもない。これによって、空気流が台座部に衝突することによって生じる騒音及び効率の低下等を回避できる。
また、第2静翼19の径方向外方側の端部を、台座部を形成することなく、回転軸23方向排気側から見て拡径部15aに重なるように配置することができるため、ファン装置11の回転軸23方向排気側の開口部を通過する空気流に対する第1静翼18及び第2静翼19による調節性能をより向上させることができる。この場合、拡径部15aに、第2静翼19の伸延方向に沿って延び、回転軸23方向排気側に開口する溝を形成し、その溝に第2静翼19の径方向外方側の端部を嵌合させてもよい。
また、第1及び第2静翼18,19は、回転軸23方向に対して同一方向に傾斜し、インペラ12の回転によって発生された空気流を主に受ける受風面18a,19aを有している。また、インペラ12の径方向に対して垂直な第1及び第2静翼18,19の断面の形状は、翼形の断面形状(例えば、回転軸23方向排気側に向けて凹)となるように湾曲した略円弧状の断面形状)となっている。その他にも、第1及び第2静翼18,19のインペラ12の径方向に対して垂直な断面の形状は、平板状などであってもよい。さらに他の構成として、第1静翼18同士、第2静翼19同士、又は第1静翼18と第2静翼19とで、静翼の断面形状及び回転軸23に対する傾きなどが異なってもよい。
このような翼形状を有する第1静翼18及び第2静翼19により、インペラ12の回転によって発生された空気流が回転軸23に沿った流れとなるように的確かつ効率よく集風される。あるいは、第1及び第2静翼18,19によって空気流の向きを径方向内方又は径方向外方などの任意の方向に向けることができる。
なお、第1静翼18及び第2静翼19について、回転軸23方向排気側に位置する側の静翼(すなわち、ファン装置11の回転軸23方向排気側の端面に近い側にある第1静翼18又は第2静翼19)ほど、第1及び第2静翼18,19の回転軸23に対する傾きをより大きくしてもよい。例えば、図1に示す構成の場合、図3(a)及び図3(b)に示すように、第1静翼18の回転軸23と平行な直線23aに対する傾き角θ1よりも、第1静翼18より回転軸23方向排気側に配置される第2静翼19の直線23aに対する傾き角θ2の方が大きくされる。軸流ファンでは回転軸23方向排気側(下流側)にいくにつれて空気流の旋回流成分が増えるため、回転軸23方向排気側に位置する側の静翼(すなわち、ファン装置11の回転軸23方向排気側の端面に近い側にある第1静翼18又は第2静翼19)ほど、第1及び第2静翼18,19の回転軸23に対する傾きをより大きくすることにより、空気流を効率よく集風することができる。これとともに、静圧もより一層高めることができる。
ここで、第1静翼18及び第2静翼19の回転軸23に対する傾き角θ1,θ2についてより詳細に説明する。今、回転軸23の中心として回転軸23方向に延伸する仮想的な円筒を考える。その円筒で第1静翼18(又は第2静翼19)を切断したときにできる断面において、第1静翼18(又は第2静翼19)の回転軸23方向吸気側及び排気側の両端部を結ぶ直線24(又は直線25)と、回転軸23に平行な直線23aとがなす角を傾き角θ1(又は傾き角θ2)と定義する。
また上記のように第1静翼18及び第2静翼19の傾きを変化させることにより次のような効果も得られる。すなわち、ファン装置11のインペラ12の回転によって送り出される空気流の成分を考えると、回転軸23方向排気側に回転軸23に沿うように流れる軸方向成分、回転軸23方向から径方向外方に向かって流れる遠心方向成分、そして回転軸23を中心として周方向に旋回する旋回成分の主に3種類に分類することができる。これらの成分の大きさの比は、インペラ12や外枠体15の形状、又はインペラ12の回転数などによって変化する。この3種類の成分の大きさに合わせて、第1静翼18及び第2静翼19の回転軸23に対する傾き角θ1,θ2を変化させることにより、排気される空気流の静圧上昇効果及び、それに伴う集風効果を得ることができる。
例えば、図1の構成のファン装置11においては、条件によって、インペラ12の回転によって送り出される空気流が、回転軸23方向排気側にいくにつれて旋回成分が大きくなっていく場合がある。このような場合に、第1静翼18の回転軸23に対する傾き角θ1と第2静翼19の回転軸23に対する傾き角θ2との関係を、傾き角θ1よりも傾き角θ2の方を大きくすることによって、空気流の旋回成分を軸方向に沿うような流れ(軸方向成分)に変換することができる(すなわち、集風・整流することができる)。その結果、集風・整流と同時に、排気される空気流の静圧も高めることができる。
以上述べたように、上述の傾き角θ1,θ2を変化させることにより、集風だけでなく、ファン装置11から送り出される空気流の静圧や風量を任意の量に調整することができる。
また本実施形態では、第1静翼18の数と第2静翼19の数が等しく設定されているとともに、回転軸23方向から見たときに、第1静翼18と第2静翼19とが回転軸23を中心として周方向に互い違いになっている。より詳細には、第1静翼18と第2静翼19とが回転軸23を中心として周方向にほぼ等間隔で互い違いに並ぶように配置されている。なお、第1静翼18及び第2静翼19の数は同数に制限されるもではなく、第1静翼18の数と第2静翼19の数が異なった構成も採用できる。また第1及び第2静翼18,19の配置についても上記の構成に限定されるものではなく、第1静翼18のみが周方向にほぼ等間隔に配置され、第2静翼19は周方向に不等間隔に配置されてもよく、あるいは、第2静翼19のみが周方向にほぼ等間隔に配置され、第1静翼18は周方向に不等間隔に配置されてもよい。
また本実施形態では、第1静翼18と第2静翼19とが回転軸23方向について隙間をあけて配置されているが、回転軸23方向について隙間をあけずに第1静翼18と第2静翼19とを配置してもよい。例えば、全ての第1静翼18と第2静翼19とが回転軸23方向に隙間をあけて配置される構成、全ての第1静翼18と第2静翼19とが回転軸23方向に隙間をあけずに当接して配置される構成、あるいは、複数のうちのいくつかの第1静翼18と第2静翼19とが回転軸23方向に隙間をあけて配置され、残りの第1静翼18と第2静翼19とが隙間をあけずに当接して配置される構成などが採用できる。
なお、本実施形態では、第1及び第2静翼18,19が、インペラ12の回転により発生された空気の集風又は方向転換を効率よくできるようにインペラ12の回転軸23方向排気側に配置されているが、吸気する空気の整流のために、第1及び第2静翼18,19をインペラ12の回転軸23方向吸気側に配置してもよい。
モータ13は、インペラ12の内周面に取り付けられたロータマグネット31と、そのロータマグネット31との間でトルクを発生させる電機子32とを備えて構成されている。このようなモータ13は、上述のインペラ12の中央部に設けられたカップ部21内に収容されている。回路基板14は、モータ13の回転を制御するための制御回路を備えている。
以上のように、本実施形態によれば、静翼として複数の第1静翼18と、その第1静翼18の回転軸23方向吸気側又は排気側の少なくともいずれか一方(本実施形態では、第1静翼18の回転軸23方向排気側)に配置された複数の第2静翼19とが備えられている。そのため、インペラ12の回転によって発生される空気流が静翼に衝突しやすくなり、静圧の向上が図れる。また、空気流が回転軸23を中心とした周方向に隣り合う第1静翼18同士の隙間及び前記周方向に隣り合う第2静翼19同士の隙間を通過していくが、第1静翼18と第2静翼19とが回転軸23方向に段違いに配置されているため、空気流が第1及び第2静翼18,19間を通過するときのスパンが長くなり、空気流が隣り合う第1及び第2静翼18,19間の隙間を逆流しにくくなる。その結果、空気流の流路の断面積を確保して風量の低下を抑制しつつ、静圧の向上が図れる。
また、静翼として第1静翼18と第2静翼19とが備えられるため、動翼22との回転軸23方向の距離が小さい位置に配置される静翼(本実施形態では、第1静翼18)の数を減らすことができる。一般に、回転する動翼22とその動翼22の近くに配置された静翼との間を動翼22によって発生される空気流が通過するときに騒音(干渉音)が発生する。この騒音は、回転軸23方向における静翼と動翼22との間の距離(静翼と回転する動翼が近接しているときにおける、静翼の回転軸23方向吸気側の端部と動翼22の回転軸23方向排気側の端部との間の回転軸23方向の距離)が小さいほど、また動翼22の近くに配置される静翼の数が多いほど大きくなる。そのため、騒音を小さくしようとすると動翼22の近くに配置される静翼の数が少ない方がよいが、動翼22の近くに配置される静翼の数が少ないと静圧が低下しやすくなる。それ故、本実施形態では、静翼として第1静翼18と第2静翼19とを備え、動翼22との回転軸23方向の距離が小さい位置に配置される静翼(本実施形態では、第1静翼18)の数を減らすことで、動翼22と静翼との間を空気流が通過するときの騒音(干渉音)を抑制しつつ、静圧の向上が図れる。
また、静翼として第1静翼18と第2静翼19とが備えられるため、通常では金型による成型が困難な静翼の配置又は形状等であっても、複数のピースを組み合わせて静翼の複雑な配置又は形状等を実現することができ、静圧の向上及び静音化等に有利である。特に、第2静翼19が接続される第2支持体17と第1静翼18が接続される第1支持体16とを別部材として形成することにより、通常では金型による成型が困難な静翼の配置又は形状等であっても、複数のピースを組み合わせて複雑な静翼の配置又は形状等を容易に実現できる。
図4及び図5は図1のファン装置11に備えられる静翼の変形例を示す図である。なお、この図4及び図5は、ファン装置11に備えられる静翼を回転軸23を中心とした円筒で切ったときの各静翼の断面を平面的に展開して示すものであり、ファン装置11に備えられる静翼の回転軸23方向及び回転軸23を中心とした周方向に関する位置関係を示している(この点については後述の図6も同様である)。
上述の実施形態では静翼として第1静翼18と第2静翼19とを回転軸23方向について2段に配置したが、静翼を3段以上に配置してもよい。例えば、図4及び図5に示す変形例では、回転軸23方向に沿って静翼が3段に配置されている。例えば、図4及び図5の構成において、最もインペラ12寄り(回転軸23方向吸気側)の最下段の静翼が第1静翼18であり、その回転軸23方向排気側(上段側)に複数の第2静翼19が2段に配置されている。より詳細には、図4の変形例では、回転軸23方向から見たときに、最下段の第1静翼18と上段及び中段の第2静翼19が全て重なるように配置されている。また、図5の変形例では、最下段の第1静翼18と上段及び中段の第2静翼19があたかも1つの静翼を形成するかのように回転軸23方向に対して斜めに連なって配置されている。また、図5の変形例では、回転軸23方向に隣接する静翼同士(すなわち、下段の第1静翼18と中段の第2静翼19同士、及び、中段の第2静翼19と上段の第2静翼19同士)で、回転軸23方向から見て静翼の縁部が互いに重なり合うように配置されている。
このような図4及び図5の変形例では、例えば、下段の第1静翼18は、径方向の両端が上記の第1支持体16と外枠体15に接続される。また、中段の第2静翼19の径方向内方側の端部と上段の第2静翼19の径方向内方側の端部は、中段の第2静翼19用及び上段の第2静翼19用に1つずつ個別に設けられる第2支持体17に接続される。他の構成として、中段の第2静翼19の径方向内方側の端部と上段の第2静翼19の径方向内方側の端部が、1つの第2支持体17に接続されてもよい。
さらに他の変形例として、各段の静翼の翼形状(回転軸23に対する傾きも含む)、及び回転軸23方向に隣接する各段の静翼同士の回転軸23方向から見たときの重なり方などが段ごとに異なっていてもよい。例えば、上段の第2静翼19と下段の第1静翼18だけが回転軸23方向から見て重なり合った構成(この場合、中段の第2静翼19は上段の第2静翼19及び下段の第1静翼18とは重ならない)、及び、中段の第2静翼19と下段の第1静翼18だけが回転軸23方向から見て重なり合った構成(この場合、上段の第2静翼19は中段の第2静翼19及び下段の第1静翼18とは重ならない)など、種々のバリエーションが採用できる。
また上述の第1実施形態では、第1静翼18と第2静翼19とを回転軸23方向にずらして配置した。この点に関する変形例として、例えば図6に示すように、第1静翼18と第2静翼19とを回転軸23方向の吸気側及び排気側から組み合わせることにより、第1静翼18と第2静翼19とを回転軸23方向におけるほぼ同じ位置に配置してもよい。この場合は、第1静翼18及び第2静翼19によって回転軸23を中心した周方向に並ぶ一連の静翼群が構成される。
[第2実施形態]
図7は本発明の第2実施形態に係るファン装置41の断面図であり、図8はそのファン装置41に備えられる静翼の構成を示す図であり、図9はそのファン装置41に備えられる静翼及び支持体の構成を示す斜視図であり、図10は図9に示す構成の分解斜視図である。なお図9及び図10では、図7に示す構成から外枠体15、及び後述の第1支持体44におけるモータ13及び回路基板14等を支持する部分が省略して示されている。
図7は本発明の第2実施形態に係るファン装置41の断面図であり、図8はそのファン装置41に備えられる静翼の構成を示す図であり、図9はそのファン装置41に備えられる静翼及び支持体の構成を示す斜視図であり、図10は図9に示す構成の分解斜視図である。なお図9及び図10では、図7に示す構成から外枠体15、及び後述の第1支持体44におけるモータ13及び回路基板14等を支持する部分が省略して示されている。
図8及び後述の図11及び図12は、前述の図4及び図5と同様に、ファン装置41に備えられる静翼を回転軸23を中心とした円筒で切ったときの各静翼の断面を平面的に展開して示すものであり、ファン装置41に備えられる静翼の回転軸23方向及び回転軸23を中心とした周方向に関する位置関係を示している。また、本実施形態に係るファン装置41が上述の第1実施形態に係るファン装置11と実質的に異なる点は静翼及びその関連部分のみであり、互いに対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係るファン装置41では、図7ないし図10に示すように、複数の第1静翼42の回転軸23方向吸気側又は排気側の少なくとも一方(本実施形態では、排気側)に第1静翼42と同数の第2静翼43が回転軸23方向に1対1に対応して隣接して設けられている。
また、第1及び第2静翼42,43は、回転軸23方向に対して同一方向に傾斜し、インペラ12の回転によって発生された空気流を主に受ける受風面42a,43aを有している。また、インペラ12の径方向に対して垂直な第1及び第2静翼42,43の断面の形状は、翼形の断面形状(例えば、回転軸23方向排気側に向けて凹)となるように湾曲した略円弧状の断面形状)となっている。その他にも、第1及び第2静翼42,43のインペラ12の径方向に対して垂直な断面の形状は、平板状などであってもよい。また本実施形態では、第1及び第2静翼42,43がインペラ12の回転軸23方向排気側に配置されているが、第1及び第2静翼42,43をインペラ12の回転軸23方向吸気側に配置してもよい。
また本実施形態では、回転軸23方向に隣接する各第1静翼42と各第2静翼43とがそれぞれ組み合わされて複数の組合せ静翼46が構成されている。組合せ静翼46は、回転軸23方向に対して傾斜するとともに、インペラ12の回転によって発生された空気流を主に受ける受風面46aを有している。また、回転軸23を中心とした周方向に隣接する組合せ静翼46同士は、図8中の補助線47により示すように、回転軸23方向から見たときに組合せ静翼46の一部(例えば、周方向の縁部)が互いに重なっている。なお、本実施形態では前記周方向に隣り合う組合せ静翼46同士が回転軸23方向から見て部分的に互いに重なり合うようにしたが、必ずしも重なり合っていなくてもよい。例えば、回転軸23方向から見たときに、全ての組合せ静翼46が互いに重ならない構成、及び複数のうちのいくつかの組合せ静翼46のみが互いに重なり合う構成などが採用できる。
また本実施形態では、組合せ静翼46を構成する第1静翼42と第2静翼43とが回転軸23方向に密着した状態で隣接して配置されている。
また本実施形態では、第1静翼42の径方向の両端がモータ13及び回路基板14を支持する第1支持体44と外枠体15とに接続されている。第1支持体44の回転軸23方向排気側には、第2支持体45が配置されており、第2静翼43の径方向内方側の端部が第2支持体45に接続される。
本実施形態においても、外枠体15、第1支持体44及び第1静翼42が射出成型又はダイキャストにより連続した部材として形成され、第2支持体45と第2静翼43が射出成型又はダイキャストにより連続した部材として形成されている。材料として射出成型の場合は樹脂材料等が用いられ、ダイキャストの場合はアルミニウム(アルミニウム合金を含む)等が用いられる。
以上のような構成により、本実施形態においても、上述の第1実施形態とほぼ同様な効果が得られる。特に本実施形態では、第1静翼42と第2静翼43とが組み合わされることによって組合せ静翼46が構成されるため、通常では金型による成型が困難な静翼の形状であっても、複数のピースを組み合わせて複雑な形状の静翼を形成することができ、静圧の向上及び静音化等により有利である。
本実施形態では、すべての第1静翼42とすべての第2静翼43とがそれぞれ組み合わされて組合せ静翼46を構成するようにしたが、複数の第1静翼42のうちの少なくとも1つと複数の第2の静翼43のうちの少なくとも1つが組み合わされて組合せ静翼46を構成すればよい。
また本実施形態では、組合せ静翼46を構成する第1静翼42と第2静翼43とが回転軸23方向に密着した状態で配置されているが、図11に示すように、組合せ静翼46を構成する第1静翼42と第2静翼43とが回転軸23方向に隙間48を介して隣接した状態で配置されてもよい。あるいは、複数のうちのいくつかの第1静翼42と第2静翼43とが回転軸23方向に隙間をあけて配置され、残りの第1静翼42と第2静翼43とが回転軸23方向に隙間をあけずに当接して配置される構成などが採用できる。
また本実施形態では、組合せ静翼46を2つのピース(第1静翼42及び第2静翼43)を組み合わせて構成したが、3つ以上のピースを組み合わせて組合せ静翼46を構成してもよい。例えば、図12に示すように、1つの第1静翼42とその第1静翼42の回転軸23方向吸気側及び排気側に配置された2つの第2静翼43を組み合わせて組合せ静翼46を構成してもよい。また、図12に示すように組合せ静翼46の形状が組合せ静翼46ごとに異なっていてもよい。
また本実施形態では、複数の第2静翼43を第2支持体45に結合した構成を採用したが、第2支持体45は必須のものではなく省略してもよい。例えば、第2支持体45を省略し、第2静翼43を第1支持体44に固定し、第1静翼42と第2静翼43とから組合せ静翼46を構成してもよく、あるいは、第2静翼43を第1静翼42に固定して第1静翼42と第2静翼43とから組合せ静翼46を構成してもよい。
11 ファン装置、12 インペラ、13 モータ、14 回路基板、15 外枠体、16 第1支持体、17 第2支持体、18 第1静翼、18a 受風面、19 第2静翼、19a 受風面、21 カップ部、22 動翼、23 回転軸、31 ロータマグネット、32 電機子、41 ファン装置、42 第1静翼、42a 受風面、43 第2静翼、43a 受風面、44 第1支持体、45 第2支持体、46 組合せ静翼、46a 受風面。
Claims (15)
- ファン装置であって、
回転することで回転軸方向の一方から吸気され、該回転軸方向の他方に排気される空気の流れをつくる複数の動翼を有するインペラと、
前記インペラを駆動するモータと、
前記インペラを収容する外枠体と、
前記外枠体内に設けられ前記モータを支持する第1支持体と、
前記第1支持体に接続されるとともに前記回転軸方向に対して傾斜する受風面を有する複数の第1静翼と、
前記第1静翼の前記回転軸方向吸気側又は排気側の少なくともいずれか一方に配置され、前記回転軸方向に対して傾斜する受風面を有する複数の第2静翼と、
を備えることを特徴とするファン装置。 - 請求項1に記載のファン装置において、
前記回転軸方向に沿って前記第1支持体と隣接するとともに前記第2静翼が接続される第2支持体をさらに備えることを特徴とするファン装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のファン装置において、
前記回転軸方向から見たときに、少なくとも1つの前記第1静翼が、少なくとも1つの前記第2静翼の少なくとも一部と重なることを特徴とするファン装置。 - 請求項3に記載のファン装置において、
前記回転軸方向から見たときに、前記第1静翼と前記第2静翼が全て重なることを特徴とするファン装置。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のファン装置において、
前記回転軸方向から見たときに、前記第1静翼と前記第2静翼とが前記回転軸を中心として周方向に互い違いになっていることを特徴とするファン装置。 - 請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のファン装置において、
前記第1静翼の数と前記第2静翼の数が等しいことを特徴とするファン装置。 - 請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のファン装置において、
前記第1静翼と前記第2静翼が前記回転軸方向に沿って隙間を介して隣接することを特徴とするファン装置。 - 請求項1ないし請求項7のいずれかに記載のファン装置において、
前記第1静翼が有する前記受風面と前記第2静翼が有する前記受風面とが、前記回転軸方向に対して同方向に傾斜していることを特徴とするファン装置。 - 請求項1ないし請求項8のいずれかに記載のファン装置において、
前記外枠体、前記第1支持体、及び前記第1静翼が射出成型又はダイキャストにより連続した部材として形成されることを特徴とするファン装置。 - ファン装置であって、
回転することで回転軸方向の一方から吸気され、該回転軸方向の他方に排気される空気の流れをつくる複数の動翼を有するインペラと、
前記インペラを駆動するモータと、
前記インペラを収容する外枠体と、
前記外枠体内に設けられ前記モータを支持する第1支持体と、
前記第1支持体に接続されるとともに前記回転軸方向に対して傾斜する受風面を有する複数の第1静翼と、
前記第1静翼の前記回転軸方向吸気側又は排気側の少なくともいずれか一方に配置され、前記回転軸方向に対して傾斜する受風面を有する複数の第2静翼と、
を備え、
前記複数の第2静翼のうちの少なくとも1つが、少なくとも1つの前記第1静翼と組み合わさることによって、前記回転軸方向に対して傾斜する受風面を有する組合せ静翼を構成することを特徴とするファン装置。 - 請求項10に記載のファン装置において、
前記中心軸方向に沿って前記第1支持体と隣接するとともに前記第2静翼が接続される第2支持体をさらに備えることを特徴とするファン装置。 - 請求項10又は請求項11に記載のファン装置において、
少なくとも1つの前記組合せ静翼は、隣り合う前記第1静翼、前記第2静翼、又は前記組合せ静翼の少なくともいずれか1つと、少なくとも一部が重なっていることを特徴とするファン装置。 - 請求項10ないし請求項12のいずれかに記載のファン装置において、
前記第1静翼と前記第2静翼が同数であることを特徴とするファン装置。 - 請求項10ないし請求項13のいずれかに記載のファン装置において、
前記第1静翼と前記第2静翼が前記回転軸方向に沿って隙間を介して隣接することを特徴とするファン装置。 - 請求項10ないし請求項14のいずれかに記載のファン装置において、
前記外枠体、前記第1支持体、及び前記第1静翼が射出成型又はダイキャストにより連続した部材として形成されることを特徴とするファン装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008037087A JP2009197593A (ja) | 2008-02-19 | 2008-02-19 | ファン装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2008037087A JP2009197593A (ja) | 2008-02-19 | 2008-02-19 | ファン装置 |
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JP2008037087A Withdrawn JP2009197593A (ja) | 2008-02-19 | 2008-02-19 | ファン装置 |
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JP (1) | JP2009197593A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016199195A1 (ja) * | 2015-06-08 | 2016-12-15 | 三菱電機株式会社 | 軸流送風機 |
CN106678074A (zh) * | 2017-02-22 | 2017-05-17 | 宁波高泰电器有限公司 | 风叶及其应用的涵道送风装置 |
EP4276314A1 (de) * | 2022-05-12 | 2023-11-15 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Lüftermodul für einen wärmetauscher für einen antrieb eines kraftfahrzeugs |
-
2008
- 2008-02-19 JP JP2008037087A patent/JP2009197593A/ja not_active Withdrawn
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