JP2000179490A

JP2000179490A - 軸流ファン

Info

Publication number: JP2000179490A
Application number: JP10359388A
Authority: JP
Inventors: Yuki Hagino; 友樹萩野; Kazuichi Nishikata; 和一西片; Hiroshi Aoki; 弘青木
Original assignee: Toshiba Home Technology Corp
Current assignee: Toshiba Home Technology Corp
Priority date: 1998-12-17
Filing date: 1998-12-17
Publication date: 2000-06-27

Abstract

(57)【要約】【課題】吸気時の空気の乱流を抑制して軸流ファンの
高効率化及び低騒音化を図る。【解決手段】回転羽根３を囲繞するケーシング12にフ
ァン１の回転中心と同心円状のテーパ面22,23を形成
し、回転羽根３に吸気側のテーパ面22に沿った傾斜部３
Ａを形成する。これにより、吸気時の空気の流れが滑ら
かとなり、乱流が抑制される。さらに、回転羽根３の先
端をボス部２の上面から突出させて吸気効率を向上させ
ることによって大風量、大静圧を発生でき、騒音も低減
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸流ファンに係
り、特に、軸流ファンの高効率化、低騒音化を図る軸流
ファンのハウジング及びファンの構造に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来、軸流ファンは、
各種電子機器などに組み込まれ、例えば、図７〜図１０
に示すように、ボス部50の周縁に複数の回転羽根51を一
体形成し、前記ボス部50をファンモータ52の回転軸に取
り付けている。このファンモータ52を固定するハウジン
グ53は前記回転羽根51を囲繞する円筒状のケーシング54
を有し、このケーシング54の前面及び後面周縁からハウ
ジング53を固定するための枠状のフランジ部55を一体形
成している。

【０００３】ところで、この種の軸流ファンは、前記回
転羽根51の回転に伴ってハウジング53内に空気が滑らか
に通過するようにケーシング54の前面及び後面周縁に吸
・排気口58,59となるテーパ面60,61を形成している。し
かし、例えば、ノート型パソコン等の小型電子機器に組
み込まれる軸流ファンは、極力、小型化することが望ま
れており、ハウジング53の外形サイズに厳しい制約を受
ける一方、軸流ファンとしての冷却能力を高めるために
は回転羽根51の外形はできるだけ大きく設定した方が有
利である。こうした寸法的な制約などによって、軸流フ
ァンのハウジング53は、図７に示すように、回転羽根51
の径Ｒとフランジ部55の幅Ｗとが極力、一致するように
フランジ部55がケーシング54の外周に接するように一体
形成している。このため、ケーシング54の外周とフラン
ジ部55とが接する部分には外側に突出するフランジ部55
が全く形成しないか、フランジ部55を形成する場合であ
ってもその幅は極端に狭く形成せざるを得ない。したが
って、前述したように、ケーシング54の前面及び後面周
縁にテーパ面60,61を形成する場合、ケーシング54とフ
ランジ部55との接線部分にテーパ面60,61を形成せず、
フランジ部55にのみテーパ面60,61を形成している。こ
のため、テーパ面60,61はケーシング54とフランジ部55
との接線部分で途切れて断続的に形成することになるか
ら、テーパ面60,61を軸流ファンの回転中心と同心円に
形成することができない。したがって、軸流ファンの吸
気時において、吸気口58となるテーパ面60を形成する部
分とテーパ面60を形成しない部分とでは空気の流れが変
って空気の乱流が生じてしまう。また、通常、この種の
軸流ファンは、ケーシング54及びフランジ部55の外端部
は直角な角部となっているため、図９に示すように、吸
気時に空気の流れは一層、悪くなる。さらに、回転羽根
51を囲繞するケーシング54は図１０に示すように、全体
として円筒状に形成され、各テーパ面60,61の中間部分
が直線的な円筒部62となっているため、吸気口58のテー
パ面60に沿って案内された空気の流れが直線的な円筒部
62の部分で変わってしまい、ケーシング54の内部を通過
する空気の流れも悪いことから、ケーシング54の内部に
おいても空気の乱流が生じて騒音が大きくなってしま
う。しかも、通常、この種の軸流ファンは図９に示すよ
うに、ボス部50の周縁に一体形成する回転羽根51は、ボ
ス部50の上端と同一もしくはボス部50の方が回転羽根51
より高さｔだけ突出しており、吸気効率も悪いため、吸
気効率を高めるに軸流ファンの回転数を上げる必要があ
る。しかし、軸流ファンの回転数の上昇につれて騒音も
大きくなることから、前述した吸気時に発生する乱流と
あいまって吸気時の騒音が一層、大きくなってしまう。

【０００４】そこで、本発明は、このような課題を解決
して吸気時の乱流を抑制して低騒音化を図るとともに、
回転数を上げることなくファンの吸気効率を高めること
ができる軸流ファンを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の軸流フ
ァンは、ボス部の周縁に複数の回転羽根を形成するファ
ンと、このファンを固定するハウジングとを備え、前記
ハウジングに前記ファンを囲繞する筒状のケーシングを
形成するとともに、このケーシングの前面及び後面周縁
に枠状のフランジ部を形成した軸流ファンにおいて、前
記ケーシングの内周面に吸・排気口となるテーパ面を前
記ファンの回転中心と同心円状に形成し、この吸気口の
テーパ面にほぼ沿うように、前記回転羽根の外端縁に傾
斜部を形成するととも、回転羽根の先端部を前記ボス部
から突出させたものである。

【０００６】上記構成により、ファンの回転に伴ってフ
ァンの前面側の空気が吸気口のテーパ面に沿ってケーシ
ングの内部に流入する。このケーシングの内部に流入す
る空気は、ファンの回転中心と同心円状に形成した吸気
口側のテーパ面に沿ってケーシングの前面周縁からケー
シングの内部に均等に流入し、吸気時の乱流を効果的に
抑えることができる。そして、ケーシングの内部に流入
した空気は、各回転羽根の外端縁に形成する傾斜部と吸
気口側のテーパ面にほぼ沿って案内され、ケーシングの
内部で向きを急変することなくケーシングの内部を滑ら
かに通過するため、空気の流れもスムーズとなる。さら
に、回転羽根の先端をボス部の上面から突出させること
によって吸気効率が向上し、軸流ファンの風量及び静圧
も向上するため、軸流ファンの回転数を低く抑えること
が可能となる。

【０００７】請求項２の発明の軸流ファンは、前記請求
項１記載の軸流ファンにおいて、前記フランジ部の外端
縁に円弧状の面取部を形成したものである。これによ
り、ケーシング内に流入する空気はケーシングとフラン
ジ部の外端縁に形成した円弧状の面取部に沿ってケーシ
ングの内部に滑らかに流入し、空気の乱流が抑制され
る。

【０００８】

【発明の実施形態】以下、本発明の軸流ファンの実施例
について図１〜図６を参照して説明する。同図において
１は合成樹脂等からなるファンであり、円筒状のボス部
２の周縁に複数の回転羽根３を一体形成して構成されて
いる。また、前記回転羽根３は前記ボス部２の上面から
高さｔだけ突出してボス部２と一体形成されている。こ
のファン１を駆動するファンモータ４は、内周面にマグ
ネット５を固着した有体筒型のロータヨーク６と、この
ロータヨーク６に圧入した回転軸７と、コイル８を巻装
したステータコア９などによって構成されている。ま
た、前記ファン１のボス部２は、前記ファンモータ４の
ロータヨーク６に内側に被嵌され、ファン１とファンモ
ータ４とが一体的に組付固定されている。

【０００９】10は前記ファンモータ４及びファン１を固
定するための合成樹脂等からなるハウジングであり、前
記ファンモータ４を取り付けるモータベース11と、前記
回転羽根３を囲繞する筒状のケーシング12とで構成さ
れ、このモータベース11とケーシング12とを細い放射状
のスポーク13で連結している。また、前記ケーシング12
の前面及び後面周縁には前記ハウジング10を固定するた
めのフランジ部15が外側に向かって突設されている。こ
のフランジ部15は、前記ケーシング12の外周壁と接する
正方形であり、フランジ部15全体として枠状に形成さ
れ、このフランジ部15のコーナー部分に取付孔16を形成
している。また、前記モータベース11の中央には円形状
の開口孔17が形成され、この開口孔17に筒部18を一体的
に固着している。この筒部18の内面には前記回転軸７を
軸支する軸受19が保持されるとともに、筒部18の外面に
は前記ステータコア９が圧入固定されている。このよう
にしてモータベース11の筒部18にファンモータ４の回転
軸７とステータコア９を組み付けることによって、図２
の全体断面図で示すように、回転軸７と一体的に固着し
たロータヨーク６の内側にステータコア９が収容され、
このステータコア９とロータヨーク６のマグネット５と
が僅かな隙間がおいて対向し、かつ、ロータヨーク６に
一体的に組み付けたファン１の回転羽根３がハウジング
10のケーシング12の内側に収容される。

【００１０】前記回転羽根３を囲繞するケーシング12の
前面及び後面周縁には図１に示すように、吸・排気口2
0,21となるテーパ面22,23が前記ファン１の回転中心と
同心円状に形成されている。この各テーパ面22,23は図
３及び図４に示すように、吸気口20のテーパ面22が排気
口21側のテーパ面23の二倍以上幅広に形成されるととも
に、各テーパ面22,23がケーシング12の内面に連続的に
形成され、これにより、前記ケーシング12は略くの字型
に屈曲して内側に向かって突出している。また、ケーシ
ング12の内側に収容される各回転羽根３の外端縁は、前
記排気口21側のテーパ面22とほぼ平行するように前記テ
ーパ面22にほぼ沿った傾斜部３Ａとなっており、この回
転羽根３の傾斜部３Ａと前記ケーシング12のテーパ面22
との間にほぼ一定の間隔が形成されている。さらに、前
記フランジ部15の外端縁には円弧状の面取部25が形成さ
れている。なお、図２において、26は前記ファンモータ
４の回路基板であり、前記モータベース11の上面に組み
込まれている。そして、この回路基板26と前記コイル８
と電気的に接続して前記ファンモータ４を駆動する。

【００１１】以上のように構成されるファン１の作用に
ついて説明する。回路基板26からステータコア９に所定
のタイミングで駆動電流を供給することによって、ファ
ンモータ４が回転し、これによりファンモータ４の回転
軸５に固着したロータヨーク６とファン１とが回転す
る。このファン１の回転により、ハウジング10の前面側
の空気が吸気口20のテーパ面22に沿ってケーシング12の
内部に流入するが、ケーシング12の前面周縁にはファン
１の回転中心と同心円状に形成されたテーパ面22が形成
され、このテーパ面22によってケーシング12の内部に均
等に空気が流入する。さらに、ケーシング12及びフラン
ジ部15の外端縁に円弧状の面取部25を形成することによ
って、図３及び図４に示すように、ケーシング12の内部
に向かう空気の流れが滑らかとなる。特に、ケーシング
12とフランジ部15との接線部分は、図３に示すようにケ
ーシング12の面取部25がテーパ面22と繋がってケーシン
グ12の前端縁がＲ状となるため、空気の流れは極めて滑
らかとなる。さらに、各回転羽根３の外端縁に前記排気
口21側のテーパ面22とほぼ平行する傾斜部３Ａを形成す
ることによって、ケーシング12に流入した空気が各回転
羽根３の傾斜部３Ａと排気口21側のテーパ面22に沿って
案内され、ケーシング12内に流入する空気はその向きと
ほぼ一定に保ったままケーシング12内を通過し、ケーシ
ング12の内部で空気の流れが急変することもないため、
空気の通過も滑らかとなる。しかも、回転羽根３はボス
部２の上面から高さｔだけ突出することから、吸気効率
も向上し、同じ回転数で大風量、大静圧を発生すること
ができるため、結果的に騒音も低減される。

【００１２】以上のように、本実施例においては、吸気
口20側に形成するテーパ面22をファン１の回転中心と同
心円状となるように形成するとともに、フランジ部15の
外端縁に円弧状の面取部25を形成することによって、ケ
ーシング12の内部に均等かつ滑らかに空気が流入すると
ともに、各回転羽根３の外端縁に前記吸気口20側のテー
パ面22とほぼ平行する傾斜部３Ａを形成することによっ
てケーシング12内部での空気の流れもスムーズとなり、
吸気時の乱流を抑えることができる。さらに、各回転羽
根３の外端縁に前記吸気口20側のテーパ面22とほぼ平行
する傾斜部３Ａを形成することによってケーシング12内
部での空気の流れもスムーズとなる。このように、吸気
時の空気の乱流を抑えることによって、図５に示すよう
に、本実施例の軸流ファンａと従来の軸流ファンｂの流
速に対する騒音の大きさを比較した場合、本実施例の軸
流ファンａの方が従来の軸流ファンｂより騒音を小さく
抑えることができる。また、回転羽根３をボス部２の上
面から高さｔだけ突出させることによって回転羽根３の
吸気効率を高めることができる。このため、図６の本実
施例の軸流ファンａと従来の軸流ファンｂとファンの風
量に対する静圧の大きさを比較した場合、本実施例の軸
流ファンａほうが従来の軸流ファンｂより風量及び静圧
も向上し、同じ回転数で本実施例の軸流ファンａは大風
量、大静圧を発生することができる。このため、限られ
たスペースの中で、大風量、大静圧を効率的に発生させ
ることができ、結果的に騒音も抑えることができる。し
かも、本実施例においては単にハウジング10の形状及び
回転羽根３の形状を変えるだけで、吸気時の乱流を効果
的に抑えることができ、構造を複雑化することもない。

【００１３】以上、本発明の一実施例を詳述したが、本
発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の
要旨の範囲内で種々変形実施が可能である。例えば、前
記実施例では空気の流れをより滑らかとするために、フ
ランジ部15とケーシング12に外端縁に円弧状の面取部25
を形成した例を示したが、吸気口20のテーパ面22をファ
ン１の回転中心と同心円状に形成して連続的に形成する
ことによって、ケーシング12内に流入する空気の流れが
滑らかとなるため、フランジ部15とケーシング12に外端
縁に面取部25を形成すればより効果的に空気の乱流は抑
えられるが、必ずしも円弧状の面取部25を形成する必要
はない。また、ファン１の基本的構造や回転軸の軸受構
造などは前記実施例に限定されるものではなく、適宜選
定すればよいものである。

【００１４】

【発明の効果】請求項１の発明の軸流ファンによれば、
ボス部の周縁に複数の回転羽根を形成するファンと、こ
のファンを固定するハウジングとを備え、前記ハウジン
グに前記ファンを囲繞する筒状のケーシングを形成する
とともに、このケーシングの前面及び後面周縁に枠状の
フランジ部を形成した軸流ファンにおいて、前記ケーシ
ングの内周面に吸・排気口となるテーパ面を前記ファン
の回転中心と同心円状に形成し、この吸気口のテーパ面
にほぼ沿うように、前記回転羽根の外端縁に傾斜部を形
成するととも、回転羽根の先端部を前記ボス部から突出
させたものであるから、吸気時の乱流を抑えて騒音を小
さく抑えることができるとともに、限られたスペースの
中で、大風量、大静圧を効率的に発生させることができ
る。

【００１５】請求項２の発明の軸流ファンによれば、前
記請求項１記載の軸流ファンにおいて、前記フランジ部
の外端縁に円弧状の面取部を形成したものであるから、
ケーシングの内部に流入する空気の流れがより滑らかと
なり、吸気時の乱流を効果的に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す軸流ファンの正面図で
ある。

【図２】同上軸流ファンの全体断面図である。

【図３】同上図１のＢ−Ｂ線拡大断面図である。

【図４】同上図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。

【図５】同上本発明と従来例における流速の変化に対す
る騒音の大きさを示す実験結果データである。

【図６】同上本発明と従来例における風量の変化に対す
る静圧の大きさを示す実験結果データである。

【図７】従来例を示す軸流ファンの正面図である。

【図８】同上軸流ファンの全体断面図である。

【図９】同上図７のＤ−Ｄ線拡大断面図である。

【図１０】同上図７のＣ−Ｃ線拡大断面図である。

【符号の説明】

１ファン２ボス部３回転羽根３Ａ傾斜部 10 ハウジング 12 ケーシング 15 フランジ部 20 吸気口 21 排気口 22 テーパ面 23 テーパ面 25 面取部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者青木弘新潟県加茂市大字後須田2570番地１東芝ホームテクノ株式会社内Ｆターム(参考） 3H032 CA02 CA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボス部の周縁に複数の回転羽根を形成す
るファンと、このファンを固定するハウジングとを備
え、前記ハウジングに前記ファンを囲繞する筒状のケー
シングを形成するとともに、このケーシングの前面及び
後面周縁に枠状のフランジ部を形成した軸流ファンにお
いて、前記ケーシングの内周面に吸・排気口となるテー
パ面を前記ファンの回転中心と同心円状に形成し、この
吸気口のテーパ面にほぼ沿うように、前記回転羽根の外
端縁に傾斜部を形成するととも、回転羽根の先端部を前
記ボス部から突出させたことを特徴とする軸流ファン。
【請求項２】前記フランジ部の外端縁に円弧状の面取
部を形成したことを特徴とする請求項１記載の軸流ファ
ン。