JP2016125345A

JP2016125345A - 軸流ファン

Info

Publication number: JP2016125345A
Application number: JP2014263851A
Authority: JP
Inventors: 幸嗣癸生川; Yukitsugu Kebukawa
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2016-07-11

Abstract

【課題】金属フレームに比べてより振動、騒音を低減することができる軸流ファンを提供する。
【解決手段】軸流ファン１であって、金属製フレーム５と樹脂製フレーム６の２体構造を含むファンフレーム４を有し、金属製フレーム５が四角形で、一端側に形成される吸込み口と、コーナー部に設けられ軸方向に貫通する貫通孔１１とを有し、樹脂製フレーム６が四角形で、一端側に形成される吹出し口と、中央に複数の固定羽根８で接合されモータ３を配置するためのモータベース７と、コーナー部に設けられ軸方向に延伸する円筒状の嵌合部１０と、を有し、樹脂製フレーム６の嵌合部１０を金属製フレーム５の貫通孔１１に圧入嵌着し、樹脂製フレーム６を金属製フレーム５と結合している。
【選択図】図３

Description

本発明は、軸流ファンに関する。

電子機器、家電機器、ＯＡ機器、産業機器等々の冷却、換気、空調や、車両用の空調、送風などに広く用いられている送風機として、軸流ファンが知られている。ファンの小型化においてファンの風量や静圧を確保するためにファンの内径を大きくすることが行われているが、軸流ファンのファンフレームはコストや軽量化の観点から通常、合成樹脂で形成されている。合成樹脂製のファンフレームは金属製フレームに比べて軽量であるが、肉厚が薄くなると強度が低下し、ファンフレームが変形し易いという問題がある。ファンフレームが変形し易いと軸流ファンの振動、騒音の原因となる。

このため、軸流ファンのファンフレームを金属材とプラスチック材の組み合わせによって構成し、金属材で薄肉部の強度を確保し、プラスチック材により振動、騒音を吸収した軸流ファンが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のファンは、金属材とプラスチック材とで構成され、入口側の半分が金属材で、残りの半分（換言すれば、出口側）はプラスチック材で構成されている。

実用新案登録第３１２１９５４号公報

しかしながら、より一層の低騒音化が求められている中、特許文献１に記載のフレーム構造では必ずしも金属フレームに対して低騒音化が図れない。

本発明はこのような問題に鑑みて行われたものであり、金属フレームに比べてより振動、騒音を低減することができる軸流ファンを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、（１）本発明は、軸流ファンであって、金属製フレームと樹脂製フレームの２体構造を含むファンフレームを有し、前記金属製フレームが四角形で、一端側に形成される吸込み口と、コーナー部に設けられ軸方向に貫通する貫通孔とを有し、前記樹脂製フレームが四角形で、一端側に形成される吹出し口と、中央に複数の固定羽根で接合されモータを配置するためのモータベースと、コーナー部に設けられ軸方向に延伸する円筒状の嵌合部と、を有し、前記樹脂製フレームの前記嵌合部を前記金属製フレームの前記貫通孔に圧入嵌着し、前記樹脂製フレームを前記金属製フレームと結合している軸流ファン。
（２）前記ファンフレームの全長に対する前記樹脂製フレームの比率が２６％よりも小さい（１）に記載の軸流ファンを提供する。
（３）前記樹脂製フレームの前記嵌合部が前記金属製フレームの軸方向全長に渡って圧入嵌着されている（１）又は（２）に記載の軸流ファンを提供する。

本発明によれば、金属製フレームに比べて、より振動、騒音を低減することができる軸流ファンを提供できる。

本発明の実施形態に係る軸流ファンの断面図である。図１に示す軸流ファンのインペラを装着したモータを除いたファンフレームの斜視図である。図２に示すファンフレームの分解斜視図である。図２に示すファンフレームの断面図である。ファンフレーム４の全長に対する樹脂製フレーム６の比率を変えた時の楕円モードにおける変位量の相対値を示したグラフである。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。

（１）軸流ファン１の構造について
図１は、本発明の実施形態に係る軸流ファンの断面図である。
図１に示すように、軸流ファン１は、ファンフレーム４と、ファンフレーム４の内側にはインペラ２を装着したモータ３が配置されている。インペラ２は略円筒状のハブ１３と、ハブ１３の外周面に円周方向に配置された複数の羽根１４を有し、ハブ１３と複数の羽根１４は樹脂のモールドにて一体成形で形成されている。そして、インペラ２はモータ３のロータに装着されている。ロータヨーク１８の内側にはマグネット１９が設けられている。スリーブ２０の外周にはコイル１７が巻かれたステータコア１６が装着されている。ロータはシャフト１５と一体に回転する。

図２は図１に示す軸流ファンのインペラを装着したモータを除いたファンフレームの斜視図である。図３は図２に示すファンフレームの分解斜視図である。図４は図２に示すファンフレームの断面図である。ファンフレーム４は図２〜図４に示す通り、２体構造からなり、金属製フレーム（例えば、アルミ合金からなるフレーム）５と、樹脂製フレーム（例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタート）からなるフレーム）６から構成されている。

金属製フレーム５は四角形で、その中央には開口部５ａを備え、４つのコーナー部には軸方向に貫通する貫通孔１１が形成され、開口部５ａの一端側は吸込み口を形成している。樹脂製フレーム６は四角形で、一端側は吹出し口を形成している。樹脂製フレーム６の中央にはモータ３を配置するためのモータベース７を有し、モータベース７の中央には中空円筒状のボス部９が立設されている。モータベース７は複数の固定羽根８でファンフレーム４と接合している。樹脂製フレーム６の４つのコーナー部には軸方向に延伸する円筒状の嵌合部１０を有し、嵌合部１０には軸方向に貫通する貫通孔１２が形成されている。樹脂製フレーム６と、モータベース７と、固定羽根８と、円筒状の嵌合部１０は樹脂のモールドにて一体成形で形成されている。

樹脂製フレーム６の嵌合部１０を金属製フレーム５の貫通孔１１に圧入嵌着し、樹脂製フレーム６を金属製フレーム５と結合している。この結合によってファンフレーム４が構成される。また、圧入時、接着剤を併用してもよい。嵌合部１０は金属製フレーム５の軸方向全長に渡って圧入嵌着されているため、両者間の結合強度を大きくでき、強固に結合できる。
嵌合部１０の貫通孔１２はボルト等を挿通するためのものである。軸流ファン１を機器等に取り付ける場合、ボルトを挿通してボルトで軸流ファン１を機器に取り付ける。

（２）軸流ファンの振動、騒音の低減について
ファンフレーム４の内側にはモータ３が配置されているが、モータ３の電磁力が加振力となってファンフレーム４に伝達され、ファンフレーム４の固有モードと一致し、共振すると大きな振動、騒音の要因となる。軸流ファン１は通常、機器に装着されて使用されることから、モータ３の電磁力が加振力となってファンフレーム４に伝達され、そして機器に伝達される。このため、ファンフレーム４から機器に伝達される振動を低減することによって機器の振動、騒音を低減できる。

図５は、ファンフレーム４の全長に対する樹脂製フレーム６の比率を変えた時の楕円モードにおける変位量の相対値を示したグラフである。図５のグラフは、金属製フレーム５からなるファンフレーム構造における楕円モードでの変位量を基準として、軸方向での全長に対する樹脂製フレーム６の比率を変えたときの変位量を相対値として表わしたものである。グラフより、全長に対する樹脂製フレーム６の比率が増加すると、変位量が増加する。したがって、グラフより、ファンフレーム４の全長に対する樹脂製フレーム６の比率が２６％よりも小さくした場合、ファンフレーム４が金属製フレーム５で構成された場合に比べて変位量を小さくすることができる。この結果、振動を低減することができる。

なお、樹脂製フレーム６の下限は、吹き出し口側に固定羽根を形成しているため、この固定羽根と干渉しない程度の範囲で設定されることになる。

また、特許文献１に記載された、入口側の半分が金属材で、残りの半分（換言すれば、出口側）はプラスチック材で構成されて場合、ファンフレーム４の全長に対する樹脂製フレーム６の比率が５０％となる。この特許文献１のファン構造（比率が５０％）の場合、変位量の相対値は約１．０２％であり、金属製フレームで構成された場合に比べて変位量の相対値が大きくなり、振動、騒音の低減を図ることができない。

本実施形態の軸流ファンによれば、ファンフレームが金属材とプラスチック材の組み合わせによって構成された軸流ファンにおいて、金属製フレームに比べて、より振動、騒音を低減することができる。

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１軸流ファン
２インペラ
３モータ
４ファンフレーム
５金属製フレーム
６樹脂製フレーム
７モータベース
８固定羽根
９ボス部
１０嵌合部
１１貫通孔
１２貫通孔
１３ハブ
１４羽根
１５シャフト
１６ステータコア
１７コイル
１８ロータヨーク
１９マグネット
２０スリーブ

Claims

軸流ファンであって、
金属製フレームと樹脂製フレームの２体構造を含むファンフレームを有し、
前記金属製フレームが四角形で、一端側に形成される吸込み口と、コーナー部に設けられ軸方向に貫通する貫通孔とを有し、
前記樹脂製フレームが四角形で、一端側に形成される吹出し口と、中央に複数の固定羽根で接合されモータを配置するためのモータベースと、コーナー部に設けられ軸方向に延伸する円筒状の嵌合部と、を有し、
前記樹脂製フレームの前記嵌合部を前記金属製フレームの前記貫通孔に圧入嵌着し、前記樹脂製フレームを前記金属製フレームと結合している軸流ファン。
前記ファンフレームの全長に対する前記樹脂製フレームの比率が２６％よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の軸流ファン。
前記樹脂製フレームの前記嵌合部が前記金属製フレームの軸方向全長に渡って圧入嵌着されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の軸流ファン。