JP2011021536A - 遠心ファン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】遠心ファンは、インペラの最大径が描く仮想円をQとし、仮想円Qとの接線のうち、ハウジングの排気口を構成する辺と平行な直線をTとし、接線Tと仮想円Qとの接点をPとし、接点Pと排気口を構成する辺との最短距離をaとし、排気口と向かい合う外壁3223を構成する辺と内周壁が形成する曲線との最短距離をbとする。このとき、a<bの関係が成り立つ。
【選択図】図3
Description
<全体の構成>
図1および図2に示すように遠心ファン1は、インペラ213と、所定の中心軸Oを中心に回転するモータ部2と、モータ部2を収容するハウジング3と、を備える。このハウジング3は、略正方形のカバー31とベース33を有する略直方体をしており、一側面には開口34が形成される。この開口34は、後述するように、遠心ファン1の排気口となるため、以下、「排気口34」という。ハウジング3の上面(カバー31)にも、カバー開口311が設けられる。カバー開口311は、遠心ファン1の吸気口となる。
図2に示すように、モータ部2は、回転体であるロータ部21と、固定体であるステータ部22と、を有する。ロータ部21は、軸受機構23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、ハブ211と、インペラ213と、を有する。ハブ211は、中心軸Oを中心とする略有蓋円筒状であり、ステータ部22側に(図2中の下方)に向かって開口している。インペラ213は、インペラカップ215の外周面に配列された複数の翼214を有している。インペラカップ215は、中心軸Oを中心とする略円筒状をしている。本発明は小型遠心ファンに関するものであり、ハブ211の直径は20mm以下とするのが好ましい。ハブ211は、インペラカップ215の内部に挿入されて固定される。複数の翼214は、ハブ211の外側にて中心軸Oを中心として環状に配列される。なお、本軸受機構23は、すべり軸受を用いている。
図1に示すように、ハウジング3の外形は、中心軸方向Oの上側から見ると、略正方形となっている。ハウジング3は、上面を形成するカバー31と、下面を形成するベース33と、側壁部32と、排気口34と、から構成される。側壁部32は、カバー31とベース33とをつなぎ、翼214の先端、すなわちインペラ213の最大径をつなぐ仮想円Qの外周と径方向に対向している。
次に図4に基づき、流路について説明する。ハウジング3の側面の一つには、排気口34が形成されている。ハウジング3の内部には、風洞35が形成される。風洞35は、軸方向上側をカバー31によって、下側をベース33によって、径方向をインペラカップ215の外周と側壁部の内周壁321によって、囲われた空間である。また、この風洞35は、中心軸Oを中心とする略渦巻き形状をしており、排気口34に向かうエアの流路となる。さらに、風洞35の幅は、インペラ中心軸Oから内周壁321までの距離が、舌部37側から下流側にかけて漸次増大する。なお、この風洞35は、インペラ中心軸Oから内周壁321までの距離が、舌部37側から下流側にかけて一定でもよい。
図4に示すように、制御回路部は、回路基板4と、複数の電子部品48(481,482,483)と、端子部49と、を備える。複数の電子部品48は、回路基板4上に実装され、電機子223への通電を制御する。端子部49は、複数の電子部品48を配線パターンでつなぎ、外部電源等に接続する導線を半田付けする。また、複数の電子部品48は、少なくともコンデンサ、ホール素子、抵抗、トランジスタ、IC等の体積の大きな素子を含んでいる。
図4に示すように、回路基板4は、回路基板固定孔41と、ハブ対応部42と、風洞対応部43と、風洞部外領域対応部44と、を有する。回路基板固定孔41は、軸受ハウジング221を固定する。ハブ対応部42は、回転するハブ211の開口と対向するベース33のハブ配置部332上と対応する部位である。風洞対応部43は、ハブ対応部42から径方向に延び、風洞部外領域対応部44につながる。風洞部外領域対応部44は、ベース33の風洞部外領域334の風洞部外上流領域3342上に位置する。風洞部外領域対応部44は、内周壁321と、ハウジング3の外壁322と、で囲われる領域に形成される。風洞部外領域対応部44は、さらに周方向に広がる風洞部外領域延設部45を有する。
図3に示すように、本実施形態に係るハウジング3の外形は、中心軸方向Oの上側から見ると、略正方形となっている。その中心の点を、ハウジング中心点Cとする。インペラの翼が回転して描かれる仮想円Qの接線のうち、ハウジング3の排気口側の外壁3221がなす辺と平行な接線をTとする。そして、接線Tと仮想円Qとの接点をPとする。接線Tとハウジング3の舌部37側の外壁3222がなす辺との交点をIとする。
図6は、本発明の第2の実施形態に係るベース33aおよび回路基板4aを示す平面図である。遠心ファン1aの構造は、第1の実施形態とほぼ同様であり、回路基板4aの形状が異なっている。他の構成要素については、第1の実施形態と同様の符号を付している。
2 モータ部
211 ハブ
3 ハウジング
31 カバー
32 側壁部
321 内周壁
322 外壁
3221 排気口側の外壁
3222 舌部側の外壁
3223 排気口と向かい合う外壁
3224 舌部と向かい合う外壁
33 ベース
331 固定孔
332 ハブ配置部
333 風洞形成部
334 風洞部外領域
3341 風洞部外舌部領域
3342 風洞部外上流領域
3343 風洞部外中流領域
3344 風洞部外下流領域
34 排気口
35 風洞
4 回路基板
41 固定孔
42 ハブ対応部
43 風洞対応部
44 風洞部外領域対応部
45 風洞部外領域延設部
48 電子部品
49 端子部
Claims (5)
- 中心軸を中心とする有蓋略円筒状のハブと、
前記ハブの外側に周方向に配列されるインペラと、
前記ハブの内側に取り付けられるマグネットと、
前記マグネットと径方向に対向する電機子と、
前記中心軸を中心に前記電機子に対して前記ハブを回転可能に支持する軸受機構と、
前記軸受機構を保持する軸受ハウジングと、
前記軸受ハウジングの下端部を支持するベースと、
前記インペラを径方向外方から囲む内周壁を有し、排気口を形成する側壁と、
前記側壁の中心軸方向上側に位置するとともに、吸気口が設けられたカバーと、
前記ベースと、前記側壁と、前記カバーとを備える略正方形のハウジングと、
前記ベースの上面に配置される回路基板と、
前記回路基板上に形成され、電子部品で構成される制御回路部と、
を備え、
前記インペラの最大径が描く仮想円をQとし、
前記仮想円Qとの接線のうち、前記ハウジングの排気口を構成する辺と平行な直線をTとし、
前記接線Tと前記仮想円Qとの接点をPとし、
前記接点Pと前記排気口を構成する辺との最短距離をaとし、
前記排気口と向かい合う前記側壁を構成する辺と前記内周壁が形成する曲線との最短距離をbとしたとき、
a<bの関係が成り立つ、
遠心ファン。 - 請求項1に記載の遠心ファンにおいて、
前記ハウジングの中心点をCとし、
前記接線Tと前記ハウジングの舌部側の前記側壁がなす辺との交点をIとしたとき、
前記中心点Cと前記接点Pと前記交点Iとで囲われ、前記中心点Cを除く領域に、前記中心軸Oが存在している、
遠心ファン。 - 請求項1または2に記載の遠心ファンにおいて、
前記ベースは、前記側壁と前記内周壁に囲まれる風洞部外領域を有し、
前記風洞部外領域は、前記中心軸Oを中心として、前記舌部付近から前記排気口まで前記インペラの回転方向に沿って、風洞部外舌部領域、風洞部外上流領域、風洞部外中流領域、風洞部外下流領域からなり、
前記回路基板は、前記中心軸方向において前記ハブの下方に位置するハブ対応部と、前記風洞部外上流領域の上方に位置する風洞部外上流領域対応部と、を備える、
遠心ファン。 - 請求項1または2に記載の遠心ファンにおいて、
前記ベースは、前記側壁と前記内周壁に囲まれる風洞部外領域を有し、
前記風洞部外領域は、前記中心軸Oを中心として、前記舌部付近から前記排気口まで前記インペラの回転方向に沿って、風洞部外舌部領域、風洞部外上流領域、風洞部外中流領域、風洞部外下流領域からなり、
前記回路基板は、前記中心軸方向において前記ハブの下方に位置するハブ対応部と、前記風洞部外中流領域の上方に位置する風洞部外中流領域対応部と、を備える、
遠心ファン。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の遠心ファンにおいて、
前記ハブの直径が20mm以下である、
遠心ファン。
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