JP2019113000A - 遠心ファン - Google Patents

Abstract

【課題】安価な構成でモータを冷却できる遠心ファンを提供する。【解決手段】軸方向から吸引する流体を径方向に送出する遠心ファン１００は、上下方向に延びる中心軸ＣＡ回りに回転可能なインペラ１と、インペラを回転させるモータを備える。インペラは、ロータに固定されるインペラハブ１１と、インペラハブよりも径方向外方において周方向に複数配列される遠心羽根１３とインペラハブよりも径方向内方において周方向に複数配列される軸流羽根１５を有する。この構成により、インペラの軸流羽根により軸方向下方に送出される気流が、ロータホルダの貫通孔を通じてモータの内部に流れ、モータの内部を冷却する。【選択図】図１

Description

本発明は、遠心ファンに関する。

従来、複数の羽根を有する送風装置が知られている。たとえば特許文献１は、インペラが複数の羽根を有する電動送風機を開示する。羽根の回転により吸気口から吸引された風が、インペラ、ディフューザ、ブラケット内部を通り、ステータ、ロータなどを冷却しながら、最終的には電動送風機の外部に排出される。また、この電動送風機では、ステータコアの表面積の増加によって風に接触する面積を増加させ、冷却効率を向上させる。

特開２０１５−０５９５０７号公報

しかしながら、特許文献１の電動送風機では、形状の異なる複数種類の電磁鋼板を積層することにより、ステータコアの表面積を増加させる。そのため、製造コストが比較的に高価となってしまう。

本発明は、安価な構成でモータを冷却できる遠心ファンを提供することを目的とする。

本発明の例示的な遠心ファンは、軸方向から吸引する流体を径方向に送出する遠心ファンであって、上下方向に延びる中心軸回りに回転可能なインペラと、前記インペラを回転させるモータと、を備える。前記モータは、前記中心軸回りに回転可能なロータと、前記ロータの少なくとも一部と径方向に対向するステータと、を有する。前記インペラは、前記ロータに固定されるインペラハブと、前記インペラハブよりも径方向外方において周方向に複数配列される遠心羽根と、前記インペラハブよりも径方向内方に設けられ、周方向に複数配列される軸流羽根と、を有する。前記軸流羽根は、前記ステータよりも軸方向上方に配置される。

また、本発明の他の例示的な遠心ファンは、軸方向から吸引する流体を径方向に送出する遠心ファンであって、上下方向に延びる中心軸回りに回転可能なインペラと、前記インペラを回転させるモータと、を備える。前記モータは、前記中心軸回りに回転可能なロータと、前記ロータの少なくとも一部と径方向に対向するステータと、を有する。前記インペラは、前記ロータに固定されるインペラハブと、前記インペラハブよりも径方向外方において周方向に複数配列される遠心羽根と、を有する。前記ロータは、前記ステータと径方向に対向するマグネットと、前記マグネットを保持するロータホルダと、前記インペラハブよりも径方向内方において周方向に複数配列される軸流羽根と、を有する。前記軸流羽根は、前記ロータホルダに設けられ、前記ステータよりも軸方向上方に位置する。

本発明の例示的な遠心ファンによれば、安価な構成でモータを冷却できる。

図１は、遠心ファンを軸方向上方から見た斜視図である。 図２は、遠心ファンを軸方向下方から見た斜視図である。 図３は、径方向から見た遠心ファンの構成例を示す断面図である。 図４は、径方向から見た遠心ファンの他の構成例を示す断面図である。

以下に図面を参照して本発明の例示的な実施形態を説明する。

以下に図面を参照して本発明の例示的な実施形態を説明する。なお、本明細書では、遠心ファン１００において、モータ２の回転軸を「中心軸ＣＡ」と呼び、中心軸ＣＡと平行な方向を「軸方向」と呼ぶ。軸方向に沿って後述する下ハウジング３２から後述する上ハウジング３１に向かう向きを軸方向一方側として「軸方向上方」と呼び、軸方向に沿って上ハウジング３１から下ハウジング３２に向かう向きを軸方向他方側として「軸方向下方」と呼ぶ。各々の構成要素において、軸方向上方における端部を「上端部」と呼び、軸方向上方における端の位置を「上端」と呼ぶ。各々の構成要素において、軸方向下方における端部を「下端部」と呼び、軸方向下方における端の位置を「下端」と呼ぶ。また、各々の構成要素の表面において、軸方向上方を向く面を「上面」と呼び、軸方向下方を向く面を「下面」と呼ぶ。

中心軸ＣＡに直交する方向を「径方向」と呼び、中心軸ＣＡを中心とするロータ２１の回転方向を「周方向」と呼ぶ。径方向に沿って中心軸ＣＡに向かう向きを「径方向内方」と呼び、径方向に沿って中心軸ＣＡから離れる向きを「径方向外方」と呼ぶ。各々の構成要素において、径方向内方における端部を「径方向内端部」と呼び、径方向内方における端の位置を「径方向内端」と呼ぶ。各々の構成要素において、径方向外方における端部を「径方向外端部」と呼び、径方向外方における端の位置を「径方向外端」と呼ぶ。また、各々の構成要素の側面において、径方向内方を向く側面を「径方向内側面」と呼び、径方向外方を向く側面を「径方向外側面」と呼ぶ。

なお、以上に説明した方向、面、及び構成部などの呼称は、実際の機器に組み込まれた場合での位置関係及び方向などを示すものではない。

＜１．実施形態＞
＜１−１．遠心ファンの構成＞
図１は、遠心ファンを軸方向上方から見た斜視図である。図２は、遠心ファンを軸方向下方から見た斜視図である。図３は、径方向から見た遠心ファンの構成例を示す断面図である。なお、図１では、構成を理解し易くするために、ハウジング３を透明で表示している。また、図３は、図１において中心軸ＣＡを含む平面で切断した遠心ファン１００の一点鎖線Ａ−Ａに沿う断面を示している。

遠心ファン１００は、軸方向から吸引する流体を径方向に送出する送風装置である。なお、本実施形態において、遠心ファン１００が吸引及び送出する流体は、空気である。遠心ファン１００は、たとえば薄型化が要求される電子機器の冷却ファンなどに用いられる。但し、遠心ファン１００の用途は、この例示に限定されない。遠心ファン１００は、インペラ１と、モータ２と、を備える。本実施形態においては、遠心ファン１００は、ハウジング３と、基板４と、をさらに備える。

インペラ１は、上下方向に延びる中心軸ＣＡを中心として該中心軸ＣＡ回りに回転可能である。インペラ１は、モータ２に取り付けられる。インペラ１は、インペラハブ１１と、遠心羽根１３と、軸流羽根１５と、を有する。本実施形態においては、インペラ１は、フランジ部１２と、リング部１４と、中央接続部１６と、をさらに有する。インペラ１の構成は後に説明する。

インペラ１は、モータ２と一体となって回転する。モータ２は、ロータ２１と、ステータ２２と、を有する。モータ２は、シャフト２０をさらに有する。モータ２は、インペラ１を回転させる。より詳細に述べると、モータ２は、中心軸ＣＡを中心にしてシャフト２０を回転させることにより、シャフト２０及びロータ２１とともに、インペラ１を回転させる。

シャフト２０は、中心軸ＣＡを中心にして回転可能であり、軸方向に延びる。シャフト２０には、ロータ２１が固定される。

ロータ２１は、中心軸ＣＡ回りに回転可能である。より詳細に述べると、ロータ２１は、シャフト２０とともに、中心軸ＣＡを中心として該中心軸ＣＡ回りに回転可能である。ロータ２１には、インペラ１が固定される。ロータ２１は、ロータホルダ２１１と、マグネット２１２と、を有する。

ロータホルダ２１１は、有蓋筒状であり、シャフト２０に取り付けられる。本実施形態では、ロータホルダ２１１は、板部２１１ａと、筒部２１１ｂと、からなる。板部２１１ａは、シャフト２０に固定され、シャフト２０から径方向外方に広がる。筒部２１１ｂは、板部２１１ａの径方向外端部から軸方向下方に延びる。ロータホルダ２１１の上面には、ロータホルダ１１を軸方向に貫通する貫通孔２１１ｃが設けられる。より具体的には、板部２１１ａを軸方向に貫通する貫通孔２１１ｃが、板部２１１ａに設けられる。この構成により、インペラ１の後述する軸流羽根１５により軸方向下方に送出される気流が、貫通孔２１１ｃを通じてモータ２の内部に流れる。従って、軸流羽根１５が送出する気流により、モータ２の内部を冷却できる。

ロータホルダ２１１は、マグネット２１２を保持する。より具体的には、マグネット２１２は、ロータホルダ２１１の筒部２１１ｂの径方向内側面に設けられる。マグネット２１２は、ステータ２と径方向に対向する。マグネット２１２は、互いに異なり且つ周方向に複数配列される磁極を有する。

ステータ２２は、ロータ２１の少なくとも一部と径方向に対向する。ロータ２１は、ステータ２２によって発生する磁場との相互作用によって回転する。ステータ２の上部は、ロータホルダ２１１の筒部２１１ｂ及びマグネット２１２よりも径方向内方に配置される。

遠心ファン１００は、前述の如く、ハウジング３を備える。ハウジング３は、インペラ１を内部に収容する。本実施形態においては、ハウジング３は、さらに、モータ２及び基板４を内部に収容する。ハウジング３には、上吸引口３ａ及び下吸引口３ｂが設けられる。上吸引口３ａは、ハウジング３の上面に設けられ、インペラ１よりも軸方向上方において軸方向に開口する。下吸引口３ｂは、ハウジング３の下面に設けられ、インペラ１よりも軸方向下方において、軸方向に開口する。これらの構成によれば、インペラ１よりも軸方向の上方及び下方に吸引口３ａ、３ｂがそれぞれ設けられるので、インペラ１に流れる空気の吸気量を増やすことができる。従って、遠心ファン１００が送出する気流の送風量が増加する。

上吸引口３ａ及び下吸引口３ｂの径方向内縁部は、それぞれ、中心軸ＣＡを囲む。ここで、上吸引口３ａ及び下吸引口３ｂの「径方向内縁部」は、それぞれ、上吸引口３ａ及び下吸引口３ｂの「開口領域の径方向内縁部」である。上吸引口３ａ及び下吸引口３ｂの開口領域は、特に限定しないが、本実施形態では中心軸ＣＡを中心とする円形である。

上吸引口３ａの径方向内縁、及び下吸引口３ｂの径方向内縁は、本実施形態ではそれぞれ、遠心羽根１３の径方向外端よりも径方向内方に位置する。なお、本実施形態の例示に限定されず、上吸引口３ａの径方向内縁、及び下吸引口３ｂの径方向内縁のうちの少なくとも一方は、それぞれ、遠心羽根１３の径方向外端と同じ径方向位置であってもよい。或いは、上吸引口３ａの径方向内縁、及び下吸引口３ｂの径方向内縁のうちの少なくとも一方は、それぞれ、遠心羽根１３の径方向外端よりも径方向外方に位置してもよい。

また、上吸引口３ａの径方向内縁は、遠心羽根１３の径方向内端よりも径方向外方に位置する。また、下吸引口３ｂの径方向内縁は、遠心羽根１３の径方向内端よりも径方向外方に位置する。これらの構成によれば、上吸引口３ａから遠心羽根１３間に流れ込む空気の吸気量を増やすことができる。また、下吸引口３ｂから遠心羽根１３間に流れ込む空気の吸気量を増やすことができる。従って、遠心ファン１００が送出する気流の送風量がさらに増加する。なお、本実施形態の例示に限定されず、上吸引口３ａの径方向内縁、及び下吸引口３ｂの径方向内縁のうちの少なくとも一方は、それぞれ、遠心羽根１３の径方向内端と同じ径方向位置であってもよい。或いは、上吸引口３ａの径方向内縁、及び下吸引口３ｂの径方向内縁のうちの少なくとも一方は、それぞれ、遠心羽根１３の径方向内端よりも径方向内方に位置してもよい。

また、ハウジング３には、送出口３ｃが設けられる。送出口３は、ハウジング３の径方向外側面に設けられ、インペラ１よりも径方向外方において、少なくとも径方向に開口する。

また、ハウジング３は、本実施形態では、上ハウジング３１と、上ハウジング３１の軸方向下方に取り付けられる下ハウジング３２と、からなる。上ハウジング３１は、上板部３１１と、周壁部３１２と、を有する。下ハウジング３２は、下板部３２１を有する。

上板部３１１は、径方向に広がる板状であり、インペラ１よりも軸方向上方に位置する。上板部３１１には、上吸引口３ａが設けられる。上吸引口３ａは、上板部３１１を軸方向に貫通する。

周壁部３１２は、上板部３１１の径方向外端部から軸方向下方に突出し、上板部の径方向外端部に沿って延びる。周壁部３１２には、送出口３ｃが設けられる。送出口３ｃは、周壁部３１２を径方向に貫通する。

下板部３２１は、周壁部３１２の下端部に取り付けられる。下板部３２１は、径方向に広がる板状であり、インペラ１よりも軸方向下方に位置する。下板部３２１には、下吸引口３ｂが設けられる。下吸引口３ｂは、下板部３２１を軸方向に貫通する。

遠心羽根１３によって、上吸引口３ａ及び下吸引口３ｂから吸引される気流は、インペラ１よりも径方向外方に送出される。該気流は、軸方向から見てハウジング３の内部において周壁部３１２の内面に沿って流れ、送出口３ｃから遠心ファン１００の外部に排出される。なお、上吸引口３ａから吸引される気流の一部は、軸流羽根１５によってモータ２の上部に送出され、ロータ２１の貫通孔２１１ｃを通じてモータ２の下部に流れ、その後、下吸引口３ｂから吸引される気流とともに、遠心羽根１３によって軸方向外方に送出される。

また、下ハウジング３２には、モータ保持部３２１ａと、リブ３２１ｂと、が設けられる。モータ保持部３２１ａ及びリブ３２１ｂは、軸方向から見て下吸引口３ｂの内部に配置され、より具体的には下吸引口３ｂの開口領域の内部に配置される。

モータ保持部３２１ａは、モータ２及び基板４を保持する。より具体的には、モータ２は、保持部材２ａを介してモータ保持部材３２１ａに保持される。基板４は、下ハウジング３２の上面から間隙を有して対向し、保持部材２ａを介してモータ保持部材３２１ａに保持される。モータ保持部３２１ａは、本実施形態では中心軸ＣＡを中心とする円形である。

リブ３２１ｂは、モータ保持部３２１ａを支持する。リブ３２１ｂは、下吸引口３ｂの開口領域の径方向内縁部において径方向内方に延びる。リブ３２１ｂの径方向内端部は、モータ保持部３２１ａの径方向外端部に接続される。

遠心ファン１００は、前述の如く、基板４を有する。基板４は、たとえば、ステータ２２と電気的に接続され、遠心ファン１００の外部に引き出される接続線（図示省略）を介して遠心ファン１００の外部回路と電気的に接続される。基板４は、モータ２よりも軸方向下方に配置されて、径方向に広がる板状である。基板４の径方向外縁は、本実施形態では遠心羽根１３の径方向内端よりも径方向内方に位置する。この構成によれば、基板４の外縁が遠心羽根１３の径方向内端よりも径方向内方に配置されることで、基板４が気流の妨げになることがない。そのため、遠心羽根１３の送風効率の低下を抑制できる。なお、本実施形態の例示に限定されず、基板４の径方向外縁は、遠心羽根１３の径方向内端と同じ径方向位置であってもよい。或いは、基板４の径方向外縁は、遠心羽根１３の径方向内端よりも径方向外方に位置してもよい。

＜１−２．インペラの構成＞
次に、インペラ１の構成を説明する。前述の如く、インペラ１は、インペラハブ１１と、フランジ部１２と、遠心羽根１３と、リング部１４と、軸流羽根１５と、中央接続部１６と、を有する。

インペラハブ１１は、モータ２の上端部を内部に収容し、モータ２の上端部に取り付けられる。より具体的には、インペラハブ１１は、ロータ２１に固定される。インペラハブ１１は、軸方向に延びる筒状である。この構成によれば、軸流羽根１５により送出される空気が軸方向下方に流れ易くなる。また、インペラ１の剛性が向上する。

インペラ１は、前述の如く、フランジ部１２を有する。フランジ部１２は、インペラハブ１１の径方向外側面から径方向外方に延びる。フランジ部１２には、遠心羽根１３の径方向内端部が接続される。この構成によれば、遠心羽根１３の強度を向上できる。また、遠心羽根１３により、軸方向から吸引される気流を径方向外側に送出できる。

フランジ部１２の径方向外端は、遠心羽根１３の径方向外端よりも径方向内方に位置する。この構成によれば、フランジ部１２の径方向寸法が小さくなるので、インペラ１を軽量化できる。

また、径方向から見た遠心羽根１３に対するフランジ部１２の軸方向位置は、特に限定されないが、好ましくは本実施形態のように、遠心羽根１３の軸方向中央位置である。すなわち、フランジ部１２は、好ましくは、遠心羽根１３の径方向内端部における軸方向中間位置において、遠心羽根１３と接続される。この構成によれば、インペラ１の回転時において、遠心羽根１３が軸方向の上下にぶれ難くなる。よって、遠心羽根１３の軸方向における強度を向上できる。また、たとえばハウジング３の軸方向の両側に設けられた上吸引口３ａ及び下吸引口３ｂの両方から気体が吸引される場合、上吸引口３ａ及び下吸引口３ｂのどちらから吸引された気体の流れもフランジ部１２によって妨げられない。よって、フランジ部１２が、遠心羽根１３の径方向内端部における軸方向中間位置以外において、遠心羽根１３と接続される場合と比べて、送風効率が向上する。

遠心羽根１３は、インペラハブ１１よりも径方向外方において、周方向に複数配列される。遠心羽根１３の数は、素数でなくてもよいが、好ましくは素数である。素数であれば、羽根部１が空気を送出する際に発生する騒音を抑制することができる。

遠心羽根１３は、フランジ部１２から軸方向に延びる。遠心羽根１３の径方向内端部は、本実施形態では、フランジ部１２の上面から軸方向上方に延びるとともに、フランジ部１２の下面から軸方向下方に延びる。この構成によれば、上吸引口３ａから吸引される気流と、下吸引口３ｂから吸引される気流と、を遠心羽根１３により径方向に送出できる。但し、この例示に限定されず、遠心羽根１３の径方向内端部は、フランジ部１２の上面から軸方向上方に延びてもよいし、フランジ部１２の下面から軸方向下方に延びてもよい。つまり、遠心羽根１３の径方向内端部は、フランジ部１２の上面及び下面のうちの少なくとも一方から軸方向に延びていればよい。

遠心羽根１３の径方向内端部は、本実施形態では、インペラハブ１１の径方向外側面と径方向に間隔を介して設けられる。この構成によれば、遠心羽根１３をインペラハブ１１の径方向外側面から径方向に離れた位置に設けることができる。これにより、遠心羽根１３の径方向長さを短くできるため、インペラ１を軽量化できる。なお、本実施形態の例示に限定されず、遠心羽根１３の径方向内端部は、インペラハブ１１の径方向外側面に接続されてもよい。この構成によれば、遠心羽根１３の径方向内端部がインペラハブ１１の径方向外側面から径方向外方に延びる。従って、遠心羽根１３の強度を向上できる。

リング部１４は、中心軸ＣＡを中心とする環状である。リング部１４は、各々の遠心羽根１３の径方向外端部を周方向に接続する。この構成によれば、リング部１４により、遠心羽根１３の強度をさらに向上できる。

径方向から見た遠心羽根１３に対するリング部１４の軸方向位置は、特に限定されないが、好ましくは本実施形態のように、遠心羽根１３の軸方向中央位置である。すなわち、リング部１４は、好ましくは、遠心羽根１３の径方向外端部における軸方向中間位置において、遠心羽根１３と接続される。この構成によれば、インペラ１の回転時において、遠心羽根１３が軸方向の上下にぶれ難くなる。よって、遠心羽根１３の軸方向における強度を向上できる。また、たとえばハウジング３の軸方向の両側に設けられた上吸引口３ａ及び下吸引口３ｂの両方から気体が吸引される場合、上吸引口３ａ及び下吸引口３ｂのどちらから吸引された気体の流れもリング部１４によって妨げられない。よって、リング部１４が、遠心羽根１３の径方向外端部における軸方向中間位置以外において、遠心羽根１３と接続される場合と比べて、送風効率が向上する。

軸流羽根１５は、インペラハブ１１よりも径方向内方に設けられ、周方向に複数配列される。軸流羽根１５の数は、素数でなくてもよいが、好ましくは素数である。素数であれば、軸流羽根１５が空気を送出する際に発生する騒音を抑制することができる。

軸流羽根１５は、ステータ２２よりも軸方向上方に配置される。この構成によれば、簡易な構成のインペラ１の回転により軸方向から吸引される気流の一部が、軸流羽根１５によってモータ２内部のステータ２２に向かって送出される。該気流の一部は、モータ２を冷却した後、たとえばインペラハブ１１の径方向外方に位置する遠心羽根１３によって送出される気流とともに径方向に流れる。従って、安価な構成でモータ２を冷却することができる。

軸流羽根１５は、本実施形態では、筒状のインペラハブ１１の上端部から径方向内方に延び、中央接続部１６に接続される。この構成によれば、インペラ１の強度を向上できる。また、インペラハブ１１の内部にロータ２１の少なくとも一部を配置できるので、遠心ファン１００の軸方向寸法を低減できる。

複数の軸流羽根１５の径方向外端部は、インペラハブ１１の上端部に接続される。複数の軸流羽根１５の径方向内端部は、インペラハブ１１の中央に配置される中央接続部１６に接続される。この構成によれば、軸流羽根１５の強度を向上できる。また、インペラ１の強度を向上できる。

また、軸流羽根１５の径方向外端は、本実施形態では、上吸引口３ａの径方向内縁よりも径方向内方に配置される。この構成によれば、上吸引口３ａからの吸気量を増やすことができる。また、上吸引口３ａから吸引された気体の一部を軸流羽根１５の径方向外端よりも径方向外方に誘導することが容易である。従って、遠心ファン１００が送出する気流の送風量がさらに増加する。但し、本実施形態の例示に限定されず、軸流羽根１５の径方向外端は、上吸引口３ａの径方向内縁と同じ径方向位置に配置されてもよい。或いは、軸流羽根１５の径方向外端は、上吸引口３ａの径方向内縁よりも径方向外方に配置されてもよい。

軸流羽根１５の軸方向上端における軸方向位置は、本実施形態では、中央接続部１６の軸方向上端における軸方向位置と同一である。但し、この例示に限定されず、軸流羽根１５の軸方向上端における軸方向位置は、中央接続部１６の軸方向上端における軸方向位置よりも軸方向下方であってもよい。

或いは、軸流羽根２１３の軸方向上端における軸方向位置は、中央接続部１６の軸方向上端における軸方向位置よりも軸方向上方であってもよい。言い換えると、軸流羽根１５の少なくとも一部は、上吸引口３ａの径方向内縁と径方向に対向してもよい。この構成によれば、軸流羽根１５をできるだけ軸方向上方に配置できるため、軸流羽根１５に上吸引口３ａからより多くの空気を送り込むことができる。

また、軸流羽根１５の軸方向下端における軸方向位置は、本実施形態では中央接続部１６の軸方向下端の軸方向位置よりも軸方向上方である。但し、この例示に限定されず、軸流羽根１５の軸方向下端における軸方向位置は、中央接続部１６の軸方向下端における軸方向位置と同一であってもよい。この構成によれば、遠心ファン１００を薄型化とともに、軸流羽根１５の軸方向幅をより広くすることができる。よって、たとえば、軸流羽根１５の回転方向前方を、軸流羽根１５の回転方向前方に向かうにつれて軸方向下方に傾斜させることができる。従って、遠心ファン１００の送風量を向上させることができる。

また、軸流羽根１５は、本実施形態では、遠心羽根１３の軸方向上端よりも軸方向上方に配置される。この構成によれば、遠心羽根１３によって引き込まれる気流の上流側において、軸流羽根１５にも空気を送り込むことができる。よって、軸流羽根１５によって送出できる空気の量を増大させることができる。但し、本実施形態の例示に限定されず、軸流羽根１５は、遠心羽根１３と同じ軸方向位置に配置されてもよいし、遠心羽根１３よりも軸方向下方に配置されてもよい。

中央接続部１６は、インペラハブ１１よりも径方向内方に配置され、シャフト２０の上端部に固定される。中央接続部１６は、本実施形態では中心軸ＣＡから径方向に広がる板状であるが、この例示に限定されない。中央接続部１６は、中心軸ＣＡを中心とし且つシャフト２０が挿通される環状であってもよい。

＜１−３．実施形態の変形例＞
次に、本実施形態の変形例を説明する。以下では、上述の実施形態と異なる構成について説明する。また、上述の実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略することがある。

図４は、径方向から見た遠心ファン１００の他の構成例を示す断面図である。なお、図４は、図１において中心軸ＣＡを含む平面で切断した遠心ファン１００の一点鎖線Ａ−Ａに沿う断面を示している。

変形例に係る遠心ファン１００において、インペラ１は、インペラハブ１１と、遠心羽根１３と、を有する。また、本変形例においては、インペラ１は、フランジ部１２と、リング部１４と、をさらに有する。すなわち、変形例に係るインペラ１は、前述の実施形態の軸流羽根１５及び中央接続部１６を有さない。一方、ロータ２１は、ロータホルダ２１１と、マグネット２１２とに加えて、軸流羽根２１３をさらに有する。マグネット２１２は、ステータ２２と径方向に対向する。ロータホルダ２１１は、マグネット２１２を保持する。軸流羽根２１３は、インペラハブ１１よりも径方向内方において周方向に複数配列される。さらに、ロータ２１は、中央接続部２１４をさらに有する。インペラハブ１１は、ロータ２１に固定される。遠心羽根１３は、インペラハブ１１よりも径方向外方において周方向に複数配列される。

軸流羽根１５は、変形例では、インペラハブ１１及びロータ２１の筒部２１１よりも径方向内方において周方向に複数配列される。軸流羽根１５は、ロータホルダ２１１に設けられ、ステータ２２よりも軸方向上方に位置する。この構成によれば、ロータ２１及びインペラ１の回転により軸方向から吸引される気流の一部が、軸流羽根１５によってモータ２の内部に向かって送出される。該気流の一部は、モータ２を冷却した後、たとえばインペラハブ１１の径方向外方に位置する遠心羽根１３によって送出される気流とともに径方向に流れる。従って、安価な構成でモータ２を冷却することができる。また、たとえばロータホルダ２１１が金属で形成される際においては、軸流羽根１５の剛性を向上することができる。

また、軸流羽根２１３は、ロータ２１の筒部２１１の上端部から径方向内方に延び、中央接続部２１４に接続される。この構成によれば、インペラ１の強度を向上できる。また、インペラハブ１１よりも径方向内方にロータ２１を配置できる。言い換えると、インペラハブ１１の内部にロータ２１を配置できる。従って、遠心ファン１００の軸方向寸法を低減できる。

複数の軸流羽根２１３の径方向外端部は、筒部２１１の上端部に接続される。複数の軸流羽根２１３の径方向内端部は、筒部２１１の中央に配置される中央接続部２１４の径方向外端部に接続される。この構成によれば、軸流羽根２１３の強度を向上できる。

また、軸流羽根２１３の径方向外端は、本実施形態では、上吸引口３ａの径方向内縁よりも径方向内方に配置される。この構成によれば、軸流羽根２１３間及び遠心羽根１３に流れ込む空気の上吸引口３ａにおける吸気量を増やすことができる。従って、遠心ファン１００が送出する気流の送風量がさらに増加する。但し、本実施形態の例示に限定されず、軸流羽根２１３の径方向外端は、上吸引口３ａの径方向内縁と同じ径方向位置に配置されてもよい。或いは、軸流羽根２１３の径方向外端は、上吸引口３ａの径方向内縁よりも径方向外方に配置されてもよい。

軸流羽根２１３の軸方向上端における軸方向位置は、本実施形態では、中央接続部２１４の軸方向上端における軸方向位置と同一である。但し、この例示に限定されず、軸流羽根２１３の軸方向上端における軸方向位置は、中央接続部２１４の軸方向上端における軸方向位置よりも軸方向下方であってもよい。或いは、軸流羽根２１３の軸方向上端における軸方向位置は、中央接続部２１４の軸方向上端における軸方向位置よりも軸方向上方であってもよい。言い換えると、軸流羽根２１３の少なくとも一部は、上吸引口３ａの内部に配置されてもよい。この構成によれば、遠心羽根１３によって引き込まれる気流の上流側において、軸流羽根２１３により多くの空気を送り込むことができる。

また、軸流羽根２１３の軸方向下端における軸方向位置は、本実施形態では中央接続部２１４の軸方向下端の軸方向位置よりも軸方向上方である。但し、この例示に限定されず、軸流羽根２１３の軸方向下端における軸方向位置は、中央接続部２１４の軸方向下端における軸方向位置と同一であってもよい。この構成によれば、遠心ファン１００を薄型化とともに、軸流羽根２１３の軸方向幅をより広くすることができる。従って、遠心ファン１００の送風量を向上させることができる。

また、軸流羽根２１３は、本実施形態では、遠心羽根１３の軸方向上端よりも軸方向上方に配置される。この構成によれば、遠心羽根１３によって引き込まれる気流の上流側において、軸流羽根２１３にも空気を送り込むことができる。但し、本実施形態の例示に限定されず、軸流羽根２１３は、遠心羽根１３と同じ軸方向位置に配置されてもよいし、遠心羽根１３よりも軸方向下方に配置されてもよい。

中央接続部２１４は、ロータ２１の筒部２１１よりも径方向内方に配置され、シャフト２０の上端部に固定される。中央接続部２１４は、本実施形態では中心軸ＣＡから径方向に広がる板状であるが、この例示に限定されない。中央接続部２１４は、中心軸ＣＡを中心とし且つシャフト２０が挿通される環状であってもよい。

＜２．その他＞
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態で説明した事項は、矛盾を生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。

たとえば、上述の実施形態及びその変形例では、遠心ファン１００が吸引・送出する流体として空気を例示しているが、本発明はこの例示に限定されない。たとえば、遠心ファン１００が吸引・送出する流体は、空気以外の気体であってもよいし、水などの液体であってもよい。

本発明は、たとえば薄型の送風ファンとして有用である。但し、本発明の用途は、この例示には限定されない。

１００・・・遠心ファン、１・・・インペラ、１１・・・インペラハブ、１２・・・フランジ部、１３・・・遠心羽根、１４・・・リング部、１５・・・軸流羽根、１６・・・中央接続部、２・・・モータ、２ａ・・・保持部材、２０・・・シャフト、２１・・・ロータ、２１１・・・ロータホルダ、２１１ａ・・・板部、２１１ｂ・・・筒部、２１１ｃ・・・貫通孔、２１２・・・マグネット、２１３・・・軸流羽根、２１４・・・中央接続部、２２・・・ステータ、３・・・ハウジング、３ａ・・・上吸引口、３ｂ・・・下吸引口、３ｃ・・・送出口、３１・・・上ハウジング、３１１・・・上板部、３１２・・・周壁部、３２・・・下ハウジング、３２１・・・下板部、３２１ａ・・・モータ保持部、３２１ｂ・・・リブ、４・・・基板、ＣＡ・・・中心軸

Claims (20)

1. 軸方向から吸引する流体を径方向に送出する遠心ファンであって、
   上下方向に延びる中心軸回りに回転可能なインペラと、
   前記インペラを回転させるモータと、
   を備え、
   前記モータは、
   前記中心軸回りに回転可能なロータと、
   前記ロータの少なくとも一部と径方向に対向するステータと、
   を有し、
   前記インペラは、
   前記ロータに固定されるインペラハブと、
   前記インペラハブよりも径方向外方において周方向に複数配列される遠心羽根と、
   前記インペラハブよりも径方向内方に設けられ、周方向に複数配列される軸流羽根と、
   を有し、
   前記軸流羽根は、前記ステータよりも軸方向上方に配置される、遠心ファン。
2. 軸方向から吸引する流体を径方向に送出する遠心ファンであって、
   上下方向に延びる中心軸回りに回転可能なインペラと、
   前記インペラを回転させるモータと、
   を備え、
   前記モータは、
   前記中心軸回りに回転可能なロータと、
   前記ロータの少なくとも一部と径方向に対向するステータと、
   を有し、
   前記インペラは、
   前記ロータに固定されるインペラハブと、
   前記インペラハブよりも径方向外方において周方向に複数配列される遠心羽根と、
   を有し、
   前記ロータは、
   前記ステータと径方向に対向するマグネットと、
   前記マグネットを保持するロータホルダと、
   前記インペラハブよりも径方向内方において周方向に複数配列される軸流羽根と、
   を有し、
   前記軸流羽根は、前記ロータホルダに設けられ、前記ステータよりも軸方向上方に位置する、遠心ファン。
3. 前記軸流羽根は、前記インペラハブの上端部から径方向内方に延びる、請求項１に記載の遠心ファン。
4. 前記ロータは、
   前記ステータと径方向に対向するマグネットと、
   前記マグネットを保持するロータホルダと、
   を有し、
   前記ロータホルダの上面には、前記ロータホルダを軸方向に貫通する貫通孔が設けられる、請求項１又は請求項３に記載の遠心ファン。
5. 前記インペラハブは、軸方向に延びる筒状である、請求項１から請求項４のいずれかに記載の遠心ファン。
6. 前記軸流羽根は、前記遠心羽根の軸方向上端よりも軸方向上方に配置される、請求項１から請求項５のいずれかに記載の遠心ファン。
7. 複数の前記軸流羽根の径方向内端部は、それぞれ、前記インペラハブの中央に配置される中央接続部に接続される、請求項１から請求項６のいずれかに記載の遠心ファン。
8. 前記軸流羽根の軸方向上端における軸方向位置は、前記中央接続部の軸方向上端における軸方向位置と同一であり、
   前記軸流羽根の軸方向下端における軸方向位置は、前記中央接続部の軸方向下端における軸方向位置と同一である、請求項７に記載の遠心ファン。
9. 前記遠心羽根の径方向内端部は、前記インペラハブの径方向外側面と径方向に間隔を介して設けられる、請求項１から請求項８のいずれかに記載の遠心ファン。
10. 前記遠心羽根の径方向内端部は、前記インペラハブの径方向外側面に接続される、請求項１から請求項９のいずれかに記載の遠心ファン。
11. 前記インペラは、前記インペラハブの径方向外側面から径方向外方に延びるフランジ部をさらに有し、
    前記フランジ部には、前記遠心羽根の径方向内端部が接続される、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の遠心ファン。
12. 前記フランジ部の径方向外端は、前記遠心羽根の径方向外端よりも径方向内方に位置する、請求項１１に記載の遠心ファン。
13. 前記フランジ部は、前記遠心羽根の径方向内端部における軸方向中間位置において、前記遠心羽根と接続される、請求項１１又は請求項１２に記載の遠心ファン。
14. 前記インペラは、各々の前記遠心羽根の径方向外端部を周方向に接続するリング部をさらに有する、請求項１から請求項１３のいずれかに記載の遠心ファン。
15. 前記リング部は、前記遠心羽根の径方向外端部における軸方向中間位置において、前記遠心羽根と接続される、請求項１４に記載の遠心ファン。
16. 前記モータよりも軸方向下方に配置されて、径方向に広がる板状の基板をさらに備え、
    前記基板の径方向外縁が、前記遠心羽根の径方向内端よりも径方向内方に位置する、請求項１４又は請求項１５に記載の遠心ファン。
17. 前記インペラを収容するハウジングをさらに備え、
    前記ハウジングの上面には、前記インペラよりも軸方向上方において、軸方向に開口する上吸引口が設けられ、
    前記ハウジングの下面には、前記インペラよりも軸方向下方において、軸方向に開口する下吸引口が設けられる、請求項１から請求項１６のいずれかに記載の遠心ファン。
18. 前記上吸引口の径方向内縁が、前記遠心羽根の径方向内端よりも径方向外方に位置する、請求項１７に記載の遠心ファン。
19. 前記軸流羽根の径方向外端は、前記上吸引口の径方向内縁よりも径方向内方に配置される、請求項１７又は請求項１８に記載の遠心ファン。
20. 前記軸流羽根の少なくとも一部は、前記上吸引口の径方向内縁と径方向に対向する、請求項１７から請求項１９のいずれかに記載の遠心ファン。

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