JP2013163991A - ファン - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジングの内周面の直径を吸気側から外気側に向かって増大させためには、組立時にハウジングと翼との干渉を避けるために、ハウジングを上下に分離可能な構造とする場合があるため、ハウジングの大型化を抑制しつつ、ハウジングの上側の部位と下側の部位とを締結する構造を提供する。
【解決手段】ハウジング１３の内周面１３３の直径が、吸気口２３１から下方に向かって増大する上ハウジング１３１と下ハウジング１３７との間の境界において、上ハウジングおよび下ハウジングの一方の部分ハウジングに設けられ、他方の部分ハウジングに向かって延びる複数の突出部と、他方の部分ハウジングに設けられ、複数の突出部がそれぞれ嵌る複数の凹部とを含む複数の締結要素構造によって締結する。
【選択図】図１

Description

本発明は、軸方向に気流を発生するファンに関する。

国際公開第２００３／０７５４３３号の図９および図１０に開示されるファンのハウジングは、ファンブレードの下側にて、２つの部材が接する構造を有する。ハウジングの径方向の厚さは軸方向および周方向に関して一定である。上方から下方に向かってハウジングの内径および外径は漸次増大する。

特表２００３−５３２０２６号公報の開示されるファンのケーシングは、案内面としての内殻部が利用される。案内面は、その入口部分を除き、下に向かって拡がってゆく円錐台の形状を有する。羽根端部エッジは、許容隙間を空けながら、案内面に沿って延びる。ケーシングは、径方向内側の部位と外側の部位とにより構成される。
国際公開第２００３／０７５４３３号 特表２００３−５３２０２６号公報

ところで、国際公開第２００３／０７５４３３号に開示されるように、ハウジングの内周面の直径を吸気側から外気側に向かって増大させ、かつ、翼の外周エッジも吸気側から排気側に向かって増大させるためには、組立時にハウジングと翼との干渉を避けるために、ハウジングを上下に分離可能な構造とする場合がある。しかし、ハウジングを上下に分離可能な構造にすると、ハウジングを小型化しつつ締結構造を設けることが困難となる。そのため、国際公開第２００３／０７５４３３号の図９および図１０に開示されるファンでは、締結構造が設けられず、ハウジングの上側の部位と下側の部位とが、ファンの設置部にビスにて固定される。しかし、このような構造では、ファンを１つの部品として取り扱うことができず、ファンの取り付け作業が繁雑となる。

本発明は、ファンのハウジングの大型化を抑制しつつ、ハウジングの上側の部位と下側の部位とを締結する構造を設けることを主たる目的としている。

本発明の例示的なファンは、インペラと、上下方向を向く中心軸を中心として前記インペラを回転するモータ部と、前記インペラの外周を囲む筒状のハウジングと、前記モータ部と前記ハウジングとを接続する複数のリブと、を備え、前記インペラが、径方向外方に延びる複数の翼、を備え、前記ハウジングの上部開口が吸気口であり、下部開口が排気口であり、前記ハウジングにおいて、複数の薄肉部と、複数の厚肉部とが周方向において交互に配置され、前記ハウジングの内周面の直径が、前記吸気口から前記複数の翼の径方向外側のエッジの軸方向中央部において、下方に向かって増大し、前記ハウジングの内周面の直径が、前記エッジの前記軸方向中央部よりも下方において、下方に向かって増大する、または、一定である、または、一定の部位を含みつつ増大し、前記中心軸から前記複数の翼の径方向外側の前記エッジまでの距離が、前記吸気口から前記排気口に向かって増大し、前記ハウジングの前記内周面の最小径が、前記複数の翼の前記エッジの最外径よりも小さく、前記ハウジングが、上ハウジングと、前記上ハウジングの下部と接する下ハウジングと、を備え、前記上ハウジングと前記下ハウジングとの間の境界において、前記ハウジングの前記内周面の直径が、前記複数の翼の前記エッジの前記最外径よりも大きく、前記下ハウジング、前記複数のリブおよび前記モータ部のベース部が、射出成型による一繋がりの部材であり、前記上ハウジングと前記下ハウジングとを締結する締結構造が、前記複数の厚肉部に配置された複数の締結要素構造である。

本発明によれば、内周面が軸方向に対して傾斜する部位を含むハウジングにおいて、ハウジングの大型化を抑制しつつ、上ハウジングと下ハウジングとを締結する締結構造を容易に設けることができる。

図１は、ファンの縦断面図である。 図２は、ハウジングの断面図である。 図３は、上ハウジングおよび下ハウジングの斜視図である。 図４は、上ハウジングの底面図である。 図５は、下ハウジングの平面図である。 図６は、ハウジングの断面図である。 図７は、上ハウジングおよび下ハウジングの断面図である。 図８は、ハウジングの断面図である。 図９．Ａは、下ハウジングと静翼との接続を示す図である。 図９．Ａは、下ハウジングと静翼との接続を示す図である。 図１０は、ハウジングの断面の様々な例を示す図である。 図１１は、締結要素構造の他の例を示す図である。 図１２は、締結要素構造の他の例を示す図である。 図１３は、締結要素構造のさらに他の例を示す図である。 図１４は、締結要素構造のさらに他の例を示す図である。

本明細書では、図１に示すファン１の中心軸Ｊ１方向における上側を単に「上側」と呼び、下側を単に「下側」と呼ぶ。すなわち、中心軸Ｊ１は上下方向を向く。なお、上下方向は、実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。また、中心軸Ｊ１に平行な方向を「軸方向」と呼び、中心軸Ｊ１を中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊ１を中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。

図１はファン１を中心軸Ｊ１を含む平面で切断した縦断面図である。断面の細部における平行斜線を省略している。ファン１は、いわゆる軸流ファンである。ファン１はインペラ１１と、モータ部１２と、ハウジング１３と、複数のリブ１４と、を含む。モータ部１２は、中心軸Ｊ１を中心としてインペラ１１を回転する。ハウジング１３は、インペラ１１の外周を囲む筒状である。複数の支持リブ１４は、モータ部１２の下部と、ハウジング１３の下部と、を接続する。複数の支持リブ１４は、モータ部１２の下部から径方向外方へと延びる。

インペラ１１は、複数の翼１１１と、筒状部１１２と、を含む。筒状部１１２の外周面の直径は、下方に向かって僅かに漸次増大してもよい。複数の翼１１１は、筒状部１１２の外周面から径方向外方に延び、周方向に等ピッチにて配置される。なお、図１では、図示の都合上、翼１１１およびリブ１４の概略形状を中心軸Ｊ１の左右に示している。

モータ部１２は、回転体である回転部１２１と、固定体である静止部１２２と、を含む。回転部１２１は、静止部１２２の上側に位置する。筒状部１１２は、回転部１２１の外周を覆う。回転部１２１は、ロータホルダ２１１と、ロータマグネット２１２と、シャフト２１３と、を含む。ロータホルダ２１１は、金属製であり、中心軸Ｊ１を中心とする有蓋略円筒状である。ロータマグネット２１２は、略円筒状であり、ロータホルダ２１１の内周面に固定される。シャフト２１３は、ロータホルダ２１１の蓋部の中央から下方を向く。インペラ１１の筒状部は、ロータホルダ２１１の上面を覆ってもよい。

静止部１２２は、ベース部２２１と、軸受ホルダ２２２と、ステータ２２３と、回路基板２２４と、軸受２２５と、を含む。ベース部２２１は静止部１２２の下部である。軸受ホルダ２２２は略円筒状であり、ベース部２２１の中央から上方に突出する。ステータ２２３は、軸受ホルダ２２２の外周面に取り付けられる。回路基板２２４は、ベース部２２１とステータ２２３との間に配置される。ベース部２２１は、リブ１４を介してハウジング１３の下部に固定される。

軸受ホルダ２２２内には、２つの軸受２２５が配置される。軸受２２５は、シャフト２１３を中心軸Ｊ１を中心として回転可能に支持する。軸受２２５は、玉軸受でも滑り軸受でもよい。ステータ２２３は、ロータマグネット２１２の径方向内側に位置する。ステータ２２３とロータマグネット２１２との間で、中心軸Ｊ１を中心とするトルクが発生する。

ハウジング１３は、略円筒状である。インペラ１１の回転により、ハウジング１３内を下方へと向かう気流が生じる。すなわち、ハウジング１３の上部開口は吸気口２３１であり、下部開口は排気口２３２である。ハウジング１３は、上ハウジング１３１と、下ハウジング１３２と、を含む。吸気口２３１および排気口２３２の軸方向の位置は、厳密に定められるものではないが、本実施形態では、ハウジング１３の内周面１３３の直径が最も小さい軸方向位置を吸気口２３１の位置とし、内周面１３３の下端を排気口２３２の軸方向位置とする。

下ハウジング１３２の上部は、上ハウジング１３１の下部と接する。上ハウジング１３１は、樹脂の射出成型により成型される。下ハウジング１３２、複数のリブ１４およびベース部２２１も、樹脂の射出成型により、一繋がりの部材として成型される。

ハウジング１３の内周面１３３の直径は、吸気口２３１から排気口２３２に向かって増大する。図１の右側に示すように、内周面１３３の下部では、内周面１３３の一部が中心軸Ｊ１に平行な平面になっている。一方、翼１１１の径方向外側のエッジ１１３は内周面１３３に沿う形状である。すなわち、中心軸Ｊ１から複数の翼１１１のエッジ１１３までの距離は、吸気口２３１から排気口２３２に向かって増大する。このように、軸流ファンを斜流ファンに似た構造とすることにより、同じ程度の大きさのファンにおいて、静圧−風量特性が向上することが確認されている。

中心軸Ｊ１からエッジ１１３までの距離は、厳密な意味で、吸気口２３１から排気口２３２に向かって漸次増大する必要はない。例えば、僅かに中心軸Ｊ１に平行な部位が存在してもよく、上端および下端にて、エッジ１１３に様々な他の形状が採用されてよい。

ハウジング１３の外周面１３４は、上端部および下端部を除いて中心軸Ｊ１に平行である。したがって、ハウジング１３の径方向の厚さは、吸気口２３１から排気口２３２に向かって増大する。これにより、ハウジング１３の剛性を確保しつつ風洞を大きくすることができる。なお、外周面１３４は、中心軸Ｊ１に平行でなくてもよい。

図２はハウジング１３の断面の一部を示す図である。断面を示す平行斜線を省略している。以下の他の図においても適宜平行斜線を省略している。ハウジング１３の内周面１３３の最小径２３３は、複数の翼１１１の径方向外側のエッジ１１３の最外径２３４よりも小さい。一方、上ハウジング１３１と下ハウジング１３２との間の境界１３５において、ハウジング１３の内周面１３３の直径２３５は、エッジ１１３の最外径２３４よりも大きい。したがって、下ハウジング１３２内にモータ部１２が組み立てられた状態で、上ハウジング１３１を下ハウジング１３２上に載せることができる。

図３は、上ハウジング１３１と下ハウジング１３２とが分離した状態を簡略化して示す斜視図である。図３では、複数のリブ１４およびベース部２２１の図示を省略している。図４は上ハウジング１３１の底面図である。図５は下ハウジング１３２の平面図である。

上ハウジング１３１の上端および下ハウジング１３２の下端は、略矩形である。換言すれば、ハウジング１３の上端には、径方向外方に突出する４つの上フランジ部１３６が位置する。ハウジング１３の下端には、径方向外方に突出する４つの下フランジ部１３７が位置する。複数の下フランジ部１３７の周方向の位置は、それぞれ複数の上フランジ部１３６の周方向の位置と一致する。図１に示すように、上フランジ部１３６および下フランジ部１３７には、軸方向に貫通する孔１３８が設けられる。図３では、孔１３８の図示を省略している。ファン１を所定の取付位置に取り付ける際には、孔１３８にビスが挿入される。

図４および図５に示すように、ハウジング１３では、複数の薄肉部２３６と、複数の厚肉部２３７とが周方向において交互に配置される。薄肉部２３６は、厚肉部２３７よりも径方向の厚さが小さい。複数の厚肉部２３７の周方向の位置は、上フランジ部１３６および下フランジ部１３７の周方向の周方向の位置と一致する。ハウジング１３の外周面１３４は、厚肉部２３７では円筒状であり、薄肉部２３６では平面である。

ハウジング１３は、締結構造２４、をさらに含む。締結構造２４は、４つの締結要素構造２４０により構成される。図３では、１つの締結要素構造２４０のみを示す。下ハウジング１３２は、締結構造２４の一部として、複数の突出部２４１、を含む。突出部２４１は、上ハウジング１３１に向かって延びる。突出部２４１は厚肉部２３７に位置する。上ハウジング１３１は、締結構造２４の一部として、複数の凹部２４２、を含む。上ハウジング１３１と下ハウジング１３２とが締結される際には、複数の突出部２４１がそれぞれ複数の凹部２４２に嵌る。

下ハウジング１３２は、締結構造２４の一部として、他の複数の突出部２４３、を含む。以下、突出部２４３を「補助突出部」と呼ぶ。複数の補助突出部２４３は、上ハウジング１３１に向かって延びる。複数の補助突出部２４３は、それぞれ複数の突出部２４１の近傍、すなわち、厚肉部２３７に位置する。上ハウジング１３１は、締結構造２４の一部として、他の複数の凹部２４４、を含む。以下、凹部２４４を「補助凹部」と呼ぶ。複数の補助凹部２４４には、それぞれ複数の補助突出部２４３が挿入される。

締結要素構造２４０の周方向の位置は、上フランジ部１３６および下フランジ部１３７の周方向の位置と一致する。換言すれば、締結要素構造２４０は、厚肉部２３７に配置される。これにより、径方向におけるハウジング１３の大型化を抑制しつつ、締結構造２４を容易に設けることができる。

図５の左下の部位では、突出部２４１の反時計回り方向に隣接して、補助突出部２４３が位置する。他の３つの突出部２４１では、時計回り方向に隣接して、補助突出部２４３が位置する。図４の右側は図５の左側に対応する。したがって、図４の右下の部位では、凹部２４２の時計回り方向に隣接して、補助凹部２４４が位置する。他の３つの凹部２４２では、反時計回り方向に隣接して、補助凹部２４４が位置する。

１つの締結要素構造２４０にて突出部２４１と補助突出部２４３との位置関係を他の締結要素構造２４０と異ならせることにより、上ハウジング１３１に対して下ハウジング１３２が締結可能な下ハウジング１３２の周方向の位置が、１つのみとなる。その結果、上ハウジング１３１と下ハウジング１３２との締結ミスを防止することができる。

図６は、突出部２４１と凹部２４２との係合を示すハウジング１３の縦断面である。図３および図６に示すように、突出部２４１は中央に径方向に貫通する孔２５１を有する。凹部２４２は、上ハウジング１３１の下端から上方へと延びる。凹部２４２は、上ハウジング１３１の外周面から径方向内側に窪む溝状である。凹部２４２の中央には、径方向外方に突出する微小突起２５２が配置される。

図７に示すように、下ハウジング１３２と上ハウジング１３１とが分離した状態から軸方向に近づけた場合に、複数の突出部２４１が、上ハウジング１３１の微小突起２５２に接する。これにより、突出部２４１が径方向外方へと一旦弾性変形し、その後、微小突起２５２が孔２５１に嵌り、突出部２４１が径方向内方へと戻る。その結果、複数の突出部２４１がそれぞれ複数の凹部２４２と軸方向に係合する。

具体的には、突出部２４１は、孔２５１の上側の面を第１接触面２４５として含む。凹部２４２は、微小突起２５２の上面を第２接触面２４６として含む。第１接触面２４５の法線は、上ハウジング１３１から離れる方向を向く。第２接触面２４６の法線は、下ハウジング１３２から離れる方向を向く。係合状態において、複数の第１接触面２４５は複数の第２接触面２４６にそれぞれ接する。これにより、上ハウジング１３１と下ハウジング１３２とが、軸方向に締結される。もちろん、微小突起２５２が孔２５１に嵌ることにより、上ハウジング１３１と下ハウジング１３２とは、周方向にも締結される。

図８は、補助突出部２４３と補助凹部２４４との係合を示すハウジング１３の縦断面である。図３および図８に示すように、補助凹部２４４は、上ハウジング１３１の下端から上方へと延びる有底の穴部である。したがって、補助突出部２４３が補助凹部２４４に挿入されると、上ハウジング１３１と下ハウジング１３２との周方向における相対位置が固定される。

ハウジング１３では、既述のように、上ハウジング１３１と下ハウジング１３２とを締結する際に、突出部２４１が一時的に径方向外方へと撓む、いわゆる、スナップフィット構造が採用される。したがって、上ハウジング１３１と下ハウジング１３２とを分離する方向の力を作用させた場合も、突出部２４１には径方向外方へと撓ませる力がある程度作用する。しかし、突出部２４１の近傍に配置される補助突出部２４３は、穴状の補助凹部２４４に挿入されているため、補助突出部２４３は突出部２４１と共に径方向外方へと撓むことがなく、補助突出部２４３により突出部２４１の撓みを抑制することができる。

その結果、スナップフィット構造を採用する場合であっても、上ハウジング１３１と下ハウジング１３２との間の締結強度、すなわち、径方向に加わる力に対する耐荷重および耐衝撃性を向上することができる。また、締結強度を向上するためにハウジングの厚さを増大させる必要がなく、ハウジングの外径寸法の変更による実機への取り付けへの影響、例えば、用途の限定や実機側の設計変更等、を防止することができる。さらに、補助突出部２４３および補助凹部２４４により、締結構造における振動の増幅や締結構造の損傷が抑制される。

このような作用を得るためには、補助凹部２４４は必ずしも穴状である必要はなく、少なくとも、補助突出部２４３の径方向外側の面が、補助凹部２４４と接するのみでよい。例えば、補助凹部２４４は、上ハウジング１３１の内周に形成され、上ハウジング１３１の下端から上方に延びる溝状でもよい。

上ハウジング１３１と下ハウジング１３２とを近づけると、突出部２４１の先端が凹部２４２に入る前に、補助突出部２４３が、図３に示す上ハウジング１３１の外周面の溝２４７に嵌る。これにより、補助突出部２４３は、締結をガイドするガイド部として機能する。

既述のように、ハウジング１３の径方向の厚さは下方に向かって漸次減少する。ハウジング１３の側壁部に凹部を設けると側壁部の厚さは薄くなる。したがって、凹部２４２および補助凹部２４４は、厚さの確保が容易な上ハウジング１３１に設けることが好ましい。一方、突出部２４１および補助突出部２４３を設けるためにはハウジング１３の厚さは余り必要でないため、これらは下ハウジング１３２に設けることが好ましい。これにより、厚さが必要となる締結構造２４をハウジング１３に容易に設けることができる。なお、薄肉部２３６では、ハウジング１３の下部において、径方向の厚さはおよそ一定である。

また、複数の突出部２４１の周方向の位置と、複数の補助突出部２４３の周方向の位置とが異なるため、突出部２４１と補助突出部２４３とが径方向に干渉せず、境界１３５においてハウジング１３を薄くすることができる。

図１の右側に示すように、上ハウジング１３１と下ハウジング１３２との境界１３５は、径方向における段差１３９を含む。すなわち、径方向に対して平坦でなく、径方向外方に向かって上方へと向かう段差状の部位または下方へと向かう段差状の部位を含む。図１では、上ハウジング１３１の下面および下ハウジング１３２の上面は、ハウジング１３の内周面１３３から径方向外方へと向かい、上方へと向かい、さらに、径方向外方へと向かって外周面１３４に至る。境界１３５がこのようなラビリンス構造を有することにより、風洞から外部への風の漏れを抑制することができる。ラビリンス構造では、上ハウジング１３１の内周部が下方に向かって延びることにより、気流の乱れを抑制することができる。

ハウジング１３では、複数の突出部２４１の径方向外側の面は、ハウジング１３の外周面１３４と一致する。すなわち、中心軸Ｊ１から突出部２４１の径方向外側の面までの距離は、中心軸Ｊ１からハウジング１３の外周面１３４までの距離に等しい。また、複数の補助突出部２４３の径方向外側の面は、ハウジング１３の外周面１３４よりも径方向内側に位置する。これにより、ビスを上フランジ部１３６および下フランジ部１３７の孔１３８に挿入する際に、締結要素構造２４０とビスとの干渉を抑制することができ、ファン１の取り付け作業を容易に行うことができる。また、ハウジング１３の外径をビスに接触しない範囲で大きくすることができ、ハウジング１３の内径をより大きくすることができる。

なお、締結要素構造２４０とビスとの干渉防止を実現するためには、複数の突出部２４１の径方向外側の面が、ハウジング１３の外周面と一致する、または、ハウジング１３の外周面よりも径方向内側に位置し、かつ、複数の補助突出部２４３の径方向外側の面が、ハウジング１３の外周面と一致する、または、ハウジング１３の外周面よりも径方向内側に位置すればよい。

図１では、図示の都合上、ハウジング１３の内周面１３３の傾斜を実際よりも大きく描いている。また、複数のリブ１４は、図５に示すように複数の静翼であり、湾曲した板状である。以下、リブ１４を「静翼」と呼ぶ。

図９．Ａおよび図９．Ｂは、下ハウジング１３２と静翼１４との望ましい接続状態を説明するための図である。複数の静翼１４と下ハウジング１３２との軸方向における接続範囲２６１に注目した場合、図９．Ａでは、接続範囲２６１の上端は、下ハウジング１３２の上端と一致する。すなわち、接続範囲２６１の上端と下ハウジング１３２の上端との間の距離は０である。したがって、接続範囲２６１の上端と、下ハウジング１３２の上端との間の距離は、接続範囲２６１の下端と下ハウジング１３２の下端との間の距離より小さい。ただし、下ハウジング１３２の上端は、ハウジング１３の内周面１３３における上端を指すものとする。

図９．Ｂでは、接続範囲２６１の上端は、静翼１４の上端と一致する。すなわち、接続範囲２６１の上端と下ハウジング１３２の上端とは離れている。この場合においても、接続範囲２６１の上端と、下ハウジング１３２の上端との間の距離は、接続範囲２６１の下端と下ハウジング１３２の下端との間の距離より小さい。なお、接続範囲２６１の下端と下ハウジング１３２の下端とが一致する場合は、接続範囲２６１の下端と下ハウジング１３２の下端との間の距離は０である。

接続範囲２６１の上端と、下ハウジング１３２の上端との間の距離を、接続範囲２６１の下端と下ハウジング１３２の下端との間の距離よりも小さくすることにより、下ハウジング１３２において静翼１４は軸方向上側にて接続される。その結果、下ハウジング１３２の内周面において静翼１４の上側に生じる駄肉の量を低減することができる。

また、図９．Ｂの場合において、下ハウジング１３２の上端、すなわち、上ハウジング１３１と下ハウジング１３２との間の境界１３５は、軸方向において、複数の翼１１１の下端と複数の静翼１４の上端との間に位置することが好ましい。境界１３５は、正確には、内周面１３３における境界である。複数の翼１１１の下端は、正確には、径方向外側の部位における下端である。これにより、下ハウジング１３２に生じる駄肉を低減することができるとともに、上ハウジング１３１を下ハウジング１３２に取り付ける際に、インペラ１１と上ハウジング１３１とを干渉させずに上ハウジング１３１を下ハウジング１３２に容易に取り付けることができる。

図１０は、ハウジング１３の断面の様々な例を示す図である。ハウジング１３に符号１３ａ〜１３ｉを付す。上ハウジング１３１と下ハウジング１３２との境界１３５の軸方向の位置を破線にて示す。

ハウジング１３ａの内周面１３３の中心軸Ｊ１を含む面による断面は、吸気口２３１と排気口２３２との間において、下方に向かって中心軸Ｊ１から離れる直線である。以下、内周面１３３の中心軸Ｊ１を含む面による断面を単に「内周面１３３の断面」という。ハウジング１３ｂでは、内周面１３３の断面の吸気口２３１と排気口２３２との間の部位は、下方に向かって、中心軸Ｊ１に対する傾斜角度が小さくなる。これにより、風洞を大きくすることができる。ハウジング１３ｃでは、内周面１３３の断面の吸気口２３１と排気口２３２との間の部位は、下方に向かって、中心軸Ｊ１に対する傾斜角度が大きくなる。

ハウジング１３ｄの断面は、吸気口２３１から下ハウジング１３２の上部まで、下方に向かって中心軸Ｊ１から離れる直線である。ハウジング１３ｄの断面は、下ハウジング１３２の下部では、中心軸Ｊ１に平行な直線である。ハウジング１３ｅの断面は、吸気口２３１から上ハウジング１３１の下部まで、下方に向かって中心軸Ｊ１から離れる直線である。ハウジング１３ｅの断面は、上ハウジング１３１の下部から下では、中心軸Ｊ１に平行な直線である。

ハウジング１３ｆは、ハウジング１３ａの断面において、吸気口２３１の部位を滑らかな曲線としたものである。ハウジング１３ｇは、ハウジング１３ａの断面において、排気口２３２の部位を滑らかな曲線としたものである。なお、他のハウジング１３においても吸気口２３１および排気口２３２の少なくとも一方が滑らかな形状を有してもよい。

ハウジング１３ｈの断面は、吸気口２３１から境界１３５まで、下方に向かって中心軸Ｊ１から離れる直線である。境界１３５から下では、ハウジング１３ｈの断面は、中心軸Ｊ１に平行である。ハウジング１３ｉは、ハウジング１３ｄの下部を下方に延ばしたものである。

ハウジング１３ａ，１３ｄ〜１３ｉに示すように、内周面１３３の断面が、吸気口２３１と排気口２３２との間に、下方に向かって中心軸Ｊ１から離れる直線を含むことにより、ハウジング１３の設計が容易となる。内周面１３３の断面において、中心軸Ｊ１に平行な部位は、必ずしも下端に位置する必要はない。一般的に表現すれば、ハウジング１３の内周面１３３の直径は、吸気口２３１から複数の翼１１１の径方向外側のエッジの軸方向中央部において、下方に向かって増大する。また、内周面１３３の直径は、上記エッジの軸方向中央部よりも下方において、下方に向かって増大する、または、一定である、または、一定の部位を含みつつ増大する。すなわち、内周面１３３は、直径が減少する部位を含まない。

したがって、ハウジング１３の径方向の厚さも、下方に向かって漸次減少するものには限定されない。ただし、好ましくは、吸気口２３１から排気口２３２に向かって減少する、または、一定の部位を含みつつ減少する。厚さが一定の部位は、好ましくは、ハウジング１３の下部に位置する。

ハウジング１３では、上ハウジング１３１が突出部２４１を含み、下ハウジング１３２が凹部２４２を含んでもよい。この場合、突出部２４１は上ハウジング１３１から下ハウジング１３２に向かって延びる。上ハウジング１３１が補助突出部２４３を含み、下ハウジング１３２が補助凹部２４４を含んでもよい。この場合、補助突出部２４３は上ハウジング１３１から下ハウジング１３２に向かって延びる。したがって、例えば、突出部２４１が下ハウジング１３２に設けられ、補助突出部２４３が上ハウジング１３１に設けられてもよい。

上ハウジング１３１および下ハウジング１３２のそれぞれを「部分ハウジング」と呼んで一般的に表現すれば、一方の部分ハウジングが、他方の部分ハウジングに向かって延びる複数の突出部２４１を含み、他方の部分ハウジングが、複数の突出部２４１がそれぞれ嵌る複数の凹部２４２を含む。また、一方の部分ハウジングが、複数の突出部２４１のそれぞれの近傍において他方の部分ハウジングに向かって延びる複数の補助突出部２４３を含み、他方の部分ハウジングが、複数の補助突出部２４３がそれぞれ嵌る複数の補助凹部２４４を含む。または、他方の部分ハウジングが、複数の凹部２４２のそれぞれの近傍において一方の部分ハウジングに向かって延びる複数の補助突出部２４３を含み、一方の部分ハウジングが、複数の補助突出部２４３がそれぞれ嵌る複数の補助凹部２４４を含む。

複数の突出部２４１および複数の凹部２４２は、ハウジング１３の内周に配置されてもよい。この場合、上ハウジング１３１と下ハウジング１３２とが分離した状態から軸方向に近づけた場合に、複数の突出部２４１は、対向する上ハウジング１３１または下ハウジング１３２に接することにより径方向内方へと一旦弾性変形した後に径方向外方へと戻ることにより、複数の突出部２４１が複数の凹部２４２と軸方向に係合する。

図１１は、締結要素構造２４０の他の例を示す図であり、下ハウジング１３２の上端およびクリップ３１を示す平面図である。図１２は締結要素構造２４０を、径方向外側から見た図である。締結要素構造２４０では、下ハウジング１３２の上端から径方向外方に突出する突出部３２２が設けられる。上ハウジング１３１にも下端から径方向外方に突出する突出部３２１が設けられる。クリップ３１には中央を貫通する孔３１１が設けられる。突出部３２１，３２２の先端は周方向に僅かに広がる。

突出部３２１と突出部３２２とを上下に重ね合わせ、クリップ３１の孔３１１にこれらの突出部を挿入することにより、上ハウジング１３１と下ハウジング１３２とが締結される。締結要素構造２４０は、図４および図５と同様に厚肉部２３７に設けられる。これにより、締結構造２４の剛性を向上するとともに、締結構造２４を容易に設けることができる。

図１３は、締結要素構造２４０の他の例を示す図であり、上ハウジング１３１と下ハウジング１３２とが離れた状態で径方向外側から見た図である。図１４は、締結要素構造２４０の縦断面である。締結要素構造２４０は厚肉部２３７に配置される。これにより、径方向におけるハウジング１３の大型化を抑制しつつ、締結構造２４を容易に設けることができる。

締結要素構造２４０では、下ハウジング１３２の上端に上ハウジング１３１に向かって突出する突出部３３が設けられる。上ハウジング１３１の下部に凹部３４が設けられる。凹部３４は、上ハウジング１３１の下端から上方に延び、図１３の右側へとさらに延びる部位３４１、を含む。図１４に示すように、突出部３３の先端は、径方向内方へと突出する凸部３３１、を含む。

突出部３３が凹部３４に挿入され、さらに、突出部３３が部位３４１に沿って図１３の右側へとスライドされることにより、図１４に示すように凸部３３１と凹部３４とが軸方向に係合する。すなわち、突出部３３が、第１接触面３３２として凸部３３１の下面を含み、凹部３４の部位３４１が、第２接触面３４２として法線が上方を向く面を含む。そして、第１接触面３３２と第２接触面３４２とが接する。なお、正確には、下ハウジング１３２の上端と上ハウジング１３１の下端との接触も、上ハウジング１３１と下ハウジング１３２との締結に利用される。

図６、図７、図１３および図１４に示す締結要素構造２４０の形態では、一般的に、突出部が第１接触面を含み、凹部が第２接触面を含み、第１接触面の法線が凹部が設けられる部分ハウジングから離れる方向を向き、さらに、第１接触面と第２接触面とが接することにより、上ハウジング１３１と下ハウジング１３２との締結が実現される。締結に際して、下ハウジング１３２の上端と上ハウジング１３１の下端とが接することも必要であるため、正確には、複数の突出部および複数の凹部は、締結構造の少なくとも一部として設けられる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

締結構造２４として、他の構造が採用されてもよい。例えば、突出部２４１の先端に径方向内方に突出する凸部が設けられ、凹部２４２内に径方向内方に窪む微小凹部が設けられてもよい。さらに、図１１ないし図１４に示す構造において、補助突出部および補助凹部が設けられてもよい。

上ハウジング１３１に対して下ハウジング１３２が締結可能な下ハウジング１３２の周方向の位置を、１つのみとする構造として、様々な他の構造が採用されてよい。例えば、１組の補助突出部２４３および補助凹部２４４の形状を、他のものと異ならせてもよい。

ハウジング１３の上端および下端は矩形には限定されず、円形や他の形状であってもよい。上ハウジング１３１と下ハウジング１３２との間に設けられるラビリンス構造も様々に変更されてよい。例えば、境界１３５において、径方向に複数の段差が配置されてもよい。リブ１４は、単純な棒状でもよい。

上記実施形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

本発明は、様々な用途のファンとして利用することができる。

１１ インペラ
１２ モータ部
１３ ハウジング
１４ リブ
２４ 締結構造
１１１ 翼
１１３ （翼の）エッジ
１３１ 上ハウジング
１３２ 下ハウジング
１３３ 内周面
１３４ 外周面
１３５ 境界
１３６ 上フランジ部
１３７ 下フランジ部
１３８ 孔
１３９ 段差
２２１ ベース部
２３１ 吸気口
２３２ 排気口
２３６ 薄肉部
２３７ 厚肉部
２４０ 締結要素構造
２４１，３３ 突出部
２４２，３４ 凹部
２４３ 補助突出部
２４４ 補助凹部
２４５，３３２ 第１接触面
２４６，３４２ 第２接触面
２６１ 接続範囲
Ｊ１ 中心軸

Claims (19)

1. インペラと、
   上下方向を向く中心軸を中心として前記インペラを回転するモータ部と、
   前記インペラの外周を囲む筒状のハウジングと、
   前記モータ部と前記ハウジングとを接続する複数のリブと、
   を備え、
   前記インペラが、径方向外方に延びる複数の翼、を備え、
   前記ハウジングの上部開口が吸気口であり、下部開口が排気口であり、
   前記ハウジングにおいて、複数の薄肉部と、複数の厚肉部とが周方向において交互に配置され、
   前記ハウジングの内周面の直径が、前記吸気口から前記複数の翼の径方向外側のエッジの軸方向中央部において、下方に向かって増大し、
   前記ハウジングの内周面の直径が、前記エッジの前記軸方向中央部よりも下方において、下方に向かって増大する、または、一定である、または、一定の部位を含みつつ増大し、
   前記中心軸から前記複数の翼の径方向外側の前記エッジまでの距離が、前記吸気口から前記排気口に向かって増大し、
   前記ハウジングの前記内周面の最小径が、前記複数の翼の前記エッジの最外径よりも小さく、
   前記ハウジングが、
   上ハウジングと、
   前記上ハウジングの下部と接する下ハウジングと、
   を備え、
   前記上ハウジングと前記下ハウジングとの間の境界において、前記ハウジングの前記内周面の直径が、前記複数の翼の前記エッジの前記最外径よりも大きく、
   前記下ハウジング、前記複数のリブおよび前記モータ部のベース部が、射出成型による一繋がりの部材であり、
   前記上ハウジングと前記下ハウジングとを締結する締結構造が、前記複数の厚肉部に配置された複数の締結要素構造である、ファン。
2. 前記複数の締結要素構造が、
   それぞれが部分ハウジングである前記上ハウジングおよび前記下ハウジングの一方の部分ハウジングに設けられ、他方の部分ハウジングに向かって延びる複数の突出部と、
   前記他方の部分ハウジングに設けられ、前記複数の突出部がそれぞれ嵌る複数の凹部と、
   を含む、請求項１に記載のファン。
3. 前記複数の突出部が、第１接触面、を備え、前記複数の凹部が、前記第１接触面に接する第２接触面、を備え、
   前記第１接触面の法線が、前記他方の部分ハウジングから離れる方向を向く、請求項２に記載のファン。
4. 前記一方の部分ハウジングと前記他方の部分ハウジングとが分離した状態から軸方向に近づけた場合に、前記複数の突出部が、前記他方の部分ハウジングに接することにより径方向外方または内方へと一旦弾性変形した後に径方向内方または外方へと戻ることにより、前記複数の突出部が前記他方の部分ハウジングと軸方向に係合する、請求項３に記載のファン。
5. 前記一方の部分ハウジングが、前記複数の突出部のそれぞれの近傍において前記他方の部分ハウジングに向かって延びる他の複数の突出部、を備え、前記他方の部分ハウジングが、前記他の複数の突出部がそれぞれ嵌る他の複数の凹部、を備える、または、
   前記他方の部分ハウジングが、前記複数の凹部のそれぞれの近傍において前記一方の部分ハウジングに向かって延びる他の複数の突出部、を備え、前記一方の部分ハウジングが、前記他の複数の突出部がそれぞれ嵌る他の複数の凹部、を備える、請求項２ないし４のいずれかに記載のファン。
6. 前記複数の突出部の周方向の位置と、前記他の複数の突出部の周方向の位置とが異なる、請求項５に記載のファン。
7. 前記ハウジングの径方向の厚さが、前記吸気口から前記排気口に向かって減少する、または、一定の部位を含みつつ減少する、請求項１ないし６のいずれかに記載のファン。
8. 前記ハウジングの外周面が、前記中心軸に平行である、請求項７に記載のファン。
9. 前記ハウジングの径方向の厚さが、前記吸気口から前記排気口に向かって減少する、または、一定の部位を含みつつ減少し、
   前記複数の突出部および前記他の複数の突出部が、前記下ハウジングに配置され、
   前記複数の凹部および前記他の複数の凹部が、前記上ハウジングに配置される、請求項５または６に記載のファン。
10. 前記一方の部分ハウジングと前記他方の部分ハウジングとが分離した状態から軸方向に近づけた場合に、前記複数の突出部が、前記他方の部分ハウジングに接することにより径方向外方へと一旦弾性変形した後に径方向内方へと戻ることにより、前記複数の突出部がそれぞれ前記複数の凹部と軸方向に係合し、
    前記他の複数の突出部の径方向外側の面が、前記他の複数の凹部と接する、請求項５、６および９のいずれかに記載のファン。
11. 前記ハウジングが、
    上端に位置し、径方向外方に突出する複数の上フランジ部と、
    下端に位置し、周方向の位置が前記複数の上フランジ部と一致する複数の下フランジ部と、
    を備え、
    前記複数の厚肉部の周方向における位置が、前記複数の上フランジ部と一致する請求項１ないし１０のいずれかに記載のファン。
12. 前記ハウジングが、
    上端に位置し、径方向外方に突出する複数の上フランジ部と、
    下端に位置し、周方向の位置が前記複数の上フランジ部と一致する複数の下フランジ部と、
    を備え、
    前記複数の厚肉部の周方向における位置が、前記複数の上フランジ部と一致し、
    前記複数の上フランジ部および前記複数の下フランジ部が、ビスが挿入される孔を有し、
    前記複数の突出部および前記他の複数の突出部の径方向外側の面が、前記ハウジングの外周面と一致する、または、前記ハウジングの外周面よりも径方向内側に位置する、請求項５、６、９および１０のいずれかに記載のファン。
13. 前記内周面の直径が、前記吸気口から前記排気口に向かって増大する、請求項１ないし１２のいずれかに記載のファン。
14. 前記中心軸を含む面による前記ハウジングの前記内周面の断面が、前記吸気口と前記排気口との間に、下方に向かって前記中心軸から離れる直線を含む、請求項１ないし１３のいずれかに記載のファン。
15. 前記中心軸を含む面による前記ハウジングの前記内周面の断面の、前記吸気口と前記排気口との間の部位が、下方に向かって、前記中心軸に対する傾斜角度が小さくなる、請求項１３に記載のファン。
16. 前記複数のリブが、複数の静翼であり、
    前記複数の静翼と前記下ハウジングとの軸方向における接続範囲の上端と、前記下ハウジングの上端との間の距離が、前記接続範囲の下端と前記下ハウジングの下端との間の距離より小さい、請求項１ないし１５のいずれかに記載のファン。
17. 前記複数のリブが、複数の静翼であり、
    前記上ハウジングと前記下ハウジングとの間の前記境界が、軸方向において、前記複数の翼の下端と前記複数の静翼の上端との間に位置する、請求項１ないし１５のいずれかに記載のファン。
18. 前記上ハウジングに対して前記下ハウジングが締結可能な前記下ハウジングの周方向の位置が、１つのみである、請求項１ないし１７のいずれかに記載のファン。
19. 前記上ハウジングと前記下ハウジングとの前記境界が、径方向における段差を含む、請求項１ないし１８のいずれかに記載のファン。

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