JP2020197163A - 軸流ファン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の軸流ファンのケースを係合する係合部の有用性を向上する。【解決手段】第１軸流ファン１０は、第１インペラ１１及び第１モータ１３を収容する第１ケース１４が、第１インペラ１１の外周を囲む第１周壁１４１と、第１モータ１３を支持する第１ベース部１６と、第１ベース部１６から軸線ｘ方向外側に突出し軸線ｘに関して対称な位置に２組設けられていて、径方向に段差が形成されている第１係合部１５２と、を備え、第２軸流ファン２０は、第２インペラ２１及び第２モータ２３を収容する第２ケース２４が、外周面の少なくとも一部がシャフト２２を中心とした円弧状に形成されている第２周壁２４１と、第２モータ２３を支持する第２ベース部２６と、第２周壁２４１において周方向において第１係合部１５２と対応する位置に設けられていて、径方向に段差が形成されている第２係合部２５２とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、軸流ファン装置に関する。

一般に、コンピュータやサーバ等の電子機器は、筐体内部の電子部品を冷却するためにファン装置を備えている。このようなファン装置として、例えば、モータを駆動源とする２つの軸流ファンが、軸線方向において一方の軸流ファンの回転方向と他方の軸流ファンの回転方向とが反転して配置されている二重反転式軸流送風機が知られている（特許文献１参照）。

特許文献１の二重反転式軸流送風機は、複数のファンを軸線方向に結合して使用するために、第１の軸流ファン（単体軸流送風機）の第１のケースに４つの嵌合溝が形成され、第２の軸流ファン（単体軸流送風機）の第２のケースに４つのフックが形成されている。この二重反転式軸流送風機は、４つのフックを４つの嵌合溝に挿入した状態で第１のケースと第２のケースを相互に回転させることで各フックが嵌合溝に係合し、軸線方向においてフックの抜け止めが図られている。

特開２００４−２７８３７１号公報

ところで、特許文献１の二重反転式軸流送風機のように、複数の軸流ファンのケースを係合する係合部を備える軸流ファン装置は、使用時においては複数のケースが強固に結合されていることが求められるとともに、分解作業などを考慮して容易に着脱可能であることも求められる。

しかしながら、複数の軸流ファンのケースを係合する係合部を備える従来のファン装置において、複数のケースが強固に結合されていることと、分解作業などを考慮して容易に着脱可能であることとを両立することは難しかった。また、上述した二重反転式軸流送風機は、２つのケースを回転して結合する際、２つのケースに生じるトルクの偏心によって、４つのフックのうちのいずれかに力が集中して、フックが折れる虞があった。このように、複数の軸流ファンのケースを係合する係合部を備える従来のファン装置において、係合部が容易に着脱可能であるとともに係合部の破損を抑制することで、係合部の有用性を向上することが求められている。

本発明は、上述の課題を一例とするものであり、複数の軸流ファンのケースを係合する係合部の有用性を向上することができる軸流ファン装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る軸流ファン装置は、第１軸流ファン及び第２軸流ファンが軸線方向に結合されている軸流ファン装置であって、前記第１軸流ファンは、複数の羽根を有する第１インペラ及び前記第１インペラの中心軸を回転させる第１モータを収容する第１ケース、を備え、前記第１ケースは、前記第１インペラの外周を囲むように形成されている第１周壁と、前記第１周壁の底面に設けられていて前記第１モータを支持する第１ベース部と、前記第１ベース部から前記軸線方向において外側に突出した位置であり軸線に関して対称である位置に２組設けられていて、径方向に段差が形成されている第１係合部と、を備え、前記第２軸流ファンは、複数の羽根を有する第２インペラ及び前記第２インペラの中心軸を回転させる第２モータを収容する第２ケース、を備え、前記第２ケースは、前記第２インペラの外周を囲み、外周面の少なくとも一部が軸線を中心とした円弧状に形成されている第２周壁と、前記第２周壁の底面に設けられていて前記第２モータを支持する第２ベース部と、前記第２周壁の前記軸線に関して対称である位置に２組設けられていて、径方向に段差が形成されている第２係合部と、を備える。

本発明の一態様に係る軸流ファン装置において、前記第２係合部は、前記第２周壁の周方向において前記第１係合部と対応する位置に設けられていて、前記第１ケースと前記第２ケースとは、前記第１ケースの端面と前記第２ケースの端面とを接触させて周方向において回動させることで前記第１係合部が前記第２係合部を乗り越えて係合して周方向の位置が固定される。

本発明の一態様に係る軸流ファン装置において、前記第１ケースは、前記第１ベース部の表面から前記軸線方向において外側に突出して設けられていて、内周面が前記第２周壁に沿った前記軸線を中心とした円弧状に形成されている第１係合フランジ部を備え、前記第１係合部は、前記第１係合フランジ部に設けられている。

本発明の一態様に係る軸流ファン装置において、前記第１係合フランジ部は、軸線方向に貫通する貫通孔を有する。

本発明の一態様に係る軸流ファン装置において、前記第２ケースは、前記第２ベース部の表面から前記軸線方向において外側に突出して設けられている第２係合フランジ部を備える。

本発明の一態様に係る軸流ファン装置において、前記第２係合フランジ部は、前記第１係合部と前記第２係合部とが係合した状態において前記第１係合フランジ部と当接する。

本発明の一態様に係る軸流ファン装置において、前記第２係合フランジ部は、前記径方向に延びるように形成されている面を有し前記第１係合フランジ部と接合する接合部と、前記接合部の軸線方向において外側の端部から回動方向とは反対方向に向かって延びるように形成されている突起部と、を有する。

本発明の一態様に係る軸流ファン装置において、前記第１係合部は、前記径方向において内側に突出していて、前記第２係合部は、前記径方向において外側に突出している。

本発明の一態様に係る軸流ファン装置において、前記第１ベース部及び前記第２ベース部は、複数の固定翼を有し、前記第１ベース部の複数の固定翼と前記第２ベース部の複数の固定翼とは、前記第１係合部と前記第２係合部とが係合した状態において周方向において互いの位置が対応している。

本発明に係る軸流ファン装置によれば、複数の軸流ファンのケースを係合する係合部の有用性を向上することができる。

本発明の実施の形態に係る軸流ファン装置の構成を概略的に示す断面図である。 図１に示す軸流ファン装置の第１ケースと第２ケースの構成を概略的に示す斜視図であり、第１ケースの吸込口側から見た状態を示す斜視図である。 図１に示す軸流ファン装置の第１ケースと第２ケースの構成を概略的に示す斜視図であり、第２ケースの吐出口側から見た状態を示す斜視図である。 図２に示す第１ケースの斜視図である。 図４に示す第１ケースを吐出口側から見た状態を示す平面図である。 図５に示す第１ケースの第１係合フランジ部を示す拡大平面図である。 図２に示す第２ケースの斜視図である。 図７に示す第２ケースを吸込口側から見た状態を示す平面図である。 図８に示す第２ケースの第２係合フランジ部を示す拡大平面図である。 図１に示す軸流ファン装置において、第１ケースの第１係合部と第２ケースの第２係合部とが係合する前の状態を概略的に示す平面図である。 図１に示す軸流ファン装置において、第１ケースの第１係合部と第２ケースの第２係合部とが係合した状態を概略的に示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る軸流ファン装置１について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る軸流ファン装置１の構成を概略的に示す断面図である。

以下の説明では、便宜上、軸線ｘ方向において矢印ａ方向を上側ａとし、矢印ｂ方向を下側ｂとする。また、軸線ｘに垂直な径方向において、軸線ｘから遠ざかる方向（図１の矢印ｃ方向）を外周側ｃとし、軸線ｘに向かう方向（図１の矢印ｄ方向）を内周側ｄとする。以下の説明では、軸線ｘを中心として円を描く方向を周方向とする。以下の説明では、便宜上、図１に示す方向を軸流ファン装置１の側面とする。また、以下の説明では、便宜上、軸流ファン装置１を上側ａから下側ｂに向かって見る方向を正面、下側ｂから上側ａに向かって見る方向を底面とする。

図１に示すように、本実施の形態に係る軸流ファン装置１は、第１軸流ファン１０及び第２軸流ファン２０が軸線ｘ方向に結合されている。第１軸流ファン１０は、複数の羽根１１２を有する第１インペラ１１及び第１インペラ１１の中心軸としてのシャフト１２を回転させる第１モータ１３を収容する第１ケース１４を備える。第１ケース１４は、第１インペラ１１の外周を囲むように形成されている第１周壁１４１と、第１周壁１４１の底面に設けられていて第１モータ１３を支持する第１ベース部１６と、第１ベース部１６から軸線ｘ方向において外側に突出した位置であり軸線ｘに関して対称である位置に２組設けられていて、径方向に段差が形成されている第１係合部１５２と、を備える。第２軸流ファン２０は、複数の羽根２１２を有する第２インペラ２１及び第２インペラ２１の中心軸としてのシャフト２２を回転させる第２モータ２３を収容する第２ケース２４、を備える。第２ケース２４は、第２インペラ２１の外周を囲み、外周面の少なくとも一部が軸線ｘを中心とした円弧状に形成されている第２周壁２４１と、第２周壁２４１の底面に設けられていて第２モータ２３を支持する第２ベース部２６と、第２周壁２４１の軸線ｘに関して対称である位置に２組設けられていて、径方向に段差が形成されている第２係合部２５２とを備える。以下、軸流ファン装置１の構成及び動作を具体的に説明する。

軸流ファン装置１は、図１において上側ａである吸気側に位置する第１軸流ファン１０と、下側ｂである排気側に位置する第２軸流ファン２０とが軸線ｘ方向に結合されている。軸流ファン装置１は、複数の軸流ファンである第１軸流ファン１０の回転方向と第２軸流ファン２０の回転方向とが反転している二重反転式軸流送風機である。軸流ファン装置１は、第１軸流ファン１０の第１ベース部１６と第２軸流ファン２０の第２ベース部２６とが背合わせになるように配置されて結合している。

［第１軸流ファンの概略構成］
次に、軸流ファン装置１が備える第１軸流ファン１０の構成について説明する。

図１に示すように、第１軸流ファン１０は、第１インペラ１１と、第１モータ１３と、第１ケース１４と、第１係合フランジ部１５と、第１ベース部１６と、第１固定翼１７とを備える。

第１インペラ１１は、第１ケース１４の内部において軸線ｘを中心に配置されている。第１インペラ１１は、下側ｂに向かって開放されているカップ状のハブ１１１と、ハブ１１１の外周面から周方向に向かって均等に配置されている複数（例えば、５枚）の羽根１１２を有している。第１インペラ１１は、ハブ１１１と羽根１１２が樹脂の一体成形にて形成されている。

第１モータ１３は、例えば、アウターロータ形の３相ブラシレスモータである。第１モータ１３は、シャフト１２、軸受ホルダ１２１、軸受１２２、ステータコア１３１、及び、ロータ１３２を備える。ロータ１３２は、その内周面にロータマグネットが取り付けられ、シャフト１２の一端側に結合している。

シャフト１２は、軸受ホルダ１２１に装着されている一対の軸受１２２により回転可能に支持されている。

軸受ホルダ１２１は、第１ベース部１６のボス部１６２に装着されている。軸受ホルダ１２１は、金属製（例えば、真鍮）の内周部に空間を有している円筒状の部材である、軸受ホルダ１２１は、樹脂製の第１ベース部１６にインサート成形などの適宜な方法により装着されている。軸受ホルダ１２１の内周部の空間には第１モータ１３のシャフト１２を回転自在に支持する一対の軸受１２２が装着されている。

ステータコア１３１は、軸受ホルダ１２１の外周に装着されている。ステータコア１３１は、その下側ｂに例えばドーナッツ形状の回路基板１３３が取り付けられている。第１インペラ１１のハブ１１１はロータ１３２の外周面に装着されている。第１モータ１３において、ロータ１３２が回転するのに伴って第１インペラ１１も回転する。

［第１ケースの構成］
次に、第１軸流ファン１０が備える第１ケース１４の構成について説明する。

図２は、軸流ファン装置１の第１ケース１４と第２ケース２４の構成を概略的に示す斜視図であり、第１ケース１４の吸込口１４２側から見た状態を示す斜視図である。また、図３は、図１に示す軸流ファン装置１の第１ケース１４と第２ケース２４の構成を概略的に示す斜視図であり、第２ケース２４の吐出口側から見た状態を示す斜視図である。また、図４は、第１ケース１４の斜視図である。また、図５は、第１ケース１４を吐出口１４３側から見た状態を示す平面図である。さらに、図６は、第１ケース１４の第１係合フランジ部１５を示す拡大平面図である。

図１乃至図５に示すように、第１ケース１４は、第１周壁１４１と、吸込口１４２と、吐出口１４３と、風洞部１４４とを備える。

第１周壁１４１は、第１インペラ１１を外周側ｃから囲むように円筒状または略円筒状に形成されている。第１周壁１４１の外周面には、第１周壁１４１を補強する補強リブ１４７が軸線ｘ方向及び周方向に形成されている。第１周壁１４１の内周面には、第１インペラ１１を配置するための中空円筒状の風洞部１４４が形成されている。また、第１ケース１４は、回路基板１３３に接続される配線（不図示）を通すための引出溝１４１１を備える。

吸込口１４２は、風洞部１４４の上側ａの端部に形成されている。吐出口１４３は、風洞部１４４の下側ｂの端部に形成されている。吸込口１４２は、風洞部１４４と外部とを連通する。吐出口１４３は、風洞部１４４と後述する第２軸流ファン２０の吸込口２４２とを連通する。吸込口１４２の周縁は、直線的な形状に限らず、空気が吸い込まれ易いように、例えば曲面により形成されていてもよい。

吸込口１４２の外周側ｃの縁部には、径方向において外方に向かって延在するフランジ部１４８が複数、例えば４箇所に形成されている。フランジ部１４８は、第１軸流ファン１０を不図示の筐体に取り付けるための締結部材（例えば、ボルト）を挿通するための貫通孔１４９が形成されている。吐出口１４３の端面には、径方向において外方に向かって延在する４箇所の第１係合フランジ部１５が形成されている。

図４乃至図６に示すように、第１係合フランジ部１５は、内周面１５１と、第１係合部１５２と、切欠部１５３と、貫通孔１５４とを備える。第１係合フランジ部１５は、第１ベース部１６の本体部１６１の表側の面（以下「表面」という。）から軸線ｘ方向外側（図２及び図４における下側ｂ）に突出して設けられている。

内周面１５１は、後述する第２ケース２４の第２周壁と向かい合うことができるように、この第２周壁の形状に対応して軸線ｘを中心とした円弧状または略円弧状に形成されている。

第１係合部１５２は、第１ベース部１６の本体部１６１の表面から軸線ｘ方向において外側に突出した位置であり軸線ｘに関して対称である位置に２組設けられている。第１係合部１５２は、内周面１５１において、径方向内側に向かって突出して形成されている段差である。第１係合部１５２は、例えば、内周面１５１における周方向における一方の端部に設けられている。内周面１５１の一方の端部に設けられた第１係合部１５２は軸線ｘ方向に延在しており、内周面１５１から径方向内側に向かって、緩やかに傾斜して突出し、突出した頂点から径方向外側に向かって傾斜して切欠部１５３に連接している。なお、第１係合部１５２の形状は、径方向内側に向かって突出して形成されていれば、上述した形状には限定されない。

切欠部１５３は、第１係合フランジ部１５における周方向の一方の端部、つまり第１係合部１５２が設けられている側の端部に設けられている。切欠部１５３は、第１係合フランジ部１５の一部が、径方向に延びる略直線状に切り取られたように形成され、平面を形成している。貫通孔１５４は、第１軸流ファン１０を不図示の筐体に取り付けるための締結部材（例えば、ボルト）を挿通するために、軸線ｘ方向に貫通している孔である。

第１ベース部１６は、第１ケース１４の吐出口１４３側に配置されている。第１ベース部１６は、円板状の本体部１６１と、本体部１６１の中央（軸線ｘの中心位置）に形成され軸線ｘ方向に立設する中空円筒状のボス部１６２と、本体部１６１の外周縁に形成され軸線ｘ方向に延在する円筒状の外周壁１６３を有する。また、第１ベース部１６は、本体部１６１の上側ａ（吸込口１４２側）の面であってボス部１６２と外周壁１６３との間に複数のリブ１６４が放射状に形成されている。リブ１６４は、第１ベース部１６の強度を向上するために形成されている。

第１固定翼１７は、吐出口１４３に面して周方向に均等配置された複数（例えば、６枚）配置されている翼形状の部材である。第１固定翼１７は、軸線ｘ方向に対して所定の角度で傾斜している。第１固定翼１７は、第１ベース部１６の外周壁１６３と風洞部１４４の内周面との間を連結している。

第１軸流ファン１０において、第１ケース１４と、第１係合フランジ部１５と、第１ベース部１６と、第１固定翼１７は、樹脂（例えば、ＰＢＴ樹脂）の一体成形にて形成されている。

［第２軸流ファンの概略構成］
次に、軸流ファン装置１が備える第２軸流ファン２０の構成について説明する。

図１に示すように、第２軸流ファン２０は、第２インペラ２１と、第２モータ２３と、第２ケース２４と、第２係合フランジ部２５と、第２ベース部２６と、第２固定翼２７とを備える。

第２インペラ２１は、第２ケース２４の内部において軸線ｘを中心に配置されている。第２インペラ２１は、上側ａに向かって開放されているカップ状のハブ２１１と、ハブ２１１の外周面から周方向に向かって均等に配置されている複数（例えば、５枚）の羽根２１２を有している。第２インペラ２１は、ハブ２１１と羽根２１２が樹脂の一体成形にて形成されている。

第２モータ２３は、例えば、アウターロータ形の３相ブラシレスモータである。第２モータ２３は、シャフト２２、軸受ホルダ２２１、軸受２２２、ステータコア２３１、及び、ロータ２３２を備える。ロータ２３２は、その内周面にロータマグネットが取り付けられ、シャフト２２の一端側に結合している。

シャフト２２は、軸受ホルダ２２１に装着されている一対の軸受２２２により回転可能に支持されている。

軸受ホルダ２２１は、第２ベース部２６のボス部２６２に装着されている。軸受ホルダ２２１は、金属製（例えば、真鍮）の内周部に空間を有している円筒状の部材である、軸受ホルダ２２１は、樹脂製の第２ベース部２６にインサート成形などの適宜な方法により装着されている。軸受ホルダ２２１の内周部の空間には第２ベース部２６のシャフト２２を回転自在に支持する一対の軸受２２２が装着されている。

ステータコア２３１は、軸受ホルダ２２１の外周に装着されている。ステータコア２３１は、その上側ａに例えばドーナッツ形状の回路基板２３３が取り付けられている。第２インペラ２１のハブ２１１はロータ２３２の外周面に装着されている。第２モータ２３において、ロータ２３２が回転するのに伴って第２インペラ２１も回転する。

［第２ケースの構成］
次に、第２軸流ファン２０が備える第２ケース２４の構成について説明する。

図７は、第２ケース２４の斜視図である。また、図８は、第２ケース２４を吸込口２４２側から見た状態を示す平面図である。さらに、図９は、第２ケース２４の第２係合フランジ部２５を示す拡大平面図である。

図１乃至図３、図７乃至図９に示すように、第２ケース２４は、第２周壁２４１と、吸込口２４２と、吐出口２４３と、風洞部２４４とを備える。また、第２ケース２４は、回路基板２３３に接続される配線（不図示）を通すための引出溝２４１１を備える。

第２周壁２４１は、第２インペラ２１を外周側ｃから囲むように円筒状または略円筒状に形成されている。第２周壁２４１の外周面には、第２周壁２４１を補強する補強リブ２４７が軸線ｘ方向及び周方向に形成されている。第２周壁２４１の内周面には、第２インペラ２１を配置するための中空円筒状の風洞部２４４が形成されている。

吸込口２４２は、風洞部２４４の上側ａの端部に形成されている。吐出口２４３は、風洞部２４４の下側ｂの端部に形成されている。吸込口２４２は、第１軸流ファン１０の吐出口１４３と風洞部２４４とを連通する。吐出口２４３は、風洞部２４４と外部とを連通する。吸込口２４２の周縁は、直線的な形状に限らず、空気が吸い込まれ易いように、例えば曲面により形成されていてもよい。

吐出口２４３の外周側ｃの縁部には、径方向において外方に向かって延在するフランジ部２４８が複数、例えば４箇所が形成されている。フランジ部２４８は、第２軸流ファン２０を不図示の筐体に取り付けるための締結部材（例えば、ボルト）を挿通するための貫通孔２４９が形成されている。吸込口２４２の端面には、径方向において外方に向かって延在する４箇所の第２係合フランジ部２５が形成されている。

図７乃至図９に示すように、第２係合フランジ部２５は、外周面２５１と、第２係合部２５２と、接合部２５３と、段差部２５４と、突起部２５５とを備える。第２係合フランジ部２５は、第２ベース部２６の本体部２６１の表側の面（以下「表面」という。）から軸線ｘ方向外側（図２及び図７における上側ａ）に突出して設けられている。

外周面２５１は、第２インペラ２１の外周を囲む第２周壁２４１の上側ａの端部に設けられている。外周面２５１は、第１ケース１４の第１係合フランジ部１５の内周面１５１と向かい合うことができるように、内周面１５１の形状に対応して少なくとも一部が軸線ｘを中心とした円弧状または略円弧状に形成されている。

第２係合部２５２は、第２周壁２４１の軸線ｘに関して対称である位置に２組設けられている。第２係合部２５２は、外周面２５１において、径方向外側に向かって突出するように形成されている段差である。第２係合部２５２は、第２周壁２４１の外周面２５１の周方向において第１係合部１５２と対応する位置に設けられている。外周面２５１に設けられた第２係合部２５２は軸線ｘ方向に延在している。第２係合部２５２は、外周面２５１から径方向外側に向かって緩やかに傾斜して突出して頂点に至り、頂点から径方向内側に向かって傾斜して段差部２５４に連接している。そして、段差部２５４は接合部２５３に連接している。なお、第２係合部２５２の形状は、径方向外側に向かって突出して形成されていれば、上述した形状には限定されない。

接合部２５３は、第２係合フランジ部２５における周方向の一方の端部に設けられている。接合部２５３は、第１係合フランジ部１５の切欠部１５３と同じく第２係合フランジ部２５の一部が、径方向に延びる略直線状に切り取られたように形成されて平面を形成しており、第１ケース１４と第２ケース２４が回転摺動して結合した際、接合部２５３は、第１係合フランジ部１５の切欠部１５３と対向する。

段差部２５４は、外周面２５１において第２係合部２５２と接合部２５３との間に設けられている。

突起部２５５は、接合部２５３の軸線ｘ方向外側（図７における上側ａ）の端部から回動方向Ｒとは反対方向に向かって延びるように形成され、接合部２５３に対してオーバーハングしている。

第２ベース部２６は、第２ケース２４の吸込口２４２側に配置されている。第２ケース２４は、円板状の本体部２６１と、本体部２６１の中央（軸線ｘの中心位置）に形成され軸線ｘ方向に立設する中空円筒状のボス部２６２と、本体部２６１の外周縁に形成され軸線ｘ方向に延在する円筒状の外周壁２６３を有する。また、第２ベース部２６は、本体部２６１の下側ｂ（吐出口２４３側）の面であってボス部２６２と外周壁２６３との間に複数のリブ２６４が放射状に形成されている。リブ２６４は、第２ベース部２６の強度を向上するために形成されている。

第２固定翼２７は、吸込口２４２に面して周方向に均等配置された複数（例えば、６枚）配置されている翼形状の部材である。第２固定翼２７は、軸線ｘ方向に対して所定の角度で傾斜している。第２固定翼２７は、第２ベース部２６の外周壁と風洞部２４４の内周面との間を連結している。

第２軸流ファン２０において、第２ケース２４と、第２係合フランジ部２５と、第２ベース部２６と、第２固定翼２７は、樹脂（例えば、ＰＢＴ樹脂）の一体成形にて形成されている。

以上のように構成されている軸流ファン装置１は、第１軸流ファン１０の吸込口１４２から風洞部１４４に気体（例えば、空気）を吸い込む。風洞部１４４に吸い込まれた気体は、第１軸流ファン１０の風洞部１４４の内部を流れて第１軸流ファン１０の吐出口１４３から第２軸流ファン２０の吸込口２４２に流入する。第２軸流ファン２０の吸込口２４２から風洞部２４４に流入した空気は、第２軸流ファン２０の風洞部２４４の内部を流れて第２軸流ファン２０の吐出口２４３から外部に吐き出される。

［第１軸流ファン１０と第２軸流ファン２０との結合動作］
次に、以上説明した構成を備える軸流ファン装置１における、第１軸流ファン１０と第２軸流ファン２０との結合動作について説明する。

図１０は、軸流ファン装置１において、第１ケース１４の第１係合部１５２と第２ケース２４の第２係合部２５２とが係合する前の状態を概略的に示す平面図である。また、図１１は、軸流ファン装置１において、第１ケース１４の第１係合部１５２と第２ケース２４の第２係合部２５２とが係合した状態を概略的に示す平面図である。

図２及び図３に示すように、軸流ファン装置１において、第１軸流ファン１０と第２軸流ファン２０とを結合する際には、第１軸流ファン１０の第１ケース１４の吐出口１４３の端面と、第２軸流ファン２０の第２ケース２４の吸込口２４２の端面とが向かい合うようにする。つまり、第１軸流ファン１０と第２軸流ファン２０とを結合する際には、第１軸流ファン１０の第１ベース部１６の本体部１６１と第２軸流ファン２０の第２ベース部２６の本体部２６１とが背合わせになるように組み合わせられる。

図１０に示すように、第１軸流ファン１０の吐出口１４３の端面と、第２軸流ファン２０の吸込口２４２の端面とを接触させた後、これらの端面同士を所定の回動方向Ｒに回転摺動させる。第１ケース１４の第１係合部１５２と第２ケース２４の第２係合部２５２は、ともに軸線ｘに関して対称な位置に２組設けられていて、互いの周方向における位置が対応している。このため、第１ケース１４と第２ケース２４の端面同士を回転摺動させると、第２軸流ファン２０の第２ケース２４の吸込口２４２側に設けられている第２係合フランジ部２５の外周面２５１は、第１軸流ファン１０の第１ケース１４の吐出口１４３側に設けられている第１係合フランジ部１５の内周面１５１にガイドされる。

同様に、図４及び図５に示す第１軸流ファン１０の第１ケース１４の吐出口１４３側の第１周壁１４１の外周面１５６は、図７及び図８に示す第２軸流ファン２０の第２ケース２４の吸込口２４２側の第２係合フランジ部２５の内周面２５６にガイドされる。

図１１に示すように、第１ケース１４と第２ケース２４の端面同士の回転摺動を継続すると、第１軸流ファン１０の第１ケース１４の吐出口１４３側に形成されている第１係合フランジ部１５の内周面１５１に形成されている第１係合部１５２が、第２軸流ファン２０の第２ケース２４の吸込口２４２側の外周面２５１に形成されている第２係合部２５２を乗り越え、段差部２５４に嵌る。段差部２５４に嵌ることで、第１係合フランジ部１５と第２係合フランジ部２５とは、第１ケース１４と第２ケース２４との周方向における回動方向Ｒへの回転止めとして係合する。

第１ケース１４の第１係合部１５２が第２ケースの第２係合部２５２を乗り越えて段差部２５４に嵌って係合したとき、段差部２５４側に位置する第２係合部２５２の面の傾斜は、外周面２５１に位置する第２係合部２５２の面の傾斜よりも傾きが大きくなっている。このため、軸流ファン装置１によれば、第２係合部２５２を乗り越え、段差部２５４に嵌った第１係合部１５２が、何らかの外力により回動方向Ｒと反対方向に回動しても容易に第２係合部２５２を乗り越えて第１ケース１４と第２ケース２４との係合が解かれてしまうことを防ぐことができる。

第１軸流ファン１０の第１ケース１４の吐出口１４３側の第１係合フランジ部１５の切欠部１５３には、第２軸流ファン２０の吸込口２４２側の第２係合フランジ部２５の接合部２５３が接触する。切欠部１５３に接合部２５３が接触することで、第１ケース１４と第２ケース２４との回転が規制され、回転摺動が停止する。この状態において、貫通孔１５４は、第１軸流ファン１０の第１係合フランジ部１５にのみ形成されているため、貫通孔１５４の位置が第１ケース１４と第２ケース２４との間でずれてしまうことがない。また、この状態において、第２軸流ファン２０の吸込口２４２側の第２係合フランジ部２５の突起部２５５は、その一部が第１軸流ファン１０の吐出口１４３側の第１係合フランジ部１５の軸線ｘ方向に向かい合う平面部１５５の一部分と軸線ｘ方向で重なって当接していることで、軸線ｘ方向の抜け止めとして機能する。

以上説明したように、軸流ファン装置１では、第２軸流ファン２０の吸込口２４２側の第２係合フランジ部２５の一部である第２係合部２５２が、第１軸流ファン１０の吐出口１４３側の第１係合フランジ部１５の一部分である第１係合部１５２と互いに回転摺動した後に係合される。このように構成されているため、軸流ファン装置１によれば、第１ケース１４と第２ケース２４との偏心によって第１係合フランジ部１５及び第２係合フランジ部２５に過度な力が加わって破損することを抑制することができる。

また、以上説明したように、軸流ファン装置１では、第１軸流ファン１０と第２軸流ファン２０の結合状態を解除する場合、第１ケース１４の第１係合部１５２が第２ケースの第２係合部２５２を乗り越えることができる外力を回動方向Ｒと反対方向に加えて回転摺動することによって、第１係合部１５２及び第２係合部２５２の係合を外すことができる。このため、軸流ファン装置１によれば、第１軸流ファン１０と第２軸流ファン２０の結合状態を容易に解除することができる。このように、軸流ファン装置１によれば、第１軸流ファン１０と第２軸流ファン２０の着脱を容易にできる。

また、軸流ファン装置１は、第１係合部１５２を有する第１係合フランジ部１５と、第２係合部２５２を有する第２係合フランジ部２５は、それぞれ第１ケース１４と第２ケース２４と一体成型されている。このため、軸流ファン装置１によれば、第１ケース１４と第２ケース２４とを係合させるための係合部を構成する部品点数を削減するとともに、係合部の破損を抑制することができる。

さらに、以上説明したように、第１軸流ファン１０の第１固定翼１７と第２軸流ファン２０の第２固定翼２７は、周方向において同じ位置に配置され、第１軸流ファン１０から吐き出された空気流れが第２軸流ファン２０の固定翼によって空気流れが乱されないよう、所定の位置、傾きで配置されている。このため、軸流ファン装置１によれば、複数の軸流ファンを軸線ｘ方向に結合して構成されているファン装置において効率的なファン出力を得ることができる。

従って、以上説明した軸流ファン装置１によれば、第１係合部１５２及び第２係合部２５２が容易に着脱可能であるとともに第１係合部１５２及び第２係合部２５２の破損を抑制することで、第１係合部１５２及び第２係合部２５２の有用性を向上することができる。なお、本発明の実施の形態では、第１軸流ファン１０の羽根１１２と第２軸流ファン２０の羽根２１２は同じ枚数で構成しているが、これに限定されるものではなく、羽根１１２と羽根２１２の枚数は異なっていてもよい。また、本発明の実施の形態では、第１ケース１４の端面と、第２ケース２４の端面とを接触させた後、これらの端面同士を周方向に回動させているが、これに限定されるものではない。例えば、第１ケース１４の端面と第１ベース部１６の表面、及び、第２ケース２４の端面と第２ベース部２６の表面が同一の面となる場合に、第１ケース１４の端面及び第２ケース２４の表面、及び、第２ケース２４の端面及び第２ベース部２６の表面の両方の面が摺動面になる。そして、このような場合には、第１ケース１４の端面と第１ベース部１６の表面、及び、第２ケース２４の端面と第２ベース部２６の表面の両方の面が接触して回転摺動させてもよい。

その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の構成を適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

１…軸流ファン装置、１０…第１軸流ファン、１１…第１インペラ、１２…シャフト、１３…第１モータ、１４…第１ケース、１５…第１係合フランジ部、１６…第１ベース部、１７…第１固定翼、２０…第２軸流ファン、２１…第２インペラ、２２…シャフト、２３…第２モータ、２４…第２ケース、２５…第２係合フランジ部、２６…第２ベース部、２７…第２固定翼、１１１…ハブ、１１２…羽根、１２１…軸受ホルダ、１２２…軸受、１３１…ステータコア、１３２…ロータ、１３３…回路基板、１４１…第１周壁、１４２…吸込口、１４３…吐出口、１４４…風洞部、１４７…補強リブ、１４８…フランジ部、１４９…貫通孔、１５１…内周面、１５２…第１係合部、１５３…切欠部、１５４…貫通孔、１５５…平面部、１５６…外周面、１６１…本体部、１６２…ボス部、１６３…外周壁、１６４…リブ、２１１…ハブ、２１２…羽根、２２１…軸受ホルダ、２２２…軸受、２３１…ステータコア、２３２…ロータ、２３３…回路基板、２４１…第２周壁、２４２…吸込口、２４３…吐出口、２４４…風洞部、２４７…補強リブ、２４８…フランジ部、２４９…貫通孔、２５１…外周面、２５２…第２係合部、２５３…接合部、２５４…段差部、２５５…突起部、２５６…内周面、２６１…本体部、２６２…ボス部、２６３…外周壁、２６４…リブ、１４１１…引出溝、１４１２…支持片、２４１１…引出溝

Claims (9)

1. 第１軸流ファン及び第２軸流ファンが軸線方向に結合されている軸流ファン装置であって、
   前記第１軸流ファンは、複数の羽根を有する第１インペラ及び前記第１インペラを回転させる第１モータを収容する第１ケース、を備え、
   前記第１ケースは、
   前記第１インペラの外周を囲むように形成されている第１周壁と、
   前記第１周壁の底面に設けられていて前記第１モータを支持する第１ベース部と、
   前記第１ベース部から前記軸線方向において外側に突出した位置であり軸線に関して対称である位置に２組設けられていて、径方向に段差が形成されている第１係合部と、
   を備え、
   前記第２軸流ファンは、複数の羽根を有する第２インペラ及び前記第２インペラを回転させる第２モータを収容する第２ケース、を備え、
   前記第２ケースは、
   前記第２インペラの外周を囲み、外周面の少なくとも一部が軸線を中心とした円弧状に形成されている第２周壁と、
   前記第２周壁の底面に設けられていて前記第２モータを支持する第２ベース部と、
   前記第２周壁の前記軸線に関して対称である位置に２組設けられていて、径方向に段差が形成されている第２係合部と、
   を備える軸流ファン装置。
2. 前記第２係合部は、前記第２周壁の周方向において前記第１係合部と対応する位置に設けられていて、
   前記第１ケースと前記第２ケースとは、前記第１ケースの端面と前記第２ケースの端面とを接合させて周方向に回動させることで前記第１係合部が前記第２係合部を乗り越えて係合して周方向の位置が固定される、
   請求項１に記載の軸流ファン装置。
3. 前記第１ケースは、
   前記第１ベース部の表面から前記軸線方向において外側に突出して設けられていて、内周面が前記第２周壁に沿った前記軸線を中心とした円弧状に形成されている第１係合フランジ部を備え、
   前記第１係合部は、前記第１係合フランジ部に設けられている、
   請求項１または２に記載の軸流ファン装置。
4. 前記第１係合フランジ部は、軸線方向に貫通する貫通孔を有する、
   請求項３に記載の軸流ファン装置。
5. 前記第２ケースは、
   前記第２ベース部の表面から前記軸線方向において外側に突出して設けられている第２係合フランジ部を備える、
   請求項３または４に記載の軸流ファン装置。
6. 前記第２係合フランジ部は、
   前記第１係合部と前記第２係合部とが係合した状態において前記第１係合フランジ部と当接する、
   請求項５に記載の軸流ファン装置。
7. 前記第２係合フランジ部は、
   前記径方向に延びるように形成されている面を有し前記第１係合フランジ部と接合する接合部と、前記接合部の軸線方向において外側の端部から回動方向とは反対方向に向かって延びるように形成されている突起部と、を有する、
   請求項５または６に記載の軸流ファン装置。
8. 前記第１係合部は、前記径方向において内側に突出していて、
   前記第２係合部は、前記径方向において外側に突出している、
   請求項１乃至７のいずれか１項に記載の軸流ファン装置。
9. 前記第１ベース部及び前記第２ベース部は、複数の固定翼を有し、
   前記第１ベース部の複数の固定翼と前記第２ベース部の複数の固定翼とは、前記第１係合部と前記第２係合部とが係合した状態において周方向において互いの位置が対応している、
   請求項１乃至８のいずれかに記載の軸流ファン装置。

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