JP4399761B2

JP4399761B2 - 軸流送風装置

Info

Publication number: JP4399761B2
Application number: JP2002298843A
Authority: JP
Inventors: 修一大塚
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2002-10-11
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2022-10-11
Also published as: CN100497956C; EP1408238A3; EP1408238A2; JP2004132300A; TWI314612B; US20040141841A1; TW200422524A; US7040862B2; CN1514136A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器の筐体内で発生する熱の外部への排出等に用いられる軸流送風装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、パーソナルコンピュータ、ＬＡＮサーバあるいはコピー機等のＯＡ機器のように、多数の電子部品を比較的狭い筐体内に収容した電子機器においては、上記電子部品から発生する熱が筐体内にこもり、電子部品を熱破壊させる虞がある。そこで、このような電子機器の筐体の壁面等に通気口を設け、この通気口に送風機を取り付けて筐体内の熱を外部に排出するようにしている。
【０００３】
このような送風機は、取り付けられる筐体の大きさ（容積）や、筐体内の発生熱量等により、基本的な外形寸法や定格圧力等が定まってくる。しかし、筐体内の取付位置や、取り付けられる通気口に対向する箇所の環境条件（熱風を直接受けることを嫌う環境にある等）、あるいは送風機が取り付けられる機器の設置環境等によっては細かな調整が望まれることがある。
例えば、主送風方向を送風機軸方向から若干傾けたいことがあり、また、風量や風圧あるいは送風音等を若干調整したいこともある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような要望に対して、十分に満足させることのできる送風機を設計、製作することは理想的であるが、これでは、仕様のわずかに異なる多品種の送風機を製作、在庫しておかなければならない。そこで、従来、このような多品種の送風機を揃えることなく、上述した細かな調整を実現できることが要望されていた。特に、小規模、低価格の送風機については、上述したような要望を、低コストで、かつ簡単、迅速、に実現できることが合わせて望まれていた。
【０００５】
なお従来、ファンの後方に風向変更板を設け、排出風の方向を変えるようにした冷却空気導入排出装置があったが（特許文献１参照）、これを上記の場合に適用したとしても、一部の要望にのみ有効であるに過ぎなかった。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２０５４９７号公報
【０００７】
本発明は、上記のような要望、実情に鑑みなされたものであり、主送風方向や風量、風圧、あるいは送風音等の細かな調整を、極めて低コストに、かつ出荷直前まで簡単、迅速に実現できる軸流送風装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の軸流送風装置は、軸流送風機と、この軸流送風機の吐出し口側に装着される送風調整用の固定翼とを具備する軸流送風装置において、前記軸流送風機に形成された孔部又は凸部と、前記固定翼に形成された凸部又は孔部とで構成された押圧填込み手段により、前記固定翼が前記軸流送風機に対してワンタッチ装着される構成であって、かつ、前記軸流送風機のケイシングと、モータベースと、前記ケイシングから延出され前記モータベースを軸流送風機吐出し口側に支持する複数本のリブとを一体形成し、前記モータベースの、軸流送風機回転軸の軸方向との直交面に平行に形成された平面部を、前記ケイシングの前記吐出し口位置より内側に設け、前記モータベースと前記吐出し口との間に前記固定翼が装着されることでこの固定翼を前記ケイシング内に収容可能となし、かつ、前記固定翼は、前記軸流送風機への装着部を形成する平面部を有したベース部と、予め設定された形状、軸流送風機送風方向に対する傾斜角及び枚数を有し、前記ベース部に連結される基端部を除く部分が各々連結されることなく別個独立に形成された複数枚の翼部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の軸流送風装置において、前記軸流送風機回転軸の軸受を保持する軸受ホルダを支持する前記モータベースの平面部に、前記固定翼のベース部の平面部を対向させて押圧することにより、この固定翼が前記軸流送風機にワンタッチ装着されることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の軸流送風装置において、前記軸流送風機回転軸の前記軸流送風機吐出し口側の端部が前記モータベースの平面部位置よりも軸流送風機吸込み口側に凹んで位置するように前記回転軸寸法が設定されると共に、前記モータベースの平面部中心部分が前記回転軸の軸心と位置合わせされて穿孔され、この穿孔部内に、前記固定翼のベース部の平面部内面中心部分に形成された凸部が挿入可能に構成されることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の軸流送風装置において、前記固定翼は、そのベース部の内形状が前記モータベースの前記軸流送風機吐出し口側部分の外形状に合わせて形成されると共に翼部が前記ベース部の平面部周端から前記吸込み口側に向けて延出する折返し壁面に連結され、この固定翼の軸流送風機軸方向に沿う寸法が最小限に構成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれかに記載の軸流送風装置において、前記軸流送風機のケイシング、リブ及びモータベースが可撓性合成樹脂により一体成形され、前記固定翼も前記合成樹脂と同材質の合成樹脂により一体成形されることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、各図間において、同一符号は同一又は相当部分を示す。
図１は、本発明による軸流送風装置の一実施形態を吐出し口側から示す図、図２は、図１中のＡ−Ｏ−Ｂ点を結んだ線に沿う断面を１８０°に展開して矢印方向から示す図である。なお図２中の軸流送風機の羽根は、図１においては繁雑さを避けるために図示を省略した。
【００１６】
図示するように本発明の軸流送風装置は、軸流送風機Ｉと、この軸流送風機Ｉの吐出し口側（図２の右側）に、後述するようにワンタッチ装着される送風調整用の固定翼IIとで構成される。
まず、軸流送風機Ｉについて説明すると、図１、図２中、１はケイシング（送風機ケイシング）で、その中央部には円形の通風孔１ａが形成され、四隅部には機器筐体等（図示せず）への取付用の貫通孔１ｂが各々設けられている。
【００１７】
このケイシング１の通風孔１ａ内、吐出し口側の中央部には、この通風孔１ａの開口端縁の異なる位置から延出された複数本、ここでは３本のリブ３によってモータベース４が保持固定されている。このモータベース４の中央部には筒状の軸受ホルダ５が固着されている。
図３は、上記ケイシング１、リブ３、モータベース４及び軸受ホルダ５部分を取り出して示す図、図４は図３中のＣ−Ｏ−Ｄ点を結んだ線に沿う断面を１８０°に展開して矢印方向から示す図である。
【００１８】
図２に示すように、軸受ホルダ５の内側には間隔を置いて２個のベアリング６，７の外輪が支持されており、ベアリング６，７の内輪には、送風機回転軸（モータシャフト）８が挿入、支持されている。この回転軸８の先端にはＣ形止め輪９が装着されており、回転軸８の抜止めと軸方向の位置決めがなされている。
【００１９】
１０はインペラであり、円筒部１０ａ及びボス部１０ｂを有するインペラ本体１０ｃの外周に複数枚、ここでは５枚（図２に２枚のみ図示）の羽根１０ｄを回転方向に等間隔、備えてなる。このインペラ１０は、本体１０ｃの円筒部１０ａの中心軸上に位置するボス部１０ｂを介して上記回転軸８の後端に結合され、回転軸８の回転に伴い、この回転軸８を中心に羽根１０ｄが回転するように構成されている。
【００２０】
なお、ベアリング７の内輪とボス部１０ｂとの間にはコイルばね１１が介装されており、ボス部１０ｂ、換言すればインペラ１０に、回転軸８の後端方向への偏倚力が与えられている。更に、インペラ１０の円筒部１０ａ内周にはほぼ円筒状のモータヨーク１２が填め込み固着され、このモータヨーク１２内周には円筒状の永久磁石１３が固定されている。
【００２１】
上記軸受ホルダ５の外側には、上記モータヨーク１２及び永久磁石１３と共に直流モータＤＣＭの要部を構成するステータ巻線１４及びこのステータ巻線１４が施されたステータ鉄心１５が固定されている。このステータ鉄心１５は上記永久磁石１３と所定の空隙を置いて対向している。
ステータ鉄心１５の近傍（静止部）には、ステータ巻線１４に所定の電流を供給してステータ巻線１４・鉄心１５側及びモータヨーク１２・永久磁石１３側をブラシレスの直流モータＤＣＭのステータ側及びロータ側として作動させるための電子回路（図示せず）を搭載した回路基板、ここではＰＣボード１６が取り付けられる。
【００２２】
ＰＣボード１６上の電子回路は、ステータ巻線１４・鉄心１５側に対してモータヨーク１２・永久磁石１３側を回転させるためにステータ巻線１４への供給電流を制御する。なお、図示しないがＰＣボード１６には、そのＰＣボード１６に電源供給するリード線が接続されている。
【００２３】
ここで、上記モータベース４の吐出し口側（図２の右側）には、送風機回転軸８の軸方向との直交面に平行の平面部４ａが形成されている。この平面部４ａは、回転軸８を中心としたほぼ円形に形成され、中心部には上記軸受ホルダ５の外径とほぼ等しい直径の貫通孔４ｂが穿孔されている。また、平面部４ａの外周側には、固定翼IIのワンタッチ装着用の長方形の小孔（孔部）４ｃが複数個、等間隔で、ここでは回転角１２０°間隔で３個穿孔されている（図３参照）。
【００２４】
なお、上記回転軸８は、先端（送風機吐出し口側の端部）がモータベース４の平面部４ａの位置よりも送風機吸込み口側に凹んで位置するようにその寸法が設定されており、上記貫通孔４ｂの穿孔と相俟って、この部分に凹部４ｄが位置するように形成されている。
また上記ケイシング１、リブ３、モータベース４は可撓性合成樹脂により一体成形されている。ここでは、インペラ１０も同材質の合成樹脂により一体成形されている。
図示例の軸流送風機Ｉは、電源供給されると、インペラ１０が図２の左側（吸込み口側）から見て反時計方向に回転し、図２中、矢印イに示すように、左側から右側（吐出し口側）に向かって送風する。
【００２５】
上記固定翼IIは、送風調整、すなわち送風方向の調整に加えて、送風風量、風圧、あるいは送風音（騒音）等の調整を行う非回転の翼であり、以下、この固定翼IIについて、図５〜図８を併用して説明する。
図５は、図１中の固定翼を取り出して示す図、図６は、図５中のＥ−Ｏ−Ｆ点を結んだ線に沿う断面を１８０°に展開して矢印方向から示す図である。
また図７は、図５中の一点鎖線で囲んだ部分ロを取り出し拡大して示す図、図８は、図６中の一点鎖線で囲んだ部分ハを取り出し拡大して示す図である。
【００２６】
図５、図６に示すように固定翼IIは、軸流送風機Ｉへの装着部を形成する平面部２１ａを有したベース部２１と、複数枚の翼部２２とを備えて構成されている。翼部２２は、基端部２２ａがベース部２１の外周部分に連結され、ベース部２１の送風機回転軸８対応位置を中心におおよそ放射状に設けられている。
各翼部２２は、図示するようにベース部２１に連結される基端部２２ａを除く部分が連結されることなく、別個独立に形成されている。前掲特許文献１に記載の風向変更板におけるような固定羽根補強リングを省略し、軽量化、部品数の低減、成形の簡易化等を図るためである。
翼部２２の形状、送風機送風方向（図２中の矢印イ参照）に対する傾斜角及び枚数等は、送風方向、風量、風圧、発生音等の調整目的に応じて適宜設定される。図示例では、各々送風機送風方向に対して３０°程度傾斜するように設定された、やや撓みを有するへら状の翼部２２が８枚、ベース部２１に連結されている。
【００２７】
この場合、ベース部２１の平面部２１ａは、モータベース４の平面部４ａより僅かに径大のほぼ円形に形成され、その円周端からは、送風機吸込み口側に向けてやや延出する折返し壁面２１ｂがモータベース４の側部を覆うように形成されている。つまり、固定翼ＩＩのベース部２１の内形状は、モータベース４の送風機吐出し口側部分の外形状に合わせて形成されている。そして、その翼部２２はベース部２１の折返し壁面２１ｂに連結され、固定翼ＩＩの送風機軸方向に沿う寸法が最小限に構成されている。
【００２８】
これにより固定翼IIは、軸流送風機Ｉに装着された際の軸方向寸法が、その軸流送風機Ｉのケイシング１を除いた軸方向寸法内に収まる寸法に設定できる。ここで、ケイシング１を除いた軸方向寸法内に収まる寸法としたのは、固定翼IIを収納するだけの目的でケイシング１の軸方向寸法を大きくすることを避ける主旨である。これによれば、装置全体の小型、コンパクト化が実現できる。またこれによれば、軸流送風機Ｉは、小孔４ｃが形成されている以外は通常の軸流送風機と変わらないので、固定翼IIを装着せず、必要に応じて小孔４ｃをテープ等で適宜塞ぐことにより、事実上、通常の軸流送風機としての使用も可能となる。
【００２９】
また、上記ベース部２１の平面部２１ａ内面の、上記モータベース４の平面部４ａに形成された貫通孔４ｂ（凹部４ｄ）の対応位置、つまり中心部には、断面円形の凸部２１ｃが形成されている。この断面円形の凸部２１ｃは、円形の貫通孔４ｂ内にやや遊びをもって填め込み挿入可能で、固定翼IIを軸流送風機Ｉに装着する際の心出しに用いられる。
更に、上記ベース部２１の平面部２１ａの内面の、上記モータベース４の平面部４ａに形成された３つの小孔４ｃの各対応位置には、凸部、ここでは近接対向する一対の突起部２１ｄ，２１ｄが形成されている（図７、図８参照）。また、この一対の突起部２１ｄ，２１ｄ先端部の非対向側には、各々鉤状の係止部２１ｅが形成されており、上記小孔４ｃとで押圧填込み手段を構成している。
【００３０】
上記一対の突起部２１ｄ，２１ｄは、小孔４ｃ内に押圧挿入されようとすると、相互に近付く方向に撓んで小孔４ｃ内に挿入可能な対向幅に縮む。一対の突起部２１ｄ，２１ｄが更に小孔４ｃ内に挿入される方向に押圧されると、その先端部が小孔４ｃを貫通し、各係止部２１ｅが小孔４ｃの端縁に係合する、というような寸法に各部が設定されている。
なお、ベース部２１の切欠き部２１ｆは、モータベース４を保持するリブ３が、固定翼IIの軸流送風機Ｉへの装着の障害とならないようにするために、固定翼II（ベース部２１）のリブ３の対応位置に形成されている。
【００３１】
以上の構成によれば、固定翼IIのベース部２１の平面部２１ａを、この平面部２１ａの凸部２１ｃとモータベース４の平面部４ａの貫通孔４ｂとによって心出しされた状態で、モータベース４の平面部４ａに対向させ、押圧することにより、一対の突起部２１ｄ，２１ｄが小孔４ｃ内に押圧填込みされる。すなわち、固定翼IIが軸流送風機Ｉに簡単にワンタッチ装着される。
なお、小孔４ｃ、突起部２１ｄ，２１ｄを平面部４ａ、平面部２１ａに形成し、平面部２１ａを押圧することにより、固定翼IIが軸流送風機Ｉにワンタッチ装着される構成によれば、上記押圧が容易かつ確実にできる。
【００３２】
上記小孔４ｃ及び一対の突起部２１ｄ，２１ｄの寸法設定及び各部の材質の選択を適宜行えば、軸流送風機Ｉにワンタッチ装着された固定翼IIの装着状態（強固な装着か否か）を調整できる。つまり、軸流送風機Ｉに対して固定翼IIを積極的に着脱自在にするか、あるいは一旦、装着された後の固定翼IIの取り外しを著しく困難にするかの選択が可能となる。前者を採れば、製品出荷前は勿論のこと、出荷後においても固定翼IIを任意に取り替えることができ、また後者を採れば、固定翼IIは、製品出荷後の取替えが極めて困難になるが、軸流送風機Ｉに確実、強固に取り付けられる。
ここでは、出荷時に他品種の固定翼IIの中から所望の固定翼IIを選択して軸流送風機Ｉに装着し、出荷することを想定、つまり、１回限りの装着を想定しているので、後者を採用している。一旦装着後、固定翼IIの変更が想定される場合には、前者を採用して、装着が簡単で取外しが可能になるようにしてもよい。
【００３３】
上述実施形態では、固定翼IIも軸流送風機Ｉのケイシング１、リブ３、モータベース４と同材質の可撓性合成樹脂により一体成形されている。これによれば、製造コストが低減され、また、固定翼IIに形成された突起部２１ｄ，２１ｄの、モータベース４に形成された小孔４ｃへの係合が円滑になされる。
【００３４】
図９は、本発明による軸流送風装置の他の実施形態を吐出し口側から示す図である。
この図は、固定翼IIをルーバ状に形成し、送風方向を、例えば図１０に示すように、送風機軸方向イから下向き方向ニに変えるように構成した例を示している。
図９中、９１は各々送風方向変更用の板体である。この板体９１の送風機軸方向に対する傾斜方向の設定により、吐出し口側における送風方向を、上下、左右方向等、任意の方向に変更させることができる。
【００３５】
なお上述実施形態では、モータベース側に孔（孔部）を、固定翼側に凸部を形成したが、モータベース側に凸部を、固定翼側に孔を形成してもよい。いずれにしても、孔と凸部による押圧填込み手段を用いたワンタッチ装着によれば、固定翼を簡単、迅速に軸流送風機に装着できる。また、固定翼を着脱可能とすることも容易である。
【００３６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、軸流送風装置を、軸流送風機と、この軸流送風機の吐出し口側にワンタッチ装着される送風調整用の固定翼とによって基本的な構成をしたので、以下のような効果を発揮できる。
例えば、主送風方向や風量、風圧、あるいは送風音（発生音）等の細かな調整に適した固定翼を予め複数種類揃えておき、出荷時に、望まれた送風調整に適した固定翼を選択し、軸流送風機の吐出し口側にワンタッチ装着して軸流送風装置を完成させ、出荷するというような受注、生産方法が可能となる。したがって、送風装置全体を多品種製作せずに、つまり極めて低コストに、かつ簡単、迅速に、所望の送風調整がなされた軸流送風装置を得ることができる。
また特に、軸流送風機に形成された孔部又は凸部と、固定翼に形成された凸部又は孔部とで構成された押圧填込み手段により、固定翼が軸流送風機に対してワンタッチ装着される構成によれば、固定翼を簡単、迅速に軸流送風機に装着できる。また、固定翼を着脱可能とすることも容易である。
更に固定翼を、軸流送風機への装着部を形成する平面部を有したベース部と、予め設定された形状、軸流送風機送風方向に対する傾斜角及び枚数を有し、ベース部に連結される基端部を除く部分が各々連結されることなく別個独立に形成された複数枚の翼部とによって構成したことによれば、固定羽根補強リングを備えた従来装置に比べて、軽量化、部品数の低減、成形の簡易化等を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を吐出し口側から示す図である。
【図２】図１中のＡ−Ｏ−Ｂ点を結んだ線に沿う断面を１８０°に展開して矢印方向から示す図である。
【図３】図１中の軸流送風機のケイシング、モータベース及び軸受ホルダ部分を取り出して示す図である。
【図４】図３中のＣ−Ｏ−Ｄ点を結んだ線に沿う断面を１８０°に展開して矢印方向から示す図である。
【図５】図１中の固定翼を取り出して示す図である。
【図６】図５中のＥ−Ｏ−Ｆ点を結んだ線に沿う断面を１８０°に展開して矢印方向から示す図である。
【図７】図５中の部分ロの拡大図である。
【図８】図６中の部分ハの拡大図である。
【図９】本発明の他の実施形態を吐出し口側から示す図である。
【図１０】図９に示した実施形態の作用の説明図である。
【符号の説明】
Ｉ軸流送風機
ＩＩ送風調整用の固定翼
４ｃ小孔（孔部）
２１ｄ突起部（凸部）

Claims

軸流送風機と、この軸流送風機の吐出し口側に装着される送風調整用の固定翼とを具備する軸流送風装置において、
前記軸流送風機に形成された孔部又は凸部と、前記固定翼に形成された凸部又は孔部とで構成された押圧填込み手段により、前記固定翼が前記軸流送風機に対してワンタッチ装着される構成であって、かつ、
前記軸流送風機のケイシングと、モータベースと、前記ケイシングから延出され前記モータベースを軸流送風機吐出し口側に支持する複数本のリブとを一体形成し、前記モータベースの、軸流送風機回転軸の軸方向との直交面に平行に形成された平面部を、前記ケイシングの前記吐出し口位置より内側に設け、前記モータベースと前記吐出し口との間に前記固定翼が装着されることでこの固定翼を前記ケイシング内に収容可能となし、かつ、
前記固定翼は、前記軸流送風機への装着部を形成する平面部を有したベース部と、予め設定された形状、軸流送風機送風方向に対する傾斜角及び枚数を有し、前記ベース部に連結される基端部を除く部分が各々連結されることなく別個独立に形成された複数枚の翼部とを備えることを特徴とする軸流送風装置。
請求項１に記載の軸流送風装置において、前記軸流送風機回転軸の軸受を保持する軸受ホルダを支持する前記モータベースの平面部に、前記固定翼のベース部の平面部を対向させて押圧することにより、この固定翼が前記軸流送風機にワンタッチ装着されることを特徴とする軸流送風装置。
請求項２に記載の軸流送風装置において、前記軸流送風機回転軸の前記軸流送風機吐出し口側の端部が前記モータベースの平面部位置よりも軸流送風機吸込み口側に凹んで位置するように前記回転軸寸法が設定されると共に、前記モータベースの平面部中心部分が前記回転軸の軸心と位置合わせされて穿孔され、この穿孔部内に、前記固定翼のベース部の平面部内面中心部分に形成された凸部が挿入可能に構成されることを特徴とする軸流送風装置。
請求項１〜３のいずれかに記載の軸流送風装置において、前記固定翼は、そのベース部の内形状が前記モータベースの前記軸流送風機吐出し口側部分の外形状に合わせて形成されると共に翼部が前記ベース部の平面部周端から前記吸込み口側に向けて延出する折返し壁面に連結され、この固定翼の軸流送風機軸方向に沿う寸法が最小限に構成されていることを特徴とする軸流送風装置。
請求項２〜４のいずれかに記載の軸流送風装置において、前記軸流送風機のケイシング、リブ及びモータベースが可撓性合成樹脂により一体成形され、前記固定翼も前記合成樹脂と同材質の合成樹脂により一体成形されることを特徴とする軸流送風装置。