特開 2023-4311 ベンチュリ及び軸流ファン

(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】P2023004311

(43)【公開日】2023-01-17

(54)【発明の名称】ベンチュリ及び軸流ファン

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/64 20060101AFI20230110BHJP

   F04D 29/52 20060101ALI20230110BHJP

【ＦＩ】

F04D29/64 C

F04D29/52 B

F04D29/52 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021105918

(22)【出願日】2021-06-25

(71)【出願人】

【識別番号】000228730

【氏名又は名称】日本電産サーボ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002723

【氏名又は名称】高法弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 秀哲

(72)【発明者】

【氏名】旦野 太郎

(72)【発明者】

【氏名】白澤 和敬

【テーマコード（参考）】

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H130AA13

3H130AB26

3H130AB52

3H130AC30

3H130BA95A

3H130CA21

3H130DD01Z

3H130DF07Z

3H130DF08Z

3H130EA03A

3H130ED02A

(57)【要約】

【課題】組立性を改善した軸流ファンのベンチュリを提供することである。
【解決手段】軸流ファンのベンチュリであって、筐体部と、可動部と、前記筐体部と前記可動部の一方側とを接続する変形可能な柔構造部と、を備え、前記可動部の他方側は、前記筐体部と対向する対向面を有し、前記柔構造部の変形によって、前記筐体部と前記対向面との間に空間を設けた分離状態と、前記筐体部と前記対向面との間を接続した接合状態とを切替可能である。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸流ファンのベンチュリであって、
筐体部と、
可動部と、
前記筐体部と前記可動部の一方側とを接続する変形可能な柔構造部と、
を備え、
前記可動部の他方側は、前記筐体部と対向する対向面を有し、
前記柔構造部の変形によって、前記筐体部と前記対向面との間に空間を設けた分離状態と、前記筐体部と前記対向面との間を接続した接合状態とを切替可能である、
ベンチュリ。

【請求項2】

前記筐体部と前記可動部とは、前記接合状態であるときにネジで共締めされる、
請求項１に記載のベンチュリ。

【請求項3】

前記筐体部と前記可動部とは、前記接合状態で凹部と凸部とが嵌合する、
請求項１又は２に記載のベンチュリ。

【請求項4】

前記柔構造部は、径方向に変形可能な蛇腹構造である、
請求項１から３のいずれか１項に記載のベンチュリ。

【請求項5】

前記筐体部は、前記蛇腹構造の径方向内側に舌部を有する、
請求項４に記載のベンチュリ。

【請求項6】

前記筐体部の径方向内側に配置されたモータケースと、
前記筐体部と前記モータケースとを繋ぐ複数のリブと、
を有し、
前記複数のリブの少なくとも一つは、前記柔構造部を有し、
前記柔構造部は、軸方向に変形可能な弾性部材である、
請求項１から３のいずれか１項に記載のベンチュリ。

【請求項7】

前記可動部は、前記複数のリブのうち前記柔構造部を有するリブ以外のリブである、
請求項６に記載のベンチュリ。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか１項に記載の前記ベンチュリと、
インペラと、
前記インペラを回転させるモータと、
を有する、
軸流ファン。

【請求項9】

前記モータにリード線を接続するリード線接続部は、前記ベンチュリと軸方向で重なる、
請求項８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、ベンチュリ及び軸流ファンに関する。

【背景技術】

【0002】

軸流ファンの組み立て工程においては、リード線が接続された回路基板を軸流ファンのベンチュリに取り付ける際に、ベンチュリ内でモータケースを支えるリブの間にリード線を通してリード線を外部に引き出す方法が考えられる。ところが、コネクタ付きのリード線を取り付ける場合、この方法だとコネクタの大きさによってはリブの間を通らない場合がある。

【0003】

このため、リード線をリブの間を通した後に回路基板にはんだ付けすることが考えられる。しかし、この場合、ファンの小型化に伴いはんだ付けするスペースが狭くなって作業が困難であるという問題がある。

【0004】

一方、特許文献１に記載の発明では、ベンチュリの一部に切欠部を設け、この切欠部にコネクタ付きリード線を通したあとに、ベンチュリとは別体の押え部材で切り欠きを塞ぐ構造を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－１０５９７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、ベンチュリの切欠部を押え部材で塞ぐ構造の場合、押え部材がベンチュリと別体であるため、押え部材が脱落するおそれがあるといった問題があった。すなわち従来の軸流ファンのベンチュリは、組立性に改善の余地があった。

【0007】

本発明の目的は、組立性を改善した軸流ファンのベンチュリを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本願の例示的な第１発明は、軸流ファンのベンチュリであって、筐体部と、可動部と、前記筐体部と前記可動部の一方側とを接続する変形可能な柔構造部と、を備え、前記可動部の他方側は、前記筐体部と対向する対向面を有し、前記柔構造部の変形によって、前記筐体部と前記対向面との間に空間を設けた分離状態と、前記筐体部と前記対向面との間を接続した接合状態とを切替可能である。

【発明の効果】

【0009】

本願の例示的な第１発明によれば、組立性を改善した軸流ファンのベンチュリを提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】軸流ファンのベンチュリの基本構造を説明する斜視図である。

【図2】図１に示したベンチュリの底面図である。

【図3】本発明の実施例１に係るベンチュリを示す斜視図であって接合状態を示す図である。

【図4】本発明の実施例１に係るベンチュリを示す斜視図であって接合状態から分離状態へと変化する途中を示す図である。

【図5】本発明の実施例１に係るベンチュリを示す底面図であって接合状態を示す図である。

【図6】本発明の実施例１の変形例に係るベンチュリを示す底面図であって接合状態を示す図である。

【図7】図６の一点鎖線の楕円で囲んだ範囲Ａを拡大して示す斜視図である。

【図8】本発明の実施例２に係るベンチュリを示す斜視図であって接合状態を示す図である。

【図9】本発明の実施例２に係るベンチュリを示す斜視図であって分離状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るベンチュリについて説明する。なお、以下の図面においては、各構成をわかり易くするために、実際の構造と各構造における縮尺及び数等を異ならせる場合がある。

【0012】

また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｚ軸方向は、図１に示す中心軸Ｊの軸方向と平行な方向とする。Ｘ軸方向は、中心軸Ｊに対する径方向のうち図２の左右方向とする。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向とＹ軸方向の両方と直交する方向とする。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向のいずれにおいても、図中に示す矢印が指す側を＋側、反対側を－側とする。

【0013】

また、以下の説明においては、Ｚ軸方向の正の側（＋Ｘ側）を「フロント側」又は「一方側」と呼び、Ｚ軸方向の負の側（－Ｘ側）を「リア側」又は「他方側」と呼ぶ。なお、リア側（他方側）及びフロント側（一方側）とは、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係及び方向を限定しない。また、特に断りのない限り、中心軸Ｊに平行な方向（Ｚ軸方向）を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向、すなわち、中心軸Ｊの軸周りを単に「周方向」と呼ぶ。径方向において中心軸Ｊに近づく側を「径方向内側」と呼び、中心軸Ｊから遠ざかる側を「径方向外側」と呼ぶ。

【0014】

なお、本明細書において、「軸方向に延びる」とは、厳密に軸方向（Ｚ軸方向）に延びる場合に加えて、軸方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。また、本明細書において、「径方向に延びる」とは、厳密に径方向、すなわち、軸方向（Ｚ軸方向）に対して垂直な方向に延びる場合に加えて、径方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。また「平行」とは、厳密に平行な場合に加えて、互いに成す角が４５°未満の範囲で傾いた場合も含む。

【0015】

［第１実施形態］
＜基本構造＞
まず、図１及び図２を参照して本発明に係る軸流ファン及びベンチュリの基本構造を説明する。図１は、軸流ファンのベンチュリの基本構造を説明する斜視図である。図２は、図１に示したベンチュリの底面図である。図１及び図２は、本発明に係る軸流ファン及びベンチュリの基本構造を説明する図であるため、本発明に係る主要構成については図示を省略している。また、図１及び図２においては、ベンチュリを見やすくするため、軸流ファンのインペラ及びインペラを回転させるロータの図示を省略している

【0016】

軸流ファン１００は、インペラと、インペラを回転させるモータとを有し、モータは、ロータの駆動に必要な回路を実装した回路基板５２と、一端を回路基板５２に接続されたリード線５１と、リード線５１の他端に接続されたコネクタ５３と、インペラ及びモータを収容するベンチュリ１０と、を有する。ロータのシャフトとシャフトを保持する軸受は、中心軸Ｊに沿って配置される。

【0017】

ベンチュリ１０は、軸方向に延びる筐体部１１を有する。筐体部１１は、軸方向に貫通する風洞部１２を有する。軸流ファン１００は、例えば情報処理装置等の実機に取り付けられ、実機の冷却を行う。筐体部１１は、軸方向に貫通し、軸流ファン１００を実機にネジで取り付けるための取付孔１３を有する。本実施形態では、筐体部１１は、四隅に取付孔１３を有する。

【0018】

ベンチュリ１０は、風洞部１２内にファン及びモータを収容する。ベンチュリ１０は、風洞部１２内に、モータを収容するモータケース１４を有する。モータは、回路基板５２と接続され、モータケース１４に収容される。回路基板５２は、モータケース１４の軸方向一方側に配置される。モータは、回路基板５２の軸方向一方側に配置される。ベンチュリ１０は、筐体部１１とモータケース１４とを繋ぐ複数のリブ１５を有する。本実施形態では、ベンチュリ１０は、３つのリブ１５を有する。リブ１５は、風洞部１２内でモータケース１４を支える。

【0019】

筐体部１１は、径方向外側に固定部１６を有する。固定部１６は、リード線５１を固定する。ファン及びモータは回路基板５２よりも軸方向一方側に位置するため、リード線５１を、風洞部１２を通して軸方向一方側からベンチュリ１０の外部に引き出そうとすると、リード線５１がファン及びモータに触れるおそれがある。このため、リード線５１は、軸方向他方側からベンチュリ１０の外部に引き出すのが望ましい。軸流ファン１００の組み立てに際し、リード線５１の一端に回路基板５２を接続し、他端にコネクタ５３を接続した状態では、軸流ファン１００の小型化に伴い筐体部１１とリブ１５とモータケース１４との隙間が狭いため、リード線５１をモータケース１４の軸方向一方側から軸方向他方側へ通すのが不可能な場合がある。そこで本実施形態では、後述する実施例のように、筐体部１１にリード線５１が通る空間を設けた状態である分離状態を取り得るようにする。

【0020】

なお、軸流ファン１００の組み立てに際し、リード線５１の一端に回路基板５２を接続する前に、リード線５１の一端をモータケース１４の軸方向一方側に通し、その後に、リード線５１の一端と回路基板５２とを接続することが考えられる。しかし、モータをベンチュリに収容してからリード線を接続する場合、軸流ファンの小型化に伴って接続作業が煩雑であり、ベンチュリの形態を制限することにもなる。本実施形態では、後述する実施例のように、筐体部１１にリード線５１が通る空間を設けた状態である分離状態を取り得るようにすることで、リード線５１の一端に回路基板５２を接続した後にリード線５１をベンチュリ１０の外部に引き出すことが出来るので、モータにリード線を接続するリード線接続部は、ベンチュリと軸方向で重なる形態も許容し、自由度を向上している。

【実施例0021】

図３は、本発明の実施例１に係るベンチュリを示す斜視図であって接合状態を示す図である。
図４は、本発明の実施例１に係るベンチュリを示す斜視図であって接合状態から分離状態へと変化する途中を示す図である。
図５は、本発明の実施例１に係るベンチュリを示す底面図であって接合状態を示す図である。
図３、図４及び図５において、図１及び図２と同じ構成については、同じ符号を付して説明を省略する。

【0022】

本実施例のベンチュリ１０は、可動部１７を有する。可動部１７は、ベンチュリ１０の四隅の取付孔１３のうちの一つと、その取付孔１３に隣接する取付孔１３との間の一辺を形成する。可動部１７の一方側（－Ｘ側）は、柔構造部１８を介して、筐体部１１と接続される。すなわち、柔構造部１８は、筐体部１１と可動部１７の一方側とを接続する。柔構造部１８は、蛇腹構造であり、径方向に変形可能である。可動部１７は、柔構造部１８の変形により、柔構造部１８を支点として、軸方向と直交する面内で移動可能である。柔構造部１８は、例えば弾性部材である。

【0023】

可動部１７は、その他方側（＋Ｘ側）に面１７ｂを有する。面１７ｂは、筐体部１１の面１１ｂと対向する対向面である。図３では、ベンチュリ１０は、面１１ｂと面１７ｂとの間を接続した接合状態である。柔構造部１８の変形により、可動部１７が移動すると、面１７ｂと面１１ｂとが分離する。図４では、ベンチュリ１０は、面１１ｂと面１７ｂとの間に空間を設けた分離状態に進む途中である。ベンチュリ１０は、接合状態と分離状態とを切替可能であり、ベンチュリ１０が分離状態であると、面１７ｂと面１１ｂとの間にリード線５１を通すことが出来る空間が設けられる。

【0024】

面１７ｂ及び面１１ｂは、軸方向に凹凸のある凹部及び凸部を有する。可動部１７と筐体部１１とは、接合状態で、面１７ｂ及び面１１ｂの凹部と凸部とが嵌合する。

【0025】

取付孔１３のうちの一つは、可動部１７の取付孔１７ａと、筐体部１１の取付孔１１ａと、から成る。可動部１７と筐体部１１とは、ベンチュリ１０が接合状態であるときに、ネジが取付孔１７ａ及び取付孔１１ａを通ることで、ネジで共締めされることで、ベンチュリ１０は、接合状態で固定される。

【0026】

可動部１７及び柔構造部１８は、ベンチュリ１０が接合状態であるときに、径方向内側の面で風洞部１２を形成する。

【0027】

（実施例１の変形例）
図６は、本発明の実施例１の変形例に係るベンチュリを示す底面図であって接合状態を示す図である。
図７は、図６の一点鎖線の楕円で囲んだ範囲Ａを拡大して示す斜視図である。
図６及び図７において、図３、図４及び図５と同じ構成については、同じ符号を付して説明を省略する。

【0028】

本変形例では、ベンチュリ１０は、実施例１の柔構造部１８に代えて、柔構造部２８及び舌部２９を有する。他の構成は、実施例１と同じである。可動部１７の一方側（－Ｘ側）は、柔構造部２８を介して、筐体部１１と接続される。すなわち、柔構造部２８は、筐体部１１と可動部１７の一方側とを接続する。柔構造部２８の一方側（－Ｘ側）は、筐体部１１と接続される。柔構造部２８は、蛇腹構造であり、径方向に変形可能である。柔構造部２８は、径方向外側に蛇腹部２８ａを有し、径方向内側に蛇腹部２８ｂを有する。柔構造部２８は、例えば弾性部材である。柔構造部２８は、径方向両側に蛇腹部２８ａ及び蛇腹部２８ｂを有するので、柔構造部１８よりも柔軟に変形可能である。

【0029】

筐体部１１は、柔構造部２８の径方向内側に舌部２９を有する。舌部２９の一方側（－Ｘ側）は、筐体部１１と接続される。舌部２９は、他方側（＋Ｘ側）に端部２９ａを有する。端部２９ａの他方側（＋Ｘ側）は、柔構造部２８の肩部２８ｃと接続される。肩部２８ｃは、端部２９ａから分離可能である。可動部１７は、柔構造部２８の変形により、柔構造部２８８を支点として、軸方向と直交する面内で移動可能である。ベンチュリ１０が接合状態であるとき、肩部２８ｃは端部２９ａと接続する。ベンチュリ１０が分離状態であるとき、肩部２８ｃは端部２９ａから分離する。

【0030】

可動部１７及び舌部２９は、ベンチュリ１０が接合状態であるときに、径方向内側の面で風洞部１２を形成する。

【実施例0031】

図８は、本発明の実施例２に係るベンチュリを示す斜視図であって接合状態を示す図である。
図９は、本発明の実施例２に係るベンチュリを示す斜視図であって分離状態を示す図である。
図８及び図９において、図１及び図２と同じ構成については、同じ符号を付して説明を省略する。

【0032】

本実施例のベンチュリ１０は、筐体部１１とモータケース１４とを繋ぐ複数のリブ２５及びリブ２６を有する。本実施例においては、リブ２５が柔構造部である。本実施例においては、モータケース１４とおよびリブ２６が可動部である。リブ２５の一方側（径方向内側）は、モータケース１４及びリブ２６を介して、筐体部１１と接続される。リブ２６は、径方向外側に取付部２６ｂを有する。取付部２６ｂは、ベンチュリ１０が接合状態であるときに、軸方向に貫通する取付孔２６ａを有する。リブ２５は、軸方向に変形可能な弾性部材である。リブ２６は、リブ２５の変形により、柔構造部のリブ２５を支点として、軸方向と直交する面内で移動可能である。柔構造部のリブ２５は、例えば弾性部材である。

【0033】

筐体部１１の取付孔１３のうち、ベンチュリ１０が接合状態であるときに取付部２６ｂに対応する位置にある取付孔１３は、取付孔２６ａと、筐体部１１の取付孔１１ｄとによって形成される。筐体部１１は、軸方向他方側の面の、取付孔１１ｄの位置に、取付孔１１ｄよりも大径の凹部１１ｅを有する。凹部１１ｅは、軸方向他方側の面から軸方向一方側に凹む。取付部２６ｂが凹部１１ｅに嵌まることで、ベンチュリ１０が接合状態となる。リブ２５の変形によりリブ２６が移動すると、取付部２６ｂと筐体部１１とが分離し、接合状態となる。ベンチュリ１０が分離状態であると、取付部２６ｂと筐体部１１との間にリード線５１を通すことが出来る空間が設けられる。ベンチュリ１０は、接合状態と分離状態とを切替可能である。

【0034】

取付部２６ｂと筐体部１１とは、ベンチュリ１０が接合状態であるときに、ネジが取付孔２６ａ及び取付孔１１ｄを通ることで、ネジで共締めされる。

【0035】

＜ベンチュリ１０及び軸流ファン１００の作用・効果＞
次に、ベンチュリ１０及び軸流ファン１００の作用・効果について説明する。

【0036】

上述の実施形態に係る発明においては、軸流ファンのベンチュリであって、筐体部と、可動部と、前記筐体部と前記可動部の一方側とを接続する変形可能な柔構造部と、を備え、前記可動部の他方側は、前記筐体部と対向する対向面を有し、前記柔構造部の変形によって、前記筐体部と前記対向面との間に空間を設けた分離状態と、前記筐体部と前記対向面との間を接続した接合状態とを切替可能である。
このため、筐体部と対向面との間に空間を設けた分離状態で、その空間にリード線を通すことが出来るので、組立性を改善することが出来る

【0037】

また、前記筐体部と前記可動部とは、前記接合状態であるときにネジで共締めされる。
筐体部と可動部とをネジで共締めして実機に取り付けることで、組立や取付けの作業を増やすことなく、筐体部と可動部とを位置決めし固定することが出来る。

【0038】

また、前記筐体部と前記可動部とは、前記接合状態で凹部と凸部とが嵌合する。
このため、凹部と凸部とで、前記筐体部と前記可動部とを位置決めすることが出来ることで、ネジ締めされるまでの仮止めが可能となる。

【0039】

また、前記柔構造部は、径方向に変形可能な蛇腹構造である。
このため、蛇腹構造により、容易に変形可能である。

【0040】

また、前記筐体部は、前記蛇腹構造の径方向内側に舌部を有する。
このため、舌部により、蛇腹構造が径方向内側に露出せず、ファンの送風性能を確保するとともに、ファンによる騒音を抑制することが出来る。

【0041】

また、前記筐体部の径方向内側に配置されたモータケースと、前記筐体部と前記モータケースとを繋ぐ複数のリブと、を有し、前記複数のリブの少なくとも一つは、前記柔構造部を有し、前記柔構造部は、軸方向に変形可能な弾性部材である。
このため、弾性部材により、容易に変形可能である。

【0042】

また、前記可動部は、前記複数のリブのうち前記柔構造部を有するリブ以外のリブである。
このため、リブにより、分離状態と接合状態とを容易に切替可能である。

【0043】

また、軸流ファンであって、前記ベンチュリと、インペラと、前記インペラを回転させるモータと、を有する。
このため、軸流ファンにおいて、筐体部と対向面との間に空間を設けた分離状態で、その空間にモータのリード線を通すことが出来るので、組立性を改善することが出来る。

【0044】

また、前記モータにリード線を接続するリード線接続部は、前記ベンチュリと軸方向で重なる。
このため、筐体部と対向面との間に空間を作ることが出来るので、モータにリード線が接続された状態で筐体部にモータを収容することが出来るので、収容後にリード線接続をしないで済み、リード線接続部がベンチュリと軸方向で重なる形態を許容でき、組立性を改善することが出来る。

【0045】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲及び要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。