JPH0783190A - 軸流ファン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目 的】 回転ファンの円板部分に使用する材料を
削減するとともに、その材料の削減により生じる窪んだ
空間を有効利用する軸流ファンを提供する。 【構 成】 回転ファン（Ｆ）は、回転軸固定部
（３）が円板部分（１）の中心において突出して形成さ
れることにより、この回転軸固定部（３）の厚みが円板
部分（１）の厚みよりも大きくなっている。また、円板
部分（１）の外面に前記回転軸固定部（３）と略同じ高
さで突出した第二インペラ（６）が、第一インペラ
（５）と前記回転軸固定部（３）とを連結する状態で湾
曲して形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＯＡ機器、コンピュー
タ、およびその周辺機器などの電気機器を冷却するため
の空冷用の軸流ファンに関する。

【０００２】

【従来の技術】軸流ファンとして、図８ないし図９に図
示する構造のものが従来知られている。図８は軸流ファ
ンの従来例を説明するための断面図である。図９は同軸
流ファンの回転ファンをステータ側から見た斜視図であ
る。

【０００３】図８において、軸流ファンは回転ファン
Ｆ、ステータＳおよびケースＣから構成されている。図
８および図９において、回転ファンＦは概観円板状をし
ており、円板部分０１、およびこの円板部分０１から下
方に垂下する円筒部分０２からなる合成樹脂で形成され
た本体を具備している。その円筒部分０２の周囲には多
数の羽根０３が一体に樹脂成形されている。そして、ス
テータＳに対向している面にはロータヨーク０４を介し
て、マグネットロータ０５が固定されている。また、回
転ファンＦの中心には、回転軸０６がステータＳの設け
られている方向に突出して固定されている。

【０００４】図８において、ステータＳは中央に円孔が
形成された円板状のステータヨーク０１１およびこのス
テータヨーク０１１と略同一形状のプリント基板０１２
を有しており、ステータヨーク０１１とプリント基板０
１２は接着により接合されている。また、ステータヨー
ク０１１とプリント基板０１２には２個のネジ挿入用の
孔が穿たれている。

【０００５】ステータヨーク０１１は、プリント基板０
１２が設けられている側とは反対側の面に、２個の電機
子コイル０１６が取り付けられている。また、プリント
基板０１２のプリント配電パターンには多数の電子部品
が半田付けされている。そして、プリント配電パターン
に電気を供給するリード線０２３も半田付けされてい
る。

【０００６】図８において、ケースＣは、回転ファンＦ
により生じる空気流を導く円筒形の外筒部０３１および
ステータＳを収納する有底の円筒体であるステータケー
ス０３２を具備しており、外筒部０３１とステータケー
ス０３２は支持部０３３で接続されている。そして、ス
テータケース０３２には２個のステータＳ取付け用のネ
ジ孔部０３５が設けられ、またステータＳのリード線０
２３をケースＣの外側に導出するための切欠き０３６が
形成されている。このネジ孔部０３５に、前記ステータ
ヨーク０１１がネジ０３９で固定されている。また、ス
テータケース０３２の中央部には、円筒状の軸受け部０
３７が回転ファンＦの設けられている方向に突出して形
成されている。軸受け部０３７には軸受けメタル０３８
が挿入されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に構成された軸流ファンは、図８に図示するように、そ
の回転ファンＦの円板部分０１は、上面が平らに構成さ
れている。しかしながら、円板部分０１の強度を検討す
ると、回転軸０６を固定する部分は強度が必要である
が、その周囲の部分は強度が余り必要でないことが判明
した。

【０００８】したがって、円板部分０１の回転軸０６を
固定する中央部分は強度を上げるために厚肉に、またそ
の外周部は強度を下げて薄肉に構成することにした。そ
の円板部分０１の具体的構成としては、薄肉に形成され
た円板部分０１に、その中央部を図８において上方に膨
出して厚肉に形成する、言い換えると、円板部分０１の
外周部分を窪ませて形成することにより、円板部分０１
を製造するための合成樹脂材料の使用量を削減した。

【０００９】このように、円板部分０１の中央部以外す
なわち外周部を薄肉に構成すると、合成樹脂材料の使用
量は削減できるが、その外周部上部の窪んだ空間は有効
に利用されていない。

【００１０】本発明は、以上のような課題を解決するた
めのもので、回転ファンの円板部分に使用する材料を削
減するとともに、その材料の削減により生じる窪んだ空
間を有効利用する軸流ファンを提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の軸流ファンの回転ファン（Ｆ）は、円板部
分（１）と、円板部分（１）の片面に設けられたマグネ
ットロータ（１５）、このマグネットロータ（１５）を
覆う形で円板部分（１）の周囲に垂直に形成された円筒
部分（２）、この円筒部分（２）の外面に設けられた第
一インペラ（５）、前記円板部分（１）の中心において
突出して形成された回転軸固定部（３）、および前記円
板部分（１）の外面に前記回転軸固定部（３）と略同じ
高さで突出しかつ前記第一インペラ（５）と前記回転軸
固定部（３）とを連結する状態で湾曲して形成される第
二インペラ（６）を具備している。

【００１２】また、この回転ファン（Ｆ）の回転軸固定
部（３）には、回転軸（１６）が固定されている。そし
て、前記回転ファン（Ｆ）により生じる空気流を導く流
路を外筒部（３１）が形成し、筒状のステータケース
（３２）が、電機子コイル（２６）が設けられているス
テータ（Ｓ）を収納するとともに外筒部（３１）の内側
に設けられている。前記回転軸（１６）を回転可能に支
持する軸受け部（３４）が、ステータケース（３２）の
内側に設けられている。

【００１３】そして、第二インペラ（６）の両側面（６
ａ，６ｂ）において、その側面（６ａ，６ｂ）と円板部
分（１）の外面とのなす角度は９０度以上である。

【００１４】

【作 用】回転ファン（Ｆ）は、回転軸固定部（３）
が円板部分（１）の中心において突出して形成されるこ
とにより、この回転軸固定部（３）の厚みが円板部分
（１）の厚みよりも大きくなっている。これにより、回
転軸固定部（３）の強度が上がり、回転軸（１６）を固
定することができる。言い換えると、円板部分（１）の
回転軸固定部（３）よりも外側の部分すなわち外周部分
の厚みを薄くして、窪ますことができ、円板部分（１）
を形成する材料が少なくて済む。

【００１５】また、円板部分（１）の外面に前記回転軸
固定部（３）と略同じ高さで突出した第二インペラ
（６）が、第一インペラ（５）と前記回転軸固定部
（３）とを連結する状態で湾曲して形成されている。し
たがって、前述のように、円板部分（１）の窪んだ外周
部分に、第二インペラ（６）が形成され、これにより軸
流ファンが送風する風量が増大する。また、第二インペ
ラ（６）が円板部分（１）の外表面に形成されることに
より、円板部分（１）の補強になる。

【００１６】そして、第二インペラ（６）の両側面（６
ａ，６ｂ）において、その側面（６ａ，６ｂ）と円板部
分（１）の外面とのなす角度は９０度以上であるので、
円板部分（１）の外面に一体に成形される第二インペラ
（６）を射出成形で製造する際において、金型が第二イ
ンペラ（６）に引っ掛からないで型抜きができる。

【００１７】

【実 施 例】次に、本発明における軸流ファンの一実
施例について図１ないし図７を用いて説明する。図１は
本発明の軸流ファンを説明するための図で、図６におけ
るＩ−Ｉ断面図である。図２は同軸流ファンの回転ファ
ンの斜視図である。図３は図２のIII −III 断面図であ
る。図４は図２に図示する回転ファンの分解斜視図であ
る。図５は図４に図示する回転ファンの部品の組み立て
を説明するための図で、円板部分および円筒部分を省略
した要部斜視図である。図６は図１に図示する軸流ファ
ンのケースおよびステータを回転ファン側から見た斜視
図である。図７は図１に図示する蓋とケースとの組み付
けを説明するための斜視図である。

【００１８】図１において、軸流ファンは回転ファン
Ｆ、ステータＳ、ケースＣおよび蓋Ｂを具備している。
この実施例と、前述の従来例の軸流ファンとを比較す
る。 （ａ）この実施例の回転ファンＦは、前述した従来の軸
流ファンの回転ファンＦにおける円板部分０１が薄く構
成され、その円板部分０１の外面に突条のインペラが形
成されている点で特に相違している。

【００１９】（ｂ）この実施例のステータＳは、従来の
軸流ファンのステータＳと、その形状、特にリード部
分、切り起し片および取付け構造が相違している。 （ｃ）この実施例のケースＣは、従来の軸流ファンのケ
ースＣと、その形状が大きく相違している。 （ｄ）また、ケースＣの形状が変更されたことにより、
この実施例の軸流ファンでは、前述の従来の軸流ファン
では設けられていなかった蓋Ｂが設けられている。

【００２０】以上の相違点をふまえて、各部材の説明を
行う。 （ａ）回転ファンＦについて まず始めに、図１ないし図５を用いて、回転ファンＦを
説明する。図１および図２において、回転ファンＦは概
観円板状をしており、円板部分１、およびこの円板部分
１から下方に垂下する円筒部分２からなる合成樹脂で形
成された本体を具備している。この円板部分１は従来例
の円板部分０１の厚さよりも薄く形成されている。そし
て、円板部分１の中心部には、円筒状の回転軸固定部３
が円板部分１を貫通するような状態で一体に形成され、
回転軸固定部３の内面には回転軸を固定するためのリン
グ状の凸部３ａが形成されている。

【００２１】また、図２において、その円筒部分２の外
面には、多数のやや湾曲した平板状の第一インペラ５が
一体に樹脂成形されている。この第一インペラ５に連続
して、突条の第二インペラ６が円板部分１の外表面に一
体に形成され、その他端は回転軸固定部３に連結されて
いる。第二インペラ６は平面図示で湾曲して形成され、
この第二インペラ６により軸流ファンが送風する風量が
増大する。また、図３において、その第二インペラ６の
断面形状は台形であり、その凸側の側面６ａ（図２参
照）と円板部分１の外表面とのなす角αが略直角で、凹
側の側面６ｂ（図２参照）と円板部分１の外表面とのな
す角βが鈍角に形成されている。この第二インペラ６は
円板部分１に一体に多数形成されているので、円板部分
１の補強部材としての機能も有している。

【００２２】そして、図１、図４および図５において、
円板部分１のステータＳに対向している面には、中心部
において、回転軸固定部３が突出して形成され、その回
転軸固定部３の回りには補強用の矩形状のリブ８が設け
られている。リブ８の外側を囲む状態で一体に円筒ガイ
ド部９が形成され、円筒ガイド部９の一端には３個の係
合部１０が一体に形成されている。

【００２３】図４および図５において、円筒ガイド部９
と円筒部分２との間に３個の湾曲したガイド部１１が、
また、ガイド部１１同士の間にはガイド兼用の固定部１
２が、円板部分１と一体に形成されている。固定部１２
の円板部分１と接続している部分とは反対側（図におい
ては上側）が、その固定部１２の端面から張り出してお
り、かつ、その張出部の端が円板部分１側に垂れ下がっ
て、フック状の係合部１２ａを形成している。

【００２４】図４において、鉄板のリング状のロータヨ
ーク１４には、外側には３個の係合凸部１４ａが突出し
て形成され、内側には３個の係合凹部１４ｂが形成され
ている。図４および図５において、ロータヨーク１４の
係合凹部１４ｂを円板部分１に一体に形成された円筒ガ
イド部９の係合部１０に合わして嵌め込む。この図５に
図示する嵌め込んだ状態から、ロータヨーク１４を円板
部分１に対して反時計方向に回転させ、ロータヨーク１
４の係合凸部１４ａを円板部分１に一体に形成された固
定部１２の係合部１２ａに係合させる。これにより、ロ
ータヨーク１４は円板部分１に固定される。

【００２５】このロータヨーク１４に、マグネットロー
タ１５を近づけると、このマグネットロータ１５は磁力
によってロータヨーク１４に固定される。また、円板部
分１の回転軸固定部３には、ステンレスなどの金属製の
回転軸１６が圧入され、ステータＳの設けられている方
向に突出して固定される。また、回転軸１６の先端には
抜け止め用のリング状の凹部１７が形成されている。

【００２６】（ｂ）ステータＳについて ついで、図１および図６を用いて、ステータＳを説明す
る。前述のように、リード部分および切り起し片が特に
相違しているが、概ね従来例のステータＳと同一構造を
している。

【００２７】図６において、ステータＳは中央に円孔２
０が形成された円板状の鉄板であるステータヨーク２１
を具備しており、このステータヨーク２１には２個の切
り起し片２１ａが設けられている。図１および図６にお
いて、このステータヨーク２１の切り起し片２１ａが形
成されていない面にはプリント基板２２が接着などによ
り固定され、このプリント基板２２の本体はステータヨ
ーク２１と略同一形状をしている。そして、従来例のプ
リント基板０１２と相違して、このプリント基板２２の
本体から外側に向けて、突出部２２ａが突出して形成さ
れている。また、従来例のステータヨーク０１１および
プリント基板０１２に設けられていたネジ挿入用の孔
は、この実施例では形成されていない。

【００２８】そして、ステータヨーク２１の切り起し片
２１ａが形成されている面には、２個の空心型のコアレ
ス電機子コイル２６が円孔２０を中心にして点対称に接
着剤などで取り付けられている。

【００２９】また、プリント基板２２のプリント配電パ
ターンには、軸流ファンを駆動するための多数の電子部
品が半田付けされている。そして、従来例のプリント基
板０１２と相違して、プリント基板２２の本体における
プリント配電パターンに電気を供給するリード部が突出
部２２ａに設けられている。

【００３０】（ｃ）ケースＣについて さらに、図１、図６を用いて、ケースＣを説明する。こ
の実施例のケースＣは、従来例のケースＣと概観はよく
似ているが、前述のように、大きく構造が相違してい
る。

【００３１】図１および図６において、ケースＣは、回
転ファンＦにより生じる空気流を導く円筒形の外筒部３
１およびステータＳを収納する円筒状のステータケース
３２を具備しており、外筒部３１とステータケース３２
は支持部３３で接続されている。そして、ステータケー
ス３２の中央部には円筒状の軸受け部３４が配置され、
ステータケース３２の内面と軸受け部３４の外面中央部
は、板状の連結部３５で連結され、ステータケース３２
と軸受け部３４との間には、２個の半円形状の開口３６
が形成される。この連結部３５には２個の細長い開孔３
５ａが穿たれている。また、これら外筒部３１、ステー
タケース３２、支持部３３、軸受け部３４および連結部
３５は、一体樹脂成形されている。

【００３２】プリント基板２２の突出部２２ａを取り付
けるために、外筒部３１の一部に切欠き３１ａが形成さ
れている。また、軸受け部３４の内部には軸受けメタル
３８が挿入されている。図１において、この軸受けメタ
ル３８に回転軸１６は挿入されて、回転可能に支持され
ている。この回転軸１６は軸受けメタル３８に挿入後、
その先端の凹部１７（図４参照）に抜け止め金具３９が
嵌められる。この抜け止め金具３９は金属製でもプラス
チック製でもよい。また、この軸受けメタル３８に代え
て、ボールベアリングやロールベアリングを設けること
も可能である。更には軸受け部３４自体が回転軸１６を
直接軸支する、所謂メタルレス軸受構造とすることも可
能である。

【００３３】そして、図７において、軸受け部３４の内
周面には、蓋Ｂが設けられている側の先端に３個の突起
３４ａが突設して形成されている。

【００３４】（ｄ） 蓋Ｂについて 図１および図７を用いて、蓋Ｂを説明する。蓋Ｂは合成
樹脂製の円形板で、その外周縁は回転ファンＦが設けら
れている方向に突設して折れ曲がり円形状のリング部４
１を形成している。このリング部４１の先端はステータ
ケース３２の段部３２ｃに当接して、支持される。ま
た、蓋Ｂの中央部には円筒部４２が形成され、その円筒
部４２の上端には外側に突出する３個の突起４２ａが設
けられている。この突起４２ａは、軸受け部３４の突起
３４ａが形成されていない場所から、軸受け部３４内部
に挿入される。その後、蓋Ｂを回転することにより、突
起４２ａは軸受け部３４の突起３４ａに係合し、蓋Ｂは
軸受け部３４に取り付けられる。

【００３５】また、蓋Ｂの中央部の円筒部４２の周囲に
は円筒状の押さえ部４３が形成されており、この押さえ
部４３により前記ステータＳの円孔２０（図６参照）の
周縁部がケースＣの連結部３５との間に挟み込まれて安
定強固に保持される。

【００３６】そして、蓋Ｂの中心部は回転軸１６の先端
に当接し、回転軸１６の軸方向の力を支持している。こ
の支持により、回転ファンＦのマグネットロータ１５と
ステータヨーク２１とが互いに磁気吸引して、図１にお
いて下側に回転軸１６が変位するのを防止して、その間
のギャップ長を一定に保っている。

【００３７】（ｅ） 軸流ファンの組み立てについて 図１において、回転ファンＦに固定された回転軸１６を
ケースＣの中心に配置された軸受けメタル３８に挿入
し、回転軸１６の先端を抜け止め金具３９で抜け止めす
る。また、ステータＳをケースＣに、回転ファンＦが設
けられている側とは反対側から嵌め込む。その際には、
ステータＳに設けられた２個の電機子コイル２６（図６
参照）が丁度ケースＣの２個の開口３６に嵌まるように
する。すなわち、連結部３５が２個の電機子コイル２６
の間の空間に存在する。そして、ステータＳは連結部３
５に当接して支持される。

【００３８】また、ステータヨーク２１の切り起し片２
１ａが連結部３５の開孔３５ａに嵌まり、ステータヨー
ク２１をステータケース３２に挿入する際のガイドとな
る。さらに、プリント基板２２の突出部２２ａは外筒部
３１の切欠き３１ａに嵌まる。

【００３９】ステータＳは、マグネットロータ１５とス
テータヨーク２１との磁気吸引により連結部３５（図１
および図６参照）に押し付けられるため、他の固定部材
は設けてもよいが、設けなくても外れることはない。そ
して、前述のように、蓋ＢをケースＣに押し付け、その
後回転することにより、蓋Ｂの突起４２ａを軸受け部３
４の突起３４ａに係合させる。この係合により、蓋Ｂは
ケースＣに取り付けられる。

【００４０】（変更例）以上、本発明の実施例を詳述し
たが、本発明は、前記実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内
で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更
実施例を下記に例示する。 （１）ステータケースの具体的構造はステータＳを収納
可能であるならば、実施例以外の構造、たとえば図８に
図示されている従来例の構造などに適宜変更可能であ
る。

【００４１】（２）実施例においては、回転軸は回転フ
ァンＦの回転軸固定部に圧入して取付けられているが、
他の手段たとえば接着、抜け止め金具などで固定するこ
とも可能である。

【００４２】（３）実施例においては、第二インペラの
片側の側面と回転ファンＦの円板部分の外面とのなす角
度が９０度で、第二インペラの他方の側面と回転ファン
Ｆの円板部分の外面とのなす角度は鈍角であるが、回転
ファンＦを合成樹脂成形する際の型抜きの問題などが無
い場合、たとえば接着などにより製造する場合には、第
二インペラの側面と回転ファンＦの円板部分の外面との
なす角度を鋭角することも可能である。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、回転ファンにおける円
板部分の回転軸固定部よりも外側の部分すなわち外周部
分の厚みを薄くして、窪んでいるので、円板部分を形成
する材料が少なくて済む。

【００４４】また、円板部分の窪んだ外周部分に、第二
インペラが形成されているので、軸流ファンが送風する
風量が増大する。また、第二インペラが円板部分の外表
面に形成されることにより、円板部分の補強になり、円
板部分をさらに薄く形成することが可能となる。

【００４５】そして、第二インペラの両側面において、
その側面と円板部分の外面とのなす角度は９０度以上で
あるので、第二インペラを円板部分の外面に形成する際
に、射出成形の型抜きが簡単にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の軸流ファンを説明するための図
で、図６におけるＩ−Ｉ断面図である。

【図２】図２は同軸流ファンの回転ファンの斜視図であ
る。

【図３】図３は図２のIII-III 断面図である。

【図４】図４は図２に図示する回転ファンの分解斜視図
である。

【図５】図５は図４に図示する回転ファンの部品の組み
立てを説明するための図で、円板部分および円筒部分を
省略した要部斜視図である。

【図６】図６は図１に図示する軸流ファンのケースおよ
びステータを回転ファン側から見た斜視図である。

【図７】図７は図１に図示する蓋とケースとの組み付け
を説明するための斜視図である。

【図８】図８は軸流ファンの従来例を説明するための断
面図である。

【図９】図９は同軸流ファンの回転ファンをステータ側
から見た斜視図である。

【符号の説明】

Ｆ 回転ファン Ｓ ステータ １ 円板部分 ２ 円筒部分 ３ 回転軸固定部 ５ 第一インペラ ６ 第二インペラ ６ａ，６ｂ 側面 １５ マグネットロータ １６ 回転軸 ２６ 電機子コイル ３１ 外筒部 ３２ ステータケース ３４ 軸受け部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円板部分（１）と、円板部分（１）の片
   面に設けられたマグネットロータ（１５）、このマグネ
   ットロータ（１５）を覆う形で円板部分（１）の周囲に
   垂直に形成された円筒部分（２）、この円筒部分（２）
   の外面に設けられた第一インペラ（５）、前記円板部分
   （１）の中心において突出して形成された回転軸固定部
   （３）、および前記円板部分（１）の外面に前記回転軸
   固定部（３）と略同じ高さで突出しかつ前記第一インペ
   ラ（５）と前記回転軸固定部（３）とを連結する状態で
   湾曲して形成される第二インペラ（６）を具備する回転
   ファン（Ｆ）と、 この回転ファン（Ｆ）の回転軸固定部（３）に固定され
   た回転軸（１６）と、前記回転ファン（Ｆ）により生じ
   る空気流を導く流路を形成する外筒部（３１）と、 電機子コイル（２６）が設けられているステータ（Ｓ）
   を収納するとともに外筒部（３１）の内側に設けられた
   筒状のステータケース（３２）と、 前記回転軸（１６）を回転可能に支持するとともにステ
   ータケース（３２）の内側に設けられている軸受け部
   （３４）とを備えていることを特徴とする軸流ファン。
2. 【請求項２】 前記第二インペラ（６）の両側面（６
   ａ，６ｂ）において、その側面（６ａ，６ｂ）と円板部
   分（１）の外面とのなす角度が９０度以上であることを
   特徴とする請求項１記載の軸流ファン。