JP5177501B2 - 軸流ファン - Google Patents

Description

本発明は、軸流ファンに関連し、軸流ファンは、例えば、電子機器の冷却に用いられる。

近年、電子機器の高性能化に伴い、電子機器筐体内部の電子部品における発熱量が増加の一途を辿っている。また、電子機器の筐体は年々小型化されており、筐体内部の部品密度も増加している。従来より、電子機器内部を冷却することを目的として軸流ファンが用いられているが、冷却特性向上の要求に応えるために軸流ファンの回転の高速化が求められている。

軸流ファンのモータの回転に伴って発生する振動はモータの回転速度が上昇するにつれて増加するため、モータを高速回転するには振動の発生を低減するか、制振構造を設ける必要がある。振動の発生の低減は、モータのロータ部が有する回転に対するアンバランスを小さくすることにより実現することが可能であるが、製造時におけるアンバランスを小さくするための修正工程が多大になり、生産性が低下してしまう。そこで、例えば、特許文献１および２では、軸受の組立の信頼性を高め、ロータ部の回転を安定させるモータの軸管の構造が開示されている。

なお、特許文献３では、モータを支持するリブの断面の形状を漸次変化させることにより、通気抵抗を減少させて雑音を低減することができるファンフレームが開示されている。
特開２００６−２０４０４０号公報 実用新案登録第３０９９３０６号公報 特開２００６−１７１１７号公報

ところで、特許文献１および２に記載された軸管の構造では、制振を実現するために複数の部品が使用されるため、部品の管理および組立の工数が増加して生産性が低下してしまう。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、部品数を増加させることなく軸流ファンの振動特性を改善することを主たる目的としている。

請求項１に記載の発明は、軸流ファンであって、モータ部と、前記モータ部の中心軸を中心として径方向外方に突出するとともに環状に配置された複数の翼を有し、前記モータ部による回転により前記中心軸方向のエアの流れを発生するインペラと、前記インペラの外周を囲むハウジングと、一端が前記モータ部の略円板状のベース部に接続され、他端が前記ハウジングの内側面に接続される複数の支持リブとを備え、前記複数の支持リブのそれぞれが、前記ベース部との接続位置から前記中心軸を中心とする径方向に対して前記インペラの回転方向とは反対側に傾斜しつつ前記ハウジングに向かって伸び、かつ、前記ベース部の外周との間の前記インペラの回転方向とは反対側に鋭角補強コーナー部を形成するとともに前記インペラの回転方向側に鈍角コーナー部を形成し、各支持リブの前記鋭角補強コーナー部が、第１の曲率半径にて略円弧状に凹状となっており、前記鈍角コーナー部が、前記第１の曲率半径よりも小さい第２の曲率半径にて略円弧状に凹状となっている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の軸流ファンであって、前記第１の曲率半径が、前記第２の曲率半径の２倍以上である。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の軸流ファンであって、前記各支持リブと前記ハウジングとの接続位置において、前記各支持リブと前記ハウジングの内側面との間の前記インペラの回転方向側および前記回転方向とは反対側の両コーナー部が、前記接続位置に向かって前記第１の曲率半径よりも小さい曲率半径にて略円弧状に凹状となっている。

請求項４に記載の発明は、軸流ファンであって、モータ部と、前記モータ部の中心軸を中心として径方向外方に突出するとともに環状に配置された複数の翼を有し、前記モータ部による回転により前記中心軸方向のエアの流れを発生するインペラと、前記インペラの外周を囲むハウジングと、一端が前記モータ部の略円板状のベース部に接続され、他端が前記ハウジングの内側面に接続される複数の支持リブとを備え、前記複数の支持リブのそれぞれが、前記ベース部との接続位置から前記中心軸を中心とする径方向に対して前記インペラの回転方向とは反対側に傾斜しつつ前記ハウジングに向かって伸び、かつ、前記ベース部の外周との間の前記インペラの回転方向とは反対側に鋭角補強コーナー部を形成し、各支持リブの前記鋭角補強コーナー部が前記各支持リブの接続位置近傍の部位と前記ベース部の前記外周とを連絡するとともに前記鋭角補強コーナー部の前記ハウジングに対向するエッジが略直線状である。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の軸流ファンであって、前記鋭角補強コーナー部が、一端が前記各支持リブに接続され、他端が前記ベース部の前記外周に接続される棒状である。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の軸流ファンであって、前記各支持リブが略板状の静翼であり、前記各支持リブの前記インペラ側のエッジが、前記インペラとは反対側のエッジよりも前記インペラの回転方向とは反対側に位置する。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の軸流ファンであって、前記各支持リブの前記ベース部近傍の部位が、他の部位よりも前記中心軸方向において前記インペラから離間するとともに前記中心軸方向の幅が小さく、前記インペラ側のエッジにおける前記ベース部近傍の部位と前記他の部位との間のコーナー部が略円弧状に凹状となっている、または、傾斜面を形成する。

請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の軸流ファンであって、前記ハウジング、前記複数の支持リブおよび前記ベース部が、単一の連続的な部材として形成されている。

請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載の軸流ファンであって、前記鋭角補強コーナー部の前記中心軸方向の幅が、前記各支持リブおよび前記ベース部の前記中心軸方向の幅以下である。

請求項１０に記載の発明は、軸流ファンであって、モータ部と、前記モータ部の中心軸を中心として径方向外方に突出するとともに環状に配置された複数の翼を有し、前記モータ部による回転により前記中心軸方向のエアの流れを発生するインペラと、前記インペラの外周を囲むハウジングと、一端が前記モータ部の略円板状のベース部に接続され、他端が前記ハウジングの内側面に接続される複数の支持リブとを備え、各支持リブの前記ベース部近傍の部位が、他の部位よりも前記中心軸方向において前記インペラから離間するとともに前記中心軸方向の幅が小さく、前記インペラ側のエッジにおける前記ベース部近傍の部位と前記他の部位との間のコーナー部が、略円弧状に凹状となっている、または、傾斜面を形成する。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の軸流ファンであって、前記各支持リブが略板状の静翼であり、前記各支持リブの前記インペラ側のエッジが、前記インペラとは反対側のエッジよりも前記インペラの回転方向とは反対側に位置する。

請求項１２に記載の発明は、請求項１０または１１に記載の軸流ファンであって、前記ハウジング、前記複数の支持リブおよび前記ベース部が、単一の連続的な部材として形成されている。

本発明によれば、モータ部の振動を抑制することにより軸流ファンの振動特性を改善することができ、請求項３の発明ではハウジングに振動が伝わることを効率よく抑制することができる。

請求項６および１１の発明では軸流ファンの静圧を向上することができ、請求項８および１２の発明では製造コストの増大を防止することができる。

図１は本発明の第１の実施の形態に係る軸流ファン１を示す縦断面図であり、図２は軸流ファン１の底面図である。ただし、図２ではインペラ３は省略されている。軸流ファン１はサーバ等の電子機器を空冷するための冷却ファンとして用いられ、図１中の上側からエアが取り込まれ、下側へと送出されるように中心軸Ｊ１方向のエアの流れが発生する。以下の説明では、中心軸Ｊ１方向において、エアが取り込まれる側である図１中の上側を「吸気側」または単に「上側」と呼び、エアが送出される側である図１中の下側を「排気側」または単に「下側」と呼ぶ。「上側」および「下側」という表現は必ずしも重力方向に対する上側および下側と一致する必要はない。

軸流ファン１は、モータ部２、モータ部２による回転によりエアの流れを発生するインペラ３、インペラ３の外周を囲むハウジング４、および、モータ部２を支持する複数（本実施の形態では４本）の支持リブ５を備える。軸流ファン１では、ハウジング４の内側にインペラ３、モータ部２および支持リブ５が配置され、支持リブ５は、モータ部２のベース部２１１の外周からハウジング４の内側面４１に向かって伸びるとともに周方向に配列されてベース部２１１とハウジング４とを接続する（図２参照）。図１では、図示の都合上、インペラ３の翼３２および支持リブ５の概略形状を中心軸Ｊ１の左右に示し、モータ部２は誇張して大きく示しており、各構成要素の断面に対する平行斜線の図示を適宜省略している。

インペラ３は、モータ部２の外側を覆う略有蓋円筒状のカップ３１、および、モータ部２の中心軸でもある中心軸Ｊ１を中心としてカップ３１の外側面から径方向外方に突出するとともに環状に配置された複数（本実施の形態では７枚）の翼３２を有し、カップ３１および翼３２は樹脂の射出成形により１つの部材として形成されている。

モータ部２は、回転組立体であるロータ部２２および固定組立体であるステータ部２１を備え、中心軸Ｊ１に沿ってロータ部２２がステータ部２１に対して上側に位置する。ロータ部２２は、中心軸Ｊ１を中心とする略有蓋円筒状であって磁性体である金属製のヨーク２２１、ヨーク２２１の内側に固定される略円筒状の界磁用磁石２２２、および、ヨーク２２１の上部中央から下方に突出するシャフト２２３を備える。ロータ部２２は、ヨーク２２１がカップ３１に覆われることによりインペラ３と一体の部品とされる。

ステータ部２１は、略円板状のベース部２１１、ベース部２１１の中央から上方へと突出する略円筒状の軸受保持部２１２、軸受保持部２１２の外周に取り付けられた電機子２１３、および、電機子２１３の下側に取り付けられた略円環板状の回路基板２１４を備える。回路基板２１４は、電機子２１３に電気的に接続されるとともに、リード線に接続されて電機子２１３の制御を行う。電機子２１３は、界磁用磁石２２２と径方向にて対向し、外部電源から回路基板２１４を介して駆動電流が供給されることにより電機子２１３と界磁用磁石２２２との間で中心軸Ｊ１を中心とするトルクが発生する。軸受保持部２１２の内側には、軸受機構である玉軸受２１５，２１６が中心軸Ｊ１方向の上部および下部に設けられ、軸受保持部２１２に挿入されたシャフト２２３が、玉軸受２１５，２１６により回転可能に支持される。

図２に示すように、ハウジング４の排気側の端部４２１は略正方形とされ、排気側の端部４２１の内側面（すなわち、図１に示すハウジング４の内側面４１の下側の領域）の四隅には、底面４２に向かって中心軸Ｊ１から漸次離れる傾斜面４１１が設けられる。吸気側（図１の上側）の端部も同様に略正方形とされ、内側面に上面に向かって中心軸Ｊ１から漸次離れる傾斜面が設けられる。

図３は、図２中の矢印Ａにて示す位置における支持リブ５および翼３２の断面（支持リブ５の長手方向に垂直な断面）を示す図である。矢印９１にて示すように、インペラ３の翼３２は図３中の右から左に向かって回転し、翼３２の上側のエッジ３２１が、下側のエッジ３２２よりも回転方向側（すなわち、図３の左側）に位置するため、翼３２の回転に伴ってエアが翼面に沿っておよそ下方に移動する。支持リブ５の断面は下側に底辺が位置する三角形であり、上側の頂点に対応する稜線５４は、底辺に対応する底面５３の中央よりインペラ３の回転方向とは反対側に偏って位置する。翼３２から送られたエアの一部は、支持リブ５の右側（インペラ３の回転方向とは反対側）の斜面に沿ってさらに下方に送出される。

また、図２に示すように、支持リブ５は中心軸Ｊ１側の一端（以下、「内側端部５１」と呼ぶ。）がモータ部２の略円板状のベース部２１１に接続され、他端（以下、「外側端部５２」と呼ぶ）がハウジング４の内側面４１に接続されるが、各支持リブ５はベース部２１１との接続位置から中心軸Ｊ１を中心とする径方向に対してインペラ３の回転方向（図２においては反時計回り）とは反対側に傾斜しつつハウジング４に向かって伸びる。

内側端部５１における径方向に対する支持リブ５の傾斜角は、径方向を０度としたとき、支持リブ５がベース部２１１の外周の接線とはならない範囲、すなわち、９０度未満とされ、これにより、支持リブ５とベース部２１１の外周との間において、インペラ３の回転方向とは反対側に鋭角が形成され、インペラ３の回転方向側に鈍角が形成される。内側端部５１において鋭角側に形成されるコーナー部は、後述するように鋭角側の凹部を補強する形状を有することから、以下、「鋭角補強コーナー部５１１」と呼び、鈍角側に形成されるコーナー部を、以下、「鈍角コーナー部５１２」と呼ぶ。また、支持リブ５の外側端部５２（すなわち、支持リブ５とハウジング４との接続位置）において、支持リブ５とハウジング４の内側面４１との間のインペラ３の回転方向側および回転方向とは反対側に形成される両コーナー部を、以下、「ハウジング側コーナー部５２１」と呼ぶ。なお、ハウジング４、支持リブ５およびベース部２１１は、合成樹脂による射出成形により単一の連続的な部材として形成されている。

図４は支持リブ５の内側端部５１近傍を底面側から見た拡大図であり、支持リブ５の底面５３の上方に位置する稜線５４を破線にて示している。図４に示すように鋭角補強コーナー部５１１および鈍角コーナー部５１２は支持リブ５の内側端部５１近傍の部位とベース部２１１の外周とを連絡する形状となっており、換言すれば、二点鎖線にて示す支持リブ５の（インペラ３の回転方向とは反対側および回転方向側の）エッジを延長した線と、ベース部２１１の外周を延長した線との交点５１３ａ，５１３ｂを覆うように支持リブ５の内側端部５１を周方向に拡大したものが鋭角補強コーナー部５１１および鈍角コーナー部５１２となっている。

また、図４に示すように中心軸Ｊ１に平行な方向から見た場合、鋭角補強コーナー部５１１は略円弧状に交点５１３ａに向かって凹状となっており、鈍角コーナー部５１２も同様に略円弧状に交点５１３ｂに向かって凹状となっている。すなわち、鋭角補強コーナー部５１１のハウジング４に対向するエッジは略円弧状に凹状となっており、鈍角コーナー部５１２のハウジング４に対向するエッジも略円弧状に凹状となっている。また、鈍角コーナー部５１２の曲率半径Ｒ_ｏは、鋭角補強コーナー部５１１の曲率半径Ｒ_ａよりも小さくされる。

図５は図１中の矢印Ｂにて示す位置における横断面図であり、支持リブ５の中心軸Ｊ１方向の中央の位置における図４に示す部位の断面を示している。図５に示すように、支持リブ５の鋭角補強コーナー部５１１および鈍角コーナー部５１２は図４の底面５３から稜線５４まで水平断面が同形状となっており、鋭角補強コーナー部５１１は曲率半径Ｒ_ａにて略円弧状に凹状であり、鈍角コーナー部５１２は曲率半径Ｒ_ｏにて略円弧状に凹状であり、鋭角補強コーナー部５１１および鈍角コーナー部５１２の中心軸Ｊ１方向の幅（高さ）は、各支持リブ５およびベース部２１１の外縁部の中心軸Ｊ１方向の幅（高さ）と等しい。また、曲率半径Ｒ_ａは曲率半径Ｒ_ｏよりも大きくされることにより、支持リブ５とベース部２１１との間の接続の剛性が増して軸流ファン１の耐衝撃性が向上するとともに、モータ部２の振動を抑制してハウジング４に伝達される振動が効率よく抑制されることが実験的に確認されている。なお、好ましくは曲率半径Ｒ_ａは曲率半径Ｒ_ｏの２倍以上とされる。

図６は支持リブ５の外側端部５２近傍の拡大図である。図６に示すように支持リブ５の外側端部５２において、インペラ３（図１参照）の回転方向側および回転方向とは反対側に形成されるハウジング側コーナー部５２１は支持リブ５の外側端部５２近傍の部位とハウジング４の内側面とを連絡する形状となっており、換言すれば、二点鎖線にて示す支持リブ５の（インペラ３の回転方向側および回転方向とは反対側の）エッジを延長した線と、ハウジング４の内側面を延長した線との交点５２２を覆うように支持リブ５の外側端部５２を周方向に拡大したものがハウジング側コーナー部５２１となっている。

また、ハウジング側コーナー部５２１のそれぞれは、中心軸Ｊ１方向から見たときに支持リブ５とハウジング４との間に向かって略円弧状に凹状、すなわち、ハウジング側コーナー部５２１の内側のエッジは略円弧状に凹状となっており、ハウジング側コーナー部５２１の曲率半径Ｒ_ｈは鋭角補強コーナー部５１１の曲率半径Ｒ_ａよりも小さくされる。ただし、応力集中を避けるために曲率半径Ｒ_ｈは０．５ｍｍ以上とされることが好ましい。

以上に説明したように、第１の実施の形態に係る軸流ファン１では、鈍角コーナー部５１２の曲率半径Ｒ_ｏよりも鋭角補強コーナー部５１１の曲率半径Ｒ_ａが大きくされることにより、剛性の低い支持リブ５の剛性が振動の発生源の近くにおいて向上されてモータ部２の振動が抑制されるとともに振動の伝達特性が容易に変更される。その結果、各コーナー部の大きさが小さくかつ等しく設計される場合と比較して軸流ファン１の振動特性を改善することができる。また、鋭角補強コーナー部５１１により支持リブ５のエアの流れを妨げる部位の増大は最小限とされ、静圧−風量特性や騒音特性等のファンの各種特性が影響を受けてしまうことを抑制することができる。

さらに、ハウジング側コーナー部５２１の曲率半径Ｒ_ｈを鋭角補強コーナー部５１１の曲率半径Ｒ_ａよりも小さくすることにより、ハウジング４に振動が伝わることを効率よく抑制することができる。ハウジング４、支持リブ５およびベース部２１１が合成樹脂の射出成形にて一体に形成されることにより部品数の増加を防止して製造コストの増大を防止することができる。

図７は本発明の第２の実施の形態に係る軸流ファン１ａの底面図であり、軸流ファン１ａは図１および図２に示す軸流ファン１と比較して、ベース部２１１の外周からハウジング４の内側面４１の下部に向かって伸びる４本の支持リブ５ａが略板状の静翼となっている点で相違し、他は同様となっている。

支持リブ５ａはベース部２１１との接続位置である内側端部５１から中心軸Ｊ１を中心とする径方向に対してインペラ３（図１参照）の回転方向とは反対側に（すなわち、時計回りに）傾斜しつつハウジング４に向かって伸びる。支持リブ５ａにおいてもベース部２１１に接続される内側端部５１近傍ではベース部２１１の外周との間のインペラ３の回転方向とは反対側に鋭角のコーナー部（以下、「鋭角補強コーナー部５１１」と呼ぶ。）が形成され、インペラ３の回転方向側に鈍角のコーナー部（以下、「鈍角コーナー部５１２」と呼ぶ。）が形成される。

図８は、図７中の矢印Ｃにて示す位置における支持リブ５ａおよび翼３２の断面（支持リブ５ａの長手方向に垂直な断面）を示す図である。インペラ３の翼３２は第１の実施の形態と同様に上側のエッジ３２１が、下側のエッジ３２２よりも矢印９１にて示す回転方向側に位置し、翼３２が回転方向に進むことにより、傾斜した翼面に沿ってエアが図８の略下方に移動する。また、中心軸Ｊ１方向において、各支持リブ５ａのインペラ３側（図８の上側）のエッジ５５は、インペラ３とは反対側（図８の下側）のエッジ５６よりも、インペラ３の回転方向とは反対側に位置し、翼３２から送られるエアを支持リブ５ａの翼面に沿って下方に送出する。支持リブ５ａが略板状の静翼とされることにより、軸流ファン１ａの静圧が向上される。

図９は支持リブ５ａの内側端部５１近傍を底面側から見た拡大図である。鋭角補強コーナー部５１１および鈍角コーナー部５１２は支持リブ５ａの内側端部５１近傍の部位とベース部２１１の外周とを連絡する形状となっており、換言すれば、二点鎖線にて示す支持リブ５ａの（インペラ３の回転方向とは反対側側および回転方向側の）エッジを延長した線と、ベース部２１１の外周を延長した線との交点５１３ａ，５１３ｂを覆うように支持リブ５ａの内側端部５１を周方向に拡大したものが鋭角補強コーナー部５１１および鈍角コーナー部５１２となっている。

また、図９に示すように中心軸Ｊ１に平行な方向から見た場合、鋭角補強コーナー部５１１は略円弧状で交点５１３ａに向かって凹状となっており、鈍角コーナー部５１２も同様に略円弧状で交点５１３ｂに向かって凹状となっている。すなわち、鋭角補強コーナー部５１１のハウジング４に対向するエッジは略円弧状に凹状となっており、鈍角コーナー部５１２のハウジング４に対向するエッジも略円弧状に凹状となっている。鋭角補強コーナー部５１１および鈍角コーナー部５１２は中心軸Ｊ１方向のいずれの位置の横断面においても同形状となっており、鋭角補強コーナー部５１１および鈍角コーナー部５１２の中心軸Ｊ１方向の幅（高さ）は、ベース部２１１の高さとほぼ同じとされ、各支持リブ５の中心軸Ｊ１方向の幅（高さ）よりも小さくされる。鋭角補強コーナー部５１１の曲率半径Ｒ_ａは鈍角コーナー部５１２の曲率半径Ｒ_ｏよりも大きく、好ましくは曲率半径Ｒ_ａは曲率半径Ｒ_ｏの２倍以上とされる。これにより、支持リブ５ａとベース部２１１との間の接続の剛性が増し、軸流ファン１の耐衝撃性が向上されるとともにモータ部２の振動が抑制される。

図１０は支持リブ５ａのハウジング４に接続される外側端部５２近傍の拡大図である。図７および図１０に示すように外側端部５２において、インペラ３（図１参照）の回転方向側および回転方向とは反対側に形成されるハウジング側コーナー部５２１は支持リブ５ａの外側端部５２近傍の部位とハウジング４の内側面とを連絡する形状となっており、換言すれば、図１０中に二点鎖線にて示す支持リブ５ａの（インペラ３の回転方向側および回転方向とは反対側の）エッジを延長した線と、ハウジング４の内側面を延長した線との交点５２２を覆うように支持リブ５ａの外側端部５２を周方向に拡大したものがハウジング側コーナー部５２１となっている。

ハウジング側コーナー部５２１のそれぞれは、中心軸Ｊ１方向から見たときに支持リブ５とハウジング４との間に向かって略円弧状に凹状、すなわち、ハウジング側コーナー部５２１の内側のエッジは略円弧状に凹状となっており、ハウジング側コーナー部５２１の曲率半径Ｒ_ｈは鋭角補強コーナー部５１１の曲率半径Ｒ_ａよりも小さくされる。

以上に説明したように、第２の実施の形態に係る軸流ファン１ａにおいても、鈍角コーナー部５１２の曲率半径Ｒ_ｏよりも鋭角補強コーナー部５１１の曲率半径Ｒ_ａが大きくされることにより、モータ部２の振動を抑制して軸流ファン１ａの振動特性が改善される。また、ハウジング側コーナー部５２１の曲率半径Ｒ_ｈを鋭角補強コーナー部５１１の曲率半径Ｒ_ａよりも小さくすることにより、ハウジング４に伝わる振動を抑制することができる。

図１１は本発明の第３の実施の形態に係る軸流ファン１ｂの底面図であり、軸流ファン１ｂは図２の軸流ファン１と比較して、鋭角補強コーナー部の形状が異なり、また、鈍角コーナー部およびハウジング側コーナー部の大きさが鋭角補強コーナー部の大きさに比べて十分に小さくされる点で相違し、他は同様となっている。軸流ファン１ｂでは、支持リブ５の内側端部５１における径方向に対する傾斜角は、径方向を０度として９０度以下とされる。なお、傾斜角度が９０度とされるときは、支持リブ５がベース部２１１の接線となり、内側端部５１のインペラ３（図１参照）の回転方向側にはコーナー部は存在しない。

内側端部５１におけるインペラ３の回転方向とは反対側の鋭角のコーナー部である鋭角補強コーナー部５１１ａは、支持リブ５の接続位置近傍の部位とベース部２１１の外周とを連絡し、鋭角補強コーナー部５１１ａのハウジング４に対向するエッジは略直線状となっている。換言すれば、二点鎖線にて示す支持リブ５の（インペラ３の回転方向とは反対側の）エッジを延長した線と、ベース部２１１の外周を延長した線との交点５１３を覆うように支持リブ５の内側端部５１を周方向に拡大したものが鋭角補強コーナー部５１１ａとなっている。これにより、支持リブ５とベース部２１１との間の接続の剛性が増し、耐衝撃性が向上されるとともに、モータ部２の振動が抑制されて軸流ファン１ｂの振動特性が改善される。なお、鋭角補強コーナー部５１１ａの中心軸Ｊ１方向の幅は、支持リブ５およびベース部２１１の中心軸Ｊ１方向の幅以下とされる。

図１２は本発明の第４の実施の形態に係る軸流ファン１ｃの底面図であり、軸流ファン１ｃは図１１の軸流ファン１ｂと比較して、鋭角補強コーナー部の形状のみが相違し、他は同様となっている。軸流ファン１ｃにおいても内側端部５１における支持リブ５の径方向に対する傾斜角は、径方向を０度として９０度以下とされ、支持リブ５に設けられる鋭角補強コーナー部５１１ｂは、支持リブ５の内側端部５１においてインペラ３（図１参照）の回転方向とは反対側のエッジに一端が接続され、他端がベース部２１１の外周に接続される棒状となっている。すなわち、軸流ファン１ｃの鋭角補強コーナー部５１１ｂは、図１１の軸流ファン１ｂにおける鋭角補強コーナー部５１１ａに中心軸Ｊ１に平行な貫通穴を設けた形状となっている。これにより、支持リブ５とベース部２１１との間の接続の剛性が増し、耐衝撃性が向上されるとともに、モータ部２の振動が抑制されて軸流ファン１ｂの振動特性が改善される。

図１３は本発明の第５の実施の形態に係る軸流ファン１ｄの縦断面図である。軸流ファン１ｄは図１の軸流ファン１と同様にモータ部２、回転によりエアの流れを発生するインペラ３、インペラ３の外周を囲むハウジング４、および、モータ部２を支持する４本の支持リブ５ｂを備え、支持リブの形状のみが図１と異なる。なお、図示の都合上インペラ３の翼３２および支持リブ５ｂは概略形状を示しており、支持リブ５ｂは図７ないし図１０に示す軸流ファン１ａの支持リブ５ａと同様に略板状の静翼となっている。支持リブ５ｂのベース部２１１に接続される内側端部５１ではインペラ３の回転方向とは反対側において支持リブ５ｂとベース部２１１とのなす角が鋭角となっており、インペラ３の回転方向側では鈍角となっており、鋭角側に鋭角補強コーナー部が設けられ、鈍角側に鈍角コーナー部が設けられる（図９参照）。また、支持リブ５ｂのハウジング４に接続される外側端部５２において、インペラ３の回転方向側および回転方向の反対側にハウジング側コーナー部が設けられる（図１０参照）。

図１４は図１３の中心軸Ｊ１の左側における支持リブ５ｂ近傍の拡大図である。支持リブ５ｂのベース部２１１近傍の部位にはベース部２１１側に向かって支持リブ５ｂの中心軸Ｊ１方向の高さが低くなる段差部５１４が設けられ、支持リブ５ｂの下側のエッジおよびベース部２１１の下面は中心軸Ｊ１方向において同じ高さとされる。すなわち、支持リブ５ｂのベース部２１１近傍の部位である内側端部５１では、支持リブ５ｂの他の部位よりも中心軸Ｊ１方向においてインペラ３から離間するとともに中心軸Ｊ１方向の幅が小さくなっている。これにより、支持リブ５ｂとモータ部２（図１３参照）の回路基板２１４との間に間隙が設けられ、支持リブ５ｂと回路基板２１４との接触が避けられる。

また、段差部５１４は支持リブ５ｂの内側端部５１と他の部位との境界と捉えることができ、この場合、段差部５１４近傍にて、支持リブ５ｂの内側端部５１の上側のコーナー部（以下、「上側コーナー部５１５」という。）は内側端部５１のインペラ３側のエッジと他の部位との間の部位となっている。上側コーナー部５１５は、径方向に垂直な水平方向から見て、図１４の左下（ハウジング４側かつ下側）に向かって略円弧状に凹状となっている。換言すれば、図１４中に二点鎖線にて示す段差部５１４の中心軸Ｊ１側のエッジ５１４１を下方へと延長し、ベース部２１１の外縁部の上側のエッジをハウジング４側へと延長して得られる交点５１６を覆うように、内側端部５１は中心軸Ｊ１方向に拡大されている。なお、支持リブ５ｂとベース部２１１との間に設けられる図９と同様の鋭角補強コーナー部および鈍角コーナー部の中心軸Ｊ１方向の幅は、ベース部２１１の外縁部の幅と同程度とされ、支持リブ５ｂの中心軸Ｊ１方向の幅よりも小さくされる。

上側コーナー部５１５は略円弧状に凹状とされる形状以外であってもよく、例えば、図１５の支持リブ５ｂの拡大図に示すように、上側コーナー部５１５の形状は、段差部５１４の中心軸Ｊ１側のエッジ５１４１と内側端部５１の上部を連絡するとともに内側のエッジが平面状または曲面状の傾斜面とされてもよい。

以上に説明したように、第５の実施の形態に係る軸流ファン１ｄにおいても、図９と同様の鋭角補強コーナー部（符号５１１参照）に加えて上側コーナー部５１５が設けられることにより支持リブ５ｂとベース部２１１との間の剛性をさらに増すことができ、モータ部２の振動を抑制して軸流ファン１ｄの振動特性を改善することができる。また、支持リブ５ｂが略板状の静翼とされることにより、軸流ファン１ｄの静圧を向上することができ、ハウジング４、支持リブ５ｂおよびベース部２１１が合成樹脂の射出成形にて一体に形成されることにより部品数の増加を防止して製造コストの増大を防止することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

例えば、図１の軸流ファン１の支持リブ５の本数は４本には限定されず、２本以上であればいくつ設けられてもよい。支持リブ５の断面形状は三角形や略板状の静翼形状以外の形状が採用されてもよく、例えば断面が円形であってもよい。鋭角補強コーナー部５１１の形状は中心軸Ｊ１方向の任意の位置において曲率半径Ｒ_ａが一定であるものに限定されず、中心軸Ｊ１方向における曲率半径Ｒ_ａの平均が鈍角コーナー部５１２の曲率半径Ｒ_ｏの平均よりも大きければ他の形状とされてもよい。

図１３に示す軸流ファン１ｄにおいて鋭角補強コーナー部が省かれて上側コーナー部５１５のみが採用されてもよく、この場合においても支持リブ５ｂとベース部２１１との間の剛性を増すことができ、モータ部２の振動を抑制して軸流ファン１ｄの振動特性を改善することができる。また、図１４の支持リブ５ｂの形状は静翼には限定されず、図３に示す支持リブ５と同様に断面が三角形であってもよく、他の棒状等であってもよい。

鋭角補強コーナー部の中心軸Ｊ１方向の幅は、支持リブおよびベース部２１１の中心軸Ｊ１方向の幅以下とされるのであれば、ある程度の剛性が確保される範囲において様々な幅とされてよい。これにより、鋭角補強コーナー部の体積を不必要に増大させることなく振動抑制が実現される。

ハウジング４、支持リブ５およびベース部２１１の成形は合成樹脂による射出成形に限定されず、例えばアルミ合金によるアルミダイカスト等であってもよい。

軸流ファン１〜１ｄは電子機器の冷却ファンとしての用途に限定されず、他の用途に用いられてもよい。

第１の実施の形態に係る軸流ファンの縦断面図である。 軸流ファンの底面図である。 翼および支持リブの断面図である。 支持リブの内側端部近傍を示す拡大図である。 支持リブの内側端部近傍の横断面図である。 支持リブの外側端部近傍を示す拡大図である。 第２の実施の形態に係る軸流ファンの底面図である。 翼および支持リブの断面図である。 支持リブの内側端部近傍を示す拡大図である。 支持リブの外側端部近傍を示す拡大図である。 第３の実施の形態に係る軸流ファンの底面図である。 第４の実施の形態に係る軸流ファンの底面図である。 第５の実施の形態に係る軸流ファンの縦断面図である。 支持リブを示す図である。 他の例における支持リブを示す図である。

符号の説明

１〜１ｄ 軸流ファン
２ モータ部
３ インペラ
４ ハウジング
５〜５ｂ 支持リブ
３２ 翼
４１ 内側面
５１ 内側端部
５２ 外側端部
５５，５６， エッジ
２１１ ベース部
４１１ 傾斜面
５１１〜５１１ｂ 鋭角補強コーナー部
５１２ 鈍角コーナー部
５１５ 上側コーナー部
５２１ ハウジング側コーナー部
Ｊ１ 中心軸
Ｒ_ａ，Ｒ_ｈ，Ｒ_ｏ 曲率半径

Claims (12)

1. 軸流ファンであって、
   モータ部と、
   前記モータ部の中心軸を中心として径方向外方に突出するとともに環状に配置された複数の翼を有し、前記モータ部による回転により前記中心軸方向のエアの流れを発生するインペラと、
   前記インペラの外周を囲むハウジングと、
   一端が前記モータ部の略円板状のベース部に接続され、他端が前記ハウジングの内側面に接続される複数の支持リブと、
   を備え、
   前記複数の支持リブのそれぞれが、前記ベース部との接続位置から前記中心軸を中心とする径方向に対して前記インペラの回転方向とは反対側に傾斜しつつ前記ハウジングに向かって伸び、かつ、前記ベース部の外周との間の前記インペラの回転方向とは反対側に鋭角補強コーナー部を形成するとともに前記インペラの回転方向側に鈍角コーナー部を形成し、
   各支持リブの前記鋭角補強コーナー部が、第１の曲率半径にて略円弧状に凹状となっており、前記鈍角コーナー部が、前記第１の曲率半径よりも小さい第２の曲率半径にて略円弧状に凹状となっていることを特徴とする軸流ファン。
2. 請求項１に記載の軸流ファンであって、
   前記第１の曲率半径が、前記第２の曲率半径の２倍以上であることを特徴とする軸流ファン。
3. 請求項１または２に記載の軸流ファンであって、
   前記各支持リブと前記ハウジングとの接続位置において、前記各支持リブと前記ハウジングの内側面との間の前記インペラの回転方向側および前記回転方向とは反対側の両コーナー部が、前記接続位置に向かって前記第１の曲率半径よりも小さい曲率半径にて略円弧状に凹状となっていることを特徴とする軸流ファン。
4. 軸流ファンであって、
   モータ部と、
   前記モータ部の中心軸を中心として径方向外方に突出するとともに環状に配置された複数の翼を有し、前記モータ部による回転により前記中心軸方向のエアの流れを発生するインペラと、
   前記インペラの外周を囲むハウジングと、
   一端が前記モータ部の略円板状のベース部に接続され、他端が前記ハウジングの内側面に接続される複数の支持リブと、
   を備え、
   前記複数の支持リブのそれぞれが、前記ベース部との接続位置から前記中心軸を中心とする径方向に対して前記インペラの回転方向とは反対側に傾斜しつつ前記ハウジングに向かって伸び、かつ、前記ベース部の外周との間の前記インペラの回転方向とは反対側に鋭角補強コーナー部を形成し、
   各支持リブの前記鋭角補強コーナー部が前記各支持リブの接続位置近傍の部位と前記ベース部の前記外周とを連絡するとともに前記鋭角補強コーナー部の前記ハウジングに対向するエッジが略直線状であることを特徴とする軸流ファン。
5. 請求項４に記載の軸流ファンであって、
   前記鋭角補強コーナー部が、一端が前記各支持リブに接続され、他端が前記ベース部の前記外周に接続される棒状であることを特徴とする軸流ファン。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の軸流ファンであって、
   前記各支持リブが略板状の静翼であり、前記各支持リブの前記インペラ側のエッジが、前記インペラとは反対側のエッジよりも前記インペラの回転方向とは反対側に位置することを特徴とする軸流ファン。
7. 請求項６に記載の軸流ファンであって、
   前記各支持リブの前記ベース部近傍の部位が、他の部位よりも前記中心軸方向において前記インペラから離間するとともに前記中心軸方向の幅が小さく、前記インペラ側のエッジにおける前記ベース部近傍の部位と前記他の部位との間のコーナー部が略円弧状に凹状となっている、または、傾斜面を形成することを特徴とする軸流ファン。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の軸流ファンであって、
   前記ハウジング、前記複数の支持リブおよび前記ベース部が、単一の連続的な部材として形成されていることを特徴とする軸流ファン。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載の軸流ファンであって、
   前記鋭角補強コーナー部の前記中心軸方向の幅が、前記各支持リブおよび前記ベース部の前記中心軸方向の幅以下であることを特徴とする軸流ファン。
10. 軸流ファンであって、
    モータ部と、
    前記モータ部の中心軸を中心として径方向外方に突出するとともに環状に配置された複数の翼を有し、前記モータ部による回転により前記中心軸方向のエアの流れを発生するインペラと、
    前記インペラの外周を囲むハウジングと、
    一端が前記モータ部の略円板状のベース部に接続され、他端が前記ハウジングの内側面に接続される複数の支持リブと、
    を備え、
    各支持リブの前記ベース部近傍の部位が、他の部位よりも前記中心軸方向において前記インペラから離間するとともに前記中心軸方向の幅が小さく、前記インペラ側のエッジにおける前記ベース部近傍の部位と前記他の部位との間のコーナー部が、略円弧状に凹状となっている、または、傾斜面を形成することを特徴とする軸流ファン。
11. 請求項１０に記載の軸流ファンであって、
    前記各支持リブが略板状の静翼であり、前記各支持リブの前記インペラ側のエッジが、前記インペラとは反対側のエッジよりも前記インペラの回転方向とは反対側に位置することを特徴とする軸流ファン。
12. 請求項１０または１１に記載の軸流ファンであって、
    前記ハウジング、前記複数の支持リブおよび前記ベース部が、単一の連続的な部材として形成されていることを特徴とする軸流ファン。

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