JP2009197593A

JP2009197593A - ファン装置

Info

Publication number: JP2009197593A
Application number: JP2008037087A
Authority: JP
Inventors: Hirosuke Yoshida; 裕亮吉田; Takahiro Kikuichi; 貴宏菊一
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2008-02-19
Filing date: 2008-02-19
Publication date: 2009-09-03

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

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、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。

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。

本発明の第１実施形態に係るファン装置の断面図である。図１のファン装置の平面図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）は図１のファン装置に備えられる静翼の変形例を示す図である。図１のファン装置に備えられる静翼の変形例を示す図である。図１のファン装置に備えられる静翼の変形例を示す図である。図１のファン装置に備えられる静翼の変形例を示す図である。本発明の第２実施形態に係るファン装置の断面図である。図７のファン装置に備えられる静翼の構成を示す図である。図７のファン装置に備えられる静翼及び支持体の構成を示す斜視図である。図９に示す構成の分解斜視図である。図７のファン装置に備えられる静翼の変形例を示す斜視図である。図７のファン装置に備えられる静翼の変形例を示す斜視図である。

符号の説明

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

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。