特開 2023-39145 軸流ファン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023039145

(43)【公開日】2023-03-20

(54)【発明の名称】軸流ファン

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/58 20060101AFI20230313BHJP

   F04D 29/52 20060101ALI20230313BHJP

【ＦＩ】

F04D29/58 M

F04D29/58 P

F04D29/52 B

F04D29/52 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021146167

(22)【出願日】2021-09-08

(71)【出願人】

【識別番号】000180025

【氏名又は名称】山洋電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001416

【氏名又は名称】弁理士法人信栄事務所

(72)【発明者】

【氏名】山崎 嘉久

【テーマコード（参考）】

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H130AA13

3H130AB26

3H130AB52

3H130AC30

3H130BA32A

3H130BA33G

3H130BA33H

3H130CA06

3H130DA02Z

3H130DD02X

3H130DF00X

3H130EB01A

3H130EB02A

3H130EB04A

(57)【要約】

【課題】ファンの性能を低下させることなく、高負荷時においても内部部品の温度上昇を抑制することが可能な軸流ファンを提供する。
【解決手段】軸流ファンは、送風方向Ｗに風を送るファンであり、送風方向Ｗに沿って延びる回転軸線Ｘの周りに回転する動翼４と、動翼４の送風方向Ｗにおける下流側で、回転軸線Ｘ上に位置する円筒状のベース部６と、動翼４およびベース部６が収容される外枠部２と、を備える。ベース部６は、送風方向Ｗにおける下流側の端部に、送風方向Ｗの下流側に向かって径を小さくする傾斜部６２を有する。傾斜部６２には、周方向に所定の間隔を空けて設けられる開口部７１と、径方向における開口部７１の外側の周部を囲うように、送風方向Ｗの下流側に向かい回転軸線Ｘに沿って傾斜部６２から突き出るように伸びる空洞リブ７２と、が設けられている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

送風方向に風を送る軸流ファンであって、
前記送風方向に沿って延びる回転軸線の周りに回転する動翼と、
前記動翼の前記送風方向における下流側で、前記回転軸線上に位置する円筒状のベース部と、
前記動翼および前記ベース部が収容される外枠部と、
を備え、
前記ベース部は、
前記送風方向における下流側の端部に、前記送風方向の下流側に向かって径を小さくする傾斜部を有し、
前記傾斜部には、
周方向に所定の間隔を空けて設けられる開口部と、
径方向における前記開口部の外側の周部を囲うように、前記送風方向の下流側に向かい前記回転軸線に沿って前記傾斜部から突き出るように伸びる空洞リブと、が設けられている、
軸流ファン。

【請求項2】

前記開口部および前記空洞リブは、前記ベース部の前記送風方向における下流側の端面から前記送風方向の上流側へ離隔した位置に設けられている、
請求項１に記載の軸流ファン。

【請求項3】

前記外枠部の内周面と前記ベース部の外周面との間かつ前記動翼に対して前記送風方向の下流側に設けられる固定ブレードを、さらに有し、
前記開口部および前記空洞リブは、前記固定ブレードよりも前記送風方向における下流側に設けられるとともに、前記回転軸線の方向から見たときに、前記周方向における前記固定ブレードが設けられている周方向範囲内に含まれるように設けられている、
請求項１または２に記載の軸流ファン。

【請求項4】

前記空洞リブは、前記開口部の外側の周部を囲う円弧状に形成されている、
請求項１から３のいずれか一項に記載の軸流ファン。

【請求項5】

前記開口部は、当該開口部内に前記ベース部の外周壁から前記径方向における内側に向かって伸びる突起部が設けられたラビリンス構造を有する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の軸流ファン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軸流ファンに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１などにより、固定子フレーム内に配置された回路基板の電子部品の温度上昇を抑制するように構成されたファンが知られている。特許文献１のファンによれば、固定子フレームの底部の径方向における内側に第１の軸方向貫通孔を形成し、径方向における外側に第２の軸方向貫通孔を形成して、第１の軸方向貫通孔から固定子フレームの内部に流入した空気が回路基板の表面を沿うように流れて第２の軸方向貫通孔から外部に流出することで電子部品を冷却する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１－２１０７００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に開示されるファンの場合、第１の軸方向貫通孔と第２の軸方向貫通孔を介して固定子フレーム内の空気を循環させることで電子部品を冷却することは可能であるが、第１の軸方向貫通孔と第２の軸方向貫通孔を固定子フレームの底部に形成することによりファンの静圧性能が低下することについて考慮されていない。

【0005】

そこで、本発明は、ファンの性能を低下させることなく、高負荷時においても内部部品の温度上昇を抑制することが可能な軸流ファンを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一側面に係る軸流ファンは、
送風方向に風を送る軸流ファンであって、
前記送風方向に沿って延びる回転軸線の周りに回転する動翼と、
前記動翼の前記送風方向における下流側で、前記回転軸線上に位置する円筒状のベース部と、
前記動翼および前記ベース部が収容される外枠部と、
を備え、
前記ベース部は、
前記送風方向における下流側の端部に、前記送風方向の下流側に向かって径を小さくする傾斜部を有し、
前記傾斜部には、
周方向に所定の間隔を空けて設けられる開口部と、
径方向における前記開口部の外側の周部を囲うように、前記送風方向の下流側に向かい前記回転軸線に沿って前記傾斜部から突き出るように伸びる空洞リブと、が設けられている。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、ファンの性能を低下させることなく、高負荷時においても内部部品の温度上昇を抑制することが可能な軸流ファンを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態に係る軸流ファンの斜視図である。

【図2】図１に示す軸流ファンの断面図である。

【図3】図１に示す軸流ファンの正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、実施形態の説明において既に説明された部材と同一の参照番号を有する部材については、説明の便宜上、その説明は省略する。また、本図面に示された各部材の寸法は、説明の便宜上、実際の各部材の寸法とは異なる場合がある。

【0010】

図１は、本発明の実施形態に係る軸流ファン１の斜視図である。図２は、図１に示す軸流ファン１の送風方向Ｗに沿った断面図である。
図１および図２に示すように、軸流ファン１は、外枠部２と、外枠部２内に収容される動翼４およびベース部６と、を備えている。動翼４とベース部６は、外枠部２内において、動翼４が送風方向Ｗの上流側に配置され、ベース部６が下流側に配置されている。

【0011】

外枠部２は、風（空気）の吸込口２１と送出口２２とに連通する円柱状の風洞空間２３を形成する。動翼４およびベース部６は、風洞空間２３内に収容されている。動翼４の回転に伴って吸込口２１から吸い込まれた風は、風洞空間２３に沿って送風方向Ｗに送られ、送出口２２から外部に送出される。

【0012】

動翼４は、動翼ケース４１の外周面に取り付けられている。動翼ケース４１は、カップ状に形成されている。動翼４は、動翼ケース４１の外周方向へ等間隔に複数枚（図示の例では５枚）取り付けられている。動翼ケース４１は、その開口部を送風方向Ｗの下流側へ向けて配置されている。送風方向Ｗの上流側に位置する動翼ケース４１の底壁４２には、外部の空気が動翼ケース４１内に流れ込み可能な開口４３が設けられている。

【0013】

動翼ケース４１内にはモータ５１が収容されている。モータ５１は、回転軸５２と、永久磁石を有する回転子５３と、巻線が巻かれたステータ５４により構成されている。動翼ケース４１は、モータ５１の回転軸５２に固定されている。動翼ケース４１の内周面には、回転子５３の永久磁石が固定されている。動翼ケース４１に取り付けられている動翼４は、回転軸５２の回転に伴って回転軸線Ｘの周りに回転する。

【0014】

ベース部６は、円筒状に形成されており、その開口部を送風方向Ｗの上流側へ向けて配置されている。また、ベース部６は、外枠部２の風洞空間２３の径方向における中央部に回転軸線Ｘに沿うように配置されている。ベース部６は、その開口部を動翼ケース４１の開口部に対向させて、動翼ケース４１の開口部を塞ぐように設けられている。

【0015】

ベース部６は、円筒部６１と、円筒部６１に連続する傾斜部６２と、を有している。円筒部６１は、送風方向Ｗの上流側に設けられ、径の大きさが一定の円筒状に形成されている。傾斜部６２は、送風方向Ｗの下流側に設けられ、送風方向Ｗの下流側に向かって、すなわち外枠部２の送出口２２に向かって径の大きさが小さくなるテーパ加工が施されている。

【0016】

ベース部６内には、上述したモータ５１の送風方向Ｗにおける下流側の一部が収容されている。モータ５１のステータ５４は、ベース部６に固定されている。ベース部６内にはさらに、軸流ファン１の動作を制御するための電子部品等が搭載された回路基板５５が収容されている。回路基板５５は、モータ５１のステータ５４に固定されている。回路基板５５は、電子部品等が搭載されている基板面を送風方向Ｗの下流側と上流側に向けた状態で固定されている。

【0017】

ベース部６は、固定ブレード６３を介して外枠部２に固定されている。固定ブレード６３は、ベース部６を外枠部２に連結するための静翼である。図示の例では、固定ブレード６３は、７枚設けられている。７枚の固定ブレード６３は、周方向に等間隔で設けられている。固定ブレード６３は、ベース部６を外枠部２に連結することにより、風洞空間２３の径方向における中央部にベース部６を固定する。

【0018】

固定ブレード６３は、外枠部２の内周面とベース部６の外周面との間に設けられている。固定ブレード６３の径方向における外側端部は、外枠部２の内周面に接続されている。固定ブレード６３の径方向における内側端部は、ベース部６の円筒部６１の外周面に接続されている。固定ブレード６３は、風洞空間２３内において、動翼４よりも送風方向Ｗにおける下流側に設けられている。

【0019】

ベース部６の傾斜部６２には、複数の開口部７１が設けられている。開口部７１は、傾斜部６２の周方向に所定の間隔を空けて設けられている。図示の例では、６個の開口部７１が周方向において固定ブレード６３に対応するように設けられている。

【0020】

開口部７１の周部には、傾斜部６２から突き出るように伸びる空洞リブ７２が設けられている。空洞リブ７２は、開口部７１の周部における、径方向の外側、すなわち風洞空間２３に近い側を囲うように設けられている。空洞リブ７２は、傾斜部６２から突き出し、送風方向Ｗの下流側に向かって回転軸線Ｘに沿うように設けられている。

【0021】

空洞リブ７２は、開口部７１の周部の外側を囲う周壁として、例えば、円弧状に形成されている。空洞リブ７２は、風洞空間２３内を送風方向Ｗへ流れる風から開口部７１を隔てる周壁として形成されている。空洞リブ７２は、風洞空間２３内を送風方向Ｗへ流れる風が開口部７１に向かって径方向の内側へ流れるのを防止する周壁として機能する。傾斜部６２に空洞リブ７２を設けることにより、風洞空間２３内を送風方向Ｗへ流れる風の流れに影響を与えることなく、開口部７１を介して外部からベース部６内に空気を流入させることが可能となる。なお、ベース部６内に流入した空気は、対向して配置されているベース部６と動翼ケース４１との隙間５６から風洞空間２３へと吸い出される。

【0022】

開口部７１および空洞リブ７２は、ベース部６の送風方向Ｗにおける下流側の端面６４から送風方向Ｗの上流側へ離隔した位置に設けられている。すなわち、ベース部６の開口部７１および空洞リブ７２は、ベース部６の端面６４から送風方向Ｗの上流側へ引っ込んだ位置に設けられている。

【0023】

開口部７１の内部には、ベース部６の外周壁から径方向における内側へ向かって伸びる突起部７３が設けられている。ベース部６の外周壁とは、ベース部６における円筒部６１の外周壁であってもよいし、ベース部６における傾斜部６２の外周壁であってもよい。図示の例では、傾斜部６２の外周壁から伸びる突起部７３が設けられている。開口部７１は、内部に突起部７３が設けられることにより、ラビリンス構造を構成する開口として形成されている。これにより、開口部７１を介して外部からベース部６内に粉塵が流入するのを抑制しつつ、空気の流入を可能としている。

【0024】

図３は、軸流ファン１の正面図である。図３を参照して、開口部７１および空洞リブ７２と固定ブレード６３との位置関係について説明する。

【0025】

図３に示すように、固定ブレード６３は、ベース部６の外周部に放射状に設けられた薄板状の部材である。図示の例では、固定ブレード６３は、外枠部２とベース部６との間においてそれぞれの固定ブレード方向Ｂが径方向Ｒに対して所定の角度θだけ傾斜して取り付けられている。

【0026】

開口部７１および空洞リブ７２は、回転軸線Ｘの方向、例えば、軸流ファン１の正面側から見たときに、傾斜している固定ブレード６３がベース部６の周方向において存在している周方向範囲Ｃ内に含まれるように設けられている。すなわち、開口部７１および空洞リブ７２は、送風方向Ｗにおいて固定ブレード６３と重なるように固定ブレード６３の下流側に配置され、風洞空間２３内を送風方向Ｗへ流れる風から、固定ブレード６３によって遮蔽されるように設けられている。なお、傾斜する固定ブレード６３の角度θは、軸流ファンによって相違してよい。

【0027】

以上説明したように、本実施形態の軸流ファン１は、送風方向Ｗに沿って延びる回転軸線Ｘの周りに回転する動翼４と、動翼４の送風方向Ｗにおける下流側で、回転軸線Ｘ上に位置する円筒状のベース部６と、動翼４およびベース部６が収容される外枠部２と、を備えている。そして、ベース部６は、送風方向Ｗにおける下流側の端部に、送風方向Ｗの下流側に向かって径を小さくする傾斜部６２を有している。傾斜部６２には、周方向に所定の間隔を空けて設けられる開口部７１と、径方向における開口部７１の外側の周部を囲うように、送風方向Ｗの下流側に向かい回転軸線Ｘに沿って傾斜部６２から突き出るように伸びる空洞リブ７２と、が設けられている。このように、ベース部６の傾斜部６２に開口部７１と当該開口部７１の周囲を囲う空洞リブ７２とを設けることにより、風洞空間２３内を送風方向Ｗへ流れる風から開口部７１を遮蔽することができる。このため、ベース部６に開口部７１を設けることによって生じ得る軸流ファン１の風量・静圧性能の低下を抑制することができる。また、風洞空間２３内を流れる風に影響を与えない状態で、開口部７１を介して外部からベース部６内に空気を流入することができる。このため、例えば、軸流ファン１の高負荷時において、ベース部６内に流入した空気を回路基板５５に当てるように構成することで電子部品等の温度上昇を抑えることができる。これにより、軸流ファン１内部で発生する発熱量を抑えることができる。

【0028】

また、軸流ファン１によれば、空洞リブ７２は、径方向における開口部７１の外側の周部を囲う円弧状に形成されている。このように空洞リブ７２を円弧状とすることにより、さらに風洞空間２３内を流れる風に影響を与えずに、開口部７１を遮蔽することができ、軸流ファン１の風量・静圧性能の低下を抑制することができる。

【0029】

また、軸流ファン１によれば、開口部７１および空洞リブ７２は、ベース部６の送風方向Ｗにおける下流側の端面から送風方向Ｗの上流側へ離隔した位置に設けられている。このように、開口部７１と空洞リブ７２をベース部６の下流側端面から距離を空けて設けることにより、開口部７１を介して外部からベース部６内に空気をスムーズに流入させることができ、風量・静圧性能の低下をさらに抑制することができる。

【0030】

また、軸流ファン１によれば、開口部７１は、開口部７１内にベース部６の外周壁から径方向における内側に向かって伸びる突起部７３が設けられたラビリンス構造を有する。このように、開口部７１内をラビリンス構造とすることにより、開口部７１からベース部６内への粉塵の流入を抑制することができる。

【0031】

また、軸流ファン１は、外枠部２の内周面とベース部６の外周面との間で、かつ動翼４に対して送風方向Ｗの下流側に設けられる固定ブレード６３を、さらに有している。そして、開口部７１および空洞リブ７２は、固定ブレード６３よりも送風方向Ｗにおける下流側に設けられるとともに、回転軸線Ｘの方向から見たときに、周方向における固定ブレード６３が設けられている周方向範囲Ｃ内に含まれるように設けられている。このように、回転軸線Ｘの方向から見て送風方向Ｗにおける固定ブレード６３の下流側に、固定ブレード６３と重なるように開口部７１と空洞リブ７２を設けることにより、風洞空間２３内を流れる風に及ぼす影響を少なくし、風量・静圧性能の低下をさらに抑制することができる。

【0032】

以上、本発明の実施形態について説明をしたが、本発明の技術的範囲が本実施形態の説明によって限定的に解釈されるべきではないのは言うまでもない。本実施形態は単なる一例であって、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、様々な実施形態の変更が可能であることが当業者によって理解されるところである。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲に記載された発明の範囲及びその均等の範囲に基づいて定められるべきである。

【符号の説明】

【0033】

１ 軸流ファン
２ 外枠部
４ 動翼
６ ベース部
２３ 風洞空間
４１ 動翼ケース
５１ モータ
５２ 回転軸
５３ 回転子
５４ ステータ
５５ 回路基板
６１ 円筒部
６２ 傾斜部
６３ 固定ブレード
７１ 開口部
７２ 空洞リブ
７３ 突起部
Ｃ 周方向範囲
Ｗ 送風方向
Ｘ 回転軸線

【図1】

【図2】

【図3】