JP7043884B2 - 遠心ファン - Google Patents

Description

本発明は、遠心ファンに関する。

一般的な遠心ファンは、複数のブレードを回転させることにより、軸方向に平行な進入気流を径方向の気流に変換して排出する（例えば、特許文献１参照）。遠心ファンは、例えば、冷却用ファンとして、ノート型パーソナルコンピューター等の電子機器に搭載される。ノート型パーソナルコンピューター等の電子機器に搭載される遠心ファンには、静音化が求められる。

特開２００３－３９９８号公報

しかしながら、一般的な遠心ファンでは、複数のブレード（羽根）が回転するため、各ブレードの径方向先端付近において、騒音の原因となる乱流が発生する。詳しくは、複数のブレードが回転することで、各ブレードの進行方向前側の面と進行方向後側の面との間に周方向の圧力差が発生する。その結果、進行方向前側の面から、ブレードの径方向先端を経由して、進行方向後側の面に向かって流れる気流が発生し、この気流が乱流を発生させる。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、騒音を低減できる遠心ファンを提供することにある。

第１の発明は、モータと、支持体と、第１回転体と、第２回転体と、筐体とを備える。前記モータは、上下に延びる中心軸を中心として回転するロータハブを有する。前記支持体は、前記ロータハブに固定され、前記ロータハブとともに回転する。前記第１回転体及び前記第２回転体は、前記支持体と材料が異なる。前記第１回転体及び前記第２回転体は、環状の連続多孔質体のみからなる。前記筐体は、前記第１回転体、前記第２回転体、前記支持体、及び前記モータを収容する。前記筐体は、軸方向に開口する第１吸気口、及び径方向に開口する少なくとも１つの送風口を有する。前記第１回転体は、前記支持体の軸方向上側の面に配置され、前記第２回転体は、前記支持体の軸方向下側の面に配置される。前記第１回転体の径方向内面は、前記ロータハブの径方向外面と隙間を介して対向し、前記支持体は、軸方向に貫通する複数の貫通孔を有し、前記複数の貫通孔のうちの少なくとも一つは、前記第１回転体の径方向内面と前記ロータハブの径方向外面との前記隙間に、少なくともその一部が開口して配置され、前記複数の貫通孔のうちの少なくとも一つは、軸方向において前記第１回転体及び前記第２回転体と、少なくともその一部が重なり、
第２の発明は、モータと、支持体と、第１回転体と、第２回転体と、筐体とを備える。前記モータは、上下に延びる中心軸を中心として回転するロータハブを有する。前記支持体は、前記ロータハブに固定され、前記ロータハブとともに回転する。前記第１回転体及び前記第２回転体は、前記支持体と材料が異なる。前記第１回転体及び前記第２回転体は、環状の連続多孔質体のみからなる。前記筐体は、前記第１回転体、前記第２回転体、前記支持体、及び前記モータを収容する。前記筐体は、軸方向に開口する第１吸気口、及び径方向に開口する少なくとも１つの送風口を有する。前記第１回転体は、前記支持体の軸方向上側の面に配置され、前記第２回転体は、前記支持体の軸方向下側の面に配置される。前記第１回転体の径方向内面は、前記ロータハブの径方向外面と隙間を介して対向し、前記第１回転体及び前記第２回転体のうちの少なくとも一方の外径は、前記支持体の外径よりも大きい。

例示的な本発明によれば、騒音を低減することができる。

図１Ａは、本発明の実施形態１に係る遠心ファンを示す平面図である。 図１Ｂは、本発明の実施形態１に係る遠心ファンの内部を示す平面図である。 図２は、本発明の実施形態１に係る遠心ファンの一部を示す側面図である。 図３は、本発明の実施形態１に係る遠心ファンの内部を示す斜視図である。 図４は、本発明の実施形態１に係る遠心ファンの一部を示す断面図である。 図５は、本発明の実施形態１に係る第１回転体及び第２回転体の第１変形例を示す図である。 図６は、本発明の実施形態１に係る第１回転体及び第２回転体の第２変形例を示す図である。 図７は、本発明の実施形態１に係る第１回転体及び第２回転体の第３変形例を示す図である。 図８は、本発明の実施形態２に係る遠心ファンの一部を示す断面図である。 図９は、本発明の実施形態３に係る遠心ファンの一部を示す断面図である。 図１０は、本発明の実施形態４に係る遠心ファンを示す平面図である。 図１１は、本発明の実施形態４に係る遠心ファンの一部を示す断面図である。 図１２は、本発明の実施形態４に係る遠心ファンを示す底面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照して説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されない。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。また、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合がある。

本明細書では、便宜上、モータ３の中心軸ＡＸ（図２参照）が延びる方向を上下方向として説明する。但し、上下方向は、説明の便宜上定めるものであり、中心軸ＡＸの方向が鉛直方向と一致することを意図していない。また、本明細書では、モータ３の中心軸ＡＸと平行な方向を「軸方向」と記載し、モータ３の中心軸ＡＸを中心とする径方向及び周方向を「径方向」及び「周方向」と記載する。但し、これらの定義により、本発明に係る遠心ファンの使用時の向きを限定する意図はない。なお、「平行な方向」は、略平行な方向を含む。

［実施形態１］
図１Ａは、実施形態１に係る遠心ファン１を示す平面図である。図１Ａに示すように、遠心ファン１は、筐体２、モータ３、支持体４、及び環状の第１回転体５ａを備える。筐体２は、軸方向に開口する吸気口２１を有する。具体的には、筐体２はカバー部材２３を有し、カバー部材２３が吸気口２１を有する。本実施形態において、カバー部材２３は、筐体２の上壁部を構成する。

図１Ｂは、実施形態１に係る遠心ファン１の内部を示す平面図である。詳しくは、図１Ｂは、図１Ａに示すカバー部材２３を取り外した遠心ファン１を示している。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、筐体２は、モータ３、支持体４、及び第１回転体５ａを収容する。

また、図１Ｂに示すように、筐体２は、径方向に開口する送風口２２を有する。具体的には、筐体２は、ケース部材２４を有する。ケース部材２４は、図１Ａに示すカバー部材２３によって覆われる。ケース部材２４は側壁部２４１を有し、側壁部２４１が送風口２２を有する。また、ケース部材２４は、下壁部２４２を有する。下壁部２４２は、軸方向において、図１Ａに示すカバー部材２３と対向する。

また、図１Ｂに示すように、遠心ファン１は、モータドライバ６、及び配線基板７を更に備える。モータドライバ６は、外部のコントローラーから送信される制御信号に基づいて、モータ３を駆動する駆動信号を生成する。モータドライバ６は、配線基板７に実装されている。配線基板７は、外部のコントローラーから送信される制御信号を受信してモータドライバ６へ送信する。また、配線基板７は、モータドライバ６によって生成された駆動信号をモータ３に送信する。筐体２は、モータドライバ６を更に収容する。本実施形態において、筐体２は、配線基板７の一部を収容する。

図２は、実施形態１に係る遠心ファン１の一部を示す側面図である。詳しくは、図２は、モータ３、支持体４、第１回転体５ａ、及び第２回転体５ｂを示す。図２に示すように、遠心ファン１は、第２回転体５ｂを更に備える。図１Ａ及び図１Ｂを参照して説明した筐体２は、第２回転体５ｂを更に収容する。

支持体４は、軸方向上面４２ａ及び軸方向下面４２ｂを有する。軸方向上面４２ａは、支持体４の軸方向上側の面であり、軸方向下面４２ｂは、支持体４の軸方向下側の面である。第１回転体５ａは、支持体４の軸方向上面４２ａに配置され、第２回転体５ｂは、支持体４の軸方向下面４２ｂに配置される。

続いて図１Ａ、図１Ｂ及び図２を参照して、モータ３について説明する。図１Ａ、図１Ｂ及び図２に示すように、モータ３は、ロータハブ３１を有する。図２に示すように、ロータハブ３１は、中心軸ＡＸを中心として回転する。

図３は、実施形態１に係る遠心ファン１の内部を示す斜視図である。詳しくは、図３は、図１Ａに示すカバー部材２３を取り外した遠心ファン１を示している。図３に示すように、ロータハブ３１は径方向外面３１１を有し、第１回転体５ａは径方向内面５１ａを有する。第１回転体５ａの径方向内面５１ａは、ロータハブ３１の径方向外面３１１に隙間を介して対向する。

図４は、実施形態１に係る遠心ファン１の一部を示す断面図である。詳しくは、図４は、筐体２、モータ３、支持体４、第１回転体５ａ、及び第２回転体５ｂの断面を示す。

図４に示すように、モータ３は、モータ部３２を有する。モータ部３２は、ロータハブ３１を、中心軸ＡＸを中心として周方向に回転させる。支持体４は、ロータハブ３１に固定され、ロータハブ３１とともに回転する。詳しくは、支持体４は、ロータハブ３１から径方向に突出する。ロータハブ３１は、支持体４の基端部から軸方向上側へ突出する。ロータハブ３１と支持体４とは一体であってもよいし、別体であってもよい。

第１回転体５ａは、支持体４に固定され、周方向に延びる。第１回転体５ａの材料は、支持体４の材料と異なる。第１回転体５ａの材料は、例えば発泡ウレタンのような連続多孔質体である。連続多孔質体は、連続する複数の空孔を有し、隣り合う空孔間の壁が開口しており、気体等の流体が通過できる材料である。例えば、第１回転体５ａの材料は、連続気泡構造体であり得る。連続気泡構造体は、連続する複数の気泡（空孔）を有し、隣り合う気泡間の壁が開口しており、気体等の流体が通過できる材料である。支持体４の材料は、例えば硬質プラスチックである。

第２回転体５ｂは、第１回転体５ａと同様に環状であり、支持体４に固定されて、周方向に延びる。第２回転体５ｂの材料は、第１回転体５ａと同様に、支持体４の材料と異なる。第２回転体５ｂｂの材料は、第１回転体５ａと同様に、連続多孔質体である。例えば、第２回転体５ｂの材料は、連続気泡構造体である。

また、図４に示すように、第１回転体５ａは、径方向外面５２ａ及び軸方向上面５３ａを有する。第２回転体５ｂは、径方向内面５１ｂ、径方向外面５２ｂ及び軸方向下面５３ｂを有する。

第１回転体５ａの軸方向上面５３ａは、軸方向において、カバー部材２３と隙間を介して対向する。第１回転体５ａの径方向外面５２ａは、径方向において、側壁部２４１と隙間を介して対向する。

第２回転体５ｂの径方向外面５２ｂは、径方向において、側壁部２４１と隙間を介して対向する。第２回転体５ｂの軸方向下面５３ｂは、軸方向において、下壁部２４２と隙間を介して対向する。

続いて、図１Ａ、図１Ｂ、図３及び図４を参照して、支持体４について更に説明する。図１Ａ、図１Ｂ、図３に示すように、支持体４は、複数の貫通孔４１を有する。本実施形態において、複数の貫通孔４１は、周方向に配置される。図４に示すように、貫通孔４１は、支持体４を軸方向に貫通する。また、貫通孔４１は、第１回転体５ａの径方向内面５１ａとロータハブ３１の径方向外面３１１との隙間（隙間Ｈ）に開口して配置される。なお、ロータハブ３１と支持体４との境界は、ロータハブ３１が径方向外面３１１を有し、支持体４が軸方向上面４２ａ、軸方向下面４２ｂ及び複数の貫通孔４１を有する限り、明確に定められる必要はない。

続いて図１Ａ、図１Ｂ、図２～図４を参照して、遠心ファン１の動作について説明する。遠心ファン１において、ロータハブ３１が回転すると、支持体４、第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂが中心軸ＡＸを中心として周方向に回転する。

第１回転体５ａが周方向に回転すると、第１回転体５ａの内部の空気が、遠心力により第１回転体５ａの径方向外面５２ａまで移動し、第１回転体５ａの径方向外面５２ａから第１回転体５ａの外部に送り出される。同様に、第２回転体５ｂが周方向に回転すると、第２回転体５ｂの内部の空気が、遠心力により第２回転体５ｂの径方向外面５２ｂまで移動し、第２回転体５ｂの径方向外面５２ｂから第２回転体５ｂの外部に送り出される。第１回転体５ａの径方向外面５２ａから第１回転体５ａの外部に送り出された空気は、送風口２２から外部に送り出される。同様に、第２回転体５ｂの径方向外面５２ｂから第２回転体５ｂの外部に送り出された空気は、送風口２２から外部に送り出される。

第１回転体５ａの内部の空気が第１回転体５ａの外部に送り出されると、ロータハブ３１と第１回転体５ａの径方向内面５１ａとの間の空気が、第１回転体５ａの径方向内面５１ａから第１回転体５ａの内部に吸い込まれる。また、第２回転体５ｂの内部の空気が第２回転体５ｂの外部に送り出されると、第２回転体５ｂの径方向内面５１ｂの外側の空気が、第２回転体５ｂの径方向内面５１ｂから第２回転体５ｂの内部に吸い込まれる。この結果、筐体２の外部の空気が、吸気口２１から、筐体２の内部のロータハブ３１と第１回転体５ａの径方向内面５１ａとの間に吸い込まれる。更に、ロータハブ３１と第１回転体５ａの径方向内面５１ａとの間に吸い込まれた空気の一部が、貫通孔４１を通過する。

したがって、ロータハブ３１が回転すると、吸気口２１から筐体２の内部に空気が吸い込まれ、筐体２の内部に吸い込まれた空気が、送風口２２から筐体２の外部に送風される。

また、第１回転体５ａが周方向に回転すると、第１回転体５ａの軸方向上面５３ａと空気との間に摩擦が発生する。その結果、第１回転体５ａの軸方向上面５３ａとカバー部材２３との隙間に存在する空気が、第１回転体５ａの径方向外面５２ａ側へ移動する。同様に、第２回転体５ｂが周方向に回転すると、第２回転体５ｂの軸方向下面５３ｂと空気との間に摩擦が発生する。その結果、第２回転体５ｂの軸方向下面５３ｂと下壁部２４２との隙間に存在する空気が、第２回転体５ｂの径方向外面５２ｂ側へ移動する。したがって、第１回転体５ａの軸方向上面５３ａとカバー部材２３との隙間、及び第２回転体５ｂの軸方向下面５３ｂと下壁部２４２との隙間から吸気口２１へ流れる気流（逆流）が発生し難くなる。よって、遠心ファン１の効率を向上させることができる。

以上、図１Ａ、図１Ｂ、及び図２～図４を参照して、実施形態１に係る遠心ファン１について説明した。なお、本実施形態では、各貫通孔４１の全部分が隙間Ｈに開口して配置されたが、各貫通孔４１の一部が隙間Ｈに開口して配置されてもよい。あるいは、複数の貫通孔４１は、全部分が隙間Ｈに開口する貫通孔４１と、一部分が隙間Ｈに開口する貫通孔４１とを含んでもよい。あるいは、複数の貫通孔４１は、全部分が第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂによって覆われた貫通孔４１を含んでもよい。

本実施形態によれば、連続多孔質体からなる環状の回転体を使用することにより、騒音を低減することができる。換言すると、静音化を図ることができる。詳しくは、複数枚の羽根を有する回転体を使用する遠心ファンでは、各羽根の径方向先端付近に発生する圧力差に起因して、騒音の原因となる乱流が発生する。これに対し、本実施形態によれば、連続多孔質体からなる環状の回転体を回転させるため、複数枚の羽根を回転させる遠心ファンと比べて乱流が発生し難い。したがって、騒音を低減することができる。

また、本実施形態によれば、支持体４の両面に、連続多孔質体からなる環状の回転体が配置される。この結果、送風量が増加して、ＰＱ特性が向上する。なお、ＰＱ特性は、吸気口２１及び送風口２２における風量と静圧との関係を示す。

また、第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂの各々は、第１回転体５ａの軸方向の厚みと第２回転体５ｂの軸方向の厚みとの合計の厚みを有する１つの回転体よりも薄い。したがって、本実施形態によれば、第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂの材料に連続気泡構造体のような柔らかい材料が使用された場合であっても、第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂの軸方向の厚みを薄くして、第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂの変形量を抑制することができる。例えば、柔らかい材料からなる回転体は、遠心力によって径方向に延びるとともに、軸方向の厚みが減少するが、回転体の軸方向の厚みが薄いほど、径方向に延びる量と、軸方向の厚みが減少する量とを抑制することができる。なお、第１回転体５ａの軸方向の厚みは、支持体４の軸方向上面４２ａから第１回転体５ａの軸方向上面５３ａまでの距離（長さ）を示し、第２回転体５ｂの軸方向の厚みは、支持体４の軸方向下面４２ｂから第２回転体５ｂの軸方向下面５３ｂまでの距離（長さ）を示す。

また、本実施形態によれば、第１回転体５ａの軸方向の厚みを薄くすることができる。したがって、ロータハブ３１の径方向外面３１１に対向する回転体の厚みを薄くすることができるため、ロータハブ３１の軸方向の長さを短くすることができる。よって、ロータハブ３１の軸方向の長さを短くして、回転時の遠心力等によってロータハブ３１が変形することを抑制できる。

また、本実施形態によれば、第１回転体５ａの径方向内面５１ａがロータハブ３１の径方向外面３１１と隙間Ｈを介して対向する。したがって、第１回転体５ａの径方向内面５１ａから第１回転体５ａの内部に空気が入りやすく、遠心ファン１の送風量を増加させることができる。

また、本実施形態によれば、第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂが連続多孔質体によって構成されるため、第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂの軽量化を図ることができる。したがって、第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂの偏芯バランスを取りやすい。例えば、第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂの材料として連続気泡構造体を使用することにより、第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂの軽量化を図ることができる。

また、本実施形態によれば、第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂの軽量化を図ることにより、第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂを高速回転させることができる。第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂを高速回転させることにより、負荷が変動しても第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂを安定して回転させることができる。

また、本実施形態によれば、第１回転体５ａの軸方向上面５３ａが第１回転体５ａの径方向外面５２ａ側へ空気を移動させる。同様に、第２回転体５ｂの軸方向下面５３ｂが第２回転体５ｂの径方向外面５２ｂ側へ空気を移動させる。したがって、遠心ファン１の送風量を増加させることができる。

また、本実施形態によれば、支持体４が貫通孔４１を有するため、支持体４を軽量化できる。よって、第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂを高速回転させることができる。更に、貫通孔４１を通過した空気が、第２回転体５ｂによって第２回転体５ｂの径方向外面５２ｂ側に移動する。したがって、空気を効率よく送風口２２側へ移動させることができる。

また、本実施形態によれば、第１回転体５ａの材料として、連続気泡構造体を使用することができる。連続気泡構造体は加工し易い素材であるため、第１回転体５ａの材料として連続気泡構造体を使用することにより、第１回転体５ａを容易に製造することができる。同様に、第２回転体５ｂの材料として、連続気泡構造体を使用することができる。第２回転体５ｂの材料として連続気泡構造体を使用することにより、第２回転体５ｂを容易に製造することができる。

また、第１回転体５ａの材料として連続気泡構造体を使用することにより、第１回転体５ａを柔らかくすることができる。第１回転体５ａが柔らかい場合、第１回転体５ａが筐体２と接触しても、筐体２は損傷を受け難い。したがって、第１回転体５ａの材料として連続気泡構造体を使用することにより、第１回転体５ａと筐体２との隙間を狭くすることができる。換言すると、遠心ファン１の小型化を図ることができる。同様に、第２回転体５ｂの材料として連続気泡構造体を使用することにより、第２回転体５ｂと筐体２との隙間を狭くして、遠心ファン１の小型化を図ることができる。

続いて図４を参照して、実施形態１に係る第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂについて更に説明する。図４に示すように、本実施形態において、第１回転体５ａの軸方向の厚みと第２回転体５ｂの軸方向の厚みとは等しい。第１回転体５ａの軸方向の厚みと第２回転体５ｂの軸方向の厚みとが等しい場合、例えば、１種類のシート状の材料を切断加工して第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂを製造することができる。したがって、第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂの製造が容易となる。

また、図４に示すように、本実施形態では、第１回転体５ａの内径と第２回転体５ｂの内径とが等しく、第１回転体５ａの外径と第２回転体５ｂの外径とが等しい。第１回転体５ａの内径は、中心軸ＡＸから第１回転体５ａの径方向内面５１ａまでの距離を示す。第２回転体５ｂの内径は、中心軸ＡＸから第２回転体５ｂの径方向内面５１ｂまでの距離を示す。第１回転体５ａの外径は、中心軸ＡＸから第１回転体５ａの径方向外面５２ａまでの距離を示す。第２回転体５ｂの外径は、中心軸ＡＸから第２回転体５ｂの径方向外面５２ｂまでの距離を示す。

第１回転体５ａの外径と第２回転体５ｂの外径とが等しい場合、例えば、第１回転体５ａの径方向外面５２ａ及び第２回転体５ｂの径方向外面５２ｂを同じ切断加工プロセスによって形成することが可能となる。その結果、第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂの製造が容易となる。更に、第１回転体５ａの外径と第２回転体５ｂの外径とが等しい場合、第１回転体５ａの中心軸及び第２回転体５ｂの中心軸を中心軸ＡＸに一致させることが容易となる。したがって、遠心ファン１の組み立て作業が容易となる。また、径方向における第１回転体５ａと筐体２との隙間の大きさと、径方向における第２回転体５ｂと筐体２との隙間の大きさとが同じ大きさとなるように筐体２を設計することが容易となる。径方向における第１回転体５ａと筐体２との隙間の大きさと、径方向における第２回転体５ｂと筐体２との隙間の大きさとを等しくすることで、高いＰＱ特性を得ることが容易となる。

第１回転体５ａの内径と第２回転体５ｂの内径とが等しい場合、例えば、第１回転体５ａの径方向内面５１ａ及び第２回転体５ｂの径方向内面５１ｂを同じ切断加工プロセスによって形成することが可能となる。その結果、第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂの製造が容易となる。更に、第１回転体５ａの内径と第２回転体５ｂの内径とが等しい場合、第１回転体５ａの中心軸及び第２回転体５ｂの中心軸を中心軸ＡＸに一致させることが容易となる。したがって、遠心ファン１の組み立て作業が容易となる。

また、本実施形態において、第１回転体５ａの平均空孔径と第２回転体５ｂの平均空孔径とは等しい。したがって、第１回転体５ａと第２回転体５ｂとを同じ材料を使用して製造することができる。よって、第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂの製造が容易となる。

また、第１回転体５ａの厚み、内径及び外径と第２回転体５ｂの厚み、内径及び外径とが等しく、第１回転体５ａの材料と第２回転体５ｂの材料とが等しい場合、第１回転体５ａと第２回転体５ｂとを区別することなく、支持体４に固定することができる。したがって、第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂの固定作業が容易となる。

なお、第１回転体５ａの平均空孔径と第２回転体５ｂの平均空孔径とは、異なっていてもよい。換言すると、第１回転体５ａの平均空孔径と第２回転体５ｂの平均空孔径とは調整されてもよい。例えば、第１回転体５ａと第２回転体５ｂとを異なる材料を使用して製造することにより、第１回転体５ａの平均空孔径と第２回転体５ｂの平均空孔径とを異ならせることができる。第１回転体５ａの平均空孔径と第２回転体５ｂの平均空孔径とを調整することにより、送風量を調整することができる。したがって、遠心ファン１を搭載する製品に合わせた最適なＰＱ特性を得ることが可能となる。

また、第１回転体５ａの平均空孔径と第２回転体５ｂの平均空孔径とを調整することにより、支持体４及びロータハブ３１を軸方向に変形させる力を低減させることができる。詳しくは、第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂの回転時に、第１回転体５ａから支持体４の軸方向上面４２ａに対して、支持体４を軸方向に変形させる力が作用する一方で、第２回転体５ｂから支持体４の軸方向下面４２ｂに対して、支持体４を軸方向に変形させる力が作用する。支持体４とロータハブ３１とは固定されているため、支持体４を軸方向に変形させる力が支持体４に作用すると、支持体４からロータハブ３１に対して、ロータハブ３１を軸方向に変形させる力が作用する。以下、第１回転体５ａから支持体４の軸方向上面４２ａに対して作用する力を、「第１変形力」と記載し、第２回転体５ｂから支持体４の軸方向下面４２ｂに対して作用する力を、「第２変形力」と記載する。第１変形力の大きさは、第１回転体５ａの平均空孔径に応じて異なる。第２変形力の大きさは、第２回転体５ｂの平均空孔径に応じて異なる。したがって、第１回転体５ａの平均空孔径と第２回転体５ｂの平均空孔径とを調整することにより、第１変形力と第２変形力とを制御して、支持体４及びロータハブ３１を軸方向に変形させる力を低減させることができる。

また、図５に示すように、第１回転体５ａの軸方向の厚みと第２回転体５ｂの軸方向の厚みとは、異なっていてもよい。換言すると、第１回転体５ａの軸方向の厚みと第２回転体５ｂの軸方向の厚みとは調整されてもよい。図５は、実施形態１に係る第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂの第１変形例を示す図である。第１変形例では、第１回転体５ａの軸方向の厚みが、第２回転体５ｂの軸方向の厚みよりも大きい。第１回転体５ａの軸方向の厚みと第２回転体５ｂの軸方向の厚みとを調整することにより、送風量を制御することができる。したがって、遠心ファン１を搭載する製品に合わせた最適なＰＱ特性を得ることが可能となる。

また、第１回転体５ａの軸方向の厚みと第２回転体５ｂの軸方向の厚みとを調整することにより、支持体４及びロータハブ３１を軸方向に変形させる力を低減させることができる。詳しくは、上記した第１変形力の大きさは、第１回転体５ａの軸方向の厚みに応じて異なる。上記した第２変形力の大きさは、第２回転体５ｂの軸方向の厚みに応じて異なる。したがって、第１回転体５ａの軸方向の厚みと第２回転体５ｂの軸方向の厚みとを調整することにより、第１変形力と第２変形力とを制御して、支持体４及びロータハブ３１を軸方向に変形させる力を低減させることができる。

また、図６に示すように、第１回転体５ａの内径と第２回転体５ｂの内径とは異なっていてもよい。換言すると、第１回転体５ａの内径と第２回転体５ｂの内径とは調整されてもよい。図６は、実施形態１に係る第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂの第２変形例を示す図である。第２変形例では、第１回転体５ａの内径が、第２回転体５ｂの内径よりも小さい。第１回転体５ａの内径と第２回転体５ｂの内径とを調整することにより、送風量を調整することができる。したがって、遠心ファン１を搭載する製品に合わせた最適なＰＱ特性を得ることが可能となる。

また、第１回転体５ａの内径と第２回転体５ｂの内径とを調整することにより、支持体４及びロータハブ３１を軸方向に変形させる力を低減させることができる。詳しくは、上記した第１変形力の大きさは、第１回転体５ａの内径に応じて異なる。上記した第２変形力の大きさは、第２回転体５ｂの内径に応じて異なる。したがって、第１回転体５ａの内径と第２回転体５ｂの内径とを調整することにより、第１変形力と第２変形力とを制御して、支持体４及びロータハブ３１を軸方向に変形させる力を低減させることができる。

また、図７に示すように、第１回転体５ａの外径と第２回転体５ｂの外径とは異なっていてもよい。換言すると、第１回転体５ａの外径と第２回転体５ｂの外径とは調整されてもよい。図７は、実施形態１に係る第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂの第３変形例を示す図である。第３変形例では、第１回転体５ａの外径が、第２回転体５ｂの外径よりも大きい。第１回転体５ａの外径と第２回転体５ｂの外径とを調整することにより、送風量を調整することができる。したがって、遠心ファン１を搭載する製品に合わせた最適なＰＱ特性を得ることが可能となる。

また、第１回転体５ａの外径と第２回転体５ｂの外径とを調整することにより、支持体４及びロータハブ３１を軸方向に変形させる力を低減させることができる。詳しくは、上記した第１変形力の大きさは、第１回転体５ａの外径に応じて異なる。上記した第２変形力の大きさは、第２回転体５ｂの外径に応じて異なる。したがって、第１回転体５ａの外径と第２回転体５ｂの外径とを調整することにより、第１変形力と第２変形力とを制御して、支持体４及びロータハブ３１を軸方向に変形させる力を低減させることができる。

［実施形態２］
続いて図８を参照して本発明の実施形態２について説明する。但し、実施形態１と異なる事項を説明し、実施形態１と同じ事項についての説明は割愛する。実施形態２は、第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂが実施形態１と異なる。

図８は、実施形態２に係る遠心ファン１の一部を示す断面図である。詳しくは、図８は、筐体２、モータ３、支持体４、第１回転体５ａ、及び第２回転体５ｂの断面を示す。

図８に示すように、第１回転体５ａは軸方向下面５４ａを有し、第２回転体５ｂは軸方向上面５４ｂを有する。第１回転体５ａの軸方向下面５４ａは、第１回転体５ａの支持体４側の面である。第２回転体５ｂの軸方向上面５４ｂは、第２回転体５ｂの支持体４側の面である。

実施形態２において、貫通孔４１の一部は、軸方向において第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂと重なる。換言すると、貫通孔４１の一部が、第１回転体５ａの軸方向下面５４ａと、第２回転体５ｂの軸方向上面５４ｂとによって覆われる。したがって、第１回転体５ａの軸方向下面５４ａと第２回転体５ｂの軸方向上面５４ｂとの間に、貫通孔４１による隙間が形成される。

以上、実施形態２について説明した。実施形態２によれば、第１回転体５ａの径方向内面５１ａに加えて、第１回転体５ａの軸方向下面５４ａからも第１回転体５ａの内部に空気が吸い込まれる。同様に、第２回転体５ｂの径方向内面５１ｂに加えて、第２回転体５ｂの軸方向上面５４ｂからも第２回転体５ｂの内部に空気が吸い込まれる。したがって、第１回転体５ａの径方向内面５１ａ側から径方向外面５２ａ側、及び第２回転体５ｂの径方向内面５１ｂ側から径方向外面５２ｂ側へ、空気を効率よく移動させることができる。

なお、本実施形態では、各貫通孔４１の一部が、軸方向において第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂと重なったが、各貫通孔４１の全部分が、軸方向において第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂと重なってもよい。

［実施形態３］
続いて図９を参照して本発明の実施形態３について説明する。但し、実施形態１及び２と異なる事項を説明し、実施形態１及び２と同じ事項についての説明は割愛する。実施形態３は、支持体４が実施形態１及び２と異なる。

図９は、実施形態３に係る遠心ファン１の一部を示す断面図である。詳しくは、図９は、筐体２、モータ３、支持体４、第１回転体５ａ、及び第２回転体５ｂの断面を示す。

図９に示すように、支持体４は、径方向外面４３を有する。径方向外面４３は、支持体４の外径側先端面である。実施形態３において、第１回転体５ａの外径及び第２回転体５ｂの外径は、支持体４の外径よりも大きい。支持体４の外径は、中心軸ＡＸから支持体４の径方向外面４３までの距離を示す。

以上、実施形態３について説明した。支持体４は、第１回転体５ａ及び第２回転体５ｂと比較して重い。実施形態３によれば、支持体４の外径を小さくすることができる。したがって、イナーシャを低減することができる。

なお、本実施形態では、第１回転体５ａの外径及び第２回転体５ｂの外径が、支持体４の外径よりも大きい場合について説明したが、第１回転体５ａの外径及び第２回転体５ｂの外径の一方が、支持体４の外径より大きくてもよい。

［実施形態４］
続いて図１０～図１２を参照して本発明の実施形態４について説明する。但し、実施形態１～３と異なる事項を説明し、実施形態１～３と同じ事項についての説明は割愛する。実施形態４は、下壁部２４２が実施形態１～３と異なる。

図１０は、実施形態４に係る遠心ファン１を示す平面図である。図１０に示すように、実施形態４に係る筐体２のカバー部材２３は、軸方向に開口する第１吸気口２１ａを有する。

図１１は、実施形態４に係る遠心ファン１の一部を示す断面図である。詳しくは、図１１は、筐体２、モータ３、支持体４、第１回転体５ａ、及び第２回転体５ｂの断面を示す。図１１に示すように、筐体２の下壁部２４２は、軸方向に開口する第２吸気口２１ｂを有する。

以上、図１０及び図１１を参照して、実施形態４に係る遠心ファン１について説明した。実施形態４によれば、第１回転体５ａが周方向に回転することにより、第１吸気口２１ａから筐体２の内部に空気が吸い込まれる。また、第２回転体５ｂが周方向に回転することにより、第２吸気口２１ｂから筐体２の内部に空気が吸い込まれる。第１吸気口２１ａから吸い込まれた空気は、第１回転体５ａに吸い込まれる。第２吸気口２１ｂから吸い込まれた空気は、第２回転体５ｂに吸い込まれる。したがって、実施形態４によれば、送風量を増加させることができる。

続いて図１０～図１２を参照して、実施形態４に係る遠心ファン１について更に説明する。図１２は、実施形態４に係る遠心ファン１を示す底面図である。

図１２に示すように、下壁部２４２は、モータ支持部２４２ａを有する。モータ支持部２４２ａは、図１０に示すモータ３を支持する。モータ支持部２４２ａがモータ３を支持することにより、図１１に示す第２回転体５ｂと下壁部２４２との間隔を安定させることができる。

また、図１２に示すように、下壁部２４２は、周方向に配置される複数の第２吸気口２１ｂを有する。複数の第２吸気口２１ｂは、モータ支持部２４２ａを囲む。複数の第２吸気口２１ｂがモータ支持部２４２ａを囲むことにより、図１１に示すように、第２吸気口２１ｂの少なくとも一部が、第２回転体５ｂの径方向内面５１ｂよりも中心軸ＡＸ側に開口して配置される。したがって、筐体２内に空気を効率よく吸い込むことができる。その結果、送風量を増加させることができる。

なお、本実施形態において、下壁部２４２は複数の第２吸気口２１ｂを有したが、下壁部２４２は第２吸気口２１ｂを１つ有してもよい。

また、図１０及び図１１に示すように、本実施形態において、支持体４は、実施形態１を参照して説明した貫通孔４１を有していないが、支持体４は貫通孔４１を有してもよい。支持体４が貫通孔４１を有することにより、支持体４を軽量化することができる。

以上、本発明の実施形態１～４について図面を参照しながら説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。

例えば、本発明の実施形態１～４では、筐体２が１つの送風口２２を有したが、筐体２は、複数の送風口２２を有してもよい。

本発明は、遠心ファンに好適に利用できる。

１ 遠心ファン
２ 筐体
３ モータ
４ 支持体
５ａ 第１回転体
５ｂ 第２回転体
２１ 吸気口
２１ａ 第１吸気口
２１ｂ 第２吸気口
２２ 送風口
２３ カバー部材
２４ ケース部材
３１ ロータハブ
４１ 貫通孔
４２ａ 軸方向上面
４２ｂ 軸方向下面
５１ａ 径方向内面
５１ｂ 径方向内面
５２ａ 径方向外面
５２ｂ 径方向外面
２４２ 下壁部
２４２ａ モータ支持部
３１１ 径方向外面
ＡＸ 中心軸
Ｈ 隙間

Claims (19)

1. 上下に延びる中心軸を中心として回転するロータハブを有するモータと、
   前記ロータハブに固定され、前記ロータハブとともに回転する支持体と、
   前記支持体と材料が異なり、環状の連続多孔質体のみからなる第１回転体及び第２回転体と、
   前記第１回転体、前記第２回転体、前記支持体、及び前記モータを収容する筐体と
   を備え、
   前記筐体は、軸方向に開口する第１吸気口、及び径方向に開口する少なくとも１つの送風口を有し、
   前記第１回転体は、前記支持体の軸方向上側の面に配置され、
   前記第１回転体の径方向内面は、前記ロータハブの径方向外面と隙間を介して対向し、
   前記第２回転体は、前記支持体の軸方向下側の面に配置され、
   前記支持体は、軸方向に貫通する複数の貫通孔を有し、
   前記複数の貫通孔のうちの少なくとも一つは、前記第１回転体の径方向内面と前記ロータハブの径方向外面との前記隙間に、少なくともその一部が開口して配置され、
   前記複数の貫通孔のうちの少なくとも一つは、軸方向において前記第１回転体及び前記第２回転体と、少なくともその一部が重なる、遠心ファン。
2. 前記第１回転体の軸方向の厚みと、前記第２回転体の軸方向の厚みとが等しい、請求項
   １に記載の遠心ファン。
3. 前記第１回転体の軸方向の厚みと、前記第２回転体の軸方向の厚みとが異なる、請求項
   １または請求項２に記載の遠心ファン。
4. 前記第１回転体の外径と、前記第２回転体の外径とが等しい、請求項１から請求項３の
   いずれか１項に記載の遠心ファン。
5. 前記第１回転体の外径と、前記第２回転体の外径とが異なる、請求項１から請求項４の
   いずれか１項に記載の遠心ファン。
6. 前記第１回転体の内径と、前記第２回転体の内径とが等しい、請求項１から請求項５の
   いずれか１項に記載の遠心ファン。
7. 前記第１回転体の内径と、前記第２回転体の内径とが異なる、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の遠心ファン。
8. 前記第１回転体の平均空孔径と、前記第２回転体の平均空孔径とが等しい、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の遠心ファン。
9. 前記第１回転体の平均空孔径と、前記第２回転体の平均空孔径とが異なる、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の遠心ファン。
10. 前記筐体は、軸方向において対向する上壁部と下壁部とを有し、
    前記上壁部は、前記第１吸気口を有し、
    前記下壁部は、軸方向に開口する第２吸気口を有する、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の遠心ファン。
11. 前記下壁部は、前記モータを支持するモータ支持部を有する、請求項１０に記載の遠心ファン。
12. 前記下壁部は、周方向に配置される複数の前記第２吸気口を有し、
    前記複数の第２吸気口は、前記モータ支持部を囲む、請求項１１に記載の遠心ファン。
13. 前記第１回転体及び前記第２回転体のうちの少なくとも一方の材料は、連続気泡構造体である、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の遠心ファン。
14. 上下に延びる中心軸を中心として回転するロータハブを有するモータと、
    前記ロータハブに固定され、前記ロータハブとともに回転する支持体と、
    前記支持体と材料が異なり、環状の連続多孔質体のみからなる第１回転体及び第２回転体と、
    前記第１回転体、前記第２回転体、前記支持体、及び前記モータを収容する筐体と
    を備え、
    前記筐体は、軸方向に開口する第１吸気口、及び径方向に開口する少なくとも１つの送風口を有し、
    前記第１回転体は、前記支持体の軸方向上側の面に配置され、
    前記第１回転体の径方向内面は、前記ロータハブの径方向外面と隙間を介して対向し、
    前記第２回転体は、前記支持体の軸方向下側の面に配置され、
    前記第１回転体及び前記第２回転体のうちの少なくとも一方の外径は、前記支持体の外径よりも大きい、遠心ファン。
15. 前記支持体は、軸方向に貫通する複数の貫通孔を有し、
    前記複数の貫通孔のうちの少なくとも一つは、前記第１回転体の径方向内面と前記ロータハブの径方向外面との前記隙間に、少なくともその一部が開口して配置される、請求項１４に記載の遠心ファン。
16. 前記筐体は、軸方向において対向する上壁部と下壁部とを有し、
    前記上壁部は、前記第１吸気口を有し、
    前記下壁部は、軸方向に開口する第２吸気口を有する、請求項１４または請求項１５に記載の遠心ファン。
17. 前記下壁部は、前記モータを支持するモータ支持部を有する、請求項１６に記載の遠心
    ファン。
18. 前記下壁部は、周方向に配置される複数の前記第２吸気口を有し、
    前記複数の第２吸気口は、前記モータ支持部を囲む、請求項１７に記載の遠心ファン。
19. 前記第１回転体及び前記第２回転体のうちの少なくとも一方の材料は、連続気泡構造体である、請求項１４から請求項１８のいずれか１項に記載の遠心ファン。
    

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