JP2008261280A - 軸流ファン - Google Patents

Abstract

【課題】静翼を有する軸流ファンの静圧−風量特性を向上する。
【解決手段】軸流ファンは、モータ部のベース部２２１１に接続される内側静翼２４１、ハウジング２３の内側面２３１に接続される外側静翼２４３、および、内側静翼２４１と外側静翼２４３とを連結する環状の連結部２４２を有する。外側静翼２４３の翼幅は内側静翼２４１の翼幅より大きくされ、外側静翼２４３の中心軸Ｊ１方向に対する傾きは、内側静翼２４１の傾きと等しくされる。これにより、中心軸Ｊ１から離れた領域において外側静翼２４３により気流の周方向に旋回する成分が効率よく中心軸Ｊ１方向の成分に変換され、中心軸Ｊ１に近い領域では、エアの流量が少なくても気流が受ける抵抗の影響が小さくなる。その結果、外側静翼２４３で十分な集風効果を得るとともに、内側静翼２４１での気流の妨げが抑制され、軸流ファンの静圧−風量特性を向上することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の静翼を備える軸流ファンに関する。

従来より、様々な電子機器の筐体内部に電子部品を冷却するための冷却ファンが設けられており、多くの場合、冷却ファンとして軸流ファンが利用される。軸流ファンでは、筒状のハウジング内においてモータが複数のリブによりハウジングの内側面に接続されており、モータが回転することにより中心軸方向のエアの流れが発生する。また、近年、電子機器の小型化に伴い、電子機器内で発生する熱が増加する傾向にあり、熱による電子機器への影響を避けるためにリブを板状または翼形状の静翼として集風することにより気流の静圧を増大する軸流ファンも利用されている。

さらに、板状のリブや静翼を有する軸流ファンでは、リブや静翼を横切って連結する環状の部位が設けられるものもあり、例えば、特許文献１の図７では、框体内部において、傾斜した板状の複数のリブ（これらのリブは整流を目的としており、集風を行う静翼ではない。）、および、複数のリブを横切って連絡する気流導引リングが設けられた放熱ファンが開示されている。この気流導引リングは、框体の風進入口側から風排出口側に向かって内径が小さくなるように傾斜しており、放熱ファンから排出される気流の風圧を増大する。また、特許文献２では、電子素子に気流を吹き付けて電子素子の放熱を行う際に、モータステータの周囲に配置される複数の導流羽根上に環形部が形成されることにより、電子素子から押し返された気流による渦流が流動する面積を少なくする技術が開示されている。

一方、特許文献３では、ベースとケーシングとの間に配置されるリブは、ケーシング内のベースから径方向外方に伸びる第１の径方向案内部、第１の径方向案内部の端部から周方向に伸びる周方向案内部、および、周方向案内部の端部から径方向外方に伸びてケーシングの内側面に接続される第２の径方向案内部を備えるジグザグ状であり、周方向案内部により、第１の径方向案内部を通過する気流と、第２の径方向案内部を通過する気流との間の干渉が低減される。特許文献４では、軸流形ファンの動翼の下流側の案内羽根は、複数の案内羽根の素材が形成された帯状薄板を円筒状に曲げたものが同心多層状に重ねられたものとなっており、複数の帯状薄板が案内羽根を仕切っていることにより、案内羽根の下流側に生じる流れの剥離が広がることを防止する技術が開示されている。
特開２００５−７６５９０号公報 実用新案登録第３１０３８０７号公報 米国特許出願公開第２００５／００２５６２０号明細書 特公昭５６−４１８４０号公報

静翼は、インペラにより発生する気流を集風して、気流の周方向に旋回する成分を軸方向の成分に変換する機能を有している。ところが、エアの流量はインペラの動翼の付け根に近い領域では少なく、動翼の外縁に近い領域では多いため、中心軸から離れた領域では静翼の集風機能が十分には発揮されず、逆に、中心軸に近い領域では静翼によりエアの流れが妨げられることとなる。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ハウジングの内側にて、中心軸から離れた領域において十分に集風を行うとともに、中心軸に近い領域においてエアの流れが妨げられることを抑制して、静圧−風量特性を向上することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、軸流ファンであって、所定の中心軸を中心として放射状に配置された複数の翼を有するインペラと、ロータ部に取り付けられた前記インペラを前記中心軸を中心として回転することにより、前記中心軸方向の気流を発生するモータ部と、前記インペラの外周を囲む筒状のハウジングと、前記ハウジングとステータ部とを接続して前記モータ部を支持するモータ支持部とを備え、前記モータ支持部が、前記中心軸から離れる方向へと前記ステータ部から放射状に伸びる複数の内側静翼と、前記ハウジングから前記中心軸に向かって伸びるとともに、翼エッジ間の距離である翼幅が前記複数の内側静翼の翼幅以上であり、かつ、前記中心軸に平行な方向に対する傾きが前記複数の内側静翼の傾きよりも小さい、または、翼幅が前記複数の内側静翼の翼幅よりも大きく、かつ、前記中心軸に平行な方向に対する傾きが前記複数の内側静翼の傾き以下である複数の外側静翼と、前記中心軸を中心として周方向へと伸びるとともに前記複数の内側静翼の端部と前記複数の外側静翼の端部とを連結する連結部とを備える。

請求項２に記載の発明は、軸流ファンであって、所定の中心軸を中心として放射状に配置された複数の翼を有するインペラと、ロータ部に取り付けられた前記インペラを前記中心軸を中心として回転することにより、前記中心軸方向の気流を発生するモータ部と、前記インペラの外周を囲む筒状のハウジングと、前記ハウジングとステータ部とを接続して前記モータ部を支持するモータ支持部とを備え、前記モータ支持部が、前記中心軸から離れる方向へと前記ステータ部から放射状に伸びる複数の内側静翼と、前記ハウジングから前記中心軸に向かって伸びるとともに、翼エッジ間の距離である翼幅が前記複数の内側静翼の翼幅以上であり、かつ、前記中心軸に平行な方向に対する傾きが前記複数の内側静翼の傾き以下であり、翼数が前記複数の内側静翼の数よりも多い複数の外側静翼と、前記中心軸を中心として周方向へと伸びるとともに前記複数の内側静翼の端部と前記複数の外側静翼の端部とを連結する連結部とを備える。

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であって、前記複数の内側静翼および前記複数の外側静翼の周方向における位置が互いに異なる。

請求項４に記載の発明は、軸流ファンであって、所定の中心軸を中心として放射状に配置された複数の翼を有するインペラと、ロータ部に取り付けられた前記インペラを前記中心軸を中心として回転することにより、前記中心軸方向の気流を発生するモータ部と、前記インペラの外周を囲む筒状のハウジングと、前記ハウジングとステータ部とを接続して前記モータ部を支持するモータ支持部とを備え、前記モータ支持部が、前記中心軸から離れる方向へと前記ステータ部から放射状に伸びる棒状の複数の内側リブと、前記ハウジングから前記中心軸に向かって伸びる複数の外側静翼と、前記中心軸を中心として周方向へと伸びるとともに前記複数の内側リブの端部と前記複数の外側静翼の端部とを連結する連結部とを備える。

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であって、前記連結部が、前記中心軸を中心とする環状である。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の軸流ファンであって、前記連結部が、気流の方向に沿って漸次前記中心軸に近づくように傾斜する帯状である。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の軸流ファンであって、前記連結部の断面が、翼形状である。

請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の軸流ファンであって、前記モータ支持部が樹脂の射出成形により前記ハウジングと共に形成されている。

本発明によれば、外側静翼で十分な集風効果を得るとともに、内側静翼（または、内側リブ）での気流の妨げを抑制することにより、静圧−風量特性を向上することができる。請求項３の発明では、内側静翼と外側静翼との間における気流の干渉が抑制され、騒音を低減することができる。請求項５の発明では、モータ支持部の強度を向上することができ、請求項６の発明では、モータ支持部による集風効果を向上することができる。請求項７の発明では、騒音を低減しつつ集風効果を向上することができる。請求項８の発明では、モータ部を支持する構造を容易に製造することができる。

図１は本発明の第１の実施の形態に係る軸流ファン１を中心軸Ｊ１を含む平面で切断した縦断面図である。軸流ファン１は、例えば、サーバ等の電子機器を空冷するための冷却ファンとして用いられ、図１中の上側からエアが取り込まれ、下側へと送出されて中心軸Ｊ１方向のエアの流れが発生する。以下の説明では、中心軸Ｊ１方向において、エアが取り込まれる図１中の上側を「吸気側」または単に「上側」と呼び、エアが送出される図１中の下側を「排気側」または単に「下側」と呼ぶ。「上側」および「下側」という表現は必ずしも重力方向に対する上側および下側と一致する必要はない。

軸流ファン１は、中心軸Ｊ１を中心として放射状に等ピッチにて配置された複数の翼２１１を有するインペラ２１、インペラ２１を中心軸Ｊ１を中心として回転することにより中心軸Ｊ１方向の気流を発生するモータ部２２、インペラ２１の外周を囲む筒状のハウジング２３、および、排気側においてハウジング２３と後述するモータ部２２のステータ部２２１とを接続して、モータ部２２を支持するモータ支持部２４を備える。軸流ファン１では、ハウジング２３の内側において、インペラ２１、モータ部２２およびモータ支持部２４が配置される。なお、図１では、図示の都合上、インペラ２１の翼２１１およびモータ支持部２４の概略形状を中心軸Ｊ１の左右に示し、各構成要素の断面のうち細部のものに対する平行斜線の図示を省略している。他の実施の形態の同様の図においても同様に示している。

インペラ２１は、モータ部２２の外側を覆う略有蓋円筒状のカップ２１２、および、カップ２１２の外側面に既述の複数の翼２１１を備えており、カップ２１２は樹脂の射出成形により翼２１１と共に形成される。

モータ部２２は、固定組立体であるステータ部２２１、および、回転組立体であるロータ部２２２を備える。ロータ部２２２は、中心軸Ｊ１を中心とする略有蓋円筒状の磁性体でありカップ２１２に嵌入される金属製のヨーク２２２１、ヨーク２２２１の内側面に固定された略円筒状の界磁用磁石２２２２、および、ヨーク２２２１の蓋部中央から下向きに突出するシャフト２２２３を備える。

ステータ部２２１は、中央に開口を有するベース部２２１１、ベース部２２１１の中央から上側に突出する略円筒状の軸受保持部２２１２、軸受保持部２２１２の外周に取り付けられた電機子２２１３、および、電機子２２１３の下側に取り付けられる略円環板状の回路基板２２１４を備える。ベース部２２１１はモータ支持部２４を介してハウジング２３の略円筒状の内側面２３１に固定されるとともにステータ部２２１の各部を保持する。回路基板２２１４は、電機子２２１３に電気的に接続されるとともに複数のリード線を束ねたリード線群を介して軸流ファン１の外部に設けられた外部電源に接続され、電機子２２１３の制御を行う。なお、図１ではリード線群の図示を省略している。電機子２２１３は、界磁用磁石２２２２と径方向にて対向し、回路基板２２１４を介して駆動電流が供給されることにより電機子２２１３と界磁用磁石２２２２との間で中心軸Ｊ１を中心とするトルクが発生する。軸受保持部２２１２の内側には、軸受機構である玉軸受２２１５，２２１６が中心軸Ｊ１方向の上部および下部に設けられ、軸受保持部２２１２に挿入されたシャフト２２２３が、玉軸受２２１５，２２１６により回転可能に支持される。

軸流ファン１が駆動される際には、ロータ部２２２に取り付けられたインペラ２１の複数の翼２１１が中心軸Ｊ１を中心として回転し、ロータ部２２２側からステータ部２２１側に向かうエアの流れが発生する。

図２は、軸流ファン１を排気側から見た底面図である。図１および図２に示すように、モータ支持部２４は、ベース部２２１１に接続される８枚の内側静翼２４１、ハウジング２３に接続される８枚の外側静翼２４３、および、ベース部２２１１（ステータ部２２１）とハウジング２３との間において中心軸Ｊ１を中心として周方向へと伸びる環状の連結部２４２を備える。連結部２４２により、内側静翼２４１の（径方向外側の）端部と外側静翼２４３の（径方向内側の）端部とが連結され、モータ支持部２４は樹脂の射出成形（アルミダイキャスト等の他の成形方法でもよい。）により、ハウジング２３およびベース部２２１１と共に形成されている。

連結部２４２の内側面２４２１は中心軸Ｊ１へと向かう法線がステータ部２２１よりもロータ部２２２側へと傾斜しており、連結部２４２は、吸気側から排気側（図１における上側から下側）に向かって、径が漸次減少する帯状となっている。換言すれば、連結部２４２は、気流の方向（図１における上側から下側に向かう方向）に沿って、漸次中心軸Ｊ１に近づくように傾斜する帯状とされる。また、連結部２４２の中心軸Ｊ１方向の高さは外側静翼２４３の中心軸Ｊ１方向の高さに等しくされ、これにより、外側静翼のエッジ２４３１，２４３２が中心軸Ｊ１の吸気側および排気側にそれぞれ突出して気流が乱れてしまうことが抑制され、騒音が低減される。

内側静翼２４１は、中心軸Ｊ１から離れる方向へとベース部２２１１から放射状に伸びており、内側静翼２４１のベース部２２１１に接続される端部とは反対側の端部が連結部２４２の内側面２４２１に接続される。外側静翼２４３は、ハウジング２３の内側面２３１から中心軸Ｊ１に向かって伸びており、外側静翼２４３のハウジング２３の内側面２３１に接続される端部とは反対側の端部が連結部２４２の外側面２４２２に接続される。連結部２４２の位置において、外側静翼２４３および内側静翼２４１の周方向の位置は一致している。

図３は、外側静翼２４３を外側静翼２４３が伸びる方向に垂直な平面で切断した断面図であり、外側静翼２４３と共に、断面において外側静翼２４３の上側エッジ２４３１と下側エッジ２４３２とを通る直線９１、および、中心軸Ｊ１に平行な直線９２を示している。図４は、内側静翼２４１を内側静翼２４１が伸びる方向に垂直な平面で切断した断面図であり、内側静翼２４１と共に、内側静翼２４１の上側エッジ２４１１と下側エッジ２４１２とを通る直線９３、および、中心軸Ｊ１に平行な直線９４を示している。図３および図４に示すように、内側静翼２４１および外側静翼２４３は、両側の翼エッジ（上側エッジおよび下側エッジ）近傍において中央部よりも厚さが減少するとともに集風効果を効率よく得るように両翼エッジの間において湾曲する（さらには、図２に示すように径方向外方に向かってインペラ２１の回転方向とは逆の方向に湾曲する）翼形状となっている。

図３に示す直線９１と直線９２との間のなす角θ１と、図４に示す直線９３と直線９４との間のなす角θ２とは等しく、換言すれば、外側静翼２４３の両翼エッジである上側エッジ２４３１と下側エッジ２４３２とを最短距離にて結ぶ任意の直線の傾き（すなわち、外側静翼２４３の中心軸Ｊ１に平行な方向に対する傾きであり、以下、単に「傾き」ともいう。）と、内側静翼２４１の両翼エッジである上側エッジ２４１１と下側エッジ２４１２とを最短距離にて結ぶ任意の直線の傾き（すなわち、内側静翼２４１の中心軸Ｊ１に平行な方向に対する傾きであり、以下、単に「傾き」ともいう。）とが等しくされる。もちろん、これらの傾きは翼の伸びる方向において厳密に一定とされる必要はなく、およそ一定とされるのみでよい。

また、図１ないし図４に示すように、外側静翼２４３は内側静翼２４１よりも大きく、外側静翼２４３の両翼エッジ２４３１，２４３２間の距離Ｌ１である外側静翼２４３の翼幅は、内側静翼２４１の両翼エッジ２４１１，２４１２間の距離Ｌ２である内側静翼２４１の翼幅よりも大きい。

インペラ２１の翼２１１の移動速度は翼２１１の外縁近傍で最も大きく、多くのエアの流れが発生し、かつ、外側静翼２４３の翼幅が大きいため、中心軸Ｊ１から離れた領域では、気流の周方向に旋回する成分の多くが中心軸Ｊ１方向の成分に変換される。これにより、気流が整えられ、排出される気流が径方向外方へと拡散することが防止される。中心軸Ｊ１に近い領域では、内側静翼２４１の翼幅が小さいため、エアの流量が少なくても気流が受ける抵抗の影響が小さくなる。

以上、第１の実施の形態に係る軸流ファン１について説明してきたが、軸流ファン１では、外側静翼２４３で十分な集風効果を得るとともに、内側静翼２４１での気流の妨げを抑制することにより、軸流ファン１の静圧−風量特性を向上することができる。さらに、外側静翼２４３および内側静翼２４１がエアの流量に応じた大きさとされるため、静翼２４１，２４３からの気流の剥離が防止され、特に、内側静翼２４１では、エアが内側静翼２４１に衝突することにより発生する騒音を低減することができる。

また、外側静翼２４３と内側静翼２４１との間に連結部２４２が設けられることにより、モータ支持部２４の強度を向上することができ、軸流ファン１の耐衝撃性を向上することができる。モータ支持部２４の強度向上により、静翼の数を減少させて低速回転時（ファンの大きさによって異なるが、例えば、６０ｍｍ角の小型の軸流ファンでは３０００〜４０００ｒｐｍ、１２０ｍｍ角の大型の軸流ファンでは１０００〜２０００ｒｐｍの時）の静圧−風量特性の低下を防止することも実現される。連結部２４２は、吸気側から排気側に向かって径が漸次減少する帯状とされるため、連結部２４２によっても気流が集風され、モータ支持部２４による集風効果をさらに向上することができる。また、モータ支持部２４、ハウジング２３およびベース部２２１１は樹脂の射出成形により１つの部品として形成されるため、モータ部２２を支持する構造を容易に製造することができる。

ところで、既述のように、外側静翼２４３および内側静翼２４１の傾きは翼の伸びる方向において厳密に一定とされる必要はないため、外側静翼２４３の傾きは、外側静翼２４３の両翼エッジ２４３１，２４３２を最短距離にて結ぶ任意の直線の傾きの平均（すなわち、外側静翼２４３の径方向の各位置において外側静翼２４３の伸びる方向に垂直な平面で外側静翼２４３を切断した翼断面の傾きの平均）と定められることが好ましく、同様に、内側静翼２４１の傾きは、内側静翼２４１の両翼エッジ２４１１，２４１２を最短距離にて結ぶ任意の直線の傾きの平均（すなわち、内側静翼２４１の径方向の各位置において内側静翼２４１の伸びる方向に垂直な平面で内側静翼２４１を切断した翼断面の傾きの平均）と定められることが好ましい。

図５は、第１の実施の形態に係る軸流ファン１の他の例を排気側から見た底面図である。図５の軸流ファン１では、図２に示す外側静翼２４３および内側静翼２４１に代えて、翼の傾きが互いに異なる外側静翼２４３ａおよび内側静翼２４１ａが設けられる。静翼２４３ａ，２４１ａ以外の構成は、図１および図２の軸流ファン１と同様である。

図６および図７は、翼が伸びる方向に垂直な平面で切断した外側静翼２４３ａおよび内側静翼２４１ａの断面図であり、図６では上側エッジ２４３１と下側エッジ２４３２とを通る直線９５および中心軸Ｊ１に平行な直線９６を示し、図７においても上側エッジ２４１１と下側エッジ２４１２とを通る直線９７および中心軸Ｊ１に平行な直線９８を示している。

直線９５と直線９６との間のなす角θ３は直線９７と直線９８との間のなす角θ４よりも小さく、換言すれば、外側静翼２４３ａの中心軸Ｊ１に平行な方向に対する傾きは、内側静翼２４１ａの中心軸Ｊ１に平行な方向に対する傾きよりも小さくされる。また、外側静翼２４３ａと内側静翼２４１ａとは同じ大きさであり、外側静翼２４３ａの両翼エッジ２４３１，２４３２間の距離Ｌ３である外側静翼２４３ａの翼幅は、内側静翼２４１ａの両翼エッジ２４１１，２４１２間の距離Ｌ４である内側静翼２４１ａの翼幅と等しい。したがって、軸流ファン１では、図５の外側静翼２４３ａの中心軸Ｊ１方向の幅が内側静翼２４１ａより大きく、かつ、外側静翼２４３ａの周方向の幅が内側静翼２４１ａより小さくなっている。

中心軸Ｊ１から離れた領域を流れるエアは、外側静翼２４３ａにより気流の周方向に旋回する成分の多くが中心軸Ｊ１方向の成分に変換され、中心軸Ｊ１に近い領域では内側静翼２４１ａの傾きが気流の方向におよそ沿うため、エアの流量が少なくても気流が受ける抵抗の影響が小さくなる。これにより、外側静翼２４３ａで十分な集風効果を得るとともに、内側静翼２４１ａでの気流の妨げを抑制することにより、軸流ファン１の静圧−風量特性を向上することができる。

図８は、第１の実施の形態に係る軸流ファン１のさらに他の例を排気側から見た底面図である。図８のモータ支持部２４では、内側静翼２４１ｂおよび外側静翼２４３ｂが連結部２４２に互いにずれた位置にて接続され、内側静翼２４１ｂの連結部２４２に接続する端部と、外側静翼２４３ｂの連結部２４２に接続する端部との周方向における位置が互いに異なる。その他の構成は図２のモータ支持部２４と同様である。図８のモータ支持部２４では、図２の場合と同様に静圧−風量特性の向上され、さらに、気流が内側静翼２４１ｂおよび外側静翼２４３ｂを通り抜ける位置が周方向に関して異なるため、内側静翼２４１ｂと外側静翼２４３ｂとの間における気流の干渉が抑制され、騒音が低減される。

図９は、第２の実施の形態に係る軸流ファンを排気側から見た底面図である。第２の実施の形態に係る軸流ファンでは、モータ支持部２４の構造が異なる点を除いて、第１の実施の形態に係る軸流ファン１と同様であり、同様の構成には同符号を付している。

モータ支持部２４では、中心軸Ｊ１から離れる方向へとベース部２２１１から放射状に伸びる内側静翼２４１ｃ、ハウジング２３の内側面２３１から中心軸Ｊ１に向かって伸びる外側静翼２４３ｃ、および、ベース部２２１１（ステータ部２２１）とハウジング２３との間において中心軸Ｊ１を中心として周方向へ伸びる環状の連結部２４２を備える。連結部２４２により内側静翼２４１ｃの（径方向外側の）端部と外側静翼２４３ｃの（径方向内側の）端部とが連結される。外側静翼２４３ｃの翼数は内側静翼２４１ｃの翼数よりも多く、翼数はそれぞれ８枚および４枚とされる。内側静翼２４１ｃが連結部２４２に接続される周方向の位置は、外側静翼２４３ｃのうち１枚おきのものが連結部２４２に接続される位置と一致している。

外側静翼２４３ｃの翼幅（外側静翼２４３ｃの上側エッジ２４３１と下側エッジ２４３２との間の距離）は内側静翼２４１ｃの翼幅（内側静翼２４１ｃの上側エッジ２４１１と下側エッジ２４１２との間の距離）と同じであり、かつ、外側静翼２４３ｃの中心軸Ｊ１に平行な方向に対する傾きは内側静翼２４１ｃの傾きと同じである。

外側静翼２４３ｃと内側静翼２４１ｃとが同じ翼幅、かつ、同じ傾きとされる場合であっても、エアの流量に応じて翼数を変更することにより、外側静翼２４３ｃで十分な集風効果を得るとともに、内側静翼２４１ｃでの気流の妨げが抑制され、軸流ファンの騒音を低減しつつ、静圧−風量特性を向上することができる。なお、内側静翼２４１ｃと外側静翼２４３ｃとが連結部２４２に互いにずれた位置に接続されてもよく、これにより、内側静翼２４１ｃと外側静翼２４３ｃとの間における気流の干渉が抑制される。また、外側静翼２４３ｃの翼数は内側静翼２４１ｃの翼数より多くされていれば、静翼２４３ｃ，２４１ｃの枚数はそれぞれ８枚および４枚に限定されず他の枚数が採用されてもよい。

図１０は、第３の実施の形態に係る軸流ファンの底面図である。第３の実施の形態に係る軸流ファンでは、モータ支持部２４は、中心軸Ｊ１に近い領域に内側静翼に代えて４つの内側リブ２４４を備える。その他の構成は、図１および図２に示す第１の実施の形態と同様である。内側リブ２４４は、中心軸Ｊ１から離れる方向へとベース部２２１１から放射状に伸びる棒状であり、内側リブ２４４のベース部２２１１に接続される端部とは反対側の端部が環状の連結部２４２に接続される。図１１は、内側リブ２４４を内側リブ２４４が伸びる方向に垂直な平面で切断した断面図である。内側リブ２４４の断面は、上側（吸気側）のエッジ２４４１から下面２４４２（排気側）に向かって幅が漸次大きくなる略三角形状とされ、内側リブ２４４の平面視における幅および中心軸Ｊ１方向の高さは外側静翼２４３に対して十分に小さい。これにより、内側リブ２４４での気流の妨げが抑制され、軸流ファンの騒音が低減されるとともに静圧−風量特性の向上が実現される。なお、内側リブ２４４の本数は、モータ部２２（図１参照）に対する支持強度が確保され、かつ、気流が妨げられない範囲内にて適宜変更されてよい。また、外側静翼２４３に対して十分に細ければ断面形状はどのようなものであってもよく、例えば、内側リブ２４４の断面が矩形であってもよく、内側リブ２４４が幅の小さい板状であってもよい。

図１２は、第４の実施の形態に係る軸流ファンの縦断面図である。第４の実施の形態に係る軸流ファンは、図１および図２に示す第１の実施の形態に係る軸流ファン１において、中心軸Ｊ１を含む平面で切断した連結部の断面形状を翼形状へと変更したものとなっている。すなわち、図１２の連結部２４２ａでは、上側エッジ２４２３と下側エッジ２４２４近傍において厚さが減少し、上側エッジ２４２３と下側エッジ２４２４との間において径方向外方に湾曲し、さらに、気流方向に沿って漸次中心軸Ｊ１に近づくように連結部２４２ａが傾斜している。これにより、連結部２４２ａにて集風効果が得られるとともに中心軸Ｊ１に近い領域を流れるエアと中心軸Ｊ１から離れた領域を流れるエアとを互いに干渉させることなく滑らかに排出することができ、軸流ファンを駆動する際に発生する騒音が低減される。

以上、本発明の実施の形態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、様々な変更が可能である。例えば、モータ支持部２４の連結部として図１３に示すように中心軸に対して傾斜しない円環状の連結部２４２ｂが利用されてもよく、このような連結部２４２ｂによっても気流が整えられ、モータ支持部２４の強度が向上される。また、図１４に示すように、外側静翼２４３および内側静翼２４１を横切る複数の板状部２４２５が環状に連結されることにより、帯状の連結部２４２ｃが形成されてもよい。各板状部２４２５は吸気側（図１４の奥側）から排気側（図１４の手前側）に向かって漸次中心軸Ｊ１に近づくように傾斜しており、モータ支持部２４の集風効果が向上される。

さらに、図１５に示すように、外側静翼２４３と内側静翼２４１とを１対１に接続する複数の連結要素２４２６を有する連結部２４２ｄが利用されてもよい。各連結要素２４２６は周方向へ伸びるとともに、連結要素２４２６の両端部に外側静翼２４３の径方向内側の端部と内側静翼２４１の径方向外側の端部とが接続される。また、図１６に示すように、外側静翼２４３の翼数が内側静翼２４１の翼数の２倍とされる場合には、両端部に２つの外側静翼２４３が接続され、内側面に１つの内側静翼２４１が接続される複数の連結要素２４２７を有する連結部２４２ｅが採用されてもよい。図１５および図１６に示すように、連結部は必ずしも環状とされなくてもよい。

上記実施の形態では、モータ支持部２４が軸流ファンの排気側に配置されるが、図１７に示すように、図２に示すモータ支持部２４と同様の構造のモータ支持部２４ａが吸気側に設けられてもよい。すなわち、図１７に示す軸流ファンでは、図１に示す軸流ファン１の上下を反転してモータ支持部２４ａ側から吸気が行われ、外側静翼２４３の翼幅が内側静翼２４１の翼幅より大きく、かつ、外側静翼２４３の中心軸に対する傾きが内側静翼２４１の傾きと等しくされ、さらに、連結部２４２は吸気側から排気側に向って漸次中心軸に近づくように傾斜する（縮径する）帯状となっている。モータ支持部２４ａが吸気側に配置される場合においても外側静翼２４３および内側静翼２４１がエアの流量に応じた形状とされることにより、気流を整えて騒音を低減するとともに軸流ファンの静圧−風量特性を向上することが実現される。

なお、帯状の連結部を設けることにより整流効果が得られるため、連結部による集風効果が求められないのであれば気流に沿って中心軸から漸次離れるように連結部が傾斜していてもよい。すなわち、帯状の連結部の幅方向は中心軸方向に平行であってもよく、いずれの方向に傾斜していてもよい。

第１の実施の形態の図３および図４に示す外側静翼２４３および内側静翼２４１では、外側静翼の傾きが内側静翼の傾きより小さくされてもよく、図６および図７に示す外側静翼２４３ａおよび内側静翼２４１ａでは、外側静翼の翼幅が内側静翼の翼幅より大きくされてもよい。すなわち、外側静翼の翼幅は内側静翼の翼幅以上とされ、かつ、外側静翼の傾きが内側静翼の傾きよりも小さくされる、または、外側静翼の翼幅が内側静翼の翼幅よりも大きくされ、かつ、外側静翼の傾きが内側静翼の傾き以下とされる。外側静翼２４３ｃの数が内側静翼２４１ｃより多い第２の実施の形態では、外側静翼の翼幅が内側静翼の翼幅より大きくされてもよく、外側静翼の傾きが内側静翼の傾きより小さくされてもよい。すなわち、外側静翼の翼幅が内側静翼の翼幅以上とされ、かつ、外側静翼の傾きが内側静翼の傾き以下とされる。外側静翼の条件を以上のように設定することにより、静圧−風量特性の向上が実現される。

上記実施の形態における内側静翼および外側静翼は、径方向外方に向かうとともにインペラ２１の回転方向とは反対方向に向かうように湾曲しているが、静翼は径方向に対して傾斜していれば直線状であっても集風効果を得ることができる。

第１の実施の形態に係る軸流ファンの縦断面図である。 軸流ファンの底面図である。 外側静翼の断面図である。 内側静翼の断面図である。 第１の実施の形態に係る軸流ファンの他の例を示す底面図である。 外側静翼の断面図である。 内側静翼の断面図である。 第１の実施の形態に係る軸流ファンのさらに他の例を示す底面図である。 第２の実施の形態に係る軸流ファンの底面図である。 第３の実施の形態に係る軸流ファンの底面図である。 内側リブの断面図である。 第４の実施の形態に係る軸流ファンの縦断面図である。 連結部の他の例を示す軸流ファンの縦断面図である。 連結部のさらに他の例を示す軸流ファンの底面図である。 連結部のさらに他の例を示す軸流ファンの底面図である。 連結部のさらに他の例を示す軸流ファンの底面図である。 吸気側にモータ支持部を有する軸流ファンの縦断面図である。

符号の説明

１ 軸流ファン
２１ インペラ
２２ モータ部
２３ ハウジング
２４，２４ａ モータ支持部
２１１ 翼
２２１ ステータ部
２２２ ロータ部
２４１，２４１ａ〜２４１ｃ 内側静翼
２４２，２４２ａ〜２４２ｅ 連結部
２４３，２４３ａ〜２４３ｃ 外側静翼
２４４ 内側リブ
２４１１，２４１２ （内側静翼の）翼エッジ
２４３１，２４３２ （外側静翼の）翼エッジ
Ｊ１ 中心軸

Claims (8)

1. 軸流ファンであって、
   所定の中心軸を中心として放射状に配置された複数の翼を有するインペラと、
   ロータ部に取り付けられた前記インペラを前記中心軸を中心として回転することにより、前記中心軸方向の気流を発生するモータ部と、
   前記インペラの外周を囲む筒状のハウジングと、
   前記ハウジングとステータ部とを接続して前記モータ部を支持するモータ支持部と、
   を備え、
   前記モータ支持部が、
   前記中心軸から離れる方向へと前記ステータ部から放射状に伸びる複数の内側静翼と、
   前記ハウジングから前記中心軸に向かって伸びるとともに、翼エッジ間の距離である翼幅が前記複数の内側静翼の翼幅以上であり、かつ、前記中心軸に平行な方向に対する傾きが前記複数の内側静翼の傾きよりも小さい、または、翼幅が前記複数の内側静翼の翼幅よりも大きく、かつ、前記中心軸に平行な方向に対する傾きが前記複数の内側静翼の傾き以下である複数の外側静翼と、
   前記中心軸を中心として周方向へと伸びるとともに前記複数の内側静翼の端部と前記複数の外側静翼の端部とを連結する連結部と、
   を備えることを特徴とする軸流ファン。
2. 軸流ファンであって、
   所定の中心軸を中心として放射状に配置された複数の翼を有するインペラと、
   ロータ部に取り付けられた前記インペラを前記中心軸を中心として回転することにより、前記中心軸方向の気流を発生するモータ部と、
   前記インペラの外周を囲む筒状のハウジングと、
   前記ハウジングとステータ部とを接続して前記モータ部を支持するモータ支持部と、
   を備え、
   前記モータ支持部が、
   前記中心軸から離れる方向へと前記ステータ部から放射状に伸びる複数の内側静翼と、
   前記ハウジングから前記中心軸に向かって伸びるとともに、翼エッジ間の距離である翼幅が前記複数の内側静翼の翼幅以上であり、かつ、前記中心軸に平行な方向に対する傾きが前記複数の内側静翼の傾き以下であり、翼数が前記複数の内側静翼の数よりも多い複数の外側静翼と、
   前記中心軸を中心として周方向へと伸びるとともに前記複数の内側静翼の端部と前記複数の外側静翼の端部とを連結する連結部と、
   を備えることを特徴とする軸流ファン。
3. 請求項１または２に記載の軸流ファンであって、
   前記複数の内側静翼および前記複数の外側静翼の周方向における位置が互いに異なることを特徴とする軸流ファン。
4. 軸流ファンであって、
   所定の中心軸を中心として放射状に配置された複数の翼を有するインペラと、
   ロータ部に取り付けられた前記インペラを前記中心軸を中心として回転することにより、前記中心軸方向の気流を発生するモータ部と、
   前記インペラの外周を囲む筒状のハウジングと、
   前記ハウジングとステータ部とを接続して前記モータ部を支持するモータ支持部と、
   を備え、
   前記モータ支持部が、
   前記中心軸から離れる方向へと前記ステータ部から放射状に伸びる棒状の複数の内側リブと、
   前記ハウジングから前記中心軸に向かって伸びる複数の外側静翼と、
   前記中心軸を中心として周方向へと伸びるとともに前記複数の内側リブの端部と前記複数の外側静翼の端部とを連結する連結部と、
   を備えることを特徴とする軸流ファン。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の軸流ファンであって、
   前記連結部が、前記中心軸を中心とする環状であることを特徴とする軸流ファン。
6. 請求項５に記載の軸流ファンであって、
   前記連結部が、気流の方向に沿って漸次前記中心軸に近づくように傾斜する帯状であることを特徴とする軸流ファン。
7. 請求項６に記載の軸流ファンであって、
   前記連結部の断面が、翼形状であることを特徴とする軸流ファン。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の軸流ファンであって、
   前記モータ支持部が樹脂の射出成形により前記ハウジングと共に形成されていることを特徴とする軸流ファン。

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