JP2010031659A - 直列式軸流ファン - Google Patents

Abstract

【課題】直列式軸流ファンにおいて軸流ファンのモータとハウジングとを接続する支持リブの剛性を確保しつつ支持リブによる気流の乱れを低減する。
【解決手段】第１軸流ファン２は第１ベース部２４から第１ハウジング２３へと伸びる第１支持リブ２５を有し、第２軸流ファン３は第１ベース部２４に当接する第２ベース部３４から第２ハウジング３３へと伸びる第２支持リブ３５を有し、第１および第２支持リブ２５，３５は中心軸Ｊ１を中心とする周方向に配列される。第１および第２支持リブ２５，３５では、それぞれの第１インペラ２１側の部位が第１ハウジング２３内に位置するとともに第２インペラ３１側の部位が第２ハウジング３３内に位置するように支持リブの高さが大きくされ、支持リブの剛性が確保される。さらに、第１および第２支持リブ２５，３５が中心軸Ｊ１に平行な方向に重ね合わされないため支持リブによる気流の乱れが低減される。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数のファンが直列に接続された直列式軸流ファンに関する。

従来より、様々な電子機器の筐体内部に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、電子部品の高性能化に伴う発熱量の増加や、筐体の小型化等に起因する配置密度の上昇に伴って冷却ファンの静圧−風量特性の向上が要求されている。十分な静圧および風量を確保する冷却ファンとして、近年では複数のファンを直列に接続した直列式軸流ファンが利用される。

特許文献１では第１単体軸流送風機と第２単体軸流送風機とが組み合わされた二重反転式軸流送風機が開示されており、第１単体軸流送風機では、吐き出し側開口部に第１モータを第１ケースに対して固定する３本の支持リブ（ウエブ）が周方向に等間隔に設けられる。また、第２単体軸流送風機では、吸い込み側開口部に第２モータを第２ケースに対して固定する３本の支持リブが周方向に等間隔に設けられており、二重反転式軸流送風機では、第１単体軸流送風機の３本の支持リブおよび第２単体軸流送風機の３本の支持リブが軸線に平行な方向において互いに重ね合わされた状態とされる。

一方、特許文献２に開示される直列ファンでは、１つのメインフレーム内にて第１動翼および第１モータを保持する第１サポート、並びに、第２動翼および第２モータを保持する第２サポートが設けられ、第１サポートの円板状のベースと第２サポートの円板状のベースとが互いに当接する。第１サポートのベースには直列ファンの軸を中心とする周方向に伸びる複数のつめが設けられ、第２サポートのベースには周方向に伸びる複数の保持溝が設けられ、保持溝内に設けられる突起とつめとが係合することにより第１サポートと第２サポートとが固定される。

第１サポートと第２サポートとの固定の際には、メインフレーム内の第１サポートのベースのつめが第２サポートのベースの保持溝に挿入された状態で、第１サポートに対して第２サポートが相対的に回転されることにより、つめと保持溝内の突起とが係合する。直列ファンでは、第１サポートと第２サポートとが固定されることにより、軸方向と軸方向に垂直な方向の振動が低減される。
特開２００４−２７８３７０号公報 特開２００２−３４９４７６号公報

ところで、特許文献１に示されるように、支持リブ同士が互いに当接する構造を有する二重反転式軸流送風機では、一方の単体軸流送風機の支持リブと他方の単体軸流送風機の支持リブとの間に僅かな隙間やずれが生じることにより気流が乱れるおそれがあり、これにより、騒音が発生したり、エアの流量が低下する。

また、２つの軸流ファンの支持リブ同士が中心軸に平行な方向に対してずれて配置される構造の直列式軸流ファンでは、支持リブによりエアの流路が狭められてしまう。支持リブの数を減らすことによりエアの流路を広く確保しようとした場合、ベース部が大きく振動することとなる。

一方、特許文献２では、メインフレーム内にて第１サポートと第２サポートとの固定作業を行う必要があるため、直列ファンの組み立てを容易に行うことができない。このように、特許文献２の直列ファンは生産性の低い構造となっている。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、直列式軸流ファンにおいて、軸流ファンの支持リブの剛性を確保しつつ支持リブによる気流の乱れを低減することを主たる目的としている。

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、前記第１軸流ファンの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、前記第２軸流ファンに隣接して配置された第１ベース部と、前記第１ベース部により支持される第１モータ部と、複数の第１翼を有し、前記第１モータ部により前記中心軸を中心として回転されて前記中心軸に沿う気流を発生する第１インペラと、前記第１インペラの外周を囲む第１ハウジングと、前記第１ベース部と前記第１ハウジングとを接続する複数の第１支持リブとを備え、前記第２軸流ファンが、前記第１ベース部に当接または近接する第２ベース部と、前記第２ベース部により支持される第２モータ部と、複数の第２翼を有し、前記第２モータ部により前記中心軸を中心として回転されて前記第１インペラによる前記気流と同方向の気流を発生する第２インペラと、前記第２インペラの外周を囲む第２ハウジングと、前記第２ベース部と前記第２ハウジングとを接続する複数の第２支持リブとを備え、前記複数の第１支持リブのそれぞれの前記第１インペラ側の部位が前記第１ハウジング内に位置し、前記第２インペラ側の部位が前記第２ハウジング内に位置し、前記複数の第２支持リブのそれぞれの前記第２インペラ側の部位が前記第２ハウジング内に位置し、前記第１インペラ側の部位が前記第１ハウジング内に位置する。

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、前記複数の第１支持リブの数と前記複数の第２支持リブの数とが同じであり、前記複数の第１支持リブおよび前記複数の第２支持リブにより形成される支持リブ群において、第１支持リブと第２支持リブとが前記中心軸を中心とする周方向に交互に配置される。

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、前記複数の第１支持リブおよび前記複数の第２支持リブが前記周方向に等間隔に配置される。

請求項４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、前記複数の第１支持リブおよび前記複数の第２支持リブにより、前記中心軸を中心とする周方向に等間隔に複数の支持リブが配置された支持リブ群が形成される。

請求項５に記載の発明は、請求項１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、前記複数の第１支持リブの数および前記複数の第２支持リブの数がそれぞれ２である。

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、前記複数の第１支持リブおよび前記複数の第２支持リブが略同形状である。

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、前記複数の第１支持リブのぞれぞれが、前記第１ベース部から前記第１ハウジングへと伸びる略板状であり、前記複数の第２支持リブのぞれぞれが、前記第２ベース部から前記第２ハウジングへと伸びる略板状である。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の直列式軸流ファンであって、前記複数の第１支持リブおよび前記複数の第２支持リブが前記中心軸に平行な方向に対して気流におよそ沿う方向に傾斜する。

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ベース部が第１係合部を有し、前記第２ベース部が前記第１係合部に係合する第２係合部を有し、前記第１軸流ファンと前記第２軸流ファンとが接続される際に、前記第１ベース部と前記第２ベース部とが互いに当接するとともに前記第１係合部と前記第２係合部とが前記中心軸に平行な方向において係合する。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の直列式軸流ファンであって、前記第１係合部と前記第２係合部との係合が、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沿って近づけることにより、前記第１係合部と前記第２係合部とが当接して前記第１係合部および前記第２係合部の少なくとも一方が一旦弾性変形して元の形状に戻ることにより行われる。

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インペラの回転方向と前記第２インペラの回転方向とが逆である。

本発明によれば、支持リブの剛性を確保しつつ支持リブによる気流の乱れを低減することができ、請求項３、４、６および８の発明では、気流の乱れがより低減される。請求項９の発明では、第１ベース部と第２ベース部とが固定されることにより、これらの振動が低減される。

図１は本発明の第１の実施の形態に係る直列式軸流ファン１を示す斜視図であり、直列式軸流ファン１はサーバ等の電子機器を空冷するための冷却ファンとして用いられる。直列式軸流ファン１は、図１において上側に配置される第１軸流ファン２および第１軸流ファン２の中心軸Ｊ１に沿って第１軸流ファン２の下側に接続される第２軸流ファン３を備え、中心軸Ｊ１は第２軸流ファン３の中心軸に一致している。

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１中の上側（すなわち、第１軸流ファン２の上側）からエアが取り込まれ、下側（すなわち、第２軸流ファン３の下側）へと送出されるように中心軸Ｊ１に沿う方向の気流が発生する。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中の上側を単に「上側」と呼び、エアが送出される側である図１中の下側を単に「下側」と呼ぶ。「上側」および「下側」という表現は必ずしも重力方向に対する上側および下側と一致する必要はない。

図２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る。第１軸流ファン２は第１インペラ２１、中心軸Ｊ１を中心として第１インペラ２１を回転させる第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、第２軸流ファン３に隣接して配置されるとともに第１モータ部２２を支持する第１ベース部２４、および、第１ベース部２４と第１ハウジング２３とを接続する複数の第１支持リブ２５（本実施の形態では２つであり、図２では一方のみを示している。）を備える。第１ハウジング２３、第１ベース部２４および第１支持リブ２５は樹脂の射出成形により１つの部材として形成される。なお、図２では、図示の都合上、第１インペラ２１の第１翼２１１および第１支持リブ２５の概略形状を示している。また、第１モータ部２２は誇張して大きく示しており、各構成要素の断面に対する平行斜線の図示を省略している。第２軸流ファン３に関しても同様の手法にて図示している。

第１インペラ２１は、第１モータ部２２の外側を覆う有蓋略円筒状のカップ２１２、および、カップ２１２の外側面から中心軸Ｊ１を中心とする径方向外方に向けて伸び、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に等ピッチにて配置された複数の第１翼２１１を有する。第１モータ部２２は、回転体である第１ロータ部２２１および固定体である第１ステータ部２２２を備え、中心軸Ｊ１に沿って第１ロータ部２２１が第１ステータ部２２２に対して上側に位置する。

第１ロータ部２２１は、中心軸Ｊ１を中心とする有蓋略円筒状の金属製のヨーク２２１１、ヨーク２２１１の内側に固定される略円筒状の界磁用磁石２２１２、および、ヨーク２２１１の上部中央から下方に突出するシャフト２２１３を備える。第１ロータ部２２１は、ヨーク２２１１がカップ２１２に覆われることにより第１インペラ２１と一体の部品となっている。

第１ステータ部２２２は第１ベース部２４の中央から上側に突出する略円筒状の軸受保持部２２２１、軸受保持部２２２１の外周に取り付けられる電機子２２２２、および、電機子２２２２の下側にて電機子２２２２に電気的に接続される回路基板２２２３を備え、電機子２２２２は界磁用磁石２２１２と中心軸Ｊ１を中心とする径方向に対向し、電機子２２２２と界磁用磁石２２１２との間で中心軸Ｊ１を中心とするトルクが発生する。軸受保持部２２２１の内側には軸受機構である玉軸受２２２４，２２２５が中心軸Ｊ１方向の上部および下部に設けられ、軸受保持部２２２１に挿入されたシャフト２２１３が玉軸受２２２４，２２２５により回転可能に支持される。

第２軸流ファン３は、第１軸流ファン２を上下に反転した形状とほぼ同形状であり、第２インペラ３１、中心軸Ｊ１を中心として第２インペラ３１を回転させる第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、第２モータ部３２を支持する第２ベース部３４、および、第２ベース部３４と第２ハウジング３３とを接続する複数の第２支持リブ３５（本実施の形態では２つであり、図２では一方のみを示している。）を備える。第２ハウジング３３、第２ベース部３４および第２支持リブ３５は樹脂の射出成形により１つの部材として形成される。また、第２ハウジング３３は中心軸Ｊ１に沿って第１ハウジング２３に接続され、第２ベース部３４は第１ベース部２４に当接する。第２インペラ３１は、有底略円筒状のカップ３１２およびカップ３１２の外側面から中心軸Ｊ１を中心とする径方向外方に向けて伸び、周方向に等ピッチにて配置された複数の第２翼３１１を有する。

第２モータ部３２は第１モータ部２２とほぼ同様の構造を有し、回転体である第２ロータ部３２１および固定体である第２ステータ部３２２を備え、第２モータ部３２では第２ステータ部３２２が第２ロータ部３２１の上側に位置する。第２ロータ部３２１は、中心軸Ｊ１を中心とする有底略円筒状のヨーク３２１１、ヨーク３２１１の内側に固定される略円筒状の界磁用磁石３２１２、および、ヨーク３２１１の中央から上方に突出するシャフト３２１３を備える。

第２ステータ部３２２は第２ベース部３４の中央から下側に突出する軸受保持部３２２１、軸受保持部３２２１内の上下に保持される玉軸受３２２４，３２２５、軸受保持部３２２１の外周に取り付けられる電機子３２２２、および、電機子３２２２の上側に配置される回路基板３２２３を備え、電機子３２２２および界磁用磁石３２１２は中心軸Ｊ１を中心とする径方向に対向してトルクを発生する。

直列式軸流ファン１では、第１軸流ファン２の第１モータ部２２により第１インペラ２１が回転されて中心軸Ｊ１に沿う気流が発生するとともに、第２軸流ファン３の第２モータ部３２により第２インペラ３１が第１インペラ２１の回転方向とは逆方向に回転されて第１インペラ２１による気流と同方向の気流が発生する。これにより、十分な風量が確保されつつ静圧が向上される。

図３は第１軸流ファン２を斜め下方から見た斜視図であり、第１インペラ２１の図示を省略し、後述の第１ベース部２４の凸部の図示も省略している。第１ハウジング２３は略四角柱状であり、上端部および下端部のそれぞれの４つの角部２３１には貫通穴２３１１が形成される。また、２つの第１支持リブ２５は中心軸Ｊ１を挟んで互いに反対側に位置する。第１支持リブ２５は第１ベース部２４から第１ハウジング２３へと伸びるとともに中心軸Ｊ１に平行な方向および中心軸Ｊ１に垂直な面に対して傾斜し、第１支持リブ２５の形状は、第１支持リブ２５の伸びる方向に垂直な断面が平行四辺形である板状となっている。直列式軸流ファン１では、第１インペラ２１および第２インペラ３１の回転によりエアが中心軸Ｊ１に平行な方向に対して傾斜しつつ中心軸Ｊ１に沿って流れており、第１支持リブ２５の傾斜方向はおよそ気流に沿う方向となっている。

図４は直列式軸流ファン１の第１支持リブ２５近傍の縦断面図であり、第１支持リブ２５の概略形状を断面にて示している。第１支持リブ２５には第１ベース部２４よりも下方に突出する部位（以下、「下部２５１」という。）が設けられ、下部２５１の中心軸Ｊ１を中心とする径方向（以下、単に「径方向」という。）における内側の端面２５１１は第２軸流ファン３の第２ベース部３４の外周に当接し、径方向外側の端面２５１２は第２ハウジング３３の内側面に当接する。

このように、第１支持リブ２５は第１ベース部２４と第２ベース部３４との境界を跨いで存在し、換言すれば、第１支持リブ２５の第２インペラ３１（図２参照）側の部位である下部２５１が第２ハウジング３３内に位置するとともに第１インペラ２１（図２参照）側の部位（すなわち、下部２５１を除く部位）が第１ハウジング２３内に位置する。

図５は第２軸流ファン３を斜め上方から見た斜視図であり、第２インペラ３１の図示を省略し、後述の第２ベース部３４の突出部の図示も省略している。第２ハウジング３３は略四角柱状であり、上端部および下端部のそれぞれの４つの角部３３１には貫通穴３３１１が形成される。２つの第２支持リブ３５は図３に示す第１支持リブ２５が並ぶ方向を中心軸Ｊ１を中心として９０度時計回りに回転した方向に並ぶ。図３に示す第１ハウジング２３と図５に示す第２ハウジング３３とが重ね合わされた状態では、２つの第１支持リブ２５および２つの第２支持リブ３５により形成される支持リブ群において、第１支持リブ２５と第２支持リブ３５とが中心軸Ｊ１を中心とする周方向（以下、単に「周方向」という。）に等間隔、かつ、交互に配置される。

第２支持リブ３５は図３に示す第１支持リブ２５と略同形状とされ、第２ベース部３４から第２ハウジング３３へと伸びるとともに中心軸Ｊ１に平行な方向および中心軸Ｊ１に垂直な面に対して傾斜する。すなわち、第２支持リブ３５の形状は、第２支持リブ３５の伸びる方向に垂直な断面が平行四辺形である板状となっている。また、第１支持リブ２５と同様に、第２支持リブ３５の傾斜方向はおよそ気流に沿う方向となっている。

図６は直列式軸流ファン１の第２支持リブ３５近傍の縦断面図であり、第２支持リブ３５の概略形状を断面にて示している。第２支持リブ３５には第２ベース部３４よりも上方に突出する部位（以下、「上部３５１」という。）が設けられ、上部３５１の径方向内側の端面３５１１は第１軸流ファン２の第１ベース部２４の外周に当接し、径方向外側の端面３５１２は第１ハウジング２３の内側面に当接する。

このように、第２支持リブ３５は第１ベース部２４と第２ベース部３４との境界を跨いで存在し、換言すれば、第２支持リブ３５の第１インペラ２１（図２参照）側の部位である上部３５１が第１ハウジング２３内に位置するとともに第２インペラ３１側（図２参照）の部位（すなわち、上部３５１を除く部位）が第２ハウジング３３内に位置する。

図７は直列式軸流ファン１の第１ベース部２４および第２ベース部３４近傍の縦断面図であり、図２とは異なる方向からの断面を示している。第１ベース部２４は外周に第２ベース部３４に向かって突出する２つの突出部４１（断面よりも奥の形状も図示している。）を有し、第２ベース部３４は外周の２つの突出部４１に対応する位置に２つの凸部４２を有する。直列式軸流ファン１では、２つの突出部４１と２つの凸部４２とが中心軸Ｊ１に平行な方向に係合することにより、第１ベース部２４および第２ベース部３４の中心軸Ｊ１に平行な方向における位置が固定される。以下の説明では、突出部４１を「第１係合部４１」と呼び、凸部４２を「第２係合部４２」と呼ぶ。

図８は第１ベース部２４の１つの第１係合部４１を径方向外方から見た図であり、図９は第２ベース部３４の１つの第２係合部４２を拡大して示す断面図である。図８に示すように、第１係合部４１は、径方向外方から見た形状がＵ字状とされ、中心軸Ｊ１（図７参照）に平行に伸びる２つの側部４１１および２つの側部４１１の下端を結ぶ下端部４１２を有する。図９に示すように、第２係合部４２は、法線が下方を向く下面４２１および下面４２１の上方にて法線が斜め上方を向く傾斜面４２２を有する。

図７に示すように、第１ベース部２４および第２ベース部３４では、第１係合部４１の下端部４１２と第２係合部４２の下面４２１とが当接することにより、第１係合部４１と第２係合部４２とが中心軸Ｊ１に平行な方向において係合する。なお、第２係合部４２は第１係合部４１の２つの側部４１１に対して周方向に当接してもよく、隙間を開けて対向してもよい。

第１軸流ファン２と第２軸流ファン３との接続の際には、まず、図３に示す第１ハウジング２３および図５に示す第２ハウジング３３がそれぞれの外形を中心軸Ｊ１方向に一致させつつ互いに対向して配置され、これにより、図１０に示すように、第１ベース部２４の第１係合部４１と第２ベース部３４の第２係合部４２とが中心軸Ｊ１（図１参照）に平行な方向に対向する。次に、第２ハウジング３３に対して第１ハウジング２３が中心軸Ｊ１に沿って相対的に近づけられ、第１ハウジング２３の下端部と第２ハウジング３３の上端部とが互いに当接するとともに第１ベース部２４と第２ベース部３４とが互いに当接する。

このとき、図１１に示すように、第１係合部４１の下端部４１２と第２係合部４２の傾斜面４２２とが互いに当接し、下端部４１２が傾斜面４２２に摺接しつつ第１係合部４１が中心軸Ｊ１に垂直な方向（図１１の右方向）に一旦弾性変形するとともに復元力を利用して第１係合部４１が元の形状に戻る。その結果、図１２に示すように、第１係合部４１の下端部４１２と第２係合部４２の下面４２１とが互いに当接して第１係合部４１と第２係合部４２とが中心軸Ｊ１に平行な方向において係合する。

その後、図１に示す第１ハウジング２３の下端部の貫通穴２３１１および第２ハウジング３３の上端部の貫通穴３３１１（図５参照）を介してビス等（図示省略）により第１ハウジング２３と第２ハウジング３３とが固定される。直列式軸流ファン１では、図７に示すように、第１ベース部２４と第２ベース部３４との中心軸Ｊ１に平行な方向における固定が２つの第１係合部４１および２つの第２係合部４２により実現されるとともに、第１ベース部２４と第２ベース部３４との固定により第１軸流ファン２と第２軸流ファン３との接続強度が向上される。

以上、第１の実施の形態に係る直列式軸流ファン１の構造、および、第１軸流ファン２と第２軸流ファン３との固定作業について説明したが、２つのファンの支持リブが中心軸Ｊ１に平行な方向に重ね合わされる従来の直列式軸流ファンでは両支持リブの境界に生じる僅かな隙間やずれにより気流の乱れが発生するが、直列式軸流ファン１では支持リブが重ね合わされないため支持リブによる気流の乱れが低減される。その結果、騒音の発生や送出されるエアの流量の低下が抑制される。また、第１支持リブ２５および第２支持リブ３５が周方向に等間隔に配置されるため、気流の乱れがより低減される。さらに、第１支持リブ２５および第２支持リブ３５が互いに略同形状とされることによっても気流の乱れの低減が実現される。

既述のように、第１支持リブ２５および第２支持リブ３５はそれぞれ第１ベース部２４と第２ベース部３４との境界を跨いで存在する。すなわち、第１支持リブ２５および第２支持リブ３５のそれぞれにおいて、支持リブの伸びる方向（略径方向）に沿う支持リブの上側のエッジおよび下側のエッジがそれぞれ第１ハウジング２３内および第２ハウジング３３内に位置し、これにより、支持リブの中心軸Ｊ１に略平行な方向における幅が十分大きくされ、支持リブの剛性が確保される。また、第１支持リブ２５および第２支持リブ３５が周方向に交互に配置されることにより、第１軸流ファン２の第１ベース部２４と第２軸流ファン３の第２ベース部３４とが安定して支持される。

直列式軸流ファン１では、第１ベース部２４および第２ベース部３４の中心軸Ｊ１に平行な方向における位置が第１係合部４１および第２係合部４２により固定されることにより第１ベース部２４および第２ベース部３４のそれぞれの振動の中心軸Ｊ１に平行な方向における成分が互いに打ち消され、第１ベース部２４および第２ベース部３４全体の振動が低減される。なお、直列式軸流ファン１では第１ベース部２４と第２ベース部３４とが固定されることにより、ベース部同士が固定されない構造の直列式軸流ファンに比べて直列式軸流ファン１の固有振動数の分布は好ましくない成分が低減されたものなっている。また、第１ベース部２４と第２ベース部３４との接続は第１係合部４１の弾性変形を利用することにより容易に行われる。

図１３および図１４はそれぞれ、第２の実施の形態に係る直列式軸流ファンの第１軸流ファン２および第２軸流ファン３を示す斜視図であり、図３および図５に対応する。第１軸流ファン２では、図３に示す第１軸流ファン２の第１支持リブ２５とは異なる形状の４つの第１支持リブ２５ａが中心軸Ｊ１を中心とする周方向に等間隔に設けられる。第１支持リブ２５ａ以外の構造は図３に示す第１軸流ファン２と同様である。第２軸流ファン３では、図５に示す第２軸流ファン３の第２支持リブ３５とは異なる形状の４つの第２支持リブ３５ａが周方向に等間隔に設けられる。第２支持リブ３５ａ以外の構造は図５に示す第２軸流ファン３と同様である。

直列式軸流ファンでは、図１３に示す４つの第１支持リブ２５ａおよび図１４に示す４つの第２支持リブ３５ａにより形成される支持リブ群にて、第１支持リブ２５ａと第２支持リブ３５ａとが周方向に等間隔、かつ、交互に配置される。なお、第１軸流ファン２の第１ベース部２４には図７に示す第１係合部４１（図１３では図示を省略している。）が設けられ、第２軸流ファン３の第２ベース部３４には第２係合部４２（図１４では図示を省略している。）が設けられており、第１の実施の形態と同様に、第１係合部４１および第２係合部４２により第１ベース部２４と第２ベース部３４とが中心軸Ｊ１に平行な方向において固定される。以下、直列式軸流ファン１と同様の構成には同符号を付して説明する。

図１３に示すように、第１支持リブ２５ａは第１ベース部２４から第１ハウジング２３へと伸びており、第１支持リブ２５ａの形状は、第１支持リブ２５ａの伸びる方向に垂直な断面が略円弧状である板状（いわゆる、静翼形状）となっている。第１支持リブ２５ａでは、第１ベース部２４よりも下方に突出する下部２５１（すなわち、第２インペラ３１（図２参照）側の部位）および下部２５１を除く部位（すなわち、第１インペラ２１（図２参照）側の部位）がそれぞれ第２ハウジング３３内および第１ハウジング２３内に位置する。

換言すれば、図４の場合と同様に、第１支持リブ２５ａの伸びる方向に沿う上側のエッジおよび下側のエッジがそれぞれ、第１ハウジング２３内および第２ハウジング３３内に位置する。また、下部２５１では、径方向内側の端面が第２軸流ファン３の第２ベース部３４の外周に当接するとともに、径方向外側の端面が第２ハウジング３３の内側面に当接する。

図１４に示すように、第２ベース部３４から第２ハウジング３３へと伸びる第２支持リブ３５ａは図１３に示す第１軸流ファン２の第１支持リブ２５ａと略同形状であり、第２支持リブ３５ａの伸びる方向に垂直な断面が略円弧状である板状（いわゆる、静翼形状）となっている。第２支持リブ３５ａでは、第２ベース部３４よりも上方に突出する上部３５１（すなわち、第１インペラ２１側の部位）および上部３５１を除く部位（すなわち、第２インペラ３１側の部位）がそれぞれ第１ハウジング２３内および第２ハウジング３３内に位置する。

換言すれば、図６の場合と同様に、第２支持リブ３５ａの伸びる方向に沿う上側のエッジおよび下側のエッジがそれぞれ、第１ハウジング２３内および第２ハウジング３３内に位置する。また、上部３５１では、径方向内側の端面が第１軸流ファン２の第１ベース部２４の外周に当接するとともに、径方向外側の端面が第１ハウジング２３の内側面に当接する。

第２の実施の形態に係る直列式軸流ファンおいても、第１支持リブ２５ａと第２支持リブ３５ａとが中心軸Ｊ１に平行な方向に重ね合わされないため、支持リブによる気流の乱れが低減される。その結果、騒音の発生やエアの流量の低下が抑制される。また、第１支持リブ２５ａおよび第２支持リブ３５ａが周方向に等間隔に配置されることにより気流の乱れがより低減される。

第１支持リブ２５ａおよび第２支持リブ３５ａはそれぞれ第１ベース部２４と第２ベース部３４との境界を跨いで存在し、これにより、第１支持リブ２５ａおよび第２支持リブ３５ａの中心軸Ｊ１に略平行な方向における幅が十分大きくされるため、第１支持リブ２５ａおよび第２支持リブ３５ａの剛性が確保される。

図１５は第３の実施の形態に係る直列式軸流ファンの第１軸流ファンの第１ベース部２４および第２軸流ファンの第２ベース部３４を示す縦断面図であり、図７に対応する。第１ベース部２４には図８に示す第１ベース部２４の第１係合部４１とは異なる形状の２つの突出部４１ａが設けられ、第２ベース部３４には図９に示す第２ベース部３４の第２係合部４２に代えて第２ベース部３４の外周において径方向内方に向かって窪む２つの凹部４３が設けられる。

直列式軸流ファンでは、２つの突出部４１ａおよび２つの凹部４３がそれぞれ、第１ベース部２４および第２ベース部３４の中心軸Ｊ１に平行な方向における位置を固定する第１係合部および第２係合部となっている。以下、２つの突出部４１ａをそれぞれ「第１係合部４１ａ」と呼び、２つの凹部４３をそれぞれ「第２係合部４３」と呼ぶ。第１軸流ファンの第１ベース部２４以外の構造は図２に示す第１軸流ファン２と同様であり、第２軸流ファンの第２ベース部３４以外の構造も図２に示す第２軸流ファン３と同様である。以下、同様の構成には同符号を付して説明する。

図１６は第１ベース部２４の１つの第１係合部４１ａを中心軸Ｊ１（図１５参照）を含む面にて切断した断面図であり、図１７は第１係合部４１ａを径方向外方から見た図である。図１６に示すように、第１係合部４１ａの断面はＬ字状であり、図１６および図１７に示すように、第１係合部４１ａは第１ベース部２４の外周から下方に向かって突出するとともに、第１係合部４１ａの下端部４１３が径方向内方に向かって伸びる。

図１８は第２ベース部３４の第２係合部４３を径方向外方から見た図である。第２係合部４３は、形状がＬ字状であり、第２ベース部３４の上端から一定の距離だけ下方に伸びる第１溝部４３１および第１溝部４３１の下部から中心軸Ｊ１を中心とする周方向（図１８における右側）に伸びる第２溝部４３２を有する。

図１９は第１ベース部２４と第２ベース部３４とが係合した状態を示す図である。直列式軸流ファンでは、第２係合部４３の第２溝部４３２内に第１係合部４１ａの下端部４１３が配置されることにより、第１係合部４１ａと第２係合部４３とが中心軸Ｊ１に平行な方向に係合する。

第１軸流ファンと第２軸流ファンとの接続の際には、まず、図３に示す第１ハウジング２３の角部２３１と図５に示す第２ハウジング３３の角部３３１とが周方向にずれた状態で、第１ハウジング２３および第２ハウジング３３が中心軸Ｊ１に沿って互いに対向して配置され、図１７に示す第１ベース部２４の第１係合部４１ａが図１８に示す第２ベース部３４の第２係合部４３の第１溝部４３１に対して中心軸Ｊ１に平行な方向に対向する。

次に、第１ハウジング２３が中心軸Ｊ１に平行に第２ハウジング３３へと相対的に近づけられ、第１ハウジング２３の下端部と第２ハウジング３３の上端部とが互いに当接するとともに第１ベース部２４と第２ベース部３４とが互いに当接する。このとき、図１７に示す第１係合部４１ａが図１８に示す第２係合部４３の第１溝部４３１に挿入される。

そして、第２ハウジング３３に対して第１ハウジング２３が周方向に相対的に回転されて第１係合部４１ａの下端部４１３が第２係合部４３の第２溝部４３２へと移動し、図１９に示すように、第１係合部４１ａの下端部４１３と第２係合部４３の第２溝部４３２とが中心軸Ｊ１に平行な方向において係合する。その後、第１ハウジング２３と第２ハウジング３３とがビス等（図示省略）により固定される。

第３の実施の形態においても、第１係合部４１ａおよび第２係合部４３により第１ベース部２４および第２ベース部３４の中心軸Ｊ１に平行な方向における位置が固定されるため、第１ベース部２４および第２ベース部３４のそれぞれの振動の中心軸Ｊ１に平行な方向における成分が互いに打ち消され、第１ベース部２４および第２ベース部３４の振動が低減される。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、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、第１支持リブ２５，２５ａの数および第２支持リブ３５，３５ａの数は互いに同数、かつ、上記実施の形態に示した数以外の数とされてもよい。具体的には、第２の実施の形態における第１支持リブ２５ａの数および第２支持リブ３５ａの数がそれぞれ２に変更されてよく、変更後の第１支持リブ２５ａおよび第２支持リブ３５ａにより形成される支持リブ群においても第１支持リブ２５ａおよび第２支持リブ３５ａが周方向に等間隔かつ交互に配置される。さらに、第１支持リブ２５，２５ａの数と第２支持リブ３５，３５ａの数とが異なってもよく、この場合であっても、複数の第１支持リブおよび複数の第２支持リブである支持リブ群において中心軸Ｊ１を中心とする周方向に等間隔に複数の支持リブが配置されることにより、直列式軸流ファンの気流の乱れが低減される。

上記実施の形態では、第１支持リブ２５，２５ａの下部２５１は必ずしも第２ベース部３４および第２ハウジング３３に当接する必要はなく、近接するのみとされてもよい（第２支持リブ３５，３５ａの上部３５１についても同様）。

上記実施の形態では、第１支持リブ２５，２５ａおよび第２支持リブ３５，３５ａがおよそ気流に沿う方向に傾斜することにより気流の乱れの低減が実現されるが、気流に対する支持リブの影響が小さい場合には、中心軸Ｊ１に垂直な断面が上下方向に細長い長方形の板状の支持リブが採用されてもよい。支持リブは好ましくは略板状（板状を含む。）とされるが、他の形状とされてもよく、例えば、支持リブの伸びる方向に垂直な断面が三角形の棒状の支持リブが採用され、好ましくは支持リブには気流の乱れを低減するために気流に沿う方向に傾斜する面が設けられる。このような支持リブであっても、第１インペラ２１側の部位が第１ハウジング２３内に位置し、第２インペラ３１側の部位が第２ハウジング３３内に位置することにより、中心軸Ｊ１に平行な方向の幅が大きくされて支持リブの剛性が確保される。

上記実施の形態では、第１ベース部２４と第２ベース部３４とが必ずしも当接する必要はなく、近接するのみとされてもよい。この場合であっても、２つの第１係合部４１および２つの第２係合部４２により第１ベース部２４および第２ベース部３４の中心軸Ｊ１に平行な方向における位置が固定可能とされる。上記第１の実施の形態では、第１ベース部２４と第２ベース部３４との係合の際に、第１係合部４１および第２係合部４２の少なくとも一方が弾性変形するように設計されていればよく、例えば、両係合部４１，４２が弾性変形してもよい。

また、３以上の軸流ファンを有する直列式軸流ファンにおいて、直列に接続された２つの軸流ファンに第１軸流ファン２および第２軸流ファン３が採用されてもよい。すなわち、上記実施の形態にて示した支持リブの形状や第１ベース部２４と第２ベース部３４とを固定する手法は、３以上の軸流ファンが直列に接続された直列式軸流ファンの２つの軸流ファンに採用されてよい。上記実施の形態では、直列式軸流ファンの第１インペラ２１の回転方向と第２インペラ３１の回転方向とが同じであってもよく、この場合、支持リブの形状は、好ましくは、第１支持リブ２５ａや第２支持リブ３５ａのように静翼形状とされる。

第１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縦断面図である。 第１軸流ファンの斜視図である。 直列式軸流ファンの第１支持リブ近傍の縦断面図である。 第２軸流ファンの斜視図である。 直列式軸流ファンの第２支持リブ近傍の縦断面図である。 直列式軸流ファンの第１ベース部および第２ベース部近傍の縦断面図である。 第１係合部の正面図である。 第２係合部の断面図である。 第１係合部および第２係合部の断面図である。 第１係合部および第２係合部の断面図である。 第１係合部および第２係合部の断面図である。 第２の実施の形態に係る直列式軸流ファンの第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。 直列式軸流ファンの第１ベース部および第２ベース部近傍の縦断面図である。 第１係合部の断面図である。 第１係合部の正面図である。 第２係合部の正面図である。 第１係合部および第２係合部の正面図である。

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
２４ 第１ベース部
２５，２５ａ 第１支持リブ
３１ 第２インペラ
３２ 第２モータ部
３３ 第２ハウジング
３４ 第２ベース部
３５，３５ａ 第２支持リブ
４１，４１ａ 第１係合部
４２，４３ 第２係合部
２１１ 第１翼
２５１ （第１支持リブの）下部
３１１ 第２翼
３５１ （第２支持リブの）上部
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、
   前記第１軸流ファンの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、
   前記第２軸流ファンに隣接して配置された第１ベース部と、
   前記第１ベース部により支持される第１モータ部と、
   複数の第１翼を有し、前記第１モータ部により前記中心軸を中心として回転されて前記中心軸に沿う気流を発生する第１インペラと、
   前記第１インペラの外周を囲む第１ハウジングと、
   前記第１ベース部と前記第１ハウジングとを接続する複数の第１支持リブと、
   を備え、
   前記第２軸流ファンが、
   前記第１ベース部に当接または近接する第２ベース部と、
   前記第２ベース部により支持される第２モータ部と、
   複数の第２翼を有し、前記第２モータ部により前記中心軸を中心として回転されて前記第１インペラによる前記気流と同方向の気流を発生する第２インペラと、
   前記第２インペラの外周を囲む第２ハウジングと、
   前記第２ベース部と前記第２ハウジングとを接続する複数の第２支持リブと、
   を備え、
   前記複数の第１支持リブのそれぞれの前記第１インペラ側の部位が前記第１ハウジング内に位置し、前記第２インペラ側の部位が前記第２ハウジング内に位置し、
   前記複数の第２支持リブのそれぞれの前記第２インペラ側の部位が前記第２ハウジング内に位置し、前記第１インペラ側の部位が前記第１ハウジング内に位置する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、
   前記複数の第１支持リブの数と前記複数の第２支持リブの数とが同じであり、
   前記複数の第１支持リブおよび前記複数の第２支持リブにより形成される支持リブ群において、第１支持リブと第２支持リブとが前記中心軸を中心とする周方向に交互に配置さ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、
   前記複数の第１支持リブおよび前記複数の第２支持リブが前記周方向に等間隔に配置されることを特徴とする直列式軸流ファン。
4. 請求項１に記載の直列式軸流ファンであって、
   前記複数の第１支持リブおよび前記複数の第２支持リブにより、前記中心軸を中心とする周方向に等間隔に複数の支持リブが配置された支持リブ群が形成されることを特徴とする直列式軸流ファン。
5. 請求項１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、
   前記複数の第１支持リブの数および前記複数の第２支持リブの数がそれぞれ２であ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、
   前記複数の第１支持リブおよび前記複数の第２支持リブが略同形状であ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、
   前記複数の第１支持リブのぞれぞれが、前記第１ベース部から前記第１ハウジングへと伸びる略板状であり、
   前記複数の第２支持リブのぞれぞれが、前記第２ベース部から前記第２ハウジングへと伸びる略板状であることを特徴とする直列式軸流ファン。
8. 請求項７に記載の直列式軸流ファンであって、
   前記複数の第１支持リブおよび前記複数の第２支持リブが前記中心軸に平行な方向に対して気流におよそ沿う方向に傾斜す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ベース部が第１係合部を有し、
   前記第２ベース部が前記第１係合部に係合する第２係合部を有し、
   前記第１軸流ファンと前記第２軸流ファンとが接続される際に、前記第１ベース部と前記第２ベース部とが互いに当接するとともに前記第１係合部と前記第２係合部とが前記中心軸に平行な方向において係合することを特徴とする直列式軸流ファン。
10. 請求項９に記載の直列式軸流ファンであって、
    前記第１係合部と前記第２係合部との係合が、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沿って近づけることにより、前記第１係合部と前記第２係合部とが当接して前記第１係合部および前記第２係合部の少なくとも一方が一旦弾性変形して元の形状に戻ることにより行われ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インペラの回転方向と前記第２インペラの回転方向とが逆であることを特徴とする直列式軸流ファン。

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