JP5839755B1 - ファンケーシング及びファン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】風量性能を向上させたファンケーシング及びファン装置を提供する。【解決手段】ファンケーシング１０は、通風路４０の外周面を形成する枠体１と、通風路４０の吐出口側の内周面を形成するハブ部２と、枠体１とハブ部２とを連結する静翼部３とを備える。ハブ部２は、円筒形状の円筒部２ｂと、吐出口４２側に向かって通風路４０の幅が大きくなるように傾斜したテーパ部２ａと、を有し、静翼部３は、円筒部２ｂおいて枠体１と連結されている。【選択図】 図１

Description

本発明は、通風路が形成されたファンケーシング及びそのファンケーシングを備えたファン装置に関する。

近年、特許文献１にあるように、ファンケーシングの通風路においてモータにより軸支された動翼部を回転させることにより通風路に空気を送風するファン装置、すなわち所謂軸流ファン装置は、サーバー等の電子機器の冷却用ファンとして広く用いられている。

特開平５−１３３３９８号公報

このようなファン装置では、従来から風量性能を向上させることが提案されていたが、モータ等の駆動部品によりファンケーシングの通風路のサイズが制限され、モータ等の性能が一定である場合には、ファンケーシングの通風路のサイズ等の制限を超えて風量性能を向上させることは容易ではなかった。

ここで、ファン装置の風量性能を向上させるためには、ファンケーシングの通風路内の静圧も考慮しなければならない。一般的に、ファン装置は、風量が大きくなると静圧が小さくなるという風量−静圧特性を有している。
このようなファン装置においては、静圧が略ゼロとなる場合における高風量化の要求が高まるとともに、静圧が作用している場合での風量性能の向上も求められている。

本発明の目的は、上記事情を鑑みて発明されたものであり、風量性能を向上させたファンケーシング及びファン装置を提供することにある。

本発明は、空気の吸込口と吐出口とに連通する通風路が形成されたファンケーシングであって、前記通風路の外周面を形成する枠体と、前記通風路の吐出口側の内周面を形成するハブ部と、前記通風路内に設けられ、前記枠体と前記ハブ部とを連結する静翼部と、を備え、前記ハブ部は、円筒形状の円筒部と、前記円筒部と連結し、吐出口側に向かって前記通風路の幅が大きくなるように、前記円筒部の中心軸側に対して傾斜または円弧をなしたテーパ部と、を有し、前記静翼部は、前記円筒部と前記枠体とに連結されるとともに、前記円筒部との連結部分より吐出口側へ延設し、前記テーパ部と離間した状態で前記テーパ部の周囲に位置することを特徴とする。

また、本発明は、空気の吸込口と吐出口とに連通する通風路が形成されたファンケーシングと、モータと、前記モータに軸支される動翼部とを備え、前記モータが駆動することにより前記動翼部が回転し、前記通風路に送風を行うファン装置であって、前記ファンケーシングは、前記通風路の外周面を形成する枠体と、前記通風路の吐出口側の内周面を形成するハブ部と、前記通風路内に設けられ、前記枠体と前記ハブ部とを連結する静翼部と、を備え、前記ハブ部は、円筒形状の円筒部と、前記円筒部と連結し、吐出口側に向かって前記通風路の幅が大きくなるように、前記円筒部の中心軸側に対して傾斜または円弧をなしたテーパ部と、を有し、前記静翼部は、前記円筒部と前記枠体とに連結されるとともに、前記円筒部との連結部分より吐出口側へ延設し、前記テーパ部と離間した状態で前記テーパ部の周囲に位置することを特徴とする。

本発明によれば、静圧に対しての風量性能を向上させることができる。

本発明に係るファン装置の斜視図である。 本発明に係るファン装置の図１におけるＡ断面での断面説明図である。 本発明に係るファン装置と従来のファン装置における風量と静圧の関係図である。 従来のファン装置の斜視図である。 従来のファン装置の図４におけるＢ断面での断面説明図である。

以下、本発明に係る実施形態について説明する。
図１は、軸流ファンであるファン装置５０の斜視図であり、図２は、図１におけるＡ断面での断面説明図である。

ファン装置５０は、モータ２０と、空気を送風するための動翼部３０と、モータ２０及び動翼部３０を取り囲むファンケーシング１０とを少なくとも備えている。

ファンケーシング１０は、空気の吸込口４１と吐出口４２とに連通する通風路４０を形成し、通風路４０の外周面を形成する枠体１と、通風路４０の吐出口側の内周面を形成するハブ部２と、枠体１とハブ部２とを連結する８枚の静翼部３とを備えている。

なお、本実施形態においては、静翼部３を８枚で構成したが、静翼部３は８枚であることに限定されず、９枚以上であっても、７枚以下であってもよい。

ハブ部２は、吸込口４１側には円筒形状の円筒部２ｂを有しており、吐出口４２側にはテーパ部２ａを有して構成されている。

このテーパ部２ａは、円筒部２ｂと連結しており、図２に示すように、吐出口４２側に向かって通風路４０の幅が大きくなるように、ハブ部２の中心軸側に向けて傾斜して構成されている。
なお、本実施形態においては、テーパ部２ａは直線による傾斜を有しているが、曲線による傾斜を有し、円弧状の形状で構成してもよい。

静翼部３は、吸込口４１側の円筒部２ｂにおいて枠体１と連結して構成されている。この静翼部３は、吐出口４２側のテーパ部２ａとは連結していないが、円筒部２ｂとの連結部分より吐出口４２側へ延設して、テーパ部２ａと離間した状態でテーパ部２ａの周囲に配置されている。

また、静翼部３は、ハブ部２の中心軸及び動翼部３０の回転方向に対して垂直であるＡ断面に対して、曲線による傾斜（例えば円弧状）を有している。
なお、本実施形態においては、静翼部３は、Ａ断面に対して曲線による傾斜を有しているが、Ａ断面に対して直線による傾斜を有するように構成してもよいし、Ａ断面と並行に直線形状（例えば、平板状）で構成してもよい。さらには、静翼部３は、ハブ部２の中心軸に対して、螺旋状となる形状で構成してもよい。特に、静翼部３の形状は、動翼部３０の形状に応じて、適宜設計変更が可能である。

また、図２に示すように、静翼部３における吐出口４２側の静翼上面部３Ｕは、ハブ部２における吐出口４２側のハブ上面部２Ｕよりも数ミリ程度の低い位置に配置されている。なお、本実施形態においては、静翼上面部３Ｕをハブ上面部２Ｕよりも数ミリ程度の低い位置に配置したが、静翼上面部３Ｕとハブ上面部２Ｕとを略同じ高さの位置に配置してもよい。

ここで、ハブ部２にテーパ部２ａを設けようとする場合には、吸込口４１側から金型を抜くために、静翼部３をテーパ部分にも連結しておかなければならず、静翼部３をテーパ部２ａと離間することができなかった。
本実施形態のおけるファンケーシング１０の形状によれば、金型で抜けない個所を全て取り除くことにより、静翼部３をテーパ部２ａと離間することができる。そして、金型で抜けない個所を全て取り除くことにより、吸込口４１側の第１金型と吐出口４２側の第２金型との２つの金型を用いて、金型の上下抜きができ、本実施形態におけるファンケーシング１０を極めて容易に製造することができる。

図２に示すように、モータ２０は、ハブ部２の内側に設けられており、モータ２０を制御する回路基板２１と、ベアリング２２ｕ，２２ｄと、ステータ２３と、ステータ２３の周りに巻かれるコイル２４と、ロータ２５とを備えている。

なお、本実施形態においては、ファン装置５０は、回路基板２１を備えて構成したが、ファン装置５０は、回路基板２１を備えなくてもよい。

そして、ロータ２５には、回転可能な動翼部３０が接続されており、モータ２０を駆動させると動翼部３０が回転して、吸込口４１側から空気を吸い込み、吸い込んだ空気を吐出口４２側に送風することになる。

この動翼部３０は、静翼部３の８枚よりも１枚少ない７枚で形成されているが、７枚であることに限定されず、８枚以上であっても、６枚以下であってもよいものの、静翼部３の枚数よりも少ないことが望ましい。

次に、本実施形態におけるファン装置５０における風量と静圧の関係について説明する。

図３は、本発明に係るファン装置５０と従来のファン装置５００における風量と静圧の関係図である。図３に示す風量と静圧の関係図においては、縦軸が静圧を示し、横軸が風量を示しており、実線が本実施形態におけるファン装置５０の風量−静圧特性を示し、点線が従来のファン装置５００の風量−静圧特性を示している。

ここで、従来のファン装置５００について、図４及び図５を用いて簡単に説明をする。図４は、従来のファン装置５００の斜視図であり、図５は、図４におけるＢ断面での断面説明図である。なお、本実施形態のファン装置５０と同じ個所については、図１及び図２と同じ符号を付し、その説明を省略する。

従来のファン装置５００は、モータ２０と、動翼部３０と、モータ２０及び動翼部３０を取り囲むファンケーシング１００とを少なくとも備えている。また、従来のファンケーシング１００は、枠体１０１と、ハブ部１０２と、枠体１０１とハブ部１０２とを連結する８枚の静翼部１０３とを備えている。

そして、従来のファン装置５００は、本発明に係るファン装置５０とは異なり、ハブ部２は、吐出口４２側にはテーパ部を有しておらず、円筒形状のみで構成されている。

このため、従来のファン装置５００は、図５に示すように、ハブ部１０２の側面がハブ部１０２の上面に対して全て垂直に形成されており、図２と図５とを比較すれば明らかなように、従来のファン装置５００には、図２に示したテーパ部２ａと静翼断面３ａを２辺とする略三角形の空間が形成されていないことになる。

以上のような従来のファン装置５００と本実施形態のファン装置５０とを比較すると、図３に示すように、本実施形態のファン装置５０は、静圧に対する風量性能が向上していることがわかる。特に、風量が最大値となる最大風量において明確な違いが出ており、本実施形態のファン装置５０では、従来のファン装置５００よりも、最大風量が約１０％程度向上している。

このように、本実施形態のファン装置５０が、従来のファン装置５００に比べ、静圧に対して風量性能を向上させることができたのは、ハブ部２にテーパ部２ａを備えて、吐出口４２側の通風路４０の幅を広く確保できたとともに、動翼部３０から送風された空気を中心側へと向かわせることができたからである。

さらには、本実施形態のファン装置５０は、静翼部３における静翼上面部３Ｕを、ハブ部２におけるハブ上面部２Ｕの高さまで近寄らせたことにより、動翼部３０から送風された空気を整流することができたからでもある。

また、上述したように、本実施形態のファン装置５０では、図２に示すように、テーパ部２ａと静翼断面３ａを２辺とする略三角形の部分に空間を形成している。
ここで、仮に、静翼部３をテーパ部２ａと連結させてしまうと、従来のファン装置５０に比べ、風量を向上させることはできるものの、静翼部３とテーパ部２ａとの連結部分において渦流等が発生し、空気の流れが阻害され、静圧に対する風量性能が低下する可能性がある。
本実施形態のファン装置５０によれば、テーパ部２ａと静翼断面３ａを２辺とする略三角形の部分に空間を形成しているので、静翼部３とテーパ部２ａとの連結部分において渦流等が発生し難く、静圧に対して効率よく風量性能を向上させることができる。

以上のように、本実施形態のファン装置５０によれば、静圧に対する風量性能を向上させ、好適な風量−静圧特性を得ることができる。

なお、本実施形態のファン装置５０及びファンケーシング１０においては、静翼部３をテーパ部２ａとは連結させずに、テーパ部２ａと離間した状態で静翼部３をテーパ部２ａの周囲に配置したが、静翼部３をテーパ部２ａとも連結させて、静翼部３をテーパ部２ａの周囲に配置して構成してもよい。このように構成しても、吐出口４２側の通風路４０の幅を広く確保でき、動翼部３０から送風された空気を中心側へと向かわせることができるので、風量性能を向上させることができる。

さらに、本実施形態のファン装置５０及びファンケーシング１０においては、静翼部３を円筒部２ｂとの連結部分より吐出口４２側へ延設して、テーパ部２ａと離間した状態で静翼部３をテーパ部２ａの周囲に配置したが、静翼部３を円筒部２ｂとの連結部分より吐出口４２側へ延設させずに、静翼部３をテーパ部２ａの周囲に配置せずに構成してもよい。このように構成しても、吐出口４２側の通風路４０の幅を広く確保でき、動翼部３０から送風された空気を中心側へと向かわせることができるので、風量性能を向上させることができる。

１ 枠体
２ ハブ部
２ａ テーパ部
２ｂ 円筒部
２Ｕ ハブ上面部
３ 静翼部
３ａ 静翼断面
３Ｕ 静翼上面部
１０ ファンケーシング
２０ モータ
２１ 回路基板
２２ｕ，２２ｄ ベアリング
２３ ステータ
２４ コイル
２５ ロータ
３０ 動翼部
４０ 通風路
４１ 吸込口
４２ 吐出口
５０ ファン装置
１００ 従来のファンケーシング
１０１ 従来の枠体
１０２ 従来のハブ部
１０３ 従来の静翼部
５００ 従来のファン装置

Claims (2)

1. 空気の吸込口と吐出口とに連通する通風路が形成されたファンケーシングであって、
   前記通風路の外周面を形成する枠体と、
   前記通風路の吐出口側の内周面を形成するハブ部と、
   前記通風路内に設けられ、前記枠体と前記ハブ部とを連結する静翼部と、を備え、
   前記ハブ部は、
   円筒形状の円筒部と、
   前記円筒部と連結し、吐出口側に向かって前記通風路の幅が大きくなるように、前記円筒部の中心軸側に対して傾斜または円弧をなしたテーパ部と、を有し、
   前記静翼部は、前記円筒部と前記枠体とに連結されるとともに、前記円筒部との連結部分より吐出口側へ延設し、前記テーパ部と離間した状態で前記テーパ部の周囲に位置する
   ことを特徴とするファンケーシング。
2. 空気の吸込口と吐出口とに連通する通風路が形成されたファンケーシングと、モータと、前記モータに軸支される動翼部とを備え、前記モータが駆動することにより前記動翼部が回転し、前記通風路に送風を行うファン装置であって、
   前記ファンケーシングは、
   前記通風路の外周面を形成する枠体と、
   前記通風路の吐出口側の内周面を形成するハブ部と、
   前記通風路内に設けられ、前記枠体と前記ハブ部とを連結する静翼部と、を備え、
   前記ハブ部は、
   円筒形状の円筒部と、
   前記円筒部と連結し、吐出口側に向かって前記通風路の幅が大きくなるように、前記円筒部の中心軸側に対して傾斜または円弧をなしたテーパ部と、を有し、
   前記静翼部は、前記円筒部と前記枠体とに連結されるとともに、前記円筒部との連結部分より吐出口側へ延設し、前記テーパ部と離間した状態で前記テーパ部の周囲に位置する
   ことを特徴とするファン装置。

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