JP2008115696A - ファン装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】静翼の肉厚を抑制しつつ、導線を静翼に配索することができるファン装置を提供する。
【解決手段】このファン装置(1)は、インペラ(12)と、インペラを駆動するモータと、インペラを収容する外枠体(15)と、外枠体内に設けられ、モータを支持する支持体(16)と、支持体から径方向外方に向けて延伸し、その延伸方向に垂直な断面が翼形状を有する複数の静翼(17)と、支持体によってモータとともに支持され、モータの回転を制御するための回路が設けられた回路基板と、回路基板に接続された複数の導線(18)と、を備え、複数の静翼のうちの少なくとも3つ以上の静翼が、支持体と外枠体とを連結しており、複数の導線が、重なり合わないように略一列に配列された状態で、複数の静翼のうちのいずれかの静翼に配索されている。
【選択図】図3
【解決手段】このファン装置(1)は、インペラ(12)と、インペラを駆動するモータと、インペラを収容する外枠体(15)と、外枠体内に設けられ、モータを支持する支持体(16)と、支持体から径方向外方に向けて延伸し、その延伸方向に垂直な断面が翼形状を有する複数の静翼(17)と、支持体によってモータとともに支持され、モータの回転を制御するための回路が設けられた回路基板と、回路基板に接続された複数の導線(18)と、を備え、複数の静翼のうちの少なくとも3つ以上の静翼が、支持体と外枠体とを連結しており、複数の導線が、重なり合わないように略一列に配列された状態で、複数の静翼のうちのいずれかの静翼に配索されている。
【選択図】図3
Description
本発明は、ファン装置に関する。
近年の電子機器は、高性能化等に伴い、機器ハウジング内部の電子部品の発熱量が増加の一途を辿っている。電子部品の温度上昇を抑制するために、ファン装置が用いられる。
ファン装置の主な使い方としては、以下の2種類が考えられる。
(a) ハウジング内部に滞留する高温の空気をハウジング外部に排出する
(b) 発熱体(電子部品)に冷却風を直接供給し、発熱体の温度上昇を抑制する
上の(a)の場合では、ファン装置の風量特性として、高風量・高静圧が求められる。(b)の場合おいては更に、風速分布特性に関する性能が求められる。ここで、風速分布特性とは、ファン装置の排気口から吐き出された冷却風の風速がどのように分布しているかを示す特性である。また、(a)、(b)いずれの場合においても、静音性も重要な性能要素となっている。
(b) 発熱体(電子部品)に冷却風を直接供給し、発熱体の温度上昇を抑制する
上の(a)の場合では、ファン装置の風量特性として、高風量・高静圧が求められる。(b)の場合おいては更に、風速分布特性に関する性能が求められる。ここで、風速分布特性とは、ファン装置の排気口から吐き出された冷却風の風速がどのように分布しているかを示す特性である。また、(a)、(b)いずれの場合においても、静音性も重要な性能要素となっている。
通常のファン装置は、排気口から冷却風が吐き出された際に、インペラの回転に伴う遠心力の影響により、冷却風がインペラの径方向外方に向けて広がる傾向がある。しかし、上の(b)の場合においては、より多くの冷却風を発熱体に供給できた方が冷却効率が高くなるため、冷却風を発熱体に向けてあまり広がないように供給する必要がある。
そこで、冷却風の径方向外方への広がりを抑制するための構造として、ファン装置の排気口に静翼が設けられている。
一方、ファン装置は、外部電源からの電流を導線によってモータに電流を供給することでインペラが回転する。ファン装置の中央部に設置されるモータとファン装置の外枠体との間には、空気流路が形成されているため、導線はその空気流路を横切るようにして配索される。このため、空気流が導電と干渉し、これにって渦や乱流が発生し、騒音値が上昇する。
そこで、特許文献1のように、静翼に導線溝が形成され、導線溝がケースの外側に向けて開口していることが開示されている。
特開2006−66866号公報
しかしながら、特許文献1の発明においては、導線が束で収容される導線溝が静翼に形成されているため、静翼の肉厚が大きくなり、空気流が静翼によって阻害されるという問題がある。
そこで、本発明の解決すべき課題は、静翼の肉厚を抑制しつつ、導線を静翼に配索することができるファン装置を提供することである。
上記の課題を解決するため、請求項1の発明では、回転することで軸方向に吸気し、軸方向に排気する複数の動翼を有するインペラと、前記インペラを駆動するモータと、前記インペラを収容する外枠体と、前記外枠体内に設けられ、前記モータを支持する支持体と、前記支持体から径方向外方に向けて延伸し、その延伸方向に垂直な断面が翼形状を有する複数の静翼と、前記支持体によって前記モータとともに支持され、前記モータの回転を制御するための回路が設けられた回路基板と、前記回路基板に接続された複数の導線とを備え、前記複数の静翼のうちの少なくとも3つ以上の静翼が、前記支持体と前記外枠体とを連結しており、前記複数の導線が、重なり合わないように前記翼形状の長手方向に沿って略一列に配列された状態で、前記複数の静翼のうちのいずれかの静翼に配索されている。
また、請求項2の発明では、請求項1の発明に係るファン装置において、前記静翼の表面に、前記複数の導線が収容される収容溝が設けられている。
また、請求項3の発明では、請求項1の発明に係るファン装置において、前記静翼の表面に、前記各導線がそれぞれ収容される複数の収容溝が設けられている。
また、請求項4の発明では、請求項1ないし請求項3のいずれかの発明に係るファン装置において、前記複数の導線は、前記静翼の表面に配索され、前記ファン装置は、前記複数の導線が露出しないように、前記静翼の前記導線が配索された部分を覆うカバーをさらに備える。
また、請求項5の発明では、請求項1ないし請求項3のいずれかの発明に係るファン装置において、前記複数の導線を前記静翼から離反しないように止める止め具をさらに備える。
また、請求項6の発明では、請求項1ないし請求項5のいずれかの発明に係るファン装置において、前記静翼の前記断面形状は、前記インペラの回転軸と平行な方向に対して、前記インペラの前記動翼が傾斜する方向と反対方向に傾斜した翼形状を有している。
また、請求項7の発明では、請求項6の発明に係るファン装置において、前記静翼の前記断面形状は、湾曲した翼形状を有している。
また、請求項8の発明では、請求項1ないし請求項7のいずれかの発明に係るファン装置において、前記複数の導線は、前記静翼の表面における前記インペラの回転方向上流側を向いた面に配索されている。
また、請求項9の発明では、請求項1ないし請求項7のいずれかの発明に係るファン装置において、前記複数の導線は、前記静翼の表面における前記インペラの回転方向下流側を向いた面に配索されている。
また、請求項10の発明では、請求項1の発明に係るファン装置において、前記静翼に、空気流の下流側に開口し、前記複数の導線を略一列に配列された状態で収容する収容溝が設けられている。
請求項1に記載の発明によれば、複数の導線が、重なり合わないように翼形状の長手方向に沿って略一列に配列された状態で、複数の静翼のうちのいずれかの静翼に配索されているため、静翼の肉厚を抑制しつつ、導線を静翼に配索することができる。その結果、導線が配索された静翼にて生じる空気流の渦、乱流等の乱れの発生を抑制することができ、高風量、低騒音のファン装置を提供することができる。
請求項2に記載の発明によれば、静翼の表面に、複数の導線が収容される収容溝が設けられているため、静翼の表面における導線が配索された部分の凹凸を抑制することができ、静翼の導線が配索された部分により生じる空気流の乱れをさらに抑制することができる。
また、導線を静翼の収容溝に収容することにより、配索された導線の位置ずれや脱落等を防止することができ、導線を静翼の収容溝内に確実に保持することができる。
請求項3に記載の発明によれば、静翼の表面に、各導線がそれぞれ収容される複数の収容溝が設けられているため、静翼の表面における導線が配索された部分の凹凸を抑制することができ、静翼の導線が配索された部分により生じる空気流の乱れをさらに抑制することができる。
また、各導線を静翼の各収容溝に個別に収容することにより、配索された導線の位置ずれや脱落等をより効果的に防止することができ、導線を静翼の収容溝内に確実に保持することができる。
請求項4に記載の発明によれば、導線が露出しないように、静翼の導線が配索された部分を覆うカバーが設けられているため、静翼の導線が配索された部分の表面を滑らかにすることができ、空気流の乱れ発生をより効果的に抑制できる。
また、カバーを設けたことにより、粉塵等の影響によって導線被覆の表面への損傷を防止することができる。
請求項5に記載の発明によれば、複数の導線を静翼から離反しないように止める止め具が設けられているため、導線が静翼から離反して空気流の障害となる等の不都合が生じるのを防止することができる。
請求項6に記載の発明によれば、静翼の前記断面形状が、インペラの回転軸と平行な方向に対して、インペラの動翼が傾斜する方向と反対方向に傾斜した翼形状を有しているため、インペラが発生させた空気流を静翼によって的確に調整(例えば、集風)できる。
請求項7に記載の発明によれば、静翼の前記断面形状が湾曲した翼形状を有しているため、インペラが発生させた空気流を静翼によって効率よく調整(例えば、集風)できる。
請求項9に記載の発明によれば、静翼の表面におけるインペラの回転方向下流側を向いた面は、回転方向上流側を向いた面よりもインペラが発生させる空気流の流れが緩やかであるため、静翼の回転方向下流側を向いた面に導線を配索することにより、導線の配索した部分が与える空気流への影響を小さく抑制できる。
請求項10に記載の発明によれば、静翼に、空気流の下流側に開口し、複数の導線を略一列に配列された状態で収容する収容溝が設けられているため、静翼における空気流との接触が大きいインペラの回転方向上流側及び下流側に向いた面は滑らかな形状とすることができ、導線を静翼に配索することにより生じる空気流の乱れをさらに抑制することができる。
また、導線を静翼の収容溝に収容することにより、配索された導線の位置ずれや脱落等を防止することができ、導線を静翼の収容溝内に確実に保持することができる。
図1は本発明の第1実施形態に係るファン装置の斜視図であり、図2は図1のファン装置の平面図であり、図3は図1のファン装置におけるインペラと静翼との関係を示す断面図であり、図4は図1のファン装置のモータ設置部の断面構造を示す断面図である。
このファン装置11は、図1ないし図4に示すように、インペラ12と、モータ13と、回路基板14と、外枠体15と、支持体16と、複数の静翼17と、複数の導線18とを備えている。外枠体15、支持体16及び静翼17は、樹脂により一体に成形されている。
インペラ12は、複数の動翼12aを有し、この動翼12aが回転することで軸方向に吸気し、軸方向に排気する。外枠体15はインペラ12を外囲するように設けられている。支持体16はその外枠体15の内方に設けられ、モータ13及び回路基板14を支持している。複数の静翼17は、支持体16からこのファン装置11の径方向外方に向けて放射状に延伸し、その延伸方向に垂直な断面が翼形状を有している。この複数の静翼17のうちの少なくとも3つ以上(本実施形態では、全部)の静翼17が、支持体16と外枠体15とを連結しており、支持体16を支持している。より詳細には、静翼17の断面形状は、インペラ12の回転軸A(図3参照)と平行な方向に対して、インペラ12の動翼12aが傾斜する方向と反対方向に傾斜した翼形状を有しており、動翼12aの回転方向B上流側にその凹面側の面17aが向くように湾曲している。このような翼形状を有する静翼17により、インペラ12によって発生された空気流が軸中心に向けて的確かつ効率よく集風されるようになっている。
このような静翼17は、インペラ12が発生させた空気流を効率よく集風できるようにインペラ12の下流側(空気の排気側)に設けられている。なお、変形例として、静翼17をインペラ12の上流側に設けてもよい。
モータ13は、図4に示すように、インペラ12の内周面に取り付けられたロータマグネット21と、そのロータマグネット21との間でトルクを発生させる電機子22とを備えて構成されている。このようなモータ13は、インペラ12の中央部に設けられたモータキャップ部23内に収容されている。
回路基板14は、モータ13の回転を制御するための制御回路を備えている。この回路基板14には、外部電源からの電流等を供給するための複数の導線18が接続されている。この導線18は、外枠体15と支持体16との間に形成される空気流路を横切るように配索され、ファン装置11外の所定の電気接続部に接続される。なお、この導線18はモータ13を制御するための制御信号の伝達等にも用いられる場合がある。
次に本実施形態に係る導線18の配索形態について説明する。本実施形態では、図1、図2、図3及び図5(a)に示すように、複数の導線18が、重なり合わないように略一列に配列された状態で、複数の静翼17のうちのいずれか1つの静翼17に配索されている。導線18が配索されない静翼17については、通常の静翼17の形状と実質的に変わりはない。なお、図3及び図5(a)中の矢印Cは、インペラ12によって発生された空気流の方向を模式的に示している(他の図面につていも同様)。
より詳細には、図5(a)に示す構成では、静翼17の表面におけるインペラ12の回転方向B上流側を向いた凹面側表面17aに、複数の導線18を収容する収容溝31が静翼17に沿って設けられている。これによって、静翼17に配索された複数の導線18が、一列に配列された状態で収容溝31内に収容されるようになっている。このため、配索状態における導線18の厚みを大幅に抑制し、静翼17の導線18が配索された部分の導線18を含めた厚みを大幅に抑制できるようになっている。
導線18は、支持体16内に収容された回路基板14から支持体16外に引き出されて収容溝31に沿って静翼17に配索され、静翼17と外枠体15の結合部に設けられた切欠部32を介してファン装置31外に引き出される。
このような構成より、静翼17の肉厚を抑制しつつ、導線18を静翼17に配索することができ、導線18が配索された静翼17にて生じる空気流の渦、乱流等の乱れの発生を抑制することができ、その結果、高風量、低騒音のファン装置11を提供することができる。
また、静翼17の表面17aに、複数の導線18が収容される収容溝31が設けられているため、静翼17の表面17aにおける導線18が配索された部分の凹凸を抑制することができ、静翼17の導線18が配索された部分により生じる空気流の乱れをさらに抑制することができる。
また、導線18を静翼17の収容溝31に収容することにより、配索された導線18の位置ずれや脱落等を防止することができ、導線18を静翼17の収容溝31内に確実に保持することができる。
なお、この第1実施形態では、静翼17の凹面側表面17aに導線18の収容溝31を設けたが、図5(b)に示すように、静翼17の表面における回転方向B下流側を向いた凸面側表面17bに収容溝31を設けるようにしてもよい。静翼17の表面における回転方向B下流側を向いた面17bは、回転方向B上流側を向いた面17aよりもインペラ12が発生させる空気流の流れが緩やかであるため、静翼17の回転方向B下流側を向いた面に導線18を配索することにより、導線18の配索した部分が与える空気流への影響を小さく抑制できる。
また、この第1実施形態における図5(a)の図示例では、導線18が整然と一列に配列されて配索されているが、導線18が実質的に一列に配列されていればよく、例えば図6に示すような状態も本願発明に係る「一列」の概念に含まれるものとする。
図7(a)は、本発明の第2実施形態に係るファン装置に備えられる静翼の断面図である。本実施形態に係るファン装置と上述の第1実施形態に係るファン装置とが実質的に異なる点は、導線18が配索される静翼17に設けた収容溝の構成が異なる点のみであり、互いに対応する部分には同一の参照符号を付して、説明の重複を回避することとする。
本実施形態では、図7(a)に示すように、導線18が配索される静翼17の凹面側表面17aに、各導線18がそれぞれ個別に収容される複数の収容溝36が静翼17に沿って平行に設けられている。これによって、導線18を各収容溝36内に嵌め込むようにして配索することにより、導線18が自然と一列に配列するようになっている。
また、各収容溝36の内周面は、導線18が収容溝36内に嵌まり込んだときに安定するように、導線18の断面形状に対応した断面形状(例えば、略円弧状の断面形状)を有している。ここで、外枠体15、支持体16及び静翼17は、金型成型(例えば、樹脂材料を使用した射出成型)により一体成形されるため、各収容溝36の断面形状は、金型を軸方向の上下から引き抜くことができるような形状に設定されている。このため、収容溝36を形成するためのアンダーカット処理を行うことないとともに、金型も簡単化できる。
このような構成により、本実施形態によれば、上述の第1実施形態に係るファン装置とほぼ同様な効果が得れるととともに、各導線18を静翼17の各収容溝36に個別に収容する構成であるため、配索された導線18の位置ずれや脱落等をより効果的に防止することができ、導線を静翼の収容溝内に確実に保持することができるようになっている。
なお、この第2実施形態においても、図7(b)に示すように、静翼17の凸面側表面17bに収容溝36を設けるようにしてもよい。
図8(a)は、本発明の第3実施形態に係るファン装置に備えられる静翼の断面図である。本実施形態に係るファン装置と上述の第2実施形態に係るファン装置とが実質的に異なる点は、導線18が配索される静翼17にカバーを設けた点が異なるのみであり、互いに対応する部分には同一の参照符号を付して、説明の重複を回避することとする。
本実施形態では、図8(a)に示すように、導線18が配索される静翼17にカバー37が装着さている。より詳細には、カバー37は、静翼17の表面17aにおける導線18が配索された部分を覆うように静翼17に装着されている(本実施形態では、カバー37が表面17aの全体を覆っている)。
このような構成により、本実施形態によれば、上述の第2実施形態に係るファン装置とほぼ同様な効果が得れるととともに、導線18が露出しないように、静翼17の導線18が配索された部分を覆うカバー37が設けられているため、静翼17の導線18が配索された部分の表面を滑らかにすることができ、空気流の乱れ発生をより効果的に抑制できるようになっている。
また、カバー37を設けたことにより、粉塵等の影響によって導線18の被覆の表面への損傷を防止することができる。
なお、導線18が静翼17の凸面側表面17bに配索される場合には、カバー37が静翼17の凸面側表面17bの導線18が配索された部分を覆うようにして設けられる。
図9は本発明の第4実施形態に係るファン装置の要部の構成を示す斜視図であり、図10はその断面図である。本実施形態に係るファン装置と上述の第2実施形態に係るファン装置とが実質的に異なる点は、導線18が配索される静翼17に導線18の止め具としてのフック41を設けた点が異なるのみであり、互いに対応する部分には同一の参照符号を付して、説明の重複を回避することとする。
本実施形態では、図9及び図10に示すように、導線18が配索される静翼17に、導線18を静翼17から離反しないように止める止め具としてのフック41が設けられている。
このような構成により、本実施形態によれば、上述の第2実施形態に係るファン装置とほぼ同様な効果が得れるととともに、フック41を設けたことにより、導線18が静翼17から離反して空気流の障害となる等の不都合が生じるのを防止することができるようになっている。
なお、本実施形態に係る構成の変形例として、フック41の代わりに、テープを巻き付ける等して導線18を静翼17に止めるようにしてもよい。
図11は、本発明の第5実施形態に係るファン装置に備えられる静翼の断面図である。本実施形態に係るファン装置と上述の第1実施形態に係るファン装置とが実質的に異なる点は、導線18が配索される静翼17の構成が異なる点のみであり、互いに対応する部分には同一の参照符号を付して、説明の重複を回避することとする。
本実施形態では、図11に示すように、導線18が配索される静翼17に、空気流の下流側に開口し、導線18を略一列に配列された状態で収容する収容溝42が設けられている。
よって、本実施形態によれば、導線18が略一列に配列された状態で静翼17の収容溝42内に収容されるため、静翼17の肉厚を抑制しつつ、導線18を静翼17に配索することができ、導線18が配索された静翼17にて生じる空気流の渦、乱流等の乱れの発生を抑制することができ、その結果、高風量、低騒音のファン装置を提供することができる。
また、導線18を静翼17の収容溝42に収容することにより、配索された導線18の位置ずれや脱落等を防止することができ、導線1を静翼17の収容溝42内に確実に保持することができる。
11 ファン装置、12 インペラ、13 モータ、14 回路基板、15 外枠体、16 支持体、17 静翼、17a 凸面側表面、17b 凹面側表面、18 導線、21 ロータマグネット、22 電機子、23 モータキャップ部、31,36 収容溝、37 カバー、41 フック、42 収容溝。
Claims (10)
- 回転することで軸方向に吸気し、軸方向に排気する複数の動翼を有するインペラと、
前記インペラを駆動するモータと、
前記インペラを収容する外枠体と、
前記外枠体内に設けられ、前記モータを支持する支持体と、
前記支持体から径方向外方に向けて延伸し、その延伸方向に垂直な断面が翼形状を有する複数の静翼と、
前記支持体によって前記モータとともに支持され、前記モータの回転を制御するための回路が設けられた回路基板と、
前記回路基板に接続された複数の導線と、
を備え、
前記複数の静翼のうちの少なくとも3つ以上の静翼が、前記支持体と前記外枠体とを連結しており、
前記複数の導線が、重なり合わないように前記翼形状の長手方向に沿って略一列に配列された状態で、前記複数の静翼のうちのいずれかの静翼に配索されていることを特徴とするファン装置。 - 請求項1に記載のファン装置において、
前記静翼の表面に、前記複数の導線が収容される収容溝が設けられていることを特徴とするファン装置。 - 請求項1に記載のファン装置において、
前記静翼の表面に、前記各導線がそれぞれ収容される複数の収容溝が設けられていることを特徴とするファン装置。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のファン装置において、
前記複数の導線は、前記静翼の表面に配索され、
前記ファン装置は、
前記複数の導線が露出しないように、前記静翼の前記導線が配索された部分を覆うカバーをさらに備えることを特徴とするファン装置。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のファン装置において、
前記複数の導線を前記静翼から離反しないように止める止め具をさらに備えることを特徴とするファン装置。 - 請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のファン装置において、
前記静翼の前記断面形状は、前記インペラの回転軸と平行な方向に対して、前記インペラの前記動翼が傾斜する方向と反対方向に傾斜した翼形状を有していることを特徴とするファン装置。 - 請求項6に記載のファン装置において、
前記静翼の前記断面形状は、湾曲した翼形状を有していることを特徴とするファン装置。 - 請求項1ないし請求項7のいずれかに記載のファン装置において、
前記複数の導線は、前記静翼の表面における前記インペラの回転方向上流側を向いた面に配索されていることを特徴とするファン装置。 - 請求項1ないし請求項7のいずれかに記載のファン装置において、
前記複数の導線は、前記静翼の表面における前記インペラの回転方向下流側を向いた面に配索されていることを特徴とするファン装置。 - 請求項1に記載のファン装置において、
前記静翼に、空気流の下流側に開口し、前記複数の導線を略一列に配列された状態で収容する収容溝が設けられていることを特徴とするファン装置。
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