JP2008014147A - 直列式軸流ファン - Google Patents

Abstract

【課題】直列式軸流ファンの第１軸流ファンおよび第２軸流ファンを容易に互いに着脱する。
【解決手段】直列式軸流ファン１において、第１軸流ファン２の第１ハウジング２３では、第１排気側フランジ２３３の４つの角部に第１係止部が設けられており、第２軸流ファン３の第２ハウジング３３では、第２吸気側フランジ３３２の４つの角部に第２係止部が設けられている。第１ハウジング２３と第２ハウジング３３とが接続される際には、第１ハウジング２３と第２ハウジング３３とが、中心軸Ｊ１に垂直な方向であって第１排気側フランジ２３３の輪郭の対角線方向において互いにずらして中心軸Ｊ１方向に配置され、第１ハウジング２３を当該対角線方向に直線的に移動することにより、第１係止部および第２係止部が着脱可能に係止し合う。これにより、直列式軸流ファン１では、第１軸流ファン２および第２軸流ファン３を容易に互いに着脱することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、直列式軸流ファンに関する。

従来より、パーソナルコンピュータやサーバ等の電子機器では、筐体内部の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、筐体内部の電子部品の密度上昇に伴って冷却ファンの性能向上が要求されている。特に、サーバ等の比較的大型の電子機器では、静圧が高く、かつ、風量が大きい冷却ファンが求められており、このような冷却ファンの１つとして、所定の中心軸に沿って２つの軸流ファンを接続した直列式軸流ファンが使用されている。

このような直列式軸流ファンにおいて２つの軸流ファンのハウジングを接続する構造として、特許文献１では、第１ファンユニットの四角柱状の框体の接続側の端部において側面に形成された複数の係止溝に、第２ファンユニットの四角柱状の框体の接続側の端部から突出する複数の係止部材を結合する構造が開示されている。特許文献１では、第２ファンユニットを第１ファンユニットに対して軸方向に移動することにより、係止部材が係止溝に押し込まれて両ファンユニットの接続が行われる。また、特許文献１では、第１ファンユニットおよび第２ファンユニットの框体にそれぞれ形成された複数のスルーホールにねじ桿を挿入することにより、２つの框体を結合する構造も開示されている。

特許文献２では、二重反転式軸流送風機の第１の単体軸流送風機の第１のケースにおいて、四角の輪郭形状を有する吐き出し側フランジの４つの角部に当該吐き出し側フランジを貫通する４つの嵌合溝が形成され、第２の単体軸流送風機の第２のケースにおいて、四角の輪郭形状を有する吸い込み側フランジの４つの角部に第１のケース側へと突出する４つのフックが形成される。特許文献２の二重反転式軸流送風機では、４つのフックを４つの嵌合溝に挿入した状態で、第１および第２のケースを相互に回転させることにより、各フックを嵌合溝に係合させて軸方向におけるフックの抜け止めが図られている。
特開２００５−１６３２３号公報 特開２００４−２７８３７１号公報

ところで、直列式軸流ファンでは、一方の軸流ファンに不具合が生じた場合等、２つの軸流ファンの接続を解除して分離するとともに、新たな軸流ファンを他方の軸流ファンに接続する場合がある。あるいは、一旦分離した軸流ファンに対する調整を行った後、再度接続することも考えられる。

しかしながら、特許文献１の係止部材および係止溝による結合では、係止部材の先端部に逆止爪が設けられているため、一旦結合された２つの框体を分離することは容易ではない。さらに、係止溝が四角柱状の框体の側面に設けられているため、気流通路の径が縮小されてしまう。また、ねじ桿による結合構造では、２つの筐体の結合および分離に際して複数のねじ桿を着脱する必要があるため、２つの筐体の着脱を容易に行うことはできない。

特許文献２の係合構造では、２つのケースを回転して結合する際に、両ケースに生じるトルクの偏心により、４つのフックのうちのいずれかに力が集中してしまい、フックが折れてしまう恐れがある。また、フックおよび嵌合溝が、フランジの外側の輪郭と円形の流路開口との間に設けられるため、流路開口を大きくすることができない。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、直列式軸流ファンの第１軸流ファンおよび第２軸流ファンを、容易に互いに着脱することを主な目的としている。

請求項１に記載の発明は、直列式軸流ファンであって、第１軸流ファンと、中心軸に沿って前記第１軸流ファンに接続された第２軸流ファンとを備え、前記第１軸流ファンが、前記中心軸を中心として放射状に配置された複数の第１翼を有する第１インペラと、前記中心軸を中心として前記第１インペラを回転することにより前記中心軸方向のエアの流れを発生する第１モータ部と、前記第１インペラの外周を囲む略円筒状の内周面、および、前記第２軸流ファン側の端部に設けられて前記第２軸流ファンとの接続に利用される第１係止部を有する第１ハウジングとを備え、前記第２軸流ファンが、前記中心軸に沿って前記第１インペラに隣接して配置され、前記中心軸を中心として放射状に配置された複数の第２翼を有する第２インペラと、前記中心軸を中心として前記第２インペラを回転することにより前記第１インペラによるエアの流れと同方向のエアの流れを発生する第２モータ部と、前記第２インペラの外周を囲む略円筒状の内周面、および、前記第１軸流ファン側の端部に設けられて前記第１軸流ファンとの接続に利用される第２係止部を有し、前記第１ハウジングの前記第２軸流ファン側の前記端部と輪郭を一致させつつ前記第１ハウジングに接続された第２ハウジングとを備え、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとを接続する際に、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとを前記中心軸に垂直なスライド方向において互いにずらして前記中心軸方向に配置し、前記第１ハウジングを前記第２ハウジングに対して前記スライド方向に相対的に直線移動することにより、前記第１係止部および前記第２係止部が着脱可能に互いに係止し合う。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の直列式軸流ファンであって、前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングが、少なくとも前記中心軸方向の両端部の輪郭が略正方形である略四角柱状の外形を有し、前記第１係止部および前記第２係止部がそれぞれ、前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングの複数の角部に設けられる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の直列式軸流ファンであって、前記第１係止部および前記第２係止部がそれぞれ、前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングの全ての角部に設けられる。

請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の直列式軸流ファンであって、前記スライド方向が、前記第１ハウジングの前記第２軸流ファン側の前記端部の輪郭の対角線方向である。

請求項５に記載の発明は、請求項２ないし４のいずれかに記載の直列式軸流ファンであって、前記第１係止部および前記第２係止部の表面の一部が、前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングが組み合わされた略四角柱状の組立体の外側面に含まれる。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の直列式軸流ファンであって、前記第１係止部および前記第２係止部の一方が、他方に向かって突出する突起を備え、前記他方が前記突起が嵌め込まれる凹部を備え、前記突起および前記凹部が、互いに当接するとともに前記スライド方向に対して僅かに傾斜するテーパ面を有する。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の直列式軸流ファンであって、前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングの互いに当接する面の一方に前記中心軸方向に突出する微小凸部が形成されており、他方に前記微小凸部と嵌合する微小凹部が形成されている。

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直列式軸流ファンであって、前記第１ハウジングの前記第２軸流ファン側の前記端部の輪郭と前記第２ハウジングの前記第１軸流ファン側の前記端部の輪郭とが一致する段階で、前記第２ハウジングに対する前記第１ハウジングの前記スライド方向への移動が、前記第１係止部と前記第２係止部との当接により妨げられる。

請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載の直列式軸流ファンであって、前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングが、樹脂による射出成形により形成される。

請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし９のいずれかに記載の直列式軸流ファンであって、前記第２インペラが、前記第１インペラの回転方向とは反対方向に回転する。

請求項１１に記載の発明は、請求項１ないし１０のいずれかに記載の直列式軸流ファンであって、前記第１ハウジングの前記第２軸流ファン側の前記端部における内径が、前記第１ハウジングの前記中心軸方向の中央部における内径よりも大きく、前記第２ハウジングの前記第１軸流ファン側の前記端部における内径が、前記第２ハウジングの前記中心軸方向の中央部における内径よりも大きい。

本発明では、直列式軸流ファンの第１軸流ファンおよび第２軸流ファンを、容易に互いに着脱することができる。請求項２および３の発明では、第１ハウジングおよび第２ハウジングの内径を縮小することなく、第１ハウジングおよび第２ハウジングを互いに確実に係止することができる。請求項４の発明では、第１ハウジングと第２ハウジングとの接続の意図しない解除を抑制することができる。請求項５の発明では、第１ハウジングおよび第２ハウジングの内径の縮小を防止することができる。

請求項６の発明では、第１ハウジングおよび第２ハウジングを互いに強固に係止することができる。請求項７の発明では、第１ハウジングと第２ハウジングとの接続強度を適切に設定することができる。請求項８の発明では、第１ハウジングが第２ハウジングに対して誤った向きに取り付けられることを防止することができる。

請求項９の発明では、第１ハウジングおよび第２ハウジングを容易に形成することができる。請求項１０および１１の発明では、直列式軸流ファンの高静圧化および大風量化を実現することができる。

図１は、本発明の一の実施の形態に係る直列式軸流ファン１を示す斜視図である。図２は、直列式軸流ファン１を分解して示す斜視図である。直列式軸流ファン１は、例えば、サーバ等の電子機器を空冷するための電動式冷却ファンとして用いられる。図１に示すように、直列式軸流ファン１は、図１中の上側に配置される第１軸流ファン２、および、中心軸Ｊ１に沿って第１軸流ファン２に接続された図１中の下側に配置される第２軸流ファン３を備える。図２では、図示の都合上、後述する微小凸部３３６（図９参照）の図示を省略している。

本実施の形態に係る直列式軸流ファン１は、いわゆる二重反転式軸流ファンであり、図２に示す第１軸流ファン２の第１インペラ２１と第２軸流ファン３の第２インペラ３１とが互いに反対方向に回転することにより、図１中の上側（すなわち、第１軸流ファン２側）からエアが取り込まれ、下側（すなわち、第２軸流ファン３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側である図１中の上側を「吸気側」と呼び、エアが排出される側である図１中の下側を「排気側」と呼ぶ。直列式軸流ファン１では、図２に示す第１インペラ２１の回転方向と第２インペラ３１の回転方向とを反対方向とすることにより、２つのインペラが同方向に回転する直列式軸流ファンに比べて、高静圧化および大風量化を実現することができる。

図３は、直列式軸流ファン１を中心軸Ｊ１を含む平面で切断した縦断面図であり、図４は、第１軸流ファン２を吸気側から見た平面図である。図３および図４に示すように、第１軸流ファン２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（本実施の形態では、７枚）の第１翼２１１を有する第１インペラ２１、中心軸Ｊ１を中心として第１インペラ２１を図２および図４中における時計回りに回転することにより中心軸Ｊ１方向のエアの流れ（すなわち、図３中の上側から下側へと向かうエアの流れ）を発生する第１モータ部２２、第１インペラ２１の外周を囲む第１ハウジング２３、および、第１インペラ２１の下側において第１モータ部２２から中心軸Ｊ１を中心として放射状に伸びるとともに第１ハウジング２３に接続されて第１モータ部２２を支持する複数（本実施の形態では、３本）の第１支持リブ２４を備える。第１軸流ファン２では、第１ハウジング２３の内側の流路２３０に第１インペラ２１、第１モータ部２２および第１支持リブ２４が配置される。

図３に示すように、第１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、ロータ部２２２は、後述する軸受機構を介して中心軸Ｊ１を中心にステータ部２２１に対して回転可能に支持される。以下の説明では、便宜上、中心軸Ｊ１に沿ってロータ部２２２側を上側、ステータ部２２１側を下側として説明するが、中心軸Ｊ１は必ずしも重力方向と一致する必要はない。

ステータ部２２１は、平面視において中心軸Ｊ１を中心とする略円環状のベース部２２１１を備え、ベース部２２１１は、図３および図４に示すように、複数の第１支持リブ２４を介して第１ハウジング２３の略円筒状の内周面２３１に固定されてステータ部２２１の各部を保持する。ベース部２２１１は樹脂製であり、同じく樹脂製の複数の第１支持リブ２４および第１ハウジング２３と共に射出成形により形成される。

図３に示すように、ベース部２２１１の中央の開口には、ベース部２２１１から上側（すなわち、ロータ部２２２側）に突出する略円筒状の軸受保持部２２１２が固定されている。軸受保持部２２１２の内側には、軸受機構の一部となる玉軸受２２１３，２２１４が中心軸Ｊ１方向の上部および下部に設けられる。

ステータ部２２１は、また、軸受保持部２２１２の外周に取り付けられる（すなわち、軸受保持部２２１２の周囲にてベース部２２１１に取り付けられる）電機子２２１５、および、電機子２２１５の下側に取り付けられるとともに電機子２２１５に電気的に接続されて電機子２２１５を制御する略円環板状の回路基板２２１６をさらに備える。回路基板２２１６は、複数のリード線を束ねたリード線群を介して直列式軸流ファン１の外部に設けられた外部電源に接続される。なお、図３では、リード線群および外部電源の図示は省略している。

ロータ部２２２は、中心軸Ｊ１を中心とする略有蓋円筒状であって磁性を有する金属製のヨーク２２２１、ヨーク２２２１の側壁部の内側（すなわち、内側面）に固定されて電機子２２１５と対向する略円筒状の界磁用磁石２２２２、および、ヨーク２２２１の蓋部から下向きに突出するシャフト２２２３を備える。

シャフト２２２３は、軸受保持部２２１２に挿入されて玉軸受２２１３，２２１４により回転可能に支持される。第１軸流ファン２では、シャフト２２２３および玉軸受２２１３，２２１４が、中心軸Ｊ１を中心にヨーク２２２１をベース部２２１１に対して回転可能に支持する軸受機構の役割を果たす。

第１インペラ２１は、第１モータ部２２のヨーク２２２１の外側を覆う略有蓋円筒状のハブ２１２、および、ハブ２１２の側壁部の外側（すなわち、外側面）から放射状に伸びる複数の第１翼２１１を備える。ハブ２１２は樹脂製であり、同じく樹脂製の第１翼２１１と共に射出成形により形成される。

第１軸流ファン２では、第１モータ部２２の回路基板２２１６を介して電機子２２１５に供給される駆動電流が制御されて電機子２２１５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ことにより、ロータ部２２２に取り付けられた第１インペラ２１の複数の第１翼２１１が、中心軸Ｊ１を中心として図４中における時計回りに回転する。これにより、図３中の上側（すなわち、第１モータ部２２のロータ部２２２側）からエアが取り込まれて下側（すなわち、第２軸流ファン３側）へと送出される。

図５は、第２軸流ファン３を吸気側から見た平面図である。図３および図５に示すように、第２軸流ファン３は、中心軸Ｊ１に沿って第１インペラ２１に隣接して配置される第２インペラ３１を備え、第２インペラ３１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（本実施の形態では、５枚）の第２翼３１１を有する。

第２軸流ファン３は、また、中心軸Ｊ１を中心として第２インペラ３１を第１インペラ２１とは反対方向（すなわち、図５中における反時計回り）に回転することにより第１インペラ２１によるエアの流れと同方向のエアの流れ（すなわち、図３中の上側から下側へと向かう中心軸Ｊ１方向のエアの流れ）を発生する第２モータ部３２、第２インペラ３１の外周を囲む第２ハウジング３３、および、第２インペラ３１の下側において第２モータ部３２から中心軸Ｊ１を中心として放射状に伸びるとともに第２ハウジング３３に接続されて第２モータ部３２を支持する複数（本実施の形態では、３本）の第２支持リブ３４を備える。

第２軸流ファン３では、第１軸流ファン２と同様に、第２ハウジング３３の内側の流路３３０に第２インペラ３１、第２モータ部３２および第２支持リブ３４が配置される。本実施の形態では、第２支持リブ３４の本数が第１支持リブ２４（図４参照）の本数と等しくされる。

図３に示すように、第２モータ部３２の構成は第１モータ部２２の構成と同様であり、ステータ部３２１、および、ステータ部３２１の上側（すなわち、吸気側）に配置されてステータ部３２１に対して回転可能に支持されるロータ部３２２を備える。

ステータ部３２１は、複数の第２支持リブ３４を介して第２ハウジング３３の略円筒状の内周面３３１に固定されてステータ部３２１の各部を保持するベース部３２１１、玉軸受３２１３，３２１４が内側に設けられる略円筒状の軸受保持部３２１２、軸受保持部３２１２の外周に取り付けられる電機子３２１５、および、電機子３２１５の下側に取り付けられるとともに電機子３２１５に電気的に接続されて電機子３２１５を制御する略円環板状の回路基板３２１６を備える。

ベース部３２１１は樹脂製であり、同じく樹脂製の複数の第２支持リブ３４および第２ハウジング３３と共に射出成形により形成される。回路基板３２１６は、複数のリード線を束ねたリード線群を介して直列式軸流ファン１の外部に設けられた外部電源に接続される。

ロータ部３２２は、金属製のヨーク３２２１、ヨーク３２２１の内側面に固定される界磁用磁石３２２２、および、ヨーク２２２１から下向きに突出するシャフト３２２３を備える。シャフト３２２３は、軸受保持部３２１２内において玉軸受３２１３，３２１４により回転可能に支持される。第２軸流ファン３では、シャフト３２２３および玉軸受３２１３，３２１４が、中心軸Ｊ１を中心にヨーク３２２１をベース部３２１１に対して回転可能に支持する軸受機構の役割を果たす。

第２インペラ３１は、第２モータ部３２のヨーク３２２１の外側を覆う略有蓋円筒状のハブ３１２、および、ハブ３１２の外側面から放射状に伸びる複数の第２翼３１１を備える。ハブ３１２は樹脂製であり、同じく樹脂製の第２翼３１１と共に射出成形により形成される。

第２軸流ファン３では、第２モータ部３２が駆動されて第２インペラ３１の複数の第２翼３１１が中心軸Ｊ１を中心として図５中における反時計回りに回転する。これにより、図３中の上側（すなわち、第１軸流ファン２側）からエアが取り込まれて下側（すなわち、第２支持リブ３４側）へと送出される。

直列式軸流ファン１では、図４に示すように、第１ハウジング２３が、第１インペラ２１の外周を囲む略円筒状の内周面２３１を有する。また、第１ハウジング２３では、図２および図４に示すように、吸気側の端部２３２、および、排気側の端部２３３のそれぞれが、平面視において略正方形のフランジとなっている。以下の説明では、第１ハウジング２３の吸気側の端部２３２を、「第１吸気側フランジ２３２」と呼び、排気側の端部２３３を、「第１排気側フランジ２３３」と呼ぶ。第１吸気側フランジ２３２および第１排気側フランジ２３３の平面視における輪郭は同形状である。

図２および図４に示すように、第１ハウジング２３の第１吸気側フランジ２３２の４つの角部２３２１近傍では、第１吸気側フランジ２３２における第１ハウジング２３の内径が、第１ハウジング２３の中心軸Ｊ１方向の中央部における内径よりも大きくされる。また、第１排気側フランジ２３３の４つの角部２３３１近傍でも同様に、第１排気側フランジ２３３（すなわち、第１ハウジング２３の第２軸流ファン３側の端部）における第１ハウジング２３の内径が、第１ハウジング２３の中心軸Ｊ１方向の中央部における内径よりも大きくされる。

第１ハウジング２３は、図１および図２中に二点鎖線にて示すように、吸気側および排気側の両端部の輪郭が略正方形である略四角柱状の外形２３４を有する。ここで、第１ハウジング２３の外形２３４とは、第１吸気側フランジ２３２および第１排気側フランジ２３３の略正方形の輪郭を中心軸Ｊ１方向にて結ぶことにより形成される仮想的な略四角柱の外側面を意味する。

第２ハウジング３３は、図５に示すように、第２インペラ３１の外周を囲む略円筒状の内周面３３１を有する。また、図２および図５に示すように、第２ハウジング３３では、第１ハウジング２３と同様に、吸気側の端部３３２、および、排気側の端部３３３のそれぞれが平面視において略正方形のフランジとなっている。以下の説明では、第２ハウジング３３の吸気側の端部３３２を、「第２吸気側フランジ３３２」と呼び、排気側の端部３３３を、「第２排気側フランジ３３３」と呼ぶ。

図２および図５に示すように、第２ハウジング３３の第２吸気側フランジ３３２の４つの角部３３２１近傍では、第２吸気側フランジ３３２（すなわち、第２ハウジング３３の第１軸流ファン２側の端部）における第２ハウジング３３の内径が、第２ハウジング３３の中心軸Ｊ１方向の中央部における内径よりも大きくされる。また、第２排気側フランジ３３３の４つの角部３３３１近傍でも同様に、第２排気側フランジ３３３における第２ハウジング３３の内径が、第２ハウジング３３の中心軸Ｊ１方向の中央部における内径よりも大きくされる。

第２吸気側フランジ３３２および第２排気側フランジ３３３の平面視における輪郭は、第１吸気側フランジ２３２および第１排気側フランジ２３３と同一である。第２ハウジング３３は、第２吸気側フランジ３３２の輪郭を第１ハウジング２３の第１排気側フランジ２３３の輪郭と一致させつつ第１ハウジング２３に接続される。第１ハウジング２３と第２ハウジング３３との接続の詳細については後述する。

第２ハウジング３３も、第１ハウジング２３と同様に、図１および図２中に二点鎖線にて示すように、吸気側および排気側の両端部の輪郭が略正方形である略四角柱状の外形３３４を有する。第２ハウジング３３の外形３３４とは、第１ハウジング２３の外形２３４と同様に、第２吸気側フランジ３３２および第２排気側フランジ３３３の略正方形の輪郭を中心軸Ｊ１方向にて結ぶことにより形成される仮想的な略四角柱の外側面を意味する。

図６は、第１軸流ファン２の斜視図であり、図７は、第２軸流ファン３の斜視図である。図６では、第１ハウジング２３の排気側の端面２３３０（以下、「第１排気側端面２３３０」と呼ぶ。）が見えるように第１軸流ファン２を描いており、図７では、第２ハウジング３３の吸気側の端面３３２０（以下、「第２吸気側端面３３２０」と呼ぶ。）が見えるように第２軸流ファン３を描いている。図６および図７では、図示の都合上、後述する微小凹部２３６および微小凸部３３６の図示を省略している（図８および図９参照）。

図６に示すように、第１ハウジング２３は、第２軸流ファン３側の端部である第１排気側フランジ２３３の第１排気側端面２３３０に設けられて第２軸流ファン３との接続に利用される第１係止部２３５ａ〜２３５ｄを有する。以下の説明では、第１係止部２３５ａ〜２３５ｄをまとめて、「第１係止部２３５」と呼ぶ。

また、図７に示すように、第２ハウジング３３は、第１軸流ファン２側の端部である第２吸気側フランジ３３２の第２吸気側端面３３２０に設けられて第１軸流ファン２との接続に利用される第２係止部３３５ａ〜３３５ｄを有する。以下の説明では、第２係止部３３５ａ〜３３５ｄをまとめて、「第２係止部３３５」と呼ぶ。

図６および図７中の最も奥側の角部２３３１，３３２１では、第１係止部２３５ａが第１排気側フランジ２３３の第１排気側端面２３３０から第２軸流ファン３側へと突出しており、第２吸気側フランジ３３２には、第１係止部２３５ａと係合する溝部である第２係止部３３５ａが設けられる。また、図６および図７中の手前側の３つの角部２３３１，３３２１では、第２係止部３３５ｂ〜３３５ｄが第２吸気側フランジ３３２の第２吸気側端面３３２０から第１軸流ファン２側へと突出しており、第１排気側フランジ２３３には、第２係止部３３５ｂ〜３３５ｄと係合する溝部である第１係止部２３５ｂ〜２３５ｄが設けられる。

図８は、第１軸流ファン２を排気側から見た底面図であり、図９は、図５と同様に、第２軸流ファン３を吸気側から見た平面図である。第１軸流ファン２および第２軸流ファン３が互いに接続される際には、図８に示す第１軸流ファン２の第１排気側端面２３３０と図９に示す第２軸流ファン３の第２吸気側端面３３２０とが互いに当接する。図９に示すように、第２ハウジング３３の第２吸気側端面３３２０では、第２係止部３３５ａ，３３５ｂ，３３５ｄのそれぞれの近傍に、中心軸Ｊ１方向に突出する微小凸部３３６が形成されている。また、図８に示すように、第１ハウジング２３の第１排気側端面２３３０では、第１係止部２３５ａ，２３５ｂ，２３５ｄのそれぞれの近傍に、第１軸流ファン２と第２軸流ファン３とが接続された際に第２ハウジング３３の微小凸部３３６と嵌合する微小凹部２３６が形成されている。

図１０は、接続途上の第１軸流ファン２および第２軸流ファン３を示す斜視図である。第１軸流ファン２と第２軸流ファン３とが接続される際には、まず、図１０に示すように、第１ハウジング２３と第２ハウジング３３とが、中心軸Ｊ１に垂直な方向であって第１排気側フランジ２３３および第２吸気側フランジ３３２の輪郭の対角線方向において互いにずらして中心軸Ｊ１方向に配置される。このとき第１排気側フランジ２３３の第１排気側端面２３３０（図６参照）と第２吸気側フランジ３３２の第２吸気側端面３３２０（図７参照）とは、互いに当接している。

そして、第１ハウジング２３が、図１０の最も奥側の角部２３３１，３３２１から最も手前側の角部２３３１，３３２１へと向かう対角線方向（図１０において、符号１００を付した矢印にて示し、以下、「スライド方向」という。）に、第２ハウジング３３に対して相対的に直線移動される。これにより、第１ハウジング２３の４つの角部２３３１に設けられた第１係止部２３５、および、第２ハウジング３３の４つの角部３３２１に設けられた第２係止部３３５が、着脱可能に互いに係止し合い、第１軸流ファン２と第２軸流ファン３とが接続されて図１に示す直列式軸流ファン１が形成される。

直列式軸流ファン１の組み立てでは、第１ハウジング２３を第２ハウジング３３に対してスライドさせることにより、第１係止部２３５および第２係止部３３５が着脱可能に互いに係止し合うため、第１軸流ファン２および第２軸流ファン３を、容易に互いに着脱することができる。

ところで、直列式軸流ファンでは、第１軸流ファンにおける第１インペラの回転数と第２軸流ファンにおける第２インペラの回転数との僅かな差等により、共振や共鳴等が発生して振動や騒音が大きくなってしまうことがある。上述のように、本実施の形態に係る直列式軸流ファン１では、第１軸流ファン２および第２軸流ファン３を容易に互いに着脱することができるため、共振や共鳴等が発生した場合には、第１軸流ファン２または第２軸流ファン３を容易に交換して振動や騒音が小さい直列式軸流ファン１を実現することができる。また、第１軸流ファン２および第２軸流ファン３の一方に不具合が生じた場合等、当該一方の軸流ファンを容易に交換することもできる。

一方、直列式軸流ファン１が使用される環境によっては、意図しない外力等が第１ハウジング２３または第２ハウジング３３に加わる可能性がある。このような場合、上記のような第１軸流ファン２または第２軸流ファン３の交換終了後に、第１ハウジング２３と第２ハウジング３３との接合面に接着剤等を塗布することにより、第１ハウジング２３と第２ハウジング３３との接続強度を向上して、意図しない外力等による第１ハウジング２３と第２ハウジング３３との接続の不必要な解除を確実に防止することも可能である。

また、直列式軸流ファン１では、第１ハウジング２３を第２ハウジング３３に対して相対的に直線移動することにより第１軸流ファン２および第２軸流ファン３の着脱が行われるため、複数の第１係止部２３５および第２係止部３３５に加えられる荷重が、いずれからの係止部に偏ることなくほぼ均一となる。これにより、第１係止部２３５および第２係止部３３５が、第１軸流ファン２と第２軸流ファン３との接続時や分離時における荷重の集中により損傷することを防止することができる。

第１軸流ファン２および第２軸流ファン３では、第１係止部２３５および第２係止部３３５が、第１排気側フランジ２３３および第２吸気側フランジ３３２の４つの角部２３３１，３３２１の全てに設けられることにより、第１ハウジング２３および第２ハウジング３３の内径を縮小することなく、第１ハウジング２３および第２ハウジング３３を互いに確実に係止することができる。

なお、第１係止部２３５および第２係止部３３５は、必ずしも、第１排気側フランジ２３３および第２吸気側フランジ３３２の４つの角部２３３１，３３２１の全てに設けられる必要はなく、４つの角部２３３１，３３２１のうち、２つまたは３つの（すなわち、複数の）角部２３３１，３３２１に設けられるのみであっても、第１ハウジング２３および第２ハウジング３３を互いに確実に係止することができる。

図１１．Ａは、図６に示す第１ハウジング２３の第１係止部２３５ｃ近傍の部位を、第１排気側フランジ２３３のスライド方向に平行な対角線および中心軸Ｊ１を含む面により切断した面を、図６中の第１係止部２３５ｄ側から第１係止部２３５ｂ側を向いて見た拡大図である。また、図１１．Ｂは、図７に示す第２ハウジング３３の第２係止部３３５ｃ近傍の部位の同じ位置での切断面を、図１１．Ａと同方向から見た（図６中の第２係止部３３５ｄ側から第２係止部３３５ｂ側を向いて見た）拡大図である。図１１．Ａおよび図１１．Ｂ中では、第１ハウジング２３の第２ハウジング３３に対する相対的なスライド方向を矢印１００にて示す。

図１１．Ａおよび図１１．Ｂに示すように、第１係止部２３５ｃは、スライド方向１００に略垂直な方向に図１１．Ａ中の奥側から手前側に向かって第２係止部３３５ｃに向かって突出する突起２３５２を備え、第２係止部３３５ｃは、第１係止部２３５ｃの突起２３５２が嵌め込まれる凹部３３５３を備える。突起２３５２の上側（すなわち、第２軸流ファン３とは反対側）の面２３５４、および、凹部３３５３の上側（すなわち、第１軸流ファン２側）の面３３５４は、スライド方向１００に対して僅かに傾斜するテーパ面となっており、第１軸流ファン２と第２軸流ファン３とが接続された状態において互いに当接する。

これにより、第１軸流ファン２および第２軸流ファン３の接続の際に、第１係止部２３５の面２３５４と第２係止部３３５の面３３５４とが互いに対して強く押圧される。その結果、第１ハウジング２３および第２ハウジング３３を互いに強固に係止することができ、意図しない外力等による第１ハウジング２３と第２ハウジング３３との接続の不必要な解除を防止することができる。

なお、第２係止部３３５ｃでは、凹部３３５３の上方に位置する部位を、スライド方向１００に略垂直な方向に図１１．Ｂ中の手前側から奥側に向かって第１係止部２３５ｃに向かって突出する突起３３５２と捉えることができる。この場合、図１１．Ａ中に示す第１係止部２３５ｃの突起２３５２の上方の空間が、第２係止部３３５ｃの突起３３５２が嵌め込まれる凹部２３５３となる。この場合も、突起３３５２の下側の面３３５４、および、凹部２３５３の下側の面２３５４は、スライド方向１００に対して僅かに傾斜するテーパ面となっており、第１軸流ファン２と第２軸流ファン３とが接続された状態において互いに当接する。

上述のように、第１ハウジング２３の第１排気側端面２３３０には図８に示す３つの微小凹部２３６が形成されており、第２ハウジング３３の第２吸気側端面３３２０には図９に示す３つの微小凸部３３６が形成されている。そして、第１軸流ファン２と第２軸流ファン３との接続時に、微小凸部３３６と微小凹部２３６とが嵌合する。直列式軸流ファン１では、中心軸Ｊ１方向における微小凸部３３６の高さおよび微小凹部２３６の深さを適切な大きさとすることにより、第１ハウジング２３と第２ハウジング３３との接続強度を適切に設定することができる。

図１に示すように、直列式軸流ファン１では、第１軸流ファン２と第２軸流ファン３とが互いに接続された状態において、第１係止部２３５および第２係止部３３５の表面の一部が、第１ハウジング２３および第２ハウジング３３が組み合わされた略四角柱状の組立体である直列式軸流ファン１のハウジングの外側面（すなわち、第１ハウジング２３および第２ハウジング３３の外形２３４および外形３３４であり、本実施の形態では、第１排気側フランジ２３３および第２吸気側フランジ３３２の外側面）に含まれる。

このように、第１係止部２３５および第２係止部３３５を中心軸Ｊ１から可能な限り遠い位置に配置することにより、第１ハウジング２３および第２ハウジング３３の内径（すなわち、流路２３０，３３０の直径）の縮小を防止することができる。その結果、直列式軸流ファン１の特性を向上して、高静圧化および大風量化を実現することができる。

上述のように、直列式軸流ファン１では、図６に示す第１軸流ファン２の第１排気側フランジ２３３における第１ハウジング２３の内径が、第１ハウジング２３の中心軸Ｊ１方向の中央部における内径よりも大きくされ、図７に示す第２軸流ファン３の第２吸気側フランジ３３２における第２ハウジング３３の内径が、第２ハウジング３３の中心軸Ｊ１方向の中央部における内径よりも大きくされる。これにより、直列式軸流ファン１の更なる高静圧化および大風量化を実現することができる。

ところで、仮に、直列式軸流ファンの組み立ての際の第１ハウジングの第２ハウジングに対する相対的な移動方向が、第１ハウジングの一の外側面に垂直（正確には、第１ハウジングの外形の一の側面に垂直）であるとすると、直列式軸流ファンが電子機器内の他の部品等に接触した場合、接触箇所が第１ハウジングの当該外側面のいずれの箇所であっても、接触による力が第１ハウジングを第２ハウジングから分離させる方向に働く恐れがある。

これに対し、直列式軸流ファン１では、第１ハウジング２３の第２ハウジング３３に対する相対的な移動方向が、第１排気側フランジ２３３および第２吸気側フランジ３３２の輪郭の対角線方向とされる。このため、第１ハウジング２３を第２ハウジング３３から分離しようとすると、第１ハウジング２３の第１係止部２３５ｃが設けられた角部２３３１または当該角部２３３１の上側の部位を、第１係止部２３５ａが設けられた角部２３３１側へと（図１０に示すスライド方向１００とは反対向きに）押すことが必要になる。すなわち、第１ハウジング２３の一の外側面に比べて面積が小さい部位を、対角線方向に正確に押す必要があるため、電子機器内の他の部品等との接触による力が、第１ハウジング２３を第２ハウジング３３から分離させる方向に働く恐れが少ない。このように、直列式軸流ファン１では、組み立て時の第１ハウジング２３の移動方向を上記対角線方向とすることにより、第１ハウジング２３と第２ハウジング３３との接続の意図しない解除を抑制することができる。

直列式軸流ファン１の組み立てでは、第１ハウジング２３の第１排気側フランジ２３３（すなわち、第２軸流ファン３側の端部）の輪郭と第２ハウジング３３の第２吸気側フランジ３３２（すなわち、第１軸流ファン２側の端部）の輪郭とが一致する段階で、第２ハウジング３３に対する第１ハウジング２３のスライド方向１００（図１０参照）への相対移動が、第１係止部２３５と第２係止部３３５との当接により妨げられる。

具体的には、図６に示す第１係止部２３５ａの中心軸Ｊ１に略平行な面２３５１ａと、図７に示す第２係止部３３５ａの中心軸Ｊ１に略平行な面３３５１ａとが当接することにより、第１ハウジング２３の第２ハウジング３３に対する相対移動が妨げられる。また、第１係止部２３５ｃおよび第２係止部３３５ｃにも、同様の面２３５１ｃ，３３５１ｃ（図８および図９参照）が設けられている。

このように、直列式軸流ファン１の組立時における第１ハウジング２３の移動方向を一方向（すなわち、図１０中のスライド方向１００）のみに規制するフールプルーフ（fool-proof）設計を行うことにより、第１ハウジング２３が第２ハウジング３３に対して誤った向きに取り付けられることを防止することができる。また、第１ハウジング２３を第２ハウジング３３から分離する際における第１ハウジング２３の移動方向も一方向（すなわち、スライド方向１００とは反対方向）のみに規制されるため、意図しない外力等による第１ハウジング２３と第２ハウジング３３との接続の不必要な解除を防止することができる。その結果、直列式軸流ファン１の信頼性を向上することができる。

直列式軸流ファン１の製造では、樹脂による射出成形により、第１ハウジング２３および第２ハウジング３３を第１係止部２３５および第２係止部３３５と共に容易に形成することができる。

上述のように、直列式軸流ファン１では、第１ハウジング２３の第２ハウジング３３に対するスライド方向１００が、第１排気側フランジ２３３の対角線方向とされるため、第１ハウジング２３を射出成形により形成する際に、第１ハウジング２３の外側面を形成する金型を、第１ハウジング２３の対角線方向に移動して離型することができる。このため、第１ハウジング２３の外側面に平行に離型する場合に比べて、金型を容易に離型することができ、また、第１ハウジング２３の外側面に離型用のテーパを形成する必要がないため、第１ハウジング２３の大型化を防止することもできる（第２ハウジング３３においても同様）。

以上、本発明の実施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、直列式軸流ファン１では、第１ハウジング２３の第１排気側端面２３３０に中心軸Ｊ１方向に突出する微小凸部が形成され、第２ハウジング３３の第２吸気側端面３３２０に当該微小凸部と嵌合する微小凹部が形成されてもよい。

直列式軸流ファン１の組み立てでは、第１ハウジング２３の第２ハウジング３３に対する移動方向は、必ずしも第１排気側フランジ２３３の対角線方向には限定されず、例えば、第１ハウジング２３が、第１ハウジング２３の外形２３４のいずれかの側面に垂直な方向に直線移動されてもよい。これにより、第１軸流ファン２および第２軸流ファン３を容易に互いに着脱することができる。

直列式軸流ファン１では、第１軸流ファン２の第１インペラ２１および第２軸流ファン３の第２インペラ３１が同じ方向に回転してもよい。また、第１インペラ２１および第２インペラ３１において複数の翼の翼型や配置、回転方向等が変更されることにより、第２軸流ファン３側からエアが取り込まれて第１軸流ファン２側からエアが送出されてもよい。直列式軸流ファン１では、さらに、第１軸流ファン２および第２軸流ファン３に加えて、１つ以上の他の軸流ファンが中心軸Ｊ１に沿って配置されてもよい。

一の実施の形態に係る直列式軸流ファンの斜視図である。 直列式軸流ファンの分解斜視図である。 直列式軸流ファンの縦断面図である。 第１軸流ファンの平面図である。 第２軸流ファンの平面図である。 第１軸流ファンの斜視図である。 第２軸流ファンの斜視図である。 第１軸流ファンの底面図である。 第２軸流ファンの平面図である。 接続途上の第１軸流ファンおよび第２軸流ファンを示す斜視図である。 一の第１係止部近傍の部位をスライド方向に垂直な方向から見た拡大図である。 一の第２係止部近傍の部位をスライド方向に垂直な方向から見た拡大図である。

符号の説明

１ 直列式軸流ファン
２ 第１軸流ファン
３ 第２軸流ファン
２１ 第１インペラ
２２ 第１モータ部
２３ 第１ハウジング
３１ 第２インペラ
３２ 第２モータ部
３３ 第２ハウジング
１００ スライド方向
２１１ 第１翼
２３１ 内周面
２３２ 第１吸気側フランジ
２３３ 第１排気側フランジ
２３４ 外形
２３５（２３５ａ〜２３５ｄ） 第１係止部
２３６ 微小凹部
３１１ 第２翼
３３１ 内周面
３３２ 第２吸気側フランジ
３３３ 第２排気側フランジ
３３４ 外形
３３５（３３５ａ〜３３５ｄ） 第２係止部
３３６ 微小凸部
２３３０ 第１排気側端面
２３３１，３３２１ 角部
２３５２，３３５２ 突起
２３５３，３３５３ 凹部
２３５４，３３５４ 面
３３２０ 第２吸気側端面
Ｊ１ 中心軸

Claims (11)

1. 直列式軸流ファンであって、
   第１軸流ファンと、
   中心軸に沿って前記第１軸流ファンに接続された第２軸流ファンと、
   を備え、
   前記第１軸流ファンが、
   前記中心軸を中心として放射状に配置された複数の第１翼を有する第１インペラと、
   前記中心軸を中心として前記第１インペラを回転することにより前記中心軸方向のエアの流れを発生する第１モータ部と、
   前記第１インペラの外周を囲む略円筒状の内周面、および、前記第２軸流ファン側の端部に設けられて前記第２軸流ファンとの接続に利用される第１係止部を有する第１ハウジングと、
   を備え、
   前記第２軸流ファンが、
   前記中心軸に沿って前記第１インペラに隣接して配置され、前記中心軸を中心として放射状に配置された複数の第２翼を有する第２インペラと、
   前記中心軸を中心として前記第２インペラを回転することにより前記第１インペラによるエアの流れと同方向のエアの流れを発生する第２モータ部と、
   前記第２インペラの外周を囲む略円筒状の内周面、および、前記第１軸流ファン側の端部に設けられて前記第１軸流ファンとの接続に利用される第２係止部を有し、前記第１ハウジングの前記第２軸流ファン側の前記端部と輪郭を一致させつつ前記第１ハウジングに接続された第２ハウジングと、
   を備え、
   前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとを接続する際に、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとを前記中心軸に垂直なスライド方向において互いにずらして前記中心軸方向に配置し、前記第１ハウジングを前記第２ハウジングに対して前記スライド方向に相対的に直線移動することにより、前記第１係止部および前記第２係止部が着脱可能に互いに係止し合うことを特徴とする直列式軸流ファン。
2. 請求項１に記載の直列式軸流ファンであって、
   前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングが、少なくとも前記中心軸方向の両端部の輪郭が略正方形である略四角柱状の外形を有し、
   前記第１係止部および前記第２係止部がそれぞれ、前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングの複数の角部に設けられることを特徴とする直列式軸流ファン。
3. 請求項２に記載の直列式軸流ファンであって、
   前記第１係止部および前記第２係止部がそれぞれ、前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングの全ての角部に設けられることを特徴とする直列式軸流ファン。
4. 請求項２または３に記載の直列式軸流ファンであって、
   前記スライド方向が、前記第１ハウジングの前記第２軸流ファン側の前記端部の輪郭の対角線方向であることを特徴とする直列式軸流ファン。
5. 請求項２ないし４のいずれかに記載の直列式軸流ファンであって、
   前記第１係止部および前記第２係止部の表面の一部が、前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングが組み合わされた略四角柱状の組立体の外側面に含まれることを特徴とする直列式軸流ファン。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の直列式軸流ファンであって、
   前記第１係止部および前記第２係止部の一方が、他方に向かって突出する突起を備え、前記他方が前記突起が嵌め込まれる凹部を備え、
   前記突起および前記凹部が、互いに当接するとともに前記スライド方向に対して僅かに傾斜するテーパ面を有することを特徴とする直列式軸流ファン。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の直列式軸流ファンであって、
   前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングの互いに当接する面の一方に前記中心軸方向に突出する微小凸部が形成されており、他方に前記微小凸部と嵌合する微小凹部が形成されていることを特徴とする直列式軸流ファン。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の直列式軸流ファンであって、
   前記第１ハウジングの前記第２軸流ファン側の前記端部の輪郭と前記第２ハウジングの前記第１軸流ファン側の前記端部の輪郭とが一致する段階で、前記第２ハウジングに対する前記第１ハウジングの前記スライド方向への移動が、前記第１係止部と前記第２係止部との当接により妨げられることを特徴とする直列式軸流ファン。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載の直列式軸流ファンであって、
   前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングが、樹脂による射出成形により形成されることを特徴とする直列式軸流ファン。
10. 請求項１ないし９のいずれかに記載の直列式軸流ファンであって、
    前記第２インペラが、前記第１インペラの回転方向とは反対方向に回転することを特徴とする直列式軸流ファン。
11. 請求項１ないし１０のいずれかに記載の直列式軸流ファンであって、
    前記第１ハウジングの前記第２軸流ファン側の前記端部における内径が、前記第１ハウジングの前記中心軸方向の中央部における内径よりも大きく、
    前記第２ハウジングの前記第１軸流ファン側の前記端部における内径が、前記第２ハウジングの前記中心軸方向の中央部における内径よりも大きいことを特徴とする直列式軸流ファン。

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