JP2008115696A

JP2008115696A - ファン装置

Info

Publication number: JP2008115696A
Application number: JP2006296812A
Authority: JP
Inventors: Katsunobu Ryu; 勝伸劉
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2008-05-22
Also published as: US20080100160A1

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

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。

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。

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。

本発明の第１実施形態に係るファン装置の斜視図である。図１のファン装置の平面図である。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る。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。図５（ａ）は図１のファン装置に備えられる静翼の断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）に示す構成の変形例を示す断面図である。導線の配索形態の他の例を示す断面図である。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り、図７（ｂ）は図７（ａ）に示す構成の変形例を示す断面図である。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り、図８（ｂ）は図８（ａ）に示す構成の変形例を示す断面図である。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る。図９に示す構成の断面図である。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。

符号の説明

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

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。